磁気共鳴イメージング装置および高周波コイル
【課題】複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現する。
【解決手段】受信用ＲＦコイル８ｂは、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。また、分配合成回路は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。そして、選択回路は、分配合成回路によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。
【解決手段】受信用ＲＦコイル８ｂは、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。また、分配合成回路は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。そして、選択回路は、分配合成回路によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置および高周波コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体内を画像化する装置である。具体的には、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場内に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、その高周波磁場の印加によって被検体から発せられる核磁気共鳴信号を検出して画像を生成する。
【０００３】
かかる磁気共鳴イメージング装置は、被検体から発せられる核磁気共鳴現象を検出する高周波コイルを備える。近年では、この高周波コイルとして、複数のコイルエレメントを組み合せたアレイコイルが広く利用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。ここで、アレイコイルに用いられるコイルエレメントには、ループコイルや８の字コイル（「サドルコイル」とも呼ばれる）などの各種のコイルがある。
【０００４】
そして、アレイコイルは、組み合せるコイルエレメントの種類によって特性が異なる。例えば、複数のループコイルを並べたアレイコイルは、被検体に対して深さ方向に深く、かつ、ループコイルが並ぶ方向に広い感度を有する。また、８の字コイルの中央にループコイルを重ねたアレイコイルは、ＳＮ比が良好であるが、腹部全体をカバーするだけの広い感度は有していない。
【０００５】
このようなことから、近年では、広い感度を有しつつＳＮ比が良好なアレイコイルを作製することを目的として、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５３８７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１８８号公報
【特許文献３】特開２００３−５０２３５号公報
【特許文献４】特開２００３−１３２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合には、各コイルの重なりが大きくなる。その結果、コイルエレメント間でカップリングが発生してＳＮ比が低減するという課題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる磁気共鳴イメージング装置および高周波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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記高周波コイルは、前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６記載の本発明は、静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルであって、前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１または６記載の本発明によれば、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、受信用ＲＦコイルにおけるコイルエレメントの配置の一例示す図である。
【図３】図３は、受信用ＲＦコイル、受信部および計算機システムの関係を示すブロック図である。
【図４】図４は、選択回路によって選択されるセクションの単位を説明するための図である。
【図５】図５は、受信信号の分配合成および優先順位の設定を説明するための図である。
【図６】図６は、８の字コイルから出力される受信信号を合成する場合を説明するための図である。
【図７】図７は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（１）である。
【図８】図８は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（２）である。
【図９】図９は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および高周波コイルの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例によって本発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置を「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼び、核磁気共鳴信号を「ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）信号」と呼ぶ。
【実施例１】
【００１４】
最初に、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信用ＲＦ（Radio Frequency）コイル６、送信部７、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂ、受信部９、シーケンス制御部１０および計算機システム２０を備える。
【００１５】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成されており、内部の空間に一様な静磁場を発生させる。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石などが用いられる。
【００１６】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されており、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されている。これら３つのコイルは、傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けることによって、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。
【００１７】
かかる傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびスライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応している。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。
【００１８】
傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、寝台制御部５による制御のもと、被検体Ｐが載置された状態で天板４ａを傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、制御部２６による制御のもと、寝台４を駆動して天板４ａを長手方向および上下方向へ移動する。
【００１９】
送信用ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用ＲＦコイル６に送信する。
【００２０】
受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信用ＲＦコイル６によって発生した高周波磁場の影響で被検体Ｐから放射されるＮＭＲ信号を受信する高周波コイルである。また、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、受信したＮＭＲ信号を受信信号として受信部９に出力する。
【００２１】
なお、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、それぞれ、複数のコイルエレメントを組み合わせて形成されたアレイコイルである。受信用ＲＦコイル８ａは、被検体の腹側に装着される腹部用コイルであり、受信用ＲＦコイル８ｂは、被検体の背中側に装着される脊椎用コイルである。そして、腹部撮影時には、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂがともに用いられ、脊椎撮像時には、受信用ＲＦコイル８ｂのみが用いられる。
【００２２】
