(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号を受信する複数の第１の要素コイルを配列してなる第１のコイル群と、前記磁気共鳴信号を受信する複数の第２の要素コイルを配列してなり、前記第２の要素コイルのうちの複数が前記第１の要素コイルのいずれかに正対せずに重なり、かつ前記第２の要素コイルの列が前記第１の要素コイルの列と略同列となるように前記第１のコイル群に重ね合わせた第２のコイル群と、前記第１および第２のコイル群を択一的に有効とする有効化部とを備えたアレイコイルと、
撮像範囲と前記第１および第２のコイル群のそれぞれとの位置関係に基づいて前記第１および第２のコイル群のうちの１群を選択するコイル群選択部と、
前記コイル群選択部により選択された前記第１または第２のコイル群を有効とするように前記有効化部を制御する制御部と、
前記有効化部により有効とされた前記第１または第２のコイル群に含まれた前記第１または第２の要素コイルの少なくとも１つが被検体から放射される磁気共鳴信号を受信して出力する信号に基づいて前記被検体に関する画像を再構成する再構成部とを具備し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】
前記コイル群選択部は、前記第１および第２のコイル群のうちで前記撮像範囲の全域からの前記磁気共鳴信号の受信をより少ない数の前記第１または第２の要素コイルにより行うことができるコイル群を選択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】
前記有効化部により有効とされた前記第１または第２のコイル群に含まれた前記第１または第２の要素コイルのそれぞれから出力される前記磁気共鳴信号のうちの少なくとも一部の信号を、前記撮像範囲と前記第１および第２のコイル群のそれぞれとの位置関係に基づいて選択する信号選択部をさらに備え、
前記再構成部は、前記信号選択部により選択された前記磁気共鳴信号に基づいて前記画像を再構成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４】
前記信号選択部は、前記撮像範囲の全域からの前記磁気共鳴信号を収集できるより少ない数の前記磁気共鳴信号を選択す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】
前記第１および第２のコイル群はそれぞれ、前記複数の第１および第２の要素コイルを一定の間隔で第１の方向に沿って配列してなり、
前記第１および第２のコイル群は、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って並べられ、
前記第１の要素コイルどうしまたは前記第２の要素コイルどうしは、前記第１および第２の方向にそれぞれ直交する第３の方向に関する位置がほぼ一致するとともに、前記第１の方向に関する位置が異な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６】
前記第１の要素コイルどうしまたは前記第２の要素コイルどうしの前記第１の方向に関する位置のずれ量は、隣接する２つの前記第１の要素コイルの間隔を２で除算して求まる量とほぼ一致することを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記第１の方向は、前記被検体の体軸方向にほぼ一致することを特徴とする請求項５に記載の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】
本発明は、アレイコイルを備えた磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）の受信ＲＦ（radio frequency）コイルとしては、アレイコイルが広く利用されている。アレイコイルは、複数の要素コイルを配列して構成される。
【０００３】
アレイコイルの中には、多数の要素コイルを備え、広い撮影範囲に対応できるタイプが存在する。このタイプのアレイコイルは、アレイコイル全体での感度領域よりも撮像視野（ＦＯＶ）が狭い場合には、多数の要素コイルの一部を有効とすることによって、実際の感度領域（実感度領域）をＦＯＶに応じた大きさに設定することができる。
【０００４】
これに類する技術として、複数個のコイルアセンブリのうちで撮影に関与するもののみを選択して有効化する磁気共鳴イメージング装置が特許文献１により知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２１２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、ＦＯＶに応じて必要とされる感度領域（以下、必要感度領域と称する）が一部の要素コイルのみにより達成できる場合、有効とする要素コイルをアレイコイルに備えられた全ての要素コイルから選択することになる。このとき、必要感度領域の全てが、選択された要素コイルの個々の感度領域（以下、個別感度領域と称する）のいずれかと重複している必要がある。このため、ＦＯＶと各要素コイルとの位置関係によっては、ＦＯＶと同じ大きさの実感度領域を形成するのに必要な最小数よりも多くの要素コイルを選択しなければならないことがある。この場合には、実感度領域がＦＯＶよりも大きくなってしまうため、折り返しアーチファクト（エイリアジング）が発生する恐れがある。
【０００７】
