(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信コイルから出力されたエコー信号からエコー信号データを生成する受信ユニットと、
前記エコー信号データを収集する複数の収集ユニットと、
前記受信コイルに応じて、前記エコー信号データの送信先を複数の前記収集ユニットに分配する分配基板と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記分配基板は、前記受信コイルのチャネル数に基いて前記受信コイルの各チャネルの送信先の前記収集ユニットを変更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】
前記分配基板は、前記受信コイルのＩＤに基いて前記受信コイルの各チャネルの送信先の前記収集ユニットを変更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】
前記分配基板は、アナログ・マトリクススイッチを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記分配基板は、前記受信コイルと前記受信ユニットとの間に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記分配基板は、デジタル・マトリクススイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記分配基板は、前記受信ユニットと前記収集ユニットとの間に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記分配基板は、
前記受信コイルの各チャネルの送信先の前記収集ユニットを固定した第１のモードと、  前記受信コイルの各チャネルの送信先の前記収集ユニットを変更する第２のモードと、  が切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記分配基板は、前記複数の収集ユニットの故障を検出する故障検出部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記分配基板は、前記故障検出部の検出結果に基いて、故障が検出された前記収集ユニットを使用しないように前記収集ユニットを変更することを特徴とする請求項９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】
本発明の実施の形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置（以下「ＭＲＩ装置」という。）は、複数チャネルのエコー信号の生データを収集する収集ユニット、収集ユニットで収集した生データを用いて画像を再構成する画像再構成ユニット及びホストコンピュータを備える。収集ユニット、画像再構成ユニット及びホストコンピュータは、高速なシリアルのネットワーク用高速データスイッチ（ギガＨＵＢ等）によって接続される。磁気共鳴イメージング装置は、短時間の広領域撮影を可能にするために撮影チャネル数が倍々に増えていく傾向にある。また、撮影部位によっては連続的に撮影できるダイナミック撮影の繰り返し時間も長くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮影部位によっては、全てのチャネルが使用される訳ではなく、使用しない収集ユニットが機能せずに、無駄になっていた。例えば、８ｃｈで２Ｇバイトの収集メモリを持つ収集ユニットを４つ用いたＭＲＩ装置において装置において、３２ｃｈのうち８ｃｈだけが用いられる場合、１つの収集ユニットで生データを収集するため、１ｃｈ当たり２５６Ｍバイト（２Ｇバイト／８ｃｈ）に相当する時間の生データしか収集できなかった。
【０００５】
実施の形態に係るＭＲＩ装置は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＭＲＩ装置の収集ユニットを有効に活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、磁気共鳴イメージング装置に係り、受信コイルから出力されたエコー信号からエコー信号データを生成する受信ユニットと、前記エコー信号データを収集する複数の収集ユニットと、前記受信コイルに応じて、前記エコー信号データの送信先を複数の前記収集ユニットに分配する分配基板と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図。
【図２】収集ユニット、画像再構成ユニット、分配基板及びホストコンピュータの接続関係を示す図。
【図３】分配基板の構成及び接続関係を示す図。
【図４】分配基板の構成及び接続関係を示す図。
【図５】アナログ・マトリックススイッチの構成を示す図。
【図６】第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図。
【図７】分配基板の構成及び接続関係を示す図。
【図８】分配基板の構成及び接続関係を示す図。
