特許 7352493 頭部用コイル装置およびそれを用いた磁気共鳴撮像装置

(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】

(24)【登録日】2023-09-20

(45)【発行日】2023-09-28

(54)【発明の名称】頭部用コイル装置およびそれを用いた磁気共鳴撮像装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20230921BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 355

A61B5/055 350

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020037856

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021137338

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000888

【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 浩二郎

(72)【発明者】

【氏名】西山 高徳

(72)【発明者】

【氏名】加藤 和之

(72)【発明者】

【氏名】羽原 秀太

(72)【発明者】

【氏名】大竹 陽介

(72)【発明者】

【氏名】山下 聡

(72)【発明者】

【氏名】白猪 亨

【審査官】後藤 昌夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－２４４４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００００９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００６５８５２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－２１６８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００７６３５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－０３５９８７（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】

コイルエレメントを有するコイルユニットを少なくとも１つ以上と、当該コイルユニットを被検体の頭部に装着させる機構を備えたコイル支持部とを備え、
前記コイル支持部は、ベース部と、当該ベース部に接続され弾性部材を有する支持体と、前記支持体と前記コイルユニットの少なくとも１つを接続するホルダーと、を備え、
前記ホルダーは、中央の一か所で前記支持体に対し摺動自在に支持され、両端部で、前記ベースに固定された一対のガイドに対し弾発的に接触しており、前記ベース部に対して直接的または間接的に少なくとも３か所の接触点を有することを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項2】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記ホルダーは、前記コイルユニットの形状に沿って湾曲した第１ホルダー部及び当該第１ホルダー部と交差する方向に湾曲した第２ホルダー部を有し、
前記支持体は、前記第２ホルダー部を湾曲状に摺動可能に支持する湾曲部を有することを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項3】

請求項２に記載の頭部用コイル装置であって、
前記第２ホルダー部と前記湾曲部との間に、前記湾曲部に対する前記第２ホルダー部の摺動をロック及びロック解除するロック機構部を備えたことを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項4】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記コイルユニットは、頭部の前頭部を覆う第１のコイルユニットと、頭部の少なくとも一方の側面を覆う第２のコイルユニットとを含むことを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項5】

請求項４に記載の頭部用コイル装置であって、
前記ベース部は、被検体の頭部を載せる頭受け部と、前記第２のコイルユニットを固定した側面パネル部とを有し、
前記側面パネル部は、前記頭受け部に対し支持軸を介して固定され、前記支持軸を中心に回動可能であることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項6】

コイルエレメントを有するコイルユニットを少なくとも１つ以上と、当該コイルユニットを被検体の頭部に装着させる機構を備えたコイル支持部とを備え、
前記コイル支持部は、ベース部と、当該ベース部に接続され弾性部材を有する支持体と、前記支持体と前記コイルユニットの少なくとも１つを接続するホルダーと、を備え、
前記ホルダーは前記ベース部に対して直接的または間接的に少なくとも３か所の接触点を有し、
前記コイルユニットは、頭部の前頭部を覆う第１のコイルユニットと、頭部の少なくとも一方の側面を覆う第２のコイルユニットとを含み、
前記ベース部は、被検体の頭部を載せる頭受け部と、前記第２のコイルユニットを固定した側面パネル部とを有し、
前記側面パネル部は、前記頭受け部に対し支持軸を介して固定され、前記支持軸を中心に回動可能であることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項7】

請求項６に記載の頭部用コイル装置であって、
前記側面パネル部は、前記ホルダーの摺動に連動して開閉することを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項8】

請求項６に記載の頭部用コイル装置であって、
頭部の左右方向をX方向とし、頭部の上下方向をZ方向とするとき、前記支持軸は、前記ベース部の上面に対し、X方向またはZ方向の少なくとも一方に傾斜を持ち、前記側面パネル部を頭部から離反する方向に付勢していることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項9】

請求項７に記載の頭部用コイル装置であって、
前記ホルダーは、先端が前記側面パネル部に接触する位置にあり、前記ホルダーの摺動に伴い前記先端が移動し、前記側面パネル部を頭部に密着する方向に回動させることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項10】

請求項４に記載の頭部用コイル装置であって、
前記第１のコイルユニットと、前記第２のコイルユニットを含む側面パネル部とが、一部可撓性を備えていることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項11】

請求項４に記載の頭部用コイル装置であって、
前記コイルユニットは、被検体の後部を覆う第３のコイルユニットをさらに含むことを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項12】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記コイルユニットを被検体の頭部に密着させるための固定ベルトをさらに備え、
前記固定ベルトは一端が前記ベース部に固定され、前記ホルダーには前記固定ベルトを通すための切欠け部又は穴が形成されていることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項13】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記ホルダーは、前記支持体に支持されている側を後方、その反対側を前方とするとき、前方に鏡面が形成された鏡が、前記ホルダーに対し回動可能に取り付けられていることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の頭部用コイル装置であって、
前記支持体は、前記ベース部に固定された端部と反対の端部の端面が、前記支持体の軸方向に対し所定の角度を有し、前記ホルダーの摺動範囲の下限の位置において、前記端部の端面と前記鏡とが当接しており、前記ホルダーに対する前記鏡の角度を規定することを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項15】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記コイルユニットは、導体からなるコイルループ部と当該コイルループ部を覆うカバー部材とを有し、前記カバー部材は、前記コイルループ部の導体が存在しない領域に、前記コイルユニットを被検体に装着したときに被検体の視野を確保するための光透過部が設けられていることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項16】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記支持体は、前記ベース部に固定された固定部と、当該固定部と連続して形成され、湾曲状の形状を有する湾曲部と、を有し、前記固定部は機械的な弾性を持つ構造を備えたことを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項17】

請求項１６に記載の頭部用コイル装置であって、
前記固定部は、板バネ、または、断面波型形状或いは螺旋形状を有することを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項18】

請求項１に記載の頭部用コイル装置であって、
前記コイルユニットは、複数のサブコイルを並べたアレイコイルと、サブコイル間の磁気結合防止する調整要素とを含み、前記サブコイル間の距離が可変であることを特徴とする頭部用コイル装置。

【請求項19】

被検体に高周波磁場を印加する送信コイルと、前記被検体から生じた核磁気共鳴信号を検出する受信コイルと、前記核磁気共鳴信号を用いて前記被検体の画像を再構成する信号処理部と、を備えた磁気共鳴撮像装置であって、
前記受信コイルとして、請求項１ないし１８のいずれか一項に記載のコイル装置を用いたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

【請求項20】

被検体に高周波磁場を印加する送信コイルと、前記被検体から生じた核磁気共鳴信号を検出する受信コイルと、前記核磁気共鳴信号を用いて前記被検体の画像を再構成する信号処理部と、を備えた磁気共鳴撮像装置であって、
前記送信コイルとして、請求項１ないし１８のいずれか一項に記載のコイル装置を用いたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置という）の受信コイルや送信コイルとして用いられるコイル装置に係り、特に被検体への装着性を改良した頭部用コイル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＲＩ装置は、検査対象を横切る任意の断面内の核スピンに磁気共鳴を起こさせ、発生する核磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。静磁場方向によって、水平磁場型、垂直磁場型のＭＲＩ装置などと呼ばれている。

【0003】

ＭＲＩ撮像では、静磁場中におかれた被検体に傾斜磁場を印加しながら高周波コイルにより高周波磁場を照射する。高周波磁場の照射により被検体内の核スピン、例えば、水素原子の核スピンが励起され、励起された核スピンが平衡状態に戻るときに核磁気共鳴信号として円偏波磁場が発生する。この信号を高周波コイルで検出し、信号処理を施して生体内の水素原子核分布を画像化する。

