JPH11285482A - 磁気共鳴イメージング用のrfコイル装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング用のrfコイル装置Info
- Publication number
- JPH11285482A JPH11285482A JP10360141A JP36014198A JPH11285482A JP H11285482 A JPH11285482 A JP H11285482A JP 10360141 A JP10360141 A JP 10360141A JP 36014198 A JP36014198 A JP 36014198A JP H11285482 A JPH11285482 A JP H11285482A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- network
- coupling
- magnetic field
- members
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3678—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver involving quadrature drive or detection, e.g. a circularly polarized RF magnetic field
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/341—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
- G01R33/3657—Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3685—Means for reducing sheath currents, e.g. RF traps, baluns
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 MRイメージング用の改良されたRFコイル
装置を提供する。 【解決手段】 装置はコイル構造(10)を含み、該構
造は、平行に離隔した1対の細長いコイル部材(12、
14)と、該対の部材の間に結合され且つ互いに平行に
離隔した奇数または偶数の横方向コイル部材(18)と
を含む。第1の容量素子(16)が細長いコイル部材に
沿って選択的に配置され、第2の容量素子(20)が各
々の横方向コイル部材に含まれる。第1の結合回路網
(22)が、B0 磁場方向に直交する第1の軸に沿って
配向された第1のRF磁場成分を選択的に送受信するよ
うにコイル構造を動作させ、第2の結合回路網(30)
が、B 0 磁場方向と第1の軸との両方に直交する第2の
軸に沿って配向された第2のRF磁場成分を選択的に送
受信するようにコイル構造を動作させる。第1及び第2
の容量素子は、第1及び第2のRF磁場成分の周波数が
等しくなるように選択される。
装置を提供する。 【解決手段】 装置はコイル構造(10)を含み、該構
造は、平行に離隔した1対の細長いコイル部材(12、
14)と、該対の部材の間に結合され且つ互いに平行に
離隔した奇数または偶数の横方向コイル部材(18)と
を含む。第1の容量素子(16)が細長いコイル部材に
沿って選択的に配置され、第2の容量素子(20)が各
々の横方向コイル部材に含まれる。第1の結合回路網
(22)が、B0 磁場方向に直交する第1の軸に沿って
配向された第1のRF磁場成分を選択的に送受信するよ
うにコイル構造を動作させ、第2の結合回路網(30)
が、B 0 磁場方向と第1の軸との両方に直交する第2の
軸に沿って配向された第2のRF磁場成分を選択的に送
受信するようにコイル構造を動作させる。第1及び第2
の容量素子は、第1及び第2のRF磁場成分の周波数が
等しくなるように選択される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、B0 磁
場の方向で磁気共鳴(MR)イメージング・システムに
用いられるRFコイルの構成に関する。より具体的に
は、本発明は、イメージング空間内部に円偏波RF磁場
を発生させるI及びQの各直交成分を形成する上述の形
式のRFコイルの構成に関する。更に具体的には、本発
明は、脊柱のイメージングのような用途のために上述の
形式のMRシステムに用いるのに特に有用なRFコイル
の構成に関する。
場の方向で磁気共鳴(MR)イメージング・システムに
用いられるRFコイルの構成に関する。より具体的に
は、本発明は、イメージング空間内部に円偏波RF磁場
を発生させるI及びQの各直交成分を形成する上述の形
式のRFコイルの構成に関する。更に具体的には、本発
明は、脊柱のイメージングのような用途のために上述の
形式のMRシステムに用いるのに特に有用なRFコイル
の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、ボア(中孔)式の全身型
MRイメージング・システムでは、患者は、円筒形の主
磁石のボアの内部に載置される。静的すなわち主B0 磁
場は、ボア軸に沿って配向しており、従って、患者の頭
部と足との間に伸びる方向(以後、上下(Superior-Inf
erior )方向又はSI方向と呼ぶ)に配向している。し
かしながら、近年、MR分野の最先端技術者は、介在型
磁石又は開放型磁石を備えたMRイメージング・システ
ムを開発し、導入している。これらのシステムでは、D
C磁場又はB0 磁場は、2つの隔設された磁石要素によ
って発生される。イメージング空間、すなわちイメージ
ング手順の際に患者又はその他の物体が存在する空間
は、主磁石要素の間に位置付けられている。
MRイメージング・システムでは、患者は、円筒形の主
磁石のボアの内部に載置される。静的すなわち主B0 磁
場は、ボア軸に沿って配向しており、従って、患者の頭
部と足との間に伸びる方向(以後、上下(Superior-Inf
erior )方向又はSI方向と呼ぶ)に配向している。し
かしながら、近年、MR分野の最先端技術者は、介在型
磁石又は開放型磁石を備えたMRイメージング・システ
ムを開発し、導入している。これらのシステムでは、D
C磁場又はB0 磁場は、2つの隔設された磁石要素によ
って発生される。イメージング空間、すなわちイメージ
ング手順の際に患者又はその他の物体が存在する空間
は、主磁石要素の間に位置付けられている。
【0003】側面出入り型システム(side-entry syste
m )として知られているこれらのシステムの多くにおい
ては、患者は、主磁石要素の間を通過することによりイ
メージング空間に入り、次いで、これらの主磁石要素の
間で改めて座るか、横たわるか又は立つ。従って、主B
0 磁場は、横方向の配向を有し、すなわち患者に関して
側面から側面へ(以後、左右方向又はLR方向と呼ぶ)
配向する。更に、このような構成では、2つの主磁石要
素を互いにかなり近接させて配置すると極めて有用な場
合がある。2つの磁石要素の間の間隔が、患者のSI方
向ではなくLR方向又はAP方向(前後方向)に沿って
採寸されるときの患者の寸法を収容しさえすればよい場
合に、このようにすることができる。
m )として知られているこれらのシステムの多くにおい
ては、患者は、主磁石要素の間を通過することによりイ
メージング空間に入り、次いで、これらの主磁石要素の
間で改めて座るか、横たわるか又は立つ。従って、主B
0 磁場は、横方向の配向を有し、すなわち患者に関して
側面から側面へ(以後、左右方向又はLR方向と呼ぶ)
配向する。更に、このような構成では、2つの主磁石要
素を互いにかなり近接させて配置すると極めて有用な場
合がある。2つの磁石要素の間の間隔が、患者のSI方
向ではなくLR方向又はAP方向(前後方向)に沿って
採寸されるときの患者の寸法を収容しさえすればよい場
合に、このようにすることができる。
【0004】上述の形式の開放型磁石は、円筒形全身型
磁石を凌ぐ重要な利点を提供するものと期待されるが、
大きい視野(FOV)の脊柱イメージングのような用途
については、開放型磁石によっていくつかの課題が提示
される。脊柱イメージングでは、2つのRF直交成分、
すなわち互いの間で90°の位相差を有している2つの
RF成分を発生させて、円偏波RF磁場を形成すること
が通常行われている。これは、脊柱イメージングにおい
て許容可能なSN比又は感度を達成するようにして実行
されている。従来は、これらのRF成分を形成するため
に、蝶形ループ組合せコイルが典型的には用いられてい
る。このような組合せ構成は、分離した単一ループ・コ
イルと蝶形コイルとを含んでいてもよいし、又は代替的
には、単一の共振コイル構造を含んでいてもよい。単一
ループは、コイルの平面に直交するRF成分を発生し
(垂直モード)、蝶形コイルは、コイル平面に平行なR
F成分を発生する(水平モード)。周知のように、2つ
のRF成分によって形成される円偏波磁場の平面は、B
0 磁場の方向に対して直交していなければならない。
磁石を凌ぐ重要な利点を提供するものと期待されるが、
大きい視野(FOV)の脊柱イメージングのような用途
については、開放型磁石によっていくつかの課題が提示
される。脊柱イメージングでは、2つのRF直交成分、
すなわち互いの間で90°の位相差を有している2つの
RF成分を発生させて、円偏波RF磁場を形成すること
が通常行われている。これは、脊柱イメージングにおい
て許容可能なSN比又は感度を達成するようにして実行
されている。従来は、これらのRF成分を形成するため
に、蝶形ループ組合せコイルが典型的には用いられてい
る。このような組合せ構成は、分離した単一ループ・コ
イルと蝶形コイルとを含んでいてもよいし、又は代替的
には、単一の共振コイル構造を含んでいてもよい。単一
ループは、コイルの平面に直交するRF成分を発生し
(垂直モード)、蝶形コイルは、コイル平面に平行なR
