(57)【要約】【課題】ＭＲＩ装置の多チャンネルのアレイコイルにおいて、構成を複雑化せずに広い感度領域と深部の高感度とを両立させ、高速化と高画質とを両立させる技術を提供する。【解決手段】複数のサブコイルを備える磁気共鳴撮像装置のＲＦコイル（アレイコイル）を提供する。少なくとも１つのサブコイルは、単独での共振周波数が磁気共鳴周波数とは異なる第一のサブコイルである。第一のサブコイルは、少なくとも１つの他のサブコイルである第二のサブコイルと磁気結合することで磁気共鳴周波数と同じ周波数で共振するように調整される。第一のサブコイルと第二のサブコイルの入出力端子は、それぞれ異なる低入出力インピーダンス信号処理回路に接続される。【選択図】  図６
2016054785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体からなる第一のループコイル部を有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第一のサブコイルと、
導体からなる第二のループコイル部を有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第二のサブコイルと、を備え、
前記第一のサブコイルは、送受信対象の前記核磁気共鳴信号の周波数である核磁気共鳴周波数と当該第一のサブコイル単独の共振周波数とが異なり、かつ、前記第二のサブコイルと磁気結合することにより、前記第一のループコイル部のループと前記第二のループコイル部のループとに、それぞれ、周回する電流経路を形成して前記核磁気共鳴周波数で共振するよう、配置および調整されること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項２】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第二のサブコイルは、前記核磁気共鳴周波数と当該第二のサブコイル単独の共振周波数が異なり、かつ、前記第一のサブコイルと磁気結合することにより、前記第一のループコイル部のループと前記第二のループコイル部のループとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに前記核磁気共鳴周波数で共振するよう調整されること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項３】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第一のサブコイルは、前記第一のループコイル部と当該第一のサブコイルが接続される第一の低インピーダンス信号処理回路とを接続する第一の磁気結合調整部、をさらに備え、
前記第一のループコイル部は、
前記ループのインダクタ成分に対して直列に挿入される第一の直列キャパシタと、
前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、当該第一のループコイル部を並列共振回路とする第一の並列キャパシタと、を備え、
前記第二のサブコイルは、前記第二のループコイル部と当該第二のサブコイルが接続される第二の低インピーダンス信号処理回路とを接続する第二の磁気結合調整部、をさらに備え、
前記第二のループコイル部は、
前記ループのインダクタ成分に対して直列に挿入される第二の直列キャパシタと、
前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、当該第二のループコイル部を並列共振回路とする第二の並列キャパシタと、を備え、
前記第一の磁気結合調整部は、キャパシタおよびインダクタの少なくとも一方を第一の調整回路要素として備え、
前記第二の磁気結合調整部は、キャパシタおよびインダクタの少なくとも一方を第二の調整回路要素として備え、
前記第一のサブコイルおよび前記第二のサブコイルは、前記第一の調整回路要素、前記第二の調整回路要素、前記第一の直列キャパシタ、前記第二の直列キャパシタ、前記第一の並列キャパシタおよび前記第二の並列キャパシタの値を調整することにより、調整されること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項４】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第一のサブコイルと前記第二のサブコイルとは、磁気結合可能な位置に配置されること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項５】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第一のサブコイルは、第一の結合インダクタをさらに備え、
前記第二のサブコイルは、第二の結合インダクタをさらに備え、
前記第一のサブコイルと前記第二のサブコイルとは、前記第一の結合インダクタと前記第二の結合インダクタとにより、磁気結合すること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項６】
請求項１記載の高周波コイルであって、
導体からなる第三のループコイル部を有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第三のサブコイルをさらに備え、
前記第三のサブコイルは、前記核磁気共鳴周波数と当該第三のサブコイル単独の共振周波数とが異なり、かつ、前記第二のサブコイルと磁気結合することにより、前記第三のループコイル部のループと前記第二のループコイル部のループとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに前記核磁気共鳴周波数で共振するよう、配置および調整されること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項７】
請求項１記載の高周波コイルであって、
導体からなる第四のループコイル部を有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第四のサブコイルをさらに備え、
前記第四のサブコイルは、前記第四のループコイル部が、前記第一のループコイル部および前記第二のループコイル部それぞれとオーバラップ領域を有するよう配置され、
前記オーバラップ領域の面積は、前記第四のサブコイルが、前記第一のサブコイルおよび前記第二のサブコイルそれぞれと磁気結合しないよう定められること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項８】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第一のサブコイルおよび前記第二のサブコイルは、それぞれ、低入力インピーダンス信号処理回路に接続され、前記核磁気共鳴信号の受信を行う受信コイルとして機能すること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項９】
請求項１記載の高周波コイルであって、
前記第一のサブコイルおよび前記第二のサブコイルは、低出力インピーダンス信号処理回路に接続され、前記核磁気共鳴信号の送信を行う送信コイルとして機能すること
を特徴とする高周波コイル。
【請求項１０】
静磁場を形成する静磁場形成部と、
傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成部と、
高周波磁場を生成する高周波磁場生成部と、
前記高周波磁場を検査対象に照射する送信コイルと、
前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する受信コイルと、
前記検出した核磁気共鳴信号から画像を再構成する画像再構成部と、を備え、
前記送信コイルおよび前記受信コイルの少なくとも一方が、請求項１記載の高周波コイルであり、
前記送信コイルと前記受信コイルとは、それぞれ、当該送信コイルと当該受信コイルとの間の磁気結合を防止する磁気結合防止回路を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関わり、特に高周波磁場を照射するとともに、核磁気共鳴信号を検出するＲＦコイル（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｉｌ：高周波コイル）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴現象を用いて被写体を横切る任意の断面を画像化するイメージング装置である。具体的には、ＭＲＩ装置は、空間的に均一な磁場（静磁場）中に置かれた被写体に対し高周波磁場を照射して磁気共鳴を起こし、発生する核磁気共鳴信号を検出し、検出した信号に画像処理を施すことで断面画像を取得する。
【０００３】
被写体に高周波磁場を照射したり、被写体から発生する核磁気共鳴信号を検出したりする装置をＲＦコイルと呼ぶ。ＲＦコイルは、照射および検出を行うループ部（コイルループ）を有する。このコイルループを小さくすればするほど感度領域は狭くなるものの、感度が高くなる。一方、コイルループを大きくすれば感度領域を広げることができる。このように、ＲＦコイルでは、感度の高さと、感度領域の広さとは、トレードオフの関係にある。また、核磁気共鳴信号は、静磁場と垂直な方向に生じる回転磁場の信号であるため、ＲＦコイルは静磁場と垂直な方向に磁場を照射、検出できる向きに配置することが好ましい。
【０００４】
前述の通り、ＲＦコイルは、小さくするほど感度は高くなるが、感度領域が狭くなる。これを解決するものとして、ＲＦコイルをアレイ状に複数配置した多チャンネルアレイコイルがある（例えば、非特許文献１参照）。多チャンネルアレイコイルは高感度と広い感度領域を有するため現在の受信ＲＦコイルの主流となっている。なお、以下、多チャンネルアレイコイルにおいて、個々のＲＦコイルをサブコイルと呼ぶ。
【０００５】
通常同じ共振特性を持ったＲＦコイルが互いに近くに配置されると、それらは磁気結合により干渉する。磁気結合によりＲＦコイルの性能は劣化するため、多チャンネルアレイコイルでは、サブコイル間の磁気結合の除去は必須である。非特許文献１では、隣り合ったサブコイルのコイルループの一部が重なり合うように配置することで、磁気結合を最大限低下させる。さらに低入力のプリアンプとインダクタとキャパシタとを用いて、コイルループの一部を高インピーダンスにすることによって、当該サブコイル以外からの干渉を低減させる。
【０００６】
また近年では、多チャンネルアレイコイルの各サブコイルの空間的な感度の差を用いた高速イメージング（例えば、非特許文献２参照）が普及している。高速イメージングはチャンネル数が多いほど高速化が可能となる。そのため近年、多チャンネルアレイコイルのさらなる多チャンネル化が進み、現在では３２チャンネルや１２８チャンネルといった超多チャンネルアレイコイルが普及している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒｏｅｍｅｒ  ＰＢ他著、「ＮＭＲ  フェーズドアレイ（Ｔｈｅ  ＮＭＲ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ）」、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、１６、ｐ．１９２−２２５
【非特許文献２】Ｋｌａａｓ  ＰＰ他著、「ＳＥＮＳＥ：高速ＭＲＩのための感度変調（ＳＥＮＳＥ：Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｆａｓｔ  ＭＲＩ）」、ジャーナル  オブ  マグネティックレゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、ＵＳＡ、１９９９、４２、ｐ．９５２−９６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、多チャンネル化により、アレイコイルを構成する各サブコイルが小型化すると、感度領域の狭いサブコイルの集合となるアレイコイルでは、全体の感度領域の深度が狭くなる。そのため高速化イメージングのために開発された超多チャンネルアレイコイルの深部感度は、少ないチャンネルで構成されたアレイコイルより低くなる。故に、被写体深部では綺麗な画像が得られにくい。
【０００９】
また、アレイコイル実現のために実施されている磁気結合除去は、磁気結合を最大限低下させるものであり、完全に磁気結合を除去するものではない。それ故、磁気結合が強く生じる位置に配置されるサブコイルの組み合わせでは、少なからず磁気結合が残り、アレイコイルの性能が劣化する。
【００１０】
残存する磁気結合をできるだけ小さくするため、複数の磁気結合除去手段を施すことも可能である。しかし磁気結合除去手段自体も実際は若干の損失を持つ。そのため複数の磁気結合除去手段を施すことは、磁気結合除去だけでなく、アレイコイルの感度低下を引き起こす。また超多チャンネルアレイコイルの場合、複数のサブコイルとの磁気結合を除去する必要があり、構成が複雑化する。
【００１１】
