(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＲＩ装置の送信用コイルと受信用コイルの磁気結合を防止するため、回路の数を増やすことなく２つの核磁気共鳴周波数で同調し、かつ磁気結合の防止を可能とする。【解決手段】送信時には、受信用コイルの制御電流１２を流してダイオード９をオンの状態にし、磁気結合防止回路１６を第１および第２の共振周波数において概ね開放状態とし、受信用コイルを極めて高いインピーダンスとし、送信用への磁気結合を防止する。一方、送信用コイルの制御電流１２の値を０に設定してダイオード９をオフとし、送信用コイルを第１および第２の共振周波数に同調したＲＦコイルとして動作させる。信号受信時には、制御電流１２を送信用コイルに流し、受信用コイルへの制御電流１２の値を０に設定して、送信用コイルから受信用コイルへの磁気結合を防止し、受信用コイルを第１および第２の共振周波数において同調したＲＦコイルとして動作させる。【選択図】図３
2007097971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも導体からなるループを含むＲＦコイルにおいて、該ループには少なくとも一つのキャパシタが接続され、該キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることを特徴とするＲＦコイル
【請求項２】
互いに対向する２つのループ導体に、該ループ導体の軸方向に平行な複数の導体の端部がそれぞれ接続され、少なくとも一つの該ループ導体と複数の該導体との接続点の間にそれぞれキャパシタが挿入された鳥かご型ＲＦコイルにおいて、該ループ導体に挿入された全ての前記キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることを特徴とするＲＦコイル
【請求項３】
少なくとも導体からなる複数のループコイルが部分的に重なり合って配置され、該ループコイルには、少なくとも１つのキャパシタが接続され、該キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることを特徴とするＲＦコイル
【請求項４】
前記切換手段は、前記キャパシタとともに第１および第２の周波数で共振を起こさせる共振形成手段と、該共振形成手段と前記キャパシタの接続を開閉する開閉手段と、が直列に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項５】
前記切換手段は、前記キャパシタとともに第１および第２の周波数で共振を起こさせる共振形成手段と、該共振形成手段と前記キャパシタの接続を開閉する開閉手段と、キャパシタと、が直列に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項６】
前記開閉手段は、ダイオードを備え、該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４または５に記載のＲＦコイル。
【請求項７】
前記開閉手段は、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４または５に記載のＲＦコイル
【請求項８】
前記共振形成手段は、インダクタとキャパシタを含む直列共振回路と、該直列共振回路に並列に接続されたインダクタと、を備えることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項９】
前記共振形成手段は、インダクタとキャパシタを含む並列共振回路と、該並列共振回路に直列に接続されたインダクタと、を備えることを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項１０】
請求項８に記載のＲＦコイルにおいて、前記直列共振回路に並列に、直列共振回路が接続され、第１および第２および第３の周波数で前記キャパシタを開放状態として前記ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または前記ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換えることを特徴とするＲＦコイル。
【請求項１１】
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用ＲＦコイルと、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信用ＲＦコイルと、前記傾斜磁場および前記高周波磁場および前記送信用ＲＦコイルおよび前記受信用ＲＦ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、前記送信用ＲＦコイルおよび前記受信用ＲＦコイルには、少なくとも導体からなるループを含み、該ループには少なくとも一つのキャパシタが接続され、該キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１２】
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用ＲＦコイルと、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信用ＲＦコイルと、前記傾斜磁場および前記高周波磁場および前記送信用ＲＦコイルおよび前記受信用ＲＦ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、前記送信用ＲＦコイルには、互いに対向する２つのループ導体に、該ループ導体の軸方向に平行な複数の導体の端部がそれぞれ接続され、少なくとも１つの該ループ導体と複数の該導体との接続点の間にそれぞれキャパシタが挿入された鳥かご型ＲＦコイルにおいて、該ループ導体に挿入された全ての該キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続され、前記受信用ＲＦコイルには、少なくとも導体からなる複数のループコイルが部分的に重なり合って配置され、該ループコイルには、少なくとも１つのキャパシタが接続され、該キャパシタに、第１および第２の周波数で該キャパシタを開放状態として該ループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態または該ループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されてい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，磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）に関わり，特に複数核種の核磁気共鳴画像を撮影するＲＦコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像装置は，検査対象を横切る任意の断面内の原子核に核磁気共鳴を起こさせ，発生する核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。
【０００３】
