磁気共鳴装置
【目的】 信号−雑音比が容認できる範囲内であって、患者の首部の検査に好適に使用できる磁気共鳴装置を提供する。
【構成】 長手方向に延在する中心軸（３３）と、この中心軸を含む対象平面（３５）と、中心軸を含み対称平面と垂直に延在する基準平面（３７）とを有するほぼ円柱状のＲＦコイル（９）を具える磁気共鳴装置。コイル（９）は中心軸（３３）に平行に、ほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体（３９）と、ロッド導体の端部近傍であって中心軸の回りに延在するループ導体（４１）とを具え、対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが基準平面（３７）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さより長くなるように構成されている。明確かつノイズの低い患者の首部の画像を得るために、基準平面（３７）の一方の側の対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）長さがが、基準平面の他方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体よりも長くなるように構成されている。
【構成】 長手方向に延在する中心軸（３３）と、この中心軸を含む対象平面（３５）と、中心軸を含み対称平面と垂直に延在する基準平面（３７）とを有するほぼ円柱状のＲＦコイル（９）を具える磁気共鳴装置。コイル（９）は中心軸（３３）に平行に、ほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体（３９）と、ロッド導体の端部近傍であって中心軸の回りに延在するループ導体（４１）とを具え、対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが基準平面（３７）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さより長くなるように構成されている。明確かつノイズの低い患者の首部の画像を得るために、基準平面（３７）の一方の側の対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）長さがが、基準平面の他方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体よりも長くなるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴装置に関するものであり、特に、中心軸が長手方向に延在するほぼ円柱状のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置に関するものである。このコイルは前記中心軸を含む対称平面と、前記中心軸を含み対称平面に垂直に延在する基準平面とを有している。また、このコイルは前記中心軸に平行な方向に延在し、ほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体と、ロッド導体の端部近傍において前記中心軸の周囲に延在するループ導体とを具える。前記対称平面近傍に位置するロッド導体の長さは、前記基準平面近傍に位置するロッド導体の長さよりも長く構成されている。本発明は、更に、このような磁気共鳴装置に好適に使用できるＲＦコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような磁気共鳴装置の一例が EP-A-0 141 383 号公報に記載されている。この公報の第５図には、ＲＦコイルが示されている。このコイルのループ導体の一つは環状であり、一方、他のループ導体は多かれ少なかれサドル形状をしており、したがってコイルの一端に溝が形成される。この種のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置は、磁気共鳴を用いて患者の頭部の検査あるいは撮像に好適に使用される。この目的のために、患者の頭部の回りにコイルを配置して、コイルで完全に頭部を囲むことができるように、患者の肩が前記溝に入るように構成されている。一方の側部に設けられている患者の顔の観察用の窓を除いて、この公知のコイルは４つの円柱状の対称部分を有している。ひとつあるいはそれ以上のロッド導体が、前記窓を形成するべく遮断されている。窓の位置は、コイルの動作中は遮断されたロッド導体が電流を全く通さないかあるいはほとんど通さないように選択されており、したがって、この遮断は、電気的な意味においてコイルの対称性をいたく妨げるものである。上述の公報では、４つの円柱状の対称部分を有するＲＦコイルは、とりわけこのようなコイルは同じ周波数で２つの直交する共振モードを有しており、コイルの直交動作あるいは読みだしを可能にし、両モードが同時に励起されるか、あるいは受信されるといった多くの利点を有すると説明している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】患者の首部の検査、すなわち、眼の上約１ｃｍのところから第三頸椎までの体の部分を検査するのに適した磁気共鳴装置の開発が要求されている。公知のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置は、コイルで頭部を囲むことができるだけであるため、この目的には適していない。この問題は理論的には、肩にあてる溝をより深く形成することによって解決できるが、このように構成した場合、コイルの信号−雑音比が実質的に減少することが見いだされた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したタイプの磁気共鳴装置であって、特に、容認できる信号−雑音比で患者の首部の検査に適した装置を提供することを目的とするものである。この目的を達成するために、本発明にかかる装置は、基準平面の一方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体の長さが、基準平面の他方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されていることを特徴とするものである。