選択する要素コイルの数を上記の最小数により近い数に抑えるための方法としては、要素コイルの配列方向についての要素コイルの幅を小さくしたり、隣り合う要素コイルどうしの重なり量を大きくすることが考えられる。しかしながら、前者の方法では、アレイコイルから離れた領域に関する感度が低下してしまう。また後者の方法では、要素コイルどうしの干渉が大きくなるために、ＳＮ特性が劣化してしまう。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、上記のような方法に頼ることなく、感度領域の設定の自由度を高めることを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴信号を受信する複数の第１の要素コイルを配列してなる第１のコイル群と、前記磁気共鳴信号を受信する複数の第２の要素コイルを配列してなり、前記第２の要素コイルのうちの複数が前記第１の要素コイルのいずれかに正対せずに重なり、かつ前記第２の要素コイルの列が前記第１の要素コイルの列と略同列となるように前記第１のコイル群に重ね合わせた第２のコイル群と、前記第１および第２のコイル群を択一的に有効とする有効化部とを備えたアレイコイルと、撮像範囲と前記第１および第２のコイル群のそれぞれとの位置関係に基づいて前記第１および第２のコイル群のうちの１群を選択するコイル群選択部と、前記コイル群選択部により選択された前記第１または第２のコイル群を有効とするように前記有効化部を制御する制御部と、前記有効化部により有効とされた前記第１または第２のコイル群に含まれた前記第１または第２の要素コイルの少なくとも１つが被検体から放射される磁気共鳴信号を受信して出力する信号に基づいて前記被検体に関する画像を再構成する再構成部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態に係るアレイコイルの回路構成を示す図。
【図３】図２中の要素コイルの配置を模式的に示す図。
【図４】図１中の主制御部の処理のフローチャート。
【図５】図２中のアレイコイルの天板上での装着位置の一例を示す図。
【図６】第１のモードにおいて有効チャネルを選択するための第１の設定表の一例を示す図。
【図７】第２のモードにおいて有効チャネルを選択するための第２の設定表の一例を示す図。
【図８】第２の実施形態に係るアレイコイルの構成を示す図。
【図９】図８中のスイッチ回路の詳細な構成を示す回路図。
【図１０】第２の実施形態に係るアレイコイルの動作状態を示す図。
【図１１】２次元アレイコイルの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）の構成を示す図である。この図１に示すＭＲＩ装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、ＲＦコイルユニット６ａ，６ｂ，６ｃ、送信部７、選択回路８、受信部９および計算機システム１０を具備する。
【００１３】
静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
【００１４】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。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種のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル２は、上記の３種のコイルが傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場方向と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ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およびリードアウト用傾斜磁場Ｇrにそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影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。
【００１５】
被検体１００は、寝台４の天板４ａに載置された状態で傾斜磁場コイル２の内部の空間（撮影空間）内に挿入される。寝台４は、寝台制御部５により制御の下に、天板４ａをその長手方向（図１中における左右方向）および上下方向に移動させる。通常、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。
【００１６】
ＲＦコイルユニット６ａは、１つまたは複数のコイルを円筒状のケースに収容して構成される。ＲＦコイルユニット６ａは、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。ＲＦコイルユニット６ａは、送信部７から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。
【００１７】
ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、天板４ａ上に載置されたり、天板４ａに内蔵されたり、あるいは被検体１００に装着される。そして撮影時には、被検体１００とともに撮影空間内に挿入される。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃとしては、アレイコイルが利用される。すなわちＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、それぞれ複数の要素コイルを備える。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに備えられた要素コイルはそれぞれ、被検体１００から放射される磁気共鳴信号を受信する。要素コイルのそれぞれの出力信号は、個別に選択回路８に入力される。受信用のＲＦコイルユニットは、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに限らず、様々なタイプのものが任意に装着可能である。また受信用のＲＦコイルユニットは、１つまたは３つ以上が装着されても良い。
【００１８】
送信部７は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＲＦコイルユニット６ａに供給する。
【００１９】
選択回路８は、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃから出力される多数の磁気共鳴信号のうちのいくつかを選択する。そして選択回路８は、選択した磁気共鳴信号を受信部９へ与える。どのチャネルを選択するかは、計算機システム１０から指示される。
