(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の対象を静磁場空間に載置し、所定のパルスシーケンスによる勾配磁場及び高周波磁場を用いて前記対象の内部に磁気共鳴信号を発生させ、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、
相互に干渉しない複数のＲＦコイルで前記対象からの前記磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、
前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、
前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、
前記加算された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、
前記再構成された画像を表示する表示手段と、
操作者が所定の操作をする操作手段とを具備しており、
前記操作者が、前記表示手段に表示された画像を見て、前記操作手段を用いて前記位相を調節するとともに新たにパルスシーケンスを実行することにより、前記表示手段に前記調節された位相による画像を表示することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記信号調節手段は、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相及び個々の振幅を調節し、
前記操作者が前記操作手段を用いて前記位相及び前記振幅を調節するとともに新たにパルスシーケンスを実行することにより、前記表示手段に前記調節された位相及び振幅による画像を表示することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、フェーズドアレイ・コイルをなすことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、前記対象を挟んで対向し合う位置に配置されたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、４つのコイルであって、２つずつのコイルが前記対象を挟んで対向し合う位置に配置されたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴信号受信方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置に関し、特に、複数のＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮影の対象（患者等）を配置し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。
【０００３】
磁気共鳴信号を受信するのにＲＦコイル（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｉｌ）が用いられる。ＲＦコイルの１つにフェーズドアレイ・コイル（ｐｈａｓｅｄ  ａｒｒａｙ  ｃｏｉｌ）がある。フェーズドアレイ・コイルは、相互に干渉しない複数のコイルループ（ｃｏｉｌ  ｌｏｏｐ）の組み合わせによって構成される。
【０００４】
断層像は、複数のコイルループの受信信号を全加算した信号を用いて再構成される。あるいは、複数のコイルループの受信信号に基づいてそれぞれ画像を再構成し、それらの画像を全加算することにより断層像を得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
再構成画像における輝度やコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）の分布はフェーズドアレイ・コイルの感度分布に対応するが、フェーズドアレイ・コイルの感度分布は、複数のコイルループの形状や位置関係によって定まる固定的なものなので、再構成画像の輝度やコントラスト分布も固定され、任意に調節することができない。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、ＲＦコイルの物理的構造を変えることなく感度分布が調節可能な磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信し、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節して加算する、ことを特徴とする磁気共鳴信号受信方法である。
【０００８】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【０００９】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信し、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相および個々の振幅を調節して加算する、ことを特徴とする磁気共鳴信号受信方法である。
【００１０】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【００１１】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする（１）または（２）に記載の磁気共鳴信号受信方法である。
【００１２】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。
【００１３】
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号受信装置である。
【００１４】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【００１５】
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相および個々の振幅を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号受信装置である。
【００１６】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【００１７】
