(57)【要約】      （修正有）【課題】不平衡電流の影響を抑止するための複数のバラン回路に、電気的負荷をより均等にかけることが可能な高周波コイルユニットを提供する。【解決手段】ＲＦコイルユニット２は、複数のケーブル、複数のＲＦコイルエレメント２１及び複数のバラン回路４１を備える。複数のケーブル４０は、複数のチャンネルに対応する。複数のＲＦコイルエレメント２１は、複数のケーブル４０に直接的又は間接的に接続される。複数のバラン回路４１は、少なくとも１つが前記複数のケーブルの一部を非接触で又は接触させて通過させることによって前記複数のＲＦコイルエレメント２１のうちの一部の複数のＲＦコイルエレメント２１に流れ込む不平衡電流の影響を抑制する。【選択図】図２
2014061266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルに対応する複数のケーブルと、
前記複数のケーブルに直接的又は間接的に接続された複数の高周波コイルエレメントと、
少なくとも１つが前記複数のケーブルの一部を非接触で又は接触させて通過させることによって前記複数の高周波コイルエレメントのうちの一部の複数の高周波コイルエレメントに流れ込む不平衡電流の影響を抑制する複数のバラン回路と、
を備える高周波コイルユニット。
【請求項２】
前記複数のバラン回路の少なくとも２つは、前記複数のケーブルのうち、互いに異なるケーブルの組合せを非接触で又は接触させて通過させるように構成される請求項１記載の高周波コイルユニット。
【請求項３】
前記複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる高周波信号の信号線の、前記複数の高周波コイルエレメントから前記信号線に設けられるアンプまでの回路長の総和が均等になるように配置される請求項１又は２記載の高周波コイルユニット。
【請求項４】
前記複数のケーブルのうち、それぞれ互いに異なる複数のケーブルの組合せを非接触で又は接触させて通過させる複数のバラン回路を複数組み備え、
前記複数組みの複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる高周波信号の信号線の、前記複数の高周波コイルエレメントに最も近いバラン回路から前記複数の高周波コイルエレメント又は前記信号線に設けられるアンプまでの回路長の総和が均等になるように配置される請求項１又は２記載の高周波コイルユニット。
【請求項５】
前記複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる高周波信号の信号線に接続される高周波コイルエレメントの面積の総和が均等になるように配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項６】
前記複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる高周波信号の信号線に接続される高周波コイルエレメントのエレメント長又は面積の総和を、前記高周波コイルエレメントに設けられるデカップル回路の数の総和及び前記高周波コイルエレメントに設けられる電圧ピークを抑制するためのキャパシタの数の総和の少なくとも一方で割った値が均等になるように配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項７】
前記複数の高周波コイルエレメントに対応する高周波信号の信号線に設けられ、前記高周波信号を増幅する複数のアンプを更に備え、
前記複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる前記アンプ用の電源線の、前記複数の高周波コイルエレメントに最も近いバラン回路から前記アンプまでの回路長が均等になるように配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項８】
前記複数のバラン回路は、各バラン回路を通過する前記ケーブルに含まれる高周波コイルの識別用の信号線の回路長が均等になるように配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項９】
前記複数の高周波コイルエレメントに対応する高周波信号の信号線に設けられ、前記高周波信号を増幅する複数のアンプと、
前記複数の高周波コイルエレメントを磁気共鳴イメージング装置に着脱するためのコネクタとを更に備え、
前記複数のバラン回路、前記複数のアンプ及び前記コネクタは、それぞれ前記コネクタから前記コネクタに最も近いバラン回路までの回路長、互いに接続された隣接するバラン回路の間における回路長及び前記アンプから前記アンプに最も近いバラン回路までの回路長が、いずれも高周波信号の波長の１０分の１を超えない回路長となるように配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項１０】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも１つは、前記複数のケーブルの一部を接触させて通過させる一方、他のケーブルを非接触で通過させるように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項１１】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも１つは、前記複数のケーブルの一部を接触させて通過させる一方、他のケーブルを通過させないように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項１２】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも１つは、前記複数のケーブルの一部を非接触で通過させる一方、他のケーブルを通過させないように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項１３】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも１つ又は他の少なくとも１つを通過させるケーブルの本数を変える切換回路を更に備える請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項１４】