磁気共鳴撮像装置におけるＲＦ信号の送受信方式の一つとして、送信用ＲＦコイルと受信用ＲＦコイルを用いる送受信分離方式がある。この場合、送信用ＲＦコイルには、ＲＦ信号の受信時に受信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止する磁気結合防止回路が装着され、受信用ＲＦコイルには、ＲＦ信号の送信時に送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止する磁気結合防止回路が装着される。磁気結合防止回路は、図１６に示すように、ＲＦコイルの同調用キャパシタにダイオードおよびインダクタを接続し、撮像に用いる核磁気共鳴信号の周波数に同調された並列共振回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、生体内の代謝状態を観測するＭＲＳ（核磁気共鳴スペクトロスコピー）やＭＲＳＩ（核磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング）を行う場合には、水素の原子核（１Ｈ）および１９Ｆ（フッ素）、３１Ｐ（燐）等１Ｈ以外の核磁気共鳴画像の撮影を行うことがある。ここで、ＭＲＳとは、物質から発せられる核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、周波数分布を持つ核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。１Ｈおよびそれ以外の核種の核磁気共鳴画像を同時に得るには、ＲＦコイルが1Ｈおよび 1Ｈ以外の核種の核磁気共鳴周波数で同調する必要がある。このようなコイルを２重同調ＲＦコイルという。従来の２重同調ＲＦコイルには、均一な高周波磁場の発生および検出感度の均一化が可能な鳥かご型２重同調ＲＦコイル（例えば、非特許文献１参照）や、被検体のある部分の表面に密着して配置され密着部分周辺の信号を高感度で検出可能な２重同調ＲＦ表面コイルが知られている。
【０００５】
上記の２重同調ＲＦコイルを受信用ＲＦコイルとして用いる場合、送信時に２つの核磁気共鳴周波数のそれぞれにおいて送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止する必要がある。このため、２重同調ＲＦコイルに装着する磁気結合防止回路は、２つの核磁気共鳴周波数の両方で動作する必要がある。同様に、送信用ＲＦコイルにも２つの核磁気共鳴周波数で動作する磁気結合防止回路を装着する必要がある。２つの核磁気共鳴周波数で動作する磁気結合防止回路には、図１７のように、一方の核磁気共鳴周波数に同調した磁気結合防止回路と、他方の核磁気共鳴周波数に同調した磁気結合防止回路を直列に接続した回路がある。
【０００６】
しかしながら、２つの核磁気共鳴周波数のそれぞれに同調した磁気結合防止回路を直列に接続した方法を用いた場合、コイルのループ上に直列に配置する磁気結合防止回路の数が増えるため、ループと磁気結合防止回路との接続点が増え、受信用ＲＦコイルのループの抵抗値が増加する。その結果、受信用ＲＦコイルのＱ値が低下し、受信信号のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ）も低下するという問題があった。また、送信用ＲＦコイルに配置する磁気結合防止回路の数が増えると、同様に、送信用ＲＦコイルのループの抵抗値が増加し、ＲＦ送信時のＲＦコイルの電力損失が増加する。さらに、磁気結合防止回路は、コイルの形状および配置に応じて、磁気結合を最もよく防止する位置に配置する必要があるため、磁気結合防止回路の数が増えることで、最適な位置に磁気結合防止回路を配置することができなくなり、ＲＦコイル間の磁気結合の防止が不十分となるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１７５４０３
【０００８】
【非特許文献１】ラス（Ａｌａｎ  Ｒ．Ｒａｔｈ）他著、「２重同調鳥かご型コイルの設計と性能（Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｄｏｕｂｌｅ−Ｔｕｎｅｄ  Ｂｉｒｄ−Ｃａｇｅ  Ｃｏｉｌ）」、ジャーナル  オブ  マグネティックレゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、ＵＳＡ、１９９０、８６、ｐ．４８８−４９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来技術による課題を解決し、２つの核磁気共鳴周波数で同調し、かつこれらの共鳴周波数で他のコイルとの磁気結合防止が可能なＲＦコイル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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明のＲＦコイルは、少なくとも導体からなるループを含み、ループには少なくとも一つのキャパシタが接続され、そのキャパシタに、第１および第２の周波数でキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることを特徴としている。
【００１１】
また、互いに対向する２つのループ導体に、ループ導体の軸方向に平行な複数の導体の端部がそれぞれ接続され、ループ導体と複数の導体との接続点の間にそれぞれキャパシタが挿入された鳥かご型ＲＦコイルにおいて、一方のループ導体に挿入された全てのキャパシタに、第１および第２の周波数でキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることも特徴としている。
【００１２】
また、少なくとも導体からなる複数のループコイルが部分的に重なり合って配置されたＲＦマルチコイルにおいて、ループコイルには少なくとも１つのキャパシタが接続され、このキャパシタに、第１および第２の周波数でキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることも特徴としている。
【００１３】
また、切換手段には、キャパシタとともに第１および第２の周波数で共振を起こさせる共振形成手段と、共振形成手段とキャパシタの接続を開閉する開閉手段と、が直列に接続されていることも特徴としている。
【００１４】
また、切換手段には、キャパシタとともに第１および第２の周波数で共振を起こさせる共振形成手段と、共振形成手段と前記キャパシタの接続を開閉する開閉手段と、別のキャパシタと、が直列に接続されていることも特徴としている。
【００１５】
また、開閉手段は、ダイオードを備え、ダイオードを外部制御信号によってオン・オフさせることも特徴としている。
【００１６】
また、開閉手段は、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も特徴としている。
【００１７】
また、共振形成手段は、インダクタとキャパシタを含む直列共振回路と、直列共振回路に並列に接続されたインダクタと、を備えることも特徴としている。
また、共振形成手段は、インダクタとキャパシタを含む並列共振回路と、並列共振回路に直列に接続されたインダクタと、を備えることも特徴としている。
【００１８】
また、直列共振回路に並列に、直列共振回路が追加接続され、第１および第２および第３の周波数でループに接続されたキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換えることも特徴としている。
【００１９】
また、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、高周波磁場を検査対象に印加する送信用ＲＦコイルと、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信用ＲＦコイルと、傾斜磁場、高周波磁場、送信用ＲＦコイル、および受信用ＲＦ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、送信用ＲＦコイルおよび受信用ＲＦコイルには、少なくとも導体からなるループを含み、ループには少なくとも一つのキャパシタが接続され、そのキャパシタに、第１および第２の周波数でキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることも特徴としている。
【００２０】
