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JP2006000295A - Volume coil for MR device - Google Patents

Volume coil for MR device Download PDF

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JP2006000295A
JP2006000295A JP2004178544A JP2004178544A JP2006000295A JP 2006000295 A JP2006000295 A JP 2006000295A JP 2004178544 A JP2004178544 A JP 2004178544A JP 2004178544 A JP2004178544 A JP 2004178544A JP 2006000295 A JP2006000295 A JP 2006000295A
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JP
Japan
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conductive
coil
volume coil
radio wave
wave shield
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004178544A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yoshitome
英二 吉留
Iwao Nakajima
巌 中島
Hiroo Ikehira
博夫 池平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institutes For Quantum Science and Technology
Original Assignee
National Institutes For Quantum Science and Technology
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Publication date
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Priority to PCT/JP2005/011040 priority patent/WO2005122890A1/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

【課題】 被検体の閉塞感を軽減し、fMRIなどの実験を容易にし、コイルのデカップリングを可能にする。
【解決手段】 RF電波の送受信に用いるMR装置用ボリュームコイルであって、複数の導電性ロッドで構成され且つ外側面に電波シールドが巻かれたボリュームコイルにおいて、電波シールドは、複数の導電性ロッドに電気的に接続された複数の導電性セグメントと、導電性セグメントどうしを接続するコンデンサとを有し、導電性セグメントは、網目パターンを有する。導電性ロッドの一つが導電性セグメントの一つにそれぞれ対応し、各導電性ロッドを含む1つの閉電流経路が設けられ、閉電流経路にブロッキング回路が挿入され、閉電流経路の一端に対応する導電性セグメントが電気的に接続されている。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a feeling of blockage of a subject, facilitate an experiment such as fMRI, and enable decoupling of a coil.
A volume coil for an MR device used for transmission / reception of RF radio waves, the volume coil comprising a plurality of conductive rods and having a radio wave shield wound on an outer surface, wherein the radio wave shield includes a plurality of conductive rods. A plurality of conductive segments electrically connected to each other and a capacitor connecting the conductive segments, and the conductive segments have a mesh pattern. One of the conductive rods corresponds to one of the conductive segments, one closed current path including each conductive rod is provided, a blocking circuit is inserted in the closed current path, and corresponds to one end of the closed current path The conductive segments are electrically connected.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、MRI(磁気共鳴撮像)やMRS(磁気共鳴スペクトロスコピー)のエコー信号測定のためにRF(無線周波数)電波を送信または受信するMR装置用RFコイルに関し、特に、被検体の頭部等を撮影するのに使用されるMR装置用ボリュームコイルに関する。   The present invention relates to an RF coil for an MR apparatus that transmits or receives an RF (radio frequency) radio wave for measuring an echo signal of MRI (magnetic resonance imaging) or MRS (magnetic resonance spectroscopy). The present invention relates to a volume coil for an MR apparatus used for photographing an image.

MRIやMRS測定を行う磁気共鳴診断装置(MR装置)は、検査領域で均一な強度を持つ静磁場を加え、かつ静磁場の方向に直交する面内に偏波したRF電波を、検査対象である原子核に照射して、それによって励起された原子核が出すRF電波を受信してその信号を処理する装置である。その信号を発する位置を推定して画像として表示するのがMRI(磁気共鳴撮像)で、その信号の周波数を分析して含まれる成分を分析するのがMRS(磁気共鳴スペクトロスコピー)である。いずれの方法にも、検査領域を制限するため又は信号が出ている場所を特定するために勾配磁場発生装置が使用される。MRI装置とMRS装置は、ハードウェア構成上は全く同じもので、撮像過程を含む信号処理形式が異なるだけである。RFコイルは、これらの装置でRF電波を送受信するために使われるものである。RFコイルと勾配磁場発生装置との間には、RFコイル外部への電磁波漏洩や外部電磁波の受信を防ぐためのシールドが設けられている。(例えば、特許文献1及び2参照)   A magnetic resonance diagnostic apparatus (MR apparatus) that performs MRI and MRS measurements applies a static magnetic field having a uniform intensity in the examination region and also applies RF waves polarized in a plane perpendicular to the direction of the static magnetic field to the examination target. It is an apparatus that irradiates a certain nucleus, receives RF radio waves emitted by the excited nucleus, and processes the signal. The position where the signal is emitted is estimated and displayed as an image by MRI (Magnetic Resonance Imaging), and the frequency of the signal is analyzed and the contained component is analyzed by MRS (Magnetic Resonance Spectroscopy). In either method, a gradient magnetic field generator is used to limit the examination area or to identify where the signal is being emitted. The MRI apparatus and the MRS apparatus are exactly the same in terms of hardware configuration, and only the signal processing format including the imaging process is different. The RF coil is used for transmitting and receiving RF radio waves in these devices. A shield is provided between the RF coil and the gradient magnetic field generator to prevent leakage of electromagnetic waves to the outside of the RF coil and reception of external electromagnetic waves. (For example, see Patent Documents 1 and 2)