受信部９は、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂから出力される受信信号に基づいてデジタル信号の生データを生成し、生成した生データをシーケンス制御部１０に送信する。なお、受信部９は、生データを伝送するための複数の受信チャネルを有している。この受信チャネルを受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂが有するコイルエレメントに適宜に接続することによって、画像の生成に用いられる受信信号を選択することができる。
【００２３】
シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を駆動することによって被検体Ｐのスキャンを行う。そして、スキャンを行った結果として受信部９から生データが送信されると、シーケンス制御部１０は、そのｋ空間データを計算機システム２０へ転送する。
【００２４】
ここで、「シーケンス実行データ」とは、所定のシーケンスに基づいて撮像を実行するためのデータである。すなわち、シーケンス実行データとは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信用ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９がＮＭＲ信号を検出するタイミングなどを定義したデータである。
【００２５】
計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う。この計算機システム２０は、特に、インタフェース部２１、画像再構成部２２、記憶部２３、入力部２４、表示部２５および制御部２６を有する。
【００２６】
インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。例えば、このインタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に対してシーケンス実行データを送信したり、シーケンス制御部１０から生データを受信したりする。
【００２７】
ここで、インタフェース部２１によって受信された生データは、傾斜磁場コイル２により発生したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびリードアウト用傾斜磁場ＧｒによってＳＥ（Slice Encode）方向、ＰＥ（Phase Encode）方向およびＲＯ（Read Out）方向における空間周波数の情報が対応付けられたｋ空間データとして、記憶部２３に格納される。
【００２８】
画像再構成部２２は、記憶部２３に記憶されたｋ空間データに対してフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。
【００２９】
記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信された生データ（ｋ空間データ）や、画像再構成部２２によって生成された画像データなどを被検体Ｐごとに記憶する。
【００３０】
入力部２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部２４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜に用いられる。
【００３１】
表示部２５は、制御部２６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。この表示部２５としては、液晶表示器などの表示デバイスが適宜に用いられる。
【００３２】
制御部２６は、ＭＲＩ装置１００全体を制御する。具体的には、制御部２６は、図示していないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有し、操作者からの指示に基づいて各種プログラムを実行することによって、上述した各部の動作を制御する。
【００３３】
以上、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。このような構成のもと、本実施例１では、受信用ＲＦコイル８ｂは、コイルエレメントとして、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。図２は、受信用ＲＦコイル８ｂにおけるコイルエレメントの配置の一例示す図である。
【００３４】
図２に示すように、受信用ＲＦコイル８ｂは、１５個のループコイル８２ａ〜８２ｃ、８３ａ〜８３ｃ、８４ａ〜８４ｃ、８５ａ〜８５ｃおよび８６ａ〜８６ｃと、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆとを有する。なお、図２において、上下方向が静磁場の方向であることとする。
【００３５】
ループコイル８２ａ〜８２ｃ、ループコイル８３ａ〜８３ｃ、ループコイル８４ａ〜８４ｃ、ループコイル８５ａ〜８５ｃおよびループコイル８６ａ〜８６ｃは、それぞれ、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に並べて配置される。そして、ループコイル８２ａ〜８２ｃ、ループコイル８３ａ〜８３ｃ、ループコイル８４ａ〜８４ｃ、ループコイル８５ａ〜８５ｃおよびループコイル８６ａ〜８６ｃの各組は、静磁場の方向に並べて配置される。
【００３６】
６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆは、それぞれ、静磁場の方向に並べられ、ループコイル８２ａ〜８２ｃ、８３ａ〜８３ｃ、８４ａ〜８４ｃ、８５ａ〜８５ｃおよび８６ａ〜８６ｃの概略中央に重ねて配置される。
【００３７】
ここで、各８の字コイルは、３個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。例えば、８の字コイル８１ａおよび８１ｂは、３個のループコイル８２ａ〜８２ｃそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。また、例えば、８の字コイル８１ｂおよび８１ｃは、３個のループコイル８３ａ〜８３ｃそれぞれの中心を通る直線に関して、対称な位置に配置される。この他の８の字コイルおよびループコイルも同様に配置される。
【００３８】
このように、各８の字コイルが、３個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置されることによって、各８の字コイルが有するコイルループの位置と、３個のループコイルそれぞれが有するコイルループの位置とが、コイルループの大きさの半分だけ静磁場の方向にずれることになる。これにより、各８の字コイルが有するコイルループと各ループコイルが有するコイルループとの重なりが少なくなるので、コイルエレメント間のデカップリングが実現される。
【００３９】
次に、受信用ＲＦコイル８ｂ、受信部９および計算機システム２０の関係について説明する。図３は、受信用ＲＦコイル８ｂ、受信部９および計算機システム２０の関係を示すブロック図である。なお、前述したように、受信部９と計算機システム２０とはシーケンス制御部１０を介して情報をやり取りするが、ここでは、シーケンス制御部１０については図示を省略している。
【００４０】
図３に示すように、受信用ＲＦコイル８ｂは、分配合成回路８７を有する。また、計算機システム２０の制御部２６は、優先順位設定部２６ａを有する。また、受信部９は、選択回路９ａを有する。
【００４１】
受信用ＲＦコイル８ｂの分配合成回路８７は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。なお、かかる分配合成回路８７によって行われる受信信号の分配合成ついては、後に詳細に説明する。
【００４２】
計算機システム２０の優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、分配合成回路８７によって生成された受信信号の優先順位を設定する。具体的には、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。なお、かかる優先順位設定部２６ａによって行われる優先順位の設定については、後に詳細に説明する。
【００４３】
受信部９の選択回路９ａは、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。具体的には、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって受信信号を選択する。
【００４４】
ここで、選択回路９ａによる受信信号の選択について詳細に説明する。まず、選択回路９ａは、セクションと呼ばれる単位でコイルエレメントを選択し、選択したコイルエレメントによって受信された受信信号を処理する。図４は、選択回路９ａによって選択されるセクションの単位を説明するための図である。図４において、点線で囲まれた各範囲は、それぞれ、選択回路９ａによって選択されるセクションを示している。
【００４５】
図４に示すように、選択回路９ａは、２つの８の字コイルと３個のループコイルとを組み合せた単位を１つのセクションとして、コイルエレメントを選択する。例えば、選択回路９ａは、２つの８の字コイル８１ａおよび８１ｂと３個のループコイル８２ａ〜８２ｃとを組み合せた単位で、コイルエレメントを選択する。
【００４６】
このように、選択回路９ａが、２つの８の字コイルと３個のループコイルとを組み合せた単位で、コイルエレメントを選択することによって、静磁場の方向では、静磁場と直交する方向に並べて配置された３つのループコイルごとの感度領域を基準に、撮像される範囲を設定することができる。
【００４７】
