クアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置
【課題】クアドラチャー・コイルの一方のＲＦコイルからのみＲＦパルスを送信した時に他方のＲＦコイルの共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止する。
【解決手段】フォトカプラ（４）でスイッチ素子（３）を駆動し、ＭＲ信号の受信時は第２ＲＦコイル（２ａ）と第２キャパシタ（２ｂ）とで第２共振回路が形成される状態にし、ＲＦパルスの送信時は第２共振回路が形成されない状態に切り換える。
【効果】ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
【解決手段】フォトカプラ（４）でスイッチ素子（３）を駆動し、ＭＲ信号の受信時は第２ＲＦコイル（２ａ）と第２キャパシタ（２ｂ）とで第２共振回路が形成される状態にし、ＲＦパルスの送信時は第２共振回路が形成されない状態に切り換える。
【効果】ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置に関し、さらに詳しくは、構成を簡単化でき且つコストを低減できるクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦパルスの送信時にはＱＤ分配器を介してクアドラチャー・コイルの直交する各ＲＦコイルに高周波電力を分配供給し、ＭＲ信号の受信時にはＱＤ結合器を介してクアドラチャー・コイルの直交する各ＲＦコイルで得たＭＲ信号を加算するＭＲＩ用ＲＦコイル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のＭＲＩ用ＲＦコイル装置では、クアドラチャー・コイルの直交するＲＦコイルの両方を使ってＲＦパルスを送信できる利点があった。
しかし、ＱＤ分配器が必要になるため、構成が複雑で高コストとなる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、構成を簡単化でき且つコストを低減できるクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル（１ａ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ（１ｂ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル（２ａ）と、前記第２ＲＦコイル（２ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ（２ｂ）と、前記第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを切り換えるためのスイッチ素子（３）と、前記スイッチ素子（３）を駆動するためのフォトカプラ（４）とを具備したことを特徴とするクアドラチャー・コイル装置（１０）を提供する。
クアドラチャー・コイルの直交するＲＦコイルの一方だけを使ってＲＦパルスを送信するようにすれば、ＱＤ分配器を省略できる。しかしながら、他方のＲＦコイルの共振回路がＲＦパルス（ＭＲ信号と周波数帯域が重なる）に共振して負荷になり、ＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまう。
そこで、上記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）では、送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換え可能とした。これにより、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止できるので、第１ＲＦコイル（１ａ）だけを使ってＲＦパルスを送信できるようになる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
また、フォトカプラ（４）を用いてスイッチ素子（３）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
なお、受信時には第２共振回路が形成される状態に切り換え可能なので、第１ＲＦコイル（２ａ）と第２ＲＦコイル（２ｂ）の両方でＭＲ信号を受信できる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）からＲＦパルスを送信するためのＲＦパルス信号を出力すると共に前記ＲＦパルスが送信される時に前記第２共振回路が形成されない状態となり前記ＭＲ信号を受信する時に前記第２共振回路が形成される状態となるように前記フォトカプラ（４）に駆動信号を出力するフォトカプラ駆動信号出力部（３０）とを具備したことを特徴とする磁気共鳴分析装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による磁気共鳴分析装置（１００）では、送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換えるので、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止でき、第１ＲＦコイル（１ａ）だけを使ってＲＦパルスを送信できるようになる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
また、フォトカプラ（４）を用いてスイッチ素子（３）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
なお、受信時には第２共振回路が形成される状態に切り換えるので、第１ＲＦコイル（２ａ）と第２ＲＦコイル（２ｂ）の両方でＭＲ信号を受信できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置によれば、構成を簡単化できると共にコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置を示す回路図である。
