JPH0433455B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、核磁気共鳴（NMR）装置およびそ
のコイル配列に関するものである。

更に詳細に述べれば、本発明は、患者の医療検
査への使用に適したNMR装置に関するものであ
り、ある選択された量、例えば水素の陽子のよう
な選択された核子の密度またはNMRスピン緩和
時定数についての患者の選択された領域における
分布を表わす像を生ずるものである。

(2) 先行技術についての説明 そのような装置は、他の磁界の存在において無
線周波（RF）励起磁界を印加することによつて、
および身体内に生じた結果の核磁気共鳴を感知な
らびに分析することによつて動作する。RF磁界
が通常印加され、結果の信号が種々の複数のコイ
ルによつて感知される。但し、同じコイルを両機
能に用いることができる。

これらの複数のコイル、特にRF磁界の感知に
用いられる前記複数のコイルは、検査中できるだ
け身体に近づけて位置決めされるのが望ましいこ
とが判つたが、人間の身体である検査中の身体は
不規則な形状をしており、かつ大きさも様々なの
で、このことは多くの問題を生じうる。

従来のNMR装置では、RFコイル環状構造で
あり、検査対象の人体をその中に配置するように
なつている。したがつて、検査中、コイル内で人
体の向きを変えたり、人体に対してコイルを移動
して、必要な位置を得なければならない。このた
め、コイルを大きくして人体またはコイルの移動
の際に障害とならないようにしなくてはならな
い。例えば、患者の首を検査する場合、コイルは
患者の頭部にぶつからずに移動できる程の大きさ
にする必要があり、このため、検査する首の部分
ではコイルは大き過ぎてしまう。RFコイルは検
査対象の人体の回りにできるだけ近づいて配置す
るのが望ましいので、上述の首の検査のように検
査部分にRFコイルを近づけることができないの
は、大きな欠点である。また、患者の鼻等にコイ
ルがぶつかることも、患者によつては、あり得る
ので、不快感を与えることになる。

本発明は、このような欠点を解消し、人体のい
かなる部分でも、RFコイルを検査部位に非常に
接近して配置できるようにし、RFコイルの移動
の際にも患者に不快感を与えないNMR装置を提
供するものである。

(3) 発明の概要 本発明の目的は、この問題を軽減するような形
式でRF磁界の印加、および／あるいは感知を行
なうコイル配列を備えたNMR装置を提供するこ
とである。

本発明によれば、NMR装置によつて身体を検
査中RF磁界の印加、および／あるいは感知を行
なうコイルを配列を備えた前記NMR装置におい
て、前記コイル配列は、検査しようとする身体の
回りに設置され、前記コイル配列を形成するよう
になつている少くとも二つの分離可能な部分から
構成されている。

本発明のある特定の実施例では、前記コイル配
列は、設置されると管状形となり、上記部分の
夫々は、設置された前記配列の半円部分を構成す
る。

本発明の別の特定の実施例では、前記コイル配
列は、設置される際前記コイル装置によつて取り
囲まれる体積を調節できるよう調節可能となつて
いる結合手段を備えており、それによつて、上記
部分は互いに対して位置決めされる。

更に別の本発明による実施例では、前記コイル
配列は、前記結合手段を備えており、それによつ
て前記コイル配列が設置されると種々の上記部分
の複数のコイルが電気的に接続される。

患者の頭部検査への使用に適した本発明による
更に別の特定の実施例では、前記コイル配列は、
設置されると、前記コイル配列の複数のコイルを
支持し、かつコイル装置内に頭部のある患者が外
を見れる窓を設けた巻形を備えている。

あるそのような実施例では、前記巻形は、前記
窓を設けるため一部分が打ち抜かれた管状形とな
つている。

別のそのような実施例では、前記窓は、少くと
も一部分が透明な物質から成る前記巻形によつて
設けられる。

本発明による装置は、例えば英国特許第
1578910号または第2056078号に記載の如く、大部
分は従来の形式によるものである。

(4) 良好な実施例について説明 さて、一例として本発明によるある装置につい
て、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明による装置の基本的な原理は下記の通り
である。すなわち、 本発明による装置は、第１のコイル装置を備え
ており、それによつて三つの直交する方向、すな
わちＸ、ＹおよびＺ方向のいずれか一つ、または
それ以上の方向に勾配を有して、検査しようとす
る身体に対して所定の方向（通常Ｚ方向と定めら
れている）に磁界を印加することができる。

