CN103930022A - 磁共振成像装置 - Google Patents

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Abstract

一实施方式的MRI装置(20A)具有:RF线圈装置(100A)、第1无线通信部(200A)、第2无线通信部(300)、图像重构部(56)、判定部(412)。RF线圈装置检测来自被检体的MR信号并将其数字化。RF线圈装置具有存储MR信号的数据保护部。第1无线通信部将由RF线圈装置数字化的MR信号进行无线发送,第2无线通信部接收这些MR信号,图像重构部基于接收到的MR信号将图像数据重构。判定部判定第1-第2无线通信部间的无线通信中有无发送不良。在存在发送不良的情况下,第1无线通信部将数据保护部中存储的MR信号无线发送给第2无线通信部。

Description

磁共振成像装置
技术领域
本发明的实施方式涉及磁共振成像。
背景技术
MRI是通过拉莫尔频率的RF脉冲对被置于静磁场中的被检体的原子核自旋进行磁激励、根据伴随着该激励产生的MR信号重构图像的摄像方法。另外,上述MRI指的是磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging),RF脉冲指的是高频脉冲(radio frequency pulse),MR信号指的是核磁共振信号(nuclear magnetic resonance signal)。
在此,通过向线圈流入RF脉冲电流,从而向被检体内的原子核自旋发送RF脉冲并检测所产生的MR信号的,例如是RF线圈装置(RadioFrequency Coil Device)。RF线圈装置有内置在MRI装置中的方式,但是也有例如像局部用RF线圈装置那样通过与MRI装置的连接端口之间的连接器连接而被MRI装置的控制部识别的方式。
在MRI中,MR信号的收集系统逐渐多信道化。这里的信道指的是,从RF线圈装置内的各线圈元件分别输出并输入到MRI装置的RF接收器中的多个MR信号的各路径。信道数虽然被设定为RF接收器的输入受理数以下,但是能够将大量RF线圈装置连接于MRI装置。
如果RF线圈装置和MRI装置(的配置有RF接收器的控制侧)之间的连接线缆的条数由于多信道化而增大,则布线变得复杂而不方便。因此,希望通过无线来进行RF线圈装置与MRI装置的控制侧之间的信号的发送及接收,但是基于模拟信号的无线发送尚未实现。这是因为,存在动态范围低下等各种制约。
更详细地说,在MRI装置中,为了抑制对从被检体放射的微弱的MR信号的接收感度造成影响,不能增大在RF线圈装置与MRI装置的控制侧之间用于无线通信的电磁波的输出。不能增大无线输出的情况下,由于发送信号在空间传播时的信号损失,动态范围下降。在此,在专利文献1中,提出了将MR信号数字化之后进行无线发送的数字无线发送方式。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:特开2010-29644号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如果将MR信号数字化之后进行无线发送,则能够解决动态范围的制约的问题,但是出现了以下的课题。首先,各国对于无线的法规不同,同样的发送频率或同样的发送功率未必在任何国家都能使用。其次,从RF线圈装置向MRI装置无线发送MR信号的情况下,发送电波在周围反射,有时会妨碍由RF线圈装置内的各线圈元件检测从被检体放射的MR信号的动作。
因此,在MRI中,期望出现将数字化的MR信号从RF线圈装置向MRI装置的控制侧良好地进行无线发送的新技术。
本发明的目的在于,提供一种在MRI中将数字化的MR信号从RF线圈装置向MRI装置的控制侧良好地进行无线发送的新技术。
解决课题所采用的手段
一个实施方式的MRI装置具有:RF线圈装置、第1无线通信部、第2无线通信部、图像重构部、判定部。
RF线圈装置检测从被检体发出的MR信号并进行数字化。此外,RF线圈装置具有存储所检测到的MR信号的数据保护部。
第1无线通信部将数字化的MR信号进行无线发送。
第2无线通信部接收从第1无线通信部无线发送的MR信号。
图像重构部基于由第2无线通信部接收到的MR信号,重构被检体的图像数据。
判定部判定在第1无线通信部与第2无线通信部之间的无线通信中是否存在MR信号的数据的发送不良。
在由判定部判定为存在发送不良的情况下,第1无线通信部将数据保护部所存储的MR信号无线发送给第2无线通信部。
发明效果
根据本发明的MRI装置,通过新技术,能够将数字化的MR信号从RF线圈装置向MRI装置的控制侧良好进行无线发送。
附图说明
图1是表示第1实施方式中的MRI装置的整体构成的框图。
图2是表示第1实施方式中的RF线圈装置的构成及控制侧无线通信装置的配置的一例的示意图。
图3是表示将线圈侧无线通信装置相对于控制侧无线通信装置进行固定的方法的一例的截面示意图。
图4是示意性地表示与由RF线圈装置的线圈元件检测到的MR信号的发送有关的各部的功能的框图。
图5是各存储元件中存储的MR信号的数据形式的说明图。
图6是表示有源陷波电路的情况下的、判定是否为扫描执行中的方法的一例的示意电路图。
图7是表示无源陷波电路的情况下的、判定是否为扫描执行中的方法的一例的示意电路图。
图8是通过激励用RF脉冲的发送定时来判定扫描的开始定时的方法的一例的说明图。
图9是表示通过手动回收数据的方法的引导显示的一例的示意图。
图10是表示数据回收部的配置的一例的示意立体图。
图11是表示除了胸部用的RF线圈装置之外还使用腰部用的RF线圈装置、并且无线通信不正常的情况下的警告显示的一例的示意图。
图12是表示第1实施方式的MRI装置的动作流程的一例的流程图。
图13是表示第2实施方式的MRI装置的整体构成的一例的示意性框图。
图14是表示第2实施方式的MRI装置的动作流程的一例的流程图。
图15是表示将胸部用RF线圈装置和腰部用RF线圈装置相对于各控制侧无线通信装置并联连接的一例的框图。
图16是表示将胸部用RF线圈装置和腰部用RF线圈装置相对于一个控制侧无线通信装置串联连接的一例的框图。
具体实施方式
在以下的实施方式中,能够经由感应电场进行无线通信的第1无线通信部和第2无线通信部分别配置在RF线圈装置侧和MRI装置的控制侧。这种情况下,例如第1无线通信部相对于第2无线通信部在接近距离内以脱离自如的方式被固定,数字化的MR信号经由感应电场从第1无线通信部向第2无线通信部无线发送。通过上述那样的新技术,能够达成将数字化的MR信号从RF线圈装置向MRI装置的控制侧良好地进行无线发送这一课题。
在上述构成中,例如可以想到如下情况:由于被检体进行了大幅度移动导致线缆连接于RF线圈装置的第1无线通信部摇动等原因,有可能会产生通信不畅。这种情况下,本应正常地无线发送的MR信号的一部分在接收侧可能会成为发送不良。这里的发送不良指的是,例如错误的数据的发送及数据的丢失等。因此,希望有在发生通信不畅的情况下也能够对数据的发送不良进行补偿的结构。于是,在以下的实施方式中,将对通信不畅导致的MR信号的数据的发送不良进行补偿设为又一课题。
以下,参照附图说明MRI装置及MRI方法的实施方式的几个例子。另外,在各图中,对同一要素赋予同一符号并省略重复的说明。
<第1实施方式>
图1是表示第1实施方式中的MRI装置20A的整体构成的框图。如图1所示,MRI装置20A具有:机架21、诊视台32、顶板34。顶板34以被诊视台32支撑的方式,可移动地配置在诊视台32上。此外,MRI装置20A在例如形成为圆筒状的机架21内具有静磁场磁铁22、匀磁线圈(shim coil)24、梯度磁场线圈26、发送用RF线圈28。机架21对应于图中以粗线框表示的部分。
在顶板34上载置被检体P。静磁场磁铁22及匀磁线圈24例如为圆筒状,匀磁线圈24在静磁场磁铁22的内侧与静磁场磁铁22同轴地配置。
在此作为一例,如下那样定义装置坐标系的相互正交的X轴、Y轴、Z轴。首先,设静磁场磁铁22及匀磁线圈24以它们的轴方向与铅垂方向正交的方式配置,设静磁场磁铁22及匀磁线圈24的轴方向为Z轴方向。此外,设铅垂方向为Y轴方向,顶板34以其载置用的面的法线方向成为Y轴方向的方式配置。
MRI装置20A作为其控制侧而具有:静磁场电源40、匀磁线圈电源42、梯度磁场电源44、RF发送器46、RF接收器48、顶板驱动装置50、系统控制部52、系统总线54、图像重构部56、图像数据库58、图像处理部60、输入装置62、显示装置64、存储装置66。另外,顶板驱动装置50设置于诊视台32内。
静磁场磁铁22通过从静磁场电源40供给的电流,在摄像空间内形成静磁场。上述摄像空间指的是,例如用来放置被检体P并被施加静磁场的机架21内的空间。
静磁场磁铁22大多由超导线圈构成,在励磁时与静磁场电源40连接而被供给电流,但是通常一但励磁后就被设为非连接状态。另外,也可以不设置静磁场电源40而由永久磁铁构成静磁场磁铁22。
匀磁线圈24与匀磁线圈电源42连接,通过从匀磁线圈电源42供给的电流而使静磁场均匀化。
梯度磁场线圈26例如在静磁场磁铁22的内侧形成为筒状。梯度磁场线圈26通过从梯度磁场电源44供给的电流,在摄像区域分别形成X轴方向的梯度磁场Gx、Y轴方向的梯度磁场Gy、Z轴方向的梯度磁场Gz。即,能够将装置坐标系的3轴方向的梯度磁场Gx、Gy、Gz合成,并任意设定作为逻辑轴的切片选择方向梯度磁场Gss、相位编码方向梯度磁场Gpe、以及读出方向(频率编码方向)梯度磁场Gro的各方向。
另外,上述摄像区域指的是,例如在1个图像或1组图像的生成中使用的MR信号的收集范围,是作为摄像空间的一部分而设定的区域。“1组图像”指的是,例如像多切片摄像等那样,在1个脉冲序列内一并收集多个图像的MR信号的情况下的“多个图像”。摄像区域例如在装置坐标系中被3维地规定。
RF发送器46基于从系统控制部52输入的控制信息,生成用于引起核磁共振的拉莫尔频率的RF脉冲(RF电流脉冲),并将其发送给发送用RF线圈28。发送用RF线圈28从RF发送器46接受RF脉冲,并将该RF脉冲发送给被检体P。另外,在发送用RF线圈28中,包括内置于机架21且兼用于RF脉冲的发送和接收的全身用线圈(未图示)。
在顶板34的内部配置有接收用RF线圈29。接收用RF线圈29检测MR信号,并将检测到的MR信号发送给RF接收器48,该MR信号是被检体P内的原子核自旋被RF脉冲激励而产生的。
RF线圈装置100A例如是MR信号的接收用的佩戴型局部线圈。在此,作为RF线圈装置100A,图示了佩戴于被检体P的胸部并接收来自胸部的MR信号的RF线圈装置,但这只是一例。在MRI装置20A中,除了RF线圈装置100A以外,还有肩部用RF线圈装置、腰部用RF线圈装置100α(参照后述的图10)等,能够将各种佩戴型RF线圈装置用于MR信号的接收。
这些接收用RF线圈装置(100A、100α)在此作为一例而设为MRI装置20A的一部分,但也可以采用不是MRI装置20A的另外的装置。
RF线圈装置100A具有线缆102,通过线缆102与线圈侧无线通信装置200A连接。
在顶板34的内部配置有多个控制侧无线通信装置300。在1个线圈侧无线通信装置200A和某1个控制侧无线通信装置300之间,进行前述的数字化后的MR信号的无线通信。
但是,例如在被检体P佩戴有多个RF线圈装置的情况下,不限于此。这种情况下,例如在分别对应于多个RF线圈装置的多个线圈侧无线通信装置200A和分别对应于多个线圈侧无线通信装置200A的多个控制侧无线通信装置300之间,分别进行数字化后的MR信号的无线通信。
因此,MRI装置20A中的线圈侧无线通信装置200A是权利要求所记载的第1无线通信部的一例,控制侧无线通信装置300是权利要求所记载的第2无线通信部的一例。无线通信的动作留待后述。
另外,在图1中为简单起见仅图示了2个控制侧无线通信装置300,但是控制侧无线通信装置300可以是3个以上,也可以仅为1个。但是,与配置仅1个控制侧无线通信装置300相比,更优选为离散地配置多个控制侧无线通信装置300。这是因为,离散地配置多个控制侧无线通信装置300的情况下,将线圈侧无线通信装置200A相对于控制侧无线通信装置300进行接近固定时的选择余地较多。
