(57)【要約】【課題】柔軟性と剛性の使い分けが可能な受信コイル、およびこれを備えた磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】受信コイルは、柔軟性のあるアンテナ部と、該アンテナ部を補強する補強部とを備えるように構成する。補強部は、可動な状態から固定された状態へ変化可能な部材と、当該部材に前記変化を開始させる手段とを有する。例えば、補強部の変化可能な部材は、間隔を開けて配置された複数の剛性部材３１と、剛性部材３１の間に配置された、接着剤が封入された容器とを有する構成とすることができ、変化を開始させる手段は、容器を破壊する手段とすることができる。これにより、破壊手段が容器を破壊して、接着剤４３を放出させることにより、剛性部材３１同士が接着され固定状態へと変化する。【選択図】図６
2005102806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置用の受信コイルであって、
柔軟性のあるアンテナ部と、該アンテナ部を補強する補強部とを有し、
前記補強部は、可動な状態から固定された状態へ変化可能な部材と、当該部材に前記変化を開始させる手段とを含むことを特徴とする受信コイル。
【請求項２】
請求項１に記載の受信コイルにおいて、前記補強部の前記変化可能な部材は、間隔を開けて配置された複数の剛性部材と、前記剛性部材の間に配置された、接着剤が封入された容器とを有し、前記変化を開始させる手段は、前記容器を破壊する手段であり、前記破壊手段が前記容器を破壊して、接着剤を放出させることにより、前記剛性部材同士を接着し固定状態へと変化させることを特徴とする受信コイル。
【請求項３】
請求項１または２に記載の受信コイルにおいて、前記補強部は、前記アンテナ部に対して分離可能に取り付けられていることを特徴とする受信コイル。
【請求項４】
被検体に静磁場を印加する静磁場発生手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生手段と、前記被検体の撮影部位に高周波磁場を照射する高周波磁場発生手段と、前記被検体から放出される高周波磁場を受信する受信手段と、撮像条件の制御を行う制御手段と、被検体を搭載する搭載手段とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
前記受信手段は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の受信コイルを含むことを特徴とする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、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称す）の受信コイルの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、被検体からの核磁気共鳴信号を受信するために受信コイルを用いる。核磁気共鳴信号の高周波磁場エネルギーは、被検体からの距離に比例して急激に減衰するため、受信コイルは被検体に接近して配置することが望ましい。このため撮影部位の形状に応じて、頭部用、首用、肩用、腹部用等の個別のコイルが用意されている。受信コイルは、核磁気共鳴信号の受信感度を最大とするようにその形状が設計されているため、撮像時にその形状を維持することが望まれる。特に２個の受信コイルが直交して配置された直交型コイルは、その位置関係を維持することも重要である。このため、従来の受信コイルは、形状を維持し、その特性が変化しない様にするため、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）の様な剛性の高い容器に格納されている。
【０００３】
また、ＭＲＩ装置は、撮影中に被検体が動くと、撮像した画質が劣化するため、首の動きや呼吸による動きを抑制するために、被検体をベルトで固定したり、被検体の体型に適応したモールドを作製して使用することがある。これらの固定と併用して、呼吸同期、心拍同期の撮像方法が用いられる場合もある。
【０００４】
特許文献１には、被検体の個人差が顕著な腹部用のコイルであって、被検体の体型に簡易に適応できるフレキシブル型のコイルが提案されている。
【特許文献１】特開平５−３１７２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、ＭＲＩ装置の受信コイルには、撮像中にコイルの形状を維持すること、被検体の体型に沿って近接した状態に保つこと、被検体の動きを抑制することの３つの機能が要求される。全体が剛性のある容器に格納された受信コイルは、被検体の体型に沿わせて最適な距離に配置することが困難であり、コイル感度低下が問題となる。一方、フレキシブルな受信コイルでは、コイルの変形および被検体の動きによるコイルの特性変化が問題となる。また、被検体の動きを抑制するためにベルトで締め付けた場合、被検体に拘束感、不快感をもたらすことも無視できない。このように、従来はひとつの受信コイルで、フレキシブル性をもち、しかも撮影中のコイル形状の維持および撮影中の被検体の動きの抑制が可能なものはなかった。
