JPH0779948A

JPH0779948A - 磁気共鳴映像装置

Info

Publication number: JPH0779948A
Application number: JP5252289A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Okamoto; 和也岡本; Takuji Suzuki; 琢治鈴木; Kiyomi Mori; 清巳守
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-28
Also published as: DE4432574A1; DE4432574C2

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の表面コイルを用いた高ＳＮＲ画像化法
において、所望の画像化領域全体に対して高ＳＮＲな画
像化が可能な磁気共鳴映像装置を提供する。【構成】複数の表面コイルの大きさ、数、配置のいず
れかを、少なくとも所望の画像化領域のＳＮＲ（信号対
ノイズ比）分布を求める手段から決定する。この手法に
より、被検体を等方向の取り囲むように表面コイルを配
置する場合、隣接するコイル間に間隙が開くようにコイ
ル幅を小さくし、隣接するコイル間でも相互作用を０に
する手段を用いず、コイルのＱ値を低減する程度でコイ
ル間の相互結合の影響を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴映像装置に係
り、特に画像のＳＮＲ（信号対ノイズ比）を向上させる
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医用診断装置の開発が進められる
中で、磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置ともいう）が多く
用いられている。

【０００３】磁気共鳴映像装置は、よく知られているよ
うに、固有の磁気モーメントを持つ核の集団が一様な静
磁場中に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周
波磁場のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用し
て、物質の化学的及び物理的な微視的情報を映像化する
手法であり、１Ｈに関しては、静止あるいは遅い動きの
部位の撮像に対し、臨床的にも良質な画像を提供してい
る。

【０００４】しかし、近年動きの速い部位（心臓など）
に対して撮像を可能にする高速イメージング（映像化時
間〜５０ｍｓ）や１Ｈ以外の核種（３１Ｐ，１９Ｆ，１
３Ｃ，２３Ｎなど）のイメージングにおいてＳＮＲ（信
号対ノイズ比）の向上が重要な課題となっている。例え
ば、高速イメージングの場合、リアルタイムスキャン時
のフリップ角低下にともなうＳＮＲ低下及び勾配磁場の
増加にともなうＳＮＲの低下が挙げられ、３１Ｐのイメ
ージングに関しては、体内の存在量が１Ｈの１０-4程度
ときわめて微量であることによるＳＮＲの低下が挙げら
れる。

【０００５】ＳＮＲを向上させる１つの手段として、例
えば特公平４−４２９３７号公報（以下、従来例１とい
う）には、被検体の画像化すべき所望の領域に複数個の
表面コイル（この従来例１では１ターンコイル）を配置
し、これら複数個の表面コイルを介して被検体からの磁
気共鳴信号をそれぞれ検出し、検出された磁気共鳴信号
について各々画像化処理を行って複数系列の画像データ
を生成した後、同じ空間位置に対応する画素データどう
しを、各々の表面コイルが発生する高周波磁場の分布に
基づいてあらかじめ決定された重み関数を乗じて加算す
ることにより各画素のデータを作成し、それらを合成す
ることにより被検体の所望領域全体の高Ｓ／Ｎな画像を
得る技術が開示されている。

【０００６】しかし、この従来例１に開示された内容は
所望の画像化領域に対し最適なコイル数、大きさ、配置
に関しては触れられていない。

【０００７】また従来より、複数の表面コイルは少なく
とも隣接するコイル間のカップリングを０にするため、
一定面積重ね合わせる手法が用いられている。しかし、
この重ね合わせる面積はコイルの形状、複数のコイルが
平面配置か曲面配置かによってことなり、柔軟に対応で
きない。また被検体周囲を等方的に取り囲んで画像化す
る場合、隣接コイル間で重ね合わせる分大きなコイル径
が必要となり、この方法の特徴である表面コイル近傍の
ＳＮＲ向上効果が薄れてしまう。

