(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のループを備えるＲＦコイルであって、
前記ループは、
隣接する前記ループ間の相互的な磁気結合を防止する複数種類のデカップリング手段と、
前記種類ごとに前記デカップリング手段を切り替えると同時に、前記種類ごとの前記ループを切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とするＲＦコイル。
【請求項２】
複数の小ループに分割されたループを、複数備えるＲＦコイルであって、
前記ループおよび前記小ループは、
隣接する前記ループ間および前記小ループ間の相互的な磁気結合を防止する異なるのデカップリング手段と、
異なる前記デカップリング手段を切り替えると同時に、前記ループと前記小ループとを切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とするＲＦコイル。
【請求項３】
前記デカップリング手段は、隣接する二つの前記ループを、前記ループ面積の概ね１０％を重ね合わせて配設する第１のデカップリング手段を備えることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
【請求項４】
前記ループは、前記第１のデカップリング手段により重ね合わされた部分を概ね含む第１の小ループと、前記ループの前記第１の小ループを省いた部分から形成される第２の小ループとからなることを特徴とする請求項３に記載のＲＦコイル。
【請求項５】
前記デカップリング手段は、前記第２の小ループ間をインダクタあるいはキャパシタを用いて接続する第２のデカップリング手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のＲＦコイル。
【請求項６】
前記切替手段は、前記第１の小ループの、前記ループと共有するループライン上に第１のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項４に記載のＲＦコイル。
【請求項７】
前記切換手段は、前記第１の小ループと、前記第２の小ループとが共有するループライン上に第２のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項４に記載のＲＦコイル。
【請求項８】
前記スイッチング素子は、前記ループあるいは前記第２の小ループの開閉動作をする開閉素子であることを特徴とする請求項６あるいは７に記載のＲＦコイル。
【請求項９】
前記切替手段は、前記第１および第２のスイッチング素子を交互に開閉制御して、前記ループと前記第２の小ル―プとを切り替えると同時に、前記第１および第２のデカップリング手段を切り替える開閉制御手段を備えることを特徴とする請求項８に記載のＲＦコイル。
【請求項１０】
前記開閉制御手段は、複数の前記ループに対して、同一の前記開閉制御を行うことを特徴とする請求項９に記載のＲＦコイル。
【請求項１１】
前記開閉素子は、ダイオードが内蔵される並列共振回路であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載のＲＦコイル。
【請求項１２】
前記開閉素子は、継電器であることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一つに記載のＲＦコイル。
【請求項１３】
前記切換手段は、前記第１の小ループと、前記第２の小ループとが共有するループラインの端部に、第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項４に記載のＲＦコイル。
【請求項１４】
前記第３のスイッチング素子は、選択動作をする選択素子であることを特徴とする請求項１３に記載のＲＦコイル。
【請求項１５】
前記切換手段は、前記第３のスイッチング素子により、前記ループと前記第２のループとを選択する選択制御手段を備えることを特徴とする請求項１４に記載のＲＦコイル。
【請求項１６】
前記選択制御手段は、複数の前記ループおよび前記第２の小ループに対して、同一の選択制御を行うことを特徴とする請求項１５に記載のＲＦコイル。
【請求項１７】
前記選択素子は、継電器であることを特徴とする請求項１４ないし１６のいずれか一つに記載のＲＦコイル。
【請求項１８】
前記第２の小ループは、センス法を行う際に、Ｓ／Ｎ比が最適化された形状および第２の小ループ同志の間隔を備えることを特徴とする請求項４ないし１７のいずれか一つに記載のＲＦコイル。
【請求項１９】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、
勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
ＲＦ信号を送受信するＲＦコイルと、
前記勾配磁場形成手段および前記ＲＦコイルを制御する制御手段と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記ＲＦコイルは、複数の小ループに分割されたループを複数有し、
隣接する前記ループ間および前記小ループ間の相互的な磁気結合を防止する複数のデカップリング手段と、
前記ループと前記小ループを切り替えると同時に、複数の前記デカップリング手段を切り替える切替手段と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２０】
前記磁気共鳴撮像装置は、前記静磁場内にＲＦ信号を送信し、前記制御部に制御される送信部をさらに備え、