F成分を発生する(水平モード)。周知のように、2つ
のRF成分によって形成される円偏波磁場の平面は、B
0 磁場の方向に対して直交していなければならない。
【0005】従来の蝶形ループ組合せコイルの欠点は、
これらのコイルが、円偏波平面内の様々な位置に輝点
(bright spot )を有しているRF磁場を形成する傾向
にあることである。これは、B0 がLR方向にあって、
輝点がいくつかの椎骨を他の椎骨よりも際立たせるとき
に特に厄介である。輝点は、RF磁場の強度が隣接する
周囲の位置よりも大幅に大きい位置である。従って、輝
点は、主B0 磁場に直交する平面内に位置している様々
な位置の間で、RF磁場に非一様性又は不均一性を導入
している。ボア式のMRイメージング構成等と関連して
実行されていた従来の脊柱イメージング手順では、RF
輝点は一般的には、深刻な問題ではなかった。その理由
は、このようなイメージング構成においては、患者の脊
柱は、B0磁場に沿った方向に配置されているので、B0
磁場に垂直な線に沿った様々な点の間でのRFの不均
一性には影響されなかったからである。事実、脊柱を、
やはりB0 磁場に沿って伸びているRF磁場輝点に整列
させると有利な場合もあった。しかしながら、上述の開
放型磁石式システムでは、B0 磁場が患者に関してLR
方向に配向している状態で脊柱イメージングを行わなけ
ればならない。従って、脊柱は、円偏波RF磁場の平面
内に位置しており、仮に従来の蝶形ループ組合せコイル
を採用してRF磁場を形成したとすれば、収集される脊
柱の画像は、輝点によって大きな影響を受ける可能性が
ある。例えば、脊柱のうち1つ又は2つの椎骨がRF輝
点に一致し、他方、残りの椎骨は全く異なるRF強度の
所に位置する可能性があった。従って、従来の輝点不均
一性が除去された円偏波RF磁場を形成し得る代替的な
RFコイル構造を提供する必要がある。
これらのコイルが、円偏波平面内の様々な位置に輝点
(bright spot )を有しているRF磁場を形成する傾向
にあることである。これは、B0 がLR方向にあって、
輝点がいくつかの椎骨を他の椎骨よりも際立たせるとき
に特に厄介である。輝点は、RF磁場の強度が隣接する
周囲の位置よりも大幅に大きい位置である。従って、輝
点は、主B0 磁場に直交する平面内に位置している様々
な位置の間で、RF磁場に非一様性又は不均一性を導入
している。ボア式のMRイメージング構成等と関連して
実行されていた従来の脊柱イメージング手順では、RF
輝点は一般的には、深刻な問題ではなかった。その理由
は、このようなイメージング構成においては、患者の脊
柱は、B0磁場に沿った方向に配置されているので、B0
磁場に垂直な線に沿った様々な点の間でのRFの不均
一性には影響されなかったからである。事実、脊柱を、
やはりB0 磁場に沿って伸びているRF磁場輝点に整列
させると有利な場合もあった。しかしながら、上述の開
放型磁石式システムでは、B0 磁場が患者に関してLR
方向に配向している状態で脊柱イメージングを行わなけ
ればならない。従って、脊柱は、円偏波RF磁場の平面
内に位置しており、仮に従来の蝶形ループ組合せコイル
を採用してRF磁場を形成したとすれば、収集される脊
柱の画像は、輝点によって大きな影響を受ける可能性が
ある。例えば、脊柱のうち1つ又は2つの椎骨がRF輝
点に一致し、他方、残りの椎骨は全く異なるRF強度の
所に位置する可能性があった。従って、従来の輝点不均
一性が除去された円偏波RF磁場を形成し得る代替的な
RFコイル構造を提供する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、MR
イメージング用の改良されたRF直交コイルを提供する
ことにある。もう1つの目的は、関連するMRイメージ
ング・システムのB0 磁場に直交する平面内に位置して
いる患者の脊柱のような細長い構造をイメージングする
ための上述の形式のRFコイルを提供することにある。
イメージング用の改良されたRF直交コイルを提供する
ことにある。もう1つの目的は、関連するMRイメージ
ング・システムのB0 磁場に直交する平面内に位置して
いる患者の脊柱のような細長い構造をイメージングする
ための上述の形式のRFコイルを提供することにある。
【0007】もう1つの目的は、RF磁場の均一性を大
幅に向上させると共に、B0 磁場に直交する平面内での
RF磁場の輝点を除去する又は大幅に減少させる上述の
形式のRFコイルを提供することにある。もう1つの目
的は、B0 磁場に垂直な平面内に円偏波RF磁場を形成
することにある。
幅に向上させると共に、B0 磁場に直交する平面内での
RF磁場の輝点を除去する又は大幅に減少させる上述の
形式のRFコイルを提供することにある。もう1つの目
的は、B0 磁場に垂直な平面内に円偏波RF磁場を形成
することにある。
【0008】もう1つの目的は、大きいFOVの脊柱イ
メージングのような用途向けの上述の形式のRFコイル
を提供することにある。もう1つの目的は、システムの
B0 磁場が患者に関してLR方向にあるような開放型磁
石式MRシステム又は介在型MRシステムと組み合わせ
て用いるために設けられる上述の形式のRFコイルを提
供することにある。
メージングのような用途向けの上述の形式のRFコイル
を提供することにある。もう1つの目的は、システムの
B0 磁場が患者に関してLR方向にあるような開放型磁
石式MRシステム又は介在型MRシステムと組み合わせ
て用いるために設けられる上述の形式のRFコイルを提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は一般的には、M
Rイメージング・システムに用いられるRFコイル装置
を提供する。このRFコイルは、B0 磁場に関して選択
された関係で配置されており、はしご形回路網を含んで
いる。このはしご形回路網は、離隔して平行な関係にあ
る1対の細長いコイル部材を含んでおり、更に、互いに
離隔して平行な関係でこの細長いコイル部材に沿って配
置されている選択された数の横方向コイル部材を含んで
いる。横方向コイル部材の各々は、細長いコイル部材の
両方に電気的に結合されて、はしご形回路網、すなわち
コイル構造を形成している。このRFコイル装置は更
に、B0 磁場に直交した第1の軸に沿って配向している
第1のRF磁場を形成するために、はしご形回路網に第
1の励起信号を印加する手段を含んでいる。また、B0
磁場及び第1の軸の両方に対して直交した関係にある第
2の軸に沿って配向している第2のRF磁場を形成する
ために、はしご形回路網に第2の励起信号を印加する更
なる手段が設けられている。その各々がキャパシタンス
CH を有しているいくつかの第1の容量素子が、細長い
コイル部材に沿って選択的に分配されている。又、その
各々がキャパシタンスCL を有している第2の容量素子
が、横方向コイル部材の各々に結合されている。第1の
RF磁場の周波数及び第2のRF磁場の周波数は、CL
及びCH のキャパシタンスに依存しており、より具体的
には、比CL /CH に依存している。本発明によれば、
C L 及びCH はそれぞれ、第1のRF磁場の周波数と第
2のRF磁場の周波数とが等しくなるように選択され
る。また、第1のRF磁場と第2のRF磁場との間に9
0°の位相のずれを与える手段も含まれている。従っ
て、これら2つの磁場は、I及びQの各直交磁場成分を
構成し、これらの成分が、MRイメージング・システム
のための円偏波RF磁場を集合的に発生させる。
Rイメージング・システムに用いられるRFコイル装置
を提供する。このRFコイルは、B0 磁場に関して選択
された関係で配置されており、はしご形回路網を含んで
いる。このはしご形回路網は、離隔して平行な関係にあ
る1対の細長いコイル部材を含んでおり、更に、互いに
離隔して平行な関係でこの細長いコイル部材に沿って配
置されている選択された数の横方向コイル部材を含んで
いる。横方向コイル部材の各々は、細長いコイル部材の
両方に電気的に結合されて、はしご形回路網、すなわち
コイル構造を形成している。このRFコイル装置は更
に、B0 磁場に直交した第1の軸に沿って配向している
第1のRF磁場を形成するために、はしご形回路網に第
1の励起信号を印加する手段を含んでいる。また、B0
磁場及び第1の軸の両方に対して直交した関係にある第
2の軸に沿って配向している第2のRF磁場を形成する
ために、はしご形回路網に第2の励起信号を印加する更
なる手段が設けられている。その各々がキャパシタンス
CH を有しているいくつかの第1の容量素子が、細長い
コイル部材に沿って選択的に分配されている。又、その
各々がキャパシタンスCL を有している第2の容量素子
が、横方向コイル部材の各々に結合されている。第1の
RF磁場の周波数及び第2のRF磁場の周波数は、CL
及びCH のキャパシタンスに依存しており、より具体的
には、比CL /CH に依存している。本発明によれば、
C L 及びCH はそれぞれ、第1のRF磁場の周波数と第
2のRF磁場の周波数とが等しくなるように選択され
る。また、第1のRF磁場と第2のRF磁場との間に9
0°の位相のずれを与える手段も含まれている。従っ
て、これら2つの磁場は、I及びQの各直交磁場成分を
構成し、これらの成分が、MRイメージング・システム
のための円偏波RF磁場を集合的に発生させる。
【0010】本発明の好ましい実施態様では、横方向コ
イル部材はそれぞれB0 磁場の方向と平行な関係で整列
しており、細長いコイル部材はB0 磁場の方向に対して
垂直になっている。細長いコイル部材の各々は、いくつ
かの導電性セグメントを含んでおり、これらの導電性セ
グメントは、対応する第1の容量素子を介して直線的な
関係で接続されている。横方向コイル部材の各々は1対
の横方向導電性セグメントを含んでおり、各々の対は、
対応する第2の容量素子を介して直線的な関係で連結さ
れている。
イル部材はそれぞれB0 磁場の方向と平行な関係で整列
しており、細長いコイル部材はB0 磁場の方向に対して
垂直になっている。細長いコイル部材の各々は、いくつ