【０００８】また、コイル数一定の条件で、６個の表面
コイルを用いて人頭部を取り囲むことを考えると、半径
２５ｃｍの円筒上を単に６等分しても１２〜１３ｃｍの
幅のコイルが必要で重ね合わせによるデカップリングを
するにはさらに大きな幅が必要になる。通常頭部に対し
てＳＮＲ向上を目的に使用する表面コイル幅は８〜１０
ｃｍであり、同様のＳＮＲ向上効果を得るには８〜１０
個の表面コイルが必要になり現実的でない。

【０００９】更に、カップリングを０にする手法として
ブリッジ回路を用いる手法があるが、周方向に沿ってそ
の調整をするのは非常に煩雑である。

【００１０】また、昨今において、頭部は関心部位の中
でも他の部位に比べてＭＲＩ診断使用率が高い部位であ
り、高速画像化や高分解能化の要請もあり表面コイルの
使用が望まれる部位である。しかし従来の表面コイルの
ような１ターン型のものでは、コイル近傍で高ＳＮＲが
期待できるが、その形状・大きさから感度領域が限られ
てしまうため、高感度領域を広範囲に確保するためには
不向きなコイルであった。またＭＲＩにおいて、高周波
コイルの発生する高周波磁場方向は静磁場の方向に対し
垂直でないと高ＳＮＲを期待できない。そのため頭頂部
などの、発生する高周波磁場方向が静磁場と平行になる
部位では使用できず（静磁場が垂直に発生する永久磁石
型のＭＲＩを除く）、従来は顔面の起伏や呼吸などの制
約条件から、空間的に隙間のある円筒形のＢｉｒｄｃａ
ｇｅ型コイルや鞍型コイルなどが用いられてきた。

【００１１】一方、近年ＳＮＲを向上させる手段のひと
つとして、米国特許４，８２５，１６２号、特願平２−
０４７８１４号公報（以下、従来例２という）のよう
に、被検体の画像化すべき所望の領域に複数個の表面コ
イルを配置し、これら複数個の表面コイルを介して被検
体からの磁気共鳴信号をそれぞれ検出し、検出された磁
気共鳴信号について各々画像化処理を行って複数系列の
画像データを生成した後、同じ空間位置に対応する画素
データ（単一複素信号もしくは一次元複素信号＝スペク
トル信号）どうしを、各々の表面コイルが発生する高周
波磁場の分布に基づいて予め決められた重み関数を乗じ
て加算することで各画素データを合成し、所望領域のひ
とつの画像を生成することが行われている。これをマル
チ表面コイルと呼んでいる。これにより複数のコイルで
所望の領域の高ＳＮＲ画像を得るための画像合成手段が
明らかにされている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
ける磁気共鳴映像装置においては、所望の画像化領域に
対して、複数の表面コイルの最適なコイル数、大きさ、
配置を決定する方法については触れられていなかった。

【００１３】また、従来における高周波受信用のプロー
ブコイルは、その方向を常に静磁場に対して垂直に配置
しなければならないので、頭部コイルにおいてその方向
を調整するのが困難であるという欠点があった。

【００１４】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、その第１の目的は、所望
の画像化領域全体に対して高ＳＮＲな画像化が可能な磁
気共鳴映像装置を提供することである。

【００１５】また、第２の目的は、被検体頭部の画像を
撮影する際にプローブの方向を調整せずに高ＳＮＲな画
像化が可能な磁気共鳴映像装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１の発明は、一様な静磁場下に置かれた被検
体に所定のシーケンスで高周波磁場及び勾配磁場を印加
し、これによって発生する磁気共鳴信号を前記被検体に
近接配置された複数の表面コイルにて受信して磁気共鳴
画像を再構成する磁気共鳴映像装置において、前記複数
の表面コイルは互いに重なり合うことなく配設され、か
つ、他の表面コイルとの相互接合を低減する手段を有す
ることが特徴である。

【００１７】また、本願第２の発明は、一様な静磁場下
に置かれた被検体に所定のシーケンスで高周波磁場及び
勾配磁場を印加し、これによって発生する磁気共鳴信号
を前記被検体に近接配置された複数の表面コイルにて受
信して磁気共鳴画像を再構成する磁気共鳴映像装置にお
いて、前記表面コイルは、互いに直交する３軸方向の前
記磁気共鳴信号を収集し得る３個のコイルであり、各コ
イルを同一平面又は同一曲面上に配置して構成されたこ
とを特徴とする。

