特許 6173676 高周波コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6173676

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】高周波コイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20170724BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/05 355

【請求項の数】14

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-245619(P2012-245619)

(22)【出願日】2012年11月7日

(65)【公開番号】特開2014-94035(P2014-94035A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年9月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136504

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 毅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100160901

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 正平

(72)【発明者】

【氏名】河合 択真

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２５２７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４４４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１０８０６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０４−１０３１０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−１３８８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１１８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０００９１７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１０５８０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記被検体を跨る第１の部分と前記被検体の両足の間を仕切る第２の部分とを有する固定具と、
を備え、
前記支持部は、前記被検体全体を支持するように構成される高周波コイルユニット。

【請求項2】

被検体を支持する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記被検体を跨る第１の部分と前記被検体の両足の間を仕切る第２の部分とを有する固定具と、
を備え、
前記支持部に、腹部用のコイル要素を取り付けるための取付構造を設けた高周波コイルユニット。

【請求項3】

被検体をセットし、かつ寝台にセットするための支持部であって前記被検体を背面側から支持するように構成される支持部と、
前記支持部に設けられ、少なくとも鉛直方向の異なる位置に配置された複数のコイル要素と、
前記被検体の背面側を支持する前記支持部の支持面と、前記被検体の両側面側となる前記支持部の２つの端部の少なくとも一方とを、前記被検体の股間を経由して連結する固定具と、
を有する高周波コイルユニット。

【請求項4】

前記固定具にコイル要素の少なくとも一部を設けた請求項３記載の高周波コイルユニット。

【請求項5】

前記固定具は、少なくとも一部が前記支持部から着脱可能に構成される請求項３記載の高周波コイルユニット。

【請求項6】

前記固定具及び前記支持部にそれぞれ一部が配置され、前記固定具が前記支持部に取り付けられた状態で機能するコイル要素を設けた請求項５記載の高周波コイルユニット。

【請求項7】

前記固定具が前記支持部に取り付けられた状態で機能するコイル要素は、前記被検体の足が内側を通る位置に配置される請求項６記載の高周波コイルユニット。

【請求項8】

被検体をセットし、かつ寝台にセットするための支持部と、
前記支持部に設けられ、少なくとも鉛直方向の異なる位置に配置された複数のコイル要素と、
前記被検体の腹部用のコイル要素と、
を有し、
前記被検体の腹部側のコイル要素として、前記被検体の背面側の前記支持部に設けられる前記複数のコイル要素の数と異なる数の複数のコイル要素を設けた高周波コイルユニット。

【請求項9】

前記支持部は、前記被検体を背面側から支持するように構成される請求項１、２又は８記載の高周波コイルユニット。

【請求項10】

前記複数のコイル要素は、鉛直方向に湾曲する曲面に沿って配置される請求項３乃至８のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。

【請求項11】

前記複数のコイル要素は、一部が前記被検体の側面をカバーするように配置される請求項３乃至８のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。

【請求項12】

前記被検体の頭部用及び腹部用の少なくとも一方のコイル要素を更に設けた請求項１乃至７のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。

【請求項13】

前記支持部は、前記被検体と接触する表面が凹凸を有するクッション材で構成される請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。

【請求項14】

請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットと、
前記高周波コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う撮像システムと、
を備える磁気共鳴イメージング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、高周波(RF: radio frequency)コイルユニット及び磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。

【背景技術】

【0002】

MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。

【0003】

従来、MRI装置に使用される小児用のRF受信コイルとして頭部用のRFコイルと脊椎用のRFコイルとを連結させた一体型のコイルが市販されている。従来の小児用RF受信コイルは、複数のコイル要素を被検体の背面側に平面状に配置した構造を有している。このため、必要に応じて、被検体のアンテリア側における感度を補うために、補助的な別のRFコイルが設置される。

【0004】

但し、被検体が小児である場合には、大きな荷重を被検体にかけることは望ましくない。そこで、補助的に付加されるRFコイルは、設置台及び支持機構を用いて被検体のアンテリア側に設置される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２５３４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の小児の撮像法では、被検体のアンテリア側に設置される補助的なRFコイルと被検体との間における空隙が大きくなる。このため、十分なSNR (signal to noise ratio)を確保することが困難な場合がある。

