(57)【要約】【課題】ＭＲＩ装置において、周波数が互いに近い２種類の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、周波数が互いに近い２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信することが可能なＲＦコイルを提供する。【解決手段】同調させる複数の周波数を、ＲＦコイルを構成する各直列共振回路の共振周波数それぞれの間となるよう調整する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、
前記第一直列共振回路に並列接続される第１回路と、
前記第１回路に並列接続される信号処理回路と、を備え、複数の異なる共振周波数を有する磁気共鳴撮影装置の磁場コイルであって、
前記第１回路は、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続され、
前記直列共振回路それぞれの共振周波数は前記第一の直列共振回路の共振周波数とも異なり、
当該磁場コイルの各共振周波数が前記第一直列共振回路および前記直列共振回路のそれぞれの共振周波数の間となるよう調整されていること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイル。
【請求項２】
導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、
キャパシタとインダクタとが直列接続され、前記第一直列共振回路に並列接続される第二直列共振回路と、
キャパシタとインダクタとが直列接続され、前記第二直列共振回路に並列接続される第三の直列共振回路と、
前記第三の直列共振回路に並列接続される信号処理回路と、を備える磁気共鳴撮影装置の磁場コイルであって、
前記第一の直列共振回路の共振周波数ｆＡと前記第二の直列共振回路の共振周波数ｆＢと前記第三の直列共振回路の共振周波数ｆＣと前記磁場送受信コイルの第一の共振周波数ｆ１と第二の共振周波数ｆ２とが、ｆＢ＜ｆ１＜ｆＡ＜ｆ２＜ｆＣの関係を満たすよう調整されていること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイル。
【請求項３】
前記ループコイルは、円柱の表面に互いに対応して配置された２つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに同じになるよう接続された鞍型形状を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁場コイル。
【請求項４】
前記ループコイルは、同一平面内に隣り合って配置された２つの導体ループを備え、当該導体ループにより生じる磁場の向きが互いに逆になるよう接続された蝶型形状を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁場コイル。
【請求項５】
前記ループコイルは、ソレノイド形状を有すること
を特徴とする請求項２に記載の磁場コイル。
【請求項６】
前記第三直列共振回路と前記信号処理回路との間に並列接続される第四直列共振回路をさらに備え、
各共振周波数が、前記第四直列共振回路の共振周波数ｆＤと、当該高周波磁場送受信コイルの共振周波数ｆ３（＞ｆ２＞ｆ１）とを加え、ｆＢ＜ｆ１＜ｆＡ＜ｆ２＜ｆＣ＜ｆ３＜ｆＤもしくは、ｆＢ＜ｆ１＜ｆＣ＜ｆ２＜ｆＡ＜ｆ３＜ｆＤの関係を満たすよう調整されていること
を特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の磁場コイル。
【請求項７】
前記第一直列共振回路以外の部分に電波シールドが施されていること
を特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の磁場コイル。
【請求項８】
前記第一の共振周波数が前記第二の共振周波数の７０％以上であること
を特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の磁場コイル。
【請求項９】
第一の磁場コイルと、
第二の磁場コイルと、を備え、
前記第一の磁場コイルは、請求項２から５いずれか１項記載の磁場コイルであり、
前記第二の磁場コイルは、請求項２から５いずれか１項記載の磁場コイルであり
前記第二の磁場コイルにより生じる磁場の向きが、前記第一の磁場コイルにより生じる磁場の向きに直交するよう配置され、
前記第二の磁場コイルに印加される信号の位相は前記第一の磁場コイルに印加される信号の位相と９０度異なること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
【請求項１０】
請求項２記載の磁場コイルのループコイル部が互いに部分的に重なりあうよう略同一面に複数配置したアレイコイルであること
を特徴とする磁気共鳴装置の磁場コイルシステム。
【請求項１１】
磁場送信コイルと、
磁場受信コイルと、
磁気結合防止手段と、を備え、
前記磁場送信コイルは、各々異なる共振周波数で動作する磁場コイルであって、
前記磁場受信コイルは、前記請求項２から５のいずれか１項記載の磁場コイル、または、前記請求項９から１０のいずれか１項記載の磁場コイルシステムであって、
前記磁気結合防止手段は、前記第１の共振周波数および前記第２の共振周波数の信号送信時には、前記磁場受信コイルを開放状態とし、前記第１の共振周波数および前記第２の共振周波数の信号受信時には、前記磁場送信コイルを開放状態とすること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
【請求項１２】
前記磁気結合防止手段は、ダイオードを備え、前記ダイオードを外部制御信号によってオン・オフさせること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の磁場コイルシステム。
【請求項１３】
前記磁気結合防止手段は、２つのダイオードを逆方向に接続したクロスダイオードを備えること
を特徴とする請求項１１に記載の磁場コイルシステム。
【請求項１４】
第一の磁場送受信コイルと、
第二の磁場送受信コイルと、
磁気結合防止手段と、を備え、
前記第一の磁場送受信コイルおよび前記第二の磁場送受信コイルは、請求項２に記載の磁場コイルであって、
前記第二の磁場送受信コイルの２つの共振周波数は、前記第一の磁場送受信コイルの２つの共振周波数とは異なるよう調整され、
前記磁気結合防止手段は、前記第一の磁場送受信コイルの２つの共振周波数の信号送受信時には、前記第二の磁場送受信コイルを開放状態とし、前記第二の磁場送受信コイルの２つの共振周波数の信号送受信時には、前記第一の磁場送受信コイルを開放状態とすること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場コイルシステム。
【請求項１５】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加し検査対象からの磁気共鳴信号を受信する送受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場及び前記送受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送受信コイルは、請求項１から８いずれか１項記載の磁場コイル、または、請求項９から１０、１４いずれか１項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１６】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加する送信コイルと、検査対象からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場、前記送信コイルおよび前記受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記送信コイルは、請求項１から８いずれか１項記載の磁場コイル、または、請求項９から１０、１４いずれか１項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１７】
静磁場を形成する静磁場形成手段と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記高周波磁場を検査対象に印加する送信コイルと、検査対象からの磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、前記傾斜磁場、前記高周波磁場、前記送信コイルおよび前記受信コイルを制御する制御手段と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記受信コイルは、請求項１から８いずれか１項記載の磁場コイル、または、請求項９から１０、１４いずれか１項記載の磁場コイルシステムであること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関わり、特に複数の核種の核磁気共鳴画像を撮影するＭＲＩ装置において用いる磁場コイル、特に、高周波（ＲＦ）コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、検査対象を横切る任意の断面内の原子核に磁気共鳴を起こさせ、発生する磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。一般には、水素原子核（１Ｈ）の磁気共鳴信号を用いる。
【０００３】
磁気共鳴撮像法の一種であるＭＲＳ（磁気共鳴スペクトロスコピー）やＭＲＳＩ（磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング）は，生体内の代謝状態を計測する方法として用いられている。ここで、ＭＲＳとは、物質が発する磁気共鳴信号の周波数分布を計測する方法であり、ＭＲＳＩとは、周波数分布を持つ磁気共鳴信号のある特定の周波数成分をもとに画像化する方法である。これらの撮像法では、水素原子核（１Ｈ）の磁気共鳴信号による撮像に加えて、フッ素（１９Ｆ）、燐（３１Ｐ）、ナトリウム（２３Ｎａ）、炭素（１３Ｃ）等、水素以外の原子核の磁気共鳴信号も画像化する。異なった２種類の原子核の磁気共鳴信号による画像を同時に得るには、原子核を励起させる高周波磁場を照射するとともに磁気共鳴信号を検出するＲＦコイルを、２つの原子核の磁気共鳴信号の周波数（磁気共鳴周波数）に同調させる必要がある。このようなコイルを２重同調ＲＦコイルという。
【０００４】