前記ＲＦコイルは、前記送信部との磁気結合を防止する磁気結合防止手段を備えることを特徴とする請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のコイル（ｃｏｉｌ）で複数の磁気共鳴信号を受信するＲＦコイル（ｃｏｉｌ）および磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気共鳴撮像装置では、電磁場を発生し、被検体に核磁気共鳴を生じさせ、また、この磁気共鳴信号を受信するためのＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル、が使用されている。ここで、ＲＦコイルを複数配設し、これら複数のＲＦコイルからの磁気共鳴信号をフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換し、得られた複数の画像から新たな画像を画像合成する複数の方法が提案されている。
【０００３】
フェイズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ）を用いて複数の画像の二乗和を取得する方法あるいは複数の折り返し画像を取得し、演算により折り返し画像部分を分離、合成するセンス（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ）法等がこれである。二乗和法によれば、複数のＲＦコイルから得られる複数画像を二乗和合成することが行われる。この画像合成では、一枚の大きな撮像領域を有する画像が取得される。また、センス法によれば、感度領域より小さな撮像領域をＲＦコイルにより撮像する際に、取得画像に発生する折り返し像を、感度分布を用いて分離、合成することが行われる。この画像合成では、フェイズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）数を少なくできるので、撮像時間の短縮、すなわち、高速化が行われる。
【０００４】
これらの画像合成法は、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）により、必要とされる撮像領域、Ｓ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）比、あるいは撮像時間等から最適と思われる方法が選択され、実際の撮影が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、オペレータは、画像合成方法を選択し、切り替えるごとに、ＲＦコイルも取り替えていた。すなわち、画像合成方法ごとに、ＲＦコイルに内蔵されるループコイルの形状、間隔等が異なるので、同一のＲＦコイルを用いることができず、ＲＦコイルを取り替える必要があった。
【０００６】
特に、被検体の撮像部位によっては、画像合成方法を切り替える前後で、正確に同一部位の画像情報を取得する必要があり、この場合には、ＲＦコイルを再度配設し直すことによる体動その他の理由により同一部位の撮像が困難になる要因となっていた。また、ＲＦコイルを配設し直すことは、被検体およびオペレータ双方にとって負担となると同時に、検査時間が長くなる要因となっていた。
【０００７】
これらのことから、動かすことなく、内蔵されるループコイルの形状、間隔を変更することができるＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置をいかに実現するかが極めて重要となる。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、動かすことなく、内蔵されるループコイルの形状、間隔を変更することができるＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるＲＦコイルは、複数のループを備えるＲＦコイルであって、前記ループは、隣接する前記ループ間の相互的な磁気結合を防止する複数種類のデカップリング手段と、前記種類ごとに前記デカップリング手段を切り替えると同時に、前記種類ごとの前記ループを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この第１の観点による発明によれば、ループは、複数種類のデカップリング手段により、隣接するループ間の相互的な磁気結合を防止し、切替手段により、複数種類ごとのデカップリング手段を切り替えると同時に、デカップリング手段ごとにループを切り替えることとしているので、複数のループ形状が異なるコイルを動かすこと無く切り替えて、ＲＦコイルとして機能させることができる。
【００１１】
また、第２の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、複数の小ループに分割されたループを、複数備えるＲＦコイルであって、前記ループおよび前記小ループは、隣接する前記ループ間および前記小ループ間の相互的な磁気結合を防止する異なるのデカップリング手段と、異なる前記デカップリング手段を切り替えると同時に、前記ループと前記小ループとを切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この第２の観点の発明によれば、ループおよび小ループは、異なるデカップリング手段により、隣接するループ間および小ループ間の相互的な磁気結合を防止し、切替手段により、異なるデカップリング手段を切り替えると同時に、ループと小ループとを切り替えることとしているので、ループおよび小ループを切り替えてもＲＦコイルとして機能させることができる。
【００１３】
また、第３の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記デカップリング手段は、隣接する二つの前記ループを、前記ループ面積の概ね１０％を重ね合わせて配設する第１のデカップリング手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
この第３の観点の発明によれば、デカップリング手段は、第１のデカップリング手段により、隣接する二つのループを、ループ面積の概ね１０％を重ね合わせて配設することとしているので、ループ間の相互誘導係数を零にして、複数のループをＲＦコイルとして機能させることができる。
