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JP6887346B2 - High frequency coil unit and magnetic resonance imaging device - Google Patents
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Description

本発明は、高周波コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、高周波コイルユニットにおける電磁波の照射や磁気共鳴信号の検出を行う技術に関する。 The present invention relates to a high-frequency coil unit and a magnetic resonance imaging device, and more particularly to a technique for irradiating an electromagnetic wave and detecting a magnetic resonance signal in the high-frequency coil unit.

磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)装置(以下、「MRI装置」という)では、静磁場マグネットが発生する均一な静磁場中に配置された被検体に電磁波である高周波信号(以下「RF信号」という)を照射し、被検体内の核スピンを励起すると共に、核スピンが発生する電磁波であるNMR信号を受信して信号処理することにより、被検体の磁気共鳴画像を取得する。 In a magnetic resonance imaging device (hereinafter referred to as "MRI device"), a high-frequency signal (hereinafter referred to as "RF signal") which is an electromagnetic wave is transmitted to a subject placed in a uniform static magnetic field generated by a static magnetic field magnet. ) Is irradiated to excite the nuclear spins in the subject, and an NMR signal, which is an electromagnetic wave generated by the nuclear spins, is received and signal-processed to acquire a magnetic resonance image of the subject.

このように、MRI装置では被検体にRF信号を照射する。ここで、RF信号の照射とNMR信号の受信とは、ラジオ周波数の電磁波を送信あるいは受信するRFアンテナもしくはRFコイル等のアンテナ装置によって行われる。このようなアンテナ装置として、バードケージ型(鳥かご型)コイルと言われる高周波コイルユニットが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2)。 In this way, the MRI apparatus irradiates the subject with an RF signal. Here, the irradiation of the RF signal and the reception of the NMR signal are performed by an antenna device such as an RF antenna or an RF coil that transmits or receives an electromagnetic wave having a radio frequency. As such an antenna device, a high frequency coil unit called a birdcage type (birdcage type) coil is known (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

通常、バードケージ型コイルは、図13に示すように、円筒状の2つのリング導体203、直線状の複数のラング(横木)導体204、キャパシタ、ダイオード、給電ケーブル(図示せず)等を有し、円筒面上に等間隔に配置されたラング導体の端部とリング導体とが接続され、各キャパシタがリング導体203に等間隔で設けられたギャップ201に挿入され、ダイオードがラング導体204のギャップに挿入されて構成されている。 Normally, as shown in FIG. 13, a bird cage type coil has two cylindrical ring conductors 203, a plurality of linear rung (crossbar) conductors 204, a capacitor, a diode, a power feeding cable (not shown), and the like. Then, the ends of the rung conductors arranged at equal intervals on the cylindrical surface and the ring conductor are connected, each capacitor is inserted into the gap 201 provided at equal intervals in the ring conductor 203, and the diode is inserted into the rung conductor 204. It is configured by being inserted into the gap.

なお、図13の円筒形バードケージ型コイル200は、RFシールド(図示せず)と呼ばれる円筒形状の導体によって囲繞される。そして、バードケージ型コイル200に設けられるキャパシタは、RFシールドとラング導体とリング導体とにより、MRI装置における特定の周波数で共振するように調整される。なお、通常RFシールドは、更に外部に存在する円筒形の傾斜磁場コイルの内円筒面に設置されている。 The cylindrical bird cage coil 200 of FIG. 13 is surrounded by a cylindrical conductor called an RF shield (not shown). The capacitor provided in the bird cage coil 200 is adjusted by the RF shield, the rung conductor, and the ring conductor so as to resonate at a specific frequency in the MRI apparatus. Normally, the RF shield is further installed on the inner cylindrical surface of the cylindrical gradient magnetic field coil existing outside.

バードケージ型コイルでは、照射するRF信号が作るRF磁場の均一空間の広がりが、単純なループコイルやサドル(鞍型)コイルに比べて高いことが特徴である。この特徴により、現在、バードケージ型コイルはトンネル型水平磁場MRI装置の送信コイルの標準型となっている。 The bird cage type coil is characterized in that the spread of the uniform space of the RF magnetic field created by the irradiated RF signal is higher than that of a simple loop coil or saddle type coil. Due to this feature, the bird cage coil is now the standard transmission coil for tunnel horizontal magnetic field MRI equipment.

バードケージ型コイルにおいて、円筒の断面方向の均一空間の広がりの程度は、同一直径の円筒であれば、円筒面上に等間隔に並べられたラングの本数に依存する。つまり、1.5テスラの送信用コイルに使用されるバードケージ型コイルの場合、通常ラング導体の数は16本あるいは24本であり、この数が多いほうが円筒の断面方向の均一空間の広がりが大きい。 In the bird cage type coil, the degree of spread of the uniform space in the cross-sectional direction of the cylinder depends on the number of rungs arranged at equal intervals on the cylinder surface if the cylinder has the same diameter. In other words, in the case of a bird cage type coil used for a 1.5 Tesla transmission coil, the number of rung conductors is usually 16 or 24, and the larger the number, the wider the uniform space in the cross-sectional direction of the cylinder. large.

通常、RF磁場の均一度は、円筒の中心で高く、周辺部に近づくに従って低下する。バードケージ型コイルにおいて、ラング導体数が少ない場合には、ラング導体近傍において、よりラング導体に近い空間と、ラング導体とラング導体との間におけるラング導体から離れた空間での磁場の差が大きくなり、磁場の均一度が低下してしまう。 Normally, the uniformity of the RF magnetic field is high at the center of the cylinder and decreases as it approaches the periphery. In the bird cage type coil, when the number of rung conductors is small, the difference in magnetic field between the space closer to the rung conductor and the space away from the rung conductor between the rung conductor and the rung conductor is large in the vicinity of the rung conductor. Therefore, the uniformity of the magnetic field is reduced.

米国特許第7688070号明細書U.S. Pat. No. 7,680,070 国際公開2012/059574公報International Publication 2012/059574 Gazette

ところで、一般に、円筒形の照射コイルに人が寝た状態で入ると、人の肩、腰、腹部、腕などの部分は横に広がっているため、体格の大きな人の肩や腰、腕や腹部をMRI装置できれいに撮像するためには、磁石中心から直径50cm程度の大きさの球状空間において、静磁場、傾斜磁場、RF磁場すべてが均一に発生できることが望ましい。 By the way, in general, when a person enters a cylindrical irradiation coil while lying down, the shoulders, hips, abdomen, arms, etc. of the person spread laterally, so that the shoulders, hips, arms, etc. of a person with a large physique In order to take a clear image of the abdomen with an MRI apparatus, it is desirable that all of the static magnetic field, the gradient magnetic field, and the RF magnetic field can be uniformly generated in a spherical space having a diameter of about 50 cm from the center of the magnet.

