(57)【要約】本発明は、磁気共鳴受信用コイル（Ｌ１）及びキャパシタ（Ｃ１）によって形成された共振回路を有し、該共振回路を２又はそれ以上動作モードの間で切り替えるための電子制御回路（Ｓ）を有する磁気共鳴装置の回路配置に関する。本発明は、前記電子制御回路（Ｓ）が高周波電磁気制御信号の無線受信のための受信用デバイス（Ｌ２）に接続されることを提案する。
2007512934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴受信用コイル及びキャパシタによって形成された共振回路を有し、該共振回路を２又はそれ以上の動作モードの間で切り替えるための電子制御回路を有する磁気共鳴装置の回路配置であって、
該電子制御回路は、高周波電磁気制御信号の無線受信のために受信用デバイスへ接続されている、ことを特徴とする回路配置。
【請求項２】
前記受信用デバイスは、前記磁気共鳴受信用コイル自体により形成され、
前記共振回路の切替えは、前記磁気共鳴受信用コイルに存在する高周波信号の振幅に依存して、前記制御回路により制御可能である、
ことを特徴とする請求項１記載の回路配置。
【請求項３】
前記受信用デバイスは、前記磁気共鳴受信用コイル及び結合された前記キャパシタによって形成された共振回路とは異なる共振周波数に合わせられた更なる共振回路によって形成される、ことを特徴とする請求項１記載の回路配置。
【請求項４】
前記更なる共振回路は、低周波切替え信号を発生させる整流回路へ接続される、ことを特徴とする請求項３記載の回路配置。
【請求項５】
前記制御回路は、前記磁気共鳴受信用コイル及び前記結合されたキャパシタによって形成された共振回路が、前記制御信号を受信すると、作動又は非作動動作モードに切り替えられて、その後、所定持続期間の時間間隔の間はその動作モードのままであるように構成された時間遅延回路を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の回路配置。
【請求項６】
前記受信用デバイスは、無線制御の無線信号を受信するために構成される、ことを特徴とする請求項１記載の回路配置。
【請求項７】
検査ボリュームにおいて十分に一様な静磁場を発生させるためのメイン界磁コイルと、前記検査ボリュームにおいて高周波磁場を発生させるための送信用コイルと、前記検査ボリュームからの磁気共鳴装置信号を受信するための磁気共鳴受信用コイルと、当該磁気共鳴装置を制御するためのコンピュータユニットと、請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の回路配置とを有する磁気共鳴装置。
【請求項８】
前記画像は、高周波パルスの入力後に、前記検査ボリュームから受信した磁気共鳴信号から再現され、
前記磁気共鳴受信用コイル及び前記結合されたキャパシタによって形成された共振回路は、該共振回路が前記高周波パルスの入力の間は非作動動作モードにあるように、作動動作モードと非作動動作モードとの間で、高周波電磁気制御信号の更なる発生により切り替えられる、ことを特徴とする、
請求項７記載の磁気共鳴装置を用いて検査対象の画像を発生させるための磁気共鳴方法。
【請求項９】
前記制御信号は、前記高周波パルスとは異なる周波数を有し、
前記制御信号は、前記高周波パルスの前又は後で発生する、
ことを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載された磁気共鳴方法は、磁気共鳴装置の前記コンピュータユニット上でコンピュータプログラムにより実施される、ことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴装置用コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴受信用コイル及びキャパシタによって形成された共振回路と、該共振回路を２又はそれ以上の動作モードの間で切り替えるための電子制御回路とを有する磁気共鳴装置の回路配置に関する。
【０００２】
本発明は、また、本発明に従う回路配置を有する磁気共鳴装置と、このような磁気共鳴装置を用いる磁気共鳴方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