従来の２重同調ＲＦコイルには、図２０に示すようにコイルのループにインダクタとキャパシタとを並列に接続したトラップ回路を挿入したものがある（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）。これらの２重同調ＲＦコイルは、２つ磁気共鳴信号の周波数が互いに離れている、例えば、１Ｈと３１Ｐとを同調させることを想定したものであり、同調する２つの周波数が互いに近い場合に使用することは想定されていない。これらの２重同調ＲＦコイルを用いて、互いに近い２つの周波数の２重同調を実現するためには、トラップ回路に用いるインダクタの値を１０ｎＨ以下とし、キャパシタの値を数百ｐＦ以上にする必要がある。小さな値を持つインダクタは、作製が困難であるとともに、調整幅がほとんど無く、非現実的である。一方、大きな値を持つキャパシタは、１ＭＨｚ以上では素子自体の高周波損失が無視できなくなり、ＲＦコイルの受信感度低下及び送信効率の低下を招く。
【０００５】
２つの磁気共鳴周波数が互いに近い場合に用いる２重同調ＲＦコイルには、それぞれの周波数に共振する２つの鞍型ＲＦコイルを互いに直交させて配置する鞍型２重同調ＲＦコイル（図２１参照。）、鳥かご型ＲＦコイルのキャパシタの値を部分的に変化させてそれぞれの周波数でコイルを共振させる２重同調ＲＦコイルがある（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２４２２０２
【非特許文献１】Ｍ．Ｄ．Ｓｃｈｎａｌｌ他著、「１Ｈ・３１Ｐ核磁気共鳴信号同時検出のための新型２重同調プローブ（Ａ  Ｎｅｗ  Ｄｏｕｂｌｅ−Ｔｕｎｅｄ  Ｐｒｏｂｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ  １Ｈ  ａｎｄ  ３１Ｐ  ＮＭＲ）」、ジャーナル  オブ  マグネティックレゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、ＵＳＡ、１９８５、６５、ｐ．１２２−１２９
【非特許文献２】ジョセフ（Ｐｅｔｅｒ  Ｍ．Ｊｏｓｅｐｈ）他著、「鳥かご型イメージングコイルの２重共振動作手法（Ａ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｒｅｓｏｎａｎｔ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｂｉｒｄｃａｇｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｉｌｓ）」、アイ・イー・イー・イー  トランザクションズ  オン  メディカル  イメージング（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ）、１９８９、８、ｐ．２８６−２９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
鞍型２重同調ＲＦコイル、鳥かご型２重同調ＲＦコイルは、２種類の磁気共鳴信号に対応するコイルの感度分布が互いに大きく異なるため、両方の信号に対して良好な感度が得られる領域が限定される。また、これらの２重同調ＲＦコイルには、感度が１．４倍向上するＱＤ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）方式を採用することができず、十分な感度が得られない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ＭＲＩ装置のＲＦコイルにおいて、周波数が互いに近い複数の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、これらの周波数を有する磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する技術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】
【０００９】
本発明のＭＲＩ装置のＲＦコイルは、同調する複数の周波数が、ＲＦコイルを構成する複数の直列共振回路それぞれの共振周波数の間となるよう調整されていることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、導体からなるループコイルにキャパシタが挿入された第一直列共振回路と、前記第一直列共振回路に並列接続される第1回路と、前記第1回路に並列接続される信号処理回路と、を備える磁気共鳴撮影装置の磁場送受信コイルであって、前記第1回路は、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続され、各直列共振回路の共振周波数は前記第一の直列共振回路の共振周波数とも異なり、当該磁場送受信コイルの各共振周波数が前記第一直列共振回路および前記直列共振回路のそれぞれの共振周波数の間となるよう調整されていることを特徴とする磁気共鳴撮像装置の磁場送受信コイルを提供する。ここで、第１回路とは、第一直列共振回路に並列接続される、直列共振回路を並列に接続した回路である。また、キャパシタとインダクタとを備え、それぞれ共振周波数が異なる複数の直列共振回路が並列に接続されて、かつ各直列共振回路の共振周波数は第一の直列共振回路の共振周波数とも異なるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＭＲＩ装置のＲＦコイルにおいて、周波数が互いに近い複数の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、これらの周波数を有する磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜＜第一の実施形態＞＞
本発明を適用した第一の実施形態を説明する。最初に本実施形態のＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は本実施形態のＭＲＩ装置の概観図である。図中、座標９のｚ軸の方向が静磁場方向である。図１（ａ）に示すＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１０１を備える。図１（ｂ）に示すＭＲＩ装置２００は、垂直磁場方式のマグネット２０１を備える。これらのＭＲＩ装置１００、２００は、検査対象１０３を載置するテーブル３０１を備える。本実施形態は、水平磁場方式のマグネット１０１を備えるＭＲＩ装置１００、および、垂直磁場方式のマグネット２０１を備えるＭＲＩ装置２００のいずれも適用可能である。以下、水平磁場方式のマグネット１０１を有するＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。
【００１３】
図２はＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、ＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１０１、傾斜磁場を発生するコイル１０２、シーケンサ１０４、高周波磁場を発生するとともに検査対象１０３からの信号を受信する送受信用ＲＦコイル１１６を備える。傾斜磁場コイル１０２は傾斜磁場電源１０５に接続される。送受信用ＲＦコイル１１６は、高周波磁場発生器１０６及び受信器１０８に接続される。シーケンサ１０４は、傾斜磁場電源１０５、高周波磁場発生器１０６に命令を送り、それぞれ傾斜磁場及び高周波磁場を発生させる。高周波磁場は、送受信用ＲＦコイル１１６を通じて検査対象１０３に印加される。高周波磁場を印加することにより検査対象１０３から発生するＲＦ信号は送受信用ＲＦコイル１１６によって検出され、受信器１０８で検波が行われる。受信器１０８での検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シーケンサ１０４によりセットされる。検波された信号はＡ／Ｄ変換回路を通して計算機１０９に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。その結果は、ディスプレイ１１０に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体１１１に保存される。シーケンサ１０４は、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。さらに、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シムコイル１１２が用いられる。なお、上記送受信用ＲＦコイル１１６は、高周波磁場を発生する送信用コイルと検査対象１０３からの信号を受信する受信用コイルとを別個に設けても１つのコイルで兼用してもよい。以下、本実施形態では、１つのコイルで兼用する場合を例にあげて説明する。
【００１４】
本実施形態の送受信用ＲＦコイル１１６は、２重同調ＲＦコイルとして動作する。図３は、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６として用いられる２重同調ループコイル１５０の回路図である。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、８つのインダクタ１９と７つのキャパシタ２９とが交互に直列接続される第１の直列共振回路４１と、キャパシタ２２（キャパシタ２２の値をＣＢとする。以下同様。）とインダクタ１２（ＬＢ）とが直列接続された第２の直列共振回路４２と、キャパシタ２３（ＣＣ）とインダクタ１３（ＬＣ）とが直列接続される第３の直列共振回路４３と、信号処理回路４５とを備える。第１の直列共振回路４１と、第２の直列共振回路４２と、第３の直列共振回路４３とは、この順に並列接続され、信号処理回路４５は第３の直列共振回路４３に並列接続される。本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、信号処理回路４５を介して、高周波磁場発生器１０６および受信機１０８に接続される。信号処理回路４５はバラン回路、インピーダンス変換回路など、信号を処理する回路を含む回路であり、信号増幅器をさらに備えてもよい。
【００１５】
ここで、インダクタ１９は導体からなるループコイル１を８分割したときの１つあたりのインダクタ成分を表す。例えば、典型的なループコイルのインダクタンス（ＬＡ）を１μＨとすると、インダクタ１９の値は１２５ｎＨである。また、キャパシタ２９は、ループコイル１に直列に挿入されるキャパシタ（ＣＡ）を７分割したときの１つあたりのキャパシタを表す。なお、分割数はキャパシタ（ＣＡ）の大きさによって変えてもよい。
【００１６】
ここで、第１の直列共振回路４１、第２の直列共振回路４２、第３の直列共振回路４３、それぞれの共振周波数を、ｆＡ、ｆＢ、ｆＣとする。本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、インダクタとキャパシタとの値を調整することにより２種の異なる原子核の核磁気共鳴周波数（第１の共振周波数ｆ1、第２の共振周波数ｆ2；ｆ1＜ｆ2）に同調させる。このため、各直列共振回路の共振周波数ｆＡ、ｆＢ、ｆＣは、以下の(式１）を満たすよう調整される。
【数１】
2008295737.tif 000003