RFコイルが送受信するRF電波の周波数は静磁場強度に比例して高くなる。例えば、静磁場強度が3T(Tesla)を超えるようになると、水素原子の磁気共鳴周波数は120MHz以上になり、その際用いるRFコイルは外部に電磁波を多量に照射して送信パワーの損失や受信信号のSN比の劣化を招く。そこで、RFコイルの外側面をシールドして、送信においては外部への電波の散逸を防ぎ、受信においては外部からの雑音電波の混入を抑えることがさらに重要になる。そこで、従来の技術によれば、シールドとして、銅箔や薄い銅板などの導体をRFコイルの外側面に巻いて外部への電磁波漏洩や外部電磁波の受信を防いできた。(例えば、特許文献2、3及び4参照)   The frequency of the RF radio wave transmitted and received by the RF coil increases in proportion to the static magnetic field strength. For example, when the static magnetic field strength exceeds 3T (Tesla), the magnetic resonance frequency of the hydrogen atom becomes 120 MHz or more, and the RF coil used at that time irradiates a large amount of electromagnetic waves to the outside, causing loss of transmission power and reception signal. The SN ratio is degraded. Therefore, it is more important to shield the outer surface of the RF coil to prevent the dissipation of radio waves to the outside during transmission and to suppress the mixing of noise radio waves from the outside during reception. Therefore, according to the conventional technique, a conductor such as a copper foil or a thin copper plate is wound around the outer surface of the RF coil as a shield, thereby preventing leakage of electromagnetic waves to the outside and reception of external electromagnetic waves. (For example, see Patent Documents 2, 3 and 4)

MR装置では、複数のコイルと共存する環境での撮像において必要となる、コイルのデカップリング又はデチューン(コイルの回路を電気的に切ること又は共振条件を崩すことで一時的にコイルの機能をなくすこと)ための手段が設けられている。この手段としてブロッキング回路がある。このブロッキング回路は、RFコイルの働きを一時的に止めるための回路である。RFコイルは、測定原子核と磁場強度で決まる特定の周波数で共振するように調整されている。送信をボリュームコイルで行い、受信は、別のサーフェスコイルで行いたい場合、2つのコイルを近接して置くことになるが、これら2つの共振回路が相互に磁気結合すると共振特性が悪くなってしまう。このため、送信時には受信コイルの回路を切断し、受信時には送信コイルの回路を切断して、同時に複数のコイルが働くことのないようにする必要がある。このスイッチングを行うのがブロッキング回路の役目である。   In an MR apparatus, coil decoupling or detuning (necessary for imaging in an environment where a plurality of coils coexist) is temporarily disabled by electrically disconnecting a coil circuit or breaking resonance conditions. Means) is provided. There is a blocking circuit as this means. This blocking circuit is a circuit for temporarily stopping the function of the RF coil. The RF coil is adjusted to resonate at a specific frequency determined by the measurement nucleus and the magnetic field strength. When transmission is performed with a volume coil and reception is performed with another surface coil, two coils are placed close to each other. However, if these two resonance circuits are magnetically coupled to each other, the resonance characteristics are deteriorated. . For this reason, it is necessary to disconnect the circuit of the reception coil at the time of transmission and to disconnect the circuit of the transmission coil at the time of reception so that a plurality of coils do not work simultaneously. This switching is the role of the blocking circuit.

従来技術によれば、勾配コイルの内側に貼着されたRFシールドを複数の銅箔による分割構造とし、各銅箔の間にダイオードを介設し、銅箔に対してブロッキング回路により直流的に接続され且つRF的に分離されたスイッチ制御回路を設け、スイッチ制御回路からの直流バイアス電圧の極性を換えることにより、ダイオードをアクティブに制御して、RF送信時及びNMR信号受信時は、各銅箔を接続し、勾配磁場変化時は各部分を遮断することにより、RFシールドの性能の向上できるとともに、勾配磁場による過電流の低減を図るものがある。(例えば、特許文献2参照)   According to the prior art, the RF shield attached to the inside of the gradient coil is divided into a plurality of copper foils, a diode is interposed between the copper foils, and a direct current is applied to the copper foil by a blocking circuit. A switch control circuit connected and separated in RF is provided, and the diode is actively controlled by changing the polarity of the DC bias voltage from the switch control circuit. By connecting the foil and blocking each part when the gradient magnetic field changes, the performance of the RF shield can be improved and overcurrent due to the gradient magnetic field can be reduced. (For example, see Patent Document 2)

従来のRFコイルの中で、特に、被検体の頭部等を撮影するのに使用されるMR装置用ボリュームコイルは、内部に頭部を挿入するための開口を有する円筒形の空洞で形成されている。その円筒形の空洞が外側面と内側面と両端面とで構成され、例えばその空洞の内側面と外側面との間に軸方向に伸びる16本のエレメントが配置されている。このコイルの外側面は、直径34cm、高さ22cmの円筒形のシールドで覆われている(非特許文献1、第541頁参照)。   Among conventional RF coils, in particular, a volume coil for an MR apparatus used for imaging the head of a subject is formed by a cylindrical cavity having an opening for inserting the head inside. ing. The cylindrical cavity is composed of an outer surface, an inner surface and both end surfaces. For example, 16 elements extending in the axial direction are arranged between the inner surface and the outer surface of the cavity. The outer surface of the coil is covered with a cylindrical shield having a diameter of 34 cm and a height of 22 cm (see Non-Patent Document 1, page 541).

