(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴーストなどのアーチファクトを低減することができるコイル、そのコイルを有するＭＲＩ装置、およびそのＭＲＩ装置を有するＭＲＩシステムを提供する。【解決手段】コイルエレメント１９１および１９２は、低周波電流ブロック部２９を備えている。低周波電流ブロック部２９は、コンデンサＣ１とインダクタInd2とを有している。数ｋＨｚ〜数百Ｈｚのノイズがコイルエレメント１９１および１９２に印加された場合、低周波電流Ｉlowの大部分は、低周波電流ブロック部２９によりブロックされ、コイルエレメント１９１および１９２のメイン電流経路部ＭＬには流れない。したがって、ゴーストなどのアーチファクトが低減される。【選択図】図４
2009201886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から第１の周波数を有するＭＲ信号を受信するコイルエレメントを有するコイルであって、
前記コイルエレメントは、
前記第１の周波数を有するＭＲ信号の電磁誘導により発生するＭＲ電流が流れるメイン電流経路部、および
前記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する電磁波の電磁誘導により前記メイン電流経路部に流れる電磁波電流を、前記ＭＲ電流よりも小さくする電流ブロック部、
を有する、コイル。
【請求項２】
前記第２の周波数は、前記第１の周波数よりも小さい、請求項１に記載のコイル。
【請求項３】
前記電流ブロック部は、前記第２の周波数において共振ピークを有する、請求項２に記載のコイル。
【請求項４】
前記メイン電流経路部は、前記第１の周波数におけるインピーダンスが、前記第２の周波数におけるインピーダンスよりも小さい第１の回路部を有する、請求項３に記載のコイル。
【請求項５】
前記電流ブロック部は、前記第１の回路部と協働して前記電磁波電流を前記ＭＲ電流よりも小さくする第２の回路部を有する、請求項４に記載のコイル。
【請求項６】
前記第２の回路部は、前記第１の回路部に並列接続されている、請求項５に記載のコイル。
【請求項７】
前記第１の回路部は容量を有しており、前記第２の回路部はインダクタンスを有している、請求項６に記載のコイル。
【請求項８】
前記コイルエレメントは、
前記第１の周波数を有するＲＦパルスの電磁誘導により前記メイン電流経路部に流れるＲＦパルス電流を、前記ＭＲ電流よりも小さくするブロッキング回路を有する、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載のコイル。
【請求項９】
請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載のコイルを有するＭＲＩ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のＭＲＩ装置を有するＭＲＩシステム。
【請求項１１】
ＲＦパルスを印加する送信コイル、
勾配パルスを印加する勾配コイル、および
前記勾配コイルに電力を供給するスイッチング電源であって、前記ＲＦパルスの中心周波数よりも低いスイッチング周波数で動作するスイッチング電源、
を有する請求項１０に記載のＭＲＩシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体からＭＲ信号を受信するコイル、そのコイルを有するＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、およびそのＭＲＩ装置を有するＭＲＩシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置では、被検体からのＭＲ信号を受信するために受信コイルが使用される。
【特許文献１】特開平０８−２５２２３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の受信コイルでは、受信コイルに低周波数のノイズが印加されることによって、ＭＲ画像に、ゴーストなどのアーチファクトが描出されるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑み、ゴーストなどのアーチファクトを低減することができるコイル、そのコイルを有するＭＲＩ装置、およびそのＭＲＩ装置を有するＭＲＩシステム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】
