JPH02114942A - 高速核磁気共鳴作像用の表面勾配アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）作像（Ｉｌｌｌａｇｌｎ
ｇ　）および分光法に有用な勾配磁界を発生するための
コイル・アセンブリに関するものであり、更に詳しくは
それぞれ磁界勾配を短い立上り時間で大きい勾配強度で
生じさせて、特に高速、高分解能のＮＭＲ作像を容易に
行なえるようにする少なくとも１つの実質的な勾配コイ
ルのアセンブリに関するものである。

人体の内部構造の画像を形成するために現在用いられて
いるＮＭＲ作像システムでは、患者は靜磁界の中に置か
れ、無線周波（ＲＦ）電磁パルスが加えられる。患者の
原子核の核共鳴がアンテナで検出され、その情報から励
起された核を含む患者のその部分の画像を形成すること
ができる。磁界が空間の３つの次元の各々に単調な勾配
を有していれば、共鳴している核の位置を判定すること
ができる。核の性質を分析するための磁気共鳴分光法で
は同じ現象を用いる。通常、（一般に超伝導性の）主磁
石は−様な高強度の磁界を発生し、これに主磁石の孔の
中に配置された勾配コイルにより発生された線形勾配が
重畳される。勾配コイルは、一般に、可撓性のプリント
基板上に巻線をエツチングにより形成し、た後、プリン
ト基板を湾曲させて形成した円筒形コイルで構成される
。高分解能の作像を行なうための高線形性のコイルは米
国特許節４，６４６．０２４号に示されているように設
計し製造することができ、また渦電流を除去するために
米国特許節４，７３７，７１６号に示されているように
自己シールド性のものであってもよい。米国特許節４，
４５１．．７８８号に述べられているような「ブリップ
・エコー・ブレーナ（ｂｌｉｐ　ｅｃｈｏ　ｐｌａｎａ
ｒ）　Ｊ法を用いた人間の心臓の高速ＮＭＲ作像のよう
なある種の用途では、約２乃至３ガウス／　ｃｍの強さ
と約１００マイクロ秒の立上り時間を持つ磁界勾配を発
生することができれば、約１／４０秒で画像を得ること
ができる。与えられた勾配強度と立上り時間に対して、
勾配コイルのピーク電力はコイルの大きさの５乗に比例
する。しかし、勾配増幅器／コイル・サブシステムの電
源を変えないで、円筒形コイルの大きさを小さくするこ
とによって性能の大幅な改良を実現することができるが
、このように大きさを小さくしていくと勾配コイルの中
の容積が急速に小さくなるので、明らかに大きな容積の
高速、高分解能のＮＭＲ作像は極めて難しくなる。たと
えを用な容積が得られても、高速画像で収集されるデー
タの総量は通常、よりずっと長い時間にわたって、たと
えば数十分間に取得される画像の場合に比べて少ない。

したがって高速画像は通常のＮＭＲ画像に比べて一般に
分解能が低くなったり、信号対雑音比が低くなったりす
る。その結果、高速／高分解能ＮＭＲ作像は現在のとこ
ろ普通のＮＭＲ作像に比べて用途が限られている。した
がって、画像全体を形成するのに必要な応答データを比
較的短時間で得ることができ、また（理想的には）既存
の通常のＮＭＲ作像システムの勾配電力増幅器／電源を
大幅に変更する必要のないような改良された勾配磁界形
成手段が非常に望ましい。

発明の要約 本発明によれば、高速、高分解能ＮＭＲ作像用の新規な
表面勾配アセンブリが提供され、該アセンブリは少なく
とも１つのほぼ平面状の勾配コイルを含む。各々の平面
状のコイルはアセンブリの他の平面状のコイルとほぼ平
行に、かつ２つの選択されたデカルト（直交）座標の選
択された平面内に配置される。このようにして、たとえ
ばＸＺ平面内にある１つ以上の平面状のコイルはｘ、　
ｙ。