换言之,固定之处的选择余地较多时,能够将线圈侧无线通信装置200A相对于离RF线圈装置100A最近的控制侧无线通信装置300进行接近固定。这样的话,能够缩短将RF线圈装置100A和线圈侧无线通信装置200A连结的线缆102。上述的“接近固定”指的是,例如在相互电磁耦合成能够经由感应电场进行无线通信的程度的范围(接近程度)内,相互不发生物理移动地固定。
在本实施方式中作为一例,MRI装置20A内的至发送用RF线圈28的RF脉冲的发送、从被检体P检测到的MR信号的传递,除了线圈侧无线通信装置200A-控制侧无线通信装置300间之外,还通过有线来进行。
RF接收器48通过对检测到的MR信号实施规定的信号处理,生成数字化的MR信号的复数据(以下称为MR信号的原始数据)。RF接收器48将生成的MR信号的原始数据输入至图像重构部56。
系统控制部52在摄像动作及摄像后的图像显示中,经由系统总线54等布线进行MRI装置20A整体的系统控制。
因此,系统控制部52存储梯度磁场电源44、RF发送器46及RF接收器48的驱动所需的控制信息。这里的控制信息指的是,例如记述着向梯度磁场电源44施加的脉冲电流的强度及施加时间、施加定时等动作控制信息的序列信息。
系统控制部52按照所存储的规定的序列来驱动梯度磁场电源44、RF发送器46及RF接收器48,从而产生梯度磁场Gx、Gy、Gz及RF脉冲。
此外,系统控制部52通过控制顶板驱动装置50而改变诊视台32的高度,能够使顶板34在Y轴方向上升降。此外,系统控制部52通过控制顶板驱动装置50,使顶板34在装置坐标系的Z轴方向上移动,使顶板34相对于机架21内部的摄像空间出入。系统控制部52及顶板驱动装置50通过这样控制顶板34的Z轴方向的位置,使顶板34上的被检体P的摄像部位位于摄像空间内的磁场中心。
此外,系统控制部52还作为摄像条件设定部发挥功能。即,系统控制部52基于操作者对输入装置62输入的被检体P的信息和部分摄像条件,设定正式扫描的摄像条件。因此,系统控制部52使显示装置64显示摄像条件的设定画面信息。
输入装置62向操作者提供设定摄像条件及图像处理条件的功能。
上述摄像条件指的是,例如通过何种脉冲序列以怎样的条件发送RF脉冲等,以怎样的条件从被检体P收集MR信号。作为摄像条件的例子,可以举出作为摄像空间内的位置信息的摄像区域、摄像部位、并行成像等的脉冲序列的种类、使用的RF线圈装置的种类、切片数、切片间的间隔等。
上述摄像部位指的是,例如将头部、胸部、腹部等被检体P的哪个部分作为摄像区域来进行图像化。
上述“正式扫描”是用于质子密度强调图像等作为目的的诊断图像的摄像的扫描,不包括定位图像用的MR信号收集的扫描或校正用扫描。扫描指的是MR信号的收集动作,不包括图像重构。校正用扫描指的是,例如为了决定正式扫描的摄像条件中的未确定的条件、在正式扫描后的图像重构时使用的条件及数据等而相对于正式扫描另外进行扫描。后述的预扫描指的是校正用扫描内的在正式扫描前进行的扫描。
图像重构部56基于相位编码步骤数及频率编码步骤数,将从RF接收器48输入的MR信号的原始数据变换为例如矩阵数据,并将其作为k空间数据进行保存。k空间指的是频率空间(傅里叶空间)。图像重构部56通过对k空间数据实施包括2维傅里叶变换等在内的图像重构处理,生成被检体P的图像数据。图像重构部56将所生成的图像数据保存到图像数据库58。
图像处理部60从图像数据库58取得图像数据,对其实施规定的图像处理,并将图像处理后的图像数据作为显示用图像数据存储到存储装置66。
存储装置66将该显示用图像数据的生成所使用的摄像条件、被检体P的信息(患者信息)等作为附带信息附属于上述显示用图像数据进行存储。
显示装置64按照系统控制部52的控制,显示正式扫描的摄像条件的设定用画面、摄像所生成的图像数据所示的图像等。
图2是表示RF线圈装置100A的构成及控制侧无线通信装置300的配置的一例的示意图。如图2所示,RF线圈装置100A具有线缆102和盖部件104。
盖部件104由具有挠性的材料形成为可进行弯折等变形。作为能够像这样变形的材料,能够使用例如特开2007-229004号公报所记载的具有挠性的电路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)等。
在盖部件104内,配置有作为检测来自被检体P的MR信号的天线发挥功能的多个线圈元件(表面线圈)106a、106b、106c、106d、106e、106f。在此,作为一例图示了6个线圈元件106a~106f,但是线圈元件106的数量和形状不限于图示的例子。
此外,在盖部件104内,设有用于控制对接收所使用的线圈元件(106a~106f)进行选择等RF线圈装置100A的动作的选择控制部108。在盖部件104内还有A/D变换器140a(analog to digital converter)等其他构成要素,其详细情况在后面使用图4来说明。
在此作为一例,将RF线圈装置100A和线圈侧无线通信装置200A作为不同的构成要素进行说明,但这只是解释的一例。也可以构成为线圈侧无线通信装置200A是RF线圈装置100A的一部分。
线缆102的一端侧与MRI装置20A的线圈侧无线通信装置200A连接,另一端侧与盖部件104内的选择控制部108等连接。
此外,在盖部件104内也可以设置将由线圈元件106a~106f检测到的MR信号放大的预放大器PMPa~PMPf(参照后述的图4)、以及用于进行滤波的带通滤波器等。
在此作为一例,在顶板34的载置有被检体P的面(以下称为顶板34的上表面)侧配置8个控制侧无线通信装置300。被检体P例如在顶板34的宽度方向(图1的X轴方向)上载置于中央。因此,在该例中,控制侧无线通信装置300在顶板34的宽度方向的两端侧分别以沿着顶板34的长边方向(Z轴方向)的列状离散地配置各4个。
此外,控制侧无线通信装置300的框体302(参照后述的图3)埋设在顶板34的上表面的正下方,其固定板321(参照后述的图3)从顶板34的上表面露出。线圈侧无线通信装置200A与固定板321嵌合,从而相对于控制侧无线通信装置300脱离自如地被固定。
因此,无论将RF线圈装置佩戴于被检体P的哪个部分,将线圈侧无线通信装置200A相对于最近的控制侧无线通信装置300进行接近固定即可。本实施方式是胸部用的RF线圈装置100A的例子,但是这一点在其他部位用的RF线圈装置和线圈侧无线通信装置200A的组合的情况下也成立。因此,能够缩短线缆102的长度。
另外,控制侧无线通信装置300的数量和配置之处不限于图2的形态(顶板34内部)。控制侧无线通信装置300例如可以露出到顶板34之上或机架21之上,也可以配置于机架21内部,还可以配置于诊视台32。
图3是表示将线圈侧无线通信装置200A相对于控制侧无线通信装置300进行固定的方法的一例的截面示意图。如图3的上段所示,在线圈侧无线通信装置200A的框体202上形成有例如2个突起221。
为了容易插入及卸下线圈侧无线通信装置200A,突起221例如形成为横截面半圆状。这是因为,一般来说,与突起221表面的起伏剧烈的构造相比,圆滑地倒角的情况下更容易插入线圈侧无线通信装置200A。突起221例如可以是球面状,也可以是将圆筒沿着其轴方向分割为一半的形状。
在此作为一例,设包含突起221的框体202由不变形的非磁性体的材料形成。通过由非磁性体的材料形成,能够可靠地避免对经由感应电场进行的无线通信造成影响。
控制侧无线通信装置300具有例如通过粘接等固定于该框体302的两侧的侧面的2个固定板321。各固定板321例如为大致平板状,相互对置地配置。各固定板321如图3的下段所示,是与线圈侧无线通信装置200A嵌合的形状。即,在2个固定板321中,在相互对置的面上,在与突起221对应的位置,分别倒角形成有供突起221嵌合的凹部321a(参照图3的上段)。
此外,各固定板321的前端侧(框体302的相反侧)被斜着倒角,以容易插入线圈侧无线通信装置200A。固定板321优选为由能够弯曲为图3的中段所示程度的非磁性体的弹性材料形成。作为该材料,例如能够举出塑料或合成树脂等。由非磁性体的材料形成的理由与前述相同。
控制侧无线通信装置300埋设在从顶板34的上表面起例如间隔D处(参照图3的下段的箭头)。间隔D是能够经由感应电场进行无线通信的间隔。在顶板34的上表面形成有供固定板321插通的槽,固定板321经由该槽从顶板34的上表面突出。
在上述构成中,从图3的上段的状态将线圈侧无线通信装置200A插入控制侧无线通信装置300侧。这时,如图3的中段所示,各固定板321暂时向相互远离的方向弯曲。这是因为,线圈侧无线通信装置200A的两侧的突起221间的最长宽度比两固定板321的最短宽度大。
并且,在线圈侧无线通信装置200A的框体202的底面与顶板34的上表面相接的位置,两侧的突起221分别嵌合于凹部321a,各固定板321通过形状复原力恢复到原来的形状(图3的上段的形状)。由此,线圈侧无线通信装置200A在顶板34之上相对于控制侧无线通信装置300脱离自如地被固定。
在此,线圈侧无线通信装置200A在其底面侧(上述固定时的控制侧无线通信装置300侧)具有天线206a~206d。此外,控制侧无线通信装置在其上表面侧(上述固定时的线圈侧无线通信装置200A侧)具有天线306a~306d。天线306a~306d与天线206a~206d分别成对(共4对)。其中,至少天线206a-306a是例如后述的感应电场耦合型耦合器。
并且,如上述那样,在线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300被相互接近固定的状态下,天线206a~206d配置在分别与天线306a~306d对置的位置。摄像结束的情况下,将线圈侧无线通信装置200A以从顶板34离开的方式从固定板321拔出即可。
另外,上述的嵌合只是线圈侧无线通信装置200A的固定方法的一例,但是脱离自如的固定方法也可以是其他方法。例如,也可以将扣合件(fastener)的雄侧及雌侧中的一方固定于顶板34的上表面,将另一方固定于线圈侧无线通信装置200A的底面。控制侧无线通信装置300的上表面在顶板34的上表面露出的情况下,也可以将扣合件的雄侧及雌侧的一方固定于控制侧无线通信装置300的上表面。
在线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300之间,经由感应电场执行近距离无线通信。感应电场指的是,由于磁通密度的时间变化而产生的电场。作为经由感应电场进行的近距离无线通信,例如使用将感应电场耦合型耦合器用作天线的TransferJet(注册商标)等即可(例如参照特开2010-147922号公报)。
更详细地说,感应电场耦合型耦合器具有耦合电极、共振支脚、地线等(未图示)。若感应电场耦合型耦合器的发送侧的共振支脚被输入电信号,则在耦合电极积蓄电荷,在地线产生与该电荷同等的虚拟电荷。由这些电荷构成微小电双极子,该微小电双极子作为发送侧天线发挥功能。即,通过由微小电双极子产生的纵波的感应电场,向接收侧传送数据。与行进方向平行地振动的纵波不依存于天线的朝向,所以能够实现稳定的数据传送。
但是,如果发送侧和接收侧过分远离,则两者不会电磁耦合,所以无法进行数据发送。这是因为,当远离时,由感应电场耦合型耦合器形成的感应电场会急剧地衰减。
在图3中,为了区分各构成要素,将天线206a~206d相互分离地配置,并且将天线306a~306d相互分离地配置,但即使不分离地配置,也能够避免4个无线通信路径彼此的干涉。
具体地说,在天线206a-306a间、天线206b-306b间、天线206c-306c间、天线206d-306d间将无线频率分离即可(使频率值相差较大即可)。这时,优选在各无线通信路径中避开向被检体P发送的RF脉冲的中心频率的整数分之一的频率。
控制侧无线通信装置300的设置之处优选为距离顶板34上表面不过于深。如果控制侧无线通信装置300的天线306a~306d的位置过深,则无法使两者的间隔D(参照图3的下段)接近成发送侧及接收侧的天线206a~206d、306a~306d相互电磁耦合的程度。这种情况下,经由感应电场进行的无线通信变得困难。即,控制侧无线通信装置300优选配置在能够相对于线圈侧无线通信装置200A接近固定成电磁耦合的程度的位置。
