高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置
【課題】 撮影感度を効率的に向上することを可能とする。
【解決手段】 少なくとも４つのループコイル７１，７２，７３，７４を、内側２つのループコイル７２，７３を挟んで外側２つのループコイル７１，７４が位置するように配列する。内側２つのループコイル７２，７３はそれぞれ、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向についての幅およびループ面の面積を、外側２つのループコイル７１，７４に比べて小さくする。
【解決手段】 少なくとも４つのループコイル７１，７２，７３，７４を、内側２つのループコイル７２，７３を挟んで外側２つのループコイル７１，７４が位置するように配列する。内側２つのループコイル７２，７３はそれぞれ、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向についての幅およびループ面の面積を、外側２つのループコイル７１，７４に比べて小さくする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信するのに適する高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像装置では、感度良く画像を得るために、複数の表面コイル（アレイコイル）を被験者の関心領域に配置して撮像することが行われている。例えば、脊椎用コイルとしては、図１４に示すようにＱＤ表面コイルＱＤ１，ＱＤ２，ＱＤ３，ＱＤ４を体軸方向に並べるアレイコイルが提案されている（特許文献１を参照）。このようなアレイコイルを用いると、仰臥位になった被験者の脊椎部分を非常に感度良く撮像できる。
【０００３】
ここで、ＱＤ表面コイルについて説明する。
図１５はＱＤ表面コイルの構造を示す図である。ＱＤ表面コイルは、ループ型表面コイルＳＣ１と８字型表面コイルＳＣ２とを重ねて配置したものである。このＱＤ表面コイルでは、ループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が互いに発生する高周波磁場のループ内での総和が０になるため、構造的に電気的デカップリングが可能であり、重ねて配置できる。
【０００４】
図１５におけるＡ断面でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が発生する高周波磁場の方向を見ると、図１６に示すように軸上でちょうど直交することがわかる。このような場合、互いのコイルからのノイズは独立となり、信号を９０°ずらして和をとると、ＳＮＲは以下のようになる。
【０００５】
ＳＮＲ＝［Ｂ1（ループ）＋Ｂ1（８字型）］／√［Ｂ1（ループ）2＋Ｂ1（８字型）2］
図１７は各コイルのＹ軸上のＳＮＲの特徴を示している。つまり図１７は、ループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２のＳＮＲプロファイルと、ＱＤ表面コイルとしてのＳＮＲプロファイルを示している。ＱＤ表面コイルは、ちょうどループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２のＳＮＲが互いに等しいところで√２倍のＳＮＲとなっているのをはじめとして、広い範囲でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２より高いＳＮＲになっていることがわかる。このようにＱＤ表面コイルは、ループ型表面コイルＳＣ１や８字型表面コイルＳＣ２を１つ１つ使うより高いＳＮＲを達成できるコイルである。
【０００６】
一方、腹部全体を撮像する場合には、図１８に示すように被検者を取り囲むように多数の表面コイルＳＣを配置し、腹部全体から信号を取得できるようにする技術が知られている（例えば特許文献２を参照）。
【０００７】
このように、複数の表面コイルを撮像部位に応じて配置することで、各部位で感度良く画像を取得できるようになってきた。
【０００８】
ところで、図１４に示す脊椎用コイルでは、４つのＱＤ表面コイルＱＤ１，ＱＤ２，ＱＤ３，ＱＤ４を体軸方向に並べている。しかしながらこれは、体軸方向に長い脊椎の各部から放出される磁気共鳴信号を複数の表面コイルにより分担して受信することによって撮影範囲を広くしているのであって、局部的な撮影感度の向上はそれほど大きくない。
【０００９】
また４つの同じ表面コイルを配列したコイルユニットを、体軸方向に交差する方向に沿って配置して使用することが考えられる。このようにすれば、脊椎の局部から放出される信号を４つの表面コイルによって受信することができ、当該局部に関する撮影感度を向上することができる。
【特許文献１】特開平５−２６１０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４１７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、４つの同じ表面コイルを体軸方向に交差する方向に配列していると、外側の表面コイルは脊椎からの距離が大きくなってしまうため、十分な感度が得られなくなってしまう。つまり、４つの表面コイルを備えていながら、それに見合う十分な撮影感度の向上が達成できないおそれがあった。
【００１１】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、撮影感度を効率的に向上することができる高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の目的を達成するために本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つのループコイルを備え、内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積を外側２つの前記ループコイルに比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１３】
前記の目的を達成するために別の本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された４つのループコイルと、内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とを備えて高周波コイルユニットを構成した。
【００１４】
前記の目的を達成するために別の本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅が外側２つの前記ループコイルに比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１５】
前記の目的を達成するために別の本発明は、互いに隣接して配置された少なくとも２つのループコイルを備え、前記２つのループコイルの一方は、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１６】
前記の目的を達成するために別の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置に、前記磁気共鳴信号を受信するために前記請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを備えた。
【００１７】
前記の目的を達成するために別の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置に、前記磁気共鳴信号を前記被検体を挟む２方向から受信するために前記請求項１乃至請求項６、請求項１０および請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを２組備えた。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮影感度を効率的に向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図である。
【００２１】
この磁気共鳴撮像装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場コイル駆動回路３、寝台４、送信部５、送信用の高周波コイル６、受信用の高周波コイルユニット７、受信部８、データ収集部９、計算機１０、シーケンスコントローラ１１、ディスプレイ１２およびコンソール１３を具備する。