【００１８】

【作用】上述の如く構成された本願第１の発明によれ
ば、複数の表面コイルの大きさ、数、配置のいずれか
を、少なくとも所望の画像化領域のＳＮＲ（信号対ノイ
ズ比）分布を求める手段から決定する。ＳＮＲ分布を求
める手段は実験や計算機シミュレーションによる。Ｓ
（信号）は表面コイルの発生する高周波磁場分布に比例
し、Ｎ（ノイズ）は高周波磁場に起因する被検体由来の
誘導損失やコイルに生じる電界に起因する被検体由来の
誘電損失、コイル自身の損失（コイル線材の抵抗率に関
する損失、コンデンサの損失、放射ロス）の和として表
されるため、各々実験的あるいは計算機シミュレーショ
ンにより求める。

【００１９】また、この手法により、例えば被検体を等
方的に取り囲むように表面コイルを配置する場合、所望
の撮像領域内において∫ｖ（ＳＮＲ（ｒ））ｄＶが最大
になるようにコイル数一定の条件でコイルの幅を最適化
すると、隣接するコイル間に間隙が開くようにコイル幅
を小さくする必要があることが判明した。よって隣接す
るコイル間でも相互作用を０にする手段を用いず、コイ
ルのＱ値を低減する程度で高ＳＮＲな画像を得ることが
可能である。これは、コイル間隙をあけることにより隣
接コイル間の相互結合が減少し、コイル同志の重ね合わ
せやブリッジ回路により相互結合を０にする必要がなく
なり、コイルのＱ値を低減する程度で各表面コイルで干
渉の少ない画像を得られるようになるためである。

【００２０】また、本願第２の発明は、頭部専用密着型
プローブに直交する複数個のコイルを具備し、それぞれ
から得られた信号を、位相と振幅重みをかけた後に足し
合わせることで疑似的に静磁場に対して直交するような
高周波磁場を持つコイルで受信したようにし、プローブ
の角度調整を行わずに常に高ＳＮＲの画像を得ることが
できるようにするものである。これにより、プローブコ
イルの方向を調整する煩雑さから開放されるのと、さら
に頭部専用密着型プローブコイルの方向を静磁場に対し
て垂直方向にしか向けることのできない部位についても
高ＳＮＲの撮像が可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る磁気共鳴映像装置の概略的な
構成を示すブロック図である。

【００２２】同図において、静磁場磁石１は励磁用電源
２により励磁され、被検体５に一様な静磁場を印加す
る。勾配磁場生成コイル３はシーケンスコントローラ１
１によって制御される駆動回路４によって駆動され、寝
台６上の被検体５に対して、その磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚ
方向に直線的に変化する勾配磁場Ｃｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印
加する。被検体５にはさらにシーケンスコントローラ１
１による制御下で、送信部７からの高周波パルスが送信
用コイル８に印加されることによって発生される高周波
磁場が印加される。

【００２３】送信用コイル８の内側に被検体５に近接し
て信号検出用コイルであるマルチ表面コイル９が配置さ
れている。マルチ表面コイル９によって被検体５から受
信された磁気共鳴信号は直接受信部１０へと導かれる。
受信部１０に導かれた磁気共鳴信号は、増幅及び検波さ
れた後シーケンスコントローラ１１の制御の下、データ
収集部１２へと送られる。データ収集部１２ではシーケ
ンスコントローラ１１の制御下で入力された磁気共鳴信
号を収集し、Ａ／Ｄ変換した後、電子計算機１３に送
る。電子計算機１３はコンソール１４により制御され、
データ収集部１２から入力された磁気共鳴信号の画像再
構成処理を行い、マルチ表面コイル９それぞれから得ら
れた画像データを重みづけ加算し、高ＳＮＲ画像に合成
する。また、シーケンスコントローラ１１の制御も行
う。電子計算機１３により得られた画像データは画像デ
ィスプレイ１５に伝達され画像が表示される。

