(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
勾配磁場を形成する勾配磁場形成部と、
高周波磁場を送信あるいは送受信する送受信部と、
前記勾配磁場形成部と前記送受信部との電磁気的結合を少なくするＲＦシールド手段とを備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記ＲＦシールド手段は、前記ＲＦシールド手段上に形成される前記勾配磁場および前記高周波磁場の強さに依存して導体箔厚さが場所ごとに異なるシート状導体箔からなり、
前記シート状導体箔は、前記シート状導体箔上の前記勾配磁場が強い領域で薄い導体箔厚さを備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２】
前記シート状導体箔は、前記シート状導体箔上の前記高周波磁場が強い領域で厚い導体箔厚さを備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項３】
前記シート状導体箔は、銅箔からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項４】
前記シート状導体箔は、導体箔を重ね合わせて導体箔厚さを変えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項５】
前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形成部と前記送受信部との間に位置することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項６】
前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形成部および前記送受信部と電気的に絶縁することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項７】
前記シート状導体箔は、前記送受信部の接地端子と電気的に等電位にすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項８】
前記磁気共鳴撮像装置は、水平磁場型又は垂直磁場型の静磁場発生手段を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、勾配コイル（ｃｏｉｌ）およびＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル間の電磁気的結合をなくすＲＦシールド（ｓｈｉｅｌｄ）部を有する磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮像装置には、画像取得のため複数のコイルが内蔵されているが、これらコイル間の電磁気的結合はコイルの特性劣化の原因となる。特に、勾配コイルおよびＲＦコイル間の電磁気的結合は、両コイルが近接して配設されていることから両コイル間の電磁気的結合をなくすことはコイル特性向上のために重要である。
【０００３】
そこで、勾配コイルおよびＲＦコイル間にシート（ｓｈｅｅｔ）状のＲＦシールドを配置して、電磁気的結合をなくすことがおこなわれる。このＲＦシールドには、一体型と分割型とが存在する。ここで、分割型のＲＦシールドは、シート状のＲＦシールドを分割された導体パターンで形成し、さらにそれら導体パターンをコンデンサ（ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）等の電子部品で接続し高周波回路を形成するものである。この分割型ＲＦシールドは、プリント（ｐｒｉｎｔ）板あるいはフレキシブルプリント（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔ）板等で形成される形状がおおよそ１ｍ四方に及ぶ平面、もしくは長さ１ｍ、直径が７０ｃｍ以上の円筒のものであること、および高価な電子部品が用いられることから、非常に高価なものとなり、製品価格を高いものにしていた。
【０００４】
その反面、一体型のＲＦシールドは、適正な厚さを有する一枚の銅板もしくは銅箔を用いるため、大きな形状のものでも非常に廉価に製造されるものである。このＲＦシールドによれば、銅板もしくは銅箔の厚さは、ＲＦコイルが勾配コイルとの電磁気的結合を無くすに充分な厚さと、勾配コイルの発生磁場による渦電流（ｅｄｄｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ）を無くすに充分な薄さと、の間で実験的に最適と思われる厚さに選択されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記一体型のＲＦシールドによる従来技術によれば、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気的結合、並びに勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流、を共に少なくすることができなかった。すなわち、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気的結合はＲＦシールドを厚くすることにより低減され、一方、勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流はＲＦシールドを薄くすることにより低減されるので、ＲＦシールド厚さとしては、両者の中間点を取る必要があった。
