(57)【要約】【課題】センサヘッドを測定対象面上で走査させるタイプの磁気共鳴装置であって、開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置において、測定対象に深く高周波磁場を挿入することができ、かつ高周波磁場発生コイルの精度がよく、空間的分解能に優れた磁気共鳴装置を提供する。【解決手段】立体的に構成したプリントインダクタからなる高周波磁場発生コイル６（以下コイル６という。）を備えている。このコイル６はコイル支持台６６の両面に形成したプリント配線６１と、この両面を貫通するスルーホール６２と、このスルーホール６２に挿入してプリント配線６１と電気的に接続するピン６３で連続的にループ状に構成された電導路とを備える。また、コイル６の軸方向に位置する面６６ａと、そのコイル６の軸に平行となる面６６ｂと、を測定対象面上に選択的にあてがうよう、コイル６を回転させるモータ６８を備えている。【選択図】図２
2007108067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象面上の各点それぞれに高周波磁場を与える高周波磁場発生部を備えたセンサヘッドと、
前記センサヘッドまたは測定対象を移動させることにより前記センサヘッドを測定対象面上で走査させる走査手段と、
開放面に静磁場を発生させる静磁場発生部と、を備えた磁気共鳴装置であって、
前記高周波磁場発生部は、絶縁性基板にプリント配線および孔を形成することにより、連続的にループ状に立体的に電導路が形成されたプリントインダクタを備えた磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記センサヘッドは、前記プリントインダクタの軸方向の端面と、その前記プリントインダクタの軸に平行な面と、を測定対象面上に選択的にあてがうよう、前記プリントインダクタを移動または回転させる手段を備えた請求項１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記高周波磁場発生部は、前記プリントインダクタの電導路のループの１辺または直径が該プリントインダクタの先端において３ｍｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記プリントインダクタは、そのループの形状が略長方形または略正方形である請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
絶縁性基板の両面にプリント配線を形成すると共に、絶縁性基板にプリント配線および孔を形成することにより、連続的にループ状に立体的に電導路が形成されたプリンインダクタを備え、
前記プリントインダクタの電導路は、そのループの１辺または直径が該プリントインダクタの先端において３ｍｍ以下である、磁気共鳴装置用の高周波磁場発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置であって、センサヘッド本体を測定対象面上で移動させて、測定対象面全体の核磁気共鳴信号の分布を取得する磁気共鳴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、核磁気共鳴現象を利用して、測定対象、例えば人体の水や脂肪の分布を画像化する磁気共鳴装置が実用化され、医療現場等に応用されている。係る核磁気共鳴現象は、測定対象に対して静磁場とラジオ波（高周波磁場）を照射することで生じる核磁気共鳴信号を取得して、特定の原子の密度を取得するものである。そして、この共鳴を生じさせるための高周波磁場の周波数の条件は、静磁場の磁束密度をＢとして、ｆ＝（γ／２π）Ｂと表される。定数γの値は、個々の原子によって定まっており、例えば水素原子であれば、４２．５６ＭＨｚ／Ｔ（テスラ）である。測定対象中の原子が、この高周波磁場の条件を満たす環境に置かれると、係る核磁気共鳴現象が生じて、核磁気共鳴信号を取得できる。この関係式から分かるように、特定の静的な磁束密度を有する部位には、特定の周波数を与えたときのみでなければ、核磁気共鳴現象が生じないようになっている。前述の磁束密度の分布が予め分かっているとすると、一定の磁束密度を有する部位を特定できる。そして、磁束密度が既知である特定の部位に対し、適切な周波数の高周波磁場を与えれば、前記核磁気共鳴信号を取得することができ、その部位の原子密度分布を求めることができる。
【０００３】