【００２４】図２は本発明の第１実施例に係り、図１に
おける送信用コイル８及びマルチ表面コイル９の構成・
配置を示す概略図である。送信用コイル８は被検体５の
画像化すべき所望の領域に対して均一な高周波磁場を印
加する。マルチ表面コイル９ａ〜９ｆは図示のように被
検体を取り囲むように配置されている。そして、後述す
るようにこれら各マルチ表面コイル９ａ〜９ｆの大き
さ、数、配置の各条件は最適化の基本式から求められる
ことになる。

【００２５】図３に図１におけるマルチ表面コイル９、
受信部１０及びデータ収集部１２の詳細を示す。マルチ
表面コイル９は６つの表面コイル９ａ〜９ｆからなり、
それぞれに対応してプリアンプ２１ａ，…，２１ｆ、検
波回路（ＤＥＴ）２２ａ，…，２２ｆ、ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）２３ａ，…，２３ｆからなる信号検出手段
が設けられている。図１に示すデータ収集部１２では受
信部１０から入力された磁気共鳴信号の検波信号をＡ／
Ｄ変換器によってディジタル信号に変換した後、電子計
算機１３に取り込む。

【００２６】次に、所望の画像化領域のＳＮＲ（信号対
ノイズ比）分布を求める手段について述べる。

【００２７】Ｓ（信号）は表面コイル９の発生する高周
波磁場分布に比例するため、簡単には表面コイル９に単
位電流を流して、Biot-Savart の法則により高周波磁場
分布を求める。被検体の誘電率や導電率の効果を考慮す
るためには、被検体の代表的な大きさを決め、解析的ま
たはアンテナの電磁界解析の手法を用いて計算する。ア
ンテナの電磁界解析の手法としてモーメント法、空間回
路網法などが知られている。もちろん被検体の画像化を
行い実験的に求めることもできる。

【００２８】Ｎ（ノイズ）は各コイルの成分と、コイル
間のノイズの相関を表す成分に分けられる。まず、各コ
イルの成分は、高周波磁場に起因する被検体由来の誘導
損失やコイルに生じる電界に起因する被検体由来の誘電
損失、コイル自身の損失（コイル線材の抵抗率に関する
損失、コンデンサの損失、放射ロス）の和として表され
る。ここで、コイル自身のノイズは被検体がないときの
コイルのＱ値、インダクタンスＬ、共鳴周波数ω₀より
次の（１）式から計算できる。

【００２９】ｒ＝Ｌω₀／Ｑ …（１）被検体由来の損失のうちコイルに生じる電界に起因する
誘電損失は、表面コイルが多数のコンデンサで分割され
ているような構成の場合、電解がコイルのコンデンサ部
に集中するため、一般に被検体は大きな損失を及ぼさな
い。よって考慮する必要がない。また、誘導損失はクー
ロン・ゲージにて次の（２）式により計算できる。

【００３０】

【数１】 ★コイルに生じる電界に起因する損失を無視する前提に
たてば、コイルに被検体を挿入したときのＱload値とし
ないときのＱunload値を実測して次の（３）式にて算出
する事もできる。

【００３１】ｒ＝Ｌω₀×（１／Ｑload−１／Ｑunload） …（３）一方、コイル間のノイズの相関を表す成分において、ま
ずコイル自身のノイズについてはコイル間の相互結合
（相互インダクタンス）を実験あるいは計算機シミュレ
ーションにて求める。被検体由来の誘導損失についてノ
イズの相関を表す成分は次の（４）式によって計算でき
る。

【００３２】

【数２】 ★実験的には例えば、従来例１（特公平４−４２９３７
号公報）に開示されているような方法で実測できる。

【００３３】そして、以上の結果をまとめると、次の
（１）式を計算することになる。

【００３４】

【数３】ＳＮＲ²＝｛ΣΣｋ_iｋ_jＢ_1xyiＢ_1xyj｝／｛ΣΣｋ_iｋ_jＲ_ijCOS(Δθ_ij）｝ …（５）ここで、ｋｉはｉ番目の表面コイル画像の重み関数を表
し、次の（６）式で表わされる。