Ｚの方向のうちの１つ、２つまたは３つ全部の方向の勾
配磁界を発生することができる。各コイルは１個、２個
、４個またはそれより多い（一般的にはＭを整数として
２Ｍ個の）巻線で構成され、各巻線は電流の流れの関数
によって設定された形状の「指紋状」コイルである。

好ましい一態様では、アンテナと勾配コイルとの間の相
互作用を防止するためにほぼ平面状の勾配コイルと（表
面コイルのような）ＲＦアンテナとの間にＲＦシールド
が配置され、これによりＲＦアンテナの品質係数（Ｑ）
があまり下らないようにする。隣接するＲＦ表表面コイ
ルアアンテナよって設定されるＲＦＦ界電流に対する低
インピーダンスを維持しつつ勾配誘導渦電流の流れを防
止°するため特別な切れ目のあるシールドが設けられる
。

したがって、本発明の１つの目的は高速、高分解能のＮ
ＭＲ作像および分光用の新しいほぼ平面状の表面勾配ア
センブリを提供することである。

本発明のこの目的および他の目的は添付の図面を参照し
た以下の説明から明らかとなろう。

発明の詳細な説明 まず第１図を参照すると、ＮＭＲ作像システム１０は主
磁石１１を有し、図には主磁石１１の一部１１ａだけが
示されている。磁石は中心１１ｃから半径Ｒａの開放さ
れた孔１１ｂが設けられている。静的な主磁界Ｂｏが孔
１１ｂの中に形成される。孔の中に円筒形の勾配コイル
手段が配置される。前記の米国特許第４．７３７，７１
６号の自己シールドされた勾配コイルに於けるように、
勾配形成用の勾配コイル手段１２は外側勾配コイル部分
１２ａおよび内側勾配コイル部分１２ｂで構成すること
ができる。外側勾配コイル部分１２ａの半径はＲｂであ
り、内側勾配コイル部分１２ｂのゝト径はＲｃである。

勾配コイル手段１２を使って、主磁界に１つまたは２つ
の勾配をデカルト座標系の選定された方向に生じさせ、
残りの１つまたは２つの勾配を本発明のアセンブリで形
成することができる。この代りに、３つの勾配すべてを
本発明のアセンブリによって形成し、コイル１２を使用
しないようにしてもよい。１つ以上の勾配磁界を発生す
るためにコイル１２を使用するとき、勾配電流は１つ以
上のケーブル１２ｃ、１２ｄ等を介して導入される。こ
のように、軸方向すなわちＺ方向を向くように図示され
た主磁界Ｂ０に、特定の手順の要求に従って、コイル１
２および／または本発明のアセンブリにより磁界勾配が
与えられる。

全身用無線周波（ＲＦ）コイル１４を勾配コイル１２の
内側に配置することができ、その半径Ｒｄは勾配コイル
の最小半径Ｒｃより少し小さい。

多くの適当な全身用ＲＦコイルが存在しているが、米国
特許第４，６８０．５４８号、米国特許第４゜６９２．
７０５号および米国特許第４，６９４゜２５５号にはそ
の数例が記載されている。被検体またはサンプル１６の
中の核を励起するためにコイル１４によりたとえばＸ方
向にＲＦ磁界Ｂ１が印加される。ここに示すように、説
明の便宜のため、サンプル１６は人体の軸方向のスライ
スであり、胴１６ｔ１腕１６ａおよび心臓１６ｈを概略
的に表示しである。図示した状態では、心臓１６ｈの作
像検査は直径りの単一の円形表面コイル１８によって実
行しなければならない。（コイルの平面にほぼ垂直な）
表面コイル軸は画像を得るべきサンプル１６のその部分
の中心からコイル直径りにほぼ等しい距離Ｄ′のところ
に配置される。

ケーブル１４ａへのＲＦ信号人力に応答して全身用ＲＦ
コイルから与えられる励起信号によって励起される核か
らＮＭＲ応答信号を受けるため、表面コイル・アンテナ
１８のより空間選択的なパターンが使用されるのが普通
である。受信した応答信号は表面コイル出カケープル１
８ａに与えられる。