したがって、測定対象の深さ方向に対し、磁束密度の傾斜を持たせると、磁束密度の差異により、原子が前記核磁気共鳴信号を発生しうる部位を特定することができる。そして、前記高周波磁場の周波数を変化させることにより、磁束密度の値に対応する部位に応じた原子密度分布を測定対象の深さ方向について求めることができる。また、さらに、測定対象の表面全体を走査することにより、全体として空間的な原子分布を得ることができる。
【０００４】
このような磁気共鳴装置において、医療現場においては、患者の圧迫感を防ぐため、開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
また、センサヘッドを用いて磁気検出信号を検出する磁気共鳴装置が実用化されている。
また、磁気共鳴装置に用いる高周波磁場発生コイルとして、円形状の空芯コイルで形成することが行われている。また、高周波磁場発生コイルとして、プリント基板上に平面コイルを形成したものが実用化されている（例えば、ＮＭＲ−ＭＯＵＳＥ（商標））。
さらに、特許文献３には、スルーホールを介して立体的に形成したプリントインダクタが開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２７７６３号公報
【特許文献２】特開２００５−０９５４７９号公報
【特許文献３】特開２００４−２００２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、磁気共鳴装置に用いる高周波磁場発生コイルとして、円形状の空芯コイルで形成すれば、このような円形状の空芯コイルでは、磁界を測定対象に深く入れることができるメリットがあるものの、精度にばらつきがあり、また生産効率がよくないという問題があった。
また、高周波磁場発生コイルとして円形状の空芯コイルで形成すれば、このコイルを測定対象に近づけ、センサヘッドを移動して測定対象面を走査するような磁気共鳴装置では、以下のような問題が生じる。即ち、このような装置では、所定の移動間隔ごとに高周波磁場を発生させて、磁気共鳴信号を検出している。そうすると、コイルが四角の形状では角があるに対して、円形状ではセンサヘッドを移動する際円弧部分で隙間が生じるから、単位当たりの測定領域よりセンサヘッド面を大きく取る必要が生じ、余計な場所まで磁気共鳴信号を拾うことになる。したがって、精度が悪化する問題が生じうる。一方、コイルにエナメル線等を巻いて四角に形成するのは、さらに精度上困難な面があった。
【０００６】
また、高周波磁場発生コイルとして、プリント基板上に平面コイルを形成した場合には、平面コイルが形成された平面上にのみ磁界が形成され、測定対象に磁界が深く入り込まないから、測定対象の深い位置にＮＭＲ共鳴点を形成できない問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、センサヘッドを測定対象面上で走査させるタイプの磁気共鳴装置であって、開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置において、測定対象に深く高周波磁場を挿入することができ、かつ高周波磁場発生コイルの精度がよく、空間的分解能に優れた磁気共鳴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】
【０００８】
本発明は以下のとおり構成している。
【０００９】
（１）本発明は、
測定対象面上の各点それぞれに高周波磁場を与える高周波磁場発生部を備えたセンサヘッドと、
前記センサヘッドまたは測定対象を移動させることにより前記センサヘッドを測定対象面上で走査させる走査手段と、
開放面に静磁場を発生させる静磁場発生部と、を備えた磁気共鳴装置であって、
前記高周波磁場発生部は、絶縁性基板にプリント配線および孔を形成することにより、連続的にループ状に立体的に電導路が形成されたプリントインダクタを備えた磁気共鳴装置である。
【００１０】
このように構成すれば、前記高周波磁場発生部は、連続的に、ループ状に電導路が形成された立体的なプリントインダクタであるので、その軸方向に長く高周波磁場を形成できるから、測定対象に対して深く高周波磁場を挿入することができる。これに対して、従来、磁気共鳴装置において、平面上に渦巻状等に形成したプリントインダクタがあるが、これは、平面上のみしか高周波磁場を形成できない難点があった。
