JP2003052661A - Ｒｆコイルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のRFコイルと同じ、RF信号の送信および
／または受信の機能を有しながらも、構造がシンプル
で、それ故製造コストが低く大量生産が可能なRFコイル
を提供する。 【解決手段】 薄膜線条の導体を平坦に巻回することに
よりコイル部を形成し、さらに、前記コイル部の巻回回
路内に設置される静電容量手段を、前記薄膜線条の導体
の一部をわずかな空隙を挟んで重ね合わせること、また
は、前記薄膜線条の導体の一部を、その端部同士をイン
ターデジタルな形状に形成し、わずかな空隙を隔てて同
一平面上に平坦に対向して配置することにより形成す
る。上記の方法で製造されたコイル部および静電容量手
段に、樹脂製フィルム状の絶縁被覆を施すことにより、
全体として平坦薄型であり、上記絶縁被覆の材質によっ
ては適度な可撓性を有することも可能なRFコイルが得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、MRI装置用のコイ
ルに係り、特に、RF信号の送信および／または受信用の
RFコイルとその製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的なMRI（Magnetic Resonance Imag
ing：磁気共鳴イメージング）装置においては、被検体
（被検者）は静磁場を発生する円筒形の磁石の内側に、
寝台などに載せられて挿入される。前記円筒形磁石と被
検体との間にはさらに、勾配磁場を発生させる勾配磁場
コイルと呼ばれるコイルが、これも円筒形の容器などで
支えられて存在する。この状況で、RF（Radio Frequenc
y）コイルと呼ばれるコイルによって回転磁場を被検体
の対象部位に送信し（RF信号の送信）、前記磁場の送信
を停止した際に前記対象部位から再放射される、共鳴周
波数を有するRFエネルギを、同じくRFコイルによって受
信する（RF信号の受信）ことで、前記対象部位の画像情
報を入手している。

【０００３】上記の通り、「コイル」という言葉は、勾
配磁場コイルにもRFコイルにも、さらには導体のループ
によって形成されるコイルに対しても用いられるが、特
に明記しない限り、以下では単にコイルといえばRFコイ
ルを指すものとする。

【０００４】MRI装置に用いられる送信用のコイルと受
信用のコイルには、送受信兼用のものもあれば、送信専
用、受信専用のものもあり、種類もサドル形、バードケ
ージ（鳥籠）形、表面コイル形等、様々であるが、その
ほとんどは導体によりいわゆるコイル状のループを形成
し、その他必要な電気部品等と共にプラスチック等でケ
ーシングした構造となっている。

【０００５】RFコイルのうちには、画質向上のため、被
検体の頭部や四肢といった各検査対象部位の外径などに
合わせて形状の調節ができるものも存在する。特願平３
−１７８１４８号公報に記載のフレキシブルバードケー
ジコイルはその一例であるが、前記フレキシブルバード
ケージコイルにおいても、ループを形成する導体部分は
リジッドな（堅い）ままである。また、近年では手術下
でMR撮像を行うという試みがなされているが、その際に
用いられるコイルも、患部へのアクセスが可能となるよ
う、ループの内周部分に空孔こそ存在するものの、ケー
シングはリジッドなままで、それ故ループならびにその
ケーシングの厚みも大きいものがほとんどである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、形状の調
節のための可変構造を取り入れることによって構造が複
雑になったり、耐久性を持たせるためにケーシングを強
固にしたりすると、当然のことながら製造コストの増加
は免れない。また、厚みのあるリジッドなケーシングだ
と、使用の際被検体の体に接触すると被検体の損傷の原
因になったり、手術に用いる場合などでは手術の作業効
率や精度の悪化につながったりする可能性がある。

【０００７】また、上記のようなコイルを手術下で使用
する場合には、コイルが被検体の血などで汚染される恐
れがあり、一般論として、使用後にはその汚染に対して
十分に消毒・滅菌を行わないと、院内感染等のリスクが
発生するが、コイルの構造が複雑だと、消毒・滅菌の手
間もそれだけかかる。

【０００８】それ故、本発明においては、取り扱いが容
易であり、従来のコイルと同じ機能を有しながらも、構
造がシンプルでそれ故製造コストも下がり、ディスポー
ザブル（使い捨て）使用も可能なRFコイルおよびその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の問題点を
解決し、本発明の目的を達成するために、本発明のRFコ
イルは、薄膜線条の導体が平坦に巻回されたコイル部
と、前記コイル部を被覆する樹脂製フィルム状絶縁被覆
と、を有することを特徴とする。