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする（４）または（５）に記載の磁気共鳴信号受信装置である。
【００１８】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。
【００１９】
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて対象の内部に発生させた磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を受信する手段は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２０】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【００２１】
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて対象の内部に発生させた磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を受信する手段は、相互に干渉しない複数のＲＦコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相をおよび個々の振幅調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００２２】
この観点での発明では、複数のＲＦコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【００２３】
（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする（７）または（８）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００２４】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２６】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２７】
クレードル５００には受信コイル部１１０が設けられている。受信コイル部１１０は互いに対向する１対の部材を有する。対象３００は互いに対向する１対の部材の間に胴部を前後から挟まれる姿勢でクレードル５００に搭載される。受信コイル部１１０については、後にあらためて説明する。
【００２８】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００２９】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。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）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８は対象３００の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。受信コイル部１１０は、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００３１】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３２】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、対象３００の体内のスピンを励起する。
【００３３】
受信コイル部１１０にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号受信装置の実施の形態の一例である。
【００３４】
受信コイル部１１０には、また、バイアス（ｂｉａｓ）駆動部１２０が接続されている。バイアス駆動部１２０は、受信コイル部１１０が有する後述のダイオード（ｄｉｏｄｅ）にバイアス信号を与えて、受信コイルのイネーブル／ディスエーブル（ｅｎａｂｌｅ／ｄｉｓａｂｌｅ）の切換を行う。
【００３５】
バイアス駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、バイアス駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００３６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０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対象３００の画像を再構成する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００３７】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００３８】
次に、受信コイル部１１０について説明する。図２に、対象３００と受信コイル部１１０の相互関係の模式図を示す。同図に示すように、受信コイル部１１０は、互いに対向する１対の部材すなわち１対のコイルプレート（ｃｏｉｌ  ｐｌａｔｅ）２１０，２２０を有する。コイルプレート２１０，２２０には、それぞれコイルループ（ｃｏｉｌ  ｌｏｏｐ）２１２，２２２が設けられている。コイルループ２１２，２２２は、本発明におけるＲＦコイルの実施の形態の一例である。コイルループ２１２，２２２の電気的構成については後にあらためて説明する。
【００３９】
コイルプレート２１０，２２０は支持部材２３０により所定の間隔を保って対向支持されている。支持部材２３０は長さ方向に伸縮可能なものであり、これによってコイルプレート２１０，２２０間の距離が調節可能となっている。
【００４０】
伸縮可能な支持部材２３０は、例えば図３に示すように、コイルプレート２１０側に固定された柱部材２３２と、コイルプレート２２０側に固定された鞘部材２３４とを有し、柱部材２３２が鞘部材２３４に嵌入して摺動可能になっている。両者の間には摩擦があり、任意の長さに伸長あるいは短縮した状態を保持できる。
【００４１】
