JP4097738B2

JP4097738B2 - 円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムを設けたｍｒ装置

Info

Publication number: JP4097738B2
Application number: JP10479297A
Authority: JP
Inventors: ギュンターロイスラークリストフ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: EP0803736A2; DE59712942D1; EP0803736B1; JPH1043161A; US5917324A; EP0803736A3; DE19616464A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定常で均一な磁界にさらされ、円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムを含むＭＲコイルシステムを用い、ＲＦ磁界により励起された後に重畳された傾斜磁界にさらされる検査領域からのＭＲ信号の受信用のＭＲ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の磁気共鳴（ＭＲ）装置はＥＰ−Ａ６１６２２９から知られている。ここではＭＲ信号は複数のコイルシステムにより患者の身体の複数の領域から同時に受信される。そこでは円筒形コイルシステムは例えば頭の検査に対して考えられるバードケイジ共振器であり、一方で表面コイルシステムは例えば患者の胸部上に配置された直交（quadrature) コイルシステムである。斯くして頭部及び胸部領域のＭＲ信号は検査中に形成される。
【０００３】
一般的に円筒形コイルシステムは円筒形の構造を有し、ＭＲ検査中に患者の身体の一以上の部分を囲むコイルシステムを意味すると理解されている。円筒形コイルシステムは囲む領域で本質的に均一な感度を示し、通常唯一のチャンネルが円筒形コイルシステムにより測定されるＭＲ信号の受信に対して要求される。表面コイルシステム又はそこに設けられている表面コイルは患者の身体の表面上又はその近傍に配置されるが、体又は体の一部分を囲まないコイルを意味すると理解される。この種の表面コイルは局部的に高い信号対ノイズ比を有するが、制限された不均一な感度をまた有する。その様な表面コイルの一つ又は二つは通常共にそれ自体の受信チャンネルを必要とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の種類のＭＲ装置の更なる改善を達成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のこの目的は円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムは重複領域で重複し、ＭＲ装置は重複領域の大きさを調節する手段を含むことにより達成される。
２つのコイルシステム相互の高度の減結合は２つのコイルシステムが重複するときに達成されることが見いだされている。重複領域の大きさは結合の強度に強い影響を与える。故に本発明によれば検査の前又はその途中での重複領域の大きさの変動を許容する手段が設けられる。検査の前に例えば仮想体（ファントム）（例えば水を充填した容器）が検査領域に配置され、重複領域は最良の信号対ノイズ比が得られるまで変化される。これは患者の検査の最初にもなされえ、それは最良の信号対ノイズ比の調整中に患者の身体の解剖的構造が直接考慮されるという利点を有する。
【０００６】
本発明によるＭＲ装置はコヒーレントなＭＲ画像が比較的大きな領域で得られることを可能にする；この目的のために実質的に多数の受信チャンネルを必要とする等しい大きさの領域を覆う複数の表面コイルからなる装置と反対にそれは限定された数の受信チャンネルを必要とする。適切な均一性及び適切な高い信号対ノイズ比はまた確実にされる。何故ならばコイルシステム間の結合は本発明により高度に除去されるからである。本発明の更なる利点は従来のコイルシステムは表面コイルシステムに対するのと同様に円筒形コイルシステムに対しても用いられ、若干の構造の変更のみが本発明の目的のために必要なだけである。
【０００７】
本発明の更なる実施例は円筒形コイルシステムは少なくともバードケイジ共振器（７）、サドルコイルシステム、ソレノイドコイルシステム、又はループアレイコイルシステムを含む。バードケイジ共振器は上記ＥＰ−Ａ６１６２２９から知られており、複数の誘導的に結合されたループからなるループアレイコイルシステムは米国特許第５００３２６５号から知られている。サドルコイルシステムは例えば２つの部分、ループとして構成され、その各々は反対側で体又は体の一部分の周囲のそれぞれの半分を覆ういわゆるサドルコイルからなる。ソレノイドコイルシステムは螺旋形の形のコイルシステムである。
【０００８】
本発明の更なる実施例の表面コイルシステムは患者の体表面に少なくとも局部的に適用される少なくとも一つの表面コイルを含む。その様な表面コイルはそれらが覆う身体領域で特定の好ましい信号対ノイズ比を有する。複数の表面コイルからなる表面コイルシステムで隣接する表面コイルはまた相互結合を減少するために重複される。重複の領域の大きさを変化する手段がまた設けられる。
【０００９】
本発明の好ましい実施例で円筒形コイルシステムは小さな隙間で患者の頭部を囲むよう構成され、表面コイルシステムは患者の胸部及び／又は首領域に適用されるよう構成される。例えばサジタル又はコロナルスライス画像であるＭＲ画像は心臓からできるだけ遠い頭部の頂上から形成される。実際的な実施例は約４５ｃｍの長さを有する視野を有する。
【００１０】
本発明による更なる実施例で重複領域の大きさを調節する手段は円筒形コイルシステムに対して表面コイルシステムの変位を可能にするレール装置を含む。これは従来のコイルシステムを簡単に延在するよう用いられる構造的に簡単で安価な解決策である。しかしながらレール装置より他の手段はまた本発明のＭＲ装置で円筒形コイルシステムに関して表面コイルシステムの変位を可能にする。いったん見いだされた重複の領域の最適な大きさの重複の領域の変化を防ぐための変位阻止装置をまた設けうる。この装置は例えばロッキングスクリュー又は機械的なラッチでありうる。
【００１１】