また、プリントインダクタを用いているので巻く手間の必要がなく、電導路の位置はプリント基板によって正確に決定できるから、精度の高いインダクタを形成できる。このように高周波磁場発生部のインダクタの精度が高いことは、静磁場の一対の磁石間に測定対象を置かず、一対の磁石のそれぞれの側面から出る磁束を利用して開放面に静磁場を発生させるオープンタイプの磁気共鳴装置においては、特に重要である。なぜなら、このよう磁気共鳴装置では、静磁場の磁束の向きは湾曲しており、磁気共鳴装置１の分解能を向上するためにはインダクタの精度が決定的に影響するからである。
本発明によれば、このように精度の高いインダクタを形成できるので、前記高周波磁場発生部の品質のばらつきを抑えることができ、工場で決定した仕様の精度をどの装置においても保つことができる。これに対して、空芯にエナメル線等を巻きつけて前記高周波磁場発生部のコイルを形成すると、その軸方向に長く高周波磁場を形成できるから、測定対象に対して深く高周波磁場を挿入することができるが、精度面で劣る問題があった。
【００１１】
以上のとおり、高周波磁場発生部として立体的なプリントインダクタを備えることにより、既存の平面プリント配線コイルでもエナメル線を巻いたコイルでも困難であった、オープンタイプの磁気共鳴装置に求められる機能である（Ａ）高周波磁場発生部の精度を確保すること、（Ｂ）測定対象の深い位置へ磁場を挿入することを「同時に」達成できる。
【００１２】
なお、「前記センサヘッドを測定対象面上で走査させる走査手段」は、前記センサヘッドを移動させる場合に限らず、測定対象を移動させることによっても、相対的にセンサヘッドを測定対象面上で走査させることになり、本発明の効果を奏する。
【００１３】
（２）本発明は、
前記センサヘッドは、前記プリントインダクタの軸方向の端面と、その前記プリントインダクタの軸に平行な面と、を測定対象面上に選択的にあてがうよう、前記プリントインダクタを移動または回転させる手段を備えている。
【００１４】
このように構成すれば、厚みのある測定対象に対しては、プリントインダクタの軸方向の面をあてがうことにより、高周波磁場を測定対象の深い位置まで挿入することができ、プリントインダクタの側面を測定対象面上に選択的にあてがうことにより、幅が広くて厚みの少ない測定対象について、広い範囲に高周波磁場を発生させることができる。そして、本発明によれば、これらの特徴を、測定対象の形状に応じて選択的に用いることができる。なお、「選択的にあてがう」手段は、例えば、コイルの支持台を回転式にするとか、コイルを支持する腕を設けて選択的にあてがう方法が考えられる。
【００１５】
（３）本発明は、
前記高周波磁場発生部は、前記プリントインダクタの電導路のループの１辺または直径が該プリントインダクタの先端において３ｍｍ以下である。
【００１６】
センサヘッドが測定対象面を走査するような磁気共鳴装置においては、高周波磁場発生部は、小さいほうが、分解能の向上の面で望ましい。そこで、本発明では、電導路の１辺の長さをプリントインダクタの先端において３ｍｍ以下としている。このように構成しても、本発明では、前記（１）の構成のプリントインダクタにより、円柱形の空芯にコイルを巻きつける従来方式の高周波磁場発生コイルに比べて容易に精度を確保でき、かつ容易に製作できる。
【００１７】
なお、プリントインダクタの電導路は、発明の構成から明らかなように、正方形に限らず、長方形、台形、５角形等の多角形でも良い。
【００１８】
その辺のいずれもが３ｍｍ以下であればよい。
【００１９】
（４）本発明は、
前記プリントインダクタは、その電導路のループの形状が該プリントインダクタの先端において長方形または正方形である。
【００２０】
本発明は（１）の構成を限定しているから、（１）の効果を奏すると共に、（１）の構成でインダクタで構成すれば、プリントインダクタの電導路のループの形状を容易に四角の形状に形成できる。これに対して、従来構成のように、空芯にエナメル線等を巻きつけて前記高周波磁場発生部のインダクタを四角に形成するのは、エナメル線とコイルの中心軸との距離が一定でないので、製作上手間がかかり、精度良く製作するのが困難であるという問題があった。
また、本発明のように、長方形または正方形の形状にした場合には、前記走査手段により、センサヘッドを測定対象面上で走査させて、核磁気共鳴信号の分布を取得できる。本発明の構成では、プリントインダクタのループに四角の４隅があるので、測定対象面上をくまなく走査できる。これに対して、従来のような丸型のインダクタであれば、この角部分がないので、１つの長方形または正方形の走査単位をカバーするようにすれば、このインダクタのループ形状を大きく採る必要があり、分解能が下がりうる。他方、１つの円形の走査単位をカバーするようにすれば、円形では４隅がないから、測定対象面上をくまなく走査しづらいという問題があった。