特開平7−39539号公報JP 7-39539 A 特開平8−252234号公報JP-A-8-252234 特開昭62−112542号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-111542 特開平5−113473号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-113473 Brian A. Baertlein 他 「Theoretical Model for an MRI Radio Frequency Resonator 」IEEE TRANSACTION ON BIOMEDICAL ENGINEERING. VOL.47. NO.4. APRIL 2000Brian A. Baertlein et al. "Theoretical Model for an MRI Radio Frequency Resonator" IEEE TRANSACTION ON BIOMEDICAL ENGINEERING. VOL.47. NO.4. APRIL 2000

従来技術によれば、RFコイルの外側を導体で塞いでしまうために、被検体は閉塞感を強いられていた。特に頭部等の検査に使用されるボリュームコイルの場合は、これが顕著であった。また、fMRI(磁気共鳴機能画像法)による実験をする際にも光刺激を与えるための鏡の取り付けが難しくなる等の影響が出ていた。また、コイルのデカップリングや、デチューンを行うことも、120MHzを超える共鳴周波数をもつRFコイルでは、シールドの銅箔又は銅板にコイルに流れる電流が分布するために、コイルの回路を電気的に切ることができなかった。   According to the prior art, since the outside of the RF coil is blocked with a conductor, the subject is forced to feel occluded. This was particularly noticeable in the case of a volume coil used for inspection of the head or the like. In addition, when performing an experiment using fMRI (magnetic resonance functional imaging), it was difficult to attach a mirror for applying optical stimulation. In addition, coil decoupling and detuning can also be performed in an RF coil having a resonance frequency exceeding 120 MHz because the current flowing in the coil is distributed to the copper foil or copper plate of the shield, so that the coil circuit is electrically disconnected. I couldn't.

本発明の目的は、被検体の閉塞感を軽減し、且つfMRIなどの実験を容易にすること、また、これに加えてコイルのデカップリングを可能にすることである。   An object of the present invention is to reduce the feeling of obstruction of a subject and facilitate experiments such as fMRI, and in addition to this, to enable coil decoupling.

本発明によれば、RF電波の送受信に用いるMR装置用ボリュームコイルであって、複数の導電性ロッドで構成され且つ外側面に電波シールドが巻かれたボリュームコイルにおいて、前記電波シールドは、前記複数の導電性ロッドに電気的に接続された複数の導電性セグメントと、該導電性セグメントどうしを接続するコンデンサとを有し、前記導電性セグメントは、透視可能な構造を有することを特徴とするMR装置用ボリュームコイルが提供される。   According to the present invention, there is provided a volume coil for an MR device used for transmission / reception of RF radio waves, wherein the radio wave shield includes the plurality of conductive rods and has a radio wave shield wound on an outer surface thereof. A plurality of conductive segments electrically connected to the conductive rods and a capacitor connecting the conductive segments, wherein the conductive segments have a see-through structure. An apparatus volume coil is provided.

前記導電性ロッドの一つが前記導電性セグメントの一つにそれぞれ対応し、各導電性ロッドを含む1つの閉電流経路が設けられ、該閉電流経路にブロッキング回路が挿入され、該閉電流経路の一端に対応する導電性セグメントが電気的に接続されていてもよい。   One of the conductive rods corresponds to one of the conductive segments, one closed current path including each conductive rod is provided, a blocking circuit is inserted in the closed current path, and the closed current path includes A conductive segment corresponding to one end may be electrically connected.

また、前記コンデンサは、隣接する導電性セグメントの一部を、誘電体を挟んで重ね合わせることにより構成されてもよい。   The capacitor may be configured by overlapping a part of adjacent conductive segments with a dielectric interposed therebetween.

前記電波シールドは、透明な絶縁性構造体で覆われていることが好ましい。   The radio wave shield is preferably covered with a transparent insulating structure.

前記絶縁性構造体は、前記電波シールドを保持するように構成されてもよい。   The insulating structure may be configured to hold the radio wave shield.

前記透視可能な構造を有する導電性セグメントは、透明な導電性材料で作られた導電性セグメント、網目パターンを有する導電性セグメント又は穿孔パターンを有する導電性セグメントであってもよい。   The conductive segment having the transparent structure may be a conductive segment made of a transparent conductive material, a conductive segment having a mesh pattern, or a conductive segment having a perforated pattern.

本発明によれば、電波シールドの導電性セグメントが、透視可能な構造を有するので、外部が見えるようになり、被検体の閉塞感を和らげるという効果が得られる。また、fMRI等の実験において光刺激を行いやすくするという効果も得られる。   According to the present invention, since the conductive segment of the radio wave shield has a structure that can be seen through, the outside can be seen, and the effect of relieving the feeling of blockage of the subject can be obtained. In addition, an effect of facilitating light stimulation in experiments such as fMRI can be obtained.

本発明によれば、電波シールドの導電性セグメントどうしがコンデンサで接続されているので、シールド性能を低下させることなく勾配磁場による渦電流を低減することができる。すなわち、コンデンサは、勾配磁場のスイッチングにともなって生じる渦電流の発生を抑えるためにボリュームコイルの導電性ロッドごとに導電性セグメントを直流的に切断するが、高周波に対しては接続するようにするために、電磁波を効果的に遮断することができる。   According to the present invention, since the conductive segments of the radio wave shield are connected by the capacitor, the eddy current due to the gradient magnetic field can be reduced without reducing the shielding performance. That is, the capacitor cuts the conductive segment for each conductive rod of the volume coil in a direct current manner to suppress the generation of eddy currents caused by switching of the gradient magnetic field, but is connected to a high frequency. Therefore, electromagnetic waves can be effectively blocked.

