(57)【要約】【課題】データ収集用のRFコイルからのデータを選択的に利用することにより、より少ないデータ処理量で画像を生成することが可能な磁気共鳴イメージング装置およびRFコイルシステムを提供すること。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置１は、少なくとも１つのRFコイルおよびデータ処理手段を有する。RFコイルは、属性情報を生成する一方、核磁気共鳴信号を受信し、受信した核磁気共鳴信号および属性情報を無線により送信する。データ処理手段は、無線送信された核磁気共鳴信号および属性情報を受信して、属性情報に従って核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有情報を生成する一方、核磁気共鳴信号を受信し、受信した前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を無線により送信する少なくとも１つのRFコイルと、
無線送信された前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を受信して、前記固有情報に従って前記核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成するデータ処理手段と、
を有す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RFコイルは、前記固有情報の無線送信のON/OFF切換を行うためのスイッチをさらに備え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RFコイルは、前記固有情報の無線送信のON/OFF切換を行うためのスイッチをさらに備え、前記スイッチは、前記RFコイルの充電器が接続された場合にOFF状態となるように構成され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RFコイルは複数のコイルエレメントをさらに備え、前記複数のコイルエレメントからの受信信号を分配合成する分配合成手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記データ処理手段は、データ収集用に使用するRFコイルの固有情報を保持するように構成され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に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記データ処理手段は、読込指示を受けた場合に前記固有情報を表示させるように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記データ処理手段は、複数のRFコイルからの固有情報を受信した場合に、入力装置によって選択された固有情報に対応するRFコイルからの核磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するように構成されることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記RFコイルは複数のコイルエレメントをさらに備え、前記データ処理手段は、入力装置によって選択されたコイルエレメントに対応するRFコイルからの核磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するように構成されることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記データ処理手段は、前記RFコイルから受信される受信データの中から、前記固有情報を伴う前記受信データのみを用いて前記画像データを生成することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記RFコイルは、前記固有情報を前記RFコイルのコイルIDとすることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記固有情報と前記RFコイルの属性情報とを対応させて記憶する記憶手段と、前記核磁気共鳴信号と共に取得される前記固有情報に対応する前記属性情報を前記記憶手段から取得する属性情報取得手段と、を有し、前記データ処理手段は、前記固有情報および前記属性情報取得手段によって取得される前記属性情報に従って前記核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成することを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記属性情報は、前記RFコイルの用途、種類、形状および設置位置を示す情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
固有情報を生成する固有情報生成手段と、
核磁気共鳴信号を受信するコイルエレメントと、
前記固有情報および前記核磁気共鳴信号を無線により送信する送信手段と、
を有することを特徴とするRFコイルシステム。
【請求項１４】
前記固有情報生成手段は、前記固有情報を前記RFコイルのコイルIDとすることを特徴とする請求項１３に記載のRFコイルシステム。
【請求項１５】
RFコイル毎に固有情報を生成する一方、前記RFコイルを構成するコイルエレメント毎に核磁気共鳴信号を生成し、前記固有情報および前記核磁気共鳴信号受信する受信工程と、
前記受信工程によって受信される前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を前記RFコイルから無線により送信する送信工程と、
前記送信工程によって無線送信された前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を受信して、前記固有情報に従って前記核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成するデータ処理工程と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１６】
前記データ処理工程は、前記受信工程によって受信される受信データの中から、前記固有情報を伴う前記受信データのみを用いて前記画像データを生成することを特徴とする請求項１５に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１７】
