JPH0454939A - High frequency coil for magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
High frequency coil for magnetic resonance imaging apparatusInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核磁気共鳴(以下rNMRJと略記する)現
象を利用して被検体(人体)の所望部位の断層像を得る
磁気共鳴イメージング装置の送信系または受信系に用い
られ、二つの導電ループをその感度方向を互いに直交さ
せて一組に形成して成る高周波コイルに関し、特に上記
二つの導電ループ間のカップリングを低減することがで
きる磁気共鳴イメージング装置の高周波コイルに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus that obtains a tomographic image of a desired part of a subject (human body) by utilizing the nuclear magnetic resonance (hereinafter abbreviated as rNMRJ) phenomenon. Regarding a high-frequency coil used in a transmission system or a reception system, which is formed into a set of two conductive loops with their sensitivity directions orthogonal to each other, it is possible to reduce coupling between the two conductive loops in particular. The present invention relates to a high-frequency coil for a magnetic resonance imaging device.
[従来の技術〕
磁気共鳴イメージング装置は、被検体の体軸方向と垂直
な方向に静磁場及び傾斜磁場を与える磁場発生手段と、
上記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気
共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送信系と
、上記の核磁気共鳴により放出される高周波信号を検出
する受信系と、この受信系で検出した高周波信号を用い
て画像再構成演算を行う信号処理系とを備えて構成され
ている。そして、静磁場発生手段により被検体に均一な
静磁場を与えながら、核磁気共鳴を励起させる周波数の
高周波信号を送信系の高周波コイルで印加し、これによ
り被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信系の高周
波コイルで検出するようになっていた。このとき、上記
被検体からの核磁気共鳴信号の放出位置を特定するため
に、さらに傾斜磁場発生手段で傾斜磁場を与えることに
よりイメージングを行っていた。[Prior Art] A magnetic resonance imaging apparatus includes a magnetic field generating means that applies a static magnetic field and a gradient magnetic field in a direction perpendicular to the body axis direction of a subject;
a transmitting system that irradiates high-frequency signals to cause nuclear magnetic resonance to the nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject; a receiving system that detects the high-frequency signals emitted by the nuclear magnetic resonance; The image forming apparatus is configured to include a signal processing system that performs image reconstruction calculations using high-frequency signals detected by the system. Then, while applying a uniform static magnetic field to the subject using the static magnetic field generating means, a high-frequency signal with a frequency that excites nuclear magnetic resonance is applied by a high-frequency coil of the transmission system, and thereby a nuclear magnetic resonance signal is emitted from the subject. was detected by a high-frequency coil in the receiving system. At this time, in order to specify the emission position of the nuclear magnetic resonance signal from the subject, imaging was performed by further applying a gradient magnetic field using a gradient magnetic field generating means.
このような磁気共鳴イメージング装置における高周波コ
イルとしては、従来は、一つの導電ループ、例えばソレ
ノイドコイルまたは鞍形コイルを使用し、一方向の核磁
気共鳴信号を受信するものがあった。これに対して、S
/N比の向上を狙って、二つの導電ループを互いに感度
方向を直交させて一組に形成し、二方向の核磁気共鳴信
号を受信するものがある。後者の二つの導電ループを組
み合わせて成る高周波コイルを直交受信コイル(Qua
rdrature Detection Co11s:
以下rQl)コイル」と略称する)というが、従来のQ
Dコイルは、例えば水平磁場方式のものとして鞍形コイ
ルと鞍形コイルとを組み合わせたものが提案されている
。しかし、この鞍形コイルと鞍形コイルとの組み合わせ
のものを使用すると、特に垂直磁場方式の磁気共鳴イメ
ージング装置においては、静磁場方向と受信方向が一致
して感度良く受信できないものであった。そこで、最近
では、例えば垂直磁場方式のQDコイルとして、ソレノ
イドコイルと鞍形コイルとを組み合わせたものが提案さ
れている。Conventionally, a high-frequency coil in such a magnetic resonance imaging apparatus uses one conductive loop, such as a solenoid coil or a saddle-shaped coil, to receive nuclear magnetic resonance signals in one direction. On the other hand, S
In order to improve the /N ratio, there is a method in which two conductive loops are formed as a set with their sensitivity directions orthogonal to each other, and receive nuclear magnetic resonance signals in two directions. A high-frequency coil made by combining the latter two conductive loops is called a quadrature receiving coil (Qua
rdrature Detection Co11s:
Hereinafter referred to as "rQl) coil", the conventional
As the D coil, a combination of a saddle-shaped coil and a saddle-shaped coil has been proposed, for example, as a horizontal magnetic field type. However, when a combination of a saddle-shaped coil and a saddle-shaped coil is used, especially in a vertical magnetic field type magnetic resonance imaging apparatus, the direction of the static magnetic field coincides with the receiving direction, making it impossible to receive with good sensitivity. Therefore, recently, for example, a combination of a solenoid coil and a saddle-shaped coil has been proposed as a vertical magnetic field type QD coil.