【0004】

高周波コイルは、その形状によってボリュームコイルと表面コイルの２つに大きく大別される。一般的に、高周波磁場を照射する高周波コイル（送信コイル）には広い範囲を均一に照射できるボリュームコイルが使われる。一方、信号を検出する高周波コイル（受信コイル）には被検体の近傍に配置できる表面コイルが使われる。なぜなら、高周波コイルと被検体との距離が小さいほど信号取得効率が高く、ＭＲＩ画像の高画質化が可能となるからである。一般的に製品化されている頭部向けの受信コイルは、耐久性を重視してサイズが固定のコイル筐体を有する。一方、サイズを変化可能な機構を備えた頭部向けの受信コイルも検討されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１３－２４４４１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

サイズが固定の一般的な頭部向けの受信コイルは、人口カバー率を上げるために大きな被検体に合わせたサイズで設計される。そのため、多くの被検体にとってはコイルと被検体の距離が大きくなり信号取得効率が低下してしまうという課題がある。また、体動によるＭＲＩ画像の画質低下を防止するために行われる被検体頭部の固定作業に時間がかかるという課題もある。一般的に、固定作業ではコイル筐体と被検体の間の空間にスポンジを詰めるという作業が行われる。スポンジを詰める作業では、技師が頭部の大きさに応じてスポンジの数や形を変更することで十分な固定が得られるようにしている。この作業時間を短縮できない主な要因は、コイル筐体と被検体との間の狭い空間で固定作業を行う必要があるためと考えられる。つまり、被検体に対して固定具（ここではスポンジ）、受信コイルの順で空間的に配置するような構造であることが、この固定作業を簡略化できない本質的な課題であると考えられる。

【0007】

特許文献１では、複数のコイル受入れユニットがそれぞれの支持部に支持されたサイズ可変型の頭部向け受信コイルが開示されている。しかしながら、複数の支持部に対して、それぞれのコイルの位置移動と固定の作業に手間がかかり、操作性が低下するという課題がある。また、コイルを外すときには、複数の支持部に対してそれぞれ固定を解除して開位置に移動する作業が必要となり、すみやかに被検体を解放することができないという課題がある。これは特に、被検体の嘔吐時やその他緊急の対応時に大きな課題となる。さらに、コイル受入れユニットは、支持部との接触部一か所でコイルを支持する構造であるため耐久性が低下するという課題がある。十分な耐久性にするために構造を大きくすると操作性がさらに低下してしまう。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、操作性や耐久性を低下させることなく被検体の頭部サイズによらず高画質なＭＲＩ画像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】

【0009】

上記課題を解決するため、本発明のコイル装置は、コイルを略Ｔ字状の可撓性のあるホルダーで保持し、ホルダーを支持する支持体は、ホルダーのＴ字の３つの端部のうち一か所をスライド可能に支持するとともに、残りの２か所を移動の自由度を保ちながら支承する支持構造とする。

【0010】

すなわち本発明のコイル装置は、ＭＲＩ装置に用いる頭部用コイル装置であって、コイルエレメントを有するコイルユニットを少なくとも１つ以上と、当該コイルユニットを被検体の頭部に装着させる機構を備えたコイル支持部とを備え、前記コイル支持部は、ベース部と、当該ベース部に接続され弾性部材を有する支持体と、前記支持体と前記コイルユニットの少なくとも１つを接続するホルダーと、を備え、前記ホルダーは前記ベース部に対して直接的または間接的に少なくとも３か所の接触点を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、被検体に装着されるコイルを支持するホルダーを、ベース部の３点で支承する構造としたことにより、簡単な構造で且つ安定して重いコイルを支持することができるコイル装置が提供される。またベースに被検体の頭部を載せて、ホルダーを支持体の湾曲形状に沿って摺動（スライド）させるという簡単な操作で、ホルダーに固定されたコイルユニットを被検体頭部に装着させることができる。これによりコイル装着時の手間と負担を軽減し、ＭＲＩ検査の効率を向上できるとともに、頭部とコイルとを密着させることができるので受信あるいは送信感度を上げてＭＲＩの画質の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、本発明が適用されるＭＲＩ装置の外観を示す図。

【図2】ＭＲＩ装置のブロック図。

【図3】ＭＲＩ装置のＲＦ送信コイル及びＲＦ受信コイルとの関係を示す図。

【図4】第１実施形態のコイル装置のコイルユニットの概要を示す図で、（Ａ）は正面側から見た図、（Ｂ）は側面側から見た図である。

【図5】第１実施形態のコイルユニットの回路の概略を示す図で、（Ａ）～（Ｃ）は、それぞれ、アレイコイル、アレイコイルを構成するサブコイル、及び送受磁気結合防止回路を示す図である。

【図6】第１実施形態のコイル装置を側面から見た図。

【図7】第１実施形態のコイル装置のホルダーと支持体との関係を示す図で、（Ａ）は側面から見た図、（Ｂ）は正面側から見た図である。

【図8】ホルダーと支持体先端とのロック機構部を示す図で、（Ａ）はロック状態、（Ｂ）はロック解除状態を示す。

【図9】側部コイルの支持機構を説明する概略図で、（Ａ）は側面から見た図、（Ｂ）は正面側から見た図である。

【図10】側部コイルが開いた状態（コイル装置の退避状態）を正面側から見た図。

【図11】ホルダーの動きとサイドパネルの動きとの関係を説明する図で、（Ａ）はコイルが退避位置にある状態を示す図、（Ｂ）はコイル装着状態を示す図である。

【図12】固定ベルトの一例を示す図。

【図13】鏡を取り付けたホルダーの実施形態を示す図で、（Ａ）はコイル装着状態、（Ｂ）は退避状態を示す図である。

【図14】鏡の動きと支持体（湾曲部）先端形状との関係を説明する図で、（Ａ）は装着状態、（Ｂ）はコイル装着状態と退避状態との中間状態、（Ｃ）は退避状態を示す。

【図15】鏡の鏡面の形状を説明する図。

【図16】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ支持体の変形例を示す図。

【図17】第２実施形態のコイル装置（ＲＦ送信コイル）のコイルユニットの回路図で、（Ａ）はサブコイルの回路図、（Ｂ）は送受磁気結合防止回路を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

【0014】

＜＜ＭＲＩ装置の実施形態＞＞
まず、本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は、ＭＲＩ装置の外観図である。図１（Ａ）は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のＭＲＩ装置１００である。図１（Ｂ）は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型（オープン型）の垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１である。これらのＭＲＩ装置１００、１０１は、被検体１０３を載置するテーブル１０２を備える。図では、静磁場方向をｚ方向、それに垂直な２方向を、それぞれｘ方向およびｙ方向としている。

【0015】

本実施形態は、水平磁場方式のマグネット１１０を備えるＭＲＩ装置１００、および、垂直磁場方式のマグネット１１１を備えるＭＲＩ装置１０１のいずれも適用可能である。また、本実施形態のＭＲＩ装置はこれらの形態に限定されるものではなく、装置の形態やタイプを問わず、公知の各種のＭＲＩ装置を用いることができる。以下、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を例に説明する。

【0016】

図２は、ＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、ＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１１０、傾斜磁場コイル１３１、ＲＦ送信コイル１５１、ＲＦ受信コイル１６１と、傾斜磁場電源１３２と、シムコイル１２１、シム電源１２２と、高周波磁場発生器１５２と、受信器１６２と、磁気結合防止回路駆動装置１８０と、計算機（ＰＣ）１７０と、シーケンサ１４０と、表示装置１７１と、を備える。被検体１０３は、テーブル１０２に配置されて、マグネット１１０が形成する静磁場空間に配置される。