【００１７】
以下、各直列共振回路の共振周波数を上記（式１）に従って調整した場合、２重同調ループコイル１５０が、各構成要素であるインダクタ、キャパシタとして現実的な値のものを用いて、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号を送受信可能であることを説明する。ここでは、一例として、２種類の異なる原子核の磁気共鳴周波数のうち、第１の磁気共鳴周波数ｆ１を、静磁場強度３Ｔ（テスラ）におけるフッ素の核磁気共鳴周波数１２０ＭＨｚとし、第２の磁気共鳴周波数ｆ２を、静磁場強度３Ｔにおける水素原子核の核磁気共鳴周波数１２８ＭＨｚとする場合を例にあげて説明する。
【００１８】
まず、本実施形態の２重同調ループコイル１５０の動作および特性を、その等価回路を用いて説明する。図４は、等価回路を用いて２重同調ループコイルの動作を説明するための図である。図４（ａ）は、本実施形態の２重同調ループコイル１５０の等価回路５００である。本図において、インダクタ１１（ＬＡ）は２重同調ループコイル１５０の８つのインダクタ１９を直列に接続した合成値あり、キャパシタ２１（ＣＡ）は、２重同調ループコイル１５０の７つのキャパシタ２９をそれぞれ直列に接続した合成値ある。本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、本図に示すように、インダクタとキャパシタとによる直列共振回路（４１’、４２、４３）が３つ並列に接続された直列共振回路を並列に接続した回路の等価回路５００で現される。
【００１９】
ここで、一般の直列共振回路４０の動作について説明する。図５は、直列共振回路４０の動作を説明するための図である。直列共振回路４０は、図５（ａ）に示すように、インダクタ１５（Ｌ）とキャパシタ２５（Ｃ）とが直列に接続される。印加される電圧の周波数をｆ、角周波数をω（ω＝２πｆ）とすると、直列共振回路４０の両端のインピーダンスＺは、（式２）で表される。
【数２】
2008295737.tif 000004
【００２０】
インピーダンスＺは周波数ｆに依存して図５（ｂ）に示すように変化し、周波数ｆ＝ｆＲで共振する。図５（ｂ）において、直列共振回路４０の共振周波数ｆＲより高い周波数領域（ｆＲ＜ｆ）においてインピーダンスＺは、（式３）で表され、誘導性リアクタンスとして動作する。
【数３】
2008295737.tif 000005
ここで、直列共振回路４０の見かけのインダクタンスの値Ｌ’は、（式４）で表される。
【数４】
2008295737.tif 000006
一方、直列共振回路４０の共振周波数ｆＲより低い周波数領域（ｆ＜ｆＲ）においてインピーダンスＺは（式５）で表され、容量性リアクタンスとして動作する。
【数５】
2008295737.tif 000007
ここで、直列共振回路４０の見かけのキャパシタンスの値Ｃ’は（式６）で表される。
【数６】
2008295737.tif 000008
とする。
【００２１】
このように、直列共振回路４０は、印加する電圧の周波数に応じて、その共振周波数を境に異なる動作をする。本実施形態の２重同調ループコイル１５０の等価回路５００の各直列共振回路４１’、４２、４３の共振周波数ｆＡ、ｆＢ、ｆＣは、(式１）を満たすよう調整されている。このため、第１の共振周波数ｆ１の高周波信号を印加した場合、等価回路５００の直列共振回路４１’および直列共振回路４３は容量性リアクタンス（キャパシタ）として動作し、直列共振回路４２は誘導性リアクタンス（インダクタ）として動作する。このときの等価回路５００の構成を図４（ｂ）に示す。本図に示すように、第１の共振周波数周波数ｆ１の高周波信号が印加されると、等価回路５００は、キャパシタ７６（ＣＡ’）、インダクタ７３（ＬＢ’）、キャパシタ７７（ＣＣ’）が並列に接続した並列共振回路５０１として表される。
【００２２】
一方、第２の共振周波数周波数ｆ２の高周波信号を印加した場合は、等価回路５００の直列共振回路４１’および直列共振回路４２は誘導性リアクタンス（インダクタ）として動作し、直列共振回路４３は容量性リアクタンス（キャパシタ）として動作する。このときの等価回路５００の構成を図４（ｃ）に示す。本図に示すように、第２の共振周波数周波数ｆ２の高周波信号が印加されると、等価回路５００は、インダクタ７４（ＬＡ’’）、インダクタ７５（ＬＢ’’）、キャパシタ７８（ＣＣ’’）が並列に接続した並列共振回路５０２として表される。
【００２３】
従って、並列共振回路５０１の共振周波数が第１の共振周波数ｆ１に、並列共振回路５０２の共振周波数が第２の共振周波数ｆ２になるよう、それぞれキャパシタおよびインダクタの値を調整すると、この等価回路５００で表される本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、第１の共振周波数ｆ１および第２の共振周波数ｆ２で共振する。すなわち、２種類の磁気共鳴信号を送受信可能となる。以下、キャパシタおよびインダクタの値の調整について説明する。
【００２４】
並列共振回路５０１の各キャパシタ７６，７７の値ＣＡ’ＣＣ’は（式３）より以下の（式７）、（式８）で表される。また、インダクタ７３の値ＬＢ’は（式４）より以下の（式９）で表される。
【数７】
2008295737.tif 000009
【数８】
2008295737.tif 000010
【数９】
2008295737.tif 000011
【００２５】
ここで、一般に、インダクタおよびキャパシタで構成される並列共振回路の共振周波数ｆ０ｐとインダクタの値Ｌおよびキャパシタの値Ｃとの間には、以下の関係がある。
【数１０】
2008295737.tif 000012
【００２６】
並列共振回路５０１を第１の共振周波数ｆ1に同調するよう調整する場合、並列共振回路５０１の共振周波数は第１の共振周波数ｆ1となるため、ｆ１と各キャパシタ７６、７７の値ＣＡ’、ＣＣ’およびインダクタ７３の値ＬＢ’とは（式１０）を満たす。従って、ｆ１、ＣＡ’、ＣＣ’、ＬＢ’の関係は（式１１）のとおりである。
【数１１】
2008295737.tif 000013
【００２７】
（式７）、（式８）、（式９）、（式１１）をＬＡ、ＬＢ、ＬＣについて解くと、インダクタ１１、１２、１３（ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ）は、以下の関係を有する。
【数１２】
2008295737.tif 000014
同様に、（式９）、（式７）、（式８）、（式１１）をＣＡ、ＣＢ、ＣＣについて解くと、キャパシタ２１、２２、２３（ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ）は、以下の関係を有する。
【数１３】
2008295737.tif 000015
【００２８】
一方、並列共振回路５０２の各インダクタ７４、７５の値ＬＡ’’、ＬＢ’’は（式４）より以下の（式１４）、（式１５）で表される。また、キャパシタ７８の値ＣＣ’’は（式３）より以下の（式１６）で表される。
【数１４】
2008295737.tif 000016
【数１５】
2008295737.tif 000017
【数１６】
2008295737.tif 000018
【００２９】
並列共振回路５０２を第１２の共振周波数ｆ２に同調するよう調整する場合、並列共振回路５０２の共振周波数は第２の共振周波数ｆ２であるため、ｆ２と各インダクタ７４、７５の値ＬＡ’’、ＬＢ’’、キャパシタ７８の値ＣＣ’’とは（式１０）を満たす。すなわち、ｆ２、ＬＡ’’、ＬＢ’’、ＣＣ’’の関係は(式１７）のとおりである。
【数１７】
2008295737.tif 000019
【００３０】
（式１４）、（式１５）、（式１６）、（式１７）をＬＡ、ＬＢ、ＬＣについて解くと、インダクタ１１、１２、１３（ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ）は、以下の関係を有する。
【数１８】
2008295737.tif 000020
同様に、（式１４）、（式１５）、（式１６）、（式１７）をＣＡ、ＣＢ、ＣＣについて解くと、キャパシタ２１、２２、２３（ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ）は、以下の関係を有する。
【数１９】
2008295737.tif 000021
【００３１】
従って、各インダクタの値ＬＡ、ＬＢ、ＬＣは（式１２）と（式１８）とを同時に満たす必要があるため、インダクタ１２（ＬＢ）およびインダクタ１３（ＬＣ）は、各共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆＡ、ｆＢ、ｆＣおよびＬＡを用いて、それぞれ（式２０）、（式２１）で表される。
【数２０】
2008295737.tif 000022
【数２１】
2008295737.tif 000023
【００３２】
一方、各キャパシタの値ＣＡ、ＣＢ、ＣＣは（式１３）と（式１９）とを同時に満たす必要があるため、キャパシタ２２（ＣＢ）キャパシタ２３（ＣＣ）は、（式１３）、（式１９）より、各共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆＡ、ｆＢ、ｆＣおよびＣＡを用いて、それぞれ（式２２）、（式２３）で表される。
【数２２】
2008295737.tif 000024
【数２３】
2008295737.tif 000025
【００３３】
等価回路５００において得られた上記関係を用い、本実施形態の２重同調ループコイル１５０の各キャパシタおよびインダクタの値を算出する。
【００３４】
まず、直列共振回路４１の共振周波数ｆＡを決定する。上述したように、ここでは、第１の共振周波数ｆ１は１２０ＭＨｚ、第２の共振周波数ｆ２は１２８ＭＨｚである。従って、直列共振回路４１の共振周波数ｆＡは、（式１）より１２０ＭＨｚと１２８ＭＨｚとの中間に定める。ここでは、例えば、１２４ＭＨｚとする。
【００３５】
次に、直列共振回路４１のインダクタの合成値であるＬＡを決定する。ここでは、例えば、典型的なループコイルのインダクタの値である１μＨとする。従って、直列共振回路４１を構成する８つのインダクタ１９の値は、それぞれ１２５ｎＨとなる。
【００３６】
次に、直列共振回路４１のキャパシタの合成値であるＣＡを決定する。ここで、一般に、直列共振回路では、その共振周波数ｆｏｓとインダクタの値Ｌおよびキャパシタの値Ｃとは、以下の（式２４）の関係にある。
【数２４】
2008295737.tif 000026
本関係を直列共振回路４１にあてはめると、キャパシタの合成値であるＣＡは、１．６５ｐＦとなる。従って、直列共振回路４１を構成する７つのキャパシタ２９の値は、それぞれ１１．６ｐＦとなる。
【００３７】