しかし、このような従来の高周波コイルにおいで、特に
垂直磁場方式のQDコイルは、例えばソレノイドコイル
と鞍形コイルのように異なったコイルの組み合わせであ
るため、各コイル間でカップリングを起こすことがあっ
た。ここで、カップリングとは、一方のコイルに高周波
電流を流した場合に、他方のコイルに対しその高周波電
流が漏れることを言う、このようなカップリングを起こ
すと、各コイルが相手側の負荷となり、それぞれのコイ
ルに損失として作用し、その高周波コイル全体としての
感度が低下するものであった。従って、得られる画像の
S/N比が劣化することがあった。However, among such conventional high-frequency coils, especially vertical magnetic field type QD coils, because they are a combination of different coils, such as a solenoid coil and a saddle-shaped coil, coupling between each coil is not likely to occur. there were. Here, coupling refers to the fact that when a high-frequency current is passed through one coil, the high-frequency current leaks to the other coil. When such coupling occurs, each coil This acts as a loss in each coil, reducing the sensitivity of the high-frequency coil as a whole. Therefore, the S/N ratio of the obtained image may deteriorate.
ここで、上記高周波コイルでカップリングを起こす原因
としては、二つのコイルの交差部分の間隔が散開と近い
ためその間で浮遊容量を形成し相手側に漏れる容量性結
合、または一方のコイルが発生する磁束によって他方の
コイルの磁束とのアンバランスが生じる誘導性結合が考
えられる。誘導性結合によるカップリングは、コイルの
近くに良導体たとえば銅板を配置することで磁束のアン
バランスを調整して低減することができ、あまり問題は
無い。一方、容量性結合によるカップリングは、二つの
コイルが交差する部分の互いのコイル間の間隔を大きく
することで各コイル間に形成される浮遊容量を小さくし
て低減することができる。すなわち、第5図に示すよう
に、二つの平面導体板A1.A、が近接して平行に配置
(二つのコイル導体の交差部分に相当する)されている
とき、該両者A1.A2間の間隔をd、各平面導体板A
□。Here, the cause of coupling in the above-mentioned high-frequency coil is that the distance between the intersections of the two coils is close to each other, so a stray capacitance is formed between them, causing capacitive coupling that leaks to the other side, or one of the coils. Inductive coupling can be considered, where the magnetic flux causes an imbalance with the magnetic flux of the other coil. Coupling due to inductive coupling can be reduced by arranging a good conductor, such as a copper plate, near the coil to adjust the unbalance of the magnetic flux, and is not a problem. On the other hand, coupling due to capacitive coupling can be reduced by increasing the distance between the coils at the intersection of the two coils to reduce the stray capacitance formed between the coils. That is, as shown in FIG. 5, two flat conductor plates A1. A1.A are arranged close to each other in parallel (corresponding to the intersection of two coil conductors), when both A1. The distance between A2 is d, and each plane conductor plate A
□.
A2の面積をS、それらの間の誘電率をεとすれば、上
記二つの平面導体板A1.A2間の電気容量Cは、次式
で表される。If the area of A2 is S and the dielectric constant between them is ε, then the above two planar conductor plates A1. The electric capacitance C between A2 is expressed by the following formula.
εS
C=□ ・・・(1)
この第(1)式から明らかなように、二つの平面導体板
A1.A2間の間隔dを大きくすることにより、両者間
の電気容量Cが小さくなる。εSC=□...(1)
As is clear from this equation (1), two flat conductor plates A1. By increasing the distance d between A2, the electric capacitance C between them becomes smaller.
従って、従来は、二つのコイルが交差する部分の間隔な
大きくして各コイル間に形成される浮遊容量を小さくし
、その容量性結合によるカップリングを低減していた。Therefore, in the past, the distance between the intersections of two coils was increased to reduce the stray capacitance formed between each coil, thereby reducing the coupling due to capacitive coupling.
しかし、この場合は、核磁気共鳴周波数が高くなればな
る程、各コイル間の間隔を大きくしなければならず、こ
れでは高周波コイルの全体が大形化してしまうものであ
った。However, in this case, as the nuclear magnetic resonance frequency becomes higher, the interval between each coil must be increased, which increases the size of the entire high-frequency coil.
また、少なくとも一方のコイルは被検体からの距離が大
きくなり、ますます感度が低下してS/N比が劣化する
ものであった。Furthermore, as the distance of at least one of the coils from the subject increases, the sensitivity further decreases and the S/N ratio deteriorates.
そこで、本発明は、このような問題点を解決し、二つの
導電ループ(コイル)間のカップリングを低減すること
ができる磁気共鳴イメージング装置の高周波コイルを提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-frequency coil for a magnetic resonance imaging apparatus that can solve these problems and reduce the coupling between two conductive loops (coils).