なお、支持部材２３０は省略可能であり、その場合は、コイルプレート２１０，２２０を可撓性を持つもの構成にして、対象３００を前後からくるむようにする。なお、コイルループ２１２，２２２は、対象３００を前後から挟む配置とする代わりに、対象３００の前または後のいずれか一方側に並べて配置するようにしても良い。
【００４２】
図４に、コイルループ２１２の電気回路を示す。同図に示すように、コイルループ２１２はキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）３０２と導体３０４の直列接続によって構成される。キャパシタおよび導体への符号付けは１箇所で代表する。キャパシタ３０２の個数は図示したような４個に限るものではなく適宜で良い。
【００４３】
１つのキャパシタ３０２の両端には、コイルループ２１２が受信した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ（ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ）３０６の入力回路がインダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）３０８を通じて接続されている。プリアンプ３０６としては入力回路のインピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）が十分に低い増幅器、すなわち、低入力インピーダンス増幅器が用いられる。
【００４４】
プリアンプ３０６の入力回路にはダイオード３１０が並列に接続されている。ダイオード３１０には、ＲＦチョーク（ＲＦ  ｃｈｏｋｅ）回路３１２を介してバイアス駆動部１２０から順バイアス電圧または逆バイアス電圧が与えられる。順バイアス電圧により、ダイオード３１０を十分な導通状態にしてインダクタ３０８とキャパシタ３０２の並列回路を構成する。
【００４５】
ＬＣ並列回路の共振周波数はスピン励起用のＲＦ信号の周波数と一致するように選ばれているので、ＲＦコイル部１０８がＲＦ信号を送信するときにダイオード３１０をオン（ｏｎ）にすることによりＬＣ並列共振回路を構成し、それによる高インピーダンスでコイルループを実質的に開ループ状態とし、ＲＦコイル部１０８とのデカップリング（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）を行う。ダイオード３１０がオンの状態を受信コイル部１１０のディスエーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）状態という。
【００４６】
磁気共鳴信号の受信時には逆バイアス電圧によりダイオード３１０をオフ（ｏｆｆ）にする。ダイオード３１０がオフの状態を受信コイル部１１０のイネーブル（ｅｎａｂｌｅ）状態という。その場合、プリアンプ３０６が低入力インピーダンス増幅器であることにより、実質的にキャパシタ３０２とインダクタ３０８によるＬＣ並列回路が形成される。このため、磁気共鳴信号の受信時にもＬＣ並列回路の共振による高インピーダンスにより、コイルループは実質的に開ループ状態となる。
【００４７】
ダイオード３１０とプリアンプ３０６の入力端子とは磁気共鳴信号の波長の１／２（λ／２）の整数倍の長さを持つ同軸ケーブル（ｃｏａｘｉａｌ  ｃａｂｌｅ）で接続しても上記の条件は成立する。したがって、これによりプリアンプ３０６をコイルループから離れた適宜の位置に設けることができる。
【００４８】
このような構成のコイルループ２１２，２２２が、コイルプレート２１０，２２０上にそれぞれ形成され、ループ面を対向させてクレードル５００上に搭載されている。対向状態での１対のコイルループの電気回路を図５に示す。なお、図５は各コイルのループ面を斜めに見る角度から描いてある。
【００４９】
コイルループ２１２，２２２、インダクタ３０８，３０８’およびプリアンプ３０６，３０６’からなる部分は、本発明における受信手段の実施の形態の一例である。
【００５０】
１対のコイルループは受信時のＬＣ回路の高インピーダンスにより実質的に開ループとなるので、それらの間に実質的にカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）が生じない。このため、各コイルループはそれぞれ独立に存在するのと同様になり、対向するコイルループの影響を受けることなく磁気共鳴信号を個々に受信することができる。
【００５１】
また、相互に影響を受けないので、同様な構成の別なコイルループを複数対併設するようにしても良い。複数対併設された相互に干渉しないコイルループは、いわゆるフェーズドアレイ・コイルを形成する。これによって、対象３００についてより広い範囲を撮影することが可能となる。以下、コイルループが１対の場合について説明するが、複数対の場合も同様になる。
【００５２】
図６に、磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００５３】
図６に示す装置は、図１に示した装置とは異なるマグネットシステム１００’および受信コイル部１１０’を有する。それ以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間に、対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００５５】
クレードル５００には受信コイル部１１０’が設けられている。受信コイル部１１０’は互いに対向する１対の部材を有する。対象３００は互いに対向する１対の部材の間に胴部を左右から挟まれる姿勢でクレードル５００搭載される。受信コイル部１１０’は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。受信コイル部１１０’については、後にあらためて説明する。
【００５６】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００５７】
勾配コイル部１０６’は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００５８】
ＲＦコイル部１０８’は対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。受信コイル部１１０’は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００５９】