そもそも医療画像目的で使用されていた磁気共鳴装置は、従来技術から知られており、別個の送信用及び受信用コイル配置が、このような装置には設けられている。ここで、送信用コイル配置の目的は、磁気共鳴装置の検査ボリューム内に高周波磁場を発生させることである。これは、検査ボリューム内の核磁化を含む。受信用コイル配置は、検査ボリュームからの磁気共鳴信号を捕捉する働きをする。受信用コイル配置は、ボリュームコイルの形、又は、検査ボリュームの特定領域での感度の最適化のために、表面コイルの形でありうる。表面コイルは、磁気共鳴装置の検査ボリューム内に配置された患者の身体に直接的に置かれる。このような受信用コイルは、その共振周波数が磁気共鳴装置のプロトン共鳴周波数に合わせられている共振回路に、夫々の受信用コイルが結合しているように、通常、適切に適合したキャパシタに配線でつながれる。検査ボリュームで核磁化を引き起こすよう、数キロワットの電力範囲内の高周波パルスが、通常、送信用コイル配置により導入される。高周波パルスの周波数は、受信用コイルに結合された共振回路の共振周波数と同じである。従って、高周波パルスは、磁気共鳴装置の受信側共振回路に共鳴して入る。この結果、一方では、高周波エネルギーが受信用コイル配置を介して、不必要に、部分的に吸収される。他方では、共鳴入力は、場合により、受信用コイル配置及び対応する共振回路のかなりの過熱又は不可逆の損傷を引き起こす。表面コイルの使用時に、共鳴過熱は、検査されている患者に対して負傷の危険性をもたらしうる。これは、患者の身体の上で、表面コイルは直接的に置かれているためである。受信側の共振回路は、通例、高感度受信増幅器へ接続されている。高感度受信増幅器の入力段は、送信モードで導入された高周波エネルギーにより損傷を受けることがある。いずれにせよ、受信増幅器は、高周波パルスによる全ての励磁の後に磁気共鳴装置の全ての受信機が、受信された磁気共鳴信号が正確に処理される前に、不必要に長い不感時間を有するように、著しく過度に駆動される。
【０００４】
別個の送信用及び受信用コイル配置を有する磁気共鳴装置において、送信モードの間の受信用コイルへの高周波パルスの入力が妨げられるように、送信モードの間は受信側共振回路をデチューンすることが、よく知られている。その目的のために、適切な回路配置が設けられる。その回路配置によって、受信側共振回路の夫々は、共振動作モードと非共振動作モードとの間で往復して切替えられる。なお、共振動作モードは、受信モードに提供され、非共振動作モードは、磁気共鳴装置の送信モードに提供される。
【０００５】
上記のような回路配置は、例えば、ＷＯ０１／７４４６６Ａ１から知られる。周知の回路配置は、共振モードと非共振モードとの間で、マイクロコイルの形をした磁気共鳴受信用コイルを有する共振回路を切り替える働きをする。なお、共振回路全体は、診療器具の先に実装されている。周知の回路配置は、光電子素子を有する。これにより、共振回路はデチューンされる。周知の回路配置の場合に、共振回路のデチューニング（離調）を引き起こす制御信号は、光導波路を介して光電子素子へ供給される光信号である。
【０００６】
従来技術より知られるシステムの欠点は、主として、（光）制御信号が、異なった動作モードの間で往復して切り替えられるべき共振回路へ、特にこれに提供するよう意図された信号ラインを介して入力される必要がある、という事実である。その目的のために、光導波路とは別に、更なる光電子部品が必要とされる。これは、従来の磁気共鳴装置の通常装備には属さない。技術的により簡単な形として、明らかに、異なる動作モードの間で切り替えるための制御信号が、従来の電気接続配線を介して電気信号の形で共振回路へ入力されることは、可能である。しかし、これに付随する問題は、磁気共鳴受信用コイルの可逆共振回路を磁気共鳴装置の中央制御ユニットへ接続する適切な電気接続配線が、数メータの長さでなければならないことである。このように長い配線は、高周波パルスが送信モードで結合する受信アンテナとして働く。従って、先と同じく、共鳴過熱現象が起き、検査されるべき患者に対して負傷の対応する危険性を示す。
【特許文献１】国際出願ＷＯ０１／７４４６６Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明は、異なる動作モードの間で受信側共振回路を切り替えるための磁気共鳴装置の回路配置を提供することを目的とする。当該回路配置は、簡単に、且つ、安価に実現され、患者に対する負傷の危険性を伴わずに使用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１に記載された回路配置による本発明により達成される。当該回路配置において、電子制御回路は、高周波電磁気制御信号の無線受信のために受信用デバイスへ接続されている。
【０００９】
高周波電磁気制御信号、即ち、共振回路を作動させるための無線信号の使用により、磁気共鳴装置の受信側共振回路と中央制御ユニットとの間の物理的接続が削除可能となる。共振回路を切り替えるための高周波電磁気制御信号は、患者が磁気共鳴装置の送信モードの間にいずれにせよ曝される高周波磁場に比べ、少なくともこれ以上のストレスを患者に与えないので、検査されている患者の負傷の危険性はない。共振回路を切り替えるために必要な電子制御回路は、制御信号の無線受信のために結合された受信用デバイスと共に、低費用で標準的な構成要素により実現可能である。特に、上記特許文献１から知られるシステムの場合に必要とされる高価な光電子素子を削除することができる。
【００１０】
