(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の検査領域内を平衡磁化する磁場中に配置される複数のコイルを、凡そ円筒状に配列する手段であって、
前記円筒状のコイル配列で形成される円筒状体積の円筒軸芯の方向に沿った位置に有り、且つ前記円筒状体積の外側に有る前記検査領域に、隣接して配置した前記コイル配列の手段が、前記検査領域内の磁気共鳴の励起あるいは検出をする手段でもあり、
更に、
前記コイルを鞍型コイルで構成して、
互いに隣り合う前記鞍型コイルのそれぞれが、前記円筒状体積の周囲で且つ前記円筒状体積の円周方向で、部分的に互いに重なり合う手段を用いたことを特徴とする磁気共鳴用コイル配列方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法に用いられるコイル配列であって、前記コイル配列は実質的に同一形状の一対の鞍型コイルを有し、前記一対の鞍型コイルが前記円筒状体積の外周で対称に配置され、そして前記一対の鞍型コイルが前記円筒状体積の対向する位置で、円周方向に互いに重なり合う部分を有し、更に、凡そ平面で且つ長方形の第３のコイルを、前記重なり合う部分と凡そ平行に前記円筒状体積を２分割する位置に配置するコイル配列。
【請求項３】
前記円筒状体積の円筒軸芯が、前記第３のコイルの成す平面内に在る請求項２に記載のコイル配列。
【請求項４】
前記円筒状体積の軸断面と、前記第３のコイルの成す平面が一致する請求項２あるいは請求項３に記載のコイル配列
【請求項５】
請求項１記載の方法に用いられるコイル配列であって、
前記コイル配列は、実質的に同一の３個の鞍型コイルを具備し、前記鞍型コイルのそれぞれが前記円筒状体積の周囲に等角度間隔で配置され、且つそれぞれの前記鞍型コイルの一部分が前記円筒状体積の円周方向において相互に重ね合わされたコイル配列。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁共鳴方法およびコイル配列に関し、特に、医療診断を目的とした患者の内蔵器官の検査に適用される電磁共鳴方法およびコイル配列に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電磁共鳴方法および装置における静電磁界は、検査される身体の領域に適用され、調査の下の検体領域の電磁配列の平衡軸を限定する。無線周波数領域は、静電磁界に対し直角方向で検査領域へ供給され、その領域において電磁共鳴を起こし、その結果無線周波信号が検出され処理される。
【０００３】
励起無線周波磁界が供給され、その結果身体へ位置調節された無線周波コイルにより信号が検出される。通常異なるコイルが励起と検出に用いられるが、１つのコイルまたは同じ複数のコイルを２つの目的のために用いてもよい。
【０００４】
特に小領域の検査のため、例えば患者の特定器官の検診目的で、小さな無線周波コイルが目的領域に対ししばしば出来る限り接近して設定される。一般的に平面状のいわゆる平面コイルは、患者の目的領域の外部に位置調整され、これらの検査のために用いられる。対ノイズ信号の最適化のため、平面コイルは多数のコイルを有してもよく、これについてはU.S.P.4,825,162（特表平２ー５００１７５号）に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、身体を検査・診断する検査装置には、より信頼性の高いより鮮明な検出画像が求められる。しかし、外部・表面コイル装置を用いた検査では、検出信号のＳ／Ｎ比に限界があり、高精度な検出信号を得ることは困難である。
【０００６】
本発明は、検出信号のＳ／Ｎ比の改善を可能とする電磁共鳴方法およびコイル配列を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明の電磁共鳴方法は、電磁共鳴を用いて身体の所定の領域を検査する電磁共鳴方法であり、領域中の電磁配列の平衡軸を限定するために磁界中に身体を設置し、領域と隣接して略管状のコイルを設置し、且つコイル配列の囲む略筒状体に沿ってその外側に領域を位置調整し、領域内の電磁共鳴の励起および／または検出をするためにコイル配列を用いることを特徴としている。
【０００８】
また、上記のコイル配列は、少なくとも２個の鞍状のコイルを具備し、このコイルは略筒状体の周囲に配置され、且つコイルの部分が略筒状体の円周方向において相互に重複して構成するとよい。
【０００９】
さらに、電磁共鳴方法に用いられるコイル配列は実質的に同一の鞍状の一対のコイルを具備し、この一対のコイルは略筒状体の外周の対称位置に設置され、一対のコイルの部分が略筒状体の対向する側の円周方向において相互に重複する幅を有し、コイルは略平面で長方形とされ、鞍状の重複部分に略平行で且つ筒状体を２分する位置に配置するとよい。
【００１０】
なお、コイル配列は、筒状体の主軸部を含む略平面内に配置され、筒状体の軸断面領域に沿った断面領域を有するとよい。