かの導電性セグメントを含んでおり、これらの導電性セ
グメントは、対応する第1の容量素子を介して直線的な
関係で接続されている。横方向コイル部材の各々は1対
の横方向導電性セグメントを含んでおり、各々の対は、
対応する第2の容量素子を介して直線的な関係で連結さ
れている。
【0011】本発明の一実施態様では、第1及び第2の
励起信号を印加する手段は、第1及び第2の容量結合回
路網をそれぞれ含んでいる。別の実施態様では、励起信
号の一方又は両方が、はしご形回路網に誘導結合され
る。横方向B0 磁場、すなわち、患者に関してLR方向
を持つB0 磁場を有するMRイメージング・システムに
本発明の実施態様を用いて、大きいFOVの脊柱画像を
有用に形成できると期待される。但し、本発明は、この
ような用途に限定されるものではない。
励起信号を印加する手段は、第1及び第2の容量結合回
路網をそれぞれ含んでいる。別の実施態様では、励起信
号の一方又は両方が、はしご形回路網に誘導結合され
る。横方向B0 磁場、すなわち、患者に関してLR方向
を持つB0 磁場を有するMRイメージング・システムに
本発明の実施態様を用いて、大きいFOVの脊柱画像を
有用に形成できると期待される。但し、本発明は、この
ような用途に限定されるものではない。
【0012】
【発明の実施の形態】先ず、図1について説明する。同
図には、本発明に従って構成されたRFコイル構造10
が示されている。コイル10は、2つの直線状の細長い
コイル部材12及び14を含んでいる。これらのコイル
部材12及び14は、互いに離隔して平行な関係にある
と共に、MRイメージング・システムに付随した1組の
直角座標形のX軸に沿って伸びている。細長いコイル部
材12はいくつかの直線状の導電性セグメント12aを
含んでおり、これらの導電性セグメント12aは、コン
デンサ16によって、直線的な関係に、すなわちX軸に
平行な線に沿って位置するように、接続されている。同
様に、細長いコイル部材14はいくつかの直線状導電性
セグメント14aを含んでおり、これらの導電性セグメ
ント14aもまた、コンデンサ16によって、直線的な
関係に同様に接続されている。各々のコンデンサ16
は、キャパシタンスCH を有する。
図には、本発明に従って構成されたRFコイル構造10
が示されている。コイル10は、2つの直線状の細長い
コイル部材12及び14を含んでいる。これらのコイル
部材12及び14は、互いに離隔して平行な関係にある
と共に、MRイメージング・システムに付随した1組の
直角座標形のX軸に沿って伸びている。細長いコイル部
材12はいくつかの直線状の導電性セグメント12aを
含んでおり、これらの導電性セグメント12aは、コン
デンサ16によって、直線的な関係に、すなわちX軸に
平行な線に沿って位置するように、接続されている。同
様に、細長いコイル部材14はいくつかの直線状導電性
セグメント14aを含んでおり、これらの導電性セグメ
ント14aもまた、コンデンサ16によって、直線的な
関係に同様に接続されている。各々のコンデンサ16
は、キャパシタンスCH を有する。
【0013】図1は更に、RFコイル10がいくつかの
横方向コイル部材18を含んでいることを示しており、
横方向コイル部材18の各々は2つの横方向導電性セグ
メント18a及び18bを含んでいる。これらの導電性
セグメント18a及び18bは、キャパシタンスCL を
持つコンデンサ20を介して直線的な関係で連結されて
いる。横方向コイル部材18は、細長いコイル部材12
及び14に沿って、互いに等間隔で平行な関係に、且つ
座標系のZ軸に平行な関係に配置されている。各々の横
方向導電性セグメント18a及び18bは、導電性セグ
メント12a及び14aにそれぞれ電気的に結合され
て、コイル構造10をはしご形回路網として形成してい
る。図には、コイル構造10が奇数個の横方向コイル部
材18を有することが示されている。
横方向コイル部材18を含んでいることを示しており、
横方向コイル部材18の各々は2つの横方向導電性セグ
メント18a及び18bを含んでいる。これらの導電性
セグメント18a及び18bは、キャパシタンスCL を
持つコンデンサ20を介して直線的な関係で連結されて
いる。横方向コイル部材18は、細長いコイル部材12
及び14に沿って、互いに等間隔で平行な関係に、且つ
座標系のZ軸に平行な関係に配置されている。各々の横
方向導電性セグメント18a及び18bは、導電性セグ
メント12a及び14aにそれぞれ電気的に結合され
て、コイル構造10をはしご形回路網として形成してい
る。図には、コイル構造10が奇数個の横方向コイル部
材18を有することが示されている。
【0014】更に図1には、コイル構造10に結合され
る容量結合回路網22が示されている。容量結合回路網
22は、RFコイル10が送信モードで動作していると
き、同軸コネクタ24からコイル構造10に対してコイ
ル励起信号eI を印加する。回路網22はまた、コイル
10が受信モードで動作しているとき、コイル10から
コネクタ24へ受信したMR信号成分ei ′を結合する
ためにも用いることができる。これらのことについては
後で詳述する。図1は、回路網22が、丁度中央の直線
状導電性セグメント12a′にそれぞれ接続されている
2つのコンデンサ16に跨がって結合されていることを
示している。回路網22にはコンデンサ26が設けられ
ており、これらのコンデンサ26はそれぞれこのモード
で患者の負荷がかかっているコイル構造全体を50Ωに
整合させる。回路網22はまた、後述する目的のため
に、180°移相器28を含んでおり、この移相器28
は、コンデンサ26に跨がって結合されていると共に、
アース32に結合されている。同軸コネクタ24の外側
の導体もまた、アース32に接続されている。
る容量結合回路網22が示されている。容量結合回路網
22は、RFコイル10が送信モードで動作していると
き、同軸コネクタ24からコイル構造10に対してコイ
ル励起信号eI を印加する。回路網22はまた、コイル
10が受信モードで動作しているとき、コイル10から
コネクタ24へ受信したMR信号成分ei ′を結合する
ためにも用いることができる。これらのことについては
後で詳述する。図1は、回路網22が、丁度中央の直線
状導電性セグメント12a′にそれぞれ接続されている
2つのコンデンサ16に跨がって結合されていることを
示している。回路網22にはコンデンサ26が設けられ
ており、これらのコンデンサ26はそれぞれこのモード
で患者の負荷がかかっているコイル構造全体を50Ωに
整合させる。回路網22はまた、後述する目的のため
に、180°移相器28を含んでおり、この移相器28
は、コンデンサ26に跨がって結合されていると共に、
アース32に結合されている。同軸コネクタ24の外側
の導体もまた、アース32に接続されている。
【0015】図1は更に、コンデンサ20aに跨がって
結合されている容量結合回路網30を示しており、コン
デンサ20aは、このコンデンサ20aに結合されてい
る20bと合わせて、丁度中央の横方向コイル部材18
の導電性セグメントである横方向導電性セグメント18
a′と18b′との間にキャパシタンスCL を提供して
いる。回路網30は、RFコイル10が送信モードで動
作しているとき、同軸コネクタ34からコンデンサ20
aへコイル励起信号eQ を結合するために設けられてい
る。回路網30はまた、コイル10が受信モードで動作
しているとき、コイル10から同軸コネクタ34へ受信
したMR信号成分eQ ′を結合するためにも用いること
ができる。回路網30には、このモードで患者の負荷が
かかっているコイル構造全体を50Ωに整合させるコン
デンサ36が設けられている。同軸コネクタ34はアー
ス38に結合されているが、このアース38は、回路網
22に結合されているアース32から隔離又は分離され
た状態に保持していなければならない。図1から、回路
網22及び30の両者ともが、コイル構造10の丁度中
央の横方向コイル部材18に関して対称に結合されてい
ることが理解されよう。
結合されている容量結合回路網30を示しており、コン
デンサ20aは、このコンデンサ20aに結合されてい
る20bと合わせて、丁度中央の横方向コイル部材18
の導電性セグメントである横方向導電性セグメント18
a′と18b′との間にキャパシタンスCL を提供して
いる。回路網30は、RFコイル10が送信モードで動
作しているとき、同軸コネクタ34からコンデンサ20
aへコイル励起信号eQ を結合するために設けられてい
る。回路網30はまた、コイル10が受信モードで動作
しているとき、コイル10から同軸コネクタ34へ受信
したMR信号成分eQ ′を結合するためにも用いること
ができる。回路網30には、このモードで患者の負荷が
かかっているコイル構造全体を50Ωに整合させるコン
デンサ36が設けられている。同軸コネクタ34はアー
ス38に結合されているが、このアース38は、回路網
22に結合されているアース32から隔離又は分離され
た状態に保持していなければならない。図1から、回路
網22及び30の両者ともが、コイル構造10の丁度中
央の横方向コイル部材18に関して対称に結合されてい
ることが理解されよう。
【0016】信号eI 及びeQ を、これらの信号の間に
90°の位相差が存在するようにして発生することによ
り、信号eI 及びeQ はそれぞれ、やはり位相が90°
だけずれていてY軸及びX軸に沿ってそれぞれ配向され
るRF磁場成分を形成するように、コイル10を動作さ
せる。これらの磁場成分は、円偏波RF信号のためのI
直交成分及びQ直交成分としてそれぞれ作用する。更
に、受信された信号eI′及びeQ ′は、それぞれのR
FのI成分及びQ成分によってコイル10内に誘導され
るので、これにより、90°だけ位相がずれることにな
る。180°移相器28は、信号eI と信号eQ との間
の分離を確実にすると共に、信号eI ′と信号eQ ′と
の間の分離をも確実にするために設けられていることを
特記しておく。
