JP6163553B2 - High frequency coil and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴撮像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)技術に関わり、特に、高周波コイルの共振周波数調整技術に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) technique, and more particularly to a resonance frequency adjustment technique for a high-frequency coil.
MRI装置は、検査対象を横切る任意の断面内の核スピンに磁気共鳴を起こさせ、発生する核磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。静磁場中におかれた被検体に傾斜磁場を印加しながら高周波コイルを介して高周波磁場を照射すると、被検体内の核スピン、例えば、水素原子の核スピンが励起され、励起された核スピンが平衡状態に戻るときに核磁気共鳴信号として円偏波磁場が発生する。MRI装置では、この核磁気共鳴信号を高周波コイルで検出し、信号処理を施して生体内の水素原子核分布を画像化する。 The MRI apparatus is a medical diagnostic imaging apparatus that causes magnetic resonance to occur in a nuclear spin in an arbitrary cross section that crosses an examination target, and obtains a tomographic image in the cross section from a generated nuclear magnetic resonance signal. When a high-frequency magnetic field is irradiated through a high-frequency coil while applying a gradient magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, a nuclear spin in the subject, for example, a nuclear spin of a hydrogen atom is excited, and the excited nuclear spin When the phase returns to an equilibrium state, a circularly polarized magnetic field is generated as a nuclear magnetic resonance signal. In the MRI apparatus, this nuclear magnetic resonance signal is detected by a high-frequency coil, and signal processing is performed to image the distribution of hydrogen nuclei in the living body.
MRI装置は、静磁場を生成する磁石の形状によって、ハンバーガー型、トンネル型などと呼ばれている。この中で、トンネル型のMRI装置は、近年、高磁場化が進み、品質の高い画像を提供でき、普及が進んでいる。このトンネル型MRI装置では、高周波コイルとして、例えば、鳥かご型コイル(例えば、特許文献1参照)、コイルパターンがパイプ状のTEMコイル(例えば、非特許文献1参照)や、部分筒状型コイル(例えば、特許文献2参照)などが用いられる。 The MRI apparatus is called a hamburger type or a tunnel type depending on the shape of a magnet that generates a static magnetic field. Among these, tunnel-type MRI apparatuses have been increasing in popularity in recent years, can provide high-quality images, and have become popular. In this tunnel type MRI apparatus, as a high-frequency coil, for example, a birdcage type coil (see, for example, Patent Document 1), a TEM coil having a pipe pattern in a pipe shape (for example, see Non-Patent Document 1), a partial cylindrical type coil ( For example, Patent Document 2) is used.
トンネル型MRI装置では、被検体を配置する検査空間は、磁石の内側に配置される高周波コイルの内径により定まる。検査時の快適性を高めたり、治療機器の設置スペースを設けたりするため、検査空間はできるだけ広いことが望ましい。しかしながら、鳥かご型コイルでは、共振周波数がコイルの内径に依存するため、高磁場化に伴い設定する共振周波数が高まるにつれ、内径を大きく保ったまま高い周波数で共振するように調整することが難しくなっている。この点、TEMコイルや部分筒状型コイルは、高周波シールドとコイルパターンとの間に容量結合を生じさせて共振させるため、共振周波数がコイルの内径によらない。従って、鳥かご型コイルのような制約はない。 In the tunnel type MRI apparatus, the examination space in which the subject is arranged is determined by the inner diameter of the high frequency coil arranged inside the magnet. It is desirable that the examination space is as large as possible in order to increase the comfort during examination and to provide a space for installing treatment equipment. However, in the birdcage type coil, since the resonance frequency depends on the inner diameter of the coil, it becomes difficult to adjust the resonance frequency so that it resonates at a high frequency while keeping the inner diameter large as the resonance frequency set with increasing magnetic field increases. ing. In this respect, the TEM coil and the partial cylindrical coil are resonated by generating capacitive coupling between the high-frequency shield and the coil pattern, so that the resonance frequency does not depend on the inner diameter of the coil. Therefore, there is no restriction like a birdcage type coil.
ところで、MRI装置の高周波コイルでは、装置固有の磁場強度に応じて据付時やメンテナンス時に共振周波数の調整が必須である。コイルパターンがパイプ状のTEMコイルでは、例えば、パイプ状のコイルパターンの内部に誘電体と棒状導体を挿入して同軸線路を形成し、棒状導体を移動させて同軸線路に生じる容量を変化させたりすることにより行われる(例えば、非特許文献1参照)。また、別の容量変化の方法として、トリマコンデンサを用いる方法が容易に考えられる。 By the way, in the high frequency coil of the MRI apparatus, it is essential to adjust the resonance frequency at the time of installation or maintenance according to the magnetic field strength unique to the apparatus. In the case of a pipe-shaped TEM coil, for example, a coaxial line is formed by inserting a dielectric and a bar-shaped conductor inside the pipe-shaped coil pattern, and the capacity generated in the coaxial line is changed by moving the bar-shaped conductor. (For example, refer nonpatent literature 1). As another method for changing the capacitance, a method using a trimmer capacitor can be easily considered.
MRI装置では、十分な照射強度を得るため、高周波コイルに数kVの高電圧をかける場合がある。その際、高周波コイルに放電が生じることを避けなければならない。照射する電磁波の電力に対する耐電圧を保証するためには、容量結合を生じさせる導体間に、放電が生じる最大距離(以下、最大放電距離と呼ぶ)以上の距離を確保する必要がある。コイルパターンがパイプ状のTEMコイルの場合、その構造上、最大放電距離の三倍より大きい厚みが必要となる。 In an MRI apparatus, in order to obtain sufficient irradiation intensity, a high voltage of several kV may be applied to a high-frequency coil. At that time, it is necessary to avoid the occurrence of discharge in the high frequency coil. In order to guarantee a withstand voltage against the power of the electromagnetic wave to be irradiated, it is necessary to secure a distance greater than the maximum distance (hereinafter referred to as the maximum discharge distance) at which discharge occurs between conductors that cause capacitive coupling. When the coil pattern is a pipe-shaped TEM coil, a thickness larger than three times the maximum discharge distance is required due to its structure.
また、トリマコンデンサは、ねじを用いているため、バックラッシュが存在し、回転方向に対して容量変化のヒステリシスが生じる。そのため、容量の調整が難しい。さらに、高耐圧で可変容量の大きいトリマコンデンサは、高価でサイズも大きい。従って、絶縁を保ちつつ確保できる検査空間には限度がある。これを避けるため、トリマコンデンサをMRI装置のトンネル外部に配置すると、回路構成が複雑になり、均一な照射強度分布を実現する高周波コイルの設計に支障をきたす。 Further, since the trimmer capacitor uses a screw, there is a backlash and hysteresis of capacitance change occurs in the rotation direction. Therefore, it is difficult to adjust the capacity. Furthermore, a high-voltage trimmer capacitor having a large variable capacitance is expensive and large in size. Therefore, there is a limit to the inspection space that can be secured while maintaining insulation. In order to avoid this, if a trimmer capacitor is disposed outside the tunnel of the MRI apparatus, the circuit configuration becomes complicated, which hinders the design of a high-frequency coil that realizes a uniform irradiation intensity distribution.
このように、高周波コイルにその共振周波数を調整する機能を付加すると、その分、検査空間が犠牲になっている。 Thus, if the function of adjusting the resonance frequency is added to the high frequency coil, the inspection space is sacrificed accordingly.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、トンネル型MRI装置の高周波コイルにおいて、検査空間を犠牲にすることなく、共振周波数の調整可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of adjusting a resonance frequency without sacrificing an inspection space in a high-frequency coil of a tunnel type MRI apparatus.
本発明は、筒状の高周波シールドと、高周波シールドと中心軸を同じとする筒状の仮想面上に配置されるコイルパターンと、周波数調整部材とを備え、高周波シールドとコイルパターンとにより高周波コイルの共振周波数を決定する共振ループを形成するトンネル型MRI装置の高周波コイルを提供する。周波数調整部材は、高周波シールドとコイルパターンとの間の空間に、両者間の結合容量を調整可能に配置し、これにより共振ループの共振周波数を調整可能とする。 The present invention includes a cylindrical high-frequency shield, a coil pattern disposed on a cylindrical virtual surface having the same central axis as that of the high-frequency shield, and a frequency adjusting member. The high-frequency coil is formed by the high-frequency shield and the coil pattern. A high-frequency coil of a tunnel type MRI apparatus that forms a resonance loop for determining the resonance frequency of the MRI apparatus is provided. The frequency adjusting member is disposed in a space between the high-frequency shield and the coil pattern so that the coupling capacitance between them can be adjusted, and thereby the resonance frequency of the resonance loop can be adjusted.
また、高周波コイルが備える高周波シールドとコイルパターンとの間の空間に、当該高周波シールドと当該コイルパターンとの間の結合容量を調整可能に配置された周波数調整部材を用い、前記高周波コイルの共振周波数を調整する高周波コイルの共振周波数調整方法を提供する。 Further, a resonance frequency of the high-frequency coil is provided using a frequency adjusting member disposed in a space between the high-frequency shield and the coil pattern provided in the high-frequency coil so that the coupling capacitance between the high-frequency shield and the coil pattern can be adjusted. A method for adjusting a resonance frequency of a high frequency coil for adjusting the frequency is provided.
本発明によれば、トンネル型MRI装置において、トンネル型MRI装置の高周波コイルにおいて、検査空間を犠牲にすることなく、その共振周波数を調整可能とする。 According to the present invention, in the tunnel type MRI apparatus, the resonance frequency of the high frequency coil of the tunnel type MRI apparatus can be adjusted without sacrificing the inspection space.
<<第一の実施形態>>
以下、本発明の第一の実施形態について説明する。本発明の実施形態を説明するための全図において、特に言及しない限り、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. In all the drawings for explaining the embodiments of the present invention, the same reference numerals are given to the parts having the same functions unless otherwise specified, and the repeated explanation thereof is omitted.