【０００５】本発明は、公知のＲＦコイルの患者の足に向いている部分を単に長く形成した場合、ＲＦフィールドが、患者の背面（頸椎部分）のみならず、特に胸部側などの撮像の必要がない部分にまで発生するという事実の認識に基づくものである。したがって、後者の撮像の必要がない部分に発生したフィールドは、身体に関する有益な情報を取得するのには寄与していないが、システムのノイズの発生には寄与しており、信号−雑音比が不利な方向に影響を受ける。本発明に係る装置のＲＦコイルは、一方の側において、他方の側におけるよりも患者の足の方向により長く延在するように形成されている。最も長いロッドを患者の背面側に位置させて、患者の頭部の周囲にコイルを配置した場合に、これらの長いロッドは第３頸椎の下まで延在し、一方、胸部側の短いロッドはあごのあたりまで延在するのみである。この結果、患者の胸部側に発生するフィールドの実質的な部分は、あごと体の間の隙間に位置することになる。この部分のフィールドは、雑音を分散するものではなく、また雑音を分布させることもないので、信号−雑音比が強くなる。さらに、この結果として、ＲＦコイルをより小さくして（より弱い導電材料を使うことを含む）、コイルの損失（銅の損失）を減少させることができる。したがって、ノイズの発生を一層抑えることができる。
【０００６】本発明に係る好適な実施例において、信号−雑音比をより一層改善することができる。この実施例は、基準平面近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離が、対称平面近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離より小さくなるように構成されていることを特徴とするものである。この実施例は、頭部の断面がほぼ卵形であるため、環状断面を有するＲＦコイルを使用した場合、コイルと頭部の側面間に空隙が生じ、コイルが不必要に大きなものとなり、信号−雑音比に対して上述した不利な方向に影響が生じるといる事実を考慮してなされたものである。この好適な実施例においては、ＲＦコイルの断面は頭部の断面にほぼ適合するように構成されている。
【０００７】本発明に係る装置の潜在的な欠点は、４つの対称部分を放棄する結果、コイルが同じ共振周波数で２つの直交する共振モードを有する旨が確実ではないということである。この欠点は、本発明に係る他の実施例によって解決することができる。この実施例は、少なくとも１つの容量性素子が各ロッド導体に直列に接続されており、対称平面近傍のロッド導体の各々に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスが、基準平面近傍のロッド導体の各々に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスよりも大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンス値が可変であり、所望の場合に適宜選択された場合、ロッド中の電流分布がほぼ等しくなる。この結果、コイルは、コイルの長さの大部分にわたって、４つの対称部分を有するコイルと電気的に均等であり、したがって、直交読みだしを容易に行うことができる。
【０００８】この均等性は、コイルの患者の足に向いている部分であって、患者の背面側に延在しているロッド導体の端部について言えるものではない。結果的に、特にＲＦコイルの端部で測定が行われる場合には、コイルの直交動作があまりよく動作しなくなる。したがって、本発明にかかる装置の他の実施例は、２つの接続手段の一方と、送信及び／又は受信手段との間の接続を選択的に遮断するスィッチ手段を具えることを特徴とするものである。この実施例では、直交モード（両方の直交共振モードが励起されるか、あるいは受信されている場合）からリニアモード（一方の共振モードのみが動作している）へ直ちに変換することができる。
【０００９】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。図１に線図的に示されている磁気共鳴装置は、安定した磁界Ｈを発生する第１磁気システム１と、分布型磁界を発生する第２磁気システム３と、前記第１及び第２の磁気システム１、３のそれぞれに電力を供給する第１及び第２の電源５、７とを具える。ラジオ周波数（ＲＦ）コイル９は、ＲＦ交流磁界を発生し、この目的のために、ＲＦソース１１に接続されている。ＲＦコイル９は、検査する物体（図示せず）中にＲＦ送信フィールドによって発生するスピン共鳴信号を検出するためにも使用され、この目的のために、ＲＦコイル９は信号増幅器１３に接続されている。信号増幅器１３の出力は検出回路１５に接続されており、この検出回路は中央制御装置１７に接続されている。中央制御装置１７は、ＲＦソース１１用の変調器、第２電源７、及び表示モニタ２１を制御する。ＲＦ発振器２３は測定信号を処理する変調器及び検出器１５を制御する。もしあれば、第１磁気システム１の磁気コイルの冷却用に、冷却ダクト２７を具える冷却装置２５を配設する。