【０００６】
特に、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気的結合は、ＲＦコイルのＱ値を低下させる要因となり、また、勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流は、勾配磁場を切り替える際の立ち上がり時間を大きくする要因となっていた。
【０００７】
これらのことから、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気的結合が少なく、さらに勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流も少ない一体型のＲＦシールドをいかに実現するかが極めて重要となる。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、ＲＦコイルの勾配コイルとの電磁気的結合を少なくし、さらに勾配コイルによるＲＦシールド上の渦電流も少ない、廉価にできる一体型のＲＦシールドを備える磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置は、勾配磁場を形成する勾配磁場形成部と、高周波磁場を送信あるいは送受信する送受信部と、前記勾配磁場形成部と前記送受信部との電磁気的結合を少なくするＲＦシールド手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記ＲＦシールド手段は、前記ＲＦシールド手段上に形成される前記勾配磁場および前記高周波磁場の強さに依存して、導体箔厚さが場所ごとに異なるシート状導体箔からなることを特徴とする。
【００１０】
この第１の観点による発明によれば、ＲＦシールド手段は、ＲＦシールド手段上に形成される勾配磁場および高周波磁場の強さに依存して、導体箔厚さが場所ごとに異なるシート状導体箔からなることとしているので、磁場の強さに応じて導体箔厚さを変化させ、導体箔に生じる渦電流を制御することができる。
【００１１】
また、第２の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記シート状導体箔は、前記シート状導体箔上の前記勾配磁場が強い領域で、薄い導体厚さを備えることを特徴とする。
【００１２】
この第２の観点の発明によれば、シート状導体箔は、シート状導体箔上の前記勾配磁場が強い領域で、薄い導体厚さを備えることとしているので、勾配磁場によりシート状導体箔に発生する渦電流を少なくし、勾配磁場が切り替わる際の立ち上がり時間を最小限にすることができる。
【００１３】
また、第３の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記シート状導体箔は、前記シート状導体箔上の前記高周波磁場が強い領域で、厚い導体箔厚さを備えることを特徴とする。
【００１４】
この第３の観点の発明によれば、シート状導体箔は、シート状導体箔上の高周波磁場が強い領域で、厚い導体箔厚さを備えることとしているので、高周波磁場によりシート状導体箔に発生する渦電流を多くし、高周波磁場がシート状導体箔を透過するのを防止し、勾配磁場形成部と送受信部との磁気結合をなくして送受信部のコイルのＱ値を向上することができる。
【００１５】
また、第４の観点の発明の係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記シート状導体箔は、銅箔からなることを特徴とする。
この第４の観点の発明によれば、シート状導体箔は、銅箔からなることとしているので、高い導電率を有し、効率的にＲＦシールドを行うことができる。
【００１６】
また、第５の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記シート状導体箔は、導体箔を重ね合わせて厚さを変えることを特徴とする。
この第５の観点の発明によれば、シート状導体箔は、導体箔を重ね合わせて導体箔厚さを変えることとしているので、容易で廉価に導体箔の厚さを変えることができる。
【００１７】
また、第６の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置よれば、前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形成部と前記送受信部との間に位置することを特徴とする。
この第６の観点の発明によれば、シート状導体箔は、勾配磁場形成部と送受信部との間に位置することとしているので、勾配磁場形成部と送受信部との間に発生する電気的および磁気的な結合を除去することができる。
【００１８】
また、第７の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置よれば、前記シート状導体箔は、前記勾配磁場形成部および前記送受信部と電気的に絶縁することを特徴とする。
【００１９】
この第７の観点の発明によれば、シート状導体箔は、勾配磁場形成部および送受信部と電気的に絶縁することとしているので、勾配磁場形成部や送受信部と電気的接触しても漏電することがなく安全な状態を維持することができる。
【００２０】
また、第８の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記シート状導体は、前記送受信部の接地端子と電気的に等電位にすることを特徴とする。