【００１０】好適には、前記コイル部の電位上昇を制限
するために、前記コイル部の巻回回路内に静電容量手段
が設置される。

【００１１】前記静電容量手段は、前記コイル部を平坦
薄膜状に形成するために、好適には、前記薄膜線条の導
体の一部を、わずかな空隙を挟んで重ね合わせ、前記空
隙部に絶縁体を挟み込むことにより形成される。

【００１２】また、前記静電容量手段は、前記薄膜線条
の導体の一部を、その端部同士をインターデジタルな形
状に形成し、絶縁体を挟み込んだわずかな空隙を隔てて
同一平面上に平坦に対向して配置することによっても構
成できる。

【００１３】さらに、RF撮像の対象部位の形状にフィッ
トするように、前記RFコイルはある程度の可撓性を有す
ることが好ましい。

【００１４】本発明のRFコイルの製造方法は、薄膜線条
の導体を平坦に巻回してコイル部を形成する工程と、前
記コイル部を樹脂製フィルム状絶縁被覆によって被覆す
る工程と、を有する。

【００１５】前記コイル部を形成する工程において、前
記コイル部はエッチングによって形成されてもよい。

【００１６】本発明によれば、RFコイルのコイル部を、
静電容量手段も含めて、薄膜線条の導体により形成する
ことで、コイル部が薄く、構造もシンプルになり、それ
故、前記コイル部の被覆にもフイルム状の絶縁被覆を適
用できるようになり、製造コストの低下につながり、大
量生産が可能になる。

【００１７】また、上記構成によりRFコイル自体が薄膜
状になると、軽く、かさばらないので取り扱いが容易に
なり、被検体への接触等が発生した場合にも被検体の損
傷などの恐れが少なく、被検体へ与える不快感も低減で
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。

【００１９】第１実施形態 図１が、本発明の第１実施形態に係るRFコイル１を表す
斜視概念図である。RFコイル１は、薄膜線条に形成され
た、例えば銅などの導体を平坦に巻回することによって
形成されているコイル部３と、MRI装置本体へ接続する
ために存在する前記コイル部３の端部４を除き、前記コ
イル部３全体を覆う樹脂製のフィルム状の被覆２によっ
て構成されている。このとき、被覆２は、例えば難燃性
塩化ビニールやコバゾール（株式会社コバヤシ製）など
によって作成される。

【００２０】このRFコイル１を実際にRFコイルとして機
能させるには、前記端部４にさらに図示しない導電コー
ド等を連結し、当該導電コードを外部RF系と接続する。
外部RF系における接続先としては、RFコイル１を送信お
よび／または受信のいずれの目的に使用するかに応じ
て、RF信号の送信器および／または受信器のいずれかを
適宜選択できる。

【００２１】手術等に用いられるRFコイルにおいては、
図１に示すように中央部に患部へのアクセス用に空孔が
存在するのが一般的である。前記RFコイル１は、内部の
コイル部３が平坦薄膜状に形成されていることから、そ
れを被覆するための被覆２もフィルム状に薄く形成する
ことが可能であり、図５（a）にその外観の斜視図が示
されている、コイル部のケーシングであるコイルケース
１０がプラスチック等でリジッドに形成されている従来
の一般的なRFコイル５０と比較して、コイル全体として
平坦薄膜状に形成されている点が特徴である。

【００２２】このような構成により形成されたRFコイル
１は、構造がシンプルであることから、被検体の対象部
位によりFOV（Field of View：撮像視野）が定まれば、
それに合わせて、例えばコイル部３の巻回の径を変化さ
せるだけで、各部位専用のコイルを安価に大量に生産可
能である。また、薄型ゆえに軽量化も可能であり、持ち
運びや使用の際の取り扱いも容易になる。

【００２３】さらに、被覆２は、用途によってその材質
や厚さを変化させて製造することが可能である。それ
故、例えば頭部用コイルにおいては、軟らかい被覆によ
ってある程度フレキシビリティ（可撓性）を持たせて頭
部の形に合わせて画質の向上を図ると共に、被検体への
接触が生じた際の被検体への損傷防止を可能にしたり、
逆に、ある程度リジッドな被覆を施すことによって、保
持を容易にしたりできる。

【００２４】さらにまた、コイルを手術下において用い
ることを考えると、本実施形態のRFコイル１であれば、
中央部に空孔が存在しているだけでなく薄型であるた
め、患部へのアクセスが容易であり、手術の作業効率や
精度の向上につながる。その上、手術の際の被検体の血
などでコイルが汚染されたとしても、大量生産された安
価なコイルであれば、ディスポーザブルな使用を容易に
考慮に入れることができ、コイルの消毒・滅菌不足など
の手間が省ける。