一方、例えば1.5テスラの強い静磁場を発生させる超電導磁石はトンネル型と呼ばれる円筒形を成しており、トンネル型の内部空間である撮像空間を大きくすることが好ましいが、磁石やコイルを大きくすることによって撮像空間を大きくするにはコストが嵩む。従って、磁石のサイズを変更せずに広いRF磁場空間を作ろうと考える場合、バードケージ型コイルのサイズも変更せずに、可能な限り内部に広く均一なRF磁場を発生させることが望ましい。このためには、上述のようにラング導体の数を増加させることが有効であるが、ラング導体の数を増加させることはコイルの形状が複雑となり、キャパシタ等の回路素子の数も増大することから、コストが嵩んでしまう。 On the other hand, for example, a superconducting magnet that generates a strong static magnetic field of 1.5 tesla has a cylindrical shape called a tunnel type, and it is preferable to increase the imaging space, which is the internal space of the tunnel type. It is costly to increase the imaging space by increasing the size. Therefore, when considering creating a wide RF magnetic field space without changing the size of the magnet, it is desirable to generate a uniform RF magnetic field as wide as possible inside without changing the size of the bird cage type coil. For this purpose, it is effective to increase the number of rung conductors as described above, but increasing the number of rung conductors complicates the shape of the coil and increases the number of circuit elements such as capacitors. Therefore, the cost increases.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させることにより撮像空間を拡大させ、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the imaging space is expanded by enlarging the region where the RF magnetic field is uniformly irradiated without increasing the number of parts and the equipment cost, and a wide range and high image quality are obtained. The purpose is to acquire an MRI image of.

本発明の一態様は、MRI装置に適用され、静磁場空間への高周波信号の送信及び静磁場内に置かれた被検体から発生される核磁気共鳴信号の受信の少なくとも一方を行う筒形状のRFコイルと、シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドと、を備え、前記RFコイルが、環状に形成され、前記筒形状の両端に前記筒形状の中心軸と前記環状の中心とが一致するように配置される2つのリング導体と前記円筒形状の外周面に沿って、該筒形状の中心軸と平行に互いに所定の間隔をあけて配置され、2つの前記リング導体を電気的に接続する複数のラング導体と、前記リング導体において、隣接する前記ラング導体同士の間に挿入される複数のキャパシタとを有し、前記ラング導体が、周方向にN本(Nは2以上の整数)の互いに略平行に配置される直線部を有することを特徴とする高周波コイルユニットを提供する。 One aspect of the present invention is applied to an MRI apparatus and has a tubular shape that transmits at least one of a high-frequency signal to a static magnetic field space and a nuclear magnetic resonance signal generated from a subject placed in a static magnetic field. The RF coil is provided with a shield made of a sheet-shaped conductor and formed in a tubular shape so as to surround the RF coil, and the RF coil is formed in an annular shape, and the tubular shape is formed at both ends of the tubular shape. Two ring conductors arranged so that the central axis of the ring and the center of the annular shape coincide with each other, and the two ring conductors are arranged along the outer peripheral surface of the cylindrical shape at a predetermined distance from each other in parallel with the central axis of the tubular shape. The ring conductor has a plurality of rungs that electrically connect the two ring conductors and a plurality of capacitors that are inserted between the adjacent rung conductors in the ring conductor, and the rung conductors are arranged in the circumferential direction. Provided is a high frequency coil unit characterized by having N (N is an integer of 2 or more) linear portions arranged substantially parallel to each other.

本発明によれば、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させることにより撮像空間を拡大させ、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することができる。 According to the present invention, it is possible to expand the imaging space by enlarging the region uniformly irradiated with the RF magnetic field without increasing the number of parts and the cost of the apparatus, and to acquire a wide range and high-quality MRI image. ..

本発明の実施形態に係るRFコイルを適用したMRI装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the MRI apparatus to which the RF coil which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施形態に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on embodiment of this invention. 従来のRFコイルによって生成されるRF磁場のマップを示し、(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したマップであり、(B)は、(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を等間隔に30本の等高線で示した図である。The map of the RF magnetic field generated by the conventional RF coil is shown, and (A) is a map showing the magnetic field generated when about 12 watts are input to each of the two input terminals, for a total of about 24 watts, in gray scale. Yes, (B) is a diagram showing the map shown in (A) with 30 contour lines at equal intervals of 0 to 2 [A / m]. 本発明の実施形態に係るRFコイルによって生成されるRF磁場のマップを示し、(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したものであり、(B)は(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を30本の等高線で示した図である。The map of the RF magnetic field generated by the RF coil according to the embodiment of the present invention is shown, and (A) grayscales the magnetic field generated when about 12 watts are input to each of the two input terminals, for a total of about 24 watts. (B) is a diagram showing the map shown in (A) with the intensity of 0 to 2 [A / m] indicated by 30 contour lines. 磁場強度を縦軸にしてプロットした図であり、(A)は従来型のRFコイルのZ=0断面の計算点をプロットしたもの、(B)は、本実施形態に係るRFコイルのZ=0断面の計算点をプロットしたものである。It is the figure which plotted the magnetic field strength on the vertical axis, (A) is the plot of the calculation point of the Z = 0 cross section of the conventional RF coil, (B) is the Z = of the RF coil which concerns on this embodiment. It is a plot of the calculation points of the 0 cross section. ラング導体に設けられるダイオード回路を示す図であり、夫々(A)は従来型のRFコイルに適用されるダイオード回路を示す図、(B)は本実施形態に係るRFコイルに適用されるダイオード回路を示す図である。It is a figure which shows the diode circuit provided in the rung conductor, (A) is the figure which shows the diode circuit applied to the conventional RF coil, and (B) is the figure which shows the diode circuit applied to the RF coil which concerns on this Embodiment. It is a figure which shows. 本実施形態の変形例1に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 1 of this embodiment. 本実施形態の変形例2に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 2 of this embodiment. 本実施形態の変形例3に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 3 of this embodiment. RFコイルとシールドとの間隔を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the distance between an RF coil and a shield. RFコイルとシールドとの間隔を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the distance between an RF coil and a shield. 本実施形態の変形例4に係るRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the RF coil which concerns on the modification 4 of this embodiment. 従来のRFコイルの斜視図である。It is a perspective view of the conventional RF coil.

以下、本発明の一実施形態に係るRFコイルユニットが適用されるMRI装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, the MRI apparatus to which the RF coil unit according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

[MRI装置の全体構成]
図1に示すように、本実施形態に係るMRI装置100の概略構成図である。MRI装置100は、被検体112が配置される計測空間に静磁場を形成するマグネット101と、静磁場に所定の方向の磁場勾配を与える傾斜磁場コイル102と、高周波信号(RF信号)を被検体112に送信するとともに被検体112から発生する核磁気共鳴信号(NMR信号)を受信するRFアンテナ103と、RF信号(RF波)のパルス波形を生成してRFアンテナ103に送信するとともに、RFアンテナ103が受信したNMR信号に対し信号処理を行う送受信機104と、傾斜磁場コイル102に電流を供給する傾斜磁場電源109と、送受信機104及び傾斜磁場電源109の駆動を制御するとともに、種々の情報処理及びオペレータによる操作を受け付けるデータ処理部105と、データ処理部105の処理結果を表示するための表示装置108と、被検体112を載置するベッド111と、を備える。
[Overall configuration of MRI equipment]
As shown in FIG. 1, it is a schematic block diagram of the MRI apparatus 100 according to this embodiment. The MRI apparatus 100 transmits a magnet 101 that forms a static magnetic field in the measurement space in which the subject 112 is arranged, a gradient magnetic field coil 102 that gives the static magnetic field a magnetic field gradient in a predetermined direction, and a high-frequency signal (RF signal). An RF antenna 103 that transmits to 112 and receives a nuclear magnetic resonance signal (NMR signal) generated from a subject 112, a pulse waveform of an RF signal (RF wave) is generated and transmitted to the RF antenna 103, and the RF antenna While controlling the drive of the transmitter / receiver 104 that processes the NMR signal received by the 103, the gradient magnetic field power supply 109 that supplies the current to the gradient magnetic field coil 102, the transmitter / receiver 104, and the gradient magnetic field power supply 109, and various information. It includes a data processing unit 105 that accepts processing and operations by an operator, a display device 108 for displaying the processing result of the data processing unit 105, and a bed 111 on which the subject 112 is placed.