この第８の観点の発明によれば、シート状導体は、送受信部の接地端子と電気的に等電位にすることとしているので、シート状導体を安定した電位に保ちノイズを低減することができる。
【００２１】
また、第９の観点の発明に係る磁気共鳴撮像装置によれば、前記磁気共鳴撮像装置は、水平磁場型あるいは垂直磁場型の静磁場発生手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
この第９の観点の発明によれば、磁気共鳴撮像装置は、水平磁場型あるいは垂直磁場型の静磁場発生手段を備えることとしているので、磁気共鳴撮像装置の中心部に配置された被検体に磁気共鳴現象を生じさせることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２４】
まず、本発明の実施の形態にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態の一例である水平磁場型の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０２、勾配コイル部１０６、ＲＦシールド部１０８、ＲＦコイル部１１０を有する。これら各コイル部は、概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の被検体１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）１２０に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２５】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね被検体１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよいのはもちろんである。
【００２６】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を形成させる勾配磁場形成部である。
【００２７】
ＲＦコイル部１１０は、静磁場空間にある被検体１の体内に核磁気共鳴を励起するための高周波磁場を形成する送受信部である。また、ＲＦコイル部１１０により被検体１の体内に励起された磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１１０により受信される。
【００２８】
ＲＦシールド部１０８は、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１１０の間に位置して、ＲＦコイル部１１０が勾配コイル部１０６と電磁気的に結合することを防止するＲＦシールド手段である。
【００２９】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を形成させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１１０には、バードケイジ（ｂｉｒｄｃａｇｅ）型のコイルが配置されており、送受信部１５０と接続されている。送受信部１５０からＲＦコイル部１１０に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、ＲＦコイル部１１０は、送信されたＲＦパルスからＲＦ磁場をマグネットシステム１００の中心部に形成し、被検体１を核磁気共鳴の励起状態にする。
【００３１】
勾配駆動部１３０および送受信部１５０にはスキャンコントローラ（ｓｃａｎｃｏｔｒｏｌｌｅｒ）部１６０が接続されている。スキャンコントローラ部１６０は、勾配駆動部１３０および送受信部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００３２】
送受信部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。送受信部１５０が収集したデータは、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えば計算機等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３３】
データ処理部１７０はスキャンコントローラ部１６０に接続されている。データ処理部１７０はスキャンコントローラ部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３４】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。
表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３５】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３６】
つぎに、ＲＦシールド部１０８の具体的な構成について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示したＲＦシールド部１０８の構造を図示したものである。ＲＦシールド部１０８は、円筒形状の導体箔である銅箔シートから形成されており、ＲＦコイル部１１０が配置される中心近傍のＲＦ磁場発生領域２００では，銅箔シートが厚くなっている。また、円筒形状の開口部近辺のリターンパス領域２１０、２２０では、銅箔シートが薄くなっている。このＲＦ磁場発生領域２００およびリターンパス領域２１０，２２０の厚さは、高周波磁場の周波数および勾配磁場に要求される立ち上がり時間により厚さが異なるが、概ね１０μｍ〜３０μｍの間にある。
