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【発明の名称】 ＲＦコイル、ＲＦ信号送受信装置および磁気共鳴撮像装置
【発明者】 【氏名】奈部谷 章

【氏名】今井 明
【要約】 【課題】動作の安定なＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現する。

【解決手段】シールド部材１１０，１１２がスリット１１６によって複数に分離されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルにおいて、スリットをキャパシタ１２２で橋絡する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シールド部材がスリットによって複数に分離されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記スリット部分において前記シールド部材同士を接続するキャパシタ、を具備することを特徴とするＲＦコイル。
【請求項２】 前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
【請求項３】 シールド部材がスリットによって複数に分割されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦコイル。
【請求項４】 前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイル。
【請求項５】 環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドを網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦコイル。
【請求項６】 前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項５に記載のＲＦコイル。
【請求項７】 環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とするＲＦコイル。
【請求項８】 シールド部材がスリットによって複数に分離されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは前記スリット部分において前記シールド部材同士を接続するキャパシタを具備する、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置。
【請求項９】 前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする請求項８に記載のＲＦ信号送受信装置。
【請求項１０】 ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは、シールド部材がスリットによって複数に分割されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置。
【請求項１１】 前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項８ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＲＦ信号送受信装置。
【請求項１２】 ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドを網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置。
【請求項１３】 前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項１２に記載のＲＦ信号送受信装置。
【請求項１４】 ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置。
【請求項１５】 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として請求項８に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１６】 前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする請求項１５に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１７】 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として請求項１０に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１８】 前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項１５ないし請求項１７のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１９】 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として請求項１２に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２０】 前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項２１】 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として請求項１４に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、ＲＦ信号送受信装置および磁気共鳴撮像装置に関し、特に、ＴＥＭレゾネータ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅ ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用い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（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮像の対象（患者等）を配置し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。
【０００３】静磁場として磁場強度が例えば３Ｔ程度の高磁場を用いる磁気共鳴撮像装置では、ＲＦ信号の送受信効率の良さに着目し、ＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルを用いて、撮像対象のスピン（ｓｐｉｎ）のＲＦ励起および励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号の受信を行う。
【０００４】ＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルは、図１３に模式的構成を示すように、円筒状の筒部７００を有する。筒部７００は両端にオリフィス（ｏｒｉｆｉｓ）部７０２，７０２’を有する。オリフィス部７０２，７０２’は筒部７００の内径よりも小径の同心円をなす開口７０４，７０４’を有する。
【０００５】筒部７００およびオリフィス部７０２，７０２’は連続した導電体で構成される。このような筒部７００およびオリフィス部７０２，７０２’を持つ筒体は、シールド（ｓｈｉｅｌｄ）またはキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）と呼ばれる。