另外,只要线圈侧无线通信装置200A侧的电双极子自身(天线)和控制侧无线通信装置300侧的电双极子自身(天线)不直接接触,也可以使覆盖线圈侧无线通信装置200A侧的天线的框体和覆盖控制侧无线通信装置300侧的天线的框体接触。这是因为,只要能够确保在发送侧的天线和接收侧的天线之间产生感应电场的间隔D即可。因此,控制侧无线通信装置300的天线侧的面也可以在顶板34的上表面平齐地露出。
图4是示意性地表示与由RF线圈装置100A的线圈元件106a~106f检测到的MR信号的发送有关的各部的功能的框图。以下从图4的上侧起依次说明构成要素。即,按照RF线圈装置100A的盖部件104、线圈侧无线通信装置200A、控制侧无线通信装置300、MRI装置20A的控制侧的顺序来说明。
首先,在盖部件104内配置有:前述的选择控制部108、前述的多个线圈元件106a~106f、预放大器PMPa~PMPf、A/D变换器140a~140f、P/S变换器(Parallel/Serial Converter)144、充电池BA、数据保护部150。但是,在图4中为简单起见,未图示线圈元件106c~106f、预放大器PMPc~PMPf及A/D变换器140c~140f。
数据保护部150具有:存储控制部152、电场屏蔽罩156、电场屏蔽罩156内的存储元件160a~160f。但是,在图4中为简单起见,未图示存储元件160c~160f。即,在该例中,存储元件(160a~160f)的数量、A/D变换器(140a~140f)的数量、预放大器(PMPa~PMPf)的数量、以及线圈元件(106a~106f)的数量相同。
各A/D变换器140a~140f分别对应于各预放大器PMPa~PMPf,各预放大器PMPa~PMPf分别对应于各线圈元件106a~106f,各存储元件160a~160f分别对应于各A/D变换器140a~140f。由各线圈元件106a~106f检测到的MR信号由对应的预放大器PMPa~PMPf分别放大后,由对应的A/D变换器140a~140f分别数字化,然后分别存储到对应的存储元件160a~160f。
各存储元件160a~160f对经由感应电场从线圈侧无线通信装置200A向控制侧无线通信装置300无线发送的MR信号的数据进行备份。因此,从线圈侧无线通信装置200A向控制侧无线通信装置300未正常发送MR信号的情况下,使用存储元件160a~160f内的存储数据。
因此,作为存储元件(160a~160f)的最大数,优选为与作为天线发挥功能的线圈元件(106a~106f)相同数量。但是,存储元件的数量不限于上述形态,例如也可以是1个。或者,也可以将存储元件的数量设为线圈元件的数量的一半,对于各存储元件分别存储由2个线圈元件检测到的MR信号。
作为存储元件160a~160f,为了避免对MR信号的发送和接收产生影响,优选为能够非磁性地进行数据的读写。因此,作为存储元件160a~160f,例如能够使用闪存器或EEPROM(Electronically Erasable and ProgrammableRead Only Memory)等半导体存储元件。在本实施方式中,作为一例使用闪存器。
但是,存储元件160a~160f不限于半导体存储元件。例如,也可以将光拾取装置搭载于数据保护部150内,对于可重写的小型光盘通过激光执行数据的记录及删除。这种情况下,也可以省略电场屏蔽罩156。
此外,存储元件160a~160f分别具有例如USB(Universal Serial Bus)等连接端口,存储元件160a~160f能够经由该连接端口相对于数据保护部150脱离自如地连接。此外,存储元件160a~160f分别能够相对于后述的数据回收部600(参照图10)也脱离自如地连接。
电场屏蔽罩156例如为非磁性体,并且是由导电性高的金属形成的框体。作为该金属,例如可以举出黄铜或铜。另外,也可以用铜箔来覆盖塑料等不变形的非磁性体来形成电场屏蔽罩156。
存储控制部152控制对各存储元件160a~160f的MR信号的数据的写入及删除的动作。
接着,线圈侧无线通信装置200A除了前述的天线206a~206d,还具备数据发送部216、参照信号接收部218、ID发送部(Identification InformationTransmitting Unit)222、栅极信号接收部224、线圈L2。
在图4中,栅极信号接收部224-选择控制部108间的布线、线圈L2-充电池BA间的布线、参照信号接收部218-各A/D变换器140a~140f间的布线、以及P/S变换器144-数据发送部216间的布线等收纳于线缆102(参照图2)内。在图4中为简单起见,未图示线缆102。
此外,由线圈侧无线通信装置200A内的线圈L2和盖部件104内的充电池BA构成电力授受部220。
接着,控制侧无线通信装置300除了前述的天线306a~306d,还具有数据接收部316、参照信号发送部318、电力供给部320、ID接收部(Identification Information Receiving Unit)322、栅极信号发送部324。此外,电力供给部320具有线圈L1。
接着,MRI装置20A的控制系统除了图1所示的构成要素,还具有升频变换部402、脉冲波形生成部404、固定频率生成部406、可变频率生成部408。此外,RF接收器48具有降频变换部410、判定部412。
在第1实施方式中作为一例,在线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300之间存在产生充电用的感应磁场的区域和4个无线通信路径。以下依次进行说明。
考虑线圈L2处于与线圈L1接近成电磁耦合的程度的范围内的情况,即,如前述的图3的下段那样线圈侧无线通信装置200A相对于控制侧无线通信装置300接近固定的情况。这种情况下,通过电力供给部320向线圈L1流入1次侧电流而产生的感应磁场,在线圈L2中产生电动势。通过该电动势,在线圈L2中流过2次侧电流,充电池BA被充电。
电力授受部220经由未图示的布线,向线圈侧无线通信装置200A内的各部和RF线圈装置100A的各部供给如上述那样被充电的电力。在此,关于流入线圈L1的1次侧电流的频率,优选相对于4个无线通信路径的通信频率分离。这是为了避免天线206a~206d、306a~306d间的4个无线通信路径的信号和上述1次侧电流及2次侧电流的干涉。
另外,作为确保RF线圈装置100A的电力的方法,也可以代替电力授受部220和电力供给部320,而将在RF线圈装置100A的未使用期间内被充电的其他充电池搭载于盖部件104内。或者,也可以并用在RF线圈装置100A的未使用期间内被充电的其他充电池和上述电力授受部220及电力供给部320的供电。
接着,说明4个无线通信路径。至少在天线206a-306a之间经由感应电场进行无线通信,但是也可以在天线206b-306b间或天线206d-306d间进行。
第1,在天线206c-306c间,RF线圈装置100A的识别信息从线圈侧无线通信装置200A无线发送到控制侧无线通信装置300。具体地说,例如上述识别信息预先存储在ID发送部222中。但是,RF线圈装置100A的识别信息也可以从选择控制部108经由线缆102输入至线圈侧无线通信装置200A的ID发送部222。
若ID接收部322的天线306c接近ID发送部222的天线206c,则ID发送部222基于从ID接收部322无线发送来的电力进行动作。即,ID发送部222将上述识别信息作为数字信号,从天线206c向天线306c自动地无线发送。该识别信息的无线通信例如可以是与以IC标签(Integrated CircuitTag)等为代表的RFID(Radio Frequency Identification)同样的手段。
ID接收部322将天线306c接收到的RF线圈装置100A的识别信息输入至系统控制部52。由此,能够由系统控制部52来识别目前连接着的是胸部用RF线圈装置、肩部用RF线圈装置等各种RF线圈装置中的哪个等信息。
第2,在天线306d-206d间,在摄像中从控制侧无线通信装置300的栅极信号发送部324向线圈侧无线通信装置200A的栅极信号接收部224持续发送栅极信号。
更详细地说,作为切换RF线圈装置100A内的各线圈元件106a~106f的接通/断开的开关,例如使用包含PIN二极管(p-intrinsic-n Diode)的有源陷波电路170等(参照后述的图6)。栅极信号例如是规定陷波电路的阻抗的切换定时的信号(上述开关的控制信号)。另外,也可以构成为从栅极信号发送部324向栅极信号接收部224发送触发信号,在栅极信号接收部224内基于触发信号生成栅极信号。
在向被检体P发送RF脉冲的期间,经由栅极信号发送部324、天线306d、206d、栅极信号接收部224输入至RF线圈装置100A的栅极信号通常被设为接通电平。在栅极信号为接通电平的期间,上述开关为断开状态,各线圈元件106a~106f成为回路切断的状态,无法检测MR信号。
在除了向被检体P发送RF脉冲的期间以外的期间,无线发送断开电平的栅极信号。在栅极信号为断开电平的期间,上述开关成为接通状态,各线圈元件106a~106f能够检测MR信号。通过进行这样的线圈元件106a~106f的接通断开的切换,防止向被检体P发送RF脉冲的发送用RF线圈28和接收MR信号的线圈元件106a~106f之间的耦合。
第3,在天线306b-206b间,在扫描开始时从控制侧无线通信装置300的参照信号发送部318向线圈侧无线通信装置200A的参照信号接收部218无线发送数字的参照信号。
具体地说,参照信号是使MR信号的发送侧即线圈侧无线通信装置200A与以固定频率生成部406为基础的系统的基准频率同步的信号。参照信号发送部318对从固定频率生成部406输入的基准时钟信号进行调制、频率变换、放大、滤波等处理,从而生成参照信号。
在第1实施方式中作为一例,参照信号接收部218具有生成一定频率的基准时钟信号的水晶振荡器等,能够与参照信号发送部318同样地生成参照信号。即,参照信号接收部218仅在扫描开始时接收参照信号后,与所接收到的参照信号内的上升沿或下降沿等定时相应地开始参照信号的生成。另外,在扫描开始时参照信号接收部218所接收的参照信号上重叠有后述的A/D变换开始信号(触发信号)。
参照信号接收部218在扫描中持续向各A/D变换器140a~140f输入所生成的参照信号。由此,即使在线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300之间产生了通信不畅的情况下,由线圈元件(106a~106f)检测到的MR信号也被A/D变换器140a~140f正常地进行A/D变换后备份到存储元件160a~160f中。
但是,也可以是,不在参照信号接收部218内生成参照信号。也可以是,在天线306b-206b间,在摄像中持续地从参照信号发送部318向参照信号接收部218无线发送参照信号。
固定频率生成部406生成一定频率的基准时钟信号。固定频率生成部406为了生成基准时钟信号,具有例如稳定度高的水晶振荡器等。固定频率生成部406向参照信号发送部318及可变频率生成部408输入基准时钟信号。此外,固定频率生成部406对于图像重构部56或脉冲波形生成部404等在MRI装置20A内进行时钟同步的之处也输入基准时钟信号。
可变频率生成部408具有PLL(Phase-Locked Loop:相位同步电路)、DDS(Direct Digital Synthesizer:数字直接合成振荡器)、混合器等。可变频率生成部408基于上述基准时钟信号进行动作。可变频率生成部408作为RF脉冲的中心频率,生成与从系统控制部52输入的设定值一致的可变频率的本地信号(时钟信号)。
为此,系统控制部52在预扫描之前将RF脉冲的中心频率的初始值输入至可变频率生成部408。此外,系统控制部52在预扫描后将RF脉冲的中心频率的修正值输入至可变频率生成部408。
可变频率生成部408向降频变换部410及升频变换部402输入上述的可变频率的本地信号。
此外,将用于决定盖部件104内的A/D变换器140a~140f中的采样定时的触发信号(A/D变换开始信号)从系统控制部52输入至参照信号发送部318。这里的采样指的是,例如每隔一定时间采集模拟信号的强度,并使其成为能够进行数字记录的形态。在此作为一例,参照信号发送部318通过将触发信号重叠在参照信号上,将参照信号及触发信号的双方仅在扫描开始时无线发送给参照信号接收部218。