次に、直列共振回路４２の共振周波数ｆＢおよび直列共振回路４３の共振周波数ｆＣを決定する。これらは（式１）を満たすよう決定する。このとき（式２０）、（式２１）、（式２２）、（式２３）より求まる値は、それぞれを構成するインダクタおよびキャパシタの高周波損失が低く調整が容易なように、インダクタの値が１０ｎＨから２００ｎＨの間に、キャパシタの値が１０ｐＦから２００ｐＦの間となるように決定する。図６（ａ）に（式１）を満たすｆＢ、ｆＣの周波数領域を示す。また図６（ｂ）（ｃ）に（式２０）、（式２１）により求まるＬＢ、ＬＣが実際の作製・調整が可能である１０ｎＨから２００ｎＨの間に入るｆＢ、ｆＣの周波数領域を示す。同様に図６（ｄ）（ｅ）に（式２２）、（式２３）により求まるＣＢ、ＣＣが比較的高周波損失が小さい１０ｐＦから２００ｐＦの間に入るｆＢ、ｆＣの周波数領域を示す。また図６（ｆ）に図６（ａ）〜（ｅ）すべてを満たすｆｂ、ｆｃの周波数領域を示す。この領域内のｆＢ、ｆＣの組み合わせならばいずれでもよい。ここでは、例えば、ｆＢ＝９３．６ＭＨｚ、ｆＣ＝１５６ＭＨｚとする。
【００３８】
最後に、以上のように決定した各共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆＡ、ｆＢ、ｆＣおよびＬＡ、ＣＡを用いて、ＬＢ、ＬＣ、ＣＢ、ＣＣを（式２０）、（式２１）、（式２２）、（式２３）に従って算出する。その結果、ＬＢ＝２４．５ｎＨ、ＬＣ＝３０．７ｎＨ、ＣＢ＝４２．６ｐＦ、ＣＣ＝９４．３ｐＦとなる。これは、上記、インダクタ及びキャパシタの値の範囲内に入っている。
【００３９】
このように、本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、ＬＡ＝１μＨ、ＬＢ＝２４．５ｎＨ、ＬＣ＝３０．７ｎＨ、ＣＡ＝１．６５ｐＦ、ＣＢ＝４２．６ｐＦ、ＣＣ＝９４．３ｐＦと調整することにより、３Ｔにおけるフッ素の核磁気共鳴周波数１２０ＭＨｚ及び、３Ｔにおける水素原子核の核磁気共鳴周波数１２８ＭＨｚの両方の周波数で共振し、フッ素及び、水素原子核の磁気共鳴信号を送信及び、受信する。
【００４０】
以上のように本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、互いに周波数が近い２種類の磁気共鳴周波数に同調し、２種類の磁気共鳴周波数を持つ高周波磁場を高効率かつ均一に照射するとともに、２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な感度分布で受信する。また、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、現実的な値を持つインダクタおよびキャパシタにより互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号の送受信を実現する。このため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が低減でき、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号に対するＲＦコイルの受信感度及び送信効率が向上する。
【００４１】
また、本実施形態の２重同調ループコイル１５０は、上記構成からわかるように、ＲＦコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていない。このため、トラップ回路によるＲＦコイルの感度分布を乱すことが無くＲＦコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態の２重同調ループコイル１５０のループコイル１を検査対象１０３に密着して配置することで、密着部分周辺の磁気共鳴信号を高感度で検出することができる。
【００４３】
なお、本実施例では、第１の共振周波数および第２の共振周波数の組み合わせを、フッ素および水素原子核の核磁気共鳴周波数とした場合を例にあげて説明した。しかし、組み合わせはこれに限られない。ただし、１の共振周波数が他の共振周波数の７０％以内に収まる組み合わせが望ましい。例えば、フッ素とヘリウム（３Ｈｅ）、燐（３１Ｐ）とリチウム（７Ｌｉ）、キセノン（１２９Ｘｅ）とナトリウム（２３Ｎａ）、キセノン（１２９Ｘｅ）と炭素（１３Ｃ）、ナトリウム（２３Ｎａ）と炭素（１３Ｃ）、酸素（１９Ｏ）と重水（１Ｈ）のなどの組み合わせが考えられる。もちろん、原子核の組み合わせはこれに限定されるものではない。
【００４４】
なお、本実施形態の２重同調ループコイルの１５０の形状は、上記のものに限られない。その等価回路が等価回路５００と同等であればよい。
【００４５】
例えば、ループコイル１部が鞍型コイルの形状を有していてもよい。図７に本実施形態の２重同調ループコイルの変形例である２重同調鞍型コイル１５１を示す。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、２重同調鞍型コイル１５１は、鞍型のループコイル１の対向した２つのループが同一方向に磁場を発生するように接続され、各ループの面が円柱の側面に沿うように変形した形状を有する。
【００４６】
また、例えば、ループコイル１部が蝶型コイルの形状を有していてもよい。図８に本実施形態の２重同調ループコイルの変形例である２重同調蝶型コイル１５２を示す。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、２重同調蝶型コイル１５２は、蝶型のループコイル１の同一平面内の隣り合う２つのループが互いに逆向き方向に磁場を発生するように接続された形状を有する。
【００４７】
また、例えば、ループコイル１部がソレノイドコイルの形状を有していてもよい。図９に、本実施形態の２重同調ループコイルの変形例である２重同調ソレノイドコイル１５３を示す。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。
【００４８】
２重同調鞍型コイル１５１、２重同調蝶型コイル１５２および２重同調ソレノイドコイル１５３は、等価回路５００で表されるため、２重同調ループコイル１５０と回路構成及び動作原理は同じである。このため、２重同調鞍型コイル１５１、２重同調蝶型コイル１５２および２重同調ソレノイドコイル１５３は、水素原子核及びフッ素原子核の組み合わせで代表される互いに周波数が近い２つの磁気共鳴信号に対するＲＦコイルとして動作する。ただし、上記２重同調ループコイル１５０とはコイルの形状が異なるため、ループコイルのインダクタ１１（ＬＡ）とキャパシタ２１（ＣＡ）との値は変化するので、それに応じてＬＢ、ＬＣ、ＣＢ、ＣＣを決定する必要がある。
【００４９】
以上のように、２重同調鞍型コイル１５１、２重同調蝶型コイル１５２および２重同調ソレノイドコイル１５３は、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号を送受信可能なＲＦコイルを構成することが可能となるため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が大きく低減でき、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号に対するＲＦコイルの受信感度及び送信効率が向上する。また、ＲＦコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていないため、トラップ回路によるＲＦコイルの感度分布を乱すことが無くＲＦコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。
【００５０】
さらに、２重同調鞍型コイル１５１はコイルが鞍型の形状を有していることから、図７に示すように鞍型コイルの中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１０３を配置することにより、検査対象１０３の表面に加えて深部方向の領域からの２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。
【００５１】
また、２重同調蝶型コイル１５２はコイルが蝶型の形状を有していることから、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１０３は、閉空間内に入ることがない。図８に示すように蝶型コイルの上部または下部に検査対象１０３を配置することにより、検査対象１０３の深部方向の領域からの２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。
【００５２】
また、２重同調ソレノイドコイル１５３はコイルがソレノイドの形状を有していることから図９に示すようにソレノイドコイルの中に、被検体の腕や足、胴体などの検査対象１０３を配置することにより、検査対象１０３の表面に加えて深部方向の領域からの２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。また、ソレノイドコイルは鞍型コイルと比べて、より広い領域で均一な感度分布を持つ。
【００５３】
なお、これらの変形例では、ループコイル１にキャパシタ２１を１つ設置しているが、複数のキャパシタとしてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態および変形例では、２種の異なる磁気共鳴信号を送受信可能な２重同調ＲＦコイルを例にあげて説明した。しかし、本発明を適用可能なＲＦコイルの送受信可能な磁気共鳴信号は２種に限られない。例えば、３種の異なる磁気共鳴信号を送受信可能な３重同調ループコイルであってもよい。
【００５５】
図１０に本実施形態の２重同調ループコイルの変形例である３重同調ループコイル１５４を示す。本図に示すように、３重同調ループコイル１５４は、２重同調ループコイル１５０の構成に加え、キャパシタ２４（ＣＤ）とインダクタ１４（ＬＤ）とが直列接続される第４の直列共振回路４４が、第３の直列共振回路４３に並列に接続されている。
【００５６】
第１、第２、第３、第４の直列共振回路４１、４２、４３、４４の共振周波数（ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ、ｆＤ）は、３重同調ループコイル１５４が第１、第２、第３の元素の磁気共鳴周波数に応じた第１、第２、第３の共振周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で共振するように、以下の（式２５）を満たすように調整する。
【数２５】
2008295737.tif 000027
【００５７】
本変形例においても、各インダクタ１２、１３、１４の値ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ及び各キャパシタ２２、２３、２４の値ＣＢ、ＣＣ、ＣＤは、２重同調ループコイル１５０の場合と同様に第１、第２、第３の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３およびループコイル１部のインダクタの合成値ＬＡ、キャパシタの合成値ＣＡにより決定される。