【０００５】
上記の目的を達成する本発明のコイルは、
被検体から第１の周波数を有するＭＲ信号を受信するコイルエレメントを有するコイルであって、
上記コイルエレメントは、
上記第１の周波数を有するＭＲ信号の電磁誘導により発生するＭＲ電流が流れるメイン電流経路部、および
上記第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する電磁波の電磁誘導により上記メイン電流経路部に流れる電磁波電流を、上記ＭＲ電流よりも小さくする電流ブロック部、を有している。
また、上記の目的を達成する本発明のＭＲＩ装置は、本発明のコイルを有している。更に、上記の目的を達成する本発明のＭＲＩシステムは、本発明のＭＲＩ装置を有している。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のコイルは、電流ブロック部を有している。この電流ブロック部は、第２の周波数を有する電磁波の電磁誘導により上記メイン電流経路部に流れる電磁波電流を、メイン電流経路部を流れるＭＲ電流よりも小さくすることができる。したがって、ノイズなどが原因でコイルエレメントに第２の周波数の電流が発生しても、この電流は、第１の周波数のＭＲ信号により発生するＭＲ電流よりも小さくなり、ゴーストなどのアーチファクトの低減されたＭＲ画像が得られる。
本発明のＭＲＩ装置および本発明のＭＲＩシステムは、本発明のコイルを有しているので、本発明のＭＲＩ装置又は本発明のＭＲＩシステムを使用することによって、ゴーストなどのアーチファクトの低減されたＭＲ画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。尚、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
【０００８】
図１は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）システム１００の斜視図である。
【０００９】
ＭＲＩシステム１００は、ＭＲＩ装置１１と、ＭＲＩ装置１１を制御する制御装置２１とを有している。ＭＲＩ装置１１は、ＭＲＩ室１０に設置されており、制御装置２１はモニター室２０に設置されている。
【００１０】
図２は、図１に示すＭＲＩ装置１１のＡ−Ａ断面図である。
【００１１】
ＭＲＩ装置１１は、ＭＲＩ本体１２と、テーブル１７と、を有している。
【００１２】
ＭＲＩ本体１２は、超電導磁石１３、勾配コイル１４、および送信コイル１５を有している。
【００１３】
テーブル１７は、クレドール１８を有している。クレドール１８の上に被検体３１が寝ている。被検体３１には、被検体３１の撮像部位３１ａを上下方向から挟むように２つの受信コイル１９が取り付けられている。
【００１４】
図３は、受信コイル１９の平面図である。
【００１５】
受信コイル１９は、２個のコイルエレメント１９１および１９２と、これらのコイルエレメント１９１および１９２を収容するコイル筐体１９０と、を有している。コイルエレメント１９１および１９２は、コイルエレメント１９１と１９２との間のカップリングを低減するために、一部が重なるように配されている。
【００１６】
次に、コイルエレメント１９１および１９２について説明する。コイルエレメント１９１および１９２は同一の構造を有しているので、以下では、コイルエレメント１９１について具体的に説明する。
【００１７】
図４は、コイルエレメント１９１の拡大図である。
【００１８】
コイルエレメント１９１はメイン電流経路部ＭＬを有している。メイン電流経路部ＭＬは、４つのコイルエレメント片Ｐ１〜Ｐ４と、４つのコンデンサＣ１〜Ｃ４とを有している。４つのコイルエレメント片Ｐ１〜Ｐ４は、４つのコンデンサＣ１〜Ｃ４によってループ状に接続されている。
【００１９】
また、コイルエレメント１９１は、コイルエレメント１９１をディスエーブル状態に設定できるようにするためのブロッキング回路ＢＬを有している。ブロッキング回路ＢＬは、インダクタInd1と、反対方向に並列接続された２つのダイオードＤ１およびＤ２とを有している。ダイオードＤ１およびＤ２は、インダクタInd1に直列接続されている。インダクタInd1とダイオードＤ１およびＤ２との直列回路は、メイン電流経路部ＭＬのコンデンサＣ１に並列接続されている。ブロッキング回路ＢＬは、インダクタInd1と、ダイオードＤ１およびＤ２と、コンデンサＣ１とによって構成されている。
