JPS60376A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置 - Google Patents
核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置Info
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- JPS60376A JPS60376A JP58107444A JP10744483A JPS60376A JP S60376 A JPS60376 A JP S60376A JP 58107444 A JP58107444 A JP 58107444A JP 10744483 A JP10744483 A JP 10744483A JP S60376 A JPS60376 A JP S60376A
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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
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- 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
- G01R33/3415—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils comprising arrays of sub-coils, i.e. phased-array coils with flexible receiver channels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴（Ｎ ｕｃｌｅａｒ Ｍ ａｇｎ
ｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ ：以下これをＮＭＲと呼
ぶ）現象を利用して、被検体内における特定原子核分布
等を被検体外部より知るようにしたＮＭＲイメージング
装置におけるＮＭＲ信号（Ｆ ＩＤ ： Ｆｒｅｅ ｌ
ｎｄ −ｕｃｔｉｏｎ Ｑ ｅｃａｙ）を検出するＲＦ
コイル装置に関づる。
ｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ ：以下これをＮＭＲと呼
ぶ）現象を利用して、被検体内における特定原子核分布
等を被検体外部より知るようにしたＮＭＲイメージング
装置におけるＮＭＲ信号（Ｆ ＩＤ ： Ｆｒｅｅ ｌ
ｎｄ −ｕｃｔｉｏｎ Ｑ ｅｃａｙ）を検出するＲＦ
コイル装置に関づる。
ＮＭＲ手法を用いて特定原子核に注目した被検体の断層
像を得るＮＭＲイメージング装置は従来から知られてい
る。このＮ Ｍ Ｒイメージング装置の原理の概要をま
ず簡単に説明する。
像を得るＮＭＲイメージング装置は従来から知られてい
る。このＮ Ｍ Ｒイメージング装置の原理の概要をま
ず簡単に説明する。
水素等の特定の物質に対し、２軸方向の静…場ト１ｏを
印加すると、その原子核はＺ軸のまわりを次式で示すよ
うな角速度ωで歳差運ｌｊｌする。
印加すると、その原子核はＺ軸のまわりを次式で示すよ
うな角速度ωで歳差運ｌｊｌする。
ω−γＨａ （ラーモア角速度）
但し、γ：磁気回転比
この状態の系に角速度ωに対応する周波数の電磁波（通
常ラジメ波：ＲＦ信号）を印加すると共鳴がおこり、原
子核はスピン量子数によって定まったエネルギー単位の
高い方のエネルギー準位に遷移する。核スピン角運動量
を持つ原子核が数種類）昆在していてｂ１各原子核によ
って磁気回転比γが異なるため、共鳴する周波数が異な
り、従って特定の原子核の共鳴のみを取り出づ−ことが
可能である。又、その共鳴の強さを測定すれば、原子核
の存在量も知ることができる。又、共鳴後、緩和時間と
呼ばれる時定数で定まる時間の間に、高い単位へ励起さ
れた原子核は低い単位へ戻る。この緩和時間の内、特に
Ｔ１と呼ばれるスピン−格子間緩和時間は、各化合物の
結合の仕方に依存している時定数であり、正常組織と悪
性腫瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
常ラジメ波：ＲＦ信号）を印加すると共鳴がおこり、原
子核はスピン量子数によって定まったエネルギー単位の