【００３５】

【数４】［ｋ_i］^t∝［Ｒ_ijcos(Δθ_ij）］^-1［Ｂ_1xyi］^t …（６）Ｒｉｊはノイズ行列要素を表し、次の（７）式で表わさ
れる。

【００３６】

【数５】 ★ここで、Ｂは高周波磁場強度を示す。コイル自身のノ
イズはコイル間の相互結合がなければ別々のコイル間で
ノイズの相関が生じないため、ノイズ行列の対角要素に
組み込む。

【００３７】そのほか、複数の表面コイルで同時に得ら
れた画像から１枚の高ＳＮＲな画像を得る公知の方法で
実現される画像ＳＮＲを求める具体的な種々の方法を用
いることができる。

【００３８】次に、（５）式を用いて具体的に最適コイ
ル大きさ、数、配置を具体的に求めてみる。ここでは、
表面コイル数は６個に固定し、人頭部を想定した図４に
示す如く被検体５・表面コイル９の配置、及び次の表１
に示すようなコイル・ファントム形状について、所望領
域Ｘ−Ｙ断面の画像ＳＮＲを計算した。

【００３９】

【表１】 ★また、符号Ｓは高周波磁場分布をBiot-Savart の法則
より求め、Ｎは誘導損失について（２）式、（４）式を
コイルなどの大きさに比べ高周波の波長が十分長いとい
う仮定のもとに計算し、コイル自身のノイズは実測Ｑ値
等から求めた。なお、コイル間の結合は完全にないとし
た。コイル幅を変えながらＳＮＲの大きさを表す値［∫_v｛ＳＮＲ（ｒ）｝²ｄｖ］^1/2 …（８）を計算した結果を図５に示す。同図から明らかなよう
に、コイル幅１３０ｍｍ（隣り合うコイルどおしが隣接
して配置された状態）から５０ｍｍ程度になるまで
（８）式の値が増大している。

【００４０】また、図６（ａ）は図４に示すＹ軸上のＳ
ＮＲ最大点（被検体の表面コイル最近接点）のＳＮＲを
コイル幅に対してプロットした図、図６（ｂ）はＸ線上
のＳＮＲ最大点（被検体の表面コイル最近接点）のＳＮ
Ｒをコイル幅に対してプロットした図、そして、図６
（ｃ）は画像中心（コイル中心）のＳＮＲをコイル幅に
対してプロットした図である。図６（ｃ）より、中心の
ＳＮＲは１３０ｍｍの場合が最も大きいが、コイル幅が
約半分になってもＳＮＲは１０％程度しか小さくならな
い。これに対して、同図（ａ）のようにＹ軸上コイル近
傍のＳＮＲはほぼコイル幅に反比例していることがわか
る。勿論、同図（ｂ）のように間の開いたコイル間のＳ
ＮＲは多少低下する。しかし、所望領域Ｘ−Ｙ断面全体
のＳ／Ｎ向上効果、特に表面近傍のＳＮＲ向上効果を考
えると、画像全体のＳ／Ｎ均一性も考慮するとコイル幅
を５０〜９０ｍｍの間に設定してコイル間に間隙が開く
ようにコイル幅を小さくしたほうがよいことがわかる。

【００４１】こうして、（５）式に基づいてコイル幅の
最適値を求めることができるのである。なお、ここで
は、コイル数を一定の条件で計算したが、他のパラメー
タを固定した計算も可能である。