このような冷却装置は、抵抗コイル用に水冷式にしても良く、あるいは本件で要求されているような高フィールド用として、例えば超伝導磁気コイル用の液体ヘリウムを用いた冷却システムにしてもよい。磁気システム１及び３の中に配置されているＲＦコイル９は、測定空間２９を囲んでおり、この測定空間は医療診断測定用装置に内に、検査を受ける患者、あるいは、例えば頭部、首部等の検査を受ける患者の一部が十分入る大きさを有するものである。したがって、安定した磁界Ｈ、被検物体の断層像を選択する分布型フィールド、及び空間的に均一なＲＦ交流磁場が、測定空間２９内に発生する。ＲＦコイル９は送信コイル及び受信コイルの双方の機能を合わせ持つことができる。代替的に、例えば、表面コイルの形状をした測定コイル等の、２つの異なるコイルを使用して、これら２つの機能を持たせるようにすることができる。送信コイルとしてコイルを使用するためには、同じ考え方を相反定理に合うように適用する。所望の場合は、コイル９がファラデーケージ３１を遮蔽するＲＦフィールドによって囲まれるようにしても良い。
【００１０】図２Ａ及び２Ｂは、ＲＦコイル９の側面及び断面図である。特に患者の首部を撮像するのに好適なコイルの形状を選んで示している。コイルは、ほぼ円柱形状であり、その長手方向に延在する中心軸３３、この中心軸を含む対称平面３５、及び中心軸を含み対称平面と垂直に延在する基準平面３７を有する。中心軸３３、対称平面３５及び基準平面３７は図２Ａ及び図２Ｂ中、一点鎖線で表示されている。コイル９は、中心軸に平行にほぼ円柱形状の表面を横切って延在する複数のロッド導体３９（例として１２本のロッド導体が示されている）と、ロッド導体の端部近傍の前記中心軸の周囲に延在するループ導体４１とから構成されている。ロッド導体３９及びループ導体４１は、ＲＦ電流に体して自己インダクタンスとして動作する。コイルが所定の周波数で確実に共振するようにするために、容量性素子がロッド導体３９及びループ導体４１に含まれている。（図２Ａ、図２Ｂには示さず）
【００１１】対称平面３５近傍に位置するロッド導体３９の長さは、基準平面近傍に位置するロッド導体３９の長さよりも長い。一方のループ導体４１（図２Ａに右側に示すループ導体）はほぼ平坦面内に位置しており、他方のループ導体はほぼサドル形状をしている。したがって、患者の肩が入る空間４３がコイル９の左側端部に形成される。更に、基準平面３７の一方の側の対称平面３５近傍に位置するロッド導体３９（図２Ａの下側の導体）の長さは、基準平面３７の他方の側の対称平面３５近傍に位置するロッド導体の長さより長い。この結果、基準平面３７の下側におけるコイル９の左側端部は、上側におけるコイル９の左側端部よりも左側へ長くなっている。図２Ａに示す位置では、コイル９は、背面を下にして横たわっている患者の頭部の周囲に配置する場合、上側においては、ほぼ患者のあごまで延びており、下側においては、ほぼ第３頸椎まで延びている。したがって、一方では、首部全体の画像を形成することができ、他方、患者の胸部側においては、実質的にＲＦフィールドが発生しないか、あるいはほとんど測定されない。このようなフィールドは、撮像に有益な情報を得るのに寄与しないが、雑音に分布を付ける。したがって、上述のように構成することによって、信号−雑音比が改善される。
【００１２】信号−雑音比は、更に、基準平面３７近傍に直径方向に位置するロッド導体３９の間の距離ａを、対称平面３５近傍に直径方向に位置するロッド導体の間の距離ｂより小さくすることによって、更に改善される。このように構成した結果、コイル９は卵形の断面を有することになり、これは卵形をした人間の頭部の形状に対応するものである。この結果、頭部とコイルとの間には少しも空隙が残されないため、コイルの大きさをできる限り小さくして、ロッド及びループ導体に必要とされる導電材料（好ましくは銅）の量を可能な限り少なくすることができる。したがって、銅の損失が少なくなり、信号−雑音比の改善を図ることができる。
【００１３】図３は、図２Ａの左側のループ導体の４１の電気回路及びロッド導体３９の接続部を示す図である。ループ導体４１は、例えば直列に接続された導電部４５及び、例えばコンデンサ４７の容量性素子とから構成することができる。導電部４５は可撓性のある、電気的に絶縁された支持部材（図示せず）の上に形成されたトラックであっても良く、コンデンサ４７は２つの導電部毎の接続端部間に半田づけされている。ロッド導体３９は、金属ロッドあるいはチューブであっても良い。本実施例では、各ロッド導体３９との直列接続中に、固定コンデンサ５１及び可変コンデンサ５３とを並列接続した容量性素子４９を接続するようにしても良い。容量性素子４９の値を適切に選択することによって、ロッド導体３９を流れる電流分布をほぼ均等なものにすることができる。この結果、（対称平面３５に対して）幾何学的な意味では２つの対称部分を有するコイル９が、電気的な意味では４つの対称部分を有するコイルとして動作し、したがって、基準平面３７も対称平面として動作する。この結果、コイル９は、同じ共振周波数の２つの共振モードを有し、全部のロッド導体３９中にほぼ同じ電流が流れる。この状態は、対称平面３５近傍のロッド導体３９に直列に接続された容量性素子４９のキャパシタンスが、基準平面３７近傍のロッド導体３９に直列に接続された容量性素子のキャパシタンスより高い時に、実現できる。対称平面３５及び基準平面３７の位置は、方向付けをする目的で図３に示されている。容量性素子４９の実際の値は、可変コンデンサ５３によって簡単に調整することができる。ループ導体４１における容量性素子４９のキャパシタンスの適切な選択は、ロッド３９を流れる電流がほぼ均等になるように分布させる。所望の場合は、容量性素子が複数の可変コンデンサを具えるようにしてもよい。