本発明によれば、１つ以上の方向の各々に磁界勾配を与
えるため勾配コイル２０．２０’等が設けられる。たと
えば、第１のコイル２０は第１のコイル端子２０ａから
第２のコイル端子２０ｂに流される勾配電流工、に応答
してＹ方向のＹ軸磁界勾配Ｇｖを形成する。勾配電流は
コイル・アセンブリ導体２０ｃを通って流れ、第１の平
面状コイル端子２０Ｘに入って、第２の平面状コイル端
子２０Ｙから出る。もう１つのほぼ平面状コイル２０’
　によって第２の勾配を形成することができる。コイル
２０′はコイル２０の平面にほぼ平行な平面内に配置さ
れる。第３の勾配コイルを使う場合、これはコイル２０
および２０′の平面に対してほぼ平行に配置される。

全身用ＲＦコイル１４は通常、Ｘ方向およびＹ方向にほ
ぼ−様なＲＦ磁界Ｂ１を発生するように設計される。Ｘ
方向に発生する磁界はＹ方向に発生する「モード」すな
わち磁界とは独立であって、一般的にそれとは異なるシ
ステム「モード」と考えられる。一般に、高周波ＲＦコ
イルの内側にＲＦ周波数の波長に比べて長い導体を配置
すると（導体が勾配コイルの中にあるかそうでないかに
拘らず）、電磁波が「長い」導体部分で励起されて、消
散損失、Ｑの低下およびＲＦコイル性能の大幅な劣化が
生じる。勾配アセンブリ内に誘導されるＲＦ雷電流よっ
て、磁界全体を歪ませ、ＲＦコイル自体内で周波数シフ
トを生じさせる傾向がある。少なくとも１つの方向での
全身用ＲＦコイルの劣化は勾配コイルを平面状で、しか
もその方向においてできる限り薄く形成することによっ
て最小限にされる。図に示すコイル２０は全身用ＲＦコ
イル１４の発生する望ましくない垂直な磁界Ｂ１の一部
を遮断し、このモードを離調させる。

しかし、前向きに見たときの平面状の勾配コイル２０の
実効面積は非常に小さいので、所望の水平ＲＦモードは
実質的に影響を受けない。

本発明のもう１つの面によれば、はぼ平面状のＲＦシー
ルド手段２２が１つ以上の表面勾配コイル２０の平面に
ほぼ平行に、かつ孔の中心１１ｃから勾配コイルのどの
１つまでの距離Ｄｃ、のいずれよりも少し小さい距ＭＤ
ｓのところに配置される。距離Ｄｓ、Ｄｃ、はともに受
信表面コイルの距離Ｄ′より大きいので、ＲＦシールド
手段２２は受信アンテナ（表面コイル）１８と勾配コイ
ル２０の平面との間にあり、かつ（典型的には）ＲＦ磁
界Ｂ１の方向の平面内にある。

次に第１ａ図には、Ｚ方向の勾配ＧＺを形成するために
ＸＺ平面に配置されている平面状の表面勾配コイル２０
Ｚが示されている。はぼ平面状の表面勾配コイルの中心
がｘ−ｏ、ｚ−ｏの座標にあることがわかる。ここで座
標ＸおよびＺは表面勾配コイルの平面内の任意の位置を
定める。コイル２０Ｚは複数ｎ個の一定表面電流輪郭２
０Ｓｚ−ｉをそなえている。ここでａ≦ｉ≦ｎである。

最も内側の一定電流輪郭または流線２０５ｚ−ａはほぼ
長円形である。外側に順次続く輪郭２０Ｓｚ　−ｂ、　
−、２ＯＳ−ｍ、　　２０　Ｓｚ　−ｎは順次角ばった
形となる。矢印は隣接した流線内の電流の方向を示す。

