(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を挟んで対向し、その対向方向に沿って少なくとも一方が移動可能な如く設けられる上部ＲＦコイル収納部及び下部ＲＦコイル収納部と、
前記上部ＲＦコイル収納部と下部ＲＦコイル収納部とを接続する支柱と、
前記上部ＲＦコイル収納部、下部ＲＦコイル収納部、及び支柱の各々の内部を通じてループ状に接続される複数のエレメントと、
前記上部ＲＦコイル収納部と下部ＲＦコイル収納部との対向間隔を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された対向間隔に応じて、前記上部ＲＦコイル収納部内及び下部ＲＦコイル収納部内におけるエレメント同士の対向間隔が変化するように前記支柱を移動する移動手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置のＲＦコイル。
【請求項２】
前記移動手段は、前記計測手段により計測された対向間隔と、前記上部ＲＦコイル収納部内及び下部ＲＦコイル収納部内におけるエレメント同士の対向間隔とが等しくなるように、前記支柱を移動することを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
【請求項３】
前記複数のエレメントは、クォドラチャコイルを形成することを特徴とする請求項１に記載のＲＦ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、オープン型マグネットを利用するインターベンショナルＭＲＩに好適な磁気共鳴イメージング装置のＲＦコイルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置に用いられる送信用ＲＦコイルの従来例としては、できる限り均一な高周波磁界を発生でき且つ極力広い領域をカバーする必要性から架台内への組込型であって且つ固定形状の送信用ＲＦコイルが用いられることが一般的であった。代表的なものとしては、図８に示すようなサドルコイル、図９及び図１０に示すようなAlderman-Grantコイル（＝スロティッド・チューブ・レゾネータ）、図１１及び図１２に示すようなバードケージコイルが知られている。これらのコイルは製作及び調整上の理由から固定形状となっている。尚、これらの図に示すＺ軸方向は静磁場の磁束密度Ｂ０の方向と一致している。
【０００３】
これらのＲＦコイルの変形、または他のＲＦコイルの構成として、送信効率及びＳ／Ｎを向上させるべくＱＤ（クアドラチャー）化したＲＦコイルも知られている。
【０００４】
また、受信用ＲＦコイルの従来例としての例えば表面用コイル（サーフェスコイル）等は、エレメント部が単純なループコイルとなっており、エレメント部とチューニング部とが一体形状の構造を有している。
【０００５】
上述したような送信用ＲＦコイルには、インターベンショナルＭＲＩに適用するにあたって次のような問題点がある。すなわち、インターベンショナルＭＲＩにおいては手術と撮影を交互に行なうので、患者に手術器具等をセットしたまま撮影を行いたいという状況が生じる。
【０００６】
ところが手術中においては、手術器具と干渉する場合があるためコイルを被検体に接近させることができない。そこで、被検体にそれほど接近させなくても済むように送信用ＲＦコイルを大型化することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、送信用ＲＦコイルを大型化すると送信効率の低下が無視できなくなり、通常の大きさの送信用ＲＦコイルよりも大出力の高周波アンプが必要になってしまう。したがって、装置のコスト上昇を招くという問題点がある。また、大型のＲＦコイルを受信用として用いた場合には、Ｓ／Ｎが低下するという問題点もある。
【０００８】
また、受信用のＲＦコイルには次のような問題点がある。
図１３は受信用ＲＦコイルの従来例に係るサーフェスコイルの外観図、図１４はその回路構成を示す図である。
【０００９】
受信用ＲＦコイルとしてこのようなサーフェスコイルを用いる場合は、これを術中の患部に極力接近させ、高Ｓ／Ｎで撮影したいという状況が頻繁に起こり得る。しかしながら、受信用ＲＦコイルのエレメント部に付属するチューニング部が手術器具等と干渉するためコイルを被検体に接近させることができないという問題点がある。