前記切換回路は、高周波信号の送信領域に応じて前記ケーブルの本数を変えるように構成される請求項１３記載の高周波コイルユニット。
【請求項１５】
前記切換回路は、前記複数のケーブルが接続されるコネクタポートの識別情報に応じて前記ケーブルの本数を変えるように構成される請求項１３記載の高周波コイルユニット。
【請求項１６】
前記切換回路は、前記複数の高周波コイルエレメントが取付けられる寝台の天板の移動量に応じて前記ケーブルの本数を変えるように構成される請求項１３記載の高周波コイルユニット。
【請求項１７】
前記切換回路は、前記複数の高周波コイルエレメントを使用した被検体の撮像領域又は撮像部位の特定情報に応じて前記ケーブルの本数を変えるように構成される請求項１３記載の高周波コイルユニット。
【請求項１８】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも２つは、互いに同じ数のケーブルを通過させるように構成される請求項２記載の高周波コイルユニット。
【請求項１９】
前記複数のバラン回路の前記少なくとも２つは、互いに異なる数のケーブルを通過させるように構成される請求項２記載の高周波コイルユニット。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットと、
前記高周波コイルユニットを用いて磁気共鳴イメージングを実行する撮像系と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、高周波(RF: radio frequency)コイルユニット及び磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。
【０００３】
MRI装置において使用されるRFコイルのケーブルには、送信用のRFコイルや周辺の電気回路から受ける不平衡電流が流れている。この不平衡電流は、RF送受信系における回路素子の破損や画質の劣化を引き起こす原因となっている。MRI装置では、通常複数のRFコイルが使用されるため、複数のRFコイルに接続される各ケーブルにおいてそれぞれ不平衡電流が生じることとなる。
【０００４】
そこで、従来、不平衡電流による影響を抑止するためにRFコイルのケーブルには、バラン回路が設けられる。バラン回路は、筒状の構造を有している。そして、信号線や電源線を束ねた複数の複合ケーブルがバラン回路の内部を通っている。近年のMRI装置では、複数のバラン回路がRF送受信系に設けられ、複数の複合ケーブルが束ねられて複数回に亘って共通のバラン回路を通過するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７２６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バラン回路では、RFコイルに接続されたケーブル内に不平衡電流が流れた場合に、不平衡電流が減衰して熱に変換されうる。従って、複数のバラン回路を設けた場合には、各バラン回路が発熱しうる。しかしながら、複数のバラン回路が均等に発熱せず、少数のバラン回路が極端に発熱する場合が多い。これは、電気的負荷が特定のバラン回路に局所的にかかるためである。
【０００７】
そこで、本発明は、不平衡電流の影響を抑止するための複数のバラン回路に、電気的負荷をより均等にかけることが可能なRFコイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置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】
【０００８】
本発明の実施形態に係る高周波コイルユニットは、複数のケーブル、複数の高周波コイルエレメント及び複数のバラン回路を備える。複数のケーブルは、複数のチャンネルに対応する。複数の高周波コイルエレメントは、複数のケーブルに直接的又は間接的に接続される。複数のバラン回路は、少なくとも１つが前記複数のケーブルの一部を非接触で又は接触させて通過させることによって前記複数の高周波コイルエレメントのうちの一部の複数の高周波コイルエレメントに流れ込む不平衡電流の影響を抑制する。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記高周波コイルユニット及び撮像系を備える。撮像系は、前記高周波コイルユニットを用いて磁気共鳴イメージングを実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るRFコイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【図２】図１に示すRFコイルユニットの詳細構成の一例を示す図。
