JPH0323842A - Ｒｆ直交コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ｒｆ受信器及び／又はｒｆ送信器に接続され
、互いについて９０°ずれるよう配置された２つの同類
のｒｆコイルからなり、２つのｒｆコイルは相互に並行
面に位置した数巻からなる磁気共鳴検査装置用のｒｆ直
交コイル装置に係る。

この種の装置は欧州特許第Ｂ７１８９６号て知られてい
る。それは、磁気共鳴信号を受信し及び／又はｒｆ磁界
を発生するよう用いられうる。受信の場合には、信号対
雑音比は、これらのコイルの１つによる受信と比較して
約３ｄＢだけ改善されうる。これらのコイルが送信モー
ドで用いられる場合、円形に磁極を有するｒｆ磁界は、
互いについて９０°位相シフトされたｒｆ電流が２つの
ｒｆコイルに印加された時それにより発生され、これに
より所望の送信電力が半分にされる。次に、ｒｆ磁界は
、互いに直角的だけでなく、磁気共鳴に基づいた検査に
必須である安定均一磁界にも直角的に延在すべきである
。

公知の装置のｒｆコイルはサドルコイルにより形成され
る。これらのサドルコイルは円筒形支持手段の面に配置
され、支持手段の軸に直角に延在する磁界を発生する。

患者の長手方向軸が支持手段の軸と一致すべきてあるこ
とを考慮すると、かかる直交コイルは、磁気共鳴検査装
置により発生された安定均一磁界が、支持手段の軸の方
向、すなわち患者の長手方向に延在する磁気共鳴検査装
置にのみ適していることが明らかである。

本発明の目的は、患者の長手方向軸に垂直に延在する安
定均一磁界がそこで検査される磁気共鳴検査装置に適し
ている上記種類の直交コイル装置を提供することである
。

この目的は、各ｒｆコイルが相互に並行な面に位置する
数巻からなり、１つのｒｆコイルの巻回の面が別のｒｆ
コイルの巻回の面に垂直に延在する本発明により達成さ
れる。

従って、本発明により、各ｒｆコイルは、相互に並行な
面に位置する数巻からなる。かかるｒｆコイルにより発
生されたｒｆ磁界は、巻回の面に垂直に延在する。これ
らの巻回は、例えば患者の体又はその頭蓋骨を囲み、次
に磁気共鳴検査装置内のｒｆ磁界は安定均一磁界が２つ
のコイルの巻３ 回の面に並行に延在し、従って患者の長手方向軸に垂直
に延在する時、安定均一磁界に垂直に延在する。

本発明による別な実施例では、２つのｒｆコイルの夫々
の各巻回は電気的に直列に接続されるこれらの実施例は
、比較的低いラーマー周波数での磁気共鳴検査又は、均
一安定磁界が低い磁束密度を有する磁気共鳴検査装置に
適している。

これに対して、別な実施例では、巻回はそれらの端部の
容量結合による共振器として形成され、全共振器は同じ
周波数に同期し、各ｒｆコイルの共振器は互いに誘導的
にのみ結合される。この実施例は、より高いラーマー周
波数又はより高い磁束密度に一層適している。

ｒｆコイルの個々の巻回は通常必要な機械的安定性を有
さない。従って巻回は支持されなければならない。

この為に、第１の別な実施例では、２つのｒｆコイルは
共通円筒形支持手段からなり、２つのコイルの巻回の面
は９０°以外の角度で支持手段の−　４ 軸を交差し、互いに垂直に延在する。

しかし、第２の別な実施例では、２つのコイルの各々は
、手段の軸が巻回の面に垂直に延在するよう各円筒形支
持手段に配置され、支持手段はそれらの軸が９０°の角
度で交差するよう配置され、２つの支持手段夫々他の支
持手段の一部を覆う。