本発明の更なる実施例で表面コイルシステムに含まれる表面コイルの寸法は可変である。重複の領域が円筒形コイルシステムに隣接する表面コイルの側面がより広いようにより小さくなければならない。斯くして重複の領域がいったん固定されると信号対ノイズ比は特に表面コイルの幅である寸法の変動により最適化される。表面コイルの寸法と同様に重複の領域の大きさを変えることがまた可能である。表面コイルの寸法を変えることにより表面コイルの視野はまた検査中又はその直前に患者の身体の所望の画像又は解剖的構造により付与される要求に適合される。
【００１２】
この目的はまた円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムは重複領域で重複し、ＭＲコイルシステムは重複領域の大きさを調節する手段からなることを特徴とする円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムを含むＭＲコイルシステムにより達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は以下に図を参照して詳細に説明される。
図１に示されるＭＲ装置は図の平面に垂直に延在し、長手方向の身体の軸が図の面に垂直に延在する患者２が配置される検査領域を横切るＲＦ磁界をその内側に発生する中空の円筒形断面のＲＦコイルシステム１を含む。ＭＲ装置はまた図の面に垂直に延在する定常で均一な磁界を発生する主磁界磁石（図示せず）を含む。ＭＲ装置はまた図の面にまた垂直に延在するが、３つの相互に垂直な方向のそれぞれ一つに傾斜を有する磁界を発生する傾斜コイル（図示せず）を含む。上記の磁界の発生は制御ユニット３により制御される。このユニットは特に発振器４を制御し、それはＲＦコイルシステム１に接続され、送信モードでＲＦ励起を供給する。制御ユニット３はまたＲＦ受信機５を制御し、これは種々の受信コイルと増幅器に接続され、受信されたスピン共鳴信号を復調し、デジタル化する。信号は処理ユニット６で続いて処理される。この図は受信コイルを患者２の身体の一部分を囲む円筒形の円筒形コイルシステム７及び患者の身体の表面の一部分を覆う表面コイルシステム８として示す。
【００１４】
図２は患者２の頭部及び胸部領域のコヒーレントなＭＲ画像の形成に対する本発明の実施例を示す。この場合の円筒形コイルシステムは知られているバードケイジ共振器７からなり、これは患者２の頭部を首に至るまで完全に囲う。このようなバードケイジ共振器７を用いて、頭部のＭＲ画像が形成される；単一の受信チャンネルのみがこの目的のために受信機に供給される必要がある。患者２の胸部の領域で第一の表面コイル８は身体の表面に配置され、該表面コイルの形状は特に首の領域で身体表面に適合される。表面コイル８及びバードケイジ共振器７は重複領域１００で重複し、即ち表面コイル８はバードケイジ７により囲まれた空間内に部分的に突出する。患者２の首及び肩の領域では更なる表面コイル９が身体表面にまた適合するように設けられる。この表面コイルはまたバードケイジ共振器７により重複され、即ちそれもまたその内側に突出する。患者２の後ろの領域では更なる表面コイル１０が表面コイル９に部分的に重複するよう設けられる。全体で４つの受信チャンネルが示されたＭＲ装置に対して必要である。
【００１５】
示された実施例の表面コイル８、９、１０はそれぞれ単一のワイヤループで形成される。実質的にバードケイジ共振器７に重複する表面コイル８、９の表面領域の部分は表面コイル８、９の全体の表面領域の約１０から２０％を占める。重複の領域の幅は数センチメートルの範囲である。しかしながら重複の領域の大きさはまた患者の解剖的構造と同様にコイルの形、構成、寸法に依存する。
【００１６】
図３は図２に示される実施例の一部分の平面図である。バードケイジ共振器７及び表面コイル８の重複領域１００ははっきりと識別される。符号１１は表面コイル８の両側に設けられ、バードケイジ共振器７（図示せず）に設けられるレールと摺動するレール装置を示す。結果として表面コイル８は２重矢印により示される方向にバードケイジ共振器７に関して変位されえ、重複領域１００の大きさは斯くして変化する。
【００１７】
図４は本発明によるＭＲ装置の他の実施例を示す。それは複数の表面コイル１２から２３と同様にバードケイジ共振器２４を含む。バードケイジ共振器２４と隣接する表面コイル１２、１４、１７、１９、２０、２２はバードケイジ共振器２４とまた重複する。更なる表面コイル１３、１５、１６、１８、２１、２３はそれぞれの隣接する表面コイルにより重複される。示された実施例は例えば患者の脚全体のＭＲ画像の形成に適切である。バードケイジ共振器２４は例えば踵の周辺に配置され、表面コイルは脚の上部及び下部にわたり配置される。受信チャンネル数を減少するために２つの表面コイルで各度毎に受信された信号は結合回路により適切に処理された後に１つのチャンネルを介してまた受信され処理され、それによりこの実施例では７つの受信チャンネルが必要である。
【００１８】
任意の他の実施例が図４に示された実施例から得られる。例えば図４に示される実施例で更なるバードケイジ共振器又はサドルコイルシステムが端の領域に設けられ、この更なるシステムが患者の脚を囲む。また２以上の相互に部分的に重複する円筒形コイルシステムが実現可能である。
示された長方形のループに加えて楕円又は円形ループ、直交コイル又はバタフライコイルがまた表面コイルとして用いられ得る。表面コイルシステムは幾つかの異なる表面コイルの組合せからなり、この場合には例えばループ及びバタフライコイルが身体表面の概略同じ領域を覆うために一方が他方の上になるように配置される。円筒形コイルシステムの構造は示された実施例から外れる。例えばバードケイジはまた楕円形の断面を有し、及び／又は導電性の端表面及び／又は肩の開口部を設けられる。
【００１９】
重複領域の大きさの変動による減結合の適切な増強が例えば構造により可能でない場合には、付加的な表面コイルシステムと円筒形コイルシステムとの間の更なる減結合は２つのコイルシステム間に設けられた容量性ネットワークにより達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＭＲ装置のブロック図を示す。
【図２】頭部及び胸部領域に対する本発明によるＭＲ装置の実施例を示す。
【図３】図２に示されるＭＲ装置の一部分の平面図である。
【図４】本発明によるＭＲ装置の更なる実施例を示す。
【符号の説明】
１ＲＦコイルシステム
２患者
３制御ユニット
４発振器
５ＲＦ受信機
６処理ユニット
７バードケイジ共振器
８、９、１０表面コイル
１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３表面コイル
２４バードケイジ共振器
１００重複領域