また、多チャンネルアレイコイルは、表面コイルが被写体を覆うように配置されることが一般的である。しかし、アレイコイルを構成する１つのサブコイルが作る磁場が、静磁場の作る磁場の向きとほとんど同じになる様な場合（静磁場方向が地面に対して水平なトンネル型ＭＲＩでは、例えば被写体頭頂部等。静磁場方向が地面に対して垂直なオープン型ＭＲＩでは、例えば腹部前面もしくは背面等。）は、感度領域がより狭くなるため、信号受信効率が悪い。この場合、多チャンネル化のためにサブコイルの数を増やしても、実質的な感度はほとんど上がらない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、ＭＲＩ装置の多チャンネルのアレイコイルにおいて、構成を複雑化せずに広い感度領域と深部の高感度とを両立させ、高速化と高画質とを両立させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、複数のサブコイルを備えるＭＲＩ装置のＲＦコイル（アレイコイル）を提供する。少なくとも１つのサブコイルは、単独での共振周波数が核磁気共鳴周波数とは異なる第一のサブコイルである。第一のサブコイルは、少なくとも１つの他のサブコイルである第二のサブコイルと意図的に磁気結合することで核磁気共鳴周波数と同じ周波数で共振するように調整される。第一のサブコイルと第二のサブコイルの入出力端子は、それぞれ異なる低入出力インピーダンス信号処理回路に接続される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＭＲＩ装置のＲＦコイルにおいて、多チャンネルと、広く深い感度領域とが両立し、高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のＭＲＩ装置の概観図である。
【図２】第一の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。
【図３】第一の実施形態の送信ＲＦコイルと受信ＲＦコイルの接続を説明するための説明図である。
【図４】（ａ）は、第一の実施形態の送信ＲＦコイルとして用いる鳥かご型ＲＦコイルの構成を説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の送受間磁気結合防止回路を説明するための説明図である。
【図５】（ａ）は、第一の実施形態の受信ＲＦコイルとして用いるアレイコイルの構成を説明するための説明図であり、（ｂ）および（ｃ）は、第一の実施形態の送受間磁気結合防止回路を説明するための説明図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のアレイコイルの配置を説明するための説明図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態のアレイコイルの動作を説明するための説明図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、一般の並列共振回路の動作を説明するための説明図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のアレイコイルによる感度分布のシミュレーション結果を、（ｃ）および（ｄ）は、従来のアレイコイルによる感度分布のシミュレーション結果を、それぞれ説明するための説明図であり、（ｅ）は、第一の実施形態のアレイコイルおよび従来のアレイコイルの感度プロファイルのグラフである。
【図１０】第一の実施形態の変形例を説明するための説明図である。
【図１１】第一の実施形態の調整時に用いる共振周波数を変化させた際の感度プロファイルのグラフである。
【図１２】第一の実施形態の変形例を説明するための説明図である。
【図１３】第一の実施形態の変形例を説明するための説明図である。
【図１４】第一の実施形態の変形例を説明するための説明図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態の変形例の動作を説明するための説明図である。
【図１６】第二の実施形態のアレイコイルを説明するための説明図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、第三の実施形態のアレイコイルを説明するための説明図である。
【図１８】（ａ）は、第四の実施形態の送信アレイコイルを説明するための説明図であり、（ｂ）は、第四の実施形態の送受間磁気結合防止回路を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜＜第一の実施形態＞＞
本発明を適用した第一の実施形態を説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
［ＭＲＩ装置構成］
まず、本実施形態のＭＲＩ装置の全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置の外観図である。図１（ａ）は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のＭＲＩ装置１００である。図１（ｂ）は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型（オープン型）の垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１である。これらのＭＲＩ装置１００、１０１は、検査対象１０３を載置するテーブル１０２を備える。本実施形態は、水平磁場方式のマグネット１１０を備えるＭＲＩ装置１００、および、垂直磁場方式のマグネット１１１を備えるＭＲＩ装置１０１のいずれも適用可能である。
【００１８】
以下、水平磁場方式のマグネット１１０を有するＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。本実施形態では、これらの外観を有するＭＲＩ装置のいずれを用いることもできる。なお、これらは一例であり、本実施形態のＭＲＩ装置はこれらの形態に限定されるものではない。本実施形態では、装置の形態やタイプを問わず、公知の各種のＭＲＩ装置を用いることができる。
【００１９】
また、静磁場方向をｚ方向、それに垂直な２方向を、それぞれｘ方向およびｙ方向とする座標系０９０を用いる。以下、本明細書の全図において同様とする。
【００２０】
図２は、ＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、ＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１１０、傾斜磁場コイル１３１、送信ＲＦコイル１５１、受信ＲＦコイル１６１と、傾斜磁場電源１３２と、シムコイル１２１、シム電源１２２と、高周波磁場発生器１５２と、受信器１６２と、磁気結合防止回路駆動装置１８０と、計算機１７０と、シーケンサ１４０と、表示装置１７１と、を備える。なお、１０２は、検査対象１０３を載置するテーブルである。
【００２１】
傾斜磁場コイル１３１は、傾斜磁場電源１３２に接続され、傾斜磁場を発生させる。シムコイル１２１は、シム電源１２２に接続され、磁場の均一度を調整する。送信ＲＦコイル１５１は、高周波磁場発生器１５２に接続され、検査対象１０３に高周波磁場を照射（送信）する。受信ＲＦコイル１６１は、受信器１６２に接続され、検査対象１０３からの核磁気共鳴信号を受信する。磁気結合防止回路駆動装置１８０は、磁気結合防止回路（後述）に接続される。なお、磁気結合防止回路は、送信ＲＦコイル１５１および受信ＲＦコイル１６１にそれぞれ接続される、送信ＲＦコイル１５１と受信ＲＦコイル１６１との間の磁気結合を防止する回路である。
【００２２】
シーケンサ１４０は、傾斜磁場電源１３２、高周波磁場発生器１５２、磁気結合防止回路駆動装置１８０に命令を送り、それぞれ動作させる。命令は、計算機１７０からの指示に従って送出する。また、計算機１７０からの指示に従って、受信器１６２で検波の基準とする核磁気共鳴周波数をセットする。例えば、シーケンサ１４０からの命令に従って、高周波磁場が、送信ＲＦコイル１５１を通じて検査対象１０３に照射される。高周波磁場を照射することにより検査対象１０３から発生する核磁気共鳴信号は、受信ＲＦコイル１６１によって検出され、受信器１６２で検波が行われる。
【００２３】
計算機１７０は、ＭＲＩ装置１００全体の動作の制御、各種の信号処理を行う。例えば、受信器１６２で検波された信号をＡ／Ｄ変換回路を介して受信し、画像再構成などの信号処理を行う。その結果は、表示装置１７１に表示される。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、記憶媒体１３２に保存される。また、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シーケンサ１４０に命令を送出させる。さらに、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シーケンサ１４０により、シム電源１２２に命令を送り、シムコイル１２１に磁場均一度を調整させる。
【００２４】
マグネット１１０は、静磁場を形成する静磁場形成部を構成し、傾斜磁場コイル１３１および傾斜磁場電源１３２は、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成部を構成し、高周波磁場発生器１５２は、高周波磁場を生成する高周波磁場生成部を構成し、送信ＲＦコイル１５１は、前記高周波磁場を検査対象１０３に照射する送信コイルであり、受信ＲＦコイル１６１は、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する受信コイルであり、計算機１７０は、前記検出した核磁気共鳴信号から画像を再構成する画像再構成部を構成する。
【００２５】
［送信ＲＦコイルおよび受信ＲＦコイルの概要］
次に、本実施形態の送信ＲＦコイル１５１および受信ＲＦコイル１６１の詳細を説明する。本実施形態では、一例として、送信ＲＦコイル１５１として鳥かご型形状を有するＲＦコイル（鳥かご型ＲＦコイル）３００を使用し、受信ＲＦコイル１６１としてループ形状を有するＲＦコイル（表面コイル）を二つ並べたアレイコイル４００を使用する場合を例にあげて説明する。
【００２６】
送信ＲＦコイル１５１として用いる鳥かご型ＲＦコイル３００の共振周波数は、励起対象元素の共鳴周波数に調整される。本実施形態では、水素原子核の励起が可能な、水素原子核の磁気共鳴周波数に調整される。受信ＲＦコイル１６１として用いるアレイコイル４００は、鳥かご型ＲＦコイル３００が励起可能な元素の核磁気共鳴信号を検出可能に調整される。
【００２７】
［送信ＲＦコイルおよび受信ＲＦコイルの配置および接続態様］
まず、送信ＲＦコイル１５１として用いる鳥かご型ＲＦコイル３００および受信ＲＦコイル１６１として用いるアレイコイル４００の配置と、鳥かご型ＲＦコイル３００、アレイコイル４００、高周波磁場発生器１５２、受信器１６２、および、磁気結合防止回路駆動装置１８０の接続態様とを、図３を用いて説明する。
【００２８】
本図に示すように、鳥かご型ＲＦコイル３００は、その軸が、マグネット１１０の中心軸と同軸となるよう配置される。そして、アレイコイル４００は、鳥かご型ＲＦコイル３００内に配置される。また、上述のように、鳥かご型ＲＦコイル３００は、高周波磁場発生器１５２に接続される。また、アレイコイル４００は、受信器１６２に接続される。
【００２９】
さらに、本実施形態では、鳥かご型ＲＦコイル３００は、アレイコイル４００との磁気結合を防止する磁気結合防止回路２１０を備える。この磁気結合防止回路２１０は、送信ＲＦコイル１５１（鳥かご型ＲＦコイル３００）と、受信ＲＦコイル１６１（アレイコイル４００）との間の磁気結合を防止する回路であり、送受間磁気結合防止回路２１０と呼ぶ。この送受間磁気結合防止回路２１０は、鳥かご型ＲＦコイル３００の直線導体（後述する）に直列に挿入される。
【００３０】
アレイコイル４００は、鳥かご型ＲＦコイル３００との磁気結合を防止する磁気結合防止回路２２０を備える。磁気結合防止回路２２０も、送信ＲＦコイル１５１（鳥かご型ＲＦコイル３００）と、受信ＲＦコイル１６１（アレイコイル４００）との間の磁気結合を防止する送受間磁気結合防止回路である。この送受間磁気結合防止回路２２０は、アレイコイル４００を構成する各表面コイルに直列に挿入される。
【００３１】
磁気結合防止回路駆動装置１８０は、これらの送受間磁気結合防止回路２１０および送受間磁気結合防止回路２２０にそれぞれ接続される。
【００３２】
［鳥かご型ＲＦコイル］
次に、本実施形態の送信ＲＦコイル１５１として用いる鳥かご型ＲＦコイル３００について図４を用いて説明する。本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３００は、上述のように励起対象元素の共鳴周波数（核磁気共鳴周波数）が共振周波数となるよう調整され、当該核磁気共鳴周波数の高周波磁場を照射する。以後、照射する高周波磁場の核磁気共鳴周波数をｆ0と呼ぶ。
【００３３】
図４（ａ）は、本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３００の構成を説明するためのブロック図である。本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３００は、複数の直線導体３０１と、各直線導体３０１の端部を接続する端部導体３０２と、端部導体３０２に挿入されるキャパシタ３０３と、を備える。上述の送受間磁気結合防止回路２１０は、各直線導体３０１に直列に挿入される。
【００３４】
また、本実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３００は、二つの入力ポート３１１、３１２を備える。第一の入力ポート３１１と第二の入力ポート３１２とには、位相が９０度異なった送信信号が入力され、効率よく被写体（検査対象）１０３に高周波磁場が加えられるよう構成される。
【００３５】
［送受間磁気結合除去］