【図９】デジタル・マトリックススイッチの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示すブロック図である。
【０００９】
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は、例えば、永久磁石、超伝導磁石などである。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。傾斜磁場電源３は、リアルタイムシーケンサ９から送られるパルスシーケンス実行データに従って、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【００１０】
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。
【００１１】
送信コイル５は、高周波磁場を発生する。具体的には、送信コイル５は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信ユニット７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信ユニット７は、リアルタイムシーケンサ９から送られるパルスシーケンス実行データに従って、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信コイル５に送信する。
【００１２】
受信コイル６は、エコー信号を受信する。具体的には、受信コイル６は、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射されるエコー信号を受信する。また、受信コイル６は、寝台４の天板４ａに設けられたコネクタ１３を介して、受信したエコー信号を分配基板１２に出力する。例えば、受信コイル６は、頭部用の受信コイル、脊椎用の受信コイル、腹部用の受信コイルなどである。
【００１３】
受信ユニット８は、リアルタイムシーケンサ９から送られるパルスシーケンス実行データに従って、受信コイル６から出力されたエコー信号に基づきエコー信号データを生成する。具体的には、受信ユニット８は、Ａ／Ｄ変換器を有し、受信コイル６から出力されたアナログのエコー信号をデジタルのエコー信号に変換することによって、エコー信号データを生成する。受信ユニット８は、生成したエコー信号データ（生データ）を収集ユニット１０に送信する。
【００１４】
分配基板１２は、受信コイル６で使用されるチャネル数又は受信コイル６のＩＤに応じて、受信コイル６から受信した生データを各収集ユニット１０に分配する。
【００１５】
リアルタイムシーケンサ９は、傾斜磁場電源３、送信ユニット７及び受信ユニット８に接続され、接続された各ユニットとホストコンピュータ２０との間で送受信されるデータの入出力を制御する。具体的には、リアルタイムシーケンサ９は、ホストコンピュータ２０から送信された撮像条件を解析し、パルスシーケンス実行データを生成し、生成したパルスシーケンス実行データを、傾斜磁場電源３、送信ユニット７及び受信ユニット８に送信する。
【００１６】
収集ユニット１０は、分配基板１２から送信されたエコー信号データを収集する。収集ユニット１０は、エコー信号データを収集すると、収集したエコー信号データに対してアベレージング処理、位相補正処理などの補正処理を行い、補正後のエコー信号データを画像再構成ユニット１１に送信する。
【００１７】
画像再構成ユニット１１は、収集ユニット１０から送信されたエコー信号データに対して、フーリエ変換、画像フィルタなどの画像処理を行い、２次元又は３次元の画像データを再構成し、再構成した画像データをホストコンピュータ２０に送信する。
【００１８】
ホストコンピュータ２０は、記憶部２１と、制御部２２と、入力部２３と、表示部２４とを備える。ホストコンピュータ２０は、入力部２３でユーザが選択したコイルに応じて、コイルの各チャネルがどの収集ユニットのバッファメモリに格納されるか示す情報を、収集ユニット１０、画像再構成ユニット１１及びリアルタイムシーケンサ９に送る。
【００１９】
制御部２２は、上記各ユニットを制御することによってＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部２２は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などを含む。
【００２０】
入力部２３は、撮像指示などを操作者から受け付ける。表示部２４は、画像データなどを表示する。
【００２１】
次に、図２を用いて、収集ユニット１０、画像再構成ユニット１１、分配基板１２及びホストコンピュータ２０の接続関係を説明する。図２は、収集ユニット１０、画像再構成ユニット１１、分配基板１２及びホストコンピュータ２０の接続関係を示す図である。
【００２２】
図２に例示するように、ＭＲＩ装置１００は、４台の収集ユニット１０を備える。図２では、例示的に、ＭＲＩ装置１００は、収集ユニット＃１、収集ユニット＃２、収集ユニット＃３、及び収集ユニット＃４を備える。また、図２に例示するように、各収集ユニット１０は、それぞれバッファメモリ１〜４を備える。