【００１５】
また、第４の観点の発明にかかるＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置によれば、前記ループは、前記第１のデカップリング手段により重ね合わされた部分を概ね含む第１の小ループと、前記ループの前記第１の小ループを省いた部分から形成される第２の小ループとからなることを特徴とする。
【００１６】
この第４の観点の発明によれば、ループは、第１のデカップリング手段により重ね合わされた部分を概ね含む第１の小ループと、ループの第１の小ループを省いた部分から形成される第２の小ループとからなることとしているので、ループを、小さな小ループを合成して形成されるものとすることができる。
【００１７】
また、第５の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記デカップリング手段は、前記第２の小ループ間をインダクタあるいはキャパシタを用いて接続する第２のデカップリング手段を備えることを特徴とする。
【００１８】
この第５の観点の発明によれば、デカップリング手段は、第２のデカップリング手段により、第２の小ループ間をインダクタあるいはキャパシタを用いて接続することとしているので、誘導性のインピーダンスあるいは容量性のインピーダンス変化により、第２の小ループ間の相互誘導係数を零にして、複数の第２の小ループをＲＦコイルとして機能させることができる。
【００１９】
また、第６の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記切替手段は、前記第１の小ループの、前記ループと共有するループライン上に第１のスイッチング素子を備えることを特徴とする。
【００２０】
この第６の観点の発明によれば、切替手段は、第１のスイッチング素子を、第１の小ループのループと共有するループライン上に備えることとしているので、ループと第１の小ループを同時にスイッチングすることができる。
【００２１】
また、第７の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記切換手段は、前記第１の小ループと、前記第２の小ループとが共有するループライン上に第２のスイッチング素子を備えることを特徴とする。
【００２２】
この第７の観点の発明によれば、切換手段は、第２のスイッチング素子を、第１の小ループと第２の小ループとが共有するループライン上に備えることとしているので、ループに影響を与えることなく小ループをスイッチングすることができる。
【００２３】
また、第８の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記スイッチング素子は、前記ループあるいは前記第２の小ループの開閉動作をする開閉素子であることを特徴とする。
【００２４】
この第８の観点の発明によれば、スイッチング素子は、開閉素子により、ループあるいは第２の小ループを開閉動作をすることとしているので、ループあるいは第２の小ループを開放状態と閉じた状態とに切り替えることができる。
【００２５】
また、第９の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記切替手段は、前記第１および第２のスイッチング素子を交互に開閉制御して、前記ループと前記第２の小ル―プとを切り替えると同時に、前記第１および第２のデカップリング手段を切り替える開閉制御手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
この第９の観点の発明によれば、切替手段は、開閉制御手段により、第１および第２のスイッチング素子を交互に開閉制御して、ループと第２の小ル―プとを切り替えると同時に、第１および第２のデカップリング手段を切り替えることとしているので、ループと第２の小ループを切り替えてもループ間あるいは第２の小ループ間のデカップリングを維持することができ、ＲＦコイルとして機能させることができる。
【００２７】
また、第１０の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記開閉制御手段は、複数の前記ループに対して、同一の前記開閉制御を行うことを特徴とする。
この第１０の観点の発明によれば、開閉制御手段は、複数のループに対して、同一の開閉制御を行うこととしているので、複数のループあるいは小ループを同時に開閉制御することができる。
【００２８】
また、第１１の観点の発明にかかるＲＦコイルよれば、前記開閉素子は、ダイオードが内蔵される並列共振回路であることを特徴とする。
この第１１の観点の発明によれば、開閉素子は、ダイオードが内蔵される並列共振回路であることとしているので、ダイオードのオンオフ動作により高速に開閉することができる。
【００２９】
また、第１２の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記開閉素子は、継電器であることを特徴とする。
この第１２の観点の発明によれば、開閉素子は、継電器であることとしているので、開放時には高いインピーダンスで開閉することができる。
【００３０】
また、第１３の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記切換手段は、前記第１の小ループと、前記第２の小ループとが共有するループラインの端部に、第３のスイッチング素子を備えることを特徴とする。
【００３１】
この第１３の観点の発明によれば、切換手段は、第３のスイッチング素子を、第１の小ループと第２の小ループとが共有するループラインの端部に備えることとしているので、ループと第２の小ループとの切り替えを一つのスイッチング素子で行うことができる。