図４（ｂ）は、鳥かご型ＲＦコイル３００の直線導体３０１に挿入される送受間磁気結合防止回路２１０の構成および磁気結合防止回路駆動装置１８０との接続を説明するための図である。送受間磁気結合防止回路２１０は、ＰＩＮダイオード２１１と制御用信号線２１２とを備える。ＰＩＮダイオード２１１は、直線導体３０１に直列に挿入され、制御用信号線２１２はＰＩＮダイオード２１１の両端に接続される。制御用信号線２１２は磁気結合防止回路駆動装置１８０に接続される。制御用信号線２１２には、高周波の混入を避けるためチョークコイルが挿入される。
【００３６】
ＰＩＮダイオード２１１は、通常は高抵抗（オフ）を示し、ＰＩＮダイオード２１１の順方向に流れる直流電流の値が一定値以上となると概ね導通状態（オン）となる特性を持つ。本実施形態ではこの特性を利用し、磁気結合防止回路駆動装置１８０から出力される直流電流によりＰＩＮダイオード２１１のオン／オフを制御する。すなわち、高周波信号送信時には、ＰＩＮダイオード２１１を導通状態とする制御電流を流し、鳥かご型ＲＦコイル３００を送信ＲＦコイル１５１として機能させる。また、核磁気共鳴信号受信時には、制御電流を停止し、鳥かご型ＲＦコイル３００を高インピーダンス化し、開放状態とする。
【００３７】
このように、本実施形態では、磁気結合防止回路駆動装置１８０からの直流電流（制御電流）を制御することにより、高周波信号送信時には鳥かご型ＲＦコイル３００を送信ＲＦコイル１５１として機能させ、核磁気共鳴信号受信時には、開放状態として受信ＲＦコイル１６１であるアレイコイル４００との磁気結合を除去する。
【００３８】
［アレイコイル］
次に、本実施形態の受信ＲＦコイル１６１として用いるアレイコイル４００について、図５（ａ）から図７（ｃ）を用いて説明する。上述のように、本実施形態のアレイコイル４００は、２つのサブコイル４１０を備える。２つのサブコイルは、それぞれが核磁気共鳴信号の受信が可能なもので、それぞれが１つのチャンネルとして機能する。
【００３９】
図５（ａ）は、本実施形態のアレイコイル４００の構成を説明するためのブロック図である。本実施形態のアレイコイル４００を構成する２つのサブコイル４１０を、それぞれ、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂと呼ぶ。第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂは、それぞれ、平面上に構成されたループを有する表面コイルである。また、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂは、それぞれ、核磁気共鳴信号を受信する。受信した信号は、受信器１６２に送られる。
【００４０】
以下、アレイコイル４００を構成する各サブコイル４１０の構成要素について、特にサブコイル４１０毎に区別する必要がない場合は、符号の最後の英文字を省略する。
【００４１】
第一のサブコイル４１０Ａは、核磁気共鳴信号を受信するループコイル部４２０（第一のループコイル部４２０Ａ）と、低（入力）インピーダンス信号処理回路４３０(第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ）と、ループコイル部４２０と低インピーダンス信号処理回路４３０とを接続する磁気結合調整部４４１（第一の磁気結合調整部４４１Ａ）と、を備える。磁気結合調整部４４１は、キャパシタもしくはインダクタの少なくとも一方から構成される。
【００４２】
第一のループコイル部４２０Ａのループ部分（第一のループ４２１Ａ）は、導体で形成される。そして、第一のループコイル部４２０Ａは、第一のループ４２１Ａのインダクタ成分に対して直列に挿入されるキャパシタ４２４Ａを備える。このインダクタ成分とキャパシタ４２４Ａとは、並列共振回路を構成する。このキャパシタ４２４Ａを、他のキャパシタと区別するため、第一の並列キャパシタ４２４Ａと呼ぶ。
【００４３】
また、第一のループ４２１Ａには、共振周波数を調整するキャパシタ４２２Ａと、送受間磁気結合防止回路２２０とが直列に挿入される。このキャパシタ４２２Ａを、他のキャパシタと区別するため、第一の直列キャパシタ４２２Ａと呼ぶ。なお、ここでは、第一の直列キャパシタ４２２Ａを２つ備える場合を例示するが、第一の直列キャパシタ４２２Ａの数は１以上であればよい。
【００４４】
このように、本実施形態の第一のサブコイル４１０Ａは、調整用の回路素子として、第一の磁気結合調整部４４１Ａと、第一のループ４２１Ａのインダクタ成分に対して直列に挿入される第一の直列キャパシタ４２２Ａと、前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、第一のループコイル部４２０Ａを並列共振回路とする第一の並列キャパシタ４２４Ａと、を備える。
【００４５】
低インピーダンス信号処理回路４３０のループコイル部４２０側の一方の端子は、磁気結合調整部４４１を介してループコイル部４２０の並列キャパシタ４２４の一方の端に接続される。低インピーダンス信号処理回路４３０のループコイル部４２０側のもう一方の端子は、直接ループコイル部４２０の並列キャパシタ４２４の他方の端に接続される。低インピーダンス信号処理回路４３０のループコイル部４２０側でない他方の端子は、受信器１６２に接続される。
【００４６】
送受間磁気結合防止回路２２０は、送信ＲＦコイル１５１である鳥かご型ＲＦコイル３００との間の磁気結合を除去する。
【００４７】
第二のサブコイル４１０Ｂも第一のサブコイル４１０Ａと同様の構成を有する。すなわち、第二のサブコイル４１０Ｂは、並列共振回路である第二のループコイル部４２０Ｂと、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂと、第二のループコイル部４２０Ｂと第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂとを接続する第二の磁気結合調整部４４１Ｂと、を備える。また、第二のループコイル部４２０Ｂは、導体で形成されるループ（第二のループ４２１Ｂ）と、第二のループ４２１Ｂのインダクタ成分に対して直列に挿入される第二の直列キャパシタ４２２Ｂと、当該インダクタ成分に対して直列に挿入され、第二のループコイル部４２０Ｂを並列共振回路とする第二の並列キャパシタ４２４Ｂと、を備える。
【００４８】
［送受間磁気結合除去］
送受間磁気結合防止回路２２０による送信ＲＦコイル１５１（鳥かご型ＲＦコイル３００）と受信ＲＦコイル１６１（アレイコイル４００）との間の磁気結合除去について説明する。図５（ｂ）は、ループ４２１に挿入される送受間磁気結合防止回路２２０の構成、および当該送受間磁気結合防止回路２２０と磁気結合防止回路駆動装置１８０との接続を説明するための図である。
【００４９】
送受間磁気結合防止回路２２０は、ＰＩＮダイオード２２１とインダクタ２２２と制御用信号線２２３とを備える。
【００５０】
ＰＩＮダイオード２２１とインダクタ２２２とは直列に接続され、キャパシタ４２３に並列に接続される。なお、キャパシタ４２３は、ループ４２１に挿入されるキャパシタである。また、ＰＩＮダイオード２２１の両端には制御用信号線２２３が接続される。そして、制御用信号線２２３は磁気結合防止回路駆動装置１８０に接続される。制御用信号線２２３には高周波の混入を避けるためチョークコイルが挿入されている（不図示）。インダクタ２２２とキャパシタ４２３とは、受信する核磁気共鳴信号の周波数で並列共振するように調整される。
【００５１】
並列共振回路は、一般に共振周波数で高インピーダンス（高抵抗）となる特性を持つ。よって、ＰＩＮダイオード２２１に電流が流れると、ＰＩＮダイオード２２１はオンになり、ループ４２１のキャパシタ４２３は、受信する核磁気共鳴信号の周波数でインダクタ２２２と共に並列共振して高インピーダンス状態となる。従って、受信する核磁気共鳴信号の周波数で、ループコイル部４２０は、その一部が高インピーダンスとなり、開放状態となり、そのループコイル部４２０を有するサブコイル４１０も開放状態となる。
【００５２】
このように、ＰＩＮダイオード２２１に電流が流れてオンとなることによって、各サブコイル４１０Ａおよび４１０Ｂと鳥かご型ＲＦコイル３００との磁気結合は除去される。従って、各サブコイル４１０をコイル素子とするアレイコイル４００と鳥かご型ＲＦコイル３００との磁気結合も除去される。
【００５３】
なお、サブコイル４１０に挿入される送受間磁気結合防止回路２２０の数はこれに限定されない。各ループ４２１に、二つ以上挿入されても良い。複数挿入することで磁気結合を十分に低下させることができる。
【００５４】
また、送受間磁気結合防止回路２２０の構成は、上記構成に限定されない。例えば、図５（ｃ）に示す送受信間磁気結合防止回路２２０ｍの変形例のように、ＰＩＮダイオード２２１の代わりに、クロスダイオード２２１ｍを用いてもよい。これにより、ループ４２１を構成する導体に大きな信号が流れた場合、クロスダイオード２２１ｍはオンになり、ループ４２１のキャパシタ４２３は、受信する核磁気共鳴信号の周波数でインダクタ２２２と共に並列共振して高インピーダンス状態となる。この場合、磁気結合防止回路駆動装置１８０は備えなくてもよい。
【００５５】
［各サブコイルの配置および調整］
本実施形態のアレイコイル４００では、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂは、それぞれ、核磁気共鳴信号を受信可能なように調整される。そして、第一のサブコイル４１０Ａは、当該第一のサブコイル４１０Ａ単独の共振周波数が送受信対象の核磁気共鳴信号の周波数である核磁気共鳴周波数とは異なるように調整される。また、第一のサブコイル４１０Ａは、第二のサブコイル４１０Ｂと磁気結合可能な位置もしくは構成で配置され、意図的に磁気結合することにより、前記第一のループ４２１Ａと前記第二のループ４２１Ｂとに、それぞれ、周回する電流経路が形成されるとともに核磁気共鳴周波数で共振するよう、調整される。具体的には、サブコイル４１０Ａ単独の共振周波数特性が、第二のサブコイル４１０Ｂの有無で変化する位置に配置され、調整される。
【００５６】
［配置］
アレイコイル４００では、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとは、磁気結合が可能な位置に配置される。すなわち、第一のサブコイル４１０Ａのループコイル部４２０Ａと、第二のサブコイル４１０Ｂのループコイル部４２０Ｂとが、略同一平面上に配置され、かつ、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂが作る磁場が互いに干渉しうる位置に配置される。なお、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとの磁気結合が生じる位置であればコイルエレメントの一部を重ね合わせるような配置でもよい。
【００５７】
このような配置の具体例を図６（ａ）および図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）および図６（ｂ）は、本実施形態の受信ＲＦコイル１６１として用いられるアレイコイル４００を構成する第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂの配置を説明するための図である。
【００５８】
図６（ａ）では、座標系０９０に示す通り、紙面縦方向をＸ軸方向、横方向をＹ軸方向、紙面に垂直方向をＺ軸方向とする。また、図６（ｂ）では、座標系０９０に示す通り、紙面縦方向をＺ軸方向、横方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向とする。
【００５９】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示す通り、本実施形態では、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂは、それぞれのループコイル部４２０のループ４２１が形成する面が、磁場方向（Ｚ軸方向）に垂直な面に比較的近い面となるよう配置される場合を例にあげて説明する。また、ループコイル部４２０のループ４２１を円形とする。
【００６０】
例えば、第一のループコイル部４２０Ａおよび第二のループコイル部４２０Ｂそれぞれのループ４２１Ａ、４２１Ｂの直径を１００ｍｍとする。この場合、磁気結合が生じる距離、位置として、第一のサブコイル４１０Ａは、ＸＹ面から、Ｙ軸を回転軸として、ＸＹ面から２０度、反時計回りに回転させた面に配置され、第二のサブコイル４１０Ｂは、ＸＹ面から、Ｙ軸を回転軸として２０度時計回りに回転させた面に配置される。また、２つのサブコイル４１０の、各円形ループ４２１の円の原点間距離は１３２ｍｍとする。
【００６１】
なお、２つのサブコイル４１０Ａが、磁気結合が生じる位置関係に配置された場合の、相互インダクタンスの大きさＭは、以下の式（１）で表される。
【数１】
2016054785.tif 000003
ここでｋは磁気結合係数であり、第一のサブコイル４１０Ａが作る磁束のうち第二のサブコイル４１０Ｂと結合する割合を示す値である。磁気結合係数ｋは、０から１の値を取る。また、Ｌ11は、第一のサブコイル４１０Ａのループ４２１Ａのインダクタ成分の大きさである。Ｌ21は第二のサブコイル４１０Ｂのループ４２１Ｂのインダクタ成分の大きさである。
【００６２】
なお、図６（ａ）では、第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂとして、低入力インピーダンス信号増幅器４３１Ａ、４３１Ｂを用いる場合を例示する。
【００６３】
なお、低インピーダンス信号処理回路４３０として、低入力インピーダンス信号増幅器４３１を用いることにより、ループコイル部４２０が検出した信号をすぐに増幅することができるため、ノイズの少ないデータを取得できる。低入力インピーダンス信号増幅器４３１の入力インピーダンスの大きさは２Ωのものを用いた。なお、低インピーダンス信号処理回路４３０は、低入力インピーダンスの信号増幅器４３１に限定されない。
