CN104918547A - 磁共振成像装置及rf线圈装置 - Google Patents
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Abstract
在一个实施方式中,MRI装置(20)具有第一RF线圈装置(700)、无线通信部(640)及图像重构部(56)。第一RF线圈装置经由感应电场与第二RF线圈装置无线连接,并且接收从第二RF线圈装置(800)无线发送的被数字化后的MR信号。第一RF线圈装置将由第一RF线圈装置检测的MR信号、以及从第二RF线圈装置取得的MR信号经由感应电场无线发送到无线通信部。无线通信部经由感应电场接收从第一RF线圈装置无线发送的MR信号。图像重构部根据由无线通信部接收的MR信号,重构图像数据。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种磁共振成像装置及RF线圈装置。
背景技术
MRI是通过拉莫尔频率的RF脉冲磁激励处于静磁场中的被检体的原子核自旋,并根据伴随该激励而产生的MR信号重构图像的摄像法。另外,上述MRI是指磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging),RF脉冲是指高频脉冲(radio frequency pulse),MR信号是指核磁共振信号(nuclear magneticresonance signal)。
在此,例如在线圈中流过RF脉冲电流来向被检体内的原子核自旋发送RF脉冲,并检测所产生的MR信号的是RF线圈装置(Radio Frequency CoilDevice)。RF线圈装置有内置于MRI装置本身中的RF线圈装置,但还有例如像局部用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来由MRI装置的控制部识别的RF线圈装置。
在MRI中,正在推进MR信号的收集系统的多信道化。这里的信道是指,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接收器为止的多个MR信号的各路径。信道数被设定为RF接收器的输入受理数以下,但能够将大量的RF线圈装置与MRI装置连接。
若RF线圈装置与MRI装置之间的连接电缆的根数因多信道化而增大,则配线变得繁杂,因此不便。因此,希望将RF线圈装置与MRI装置之间的信号的发送及接收无线化,但基于模拟信号的无线发送尚未能实现。这是因为存在动态范围小等各种制约。
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信号的接收灵敏度产生的影响,在RF线圈装置与MRI装置之间无法增大用于无线通信的电磁波的输出。在无法增大无线输出的情况下,因发送信号在进行空间传播时的信号损失,动态范围减小。因此,在专利文献1中,提出了将MR信号数字化之后无线发送的数字无线发送方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-29644号公报
发明内容
发明要解决的课题
将MR信号数字化之后无线发送时,虽然能够解除动态范围的制约问题,但存在以下课题。
第1,关于无线,各国的限制不同,并不是说同一发送周波数或同一发送电力在任何国家都能够使用。
第2,在从RF线圈装置向MRI装置无线发送MR信号的情况下,发送电波被周围反射,还存在使本身的无线通信的发送数据劣化的情况。
因此,在MRI中,期待从RF线圈装置向MRI装置良好地无线发送被数字化的MR信号的新技术。
用于解决课题的方案
以下,按各方式说明本发明的实施方式可采用的方式的几个例子。
(1)一个实施方式的MRI装置,具有第一RF线圈装置、无线通信部及图像重构部。
第一RF线圈装置检测从被检体发出的MR信号。此外,第一RF线圈装置具有其他线圈连接部。
其他线圈连接部经由感应电场与第二RF线圈装置无线连接,并且接收从第二RF线圈装置无线发送的被数字化后的MR信号。
第一RF线圈装置将由第一RF线圈装置检测到的MR信号、以及由其他线圈连接部接收到的MR信号经由感应电场无线发送到无线通信部。
无线通信部经由感应电场接收从第一RF线圈装置无线发送的MR信号。
图像重构部根据由无线通信部接收的MR信号,重构被检体的图像数据。
(2)上述(1)的MRI装置也可以如下构成。
即,第二RF线圈装置构成为MRI装置的一部分。
此外,第二RF线圈装置具有线圈元件、A/D转换器及信号发送部。
线圈元件检测从被检体发出的MR信号。
A/D转换器将由线圈元件检测的上述核磁共振信号数字化。
信号发送部经由感应电场与其他线圈连接部无线连接,并且将由A/D转换器数字化的MR信号经由感应电场无线发送到其他线圈连接部。
(3)上述(2)的MRI装置还可以进一步具备载置被检体的顶板、以及电缆。电缆的一端侧与无线通信部连接,并且另一端侧与顶板连接,经由顶板内的配线将无线通信部电连接到图像重构部侧。
(4)上述(3)的MRI装置还可以如下构成。即,在顶板上形成有收纳无线通信部及电缆的收纳口。
(5)上述(2)的MRI装置还可以如下构成。即,还具备载置被检体的顶板,无线通信部相对于顶板固定地被设置。
(6)另一个实施方式的MRI装置,从检测从被检体发出的MR信号的RF线圈装置取得MR信号,具有顶板、第一无线通信部、第二无线通信部及图像重构部。
在顶板上载置被检体。
第一无线通信部取得由RF线圈装置检测的MR信号,经由感应电场无线发送被数字化后的MR信号。
第二无线通信部以有线方式与顶板内的配线连接,并且被配置成在顶板上能够进行位置变更,经由感应电场接收从第一无线通信部无线发送的MR信号。
图像重构部根据由第二无线通信部接收并经由顶板内的配线发送来的MR信号,重构被检体的图像数据。
(7)另一个实施方式的RF线圈装置,向MRI装置发送MR信号,具有线圈元件、第一通信部及第二通信部。
线圈元件检测从被检体发出的MR信号。
第一通信部经由感应电场与其他RF线圈装置无线连接,并且接收从上述其他RF线圈装置无线发送的被数字化的MR信号。
第二通信部将由第一通信部接收的MR信号、以及由线圈元件检测的MR信号以数字化后的状态经由感应电场无线发送到MRI装置。
发明效果
根据上述(1)~(6)的MRI装置,通过新技术,在MRI中,能够从RF线圈装置向MRI装置良好地无线发送被数字化的MR信号。
根据上述(7)的RF线圈装置,通过新技术,在MRI中,能够从RF线圈装置向MRI装置良好地无线发送被数字化的MR信号。
附图说明
图1是表示本实施方式的MRI装置的整体结构的框图。
图2是表示顶板中的无线通信装置的配置例的示意性立体图。
图3是将图2中形成在顶板上的收纳口的部分放大的立体图。
图4是表示本实施方式中的胸部RF线圈装置的结构的一例的概略图。
图5是表示胸部RF线圈装置的数据发送连接器与数据收集连接器的固定方法的一例的截面示意图。
图6是表示胸部RF线圈装置与MRI装置的控制侧之间的无线通信的一例的框图。
图7是表示骨盆部RF线圈装置与胸部RF线圈装置之间的无线通信的一例的框图。
图8是表示下肢RF线圈装置与骨盆部RF线圈装置之间的无线通信的一例的框图。
图9是表示串行信号的结构的一例的说明图。
图10是表示本实施方式的MRI装置的摄像动作的流程的一例的流程图。
图11是本实施方式的变形例即在顶板上固定配置数据收集连接器的情况的示意性立体图。
图12是本实施方式的变形例即在顶板的收纳口的底面上固定配置数据收集连接器的情况的示意性立体图。
具体实施方式
在以下实施方式中,RF线圈装置的数据发送连接器相对于MRI装置的无线通信装置(数据收集连接器)在接近距离内被脱离自如地固定,被数字化的MR信号经由感应电场从RF线圈装置无线发送到无线通信装置。通过上述新技术,能够解决从RF线圈装置向MRI装置良好地无线发送被数字化的MR信号的前述课题。这是在日本申请本申请时未公开的新技术。
在此,从RF线圈装置侧向MRI装置的控制侧发送MR信号时适用经由上述感应电场进行的无线通信的情况下,存在没有对RF线圈装置的设置部位等连接方法充分分析的部分。因此,期待自由度更高的连接方法。
