(57)【要約】【課題】感度を落とすことなく異なる大きさの被検体に対して適用することができる高周波コイル集合体および磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】高周波コイル集合体１０は、被検体Ｍの周りを外側から囲むように高周波コイル１１、１２、１３および１４を配置して構成される。高周波コイル１１〜１４には、それぞれ複数のチョークコイルが設けられる。チョークコイルは、隣接する高周波コイルの重なり部分の面積の変化に応じて隣接する高周波コイル間の誘導成分を調節する役割を担う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置され、この複数の高周波コイルのうち少なくとも隣接する２つの前記高周波コイルは、
前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイル
をそれぞれ備え、
このチョークコイルのループ面は、前記高周波コイルのループ面とほぼ平行に配置されたことを特徴とする高周波コイル集合体。
【請求項２】
前記複数のチョークコイルは、前記隣接する２つの高周波コイルの一方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数と前記隣接する高周波コイルの他方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数とを重なり合わせることにより、前記隣接する２つの高周波コイルを複数の重ね合わせ位置でデカップリング可能に構成された請求項１記載の高周波コイル集合体。
【請求項３】
複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置されるとともに、
前記複数の高周波コイルを被検体の周りを囲むように配置し、
前記複数の高周波コイルは前記被検体に向かって進退自在に構成され、
前記進退時に前記重なり合う部分の面積が変化する隣接する前記高周波コイルは、
前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイル
をそれぞれ備え、
前記複数のチョークコイルは、前記隣接する高周波コイルの一方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数と前記隣接する高周波コイルの他方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数とを重なり合わせることにより、前記隣接する高周波コイルどうしを複数の重ね合わせ位置でデカップリング可能に構成されたことを特徴とする高周波コイル集合体。
【請求項４】
前記高周波コイルを１つまたは複数ずつ支持する円筒、楕円筒または多角筒を長手方向に沿って複数に分割した形状のコイル支持部材をさらに備え、
前記コイル支持部材を、前記被検体に向かって進退自在に前記被検体の周りに配置し、
前記進退時に前記重なり合う部分の面積が変化する隣接する前記高周波コイルのそれぞれは、前記複数のチョークコイルを備え、
前記複数のチョークコイルは、前記隣接する高周波コイルの一方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数と前記隣接する高周波コイルの他方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数とを重なり合わせることにより、前記隣接する高周波コイルどうしを複数の重ね合わせ位置でデカップリング可能に構成され
た請求項３記載の高周波コイル集合体。
【請求項５】
複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置され、この複数の高周波コイルのうち少なくとも隣接する２つの前記高周波コイルは、
前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイル
をそれぞれ備え、
このチョークコイルのループ面は、前記高周波コイルのループ面とほぼ平行に配置された高周波コイル集合体を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の高周波コイル集合体を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の表面コイルで構成された高周波コイル集合体および磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置で高感度画像を得る技術として、受信用の高周波コイルとして複数の表面コイル（アレイコイル）を用い、このアレイコイルを被検体の関心領域近傍に配置する技術が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