高い方のエネルギー準位に遷移する。核スピン角運動量
を持つ原子核が数種類）昆在していてｂ１各原子核によ
って磁気回転比γが異なるため、共鳴する周波数が異な
り、従って特定の原子核の共鳴のみを取り出づ−ことが
可能である。又、その共鳴の強さを測定すれば、原子核
の存在量も知ることができる。又、共鳴後、緩和時間と
呼ばれる時定数で定まる時間の間に、高い単位へ励起さ
れた原子核は低い単位へ戻る。この緩和時間の内、特に
Ｔ１と呼ばれるスピン−格子間緩和時間は、各化合物の
結合の仕方に依存している時定数であり、正常組織と悪
性腫瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
そこで、このＮＭＲを利用し、Ｘ線ＣＴと同様な原理で
、被検体の仮想輪切り部分のプロトンを励起し、各プロ
ジェクションの対応するＮＭＲ信号を、被検体の数多く
の方向についてめ、被検体の各位置におけるＮＭＲ信号
強度を再構成法によってめれば、特定原子核に着目した
被検体の断層像を得ることができる。
、被検体の仮想輪切り部分のプロトンを励起し、各プロ
ジェクションの対応するＮＭＲ信号を、被検体の数多く
の方向についてめ、被検体の各位置におけるＮＭＲ信号
強度を再構成法によってめれば、特定原子核に着目した
被検体の断層像を得ることができる。
第１図はこのような従来装置における検査手法の一例を
説明するだめの波形図である。被検体に、はじめに第１
図（ロ）に示すようにｌ勾配置場０２＋と、（イ）に示
１ように細い周波数スペクトル（ｆ）のＲＦパルス（９
０６パルス）を印加する。この場合、ラーモア角速Ｉｆ
ω−γ（Ｈｏ→−△ＧＺ）となる面だけのプロ１−ンが
励起され、磁化Ｍを第２図くイ）に示すようなθ〕で回
転する回転座標系上に示せば、ｙ′軸方向に９０°向ぎ
を変えたものとなる。続いて、第１図（ハ）、（ニ）に
示すようにＸ勾配磁場Ｑｘとｙ勾配磁場Ｇｙを加え、こ
れによって２次元勾配磁場を作り、〈ホ）に示づ゛よう
なＮＭＲ信号を検出りる。ここで、磁化Ｍは第２図〈口
）に示すように、磁場の不均一性ににって ｘ Ｉ 、
ｙ１面内で矢印方向に次第に分散していくので、やが
てＮＭＲ信号は減少し、第１図（ホ）に示づように１時
間経過して無くなる。このようにして得られたＮＭＲ信
号を７−リエ変換すれば、×勾配磁場ＧＸ、Ｖ勾配磁場
ＧＶにより合成された勾配磁場と直角方向のプロジェク
ションとなる。
説明するだめの波形図である。被検体に、はじめに第１
図（ロ）に示すようにｌ勾配置場０２＋と、（イ）に示
１ように細い周波数スペクトル（ｆ）のＲＦパルス（９
０６パルス）を印加する。この場合、ラーモア角速Ｉｆ
ω−γ（Ｈｏ→−△ＧＺ）となる面だけのプロ１−ンが
励起され、磁化Ｍを第２図くイ）に示すようなθ〕で回
転する回転座標系上に示せば、ｙ′軸方向に９０°向ぎ
を変えたものとなる。続いて、第１図（ハ）、（ニ）に
示すようにＸ勾配磁場Ｑｘとｙ勾配磁場Ｇｙを加え、こ
れによって２次元勾配磁場を作り、〈ホ）に示づ゛よう
なＮＭＲ信号を検出りる。ここで、磁化Ｍは第２図〈口
）に示すように、磁場の不均一性ににって ｘ Ｉ 、
ｙ１面内で矢印方向に次第に分散していくので、やが
てＮＭＲ信号は減少し、第１図（ホ）に示づように１時
間経過して無くなる。このようにして得られたＮＭＲ信
号を７−リエ変換すれば、×勾配磁場ＧＸ、Ｖ勾配磁場
ＧＶにより合成された勾配磁場と直角方向のプロジェク
ションとなる。
以下、同じようにして、所定の時間τ′だ【プ待って、
次のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、
ＧＸ 、 Ｇ、Ｖを少しずつ変える。これによって、各
プロジェクションに対応するＮＭＲ信号を被検体の故多
くの方向についでめることができる。
次のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、
ＧＸ 、 Ｇ、Ｖを少しずつ変える。これによって、各
プロジェクションに対応するＮＭＲ信号を被検体の故多
くの方向についでめることができる。
この場合のｌｉ置場コイル部分は、第３図のように構成
されている。即ち、被検体がその中に設置される円筒１
の周囲に、一様な静磁場トｔｏ （−１方向）を与える
静磁場用コイル２．ｚ勾配磁場Ｑｚ＋、Ｇｚ−を発生さ
せるｔｃめの２勾配Ｉｉｔ＆場用コイルとＸ勾配磁場用
コイル及びＸ勾配磁場用コイルよりなる勾配Ｉｔ場出用
