JPH0348816B2 - - Google Patents

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JPH0348816B2
JPH0348816B2 JP58124065A JP12406583A JPH0348816B2 JP H0348816 B2 JPH0348816 B2 JP H0348816B2 JP 58124065 A JP58124065 A JP 58124065A JP 12406583 A JP12406583 A JP 12406583A JP H0348816 B2 JPH0348816 B2 JP H0348816B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核スピン診断（unclear spin
diagnostic）装置において用いられるコイル装置
に関する。
核スピン映像法（unclear spin imaging）は、
被検物を切開等することなしにその内部を検査す
ることのできる新しい検査法であり、その最も重
要な応用分野は医療診断の分野である。核スピン
映像法の原理は1973年にP.Lauterburによつて提
示された（Naturevol.242、1973年３月16日、
190〜191頁）。これに先だち、R.Damadianは
NMR（Nuclear Magnetic Resonance：核磁気
共鳴）現像に基づいた検診装置の操作法が開発を
提示している（米国特許第3789832号）。また幾つ
かの核スピン映像法され発表されている（例え
ば、米国特許第4070611号、同第4021726号、同第
4015196号）。
核スピン映像法は、他のNMR検査法と同様
に、一定の原子の核が磁気モーメントを有してい
るという事実に基づく。例えば、水素、フツ素、
炭素、燐等及びそれらの一定の同位原素は核磁気
モーメントを有している。例えば、水素原子の
核、すなわち正の電荷がかけられている陽子につ
いて調べると、陽子はそれ自体の軸線のまわりで
回転している。すなわち、一定のスピンを行つて
いる。このスピンは陽子の磁気モーメントを生
じ、また、スピン軸に整合したフライホイールモ
ーメントを生じる。
多数の水素原子が外部の磁界Bo内に置かれる
と、核の磁気モーメントの主要部分は外部磁界
Boと整合し、それにより水素原子の群の中に、
外部磁界Boに直接比例した正味磁化Mnを生じ
る。しかし、原子群の温度は、核群の全体と比べ
た場合、正味磁化を生じる核の主要部の大きさに
影響を与える。例えば検査される部分の温度が人
間の体温の場合、正味磁化を生じる主要部は核の
全体を群の量の約100万分の１である。温度が下
げられれば正味磁化は核の温度の絶対温度に逆比
例して増大する。
パルスNMR検査法においては、生じた正味磁
化Mnは強力な無線周波数磁気パルスによつて、
外部磁界Boの方向から90゜偏向させられる。核の
スピン及び外部磁界によつて生じる磁気モーメン
トと核のフライホールモーメントとの間の相互作
用により、正味磁化は歳差運動の中におかれる。
歳差磁気運動の角速度は次式(1)によつて表わされ
るように外部磁界に直接比例する。
(1) Wo＝γBo ここでγは回転磁気比 Boは外部磁界の強度 Woはいわゆるラーマ周波数（Larmor
frequency）である。
検査する領域の外に、共鳴回路を組立てるため
の誘導コイル及びコンデンサを設定すると、歳差
磁化は共鳴回路の端末に信号電圧を生じる。信号
電圧Vsの大きさはＱフアクタすなわち共鳴回路
のクオリテイフアクタに直接比例する。
信号電圧より重要なのは信号／ノイズ比
（SNR）であり、他のNMR検査法と同様に核ス
ピン映像法は達することができる信号／ノイズ比
に依存する。検査される領域の電気消失を無視す
るとすれば、信号／ノイズ比は次のようになる。
(2) SNR＝kNAf（OW3 p／LB）1/2 ここで、ｋは磁界と無関係の定数 Ｎは検知コイルの回転速度 Ａはコイルの断面積 ｆはフイリング比（filling ratio） Ｑはコイルのクオリテイフアクタ Woはラーマ周波数 Ｌはコイルのインダクタンス Ｂは加えられる帯幅、である。
検査領域（ターゲツト）及びコイルの電気消失