【0017】

傾斜磁場コイル１３１は、傾斜磁場電源１３２に接続され、傾斜磁場を発生させる。シムコイル１２１は、シム電源１２２に接続され、磁場の均一度を調整する。ＲＦ送信コイル１５１は、高周波磁場発生器１５２に接続され、被検体１０３に高周波磁場を照射（送信）する。ＲＦ受信コイル１６１は、受信器１６２に接続され、被検体１０３からの核磁気共鳴信号を受信する。磁気結合防止回路駆動装置１８０は、磁気結合防止回路に接続される。磁気結合防止回路は、ＲＦ送信コイル１５１およびＲＦ受信コイル１６１にそれぞれ接続される、ＲＦ送信コイル１５１とＲＦ受信コイル１６１との間の磁気結合を防止する回路である。

【0018】

シーケンサ１４０は、傾斜磁場電源１３２、高周波磁場発生器１５２、磁気結合防止回路駆動装置１８０に命令を送り、それぞれ動作させる。命令は、計算機（ＰＣ）１７０からの指示に従って送出する。また、計算機（ＰＣ）１７０からの指示に従って、受信器１６２で検波の基準とする磁気共鳴周波数をセットする。例えば、シーケンサ１４０からの命令に従って、高周波磁場が、ＲＦ送信コイル１５１を通じて被検体１０３に照射される。高周波磁場を照射することにより被検体１０３から発生する核磁気共鳴信号は、ＲＦ受信コイル１６１によって検出され、受信器１６２で検波が行われる。

【0019】

計算機（ＰＣ）１７０は、ＭＲＩ装置１００全体の動作の制御、各種の信号処理を行う信号処理部としても機能する。例えば、受信器１６２で検波された信号をＡ／Ｄ変換回路を介して受信し、画像再構成などの信号処理を行う。その結果は、表示装置１７１に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体に保存される。また、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するようシーケンサ１４０に命令を送出させる。さらに、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シーケンサ１４０により、シム電源１２２に命令を送り、シムコイル１２１に磁場均一度を調整させる。

【0020】

次に、本実施形態のＲＦ送信コイル１５１およびＲＦ受信コイル１６１の詳細を、図３を参照して説明する。図３では、一例として、ＲＦ送信コイル１５１として鳥かご型形状を有するＲＦコイル（鳥かご型ＲＦコイル）１５１Ａを使用し、ＲＦ受信コイル１６１としてループ形状を有するＲＦコイル（表面コイル）を複数並べたアレイコイル１６１Ａを使用する場合を示している。なお図３では、アレイコイル１６１Ａを構成する表面コイル（サブコイル）を二つ示しているが、サブコイルの数は３以上でもよいし、一つの場合もある。

【0021】

ＲＦ送信コイル１５１として用いる鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａの共振周波数は、励起対象元素の共鳴周波数、例えば、水素原子核の励起が可能な、水素原子核の磁気共鳴周波数に調整される。ＲＦ受信コイル１６１として用いるアレイコイル１６１Ａは、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａが励起可能な元素の核磁気共鳴信号を検出可能に調整される。

【0022】

また、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａは、図３に示すように、その軸が、マグネット１１０の中心軸と同軸となるよう配置され、アレイコイル１６１Ａは、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａ内に配置される。鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａは、高周波磁場発生器１５２に接続され、アレイコイル１６１Ａは、受信器１６２に接続される。

【0023】

さらに、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａは、アレイコイル１６１Ａとの磁気結合を防止する磁気結合防止回路２１０を備える。この磁気結合防止回路２１０は、ＲＦ送信コイル（鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａ）と、ＲＦ受信コイル（アレイコイル１６１Ａ）との間の磁気結合を防止する回路であり、送受間磁気結合防止回路２１０と呼ぶ。この送受間磁気結合防止回路２１０は、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａの直線導体に直列に挿入される。

【0024】

アレイコイル１６１Ａは、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａとの磁気結合を防止する磁気結合防止回路２２０を備える。磁気結合防止回路２２０も、ＲＦ送信コイル（鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａ）と、ＲＦ受信コイル（アレイコイル１６１Ａ）との間の磁気結合を防止する送受間磁気結合防止回路である。この送受間磁気結合防止回路２２０は、アレイコイル１６１Ａを構成する各表面コイルに直列に挿入される。

【0025】

磁気結合防止回路駆動装置１８０は、これらの送受間磁気結合防止回路２１０および送受間磁気結合防止回路２２０にそれぞれ接続される。送受間磁気結合防止回路２１０は、例えば、磁気結合防止回路駆動装置１８０からの制御信号によって、ＯＮ／ＯＦＦするＰＩＮダイオードを含む回路で、制御信号によりＰＩＮダイオードが導通状態または開放状態とすることで、鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａによる共鳴周波数のＲＦ磁場の照射を行ったり、アレイコイル１６１Ａとの磁気結合を防止したりして、アレイコイル１６１Ａによる磁気共鳴信号の受信を可能にする。アレイコイル１６１Ａの詳細については後述する。

【0026】

図３は、アレイコイル１６１ＡがＲＦ受信コイルの場合であるが、鳥かご型ＲＦコイル３００は全身用ＲＦ送信コイルとして用い、それとは別にアレイコイル１６１Ａを局所用ＲＦ送信コイルとして用いる場合もある。この場合は、図３において、アレイコイル１６１Ａは高周波磁場発生器１５２に接続され、アレイコイル１６１Ａとは別のＲＦ受信コイルが配置される。或いは、高周波磁場発生器１５２と受信器１６２との間に送受切替器を接続し、アレイコイル１６１Ａを送受両用のＲＦコイルとして用いる場合もある。

【0027】

いずれの場合も、被検体１０３の検査部位にアレイコイル１６１Ａを装着した後、静磁場空間に配置し、予め設定した検査プロトコルに従って撮像を開始する。

【0028】

本発明のコイル装置は、検査部位が被検体の頭部を含む場合に用いられる頭部用コイル装置であり、上述したアレイコイル１６１Ａの被検体への装着時の操作性及び被検体への密着性を向上させた構造を有する。以下、頭部用コイル装置の実施形態を説明する。

【0029】

＜＜頭部用コイル装置の実施形態＞＞
＜第１実施形態＞
本実施形態では、頭部用コイル装置がＮＭＲ信号を受信するＲＦ受信コイルである場合を説明する。

【0030】

頭部用コイル装置（単に、コイル装置ともいう）は、主として、被検体の頭部に密着するように装着されるコイルユニットと、コイルユニットを支持するコイル支持部とからなる。コイル支持部は、ベース部と、コイルユニットを保持するホルダーと、ホルダーをベース部に対し支持する支持体とからなり、被検体の頭部に密着させるための機構を備えている。以下、コイルユニットと、コイル支持部の機構について詳述する。

【0031】

［コイルユニット］
本実施形態のコイル装置は、頭部（前頭部）を覆うコイルユニットを含む少なくとも一つ以上のコイルユニット４００を有する。具体的には、図４に示すように、頭部（前頭部）のみを覆うコイルユニット（第１のコイルユニット）４１０を有し、さらに、被検体の耳から頸部にかけた部分を覆うコイルユニット（第２のコイルユニット）４２０、及び、後頭部から肩甲骨あたりまでを覆うコイルユニット（第３のコイルユニット）４３０のいずれかあるいは両方を追加したものでもよい。以下の説明では便宜上、第１のコイルユニット４１０をお面コイル、第２のコイルユニット４２０を側部コイル、第３のコイルユニット４３０を後部コイルと呼ぶこととするが、これら名称は各コイルユニットの機能を限定するものではない。また各コイルユニットを特に区別しない場合には、総称してコイルユニットという場合もある。

【0032】

コイルユニット４００は、基本的に、導体からなるコイルループおよびその共振周波数を調整するためのコンデンサやキャパシタ等の調整要素を含む回路部分と、回路部分を保護するカバー部材とからなる。回路部分の一部は、フレキシブルプリント基板に形成され、受信器１６２（図３）に接続するためのフレキシブルケーブルが接続されている。