傾斜磁場電源109と傾斜磁場コイル102とは傾斜磁場制御ケーブル107で接続される。また、RFアンテナ103と送受信機104とは、RFアンテナ103と送受信機104との間で信号を送受信する送受信ケーブル106で接続される。送受信機104は、シンセサイザ、パワーアンプ、受信ミキサ、アナログデジタルコンバータ、送受信切り替えスイッチ等(いずれも図示せず)を備える。 The gradient magnetic field power supply 109 and the gradient magnetic field coil 102 are connected by a gradient magnetic field control cable 107. Further, the RF antenna 103 and the transceiver 104 are connected by a transmission / reception cable 106 that transmits / receives a signal between the RF antenna 103 and the transceiver 104. The transceiver 104 includes a synthesizer, a power amplifier, a receiving mixer, an analog-digital converter, a transmission / reception changeover switch, and the like (none of which are shown).

RFアンテナ103は、所定の周波数で共振し、2以上のチャンネルを有するマルチチャンネル送信、あるいは送受信アンテナを含む。
なお、図1に示す例では、RF信号の送信とNMR信号の受信とを行なうRFアンテナ103として、単一のRFアンテナが示されているが、これに限られない。例えば、広範囲撮影用のRFアンテナと局所用のRFアンテナとを組み合わせるなど、複数のアンテナから構成されるRFアンテナをRFアンテナ103として用いてもよい。
The RF antenna 103 includes a multi-channel transmitting or transmitting / receiving antenna that resonates at a predetermined frequency and has two or more channels.
In the example shown in FIG. 1, a single RF antenna is shown as the RF antenna 103 that transmits the RF signal and receives the NMR signal, but the present invention is not limited to this. For example, an RF antenna composed of a plurality of antennas may be used as the RF antenna 103, for example, by combining an RF antenna for wide-range imaging and an RF antenna for local use.

特に、人体の各部位を詳細に撮影する場合においては、送信のアンテナと受信のアンテナに異なるものを用いる場合がほとんどである。送信には、体全体を覆う、傾斜磁場コイル内部に据付られた大きな照射アンテナを用い、受信には人体表面近くに設置した局所アンテナを用いることが多い。この場合、局所アンテナは受信専用である場合がほとんどである。一部に人体近くに局所的に設置し、送信と受信と両方を行う局所送受信アンテナを用いる場合もある。この場合の局所送受信アンテナも複数チャンネルで構成されることが多い。 In particular, when photographing each part of the human body in detail, it is often the case that different antennas are used for transmission and reception. A large irradiation antenna installed inside the gradient magnetic field coil that covers the entire body is used for transmission, and a local antenna installed near the surface of the human body is often used for reception. In this case, the local antenna is mostly receive-only. In some cases, a local transmission / reception antenna that is locally installed near the human body and performs both transmission and reception is used. The local transmission / reception antenna in this case is also often composed of a plurality of channels.

MRI装置100は、マグネット101が形成する静磁場の方向によって、水平磁場方式と垂直磁場方式とに区別される。本実施形態に係るRFコイルユニットが適用される水平磁場方式の場合は、一般的に、マグネット101は円筒状のボア(中心空間)を有し、図1において左右方向の静磁場を発生し、トンネル型MRI装置と呼ばれる。一方、垂直磁場方式の場合は、一対の磁石が被検体112を挟んで上下に配置され、図1において上下方向の静磁場を発生する。 The MRI apparatus 100 is classified into a horizontal magnetic field method and a vertical magnetic field method according to the direction of the static magnetic field formed by the magnet 101. In the case of the horizontal magnetic field method to which the RF coil unit according to the present embodiment is applied, the magnet 101 generally has a cylindrical bore (central space) and generates a static magnetic field in the left-right direction in FIG. It is called a tunnel type MRI device. On the other hand, in the case of the vertical magnetic field method, a pair of magnets are arranged vertically with the subject 112 interposed therebetween to generate a static magnetic field in the vertical direction in FIG.

データ処理部105は、送受信機104及び傾斜磁場電源109を制御し、静磁場中に配置された被検体112に対し、RFアンテナ103及び傾斜磁場コイル102から、断続的にRF信号を照射すると共に傾斜磁場を印加する。また、そのRF信号に共鳴して被検体112から発せられるNMR信号をRFアンテナ103にて受信し、信号処理を行い、画像を再構成する。被検体112は、例えば、人体の所定の部位である。 The data processing unit 105 controls the transmitter / receiver 104 and the gradient magnetic field power supply 109, and intermittently irradiates the subject 112 arranged in the static magnetic field with an RF signal from the RF antenna 103 and the gradient magnetic field coil 102. A gradient magnetic field is applied. Further, the RF antenna 103 receives the NMR signal emitted from the subject 112 in resonance with the RF signal, performs signal processing, and reconstructs the image. The subject 112 is, for example, a predetermined part of the human body.

[RF送受信系の構成]
本実施形態において、RFアンテナ103として、図2に示すバードケージ型コイル(以下、単に「RFコイル」という)210を適用する。なお、ここでは図示を省略しているが、RFコイル210は、シート状の導体を筒状に形成したシールドによって囲繞されている。図2に示すように、RFコイル210は、円環状の2つのリング導体203、複数のラング導体214、キャパシタ、ダイオード、給電ケーブル(図示せず)等を有している。
[Structure of RF transmission / reception system]
In the present embodiment, the bird cage type coil (hereinafter, simply referred to as “RF coil”) 210 shown in FIG. 2 is applied as the RF antenna 103. Although not shown here, the RF coil 210 is surrounded by a shield in which a sheet-shaped conductor is formed in a tubular shape. As shown in FIG. 2, the RF coil 210 has two annular ring conductors 203, a plurality of rung conductors 214, a capacitor, a diode, a power feeding cable (not shown), and the like.

より詳しくは、リング導体203は、環状に形成され、エンドリングとなるように円筒形状のRFコイルの両端に、かつ、円筒の中心軸と環状の中心とが一致するように配置されている。また、ラング導体214は、円筒形状の外周面に沿って等間隔に配置され、ラング導体214の端部とリング導体203とが接続されている。 More specifically, the ring conductor 203 is formed in an annular shape and is arranged at both ends of the cylindrical RF coil so as to form an end ring so that the central axis of the cylinder and the center of the annular shape coincide with each other. Further, the rung conductors 214 are arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the cylindrical shape, and the end portions of the rung conductors 214 and the ring conductors 203 are connected to each other.

さらに、RFコイル210では、キャパシタがリング導体203に等間隔で設けられたギャップ201に挿入され、ダイオード回路がラング導体214のギャップ212に挿入されてている。なお、キャパシタは、リング導体203とラング導体214とシールド(図示しない)とにより高周波信号又は核磁気共鳴信号の周波数で共振するよう調整されている。 Further, in the RF coil 210, the capacitors are inserted into the gaps 201 provided in the ring conductor 203 at equal intervals, and the diode circuit is inserted into the gap 212 of the rung conductor 214. The capacitor is adjusted to resonate at the frequency of a high frequency signal or a nuclear magnetic resonance signal by a ring conductor 203, a rung conductor 214, and a shield (not shown).