コイル、被検体に細い周波数スペクトルｆのＲＦパルス
を電磁場として与える励磁コイル４、被検体からのＮＭ
Ｒ信号を検出するための検出コイル５がそれぞれ設置さ
れている。
されている。即ち、被検体がその中に設置される円筒１
の周囲に、一様な静磁場トｔｏ （−１方向）を与える
静磁場用コイル２．ｚ勾配磁場Ｑｚ＋、Ｇｚ−を発生さ
せるｔｃめの２勾配Ｉｉｔ＆場用コイルとＸ勾配磁場用
コイル及びＸ勾配磁場用コイルよりなる勾配Ｉｔ場出用
コイル、被検体に細い周波数スペクトルｆのＲＦパルス
を電磁場として与える励磁コイル４、被検体からのＮＭ
Ｒ信号を検出するための検出コイル５がそれぞれ設置さ
れている。
ところで、このような従来の装置において、静磁場１−
１０の均一度ヤ）、勾配磁場等の摂動成分の精度は良い
としても、検出コイル５のＲＦコイルはいかにも人さ過
ぎるという問題がある。、３〜５Ｍ１−１ｚ（８００Ｇ
〜１．２ＫＧで）に共振づるとしても、約０．７〜１．
０＋１１φの径でｖｉ回巻どなり、イの線材としても太
い銅の帯又はバイブ状の線材を用いて形成される。およ
そコイルというものはその囲む空間に磁気エネルギーが
入つｌごときのエネルギー密度は小となる。従って、ス
ピンどの間のエネルギーのやりとりは、大川法のＴ１イ
ル稈大まかになり、検出感度が鈍くなる。ただ、大川法
のものではその分Ｑｏを高くとることができるので、実
際には検出感度の低下は小量に抑えることはできる。し
かし、何としても、大寸法の検出コイルは製造するにも
設置するにも大変不便で厄介である。
１０の均一度ヤ）、勾配磁場等の摂動成分の精度は良い
としても、検出コイル５のＲＦコイルはいかにも人さ過
ぎるという問題がある。、３〜５Ｍ１−１ｚ（８００Ｇ
〜１．２ＫＧで）に共振づるとしても、約０．７〜１．
０＋１１φの径でｖｉ回巻どなり、イの線材としても太
い銅の帯又はバイブ状の線材を用いて形成される。およ
そコイルというものはその囲む空間に磁気エネルギーが
入つｌごときのエネルギー密度は小となる。従って、ス
ピンどの間のエネルギーのやりとりは、大川法のＴ１イ
ル稈大まかになり、検出感度が鈍くなる。ただ、大川法
のものではその分Ｑｏを高くとることができるので、実
際には検出感度の低下は小量に抑えることはできる。し
かし、何としても、大寸法の検出コイルは製造するにも
設置するにも大変不便で厄介である。
本発明は、このような点に鑑みてなされた一ｂので、そ
の目的は、大寸法の検出コイルを避け、信号捕捉効率が
良く、Ｓ／Ｎの向−ヒも図り得るようなＮＭＲイメージ
ング荻置装おけるＲＦコイル装置を提供することにある
。
の目的は、大寸法の検出コイルを避け、信号捕捉効率が
良く、Ｓ／Ｎの向−ヒも図り得るようなＮＭＲイメージ
ング荻置装おけるＲＦコイル装置を提供することにある
。
この目的を達成づ°る本発明は、被検体の周）すに接近
して多数の検出コイルを配置し、その各々に受信増幅器
を接続し、該受信増幅器の出力を１−ベて一様に又は必
要に応じて一部のみを用いて１つの信号に合成しつつ被
検体の磁気応答を受信するように構成したことを特徴と
するものである。
して多数の検出コイルを配置し、その各々に受信増幅器
を接続し、該受信増幅器の出力を１−ベて一様に又は必
要に応じて一部のみを用いて１つの信号に合成しつつ被
検体の磁気応答を受信するように構成したことを特徴と
するものである。
以下、図面を参照し本発明の詳細な説明する。
第４図は本発明の一実施例を示す模式的構成図である。
図において、］−１ｏの摂動用コイルは省略しであるが
、被検体のサンプルスライス４１（その厚みは選択励起
により決まる）に対し、ト１ｏを水平方向、ＲＦＷｌ場
Ｈｒｆを垂直方向とする。このような状態において、小
形の検出コイル４２を図のように多数配置し、その出力
は、それぞれ受信アンプ４３を介して取り出され、その
出力はづべて一様に若しくは選択的に利用するようにな
っている。各検出コイル４２は、被検体スライス４１の
近傍に配置されており、それぞれスライス４１の浅い部
位と結合をもつので、各々は特定の励起は大きな励起用
コイル４４で行ってもＪ、いが、この検出コイル４２で
行うようにしでもＪ：い。
、被検体のサンプルスライス４１（その厚みは選択励起
により決まる）に対し、ト１ｏを水平方向、ＲＦＷｌ場
Ｈｒｆを垂直方向とする。このような状態において、小
形の検出コイル４２を図のように多数配置し、その出力