【００２２】
静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。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いる。傾斜磁場コイル２は、上記の３つのコイルが傾斜磁場コイル駆動回路３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、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にそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影断面を決め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磁気共鳴信号の位相をエンコードするために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇrは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数をエンコードするために利用される。
【００２３】
被検体Ｐは、寝台４の天板４１に載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮影口）内に挿入される。天板４１は基部４２によって支持されており、その長手方向（図１中における左右方向）および上下方向に移動される。ここでは、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸（静磁場方向）、すなわちＺ軸方向と平行になるように寝台４が設置される。そして被検体Ｐは、その体軸方向とＺ軸方向とがほぼ一致するように配置される。なお、オープン型のＭＲＩ装置では、静磁場方向と体軸方向とは直交する。
【００２４】
送信部５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを高周波コイル６に供給するべく送出する。高周波コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。高周波コイル６は、送信部５から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。
【００２５】
高周波コイルユニット７は、天板４１に載置される。高周波コイルユニット７は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信部８へと導く。受信部８は、高周波コイルユニット７によって導かれた磁気共鳴信号を、増幅した上で検波する。データ収集部９は、受信部８から出力される磁気共鳴信号を収集し、Ａ／Ｄ変換する。計算機１０は、データ収集部９から出力された磁気共鳴信号に基づく画像再構成処理を行う。
【００２６】
シーケンスコントローラ１１は、所定のシーケンスに従って撮影動作を行うように傾斜磁場コイル駆動回路３、送信部５、受信部８、データ収集部９および計算機１０を制御する。
【００２７】
ディスプレイ１２は、再構成画像やその他の各種の情報を計算機１０の制御の下に表示する。
【００２８】
コンソール１３は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。
【００２９】
高周波コイルユニット７は図２に示すように、４つのループコイル７１，７２，７３，７４を含む。これらのループコイル７１，７２，７３，７４は、ループ面を同一方向に向けて、かつ隣接するものどうしの一部がオーバーラップするように配列されている。以下においては、上記のようにループコイル７１，７２，７３，７４が配列された方向を配列方向と称する。かくして、配列方向に関しては、ループコイル７２，７３が内側に位置し、ループコイル７１，７４がループコイル７２，７３を挟んで外側に位置する。なお、ループコイル７１，７２，７３，７４は、互いに電気的に絶縁されている。ここでは、高周波コイルユニット７は、配列方向がＸ軸方向にほぼ一致する状態で使用される。
【００３０】
ループコイル７１，７２，７３，７４における前記配列方向に直交する方向についての中心軸は、それらのループ面に交差する方向から見て直線上に配列されることが望ましい。ただし、設計上の問題などで厳密に直線上に配置することが困難な場合もあり、多少はジグザグに配列されていても構わない。
【００３１】
また、ループコイル７１，７２，７３，７４は、一層の基板上に配置されていても良い。
【００３２】
配列方向についてのループコイル７２，７３のループ面の幅Ｗ７２，Ｗ７３は、同方向についてのループコイル７１，７４のループ面の幅Ｗ７１，Ｗ７４よりも小さい。なお第１の実施形態では、幅Ｗ７２と幅Ｗ７３とが等しく、また幅Ｗ７１と幅Ｗ７４とが等しいが、上記の条件を満たすならば、それぞれが異なっていても良い。
【００３３】
配列方向に直交する方向についてのループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の幅は、いずれも同一の幅Ｗ７である。このため、ループコイル７２，７３のループ面の面積Ｓ７２，Ｓ７３は、ループコイル７１，７４のループ面の面積Ｓ７１，Ｓ７４よりも小さい。なお、面積Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４は、図３（ａ）〜（ｄ）にハッチングして示す領域の面積である。配列方向に直交する方向についてのループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の幅は、互いに異なっていても良い。
【００３４】
２つのループコイルのコイル面のオーバーラップ量は、２つのループコイルの電気的カップリングを抑えるため、互いに発生する高周波磁場のループ内での総和が０になるように適当な量に設定される。
【００３５】
３つのオーバーラップ部の面積を、図３（ｅ）に示すようにそれぞれＳｎとする。このときにループコイル７１，７２，７３，７４は例えば、次の式により求まるｋ１，ｋ２が０．３５〜０．６５になるように大きさを定める。
ｋ１＝Ｓ７１／（Ｓ７２＋Ｓ７３−Ｓｎ）
ｋ２＝Ｓ７４／（Ｓ７２＋Ｓ７３−Ｓｎ）
なお、図３（ｅ）では、ループコイル７２とループコイル７３とのオーバーラップ量は、ループコイル７１とループコイル７２とのオーバーラップ量およびループコイル７３とループコイル７４とのオーバーラップ量とを等しくしているが、必ずしも同じにしなくても良い。例えば、ループコイル７２とループコイル７３とのオーバーラップ部の面積を、ループコイル７１とループコイル７２とのオーバーラップ部の面積およびループコイル７３とループコイル７４とのオーバーラップ部の面積に比べて小さくしても良い。
【００３６】
この高周波コイルユニット７は、ループコイル７１，７２，７３，７４のループ面が天板４１の上面に沿い、かつ配列方向が天板４１の長手方向に交差する方向（Ｘ軸方向）を向く状態で、天板４１上に設置されている。かくしてループコイル７１，７２，７３，７４のループ面は、天板４１上に載置された被検体Ｐを向く。また、被検体Ｐはその体軸方向を天板４１の長手方向に向けた状態で天板４１上に載置されるため、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向が被検体Ｐの体軸方向に交差する。
【００３７】
高周波コイルユニット７は図４に示すように、１８０度分配／合成器７５，７６および９０度分配／合成器７７をさらに含んでも良い。これらの１８０度分配／合成器７５，７６および９０度分配／合成器７７を備えずに、ループコイル７１，７２，７３，７４のそれぞれの出力信号をそのまま受信部８に送るようにしても良い。
【００３８】
１８０度分配／合成器７５には、ループコイル７２，７３が出力する信号ＳＢ，ＳＣが、同調・整合回路（図示せず）を通じて同軸ケーブルなどで入力される。１８０度分配／合成器７５は、信号ＳＢ，ＳＣを同相および反相でそれぞれ合成する。１８０度分配／合成器７５は、同相合成の結果として得られた信号ＳＥを９０度分配／合成器７７へ出力する。１８０度分配／合成器７５は、反相合成の結果として得られた信号を反相合成信号として受信部８に送る。
【００３９】