【００２０】
受信部９は、増幅器、位相検波器およびアナログディジタル変換器を有する処理系を複数チャネル備えている。これら複数チャネルの処理系へは、選択回路８が選択する磁気共鳴信号がそれぞれ入力される。増幅器は、磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログディジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をディジタル信号に変換する。受信部９は、各処理系により得られるディジタル信号をそれぞれ出力する。
【００２１】
計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、再構成部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６および主制御部１７を有している。
【００２２】
インタフェース部１１には、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、ＲＦコイルユニット６ｂ、送信部７、受信部９および選択回路８等が接続される。インタフェース部１１は、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を行う。
【００２３】
データ収集部１２は、受信部９から出力されるディジタル信号を収集する。データ収集部１２は、収集したディジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部１４に格納する。
【００２４】
再構成部１３は、記憶部１４に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等を実行し、被検体１００内の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求める。
【００２５】
記憶部１４は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、被検者毎に記憶する。
【００２６】
表示部１５は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を主制御部１７の制御の下に表示する。表示部１５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２７】
入力部１６は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部１６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を適宜に利用可能である。
【００２８】
主制御部１７は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有しており、本実施形態のＭＲＩ装置を総括的に制御する。主制御部１７は、ＭＲＩ装置における周知の動作を実現するための制御を行う機能に加えて、次のような２つの機能を備える。この機能の１つは、ＲＦコイルユニット６ｂの動作モードを自動的に選択する。上記の機能のもう１つは、ＲＦコイルユニット６ｂに含まれた要素コイルのうちで有効とする要素コイルを自動的に選択する。
【００２９】
以上が本実施形態に係るＭＲＩ装置の全体的な構成である。本実施形態における特徴は、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃとして使用され得るアレイコイルにある。そこで以下に、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃとして使用され得るアレイコイルについて詳細に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図２は第１の実施形態に係るアレイコイル２００の回路構成を示す図である。
【００３１】
このアレイコイル２００は、４つの要素コイル21-1，21-2，21-3，21-4を含むコイル群Ｇ１と、４つの要素コイル22-1，22-2，22-3，22-4を含むコイル群Ｇ２とを備える。
【００３２】
アレイコイル２００はこの他に、コンデンサ23-1，23-2，23-3，23-4、マッチング回路24-1，24-2，24-3，24-4、コンデンサ25-1，25-2，25-3，25-4、コイル26-1，26-2，26-3，26-4、ＰＩＮダイオード27-1，27-2，27-3，27-4，28-1，28-2，28-3，28-4、チョークコイル２９，３０、コンデンサ31-1，31-2，31-3，31-4、マッチング回路32-1，32-2，32-3，32-4、コンデンサ33-1，33-2，33-3，33-4、コイル34-1，34-2，34-3，34-4、ＰＩＮダイオード35-1，35-2，35-3，35-4，36-1，36-2，36-3，36-4、チョークコイル３７，３８およびプリアンプ39-1，39-2，39-3，39-4を含む。
【００３３】
このうちコンデンサ23-1〜23-4、マッチング回路24-1〜24-4、コンデンサ25-1〜25-4、コイル26-1〜26-4およびＰＩＮダイオード27-1〜27-4，28-1〜28-4は、符号の末尾が「-1」であるものが要素コイル21-1に、符号の末尾が「-2」であるものが要素コイル21-2に、符号の末尾が「-3」であるものが要素コイル21-3に、符号の末尾が「-4」であるものが要素コイル21-4にそれぞれ付随する。コンデンサ31-1〜31-4、マッチング回路32-1〜32-4、コンデンサ33-1〜33-4、コイル34-1〜34-4およびＰＩＮダイオード35-1〜35-4，36-1〜36-4は、符号の末尾が「-1」であるものが要素コイル22-1に、符号の末尾が「-2」であるものが要素コイル22-2に、符号の末尾が「-3」であるものが要素コイル22-3に、符号の末尾が「-4」であるものが要素コイル22-4にそれぞれ付随する。
【００３４】