この実施例は、頭蓋骨又は患者の手足の検査に適してい
るが、全身検査には適していない。

以下図面と共に本発明による実施例を説明する。

第１図に示す磁気共鳴検査装置は、患者３が水平位置に
配置されるトップ２を上に有する患者テーブルｌからな
る。磁気共鳴検査装置は又少なくとも部分的に患者の体
を覆うユニット４からなる。このユニットは、患者を覆
う検査領域に均一安定磁界を発生する磁石からなる。こ
の磁界は患者３の長手方向に垂直に延在する。第１図は
それを図式的にのみ示し、２つの同様なｒｆコイル５及
び６は共に直交コイル系を構成する。これらのｒｆコイ
ルは、ｒｆ磁界を発生する及び／又は検査領域から磁気
共鳴信号を受信するのに用いられうる。コイル５及び６
の方向は、それにより発生されるへき磁界か各他のコイ
ルの磁界に垂直に又均一安定磁界に垂直に延在するよう
にされていなければならない。コイルは下式により安定
均一磁界の磁束密度Ｂから計算されるいわゆるラーマー
周波数ｆに巻回されなければならない。

ｆ＝ＣＢ ここで、Ｃは例えば陽子に対し４２．５ＭＨｚ／Ｔにな
る磁気回転比である。送信モードでは、コイル５及び６
は、位相が互いに９０°シフトされたラーマー周波数の
ｒｆ電流を受ける。

第２及び第３図は、空間で９０°ずれた同じタイプの同
様なコイルと共に直交コイル装置を形成しうるコイルの
２つの異なる便利な構成を示す。

第２図は数個の共振器からな単一ｒｆコイルを示す。各
共振器はループか共通軸７４と同心であるような並行面
に配置されている円形導体ループ７１，７２．７３から
なる、これらの導体ループは少なくとも１つのコンデン
サにより同じ共振周波数に毎回同調する。この種のｒｆ
コイルは西独特許出願第Ｐ３８１６８３１．６号から知
られている。

この種のコイルは、共振器と同じ数の発振モードを有す
る。１つの発振モードては、全共振器の電流は同じ方向
に流れる。この発振モードは、磁気共鳴検査用に用いら
れ、個々の共振器が同調する周波数以下の最小の共振周
波数と結合される。

個々の共振器は互いに誘導的にのみ結合されるこの誘導
結合は、磁気ｒｆ磁界を発生するためｒｆ送信器又はｒ
ｆ受信器を単に一巻（第２図での巻回７３）の接続を可
能にする。巻回間の磁気結合は、送信モードてｒｆ磁界
は接続されてない共振器７■の面にも発生し、たとえこ
の面のｒｆ磁界が共振器７４の面におけるより多少弱い
か、共振器７ｌの面の感度が共振器７３の面がらの信号
用よりも低くても、この面で発生した磁気共鳴信号は受
信されることを確実にする。その共振器は、検査状態に
依存する特別な場合に実際に接続される。しかし、複数
又は全て共振器を並列に送信器又は受信器に接続するの
は或いは可能である。

導体ループ７１・・・７３の所定の幾何学的寸法に対し
て、その端部に接続されるへき容量の値は、動作周波数
にのみ依存する。従って、動作周波数か低くなるにつれ
、容量は高くなければならない。

しかし、高容量のコンデンサは、導体ループ及び少なく
とも１つのコンデンサにより形成された共振器のクオリ
ティファクタは周波数が減少するにつれ減少するよう、
低容量を有するコンデンサのそれより低いクオリティフ
ァクタを有する。

機械的安定性の理由て、巻回７１・・７３は、実際に中
空円筒形支持手段の面上に配置されなければならない。

この支持手段は第２図には示されない。

第３図は、同じタイプの別なコイルと共に直交コイルを
形成しつるコイルの別なタイプのコイルを示す。それは
、数巻からなる単一巻線からなるいわゆる電磁コイルに
係る。かかるコイルは、均一ピッチで支持手段上に螺旋
状に巻回された導体により原則的に形成される。