【００３２】
また、第１４の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記第３のスイッチング素子は、選択動作をする選択素子であることを特徴とする。
この第１４の観点の発明によれば、第３のスイッチング素子は、選択動作をする選択素子であることとしているので、第１の小ループと第２の小ループとが共有するループライン並びにループと第１の小ループとが共有するループラインを選択的に接続することができる。
【００３３】
また、第１５の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記切換手段は、前記第３のスイッチング素子により、前記ループと前記第２のループとを選択する選択制御手段を備えることを特徴とする。
【００３４】
この第１５の観点の発明によれば、切換手段は、選択制御手段により、第３のスイッチング素子を用いて、ループと第２のループとを選択することとしているので、ループと第２の小ループを切り替えることができる。
【００３５】
また、第１６の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記選択制御手段は、複数の前記ループおよび前記第２の小ループに対して、同一の選択制御を行うことを特徴とする。
【００３６】
この第１６の観点の発明によれば、選択制御手段は、複数のループおよび第２の小ループに対して、同一の選択制御を行うこととしているので、複数のループあるいは第２の小ループを同時に選択することができる。
【００３７】
また、第１７の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記選択素子は、継電器であることを特徴とする。
この第１７の観点の発明によれば、選択素子は、継電器であることとしているので、二つのループラインを選択的に一つのループラインに接続することができる。
【００３８】
また、第１８の観点の発明にかかるＲＦコイルによれば、前記第２の小ループは、センス法を行う際に、Ｓ／Ｎ比が最適化された形状および第２の小ループ同志の間隔を備えることを特徴とする。
【００３９】
この第１８の観点の発明によれば、第２の小ループは、センス法を行う際に、Ｓ／Ｎ比が最適化された形状および第２の小ループ同志の間隔を備えることとしているので、センス法を行う際に、ループを第２の小ループに切り替えることにより、Ｓ／Ｎの良い画像を取得することができる。
【００４０】
また、第１９の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置によれば、静磁場を形成する静磁場形成手段と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、ＲＦ信号を送受信するＲＦコイルと、前記勾配磁場形成手段および前記ＲＦコイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、前記ＲＦコイルは、複数の小ループに分割されたループを複数有し、隣接する前記ループ間および前記小ループ間の相互的な磁気結合を防止する複数のデカップリング手段と、前記ループと前記小ループを切り替えると同時に、複数の前記デカップリング手段を切り替える切替手段と、を備えることを特徴とする。
【００４１】
この第１９の観点の発明によれば、ＲＦコイルは、複数の小ループに分割されたループを複数有し、デカップリング手段により、隣接するループ間および小ループ間の相互的な磁気結合を防止し、切替手段により、ループと小ループを切り替えると同時に複数のデカップリング手段を切り替えることとしているので、画像合成手段に応じて最適化されたＲＦコイルを選択し、ＲＦコイルとして機能させることができる。
【００４２】
また、第２０の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置によれば、前記磁気共鳴撮像装置は、前記静磁場内にＲＦ信号を送信し、前記制御部に制御される送信部をさらに備え、前記ＲＦコイルは、前記送信部との磁気結合を防止する磁気結合防止手段を備えることを特徴とする。
【００４３】
この第２０の観点の発明によれば、ＲＦコイルは、磁気結合防止手段により、送信部の送信コイルとの磁気結合を防止することとしているので、受信のみのコイルとして機能させることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本実施の形態１にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図１は、この発明の実施の形態１にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０３、ＲＦコイル部１０４を有する。これら各コイル部は、ＲＦコイル部１０４を省いて、概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の被検体１０１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）１０４に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００４５】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね被検体１０１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成することもできる。
【００４６】
勾配コイル部１０３は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を発生させる。
【００４７】