本発明によれば、導電性ロッドの一つが導電性セグメントの一つにそれぞれ対応し、各導電性ロッドを含む1つの閉電流経路が設けられ、該閉電流経路にブロッキング回路が挿入され、該閉電流経路の一端に対応する導電性セグメントが電気的に接続されているので、デカップリングやデチューンの機能を容易に実現できるという効果が得られる。   According to the present invention, one of the conductive rods corresponds to one of the conductive segments, one closed current path including each conductive rod is provided, and a blocking circuit is inserted in the closed current path, Since the conductive segment corresponding to one end of the closed current path is electrically connected, an effect of easily realizing the decoupling and detuning functions can be obtained.

本発明によれば、電波シールドが透明な絶縁性構造体で覆われているので、被検体の閉塞感を和らげるという効果だけでなく感電を防止するという効果も得られる。   According to the present invention, since the radio wave shield is covered with the transparent insulating structure, not only the effect of relieving the blockage of the subject but also the effect of preventing electric shock can be obtained.

図1は、本発明のボリュームコイルが適用できるMR装置の簡単な構成を示している。このMR装置は、検査領域に均一な強度を持つ静磁場を加える静磁場コイル11と、検査領域を制限するため又は信号が出ている場所を特定するための勾配磁場コイル12と、RF電波を検査対象である原子核に照射してそれによって励起された原子核が出すRF電波を受信するボリュームコイル13と、勾配磁場コイルを駆動して勾配磁場を発生させる勾配磁場発生装置14と、ボリュームコイル13を駆動してRF電波を送信させたり受信させたりするとともにボリュームコイル13が受信した電波の信号を増幅するRF送受信装置15と、勾配磁場コイル12及びボリュームコイル13が所定の動作シーケンスで動作するように勾配磁場発生装置14及びRF送受信装置15を制御する制御装置16と、RF送受信装置15から受信したRF電波の信号を処理する信号処理装置17とを備えている。   FIG. 1 shows a simple configuration of an MR apparatus to which the volume coil of the present invention can be applied. This MR apparatus includes a static magnetic field coil 11 for applying a static magnetic field having a uniform intensity to an inspection region, a gradient magnetic field coil 12 for limiting the inspection region or specifying a place where a signal is output, and an RF radio wave. A volume coil 13 that receives an RF radio wave emitted from a nucleus excited by irradiating a nucleus to be inspected, a gradient magnetic field generator 14 that drives a gradient magnetic field coil to generate a gradient magnetic field, and a volume coil 13 The RF transmitter / receiver 15 that drives to transmit and receive the RF radio wave and amplifies the radio wave signal received by the volume coil 13, and the gradient magnetic field coil 12 and the volume coil 13 operate in a predetermined operation sequence. A control device 16 that controls the gradient magnetic field generator 14 and the RF transmitter / receiver 15; And a signal processing unit 17 for processing an RF radio signal.

図2は、本発明のボリュームコイル21の一部を示す概略斜視図である。このボリュームコイル21は、その中に被検体の頭部を配置できるように円筒形をしており、2本の導電性エンドリング22a及び22bと、その導電性エンドリングの間に軸方向に伸びた8本の導電性ロッド23を有している。この実施例では一例を示し、導電性ロッドの数は8本であるが、他の数でもよい。例えば16本であってもよい。   FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of the volume coil 21 of the present invention. The volume coil 21 has a cylindrical shape so that the head of the subject can be placed therein, and extends in the axial direction between the two conductive end rings 22a and 22b and the conductive end ring. 8 conductive rods 23 are provided. In this embodiment, an example is shown, and the number of conductive rods is eight, but other numbers may be used. For example, the number may be 16.

図3は、本発明のボリュームコイル31の概略斜視図であり、図2のボリュームコイル21と、その外側面に巻いた電波シールド32との関係を説明するものである。ただし、図3においては、図2の導電性ロッド23の両端部のみを図示しその大部分を省略している。電波シールド32は、ボリュームコイル21の円筒外側面を覆うように配置された8組の導電性セグメント33(ほぼ3組の導電性セグメント33a、33b、33cのみ図示)で構成されている。各導電性セグメントは、ボリュームコイルの軸方向に伸びる線材とその線材と直交する線材とで構成される網目パターンを有し、ボリュームコイル21の各導電性ロッド23に対応している。導電性セグメント33の軸方向の長さは、導電性ロッド23の軸方向の長さよりも長く、各導電性セグメントの両端は、ボリュームコイルの両端を越えてエンドリング22a及び22bの中心に向かって内側へ折り曲げられ、それぞれ対応した導電性ロッド23の両端部に電気的に接続されている。   FIG. 3 is a schematic perspective view of the volume coil 31 of the present invention, illustrating the relationship between the volume coil 21 of FIG. 2 and the radio wave shield 32 wound around the outer surface thereof. However, in FIG. 3, only the both ends of the conductive rod 23 of FIG. 2 are shown and most of them are omitted. The radio wave shield 32 is composed of eight sets of conductive segments 33 (only three sets of conductive segments 33a, 33b, and 33c are shown) arranged so as to cover the cylindrical outer surface of the volume coil 21. Each conductive segment has a mesh pattern composed of a wire extending in the axial direction of the volume coil and a wire orthogonal to the wire, and corresponds to each conductive rod 23 of the volume coil 21. The length of the conductive segment 33 in the axial direction is longer than the length of the conductive rod 23 in the axial direction, and both ends of each conductive segment extend beyond both ends of the volume coil toward the centers of the end rings 22a and 22b. It is bent inward and electrically connected to both ends of the corresponding conductive rod 23.

