(57)【要約】【課題】ＲＦコイルの調整時間を短縮することを課題とする。【解決手段】ＲＦコイルは、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付ける調整信号受付部を備える。そして、コンデンサは、調整信号受付部によって受け付けられた調整信号に従って容量を調整する。例えば、ＲＦコイルは、所定容量のコンデンサとスイッチとが直列に接続された電路を複数並列に接続し、調整信号に従って複数のスイッチのオンとオフとを切り替えることでコンデンサの容量を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付け、当該調整信号に従ってコンデンサの容量を調整するＲＦコイルを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記ＲＦコイルは、
所定容量のコンデンサとスイッチとが直列に接続された電路を複数並列に接続し、前記調整信号に従って複数のスイッチのオンとオフとを切り替えることでコンデンサの容量を調整することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記ＲＦコイルは、
シリアルバスのインタフェースを有し、
シリアルバスのインタフェースを介して前記調整信号を受け付けることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記ＲＦコイルは、複数のチャネルを有するものであって、
シリアルバスのインタフェースを介して所定のチャネルを指定した前記調整信号を受け付けることを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記調整信号を送信する調整信号送信部をさらに備え、
前記ＲＦコイルは、前記調整信号送信部によって送信された調整信号を受け付けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付ける調整信号受付手段と、
前記調整信号受付手段によって受け付けられた調整信号に従って容量を調整するコンデンサと
を備えたことを特徴とするＲＦコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置（Magnetic  Resonance  Imaging装置、以下「ＭＲＩ装置」という）は、ＭＲ信号を検出するためにＲＦ（Radio  Frequency）コイルを用いている（特許文献１、２など）。図６は、従来のＲＦコイルの等価回路を示す図であるが、図６に示すように、ＲＦコイルは共振回路であり、共振周波数とＭＲ信号の共鳴周波数とが一致した場合にＭＲ信号を検出する。
【０００３】
このため、ＲＦコイルは、ＲＦコイルのインピーダンスを例えば５０Ωに整合させる「整合（マッチング）」と、共振周波数をラーモア周波数に一致させる「同調（チューニング）」とが行われた後に納品されることが一般的である。具体的には、サービスエンジニアなどの技術者が、専用の計測器（スペクトラムアナライザ等）を見ながら図６に示す２つの可変コンデンサの容量を手動操作のトリマ回転操作によって調整することで、整合と同調とを行う。この際、磁気シールドルームである検査室内に計測器を持ち込むことができないため、技術者は、検査室内外を往復しながら調整を行うことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８５０３６号公報
【特許文献２】特開平４−１４１１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来の技術では、検査室内外を往復しながら調整を行うので、ＲＦコイルの調整作業における技術者の負荷が高いという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＲＦコイルの調整作業を簡易化することが可能な磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイル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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置は、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付け、当該調整信号に従ってコンデンサの容量を調整するＲＦコイルを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項６に記載のＲＦコイルは、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付ける調整信号受付手段と、前記調整信号受付手段によって受け付けられた調整信号に従って容量を調整するコンデンサとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１または６記載の本発明によれば、ＲＦコイルの調整作業を簡易化することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１におけるＲＦコイルの概要を説明するための図である。
【図２】図２は、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、腹部用ＲＦコイルを説明するための図である。
【図４】図４は、腹部用ＲＦコイルの構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、複数のチャネルがある場合を説明するための図である。
