(57)【要約】【課題】シングルループコイルを用いた多チャネルのフェーズドアレイＲＦコイルにおいて、デカップリング回路の配置を所望の感度特性に応じて適宜行うことができ、デカップリング能力を維持しつつ、所望の感度特性で被検体を撮影できるＲＦコイル及びこのＲＦコイルを用いた磁気共鳴撮像装置を実現する。【解決手段】ＲＦコイルの各コイルエレメントにバイアス電圧によって動作状態が制御されるデカップリング回路を所定の間隔において複数設けて、バイアス電圧を制御することにより、コイルエレメントのループ上複数のデカップリング回路をほぼ均等に配置するように制御することで、感度差重視で被検体を撮像でき、また、コイルエレメントのループ上複数のデカップリング回路を集中して配置するように制御することで感度特性の均一性を重視して被検体を撮像できる。【選択図】　　図８
2004097323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、
上記各コイルエレメントのループ上に、少なくとも２つのデカップリング回路が近接して配置されている
ＲＦコイル。
【請求項２】
上記複数のコイルエレメントは、ほぼ円筒形を成している
請求項１記載のＲＦコイル。
【請求項３】
複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有するＲＦコイル。
【請求項４】
複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイＲＦコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有するＲＦコイル。
【請求項５】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度差を重視する場合、上記スイッチング素子を導通させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルエレメントに組み込む
請求項３または４記載のＲＦコイル。
【請求項６】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度特性の均一性を重視する場合、上記スイッチング素子を遮断させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルエレメントから切り離す
請求項３または４記載のＲＦコイル。
【請求項７】
複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、第１のスイッチング素子を介して、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、第２のスイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有するＲＦコイル。
【請求項８】
複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイＲＦコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に、第１のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第１のデカップリング回路と、
上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、第２のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第２のデカップリング回路と、
被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有するＲＦコイル。
【請求項９】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度差を重視する場合、上記第１と第２のスイッチング素子を導通させ、上記第１と第２のデカップリング回路を上記コイルに組み込む
請求項７または８記載のＲＦコイル。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度特性の均一性を重視する場合、上記第１のスイッチング素子を導通させ、上記第１のデカップリング回路を上記コイルに組み込み、上記第２のスイッチング素子を遮断させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルから切り離す
請求項７または８記載のＲＦコイル。
【請求項１１】
静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、
上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、
上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、
上記各コイルエレメントのループ上に、少なくとも２つのデカップリング回路が近接して配置されている
磁気共鳴撮像装置。
【請求項１２】
静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、
上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、
上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有する磁気共鳴撮像装置。
【請求項１３】
静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、
上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、
上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有する磁気共鳴撮像装置。
【請求項１４】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度差を重視する場合、上記スイッチング素子を導通させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルに組み込む
請求項１２または１３記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１５】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度特性の均一性を重視する場合、上記スイッチング素子を遮断させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルから切り離す
請求項１２または１３記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１６】
静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、
上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、
上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、第１のスイッチング素子を介して、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、
上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、第２のスイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、
上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有する磁気共鳴撮像装置。
【請求項１７】
静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、
上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、
上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイコイルであって、