ＲＦコイル部１０４は、クレードル１０５上に置かれ、被検体１０１と共にマグネットシステム１００の中心部に配置される。ＲＦコイル部１０４は、静磁場空間にある被検体１０１の体内に核磁気共鳴を励起するための高周波磁場を形成する。また、このＲＦコイル部１０４は、被検体１０１の体内に励起された磁気共鳴信号を受信することも行う。
【００４８】
勾配コイル部１０３には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０３に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０３における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００４９】
ＲＦコイル部１０４には、データ収集部１５０が接続されており、さらにデータ収集部１５０に送信駆動部１４０が接続されている。送信駆動部１４０で生成されたＲＦパルスは、データ収集部１５０を介してＲＦコイル部１０４に伝達され、ＲＦコイル部１０４は、伝達されたＲＦパルスからＲＦ磁場をマグネットシステム１００の中心部に形成し、被検体１０１を核磁気共鳴の励起状態にする。
【００５０】
また、データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０４が受信した受信信号をサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）によって取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００５１】
バイアス（ｂｉａｓ）電源部１５５は、ＲＦコイル部１０４にバイアス電流を選択的に流す機能を有する。これにより、ＲＦコイル部１０４に含まれる複数のループコイルを選択制御することができる。
【００５２】
勾配駆動部１３０、送信駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、スキャンコントローラ（ｓｃａｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部１６０が接続されている。スキャンコントローラ部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００５３】
データ収集部１５０には、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えば計算機等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００５４】
データ処理部１７０はスキャンコントローラ部１６０に接続されている。データ処理部１７０はスキャンコントローラ部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００５５】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は２次元フーリエ空間を構成する。データ処理部１７０は、該２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フ−リエ変換することにより被検体１０１の画像を再構成する。
【００５６】
データ処理部１７０は、画像を再構成した後の画像合成処理も行う。フェイズドアレイを用いた二乗和合成を行う際には、再構成画像の画素値の二乗和を求め、この値を画素値とする新たな断層画像を生成する。また、センス法を行う際には、感度分布の異なる複数の受信コイルの再構成画像から折り返し画像部分を分離演算し、撮像領域の大きな新たな断層画像を生成する。
【００５７】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ
ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００５８】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、オペレータによって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。オペレータは表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００５９】
つぎに、図２を用いて、ＲＦコイル部１０４の具体的な構成を詳しく説明する。図２（Ａ）は、ＲＦコイル部１０４のループ部分のみを抽出して描いた模式図である。ＲＦコイル部１０４は、部分的に重なり合った三つのループ２００〜２２０からなる。各ループは、第１と第２に分けられた小ループの外周をなしている。ここで、ループの数は、三つとしたが４以上であっても良い。ループ２００は、第１の小ループ２０１と第２の小ループ２１１からなり、ループ２１０は、第１の小ループ２１１、２１３と第２の小ループ２１２からなり、ループ２２０は、第１の小ループ２２１、２２３と第２の小ループ２２２からなる。各ループは、電気的な導体、例えば銅箔等で形成される。
【００６０】
また、ループ２００およびループ２１０は、第１の小ループ２０１および第１の小ループ２１３面上で重なり合い第１のデカップリング手段２３０を形成する。そして、ループ２１０およびループ２２０は、第１の小ループ２１３および第１の小ループ２２１面上で重なり合い第１のデカップリング手段２３１を形成する。
【００６１】
なお、図２（Ａ）およびこれ以後のループ２００〜２１０の図は、各ループごとにｙ軸方向に若干のずれが存在するが、これは図を見やすくするためのものであり、本発明を限定するものではない。
【００６２】
図２（Ｂ）は、ＲＦコイル部１０４の具体的な電気素子を含んだ回路図である。開閉動作をするスイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）素子、共振回路を形成するキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、デカップリング回路を形成するインダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）が、前記ループあるいは小ループ上に配設される。