１８０度分配／合成器７６には、ループコイル７１，７４が出力する信号ＳＡ，ＳＤが、同調・整合回路（図示せず）を通じて同軸ケーブルなどで入力される。１８０度分配／合成器７６は、信号ＳＡ，ＳＤを同相および反相でそれぞれ合成する。１８０度分配／合成器７５は、同相合成の結果として得られた信号を同相合成信号として受信部８に送る。１８０度分配／合成器７５は、反相合成の結果として得られた信号ＳＧを９０度分配／合成器７７へ出力する。
【００４０】
９０度分配／合成器７７は、信号ＳＧを９０度移相した上で、信号ＳＥに合成する。９０度分配／合成器７７は、この合成の結果として得られた信号をＱＤ信号として、またこのＱＤ信号と反相の信号をAntiＱＤ信号としてそれぞれ受信部８に送る。
【００４１】
図５は図１に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット７との位置関係をアキシャル断面で示す図である。
【００４２】
図５に示すように、ループコイル７２，７３は脊椎に近接する。ループコイル７１，７４は、脊椎からの距離がループコイル７２，７３よりも大きくなる。ループコイルは、コイル面の面積に反比例して感度が向上する。しかしながらループコイルは、コイル面の面積が小さいほど感度範囲が狭い。つまりループコイル７２，７３は、近接している脊椎から放出される磁気共鳴信号を感度良く受けることができる。一方ループコイル７１，７４は、脊椎から放出される磁気共鳴信号を離れた場所から良好に受けることができる。
【００４３】
ループコイル７２，７３を第１の実施形態のループコイル７１，７４と同じ大きさに変更した場合、ループコイル７２，７３の面積およびループコイル７１，７４と脊椎との距離は、第１の実施形態よりもそれぞれ大きくなる。このため、ループコイル７１，７２，７３，７４は、脊椎から放出される磁気共鳴信号についての感度がいずれも低下してしまう。逆にループコイル７１，７４を第１の実施形態のループコイル７２，７３と同じ大きさに変更した場合、ループコイル７１，７４は脊椎から放出される磁気共鳴信号についての感度が低下してしまう。
【００４４】
従って第１の実施形態の高周波コイルユニット７は、同じ大きさのループコイルを４つ並べる場合に比べて、近傍および遠方の両方のＳＮ比を向上させることができる。つまり、ループコイル７２，７３により撮像対象局部の撮像感度を作り出し、さらにループコイル７１，７４により撮像対象近傍の撮像感度を加えることで、撮像対象についての撮像でのＳＮ比を向上させることができる。そしてこの結果として、効率的にＳＮ比の良い画像を撮像することが可能となる。なお上記のような性質上、高周波コイルユニット７は、脊椎または腹部の撮像に用いる場合に都合が良い。
【００４５】
また第１の実施形態によれば、ＱＤ信号は、ＱＤ合成がなされているため、ループコイル７１，７２，７３，７４のそれぞれの出力信号よりもＳＮ比が向上されている。従って、受信部８のチャネル数が少ない場合には、ＱＤ信号を使用することにより、少ないチャネルを有効に利用してＳＮ比の良い画像を撮像することが可能となる。具体的には、受信部８が高周波コイルユニット７のために４チャネルを有するならば、ＱＤ信号、AntiＱＤ信号、同相合成信号および反相合成信号を使用すれば良いが、２チャネルのみならば、ＱＤ信号と同相合成信号または反相合成信号とを使用する。
【００４６】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図である。なお、図６において図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
この磁気共鳴撮像装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場コイル駆動回路３、寝台４、送信部５、送信用の高周波コイル６、受信部８、データ収集部９、計算機１０、シーケンスコントローラ１１、ディスプレイ１２、コンソール１３および受信用の高周波コイルユニット１４，１５を具備する。
【００４８】
すなわち第２の実施形態の磁気共鳴撮像装置は、第１の実施形態における高周波コイルユニット７に代えて高周波コイルユニット１４，１５を備えている。
【００４９】
高周波コイルユニット１４は、天板４１に載置される。高周波コイルユニット１５は、傾斜磁場コイル２の内側の上側に配置される。高周波コイルユニット１４，１５は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信部８へと導く。
【００５０】
高周波コイルユニット１４は図７に示すように、４つのコイル組１４１，１４２，１４３，１４４を含む。コイル組１４１，１４２，１４３，１４４はそれぞれ、ループコイル７１，７２，７３，７４を備える。そしてコイル組１４１，１４２，１４３，１４４は、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向に交差する方向に配列されている。コイル組１４１，１４２，１４３，１４４は、隣接するものどうしの一部がオーバーラップするように配列されている。高周波コイルユニット１４は、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向がＸ軸方向にほぼ一致し、コイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列方向が天板４１の長手方向、すなわち被検体Ｐの体軸方向にほぼ一致する状態で使用される。
【００５１】
コイル組１４１，１４２，１４３，１４４のそれぞれに対して図４に示す構成を付加して、図４に示される信号を４組分を受信部８に送るように構成しても良いし、コイル組１４１，１４２，１４３，１４４のそれぞれのループコイルのそれぞれの出力信号をそのまま受信部８に送るようにしても良い。
【００５２】
コイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列方向に対して斜めに隣接するループコイルどうしは、コイル間でのカップリングを抑えるようにオーバーラップさせることが困難である。そこで、そのような関係にある２つのループコイルの間に、図８に示すようにデカップリング回路１４５を設けている。なお図８では、コイル組１４１のループコイル７２とコイル組１４２のループコイル７１との間のデカップリング回路１４５のみを図示しているが、他の同様な２つのループコイルの間にもそれぞれデカップリング回路が設けられる。
【００５３】
図９はデカップリング回路１４５の構成例を示す図である。
【００５４】
図９に示すデカップリング回路１４５は、インダクタンス１４５ａ，１４５ｂを備える。インダクタンス１４５ａ，１４５ｂは、一部を重ねて配置される。インダクタンス１４５ａ，１４５ｂは、デカップリングの対象となる２つのループコイルのそれぞれに直列接続されている。
【００５５】
図１０はデカップリング回路１４５の別の構成例を示す図である。
【００５６】
図１０に示すデカップリング回路１４５は、デカップリングの対象となる２つのループコイルにそれぞれ直列にキャパシタ１４５ｃ，１４５ｄを配し、このキャパシタ１４５ｃ，１４５ｄの間にキャパシタネットワーク１４５ｅを取り付ける。キャパシタネットワーク１４５ｅに含まれるキャパシタの容量Ｃ１，Ｃ２を調整することでデカップリングをすることが可能である。
【００５７】
高周波コイルユニット１５の構成は、高周波コイルユニット７と同様である。
【００５８】
図１１は図６に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎および腹部を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット１４，１５との位置関係をアキシャル断面で示す図である。
【００５９】
かくして第２の実施形態によれば、高周波コイルユニット１４を用いることにより、脊椎を体軸方向に広い範囲について良好なＳＮ比で撮像することが可能となる。また高周波コイルユニット１５を用いることにより、腹部を良好なＳＮ比で撮像することが可能となる。
【００６０】
また第２の実施形態によれば、体軸方向および対軸方向に直交する方向にもパラレルイメージ対応が可能になる。
【００６１】
以上の実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