【００６４】
［回路素子の調整］
次に、アレイコイル４００の各回路素子の調整について説明する。以下の説明では、受信時の動作を主眼に置いて説明する。本実施形態では送受間磁気結合防止回路２１０、２２０を用いて、上述の手法で送信ＲＦコイル１５１と、受信コイル１６１との間の磁気結合を除去する。ここでは、送信ＲＦコイル１５１は常に開放状態とし、送信ＲＦコイル１５１と受信ＲＦコイル１６１との磁気結合の除去についての説明は省略する。
【００６５】
本実施形態のアレイコイル４００の第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂは、第一の磁気結合調整部４４１Ａ、前記第二の磁気結合調整部４４１Ｂ、第一の直列キャパシタ４２２Ａ、４２３Ａ、第二の直列キャパシタ４２２Ｂ、４２３Ｂ、第一の並列キャパシタ４２４Ａおよび第二の並列キャパシタ４２４Ｂの値を調整することにより、上記機能を実現する。
【００６６】
各回路素子の調整を、アレイコイル４００の等価回路を用いて説明する。
【００６７】
図７（ａ）は、本実施形態のアレイコイル４００の等価回路６００である。本図において、インダクタ６２１Ａの値Ｌ11は、第一のループ４２１Ａのインダクタ成分であり、直列キャパシタ６２２Ａの値Ｃ11は、第一のループ４２１Ａに挿入される直列キャパシタ（４２２Ａ、４２３Ａ）の合成値である。同様に、インダクタ６２１Ｂの値Ｌ21は、第二のループ４２１Ａのインダクタ成分であり、直列キャパシタ６２２Ｂの値Ｃ21は、第二のループ４２１Ｂに挿入される直列キャパシタ（４２２Ｂ、４２３Ｂ）の合成値である。
【００６８】
また、並列キャパシタ６２４Ａの値Ｃ14は、並列キャパシタ４２４Ａの値であり、並列キャパシタ６２４Ｂの値Ｃ24は、並列キャパシタ４２４Ｂの値である。
【００６９】
磁気結合調整部４４１には、インダクタを用いる。インダクタ６４１Ａの値Ｌ12は、第一の磁気結合調整部４４１Ａのインダクタの値である。インダクタ６４１Ｂの値Ｌ22は、第二の磁気結合調整部４４１Ｂのインダクタの値である。なお、本実施形態では磁気結合調整部４４１にインダクタを用いたがこれに限定されない。通常、並列キャパシタ６２４と磁気結合調整部４４１とは、導体で接続される。当該導体もインダクタ成分を有するため、更にインダクタを追加しなくても、並列キャパシタ６２４と、磁気結合調整部４４１と、それらを接続する導体のインダクタ成分とで並列共振回路が形成される。この並列共振回路の共振周波数を何らかの方法で調整できれば、磁気結合調整部４４１はキャパシタであってもよい。またキャパシタとインダクタの並列回路でもよい。なお、以下の説明では、説明簡略化のため、並列キャパシタ６２４と磁気結合調整部４４１とを接続する導体のインダクタ成分は無いものとする。
【００７０】
インピーダンス６３２Ａの値Ｚ11は、第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａとして用いる、低入力インピーダンス信号増幅器４３１Ａの入力インピーダンスの値である。インピーダンス６３２Ｂの値Ｚ21は、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂとして用いる低入力インピーダンス信号増幅器４３１Ｂの入力インピーダンスの値である。なお、これらのインピーダンスＺ11、Ｚ21は、十分に低いインピーダンスであるため、以降０Ω（短絡回路）として考える。
【００７１】
相互インダクタンスＭは、第一のループコイル部４２０Ａ（６２０Ａ）と第二のループコイル部４２０Ｂ（６２０Ｂ）との相互インダクタンスの値である。
【００７２】
また、検出する核磁気共鳴信号の周波数（核磁気共鳴周波数）をｆ0とする。第一のサブコイル４１０Ａ（６１０Ａ）単体での共振周波数をｆ10、第二のサブコイル４１０Ｂ（６１０Ｂ）単体での共振周波数をｆ10とする。並列共振回路である第一のループコイル部４２０Ａ（６２０Ａ）の共振周波数をｆ12、第二のループコイル部４２０Ｂ（６２０Ｂ）の共振周波数をｆ22とする。さらに、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように配置されたとき、信号受信時の、第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ（６３１Ａ）から見た、この第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ（６３１Ａ）を除いた第一のサブコイル４１０Ａ（６１０Ａ）（以下、第一の共振部と呼ぶ。）の共振周波数をｆ11、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂ（６３１Ａ）から見た、この第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ（６３１Ａ）を除いた第二のサブコイル４１０Ｂ（６１０Ｂ）（以下、第二の共振部と呼ぶ。）の共振周波数をｆ21とする。
【００７３】
本実施形態のアレイコイル４００の各回路素子は、以下の式（２）〜式（５）を満たすよう調整される。
ｆ11＝ｆ22＝ｆ20＝ｆ0  ・・・（２）
ｆ10≠ｆ0  ・・・（３）
【数４】
2016054785.tif 000004
【００７４】
式（４）に従って、各回路素子を調整することにより、第二のサブコイル４１０Ｂ（６１０Ｂ）の調整インダクタ４４１Ｂ（６４１Ｂ）と並列キャパシタ４２４Ｂ（６２４Ｂ）とによる並列共振回路（以下、Ｌ22Ｃ24共振回路と呼ぶ。）の共振周波数は、核磁気共鳴周波数ｆ0とは異なるものとなる。従って、信号受信時は、第二のサブコイル４１０Ｂのキャパシタ４２４Ｂの両端は高抵抗とならず、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合する。
【００７５】
上記調整により、第一のループコイル部４２０Ａと第二のループコイル部４２０Ｂとが磁気結合した状態の、第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ（６３１Ａ）からみた、当該低インピーダンス信号処理回路４３０Ａ（６３１Ａ）を除いた第一のサブコイル４１０Ａ（第一の共振部）の等価回路６０１を図７（ｂ）に示す。
【００７６】
すなわち、信号受信時、第一のサブコイル４１０Ａの第一の共振部は、図７（ｂ）に示すように、第一のループ４２１Ａのインダクタ成分（Ｌ11）と第二のループ４２１Ｂのインダクタ成分（Ｌ21）とが磁気結合により結合した回路６０１となる。
【００７７】
本図において、インダクタ６２７は、相互インダクタンスＭ、インダクタ６２６Ａの値Ｌ11−Ｍおよびインダクタ６２６Ｂの値Ｌ21−Ｍは、それぞれ、ループ４２１のインダクタ成分から相互インダクタンスＭを除いたものである。
【００７８】
なお、このとき、各回路素子の値を、図７（ｂ）に示すように、磁気結合によって、第一のループ４２１Ａには、右回り（時計回り）の周回電流Ｉ1が、第二のループ４２１Ｂには左周り（反時計回り）の周回電流Ｉ2が流れるように調整すれば、実効的にはループ４２１Ａとループ４２１Ｂとで蝶型コイルの様な電流経路が形成され、電流が流れる（図７（ｂ））。
【００７９】
また、回路素子の値を、第一のループ４２１Ａと第二のループ４２１Ｂとに、共に右周り（時計回り）の周回電流が流れるように調整した場合は、実効的には、ループ４２１Ａとループ４２１Ｂとで二つのループコイルを一つのループコイルにした様な電流経路が形成され、電流が流れる（不図示）。
【００８０】
また、式（５）に従って、各回路素子を調整することにより、第一のサブコイル４１０Ａ（６１０Ａ）の調整インダクタ４４１Ａ（６４１Ａ）と並列キャパシタ４２４Ａ（６２４Ａ）とによる並列共振回路（以下、Ｌ12Ｃ14共振回路と呼ぶ。）の共振周波数は、核磁気共鳴周波数ｆ0となる。従って、信号受信時は、第一のサブコイル４１０Ａのキャパシタ４２４Ａの両端は高抵抗となる。故に、第二のサブコイル４１０Ｂは、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合しない。
【００８１】
式（５）に従って調整された場合の、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂ（６３１Ｂ）からみた、当該低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂ（６３１Ｂ）を除いた第二のサブコイル４１０Ｂ（第一の共振部）の等価回路６０２を図７（ｃ）に示す。
【００８２】
信号受信時、第一のサブコイル４１０Ａは、第一のサブコイル４１０Ｂと磁気結合を防止するよう調整されている。従って、信号受信時、第二のサブコイル４１０Ｂの共振部は、図７（ｃ）に示すように、第二のサブコイル４１０Ｂ単体の場合と同じ回路６０２となる。
【００８３】
また、式（３）に従って、各回路素子を調整することにより、第一のサブコイル４１０Ａの単独の共振周波数ｆ10は、核磁気共鳴周波数ｆ0とは異なるものとなる。
【００８４】
そして、式（２）に従って、各回路素子を調整することにより、第二のサブコイル４１０Ｂ単独の共振周波数ｆ20と、信号受信時の第一の共振部の共振周波数ｆ11と、第二のループコイル部４２０Ｂの共振周波数ｆ22とが、核磁気共鳴周波数ｆ0に等しくなる。これにより、第二のサブコイル４１０Ｂは、単独で、核磁気共鳴信号を検出可能となる。また、上述のように、信号受信時は、第一のサブコイル４１０Ａは、第二のサブコイル４１０Ｂと磁気結合する。このとき、第一の共振部の共振周波数が核磁気共鳴周波数ｆ0に等しくなる。従って、サブコイル４１０Ａも、磁気結合した状態で、核磁気共鳴信号を検出できる。
【００８５】
なお、調整は、上述のように、直列キャパシタ６２２、並列キャパシタ６２４、および、調整インダクタ６４１の値により行う。また、本実施形態では、ループ４２１のインダクタ６２１の値は、ループ４２１の形状で定まるため、変更できない。また、相互インダクタンスの値Ｍは、形状と配置関係により定まる。
【００８６】
以上のように調整することにより、各サブコイル４１０は、検出対象の核磁気共鳴信号を、それぞれ受信できる。
【００８７】
また、受信時、第一のサブコイル４１０は、図７（ｂ）に示すように、第二のサブコイル４１０と磁気結合し、広く深い感度領域を持つサブコイルとして機能する。さらに磁気結合調整部４４１のキャパシタもしくはインダクタの値を調整することで磁気結合の大きさを変え、感度分布を調整できる。
【００８８】
一方、第二のサブコイル４１０は、第一のサブコイル４１０と磁気結合せず、図７（ｃ）に示すように、単独のサブコイルとして機能する。従って、信号受信時、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとは、撮影領域に対して異なる感度分布を示す。よって、多チャンネルコイルとして機能する。
【００８９】
［調整例］
以下、本実施形態の各回路素子の調整手順を、具体例で説明する。ここでは、アレイコイル４００が、水素の原子核の磁気共鳴周波数１２４ＭＨｚで共振するよう調整する（ｆ0＝１２４ＭＨｚとする）場合を例にあげて説明する。また、ここでは、図７（ｂ）に示すように、第一のサブコイル４１０Ａが第二のサブコイル４１０Ｂと磁気結合したとき、実効的に、ループ４２１Ａとループ４２１Ｂとにより、蝶型コイルの様な電流経路が形成されるように、第一のループ４２１Ａには、右回りの電流、第二のループ４２１Ｂには左回りの電流が流れるように調整する。具体的には、本実施形態のループ４２１Ａとループ４２１Ｂとの配置では、インダクタ６４１Ｂと並列キャパシタ６２４Ｂとが作る並列共振回路（Ｌ22Ｃ24共振回路）の共振周波数がｆ0より小さくなるよう設定する。
【００９０】
まず、第二のサブコイル４１０Ｂの各回路素子の調整を行う。このとき、第一のサブコイル４１０Ａのループコイル部４２０Ａは、開放状態とする。
【００９１】
直列キャパシタ６２２Ｂの容量Ｃ21および並列キャパシタ６２４Ｂの容量Ｃ24の値を調整する。ここでは、図７（ｃ）に示す、等価回路６０２が、１２４ＭＨｚで共振し、インダクタ６４１Ｂと並列キャパシタ６２４Ｂとの直列回路の両端のインピーダンスが５０Ωとなるように、これらの値を調整する。
【００９２】
また、同時に、インダクタ６４１Ｂの値Ｌ22と並列キャパシタ６２４Ｂの値Ｃ24は、式（４）を満たすように調整される。
【００９３】
このとき、結合時の電流の流れを上述のようにするため、調整インダクタ６４１Ｂと並列キャパシタ６２４Ｂとが作る並列共振回路が、キャパシタとして動作するよう、Ｌ22およびＣ24の値を決定する。これは、並列共振回路の特性原理に基づいて調整する。この並列共振回路の特性原理は後述する。具体的には、インダクタ６４１Ｂと並列キャパシタ６２４Ｂとが作る並列共振回路（Ｌ22Ｃ24共振回路）の共振周波数がｆ0より小さい値になるよう、これらの値を調整する。ｆ0より小さい値として、例えば、９０ＭＨｚを用いる。
【００９４】
次に、第一のサブコイル４１０Ａの各回路素子の調整を行う。このとき、第二のサブコイル４１０Ｂの各回路素子は、前記の通り調整してあるものとする。
【００９５】
ここでは、図７（ｂ）に示す、等価回路６０１が、１２４ＭＨｚで共振し、かつ、インダクタ６４１Ａと並列キャパシタ６２４Ａ（Ｃ14）との直列回路の両端のインピーダンスが５０Ωとなるように、直列キャパシタ６２２Ａの値Ｃ11および並列キャパシタ６２４Ａの値Ｃ14を調整する。
【００９６】