【００１４】コイル９は、第１及び第２の接続手段５５及び５７を具える。本実施例では、各接続手段は一対の接続端子から構成されており、一方の接続端子は一のコンデンサ５１の電極に接続され、他方の接続端子はこのコンデンサの他方の電極に接続されている。これらの接続手段５５、５７は、所望の場合は、ループ導体４１の（容量性あるいは誘導性）部分に接続するようにしても良く、あるいはロッド導体３９の１つまたはループ導体４１の一部に、電気誘導的に接続するようにしても良い。第１の接続手段５５は、コンデンサ５１に接続されており、このコンデンサは最も長いロッド導体３９（図２R>２Ａ及び図２Ｂに示す下側の導体）に直列に接続されている。第２の接続手段５７は、最も短いロッド導体の１つ（図２Ｂに示す最も左側の導体）に直列に接続されている。第１の接続手段５５は、上述した信号増幅器１３に第１のスィッチ手段５９を介して接続されており、第２の接続手段５７は第２のスィッチ手段６１を介して信号増幅器１３に接続されている。所望の場合は、接続手段５５及び／又は５７と信号増幅器１３との間の接続にＲＦ電流の２つの読み出し点を反結合するＲＦ反結合手段（図示せず）を挿入するようにしても良い。検出器１５及び中央制御装置１７と共に、信号増幅器１３は受信手段の一部を形成する。この受信手段はコイル９の２つの共振モードを受信すべく動作する。第１の共振モードに関連する信号は、第１の接続手段５５を介して取り出され、第２の共振モードに関連する信号は第２の接続手段５７を介して取り出される。２つの接続手段５５、５７と、信号増幅器１３との間の接続は、スィッチ手段５９、６１によって遮断され得る。このことは、例えば図２R>２Ａに示すコイル９の左側の端部近傍に位置する測定ゾーンが、分布型コイル３によって選択された場合に、信号−雑音比の改善に利益がある。このゾーンにおいては、２つの共振モードによる分布が均等でないため、直交読み出しの場合、信号−雑音比が不利な方向に作用する。信号−雑音比は、一方の共振モードの信号のみが信号増幅器１３で処理されるリニア読み出しを介して改善される。スィッチ手段５９、６１は中央制御装置１７によって制御され得る。明らかに、これらのスィッチ手段は、接続を遮断した場合以外に、一方の２つの共振モードに対して受信手段が反応しないようにするように構成することができる。コイル９は送信コイルとして使用されるとき、明らかに、接続手段５５、５７がスィッチ手段５９、６１を介してＲＦソース１１に接続され、２つの共振モードを励起するべく動作する。所望の場合は、スィッチ手段（図示せず）を設けて、送信及び受信用のコイルを使用できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気共鳴装置の一実施例の構成を線図的に示す図である。
【図２】図２Ａは図１に示す装置のＲＦコイルの一実施例の側面図、図２Ｂは断面図である。
【図３】図２に支援すコイルの電気回路バージョンを示す図である。
【符号の説明】
１ 第１磁気システム
３ 第２磁気システム
５ 第１電源
７ 第２電源
９ ＲＦコイル
１１ ＲＦソース
１３ 信号増幅器
１５ 検出回路
１７ 中央制御装置
２１ 表示モニタ
２３ ＲＳ発振器
２５ 冷却装置
２７ 冷却ダクト
２９ 測定位置
３３ 中心軸
３５ 対称平面
３７ 基準平面
３９ ロッド導体
４１ ループ導体
４９ 容量性素子
５１ 固定コンデンサ
５３ 可変コンデンサ
５５、５７ 接続手段
５９ 第１スィッチ
６１ 第２スィッチ
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴装置に関するものであり、特に、中心軸が長手方向に延在するほぼ円柱状のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置に関するものである。このコイルは前記中心軸を含む対称平面と、前記中心軸を含み対称平面に垂直に延在する基準平面とを有している。また、このコイルは前記中心軸に平行な方向に延在し、ほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体と、ロッド導体の端部近傍において前記中心軸の周囲に延在するループ導体とを具える。前記対称平面近傍に位置するロッド導体の長さは、前記基準平面近傍に位置するロッド導体の長さよりも長く構成されている。本発明は、更に、このような磁気共鳴装置に好適に使用できるＲＦコイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このような磁気共鳴装置の一例が EP-A-0 141 383 号公報に記載されている。この公報の第５図には、ＲＦコイルが示されている。このコイルのループ導体の一つは環状であり、一方、他のループ導体は多かれ少なかれサドル形状をしており、したがってコイルの一端に溝が形成される。この種のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置は、磁気共鳴を用いて患者の頭部の検査あるいは撮像に好適に使用される。この目的のために、患者の頭部の回りにコイルを配置して、コイルで完全に頭部を囲むことができるように、患者の肩が前記溝に入るように構成されている。一方の側部に設けられている患者の顔の観察用の窓を除いて、この公知のコイルは４つの円柱状の対称部分を有している。ひとつあるいはそれ以上のロッド導体が、前記窓を形成するべく遮断されている。窓の位置は、コイルの動作中は遮断されたロッド導体が電流を全く通さないかあるいはほとんど通さないように選択されており、したがって、この遮断は、電気的な意味においてコイルの対称性をいたく妨げるものである。