【００５８】
本変形例の３重同調ループコイル１５４の動作および特性を、図１１（ａ）に示す等価回路６００を用いて説明する。本変形例の３重同調ループコイル１５４は、本図に示すように、インダクタとキャパシタとによる直列共振回路４１’、４２、４３、４４が４つ並列に接続された直列共振回路を並列に接続した回路の等価回路６００で現される。それぞれの直列共振回路４１’、４２、４３、４４の共振周波数はｆＡ、ｆＢ、ｆＣ、ｆＤである。
【００５９】
等価回路６００は（式２５）を満たすように調整されているため、第１の共振周波数ｆ１の高周波信号が印加されると、第２の直列共振回路４２は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ８４（ＬＢ’）と見なすことができる。そして、第１の直列共振回路４１’、第３の直列共振回路４３、第４の直列共振回路４４は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ９４、９５、９６（ＣＡ’、ＣＣ’、ＣＤ’）と見なすことができる。
【００６０】
従って、第１の共振周波数ｆ１において、等価回路６００は、図１１（ｂ）に示すインダクタ８４、キャパシタ９４、９５、９６をそれぞれ並列に接続した並列共振回路６０１として表される。このとき、並列共振回路６０１の共振周波数を第１の共振周波数ｆ１に調整すると、等価回路６００、すなわち、３重同調ループコイル１５４は、第１の共振周波数ｆ１で共振する。また、第１の共振周波数ｆ１と、並列共振回路６０１を構成する各キャパシタキャパシタ９４、９５、９６の値、ＣＡ’、ＣＣ’、ＣＤ’およびインダクタ８４の値ＬＢ’の関係は、（式１０）より、以下のとおりとなる。
【数２６】
2008295737.tif 000028
【００６１】
また、等価回路６００は（式２５）を満たすよう調整されているため、第２の共振周波数ｆ２の高周波信号が印加されると、第１、第２の直列共振回路４１’、４２は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ８５、８６（ＬＡ’’、ＬＢ’’）と見なすことができる。また、第３、第４の直列共振回路４３、４４は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ９７、９８（ＣＣ’’、ＣＤ’’）と見なすことができる。
【００６２】
従って、第２の共振周波数ｆ２において、等価回路６００は、図１１（ｃ）に示すインダクタ８５、８６、キャパシタ９７、９８をそれぞれ並列に接続した並列共振回路６０２として表される。このとき、並列共振回路６０２の共振周波数を第２の共振周波数ｆ２に調整すると、等価回路６００、すなわち、３重同調ループコイル１５４は第２の共振周波数ｆ２で共振する。また、第１の共振周波数ｆ１と、並列共振回路６０２を構成する各インダクタ８５、８６の値ＬＡ’’、ＬＢ’’および各キャパシタ９７、９８の値、ＣＢ’’、ＣＤ’’の関係は、（式１０）より、以下のとおりとなる。
【数２７】
2008295737.tif 000029
【００６３】
また、等価回路６００は（式２５）を満たすよう調整されているため、第３の共振周波数ｆ３の高周波信号が印加されると第１、第２、第３の直列共振回路４１’、４２、４３は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタ８７、８８、８９（ＬＡ’’’、ＬＢ’’’、ＬＣ’’’）と見なすことができる。同様に、第３の共振周波数ｆ３における第４の直列共振回路４４は、容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタ９９（ＣＤ’’’）と見なすことができる。
【００６４】
従って、第３の共振周波数ｆ３において、等価回路６００は、図１１（ｄ）に示すインダクタ８７、８８、８９、キャパシタ９９をそれぞれ並列に接続した並列共振回路６０３として表される。このとき、並列共振回路６０３の共振周波数を第３の共振周波数ｆ３に調整すると、等価回路６００、すなわち、３重同調ループコイル１５４は第３の共振周波数ｆ３で共振する。また、第３の共振周波数ｆ３と、並列共振回路６０３を構成する各インダクタ８７、８８、８９の値ＬＡ’’’、ＬＢ’’’、ＬＣ’’’およびキャパシタ９９の値、ＣＤ’’’の関係は、（式１０）より、以下のとおりとなる。
【数２８】
2008295737.tif 000030
【００６５】
（式２６）（式２７）（式２８）を、それぞれ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤについて解くと、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤは、ｆＢ、ｆＣ、ｆＤを変数とする関数として表される。ｆＢ、ｆＣ、ｆＤが（式２５）を満たし、かつ、インダクタおよびキャパシタの値を高周波損失が低く調整が容易な範囲、すなわち、１０ｎＨ＜（ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ）＜２００ｎＨ、１０ｐＦ＜（ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ）＜２００ｐＦとなるように調整することで、３重同調ループコイル１５４は、３つの元素の磁気共鳴周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で共振し、磁気共鳴信号を送信及び、受信が可能である。
【００６６】
上述してきたように、３重同調ループコイル１５４は、高周波損失を伴う程の大きな値を持つキャパシタや、調整が困難な小さな値を持つインダクタを用いずに、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号を送受信可能なＲＦコイルを構成することが可能となるため、インダクタやキャパシタによる高周波損失が大きく低減でき、互いの周波数が近い２種類の磁気共鳴信号に対するＲＦコイルの受信感度及び送信効率が向上する。また、ＲＦコイルの信号検出に関与しないトラップ回路が、信号検出コイル内に配置されていないため、トラップ回路によるＲＦコイルの感度分布を乱すことが無くＲＦコイルの感度分布の均一性を向上させることができる。さらに、ループコイル１を検査対象１０３に密着して配置することで、密着部分周辺の周波数が互いに近い３種類の磁気共鳴信号を高感度で検出することができる。
【００６７】
上記において、第１、第２、第３、第４の直列共振回路４１、４２、４３、４４の共振周波数（ｆＡ、ｆＢ、ｆＣ、ｆＤ）は、３重同調ループコイル１５４が第１、第２、第３の元素の磁気共鳴周波数に応じた第１、第２、第３の共振周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）で共振するように、（式２５）を満たすように調整する場合を例にあげて説明したが、各直列共振回路４１、４２、４３の共振周波数と３重同調ループコイル１５４の共振周波数との関係はこれに限られない。例えば、ｆＢ＜ｆ１＜ｆＣ＜ｆ２＜ｆＡ＜ｆ３＜ｆＤであってもよい。
【００６８】
なお、さらにキャパシタとインダクタが直列接続される直列共振回路を、第４の直列共振回路４４と並列に接続することにより４重同調することが可能である。また、原理的には高次の同調も可能である。
【００６９】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は基本的に第一の実施形態と同様である。本実施形態では、送受信用ＲＦコイル１１６に、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０を２つ組み合わせて、送受信ＲＦコイルの照射効率や受信感度を向上させる直交位相検波（ＱＤ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式を実現する。以下、第一の実施形態と異なる構成について説明する。
【００７０】
図１２は本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６を説明するための図であり、図１２（ａ）は、送受信ＲＦコイル１１６の回路図である。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本図に示すように、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６は、第１の２重同調ループコイル６１と第２の２重同調ループコイル６２とを備える。各２重同調ループコイル６１、６２の構成は、第１の実施形態の２重同調ループコイル１５０と同様である。さらに、本実施形態の第１の２重同調ループコイル６１および第２の２重同調ループコイル６２は、それぞれ第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０と同様に、第１の共振周波数ｆ１および第２の共振周波数ｆ２（＞ｆ１）で共振するよう調整されている。
【００７１】
本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の第１の２重同調ループコイル６１と第２の２重同調ループコイル６２とは、それぞれ、ループコイル部１、２のループ面１７１、１７２がｚ軸と平行となるよう配置される。また、第２の２重同調ループコイル６２は、ｚ軸を回転軸として第１の２重同調ループコイル６１を９０度回転した位置に配置される。
【００７２】
図１２（ｂ）は、静磁場が貫通する方向（図中ｚ軸方向）から送受信ＲＦコイル１１６を見た図である。本図に示すように、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６では、第１の２重同調ループコイル６１が発生する磁場の向き６３と第２の２重同調ループコイル６２が発生する磁場の向き６４とは直交する。このため、第１の２重同調ループコイル６１と第２の２重同調ループコイル６２とは磁気的に結合せず、それぞれ独立して２種類の磁気共鳴信号に対するＲＦコイルとして動作する。
【００７３】
図１３は、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の第１の２重同調ループコイル６１および第２の２重同調ループコイル６２と、高周波磁場発生器１０６および受信機１０８との接続を説明するためのブロック図である。高周波磁場発生器１０６の出力は分配器５０に入力され２つに分けられる。このとき、互いの位相が直交するように分配される。それぞれの出力がバラン４６を通って第１の２重同調ループコイル６１のポート５及び第２の２重同調ループコイル６２のポート６に入力される。また、２つの２重同調ループコイル６１、６２からの出力は、それぞれバラン４６を通って信号増幅器４７に入力され、信号増幅器４７の出力は位相調整器４８を通して合成器４９に入力される。合成器４９の出力は受信器１０８に入力される。
【００７４】