また、サーフェイスコイルを被検体の患部に接近させたまま手術を行なう場合、エレメント部分が影を作り作業に支障をきたすという欠点もある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたものであり、以下のＲＦコイルを提供することにある。
コイルによって作られる空間を変化させた場合であっても送信高周波磁場の均一性を確保でき、送信効率が低下することがなく、仮に受信用として用いた場合でもＳ／Ｎが低下することがなくインターベンショナルＭＲＩに好適な送信用ＲＦコイル。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために本発明は次のように構成されている。
（１）本発明のＲＦコイルは、
被検体を挟んで対向し、その対向方向に沿って少なくとも一方が移動可能な如く設けられる上部ＲＦコイル収納部及び下部ＲＦコイル収納部と、
前記上部ＲＦコイル収納部と下部ＲＦコイル収納部とを接続する支柱と、
前記上部ＲＦコイル収納部、下部ＲＦコイル収納部、及び支柱の各々の内部を通じてループ状に接続される複数のエレメントと、
前記上部ＲＦコイル収納部と下部ＲＦコイル収納部との対向間隔を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された対向間隔に応じて、前記上部ＲＦコイル収納部内及び下部ＲＦコイル収納部内におけるエレメント同士の対向間隔が変化するように前記支柱を移動する移動手段と、を具備する。
【００１２】
この構成によれば、上部ＲＦコイル収納部又は下部ＲＦコイル収納部を移動させることで両者の対向間隔が変化するとき、この対向間隔に応じて上部ＲＦコイル収納部内及び下部ＲＦコイル収納部内におけるエレメント同士の対向間隔が変化するように支柱が移動する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態は、インターベンショナルＭＲＩに好適であって、送信効率の向上を図った送信専用又は送受信兼用のＲＦコイル（以下、第１実施形態において単に「ＲＦコイル」と称する）に関する。
【００１７】
図１は本発明の第１実施形態に係るＲＦコイルの外観を示す斜視図である。
同図に示すように、本実施形態のＲＦコイルは、患者（被検体）を挟んで対向する上部ＲＦコイル収納部１０Ｕ及び下部ＲＦコイル収納部１０Ｌと、上部ＲＦコイル収納部１０Ｕと下部ＲＦコイル収納部１０Ｌとを接続する２本の支柱Ｐ１，Ｐ２と、コイルエレメント部（不図示）と、レーザー式（あるいは超音波式でも良い）の変位センサ２０と、支柱Ｐ１，Ｐ２を同図に示す矢印の方向（Ｘ方向）に移動する機構３０と、によって構成されている。
【００１８】
上部ＲＦコイル収納部１０Ｕ及び下部ＲＦコイル収納部１０Ｌは、その対向方向に沿って少なくとも一方が移動可能な如く設けられる。ここでは、下部ＲＦコイル１０Ｌは天板４０内に埋め込まれており、このため上部ＲＦコイル収納部１０Ｕが支柱Ｐ１，Ｐ２に沿って鉛直方向（Ｙ方向）に移動可能となっている。また上部ＲＦコイル収納部１０ＵはＹ方向の所定位置において静止させることが可能となっている。
【００１９】
このような上部ＲＦコイル収納部１０Ｕの移動は、手動により行われても良く、あるいはモータ等の駆動手段により自動で移動させても良い。
上部ＲＦコイル収納部１０ＵのＹ方向上側の表面に設けられた変位センサ２０は、上部ＲＦコイル収納部１０Ｕと下部ＲＦコイル収納部１０Ｌとの対向間隔を計測するためのものである。本実施形態の変位センサ２０は、自身の位置から天井までの距離ｈを計測し、この計測距離ｈと天井から天板（Ｙ方向に不動）までの距離ｈ０との差（ｈ０−ｈ）により対向間隔ｄを間接的に求めるものとなっている。勿論、この対向間隔ｄは直接的に計測しても良い。
【００２０】
コイルエレメント部は、複数のコイルエレメントが上部ＲＦコイル収納部１０Ｕ、下部ＲＦコイル収納部１０Ｌ、及び支柱Ｐ１，Ｐ２の各々の内部を通じてループ状に接続されて成る。
【００２１】
図２（ａ）（ｂ）はコイルエレメント部の構成を示す回路図である。同図（ｂ）に示すように、コイルエレメント部は、コンデンサＣ１〜Ｃ３及びニュートラリゼーション用コンデンサＣＮを介してエレメントＬ１〜Ｌ４がループ状に接続され、これらが全体としてコの字型の形状となるような構造を有している。また、図２（ａ）に示すようにコイルエレメント部は、給電点１，１’（Ｃｈ１）と給電点２，２’（Ｃｈ２）の２チャンネルから給電を受ける。
【００２２】