【００６３】
スイッチング素子２４および２５は、小ループ２０１と小ループ２０２との共有ループライン上およびループ２００と小ループ２０１との共有ループライン上に配設される。そして、スイッチング素子２４が開状態で、スイッチング素子２５が閉状態の場合には、ループ２００が選択され、スイッチング素子２４が閉状態で、スイッチング素子２５が開状態の場合には、第２の小ループ２０２が選択される。
【００６４】
スイッチング素子３４および３５、スイッチング素子４４および４５、スイッチング素子５４および５５、も全く同様に第１の小ループ２１１、２１３、２２１上あるいはループ２１０、２２０上に配設される。そして、ループ２１０と第２の小ループ２１２、およびループ２２０と第２の小ループ２２２の切り替えが、スイッチング素子３４、３５、４４および４５、並びにスイッチング素子５４、５５により行われる。なお、スイッチング素子２４〜５４および２５〜５５の制御線は、バイアス電源部１５５と接続される。
【００６５】
キャパシタ１〜１３は、ループあるいは小ループの有するインダクタンス（ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）と共振回路を形成し、この共振回路は、主磁場コイル部１０２で形成される静磁場強度で決まる共鳴周波数に設定される。ここで、キャパシタ１〜１３の容量値をＣ１〜Ｃ１３とし、ループ２００〜２２０のインダクタンスをＬ００〜Ｌ２０、第２の小ループ２０２〜２２２のインダクタンスをＬ０２〜Ｌ２２とする。
【００６６】
ループ２００および第２の小ループ２０２は、スイッチング素子２４，２５の開閉動作により切り替えられる。ここで、ループ２００および第２の小ループ２０２が各々ＲＦコイルとして動作するために、キャパシタ１〜４は、次式の
【００６７】
【数１】
0003655881.tif 000002
【００６８】
を満たすように決められ、ループ２００および第２の小ループ２０２は同一の共振周波数を有する。ここで、ＣＳは、スイッチング素子２４〜５４および２５〜５５が閉じた状態で有する容量値であり、スイッチング素子２４〜５４および２５〜５５は、同一の容量値を有すると仮定した。さらに、この共振周波数は、静磁場強度で決まる核磁気共鳴周波数とも一致させられる。
【００６９】
また、ループ２１０および第２の小ループ２１２、並びにループ２２０および第２の小ループ２２２も同様にして、キャパシタ５〜１３は、次式の
【００７０】
【数２】
0003655881.tif 000003
【００７１】
並びに、
【００７２】
【数３】
0003655881.tif 000004
【００７３】
を満たすように決められる。
なお、ループ２００〜２２０および第２の小ループ２０２〜２２２の形状および配置は、異なる画像取得方法ごとに最適化され、例えば、ループ２００〜２２０がフェイズドアレイを用いた二乗和法を用いて最適な撮像範囲およびＳ／Ｎ比の画像が得られる形状および配置とし（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １９９０  ；１６：１９２〜２２５参照）、第２の小ループ２０２〜２２２は、センス法を用いて最適な撮像範囲およびＳ／Ｎ比の画像が得られる形状および配置とする（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １９９２；４２：９５２〜９６２参照）。
【００７４】
デカップリング手段２４０は、第１の小ループ２０１と第２の小ループ２０２とが共有するループラインと、第１の小ループ２１１と第２の小ループ２１２とが共有するループラインと、をトランスにより接続する。ここで、第２の小ループ２０２と２１２との磁気的な相互誘導係数が零になるように、トランスのインダクタンス値は決定される。なお、ＲＦコイル部１０４は、データ収集部１５０と、キャパシタ１、５、１０を介して接続され、ループ２００〜２２０および第２の小ループ２０２〜２２２ともに、キャパシタ１、５、１０を介してデータ収集部１５０と送受信信号の入力および出力が行われる。
【００７５】
つぎに、スイッチング素子の具体的な例を、図３に示す。図３は、ダイオード３３０のオンオフ動作によりループおよび小ループを開閉する開閉素子である。ループあるいは小ループのループラインに直列に接続されたキャパシタ３１０に、インダクタ３２０が並列に接続され並列共振回路を形成している。この並列共振回路は、核磁気共鳴周波数に共振点を有し、ダイオード３３０がオンの場合には、インピーダンスが理論上無限大で開放状態となり、ダイオード３３０がオフの場合には、インピーダンスがキャパシタ３１０の容量値となり、キャパシタとして動作する。
【００７６】
つぎに、データ収集部１５０およびバイアス電源部１５５の構成、並びにＲＦコイル部１０４とこれら機器との接続ついて、図４を用いて説明する。ループ２００〜２２０は、データ収集部１５０の送受信部４００〜４２０と接続され、送信駆動部１４０で生成されたＲＦ信号を被検体１０１に送信し、また、被検体１０１からのＲＦ信号を受信し、この受信信号を送受信部４００〜４２０に送信する。データ収集部１５０は、ループ２００〜２２０で受信されたＲＦ信号を、検波部４３０で検波して、さらにＡ／Ｄ変換部４４０でデジタル信号に変換した後に、データ処理部１７０に転送する。
【００７７】
バイアス電源部１５５は、電流源４６０、スイッチ４６１および４６２、フィルタ４６３および４６４からなり、ループ２００〜２２０のスイッチング素子２４〜５４および２５〜５５の制御線は、バイアス電源部１５５に接続される。ここで、スイッチング素子２４〜５４の制御線は、フィルタ４６３に接続され、スイッチング素子２５〜５５の制御線は、フィルタ４６４に接続される。なお、フィルタ４６３および４６４は、ＲＦコイル部１０４からのＲＦ信号が、バイアス電源部１５５に流れ込むのを防止する低周波通過型のフィルタである。