次に、受信コイル部１１０’について説明する。図７に、対象３００と受信コイル部１１０’の相互関係の模式図を示す。同図に示すように、受信コイル部１１０’は、互いに対向する１対の部材すなわち１対のコイルプレート２１０’，２２０’を有する。コイルプレート２１０’，２２０’には、それぞれコイルループ２１２’，２２２’が設けられている。コイルループ２１２’，２２２’は、本発明におけるＲＦコイルの実施の形態の一例である。各コイルループの電気的構成は図４に示したものと同様である。
【００６０】
コイルプレート２１０’，２２０’は支持部材２３０’により所定の間隔を保って対向支持されている。支持部材２３０’は長さ方向に伸縮可能なものであり、これによってコイルプレート２１０’，２２０’間の距離が調節可能となっている。伸縮可能な支持部材２３０’は、図３に示したものと同様な構成を有する。
【００６１】
すなわち、受信コイル部１１０’は受信コイル部１１０と同様な基本構成を有する。ただし、対象３００との相互関係は、受信コイル部１１０とは体軸の周りで方向が９０°異なる。なお、コイルループ２１２’，２２２’は、対象３００を左右から挟む配置とする代わりに、対象３００の右または左のいずれか一方側に並べて配置するようにしても良い。
【００６２】
複数のコイルループは相互に影響を受けないので、同様な構成の別なコイルループを複数対併設するようにしても良い。複数対併設された相互に干渉しないコイルループは、いわゆるフェーズドアレイ・コイルを形成する。これによって、対象３００のより広い範囲を撮影することができる。以下、コイルループが１対の場合について説明するが、複数対の場合も同様になる。
【００６３】
図１または図６に示した装置におけるデータ収集部１５０では、図８に示すように、プリアンプ３０６，３０６’の出力信号を加算する加算器４７０を有する。加算器４７０で２つの受信信号を加算することにより、サドル型コイルで受信したのと同等の受信信号を得ることができる。
【００６４】
すなわち、個々のコイルループの感度特性が例えば図９に示した曲線ａ，ｂでそれぞれ与えられるとすると、合成曲線ｃのような感度を持つ受信コイルで受信したのと同等の受信信号を得ることができる。合成曲線ｃはサドル型コイルの感度特性と同等である。
【００６５】
受信信号の加算はアナログ（ａｎａｌｏｇ）信号の段階で行っても良く、また、ディジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）信号に変換した後に行うようにしても良い。ディジタル信号はいったんメモリに記憶し、その読み出し信号について行うようにしても良い。
【００６６】
加算に当たっては、図１０に示すように、信号調節ユニット（ｕｎｉｔ）４７２，４７２’をプリアンプ３０６，３０６’の後段に設け、出力信号の位相をそれぞれ調整した上で加算する。信号調節ユニット４７２，４７２’はいずれか一方だけに設けるようにしても良い。
【００６７】
信号調節ユニット４７２，４７２’は、本発明における信号調節手段の実施の形態の一例である。加算器４７０は、本発明における加算手段の実施の形態の一例である。信号調節ユニット４７２，４７２’および加算器４７０は例えば電子回路で構成される。なお、それに限るものではなく、コンピュータのプログラムによって実現するようにしても良い。コンピュータのプログラムによる実現は、専用の電子回路が不要な点で好ましい。
【００６８】
このように個々の信号の位相を調節して加算することにより、２つの信号のベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）合成が行われる。したがって、両信号の位相差を調節することにより合成ベクトルの大きさを調節することができる。
【００６９】
合成ベクトルの大きさを調節することにより、受信コイル部１１０が受信する信号の見かけ上の信号強度分布を調節することができる。以下、見かけ上の信号強度分布について説明する。
【００７０】
図１１に、コイルループ２１２，２２２がそれぞれ受信した信号の強度分布を概念的に示す。同図において、縦軸ｓは信号強度、横軸ｄはコイルループ２１２，２２２の中心間の距離である。ただし、いずれも０−１．０に正規化してある。なお、コイルループ２１２はｄ＝０の位置にあり、コイルループ２２２はｄ＝１．０の位置にある。
【００７１】
グラフＡ，Ｂは、それぞれ、コイルループ２１２，２２２が受信した信号の、コイルループ２１２，２２２の中心を結ぶ線上における強度分布を示す。受信信号の強度はコイルループからの距離に応じて減少する。
【００７２】
説明を簡単にするために、信号強度は距離に応じて直線的に減少するものとする。すなわち、コイルループ２１２の受信信号の強度は、グラフＡで示すように、ｄ＝０〜１．０にかけてｓ＝１．０〜０まで直線的に減少し、コイルループ２２２の受信信号の強度は、グラフＢで示すように、ｄ＝１．０〜０にかけてｓ＝１．０〜０まで直線的に減少するものとする。
【００７３】
これによって、コイルループ２１２，２２２によってそれぞれ受信した信号の構成比は、ｄ＝０では（Ａ，Ｂ）＝（１．０，０）、ｄ＝０．２では（Ａ，Ｂ）＝（０．８，０．２）、ｄ＝０．５では（Ａ，Ｂ）＝（０．５，０．５）、ｄ＝０．８では（Ａ，Ｂ）＝（０．２，０．８）、ｄ＝１．０では（Ａ，Ｂ）＝（０，１．０）となる。
【００７４】
図１２〜図１６を用いて、受信信号のベクトル合成を説明する。同図では受信信号を極座標平面におけるベクトルで表す。ベクトルＡ，Ｂはそれぞれコイルループ２１２，２２２の受信信号を表す。
【００７５】
図１２はｄ＝０での受信信号を示す。（Ａ，Ｂ）＝（１．０，０）であることにより合成ベクトルはベクトルＡだけとなる。合成ベクトルの大きさは１．０である。
【００７６】
図１３はｄ＝０．２での受信信号を示す。（Ａ，Ｂ）＝（０．８，０．２）であることによりベクトルＡ，Ｂのベクトル和が得られる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ＝０°のときは合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは１．０である。
【００７７】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルＡ＋Ｂの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルＡの先端を中心とし、ベクトルＢの大きさを半径とする円である。