上記目的を達成するために、本発明による磁気共鳴イメ
ージング装置の高周波コイルは、被検体に静磁場及び傾
斜磁場を与える磁場発生手段と、上記被検体の生体組織
を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるため
に高周波信号を照射する送信系と、上記の核磁気共鳴に
より放出される高周波信号を検出する受信系と、この受
信系で検出した高周波信号を用いて画像再構成演算を行
う信号処理系とを備えて成る磁気共鳴イメージング装置
の上記送信系または受信系内に設けられ、二つの導電ル
ープをその感度方向を互いに直交させて一組に形成され
、且つ上記被検体に高周波信号を照射しまたは核磁気共
鳴により放出される高周波信号を検出する感度方向が静
磁場に対し直交して配置される高周波コイルにおいて、
上記二つの導電ループの交差部分の導体幅を狭くしその
対向面積を小さくしたものである。In order to achieve the above object, the high-frequency coil of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes a magnetic field generating means that applies a static magnetic field and a gradient magnetic field to a subject, and a nuclear magnetic field that applies a nuclear magnetic field to the nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject. A transmitting system that irradiates high-frequency signals to cause resonance, a receiving system that detects the high-frequency signals emitted by the above-mentioned nuclear magnetic resonance, and image reconstruction calculations are performed using the high-frequency signals detected by this receiving system. A signal processing system is provided in the transmission system or reception system of the magnetic resonance imaging apparatus, and the two conductive loops are formed as a set with their sensitivity directions orthogonal to each other, and the two conductive loops are configured to transmit high-frequency signals to the subject. In a high-frequency coil whose sensitivity direction is orthogonal to the static magnetic field and detects high-frequency signals emitted by nuclear magnetic resonance,
The width of the conductor at the intersection of the two conductive loops is narrowed to reduce the opposing area.
また、上記二つの導電ループの交差部分のいずれか一方
の導体幅を狭く形成してもよい。Further, the conductor width of either one of the intersections of the two conductive loops may be formed narrow.
さらに、上記二つの導電ループとしてはソレノイドコイ
ルと鞍形コイルとを用いると効果的である。Furthermore, it is effective to use a solenoid coil and a saddle-shaped coil as the two conductive loops.
このように構成された本発明の高周波コイルは、それを
構成する二つの導電ループの交差部分の導体幅を狭くし
その対向面積を小さくしたことにより、上記交差部分に
形成される浮遊容量を小さくするように動作する。これ
により、二つの導電ループの交差部分の間隔を大きくす
ることなく、その容量性結合を緩和して両者間のカップ
リングを低減することができる。The high-frequency coil of the present invention configured in this manner reduces the stray capacitance formed at the intersection by narrowing the conductor width and reducing the opposing area at the intersection of the two conductive loops that make up the coil. It works like that. Thereby, the capacitive coupling can be relaxed and the coupling between the two conductive loops can be reduced without increasing the interval between the intersections of the two conductive loops.
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明による磁気共鳴イメージング装置の高周
波コイルの実施例を示す斜視説明図であり、第2図はそ
の高周波コイルの原理及び接続を示す回路図であり、第
3図は上記高周波コイルが適用される磁気共鳴イメージ
ング装置の全体構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a perspective explanatory diagram showing an embodiment of the high-frequency coil of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil, and FIG. 3 is a diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus to which this is applied.
上記磁気共鳴イメージング装置は、核磁気共鳴(NMR
)現象を利用して被検体の断層像を得るもので、第3図
に示すように、静磁場発生磁石2と。The above-mentioned magnetic resonance imaging apparatus includes nuclear magnetic resonance (NMR).
) phenomenon to obtain a tomographic image of a subject, and as shown in FIG. 3, a static magnetic field generating magnet 2.
磁場勾配発生系3と、送信系4と、受信系5と、信号処
理系6と、シーケンサ7と、中央処理装置(CPU)8
とを備えて成る。A magnetic field gradient generation system 3, a transmission system 4, a reception system 5, a signal processing system 6, a sequencer 7, and a central processing unit (CPU) 8
It consists of:
上記静磁場発生磁石2は、被検体lの周りにその体軸方
向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させ
るもので、上記被検体lの周りのある広がりをもった空
間に永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式
の磁場発生手段が配置されている。磁場勾配発生系3は
、x、y、zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と
、それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電源10とから
成り、上記シーケンサ7からの命令に従ってそれぞれの
コイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、x、
y、zの三輪方向の傾斜磁場G x 。The static magnetic field generating magnet 2 generates a uniform static magnetic field around the subject l in the body axis direction or in a direction perpendicular to the body axis, and is used to generate a uniform static magnetic field in a certain expanse of space around the subject l. A magnetic field generating means of a permanent magnet type, a normal conduction type, or a superconducting type is arranged. The magnetic field gradient generation system 3 consists of gradient magnetic field coils 9 wound in the three axes directions of x, y, and z, and a gradient magnetic field power supply 10 that drives each coil. By driving the gradient magnetic field power supply 10 of x,
Gradient magnetic field G x in the three wheel directions of y and z.