因此,在以下实施方式中,RF线圈装置侧与MRI装置的控制侧之间的经由感应电场进行的无线通信中,还将提高RF线圈装置的连接方法的自由度作为课题。
以下,根据附图说明RF线圈装置、MRI装置及MRI方法的实施方式。另外,在各图中,对同一要素原则上标注同一符号,省略重复说明。
(本实施方式的构成)
图1是表示本实施方式中的MRI装置20的整体结构的框图。如图1所示,MRI装置20具有机架21、诊疗台32及顶板34。
顶板34以被诊疗台32支撑的方式配置成能够在诊疗台32上移动。
在顶板34的上表面上载置被检体P。
此外,MRI装置20在形成为例如圆筒状的机架21内具有静磁场磁铁22、匀场线圈24、梯度磁场线圈26及发送用RF线圈28。机架21对应于图中的2个粗线框。
静磁场磁铁22及匀场线圈24例如为圆筒状,匀场线圈24在静磁场磁铁22的内侧与静磁场磁铁22同轴配置。
在此,作为一例,如下定义装置坐标系的彼此正交的X轴、Y轴、Z轴。首先,静磁场磁铁22及匀场线圈24配置成它们的轴方向与铅垂方向正交,并将静磁场磁铁22及匀场线圈24的轴方向设为Z轴方向。此外,将铅垂方向设为Y轴方向,顶板34被配置成其上表面的法线方向称为Y轴方向。
MRI装置20作为其控制侧而具有静磁场电源40、匀场线圈电源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及存储装置66。
另外,顶板驱动装置50设置在诊疗台32内。
静磁场磁铁22通过从静磁场电源40供给的电流,在摄像空间形成静磁场。上述摄像空间是指,例如载置有被检体P且被施加静磁场的机架21内的空间。
静磁场磁铁22由超导线圈构成的情况较多,一般情况下,在励磁时与静磁场电源40连接而被供给电流,但一旦被励磁之后成为非连接状态。另外,也可以不设置静磁场电源40,由永久磁铁构成静磁场磁铁22。
匀场线圈24与匀场线圈电源42连接,通过从匀场线圈电源42供给的电流将静磁场均匀化。
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,能够合成装置坐标系的3轴方向的梯度磁场Gx、Gy、Gz,任意设定作为逻辑轴的层面选择方向梯度磁场Gss、相位编码方向梯度磁场Gpe及读取方向(频率编码方向)梯度磁场Gro的各方向。
另外,上述摄像区域是指,例如生成1个图像或1组图像时所使用的MR信号的收集范围的至少一部分,是成为图像的区域。例如为了防止卷褶伪影,在比图像化的区域大的范围收集MR信号的情况下,摄像区域是MR信号的收集范围的一部分。另一方面,还有MR信号的收集范围整体成为图像,MR信号的收集范围与摄像区域一致的情况。此外,上述“1组图像”是例如像多层面拍摄等那样用1个脉冲序列统括收集多个图像的MR信号的情况下的多个图像。
RF发送器46根据从系统控制部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接收RF脉冲,向被检体P发送该RF脉冲。另外,在发送用RF线圈28中包括内置在机架21内且兼用于发送和接收RF脉冲的全身用线圈(未图示)。
在顶板34内配置有接收用RF线圈29。
接收用RF线圈29检测被检体P内的原子核自旋被RF脉冲激发而产生的MR信号,并向RF接收器48发送所检测的MR信号。
在本实施方式的例子中,在被检体P上安装胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800及下肢RF线圈装置900。这些胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900例如是MR信号接收用的安装型局部线圈。
这些胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900在此作为一例是MRI装置20的一部分,但也可以与MRI装置20相独立地设置。
此外,在顶板34上,通过经由感应电场进行的无线连接来接收由上述RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900检测的MR信号的多个数据收集连接器(无线通信装置)640。在后文用图2、图3详细说明配置。
作为前述的自由度高的连接方法,在本实施方式的例子中,胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900彼此串联连接,只有其中的1个与数据收集连接器640直接连接(参照后述的图6~图8)。
1个数据收集连接器640在与1个RF线圈装置之间执行前述的被数字化的MR信号的无线通信执行。在此,在本实施方式中,只使用1个数据收集连接器640,但这仅是一例。也可以使用多个数据收集连接器640。
具体地说,例如也可以是,胸部RF线圈装置700及骨盆部RF线圈装置800彼此串联连接,且与1个数据收集连接器640无线连接,下肢RF线圈装置900单独与另一个数据收集连接器640无线连接。
另外,在图1中,由于变得复杂,仅图示了2个数据收集连接器640,但数据收集连接器640也可以是3个以上,也可以只有1个。但是,与只配置1个的情况相比,优选分散配置多个数据收集连接器640。这是因为,在这种情况下,将RF线圈装置的数据发送连接器(参照后述的图5~图8)相对于数据收集连接器640接近固定时的选择余地多。
换言之,这是因为,在固定部位的选择余地多的情况下,能够相对于最近的数据收集连接器640接近固定RF线圈装置的数据发送连接器。上述的“接近固定”是指,例如,以能够经由感应电场来进行无线通信的程度,在彼此电磁耦合的范围(远近)内,固定成彼此不进行物理移动。
另外,在本实施方式中,作为一例,到MRI装置20内的发送用RF线圈28为止的RF脉冲的发送、从被检体P检测的MR信号的传递除了以下3处的无线通信以外,通过有线来进行。
无线通信在(1)数据收集连接器640-胸部RF线圈装置700之间、(2)胸部RF线圈装置700-骨盆部RF线圈装置800之间、(3)骨盆部RF线圈装置800-下肢RF线圈装置900之间执行。
RF接收器48通过对所接收的MR信号实施预定的信号处理,生成数字化的MR信号的复数数据(以下,称为MR信号的原始数据)。RF接收器48向图像重构部56输入所生成的MR信号的原始数据。
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等配线来进行MRI装置20整体的系统控制。
为此,系统控制部52存储驱动梯度磁场电源44、RF发送器46及RF接收器48所需的控制信息。此处的控制信息例如是记述了对梯度磁场电源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按照存储的预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来使顶板34在Z轴方向上移动,使顶板34出入机架21内部的摄像空间。
此外,系统控制部52控制顶板驱动装置50来改变诊疗台32的高度,从而还能够使顶板34在Y轴方向上升降。
系统控制部52通过这样控制顶板34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来发挥作用。即,系统控制部52根据操作者对输入装置62输入的被检体P的信息、一部分摄像条件,设定正式扫描的摄像条件。为此,系统控制部52在显示装置64上显示摄像条件的设定画面信息。
上述摄像条件是指,例如通过何种脉冲序列,以什么样条件发送RF脉冲等,以什么样条件从被检体P收集MR信号作为摄像条件的例子,包括作为摄像空间内的位置信息的摄像区域、摄像部位、并行成像等脉冲序列的种类、所使用的RF线圈装置的种类、层面数、层面间的间隔等。
上述摄像部位是指,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图像化。