導電性セグメントと他の導電性セグメントとの間には、コンデンサ34(3つのコンデンサ34a、34b、34cのみ図示)が接続されており、これによって、各導電性セグメントの間は直流的に切断され、勾配磁場コイルによる渦電流が電波シールドに流れるのが抑制される。導電性セグメントの網目パターンは、導電性の線材又は幅の狭いテープによって作られている。また、各線材の交差点は、すべて電気的に接続されている。網目パターンの開口率はできるだけ大きい方がより透視性が向上し閉塞感が和らぐので好ましい。しかしながら、シールド性能を考慮して、網目パターの開口の幅は、1mm〜1cm程度であり、本願図面では、実際の開口の大きさよりも誇張して描かれている。また、図では、3つのコンデンサが示されているが、渦電流の抑制効果を得られる限り、任意の数のコンデンサを使用することができる。   A capacitor 34 (only three capacitors 34a, 34b, and 34c are shown) is connected between the conductive segment and the other conductive segments, so that each conductive segment is disconnected in a direct current manner. The eddy current due to the gradient magnetic field coil is prevented from flowing to the radio wave shield. The mesh pattern of the conductive segments is made of a conductive wire or a narrow tape. Moreover, all the intersections of each wire are electrically connected. It is preferable that the opening ratio of the mesh pattern is as large as possible because the transparency is improved and the feeling of occlusion is reduced. However, considering the shielding performance, the opening width of the mesh putter is about 1 mm to 1 cm, and is exaggerated in the drawing of the present application rather than the actual opening size. In the figure, three capacitors are shown. However, any number of capacitors can be used as long as an eddy current suppressing effect can be obtained.

本発明のボリュームコイルをヒトあるいは動物などに用いる場合には、電波シールド32の外側及び被検体が入るボリュームコイルの内側など、感電の恐れのある部分はアクリルパイプ材などの透明な絶縁性構造体で覆い、電気的に安全を確保することが必要である。なお、電波シールド32が例えばアルミ薄板を打ち抜き加工したもので構造物としての強度が単独で十分でない場合、この透明な絶縁性構造体を、ボリュームコイルの外側あるいは内側に取付けて保持し、その強度不足を補うことができる。取付け方法は、ネジ留め、貼り付けなど、その方法を限定するものではない。   When the volume coil of the present invention is used for a human being or an animal, a transparent insulating structure such as an acrylic pipe material is used for a portion where there is a risk of electric shock, such as the outside of the radio wave shield 32 and the inside of the volume coil where the subject enters. It is necessary to cover it with electrical safety. When the radio wave shield 32 is formed by punching an aluminum thin plate and the strength as a structure is not sufficient alone, this transparent insulating structure is attached and held outside or inside the volume coil, and the strength We can make up for the shortage. The attachment method is not limited to screwing or pasting.

図4は、図3に示されるような電波シールドの一部を展開した図であり、2つの導電性セグメント43a、43bのみが示されている。この2つの導電性セグメントは3つのコンデンサ44a、44b、44cによって相互に接続されている。図において、破線45a及び45bは、図3に示すような2つのエンドリング22a及び22bを示すもので、その破線よりも上方及び下方に伸びた導電性セグメントの部分は、図3において折り曲げられた部分を展開したものである。図4において、23a及び23bは、導電性セグメント43a及び43bにそれぞれ対応する2つの導電性ロッド23の両端部を示している。   FIG. 4 is a developed view of a part of the radio wave shield as shown in FIG. 3, and only two conductive segments 43a and 43b are shown. The two conductive segments are connected to each other by three capacitors 44a, 44b, and 44c. In the figure, broken lines 45a and 45b indicate two end rings 22a and 22b as shown in FIG. 3, and the portions of the conductive segments extending above and below the broken lines are folded in FIG. This is an expanded version. In FIG. 4, 23a and 23b have shown the both ends of the two conductive rods 23 corresponding to the conductive segments 43a and 43b, respectively.

図5及び図6は、図4と同様な2つの導電性セグメントを示す展開図であり、網目パターンの別の例を示している。図5の導電性セグメントは、ボリュームコイルの軸方向に伸びる線材に対して左右から斜めに交差する複数の平行な線材で形成されたパターンを有している。図6の導電性セグメントは、ボリュームコイルの軸方向に伸びる線材はなく、その軸方向に対して左右から斜めに伸びて相互に交差する複数の平行な線材で形成された菱形模様の網目パターンを有している。図5及び図6にそれぞれ示された2つの導電性セグメントは、いずれも、図4の導電性セグメントと同様に、3つのコンデンサで接続されかつその両端部は、それぞれ対応する導電性ロッドに電気的に接続されている。   5 and 6 are development views showing two conductive segments similar to those in FIG. 4, and show another example of a mesh pattern. The conductive segment in FIG. 5 has a pattern formed of a plurality of parallel wires that obliquely intersect from the left and right with respect to the wires extending in the axial direction of the volume coil. The conductive segment in FIG. 6 does not have a wire extending in the axial direction of the volume coil, but has a rhombus-like mesh pattern formed of a plurality of parallel wires extending obliquely from the left and right with respect to the axial direction and intersecting each other. Have. Each of the two conductive segments shown in FIGS. 5 and 6 is connected by three capacitors and both ends thereof are electrically connected to the corresponding conductive rods, as in the conductive segment of FIG. Connected.