要素コイル21-1は、磁気共鳴信号を受ける。要素コイル21-1により受けられた磁気共鳴信号は、マッチング回路24-1およびコンデンサ25-1を介してプリアンプ39-1に入力される。マッチング回路24-1は、要素コイル21-1とプリアンプ39-1とのインピーダンスマッチングを図る。コンデンサ25-1は、プリアンプ39-1に入力される信号から直流成分をカットする。
【００３５】
コンデンサ23-1は、要素コイル21-1の途中に挿入されている。コイル26-1の一端とＰＩＮダイオード27-1のカソードとが接続されている。コイル26-1およびＰＩＮダイオード27-1は、コンデンサ23-1に並列に接続されている。コイル26-1とＰＩＮダイオード27-1との接続点には、チョークコイル２９の一端が接続されている。マッチング回路24-1とコンデンサ25-1との接続点には、ＰＩＮダイオード28-1のカソードが接続されている。ＰＩＮダイオード28-1のアノードは、接地されるとともに、チョークコイル３０の一端に接続される。チョークコイル２９の他端とチョークコイル３０の他端との間には、第１の制御信号が計算機システム１０から供給される。計算機システム１０は、チョークコイル２９に接続される信号線を接地するとともに、チョークコイル３０に接続される信号線の電位を正または負にすることにより、正バイアスまたは負バイアスを第１の制御信号としてアレイコイル２００に供給する。
【００３６】
図２から分かるように、要素コイル21-2〜21-4に関わる回路についても、それぞれに付随する各素子によって要素コイル21-1に関わる上記のような回路と同様な構成をなしている。ただし、コンデンサ25-2，25-3，25-4は、プリアンプ39-2〜39-4にそれぞれ接続されている。すなわち、要素コイル21-2〜21-4により受けられた磁気共鳴信号は、プリアンプ39-2〜39-4にそれぞれ入力される。コイル26-2とＰＩＮダイオード27-2との接続点、コイル26-3とＰＩＮダイオード27-3との接続点、ならびにコイル26-4とＰＩＮダイオード27-4との接続点には、いずれもチョークコイル２９が接続されている。ＰＩＮダイオード28-2，28-3，28-4のそれぞれのアノードはいずれも、接地されるとともに、チョークコイル３０に接続される。
【００３７】
要素コイル22-1に関わる回路は、コンデンサ31-1、マッチング回路32-1、コンデンサ33-1、コイル34-1およびＰＩＮダイオード35-1，36-1により、要素コイル21-1に関わる回路と同様に構成される。要素コイル22-2〜22-4に関わる回路についても、それぞれに付随する各素子によって要素コイル22-1と同様な構成をなしている。ただし、コンデンサ33-1〜33-4は、プリアンプ39-1〜39-4にそれぞれ接続されている。すなわち、要素コイル22-2〜22-4により受けられた磁気共鳴信号は、プリアンプ39-2〜39-4にそれぞれ入力される。コイル34-1とＰＩＮダイオード35-1との接続点、コイル34-2とＰＩＮダイオード35-2との接続点、コイル34-3とＰＩＮダイオード35-3との接続点、ならびにコイル34-4とＰＩＮダイオード35-4との接続点には、いずれもチョークコイル３７の一端が接続されている。ＰＩＮダイオード36-1〜36-4のそれぞれのアノードはいずれも、接地されるとともに、チョークコイル３８の一端に接続される。
【００３８】
チョークコイル３７の他端とチョークコイル３８の他端との間には、第２の制御信号が計算機システム１０から供給される。計算機システム１０は、チョークコイル３８に接続される信号線を接地するとともに、チョークコイル３７に接続される信号線の電位を正または負にすることにより、正バイアスまたは負バイアスを第２の制御信号としてアレイコイル２００に供給する。
【００３９】
このように、プリアンプ39-1の入力端には、コンデンサ25-1およびコンデンサ33-1が接続される。プリアンプ39-1、コンデンサ25-1およびコンデンサ33-1の接続点Ｃ１から、コンデンサ25-1とダイオード28-1との接続点Ｃ２までにおける伝送線路の長さは、λ／４＋（λ／２）×ｒ（ｒは整数）であることが望ましい。接続点Ｃ１から、コンデンサ33-1とダイオード36-1との接続点Ｃ３までにおける伝送線路の長さも、λ／４＋（λ／２）×ｒであることが望ましい。これは、プリアンプ39-2〜39-4の入力端に関しても同様である。なおλは、磁気共鳴信号の波長である。
【００４０】
プリアンプ39-1〜39-4は、入力端に入力される信号を増幅して出力する。プリアンプ39-1〜39-4の出力は、第１のチャネルｃｈ１乃至第４のチャネルｃｈ４の磁気共鳴信号として選択回路８にそれぞれ与えられる。
【００４１】
図３は要素コイル21-1〜21-4，22-1〜22-4の配置を模式的に示す図であり、上側は平面図を、下側は側面図を表す。なお平面図においては、要素コイル21-1〜21-4と要素コイル22-1〜22-4との位置の相違を明確に表すために、要素コイル22-1〜22-4を破線により示している。
【００４２】
要素コイル21-1〜21-4は、一定の間隔Ｐ１で第１の方向に沿って配列されている。要素コイル21-1〜21-4は、隣接するものどうしの端部が互いに重ねられている。要素コイル22-1〜22-4は、一定の間隔Ｐ１で第１の方向に沿って配列されている。要素コイル22-1〜22-4は、隣接するものどうしの互いに端部が重ねられている。このような配置により、コイル群Ｇ１，Ｇ２が形成されている。コイル群Ｇ１とコイル群Ｇ２とは、第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列されている。コイル群Ｇ１とコイル群Ｇ２とは、第１および第２の方向に直交する第３の方向に関しては、それぞれの位置が互いに一致している。コイル群Ｇ１とコイル群Ｇ２とは、第１の方向に関する位置が互いに異なっている。コイル群Ｇ１とコイル群Ｇ２とのずれ量は、間隔Ｐ１の１／２である。かくして、要素コイル21-1〜21-4のそれぞれと要素コイル22-1〜22-4のそれぞれとは、互いに正対していない。なお、要素コイル21-1〜21-4，22-1〜22-4の向きや位置は、上記した条件を厳密に満たす必要はなく、多少のずれがあっても構わない。