上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に、第１のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第１のデカップリング回路と、
上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、第２のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第２のデカップリング回路と、
上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段と
を有する磁気共鳴撮像装置。
【請求項１８】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度差を重視する場合、上記スイッチング素子を導通させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルに組み込む
請求項１６または１７記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１９】
上記制御手段は、上記被検体を撮像するときの感度特性の均一性を重視する場合、上記スイッチング素子を遮断させ、上記第２のデカップリング回路を上記コイルから切り離す
請求項１６または１７記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェーズドアレイコイルからなる受信専用のＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル及び当該ＲＦコイルを用いた磁気共鳴撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮像装置において、送信用ＲＦコイルに印加されるＲＦ信号により撮像対象となる被検体の生体組織にスピン（ｓｐｉｎ）のＲＦ励起を行い、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信し、当該受信信号に基づき、被検体の生体組織の内部を映像化する。
【０００３】
磁気共鳴信号を受信するフェーズドアレイコイルのなかで、ほぼ円筒形を成す複数のシングルループコイルエレメントによって構成されたものがある。この場合、各コイルエレメントはほぼ同じ大きさと形状を有し、円筒形の表面に沿って互いに一部分でオーバーラップしながら並べて、全体として円筒形を成すように組み立てられている。
【０００４】
この例のようにほぼ円筒形を成している例えば、４つのコイルエレメントにおいて、コイルエレメントがそれぞれ２つずつペアを成しており、各ペアのコイルエレメントは、円筒の中心軸を挟んで互いに対向して配置されている。また、隣接するコイル同士に相互インダクタンスがゼロとなるように、隣接する部分を互いにオーバーラップさせ、コイルエレメント間の信号の干渉を抑制している。
このように構成されているフェーズドアレイＲＦコイルでは、それぞれのチャネル（コイル）を独立してＲＦ信号の受信を行う。
【０００５】
撮像を行うとき、被検体の生体組織、例えば、人間の頭部、腹部または膝などの撮像対象となる部位を４チャネルのＲＦコイルからなる円筒の内部空間に収容し、所定のプロトコルに従って送信用ＲＦコイルにＲＦ信号を給電することにより、円筒の内部空間に収容されている被検体の生体組織にスピンが励起される。スピンによって生じた磁気共鳴信号が、例えば、スピンエコー（ｓｐｉｎ　ｅｃｈｏ）またはグラデイエントエコー（ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｅｃｈｏ）として、受信用ＲＦコイルによって二次元空間で収集される。そして、収集したエコー信号に従って、所定の信号処理により被検体内部の生体組織を立体的に映像化できる。
【０００６】
ＲＦ信号を受信するためのフェーズドアレイＲＦコイルにおいて、それぞれのコイルエレメントの面積がある程度以上に大きくなった場合、各コイルのループ内に複数のデカップリング回路を配置することにより、デカップリング回路の発熱を低減させ、これによってデカップリング回路の耐久性を改善することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３１８８５１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１８５０２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＲＦコイル及びそれを用いた磁気共鳴撮像装置において、ＲＦコイルにおけるデカップリング回路の配置は経験上なるべく等間隔で行われる。即ち、ＲＦコイルを構成する各コイルエレメントにおいて、ループ上ほぼ等間隔で複数のデカップリング回路が配置される。しかし、デカップリング回路がループ上等間隔で配置されている場合、ＲＦコイルの感度差が生じてしまう。特に、複数の表面コイルからなるフェーズドアレイコイルの場合、コイルの感度にシェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）が強くなり、感度の均一化を図るための措置が必要となる。
【０００９】
例えば、シングルループのコイルエレメントにおいて、デカップリング回路の一配置例として、ループ状に形成されたコイルエレメントの、例えば、円筒形の一方の端面に対応する部分に一つのデカップリング回路を配置し、円筒形の他方の端面に対応する部分にもう一つのデカップリング回路を配置するものがある。即ち、コイルループ上に２つのデカップリング回路をほぼ等間隔で配置されている。
【００１０】
コイルエレメント面積が大きくなるにつれてコイルループ上の誘導起電力が大きくなる。このため、コイル上に複数のデカップリング回路を設けることにより、それぞれのデカップリング回路にかかる誘導起電力が低下し、個々のデカップリング回路の発熱を低減し、耐久性の向上が図れる。しかし、上述したようにデカップリング能力を向上させるために、複数のデカップリング回路がコイルループ上ほぼ等間隔に配置されている場合、ＲＦコイルの各コイルエレメントの感度差が大きくなり、撮像した映像にはシェーディングが発生する場合がある。
【００１１】
また、受信用ＲＦコイルとしてフェーズドアレイコイルを用いた磁気共鳴撮像において、通常の撮像ではＲＦコイルの感度の均一性が重要視される。しかし、近年使用が増えているパラレル磁気共鳴撮像では、フェーズドアレイコイルを構成する各コイルエレメントの感度差が大きいことが望まれる。また、実際の医療現場では、被検体の状態、検査の目的になどに応じて、撮像した映像の感度差を要求する場合と、感度特性の均一性を要求する場合など様々である。しかし、従来のＲＦコイルを用いた磁気共鳴撮像装置は、このような要望に十分応えることができなかったという不具合があった。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シングルループコイルエレメントを用いて構成された多チャネルフェーズドアレイＲＦコイルにおいて、デカップリング回路の配置を撮像に要求される感度差及び感度特性の均一性に応じて適宜行うことができ、デカップリング能力を維持しつつ、被検体に対して所望の映像を撮影できるＲＦコイル及びこれを用いた磁気共鳴撮像装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、上記各コイルエレメントのループ上に、少なくとも２つのデカップリング回路が近接して配置されている。
【００１４】
また、本発明のＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００１５】
また、本発明のＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイＲＦコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に配置されている第１のデカップリング回路と、上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００１６】
また、本発明のＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイＲＦコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、第１のスイッチング素子を介して、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、第２のスイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００１７】