第4,在天线206a-306a间,从线圈侧无线通信装置200A的数据发送部216向控制侧无线通信装置300的数据接收部316经由感应电场无线发送数字的MR信号。
具体地说,由被选择为接收用的线圈元件(106a~106f的至少1个)检测到的模拟的MR信号被对应的预放大器(PMPa~PMPf的某个)放大后,输入至对应的A/D变换器(140a~140f的某个)而变换为数字信号。这时,从参照信号接收部218向各A/D变换器(140a~140f)输入有参照信号及触发信号。因此,各A/D变换器(140a~140f)与触发信号被发送的定时同步地,基于参照信号(采样时钟信号)开始采样及量化。
各A/D变换器(140a~140f)向对应的存储元件(160a~160f的某个)和P/S变换器144输入数字的MR信号。即,A/D变换器140a向存储元件160a及P/S变换器144输入由线圈元件106a检测并由预放大器PMPa放大后再数字化的MR信号。同样地,A/D变换器140b向存储元件160b及P/S变换器144输入由线圈元件106b检测并由预放大器PMPb放大后再数字化的MR信号。A/D变换器140c~140f也是同样。
但是,在存在有未被选择为MR信号的接收用的线圈元件(106a~106f)的情况下,与该非选择的线圈元件对应的A/D变换器(140a~140f)及存储元件(160a~160f)不动作。
P/S变换器144将输入的单个或多个MR信号从并行信号变换为串行信号以进行无线发送,将该串行信号经由线缆102输入至线圈侧无线通信装置200A的数据发送部216。这是因为,在第1实施方式的例子中,MR信号的发送用的天线只是天线206a之中的1个。
但是,本实施方式不限于作为串行信号进行无线发送的形态。例如也可以构成为,通过增加MR信号的发送用及接收用的天线数等,来保持并行信号的状态而进行无线发送。
数据发送部216对输入的串行MR信号进行错误订正编码、交织(interleave)、调制、频率变换、放大、滤波等处理,生成(串行信号且数字信号的)无线发送用的MR信号。数据发送部216将无线发送用的MR信号从该天线206a无线发送到天线306a。
数据接收部316对由天线306a接收到的MR信号实施放大、频率变换、解调、逆交织、错误订正解码等处理。由此,数据接收部316从无线发送用的MR信号提取原来的数字的MR信号,并将提取到的MR信号输入至RF接收器48的降频变换部410。
降频变换部410将从可变频率生成部408输入的本地信号与从数据接收部316输入的MR信号相乘,进而通过滤波而仅使期望的信号频带通过。由此,降频变换部410对MR信号进行频率变换(降频),将频率变低的MR信号输入至判定部412。
判定部412通过对频率变低的MR信号实施规定的信号处理,生成MR信号的原始数据,并基于MR信号的原始数据判定是否存在发送不良。判定部412判定为存在发送不良的情况下,确定数据的哪个部分为发送不良(丢失等)。关于发送不良的有无的判定方法以及发送不良部分的确定方法,使用图5在后面说明。
判定部412将MR信号的原始数据输入至图像重构部56,图像重构部56将MR信号的原始数据变换为k空间数据并保存。
另外,在上述构成中,将RF接收器48和控制侧无线通信装置300作为单独的构成要素进行了说明,但这只是一例。例如,也可以构成为RF接收器48是控制侧无线通信装置300的一部分。
此外,发送不良的有无的判定和发送不良部分的确定也可以不由RF接收器48内的判定部412执行,而是例如在控制侧无线通信装置300的数据接收部316内执行。或者,发送不良的有无的判定和发送不良部分的确定也可以在图像重构部56内执行。
以上是对4个无线通信路径的说明。
在图4中,系统控制部52基于由操作者经由输入装置62输入的摄像条件,决定脉冲序列中的重复时间、RF脉冲的种类、RF脉冲的中心频率、以及RF脉冲的频带宽度等摄像条件。系统控制部52将这样决定的摄像条件输入至脉冲波形生成部404。
脉冲波形生成部404根据上述那样从系统控制部52输入的摄像条件,使用从固定频率生成部406输入的基准时钟信号,生成基带的脉冲波形信号。脉冲波形生成部404将基带的脉冲波形信号输入至升频变换部402。
升频变换部402将基带的脉冲波形信号与从可变频率生成部408输入的本地信号相乘,进而通过滤波而仅使期望的信号频带通过,从而实施频率变换(升频)。升频变换部402将这样频率变高的基带的脉冲波形信号输入至RF发送器46。RF发送器46基于输入的脉冲波形信号生成RF脉冲。
图5是各存储元件160a~160f中存储的MR信号的数据形式的说明图。在图5中,相位编码及频率编码的步骤数为256×256,但这只是一例,各步骤数也可以是256以外。在图5中,TR为重复时间,横方向的Ts为采样时间(Sampling Time),纵方向为相位编码步骤(Phase Encode Step)。
这种情况下,例如256次改变相位编码,收集256行的MR信号而用于1个图像。具体地说,由线圈元件(106a~106f)检测到的模拟的1行MR信号被预放大器(PMPa~PMPf)放大后,在A/D变换器(140a~140f)中分别减去载运频率的正弦波或余弦波而被数字化。即,1行(1个相位编码步骤的量)的MR信号在采样时间内被变换为在时间轴方向上离散而具有大量数字值的数据。各数字值例如表示其接收时刻的MR信号的强度。
该数字化的MR信号按照每1行依次存储在存储元件160a~160f中,并且被输入至P/S变换器144。1行和下一行的区分用栅极信号来区别。即,在本实施方式中作为一例,各存储元件160a~160f作为上述那样的频率空间的数字数据而备份(存储)MR信号。
判定部412通过对数字化的MR信号实施规定的信号处理而生成MR信号的原始数据后,如以下那样判定发送不良的有无。例如,相当于白噪声的数据值连续了规定数量的情况下,判定部412判定为发送不良。此外,相同数据值连续了规定数量的情况下,判定部412判定为发送不良。
判定部412例如将相当于白噪声的数据值连续了规定数量的部分、以及相同数据值连续了规定数量的部分确定为数据的发送不良部分。此外,判定部412例如确定由哪个线圈元件106a~106f检测到的MR信号中的哪个相位编码步骤的行为发送不良。
这种情况下,发送不良例如按照MR信号的每1行来判定,“发送不良部分的重新发送”也按照MR信号的每1行来执行。但这只是一例,也可以构成为,按照1图像量的每个MR信号来判定发送不良的有无,以1图像量的MR信号单位来执行MR信号的重新发送。或者,也可以是,即使发送不良部分仅为1行,也以多个图像量的MR信号的单位来执行MR信号的重新发送。
这样,重新发送的MR信号的数据包含与成为发送不良的部分对应的正确数据,但是也可以包含正常发送的正确数据。因此,准确地说,上述“发送不良部分的重新发送”指的是“重新发送包含与成为发送不良的部分对应的正确数据的数据”。
此外,在第1实施方式中,MR信号的无线通信路径仅为天线206a-306a间,但是无线通信路径存在多个的情况下,优选为按照每个无线通信路径来执行发送不良的有无的判定和发送不良部分的确定。
例如,考虑胸部用RF线圈装置100A的线圈侧无线通信装置200A接近固定于1个控制侧无线通信装置300,而腰部用RF线圈装置100α的线圈侧无线通信装置200A接近固定于另一个控制侧无线通信装置300的情况。这种情况下,判定部412按照每个RF线圈装置(100A、100α)、并且按照其内部的每个线圈元件确定哪个部分的数据为发送不良。
另外,输入至P/S变换器144的各行的MR信号如前述那样被无线发送后,最终由图像重构部56如图5那样按照每个相位编码步骤排列而变换为矩阵数据。具体地说,将图5的横方向即各MR信号的采样时间Ts以等间隔分为256份,并按照分割出的每个ΔTs将MR信号的(例如代表性的或平均的)强度变换为各矩阵要素的矩阵值。
由此,对于实数部分(减去了上述余弦函数的部分)和虚数部分(减去了上述正弦函数的部分),分别生成256行256列的矩阵数据。图像重构部56将这2个矩阵数据作为k空间数据保存。
在此,由各存储元件160a~160f对MR信号进行备份时,是否为扫描执行中的判定和扫描的开始定时的判定非常重要。以下使用图6~图8说明其方法的数个例子,但是关于是否为扫描中,例如能够根据是否发送了激励用RF脉冲来判定。
图6是表示有源陷波电路170的场合下的、是否为扫描执行中的判定方法的一例的示意电路图。在RF线圈装置100A的盖部件104内,在选择控制部108与线圈元件106a之间配置有有源陷波电路170。
有源陷波电路170具有电容器CA、PIN二极管D1、线圈L3,这些期间相对于线圈元件106a如图6那样布线。以使电容器CA-PIN二极管D1-线圈L3的回路的电路的共振频率成为拉莫尔频率的方式,选择了线圈L3的电感、电容器CA的电容、PIN二极管D1的顺向电阻值等。这种情况下,选择控制部108能够基于栅极信号来判定是否为扫描执行中。
具体地说,线圈元件106a被选择为接收用的情况下,选择控制部108在从栅极信号接收部224输入的栅极信号的接通期间,向PIN二极管D1沿顺向施加上升沿电压。因此,在栅极信号的接通期间,PIN二极管D1成为接通状态(导通状态)。
此外,在栅极信号的接通期间,由于向被检体P发送拉莫尔频率的激励用RF脉冲,所以电容器CA-PIN二极管D1-线圈L3的回路的电路以拉莫尔频率共振,成为高阻抗。由此,线圈元件106a在电容器CA的部分成为回路切断的状态,所以无法检测MR信号。
因此,选择控制部108在从栅极信号接收部224输入的栅极信号中有接通期间的情况下,判定为从该期间开始规定期间为扫描中。这里的规定期间例如是MR信号的收集所需的期间,能够基于重复时间等摄像条件来预先决定。
另外,在线圈元件106a未被选择为接收用的情况下,选择控制部108向PIN二极管D1沿顺向施加上升沿电压。由此,线圈元件106a无法检测MR信号,所以防止了与被选择为接收用的其他线圈元件(106b~106f)之间的耦合。
图7是表示无源陷波电路的情况下的、是否为扫描执行中的判定方法的一例的示意电路图。无源陷波电路172具有线圈L4、电容器CB、作为交叉二极管CR并联连接的二极管D2、D3,它们相对于线圈元件106a如图7那样布线。
以使线圈L4-电容器CB-交叉二极管CR的回路的电路的共振频率成为拉莫尔频率的方式,选择了线圈L4的电感、电容器CB的容量、二极管D2、D3的顺向电阻值等。电流检测器174检测交叉二极管CR中流动的电流值,并输入至选择控制部108。
以下说明无源陷波电路172的动作。
若向被检体P发送拉莫尔频率的激励用RF脉冲,则由于激励用RF脉冲的能量较大,所以在交叉二极管CR中瞬间地流过电流。由此,线圈L4-电容器CB-交叉二极管CR的回路的电路共振,成为高阻抗。因此,线圈元件106a在电容器CB的部分成为回路切断的状态,所以无法检测MR信号。
在此,通过核磁共振而从被检体P放射的MR信号与激励用RF脉冲相比能量较为微弱,所以不会沿顺向流过使二极管D2、D3成为上升沿电压那样程度的电流。因此,在不发送激励用RF脉冲的期间,无源陷波电路172成为接通状态(对于高频电流,经由电容器CB的部分成为导通状态)。即,在不发送激励用RF脉冲的期间,线圈元件106a成为回路不切断的状态,能够检测MR信号。
此外,在激励用RF脉冲的发送后,在与重复时间等摄像条件相应的一定期间内执行MR信号的收集。因此,选择控制部108从电流检测器174取得在交叉二极管CR中流动的电流值,基于该取得的电流值来判定是否为扫描中。即,选择控制部108检测到在交叉二极管CR中流过了规定值以上大小的电流的情况下,判定为在从该检测定时起的一定期间内为扫描执行中。
在发送激励用RF脉冲的期间,优选为如上述那样使回路成为切断的状态来保护线圈元件106a,在本实施方式中,构成了图6或图7的陷波电路(170、172)。在图6、图7中说明了线圈元件106a的部分,但是其他线圈元件106b~106f的陷波电路的构成也与图6或图7相同。
另外,在无源陷波电路172的情况下,选择控制部108也可以不基于交叉二极管CR中流动的电流值、而基于交叉二极管CR的电压值来判定是否为扫描中。这种情况下,取代电流检测器174而设置电压检测器即可。
在上述无源陷波电路172的情况下,线圈元件106a~106f无论是否被选择为接收用,都检测MR信号。在无源陷波电路172的情况下,仅对由线圈元件106a~106f中的被选择为接收用的线圈元件(106a~106f)检测到的MR信号进行A/D变换,并如前述那样进行存储及无线发送。