を考えに入れた場合、信号／ノイズ比は、
“Journal of Magnetic Rescnance”vol、34199
の425〜433頁でHoult氏他が述べているように次
式(3)によつて表わされる。
(3) SNR＝fr2／〔αa2fr1/2＋βfr2b5〕1/2 ここで、frは共鳴周波数＝Wo／2π αはコイル設計に依存する定数 βはコイルの設計に依存する定数 ｂは検査領域の直径 ａはコイルの直径である。
式(3)に示されるように、コイルのフイリング比
を最大にするためには検査領域に直径に対するコ
イルの直径の比を最小にするのが好ましい。コイ
ルのフイリング比のコイル直径に対する依存は、
核スピン映像装置においては、典型的にはコイル
半径の３乗に比例する。それは、コイルの径の増
大に伴い、コイルの長さもまた同質性を維持する
ために長くなるからである。他方、検査領域の直
径が増大しても、映像される層（スライス）の厚
さは変化しない。
従来の技術においては、例えば医療診断が核ス
ピン映像装置によつて行われるとすると、信号コ
イルのセツトが映像される身体部分に従つて取り
替えられる。１つのテスト装置においては例え
ば、頭を映像するためのコイルは直径が25cmとさ
れ、身体の他の部分を映像するためのコイルは直
径が55cmとされる（1982年４月発行の
“Radiology”vol.143の169〜174頁）。ルーチン診
断においては、映像セシヨン間におけるコイルセ
ツトの取替えは不都合なものであり、また、映像
装置及び診断員にとつて時間のロスとなる。更
に、通常の病院のスタツフは信号コイルのセツト
の取替えに必要とされる技術を有しておらず、そ
の取替えを専問員によつて行われなければならな
いという場合も多い。
本発明の目的はこのような従来技術の欠点を解
消することにあり、核スピン診断装置の信号コイ
ルを、例えば信号コイルの場の同質性及びコイル
のフイリング比を、診断する領域のサイズに従つ
て最良の状態にして、種々のサイズの診断領域に
用いることができるようにするコイル装置を提供
することを目的としている。本発明の他の目的は
特別に訓練されたスタツフを必要としないで操作
のできる簡単で信頼性のあるコイル装置を提供す
ることである。
すなわち、本発明に係るコイル装置は、患者の
一部など検査される部分を内側に置かれる、核ス
ピンすなわちNMR検査装置の一部をなす１つの
又は複数の導線の巻回部分を有する、ソレノイド
型サドル型、ヘルムホルツ型等の信号コイルを調
節するためのコイル装置であつて、信号コイルの
内側に配置された所定の検査領域の寸法に従つて
行われる検査、測定に合せて、信号コイルの寸法
を出来るだけ最良の値に調節するための手段２，
９，１０，１１，１２を備えている。上記調節手
段は、磁場の均一性及び信号／ノイズ比に関して
信号コイルを全ての異る直径及び寸法において最
良となるように信号コイルの直径及びコイルの導
体の長さそして又は形状を調節するための手段を
有している。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳細
に説明する。
第１図乃至第５図に示すように、本発明に係る
コイル装置は、信号コイルとして機能する導線
１、導線案内・形状支持体２ａ，２ｂ、案内路
３′に沿つて動く案内部材３、一対のコンプレツ
シヨンローラ４、信号コイル締着手段５、超電導
又は汎用の磁石６、導線支持調節バー７、核バー
のためのサスペンシヨン手段８、ねじ付ガイド
９、導線案内・形状支持体２、ギアシフト１１、
リピータすなわちステツプングモータ１２、導線
サイズコントローラ１３、導線サイズ調節レバー
１４及び該レバーのための支持体１５を有してい
る。第５図に示す他の実施例においては油圧シリ
ンダ１６を有している。
いわゆるサドル型巻回は、磁界の方向が診断さ
れる領域（ターゲツト）の長さ方向に平行となる
核スピン診断装置における一般的な信号コイルの
巻き形である。そのような装置は一般、超電導磁
石が取り付けられた核スピンすなわちNMR映像
装置を含んでいる。サドル型巻回コイルの最良の
形状が第１図に示されている。コイルの導線材は
例えば銀のようなできるだけ高い導電性を有する