また、本発明のＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイＲＦコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に、第１のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第１のデカップリング回路と、上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、第２のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第２のデカップリング回路と、被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００１８】
また、本発明の磁気共鳴撮像装置は、静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、上記各コイルエレメントのループ上に、少なくとも２つのデカップリング回路が近接して配置されている。
【００１９】
また、本発明の磁気共鳴撮像装置は、静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００２０】
また、本発明の磁気共鳴撮像装置は、静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に配置されている第１のデカップリング回路と、上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、スイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記スイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００２１】
また、本発明の磁気共鳴撮像装置は、静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて上記被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントからなるフェーズドアレイコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、第１のスイッチング素子を介して、ループ上の一箇所に配置されている第１のデカップリング回路と、上記コイルエレメントのループ上、上記第１のデカップリング回路が配置されている位置とほぼ対向する位置に、第２のスイッチング素子を介して配置されている第２のデカップリング回路と、上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００２２】
また、本発明の磁気共鳴撮像装置は、静磁場及び勾配磁場の下で撮影の対象となる被検体に高周波磁場を印加して受信した磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像を生成する磁気共鳴撮像装置であって、上記高周波磁場によって上記被検体に励起された上記磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルを有し、上記ＲＦコイルは、複数のシングルループコイルエレメントがほぼ円筒形を成しているフェーズドアレイコイルであって、上記各コイルエレメントにおいて、上記円筒形の一方の端面に対応する部分に、第１のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第１のデカップリング回路と、上記円筒形の他方の端面に対応する部分に、第２のスイッチング素子を介して上記コイルエレメントに接続されている第２のデカップリング回路と、上記被検体を撮像する所望の感度特性に応じて、上記第１と第２のスイッチング素子を導通または遮断させる制御手段とを有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る磁気共鳴撮影システムについて図面に関連付けて説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る磁気共鳴撮影装置を採用した磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）システムの一実施形態を示す構成図である。
【００２５】
本実施形態に係るＭＲＩシステム１０は、図１に示すように、マグネットからの放射電磁波の洩漏や外乱電磁波の進入を防止する閉空間を形成した図示しないスキャンルームに配設されるＭＲＩ装置２０、及び例えば、スキャンルームに隣接して設けられた操作ルーム内のオペレータが操作等するオペレータコンソール３０を主構成要素として有している。
【００２６】
以下、ＭＲＩ装置２０、及びオペレータコンソール３０について順を追って説明する。
【００２７】
ＭＲＩ装置２０は、図１に示すように、マグネットシステム２１、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ収集部２４、制御部２５、及びクレードル２６を有している。
なお、ＲＦ駆動部２２、及び制御部２５により位相制御手段が構成される。
【００２８】
マグネットシステム２１は、図１に示すように、概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）２１１を有し、ボア２１１内には、クッションを介して被検体４０を載せたクレードル２６が図示しない搬送部によって搬入される。
【００２９】
マグネットシステム２１内には、図１に示すように、ボア２１１内のマグネットセンタ（走査する中心位置）の周囲に、主磁場マグネット部２１２、勾配コイル部２１３、及びＲＦコイル部２１４が配置されている。
【００３０】
主磁場マグネット部２１２及び勾配コイル部２１３は、検査時に被検体４０が位置するボア２１１内の空間を挟んで対向する１対のコイルからなる。なお、ＲＦコイル部２１４は、主磁場マグネット部２１２及び勾配コイル部２１３と同様に、ボア２１１内の空間を挟んで対向する１対のコイルからなる場合と、円筒形に形成されたいわゆるバードケージコイルからなる場合がある。特に、円筒形のＲＦコイルが主流である。
【００３１】
主磁場マグネット部２１２は、ボア２１１内に静磁場を形成する。静磁場の方向は、例えば概ね被検体４０の体軸方向と平行である。すなわち、平行磁場を形成する。主磁場マグネット部２１２を構成する一対の主磁場マグネットは、たとえば超伝導電磁石、あるいは永久磁石や常伝導電磁石などを用いて構成される。
【００３２】
勾配コイル部２１３は、受信用ＲＦコイルによって受信される磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために、主磁場マグネット部２１２が形成した静磁場の強度に勾配を付ける勾配磁場を発生する。
勾配コイル部２１３が発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ　ｏｕｔ）勾配磁場及びフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ　ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種類であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部２１３は３系統の勾配コイルを有する。
【００３３】
ＲＦコイル部２１４は、主磁場マグネット部２１２が形成した静磁場空間内で被検体４０の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。ここで、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。また、ＲＦコイル部２１４は、被検体４０の体内に励起されたスピンが生じる電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
【００３４】