ループコイルは、幅が狭いほど、その幅方向についての感度が向上するが、その幅方向についての感度範囲が狭い。従って、ループ面の面積が上記のような条件を満たしていなくても、前記第１の実施形態と同様な効果を達成できる。ただし、第１の実施形態のほうが、より良好なＳＮ比で撮像可能で望ましい。
【００６２】
高周波コイルユニット７，１４，１５は、図１２および図１３に示すように曲面に沿わせた状態で各ループコイルを配列しても良い。このようにすれば、図１２および図１３に示すように、高周波コイルユニット７，１４，１５を被検体Ｐに沿わせて配置させることができ、各ループコイルをさらに被検体Ｐに近接させることができる。
【００６３】
ループコイル７１，７２，７３，７４の出力信号をそれぞれ受信部８に送っても良い。そして受信部８において同相合成、反相合成、あるいはＱＤ合成を必要に応じて行うようにしても良い。あるいは各出力信号をそれぞれ計算機１０に導き、これらの信号に基づいて独立に再構成処理を行った上で、これにより得られる４つの画像の２乗和のルートをとることで１つの画像を得るようにしても良い。
【００６４】
ループコイル７１，７２，７３，７４をオーバーラップさせずに、例えば図９または図１０に示すようなデカップリング回路によってデカップリングしても良い。
【００６５】
高周波コイルユニット１４のように複数のコイル組を配列する場合、備えるコイル組の数は任意であって良い。
【００６６】
図４に示す回路は、同じループコイルを４つ備える高周波コイルユニットにおいても適用が可能である。
【００６７】
ループコイルは、５つ以上が設けられても良い。
【００６８】
２つまたは３つのループコイルにより高周波コイルユニットを構成する場合であっても、隣接する２つのループコイルの一方が、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さければ、上記実施形態と同様な効果が得られる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図。
【図２】図１中の高周波コイルユニット７におけるループコイル７１，７２，７３，７４の配列状態を示す図。
【図３】図２中のループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の面積およびオーバーラップ部の面積を表す図。
【図４】図１中の高周波コイルユニット７における信号処理回路の構成を示す図。
【図５】図１に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット７との位置関係をアキシャル断面で示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図。
【図７】図６中の高周波コイルユニット１４におけるコイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列状態を示す図。
【図８】デカップリング回路１４５の装着状態を示す図。
【図９】図８中のデカップリング回路１４５の構成例を示す図。
【図１０】図８中のデカップリング回路１４５の別の構成例を示す図。
【図１１】図６に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎および腹部を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット１４，１５との位置関係をアキシャル断面で示す図。
【図１２】高周波コイルユニット７を湾曲させる例をアキシャル断面で示す図。
【図１３】高周波コイルユニット１４，１５を湾曲させる例をアキシャル断面で示す図。
【図１４】特開平５−２６１０８１号公報に開示されるアレイコイルの構成を示す図。
【図１５】ＱＤ表面コイルの構造を示す図。
【図１６】図１５におけるＡ断面でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が発生する高周波磁場の方向を表す図。
【図１７】ＱＤコイルのＳＮＲの特性を示す図。
【図１８】特開２００３−３３４１７７に開示されるマルチコイルの構成を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
４…寝台、４１…天板、７，１４，１５…高周波コイルユニット、７１，７２，７３，７４…ループコイル、７５，７６…１８０度分配／合成器、７７…９０度分配／合成器、１４１，１４２，１４３，１４４…コイル組、１４５…デカップリング回路、１４５ａ，１４５ｂ…インダクタンス、１４５ｃ，１４５ｄ…キャパシタ、１４５ｅ…キャパシタネットワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信するのに適する高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像装置では、感度良く画像を得るために、複数の表面コイル（アレイコイル）を被験者の関心領域に配置して撮像することが行われている。例えば、脊椎用コイルとしては、図１４に示すようにＱＤ表面コイルＱＤ１，ＱＤ２，ＱＤ３，ＱＤ４を体軸方向に並べるアレイコイルが提案されている（特許文献１を参照）。このようなアレイコイルを用いると、仰臥位になった被験者の脊椎部分を非常に感度良く撮像できる。
【０００３】
ここで、ＱＤ表面コイルについて説明する。
図１５はＱＤ表面コイルの構造を示す図である。ＱＤ表面コイルは、ループ型表面コイルＳＣ１と８字型表面コイルＳＣ２とを重ねて配置したものである。このＱＤ表面コイルでは、ループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が互いに発生する高周波磁場のループ内での総和が０になるため、構造的に電気的デカップリングが可能であり、重ねて配置できる。
【０００４】
図１５におけるＡ断面でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が発生する高周波磁場の方向を見ると、図１６に示すように軸上でちょうど直交することがわかる。このような場合、互いのコイルからのノイズは独立となり、信号を９０°ずらして和をとると、ＳＮＲは以下のようになる。
【０００５】
ＳＮＲ＝［Ｂ1（ループ）＋Ｂ1（８字型）］／√［Ｂ1（ループ）2＋Ｂ1（８字型）2］
図１７は各コイルのＹ軸上のＳＮＲの特徴を示している。つまり図１７は、ループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２のＳＮＲプロファイルと、ＱＤ表面コイルとしてのＳＮＲプロファイルを示している。ＱＤ表面コイルは、ちょうどループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２のＳＮＲが互いに等しいところで√２倍のＳＮＲとなっているのをはじめとして、広い範囲でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２より高いＳＮＲになっていることがわかる。このようにＱＤ表面コイルは、ループ型表面コイルＳＣ１や８字型表面コイルＳＣ２を１つ１つ使うより高いＳＮＲを達成できるコイルである。
【０００６】
一方、腹部全体を撮像する場合には、図１８に示すように被検者を取り囲むように多数の表面コイルＳＣを配置し、腹部全体から信号を取得できるようにする技術が知られている（例えば特許文献２を参照）。
【０００７】
このように、複数の表面コイルを撮像部位に応じて配置することで、各部位で感度良く画像を取得できるようになってきた。
【０００８】
ところで、図１４に示す脊椎用コイルでは、４つのＱＤ表面コイルＱＤ１，ＱＤ２，ＱＤ３，ＱＤ４を体軸方向に並べている。しかしながらこれは、体軸方向に長い脊椎の各部から放出される磁気共鳴信号を複数の表面コイルにより分担して受信することによって撮影範囲を広くしているのであって、局部的な撮影感度の向上はそれほど大きくない。
【０００９】
また４つの同じ表面コイルを配列したコイルユニットを、体軸方向に交差する方向に沿って配置して使用することが考えられる。このようにすれば、脊椎の局部から放出される信号を４つの表面コイルによって受信することができ、当該局部に関する撮影感度を向上することができる。