第１図では、第１のコイル装置が、Ｚ方向に定
常均一磁界B_pを発生するコイル１と、Ｘ方向に
磁界勾配G_xを発生するコイル３と、Ｙ方向に磁
界勾配G_yを発生するコイル５と、およびＺ方向
に磁界勾配G_zを発生するコイル７とから構成さ
れている。

更に、本発明による装置は、第２のRFコイル
装置を備えており、それによつて第１のコイル装
置によつて発生された磁界方向に垂直な面で検査
中の身体にRF磁界を印加し、かつそれによつて
Ｚ方向以外のスピンベクトル成分によつて核磁気
共鳴に励起された検査中の身体中の核を生ずる
RF磁界を検出することができる。

第２のコイル装置は、RF磁界を与える一対の
コイル９Ａおよび９Ｂから成る第１のコイル配列
と、およびRF磁界を検出する一対のコイル１０
Ａおよび１０Ｂから成る第２のコイル配列とから
構成されている。

種々のコイル１，３，５，７，９Ａおよび９Ｂ
は、B_p，G_x，G_y，G_zならびにRF駆動増幅器１
１，１３，１５，１７および１９によつて夫々駆
動され、B_p，G_xy，G_zならびにRF制御回路２１，
２３，２５および２７によつて夫々制御される。
これらの回路には、NMR装置ならびに他のコイ
ル誘起磁界を使用する装置の当行者には周知の
種々の形式が用いられてもよい。

上記回路２１，２３，２５および２７は中央処
理制御装置２９によつて制御されるが、前記中央
処理制御装置には、該装置に命令ならびに指示を
与える入力およびその他周辺装置３１と、および
表示装置３３とが関連している。

コイル１０Ａおよび１０Ｂによつて検出された
NMR信号は、増幅器３５を介して信号処理装置
３７に印加される。前記信号処理装置は、信号の
あらゆる適切な較正ならびに補正を行なうよう構
成されているが、本来は、信号を上記処理制御装
置２９に伝送するものであり、前記処理制御装置
において、信号は、表示装置に印加するよう処理
され、検査されている身体のNMR量の分布を表
わす像を生ずる。

本説明を明瞭にするため別個に図示されている
が、信号処理装置３７は中央処理制御装置２９の
一部を具合い良く形成することができるのが判
る。

本発明による装置は、第２図に図示の如く、検
査されている身体４３に関して適切な位置に置か
れた磁界ブローブX₁，X₂，Y₁ならびにY₂から増
幅器４１を介して信号を受信し、与えられた前記
磁界を監視する磁界測定およびエラー信号発生回
路３９も備えている。

本発明による装置は、検査中の身体の選択され
た領域における陽子の密度またはNMRスピン緩
和時定数についての分布を表わす像を生ずる既知
の態様で使用することができる。しかしながら、
そのような技術の知識は本発明を理解する上に必
要なものではなく、よつてここではこれ以上詳し
く説明しない。

従来のNMR写像装置では、RFコイル装置は
管状巻形（図示せず）に取り付けられており、検
査しようとする身体が前記巻形の一方の端を介し
て挿入されるが、該巻形は、第１のコイル装置
１，３，５，７内に位置決めされ、検査しようと
する身体を受け入れるようになつている。

１例として説明されている本発明による装置に
おいて、コイル９Ａおよび９Ｂから成るコイル配
列は、従来の装置におけるのと同様第１のコイル
装置内に位置決めされた管状巻形（図示せず）に
取り付けられている。

コイル１０Ａおよび１０Ｂから成るコイル配列
は、コイル配列９Ａ，９Ｂ内に、検査されている
身体の回りに密接して位置決めされるようになつ
ている。第３図では、このことを容易にするた
め、コイル１０Ａおよび１０Ｂを構成するコイル
配列が二つの部分を有しており、各部分は管の半
円弧状部分の形をした分離可能な巻形５１または
５３に取り付けられた前記コイル１０Ａおよび１
０Ｂの一方を構成している。前記二つの巻形は、
第３図に図示の如く、嵌合しあつて管状コイル配
列を形成するようになつており、結合手段５５，
５７，５９および６１をインタロツクすることに
よつて互いに対して位置決めされる。