Gy、Gzを被検体1に印加するようになっている。こ
の傾斜磁場の加え方により、被検体1に対するスライス
面を設定することができる。Gy and Gz are applied to the subject 1. Depending on how this gradient magnetic field is applied, a slice plane for the subject 1 can be set.
送信系4は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子
核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号(電磁波
)を照射するもので、高周波発振器11と変調器12と
高周波増幅器13と送信側の高周波コイル14aとから
成り、上記高周波発振器11から出力された高周波パル
スをシーケンサ7の命令に従って変調器12で振幅変調
し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器1
3で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波
コイル14aに供給することにより、電磁波が上記被検
体1に照射されるようになっている。The transmission system 4 irradiates high frequency signals (electromagnetic waves) to cause nuclear magnetic resonance in the nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject 1, and includes a high frequency oscillator 11, a modulator 12, a high frequency amplifier 13, and a transmitter. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 according to the command from the sequencer 7, and the amplitude-modulated high-frequency pulse is sent to the high-frequency amplifier 1.
The subject 1 is irradiated with the electromagnetic waves by supplying the electromagnetic waves to the high-frequency coil 14a placed close to the subject 1 after being amplified in step 3.
受信系5は、被検体1の生体組織の原子核の核磁気共鳴
により放出される高周波信号(NMR信号)を検出する
もので、受信側の高周波コイル14bと増幅器15と直
交位相検波器16とA/D変換@17とを有しており、
上記送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波
による被検体1の応答の高周波信号(NMR信号)は被
検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出
され、増幅器15及び直交位相検波器16を介してA/
D変換器17に入力してディジタル量に変換され。The receiving system 5 detects a high frequency signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of the atomic nucleus of the living tissue of the subject 1, and includes a high frequency coil 14b, an amplifier 15, a quadrature phase detector 16, and a receiving side high frequency signal (NMR signal). /D conversion@17,
The high frequency signal (NMR signal) of the response of the subject 1 due to the electromagnetic wave irradiated from the transmitting side high frequency coil 14a is detected by the high frequency coil 14b placed close to the subject 1, and is detected by the amplifier 15 and the quadrature phase detector. A/ through 16
The signal is input to the D converter 17 and converted into a digital quantity.
さらにシーケンサ7からの命令によるタイミングで直交
位相検波器16によりサンプリングされた二基列の収集
データとされ、その信号が信号処理系6に送られるよう
になっている。Furthermore, the collected data of two bases is sampled by the quadrature phase detector 16 at the timing according to the command from the sequencer 7, and the signal is sent to the signal processing system 6.
この信号処理系6は、CPU8と、磁気ディスク18及
び磁気テープ19等の記録装置と、CRT等のデイスプ
レィ20とから成り、上記CPU8でフーリエ変換、補
正係数計算像再構成等の処理を行い、任意断面の信号強
度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行って得られ
た分布を画像化してデイスプレィ20に断層像として表
示するようになっている。また、シーケンサ7は、CP
U8の制御で動作し、被検体1の断層像のデータ収集に
必要な種々の命令を送信系4及び磁場勾配発生系3並び
に受信系5に送り、上記NMR信号を計測するシーケン
スを発生する手段となるものである。なお、第3図にお
いて、送信側の高周波コイル14a及び受信側の高周波
コイル14b並びに傾斜磁場コイル9,9は、被検体1
の周りの空間に配置された静磁場発生磁石2の磁場空間
内に配置されている。This signal processing system 6 consists of a CPU 8, a recording device such as a magnetic disk 18 and a magnetic tape 19, and a display 20 such as a CRT, and the CPU 8 performs processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation, image reconstruction, etc. The signal intensity distribution of an arbitrary cross section or the distribution obtained by performing appropriate calculations on a plurality of signals is converted into an image and displayed as a tomographic image on the display 20. In addition, the sequencer 7
Means that operates under the control of U8 and sends various commands necessary for data collection of tomographic images of the subject 1 to the transmission system 4, magnetic field gradient generation system 3, and reception system 5, and generates a sequence for measuring the NMR signal. This is the result. In addition, in FIG. 3, the high-frequency coil 14a on the transmitting side, the high-frequency coil 14b on the receiving side, and the gradient magnetic field coils 9, 9 are connected to the subject 1.
It is arranged in the magnetic field space of the static magnetic field generating magnet 2 arranged in the space around.
ここで、本発明においては、上記の例えば受信側の高周
波コイル14bは、二つの導電ループをその感度方向を
互いに直交させて一組に形成されると共に、被検体1か
ら核磁気共鳴により放出される高周波信号を検出する受
信方向が静磁場発生磁石2による静磁場に対し直交して
配置され、且つ上記二つの導電ループの交差部分の導体
幅を狭くしてその対向面積が小さくされている。Here, in the present invention, for example, the high-frequency coil 14b on the receiving side is formed as a set of two conductive loops with their sensitivity directions orthogonal to each other, and the high-frequency coil 14b is formed as a set with two conductive loops whose sensitivity directions are orthogonal to each other. The receiving direction for detecting the high frequency signal is arranged perpendicular to the static magnetic field generated by the static magnetic field generating magnet 2, and the conductor width at the intersection of the two conductive loops is narrowed to reduce the opposing area.
