(57)【要約】  複数のコイル７１，７２，７３を含むコイルアレイ４０，４０'は、磁気共鳴画像化スキャナ１０の検査領域からの磁気共鳴信号を受信する。各コイルは、受信された磁気共鳴信号を、選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトするミキシング回路７４，７５，７６，８０，８１，８２を有する。コイルアレイは、更に、コイルアレイのアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号出力を生成するために、周波数シフトされた磁気共鳴信号を組合せる組合せ回路９０を含む。受信電子装置５６，５６"は、コイルアレイからのアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を受信する。受信電子装置は、アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタル化するアナログデジタル変換器１６４と、複数のコイルにより受信された磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために、デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を処理するデジタル信号処理回路１６６とを含む。
2008522651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号を受信する装置であって、
関連した磁気共鳴画像化スキャナの検査領域から発する磁気共鳴信号を受信するように位置された複数のコイルを含むコイルアレイであって、各コイルが、前記コイルにより受信された前記磁気共鳴信号を選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトする、対応するミキシング回路を有し、更に、前記コイルアレイのアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号出力を生成するために、前記周波数シフトされた磁気共鳴信号を組合せる組合せ回路を含むコイルアレイと、
前記コイルアレイから前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を受信する受信電子装置であって、対応するデジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するために、前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタル化するアナログデジタル変換器と、前記複数のコイルにより受信された前記磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために、前記デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を処理するデジタル信号処理回路とを含む、受信電子装置と、
を有する装置。
【請求項２】
各コイルの前記ミキシング回路が、周波数合成部を含み、
前記周波数シフトが、前記磁気共鳴信号を該周波数合成部の出力とミキシングすることにより実施される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記受信電子装置が、
前記周波数合成部間のコヒーレンスを維持するために複数の前記周波数合成部に伝送される基準発振器信号を出力する基準発振器
を更に含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各コイルの前記周波数合成部が、前記基準発振器信号の選択された倍数を出力し、前記選択された倍数は、各コイルで異なる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記コイルアレイが更に、
各周波数合成部に対して、前記選択された倍数を設定する、１以上のマイクロコントローラを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記受信電子装置が、更に、
前記複数のコイルの各々に対して前記選択された倍数をプログラムするために、前記１以上のマイクロコントローラと通信するデジタル制御回路
を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記選択された伝送チャネル周波数が、約０．５ＭＨｚと約１．０ＭＨｚとの間の周波数間隔によって隔てられる、請求項３に記載の装置。
【請求項８】
各コイルの前記ミキシング回路が、更に、
前記コイルにより受信された前記磁気共鳴信号を「Ｉ」信号と「Ｑ」信号とに分割する直角位相分割器と、