前記受信工程は、前記固有情報を前記RFコイルのコイルIDとすることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR: nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: magnetic resonance imaging)装置およびRFコイルシステムに係り、特に、受信した信号を無線により伝達する磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するNMR信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
近年、MRI装置において、NMR信号を受信するためのRFコイルの数は増加する傾向にある。従来のMRI装置では、全てのRFコイルを用いてNMR信号を受信し、受信されたNMR信号から画像が生成される。従って、MRI装置には、RFコイルの数分だけ受信チャネルが備えられ、各受信チャネルに対応する受信信号のデータ処理によって画像が生成される。
【０００４】
しかしながら、画像化には、受信チャネル分のデータ処理が必要となるため、処理時間が長くなるという問題がある。処理時間の増加は、結果として患者の撮影時間の増加に繋がり、患者の負担となる。
【０００５】
そこで、RFコイルのみを用いて局所的に必要なデータを収集できるように、RFコイルに属性情報を記憶させる技術が考案されている(例えば特許文献１参照)。この技術では、属性情報に基づいてRFコイルを識別し、特定のRFコイルを用いて必要なデータを選択的に収集することができる。これにより、データ処理量および処理時間の低下が図られている。
【０００６】
従来、MRI装置において使用されるRFコイルは導電性のケーブルにより制御装置と電気的に接続され、RFコイルから出力される受信信号や制御信号はケーブルを介して伝達される。しかしながら、ケーブルは患者を寝台上に配置する際に邪魔であるのみならず、患者がケーブルと接触するとRF誘導により火傷する危険性がある。
【０００７】
そのため近年、RFコイルを制御装置と電気的に接続せずに信号を伝達する技術が考案されている。１つの具体例としてRFコイルから出力される信号を電気から光に変換する技術が挙げられる。この技術では、RFコイルに光ケーブルを接続することが必要となるが、比較的細い光ケーブルで信号を伝達することができる。また、光ケーブルを用いた信号伝達の場合には、電気的な人体との接触が無いため火傷の危険性を低減することができる。
【０００８】
非電気的接続による信号伝達手段の別の具体例として、信号を電磁波に変換し、無線によりRFコイルから制御装置に伝達する技術が考案されている。すなわち、撮影に用いられる信号受信用のRFコイルから出力される電気信号を無線に変換して制御装置に送信する技術が検討されている。
【特許文献１】特開２００１−３４６７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、RFコイルから出力される電気信号を無線として制御装置に送信する場合、複数のRFコイルを患者である被検体周辺に配置することが可能なMRI装置では、どのRFコイルがデータ収集用に配置されたのかを制御装置側で自動的に認識するのが困難であるという問題がある。
【００１０】
例えば、MRI装置が設置されている撮影室には通常複数のRFコイルが置かれている。そして、撮影時には、撮影部位用のRFコイルが被検体上や被検体近傍に配置される。しかしながら、被検体上や被検体近傍に配置されていないRFコイルにおいても信号が受信される。このようなRFコイルからの信号は、被検体の撮影部位外からの不要な信号である。従って、被検体上や被検体近傍に配置されていないRFコイルからの信号は除去されることが望ましい。しかし、制御装置側において収集されたデータがどのRFコイルからのデータであるのかを識別することができず、不要なデータを除去することが困難となる。
【００１１】
このため、全てのRFコイルにおいて受信された信号を無線により制御装置に送信し、データ処理後に診断に必要なデータのみを抽出することが必要となるが、不要なデータ処理の増加に繋がる。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、データ収集用のRFコイルからのデータを選択的に利用することにより、より少ないデータ処理量で画像を生成することが可能な磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、コイルエレメントの配置等の固有情報によって各受信データの送信元のRFコイルを識別できるので、RFコイル毎に与えられる補正値を用いた輝度補正等の画像補正を適切に実施することができる磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法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】
【００１４】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、固有情報を生成する一方、核磁気共鳴信号を受信し、受信した前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を無線により送信する少なくとも１つのRFコイルと、無線送信された前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を受信して、前記固有情報に従って前記核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成するデータ処理手段と、を有する。
【００１５】
また、本発明に係るRFコイルシステムは、上述の目的を達成するために、固有情報を生成する固有情報生成手段と、核磁気共鳴信号を受信するコイルエレメントと、前記固有情報および前記核磁気共鳴信号を無線により送信する送信手段と、を有する。
【００１６】
さらに、本発明に係る磁気共鳴イメージング方法は、上述の目的を達成するために、RFコイル毎に固有情報を生成する一方、前記RFコイルを構成するコイルエレメント毎に核磁気共鳴信号を生成し、前記固有情報および前記核磁気共鳴信号受信する受信工程と、前記受信工程によって受信される前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を前記RFコイルから無線により送信する送信工程と、前記送信工程によって無線送信された前記核磁気共鳴信号および前記固有情報を受信して、前記固有情報に従って前記核磁気共鳴信号に基づく画像データを生成するデータ処理工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法によると、データ収集用のRFコイルからのデータを選択的に利用することにより、より少ないデータ処理量で画像を生成することが可能となる。