すなわち、例えば垂直磁場方式のQDコイルの場合、第
1図に示すように1円筒状の樹脂製ボビン21の外周面
に、一方の導電ループとしてソレノイドコイル22が円
周方向に巻かれると共に、他方の導電ループとして鞍形
コイル23がその受信方向を上記ソレノイドコイル22
の受信方向と直交させて配置され、各コイル22.23
はコンデンサ24で分割されて動作電圧を下げるように
構成されている。なお、上記鞍形コイル23は、高周波
コイル14bの内部に挿入される被検体1の頭頂に相当
する部分の受信感度を向上するため。That is, for example, in the case of a vertical magnetic field type QD coil, as shown in FIG. As a conductive loop, the saddle-shaped coil 23 directs its reception direction to the solenoid coil 22.
Each coil 22, 23 is arranged orthogonal to the receiving direction of
is divided by a capacitor 24 to lower the operating voltage. The purpose of the saddle-shaped coil 23 is to improve the reception sensitivity of a portion corresponding to the top of the head of the subject 1 inserted into the high-frequency coil 14b.
樹脂製ボビン21の一側端がわに位置するコイル部材2
3a、23bを変形して、該樹脂製ボビン21の長平方
向の外側方に張り出している。また、上記ソレノイドコ
イル22と鞍形コイル23との交差部分25は、前述の
両コイル間の容量性結合を緩和するために、例えば約6
■程度の間隔があけられている。しかし、このように間
隔をあけても、これだけでは上記両コイル間の容量性結
合を実用的なまでに低減するには至らない。そこで、第
1図に示すように、ソレノイドコイル22と鞍形コイル
23との交差部分25の導体幅を狭くしてその対向面積
を小さくしである。この場合、前述の第5図において平
面導体板A□、A2の面積Sが小さくなるので、前述の
第(1)式から明らかなようにその両者間の電気容量C
は小さくなる。従って、上記二つのコイル22.23間
に形成される浮遊容量が小さくなり、該両者間の容量性
結合によるカップリングを低減することができる。Coil member 2 located near one end of resin bobbin 21
3a and 23b are deformed and protrude outward in the longitudinal direction of the resin bobbin 21. Further, the intersection portion 25 between the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 is designed to reduce the capacitive coupling between the two coils, for example, by approximately 6.
■There is an interval of approximately However, even with such a spacing, the capacitive coupling between the two coils cannot be reduced to a practical level. Therefore, as shown in FIG. 1, the width of the conductor at the intersection 25 of the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 is narrowed to reduce the opposing area. In this case, the area S of the planar conductor plates A□ and A2 in FIG.
becomes smaller. Therefore, the stray capacitance formed between the two coils 22 and 23 is reduced, and coupling due to capacitive coupling between the two can be reduced.
なお、本発明者らが実験的に確認したところによると、
上記両コイル22.23の交差部分25の対向面積は、
例えば100〜400m2とするのが望ましい。この値
より小さくすると感度低下(S/N比の低下)をおこし
、大きくすると容量性結合が大きくなって実用にならな
い。しかし、上記の値は使用する磁気共鳴イメージング
装置の共鳴周波数によって変化するものであり、上記の
数値のみに限定されるものではない。また、第1図の例
においては、ソレノイドコイル22及び鞍形コイル23
とも−っの交差部分25がらその次の交差部分25に至
るまで続けてその導体幅を狭くしたものとして示したが
、本発明はこれに限らず、上記両コイル22.23が実
際に交差する部分のみを狭くしてもよい。さらに、第1
図においては、交差部分25の導体幅をソレノイドコイ
ル22及び鞍形コイル23の両者とも狭くしたものとし
て示したが、どちらか一方のコイルのみの導体幅を狭く
してもよい。この場合は、その狭くする側の一方のコイ
ルの導体幅は、両コイルの導体幅をともに狭くするのに
比べより狭くする必要がある。In addition, according to what the present inventors confirmed experimentally,
The opposing area of the intersection 25 of the above-mentioned coils 22 and 23 is:
For example, it is desirable to set it as 100-400 m2. If it is smaller than this value, the sensitivity will be lowered (decreased S/N ratio), and if it is larger, capacitive coupling will increase, making it impractical. However, the above values vary depending on the resonance frequency of the magnetic resonance imaging apparatus used, and are not limited to the above values. In addition, in the example of FIG. 1, the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23
Although the conductor width is shown as narrowing continuously from one intersection 25 to the next intersection 25, the present invention is not limited to this, and the above-mentioned coils 22 and 23 actually intersect. Only a portion may be narrowed. Furthermore, the first
In the figure, the conductor width of both the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 is shown to be narrow at the intersection portion 25, but the conductor width of only one of the coils may be narrowed. In this case, the conductor width of one of the coils to be narrowed needs to be narrower than the conductor widths of both coils.