前記「Ｉ」及び「Ｑ」信号を前記周波数合成部の出力及び９０度シフトされた前記周波数合成部の出力と各々ミックスし、前記周波数シフトされた磁気共鳴信号を生成するために、前記ミックスされた信号を組合せる回路と、
を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項９】
前記受信電子装置の前記デジタル信号処理回路が、
前記デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号の高速フーリエ変換を生成する高速フーリエ変換回路
を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１０】
前記受信電子装置の前記デジタル信号処理回路が、
各々が前記デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号の前記伝送チャネル周波数の１つに同調される、デジタルフィルタのバンク
を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記受信電子装置が、更に、
前記アナログデジタル変換器に先立つアナログ帯域通過フィルタであって、前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号の少なくとも前記伝送チャネル周波数を含む通過帯域を有する帯域通過フィルタを含む
請求項３に記載の装置。
【請求項１２】
前記受信電子装置が、
前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を、前記アナログデジタル変換器への入力に適した低周波数にダウンコンバートする復調器
を更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項１３】
前記受信電子装置が、更に、
（ｉ）前記基準発振器信号を無線で送信する無線送信機と、
（ｉｉ）前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号の無線伝送を受信する無線受信機と、
を有し、前記コイルアレイが更に、
（ｉ）前記基準発振器信号の前記無線伝送を受信する無線受信機と、
（ｉｉ）前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を無線で送信する無線送信機と、
を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項１４】
検査領域で主磁場を生成するメイン磁石と、
選択された磁場勾配を前記主磁場に重畳する勾配コイルと、
ラジオ周波数励起パルスを前記検査領域に注入する手段と、
請求項１に記載の磁気共鳴信号を受信する装置と、
を有する、磁気共鳴画像化システム。
【請求項１５】
関連した磁気共鳴画像化スキャナの検査領域から発する磁気共鳴信号を受信するように位置されるコイルアレイで、
（ｉ）複数のコイルで磁気共鳴信号を受信するステップと、
（ｉｉ）各コイルによって受信された前記磁気共鳴信号を、選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトするステップと、
（ｉｉｉ）アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するために、前記選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトされた前記磁気共鳴信号を組合せるステップと、
を有し、前記コイルアレイから伝送された前記アナログ周波数ドメイン多重化信号を受信する受信電子装置で、
（ｉｖ）対応するデジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するために、前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタル化するステップと、
（ｖ）前記複数のコイルにより受信された前記磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために、前記デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタルで処理するステップと、
を有する磁気共鳴信号を受信する方法。
【請求項１６】
前記コイルアレイで、各コイルの変調周波数を合成するステップであって、前記周波数シフトするステップが、前記磁気共鳴信号を前記変調周波数とミキシングすることにより実行される、合成するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記受信電子装置で基準発振器信号を生成するステップと、