【図２】実施例１に係るフォトカプラ駆動信号の出力タイミングを示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
−実施例１−
図１は、磁気共鳴分析装置１００の要部を示す回路図である。
この磁石型磁気共鳴分析装置１００は、クアドラチャー・コイル装置１０と、インターフェース装置２０と、制御分析装置３０とを具備している。なお、静磁場形成手段および勾配磁場形成手段も具備しているが、本発明の説明に必要ないので、省略する。
【００１１】
クアドラチャー・コイル装置１０は、被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル１ａと、第１ＲＦコイル１ａと共にＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ１ｂと、第１ＲＦコイル１ａと９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル２ａと、第２ＲＦコイル２ａと共にＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ２ｂと、第２共振回路が形成される状態（第２ＲＦコイル２ａの両端間を高インピーダンスで接続した状態）と第２共振回路が形成されない状態（第２ＲＦコイル２ａの両端を低インピーダンスで接続した状態）とを切り換えるためのスイッチ素子３と、制御分析装置３０のフォトカプラ駆動信号出力から出力されたフォトカプラ駆動信号に応じてスイッチ素子３を駆動するためのフォトカプラ４とを具備している。
【００１２】
インターフェース装置２０は、制御分析装置３０のＲＦパルス信号出力から出力されたＲＦパルス信号を電力増幅するパワーアンプ２１と、電力増幅されたＲＦパルス信号が入力されたときに該ＲＦパルス信号をクアドラチャー・コイル装置１０の第１ＲＦコイル１ａへのみ送出すると共に第１ＲＦコイル１ａで受信したＭＲ信号が入力されたときに該ＭＲ信号をを低雑音アンプ２３へのみ送出する信号分岐部２２と、信号分岐部２２から出力されたＭＲ信号を低雑音増幅する低雑音アンプ２３と、低雑音アンプ２３から出力されたＭＲ信号の位相を９０°シフトする位相シフター２４と、位相シフトされたＭＲ信号の大きさを調整するための減衰器２５と、クアドラチャー・コイル装置１０の第２共振回路から出力されたＭＲ信号を低雑音増幅する低雑音アンプ２６と、減衰器２５から出力されたＭＲ信号と低雑音アンプ２７から出力されたＭＲ信号とを加算して制御分析装置２０のＭＲ信号入力へと出力するミキサー２７とを具備している。
【００１３】
制御分析装置３０は、予め設定されたパルスシーケンスに基づいてＲＦパルス信号およびフォトカプラ駆動信号を出力すると共にミキサー２７から入力されるＭＲ信号を読み込んで分析しＭＲ画像の生成等を行う。なお、勾配磁場信号も出力するが、本発明の説明に必要ないので、省略する。
【００１４】
図２は、ＳＥ法のパルスシーケンスにおけるフォトカプラ駆動信号の出力タイミングを示すタイミング図である。
９０°パルスのためのＲＦパルス信号を出力する送信期間と１８０°パルスのためのＲＦパルス信号を出力する送信期間は第２共振回路が形成されない状態にするためのフォトカプラ駆動信号を連続的に出力し、それ以外の期間は第２共振回路が形成される状態にするためのフォトカプラ駆動信号を連続的に出力する。
【００１５】
実施例１のクアドラチャー・コイル装置１０および磁気共鳴分析装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）ＲＦパルスの送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換えるので、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止でき、第１ＲＦコイル１ａだけを使ってＲＦパルスを送信できる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
（２）フォトカプラ４を用いてスイッチ素子）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に、第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明のクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置は、例えば果実や魚の成熟度の検査に利用できる。
【符号の説明】
【００１７】
１ａ 第１ＲＦコイル
１ｂ 第１キャパシタ
２ａ 第２ＲＦコイル
２ｂ 第２キャパシタ
３ スイッチ素子
４ フォトカプラ
１０ クアドラチャー・コイル装置
２０ インターフェース装置
３０ 制御分析装置
１００ 磁気共鳴分析装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置に関し、さらに詳しくは、構成を簡単化でき且つコストを低減できるクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦパルスの送信時にはＱＤ分配器を介してクアドラチャー・コイルの直交する各ＲＦコイルに高周波電力を分配供給し、ＭＲ信号の受信時にはＱＤ結合器を介してクアドラチャー・コイルの直交する各ＲＦコイルで得たＭＲ信号を加算するＭＲＩ用ＲＦコイル装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のＭＲＩ用ＲＦコイル装置では、クアドラチャー・コイルの直交するＲＦコイルの両方を使ってＲＦパルスを送信できる利点があった。