<装置構成>
まず、本実施形態のMRI装置の全体構成について説明する。図1は本実施形態のMRI装置の外観図であり、図中、座標系900のz軸の方向が静磁場方向である。本実施形態のMRI装置100は、被検体101が配置される空間(以下、検査空間と呼ぶ。)に静磁場を形成する静磁場形成部110と、テーブル120とを備える。静磁場形成部110には、水平磁場方式の、例えば、超電導磁石などが用いられる。被検体101は、テーブル120に寝かせられた状態で静磁場形成部110によるトンネル内の検査空間に挿入され、撮像される。なお、以下、本明細書では、静磁場方向をz方向、テーブル120の面上において、z方向に直交する方向をx方向、テーブル面に直交する方向をy方向とする。<Device configuration>
First, the overall configuration of the MRI apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is an external view of the MRI apparatus of the present embodiment. In the drawing, the z-axis direction of the coordinate
図2は、本実施形態のMRI装置100の概略構成を示すブロック図である。図1と同じ要素は同じ符号で示す。本図において、920は、静磁場(B0)の向きを表す。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the
本実施形態のMRI装置100は、上述の静磁場形成部110およびテーブル120に加え、検査空間に、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、被検体101に送受信コイルを介して高周波磁場を送信するとともに被検体101から発生する核磁気共鳴信号を、送受信コイルを介して受信する送受信部と、傾斜磁場印加部、高周波磁場送信部および信号受信部の動作を制御する制御部と、を備える。さらに、静磁場均一度を調整するシム部を備えていてもよい。
In addition to the static magnetic
傾斜磁場印加部は、傾斜磁場コイル130および傾斜磁場電源131により構成される。傾斜磁場コイル130は、傾斜磁場電源131から供給される傾斜磁場制御電流により、傾斜磁場を検査空間に印加する。
The gradient magnetic field application unit includes a gradient
シム部は、シムコイル140およびシム電源141により構成される。シムコイル140は、シム電源141から供給されるシム制御電流により、シム磁場を検査空間に印加する。
The shim unit is configured by a
送受信部は、送受信コイル150と、送信および受信のタイミングに合わせて高周波信号のオンとオフとを切り替える送受信切換器151と、送信器152と、受信器153と、高周波信号分配・合成器154と、を備える。
The transmission / reception unit includes a transmission /
送受信コイル150は、高周波信号分配・合成器154を介して2つの送受信切換器151に接続され、送受信切換器151はそれぞれ送信器152及び受信器153に接続される。高周波磁場照射用の高周波信号は、送受信切換器151および高周波信号分配・合成器154を通じて送受信コイル150に印加され、被検体101に高周波磁場を照射される。照射された高周波磁場により被検体101から発生する核磁気共鳴信号は送受信コイル150によって検出され、検出された信号は、高周波信号分配・合成器154および送受信切換器151を通り、受信器153で信号の増幅および検波が行われる。受信器153で検波された信号はA/D変換器(不図示)を介して制御部に送信される。
The transmission /
なお、本実施形態の送受信コイル150は、高周波磁場を発生する送信用コイルと被検体101からの信号を受信する受信用コイルとを別個に設けても1つのコイルで兼用してもよい。以下、本実施形態では、1つのコイルで兼用する場合を例にあげて説明する。送受信コイル150の詳細な構成については、後述する。
In the transmission /
制御部は、計算機170およびシーケンサ160を備える。また、計算機170には、表示装置171と記憶装置172とが接続される。
The control unit includes a
計算機170は、MRI装置100全体の動作の制御を行うとともに受信した信号に対し、画像再構成などの信号処理を行う。その結果は、記憶装置172に格納され、表示装置171に表示される。動作の制御は、予め記憶装置172に保持されるパルスシーケンスに従って、シーケンサ160に指示を出すことにより行われる。また、記憶装置172には、計算機170がシーケンサ160に指示を行う際に用いる計測条件等も格納される。
The
シーケンサ160は、計算機170からの指示に従って、予め定めたタイミング、強度で各装置が動作するように各装置に指示を行う。具体的には、傾斜磁場電源131、シム電源141、送受信切換器151、受信器153及び送信器152に命令を送る。また、受信器153において検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シーケンサ160によりセットされる。
In accordance with an instruction from the
本実施形態の送受信コイル150について説明する。図3は、送受信コイル150として用いる高周波コイル200と、高周波信号分配・合成器154、送受信切換器151、送信器152、受信器153との接続関係を説明するための説明図である。高周波信号分配・合成器154は、本図に示すように、QDハイブリッド181と、2つの0−180度分配・合成回路と、を備える。2つの0−180度分配・合成回路を、それぞれ、第一の0−180度分配・合成回路(第一0−180度分配・合成回路)182および第二の0−180度分配・合成回路(第二0−180度分配・合成回路)183と呼ぶ。
The transmission /
QDハイブリッド181は、2入力・2出力の回路で、入力信号が1つの場合、当該信号を信号波形の位相差が90度となる2つの信号に分配して出力し、入力信号が2つの場合、一方の信号の位相を90度シフトさせて他方の信号と合成し、合成後の信号を出力する。また、第一0−180度分配・合成回路182および第二0−180度分配・合成回路183は、1つの高周波信号を信号波形の位相差が180度となる2つの高周波信号に分配する機能と、2つの高周波信号を一方の位相を180度シフトさせたのち合成して出力する機能と、を有する。
The QD hybrid 181 is a circuit with two inputs and two outputs. When there is one input signal, the signal is divided into two signals having a signal waveform phase difference of 90 degrees and output, and there are two input signals. The phase of one signal is shifted by 90 degrees and synthesized with the other signal, and the synthesized signal is output. Further, the first 0-180 degree distribution / synthesis circuit 182 and the second 0-180 degree distribution /
送信器152および受信器153は、それぞれ送受信切換器151を介してQDハイブリッド181に接続される。QDハイブリッド181の2つの出力は、第一0−180度分配・合成回路182と第二0−180度分配・合成回路183との入力にそれぞれ接続される。第一0−180度分配・合成回路182の2つの出力は、対向する2つの第一給電点184にそれぞれ接続される。第二0−180度分配・合成回路183の2つの出力は、2つの第一給電点184から中心軸910に対して90度の位置に配置される2つの第二給電点185にそれぞれ接続される。高周波コイル200に関しては、追って説明する。
The
送受信切換器151は、シーケンサ160からの指示の従って、オンオフ制御される。指示は、高周波信号照射時は、送信器152に接続されている送受信切換器151がオンされ、核磁気共鳴信号検出時は、受信器153に接続されている送受信切換器151がオンされるようになされる。
The transmission /
<高周波コイル>
本実施形態では、高周波コイル200の構成を工夫し、トンネル型MRI装置100において、被検体101の入る検査空間の広さを犠牲にすることなく、簡便に共振周波数を調整可能な送受信コイル150を実現する。<High frequency coil>
In the present embodiment, the configuration of the high-
本実施形態の高周波コイル200の説明に先立ち、コイルパターンがパイプ状の同軸型TEMコイルの周波数調整機能に関する構成(周波数調整部)を説明する。図4(a)は、同軸型TEMコイル800の外観図である。本図に示すように、同軸型TEMコイル800は、高周波シールド830から所定の距離をあけて、棒状導体820を内部に有するパイプ状コイルパターン810が複数配置される。
Prior to the description of the high-
図4(b)に、同軸型TEMコイル800の切断面を示す。図4(b)は、同軸型TEMコイル800の同軸線路の中心を通る断面を示す図であり、図4(a)のA−A断面図である。同軸型TEMコイル800は、トンネルの中心軸に近い方から、パイプ状コイルパターンの一部810A、棒状導体820、パイプ状コイルパターンの一部810B、高周波シールド830の順に配置される。ここで、高周波シールド830と棒状導体820は同電位である。
FIG. 4B shows a cut surface of the
上述のように、電位の異なる導体間で最大放電距離を確保しなければならない。従って、同軸型TEMコイル800では、高周波シールド830及び棒状導体820は、それぞれ、パイプ状コイルパターン810との間に最大放電距離を確保しなければならない。つまり、パイプ状コイルパターンの一部810Aと棒状導体820の間隔840A、棒状導体820とパイプ状コイルパターンの一部810Bの間隔840B、パイプ状コイルパターンの一部810Bと高周波シールド830の間隔840C、の3つの間隔は、それぞれ最大放電距離より大きな間隔を確保しなければならない。したがって、従来の同軸型TEMコイル800の厚さ(840A+840B+840C)は、最大放電距離の三倍より大きくなる。従って、同軸型TEMコイル800では、この制限を超えて検査空間を広げることができない。
As described above, a maximum discharge distance must be ensured between conductors having different potentials. Therefore, in the
次に、本実施形態で送受信コイル150として用いる高周波コイル200の詳細を説明する。
Next, details of the high-
図5(a)から図6(c)は、本実施形態の高周波コイル200の構成を説明するための図である。図5(a)は、高周波コイル200をz軸の方向から見た図であり、図5(b)は、高周波コイル200の斜視図であり、図5(c)は、高周波コイル200の一部の斜視図である。また、図6(a)および図6(c)は、高周波コイル200の一部を拡大した図である。なお、各図において、z方向は前述したとおり、静磁場920の方向である。また、煩雑さを避けるため、各図において、説明対象以外の構成は、適宜省略したり、透明化して示す。
FIG. 5A to FIG. 6C are diagrams for explaining the configuration of the high-
これらの図に示すように、高周波コイル200は、筒状の高周波シールド210と、コイルパターン220と、高周波コイル200の共振周波数を調整する周波数調整部材240と、を備え、コイルパターン220は、高周波シールド210と中心軸910を同じとする筒状の仮想面上に間隔をあけて、その中心軸910に実質的に平行に配置される複数のコイル導体230を備え、仮想面は、前記高周波シールド210の内側に配置され、周波数調整部材240は、導体および誘電体の少なくとも一方で構成され、高周波シールド210とコイルパターン220との間の空間に、高周波シールド210とコイルパターン220との間の結合容量を調整可能に配置される。被検体101は、コイルパターン220に対して中心軸910側の筒状の検査空間に入る。
As shown in these drawings, the high-
以下、本実施形態では、高周波シールド210は円筒状とし、コイル導体230が配置される仮想面は、円筒面とする。なお、図5(a)では、16個のコイル導体230を備える例を示す。しかしながら、コイル導体230の数はこれに限定されない。例えば、8本、24本などであってもよい。
Hereinafter, in the present embodiment, the high-