前記基準発振器信号を前記コイルアレイに伝送するステップであって、前記合成するステップが、前記複数のコイルの前記合成された変調周波数間のコヒーレンスを維持するために、前記基準発振器信号を採用するステップと、
を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記各変調周波数を合成するステップが、
前記基準発振器信号の選択された倍数を生成するステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記選択された伝送チャネル周波数が、約０．５ＭＨｚと約１．０ＭＨｚとの間の周波数間隔により隔てられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記デジタルで処理するステップが、
前記デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号をフーリエ変換するステップ
を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記受信電子装置から前記コイルアレイに前記基準発振器信号を無線で伝送するステップと、
前記コイルアレイから前記受信電子装置に、前記アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を無線で伝送するステップと、
を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
請求項１５の方法を実行する、磁気共鳴画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、磁気共鳴技術に関する。複数受信コイルを用いた磁気共鳴画像化に特別な用途を見出し、特に関連して記載されるだろう。より一般的には、磁気共鳴分光、画像化等に用途を見出す。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴画像化は、データを得る速度を上げ、視野を広げ、他の利点を提供するために、画像化においてますます複数受信コイルを採用している。並行画像化、感度符号化（ＳＥＮＳＥ）等のような技術は、４コイル、８コイル等のように複数のコイルを使用する。３２以上のコイルの大きなコイルアレイも、これらの画像化技術のいくつかに使用するために考慮される。受信コイルは、画像化主体の近くに位置される。各コイルは、アナログ同軸出力コンダクタを有し、複数コイルの同軸出力コンダクタは、太いケーブルに束ねられ、該ケーブルは、デカップラ又は受信コイルの他の機能を制御する制御線も含み得る。束ねられたケーブルは、更にコイルが加えられると、より太く、より堅くなる。
【０００３】
ケーブルの束に誘導された電圧は、いくつかスキャナでは１００ボルトを越え、同軸出力コンダクタ間でクロストークがもたらし得、再構成された画像の劣化を招く。更に磁気共鳴周波数での同軸出力コンダクタの電流の抑制は、同軸出力コンダクタの数が増加するにつれて問題になる。典型的に各同軸出力コンダクタは、共振周波数での電流を抑制するために、自身のトラップ（trap）又はバラン（balun）を有する。
【０００４】
フェルドらによる２００３年４月２４日に公開された米国特許出願公開ＵＳ２００３／００７６１０５Ａ１は、これらの問題のいくつかに取り組む改善されたアプローチを開示している。フェルドらは、１つの同軸出力コンダクタを介して、スキャナ電子装置に伝送される１つのアナログ出力を生成するために、コイルで、受信された磁気共鳴信号を周波数ドメイン多重化することを開示している。各コイルは、選択された伝送チャネル周波数に信号をシフトするために、変調搬送波周波数を生成する回路を含む。スキャナ電子装置では、復調器及びアナログフィルタのバンクは、周波数ドメイン多重化出力の伝送チャネルを分離し、対応するアナログデジタル変換器のバンクは、分離した伝送チャネルを磁気共鳴信号を再生するためにデジタル化する。
【０００５】
フェルドらのアプローチは、ある不利な点を有する。各周波数チャネルが専用の復調器、アナログフィルタ及びアナログデジタル変換器を有するので、スキャナ電子装置にコンポーネントのかなりの重複がある。この重複は、コイルの数、したがって伝送チャネルの数が増加するにつれて、問題になり得る。さらに、アナログフィルタの限定された正確さと共に、各コイルにおける搬送波周波数を隔離して生成することは、スキャナ電子装置において成功したチャネルの分離を保証するために、チャネル間に比較的大きな周波数間隔を必要とする。例えばフェルドらは、５０〜１００ＭＨｚの周波数間隔を推奨する。したがって、周波数ドメイン多重化出力信号は、大きな帯域幅を有する。