【０００６】シールドの内側には、複数のラインエレメント（ｌｉｎｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）８０２がシールドの軸に平行に設けられる。なお、ラインエレメントへの符号付けは１箇所で代表する。ラインエレメント８０２は、電気的にはＬＣ直列回路となっている。複数のラインエレメント８０２は、その両端がオリフィス部７０２，７０２’に電気的および機械的にそれぞれ結合し、開口７０４，７０４’の周辺に沿って同心的に配置されている。ラインエレメント８０２は、筒部７００の内面から離れている。
【０００７】このような構成のＲＦコイルの所定の箇所にＲＦ信号を供給することとにより、複数のラインエレメント８０２で囲まれた円柱状の空間に、その軸方向に垂直な面内で回転するＲＦ磁場を生じさせる。また、同面内で回転するスピンが生じるＲＦ信号（磁気共鳴信号）を受信した信号をこのＲＦコイルの所定の箇所から取り出す。
【０００８】実際の磁気共鳴撮像では、例えば図１４に示すように、シールド部分が軸方向および放射方向のスリット７０６によって複数に分離されたものを用いる。なお、スリットへの符号付けは１箇所で代表する。スリット７０６によって分離された個々のシールドセグメント（ｓｈｉｅｌｄ ｓｅｇｍｅｎｔ）は電気的に絶縁されたものとなり、勾配磁場印加時に渦電流がシールドの円周方向に流れるのを阻止し、渦電流による静磁場の乱れを防止する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルにおいては、動作時のラインエレメント上の電位分布は、中央部がグラウンド（ｇｒｏｕｎｄ）電位、両端部が高電位となるが、シールドをスリットで分離したＲＦコイルでは、両端のオリフィス部７０２，７０２’がスリット７０６で個々のセグメントに分離されているために、セグメント間で電位状態のアンバランス（ｕｎｂａｌａｎｃｅ）が生じる。
【００１０】このようなＲＦコイルを撮像対象である患者等の頭部を撮像するヘッドコイル（ｈｅａｄ ｃｏｉｌ）として用いる場合、その内部に頭部を収容した状態では撮像対象の頸部が一方のオリフィスに外部からロード（ｌｏａｄ）として加わるので、電気的特性が変化してＲＦコイルの動作が不安定になり易い。
【００１１】また、銅箔等で構成されるシールドは光を遮るので、ヘッドコイルの内部は暗く、その中に頭部を挿入する患者等にとって必ずしも快適でない。また、撮像中に勾配磁場の印加に伴って発生する音響も患者等の快適性を阻害する。
【００１２】そこで、本発明の課題は、動作の安定なＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【００１３】また、患者等にとって快適なＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、シールド部材がスリットによって複数に分離されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記スリット部分において前記シールド部材同士を接続するキャパシタを具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【００１５】この観点での発明では、スリット部分においてシールド部材同士をキャパシタで接続し、ＲＦ領域におけるシールド部材の電気的一体化を実現する。これによって、ＲＦコイルの両端部における電気的条件を、ロードの有無に関わらず安定化する。
【００１６】（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする（１）に記載のＲＦコイルである。
【００１７】この観点での発明では、（１）に加えて、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、シールド部材がスリットによって複数に分割されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦコイルである。
【００１８】この観点での発明では、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（１）ないし（３）のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイルである。
【００１９】この観点での発明では、（１）ないし（３）のうちのいずれか１つに加えて、シールド部材の内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドを網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦコイルである。
【００２０】この観点での発明では、シールドを網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（５）に記載のＲＦコイルである。
【００２１】この観点での発明では、（５）に加えて、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって 前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とするＲＦコイルである。
【００２２】この観点での発明では、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、シールド部材がスリットによって複数に分離されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは前記スリット部分において前記シールド部材同士を接続するキャパシタを具備する、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置である。
【００２３】この観点での発明では、スリット部分においてシールド部材同士をキャパシタで接続し、ＲＦ領域におけるシールド部材の電気的一体化を実現する。これによって、ＲＦコイルの両端部における電気的条件を、ロードの有無に関わらず安定化する。
【００２４】（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする（８）に記載のＲＦ信号送受信装置である。
【００２５】この観点での発明では、（８）に加えて、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（１０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは、シールド部材がスリットによって複数に分割されたＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置である。
【００２６】この観点での発明では、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（１１）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（８）ないし（１０）のうちのいずれか１つに記載のＲＦ信号送受信装置である。
【００２７】この観点での発明では、（８）ないし（１０）のうちのいずれか１つに加えて、シールド部材の内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（１２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって 前記ＲＦコイルは、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドを網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置である。
【００２８】この観点での発明では、シールドを網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（１３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（１２）に記載のＲＦ信号送受信装置である。