【００２５】RFコイル１の製造方法としては、例えば、
図６（a）のコイル部３と被覆２の断面概念図に示すよ
うに、ベースとなる被覆２上に、別工程でループ状に製
造されたコイル部３を載せ、その上からさらに被覆２
を、接着剤等で貼り合わせてもよいし、熱等によって融
着させてもよい。また、図６（b）に示すように、ベー
ス部となる被覆２と貼り合わされて一体形成されてい
る、例えば銅などの導体に対し、エッチング等によって
コイル部３を形成し、その後上記のような方法でカバー
となる被覆２を貼り合わせるという方法も考えられる。
被覆２は、使用する状況に応じた、耐圧性、耐薬品性等
の耐久性を備えているものとする。

【００２６】第２実施形態 図２において、本発明の第２実施形態に係るRFコイル２
０の斜視概念図が示されている。第２実施形態のRFコイ
ル２０は、そのコイル部３の巻回回路内において、コイ
ル部の電位上昇を制限するために一般的に用いられる静
電容量部５を具備していることを特徴としている。

【００２７】図２を参照してこの静電容量部の働きを簡
単に説明すると、静電容量部がコイル部３に存在する際
には、前記静電容量部５が増えるほど、静電容量部１個
当たりの容量を増やすことができる。すると、例えば、
図２において、２個の前記静電容量部５によって分割さ
れた結果生じる第１のコイル部片３０が、被検体の体に
接触することなどによって、被検体と前記第１のコイル
部片３０との間にキャパシタンスが形成されることにな
り第１のコイル部片３０の電位が下げられたとしても、
各々の静電容量部５の容量が大きくなっている効果によ
り、コイル部３の回路全体としては、安定性を保つこと
ができる。

【００２８】従来のRFコイルにおいては、この静電容量
部としては、図５（b）に示されているように、回路で
あるコイル部６０の上に、寸法が縦横５mm、高さ２mm程
度のチップコンデンサ７を載せた構成となっているもの
が多い。前記チップコンデンサ７にはリジッドなケーシ
ングが施されているので、前記チップコンデンサ７を含
むコイル部６０をケーシングするコイルケース１０も、
前記チップコンデンサ７の高さ以上の厚みを持たざるを
得ない。

【００２９】そこで、本実施形態においては、コイルを
薄くするために、チップコンデンサを用いるのではな
く、コイル部３を形成する導体自体のパターンにより静
電容量手段を形成している。この、導体自体のパターン
による静電容量手段の形成法を図によって簡単に説明す
ると、例えば図３（a）に示されるように、コイル部３
を側面から見た場合に、どちらも例えば銅などの導体に
より形成されている、第１のコイル部片３０と第２のコ
イル部片３０’の一部を、わずかな空隙を隔てて重なり
合うように形成すると、その重なり合った部分にキャパ
シタンスが生じ、静電容量手段５aが得られる。RFコイ
ルにおいては、一般的にメガヘルツオーダの高い周波数
のRF信号が用いられるので、このようなシンプルな構造
で静電容量手段を得ることができる。上記の方法で静電
容量手段５aを構成することで、コイル部３を薄く形成
することができ、そこに樹脂製フィルム状の被覆２を施
すことで、静電容量手段を具備し電気回路的に高い安定
性を有しながらも、薄型のRFコイルを製造することがで
きる。

【００３０】第２実施形態のRFコイルにおいても、第１
実施形態のRFコイルと同じく、コイル部３の端部４に連
結される導電コード（図示せず）等を外部RF系のRF信号
の送信器および／または受信器に接続することで、送信
および／または受信用のRFコイルとして使用することが
できる。

【００３１】なお、上記静電容量手段の数は、コイルに
要求される性能と製造コストとの兼ね合い等によって、
適宜定められる。

【００３２】また、図３（b）に示されているように、
前記コイル部片３０，３０’間の空隙に、絶縁体６を挟
み込むことで、容量を高めた静電容量手段５bの構成を
とってもよい。