フェルドらは、コイルに動的信号圧縮回路を採用することを開示するが、これは、コイルの組み立ての複雑さを増し、圧縮された信号に信号ひずみを導き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下、上記の制限及び他のものを克服する改善された装置及び方法を検討する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によると、磁気共鳴信号を受信する装置が開示される。コイルアレイは、関連した磁気共鳴画像化スキャナの検査領域から発する磁気共鳴信号を受信するように位置される複数のコイルを有する。各コイルは、コイルにより受信された磁気共鳴信号を選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトする、対応するミキシング回路を有する。コイルアレイは、更に、コイルアレイのアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号出力を生成するために、周波数シフトされた磁気共鳴信号を組合せる、組合せ回路を含む。受信電子装置は、コイルアレイからアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を受信する。受信電子装置は、対応するデジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するために、アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタル化するアナログデジタル変換器と、複数のコイルにより受信された磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために、デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を処理するデジタル信号処理回路とを含む。
【０００８】
他の態様によると、磁気共鳴画像化システムが開示される。メイン磁石は、検査領域に主磁場を生成する。勾配コイルは、選択された磁場勾配を、主磁場に重畳する。ラジオ周波数励起パルスを検査領域に注入する手段が備えられる。コイルアレイは、検査領域から発する磁気共鳴信号を受信する複数のコイルを含む。各コイルは、コイルにより受信された磁気共鳴信号を選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトする、対応するミキシング回路を有する。コイルアレイは、更に、コイルアレイのアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号出力を生成するために、周波数シフトされた磁気共鳴信号を組合せる、組合せ回路を含む。受信電子装置は、アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をコイルアレイから受信する。受信電子装置は、対応するデジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するために、アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号をデジタル化するアナログデジタル変換器と、複数のコイルにより受信された磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために、デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を処理するデジタル信号処理回路とを含む。
【０００９】
他の態様によると、磁気共鳴信号を受信する方法が提供される。関連する磁気共鳴画像化スキャナの検査領域から発する磁気共鳴信号を受信するように位置されたコイルアレイで、（ｉ）磁気共鳴信号が複数のコイルで受信され、（ｉｉ）各コイルにより受信された磁気共鳴信号が、選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトされ、（ｉｉｉ）選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトされた磁気共鳴信号が、アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するように組合される。コイルアレイから伝送されたアナログ周波数ドメイン多重化伝送信号を受信する受信電子装置において、（ｉｖ）アナログ周波数ドメイン多重化伝送信号は、対応するデジタル周波数ドメイン多重化伝送信号を生成するためにデジタル化され、（ｖ）デジタル周波数ドメイン多重化伝送信号が、複数のコイルにより受信される磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するためにデジタルで処理される。
【００１０】
１つの利点は、磁気共鳴信号を受信する装置におけるコンポーネントの数を減らすことである。