次に、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の動作を説明する。高周波磁場発生器１０６により第１の共振周波数ｆ１または第２の共振周波数ｆ２の高周波信号が送信されると、分配器５０で互いの信号の位相が直交するように、信号が２つに分配され、バラン４６を通ってポート５及びポート６にそれぞれ印加される。第１の２重同調ループコイル６１及び第２の２重同調ループコイル６２は、それぞれ第１の共振周波数ｆ１及び第２の共振周波数ｆ２で共振するよう調整されているため、印加された第１の共振周波数ｆ１または第２の共振周波数ｆ２の高周波信号を高周波磁場として検査対象１０３に照射する。このとき、第１の２重同調ループコイル６１及び第２の２重同調ループコイル６２が照射する高周波磁場の位相は互いに直交しているため、検査対象１０３には座標軸９のｚ軸を中心とした回転磁界が発生する。以上のように、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６は、ＱＤ方式の送信を実現する。
【００７５】
また、検査対象１０３から発生する第１の共振周波数ｆ１または第２の共振周波数ｆ２の磁気共鳴信号に対して、第１の２重同調ループコイル６１および第２の２重同調ループコイル６２は、それぞれ直交する信号成分を検出する。検出された各信号成分は信号増幅器４７でそれぞれ増幅され、位相調整器４８でそれぞれ処理された後、合成器４９で合成され受信器１０８に送られる。以上のように、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６は、ＱＤ方式の受信を実現する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態の送受信ＲＦコイルは、ＱＤ方式を実現するため、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０が奏する効果に加え、高効率で高周波磁場を検査対象１０３に照射でき、より高感度で２種類の磁気共鳴信号を検出することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、ＱＤ方式を実現するために第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０を２つ組み合わせる場合を例をあげて説明した。しかし、ＱＤ方式を実現するために組み合わせるコイルはこれに限られない。例えば、サドル型コイルをｚ軸を回転軸として９０度ずらして２つ配置する、または、ソレノイドコイルとサドルコイルとを円筒の向きが同じになるように配置する等、２つのコイルがそれぞれ発生する磁場が直交するよう配置可能なコイルの組であればよい。
【００７８】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は基本的に第一の実施形態と同様である。本実施形態では、第一の実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の代わりに、送信用ＲＦコイル１１６ａと受信用ＲＦコイル１１６ｂとそれぞれ独立して設ける。ここでは、送信用ＲＦコイル１１６ａに鳥かご型形状を有する２重同調鳥かご型ＲＦコイルを、受信用ＲＦコイル１１６ｂにループコイルの形状を有する２重同調ループコイルを用いる場合を例にあげて説明する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００７９】
図１４は、本実施形態のＲＦコイルと高周波磁場発生器１０６および受信機１０８との接続を説明するためのブロック図である。本図に示すように、本実施形態のＲＦコイルは、送信用ＲＦコイル１１６ａである２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０と、受信用ＲＦコイル１１６ｂである２重同調ループコイル７１と、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０と２重同調ループコイル７１との磁気結合を防止するための磁気結合防止回路５４、６８と、磁気結合防止回路５４、６８を駆動する磁気結合防止回路駆動装置１１５と、高周波磁場発生器１０６の出力を分配する分配器５０とを備える。本実施形態では、磁気結合防止回路５４、は２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０のループ部に直列に、磁気結合防止回路６８は２重同調ループコイル７１に直列に挿入されている。
【００８０】
本実施形態の２重同調ループコイル７１は、等価回路が第一の実施形態の等価回路５００と同等となるよう構成され、第１の共振周波数ｆ１および第２の共振周波数ｆ２で共振するよう調整されている。２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０は、従来方式による回路で構成され、第１の共振周波数ｆ１および第２の共振周波数ｆ２で共振するよう調整されている。
【００８１】
第１の共振周波数ｆ１を持つ高周波磁場を発生する高周波磁場発生器１０６の出力は分配器５０に入力されて２つに分けられ、それぞれの出力がバラン４６を通ってピックアップコイル６５に入力される。また、第２の共振周波数ｆ２を持つ高周波磁場を発生する高周波磁場発生器１０６の出力は分配器５０に入力されて２つに分けられ、それぞれの出力がバラン４６を通ってピックアップコイル６６に入力される。ピックアップコイル６５、６６は、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０に第１の共振周波数ｆ１及び第２の共振周波数ｆ２の高周波信号をそれぞれ伝達するように配置される。また、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０は複数の磁気結合防止回路５４を備える。磁気結合防止回路駆動装置１１５から磁気結合防止回路５４へ複数の制御用信号線５１が接続されている。また、２重同調ループコイル７１は、検査対象１０３に近接するよう、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０の内部に配置される。２重同調ループコイル７１の出力は、バラン４６を介して信号増幅器４７に入力され、信号増幅器４７から受信器１０８に入力される。また、磁気結合防止回路駆動装置１１５から、磁気結合防止回路６８に複数の制御用信号線５１が接続される。
【００８２】
図１５（ａ）は、本実施形態の２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０の構成および配置を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０は、２つのループ導体８がループ面に垂直な軸を共通の軸として対向して配置され、ループ導体８の軸方向に平行な複数（図１５（ａ）では一例として８本）の直線導体７で接続される。ループ導体８には、それぞれ複数の磁気結合防止回路５４が挿入されている。また、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０は、その円筒形の中心軸がｚ軸方向に平行に配置される。
【００８３】
図１５（ｂ）は、本実施形態の磁気結合防止回路５４の構成を説明するための図である。本図に示すように、本実施形態の磁気結合防止回路は、キャパシタ２６とキャパシタ２７が直列に接続された直列回路と、インダクタ１８とは並列に接続されている。また、キャパシタ２６には、ＰＩＮダイオード３０とインダクタ１６が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ２７には、ＰＩＮダイオード３１とインダクタ１７が直列に接続された回路が並列に接続されている。ＰＩＮダイオードは、ダイオードの順方向に流れる直流電流の値が一定値以上で概ね導通状態となる特性を持ち、直流電流によりダイオードのオン／オフを制御することができる。また、磁気結合防止回路駆動装置１１５の出力端子は、ＰＩＮダイオード３０とインダクタ１６の接続点とＰＩＮダイオード３１とインダクタ１７の接続点に接続されている。磁気結合防止回路駆動装置１１５からの制御電流５１で磁気結合防止回路５４のＰＩＮダイオード３０、３１をオン／オフ制御することにより、高周波信号送信時には、２重同調鳥かご型コイル７０を送信用ＲＦコイル１１６ａとして機能させ、高周波信号受信時には、２重同調鳥かご型コイル７０を高インピーダンス化し、受信用ＲＦコイル１１６ｂ（２重同調ループコイル７１）と干渉させない。本動作の詳細については後述する。
【００８４】
図１６（ａ）は、２重同調ループコイル７１の構成を説明するための図である。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本実施形態の２重同調ループコイル７１は、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０と基本的に同様であり、さらに、磁気結合防止回路６８をループコイル１に備える。図１６（ｂ）に示す磁気結合防止回路６８は、キャパシタ２６とキャパシタ２７が直列に接続されている。また、キャパシタ２６には、ＰＩＮダイオード３０とインダクタ１６が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ２７には、ＰＩＮダイオード３１とインダクタ１７が直列に接続された回路が並列に接続されている。ＰＩＮダイオードは、ダイオードの順方向に流れる直流電流の値が一定値以上で概ね導通状態となる特性を持ち、直流電流によりダイオードのオン／オフを制御することができる。また、磁気結合防止回路駆動装置１１５の出力端子は、ＰＩＮダイオード３０とインダクタ１６の接続点とＰＩＮダイオード３１とインダクタ１７の接続点に接続されている。磁気結合防止回路駆動装置１１５からの制御電流５１によりオン／オフ制御され、高周波信号受信時には、２重同調ループコイル７１を受信用ＲＦコイル１１６ｂとして機能させ、高周波磁場送信時には、２重同調ループコイル７１を高インピーダンス化し、送信用ＲＦコイル１１６ａ（２重同調鳥かご型コイル７０）と干渉しないよう制御する。本動作の詳細については、後述する。
【００８５】
高周波磁場発生器１０６より共振周波数ｆ１またはｆ２を持つ高周波磁場を２重同調鳥かご型コイル７０に印加する直前に、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、２重同調鳥かご型コイル７０のＰＩＮダイオード３０に流す制御電流５１の値を０に設定するとともに、２重同調ループコイル７１のＰＩＮダイオード３１がオンとなるように、直流の制御電流５１を印加する。
【００８６】