【図６】図６は、従来のＲＦコイルの等価回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイルの実施例を説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
［実施例１におけるＲＦコイルの概要］
まず、図１を用いて、実施例１におけるＲＦコイルの概要を説明する。図１は、実施例１におけるＲＦコイルの概要を説明するための図である。
【００１３】
図１の等価回路に示すように、実施例１におけるＲＦコイルは、コイルとコンデンサとを有する。ここで、実施例１におけるコンデンサは、電気的な制御によりその容量を調整することができるものである。
【００１４】
具体的には、ＲＦコイルは、図１に示すように、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付ける調整信号受付部を備える。そして、コンデンサは、調整信号受付部によって受け付けられた調整信号に従って容量を調整する。
【００１５】
このように、実施例１におけるＲＦコイルが備えるコンデンサは、電気的な制御によりその容量を調整することができるので、技術者は、コンデンサの容量を調整するための電気的な調整信号を遠隔から送信するだけでよく、検査室内外を往復する必要がなくなる。この結果、実施例１におけるＲＦコイルによれば、ＲＦコイルの調整作業を簡易化することが可能になる。
【００１６】
［実施例１に係るＭＲＩ装置の構成］
これまで実施例１におけるＲＦコイルを説明してきたが、実施例１に係るＭＲＩ装置は、上記したＲＦコイルを備えるものである。そこで、次に、図２〜図５を用いて、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を説明する。図２は、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図２に示すように、ＭＲＩ装置１００は、主に、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、傾斜磁場電源３と、寝台４と、寝台制御部５と、送信ＲＦコイル６と、送信部７と、受信ＲＦコイル８と、受信部９と、シーケンス制御部１０と、計算機システム２０と、腹部用ＲＦコイル３０とを備える。
【００１８】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１には、例えば、永久磁石、超伝導磁石などが利用される。
【００１９】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置され、傾斜磁場電源３から電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。また、傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わせて形成され、３つのコイルは、傾斜磁場電源３から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。
【００２０】
ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ、Ｙ、Ｚの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応している。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２１】
傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。具体的には、傾斜磁場電源３は、シーケンス制御部１０による制御の下、シーケンス制御部１０から受信したシーケンス情報に従ってシーケンスを実行し、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【００２２】
寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。
【００２３】
寝台制御部５は、寝台４を制御する。具体的には、寝台制御部５は、計算機システム２０からの指示に応じて寝台４を駆動し、天板４ａを長手方向および上下方向へ移動する。
【００２４】
送信ＲＦコイル６は、高周波磁場を発生する。具体的には、送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。
【００２５】
受信ＲＦコイル８は、ＭＲＩエコー信号を受信する。具体的には、受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射されるＭＲＩエコー信号を受信する。また、受信ＲＦコイル８は、受信したＭＲＩエコー信号を受信部９に送信する。
【００２６】
送信部７は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信ＲＦコイル６に送信する。受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力されるＭＲＩエコー信号に基づいてｋ空間データを生成する。具体的には、受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力されるＭＲＩエコー信号をデジタル変換することによって、ｋ空間データを生成し、生成したｋ空間データをシーケンス制御部１０に送信する。
【００２７】
シーケンス制御部１０は、傾斜磁場電源３及び送信部７を制御する。具体的には、シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されたシーケンス情報を、傾斜磁場電源３及び送信部７に送信する。なお、シーケンス情報とは、一連のシーケンスに従って傾斜磁場電源３及び送信部７を動作させるための情報である。