上述“正式扫描”是用于拍摄质子密度强调图像等作为目的的診断图像的扫描,不包括定位图像用的MR信号收集的扫描及校准用扫描。
扫描是指,MR信号的收集动作,不包括图像重构。
校准用扫描是指,例如,为了确定正式扫描的摄像条件中的未确定的信息、正式扫描后的图像重构时所使用的条件及数据等,独立于正式扫描而进行的扫描。
后述的预扫描是指,校准用扫描中在正式扫描前进行的扫描。
输入装置62对操作者提供设定摄像条件及图像处理条件的功能。
图像重构部56根据相位编码步数及频率编码步数,将从RF接收器48输入的MR信号的原始数据例如转换为矩阵数据,并将其保存为k空间数据。k空间是指频率空间(傅里叶空间)。
图像重构部56对k空间数据实施包括二维傅里叶变换等的图像重构处理,从而生成被检体P的图像数据。图像重构部56将所生成的图像数据保存在图像数据库58中。
图像处理部60从图像数据库58取入图像数据,对其实施预定的图像处理,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中。
存储装置66对上述的显示用图像数据附带该显示用图像数据的生成中所使用的摄像条件及被检体P的信息(患者信息)等作为附带信息来进行存储。
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、以及通过拍摄而生成的图像数据所表示的图像等。
图2是表示顶板34中的数据收集连接器640的配置例的示意性立体图。
图3是将图2中形成在顶板34上的收纳口34a的部分放大的立体图。如图2及图3所示,在顶板34的上表面上形成有8个收纳口34a(例如长方体状的孔)。从各收纳口34a的底面露出电缆34b。
各电缆34b的一端侧经由顶板34内的配线等与图像重构部56侧(的RF接收器48)电连接。另一方面,各电缆34b的另一端侧与各数据收集连接器640电连接。
由此,各数据收集连接器640例如既可以如图3所示设置在顶板34的上表面上,也可以如图2所示设置在收纳口34a的底面上。即,与电缆34b的长度相应地,能够变更各数据收集连接器640的设置部位。
在图2的例子中,数据收集连接器640在顶板34的上表面侧配置有8个。即,在该例子中,数据收集连接器640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)的列状分散地各配置4个。
另外,在配置有多个数据收集连接器640的情况下,RF线圈装置只要与某一个数据收集连接器640连接即可,因此电缆34b的长度不需要达到与收纳口34a彼此的间隔相同的程度。各电缆34b的长度例如优选为收纳口34a彼此的间隔的一半以下且可收纳在收纳口34a中的程度。各电缆34b的长度更具体地例如可以设为5cm、10cm、15cm的长度。
图4是表示本实施方式中的胸部RF线圈装置700的结构的一例的概略图。如图4所示,胸部RF线圈装置700盖构件702、2根电缆CA、数据发送连接器710、及其他线圈连结连接器720。
盖构件702由具有挠性的材料形成为能够进行弯曲等变形。作为能够这样变形的材料,例如可以使用日本特开2007-229004号公报中所记载的具有挠性的电路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)等。
在盖构件702内配置有控制部(控制电路)728、线圈元件730a、730b、730c、730d、730e、730f。在盖构件702内还有A/D转换器ADC(analog todigital converter)等其他构成要素,在后文参照图6~图8对其进行详细说明。
各线圈元件730a~730f作为检测来自被检体P的MR信号的天线发挥作用。在此,作为一例,图示6个线圈元件730a~730f,但线圈元件的数量及形状、配置,不限定于图示。
一个电缆CA将数据发送连接器710连接到控制部728,另一个电缆CA将其他线圈连结连接器720连接到控制部728。
数据发送连接器710将由各线圈元件730a~730f检测到的MR信号经由感应电场无线发送给其他RF线圈装置的其他线圈连结连接器或数据收集连接器640。
其他线圈连结连接器720用于将RF线圈装置彼此串联连接。因此,在胸部RF线圈装置700单独连接到数据收集连接器640的情况下,不使用其他线圈连结连接器720。同理,在多个RF线圈装置的串联连接中,从数据收集连接器640起在最末端侧连接有胸部RF线圈装置700的情况下,不使用其他线圈连结连接器720。
其他线圈连结连接器720接收从其他RF线圈装置经由感应电场无线发送来的MR信号,并将所接收的MR信号发送给数据发送连接器710。在这种情况下,数据发送连接器710除了由各线圈元件730a~730f检测到的MR信号以外,还无线发送由其他线圈连结连接器720取得的MR信号。
骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的结构中,除了线圈元件的数量、配置、形状以外,与胸部RF线圈装置700相同,因此省略概略图。即,骨盆部RF线圈装置800及下肢RF线圈装置900分别具有与数据发送连接器710及其他线圈连结连接器720同一结构的数据发送连接器810、910、其他线圈连结连接器820、920。
因此,RF线圈装置的连接顺序是随机顺序,例如也可以从数据收集连接器640侧依次串联连接下肢RF线圈装置900、骨盆部RF线圈装置800、胸部RF线圈装置700,将由这3个RF线圈装置检测的MR信号从下肢RF线圈装置900发送给数据收集连接器640。在本实施方式中,说明从数据收集连接器640侧依次串联连接胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的例子。
图5是表示胸部RF线圈装置700的数据发送连接器710与数据收集连接器640的固定方法的一例的截面示意图。如图5的上段所示,在数据发送连接器710的框体744上例如形成有2个突起744a。
突起744a为了容易插入及拆卸数据发送连接器710,例如横截面形成为半圆状。这是因为,在一般情况下,与突起744a的表面的起伏剧烈的构造相比,圆滑地倒角加工的情况下,容易插入数据发送连接器710。突起744a例如也可以是球面状,也可以是将圆筒沿着其轴方向分割成一半而得到的形状。
在此,作为一例,包括突起744a的框体744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带来影响。
如图5的上段所示,数据收集连接器640具有在其框体642的两侧的侧面上例如通过粘接等来固定的2个固定板644(图5的上段的斜线部分)。
各固定板644例如为大致平板状,被配置成彼此对置。各固定板644如图5的下段所示,是供数据发送连接器710嵌合的形状。即,在2个固定板644上,在彼此对置的面上,在与突起744a对应的位置,分别倒角加工有供突起744a嵌合的凹陷部644a(参照图5的上段)。
此外,在各固定板644上,其先端侧(与框体642相反的一侧)为了容易插入数据发送连接器710而被倾斜地倒角加工。关于固定板644,优选由能够实现图5的中段所示的程度的弯曲的非磁性体的弹性材料形成。作为相关材料,例如包括塑料及合成树脂等。由非磁性体的材料形成的原因与前述相同。
在上述结构中,从图5的上段的状态开始,数据发送连接器710插入到数据收集连接器640中。此时,如图5的中段所示,各固定板644暂时向彼此分离的方向挠曲。这是因为,数据发送连接器710的两侧的突起744a间的最长宽度大于两固定板644的最短宽度。
并且,在数据发送连接器710的框体744的底面与数据收集连接器640的框体642的上表面之间的距离成为间隔D的位置,两侧的突起744a分别嵌合于固定板644a的凹陷部644a,各固定板644因形状恢复力而返回到原来的形状(图5的上段的形状)。由此,如图5的下段所示,数据发送连接器710相对于数据收集连接器640脱离自如地被固定。