制御電流５１を２重同調ループコイル７１に印加することにより、ＰＩＮダイオード３１がオンとなり、キャパシタ２６とインダクタ１６とからなる並列共振回路５５が共振周波数ｆ１で共振し、キャパシタ２７とインダクタ１７とからなる並列共振回路５６が共振周波数ｆ２で共振する。その結果、２重同調ループコイル７１のインピーダンスは極めて高くなり、２重同調ループコイル７１にはほとんど電流が流れず、磁界もほとんど発生しない。
【００８７】
一方、２重同調鳥かご型コイル７０では、ダイオード３０に流れる制御電流５１の値が０となるため、全てのダイオード３０はオフとなり、並列共振回路５４は、２つのキャパシタ２６、２７を直列接続した回路と、インダクタ１８を並列に接続した並列回路と等価な回路（トラップ回路）となり、２重同調鳥かご型コイル７０は、共振周波数ｆ１および共振周波数ｆ２で共振する。
【００８８】
したがって、２重同調鳥かご型コイル７０と２重同調ループコイル７１との磁気結合が無くなり、２重同調鳥かご型コイル７０は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下無しに、共振周波数ｆ１またはｆ２を持つ高周波磁場を検査対象１０３に照射できる。
【００８９】
高周波磁場を印加した後、検査対象１０３から発せられる磁気共鳴信号を受信する際、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、２重同調鳥かご型コイル７０のダイオード３０がオンとなるように制御電流５１を印加し、２重同調ループコイル７１のダイオード３１に流す制御電流５１の値を０に設定する。
【００９０】
制御電流５１を２重同調鳥かご型コイル７０に印加することにより、ダイオード３０がオンとなり、キャパシタ２６とインダクタ１６とからなる並列共振回路１３０が共振周波数ｆ１で共振し、キャパシタ２７とインダクタ１７とからなる並列共振回路１３１が共振周波数ｆ２で共振する。その結果、共振周波数ｆ１、ｆ２において２重同調鳥かご型コイル７０のインピーダンスは極めて高くなり、２重同調鳥かご型コイル７０にはほとんど電流が流れず磁界もほとんど発生しない。
【００９１】
一方、２重同調ループコイル７１では、ダイオード３１に流れる制御電流５１の値が０となるため、ダイオード３１はオフとなり、インダクタ１６とキャパシタ２６との接続およびインダクタ１７とキャパシタ２７の接続が切れる。その結果、２重同調ループコイル７１は、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０と等価な回路となり、共振周波数ｆ１、ｆ２で共振するコイルとして動作する。
【００９２】
したがって、検査対象１０３から発せられる共振周波数ｆ１またはｆ２に対応する２つの磁気共鳴信号を受信する際、２重同調鳥かご型コイル７０と２重同調ループコイル７１との磁気結合が無くなり、２重同調ループコイル７１は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下無しに、共振周波数ｆ１またはｆ２に対応する磁気共鳴信号を高感度に受信する。
【００９３】
上述してきたように、本実施形態によれば、高周波磁場印加時および磁気共鳴信号の受信時に、互いに近い２つの磁気共鳴周波数に同調する２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０と２重同調ループコイル７１との、互いの磁気結合を防止できる。その結果、２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０が互いに近い２種類の磁気共鳴周波数を持つ均一な高周波磁場の信号を送信し、２重同調ループコイル７１が互いに近い２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ同時に受信することができる。
【００９４】
従って、本実施形態によれば、送信用ＲＦコイル１１６ａの形状と受信用ＲＦコイル１１６ｂの形状とを独立に選択することできる。本実施形態によれば、第一の実施形態が奏する効果に加え、ＲＦコイル１１６の形状による効果が得られる。例えば、照射分布の均一性が高い２重同調鳥かご型コイル７０を送信用ＲＦコイル１１６ａとして用い、検査対象１０３の形状や大きさに応じて受信用ＲＦコイル１１６ｂの形状を選ぶことで、個々の検査対象１０３に最適化した磁気共鳴画像の撮像が可能となる。もちろん、送信用ＲＦコイル１１６ａは２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０に限定されるものではない。
【００９５】
本実施形態では、受信用ＲＦコイル１１６ｂとして、図１７に示すような２重同調アレイコイル７２を用いることが可能である。２重同調アレイコイル７２は、部分的に重なり合った複数（図１７では４個）のループコイル１から構成される。隣り合うループコイル１の重なりの位置は、互いのループコイル１の磁気結合が無くなるように調整されている。２重同調アレイコイル７２を用いることにより、１個の受信用２重同調コイル７１を用いる場合に比べて広い領域の撮像が可能となる。従って、例えば、検査対象１０３である被検体（患者）の体幹部全体に対して、互いに近い２種類の磁気共鳴信号を高感度かつ同時に受信することが可能となる。
【００９６】
なお、磁気結合防止回路６８は上記構成に限られない。例えば、図１６（ｃ）に示す構成であってもよい。図１６（ｃ）に示す磁気結合防止回路６９は、磁気結合回路６８が備える磁気結合防止回路駆動装置１１５とそれによって駆動されるＰＩＮダイオードとの代わりに、極性の向きが異なる２つのＰＩＮダイオードを組み合わせた、クロスダイオード３４を備える。キャパシタ２６とキャパシタ２７が直列に接続されている。また、キャパシタ２６には、クロスダイオード３４とインダクタ１６が直列に接続された回路が並列に接続され、キャパシタ２７には、クロスダイオード３４とインダクタ１７が直列に接続された回路が並列に接続されている。
【００９７】
高周波磁場発生器１０６より共振周波数ｆ１またはｆ２を持つ高周波磁場を２重同調鳥かご型コイル７０に印加する直前に、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、２重同調鳥かご型コイル７０のＰＩＮダイオード３０に流す制御電流５１の値を０に設定する。
【００９８】
２重同調鳥かご型コイル７０では、ダイオード３０に流れる制御電流５１の値が０となるため、全てのダイオード３０はオフとなり、並列共振回路５４は、２つのキャパシタ２６、２７を直列接続した回路と、インダクタ１８を並列に接続した並列回路と等価な回路（トラップ回路）となり、２重同調鳥かご型コイル７０は、共振周波数ｆ１および共振周波数ｆ２で共振する。
【００９９】
一方、高周波磁場が印加された２重同調ループコイル７１には、磁気結合により大きな起電力が発生し、クロスダイオード３４はオンとなり、キャパシタ２６とインダクタ１６とからなる並列共振回路５７が共振周波数ｆ１で共振し、キャパシタ２７とインダクタ１７とからなる並列共振回路５８が共振周波数ｆ２で共振する。その結果、２重同調ループコイル７１のインピーダンスは極めて高くなり、２重同調ループコイル７１にはほとんど電流が流れず、磁界もほとんど発生しない。
【０１００】
したがって、２重同調鳥かご型コイル７０と２重同調鳥ループコイル７１との磁気結合が無くなり、２重同調鳥かご型コイル７０は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下無しに、共振周波数ｆ１またはｆ２を持つ高周波磁場を検査対象１０３に照射できる。
【０１０１】
高周波磁場を印加した後、検査対象１０３から発せられる磁気共鳴信号を受信する際、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、２重同調鳥かご型コイル７０のＰＩＮダイオード３０に流す制御電流５１印加する。
【０１０２】
制御電流５１を２重同調鳥かご型コイル７０に印加することにより、ダイオード３０がオンとなり、キャパシタ２６とインダクタ１６とからなる並列共振回路１３０が共振周波数ｆ１で共振し、キャパシタ２７とインダクタ１７とからなる並列共振回路１３１が共振周波数ｆ２で共振する。その結果、共振周波数ｆ１、ｆ２において２重同調鳥かご型コイル７０のインピーダンスは極めて高くなり、２重同調鳥かご型コイル７０には電流が流れず磁界も発生しない。
【０１０３】
一方、２重同調ループコイル７１では、検査対象１０３から発生られる磁気共鳴信を受信する。しかし、磁気共鳴信号は極めて小さな電流であるため、クロスダイオード３４はオフとなり、インダクタ１６、インダクタ１７とは接続されない。その結果、２重同調ループコイル７１は、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０と等価な回路となり、共振周波数ｆ１、ｆ２で共振するコイルとして動作する。
【０１０４】
このように、磁気結合防止回路６９を用いる場合は、受信用２重同調コイルは磁気結合防止回路駆動装置１１５を用いずに送信用２重同調鳥かご型ＲＦコイル７０と受信用２重同調コイル７１との磁気結合を防止できる。従って、磁気結合防止回路６８を用いる場合に得られる効果に加え、さらに構成が簡素化できるという効果を奏する。
【０１０５】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第四の実施形態について説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は基本的に上記各実施形態と同様である。本実施形態では、第二の実施形態と同様に、送受信用ＲＦコイル１１６に、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０を２つ組み合わせて用いる。しかし、本実施形態では、２つの２重同調ループコイルのループ面を同一平面内に設置する。以下、第二の実施形態と異なる構成について説明する。
【０１０６】
図１８は、本実施形態の送受信用ＲＦコイル１１６を説明するための図である。図中座標９のｚ軸方向は静磁場方向である。本図に示すように本実施形態の送受信用ＲＦコイル１１６は、第１の２重同調ループコイル５９と第２の２重同調ループコイル６０とを備える。各２重同調ループコイル５９、６０の構成は、第１の実施形態の２重同調ループコイル１５０と同様である。さらに、本実施形態の第１の２重同調ループコイル５９および第２の２重同調ループコイル６０は、それぞれ第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０と同様に、２つの異なる共振周波数で共振するよう調整されている。
【０１０７】