また、同時に、第二のサブコイル４１０Ｂが第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合しないようにするため、調整インダクタ６４１Ａの値Ｌ12および並列キャパシタ６２４Ａの値Ｃ14を、式（５）を同時に満たす様に調整する。これにより、第二のサブコイル４１０Ｂから見ると、第一のサブコイル４１０Ａは、その第一のループ４２１Ａに高インピーダンスが挿入された回路と見ることができる。従って、第二のサブコイル４１０Ｂは、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合しない。
【００９７】
なお、これら第一のサブコイル４１０Ａ、第二のサブコイル４１０Ｂの調整は、必要に応じて数回繰り返しても良い。
【００９８】
ｆ0より小さい値として、９０ＭＨｚを用いた場合の、上記調整により調整されたパラメータの値は、例えば、Ｃ11＝７．７ｐＦ、Ｃ14＝１４８ｐＦ、Ｃ21＝９８ｐＦ、Ｃ24＝７．９ｐＦ、Ｌ12＝１１ｎＨ、Ｌ22＝２６ｎＨとなる。
【００９９】
このように調整することで本実施形態のアレイコイル４００は、核磁気共鳴周波数で共振し、核磁気共鳴信号を受信する。また、２つのサブコイル４１０Ａおよび４１０Ｂを磁気結合させることで、実効的にコイルの大きさを拡大し感度領域を広げる。そして、蝶型コイル、もしくは大きな表面コイルのような電流分布を構成させ、小さな二つの表面コイルのみでは得られなかった感度分布を構成し、効率よく（感度高く）信号を取得する。すなわち、トンネル型ＭＲＩ（水平磁場方式のＭＲＩ装置１００）での被写体頭頂部や、オープン型ＭＲＩ（垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１）での腹部前面など、静磁場方向とＲＦコイルの磁場の関係から、感度を高めることが困難であった領域でも、本実施形態を用いることで感度を高めることが可能となる。
【０１００】
［並列共振回路の特性原理］
ここで、一般の並列共振回路の動作を説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、並列共振回路の動作を説明するための図である。
【０１０１】
並列共振回路５００は、図８（ａ）に示すように、インダクタ５０２（Ｌ）とキャパシタ５０１（Ｃ）とが並列に接続される。並列共振回路５００に印加される電圧の周波数をｆ、角周波数をω（ω＝２πｆ）とすると、並列共振回路５００の両端のインピーダンスＺは、以下の式（６）で表される。
【数６】
2016054785.tif 000005
【０１０２】
インピーダンスＺは、印加する周波数ｆに依存して図８（ｂ）に示すように変化し、周波数ｆ＝ｆRで共振する。すなわち、並列共振回路５００の両端のインピーダンスＺは周波数ｆRで最大となる。
【０１０３】
並列共振回路５００の共振周波数ｆRより低い各周波数（ｆ＜ｆR）では、インピーダンスＺは、式（７）で表され、並列共振回路５００は、誘導性リアクタンス（インダクタ）として動作する。
【数７】
2016054785.tif 000006
ここで、並列共振回路５００の見かけのインダクタンスの値Ｌ’は、式（８）で表される。
【数８】
2016054785.tif 000007
【０１０４】
一方、並列共振回路５００の共振周波数ｆRより高い各周波数（ｆ＞ｆR）では、インピーダンスＺは、式（９）で表され、並列共振回路５００は、容量性リアクタンス（キャパシタ）として動作する。
【数９】
2016054785.tif 000008
ここで、並列共振回路５００の見かけのキャパシタンスの値Ｃ’は、式（１０）で表される。
【数１０】
2016054785.tif 000009
【０１０５】
このように、並列共振回路５００は、印加する電圧の周波数ｆに応じて、その共振周波数ｆR境に異なる動作をする。本実施形態では、並列共振回路５００のこの性質を利用し、上述のように、アレイコイル４００の各回路素子を調整する。
【０１０６】
＜シミュレーション結果＞
図９（ａ）〜図９（ｅ）に、電磁界シミュレータで計算した結果を示す。図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、第一のサブコイル４１０Ａの感度分布５１１と、第二のサブコイル４１０Ｂの感度分布５１２である。図９（ｃ）および図９（ｄ）は、従来の２チャンネルのアレイコイル（ＲＦコイル）の第一のチャンネル（第一のサブコイル４１０Ａ）の感度分布５１３および第二のチャンネル（第二のサブコイル４１０Ｂ）の感度分布５１４である。
【０１０７】
また、図９（ｅ）は、本実施形態の、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂの感度を合成した後の、Ｚ軸上の感度プロファイル５２１（破線）である。ここでは、調整インダクタ６４１Ｂ（Ｌ22）と並列キャパシタ６２４Ｂ（Ｃ24）とが作る並列共振回路（Ｌ22Ｃ24共振回路）の共振周波数が、ｆ0より小さい値である９０ＭＨｚとなるよう調整した。一方、実線５２２は、従来のＲＦコイルの、磁気結合を除去した場合の感度分布プロファイルである。
【０１０８】
これらの図から分かるように、本実施形態のアレイコイル４００は、磁気結合によって感度領域が広がり、被写体（検査対象）１０３領域で高い感度を有している。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、静磁場を形成する静磁場形成部と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成部と、高周波磁場を生成する高周波磁場生成部と、前記高周波磁場を検査対象に照射する送信コイル１５１と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する受信コイル１６１と、前記検出した核磁気共鳴信号から画像を再構成する画像再構成部と、を備え、前記受信コイルは１６１、導体からなる第一のループコイル部４２０Ａを有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第一のサブコイル４１０Ａと、導体からなる第二のループコイル部４２０Ｂを有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第二のサブコイル４１０Ｂと、を備え、前記第一のサブコイル４１０Ａは、当該第一のサブコイル４１０Ａ単独の共振周波数が送受信対象の前記核磁気共鳴信号の周波数である核磁気共鳴周波数とは異なり、かつ、前記第二のサブコイル４１０Ｂと磁気結合することにより前記第一のループコイル部のループと前記第二のループコイル部のループとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに前記核磁気共鳴周波数で共振するよう配置され、かつ、調整される高周波コイル（アレイコイル４００）であり、前記送信コイル１５１と前記受信コイル１６１とは、それぞれ、当該送信コイル１５１と当該受信コイル１６１との間の磁気結合を防止する磁気結合防止回路２１０、２２０を備える。
【０１１０】
前記第一のサブコイル４１０Ａは、前記第一のループコイル部４２０Ａと当該第一のサブコイル４１０Ａが接続される第一の低インピーダンス信号処理回路４３０Ａとを接続する第一の磁気結合調整部４４１Ａ、をさらに備える。前記第一のループコイル部４２０Ａは、前記ループ４２１Ａのインダクタ成分に対して直列に挿入される第一の直列キャパシタ４２２Ａと、前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、当該第一のループコイル部４２０Ａを並列共振回路とする第一の並列キャパシタ４２４Ａと、を備える。前記第二のサブコイル４１０Ｂは、前記第二のループコイル部４２０Ｂと当該第二のサブコイル４１０Ｂが接続される第二の低インピーダンス信号処理回路４３０Ｂとを接続する第二の磁気結合調整部４４１Ｂ、をさらに備える。前記第二のループコイル部４２０Ｂは、前記ループ４２１Ｂのインダクタ成分に対して直列に挿入される第二の直列キャパシタ４２２Ｂと、前記インダクタ成分に対して直列に挿入され、当該第二のループコイル部４２０Ｂを並列共振回路とする第二の並列キャパシタ４２４Ｂと、を備える。前記第一の磁気結合調整部４４１Ａは、キャパシタおよびインダクタの少なくとも一方を第一の調整回路要素として備える。前記第二の磁気結合調整部４４１Ｂは、キャパシタおよびインダクタの少なくとも一方を第二の調整回路要素として備える。前記第一のサブコイル４１０Ａおよび前記第二のサブコイル４１０Ｂは、前記第一の調整回路要素、前記第二の調整回路要素、前記第一の直列キャパシタ４２２Ａ、前記第二の直列キャパシタ４２２Ｂ、前記第一の並列キャパシタ４２４Ａおよび前記第二の並列キャパシタ４２４Ｂの値を調整することにより、調整される。
また、前記第一のサブコイル４１０と前記第二のサブコイルとは、磁気結合可能な位置に配置される。
【０１１１】
上述のように配置され、調整された本実施形態のアレイコイル４００は、核磁気共鳴周波数ｆ0に同調する。また、信号受信時に、第一のサブコイル４１０Ａが、第二のサブコイル４１０Ｂと、ループコイル部４２０Ａおよび４２０Ｂを共有して感度領域を広げて信号を検出し、第二のサブコイル４１０Ｂは、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合することなく高い感度で信号を検出できる。このように、本実施形態のアレイコイル４００によれば、小さな二つの表面コイルでは得られなかった感度分布を構成し、効率よく（感度高く）信号を取得できる。
【０１１２】
また、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂが、撮影領域に対し、異なる感度分布を持つ。このため、本実施形態のアレイコイル４００は、撮影領域内での感度分布が異なる複数のコイルで構成されるという多チャンネル特性を維持し、高速イメージングを可能とする。
【０１１３】
このように、本実施形態のアレイコイル４００によれば、多チャンネルと広く深い感度領域とを両立できる。また、この多チャンネルと、広い感度領域、および、高感度を、配置と回路素子の値の調整とにより実現する。従って、構成が複雑化することもない。そして、このアレイコイル４００を受信ＲＦコイル１６１として用いることにより、本実施形態のＭＲＩ装置は、高速に高画質の画像を得ることができる。
【０１１４】
＜低インピーダンス信号処理回路の他の例＞
また、本実施形態では、低インピーダンス信号処理回路４３０に、低入力インピーダンス信号増幅器４３１を用いた。しかし、低インピーダンス信号処理回路４３０として用いる回路要素は、これに限られない。例えば、低入力のインピーダンス変換回路などでも良い。第一のサブコイル４１０Ａのループコイル部４２０と第二のサブコイル４１０Ｂのループコイル部４２０とが磁気結合したとき、第一のサブコイル４１０Ａから見て、第二の低インピーダンス信号処理回路４３０が低インピーダンスとなる回路であればよい。
【０１１５】
低インピーダンス信号処理回路４３０を変更することで、開発するアレイコイル４００の最適化が可能となり感度が向上する。
【０１１６】
＜相互インダクタンスの調整の他の例＞
また、本実施形態では、相互インダクタンスＭの大きさを、配置時の第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとの位置関係により調整する。しかし、相互インダクタンスＭの大きさの調整手法は、これに限定されない。
【０１１７】
例えば、図１０に示す通り、各ループ４２１の一部に、それぞれ、結合インダクタ４５１を配置し、これを用いて磁気結合を調整しても良い。
【０１１８】
すなわち、第一のサブコイル４１０Ａは、第一の結合インダクタ４５１Ａをさらに備え、第二のサブコイル４１０Ｂは、第二の結合インダクタ４５１Ｂをさらに備える。そして、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとは、第一の結合インダクタ４５１Ａと第二の結合インダクタ４５１Ｂとにより、磁気結合する。
【０１１９】
結合インダクタ４５１を取り付けるのは、一方のサブコイル４１０だけでも良い。結合インダクタ４５１を用いることで、相互インダクタンスＭの大きさを、両サブコイル４１０の配置位置によらず、自由に調整できる。
【０１２０】
このとき、図１０に示すように、ループ４２１の一部を延長させ、延長した先に結合インダクタ４５１を配置してもよい。このように構成することで、２つのサブコイル４１０Ａおよび４１０Ｂが、比較的離れた位置に配置される場合であっても、磁気結合させることができる。従って、アレイコイル４００は、結合インダクタ４５１を備えることにより、両サブコイル４１０の配置位置の制約が低減する。例えば、両者を離れた位置に配置することにより、全体として大きなコイルループを構成でき、深部感度が向上する。
【０１２１】
＜各サブコイルの配置位置の他の例＞
なお、本実施形態では比較的磁場方向に垂直な面に近い角度の面にアレイコイル４００を配置した場合を示した。しかし配置面はこれに限定されない。アレイコイル４００が関心領域に作り出す性磁場と垂直な向きの回転磁場が、各サブコイル４１０単独よりも、効率よく検出もしくは生成できる配置であればよい。例えば、磁場方向に平行な面に近い角度の面にアレイコイル４００を配置しても良い。また、第一のサブコイル４１０Ａが磁場と垂直な面に配置され、第二のサブコイル４１０Ｂが磁場と水平な面に配置されてもよい。このように配置角度を変えることで、サブコイル４１０単独では実現できない回転磁場を検出もしくは生成することが可能となり、関心領域で高い感度で核磁気共鳴信号を取得することができる。
【０１２２】