【００１１】
他の利点は、受信チェーンにおけるアナログデジタル変換を上流にシフトし、したがって、アナログコンポーネントの数と、アナログ部分においてノイズが導入される可能性とを低減することにある。
【００１２】
更に他の利点は、複数の周波数ドメイン多重化磁気共鳴信号のコヒーレンスを保証することにある。
【００１３】
多くの付加的な利点及び利益が、以下の詳細な説明を読むことで当業者に明らかになるだろう。
【００１４】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの配置並びに様々な処理動作及び処理動作の構成で実施され得る。図面は、好ましい実施例を図示する目的のみのためにあり、本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照して、磁気共鳴画像化スキャナ１０は、検査領域１４を規定するハウジング１２を含み、該ハウジング内で、患者又は他の画像化対象１６が配置される。ハウジング１２内に配置されたメイン磁石２０は、検査領域１４内に主磁場を生成する。典型的に、メイン磁石２０は、低温シュラウド２４に囲まれた超伝導磁石であるが、抵抗性のメイン磁石も使用され得る。磁場勾配コイル３０は、選択された磁場勾配を検査領域内の主磁場に重畳するために、ハウジング１２の中又は上に配置される。ラジオ周波数励起パルスを検査領域に注入する手段もまた、備えられる。図示された実施例では、バードケージ型コイルのような全身ラジオ周波数コイル３２が、ラジオ周波数励起パルスを検査領域に注入するために、ハウジング１２の中又は上に配置される。他の実施例では、ヘッドコイル、アーム若しくはレッグコイル、表面コイル、又は他のタイプのコイルが、ラジオ周波数励起パルスを注入するために使用される。化粧内張り（cosmetic  liner）３６は、オプションとしてボア１４の内側を覆う。磁場受信コイルアレイ４０は、生成された磁気共鳴信号を受信するために、画像化領域の付近の主磁場のボア１４内に位置される。別体の送信コイル３２及び受信コイルアレイ４０が描写されるが、いくつかの実施例では、受信コイルアレイ４０も、ラジオ周波数励起パルスを検査領域に注入する送信コイルとして役目を果たす。
【００１６】
引き続き図１を参照して、磁気共鳴画像化制御器５０は、選択された磁場勾配を検査領域における主磁場に重畳するために、勾配コイル３０に結合された磁場勾配制御器５２を動作し、磁気共鳴周波数付近での選択されたラジオ周波数励起パルスを検査領域に注入するために、送信コイル３２に結合されたラジオ周波数送信機５４も動作する。ラジオ周波数励起パルスは、選択された磁場勾配により空間的に符号化される画像化対象１６の磁気共鳴信号を励起する。更に、画像化制御器５０は、生成及び空間的に符号化された磁気共鳴信号を受信するために、磁場受信コイルアレイ４０と接続されたラジオ周波数受信機５６を動作し、受信された磁気共鳴データは、磁気共鳴データメモリ６０に記憶される。
【００１７】
再構成プロセッサ６２は、記憶された磁気共鳴データを、画像化対象１６又はその選択された部分の再構成画像に再構成する。再構成プロセッサ６２は、データの獲得に使用される空間的な符号化に適した、フーリエ変換再構成技術又は他の適した再構成技術を適宜採用する。再構成された画像は、画像メモリ６４に記憶され、ユーザインタフェース６６上にディスプレイされるか、ローカルエリアネットワーク又はインターネットを介して送信されるか、プリンタで印刷されるか又はそうでなければ利用され得る。説明された実施例では、ユーザインタフェース６６も、放射線科医又は他のユーザが、画像化シーケンスを選択、修正又は実行するために、画像化制御器５０とインタフェースを取ることを可能にする。他の実施例では、別体のユーザインタフェースがスキャナ１０を動作するように、及び再構成画像をディスプレイ又はそうでなければ操作するために、設けられる。
【００１８】
記載された磁気共鳴画像化システムは、図式的な例である。一般に実質的にいかなる磁気共鳴画像化スキャナも、受信コイルを接続するための開示された方法及び装置を組み込むことができる。例えば、スキャナは、オープン磁石スキャナ、垂直ボアスキャナ、低磁場スキャナ、高磁場スキャナ等であり得る。更に受信コイルは、いくつかの実施例において、ラジオ周波数励起パルスを注入するために使用され、このような実施例では、別体の送信コイル３２がオプションとして省かれる。
【００１９】
図２を参照して、磁場受信コイルアレイ４０は、複数のコイル７０，７１，７２を含む。３つのコイルは、説明的な目的で例のコイルアレイ４０に含まれるが、典型的には、多数のコイル、４，８，１０，２０，３２等のコイルが含まれる。図示されていないが、複数のコイル７０，７１，７２の各々は、典型的にプリアンプ回路、磁気共鳴シーケンスの送信フェーズ時に、コイルを結合しないデカップリング回路等のような関連するコイル回路を含む。