在此,数据发送连接器710在其底面侧(上述固定时的数据收集连接器640侧)具有天线746a~746d。此外,数据收集连接器640在其上表面侧(上述固定时的数据发送连接器710侧)具有天线646a~646d。
天线646a~646d与天线746a~746d分别成对(共计4对)。其中,至少天线646a-746a例如为后述的感应电场耦合型耦合器。
在如上所述数据发送连接器710与数据收集连接器640彼此接近固定的状态下,天线746a~746d被配置在隔着间隔D与天线646a~646d分别对置的位置。间隔D是能够经由感应电场进行无线通信的间隔。在结束了拍摄的情况下,将数据发送连接器710从固定板644拔出以与顶板34分离即可。
另外,上述的嵌合仅是数据发送连接器710的固定方法的一例,关于脱离自如的固定方法,也可以是其他方法。例如,也可以将钩-环紧固件的凸侧及凹侧中的一方固定在数据收集连接器640的上表面上,将另一方固定在数据发送连接器710的底面上。
在数据发送连接器710与数据收集连接器640之间,执行经由感应电场进行的接近无线通信。感应电场是指,通过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接近无线通信,例如可以利用将感应电场耦合型耦合器用作天线的Transfer Jet(注册商标)等(例如参照日本特开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、共振短线(stub)及地线等(未图示)。若电信号输入到感应电场耦合型耦合器的发送侧的共振短线,则在耦合电极上蓄积电荷,在地线上产生与该电荷等同的假想电荷。
由这些电荷构成小电偶极子,该小电偶极子作为发送侧天线发挥作用。即,通过小电偶极子所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赖于天线的朝向,因此能够实现稳定的数据传送。
但是,若将发送侧与接收侧过度分离,则两者不电磁耦合,因此无法进行数据发送。这是因为,由感应电场耦合型耦合器形成的感应电场在分离时急剧衰减。
在图5中,为了区分各构成要素,将天线646a~646d彼此分开配置,且将天线746a~746d彼此分开配置,但即使不分开配置,也能够避免4个无线通信路径彼此的干扰。
具体地说,只要在天线646a-746a之间、天线646b-746b之间、天线646c-746c之间、天线646d-746d之间分开无线频率即可(将频率值大幅分开即可)。此时,优选的是,在各无线通信路径上,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。
另外,只要不将数据发送连接器710的电偶极子本身(天线)与数据收集连接器640的电偶极子本身(天线)直接接触,则也可以将数据发送连接器710的框体744和数据收集连接器640的框体642接触。这是因为,只要在发送侧的天线与接收侧的天线之间能够确保产生感应电场的间隔即可。
此外,胸部RF线圈装置700的其他线圈连结连接器720是与上述数据收集连接器640相同的外形,因此能够连接(嵌合)骨盆部RF线圈装置800及下肢RF线圈装置900的各数据发送连接器810、910。
图6是表示胸部RF线圈装置700与MRI装置的控制侧之间的无线通信的一例的框图。
图7是表示骨盆部RF线圈装置800与胸部RF线圈装置700之间的无线通信的一例的框图。
图8是表示下肢RF线圈装置900与骨盆部RF线圈装置800之间的无线通信的一例的框图。
以下,参照图6~图8说明数据收集连接器640、胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900及MRI装置的控制侧的各构成要素。之后,参照图6~图8说明无线电力发送的动作及4种无线通信的动作。
如图6所示,在胸部RF线圈装置700的盖构件702内,除了图4中所说明的构成要素以外,还配置有与线圈元件730a~730f分别对应的多个前置放大器PMP及A/D转换器ADC、P/S转换器(Parallel/Serial Converter)PSC、充电电池740。
另外,由于繁杂,在图6中省略了线圈元件730c~730f。此外,由于繁杂,关于与线圈元件730a~730f相同数量的前置放大器PMP及A/D转换器ADC,也仅表示与线圈元件730a、730b对应的2个(图7及图8中也同样)。
各前置放大器PMP分别接收由各线圈元件730a~730f检测的MR信号并进行放大,将放大后的MR信号分别输入到A/D转换器ADC。
各A/D转换器ADC在后述的定时将从前置放大器PMP输入的模拟的MR信号分别数字化,将数字化的MR信号分别输入到P/S转换器PSC。
在此,由多个线圈元件730a~730f检测并分别A/D转换的MR信号是多个。因此,在线圈元件730a~730f中的多个线圈元件用于检测MR信号的情况下,P/S转换器PSC将所输入的多个MR信号从并行信号转换为无线发送用的1个串行信号。
胸部RF线圈装置700的数据发送连接器710除了前述的天线746a~746d以外,还具有信号合成部754、数据发送部756、参照信号接收部758、电力接受部760、ID(Identification Information)发送部762、门控信号接收部764。电力接受部760具有线圈772。
在图6中,门控信号接收部764-控制部728间的配线、线圈772-充电电池740间的配线、参照信号接收部758-各A/D转换器ADC间的配线、及P/S转换器PSC-信号合成部754间的配线收纳在电缆CA(参照图4)内。由于繁杂,在图6中未图示电缆CA。
信号合成部754取得从其他线圈连结连接器720发送的(作为串行信号的)MR信号。从其他线圈连结连接器720发送的MR信号有只有由与其他线圈连结连接器720直接连接的1个RF线圈装置检测的MR信号的情况、以及由多个RF线圈装置分别检测的MR信号的情况。
信号合成部754对从P/S转换器PSC输入的由胸部RF线圈装置700检测的MR信号和由上述的其他RF线圈装置检测的MR信号进行合成,并转换成1个串行信号。例如,胸部在从RF线圈装置700的P/S转换器PSC输入的串行信号的MR信号的长度与从其他线圈连结连接器720发送的串行信号的MR信号的长度大致相等的情况下,通过合成,例如信号长度变成2倍。
但是,在其他线圈连结连接器720上没有连接其他RF线圈装置的情况下,信号合成部754将从P/S转换器PSC输入的MR信号直接输入到数据发送部756。在此,作为一例,在其他线圈连结连接器720上连接有骨盆部RF线圈装置800的数据发送连接器810。
关于电力接受部760的功能,在后文作为电力的无线发送动作来进行说明。关于数据发送部756、参照信号接收部758、ID发送部762、门控信号接收部764的各功能,在后文作为上述4种无线通信的动作来进行说明。
在图6中,数据收集连接器640除了前述的天线646a~646d以外,还具有数据接收部656、参照信号发送部658、电力供给部660、ID(IdentificationInformation)接收部662、门控信号发送部664。此外,电力供给部660具有线圈L1。
关于电力供给部660的功能,在后文作为电力的无线发送动作来进行说明。关于数据接收部656、参照信号发送部658、ID接收部662、门控信号发送部664的各功能,在后文作为上述4种无线通信的动作来进行说明。
在图6中,MRI装置20的控制系统除了图1所示的构成要素以外,还具有上变频部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具有下变频部410和信号处理部412。
固定频率生成部406用于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,例如具有稳定性高的晶体振荡器等。
固定频率生成部406向参照信号发送部658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还向图像重构部56及脉冲波形生成部404等在MRI装置20内进行时钟同步的部位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:直接数字频率合成器)、混频器等。