【0033】

まず、コイルユニット４００の回路部分について、図５を参照して説明する。図５（Ａ）に示すように、コイルユニット４００を構成するアレイコイル４００Ａは、１ないし複数のサブコイル３００を検査対象の形状に沿って平面状に配置した構成を有する。ここではサブコイル３００を一列に並べた配置を示しているが、検査対象の形状により二次元的な配置をとることもある。図５（Ｂ）は、このようなアレイコイル４００Ａの一つのサブコイル３００の回路部分の一例を示す図である。図５（Ｂ）に示すように、核磁気共鳴信号を受信するループコイル部３２０と、給電基板部３５０とから構成される。給電基板部３５０は、低（入力）インピーダンス信号処理回路３５１と、ループコイル部３２０と低インピーダンス信号処理回路３５１とを接続する磁気結合調整部３５２と、を備える。磁気結合調整部３５２は、キャパシタもしくはインダクタの少なくとも一方から構成される。

【0034】

ループコイル部３２０のループ３２１は、導体で形成される。そして、第一のループコイル部３２０は、ループ３２１のインダクタ成分に対して直列に挿入されるキャパシタ３２４を備える。このインダクタ成分とキャパシタ３２４とは、並列共振回路を構成する。このキャパシタ３２４を、他のキャパシタと区別するため、並列キャパシタと呼ぶ。

【0035】

また、ループ３２１には、共振周波数を調整するキャパシタ３２２と、送受間磁気結合防止回路２２０（図３参照）とが直列に挿入される。このキャパシタ３２２を、他のキャパシタと区別するため、直列キャパシタと呼ぶ。なお、ここでは、直列キャパシタ３２２を２つ備える場合を例示するが、直列キャパシタ３２２の数は１以上であればよい。

【0036】

このように、サブコイル３００は、調整用の回路素子として、磁気結合調整部３５２と、ループ３２１のインダクタ成分に対して直列に挿入される直列キャパシタ３２２と、前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、ループコイル部３２０を並列共振回路とする並列キャパシタ３２４と、を備える。

【0037】

低インピーダンス信号処理回路３５１のループコイル部３２０側の一方の端子は、磁気結合調整部３５２を介してループコイル部３２０の並列キャパシタ３２４の一方の端に接続される。低インピーダンス信号処理回路３５１のループコイル部３２０側のもう一方の端子は、直接ループコイル部３２０の並列キャパシタ３２４の他方の端に接続される。低インピーダンス信号処理回路３５１のループコイル部３２０側でない他方の端子は、伝送ケーブルを介して受信器１６２（図３）に接続される。

【0038】

送受間磁気結合防止回路２２０は、ＲＦ送信コイル１５１である鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａとの間の磁気結合を除去する。送受間磁気結合防止回路２２０は、図５（Ｃ）に示すように、ＰＩＮダイオード２２１とインダクタ２２２と制御用信号線２２３とを備える。

【0039】

ＰＩＮダイオード２２１とインダクタ２２２とは直列に接続され、キャパシタ３２３に並列に接続される。なお、キャパシタ３２３は、ループ３２１に挿入されるキャパシタである。また、ＰＩＮダイオード２２１の両端には制御用信号線２２３が接続される。そして、制御用信号線２２３は磁気結合防止回路駆動装置１８０に接続される。制御用信号線２２３には高周波の混入を避けるためチョークコイルが挿入されている（不図示）。インダクタ２２２とキャパシタ３２３とは、受信する核磁気共鳴信号の周波数で並列共振するように調整される。

【0040】

並列共振回路は、一般に共振周波数で高インピーダンス（高抵抗）となる特性を持つ。よって、ＰＩＮダイオード２２１に電流が流れると、ＰＩＮダイオード２２１はオンになり、ループ３２１のキャパシタ３２３は、受信する核磁気共鳴信号の周波数でインダクタ２２２と共に並列共振して高インピーダンス状態となる。従って、受信する核磁気共鳴信号の周波数で、ループコイル部３２０は、その一部が高インピーダンスとなり、開放状態となり、そのループコイル部３２０を有するサブコイル３００も開放状態となる。

【0041】

このように、ＰＩＮダイオード２２１に電流が流れてオンとなることによって、各サブコイルと鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａとの磁気結合は除去される。従って、各サブコイルをコイル素子とするアレイコイル１６１Ａ（４００Ａ）と鳥かご型ＲＦコイル１５１Ａとの磁気結合も除去される。

【0042】

なお、サブコイル３００に挿入される送受間磁気結合防止回路２２０の数はこれに限定されない。各ループ３２１に、二つ以上挿入されても良い。複数挿入することで磁気結合を十分に低下させることができる。

【0043】

また、送受間磁気結合防止回路２２０の構成は、上記構成に限定されない。例えば、ＰＩＮダイオード２２１の代わりに、クロスダイオード（不図示）を用いてもよい。これにより、ループ３２１を構成する導体に大きな信号が流れた場合、クロスダイオードはオンになり、ループ３２１のキャパシタ３２３は、受信する核磁気共鳴信号の周波数でインダクタ２２２と共に並列共振して高インピーダンス状態となる。この場合、磁気結合防止回路駆動装置１８０は備えなくてもよい。

【0044】

次に、上述した回路部分を含むコイルユニット４００の機械的な特徴を説明する。以下では、主として、種々のサイズの頭部に密着する構造を有しているお面コイル４１０について説明する。

【0045】

お面コイル４１０の回路部分は、例えば導体ループやフレキシブルプリント基板やフレキシブルケーブルで構成された部分が可撓性を有している。また回路部分を覆うカバー部材は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）やエラストマー等の耐熱性や機械的な強度の優れた樹脂材料からなり、可撓性を有している。お面コイル４１０は、例えば、真空成型で作製した２枚の薄い樹脂材料で、ループ部及び基板部を挟み、周囲を接着剤による水密構造にすることで作製されている。回路部分から出るケーブル（不図示）は、屈曲の曲率が急激に大きくならないように、例えば、被検体の頭頂部に当たる上部から出すようにしている。

【0046】

このような構造のお面コイル４１０は、全体として可撓性を有し、外力を加えなければ外形を保持し、外力を加えると変形し、様々な頭部サイズの被検体の頭部に密着させることできる。また、樹脂の弾性変形範囲での屈曲性を利用して形状を維持できる。さらに水密構造であることから嘔吐物や洗浄用薬品等の侵入を防ぐことができる。

【0047】

さらに、お面コイル４１０は、必須ではないが好適な構造として、光を透過する部分（図４：透過部４１５）を備えている。お面コイル４１０は、被検体に装着したときに、被検体の顔の半分以上を覆うため被検体の視界が閉ざされることになるが、装着時に被検体の目に配置されるお面コイル４１０の位置に、光を透過する透過部４１５を設けておくことで、視界を確保し、被検体の不安感を緩和することができる。

【0048】

透過部４１５として、本実施形態では、お面コイル４１０の、被検体の目に配置される導体形状をサングラス形状にし、開口部を形成している。開口部のまま透過部４１５としもよいが、開口部を光透過性の部材で覆い透過部４１５を形成してもよい。透過部４１５の材料としては、例えば、透明なプラスチックを用いることができ、特に酸素透過性のプラスチックが好適である。このような部材を開口部に縫合又は貼着、あるいは着脱可能に嵌め込む等により透過部４１５とすることができる。

【0049】

透過部４１５によりもたらされる視界の左右方向の視野角は、例えば９０度以上が好ましく、開口部を広げることで１８０度とすることもできる。本実施形態のお面コイル４１０は、様々な頭部サイズに対しても密着配置することができるため、特に小さな被検体に対して視界の広さが向上する。

【0050】

［コイル支持部］
次に、上述したお面コイル４１０を含むコイルユニット４００を支持するための機構及びコイルユニット４００を被検体に密着させるための機構について説明する。最初に、上述したお面コイル４１０を支持するコイル支持部５００の基本的な構造について、図６及び図７（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