90°の位相差が存在するようにして発生することによ
り、信号eI 及びeQ はそれぞれ、やはり位相が90°
だけずれていてY軸及びX軸に沿ってそれぞれ配向され
るRF磁場成分を形成するように、コイル10を動作さ
せる。これらの磁場成分は、円偏波RF信号のためのI
直交成分及びQ直交成分としてそれぞれ作用する。更
に、受信された信号eI′及びeQ ′は、それぞれのR
FのI成分及びQ成分によってコイル10内に誘導され
るので、これにより、90°だけ位相がずれることにな
る。180°移相器28は、信号eI と信号eQ との間
の分離を確実にすると共に、信号eI ′と信号eQ ′と
の間の分離をも確実にするために設けられていることを
特記しておく。
【0017】SI方向の均一性をよりよくするために
は、B0 磁場に垂直なRF磁場を形成する別の導体がL
R方向に必要とされる。従って、図1にはしご形回路網
すなわち平坦な鳥かご形帯域回路網として示すコイル1
0は、伝送線路の開路片(openpiece)であるものと考
えることができる。第1のモード又は基底モード(モー
ド1)では、コイル10は、単一ループ型のものに類似
した導体18a及び18b中の電流密度パターンに対応
する半波長を含むことができる。無限数の導体18a及
び18bの場合ならば、この電流密度パターンは、半波
長正弦のものに等しくなる。信号eI 及びeI ′は、モ
ード1に関連している。その次に高いモード(モード
2)は、全波長正弦に類似した、従って蝶形パターンに
類似した電流密度分布を導体18a及び18bに設定す
る。信号eQ 及びeQ ′は、モード2に関連している。
平坦な鳥かご形回路網の場合には、関心のある2つのモ
ード、すなわちモード1及びモード2は、ある特定の比
CL /CH においては同一の周波数で生ずる。
は、B0 磁場に垂直なRF磁場を形成する別の導体がL
R方向に必要とされる。従って、図1にはしご形回路網
すなわち平坦な鳥かご形帯域回路網として示すコイル1
0は、伝送線路の開路片(openpiece)であるものと考
えることができる。第1のモード又は基底モード(モー
ド1)では、コイル10は、単一ループ型のものに類似
した導体18a及び18b中の電流密度パターンに対応
する半波長を含むことができる。無限数の導体18a及
び18bの場合ならば、この電流密度パターンは、半波
長正弦のものに等しくなる。信号eI 及びeI ′は、モ
ード1に関連している。その次に高いモード(モード
2)は、全波長正弦に類似した、従って蝶形パターンに
類似した電流密度分布を導体18a及び18bに設定す
る。信号eQ 及びeQ ′は、モード2に関連している。
平坦な鳥かご形回路網の場合には、関心のある2つのモ
ード、すなわちモード1及びモード2は、ある特定の比
CL /CH においては同一の周波数で生ずる。
【0018】更に詳しく述べると、RFコイル10のモ
ード1の動作周波数とモード2の動作周波数とを、以下
の式によって等しくすることができる。 ωJ 2=[2ωa 2{1+(CL /CH )−cos[πJ(N+1)]}]/ [1−2ξcos[πJ/(N+1)]] 式(1) ここで、Jはモード・インデクスであり、ωa 2は(コン
デンサCH を短絡させることにより得られる)等価ロー
パス単一メッシュ周波数であり、CL /CH はローパス
・キャパシタンス対ハイパス・キャパシタンスの比であ
り、ξは隣接するセル同士の間の磁気結合定数である。
Nは、はしごのセルの数であり、図1に示すコイル10
の場合にはNは10である。式(1)を用いて、モード
1の周波数ω1 がモード2の周波数ω2 と等しくなるよ
うな比CL /CH を算出し得ることが容易に明らかとな
ろう。それぞれのキャパシタンスCL 及びCH は、この
ような比を与えるように選択される。モード周波数1と
モード周波数2との同等性についての一般的な条件は、
実際には、コイルの様々な共振モードの周波数の間のよ
り一般的な同等性(又は、専門用語を用いると縮退(de
generacy))の特殊例である。この縮退は、単一の磁気
結合定数を用いる既存の回路モデルの範囲内では正確で
あるが、更なる定数が重要であるものと判明しているよ
うなモデルについては、例えば、はしご形回路網のメッ
シュを交互に連結するコンデンサを導入する等、回路を
更に改善して所望の縮退を発生させる必要があろう。こ
の問題の変形は、当業者には想到されよう。従って、本
発明の要点は、所望のモードの対の縮退を発生させる特
定の手段に存するのではなく、上に概要を述べた目的の
ために利用可能なはしご形回路網(又は他の平坦な回路
網)を、縮退した共振モードを有するように設計するこ
とができるという一般的な原理に存することを強調して
おく。
ード1の動作周波数とモード2の動作周波数とを、以下
の式によって等しくすることができる。 ωJ 2=[2ωa 2{1+(CL /CH )−cos[πJ(N+1)]}]/ [1−2ξcos[πJ/(N+1)]] 式(1) ここで、Jはモード・インデクスであり、ωa 2は(コン
デンサCH を短絡させることにより得られる)等価ロー
パス単一メッシュ周波数であり、CL /CH はローパス
・キャパシタンス対ハイパス・キャパシタンスの比であ
り、ξは隣接するセル同士の間の磁気結合定数である。
Nは、はしごのセルの数であり、図1に示すコイル10
の場合にはNは10である。式(1)を用いて、モード
1の周波数ω1 がモード2の周波数ω2 と等しくなるよ
うな比CL /CH を算出し得ることが容易に明らかとな
ろう。それぞれのキャパシタンスCL 及びCH は、この
ような比を与えるように選択される。モード周波数1と
モード周波数2との同等性についての一般的な条件は、
実際には、コイルの様々な共振モードの周波数の間のよ
り一般的な同等性(又は、専門用語を用いると縮退(de
generacy))の特殊例である。この縮退は、単一の磁気
結合定数を用いる既存の回路モデルの範囲内では正確で
あるが、更なる定数が重要であるものと判明しているよ
うなモデルについては、例えば、はしご形回路網のメッ
シュを交互に連結するコンデンサを導入する等、回路を
更に改善して所望の縮退を発生させる必要があろう。こ
の問題の変形は、当業者には想到されよう。従って、本
発明の要点は、所望のモードの対の縮退を発生させる特
定の手段に存するのではなく、上に概要を述べた目的の
ために利用可能なはしご形回路網(又は他の平坦な回路
網)を、縮退した共振モードを有するように設計するこ
とができるという一般的な原理に存することを強調して
おく。
【0019】図2には、それぞれモード1の信号及びモ
ード2の信号を含んでいると共にY軸及びX軸に関して
正弦波状に変化する直交RF成分I及びQが示されてい
る。これらの成分は、変化しながら合成円偏波RF磁場
Sを形成する。式(1)に従って形成されるこのような
直交磁場パターンは、脊柱方向に高度に均一であること
が判明している。
ード2の信号を含んでいると共にY軸及びX軸に関して
正弦波状に変化する直交RF成分I及びQが示されてい
る。これらの成分は、変化しながら合成円偏波RF磁場
Sを形成する。式(1)に従って形成されるこのような
直交磁場パターンは、脊柱方向に高度に均一であること
が判明している。
【0020】図3には、横方向B0 磁場を有する開放型
磁石式MRシステム40が示されている。システム40
には、近接して隔設されている磁石要素42a及び42
bが設けられており、これらの磁石要素42a及び42
bの間に患者44が座位または立位で配置されている。
磁石42a及び42bによって、Z軸に沿って配向され
且つ患者44に関してLR方向に配向されている静的な
B0 磁場が形成される。コイル10は、B0 磁場に直交
したXY平面内の円偏波RF磁場を形成するようにシス
テム40に設けられていて、B1 磁場を形成する。図3
に示す構成は、XY平面に整列している患者44の脊柱
46をイメージングするために用いると有用である。コ
イル10のキャパシタンスCH 及びCL は、直交するモ
ード1及びモード2についての周波数を互いに等しくす
るばかりでなく、MRイメージングのラーモア周波数に
整合するRF周波数を提供するように選択され得ること
に注意されたい。
磁石式MRシステム40が示されている。システム40
には、近接して隔設されている磁石要素42a及び42
bが設けられており、これらの磁石要素42a及び42
bの間に患者44が座位または立位で配置されている。
磁石42a及び42bによって、Z軸に沿って配向され
且つ患者44に関してLR方向に配向されている静的な
B0 磁場が形成される。コイル10は、B0 磁場に直交
したXY平面内の円偏波RF磁場を形成するようにシス
テム40に設けられていて、B1 磁場を形成する。図3
に示す構成は、XY平面に整列している患者44の脊柱
46をイメージングするために用いると有用である。コ
イル10のキャパシタンスCH 及びCL は、直交するモ
ード1及びモード2についての周波数を互いに等しくす
るばかりでなく、MRイメージングのラーモア周波数に
整合するRF周波数を提供するように選択され得ること
に注意されたい。
【0021】次に、図4には、コイル10と実質的に同
等のコイル10aの一部分が示されているが、このコイ
ル10aは、奇数個の横方向コイル部材ではなく、例え
ば12個等の偶数個の横方向コイル部材18を有してい
る点が異なる。従って、このようなコイルは、コイル1
0に示す丁度中央の1つの横方向コイル部材の代わり
に、2つの丁度中央の横方向コイル部材18を含んでお
り、その各々が横方向導電性セグメント18a′及び1
8b′を含んでいる。部分的に図示されているコイル1
0aにおいては、図4に示す2つの中央の横方向コイル
部材18の左右に、同数の横方向コイル部材18が存在
していることを理解されたい。従って、対称性を維持す
るために、コイル10aを動作させるための容量結合回
路網48及び50の両者が、コイル10aの2つの中央
の横方向コイル部材18の間に結合されていなければな
らない。