可变频率生成部408根据上述的基准时钟信号来动作。
可变频率生成部408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),作为RF脉冲的中心频率。
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到可变频率生成部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到可变频率生成部408。
可变频率生成部408对下变频部410及上变频部402输入上述的可变频率的本地信号。
系统控制部52根据操作者经由输入装置62输入的摄像条件,决定脉冲序列中的反复时间、RF脉冲的类别、RF脉冲的中心频率及RF脉冲的带域宽度等摄像条件。系统控制部52将这样决定的摄像条件输入到脉冲波形生成部404。
脉冲波形生成部404根据从系统控制部52输入的摄像条件,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到上变频部402。
上变频部402对基带的脉冲波形信号乘上从可变频率生成部408输入的本地信号,进一步通过过滤仅使所希望的信号带域通过,从而执行变频(上变)。
上变频部402将频率这样上升的基带的脉冲波形信号输入到RF发送器46。RF发送器46根据所输入的脉冲波形信号,生成RF脉冲。
接着,如图7所示,胸部RF线圈装置700的其他线圈连结连接器720具有天线776a~776d、数据中继部786、参照信号传送部788、电力传送部790、ID接收部792、门控信号传送部794。电力传送部790具有线圈791。
关于电力传送部790的功能,在后文作为电力的无线发送动作来进行说明。关于天线776a~776d、数据中继部786、参照信号传送部788、ID接收部792、门控信号传送部794的各功能,在后文作为上述4种无线通信的动作来进行说明。
在图7中,骨盆部RF线圈装置800具有数据发送连接器810、盖构件802及其他线圈连结连接器820。
数据发送连接器810是与胸部RF线圈装置700的数据发送连接器710相同的结构。即,数据发送连接器810具有天线846a~846d、信号合成部854、数据发送部856、参照信号接收部858、电力接受部860、ID发送部862及门控信号接收部864。这些各构成要素的符号为了与数据发送连接器710进行区别,仅将最上位的数字从7变更为8。
在骨盆部RF线圈装置800的盖构件802内,配置有控制部828、多个线圈元件(830a、830b等)、与多个线圈元件分别对应的多个前置放大器PMP及A/D转换器ADC、P/S转换器PSC及充电电池840。
另外,由于繁杂,在图7中仅图示2个线圈元件,但实际上配置有更多。关于前置放大器PMP及A/D转换器ADC,也仅表示与线圈元件830a、830b对应的2个(关于图8中的下肢RF线圈装置900也同样)。
在其他线圈连结连接器820上,在此作为一例,连接有下肢RF线圈装置900的数据发送连接器910。
接着,如图8所示,骨盆部RF线圈装置800的其他线圈连结连接器820是与胸部RF线圈装置700的其他线圈连结连接器720相同的结构。即,其他线圈连结连接器820具有天线876a~876d、数据中继部886、参照信号传送部888、电力传送部890、ID接收部892及门控信号传送部894。电力传送部890具有线圈891。这些各构成要素的符号为了与其他线圈连结连接器720进行区别,仅将最上位的数字从7变更为8。
在图8中,下肢RF线圈装置900具有数据发送连接器910、盖构件902及其他线圈连结连接器920。
数据发送连接器910是与上述数据发送连接器710、810相同的结构。即,数据发送连接器910具有天线946a~946d、信号合成部954、数据发送部956、参照信号接收部958、电力接受部960、ID发送部962及门控信号接收部964。这些各构成要素的符号为了与数据发送连接器710、810进行区别,仅将最上位的数字变更为9。
在下肢RF线圈装置900的盖构件902内,配置有控制部928、多个线圈元件(930a、930b等)、与多个线圈元件分别对应的多个前置放大器PMP及A/D转换器ADC、P/S转换器PSC及充电电池940。
其他线圈连结连接器920的结构与上述其他线圈连结连接器720、820相同。在此作为一例,在其他线圈连结连接器920上没有连接其他的RF线圈装置。
(本实施方式的动作说明)
接着,参照图6~图8说明电力的无线发送动作。
在图6中,考虑电力供给部660的线圈L1位于与电力接受部760的线圈772接近到电磁耦合的程度的范围内的情况、即数据发送连接器710与数据收集连接器640嵌合的情况。
在这种情况下,通过电力供给部660向线圈L1流过1次侧电流而产生的感应磁场,在线圈772上产生电动势。因该电动势而在线圈772中流动的2次侧电流经由未图示的电缆CA向盖构件702内流入,通过2次侧电流的一部分对充电电池740充电(也可以在各电力接受部760、860、960内设置有将交流转换为直流的整流器)。2次侧电流的其余部分经由控制部728流过图7中的其他线圈连结连接器720的线圈791。
在此,如图6的上部所示,设骨盆部RF线圈装置800的数据发送连接器810固定于胸部RF线圈装置700的其他线圈连结连接器720。在这种情况下,在图7中,电力传送部790的线圈791位于与电力接受部860的线圈872接近到电磁耦合的程度的范围内。
因此,与上述同样,通过在线圈791中流动的1次侧电流所产生的感应磁场,在线圈872上产生电动势。通过该电动势,在线圈872上流动的2次侧电流向盖构件802内流入,通过该2次侧电流的一部分对充电电池840充电。另一端面,该2次侧电流的其余部分经由控制部828流过图8中的其他线圈连结连接器820的线圈891。
同样,如图7的上部所示,设下肢RF线圈装置900的数据发送连接器910固定于骨盆部RF线圈装置800的其他线圈连结连接器820。在这种情况下,在图8中,电力传送部890的线圈891位于与电力接受部960的线圈972接近到电磁耦合的程度的范围内。
因此,与上述同样,通过在线圈891中流动的1次侧电流所产生的感应磁场,在线圈972上产生电动势。通过该电动势,在线圈972中流动的2次侧电流向盖构件902内流入,对充电电池940充电。在此,由于在下肢RF线圈装置900的其他线圈连结连接器920上没有连接其他的RF线圈装置,因此在线圈972上流动的2次侧电流几乎全部对充电电池940充电。
在图8中,控制部928经由未图示的配线,对下肢RF线圈装置900的各部供给如上所述在充电电池940中所充电的电力。关于骨盆部RF线圈装置800、胸部RF线圈装置700也同样。
此外,关于向线圈L1、772、791、872、891、972依次流过的电流的频率,优选与后述的4种无线通信路径的通信频率分开。这是为了避免天线646a~646d、746a~746d、776a~776d、846a~846d、876a~876d、946a~946d间的4种无线通信路径的信号与上述1次侧电流及2次侧电流之间的干扰。
另外,作为胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的电力确保的方法,也可以代替上述的基于无线的电力发送,在未使用期间对充电电池740、840、940充电。或者,也可以并用在未使用期间充电的其他充电电池和如上所述通过无线来充电的充电电池。
接着,说明上述4种无线通信的动作。
第1,在图6的天线646c-746c间、图7的天线776c-846c间、图8的天线876c-946c间,胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各识别信息被无线发送到数据收集连接器640侧。
