磁共振成像裝置以及天線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及測量來自被檢體中的氫、磷等的核磁共振(Nuclear MagneticResonance:以下稱作NMR)信號且使核的密度分布、緩和時(shí)間分布等圖像化的核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging:以下稱作MRI)技術(shù)，尤其涉及進(jìn)行高頻信號的發(fā)送以及NMR信號的接收中至少一方的天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]MRI裝置中，對在靜磁場磁鐵所產(chǎn)生的均勻的靜磁場中配置的被檢體照射作為電磁波的高頻信號，激勵(lì)被檢體內(nèi)的核自旋，并接收作為核自旋所產(chǎn)生的電磁波的核磁共振信號，通過進(jìn)行信號處理，來使被檢體圖像化。高頻信號的照射和核磁共振信號的接收由發(fā)送或接收無線電頻率(RF)的電磁波的被稱作RF天線或RF線圈的裝置來進(jìn)行。
[0003]若以收發(fā)功能進(jìn)行分類，則RF線圈大概能夠分為僅進(jìn)行發(fā)送的發(fā)送天線、僅進(jìn)行接收的接收天線、以及進(jìn)行發(fā)送和接收雙方的收發(fā)天線這三個(gè)。在具有3特斯拉以下的靜磁場強(qiáng)度的人拍攝用MRI裝置中，大多組合主要為圓筒形狀或圓盤形狀的較大的發(fā)送天線、和具有片狀或圓筒形等各種形狀的比較小的接收天線來使用。
[0004]并且，若以形狀進(jìn)行分類，則RF線圈大概分為被稱作表面天線或局部天線的天線、和被稱作體積線圈或體積天線的天線這兩種。局部天線為圓形或平板形狀，在天線的近旁附近具有靈敏度，大多抵接于被檢體的表面來使用。另一方面，體積天線具有圓筒形或設(shè)置于上下的兩個(gè)圓盤形狀，在其中或其間整體具有靈敏度，并在那里設(shè)置被檢體來使用。
[0005]作為圓筒形的體積天線的例子，存在被稱作鳥籠型或bird cage型的天線(例如，參照非專利文獻(xiàn)I以及專利文獻(xiàn)I。)、和被稱作TEM(transverse electromagnetic)型的天線(例如，參照專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3。)。這些發(fā)送天線中，通常被稱作橫檔(橫桿或梯子的橫棒)的棒狀的導(dǎo)體沿圓筒側(cè)面并與圓筒的中心軸平行地配置16?32根左右。這樣的圓筒形的發(fā)送天線在被稱作隧道型的MRI裝置中使用。在隧道型MRI裝置中，由圓筒形狀的靜磁場磁鐵形成隧道，被檢體以躺在床上的狀態(tài)進(jìn)入隧道內(nèi)部，來進(jìn)行拍攝。
[0006]作為圓筒形的發(fā)送天線而使用的TEM型的天線主要作為3特斯拉以上的高磁場MRI裝置的軀干部用體積天線、頭部用體積天線等來使用。此時(shí)，使在上述的16?32根左右某橫檔流動的電流相互耦合來使用。并且，獨(dú)立的供電點(diǎn)(端口)的數(shù)量為2。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:美國專利第7688070號說明書
[0010]專利文獻(xiàn)2:美國專利第4751464號說明書
[0011]專利文獻(xiàn)3:美國專利第5557247號說明書
[0012]非專利文獻(xiàn)
[0013]非專利文獻(xiàn)l:Cecil E.Hayes, et al., “An Efficient, Highly HomogeneousRad1frequency Coil for Whole-Body NMR Imaging at L 5T，，，Journal of MagneticResonance (1985) Vol.63:p.622-628

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]一般而言，在具有N根橫檔的TEM型天線中存在N/2+1個(gè)共振模式。例如，在3特斯拉的MRI裝置中使用的TEM型天線使用128MHz左右的共振模式。在該TEM型天線具有24橫檔的情況下，存在13個(gè)共振模式，其頻率大約在從120至135MHz的范圍內(nèi)大致以I?2MHz左右的間隔存在。
[0016]并且，各共振模式各自的空間的靈敏度范圍不同。MRI裝置使用氫核自旋以特定頻率繞靜磁場方向旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。因此，希望在天線內(nèi)部的空間，具有盡量均勻的靈敏度。所適合的??Μ型天線的共振模式僅是一個(gè)。
[0017]如上述那樣，TEM型天線利用鄰接橫檔間的電流的耦合。最近，為了確保天線的內(nèi)部空間，往往使橫檔接近其外側(cè)的圓筒形屏蔽件。TEM型天線中，在橫檔與處于其外側(cè)的圓筒形屏蔽件的距離相比較整體的圓筒的直徑而相對接近的情況下，鏡像電流在橫檔的近旁流動，從而作為天線的效率降低。相伴地，鄰接橫檔間的電流耦合也有減少的趨勢。
[0018]TEM型天線中，公知若鄰接橫檔間的電流耦合降低，則共振模式的頻率相互接近。而且，若??Μ型天線的共振模式的頻率相互接近，則頻率鄰接的共振模式的靈敏度范圍混合的程度變高，從而容易引起局部的靈敏度的不均勻。尤其，在天線內(nèi)部人體等被檢體偏置地配置的情況下，因接收線圈、纜線等的位置，局部地橫檔與被檢體、纜線等物體接近，從而TEM型天線的共振模式的頻率產(chǎn)生紊亂。因該紊亂，除中心以外容易受到具有靈敏度范圍的其它的共振模式的靈敏度的影響。