【００２０】
更に、コイルエレメント１９１は、低周波電流ブロック部２９を有している。低周波電流ブロック部２９はインダクタInd２を有している。このインダクタInd2は、メイン電流経路部ＭＬのコンデンサＣ１に並列接続されている。低周波電流ブロック部２９は、インダクタInd2と、コンデンサＣ１とによって構成されている。コイルエレメント１９１が、低周波電流ブロック部２９を有している理由については、後に詳述する。
【００２１】
コイルエレメント１９１は、上記のように構成されている。本実施形態では、コイルエレメント１９１のメイン電流経路部ＭＬは、略四角形状を有している。しかし、メイン電流経路部ＭＬは、四角形状以外の別の形状（例えば、８の字形状）を有していてもよい。
【００２２】
もう一方のコイルエレメント１９２（図３参照）も、図４と同様の回路構成を有している。
【００２３】
受信コイル１９は、図４に示される回路構造を有する２つのコイルエレメント１９１および１９２を有している。尚、本実施形態では、受信コイル１９は、２つのコイルエレメント１９１および１９２を有しているが、受信コイル１９は、単一のコイルエレメントを有していてもよく、又は３個以上のコイルエレメントを有していてもよい。
【００２４】
また、コイルエレメント１９１および１９２は、いずれも、メイン電流経路部ＭＬを有している。しかし、コイルエレメント１９１および１９２は、必ずしも同じ形状のメイン電流経路部を有している必要はない。例えば、コイルエレメント１９１がメイン電流経路部ＭＬを有し、他方のコイルエレメント１９２が別の形状のメイン電流経路部（例えば、８の字形状のメイン電流経路部）を有していてもよい。
【００２５】
ＭＲＩ装置１１は、図３に示す構造を有する受信コイル１９を２つ有している。２つの受信コイル１９は、図２に示すように、被検体３１の撮像部位３１ａを上下方向から挟むように被検体３１に取り付けられている。
【００２６】
図１に戻って説明を続ける。
【００２７】
ＭＲＩ装置１１は、制御装置２１によって制御されている。制御装置２１は、操作部２２と、キャビネット２３と、を有している。キャビネット２３は、ＭＲＩ装置１１に電力を供給したり、受信コイル１９が受信したＭＲ信号を処理する。キャビネット２３は、勾配コイル１４に電力を供給する勾配コイル電源２３ａや、送信コイル１５に電力を供給する送信コイル電源２３ｂなどを有している。勾配コイル電源２３ａには、スイッチング電源が使用されている。スイッチング電源を使用することによって、スキャンの高速化や電力効率の向上を図ることができる。
【００２８】
モニタ室２０の操作者３２が、操作部２２を通じてキャビネット２３に命令を送ると、キャビネット２３の勾配コイル電源２３ａおよび送信コイル電源２３ｂが、その命令に従って勾配コイル１４および送信コイル１５を駆動する。したがって、ＭＲＩシステム１００を使用することによって、被検体３１を撮像することができる。
【００２９】
次に、被検体３１をどのようにして撮像するかについて説明する。
【００３０】
被検体３１を撮像する場合、被検体３１に受信コイル１９を取り付ける。その後、被検体３１をＭＲＩ本体１２のボア１６に搬入する。
【００３１】
図５は、被検体３１がボア２に搬入された様子を示す図である。
【００３２】
被検体３１がボア２に搬入された後、勾配コイル１４が勾配パルスを印加すると共に、送信コイル１５は、被検体３１にＲＦ（Radio Frequency）パルスＰrfを印加する。
【００３３】
ＲＦパルスＰrfは、高周波数のパルスである。ＭＲＩ装置１１が例えば１．５Ｔ（テスラ）の装置の場合、ＲＦパルスＰrfは、ｆ０＝６４ＭＨｚに中心周波数を有している。このようなＲＦパルスＰrfが印加されると、コイルエレメント１９１および１９２のブロッキング回路ＢＬが動作し（図４参照）、コイルエレメント１９１および１９２のノードＮ１とＮ２との間が高インピーダンス状態になる。したがって、コイルエレメント１９１および１９２は、ディスエーブル状態に設定される。この結果、ＲＦパルスＰrfの電磁誘導によりメイン電流経路部ＭＬに流れるＲＦパルス電流Ｉrf（図４参照）を、十分に小さくする又は実質的にゼロにすることができる。