【0007】

そこで、本発明は、被検体に大きな荷重を掛けることなく、より好適な感度で必要な領域からMR信号を受信することが可能なRFコイルユニット及びMRI装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態に係る高周波コイルユニットは、被検体を支持する支持部と、固定具とを備える。固定具は、前記支持部に設けられ、前記被検体を跨る第１の部分と前記被検体の両足の間を仕切る第２の部分とを有する。前記支持部は、前記被検体全体を支持するように構成される。
また、本発明の実施形態に係る高周波コイルユニットは、被検体を支持する支持部と、固定具とを備える。固定具は、前記支持部に設けられ、前記被検体を跨る第１の部分と前記被検体の両足の間を仕切る第２の部分とを有する。前記支持部に、腹部用のコイル要素を取り付けるための取付構造を設けた。
また、本発明の実施形態に係る高周波コイルユニットは、被検体をセットし、かつ寝台にセットするための支持部と、複数のコイル要素と、固定具とを有する。支持部は、前記被検体を背面側から支持するように構成される。複数のコイル要素は、前記支持部に設けられ、少なくとも鉛直方向の異なる位置に配置される。固定具は、前記被検体の背面側を支持する前記支持部の支持面と、前記被検体の両側面側となる前記支持部の２つの端部の少なくとも一方とを、前記被検体の股間を経由して連結する。
また、本発明の実施形態に係る高周波コイルユニットは、被検体をセットし、かつ寝台にセットするための支持部と、複数のコイル要素と、前記被検体の腹部用のコイル要素とを有する。複数のコイル要素は、前記支持部に設けられ、少なくとも鉛直方向の異なる位置に配置される。前記被検体の腹部側のコイル要素として、前記被検体の背面側の前記支持部に設けられる前記複数のコイル要素の数と異なる数の複数のコイル要素が設けられる。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記高周波コイルユニットと、撮像システムとを備える。撮像システムは、前記高周波コイルユニットを用いて被検体の磁気共鳴イメージングを行う。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るRFコイルユニットの構成を示す斜視図。

【図2】図１に示す支持部内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの下面図。

【図3】図１に示す支持部及び頭部コイル内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの右側面図。

【図4】図１に示す固定具及び頭部コイル内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの上面図。

【図5】図１に示す支持部の表面における構造の一例を示す斜視図。

【図6】図１に示す支持部の表面における構造の別の一例を示す斜視図。

【図7】独立した頭部用コイルを設けてRFコイルユニットを構成した例を示す図。

【図8】被検体の腹部側におけるコイル要素の数を多くした例を示すRFコイルユニットの上面図。

【図9】被検体の腹部側に独立した腹部用コイルを取り付けてRFコイルユニットを構成した例を示す斜視図。

【図10】図１に示す頭部用コイルの開閉方向を変えた例を示す図。

【図11】図１に示す頭部用コイルの開閉方向を変えた別の例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態に係るRFコイルユニット及びMRI装置について添付図面を参照して説明する。

【0011】

図１は本発明の実施形態に係るRFコイルユニットの構成を示す斜視図、図２は、図１に示す支持部内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの下面図、図３は、図１に示す支持部及び頭部コイル内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの右側面図、図４は、図１に示す固定具及び頭部コイル内に設けられる複数のコイル要素の配置を示すRFコイルユニットの上面図である。

【0012】

RFコイルユニット１は、被検体Ｏをセットし、かつ寝台にセットするための支持部２に複数のコイル要素３を設けて構成される。複数のコイル要素３は、少なくとも鉛直方向の異なる位置に配置される。支持部２には、更に被検体Ｏを腹部側から固定するための固定具４及び頭部用コイル５を設けることができる。

【0013】

支持部２の長手方向のサイズは、支持部２により被検体Ｏ全体を支持できるように被検体Ｏの大きさに合わせて決定することができる。但し、図示される例に限らず、被検体Ｏの手足が支持部２の外部となるように支持部２のサイズを決定してもよい。尚、図示された例は、被検体Ｏが乳幼児である場合の例を示している。