【００７８】
バイアス電源部１５５は、電流源４６０に順方向電流および逆方向電流の二つの出力を備えており、スキャンコントローラ部１６０からの指示により、スイッチ４６１および４６２を切り替えて、フィルタ４６４に順方向電流が流れ込むときは、フィルタ４６３に逆方向電流を流し、フィルタ４６４に逆方向電流が流れ込むときは、フィルタ４６３に順方向電流を流す。従って、スイッチング素子２４〜５４がフィルタ４６３からの順方向電流により開放状態の時は、、スイッチング素子２５〜５５はフィルタ４６４からの逆方向電流により閉じた状態となる。また、この逆に、スイッチング素子２４〜５４が閉じた状態の時は、スイッチング素子２４〜５４は開放状態となる。
【００７９】
ここで、フェイズドアレイを用いた二乗和法を用いる際には、フィルタ４６４に逆方向電流、フィルタ４６３に順方向電流を流し、ループ２００〜２２０を閉じた状態とする。そして、データ収集部１５０の送受信部４００〜４２０を送受信し磁気共鳴信号を収集する。また、センス法を用いる際には、フィルタ４６４に順方向電流、フィルタ４６３に逆方向電流を流し、小ループ２０２〜２２２を閉じた状態とする。そして、データ収集部１５０の送受信部４００〜４２０を送受信し磁気共鳴信号を収集する。
【００８０】
つぎに、図５を用いて、ループ２００〜２２０の動作およびバイアス電源部１５５による制御動作について説明する。スキャンコントローラ部１６０からの指示によりスイッチ４６１および４６２が切り替えられる。スイッチ４６１および４６２の切り替えによりフィルタ４６４に順電流が供給される場合には、図３に示した開閉素子は、ダイオード３３０がオン状態となり、共振回路として動作して高インピーダンス状態となる。この際、フィルタ４６３には、逆電流が供給され、図３に示した開閉素子のダイオード３３０は、オフ状態となる。そして、開閉素子は、キャパシタとして動作する。ここで、ループ２００〜２２０は、閉じた状態となり、第２の小ループ２０２〜２２２は、開いた状態となる。
【００８１】
図５（Ａ）にこの状態を図示した。ループ２００〜２２０は、フェイズドアレイを用いた二乗和法用のループコイルを形成し、各々のループコイルは、第１のデカップリング手段２３０および２３１によりデカップリングされ、ＲＦコイルとして動作する。
【００８２】
また、スイッチ４６１および４６２の切り替えによりフィルタ４６４に逆電流が供給される場合には、図３に示した開閉素子のダイオード３３０は、オフ状態となる。そして、開閉素子は、キャパシタとして動作する。この際、フィルタ４６３には、順電流が供給され、図３に示した開閉素子のダイオード３３０は、オン状態となり、そして、開閉素子は、共振回路として動作して高インピーダンス状態となる。従って、ループ２００〜２２０は、開いた状態となり、第２の小ループ２０２〜２２２は、閉じた状態となる。
【００８３】
図５（Ｂ）にこの状態を図示した。第２の小ループ２０２〜２２２は、センス法用のループコイルを形成し、各々のループコイルは、第２のデカップリング手段２４０および２４１によりデカップリングされ、ＲＦコイルとして動作する。
【００８４】
上述してきたように、本実施の形態では、フェイズドアレイを用いた二乗和法に最適化された形状を有するループ２００〜２２０と、センス法に最適化された形状を有する第２の小ループ２０２〜２２２とを、ダイオード３３０を用いて開閉動作をするスイッチング素子２４〜５４および２５〜５５により切り替えると同時に、第１のデカップリング手段２３０および２３１と、第２のデカップリング手段２４０および２４１とを切り替えることとしているので、クレードル１０５上に配置されたＲＦコイルをオペレータが置き換えることなく、電子的な切り替えのみで、フェイズドアレイを用いた二乗和法用ループ２００〜２２０とセンス法用第２の小ループとを切り替えて、ＲＦコイルとして用いることができる。
【００８５】
また、本実施の形態１では、第２のデカップリング手段２４０および２４１として、インダクタを用いたが、キャパシタを用いて構成することもできる。この場合には、異なる第２の小ループ上に配設された共振用のキャパシタ間を、キャパシタで接続することにより、第２の小ループ間の磁気結合を打ち消すことができる。
【００８６】
また、本実施の形態１では、平面上にループ２００〜２２０を配置したが、被検体１０１を挟んでループ２００〜２２０を二組用いて対向配置させることもできる。これにより、被検体１０１の中心部の画像情報を感度良く取得することができる。
【００８７】
また、本実施の形態１では、平面上にループ２００〜２２０を配置したが、被検体１０１を囲む円筒面上にループ２００〜２２０を配置させることもできる。これにより、被検体１０１の中心部の画像情報を良い均一度で取得することができる。
【００８８】
また、本実施の形態１では、ＲＦコイル部１０４は、ＲＦ信号の送受信を行うこととしたが、マグネットシステム１００に送信コイルを設けることにより、受信専用コイルとして機能させることもできる。この際、前記送信コイルとＲＦコイル部１０４との磁気結合を防止するためのデカップリング回路が、前記送信コイルおよびＲＦコイル部１０４に装着される。
【００８９】
また、本実施の形態１では、主磁場コイル部１０２は水平方向の静磁場を発生することとしたが、垂直方向の静磁場を発生する磁気共鳴撮像装置を用いた際にも適用することができる。
【００９０】
また、本実施の形態１では、ループは、矩形状をしているが、形状はこれに限定されるものではなく、サドル型、８の字型、ソレノイド型等のループを複数配置してもＲＦコイルとして同様に機能させることができる。さらに、これらループを、被検体１０１を挟んで対向配置したり、被検体１０１を内包する円筒面上に配置してバードケイジ型に配置することもできる。