上述の公報では、４つの円柱状の対称部分を有するＲＦコイルは、とりわけこのようなコイルは同じ周波数で２つの直交する共振モードを有しており、コイルの直交動作あるいは読みだしを可能にし、両モードが同時に励起されるか、あるいは受信されるといった多くの利点を有すると説明している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】患者の首部の検査、すなわち、眼の上約１ｃｍのところから第三頸椎までの体の部分を検査するのに適した磁気共鳴装置の開発が要求されている。公知のＲＦコイルを具える磁気共鳴装置は、コイルで頭部を囲むことができるだけであるため、この目的には適していない。この問題は理論的には、肩にあてる溝をより深く形成することによって解決できるが、このように構成した場合、コイルの信号−雑音比が実質的に減少することが見いだされた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述したタイプの磁気共鳴装置であって、特に、容認できる信号−雑音比で患者の首部の検査に適した装置を提供することを目的とするものである。この目的を達成するために、本発明にかかる装置は、基準平面の一方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体の長さが、基準平面の他方の側の対称平面近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されていることを特徴とするものである。
【０００５】本発明は、公知のＲＦコイルの患者の足に向いている部分を単に長く形成した場合、ＲＦフィールドが、患者の背面（頸椎部分）のみならず、特に胸部側などの撮像の必要がない部分にまで発生するという事実の認識に基づくものである。したがって、後者の撮像の必要がない部分に発生したフィールドは、身体に関する有益な情報を取得するのには寄与していないが、システムのノイズの発生には寄与しており、信号−雑音比が不利な方向に影響を受ける。本発明に係る装置のＲＦコイルは、一方の側において、他方の側におけるよりも患者の足の方向により長く延在するように形成されている。最も長いロッドを患者の背面側に位置させて、患者の頭部の周囲にコイルを配置した場合に、これらの長いロッドは第３頸椎の下まで延在し、一方、胸部側の短いロッドはあごのあたりまで延在するのみである。この結果、患者の胸部側に発生するフィールドの実質的な部分は、あごと体の間の隙間に位置することになる。この部分のフィールドは、雑音を分散するものではなく、また雑音を分布させることもないので、信号−雑音比が強くなる。さらに、この結果として、ＲＦコイルをより小さくして（より弱い導電材料を使うことを含む）、コイルの損失（銅の損失）を減少させることができる。したがって、ノイズの発生を一層抑えることができる。
【０００６】本発明に係る好適な実施例において、信号−雑音比をより一層改善することができる。この実施例は、基準平面近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離が、対称平面近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離より小さくなるように構成されていることを特徴とするものである。この実施例は、頭部の断面がほぼ卵形であるため、環状断面を有するＲＦコイルを使用した場合、コイルと頭部の側面間に空隙が生じ、コイルが不必要に大きなものとなり、信号−雑音比に対して上述した不利な方向に影響が生じるといる事実を考慮してなされたものである。この好適な実施例においては、ＲＦコイルの断面は頭部の断面にほぼ適合するように構成されている。
【０００７】本発明に係る装置の潜在的な欠点は、４つの対称部分を放棄する結果、コイルが同じ共振周波数で２つの直交する共振モードを有する旨が確実ではないということである。この欠点は、本発明に係る他の実施例によって解決することができる。この実施例は、少なくとも１つの容量性素子が各ロッド導体に直列に接続されており、対称平面近傍のロッド導体の各々に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスが、基準平面近傍のロッド導体の各々に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスよりも大きくなるように構成されていることを特徴とするものである。ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンス値が可変であり、所望の場合に適宜選択された場合、ロッド中の電流分布がほぼ等しくなる。この結果、コイルは、コイルの長さの大部分にわたって、４つの対称部分を有するコイルと電気的に均等であり、したがって、直交読みだしを容易に行うことができる。
【０００８】この均等性は、コイルの患者の足に向いている部分であって、患者の背面側に延在しているロッド導体の端部について言えるものではない。結果的に、特にＲＦコイルの端部で測定が行われる場合には、コイルの直交動作があまりよく動作しなくなる。したがって、本発明にかかる装置の他の実施例は、２つの接続手段の一方と、送信及び／又は受信手段との間の接続を選択的に遮断するスィッチ手段を具えることを特徴とするものである。この実施例では、直交モード（両方の直交共振モードが励起されるか、あるいは受信されている場合）からリニアモード（一方の共振モードのみが動作している）へ直ちに変換することができる。