さらにまた、第1図においては、ソレノイドコイル22
及び鞍形コイル23ともコンデンサ24でそれぞれ分割
したものとしたが、両コイル22゜23は必ずしもコン
デンサ24で分割しなくてもよい。また、第1図におい
ては、ソレノイドコイル22と組み合わすべき鞍形コイ
ル23は、その−側端がわに位置するコイル部材23a
、23bを外側方に張り出して変形させたものとしたが
、これに限らず、通常の形状のものを用いてもよい。Furthermore, in FIG. 1, the solenoid coil 22
Although both coils 22 and 23 are divided by the capacitor 24, the coils 22 and 23 do not necessarily need to be divided by the capacitor 24. In addition, in FIG. 1, the saddle-shaped coil 23 to be combined with the solenoid coil 22 is a coil member 23a located on the negative end thereof.
, 23b are deformed by protruding outward, but the present invention is not limited to this, and a normal shape may be used.
第2図はこのように構成された高周波コイル14bの原
理及び接続を示す回路図である。図においては、説明の
簡略化のためにコイルのチューニング回路等は省略して
いる。図上、静磁場方向は矢印Sで示され、一つの平面
で回転している磁化ベクトルは、高周波コイル14bを
構成するソレノイドコイル22と鞍形コイル23に90
度の位相差を伴った同一信号を誘起する。ここで、ソレ
ノイドコイル22と鞍形コイル23とは軸方向が直交し
て配置されているので、互いに独立なランダムノイズを
伴って高周波信号(NMR信号)が検出される。このノ
イズ源となり得るものは、各コイル22.23の抵抗並
びにこれらのコイル22.23の磁気的結合及び電気的
結合などに起因する被検体1からの等価抵抗である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connections of the high frequency coil 14b constructed as described above. In the figure, the coil tuning circuit and the like are omitted for simplification of explanation. In the figure, the direction of the static magnetic field is indicated by arrow S, and the magnetization vector rotating in one plane is 90 degrees
induces the same signal with a phase difference of degrees. Here, since the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 are arranged with their axial directions perpendicular to each other, a high frequency signal (NMR signal) is detected accompanied by mutually independent random noise. Possible sources of this noise are the resistance of each coil 22.23 and the equivalent resistance from the subject 1 due to the magnetic coupling and electrical coupling of these coils 22.23.
上記ソレノイドコイル22及び鞍形コイル23からの信
号は、増幅器15内の第一のアンプ15aまたは第二の
アンプ15bでそれぞれ増幅された後、シフター26へ
入力される。このシフター26は、フェイズシフタ27
とアッテネータ28と加算器29とで構成されている。The signals from the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 are amplified by the first amplifier 15a or the second amplifier 15b in the amplifier 15, respectively, and then input to the shifter 26. This shifter 26 is a phase shifter 27
, an attenuator 28 and an adder 29.
そして、ソレノイドコイル22からの信号の位相を上記
フェイズシフタ27で90度ずらし、鞍形コイル23が
らの信号と位相を合わせる。一方、鞍形コイル23とソ
レノイドコイル22とでは感度が等しくなく、例えば前
者の感度を1”としたとき後者のそれは“1 、4 ”
となっている。従って、この場合は、加算器29での信
号の加算比率を変えなければ高いS/N比を得ることが
できない。このときの最適な加算比率は、12÷1.4
2= 0.51となる。そこで、鞍形コイル23がらの
信号経路の途中にアッテネータ28を挿入し、上記ソレ
ノイドコイル22からの信号を1″としたときに、鞍形
コイル23からの信号が’0.51”となるように調整
している。このようにして、上記両コイル22.23か
らの信号強度を合わせた後に、加算器29で両信号を加
算し、シフター26から出方される。そして、このシフ
ター26からの出方信号は、第1図に示す直交位相検波
器16へ送出される。Then, the phase of the signal from the solenoid coil 22 is shifted by 90 degrees by the phase shifter 27 to match the phase with the signal from the saddle-shaped coil 23. On the other hand, the saddle-shaped coil 23 and the solenoid coil 22 have unequal sensitivities; for example, when the sensitivity of the former is 1", that of the latter is 1", 4".
It becomes. Therefore, in this case, a high S/N ratio cannot be obtained unless the signal addition ratio in the adder 29 is changed. The optimal addition ratio at this time is 12÷1.4
2=0.51. Therefore, an attenuator 28 is inserted in the signal path of the saddle coil 23 so that when the signal from the solenoid coil 22 is set to 1'', the signal from the saddle coil 23 becomes '0.51''. is being adjusted. In this way, after the signal intensities from both coils 22 and 23 are combined, the adder 29 adds the two signals, and the signal is output from the shifter 26. The output signal from the shifter 26 is then sent to the quadrature phase detector 16 shown in FIG.