その後、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。
【００４８】
次に、受信用ＲＦコイル８ｂの分配合成回路８７によって行われる受信信号の分配合成、および、優先順位設定部２６ａによって行われる優先順位の設定について説明する。図５は、受信信号の分配合成および優先順位の設定を説明するための図である。図５に示すように、例えば、分配合成回路８７として、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂとが設けられる。
【００４９】
０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、ループコイル８２ａおよび８２ｃから出力される受信信号を入力する。そして、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ１として出力する。また、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、入力した２つの信号の位相を互いに１８０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を１８０°出力側から出力する。
【００５０】
０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａの１８０°側から出力される合成信号と、ループコイル８２ｂから出力される受信信号を入力する。そして、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ２として出力する。また、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、入力した２つの信号の位相を互いに９０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を９０°出力側から受信信号Ｓ３として出力する。
【００５１】
なお、ここでは、８の字コイル８１ａから出力される信号を受信信号Ｓ４とし、８の字コイル８１ｂから出力される信号を受信信号Ｓ５とする。
【００５２】
この場合、優先順位設定部２６ａは、受信信号Ｓ１〜受信信号Ｓ５について、優先順位を設定する。まず、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。
【００５３】
ここで、分配合成回路８７によって生成される各受信信号の特性について説明すると、まず、受信信号Ｓ１およびＳ２は、被検体に対して深さ方向に浅く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ３は、被検体に対して深さ方向に深く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ４およびＳ５は、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近でＳＮ比が高い感度を有する。
【００５４】
そこで、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が腹部であった場合には、図５の「ＢＯＤＹ」に示すように、受信信号Ｓ３（優先順位「１」）、受信信号Ｓ２（優先順位「２」）、受信信号Ｓ１（優先順位「３」）、受信信号Ｓ４（優先順位「４」）、受信信号Ｓ５（優先順位「５」）の順で優先順位を設定する。すなわち、撮像部位が腹部であった場合には、被検体に対して広い範囲で感度がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００５５】
また、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が脊椎であった場合には、図５の「ＳＰＩＮＥ」に示すように、受信信号Ｓ３（優先順位「１」）、受信信号Ｓ４（優先順位「２」）、受信信号Ｓ５（優先順位「３」）、受信信号Ｓ２（優先順位「４」）、受信信号Ｓ１（優先順位「５」）の順で優先順位を設定する。すなわち、撮像部位が脊椎であった場合には、被検体に対して中央付近でＳＮ比がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００５６】
このように、優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、最も適した感度が得られるように、受信信号の優先順位を設定する。
【００５７】
なお、例えば、受信部９が有する受信チャネルの数が限られている場合には、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成してもよい。図６は、８の字コイルから出力される受信信号を合成する場合を説明するための図である。図６に示すように、この場合、分配合成回路８７は、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂに加えて、加算回路８７ｃおよび０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄをさらに有する。
【００５８】
なお、ここでは、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａの０°出力側から出力される信号を受信信号Ｓ１１とし、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂの０°出力側から出力される信号を受信信号Ｓ１２とする。
【００５９】
加算回路８７ｃは、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成する。０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂの９０°側から出力される信号と、加算回路８７ｄから出力される受信信号を入力する。そして、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ１３として出力する。また、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、入力した２つの信号の位相を互いに９０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を９０°出力側から受信信号Ｓ１４として出力する。
【００６０】
この場合、優先順位設定部２６ａは、受信信号Ｓ１１〜受信信号Ｓ１４について、優先順位を設定する。まず、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。
【００６１】
ここで、分配合成回路８７によって生成される各受信信号の特性について説明すると、まず、受信信号Ｓ１１およびＳ１２は、被検体に対して深さ方向に浅く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ１３は、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広く、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近で深い感度を有する。また、受信信号Ｓ１４は、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広く、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近でＳＮ比が高い感度を有する。
【００６２】
そこで、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が腹部または脊椎であった場合には、図６の「ＢＯＤＹ」および「ＳＰＩＮＥ」に示すように、受信信号Ｓ１４（優先順位「１」）、受信信号Ｓ１３（優先順位「２」）、受信信号Ｓ１２（優先順位「３」）、受信信号Ｓ１１（優先順位「４」）の順で優先順位を設定する。すなわち、この場合には、被検体に対して広い範囲で感度がよく、かつ、中央付近でＳＮ比がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００６３】
なお、ここでは、優先順位設定部２６ａは、撮像条件に基づいて撮像部位を特定する場合について説明したが、例えば、撮像時に使用される受信用ＲＦコイルの種類を検出し、検出した受信用ＲＦコイルの種類に基づいて撮像部位を特定してもよい。その場合、優先順位設定部２６ａは、例えば、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂをともに検出した場合には、撮像部位を腹部と特定する。また、優先順位設定部２６ａは、受信用ＲＦコイル８ｂのみを検出した場合には、撮像部位を脊椎と特定する。
【００６４】
また、例えば、優先順位設定部２６ａは、入力部２４を介して、操作者から受信信号ごとに優先順位を受け付け、受け付けた優先順位を設定してもよい。
【００６５】
上述してきたように、本実施例１では、受信用ＲＦコイル８ｂは、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。したがって、本実施例１によれば、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる。
【００６６】