【特許文献１】特開平５−２６１０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４１７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、４つの同じ表面コイルを体軸方向に交差する方向に配列していると、外側の表面コイルは脊椎からの距離が大きくなってしまうため、十分な感度が得られなくなってしまう。つまり、４つの表面コイルを備えていながら、それに見合う十分な撮影感度の向上が達成できないおそれがあった。
【００１１】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、撮影感度を効率的に向上することができる高周波コイルユニットおよびそれを備えた磁気共鳴撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の目的を達成するために本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つのループコイルを備え、内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積を外側２つの前記ループコイルに比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１３】
前記の目的を達成するために別の本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された４つのループコイルと、内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とを備えて高周波コイルユニットを構成した。
【００１４】
前記の目的を達成するために別の本発明は、内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅が外側２つの前記ループコイルに比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１５】
前記の目的を達成するために別の本発明は、互いに隣接して配置された少なくとも２つのループコイルを備え、前記２つのループコイルの一方は、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さくして高周波コイルユニットを構成した。
【００１６】
前記の目的を達成するために別の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置に、前記磁気共鳴信号を受信するために前記請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを備えた。
【００１７】
前記の目的を達成するために別の本発明は、被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置に、前記磁気共鳴信号を前記被検体を挟む２方向から受信するために前記請求項１乃至請求項６、請求項１０および請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを２組備えた。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮影感度を効率的に向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図である。
【００２１】
この磁気共鳴撮像装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場コイル駆動回路３、寝台４、送信部５、送信用の高周波コイル６、受信用の高周波コイルユニット７、受信部８、データ収集部９、計算機１０、シーケンスコントローラ１１、ディスプレイ１２およびコンソール１３を具備する。
【００２２】
静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。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いる。傾斜磁場コイル２は、上記の３つのコイルが傾斜磁場コイル駆動回路３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、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にそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影断面を決め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磁気共鳴信号の位相をエンコードするために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇrは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数をエンコードするために利用される。
【００２３】
被検体Ｐは、寝台４の天板４１に載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮影口）内に挿入される。天板４１は基部４２によって支持されており、その長手方向（図１中における左右方向）および上下方向に移動される。ここでは、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸（静磁場方向）、すなわちＺ軸方向と平行になるように寝台４が設置される。そして被検体Ｐは、その体軸方向とＺ軸方向とがほぼ一致するように配置される。なお、オープン型のＭＲＩ装置では、静磁場方向と体軸方向とは直交する。
【００２４】
送信部５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを高周波コイル６に供給するべく送出する。高周波コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。高周波コイル６は、送信部５から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。
【００２５】
高周波コイルユニット７は、天板４１に載置される。高周波コイルユニット７は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信部８へと導く。受信部８は、高周波コイルユニット７によって導かれた磁気共鳴信号を、増幅した上で検波する。データ収集部９は、受信部８から出力される磁気共鳴信号を収集し、Ａ／Ｄ変換する。計算機１０は、データ収集部９から出力された磁気共鳴信号に基づく画像再構成処理を行う。
【００２６】
シーケンスコントローラ１１は、所定のシーケンスに従って撮影動作を行うように傾斜磁場コイル駆動回路３、送信部５、受信部８、データ収集部９および計算機１０を制御する。
【００２７】
ディスプレイ１２は、再構成画像やその他の各種の情報を計算機１０の制御の下に表示する。
【００２８】
コンソール１３は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。
【００２９】
高周波コイルユニット７は図２に示すように、４つのループコイル７１，７２，７３，７４を含む。これらのループコイル７１，７２，７３，７４は、ループ面を同一方向に向けて、かつ隣接するものどうしの一部がオーバーラップするように配列されている。以下においては、上記のようにループコイル７１，７２，７３，７４が配列された方向を配列方向と称する。かくして、配列方向に関しては、ループコイル７２，７３が内側に位置し、ループコイル７１，７４がループコイル７２，７３を挟んで外側に位置する。なお、ループコイル７１，７２，７３，７４は、互いに電気的に絶縁されている。ここでは、高周波コイルユニット７は、配列方向がＸ軸方向にほぼ一致する状態で使用される。
【００３０】
ループコイル７１，７２，７３，７４における前記配列方向に直交する方向についての中心軸は、それらのループ面に交差する方向から見て直線上に配列されることが望ましい。ただし、設計上の問題などで厳密に直線上に配置することが困難な場合もあり、多少はジグザグに配列されていても構わない。
【００３１】
また、ループコイル７１，７２，７３，７４は、一層の基板上に配置されていても良い。
【００３２】