は、それぞれ受信アンプ４３を介して取り出され、その
出力はづべて一様に若しくは選択的に利用するようにな
っている。各検出コイル４２は、被検体スライス４１の
近傍に配置されており、それぞれスライス４１の浅い部
位と結合をもつので、各々は特定の励起は大きな励起用
コイル４４で行ってもＪ、いが、この検出コイル４２で
行うようにしでもＪ：い。
第５図は他の実施例図である。この場合ｔ−１ｏは垂直
方向、ＨｒｆはＨｏの軸を中心とした放射状の向きに被
検体スライス４１に印加される。［１００信号はＨａと
垂直なあらゆる方角から観測できるため、励起はどの方
向から行っても受信可能Ｃある。但し、９０’パルスの
みの励起では死角が生ずるため、９０’パルスと１８０
°パルスを適宜併用するか、若しくは、９０°のみでイ
メージングする場合には図の如く直交する２組の励起専
用のコイル５１ａ、５１ｂと５２８，５２ｂを配置し適
宜に使い分ける。本図の場合も個々の検出二ｊイル５３
は直下のスライス浅部とＪ：り強く結合Ｊるから、ある
特定の部位の精密なイメージングを行うのに適している
。尚、各検出コイル５３の出力は受信増幅器５４を介し
１＝後、リベ（を一様に或いは任意の数個所ずつを選択
的に利用するにうにしてよい。選択的に利用する場合は
、重み付１）係数器５５によって各出力に与えられる重
みを可変することにより行われる。すべてを一様に利用
する場合は重み付（プ係数器５５の各重みを等しくして
おけばよい。重み付り係数器５５の出力はすべて一様に
加算アンプで加算し１本の信号として出力される。
方向、ＨｒｆはＨｏの軸を中心とした放射状の向きに被
検体スライス４１に印加される。［１００信号はＨａと
垂直なあらゆる方角から観測できるため、励起はどの方
向から行っても受信可能Ｃある。但し、９０’パルスの
みの励起では死角が生ずるため、９０’パルスと１８０
°パルスを適宜併用するか、若しくは、９０°のみでイ
メージングする場合には図の如く直交する２組の励起専
用のコイル５１ａ、５１ｂと５２８，５２ｂを配置し適
宜に使い分ける。本図の場合も個々の検出二ｊイル５３
は直下のスライス浅部とＪ：り強く結合Ｊるから、ある
特定の部位の精密なイメージングを行うのに適している
。尚、各検出コイル５３の出力は受信増幅器５４を介し
１＝後、リベ（を一様に或いは任意の数個所ずつを選択
的に利用するにうにしてよい。選択的に利用する場合は
、重み付１）係数器５５によって各出力に与えられる重
みを可変することにより行われる。すべてを一様に利用
する場合は重み付（プ係数器５５の各重みを等しくして
おけばよい。重み付り係数器５５の出力はすべて一様に
加算アンプで加算し１本の信号として出力される。
このように加算することは、適切な位相整合を確保する
必要を生ずる。そして適切な位相整合が確保されれば、
全体としての検出にお（プるノイズフィギュアの向上に
つながる。有感領域の寸法（体積）が従来のものと比べ
て著しく小さく（約１／１０以下）なっていること自体
からもＳ／Ｎの向上につながっていることが分る。
必要を生ずる。そして適切な位相整合が確保されれば、
全体としての検出にお（プるノイズフィギュアの向上に
つながる。有感領域の寸法（体積）が従来のものと比べ
て著しく小さく（約１／１０以下）なっていること自体
からもＳ／Ｎの向上につながっていることが分る。
このようにして得たＦＩＤ信号の利用方法乃至イメージ
ング再構成の方法は従来と同様である。
ング再構成の方法は従来と同様である。
尚、第５図においては各検出コイルは固定配置の場合を
示しているが、第６図に示すように各検出コイルをプロ
ーブコイルとして図示の径方向にエアシリンダー等のプ
ランジ１７６１を用いて移動自在に構成し、被検体表面
に各検出コイルを押七当てるようにすることもできる。
示しているが、第６図に示すように各検出コイルをプロ
ーブコイルとして図示の径方向にエアシリンダー等のプ
ランジ１７６１を用いて移動自在に構成し、被検体表面
に各検出コイルを押七当てるようにすることもできる。
このような構成によれば、被検体の太細、形状の制約を
余り受（Ｊることなく対表面直下を、よくイメージング
づることができる。又、被検体搭載台６２の」−にもプ
ローブコイルを配置するようにしてもよい。
余り受（Ｊることなく対表面直下を、よくイメージング
づることができる。又、被検体搭載台６２の」−にもプ