【００２８】
計算機システム２０は、操作者からの指示に基づいて、シーケンス制御部１０によるスキャンの制御、画像の再構成など、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、計算機システム２０は、インタフェース部２１と、画像再構成部２２と、記憶部２３と、入力部２４と、表示部２５と、制御部２６とを有する。
【００２９】
インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。具体的には、インタフェース部２１は、制御部２６によって生成されたシーケンス情報をシーケンス制御部１０に送信する。また、インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０からｋ空間データを受信し、受信したｋ空間データを記憶部２３に被検体Ｐごとに格納する。
【００３０】
画像再構成部２２は、被検体Ｐの画像を再構成する。具体的には、画像再構成部２２は、記憶部２３により記憶されたｋ空間データに対して後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。そして、画像再構成部２２は、スペクトラムデータ及び画像データを生成すると、それらを記憶部２３に格納する。
【００３１】
記憶部２３は、各種データを記憶する。例えば、記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信されたｋ空間データや、画像再構成部２２によって生成されたスペクトラムデータ及び画像データなどを記憶する。
【００３２】
入力部２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。具体的には、入力部２４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスなどが適宜に利用可能である。
【００３３】
表示部２５は、画像再構成部２２によって生成されたスペクトラムデータや画像データ等の各種情報を表示する。具体的には、表示部２５としては、液晶表示器などの表示デバイスが適宜に利用可能である。
【００３４】
制御部２６は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、制御部２６は、入力部２４を介して操作者によって撮影条件が設定されると、設定された撮影条件に基づいてシーケンス情報を生成し、当該シーケンス情報を、インタフェース部２１を介してシーケンス制御部１０に送信する。また、制御部２６は、送信したシーケンス情報に基づいて被検体Ｐのスキャンが実行された結果、シーケンス制御部１０からｋ空間データが転送されると、送られたｋ空間データから画像を再構成するよう画像再構成部２２を制御する。
【００３５】
腹部用ＲＦコイル３０は、被検体Ｐの腹部等を撮影対象とし、送信部７からＲＦパルスの供給を受けて高周波磁場を発生する送信用のＲＦコイルと、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射されるＭＲＩエコー信号を受信する受信用のＲＦコイルとからなる。
【００３６】
ここで、図３〜図５を用いて、実施例１における腹部用ＲＦコイル３０を詳細に説明する。図３は、腹部用ＲＦコイルを説明するための図であり、図４は、腹部用ＲＦコイルの構成を示すブロック図であり、図５は、複数のチャネルがある場合を説明するための図である。
【００３７】
図３に示すように、実施例１における腹部用ＲＦコイル３０は、上部ユニット３１及び下部ユニット３２を有する。例えば、下部ユニット３２を寝台４に載せ、下部ユニット３２の上に被検体Ｐを横たわらせ、被検体Ｐの上に上部ユニット３１を被せ、上部ユニット３１をバンド３３によって下部ユニット３２に固定するなどして用いる。
【００３８】
また、図３に示すように、上部ユニット３１と下部ユニット３２とは、ケーブル３４とコネクタ３６とで結合されている。上部ユニット３１の表面コイルで検出されたＭＲＩエコー信号は、ケーブル３４及びコネクタ３６を介して一旦下部ユニット３２側に送信され、下部ユニット３２の表面コイルで検出されたＭＲＩエコー信号と一緒にケーブル３５及びコネクタ３７を介してＭＲＩ装置１００の受信部９に送信される。
【００３９】
次に、図４に示すように、実施例１における腹部用ＲＦコイル３０は、コイル３０ａと、調整信号受付部３０ｂと、コンデンサ３０ｄとを有する。
【００４０】
調整信号受付部３０ｂは、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付け、受け付けた調整信号でコンデンサ３０ｄを調整する。具体的には、調整信号受付部３０ｂは、ＧＰＩＯ（General  Purpose  Input/Output）コントロール部３０ｃを有し、また、インタフェースとして、例えばＩ2Ｃ（Inter−Integrated  Circuit）バスを有する。Ｉ2Ｃバスは、２線式の同期式シリアル通信インタフェースである。調整信号受付部３０ｂは、例えば外部の装置（スペクトラムアナライザやその他汎用的なコンピュータなど）などからＩ2Ｃバスを介してＳＤＡ信号である調整信号を受け付け、ＧＰＩＯコントロール部３０ｃが、受け付けた調整信号でコンデンサ３０ｄを調整する。なお、ＳＣＬ信号は、クロック信号である。なお、インタフェースはＩ2Ｃバスに限られず、例えば他のシリアルバスであってもよい。
【００４１】
コンデンサ３０ｄは、図４に示すように、スイッチと所定容量とのコンデンサとが直列接続された電路が、複数並列に接続されたものである。ここで、スイッチは、電気的な制御によってオン・オフするものであり、例えば、ＦＥＴ（Field  Effect  Transistor）などである。すなわち、調整信号によってスイッチがオン・オフされることで、コイル３０ａに接続するコンデンサの数が変化することになり、結果として、コンデンサの容量が調整されることになる。