Claims

円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムを含むＭＲコイルシステムを用い、ＲＦ磁界による励起後、定常で均一な磁界及び重畳傾斜磁界にさらされた検査領域からのＭＲ信号を受信するＭＲ装置であって、
円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムは、円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとを減結合させるために重複領域で重複し、当該ＭＲ装置は、円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとの間の結合量を変化させるために円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとの間の重複領域の大きさを調節する手段を含むことを特徴とするＭＲ装置。
円筒形コイルシステムは少なくともバードケイジ共振器、サドルコイルシステム、ソレノイドコイルシステム、又はループアレイコイルシステムを含むことを特徴とする請求項１記載のＭＲ装置。
表面コイルシステムは患者の体表面に少なくとも局部的に適用される少なくとも一つの表面コイルを含むことを特徴とする請求項１又は２記載のＭＲ装置。
円筒形コイルシステムは小さな隙間で患者の頭部を囲むよう構成され、表面コイルシステムは患者の胸部及び／又は首領域に適用されるよう構成されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のＭＲ装置。
重複領域の大きさを調節する手段は円筒形コイルシステムに対して表面コイルシステムの変位を可能にするレール装置を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載のＭＲ装置。
表面コイルシステムに含まれる表面コイルの寸法は変えられうることを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１項記載のＭＲ装置。
円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムを含むＭＲコイルシステムであって、円筒形コイルシステム及び表面コイルシステムは、円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとを減結合させるために重複領域で重複し、当該ＭＲコイルシステムは、円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとの間の結合量を変化させるために円筒形コイルシステムと表面コイルシステムとの間の重複領域の大きさを調節する手段を有することを特徴とするＭＲコイルシステム。