(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループコイルは四角形をなしていて、その対向する一対の辺におけるそれぞれの辺に共振コンデンサが介設されており、
複数の前記ループコイルは筒状に配置され、その筒の側面を挟む両端の円形底面における円周上に前記共振コンデンサが配置されており、
全体としてバードケージコイルの動作をするように互いに隣接する前記ループコイルは誘導結合していることを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイル。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲＩ用バードケージコイルにおいて、１グループが連続して隣接する整数個の前記ループコイルからなる２以上のグループに分割可能としたことを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ用バードケージコイルにおいて、１つの前記ループコイルのターン数が２以上であることを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）用バードケージコイルに関し、さらに詳しくは、複数の独立したループコイルから構成したＭＲＩ用バードケージコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のハイパス型のＭＲＩ用バードケージコイルの一例を示す構成図である。
このＭＲＩ用バードケージコイル５００は、第１リング部Ｒ５１と第２リング部Ｒ５２との間に多数のエレメント５３，…を張設し、前記第１リング部Ｒ５１と各エレメント５３，…との複数の接続点間にそれぞれ共振コンデンサ５１，…を接続すると共に、前記第２リング部Ｒ５２と各エレメント５３，…との複数の接続点間にそれぞれ共振コンデンサ５２，…を介設した構造である。
そして、直交位相（Quadrature）送信または受信の場合、前記第２リング部Ｒ５２の中心から見た幾何学的位置がπ／２だけ異なる導出点Ｐ，Ｑに位置する共振コンデンサ５２，５２の両端からバラン（BALance to UNbalance transformer）回路５４ａ，５４ｂを介して同軸ケーブルＳＰ，ＳＱを外部へ導出する。
前記エレメント５３，…の方向をｚ軸方向とし、それに直交する２軸の方向をｘ軸，ｙ軸とし、ｚ軸，ｘ軸を水平面内とし、ｙ軸を鉛直方向とする直交座標系を想定するとき、上記ＭＲＩ用バードケージコイル５００は、ｚ軸方向の静磁場Ｂｏを持つ水平磁場型ＭＲＩ装置において使用される。
【０００３】
図６は、上記ＭＲＩ用バードケージコイル５００の等価回路図である。
ａ１は第１リング部Ｒ５１とエレメント５３の接続点であり、ａ２は第２リング部Ｒ５２とエレメント５３の接続点である。また、Ｌｅはエレメント５３のインダクタンス成分であり、Ｌｒ／２は第１リング部Ｒ５１および第２リング部Ｒ５２のインダクタンス成分である。また、（２×Ｃｏ）は共振コンデンサ５１，５２の容量である。
ＲＦパルスまたはＮＭＲ信号の角周波数をωとし、コイル全体のエレメント５３の本数をＮ（図５の例ではＮ＝８）とするとき、次式が成立している。
0003699219.tif 000002
なお、ＭＲＩ用バードケージコイルに関連して、コイルの片側の端部をヒンジにより枢止して、上下の部分コイルに２分割できるようにし、コネクタにより両部分コイルを結合・分離可能とし、コイル内に被検体を容易に挿入できるようにした技術が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＭＲＩ用バードケージコイル５００では、同軸ケーブルＳＰ，ＳＱの外部導体が零電位なのに対し、共振コンデンサ５２の両端が必ずしも零電位とならないため、導出点Ｐ，Ｑと同軸ケーブルＳＰ，ＳＱの間にバラン回路５４ａ，５４ｂを介在させている。しかし、バラン回路５４ａ，５４ｂを用いると、構成が複雑となる問題点がある。
また、２分割できるようにした上記従来のＭＲＩ用バードケージコイルでは、コネクタの接点の接触抵抗によりコイル特性が劣化したり、コイルの開閉の繰り返しにつれて接点の特性が劣化したり、金属部品が外部に露出することによる安全上の配慮が必要となったりする問題点がある。
さらに、上記従来のＭＲＩ用バードケージコイル５００では、感度を容易に上げることができない問題点がある。
【０００５】
そこで、本発明の第１の目的は、ＲＦパルスの給電やＮＭＲ信号の取り出しをバラン回路を介さずに行うことが出来るＭＲＩ用バードケージコイルを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、電気的な接点なしにコイルを２以上に分割できるＭＲＩ用バードケージコイルを提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、感度を容易に上げることが出来るＭＲＩ用バードケージコイルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、複数のループコイルを筒状に配置し、隣接するループコイルを誘導結合させ、全体としてバードケージコイルの動作をさせることを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイルを提供する。
上記第１の観点のＭＲＩ用バードケージコイルでは、複数のループコイルを互いに誘導結合させるので、ループコイルが相互インダクタンス成分を共有する態様で結合した等価回路となる。したがって、前記相互インダクタンス成分を従来のバードケージコイルのエレメントのインダクタンス成分と見なし、ループコイルのインダクタンス成分を従来のバードケージコイルの第１リング部および第２リング部のインダクタンス成分と見なせば、従来のバードケージコイルと同等の等価回路となる。よって、バードケージコイルとして動作させ得る。
そして、複数のループコイルは、直流的には独立しているので、ループコイルの導出点を接地可能となり、バラン回路を介在させずに導出点と同軸ケーブルとを接続できるようになる。
また、整数個のループコイルからなるグループごとに容易に分割できるので、電気的な接点なしにコイルを分割することが出来る。