【０００９】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。図１に線図的に示されている磁気共鳴装置は、安定した磁界Ｈを発生する第１磁気システム１と、分布型磁界を発生する第２磁気システム３と、前記第１及び第２の磁気システム１、３のそれぞれに電力を供給する第１及び第２の電源５、７とを具える。ラジオ周波数（ＲＦ）コイル９は、ＲＦ交流磁界を発生し、この目的のために、ＲＦソース１１に接続されている。ＲＦコイル９は、検査する物体（図示せず）中にＲＦ送信フィールドによって発生するスピン共鳴信号を検出するためにも使用され、この目的のために、ＲＦコイル９は信号増幅器１３に接続されている。信号増幅器１３の出力は検出回路１５に接続されており、この検出回路は中央制御装置１７に接続されている。中央制御装置１７は、ＲＦソース１１用の変調器、第２電源７、及び表示モニタ２１を制御する。ＲＦ発振器２３は測定信号を処理する変調器及び検出器１５を制御する。もしあれば、第１磁気システム１の磁気コイルの冷却用に、冷却ダクト２７を具える冷却装置２５を配設する。このような冷却装置は、抵抗コイル用に水冷式にしても良く、あるいは本件で要求されているような高フィールド用として、例えば超伝導磁気コイル用の液体ヘリウムを用いた冷却システムにしてもよい。磁気システム１及び３の中に配置されているＲＦコイル９は、測定空間２９を囲んでおり、この測定空間は医療診断測定用装置に内に、検査を受ける患者、あるいは、例えば頭部、首部等の検査を受ける患者の一部が十分入る大きさを有するものである。したがって、安定した磁界Ｈ、被検物体の断層像を選択する分布型フィールド、及び空間的に均一なＲＦ交流磁場が、測定空間２９内に発生する。ＲＦコイル９は送信コイル及び受信コイルの双方の機能を合わせ持つことができる。代替的に、例えば、表面コイルの形状をした測定コイル等の、２つの異なるコイルを使用して、これら２つの機能を持たせるようにすることができる。送信コイルとしてコイルを使用するためには、同じ考え方を相反定理に合うように適用する。所望の場合は、コイル９がファラデーケージ３１を遮蔽するＲＦフィールドによって囲まれるようにしても良い。
【００１０】図２Ａ及び２Ｂは、ＲＦコイル９の側面及び断面図である。特に患者の首部を撮像するのに好適なコイルの形状を選んで示している。コイルは、ほぼ円柱形状であり、その長手方向に延在する中心軸３３、この中心軸を含む対称平面３５、及び中心軸を含み対称平面と垂直に延在する基準平面３７を有する。中心軸３３、対称平面３５及び基準平面３７は図２Ａ及び図２Ｂ中、一点鎖線で表示されている。コイル９は、中心軸に平行にほぼ円柱形状の表面を横切って延在する複数のロッド導体３９（例として１２本のロッド導体が示されている）と、ロッド導体の端部近傍の前記中心軸の周囲に延在するループ導体４１とから構成されている。ロッド導体３９及びループ導体４１は、ＲＦ電流に体して自己インダクタンスとして動作する。コイルが所定の周波数で確実に共振するようにするために、容量性素子がロッド導体３９及びループ導体４１に含まれている。（図２Ａ、図２Ｂには示さず）
【００１１】対称平面３５近傍に位置するロッド導体３９の長さは、基準平面近傍に位置するロッド導体３９の長さよりも長い。一方のループ導体４１（図２Ａに右側に示すループ導体）はほぼ平坦面内に位置しており、他方のループ導体はほぼサドル形状をしている。したがって、患者の肩が入る空間４３がコイル９の左側端部に形成される。更に、基準平面３７の一方の側の対称平面３５近傍に位置するロッド導体３９（図２Ａの下側の導体）の長さは、基準平面３７の他方の側の対称平面３５近傍に位置するロッド導体の長さより長い。この結果、基準平面３７の下側におけるコイル９の左側端部は、上側におけるコイル９の左側端部よりも左側へ長くなっている。図２Ａに示す位置では、コイル９は、背面を下にして横たわっている患者の頭部の周囲に配置する場合、上側においては、ほぼ患者のあごまで延びており、下側においては、ほぼ第３頸椎まで延びている。したがって、一方では、首部全体の画像を形成することができ、他方、患者の胸部側においては、実質的にＲＦフィールドが発生しないか、あるいはほとんど測定されない。このようなフィールドは、撮像に有益な情報を得るのに寄与しないが、雑音に分布を付ける。したがって、上述のように構成することによって、信号−雑音比が改善される。
【００１２】信号−雑音比は、更に、基準平面３７近傍に直径方向に位置するロッド導体３９の間の距離ａを、対称平面３５近傍に直径方向に位置するロッド導体の間の距離ｂより小さくすることによって、更に改善される。このように構成した結果、コイル９は卵形の断面を有することになり、これは卵形をした人間の頭部の形状に対応するものである。この結果、頭部とコイルとの間には少しも空隙が残されないため、コイルの大きさをできる限り小さくして、ロッド及びループ導体に必要とされる導電材料（好ましくは銅）の量を可能な限り少なくすることができる。したがって、銅の損失が少なくなり、信号−雑音比の改善を図ることができる。
【００１３】図３は、図２Ａの左側のループ導体の４１の電気回路及びロッド導体３９の接続部を示す図である。ループ導体４１は、例えば直列に接続された導電部４５及び、例えばコンデンサ４７の容量性素子とから構成することができる。導電部４５は可撓性のある、電気的に絶縁された支持部材（図示せず）の上に形成されたトラックであっても良く、コンデンサ４７は２つの導電部毎の接続端部間に半田づけされている。ロッド導体３９は、金属ロッドあるいはチューブであっても良い。本実施例では、各ロッド導体３９との直列接続中に、固定コンデンサ５１及び可変コンデンサ５３とを並列接続した容量性素子４９を接続するようにしても良い。容量性素子４９の値を適切に選択することによって、ロッド導体３９を流れる電流分布をほぼ均等なものにすることができる。この結果、（対称平面３５に対して）幾何学的な意味では２つの対称部分を有するコイル９が、電気的な意味では４つの対称部分を有するコイルとして動作し、したがって、基準平面３７も対称平面として動作する。この結果、コイル９は、同じ共振周波数の２つの共振モードを有し、全部のロッド導体３９中にほぼ同じ電流が流れる。この状態は、対称平面３５近傍のロッド導体３９に直列に接続された容量性素子４９のキャパシタンスが、基準平面３７近傍のロッド導体３９に直列に接続された容量性素子のキャパシタンスより高い時に、実現できる。対称平面３５及び基準平面３７の位置は、方向付けをする目的で図３に示されている。容量性素子４９の実際の値は、可変コンデンサ５３によって簡単に調整することができる。ループ導体４１における容量性素子４９のキャパシタンスの適切な選択は、ロッド３９を流れる電流がほぼ均等になるように分布させる。所望の場合は、容量性素子が複数の可変コンデンサを具えるようにしてもよい。