また、本実施形態では第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂを、それぞれ、磁場垂直面に対して２０度回転させた面に配置する例を示した。しかし、配置角度はこの角度に限定されない。同一平面上に両者を配置してもよいし、互いに直角に接する面上にそれぞれ配置してもよいし、平行な２つの異なる面上に配置してもよい。また、ループ４２１Ａとループ４２１Ｂにそれぞれ流れる電流の位相差から、回転磁場を効率よく検出もしくは生成できるような配置にしてもよい。
【０１２３】
配置角度を変えることでアレイコイル４００の配置の最適化が可能となり、高い感度で核磁気共鳴信号を取得することができる。
【０１２４】
＜回路素子調整の他の例＞
上述の調整の具体例では、本実施形態では、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数の調整に用いるｆ0（１２４ＭＨｚ）より小さい値として、９０ＭＨｚを用いているが、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数は、他の値でもよい。
【０１２５】
図１１に、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数を１２３ＭＨｚ、１１１ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、９０ＭＨｚと変化させたときの感度プロファイル５３１、５３２、５３３、５３４を示す。いずれも本実施形態の第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂの感度を合成した後の、Ｚ軸上の感度プロファイルである。本図に示すとおり、本実施形態のアレイコイル４００は、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数を、ｆ0とは異なる周波数に設定することによって感度が上昇する。Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数とｆ0との差の大きさは限定されない。しかしながら、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数とｆ0との差は１０％以上異なることが望ましい。
【０１２６】
すなわち、本実施形態のアレイコイル４００は、Ｌ22Ｃ24共振回路を、ｆ0（１２４ＭＨｚ）とは異なる周波数に調整し、二つのサブコイル４１０を積極的にカップリングさせることで感度を上昇させることができる。
【０１２７】
また、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数をｆ0より高い周波数に設定し、各回路素子を調整しても良い。このように調整することで、第一のループ４２１Ａと第二のループ４２１Ｂとに、共に右周り（時計回り）の周回電流が流れ、第一のループ４２１Ａと第二のループ４２１Ｂとにより、大きな表面コイルのような電流の分布を形成することができる。この場合も、ｆ0より低い周波数に設定した場合と同様に、共振周波数を変化させてカップリング量を変えることで、アレイコイル４００の感度を向上させることができる。
【０１２８】
なお、第一のループ４２１Ａと第二のループ４２１Ｂとの結合係数の正負の符号が本実施形態とが逆となるよう各ループ４２１を配置した場合は、共振周波数と電流の流れとの関係が逆になる。すなわち、Ｌ22Ｃ24の共振回路の共振周波数がｆ0（１２４ＭＨｚ）より大きい場合は、実効的に蝶型コイルのような電流経路が形成され、ｆ0より小さい場合は、実効的に大きな表面コイルのような電流分布が形成される。
【０１２９】
このように、各回路素子調整時の、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数には、大きな制約はない。従って、本実施形態のアレイコイル４００は、ループ４２１の設計の自由度が高い。
【０１３０】
＜各サブコイルのサイズ、形状の他の例＞
また、本実施形態では、第一のループ４２１Ａおよび第二のループ４２１Ｂとして、同サイズ、同形状のループを用いる。しかしながら、両者は形状が異なっていてもよいし、大きさが異なっていてもよい。異なる形状、大きさのループ４２１をそれぞれ用いることで、配置パターンの自由度が増す。ループ４２１の形状および／またはサイズの制約を低減することで、また、磁気結合の大きさを調整することが容易になり、感度が向上する。
【０１３１】
なお、本実施形態では、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂに、同形状のコイルを用いているが、形状、大きさの組み合わせを限定するものではない。異なっても良い。異なる形状を組み合わせることで、被写体（検査対象）１０３に合った最適なコイルを実現できる。また磁気結合の強さを調整できる。またキャパシタは、ループコイル部４２０のループ４２１中に３つ挿入しているが、これに限定されるわけではない。少なくとも１つ以上挿入されていれば良い。
【０１３２】
＜コイル部の形状の変形例＞
なお、本実施形態では、各サブコイル４１０のループ４２１の形状は、略平面上の矩形、あるいは、円形の一重ループを例にあげて説明した。しかし、ループ４２１の形状は、これらに限定されない。その等価回路が等価回路６００と同等となるものであれば良い。
【０１３３】
例えば、図１２に示すように、第一のループ４６２Ａと、第二のループ４６２Ｂとは、円柱状に向かい合って配置される鞍型の形状を有していても良い。図１２に、鞍型のループを備えるアレイコイル（鞍型アレイコイル）４０２を示す。図中、座標系０９０のｚ軸方向は静磁場方向である。
【０１３４】
また、図１３に示すように、第一のループ４６３Ａと、第二のループ４６３Ｂとは、ソレノイドコイル形状を有し、隣り合うように配置されていても良い。図１３に、ソレノイド型のループを備えるアレイコイル（ソレノイド型アレイコイル）４０３を示す。図中、座標系０９０のｚ軸方向は静磁場方向である。
【０１３５】
なお、これらのアレイコイル４０２、４０３は、上記アレイコイル４００とはループの形状並びに相互インダクタンスが異なるため、それに応じて、並列キャパシタ、直列キャパシタおよび調整インダクタの値を調整する。調整は、上記同様、式（２）〜式（５）を満たすようになされる。
【０１３６】
鞍型アレイコイル４０２、ソレノイド型アレイコイル４０３は、それぞれ、等価回路６００で表されるため、本実施形態のアレイコイル４００と動作原理は同じである。すなわち、第一のサブコイル４１０Ａのループ４６２Ａ、４６３Ａは、第二のサブコイル４１０Ｂのループ４６２Ｂ、４６３Ｂと結合して動作する。一方、第二のサブコイル４１０Ｂは、単体として動作する。
【０１３７】
上述のように調整されるため、鞍型アレイコイル４０２およびソレノイド型アレイコイル４０３を構成する各サブコイル４１０は、検出対象の核磁気共鳴信号に対して感度を有する。また、第一のサブコイル４１０Ａのループ４６２Ａ、４６３Ａは、磁気結合によって第二のサブコイル４１０Ｂのループ４６２Ｂ、４６３Ｂと結合するため、大きなコイルループと見なすことができ感度領域が広がる。また、第二のサブコイル４１０Ｂは、第一のサブコイル４１０Ａとは結合せず、感度領域を有する。このため、撮影領域における両サブコイルの感度分布は異なり、チャンネル数を維持できる。従って、チャンネル数を維持しながら広い感度領域を持つアレイコイル４０２、４０３を実現できる。
【０１３８】
さらに、鞍型アレイコイル４０２は、ループ４６２が鞍型形状を有していることから、図１２に示すように、鞍型形状のループ４６２の中に、被写体の腕や足、胴体などの検査対象１０３を配置する。これにより、検査対象１０３の表面に加えて深部方向の領域からの核磁気共鳴信号を高感度で検出することができる。
【０１３９】
また、ソレノイド型アレイコイル４０３は、ループ４６３がソレノイド形状を有していることから、図１３に示すように、ソレノイド形状のループ４６３の中に、被写体の腕や足、胴体などの検査対象１０３を配置する。これにより、検査対象１０３の表面に加えて深部方向の領域からの２種類の核磁気共鳴信号を高感度かつ均一な分布で検出することができる。また、ソレノイド型アレイコイル４０３は、鞍型アレイコイル４０２と比べて、より広い領域で均一な感度分布を持つ。
【０１４０】
なお、これらの変形例においても、ループ４６２、４６３に、直列キャパシタ４２２を１つ設置する場合を例示しているが、上記実施形態同様、挿入するキャパシタ数に限定はない。複数の直列キャパシタを挿入してもよい。
【０１４１】
なお、これらの変形例では、第一のループ４６２Ａ、４６３Ａおよび第二のループ４６２Ｂ、４６３Ｂに、それぞれ、同形状、同サイズのループを用いている。しかし、両者のサイズ、形状は異なってもよい。第一のサブコイル４１０Ａ、第二のサブコイル４１０Ｂそれぞれに、異なる形状、サイズのループを用いることで配置パターンの自由度が増す。また、磁気結合の大きさを調整が容易になる。
【０１４２】
＜磁気結合の変形例＞
また、上記実施形態及び変形例では、２つのサブコイル４１０のうち、信号受信時に、第一のサブコイル４１０Ａは第二のサブコイル４１０Ｂ他方と磁気結合をし、第二のサブコイル４１０Ｂは第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合しない。しかし、いずれのサブコイル４１０も、信号を受信する際、他方と磁気結合するよう構成してもよい。
【０１４３】
すなわち、第二のサブコイル４１０Ｂは、当該第二のサブコイル４１０Ｂ単独の共振周波数が、核磁気共鳴周波数とは異なり、かつ、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合することにより、前記第一のループ４２１Ａと前記第二のループ４２１Ｂとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに核磁気共鳴周波数で共振するよう調整されてもよい。
【０１４４】
本変形例のアレイコイル４０４の構成は、図１４に示すように、本実施形態のアレイコイル４００の構成と同じである。ただし、構成する各回路素子（調整インダクタ４４１、直列キャパシタ４２２、並列キャパシタ４２４）の値の調整方法が異なる。以下、図１５に示す、アレイコイル４０４の等価回路６０４を用いて、アレイコイル４０４の、各回路素子の値の調整方法を説明する。
【０１４５】
なお、以下、各キャパシタおよびその値、各インダクタおよびその値、各回路の共振周波数は、上記実施形態の等価回路６００と同じ符号で表す。
【０１４６】
高感度と多チャンネルを両立するため、アレイコイル４０４を構成する各回路素子は、以下の式（１１）〜式（１５）を満たすよう調整される。
ｆ11＝ｆ22＝ｆ0  ・・・（１１）
ｆ10≠ｆ0  ・・・（１２）
ｆ20≠ｆ0  ・・・（１３）
【数１４】
2016054785.tif 000010
【０１４７】
式（１４）に従って、各回路素子を調整することにより、第二のサブコイル４１０Ｂ（６１０Ｂ）のＬ22Ｃ24共振回路の共振周波数は、核磁気共鳴周波数ｆ0とは異なるものとなる。従って、信号受信時は、第二のサブコイル４１０Ｂのキャパシタ４２４Ｂの両端は高抵抗とならず、第一のサブコイル４１０Ａと磁気結合する。
【０１４８】
上記調整により、第一のループコイル部４２０Ａと第二のループコイル部４２０Ｂとが磁気結合した状態の、第一のサブコイル４１０Ａの第一の共振部の等価回路６０５を図１５（ｂ）に示す。すなわち、信号受信時、第一のサブコイル４１０Ａの第一の共振部は、図１５（ｂ）に示すように、第一のループコイル部４２０Ａと第二のループコイル部４２０Ｂとが磁気結合により結合した回路６０５となる。
【０１４９】
また、式（１５）に従って、各回路素子を調整することにより、第一のサブコイル４１０Ａ（６１０Ａ）のＬ12Ｃ14共振回路の共振周波数は、核磁気共鳴周波数ｆ0とは異なるものとなる。従って、信号受信時は、第一のサブコイル４１０Ａのキャパシタ４２４Ａの両端は高抵抗とならず、第二のサブコイル４１０Ｂと磁気結合する。
【０１５０】
上記調整により、第一のループコイル部４２０Ａと第二のループコイル部４２０Ｂとが磁気結合した状態の、第二のサブコイル４１０Ｂの第二の共振部の等価回路６０６を、図１５（ｃ）に示す。すなわち、信号受信時、第二のサブコイル４１０Ｂの第二の共振部は、図１５（ｃ）に示すように、第一のループコイル部４２０Ａと第二のループコイル部４２０Ｂとが磁気結合により結合した回路６０６となる。
【０１５１】
また、式（１２）および式（１３）に従って、各回路素子を調整することにより、第一のサブコイル４１０Ａおよび第二のサブコイル４１０Ｂの単独の共振周波数ｆ10、ｆ20は、それぞれ、核磁気共鳴周波数ｆ0とは異なるものとなる。
【０１５２】
そして、式（１１）に従って、各回路素子を調整することにより、信号受信時の第一の共振部の共振周波数ｆ11と、第二の共振部の共振周波数ｆ22とが、核磁気共鳴周波数ｆ0に等しくなる。これにより、サブコイル４１０Ａおよびサブコイル４１０Ｂは、磁気結合した状態で、核磁気共鳴信号を検出できる。
【０１５３】
例えば、核磁気共鳴周波数ｆ0を静磁場強度３Ｔ（テスラ）における水素の核磁気共鳴周波数１２４ＭＨｚとして各回路素子の調整を具体例で説明する。
【０１５４】
上記実施形態同様、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）に示す等価回路６０５および６０６が、それぞれ、１２４ＭＨｚで共振し、かつ、インダクタ６４１Ａと並列キャパシタ６２４Ａ（Ｃ14）との直列回路の両端のインピーダンスが５０Ωとなるよう各回路素子を調整する。そして、調整インダクタ６４１の値と、並列キャパシタ６２４の値とを、上記各式を満たし、かつ、結合時の電流の流れが、所望の態様になるよう、並列共振回路の特性原理に基づいて、調整する。
