磁共振成像装置以及天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及测量来自被检体中的氢、磷等的核磁共振(Nuclear MagneticResonance:以下称作NMR)信号且使核的密度分布、缓和时间分布等图像化的核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging:以下称作MRI)技术，尤其涉及进行高频信号的发送以及NMR信号的接收中至少一方的天线装置。
【背景技术】
[0002]MRI装置中，对在静磁场磁铁所产生的均匀的静磁场中配置的被检体照射作为电磁波的高频信号，激励被检体内的核自旋，并接收作为核自旋所产生的电磁波的核磁共振信号，通过进行信号处理，来使被检体图像化。高频信号的照射和核磁共振信号的接收由发送或接收无线电频率(RF)的电磁波的被称作RF天线或RF线圈的装置来进行。
[0003]若以收发功能进行分类，则RF线圈大概能够分为仅进行发送的发送天线、仅进行接收的接收天线、以及进行发送和接收双方的收发天线这三个。在具有3特斯拉以下的静磁场强度的人拍摄用MRI装置中，大多组合主要为圆筒形状或圆盘形状的较大的发送天线、和具有片状或圆筒形等各种形状的比较小的接收天线来使用。
[0004]并且，若以形状进行分类，则RF线圈大概分为被称作表面天线或局部天线的天线、和被称作体积线圈或体积天线的天线这两种。局部天线为圆形或平板形状，在天线的近旁附近具有灵敏度，大多抵接于被检体的表面来使用。另一方面，体积天线具有圆筒形或设置于上下的两个圆盘形状，在其中或其间整体具有灵敏度，并在那里设置被检体来使用。
[0005]作为圆筒形的体积天线的例子，存在被称作鸟笼型或bird cage型的天线(例如，参照非专利文献I以及专利文献I。)、和被称作TEM(transverse electromagnetic)型的天线(例如，参照专利文献2以及专利文献3。)。这些发送天线中，通常被称作横档(横杆或梯子的横棒)的棒状的导体沿圆筒侧面并与圆筒的中心轴平行地配置16?32根左右。这样的圆筒形的发送天线在被称作隧道型的MRI装置中使用。在隧道型MRI装置中，由圆筒形状的静磁场磁铁形成隧道，被检体以躺在床上的状态进入隧道内部，来进行拍摄。
[0006]作为圆筒形的发送天线而使用的TEM型的天线主要作为3特斯拉以上的高磁场MRI装置的躯干部用体积天线、头部用体积天线等来使用。此时，使在上述的16?32根左右某横档流动的电流相互耦合来使用。并且，独立的供电点(端口)的数量为2。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:美国专利第7688070号说明书
[0010]专利文献2:美国专利第4751464号说明书
[0011]专利文献3:美国专利第5557247号说明书
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献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
【发明内容】
[0014]发明所要解决的课题
[0015]一般而言，在具有N根横档的TEM型天线中存在N/2+1个共振模式。例如，在3特斯拉的MRI装置中使用的TEM型天线使用128MHz左右的共振模式。在该TEM型天线具有24横档的情况下，存在13个共振模式，其频率大约在从120至135MHz的范围内大致以I?2MHz左右的间隔存在。
[0016]并且，各共振模式各自的空间的灵敏度范围不同。MRI装置使用氢核自旋以特定频率绕静磁场方向旋转的现象。因此，希望在天线内部的空间，具有尽量均匀的灵敏度。所适合的??Μ型天线的共振模式仅是一个。
[0017]如上述那样，TEM型天线利用邻接横档间的电流的耦合。最近，为了确保天线的内部空间，往往使横档接近其外侧的圆筒形屏蔽件。TEM型天线中，在横档与处于其外侧的圆筒形屏蔽件的距离相比较整体的圆筒的直径而相对接近的情况下，镜像电流在横档的近旁流动，从而作为天线的效率降低。相伴地，邻接横档间的电流耦合也有减少的趋势。