また、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、高周波磁場を検査対象に印加する送信用ＲＦコイルと、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信用ＲＦコイルと、傾斜磁場、高周波磁場、送信用ＲＦコイル、および受信用ＲＦ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、送信用ＲＦコイルには、互いに対向する２つのループ導体に、ループ導体の軸方向に平行な複数の導体の端部がそれぞれ接続され、ループ導体と複数の導体との接続点の間にそれぞれキャパシタが挿入された鳥かご型ＲＦコイルにおいて、一方のループ導体に挿入された全てのキャパシタに、第１および第２の周波数でそのキャパシタを開放状態としてループの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続され、受信用ＲＦコイルには、少なくとも導体からなる複数のループコイルが部分的に重なり合って配置され、それぞれのループコイルには、少なくとも１つのキャパシタが接続され、そのキャパシタに、第１および第２の周波数でキャパシタを開放状態としてループコイルの磁気結合を防止する磁気結合防止状態またはループコイルをＲＦコイルとして機能させる状態のいずれかに切り換える切換手段、が並列に接続されていることも特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、一つの磁気結合防止回路で、２つの核磁気共鳴周波数に対して極めて高いインピーダンスを示すことが可能となり、より少ない数の磁気結合防止回路を用いて２重同調ＲＦコイルを構成することが可能となり、コイルの実装が容易化される。また、受信用ＲＦコイルにおいては、高い感度のＲＦ信号を受信することができ、送信用ＲＦコイルにおいて、ＲＦ送信電力の損失が低減することができる。さらに、磁気結合を最も効果的に防止できる部分に磁気結合防止回路を配置することができ、コイルの磁気結合防止性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、詳細に本発明に関するＲＦコイルおよび磁気共鳴撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
まず，磁気共鳴撮像装置の構成について説明する。図１は磁気共鳴撮像装置の概観図であり，図２はその磁気共鳴撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１で，１０１は静磁場を発生するマグネット，１０３は検査対象，３０１はテーブルを示す。また，図２で，１０１は静磁場を発生するマグネット，１０２は傾斜磁場を発生するコイル，１０３は検査対象であり，検査対象１０３はマグネット１０１の発生する静磁場空間内に設置される。また，シーケンサ１０４は傾斜磁場電源１０５と高周波磁場発生器１０６に命令を送り、それぞれ傾斜磁場および高周波磁場を発生させる。高周波磁場は，送信用ＲＦコイル１０７を通じて検査対象１０３に印加される。この時、シーケンサ１０４から送られた命令により磁気結合防止回路駆動装置１１５から受信用ＲＦコイル１１４に磁気結合防止信号が送られ、受信用ＲＦコイル１１４が開放状態となり、送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止する。高周波磁場を印加することにより検査対象１０３から発生したＲＦ信号は受信用ＲＦコイル１１４によって受波され，受信器１０８で検波が行われる。このとき、シーケンサ１０４から送られた命令により磁気結合防止回路駆動装置１１５から送信用ＲＦコイル１０７に磁気結合防止信号が送られ、送信用ＲＦコイル１０７が開放状態となり、受信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止する。受信器１０８での検波の基準とする核磁気共鳴周波数は，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。必要に応じて，記憶媒体１１１に検波された信号や測定条件を記憶させることもできる。また，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を使う。シムコイル１１２は複数のチャネルからなり，シム電源１１３により電流が供給される。静磁場均一度調整時には各シムコイルに流れる電流をシーケンサ１０４により制御する。シーケンサ１０４は，シム電源１１３に命令を送り，静磁場不均一を補正するような付加的な磁場をコイル１１２より発生させる。なお，シーケンサ１０４は通常，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。
【実施例１】
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施例を示す受信用２重同調ループコイルの構造図である。４はこのループコイル１５の等価インダクタンスを表しており、典型的な表面コイルでは１μＨである。また、等価インダクタンス４と同調用キャパシタ１は、インダクタ２とキャパシタ３で構成されるトラップ回路１０とともにポート１１から見て２つの周波数で共振する直列共振系を形成する。２つの共振周波数のうち、第１の共振周波数ｆ１は磁場強度１．５Ｔにおける水素の核磁気共鳴周波数６４ＭＨｚに、第２の共振周波数ｆ２は磁場強度１．５Ｔにおける燐の核磁気共鳴周波数２６ＭＨｚに調整されている。１μＨの等価インダクタンス４に対して、第１のおよび第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）に同調するように調整された同調用キャパシタ１、インダクタ２、キャパシタ３の値の一例は、それぞれ３５ｐＦ、７４ｎＨ、９２ｐＦである。
【００２４】
同調用キャパシタ１には、ダイオード９と共振形成用回路７を直列接続した回路が並列に接続され、磁気結合防止回路１６を構成している。
【００２５】
ダイオード９は、ＰＩＮダイオードで構成される。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。磁気結合防止回路駆動装置１１５からチョークコイル１４を通ってダイオード９に流れる直流の制御電流１２によって、ダイオード９のオン／オフを制御する。ここで、ダイオード９に流す電流の端子をダイオード９のみに電流が流れるように配置したが、ダイオード９と共振形成用回路を流れるように配置しても良い。なお、チョークコイル１４のインダクタンスは１ｍＨ以上の十分大きな値を持つため、ＲＦ帯域の信号を通さず、ＲＦ信号を含まない制御電流１２のみを通過させる特性を持つ。
【００２６】
共振形成用回路７は、タンク回路１７とインダクタ８が並列に接続された構成となっており、同調用キャパシタ１との共振状態を形成する。タンク回路１７は、キャパシタ５とインダクタ６により直列共振回路を構成している。
【００２７】
ここで、図４を用いて直列共振回路の動作について述べる。直列共振回路は図４（Ａ）に示すように、キャパシタ２１とインダクタ２２が直列に接続されている。この直列共振回路の両端のインピーダンスＺは、周波数ｆに依存して、図４（Ｂ）に示す変化をする。図４（Ｂ）において、共振周波数ｆｃより高い周波数領域においては、インピーダンスＺは周波数とともに増加する傾向を示し、誘導性リアクタンスとして動作する。一方、共振周波数ｆｃより低い周波数領域においては、インピーダンスＺは周波数に反比例して減少する傾向を示し、容量性リアクタンスとして動作する。
【００２８】
共振形成用回路７を構成するタンク回路１７の共振周波数ｆＴを第１の共振周波数ｆ１（６４ＭＨｚ）と第２の共振周波数ｆ２（２６ＭＨｚ）の間となるように、キャパシタ５とインダクタ６の値を調整すると、第１の共振周波数ｆ１は共振周波数ｆＴより高いため、第１の共振周波数ｆ１におけるタンク回路１７は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタと見なすことができる。その結果、図５（Ａ）に示すように、磁気結合防止回路１６は、ダイオード９がオンの状態のとき、同調用キャパシタ１にインダクタ８およびタンク回路１７によるインダクタ２４がそれぞれ並列に接続した並列共振回路と見なすことができる。並列共振回路の両端のインピーダンスＺは、周波数ｆに依存して、図６に示す変化をする。共振周波数ｆｃにおいて、インピーダンスＺは極めて大きなインピーダンスを示し、この並列共振回路の両端を概ね開放状態とすることができる。よって、キャパシタ５、インダクタ６、インダクタ８の値を調整することにより、磁気結合防止回路１６は、第１の共振周波数ｆ１において概ね開放状態とすることができる。また、第２の共振周波数ｆ２は共振周波数ｆＴより低いため、第２の共振周波数ｆ２におけるタンク回路１７は容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタと見なすことができる。その結果、図５（Ｂ）に示すように、磁気結合防止回路１６は、ダイオード９がオンの状態のとき、同調用キャパシタ１にインダクタ８およびタンク回路によるキャパシタ２３がそれぞれ並列に接続した並列共振回路と見なすことができる。よって、キャパシタ５、インダクタ６、インダクタ８の値を調整することにより、磁気結合防止回路１６は、第２の共振周波数ｆ２において概ね開放状態とすることができる。