【0014】

また、支持部２は、被検体Ｏを背面側から支持するように構成することができる。特に、支持部２を鉛直方向に湾曲させると、複数のコイル要素３を支持部２に鉛直方向に湾曲する曲面に沿って配置することができる。このため、簡易に複数のコイル要素３を鉛直方向の異なる位置に配置しつつ、被検体Ｏを支持部２にフィットさせることができる。被検体Ｏが乳幼児である場合には、例えば、被検体Ｏの厚みを考慮して15mm程度の深さとなるように、支持部２を湾曲させることができる。これにより、支持部２で被検体Ｏ全体を安全に保護することができる。

【0015】

但し、被検体Ｏを仰向けにセットせずにうつ伏せ又は横向きにセットするように支持部２を構成してもよい。その場合には、被検体Ｏを良好に固定できるように被検体Ｏの形状に応じた固定具４を支持部２に設けることができる。

【0016】

一方、被検体Ｏを仰向けにセットするように構成された湾曲する支持部２に、複数のコイル要素３を湾曲する曲面に沿って配置すると、複数のコイル要素３は、一部が被検体Ｏの側面をカバーするように配置されることとなる。このため、被検体Ｏの背面側に加えて側面における感度を確保することができる。従って、支持部２に配置される複数のコイル要素３は、従来の脊椎コイルに比べて被検体Ｏのアンテリア側における感度が飛躍的に向上する。

【0017】

図示された例では、横断面が円弧状でかつ板状の支持部２の内部に、被検体Ｏの体軸方向及び被検体Ｏの体軸に垂直な方向に沿ってそれぞれ４つのコイル要素３が収納されている。

【0018】

固定具４は、被検体Ｏの背面側を支持する支持部２の支持面と被検体Ｏの両側面側となる支持部２の２つの端部の少なくとも一方とを、被検体Ｏの股間を経由して連結する器具である。固定具４は、被検体Ｏの両足を通すことができるような構造とすることが被検体Ｏの動きに起因するアーチファクトを抑制する観点から好適である。図示された例では、固定具４が、被検体Ｏの両側面側と支持面とを連結している。この場合、固定具４は、T字状又はY字状となる。

【0019】

このような構造を有する固定具４を支持部２に設けることによってRFコイルユニット１は、チャイルドシート型のRFコイルとなる。但し、被検体Ｏの片足のみを通すような固定具を支持部２に設けてもよい。その場合には、固定具は、分岐のない曲がった柱状構造となる。

【0020】

固定具４は、少なくとも一部が支持部２から着脱可能に構成することが望ましい。これにより、被検体Ｏのセットが容易となる。具体例として、固定具４と支持部２の支持面とをヒンジで連結することができる。これにより、固定具４を開閉することが可能となる。或いは、固定具４全体を支持部２から着脱できるようにしてもよい。固定具４の着脱部は、ロック機構などにより支持部２と連結することが安全性の向上に繋がる。或いは、面ファスナ等で簡易かつフレキシブルに固定具４を支持部２に取り付けられるようにしてもよい。

【0021】

更に、固定具４には、コイル要素３の少なくとも一部を設けることができる。図示された例では、固定具４の内部にT字形状又はY字形状等の形状に合わせて複数のコイル要素３が配置されている。このため、被検体Ｏの腹部側に配置されるコイル要素３によって被検体Ｏのアンテリア側における感度を一層向上させることができる。図示された例では、被検体Ｏの腹部側のコイル要素３として、被検体Ｏの背面側の支持部２に設けられる複数のコイル要素３の数と異なる数の複数のコイル要素３が設けられている。一方、被検体Ｏの股間に配置されるコイル要素３によって、被検体Ｏの股関節付近における感度を向上させることができる。

【0022】

図示された例では、更に、固定具４の内部にコイル要素３の一部が収納されている。すなわち、固定具４と支持部２とに跨る２つのコイル要素３が設けられている。従って、各コイル要素３は、固定具４及び支持部２にそれぞれ一部が配置され、固定具４が支持部２に取り付けられた状態でコイルとして機能する。また、各コイル要素３は、被検体Ｏの足が内側を通る位置に配置されることとなる。従って、被検体Ｏの股関節近傍における感度を一層向上させることができる。固定具４と支持部２とに跨るコイルは、被検体Ｏを固定して動きを抑止する観点及び被検体Ｏに大きな荷重をかけないようにする観点からリジッドコイルとすることが望ましい。