図2に示すRFコイル210は、ラング導体214の形状が、図13に示した従来のバードケージ型コイル200と異なっている。つまり、ラング導体214が両端で2つに分岐して互いに略平行に位置する2本の直線部218を有することにより、円筒軸の軸方向中心部では2本の導体が並列しつつ端部が接続された環状となっている。 In the RF coil 210 shown in FIG. 2, the shape of the rung conductor 214 is different from that of the conventional bird cage type coil 200 shown in FIG. That is, since the rung conductor 214 has two straight portions 218 that are branched into two at both ends and are located substantially parallel to each other, the two conductors are parallel to each other and the end portion is formed at the axial center portion of the cylindrical axis. It is a connected ring.

ラング導体214をこのような形状とすることで、リング導体に挿入されるキャパシタ数を増大させることなく、ラング導体の本数を実質的に増加させることができるため、ラング導体を構成する複数の直線部の間隔を密にすることができる。これにより、RFコイル210の円筒内部に生成させる照射RF磁場の均一空間を円筒の周辺部まで拡大させることができる。 By forming the rung conductor 214 in such a shape, the number of rung conductors can be substantially increased without increasing the number of capacitors inserted into the ring conductor, so that a plurality of straight lines constituting the rung conductor can be substantially increased. The distance between the parts can be increased. As a result, the uniform space of the irradiation RF magnetic field generated inside the cylinder of the RF coil 210 can be expanded to the peripheral portion of the cylinder.

なお、1つのラング導体が複数の直線部(本実施形態では2本(図2))を有することにより、これら複数の直線部間に電流ループが形成されることが考えられる。しかし、リング導体に挿入されたキャパシタを調整することによって、複数本の直線部には概ね並列に電流が流れることとなる。また、過電流の発生が問題となり得るX及びY方向の傾斜磁場については、ラング導体の作るループが傾斜磁場コイルからの磁場を相殺するように対称に配置されているので、画質に悪影響を及ぼす傾斜磁場起因の過電流は発生しないということができる。 It is conceivable that one rung conductor has a plurality of straight portions (two in the present embodiment (FIG. 2)), so that a current loop is formed between the plurality of straight portions. However, by adjusting the capacitor inserted in the ring conductor, current will flow in a plurality of straight lines in substantially parallel. Further, regarding the gradient magnetic fields in the X and Y directions where the generation of overcurrent may be a problem, the loops formed by the rung conductor are arranged symmetrically so as to cancel the magnetic fields from the gradient magnetic field coil, which adversely affects the image quality. It can be said that the overcurrent caused by the gradient magnetic field does not occur.

ここで、RFコイルによって生成される磁場分布について説明する。現在の計算技術ではMRIに使用されるRFコイルの磁場分布を実際とほぼ同じようにシミュレーションによって算出することができる。以下、シミュレーションによって算出した磁場分布を示す。 Here, the magnetic field distribution generated by the RF coil will be described. With the current calculation technology, the magnetic field distribution of the RF coil used for MRI can be calculated by simulation in almost the same manner as in reality. The magnetic field distribution calculated by simulation is shown below.

図3に、図13に示した従来のRFコイル200によって生成されるRF磁場(B1+円偏波)の、円筒軸をZ軸、磁場中心をZ=0としたときのZ=0断面におけるマップを示す。
図3(A)は、2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したマップであり、図3(B)は、図3(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を等間隔に30本の等高線で示したものである。磁場中心には人の負荷の代わりに電気伝導度が0.613[S/m]の食塩水を入れた直径30cm、長さ50cmの円筒形の容器が置いてある。マップはアンテナの2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成する磁場をA/mの単位で示している。
FIG. 3 shows a map of the RF magnetic field (B1 + circularly polarized light) generated by the conventional RF coil 200 shown in FIG. 13 in a Z = 0 cross section when the cylindrical axis is the Z axis and the magnetic field center is Z = 0. Is shown.
FIG. 3 (A) is a grayscale map showing the magnetic field generated when approximately 12 watts are input to each of the two input terminals, for a total of approximately 24 watts, and FIG. 3 (B) is FIG. 3 (A). ) Is a map showing the intensity of 0 to 2 [A / m] with 30 contour lines at equal intervals. At the center of the magnetic field, a cylindrical container having a diameter of 30 cm and a length of 50 cm containing a saline solution having an electrical conductivity of 0.613 [S / m] is placed instead of a human load. The map shows the magnetic field generated when a total of about 24 watts is input to the two input terminals of the antenna, about 12 watts each, in units of A / m.

ここで、図13の従来のRFコイル200は、1.5テスラのトンネル型のMRI装置に使用することを想定して設計されたものである。このRFコイル200は、直径がおよそ610mm、ラング導体の長さがおよそ530mmであり、リング導体部分にのみキャパシタを設置するハイパス型と呼ばれるバードケージ型コイルである。 Here, the conventional RF coil 200 of FIG. 13 is designed on the assumption that it is used in a tunnel type MRI apparatus of 1.5 Tesla. The RF coil 200 is a bird cage type coil having a diameter of about 610 mm and a length of a rung conductor of about 530 mm, and a capacitor is installed only in a ring conductor portion, which is called a high-pass type coil.

ラング導体の数は16本で各ラング導体の中央の切り欠きにはダイオードが設置され、RFを照射しない時間には、受信コイルとのカップリングを防止するために、ダイオードに逆バイアスをかけてコイルの共振を生じさせないようにする。
円筒の両端に配置された各リング導体のそれぞれに16箇所設置されるキャパシタの値はおよそ100pFで、1.5テスラのMRI装置のRF共振周波数である63.8MHzに共振する。
The number of rung conductors is 16, and a diode is installed in the notch in the center of each rung conductor. During the time when RF is not irradiated, the diode is reverse biased to prevent coupling with the receiving coil. Avoid causing coil resonance.
The value of the capacitors installed at 16 points on each of the ring conductors arranged at both ends of the cylinder is about 100 pF, and resonates at 63.8 MHz, which is the RF resonance frequency of the 1.5 Tesla MRI apparatus.

一方、上述したように、図2のRFコイル210では、各ラング導体214が端部で分岐され両端が接続された環状となっている。このため、RFコイル210において、円筒軸をZ軸、磁場中心をZ=0としたとき、Z=0の断面では、16個のラング導体が実質的には32本のラング導体に相当するようになっている。分岐したラング導体214の幅はRFコイル200のラング導体202の幅の半分になっており、分岐した導体の間隔もZ=0の断面で丁度32本のラングとして周方向に等間隔に配置されるようになっている。 On the other hand, as described above, in the RF coil 210 of FIG. 2, each rung conductor 214 is branched at the end to form an annular shape in which both ends are connected. Therefore, in the RF coil 210, when the cylindrical axis is the Z axis and the magnetic field center is Z = 0, 16 rung conductors substantially correspond to 32 rung conductors in the cross section of Z = 0. It has become. The width of the branched rung conductor 214 is half the width of the rung conductor 202 of the RF coil 200, and the distance between the branched conductors is also arranged at equal intervals in the circumferential direction as exactly 32 rungs with a cross section of Z = 0. It has become so.