【０１５５】
なお、本変形例の場合、第一のサブコイル４１０Ａ，第二のサブコイル４１０Ｂのいずれを先に調整してもよい。
【０１５６】
一方のサブコイル４１０の回路素子の値を調整することにより、他方のサブコイル４１０の共振特性も影響を受けるため、各サブコイル４１０の各回路素子の値の調整を数回繰り返して、第一のサブコイル４１０Ａと第二のサブコイル４１０Ｂとが、１２４ＭＨｚで共振するように調整する。
【０１５７】
ｆ0より小さい値として、９０ＭＨｚを用いた場合の、上記調整により調整されたパラメータは、例えば、Ｃ11＝７．７ｐＦ、Ｃ14＝１４８ｐＦ、Ｃ21＝９８ｐＦ、Ｃ24＝７．９ｐＦ、Ｌ12＝１１ｎＨ、Ｌ22＝２６ｎＨとなる。
【０１５８】
このように調整することで本変形例のアレイコイル４０４は、核磁気共鳴周波数で共振し、核磁気共鳴信号を受信する。
【０１５９】
また、第一のサブコイル４１０Ａが、第二のループ４２１Ｂを共有して感度領域を広げると共に、第二のサブコイル４１０Ｂが第一のループ４２１Ａを共有して感度領域を広げる。
【０１６０】
このように、アレイコイル４０４を構成する各サブコイルは、受信する核磁気共鳴信号に感度を有する。同時に、第一のサブコイル４１０Ａは磁気結合によって第二のループ４２１Ｂと結合するため大きなコイルループと見なすことができ感度領域が広がる。具体的には蝶型コイルの様な感度分布を持つため深部感度が得られるようになる。同様に、第二のサブコイル４１０Ｂは磁気結合によって第一のループ４２１Ａと結合されるため、大きなコイルループと見なすことができ感度領域が広がる。具体的には蝶型コイルの様な感度分布を持つため深部感度が得られるようになる。
【０１６１】
また、両サブコイルの撮影領域内の感度分布が異なる。従って、本変形例のアレイコイル４０４は、チャンネル数を減らすことなく、広い感度領域を持ち、かつ、高い感度を持つアレイコイルとして動作する。よって、多チャンネルでありながら感度領域の広いコイルのアレイコイルとなるため、本変形例のアレイコイル４０４は、互いに磁気結合し、多チャンネルと、広く深い感度領域とを、両立する。また、これを、各サブコイル４１０の配置と回路素子の値の調整で実現するため、構造も複雑化することがない。
【０１６２】
なお、本実施形態の変形例では、各回路素子の調整時にＬ12Ｃ14共振回路とＬ22Ｃ24共振回路との共振周波数として、同じ値（９０ＭＨｚ）を用いたが、これに限定されない。両者はそれぞれ異なっても良い。両者に異なる値を用いることで、磁気結合先に流れる電流が変化するため、目的にあった感度領域の設計が可能となる。これらの共振回路の共振周波数とｆ0との差の大きさは、限定されない。しかしながら、Ｌ22Ｃ24共振回路の共振周波数とｆ0との差は１０％以上異なることが望ましい。
【０１６３】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、２つのサブコイルを組み合わせてアレイコイルを構成している。本実施形態では、３つ以上のサブコイルを組み合わせて、アレイコイルを構成し、多チャンネルと広い感度領域と高感度を実現する例を示す。複数のコイルと用いることで感度を向上させることができる。
【０１６４】
本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【０１６５】
図１６は、本実施形態のアレイコイル７００を説明するための図である。本図に示す通り、本実施形態のアレイコイル７００は、第一のサブコイル７１０Ａと、第二のサブコイル７１０Ｂと、第三のサブコイル７１０Ｃと、を備える。これらは、この順番で並び、隣り合ったチャンネル（サブコイル７１０）が磁気結合可能な位置に配置される。
【０１６６】
第一のサブコイル４１０Ａ及び第三のサブコイル７１０Ｃの構成は、それぞれ、第一の実施形態の第一のサブコイル４１０Ａと同じである。また、第二のサブコイル４１０Ｂは、第一の実施形態の第二のサブコイル４１０Ｂと同じである。それぞれのキャパシタ及びインダクタは、第一の実施例同様、式（２）から式（５）を満たすように調整される。
【０１６７】
すなわち、本実施形態の高周波コイル（アレイコイル７００）は、第一のサブコイル７１０Ａおよび第二のサブコイル７１０Ｂに、第三のループコイル部７２０Ａを備え、核磁気共鳴信号の送受信が可能な第三のサブコイル７１０Ｃをさらに備え、前記第三のサブコイル７１０Ｃは、当該第三のサブコイル７１０Ｃ単独の共振周波数が前記核磁気共鳴周波数とは異なり、かつ、前記第二のサブコイル７１０Ｂと磁気結合することにより、前記第三のループコイル部７２０Ｃのループと前記第二のループコイル部７２０Ｂのループとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに前記核磁気共鳴周波数で共振するよう調整される。
【０１６８】
まず、本実施形態の各サブコイル７１０Ａ、７１０Ｂ、および７１０Ｃは、検出対象原子の核磁気共鳴周波数で共振するよう調整される。例えば、静磁場強度３Ｔ（テスラ）における水素の核磁気共鳴周波数１２４ＭＨｚで共振するように調整される。そして、第二のサブコイル７１０Ｂの各回路素子は、Ｌ22Ｃ23共振回路が核磁気共鳴周波数で共振しないよう調整される。すなわち、この周波数の信号受信時に高抵抗とならないよう調整される。また、第一のサブコイル７１０Ａおよび第三のサブコイル７１０Ｃは、Ｌ12Ｃ14共振回路が、核磁気共鳴周波数で共振し、この周波数の信号受信時に高抵抗となるよう調整される。
【０１６９】
第一のサブコイル７１０Ａのループコイル部７２０Ａは、信号受信時に第二のサブコイル７１０Ｂのループコイル部７２０Ｂと磁気的に結合する。これは、第一のサブコイル７１０Ａと第二のサブコイル７１０Ｂとが、磁気結合可能な位置に配置され、かつ、第二のサブコイル７１０Ｂの各回路素子が、上記式（４）に従って調整されることにより、信号受信時に高抵抗とならない（磁気結合除去が施されていない）ためである。ここで、この場合の、第一のサブコイル７１０Ａと第二のサブコイル７１０Ｂとの相互インダクタンスの大きさをＭ１とする。
【０１７０】
一方、第一のループコイル部７２０Ａは、第三のサブコイル７１０Ｃのループコイル部７２０Ｃとは、ほとんど磁気的に結合しない。逆も同様である。これは、両者が距離的に離れていることと、Ｌ12Ｃ14共振回路が、核磁気共鳴周波数で共振し、この周波数の信号受信時に高抵抗となることとによる。
【０１７１】
同様に、第三のループコイル部７２０Ｃは、信号受信時に第二のループコイル部７２０Ｂと磁気的に結合する。これは、第三のサブコイル７１０Ｃと第二のサブコイル７１０Ｂとが、磁気的に結合可能な位置に配置され、かつ、第二のサブコイル７１０Ｂの各回路素子が、上記式（４）に従って調整されることにより、信号受信時に高抵抗とならない（磁気結合除去がほどこされていない）ためである。ここで、この場合の、第三のサブコイル７１０Ｃと第二のサブコイル７１０Ｂとの相互インダクタンスの大きさをＭ２とする。
【０１７２】
また、第二のループコイル部７２０Ｂは、信号受信時に第一のループコイル部７２０Ａにも第三のループコイル部７２０Ｃにも磁気結合しない。これは、第一のサブコイル７１０Ａおよび第三のサブコイル７１０Ｃは、ともに、上記式（５）に従って各回路素子が調整され、信号受信時に高抵抗となるためである。
【０１７３】
よって、本実施形態のアレイコイル７００の、第一のサブコイル７１０Ａは、信号受信時に、その第一のループコイル部７２０Ａが第二のループコイル部７２０Ｂと磁気的に結合することで、実効的には、蝶型コイルと同様の電流経路を形成する。第二のサブコイル７１０Ｂは、信号受信時にいずれのサブコイルとも磁気的に結合しないため、一般的な表面コイルの電流経路を有する。第三のサブコイル７１０Ｃは、信号受信時に、その第三のループコイル部７２０Ｃが第二のループコイル部７２０Ｂと磁気的に結合することで、実効的には、蝶型コイルと同様の電流経路を形成する。
【０１７４】
従って、各サブコイル７１０は、検出対象の核磁気共鳴周波数で共振する。また、第一のサブコイル７１０Ａおよび第三のサブコイル７１０Ｃは、信号受信時にそれぞれ第二のサブコイル７１０Ｂと磁気結合し、実効的には、蝶型コイルと同様の電流経路を形成する。従って、広く深い感度領域を有する。一方、第二のサブコイル７１０Ｂは、信号受信時に他のサブコイル７１０とは磁気結合しない。よって、各サブコイル７１０は、それぞれ、撮像領域に対し、異なる感度分布を示す。
【０１７５】
従って、本実施形態のアレイコイル７００は、広い感度領域と、高感度と、多チャンネルとを実現する。
【０１７６】
＜変形例；サブコイルの数＞
なお、本実施形態では３つのサブコイル７１０Ａ、７１０Ｂ、７１０Ｃを組み合わせる場合を例にあげて説明したが、サブコイル７１０の数は、これに限定されない。４つ以上のサブコイル７１０を用いても良い。サブコイル７１０の個数を増やすことにより、より広い領域で感度を持たせることができる。
【０１７７】
＜変形例：磁気結合パターン＞
なお、本実施形態では、信号受信時、第一のサブコイル７１０Ａは、第二のサブコイル７１０Ａと結合し、第三のサブコイル７１０Ｃは、第二のサブコイル７１０Ｂと結合し、第二のサブコイル７１０Ｂは、いずれとも結合しないよう各回路素子を調整している。
【０１７８】
しかし、磁気結合のパターンは本構成に限られない。例えば、第一のサブコイル７１０Ａおよび第二のサブコイル７１０Ｂが第三のサブコイル７１０Ｃとそれぞれ磁気結合し、第三のサブコイル７１０Ｃは、いずれとも結合しないよう、各回路素子を調整してもよい。また、第二のサブコイル７１０Ｂおよび第三のサブコイル７１０Ｃが、それぞれ、第一のサブコイル７１０Ａと磁気結合し、第一のサブコイル７１０Ａはいずれとも結合しないよう、各回路素子を調整してもよい。
【０１７９】
さらに、第一のサブコイル７１０Ａが、第二のサブコイル７１０Ｂに結合し、第二のサブコイル７１０Ｂは、第三のサブコイル７１０Ｃと結合し、第三のサブコイル７１０Ｃは、いずれのサブコイル７１０とも結合しないよう、構成してもよい。この場合、第三のサブコイル７１０Ｃが、第一のサブコイル７１０Ａと第二のサブコイル７１０Ｂとに磁気結合しないよう、ループコイル部７２０の一部をオーバラップさせて磁気結合を除去するなどの磁気結合除去手段を設けてもよい。これによって、本実施形態とは異なる感度分布を実現できるため、感度領域の設計の自由度が向上する。
【０１８０】
さらに、一方向の磁気結合が生じるものとして、各回路素子を調整する場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。第一の実施形態の変形例と同様に、第二のサブコイル７１０Ｂも、第一および第三のサブコイル７１０Ａ、７１０Ｃに磁気結合するよう、各回路素子を調整してもよい。
【０１８１】
いずれの結合態様であっても、本実施形態のアレイコイル７００およびその変形例のアレイコイルは、チャンネル数を減らすことなく、広い感度領域を持ったアレイコイルとして動作させることができる。また、これを、各サブコイル７１０の配置と回路素子の値の調整で実現するため、構造も複雑化することがない。従って、本実施形態のアレイコイル７００によれば、簡易な構成で、多チャンネルと広く深い感度領域とを両立できる。そして、このアレイコイル７００を受信ＲＦコイル１６１として用いることにより、本実施形態のＭＲＩ装置は、高速に高画質の画像を得ることができる。
【０１８２】
本実施形態では、磁気結合させるサブコイルの組合せを自由に選択可能であるため、選択によって、各種の感度分布を実現できる。従って、感度領域の設計の自由度が向上する。
【０１８３】
なお、低インピーダンス信号処理回路に用いる回路素子の種類、回路素子調整時に用いる共振周波数、各サブコイルの配置位置、結合インダクタの有無、ループ形状、各サブコイルのサイズ等の第一の実施形態の変形例は、本実施形態にも適用可能である。
【０１８４】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、隣接するサブコイル同士が、一部オーバラップして配置し、当該サブコイル間の磁気結合を防止する。
【０１８５】
本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【０１８６】
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、本実施形態のアレイコイル８００を説明するための図である。ここでは、アレイコイル８００が、５つのサブコイル８１０により構成される場合を例にあげて説明する。しかし、アレイコイル８００を構成するサブコイル８１０の数は、これに限定されない。
【０１８７】
上から順に、第一のサブコイル８１０Ａ、第四のサブコイル８１０Ｄ、第二のサブコイル８１０Ｂ、第五のサブコイル８１０Ｅ、第三のサブコイル８１０Ｃとする。
【０１８８】
各サブコイル８１０の構成は、第一の実施形態のサブコイル４１０と同様である。すなわち、各サブコイル８１０は、ループコイル部８２０とサブコイル８１０が接続される第一の低インピーダンス信号処理回路８３０とを接続する第一の磁気結合調整部８４１、をさらに備え、第一のループコイル部８２０は、ループ８２１のインダクタ成分に対して直列に挿入される第一の直列キャパシタ８２２と、前記インダクタ成分に対して並列に挿入され、当該第一のループコイル部８２０を並列共振回路とする第一の並列キャパシタ８２４と、を備える。
【０１８９】