ＲＦコイル部２１４は、送信用と受信用コイルが別々に設けられる場合と、送信と受信を兼用する場合がある。なお、図１では、ＲＦコイル部２１４を概念的に示しており、実際のコイルの状況が図示例と異なる場合がある。例えば、送信用と受信用コイルが別々に設けられている場合、受信用コイルは別途被検体４０の撮像部位に装着するのが普通である。この場合、受信用ＲＦコイルが被検体４０の撮像部位に近いので、受信される磁気共鳴信号のＳＮＲを改善できる。
送信用ＲＦコイルは、ＲＦ駆動部２２によって供給されるプロトコル対応の駆動信号ＤＲ１を受けて、高周波磁場を形成する。
一方、受信用ＲＦコイルは、被検体４０の体内に励起されたスピンが生じた磁気共鳴信号を受信する。
【００３５】
本発明の磁気共鳴撮像装置では、ＲＦコイル部２１４において、送信用と受信用コイルがそれぞれ別々に設けられている。さらに、本発明に係るＲＦコイルは、受信専用のＲＦコイルである。なお、本発明に係るＲＦコイルの詳細について後に説明する。
【００３６】
磁気共鳴撮影処理においては、１ＴＲ（ｒｅｐｅａｔ　ｔｉｍｅ、磁気共鳴撮像における繰り返し周期）毎に用いるパルスシーケンス（スキャンシーケンス）の数は、被検部位毎に対応して設定されたプロトコルによって異なる。
たとえば頭部、胸部、腹部等の被検部位に応じたプロトコル毎に、それぞれ異なる回数、たとえば６４回〜５１２回繰り返されて、６４ビューから５１２ビューのビューデータが得られる。
【００３７】
ＲＦ駆動部２２は、制御部２５の指示に基づいたプロトコル対応の駆動信号ＤＲ１をＲＦコイル部２１４の送信専用コイルに与えてＲＦ励起信号を発生させて、被検体４０の体内のスピンを励起する。
【００３８】
勾配駆動部２３は、制御部２５の指示に基づいたプロトコル対応の駆動信号ＤＲ２を勾配コイル部２１３に与えて勾配磁場を発生させる。
勾配駆動部２３は、例えば、勾配コイル部２１３の３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３９】
データ収集部２４は、ＲＦコイル部２１４の受信コイルによって受信した受信信号を取り込み、それをローデータ（ｒａｗ　ｄａｔａ）として収集して、オペレータコンソール３０のデータ処理部３１に出力する。
【００４０】
制御部２５は、オペレータコンソール３０のデータ処理部３１から送られてくる被検体４０の被検部位に対応した実行すべきプロトコルに即して、あらかじめ決められた繰り返し時間ＴＲ内において所定のパルスシーケンスが所定回数繰り返される駆動信号ＤＲ１をＲＦコイル部２１４に印加するようにＲＦ駆動部２２を制御する。
【００４１】
同様に、制御部２５は、実行すべきプロトコルに即して、１ＴＲ内に、所定のパターンのパルス信号を勾配コイル２１３に印加するように勾配駆動部２３を制御する。
また、制御部２５は、ＲＦコイル部２１４が受信した受信信号を取り込み、それをローデータとして収集して、オペレータコンソール３０のデータ処理部３１に出力するように、データ収集部２４を制御する。
【００４２】
オペレータコンソール３０は、図１に示すように、データ処理部３１、画像データベース３２、画像処理データベース３３、操作部３４、及び表示部３５を有している。
【００４３】
データ処理部３１には、制御部２５が接続されており、制御部２５の上位にあってそれを統括する。
データ処理部３１には、また、画像データベース３２、画像処理データベース３３、操作部３４、及び表示部３５が接続されている。
【００４４】
データ処理部３１は、データ収集部２４から取り込んだローデータをそのまま画像データベース３２に保存するとともに、取り込んだデータを図示しないメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。メモリに形成されるデータ空間は、２次元フーリエ空間を構成する。
データ処理部３１は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換、すなわちフーリエ周波数空間から実空間への変換を行って、被検体４０の画像を生成（再構成）する。
なお、２次元フーリエ空間をｋスペースともいう。
【００４５】
データ処理部３１は、画像処理データベース３３から、複数の画像処理アプリケーションであるフーリエ変換、画像フィルタ、歪み補正等をどの順序で行うかを記述した画像処理プロトコルを読み込み、その内容に従って画像を処理する。また、ユーザに対してこのプロトコルを編集するインターフェースを提供することもできる。
これにより、ユーザは、自由に画像処理内容を追加したり、順序を入れ替えたりすることができる。
また、ある処理を事後的に取り除いたり、パラメータを変更してやり直すといったこともできる。
【００４６】
データ処理部３１は、画像データベース３２に記録されたローデータを用いて再構成を行う指示が操作部３４から行われた場合、複数の画像処理アプリケーションの適用順序がたとえば操作部３４から指定されると、画像データベースから指定のローデータを読み出し、画像処理データベース３３をアクセスし、指定された順序に従って、逆フーリエ変換処理や画像フィルタ処理、歪み補正等の再構成処理を、画像表示の要求が有るたびごとに行って、再構成画像を表示部３５に表示する。
また、データ処理部３１は、再構成画像データを画像データベース３２に保存する。
【００４７】
通常、プロトコル指定時に画像処理用フィルタの選択なども行われる。ローデータ収集後にデータ処理部３１によって画像再構成が自動的に行われる。再構成した画像が表示部３５に送られ、それによって表示される。収集したローデータが画像再構成処理のために、一時的にメモリなど記憶装置に蓄えられ、そして、画像再構成のあと、再構成画像及びローデータが画像データベース３２に記憶される。
なお、画像データベース３２の記憶容量を節約するために、再構成した画像のみを記憶し、ローデータを破棄することも可能である。ローデータを記録するか否かは、オペレータの操作指示によって選択可能である。
【００４８】
画像データベース３２は、たとえば記録再生可能なディスク装置等により構成され、上述したように、データ収集部２４で収集されたローデータ、及び再構成された再構成画像データがデータ処理部３１により記録され、また、データ処理部３１により、指定の画像処理アプリケーションに従って処理を行う場合に、記録されたローデータが読み出される。
【００４９】
画像処理データベース３３は、たとえば記録再生可能なディスク装置等により構成され、上述したように、画像処理アプリケーションプログラム、画像処理プロトコルデータなどが記録されており、データ処理部３１により適宜アクセスされる。
【００５０】
操作部３４は、ポインティングデバイスを備えたキーボードやマウス等により構成され、オペレータの操作に応じた操作信号をデータ処理部３１に出力する。また、操作部３４からは、たとえば上述した実行すべきプロトコルの入力が行われる。データ処理部３１は、操作部３４から入力されたプロトコルに関する情報（プロトコル番号等）を制御部２５に供給する。
【００５１】
表示部３５は、グラフィックディスプレイ等により構成され、操作部３４からの操作信号に応じて、ＭＲＩ装置２０の動作状態に応じた所定の情報を表示するとともに、データ処理部３１による再構成画像を表示する。
【００５２】
次に、上述した構成を有する本実施形態の磁気共鳴撮像装置の撮影時の動作について説明する。
【００５３】
この磁気共鳴撮影用パルスシーケンスは、いわゆるスピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ　Ｅｃｈｏ）法、グラディエントエコー（ＧＲＥ：ＧＲａｄｉｅｎｔ　Ｅｃｈｏ）法、ファーストスピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ　Ｓｐｉｎ　Ｅｃｈｏ）法、ファーストリカバリＳＥ（Ｆａｓｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｐｉｎ　Ｅｃｈｏ）法、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ　Ｐｌａｎａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ）法等、各撮影方法によって異なる。
【００５４】
ここで、各撮影方法のパルスシーケンスのうち、ＳＥ法のパルスシーケンスについて、図２に関連付けて説明する。