【００３７】
このＲＦシールド部１０８は、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１１０とは距離を置いて配置されるが、特にＲＦコイル部１１０とは送信パワーを低減するために距離を取ることが望ましい。また、表面は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）等の膜で覆われ他の部品と電気的に絶縁されることが好ましい。また、円筒形状を維持するため、例えばガラスエポキシ（ｇｌａｓｓ  ｅｐｏｘｙ）樹脂等で形成された円筒に貼り付けたり、あるいは勾配コイル部１０６と一体型にするとかの方法が行われる。なお、ＲＦシールド部１０８を形成する銅箔シートの電位は、ノイズ低減のため、ＲＦコイル部１１０の接地端子と同電位であることが好ましい。
【００３８】
次に、ＲＦシールド部１０８の動作について説明する前に渦電流およびＲＦコイル部１１０が形成する磁場分布について図３〜図５を用いて説明を行う。図３に示す様に、時間的に変動する高周波磁場が銅箔平面に対して垂直に成分を有すると、銅箔平面上に同心円状の渦電流が発生する。この渦電流は、入力磁場が強いほど、また、銅箔が厚いほど、銅箔断面の電気抵抗値が小さくなるため、大きなものとなる。一方、この渦電流は、入力磁場を打ち消す方向に磁場を発生するので、銅箔が厚くなると渦電流は大きなものとなり、ひいては磁場の打ち消し効果も大きくなって勾配コイルに到達する磁場は小さなものとなり、磁気結合をなくすことができる。その結果として、図４（Ａ）に示す様に、銅箔厚さを厚くすることにより、例えば銅箔面前後に配置されたコイルのＱ値は、コイル間の磁気結合による損失が減ることにより、上昇する。
【００３９】
また、勾配磁場を被検体１に加えた時の様に階段状に変化する場合には、渦電流が入力磁場を打ち消す方向に磁場を発生するので、この階段状波形の立ち上がり部分に遅れが生じる。この場合には、銅箔の厚さを薄くすることにより、銅箔断面の電気抵抗値を大きなものとして渦電流を小さくし、ひいては磁場の打ち消し効果も小さくし、前記階段状波形の立ち上がり部分の遅れを小さくすることができる。従って、この銅箔の近傍に階段状に変化する勾配磁場を形成するコイルが配置された場合には、図４（Ｂ）に示す様に、銅箔厚さを薄くすることにより、勾配磁場の立ち上がり時間を速くすることができる。
【００４０】
また、ＲＦコイル部１１０で用いられるバードケイジ型コイルの例を図５に示した。これは８エレメント型のバードケイジ型コイルで、給電部を介して送受信部１５０と同軸ケーブルにより接続されている。また、被検体１は、この円筒内の中心部に載置される。
【００４１】
送受信部１５０からの高周波信号をバードケイジ型コイルで送信する際に発生する高周波磁場は概ね図３に示した磁力線にそって発生する。被検体１の載置される円筒内部ではｙ軸方向のほぼ均一強度の高周波磁場が形成され、円筒内部からでた磁力線はｘｙ面内で円筒周囲を大きく周回し元の位置に戻る。
【００４２】
つづいて、ＲＦシールド部１０８の動作について図６を用いて説明する。図６（Ａ）は、円筒形状の勾配コイル部１０６をｙ方向の側面から見た図である。この勾配コイル部１０６の円筒上には、互いに垂直な３軸方向において勾配磁場を発生する導体パターンが形成されている。図６（Ａ）に示されているのはｙ軸方向に勾配磁場を発生する導体パターンの例である。この導体パターンは、勾配駆動部１３０から供給される電流により磁場を形成し、直線性の良い勾配磁場が形成される勾配磁場発生領域とリターンパス（ｒｅｔｕｒｎ  ｐａｓｓ）領域２１０、２２０とに分けられる。勾配磁場発生領域では、直線性の良い勾配磁場を用いて被検体１の撮像が行われる。
【００４３】
また、リターンパス領域２１０、２２０は、図６（Ａ）に示す様に、導体パターンの線密度が高いため、勾配磁場発生領域と比較して強い磁場が形成される。図６（Ｂ）には、勾配コイル部１０６の内部に配置されるＲＦシールド部１０８の断面形状が示されている。ＲＦシールド部１０８を構成する銅箔は、勾配コイル部１０６で強い磁場を形成するリターンパス領域２１０、２２０の近傍で銅箔厚さが薄くなっている。これにより、図４（Ｂ）で説明した現象により、勾配コイル部１０６により形成されるＲＦシールド部１０８の渦電流は減少し、勾配コイル部１０６により形成される勾配磁場の立ち上がり時間は短くなる。また、ＲＦシールド部１０８の勾配磁場発生領域の近傍では、銅箔厚さが厚くなっているが、この領域では勾配コイル部１０６が比較的弱い磁場を形成しているので、渦電流の増加は少ない。
【００４４】
図６（Ｃ）には、ＲＦシールド部１０８の中心近傍に配置されるＲＦコイル部１１０の側面図が示されている。図５に示したように、ＲＦコイル部１１０は、円筒形周囲のＲＦ磁場発生領域２００に強い高周波磁場を発生する。ＲＦシールド部１０８を構成する銅箔は、強い磁場を形成すＲＦ磁場発生領域２００の近傍で銅箔厚さが厚くなっている。これにより、図４（Ａ）で説明した現象により、ＲＦコイル部１１０により形成される高周波磁場は、ＲＦシールド部１０８を透過しなくなり、ＲＦコイル部１１０と勾配コイル部１０６間に磁気結合は生ぜず、ひいてはＲＦコイル部１１０のＱ値が上昇する。
【００４５】
また、ＲＦシールド部１０８を構成する銅箔は、リターンパス領域２１０、２２０の近傍で銅箔厚さが薄くなっている。この領域ではＲＦコイル部１１０が弱い磁場を形成しているので、銅箔のこの領域を高周波磁場が漏れることによるＲＦコイル部１１０と勾配コイル部１０６間の磁気結合は少なく、ＲＦコイル部１１０のＱ値への寄与は少ない。