第１ｂ図に示すほぼ平面状の表面勾配コイル２０ＹはＸ
Ｚ平面内に配置されていてＹ方向の勾配ＧＹを形成する
。表面勾配コイル２０Ｙはコイル平面の中心（Ｘ−０，
Ｚ−０）を通過する中心折りたたみ線２Ｏ−Ｙｆを中心
として形成された一対のほぼ同一の「指紋状」コイル・
パターン２０Ｙ−１および２０Ｙ−２を有することがわ
かる。

一定電流輪郭２０ＳＹ−１ｉおよび２０ＳＹ−２１（但
し、ａ≦ｉ≦ｎ）はそれぞれの半シート部分の中心にあ
るほぼ長円形の輪郭２０Ｓｖ−１ａおよび２０ＳＹ−２
ａで始まり、輪郭２０ＳＹ−１ｂ、　−−−−−−２０
ＳＹ−１ｍ、　２０ＳＹ−Ｉｎ、または２０ＳＹ−２ｂ
−＝、２０ＳＹ−２ｍ、２０ＳＹ−２ｎのように外側に
進み、次第に角ばった形になる。矢印は２つのコイル部
分におけるそれぞれの電流の方向を示す。「仮想」の折
たたみ線の両側に隣接した流線内の電流が一方向に流れ
ることに注目すべきである。

第１ｃ図に示すほぼ平面状の表面勾配コイル２０ＸはＸ
Ｚ平面内に配置されていて方向の勾配Ｇｘを形成する。

表面勾配コイル２０Ｘは実質的に同一の４つのコイル・
パターン２０Ｘ−１乃至２０Ｘ−４を有する。それぞれ
コイル平面の中心（Ｘ−０，Ｚ−０）を通り４分の１の
平面領域に分ける中心折たたみ線２０Ｘｆ−１および２
０Ｘｆ−２により限定された４つの平面領域に１つずつ
各パターンが形成される。一定電流輪郭すなわち流線２
０Ｓｘ−１ｉ乃至２０Ｓｘ−４ｉ（ここで、ａ≦ｉ≦ｎ
）それぞれの４分の１のシート部分の中心にあるほぼ長
円形の流れの輪郭２０Ｓ×１ａ乃至２０Ｓｘ−４ａで始
まり、輪郭２０Ｓｘ−１ｂ、−＝２０Ｓｘ−１ｍ、２０
Ｓｘ−ｌｎまたは２０Ｓｘ−２ｂ、−−−−２０Ｓｘ−
２ｍ、２０Ｓｘ−２ｎ、または２０５ｘ−３ｂ、−・−
２０Ｓｘ−３ｍ、２０Ｓｘ−３ｎ、または２０Ｓｘ−４
ｂ、−−−２０Ｓｘ−４ｍ、２０Ｓｘ−４ｎの順に外側
に進み、次第に角ばった形になる。この場合も矢印は電
流の方向を示す。折りたたみ線２０Ｘｆ−１および２０
Ｘｆ−２の両側の電流が同じ方向にあることがわかる。

次に第２ａ図に示すように、ＲＦシールド２２は、エツ
チングしたプリント基板のような、非導電性基板２６に
よって支持されたパターン形成した導電性シート２４で
構成することができ、またほぼ正方形として導電性シー
ト２４の各辺が最大寸法２Ｓ’を持つようにしてもよい
。Ｘ方向またはＺ方向の表面勾配コイルの長さを２８と
したとき、寸法Ｓ′は寸法Ｓより小さくても、寸法Ｓに
等しくても、あるいは寸法Ｓより大きくてもよいことが
理解される筈である。シールドの導体パターンは、シー
ルド位置にある切れ口のない導電性シート中に誘導され
る電流流線の計算から見出される。次に導電性シートの
中に電流流線に平行に多数のスリットを形成することに
より、一連の独立した電流ループを形成する。各ループ
は少なくとも１つの位置で切断され、各切断部はＲＦ周
波数で低インピーダンスとなるコンデンサによって橋絡
される。シート２４は第１の溝２８　ｚによって切断さ
れる。第１の溝２８ｚは導電性部分を完全に切断する。