本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の第１の２重同調ループコイル５９のループ面１７３は、座標９のｘｚ面と平行な面上に配置される。第２の２重同調ループコイル６０のループ面１７４は、第１の２重同調ループコイル５９のループ面１７３と同一平面内に設置される。また、第２の２重同調ループコイル６０は第１の２重同調ループコイル５９の内側に配置され、第１の２重同調ループコイル５９とは異なる２つの共振周波数で共振するよう調整されている。また、第１の２重同調ループコイル５９には、第２の２重同調ループコイル６０との磁気結合を防止するため、ループコイルに直列に第２の２重同調ループコイルが同調する２つの周波数にそれぞれ調整された並列共振回路３５、並列共振回路３６とが挿入される。一方、第２の２重同調ループコイルには、第１の２重同調ループコイルとの磁気結合を防止するため、ループコイルに直列に、第１の２重同調ループコイルが同調する２つの周波数のそれぞれ調整された並列共振回路３７と並列共振回路３８とが接続される。
【０１０８】
以下、本実施形態の送受信ＲＦコイル１１６の動作を説明する。ここでは、第１の２重同調ループコイル５９は、１Ｈと１９Ｆ（それぞれ第１の共振周波数ｆ１、第２の共振周波数ｆ２とする。）に共振するようインダクタ１１、１２、１３およびキャパシタ２１、２２、２３が調整され、第２の２重同調ループコイル６０は、２３Ｎａ（ナトリウム）と１３Ｃ（炭素）（それぞれ第３の共振周波数ｆ３、第４の共振周波数ｆ４とする。）に共振するようインダクタ８１、８２、８３およびキャパシタ９１、９２、９３が調整されている場合を例にあげて説明する。
【０１０９】
第１の２重同調ループコイル５９に第１の共振周波数ｆ１の信号を送信する場合、または、第１の２重同調ループコイル５９が第１の共振周波数ｆ２の信号を受信する場合（以下、送受信合わせて同調と記載する。）、第２の２重同調ループコイル６０のループコイルに直列に挿入されている並列共振回路３７は、第１の共振周波数ｆ１で共振するよう調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。一方、第１の２重同調ループコイル５９が第２の共振周波数ｆ２に同調する場合、第２の２重同調ループコイル６０のループに直列に挿入されている並列共振回路３８は、第２の共振周波数ｆ２で共振するように調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。従って、第１の２重同調ループコイル５９がいずれの周波数（ｆ１、ｆ２）に同調する場合であっても、第１の２重同調ループコイル５９と第２の２重同調ループコイル６０との磁気結合が無くなり、第１の２重同調ループコイル５９は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下無しに、第１または第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の高周波磁場を検査対象１０３に照射し、かつ、検出できる。
【０１１０】
同様に、第２の２重同調ループコイル６０が第３の共振周波数ｆ３に同調する場合、第１の２重同調ループコイル５９のループに直列に挿入されている並列共振回路３５は、第３の共振周波数ｆ３で共振するように調整されているため、そのインピーダンスが極めて高くなる。一方、第２の２重同調ループコイル６０が第４の共振周波数ｆ４で同調する場合、第１の２重同調ループコイル５９のループに直列に挿入されている並列共振回路３６は、第４の共振周波数で共振するように調整されているため、そのインピーダンスは極めて高くなる。従って、第２の２重同調ループコイル６０がいずれの周波数（ｆ３、ｆ４）に同調する場合であっても、第１の２重同調ループコイル５９と第２の２重同調ループコイル６０との磁気結合が無くなり、第２の２重同調ループコイル６０は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下無しに、第３または第４の共振周波数（ｆ３、ｆ４）の高周波磁場を検査対象１０３に照射し、かつ、検出できる。
【０１１１】
上述してきたように、本実施形態によれば、高周波磁場印加時および磁気共鳴信号の受信時に、互いに近い２つの磁気共鳴周波数にそれぞれ同調する２重同調ループコイル５９と２重同調ループコイル６０との、互いの磁気結合を防止できる。このため、本実施形態によれば、４つの共鳴周波数の信号を取得可能となり、第一の実施形態の効果に加え、コイルの交換無しにさらに多種の核種の撮像が可能となる。
【０１１２】
なお、上記各実施形態において、第２の直列共振回路４２および第３の直列共振回路４３および信号処理回路４５を電波シールド５２で覆うよう構成してもよい。以下、電波シールド５２で覆う場合の構成および動作を、第一の実施形態の２重同調ループコイル１５０を例にあげて説明する。
【０１１３】
図１９は、第一の実施形態の２重同調ループコイルに電波シールド５２を適用する場合を説明するための図である。本図に示すように、ここでは、２重同調ループコイル１５０の第２の直列共振回路４２、第３の直列共振回４３及び信号処理回路４５は、電波シールド５２に覆われる。また電波シールド５２はアースに接地されている。信号処理回路４５は信号線５３に接続される。
【０１１４】
第２の直列共振回路４２、第３の直列共振回４３及び信号処理回路４５が電波シールド５２に覆われていることにより、第２の直列共振回路４２、第３の直列共振回４３及び信号処理回路４５の部分のループで発生する高周波磁場が、ループコイル１で発生する高周波磁場に与える影響を低減できる。このため、本形態によれば、ループコイル１で発生する磁場の乱れを抑えて、被験体１０３に高周波磁場を照射できる。また、電波シールド５２により、第２の直列共振回路４２、第３の直列共振回４３及び信号処理回路４５と検査対象１０３との磁気結合を防止できる。すなわち、本形態によれば、外部ノイズの影響を低減し、磁気結合による損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】第一の実施形態のＭＲＩ装置の概観図である。
【図２】第一の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。
【図３】第一の実施形態の２重同調ループコイルの回路図である。
【図４】第一の実施形態の２重同調ループコイルの動作を説明するための図である。
【図５】一般の直列共振回路の動作を説明するための図である。
【図６】第一の実施形態の共振周波数ｆＢ、ｆＣの決定法を説明するための図である。
【図７】第一の実施形態の２重同調鞍型コイルの回路図である。
【図８】第一の実施形態の２重同調蝶型コイルの回路図である。
【図９】第一の実施形態の２重同調ソレノイドコイルの回路図である。
【図１０】第一の実施形態の３重同調ループコイルの回路図である。
【図１１】第一の実施形態の３重同調ループコイルの動作を説明するための図である。
【図１２】第二の実施形態の送受信用ＲＦコイルの回路図である。
【図１３】第二の実施形態の送受信用ＲＦコイルの接続例を示す図である。
【図１４】第三の実施形態のＲＦコイルの接続関係を示す図である。
【図１５】第三の実施形態の２重同調鳥かご型ＲＦコイルの回路図である。
【図１６】第三の実施形態の２重同調ループコイルの回路図である。
【図１７】第三の実施形態の２重同調アレイコイルの回路図である。
【図１８】第四の実施形態の２重同調ループコイルの接続例を示す図である。
【図１９】第一の実施形態の２重同調ループコイルに電波シールドを取り付けた模式図である。
【図２０】従来の２重同調ＲＦコイルの構成を示す回路である。
【図２１】従来の２重同調鞍型ＲＦコイルの構成を示す回路である。
【符号の説明】
【０１１６】
１：ループコイル、２：ループコイル、５：ポート、６：ポート、７：直線導体、８：ループ導体、９：座標軸、１１：インダクタ、１２：インダクタ、１３：インダクタ、１４：インダクタ、１５：インダクタ、１６：インダクタ、１７：インダクタ、１８：インダクタ、１９：インダクタ、２１：キャパシタ、２２：キャパシタ、２３：キャパシタ、２４：キャパシタ、２５：キャパシタ、２６：キャパシタ、２７：キャパシタ、２９：キャパシタ、３０：ＰＩＮダイオード、３１：ＰＩＮダイオード、３４：クロスダイオード、３５：並列共振回路、３６：並列共振回路、３７：並列共振回路、３８：並列共振回路、４０：直列共振回路、４１：直列共振回路、４１’：直列共振回路、４２：直列共振回路、４３：直列共振回路、４４：直列共振回路、４５：信号処理回路、４６：バラン、４７：信号増幅器、４８：位相調整器、４９：合成器、５０：分配機、５１：制御用信号線、５２：電波シールド、５３：信号線、５４：磁気結合防止回路、５５：並列共振回路、５６：並列共振回路、５７：並列共振回路、５８：並列共振回路、５９：第１の２重同調コイル、６０：第２の２重同調コイル、６１：第１の２重同調コイル、６２：第２の２重同調コイル、６３：第１の２重同調コイルが発生する磁場の向き、６４：第２の２重同調コイルが発生する磁場の向き、６５：第１のピックアップコイル、６６：第２のピックアップコイル、６８：第１の磁気結合防止回路、６９：第２の磁気結合防止回路、７０：送信用２重同調鳥かご型ＲＦコイル、７１：受信用２重同調ＲＦコイル、７２：受信用２重同調アレイコイル、７３：みかけのインダクタ、７４：みかけのインダクタ、７５：みかけのインダクタ、７６：みかけのキャパシタ、７７：みかけのキャパシタ、７８：みかけのキャパシタ、８１：インダクタ、８２：インダクタ、８３：インダクタ、８４：みかけのインダクタ、８５：みかけのインダクタ、８６：みかけのインダクタ、８７：みかけのインダクタ、８８：みかけのインダクタ、８９：みかけのインダクタ、９１：キャパシタ、９２：キャパシタ、９３：キャパシタ、９４：みかけのキャパシタ、９５：みかけのキャパシタ、９６：みかけのキャパシタ、９７：みかけのキャパシタ、９８：みかけのキャパシタ、９９：みかけのキャパシタ、１００：ＭＲＩ装置、１０１：静磁場を発生するマグネット、１０２：傾斜磁場を発生するコイル、１０３：検査対象、１０４：シーケンサ、１０５：傾斜磁場電源、１０６：高周波磁場発生器、１０７：送信用ＲＦコイル、１０８：受信機、１０９：計算機、１１０：ディスプレイ、１１１：記憶媒体、１１２：シムコイル、１１３：シム電源、１１４：受信用ＲＦコイル、１１５：磁気結合防止回路駆動装置、１１６：送受信兼用ＲＦコイル、１３０：並列共振回路、１３１：並列共振回路、１５０：２重同調ループコイル、１５１：２重同調鞍型コイル、１５２：２重同調蝶型コイル、１５３：２重同調ソレノイドコイル、１５４：３重同調ループコイル、１５５：ＱＤ方式２重同調ループコイル、１７１：第１のループ面、１７２：第２のループ面、１７３：第１のループ面、１７４：第２のループ面、２００：ＭＲ装置、２０１：静磁場を発生するマグネット、３０１：テーブル、５００：等価回路、５０１：等価回路、５０２：等価回路、６００：等価回路、６０１：等価回路、６０２：等価回路、６０３：等価回路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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