【００２９】
上記を踏まえて、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において磁気結合防止回路１６が概ね開放状態となるキャパシタ５、インダクタ６、インダクタ８の値を探索した結果、ダイオード９がオンのときの磁気結合防止回路１６における回路方程式を解くことにより、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で、磁気結合防止回路１６を概ね開放状態とするキャパシタ５、インダクタ６、インダクタ８の値が存在する条件を発見した。磁気結合防止回路１６が第１のおよび第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で概ね開放状態となるためには、キャパシタ５（Ｃ５）、インダクタ６（Ｌ６）、の値は、次式の
【００３０】
【数１】
2007097971.tif 000003
を満たす必要がある。また、インダクタ８の値（Ｌ８）は、同調用キャパシタ１の値Ｃ１を設定することにより、次式の、
【００３１】
【数２】
2007097971.tif 000004
を満たすように決められる。さらに、インダクタ８の値が決まることにより、キャパシタ５の値（Ｃ５）とインダクタ６の値（Ｌ６）は、次式の
【００３２】
【数３】
2007097971.tif 000005
並びに、
【００３３】
【数４】
2007097971.tif 000006
によってそれぞれ決められる。
【００３４】
次に、図３に示す受信用２重同調ループコイルの動作を説明する。送信用ＲＦコイルより高周波磁場を印加する時、図３に示す受信用２重同調ループコイルと送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止するため、磁気結合防止回路駆動装置１１５からダイオード９の順方向に制御電流１２を流す。ダイオード９がオンの状態となることで、磁気結合防止回路１６は、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において概ね開放状態となる。その結果、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において受信用２重同調ループコイルは極めて高いインピーダンスを示し、ＲＦ送信用コイルとの磁気結合を防止することができる。また、この受信用２重同調ループコイルは、送信用ＲＦコイルが送信する高周波磁場の周波数が、第１の共振周波数ｆ１のみ、または第２の共振周波数ｆ２のみの何れかの場合でも、送信用ＲＦコイルと送信時の磁気結合を防止することができる。
【００３５】
高周波磁場を印加後、ＲＦ信号を受信するときには、磁気結合防止回路駆動装置１１５から流す制御電流１２の値を０に設定し、ダイオード９をオフの状態にする。ダイオード９がオフとなることで、共振形成用回路７と同調用キャパシタ１との接続が切れ、磁気結合防止回路１６は第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）で共振することができなくなり、等価インダクタンス４と同調用キャパシタ１およびトラップ回路１０で構成されるループコイルは、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）に同調された２重同調ループコイルとして動作し、２つの核磁気共鳴信号を受信することができる。
【００３６】
上述してきたように、本実施例によって、一つの磁気結合防止回路で２つの核磁気共鳴周波数で磁気結合を防止することが可能となるため、より少ない数の磁気結合防止回路を用いて２重同調ＲＦコイルを構成することが可能となり、実装が簡易化される。また、磁気結合防止回路とコイル導体との接続点の数が減ることにより受信用ＲＦコイルが高い感度のＲＦ信号を受信することができる。また、送信用ＲＦコイルの送信電力の損失をが低減することができる。さらに、磁気結合を最も効果的に防止できる部分に磁気結合防止回路を配置することができ、コイルの磁気結合防止性能が向上する。
【００３７】
図７は、図３に示す磁気結合防止回路１６の変形例である、３つの核磁気共鳴周波数に対応した磁気結合防止回路２６の構造図である。磁気結合防止回路２６は、図３に示す磁気結合防止回路１６のタンク回路１７の部分に、タンク回路２７を並列接続により追加した構造となっている。タンク回路２７は、キャパシタ３１にインダクタ３２が直列に接続されている。タンク回路１７の共振周波数ｆＴ１は、第１の共振周波数ｆ１（６４ＭＨｚ）と第２の共振周波数ｆ２（２６ＭＨｚ）の間となるように調整され、タンク回路２７の共振周波数ｆＴ２は、第２の共振周波数ｆ２（２６ＭＨｚ）と第３の共振周波数ｆ３の間となるように調整される。ここで、第３の共振周波数ｆ３は、磁場強度１．５Ｔにおける炭素（１３Ｃ）の核磁気共鳴周波数１６ＭＨｚに調整されている。
【００３８】
第１の共振周波数ｆ１では、図４（Ｂ）に示す直列共振回路の性質によりタンク回路１７、２７はそれぞれインダクタと見なすことができ、磁気結合防止回路２６は、図８（Ａ）に示す並列共振回路を構成する。この回路の共振周波数が第１の共振周波数ｆ１となるように、インダクタとキャパシタの値を調整することにより、第１の共振周波数ｆ１において概ね開放状態とすることができる。
第２の共振周波数ｆ２では、タンク回路１７、２７はそれぞれキャパシタとインダクタと見なすことができ、磁気結合防止回路２６は、図８（Ｂ）に示す並列共振回路を構成する。この回路の共振周波数が第２の共振周波数ｆ２となるように、インダクタとキャパシタの値を調整することにより、第２の共振周波数ｆ２において概ね開放状態とすることができる。
【００３９】
第３の共振周波数ｆ３では、タンク回路１７、２７はキャパシタと見なすことができ、磁気結合防止回路２６は、図８（Ｃ）に示す並列共振回路を構成する。この回路の共振周波数が第３の共振周波数ｆ３となるように、インダクタとキャパシタの値を調整することにより、第３の共振周波数ｆ３において概ね開放状態とすることができる。
【００４０】
上記を踏まえて、第１、第２、第３のすべての共振周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）において磁気結合防止回路２６が概ね開放状態となるキャパシタ５、３１、およびインダクタ６、８、３２の値を探索した結果、ダイオード９がオンのときの磁気結合防止回路２６の回路方程式を解くことにより、キャパシタ５、３１、インダクタ６、８、３２の値を調整することで、第１、第２、第３のすべての共振周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）において磁気結合防止回路２６が概ね開放状態となることを発見した。したがって、図７に示す磁気結合防止回路２６を用いることで、３種類の核磁気共鳴周波数に対して磁気結合を防止することが可能である。したがって、磁気結合防止回路の数を増やさずに、３つの核磁気共鳴周波数で磁気結合を防止することが可能であり、本発明を用いない場合と比べて、ＲＦコイルの構造が簡素化され、実装が簡易化される。
【００４１】
ここでは、３つの核磁気共鳴周波数に対応した場合を示したが、図７の回路に示すように、共振形成用回路７に直列共振回路で構成されるタンク回路を並列に追加することにより、磁気結合を防止する核磁気共鳴周波数の種類を増やすことが可能であり、４種類以上の核磁気共鳴信号にも対応可能である。