【００４６】
上述してきたように、本実施の形態では、ＲＦシールド部１０８を一枚の銅箔で形成し、その勾配磁場発生領域およびＲＦ磁場発生領域２００の近傍領域を厚くし、またリターンパス領域２１０、２２０の近傍領域を薄くしているので、勾配コイル部１０６の勾配磁場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部１１０による高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配磁場の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高くすることを廉価に行うことができる。
【００４７】
また、ＲＦシールド部１０８の銅箔の厚い領域と薄い領域の境界は、同心円状の形状をしているが、勾配磁場強度およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報に基づいて、複雑な境界形状にすることもできる。
【００４８】
また、ＲＦシールド部１０８の銅箔厚さは厚い領域と薄い領域の２段階からなるが、勾配磁場強度およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報に基づいて、銅箔厚さを３段階もしくはそれ以上の段階数にして性能を向上することもできる。
（その他の実施の形態）
上記実施の形態では、水平磁場型の静磁場を有する磁気共鳴撮像装置を用いたＲＦシールドの例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、垂直磁場型の静磁場を有する磁気共鳴撮像装置を用いることもできる。そこで、その他の実施の形態として、垂直磁場型の静磁場を有する磁気共鳴撮像装置を用いたＲＦシールドの例を示すことにする。
【００４９】
図７に垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置の有するマグネットシステム７００のブロック図を示す。このマグネットシステム７００は、図１のマグネットシステム１００に対応するものであり、その他の構成は同様のものであるので、ここでの詳細な説明を省略する。
【００５０】
図７に示すように、マグネットシステム７００は主磁場マグネット部７０２、勾配コイル部７０６、ＲＦシールド部７０８およびＲＦコイル部７１０を有する。これら主磁場マグネット部７０２、ＲＦシールド部７０８および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム７００の内部空間に、被検体１がクレードル７２０に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００５１】
主磁場マグネット部７０２は、マグネットシステム７００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は被検体１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部７０２は、例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良い。
【００５２】
勾配コイル部７０６は、静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部７０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００５３】
ＲＦシールド部７０８は、勾配コイル部７０６およびＲＦコイル部７１０の間に位置して、ＲＦコイル部７１０が勾配コイル部７０６と電磁気的に結合することを防止するＲＦシールド手段である。
【００５４】
ＲＦコイル部７１０は静磁場空間に被検体１の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信し、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。また、ＲＦコイル部７１０および勾配コイル部７０６には、送受信部１５０および勾配駆動部１３０が接続されている。
【００５５】
つぎに、ＲＦシールド部７０８の具体的な構成について、図８を用いて説明する。ＲＦシールド部７０８は、対向して配置される１対の同一形状を有する銅箔シートから形成されており、図８には、その一方の銅箔シートが示されている。図８（Ａ）は、被検体１の体軸と直交する中心軸であるｚ軸からＲＦシールド部７０８の銅箔シートを見た図であり、図８（Ｂ）は、円盤状の銅箔シートの中心軸を通る図８（Ａ）の断面図である。ＲＦコイル部７１０が発生する均一なＲＦ磁場が存在する中心近傍のＲＦ磁場発生領域８００では，銅箔シートが厚くなっている。また、円盤状のＲＦシールド部７０８の周辺領域は、リターンパス領域８１０を形成し、銅箔シートが薄くなっている。このＲＦ磁場発生領域８００およびリターンパス領域８１０の厚さは、高周波磁場の周波数および勾配磁場に要求される立ち上がり時間により厚さが異なるが、概ね１０μｍ〜３０μｍの間にある。
【００５６】
このＲＦシールド部７０８は、勾配コイル部７０６およびＲＦコイル部７１０とは距離を置いて配置されるが、特にＲＦコイル部１１０とは送信パワーを低減するために距離を取ることが望ましい。また、表面は、ポリイミド等の膜で覆われ他の部品と電気的に絶縁されることが好ましい。また、円盤形状を維持するため、例えばガラスエポキシ樹脂等で形成された円盤に貼り付けたり、あるいは勾配コイル部７０６と一体型にするとかの方法が行われる。なお、ＲＦシールド部７０８を形成する銅箔シートの電位は、ノイズ低減のため、ＲＦコイル部７１０の接地端子と同電位であることが好ましい。