【０００６】
本発明は、柔軟性と剛性の使い分けが可能な受信コイルと、これを備えた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】
上記目的を達成するために、本発明では、受信コイルは、柔軟性のあるアンテナ部と、該アンテナ部を補強する補強部とを備える。補強部は、可動な状態から固定された状態へ変化可能な部材と、当該部材に前記変化を開始させる手段とを有する。
【０００８】
補強部の変化可能な部材は、間隔を開けて配置された複数の剛性部材と、剛性部材の間に配置された、接着剤が封入された容器とを有する構成とすることができ、変化を開始させる手段は、容器を破壊する手段とすることができる。これにより、破壊手段が容器を破壊して、接着剤を放出させることにより、剛性部材同士が接着され固定状態へと変化する。
【０００９】
なお、補強部は、アンテナ部に対して分離可能に取り付けられている構成にすることができる。
【００１０】
接着剤は、アルキル−α−シアノアクリレートを含むものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、柔軟性と剛性の使い分けが可能な受信コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。これにより、ひとつの受信コイルで、フレキシブル性をもち、しかも撮影中のコイル形状の維持および撮影中の被検体の動きの抑制が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
図１を用いて本実施の形態のＭＲＩ装置の概略構成を説明する。ＭＲＩ装置は被検体１２に静磁場を与える静磁場発生部１と、傾斜磁場発生部１０１と、被検体１２の撮影部位に高周波磁場を照射する照射コイル６と、被検体１２の生体組織の核磁気共鳴により放出される高周波磁場（核磁気共鳴信号）を受信する受信コイル７とを有している。傾斜磁場発生部１０１は、ＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向に傾斜磁場を発生するＸ方向傾斜磁場発生部２と、Ｙ方向に傾斜磁場を発生するＹ方向傾斜磁場発生部３と、Ｚ方向に傾斜磁場を発生するＺ方向傾斜磁場発生部４とを含む。さらにＭＲＩ装置は、傾斜磁場発生部１０１に電力を供給する傾斜磁揚電源５と、照射コイル６に高周波信号を供給する高周波磁場電源８と、高周波磁場電源８の制御と受信コイル７の受信信号の検出を行う高周波送受信部９と、傾斜磁場電源５及び高周波送受信部９の制御をパルスシーケンスに従って行うと共に、上記受信信号を用いて画像再構成演算を行う計算機１０と、計算機１０で生成された画像信号を表示する表示器１１と、被検体１２を搭載するベッド１３とを備えている。
【００１３】
図２〜図４を用いて受信コイル７の構成を説明する。図２に斜視図を示したように、受信コイル７は、核磁気共鳴信号を受信するための筒状のアンテナ部２１と、その内側に貼着された筒状の補強部２２とを有している。
【００１４】
図３は、図２の筒状の受信コイル７をＡ−Ｂ位置で切断して開いた構造を斜視したものである。図３に示されているようにアンテナ部２１は、容器２８の内部に、直交型のアンテナ本体２３と、送信コイル６の作動時に受信コイル７を作動させないためのデカップリング回路２４と、直交するアンテナの独立性を調節するアイソレーション回路２５とを配置している。アイソレーション回路２５には、受信信号を高周波送受信部９に伝送するケーブル２６が接続されている。
【００１５】
受信コイル７の強度は、補強部２２が担うので、容器２８は静磁場をかく乱しない非磁性で、変形可能な柔軟性のある材質で構成されていれば良く、例えば、２枚のフィルムの周囲を融着または接着したものを容器２８として用いることができる。アンテナ本体２３、デカップリング回路２４およびアイソレーション回路２５もまた、柔軟性のある材料で構成されている。よって、アンテナ部２１全体が柔軟性をもつ構成である。容器２８の両端部は、ジッパー構造等の連結部４２になっており、連結部４２を結合することにより容器２８は筒状になる。連結部４２は、例えば２枚のフィルムを容器２８として用いる場合には、フィルムの両端部をジッパー形状等、連結可能な形状に加工することにより形成される。また、アンテナ本体２３、デカップリング回路２４，アイソレーション回路は、容器２８を筒状にした状態で、被検体１２に対して最適な特性を示すように形状や向き等構造が定められている。
【００１６】
補強部２２は、柔軟性のある容器２９と、その内部に配置された補強構造体２７とを有している。容器２９は、アンテナ部２１の容器２８と同様に、非磁性で柔軟性があれば良い。補強部２２の容器２９は、アンテナ部２１の容器２８とは異なり、製造時に筒状に形成されている。