【００４２】一方、表面コイルを近接して配置する必要
が無くなるとコイル間の相互結合が少なくなり、従来は
必要であった隣接するコイル間を完全デカップリングす
る種々の手法が不要となり、コイルのＱ値を低減する程
度で干渉の少ない画像が得られるようになる。つまり、
従来は互いに隣接し合う表面コイルとおしの磁気的なカ
ップリングを防止するために、隣接するコイルを重ね合
わせたり、コイル間にブリッジ回路を形成する等の対策
を行なっていたが、本実施例ではこの必要はなく、例え
ば表面コイルに対して従来例１（特公平４−４２９３７
号公報）に記載されているような低入力インピーダンス
のプリアンプを用いる方法や従来例２（特願平２−４７
８１４）に記載されているようなフィードバックアンプ
を用いる方法が利用してＱ値を低減させれば良い。

【００４３】本実施例における画像化の手順について
は、従来例１及び従来例２に記載されているように、ほ
ぼ各々の表面コイルの高周波磁場分布に比例した関数を
重み関数とし、重み付け加算することにより高ＳＮＲ画
像を得ることができる。本実施例では、例えば、図２の
表面コイル９ａ，…，９ｆの表面コイルのデータを用い
て、１枚の高ＳＮＲ画像を合成できる。

【００４４】高周波磁場分布は近似的に計算機シミュレ
ーションにより予め求めておくこともできるが、送信用
コイル８を使って得た画像と各表面コイル画像の比を取
って重み関数として用いた方がよい。その場合のブロッ
ク図を図７に示す。この例では送信用コイル８で受信も
できるように送受信時に信号の流れを切換えるデュプレ
クサ３１を設置し、受信時の信号が受信部１０に供給さ
れるように構成している。特に、送信コイル画像と各表
面コイル画像を同時に得る場合には従来例２に記載され
た方法を用いれば良い。

【００４５】次に、本実施例の第２実施例について説明
する。本実施例においては図１に示したマルチ表面コイ
ルのかわりに頭部密着型マルチコイルを用いており、こ
のマルチコイルは図８に示すように３つのコイル４１
ｘ，４１ｙ，４１ｚから構成されている。図９（ａ）〜
（ｃ）は各コイル４１ｘ，４１ｙ，４１ｚを分離した状
態を示す図である。図示のように、コイル４１ｚは円形
状、コイル４１ｙ，４２ｘはそれぞれ８の字状を成して
おり、図８に示す如くコイル４１ｙと４１ｘの長手方向
を直交させてコイル４１ｚ内に配置している。

【００４６】これによって、コイル４１ｘ，４１ｙ，４
１ｚはそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の高周波磁場を検
出することができる。図１０は、頭部密着型マルチコイ
ル４１ｘ，４１ｙ，４１ｚにおいて検出される３方向の
高周波磁場が直交する様子を示す概略図である。

【００４７】図１１は受信部１０の詳細な構成図であ
り、コイル４１ｘ，４１ｙ，４１ｚからの信号はプリア
ンプ４２ｘ，４２ｙ，４２ｚでそれぞれ増幅され、位相
可変部４３ｘ，４３ｙ，４３ｚ、およびゲイン調整部４
４ｘ，４４ｙ，４４ｚでそれぞれのコイルの方向に応じ
て位相とゲインを調整される。調整後の信号は加算器４
８にて加算され、検波器４５で検波され、フィルタ４６
で不要な信号を除去され、データ収集部４７へ送られ
る。

【００４８】そして、図８に示した如く構成された頭部
密着形マルチコイル４１ｘ〜４１ｚは、被検体頭部の任
意の位置に装着して用いるので、コイル装着位置の移動
にともなって最適なスライス面の画像化を行うのが望ま
しい。そのためには受信系のそれぞれのコイルの受信条
件（振幅・位相）を決定することが必要となる。コイル
の方向に応じた振幅、位相を設定する方法として、ひと
つは被検体へのコイル設定時に医師がコイルの位置情報
（方向・傾き）を入力し計算機において適切なスライス
面を選択し、振幅・位相を算出・設定後、画像化を行う
方法や、またはコイルを被検体の頭部表面に対し自在に
設定できるようなステージ・アーム等で固定後、このス
テージ・アームは予めコイル設定後の形状からその位置
情報を得られるようにしておき、この得られた位置情報
から計算機において適切なスライス面を選択し、上記同
様に画像化を行う方法があげられる。