【００２３】
画像再構成ユニット１１、分配基板１２及びホストコンピュータ２０は、記憶部を有する。なお、収集ユニット１０、画像再構成ユニット１１及びホストコンピュータ２０の個数は、任意に変更が可能である。
【００２４】
各収集ユニット１０、画像再構成ユニット１１及びホストコンピュータ２０は、高速なシリアルのネットワーク用高速データスイッチで接続される。
【００２５】
分配基板１２は、受信ユニット８の前段に設けられ、コネクタ１３に接続される。分配基板１２は、被検体Ｐに取り付けられた受信コイル６の全チャネルの生データの送信先の複数の収集ユニット１０を変更する機能を有する。また、分配基板１２は、生データの収集前にチャネル毎に生データの送信を許可する収集ユニット１０を示す収集許可フラグを用いて、送信先の収集ユニット１０を選択的に許可する機能を備えてもよい。各収集ユニット１０は、分配基板１２から送信されたエコー信号データをバッファメモリに書き込む。また、各収集ユニット１０は、自ユニットに割り当てられた処理を行う際に、バッファメモリからエコー信号データを読み出す。
【００２６】
画像再構成ユニット１１は、各収集ユニット１０から送信されたエコー信号データを、メモリに書き込む。また、画像再構成ユニット１１は、自ユニットに割り当てられた処理を行う際に、不図示のメモリからエコー信号データや画像データを読み出す。
【００２７】
ホストコンピュータ２０は、画像再構成ユニット１１から送信された画像データを記憶部２１に書き込む。また、ホストコンピュータ２０は、制御部２２が処理を行う際に、記憶部２１から画像データを読み出す。
【００２８】
次に、図３を用いて、分配基板１２の構成及び接続関係を説明する。図３は、分配基板１２の構成及び接続関係を示す図である。分配基板１２は、アナログ・マトリックススイッチ３１を有する。アナログ・マトリックススイッチ３１は、ホストコンピュータ２０により制御される。分配基板１２は、コイルの各チャネルがどの収集ユニットのバッファメモリに格納されるかを示す情報をリアルタイムシーケンサ９から取得し、アナログ・マトリックススイッチ３１のコネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と、収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係を切り替える。従来は、アナログ・マトリックススイッチ３１がなく、コネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係が固定されている。すなわち、コネクタ１３の出力ポートｉＮ（Ｎは、自然数）は、収集ユニット１０の入力ポートｏＮ（Ｎは、自然数）にそれぞれ接続され、接続関係は変更されない。例えば、コネクタ１３が、８ｃｈ分の出力ポートを持つ４つのコネクタで構成され、コネクタ１の８ｃｈ分の出力ポートだけが用いられ、コネクタ２〜コネクタ４の出力ポートが用いられないとする。この場合、従来では、コネクタ１のｉ１〜ｉ８は、収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ８にそれぞれ接続される。収集ユニット１０のバッファメモリが、例えば２Ｇバイトとすると、収集ユニット１のバッファメモリ１は、８ｃｈが割り当てられるため、１ｃｈ当たり２５６Ｍバイトのメモリが割り当てられることとなる。
【００２９】
本実施形態に係る分配基板１２は、アナログ・マトリックススイッチ３１を有するため、コネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と、収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係を切り替えることが出来る。受信ユニット８は、受信コイル６から出力されたアナログのエコー信号をデジタルのエコー信号に変換するものである。受信ユニット８では、入力と出力の接続関係は変わらない。上述の例のように、コネクタ１の８ｃｈ分の出力ポートだけが用いられて、コネクタ２〜コネクタ４の出力ポートが用いられない場合、アナログ・マトリックススイッチ３１は、図４に示すように、コネクタ１のｉ１〜ｉ８を収集ユニット＃１〜収集ユニット＃４の入力ポートに分散して接続することが出来る。例えば、コネクタ１の出力ポートｉ１とｉ２は、収集ユニット＃１の入力ポートｏ１、ｏ２に接続され、コネクタ１の出力ポートｉ３とｉ４は、収集ユニット＃２の入力ポートｏ９、ｏ１０に接続され、コネクタ１の出力ポートｉ５とｉ６は、収集ユニット＃３の入力ポートｏ１７、ｏ１８に接続され、コネクタ１の出力ポートｉ７とｉ８は、収集ユニット＃４の入力ポートｏ２５、ｏ２６に接続される。収集ユニット１０のバッファメモリが、例えば２Ｇバイトとすると、各収集ユニット＃１〜４のバッファメモリ１〜４は、それぞれ２ｃｈが割り当てられるため、１ｃｈ当たり１Ｇバイトのメモリが割り当てられることとなる。結果として、従来のように、コネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係が固定された場合に比べて、４倍の生データが収集可能であり、同じメモリ量でも４倍の撮像時間を実現できる。