上述识别信息的无线通信例如可以是与以IC标签(Integrated Circuit Tag)等为代表的RFID(Radio Frequency Identification)相同的手段。此外,识别信息预先存储在各ID发送部762、862、962中。但是,识别信息也可以从控制部728、828、928通过有线来向各ID发送部762、862、962输入。
作为具体动作,在图6中,若将数据发送连接器710插入到数据收集连接器640,从而ID发送部762的天线746c进入到ID接收部662的天线646c的通信范围,则ID发送部762通过从ID接收部662无线发送来的电力而起动。即,ID发送部762将胸部RF线圈装置700的识别信息作为数字信号而从天线746c自动向天线646c无线发送。
ID接收部662将由天线646c接收的胸部RF线圈装置700的识别信息输入到系统控制部52。由此,系统控制部52判断出胸部RF线圈装置700与数据收集连接器640直接连接,标签将胸部RF线圈装置700-数据收集连接器640间的通信许可输入到MRI装置20的控制侧的各部。
电力供给部660接受上述的通信许可,开始进行前述的电力的无线发送,直到通信许可停止为止持续进行电力发送。由此,如前所述,胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各充电电池740、840、940被充电。通过该电力,骨盆部RF线圈装置800及下肢RF线圈装置900也开始动作,因此能够发送识别信息。
更详细地说,系统控制部52在输出上述通信许可之后,从ID接收部662向ID发送部762无线发送在胸部RF线圈装置700上是否连接有其他的RF线圈装置的信息请求。
同时,在图8中,末端侧的下肢RF线圈装置900的控制部928例如以没有来自其他线圈连结连接器920的输入信号为条件,判定在其他线圈连结连接器920上没有连接其他的RF线圈装置。
因此,控制部928从ID发送部962无线发送表示在下肢RF线圈装置900的其他线圈连结连接器920上没有连接RF线圈装置的信息、以及下肢RF线圈装置900的识别信息。即,通过天线876c-946c间的无线通信,上述的信息发送到骨盆部RF线圈装置800的ID接收部892。
ID接收部892将所接收的信息向控制部828输入。由此,控制部828在图7的天线776c-846c间的无线通信路径上,使以下3个项目的信息从ID发送部862向胸部RF线圈装置700的ID接收部792无线发送。
上述3个项目的信息为(1)表示在骨盆部RF线圈装置800的其他线圈连结连接器820上仅连接有下肢RF线圈装置900的信息、(2)下肢RF线圈装置900的识别信息、(3)骨盆部RF线圈装置800的识别信息。
ID接收部792将上述3个项目的信息发送到控制部728。控制部728根据上述3个项目的信息,判定为从数据收集连接器640侧起依次串联连接有胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900,并将该判定结果作为连接信息而生成。在该连接信息中还包含胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各识别信息。
控制部728在图6的天线646c-746c间的无线通信路径上,作为对上述信息请求的回信,将上述连接信息从ID发送部762发送到ID接收部662。作为连接信息的发送方式,例如也可以将胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各识别信息依次以串行信号进行发送,从而表示上述连接信息。
ID接收部662将所接收的连接信息输入到系统控制部52。由此,系统控制部52判断出从数据收集连接器640侧起依次串联连接有胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900。
第2,在图6的天线646d-746d间、图7的天线776d-846d间、图8的天线876d-946d间,例如通过经由感应电场进行的无线通信,数字的的门控信号在摄像中持续被发送。
更详细地说,作为对胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各线圈元件的接通断开进行切换的开关,例如使用包含PIN二极管(p-intrinsic-n Diode)的有源陷波电路等。门控信号是上述开关的控制信号。
在RF脉冲向被检体P发送的期间,经由门控信号发送部664、天线646d、746d、门控信号接收部764等向胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900输入的门控信号通常被设为接通电平。在门控信号为接通电平的期间,上述开关成为断开状态,各线圈元件(930a等)成为环路被切断的状态,无法检测MR信号。
另外,由于繁杂,设在如上所述记载为“各线圈元件(930a等)”的情况下,是指胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900中的为了检测MR信号而被选择的所有线圈元件。
除了RF脉冲向被检体P发送的期间以外的期间,无线发送断开电平的门控信号。在门控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(930a等)能够检测MR信号。
通过这种线圈元件(930a等)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与从被检体P接收MR信号的各线圈元件(930a等)之间的耦合。
门控信号的发送从数据收集连接器640到末端侧的下肢RF线圈装置900为止,实时地执行。这里的“实时”是指,与脉冲序列中的各RF脉冲及各梯度磁场脉冲的施加开始定时及施加期间对比,以不对MR信号的检测动作产生障碍的程度的延迟时间实时地执行。
具体地说,首先,在图6的天线646d-746d间,从数据收集连接器640的门控信号发送部664向胸部RF线圈装置700的门控信号接收部764发送门控信号。
接着,由门控信号接收部764接收的门控信号输入到控制部728,并且经由控制部728向骨盆部RF线圈装置800发送。即,在图7的天线776d-846d间,从门控信号传送部794向门控信号接收部864无线发送门控信号。
同样,由门控信号接收部864接收的门控信号输入到控制部828,并且经由控制部828向下肢RF线圈装置900发送。即,在图8的天线876d-946d间,从门控信号传送部894向门控信号接收部964无线发送门控信号,门控信号输入到控制部928。
第3,在图6的天线646b-746b间、图7的天线776b-846b间、图8的天线876b-946b间,例如通过经由感应电场进行的无线通信,数字的参照信号在摄像中被持续地发送。
参照信号是用于使MR信号的发送侧即胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900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658通过对从固定频率生成部406输入的基准时钟信号实施调制、变频、放大、过滤等处理,生成参照信号。
此外,决定胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各A/D转换器ADC中的采样的定时的触发信号(A/D转换开始信号)从系统控制部52输入到参照信号发送部658。
上述采样例如是每一定时间采集模拟信号的强度,并使其成为能够数字记录的形式的过程。在此作为一例,参照信号发送部658将触发信号重叠于参照信号,从而将参照信号及触发信号双方无线发送到参照信号接收部758。
参照信号及触发信号的发送也与门控信号同样,从数据收集连接器640到末端侧的下肢RF线圈装置900为止,实时地执行。
具体地说,首先,在图6的天线646b-746b间,从数据收集连接器640的参照信号发送部658向胸部RF线圈装置700的参照信号接收部758无线发送参照信号及触发信号。