また、ＲＦパルスＰrfが送信されることによって、被検体３１からＭＲ信号Ｓmrが発生する。ＭＲ信号Ｓmrも、ＲＦパルスＰrfと同様に高周波数の信号であり、ＭＲＩ装置１１が例えば１．５Ｔ（テスラ）の装置の場合、ＭＲ信号Ｓmrは、ｆ０＝６４ＭＨｚに中心周波数を有している。しかし、被検体３１からのＭＲ信号Ｓmrを受信する場合は、ブロッキング回路ＢＬのブロッキング動作が解除されるので、コイルエレメント１９１および１９２はイネーブル状態となる。この結果、ＭＲ信号Ｓmrの電磁誘導によってメイン電流経路部ＭＬに十分に大きなＭＲ電流Ｉmr（図４参照）が流れる。
したがって、ＲＦパルス電流ＩrfはＭＲ電流Ｉmrよりも十分に小さくなり、ＲＦパルスＰrfによるアーチファクトの低減されたＭＲ画像が得られる。
【００３４】
また、本実施形態では、コイルエレメント１９１および１９２は、ブロッキング回路ＢＬだけでなく、低周波電流ブロック部２９を有している（図４参照）。次に、低周波電流ブロック部２９を有している理由を説明する。この理由を説明するために、ブロッキング回路ＢＬを有しているが、低周波電流ブロック部２９を有していないコイルエレメントについて考察する。
【００３５】
図６は、ブロッキング回路ＢＬを有しているが、低周波電流ブロック部２９を有していないコイルエレメント１９１’を示す図である。
【００３６】
コイルエレメント１９１’は、低周波電流ブロック部２９を有していないが、コイルエレメント１９１および１９２と同様に、ブロッキング回路ＢＬを有している。コイルエレメント１９１および１９２の代わりに、図６に示すコイルエレメント１９１’を使用することも考えられるが、コイルエレメント１９１’を使用すると、次のような問題が生じる。
【００３７】
図７は、図６に示すコイルエレメント１９１’を使用した場合に生じる問題の説明図である。
【００３８】
上述したように、ＭＲＩ装置１１の勾配コイル１４はスイッチング電源２３ａ（図１参照）から電力が供給されている。スイッチング電源２３ａは、通常、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚのスイッチング周波数でスイッチング動作を行っている。したがって、スイッチング電源２３ａのスイッチング動作によって、スイッチング電源２３ａの出力に、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで変動するリップル５０が現れることがある。スイッチング電源２３ａの出力にリップル５０が現れると、このリップル５０が勾配コイル１４に供給される。したがって、勾配コイル１４から、リップル５０の影響を受けた勾配パルスＰgが被検体３１に印加される。上記のように、リップル５０は、数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの低周波数で変動するので、リップル５０の影響を受けた勾配パルスＰgの電磁誘導により、コイルエレメント１９１’のメイン電流経路部ＭＬに、低周波電流Ｉlow（図６参照）が流れると考えられる。
【００３９】
このような低周波電流Ｉlowが無視できないほど大きい場合、ＭＲ画像にゴーストなどのアーチファクトが現れることがある。そこで、本実施形態では、低周波電流Ｉlowが原因で発生するゴーストなどのアーチファクトが低減されるように、コイルエレメント１９１および１９２は、低周波電流ブロック部２９を有している。次に、低周波電流ブロック部２９を有することによって、ゴーストなどのアーチファクトが低減できる理由について、図８を参照しながら説明する。
【００４０】
図８は、コイルエレメント１９１および１９２のノードＮ１とＮ２との間の回路部分を示す図である。
【００４１】
上記のように、スイッチング電源２３ａの出力に現れるリップル５０の周波数は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚであり、低周波電流Ｉlowも、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数を有している。そこで、低周波電流ブロック部２９は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数に共振ピークを有するように、コンデンサＣ１の容量値とインダクタInd2のインダクタンス値が設定されている。したがって、コイルエレメント１９１および１９２に低周波電流Ｉlowが発生しても、低周波電流Ｉlowの大部分は、低周波電流ブロック部２９の中を流れる低周波電流Ｉlow’となり、低周波電流ブロック部２９で消費される。この結果、低周波電流ブロック部２９は、低周波電流Ｉlowに対しては高インピーダンス状態となり、メイン電流経路部ＭＬには、低周波電流Ｉlowはほとんど流れない。したがって、リップル５０が原因で生じうるアーチファクト（ゴースト）が低減される。このように、低周波電流ブロック部２９は、インダクタInd2がコンデンサＣ１と協働することによって、低周波電流Ｉlowを、ＭＲ電流Ｉmrよりも十分に小さくする又は実質的にゼロにすることができる。