結合手段の一つ５５は、二つの部分から成る電
気結合部を備えており、それによつて巻形５１お
よび５３が設置されると、すなわちコイル１０Ａ
および１０Ｂが並列に接続されると、前記コイル
１０Ａの両端は前記コイル１０Ｂの両端に電気的
に接続される。

第４図において、夫々の電気結合部は、矩形断
面面を有するプラグ部６３と弾性リーフ部６７を
組み込むソケツト部６５とから構成されている
が、前記弾性リーフ部６７は、前記プラグ部が前
記ソケツト部に挿入されると前記プラグ部６３を
払拭動作と係合し、RF抵抗を最小限にする。

二つのコイル１０Ａおよび１０Ｂは、電気結合
部のプラグ部分に接続されて示された平衡給電線
形式の共通線６９を備え付けているが、前記共通
線は、もちろん、これらの結合部のソケツト部に
も同様に結合することができる。

結合手段５５から６１は、コイル巻形５１およ
び５３間の間隔をある程度調節し、よつて全体と
してコイル配列により取り囲まれる体積を調節で
きるよう構成されている。

本発明による装置を使用するに際し、二つのコ
イル巻形５１および５３が検査しようとする身体
の一部、例えば患者の頭部または頚部の回りに設
置される。コイル巻形間の調節可能な間隔によつ
て、患者による身体の大きさの違いにも拘らず患
者の回りに前記コイルを密着させることができ
る。更に、二つの部分から成るコイル配列を使用
することによつて、コイルが一部分から成る管状
巻形に取り付けられている場合には密接して接近
できない頚部のような検査領域にもきわめて接近
して設置することができる。

コイル巻形５１および５３は、患者が前記第１
のコイル装置ならびに前記コイル配列９Ａ，９Ｂ
に入れられる前に患者の回りに適切に設置され
る。この点に関しては、通常、前記二つの部分が
垂直面回りに分離して前記部分の設置を容易に
し、患者が寝台に横たわるのが望ましいが、この
ことは必ずしも必要ではないことと理解された
い。

一例として説明された本発明の特定の実施例に
おいては、二つのコイル巻形５１および５３は
夫々半円形となつているが、必ずしもそうでない
場合もあり、身体、すなわち写像したい身体の一
部分によつて決定される適当な形状のいずれであ
つてもよい。

本発明による装置のコイル配列は検査中の身体
にできるだけ密接して位置決めされるようになつ
ていることを考えると、前記コイル配列を患者の
頭部検査に使用する場合、前記コイル配列がきわ
めて接近することによつて患者が閉所恐怖を感じ
る可能性があるので、それをできるだけ少くする
のが望ましい。

このため、本発明による装置のコイル配列は、
コイル配列内に頭部の置かれた患者が外を見れる
窓を設けるよう設計されているのが望ましい。

第３図ならびに第４図のコイル配列の目的に沿
つた可能な変更例が第５図に示されているが、そ
こでは巻形５１および５３の夫々の上部が除去さ
れ、前記コイル配列の長さに沿つて軸方向に延び
るギヤツプ７１が設けられている。ギヤツプ７１
によつて、頭部をコイル内に置いてあお向けに横
たわつた患者に外の見える窓が設けられており、
よつて患者が閉所恐怖を感じる可能性が低減され
る。

第６図に図示の別のそのような変更例では、一
部のみが前記コイル配列の長さに沿つて延びてい
るギヤツプ７３が設けられており、コイル１０Ａ
および１０Ｂに対してより良好な支持を各端部に
与える。

別の変更例では、巻形５１および５３のうちの
一つのみの一部分を打ち抜き、患者が外を見れる
窓を設けることも可能なのが判る。

更に別の変更例では、ギヤツプを設ける代わり
に、巻形５１および５３のうちの少くとも一つの
少くとも一部分が透明な物質でできており、患者
が外を見られる窓を設けている。

一例として上に述べた本発明による実施例で
は、前記複数のコイルは一巻きのように示されて
いるが、実際には一巻きであつても、またはそれ
以上巻いてあつてもよいのが判る。