【図３】RFコイルユニットの識別信号の生成方法の一例を示す図。
【図４】図１に示すRFコイルユニットの詳細構成の別の一例を示す図。
【図５】図２又は図４に示す各バラン回路にケーブルを通過させる態様を示す横断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るRFコイルユニットの構成図。
【図７】図６に示す切換回路のスイッチを切換えた状態を示す図。
【図８】図６に示すRFコイルユニットを寝台の天板に備えられるコネクタポートに取付けた状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係るRFコイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るRFコイルユニット及び磁気共鳴イメージング装置の構成図である。
【００１２】
磁気共鳴イメージング装置１は、RFコイルユニット２を撮像系３に設けて構成される。撮像系３は、RFコイルユニット２を用いて被検体ＯのMRイメージングを実行するシステムである。そのために、撮像系３には、静磁場用磁石４、傾斜磁場コイル５及びRF信号の送信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)６を同軸状に内蔵した架台７、MR信号の受信用のRFコイル８、寝台９並びに制御系１０が備えられる。
【００１３】
RFコイルユニット２は、RF信号の送信用のRFコイル及びMR信号の受信用のRFコイル８の一方又は双方として用いることができる。従って、WBC６をRFコイルユニット２としてもよい。また、WBC６以外の局所用のRF信号の送信用のRFコイルとしてRFコイルユニット２を撮像系３に接続するようにしてもよい。尚、図１は、RFコイルユニット２をMR信号の受信用のRFコイル８としてコネクタ２Ａを介して撮像系３に取り付けた例を示している。
【００１４】
図２は、図１に示すRFコイルユニット２の詳細構成の一例を示す図である。
【００１５】
RFコイルユニット２は、ケーシング２０に収納された複数のRFコイルエレメント２１をMR信号の信号線２２を介してコネクタ２Ａに接続することによって構成される。そして、コネクタ２Ａにより複数のRFコイルエレメント２１を磁気共鳴イメージング装置１に着脱することができる。
【００１６】
各RFコイルエレメント２１には、任意数のデカップル回路２３及びキャパシタ２４が接続される。デカップル回路２３は、RF送信信号発生時に送信用のRFコイルと受信用のRFコイルとのカップリングを回避するためにRFコイルエレメント２１の共振周波数をシフトさせる回路である。一方、キャパシタ２４は、RFコイルエレメント２１における電圧ピークを抑制するための回路素子である。
【００１７】
複数のRFコイルエレメント２１に対応する各MR信号の信号線２２は、AC (Alternating Current)同軸ケーブルで構成される。そして、各MR信号の信号線２２には、それぞれMR信号を増幅するためのアンプ２５が接続される。従って、RFコイルユニット２には、RFコイルエレメント２１の数に対応する複数のアンプ２５が設けられる。各アンプ２５には、電源と接続するための電源線２７が接続される。
【００１８】
また、RFコイルユニット２のケーシング２０には、RFコイルの識別用の信号線２８が接続される。RFコイルの識別用の信号線２８からは、RFコイルユニット２の識別信号が出力される。
【００１９】
図３は、RFコイルユニット２の識別信号の生成方法の一例を示す図である。
【００２０】
RFコイルユニット２を構成するケーシング２０は、分割することができる。図３(A)及び(B)は、コネクタ２Ａ側のケーシング３０に、所望のRFコイルエレメント２１を収納したコイル側のケーシング３１を選択して着脱できるようにした例を示す。図３(A)は、コネクタ２Ａ側のケーシング３０に第１のケーシング３２を接続した場合の例を示す。一方、図３(B)は、コネクタ２Ａ側のケーシング３０に第２のケーシング３３を接続した場合の例を示す。
【００２１】
図３に示すように、コネクタ２Ａ側のケーシング３０をコネクタ２Ａと２本のRFコイルの識別用の信号線２８で接続することができる。そして、他方、コイル側の第１のケーシング３２及びコイル側の第２のケーシング３３には、それぞれコネクタ２Ａ側のケーシング３０の２本のコイル識別用の信号線２８と接続するための２本の端子を設けることができる。
【００２２】
そして、第１のケーシング３２及び第２のケーシング３３にそれぞれ設けられる２本の端子の一方はグランドに接続される。但し、第１のケーシング３２と第２のケーシング３３との間で互いに異なるコイル識別用の信号線２８に対応する端子がグランドに接続される。更に、コネクタ２Ａ側のケーシング３０の２本の端子にそれぞれ電圧が印加される。
【００２３】
そうすると、第１のケーシング３２をコネクタ２Ａ側のケーシング３０に接続した場合と、第２のケーシング３３をコネクタ２Ａ側のケーシング３０に接続した場合とで、異なる極性を有するコイル識別用の信号をコネクタ２Ａ側において取得することができる。例えば、電位がゼロである状態を０で表し、電位が正値である状態を１で表すと、グランドに接続された端子を０で表し、グランドに接続されていない側の端子を１で表すことができる。従って、０と１の２値で表されるコイル識別用の信号を生成することが可能となる。
【００２４】