【００２９】この観点での発明では、（１２）に加えて、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（１４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ＲＦコイルと、前記ＲＦコイルにＲＦ送信信号を供給するＲＦ信号供給手段と、前記ＲＦコイルからＲＦ受信信号を受信するＲＦ信号受信手段と、を有するＲＦ信号送受信装置であって、前記ＲＦコイルは、環状のオリフィス部を両端に持つ筒状のシールドと、前記オリフィス部に両端が接続され前記オリフィス部の開口に沿って間隔を保って配置された複数のラインエレメントと、を有するＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルであって、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とするＲＦ信号送受信装置である。
【００３０】この観点での発明では、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（１５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として（８）に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００３１】この観点での発明では、スリット部分においてシールド部材同士をキャパシタで接続し、ＲＦ領域におけるシールド部材の電気的一体化を実現する。これによって、ＲＦコイルの両端部における電気的条件を、ロードの有無に関わらず安定化する。
【００３２】（１６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材を網状の導電体を用いて構成した、ことを特徴とする（１５）に記載の磁気共鳴撮像装置である。
【００３３】この観点での発明では、（１５）に加えて、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（１７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として（１０）に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００３４】この観点での発明では、シールド部材を網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（１８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールド部材の内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（１５）ないし（１７）のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮像装置である。
【００３５】この観点での発明では、（１５）ないし（１７）のうちのいずれか１つに加えて、シールド部材の内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（１９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として（１２）に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００３６】この観点での発明では、シールドを網状の導電体を用いて構成したので、外光の進入によりＲＦコイルの内部の明るさが増す。
（２０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記シールドの内側に吸音材を設けた、ことを特徴とする（１９）に記載の磁気共鳴撮像装置である。
【００３７】この観点での発明では、（１９）に加えて、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
（２１）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間にＲＦ励起信号を送信するとともに前記空間から磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記受信した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であって、前記送受信手段として（１４）に記載のＲＦ信号送受信装置を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００３８】この観点での発明では、シールドの内側に吸音材を設けたので、外部音響の侵入量が減少する。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００４０】図１に示すように、本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およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮像対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００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。
【００４１】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。主磁場コイル部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の体軸方向に平行である。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良いのはもちろんである。
【００４２】勾配コイル部１０６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（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）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１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００４３】ＲＦコイル部１０８は撮像対象３００の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８については後にあらためて説明する。
【００４４】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発生させる。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。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する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００４５】ＲＦコイル部１０８には、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対象３００の体内のスピンを励起する。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００４６】ＲＦコイル部１０８、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明のＲＦ信号送受信装置の実施の形態の一例である。本送受信装置の構成によって、本発明のＲＦ信号送受信装置に関するの実施の形態の一例が示される。
【００４７】ＲＦコイル部１０８は、本発明におけるＲＦコイルの実施の形態の一例である。ＲＦ駆動部１４０は、本発明におけるＲＦ信号供給手段の実施の形態の一例である。データ収集部１５０は、本発明におけるＲＦ信号受信手段の実施の形態の一例である。ＲＦコイル部１０８、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０からなる部分は、また、本発明における送受信手段の実施の形態の一例である。