また、本実施例１では、分配合成回路８７は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。そして、選択回路９ａは、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。したがって、本実施例１によれば、各コイルエレメントによって受信された受信信号を各種の特性を有する受信信号に変換したうえで、撮像部位や撮像の目的などに応じて最適な受信信号を選択することができる。
【００６７】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、分配合成回路８７によって生成された受信信号の優先順位を設定する。そして、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって受信信号を選択する。したがって、本実施例１によれば、撮像部位ごとに最適な受信信号を選択することができるので、撮像部位が変わっても安定した画質の画像を得ることが可能である。
【００６８】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、優先順位を設定する。したがって、本実施例１によれば、複数の部位が１回の検査で撮像される場合に、撮像部位ごとに最適な受信信号を自動的に選択することができる。
【００６９】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像時に使用される高周波コイルの種類を検出し、検出した高周波コイルの種類に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、優先順位を設定する。したがって、本実施例１によれば、複数種類の異なる高周波コイルが撮像に用いられる場合に、撮像部位ごとに最適な受信信号を自動的に選択することができる。
【００７０】
なお、上記実施例１では、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合にも本発明を同様に適用することができる。図７、８および９は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図である。
【００７１】
図７に示すように、例えば、受信用ＲＦコイル８ｂは、２０個のループコイル８２ｄ〜８２ｇ、８３ｄ〜８３ｇ、８４ｄ〜８４ｇ、８５ｄ〜８５ｇおよび８６ｄ〜８６ｇと、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆとを有する。なお、図７において、上下方向が静磁場の方向であることとする。
【００７２】
ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、ループコイル８３ｄ〜８３ｇ、ループコイル８４ｄ〜８４ｇ、ループコイル８５ｄ〜８５ｇおよびループコイル８６ｄ〜８６ｇは、それぞれ、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に並べて配置される。そのうえで、ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、ループコイル８３ｄ〜８３ｇ、ループコイル８４ｄ〜８４ｇ、ループコイル８５ｄ〜８５ｇおよびループコイル８６ｄ〜８６ｇの各組は、静磁場の方向に並べて配置される。
【００７３】
この場合も、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆは、それぞれ、静磁場の方向に並べられ、ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、８３ｄ〜８３ｇ、８４ｄ〜８４ｇ、８５ｄ〜８５ｇおよび８６ｄ〜８６ｇの概略中央に重ねて配置される。
【００７４】
ここで、各８の字コイルは、４個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。例えば、８の字コイル８１ａおよび８１ｂは、４個のループコイル８２ｄ〜８２ｇそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。また、例えば、８の字コイル８１ｂおよび８１ｃは、４個のループコイル８３ｄ〜８３ｇそれぞれの中心を通る直線に関して、対称な位置に配置される。この他の８の字コイルおよびループコイルも同様に配置される。
【００７５】
このように、各８の字コイルが、４個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置されることによって、各８の字コイルが有するコイルループの位置と４個のループコイルそれぞれが有するコイルループの位置とが、コイルループの大きさの半分だけ静磁場の方向にずれることになる。これにより、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合と同様に、各８の字コイルが有するコイルループと各ループコイルが有するコイルループとの重なりが減るので、コイルエレメント間のデカップリングが実現される。
【００７６】
したがって、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる。
【００７７】
また、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合、図８に示すように、例えば、分配合成回路８７として、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ｅと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｆと、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ｇと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｈとが設けられる。
【００７８】
この場合も、図５に示した例と同様に、優先順位設定部２６ａは、例えば、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、各ハイブリッド回路および各８の字ループから出力される受信信号Ｓ２１〜Ｓ２６の優先順位を設定する。
【００７９】
また、受信部９が有する受信チャネルの数が限られている場合には、図９に示すように、例えば、分配合成回路８７は、加算回路８７ｉおよび０°−９０°ハイブリッド回路８７ｊをさらに有する。加算回路８７ｉは、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成する。
【００８０】
この場合も、図６に示した例と同様に、優先順位設定部２６ａは、例えば、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、各ハイブリッド回路から出力される受信信号Ｓ３１〜Ｓ３５の優先順位を設定する。
【００８１】
このように、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合でも、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、最も適した感度が得られるように、受信信号の優先順位を設定する。
【符号の説明】
【００８２】
１００ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
８ｂ 受信用ＲＦコイル
８２ａ〜８２ｇ、８３ａ〜８３ｇ、８４ａ〜８４ｇ、８５ａ〜８５ｇ、８６ａ〜８６ｇ、 ループコイル
８１ａ〜８１ｆ ８の字コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置および高周波コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体内を画像化する装置である。具体的には、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場内に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、その高周波磁場の印加によって被検体から発せられる核磁気共鳴信号を検出して画像を生成する。
【０００３】
かかる磁気共鳴イメージング装置は、被検体から発せられる核磁気共鳴現象を検出する高周波コイルを備える。近年では、この高周波コイルとして、複数のコイルエレメントを組み合せたアレイコイルが広く利用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。ここで、アレイコイルに用いられるコイルエレメントには、ループコイルや８の字コイル（「サドルコイル」とも呼ばれる）などの各種のコイルがある。
【０００４】
そして、アレイコイルは、組み合せるコイルエレメントの種類によって特性が異なる。例えば、複数のループコイルを並べたアレイコイルは、被検体に対して深さ方向に深く、かつ、ループコイルが並ぶ方向に広い感度を有する。また、８の字コイルの中央にループコイルを重ねたアレイコイルは、ＳＮ比が良好であるが、腹部全体をカバーするだけの広い感度は有していない。
【０００５】
このようなことから、近年では、広い感度を有しつつＳＮ比が良好なアレイコイルを作製することを目的として、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５３８７８号公報
【特許文献２】特開２００７−２１１８８号公報
【特許文献３】特開２００３−５０２３５号公報