【0023】

頭部用コイル５は、図示されるように支持部２の一部を背面側とする開閉型のコイルとすることができる。この場合、頭部用コイル５の体表面側は、断面が円弧状の湾曲したコイルとすることができる。頭部用コイル５の体表面側は、ヒンジを介して支持部２の端部に連結することができる。これにより、体表面側が開閉する頭部用コイル５を構成することができる。そして、頭部用コイル５の内部には、頭部用の複数のコイル要素３を配置することができる。頭部用コイル５の体表面側のコイルは、可撓性を有するフレキシブルなコイル又は剛性を有するリジッドコイルとすることができる。

【0024】

このように、頭部用コイル５を設けることによって、小児の頭部用及び脊椎用のRFコイルとしてRFコイルユニット１を構成することができる。更に、固定具４内にコイル要素３を設けることによって股関節付近及び腹部側の感度も得ることができる。但し、頭部用、腹部用及び股関節用のコイル要素３の一部又は全部を省略して簡易な構造を有するRFコイルユニット１を構成することもできる。或いは、被検体Ｏの頭部用及び腹部用の少なくとも一方のコイル要素３を設けてRFコイルユニット１を構成することもできる。

【0025】

また、図示された例に限らず、各所に配置されるコイル要素３の大きさ、数及び形状は任意である。例えば、矩形、円形、楕円形、８の字型等の様々な形状を有するコイル要素３を設けることができる。

【0026】

上述した特徴の他、支持部２の材質として被検体Ｏと接触する表面を、凹凸を有するクッション材で構成することが好適である。

【0027】

図５は、図１に示す支持部２の表面における構造の一例を示す斜視図である。また、図６は、図１に示す支持部２の表面における構造の別の一例を示す斜視図である。

【0028】

図５及び図６に示すように支持部２の表面は、１次元的又は２次元的な凹凸を有するクッション材で構成することが好適である。これにより、被検体Ｏが、体温調節が未熟な乳幼児である場合に、空気の通過によって体温上昇を防ぐことができる。また、支持部２の表面を隙間のない構造とすることにより、支持部２内への液体の侵入を防止することもできる。

【0029】

また、被検体Ｏの首に対応する位置には、首にフィットするクッションを設けるようにしてもよい。更に、首に限らず、被検体Ｏの体形に合わせて支持部２に起伏を設けることにより、不要な空隙を低減させることができる。これにより、感度の向上及び被検体Ｏの動きの低減を図ることができる。

【0030】

この他、被検体Ｏを一層安全に支持部２に固定するために、被検体Ｏの体表面側をハーネス６で固定するようにしてもよい。例えば、肩から股関節にかけてワンタッチで着脱できるY字状のベルトを設けることによって、被検体Ｏの上半身の動きを抑制することができる。

【0031】

上述したRFコイルユニット１は、撮像システムを備えたMRI装置の寝台にセットし、MRイメージング用のRF受信コイルとして使用することができる。RFコイルユニット１は、ケーシングで保護した状態で寝台の天板にセットすることが実用的である。RFコイルユニット１を寝台の天板にセットすると、支持部２に設けられた複数のコイル要素３は、寝台の上下方向に配置されることとなる。このため、被検体Ｏのアンテリア側における感度を維持しつつMRI装置の撮像システムにより、RFコイルユニット１を用いて被検体ＯのMRイメージングを行うことが可能となる。

【0032】

次に、RFコイルユニット１のバリエーションについて例示する。

【0033】

図７は、独立した頭部用コイル５を設けてRFコイルユニット１を構成した例を示す図である。

【0034】

図１には、頭部用コイル５の下面側を支持部２と一体型にした例を示したが、頭部用コイル５を独立して使用できるようにしてもよい。その場合、図７に示すように、頭部用コイル５の幅を被検体Ｏのサイズに合わせて支持部２よりも狭くすると、頭部における感度を向上させることができる。