【0051】

コイル支持部５００は、基本的な構成要素として、図６に示すように、ベース部５２０と、一端がベース部５２０に固定された支持体５３０と、支持体５３０の他端側に摺動自在にされたホルダー５４０と、ベース部５２０に固定され、ホルダー５４０の端部と面接触することでホルダー５４０を支承するガイド部５５０とを備えている。ホルダー５４０は、お面コイル４１０の形状に沿って、湾曲した２つの部分、第１ホルダー部５４１及び第２ホルダー部５４２をT字状につなげた形状を有する。第２ホルダー部５４２は、図７（Ａ）に示すように、概ね被検体の左右方向に平行な軸を中心に弧を描くように湾曲し、第１ホルダー部５４１は、図７（Ｂ）に示すように、第２ホルダー部５４２の湾曲の軸に対し直交する軸を中心に、被検体の左右方向に湾曲している。第２ホルダー部５４２が支持体５３０に支持され、第１ホルダー部５４１の左右の端部５４１aがガイド部５５０と面接触している。

【0052】

このようにコイル支持部５００は、お面コイル４１０が固定されたホルダー５４０を、T字状の形状とするとともに、支持体５３０で摺動自在に支持し、且つガイド部５５０で両端を支える構造としたことにより、簡易な構成で比較的重量のあるコイルユニットを支持することができ、後述するように被検体に装着するための動作を安定して行うことができる。

【0053】

以下、コイル支持部５００の各部の構造の実施形態を説明する。なお以下の説明において、お面コイル４１０を装着された被検体の左右方向（横方向）をX方向、前後方向（垂直方向）をY方向、上下方向（縦方向）をZ方向とする。限定されるものではないが、ＭＲＩ装置が図１（Ａ）に示すような水平磁場装置の場合、コイル装置はZ方向がＭＲＩ装置の静磁場方向と一致するように配置される。

【0054】

ベース部５２０は、Y方向を厚み方向とする平板上の部材で、その上面に被検体の頭部が配置される。ベース部５２０には、頭部後方に相当する位置に支持体５３０が固定され、頭部を挟んで両側に薄板状のガイド部５５０が固定されている。また必須ではないが、被検体の頭が接する板面に、頭受け部５８０が固定されていてもよい。

【0055】

支持体５３０は、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の弾性のある樹脂から構成することができ、ベース部５２０に固定された部分（固定部）５３１と、その上方に湾曲状に延びた部分（湾曲部）５３２とからなる。図６に示す例では、固定部５３１と湾曲部５３２とは一体成型されており、ベース部５２０に固定された支持体固定用の部材に固定されている。湾曲状の部分（湾曲部）５３２に、ホルダー５４０の第2ホルダー部５４２が摺動自在に連結されている。湾曲部５３２の湾曲は、第２ホルダー部５４２の湾曲に沿っており、第２ホルダー部５４２は湾曲状に摺動することができる。支持体５３０のベース部５２０に固定された部分５３１は、板バネのような機械的な弾性を持つ構造を有している。なお板バネ部分は別部品であってもよい。これにより、板バネ部分のみ交換可能となりメンテナンスを簡素化できる。

【0056】

支持体５３０はその材料による弾性と固定部５３１の機械的な弾性構造により、支持体５３０に支持されたホルダー５４０のＹ方向の移動量を確保することができる。すなわち、支持体５３０が弾性を持つ部材で構成されていることで、複雑な機構なく様々な頭部サイズに対する上下可動範囲（例えば、６０ｍｍ）を可能とする。また、コイルの退避状態では支持体５３０の板バネ部分に負荷がかかりにくい重心になり、クリープを防止できる。また、支持体５３０が曲率を有することで頭頂側に最小限のスペースで待機状態を実現することができる。

【0057】

装着に際しては、例えば、ホルダー５４０を湾曲部５３２の弧に沿って移動させながら、或いは移動させた後、被検体の頭の大きさに合わせてホルダー５４０を上下方向（Ｙ方向）に動かして、お面コイル４１０を被検体に密着させることができる。被検体が存在しない状態では、同様の操作をして、いずれかの位置で、お面コイル４１０を下方向に押し付けても、頭受け部５８０に干渉しないように構成されている。また、密着性を高めるために後述する固定ベルトを用いる場合、固定ベルトによる締め付けを解放すると支持体５３０の弾性力により瞬時にお面コイル４１０の密着が解放される。

【0058】

次に、支持体５３０とホルダー５４０との連結機構について説明する。
本実施形態では、ホルダー５４０を摺動自在に連結する機構として、第２ホルダー部５４２を中空の筒状とし、その内部に湾曲部５３２が嵌合した構造を採用し、さらにホルダー５４０の移動をロックし、或いはロックを解除する機構（５６０等）が設けられている。ロック機構の一例を、図８を参照して説明する。

【0059】

図８（Ａ）に示すように、筒状の第２ホルダー部５４２の内壁と、それに接する支持体５３０の湾曲部５３２の部分とは、ラックアンドピニオン様の機構が設けられている。具体的には、第２ホルダー部５４２の内壁にバネ片５４２ａが形成され、バネ片５４２ａには湾曲部５３２のラック部分５３２ａに係合する突部５４２ｂが設けられている。この突起５４２ｂがラック部分５３２ａに係合しているときは、第２ホルダー部５４２の動きはロックされた状態となる。

【0060】

またホルダー５４０（第２ホルダー部５４２）には、押しピン５６１が固定されたハンドル５６０が軸５６２を中心に回動可能に固定されている。押しピン５６１は第２ホルダー部５４２の内側まで貫通しており、その端面が第２ホルダー部５４２の内壁のバネ片５４２ａに当接している。図８（Ｂ）に示すように、操作者がハンドル５６０を握ることによって、ハンドル５６０が軸５６２を中心に回動すると、押しピン５６１がバネ片５４２ａを押し下げ、突部５４２ｂとラック部分５３２ａとの係合を解く。すなわち、図８（Ａ）のロック状態が解除されて、円滑な第２ホルダー部５４２の摺動が可能となる。

【0061】

操作者がハンドル５６０を離すと、ハンドル５６０は図８（Ａ）の状態に復帰し、第２ホルダー部５４２の突部５４２ｂが、湾曲部５３２のラック部分５３２ａと係合し、第２ホルダー部５４２の動きがロックされる。このようなロック及びロック解除の機構によって、ホルダー５４０を被検体に合わせて任意の位置に移動させて、その位置に固定することができる。

【0062】

なお、図８に示す機構は、摺動自在に連結する機構及びロック／ロック解除機構の一例であって、本実施形態のコイル装置は、この構造に限定されない。例えば、一方にガイド溝を設けて、他方にこのガイド溝に係合する突起部を設けてスライド可能にするとともにガイド溝にスライド方向に直交する方向の切欠凹部を設けて、この切欠凹部に突起部を嵌合させてスライドをロックする機構なども採用することができる。

【0063】

次にコイルユニット４００を固定したホルダー５４０の詳細について、再度、図７を参照して説明する。ホルダー５４０は、支持体５３０と同様に、好ましくはＰＯＭ等の弾性樹脂（可撓性のある材料）で構成されており、図７（Ａ）、（Ｂ）に示したように、半円状に湾曲した第１ホルダー部５４１と、その中央に連結され、後方に湾曲した第２ホルダー部５４２とを有している。これら二つの部分はそれぞれ別の部材を連結してもよいし、一体成型によって形成することも可能である。