在无源陷波电路172的情况下,具有不需要该接通断开的控制这一优点,但是在MR信号的接收中无法防止线圈元件106a~106f彼此的耦合(像有源陷波电路170那样)。因此,也可以为了防止线圈元件106a~106f彼此的耦合,针对1个线圈元件106a~106f设置有源陷波电路170和无源陷波电路172各1个。这种情况下,无源陷波电路172不需要控制,对于有源陷波电路170,基于栅极信号与上述同样地进行控制。
图8是表示通过激励用RF脉冲的发送定时来判定扫描的开始定时的方法的一例的说明图。在图8中,横轴表示从脉冲序列的开始起的经过时间t。图8的上段表示激励用RF脉冲的波形的发送定时,下段表示有源陷波电路170的PIN二极管D1的电压值。
如图8所示,在有源陷波电路170的情况下,在发送激励用RF脉冲的期间(栅极信号的接通期间),PIN二极管D1成为接通状态,其两端的电压成为上升沿电压。因此,选择控制部108在栅极信号的断开期间持续“第1规定期间”以上后,如果栅极信号成为接通,则能够将该接通的定时判定为“下次扫描的开始定时”。这里的“第1规定期间(参照图8)”例如由选择控制部108根据摄像条件来决定即可。
存储控制部152可以从选择控制部108实时地取得下次扫描的开始定时,与下次扫描的开始定时同步地开始存储元件160a~160f内的数据删除。这是因为,在扫描的开始,通常不是执行图像生成用的MR信号的收集,而是执行用于决定接收增益的预扫描。即,即使在下次扫描的开始定时的紧之后开始进行数据删除,也能够在将下次扫描中的图像生成用的MR信号数字化并存储之前结束数据删除。
另一方面,在作为线圈元件106a~106f的陷波电路使用了无源陷波电路172的情况下,选择控制部108例如如以下那样判定扫描的开始定时。具体地说,选择控制部108通过电流检测器174按照一定的时间间隔始终检测交叉二极管CR中流过的电流值。选择控制部108将交叉二极管CR中流过了“第2规定期间”以上的电流后、交叉二极管CR中流过电流的定时,判定为下次扫描的开始定时。这里的“第2规定期间”相当于图8的“断开期间”,例如根据摄像条件来决定即可。
如上述那样判定了扫描开始的定时后,选择控制部108能够基于重复重复时间及切片数等摄像条件和扫描开始时刻来判定扫描结束时刻。
接着,说明存在有MR信号的数据的发送不良的情况下的、通过手动来回收数据的方法的一例。在第1实施方式的MRI装置20A中,作为一例,在存在有MR信号的数据的发送不良的情况下,使用存储元件(160a~160f)中存储的数据,在正式扫描结束后自动地重新发送“与成为发送不良的部分对应的正确数据”。
判定部412判定该重新发送的数据是否存在发送不良。在未正常执行的情况下,判定部412如上述那样包括数据是由哪个线圈元件(106a~106f)检测到的在内地确定数据的发送不良部分,并将确定结果输入至系统控制部52。系统控制部52使显示装置64显示与被判定为存在有检测数据的发送不良的线圈元件(106a~106f)对应的存储元件(160a~160f)。
图9是表示通过手动来回收数据的方法的引导显示的一例的示意图。系统控制部52使显示装置64显示用于确定应该取出的存储元件(160a~160f的某个)的信息。在图9的显示例中显示成,由线圈元件106b检测到的MR信号的至少一部分存在有发送不良,将与线圈元件106b对应的存储元件160b取出并将其与后述的数据回收部600连接。
各存储元件160a~160f如前述那样脱离自如,但是例如优选为,在各存储元件160a~160f的表面附加识别编号等,以能够视觉地相互识别。
在多个存储元件包含在RF线圈装置100A内的情况下,如上述那样,优选为显示用于确定存储有成为发送不良的数据的存储元件(160a~160f的某一个)的信息。另一方面,仅通过内置于RF线圈装置100A的1个存储元件来备份全部线圈元件106a~106f的检测数据的情况下,引导显示成将存储元件取出并将其与数据回收部600连接即可。
图10是表示数据回收部600的配置的一例的示意立体图。在图10的例子中,数据回收部600在摄像室的机架21的入口及诊视台32各设置1个,但是数据回收部600的数量也可以是1个,也可以是3个以上。此外,配置形态也不限于图10的形态,例如也可以设置于控制室内。
各数据回收部600通过内部布线与RF接收器48连接,具有与存储元件160a~160f相同类型的连接端口。从系统控制部52(或判定部412)向各数据回收部600输入用于确定数据的发送不良部分的信息。在连接有存储元件(160a~160f)的情况下,各数据回收部600基于该输入信息,从存储元件(160a~160f)读取数据的发送不良部分(所对应的正确数据),并输入至RF接收器48。
如上述那样取得的正确数据(与成为发送不良的部分对应)被降频变换部410实施了降频变换之后,在判定部412内被实施规定的信号处理,被输入至图像重构部56。图像重构部56对数据的发送不良部分进行补偿,并基于插补后的MR信号的原始数据生成(修正)并保存k空间数据。另外,无论将存储元件(160a~160f)连接于哪个数据回收部600,都同样地回收MR信号的数据。
此外,为了防止发送不良,系统控制部52定期地执行从RF线圈装置100A的识别信息的取得,始终确认线圈侧无线通信装置200A与控制侧无线通信装置300被正常连接。系统控制部52在未能从RF线圈装置100A正常取得识别信息的情况下,输出两者的连接状况不正常的意思的警告指令。
图11是表示除了胸部用的RF线圈装置100A之外还使用腰部用的RF线圈装置100α,在无线通信不正常的情况下进行警告显示的一例的示意图。在图11中作为一例,胸部用的RF线圈装置100A的线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300的无线通信正常,但是腰部用的RF线圈装置100α的线圈侧无线通信装置和控制侧无线通信装置300的无线通信不正常。
因此,系统控制部52将警告指令输入至显示装置64,使显示装置64显示哪个RF线圈装置与哪个控制侧无线通信装置300的无线通信不正常的信息。该信息通过顶板34中的控制侧无线通信装置300的配置图和画面下侧的文字信息来示出。
即,显示装置64在无线通信不正常的情况下,还作为通知无线通信不正常的意思的通知部发挥功能。另外,无线通信不正常的意思的通知不限于显示,例如也可以通过警告音来执行。或者,无线通信不正常的意思的通知可以通过在适当的位置设置发光二极管等,而通过以红色闪烁灯的发光来执行。
图12是表示第1实施方式中的MRI装置20A的摄像动作的流程的一例的流程图。以下,适当参照前述的各图,按照图12所示的步骤编号,说明MRI装置20A的动作。另外,在此说明使用上述RF线圈装置100A的例子,但是使用其他RF线圈装置的情况下,通过设置与线圈无线通信装置200A同样的构成,也能够得到与第1实施方式同样的效果。
[步骤S1]在顶板34位于机架21外的状态下,向顶板34上的被检体P佩戴RF线圈装置100A,例如相对于最近位置的控制侧无线通信装置300将线圈侧无线通信装置200A脱离自如地进行接近固定(参照图2、图3)。通过上述接近固定,线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300进入能够相互通信的范围内时,在两者间开始上述的电力供给及无线通信。
具体地说,ID发送部222基于从ID接收部322无线发送的电力进行动作,从而将RF线圈装置100A的识别信息无线发送给ID接收部322(参照图4)。在此,各控制侧无线通信装置300的天线306c例如在顶板34未插入到机架21内的期间始终以一定的时间间隔输出电磁波。因此,线圈侧无线通信装置200A被固定在可通信范围后,立刻开始识别信息的无线发送。
系统控制部52取得该识别信息,识别出RF线圈装置100A当前被连接。由此,系统控制部52许可线圈侧无线通信装置200A与控制侧无线通信装置300之间的进一步通信,并且执行从电力供给部320向电力授受部220的电力供给。因此,电力供给部320及电力授受部220如前述那样,开始经由感应磁场向线圈侧无线通信装置200A的各部和RF线圈装置100A的各部电力供给。
然后,顶板驱动装置50(参照图1)按照系统控制部52的控制,使顶板34在机架21内移动。
此外,系统控制部52至少在脉冲序列的结束之前,以一定的时间间隔持续执行从线圈侧无线通信装置200A取得RF线圈装置100A的识别信息的处理。即,系统控制部52始终确认线圈侧无线通信装置200A与控制侧无线通信装置300的连接,在变得不能正常取得上述识别信息的情况下,输出警告指令并使显示装置显示警告(参照图11)。
但是,在顶板34回到机架21外而将存储元件(160a~160f)卸下的情况下的步骤S11、S12的期间,不执行该处理。因此,警告显示有可能在步骤S10之前的任意定时被执行。
然后,进入步骤S2。
[步骤S2]系统控制部52控制MRI装置20A的各部,以成为脉冲序列的待机状态。具体地说,参照信号发送部318按照系统控制部52的通信许可,通过天线306b-206b间的例如经由感应电场的无线通信路径,向参照信号接收部218输入数字的参照信号。另外,在被发送的参照信号上,还重叠有用于决定采样定时的触发信号。
在此作为一例,参照信号接收部218仅在扫描开始时接收参照信号后,与接收到的参照信号内的上升沿或下降沿等的定时相应地开始参照信号的生成。参照信号接收部218向各A/D变换器(140a~140f)持续输入所生成的参照信号,直到正式扫描结束。由此,即使在线圈侧无线通信装置200A与控制侧无线通信装置300之间产生通信不畅的情况下,由线圈元件(106a~106f)检测到的MR信号也在被预放大器(PMPa~PMPb)放大后,由A/D变换器(140a~140f)正常地进行A/D变换,然后存储到存储元件(160a~160f)中。
然后,进入步骤S3。
[步骤S3]从参照信号接收部218向各A/D变换器(140a~140f)开始输入了参照信号后,RF线圈装置100A的选择控制部108将数据的删除指令输入至存储控制部152。存储控制部152与接受到数据的删除指令的定时同步地开始全存储元件160a~160f内的全部数据的删除。由此,在全部存储元件160a~160f中不再有使用区域,能够最大限度地备份MR信号的数据。
然后,进入步骤S4。
[步骤S4]系统控制部52基于经由输入装置62向MRI装置20A输入的摄像条件和在步骤S1中取得的使用线圈的信息(在该例中为使用RF线圈装置100A),设定正式扫描的摄像条件的一部分。
然后,进入步骤S5。
[步骤S5]系统控制部52通过对MRI装置20A的各部进行控制,执行预扫描。在预扫描中,例如计算RF脉冲的中心频率的修正值,生成RF线圈装置100A内的各线圈元件106a~106f的感度分布图。然后,进入步骤S6。
[步骤S6]系统控制部52基于预扫描的执行结果,设定正式扫描的其余摄像条件。摄像条件中还包括在正式扫描中用于接收的线圈元件(106a~106f的至少1个)的信息。
因此,系统控制部52将图8中说明的扫描开始定时的判定所需的摄像条件和正式扫描中用于接收的线圈元件的信息通过某个无线通信路径输入至RF线圈装置100A的选择控制部108。扫描开始定时的判定所需的摄像条件和用于接收的线圈元件的信息,例如在被从栅极信号发送部324向栅极信号接收部224无线发送之后,被从栅极信号接收部224输入至选择控制部108。
然后,进入步骤S7。
[步骤S7]系统控制部52通过对MRI装置20A的各部进行控制,执行正式扫描。具体地说,通过由静磁场电源40励磁的静磁场磁铁22,在摄像空间中形成静磁场。此外,从匀磁线圈电源42向匀磁线圈24供给电流,摄像空间中形成的静磁场被均匀化。
另外,在线圈元件106a~106f的开关为有源陷波电路170的情况下,在天线306d-206d间,在正式扫描的执行中持续地从栅极信号发送部324向栅极信号接收部224无线发送前述的栅极信号。
然后,从输入装置62向系统控制部52输入摄像开始指示后,通过反复地依次执行以下的<1>~<4>的处理,从被检体P收集MR信号。