[0019]并且，TEM型天線中，若鄰接橫檔間的電流耦合降低，則在較大的被檢體進(jìn)入天線內(nèi)部的情況下，引起離供電點(diǎn)較近的一側(cè)的靈敏度和較遠(yuǎn)的一側(cè)的靈敏度不同的現(xiàn)象。這是由于，因與被檢體的相互作用而阻礙電流的流動。因此，產(chǎn)生將離供電點(diǎn)的距離控制在規(guī)定的范圍的需要。因此，獨(dú)立的2點(diǎn)供電點(diǎn)的話不夠，除在圓筒軸中從屬于180度、對稱的部分的端口之外，也有需要2+2的獨(dú)立以及從屬的4根供電點(diǎn)的情況。對于該現(xiàn)象，尤其在TEM型天線的橫檔與處于其外側(cè)的圓筒形屏蔽件的距離相比較整體的圓筒的直徑而相對接近的情況下顯著。
[0020]本發(fā)明是鑒于上述事情而完成的，其目的在于提供如下技術(shù)，即，在TEM型天線中，能夠與負(fù)載的尺寸、形狀、配置無關(guān)，并且與天線構(gòu)成部件的配置無關(guān)，不浪費(fèi)天線的內(nèi)部空間地以簡易的結(jié)構(gòu)來保證天線內(nèi)部的靈敏度的均勻度。
[0021]用于解決課題的方案
[0022]本發(fā)明構(gòu)成為，在TEM型天線中，使鄰接橫檔間的電流耦合的程度增大，減少因配置于天線內(nèi)部的負(fù)載的配置位置的偏置、該負(fù)載的大小引起的靈敏度的不均勻。該TEM型天線具備在中央部分支為多個(gè)、且在兩端部合流為一個(gè)的橫檔導(dǎo)體。換言之，具有在中央部具有沿著橫檔導(dǎo)體的長邊方向的空隙的橫檔導(dǎo)體。該橫檔導(dǎo)體配置為，在中央部與鄰接的橫檔導(dǎo)體接近，并且在端部保證與以往相同的距離。
[0023]發(fā)明的效果如下。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在TEM型天線中，能夠與負(fù)載的尺寸、形狀、配置無關(guān)，并且與天線構(gòu)成部件的配置無關(guān)，不浪費(fèi)天線的內(nèi)部空間地以簡易的結(jié)構(gòu)來保證天線內(nèi)部的靈敏度的均
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的MRI裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖2是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線裝置的立體圖。
[0027]圖3是圖2的一部分的放大圖。
[0028]圖4是以往的天線裝置的立體圖。
[0029]圖5是圖4的一部分的放大圖。
[0030]圖6(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的天線裝置的共振峰值的擴(kuò)展的阻抗特性曲線圖，圖6(b)是表示以往的天線裝置的共振峰值的擴(kuò)展的阻抗特性曲線圖。
[0031]圖7(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式的天線裝置所產(chǎn)生的磁場分布的說明圖，圖7(b)是以往的天線裝置所產(chǎn)生的磁場分布的說明圖。
[0032]圖8是表示圖7(a)以及(b)的線400的磁場強(qiáng)度的絕對值的輪廓的曲線圖。
[0033]圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的天線裝置的立體圖。
[0034]圖10是本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的天線裝置的立體圖。
[0035]圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式的變形例的天線裝置的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，對應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0037]首先，對本實(shí)施方式的MRI裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)施方式的MRI裝置100的簡要結(jié)構(gòu)圖。MRI裝置100具備:在配置被檢體112的測量空間形成靜磁場的磁鐵101 ;對靜磁場給與規(guī)定的方向的磁場斜度的傾斜磁場線圈102 ;向被檢體112發(fā)送高頻信號并且接收從被檢體112產(chǎn)生的核磁共振信號的RF線圈103 ;作成從RF線圈103發(fā)送的高頻信號而向RF線圈103發(fā)送、并且對RF線圈103所接收到的核磁共振信號進(jìn)行信號處理的收發(fā)兩用機(jī)104 ;向傾斜磁場線圈102供給電流的傾斜磁場電源109 ;控制收發(fā)兩用機(jī)104以及傾斜磁場電源109的驅(qū)動、并且接受各種信息處理以及操作人員的操作的數(shù)據(jù)處理部105 ;用于顯示數(shù)據(jù)處理部105的處理結(jié)果的顯示裝置108 ;以及載置被檢體112的床111。此外，數(shù)據(jù)處理部105作為基于由RF線圈103所接收且由收發(fā)兩用機(jī)104進(jìn)行了各種信號處理后的核磁共振信號而將被檢體112的內(nèi)部信息圖像化的圖像化部發(fā)揮功能。
[0038]傾斜磁場電源109和傾斜磁場線圈102通過傾斜磁場控制纜線107連接。并且，RF線圈103和收發(fā)兩用機(jī)104通過在RF線圈103與收發(fā)兩用機(jī)104之間收發(fā)信號的收發(fā)線纜106連接。收發(fā)兩用機(jī)104具備合成器、功率放大器，接收混頻器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、收發(fā)切換開關(guān)等，但對此未圖示。
[0039]MRI裝置100根據(jù)磁鐵101所形成的靜磁場的方向而區(qū)分為水平磁場方式和垂直磁場方式。水平磁場方式的情況