【００１４】コイル９は、第１及び第２の接続手段５５及び５７を具える。本実施例では、各接続手段は一対の接続端子から構成されており、一方の接続端子は一のコンデンサ５１の電極に接続され、他方の接続端子はこのコンデンサの他方の電極に接続されている。これらの接続手段５５、５７は、所望の場合は、ループ導体４１の（容量性あるいは誘導性）部分に接続するようにしても良く、あるいはロッド導体３９の１つまたはループ導体４１の一部に、電気誘導的に接続するようにしても良い。第１の接続手段５５は、コンデンサ５１に接続されており、このコンデンサは最も長いロッド導体３９（図２R>２Ａ及び図２Ｂに示す下側の導体）に直列に接続されている。第２の接続手段５７は、最も短いロッド導体の１つ（図２Ｂに示す最も左側の導体）に直列に接続されている。第１の接続手段５５は、上述した信号増幅器１３に第１のスィッチ手段５９を介して接続されており、第２の接続手段５７は第２のスィッチ手段６１を介して信号増幅器１３に接続されている。所望の場合は、接続手段５５及び／又は５７と信号増幅器１３との間の接続にＲＦ電流の２つの読み出し点を反結合するＲＦ反結合手段（図示せず）を挿入するようにしても良い。検出器１５及び中央制御装置１７と共に、信号増幅器１３は受信手段の一部を形成する。この受信手段はコイル９の２つの共振モードを受信すべく動作する。第１の共振モードに関連する信号は、第１の接続手段５５を介して取り出され、第２の共振モードに関連する信号は第２の接続手段５７を介して取り出される。２つの接続手段５５、５７と、信号増幅器１３との間の接続は、スィッチ手段５９、６１によって遮断され得る。このことは、例えば図２R>２Ａに示すコイル９の左側の端部近傍に位置する測定ゾーンが、分布型コイル３によって選択された場合に、信号−雑音比の改善に利益がある。このゾーンにおいては、２つの共振モードによる分布が均等でないため、直交読み出しの場合、信号−雑音比が不利な方向に作用する。信号−雑音比は、一方の共振モードの信号のみが信号増幅器１３で処理されるリニア読み出しを介して改善される。スィッチ手段５９、６１は中央制御装置１７によって制御され得る。明らかに、これらのスィッチ手段は、接続を遮断した場合以外に、一方の２つの共振モードに対して受信手段が反応しないようにするように構成することができる。コイル９は送信コイルとして使用されるとき、明らかに、接続手段５５、５７がスィッチ手段５９、６１を介してＲＦソース１１に接続され、２つの共振モードを励起するべく動作する。所望の場合は、スィッチ手段（図示せず）を設けて、送信及び受信用のコイルを使用できるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気共鳴装置の一実施例の構成を線図的に示す図である。
【図２】図２Ａは図１に示す装置のＲＦコイルの一実施例の側面図、図２Ｂは断面図である。
【図３】図２に支援すコイルの電気回路バージョンを示す図である。
【符号の説明】
１ 第１磁気システム
３ 第２磁気システム
５ 第１電源
７ 第２電源
９ ＲＦコイル
１１ ＲＦソース
１３ 信号増幅器
１５ 検出回路
１７ 中央制御装置
２１ 表示モニタ
２３ ＲＳ発振器
２５ 冷却装置
２７ 冷却ダクト
２９ 測定位置
３３ 中心軸
３５ 対称平面
３７ 基準平面
３９ ロッド導体
４１ ループ導体
４９ 容量性素子
５１ 固定コンデンサ
５３ 可変コンデンサ
５５、５７ 接続手段
５９ 第１スィッチ
６１ 第２スィッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 長手方向に延在する中心軸（３３）を有し、この中心軸を含む対称平面（３５）と、この中心軸を含み前記対称平面と垂直に延在する基準平面（３７）とを有するするほぼ円柱状のＲＦコイル（９）であって、前記中心軸に平行にほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体（３９）と、これらのロッド導体の端部近傍の前記中心軸の周囲に延在するループ導体（４１）とを具え、前記対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが、前記基準平面（３７）の近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されているＲＦコイルを具える磁気共鳴装置において、基準平面（３７）の一方の側の対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが、基準平面の他方の側の対称平面の近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されていることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】 