また、各サブコイル８１０は、本図に示すように、隣接するサブコイル８１０と、互いのループコイル部８２０のループ８２１の一部が重なるように(オーバラップするように）配置される。このとき、オーバラップ量は、隣接するサブコイル８１０間の磁気結合が除去されるように決定される。すなわち、隣接するサブコイル８１０は、磁気結合が除去されるよう、オーバラップして配置される。
【０１９０】
すなわち、本実施形態のアレイコイル８００では、例えば、第四のループコイル部８２０Ｄが、第一のループコイル部８２０Ａおよび第二のループコイル部８２０Ｂそれぞれとオーバラップ領域を有するよう配置され、前記オーバラップ領域の面積は、前記第四のサブコイル８１０Ｄが、前記第一のサブコイル８１０Ａおよび前記第二のサブコイル８１０Ｂそれぞれと磁気結合しないよう定められる。
【０１９１】
また、第五のコイル部８２０Ｅも同様に、第二のループコイル部８２０Ｂおよび第三のループコイル部８２０Ｃそれぞれとオーバラップ領域を有するよう配置され、前記オーバラップ領域の面積は、前記第五のサブコイル８１０Ｅが、前記第二のサブコイル８１０Ｂおよび前記第三のサブコイル８１０Ｃそれぞれと磁気結合しないよう定められる。
【０１９２】
［回路素子の調整］
基本的に第一のサブコイル８１０Ａ、第二のサブコイル８１０Ｂ、及び第三のサブコイル８１０Ｃ、それぞれの回路素子は、第二の実施形態の、それぞれのサブコイル８１０が、信号受信時に隣接するサブコイルと磁気結合を生じる変形例と同様に調整される。以下、第四のサブコイル８１０Ｄ及び第五のサブコイル８１０Ｅの各回路素子の調整について、図１７（ｂ）を用い、第四のサブコイル８１０Ｄを例に説明する。
【０１９３】
第四のサブコイル８１０Ｄから、低インピーダンス信号処理回路８３０Ｄを除いた回路が、検出対象の核磁気共鳴周波数ｆ0（水素の場合、１２４ＭＨｚ）で共振し、かつ、インダクタ６４１Ａと並列キャパシタ６２４Ａ（Ｃ14）との直列回路の両端のインピーダンスが５０Ωとなるように、各直列キャパシタ８２２Ｄ（Ｃ12）、８２３Ｄ（Ｃ13）の値を調整する。また、ループコイル部８２０Ｄのループを除いた回路が、ｆ0（水素の場合、１２４ＭＨｚ）で高インピーダンスとなるよう調整インダクタ８４１Ｄ（Ｌ２２）を調整する。
【０１９４】
第五のサブコイル８１０Ｅの各回路素子も同様に調整する。
【０１９５】
本実施形態のアレイコイル８００は、上記のように各回路素子が調整される。これにより、第二の実施形態の動作に加え、その間に設置される第四のサブコイル８１０Ｄ及び第五のサブコイル８１０Ｅが１２４ＭＨｚで共振し、核磁気共鳴信号の取得が可能となる。
【０１９６】
これらにより、本実施形態は、第二の実施形態の効果に加え、より多くのコイルを配置できるため感度が向上する。また、感度領域の設計の自由度が向上し、感度が向上する。
【０１９７】
また、本実施形態では、サブコイル８１０を５つ備える場合を例にあげて説明したが、サブコイル数はこれに限定されない。
【０１９８】
例えば、第一のサブコイル８１０Ａ、第二のサブコイル８１０Ｂ、第四のサブコイル８１０Ｄの３つであってもよい。この場合、第一のサブコイル８１０Ａおよび第二のサブコイル８１０Ｂは、第一の実施形態のサブコイル４１０と同様に調整される。
【０１９９】
また、本実施形態においても、第一のサブコイル８１０Ａ、第二のサブコイル８１０Ｂ、第三のサブコイル８１０Ｃの磁気結合パターンは、上記例に限定されない。第二の実施形態同様の多様なパターンを適用可能である。
【０２００】
なお、低インピーダンス信号処理回路８３０に用いる回路素子の種類、回路素子調整時に用いる共振周波数、各サブコイル８１０の配置位置、結合インダクタの有無、ループ形状、各サブコイル８１０のサイズ等の第一の実施形態の変形例は、本実施形態にも適用可能である。
【０２０１】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。上記各実施形態では、信号受信時に隣接するサブコイルと磁気結合し、感度領域を拡大するアレイコイルを、受信ＲＦコイル１６１に用いる。しかし、本実施形態では、このアレイコイルを、送信ＲＦコイル１５１に用いる。
【０２０２】
本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【０２０３】
上述のように、本実施形態では、上記各実施形態の鳥かご型ＲＦコイル３００の代わりに、送信ＲＦコイル１５１に、複数のサブコイル４１０で構成されるアレイコイル（送信ＲＦコイル）を用いる。
【０２０４】
図１８（ａ）は、本実施形態の送信ＲＦコイル１５１として用いる、送信アレイコイル９００を説明するための図である。本実施形態の送信アレイコイル９００は、第一の実施形態のアレイコイル４００同様、複数のサブコイル９１０を備える。ここでは、２つのサブコイル９１０Ａおよび９１０Ｂを備える場合を例にあげて説明する。なお、サブコイル９１０の数は、これに限定されない。
【０２０５】
各サブコイル９１０は、第一の実施形態のサブコイル４１０と、基本的に同様の構成を有する。ただし、ループコイル部９２０が、磁気結合調整部９４１を介して接続されるのは、低入力インピーダンス信号処理回路４３０ではなく、低出力インピーダンス信号処理回路９３０である。ここでは、低（出力）インピーダンス信号処理回路９３０として、低出力インピーダンスのＲＦアンプ（低出力インピーダンス信号増幅器）９３１を備える場合を例にあげて説明する。
【０２０６】
また、送信アレイコイル９００は、送信ＲＦコイル１５１と受信ＲＦコイル１６１との間の磁気結合を防止する送受信間磁気結合防止回路として、送受信間磁気結合防止回路２１０を備える。
【０２０７】
図１８（ｂ）は、送受信間磁気結合防止回路２１０の構成および接続を説明するための図である。なお、送受信間磁気結合防止回路２１０は、図４（ｂ）に示す送受信間磁気結合除去回路２１０と同じであるため、前述と同じ動作をする。以後、高周波磁場送信時の動作のみに着目し、受信ＲＦコイル１６１は開放状態として説明する。
【０２０８】
各回路素子の調整も、基本的に第一の実施形態のアレイコイル４００と同様とする。調整は、ループコイル部９２０Ａのループ９２１に直列に挿入される直列キャパシタ９２２と、並列に挿入される並列キャパシタ９２４と、磁気結合調整部９４１とにより行われる。
【０２０９】
本実施形態の送信アレイコイル９００の詳細な動作を説明する。
【０２１０】
信号送信時、送信アレイコイル９００を構成する各サブコイル９１０それぞれからみた低出力インピーダンス信号増幅器９３１は、低インピーダンスであるため、等価回路は、図７（ａ）に示す等価回路６００と同様になる。
【０２１１】
従って、送信アレイコイル９００の各サブコイル９１０は、第一の実施形態のアレイコイル４００の各サブコイル４１０と同じ電流分布を構成し、例えば、静磁場強度３Ｔ（テスラ）における水素の核磁気共鳴周波数１２４ＭＨｚで共振する。
【０２１２】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、静磁場を形成する静磁場形成部と、傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成部と、高周波磁場を生成する高周波磁場生成部と、前記高周波磁場を検査対象に照射する送信コイル１５１と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する受信コイル１６１と、前記検出した核磁気共鳴信号から画像を再構成する画像再構成部と、を備え、前記送信コイルは１５１は、導体からなる第一のループコイル部９２０Ａを有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第一のサブコイル９１０Ａと、導体からなる第二のループコイル部９２０Ｂを有し、核磁気共鳴信号の送信および受信が可能な第二のサブコイル９１０Ｂと、を備え、前記第一のサブコイル９１０Ａは、当該第一のサブコイル９１０Ａ単独の共振周波数が送受信対象の前記核磁気共鳴信号の周波数である核磁気共鳴周波数とは異なり、かつ、前記第二のサブコイル９１０Ｂと磁気結合することにより、前記第一のループコイル部９２０Ａのループ９２１Ａと前記第二のループコイル部９２０Ｂのループ９２１Ｂとに、それぞれ、周回する電流経路を形成するとともに前記核磁気共鳴周波数で共振するよう、配置および調整される高周波コイル（送信アレイコイル９００）であり、前記送信コイル１５１と前記受信コイル１６１とは、それぞれ、当該送信コイル１５１と当該受信コイル１６１との間の磁気結合を防止する磁気結合防止回路２１０、２２０を備える。
【０２１３】
以上のように、本実施形態の送信アレイコイル９００を構成する各サブコイル９１０は、所望の周波数（例えば、１２４ＭＨｚ）で共振するため、効率良くＲＦを送信できる。同時に、第一のサブコイル９１０Ａの第一ループコイル部９２０Ａの第一のループ９２１Ａは、磁気結合によって第二のサブコイル９１０Ｂの第二ループコイル部９２０Ｂの第二ループ９２１Ｂと結合する。このため、第一のサブコイル９１０Ａは、大きなコイルループを持つと見なすことができ、ＲＦ送信可能領域が広がる。第一のサブコイル９１０Ａは、例えば、蝶型コイルの様な感度分布を持つため深部感度が得られる。
【０２１４】
また、第二のサブコイル９１０Ｂは、第一のサブコイル９１０Ａの第一のループコイル部９２０Ａの第一のループ９２１Ａとは結合せず、第一のサブコイル９１０Ａとは異なる感度領域を有する。このため、マルチチャンネルとして機能する。
【０２１５】
よって、本実施形態の送信アレイコイル９００は、チャンネル数を維持しながら広いＲＦ送信領域を持つコイルを実現できる。また、これを、各サブコイル９１０の配置と回路素子の値の調整で実現するため、構造も複雑化することがない。
【０２１６】
なお、低インピーダンス信号処理回路に用いる回路素子の種類、回路素子調整時に用いる共振周波数、各サブコイルの配置位置、結合インダクタの有無、ループ形状、各サブコイルのサイズ、磁気結合態様等の第一の実施形態の変形例は、本実施形態にも適用可能である。
【０２１７】
なお、本発明の実施形態では、水平磁場方式のマグネット１１０を備えるＭＲＩ装置１００に適用する場合を例示したが、上述のように、垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１でも適用可能である。すなわち、垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１においても、従来、利用が困難であった表面コイルを複数用いた多チャンネルアレイコイル（例えば、図１７に示すアレイコイル８００）が利用できるようになる。これにより、垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１においても、アレイコイルの設計の自由度が広がり、感度を向上させることができる。また、自由度が広がったことで、アレイコイルの簡素化も可能となるため、軽量なアレイコイルの設計も可能となる。これにより、操作者、並びに被写体（被験者）の負担を低減させることができる。
【符号の説明】
【０２１８】
０９０：座標系、１００：ＭＲＩ装置、１０２：テーブル、１０３：検査対象、１１０：マグネット、１１１：マグネット、１２１：シムコイル、１２２：シム電源、１３１：傾斜磁場コイル、１３２：記憶媒体、１３２：傾斜磁場電源、１４０：シーケンサ、１５１：送信ＲＦコイル、１５２：高周波磁場発生器、１６１：受信ＲＦコイル、１６２：受信器、１７０：計算機、１７１：表示装置、１８０：磁気結合防止回路駆動装置、２１０：送受間磁気結合防止回路、２１１：ＰＩＮダイオード、２１２：制御用信号線、２２０：送受間磁気結合防止回路、２２０ｍ：送受信間磁気結合防止回路、２２１：ＰＩＮダイオード、２２１ｍ：クロスダイオード、２２２：インダクタ、２２３：制御用信号線、３００：鳥かご型ＲＦコイル、３０１：直線導体、３０２：端部導体、３０３：キャパシタ、３１１：入力ポート、３１２：入力ポート、４００：アレイコイル、４０１：アレイコイル、４０２：鞍型アレイコイル、４０３：ソレノイド型アレイコイル、４０４：アレイコイル、４１０：サブコイル、４２０：ループコイル部、４２１：ループ、４２２：直列キャパシタ、４２３：キャパシタ、４２４：キャパシタ、４２４：並列キャパシタ、４３０：低インピーダンス信号処理回路、４３１：低入力インピーダンス信号増幅器、４４１：磁気結合調整部、４５１：結合インダクタ、４６２：コイル部、４６３：コイル部、５００：並列共振回路、５０１：キャパシタ、５０２：インダクタ、５１１：感度分布、５１２：感度分布、５１３：感度分布、５１４：感度分布、５２１：感度プロファイル、５２２：感度プロファイル、５３１：感度プロファイル、５３２：感度プロファイル、５３３：感度プロファイル、５３４：感度プロファイル、６００：等価回路、６０１：等価回路、６０２：等価回路、６０４：等価回路、６０５：等価回路、６０６：等価回路、６２１：インダクタ、６２２：直列キャパシタ、６２４：並列キャパシタ、６２６：インダクタ、６２７：インダクタ、６３２：インピーダンス、６４１：調整インダクタ、７００：アレイコイル、７１０：サブコイル、７２０：ループコイル部、７３０：低インピーダンス信号処理回路、８００：アレイコイル、８１０：サブコイル、８２０：ループコイル部、８２２：直列キャパシタ、８２３：直列キャパシタ、８２４：並列キャパシタ、８３０：低インピーダンス信号処理回路、８４１：調整インダクタ、９００：送信アレイコイル、９１０：サブコイル、９２０：ループコイル部、９２１：ループ、９３０：低インピーダンス信号処理回路、９３１：低出力インピーダンス信号増幅器
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図９】
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