図２（ａ）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルス及び１８０°パルスのシーケンスであり、ＲＦ駆動部２２がＲＦコイル部２１４の送信専用コイルに印加する駆動信号ＤＲ１に相当する。
図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は、それぞれスライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配Ｇｐ、及びスピンエコーＭＲのシーケンスであり、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、及びフェーズエンコード勾配Ｇｐのパルスは、勾配駆動部２３が勾配コイル部２１３に印加する駆動信号ＤＲ２に相当する。
【００５５】
図２（ａ）に示すように、ＲＦ駆動部２２によりＲＦコイル部２１４の送信専用コイルに対して９０°パルスが印加され、スピンの９０°励起が行われる。このとき、図２（ｂ）に示すように、勾配駆動部２３により勾配コイル部２１３に対してスライス勾配パルスＧｓが印加され、所定のスライスについて選択励起が行われる。
図２（ａ）に示すように、９０°励起から所定の時間後に、ＲＦ駆動部２２によりＲＦコイル部２１４の送信専用コイルに対して１８０°パルスが印加され、１８０°励起、すなわちスピン反転が行われる。このときも、図２（ｂ）に示すように、勾配駆動部２３により勾配コイル部２１３に対してスライス勾配パルスＧｓが印加され、同じスライスについて選択的な反転が行われる。
【００５６】
図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、９０°励起とスピン反転の間の期間に、勾配駆動部２３により勾配コイル部２１３に対してリードアウト勾配パルスＧｒ、及びフェーズエンコード勾配パルスＧｐが印加される。
そして、リードアウト勾配パルスＧｒによりスピンのディフェーズが行われ、フェーズエンコード勾配パルスＧｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００５７】
スピン反転後、図２（ｂ）に示すように、勾配駆動部２３により勾配コイル部２１３に対してリードアウト勾配パルスＧｒが印加されて、これに応じてスピンがリフェーズされて、図２（ｅ）に示すように、スピンエコーＭＲが発生される。スピンエコーＭＲの信号強度は、９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ　ｔｉｍｅ）後の時点で最大となる。
このスピンエコーＭＲは、データ収集部２４によりビューデータとして収集される。そして、データ収集部２４によって収集されたビューデータがオペレータコンソール３０のデータ処理部３１に出力される。
【００５８】
データ処理部３１では、データ収集部２４から入力したデータがメモリに記憶され、メモリ内にデータ空間が形成される。データ処理部３１では、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して被検体４０の被検部位の画像が生成（再構成）される。
【００５９】
次に、本実施形態の磁気共鳴撮像装置に用いられる受信専用ＲＦコイルについて、図面を参照しながらさらに具体的に説明する。
【００６０】
図３は、本実施形態の磁気共鳴撮像装置に用いられている受信用ＲＦコイル１００の一構成例を示している。
図示のように、受信用ＲＦコイル１００は、４つのコイルエレメント１０１，１０２，１０３及び１０４によって構成されている。各コイルエレメントは、例えば、シングルループコイルからなる。４つのコイルエレメント１０１〜１０４は円筒形に組み立てられている。
【００６１】
受信時に、４つのコイルエレメントはそれぞれ独立に磁気共鳴信号を受信する。即ち、本例のＲＦコイル１００は、４チャネルのフェーズドアレイコイルによって構成されている。
なお、本実施形態のＲＦコイル１００は、上述した４チャネルのフェーズドアレイコイルによる構成に限定されるものではなく、さらに複数のチャネルを有する構成にすることも可能である。
【００６２】
また、図３に示すように、ＲＦコイル１００において、隣り合うコイルエレメントが互いに一部分がオーバーラップするように配置されている。隣り合うコイルエレメント同士のオーバーラップ部分の面積はすべて等しく、例えば、このオーバーラップ部分の面積は、コイルエレメントの全体の面積の約１０％となるように配置されている。
【００６３】
さらに、隣り合う２つのコイルエレメントがペアを成しており、各ペアの２つのコイルエレメントのグランド電位が共通化される。即ち、図示のように、コイルエレメント１０１と１０２は共通のグランド電位に保持され、コイルエレメント１０３と１０４は共通のグランド電位に保持されている。それぞれのコイルエレメントからＲＦ励起信号を外部に出力する出力端子は、共通のグランド電位の近傍に設けられている。
【００６４】
次に、本実施形態におけるＲＦコイルの２つの構成例について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。
【００６５】
ＲＦコイルの第１の構成例
図４は、本実施形態に係るＲＦコイルの第１の構成例を示す図である。図４（ａ）は、円筒形を形成するシングルループコイルエレメント１０１と１０２の展開図であり、図４（ｂ）は、同じく円筒形を形成するコイルエレメント１０３と１０４の展開図である。なお、図４（ａ）及び（ｂ）において、それぞれのコイルエレメントに配置されている回路素子、例えば、コンデンサも示されている。
【００６６】
図４（ａ）に示すように、本例のＲＦコイルにおいて、コイルエレメント１０１と１０２にそれぞれ２個のデカップリング回路１１１，１１２及び１１３，１１４が接続されている。
また、コイルエレメント１０１と１０２は、隣接する部分において互いにオーバーラップするように配置されている。このオーバーラップ部分において、コイルエレメント１０１と１０２のグランド電位が共通化されている。即ち、図示のように、コイルエレメント１０１と１０２のオーバーラップ部分において、２つのコイルエレメントが共通のグランド電位に接続されている。
【００６７】
また、コイルエレメント１０１と１０２において、デカップリング回路１１２と１１３は、ＲＦ信号の出力部を兼ねている。当該ＲＦ信号出力部を介して、それぞれのコイルエレメントにより受信したＲＦ信号が図１に示すデータ収集部２４に出力される。
【００６８】
同様に、図４（ｂ）に示すように、隣接して配置されているコイルエレメント１０３と１０４に、それぞれ２個のデカップリング回路１１５，１１６及び１１７，１１８が接続されている。
また、コイルエレメント１０３と１０４は、隣接する部分において互いにオーバーラップするように配置されている。このオーバーラップ部分において、コイルエレメント１０３と１０４のグランド電位が共通化されている。即ち、図示のように、コイルエレメント１０３と１０４のオーバーラップ部分において、２つのコイルエレメントが共通のグランド電位に接続されている。
【００６９】
また、コイルエレメント１０３と１０４において、デカップリング回路１１６と１１７は、ＲＦ信号の出力部を兼ねている。当該ＲＦ信号出力部を介して、それぞれのコイルエレメントにより受信したＲＦ信号が図１に示すデータ収集部２４に出力される。
【００７０】
図４（ａ）と（ｂ）に示すように、本例のＲＦコイルにおいて、円筒形を形成するシングルループコイルエレメントにおいて、それぞれ複数のデカップリング回路が近接して配置されている。
ＲＦコイルを構成する各コイルエレメントのループ上、デカップリング回路を集中して配置することにより、ＲＦコイルの感度の均一性を向上させることができる。
【００７１】
図５は、本例のＲＦコイルに用いられているデカップリング回路１１１〜１１８の一構成例を示す回路図である。図示のように、デカップリング回路の中に、ＲＦ出力部を兼ねているものと、ＲＦ出力にかかわらないものの２種類がある。図５（ａ）は、ＲＦ信号の出力と関係しないデカップリング回路１１１，１１４，１１５及び１１８（図４及び図５において、ＤＣＰ１で表記される）の構成を例示し、図５（ｂ）は、ＲＦ信号出力部を兼ねているデカップリング回路１１２，１１３，１１６及び１１７（図４及び図５において、ＤＣＰ２で表記される）を例示している。
【００７２】