【００７８】
図１４はｄ＝０．５での受信信号を示す。（Ａ，Ｂ）＝（０．５，０．５）であることによりベクトルＡ，Ｂのベクトル和が得られる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ＝０°のときは合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは１．０である。
【００７９】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルＡ＋Ｂの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルＡの先端を中心とし、ベクトルＢの大きさを半径とする円である。
【００８０】
図１５はｄ＝０．８での受信信号を示す。（Ａ，Ｂ）＝（０．２，０．８）であることによりベクトルＡ，Ｂのベクトル和が得られる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ＝０°のときは合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは１．０である。
【００８１】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルＡ＋Ｂの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルＡの先端を中心とし、ベクトルＢの大きさを半径とする円である。
【００８２】
図１６はｄ＝１．０での受信信号を示す。（Ａ，Ｂ）＝（０，１．０）であることにより合成ベクトルはベクトルＢだけとなる。合成ベクトルの大きさは１．０である。位相差θの変化に伴い、合成ベクトルの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円は座標原点０を中心とし、ベクトルＢの大きさを半径とする円である。
【００８３】
図１２〜図１６に示したように、位相差がθ＝０°のとき、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはｄ＝０〜１．０の範囲において全て１．０となる。これによって、図１１に直線ｅで示すような均一な信号強度分布が得られる。
【００８４】
図１７〜図１９に、θ＝θ１（０＜θ１＜９０°）であるときの、ｄ＝０．２，０．５，０．８での合成ベクトルＡ＋Ｂを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはいずれも１．０より小さくなる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは、また、ｄ＝０．５において最小となる。なお、ｄ＝０，１．０での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に１．０である。
【００８５】
θ＝−θ１の場合も、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはθ＝θ１の場合と同じになる。以下、位相差が正の場合について説明するが、位相差が負の場合も同様になる。これによって、図１１の曲線ｆで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【００８６】
図２０〜図２２に、θ＝９０°であるときの、ｄ＝０．２，０．５，０．８での合成ベクトルＡ＋Ｂを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは、また、ｄ＝０．５において最小となる。なお、ｄ＝０，１．０での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に１．０である。これによって、図１１の曲線ｇで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【００８７】
図２３〜図２５に、θ＝θ２（９０°＜θ２＜１８０°）であるときの、ｄ＝０．２，０．５，０．８での合成ベクトルＡ＋Ｂを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは、また、ｄ＝０．５において最小となる。なお、ｄ＝０，１．０での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に１．０である。これによって、図１１の曲線ｈで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【００８８】
図２６〜図２８に、θ＝１８０°であるときの、ｄ＝０．２，０．５，０．８での合成ベクトルＡ＋Ｂを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルＡ＋Ｂの大きさは、ｄ＝０．５において０となる。なお、ｄ＝０，１．０での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に１．０である。これによって、図１１の直線ｉで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【００８９】
図１１に示した見かけ上の信号強度分布は、受信コイル部１１０の実質的な感度分布となる。したがって、コイルループ２１２，２２２の受信信号を加算する位相差を調節することにより、受信コイル部１１０の感度分布を調節することができる。
【００９０】
位相差の調節に加えて、コイルループ２１２，２２２の受信信号の振幅を信号調節ユニット４７２，４７２’によってそれぞれ調節するようにしても良い。個々の受信信号の振幅調節によって合成ベクトルの大きさが変わるので、実質的な感度分布を調節することができる。
【００９１】
振幅調節は、コンピュータプログラムによって行うのが専用の電子回路を必要としない点で好ましい。なお、特に高速な動作を必要とするときは、専用の電子回路で振幅調節を行い、コンピュータの負担を軽減することが好ましい。
【００９２】
コイルループ２１２’，２２２’についても上記と同様になる。したがって、受信コイル部１１０’についても、同様にして感度分布を実質的に調節することができる。