配列方向についてのループコイル７２，７３のループ面の幅Ｗ７２，Ｗ７３は、同方向についてのループコイル７１，７４のループ面の幅Ｗ７１，Ｗ７４よりも小さい。なお第１の実施形態では、幅Ｗ７２と幅Ｗ７３とが等しく、また幅Ｗ７１と幅Ｗ７４とが等しいが、上記の条件を満たすならば、それぞれが異なっていても良い。
【００３３】
配列方向に直交する方向についてのループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の幅は、いずれも同一の幅Ｗ７である。このため、ループコイル７２，７３のループ面の面積Ｓ７２，Ｓ７３は、ループコイル７１，７４のループ面の面積Ｓ７１，Ｓ７４よりも小さい。なお、面積Ｓ７１，Ｓ７２，Ｓ７３，Ｓ７４は、図３（ａ）〜（ｄ）にハッチングして示す領域の面積である。配列方向に直交する方向についてのループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の幅は、互いに異なっていても良い。
【００３４】
２つのループコイルのコイル面のオーバーラップ量は、２つのループコイルの電気的カップリングを抑えるため、互いに発生する高周波磁場のループ内での総和が０になるように適当な量に設定される。
【００３５】
３つのオーバーラップ部の面積を、図３（ｅ）に示すようにそれぞれＳｎとする。このときにループコイル７１，７２，７３，７４は例えば、次の式により求まるｋ１，ｋ２が０．３５〜０．６５になるように大きさを定める。
ｋ１＝Ｓ７１／（Ｓ７２＋Ｓ７３−Ｓｎ）
ｋ２＝Ｓ７４／（Ｓ７２＋Ｓ７３−Ｓｎ）
なお、図３（ｅ）では、ループコイル７２とループコイル７３とのオーバーラップ量は、ループコイル７１とループコイル７２とのオーバーラップ量およびループコイル７３とループコイル７４とのオーバーラップ量とを等しくしているが、必ずしも同じにしなくても良い。例えば、ループコイル７２とループコイル７３とのオーバーラップ部の面積を、ループコイル７１とループコイル７２とのオーバーラップ部の面積およびループコイル７３とループコイル７４とのオーバーラップ部の面積に比べて小さくしても良い。
【００３６】
この高周波コイルユニット７は、ループコイル７１，７２，７３，７４のループ面が天板４１の上面に沿い、かつ配列方向が天板４１の長手方向に交差する方向（Ｘ軸方向）を向く状態で、天板４１上に設置されている。かくしてループコイル７１，７２，７３，７４のループ面は、天板４１上に載置された被検体Ｐを向く。また、被検体Ｐはその体軸方向を天板４１の長手方向に向けた状態で天板４１上に載置されるため、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向が被検体Ｐの体軸方向に交差する。
【００３７】
高周波コイルユニット７は図４に示すように、１８０度分配／合成器７５，７６および９０度分配／合成器７７をさらに含んでも良い。これらの１８０度分配／合成器７５，７６および９０度分配／合成器７７を備えずに、ループコイル７１，７２，７３，７４のそれぞれの出力信号をそのまま受信部８に送るようにしても良い。
【００３８】
１８０度分配／合成器７５には、ループコイル７２，７３が出力する信号ＳＢ，ＳＣが、同調・整合回路（図示せず）を通じて同軸ケーブルなどで入力される。１８０度分配／合成器７５は、信号ＳＢ，ＳＣを同相および反相でそれぞれ合成する。１８０度分配／合成器７５は、同相合成の結果として得られた信号ＳＥを９０度分配／合成器７７へ出力する。１８０度分配／合成器７５は、反相合成の結果として得られた信号を反相合成信号として受信部８に送る。
【００３９】
１８０度分配／合成器７６には、ループコイル７１，７４が出力する信号ＳＡ，ＳＤが、同調・整合回路（図示せず）を通じて同軸ケーブルなどで入力される。１８０度分配／合成器７６は、信号ＳＡ，ＳＤを同相および反相でそれぞれ合成する。１８０度分配／合成器７５は、同相合成の結果として得られた信号を同相合成信号として受信部８に送る。１８０度分配／合成器７５は、反相合成の結果として得られた信号ＳＧを９０度分配／合成器７７へ出力する。
【００４０】
９０度分配／合成器７７は、信号ＳＧを９０度移相した上で、信号ＳＥに合成する。９０度分配／合成器７７は、この合成の結果として得られた信号をＱＤ信号として、またこのＱＤ信号と反相の信号をAntiＱＤ信号としてそれぞれ受信部８に送る。
【００４１】
図５は図１に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット７との位置関係をアキシャル断面で示す図である。
【００４２】
図５に示すように、ループコイル７２，７３は脊椎に近接する。ループコイル７１，７４は、脊椎からの距離がループコイル７２，７３よりも大きくなる。ループコイルは、コイル面の面積に反比例して感度が向上する。しかしながらループコイルは、コイル面の面積が小さいほど感度範囲が狭い。つまりループコイル７２，７３は、近接している脊椎から放出される磁気共鳴信号を感度良く受けることができる。一方ループコイル７１，７４は、脊椎から放出される磁気共鳴信号を離れた場所から良好に受けることができる。
【００４３】
ループコイル７２，７３を第１の実施形態のループコイル７１，７４と同じ大きさに変更した場合、ループコイル７２，７３の面積およびループコイル７１，７４と脊椎との距離は、第１の実施形態よりもそれぞれ大きくなる。このため、ループコイル７１，７２，７３，７４は、脊椎から放出される磁気共鳴信号についての感度がいずれも低下してしまう。逆にループコイル７１，７４を第１の実施形態のループコイル７２，７３と同じ大きさに変更した場合、ループコイル７１，７４は脊椎から放出される磁気共鳴信号についての感度が低下してしまう。
【００４４】
従って第１の実施形態の高周波コイルユニット７は、同じ大きさのループコイルを４つ並べる場合に比べて、近傍および遠方の両方のＳＮ比を向上させることができる。つまり、ループコイル７２，７３により撮像対象局部の撮像感度を作り出し、さらにループコイル７１，７４により撮像対象近傍の撮像感度を加えることで、撮像対象についての撮像でのＳＮ比を向上させることができる。そしてこの結果として、効率的にＳＮ比の良い画像を撮像することが可能となる。なお上記のような性質上、高周波コイルユニット７は、脊椎または腹部の撮像に用いる場合に都合が良い。
【００４５】
また第１の実施形態によれば、ＱＤ信号は、ＱＤ合成がなされているため、ループコイル７１，７２，７３，７４のそれぞれの出力信号よりもＳＮ比が向上されている。従って、受信部８のチャネル数が少ない場合には、ＱＤ信号を使用することにより、少ないチャネルを有効に利用してＳＮ比の良い画像を撮像することが可能となる。具体的には、受信部８が高周波コイルユニット７のために４チャネルを有するならば、ＱＤ信号、AntiＱＤ信号、同相合成信号および反相合成信号を使用すれば良いが、２チャネルのみならば、ＱＤ信号と同相合成信号または反相合成信号とを使用する。
【００４６】
（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図である。なお、図６において図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
この磁気共鳴撮像装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場コイル駆動回路３、寝台４、送信部５、送信用の高周波コイル６、受信部８、データ収集部９、計算機１０、シーケンスコントローラ１１、ディスプレイ１２、コンソール１３および受信用の高周波コイルユニット１４，１５を具備する。
【００４８】
すなわち第２の実施形態の磁気共鳴撮像装置は、第１の実施形態における高周波コイルユニット７に代えて高周波コイルユニット１４，１５を備えている。
【００４９】
高周波コイルユニット１４は、天板４１に載置される。高周波コイルユニット１５は、傾斜磁場コイル２の内側の上側に配置される。高周波コイルユニット１４，１５は、被検体から放出される磁気共鳴信号を受信部８へと導く。
【００５０】