【００１８】
さらに、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法によると、コイルエレメントの配置等の固有情報によって各受信データの送信元のRFコイルを識別できるので、RFコイル毎に与えられる補正値を用いた輝度補正等の画像補正を適切に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置、RFコイルシステムおよび磁気共鳴イメージング方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
【００２１】
図１は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１を示す。磁気共鳴イメージング装置１は、RFコイルシステム２および制御装置３を備えている。RFコイルシステム２および制御装置３は図示しないシールドルーム内に設置される。RFコイルシステム２は、図示しない被検体内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信する機能と、受信したNMR信号を無線として制御装置３に送信する機能とを有する。RFコイルシステム２は、複数のRFコイル４を備えており、RFコイル４からNMR信号とともにRFコイル４のコイルID（identification）等の固有情報（RFコイル１，RFコイル２，…）を無線として制御装置３に送信する機能を備えている。
【００２２】
各RFコイル４は、それぞれ複数のコイルエレメント５を有する。図１の例では、２つのコイルエレメント５がそれぞれのRFコイル４に備えられている。各コイルエレメント５では、それぞれ１つのNMR信号が受信される。各コイルエレメント５には、それぞれアンプ６が接続され、アンプ６から受信信号が出力されるように構成される。同一のRFコイル４に属する各アンプ６の出力側には、共通の変調器７が接続される。変調器７の出力側には、信号送信アンテナ８が接続される。そして、各コイルエレメント５からの受信信号を変調器７によりそれぞれ対応する特定の周波数に変調し、信号送信アンテナ８から無線として制御装置３に送信できるように構成されている。
【００２３】
また、少なくとも１つのRFコイル４には、固有情報発生器９が設けられる。望ましくは図１に示すように全てのRFコイル４に固有情報発生器９がそれぞれ設けられる。固有情報発生器９の出力側は、変調器７と接続される。各固有情報発生器９は、それぞれ対応するRFコイル４を識別するための固有情報を生成し、その固有情報を固有情報信号として変調器７に出力する機能を有する。
【００２４】
また、各固有情報発生器９の出力側には、それぞれ必要に応じてスイッチ１０が設けられる。そして、スイッチ１０がON状態のときに固有情報発生器９から固有情報信号が変調器７に出力されるように構成される。変調器７に出力された固有情報信号は周波数変調され、受信信号に重畳して信号送信アンテナ８から無線として制御装置３に送信されるように構成される。すなわち、スイッチ１０を固有情報発生器９に設けることにより、スイッチ１０がON状態となっているRFコイル４のみから固有情報信号が無線として制御装置３に送信されるようにすることができる。
【００２５】
尚、固有情報信号の送信周波数の周波数帯域は、MR受信信号の送信周波数の周波数帯域と異なる帯域に設定される。固有情報信号とMR受信信号とをそれぞれ互いに異なる周波数に周波数変調することによって、無線の受信側において識別分離することが可能となる。
【００２６】
一方、制御装置３は、RFコイルシステム２から無線として送信されたNMR信号を受信してデータ処理を行うことによりMR画像を生成する機能を有する。制御装置３は、信号受信アンテナ１１、復調器１２、切換合成器１３、受信回路１４、コンピュータ１５を備えている。コンピュータ１５は、入力装置１６、モニタ１７および記憶装置１８を備えており、図示しない記憶装置に保存されたプログラムを演算装置で実行することにより、RFコイル一次選択部１９、属性情報取得部２０、RFコイル二次選択部２１、エレメント選択部２２、データ処理部２３およびインターフェース部２４として機能する。ただし、コンピュータ１５の機能の全部または一部を実現するための回路を制御装置３に設けてもよい。
【００２７】
信号受信アンテナ１１は、信号送信アンテナ８から無線として送信された受信信号および固有情報信号を受信するためのアンテナである。
【００２８】
復調器１２は、信号受信アンテナ１１において受信された受信信号および固有情報信号を復調することにより、周波数変調前の元の周波数に戻す機能と、復調後の受信信号および受信信号に重畳する固有情報信号を切換合成器１３に出力させる機能を有する。
【００２９】
切換合成器１３は、必要に応じて設けられる。切換合成器１３は、同一または異なるRFコイル４に属するコイルエレメント５からの受信信号間で所望の分配合成処理を行うことにより画像生成用の所望のチャネル数の受信信号を生成し、生成した受信信号を受信回路１４に出力させる機能を有する。
【００３０】
受信回路１４は、切換合成器１３から取得した受信信号の検波、A/D（analog to digital）変換処理等の所要の信号処理を行うことによりデジタル化された受信データを生成する機能と、生成した受信データをコンピュータ１５に出力する機能とを有する。受信データは、RFコイル４のエレメントごとに生成され、生成された各受信データには、RFコイル４の固有情報が含まれる。
【００３１】
記憶装置１８は、RFコイル４の固有情報と、RFコイル４の属性情報とを対応させて記憶している。ここで、RFコイル４の属性情報としては、RFコイル４の用途（頭部用、胸部用および足部用等）、種類（送受信兼用および受信用）、形状（RFコイル４自体の形状、コイルエレメント５の数および配置）および設置位置等の情報が挙げられる。
【００３２】
図２は、RFコイル４の固有情報と、RFコイル４の属性情報との対応表の一例を示す図である。
【００３３】
図２に示すように、例えば、RFコイル４の固有情報”RFコイル１”には、属性情報”胸部用”、”送受信用”、”コイルエレメント５の数「２」”および”コイルエレメント５がｘ方向に１列”が対応されている。