【００４２】
図９は、図３に示す磁気結合防止回路１６の変形例および受信用２重同調ループコイルの構成を示す。磁気結合防止回路１６において、ダイオード９の替わりにクロスダイオード２５を用いてオン／オフの切り替えを行う。クロスダイオード２５は、印加される高周波磁場によってオンの状態となり送信コイルとの磁気結合を防止するため、クロスダイオードを駆動するための磁気結合防止回路駆動装置１１５から流す制御電流１２は不要となり、より簡単に、受信用ＲＦコイルに磁気結合防止回路を構成することができる。
【００４３】
図１０は、共振形成用回路７の変形例および受信用２重同調ループコイルの構成を示す。共振形成用回路３７は、タンク回路２９とインダクタ３８が直列に接続された回路を構成する。タンク回路２９は、キャパシタ３６とインダクタ３５により並列共振回路を構成している。並列共振回路の両端のインピーダンスＺは、周波数ｆに対して図６に示す変化をする。図６において、共振周波数ｆｃより高い周波数領域においては、インピーダンスＺは周波数に反比例して減少する傾向を示し容量性リアクタンスとして動作する。一方、共振周波数ｆｃより低い周波数領域においては、インピーダンスＺは周波数に比例して増加する傾向を示し、誘導性リアクタンスとして動作する。
【００４４】
タンク回路２９の共振周波数ｆＴ３を第１の共振周波数ｆ１（６４ＭＨｚ）と第２の共振周波数ｆ２（２６ＭＨｚ）の間となるように、キャパシタ３５とインダクタ３６の値を調整すると、第１の共振周波数ｆ１は共振周波数ｆＴ３より高いため、第１の共振周波数ｆ１におけるタンク回路２９は容量性リアクタンスとして動作し、キャパシタとみなすことができる。その結果、共振形成用回路３７は、インダクタ３８とタンク回路によるキャパシタとが直列接続された回路となり、磁気結合防止回路１６は、同調用キャパシタ１に、共振形成用回路３７を並列に接続した並列共振回路系と見なすことができる。よって、キャパシタ３５、インダクタ３６、インダクタ３８の値を調整することによって、磁気結合防止回路１６は、第１の共振周波数ｆ１において概ね開放状態とすることができる。また、第２の共振周波数ｆ２は共振周波数ｆＴ３より低いため、第２の共振周波数ｆ２におけるタンク回路２９は誘導性リアクタンスとして動作し、インダクタと見なすことができる。その結果、共振形成用回路３７は、インダクタ３８とタンク回路によるインダクタとが直列接続された回路となり、磁気結合防止回路１６は、同調用キャパシタ１にインダクタを並列に接続した並列共振回路と見なすことができる。よって同様に、キャパシタ３５、インダクタ３６、インダクタ３８の値を調整することによって、磁気結合防止回路１６は、第２の共振周波数ｆ２において概ね開放状態とすることができる。
【００４５】
上記を踏まえ、図１０に示す受信用２重同調ループコイルにおいて、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において磁気結合防止回路１６が概ね開放状態となるキャパシタ３５、インダクタ３６、インダクタ３８の値を探索した結果、ダイオード９がオンのときの磁気結合防止回路１６における回路方程式を解くことにより、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で、磁気結合防止回路１６を概ね開放状態とするキャパシタ３５、インダクタ３６、インダクタ３８の値が存在する条件を発見した。磁気結合防止回路１６が第１のおよび第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で概ね開放状態となるためには、キャパシタ３５（Ｃ３５）およびインダクタ３６（Ｌ３６）の値は、次式の
【００４６】
【数５】
2007097971.tif 000007
を満たす必要がある。また、インダクタ３８の値（Ｌ３８）は、同調用キャパシタ１の値Ｃ１を設定することにより、次式の、
【００４７】
【数６】
2007097971.tif 000008
を満たすように決められる。さらに、インダクタ３８の値が決まることにより、インダクタ３６の値（Ｌ３６）とキャパシタ３５の値（Ｃ３５）は、次式の
【００４８】
【数７】
2007097971.tif 000009
並びに、
【００４９】
【数８】
2007097971.tif 000010
によってそれぞれ決められる。
【００５０】
次に、図１０に示す受信用２重同調ループコイルの動作を説明する。送信用ＲＦコイルより高周波磁場を印加する時、図１０に示す受信用２重同調ループコイルと送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止するため、磁気結合防止回路駆動装置１１５からダイオード９の順方向に制御電流１２を流す。ダイオード９がオンの状態となることで、磁気結合防止回路１６は、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において概ね開放状態となる。その結果、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において受信用２重同調ループコイルは極めて高いインピーダンスを示し、ＲＦ送信用コイルとの磁気結合を防止することができる。また、この受信用２重同調ループコイルは、送信用ＲＦコイルが送信する高周波磁場の周波数が、第１の共振周波数ｆ１のみ、または第２の共振周波数ｆ２のみの何れかの場合でも、送信用ＲＦコイルと送信時の磁気結合を防止することができる。
【００５１】
高周波磁場を印加後、ＲＦ信号を受信するときには、磁気結合防止回路駆動装置１１５から流す制御電流１２の値を０に設定し、ダイオード９をオフの状態にする。ダイオード９がオフとなることで、共振形成用回路３７と同調用キャパシタ１との接続が切れ、磁気結合防止回路１６は第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）で共振することができなくなり、等価インダクタンス４と同調用キャパシタ１およびトラップ回路１０で構成されるループコイルは、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）に同調された２重同調ループコイルとして動作し、２つの核磁気共鳴信号を受信することができる。
【００５２】
上述してきたように、一つの磁気結合防止回路で２つの核磁気共鳴周波数で磁気結合を防止することが可能となるため、より少ない数の磁気結合防止回路を用いて２重同調ＲＦコイルを構成することが可能となり、実装が簡易化される。また、磁気結合防止回路とコイル導体との接続点の数が減ることにより受信用ＲＦコイルが高い感度のＲＦ信号を受信することができる。また、送信用ＲＦコイルの送信電力の損失をが低減することができる。さらに、磁気結合を最も効果的に防止できる部分に磁気結合防止回路を配置することができ、コイルの磁気結合防止性能が向上する。
【実施例２】
【００５３】
図１１は、本発明の他の実施例を示す複数の磁気結合防止回路が装着された受信用２重同調ループコイルの構造図である。本実施例では、磁気結合防止回路が２個の場合について説明するが、３つ以上の磁気結合防止回路をコイルに装着してもよい。
【００５４】
４はループコイル１５の等価インダクタンスを表しており、典型的な表面コイルでは１μＨである。また、等価インダクタンス４と同調用キャパシタ１、３９は、インダクタ２とキャパシタ３で構成されるトラップ回路１０とともにポート１１から見て２つの周波数で共振する直列共振系を形成する。２つの共振周波数のうち、第１の共振周波数ｆ１は磁場強度１．５Ｔにおける水素の核磁気共鳴周波数６４ＭＨｚに、第２の共振周波数ｆ２は磁場強度１．５Ｔにおける燐の核磁気共鳴周波数２６ＭＨｚに調整されている。１μＨの等価インダクタンス４に対して、第１のおよび第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）に同調するように調整された同調用キャパシタ１、３９、インダクタ２、キャパシタ３の値の一例は、それぞれ７０ｐＦ、７０ｐＦ、７４ｎＨ、９２ｐＦである。