【００４３】
次に以上のように構成されたアレイコイル２００の動作について説明する。
【００４４】
正バイアスが第１の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード27-1〜27-4，28-1〜28-4はいずれも逆バイアスとなるためにオフとなる。これにより、要素コイル21-1〜21-4は、磁気共鳴信号を受信できる状態となる。
【００４５】
負バイアスが第１の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード27-1〜27-4，28-1〜28-4はいずれも順バイアスとなるためにオンとなる。これにより、要素コイル21-1〜21-4は、磁気共鳴信号を受信できない状態となる。
【００４６】
正バイアスが第２の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード35-1〜35-4，36-1〜36-4はいずれも逆バイアスとなるためにオフとなる。これにより、要素コイル22-1〜22-4は、磁気共鳴信号を受信できる状態となる。
【００４７】
負バイアスが第２の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード35-1〜35-4，36-1〜36-4はいずれもに順バイアスとなるためにオンとなる。これにより、要素コイル22-1〜22-4は、磁気共鳴信号を受信できない状態となる。
【００４８】
かくして、正バイアスが第１の制御信号として入力され、かつ負バイアスが第２の制御信号として入力されると、コイル群Ｇ１が有効とされる。負バイアスが第１の制御信号として入力され、かつ正バイアスが第２の制御信号として入力されると、コイル群Ｇ２が有効とされる。有効とされたコイル群に含まれた要素コイルにより受信された磁気共鳴信号のみが、プリアンプ39-1〜39-4にそれぞれ入力される。このとき、例えば選択回路８により各コイル群Ｇ１，Ｇ２の全ての要素コイルが選択されるとすると、コイル群Ｇ１が有効とされる場合とコイル群Ｇ２が有効とされる場合とでは、それぞれの実感度領域の位置はＰ１／２だけずれることになる。すなわち、１つのコイル群の中での要素コイルの間隔よりも小さい量で実感度領域の位置を変化させることができる。
【００４９】
コイル群Ｇ１を有効とする第１のモードと、コイル群Ｇ２を有効とする第２のモードとの選択は、ユーザによって行われても良い。また、プリアンプ39-1〜39-4から出力される４チャネルの磁気共鳴信号のうちで有効とするチャネルの選択は、ユーザによって行われても良い。この場合に主制御部１７は、ユーザが入力部１６を使用して第１のモードを指定した場合にコイル群Ｇ１を有効とし、第２のモードを指定した場合にコイル群Ｇ２を有効とする。また、主制御部１７は、ユーザが入力部１６を使用して指定した有効チャネルの磁気共鳴信号を選択するように選択回路８を制御する。しかしながら主制御部１７は、以下に説明するようにモードおよび有効チャネルの選択を自動的に行うこともできる。
【００５０】
図４は主制御部１７の処理のフローチャートである。
【００５１】
なおここで説明する処理においては、各種の座標は天板４ａの一端を基準点としてＺ軸方向に沿った１次元の座標系に関するものである。
【００５２】
ステップＳａ１において主制御部１７は、端部座標Ａ０を判定する。端部座標Ａ０は、図５に示すように要素コイル21-1が位置する座標である。端部座標Ａ０は、ユーザにより入力されても良いし、アレイコイル２００の天板４ａ上での装着位置に基づいて判定しても良い。アレイコイル２００の天板４ａ上での装着位置は、天板４ａなどに設けたセンサにより検出しても良いし、各要素コイル21-1〜21-4，22-1〜22-4で受信される信号に基づいて検出しても良い。
【００５３】
ステップＳａ２において主制御部１７は、ＦＯＶの中心座標Ｃ０およびＺ軸方向の幅ｋを判定する。ＦＯＶは、ユーザにより指定される種々の撮影条件等に基づいて周知のように定まる。
【００５４】
ステップＳａ３において主制御部１７は、次の式(1)が成立する最小のｊを求め、その値を変数ｊ１に代入する。  
Ｃ０＋ｋ／２≦Ａ０＋Ｐ１／２×ｊ    …(1)
この結果として求まる変数ｊ１は、図５に示すような第１のブロックＢ１〜第９のブロックＢ９のうちで、ＦＯＶが存在する座標に少なくとも一部が位置するとともに、基準点から遠い側のＦＯＶの端部（以下、遠方端部と称する）と同じ座標に位置するブロックの番号となる。すなわち、図５に示される例においては、変数ｊ１は「７」と求まり、この変数ｊ１からは、ＦＯＶが存在する座標範囲（以下、ＦＯＶ範囲と称する）に少なくとも一部が位置するとともに、遠方端部と同じ座標に位置するブロックが第７のブロックＢ７であることが分かる。なお、第１のブロックＢ１〜第９のブロックＢ９は、要素コイル21-1の端部からＰ１／２の幅毎に区切って定まる。
【００５５】
ステップＳａ４において主制御部１７は、次の式(2)が成立する最大のｊを求め、その値を変数ｊ２に代入する。  
Ｃ０−ｋ／２≧Ａ０＋Ｐ１／２×ｊ    …(2)
この結果として求まる変数ｊ２は、ＦＯＶ範囲から、基準点に近い側のＦＯＶの端部（以下、近傍端部と称する）よりも基準点側へと完全にはみ出したブロックの数を表す。図５に示される例においては、変数ｊ２は「１」と求まり、１つのブロック、すなわち第１のブロックＢ１のみが上記のようにはみ出していることが分かる。
【００５６】
ステップＳａ５において主制御部１７は、「ｊ１−ｊ２」として求まる値が奇数であるか否かを確認する。「ｊ１−ｊ２」として求まる値は、ＦＯＶ範囲に少なくとも一部が位置しているブロックの数に相当する。このため、「ｊ１−ｊ２」として求まる値が偶数であるならば、当該値の１／２に相当する数の要素コイルによってＦＯＶをカバーすることが可能である。そこでこの場合に主制御部１７は、ステップＳａ５からステップＳａ６へ進み、変数ｊ１が奇数であるか否かを確認する。ＦＯＶの遠方端部と同じ座標にコイル群Ｇ１に属する要素コイル21-1〜21-4の１つとコイル群Ｇ２に属する要素コイル22-1〜22-4の１つとの双方が位置している場合には、変数ｊ１が偶数である場合には前者の要素コイルのほうが後者の要素コイルよりもＦＯＶ範囲からのはみ出し量が小さく、変数ｊ１が奇数である場合には後者の要素コイルのほうが前者の要素コイルよりもＦＯＶ範囲からのはみ出し量が小さい。そこで主制御部１７は、変数ｊ１が奇数ではないならばステップＳａ６からステップＳａ９へ進み、変数ｊ１が奇数ならばステップＳａ６からステップＳａ１１へ進む。