【００４９】もしくは図１２のように加算器４８の前に
スイッチ４９ｘ〜４９ｚをそれぞれ取付け、単独のコイ
ルから信号を受信し、それぞれの信号の振幅と位相を調
べれば良い。画像化は送信用コイル８を送受信に用いて
行ってもよい。しかし、その場合図１３に示すように送
受信一様コイル５０を用い、デュプレクサ３１で送受信
信号を分離する必要がある。また受信時には頭部密着型
マルチコイル４１と一様コイル５０とのピンダイオード
等を用いた能動的なデカップリングを行うべきである。

【００５０】角度から振幅、位相を算出する方法は、例
えば静磁場ベクトルＢ₀と各コイル４１ｘ〜４１ｚの方
向の関係が図１４に示されるようになったとき、それぞ
れの軸への射影角θｘ，θｙ，θｚの正弦が振幅とな
り、各軸からの角度のずれが位相のずれとなる。

【００５１】データ収集部１２では、入力された磁気共
鳴信号の検波出力をサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換器
でディジタル化することで、画像再構成用データの収集
を行う。

【００５２】ここでは受信したアナログ信号のまま重み
付け加算を行い、各コイルからの信号を処理したが、図
１５に示すようにそれぞれのコイル４１ｘ〜４１ｚから
の信号を増幅、検波、フィルタ処理し、データ収集部１
２でＡ／Ｄ変換し、従来例２に示されるように、電子計
算機１３でそれぞれの画像について画像再構成を行っ
て、各画素毎に重み付け加算か、もしくは予め重み関数
を求めておいて畳み込み積分してから画像再構成したほ
うがより高ＳＮＲな画像が得られる。画素ごとの重み付
け加算をする場合、従来例２で述べられているように様
々な加算方法が考えられる。加算の最も単純な例とし
て、各画像データの同一位置に対応した各画素の絶対値
の二乗（パワー）の和の平方根をとる方法もある。

【００５３】このような場合、データ収集部１２では、
それぞれのコイルから入力された磁気共鳴信号の検波出
力をサンプルホールドしてＡ／Ｄ変換器でディジタル化
し、それぞれのコイルに対応した画像再構成用データの
収集を行う。

【００５４】また一つのコイルの磁場方向が静磁場方向
に平行になると、そのコイルからの信号強度はきわめて
小さいか、もしくは信号が受信されなくなる。このよう
な場合そのまま加算すると雑音を多く含むことになる。
これに対して、信号強度、あるいは加算前の画像データ
にしきい値を設け、ある一定値より弱い信号については
雑音とみなし除去してもよい。

【００５５】各コイルの等価回路は、例えば図１６のよ
うにトラップ回路を配置してもよい。この場合、信号受
信時にはトラップ回路内のクロスダイオードＤ１がＯＦ
Ｆ状態な為、トラップ回路はＯＦＦとなる。送信時には
クロスダイオードＤ１がＯＮになり、トラップ回路で共
振を起こし両端で高インピーダンスとなるのでコイルが
疑似的に開放状態となり、送信時の過大入力から受信系
を保護する。図１７ではコンデンサＣ２を調整して共振
周波数を同調し、コンデンサＣ３でコイルの出力インピ
ーダンスを５０Ωに整合させる例である。また、図１８
のようにコイルの直後にプリアンプを配置してもよい。
またこのような微調整は容量可変ダイオードなどを用い
てもよい。

【００５６】更に、各コイルはなるべく直交するように
配置されるが、残留カップリングも考えられる。これを
防ぐため従来例２に示されるようにＱダンプを用いるな
どしてデカップリングを行ってもよい。

【００５７】図１９は本実施例の頭部密着形マルチコイ
ル４１ｘ〜４１ｚを搭載したプローブ５１を実際に被検
体５の頭部に装着した状態を示す説明図であり、同図
（ａ）では頭部前方部（大脳・前頭葉）など、同図
（ｂ）では頭部中央部（大脳・中脳・脳幹部）など、同
図（ｃ）では頭部後方部（小脳・延髄部）などを関心領
域とした場合である。