【００３４】
図１に示すコンピュータ１５のRFコイル一次選択部１９は、受信回路１４から固有情報を伴う受信データと固有情報を伴わない受信データとをそれぞれ入力する機能と、固有情報を伴う受信データのみを選択して、固有情報を属性情報取得部２０に、固有情報を伴う受信データをRFコイル二次選択部２１にそれぞれ出力する機能とを有する。
【００３５】
属性情報取得部２０は、RFコイル一次選択部１９から入力される固有情報を基に記憶装置１８を参照することによって取得される属性情報（固有情報および属性情報）をインターフェース部２４に出力する機能を有する。
【００３６】
RFコイル二次選択部２１は、インターフェース部２４から入力されるRFコイル４の選択情報に基づいて、属性情報取得部２０から入力される固有情報を伴う受信データの中から特定のRFコイル４に係る受信データを抽出する機能と、抽出した受信データをエレメント選択部２２に出力する機能とを有する。
【００３７】
エレメント選択部２２は、インターフェース部２４から入力されるコイルエレメント５の選択情報に基づいて、RFコイル二次選択部２１から入力される特定のRFコイル４に係る受信データの中から特定のコイルエレメント５に係る受信データを抽出する機能と、抽出した受信データをデータ処理部２３に出力する機能とを有する。尚、受信データには、コイルエレメント５の識別情報が予め付加されているため、同一のRFコイル４に属する複数のコイルエレメント５間で固有情報が共通であっても、RFコイル４が特定されれば、受信データがどのコイルエレメント５に対応するのかを識別することができる。
【００３８】
データ処理部２３は、エレメント選択部２２から入力される受信データに対してフーリエ変換等の画像再構成処理や必要な画像処理を施すことにより、画像データを生成する機能と、生成した画像データをモニタ１７に表示させる機能とを有する。
【００３９】
インターフェース部２４は、属性情報取得部２０から入力されるRFコイル４の属性情報をモニタ１７に表示させる機能と、入力装置１６からRFコイル４の選択指示情報およびコイルエレメント５の選択指示情報を受けてそれぞれRFコイル二次選択部２１およびエレメント選択部２２に出力する機能と、RFコイル４やコイルエレメント５の選択情報をモニタ１７に表示させる機能を有する。
【００４０】
すなわち、コンピュータ１５には、全てのRFコイル４の中から固有情報を伴うRFコイル４（RFコイル４の固有情報を伴う受信データ）のみを一次的に選択する機能と、一次的に選択されるRFコイル４の中から特定のRFコイル４（特定のRFコイル４の固有情報を伴う受信データ）のみを二次的に選択する機能と、二次的に選択されるRFコイル４の中から特定のコイルエレメント５（特定のコイルエレメント５からの受信データ）のみを選択する機能とが備えられる。このため、抽出された受信データのみがデータ処理対象となり、データ処理量の増加を抑制することができる。このようにコンピュータ１５では、データ収集後に事後的に受信データを抽出することができる。
【００４１】
一方、RFコイル４における固有情報発生器９のスイッチ１０を切換えれば、データ収集に先立って事前に必要な受信データが識別可能に受信されるようにしておくことができる。
【００４２】
また、コンピュータ１５は、RFコイル４の固有情報に伴って受信されるRFコイル４の固有情報を基に、各受信データの送信元のRFコイル４を識別できる。このため、コンピュータ１５は、RFコイル４毎に与えられる補正値を用いた輝度補正等の画像補正を適切に実施することができる。
【００４３】
図３は、図１に示すRFコイル４に設けられる固有情報発生器９のスイッチ１０の構成例を示す図である。
【００４４】
図３に示すようにRFコイル４は、例えば断面がU字型の形状をしており、２つのコイルエレメント５が内蔵される。固有情報発生器９のスイッチ１０は、操作者がON,OFF切換操作できるように例えばRFコイル４の外装面にレバー式として設けることができる。そして、撮影に先立って事前にスイッチ１０をONに切換えることによりデータ収集用のRFコイル４であることを示すRFコイル４の固有情報が無線送信されるようにすることができる。
【００４５】
図４は、図１に示すRFコイル４に設けられる固有情報発生器９のスイッチ１０の別の構成例を示す図である。
【００４６】
図４に示すようにRFコイル４は、例えば断面がU字型の形状をしており、２つのコイルエレメント５が内蔵される。無線型のRFコイル４の場合、RFコイル４への電力供給はケーブルではなく内蔵の電池から行われる。RFコイル４に内蔵される電池は、RFコイル４が使用されない間に充電されることが望ましい。そこで、磁気共鳴イメージング装置１が設置される撮影室内には、RFコイル４に内蔵される電池を充電するための電池充電器３０が設けられる。
【００４７】
そして、電池充電器３０のコネクタ３１がRFコイル４に内蔵される電池と接続されているか否かによって固有情報発生器９のスイッチ１０のON/OFF動作が切換えられるように構成することができる。すなわち、電池充電器３０のコネクタ３１がRFコイル４に内蔵される電池と接続されている場合には、RFコイル４が不使用であるため固有情報発生器９のスイッチ１０がOFFとなり、RFコイル４の固有情報が無線送信されない。逆に、電池充電器３０のコネクタ３１をRFコイル４から外した場合には、固有情報発生器９のスイッチ１０がONとなり、RFコイル４の固有情報が無線送信される。
【００４８】
図５は、図４に示す電池充電器３０のコネクタ３１によって自動的にOFFとなるような機械的構造を有する固有情報発生器９のスイッチ１０の一例を示す図である。
【００４９】
図５に示すように、例えば電池充電器３０のコネクタ３１に固有情報発生器９のスイッチ１０を機械的に開くスイッチ操作用突起バー４０を設ければ、電池充電器３０のコネクタ３１の接続によってRFコイル４に備えられる固有情報発生器９のスイッチ１０がOFF状態に自動的に切換られるようにすることができる。
【００５０】
図６は、図３または図４に示すRFコイル４を被検体にセットした状態を示す図である。
【００５１】
図６に示すように図３または図４に示す断面がU字型のRFコイル４は、被検体の体表側に配置される。そして、被検体内で発生したNMR信号を、RFコイル４の各コイルエレメント５によって受信することができる。
【００５２】
また、図１には、２つのコイルエレメント５を有する複数のRFコイル４を具備する磁気共鳴イメージング装置１の例を示したが、より多くのコイルエレメント５を有する多種多様な無線用のRFコイル４を具備する磁気共鳴イメージング装置１についても同様に固有情報発生器９およびスイッチ１０を設けることができる。