更に、上記実施例では、コイル配列１０Ａ，１
０Ｂは二つの分離可能な部分を有しているが、本
発明による他の装置では、コイル装置は二つ以上
の分離可能な部分から構成されていてもよい。

RF磁界感知に使用するコイルを検査中身体へ
密着させることによつて、身体に生じるNMR信
号の高検出感度が得られるが、検出感度の若干の
空間的不均一性を犠性にする可能性のあることが
判る。しかしながら、そのような不均一性は、検
出された信号を処理する際考慮することができ
る。

一般的に、検査中身体へのRF磁界印加に用い
られる複数のコイルは、身体中の磁界の良好な均
一性を得るため、ならびに安全のために、検査中
身体から十分間隔を置いて設置されるが、何らか
の理由によつて、身体へRF磁界を印加するのに
前記複数のコイルを密着させて用いなければなら
ない場合、本発明によつて明らかにこのことが容
易となる。

従つて、一例として上に述べた本発明の特定の
実施例では、本発明によるコイル配列がRF磁界
の感知にのみ用いられているが、本発明の他の実
施例では、本発明によるコイル配列を別々に、ま
たは付加的にRF磁界の印加に用いることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明による装置の実施
例の構成図を示したものであり、第３図および第
４図は本発明による装置の一部を形成するコイル
配列の構成を示す図であり、更に第５図および第
６図は第３図および第４図のコイル配列の変更例
を図示したものである。 図中、１−９はコイル、１１−１９および３５
はRF駆動増幅器、２１−２７はRF制御回路、２
９は中央処理制御装置、３１は入力およびその他
周辺装置、３３は表示装置、３７は信号処理装
置、３９は磁界測定およびエラー信号発生回路、
４１はプローブ増幅器、４３は身体、５１および
５３は巻形、５５−６１は結合手段、６３はプラ
グ部、６５はソケツト部、６７はリーフ部、６９
は共通線、７１および７３はギヤツプ、を夫々示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 身体を検査中RF磁界の引加、および／ある
   いは感知を行なうコイル配列を備えた核磁気共鳴
   装置において、前記コイル配列は検査しようとす
   る身体の回りに配置され、前記コイル配列を形成
   するように構成された少なくとも２つの分離可能
   な部分（１０Ａ，５１及び１０Ｂ，５３）からな
   り、前記分離可能な部分は、前記分離可能な部分
   を互いに分離可能に保持する結合手段５５，５
   ７，５９，６１を備えていることを特徴とする、
   核磁気共鳴装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記コイル配列は設置されると管状形とな
   り、前記部分の夫々は設置された配列の半円部分
   を構成していることを特徴とする核磁気共鳴装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記コイル配列はほぼ半円の部分からなる２
   つの前記部分から構成されていることを特徴とす
   る核磁気共鳴装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の装置におい
   て、前記結合手段は、前記コイル配列によつて取
   囲まれる体積を調節できるように、調節可能とな
   つていることを特徴とする核磁気共鳴装置。 ５ 特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、ま
   たは第４項に記載の装置において、前記コイル配
   列には、前記コイル配列が設置されると種々の前
   記部分のコイルが電気的に接続される電気結合手
   段６３，６５，６７が含まれることを特徴とする
   核磁気共鳴装置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の装置におい
   て、前記電気結合手段は、プラグ６３とソケツト
   ６５，６７形式となつていることを特徴とする核
   磁気共鳴装置。 ７ 特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項、第５項、または第６項に記載の装置におい
   て、前記コイル配列には、設置されると、前記コ
   イル配列の複数のコイルを支持し、かつコイル配
   列内に頭部をおかれた患者が外を見ることができ
   る窓７１または７３を備えた巻形５１，５３が含
   まれていることを特徴とする各磁気共鳴装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の装置におい
   て、前記巻形は、前記窓を設けるため一部分が打
   抜かれた管状形となつていることを特徴とする核
   磁気共鳴装置。 ９ 特許請求の範囲第７項に記載の装置におい
   て、前記窓は、少なくとも一部分が透明な物質か
   らなる前記巻形によつて設けることを特徴とする
   核磁気共鳴装置。