ものにされる。本実施例においては、例えば、薄
くよられて編まれた銀や銅を使用することができ
る。第２図には、そのような導線１が導線案内・
形状支持体２ａ，２ｂの上に位置決めされ、第１
図に示されたサイド型巻回コイルのようにされて
いる。支持体２は支持調節バー７上の磁石６の内
側に位置決めされる。
バー７には異なる方向に伸びる複数のらせんね
じが設けられており、案内部材９がそのねじに対
して対にして取り付けられている。すなわち、バ
ー７が例えば時計方向に回転されると、案内部材
９は相互に近づき、また、バー７が反時計方向に
回転されると、案内部材９が相互に離れるように
される。案内部材９のこの相対的な動きは、導線
案内・形状支持体２ａ，２ｂの相対的動きを生
じ、案内部材９が相互に近付くときは支持体２も
相互に近付き、案内部材９が相互に離れるときは
支持体２ａ，２ｂも相互に離れるようになる。
調節バー７はギアシフト１１を介してステツピ
ングモータ１２によつて行われる。モータは例え
ばマイクロプロセツサによつて制御される。コイ
ルを最良の形態にするために、コイルの直径だけ
でなくコイルの長さをも調節する必要がある。こ
のため、本発明においては導線サイズコントロー
ラ１３と、調節レバー１４と、調節レバー支持体
１５が設けられている。これらは次のように操作
される。支持体２ａ，２ｂが上述のように動かさ
れると、コントローラ１３は調節レバー１４によ
つて相互に相対的に動かされる。支持体２ａ，２
ｂが相互に近付くときは、支持体１３も相互に近
付き、コイルの長さが減少され、案内部材３が支
持体２の案内路３′内を動いてコイルの形状は最
良の状態に維持される。
コイルの寸法が変わると、コイルの導線の長さ
も変わる。従つて、本発明においては一対のロー
ラ４及び締付手段５が設けられている。締付手段
５は、コイルの寸法が小さくなるときに余剰の導
線を巻き上げる。一対のコンプレツシヨンローラ
４は、締手段５に巻かれるコイル導線が、コイル
の共鳴回路の一部でないようにする。コンプレツ
シヨンローラは例えば銅や青銅等の高い導電性を
有するが磁化されない材料で作るのが好ましい。
また、信号コイル装置の他の部分は、診断される
領域での磁界が均一となるように非磁性材から作
らなければならない。
コントローラ１３の動きは、第５図に示される
ような非磁性材で作られた油圧シリンダ／６によ
つて行うこともできる。
以下、本発明の基本的実施例を説明した。本発
明はソレノイド及びヘルムホルツ型のコイルにお
いても実施できる。前述の実施例において、支持
体２ａ，２ｂはそれらが、断診される領域をコイ
ルのセツトに容量的に接続するのを防ぐためにい
わゆる静電気保護を与えるように作ることが好ま
しい。コイル寸法及び導線の長さの再調節はまた
共鳴周波数の変化をも生じる。このため、上記コ
イル装置に加えて、共鳴回路にも制御コンデンサ
を設け、該コンデンサによつて共鳴回路が手動式
が自動式に励起されるようにする。コイル寸法の
変化はまた励起無線周波数の大きさ及び長さに影
響を与える。それは、コイル寸法が減少するとコ
イルによつて起された励起磁界が増大するからで
ある。従つて、例えば正味磁界90゜偏向するパル
スの長さそしてまたは大きさは減少する。コイル
装置には、例えば磁界の強度を測定するためのル
ープアンテナのような測定装置を設け、測定結果
をパルスの大きさを自動的に決定するのに用いる
ことができる。
信号コイルの寸法の変化により要求され且つそ
の変化の結果として生じる動きは、マイクロプロ
セツサによつて実行される制御プログラミングを
利用することによつて容易に且つ自動的に考慮さ
れる。これによりコイル装置の操作が簡単にな
る。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図は超電導磁石とともに使用される一般
的なサドル型巻回コイルを示す斜視図；第１Ｂ図
は信号コイルの１つの好ましい設計の端面図；第
２図はコイルの寸法を調節するための手段を除い
て示した本発明に係る信号コイル装置の斜視図；
第３図はソレノイド型磁石内に設定された第２図
の信号コイル装置の側面図；第４Ａ図及び第４Ｂ
図は、第２図及び第３図の実施例に係るコイル装
置の一部をなす寸法調節手段の操作を示す図で、