【００５５】
同調用キャパシタ１には、ダイオード９、共振形成用回路７を直列接続した回路が並列に接続され、第１の磁気結合防止回路２８を構成している。同調用キャパシタ３９には、ダイオード９、共振形成用回路７およびキャパシタ３３を直列接続した回路が並列に接続され、第２の磁気結合防止回路３０を構成している。
ダイオード９は、ＰＩＮダイオードで構成される。ダイオード９のオン／オフを制御する電流を流す配線３４は、磁気結合防止回路駆動装置１１５と第１の接続点４１の間および、第２の接続点４２と第３の接続点４３の間および、第４の接続点４４と磁気結合防止回路駆動装置１１５の間を接続し、それぞれの配線３４には、ＲＦ信号の伝送を防止するためのチョークコイル１４が挿入されている。ダイオード９のオン／オフは、磁気結合防止回路駆動装置１１５から出力される直流の制御電流１２によって切り換えられる。
共振形成用回路７は、タンク回路１７とインダクタ８が並列に接続された構成となっており、同調用キャパシタ１、３９との共振状態をそれぞれ調整する。タンク回路１７は、キャパシタ５とインダクタ６により直列共振回路を構成する。
【００５６】
キャパシタ３３は、第２の磁気結合防止回路３０における共振形成用回路７とループコイル１５を接続する配線上に挿入される。直流電流は、キャパシタを通過することができないため、キャパシタ３３を配置することで、制御電流１２が第２の接続点４２から第３の接続点４３に流れる経路は、第２の接続点４２と第３の接続点４３を結ぶ配線３４上に限定され、制御電流１２がループコイル１５を流れることにより発生する不要磁場を防止することができ、ループコイルのＳ／Ｎの低下を防止することができる。ここで、キャパシタ３３の配置は、図１１に示す配置に限定されるものでなく、制御電流１２がループコイル１５に流れることを防ぐことができる場所であればよい。
【００５７】
第１の磁気結合防止回路２８は、図３に示す磁気結合防止回路１６の場合と同様に、キャパシタ５、インダクタ６、インダクタ８の値を調整することにより、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で概ね開放状態とすることが可能である。また、キャパシタ３３を挿入した第２の磁気結合防止回路３０は、図３に示す磁気結合防止回路１６の場合と同様に、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）の両方で概ね開放状態とすることが可能である。そのときの第２の磁気結合防止回路３０を構成するキャパシタ４５およびインダクタ４６、４８の値（Ｃ４５、Ｌ４６、Ｌ４８）は、キャパシタ３３、３９の値（Ｃ３３、Ｃ３９）を設定することにより、Ｌ４８が、次式の、
【００５８】
【数９】
2007097971.tif 000011
を満たすように決められる。さらに、Ｌ４８が決まることにより、Ｃ４５とＬ４６は、次式の、
【００５９】
【数１０】
2007097971.tif 000012
並びに、
【００６０】
【数１１】
2007097971.tif 000013
によってそれぞれ決められる。
【００６１】
次に、図１１に示す受信用２重同調ループコイルの動作を説明する。送信用ＲＦコイルから高周波磁場を印加する時、図１１に示す受信用２重同調ループコイルと送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止するため、磁気結合防止回路駆動装置１１５からダイオード９の順方向に制御電流１２を流す。ダイオード９がオンの状態となることで、第１の磁気結合防止回路２８および第２の磁気結合防止回路３０は、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において概ね開放状態となる。その結果、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）において受信用２重同調ループコイルは極めて高いインピーダンスを示し、送信用ＲＦコイルとの磁気結合を防止することができる。また、この受信用２重同調ループコイルは、送信用ＲＦコイルが送信する高周波磁場の周波数が、第１の共振周波数ｆ１のみ、または第２の共振周波数ｆ２のみの何れかの場合でも、送信用ＲＦコイルと送信時の磁気結合を防止することができる。
【００６２】
高周波磁場を印加後、ＲＦ信号を受信するときには、磁気結合防止回路駆動装置１１５から流す制御電流１２の値をゼロに設定し、ダイオード９をオフの状態にする。ダイオード９がオフとなることで、第１の磁気結合防止回路２８および第２の磁気結合防止回路３０における共振形成用回路７と同調用キャパシタ１との接続が切れ、第１の磁気結合防止回路２８および第２の磁気結合防止回路３０は第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）で共振することができなくなり、等価インダクタンス４と同調用キャパシタ１、３９およびトラップ回路１０で構成されるループコイルは、第１および第２の共振周波数（ｆ１、ｆ２）に同調された２重同調ループコイルとして動作し、２つの核磁気共鳴信号を受信することができる。
【００６３】
本実施例では、２つの磁気結合防止回路を含むループコイルについて説明したが、ループの面積が大きいコイルや、複数のループが内部に存在するようなコイルについては、コイルの磁気結合を十分に防止するためには２箇所以上の磁気結合防止回路を配置する必要がある。例えば、複数のループが内部に存在する蝶型コイルや鞍型コイルの場合、図１２に示すように、２つの核磁気共鳴周波数に同調する磁気結合防止回路１６を配置することが可能であり、コイルの感度を低下させることなく、２つの核磁気共鳴周波数における送信用ＲＦコイルと受信用ＲＦコイルの磁気結合を防止することが可能となる。また、本発明を用いない場合は、２倍の磁気結合防止回路の実装が必要となりコイルの構造が複雑となるが、本発明により、シンプルな構成の２重同調ＲＦコイルが実現できる。さらに、配置上の制約で複数の回路のうちいくつかは好ましくない場所に回路を設置せざるを得ない場合があったのに対して、本発明により、最もデカップリングに好ましい場所に回路を設置できることによってコイル性能が向上する。なお、図１２ではコイルループの２重同調用のトラップ回路およびダイオードを制御するための配線等は省略した。
【実施例３】
【００６４】
図１３は、本発明の他の実施例を示す磁気共鳴撮像装置の送受信コイルの部分を表す模式図である。送信用ＲＦコイルとして、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０が配置され、高周波磁場発生器１０６と磁気結合防止回路駆動装置１１５にそれぞれケーブルで接続されている。また、検査対象１０３は、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０の内部に配置されている。さらに、受信用コイルとして、複数の２重同調ＲＦループコイルで構成される受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１が、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０の内部に配置され、かつ検査対象１０３に近接して配置される。受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１は、受信器１０８と磁気結合防止回路駆動装置１１５にそれぞれケーブルで接続されている。
【００６５】
図１４に送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０の構成図を示す。送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０は、２つのループ導体５２，５３がループ面に対抗して同軸上に配置され、これらのループ導体５２，５３はループ導体５２，５３の軸方向に平行な複数（図１４では８本）の導体５４で接続されている。また、これら複数（図１４では８本）の導体５４のそれぞれには、インダクタ５８とキャパシタ５９が並列接続されたトラップ回路６０が挿入されている。さらに、ループ導体５２と導体５４との複数の接続点の間にはキャパシタ５５が挿入され、ループ導体５３と導体５４との複数の接続点の間にはキャパシタ５７が挿入されている。