図4に、図2に示した本実施形態に係るRFコイル210が生成するRF磁場(B1+円偏波)のZ=0断面でのマップを示した。図4(A)はRFコイル210の2つの入力端子におよそ12ワットずつ、合計およそ24ワット入力した際に生成される磁場をグレースケールで表したものであり、図4(B)は図4(A)に示すマップを0〜2[A/m]の強度を30本の等高線で示したものである。磁場中心には同様の食塩水のファントムを設置している。 FIG. 4 shows a map of the RF magnetic field (B1 + circularly polarized waves) generated by the RF coil 210 according to the present embodiment shown in FIG. 2 in a Z = 0 cross section. FIG. 4A is a grayscale representation of the magnetic field generated when approximately 12 watts are input to each of the two input terminals of the RF coil 210, for a total of approximately 24 watts, and FIG. 4B is FIG. The map shown in (A) shows the intensity of 0 to 2 [A / m] with 30 contour lines. A similar saline phantom is installed at the center of the magnetic field.

図3(A)及び図4(A)からわかるように、マップの中心付近のドーナツ状のやや暗い部分は、直径30cmのファントム断面の表面からおよそ4cm内側部分の磁場が食塩水の電気伝導度と比誘電率のために弱くなっている部分である。また、直径61cm付近のラング導体がある部分では、磁場の弱い黒い部分と、磁場が強い白い部分が交互に現れ、ラング導体のある部分は磁場が強く、ラング導体とラング導体の間の空間は磁場が弱くなっていることがわかる。図3(A)と図4(A)とを比較すると、ラング導体とラング導体の間の空間の磁場に顕著な差異がみられる。 As can be seen from FIGS. 3 (A) and 4 (A), in the slightly dark donut-shaped part near the center of the map, the magnetic field in the inner part about 4 cm from the surface of the phantom cross section having a diameter of 30 cm is the electrical conductivity of the saline solution. It is a part that is weakened due to the relative permittivity. In addition, in the part where there is a rung conductor with a diameter of about 61 cm, a black part with a weak magnetic field and a white part with a strong magnetic field appear alternately, and in the part with a rung conductor, the magnetic field is strong, and the space between the rung conductor and the rung conductor is It can be seen that the magnetic field is weakened. Comparing FIG. 3 (A) and FIG. 4 (A), there is a remarkable difference in the magnetic field in the space between the rung conductors.

図3(B)及び図4(B)においては、等高線の間隔が広い部分(疎な部分)が磁場が均一な空間である。図3(B)と図4(B)とを比較すると、図4(B)のマップでは図3(A)のマップに比して、等高線の間隔が広い部分がラング近くまで広がっている、つまり、磁場の均一空間領域が広いことがわかる。なお、最も外周側の磁場強度が2[A/m]を超える部分には等高線がないので注意が必要である。 In FIGS. 3 (B) and 4 (B), the portion where the contour lines are widely spaced (sparse portion) is a space where the magnetic field is uniform. Comparing FIG. 3 (B) and FIG. 4 (B), in the map of FIG. 4 (B), the portion where the contour lines are widely spaced extends closer to the rung than the map of FIG. 3 (A). That is, it can be seen that the uniform space region of the magnetic field is wide. Note that there are no contour lines in the part where the magnetic field strength on the outermost side exceeds 2 [A / m].

以上の比較結果を、より定量的に確かめた結果を図5に示す。
図5(A)及び(B)に示す図は、電磁界はZ=0断面をおよそ5mm間隔で計算しており、それぞれの算出点をX=Y=0の原点からの距離を横軸とし、磁場強度を縦軸にしてプロットしたものある。図5(A)が、従来型のRFコイル200のZ=0断面の計算点をプロットしたもの、図5(B)が、本実施形態に係るRFコイル210のZ=0断面の計算点をプロットしたものである。また、横軸の原点からの距離が0の点が原点の磁場強度である。
FIG. 5 shows the results of confirming the above comparison results more quantitatively.
In the figures shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), the electromagnetic field is calculated with Z = 0 cross sections at intervals of about 5 mm, and each calculation point is defined by the distance from the origin of X = Y = 0 as the horizontal axis. , The magnetic field strength is plotted on the vertical axis. FIG. 5 (A) plots the calculation points of the Z = 0 cross section of the conventional RF coil 200, and FIG. 5 (B) shows the calculation points of the Z = 0 cross section of the RF coil 210 according to the present embodiment. It is a plot. The point where the distance from the origin on the horizontal axis is 0 is the magnetic field strength of the origin.

図5(A)における原点の磁場強度は1.16[A/m]、図5(B)における原点の磁場強度は1.13[A/m]となっており、原点では両者とも略同一の磁場強度が得られている。このことから、本実施形態にかかるRFコイル210の円筒中心部分の照射効率は、従来型のRFコイル200と略同一であることがわかる。 The magnetic field strength at the origin in FIG. 5 (A) is 1.16 [A / m], and the magnetic field strength at the origin in FIG. 5 (B) is 1.13 [A / m]. The magnetic field strength of is obtained. From this, it can be seen that the irradiation efficiency of the cylindrical center portion of the RF coil 210 according to the present embodiment is substantially the same as that of the conventional RF coil 200.

図5(A)及び(B)のプロットは原点からの距離が増えるに従って、磁場B1+が上下に大きくずれていく。図5(A)に、従来型RFコイル200の距離0.25[m]での磁場の最小値502及び最大値503を示している。また、図5(B)に、本実施形態に係るRFコイル210の距離0.25[m]での磁場の最小値512及び最大値513を示している。 In the plots of FIGS. 5A and 5B, the magnetic field B1 + largely shifts up and down as the distance from the origin increases. FIG. 5A shows the minimum value 502 and the maximum value 503 of the magnetic field of the conventional RF coil 200 at a distance of 0.25 [m]. Further, FIG. 5B shows the minimum value 512 and the maximum value 513 of the magnetic field at a distance of 0.25 [m] of the RF coil 210 according to the present embodiment.

図5(A)に示す従来型RFコイル200では、直径50cmの部分で磁場強度は0.8〜1.4[A/m]のばらつきを生じるが、図5(B)に示す本実施形態のRFコイル210では0.9〜1.2[A/m]程度のばらつきしか生じないことがわかる。このことは直径50cmの部分に人体の肩などが配置されている場合でも、直径50cmの部分すなわち円筒周辺部分におけるRF磁場のばらつきが、本実施形態係るRFコイル210では従来型RFコイル200に比して少なく改善されていることを意味する。RF磁場のばらつきが少なければ、均一な画像を取得することができるため画質を向上させることができる。 In the conventional RF coil 200 shown in FIG. 5 (A), the magnetic field strength varies from 0.8 to 1.4 [A / m] in a portion having a diameter of 50 cm, but the present embodiment shown in FIG. 5 (B). It can be seen that the RF coil 210 of the above causes only a variation of about 0.9 to 1.2 [A / m]. This means that even when the shoulder of the human body is arranged in the portion having a diameter of 50 cm, the variation of the RF magnetic field in the portion having a diameter of 50 cm, that is, the peripheral portion of the cylinder is larger in the RF coil 210 according to the present embodiment than in the conventional RF coil 200. It means that it has been improved less. If the variation of the RF magnetic field is small, a uniform image can be acquired, so that the image quality can be improved.