【００２０】
各コイルは、更に、コイルにより受信された磁気共鳴信号を、選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトするミキシング回路を含む。説明された実施例では、コイル７０，７１，７２の各々は、受信されプリアンプされた磁気共鳴信号を「Ｉ」信号と呼ぶ第１部分と、「Ｉ」信号と同じ振幅で９０度位相シフトした「Ｑ」信号と呼ぶ第２部分とに分割する、対応する直角位相電力分割器７４，７５，７６を有する。代替として、コイルは、互いに直交する２つの巻線を有し得、一方がＩ信号を、同様に第２のものがＱ信号を変調器に供給する。このようにシステムは、線形のものよりも回転する磁気共鳴信号を検出するだろう。これは、通常ノイズ性能に対してシステム信号を改善する。図に示されるような簡素な線形コイルでは、より単純な態様は、電力分割器を除外し、Ｑ入力を使用しない。コイル７０、７１、７２の各々は、更に、「Ｉ」及び「Ｑ」信号を受信し、選択された伝送チャネル周波数で周波数シフトされた出力信号を生成する、対応するヘテロダインミキサ又は変調器８０、８１，８２を有する。コイル７０，７１，７２の各々は、異なる選択された伝送チャネル周波数を有する。マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ８４，８５，８６は、各変調器の伝送チャネル周波数の選択のような、ヘテロダインミキサ又は変調器８０，８１，８２の動作を制御するために使用される。図２では、変調器８０，８１，８２の各々を制御する別体のマイクロコントローラ８４，８５，８６が図示されるが、コイルアレイ４０の全ての変調器を制御するように、適切に構成された１つのマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを使用することも考慮される。
【００２１】
電力組合せ回路９０は、コイルアレイ４０のポート９２を介してアクセス可能であるアナログ周波数ドメイン多重化（ＦＤＭ）伝送信号を生成するために、変調器８０，８１，８２により出力される周波数シフトされた磁気共鳴信号を組合せる。図示されたコイルアレイ４０は、プリント回路ボード９４上に構成される。この図示された例となる実施例では、コイル７０，７１，７２は、プリント回路ボード９４上に位置された銅配線として適切に形成され、様々なコイルアレイコンポーネント７４，７５，７６，８０，８１，８２，８４，８５，８６，９０は、プリント回路ボード９４上にマウントされた適切な集積回路コンポーネントである。他の実施例では、コイルは、磁気共鳴信号を受信するように最適に構成されたスタンドアローンの導電性のループ、伝送線又は他のコンポーネントであり得る。更に、コイルアレイ４０が、ハウジングなしで図式的に説明されるが、典型的にコイルアレイは、化粧ハウジング（cosmetic  housing）に収容されているだろうということを理解されるべきである。更に、様々なコイルアレイコンポーネント７４，７５，７６，８０，８１，８２，８４，８５，８６，９０は、オプションとしてシールドされる。
【００２２】
アナログ周波数ドメイン多重化信号により搬送される磁気共鳴信号のコヒーレンシーを保証するために、変調器８０，８１，８２は、コヒーレントな変調周波数を採用するべきである。基準発振器信号は、コイルアレイ４０のポート１００で受信され、プリント回路ボード９４のプリント回路１０２を介して変調器８０，８１，８２に供給される。基準発振器信号を分配するプリント回路１０２は、図２の破線で描かれる。更に、コイルアレイ４０の外部の制御を可能にするために、例えばコイルデカップリングを起動及び停止するために、周波数ドメイン多重化のための変調周波数を外部的に選択する等のために、デジタル入力ポート１０４をオプションとして備え、プリント回路ボード９４の（図２の点線により示される）オプションのデジタル回路１０６は、デジタル制御信号をマイクロコントローラ８４，８５，８６又はコイルアレイ４０の他の場所に配分する。
【００２３】
図３を参照して、変調器８０の好適な実施例が説明される。入力ポート１００で受信された基準発振信号は、選択された要素により掛けられる参照値と等しい周波数で信号を生成する周波数合成部１１２に供給され、該参照値は、整数でなくても良い。直角位相ミキシングを実行するために、第１ミキサ１１６は、直角位相電力分割器７４により出力された「Ｉ」信号１２０を変調信号とミックスし、一方第２ミキサ１２２は、直角位相電力分割器７４により出力される「Ｑ」信号１２４を、位相シフタ１２６により９０度位相シフトされた変調信号とミックスする。信号組合せ器１３０は、周波数合成部１１２の複数の要素により選択された伝送チャネル周波数に周波数シフトされた磁気共鳴信号を出力するために、ミキサ１１６，１２２の出力を組合せる。