この種のアレイコイルを用いて高感度画像を得る技術では、各高周波コイル（表面コイル）どうしを所定の面積だけ重ね合わせて配置することにより、隣接するコイル間の誘導成分を打ち消す（デカップリングを図る）ことができるようになっている。
【特許文献１】特開２００６−１４１４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のアレイコイルを用いて高感度画像を得る技術では、デカップリングを図るため、隣接する高周波コイルどうしを所定の面積だけ正確に重ね合わせておく必要がある。このため、隣接する高周波コイルどうしの位置関係は一定でなければならない。したがって、高周波コイル集合体の大きさを作製後に変化させることは難しい。
【０００５】
たとえば、被検体の周りを外側から囲むように複数の高周波コイル（表面コイル）を配置して構成する高周波コイル集合体の場合、一度作製した後に、この高周波コイル集合体の被検体の長手方向に直交する断面（以下、アキシャル断面という）の断面積を変化させることはできない。しかし、コイルが被検体から遠ざかると高周波コイルの感度（ＳＮ比）が下がってしまう。このため、様々な大きさの被検体に対応するには、大人用の大きめの断面積のものや子供用の小さめの断面積のものなど、複数の断面積の高周波コイル集合体を用意しなくてはならず、煩雑に過ぎる。また、高周波コイルの入れ替え作業が操作者にとって負担となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、感度を落とすことなく異なる大きさの被検体に対して適用することができる高周波コイル集合体および磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る高周波コイル集合体は、上述した課題を解決するために、複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置され、この複数の高周波コイルのうち少なくとも隣接する２つの前記高周波コイルは、前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイルをそれぞれ備え、このチョークコイルのループ面は、前記高周波コイルのループ面とほぼ平行に配置されたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る高周波コイル集合体は、上述した課題を解決するために、複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置されるとともに、前記複数の高周波コイルを被検体の周りを囲むように配置し、前記複数の高周波コイルは前記被検体に向かって進退自在に構成され、前記進退時に前記重なり合う部分の面積が変化する隣接する前記高周波コイルは、前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイルをそれぞれ備え、前記複数のチョークコイルは、前記隣接する高周波コイルの一方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数と前記隣接する高周波コイルの他方に備えられた前記複数のチョークコイルの任意の１つまたは複数とを重なり合わせることにより、前記隣接する高周波コイルどうしを複数の重ね合わせ位置でデカップリング可能に構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述した課題を解決するために、複数の高周波コイルがこの高周波コイルのループ面の１箇所または複数個所が重なり合うように配置され、この複数の高周波コイルのうち少なくとも隣接する２つの前記高周波コイルは、前記高周波コイルに直列に接続された複数のチョークコイルをそれぞれ備え、このチョークコイルのループ面は、前記高周波コイルのループ面とほぼ平行に配置された高周波コイル集合体を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る高周波コイル集合体および磁気共鳴イメージング装置は、感度を落とすことなく異なる大きさの被検体に対して適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る高周波コイル集合体および磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る高周波コイル集合体の一実施形態を示す概略的な全体構成図である。図１には、高周波コイル集合体１０のアキシャル断面を示した。本実施形態では、ＭＲＩ装置に用いられる高周波コイル集合体が４つの高周波コイルで構成される場合について説明する。
【００１３】
図２は、図１に示した高周波コイル集合体１０の斜視図である。高周波コイル集合体１０は、図１に示したように、被検体Ｍの周りを外側から囲むように高周波コイル１１、１２、１３および１４を配置して構成される。