【特許文献４】特開２００３−１３２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合には、各コイルの重なりが大きくなる。その結果、コイルエレメント間でカップリングが発生してＳＮ比が低減するという課題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる磁気共鳴イメージング装置および高周波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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記高周波コイルは、前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６記載の本発明は、静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルであって、前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１または６記載の本発明によれば、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、受信用ＲＦコイルにおけるコイルエレメントの配置の一例示す図である。
【図３】図３は、受信用ＲＦコイル、受信部および計算機システムの関係を示すブロック図である。
【図４】図４は、選択回路によって選択されるセクションの単位を説明するための図である。
【図５】図５は、受信信号の分配合成および優先順位の設定を説明するための図である。
【図６】図６は、８の字コイルから出力される受信信号を合成する場合を説明するための図である。
【図７】図７は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（１）である。
【図８】図８は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（２）である。
【図９】図９は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および高周波コイルの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例によって本発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置を「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼び、核磁気共鳴信号を「ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）信号」と呼ぶ。
【実施例１】
【００１４】
最初に、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信用ＲＦ（Radio Frequency）コイル６、送信部７、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂ、受信部９、シーケンス制御部１０および計算機システム２０を備える。
【００１５】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成されており、内部の空間に一様な静磁場を発生させる。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石などが用いられる。
【００１６】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されており、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されている。これら３つのコイルは、傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けることによって、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。
【００１７】
かかる傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびスライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応している。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。
【００１８】
傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、寝台制御部５による制御のもと、被検体Ｐが載置された状態で天板４ａを傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、制御部２６による制御のもと、寝台４を駆動して天板４ａを長手方向および上下方向へ移動する。
【００１９】
送信用ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用ＲＦコイル６に送信する。
【００２０】
受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信用ＲＦコイル６によって発生した高周波磁場の影響で被検体Ｐから放射されるＮＭＲ信号を受信する高周波コイルである。また、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、受信したＮＭＲ信号を受信信号として受信部９に出力する。
【００２１】
なお、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂは、それぞれ、複数のコイルエレメントを組み合わせて形成されたアレイコイルである。受信用ＲＦコイル８ａは、被検体の腹側に装着される腹部用コイルであり、受信用ＲＦコイル８ｂは、被検体の背中側に装着される脊椎用コイルである。そして、腹部撮影時には、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂがともに用いられ、脊椎撮像時には、受信用ＲＦコイル８ｂのみが用いられる。
【００２２】
受信部９は、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂから出力される受信信号に基づいてデジタル信号の生データを生成し、生成した生データをシーケンス制御部１０に送信する。なお、受信部９は、生データを伝送するための複数の受信チャネルを有している。この受信チャネルを受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂが有するコイルエレメントに適宜に接続することによって、画像の生成に用いられる受信信号を選択することができる。
【００２３】
シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を駆動することによって被検体Ｐのスキャンを行う。そして、スキャンを行った結果として受信部９から生データが送信されると、シーケンス制御部１０は、そのｋ空間データを計算機システム２０へ転送する。
【００２４】
ここで、「シーケンス実行データ」とは、所定のシーケンスに基づいて撮像を実行するためのデータである。すなわち、シーケンス実行データとは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信用ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９がＮＭＲ信号を検出するタイミングなどを定義したデータである。
【００２５】
計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う。この計算機システム２０は、特に、インタフェース部２１、画像再構成部２２、記憶部２３、入力部２４、表示部２５および制御部２６を有する。
【００２６】
インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。例えば、このインタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に対してシーケンス実行データを送信したり、シーケンス制御部１０から生データを受信したりする。
【００２７】
ここで、インタフェース部２１によって受信された生データは、傾斜磁場コイル２により発生したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびリードアウト用傾斜磁場ＧｒによってＳＥ（Slice Encode）方向、ＰＥ（Phase Encode）方向およびＲＯ（Read Out）方向における空間周波数の情報が対応付けられたｋ空間データとして、記憶部２３に格納される。
【００２８】
画像再構成部２２は、記憶部２３に記憶されたｋ空間データに対してフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。
【００２９】
記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信された生データ（ｋ空間データ）や、画像再構成部２２によって生成された画像データなどを被検体Ｐごとに記憶する。
【００３０】