図7は、本発明の更に別の実施例による電波シールドを示している。図7に示す網目パターンは、図4に示す網目パターンと類似しているが、各導電性セグメントが、対応する各導電性ロッドと共に、一つの電流回路を構成する点で異なる。すなわち、図7の網目パターンでは、2つの導電性セグメント73a、73bの左右の端にある軸方向に伸びる線材76a及び76bが、それぞれ、その線材と直交する複数の線材のうち、中央の線材77a及び77bとだけ電気的に接続されている。また、導電性セグメント73a及び73bの各々と対応する導電性ロッド23との接続も、それぞれの導電性ロッドの端部23a及び23bを線材76a及び76bの両端とだけ接続することにより達成している。これにより、線材76a及び76bの各々と各導電性ロッドを含む1つの閉電流経路が設けられ、該閉電流経路の一端に対応する導電性セグメントが電気的に接続されている。そして、その閉電流経路を形成する線材76a及び76bには、ブロッキング回路78a、78bがそれぞれ挿入されている。このような構成により、各導電性セグメントと各導電性ロッドとの間に流れる電流は、常に線材76a及び76bを通ることになり、ブロッキング回路78a、78bの各々によって、各導電性セグメント及び各導電性ロッドで構成される電流回路の開閉を制御できるようになっている。   FIG. 7 shows a radio wave shield according to still another embodiment of the present invention. The mesh pattern shown in FIG. 7 is similar to the mesh pattern shown in FIG. 4, but differs in that each conductive segment constitutes one current circuit with each corresponding conductive rod. That is, in the mesh pattern of FIG. 7, the wire rods 76 a and 76 b extending in the axial direction at the left and right ends of the two conductive segments 73 a and 73 b are respectively the center wire rod 77 a among the plurality of wire rods orthogonal to the wire rod. And 77b only. Further, the connection between each of the conductive segments 73a and 73b and the corresponding conductive rod 23 is achieved by connecting the end portions 23a and 23b of the respective conductive rods only to both ends of the wire rods 76a and 76b. . Thus, one closed current path including each of the wire rods 76a and 76b and each conductive rod is provided, and a conductive segment corresponding to one end of the closed current path is electrically connected. Then, blocking circuits 78a and 78b are inserted into the wire rods 76a and 76b forming the closed current path, respectively. With such a configuration, a current flowing between each conductive segment and each conductive rod always passes through the wires 76a and 76b, and each of the conductive segments and each of the conductive segments is blocked by each of the blocking circuits 78a and 78b. It is possible to control the opening and closing of a current circuit composed of a conductive rod.

ブロッキング回路78a、78bは、図8のような回路構成を有している。すなわち、PINダイオード81に、インダクタンスL及びキャパシタンスCを含む集中定数部品を用いた共振回路を組み合わせて構成されている。この共振回路の共振周波数は、ボリュームコイルの共振周波数と同じである。このブロッキング回路の動作としては、PINダイオード81の両端に、順方向又は逆方向のバイアス電圧をかけることにより、コイルの共振回路の開閉を制御する。   The blocking circuits 78a and 78b have a circuit configuration as shown in FIG. That is, the PIN diode 81 is combined with a resonance circuit using lumped constant components including an inductance L and a capacitance C. The resonance frequency of this resonance circuit is the same as the resonance frequency of the volume coil. As an operation of this blocking circuit, the opening and closing of the coil resonance circuit is controlled by applying a forward or reverse bias voltage to both ends of the PIN diode 81.

このようなブロッキング回路を含む電波シールドは、RF電波の送信及び受信にそれぞれ専用のボリュームコイルを使用する場合に、有用である。すなわち、ボリュームコイルを送信用RFコイルとして使用し、サーフェスコイルを受信用RFコイルとして使用する場合に、有用である。   The radio wave shield including such a blocking circuit is useful when dedicated volume coils are used for transmission and reception of RF radio waves, respectively. That is, it is useful when the volume coil is used as a transmission RF coil and the surface coil is used as a reception RF coil.

図9に、ボリュームコイル91と、ボリュームコイル91の外側面に巻かれる電波シールド92が示されている。電波シールド92は、複数の導電性セグメント93とその間に接続された複数のコンデンサ94を有している。各導電性セグメント93の一本の軸方向線材の両端93a及び93bは、図3の電波シールド32と同様に、ボリュームコイル91の複数の導電性ロッド95の両端部95a及び95bと電気的に接続される。さらに、ボリュームコイル91の内部に二つのサーフェスコイル96が、配置されている。電波シールド92には、実際は、図7に示すようなブロッキング回路が設けられているが、図9には示されていない。また、サーフェスコイル96にも別のブロッキング回路が設けられているが、図9には示されていない。   FIG. 9 shows a volume coil 91 and a radio wave shield 92 wound around the outer surface of the volume coil 91. The radio wave shield 92 includes a plurality of conductive segments 93 and a plurality of capacitors 94 connected therebetween. Both ends 93a and 93b of one axial wire rod of each conductive segment 93 are electrically connected to both ends 95a and 95b of the plurality of conductive rods 95 of the volume coil 91, similarly to the radio wave shield 32 of FIG. Is done. Further, two surface coils 96 are arranged inside the volume coil 91. The radio wave shield 92 is actually provided with a blocking circuit as shown in FIG. 7, but is not shown in FIG. The surface coil 96 is also provided with another blocking circuit, which is not shown in FIG.