本発明に従う回路配置の特に実際的な形は、請求項２に記載されているように作られ、受信用デバイスが、磁気共鳴受信用コイル自体により形成される場合に、共振回路の切替えは、磁気共鳴受信用コイルに存在する高周波信号の振幅に依存して、制御回路により制御可能である。制御回路により、磁気共鳴受信用コイルに存在するターミナル電圧が検出され、それが所定の切替え閾値を越える場合に、磁気共鳴受信用コイルの共振回路は、非共振動作モードへと切り替えられる。磁気共鳴装置の送信モードにおいて高周波パルスが入力されると、これは、先ず、磁気共鳴受信用コイルに結合し、これにより磁気共鳴受信用コイルに存在するターミナル電圧は閾値を越える。その後、共振回路と、それに接続した受信機とが保護されるように、非共振動作モードへの切替えが起こる。
【００１１】
代替的に、請求項３に記載されているように、本発明に従う回路配置において、受信用デバイスは、磁気共鳴受信用コイル及び結合されたキャパシタによって形成された共振回路とは異なる共振周波数に合わせられた更なる共振回路によって形成されても良い。磁気共鳴受信用コイルの共振回路を非共振動作モードに切り替えるよう、この形では、高周波電磁気制御信号が、正確には、更なる共振回路の共振周波数で送信される。この周波数は、磁気共鳴周波数とは異なる。同時に、制御信号は、有利に、決して患者にストレスを与えないような、非常に低い送信電力を有する。結合された共振回路と共に幾つかの独立した磁気共鳴受信用コイルが存在する場合には、全ての受信側共振回路が単一の制御信号により異なる動作モードの間で切替え可能であるように、これらはどれも、夫々、制御信号の単一の共通した周波数に合わせられた更なる共振回路を有することができる。代替的には、夫々の受信側共振回路は、制御信号の周波数の適切な選択によって個々の受信側共振回路が具体的に切替え可能となるように、異なる共振周波数を夫々有する更なる共振回路を有することができる。
【００１２】
本発明に従う回路配置の最後に説明する形の更なる共振回路は、有利に、請求項４に記載されているように、低周波切替え信号を発生させる整流回路へ接続されても良い。更なる共振回路によって受信された高周波制御信号から、整流回路は、可能な動作モードの間で切り替わるために本発明に従う回路配置の電子制御回路内で必要とされる低周波切替え信号を発生させる。この形により、本発明に従う回路配置が、それ自体のエネルギー供給及び能動回路部品を全く伴わずに実現されるように、切替えのためのエネルギー供給が、受信された電磁気制御信号自体によって入力される点で有利である。
【００１３】
本発明に従う回路配置の有利な更なる態様は、請求項５に記載されるように作られる。請求項５において、制御回路は、磁気共鳴受信用コイル及び結合されたキャパシタによって形成された共振回路が、制御信号を受信すると、作動又は非作動動作モードに切り替えられて、その後、所定持続期間の時間間隔の間はその動作モードのままであるように構成された時間遅延回路を有する。従って、例えば、磁気共鳴装置の送信モードでの高周波パルスの導入直前に、磁気共鳴受信用コイルの共振回路を非共振動作モードに切り替えるために制御信号を送信することが可能である。時間遅延回路は、受信側共振回路が磁気共鳴装置の送信モードの存続期間の間はこの非作動動作モードのままであることを確実にする。送信モードが終わるとすぐに、共振回路の磁気共鳴受信用コイルは、作動動作モード、即ち、共振動作モードに自動的に切り替えられる。代替的には、回路配置は、受信モードの開始の直前に共振回路が制御信号によって送信モードに提供される非共振動作モードから共振動作モードに切り替えられ、時間遅延回路に基づいて、磁気共鳴信号の受信の間中はこの共振動作モードのままであるように、構成されても良い。
【００１４】
請求項６に記載されているように、本発明に従う回路配置の更なる可能な実施例において、受信用デバイスは、無線制御の無線信号を受信するために構成される。従って、従来の無線制御要素が、本発明を実現するために使用されても良い。
【００１５】
本発明に従う回路配置は、請求項７記載の磁気共鳴装置に対して使用されても良い。
【００１６】
更に、本発明に従う回路配置は、請求項８及び９に記載されているように、検査対象の画像を発生させる磁気共鳴方法において使用されても良い。画像は、高周波パルスの入力後に、検査ボリュームから捕捉された磁気共鳴信号から再現され、磁気共鳴受信用コイル及び結合されたキャパシタによって形成された共振回路は、共振回路が前記高周波パルスの入力の間は非作動動作モードにあるように、作動動作モードと非作動動作モードとの間で、高周波電磁気制御信号の更なる発生により切り替えられる。なお、上述したように、制御信号は、高周波パルスとは異なる周波数を有し、特に、制御信号は、制御信号が上記時間遅延回路を備えられる場合に、高周波パルスの前又は後で発生することができる。
【００１７】