コイル導体230は、図5(b)に示すように、板状の導体であり、板状導体の主平面(以下、板面と呼ぶ。)が、仮想面に接するよう配置され、また、仮想面の周方向に等間隔に配置される。なお、仮想面と高周波シールド210とは、同軸の円筒形状であるため、コイルパターン220は、高周波シールド210と一定の距離を保って配置される。各コイル導体230のz方向の長さは、z方向の感度領域の設計により定まる。ただし、高周波シールド210のz方向の長さより短くする。両者のz方向の長さの差は、少なくとも後述する周波数調整部材240のz方向の長さとする。
As shown in FIG. 5B, the
また、図5(a)および図5(c)に示すように、各コイル導体230は、第一キャパシタ250を介して高周波シールド210に接続される。第一キャパシタ250は、コイル導体230のz方向の端部よりも内側に2つ配置される。コイル導体230と高周波シールドと2つの第一キャパシタとにより、共振ループ260が形成される。
Further, as shown in FIGS. 5A and 5C, each
第一キャパシタ250の値は、高周波コイル200がMRI装置100の共鳴周波数と同じ周波数で共振するよう調整される。ここでは、共振ループ260が持つインダクタンスは省略している。また、本実施形態では、第一キャパシタ250は、後述する周波数調整部材240の、z方向の長さより大きい、所定の距離だけ、コイル導体230の端部より内側に配置される。
The value of the
図5(c)、図6(a)および図6(c)では、周波数調整部材240にハッチングを施して示す。周波数調整部材240は、図5(c)に示すように、高周波シールド210とコイル導体230との間の空間に配置される。
In FIG. 5C, FIG. 6A, and FIG. 6C, the
本実施形態では、この周波数調整部材240を移動させることにより、共振ループ260の共振周波数を調整する。すなわち、周波数調整部材240は、高周波シールド210およびコイルパターン220(コイル導体230)の、少なくとも一方との相体位置を変化可能に配置される。このため、周波数調整部材240は、移動させやすい位置、例えば、図6(a)に示すように、コイル導体230のz方向の端部に配置される。ここでは、各コイル導体230に対して一つずつ配置される場合を例示する。ただし、周波数調整部材240は、全てのコイル導体230に対して配置されていなくてもよい。なお、図6(a)は、共振ループ260を、中心軸910と第一キャパシタ250を通る断面で見た図であり、着目する共振ループ260においてはx方向からの描写となる。
In the present embodiment, the resonance frequency of the
図6(b)は、周波数調整部材240の立体描写である。周波数調整部材240は、上述のように導体および誘電体の少なくとも一方で構成される。ここでは、導体で構成する場合を例示する。その形状は、図6(b)に描写されているような部分円筒状である。
FIG. 6B is a three-dimensional depiction of the
周波数調整部材240は、その外径が高周波シールド210の内径と等しく、内径が、コイル導体が配置される仮想面の径より大きい、高周波シールド210および仮想面と同軸の中空円筒を、所定の中心角で中心軸910に平行に切り出し、中心軸910方向に所定の長さに切断した形状を有する。切出し時の中心角は、隣り合うコイル導体230に配置される周波数調整部材240が干渉せず、かつ、所望の可変容量を実現可能な角度とする。
The
また、本実施形態では、周波数調整部材240は、図6(c)に示すように、高周波シールド210の内側の面と接するように配置される。これにより、周波数調整部材240は、高周波シールド210と低抵抗に接続され、コイルパターン220(コイル導体230)とは、容量結合するよう配置される。従って、周波数調整部材240を切り出す中空円筒の内径と、仮想面の径との差は、最大放電距離以上とする。
In the present embodiment, the
なお、周波数調整部材240の容量結合先は、コイルパターン220(コイル導体230)に限らない。高周波シールド210と容量結合してもよい。すなわち、本実施形態の周波数調整部材240は、高周波シールド210およびコイルパターン220(コイル導体230)のいずれか一方と低抵抗に接続され、他方とは容量結合するよう配置されればよい。
The capacitive coupling destination of the
なお、周波数調整部材240が、コイル導体230と低抵抗に接続される場合、周波数調整部材240は、その外径が高周波シールド210の内径より所定量小さく、内径がコイル導体230が配置される仮想面と等しい、高周波シールド210および仮想面と同軸の中空円筒を切り出して作成する。
When the
<周波数調整手法>
次に、本実施形態の周波数調整部材240による、高周波コイル200の周波数調整手法を説明する。<Frequency adjustment method>
Next, the frequency adjustment method of the
本実施形態における高周波コイル200は、コイル導体230と同数の共振ループ260から構成される。例えば、図5(a)の例では、16個の共振ループ260から構成される。そして、それぞれの共振ループ260は、高周波シールド210を介して接続されている。このため、共振ループ260の少なくとも1つの共振周波数を変化させることにより、高周波コイル200の共振周波数を調整することができる。それぞれの共振ループ260の共振周波数fRは、共振ループ260のインダクタンスLおよびキャパシタンスCを用いて以下の式(1)によって表される。
周波数調整部材240とコイル導体230との間に生じる結合容量をCfとする。共振ループ260は、第一キャパシタ250と結合容量Cfが並列に接続される並列共振回路であるため、結合容量Cfは、式(1)におけるキャパシタンスCに加算的に寄与する。A coupling capacitance generated between the
一般に、平行平板コンデンサ(キャパシタ)の電気容量Cppは、以下の式(2)によって表される。
Cpp=ε×Spp/dpp ・・・(2)
ここで、Sppは極板の面積、dppは極板間の距離、εは極板間に充填されている物質の誘電率である。式(2)より、キャパシタの電気容量は、キャパシタを構成する極板の面積、距離、極板間の物質の誘電率などの変化により変化する。In general, the capacitance C pp of a parallel plate capacitor (capacitor) is expressed by the following equation (2).
C pp = ε × S pp / d pp (2)
Here, S pp is the area of the electrode plates, d pp is the distance between the electrode plates, and ε is the dielectric constant of the material filled between the electrode plates. From equation (2), the capacitance of the capacitor changes due to changes in the area and distance of the electrode plates constituting the capacitor, the dielectric constant of the substance between the electrode plates, and the like.
本実施形態では、周波数調整部材240とコイル導体230が重なり合う面積S(以後、重なり面積と呼ぶ)を変化させることにより、周波数調整部材240とコイル導体230との間の結合容量を変化させ、共振ループ260の共振周波数を変化させる。面積Sは、図6(a)に示すように、周波数調整部材240を、高周波シールド210の内側の面に接するよう配置された状態で、z方向に移動させることにより、変化させる。
In the present embodiment, by changing the area S (hereinafter referred to as the overlapping area) where the
図7(a)から図7(d)は、中心軸910方向からコイルパターン220(コイル導体230)および周波数調整部材240を見た図である。ここで、図5(a)に示す、着目した周波数調整部材240については、y方向からの描写となる。ここでは、コイルパターン220を構成する、1つのコイル導体230と周波数調整部材240の内円筒面のみを描写する。
FIGS. 7A to 7D are views of the coil pattern 220 (coil conductor 230) and the
周波数調整部材240を、高周波シールド210と物理的接触を保ちながらz方向に移動させることにより、コイル導体230との重なり面積が変化する。これにより、結合容量Cfが変化し、これに伴い、式(1)の共振ループ260の共振周波数fRも変化する。従って、周波数調整部材240を移動させることにより、共振ループ260の共振周波数fRを調整できる。その結果、共振ループ260で構成される高周波コイル200の共振周波数を調整できる。By moving the
図8は、周波数調整部材240の位置zRに対する共振ループ260の共振周波数fRの変化を示すグラフ710である。グラフ710において、(a)から(d)は、それぞれ図7(a)から図7(d)の周波数調整部材240の位置に対応する。なお、位置zRは、コイルパターン220(コイル導体230)の図7(a)における右側の端部位置を基準とした、周波数調整部材240の図7(a)から図7(d)それぞれにおける右側の端部の位置である。FIG. 8 is a
周波数調整部材240とコイルパターン220(コイル導体230)との結合容量は、厳密にはそれらの重なり面積のみで決まるものではない。例えば、図7(c)および図7(d)に示すように、両者に重なり面積が0である場合であっても、周波数調整部材240とコイルパターン220との距離によって少なからず容量結合が生じ、かつ、両者間の距離により、その結合容量は変化する。しかしながら、本実施形態のように重なり面積が容量Cfに支配的であるとき、図8のグラフ710に示すように、重なりが生じている間、急激に共振周波数fRは変化する。Strictly speaking, the coupling capacitance between the
ここで、共振ループ260の共振周波数の変化を計算したシミュレーション結果を示す。簡単のために、一つの共振ループ260にのみに着目し、周波数調整部材240として、容量Cfのコンデンサを挿入する状態および挿入しない状態とにおいて、その共振周波数を比較する。Here, a simulation result of calculating a change in the resonance frequency of the
計算に用いたモデルは以下の通りである。共振ループ260は、長辺500mm、短辺10mmの長方形ループとし、長辺を構成するコイル導体230の幅は50mmとした。また、コイル導体230と高周波シールド210とを接続する2つの第一キャパシタ250の容量を27pFとする。第一キャパシタ250は、この共振ループ260の二つの短辺にそれぞれ配置される。また、挿入する容量Cfのコンデンサは、50mm四方で極板間に空気層が3mmある平行平板コンデンサとする。The model used for the calculation is as follows. The
このような共振ループ260では、容量Cfのコンデンサを挿入しない状態では、周波数131MHzにインピーダンスピークが存在した。一方、容量Cfのコンデンサを挿入すると、式(2)より、容量Cfは7.38pFとなる。この容量Cfを、一方の短辺に並列に加える。これにより、共振ループ260では、短辺の一方に27pF、もう一方に34.38pFの容量を配置したことになる。この状態で、共振ループ260には、周波数124MHzにインピーダンスピークが存在した。In such
以上により、周波数調整部材240を挿入することにより、共振ループ260の共振周波数が小さくなることが示された。
From the above, it was shown that the resonance frequency of the
なお、本実施形態では、高周波コイル200の製造時、MRI装置100への取り付け時、MRI装置100のサイトへの取り付け時、メンテナンス時などに、上記周波数調整部材240により、高周波コイル200の共振周波数の調整を行う。
In the present embodiment, when the
以上説明したように、本実施形態の高周波コイル200は、筒状の高周波シールド210と、コイルパターン220と、周波数調整部材240と、を備え、前記コイルパターン220は、前記高周波シールド210と中心軸を同じとする筒状の仮想面上に間隔をあけて前記中心軸に平行に配置される複数のコイル導体230を備え、前記仮想面は、前記高周波シールドの内側に配置され、前記周波数調整部材240は、導体および誘電体の少なくとも一方で構成され、前記高周波シールド210と前記コイルパターン220との間の空間に、当該高周波シールド210と当該コイルパターン220との間の結合容量を調整可能に配置される。
As described above, the high-