等のコイル10aの一部分が示されているが、このコイ
ル10aは、奇数個の横方向コイル部材ではなく、例え
ば12個等の偶数個の横方向コイル部材18を有してい
る点が異なる。従って、このようなコイルは、コイル1
0に示す丁度中央の1つの横方向コイル部材の代わり
に、2つの丁度中央の横方向コイル部材18を含んでお
り、その各々が横方向導電性セグメント18a′及び1
8b′を含んでいる。部分的に図示されているコイル1
0aにおいては、図4に示す2つの中央の横方向コイル
部材18の左右に、同数の横方向コイル部材18が存在
していることを理解されたい。従って、対称性を維持す
るために、コイル10aを動作させるための容量結合回
路網48及び50の両者が、コイル10aの2つの中央
の横方向コイル部材18の間に結合されていなければな
らない。
【0022】更に図4には、結合回路網48がコンデン
サ52a及び52bを含むことが図示されており、これ
らのコンデンサ52a及び52bはそれぞれ2つの中央
の横方向コイル部材18の間でモード1のコイル10構
造を50Ωに整合させる。コンデンサ16aのキャパシ
タンス及びコンデンサ16bのキャパシタンスは、累積
的にキャパシタンスCH を提供する。整合用コンデンサ
52bは同軸ケーブル54の内側導体に直接結合され、
コンデンサ52aは2つの90°移相器56a及び56
bを介して内側導体に結合され。これらの移相器は、前
述のように、信号eI を信号eQ から分離する役割を果
たす。図4は更に、結合回路網50が、それぞれモード
2のコイル構造を50Ωに整合させる2つのコンデンサ
64を含むことを示している。
サ52a及び52bを含むことが図示されており、これ
らのコンデンサ52a及び52bはそれぞれ2つの中央
の横方向コイル部材18の間でモード1のコイル10構
造を50Ωに整合させる。コンデンサ16aのキャパシ
タンス及びコンデンサ16bのキャパシタンスは、累積
的にキャパシタンスCH を提供する。整合用コンデンサ
52bは同軸ケーブル54の内側導体に直接結合され、
コンデンサ52aは2つの90°移相器56a及び56
bを介して内側導体に結合され。これらの移相器は、前
述のように、信号eI を信号eQ から分離する役割を果
たす。図4は更に、結合回路網50が、それぞれモード
2のコイル構造を50Ωに整合させる2つのコンデンサ
64を含むことを示している。
【0023】同軸ケーブル54及び60のシールド上に
誘導される定常波を除去するために、平衡不平衡変成回
路網(balun )66がケーブル54及び60にそれぞれ
結合されている。図5に、平衡不平衡変成回路網66が
詳しく示されており、この平衡不平衡変成回路網66
は、一定の長さの同軸ケーブル68と、同軸ケーブル6
8の両端に跨がって接続されるコンデンサ70とを含ん
でいて、高インピーダンスでシールドされた伝送路を形
成している。平衡不平衡変成回路網66は、ケーブル5
4及び60のシールドに関連したアース58及び62を
互いに分離する役割を果たしている。このことは非常に
重要である。というのは、2つのモードのアースは共通
でないからである。
誘導される定常波を除去するために、平衡不平衡変成回
路網(balun )66がケーブル54及び60にそれぞれ
結合されている。図5に、平衡不平衡変成回路網66が
詳しく示されており、この平衡不平衡変成回路網66
は、一定の長さの同軸ケーブル68と、同軸ケーブル6
8の両端に跨がって接続されるコンデンサ70とを含ん
でいて、高インピーダンスでシールドされた伝送路を形
成している。平衡不平衡変成回路網66は、ケーブル5
4及び60のシールドに関連したアース58及び62を
互いに分離する役割を果たしている。このことは非常に
重要である。というのは、2つのモードのアースは共通
でないからである。
【0024】コイル10又は10aは、受信専用コイル
として用いられるのが最も典型的であると予期される。
このような構成では、励起のためにはRFボディ・コイ
ルが用いられる。更に、コイルを送信モードに置く必要
がないので、送受信スイッチは存在しないことになる。
従って、コイル10又は10aが、イメージング・シー
ケンスの送信過程中に送信コイルから減結合(decoupl
e)されることを確実にするために、コイル10又は1
0aに従来の減結合回路網(図示されていない)を設け
る必要があろう。
として用いられるのが最も典型的であると予期される。
このような構成では、励起のためにはRFボディ・コイ
ルが用いられる。更に、コイルを送信モードに置く必要
がないので、送受信スイッチは存在しないことになる。
従って、コイル10又は10aが、イメージング・シー
ケンスの送信過程中に送信コイルから減結合(decoupl
e)されることを確実にするために、コイル10又は1
0aに従来の減結合回路網(図示されていない)を設け
る必要があろう。
【0025】代替的な構成では、コイル10又は10a
を用いて、RF磁場のI成分及びQ成分を受信するばか
りでなく送信することができる。このような構成を図4
に示しており、同図では、同軸ケーブル54及び60は
それぞれ、Iチャンネル励起信号eI 及びQチャンネル
励起信号eQ を受け入れるように構成されている。これ
らの励起信号は、90°コンバイナ回路網72に結合さ
れている送受信(T/R)スイッチ74が送信モードに
あるときには、90°コンバイナ回路網72によって供
給される。更に詳しく述べると、関連するMRシステム
のMRパルス・シーケンスの印加の際には、送信増幅器
76がRF信号eT を供給する。これに同期してT/R
スイッチ74が動作して、RF信号eT がコンバイナ回
路網72に結合され、更にコンバイナ回路網72から励
起信号eI として同軸ケーブル54及び結合回路網48
に結合される。同時に、コンバイナ回路網72は、信号
e T を90°だけ遅延させて励起信号eQ を形成し、励
起信号eQ を同軸ケーブル60及び結合回路網50に結
合する。従って、ケーブル54及び回路網48はIチャ
ンネルを構成し、ケーブル60及び回路網50はQチャ
ンネルを構成する。
を用いて、RF磁場のI成分及びQ成分を受信するばか
りでなく送信することができる。このような構成を図4
に示しており、同図では、同軸ケーブル54及び60は
それぞれ、Iチャンネル励起信号eI 及びQチャンネル
励起信号eQ を受け入れるように構成されている。これ
らの励起信号は、90°コンバイナ回路網72に結合さ
れている送受信(T/R)スイッチ74が送信モードに
あるときには、90°コンバイナ回路網72によって供
給される。更に詳しく述べると、関連するMRシステム
のMRパルス・シーケンスの印加の際には、送信増幅器
76がRF信号eT を供給する。これに同期してT/R
スイッチ74が動作して、RF信号eT がコンバイナ回
路網72に結合され、更にコンバイナ回路網72から励
起信号eI として同軸ケーブル54及び結合回路網48
に結合される。同時に、コンバイナ回路網72は、信号
e T を90°だけ遅延させて励起信号eQ を形成し、励
起信号eQ を同軸ケーブル60及び結合回路網50に結
合する。従って、ケーブル54及び回路網48はIチャ
ンネルを構成し、ケーブル60及び回路網50はQチャ
ンネルを構成する。
【0026】MRパルス・シーケンスの信号収集段階で
は、受信されるMR信号成分eI ′及びeQ ′が、前述
のようにY方向のRF励起成分及びX方向のRF励起成
分を発生する本発明のRFコイルの同じ構成要素によっ
てそれぞれ検出される。検出されたeI ′信号及びe
Q ′信号はそれぞれ、同軸ケーブル54及び60を介し
てコンバイナ回路網72に結合される。コンバイナ回路
網72は、eI ′信号及びeQ ′信号に演算を施して、
これらの信号から合成受信MR信号eR を形成し、この
信号eR をT/Rスイッチ74に結合する。このような
信号収集段階では、スイッチ74は、MR信号eR を受
信増幅器78に結合するように動作する。
は、受信されるMR信号成分eI ′及びeQ ′が、前述
のようにY方向のRF励起成分及びX方向のRF励起成
分を発生する本発明のRFコイルの同じ構成要素によっ
てそれぞれ検出される。検出されたeI ′信号及びe
Q ′信号はそれぞれ、同軸ケーブル54及び60を介し
てコンバイナ回路網72に結合される。コンバイナ回路
網72は、eI ′信号及びeQ ′信号に演算を施して、
これらの信号から合成受信MR信号eR を形成し、この
信号eR をT/Rスイッチ74に結合する。このような
信号収集段階では、スイッチ74は、MR信号eR を受
信増幅器78に結合するように動作する。
【0027】コンバイナ回路網72は従来の装置で構成
され、その一例を図6に示す。図示のように、コンバイ
ナ回路網72の容量素子80〜90が、インダクタンス
素子92及び94にそれぞれ接続されている。次に、図
7には、本発明に従って構成された奇数個の横方向コイ
ル部材18を有しているコイル10のようなコイルが示
されている。但し、図7では、RF直交信号成分をコイ
ルに又コイルから結合するために、上述のような容量結
合型の構成ではなく、誘導結合型の構成が採用されてい
る。Iチャンネル成分は単一ループ形コイル96によっ
て誘導結合されて送受信され、他方、Qチャンネル成分
は、蝶形コイル98によって送受信される。コイル96
及び98は両者とも、図7に示すコイル10の丁度中央
の横方向コイル部材18cに関して対称に配置されてい
る。誘導コイル96及び98を中心合わせすることによ
り、これらのコイル96及び98の間の分離が確実にな
る。
され、その一例を図6に示す。図示のように、コンバイ
ナ回路網72の容量素子80〜90が、インダクタンス
素子92及び94にそれぞれ接続されている。次に、図
7には、本発明に従って構成された奇数個の横方向コイ
ル部材18を有しているコイル10のようなコイルが示
されている。但し、図7では、RF直交信号成分をコイ
ルに又コイルから結合するために、上述のような容量結
合型の構成ではなく、誘導結合型の構成が採用されてい