コイル識別用の信号線２８及びアンプ２５用の電源線２７は、MR信号の信号線２２とともに束ねられて複合ケーブル４０を構成する。従って、ケーブル４０には、MR信号の信号、アンプ２５用の電源線２７及びコイル識別用の信号線２８が含まれる。
【００２５】
ケーブル４０の数は、RFコイルユニット２の受信チャンネル又は送信チャンネルの数とすることができる。但し、複数のチャンネルに対応する複数のMR信号の信号線２２が共通のケーブル４０に含まれるようにしてもよい。従って、ケーブル４０の数は、必ずしもチャンネルの数と一致しない。
【００２６】
また、RFコイルエレメント２１の数とチャンネルの数とを一致させなくてもよい。その場合には、MR信号の分配合成回路がRFコイルユニット２に設けられる。具体的には、RFコイルエレメント２１の出力側にMR信号の分配合成回路が設けられ、分配合成回路の出力側にチャンネル数に応じた数の複数のケーブル４０が接続される。従って、RFコイルエレメント２１の数とチャンネルの数が一致しない場合には、ケーブル４０をチャンネルごとに設けても、ケーブル４０の数がRFコイルエレメント２１の数と一致しないことになる。
【００２７】
また、RFコイルユニット２を構成する複数のRFコイルエレメント２１は、複数のチャンネルに対応する複数のケーブル４０に直接的又は間接的に接続されることとなる。
【００２８】
また、RFコイルユニット２には、不平衡電流の影響を抑止するための複数のバラン回路４１が設けられる。複数のバラン回路４１のうち少なくとも１つのバラン回路４１は、複数のケーブル４０の一部を非接触で又は接触させて通過させることによって、複数のRFコイルエレメント２１のうちの一部の複数のRFコイルエレメント２１に流れ込む不平衡電流の影響を抑制するように構成されている。
【００２９】
好適には、図示されるように、複数のケーブル４０のうち、それぞれ互いに異なる複数のケーブル４０の組合せを非接触で又は接触させて通過させる複数のバラン回路４１がRFコイルユニット２に備えられる。より具体的には、複数のバラン回路４１の少なくとも２つは、複数のケーブル４０のうち、互いに異なるケーブル４０の組合せを非接触で又は接触させて通過させるように構成される。尚、異なるケーブル４０の組合せを通過させる少なくとも２つのバラン回路４１は、互いに同じ数のケーブル４０を通過させるように構成しても良いし、互いに異なる数のケーブル４０を通過させるように構成してもよい。
【００３０】
従って、各ケーブル４０は、全てのバラン回路４１を通過せずに、一部のバラン回路４１のみを通過することとなる。この結果、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を分散させることができる。
【００３１】
更に望ましくは、図示されるように、複数のケーブル４０のうち、それぞれ互いに異なる複数のケーブル４０の組合せを非接触で又は接触させて通過させる上述したような複数のバラン回路４１が複数組みRFコイルユニット２に備えられる。この場合、各ケーブル４０は、複数のバラン回路４１を通過することとなる。これにより、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を分散しつつ、不平衡電流の抑止能力を維持又は向上させることができる。
【００３２】
図２には、４チャンネルのRFコイルユニット２が例示されている。すなわち、４つのRFコイルエレメント２１にそれぞれケーブル４０が接続されている。そして、２本のケーブル４０で１つのグループが構成されており、４本のケーブル４０が２つのグループに分けられている。
【００３３】
更に、RFコイルユニット２には、各グループを個別に通過させる２つのバラン回路４１が２組設けられている。このため、バラン回路４１の数は４つとなる。より具体的には、第１及び第３のバラン回路４１Ａ，４１Ｃを第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂが通過しており、第２及び第４のバラン回路４１Ｂ、４１Ｄを第３及び第４のケーブル４０Ｃ、４０Ｄが通過している。このように、複数のケーブル４０を複数のグループに分け、グループ毎に通過させるバラン回路４１を変えることができる。
【００３４】
また、各チャンネルにおいてバラン回路４１とRFコイルエレメント２１との間におけるMR信号の信号線２２には、アンプ２５が接続されている。そして、RFコイルエレメント２１とアンプ２５との間における回路長の総和が、グループ間において互いに等しくなるように各アンプ２５が配置されている。具体的には、第１のチャンネルに対応する第１のRFコイルエレメント２１Ａと第１のアンプ２５Ａとの間における回路長と、第２のチャンネルに対応する第２のRFコイルエレメント２１Ｂと第２のアンプ２５Ｂとの間における回路長との和が、第３のチャンネルに対応する第３のRFコイルエレメント２１Ｃと第３のアンプ２５Ｃとの間における回路長と、第４のチャンネルに対応する第４のRFコイルエレメント２１Ｄと第４のアンプ２５Ｄとの間における回路長との和に等しくなっている。
【００３５】
換言すれば、各バラン回路４１を通過するMR信号の信号線２２の、複数のRFコイルエレメント２１からアンプ２５までの回路長の総和が均等になるように複数のバラン回路４１を配置することができる。つまり、グループ間においてRFコイルエレメント２１とアンプ２５との間における回路長の総和が等しくなるように、共通のバラン回路４１を通過するケーブル４０のグループを決定することができる。
【００３６】