このように、本実施形態の高周波コイル200は、その共振周波数を調整する周波数調整部材240が、高周波シールド210とコイルパターン220(コイル導体230)との間に配置される。従って、周波数調整部材240により、検査空間が圧迫されることがない。
Thus, in the
また、前記コイル導体230は、板状導体であり、前記板状導体は、前記板面が前記仮想面に接するよう配置される。このように、本実施形態によれば、コイルパターン220を構成する各コイル導体230を板状にすることで周波数調整部材240との結合容量が大きくなり、高周波コイル200の共振周波数の調整幅が大きくとれる。
The
前記周波数調整部材240は、前記高周波シールド210および前記コイルパターン220の少なくとも一方との相対位置を変化可能に配置され、相対位置を変更することにより、前記コイル導体230と重なり合う面積を変更可能に配置されてもよい。このため、本実施形態の高周波コイル200では、周波数調整部材240を、重なり面積が変化するよう移動させるだけで、その共振周波数を調整できる。
The
また、このとき、本実施形態の高周波コイル200では、前記周波数調整部材240は、前記高周波シールド210および前記コイルパターン220のいずれか一方と低抵抗に接続され、他方とは容量結合するよう配置されてもよい。
Further, at this time, in the high-
従って、本実施形態の高周波コイル200は、容量結合する高周波シールド210および前記コイルパターン220のいずれかとの間で、最大放電距離が確保できればよい。すなわち、本実施形態の高周波コイル200では、コイルパターン220と、高周波シールド210との間の距離を広げることなく、その間の空間を用いて、簡易な手法で周波数を調整することができる。このため、コイルパターンの内部に周波数調整部材を設ける従来の同軸型TEMコイルに比較して、高周波コイル200の外径と内径との間の距離を短くできる。従って、本実施形態の高周波コイル200は、従来の同軸型TEMコイルに比べて、内径の大きい高周波コイルとなり、その分、広い検査空間を確保できる。
Therefore, the high-
また、前記高周波シールド210と前記コイルパターン220とは、少なくとも二つの第一キャパシタ250を介して接続され、前記第一キャパシタ250は、それぞれ、前記板状導体の中心軸方向の端部から、所定の距離だけ内側に配置され、前記周波数調整部材240は、前記第一キャパシタ250の配置位置より前記中心軸方向の外側で前記相対位置を変化させてもよい。
The high-
このように、本実施形態の高周波コイル200では、第一キャパシタ250が、コイルパターン220の端部より、少なくとも周波数調整部材240のz方向の長さ以上、内側に接続される。このため、コイルパターン220の幅が複数の第一キャパシタ250の接続で占有される場合でも、その接続位置から端部までの間で、周波数調整部材240を移動させ、共振ループ260の共振周波数を調整することができる。従って、共振周波数の調整は容易であるし、また、高周波コイル200の設計の制約も少ない。
As described above, in the high-
また、共振周波数の調整を周波数調整部材240の移動により行うため、周波数調整部材240とコイルパターン220との距離を選ぶことにより、周波数調整部材240の挿入距離に対する容量の変化率を調整することができる。この点からも、調整は容易といえる。
Further, since the resonance frequency is adjusted by moving the
また、上述のように、本実施形態では、周波数調整部材240による結合容量の調整は、周波数調整部材240とコイル導体230との重なり面積を変化させることにより行う。重なり面積は、周波数調整部材240をz方向へ移動させることにより変化させる。この際、周波数調整部材240は、高周波シールド210と物理的接触を保ちながら移動させる。従って、本実施形態では、容量調整時、周波数調整部材240とコイルパターン220との距離は一定となり、その間の空気層の厚みは維持される。従って、本実施形態の高周波コイル200では、周波数調整時に耐電圧に変化はない。
Further, as described above, in the present embodiment, the coupling capacitance is adjusted by the
例えば、絶縁破壊電圧を2.9kV/mmとすると、空気層が3mmあれば、絶縁破壊電圧は8.7kVとなる。すなわち、コイル導体230と周波数調整部材240との間に少なくとも3mmの空間を設けることにより、本実施形態の周波数調整部材240は、一般的なトリマコンデンサ(例えば、7kV程度)よりも省スペースで高耐圧な可変コンデンサを実現する。なお、2.9kV/mmは、MRI装置で主たる撮像核種である水素の共振周波数にあたる127MHzの、平行平板に挟まれた空気層の絶縁破壊電圧である。
For example, when the dielectric breakdown voltage is 2.9 kV / mm, the dielectric breakdown voltage is 8.7 kV if the air layer is 3 mm. That is, by providing a space of at least 3 mm between the
以上説明したように、本実施形態の高周波コイル200は、検査空間を犠牲にすることなく簡易な構成で共振周波数を調整できる。このため、据え付け時、メンテナン時、また、近傍に他にMRI装置が配置されているといった、据え付け環境に応じた調整など、いずれも簡便に行うことができる。
As described above, the
トンネル型MRI装置では、トンネル径が小さいと、その内部の検査空間も狭くなり、被検体となる患者に大きなストレスを与えることがある。特に、太った人や閉所恐怖症の人には大きなストレスとなっている。また、関節を曲げた状態での撮影や、肩や肘を磁場中心とする撮影においても窮屈な姿勢を強いることがある。しかしながら、本実施形態によれば、従来に比べて広い検査空間を確保できる高周波コイルを提供できる。従って、これらの患者に与えるストレスを低減できる。 In a tunnel type MRI apparatus, if the tunnel diameter is small, the examination space inside the tunnel MRI apparatus is also narrowed, which may give a great stress to a patient as a subject. It is particularly stressful for fat people and those with claustrophobia. In addition, a tight posture may be imposed even when photographing with the joint bent or photographing with the shoulder or elbow as the center of the magnetic field. However, according to the present embodiment, it is possible to provide a high-frequency coil that can ensure a wider inspection space than in the past. Therefore, the stress given to these patients can be reduced.
さらに、本実施形態によれば、広い検査空間を提供できるため、MRI装置内部に治療機器を設置するスペースを確保できる。従って、造影剤インジェクタ機器や非磁性の治療機器を設置し、精密診断や治療を行うことが容易になる。 Furthermore, according to the present embodiment, since a wide examination space can be provided, it is possible to secure a space for installing a treatment device inside the MRI apparatus. Therefore, it becomes easy to install a contrast agent injector device and a non-magnetic treatment device to perform precise diagnosis and treatment.
また、本実施形態の高周波コイルは、トリマコンデンサを用いずに、共振周波数の調整が可能である。そして、共振周波数の調整に用いる周波数調整部材240の位置調整にねじを用いていない。このため、トリマコンデンサを用いて調整する場合と異なり、検査空間が狭くなったり、設計が困難になったり、容量変化のヒステリシスを考慮した複雑な調整が必要になったりすることがない。
Further, the high frequency coil of this embodiment can adjust the resonance frequency without using a trimmer capacitor. And the screw is not used for position adjustment of the
また、本実施形態では、周波数調整部材240とコイル導体230との重なり面積を変化させ、両者間の結合容量を変化させ、高周波コイル200の共振周波数を調整する。両者間の結合容量の変化は、重なり面積の変化量に依存する。また、重なり面積の変化量は、周波数調整部材240のコイル導体230に面する面積に依存する。本実施形態の周波数調整部材240は、上記構成を有するため、周波数調整部材240のその面積を、検査空間を狭めることなく変化させることができる。したがって、本実施形態によれば、耐電圧や検査空間の広さを保ったまま、共振周波数の調整範囲も簡単に変化させることができる。
Further, in this embodiment, the overlapping area of the
<移動方向の変形例>
なお、周波数調整部材240の移動方向はz方向に限定されない。高周波シールド210との物理的接触を保ったまま、コイル導体230との重なり合う面積を変更可能であれば、いずれの方向に移動してもよい。例えば、図9に示すように、z方向とは垂直方向、すなわち、高周波コイル200の周方向(ここで着目した共振ループ260においてはx方向)であってもよい。この場合、コイル導体230間を利用し、周波数調整部材240を移動させることにより、コイル導体230と周波数調整部材240との重なる面積を変化させる。<Modification of moving direction>
The moving direction of the
なお、本実施形態においては、周波数調整部材240の外径は、高周波シールド210の内径と等しく構成されているため、周波数調整部材240は高周波シールド210との物理的接触を保ったまま周方向に移動することができる。また、コイルパターン220と同軸の中空円筒を切り出したものであるため、周波数調整部材240が高周波シールド210と接触を保ったまま、いずれの方向に移動してもコイルパターン220と周波数調整部材240との垂直距離は一定となる。従って、耐電圧および検査空間の広さは保たれる。
In the present embodiment, since the outer diameter of the
<周波数調整部材の構成、形状の変形例>
なお、本実施形態では、周波数調整部材240が、均一(solid)な導体により構成されている場合を例にあげて説明したが、周波数調整部材240の素材、構成はこれに限定されない。<Configuration of frequency adjusting member, modification of shape>
In the present embodiment, the case where the
例えば、周波数調整部材240を構成する導体の中身は空洞であってもよい。また、内円筒面と外円筒面が接続されており、形状を保つことができれば、内円筒面と外円筒面を支える四面を省いてもよい。例えば、内円筒面と外円筒面の中心に太い柱1本でI字型に接続していてもよい。また、形状整形のしやすい材料、例えばエポキシ樹脂、によって周波数調整部材240の形状を作り、その周りを薄い導体、例えば銅テープ、によって覆ってもよい。このように構成することで、周波数調整部材240は、上記実施形態で説明した効果を失うことなく、安価に作製できる。
For example, the content of the conductor constituting the
また、本実施形態の周波数調整部材240は、中空円筒を、コイル導体230所定の中心角で切出し、所定の長さに切り取って作成しているが、この手法により得られる形状に限定されない。
Further, the
たとえば、上記実施形態では、切出し時の中心角は、隣り合うコイル導体230に配置される周波数調整部材240が干渉しないよう決定されているが、切り出す中心角をより大きくし、隣り合う周波数調整部材240を連結させてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the center angle at the time of cutting is determined so that the