請求項１に記載の磁気共鳴装置において、前記基準平面（３７）近傍に直径方向に位置するロッド導体（３９）間の距離が、対称平面（３９）近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離より短いことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項３】 請求項１または２に記載の磁気共鳴装置において、少なくともひとつの容量性素子（４９）が各ロッド導体（３９）に直列に接続されており、対称平面（３５）近傍に位置する各ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスが、基準平面（３７）近傍に位置する各ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスよりも大きいことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項４】 前記ＲＦコイル９が、ＲＦコイルの第１及び第２の共振モードの励起及び受信用の送信手段及び／又は受信手段（１３）にＲＦコイルを接続する第１及び第２の接続手段（５５、５７）を具える請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気共鳴装置において，前記２つの接続手段（５５、５７）の一方と、前記送信及び／又は受信手段（１３）との間の接続を選択的に遮断するスィッチ手段（５９、６１）を具えることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気共鳴装置に使用するのに好適なＲＦコイル。
【請求項１】 長手方向に延在する中心軸（３３）を有し、この中心軸を含む対称平面（３５）と、この中心軸を含み前記対称平面と垂直に延在する基準平面（３７）とを有するするほぼ円柱状のＲＦコイル（９）であって、前記中心軸に平行にほぼ円柱状の表面を横切って延在する複数のロッド導体（３９）と、これらのロッド導体の端部近傍の前記中心軸の周囲に延在するループ導体（４１）とを具え、前記対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが、前記基準平面（３７）の近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されているＲＦコイルを具える磁気共鳴装置において、基準平面（３７）の一方の側の対称平面（３５）近傍に位置するロッド導体（３９）の長さが、基準平面の他方の側の対称平面の近傍に位置するロッド導体の長さより長く構成されていることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】 請求項１に記載の磁気共鳴装置において、前記基準平面（３７）近傍に直径方向に位置するロッド導体（３９）間の距離が、対称平面（３９）近傍に直径方向に位置するロッド導体間の距離より短いことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項３】 請求項１または２に記載の磁気共鳴装置において、少なくともひとつの容量性素子（４９）が各ロッド導体（３９）に直列に接続されており、対称平面（３５）近傍に位置する各ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスが、基準平面（３７）近傍に位置する各ロッド導体に直列に接続されている容量性素子のキャパシタンスよりも大きいことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項４】 前記ＲＦコイル９が、ＲＦコイルの第１及び第２の共振モードの励起及び受信用の送信手段及び／又は受信手段（１３）にＲＦコイルを接続する第１及び第２の接続手段（５５、５７）を具える請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気共鳴装置において，前記２つの接続手段（５５、５７）の一方と、前記送信及び／又は受信手段（１３）との間の接続を選択的に遮断するスィッチ手段（５９、６１）を具えることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気共鳴装置に使用するのに好適なＲＦコイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平５−２６９１０５
【公開日】平成５年（１９９３）１０月１９日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−３３０７０１
【出願日】平成４年（１９９２）１２月１０日
【出願人】（５９００００２４８）エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンファブリケン (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｎ．Ｖ．ＰＨＩＬＩＰＳ’ ＧＬＯＥＩＬＡＭＰＥＮＦＡＢＲＩＥＫＥＮ
【公開日】平成５年（１９９３）１０月１９日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）１２月１０日
【出願人】（５９００００２４８）エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンファブリケン (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｎ．Ｖ．ＰＨＩＬＩＰＳ’ ＧＬＯＥＩＬＡＭＰＥＮＦＡＢＲＩＥＫＥＮ
[ Back to top ]