ローブコイルを配置するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、検出コイルを多
数用いることにより、そのコイルの製造や設置が容易で
あることは勿論のこと、信号捕捉効率がＪこり、Ｓ／Ｎ
の向上も図り得るＮＭＲイメージング肢置装ＲＦコイル
装置を突環りることができる。
数用いることにより、そのコイルの製造や設置が容易で
あることは勿論のこと、信号捕捉効率がＪこり、Ｓ／Ｎ
の向上も図り得るＮＭＲイメージング肢置装ＲＦコイル
装置を突環りることができる。
第１図は従来のＮＭＲ装眉における検査手法の一例を説
明づるための波形図、第２図は第１図の手法による磁化
Ｍの方向を説明するための図、第３図は従来装置におけ
る磁場用コイル部分の構成図、第４図は本発明の一実施
例を示１構成図、第５図及び第６図は本発明の他の実施
例を示す構成図である。 １・・・円筒 ２・・・静磁場用コイル３・・・勾配（
ａ場用コイル ４・・・励磁コイル ５．４２．５３・・・検出コイル 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社代 理
人 弁 理 士 小 沢 信 助第３図 第４図 第５図
明づるための波形図、第２図は第１図の手法による磁化
Ｍの方向を説明するための図、第３図は従来装置におけ
る磁場用コイル部分の構成図、第４図は本発明の一実施
例を示１構成図、第５図及び第６図は本発明の他の実施
例を示す構成図である。 １・・・円筒 ２・・・静磁場用コイル３・・・勾配（
ａ場用コイル ４・・・励磁コイル ５．４２．５３・・・検出コイル 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社代 理
人 弁 理 士 小 沢 信 助第３図 第４図 第５図
Claims (2)
- （１）被検体の周辺に接近して多数の検出コイルを配置
し、その各々に受信増幅器を接続し、該受信増幅器の出
力をすべて一様に又は必要に応じて一部のみを用いて１
つの信号に合成しつつ被検体の磁気応答を受信するよう
に構成したことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装
置におけるＲ Ｆコイル装置。 - （２）前記検出コイルは、被検体の励起をも行い得るよ
うにし７ｊことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の核磁気共鳴イメージング装置におけるＲＦコイル装置
。 く３）前記検出コイルは、移動自在に構成され、被検体
表面に当接又は至近距離に移動して配置させることがで
きるように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の核磁気共鳴イメージング装置におけるＲ Ｆ
コイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107444A JPS60376A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107444A JPS60376A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60376A true JPS60376A (ja) | 1985-01-05 |
| JPH0261252B2 JPH0261252B2 (ja) | 1990-12-19 |
Family
ID=14459301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107444A Granted JPS60376A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60376A (ja) |
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1983
- 1983-06-15 JP JP58107444A patent/JPS60376A/ja active Granted
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|---|---|
| JPH0261252B2 (ja) | 1990-12-19 |
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