このように、各バラン回路４１を通過させる信号線２２に関する様々な条件を同等にすることによって、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を、より均等に分散させることが可能となる。
【００３７】
図４は、図１に示すRFコイルユニット２の詳細構成の別の一例を示す図である。
【００３８】
図４に例示されるRFコイルユニット２も、図２に例示されるRFコイルユニット２と同様な４チャンネルのRFコイルである。従って、第１から第４までの４つのRFコイルエレメント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ及びアンプ２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５ＤがRFコイルユニット２に設けられる。また、バラン回路４１についても４つ設けられている。
【００３９】
但し、図４に示す例では、各バラン回路４１を通過するMR信号の信号線２２の、複数のRFコイルエレメント２１に最も近いバラン回路４１から複数のアンプ２５までの回路長の総和が均等になるように複数組みの複数のバラン回路４１が配置されている。具体的には、第１及び第３のバラン回路４１Ａ、４１Ｃを第３及び第４のケーブル４０Ｃ，４０Ｄが通過しており、第２及び第４のバラン回路４１Ｂ、４１Ｄを第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂが通過している。そして、第３及び第４のRFコイルエレメント２１Ｃ、２１Ｄに最も近い第１のバラン回路４１Ａと第３及び第４のアンプ２５Ｃ、２５Ｄとの間における回路長の総和が、第１及び第２のRFコイルエレメント２１Ａ、２１Ｂに最も近い第２のバラン回路４１Ｂと第１及び第２のアンプ２５Ａ、２５Ｂとの間における回路長の総和と等しくなるようにRFコイルユニット２の回路構成が決定されている。
【００４０】
尚、RFコイルエレメント２１に最も近い各バラン回路４１とアンプ２５との間における回路長の総和に代えて、或いはRFコイルエレメント２１に最も近い各バラン回路４１とアンプ２５との間における回路長の総和に加えて、RFコイルエレメント２１に最も近い各バラン回路４１とRFコイルエレメント２１との間における回路長の総和が均等になるように複数組みの複数のバラン回路４１を配置するようにしてもよい。
【００４１】
また、図２及び図４に例示されるようにMR信号の信号線２２の回路長に関する条件を、バラン回路４１間で同等にする他、他の条件を同等にすることもできる。例えば、各バラン回路４１を通過するMR信号の信号線２２に接続されるRFコイルエレメント２１の面積の総和、各バラン回路４１を通過するアンプ２５用の電源線２７の複数のRFコイルエレメント２１に最も近いバラン回路４１からアンプ２５までの回路長或いは各バラン回路４１を通過するRFコイルエレメント２１の識別用の信号線２８の回路長が互いに均等になるように複数のバラン回路４１を配置することができる。
【００４２】
特に、アンプ２５用の電源線２７は、DC (Direct Current)でありインダクタンス成分（L成分）を有する。このため、アンプ２５用の電源線２７は、長い程発熱する。従って、アンプ２５用の電源線２７の回路長をバラン回路４１間で均等にすることによってバラン回路４１における発熱量を均等に分散することができる。
【００４３】
更に、各RFコイルエレメント２１に設けられるデカップル回路２３の数及びキャパシタ２４の数の一方又は双方をバラン回路４１の配置条件とすることもできる。具体的には、各バラン回路４１を通過するMR信号の信号線２２に接続されるRFコイルエレメント２１のエレメント長又は面積の総和を、RFコイルエレメント２１に設けられるデカップル回路２３の数の総和及びRFコイルエレメント２１に設けられる電圧ピークを抑制するためのキャパシタ２４の数の総和の少なくとも一方で割った値が均等になるように複数のバラン回路４１を配置することができる。
【００４４】
例えば、図２及び図４に例示されるように、４つのRFコイルエレメント２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄのエレメント長及び面積が同等であり、第１及び第４のRFコイルエレメント２１Ａ、２１Ｄに接続されるデカップル回路２３の数が４、第２及び第３のRFコイルエレメント２１Ｂ、２１Ｃに接続されるデカップル回路２３の数が２であれば、それぞれデカップル回路２３の数の総和が６になるように第１及び第２のRFコイルエレメント２１Ａ，２１Ｂのグループと、第３及び第４のRFコイルエレメント２１Ｃ、２１Ｄのグループとに分けることができる。
【００４５】
尚、上述した複数のバラン回路４１の配置決定法は、回路長等の設計値に基づいて理論的に決定する方法であるが、実際に各バラン回路４１にかかる電気的負荷を測定し、測定結果に応じて電気的負荷がより均等に分散されるように複数のバラン回路４１の配置を決定するようにしてもよい。
【００４６】
そして、理論的又は経験的に配置が決定された各バラン回路４１には、複数のケーブル４０の一部を非接触で又は接触させて通過させることができる。一方、残りのケーブル４０は、異なる態様でバラン回路４１を通過させるか或いはバラン回路４１を通過させないようにすることができる。
【００４７】
図５は、図２又は図４に示す各バラン回路４１にケーブル４０を通過させる態様を示す横断面図である。
【００４８】
図５に示すように、バラン回路４１は筒状構造を有している。図５(A), (B)及び(C)は、筒状構造を有するバラン回路４１の内部に、複数のケーブル４０の一部を非接触で又は接触させて通過させる方法を示している。