しかし、本実施例では、数巻８３・・・８８か互い８ に並行な面に対称軸８２を有する支持千段８１」二に巻
回される。全巻回は支持手段の周辺の少ない部分に亘っ
て中断される。従って形成された自由端で毎回各巻回の
左側端部は反対側に位置した巻回の右側端部に接続され
る。従って、巻回８３の右側端部及び巻回８４の左側端
部のみは自由のままで、従って、該端部は電磁コイルの
接続を構成し、コンデンサは同調用にその間に接続され
る。

かかるコイルは、（誘導的に直列に接続された）巻回の
全長が関連した動作周波数の波長の１／４より少ない限
り、高いクオリティファクタを有する。

従って、このタイプのコイルのクオリティファクタは周
波数が増すにつれ減少する。

従って、第２及び第３図に示すコイルのクオリティファ
クタか同じである制限周波数か存在する。

この周波数以下で、第３図に示すコイルはより高いクオ
リティファクタを有し、一方この周波数以下で、第２図
に示すコイルのクオリティファクタはより高い。周波数
は、巻回の直径及び巻回の巻数に依存する。３０ｃｍの
巻回直径及び１１巻の全巻数を有するヘッドコイルに対
し、周波数は略２．５ＭＨｚになる。これは、略０．０
６テスラの磁束密度を有する磁気共鳴検査装置で生ずる
ラーマー周波数である。

第２又は第３図に示すコイルを支持する中空円筒形支持
手段は、円形又は楕円形断面を有してもよい。しかし、
その断面は長方形又は多角形であってもよい。断面の寸
法及び形状は、典型的患者の解剖に適用されるべきて、
これにより巻回は患者にできるだけ近くに位置する。次
に受信モードでは、高感度が得られ、一方送信モードで
は低い送信電力だけが必要とされる。

第４図は本発明による直交コイルの第１実施例を示す。

直交コイルは、円筒形軸が符号９１で示される中空円筒
形支持手段９からなる。電気的に絶縁で、磁気的に中立
の物質から慣例上なるこの支持手段では、患者の体又は
その頭蓋骨は検査中導入される。次に患者の長平方向軸
は円筒軸９ｌに並行に延在する。共に直交コイルを構成
する２つのｒｆコイル５及び６は支持手段９に配置され
る。ｒｆコイル５の巻回５ｌ・・・５７は４５°の角度
で円筒軸９ｌに交差する並行面に位置する。ｒｆコイル
６の巻回６ｌ・・６７か位置する面は又互いに並行に延
在し、又４５°の角度で軸９ｌと交差するが、これらの
面は巻回５ｌ・・・５７のそれらに垂直に延在する。従
って、一方の巻回５１・・・５７及び他方の巻回６ｌ・
・・６７は交差する。

ｌコイルの巻回が別コイルの巻回と導電的に接触するの
を妨ぐ為、絶縁箔を交差の領域に設けてもよい。個々の
巻回を構成する導電体は、平坦な（帯のような）断面又
は管状断面を有してもよい。

管状断面の場合には、これらの導電体は、それらが他の
ｒｆコイルの導電体を交差する領域で圧縮されてもよく
、これらの領域で、絶縁ディスクは交差導電体間に配置
されうる。従って巻回の交差の領域でさえ、外周辺は殆
ど増加しないことか達成されつる。

コイル５により発生されたｒｆ磁界は、このコイルの巻
回の面に垂直に、またコイル６の巻回の面に並行に延在
する。同様に、コイル６により発１１ 生されたｒｆ磁界は、このコイルの巻回の面に垂直に、
コイル５の巻回の面に並行に延在する。このコイルが第
１図に示す如き装置に用いられる場合、均一安定磁界は
、２つのコイルの巻回の面に並行にすなわち第４又は第
１図の図面の面に垂直に延在しなければならない。

第４図に示す直交コイルは、支持手段９の内径が患者３
（第１図）の体を収容するのに十分大きい場合、全身検
査用に用いられうる。ユニット４（第ｌ図）により発生
される均一安定磁界が第１図の図面の面について直角的
てないが、垂直に延在する時、この直交コイルは、それ
か第４図に示す位置について軸９１の周りに９０°回転
する場合人体の検査用にも用いられうる。