【００５７】
さて、「ｊ１−ｊ２」として求まる値が奇数であるならば、主制御部１７はステップＳａ５からステップＳａ７へ進む。ステップＳａ７において主制御部１７は、遠方端部と同じ座標に位置するブロックがＦＯＶ範囲からはみ出す量Ｌ１と近傍端部と同じ座標に位置するブロックがＦＯＶ範囲からはみ出す量Ｌ２とを比較する。Ｌ１，Ｌ２は、次の式(3)および式(4)によりそれぞれ求められる。  
Ｌ１＝（Ａ０＋Ｐ１／２×ｊ１）−（Ｃ０＋ｋ／２）    …(3)
Ｌ２＝（Ｃ０−ｋ／２）−（Ａ０＋Ｐ１／２×ｊ２）    …(4)
Ｌ１がＬ２よりも小さい場合、遠方端部と同じ座標に位置する要素コイルのうちでＦＯＶ範囲からのはみ出し量が少ない要素コイルを使用することが好ましい。そこで主制御部１７は、ステップＳａ７からステップＳａ６へ進み、上記のように処理する。
【００５８】
一方、Ｌ１がＬ２よりも小さくない場合、近傍端部と同じ座標に位置する要素コイルのうちでＦＯＶ範囲からのはみ出し量が少ない要素コイルを使用することが望ましい。そこで主制御部１７は、ステップＳａ７からステップＳａ８へ進み、変数ｊ１が奇数であるか否かを確認する。そして主制御部１７は、変数ｊ１が奇数ならばステップＳａ８からステップＳａ９へ進み、変数ｊ１が奇数ではないならばステップＳａ８からステップＳａ１１へ進む。
【００５９】
ステップＳａ６またはステップＳａ８からステップＳａ９に進んだ場合に主制御部１７は、第１のモードを選択する。そしてステップＳａ１０において主制御部１７は、図６に示した第１の設定表に従って有効チャネルを選択する。
【００６０】
ステップＳａ６またはステップＳａ８からステップＳａ１１に進んだ場合に主制御部１７は、第２のモードを選択する。そしてステップＳａ１０において主制御部１７は、図７に示した第２の設定表に従って有効チャネルを選択する。
【００６１】
図５に示す例では、ｊ１が「７」であり、ｊ２が「１」であるから、「ｊ１−ｊ２」として求まる値は偶数であり、ｊ１は奇数である。このため主制御部１７は、第２のモードを選択することになる。そして図７に示した第２の設定表に従い、チャネルｃｈ１〜ｃｈ３が有効チャネルとして選択される。この結果、要素コイル22-1〜22-3が有効とされる。図５に示す例において第１のモードを選択するならば、要素コイル21-1〜21-4を有効としなければＦＯＶ範囲をカバーすることができないから、これに比べて上記の選択が適切であることが明らかである。
【００６２】
このように本実施形態によれば、各要素コイルとＦＯＶとの位置関係を考慮して、選択された要素コイルがＦＯＶ範囲からはみ出す量が最小となるようにコイル群の選択および要素コイルの選択が自動的に行われるので、ＦＯＶ以外についての感度を最小限に抑えた状態での磁気共鳴信号の収集を行うことができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
図８は第２の実施形態に係るアレイコイル３００の構成を示す図である。
【００６４】
このアレイコイル３００は、導電素子４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９、スイッチ回路５０，５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５９、マッチング回路６０，６１，６２，６３およびプリアンプ６４，６５，６６，６７を含む。
【００６５】
導電素子４１〜４９は、それぞれループ状をなし、一定の間隔で一列に配列されている。隣接する導電素子どうしは、互いに一部が重なっている。
【００６６】
スイッチ回路５１〜５８には、隣接する２つの導電素子の間にそれぞれ設けられている。スイッチ回路５０，５９は、導電素子４１，４９にそれぞれ取り付けられている。スイッチ回路５１〜５８は、第１または第２の制御信号に基づいて、隣接する２つの導電素子を互いに連結したり、切り離したりする。なお、スイッチ回路５０，５２，５４，５６，５８には第１の制御信号が入力され、スイッチ回路５１，５３，５５，５７，５９には第２の制御信号が入力される。
【００６７】
マッチング回路６０〜６３は、導電素子４２，４４，４６，４８にそれぞれ取り付けられている。マッチング回路６０〜６３は、導電素子４２，４４，４６，４８と、それらに隣接する導電素子とにより後述するように形成される要素コイルとプリアンプ６４〜６７とのインピーダンスマッチングを図る。
【００６８】
プリアンプ６４〜６７は、マッチング回路６０〜６３の出力信号をそれぞれ入力し、これらの信号を増幅する。プリアンプ６４〜６７の出力は、第１のチャネルｃｈ１乃至第４のチャネルｃｈ４の磁気共鳴信号として選択回路８にそれぞれ与えられる。
【００６９】
図９はスイッチ回路５０〜５９の詳細な構成を示す回路図である。なお、スイッチ回路５０〜５９は同一構成の回路であるので、図９は１つのスイッチ回路の構成を示している。ただし、スイッチ回路５０〜５９は、連結／切り離しの対象となる導電素子がそれぞれ異なるが、ここでは第１の導電素子９１および第２の導電素子９２と記すこととする。第１の導電素子９１は、スイッチ回路５１〜５８においては導電素子４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８がそれぞれ相当する。第２の導電素子９２は、スイッチ回路５１〜５８においては導電素子４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９がそれぞれ相当する。スイッチ回路５０においては、導電素子４１が第２の導電素子９２に相当するが、第１の導電素子９１に相当する導電素子は無い。またスイッチ回路５９においては、導電素子４９が第１の導電素子９１に相当するが、第２の導電素子９２に相当する導電素子は無い。