接着,由参照信号接收部758接收的参照信号及触发信号输入到胸部RF线圈装置700的各A/D转换器ADC及控制部728,并且经由控制部728向骨盆部RF线圈装置800发送。即,在图7的天线776b-846b间,从参照信号传送部788向参照信号接收部858无线发送参照信号及触发信号。
由参照信号接收部858接收的参照信号及触发信号同样输入到骨盆部RF线圈装置800的各A/D转换器ADC及控制部828,并且经由控制部828向下肢RF线圈装置900发送。即,在图8的天线876b-946b间,参照信号及触发信号从参照信号传送部888无线发送到参照信号接收部958,并输入到下肢RF线圈装置900的各A/D转换器ADC及控制部928。
第4,在图6的天线646a-746a间、图7的天线776a-846a间、图8的天线876a-946a间,通过经由感应电场进行的无线通信,发送数字的MR信号。
由胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各线圈元件(930a等)分别检测的MR信号作为串行信号被分时地无线发送。这是因为,在本实施方式的例子中,在各RF线圈装置之间,只有1组MR信号的发送用的天线。
关于MR信号的无线发送的流程,从末端侧的下肢RF线圈装置900开始说明较易理解,因此以下从下肢RF线圈装置900侧依次进行说明。
下肢RF线圈装置900的各A/D转换器ADC与触发信号被发送的定时同步地,根据参照信号(采样时钟信号),开始进行MR信号的采样及量化。各A/D转换器ADC将数字的MR信号输入到P/S转换器PSC。
P/S转换器PSC将多个MR信号从并行信号转换为串行信号。在本实施方式中,作为一例,串行信号为了能够在后级分离为各线圈元件的MR信号,包含该RF线圈装置的识别信息及线圈元件的识别号而构成。
因此,串行信号例如按照发送时刻早的顺序构成为,开头是下肢RF线圈装置900的识别信息、接着是930a等线圈元件的识别号、接着是由该线圈元件检测的MR信号、接着是其他线圈元件的识别号、接着是由该其他线圈元件检测的MR信号……(参照后述的图9)。
P/S转换器PSC将所生成的串行信号输入到信号合成部954。
以上的各A/D转换器ADC、P/S转换器PSC的处理对于胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800也同样。
在此,在图8中,由于在下肢RF线圈装置900的其他线圈连结连接器920上没有连接其他RF线圈装置,因此从P/S转换器PSC信号合成部954仅输入1个作为串行信号的MR信号。因此,信号合成部954将所输入的串行信号直接输入到数据发送部956。
数据发送部956通过对所输入的串行的MR信号实施纠错编码、交错(Interleave)、调制、变频、放大、过滤等处理,生成(作为串行信号且数字信号的)无线发送用的MR信号。并且,在图8的天线876a-946a间,从数据发送部956向骨盆部RF线圈装置800的数据中继部886发送上述MR信号。
在骨盆部RF线圈装置800内,数据中继部886向图7的信号合成部854输入如上所述接收的MR信号。在此,由骨盆部RF线圈装置800内的各线圈元件(830a、830b等)检测的被数字化的MR信号也作为串行信号输入到信号合成部854。
信号合成部854将从数据中继部886输入的1个串行信号(由下肢RF线圈装置900检测的MR信号)和从P/S转换器PSC输入的1个串行信号(由骨盆部RF线圈装置800检测的MR信号)合成为1个串行信号。
这里的串行信号也为了能够在后级分离为各线圈元件的MR信号,包含各RF线圈装置的识别信息及各线圈元件的识别号而构成(参照后述的图9)。
信号合成部854将所生成的串行信号输入到数据发送部856。并且,与前述同样,在图7的天线776a-846a间,从数据发送部856向胸部RF线圈装置700的数据中继部786发送上述串行信号。
在胸部RF线圈装置700内,数据中继部786向图6的信号合成部754输入如上所述接收的串行信号。在此,由胸部RF线圈装置700内的各线圈元件(730a、730b等)检测的被数字化的MR信号也作为串行信号输入到信号合成部754。
信号合成部754将从数据中继部786输入的1个串行信号(由下肢RF线圈装置900、骨盆部RF线圈装置800分别检测的MR信号)和从P/S转换器PSC输入的1个串行信号(由胸部RF线圈装置700检测的MR信号)以能够在后级分离的方式合成为1个串行信号。
信号合成部754将所生成的串行信号输入到数据发送部756。并且,与前述同样,在图6的天线646a-746a间,从数据发送部756向数据收集连接器640的数据接收部656发送上述串行信号。
以上为对4种无线通信的说明。
图9是表示上述的串行信号的结构的一例的说明图。串行信号构成为能够分离为各RF线圈装置的MR信号,且能够分离为各线圈元件的MR信号。
在图9的例子中,串行信号从开头起按由胸部RF线圈装置700检测的MR信号、由骨盆部RF线圈装置800检测的MR信号、由下肢RF线圈装置900检测的MR信号的顺序构成。即,各信号合成部754、854在原理上例如在从P/S转换器PSC输入的串行信号的末尾连结从其他线圈连结连接器720、820输入的串行信号的开头,来生成新的1个串行信号。
由胸部RF线圈装置700检测的MR信号中,例如胸部RF线圈装置700的识别信息赋予到开头之后,依次为各线圈元件的MR信号。各线圈元件的MR信号构成为,在开头赋予线圈元件的识别号(730a等),之后是由该识别号的线圈元件检测的MR信号的数字数据。由骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900分别检测的MR信号也是同样的。
图10是表示本实施方式中的MRI装置20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10所述的步骤号来说明MRI装置20的动作。
[步骤S1]在顶板34(参照图1)位于机架21外的状态下,在顶板34上的被检体P上安装胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900。此外,例如对最近的数据收集连接器640脱离自如地固定胸部RF线圈装置700的数据发送连接器710(参照图2~图5)。
此外,在其他线圈连结连接器720上同样固定数据发送连接器810(参照图6),在其他线圈连结连接器820上同样固定数据发送连接器910(参照图7)。
通过上述接近固定,若进入到数据发送连接器710与数据收集连接器640能够彼此通信的范围内,则胸部RF线圈装置700的识别信息通过上述的通信输入到系统控制部52,输出通信许可。
由此,如参照图6~图8说明的那样,到胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800及末端的下肢RF线圈装置900为止开始进行电力的无线发送,3个RF线圈装置的连接信息输入到系统控制部52。
此外,参照信号发送部658按照系统控制部52的通信许可,如参照图6~图8说明的那样开始向各参照信号接收部758、858、958输入参照信号(参照信号被持续地无线发送)。另外,参照信号上还重叠有触发信号。
之后,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向机架21内移动。之后,进入到步骤S2。
[步骤S2]系统控制部52根据经由输入装置62对MRI装置20输入的摄像条件、在步骤S1中取得的RF线圈装置的连接信息,设定正式扫描的摄像条件的一部分。之后,进入到步骤S3。
[步骤S3]系统控制部52通过控制MRI装置20的各部来执行预扫描。在预扫描中,例如计算RF脉冲的中心频率的修正值等摄像条件。之后,进入到步骤S4。
[步骤S4]系统控制部52根据预扫描的执行结果,设定正式扫描的其余摄像条件。摄像条件中还包括将哪个线圈元件(930a等)在正式扫描中用于MR信号的检测的信息。