また、中空円筒は、円筒の中心軸910と平行に切り出さなくてもよい。例えば、内円筒面の投影面が三角形となるように切り出してもよい。このように構成することにより、z方向の移動距離に対する結合容量の変化量を大きくすることができる。
Further, the hollow cylinder may not be cut out in parallel with the
また、上記実施形態では、周波数調整部材240の高さは一定としているが、高さを変化させてもよい。調整時に周波数調整部材240を移動する方向に高さの変化をもたせることにより、移動量に対する結合容量の変化量を変化させることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the height of the
なお、高さに変化を持たせる場合であっても、周波数調整部材240とコイルパターン220(コイル導体230)との間に少なくとも最大放電距離だけの間隔は確保する。
Even when the height is changed, an interval of at least the maximum discharge distance is secured between the
さらに、周波数調整部材240の形状は、部分円筒状でなくてもよい。例えば、直方体であっても、高周波シールド210と一部が物理的に接触し、コイルパターン220(コイル導体230)と放電しない距離で必要な容量を形成すればよい。
Furthermore, the shape of the
<周波数調整部材の素材の変形例>
上記実施形態では、周波数調整部材240は、導体で作成されている場合を例にあげて説明したが、素材は導体に限定されない。例えば、誘電体で構成されていてもよい。この場合の周波数調整部材241の例を図10に示す。なお、形状は、上記実施形態の周波数調整部材240と同じとする。用いる誘電体は、例えば、誘電率が空気よりも大きいもの、例えばフッ素樹脂などとする。<Modification of material of frequency adjustment member>
In the above embodiment, the
前記周波数調整部材241は、誘電体を含み、当該誘電体による高周波シールド210とコイルパターン220との間の誘電率を変化可能に構成されていてもよい。この場合、コイル導体230と高周波シールド210との間への、周波数調整部材241の挿入量を変化させることにより、両者間の結合容量を変化させる。これは、上記式(2)において、誘電率εを変化させることに相当する。これにより、共振ループ260の共振周波数が変化し、高周波コイル200の共振周波数が変化する。
The
周波数調整部材241の挿入量の変化のさせ方は、上記実施形態と同様とする。すなわち、高周波シールド210またはコイル導体230のいずれかと物理的接触を保った状態で、コイル導体230との重なりあう面積を変化させるよう、周波数調整部材241を移動させる。
The method of changing the amount of insertion of the
本変形例によれば、周波数調整部材241に導体を含まないため、導体で構成される周波数調整部材240により得られる効果に加え、コイルパターン220(コイル導体230)と高周波シールド210とがショートする危険性を排除できる。従って、周波数調整部材241と、コイルパターン220および高周波シールド210のいずれかとの間を、最大放電距離だけ離さなくてもよく、より、広い検査空間を確保可能となる。
According to this modification, since the
なお、本変形例では、誘電体にフッ素樹脂を用いていたが、これに限定されない。任意の素材の誘電体を用いることができる。周波数調整部材241に用いる誘電体の誘電率により、重なりあう面積を変えることによる結合容量の変化率を変更できる。従って、実現したい変化範囲に応じて、素材を選択する。
In this modification, a fluororesin is used as the dielectric, but the present invention is not limited to this. Any dielectric material can be used. Depending on the dielectric constant of the dielectric used for the
なお、周波数調整部材241の形状は周波数調整部材240と同様の形状としたが、その形状はそれに限らない。周波数調整部材241の挿入による可変容量が所望の周波数変化を及ぼし、コイルパターン220と高周波シールド210の間に納まるのであれば、周波数調整部材241はどんな形状であってもよい。コイルパターン220と高周波シールド210の両方と接触していてもよい。
The
また、周波数調整部材241を誘電体で構成する場合、コイルパターン220と高周波シールドとの間の結合容量を変化させる際、周波数調整部材241を移動させず、異なる誘電率の素材で作成された周波数調整部材241に置き換えることにより、両者間の誘電率を変化させてもよい。
In addition, when the
また、周波数調整部材は、誘電体と導体とを組み合わせたものであってもよい。この場合の周波数調整部材242の例を図11(a)〜図11(d)に示す。
Further, the frequency adjusting member may be a combination of a dielectric and a conductor. Examples of the
周波数調整部材242は、導体部242Aと誘電体部242Bとから構成されている。周波数調整部材242全体の形状は、上記実施形態の周波数調整部材240と同様とする。ただし、周波数調整部材242を切り出す中空円筒の内径は、コイル導体230が配置される仮想面と同じとする。すなわち、周波数調整部材242は、高周波シールド210とコイルパターン220間を埋めるよう、配置される。
The
そして、図11(a)〜図11(d)に示すように、周波数調整部材242は多層構造を有し、導体部242Aの層と誘電体部242Bの層との数(割合い)、配置順を変更する。
11A to 11D, the
図11(a)および図11(b)は、コイルパターン220側に誘電体部242Bが配置され、周波数調整部材242とコイルパターン220(コイル導体230)との間で容量結合させる例である。また、図11(c)は、高周波シールド210側に誘電体部242Bが配置され、高周波シールド210と周波数調整部材242との間で容量結合させる例である。
FIG. 11A and FIG. 11B are examples in which the
また、図11(d)は、コイルパターン220と高周波シールド210との両側に誘電体部242Bを配置する例である。この場合、周波数調整部材242は、コイルパターン220(コイル導体230)と高周波シールド210との両方と容量結合する。このように構成することにより、結合容量にかかる電圧を分散させ、放電のリスクを下げることができる。
FIG. 11D shows an example in which
数および配置の変更は、周波数調整部材242の導体部242Aと、コイルパターン220との間の(中心軸方向の)距離を変化させるとともに、両者間の誘電体量を変化させることを意味する。すなわち、この変更は、上記式(2)の誘電率εの変更および距離dppの変更に相当する。これにより、両者間に生じる結合容量が変化する。その容量変化によって、共振ループ260の共振周波数が変化し、高周波コイル200の共振周波数を調整することができる。The change in the number and arrangement means that the distance between the
なお、このとき、さらに、周波数調整部材242の誘電体部242Bを、誘電率の異なる誘電体に差し替えることで結合容量を変化させてもよい。
At this time, the coupling capacitance may be changed by replacing the
本変形例によれば、多層構造を有する周波数調整部材242の、層構成を変化させることにより、高周波コイル200の共振周波数を調整する。従って、周波数調整部材242を移動させるスペースが不要である。従って、周波数調整部材242の移動スペースが限られ、重なり合う面積を変化させることが難しい場合であっても、検査空間の広さを犠牲にすることなく、簡易に、高周波コイル200の共振周波数を調整できる。
According to this modification, the resonance frequency of the high-
また、周波数調整部材242の誘電体部242Bとして、空気層よりも耐電圧の大きな誘電体、例えばフッ素樹脂、を用いることで、高周波シールド210とコイルパターン220との間の耐電圧を大きくすることができる。耐電圧が大きくなると、最大放電距離は小さくなるため、この周波数調整部材242によれば、さらに高周波コイル200の厚みを薄くでき、検査空間を大きくすることができる。
Further, by using a dielectric having a higher withstand voltage than the air layer, for example, a fluororesin, as the
<周波数調整部材接続の変形例>
また、上記実施形態では、周波数調整部材240は、高周波シールド210またはコイルパターン220の少なくとも一方に低抵抗に接続されるよう構成されているが、この構成に限定されない。この場合の構成例を図12に示す。<Modification of frequency adjustment member connection>
Moreover, in the said embodiment, although the
本変形例では、本図に示すように、周波数調整部材243は、部材部243Aとフレキシブル導体部243Bとにより構成される。部材部243Aの、コイルパターン220に対する面は、周波数調整部材240のそれと同様とする。フレキシブル導体部243Bは、部材部243Aと高周波シールド210とに、それぞれ、はんだで接合される。このとき、部材部243Aは、コイルパターン220との垂直距離を保ったまま、z方向に移動可能なように構成される。なお、フレキシブル導体部243Bは、例えば銅線により構成される。z方向の移動に対して部材部243Aと高周波シールド210との導通を保つ。
In the present modification, as shown in the drawing, the
この周波数調整部材243は、コイルパターン220と対する面が、高周波シールド210と導通されている。このため、周波数調整部材240と同様に機能する。ここで、周波数調整部材243の部材部243Aと高周波シールド210は同電位のため、最大放電距離を離す必要はない。
The
本変形例によれば、物理的接触よりも確実に接続することができるため、周波数調整部材240がもたらす効果に加え、接触不良や接触抵抗の変化を防ぐことができる。
According to this modification, since the connection can be made more securely than physical contact, in addition to the effects brought about by the
なお、全てのコイル導体230に対して配置される周波数調整部材240が同じ形状、素材、構成でなくてもよい。上記実施形態で説明した形状、および、各変形例で説明したいずれの形状、素材、構成であってもよい。
In addition, the
<第一キャパシタの変形例>
なお、本実施形態において、第一キャパシタ250は、周波数調整部材240の移動空間を確保するため、コイルパターン220(コイル導体230)の端部より内側で接続されているが、この構成に限定されない。<Modification of the first capacitor>
In the present embodiment, the
例えば、第一キャパシタ250の接続位置は、コイル導体230の幅全てを占有せず、周波数調整部材240の幅が確保できる限り、コイル導体230の端部であってもよい。これにより、高周波コイル200製造の自由度が増大する。
For example, the connection position of the
なお、本実施形態において、第一キャパシタ250の数は二つとしたが、その数は二つに限定されない。共振ループ260の共振周波数を所望の値に調整することができればよい。そのため、周波数調整部材240によって必要な容量を提供することができれば、第一キャパシタ250はなくてもよい。また、第一キャパシタ250を用いずに、コイルパターン220(コイル導体230)と高周波シールド210の間を誘電体で満たし、容量結合を生じさせてもよい。
In the present embodiment, the number of the
<コイルパターン形状の変形例>
また、上記実施形態では、コイルパターン220を構成する複数のコイル導体230が、高周波シールド210と同軸の円筒形状を有する仮想面上に配置される場合を例にあげて説明したが、仮想面の形状はこれに限定されない。例えば、楕円筒形状であってもよい。<Modification of coil pattern shape>
In the above-described embodiment, the case where the plurality of