【００９３】
このような位相調節および振幅調節は、いったんメモリに記憶した信号について行うようにしても良い。信号の加算は、位相調節等を行ったディジタル信号をそれぞれメモリに記憶し、その読み出し信号を加算するようにしても良い。
【００９４】
図２９に、受信コイル部１１０の他の構成の一例を示す。同図に示すように、受信コイル部１１０は、対象３００を挟んで互いに対向するもう１対のコイルループ２１４，２２４を有する。コイルループ２１４は対象３００に関してコイルループ２１２と同じ側にあり、コイルループ２２４は対象３００に関してコイルループ２２２と同じ側にある。
【００９５】
図３０に、これらコイルループの電気回路を示す。同図に示すように、各コイルループの電気回路は同一の構成を有する。コイルループ２１２，２１４の受信信号はプリアンプ３０６，３２６からそれぞれ出力される。コイルループ２２２，２２４の受信信号はプリアンプ３０６’，３２６’からそれぞれ出力される。
【００９６】
図３１に、これら受信信号の加算回路を示す。同図に示すように、プリアンプ３０６の出力信号すなわちコイルループ２１２の受信信号には、プリアンプ３２６’の出力信号すなわちコイルループ２２４の受信信号が、信号調節ユニット４７２’で位相を調節して加算器４７０により加算される。
【００９７】
また、プリアンプ３２６の出力信号すなわちコイルループ２１４の受信信号には、プリアンプ３０６’の出力信号すなわちコイルループ２２２の受信信号が、信号調節ユニット４８２’で位相を調節して加算器４８０により加算される。
【００９８】
これによって、図２９に示した４つのコイルループ２１２，２２２，２１４，２２４が、いわゆるたすきがけの関係で２つずつ組み合わされることになる。このような組み合わせにおいて、信号調節ユニット４７２’，４８２’による信号調節量を適切に設定することにより、図３２に示すように、対象３００を囲む４つのコイルループ２１２’，２２２’，２１４’，２２４’からなる２組のサドル型コイルで磁気共鳴信号を受信したのと等価な受信信号を得ることができる。
【００９９】
本装置の動作を説明する。なお、動作は図１に示した装置も図６に示した装置も本質的な相違はない。本装置の動作は制御部１６０による制御の下で進行する。
【０１００】
図３３に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【０１０１】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、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およびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【０１０２】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【０１０３】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【０１０４】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ  ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲは２つのコイルループ２１２，２２２でそれぞれ受信され、それら受信信号がプリアンプ３０６，３０６’からそれぞれ出力される。データ収集部１５０は、２つの出力信号をアナログ信号またはディジタル信号の段階で位相差を適宜に調整して加算する。
【０１０５】
このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｔｉｍｅ）で６４〜２５６回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、ｋスペースに６４〜２５６ビュー（ｖｉｅｗ）のビューデータが得られる。
【０１０６】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図３４に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【０１０７】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、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およびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【０１０８】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【０１０９】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【０１１０】
グラディエントエコーＭＲは、データ収集部１５０により上記と同様にビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜２５６回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、ｋスペースに６４〜２５６ビューのビューデータが得られる。
【０１１１】
図３３または図３４のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【０１１２】
データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して対象３００の断層像を再構成する。あるいは、図２９に示した４つのコイルループを用いてビューデータを２系統収集したときは、それぞれのビューデータから１セット（ｓｅｔ）のビューデータを合成し、合成データの２次元逆フーリエ変換により画像を再構成するか、または、２系統のビューデータから２つの画像を再構成し、それらの画像からの合成により断層像を生成する。
【０１１３】
生成した断層像は表示部１８０で表示する。表示された断層像は受信コイル部１１０の感度分布に対応した輝度やコントラスト分布を持つ。操作者は、表示画像を観察して、関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）等所望の部位の輝度やコントラストを変更したいときは、対象３００におけるその部位に最も近いコイルループ例えばコイルループ２２２の受信信号について、操作部１９０を通じて位相等を調節する。