入力部２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部２４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが適宜に用いられる。
【００３１】
表示部２５は、制御部２６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。この表示部２５としては、液晶表示器などの表示デバイスが適宜に用いられる。
【００３２】
制御部２６は、ＭＲＩ装置１００全体を制御する。具体的には、制御部２６は、図示していないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有し、操作者からの指示に基づいて各種プログラムを実行することによって、上述した各部の動作を制御する。
【００３３】
以上、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。このような構成のもと、本実施例１では、受信用ＲＦコイル８ｂは、コイルエレメントとして、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。図２は、受信用ＲＦコイル８ｂにおけるコイルエレメントの配置の一例示す図である。
【００３４】
図２に示すように、受信用ＲＦコイル８ｂは、１５個のループコイル８２ａ〜８２ｃ、８３ａ〜８３ｃ、８４ａ〜８４ｃ、８５ａ〜８５ｃおよび８６ａ〜８６ｃと、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆとを有する。なお、図２において、上下方向が静磁場の方向であることとする。
【００３５】
ループコイル８２ａ〜８２ｃ、ループコイル８３ａ〜８３ｃ、ループコイル８４ａ〜８４ｃ、ループコイル８５ａ〜８５ｃおよびループコイル８６ａ〜８６ｃは、それぞれ、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に並べて配置される。そして、ループコイル８２ａ〜８２ｃ、ループコイル８３ａ〜８３ｃ、ループコイル８４ａ〜８４ｃ、ループコイル８５ａ〜８５ｃおよびループコイル８６ａ〜８６ｃの各組は、静磁場の方向に並べて配置される。
【００３６】
６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆは、それぞれ、静磁場の方向に並べられ、ループコイル８２ａ〜８２ｃ、８３ａ〜８３ｃ、８４ａ〜８４ｃ、８５ａ〜８５ｃおよび８６ａ〜８６ｃの概略中央に重ねて配置される。
【００３７】
ここで、各８の字コイルは、３個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。例えば、８の字コイル８１ａおよび８１ｂは、３個のループコイル８２ａ〜８２ｃそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。また、例えば、８の字コイル８１ｂおよび８１ｃは、３個のループコイル８３ａ〜８３ｃそれぞれの中心を通る直線に関して、対称な位置に配置される。この他の８の字コイルおよびループコイルも同様に配置される。
【００３８】
このように、各８の字コイルが、３個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置されることによって、各８の字コイルが有するコイルループの位置と、３個のループコイルそれぞれが有するコイルループの位置とが、コイルループの大きさの半分だけ静磁場の方向にずれることになる。これにより、各８の字コイルが有するコイルループと各ループコイルが有するコイルループとの重なりが少なくなるので、コイルエレメント間のデカップリングが実現される。
【００３９】
次に、受信用ＲＦコイル８ｂ、受信部９および計算機システム２０の関係について説明する。図３は、受信用ＲＦコイル８ｂ、受信部９および計算機システム２０の関係を示すブロック図である。なお、前述したように、受信部９と計算機システム２０とはシーケンス制御部１０を介して情報をやり取りするが、ここでは、シーケンス制御部１０については図示を省略している。
【００４０】
図３に示すように、受信用ＲＦコイル８ｂは、分配合成回路８７を有する。また、計算機システム２０の制御部２６は、優先順位設定部２６ａを有する。また、受信部９は、選択回路９ａを有する。
【００４１】
受信用ＲＦコイル８ｂの分配合成回路８７は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。なお、かかる分配合成回路８７によって行われる受信信号の分配合成ついては、後に詳細に説明する。
【００４２】
計算機システム２０の優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、分配合成回路８７によって生成された受信信号の優先順位を設定する。具体的には、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。なお、かかる優先順位設定部２６ａによって行われる優先順位の設定については、後に詳細に説明する。
【００４３】
受信部９の選択回路９ａは、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。具体的には、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって受信信号を選択する。
【００４４】
ここで、選択回路９ａによる受信信号の選択について詳細に説明する。まず、選択回路９ａは、セクションと呼ばれる単位でコイルエレメントを選択し、選択したコイルエレメントによって受信された受信信号を処理する。図４は、選択回路９ａによって選択されるセクションの単位を説明するための図である。図４において、点線で囲まれた各範囲は、それぞれ、選択回路９ａによって選択されるセクションを示している。
【００４５】
図４に示すように、選択回路９ａは、２つの８の字コイルと３個のループコイルとを組み合せた単位を１つのセクションとして、コイルエレメントを選択する。例えば、選択回路９ａは、２つの８の字コイル８１ａおよび８１ｂと３個のループコイル８２ａ〜８２ｃとを組み合せた単位で、コイルエレメントを選択する。
【００４６】
このように、選択回路９ａが、２つの８の字コイルと３個のループコイルとを組み合せた単位で、コイルエレメントを選択することによって、静磁場の方向では、静磁場と直交する方向に並べて配置された３つのループコイルごとの感度領域を基準に、撮像される範囲を設定することができる。
【００４７】
その後、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。
【００４８】
次に、受信用ＲＦコイル８ｂの分配合成回路８７によって行われる受信信号の分配合成、および、優先順位設定部２６ａによって行われる優先順位の設定について説明する。図５は、受信信号の分配合成および優先順位の設定を説明するための図である。図５に示すように、例えば、分配合成回路８７として、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂとが設けられる。
【００４９】
０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、ループコイル８２ａおよび８２ｃから出力される受信信号を入力する。そして、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ１として出力する。また、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａは、入力した２つの信号の位相を互いに１８０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を１８０°出力側から出力する。
【００５０】
０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａの１８０°側から出力される合成信号と、ループコイル８２ｂから出力される受信信号を入力する。そして、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ２として出力する。また、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂは、入力した２つの信号の位相を互いに９０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を９０°出力側から受信信号Ｓ３として出力する。
【００５１】
なお、ここでは、８の字コイル８１ａから出力される信号を受信信号Ｓ４とし、８の字コイル８１ｂから出力される信号を受信信号Ｓ５とする。
【００５２】
この場合、優先順位設定部２６ａは、受信信号Ｓ１〜受信信号Ｓ５について、優先順位を設定する。まず、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。
【００５３】
ここで、分配合成回路８７によって生成される各受信信号の特性について説明すると、まず、受信信号Ｓ１およびＳ２は、被検体に対して深さ方向に浅く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ３は、被検体に対して深さ方向に深く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ４およびＳ５は、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近でＳＮ比が高い感度を有する。