溝２８２はシートの中心２２Ｙで始まり、シートの１辺
（たとえば辺２４ｃ）の中点まで伸びる。はぼ円形の電
流を誘導する円形の表面コイルの場合は、複数の円形溝
２８ａ乃至２８ｍがそれぞれ導電性シート２４を完全に
切断する。谷溝の中心はｘ−ｏ、ｚ−ｏのシート中心２
２ｙにある。円形溝２８ａ乃至２８ｍはそれぞれ基本半
径「の異なる倍数で形成される。ここでｒ−Ｓ’／ｎで
あり、ｎは１より大きい整数である。

したがって、第１の円形溝２８ａの半径はｒであり、第
２の円形溝２８ｂの半径は２ｒであり、第３の円形溝２
８ｃの半径は３ｒであり、第４の円形溝２８ｄの半径は
４ｒであり、以下同様にして最後の完全な円形溝２８（
ｎ−１）は半径が（ｎ−１）ｒである。第ｎ番目の溝は
４つの分離した溝片２８ｎ−１乃至２８ｎ−４に分割さ
れ、各溝片は距離ｎｒのところに°あり、各溝片は９０
＠より若干小さい角度にわたって伸びる。したがって、
溝２８ｎの４個の溝片の各端は導電性シートの縁２４ａ
乃至２４ｄに現われない。このようにして複数ｎ個の導
電性の分割環体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、・・
・２２ｎが形成され、各分割環体は溝２８ｚによって不
連続となり、この各不連続個所は同じ複数ｎ個のコンデ
ンサ３０　ａ、　　３０　ｂ。

３０ｃ、３０ｄ、−，３０ｎの１つによって橋絡される
。導電性シート２４の残りの４個の隅部は溝２４ｄ−１
乃至２４　ｄ−４でそれぞれ切断される。谷溝は対応す
る隅で始まり、隣接した一対の導電性シートの辺２４ａ
−２４ｄに対してほぼ４５″の角度で内側に進み、溝２
８ｎ−１乃至２８ｎ−４のうちの対応する１つの溝に達
する。各々がコイル中心２２ｙから距離ｐｒのところに
ある付加的な弧状の溝片２８ｐ−１乃至２８ｐ−４゜お
よび各々が中心２２ｙから距！ｑｒのところにある弧状
の溝片２８Ｑ−１乃至２８ｑ−４が設けられる。これら
の付加的な溝２８ｐ−ｊおよび２８ｑ−ｊ（但し、１≦
ｊ≦４）の谷溝の弧状に伸びる範囲は隣接する導電性シ
ートの辺まで達せずに、少し手前で終るようになってい
る。多数の付加的な導電性弧状片、すなわち並置された
弧状片２２ｐ−ｊａと２２ｐ−ｊｂ、２２ｑ−ｊａと２
２ｑ−ｊｂ、および２２ｒ−ｊａと２２ｒ−ｊｂが形成
される。隅の溝２４ｄ−ｊのうちの対応する１つの溝に
よって導電性弧状片のこれらの並置対のうちの各々の第
ｊ番目の対の間に生じるギャップはそれぞれコンデンサ
３０ｐ−ｊ、３０ｑ−ｊまたは３０ｒ−ｊのうちの対応
する１個のコンデンサによって橋絡される。従って、勾
配磁界によって誘導される渦電流が形成されるような切
れ口のないＲＦ導電性シールドは望ましくないので使用
しない。シールドの片側に置かれた円形の表面コイルＲ
Ｆアンテナによって誘導されるようなＲＦ雷電流区分け
された円形シールド・パターンの円形径路に流れる。こ
の際、コンデンサ３０の値が充分大きく選定されるので
、通常１０ＭＨｚより高い周波数の高周波ＲＦ雷電流ほ
ぼ減衰されないで流れることができるが、より低い周波
数の勾配誘導電流（通常１０ＫＨｚより低い周波数）は
コンデンサを充電して、大きく減衰する。したがって、
ＲＦシールド２２は円形のＲＦ雷電流流れることは許容
するが、勾配誘導渦電流がその下の表面コイル・ループ
に対して垂直に流れることを阻止する。正方形でないシ
ールドを使えること、またどちらのシールドも形状が円
形でないＲＦコイル（表面コイル）に対して使えること
が理解されよう。