図10に、ボリュームコイルを送信用RFコイルとして使用し、サーフェスコイルを受信用RFコイルとして使用したMR装置において、グラジエントエコー法によって撮像する場合の撮像シーケンスを簡単に示す。図10は、サーフェスコイル及びボリュームコイルのブロッキングのタイミングと、RF送信パルスの発生のタイミング及び傾斜磁場コイルによる傾斜磁場X、傾斜磁場Y及び傾斜磁場Zの各パルスの発生のタイミングとの関係を簡単に示している。図10に示されるように、RF送信パルスが発生される場合には、ボリュームコイルはブロッキングされておらず、作動状態であり、他方、サーフェスコイルはブロッキングされてコイルの回路が切断されており、不作動状態になっている。ボリュームコイルからのRF電波が被検体に照射されると、傾斜磁場X、傾斜磁場Y及び傾斜磁場Zによって特定された被検体の測定部位から生じたエコー信号がサーフェスコイルによって受信される。サーフェスコイルによって、エコー信号が効果的に受信されるように、エコーの中心ではサーフェスコイルがブロッキングされないように調整されている。   FIG. 10 simply shows an imaging sequence when imaging is performed by the gradient echo method in an MR apparatus using a volume coil as a transmission RF coil and a surface coil as a reception RF coil. FIG. 10 simply shows the relationship between the blocking timing of the surface coil and the volume coil, the generation timing of the RF transmission pulse, and the generation timing of each pulse of the gradient magnetic field X, the gradient magnetic field Y, and the gradient magnetic field Z by the gradient magnetic field coil. It shows. As shown in FIG. 10, when an RF transmit pulse is generated, the volume coil is not blocked and is in operation, while the surface coil is blocked and the coil circuit is disconnected, Inactive. When the subject is irradiated with RF radio waves from the volume coil, echo signals generated from the measurement site of the subject specified by the gradient magnetic field X, the gradient magnetic field Y, and the gradient magnetic field Z are received by the surface coil. The surface coil is adjusted so that the surface coil is not blocked at the center of the echo so that the echo signal is effectively received by the surface coil.

このように、図7に示すようなブロッキング回路を含む電波シールドは、ボリュームコイルを送受信兼用とせずに送信又は受信のいずれか専用として使用する場合に用いられるが、図3〜図6のようなブロッキング回路を含まない電波シールドは、ボリュームコイルを送受信兼用として使用する場合に有用である。   As described above, the radio wave shield including the blocking circuit as shown in FIG. 7 is used when the volume coil is used exclusively for transmission or reception without being used for transmission / reception, as shown in FIGS. The radio wave shield not including the blocking circuit is useful when the volume coil is used for both transmission and reception.

図11は、図7と同様なブロッキング回路78a、78bを含む電波シールドの網目パターンを示し、導電性セグメントを利用してコンデンサを形成する方法の一例を説明している。図7の網目パターンと異なる点は、コンデンサ4が、隣接する導電性セグメント73a及び73bの端部を誘電体を挟んで重ね合わせることにより形成されていることである。コンデンサは、一般に、高周波のみを通過させる市販の容量の小さなコンデンサを使用することができるが、同等の機能を有するものであればこのような他の手段で実現することができる。このようなコンデンサは、図7の網目パターンのようにブロッキング回路を含む電波シールドだけでなく、図3〜図6のようなブロッキング回路を含まない電波シールドにも使用できる。また、網目パターンは、本願図面に示した形状のものに限らず、所定のシールド効果を達成できて且つ透視性を備えることで被検体の閉塞感を和らげるという効果が得られるものであれば、他の格子状のパターンを使用できる。   FIG. 11 shows a mesh pattern of a radio wave shield including blocking circuits 78a and 78b similar to FIG. 7, and illustrates an example of a method of forming a capacitor using a conductive segment. The difference from the mesh pattern in FIG. 7 is that the capacitor 4 is formed by overlapping the ends of adjacent conductive segments 73a and 73b with a dielectric interposed therebetween. In general, a commercially available small-capacitance capacitor that allows only high frequencies to pass can be used as the capacitor, but any other means that has an equivalent function can be realized. Such a capacitor can be used not only for a radio wave shield including a blocking circuit as in the mesh pattern of FIG. 7, but also for a radio wave shield not including a blocking circuit as shown in FIGS. In addition, the mesh pattern is not limited to the shape shown in the drawings of the present application, as long as it can achieve a predetermined shielding effect and has an effect of reducing the feeling of obstruction of the subject by providing transparency, Other grid patterns can be used.

また、導電性セグメントは、網目パターンの代わりに穿孔パターンを有するものであってもよい。この穿孔パターンは、シート材の打ち抜きなどによって作られる。この穿孔パターンのように、打ち抜きによって開口部を形成する場合には、その形状も丸、四角などに特に限定されない。また、網目パターン又は穿孔パターンの形成は、全体的に均一である必要はない。さらに、これらの網目パターン又は穿孔パターンの代わりに導電性セグメントを透明な導電性材料で作ることもできる。   Further, the conductive segment may have a perforated pattern instead of the mesh pattern. This perforation pattern is made by punching a sheet material or the like. When the opening is formed by punching as in this perforation pattern, the shape is not particularly limited to a circle or a square. Further, the formation of the mesh pattern or the perforated pattern does not need to be uniform as a whole. Furthermore, instead of these mesh patterns or perforation patterns, the conductive segments can be made of a transparent conductive material.

本発明のボリュームコイルは、1つのRFコイルを送受信兼用とするMR装置及び2つのRFコイルをそれぞれ送信専用及び受信専用とするMR装置に使用できる。また、3T以上の磁場強度を持つMR装置に使用できる。   The volume coil of the present invention can be used for an MR apparatus that uses one RF coil for both transmission and reception and an MR apparatus that uses two RF coils for transmission and reception. Further, it can be used for an MR apparatus having a magnetic field strength of 3T or more.