しかし、ＱＤ分配器が必要になるため、構成が複雑で高コストとなる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、構成を簡単化でき且つコストを低減できるクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル（１ａ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ（１ｂ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル（２ａ）と、前記第２ＲＦコイル（２ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ（２ｂ）と、前記第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを切り換えるためのスイッチ素子（３）と、前記スイッチ素子（３）を駆動するためのフォトカプラ（４）とを具備したことを特徴とするクアドラチャー・コイル装置（１０）を提供する。
クアドラチャー・コイルの直交するＲＦコイルの一方だけを使ってＲＦパルスを送信するようにすれば、ＱＤ分配器を省略できる。しかしながら、他方のＲＦコイルの共振回路がＲＦパルス（ＭＲ信号と周波数帯域が重なる）に共振して負荷になり、ＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまう。
そこで、上記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）では、送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換え可能とした。これにより、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止できるので、第１ＲＦコイル（１ａ）だけを使ってＲＦパルスを送信できるようになる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
また、フォトカプラ（４）を用いてスイッチ素子（３）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
なお、受信時には第２共振回路が形成される状態に切り換え可能なので、第１ＲＦコイル（２ａ）と第２ＲＦコイル（２ｂ）の両方でＭＲ信号を受信できる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）からＲＦパルスを送信するためのＲＦパルス信号を出力すると共に前記ＲＦパルスが送信される時に前記第２共振回路が形成されない状態となり前記ＭＲ信号を受信する時に前記第２共振回路が形成される状態となるように前記フォトカプラ（４）に駆動信号を出力するフォトカプラ駆動信号出力部（３０）とを具備したことを特徴とする磁気共鳴分析装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による磁気共鳴分析装置（１００）では、送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換えるので、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止でき、第１ＲＦコイル（１ａ）だけを使ってＲＦパルスを送信できるようになる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
また、フォトカプラ（４）を用いてスイッチ素子（３）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
なお、受信時には第２共振回路が形成される状態に切り換えるので、第１ＲＦコイル（２ａ）と第２ＲＦコイル（２ｂ）の両方でＭＲ信号を受信できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置によれば、構成を簡単化できると共にコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係るクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置を示す回路図である。
【図２】実施例１に係るフォトカプラ駆動信号の出力タイミングを示すタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
−実施例１−
図１は、磁気共鳴分析装置１００の要部を示す回路図である。
この磁石型磁気共鳴分析装置１００は、クアドラチャー・コイル装置１０と、インターフェース装置２０と、制御分析装置３０とを具備している。なお、静磁場形成手段および勾配磁場形成手段も具備しているが、本発明の説明に必要ないので、省略する。
【００１１】
クアドラチャー・コイル装置１０は、被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル１ａと、第１ＲＦコイル１ａと共にＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ１ｂと、第１ＲＦコイル１ａと９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル２ａと、第２ＲＦコイル２ａと共にＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ２ｂと、第２共振回路が形成される状態（第２ＲＦコイル２ａの両端間を高インピーダンスで接続した状態）と第２共振回路が形成されない状態（第２ＲＦコイル２ａの両端を低インピーダンスで接続した状態）とを切り換えるためのスイッチ素子３と、制御分析装置３０のフォトカプラ駆動信号出力から出力されたフォトカプラ駆動信号に応じてスイッチ素子３を駆動するためのフォトカプラ４とを具備している。
【００１２】