【００１７】
アンテナ部２１と補強部２２とは、粘着材層４１によって分離可能に貼り合わせられている。
【００１８】
図４を用いて補強構造体２７の構造を説明する。補強構造体２７は、一定間隔で容器２９内に配置された複数の棒材３１と、棒材３１の間の間隙４４の両端部それぞれ配置された接着剤容器３２とを含んでいる。接着剤容器３２は、間隙４４の断面形状が変化した場合であっても、その変化に合わせて変形可能な柔軟性のある材料、例えば柔軟性のある樹脂等により形成されている。接着剤容器３２の内部には、硬化時間が短い（例えば数秒）の接着剤４３が封入されている。各接着剤容器３２の外周側の壁３２ａには非磁性の針３４が貫通している。壁３２ａの貫通部位は、針３４を移動させても、接着剤が外部に漏れ出したり、外部の水分や空気が接着剤容器３２の内部に入り込まない構造になっている。一方、接着剤容器３２の間隙４４側の壁３２ｂは、針３４の先端が刺さると容易に破れ、間隙４４に接着剤４３が流れ込むように構成されている。図３では、図示を簡易にするために、間隙４４の幅を棒材３１の幅と同程度に表しているが、実際には、間隙４４に流れ込んだ接着剤４３により隣り合う棒材３１が接着される程度の幅に設定される。例えば、棒材３１の幅を１ｃｍ、間隙４４の幅を数ｍｍ程度に設定することができる。また、間隙４４の幅を広めに設定した場合には、スポンジ等の多孔質材を充填しておくことにより、少量の接着剤４３によって棒材３１同士を接着できる。
【００１９】
針３４の外側の端部には、樹脂製等のテープ材４５が取り付けられており、ＭＲＩ装置のオペレータ等が指でテープ材４５をなぞるように押さえることによって、針３４は容易に押し込まれ、接着剤容器３２が破壊される。
【００２０】
棒材３１の材質は、軽く、被検体１２の動きを抑制することができる程度の剛性があるものであれば良い。例えば、樹脂、発泡スチロール、多孔質材料等を用いることができる。
【００２１】
接着剤４３は、硬化速度が速く、数秒程度で接着できるものが好ましく、棒材３１の材質に合わせて選択するが、例えば、アルキル−α−シアノアクリレートを主成分とするものを用いることができる。この接着剤は、被着剤（棒材３１）の表面に吸着している微量の水分と反応することにより重合して硬化するものであるため、間隙４４には微量の水分が封入（残留）されるように製造することが望ましい。また、間隙４４の幅が比較的広い場合には、予め間隙に硬化促進剤を封入しておく構成にすることも好ましい。
【００２２】
また、補強部２２の容器２９には、棒材３１も接着剤容器３２も配置されていない切断可能部４６が設けられている。この切断可能部４６には、容器２９を切断するための手段が取り付けられている。例えば糸２０１を棒材３１の長手方向に平行に取り付けておき、糸２０１を端部から引き上げることにより、容器２９を裂いて切断する構成とすることができる。
【００２３】
つぎに、上記受信コイル７を被検体１２に装着する手順を説明する。
図２に示したように、装着前の受信コイル７は筒状であり、内周側に補強部２２が、外周側にアンテナ部２１が位置し、両者は粘着材層４１によって貼り合わせられている。この状態では隣接する棒材３１は拘束されていないので補強部２２は柔軟性があり、自由に形状が変化する。ベッド１３に寝かせた被検体１２の頭頂あるいは爪先から筒状の受信コイル７を被せ、撮影したい部位までスライドさせる。受信コイル７は柔軟性があるため被検体１２の形状に沿って形状が自由に変化し、被検体１２の体型および被検体１２がベッド１３上で仰向きか横向きかに応じて、例えば図５（ａ）に示したようにＹ方向の径が大きい形状や、図５（ｂ）のようにＺ方向に径の大きい形状に変形する。よって、被検体１２の体型に応じて、被検体１２の外周に沿った形状に受信コイル７を配置することができる。
【００２４】
受信コイル７の形状が決まったならば、つぎに受信コイル７の形状を固定する。オペレータはテープ材４５を指等でなぞるように押さえることにより、針３４を深く刺し、接着剤容器３２を破壊する。これにより、接着剤４３は、図６に示したように、棒材３１と棒材３１との間隙４４に流れ込み、数秒で硬化する。よって隣接する棒材３１は、接着剤４３によって接着され、補強部２２は、被検体１２の体型に沿った形状で硬化する。
【００２５】
これにより、補強部２２は棒材３１の剛性により形状が保持され、被検体の動きを抑制することができる。その一方で、補強部２２は、被検体１２の体型に適応した形状で硬化しているため、被検体１２に与える負担を少ない。また、補強部２２が硬化することにより、外周側のアンテナ部２１の形状が変化することもないため、被検体１２とアンテナ部２１とを距離は最適な距離に保たれる。この状態で、ベッド１３を静磁場発生部１の静磁場空間に挿入し、計算機１０の制御により所定のパルスシーケンスで撮像を行うことにより、撮像中の受信コイル７の受信感度、デカップリング等のアンテナ特性を一定に保つことができる。