【００１１】
また、コイル配列は、実質的に同一の３個の鞍状のコイルを具備し、このコイルは略筒状体の周囲に等角度間隔で配置され、且つコイルの部分が略筒状体の円周方向において相互に重複しているとよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による電磁共鳴方法およびコイル配列の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図５を参照すると本発明の電磁共鳴方法の一実施形態が示されている。
【００１３】
図１において、電磁共鳴診療画像装置は、この装置の使用において患者が撮像状態とされ、筒状体３中に強力規制化された静的主軸電磁界を生成する筒状電磁器１を有している。
撮像する患者の身体中、つまり筒状体３中の磁界の強さは、不図示の電磁界発生コイルへの電流供給を制御する主磁界制御部５により制御される。
【００１４】
本装置はさらに傾斜コイル装置７を有し、３直角方向の１つまたはそれ以上において、筒状体３中の静的磁界中に傾斜コイル装置７が挿入される。本傾斜コイル装置７は、制御コンピュータ１１制御下の傾斜磁界制御部９によりエネルギー供給がされる。
【００１５】
本装置はさらに、身体撮像の無線周波磁界を供給する制御コンピュータ１１制御下の、無線周波（以降ＲＦとも言う）送信機１５によりエネルギー供給されて本装置が作用する、送信コイル機構を含む無線周波コイルシステム１３を有している。
【００１６】
無線周波コイルシステム１３はさらに、ＲＦ受信コイルを具備し、患者の身体の撮像において、電磁共鳴励起の結果から無線周波信号を検出するために配置されている。検出信号は、受信機１９を介して、制御コンピュータ１１の制御下で患者の身体像を表わす信号を生成する画像形成器２１へ渡される。これらの信号は、その後、撮像の可視画像を形成するために、表示器２３へ渡される。
本装置の動作において、電磁石１により供給された強力磁界が、撮像中の身体の直線磁界の平衡軸を規定する。
【００１７】
選択された領域、例えば身体の断面スライス部の像を得るために、ＲＦコイルシステム１３の手段により、選択された領域において電磁共鳴を励起するために、無線周波パルスが、身体へ最初に供給される。このため、ＲＦコイルシステム１３は、静磁界の方向から静磁界方向に直角な平面中、即ち、図１で示されたｘ，ｙおよびｚ方向のｘ−ｙ平面中に、選択された領域中の中心の回転を傾けるように、静領域方向へ直角な方向に磁界を形成する。選択領域への限定的励起のために、無線周波パルスは、傾斜コイル装置７により挿入された傾斜電磁界と共に供給され、無線周波磁界の周波数は挿入傾斜の方向と大きさと関連しては選択され、身体の選択陽子、例えば水素陽子のラモール周波数は、選択部位における無線周波にのみ等しい。
【００１８】
励起の結果の無線周波信号は、既知の方法の１つ以上の別の傾斜磁界の適用により空間的にエンコードされ、無線周波コイルシステム１３により検出され、そして画像形成へと進む。患者身体の特別に小さい内部領域の検査のために、図２に示した本発明のコイル装置を用いた方法が利用される。
【００１９】
装置は、実質的に同一の２つの長方形状の、特に鞍状コイル２５Ａおよび２５Ｂを有する。コイル２５Ａおよび２５Ｂはレジスタ中で、筒状体２７の周囲に直径上に相互に相対して設置される。以下にさらに説明するように、予め定められた大きさで１８０°より幾分大きく、各コイルが筒状体２７の軸上で所定の角度に相対する。故に、２つのコイル２５Ａ、２５Ｂは、直線側で相互に重複する。通常、各々のコイルは単一ターンで、銅箔製であるが、しかし１ターン以上で構成もされる。不図示の分離リードは各コイルに充当され、またはその他に、例えば、コイルは並列又は直列に内部接続され、２つのコイルのための１つのリードが供給される。コイルは、空洞または固体の筒形状の、生物学的に不活性プラスチック材の、適当な成形具で保持される。
【００２０】
重複した２つのコイル２５Ａ、２５Ｂは、既知の方法によりコイルの対ノイズ信号比率の改善を促進する。このため、重複の割合は、コイル２５Ａ、２５Ｂの相互結合を最小化し、それによりノイズ相関性を最小化するように、選択される。
【００２１】
供用において、コイル配列は、検査に要求される小領域へ出来る限り接近して設置され、配列の曲線表面に沿って、且つ筒状体２７の外部へ領域が形成される。全身像のための鞍状コイルの無線周波受信コイルを用いた働きと、これらを用いた形態とが全く異なることが解る。典型的な適用において、コイル配列は患者の直腸内に設定され、患者の隣接領域を検査する。コイル２５Ａ、２５Ｂが筒状固体成形具の外部に保持された１つの配列では、この成形具は直径１２ｍｍで、コイル２５Ａ、２５Ｂが軸長１０ｃｍで約２０％の重複で、成形具の軸において円弧に対し約２２５°の角度で各コイルが設置された配列とされる。
【００２２】