【００５３】
図７は、図１に示すRFコイル４の別の構成例を示す図、図８は図７に示す被検体Ｐの体表側に設けられるコイルエレメント５の配置例を示す図、図９は図７に示す被検体Ｐの背面側に設けられるコイルエレメント５の配置例を示す図である。
【００５４】
図７、図８、図９に示すように寝台５０にセットされた被検体Ｐの体表側と背面側とにそれぞれRFコイル４を配置することができる。被検体の体表側には、広範囲の撮影部位がカバーされるようにz方向に２つのRFコイル４が配置される。被検体の体表側の各RFコイル４は、それぞれｘ方向に４列、ｚ方向に４列の合計１６個のコイルエレメント５を具備している。被検体の背面側にも広範囲の撮影部位がカバーされるようにｘ方向に４列、ｚ方向に８列の合計３２個のコイルエレメント５を備えたRFコイル４が配置される。背面側のRFコイル４では、被検体Ｐの背骨の存在を考慮した感度向上の観点から、体軸付近に他のコイルエレメント５よりも小さいコイルエレメント５が配置される。
【００５５】
各RFコイル４に属する複数のコイルエレメント５はそれぞれ個別に対応するアンプ６と接続され、各アンプ６は共通の変調器７と接続される。また、RFコイル４ごとに固有情報発生器９が設けられ、それぞれスイッチ１０を介して変調器７と接続される。変調器７は信号送信アンテナ８と接続される。そして、各コイルエレメント５からの受信信号がアンプ６によって増幅された後、変調器７において互いに異なる周波数に周波数変調される。特定の周波数に周波数変調された各受信信号は信号送信アンテナ８から電磁波に変換されて送信される。また、スイッチ１０がONとなっている場合には、固有情報発生器９において生成された固有情報信号も変調器７において周波数変調され、各受信信号に重畳して電磁波として信号送信アンテナ８から送信される。
【００５６】
制御装置３には、信号受信アンテナ１１が設けられ、信号受信アンテナ１１は復調器１２と接続される。復調器１２の出力側には、切換合成器１３が設けられ、切換合成器１３の出力側には、受信チャネルの数だけ受信回路１４が接続される。図７は、受信チャネルの数が、コイルエレメント５の数と同数である例を示している。
【００５７】
そして、電磁波として送信された各受信信号および固有情報信号は、信号受信アンテナ１１によって受信され、復調器１２において周波数変調前の周波数に復調される。これによりコイルエレメント５ごとの受信信号を識別可能に制御装置３において取得することができる。すなわち、各コイルエレメント５からの受信信号をそれぞれ予め定められた特定の周波数に周波数変調して無線送信することによって受信信号がどのコイルエレメント５において受信された受信信号であるのかが識別される。復調器１２において復調された受信信号は、切換合成器１３において、受信チャネル分の受信信号に分配合成される。そして、受信チャネル分の受信信号はそれぞれ対応する受信回路１４に出力されて信号処理の対象とされる。
【００５８】
尚、切換合成器１３をRFコイル４側に設け、分配合成後の受信チャネル分の受信信号を無線送信するように構成することもできる。ただし、切換合成器１３を制御装置３側、すなわち無線の受信側に設ければ、RFコイル４の交換が容易となり、受信信号の分配合成処理に対するフレキシビリティを向上させることができる。
【００５９】
図１０は、図７に示す被検体Ｐの体表側に設けられるRFコイル４の別の構成例を示す図、図１１は図７に示す被検体Ｐの背面側に設けられるRFコイル４の別の構成例を示す図である。
【００６０】
図１０および図１１に示すようにさらに多くのRFコイル４を被検体Ｐの周囲に配置することができる。図１０に示す例では、ｘ方向に４列、ｚ方向に４列の１６要素のコイルエレメント５を備えるRFコイル４がｚ方向に３つ配置されているため合計４８要素のコイルエレメント５が被検体Ｐの体表側に設けられることとなる。また、図１１に示す例では、ｘ方向に４列、ｚ方向に８列の３２要素のコイルエレメント５を備えるRFコイル４が背骨側に、図示しない２要素のコイルエレメント５を備えたRFコイル４が顎付近に、図示しない１２要素のコイルエレメント５を備えたRFコイル４が頭部にそれぞれ配置される。このため、合計４６要素のコイルエレメント５が被検体Ｐの背面側に設けられることとなる。
【００６１】
各RFコイル４には、それぞれスイッチ１０を備えた固有情報発生器９が設けられる。また、各コイルエレメント５は、図示しないコイルポートを経由してそれぞれ専用のアンプ６と接続される。そして、各固有情報発生器９およびアンプ６はそれぞれ変調器７と接続される。
【００６２】
次に磁気共鳴イメージング装置１の動作および作用について説明する。
【００６３】
図１２は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置１により被検体の画像を撮像する際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００６４】
まずステップＳ１において、データ収集に先立って事前にデータ収集に使用する単一または複数のRFコイル４が被検体の撮影部位付近に配置される。そして、データ収集に使用するRFコイル４における固有情報発生器９のスイッチ１０をON状態にする一方、データ収集に使用しないRFコイル４における固有情報発生器９のスイッチ１０をOFF状態にする。例えば、固有情報発生器９のスイッチ１０がOFF状態であるRFコイル４をデータ収集に使用する場合、データ収集の際にスイッチ１０がONに切換えられる。一方、固有情報発生器９のスイッチ１０がON状態であるRFコイル４をデータ収集に使用しない場合、データ収集の際にスイッチ１０がOFFに切換えられる。
【００６５】
ここで、RFコイル４毎のスイッチ１０の切替えは、各RFコイル４がデータ収集に使用されるか否かによって、都度、操作者によって行われるものであってもよいし、予め設定されるスキャンプランに従ってプログラマブル（programmable）に行われるものであってもよい。
【００６６】
次に、ステップＳ２において、データ収集が行われる。この際、受信信号はRFコイル４から制御装置３に無線送信される。ここで、RFコイル４毎に固有の固有情報はRFコイル４毎に不変であるので制御装置３側に１回送信されればよい。そこで、データ収集の間、ステップＳ１によってON状態であるスイッチ１０をOFFに切替えてもよい。又は、受信データとそれに伴う固有情報との各周波数を異ならせる（例えば、固有情報を高周波とする）等することで、データ収集の間、ステップＳ１によるスイッチ１０のON状態を維持してもよい。