【０１１４】
位相等の調節に伴って再度スキャンが行われ、新たな受信信号に基づく再構成画像が表示される。この画像では、感度分布の変化に対応してＲＯＩの輝度やコントラストが増加する。操作者は画像を観察しながら所望の輝度やコントラストに達するまで位相等の調節を続ける。位相等を変えるたびにスキャンが行われ、新たな再構成画像が表示される。このようにして、輝度やコントラスト分布を適正化した再構成画像を得ることができる。
【０１１５】
以上は、受信コイル部１１０がコイルループを２つ有する場合であるが、受信コイル部１１０が多数のコイルループを有するフェーズドアレイ・コイルである場合も同様にして、所望の輝度やコントラストの分布を得ることができることはいうまでもない。
【０１１６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ＲＦコイルの物理的構造を変えることなく感度分布が調節可能な磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置における受信コイル部と対象との相互関係を示す模式図である。
【図３】図２に示した受信コイル部の一部の模式的構成図である。
【図４】受信コイル部におけるコイルループの電気回路図である。
【図５】１対のコイルループの電気回路図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図７】図６に示した装置における受信コイル部と対象との相互関係を示す模式図である。
【図８】図１または図６に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図９】受信の感度特性を示すグラフである。
【図１０】図１または図６に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図１１】受信信号の強度分布を示すグラフである。
【図１２】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１３】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１４】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１５】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１６】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１７】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１８】受信信号をベクトル表示した図である。
【図１９】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２０】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２１】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２２】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２３】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２４】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２５】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２６】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２７】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２８】受信信号をベクトル表示した図である。
【図２９】受信コイル部におけるコイルループの配置を示す模式図である。
【図３０】受信コイル部におけるコイルループの電気回路図である。
【図３１】図１または図６に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図３２】サドル型コイルにおけるコイルループの配置を示す模式図である。
【図３３】図１または図６に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図３４】図１または図６に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１１０，１１０’  受信コイル部
１２０  バイアス駆動部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
２１０，２２０，２１０’，２２０’  コイルプレート
２１２，２２２，２１４，２１４’  コイルループ
３００  対象
３０２，３０２’，３２２，３２２’  キャパシタ
３０４，３０４’，３２４，３２４’  導体
３０６，３０６’，３２６，３２６’  プリアンプ
３０８，３０８’，３２８，３２８’  インダクタ
３１０，３１０’，３３０，３３０’  ダイオード
３１２，３１２’，３３２，３３２’  チョークコイル回路
４７０，４８０  加算器
４７２，４７２’，４８２’  信号調節ユニット
５００  クレードル
【図１】
0004502488.tif 000002
【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】
0004502488.tif 000008
【図８】
0004502488.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004502488.tif 000011
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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