高周波コイルユニット１４は図７に示すように、４つのコイル組１４１，１４２，１４３，１４４を含む。コイル組１４１，１４２，１４３，１４４はそれぞれ、ループコイル７１，７２，７３，７４を備える。そしてコイル組１４１，１４２，１４３，１４４は、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向に交差する方向に配列されている。コイル組１４１，１４２，１４３，１４４は、隣接するものどうしの一部がオーバーラップするように配列されている。高周波コイルユニット１４は、ループコイル７１，７２，７３，７４の配列方向がＸ軸方向にほぼ一致し、コイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列方向が天板４１の長手方向、すなわち被検体Ｐの体軸方向にほぼ一致する状態で使用される。
【００５１】
コイル組１４１，１４２，１４３，１４４のそれぞれに対して図４に示す構成を付加して、図４に示される信号を４組分を受信部８に送るように構成しても良いし、コイル組１４１，１４２，１４３，１４４のそれぞれのループコイルのそれぞれの出力信号をそのまま受信部８に送るようにしても良い。
【００５２】
コイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列方向に対して斜めに隣接するループコイルどうしは、コイル間でのカップリングを抑えるようにオーバーラップさせることが困難である。そこで、そのような関係にある２つのループコイルの間に、図８に示すようにデカップリング回路１４５を設けている。なお図８では、コイル組１４１のループコイル７２とコイル組１４２のループコイル７１との間のデカップリング回路１４５のみを図示しているが、他の同様な２つのループコイルの間にもそれぞれデカップリング回路が設けられる。
【００５３】
図９はデカップリング回路１４５の構成例を示す図である。
【００５４】
図９に示すデカップリング回路１４５は、インダクタンス１４５ａ，１４５ｂを備える。インダクタンス１４５ａ，１４５ｂは、一部を重ねて配置される。インダクタンス１４５ａ，１４５ｂは、デカップリングの対象となる２つのループコイルのそれぞれに直列接続されている。
【００５５】
図１０はデカップリング回路１４５の別の構成例を示す図である。
【００５６】
図１０に示すデカップリング回路１４５は、デカップリングの対象となる２つのループコイルにそれぞれ直列にキャパシタ１４５ｃ，１４５ｄを配し、このキャパシタ１４５ｃ，１４５ｄの間にキャパシタネットワーク１４５ｅを取り付ける。キャパシタネットワーク１４５ｅに含まれるキャパシタの容量Ｃ１，Ｃ２を調整することでデカップリングをすることが可能である。
【００５７】
高周波コイルユニット１５の構成は、高周波コイルユニット７と同様である。
【００５８】
図１１は図６に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎および腹部を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット１４，１５との位置関係をアキシャル断面で示す図である。
【００５９】
かくして第２の実施形態によれば、高周波コイルユニット１４を用いることにより、脊椎を体軸方向に広い範囲について良好なＳＮ比で撮像することが可能となる。また高周波コイルユニット１５を用いることにより、腹部を良好なＳＮ比で撮像することが可能となる。
【００６０】
また第２の実施形態によれば、体軸方向および対軸方向に直交する方向にもパラレルイメージ対応が可能になる。
【００６１】
以上の実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
ループコイルは、幅が狭いほど、その幅方向についての感度が向上するが、その幅方向についての感度範囲が狭い。従って、ループ面の面積が上記のような条件を満たしていなくても、前記第１の実施形態と同様な効果を達成できる。ただし、第１の実施形態のほうが、より良好なＳＮ比で撮像可能で望ましい。
【００６２】
高周波コイルユニット７，１４，１５は、図１２および図１３に示すように曲面に沿わせた状態で各ループコイルを配列しても良い。このようにすれば、図１２および図１３に示すように、高周波コイルユニット７，１４，１５を被検体Ｐに沿わせて配置させることができ、各ループコイルをさらに被検体Ｐに近接させることができる。
【００６３】
ループコイル７１，７２，７３，７４の出力信号をそれぞれ受信部８に送っても良い。そして受信部８において同相合成、反相合成、あるいはＱＤ合成を必要に応じて行うようにしても良い。あるいは各出力信号をそれぞれ計算機１０に導き、これらの信号に基づいて独立に再構成処理を行った上で、これにより得られる４つの画像の２乗和のルートをとることで１つの画像を得るようにしても良い。
【００６４】
ループコイル７１，７２，７３，７４をオーバーラップさせずに、例えば図９または図１０に示すようなデカップリング回路によってデカップリングしても良い。
【００６５】
高周波コイルユニット１４のように複数のコイル組を配列する場合、備えるコイル組の数は任意であって良い。
【００６６】
図４に示す回路は、同じループコイルを４つ備える高周波コイルユニットにおいても適用が可能である。
【００６７】
ループコイルは、５つ以上が設けられても良い。
【００６８】
２つまたは３つのループコイルにより高周波コイルユニットを構成する場合であっても、隣接する２つのループコイルの一方が、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さければ、上記実施形態と同様な効果が得られる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図。
【図２】図１中の高周波コイルユニット７におけるループコイル７１，７２，７３，７４の配列状態を示す図。
【図３】図２中のループコイル７１，７２，７３，７４のループ面の面積およびオーバーラップ部の面積を表す図。
【図４】図１中の高周波コイルユニット７における信号処理回路の構成を示す図。
【図５】図１に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット７との位置関係をアキシャル断面で示す図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す図。
【図７】図６中の高周波コイルユニット１４におけるコイル組１４１，１４２，１４３，１４４の配列状態を示す図。
【図８】デカップリング回路１４５の装着状態を示す図。
【図９】図８中のデカップリング回路１４５の構成例を示す図。
【図１０】図８中のデカップリング回路１４５の別の構成例を示す図。
【図１１】図６に示す磁気共鳴撮像装置により被検体Ｐの脊椎および腹部を撮像する場合における被検体Ｐと高周波コイルユニット１４，１５との位置関係をアキシャル断面で示す図。
【図１２】高周波コイルユニット７を湾曲させる例をアキシャル断面で示す図。
【図１３】高周波コイルユニット１４，１５を湾曲させる例をアキシャル断面で示す図。
【図１４】特開平５−２６１０８１号公報に開示されるアレイコイルの構成を示す図。
【図１５】ＱＤ表面コイルの構造を示す図。
【図１６】図１５におけるＡ断面でループ型表面コイルＳＣ１および８字型表面コイルＳＣ２が発生する高周波磁場の方向を表す図。
【図１７】ＱＤコイルのＳＮＲの特性を示す図。
【図１８】特開２００３−３３４１７７に開示されるマルチコイルの構成を示す図。
【符号の説明】
【００７１】
４…寝台、４１…天板、７，１４，１５…高周波コイルユニット、７１，７２，７３，７４…ループコイル、７５，７６…１８０度分配／合成器、７７…９０度分配／合成器、１４１，１４２，１４３，１４４…コイル組、１４５…デカップリング回路、１４５ａ，１４５ｂ…インダクタンス、１４５ｃ，１４５ｄ…キャパシタ、１４５ｅ…キャパシタネットワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、
内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が外側２つの前記ループコイルに比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項２】
内側２つの前記ループコイルは、形状が互いにほぼ合同であることを特徴とする請求項１に記載の高周波コイルユニット。
【請求項３】
外側２つの前記ループコイルは、形状が互いにほぼ合同であることを特徴とする請求項１に記載の高周波コイルユニット。
【請求項４】