【００６７】
静磁場下において図示しない送信用RFコイルから被検体にRF信号が送信される一方、傾斜磁場コイルによって撮影領域に傾斜磁場が形成される。そして被検体内の核磁気共鳴によって生じたNMR信号が、所定のRFコイル４に備えられる各コイルエレメント５によって受信される。各コイルエレメント５はそれぞれ受信したNMR信号を電気信号である受信信号としてそれぞれ対応するアンプ６に出力し、各アンプ６において増幅された各受信信号が変調器７において予め定められた周波数にそれぞれ周波数変調される。一方、スイッチ１０がON状態であるRFコイル４の固有情報発生器９からは固有情報信号が出力され変調器７において周波数変調される。周波数変調されたコイルエレメント５ごとの受信信号および固有情報信号は信号送信アンテナ８から電磁波に変換されて無線によって送信される。
【００６８】
無線送信された各受信信号および固有情報信号は、制御装置３の信号受信アンテナ１１によって受信され、復調器１２において復調される。これにより生成されたコイルエレメント５ごとの電気信号としての受信信号は固有情報信号を重畳した状態で切換合成器１３に出力される。切換合成器１３では、各コイルエレメント５に対応する複数の受信信号間で分配合成処理が行われることによって、受信チャネル分の受信信号が生成されるが、ここでは、各コイルエレメント５からの受信信号がそのまま受信チャネル分の受信信号とされるものとする。
【００６９】
切換合成器１３から出力される受信信号は、それぞれ受信回路１４において所定の信号処理を伴ってデジタル化される。受信回路１４から出力される受信データはコンピュータ１５のRFコイル一次選択部１９に出力される。
【００７０】
次に、ステップＳ３において、RFコイル一次選択部１９は、受信回路１４から固有情報を伴う受信データと固有情報を伴わない受信データとをそれぞれ入力する。そして、RFコイル一次選択部１９は、全ての受信データの中から固有情報を伴う受信データのみを選択して、固有情報を属性情報取得部２０に、固有情報を伴う受信データをRFコイル二次選択部２１にそれぞれ出力する。
【００７１】
属性情報取得部２０は、RFコイル一次選択部１９から入力される固有情報を基に図２に示す対応表を参照することによって属性情報取得する。RFコイル４の属性情報が取得されると、属性情報取得部２０はインターフェース部２４にRFコイル４の属性情報が認識された旨の情報を出力する。そうすると、インターフェース部２４は、モニタ１７にRFコイル４の属性情報を読み込むか否かの問い合わせ情報を表示させる。
【００７２】
次に、ステップＳ４において、RFコイル４の属性情報の読込が行われ、モニタ１７に表示される。すなわち、操作者がモニタ１７を参照し、入力装置１６の操作によってRFコイル４の属性情報の読込指示をインターフェース部２４に出力すると、インターフェース部２４は、属性情報取得部２０から入力されるRFコイル４の属性情報をモニタ１７に表示させる。
【００７３】
次に、ステップＳ５において、画像生成用に使用する特定のRFコイル４が二次的に選択される。すなわち、操作者がモニタ１７を参照し、入力装置１６の操作によって画像生成用のデータ収集に使用する特定のRFコイル４の選択情報をインターフェース部２４に出力すると、インターフェース部２４は、特定のRFコイル４の選択情報をRFコイル二次選択部２１に出力する。
【００７４】
次に、ステップＳ６において、特定のRFコイル４の中から画像生成用に使用する特定のコイルエレメント５が選択される。すなわち、操作者がモニタ１７を参照し、入力装置１６の操作によって画像生成用のデータ収集に使用する特定のコイルエレメント５の選択情報をインターフェース部２４に出力すると、インターフェース部２４は、特定のコイルエレメント５の選択情報をエレメント選択部２２に出力する。
【００７５】
次に、ステップＳ７において、受信データのデータ処理が行われ、データ処理によって生成された画像がモニタ１７に表示される。すなわち、RFコイル二次選択部２１は、インターフェース部２４から入力される特定のRFコイル４の選択情報に基づいて、RFコイル一次選択部１９が選択した固有情報を伴う受信データの中から特定のRFコイル４の固有情報を伴う受信データを抽出する。そして、RFコイル二次選択部２１は、抽出した受信データをエレメント選択部２２に出力する。
【００７６】
次に、エレメント選択部２２は、インターフェース部２４から入力される特定のコイルエレメント５の選択情報に基づいて、RFコイル二次選択部２１から入力される受信データの中から特定のコイルエレメント５からの受信データを抽出する。これにより、データ収集に使用する特定のRFコイル４に含まれる特定のコイルエレメント５からの受信データのみが抽出される。抽出された受信データは、データ処理部２３に出力される。
【００７７】
そうすると、データ処理部２３は、エレメント選択部２２から入力される受信データに対してフーリエ変換等の画像再構成処理や必要な画像処理を施すことにより、画像データを生成する。そして、生成された画像データがモニタ１７に表示される。画像再構成処理や画像処理は必要な受信データに対してのみ選択的に行われるため、データ処理量の増加が抑制され、より短時間に行うことができる。
【００７８】
尚、選択されたRFコイル４の固有情報は、操作者がデータ収集用にRFコイル４を交換せずに継続して撮影を行う限り、RFコイル二次選択部２１において保持される。逆に操作者がデータ収集用のRFコイル４を他のRFコイル４に変え、入力装置１６から新たに別のRFコイル４の選択指示情報をインターフェース部２４を通じてRFコイル二次選択部２１に出力する場合には、RFコイル二次選択部２１において保持されていたRFの固有情報が新たに選択されたRFコイル４の固有情報に更新される。
【００７９】
また、RFコイル４の属性情報のみならず、RFコイル４やコイルエレメント５の選択情報をモニタ１７に表示させることもできる。この場合には、インターフェース部２４からどのRFコイル４およびコイルエレメント５が選択されているのかを示す画像情報がモニタ１７与えられる。
【００８０】
図１３は、図１に示すコンピュータ１５におけるRFコイル４の属性情報（固有情報および属性情報）の読込を行ってモニタ１７にRFコイル４やコイルエレメント５の選択情報を表示させる場合の流れを示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００８１】