【００２６】
このように、本実施の形態の受信コイル７を用いることにより、柔軟性と剛性とを使い分けることができるため、高画質で撮像を行うことができる。
【００２７】
なお、必ずしも受信コイル７の全周にわたって補強部２２を硬化させる必要はなく、図５（ａ）、（ｂ）に示すように針３４を押し込む操作が比較的困難なベッド側の領域１４１は硬化させず、上側の領域１４２のみ硬化させることによっても、受信コイル７の形状を十分固定することが可能である。
【００２８】
また、撮像後、受信コイル７を被検体１２から取り外す際には、アンテナ部２１のジッパー状の連結部４２を開き、硬化している筒状の補強部２２からアンテナ部２１を剥がした後、筒状の補強部２２の切断可能部４６の糸２０１を端部から引き上げ、補強部２２の容器２９を裂く。これにより、筒状の補強部２２に開放端ができるため、この部分から補強部２２を押し開き、被検体１２から取り外すことができる。アンテナ部２１は、被検体１２には直接触れないので再利用可能である。補強部２２はそのまま廃棄する。よって、手術中に撮像する場合の受信コイル７として、この構成は適している。
【００２９】
一方、内周側にアンテナ部２１を外周側に補強部２２を配置した構造とすることも可能である。このような構造にすることにより、アンテナ部２１を被検体１２に対してより近い位置に配置することができるので、画質のさらなる向上が可能である。この構成の場合、外側の補強部２１を糸２０１で裂いて取り外した後、柔軟な筒状のアンテナ部２１を被検体１２の頭頂またはつま先までずらして脱がせることができるため、アンテナ部２１としては連結部４２を備えない筒状の構成にすることができる。
【００３０】
なお、図２の構成であってもアンテナ部２１にジッパー状の連結部４２を設けない構成にすることも可能である。この場合、アンテナ部２１を補強部２２とともに糸２０１で裂くことにより開く構成にすることができる。この場合、使用後は、補強部２２とともにアンテナ部２１も廃棄する。
【００３１】
上記実施の形態では腹部用受信コイル７の例について説明したが、本実施の形態の受信コイルの構造は、頭部用、首用、肩用他、あらゆる形状の受信コイルについて適用可能である。
【００３２】
また、上述の実施の形態では、接着剤の例として水分と反応して硬化するアルキル−α−シアノアクリレート系の接着剤を示したが、これに限定されるものではなく、２液型の接着剤や、熱硬化性接着剤や、紫外線硬化樹脂等を用いることももちろん可能である。２液型の接着剤を用いる場合、接着剤容器３２内に第１液を、間隙４４に第２液を予め封入しておき、針３４で接着剤容器３２を破壊することにより第１液と第２液とが混合されて硬化するように構成することができる。また、熱硬化性接着剤や、紫外線硬化樹脂の場合には、加熱装置または紫外線照射装置を用意し、オペレータの操作によりこれらを動作させて硬化させるようにする。
【００３３】
上述してきたように、本実施の形態によれば、ひとつの受信コイルでありながら、フレキシブル性、撮像中のアンテナ部の剛性維持、ならびに、被検体の固定を同時に満たすことのできる受信コイルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態のＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態の筒状の受信コイル７の斜視図である。
【図３】図２の筒状の受信コイル７をＡ−Ｂ面で切断して広げた状態を示す断面斜視図である。
【図４】一実施の形態の受信コイル７の補強部２２の断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）一実施の形態の受信コイル７を被検体１２に装着した状態の断面図である。
【図６】一実施の形態の受信コイル７を接着剤４３によって固定した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…静磁場発生部、２…Ｘ方向傾斜磁場発生部、３…Ｙ方向傾斜磁場発生部、４…Ｚ方向傾斜磁場発生部、５…傾斜磁場電源、６…照射コイル、７…受信コイル、８…高周波磁場電源、９…高周波磁場送受信部、１０…計算機、１１…表示器、１２…被検体、１３…ベッド、２１…アンテナ部、２２…補強部、２３…アンテナ本体、２４…デカップリング回路、２５…アイソレーション回路、２６…ケーブル、２７…補強構造材、２８…容器、２９…容器、３１…棒材、３２…接着剤容器、３４…針、４３…接着剤、４４…間隙、４５…テープ材、４６…切断可能部、１０１…傾斜磁場発生部、１４１…ベッド側の領域、１４２…上側の領域。
【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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【図６】
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