【００３０】
図５は、アナログ・マトリックススイッチ３１の構成を示す図である。アナログ・マトリックススイッチ３１は、縦横に複数の配線が配置され、複数の配線の交差部分にスイッチング素子が配置される。アナログ・マトリックススイッチ３１は、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、コネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２から収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２に生データを分配する。例えば、図５（ａ）に示すように、出力ポートｉ１〜ｉ４に接続された配線と入力ポートｏ１〜ｏ４に接続された配線との交差部分にある４つのスイッチング素子をそれぞれＯＮにし、コネクタ１３の出力ポートｉ１〜ｉ４を収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ４に接続したとする。分配基板１２は、コイルの各チャネルがどの収集ユニットのバッファメモリに格納されるか示す情報をリアルタイムシーケンサ９から取得し、例えばコネクタ１の８ｃｈ分の出力ポートだけが用いられて、コネクタ２〜コネクタ４の出力ポートは用いられないとする。この場合、アナログ・マトリックススイッチ３１は、図５（ｂ）に示すように、出力ポートｉ３、ｉ４に接続された配線と入力ポートｏ３、ｏ４に接続された配線との交差部分にある２つのスイッチング素子をそれぞれＯＦＦにし、出力ポートｉ３、ｉ４に接続された配線と入力ポートｏ９、ｏ１０に接続された配線との交差部分にある２つのスイッチング素子をそれぞれＯＮにする。その結果、コネクタ１３の出力ポートｉ１、ｉ２は、収集ユニット＃１の入力ポートｏ１、ｏ２に接続された状態が維持される。コネクタ１３の出力ポートｉ３、ｉ４は、収集ユニット＃１の入力ポートｏ３、ｏ４に接続された状態から収集ユニット＃２の入力ポートｏ９、ｏ１０に接続された状態に接続関係が変更される。
【００３１】
収集ユニット１０への分配方法としては、例えば、入力部２３でユーザが選択した受信コイル６の情報をホストコンピュータ２０が取得し、出力先の収集ユニット１０の出力ポートが出来るだけ分散できれば良い。例えば、ホストコンピュータ２０が取得した受信コイル６の使用チャネル数を収集ユニット１０の数で割った値を、各収集ユニット１０に割り当てるチャネル数とすればよい。この場合、例えば、上述したように使用チャネル数が８ｃｈで収集ユニット１０が４個だとすれば、２ｃｈずつを収集ユニット１０に割り当てれば良い。また、ホストコンピュータ２０が取得した受信コイル６の使用チャネル数が収集ユニット１０の数で割り切れない場合は、その値を切り上げた値を、各収集ユニット１０に割り当てるチャネル数とすればよい。例えば、使用チャネル数が１０ｃｈで収集ユニット１０が４個だとすれば、使用チャネル数を収集ユニット１０の数で割ると、２．５となる。そのため、その値を切り上げた３ｃｈずつを収集ユニット１０に割り当てれば良い。この場合、使用チャネル数よりも、割り当てたチャネル数の方が多くなるが、余ったチャネルのデータは適宜消去等すればよい。また、使用チャネル数を収集ユニット１０の数で割った値を切り上げるのではなく、同じような値になるように分散させてもよい。例えば、使用チャネル数が１０ｃｈで収集ユニット１０が４個だとすれば、使用チャネル数を収集ユニット１０の数で割ると、２．５となる。その場合、例えば、３ｃｈ、３ｃｈ、２ｃｈ、２ｃｈと収集ユニット１０に割り当ててもよい。また、受信コイル６のＩＤと、出力先の収集ユニット１０の出力ポートとを予め対応付けたテーブル等を用意し、取得した受信コイル６のＩＤに基いて、出力先の収集ユニット１０の出力ポートを割り当てても良い。
【００３２】
また、分配基板１２は、受信コイル６の各チャネルの送信先の収集ユニット１０を固定した第１のモードと、受信コイル６の各チャネルの送信先の収集ユニット１０を変更する第２のモードと、が切り替え可能に構成されていてもよい。分配基板１２は、ユーザの設定により又は受信コイル６に応じて、第１、第２のモードを切り替えることができる。さらに、収集ユニット１０の故障を検出する故障検出部を備え、故障した収集ユニット１０は使用しないようにアナログ・マトリックススイッチ３１を制御してもよい。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、コイルの各チャネルの使用状況に応じて、コネクタの出力ポートと収集ユニットの入力ポートの接続関係を変更することにより、収集した生データをどの収集ユニットのバッファメモリに格納するかを制御することができ、収集ユニットのバッファメモリを有効に活用することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置６００の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の各部について、図１の第１の実施形態のＭＲＩ装置の各部と同様の構成については、同一の符号で示す。第２の実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、図１の分配基板１２に代えて、受信ユニット８と収集ユニット１０の間に配置された分配基板７２を備えることにある。この構成によって、受信ユニット８のＡ／Ｄ変換器でデジタルに変換されたエコー信号を、使用チャネル数に応じて各収集ユニット１０に分配することができる。