【００５８】このように、本発明の第２実施例において
は、一つの平面又は曲面上に配置されたマルチコイルを
用いて被検体頭部でのデータ収集を行なっているので、
プローブ５１を任意の方向から装着しても常に高ＳＮＲ
の磁気共鳴画像を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明に
よれば所望の画像化領域に対し、最適なコイル数、大き
さ、配置を決定でき、特に被検体を取り囲むように複数
の表面コイルを配置する場合、隣接コイル間の完全デカ
ップリングを必要とせず高ＳＮＲ画像化が可能となる。

【００６０】また、本願第２の発明によれば、頭部密着
コイルの方向を静磁場に対して変化させてＳＮＲを向上
させるように調整したりすることなく、常に高いＳＮＲ
で頭部を撮像する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気共鳴映像装置の概略的な構成
を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る送信用コイル及び複
数の表面コイルの構成・配置を示す概略図である。

【図３】複数の表面コイルと受信部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】被検体とマルチ表面コイルの配置の例を示す図
である。

【図５】被検体の所望断面のＳＮＲ二乗和の平方根とコ
イルの幅の関係を示す特性図である。

【図６】Ｙ軸上、Ｘ軸上及びコイル中心の各点のＳＮＲ
とコイル幅の関係を示す特性図である。

【図７】第１実施例の変形例に係る磁気共鳴映像装置の
構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第２実施例に係る頭部密着形マルチコ
イルを示す構成図である。

【図９】頭部密着形マルチコイルの個々の構成図であ
る。

【図１０】３軸方向の高周波磁場を示す説明図である。

【図１１】受信部の構成を示すブロック図である。

【図１２】受信部の他の構成を示すブロック図である。

【図１３】一様コイルで高周波信号の送受信を行なうと
きの送受信部の構成を示すブロック図である。

【図１４】プローブコイルの方向軸ｘ，ｙ，ｚと静磁場
方向との関係を示す説明図である。

【図１５】受信部の更に他の構成を示すブロック図であ
る。

【図１６】トラップ回路の例を示す説明図である。

【図１７】各コイルの等価回路を示す説明図である。

【図１８】各コイルの他の等価回路を示す説明図であ
る。

【図１９】頭部密着形マルチコイルを被検体に装着した
状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１静磁場磁石２励磁用電源３勾配磁場生成コイル４駆動回路５被検体６寝台７送信部８送信用コイル９マルチ表面コイル１０受信部１１シーケンスコントローラ１２データ収集部１３電子計算機１４コンソール１５画像ディスプレイ２１ａ〜２１ｆプリアンプ２２ａ〜２２ｆ検波器２３ａ〜２３ｆローパスフィルタ３１デュプレクサ４１ｘ，４１ｙ，４１ｚ頭部密着形表面コイル５１プローブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8105−2ＪＧ０１Ｎ 24/04 ５２０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様な静磁場下に置かれた被検体に所定
のシーケンスで高周波磁場及び勾配磁場を印加し、これ
によって発生する磁気共鳴信号を前記被検体に近接配置
された複数の表面コイルにて受信して磁気共鳴画像を再
構成する磁気共鳴映像装置において、前記複数の表面コイルは互いに重なり合うことなく配設
され、かつ、他の表面コイルとの相互接合を低減する手
段を有することを特徴とする磁気共鳴映像装置。
【請求項２】一様な静磁場下に置かれた被検体に所定
のシーケンスで高周波磁場及び勾配磁場を印加し、これ
によって発生する磁気共鳴信号を前記被検体に近接配置
された複数の表面コイルにて受信して磁気共鳴画像を再
構成する磁気共鳴映像装置において、前記表面コイルは、互いに直交する３軸方向の前記磁気
共鳴信号を収集し得る３個のコイルであり、各コイルを
同一平面又は同一曲面上に配置して構成されたことを特
徴とする磁気共鳴映像装置。