【００４８】勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００４９】データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００５０】データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。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、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、操作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。
【００５１】図２に、磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００５２】同図に示すように、本装置では図１に示した装置におけるものとは大きさが異なるＲＦコイル部１０８’を用いる。ＲＦコイル部１０８’は頭部撮像用のＲＦコイル部すなわちいわゆるヘッドコイルであり、撮像対象３００の頭部を収容するのに適する大きさを持つ。
【００５３】ＲＦコイル部１０８’は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。本コイルの構成によって、本発明のＲＦコイルに関する構成が示される。ＲＦコイル部１０８’以外は図１に示したものと同様なので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】図３に、ＲＦコイル部１０８の模式的構成を示す。ＲＦコイル部１０８’も大きさが異なることを除けば同一の構成を有する。同図に示すように、ＲＦコイル部１０８は、図１４に示したものと共通する構成を持つＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイルである。
【００５５】あらためて説明すれば、ＲＦコイル部１０８は円筒状の筒部１１０を有する。筒部１１０は円筒に限るものではなく楕円筒等であっても良い。筒部１１０は両端にオリフィス部１１２，１１２’を有する。オリフィス部１１２，１１２’は筒部１１０の内径よりも小径の同心円をなす開口１１４，１１４’を有する。
【００５６】筒部１１０およびオリフィス部１１２，１１２’は、軸方向および放射方向のスリット１１６によって複数部分に分離された導体箔で覆われた、例えばプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等の絶縁体で構成される。なお、スリットへの符号付けは１箇所で代表する。このような筒部１１０およびオリフィス部１１２，１１２’を持つ筒体は、いわゆるシールドまたはキャビティを構成する。このシールドは、本発明におけるシールド部材の実施の形態の一例である。また、本発明におけるシールドの実施の形態の一例である。スリット１１６は、本発明におけるスリットの実施の形態の一例である。
【００５７】シールドの内側には、複数のラインエレメント１１８がシールドの軸に平行に設けられる。なお、ラインエレメントへの符号付けは１箇所で代表する。ラインエレメント１１８は、中央部に図示しないキャパシタを直列に有する直線状導体からなり。シールドとともにＬＣ回路の閉ループを構成する。ＲＦ信号の給電および受電は所定のラインエレメント１１８のキャパシタの両端で行われる。ラインエレメント１１８は、本発明におけるラインエレメントの実施の形態の一例である。
【００５８】複数のラインエレメント１１８は、その両端がオリフィス部１１２，１１２’に電気的および機械的にそれぞれ結合し、開口１１４，１１４’の周辺に沿って同心的に配置されている。ただし、ラインエレメント１１８は、オリフィス部１１２，１１２’のスリット１１６を橋絡しない。ラインエレメント１１８は、また、筒部１１０の内面から離れている。
【００５９】ここまでの構成は図１４に示したＲＦコイルと共通である。本ＲＦコイルでは、さらに、シールドの両端のオリフィス部１１２，１１２’に、隣り合うシールドセグメント同士を接続するキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）１２２を有する。キャパシタ１２２は、本発明におけるキャパシタの実施の形態の一例である。なお、キャパシタへの符号付けは１箇所で代表する。また、オリフィス部１１２’におけるキャパシタの図示を省略する。
【００６０】キャパシタ１２２としては、例えば１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度の周波数領域では十分高インピーダンスとなり、例えば１２８ＭＨｚ程度の周波数領域では十分低インピーダンスとなる、例えば１０００ｐＦ程度のキャパシタンスを持つマイカコンデンサ（ｍｉｃａ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）等が用いられる。
【００６１】このようなキャパシタ１２２で接続されたオリフィス部１１２，１１２’は、ＲＦ領域ではスリット１１６が短絡されたのと同等になる。したがって、複数のラインエレメント１１８は、両端を導体でそれぞれ共通接続したのと等価になり、オリフィス部１１２，１１２’の付近におけるロードの有無に関わらず電気的条件が安定し動作が安定化する。また、キャパシタ１２２を通じて複数のシールドセグメントが電気的に一体化することにより、スリットを通じての静電結合と相俟って、ＲＦ領域でのシールド効果も一層向上する。
【００６２】一方、１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ程度の周波数領域では、キャパシタ１２２は十分高インピーダンスなので、同周波数領域の信号となる勾配磁場印加時の渦電流がシールドの円周方向に流れることはない。したがって、渦電流の影響が静磁場に及ぶことを防止することができる。
【００６３】キャパシタ１２２は、オリフィス部１１２，１１２’に設ける変わりに、あるいはそれに加えて、例えば図４に示すように、筒部１１０の両端部に設けるようにしても良い。なお、図４はシールドを平面展開した状態で示す。筒部１１０の両端部もラインエレメント１１８の両端の高電位部に近いので、オリフィス部１１２，１１２’に設けたのと同等の効果を奏する。また、使用するキャパシタは、例えば図５に示すように、スリット１１６上に適宜に分布させるようにしても良い。
【００６４】キャパシタ１２２でシールドセグメント同士を接続することは、例えば図６に示すように、ヘッドコイル型のＲＦコイル部１０８を、撮像対象３００の頭部の挿入を容易にするために軸に沿って２分割可能な構成にし、両者をコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）で結合するようにした場合に、ＲＦ領域におけるシールドセグメントの電気的な一体化を実現する点でも好ましい。
【００６５】すなわち、コネクタ結合部ではスリット１１６の幅が他の部分より広くならざるを得ず、この部分ではスリットを通じての静電結合が弱くなりシールド効果が低減するおそれがある。そこで、例えば図７に示すように、コネクタ１２４の結合部では、スリット１１６，１１６’を両シールドセグメント側にそれぞれ回り込ませ、導体箔のランド（ｌａｎｄ）１２６，１２６’をそれぞれ形成して、それらをコネクタ１２４で電気的に接続し、かつ、スリット１１６，１１６’をキャパシタ１２２，１２２’でそれぞれ橋絡する。このようにすることにより、分割部における十分な静電結合を確保することができる。