る。Iチャンネル成分は単一ループ形コイル96によっ
て誘導結合されて送受信され、他方、Qチャンネル成分
は、蝶形コイル98によって送受信される。コイル96
及び98は両者とも、図7に示すコイル10の丁度中央
の横方向コイル部材18cに関して対称に配置されてい
る。誘導コイル96及び98を中心合わせすることによ
り、これらのコイル96及び98の間の分離が確実にな
る。
【0028】図8には、コイル10aのようなコイル、
すなわち偶数個の横方向コイル部材18を有している本
発明のRFコイルについての誘導結合型構成が示されて
いる。このようなコイルは、2つの中央コイル部材を含
んでおり、図8では、部材18d及び18eとしてそれ
ぞれ示されている。図8の誘導結合型構成は、単一ルー
プ形コイル100と蝶形コイル102とを含んでおり、
ここで、コイル100及び102は両者とも、中央の横
方向コイル部材18d及び18eに関して対称に配置さ
れている。図7の構成と同様の方式で、中心合わせされ
た誘導コイル100及び102を用いることにより、2
つのモードのコイル動作の間での分離が確実になる。
すなわち偶数個の横方向コイル部材18を有している本
発明のRFコイルについての誘導結合型構成が示されて
いる。このようなコイルは、2つの中央コイル部材を含
んでおり、図8では、部材18d及び18eとしてそれ
ぞれ示されている。図8の誘導結合型構成は、単一ルー
プ形コイル100と蝶形コイル102とを含んでおり、
ここで、コイル100及び102は両者とも、中央の横
方向コイル部材18d及び18eに関して対称に配置さ
れている。図7の構成と同様の方式で、中心合わせされ
た誘導コイル100及び102を用いることにより、2
つのモードのコイル動作の間での分離が確実になる。
【0029】コイル10に関して、組合せ型結合方式の
構成を用い得るということが容易に明らかとなろう。例
えば、Iチャンネル成分をコイル10に誘導結合し、Q
チャンネルをコイル10に容量結合することができる。
このような構成も同様に、モード1とモード2との間の
良好な分離を達成する。明らかに、以上の教示に照らし
て、本発明の他の多くの改変及び変形が可能である。従
って、開示された概念の範囲内で、記載した以外の方式
で本発明を実施し得ることを理解されたい。
構成を用い得るということが容易に明らかとなろう。例
えば、Iチャンネル成分をコイル10に誘導結合し、Q
チャンネルをコイル10に容量結合することができる。
このような構成も同様に、モード1とモード2との間の
良好な分離を達成する。明らかに、以上の教示に照らし
て、本発明の他の多くの改変及び変形が可能である。従
って、開示された概念の範囲内で、記載した以外の方式
で本発明を実施し得ることを理解されたい。
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2】図1の実施例によって発生するRF磁場に関連
した円偏波を示す線図である。
した円偏波を示す線図である。
【図3】横方向又はLR方向のB0 磁場を有しているM
Rシステムと共に用いられているときの図1の実施例を
示す単純化された遠近図である。
Rシステムと共に用いられているときの図1の実施例を
示す単純化された遠近図である。
【図4】本発明の第2の実施例を動作させるための結合
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図5】図4の実施例のための平衡不平衡変成回路網を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図6】図1及び図4の実施例のためのコンバイナ回路
網を示す概略図である。
網を示す概略図である。
【図7】奇数個の横方向コイル部材を有している本発明
の一実施例のための誘導結合型構成を示す単純化された
図である。
の一実施例のための誘導結合型構成を示す単純化された
図である。
【図8】偶数個の横方向コイル部材を有している本発明
の一実施例のための誘導結合型構成を示す単純化された
図である。
の一実施例のための誘導結合型構成を示す単純化された
図である。
10 RFコイル構造 12、14 直線状の細長いコイル部材 12a、14a 直線状導電性セグメント 12a′ 丁度中央の直線状導電性セグメント 16、16a、16b 細長いコイル部材のコンデン
サ 18 横方向コイル部材 18a、18b 横方向導電性セグメント 18a′、18b′ 丁度中央の横方向導電性セグメ
ント 20、20a、20b 横方向コイル部材のコンデン
サ 22、48 I成分用の容量結合回路網 24、34 同軸コネクタ 26、52a、52b I成分用の容量結合回路網の
コンデンサ 30、50 Q成分用の容量結合回路網 36、64 Q成分用の容量結合回路網のコンデンサ 28 180°移相器 32、38、58、62 アース 40 開放型磁石式MRシステム 42a、42b 磁石要素 44 患者 46 脊柱 54、60 同軸ケーブル 56a、56b 90°移相器 66 平衡不平衡変成回路網(BALUN) 68 平衡不平衡変成回路網の同軸ケーブル 70 平衡不平衡変成回路網のコンデンサ 72 90° コンバイナ回路網 74 送受信(T/R)スイッチ 76 送信増幅器 78 受信増幅器 80、82、84、86、88、90 容量素子 92、94 インダクタンス素子 96、100 ループ形コイル 98、102 蝶形コイル
サ 18 横方向コイル部材 18a、18b 横方向導電性セグメント 18a′、18b′ 丁度中央の横方向導電性セグメ
ント 20、20a、20b 横方向コイル部材のコンデン
サ 22、48 I成分用の容量結合回路網 24、34 同軸コネクタ 26、52a、52b I成分用の容量結合回路網の
コンデンサ 30、50 Q成分用の容量結合回路網 36、64 Q成分用の容量結合回路網のコンデンサ 28 180°移相器 32、38、58、62 アース 40 開放型磁石式MRシステム 42a、42b 磁石要素 44 患者 46 脊柱 54、60 同軸ケーブル 56a、56b 90°移相器 66 平衡不平衡変成回路網(BALUN) 68 平衡不平衡変成回路網の同軸ケーブル 70 平衡不平衡変成回路網のコンデンサ 72 90° コンバイナ回路網 74 送受信(T/R)スイッチ 76 送信増幅器 78 受信増幅器 80、82、84、86、88、90 容量素子 92、94 インダクタンス素子 96、100 ループ形コイル 98、102 蝶形コイル
Claims (17)
- 【請求項1】 システムのB0 磁場が特定の方向に配向
されている磁気共鳴イメージング・システムに用いられ
るRFコイル装置において、 前記B0 磁場と選択された関係で配置されているコイル
構造であって、離隔して平行な関係にある1対の細長い
コイル部材と、互いに離隔して平行な関係で該細長いコ
イル部材に沿って配置されており、その各々が前記コイ
ル構造を形成するように両方の前記細長いコイル部材に
結合されている所定の数の横方向コイル部材とを含んで
いるコイル構造と、 それぞれ第1のキャパシタンスを有していて、前記細長
いコイル部材に沿って選択的に配置されている複数の第
1の容量素子と、 前記横方向コイル部材の各々に含まれていて、その各々
が第2のキャパシタンスを有している第2の容量素子
と、 前記B0 磁場の方向に直交した第1の軸に沿って配向さ
れ且つ前記第1及び第2のキャパシタンスの間の特定の
関係により決定される周波数を持つ第1のRF磁場成分
を選択的に送信及び受信するように、前記コイル構造を
動作させる第1の結合手段と、 前記B0 磁場方向及び前記第1の軸の両方に直交した第
2の軸に沿って配向され且つ前記第1及び第2のキャパ
シタンスの間の前記関係により決定される周波数を持つ
第2のRF磁場成分を選択的に送信及び受信するよう
に、前記コイル構造を動作させる第2の結合手段とを含
み、 前記第1及び第2のキャパシタンスは、前記第1及び第
2のRF磁場成分の前記周波数が等しくなるように選択
されていること、を特徴とするRFコイル装置。 - 【請求項2】 前記横方向コイル部材は前記B0 磁場の
方向と平行な関係でそれぞれ整列しており、また前記細
長い部材は前記B0 磁場の方向と直交した関係で整列し
ている請求項1に記載のRFコイル装置。 - 【請求項3】 前記第1及び第2のRF磁場成分は、前
記イメージング・システム用の円偏波RF磁場を集合的
に形成する直交磁場成分を含んでいる請求項2に記載の
RFコイル装置。 - 【請求項4】 前記第1及び第2のキャパシタンスの間
の前記特定の関係は、前記第2のキャパシタンス対前記
第1のキャパシタンスの比を含んでいる請求項3に記載
のRFコイル装置。 - 【請求項5】 前記第1の結合手段は第1の結合回路網
を含み、前記第2の結合手段は第2の結合回路網を含ん
でいる請求項4に記載のRFコイル装置。 - 【請求項6】 前記第1の結合回路網は、アース接続部
を備えた第1の容量結合回路で構成され、また前記第2
の結合回路網は、アース接続部を備えた第2の容量結合
回路で構成され、更に前記装置は、前記アース接続部の
間を分離した状態に保つ手段を含んでいる請求項5に記
載のRFコイル装置。 - 【請求項7】 前記第1および第2の結合回路網の各々
は、誘導結合回路網で構成されている請求項5に記載の
RFコイル装置。 - 【請求項8】 前記第1および第2の結合回路網のうち
の一方の回路網は容量結合回路網で構成され、他方の回
路網は誘導結合回路網で構成されている請求項5に記載
のRFコイル装置。 - 【請求項9】 前記コイル構造は、奇数個の前記横方向
コイル部材を含んでおり、該横方向部材のうちの1つの
部材が丁度中央の部材を構成しており、前記第1および
第2の結合回路網の各々が前記丁度中央の部材に結合さ
れている請求項5に記載のRFコイル装置。 - 【請求項10】 前記コイル構造は、偶数個の前記横方
向コイル部材を含んでおり、該横方向部材のうちの2つ
の部材が丁度中央の部材を構成しており、前記第1およ