このように、上記両コイル22.23からの信号の位相
をフェイズシフタ27で合わせ、加算器29で加算する
と、ノイズも多少大きくなるが検出信号はかなり大きく
なり、結果としてS/N比が大きくなる。例えば、一方
のコイル22と他方のコイル23の寸法、形状が等しく
、さらに前述の被検体1からの等価抵抗も等しい場合に
は、検出信号は2倍に、ノイズは、/7倍となり、結果
としてS/N比は、/7倍に向上する。In this way, when the phases of the signals from both coils 22 and 23 are matched by the phase shifter 27 and added by the adder 29, the noise becomes a little large, but the detected signal becomes considerably large, and as a result, the S/N ratio becomes large. Become. For example, if the dimensions and shapes of one coil 22 and the other coil 23 are the same, and the equivalent resistance from the object 1 described above is also the same, the detection signal will be doubled and the noise will be /7 times, resulting in As a result, the S/N ratio is improved by a factor of /7.
なお、以上の説明においては、垂直磁場方式のQDコイ
ルとしてソレノイドコイル22と鞍形コイル23とを組
み合わせたものについて説明したが、本発明はこれに限
らず、水平磁場方式のQDコイルとして鞍形コイル23
と他の鞍形コイル23とを組み合わせたもの、或いはそ
の他種々の形式のコイルを組み合わせたものについても
、二つのコイルの交差部分の導体幅を狭くしてその対向
面積を小さくすることにより、その二つのコイルの容量
性結合を低減することができる。そして、上記同形状の
鞍形コイル23.23を組み合わせた場合における高周
波コイル14bの接続は、第4図に示すようになる。こ
のときは、上記高周波コイル14bを構成する二つのコ
イルは感度の等しい鞍形コイル23,23同士の組み合
わせであるため、加算器29での信号の加算比率は、1
:1としてよい。従って、シフター26′の内部には、
第2図に示すような二つのコイルからの信号の加算比率
を変えるためのアッテネータ28を挿入する必要はない
。In the above description, the solenoid coil 22 and the saddle-shaped coil 23 are combined as a vertical magnetic field QD coil, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. coil 23
and other saddle-shaped coils 23, or combinations of various other types of coils, by narrowing the conductor width at the intersection of the two coils and reducing their facing area, the Capacitive coupling between the two coils can be reduced. The connection of the high-frequency coil 14b when the saddle-shaped coils 23, 23 having the same shape as described above are combined is as shown in FIG. At this time, since the two coils constituting the high-frequency coil 14b are a combination of saddle-shaped coils 23 and 23 with equal sensitivity, the addition ratio of the signals in the adder 29 is 1.
:1 may be used. Therefore, inside the shifter 26',
There is no need to insert an attenuator 28 to change the addition ratio of the signals from the two coils as shown in FIG.
また、以上の説明では、第3図における受信側の高周波
コイル14bに本発明を適用した例について述べたが、
これに限らず、送信側の高周波コイル14aにも適用し
てもよい。Furthermore, in the above explanation, an example was described in which the present invention was applied to the high-frequency coil 14b on the receiving side in FIG.
The present invention is not limited to this, and may also be applied to the high-frequency coil 14a on the transmitting side.
本発明は以上のように構成されたので、高周波コイル1
4aまたは14bを構成する二つの導電ループ(22,
23)の交差部分25の導体幅を狭くしその対向面積を
小さくしたことにより、上記交差部分25に形成される
浮遊容量を小さくすることができる。これにより、二つ
の導電ループ(22,23)の交差部分25の間隔を大
きくすることなく、その容量性結合を緩和して両者間の
カップリングを低減することができる。従って、上記高
周波コイル14a、14bの全体としての感度が向上し
、得られる画像のS/N比の低下を防止することができ
る。また、二つの導電ループ(22,23)の交差部分
25の間隔を大きくする必要がなく、或いは従来よりも
小さくすることができるので、高周波コイル14a、1
4bの全体をlJ1形化することができる。Since the present invention is configured as described above, the high frequency coil 1
Two conductive loops (22,
23) By narrowing the conductor width of the crossing portion 25 and reducing the opposing area thereof, the stray capacitance formed at the crossing portion 25 can be reduced. Thereby, the capacitive coupling can be relaxed and the coupling between the two conductive loops (22, 23) can be reduced without increasing the interval between the intersections 25 of the two conductive loops (22, 23). Therefore, the overall sensitivity of the high-frequency coils 14a, 14b is improved, and it is possible to prevent the S/N ratio of the obtained image from decreasing. Furthermore, since the interval between the intersections 25 of the two conductive loops (22, 23) does not need to be increased or can be made smaller than in the past, the high-frequency coils 14a, 1
The whole of 4b can be made into lJ1 type.