第２ｂ図には、ブリップ拳エコ一番ブレーナ（ｂｌ　Ｉ
ｐ−ｅｃｈｏ−ｐｌａｎａｒ）パルス・シーケンスで使
用するため、読出しＹ方向にのみ大振幅で立上り時間の
早い勾配磁界を形成するためのＹ勾配ＧＹの表面勾配コ
イル２０Ｙ’が示されている。第１のコイル人力１２ｃ
に与えられるＸ軸勾配電流および第２のコイル人力１２
ｄに与えられるＺ軸勾配電流に応答してＸ勾配Ｇ×およ
び２勾配Ｇｚを形成するため、自己シールドされた円筒
形の勾配コイル１２が使用される。この例の場合、第３
の互いに垂直な方向（すなわちＹ方向）の勾配だけが本
発明のほぼ平面状の表面勾配コイルによって形成される
。一対の接続された「指紋状」コイルが、エツチングし
たプリント基板のような非導電性基板３４によって支持
された導電性シート３２をエツチングすることにより形
成される。単一導体３２ａの輪郭が、第１の表面勾配コ
イル接続部２０Ｘの位置する第１の端部分３２ｂから始
まる。第１の指紋状コイル部分２０Ｙ’−１では、信号
導体３２ａは次に中心の部分３２ｂのまわりに反時計方
向に外側に渦巻状に伸び、シートの（中心線３２ｆに沿
って配置された）中心３２ｃに達する。

次に導体３２ａは方向を反転して時計方向に内側に渦巻
状に伸び、第２の指紋状コイル部分２０Ｙ’−２（これ
は指紋状コイル部分２０Ｙ’−１をほぼ１８０’回転し
たものである）を形成し、反対側の端部分３２ｄに達す
る。第２の接続点２２ｙは第２の端部分３２ｄの中にあ
る。したがって、２つの指紋状コイル部分２０Ｙ’−１
および２０Ｙ’−２はＸ方向に座標（−Ｌｘ／２）から
逆の座標（＋Ｌｘ／２）に至る全長をそなえ、Ｚ方向に
座標（−Ｌｚ／２）から座標（＋Ｌｚ／２）に至る全長
をそなえている。はぼ平面状の表面勾配コイルの特定の
表面電流はＳ　（Ｚ、　Ｘ）と表わされる流れ関数によ
って記述される。この流れ関数Ｓは流れの各領域に源ま
たはシンク（ｓｉｎｋ）（すなわち流れが発生または消
滅する点）がない流れを記述するので、一定のＳ′の輪
郭は電流の流れに平行な線である。図示したＧｖコイル
の場合、流れ関数は次式で与えられる。

（上記の）所望の流れ関数が与えられた場合に所望の「
指紋状」コイル部分の巻線パターンを見出すための方法
は前記米国特許箱４，７３７，７１６号明細書のほぼ第
４欄および第５欄に詳細に述べられている。

次に第３ａ図および第３ｂ図には、平面状の表面勾配コ
イル２０Ｙ’　によって作られたＹ方向磁界勾配Ｇｖが
ＸＹ平而面おける一定共振周波数の輪郭として示されて
いる。空間内の任意の点に於ける共振周波数はその点に
於ける全磁界に正比例するので、各共振回線３４ｉはそ
れぞれ、実質的に一定の磁界勾配の回線でもある。Ｘ方
向の±２０ｃｍの範囲にわたって、そして表面勾配コイ
ルの平面（ここではＹ−０）より上のＸ方向に２０ｃｍ
以内の距離では、ＧＹ磁界勾配線３４ｉはそれぞれＸ−
Ｏの軸３６に対して実質的に対称であることがわかる。