【００４９】
図５(A)は、複数のバラン回路４１の少なくとも１つが、複数のケーブル４０の一部を接触させて通過させる一方、他のケーブル４０を非接触で通過させるように構成される場合を示している。図５(B)は、複数のバラン回路４１の少なくとも１つが、複数のケーブル４０の一部を接触させて通過させる一方、他のケーブル４０を通過させないように構成される場合を示している。すなわち、他のケーブル４０は、バラン回路４１の外部を通っている。図５(C)は、複数のバラン回路４１の少なくとも１つが、複数のケーブル４０の一部を非接触で通過させる一方、他のケーブル４０を通過させないように構成される場合を示している。
【００５０】
図５に例示されるように、バラン回路４１を通過させるケーブル４０の態様としては、非接触で通過させる方法と接触させて通過させる方法の２通りがある。従って、複数のケーブル４０の一部を他のケーブル４０と異なる態様でバラン回路４１内を通過させても良いし、複数のケーブル４０の一部をバラン回路４１内に導く一方、他のケーブル４０をバラン回路４１の外部に導くこともできる。
【００５１】
ケーブル４０をバラン回路４１内に導けば、ケーブル４０を流れる不平衡電流を抑止できる反面、バラン回路４１には電気的負荷がかかる。更に、ケーブル４０をバラン回路４１に接触させれば、ケーブル４０を流れる不平衡電流の抑止効果を一層向上させることができる反面、バラン回路４１にはより大きな電気的負荷がかかる。他方、ケーブル４０をバラン回路４１の外部に導けば、バラン回路４１への電気的負荷を回避することができる。従って、理論的又は経験的に見積もられる電気的負荷と抑止すべき不平衡電流に応じてバラン回路４１を通過させるケーブル４０の態様を適切に決定することができる。
【００５２】
また、単一のバラン回路４１に、複数のケーブル４０の一部を非接触で通過させ、他の一部を接触させて通過させ、残りのケーブル４０を通過させないようにすることもできる。すなわち、ケーブル４０の接触通過、非接触通過及び非通過を組合せて適用することができる。この場合、バラン回路４１にかかる電気的負荷の理論的な見積もりが複雑となるため、経験的にバラン回路４１の配置及びケーブル４０の通過態様を決定することが実用的である。
【００５３】
上述した条件以外の複数のバラン回路４１の配置条件としては、RF信号の波長との関係に依る条件が挙げられる。具体的には、複数のバラン回路４１、複数のアンプ２５及びコネクタ２Ａを、それぞれコネクタ２Ａからコネクタ２Ａに最も近いバラン回路４１までの回路長、互いに接続された隣接するバラン回路４１の間における回路長及びアンプ２５からアンプ２５に最も近いバラン回路４１までの回路長が、いずれもRF信号の波長の１０分の１を超えない回路長となるように配置することが重要である。これは、RF回路における経験則から得られる条件である。
【００５４】
つまり以上のようなRFコイルユニット２及び磁気共鳴イメージング装置１は、信号線２２、２８や電源線２７を含む全てのケーブル４０を全てのバラン回路４１に通さずに、各バラン回路４１の発熱量や回路の構成に応じてケーブル４０又は複数のケーブル４０で構成されるグループ毎に使用するバラン回路４１を決定するようにしたものである。
【００５５】
このため、RFコイルユニット２及び磁気共鳴イメージング装置１によれば、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を分散させることができる。すなわち、各バラン回路４１をより均等に発熱させることができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係るRFコイルユニットの構成図であり、図７は図６に示す切換回路のスイッチを切換えた状態を示す図である。
【００５７】
図６に示された第２の実施形態におけるRFコイルユニット５０は、複数のケーブル４０の一部を通過させる少なくとも１つのバラン回路４１又は他の少なくとも１つのバラン回路４１を通過させるケーブル４０の本数を変える切換回路５１を設けた点が第１の実施形態におけるRFコイルユニット２と相違する。第２の実施形態におけるRFコイルユニット５０の他の構成および作用については第１の実施形態におけるRFコイルユニット２と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図６に示す例では、RFコイルユニット５０に、RFコイルエレメント２１側からコネクタ２Ａ側に向かって順に第１のバラン回路４１Ａ、第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃの３つのバラン回路４１が接続されている。更に、第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃを通過させるケーブル４０の本数を変える切換回路５１が設けられている。
【００５９】
切換回路５１は、例えば図示されるようにケーブル４０にPIN(p-intrinsic-n)ダイオード等を利用した複数のスイッチ５２を接続して構成することができる。もちろん、バラン回路４１側にスイッチを接続することによって切換回路５１を構成してもよい。
【００６０】