この場合の高周波コイル204の高周波シールド210、コイルパターン224、第一キャパシタ250、および被検体101の配置を図13に示す。なお、本変形例においても、周波数調整部材244は、コイルパターン224を構成する複数のコイル導体234の少なくとも1つに対して備えられる。ここでは、煩雑さを避けるため、周波数調整部材244は記載していない。
FIG. 13 shows the arrangement of the high-
高周波シールド210は、円筒形状であり、上記実施形態と同様とする。コイルパターン224は、高周波シールド210と中心軸910を同じとし、長軸がx方向、短軸がy方向の仮想楕円筒面上に、間隔をあけて配置される複数のコイル導体234を備える。コイル導体234は、上記実施形態同様、中心軸910方向に実質的に平行に配置される。z方向の長さも上記実施形態と同様とする。
The high-
第一キャパシタ250は、上記実施形態同様、コイル導体234の端部から所定距離だけ内側で、高周波シールド210とコイルパターン224との間を接続するよう配置される。
The
この変形例の周波数調整部材244を図14に示す。コイルパターン224の形状変化に伴い、周波数調整部材244の形状も変化する。すなわち、この変形例の周波数調整部材244は、その外面が高周波シールド210の内径と等しい外径を有する円筒面状で、内面が、コイル導体234が配置される仮想面と同距離を保つ中空筒を、所定の中心角で切りだし、中心軸910の方向に所定の長さに切断した形状を有する。
A
なお、この場合、上記実施形態同様、周波数調整部材244の素材は、導体のみ、導体中空、誘電体、導体と誘電体との組み合わせであってもよい。
In this case, the material of the
また、共振ループ264の共振周波数は、この周波数調整部材244を、上記実施形態同様、z方向に移動させる、誘電体量を変化させる、誘電率を変える、といった手法で変化させる。
Further, the resonance frequency of the
なお、本変形例においても、z方向以外に方向に周波数調整部材244を移動させ、周波数調整部材244とコイル導体234との重なり合う面積を変化させてもよい。すなわち、本変形例の場合、周波数調整部材244をz方向に移動しても、コイルパターン224との距離は変わらない。従って、この移動によって、コイルパターン224との重なり面積を変化させることで、コイルパターン224との結合容量を変化させることができる。
Also in this modification, the
ただし、本変形例の場合、z方向以外に周波数調整部材244を移動させると、移動により、周波数調整部材244とコイルパターン224との距離が変化する。
However, in the case of this modification, when the
図15に、一例として、周波数調整部材244を、高周波シールド210の周方向に移動する場合を示す。図中実線で示す移動前の周波数調整部材244Aを、楕円の短軸側に向かって周方向に移動する。移動後の周波数調整部材244Bは、点線で示す。本図に示すように、移動後の周波数調整部材244Bとコイルパターン224(コイル導体234)との距離は、移動前の周波数調整部材244Aとコイルパターン224(コイル導体234)の距離と比較して大きくなる。そのため、本変形例の場合は、周波数調整部材244を楕円の短軸側に向かって周方向に移動することにより、結合容量を小さくすることができる。従って、コイル導体230が円筒状の仮想面上に配置されている場合に比べ、調整の自由度が増え、より効率的に結合容量を変化させることができる。周波数調整部材244とコイルパターン224(コイル導体234)の距離と楕円の曲率によっては、周波数調整部材244をz方向に移動すると粗調整、周方向に移動すると微調整とすることもできる。
FIG. 15 shows a case where the
一方、周波数調整部材244を周方向に長軸側に移動させる場合は、コイルパターン224(コイル導体234)との距離が小さくなる。このため、周波数調整部材244とコイルパターン224(コイル導体234)との距離が、最大放電距離以下とならないように、長軸側にはストッパー274などを設ける。これにより、放電が生じることを防ぐ。
On the other hand, when the
以上説明したように、コイル導体234が配置される仮想面の形状が楕円筒状であっても、それに合わせて周波数調整部材244の形状を変化させることにより、高周波コイル200の場合同様、高周波コイル204の共振周波数を変化させることができる。従って、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, even if the shape of the virtual surface on which the
さらに、コイル導体234が配置される仮想面の形状が楕円筒状の場合、図13に示すように、被検体101の入る検査空間も楕円筒形状となる。特に、水平方向に長軸を持つ楕円筒形状とすると、検査空間の形状が被検体101の断面形状と類似し、被検体101に開放性と快適性をもたらす。このため、本変形例では高周波コイル200が有する効果に加え、被検体101にとって、さらに快適な検査空間を提供できる。
Furthermore, when the shape of the virtual surface on which the
さらに、本変形例の高周波コイル204では、周波数調整部材244を周方向に移動する場合、周波数調整部材244とコイルパターン224(コイル導体234)との間の距離にも変化が生じるため、より効率的に結合容量を変化させることができる。
Furthermore, in the high-
なお、本変形例においても、各周波数調整部材244の形状は、上記実施形態同様、近接する導体との間の距離が最大放電距離以上を保てればよく、上記形状に限定されない。大きさも、所望の範囲の容量調整が可能であればよい。また、各コイル導体234に設けられる周波数調整部材244毎に、その形状は異なっていてもよい。
In the present modification as well, the shape of each
<<第二の実施形態>>
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態の高周波コイルは、送受信コイルが独立に振幅と位相を制御できる複数のチャンネルを備える。<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The high-frequency coil of this embodiment includes a plurality of channels in which the transmission / reception coil can independently control the amplitude and phase.
本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。ただし、高周波コイルの構成が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。なお、本実施形態においても、水平磁場方式の静磁場形成部110が発生する静磁場920の向きは座標系900のz方向とする。また、以下、本実施形態では、送受信コイルが4つのチャンネル(4ch)を備える場合を例にあげて説明する。チャンネル数は4チャンネルに限定されない。例えば、8チャンネルであってもよい。
The MRI apparatus of the present embodiment has basically the same configuration as the
<装置構成>
図16は、本実施形態のMRI装置105の概略構成を示すブロック図である。本実施形態のMRI装置105は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。ただし、送受信コイル150として用いられる本実施形態の高周波コイル205が4つのチャンネルを有し、それぞれのチャンネルを独立に駆動するため、送受信切換器151、送信器152、および受信器153に代わりに、それぞれ、4ch送受信切換器155、4ch送信器156、および4ch受信器157を備える。なお、高周波信号分配・合成器154は備えない。<Device configuration>
FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of the
図17は、送受信コイル150として用いる、本実施形態の高周波コイル205と、4ch送受信切換器155、4ch送信器156、および4ch受信器157との接続関係を説明するための説明図である。本実施形態の高周波コイル205は、それぞれ独立して高周波信号を送受信可能な4つの部分筒状コイル280を備える。なお、部分筒状コイル280の詳細は後述する。それぞれの部分筒状コイル280は給電点186を備える。
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining a connection relationship between the high-
4ch送信器156は、4つの信号の振幅と位相をそれぞれ独立に制御する機能を備え、4つの高周波信号を出力する回路である。4ch受信器157は、4つの高周波信号をA/D変換する回路であり、その出力は計算機170に送られる。4ch送受信切換器155は、4入力・4出力の信号線を切り換える機能を有する回路である。4ch送受信切換器155は、4ch送信器156から供給された高周波信号を各部分筒状コイル280の給電点に供給する。また、各部分筒状コイル280の給電点から出力された高周波信号を4ch受信器157に出力する。
The
<高周波コイル>
図18、図19は、本実施形態の高周波コイル205の構成の詳細を説明するための図である。図18は、高周波コイル205をz方向から見た図である。ここで、z方向は前述した通り、静磁場920の方向である。また、図19(a)は、部分筒状コイル280をz方向から描写したものであり、図19(b)は、部分筒状コイル280の斜視図である。<High frequency coil>
18 and 19 are diagrams for explaining details of the configuration of the high-
本実施形態の高周波コイル205は、4つの部分筒状コイル280で構成される。各部分筒状コイルは、隣り合う部分筒状コイル280と間隔をあけ、中心軸910を含む図18におけるx軸およびz軸で規定される面と、y軸およびx軸で規定される面に対して、面対称に配置される。本実施形態の各部分筒状コイル280は、高周波コイル205の一つのチャンネルとして駆動する。
The high-
各部分筒状コイル280は、コイルパターン225と、接続導体282と、第一キャパシタ250と、部分筒状導体281と、周波数調整部材245とを備える。なお、図18では、図の煩雑さを避けるため、周波数調整部材245は省略する。また、部分筒状導体281は、高周波シールド215の内側の面に接するよう配置される。このため、部分筒状導体281は、高周波シールド215と一体とみなすことができる。
Each partial
従って、本実施形態の高周波コイル205は、筒状の高周波シールド215と、コイルパターン225と、高周波コイル205の共振周波数を調整する周波数調整部材245と、を備え、コイルパターン225は、高周波シールド215と中心軸910を同じとする筒状の仮想面上に間隔をあけて、その中心軸910に実質的に平行に配置される複数のコイル導体235を備え、仮想面は、前記高周波シールド215の内側に配置され、周波数調整部材245は、導体および誘電体の少なくとも一方で構成され、高周波シールド215とコイルパターン225との間の空間に、高周波シールド215とコイルパターン225との間の結合容量を調整可能に配置される。
Therefore, the high-
また、接続導体282は、隣り合う部分筒状コイル280を接続する。隣り合う2つの部分筒状コイル280の間にある接続導体282には、第二キャパシタ283が挿入される。第二キャパシタ283の値は、隣り合う2つの部分筒状コイル280間に磁気結合が生じないよう、調整される。
Further, the
このように、本実施形態のコイルパターン225は、高周波コイル200が互いにカップリングしない複数チャンネルのコイルとして機能するよう分離されている。
Thus, the
本実施形態においても、被検体101は、コイルパターン225に対して中心軸910側の円筒状の検査空間に入る。また、コイルパターン225を構成するコイル導体235は、板状の導体であり、板状導体の板面が仮想面に接するよう配置される。また、コイル導体235は、仮想面の周方向に等間隔に配置される。各コイル導体235のz方向の長さは、第一の実施形態のコイル導体230と同様とする。図18では、各部分筒状コイル280が、それぞれ、5つのコイル導体235を備える場合を例示する。しかし、コイル導体235の数はこれに限定されない。例えば、10本でも1本でもよい。
Also in this embodiment, the subject 101 enters the cylindrical examination space on the
本実施形態では、高周波シールド215は楕円筒状であり、コイル導体235が配置される仮想面は、楕円筒面とする場合を例にあげて説明する。本実施形態では、高周波シールド215とコイル導体235が配置される仮想面との距離は、中心軸910からx方向に沿って外側に向かうにつれて狭まる。これらの形状は、第一の実施形態同様、ともに円筒形状であってもよいし、高周波シールド215は円筒形状、仮想面は楕円筒形状であってもよい。