コンデンサＣ１、ニュートラリゼーション用コンデンサＣＮ及びこれらコンデンサど同一平面（ＸＹ平面）上のエレメント部分は、上部ＲＦコイル収納部１０Ｕに収納され、Ｙ軸に平行な２カ所のエレメントの部分は、それぞれ支柱Ｐ１及びＰ２内に埋め込まれ、そしてコンデンサＣ２、Ｃ３及びこれらコンデンサど同一平面（ＸＹ平面）上のエレメントの部分は下部ＲＦコイル収納部１０Ｌに収納される。また図２（ａ）に示すように、コイルエレメント部は患者を上下で挟むように配置される。
【００２３】
個々のエレメントＬ１〜Ｌ４は、例えば、図３に示すような螺旋状に巻かれたテープ状の線材５０、あるいは幾分のたるみを持たせた可とう性のケーブル等を有し、これらを介して互いに接続されており、様々な方向に伸縮可能となっている。
【００２４】
機構３０は、変位センサ２０により計測された対向間隔ｄに応じて、上部ＲＦコイル収納部１０Ｕ内及び下部ＲＦコイル収納部１０Ｌ内におけるエレメント同士の対向間隔ｗが変化するように支柱Ｐ１，Ｐ２を移動する。特にここでは、対向間隔ｄの位置移動に連動して対向間隔ｗが対向間隔ｄに等しくなるように支柱Ｐ１，Ｐ２を移動する。このような機構３０は、例えばギヤの組み合わせ、及び超音波モータ等の公知の手段により容易に実現できる。
【００２５】
以上のように構成された本実施形態の作用について説明する。
本実施形態では、手術と撮影とが交互に行われるインターベンショナルＭＲＩを実施する場合について説明する。
【００２６】
まず、天板４０上に患者を載置（マウント）し、種々の手術器具等を患者にセットした後、ＭＲＩによる撮影（スキャン）の準備をする。
ここで、術者が手動又は自動で上部ＲＦコイル収納部１０Ｕを移動して下部ＲＦコイル収納部１０Ｌとの対向間隔ｄができるだけ狭くなる位置にセットすると、機構３０の動作によって支柱Ｐ１，Ｐ２が移動する。特に本実施形態では、上部ＲＦコイル収納部１０Ｕ内及び下部ＲＦコイル収納部１０Ｌ内におけるエレメント同士の対向間隔ｗが対向間隔ｄと等しくなるように支柱Ｐ１，Ｐ２が移動する（図２参照）。
【００２７】
このため本実施形態のＲＦコイルでは、個々のエレメントの配置が常に最適に保たれる。すなわち、次のような利点が得られる。
まず、対向間隔ｄを必要最小限に設定すれば、充填率(filling factor)を極力小さくできるため、高周波磁場の送信効率を向上できる。また、対向間隔ｄを変化させてもＲＦコイルにより作られる空間（撮影領域を形成する空間）のＸ−Ｙ断面におけるエレメントの配置状態が常に相似の正方形となるから同空間内における送信高周波磁場の均一性を確保できる。
【００２８】
また、ＱＤ（クァドラチャ）コイルを形成する本実施形態のＲＦコイルには次の利点がある。
すなわち、図２に示したような本実施形態のコイルエレメント部はブリッジ回路を構成するので、ニュートラリゼーション用コンデンサＣＮを調整するという簡単な調整により、この２チャンネルの給電点同士のアイソレーションを確保できる。
【００２９】
したがって、給電点１−１’と２−２’の給電電力比，キャリアの位相差をコントロールすることで、クアドラチャコイル（ＱＤコイル）化を実現でき、同コイルに対し互いに９０°位相のずれたＲＦパルスを供給することで、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向の高周波磁界を発生させることができる。
【００３０】
なお、本実施形態のＲＦコイルにより受信を行う場合、送信時において送信効率を向上できるということの「相反定理」から、Ｓ／Ｎを向上できるという利点が得られる。
【００３１】
（第２実施形態）
第２実施形態は、インターベンショナルＭＲＩに好適であって、使い勝手の向上を図ったＲＦコイルに関する。
【００３２】
図４は本発明の第２実施形態に係るＲＦコイルの外観を示す斜視図、図５は同ＲＦコイルを横から見た場合の正面図である。このＲＦこいるは受信用であって、使用時には被検体の患部に近づけて用いる。
【００３３】
同図に示すように、本実施形態のＲＦコイルは、エレメント（不図示）及びこのエレメントを収納する収納部材から構成されるエレメント部６０と、エレメントを電気的に調整するチューニング回路（不図示）及びこのチューニング回路を収納する収納部材から構成されるチューニング部６２と、チューニング部６２に接続されるケーブル６３と、エレメントの収納部材とチューニング回路の収納部材とを互いに屈曲可能に接続するヒンジ部６４と、エレメント部６０の表面であって、且つエレメントと撮影領域との間に設けられ、当該撮影領域（患部）を照明するＬＥＤ６１とによって構成される。ヒンジ部６４内において、エレメントとチューニング回路とは可とう性のあるケーブルによって接続されている。