図6に、ラング導体に設けられるダイオード回路の詳細を示す。
図6(A)に、従来型RFコイル200におけるダイオード回路601を示し、図6(B)に、本実施形態に係るRFコイル210のダイオード回路602を示す。
図6(A)に示すダイオード回路601は、図13に示すラング導体204のギャップ202に挿入され、ダイオード613とインダクタ612を備えている。ダイオード613にDC電流を流すためにダイオード613の両端に導線の分岐が設けられると共に、DC電流を流す経路にRF電流が流れないようにインダクタ612が設けられている。
FIG. 6 shows the details of the diode circuit provided on the rung conductor.
FIG. 6A shows the diode circuit 601 of the conventional RF coil 200, and FIG. 6B shows the diode circuit 602 of the RF coil 210 according to the present embodiment.
The diode circuit 601 shown in FIG. 6A is inserted into the gap 202 of the rung conductor 204 shown in FIG. 13 and includes a diode 613 and an inductor 612. In order to pass a DC current through the diode 613, a branch of a conducting wire is provided at both ends of the diode 613, and an inductor 612 is provided so that an RF current does not flow in the path through which the DC current flows.

図6(A)のダイオード回路601では、1本のラング導体204に設けられるダイオード回路の例を示しているに過ぎないが、各ラング導体204に設けられたダイオード回路601は、円筒の円周方向に連続して配置されており、各ラング導体204のダイオード613にDC電流を流すことができるようになっている。
RF照射時にはDC電流を流し、RFコイル200を共振状態にする。受信時にはRFコイル200を非共振状態にするためにDC電流を流さない。そうすることで受信アンテナとのカップリングを防ぎ、受信感度の低下を防ぐ。
The diode circuit 601 of FIG. 6A merely shows an example of a diode circuit provided in one rung conductor 204, but the diode circuit 601 provided in each rung conductor 204 is the circumference of a cylinder. It is arranged continuously in the direction so that a DC current can flow through the diode 613 of each rung conductor 204.
At the time of RF irradiation, a DC current is passed to bring the RF coil 200 into a resonance state. At the time of reception, no DC current is applied to bring the RF coil 200 into a non-resonant state. By doing so, the coupling with the receiving antenna is prevented, and the deterioration of the receiving sensitivity is prevented.

図6(B)に示すダイオード回路602は、ラング導体214のギャップ212に挿入され、ダイオード613とインダクタ612を備えている。ダイオード613は、ラング導体214の端部で分岐された各直線部218のギャップ212に夫々設けられる。インダクタ612は、隣接する直線部218に挿入されるダイオード613同士の間にも設けられる。 The diode circuit 602 shown in FIG. 6B is inserted into the gap 212 of the rung conductor 214 and includes a diode 613 and an inductor 612. The diode 613 is provided in the gap 212 of each straight portion 218 branched at the end of the rung conductor 214, respectively. The inductor 612 is also provided between the diodes 613 inserted into the adjacent straight line portions 218.

従って、従来型RFコイル200のラング導体204に設けられるダイオード613及びインダクタ612よりも、ラング導体214に設けられるダイオード13及びインダクタ612の数は一つずつ増加する。各ラング導体214に設けられたダイオード回路602はインダクタ612を介して互いに直列に接続される。ダイオード回路602のように構成することでラング導体214が二つの直線部218に分岐してもダイオード613をラング導体に挿入することができる。 Therefore, the number of diodes 13 and inductors 612 provided on the rung conductor 214 is increased by one as compared with the diodes 613 and inductors 612 provided on the rung conductor 204 of the conventional RF coil 200. The diode circuits 602 provided in each rung conductor 214 are connected in series with each other via an inductor 612. By configuring the diode circuit 602, the diode 613 can be inserted into the rung conductor even if the rung conductor 214 branches into two straight portions 218.

このように本実施形態によれば、ラング導体を両端部で分岐させて複数の直線部を備えた構成とすることにより、リング導体のギャップに挿入するキャパシタ数を増大させることなく、ラング導体の本数を実質的に増加させることができるため、部品点数を増大させることなくラング導体同士の間隔を狭めることができる。 As described above, according to the present embodiment, the rung conductor is branched at both ends to include a plurality of straight portions, so that the number of capacitors inserted into the gap of the ring conductor is not increased. Since the number of conductors can be substantially increased, the distance between the rung conductors can be narrowed without increasing the number of parts.

これにより、RFコイルの円筒内部に生成させる照射RF磁場の均一空間を円筒の周辺部まで拡大させることができる。つまり、本実施形態に係るRFコイルによれば、部品点数及び装置コストを増大させることなく、RF磁場が均一に照射される領域を拡大させて撮像空間を拡大させることができ、これをMRI装置に適用した場合には、広範囲かつ高画質のMRI画像を取得することができる。 As a result, the uniform space of the irradiation RF magnetic field generated inside the cylinder of the RF coil can be expanded to the peripheral portion of the cylinder. That is, according to the RF coil according to the present embodiment, the region where the RF magnetic field is uniformly irradiated can be expanded to expand the imaging space without increasing the number of parts and the device cost, and this can be used as an MRI device. When applied to, a wide range of high-quality MRI images can be obtained.

(変形例1)
上述した実施形態では、両端部で分岐して2本の直線部を有するラング導体214を備えたRFコイル210について説明した。RFコイルはこのような形状に限られず、例えば、ラング導体が3本の直線部を有する形状とすることもできる。
(Modification example 1)
In the above-described embodiment, the RF coil 210 including the rung conductor 214 branched at both ends and having two straight portions has been described. The RF coil is not limited to such a shape, and for example, the rung conductor may have a shape having three straight portions.

図7に、本変形例に係るRFコイル310を示す。RFコイル310は、両端部で分岐して3本の直線部を有するラング導体314を備えている。本変形例のラング導体314では、ラング導体314そのものの数は変更させないため、リング導体303に挿入されるキャパシタの数も増加させる必要がない。この例では、1つのリング導体303に16個のキャパシタが挿入されており、ラング導体314の数は16本、各ラング導体314が夫々3本の直線部318を有しているので、実質的には直線状のラング導体が48本存在するのとほぼ同様の効果を得ることができ、RFコイルのによって生成される磁場の均一空間が広がる。 FIG. 7 shows the RF coil 310 according to this modification. The RF coil 310 includes a rung conductor 314 that is branched at both ends and has three straight portions. In the rung conductor 314 of this modification, since the number of the rung conductors 314 itself is not changed, it is not necessary to increase the number of capacitors inserted in the ring conductor 303. In this example, 16 capacitors are inserted in one ring conductor 303, the number of rung conductors 314 is 16, and each rung conductor 314 has three linear portions 318, which is substantially the same. The same effect as the existence of 48 linear rung conductors can be obtained in, and the uniform space of the magnetic field generated by the RF coil is widened.

(変形例2)
上述した実施形態及びその変形例1では1つのラング導体がその両端で複数の直線部に分岐しており、リング導体には、ラング導体とキャパシタが1つずつ交互に設けられている。本変形例では両端で分岐せずに、両端で接続されない別個独立の2本の直線部がラング導体を構成し、このラング導体とキャパシタ1つとを交互に設けた例について説明する。
(Modification 2)
In the above-described embodiment and the first modification thereof, one rung conductor is branched into a plurality of straight portions at both ends thereof, and the ring conductor is provided with one rung conductor and one capacitor alternately. In this modification, an example will be described in which two independent linear portions that are not branched at both ends and are not connected at both ends form a rung conductor, and the rung conductor and one capacitor are alternately provided.

図8に、キャパシタの数を減らし2本の直線部818を有するラング導体814とキャパシタ1つとを交互に設けたRFコイルの例を示す。図8の例では、RFコイル810は、円環状のリング導体803とラング導体814を備え、ラング導体814が直線部818を2本有している。図8では、ラング導体814が、各直線部818が等間隔に配置されるようにリング導体803に接続されている。 FIG. 8 shows an example of an RF coil in which the number of capacitors is reduced and a rung conductor 814 having two linear portions 818 and one capacitor are alternately provided. In the example of FIG. 8, the RF coil 810 includes an annular ring conductor 803 and a rung conductor 814, and the rung conductor 814 has two straight portions 818. In FIG. 8, the rung conductor 814 is connected to the ring conductor 803 so that the straight portions 818 are arranged at equal intervals.