【００２４】
図３は、変調器８０を描写し、コイルアレイ４０の他の変調器８１，８２が、同様に構成されるように理解されるべきである。コイルアレイ４０の複数のコイル７０，７１，７２の各々に対する変調周波数は、各コイルにより受信された磁気共鳴信号が異なる伝送チャネルに対して周波数ドメイン多重化されるように、異なるものであるべきである。周波数合成部が、入力ポート１００で受信された基準発振信号の使用を通じて、相互にコヒーレンスを維持するので、隣接した伝送チャネル間の周波数間隔は、磁気共鳴信号の帯域幅が各伝送チャネルに適応される限り、比較的小さくなることができる。いくつかの実施例では、選択された伝送チャネル周波数は、約０．５ＭＨｚと約１．０ＭＨｚの間の周波数間隔で隔てられる。
【００２５】
いくつかの実施例では、変調器８０，８１，８２は、（Maxim  Integrated  Products,  Sunnyvale  CAから利用可能な）シグマデルタ分数分周合成部を組み込まれたマキシムＭＡＸ２１５０ワイドバンドＩＱ変調器により、各々が実施される。ＭＡＸ２１５０の周波数合成部は、変調信号の周波数を選択し、したがって伝送チャネル周波数を選択するようにプログラム可能である。いくつかの実施例では、基準発振信号は、４０ＭＨｚの周波数をもち、合成された変調信号周波数は、０．５ＭＨｚ〜１．０ＭＨｚの間隔で、１ＧＨｚ付近において隔てられる。特定の例として、もしスキャナ１０が４２ＭＨｚの磁気共鳴信号に対応する１テスラで動作し、３２チャネル存在するならば、以下は、適当な周波数ドメイン多重化の一例である。伝送チャネル周波数は、３２チャネルに対して、１００１ＭＨｚ、１００２ＭＨｚ、・・・１０３２ＭＨｚのように１ＭＨｚ間隔で選択される。ＭＡＸ２１５０ ＩＱ変調器の周波数合成部は、上側の帯域が利用されることを推定して、これらの値よりも低い４２ＭＨｚになるように選択され、その結果合成された変調信号周波数は、９５９ＭＨｚ、９６０ＭＨｚ・・・９９０ＭＨｚである。
【００２６】
図４を参照して、ラジオ周波数受信機５６の適切な実施例が記載される。受信機５６は、コイルアレイ４０の入力ポート１００に伝送される基準発振信号を出力する基準発振器１５０を含む。デジタル制御電子装置１５２は、制御信号をコイルアレイ４０のデジタル入力ポート１０４に伝送する。制御信号は、例えば磁気共鳴シーケンスの送信フェーズにコイル７０，７１，７２のデカップラを起動する信号、又は、伝送チャネル周波数を設定するための変調器８０，８１，８２の周波数多重化値のプログラミング等、を含み得る。デジタル制御電子装置１５２は、選択された動作又は設定を達成するために、コイルアレイ４０を順に制御するマイクロコントローラ８４，８５，８６と通信する。有利なことに、もしコイルアレイ４０のコイルの数が、付加的なコイルを加えることにより増加するならば、これらの付加的なコイルは、これらの付加的なコイルに対して適切な伝送チャネル周波数を割り当てるデジタル制御電子装置１５２をもつことにより、容易に収容される。
【００２７】
ポート９２にあるアナログ周波数ドメイン多重化出力信号は、ラジオ周波数受信機５６のアナログ復調器１６０に対して、適切な同軸ケーブルにより伝送される。アナログ復調器１６０は、正確なアナログデジタル処理に適した低周波数に、アナログ周波数ドメイン多重化信号を周波数シフト又はダウンコンバートする。１／ｆタイプのノイズの影響を低減するために、アナログ復調器１６０は、好ましくはゼロに近すぎるアナログ周波数ドメイン多重化信号を、ダウンコンバートしない。一方アナログ復調器１６０の出力周波数が増加するにつれて、より高速のアナログデジタル変換回路が必要とされるだろう。いくつかの実施例では、上記のようにアナログ周波数ドメイン多重化信号は、約１０００ＭＨｚと１０３２ＭＨｚとの間である。アナログ復調器１６０は、アナログ周波数ドメイン多重化信号を約１０ＭＨｚと４２ＭＨｚとの間にダウンコンバートする。
【００２８】
いくつかの実施例では、基準発振器１５０及びアナログ復調器１６０は、モノリシックの電圧制御発振器をもつマキシムＭＡＸ２１１８直接変換チューナ集積回路により実施される（Maxim  Integrated  Products，Sunnyvale  CAから利用可能である）。ＭＡＸ２１１８の組込み電圧制御発振器は、基準発振器信号を適切に供給する。
【００２９】