【００２１】
なお、技術的には、長方形または正方形に限らず、台形、５角形等の多角形なども可能である。
【００２２】
（５）本発明は、
絶縁性基板の両面にプリント配線を形成すると共に、絶縁性基板にプリント配線および孔を形成することにより、連続的にループ状に立体的に電導路が形成されたプリンインダクタを備え、
前記プリントインダクタの電導路は、そのループの大きさが該プリントインダクタの先端において、１辺または直径がプリントインダクタの先端において３ｍｍ以下である、磁気共鳴装置用の高周波磁場発生装置。
【００２３】
このように構成すれば、高周波発生部を磁気共鳴装置に使用した場合に（１）、（３）と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（Ａ）オープンタイプの磁気共鳴装置に不可欠な、高周波磁場発生部の精度確保が容易にできる。
また、（Ｂ）測定対象の深い位置にＮＭＲ共鳴点を形成できる。
また、（４）の構成によれば、（Ａ）、（Ｂ）に加え、以下の効果を奏する。
【００２５】
（Ｃ）容易にインダクタを四角に形成できる。
さらに、（Ｄ）インダクタを四角に形成したことにより、センサヘッドを測定対象面上で移動させて核磁気共鳴信号の分布を取得する本発明の構成において、くまなく測定対象を走査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１、図２を用いて、本実施形態の磁気共鳴装置の機械的構成を説明する。まず、図１を用いて本実施形態の磁気共鳴装置全体の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態である磁気共鳴装置の外観構成図である。なお、磁石２１ａ、２１ｂの形状は概念的に表しており、実際には図２の形状となっている（詳細は後述する。）。
図１のように、磁気共鳴装置１は、ガイドレール２５上を移動可能なセンサヘッド２と、測定対象１００を載せる測定対象支持台３とを有している。
センサヘッド２は、ヨーク２２と一対の永久磁石２１ａ、２１ｂとを有し、これら全体としてＵ字形状に形成された静磁場発生部２０と、高周波磁場を発生させる高周波磁場発生コイル６（ＲＦコイル（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）とも呼ぶ。）とを備えている。また、センサヘッド２は、公知の手段によりセンサヘッド２を支持するセンサヘッド支持部２４を備えており、センサヘッド支持部２４は、静磁場発生部２０と高周波磁場発生コイル６とを吊下げて支持している。
【００２７】
ここで、同じく図１を用いて本実施形態の磁気共鳴装置の座標系および位置関係について簡単に説明する。図１に示すように、座標系はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系で定義している。Ｚ軸は、測定対象１００の長手方向であり、前述のとおり、ガイドレール２５に沿って、センサヘッド２が移動する方向である。Ｙ軸はＺ軸に直交し、測定対象１００との遠近方向である。Ｘ軸は、これらＹ軸、Ｚ軸に直交し、センサヘッド２を支える背面部分近傍の装置奥側の面１０３から、装置手前側の面１０２へ向かう方向である。なお、面１０２、１０３は、以下、いずれもセンサヘッドの表面を示すものとする。また、底面１０１は、センサヘッドの底面を示している。
【００２８】
次に、図１と座標系Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて、磁石２１ａ、２１ｂおよびガイドレール２５について説明する。磁石２１ａ、２１ｂは、測定対象１００に対向するセンサヘッドの底面１０１に直交する方向（Ｙ軸方向）に両磁極を有し、測定対象１００に対し静磁場を発生させる。高周波磁場発生コイル６は、後述図３で示す高周波回路系５１により、特定の周波数の駆動電流が流れ、高周波磁場を発生させる。
また、図１のガイドレール２５は、センサヘッド２が上に載っており、測定対象支持台３に設置する測定対象１００の長手方向（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。そして、図示しないボールねじと、図示しないボールねじ回転モータを備え、ボールねじ回転モータを駆動することにより、前記長手方向（Ｚ軸方向）の位置決めを行う。また、図示しないＸ軸駆動部により、Ｘ方向にも移動可能となっている。