デカップリング回路ＤＣＰ１は、図５（ａ）に示すように、コイルエレメントのループ上に形成されているコンデンサＣ１と、インダクタンス素子Ｌ１と、ダイオードＤ１によって構成されている。ここで、ＲＦコイルによって受信すべき磁気共鳴信号の角周波数をω０　とすると、デカップリング回路を構成するコンデンサＣ１及びインダクタンス素子Ｌ１は、次式を満たす。
【００７３】
【数１】
2004097323.tif 000003
【００７４】
コンデンサＣ１、インダクタンス素子Ｌ１、及びダイオードＤ１がループを形成するように互いに接続されている。ダイオードＤ１のアノードとインダクタンス素子Ｌ１との接続点が端子Ｔｃ１に接続され、ダイオードＤ１のカソードとコンデンサＣ１との接続点が端子Ｔｃ２に接続されている。
【００７５】
一方、デカップリング回路ＤＣＰ２は、図５（ｂ）に示すように、コイルエレメントのループ上に形成されているコンデンサＣ２と、インダクタンス素子Ｌ２と、ダイオードＤ２によって構成されている。ただし、デカップリング回路ＤＣＰ２において、ダイオードＤ２のアノードとインダクタンス素子Ｌ２との接続点が端子Ｔｃ３に接続され、ダイオードＤ２のカソードとコンデンサＣ２との接続点が接地電位ＧＮＤに接続されている。
端子Ｔｃ３は、バイアス電圧Ｖｃ３の入力端子と、ＲＦ信号の出力端子を兼ねている。
【００７６】
デカップリング回路ＤＣＰ１に供給されるバイアス電圧Ｖｃ１とＶｃ２、及びデカップリング回路ＤＣＰ２に供給されるバイアス電圧Ｖｃ３は、図示しない制御回路によって発生される。
【００７７】
デカップリング回路ＤＣＰ１において、端子Ｔｃ１に、バイアス電圧Ｖｃ１が印加される。端子Ｔｃ２に、バイアス電圧Ｖｃ２が印加される。バイアス電圧Ｖｃ１とＶｃ２は、それぞれダイオードＤ１とＤ２のアノードとカソードに印加される。
このため、バイアス電圧Ｖｃ１とＶｃ２に応じて、ダイオードＤ１が導通または遮断状態に保持される。例えば、ダイオードＤ１のしきい値電圧をＶｔｈ１　とすると、Ｖｃ１−Ｖｃ２≧Ｖｔｈ１　とき、ダイオードＤ１が導通し、逆に、Ｖｃ１−Ｖｃ２＜Ｖｔｈ１　とき、ダイオードＤ１が遮断する。
【００７８】
ダイオードＤ１が導通状態にあるとき、デカップリング回路ＤＣＰ１（即ち、図４にあるデカップリング回路１１１，１１４，１１５及び１１８が機能する。逆に、ダイオードＤ１が遮断状態にあるとき、デカップリング回路ＤＣＰ１は機能しない。即ち、制御回路によって、バイアス電圧Ｖｃ１とＶｃ２のレベルを適宜制御することによって、ダイオードＤ１を導通または遮断させることができ、これによってデカップリング回路をコイルエレメントに作用するか否かを制御することができる。
【００７９】
デカップリング回路ＤＣＰ２において、端子Ｔｃ３に印加されているバイアス電圧Ｖｃ３に応じて、ダイオードＤ２が導通または遮断する。例えば、ダイオードＤ１のしきい値電圧をＶｔｈ２　とすると、Ｖｃ３≧Ｖｔｈ２　とき、ダイオードＤ２が導通し、逆に、Ｖｃ３＜Ｖｔｈ２　とき、ダイオードＤ２が遮断する。
【００８０】
ダイオードＤ２が導通状態にあるとき、デカップリング回路ＤＣＰ２（即ち、図４にあるデカップリング回路１１２，１１３，１１６及び１１７）が機能する。逆に、ダイオードＤ２が遮断状態にあるとき、デカップリング回路ＤＣＰ２は機能しない。即ち、制御回路によって、バイアス電圧Ｖｃ３のレベルを適宜制御することによって、ダイオードＤ２を導通または遮断させることができ、これによってデカップリング回路をコイルエレメントに作用するか否かを制御することができる。
【００８１】
図６は、図４に示すＲＦコイルの具体的な構成を示す回路図である。図６において、隣り合うコイルエレメント１０１と１０２のみを示しているが、コイルエレメント１０３と１０４も同じ構成を有するので、ここで、重複を避けるためコイルエレメント１０３と１０４の詳細について省略する。
【００８２】
図６に示すように、コイル１０１において、デカップリング回路１１１と１１２が接続されている。また、デカップリング回路１１１と１１２との間に、ローパスフィルタ１２１が接続されている。
【００８３】
デカップリング回路１１１は、図５に示すデカップリング回路をほぼ同じ構成を有する。即ち、デカップリング回路は、コンデンサＣ１、インダクタンス素子Ｌ１及びダイオードＤ１によって構成されている。
コンデンサＣ１は、コイルエレメント１０１のループ上に形成されている。
ダイオードＤ１は、カソードがコンデンサＣ１の一方の電極に接続され、アノードがインダクタンス素子Ｌ１の一方の端子に接続されている。インダクタンス素子Ｌ１の他方の端子がコンデンサＣ１の他方の電極に接続されている。
【００８４】
デカップリング回路１１２は、デカップリング回路１１１とほぼ同じ構成を有する。ただし、デカップリング回路１１２において、コンデンサＣ２の一方の電極がコイルエレメント１０１と１０２の共通のグランド電位に接続されている。また、ダイオードＤ２のカソードがコンデンサＣ３を介して共通のグランド電位に接続されている。即ち、デカップリング回路１１２において、コンデンサＣ３は、ダイオードＤ２のカソードと共通のグランド電位との間に設けられている直流カット用コンデンサである。このため、コンデンサＣ３は、コイルエレメントのループ上に設けられているコンデンサ、例えば、コンデンサＣ１とＣ２に較べて、大きな容量値を有する。
【００８５】
ローパスフィルタ１２１は、並列に接続されている２つのインダクタンス素子Ｌ３とＬ４によって構成されている。ローパスフィルタは、高周波の信号成分、例えば、ＲＦ励起信号の周波数帯域の信号成分をカットオフし、低周波の信号成分のみを通過させる。なお、ここで、ローパスフィルタ１２１は、直流成分、例えば、ダイオードＤ１及びＤ２に印加される直流のバイアス電圧を通過させ、ＲＦ帯域の信号成分をカットオフするために設けられている。
【００８６】
図示のように、インダクタンス素子Ｌ３の一方の端子がデカップリング回路１１１のダイオードＤ１のアノードとインダクタンス素子Ｌ１との接続点に接続され、他方の端子がデカップリング回路１１２のダイオードＤ２のカソードとコンデンサＣ３との接続点に接続されている。
また、インダクタンス素子Ｌ４の一方の端子がデカップリング回路１１１のダイオードＤ１のカソードに接続され、他方の端子が共通のグランド電位に接続されている。
【００８７】
なお、デカップリング回路１１１とローパスフィルタ１２１との間の接続線、及びデカップリング回路１１２とローパスフィルタ１２１との間の接続線は、例えば、ツイスト線によって構成される。ここで、ツイスト線を用いることによって、高周波信号による誘導起電力の影響を除去することができる。
【００８８】
デカップリング回路１１２において、ダイオードＤ２のアノードとインダクタンス素子Ｌ２との接続点が端子Ｔ１　に接続されている。端子Ｔ１　には、制御回路によってバイアス電圧Ｖ１　が印加される。
端子Ｔ１　に印加されるバイアス電圧Ｖ１　は、ダイオードＤ２の他に、ローパスフィルタ１２１を介して、デカップリング回路１１１のダイオードＤ１にも印加される。
【００８９】
図６に示すように、デカップリング回路１１１及び１１２及びローパスフィルタ１２１の直流等価回路において、ダイオードＤ２とＤ１は、バイアス電圧Ｖ１の入力端子Ｔ１　とコイルエレメント１０１と１０２の共通のグランド電位との間に直列に接続されている。このため、端子Ｔ１　に印加されているバイアス電圧Ｖ１　に応じて、ダイオードＤ１とＤ２が導通または遮断状態の何れかに制御される。
【００９０】
ここで、例えば、ダイオードＤ１とＤ２を同じくしきい値電圧Ｖｔｈを持つダイオードとすると、バイアス電圧Ｖ１　のレベルが２Ｖｔｈ以上の場合、ダイオードＤ１とＤ２が導通し、デカップリング回路１１１と１１２がコイルエレメント１０１に作用する。逆に、バイアス電圧Ｖ１　のレベルが２Ｖｔｈ以下の場合、ダイオードＤ１とＤ２が遮断し、デカップリング回路１１１と１１２が機能しない。即ち、この場合、デカップリング回路１１１と１１２はコイルエレメント１０１になんら影響を与えない。
なお、ダイオードＤ１とＤ２を順方向にバイアスする場合、バイアス電圧の代わりに、定電流によるバイアスも可能である。例えば、定電流源によって発生する定電流を入力端子Ｔ１　に印加することにより、ダイオードＤ１とＤ２を導通させることもできる。ダイオードＤ１とＤ２の導通状態を維持させるには、定電流源を用いることが好適である。
【００９１】