【００４２】
また、コンデンサ３０ｄの容量調整は、１回の調整信号によって調整されてもよいし、複数回の調整信号によって徐々に最適な容量に調整されてもよい。すなわち、図４には示していないが、調整結果に相当するコイル３０ａのインピーダンスや共振周波数を示す情報を、調整受付部３０ｂを介して外部の装置にその都度送信し、外部の装置が再び調整信号を送信するなどして、徐々に最適な容量に調整する手法であってもよい。
【００４３】
なお、図４においては、４個のコンデンサが並列接続される例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、個々のコンデンサの容量や個数も、任意に変更することができる。
【００４４】
また、図５に示すように、複数のチャネルがある場合には、調整信号受付部３０ｂは、チャネル数分のＧＰＩＯコントロール部３０ｃを備え、それぞれのＧＰＩＯコントロール部３０ｃが、チャネル毎にコンデンサ３０ｄの調整を行えばよい。この時、調整信号は、アドレス指定によって、チャネルを振り分けることができる。
【００４５】
［実施例１の効果］
上記してきたように、実施例１におけるＲＦコイルは、コンデンサの容量を調整する調整信号を受け付ける調整信号受付部と、調整信号受付部によって受け付けられた調整信号に従って容量を調整するコンデンサとを備えるので、技術者は、コンデンサの容量を調整するための電気的な調整信号を遠隔から送信するだけでよく、検査室内外を往復する必要がなくなる。この結果、実施例１におけるＲＦコイルによれば、ＲＦコイルの調整作業を簡易化することが可能になる。
【００４６】
また、電気的な制御による調整が可能になる結果、例えば検査室内外を往復しながら行う従来の手動操作による調整作業に比較して、特にＲＦコイルに複数のチャネルがある場合には、調整時間を短縮することが可能になる。
【００４７】
また、コンデンサの容量を遠隔から調整することが可能になるので、例えば現在の調整状態を遠隔で確認することも可能になり、必要に応じて、外部の装置自体が備える制御プログラムによりオートキャリブレーションを実現することも可能になる。結果として、既存の臨床アプリケーションにとらわれない新アプリケーションを実現することも可能になる。
【００４８】
また、実施例１におけるＲＦコイルは、所定容量のコンデンサとスイッチとが直列に接続された電路を複数並列に接続し、調整信号に従って複数のスイッチのオンとオフとを切り替えることでコンデンサの容量を調整する。このため、簡易かつ柔軟に実現することが可能になる。
【００４９】
また、実施例１におけるＲＦコイルは、Ｉ2Ｃバスのインタフェースを有し、Ｉ2Ｃバスのインタフェースを介して調整信号を受け付ける。また、複数のチャネルを有する場合にも、Ｉ2Ｃバスのインタフェースを介して所定のチャネルを指定した調整信号を受け付ける。このため、チャネルの数が増えたとしても、制御のための信号線の数を抑えることが可能になる。
【実施例２】
【００５０】
さて、これまで実施例１を説明してきたが、本発明は上記した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００５１】
［ＲＦコイル］
実施例１においては、腹部用ＲＦコイルに本発明を適用する事例を説明してきた。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、ＭＲＩ装置本体が備える送信ＲＦコイル、受信ＲＦコイル、また、頭部用ＲＦコイルや脊椎用ＲＦコイル、表面コイルなどにも同様に適用することができる。
【００５２】
また、実施例１においては、所定容量のコンデンサとスイッチとが直列に接続された電路を複数並列に接続し、調整信号に従って複数のスイッチのオンとオフとを切り替えることでコンデンサの容量を調整する手法を説明してきた。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、電気的な制御によりその容量を調整することができるコンデンサであれば、他の手法によってもよい。
【００５３】
また、実施例１においては、ＲＦコイルと外部の装置（スペクトラムアナライザやその他汎用的なコンピュータなど）とが調整信号を送受信する手法を説明してきた。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。本発明によれば、電気的な制御による調整が可能になるので、調整のための制御プログラムをＭＲＩ装置の計算機システムに組み込み、ＲＦコイルと計算機システムに組み込まれた制御プログラムとが調整信号を送受信する手法でもよい。例えば、図２に示す制御部２６が、調整信号を送信する。
【００５４】
この場合には、調整作業は、必ずしも納品時に限られず、撮影時にも行うことが可能になる。例えば、撮影を行う技師が、計算機システムに組み込まれた調整のための制御プログラムを用いて整合や同調などの調整作業を撮影毎に行うことが可能になり、撮影対象に応じて最適な状態で撮影することも可能になる。
【符号の説明】
【００５５】
１００  ＭＲＩ装置
３０  腹部用ＲＦコイル
３０ａ  コイル
３０ｂ  調整信号受付部
３０ｃ  ＧＰＩＯコントロール部
３０ｄ  コンデンサ
【図１】
2011019565.tif 000003
【図２】
2011019565.tif 000004
【図３】
2011019565.tif 000005
【図４】
2011019565.tif 000006
【図５】
2011019565.tif 000007
【図６】
2011019565.tif 000008