【００５４】
そこで、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が腹部であった場合には、図５の「ＢＯＤＹ」に示すように、受信信号Ｓ３（優先順位「１」）、受信信号Ｓ２（優先順位「２」）、受信信号Ｓ１（優先順位「３」）、受信信号Ｓ４（優先順位「４」）、受信信号Ｓ５（優先順位「５」）の順で優先順位を設定する。すなわち、撮像部位が腹部であった場合には、被検体に対して広い範囲で感度がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００５５】
また、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が脊椎であった場合には、図５の「ＳＰＩＮＥ」に示すように、受信信号Ｓ３（優先順位「１」）、受信信号Ｓ４（優先順位「２」）、受信信号Ｓ５（優先順位「３」）、受信信号Ｓ２（優先順位「４」）、受信信号Ｓ１（優先順位「５」）の順で優先順位を設定する。すなわち、撮像部位が脊椎であった場合には、被検体に対して中央付近でＳＮ比がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００５６】
このように、優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、最も適した感度が得られるように、受信信号の優先順位を設定する。
【００５７】
なお、例えば、受信部９が有する受信チャネルの数が限られている場合には、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成してもよい。図６は、８の字コイルから出力される受信信号を合成する場合を説明するための図である。図６に示すように、この場合、分配合成回路８７は、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂに加えて、加算回路８７ｃおよび０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄをさらに有する。
【００５８】
なお、ここでは、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ａの０°出力側から出力される信号を受信信号Ｓ１１とし、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂの０°出力側から出力される信号を受信信号Ｓ１２とする。
【００５９】
加算回路８７ｃは、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成する。０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｂの９０°側から出力される信号と、加算回路８７ｄから出力される受信信号を入力する。そして、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、入力した２つの信号をそのまま合成し、合成した信号を０°出力側から受信信号Ｓ１３として出力する。また、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｄは、入力した２つの信号の位相を互いに９０°シフトさせた信号を合成し、合成した信号を９０°出力側から受信信号Ｓ１４として出力する。
【００６０】
この場合、優先順位設定部２６ａは、受信信号Ｓ１１〜受信信号Ｓ１４について、優先順位を設定する。まず、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて優先順位を設定する。
【００６１】
ここで、分配合成回路８７によって生成される各受信信号の特性について説明すると、まず、受信信号Ｓ１１およびＳ１２は、被検体に対して深さ方向に浅く、かつ、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広い感度を有する。また、受信信号Ｓ１３は、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広く、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近で深い感度を有する。また、受信信号Ｓ１４は、ループコイル８２ａ〜８２ｃが並ぶ方向に広く、８の字コイル８１ａおよび８１ｂの中央付近でＳＮ比が高い感度を有する。
【００６２】
そこで、例えば、優先順位設定部２６ａは、撮像部位が腹部または脊椎であった場合には、図６の「ＢＯＤＹ」および「ＳＰＩＮＥ」に示すように、受信信号Ｓ１４（優先順位「１」）、受信信号Ｓ１３（優先順位「２」）、受信信号Ｓ１２（優先順位「３」）、受信信号Ｓ１１（優先順位「４」）の順で優先順位を設定する。すなわち、この場合には、被検体に対して広い範囲で感度がよく、かつ、中央付近でＳＮ比がよい受信信号の優先順位が高くなる。
【００６３】
なお、ここでは、優先順位設定部２６ａは、撮像条件に基づいて撮像部位を特定する場合について説明したが、例えば、撮像時に使用される受信用ＲＦコイルの種類を検出し、検出した受信用ＲＦコイルの種類に基づいて撮像部位を特定してもよい。その場合、優先順位設定部２６ａは、例えば、受信用ＲＦコイル８ａおよび８ｂをともに検出した場合には、撮像部位を腹部と特定する。また、優先順位設定部２６ａは、受信用ＲＦコイル８ｂのみを検出した場合には、撮像部位を脊椎と特定する。
【００６４】
また、例えば、優先順位設定部２６ａは、入力部２４を介して、操作者から受信信号ごとに優先順位を受け付け、受け付けた優先順位を設定してもよい。
【００６５】
上述してきたように、本実施例１では、受信用ＲＦコイル８ｂは、静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルとを有する。したがって、本実施例１によれば、複数のループコイルと１つの８の字コイルとを組み合せた場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる。
【００６６】
また、本実施例１では、分配合成回路８７は、ループコイルおよび８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する。そして、選択回路９ａは、分配合成回路８７によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する。したがって、本実施例１によれば、各コイルエレメントによって受信された受信信号を各種の特性を有する受信信号に変換したうえで、撮像部位や撮像の目的などに応じて最適な受信信号を選択することができる。
【００６７】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、分配合成回路８７によって生成された受信信号の優先順位を設定する。そして、選択回路９ａは、優先順位設定部２６ａによって設定された優先順位にしたがって受信信号を選択する。したがって、本実施例１によれば、撮像部位ごとに最適な受信信号を選択することができるので、撮像部位が変わっても安定した画質の画像を得ることが可能である。
【００６８】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、優先順位を設定する。したがって、本実施例１によれば、複数の部位が１回の検査で撮像される場合に、撮像部位ごとに最適な受信信号を自動的に選択することができる。
【００６９】
また、本実施例１では、優先順位設定部２６ａは、撮像時に使用される高周波コイルの種類を検出し、検出した高周波コイルの種類に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、優先順位を設定する。したがって、本実施例１によれば、複数種類の異なる高周波コイルが撮像に用いられる場合に、撮像部位ごとに最適な受信信号を自動的に選択することができる。
【００７０】
なお、上記実施例１では、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合にも本発明を同様に適用することができる。図７、８および９は、静磁場と直交する方向に４つのループコイルが配置される場合の変形例を説明するための図である。
【００７１】
図７に示すように、例えば、受信用ＲＦコイル８ｂは、２０個のループコイル８２ｄ〜８２ｇ、８３ｄ〜８３ｇ、８４ｄ〜８４ｇ、８５ｄ〜８５ｇおよび８６ｄ〜８６ｇと、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆとを有する。なお、図７において、上下方向が静磁場の方向であることとする。
【００７２】
ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、ループコイル８３ｄ〜８３ｇ、ループコイル８４ｄ〜８４ｇ、ループコイル８５ｄ〜８５ｇおよびループコイル８６ｄ〜８６ｇは、それぞれ、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に並べて配置される。そのうえで、ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、ループコイル８３ｄ〜８３ｇ、ループコイル８４ｄ〜８４ｇ、ループコイル８５ｄ〜８５ｇおよびループコイル８６ｄ〜８６ｇの各組は、静磁場の方向に並べて配置される。