【００２９】
次に、図２を用いて、センサヘッドの構成について説明する。図２は、高周波磁場発生コイル６の構造を含めたセンサヘッドの構成図である。図２（Ａ）は、その底面から見た図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、２つの破断線１０４の両外側は、コイル支持台６６の中心軸の断面を示している。
【００３０】
まず、図１との位置関係について説明すると、図２（Ａ）の右側方向がＺ軸である。また、図２（Ａ）の上側方向がＸ軸方向であり、図１の装置手前側に相当する。以下、センサヘッド２の構成について説明する。
図２（Ａ）に示すように、左側にはＮ極の磁石２１ａ、右側には、Ｓ極の磁石が配置されており、それぞれ磁石ケース２１ｃに格納されている。また、図２（Ｂ）に示すように、磁石２１ａ、ｂはヨーク２２に固定されている。これにより、磁石２１ａ⇔ヨーク２２⇔磁石２１ｂで磁気回路を形成し、磁石２１ａ、２１ｂ間の空隙から磁場が測定対象１００側に漏洩する。
図２（Ａ）に示す磁石ケース２１ｃは、例えばプラスチックケースで構成できる。なお、本実施形態の装置では、この磁石ケース２１ｃの大きさは８０ｍｍ角程度である。
【００３１】
図２に示す高周波磁場発生コイル６は、プリントインダクタとなっている。即ち、高周波磁場発生コイル６は、エポキシ基板やガラス繊維基板上に形成したプリント配線６１と、複数のスルーホール６２に挿入したピン６３で構成され、コイル支持台６６に形成されている。以下、高周波磁場発生コイル６の構成を説明する。
図２（Ｂ）に示すように、複数のスルーホール６２は、略直方体の形状をしたコイル支持台６６に貫通している。また、プリント配線６１は、コイル支持台６６の面６６ｂに、図２（Ｂ）の上下にあるスルーホール６２間を電気的に接続するよう施されている。また、この面６６ｂの裏側の面にも、スルーホール６２同士を結ぶプリント配線６１が施されている（図示省略。）。
図２（Ｃ）に示すように、ピン６３は、スルーホール６２に挿入されている。面６６ａの側面には、ピン６３は、半田付け等でプリント配線６１と電気的に接続されている。
【００３２】
このようにして、図２で示す高周波磁場発生コイル６は、プリント配線６１と、ピン６３により、全体として、スルーホールを介して連続的にループ状に電導路が形成されており、高周波磁場発生コイル６の軸方向に長軸状となるよう形成される立体的なプリントインダクタとなっている。このように高周波磁場発生コイル６を構成したことにより、図２（Ｃ）のＢ−Ｂ断面図に示すように、高周波の磁界６４が、高周波磁場発生コイル６の軸方向、即ち測定対象に垂直な方向に形成される。したがって、高周波磁場発生コイル６により、測定対象に深く磁界を挿入でき、測定対象の深い位置にＮＭＲ共鳴点を形成できる。
【００３３】
また、図２（Ｂ）に示すように、コイル支持台６６は、高周波磁場発生コイル６を支持している。コイル支持台６６は、２つの支持軸６７で支えられ（破断線１０４で内部を図示。）、図２（Ｂ）で示すプリント配線６１が図２（Ａ）の前面に位置するように、モータ６８の回転駆動により９０度回転できるようになっている（この回転機構については、後に図５の説明で詳述する）。
【００３４】
なお、図２（Ａ）に示す面６６ａは、高周波磁場発生コイル６の軸方向の端面となる。面６６ｂは、高周波磁場発生コイル６の軸方向に平行な面となる。
また、図２（Ｂ）に示すように、コイル支持台６６に貫通しているスルーホール６２は、段違いに構成してスルーホール６２間の位置が重なるのを防いでいる。これにより、高周波磁場発生コイル６のプリント配線６１を密にすることができる。
また、図２に示す高周波磁場発生コイル６の大きさは、前述した電導路が１０ｍｍ角程度となっている。補助コイルを用いるような大型の装置でなく、センサヘッドが測定面上を走査することにより原子密度の分布を得るような小型の磁気共鳴装置では、高周波磁場発生コイル６の近傍のみの位置において核磁気共鳴反応の感度が高いことを利用するものであるので、高周波磁場発生コイル６は、そのコイルのループが小さいほうが分解能の面で好ましい。例えば、高周波磁場発生コイル６は、そのコイルのループの直径または１辺が３ｍｍ程度のものを製作することが可能である。プリント配線６１を用いて、高周波磁場発生コイル６を製作すれば、このような３ｍｍ角、または直径３ｍｍ程度の高周波磁場発生コイル６でも容易に精度良く製作できる。