但し、勾配は非線形である。（この非線形はあまり不利
ではない。というのは非線形は表面コイル１８の感度の
変動に整合しているので、信号対雑音比が最高のところ
でより大きい分解能が得られるからである）。第３ｂ図
は非一様なＧＹ勾配線３４ｉとともに、容積勾配コイル
１２により生じたほぼＸ軸線形勾配ＧＸ線３８ｉを使用
したとき、ＸＹ平面内に生じる画素を示している。非一
様な画素の寸法と形状は特に不利ではない。歪みの影響
が前もって良好に予測することができ、また再構成後の
画像の簡単な再マツピングにより、非線形なＹ軸勾配Ｇ
Ｖの強度によるすべての歪みがほぼ除去できるからであ
る。これらの影響は第３Ｃ図および第３ｄ図のＮＭＲ画
像に明確に示されている。画像は正常な志願者の頭の軸
方向走査による画像であり、全身用ＲＦ容積コイルを励
起し、頭の後の下にあって、画像の平面内と画像からは
ずれた平面内でＲＦ表面コイルによって応答信号を受信
することにより作像したものである。表面勾配アセンブ
リによりＹ軸（上下）方向の１つの勾配だけを形成し、
Ｘ方向（左右）およびＺ方向の勾配は自己シールドされ
た勾配コイルによって形成した。第３Ｃ図は受信した応
答データで表示される画像を示す。（第３ａ／３ｂ図の
線３４によって示された）Ｙ軸の歪はすでに明らかであ
る。第３ｄ図は同じデータであるが、Ｙ勾配の歪を補償
した後の画像である。この歪の除去と画像の頭蓋部の下
半分の分解能が向上したこともわかる。