【００３３】さらに、コイル部片３０，３０’間の空隙
によるわずかな厚みすら解消するために、図４のような
構成で静電容量手段を形成することも考えられる。図４
は薄膜線条のコイル部３の静電容量部の上面図である
が、図４においては静電容量手段５cが、インターデジ
タルな形状に形成されているコイル部片４０，４０’
を、わずかな空隙を隔てて同一平面上に平坦に対向して
配置することによって構成されている。このように構成
された静電容量手段５cを用いれば、ほぼ完全な平面状
でありながらも電気回路的安定性の高いコイルが得られ
る。また、前記静電容量手段５bの場合と同じく、前記
コイル部片４０，４０’間の空隙に、薄膜状の絶縁体８
を挟み込んで容量を高めてもよい。

【００３４】上記のような静電容量手段を形成する方法
としては、コイル部３の形成の場合と同じく、あらかじ
め製造されたコイル部片と被覆２を貼り合わせる方法
や、エッチング等によりコイル部片を加工する方法など
が考えられる。

【００３５】なお、添付図面においては、中央部に空孔
を有する略円形状のRFコイルが描かれているが、本発明
におけるRFコイルの外形は上記略円形状に限定されるも
のではなく、四角形や曲面状であってもよく、また、１
つの巻回からなる単一のコイルを複数個組み合わせて用
いるフェーズドアレイコイルの構造をとってもよい。ま
た、コイルの外形形状だけでなく、上記実施形態の説明
中で言及した材質、サイズ、構成手段、製造方法や表現
および用語などは説明のための例であって、それに限定
するものではなく、特許請求の範囲内で自由に変更が可
能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、従
来のコイルと同じ、RF信号の送信および／または受信の
機能を有しながらも、構造がシンプルで、それ故大量生
産が可能であり、持ち運び等の取り扱いも容易なRFコイ
ルを提供することができる。本発明のRFコイルは、メガ
ヘルツオーダのRF信号を用いることによって、MR撮像用
のRFコイルとして利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態のRFコイルの斜
視概念図である。

【図２】図２は、本発明の第２実施形態のRFコイルの斜
視概念図である。

【図３】図３（a）は、本発明の第２実施形態に係る静
電容量手段の一例を説明するための図であり、図３
（b）は、前記静電容量手段の別の一例を説明するため
の図である。

【図４】図４は、前記静電容量手段の、さらなる別の一
例を説明するための図である。

【図５】図５（a）は、従来のRFコイルの斜視図であ
り、図５（b）は、従来のRFコイルにおける静電容量手
段を説明するための図である。

【図６】図６（a），（b）は、本発明のRFコイルの製造
方法を説明するための断面概念図である。

【符号の説明】

１，２０，５０…RFコイル、２…被覆、３…コイル部、
５…静電容量部、５a，５b，５c…静電容量手段、６，
８…絶縁体、７…チップコンデンサ、１０…コイルケー
ス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚元 鉄二 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C096 AB42 AD10 CC08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】RF信号の送信および／または受信に用いる
   RFコイルであって、 薄膜線条の導体が平坦に巻回されたコイル部と、 前記コイル部を被覆する樹脂製フィルム状絶縁被覆と、 を有するRFコイル。
2. 【請求項２】前記コイル部の巻回回路内に前記コイル部
   の電位上昇を制限するための静電容量手段を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のRFコイル。
3. 【請求項３】前記静電容量手段が、前記薄膜線条の導体
   の一部を、わずかな空隙を挟んで重ね合わせ、前記空隙
   部に絶縁体を挟み込んだことにより形成されていること
   を特徴とする請求項２に記載のRFコイル。
4. 【請求項４】前記静電容量手段が、前記薄膜線条の導体
   の一部を、その端部同士をインターデジタルな形状に形
   成し、絶縁体を挟み込んだわずかな空隙を隔てて同一平
   面上に平坦に対向して配置することにより形成されてい
   ることを特徴とする請求項２に記載のRFコイル。
5. 【請求項５】MR撮像に用い、使用されるRF信号の周波数
   はメガヘルツオーダであることを特徴とする請求項１〜
   ４いずれかに記載のRFコイル。
6. 【請求項６】MR撮像の対象部位の形状に適合するよう
   に、ある程度の可撓性を有することを特徴とする請求項
   １〜５いずれかに記載のRFコイル。
7. 【請求項７】薄膜線条の導体を平坦に巻回してコイル部
   を形成する工程と、 その後に前記コイル部を樹脂製フィルム状絶縁被覆によ
   って被覆する工程と、 を有するRFコイルの製造方法。
8. 【請求項８】コイル部を薄膜線条の導体が平坦に巻回さ
   れた形状に形成するエッチング工程と、 その後に当該エッチング工程により形成されたコイル部
   を樹脂製フィルム状絶縁被覆によって被覆する工程と、 を有する請求項７に記載のRFコイルの製造方法。