【００７０】
図９に示すようにスイッチ回路５０〜５９はそれぞれ、コンデンサ７１，７２，７３，７４、コイル７５，７６，７７，７８、ＰＩＮダイオード７９，８０，８１，８２およびチョークコイル８３，８４，８５，８６を含む。
【００７１】
コンデンサ７１は、第１の導電素子９１の途中に挿入されている。コイル７５の一端とＰＩＮダイオード７９のカソードとが接続されている。コイル７５およびＰＩＮダイオード７９は、コンデンサ７１に並列に接続されている。
【００７２】
コンデンサ７２は、第２の導電素子９２の途中に挿入されている。コイル７６の一端とＰＩＮダイオード８０のカソードとが接続されている。コイル７６およびＰＩＮダイオード８０は、コンデンサ７２に並列に接続されている。
【００７３】
コンデンサ７３，７４はそれぞれ、第１の導電素子９１と第２の導電素子９２との間に挿入されている。コンデンサ７３の第１の導電素子９１への接続点とコンデンサ７４の第１の導電素子９１への接続点は、コンデンサ７１を挟んで位置する。コンデンサ７３の第２の導電素子９２への接続点とコンデンサ７４の第２の導電素子９２への接続点は、コンデンサ７２を挟んで位置する。コイル７７の一端とＰＩＮダイオード８１のカソードとが接続されている。コイル７７およびＰＩＮダイオード８１は、コンデンサ７３に並列に接続されている。コイル７８の一端とＰＩＮダイオード８２のカソードとが接続されている。コイル７８およびＰＩＮダイオード８２は、コンデンサ７４に並列に接続されている。
【００７４】
なお、１つのＰＩＮダイオードがオンとなったとき、当該ＰＩＮダイオードのカソードに接続された１つのコイルと、これらのＰＩＮダイオードおよびコイルに並列に接続された１つのコンデンサとが閉回路を形成する。コイルのインダクタンスおよびコンデンサのキャパシタンスは、上記の閉回路が磁気共鳴信号の周波数で共振するように設定される。
【００７５】
チョークコイル８３は、一端がコンデンサ７３の第２の導電素子９２への接続点に接続されている。チョークコイル８４は、一端がコンデンサ７４の第１の導電素子９１への接続点に接続されている。チョークコイル８５は、一端がコンデンサ７４の第２の導電素子９２への接続点に接続されている。チョークコイル８６は、一端がコンデンサ７３の第１の導電素子９１への接続点に接続されている。チョークコイル８３の他端は、チョークコイル８４の他端に接続されている。チョークコイル８５の他端は、チョークコイル８６の他端に接続されている。
【００７６】
チョークコイル８３，８４の接続点とチョークコイル８５，８６の接続点との間には、制御信号が計算機システム１０から供給される。計算機システム１０は、チョークコイル８５，８６に接続される信号線を接地するとともに、チョークコイル８３，８４に接続される信号線の電位を正または負にすることにより、正バイアスまたは負バイアスを制御信号としてアレイコイル３００に供給する。この制御信号は、スイッチ回路５０，５２，５４，５６，５８においては第１の制御信号であり、スイッチ回路５１，５３，５５，５７，５９においては第２の制御信号である。
【００７７】
次に以上のように構成されたアレイコイル３００の動作について説明する。
【００７８】
計算機システム１０は、第１および第２の制御信号の一方として正バイアスを、他方として負バイアスを出力する。すなわち主制御部１７は、第１のモードにおいては第１の制御信号として正バイアスを出力するとともに、第２の制御信号として負バイアスを出力するようにインタフェース部１１を制御する。また主制御部１７は、第２のモードにおいては第１の制御信号として負バイアスを出力するとともに、第２の制御信号として正バイアスを出力するようにインタフェース部１１を制御する。  正バイアスが第１または第２の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード７９，８０がそれぞれ順バイアスとなり、ＰＩＮダイオード８１，８２がそれぞれ逆バイアスとなる。これによってＰＩＮダイオード７９，８０がいずれもオンとなり、ＰＩＮダイオード８１，８２がいずれもオフとなる。これにより、図９に示す経路Ｐｃ，Ｐｄを介して信号を流すことができる。これにより、第１の導電素子９１と第２の導電素子９２とは、互いに連結される。
【００７９】
一方、負バイアスが第１または第２の制御信号として入力されると、ＰＩＮダイオード７９，８０がそれぞれ逆バイアスとなり、ＰＩＮダイオード８１，８２がそれぞれ順バイアスとなる。これによってＰＩＮダイオード７９，８０がいずれもオフとなり、ＰＩＮダイオード８１，８２がいずれもオンとなる。これにより、図９に示す経路Ｐａ，Ｐｂを介して信号を流すことができる。これにより、第１の導電素子９１と第２の導電素子９２とは、互いに切り離された状態となる。
【００８０】
かくして、第２のモードにおいては図１０（ａ）に示すように、スイッチ回路５１，５３，５５，５７は隣接する導電素子を互いに連結し、スイッチ回路５２，５４，５６，５８は隣接する導電素子を互いに切り離す。つまり、導通素子４１および導通素子４２、導通素子４３および導通素子４４、導通素子４５および導通素子４６、導通素子４７および導通素子４８がそれぞれ連結される。導通素子４１および導通素子４２、導通素子４３および導通素子４４、導通素子４５および導通素子４６、導通素子４７および導通素子４８のそれぞれで受信された磁気共鳴信号は、マッチング回路６０，６１，６２，６３およびプリアンプ６４，６５，６６，６７を介してそれぞれ選択回路８へと送られる。すなわち、導通素子４１および導通素子４２が第１のチャネルの要素コイルとして、導通素子４３および導通素子４４が第２のチャネルの要素コイルとして、導通素子４５および導通素子４６が第３のチャネルの要素コイルとして、そして導通素子４７および導通素子４８が第４のチャネルの要素コイルとしてそれぞれ機能することになる。
【００８１】