第４図に示す直交コイルは、その内径が全身し検査用に
求められ、より小さい場合の頭蓋の検査用にも用いられ
うる。このため、破線９２で示す如く、支持手段９の開
口部は、巻回かない領域で拡げられうる。開口図のこの
領域では、患者の肩部は頭蓋検査の場合に収容される。

つぎに頭部は、１２ コイルの巻回が交差する両側の領域に突入する。

それは、円形に磁性を有するｒｆ磁界が送信モードで起
こるが又は高感度が受信モードで起こることが領域内及
びそのすぐ近辺でのみある。

患者３の肩部が頭蓋検査中テーブルトップ２上に置かれ
るべきとすると、直交コイルは第４図に示す方法で磁気
共鳴検査装置に配置されなければならず、そこに発生し
た均一安定磁界は、第１及び第４図の図面の面について
水平に垂直に延在しなければならない。しかし、均一安
定磁界が垂直に延在しなければならない場合、コイル９
を（軸９１の周りに）９０°回転させるのは不可能であ
る。その理由は、患者の頭蓋骨を支持手段９１に十分深
く導入することは不可能だからである。

かかる場合に適切である直交コイル装置を第５図に示す
。２つのコイル５及び６の各々は、夫々環状断面を有す
る各中空円筒形支持手段５８及び６８よりなる。これら
の手段の円筒軸５９及び６９は直角に交差する。患者の
頭蓋骨を導入するのに出来るたけ大きな領域を達成する
為、支持手段５８．６８の対向する端間か常に互いに接
触するようコイル５及び６を配置することが望ましい。

磁界により充たされたかかるコイルの空間が各支持手段
及びその直ぐ近辺の内部に実質的に制限されるので磁界
か重畳され、直交位相コイルの所望の特性か生ずる極め
て小さい領域が得られる。しかし、これらのコイルは、
一つのコイルの軸５９又は６９は各他のコイルの中央面
と一致し、円形的に磁性を有する磁界又は魅力的受信特
性を有する大きい容積は得られるか、かかる構戒の開口
部は患者の頭蓋骨には大分大きくなるように、組合わさ
るへきである。従って、第５図に示す装置は矛盾した要
求間の妥協を示す。

第５図では、２つの支持手段５８及び６８はその円筒軸
５９．６９が各他の支持手段の端而に位置するよう配置
される。支持手段の同し直径に対し、次にこれらの手段
の筐体の面が１つが他を貫通することは避けがたい。実
際の手段の場合には、これは、２つの手段の１つが第５
図の直線４０により示される領域で中断されなければな
らないことを意味する。本実施例では、これは支持手段
５Ｂである。コイル６の巻回Ｇ１・・６６は貫通４０の
領域で中断されることなく別な支持手段６８に配置され
る。この支持手段は、支持手段５８，６８の対向する端
面の交差線か支持手段６８を交差する２つの対向した位
置にある支持手段５８用の開口部４１からなる。しかし
貫通の領域では、支持手段５８は中断され、従ってコイ
ル５の巻回５１・・５６もそこに設けられる。中断の前
（実線）及び中断の後（破線）のこれらの巻回間に電気
的接触をとる為、接触は中断の領域で支持手段６８を介
して行なわれなければならない。

第５図は、患者３の頭蓋骨について直交位相コイル５，
６の位置を示す。このコイルにより発生したｒｆ磁界は
、患者の長手方向軸に関して各回４５°の角度で患者に
作用する。磁気共鳴検査の為、均一安定磁界はコイル５
及び６の巻回の面に並行に、すなわち、第５図の図面の
面に直角に、第１図の面に垂直に延在しなければならな
い。内径が３０ｃｍになる支持手段５８．６８に列し、
略１５ ２２ｃｍの幅及び３０ｃｍの高さを有する自由開口部は
患者の頭蓋骨を導入できる。