【0035】

図８は、被検体Ｏの腹部側におけるコイル要素３の数を多くした例を示すRFコイルユニット１の上面図である。

【0036】

図８に示すように、固定具４の、被検体Ｏからみて支持部２の左右両端部を連結する部分の体軸方向における幅を広げると、被検体Ｏの腹部に加えて胸部にもコイル要素３を配置することが可能となる。これにより、股関節付近、腹部及び胸部における感度を向上させることができる。

【0037】

図９は、被検体Ｏの腹部側に独立した腹部用コイルを取り付けてRFコイルユニット１を構成した例を示す斜視図である。

【0038】

図９に示すように、支持部２に、腹部用のコイル要素３を取り付けるための取付構造１０Ａを設けることができる。取付構造１０Ａとしては、フックや面ファスナなど、腹部用のコイル要素３を支持部２に取り付けることが可能な構造であれば、任意のものを用いることができる。図示された例では、被検体Ｏからみて支持部２の左右側面に、長手方向に沿って線状の面ファスナが取り付けられている。

【0039】

このように支持部２に取付構造１０Ａを設けると、支持部２の取付構造１０Ａに対応する取付構造１０Ｂを有する所望の腹部用コイル１１を支持部２に取り付けることが可能となる。例えば、面ファスナを両端に設けた柔軟性を有する市販の腹部用コイル１１を支持部２に取り付けることができる。このため、被検体Ｏに大きな荷重をかけることなく、腹部や胸部の感度を向上させることができる。

【0040】

図１０は、図１に示す頭部用コイル５の開閉方向を変えた例を示す図である。図１１は、図１に示す頭部用コイル５の開閉方向を変えた別の例を示す図である。

【0041】

図１には、支持部２の長手方向に開閉する頭部用コイル５を例示したが、図１０及び図１１に示すように支持部２の長手方向に垂直な方向に開閉する頭部用コイル５を支持部２に設けてもよい。

【0042】

例えば、図１０に示す頭部用コイル５では、被検体Ｏからみて上部側が中心から左右に開閉する構造となっている。すなわち、頭部用コイル５の上部側が２つの湾曲したパーツから成り、かつ各パーツがヒンジで頭部用コイル５の下部側と連結されている。

【0043】

一方、図１１に示す頭部用コイル５では、被検体Ｏからみて上部側が分離せずに左右方向に開閉する構造となっている。すなわち、湾曲した上部側の一端がヒンジを介して頭部用コイル５の下部側と連結されている。

【0044】

以上のようなRFコイルユニット１は、複数のコイル要素３を鉛直方向の異なる位置に配置し、かつ被検体Ｏに過大な荷重をかけずに被検体Ｏを固定及び保護できるように構成したものである。

【0045】

このため、RFコイルユニット１によれば、被検体Ｏに大きな荷重をかけずに、被検体Ｏの背面側及びアンテリア側に感度を得ることができる。更に、固定具４に沿って、被検体Ｏの股間から腹部にかけてコイル要素３を配置することによって、股関節付近及び腹部における感度を得ることもできる。

【0046】

また、RFコイルユニット１によれば、湾曲した支持部２と固定具４とによって被検体Ｏの動きを抑制しつつ安全に被検体Ｏを保護することができる。

【0047】

このため、RFコイルユニット１は、セッティングが容易な小児用の脊椎用RFコイルとして使用することができる。しかも、心臓、腹部及び股関節等の小児における画像診断において必要とされる領域において十分な感度を得ることができる。このため、股関節脱臼等の検査においても、股関節近傍の固定具４に沿って配置されたコイル要素３によって十分な感度及びSNRで撮像を行うことができる。

【0048】

加えて、支持部２に取付構造１０Ａを設けることにより、従来の腹部用コイルを被検体Ｏに荷重をかけずにセットすることが可能となる。

【0049】

以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

【符号の説明】

【0050】

１ RFコイルユニット
２ 支持部
３ コイル要素
４ 固定具
５ 頭部用コイル
６ ハーネス
１０Ａ，１０Ｂ 取付構造
１１ 腹部用コイル
Ｏ 被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】