さらに、各ループコイルのターン数を自由に増やせるので、感度を容易に上げることが出来る。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ用バードケージコイルにおいて、１グループが整数個のループコイルからなる２以上のグループに分割可能としたことを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイルを提供する。
上記第２の観点のＭＲＩ用バードケージコイルでは、整数個のループコイルからなるグループごとにコイルを２つ以上に分割できるようにしたので、電気的な接点なしにコイルを分割することが出来る。このため、接触抵抗による不都合を原理的に生じず、コイルの分割や結合を繰り返してもコイル特性が劣化しない。また、金属部品が外部に露出しないから、安全上の見地からも好ましい。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ用バードケージコイルにおいて、１つのループコイルのターン数が２以上であることを特徴とするＭＲＩ用バードケージコイルを提供する。
上記第３の観点のＭＲＩ用バードケージコイルでは、１つのループコイルのターン数を２以上に増やしたので、感度を容易に上げることが出来る。これにより、ＳＮＲ（Ｓignal to Ｎoise Ｒatio）を向上すると共に送信電力を低減することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す発明の実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１０】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
このＭＲＩ用バードケージコイル１００は、複数の略長方形のループコイル３，…を筒状に配置し、隣接するループコイル３，３，…を誘導結合させ、各ループコイル３に共振コンデンサ１，２を介設した構成である。
直交位相送信または受信の場合、筒形状の中心から見た幾何学的位置がπ／２だけ異なる導出点Ｐ，Ｑに位置する共振コンデンサ２，２の両端から同軸ケーブルＳＰ，ＳＱを外部へ導出する。具体的には、同軸ケーブルＳＰ，ＳＱの心線および外部導体をそれぞれ共振コンデンサ２，２の両端へ接続する。
前記ループコイル３，…の長手方向をｚ軸方向とし、それに直交する２軸の方向をｘ軸，ｙ軸とし、ｚ軸，ｘ軸を水平面内とし、ｙ軸を鉛直方向とする直交座標系を想定するとき、このＭＲＩ用バードケージコイル１００は、ｚ軸方向の静磁場Ｂｏを持つ水平磁場型ＭＲＩ装置において使用される。
【００１１】
図２は、ＭＲＩ用バードケージコイル１００の等価回路図である。
図２の（ａ）に示すように、隣接するループコイル３，３の相互インダクタンス成分をＭとする。また、ループコイル３のインダクタンス成分をＬｔとする。さらに、共振コンデンサ１，２の容量を（２×Ｃｏ）とする。
図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の等価回路を変形したものである。
図２の（ｂ）の等価回路と図６の等価回路とを比較すると、両者が同等であることが判る。よって、ＭＲＩ用バードケージコイル１００は、バードケージコイルとして動作しうる。
すなわち、ＲＦパルスまたはＮＭＲ信号の角周波数をωとし、ループコイルの数をＮ（図１の例ではＮ＝８）とするとき、
0003699219.tif 000003
となる。
【００１２】
なお、ループコイル３に介設される共振コンデンサの個数を１または３以上としてもよい。ループコイル３に介設される共振コンデンサの個数をｋとすると、それぞれの共振コンデンサの容量Ｃ１，Ｃ２，…Ｃｋは、
１／Ｃｏ＝１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋…＋１／Ｃｋ
を満たす容量Ｃ１，Ｃ２，…，Ｃｋとする。
【００１３】
−第２の実施形態−
図３は、本発明の第２の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
このＭＲＩ用バードケージコイル２００は、Ｎ／２個のループコイル３，３，…からなる第１グループ２００−１とＮ／２個のループコイル３，３，…からなる第２グループ２００−２とに分割できるようにしたものである。
このＭＲＩ用バードケージコイル２００によれば、電気的な接点なしにコイルを分割することが出来る。このため、接触抵抗による不都合を原理的に生じず、コイルの分割や結合を繰り返してもコイル特性が劣化しない。
なお、第１グループ２００−１と第２分割コイル２００−２とを片側でヒンジにより枢止し、分割しても両者が離れないようにしてもよい。
【００１４】
−第３の実施形態−
図４は、本発明の第３の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
このＭＲＩ用バードケージコイル３００は、各ループコイル３，３，…のターン数を“２”にしたものである。
このＭＲＩ用バードケージコイル３００によれば、感度を容易に上げることが出来る。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のＭＲＩ用バードケージコイルによれば、各ループコイルの直流電位が独立なので、バラン回路が不要となり、構成を簡単化できる。
また、ループコイルを単位として、電気的な接点なしに容易に分割できるので、コイル特性を好適に維持できる。
さらに、各ループコイルのターン数を自由に増やせるので、感度を容易に上げることが可能となり、ＳＮＲを向上すると共に送信電力を低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
【図２】図１のＭＲＩ用バードケージコイルの等価回路図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるＭＲＩ用バードケージコイルを示す構成図である。
【図５】従来のＭＲＩ用バードケージコイルの一例を示す構成図である。
【図６】図５のＭＲＩ用バードケージコイルの等価回路図である。
【符号の説明】
１，２      共振コンデンサ
３          ループコイル
１００      ＭＲＩ用バードケージコイル
１００−１  第１グループ
１００−２  第２グループ
【図１】
0003699219.tif 000004
【図２】
0003699219.tif 000005
【図３】
0003699219.tif 000006
【図４】
0003699219.tif 000007
【図５】
0003699219.tif 000008
【図６】
0003699219.tif 000009