【0064】

第１ホルダー部５４１は、中央にコイルユニット４００（ここでは、お面コイル４１０）を固定するためのブロック部材５４５が固定されている。お面コイル４１０はブロック部材５４５にねじ止めや接着剤等によって固定される。或いはお面コイル４１０をブロック部材５４５に着脱可能に取り付けるようにしてもよい。第１ホルダー部５４１の両端は、図７（Ａ）に示したように、二股に分かれており、一方の端部５４１ａがホルダー５４０自体の弾性によってガイド部５５０に圧接し、ガイド部５５０に支承されている。他方の端部５４１ｂは、図７（Ｂ）に示したように、外側に開いた形状になっており、後述する側部コイル（第２のコイルユニット）を固定した側面パネルを退避状態から密着状態に移動させる機能（連動開閉機能）を有している。

【0065】

第２ホルダー部５４２は、前述したように、支持体５３０の湾曲部５３２が係合する筒が形成された部材で、第１ホルダー部５４１のブロック部材５４５が固定された部分の後方に連結されている。

【0066】

ホルダー５４０は、支持体５３０に対し第２ホルダー部５４２を湾曲部５３２に沿って摺動させる動作だけで、ホルダー５４０に固定されたお面コイル４１０を被検体に装着することができる。この際、ホルダー５４０（第１ホルダー部５４１の先端）がガイド部５５０に接していることで、左右ねじれによる破損防止となり耐久性が向上する。また被検体が誤ってホルダー５４０に寄りかかってしまった場合など、ホルダー５４０を下方向（Ｙ軸正方向）に押し付ける力がかかっても、第１ホルダー部５４１の左右の下端がベース部５２０と直接接触し、お面コイル４１０の破損を防ぐストッパーとなる。ホルダー５４０はお面コイル４１０の左右からの破損を防ぐプロテクターとなり、耐久性が向上する。特に、この効果は、お面コイル４１０が可撓性を有している場合に有効である。

【0067】

次に、側部コイル（第２のコイルユニット）４２０に係るコイル支持部の構成を説明する。
側部コイル４２０は、お面コイル４１０と同様に、コイルループ導体及びその調整要素を含む回路部分（図５）と、回路部分を保護するカバー部材とからなり、図６に示したように、左右一対のサイドパネル（側面パネル部）５７０Ｌ、５７０Ｒにそれぞれ固定されている。

【0068】

左右のサイドパネル５７０Ｌ、５７０Ｒの構造は、左右の違い以外は同様であるので、これらを区別しないときには、サイドパネル５７０として説明する。サイドパネル５７０に固定された側部コイル４２０には、図６中、黒く示したように、スポンジ製などの緩衝材５７３を固定しておいてもよい。これにより被検体への密着性が向上し、且つ消音或いは防音効果が得られるとともに、被検体が防音用ヘッドホンなどを装着した状態でコイル装着が可能になる。またサイドパネル５７０は、少なくとも一部が可撓性を有する材料からなり、側部コイル４２０を被検体に密着させることができる。

【0069】

サイドパネル５７０は、ベース部５２０に固定した軸に、或いはベース部５２０に頭受け部５８０が固定されている場合には、頭受け部５８０に固定した軸に取り付けられており、この軸を中心に回動可能である。一例として、サイドパネル５７０が頭受け部５８０に固定された実施形態を図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。

【0070】

サイドパネル５７０の取り付け軸５７１は、ベース部５２０の上面に対し垂直ではなく、Ｚ方向及びＸ方向に傾斜している。すなわち、図９（Ａ）に示すように、Ｚ方向の後方側に傾き、また図９（Ｂ）に示すように、左右のサイドパネル５７０Ｌ、５７０ＲがＸ方向に開くようにＸ方向に傾いている。これにより、図９（Ａ）の位置にあるサイドパネル５７０を、軸５７１を中心として回転させると、サイドパネル５７０は、両側に開くとともに後方に後退する。すなわち、被検体にコイル装置５００を装着する前の状態では、図１０に示すように、側部コイル４２０が左右に退避し、大きな空間が開放されている。この状態で頭受け部５８０に被検体を載せて、サイドパネル５７０を回転させると、図９（Ｂ）に示すように、サイドパネル５７０は後方且つ側方の位置から、被検体の両サイドに位置し、装着される。

【0071】

本実施形態のコイル装置５００は、サイドパネル５７０の取り付け軸５７１を中心とする回動を、ホルダー５４０の移動により実現する（連動開閉機能）。このための構成を、図１１（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。

【0072】

図１１（Ａ）に示すように、ホルダー５４０が退避状態にあるとき、サイドパネル５７０も後退位置にあり、第１ホルダー部５４１の先端５４１ｂがサイドパネル５７０の外側に位置している。この状態から、ホルダー５４０を支持体５３０に対して摺動させて装着位置に移動するとき、先端５４１ｂもサイドパネル５７０の裏面を押しながらその中心側に移動する。この先端５４１ｂの動きによって、サイドパネル５７０は取り付け軸５７１（図９）を中心として回動し、最初に先端５４１ｂが当接していたサイドパネル５７０の部分は、お面コイル４１０の内側に入り込み、最終的に図１１（Ｂ）に示すように、お面コイル４１０と側部コイル４２０とが一体化した状態で、被検体頭部に装着される。このように、お面コイル４１０を被検体に装着するホルダー５４０の操作（ハンドル５６０を介したホルダー操作）のみで、お面コイル４１０と側部コイル４２０を被検体に装着することができる。

【0073】

また、図１１には後部コイル４３０を示していないが、後部コイル４３０は、頭受け部５８０からベース部５２０にかけてコイル装置の筐体内部に連続的に配置される。このように後部コイル４３０を加えた場合にも同じ操作で、３つのコイル部４１０～４３０を被検体に装着することができる。

【0074】

またホルダー５４０を操作して、退避位置（図１１（Ａ））に移動させると、サイドパネル５７０は、固定した側部コイル４２０の重みと自らの重みで、取り付け軸５７１を中心に回動して開き（図１０）、外側の退避位置に移動する。

【0075】

このように本実施形態のコイル装置は、ホルダーを被検体の頭をベース部５２０に載せた状態で、ホルダー５４０に備えられたハンドル５６０を操作するだけで、側部コイル４２０も含めた頭部コイルの被検体への装着と脱着を行うことができる。

【0076】

なお図では、側部コイル４２０を両側に配置する場合を示したが、側部コイルは一方のみの場合もある。例えば、図１１では、被検体を顔面が上になるように（仰臥位で）頭部コイル装置に配置することを想定しているが、顔面が側面を向くように配置することも可能であり、その場合にはベース部５２０は板面が垂直に配置され、側部コイルは上側となる一つのコイル部のみが用いられる。

【0077】

［固定ベルト］
次に、装着後にコイルユニット（お面コイル）と被検体との密着性を高めるための固定ベルトについて説明する。

【0078】

本実施形態において、固定ベルトは、頭受け部５８０或いはベース部５２０に、一端が回動軸を介して取り外し可能に固定されている。これによりメンテナンス時に、固定ベルトを回動軸から上に引き抜いて交換可能である。また他端（自由端）には、面ファスナーが貼付され、面ファスナーによりホルダー５４０により固定される。具体的には、図１２に示すように、第１ホルダー部５４１の両端部（二股になっている部分の近傍）に、一対の面ファスナー５１５の一方を貼付するとともに、２本の固定ベルト５１０Ｒ、５１０Ｌ（両者を区別しないときは５１０とする）のそれぞれの端部に、面ファスナーのもう一方を貼付し、面ファスナー５１５どうしの接着でホルダー５４０と固定ベルト５１０を固定する。

【0079】

第１ホルダー部５４１には、その中央部を挟んで両側に固定ベルト５１０を通す穴（スリット状の穴）５４１ｃを形成しておく。左側の固定ベルト５１０Ｌは、コイル装置の筐体内側から右側の穴５４１ｃを通って第１ホルダー部５４１の外側に出され、サイドパネル５７０の外側を通って、右側の先端部に貼付された面ファスナー５１５に、固定ベルト端部が固定される。同様に右側の固定ベルト５１０Ｒは、左側の穴５４１ｃを通り、左側のサイドパネル５７０の外側を通り、左側の先端部に固定される。面ファスナーによる固定位置を調整することにより、コイルユニット４００を様々な被検体のサイズの被検体に密着させることができる。このように固定ベルト５１０の固定に面ファスナーを用いることで、固定ベルト交換のための着脱が可能であり、また、ネジやダイヤルでの固定は被検体の嘔吐など緊急時に解放に時間がかかるのに対して、操作性が向上する。