【００１４】
高周波コイル１１〜１４は、ＭＲＩ装置において被検体Ｍから発生する高周波の磁気共鳴信号を受信可能なコイルであればよく、ループ型のコイルでもよいし、８の字型のコイルでもよいし、これらを組み合わせたものでも構わない。本実施形態では、高周波コイルとしてループ型のコイルを用いる場合の例を示す。
【００１５】
この高周波コイル集合体１０を操作者にとって扱いやすくするために、各高周波コイル１１〜１４をコイル支持部材に支持させるとよい。たとえば、２つの高周波コイルを１つの支持部材に支持させる場合、高周波コイル集合体１０は、２つの支持部材で構成される。この場合、２つの支持部材はそれぞれ半円筒状の形状とし、互いに対向して配置させると良い。
【００１６】
なお、支持部材の形状は、被検体Ｍの周りを外側から囲むことができる形状であればよく、この形状としては、たとえば円筒、楕円筒または多角筒を長手方向に沿って複数に分割した形状などがあげられる。
【００１７】
本実施形態では、高周波コイル集合体が４つの高周波コイルで構成され、かつ隣接する２つの高周波コイルが１つの支持部材で支持される場合について説明する。
【００１８】
図３は、比較的大きい被検体Ｍに高周波コイル集合体１０を適用する場合の状態（以下、状態１という）を示すアキシャル断面図であり、図４は、比較的小さい被検体Ｍに高周波コイル集合体１０を適用する場合の状態（以下、状態２という）を示すアキシャル断面図である。図３および図４には、支持部材の形状の一例として半円筒状のものを用いた場合について示す。
【００１９】
図３および図４に示す半円筒状のコイル支持部材２１には図１に示した高周波コイル１１および１２が、半円筒状のコイル支持部材２２には高周波コイル１３および１４が、それぞれ支持されている。このコイル支持部材２１と２２は対向して配置され、コイル支持部材２１と２２で囲まれた空間に被検体Ｍが配置される。なお、図３および図４には２つの高周波コイルを１つの半円筒状の支持部材に支持させる例について示したが、この例に限らず、被検体Ｍの周りを外側から囲むように高周波コイルが配置されればよく、たとえば１つの高周波コイルを１つの四半円筒状の支持部材に支持させて高周波コイル集合体１０を構成してもよい。
【００２０】
図３および図４に示したように、被検体Ｍの大きさに応じてコイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離を遠近させることにより、被検体Ｍと高周波コイルの距離を適正に保つことができる。
【００２１】
しかし、コイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離を遠近させると、高周波コイルどうしの重なる面積が変化する。このため、高周波コイルどうしの重なる面積が変化した場合でもデカップリングすることができる工夫が必要となる。
【００２２】
図５は、高周波コイル集合体１０の標準状態における図１のＡ部を拡大して示す側面図である。
【００２３】
図５に示すように、高周波コイル１１には、高周波コイル１１に直列に接続されたチョークコイル１１ａおよび１１ｂが設けられる。チョークコイル１１ａおよび１１ｂは、導線を所要の面積をもって所要の回数巻きまわして構成したコイルであり、中和部の面積の変化に応じて隣接する高周波コイル間の誘導成分を調節する役割を担う。また、高周波コイル１４には、高周波コイル１４に直列に接続されたチョークコイル１４ａおよび１４ｂが設けられ、高周波コイル１２および１３にも同様にチョークコイル１２ａ、１２ｂおよび１３ａ、１３ｂが直列接続により設けられる。
【００２４】
なお、図５に示したチョークコイル１１ａ、ｂおよび１４ａ、ｂの構成および作用については後述するためここでは詳細な説明を省略する。また、図示しないチョークコイル１２ａ、ｂおよび１３ａ、ｂの構成および作用についてはチョークコイル１１ａ、ｂおよび１４ａ、ｂの構成および作用と同等であるため説明を省略する。
【００２５】
標準状態では、標準的な大きさの被検体Ｍを対象とする。この標準状態においては、隣接する高周波コイル間のデカップリング方法として一般的な方法である隣接する高周波コイルどうしで所定の面積だけ重ね合わせる部分（以下、中和部という）を設ける方法をとる。
【００２６】
この中和部の所定の面積とは、隣接する高周波コイルどうしの誘導成分を打ち消すために必要な面積であり、各高周波コイルの大きさから一意に決定される。この誘導成分は、次の二つの成分の合成となる。１つは、重なり合う部分を隣接する高周波コイルの磁束が貫くことにより生じる、検出信号と逆相（検出信号を小さくする向き）の誘導電流（以下、重なり誘導成分という）である。もう１つは、重なり合わない部分を隣接する高周波コイルの漏洩磁束が貫くことにより生じる、検出信号と同相（検出信号を大きくする向き）の誘導電流（以下、漏洩磁束誘導成分という）である。この重なり誘導成分と漏洩磁束誘導成分の合計がゼロになるように、中和部の所定の面積が決定される。