図示された例では、第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃが、スイッチ５２の切換によって第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂを通過させるか否かを選択できるように構成されている。図６は、第２のバラン回路４１Ｂに第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂを通し、第３のバラン回路４１Ｃには第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂを通さないようにした状態を示している。一方、図７は第３のバラン回路４１Ｃに第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂを通し、第２のバラン回路４１Ｂには第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂを通さないようにした状態を示している。
【００６１】
他方、第１のバラン回路４１Ａは、第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂのみを通過させるように構成されている。また、第３及び第４のケーブル４０Ｃ、４０Ｄは、第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃを通過するように構成されている。
【００６２】
従って、切換回路５１を構成するスイッチ５２の切換によって、第１及び第２のケーブル４０Ａ，４０Ｂが、第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃのいずれかを通過するように切換えることができる。これにより、全てのケーブル４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄが２つのバラン回路４１を通過するようにすることができる。一方、第２のバラン回路４１Ｂを通過するケーブル４０の本数と、第３のバラン回路４１Ｃを通過するケーブル４０の本数を増減させることができる。
【００６３】
そうすると、条件に応じて第２のバラン回路４１Ｂ及び第３のバラン回路４１Ｃを通過するケーブル４０の本数を変えることができる。その結果、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を、条件に応じて適切に分散させることが可能となる。
【００６４】
図８は図６に示すRFコイルユニット５０を寝台９の天板９Ａに備えられるコネクタポートに取付けた状態を示す図である。
【００６５】
寝台９の天板９Ａには、複数のコネクタポートが設けられる場合がある。その場合、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａを複数のコネクタポートに取付けることが可能な場合がある。図示された例では、第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂが天板９Ａに設けられている。
【００６６】
第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂには、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが接続されていることを認識するスイッチが設けられる。このため、磁気共鳴イメージング装置１の制御系１０は、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂのいずれに接続されているのかを認識することができる。
【００６７】
このように、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａの接続先を選択できる場合には、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂのいずれに接続されているのかによってケーブル４０に生じる不平衡電流が変化する。従って各バラン回路４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃにおける発熱量も変化する。
【００６８】
具体的には、RFコイルエレメント２１の近傍及びRF信号の送信領域Ｒの境界付近では、バラン回路４１の発熱量が増加する。一方、RFコイルエレメント２１及びRF信号の送信領域Ｒの境界から離れた位置では、バラン回路４１の発熱量が減少する。
【００６９】
具体例として、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが第１のコネクタポート６１Ａに接続されている場合には、RFコイルエレメント２１の近傍における第１のバラン回路４１Ａと、RF信号の送信領域Ｒの境界付近における第２のバラン回路４１Ｂの発熱量が大きくなる。逆に、第３のバラン回路４１Ｃの発熱量は小さくなる。従って、第３のバラン回路４１Ｃを通過させるケーブル４０の本数を多くし、第１のバラン回路４１Ａ及び第２のバラン回路４１Ｂを通過させるケーブル４０の本数を少なくすることが好適である。
【００７０】
一方、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが第２のコネクタポート６１Ｂに接続されている場合には、RFコイルエレメント２１の近傍における第１のバラン回路４１Ａと、RF信号の送信領域Ｒの境界付近における第３のバラン回路４１Ｃの発熱量が大きくなる。逆に、第２のバラン回路４１Ｂの発熱量は小さくなる。従って、第２のバラン回路４１Ｂを通過させるケーブル４０の本数を多くし、第１のバラン回路４１Ａ及び第３のバラン回路４１Ｃを通過させるケーブル４０の本数を少なくすることが好適である。