【００６６】本装置の動作を説明する。本装置の動作は制御部１６０による制御の下で進行する。図８に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６７】すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６８】同図に示すように、９０°パルスによりスピンのが行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。ＲＦコイル部１０８が前述のような構成を有することにより、９０°励起および１８０°励起を安定に行うことができる。
【００６９】９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００７０】スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはＲＦコイル部１０８で受信される。ＲＦコイル部１０８が前述のような構成を有することにより、信号の受信を安定に行うことができる。受信信号はデータ収集部１５０により受信データとして収集される。
【００７１】このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で例えば６４〜５１２回程度繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビュー（ｖｉｅｗ）のビューデータが得られる。
【００７２】磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例を図９に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７３】すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７４】同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。ＲＦコイル部１０８が前述のような構成を有することにより、α°励起を安定に行うことができる。
【００７５】α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００７６】グラディエントエコーＭＲは、ＲＦコイル部１０８で受信される。ＲＦコイル部１０８が前述のような構成を有することにより、信号の受信を安定に行うことができる。受信信号はデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。
【００７７】このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで例えば６４〜５１２回程度繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７８】図８または図９のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００７９】データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の断層像を再構成する。ＲＦ信号の送受信が安定に行われとともに渦電流が阻止されるので、品質の良い再構成画像を得ることができる。再構成画像は表示部１８０により可視像として表示される。
【００８０】以上は、ＲＦコイル部１０８をＲＦ信号の送受信に兼用する例であるが、ＲＦコイル部１０８は、ＲＦ信号の送信専用または受信専用としても良いのはいうまでもない。
【００８１】図１０に、ＲＦコイル部１０８’の他の構成の一例を示す。同図に示すようＲＦコイル部１０８’では、シールドを構成する導電体として網状の導電体１１１が用いられる。網状の導電体１１１は、本発明における網状の導電体の実施の形態の一例である。
【００８２】網状の導電体１１１としては、例えば、太さが０．２ｍｍ程度の銅線を例えば０．２ｍｍ程度の網目をなすように編んだもの等が用いられる。なお、網状の導電体１１１は、銅線の編組体に限るものではなく、例えば網目状パターンをなす銅箔等であって良い。
【００８３】そのような網状の導電体１１１が、例えば透明または半透明のプラスチック筒の表面全体を覆うように設けられる。ただし、図１０では図示の便宜上それを部分的に示す。網状の導電体１１１はオリフィス部１１２の導体箔の電気的に接続され、一体となってシールドを構成している。
【００８４】このようなＲＦコイル部１０８’では、網状の導電体１１１の網目および透明または半透明の筒を通して内部に外光が進入するので、内部が明るい。また、網状の導電体１１１の網目および透明の筒を通して外部の光景が目視可能となる。
【００８５】したがって、このＲＦコイル部１０８’を頭部に装着した患者等に不安感等を与えることがない。すなわち、ＲＦコイル部１０８’は、これを装着する患者等にとって快適なものとなる。また、ｆＭＲＩ（Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ＭＲＩ）によって脳機能画像を撮像する場合等に、患者等に外部から光刺激を与えることも容易になる。
【００８６】網状の導電体１１１を用いることにより、シールドに渦電流が流れにくくなり、渦電流による静磁場への影響が減少するので、シールドに前述のようなスリットを設けることは省略することが可能である。
【００８７】なお、渦電流阻止を一層確実にするために、例えば図１１に示すように、網状の導電体１１１を複数のスリット１１６で分割するようにしても良い。この場合、スリット１１６をまたいで網状の導電体１１１同士を接続するキャパシタを、図３ないし図５に示した要領で接続するのが、ＲＦコイル部１０８’の動作を安定化する点で好ましい。
【００８８】図１２に、ＲＦコイル部１０８’の構成を断面図によって示す。同図はＲＦコイル部１０８’の軸に垂直な断面を示す。同図に示すように、ＲＦコイル部１０８’は吸音材１３２を有する。吸音材１３２は、本発明における吸音材の実施の形態の一例である。吸音材１３２は、筒体１１０の内面とラインエレメント１１８の間の空間に詰め込まれている。ただし、患者等の頭部を内部に収容した状態で患者等の眼と対向する部分には、吸音材１３２を設けない。
【００８９】吸音材１３２としては、例えばグラスウール（ｇｌａｓｓ ｗｏｏｌ）等が用いられる。なお、それに限るものではなく、例えばスポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）等の多孔材料であって良く、また、例えば粉末、高粘性の液体またはゲル（ｇｅｌ）等、適宜の吸音物質を袋に封入したものを用いて良い。
【００９０】患者等がこのＲＦコイル部１０８’を頭部に装着した状態では、勾配磁場の印加に伴う外部音響は、吸音材１３２で減衰されて患者等の耳に達する。また、吸音材１３２はシールドの制振材としても機能するので、シールド自身の振動によって発する音響を抑制することもできる。したがって、外部音響等が患者等に不快感ないし不安感等を与えることがない。すなわち、ＲＦコイル部１０８’は、これを装着する患者等にとって快適なものとなる。
【００９１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、動作の安定なＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【００９２】また、患者等にとって快適なＴＥＭレゾネータ型のＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いるＲＦ信号送受信装置、および、そのようなＲＦ信号送受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００１２１９３６
【氏名又は名称】ジーイー横河メディカルシステム株式会社
【出願日】 平成１２年８月１１日（２０００．８．１１）
【代理人】 【識別番号】１０００８５１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】井島 藤治 （外１名）
【公開番号】 特開２００１−１４５６１０（Ｐ２００１−１４５６１０Ａ）
【公開日】 平成１３年５月２９日（２００１．５．２９）
【出願番号】 特願２０００−２４３８９７（Ｐ２０００−２４３８９７）