【００２７】
図６は、状態１における図１のＡ部を拡大して示す側面図である。
【００２８】
状態１では、比較的大きい被検体Ｍを対象とする。この状態１においては、図３に示したように、コイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離を標準状態より遠ざける。この結果、両コイル支持部材２１および２２の間の空間が広くなり、高周波コイル集合体１０を比較的大きい被検体Ｍに適用することができる。
【００２９】
この状態１では、コイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離が標準状態より遠ざかるため、高周波コイル１１と１４、および高周波コイル１２と１３の中和部の面積が小さくなる。この結果、重なり誘導成分に対して漏洩磁束誘導成分が大きくなり、漏洩磁束による誘導成分を十分に打ち消すことができない。このため、誘導成分は検出信号を大きくする方向に増加し、正確な測定を行うことができなくなってしまう。
【００３０】
この、中和部の面積の縮小による誘導成分の増加を打ち消すため、高周波コイル１１に設けられたチョークコイル１１ａと、高周波コイル１４に設けられたチョークコイル１４ａとを重ね合わせる。
【００３１】
図７は、状態１において、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ａを重ね合わせたときに生じる誘導電流について示した説明図である。
【００３２】
図７に示すように、チョークコイル１１ａに流れる電流により発生した磁束は、チョークコイル１４ａを貫く。チョークコイル１４ａは、このときチョークコイル１４ａに発生する電流が、高周波コイル１４に流れる電流を減少させる向きになるように構成する。この誘導電流により、中和部の面積の縮小による高周波コイル１１からの漏洩磁場による誘導成分の増加分を打ち消すことができる。チョークコイル１１ａおよび１４ａは、あらかじめ測定により得た、状態１おいて互いの誘導成分を打ち消すために必要な面積およびターン数をもって構成される。
【００３３】
この結果、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ａが重なり合う位置（状態１）においても、隣接する高周波コイルどうしの誘導成分を打ち消すことができる。したがって、比較的大きな被検体Ｍに対しても、この高周波コイル集合体１０を適用することができる。
【００３４】
図８は、状態２における図１のＡ部を拡大して示す側面図である。
【００３５】
状態２では、比較的小さい被検体Ｍを対象とする。この状態２においては、図４に示したように、コイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離を標準状態より近づける。この結果、両コイル支持部材２１および２２の間の空間が狭くなり、高周波コイル集合体１０を比較的小さい被検体Ｍに適用することができる。
【００３６】
この状態２では、コイル支持部材２１とコイル支持部材２２の距離が標準状態より近づくため、高周波コイル１１と１４、および高周波コイル１２と１３の中和部の面積が大きくなる。この結果、状態２においては、漏洩磁束誘導成分に対して重なり誘導成分が大きくなり、重なり合う部分を貫く隣接する高周波コイルの磁束による誘導成分を十分に打ち消すことができない。このため、誘導成分は検出信号を小さくする方向に増加し、正確な測定を行うことができなくなってしまう。
【００３７】
この、中和部の面積の拡大による信号の減少に対応するため、高周波コイル１１に設けられたチョークコイル１１ａと、高周波コイル１４に設けられたチョークコイル１４ｂとを重ね合わせるとともに、高周波コイル１１に設けられたチョークコイル１１ｂと、高周波コイル１４に設けられたチョークコイル１４ａとを重ね合わせる。
【００３８】
図９は、状態２において、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ｂを重ね合わせたときに生じる誘導電流について示した説明図である。チョークコイル１１ｂとチョークコイル１４ａの関係については、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ｂの関係と同じであるため、説明を省略する。
【００３９】
図９に示すように、チョークコイル１１ａに流れる電流により発生した磁束は、チョークコイル１４ｂを貫く。チョークコイル１４ｂは、このときチョークコイル１４ｂに発生する電流が、高周波コイル１４に流れる電流を増加させる向きになるように構成する。図９には、チョークコイル１４ｂの引き出し導線を、図７に示すチョークコイル１４ａとは逆になるようにした場合の例について示した。この誘導電流により、中和部の面積の拡大による信号の減少に対応することができる。チョークコイル１１ｂおよび１４ｂは、あらかじめ測定により得た、状態２の中和部において互いの誘導成分を打ち消すために必要な面積およびターン数をもって構成される。