【００５７】
つづいて、ＲＦシールド部７０８の動作について説明する。勾配コイル部７０６の円盤上には、互いに垂直な３軸方向において勾配磁場を発生する導体パターンが形成されている。この導体パターンは、勾配駆動部１３０から供給される電流により磁場を形成し、直線性の良い勾配磁場が形成される勾配磁場発生領域とリターンパス領域とに分けられる。勾配磁場発生領域は、勾配コイル部７０６の円盤の中心近傍に位置し、直線性の良い勾配磁場を用いて被検体１の撮像が行われる。また、リターンパス領域は、勾配コイル部７０６の円盤の周辺に位置し、導体パターンの線密度が高いため、勾配磁場発生領域と比較して強い磁場が形成される。
【００５８】
ＲＦシールド部７０８を構成する銅箔は、勾配コイル部７０６が強い磁場を形成するリターンパス領域８１０で銅箔厚さが薄くなっている。これにより、図４（Ｂ）で説明した現象により、勾配コイル部７０６により形成されるＲＦシールド部７０８の渦電流は減少し、勾配コイル部７０６により形成される勾配磁場の立ち上がり時間は短くなる。また、ＲＦシールド部７０８のＲＦ磁場発生領域８００では、銅箔厚さが厚くなっているが、この領域では勾配コイル部７０６が比較的弱い磁場を形成しているので、渦電流の増加は少ない。
【００５９】
ＲＦシールド部７０８を構成する銅箔は、ＲＦコイル部７１０が強い磁場を形成すＲＦ磁場発生領域８００の近傍で銅箔厚さが厚くなっている。これにより、図４（Ａ）で説明した現象により、ＲＦコイル部７１０により形成される高周波磁場は、ＲＦシールド部７０８を透過しなくなり、ＲＦコイル部７１０と勾配コイル部７０６間に磁気結合は生ぜず、ひいてはＲＦコイル部７１０のＱ値が上昇する。
【００６０】
また、ＲＦシールド部７０８を構成する銅箔は、リターンパス領域８１０の近傍で銅箔厚さが薄くなっている。この領域ではＲＦコイル部７１０が弱い磁場を形成しているので、銅箔のこの領域を高周波磁場が漏れることによるＲＦコイル部７１０と勾配コイル部７０６間の磁気結合は少なく、ＲＦコイル部７１０のＱ値への寄与は少ない。
【００６１】
上述してきたように、本実施の形態では、ＲＦシールド部７０８を円盤状の銅箔で形成し、そのＲＦ磁場発生領域８００を厚くし、またリターンパス領域８１０を薄くしているので、勾配コイル部７０６の勾配磁場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部７１０による高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配磁場の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高くすることを廉価に行うことができる。
【００６２】
また、ＲＦシールド部７０８の銅箔の厚い領域と薄い領域の境界は、円盤状の形状をしているが、勾配磁場強度およびＲＦ磁場強度の詳細な分布情報に基づいて、複雑な境界形状にすることもできる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＲＦシールド部を銅箔で形成し、勾配磁場によって生じる渦電流が大きい領域では、この渦電流の大きさに反比例した銅箔厚さを備え、また、高周波磁場によって生じる渦電流が大きい領域では、この渦電流の大きさに比例した銅箔厚さを備えることとしているので、勾配コイル部の勾配磁場による渦電流を少なくし、ＲＦコイル部の高周波磁場による渦電流を多くし、ひいては勾配コイル部による勾配磁場の立ち上がり時間を早くし、ＲＦコイル部のＱ値を高くすることを廉価に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】水平磁場型の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】水平磁場型のＲＦシールド部を示す外観図である。
【図３】入力磁場と渦電流の関係を示す図である。
【図４】銅箔厚さとＲＦコイルのＱ値および勾配磁場の立ち上がり時間を示す図である。
【図５】ＲＦコイル部で形成される磁力線の方向と領域を示す図である。
【図６】ＲＦシールド部の厚さと勾配コイル部およびＲＦコイル部との関係を示す図である。
【図７】垂直磁場型の磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図８】垂直磁場型のＲＦシールド部を示す外観図である。
【符号の説明】
１  被検体
１００、７００  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０６、７０６  勾配コイル部
１０８、７０８  ＲＦシールド部
１１０、７１０  ＲＦコイル部
１２０、７２０  クレードル
１３０  勾配駆動部
１５０  送受信部
１６０  スキャンコントローラ部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
２００、８００  ＲＦ磁場発生領域
２１０，２２０、８１０  リターンパス領域
７０２  主磁場マグネット部
【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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