【００６６】
ここで、ループ導体５２、５３および複数（図１４では８本）の導体５４のインダクタンスおよびキャパシタ５５，５７、およびトラップ回路１０により、このコイルは２つの周波数で共振する２重共振系を形成している。２つの共振周波数のうち、第１の共振周波数ｆ１は磁場強度１．５Ｔにおける水素の核磁気共鳴周波数６４ＭＨｚに、第２の共振周波数ｆ２は磁場強度１．５Ｔにおける燐の核磁気共鳴周波数２６ＭＨｚとなるように、ループ導体５２、５３と複数（図１４では８本）の導体５４と同調用キャパシタ５５，５７とトラップ回路１０を構成するインダクタとキャパシタの値がそれぞれ調整されている。
【００６７】
複数（図１４では８素子）のキャパシタ５５には、ダイオード９および共振形成用回路４７およびキャパシタ３３が直列接続された回路が並列に接続され、図１１に示す第１の磁気結合防止回路３０と同じ回路構造を持つ磁気結合防止回路５６を構成している。ダイオード９にはＰＩＮダイオードが用いられる。複数（図１４では８素子）のダイオード９は、磁気結合防止回路駆動装置１１５から一定方向の制御電流１２を流したときに全てのダイオード９がオンとなるように、配線３４によってそれぞれが直列に接続されている。配線３４は、制御電流１２によって発生する磁界が検査対象に印加されないように、配線３４が作るループの面積が最小となるように配置される。個々のダイオード９の間を接続する配線３４と、磁気結合防止回路駆動装置１１５とダイオード９を接続する配線３４には、チョークコイル１４がそれぞれ挿入されている。なお、図１４では、ループ導体５２，５３および導体５４自体が持つインダクタンスの表記は省略してある。
【００６８】
図１５に受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１の構成図を示す。受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１には、部分的に重なり合った複数（図１５では４個）のループコイル１５が配置されている。隣り合うループコイル１５の重なりの位置は、互いのループコイル１５の磁気結合が無くなるように調整されている。それぞれのループコイル１５には、同調用キャパシタ１、トラップ回路１０が挿入され、ループコイル１５のインダクタンスと同調用キャパシタ１は、トラップ回路１０とともにポート１１から見て２つの周波数で共振する直列共振系を形成する。２つの共振周波数のうち、第１の共振周波数ｆ１は６４ＭＨｚに、第２の共振周波数ｆ２は２６ＭＨｚとなるように、ループコイル１５を構成するインダクタおよびキャパシタの値が調整されている。なお、図１５では、ループコイル１５のインダクタンスは省略した。
【００６９】
また、それぞれのループコイル１５は、ポート１１でインピーダンス整合回路６２に接続され、インピーダンス整合回路６２はシールドされた信号配線６３により信号増幅器６４の入力に接続されている。信号増幅器６４の出力はそれぞれ信号配線６５により受信器１０８に接続されている。
【００７０】
複数（図１５では４素子）の同調用キャパシタ１には、ダイオード６９および共振形成用回路４７が直列接続された回路が並列に接続され、図３の磁気結合防止回路１６と同じ回路構造を持つ磁気結合防止回路５６を構成している。磁気結合防止回路５６を構成するインダクタおよびキャパシタの値は、ダイオード６９がオンのとき、第１の共振周波数ｆ１（６４ＭＨｚ）および第２の共振周波数ｆ２（２６ＭＨｚ）において、磁気結合防止回路５６が概ね開放状態となるように調整されている。また、磁気結合防止回路５６は、隣り合うループコイル１５との磁気結合を無くすため、ループコイル１５の重なり部分から離して配置され、ポート１１から見てループコイル１５のインダクタンスが概ね半分となる位置に配置されている。
【００７１】
ダイオード６９にはＰＩＮダイオードが用いられる。複数（図１５では４素子）のダイオード６９は、磁気結合防止回路駆動装置１１５から一定方向の制御電流７２を流したときに全てのダイオード６９がオンとなるように、配線３４によって直列に接続されている。配線３４は、制御電流７２によって発生する磁界が検査対象に印加されないように、配線３４が作るループの面積が最小化されるように配置される。個々のダイオード６９の間を接続する配線３４と、磁気結合防止回路駆動装置１１５とダイオード６９を接続する配線３４には、チョークコイル１４がそれぞれ挿入されている。なお、図１５のそれぞれループコイル１５にｙ軸方向の若干のずれがあるが、これは図を見やすくするためのものであり、本発明を限定するものではない。
【００７２】
次に、図１３、１４および図１５を用いて送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０および受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１の動作を説明する。１．５Ｔの磁場強度における水素および燐の核磁気共鳴信号で構成される画像を撮影するため、高周波磁場発生器１０６より、６４ＭＨｚおよび２６ＭＨｚを中心とした高周波磁場が、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０に印加される。この直前、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０のダイオード９に流す制御電流１２の値を０に設定し、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１のダイオード６９がオンとなるように、直流の制御電流７２を印加する。
【００７３】
制御電流７２を印加することにより、図１５に示す受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１では、ダイオード６９がオンとなり、複数（図１５では４個）の磁気結合防止回路５６は、第１および第２の共振周波数（ｆ１＝６４ＭＨｚ、ｆ２＝２６ＭＨｚ）において、概ね開放状態となる。その結果、複数（図１５では４個）のループコイル１５のインピーダンスは極めて高くなる。
【００７４】
一方、図１４に示す送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０では、ダイオード９に流れる制御電流１２の値が０となることで、全てのダイオード９はオフとなり、共振形成用回路４７と同調用キャパシタ５５との接続が切れる。その結果、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０は、ループ導体５２、５３および複数（図１４では８本）の導体５４および同調用キャパシタ５５，５７、およびトラップ回路１０により、第１および第２の共振周波数（ｆ１＝６４ＭＨｚ、ｆ２＝２６ＭＨｚ）に同調されたＲＦコイルとして動作する。
【００７５】
したがって、高周波磁場を印加するとき、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１が極めて高いインピーダンスとなるため、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０と受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１との磁気結合が無くなり、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下が起こることなく、６４ＭＨｚおよび２６ＭＨｚを中心とした高周波磁場を均一な分布で図１３の検査対象１０３に印加することができる。
【００７６】