【００４０】
このため、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ｂが重なり合うとともにチョークコイル１１ｂとチョークコイル１４ａが重なり合う位置（状態２）においても、隣接する高周波コイルどうしの誘導成分を打ち消すことができる。したがって、比較的大きな被検体Ｍに対しても、この高周波コイル集合体１０を適用することができる。
【００４１】
本発明に係る高周波コイル集合体１０は、この高周波コイル集合体１０を構成する高周波コイルどうしの重なり面積を変化させても、隣接する高周波コイルどうしの誘導成分をゼロにすることができる。このため、高周波コイルどうしの重なり面積を変化させても、正確な測定を行うことができる。したがって、この高周波コイル集合体１０は、感度を落とすことなくアキシャル断面積を変化させることができる。
【００４２】
この高周波コイル集合体１０によれば、アキシャル断面積を変化させることによって、高周波コイルと被検体Ｍの距離を、感度を落とすことなく適正に保つことができる。このため、ＭＲＩ装置の受信コイルとしてこの高周波コイル集合体１０を適用することにより、感度を落とすことなく、様々な大きさの被検体Ｍに１つの高周波コイル集合体１０で対応することができる。したがって、この高周波コイル集合体１０は、従来の、被検体Ｍの大きさに対応するために複数の高周波コイル集合体を要する技術にくらべ、高周波コイル集合体の入れ替え作業を省略することができ、操作者にとって非常に利便性が高い。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【００４４】
たとえば、高周波コイル集合体１０を構成する高周波コイルの数は、２以上の複数であればよく、本実施形態に示した４つである必要はない。また、本実施形態では各高周波コイルに２つのチョークコイルを設ける例について示したが、３つ以上の複数であっても、２つの場合と同様の作用および効果を奏する。さらに、標準状態（チョークコイルを利用しない状態）の中和部面積はどのような大きさでもよく、最も大きな被検体Ｍまたは最も小さな被検体Ｍを想定した状態としてもよいし、中和部がなくても構わない。だだし、チョークコイルは、標準状態からの中和部の面積変化に応じて隣接する高周波コイル間の誘導成分がゼロになるように適宜設置すべきことに注意する。
【００４５】
なお、中和部がない場合、つまり隣接するコイル間に重なり合う部分がない場合には、誘導成分は漏洩磁束誘導成分のみとなる。この場合、漏洩磁場による誘導成分を打ち消すように構成したチョークコイルを、たとえば高周波コイルのループ外の、隣接高周波コイル方向に張り出しあえば、中和部を持たない隣接する高周波コイルのこの張り出したチョークコイルどうしを重ねることができ、漏洩磁場による誘導成分を打ち消すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る高周波コイル集合体の一実施形態を示す概略的な全体構成図。
【図２】図１に示した高周波コイル集合体の斜視図。
【図３】比較的大きい被検体Ｍに高周波コイル集合体を適用する場合の状態（状態１）を示すアキシャル断面図。
【図４】比較的小さい被検体Ｍに高周波コイル集合体を適用する場合の状態（状態２）を示すアキシャル断面図。
【図５】高周波コイル集合体の標準状態における図１のＡ部を拡大して示す側面図。
【図６】状態１における図１のＡ部を拡大して示す側面図。
【図７】状態１において、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ａを重ね合わせたときに生じる誘導電流について示した説明図。
【図８】状態２における図１のＡ部を拡大して示す側面図。
【図９】状態２において、チョークコイル１１ａとチョークコイル１４ｂを重ね合わせたときに生じる誘導電流について示した説明図。
【符号の説明】
【００４７】
１０  高周波コイル集合体
１１、１２、１３、１４  高周波コイル
１１ａ、１１ｂ、１４ａ、１４ｂ  チョークコイル
２１、２２  コイル支持部材
Ｍ  被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008173266.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008173266.tif 000008
【図７】
2008173266.tif 000009
【図８】
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【図９】
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