【００７１】
つまり、RFコイルユニット５０のコネクタ２Ａが第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂのいずれに接続されているのかによって、RF信号の送信領域Ｒの境界付近におけるバラン回路４１が第２のバラン回路４１Ｂと第３のバラン回路４１Ｃとの間において変化する。
【００７２】
そこで、切換回路５１が、RF信号の送信領域Ｒに応じてバラン回路４１を通過するケーブル４０の本数を変えるように構成することができる。具体的には、切換回路５１を、複数のケーブル４０がコネクタ２Ａを介して接続されるコネクタポート６１Ａ，６１Ｂの識別情報に応じてケーブル４０の本数を変えるように構成することができる。複数のケーブル４０が接続されるコネクタポート６１Ａ，６１Ｂの識別情報は、第１のコネクタポート６１Ａ及び第２のコネクタポート６１Ｂに設けられるスイッチからの信号又は制御系１０からの制御信号として切換回路５１に与えることができる。
【００７３】
別の例として、複数のRFコイルエレメント２１が取付けられる寝台９の天板９Ａの移動量に応じてケーブル４０の本数を変えるように切換回路５１を構成してもよい。その場合には、寝台９又は制御系１０から天板９Ａの移動量が切換回路５１に与えられる。
【００７４】
更に別の例として、複数のRFコイルエレメント２１を使用した被検体Ｏの撮像領域又は撮像部位の特定情報に応じてケーブル４０の本数を変えるように切換回路５１を構成してもよい。その場合には、制御系１０から撮像領域又は撮像部位の特定情報が切換回路５１に与えられる。
【００７５】
つまり、複数のケーブル４０が接続されるコネクタポート６１Ａ，６１Ｂの識別情報、天板９Ａの移動量及び撮像領域等の単一又は複数の条件に基づいて各バラン回路４１の位置とRF信号の送信領域Ｒとの位置関係を予測し、予測される各バラン回路４１の、RF信号の送信領域Ｒに対する相対的な位置に基づいて各バラン回路４１を通過させるケーブル４０の本数を自動的に切換えることができる。また、各ケーブル４０を通過させるバラン回路４１の数を変えることもできる。
【００７６】
より具体的には、複数のケーブル４０が接続されるコネクタポート６１Ａ，６１Ｂの識別情報、天板９Ａの移動量及び撮像領域等の単一又は複数の条件と切換回路５１の切換状態とを関連付けたテーブルを予め準備し、テーブルに従って切換回路５１を制御することができる。テーブルに基づく切換回路５１の切換状態の決定及び制御は、切換回路５１が必要な情報を制御系１０や寝台９から取得して自律的に行うようにしても良いし、制御系１０が必要な情報を取得して実行するようにしてもよい。
【００７７】
このような切換回路５１の制御は、複数のケーブル４０の接続先としてコネクタポート６１Ａ，６１Ｂを選択できない場合においても行うことができる。すなわち、天板９Ａの移動量、撮像領域、撮像部位等の撮像条件に応じてRF信号の送信領域Ｒが変化する可能性があるため、これらの撮像条件に応じて切換回路５１を制御することができる。
【００７８】
以上のような第２の実施形態におけるRFコイルユニット５０は、使用条件に応じてアクティブに各バラン回路４１の利き具合を調整できるようにしたものである。
【００７９】
このため、接続するコネクタポート、撮像範囲及び天板の移動量等の使用条件に制約を付加することによって各バラン回路４１における発熱量を抑えるようにした第１の実施形態におけるRFコイルユニット２とは異なり、第２の実施形態におけるRFコイルユニット５０では、使用条件に自由度を持たせることができる。もちろん、第２の実施形態におけるRFコイルユニット５０においても、第１の実施形態におけるRFコイルユニット２と同様に、各バラン回路４１にかかる電気的負荷及び各バラン回路４１における発熱量を分散させることができる。
【００８０】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【００８１】
１  磁気共鳴イメージング装置
２  RFコイルユニット
２Ａ  コネクタ
３  撮像系
４  静磁場用磁石
５  傾斜磁場コイル
６  全身用コイル（WBC）
７  架台
８  受信用のRFコイル
９  寝台
９Ａ  天板
１０  制御系
２０  ケーシング
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ  RFコイルエレメント
２２  MR信号の信号線
２３  デカップル回路
２４  キャパシタ
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ  アンプ
２７  電源線
２８  RFコイルの識別用の信号線
３０  コネクタ側のケーシング
３１  コイル側のケーシング
３２  第１のケーシング
３３  第２のケーシング
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ  ケーブル
４１、４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、４１Ｄ  バラン回路
５０  RFコイルユニット
５１  切換回路
５２  スイッチ
６１Ａ、６１Ｂ  コネクタポート
Ｏ  被検体
Ｒ  RF信号の送信領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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