<1>系统控制部52按照脉冲序列使梯度磁场电源44、RF发送器46及RF接收器48驱动,从而在包含被检体P的摄像部位的摄像区域形成梯度磁场,并且从发送用RF线圈28向被检体P发送RF脉冲。
另外,在各线圈元件106a~106f的开关为有源陷波电路170的情况下,仅在向被检体P发送RF脉冲的期间,将栅极信号设为例如接通电平,各线圈元件106a~106f成为断开状态。由此,防止耦合。
<2>在各线圈元件106a~106f的开关为有源陷波电路170的情况下,在RF脉冲的发送后,将栅极信号切换为例如断开电平。然后,通过由选择控制部108选择的线圈元件(106a~106f的至少1个),检测由被检体P内的核磁共振产生的MR信号。检测到的模拟的MR信号被从各线圈元件(106a~106f)分别输入至对应的预放大器(PMPa~PMPb)并放大后,分别被输入至对应的A/D变换器(140a~140f)。另外,与未被选择的线圈元件对应的预放大器(PMPa~PMPb)和A/D变换器(140a~140f)不动作。
<3>与由选择控制部108选择的线圈元件对应的各A/D变换器(140a~140f)基于从参照信号接收部218输入的参照信号,开始对从对应的线圈元件输入的MR信号进行采样及量化。然后,A/D变换器(140a~140f)将数字化的MR信号输入至P/S变换器144。
P/S变换器144将输入的MR信号变换为串行信号,并将其输入至数据发送部216。数据发送部216通过对串行的MR信号实施规定的处理,生成无线发送用的MR信号,并将其从天线206a经由感应电场朝向天线306a无线发送。
<4>数据接收部316通过对由天线306a接收到的无线发送用的MR信号实施规定的处理,提取原来的数字的MR信号,并将提取到的MR信号输入至降频变换部410。降频变换部410对输入的MR信号执行降频变换,并将频率降低后的MR信号输入至判定部412。判定部412通过实施规定的信号处理,生成MR信号的原始数据。
判定部412通过前述的反复,对生成的MR信号的原始数据判定是否属于发送不良。判定部412判定为属于发送不良的情况下,例如将相当于白噪声的数据值连续了规定数量的部分、或相同数据值连续了规定数量的部分确定为数据的发送不良部分。在该例中,判定部412确定是由哪个线圈元件106a~106f检测到的MR信号中的哪个相位编码步骤的行为发送不良。
对于不属于发送不良的MR信号的原始数据,判定部412将其直接输入图像重构部56,另一方面,对于属于发送不良的MR信号的原始数据,判定部412例如将其替换为置换用数据并输入图像重构部56。置换用数据例如是全部数据表示最大亮度的数据,由图像重构部56识别为发送不良部分的数据。图像重构部56将输入的MR信号的原始数据变换为k空间数据并保存。
通过重复以上的<1>~<4>的处理,收集作为正式扫描的MR信号。在该正式扫描的执行时,如图8中所说明,正式扫描的开始定时由选择控制部108判定。然后,存储控制部152与正式扫描的开始定时同步地开始存储元件160a~160f内的数据删除,数据删除在通过正式扫描收集到的MR信号的存储开始前结束。
此外,在该正式扫描的执行时,由选择控制部108继续判定正式扫描是否为执行中。关于该判定方法,已经通过图6、图7说明了有源陷波电路170的情况和无源陷波电路172的情况,所以在此省略说明。
在正式扫描为执行中的期间,选择控制部108对存储控制部152进行控制,执行(无线发送前的)MR信号的数据的备份。即,由与被选择的线圈元件对应的A/D变换器(140a~140f的至少1个)进行了数字化的MR信号被存储到与该A/D变换器对应的存储元件(160a~160f的至少1个)。由此,由被选择的线圈元件检测到的全部MR信号的数据被备份。
以上的正式扫描和MR信号的数据的备份结束后,进入步骤S8。
[步骤S8]在步骤S7的正式扫描中没有发送不良的情况下,判定部412将没有发送不良的意思输入至系统控制部52。这种情况下,进入步骤S13。
另一方面,在步骤S7的正式扫描中存在发送不良的情况下,判定部412将存在发送不良的意思、以及用于确定数据的发送不良部分的信息输入至系统控制部52。这种情况下,进入步骤S9。
[步骤S9]系统控制部52将用于确定数据的发送不良部分的信息从某个无线通信路径发送给RF线圈装置100A的选择控制部108。系统控制部52将用于确定数据的发送不良部分的信息从例如栅极信号发送部324无线发送给栅极信号接收部224。这种情况下,栅极信号接收部224将用于确定数据的发送不良部分的信息输入至选择控制部108。
选择控制部108对存储控制部152进行控制,将“与成为发送不良的部分对应的正确数据”从存储着成为发送不良的数据的存储元件(160a~160f的某一个)输入至P/S变换器144。然后,与成为发送不良的部分对应的正确数据与前述同样地经由感应电场再次被无线发送,被实施降频变换后被输入至判定部412。
如前述那样,在被重新发送的数据中,除了与成为发送不良的部分对应的正确数据,也可以包含发送不良部分的周边的已正常发送的数据。关于这一点,在步骤S12的数据回收中也是同样的。
然后,进入步骤S10。
[步骤S10]判定部412对步骤S9中输入的MR信号的数据实施规定的信号处理,生成MR信号的原始数据,并与前述同样地判定该数据是否属于发送不良。判定部412将判定结果输入至系统控制部52。
在不属于发送不良的情况下,判定部412将该步骤S10中生成的MR信号的原始数据输入至图像重构部56。然后,图像重构部56将前述的置换用数据的部分置换为在该步骤S10中输入的数据,从而对发送不良部分进行补偿。图像重构部56基于这样插补后的MR信号的原始数据,对k空间数据进行修正并保存。然后,进入步骤S13。
另一方面,在属于发送不良的情况下,系统控制部52(或判定部412)将用于确定数据的发送不良部分的信息输入至各数据回收部600。然后,进入步骤S11。
[步骤S11]系统控制部52将用于确定应该取出的存储元件(160a~160f的某一个)的信息在显示装置64上进行引导显示(参照图9)。“应该取出的存储元件”指的是,存储着成为发送不良的数据的存储元件。此外,顶板驱动装置50为了将存储元件卸下,按照系统控制部52的控制使顶板34移动到机架21外。此外,系统控制部52使从RF线圈装置100A的识别信息的取得处理停止。然后,进入步骤S12。
[步骤S12]由操作者从RF线圈装置100A将通过步骤S11的引导显示确定出的存储元件(160a~160f的某一个)卸下,将其连接至数据回收部600。在连接了存储元件(160a~160f)的情况下,数据回收部600从存储元件(160a~160f)读入“与成为发送不良的部分对应的正确数据”,并输入(传送)至RF接收器48。数据回收部600传送数据的发送不良部分后,将连接的存储元件(160a~160f)内的数据删除。
与成为发送不良的部分对应的正确数据在被实施了降频变换后,在判定部412内被实施规定的信号处理,被输入至图像重构部56。图像重构部56将前述的置换用数据的部分置换为在该步骤S12中输入的MR信号的原始数据,从而对发送不良部分进行补偿,与步骤S10同样地对k空间数据进行修正并保存。然后,进入步骤S13。
[步骤S13]在没有同一被检体P的下一脉冲序列的情况下,系统控制部52使处理转移到步骤S14。
另一方面,在存在同一被检体P的下一脉冲序列的情况下,系统控制部52分为以下的2种情况,使处理返回到步骤S2。
第1,在未执行步骤S11、S12的处理的情况下,系统控制部52在继续从RF线圈装置100A的识别信息的取得处理的状态下,使处理回到步骤S2。
第2,在执行了步骤S11、S12的处理的情况下,系统控制部52在显示装置64上显示用于催促将与数据回收部600连接的存储元件再次连接到RF线圈装置100A的规定位置的信息。然后,在存储元件被正常地再次连接到数据保护部150内的情况下,RF线圈装置100A的选择控制部108使向ID发送部222发送识别信息重新开始,系统控制部52使从RF线圈装置100A取得识别信息的取得处理重新开始。然后,顶板驱动装置50按照系统控制部52的控制,使顶板34移动到机架21内。然后,回到步骤S2。
[步骤S14]图像重构部56通过对k空间数据实施包括傅里叶变换等在内的图像重构处理,将图像数据重构,并将得到的图像数据保存到图像数据库58中。然后,图像处理部60从图像数据库58取得图像数据,并对其实施规定的图像处理,从而生成显示用图像数据,并将该显示用图像数据保存到存储装置66中。系统控制部52将显示用图像数据传送至显示装置64,并使显示装置64显示显示用图像数据所示的图像。
摄像结束后,(将顶板34移动到机架21外之后)线圈侧无线通信装置200A从控制侧无线通信装置300脱离,两者成为可通信范围外后,两者间的通信及供电结束。
以上说明了第1实施方式的MRI装置20A的动作。
以下说明第1实施方式的效果。
在第1实施方式中,在无线通信时,发送侧及接收侧相互接近固定,经由感应电场进行无线通信。因此,与以往的数字无线通信相比,较低地抑制了无线的输出,因此容易应对各种国家的法规限制。
除了发送侧与接收侧接近,还能够降低无线的输出,所以发送电波在周围反射而妨碍线圈元件106a~106f检测来自被检体P的MR信号的问题也不会发生。因此,能够从RF线圈装置100A侧向MRI装置20A的主体侧(RF接收器48侧)良好地无线发送数字的MR信号。
此外,在多个线圈元件(106a~106f)被选择为接收用的情况下,由多个线圈元件分别检测到的多个MR信号被变换为串行信号并进行无线发送。因此,设置1组MR信号的发送用的天线(无线通信路径)即可,并且在MR信号彼此之间,不需要进行用于防止干涉的频率分离。
与此相对,在以往的数字无线通信中,接收侧存在于发送侧的远处,所以MR信号的接收用的多个线圈元件同时连接的情况下,会产生串扰等干涉,所以进行频率分离和时间分割的通信。像本实施方式这样,在近距离的无线通信中不需要进行时间分割。
此外,将控制侧无线通信装置300设置多处,将线圈侧无线通信装置200A相对于某1个控制侧无线通信装置300i进行固定即可。因此,无论是佩戴于被检体P的哪个位置的RF线圈装置、即无论在顶板34上的哪个位置存在RF线圈装置100A,都能够将线圈侧无线通信装置200A和控制侧无线通信装置300接近固定而良好地无线发送MR信号。
此外,向RF线圈装置100A的电力供给、栅极信号的发送、触发信号的发送也通过无线进行,所以能够使MRI装置20A的构成简单化。结果,能够降低MRI装置20A的制造成本。
进而,在RF线圈装置100A内,由被选择为接收用的线圈元件(106a~106f)检测到的MR信号被存储在与该线圈元件对应的存储元件160a~160f。然后,在MR信号的数据存在发送不良的情况下,由判定部412确定发送不良部分,自动地再次发送“与成为发送不良的部分对应的正确数据”。因此,容易对通信不畅所导致的MR信号的数据的发送不良进行补偿。
此外,在通过上述的发送不良部分的再次无线发送也未能补偿数据的发送不良部分的情况下,将存储着“与成为发送不良的部分对应的正确数据”的存储元件的识别信息进行引导显示。因此,按照引导显示,将相应的存储元件从RF线圈装置100A卸下,仅通过与数据回收部600连接,就能够对数据的发送不良部分进行补偿。
此外,系统控制部52始终确认线圈侧无线通信装置200A的连接状况,在无法正常地取得RF线圈装置100A的识别信息的情况下,使显示装置64显示警告(参照步骤S1的说明及图11)。因此,能够防止在连接不良的状态下执行正式扫描,即能够防止MR信号的数据产生发送不良。
此外,存储元件160a~160f位于电场屏蔽罩156内,所以不会受到静磁场或梯度磁场等的电磁影响,能够可靠地备份MR信号的数据。
此外,存储元件160a~160f电气地存储及删除数据。因此,对于存储元件160a~160f的读写不会对磁性成像造成影响。
此外,存储元件160a~160f采用脱离自如的构造,设有手动地连接并回收存储元件160a~160f中备份的数据的数据回收部600。因此,即使产生停电等事态,也能够可靠地回收到此为止检测及备份的MR信号的数据。
此外,设置与线圈元件106a~106f分别对应的存储元件160a~160f,各存储元件(160a~160f)仅存储由对应的线圈元件(106a~106f)检测到的MR信号的数据。并且,在发送不良时手动地进行数据回收时,对应该将哪个存储元件的数据回收进行引导显示(步骤S11、图9)。因此,能够容易地通过手动进行数据回收。