び第2の結合回路網の各々が前記丁度中央の部材の間に
結合されている請求項5に記載のRFコイル装置。 - 【請求項11】 所定の数のインダクタンス素子と、 前記インダクタンス素子に選択的に結合されて平坦な回
路網を形成している所定の数のコンデンサと、 前記回路網を磁気共鳴システムに関連した特定の回路要
素に結合して、同一の共振周波数を持つ1対の縮退共振
モードを形成するように前記回路網を動作させ、更に前
記回路網を前記送信モード及び前記受信モードで選択的
に動作させるための結合手段であって、前記1対の縮退
共振モードの各々は、前記回路網が送信モードで動作し
ているときには空間内の一定の領域で互いに直交しする
RF磁場を形成し、これらの磁場は組合わさって、磁気
共鳴信号を励起する円偏波RF磁場を形成し、また前記
1対の縮退共振モードは、前記回路網が受信モードで動
作するときには磁気共鳴信号を受信するように構成され
ている結合手段と、を含んでいることを特徴とする磁気
共鳴イメージング用のRFコイル装置。 - 【請求項12】 前記インダクタンス素子は、その選択
された位置に間隙が設けられているはしご形構造を形成
するように配置されており、前記コンデンサが前記間隙
の各々に1つずつ設けられている請求項11に記載のR
Fコイル装置。 - 【請求項13】 前記インダクタンス素子は、その選択
された位置に間隙が設けられて、互いに離隔た別々の閉
ループの配列を形成するように配置されており、前記コ
ンデンサが前記間隙の各々に1つずつ設けられている請
求項11に記載のRFコイル装置。 - 【請求項14】 前記結合手段は、各々が前記縮退モー
ドのうちの1つのモードに結合される2つの結合回路網
を含んでいる請求項11に記載のRFコイル装置。 - 【請求項15】 前記2つの結合回路網の各々は、容量
結合回路網で構成されている請求項14に記載のRFコ
イル装置。 - 【請求項16】 前記2つの結合回路網の各々は、誘導
結合回路網で構成されている請求項14に記載のRFコ
イル装置。 - 【請求項17】 前記2つの結合回路網のうちの一方の
回路網は容量結合回路網で構成され、他方の回路網は誘
導結合回路網で構成されている請求項14に記載のRF
コイル装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/997,129 US6008649A (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | RF coil apparatus for MR system with lateral B0 field |
| US08/997129 | 1997-12-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11285482A true JPH11285482A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=25543676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10360141A Withdrawn JPH11285482A (ja) | 1997-12-23 | 1998-12-18 | 磁気共鳴イメージング用のrfコイル装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6008649A (ja) |
| JP (1) | JPH11285482A (ja) |
| CN (1) | CN1287730C (ja) |
| DE (1) | DE19859566A1 (ja) |
| IL (1) | IL127578A0 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012508617A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-12 | メドラッド インコーポレーテッド | 直腸内クワドラチュアコイルおよびそのためのインターフェース装置 |
| JP2013138878A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-07-18 | Medrad Inc | 多チャンネル直腸内コイルおよびそのためのインターフェース装置 |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7127802B1 (en) | 1997-11-21 | 2006-10-31 | Fonar Corporation | Method of fabricating a composite plate |
| US6169401B1 (en) * | 1998-11-25 | 2001-01-02 | Picker International, Inc. | Flexible open quadrature highpass ladder structure RF surface coil in magnetic resonance imaging |
| WO2000072033A2 (en) | 1999-05-21 | 2000-11-30 | The General Hospital Corporation | Tem resonator for magnetic resonance imaging |
| US7598739B2 (en) | 1999-05-21 | 2009-10-06 | Regents Of The University Of Minnesota | Radio frequency gradient, shim and parallel imaging coil |
| EP1305649A2 (en) | 2000-07-31 | 2003-05-02 | Regents Of The University Of Minnesota | Open tem resonators for mri |
| US6534983B1 (en) | 2000-12-29 | 2003-03-18 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Multi-channel phased array coils having minimum mutual inductance for magnetic resonance systems |
| US7701209B1 (en) | 2001-10-05 | 2010-04-20 | Fonar Corporation | Coils for horizontal field magnetic resonance imaging |
| US7906966B1 (en) | 2001-10-05 | 2011-03-15 | Fonar Corporation | Quadrature foot coil antenna for magnetic resonance imaging |
| US20030206019A1 (en) * | 2002-05-02 | 2003-11-06 | Boskamp Eddy B. | Wireless RF module for an MR imaging system |
| DE10244173B4 (de) * | 2002-09-23 | 2005-11-03 | Siemens Ag | Antennenanordnung für ein Magnetresonanzgerät, Magnetresonanz-Antennensystem, Magnetresonanzgerät sowie Verfahren zur Verkopplung zweier Antennengruppen |
| US7279898B2 (en) * | 2003-06-24 | 2007-10-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | MRI RF surface coil with reduced sensitivity in proximity of conductors |
| US7088100B2 (en) * | 2004-03-11 | 2006-08-08 | General Electric Company | Method and apparatus to generate a circular polarized RF field independent of subject asymmetry |
| JP5583887B2 (ja) | 2004-05-07 | 2014-09-03 | リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミネソタ | 磁気共鳴無線周波数コイルのための多電流素子 |
| US8401615B1 (en) | 2004-11-12 | 2013-03-19 | Fonar Corporation | Planar coil flexion fixture for magnetic resonance imaging and use thereof |
| JP4891539B2 (ja) * | 2004-11-16 | 2012-03-07 | 株式会社東芝 | 高周波コイルアセンブリ及び磁気共鳴撮像装置 |
| US7309989B2 (en) * | 2005-04-06 | 2007-12-18 | General Electric Company | Wireless RF coil power supply |
| US7642781B2 (en) * | 2005-04-15 | 2010-01-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | High-pass two-dimensional ladder network resonator |