高周波磁場を印加した後、検査対象から発せられる核磁気共鳴信号を受信するため、磁気結合防止回路駆動装置１１５は、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０のダイオード９がオンとなるように制御電流１２を印加し、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１のダイオード６９に流す制御電流７２の値を０に設定する。
【００７７】
制御電流１２を印加することにより、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０では、図１４のダイオード９がオンとなり、複数（図１４では８個）の磁気結合防止回路５６は、第１および第２の共振周波数（ｆ１＝６４ＭＨｚ、ｆ２＝２６ＭＨｚ）において概ね開放状態となる。その結果、ループ導体５２とともに、図１４の隣り合った２つの導体５４およびトラップ回路６０およびキャパシタ５５、５７で構成される複数（図１４では８個）のループが極めて高いインピーダンスを示す。このとき、キャパシタ５７を含むループ導体５３は高インピーダンスとならないが、ループ導体５３は受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１と直交した位置関係にあるため、磁気結合は概ね生じない。また、複数（図１４では８個）のキャパシタ３３は、制御電流１２がループ導体５２に流れ、検査対象に不要な磁場が印加されることを防止している。
【００７８】
一方、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１では、ダイオード６９に流れる制御電流７２の値が０となることで、全てのダイオード６９はオフとなり、共振形成用回路４７と同調用キャパシタ１との接続が切れる。その結果、複数（図１５では４個）のループコイル１５は、第１および第２の共振周波数（ｆ１＝６４ＭＨｚ、ｆ２＝２６ＭＨｚ）に同調された受信用ＲＦコイルとして動作する。
【００７９】
したがって、検査対象から発せられる核磁気共鳴信号を受信するとき、送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０が極めて高いインピーダンスとなるため、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１と送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル５０との磁気結合が無くなり、受信用２重同調ＲＦマルチコイル５１は、磁気結合による共振周波数の移動やコイルのＱ値の低下が起こることなく、６４ＭＨｚおよび２６ＭＨｚを中心とした水素および燐の核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。
【００８０】
上述してきたように、本実施例によって、高周波磁場印加時には受信用コイルが極めて高いインピーダンスとなり、核磁気共鳴信号の受信時には送信用コイルが極めて高いインピーダンスとなることにより、２つの核磁気共鳴周波数に同調した送信用コイルと受信用コイルが、互いの磁気結合を防止することが可能となる。その結果、送信用コイルが２つの核磁気共鳴周波数を持つ均一な高周波磁場を印加し、かつ受信用コイルが２種類の核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。
【００８１】
本実施例の磁気結合防止回路５６は２つの核磁気共鳴周波数の両方で動作するため、コイルに装着する磁気結合防止回路の数を最小限に抑えることが可能となる。本発明を用いない場合は、２倍の磁気結合防止回路の実装が必要となりコイルの構造が複雑となるが、本発明により、シンプルな構成の２重同調ＲＦコイルが実現できる。また、磁気結合防止回路の数が減ることで、コイルを構成する導体と磁気結合防止回路の接続点に起因する抵抗を減らす事で、送信用コイルの高周波損失を低減し、受信用コイルのＳ／Ｎを向上させることができ、高効率での送受信が可能となる。さらに、受信用コイルが複数のコイルで構成される場合、本発明を用いない場合、配置上の制約で複数の磁気結合防止回路のうちいくつかは、コイルの性能を一部低下させる場所に配置せざるを得ない場合があったが、本発明により、磁気結合防止回路の数を最小限に抑えることが可能となるため、他の受信用コイルと干渉しない位置に磁気結合防止回路が配置できるようになり、受信用コイルの性能が向上し、検査対象を広範囲で２種類の核磁気共鳴信号による画像を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】磁気共鳴撮像装置の概観図である。
【図２】磁気共鳴撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施例を示す受信用２重同調ループコイルの構造を示す図である。
【図４】直列共振回路の動作原理を示す図である。
【図５】第１および第２の共振周波数における磁気結合防止回路の等価回路を示す図である。
【図６】並列共振回路のインピーダンスの周波数特性を示す図である。
【図７】３つの核磁気共鳴周波数に対応した磁気結合防止回路を示す図である。
【図８】第１および第２および第３の共振周波数における図７の磁気結合防止回路の等価回路を示す図である。
【図９】図３に示す磁気結合防止回路の変形例による受信用２重同調ループコイルの構成を示す図である。
【図１０】図３に示す共振形成用回路の変形例による受信用２重同調ループコイルの構成を示す図である。
【図１１】第２の実施例を示す複数の磁気結合防止回路が装着された受信用２重同調ループコイルの構造を示す図である。
【図１２】２つの核磁気共鳴周波数に同調する磁気結合防止回路を２個装着した蝶型コイルおよび鞍型コイルの構成を示す図である。
【図１３】第３の実施例を示す磁気共鳴撮像装置の送受信コイルの部分を表す模式図である。
【図１４】送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイルの構成を示す図である。
【図１５】受信用２重同調ＲＦマルチコイルの構成を示す図である。
【図１６】従来の磁気結合防止回路およびＲＦコイルの構成を示す図である。
【図１７】従来の磁気結合防止回路を２つ直列に接続したＲＦコイルの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
１、１９、３９  同調用キャパシタ
２、６、８、２０、２２、２４、３２、３５、３８、４６、４８、５８  インダクタ
３、５、２１、２３、３１、３３、３６、４５、５５、５７、５９、６１  キャパシタ
４          ループコイルの等価インダクタンス
７、３７、４７  共振形成用回路
９、１８、６９  ダイオード
１０、６０  トラップ回路
１１        ポート
１２、７２  制御電流
１３        ＲＦコイル
１４        チョークコイル
１５        ループコイル
１６、２６、５６  磁気結合防止回路
１７、２７、２９  タンク回路
２５        クロスダイオード
２８        第１の磁気結合防止回路
３０        第２の磁気結合防止回路
３４        配線
４０        蝶型コイル
４１        第１の接続点
４２        第２の接続点
４３        第３の接続点
４４        第４の接続点
４９        鞍型コイル
５０        送信用鳥かご型２重同調ＲＦコイル
５１        受信用２重同調ＲＦマルチコイル
５２、５３  ループ導体
５４        導体
６２        インピーダンス整合回路
６３、６５  信号配線
６４        信号増幅器
１０１      製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      受信器
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
３０１      テーブル。
【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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