また、コイル支持台６６、支持軸６７、モータ６８からなる高周波磁場発生コイル６の回転機構は、本実施形態では、図２に示すように、Ｘ軸方向に取り付けているが、Ｚ軸方向に磁石ケース２１ｃの両端に取り付けるものであっても良い。
【００３５】
なお、この走査は、センサヘッドを移動させるものでも良く、測定対象１００を移動させるものでも良い。
【００３６】
次に図３を用いて、本実施形態の磁気共鳴装置の内部構成を説明する。図３は、本実施形態の磁気共鳴装置の内部構成図である。
図３の高周波回路系５１は、特定の周波数の駆動電流を生成し、ＲＦコイル２３に電流を送る。高周波回路系５１は、発振部５１１と、送信部５１２と、高周波アンプ５１３とを含む。
発振部５１１は、例えば高安定度の水晶発振器で構成でき、これにより生成した信号を送信部５１２に送る。
送信部５１２は、周波数シンセサイザ、周波数コンバータ、およびパルス発生器を備えている。周波数シンセサイザは、発振部５１１で生成した基準信号を周波数変換し、所定の周波数の信号を生成する。周波数コンバータは、この所定の周波数の信号を周波数変換して、所定周波数の高周波信号（これを「ａ」とする。）を生成する。一方パルス発生器は、この高周波信号ａとは別にパルス信号（パルス幅１〜１００μ秒、１周期０．５秒から１秒）を生成する（これを「ｂ」とする。）。これらの信号ａ，ｂは変調器に入力されることにより合成され、高周波が断続する高周波信号（ＲＦパルス）が生成される。
高周波アンプ５１３は、送信部５１２が変換したＲＦパルスを増幅して駆動電流を磁気回路系５２に送る。
【００３７】
図３の磁気回路系５２は、静磁場を発生させる静磁場発生部２０と、高周波磁場を発生させる高周波磁場発生コイル６を有している。前述の所定の関係を満たす場合には、当該関係を満たす環境下に置かれた測定対象１００の部位から核磁気共鳴信号を取得できる。
核磁気共鳴信号受信部５３は、前記測定対象１００から発せられる核磁気共鳴信号を増幅してディジタル化を行う。また、演算処理系５４は、画像再構成部５４１とデータ処理部５４２を有している。画像再構成部５４１は、核磁気共鳴信号受信部５３が生成した受信データを画像用ディジタルデータに変換する。データ処理部５４２は、画像用ディジタルデータをＤ／Ａ変換して、映像出力を表示器に送り、表示器５５は、この映像出力を表示する。
操作部５７は、磁気共鳴装置１の動作の操作を受け付ける。そして、システム制御部５６は操作部５７からの指示を受け、上記した各部（５１、５３、５４の各符号）を制御する。
【００３８】
次に、図１、図４を用いて、本実施形態の磁気共鳴装置の機能について説明する。まず、図１を用いて、磁気共鳴装置１の機能の概略を説明する。磁気共鳴装置１は、前述のとおり、核磁気共鳴現象を利用して、測定対象１００、例えば人体の水や脂肪の分布等を取得する装置である。また、この核磁気共鳴現象は、測定対象１００に対して図２に示す磁石２１ａ、２１ｂにより静磁場を与え、高周波磁場発生コイル６によりラジオ波（高周波磁場）を照射することで、生じる核磁気共鳴信号を取得して特定の原子の密度を取得するものである。そして、この共鳴を生じさせるための高周波磁場の周波数の条件は、静磁場の磁束密度をＢとして、ｆ＝（γ／２π）Ｂと表され、定数γの値は、個々の原子によって定まっている。したがって、特定の磁束密度に対して、特定の周波数のみしか、核磁気共鳴現象が生じないようになっている。この特定の周波数の電圧を高周波磁場発生コイル６に与えると、その近傍の特定の原子に核磁気共鳴現象が生じる。
【００３９】
次に図４を用いて、測定対象をセンサヘッドが移動する様子を説明する。図４は、このセンサヘッドが測定対象を走査する様子についての概念図である。本実施形態の装置では、図４に示すような走査方向７２に沿って、測定対象１００の上面に高周波磁場発生コイル６が近接するようにセンサヘッド２を移動させて、測定対象１００をくなまく走査する。図４の測定単位７１ａ、７１ｂで示すように、測定単位７１ａまたは７１ｂに高周波磁場発生コイル６が近接しているときは、高周波磁場発生コイル６は、その軸方向以外の場所には、高周波磁場の磁束密度は弱くなっている。したがって、高周波磁場発生コイル６に高周波磁場を発生させることで、その四角の測定単位７１ａまたは７１ｂのみについて、核磁気共鳴信号を発生させることができる。また、測定対象に対して垂直方向については、補助コイルを設けなくとも、静磁場発生部２０から離れるに従い磁束密度が減少し、測定対象の深さ方向に磁気共鳴反応が生じる場所が異なるから、測定対象の深さ方向の分解能を得ることができる。