本発明によるボリュームコイルを適用できるMR装置の簡単な構成を示す図である。It is a figure which shows the simple structure of MR apparatus which can apply the volume coil by this invention. 本発明によるボリュームコイルの一部の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of a part of the volume coil according to the present invention. 本発明によるボリュームコイルの概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the volume coil by this invention. 本発明によるボリュームコイルの電波シールドの一部を示す展開図である。It is an expanded view which shows a part of electromagnetic wave shield of the volume coil by this invention. 網目パターンの例を示す図4と同様な展開図である。FIG. 5 is a developed view similar to FIG. 4 showing an example of a mesh pattern. 網目パターンの例を示す図4と同様な展開図である。FIG. 5 is a developed view similar to FIG. 4 showing an example of a mesh pattern. ブロッキング回路を含む本発明によるボリュームコイルの電波シールドの一部を示す展開図である。It is an expanded view which shows a part of radio wave shield of the volume coil by this invention containing a blocking circuit. ブロッキング回路の簡単な構成図である。It is a simple block diagram of a blocking circuit. 本発明のボリュームコイル及びそれと共に使用するサーフェスコイルを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the volume coil of this invention, and the surface coil used with it. 本発明のボリュームコイルをサーフェスコイルと共に使用する場合の映像シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the image | video sequence in the case of using the volume coil of this invention with a surface coil. 本発明のボリュームコイルに使用するコンデンサの別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of the capacitor | condenser used for the volume coil of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 静磁場コイル
12 勾配磁場コイル
13 ボリュームコイル
14 勾配磁場発生装置
15 RF送受信装置
16 制御装置
17 信号処理装置
21、91 ボリュームコイル
22a、22b、45a、45b 導電性エンドリング
23、95 導電性ロッド
23a、23b、95a、95b 導電性ロッドの端部
31 ボリュームコイル
32、92 電波シールド
33、43a、43b、73a、73b、93 導電性セグメント
4、34、34a、34b、34c コンデンサ
76a、76b、77a、77b 線材
78a、78b ブロッキング回路
L インダクタンス
C キャパシタンス
81 PINダイオード
93a、93b 線材の両端
96 サーフェスコイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Static magnetic field coil 12 Gradient magnetic field coil 13 Volume coil 14 Gradient magnetic field generator 15 RF transmission / reception apparatus 16 Control apparatus 17 Signal processing apparatus 21, 91 Volume coil 22a, 22b, 45a, 45b Conductive end ring 23, 95 Conductive rod 23a , 23b, 95a, 95b Conductive rod end 31 Volume coil 32, 92 Radio wave shield 33, 43a, 43b, 73a, 73b, 93 Conductive segment 4, 34, 34a, 34b, 34c Capacitors 76a, 76b, 77a, 77b Wire material 78a, 78b Blocking circuit L Inductance C Capacitance 81 PIN diode 93a, 93b Both ends of wire material 96 Surface coil

Claims (6)

RF電波の送受信に用いるMR装置用ボリュームコイルであって、複数の導電性ロッドで構成され且つ外側面に電波シールドが巻かれたボリュームコイルにおいて、前記電波シールドは、前記複数の導電性ロッドに電気的に接続された複数の導電性セグメントと、該導電性セグメントどうしを接続するコンデンサとを有し、前記導電性セグメントは、透視可能な構造を有することを特徴とするMR装置用ボリュームコイル。   An MR device volume coil used for transmission / reception of RF radio waves, wherein the radio wave shield is electrically connected to the plurality of conductive rods. A volume coil for an MR apparatus, comprising: a plurality of electrically connected conductive segments; and a capacitor for connecting the conductive segments, wherein the conductive segments have a transparent structure. 前記導電性ロッドの一つが前記導電性セグメントの一つにそれぞれ対応し、各導電性ロッドを含む1つの閉電流経路が設けられ、該閉電流経路にブロッキング回路が挿入され、該閉電流経路の一端に対応する導電性セグメントが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のMR装置用ボリュームコイル。   One of the conductive rods corresponds to one of the conductive segments, one closed current path including each conductive rod is provided, a blocking circuit is inserted in the closed current path, and the closed current path includes The volume coil for an MR device according to claim 1, wherein a conductive segment corresponding to one end is electrically connected. 前記コンデンサは、隣接する導電性セグメントの一部を、誘電体を挟んで重ね合わせることにより構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のMR装置用ボリュームコイル。   3. The volume coil for an MR device according to claim 1, wherein the capacitor is configured by overlapping a part of adjacent conductive segments with a dielectric interposed therebetween. 前記電波シールドは、透明な絶縁性構造体で覆われていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のMR装置用ボリュームコイル。   The volume coil for MR apparatus according to claim 1, wherein the radio wave shield is covered with a transparent insulating structure. 前記絶縁性構造体は、前記電波シールドを保持することを特徴とする請求項4に記載のMR装置用ボリュームコイル。   The volume coil for MR apparatus according to claim 4, wherein the insulating structure holds the radio wave shield. 前記透視可能な構造を有する導電性セグメントは、透明な導電性材料で作られた導電性セグメント、網目パターンを有する導電性セグメント又は穿孔パターンを有する導電性セグメントであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載のMR装置用ボリュームコイル。   The conductive segment having the transparent structure is a conductive segment made of a transparent conductive material, a conductive segment having a mesh pattern, or a conductive segment having a perforated pattern. The volume coil for MR apparatus as described in any one of -5.
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