リング導体803は、ラング導体814とキャパシタとを交互に挿入しており、この結果、直線部818が2本設けられる毎に1つのキャパシタが挿入されるようになっている。つまり、リング導体803には、2本の直線部818とキャパシタとが交互に設けられており、リング導体における直線部818との接続点では、2本で1ペアとなっている直線部818同士の間にはキャパシタを設置するためギャップは設けられていない。 The ring conductor 803 inserts the rung conductor 814 and the capacitor alternately, and as a result, one capacitor is inserted every time two linear portions 818 are provided. That is, the ring conductor 803 is provided with two straight portions 818 and a capacitor alternately, and at the connection point between the two straight portions 818 and the straight portion 818 in the ring conductor, the two straight portions 818 are paired with each other. There is no gap between them to install a capacitor.

これは、リング導体803において、直線状のラング導体とキャパシタを1つずつ交互に配置することに比して、キャパシタの数が減っている。通常32本の直線状のラング導体を有するハイパス型バードケージ型コイルではリング導体に32個のキャパシタが設置されるが、図8のRFコイル801では、その数が半数の16個に減っているということができる。キャパシタの数が減ると部品点数が減少するので、部品に要するコスト及び製造コストが低減し、装置コストが低下する。また、部品点数が少ないことから、故障の虞が減少するというメリットがある。 This is because the number of capacitors is reduced in the ring conductor 803 as compared with the case where the linear rung conductors and the capacitors are alternately arranged one by one. Normally, in a high-pass type bird cage coil having 32 linear rung conductors, 32 capacitors are installed in the ring conductor, but in the RF coil 801 of FIG. 8, the number is reduced to 16 which is half of the number. It can be said. When the number of capacitors is reduced, the number of parts is reduced, so that the cost required for the parts and the manufacturing cost are reduced, and the equipment cost is reduced. Further, since the number of parts is small, there is an advantage that the risk of failure is reduced.

(変形例3)
上述した実施形態及び各変形例では、2つの円環状のリング導体の間に、両端部で分岐して複数の直線部を有するラング導体を複数設けたRFコイルについて説明した。RFコイルはこのような形状に限られず、リング導体が楕円形上の環状であってもよい。
(Modification example 3)
In the above-described embodiment and each modification, an RF coil in which a plurality of rung conductors branched at both ends and having a plurality of straight portions are provided between two annular ring conductors has been described. The RF coil is not limited to such a shape, and the ring conductor may be an annular shape on an ellipse.

図9に、両端で2本の直線部218に分岐したラング導体214を楕円バードケージ型コイル910に適用した場合例を示す。図9の楕円バードケージ型コイル910は、楕円周方向に対してラング導体214を等間隔に設置したものである。このように楕円バードケージ型コイルであっても本実施形態を適用することができ、この場合も、ラング周辺部の照射磁場の均一度を向上させることができる。なお、楕円バードケージ型コイルにおいて、必ずしも図9に示す例のように、ラング導体214を等間隔に設置しなくてもよく、ラング導体の設置間隔は適宜変更することができる。 FIG. 9 shows an example in which the rung conductor 214 branched into two straight portions 218 at both ends is applied to the elliptical bird cage type coil 910. In the elliptical bird cage coil 910 of FIG. 9, rung conductors 214 are installed at equal intervals in the elliptical circumferential direction. As described above, the present embodiment can be applied even to the elliptical bird cage type coil, and in this case as well, the uniformity of the irradiation magnetic field in the peripheral portion of the rung can be improved. In the elliptical bird cage type coil, the rung conductors 214 do not necessarily have to be installed at equal intervals as in the example shown in FIG. 9, and the rung conductor installation intervals can be changed as appropriate.

図10に示すように、通常楕円バードケージ型コイル910のラング導体とシールド950との間隔(ギャップ)は等間隔にすることが考えられる。しかし、図11に示すように、左右の間隔を狭く、上下の間隔を広くすることで、左右方向により広い患者空間を確保することができる。又、この時、ラング導体同士の間隔を上下方向においては狭く、左右方向においては広くすることで照射磁場の均一度を維持又は向上させる。なお、シールドとRFコイルとの間隔は、照射のパワー効率を高めるためには、所定(通常20〜30mm程度)の間隔(ギャップ)が必要である。 As shown in FIG. 10, it is conceivable that the distance (gap) between the rung conductor of the normally elliptical bird cage coil 910 and the shield 950 is equal. However, as shown in FIG. 11, by narrowing the left-right spacing and widening the top-bottom spacing, a wider patient space can be secured in the left-right direction. Further, at this time, the uniformity of the irradiation magnetic field is maintained or improved by narrowing the distance between the rung conductors in the vertical direction and widening in the horizontal direction. The distance between the shield and the RF coil needs to be a predetermined distance (usually about 20 to 30 mm) in order to increase the power efficiency of irradiation.

(変形例4)
又、図12に示すように、楕円バードケージ型コイルの場合でも、両端で分岐せずに別個独立の直線状のラング部2本からなるラング導体とキャパシタ1つとを交互に設けた構成とすることができる。図12の楕円バードケージ型コイル1101も、2本の直線部818を有するラング導体814とキャパシタとが交互に設けられている。したがって、リング導体における直線部818との接続点では、2本で1ペアとなっている直線部818同士の間にはキャパシタを設置するためギャップは設けられていない。
(Modification example 4)
Further, as shown in FIG. 12, even in the case of an elliptical bird cage type coil, a rung conductor composed of two independent linear rung portions and one capacitor are alternately provided without branching at both ends. be able to. The elliptical bird cage coil 1101 shown in FIG. 12 is also provided with a rung conductor 814 having two straight portions 818 and a capacitor alternately provided. Therefore, at the connection point of the ring conductor with the straight line portion 818, a gap is not provided between the straight line portions 818 which are paired with each other because a capacitor is installed.

リング導体1103において、直線状のラング導体とキャパシタを1つずつ交互に配置する従来型の楕円バードケージ型コイルに比して、キャパシタの数が減少していることから、コストが低下し、故障の虞が減少するというメリットがある。このように楕円バードケージ型コイル1101においても、本実施形態に係るラング導体を適用することで、ラング導体周辺部の照射磁場の均一度を向上させたRFコイルとすることができる。 In the ring conductor 1103, the number of capacitors is reduced as compared with the conventional elliptical bird cage type coil in which linear rung conductors and capacitors are alternately arranged one by one, so that the cost is reduced and a failure occurs. There is a merit that the risk of As described above, even in the elliptical bird cage type coil 1101, by applying the rung conductor according to the present embodiment, it is possible to obtain an RF coil in which the uniformity of the irradiation magnetic field in the peripheral portion of the rung conductor is improved.

なお、本発明の実施形態及びその変形例は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。 Various additions and changes can be made to the embodiments of the present invention and modifications thereof without departing from the spirit of the invention.