【００４０】
次に、図５を用いて、本実施形態の磁気共鳴装置のセンサヘッド２の底部のコイル支持台６６の回転機構について、さらに詳しく説明する。なお、高周波磁場発生コイル６自体の構成は、図２の説明で代用する。図５は、本実施形態の磁気共鳴装置のセンサヘッドの底部のコイル支持台を９０度回転した図である。図５（Ａ）に示すように、図２で示したようなコイル支持台６６をモータ６８により回転すれば、高周波磁場発生コイル６の軸方向に平行となる面６６ｂ（プリント配線６１が存在する面）がセンサヘッドの底面に位置して測定対象１００に面することになる。このように、高周波磁場発生コイル６を回転して、高周波磁場発生コイル６に高周波電圧を与えると、図５（Ｃ）のＤ−Ｄ断面図に示すように、面６６ｂの表面の広い範囲に渡って、均一な高周波の磁界６４を形成できる。測定対象が薄くて広い場合には、図５に示すように高周波磁場発生コイル６の方向を回転させて、精度が高い測定が可能となる。
【００４１】
なお、図２、図６で示した高周波磁場発生コイル６の回転機構は、本発明の「前記プリントインダクタを移動または回転させる手段」に相当する。また、図２では、高周波磁場発生コイル６は、回転機構を用いているが、高周波磁場発生コイル６の軸方向の面と、プリントインダクタの軸に沿った面を、測定対象面上に選択的にあてがう構成であれば、複数の関節を有するもの等どのようなものでもよい。
【００４２】
次に、図６を参照して、本実施形態の応用に係る磁気共鳴装置の機械的構成を説明する。図６は、図１の磁気共鳴装置とは別形態の磁気共鳴装置の外観構成図であり、特許文献１で示す構成と同様である。図６で示す装置にも、図２で示した本実施形態の高周波磁場発生コイル６およびその回転機構はそのまま応用できる。詳細は、図６の説明後に述べる。
【００４３】
以下、図６の磁気共鳴装置１について、構成および機能を説明する。
図６の装置のセンサヘッド２は、円柱形状の永久磁石２１ｄと、永久磁石２１ｄを回転させるモータ２６と、この永久磁石２０の周面に上下の非磁性体２７ａ、２７ｂを介して対向配置された一対のヨーク２２ａ、２２ｂとを備えている。
永久磁石２１ｄは、直径方向に一対の磁極を有し、回転可能に支持された回転軸２８に固定されている。
一対のヨーク２２ａ、２２ｂは、永久磁石の円周の一部を収納する凹部を有しており、永久磁石２１ｄと一対のヨーク２２ａ、２２ｂとの隙間は非常に小さくなるようにして、この部分での漏れ磁束量が多くならないようにしている。
モータ２６には、永久磁石１２の回転角度を正確に制御できるよう、例えばステッピングモータを使用する。また、急速に回転できるよう高トルクのものを使用する。図示しないモータ駆動部を用いて、このモータ２６の制御を行い、永久磁石２１ｄの角度を精密に制御する。このモータの回転により、永久磁石２１ｄの磁極の位置を回転でき、本装置を使用しない場合に磁場の漏洩を軽減できる。
【００４４】
図６の静磁場発生部２０（第１の実施形態の装置の図２に相当するもので、主として一対のヨーク２２ａ、２２ｂと磁石２１ｄを含む。）を上記のように構成することで、本装置では、ヨーク２２ａ⇔永久磁石２１ｃ⇔ヨーク２２ｂで磁気回路が形成され、永久磁石２１ｄの下方で、且つ非磁性体２７ｂの下方の周辺空間に磁束が漏れ、これにより図２のセンサヘッド２と同様、測定対象１００に静磁場が形成される。静磁場発生部２０で発生した静磁場には、所定の高周波磁場を発生し、且つ共鳴信号を受信するための高周波磁場発生コイル６が配置されている。
【００４５】
図６の装置の電気的構成は、図２と同様である。
【００４６】
以上で説明した図６に示すような磁気共鳴装置１にも、以上図１〜図５で説明した構成を準用できる。なぜなら、前述した非磁性体２７ｂには、以上の説明のとおり、図２で示した磁石２１ａ、ｂ間の空隙と同様に磁場が漏洩すると考えられ、その他の構成は略同じだからである。そこで、この漏洩する磁場についても、図６で示すような円形の高周波磁場発生コイル６の代わりに、図２で示したような高周波磁場発生コイル６およびその回転機構を適用できる。ただし、非磁性体２７ｂは一部に凹部を設けて、コイル支持台６６との物理的な干渉を防ぐ必要がある。図６に示すセンサヘッド２の下面に、図２で示したような、高周波磁場発生コイル６、コイル支持台６６、支持軸６７、モータ６８を構成することが可能である。また、図６の装置に対しても、コイル支持台６６、支持軸６７、モータ６８は、図２に示すＸ軸方向でなく、Ｚ軸方向に設置してもよい。
【００４７】