一方、第１のモードにおいては図１０（ｂ）に示すように、スイッチ回路５１，５３，５５，５７は隣接する導電素子を互いに切り離し、スイッチ回路５２，５４，５６，５８は隣接する導電素子を互いに連結する。つまり、導通素子４２および導通素子４３、導通素子４４および導通素子４５、導通素子４６および導通素子４７、導通素子４８および導通素子４９がそれぞれ連結される。導通素子４２および導通素子４３、導通素子４４および導通素子４５、導通素子４６および導通素子４７、導通素子４８および導通素子４９のそれぞれで受信された磁気共鳴信号は、マッチング回路６０，６１，６２，６３およびプリアンプ６４，６５，６６，６７を介してそれぞれ選択回路８へと送られる。すなわち、導通素子４２および導通素子４３が第１のチャネルの要素コイルとして、導通素子４４および導通素子４５が第２のチャネルの要素コイルとして、導通素子４６および導通素子４７が第３のチャネルの要素コイルとして、そして導通素子４８および導通素子４９が第４のチャネルの要素コイルとしてそれぞれ機能することになる。
【００８２】
さて、要素コイルの配列方向（導通素子４１〜４９の配列方向）に関する要素コイルの配列間隔は、図１０にＰ２として示すように、第１および第２の制御信号のいずれが入力されるときにおいても一定である。第１の制御信号が入力されるときと第２の制御信号が入力されるときとでの、同一チャネルの要素コイルの位置のずれ量は、図１０に示すようにＰ２の１／２となる。すなわち、要素コイルの間隔よりも小さい量で実感度領域の位置を変化させることができる。
【００８３】
第１のモードと第２のモードとの選択は、ユーザによって行われても良い。また、４チャネルの磁気共鳴信号のうちで有効とするチャネルの選択は、ユーザによって行われても良い。この場合に主制御部１７は、ユーザが入力部１６を使用して指定するモードを設定する。また、主制御部１７は、ユーザが入力部１６を使用して指定した有効チャネルの磁気共鳴信号を選択するように選択回路８を制御する。しかしながら主制御部１７は、第１の実施形態と同様にしてモードおよび有効チャネルを自動的に選択することもできる。ただし第２の実施形態においては、式(1)〜(4)における「Ｐ１」に代えて「Ｐ２」を使用する。
【００８４】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００８５】
第１の実施形態において、各コイル群Ｇ１，Ｇ２に含まれる要素コイルの数は、２以上の任意の数であって良い。
【００８６】
第１の実施形態において、コイル群の数は３つ以上であっても良い。コイル群どうしのずれ量は、コイル群の数をｐとすると、１つのコイル群内で隣接する２つの要素コイルの間隔の１／ｐとすることが望ましい。ただしこれは必須ではなく、コイル群どうしのずれ量は任意に定めて良い。
【００８７】
第１の実施形態において、コイル群は、要素コイルを２次元的に配列したものであっても良い。
【００８８】
第２の実施形態において、チャネル数は２以上の任意の数であって良い。
【００８９】
第２の実施形態において、１つの要素コイルを３つ以上の導電素子を連結して構成するようにしても良い。
【００９０】
第２の実施形態において、両端の導電素子４１，４９は、必ずしも切断する必要はない。すなわち、スイッチ回路５０，５９は省略可能である。
【００９１】
第１または第２の実施形態に示したようなアレイコイル２００，３００の内部構造を複数組配列することによって２次元アレイコイルを構成することもできる。図１１は、第２の実施形態に示したアレイコイル３００の内部構造を３組配列して構成された２次元アレイコイル４００の構成を示す図である。図１１において図８に示した要素に相当する要素には、図８に示した符号の末尾に「-1」「-2」または「-3」を付加してなる符号を付している。そして図１１に示した符号において末尾に付加した「-1」「-2」または「-3」が同一である各要素は、同一組に属する。
【００９２】
２次元アレイコイル４００は、同一組に属する要素コイルの配列方向が各組ともに同一方向となっている。すなわち、要素コイル41-1，42-1，43-1…の配列方向、要素コイル41-2，42-2，43-2…の配列方向、ならびに要素コイル41-3，42-3，43-3…の配列方向は、互いに同一方向となっている。そしてこの方向は、一般的に被検体１００の体軸方向（Ｚ軸方向）に一致される。
【００９３】
異なる組に属する要素コイルどうしは、同一組に属する要素コイルの配列方向に直交する方向となっている。すなわち、例えば要素コイル41-1，41-2，41-3は、要素コイル41-3，42-3，43-3…の配列方向に直交する方向となっている。そしてこの方向は、一般的にＸ軸方向に一致される。
【００９４】
モードの選択および有効チャネルの選択は、各組毎に第２の実施形態と同様にして行う。ただし、通常の使用状態では、モードおよび有効チャネルは各組ともに一致させることが望ましい。
【００９５】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイル、３…傾斜磁場電源、４…寝台、５…寝台制御部、６ａ，６ｂ，６ｃ…ＲＦコイルユニット、７…送信部、８…選択回路、９…受信部、１０…計算機システム、21-1〜21-4，22-1〜22-4…要素コイル、23-1〜23-4，25-1〜25-4， 31-1〜31-4，33-1〜33-4，７１，７２，７３，７４…コンデンサ、24-1〜24-4，32-1〜32-4，６０，６１，６２，６３…マッチング回路、26-1〜26-4，34-1〜34-4，７５，７６，７７，７８…コイル、27-1〜27-4，28-1〜28-4，35-1〜35-4，36-1〜36-4，７９，８０，８１，８２…ＰＩＮダイオード、２９，３０，３７，３８，８３，８４，８５，８６…チョークコイル、39-1〜39-4，６４，６５，６６，６７…プリアンプ、４１〜４９…導電素子、５０〜５９…スイッチ回路、９１…第１の導電素子、９２…第２の導電素子、２００，３００，４００…アレイコイル、Ｇ１，Ｇ２…コイル群。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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