| CN1940587B (zh) * | 2005-09-30 | 2012-06-13 | 西门子公司 | 磁共振设备的线圈装置 |
| DE102005056711B3 (de) * | 2005-11-28 | 2007-05-10 | Siemens Ag | Magnetresonanzanlage mit einem Grundkörper und einer Patientenliege |
| US7466130B1 (en) | 2006-02-03 | 2008-12-16 | Fonar Corporation | Phased array shoulder coil |
| EP2102603B1 (en) * | 2007-01-10 | 2018-11-21 | TomTom Navigation B.V. | Method and a navigation device for displaying gps position data related to map information in text readable form |
| US9386939B1 (en) | 2007-05-10 | 2016-07-12 | Fonar Corporation | Magnetic resonance imaging of the spine to detect scoliosis |
| US8599215B1 (en) | 2008-05-07 | 2013-12-03 | Fonar Corporation | Method, apparatus and system for joining image volume data |
| DE102010018856B4 (de) * | 2010-04-30 | 2018-09-27 | Siemens Healthcare Gmbh | Mantelwellensperre |
| KR101424976B1 (ko) | 2012-11-08 | 2014-08-13 | 삼성전자주식회사 | 위상 배열형 고주파 코일 및 이를 채용한 자기공명영상 장치 |
| US9766310B1 (en) | 2013-03-13 | 2017-09-19 | Fonar Corporation | Method and apparatus for magnetic resonance imaging of the cranio-cervical junction |
| CN103344927B (zh) * | 2013-06-26 | 2015-09-23 | 深圳市特深电气有限公司 | 磁共振射频线圈以及磁共振成像系统 |
| DE102014222938B4 (de) * | 2014-11-11 | 2016-08-18 | Siemens Healthcare Gmbh | MR-Lokalspulensystem, MR-System und Verfahren zum Betreiben desselben |
| EP3650878B1 (de) * | 2018-11-08 | 2025-02-12 | Siemens Healthineers AG | Lokalspule mit pilotton-sender |
| KR102192215B1 (ko) * | 2019-05-08 | 2020-12-17 | 가천대학교 산학협력단 | 진행파 코일 기반의 자기공명 영상용 rf코일 장치 |
| CN111965577B (zh) * | 2020-07-07 | 2023-07-28 | 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 | 一种多频线圈 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL85786A (en) * | 1988-03-18 | 1991-06-10 | Elscint Ltd | Hybrid surface coil |
| DE4038106C2 (de) * | 1989-12-12 | 2002-04-18 | Siemens Ag | Oberflächenresonator für einen Kernspintomographen |
| DE4019046A1 (de) * | 1990-06-15 | 1991-12-19 | Philips Patentverwaltung | Oberflaechenspule fuer kernresonanzuntersuchungen |
-
1997
- 1997-12-23 US US08/997,129 patent/US6008649A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-15 IL IL12757898A patent/IL127578A0/xx unknown
- 1998-12-18 JP JP10360141A patent/JPH11285482A/ja not_active Withdrawn
- 1998-12-22 CN CNB981260071A patent/CN1287730C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-22 DE DE19859566A patent/DE19859566A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012508617A (ja) * | 2008-11-12 | 2012-04-12 | メドラッド インコーポレーテッド | 直腸内クワドラチュアコイルおよびそのためのインターフェース装置 |
| JP2013046792A (ja) * | 2008-11-12 | 2013-03-07 | Medrad Inc | 直腸内クワドラチュアコイルおよびそのためのインターフェース装置 |
| JP2013138878A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-07-18 | Medrad Inc | 多チャンネル直腸内コイルおよびそのためのインターフェース装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19859566A1 (de) | 1999-06-24 |
| CN1287730C (zh) | 2006-12-06 |
| CN1228291A (zh) | 1999-09-15 |
| IL127578A0 (en) | 1999-10-28 |
| US6008649A (en) | 1999-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11285482A (ja) | 磁気共鳴イメージング用のrfコイル装置 | |
| US9535142B2 (en) | Multichannel RF volume resonator for MRI | |
| US5578925A (en) | Vertical field quadrature phased array coil system | |
| JP4004964B2 (ja) | Mr装置用の送信及び受信コイル | |
| JP6145115B2 (ja) | Mr画像生成のためのマルチ共振t/rアンテナ | |
| US9638771B2 (en) | High-frequency coil and magnetic resonance imaging device employing same | |
| US9759788B2 (en) | Magnetic resonance coil, device and system | |
| US9274189B2 (en) | High-frequency coil unit and magnetic resonance imaging device | |
| US9541614B2 (en) | High frequency coil unit and magnetic resonance imaging apparatus | |
| US5153517A (en) | Surface resonator for a magnetic resonance imaging apparatus | |
| EP1059539A2 (en) | RF Body Coil for an open MRI system | |
| EP0906580B1 (en) | Quadrature elliptical birdcage coil for nmr | |
| JPS63111846A (ja) | Nmr装置 | |
| JP2001198106A (ja) | 開放型磁気共鳴イメージング・システム用の無線周波数コイル | |
| JPH0420619B2 (ja) | ||
| WO1999027380A1 (en) | Extendible magnetic resonance imaging receiver/transmitter coil | |
| CN109073717B (zh) | 具有用于磁共振成像装置的可选驱动端口的rf发射系统 | |
| US11112471B2 (en) | Inductively feeding an RF coil for magnetic resonance imaging | |
| US11408951B2 (en) | Open-face, dual-mode head coil for clinical imaging in ultra-high field MRI scanner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051214 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20061120 |