In this embodiment, the high-
本実施形態においても、第一キャパシタ250は、2つ挿入される。2つの第一キャパシタ250は、図19(b)に示すように、各コイル導体235のz方向の両端部から、それぞれ、所定の距離だけz方向内側に、それぞれ配置される。これにより、コイル導体235、2つの第一キャパシタ250および部分筒状導体281により、共振ループ265が構成される。図18の例では、各部分筒状コイル280は5つのコイル導体235を有する。このため、各部分筒状コイル280は、5つの共振ループを備える。
Also in this embodiment, two
なお、第一キャパシタ250は、複数の共振ループ265で構成される部分筒状コイル280の共振周波数が、MRI装置105が撮像対象とする核種の共鳴周波数に一致するよう調整される。
Note that the
部分筒状コイル280に高周波信号が印加されると、各共振ループ265に高周波電流が流れる。このとき、各コイルパターン225が接続導体282によって隣り合うコイルパターン225の両端に短絡されているため、各コイルパターン225の端部に生じる電位は全て同じとなる。したがって、部分筒状コイル280は、全ての共振ループ265に流れる高周波電流が同じ位相となるモード(以下、同相モードと呼ぶ)で共振する。
When a high frequency signal is applied to the partial
本実施形態の周波数調整部材245は、図19(b)に示すように、片側の第一キャパシタ250のz方向外側に配置される。本図では、周波数調整部材245が、各部分筒状コイル280に3つ配置される場合を例示する。また、図19(a)に示すように、周波数調整部材245は、第一の実施形態の周波数調整部材と同様、高周波シールド215(部分筒状導体281)には低抵抗に接続し、コイルパターン225(コイル導体235)との距離が一定となる形状を有する。
As shown in FIG. 19B, the
本実施形態においても、周波数調整部材245は、第一の実施形態同様、高周波シールド215およびコイルパターン225の少なくとも一方との相対位置を変化可能に配置される。例えば、z方向に移動可能に配置され、コイル導体235と重なり合う面積を変更可能とする。本実施形態においても、重なり面積を変更することによりコイル導体235との間の結合容量を変化させ、共振ループ265の共振周波数を変化させる。これにより、部分筒状コイル280の共振周波数を変化させる。本実施形態では、各部分筒状コイル280の共振周波数を一致させ、高周波コイル205が全体として同一周波数で共振するように調整する。
Also in the present embodiment, the
なお、重なり面積を変化させる際の移動方向は、z方向に限定されない。すなわち、重なり面積は、周波数調整部材245を、第一の実施形態同様、高周波シールド215およびコイルパターン225のいずれか一方に低抵抗に接続した状態で、所定方向に移動させることにより、変化させればよい。
The moving direction when changing the overlapping area is not limited to the z direction. That is, the overlapping area can be changed by moving the
ただし、本実施形態のように、高周波シールド215およびコイル導体235が配置される仮想面が楕円の場合は、移動方向に長軸方向成分がある場合、周波数調整部材245とコイル導体235または高周波シールド215との距離が最大放電距離以下とならないようにする。
However, when the virtual plane on which the high-
以上説明したように、本実施形態のMRI装置105の高周波コイル205は、筒状の高周波シールド215と、コイルパターン225と、周波数調整部材245と、を備え、前記コイルパターン225は、前記高周波シールド215と中心軸を同じとする筒状の仮想面上に間隔をあけて前記中心軸に平行に配置される複数のコイル導体235を備え、前記仮想面は、前記高周波シールド215の内側に配置され、前記周波数調整部材245は、導体および誘電体の少なくとも一方で構成され、前記高周波シールド215と前記コイルパターン225との間の空間に、当該高周波シールド215と当該コイルパターン225との間の結合容量を調整可能に配置される。
As described above, the high-
従って、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、トンネル型MRI装置において、広い検査空間を確保しつつ、高周波シールドとコイルパターンの間に容量結合を生じさせて共振させる高周波コイルの共振周波数を調整することができる。 Therefore, according to the present embodiment, as in the first embodiment, in the tunnel type MRI apparatus, the resonance of the high frequency coil that resonates by generating capacitive coupling between the high frequency shield and the coil pattern while ensuring a wide inspection space. The frequency can be adjusted.
また、前記コイルパターン225は、当該高周波コイル205が互いにカップリングしない複数チャンネルのコイルとして機能するよう分離されている。このコイルパターン225と高周波シールド215上の部分筒状導体281とにより構成される4つの部分筒状コイル280は、独立して位相と強度を調整できる。
The
そのため、本実施形態によれば、第一の実施形態の高周波コイル200が有する効果に加え、各部分筒状コイル280からの照射強度、位相を調整することにより、検査空間への照射磁場の均一性を向上させることができる。また、被検体101に対する電磁波の比吸収率を低減させることもできる。また、チャンネル数の増加に伴い、選択励起等を実現することもできる。
Therefore, according to this embodiment, in addition to the effects of the high-
また、上述のように、各部分筒状コイル280の共振周波数は、MRI装置105が撮像対象とする核種の共鳴周波数と一致するよう調整される。しかしながら、各部分筒状コイル280の共振周波数は、コイルパターン225のインダクタンス、第一キャパシタ250の値や接続位置、など様々な要因によって変化するため、製造誤差による共振周波数の不一致が存在する。
Further, as described above, the resonance frequency of each partial
上述のように、本実施形態では、周波数調整部材245により、それぞれの部分筒状コイルの共振周波数を調整できる。従って、各部分筒状コイル280の共振周波数を、それぞれ所望の値に調整できるため、上記共振周波数に不一致がある場合であっても、容易に調整できる。従って、本実施形態によれば、共振周波数の一致度が高い、複数チャンネルの高周波コイル205を実現できる。
As described above, in the present embodiment, the resonance frequency of each partial cylindrical coil can be adjusted by the
また、本実施形態で例示したように、高周波シールド215およびコイル導体235が配置される仮想面が楕円筒形状の場合、図18に示すように、被検体101の入る検査空間も楕円筒形状となる。特に、水平方向に長軸を持つ楕円筒形状とすると、検査空間の形状が被検体101の断面形状と類似し、被検体101に開放性と快適性をもたらす。このため、本実施形態によれば、高周波コイル200が有する効果に加え、被検体101にとって、快適な検査空間を提供できる。
Further, as illustrated in the present embodiment, when the virtual plane on which the high-
なお、本実施形態では、周波数調整部材245の数は、各部分筒状コイル280に対して3つとしたが、その数はそれに限定されない。部分筒状コイル280の共振周波数の可変量が十分であり、例えば共振周波数127MHzに対して可変量が2MHzであり、部分筒状コイル280が共振するモードが同相モードを保つ範囲内であれば、各部分筒状コイル280に少なくとも1つ配置されていればよい。例えば、第一の実施形態同様、各コイル導体235に対し、1つ配置されてもよい。
In the present embodiment, the number of
なお、本実施形態においても、第一の実施形態同様、各種の変形が可能である。 In the present embodiment, various modifications are possible as in the first embodiment.
また、本実施形態では、接続導体282により、全てのコイルパターン225の両端部を接続する場合を例にあげて説明したが、本構成に限定されない。各部分筒状コイル280内のコイルパターン225が同電位となればよく、例えば一方の端部のみ接続されていてもよい。
In the present embodiment, the case where both ends of all the
また、本実施形態では、用いるキャパシタは第一キャパシタおよび第二キャパシタのみとしたが、それに限定されない。例えば、渦電流防止用にコイルパターン225や接続導体282にキャパシタが挿入されてもよい。
In this embodiment, only the first capacitor and the second capacitor are used. However, the present invention is not limited to this. For example, a capacitor may be inserted into the
なお、4つの部分筒状コイル280は、4ch送信器156において独立して位相と強度を調整できる。また、隣り合う部分筒状コイル280とは磁気結合しないように、第二キャパシタ283によってデカップリングされている。このため、4つの部分筒状コイル280に、位相を90度ずつずらした同じ強度の高周波信号を入力すれば、第一の実施形態と同じQD方式の照射が可能となる。
The four partial
上記各実施形態では、高周波コイルを送受信コイル150として用いたが、これに限定されない。例えば、送信コイルおよび受信コイル分離型のMRI装置において、RFパルスの送信のみを行う送信コイルとして用いてもよい。その場合は、例えばデチューニング回路を備え、このデチューニング回路により高周波コイルのオンオフを切り替える。
In each said embodiment, although the high frequency coil was used as the transmission /
図20に、送信コイルおよび受信コイル分離型のMRI装置106の概略構成を示すブロック図を示す。このMRI装置106は、RFパルスの送信およびNMR信号の受信に係る構成以外は、上記各実施形態のMRI装置のいずれかと同様である。
FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration of the transmission coil and reception coil separation
RFパルス送信および核磁気共鳴信号の受信に係る構成については、第一の実施形態の送信器152および受信器153と、デチューニング回路駆動装置158と、を備える。
The configuration relating to the RF pulse transmission and the reception of the nuclear magnetic resonance signal includes the
ただし、本変形例では、送信器152は、送信コイル191に直接接続される。また、受信器153は、受信コイル192に直接接続される。デチューニング回路駆動装置158は、送信器152が送信コイル191に高周波信号を送信するタイミングと、受信器153で受信コイル192により検出された信号を受信するタイミングとに応じて、それぞれ送信コイル191および受信コイル192を同調状態、離調状態にする。
However, in this modification, the
このように、送信コイル191と受信コイル192とを別個に設けることにより、受信コイル192を被検体101の近くに配置することができる。これにより、より近い位置で信号を受信することができ、信号雑音比を向上させることができる。
Thus, by providing the
なお、上記各実施形態で説明した変形例は、組み合わせて用いてもよい。 Note that the modifications described in the above embodiments may be used in combination.