【００３５】
次に、図７を用いて、分配基板７２の構成及び接続関係を説明する。図７は、分配基板７２の構成及び接続関係を示す図である。分配基板７２は、デジタル・マトリックススイッチ７１を有する。デジタル・マトリックススイッチ７１は、図６に示すように、ホストコンピュータ２０により制御される。分配基板７２は、コイルの各チャネルがどの収集ユニットのバッファメモリに格納されるか示す情報をリアルタイムシーケンサ９から取得し、受信ユニット８の出力ポートｉ１〜ｉ３２と、収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係を切り替える。
【００３６】
例えば、受信ユニット１の８ｃｈ分の出力ポートだけが用いられて、受信ユニット２〜受信ユニット４の出力ポートは用いられない場合を考える。この場合であっても、図８に示すように、デジタル・マトリックススイッチ７１は、受信ユニット１のｉ１〜ｉ８を、収集ユニット＃１〜収集ユニット＃４の入力ポートに分散して接続することが出来る。例えば、受信ユニット１の出力ポートｉ１とｉ２は、収集ユニット＃１の入力ポートｏ１、ｏ２に接続され、受信ユニット１の出力ポートｉ３とｉ４は、収集ユニット＃２の入力ポートｏ９、ｏ１０に接続され、受信ユニット１の出力ポートｉ５とｉ６は、収集ユニット＃３の入力ポートｏ１７、ｏ１８に接続され、受信ユニット１の出力ポートｉ７とｉ８は、収集ユニット＃４の入力ポートｏ２５、ｏ２６に接続される。収集ユニット１０のバッファメモリが、例えば２Ｇバイトとすると、各収集ユニット＃１〜４のバッファメモリ１〜４には、それぞれ２ｃｈが割り当てられるため、１ｃｈ当たり１Ｇバイトのメモリが割り当てられることとなる。結果として、従来のように、受信ユニット１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係が固定された場合に比べて、４倍の生データが収集可能であり、同じメモリ量でも４倍の撮像時間を実現できる。
【００３７】
図９は、デジタル・マトリックススイッチ７１の構成を示す図である。デジタル・マトリックススイッチ７１は、受信ユニット８の出力ポートｉ１〜ｉ３２から出力された生データをメモリ７３に格納する。デジタル・マトリックススイッチ７１は、受信ユニット８の出力ポートｉ１〜ｉ３２がメモリ７３のどのメモリ領域に割り当てられるかは、ポインタで指定することができる。
【００３８】
図９は、デジタル・マトリックススイッチ７１内のメモリ領域７３に受信ユニット８のどの出力ポート及び収集ユニット１０のどの入力ポートが割り当てられているかを示す図である。図９（ａ）は、図７に対応する図であり、受信ユニット８の出力ポートｉ１〜ｉ１０及び収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ１０に割り当てられている様子を示す。図９（ｂ）は、図８に対応する図であり、受信ユニット８の出力ポートｉ３、ｉ４に割り当てられたメモリ領域が、収集ユニット１０の入力ポートｏ３、ｏ４に割り当てられたメモリ領域から収集ユニット１０の入力ポートｏ９、ｏ１０に割り当てられたメモリ領域に変更された状態を示す。第１の実施形態と同様に、受信ユニット１３の出力ポートｉ１〜ｉ３２と収集ユニット１０の入力ポートｏ１〜ｏ３２との接続関係が固定された場合に比べ、多くの生データが収集可能であり、同じメモリ量でもより大きな撮像時間を実現できる。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、コイルの各チャネルの使用状況に応じて、受信ユニットの出力ポートと収集ユニットの入力ポートの接続関係を変更することにより、収集した生データをどの収集ユニットのバッファメモリに格納するかを制御することができ、収集ユニットのバッファメモリを有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
６  受信コイル
８  受信ユニット
１０  収集ユニット
１２  分配基板
１００  ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
【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】
0005656588.tif 000010