図２に示されたものと別のコイルの配列は、図３に示された発明に準じた方法で用いられる。本配列は、４つの、実質的に同一の、長方形の、部分的に円形で、鞍状コイル２９Ａ、Ｂ、ＣおよびＤが筒状体３１の周囲へ対称に設置され、図２のように単数リードまたは複数リードおよび配列の成形具は、明解性のために省略される。正反対のコイル組２９Ａ、Ｃおよび２９Ｂ，Ｄは、レジスタ中で配置され、各々のコイルは筒状体３１の軸において９０°以上の角度で円弧に対し、それゆえ、コイルの各組はそれぞれの直線部で相互に重複し、ノイズ比率を改善し、これは図２のコイル配列に関連して上記記載された。正対称のコイル組間の強相互結合により、この配列でノイズに対する良好な信号方向へ処理作用する。
【００２３】
勿論図３のコイル配列が、本発明に沿った方法で用いられると、検査領域へ設置され、全身体画像のために本配列を用いた場合は、領域を同軸状に取り囲んでいない。
【００２４】
本発明によれば、２つのコイル配列が具備され、この２つのコイル配列は新規の形状であり、本発明の方法における利用に特に有益である。第１の配置は、図４に示され、２つの鞍状コイル３３Ａ、Ｂが図２のコイル配列のコイル２５Ａ、２５Ｂに類似した型および位置に構成される。しかしながら、図４の配列は、さらに平面長方形コイル３５を含み、この平面長方形コイルは、コイル３３Ａ、Ｂが配置された周りの直径方向に２分した筒状体３７の一平面中に設定され、さらに一般的には重複するコイル３３Ａ、Ｂの部分に平行とされる。通常コイル３７は、筒状体３７に対応する断面領域を有する。コイル３３Ａ、Ｂに対するコイル３５の直交位置により、コイル３５とコイル３３Ａ、Ｂの検出したノイズの相関性は低く、適切に結合されたコイル３３Ａ、Ｂおよび３５により信号が検出されたとき、結果として、対ノイズ信号比率が改善される。
【００２５】
本発明の方法の利用に特に有益な発明により提供される第２のコイル配列は、図５に示され、３つの実質的に同一の、長方形の、部分円形の、鞍状コイル３９Ａ、Ｂ，Ｃが筒状対４１の周りに対称に配置され、リードおよびコイル形状が明確性のため削除される。各コイルは、筒状体４１の軸において１２０°以上の角度で円弧に対し、それゆえ近隣する組コイルは各々の直線側が相互に重複する。本配列は、図３の配列と同様に作用するが、図３の配列で生じる直径方向に対向するコイル対の結合の問題を排除する。
【００２６】
本発明に基づく一般的なコイル配列は、供給された電磁場の方向に対して軸平行に位置設定された時が最も効果的に作用することが解る。しかしながら、電磁界に対して他の方位を持ってしても十分な結果を得ることができる。
本発明に基づくコイル配列のコイルにより、差動信号が生成され、異なる像を生成し、生成された像を像構成のために結合することが解る。その他に２つの信号が結合され、結合された信号が像信号を生成する。
【００２７】
上記の実施形態に基づく配列において、コイルおよびコイルが囲む筒状体は部分円および筒状円であるが、これは本発明に基づく方法およびコイル配列の場合において必要でないことが解る。他の方法およびコイル配列によれば、筒状体およびコイル配列は非筒状、例えば、楕円形または実質上の三角形とされる。
さらに、本発明のコイル配列は、無線周波受信コイル配列に特に適用されるが
、無線周波伝達コイルとしても構成され得ることが解る。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の電磁共鳴方法は、領域中の電磁配列の平衡軸を限定するために磁界中に身体を設置し、領域と隣接して略管状のコイルを設置し、且つコイル配列の囲む略筒状体に沿ってその外側に領域を位置調整する。このコイル配列を用いて領域内の電磁共鳴の励起および／または検出をする。
【００２９】
よって、略筒状体を複数のコイル配列を用いたコイル組で構成し、それぞれのコイル配列の結合を、それぞれの検出信号がそれぞれに生じたノイズを打ち消し合う形態とすることにより、対ノイズ特性を向上させた信号を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電磁共鳴方法の実施形態が適用される電磁共鳴装置を示す概略図である。
【図２】図１の電磁共鳴装置に適用される第１の無線周波コイル装置の概略的透視図である。
【図３】図１の電磁共鳴装置に適用される第２の無線周波コイル装置の概略的透視図である。
【図４】図２の第１の無線周波コイル装置の変化例を示す概略的透視図である。
【図５】図３の第２の無線周波コイル装置の変化例を示す概略的透視図である。
【符号の説明】
１  筒状電磁器
３  筒状体
５  主磁界制御部
７  傾斜コイル装置
９  傾斜磁界制御部
１１  制御コンピュータ
１３  無線周波コイルシステム
１５  無線周波（ＲＦ）送信機
１９  受信機
２１  画像形成器
２３  表示器
２５  鞍状コイル
２７  筒状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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