コイルエレメント１０２に接続されているデカップリング回路１１３は、デカップリング回路１１２とほぼ同じ構成を有し、同じくコイルエレメント１０２に接続されているデカップリング回路１１４は、デカップリング回路１１１とほぼ同じ構成を有する。このため、端子Ｔ２　に印加されるバイアス電圧Ｖ２　を端子Ｔ１　に印加されているバイアス電圧Ｖ１　と同じように制御すれば、デカップリング回路１１３と１１４をコイルエレメント１０２に作用するか否かを制御することができる。
【００９２】
図７は、送信用ＲＦコイルに供給されるＲＦ励起パルス及び本例の受信用ＲＦコイルに供給されるバイアス電圧Ｖ１　またはＶ２　の一例を示す波形図である。以下、図７を参照しつつ、ＲＦコイルに印加されるバイアス電圧及びそれに応じたデカップリング回路の動作について説明する。
【００９３】
図７（ａ）は、送信用ＲＦコイルに印加されるＲＦ励起信号（ＲＦ励起パルス）の波形を示している。図１に示すＲＦ駆動部２２によって生成されるＲＦ励起パルスは、所定の周期で繰り返される。図７（ａ）に示すように、ＲＦ励起パルスは、例えば、いわゆるｓｉｎｃ関数（ｓｉｎｘ／ｘ）の波形を有する。
【００９４】
図７（ｂ）は、端子Ｔ１　またはＴ２　に印加されるバイアス電圧Ｖ１　またはＶ２の電圧レベルを示している。図示のように、バイアス電圧Ｖ１　及びＶ２　の電圧レベルが、ＲＦ励起パルスのタイミングに合わせて制御される。ＲＦ励起パルスが出力されている間、バイアス電圧がハイレベルＶＨ　に保持されている。逆に、ＲＦ励起パルスが出力されていないとき、バイアス電圧がローレベルＶＬ　に保持されている。なお、ここで、バイアス電圧のハイレベルＶＨ　は、例えば、デカップリング回路を構成されているダイオードＤ１またはＤ２のしきい値電圧Ｖｔｈの２倍以上の正の電圧であり、ローレベルＶＬ　は、例えば、負の電圧である。
【００９５】
即ち、図７（ｂ）に示すバイアス電圧Ｖ１　及びＶ２　を図６に示すＲＦコイルの端子Ｔ１　及びＴ２　に印加すると、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが印加されているとき、デカップリング回路１１１と１１２が機能する状態で受信用ＲＦコイルのコイルエレメント１０１に接続され、それ以外のとき、即ち、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが印加されていないとき、デカップリング回路１１１と１１２が機能せず、コイルエレメント１０１の特性に影響を与えない。
【００９６】
また、ＲＦコイル１０２についても、同じである。即ち、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが印加されているとき、デカップリング回路１１３と１１４が機能する状態でコイルエレメント１０２に接続され、それ以外のとき、即ち、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが印加されていないとき、デカップリング回路１１３と１１４が機能せず、コイルエレメント１０２の特性に影響を与えない。
【００９７】
本例のＲＦコイルにおいて、図６の構成図に示しているように、それぞれのコイルエレメント１０１及び１０２において、デカップリング回路は各コイルエレメントの一箇所に集中して配置されている。
なお、図６には、ＲＦコイルを構成するコイルエレメント１０１と１０２のみを示している。同じくＲＦコイルを構成するコイルエレメント１０３と１０４にも図６と同じように、それぞれデカップリング回路１１５と１１６及び１１７と１１８が接続されているので、制御回路からのバイアス電圧に応じて、コイルエレメント１０３と１０４に接続されているこれらのデカップリング回路の動作状態が制御される。
【００９８】
上述したように、本例の受信用ＲＦコイルにおいて、デカップリング回路がコイルエレメントのループ上、一箇所に集中して配置されている。このため、バイアス電圧に応じて、デカップリング回路が機能する状態でコイルエレメントに接続した場合、ＲＦコイルの感度特性を均一に保つことができる。
【００９９】
ＲＦコイルの第２の構成例
図８は、本実施形態に係るＲＦコイルの第２の構成例を示す構成図である。
図示のように、本例のＲＦコイルにおいて、コイルエレメント１０１には、デカップリング回路１１１、１１２のほかにデカップリング回路１３１が接続され、また、コイルエレメント１０２には、デカップリング回路１１３，１１４のほかに、デカップリング回路１３２がさらに接続されている。
【０１００】
前述したように、ＲＦコイルは、ほぼ円筒形を成す複数のコイルエレメント、例えば、４チャネルのコイルエレメント１０１，１０２，１０３及び１０４によって構成されている。
コイルエレメント１０１において、デカップリング回路１１１と１１２は、円筒形の一方の端面に対応する場所に集中して配置されている。一方、デカップリング回路１３１は、円筒形の他方の端面に対応する場所に配置されている。同様に、コイルエレメント１０２において、デカップリング回路１１３と１１４は、円筒形の一方の端面に対応する場所に集中して配置されている。一方、デカップリング回路１３２は、円筒形の他方の端面に対応する場所に配置されている。
【０１０１】
このように、本例のＲＦコイルにおいて、デカップリング回路を各コイルエレメントのループ上に集中して配置するのではなく、所定の間隔をあけて配置する。また、それぞれのデカップリング回路に図示しない制御回路によって発生されるバイアス電圧を入力することによって、デカップリング回路にあるダイオードの導通状態を制御することができ、これによって、それぞれのデカップリング回路の動作状態を制御する。即ち、ダイオードを導通状態に制御することによって、デカップリング回路を機能する状態でコイルエレメントに接続し、コイルエレメントの特性に影響を与える。一方、ダイオードを遮断状態に制御することによって、デカップリング回路が機能せず、コイルエレメントに影響を与えない。
【０１０２】
図８に示すように、コイルエレメント１０１に接続されているデカップリング回路１１１と１１２は、図６に示すＲＦコイルの構成例におけるデカップリング回路１１１と１１２とほぼ同じ構成を有し、また、デカップリング回路１３１は、デカップリング回路１１１とほぼ同じ構成を有する。ただし、デカップリング回路１３１は、ローパスフィルタ１２３を介して入力されるバイアス電圧Ｖ３　によってその動作状態が制御される。
【０１０３】
同様に、コイルエレメント１０２に接続されているデカップリング回路１１３と１１４は、図６に示すＲＦコイルの構成例におけるデカップリング回路１１３と１１４とほぼ同じ構成を有し、また、デカップリング回路１３２は、デカップリング回路１１３とほぼ同じ構成を有する。ただし、デカップリング回路１３２は、ローパスフィルタ１２４を介して入力されるバイアス電圧Ｖ４　によってその動作状態が制御される。
【０１０４】
デカップリング回路１３１において、ダイオードのしきい値電圧をＶｔｈとすると、入力されるバイアス電圧Ｖ３　のレベルがしきい値電圧Ｖｔｈ以上に保持されている場合、ダイオードが導通し、デカップリング回路１３１が機能する。逆に、バイアス電圧Ｖ３　のレベルがしきい値電圧Ｖｔｈ以下に保持されている場合、ダイオードが遮断し、デカップリング回路１３１が機能せず、コイルエレメント１０１の特性に影響を与えない。
また、コイルエレメント１０２に接続されているデカップリング回路１３２も同様に、入力されるバイアス電圧Ｖ４　のレベルによって、その動作状態が制御される。
【０１０５】
図９及び図１０は、送信用ＲＦコイルに入力されるＲＦ励起パルス及び本例の受信用ＲＦコイルに供給されるバイアス電圧を示している。以下、これらの図面を参照しつつ、本例のＲＦコイルに印加されるＲＦパルス、バイアス電圧及びそれに応じたデカップリング回路の動作について説明する。
【０１０６】
図９（ａ）は、送信用ＲＦコイルに印加されるＲＦ励起信号（ＲＦ励起パルス）の波形を示している。図１に示すＲＦ駆動部２２によって生成されるＲＦ励起パルスは、所定の周期で繰り返される。図９（ａ）に示すように、ＲＦ励起パルスは、例えば、いわゆるｓｉｎｃ関数（ｓｉｎｘ／ｘ）の波形を有する。
【０１０７】