100:MRI装置、101:被検体、105:MRI装置、106:MRI装置、110:静磁場形成部、120:テーブル、130:傾斜磁場コイル、131:傾斜磁場電源、140:シムコイル、141:シム電源、150:送受信コイル、151:送受信切換器、152:送信器、153:受信器、154:高周波信号分配・合成器、155:4ch送受信切換器、156:4ch送信器、157:4ch受信器、158:デチューニング回路駆動装置、160:シーケンサ、170:計算機、171:表示装置、172:記憶装置、181:QDハイブリッド、182:第一0−180度分配・合成回路、183:第二0−180度分配・合成回路、184:第一給電点、185:第二給電点、186:給電点、186:第二給電点、191:送信コイル、192:受信コイル、200:高周波コイル、204:高周波コイル、205:高周波コイル、210:高周波シールド、215:高周波シールド、220:コイルパターン、224:コイルパターン、225:コイルパターン、230:コイル導体、234:コイル導体、235:コイル導体、240:周波数調整部材、241:周波数調整部材、242:周波数調整部材、242A:導体部、242B:誘電体部、243:周波数調整部材、243A:部材部、243B:フレキシブル導体部、244:周波数調整部材、244A:周波数調整部材、244B:周波数調整部材、245:周波数調整部材、250:第一キャパシタ、260:共振ループ、264:共振ループ、265:共振ループ、274:ストッパー、280:部分筒状コイル、281:部分筒状導体、282:接続導体、283:第二キャパシタ、710:グラフ、800:同軸型TEMコイル、810:パイプ状コイルパターン、810A:パイプ状コイルパターンの一部、810B:パイプ状コイルパターンの一部、820:棒状導体、830:高周波シールド、840A:間隔、840B:間隔、840C:間隔、900:座標系、910:中心軸、920:静磁場 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: MRI apparatus, 101: Subject, 105: MRI apparatus, 106: MRI apparatus, 110: Static magnetic field formation part, 120: Table, 130: Gradient magnetic field coil, 131: Gradient magnetic field power supply, 140: Shim coil, 141: Shim Power: 150: Transmission / reception coil, 151: Transmission / reception switch, 152: Transmitter, 153: Receiver, 154: High frequency signal distributor / synthesizer, 155: 4ch transmission / reception switch, 156: 4ch transmitter, 157: 4ch receiver 158: Detuning circuit drive device, 160: Sequencer, 170: Computer, 171: Display device, 172: Storage device, 181: QD hybrid, 182: First 0-180 degree distribution / synthesis circuit, 183: Second 0 -180 degree distribution / combination circuit, 184: first feeding point, 185: second feeding point, 186: feeding point, 186: second feeding point 191: Transmitting coil 192: Reception coil 200: High frequency coil 204: High frequency coil 205: High frequency coil 210: High frequency shield 215: High frequency shield 220: Coil pattern 224: Coil pattern 225: Coil pattern , 230: Coil conductor, 234: Coil conductor, 235: Coil conductor, 240: Frequency adjustment member, 241: Frequency adjustment member, 242: Frequency adjustment member, 242A: Conductor part, 242B: Dielectric part, 243: Frequency adjustment member 243A: member portion, 243B: flexible conductor portion, 244: frequency adjustment member, 244A: frequency adjustment member, 244B: frequency adjustment member, 245: frequency adjustment member, 250: first capacitor, 260: resonance loop, 264: resonance Loop, 265: Resonant loop, 274: Su 280: Partial cylindrical coil, 281: Partial cylindrical conductor, 282: Connection conductor, 283: Second capacitor, 710: Graph, 800: Coaxial TEM coil, 810: Pipe-shaped coil pattern, 810A: Pipe-shaped coil Part of pattern, 810B: Part of pipe-shaped coil pattern, 820: Bar-shaped conductor, 830: High frequency shield, 840A: Interval, 840B: Interval, 840C: Interval, 900: Coordinate system, 910: Central axis, 920: Static magnetic field
Claims (13)
コイルパターンと、
周波数調整部材と、を備え、
前記コイルパターンは、前記高周波シールドと中心軸を同じとする筒状の仮想面上に間隔をあけて前記中心軸に平行に配置される複数のコイル導体を備え、
前記仮想面は、前記高周波シールドの内側に配置され、
前記周波数調整部材は、導体のみ又は導体と誘電体の組み合わせで構成され、前記高周波シールドと前記コイルパターンとの間の空間に、当該高周波シールドと当該コイルパターンとの間の結合容量を調整可能に、且つ、前記高周波シールドおよび前記コイルパターンの少なくとも一方との相対位置を変化可能に配置されること
を特徴とする高周波コイル。 A cylindrical high-frequency shield,
Coil pattern,
A frequency adjusting member,
The coil pattern includes a plurality of coil conductors arranged in parallel to the central axis at intervals on a cylindrical virtual surface having the same central axis as the high-frequency shield,
The virtual surface is disposed inside the high-frequency shield,
The frequency adjusting member is composed of only a conductor or a combination of a conductor and a dielectric, and a coupling capacity between the high frequency shield and the coil pattern can be adjusted in a space between the high frequency shield and the coil pattern. And the high frequency coil characterized by being arrange | positioned so that a relative position with at least one of the said high frequency shield and the said coil pattern can be changed .
前記コイル導体は、板状導体であり、
前記板状導体は、当該板状導体の主平面が前記仮想面に接するよう配置されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The coil conductor is a plate-shaped conductor,
The high frequency coil, wherein the plate-like conductor is arranged so that a main plane of the plate-like conductor is in contact with the virtual plane.
前記周波数調整部材は、前記コイル導体と重なり合う面積を変更可能に配置されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1 ,
The high-frequency coil, wherein the frequency adjusting member is arranged so that an area overlapping the coil conductor can be changed.
前記周波数調整部材は、前記高周波シールドおよび前記コイルパターンの少なくとも一方との距離を変更可能に配置されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1 ,
The high-frequency coil, wherein the frequency adjusting member is arranged to be able to change a distance from at least one of the high-frequency shield and the coil pattern.
前記周波数調整部材は、誘電体を含み、当該誘電体による前記高周波シールドおよび前記コイルパターンの間の誘電率を変化可能に構成されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The frequency adjusting member includes a dielectric, and is configured to be capable of changing a dielectric constant between the high-frequency shield and the coil pattern by the dielectric.
前記周波数調整部材は、前記高周波シールドおよび前記コイルパターンのいずれか一方と電気的に導通するように接続され、他方とは容量結合するよう配置されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The high-frequency coil, wherein the frequency adjusting member is arranged to be electrically connected to one of the high-frequency shield and the coil pattern, and to be capacitively coupled to the other.
前記周波数調整部材は、前記高周波シールドおよび前記コイルパターンに容量結合するよう配置されること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The high frequency coil, wherein the frequency adjusting member is disposed so as to be capacitively coupled to the high frequency shield and the coil pattern.
前記高周波シールドと前記コイルパターンとは、少なくとも二つのキャパシタを介して接続され、
前記キャパシタは、それぞれ、前記コイル導体の前記中心軸方向の端部から、所定の距離だけ内側に配置され、
前記周波数調整部材は、前記キャパシタの配置位置より前記中心軸方向の外側で前記相対位置を変化させること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1 ,
The high frequency shield and the coil pattern are connected via at least two capacitors,
Each of the capacitors is disposed at a predetermined distance from an end of the coil conductor in the central axis direction,
The high-frequency coil according to claim 1, wherein the frequency adjusting member changes the relative position outside the capacitor in the central axis direction.
前記コイルパターンは、当該高周波コイルが互いにカップリングしない複数チャンネルのコイルとして機能するよう分離されていること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The high frequency coil, wherein the high frequency coil is separated so as to function as a coil of a plurality of channels that are not coupled to each other.
前記高周波シールドは円筒状であり、
前記仮想面は円筒面および楕円筒面のいずれかであること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The high-frequency shield is cylindrical,
The high-frequency coil according to claim 1, wherein the virtual surface is one of a cylindrical surface and an elliptical cylindrical surface.
前記高周波シールドは楕円筒状であり、
前記仮想面は楕円筒面であること
を特徴とする高周波コイル。 The high frequency coil according to claim 1,
The high frequency shield has an elliptical cylindrical shape,
The high-frequency coil, wherein the virtual surface is an elliptical cylindrical surface.
前記空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記被検体に高周波磁場を、送信コイルを介して送信する高周波磁場送信部と、
前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を、受信コイルを介して受信する信号受信部と、
前記傾斜磁場印加部、高周波磁場送信部および前記信号受信部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記送信コイルは、請求項1から11いずれか1項記載の高周波コイルであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。 A static magnetic field forming unit that forms a static magnetic field in a space in which the subject is disposed;
A gradient magnetic field application unit for applying a gradient magnetic field to the space;
A high-frequency magnetic field transmitter that transmits a high-frequency magnetic field to the subject via a transmission coil;
A signal receiving unit for receiving a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject via a receiving coil;
A control unit that controls operations of the gradient magnetic field application unit, the high-frequency magnetic field transmission unit, and the signal reception unit,
It said transmission coil, a magnetic resonance imaging apparatus characterized by claims 1 11 is a high frequency coil according to any one.
前記空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記被検体に高周波磁場を、送受信コイルを介して送信する高周波磁場送信部と、
前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を、前記送受信コイルを介して受信する信号受信部と、
前記傾斜磁場印加部、高周波磁場送信部および前記信号受信部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記送受信コイルは、請求項1から11いずれか1項記載の高周波コイルであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。 A static magnetic field forming unit that forms a static magnetic field in a space in which the subject is disposed;
A gradient magnetic field application unit for applying a gradient magnetic field to the space;
A high-frequency magnetic field transmitter for transmitting a high-frequency magnetic field to the subject via a transmission / reception coil;
A signal receiving unit that receives a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject via the transmitting and receiving coil;
A control unit that controls operations of the gradient magnetic field application unit, the high-frequency magnetic field transmission unit, and the signal reception unit,
The transceiver coil is a magnetic resonance imaging apparatus characterized by claims 1 11 is a high frequency coil according to any one.
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