次に図７を用いて、図２で示した実施例とは異なる高周波磁場コイル６のプリントインダクタの実施例について説明する。図７は、このプリントインダクタの実施例である。図７（Ａ）に示す部品６０１を積層して、図７（Ｂ）のようにプリントインダクタ６００を形成する。
図７（Ａ）に示す部品６０１は、エポキシ基板、ガラス繊維基板等の絶縁材に、孔６０２を開け、孔にはピン等を埋め込んで半田付けにより電気的に両面を接続する。また、部品６０１は両面の同じ位置に互いに導通しない接点６０３、６０４を設けている。そして、表側にはこの孔６０２と接点６０３を電気的に結ぶようにプリント配線６０５を形成する。プリント配線６０５は、四角形の一部が欠けている形状にするか、または馬蹄形に形成して、電気流路を形成する。部品６０１の裏側には、表側と同様、孔６０２と接点６０４を電気的に結ぶようにプリント配線６０６を形成する（点線で図示。）。
【００４８】
図７（Ａ）の部品６０１のように構成すると、接点６０２と接点６０４までの電気的な流路は、全体として２周分の立体的なループとなる。そこで、図７（Ｂ）に示すように、部品６０１を重ねると、表側の接点６０３の上に裏側の接点６０４が重なり、全体として立体的に形成されたループ状のプリントインダクタ６００を構成できる。ここで、部品６０１のそれぞれの孔６０２の上には片側または両面とも絶縁シート６０７を重ねて、部品６０１を重ねたときに部品６０１間で導通しないようにする。図７のプリントインダクタ６００のコイル支持台６６への実装方法としては、図２のコイル支持台６６の一部を削り取り、この削り取った部分に挿入するか、コイル支持台６６で挟み込む等を行なってもよい。
【００４９】
なお、図１、図６で示した磁気共鳴装置１では、受信用コイルは、高周波磁場発生コイル６と別であっても良く、同一であっても良い。
また、図２、図５、図７で示した高周波磁場発生コイル６、端子、およびこのコイルの取り付け部は、これら全体で本発明の「高周波磁場発生部」、または「高周波磁場発生装置」に相当する。また、高周波磁場発生コイル６は中心部に孔を開けて、空芯コイルとしても良い。
また、静磁場発生部と、高周波磁場発生コイル６とを有するのであれば、図１、図６に示した形状でなくても、体内に挿入して磁気共鳴を行なう装置、プローブであっても、本実施形態の高周波磁場発生コイル６を適用可能である。
さらに、本実施形態で示した数値、形状は一例であり、本発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態の磁気共鳴装置の外観構成図を示す。
【図２】本実施形態の磁気共鳴装置のセンサヘッドの構成図であり、その底面から見た図を示す。
【図３】本実施形態の磁気共鳴装置の内部構成図を示す。
【図４】センサヘッドが測定対象を走査する様子についての概念図を示す。
【図５】本実施形態の磁気共鳴装置のセンサヘッドの底部のコイル支持台を９０度回転した図を示す。
【図６】図１とは別形態の磁気共鳴装置の外観構成図を示す。
【図７】図２とは別形態の高周波磁場発生コイルの実施例を示す。
【符号の説明】
【００５１】
１−磁気共鳴装置
２−センサヘッド
２０−静磁場発生部
２１ａ−磁石
２１ｂ−磁石
２１ｃ−磁石ケース
２１ｄ−磁石
２２、２２ａ、２２ｂ−ヨーク
２４−センサヘッド支持部
２５−ガイドレール
２６−磁石回転モータ
２７ａ、２７ｂ−非磁性体
２８−回転軸
３−測定対象支持台
５１−高周波回路系
５１１−発振部
５１２−送信部
５１３−高周波アンプ
５２−磁気回路系
５３−核磁気共鳴信号受信部
５４−演算処理系
５４１−画像再構成部
５４２−データ処理部
５５−表示器
５６−システム制御部
５７−操作部
６−高周波磁場発生コイル
６１−プリント配線
６２−スルーホール
６３−ピン
６４−磁界
６６−コイル支持台
６６ａ−面
６６ｂ−面
６７−支持軸
６８−モータ
７１ａ−測定単位
７１ｂ−測定単位
７２−走査方向
１００−測定対象
１０１−センサヘッドの底面
１０２−装置手前側の面
１０３−装置奥側の面
６００−プリントインダクタ
６０１−部品
６０２−孔
６０３、６０４−接点
６０５、６０６−プリント配線
６０７−絶縁シート
【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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【図７】
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