図９（ｂ）は、端子Ｔ１　またはＴ２　に印加されるバイアス電圧Ｖ１　またはＶ２の電圧レベルを示している。図示のように、バイアス電圧Ｖ１　またはＶ２　の電圧レベルが、ＲＦ励起パルスのタイミングに合わせて制御される。送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが印加されている間、バイアス電圧がハイレベルＶＨ　に保持されている。逆に、ＲＦ励起パルスが印加されていないとき、バイアス電圧がローレベルＶＬ　に保持されている。なお、ここで、バイアス電圧のハイレベルＶＨは、デカップリング回路を構成されているダイオードＤ１またはＤ２のしきい値電圧Ｖｔｈの２倍以上の正の電圧であり、ローレベルＶＬ　は、例えば、負の電圧である。
【０１０８】
図９（ｃ）は、デカップリング回路１３１に供給されるバイアス電圧Ｖ３　またはデカップリング回路１３２に供給されるバイアス電圧Ｖ４　の電圧レベルを示している。
【０１０９】
図９（ｃ）に示すように、バイアス電圧Ｖ３　とＶ４　は、常に負の電圧ＶＬ　に保持されている。このため、デカップリング回路１３１と１３２のダイオードが常に遮断状態にあり、これらのデカップリング回路は機能しない。
【０１１０】
図９（ｂ）と（ｃ）に示すバイアス電圧Ｖ１　〜Ｖ４　を本例のＲＦコイルに供給することによって、コイルエレメント１０１において、デカップリング回路１１１と１１２が機能し、デカップリング回路１３１が機能しない状態に制御される。この場合、コイルエレメント１０１に集中配置されているデカップリング回路１１１と１１２のみが動作する。
同様に、コイルエレメント１０２において、デカップリング回路１１３と１１４が機能し、デカップリング回路１３２が機能しない状態に制御される。この場合、コイルエレメント１０２に集中配置されているデカップリング回路１１３と１１４のみが動作する。
【０１１１】
このため、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すバイアス電圧Ｖ１　〜Ｖ４　をＲＦコイルに供給することにより、ＲＦコイルのそれぞれのコイルエレメントに、集中して配置されているデカップリング回路が動作する。これによって、ＲＦコイルの感度特性の均一性を保つことができる。
【０１１２】
次に、図１０に示すＲＦ励起パルス及びバイアス電圧がそれぞれ送受信用ＲＦコイルに供給される場合について説明する。
【０１１３】
図１０（ａ）は、図９（ａ）と同じく、送信用ＲＦコイルに供給されるＲＦ励起パルスの波形例を示している。また、図１０（ｂ）及び（ｃ）に、それぞれ受信用ＲＦコイルに供給されるバイアス電圧Ｖ１　〜Ｖ４　の電圧レベルを示している。
【０１１４】
図１０（ｂ）と（ｃ）に示すように、この場合、ＲＦコイルに印加されるバイアス電圧Ｖ１　及びＶ２　は、図９（ｂ）と同じであり、一方、ＲＦコイルに印加されるバイアス電圧Ｖ３　及びＶ４　は、図９（ｃ）と異なる。
図示のように、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが出力されている間、バイアス電圧Ｖ３　及びＶ４　がハイレベルＶＨ　に保持されている。逆に、ＲＦ励起パルスが出力されていないとき、バイアス電圧Ｖ３　またはＶ４　がローレベルＶＬ　に保持されている。
【０１１５】
図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すバイアス電圧Ｖ１　〜Ｖ４　を受信用ＲＦコイルに供給することによって、送信用ＲＦコイルにＲＦ励起パルスが出力されている間、受信用ＲＦコイルにおいて、デカップリング回路１１１と１１２のほか、デカップリング回路１３１も機能し、コイルエレメント１０１の特性に影響を与える。同様に、このとき、デカップリング回路１１３と１１４のほか、デカップリング回路１３２も機能し、コイルエレメント１０２の特性に影響を与える。
【０１１６】
即ち、この場合、コイルエレメント１０１及び１０２に接続されているすべてのデカップリング回路が機能するので、各コイルエレメントのループ上に、複数のデカップリング回路がほぼ均等に配置されているので、ＲＦコイル全体の感度特性として感度差が重視される。
【０１１７】
上述したように、本例のＲＦコイルにおいて、ＲＦコイルを形成するそれぞれのコイルエレメントにおいて、複数のデカップリング回路をそれぞれコイルエレメントのループ上異なる場所に配置させ、各デカップリング回路に供給するバイアス電圧のレベルを適宜制御することによって、デカップリング回路の一部分のみを動作状態に制御し、または、すべてのデカップリング回路を動作状態に制御することができる。
【０１１８】
これによって、ＲＦコイルの感度特性を適宜切り換えることが可能となる。例えば、均一な感度特性で磁気共鳴撮像を行う場合、ＲＦコイルの各コイルエレメント上のデカップリング回路を一箇所に集中して配置するようにバイアス電圧を制御することによって、所望の均一な感度特性を達成できる。一方、感度差を重視して磁気共鳴撮像を行う場合、ＲＦコイルの各コイルエレメント上のデカップリング回路をほぼ等間隔に配置するようにバイアス電圧を制御することによって、所望の感度差をもつ感度特性を達成できる。
【０１１９】
以上説明したように、本実施形態のＲＦコイル及びそれを用いた磁気共鳴撮像装置によれば、ＲＦコイルの各コイルエレメントに設けられるデカップリング回路の配置を適宜制御することによって、所望の感度特性を実現できる。デカップリング回路に供給するバイアス電圧を適宜制御することによって、各コイルエレメントにおけるデカップリング回路をコイルループ上均等に配置するか、または一箇所に集中して配置するように切り換えることができ、これによってＲＦコイルの感度特性を所望の撮像目的に適応させることができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＲＦコイル及びそれを用いて構成された磁気共鳴撮像装置によれば、ＲＦコイルを構成するそれぞれのコイルエレメントに設けられるデカップリング回路の配置を制御することによって、所望の撮像特性を持つＲＦコイルを実現できる。
また、本発明によれば、バイアス電圧によって動作状態が制御されるデカップリング回路をそれぞれのコイルエレメントのループ上に適宜配置させ、バイアス電圧を適宜制御することによって、それぞれのデカップリング回路の動作状態を制御することにより、コイルエレメントのループ上デカップリング回路の配置を適宜制御できる。
これによって、コイルエレメントのループ上デカップリング回路をほぼ均等に配置するようにバイアス電圧を制御することによって、感度差重視の特性を実現でき、一方、コイルエレメントのループ上デカップリング回路を集中して配置するようにバイアス電圧を制御することにより、均一な感度特性を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気共鳴撮像装置を含む磁気共鳴撮像システムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】本実施形態の磁気共鳴撮像装置の撮像時の信号波形を示す波形図である。
【図３】本実施形態の磁気共鳴撮像装置に用いられるＲＦコイルの一例を示す構成図である。
【図４】本実施形態におけるＲＦコイルの具体的な構成を示す展開図である。
【図５】本実施形態のＲＦコイルに用いられるデカップリング回路の一構成例を示す回路図である。
【図６】本発明のＲＦコイルの一具体例を示す構成図である。
【図７】図６に示すＲＦコイルの動作時のＲＦ励起パルス及びバイアス電圧を示す波形図である。
【図８】本発明のＲＦコイルの一具体例を示す構成図である。
【図９】図６に示すＲＦコイルの動作時のＲＦ励起パルス及びバイアス電圧を示す波形図である。
【図１０】図６に示すＲＦコイルの動作時のＲＦ励起パルス及びバイアス電圧を示す他の波形図である。
【符号の説明】
１０…ＭＲＩシステム、２０…ＭＲＩ装置、２１…マグネットシステム、２１１…ボア、２１２…主磁場マグネット部、２１３…勾配コイル部、２１４…ＲＦコイル部、２２…ＲＦ駆動部、２３…勾配駆動部、２４…データ収集部、２５…制御部、２６…クレードル、３０…オペレータコンソール、３１…データ処理部、３２…画像データベース、３３…画像処理データベース、３４…操作部、３５…表示部、４０…被検体、１００…受信用ＲＦコイル、１０１〜１０４…ＲＦコイルを構成するコイルエレメント、１１１〜１１４，１３１，１３２…デカップリング回路、１２１，１２２，１２３，１２４…ローパスフィルタ。
【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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