100・・・MRI装置、101・・・マグネット、102・・・傾斜磁場コイル、103・・・RFアンテナ、104・・・送受信機、105・・・データ処理部、106・・・送受信ケーブル、107・・・傾斜磁場制御ケーブル、108・・・表示装置、109・・・傾斜磁場電源、111・・・ベッド、112・・・被検体、200・・・従来型RFコイル、201・・・ギャップ、202・・・ギャップ、203・・・リング導体、204・・・ラング導体、210・・・RFコイル、212・・・ギャップ、214・・・ラング導体、218・・・直線部、310・・・バードケージ型RFコイル、303・・・リング導体、314・・・ラング導体、318・・・直線部、601・・・ダイオード回路、602・・・ダイオード回路、612・・・インダクタ、613・・・ダイオード、803・・・リング導体、810・・・バードケージ型RFコイル、814・・・ラング導体、818・・・直線部、910・・・楕円バードケージ型RFコイル、950・・・シールド、1101・・・楕円バードケージ型RFコイル、1103・・・リング導体
100 ... MRI device, 101 ... magnet, 102 ... gradient magnetic field coil, 103 ... RF antenna, 104 ... transmitter / receiver, 105 ... data processing unit, 106 ... transmit / receive cable, 107 ... gradient magnetic field control cable, 108 ... display device, 109 ... gradient magnetic field power supply, 111 ... bed, 112 ... subject, 200 ... conventional RF coil, 201 ... Gap, 202 ... Gap, 203 ... Ring conductor, 204 ... Lang conductor, 210 ... RF coil, 212 ... Gap, 214 ... Lang conductor, 218 ... Straight part, 310 ... Bird cage type RF coil, 303 ... Ring conductor, 314 ... Lang conductor, 318 ... Straight part, 601 ... Diode circuit, 602 ... Diode circuit, 612 ... inductor, 613 ... Diode, 803 ... Ring conductor, 810 ... Bird cage type RF coil, 814 ... Lang conductor, 818 ... Straight part, 910 ... Elliptical bird cage type RF coil, 950 ...・ ・ Shield 1101 ・ ・ ・ Elliptical bird cage type RF coil 1103 ・ ・ ・ Ring conductor

Claims (8)

MRI装置に適用され、静磁場空間への高周波信号の送信及び静磁場内に置かれた被検体から発生される核磁気共鳴信号の受信の少なくとも一方を行う筒形状のRFコイルを備え、
前記RFコイルが、
環状に形成され、前記筒形状の両端に前記筒形状の中心軸と前記環状の中心とが一致するように配置される2つのリング導体と
前記筒形状の外周面に沿って、該筒形状の中心軸と平行に互いに所定の間隔をあけて配置され、2つの前記リング導体を接続する複数のラング導体と、
前記リング導体において、隣接する前記ラング導体同士の間に挿入される複数のキャパシタと、を有し、
前記ラング導体が、周方向にN本(Nは2以上の整数)の互いに略平行に配置される直線部を有し、前記N本の直線部は周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする高周波コイルユニット。
It is applied to MRI equipment and has a tubular RF coil that transmits at least one of the high frequency signal to the static magnetic field space and the reception of the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject placed in the static magnetic field.
The RF coil
Two ring conductors formed in an annular shape and arranged at both ends of the tubular shape so that the central axis of the tubular shape and the center of the annular shape coincide with each other.
A plurality of rung conductors arranged along the outer peripheral surface of the tubular shape at predetermined intervals parallel to the central axis of the tubular shape and connecting the two ring conductors.
The ring conductor has a plurality of capacitors inserted between the adjacent rung conductors, and has a plurality of capacitors.
Said rung conductor, peripheral N (N is an integer of 2 or more) in the direction have a straight portion which is arranged substantially parallel to each other, the linear portion of the N book that are arranged at equal intervals in the circumferential direction High frequency coil unit featuring.
前記ラング導体が、両端部において周方向にN本に分岐することにより前記互いに略平行に配置される直線部を有している請求項1記載の高周波コイルユニット。 The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein the rung conductor has straight portions that are arranged substantially parallel to each other by branching into N lines in the circumferential direction at both ends. 前記ラング導体を構成する各前記直線部の両端部が、夫々前記リング導体に直接接続され互いに略平行に配置されている請求項1記載の高周波コイルユニット。 The high-frequency coil unit according to claim 1, wherein both ends of each of the straight portions constituting the rung conductor are directly connected to the ring conductor and arranged substantially parallel to each other. 前記キャパシタが、前記リング導体において前記ラング導体と交互に配置されている請求項1乃至請求項3の何れか1項記載の高周波コイルユニット。 The high-frequency coil unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the capacitors are arranged alternately with the rung conductor in the ring conductor. シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドをさらに備え、
前記RFコイル及び前記シールドは、前記中心軸に垂直な断面が略円形状の円筒形状に形成され、
前記RFコイルの中心軸と前記シールドの中心軸とが一致するように配置されている請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の高周波コイルユニット。
It is composed of a sheet-shaped conductor, and further includes a shield formed in a tubular shape so as to surround the RF coil.
The RF coil and the shield are formed in a cylindrical shape having a substantially circular cross section perpendicular to the central axis.
The high-frequency coil unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the central axis of the RF coil and the central axis of the shield are arranged so as to coincide with each other.
シート状の導体からなり、前記RFコイルを囲繞するように筒形状に形成されたシールドをさらに備え、
前記RFコイル及び前記シールドは、前記中心軸に垂直な断面が略楕円形状の筒形状に形成され、
前記RFコイルの中心軸と前記シールドの中心軸とが一致するように配置されている請求項1乃至請求項4の何れか1項記載の高周波コイルユニット。
It is composed of a sheet-shaped conductor, and further includes a shield formed in a tubular shape so as to surround the RF coil.
The RF coil and the shield are formed in a tubular shape having a substantially elliptical cross section perpendicular to the central axis.
The high-frequency coil unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the central axis of the RF coil and the central axis of the shield are arranged so as to coincide with each other.
前記キャパシタが、前記リング導体と前記ラング導体と前記シールドとにより前記高周波信号又は前記核磁気共鳴信号の周波数で共振するよう調整された請求項5又は請求項6記載の高周波コイルユニット。 The high-frequency coil unit according to claim 5 or 6 , wherein the capacitor is adjusted by the ring conductor, the rung conductor, and the shield to resonate at the frequency of the high-frequency signal or the nuclear magnetic resonance signal. 請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の高周波コイルユニットを備えた磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus comprising the high-frequency coil unit according to any one of claims 1 to 5.
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KR102487465B1 (en) * 2019-12-02 2023-01-11 고려대학교 세종산학협력단 Apparatus for magnetic resonance imaging having elliptical birdcage shape for improvement of magnetic field uniformity and efficiency in whole-body rf coil
JP7557767B2 (en) * 2020-09-28 2024-09-30 富士フイルム株式会社 High frequency coil unit and magnetic resonance imaging device

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4869029B2 (en) * 2006-11-09 2012-02-01 株式会社日立製作所 Coil apparatus and magnetic resonance inspection apparatus using the same
US7936170B2 (en) * 2008-08-08 2011-05-03 General Electric Co. RF coil and apparatus to reduce acoustic noise in an MRI system
US9274189B2 (en) * 2009-11-30 2016-03-01 Hitachi Medical Corporation High-frequency coil unit and magnetic resonance imaging device
DE102010041984B4 (en) * 2010-10-05 2014-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Magnetic resonance antenna, and a magnetic resonance apparatus with a magnetic resonance antenna
US10126382B2 (en) * 2012-11-06 2018-11-13 Hitachi, Ltd. Magnetic resonance imaging apparatus and antenna device

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