初期状態において、コンピュータ１５のRFコイル一次選択部１９を介して属性情報取得部２０が図２に示す対照表を参照してRFコイル４の属性情報を認識すると、ステップＳ１０において属性情報取得部２０は、RFコイル４の固有情報が受信されたと判定する。そして属性情報取得部２０は、RFコイル４の属性情報を認識した旨の情報をインターフェース部２４に出力する。次いで、ステップＳ１１においてインターフェース部２４は、RFコイル４の属性情報の読込を指示するための読込ボタンをモニタ１７に表示させる。一方、ステップＳ１０において属性情報取得部２０が、RFコイル４の固有情報を受信したと判定しない場合には、読込ボタンはモニタ１７に表示されない。
【００８２】
図１４（ａ）乃至（ｃ）は、図１に示すモニタ１７に表示される画面例を時系列に示す図である。
【００８３】
図１４（ａ）に示すようにモニタ１７の操作画面に属性読込ボタン６０が表示される。
【００８４】
そして、操作者がマウス等の入力装置１６の操作によって属性読込ボタン６０を押すと、図１３のステップＳ１２においてインターフェース部２４は、RFコイル４の属性情報の読込指示がされたと判定する。
【００８５】
そうすると、ステップＳ１３においてインターフェース部２４は、RFコイル４の属性情報の更新指示をRFコイル二次選択部２１に出力する。そして、RFコイル二次選択部２１はインターフェース部２４からRFコイル４の属性情報を入力し、その属性情報を保持する。また、RFコイル二次選択部２１は既に保持されているRFコイル４の属性情報がある場合にはRFコイル４の属性情報を更新する。
【００８６】
さらに、ステップＳ１４においてインターフェース部２４は、RFコイル４の属性情報をモニタ１７に表示させる。これにより図１４（ｂ）に示すようにモニタ１７の操作画面に現在撮影に使用可能なRFコイル４の属性情報（固有情報および属性情報）６１が表示される。すなわち、モニタ１７の操作画面上で、RFコイル４から取得される受信データに伴う固有情報”RFコイル１”と、その固有情報に対応する属性情報（数：２，コイルエレメント５の配置：ｘ方向に１列の“エレメント１”および”エレメント２”）とが確認できる。
【００８７】
次に、図１３のステップＳ１５において操作者がマウス等の入力装置１６の操作によってデータ収集用のコイルエレメント５である”エレメント１”を選択すると、インターフェース部２４は、”エレメント１”が選択された旨のコイルエレメント５の選択情報をエレメント選択部２２に出力する。これによりエレメント選択部２２では、選択されたコイルエレメント５からの受信データをデータ処理用に抽出することが可能となる。
【００８８】
また、ステップＳ１６においてインターフェース部２４は”エレメント１”が選択されたことが視認できるように”エレメント１”の識別表示指示をモニタ１７に出力する。この結果、例えば、図１４（ｃ）に示すように、選択された”エレメント１”および”エレメント１”が属する固有情報”RFコイル１”であるRFコイル４がそれぞれ着色やパターン表示等の表示方法によって強調表示される。このため、操作者は、データ処理用に選択されたコイルエレメント５を容易に把握することができる。
【００８９】
一方、ステップＳ１２において操作者により属性読込ボタン６０が押されなかった場合には、既に選択されたコイルエレメント５の識別表示が維持される。そして、属性情報取得部２０がRFコイル４の固有情報を基に属性情報を認識するとステップＳ１０から同様な流れでRFコイル４の属性情報の読込や選択されたコイルエレメント５の識別表示が行われる。
【００９０】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置１は、RFコイル４から受信信号を制御装置３側に無線送信する場合に、RFコイル４の種々の属性情報と対応する固有情報を所望の変調や符号化を伴って制御装置３側に無線送信するようにしたものである。
【００９１】
このため、磁気共鳴イメージング装置１によれば、複数のRFコイル４が配置された場合に、制御装置３において複数のRFコイル４からの受信信号が受信されたとしても、固有情報に基づいて受信信号の送信源となったRFコイル４を特定することが可能となる。
【００９２】
また、磁気共鳴イメージング装置１では、撮影に使用される際にのみRFコイル４の固有情報が無線送信されるように、撮影に先立って事前にRFコイル４の固有情報のON/OFFを切換できるようなスイッチ１０がRFコイル４に必要に応じて備えられる。
【００９３】
このため、磁気共鳴イメージング装置１によれば、制御装置３側において固有情報に対応する属性情報を認識することによって、固有情報自体の分析や識別処理を行うことなくデータ収集に用いられるRFコイル４のみからの受信データを選択的かつ自動的にデータ処理用に用いることができる。
【００９４】
すなわち、スイッチ１０を設けずに仮に全てのRFコイル４が固有情報を常に制御装置３側に無線送信するように構成すると、撮影に使用されないRFコイル４の固有情報も制御装置３側に伝達されることとなる。このため、制御装置３側では、データ収集に使用されるRFコイル４からの受信信号を自動判別することが困難となり、全てのRFコイル４からの受信信号を受信できるようにコイルエレメント５の分の受信チャネルを制御装置３に備える必要が生じる。加えて、実際に撮影に使用しないRFコイル４からの受信信号を処理するための回路も制御装置３側に備える必要が生じる。また、制御装置３側では、データ処理に用いるべきRFコイル４からの受信データを識別するために、操作者からの受信データの選択情報が必須となる。
【００９５】
これに対し、RFコイル４に固有情報の無線送信のON/OFF切換を行うためのスイッチ１０を設ければ、固有情報の有無によって画像化に用いるRFコイル４からの受信信号と画像化に用いないRFコイル４からの受信信号とを自動的に制御装置３側で判別することが可能となる。つまり、制御装置３側において、撮影に使用されるRFコイル４と撮影に使用されないRFコイル４とをデータ収集時に限らずデータ収集前においても識別することが可能となる。従って、上述した説明では、固有情報が受信信号とともに無線送信されるものとしたが、固有情報のみをRFコイル４から無線送信して制御装置３側において受信するようにしても良い。
【００９６】
これにより、必要なRFコイル４からの受信データのみを選択的にデータ処理の対象とすることが可能となり、取り扱うべき情報量の増加を回避することができる。この結果、撮影時間の増加や、制御装置３側に備えられる回路規模の増加に伴う安定性の低下を防止することができる。加えて、特定の単一または複数のRFコイル４からの固有情報の組合わせを制御装置３側で保存および管理するようにすれば、撮影に好適な条件設定が容易となるのみならず、RFコイル４に関する操作上の制約を把握できるようになることが期待できる。この結果、操作の簡易化や撮像性能の向上に繋がることが期待される。