【００３４】
ＬＥＤ６１は撮影領域を照明するための光源として複数（勿論、１個でも良い）設けられており、このＬＥＤ６１は例えば図６に示すように結線されて電源に対し接続される。なお、図６に示す回路はエレメント６０内において、エレメントに沿うように配置される。また、直流電源が作る磁界が静磁場や高周波磁場を乱すことのないように、抵抗Ｒ、及びこれに追加されるチョークコイル（不図示）が適宜設けられる。
【００３５】
このように撮影領域を照明するための照明手段は、上述したＬＥＤのみに限定されず、例えば以下のように構成されていても良い。
すなわち、図７に示すように、漏光タイプのプラスティックファイバ７１と、このファイバ７１に光を供給する光源７０とによって構成されても良い。
【００３６】
ファイバ７１は、複数本のプラスティック光ファイバを平行に並べて接着し、帯状にしたものであって、漏光面側のクラッド部分に傷を付けて製作される。
光源７０は、ＲＦコイル以外の離れた場所に設けられ、これが発生する光はファイバを介して７１に導くようにする。
【００３７】
このように構成された本実施形態の受信用ＲＦコイルにおいては、以下に述べる２つの利点が得られる。
まず第１に、高Ｓ／Ｎで撮影するために本実施形態のＲＦコイルを撮影領域の極力接近させて使用する際、エレメント部６０とチューニング部６２とを互いに屈曲させることで、チューニング部６２が手術器具等と干渉するのを防止できる。これにより使い勝手が向上し、インターベンショナルＭＲＩに好適となる。
【００３８】
第２に、エレメントの存在による影をＬＥＤ７１等の照明手段からの照明により無くすことができる。したがって、高Ｓ／Ｎで撮影を行うべく本実施形態のＲＦコイルを患部に極力接近させて用いる場合であっても、使い勝手が向上し、インターベンショナルＭＲＩに好適となる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず種々変形して実施可能である。例えば、上述した第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて実施可能である。つまり、第１実施形態の送信専用のＲＦコイルと、第２実施形態の受信用ＲＦコイルとを共に具備する構成としても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば磁気共鳴イメージング装置に用いられる以下のようなＲＦコイルを提供できる。
コイルによって作られる空間を変化させた場合であっても送信高周波磁場の均一性を確保でき、送信効率が低下することがなく、仮に受信用として用いた場合でもＳ／Ｎが低下することがなくインターベンショナルＭＲＩに好適な送信用ＲＦコイル。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＲＦコイルの外観を示す斜視図。
【図２】第１実施形態のコイルエレメント部の構成を示す回路図。
【図３】第１実施形態のエレメントの具体的な構成を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るＲＦコイルの外観を示す斜視図。
【図５】第２実施形態のＲＦコイルを横から見た場合の正面図。
【図６】第２実施形態の照明手段の一例であるＬＥＤの回路構成を示す図。
【図７】第２実施形態の照明手段の他の構成例を示す図。
【図８】本発明の従来例に係るサドルコイルを示す図。
【図９】本発明の従来例に係るAlderman-Grantコイルを示す図。
【図１０】本発明の従来例に係る他のAlderman-Grantコイルを示す図。
【図１１】本発明の従来例に係るバードケージコイルを示す図。
【図１２】本発明の従来例に係る他のバードケージコイルを示す図。
【図１３】本発明の従来例に係るサーフェスコイルの外観図。
【図１４】本発明の従来例に係るサーフェスコイルの回路構成を示す図。
【符号の説明】
１０Ｕ…上部ＲＦコイル収納部
１０Ｌ…下部ＲＦコイル収納部
２０…変位センサ
３０…機構
４０…天板
５０…線材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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