【００４２】
本実施形態では、低周波電流ブロック部２９のコンデンサＣ１のインピーダンスＺcは、電流の周波数が大きくなるほど小さくなる。したがって、ＭＲ電流Ｉmrの中心周波数（例えば、６４ＭＨｚ）におけるコンデンサＣ１のインピーダンスＺcは、低周波電流Ｉlowの周波数（数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ）におけるコンデンサＣ１のインピーダンスＺcよりも小さい。したがって、メイン電流経路部ＭＬに十分に大きいＭＲ電流Ｉmrが流れるようにすることができる。
【００４３】
本実施形態では、低周波電流ブロック部２９は、コンデンサＣ１とインダクタInd2とにより構成されている。しかし、低周波電流Ｉlowができるだけメイン電流経路部ＭＬを流れないようにすることができるのであれば、コンデンサＣ１とインダクタInd2との組合せとは異なる回路素子の組合せを使用してもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、低周波電流ブロック部２９の一部であるコンデンサＣ１は、ブロッキング回路ＢＬの一部としても使用されている。しかし、低周波電流Ｉlowができるだけメイン電流経路部ＭＬを流れないようにすることができるのであれば、ブロッキング回路ＢＬの構成要素を、低周波電流ブロック部２９の構成要素として共通に使用しなくてもよい。
【００４５】
更に、本実施形態では、ＲＦパルスＰrfの中心周波数ｆ０（例えば、６４ＭＨｚ）よりも小さい周波数（数ｋＨｚ〜数百Ｈｚ）のノイズがコイルエレメント１９１および１９２に印加された場合について説明されている。しかし、本発明を適用すれば、数ｋＨｚよりも小さい周波数のノイズに起因して発生するアーチファクトや、数百Ｈｚよりも大きい周波数（例えば、ＭＲ信号Ｓmrの中心周波数ｆ０よりも大きい周波数）のノイズに起因して発生するアーチファクトについても、低減することが可能である。
【００４６】
尚、本実施形態では、受信コイル１９は、被検体３１からＭＲ信号Ｓmrを受信する受信機能を有しているが、被検体３１にパルスを送信する送信機能は有していない。しかし、受信コイル１９を、受信機能だけでなく、送信機能も有するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ＭＲＩシステム１００の斜視図である。
【図２】図１に示すＭＲＩ装置１１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】受信コイル１９の平面図である。
【図４】コイルエレメント１９１の拡大図である。
【図５】被検体３１がボア２に搬入された様子を示す図である。
【図６】ブロッキング回路ＢＬを有しているが、低周波電流ブロック部２９を有していないコイルエレメント１９１’を示す図である。
【図７】図６に示すコイルエレメント１９１’を使用した場合に生じる問題の説明図である。
【図８】コイルエレメント１９１および１９２のノードＮ１とＮ２との間の回路部分を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ＭＲＩ室
１１  ＭＲＩ装置
１２  ＭＲＩ本体
１３  超電導磁石
１４  勾配コイル
１５  送信コイル
１６  ボア
１７  テーブル
１８  クレドール
１９  受信コイル
２０  モニタ室
２１  制御装置
２２  操作部
２３  キャビネット
２３ａ、２３ｂ  電源
３１  被検体
３２  操作者
１００  ＭＲＩシステム
１９０  コイル筐体
１９１、１９２  コイルエレメント
【図１】
2009201886.tif 000003
【図２】
2009201886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009201886.tif 000008
【図７】
2009201886.tif 000009
【図８】
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