此外,在有源陷波电路170的情况下,选择控制部108基于栅极信号判定正式扫描的开始定时,在无源陷波电路172的情况下,选择控制部108基于交叉二极管CR内的电流值判定正式扫描的开始定时。因此,能够正确地判定正式扫描的开始定时。与这样正确地判定的正式扫描的开始定时同步地将存储元件160a~160f内的数据一并删除。因此,能够在适当的定时确保新收集的MR信号的数据的存储区域。
此外,选择控制部108及存储控制部152在正式扫描的执行中,使存储元件160a~160f备份MR信号的数据。因此,通过MR信号的数据的备份处理,扫描时间不会延长。
此外,在有源陷波电路170的情况下,选择控制部108基于栅极信号判定正式扫描是否仍在执行中,在无源陷波电路172的情况下,选择控制部108基于交叉二极管CR内的电流值判定正式扫描是否仍在执行中。因此,选择控制部108在正式扫描结束时,能够立即判定为扫描结束,所以容易决定MR信号的数据的备份处理的结束定时。
根据以上说明的第1实施方式,在MRI中,能够将数字化的MR信号从RF线圈装置向MRI装置的控制侧良好地无线发送。此外,能够对通信不畅所导致的MR信号的数据的发送不良进行补偿。
<第2实施方式>
接下来,说明第2实施方式的MRI装置20B。另外,第2实施方式的MRI装置20B与第1实施方式相比,不同点仅在于备份的MR信号的数据的回收方法,因此仅说明不同点。
图13是表示第2实施方式的MRI装置20B的整体构成的一例的示意性框图。MRI装置20B在控制室中具有:系统控制部52、输入装置62、显示装置64、存储装置66、系统总线54、图像重构部56、图像数据库58、图像处理部60等。另外,在图13中为简单起见,未图示图像数据库58、图像处理部60(参照图1)。
此外,MRI装置20B在摄像室中具有:数据回收型充电部(data-collectingtype charging unit)620、机架21、诊视台32、顶板34、静磁场电源40、匀磁线圈电源42、梯度磁场电源44、RF发送器46、RF接收器48、胸部用的RF线圈装置100B等。另外,在图13中为简单起见,未图示诊视台32、静磁场电源40、匀磁线圈电源42、梯度磁场电源44、RF发送器46等(参照图1、图4)。
作为第2实施方式的特征之一的数据回收型充电部620,在收纳有胸部用、腰部用等各种佩戴型的RF线圈装置的线圈棚610内作为充电站设置。数据回收型充电部620在此作为一例,通过内部布线与RF接收器48连接。
将RF线圈装置100B收纳到数据回收型充电部620后,数据回收型充电部620开始RF线圈装置100B的充电,并且读取RF线圈装置100B内的存储元件中备份的MR信号的数据并发送给RF接收器48。
具体地说,RF线圈装置100B具有盖部件104’和线缆102。盖部件104’通过线缆102与线圈侧无线通信装置200A连接。盖部件104’的构成除了以下2点外,与第1实施方式的RF线圈装置100A的盖部件104相同。
第1,盖部件104’具有与数据回收型充电部620嵌合的连接部190。第2,在盖部件104’内设置经由连接部190及数据回收型充电部620将数据保护部150内的存储元件160a~160f与RF接收器48连接的布线。
数据回收型充电部620具有与盖部件104’的连接部190嵌合的形状的连接部622。数据回收型充电部620的框体在连接部622的相反侧具有相当于图3的凹部321a的形状部分,由此,成为与线圈侧无线通信装置200A嵌合的形状。此外,数据回收型充电部620的框体在连接部622的相反侧具有相当于图4的电力供给部320的构成。
因此,盖部件104’及线圈侧无线通信装置200A分别与数据回收型充电部620嵌合时,数据回收型充电部620通过感应磁场,经由线缆102开始盖部件104’内的充电池BA的充电。
此外,数据回收型充电部620随着充电开始,读取盖部件104’内的存储元件160a~160f中备份的MR信号的数据,并发送给RF接收器48。
这时,系统控制部52也可以经由未图示的布线将MR信号的数据中的发送不良的部分的信息预先输入数据回收型充电部620,而仅将不良的部分发送给RF接收器48(的降频变换部410)。或者,以包含与成为发送不良的部分对应的数据的方式,一并发送已正常发送的相邻数据。
RF接收器48(的判定部412)对MR信号的数据中的发送不良的部分进行补偿并执行与第1实施方式同样的处理后,将MR信号的原始数据输入至图像重构部56。
此外,数据回收型充电部620在对RF接收器48发送MR信号的数据结束后,通过经由连接部190、622的未图示的布线,将数据删除指令输入至盖部件104’的存储控制部152。存储控制部152与数据删除指令的接收同步地删除各存储元件160a~160f的存储中的数据。
图14是表示实施方式的MRI装置20B的动作的流程的一例的流程图。以下,按照图14所示的步骤编号说明MRI装置20B的动作。
[步骤S21~S30]与第1实施方式的图12的步骤S1~S10分别相同。在步骤S30中未能对MR信号的数据中的发送不良部分进行补偿的情况下,进入步骤S31,已补偿的情况下,进入步骤S32。
[步骤S31]与图9同样地引导显示在MR信号的数据中存储发送不良部分的意思。同时,系统控制部52使显示装置64显示“在脉冲序列结束后,请将RF线圈装置100B及线圈侧无线通信装置200A设置到数据回收型充电部620”这样的催促数据回收的消息。上述消息的“脉冲序列结束后”是步骤S32之后。这是因为,在存在同一被检体P的下一脉冲序列的情况下,在顶板34位于机架21内的状态下返回步骤S22。
因此,在此作为一例,系统控制部52设为使从RF线圈装置100B取得识别信息的取得处理继续的状态。然后,进入步骤S32。
[步骤S32]与第1实施方式的步骤S13同样,在不存在同一被检体P的下一脉冲序列的情况下,系统控制部52使处理转移到步骤S33。
另一方面,在存在同一被检体P的下一脉冲序列的情况下,系统控制部52在使从RF线圈装置100B取得识别信息的取得处理继续的状态下,使处理回到步骤S22。
[步骤S33]与第1实施方式的步骤S14同样,执行图像重构及图像显示。但是,在执行了步骤S31的处理的情况下,在图像重构前执行以下的处理。
具体地说,在摄像结束后,顶板驱动装置50使顶板34移动到机架21外。然后,如图13中所说明,将RF线圈装置100B及线圈侧无线通信装置200A设置到数据回收型充电部620,执行“与发送不良部分对应的MR信号的正确数据”的回收。由此,将数据的发送不良部分补偿后,开始图像重构。以上说明了第2实施方式的MRI装置20B的动作。
像这样,在第2实施方式中,也能够得到与第1实施方式同样的效果。在第2实施方式中,在未能对MR信号的数据的发送不良部分进行补偿的情况下,在同一被检体P的脉冲序列的结束后,在对RF线圈装置100B进行充电时执行发送不良部分的数据回收及存储元件160a~160f的数据删除。由于在RF线圈装置100B的充电时执行数据回收,所以与第1实施方式同样,不会由于数据回收而扫描时间延长。
<实施方式的补充事项>
以下对上述各实施方式的补充事项进行说明。
[1]在第1及第2实施方式中,说明了数据保护部150配置于RF线圈装置100A的盖部件104内的例子。本发明的实施方式不限于该形态。数据保护部150也可以配置于线圈侧无线通信装置200A内。
或者,数据保护部150也可以配置于P/S变换器144的后级。这种情况下,数据保护部150内的存储元件对变换为串行信号的MR信号的数据进行备份。这种情况下,即使多个线圈元件被选择为接收用,由这些多个线圈元件检测到的MR信号也可以一并备份到例如1个存储元件中。
[2]在第1实施方式中,说明了在各个正式扫描开始时将存储元件160a~160f内的数据瞬间删除的例子。本发明的实施方式不限于该形态。各存储元件160a~160f的存储容量充分大的情况下,例如也可以在对于1个被检体P的全部脉冲序列结束后删除存储元件160a~160f内的数据。或者,也可以在MRI装置20A的重启时删除存储元件160a~160f内的数据。
[3]在多个接收用的RF线圈装置佩戴于被检体的情况下,也可以将这些RF线圈装置并联连接,将由一个RF线圈装置接收到的MR信号的数据双重地备份到双方的RF线圈装置内的各存储元件中。
图15是表示将胸部用RF线圈装置100C和腰部用RF线圈装置100γ相对于各控制侧无线通信装置300并联连接的一例的框图。在该例中,为了避免附图变得复杂,将胸部用RF线圈装置100C和腰部用RF线圈装置100γ内的线圈元件的数量分别设为2个,但实际上也可以分别配置3个以上线圈元件。
胸部用RF线圈装置100C具有数据通信装置200C、盖部件104c、及未图示的线缆,经由线缆与线圈侧无线通信装置200A连接。与胸部用RF线圈装置100C连接的线圈侧无线通信装置200A相对于一个控制侧无线通信装置300接近固定。由胸部用RF线圈装置100检测到的MR信号在这些线圈侧无线通信装置200A-控制侧无线通信装置300间,与上述同样地经由感应电场进行无线发送。
腰部用RF线圈装置100γ具有数据通信装置200C’、盖部件104γ、及未图示的线缆,经由线缆与线圈侧无线通信装置200A连接。与腰部用RF线圈装置100γ连接的线圈侧无线通信装置200A相对于不同于胸部用RF线圈装置100C侧的另一控制侧无线通信装置300接近固定。由腰部用RF线圈装置100γ检测到的MR信号在这些线圈侧无线通信装置200A-控制侧无线通信装置300间,与上述同样地经由感应电场进行无线发送。
在腰部用RF线圈装置100γ的盖部件104c内,为了接收来自腰部的MR信号而配置有各线圈元件106α、106β等。在盖部件104c内,与图4的盖部件104同样地配置有充电池BA等构成要素,但是为了简单起见,在图15中未图示。
数据通信装置200C、200C’分别具有用于经由感应电场耦合型耦合器等的感应电场进行无线通信的构成要素。数据通信装置200C的框体具有与数据通信装置200C’嵌合的多个突起。数据通信装置200C’的框体具有与上述多个突起分别嵌合的多个插入孔。由此,数据通信装置200C、200C’相互紧贴固定。另外,天线自身位于框体的内部,所以即使数据通信装置200C、200C’的各框体相互紧贴固定,天线彼此也不会接触,对无线通信没有阻碍。
数据通信装置200C通过与第1实施方式同样的方法,将由胸部用RF线圈装置100C检测到的MR信号经由感应电场无线发送给数据通信装置200C’。即,由胸部用RF线圈装置100C的线圈元件106a、106b分别检测、由预放大器PMPa、PMPb放大后再由A/D变换器140a、140b进行了A/D变换的各MR信号,被P/S变换器144变换为串行信号,再被无线发送给数据通信装置200C’。
数据通信装置200C’将接收到的串行信号复原为原来的并行信号(与各线圈元件106a、106b对应的多个数字的MR信号)。然后,数据通信装置200C’将由线圈元件106a检测到的MR信号输入至存储元件160α,将由线圈元件106b检测到的MR信号输入至存储元件160β。
腰部用RF线圈装置100γ的存储控制部152将由线圈元件106a检测并无线发送的MR信号、和由腰部用RF线圈装置100γ的线圈元件106α检测并由预放大器PMPα放大后再由A/D变换器140α数字化的MR信号存储到存储元件160α中。
此外,腰部用RF线圈装置100γ的存储控制部152将由线圈元件106b检测并无线发送的MR信号、和由腰部用RF线圈装置100γ的线圈元件106β检测并由预放大器PMPβ放大后再由A/D变换器140β数字化的MR信号存储到存储元件160β中。
同样,由腰部用RF线圈装置100γ的线圈元件106α、106β检测并变换为串行信号的MR信号经由感应电场从数据通信装置200C’无线发送给数据通信装置200C。数据通信装置200C与上述同样地,将接收到的串行信号复原为并行信号。数据通信装置200C将由线圈元件106α检测到的MR信号输入至存储元件160a,将由线圈元件106β检测到的MR信号输入至存储元件160b。
胸部用RF线圈装置100C的存储控制部152将由线圈元件106α检测并无线发送的MR信号、和由线圈元件106a检测并数字化的MR信号存储到存储元件160a中。