[0018]TEM型天线中，公知若邻接横档间的电流耦合降低，则共振模式的频率相互接近。而且，若??Μ型天线的共振模式的频率相互接近，则频率邻接的共振模式的灵敏度范围混合的程度变高，从而容易引起局部的灵敏度的不均匀。尤其，在天线内部人体等被检体偏置地配置的情况下，因接收线圈、缆线等的位置，局部地横档与被检体、缆线等物体接近，从而TEM型天线的共振模式的频率产生紊乱。因该紊乱，除中心以外容易受到具有灵敏度范围的其它的共振模式的灵敏度的影响。
[0019]并且，TEM型天线中，若邻接横档间的电流耦合降低，则在较大的被检体进入天线内部的情况下，引起离供电点较近的一侧的灵敏度和较远的一侧的灵敏度不同的现象。这是由于，因与被检体的相互作用而阻碍电流的流动。因此，产生将离供电点的距离控制在规定的范围的需要。因此，独立的2点供电点的话不够，除在圆筒轴中从属于180度、对称的部分的端口之外，也有需要2+2的独立以及从属的4根供电点的情况。对于该现象，尤其在TEM型天线的横档与处于其外侧的圆筒形屏蔽件的距离相比较整体的圆筒的直径而相对接近的情况下显著。
[0020]本发明是鉴于上述事情而完成的，其目的在于提供如下技术，即，在TEM型天线中，能够与负载的尺寸、形状、配置无关，并且与天线构成部件的配置无关，不浪费天线的内部空间地以简易的结构来保证天线内部的灵敏度的均匀度。
[0021]用于解决课题的方案
[0022]本发明构成为，在TEM型天线中，使邻接横档间的电流耦合的程度增大，减少因配置于天线内部的负载的配置位置的偏置、该负载的大小引起的灵敏度的不均匀。该TEM型天线具备在中央部分支为多个、且在两端部合流为一个的横档导体。换言之，具有在中央部具有沿着横档导体的长边方向的空隙的横档导体。该横档导体配置为，在中央部与邻接的横档导体接近，并且在端部保证与以往相同的距离。
[0023]发明的效果如下。
[0024]根据本发明，在TEM型天线中，能够与负载的尺寸、形状、配置无关，并且与天线构成部件的配置无关，不浪费天线的内部空间地以简易的结构来保证天线内部的灵敏度的均
【附图说明】
[0025]图1是本发明的实施方式的MRI装置的简要结构图。
[0026]图2是本发明的实施方式的天线装置的立体图。
[0027]图3是图2的一部分的放大图。
[0028]图4是以往的天线装置的立体图。
[0029]图5是图4的一部分的放大图。
[0030]图6(a)是表示本发明的实施方式的天线装置的共振峰值的扩展的阻抗特性曲线图，图6(b)是表示以往的天线装置的共振峰值的扩展的阻抗特性曲线图。
[0031]图7(a)是本发明的实施方式的天线装置所产生的磁场分布的说明图，图7(b)是以往的天线装置所产生的磁场分布的说明图。
[0032]图8是表示图7(a)以及(b)的线400的磁场强度的绝对值的轮廓的曲线图。
[0033]图9是本发明的实施方式的变形例的天线装置的立体图。
[0034]图10是本发明的实施方式的变形例的天线装置的立体图。
[0035]图11是本发明的实施方式的变形例的天线装置的立体图。
【具体实施方式】
[0036]以下，对应用本发明的实施方式进行说明。
[0037]首先，对本实施方式的MRI装置的结构进行说明。图1是本实施方式的MRI装置100的简要结构图。MRI装置100具备:在配置被检体112的测量空间形成静磁场的磁铁101 ;对静磁场给与规定的方向的磁场斜度的倾斜磁场线圈102 ;向被检体112发送高频信号并且接收从被检体112产生的核磁共振信号的RF线圈103 ;作成从RF线圈103发送的高频信号而向RF线圈103发送、并且对RF线圈103所接收到的核磁共振信号进行信号处理的收发两用机104 ;向倾斜磁场线圈102供给电流的倾斜磁场电源109 ;控制收发两用机104以及倾斜磁场电源109的驱动、并且接受各种信息处理以及操作人员的操作的数据处理部105 ;用于显示数据处理部105的处理结果的显示装置108 ;以及载置被检体112的床111。此外，数据处理部105作为基于由RF线圈103所接收且由收发两用机104进行了各种信号处理后的核磁共振信号而将被检体112的内部信息图像化的图像化部发挥功能。
[0038]倾斜磁场电源109和倾斜磁场线圈102通过倾斜磁场控制缆线107连接。并且，RF线圈103和收发两用机104通过在RF线圈103与收发两用机104之间收发信号的收发线缆106连接。收发两用机104具备合成器、功率放大器，接收混频器、模拟数字转换器、收发切换开关等，但对此未图示。
[0039]MRI装置100根据磁铁101所形成的静磁场的方向而区分为水平磁场方式和垂直磁场方式。水平磁场方式的情况