【００７３】
この場合も、６個の８の字コイル８１ａ〜８１ｆは、それぞれ、静磁場の方向に並べられ、ループコイル８２ｄ〜８２ｇ、８３ｄ〜８３ｇ、８４ｄ〜８４ｇ、８５ｄ〜８５ｇおよび８６ｄ〜８６ｇの概略中央に重ねて配置される。
【００７４】
ここで、各８の字コイルは、４個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。例えば、８の字コイル８１ａおよび８１ｂは、４個のループコイル８２ｄ〜８２ｇそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置される。また、例えば、８の字コイル８１ｂおよび８１ｃは、４個のループコイル８３ｄ〜８３ｇそれぞれの中心を通る直線に関して、対称な位置に配置される。この他の８の字コイルおよびループコイルも同様に配置される。
【００７５】
このように、各８の字コイルが、４個のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置されることによって、各８の字コイルが有するコイルループの位置と４個のループコイルそれぞれが有するコイルループの位置とが、コイルループの大きさの半分だけ静磁場の方向にずれることになる。これにより、３個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合と同様に、各８の字コイルが有するコイルループと各ループコイルが有するコイルループとの重なりが減るので、コイルエレメント間のデカップリングが実現される。
【００７６】
したがって、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合でも、コイルエレメント間のデカップリングを容易に実現することができる。
【００７７】
また、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合、図８に示すように、例えば、分配合成回路８７として、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ｅと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｆと、０°−１８０°ハイブリッド回路８７ｇと、０°−９０°ハイブリッド回路８７ｈとが設けられる。
【００７８】
この場合も、図５に示した例と同様に、優先順位設定部２６ａは、例えば、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、各ハイブリッド回路および各８の字ループから出力される受信信号Ｓ２１〜Ｓ２６の優先順位を設定する。
【００７９】
また、受信部９が有する受信チャネルの数が限られている場合には、図９に示すように、例えば、分配合成回路８７は、加算回路８７ｉおよび０°−９０°ハイブリッド回路８７ｊをさらに有する。加算回路８７ｉは、８の字コイル８１ａおよび８１ｂから出力される受信信号を合成する。
【００８０】
この場合も、図６に示した例と同様に、優先順位設定部２６ａは、例えば、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、各ハイブリッド回路から出力される受信信号Ｓ３１〜Ｓ３５の優先順位を設定する。
【００８１】
このように、４個のループコイルが静磁場と直交する方向に配置される場合でも、撮像対象の部位である撮像部位に応じて、最も適した感度が得られるように、受信信号の優先順位を設定する。
【符号の説明】
【００８２】
１００ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
８ｂ 受信用ＲＦコイル
８２ａ〜８２ｇ、８３ａ〜８３ｇ、８４ａ〜８４ｇ、８５ａ〜８５ｇ、８６ａ〜８６ｇ、 ループコイル
８１ａ〜８１ｆ ８の字コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記高周波コイルは、
前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、
前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルと
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記ループコイルおよび前記８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する分配合成手段と、
前記分配合成手段によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する選択手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
撮像対象の部位である撮像部位に応じて、前記分配合成手段によって生成された受信信号の優先順位を設定する優先順位設定手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記優先順位設定手段によって設定された優先順位にしたがって前記受信信号を選択することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記優先順位設定手段は、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて前記撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、前記優先順位を設定することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記優先順位設定手段は、撮像時に使用される高周波コイルの種類を検出し、検出した高周波コイルの種類に基づいて前記撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、前記優先順位を設定することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルであって、
前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、
前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルと
を有することを特徴とする高周波コイル。
【請求項１】
静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記高周波コイルは、
前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、
前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルと
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記ループコイルおよび前記８の字コイルによって受信された受信信号を分配合成することで複数の新たな受信信号を生成する分配合成手段と、
前記分配合成手段によって生成された受信信号の中から画像の生成に用いられる受信信号を選択する選択手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
撮像対象の部位である撮像部位に応じて、前記分配合成手段によって生成された受信信号の優先順位を設定する優先順位設定手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記優先順位設定手段によって設定された優先順位にしたがって前記受信信号を選択することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記優先順位設定手段は、撮像に際して設定された撮像条件に基づいて前記撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、前記優先順位を設定することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記優先順位設定手段は、撮像時に使用される高周波コイルの種類を検出し、検出した高周波コイルの種類に基づいて前記撮像部位を特定し、特定した撮像部位に応じて、前記優先順位を設定することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
静磁場内に置かれた被検体から発せられる磁気共鳴信号を受信する高周波コイルであって、
前記静磁場と直交する方向に並べて配置された複数のループコイルと、
前記複数のループコイルそれぞれの中心を通る直線に関して対称な位置に配置された少なくとも２つの８の字コイルと
を有することを特徴とする高周波コイル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−３０８９０（Ｐ２０１１−３０８９０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８１６９０（Ｐ２００９−１８１６９０）
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月４日（２００９．８．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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