アナログ帯域通過フィルタ１６２は、ダウンコンバートされた中間周波数においてアナログ周波数ドメイン多重化信号を隔離する。フィルタ１６２は、少なくともアナログ周波数ドメイン多重化信号の帯域幅を含む通過帯域を有する。もし上側の帯域が利用されるならば、アナログ帯域通過フィルタ１６２は、周波数ドメイン多重化により導入される他の誤った周波数及び低い側の帯域を適切に除去する。オプションとして、このようなアナログフィルタリングは、受信機５６でアナログフィルタリングの代わりに又は加えてコイルアレイ４０でなされ得る。帯域通過フィルタ１６２は、アナログ周波数ドメイン多重化信号の周波数チャネルを含む相対的に広い通過帯域を有するので、フィルタ１６２は、アナログ周波数ドメイン多重化信号の個々の伝送チャネルを隔離するために使用されるアナログフィルタのバンクに対して必要とされるよりも、低い品質の要素を有し得る。
【００３０】
アナログデジタル変換器１６４は、アナログフィルタされたアナログ周波数ドメイン多重化信号をデジタル化する。適切なデジタル信号処理は、複数のコイル７０，７１，７２により受信される磁気共鳴信号に対応するデジタル化された信号を再生するために採用される。ある好適なアプローチでは、デジタル信号処理回路は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）１６６を含むが、しかしながら、伝送チャネル周波数の１つに各々が同調されるデジタルフィルタのバンクを含む、他のタイプのデジタル信号処理が採用され得る。
【００３１】
更に他のアプローチでは、アナログ復調器が省かれる。これは、もしアナログ周波数ドメインが利用可能な変換器を扱うのに十分低く選択されるならば、実行可能である。変換器は、サンプリング周波数よりもより高い周波数の信号で動作することができ、このモードでは、ミキシング及び変換の両方を実施する。それらは、変換器周波数の半分の倍数で異なる信号を固定するだろうが、アナログ帯域通過フィルタは、ノイズを含めて所望でないものを除去する。例えば３５０と４００ＭＨｚとの間のドメインを選択すると、マキシムにより製造された変換器モデルＭＡＸ１２１３を使用することができる。
【００３２】
図５を参照して、無線コイルアレイ４０'は、変更されたラジオ周波数受信機５６"と無線で接続される。コイルアレイ４０'は、以下の点以外についてはコイルアレイ４０と類似している。（ｉ）コイルアレイ４０の基準発振器信号入力ポート１００は、コイルアレイ４０'内で無線受信機コンポーネント１００'により置き換えられ、（ｉｉ）コイルアレイ４０の出力ポート９２は、無線送信機コンポーネント９２'により置き換えられ、（ｉｉｉ）コイルアレイ４０のデジタル入力ポート１０４が省かれ、変調周波数を規定するマルチプライア値は、マイクロコントローラ８４，８５，８６のプログラミングにハードコードされるか、（示されていない）ＤＩＰスイッチにより設定されるか、又は他の態様で設定されることにより、コイルアレイ４０'上に設定される。他の実施例では、デジタル制御信号は、無線受信機１００'により受信された信号に周波数ドメイン多重化され、該多重化されたデジタル制御信号及び基準発振信号は、コイルアレイ４０'でフィルタリングにより分離される。
【００３３】
図５の変更されたラジオ周波数受信機５６"は、ラジオ周波数受信機５６と以下の点以外では類似している。（ｉ）ラジオ周波数送信コンポーネント１００"は、コイルアレイ４０'の無線受信機コンポーネント１００'により受信された基準発振器信号の伝送をするために加えられ、（ｉｉ）無線受信機コンポーネント９２"は、コイルアレイ４０'の無線送信機コンポーネント９２'により出力されるアナログ周波数ドメイン多重化信号の無線伝送を受信するように加えられる。これらの変更をすると、コイルアレイ４０'は、部分的に無線（電力ケーブル以外）又は完全に無線（オンボードのバッテリが、コイルアレイ４０'に加えられるならば）になり得る。
【００３４】
本発明は、好適な実施例を参照して記載されている。明らかに、詳細な説明を読みかつ理解することで、修正及び変更を他の人が行うだろう。本発明は、請求項又はそれと等価のものの範囲内にある限り、すべてのこのような修正及び変形を含むとして解釈されるべきであると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、磁気共鳴信号を受信する改善された装置を含む磁気共鳴画像化システムを図式的に示す。
【図２】図２は、図１の受信コイルアレイを図式的に示す。
【図３】図３は、図１の受信コイルアレイのコイルの１つと関連したミキシング回路を図式的に示す。
【図４】図４は、図１の磁気共鳴信号を受信する改善された装置の詳細を図式的に説明する。
【図５】図５は、受信コイルアレイが部分的に又は完全に無線である、磁気共鳴信号を受信する装置の他の例となる実施例を説明する。
【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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【国際調査報告】
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