（実施の形態２）
ところで、上記実施の形態１では、並列共振回路をダイオードにより開閉動作させるスイッチング素子を用いたが、継電器をスイッチング素子として機能させることもできる。そこで本実施の形態では、継電器をスイッチング素子とする場合を示すことにする。
【００９１】
図６は、本実施の形態２にかかるＲＦコイルの具体的な構成を示す回路図である。なお、このＲＦコイル部６００は、図１に示したＲＦコイル部１０４に対応するものであり、その他の構成については、図１に示したものと同様のものとなるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００９２】
ＲＦコイル部６００は、ループ２００〜２２０からなり、ループ２００〜２２０は、さらに、第１の小ループ２０１〜２２１および２１３、並びに、第２の小ループ２０２〜２２２からなる。第１の小ループ２０１と第２の小ループ２０２が共有するループラインの端部にスイッチング素子６０１が配設されている。同様に、第１の小ループ２１１と第２の小ループ２１２が共有するループラインの端部、第１の小ループ２１３と第２の小ループ２１２が共有するループラインの端部、第１の小ループ２２１と第２の小ループ２２２が共有するループラインの端部にも、スイッチング素子６０２〜６０４が配設されている。なお、図６のループおよび小ループのループライン上には図示されないキャパシタが配設されており、共振回路を形成している。
【００９３】
また、スイッチング素子６０１〜６０４は、２対１の継電器よりなり、ループと第２の小ループとの選択を、ループラインの切り替えにより行う。スイッチング素子６０１〜６０４の制御信号線は、スキャンコントローラ部１６０に接続され、オペレータの指示により、ループラインの切り替えを行う。なお、継電器は、主磁場コイル部１０２により形成される静磁場への影響を少なくするため、非磁性体を用いて構成されることが好ましい。
【００９４】
つぎに、ＲＦコイル部６００の動作について説明する。スキャンコントローラ部１６０からの指示により、スイッチング素子６０１〜６０４は、ループラインの選択を行う。フェイズドアレイを用いた二乗和法の場合には、ループ２００〜２２０が選択され、図５（Ａ）に示したと同様の構成となり、ループ２００〜２２０間で相互誘導係数が零のＲＦコイルとして動作する。
【００９５】
また、センス法の場合には、第２の小ループ２０２〜２２２が選択され、図５（Ｂ）に示したと同様の構成となり、第２の小ループ２０２〜２２２間で相互誘導係数が零のＲＦコイルとして動作する。
【００９６】
上述してきたように、本実施の形態２では、スイッチング素子６０１〜６０４として継電器を用い、ループラインを切り替える様にしているので、フェイズドアレイを用いた二乗和法に最適化された形状を有するループ２００〜２２０と、センス法に最適化された形状を有する第２の小ループ２０２〜２２２と、の切り替えを、少ないスイッチング素子で実現でき、さらに、スイッチング素子６０１〜６０４の閉じた状態での抵抗値が小さく、開いた状態での抵抗値は概ね無源大であるため、小ループ同志の切り替えを完全に行うことができ、高い感度のＲＦ信号を受信することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なる画像取得方法ごとに最適化されたループおよび小ループは、異なるデカップリング手段により、隣接するループ間および小ループ間の相互的な磁気結合を防止し、切替手段により、ループと小ループとを切り替えると同時に、異なるデカップリング手段も切り替えることとしているので、ループおよび小ループを切り替えてもＲＦコイルとして機能させることができ、オペレータが画像取得方法を変更するごとに、クレードル上のＲＦコイルを交換することなく、電子的にＲＦコイルの切り替えを行うことができ、さらに、被検体の正確に同一位置の画像情報を、異なるＲＦコイルで感度良く取得することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１のＲＦコイル部を示す図である。
【図３】実施の形態１のスイッチング素子を示す図である。
【図４】実施の形態１のＲＦコイル部、バイアス電源部およびデータ処理部の接続を示す図である。
【図５】実施の形態１のＲＦコイル部の切り替え動作を示す図である。
【図６】実施の形態２のＲＦコイル部を示す図である。
【符号の説明】
１〜１２、３１０  キャパシタ
２４、３４，４４、５４  スイッチング素子
２５、３５、４５、５５  スイッチング素子
１００  マグネットシステム
１０１  被検体
１０２  主磁場コイル部
１０３  勾配コイル部
１０４、６００  ＲＦコイル部
１０５  クレードル
１３０  勾配駆動部
１４０  送信駆動部
１５０  データ収集部
１５５  バイアス電源部
１６０  スキャンコントローラ部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
２００、２１０、２２０  ループ
２０１、２１１、２１３、２２１  第１の小ループ
２０２，２１２、２２２  第２の小ループ
２３０、２３１  第１のデカップリング手段
２４０、２４１  第２のデカップリング手段
３２０  インダクタ
３３０  ダイオード
４００  送受信部
４３０  検波部
４４０  Ａ／Ｄ変換部
４６０  電流源
４６１、４６２  スイッチ
４６３、４６４  フィルタ
６０１、６０２  スイッチング素子
【図１】
0003655881.tif 000005
【図２】
0003655881.tif 000006
【図３】
0003655881.tif 000007
【図４】
0003655881.tif 000008
【図５】
0003655881.tif 000009
【図６】
0003655881.tif 000010