【0080】

なお穴５４１ｃの大きさ（幅）は、固定ベルト５１０の面ファスナーが固定された先端部分の厚みより小さいものとする。これにより固定ベルト５１０は穴５４１ｃより抜け落ちないようになっている。また第１ホルダー部５４１には、穴５４１ｃからホルダー外側に出た固定ベルト５１０がずれ落ちないための脱落防止壁（点線：５４１ｄ）を設けておいてもよい。脱落防止壁５４１ｄは、例えば第１ホルダー部５４１の中央部の前面側（第２ホルダー部５４２がつながる部分と反対側）にホルダーの面方向に対し垂直方向に、ホルダー本体と一体的にあるいは別部品として設置することができる。

【0081】

以上の構成により、操作性よく固定ベルト５１０を締結し、被検体に対するコイルユニットの密着性を高めることができ、結果として、信号の受信感度を上げてＭＲ像の画質を向上することができる。

【0082】

なお、本実施形態において、固定ベルト５１０をホルダー５４０に固定するために、第１ホルダー部５４１の左右両側に面ファスナー５１５を貼付する例を示したが、それに限らない。例えば、２本の固定ベルトを左右のどちらか同じ側にとめてもよい。これにより、技師が立っている反対側へアクセスが低減できる。

【0083】

また、例えば、固定ベルト５１０を１本として、左右の両側を固定ベルト５１０が通るようにして、左右いずれかに貼付した面ファスナーにとめてもよい。これにより、技師が立っている反対側へのアクセスが低減できるとともに、片手で固定ベルト５１０を操作することができる。

【0084】

［コイル装着操作］
次に本実施形態のコイル装置を用いて、コイルユニット４００を被検体に装着する操作を、図１１（Ａ）および（Ｂ）を参照して、説明する。図１１（Ａ）はコイル装置の退避状態、図１１（Ｂ）は装着状態を示す説明図である。ここでは構造が見やすいように被検体は不図示としている。

【0085】

まず、図１１（Ａ）に示す待機状態で、被検体を頭受け部５８０の上に仰臥位で寝かせる。この状態では、図１０に示したように、サイドパネル５７０が大きく左右に開いているおり、被検体の後頭部を支えながら寝かす場合でも支える手と干渉するリジッドな構造物がないため寝かせやすい。図１１（Ａ）の状態から図１１（Ｂ）の状態までは、コイル操作者がロック解除ハンドル５６０を片手で掴んでスライドするだけで遷移することができる。このときホルダー５４０の先端５４１ｂがサイドパネル部５７０を押すため、連動してサイドパネル部５７０とそれに固定された側部コイル４２０も被検体の近傍に移動することができる。その後、左右２本の固定ベルト５１０（図１２）を引き、固定ベルト５１０をホルダー５４０に対して面ファスナーなどで固定する。以上で、本実施形態のコイルユニット４００の被検体に対する設置と固定作業が一通り完了する。

【0086】

これにより、これまで一般的に行われていたスポンジを詰める固定作業の時間を短縮できる。また、一般的にはコイル筐体と被検体との間の狭い空間で固定作業を行っていたのに対し、本実施形態ではコイルユニット４００の外側の広い空間を利用して固定ベルト５１０を操作できるため、技師の姿勢による身体的負担を軽減できる。また、寝台の左右どちらかに立って作業する技師にとっても、固定ベルト５１０はホルダー５４０の上部にある穴５４１ｃを通っているため、寝台の反対側の固定ベルト５１０も届きやすい位置にあり操作がしやすい。また、お面コイル４１０とホルダー５４０の間に固定ベルト５１０の脱落防止壁５４１ｄを備えることで、固定ベルト５１０が被検体の目に落ちるおそれもない。

【0087】

本実施形態のコイル装置において、お面コイル４１０及び側部コイル４２０（さらに後部コイル４３０）を被検体１０３に対して密着配置した場合に、サブコイル間の磁気結合を防止し画質低下を防止できることを、再度、図５（Ｂ）の回路図を参照して説明する。

【0088】

核磁気共鳴周波数に対する角周波数をω、並列キャパシタ３２４の容量をＣ_ｍ、低インピーダンス信号処理回路３５１の入力インピーダンスをＺ_ｉｎとすると、ブロックインピーダンスは次式（１）で表される。
（数１）
Ｚ_{ｂｌｏｃｋ}＝１／（ω^２Ｃ_ｍ ^２Ｚ_ｉｎ） （１）
ループコイル部３２０と被検体１０３の距離が小さいほどＣ_ｍは小さくなるため、密着配置を実現できる構成によってブロックインピーダンスを向上することができる。これにより、サブコイル間の磁気結合防止機能を向上し、画質低下を防止することができる。

【0089】

＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態のコイル装置５００は、上述した構成に加えて、いくつかの要素を追加したり、コイル装置５００を構成する部材の一部を、同一機能を有する他の部材で構成したりすることが可能である。以下、本実施形態の変形例を説明する。

【0090】

［変形例１：鏡］
追加要素の一例として、被検体が装置の外側を見ることができる鏡がある。コイル装置が装着される被検体は、ＭＲＩ装置（図１）の狭い静磁場空間に挿入され、視野が制限される。この変形例では、コイル装置に所定の角度となるように鏡を取り付けることで、被検体が外側を見ることができるようにする。

【0091】

鏡の取り付け例と、適切な角度にするための構造について、図１３を参照して説明する。鏡５９０は、図１３（Ａ）に示すように、鏡面が外側を向くように、第１ホルダー部５４１の前方に取り付けられている。例えば、鏡５９０は、第１ホルダー部５４１の、お面コイル４１０を固定するためのブロック部材５４５（図７（Ｂ））に、Ｘ方向の取り付け軸を介して回動可能に取り付けられている。これにより鏡５９０は、図１３（Ｂ）に示すように、第１ホルダー部５４１に対する角度を変えることができる。鏡５９０に外力が加わらない状態では、図１３（Ａ）に示す第１ホルダー部前面との角度が小さい状態に付勢されている。

【0092】

具体的には、図１４（Ａ）に示すように、お面コイルが被検体に装着されるホルダー５４０の位置では、鏡５９０は垂直に近い角度である。一方、ホルダー５４０を摺動させて退避状態に移動させると、第２ホルダー部５４２が支持体５３０の湾曲部５３２に沿って移動し（図１４（Ｂ））、湾曲部５３２の先端が第２ホルダー部５４２の筒状部分から突き出し、鏡５９０の背面に到達する（図１４（Ｃ））。湾曲部５３２の先端は、図８（Ａ）に示したように、傾斜面５３２ｓが形成されており、この傾斜面５３２ｓが鏡面５９０を押すことにより、鏡５９０は取り付け軸を中心として回動し、傾斜面５３２ｓと平行な角度になる。傾斜面５３２ｓの角度は、例えば、湾曲部５３２の軸に直交する面に対し、４５度程度である。これにより、図１４（Ｃ）に示す退避状態において、鏡５９０の鏡面は第１ホルダー部５４１に対する角度が開き、被検体から足元側の景色、すなわちＭＲＩ装置の外側を見ることができる。

【0093】

ここで鏡５９０の鏡面を、図１５に示すように、下から上に向かって開いた台形状にしておくことにより、鏡に映し出される景色が長方形に切り取られた景色となり、違和感なく外側を見ることができる。