此外,胸部用RF线圈装置100C的存储控制部152将由线圈元件106β检测并无线发送的MR信号、和由线圈元件106b检测并数字化的MR信号存储到存储元件160b中。
这样,由胸部用RF线圈装置100C、腰部用RF线圈装置100γ的各线圈元件106a、106b、106α、106β分别检测到的MR信号通过胸部用RF线圈装置100C、腰部用RF线圈装置100γ内的各存储元件160a、160b、160α、160β双重地备份。由此,能够万无一失地保护MR信号的数据。
[4]在多个接收用的RF线圈装置佩戴于被检体的情况下,也可以将这些RF线圈装置串联连接,仅将一个RF线圈装置侧的线圈侧无线通信装置相对于控制侧无线通信装置300接近固定。
图16是表示将胸部用RF线圈装置100D和腰部用RF线圈装置100Δ相对于一个控制侧无线通信装置300串联连接的一例的框图。
胸部用RF线圈装置100D具有:盖部件104d、线圈侧无线通信装置200A、以及连接它们的未图示的线缆。
盖部件104d在此作为一例,除了下述不同点之外,与第1实施方式的盖部件104相同。该不同为,取代通过感应磁场进行充电的充电池BA,而具有在成像前预先充电的充电池BAT。
充电池BAT通过未图示的布线,向胸部用RF线圈装置100D的各部供给电力。
腰部用RF线圈装置100Δ具有:数据通信装置300Δ、盖部件104Δ、未图示的线缆。胸部用RF线圈装置100D通过线缆与另1个线圈侧无线通信装置200A连接。盖部件104Δ除了以下2点之外,与图15中说明的盖部件104γ相同。
第1,盖部件104Δ内的各存储元件160α、160β不存储由胸部用RF线圈装置100D检测到的MR信号,而分别存储由线圈元件106α、106β检测并数字化的MR信号。
第2,在盖部件104内设有将以下2个串行信号合成为1个串行信号的信号合成部196。
一个是由胸部用RF线圈装置100D的线圈元件106a、106b检测并数字化、作为串行信号从线圈侧无线通信装置200A无线发送给数据通信装置300Δ的MR信号。
另一个是由腰部用RF线圈装置100Δ的线圈元件106α、106β检测并分别数字化、由P/S变换器144变换为串行信号的MR信号。
即,信号合成部196将包含有由4个线圈元件106a、106b、106α、106β检测到的MR信号的串行信号输入至线圈侧无线通信装置200A。腰部用RF线圈装置100Δ侧的线圈侧无线通信装置200A在顶板34上相对于控制侧无线通信装置300接近固定,将从信号合成部196输入的串行信号与第1实施方式同样地无线发送给控制侧无线通信装置300。
数据通信装置300Δ与控制侧无线通信装置300同样,是与线圈侧无线通信装置200A嵌合的形状,具有用于经由感应电场耦合型耦合器等的感应电场进行无线通信的构成要素。数据通信装置300Δ通过经由感应电场的无线通信,从胸部用RF线圈装置100D侧的线圈侧无线通信装置200A接收包含有由线圈元件106a、106b检测到的MR信号的串行信号。
在这样将多个接收用RF线圈装置串联连接、仅将1个RF线圈装置侧的线圈侧无线通信装置接近固定于控制侧无线通信装置300的情况下,使用的控制侧无线通信装置300仅为1个。这种情况下,能够减少RF接收器48的使用信道数。
[5]图15、图16所述的将多个接收用RF线圈装置并联或串联连接的变形例也能够应用于头部用、肩部用等其他部位用的RF线圈装置的情况。此外,并联或串联连接的接收用RF线圈装置的数量不限于2个,也可以是3个以上。
[6]以上说明了本发明的若干实施方式,但是这些实施方式只是作为例子提示,不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种形态实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中,也包含在权利要求的范围所记载的发明及其均等范围内。
符号的说明
20A、20B MRI装置
21 机架
22 静磁场磁铁
24 匀磁线圈
26 梯度磁场线圈
28 发送用RF线圈
29 接收用RF线圈
34 顶板
100 ARF线圈装置
102 线缆
104 盖部件
106a~106f 线圈元件
156 电场屏蔽罩
160a~160f 存储元件
200A 线圈侧无线通信装置
206a~206d、306a~306d 天线
300 控制侧无线通信装置
600 数据回收部
620 数据回收型充电部
P 被检体

Claims (20)

1.一种磁共振成像装置,其特征在于,具备:
RF线圈装置,检测从被检体发出的核磁共振信号并将其数字化,并且包括存储所述核磁共振信号的数据保护部;
第1无线通信部,将数字化的所述核磁共振信号进行无线发送;
第2无线通信部,接收从所述第1无线通信部无线发送的所述核磁共振信号;
图像重构部,基于由所述第2无线通信部接收到的所述核磁共振信号,将所述被检体的图像数据重构;以及
判定部,判定在所述第1无线通信部与所述第2无线通信部之间的无线通信中是否存在所述核磁共振信号的数据的发送不良;
在由所述判定部判定为存在所述发送不良的情况下,所述第1无线通信部将所述数据保护部中存储的所述核磁共振信号无线发送给所述第2无线通信部。
2.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述判定部在判定为存在所述发送不良的情况下,确定所述核磁共振信号的数据中的发送不良部分,
在由所述判定部判定为存在所述发送不良的情况下,所述第1无线通信部将包含有所述发送不良部分的数据再次无线发送给所述第2无线通信部。
3.如权利要求2所述的磁共振成像装置,其特征在于,
还具备系统控制部,该系统控制部执行所述第1无线通信部与所述第2无线通信部之间的无线通信是否正常的判定,
所述第1无线通信部将所述RF线圈装置的识别信息无线发送给所述第2无线通信部,
所述系统控制部基于由所述第2无线通信部接收到的所述识别信息,执行所述无线通信是否正常的判定。
4.如权利要求3所述的磁共振成像装置,其特征在于,
还具备通知部,在由所述系统控制部判定为无线通信不正常的情况下,该通知部通知无线通信不正常的意思。
5.如权利要求4所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据保护部具有存储元件,该存储元件电气地或通过激光来存储及删除所述核磁共振信号的数据。
6.如权利要求5所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据保护部具有电气地存储所述核磁共振信号的数据的半导体存储元件、以及包围所述半导体存储元件的电场屏蔽罩。
7.如权利要求5所述的磁共振成像装置,其特征在于,
还具备数据回收部,该数据回收部能够连接所述存储元件,并且读取所述存储元件中存储的所述核磁共振信号的数据,
所述存储元件构成为相对于所述数据保护部及所述数据回收部脱离自如。
8.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述第1无线通信部经由感应电场将数字化的所述核磁共振信号进行无线发送,
所述第2无线通信部经由所述感应电场接收从所述第1无线通信部无线发送的所述核磁共振信号。
9.如权利要求8所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据保护部作为频率空间的数字数据而存储所述核磁共振信号。
10.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述RF线圈装置具有:多个线圈元件,分别从所述被检体检测所述核磁共振信号;以及选择控制部,将所述多个线圈元件的至少1个选择为扫描中使用的线圈元件,该扫描是由磁共振成像装置进行的所述核磁共振信号的收集动作;
所述数据保护部在所述扫描的执行中存储通过由所述选择控制部选择的所述线圈元件在所述扫描的执行中检测到的所述核磁共振信号。
11.如权利要求10所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述RF线圈装置具有多个陷波电路,该多个陷波电路分别与所述多个线圈元件对应,并且按照所述选择控制部的控制,切换所述线圈元件对所述核磁共振信号的检测功能的接通和断开,
所述选择控制部取得对所述陷波电路的阻抗的切换定时进行规定的栅极信号,基于所述栅极信号控制所述多个陷波电路,并且判定是否为所述扫描的执行中。
12.如权利要求11所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述选择控制部基于所述栅极信号判定所述扫描的开始定时。
13.如权利要求10所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述RF线圈装置具有多个陷波电路,该多个陷波电路与所述多个线圈元件分别对应,并且切换所述线圈元件对所述核磁共振信号的检测功能的接通和断开,
所述选择控制部基于所述陷波电路内的电流值或电压值,判定是否为所述扫描的执行中。
14.如权利要求13所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述选择控制部基于所述陷波电路内的电流值或电压值,判定所述扫描的开始定时。
15.如权利要求12所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据保护部与由所述选择控制部判定的所述扫描的开始定时同步地使存储中的所述核磁共振信号的数据的删除开始。
16.如权利要求10所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据保护部具有与所述多个线圈元件分别对应的多个存储元件,并且在所述扫描的执行中,将所述核磁共振信号存储到与由所述选择控制部选择的所述线圈元件对应的所述存储元件中。
17.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还具备:
充电池,内置于所述RF线圈装置,并且向所述RF线圈装置供电;
RF接收器,从所述第2无线通信部取得无线发送的所述核磁共振信号并实施频率变换,将频率变换后的所述核磁共振信号的数据输入至所述图像重构部;以及
数据回收型充电部,构成为能够脱离自如地连接所述RF线圈装置,在连接有所述RF线圈装置的情况下,对所述充电池进行充电,并且将所述数据保护部存储中的数据发送给所述RF接收器。
18.如权利要求17所述的磁共振成像装置,其特征在于,
所述数据回收型充电部在所述数据保护部存储中的数据发送结束后,将数据删除指令输入至所述数据保护部,
所述数据保护部在接受到所述数据删除指令的情况下,将存储中的数据删除。
19.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
作为所述RF线圈装置,至少具备2个RF线圈装置,
各个所述RF线圈装置还具有通信装置,该通信装置经由感应电场发送及接收所述核磁共振信号,
一方的所述RF线圈装置的所述数据保护部存储由所述一方的RF线圈装置检测到的所述核磁共振信号、和由另一方的所述RF线圈装置检测到后由所述一方的RF线圈装置的所述通信装置接收到的所述核磁共振信号,
另一方的所述RF线圈装置的所述数据保护部存储由所述一方的RF线圈装置检测到后由所述另一方的RF线圈装置的所述通信装置接收到的所述核磁共振信号、和由所述另一方的RF线圈装置检测到的所述核磁共振信号。
20.如权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
作为所述RF线圈装置至少具备2个RF线圈装置,
各个所述RF线圈装置还具有通信装置,该通信装置经由感应电场发送或接收所述核磁共振信号,
一方的所述RF线圈装置的所述通信装置将由所述一方的RF线圈装置检测并数字化的所述核磁共振信号无线发送给另一方的所述RF线圈装置的所述通信装置,
所述第1无线通信部与所述另一方的RF线圈装置连接,将由所述一方的RF线圈装置检测到后由所述通信装置接收到的所述核磁共振信号、和由所述另一方的RF线圈装置检测到的所述核磁共振信号无线发送给所述第2无线通信部。
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