インターフェース装置２０は、制御分析装置３０のＲＦパルス信号出力から出力されたＲＦパルス信号を電力増幅するパワーアンプ２１と、電力増幅されたＲＦパルス信号が入力されたときに該ＲＦパルス信号をクアドラチャー・コイル装置１０の第１ＲＦコイル１ａへのみ送出すると共に第１ＲＦコイル１ａで受信したＭＲ信号が入力されたときに該ＭＲ信号をを低雑音アンプ２３へのみ送出する信号分岐部２２と、信号分岐部２２から出力されたＭＲ信号を低雑音増幅する低雑音アンプ２３と、低雑音アンプ２３から出力されたＭＲ信号の位相を９０°シフトする位相シフター２４と、位相シフトされたＭＲ信号の大きさを調整するための減衰器２５と、クアドラチャー・コイル装置１０の第２共振回路から出力されたＭＲ信号を低雑音増幅する低雑音アンプ２６と、減衰器２５から出力されたＭＲ信号と低雑音アンプ２７から出力されたＭＲ信号とを加算して制御分析装置２０のＭＲ信号入力へと出力するミキサー２７とを具備している。
【００１３】
制御分析装置３０は、予め設定されたパルスシーケンスに基づいてＲＦパルス信号およびフォトカプラ駆動信号を出力すると共にミキサー２７から入力されるＭＲ信号を読み込んで分析しＭＲ画像の生成等を行う。なお、勾配磁場信号も出力するが、本発明の説明に必要ないので、省略する。
【００１４】
図２は、ＳＥ法のパルスシーケンスにおけるフォトカプラ駆動信号の出力タイミングを示すタイミング図である。
９０°パルスのためのＲＦパルス信号を出力する送信期間と１８０°パルスのためのＲＦパルス信号を出力する送信期間は第２共振回路が形成されない状態にするためのフォトカプラ駆動信号を連続的に出力し、それ以外の期間は第２共振回路が形成される状態にするためのフォトカプラ駆動信号を連続的に出力する。
【００１５】
実施例１のクアドラチャー・コイル装置１０および磁気共鳴分析装置１００によれば次の効果が得られる。
（１）ＲＦパルスの送信時には第２共振回路が形成されない状態に切り換えるので、第２共振回路がＲＦパルスのエネルギーを消耗してしまうことを防止でき、第１ＲＦコイル１ａだけを使ってＲＦパルスを送信できる。従って、ＱＤ分配器を省略でき、構成を簡単化でき且つコストを低減できる。
（２）フォトカプラ４を用いてスイッチ素子）を能動的に駆動するので、第２共振回路とフォトカプラ駆動回路とを電気的に分離できると共に、第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを自由なタイミングで切り換えることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明のクアドラチャー・コイル装置および磁気共鳴分析装置は、例えば果実や魚の成熟度の検査に利用できる。
【符号の説明】
【００１７】
１ａ 第１ＲＦコイル
１ｂ 第１キャパシタ
２ａ 第２ＲＦコイル
２ｂ 第２キャパシタ
３ スイッチ素子
４ フォトカプラ
１０ クアドラチャー・コイル装置
２０ インターフェース装置
３０ 制御分析装置
１００ 磁気共鳴分析装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル（１ａ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ（１ｂ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル（２ａ）と、前記第２ＲＦコイル（２ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ（２ｂ）と、前記第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを切り換えるためのスイッチ素子（３）と、前記スイッチ素子（３）を駆動するためのフォトカプラ（４）とを具備したことを特徴とするクアドラチャー・コイル装置（１０）。
【請求項２】
前記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）からＲＦパルスを送信するためのＲＦパルス信号を出力すると共に前記ＲＦパルスが送信される時に前記第２共振回路が形成されない状態となり前記ＭＲ信号を受信する時に前記第２共振回路が形成される状態となるように前記フォトカプラ（４）に駆動信号を出力するフォトカプラ駆動信号出力部（３０）とを具備したことを特徴とする磁気共鳴分析装置（１００）。
【請求項１】
被測定物を励起するためのＲＦパルスを送信すると共に被測定物からのＭＲ信号を受信するための第１ＲＦコイル（１ａ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第１共振回路を形成する第１キャパシタ（１ｂ）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）と９０°異なる角度でＭＲ信号を受信するための第２ＲＦコイル（２ａ）と、前記第２ＲＦコイル（２ａ）と共に前記ＭＲ信号に対する第２共振回路を形成する第２キャパシタ（２ｂ）と、前記第２共振回路が形成される状態と形成されない状態とを切り換えるためのスイッチ素子（３）と、前記スイッチ素子（３）を駆動するためのフォトカプラ（４）とを具備したことを特徴とするクアドラチャー・コイル装置（１０）。
【請求項２】
前記第１の観点によるクアドラチャー・コイル装置（１０）と、前記第１ＲＦコイル（１ａ）からＲＦパルスを送信するためのＲＦパルス信号を出力すると共に前記ＲＦパルスが送信される時に前記第２共振回路が形成されない状態となり前記ＭＲ信号を受信する時に前記第２共振回路が形成される状態となるように前記フォトカプラ（４）に駆動信号を出力するフォトカプラ駆動信号出力部（３０）とを具備したことを特徴とする磁気共鳴分析装置（１００）。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−３００６（Ｐ２０１３−３００６Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５４３５（Ｐ２０１１−１３５４３５）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９３１６５４８７）学校法人金沢工業大学 (202)
【Ｆターム（参考）】
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