【0094】

［変形例１：持ち手］
追加要素の別の例として、本実施形態のコイル装置５００は、持ち手を追加してもよい。例えば、ベース部５２０に対してお面コイル４１０と支持体５３０の間の空間に持ち手を設けることができる。これにより、頭頂側に必要なスペースを最小限にすることができる。また、首側にはベース部５２０の上面に穴を設けることで持ち手を追加することもできる。これにより、首側端部に脊椎用コイルが連続して設置されている場合でも、持ち手を掴むことができる。この二つの持ち手はコイルユニット４００の重心を挟むように配置されるため、運ぶ場合にバランスを維持しやすい。また、左右の反対側に手を伸ばさなくてもよいため、背の低い技師でも持ち手にアクセスしやすい。以上より、持ち運ぶ場合の操作性が向上する。

【0095】

［変形例３：支持体］
第１実施形態では、支持体５３０を、ヒンジ軸部分がある場合、すなわち湾曲部５３２が板バネを備えた固定部５３１にヒンジ軸で連結されている構成を示したが、支持体５３０の構造はこれに限定されない。例えば、ヒンジ軸部分がなくてもよい。この場合の支持体の例を図１６に示す。図１６（Ａ）は湾曲部５３２の下側に波打つ形状を形成した支持体５３０Bであり、図１６（Ｂ）は湾曲部５３２の下側（ベース部５２０に固定される側）を左右に二分割し、それぞれ、ベース部５２０のベース面に平行な方向のらせん形状を形成した支持体５３０Cである。いずれの例も全体を一体成型で作製することができる。

【0096】

この構造によれば、第１実施形態の構造と同様に、支持体５３０に固定されたホルダー５４０及びコイルユニット４００の上下方向及び垂直方向の移動範囲を確保することができる。すなわち、ホルダー５４０を湾曲状にスライドさせた後、被検体の頭部に押し当てて密着させるというコイル装置装着操作が可能になる。

【0097】

さらにこれらの変形例の支持体５３０Ｂ、５３０Ｃは、ヒンジ軸がある構造よりも簡易な構造であるため、部品点数が削減でき且つ部材の作製が容易である。

【0098】

＜第２実施形態＞
第１実施形態は、コイル装置をＭＲＩ装置のＲＦ受信コイルに用いた実施形態であるが、この実施形態では、図３に示す鳥かご型ＲＦコイル３００の代わりに、送信ＲＦコイル１５１として、複数のサブコイルで構成されるアレイコイル（コイルユニット）を用いる。本実施形態のコイル装置において、コイルユニットを除くコイル支持部の構成は第１実施形態と同じであり、重複する説明を省略する。

【0099】

送信ＲＦコイル１５１として用いるアレイコイルも、図５（Ａ）に示したように、１ないし複数のサブコイルから構成されるが、各サブコイルの回路部分が異なる。図１７（Ａ）に、アレイコイルを構成する一つのサブコイル７００の回路部分を示す。

【0100】

各サブコイル７００は、第１実施形態のサブコイル３００（図５（Ｂ））と、基本的に同様の構成を有する。ただし、ループコイル部７２０が、磁気結合調整部７４１を介して接続されるのは、低入力インピーダンス信号処理回路３５１ではなく、低出力インピーダンス信号処理回路７３０である。低（出力）インピーダンス信号処理回路７３０として、低出力インピーダンスのＲＦアンプ（低出力インピーダンス信号増幅器）を用いることができる。

【0101】

また、送信アレイコイル７００は、送信ＲＦコイルと受信ＲＦコイルとの間の磁気結合を防止する送受信間磁気結合防止回路として、送受信間磁気結合防止回路２１０を備える。

【0102】

図１７（Ｂ）は、送受信間磁気結合防止回路２１０の構成および接続を説明するための図である。送受間磁気結合防止回路２１０は、ＰＩＮダイオード２１１と制御用信号線２１２とを備える。ＰＩＮダイオード２１１は、直線導体７２１に直列に挿入され、制御用信号線２１２はＰＩＮダイオード２１１の両端に接続される。制御用信号線２１２は磁気結合防止回路駆動装置１８０に接続される。制御用信号線２１２には、高周波の混入を避けるためチョークコイルが挿入される。

【0103】

ＰＩＮダイオード２１１は、通常は高抵抗（オフ）を示し、ＰＩＮダイオード２１１の順方向に流れる直流電流の値が一定値以上となると概ね導通状態（オン）となる特性を持つ。本実施形態ではこの特性を利用し、磁気結合防止回路駆動装置１８０から出力される直流電流によりＰＩＮダイオード２１１のオン／オフを制御する。すなわち、高周波信号送信時には、ＰＩＮダイオード２１１を導通状態とする制御電流を流し、アレイコイル（サブコイル７００）をＲＦ送信コイル１５１として機能させる。また、核磁気共鳴信号受信時には、制御電流を停止し、アレイコイル（サブコイル７００）を高インピーダンス化し、開放状態とする。

【0104】

このように、本実施形態では、磁気結合防止回路駆動装置１８０からの直流電流（制御電流）を制御することにより、高周波信号送信時にはアレイコイルをＲＦ送信コイル１５１として機能させ、核磁気共鳴信号受信時には、開放状態としてＲＦ受信コイル１６１であるアレイコイル３００との磁気結合を除去する。

【0105】

各回路素子の調整も、基本的に第１実施形態のアレイコイル３００と同様であり、ループコイル部７２０のループ７２１に直列に挿入される直列キャパシタ７２２と、並列に挿入される並列キャパシタ７２４と、磁気結合調整部７４１とにより行われる。

【0106】

信号送信時、送信アレイコイルを構成する各サブコイル７００それぞれからみた低出力インピーダンス信号増幅器７３１は、低インピーダンスである。従って、送信アレイコイルの各サブコイル７００は、第一の実施形態の受信アレイコイル４００Ａの各サブコイル３００と同じ電流分布を構成し、例えば、静磁場強度１．５Ｔ（テスラ）における水素の核磁気共鳴周波数６４ＭＨｚで共振する。

【0107】

以上のように、本実施形態の送信アレイコイルを構成する各サブコイル７００は、所望の周波数（例えば、６４ＭＨｚ）で共振するため、効率良くＲＦを送信できる。同時に、様々な頭部形状に密着配置が可能なため、第一の実施形態と同様に感度が向上する。そのため、送信効率が向上し撮像に必要なパワーを低減できる。
また、複数のサブコイル７００は互いに結合せず他のサブコイルとは異なる感度領域を有する。このため、マルチチャンネルとして機能する。

【0108】

なお、本実施形態も、第１実施形態同様、水平磁場方式のマグネット１１０を備えるＭＲＩ装置１００、および、垂直磁場方式のマグネット１１１を備えるＭＲＩ装置１０１のいずれも適用可能である。

【0109】

以上説明したように、各実施形態によれば、操作性や耐久性を低下させることなく、また被検体の頭部サイズによらずコイル装置を被検体に密着して装着させることができ、高画質なＭＲＩ画像を提供することができる。

【符号の説明】

【0110】

１００：ＭＲＩ装置、２１０：磁気結合防止回路、２２０：磁気結合防止回路、３００：サブコイル、４００：コイルユニット、４１０：第１のコイルユニット（お面コイル）、４１５：透過部、４２０：第２のコイルユニット（側部コイル）、４３０：第３のコイルユニット（後部コイル）、５００：コイル支持部、５１０：固定ベルト、５２０：ベース部、５３０：支持体、５３１：固定部、５３２：湾曲部、５４０：ホルダー、５４１：第１ホルダー部、５４２：第２ホルダー部、５５０：ガイド部、５６０：ハンドル、５７０：サイドパネル（側面パネル部）、５７０Ｌ：左側のサイドパネル、５７０Ｒ：右側のサイドパネル、５８０：頭受け部、５９０：鏡、７００：サブコイル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】