第４Ａ図は信号コイルが最大寸法とされた状態を
示し、第４Ｂ図は最小寸法にされた状態を示して
いる図；第５図は他の実施例に係る寸法調節手段
を示す斜視図；である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 患者の一部等、種々の寸法の検査される部分
    を内側に置かれる核スピンすなわちNMR検査装
    置の一部をなす１つ又は複数の導線の巻回部分を
    有する、ソレノイド型、サドル型、ヘルムホルツ
    型等の信号コイルを調節するためのコイル装置に
    おいて、信号コイルの内側に配置された所定の検
    査領域の寸法に従つて行われる検査、測定に合わ
    せて、信号コイルの寸法を最良の値に調節するた
    めの手段２，９，１０，１１，１２を備え、 上記調節手段は、コイル導線１が支持される相
    互に対向する少なくとも２つの部材を有する導線
    案内・形状支持体２ａ，２ｂを有して、上記部材
    間の相対的距離が調節されるようになされ、 上記導線案内・形状支持体２ａ，２ｂは、案内
    路３′と該案内路内に設けられた導線案内部材３
    とが設けられ、上記部材２ａ，２ｂの相対的距離
    を調節するとき、導線案内部材３が案内路３′に
    沿つて移動して信号コイルの導線１の長さ及び又
    は形状を調節する、ことを特徴とするコイル装
    置。 ２ 上記調節手段が、磁場の均一性及び信号／ノ
    イズ比に関して信号コイルを全ての異なる直径及
    び寸法ににおいて最良となるように信号コイルの
    直径及びコイルの導体の長さそして又は形状を調
    節するための手段を有している特許請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ３ 上記調節手段が、検査される領域がNMR検
    査装置のコイルのセツトに容量的に接続されるの
    を防ぐための静電気保護手段を有している特許請
    求の範囲第２項に記載の装置。 ４ 信号コイルの直径及び又は寸法の変化に伴
    い、余分の導線を信号コイルの回路から集め、ま
    た、信号コイルの回路に必要とされる導線を同回
    路に供給するようにして導線の長さを変えるため
    の手段４，５を備えている特許請求の範囲第１項
    ないし第３項のいずれかに記載の装置。 ５ 上記信号コイルにコンデンサが接続されてお
    り、該信号コイル及びカンデンサが共鳴回路を構
    成し、また、コンデンサの容量が信号コイルのイ
    ンダクタンスの変化に従つて調節できるようにし
    た特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
    に記載の装置。 ６ 上記信号コイルを有する電気回路が、信号コ
    イルの寸法に従つて励起無線周波数パルスの大き
    さを調節する手段を有している特許請求の範囲第
    １項ないし第５項のいずれかに記載の装置。 ７ 構成要素が非磁性材で作られている特許請求
    の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の装
    置。
JP58124065A 1982-07-07 1983-07-07 核スピン検査装置のコイル装置 Granted JPS5932855A (ja)

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FI822406A FI65365C (fi) 1982-07-07 1982-07-07 Spolanordning
FI822406 1982-07-07

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Publication Number Publication Date
JPS5932855A JPS5932855A (ja) 1984-02-22
JPH0348816B2 true JPH0348816B2 (ja) 1991-07-25

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