高速、高分解能のＮＭＲ作像および分光用の本発明によ
るほぼ平面状の表面勾配アセンブリの好ましい実施例を
詳細に説明してきたが、多くの変形および変更を加え得
ることは当業者には明らかであろう。したがって、本発
明は特許請求の範囲により限定され、実施例の説明のた
めに示した詳細や手段によって限定されるものではない
。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＭＲ作像／分光システムの一部の横断面図で
あり、本発明の勾配アセンブリを用いる環境を理解する
のに有用な図である。第１ａ、１ｂおよび１０図は本発
明のアセンブリに使用することができるＺ軸、Ｙ軸およ
びＸ軸の勾配磁界形成用の平面状コイルの電流輪郭を示
す概略平面図である。ｍＺａ図は本発明の平面状の勾配
コイルと一緒に使用される１つの好ましいＲＦシールド
の平面図である。第２ｂ図は本発明のアセンブリをＸＺ
平面内に配置したときにＹ勾配を発生するためにエツチ
ングにより形成した指紋状のコイルの平面図である。第
３ａ図および第３ｂ図は第２ｂ図の単一の平面状の勾配
コイルと第２ａ図のＲＦシールドとを存するアセンブリ
を使用することによって得られるＹ勾配磁界および画像
画素をそれぞれ示すグラフである。第３Ｃ図および第３
ｄ図はそれぞれ歪みの補正の前と後の、本発明の表面勾
配アセンブリで得た正常な志願者の頭の画像を示す図で
ある。 ［主な符号の説明］ １１ｂ・・・主磁石の孔、 １４・・・全身用ＲＦコイル、 ２０．２０’　・・・平面状の表面勾配コイル、２２・
・・ＲＦシールド、 ２４・・・導電性シート、 ３２ａ・・・単一の導体、 ３２ｂ、３２ｄ・・・指紋状コイルの端部分、３４・・
・非導電性基板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容積を規定する複数の方向軸に対して少なくとも１
   つの方向に磁界勾配を作るための表面勾配アセンブリで
   あって、各々が外部から与えられた勾配電流に応答して
   異なる勾配磁界を発生する少なくとも１つのほぼ平面状
   のコイル手段を有することを特徴とする表面勾配アセン
   ブリ。 ２、それぞれ異なる軸の方向にある複数の勾配磁界の各
   々が同数のほぼ平面状のコイル手段のうちの対応する１
   つのコイル手段によって発生され、各コイル手段が他の
   コイル手段の平面にほぼ平行な平面内にある請求項１記
   載の表面勾配アセンブリ。 ３、上記の複数のほぼ平面状のコイル手段のすべてがほ
   ぼ同じ大きさである請求項２記載の表面勾配アセンブリ
   。 ４、上記方向軸がデカルト座標系の軸である請求項２記
   載の表面勾配アセンブリ。 ５、上記の複数のコイル手段がすべて２つの選定された
   軸に平行な１つの平面内にある請求項４記載の表面勾配
   アセンブリ。 ６、上記の複数のコイル手段を積み重ねたものの片側に
   、上記コイル手段の平面とほぼ平行に配置されたほぼ平
   面状の無線周波シールド部材を含んでいる請求項２記載
   の表面勾配アセンブリ。 ７、上記の複数のコイル手段のいずれかによって生じた
   勾配磁界に起因して渦電流が実質的に誘導されないよう
   に上記シールド部材が構成されている請求項６記載の表
   面勾配アセンブリ。 ８、上記シールド部材がコイル手段とほぼ同じ大きさで
   ある請求項７記載の表面勾配アセンブリ。 ９、単一の平面状コイル手段が存在する請求項１記載の
   表面勾配アセンブリ。 １０、上記方向軸がデカルト座標系の軸である請求項９
   記載の表面勾配アセンブリ。 １１、上記単一のコイル手段が２つの選定された軸に平
   行な平面内にある請求項１０記載の表面勾配アセンブリ
   。 １２、上記コイル手段の平面の片側で、上記コイル手段
   の平面にほぼ平行に配置されたほぼ平面上の無線周波シ
   ールド部材を含んでいる請求項９記載の表面勾配アセン
   ブリ。 １３、上記単一のコイル手段によって生じた勾配磁界に
   起因して渦電流が実質的に誘導されないように上記シー
   ルド部材が構成されている請求項１２記載の表面勾配ア
   センブリ。 １４、上記少なくとも１つのコイル手段の各々が、その
   第１の端から第２の端まで単一の勾配電流を運ぶように
   構成された単一の導体よりなる１個、２個および４個の
   渦巻状部分のうちの選択された渦巻状部分をそなえ、か
   つ上記単一の導体全体を通る単一の勾配電流の流れに応
   答して所望の勾配磁界を発生するように空間的に配置さ
   れた指紋状コイルである請求項１記載の表面勾配アセン
   ブリ。 １５、上記単一の導体は上記コイル手段の平面内で、予
   め選定された１組の流れ関数によって設定された変化す
   る幅を有している請求項１４記載の表面勾配アセンブリ
   。 １６、上記の各平面状のコイル手段がほぼ一定の厚さを
   有している請求項１５記載の表面勾配アセンブリ。 １７、上記平面状のコイル手段がコイル導体の下にあっ
   て、これを支持する非導電性の基板を含んでいる請求項
   １６記載の表面勾配アセンブリ。 １８、上記コイル手段の平面の片側で、上記コイル手段
   の平面にほぼ平行に配置されたほぼ平面状の無線周波シ
   ールド部材を含んでいる請求項１７記載の表面勾配アセ
   ンブリ。 １９、上記シールド部材がパターン形成された導電性シ
   ートである請求項１８に記載の表面勾配アセンブリ。 ２０、上記シールド部材の導電性シートが平面状の非導
   電性部材によって支持されている請求項１９記載の表面
   勾配アセンブリ。 ２１、中央の孔をそなえた全身用無線周波（ＲＦ）コイ
   ルと上記孔の中に配置された請求項１記載の表面勾配ア
   センブリとの組合わせ。 ２２、全身用ＲＦコイルのＲＦ磁界が上記の少なくとも
   １つのコイル手段の平面にほぼ平行である請求項２１記
   載の組合わせ。