第1図は本発明による磁気共鳴イメージング装置の高周
波コイルの実施例を示す斜視説明図、第2図はその高周
波コイルの原理及び接続を示す回路図、第3図は上記高
周波コイルが適用される磁気共鳴イメージング装置の全
体構成を示すブロック図、第4図は他の実施例による高
周波コイルの接続を示す回路図、第5図は近接して平行
に配置された二つの平面導体板間の電気容量を説明する
ための説明図である。
1・・・被検体、 2・・・静磁場発生磁石、 3・・
・磁場勾配発生系、 4・・・送信系、 5・・・受
信系。
6・・・信号処理系、 7・・・シーケンサ、 8・・
・CPU、 14a・・・送信側の高周波コイル、
14b・・・受信側の高周波コイル、 15・・・
増幅器、 22・・・ソレノイドコイル、 23・・
・鞍形コイル、24・・・コンデンサ、 25・・・交
差部分、 26・・・シフター
第4図FIG. 1 is a perspective explanatory diagram showing an embodiment of a high-frequency coil of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the principle and connection of the high-frequency coil, and FIG. 3 is a diagram to which the above-mentioned high-frequency coil is applied. FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic resonance imaging apparatus. FIG. 4 is a circuit diagram showing the connection of high-frequency coils according to another embodiment. FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining capacity. 1... Subject, 2... Static magnetic field generating magnet, 3...
・Magnetic field gradient generation system, 4... Transmission system, 5... Receiving system. 6...Signal processing system, 7...Sequencer, 8...
・CPU, 14a... High frequency coil on the transmitting side,
14b... Receiving side high frequency coil, 15...
Amplifier, 22... Solenoid coil, 23...
・Saddle-shaped coil, 24... Capacitor, 25... Crossing part, 26... Shifter Figure 4
Claims (3)
段と、上記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に
核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射する送
信系と、上記の核磁気共鳴により放出される高周波信号
を検出する受信系と、この受信系で検出した高周波信号
を用いて画像再構成演算を行う信号処理系とを備えて成
る磁気共鳴イメージング装置の上記送信系または受信系
内に設けられ、二つの導電ループをその感度方向を互い
に直交させて一組に形成され、且つ上記被検体に高周波
信号を照射しまたは核磁気共鳴により放出される高周波
信号を検出する感度方向が静磁場に対し直交して配置さ
れる高周波コイルにおいて、上記二つの導電ループの交
差部分の導体幅を狭くしその対向面積を小さくしたこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置の高周波コイル
。(1) A magnetic field generation means for applying a static magnetic field and a gradient magnetic field to the subject; a transmission system for irradiating high-frequency signals to cause nuclear magnetic resonance to the nuclei of atoms constituting the living tissue of the subject; The above-mentioned transmission system of a magnetic resonance imaging apparatus comprising a receiving system that detects a high-frequency signal emitted by nuclear magnetic resonance, and a signal processing system that performs image reconstruction calculation using the high-frequency signal detected by the receiving system; Sensitivity for detecting a high-frequency signal emitted by irradiating a high-frequency signal onto the subject or by nuclear magnetic resonance, which is provided in the receiving system and is formed into a set of two conductive loops with their sensitivity directions orthogonal to each other. A high-frequency coil for a magnetic resonance imaging apparatus, characterized in that the high-frequency coil is disposed with a direction perpendicular to a static magnetic field, and the conductor width at the intersection of the two conductive loops is narrowed to reduce the facing area thereof.
の導体幅を狭く形成したことを特徴とする請求項1記載
の磁気共鳴イメージング装置の高周波コイル。(2) The high-frequency coil for a magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the conductor width of one of the intersections of the two conductor loops is formed narrow.
と鞍形コイルとを用いたことを特徴とする請求項1また
は2記載の磁気共鳴イメージング装置の高周波コイル。(3) The high-frequency coil for a magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein a solenoid coil and a saddle-shaped coil are used as the two conductive loops.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2165797A JP2811352B2 (en) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | High frequency coil for magnetic resonance imaging equipment |
| US07/669,960 US5293519A (en) | 1990-03-20 | 1991-03-15 | RF coil for a nuclear magnetic resonance imaging device |
| DE4108997A DE4108997C2 (en) | 1990-03-20 | 1991-03-19 | RF coil arrangement for an NMR examination device |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454939A true JPH0454939A (en) | 1992-02-21 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2811352B2 (en) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2007108190A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imager and rf coil for magnetic resonance imager |
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| JPH02203839A (en) * | 1989-02-03 | 1990-08-13 | Hitachi Ltd | Inspection device using nuclear magnetic resonance |
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1990
- 1990-06-26 JP JP2165797A patent/JP2811352B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US8035383B2 (en) | 2006-03-17 | 2011-10-11 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imaging apparatus and RF coil for magnetic resonance imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2811352B2 (en) | 1998-10-15 |
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