本発明に従う方法は、対応するコンピュータプログラムの形で、請求項１０に記載されているように、磁気共鳴装置のユーザに利用可能となる。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はディスケットのような適切な記録媒体上に記録可能である。あるいは、それは、インターネットを介して磁気共鳴装置のコンピュータユニット上にダウンロード可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の上記及び他の態様について、以下の実施例を参照して説明し、明らかとする。
【００１９】
図１は、ブロック図形式で、本発明に従う磁気共鳴装置を示す。当該装置は、患者２がいる検査ボリューム内に一様な静磁場を発生させるメイン界磁コイル１を有する。更に、示されている磁気共鳴装置は、検査ボリューム内の空間において異なった方向で磁場傾斜を発生させる傾斜コイル３、４及び５を有する。傾斜増幅器７を介して傾斜コイル３、４及び５へ接続されたコンピュータユニット６を用いて、検査ボリューム内の磁場傾斜の経時変化が制御される。検査ボリューム内で高周波磁場を発生させる送信用コイル８も、また、磁気共鳴装置の一部を形成する。送信用コイル８は、送信増幅器９によりコンピュータユニット６と接続されている。図１には示されてない共振回路（図２参照。）の一部である磁気共鳴受信用コイル１０は、検査ボリュームからの磁気共鳴信号を捕捉するために使用される。図１においてスイッチ１１で表されている制御回路は、共振回路を２又はそれ以上の動作モードの間で切り替えるために設けられている。スイッチ１１は、受信デバイス１２によって作動する。受信デバイス１２は、高周波電磁気制御信号の無線受信のために構成されている。コンピュータユニット６に接続された送信ユニット１３は、制御信号を送信するために使用される。代替的には、既に存在する送信用コイル８が、制御信号を送信するために使用されても良い。従って、共振回路を異なる動作モードの間で切り替えることは、コンピュータユニット６により監視される。磁気共鳴受信用コイル１０は、スイッチ１１を介して受信ユニット１４に接続される。受信ユニット１４は、受信した磁気共鳴信号を増幅して復調するために使用される。このように処理された磁気共鳴信号は、再現及び視覚化ユニット１５へ送信される。磁気共鳴信号から再現された画像は、モニタ１６により表示可能である。コンピュータユニット６は、上記磁気共鳴方法を磁気共鳴装置上で実施可能とするプログラム制御を処理する。
【００２０】
図２に示された回路配置は、磁気共鳴受信用コイルＬ１及びキャパシタＣ１によって形成された共振回路を有する。電子スイッチＳは、共振回路を２又はそれ以上動作モードの間で切り替えるために設けられている。本発明に従って高周波放射が共振回路に結合することを防ぐよう意図された非作動動作モードでは、電子スイッチＳは開いている。この動作モードでは、中でも、高感度受信増幅器Ａは、損傷、又は少なくとも過度な駆動を防がれる。作動動作モードでは、磁気共鳴受信用コイルＬ１及び結合されたキャパシタＣ１により形成された共振回路が共振して、磁気共鳴信号が受信可能となるように、スイッチＳは閉じられる。図２に示された回路配置の場合には、更なる受信用コイルＬ２も設けられ、キャパシタＣ１と共に、更なる共振回路を形成する。この更なる共振回路は、磁気共鳴受信用コイルＬ１及び結合されたキャパシタＣ１により形成された共振回路とは異なる共振周波数に合わせられている。この更なる共振回路は、受信されるべき磁気共鳴信号の周波数とは異なる周波数を有する高周波電磁気制御信号を受信する働きをする。更なる共振回路により受信された制御信号は、抵抗Ｒ１の両端で減衰し、ダイオードＤ１により整流される。それによって、切替えスイッチＳを切り替えるための低周波切替え信号が生成される。制御回路は、キャパシタＣ２及び抵抗Ｒ２により形成された時間遅延回路を更に有する。キャパシタＣ２は、受信した制御信号により充電される。キャパシタＣ２の放電は、制御信号の入力終了後に抵抗Ｒ２を介して達成される。キャパシタＣ２及び抵抗Ｒ２は、時定数を定める。従って、高周波制御信号を受信すると、磁気共鳴受信用コイルＬ１及び結合されたキャパシタＣ１により形成された共振回路は、先ず、更なる共振回路により非作動動作モードに切り替えられて、その後、制御信号がもはや存在しない場合でさえも、時定数により予め定められた時間に亘ってその動作モードのままである。代替的には、図２に示された回路配置は、切替えスイッチＳが低周波切替え信号によって閉じられ、磁気共鳴受信用コイルＬ１及び結合されたキャパシタＣ１により形成された、磁気共鳴信号を受信するための共振回路が非作動動作モードから作動動作モードに切り替えられ、次に、対応する時間間隔に亘ってその動作モードのままであるように構成されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従う磁気共鳴装置を示す。
【図２】本発明に従う回路配置を示す。
【図１】
2007512934.tif 000003
【図２】
2007512934.tif 000004
【国際調査報告】
2007512934.tif 000005
2007512934.tif 000006