【００９７】
一方、不使用のRFコイル４を含む複数のRFコイル４から制御装置３側にそれぞれ対応する複数の固有情報が伝達されたとしても、固有情報に対応する詳細な属性情報に基づいて、操作者が受信データを使用するか否かを決定することが可能である。さらに、RFコイル４のみならず、データ処理に用いるコイルエレメント５を操作者が選択することも可能である。このため、より効率的に制御装置３におけるデータ処理を行うことが可能である。
【００９８】
次に、上述した磁気共鳴イメージング装置１の変形例について説明する。
【００９９】
図１５は、図１に示すRFコイル４の変形例を示す構成図である。
【０１００】
図１５に示すように固有情報信号のON/OFFを切換えるスイッチとは別に或いは固有情報信号のON/OFFを切換えるスイッチに代えて、所望のRFコイル４からの受信信号の無線送信のON/OFFを切換える信号送信切換スイッチ７０を設けることもできる。信号送信切換スイッチ７０は、例えば変調器７の出力側に設けることができる。ただし、コイルエレメント５やアンプ６の出力側に信号送信切換スイッチ７０を設けてもよい。
【０１０１】
変調器７の出力側に信号送信切換スイッチ７０を設ければ、信号送信切換スイッチ７０および固有情報信号のON/OFFを切換えるスイッチのON/OFF切換によって固有情報信号が付加された受信信号のみを制御装置３側に無線送信できるようにすることができる。この場合、制御装置３側において受信される受信信号には常に固有情報が付加されることとなるため、固有情報が検出されるか否かに関わらず、受信した受信信号をデータ処理用に用いることもできる。
【０１０２】
一方、コイルエレメント５やアンプ６の出力側に信号送信切換スイッチ７０を設ければ、コイルエレメント５ごとに受信信号の無線送信の切換をRFコイル４側においてハード的に行うことができる。
【０１０３】
本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１によると、複数のRFコイル４の中から、選択されるRFコイルからの受信データのみを利用することによって、少ないデータ処理量で画像を生成することができる。また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１によると、選択されるRFコイルを構成する複数のコイルエレメントの中から、選択されるコイルエレメントからの受信データのみを利用することによって、より少ないデータ処理量で画像を生成することができる。
【０１０４】
さらに、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１によると、コイルエレメント５の配置等の固有情報によって各受信データの送信元のRFコイル４を識別できるので、データ処理部２３は、RFコイル４毎に与えられる補正値を用いた輝度補正等の画像補正を適切に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。
【図２】RFコイルの固有情報と、RFコイルの属性情報との対応表の一例を示す図。
【図３】図１に示すRFコイルに設けられる固有情報発生器のスイッチの構成例を示す図。
【図４】図１に示すRFコイルに設けられる固有情報発生器のスイッチの別の構成例を示す図。
【図５】図４に示す電池充電器のコネクタによって自動的にOFFとなるような機械的構造を有する固有情報発生器のスイッチの一例を示す図。
【図６】図３または図４に示すRFコイルを被検体にセットした状態を示す図。
【図７】図１に示すRFコイルの別の構成例を示す図。
【図８】図７に示す被検体の体表側に設けられるコイルエレメントの配置例を示す図。
【図９】図７に示す被検体の背面側に設けられるコイルエレメントの配置例を示す図。
【図１０】図７に示す被検体の体表側に設けられるRFコイルの別の構成例を示す図。
【図１１】図７に示す被検体の背面側に設けられるRFコイルの別の構成例を示す図。
【図１２】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により被検体の画像を撮像する際の手順を示すフローチャート。
【図１３】図１に示すコンピュータにおけるRFコイルの固有情報の読込を行ってモニタにRFコイルやコイルエレメントの選択情報を表示させる場合の流れを示すフローチャート。
【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１に示すモニタに表示される画面例を時系列に示す図。
【図１５】図１に示すRFコイルの変形例を示す構成図。
【符号の説明】
【０１０６】
１  磁気共鳴イメージング装置
２  RFコイルシステム
３  制御装置
４  RFコイル
５  コイルエレメント
６  アンプ
７  変調器
８  信号送信アンテナ
９  固有情報発生器
１０  スイッチ
１２  復調器
１３  切換合成器
１４  受信回路
１５  コンピュータ
１６  入力装置
１７  モニタ
１８  記憶装置
１９  RFコイル一次選択部
２０  属性情報認識部
２１  RFコイル二次選択部
２２  エレメント選択部
２３  データ処理部
２４  インターフェース部
３０  電池充電器
３１  コネクタ
４０  スイッチ操作用突起バー
５０  寝台
６０  属性読込ボタン
６１  属性情報
７０  信号送信切換スイッチ
Ｐ  被検体
【図１】
2008272451.tif 000003
【図２】
2008272451.tif 000004
【図３】
2008272451.tif 000005
【図４】
2008272451.tif 000006
【図５】
2008272451.tif 000007
【図６】
2008272451.tif 000008
【図７】
2008272451.tif 000009
【図８】
2008272451.tif 000010
【図９】
2008272451.tif 000011
【図１０】
2008272451.tif 000012
【図１１】
2008272451.tif 000013
【図１２】
2008272451.tif 000014
【図１３】
2008272451.tif 000015
【図１４】
2008272451.tif 000016
【図１５】
2008272451.tif 000017