第４及び５図に示す直交コイルては、コイル５及び６は
、第２又は第３図に示す構成のうちのいずれかを有しう
る。コイルが高周波数用に用いられる場合、第２図に示
す装置が望ましく、一方第３図に示すものは低周波数に
対して望ましい。

直交コイルは、直交コイルを構成する２つのｒｆコイル
が互いに完全に減結合されている時のみ所望のふるまい
を示す。これは、１つのコイルにより発生されたｒｆ磁
界が別なコイルでのかかる電圧を誘起しなくてもよいこ
とを意味する。しかし、かかる部分を導く小さな対称誤
差は実際完全に除外されえない。かかる場合において、
必要な非結合を確実にする為、コイル５及び６は、２つ
のコイル間の磁気結合により生じた電流を正確に補償す
る電流を、夫々他のコイルで生ずる適宜な減結合回路に
より相互接続されつる。この目的に対する最も容易な場
合には、西独特許出願第Ｐ３８２０１６８．２号に詳細
に示される如く、コン１６ デンサからてきているものが使用される。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はｒｆ直交コイル形からなる磁気共鳴検査装置の
概略を示す図、第２図はｒｆコイルの第ｌの実施例を示
す図、第３図はｒ　ｆコイルの第２実施例を示す図、第
４図は２つのｒｆコイルが共通支持手段に配置された実
施例を示す図、第５図は別個の支持手段か各ｒｆコイル
用に設けられる実施例を示す図である。 １・・患者用テーブル、２・・ｌ・ツプ、３・・患者、
４・・・ユニット、５．６・・ｒｆコイル、９．８　１
・・・支持手段、４１・・・開口部、５１〜５７．６１
〜６７，８３〜８８・・・巻回、５８．６８・・・中空
円筒形支持手段、５９，　　６７．　　９１　　・円筒
軸、７１，７２，７３・・電線ループ、７４・・・共通
軸、８ｌ・・幻称軸。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｒｆ受信器及び／又はｒｆ送信器に接続され、互
   いに９０゜ずれて配置された２つの同類のｒｆコイルか
   らなり、２つのｒｆコイル（５、６）は相互に並行面に
   位置した数巻（５１・・・５６、６１・・・６６）から
   なり、１つのｒｆコイル（５）の巻回の面が別のｒｆコ
   イル（６）の巻回の面に垂直に延在することを特徴とす
   る磁気共鳴検査装置用のｒｆ直交コイル装置。
2. （２）２つのｒｆコイルの各々の各巻回（８３・・・８
   ８）は電気的に直列に接続されている（第３図）ことを
   特徴とする請求項１記載のｒｆ直交コイル装置。
3. （３）巻回はそれらの端部の容量結合により共振器（７
   １・・・７３）として形成され、全ての共振器は同じ周
   波数で巻回され、各ｒｆコイルの共振器は互いに誘導的
   にのみ結合されている（第２図）ことを特徴とする請求
   項１記載のｒｆ直交コイル装置。
4. （４）２つのｒｆコイルの共振器の１つを毎回ｒｆ送信
   器又はｒｆ送信器に接続する手段からなることを特徴と
   する請求項３記載のｒｆ直交コイル装置。
5. （５）２つのｒｆコイルは共通円筒形支持手段（９）か
   らなり、２つのコイルの巻回の面は９０゜以外の角度で
   支持手段の軸を交差し、互いに垂直に延在することを特
   徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のｒｆ
   コイル装置。
6. （６）２つのコイルの各々は、手段の軸が巻回の面に垂
   直に延在するよう各円筒形支持手段（５８、６８）に配
   置され、支持手段はそれらの軸（５９、６９）が９０゜
   の角度で交差するよう配置され、２つの支持手段が夫々
   他の支持手段の一部を覆うことを特徴とする請求項１乃
   至４のうちいずれか一項記載のｒｆコイル装置。