前記少なくとも４つのループコイルからなるコイル組が、前記配列方向に交差する方向に複数配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項５】
前記交差する方向は、体軸方向であることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項６】
前記交差する方向は、体厚方向であることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項７】
前記複数のコイル組は、一層の基板上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項８】
内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、
外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、
前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項９】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つのループコイルと、
内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、
外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、
前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とを具備したことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１０】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、
内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅が外側２つの前記ループコイルに比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１１】
互いに隣接して配置された少なくとも２つのループコイルを備え、
前記２つのループコイルの一方は、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１２】
被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、
前記磁気共鳴信号を受信するために前記請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１３】
前記高周波コイルユニットを、前記被検体の背中側となる位置に配置したことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１４】
前記被検体を載置するための天板をさらに備え、
かつ前記高周波コイルユニットを前記天板に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１５】
被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、
前記磁気共鳴信号を前記被検体を挟む２方向から受信するために前記請求項１乃至請求項６、請求項１０および請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを２組備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、
内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が外側２つの前記ループコイルに比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項２】
内側２つの前記ループコイルは、形状が互いにほぼ合同であることを特徴とする請求項１に記載の高周波コイルユニット。
【請求項３】
外側２つの前記ループコイルは、形状が互いにほぼ合同であることを特徴とする請求項１に記載の高周波コイルユニット。
【請求項４】
前記少なくとも４つのループコイルからなるコイル組が、前記配列方向に交差する方向に複数配列されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項５】
前記交差する方向は、体軸方向であることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項６】
前記交差する方向は、体厚方向であることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項７】
前記複数のコイル組は、一層の基板上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の高周波コイルユニット。
【請求項８】
内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、
外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、
前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の高周波コイルユニット。
【請求項９】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つのループコイルと、
内側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を同相合成する第１の合成手段と、
外側２つの前記ループコイルのそれぞれの出力信号を反相合成する第２の合成手段と、
前記第１および第２の合成手段のそれぞれの出力信号を、いずれか一方を９０度移相した上で互いに合成する手段とを具備したことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１０】
内側２つのループコイルを挟んで外側２つのループコイルが位置するように配列された少なくとも４つの前記ループコイルを備え、
内側２つの前記ループコイルはそれぞれ、前記ループコイルの配列方向についての幅が外側２つの前記ループコイルに比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１１】
互いに隣接して配置された少なくとも２つのループコイルを備え、
前記２つのループコイルの一方は、前記ループコイルの配列方向についての幅およびループ面の面積が他方に比べて小さいことを特徴とする高周波コイルユニット。
【請求項１２】
被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、
前記磁気共鳴信号を受信するために前記請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１３】
前記高周波コイルユニットを、前記被検体の背中側となる位置に配置したことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１４】
前記被検体を載置するための天板をさらに備え、
かつ前記高周波コイルユニットを前記天板に備えたことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１５】
被検体から放出される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、
前記磁気共鳴信号を前記被検体を挟む２方向から受信するために前記請求項１乃至請求項６、請求項１０および請求項１１のいずれか１項に記載の高周波コイルユニットを２組備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００７−２１１８８（Ｐ２００７−２１１８８Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６３５２４（Ｐ２００６−１６３５２４）
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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