因此,系统控制部52将用于MR信号的检测的线圈元件的信息经由某一个无线通信路径输入到胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各控制部728、828、928。
例如,用于MR信号的检测的线圈元件的信息从门控信号发送部664经由图6的天线646d-746d间、图7的天线776d-846d间、图8的天线876d-946d间的路径,输入到各控制部728、828、928。之后,进入到步骤S5。
[步骤S5]系统控制部52通过控制MRI装置20的各部来执行正式扫描。具体地说,通过由静磁场电源40励磁的静磁场磁铁22在摄像空间形成静磁场。此外,从匀场线圈电源42向匀场线圈24供给电流,从而上述静磁场被均匀化。
另外,在正式扫描的执行中,通过参照图6~图8说明的动作,向胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900持续地无线发送来自门控信号发送部664的门控信号。
之后,若从输入装置62向系统控制部52输入摄像开始指示,则依次反复进行以下<1>~<4>的处理,从而收集来自被检体P的MR信号。
<1>系统控制部52按照脉冲序列,驱动梯度磁场电源44、RF发送器46及RF接收器48,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。
只有在RF脉冲被向被检体P发送的期间,门控信号例如为接通电平,胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各线圈元件(930a等)成为断开状态,防止耦合。
<2>发送RF脉冲之后,门控信号例如切换为断开电平,各线圈元件(930a等)检测由被检体P内的核磁共振产生的MR信号。所检测的模拟的MR信号从各线圈元件(930a等)输入到各前置放大器PMP。各前置放大器PMP放大所输入的MR信号并输入到各A/D转换器ADC。
在此,与在步骤S4中没有被选择用于检测MR信号的线圈元件对应的前置放大器PMP及A/D转换器ADC不动作。因此,只有在步骤S4中在MR信号的检测中被选择的线圈元件的MR信号发送到后级。
<3>与被选择的各线圈元件(930等)对应的各A/D转换器ADC与触发信号被无线发送的定时同步地,根据参照信号开始进行MR信号的采样及量化。各A/D转换器ADC将数字的MR信号分别输入到P/S转换器PSC。各P/S转换器PSC将所输入的多个MR信号从并行信号转换为串行信号,并输入到各信号合成部754、854、954。
之后,如参照图6~图8说明的那样,由胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900分别检测的MR信号最终被合成为1个串行信号(参照图9),并发送到数据接收部656。
<4>数据接收部656对由天线646a接收的MR信号,实施放大、变频、解调、反交错、纠错解码等处理。由此,数据接收部656从无线发送用的MR信号提取出原来的数字的MR信号。
即,数据接收部656从所接收的1个串行信号提取出胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各线圈元件的MR信号。数据接收部656将所提取的各MR信号输入到RF接收器48的下变频部410。
下变频部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656输入的MR信号相乘,进一步通过过滤仅使所希望的信号带域通过。由此,下变频部410将对MR信号进行变频(下变),从而频率降低了的MR信号输入到信号处理部412。
信号处理部412通过实施预定的信号处理,生成MR信号的原始数据,将MR信号的原始数据输入到图像重构部56。图像重构部56将MR信号的原始数据例如转换为矩阵数据,并将其作为k空间数据来保存。
通过反复进行以上<1>~<4>的处理,结束MR信号的收集之后,进入到步骤S6。
[步骤S6]图像重构部56(参照图1)通过对k空间数据实施包括傅里叶变换等的图像重构处理,重构图像数据,将得到的图像数据保存在图像数据库58中。之后,进入到步骤S7。
[步骤S7]图像处理部60从图像数据库58取入图像数据,并对其实施预定的图像处理,从而生成显示用图像数据,并将该显示用图像数据保存在存储装置66中。系统控制部52将显示用图像数据传送到显示装置64,在显示装置64上显示显示用图像数据所表示的图像。
在摄像结束之后,数据发送连接器710被从数据收集连接器640拆卸。由此,若成为胸部RF线圈装置700与数据收集连接器640能够通信的范围外,则两者间的通信及对胸部RF线圈装置700侧的电力供给结束。
另外,在图10中,作为一例,在步骤S1中开始输入参照信号,但这仅是一例。例如,也可以在刚要进行步骤S3的预扫描之前(即,步骤S2中的摄像条件的设定之后)开始输入参照信号。
以上为本实施方式的MRI装置20的动作说明。
(本实施方式的效果)
在上述的本实施方式中,在进行无线通信时,发送侧及接收侧彼此被接近固定,经由感应电场进行无线通信。因此,与现有的数字无线通信相比,能够将无线的输出抑制得低,因此容易应对各种国家的法律法规。
除了发送侧与接收侧接近以外,还能够降低无线的输出。因此,还不会产生因发送电波在周围反射而导致本身的发送数据劣化的问题。
因此,能够从胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900向MRI装置20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,由多个线圈元件(930等)分别检测的多个MR信号转换为串行信号而被无线发送。因此,只要有1组用于发送MR信号的天线(无线通信路径)即可,因此在MR信号彼此之间不需要进行用于防止干扰的频率分离。
此外,是将数据收集连接器640设置在多个部位,且相对于某1个数据收集连接器640固定(胸部RF线圈装置700的)数据发送连接器710即可的结构。进一步,各数据收集连接器640能够通过各电缆34b稍微变更位置。
因此,无论是安装在被检体P的哪个位置的RF线圈装置,即无论RF线圈装置位于在顶板34上的哪个位置,都能够将RF线圈装置和数据收集连接器640接近固定,良好地无线发送MR信号。
此外,对胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900进行的电力供给、门控信号及参照信号的发送也是通过无线来进行的,因此能够简化MRI装置的结构。其结果,能够降低MRI装置的制造成本。
此外,胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900具有相同结构的数据发送连接器710、810、910及其他线圈连结连接器720、820、920。因此,能够将这3个RF线圈装置串联连接,因此能够向MRI装置20的控制侧的1个数据收集连接器640无线发送由3个RF线圈装置分别检测的MR信号。即,RF线圈装置的连接方法的自由度提高。
根据以上说明的实施方式,在MRI中,能够从RF线圈装置向MRI装置良好地无线发送数字化的MR信号。
此外,由于能够将多个RF线圈装置串联连接,因此RF线圈装置的连接方法的自由度提高。
(本实施方式的补充事项)
[1]在本实施方式中,说明了胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900这3个彼此串联连接的例子。本发明的实施方式不限定于上述方式。
也可以将2个或4个以上的RF线圈装置串联连接,并按照与上述实施方式相同的原理,仅从它们中的1个RF线圈装置向MRI装置20的控制侧的1个数据收集连接器640无线发送MR信号。
此外,本发明的实施方式不限于胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900,在头部RF线圈装置、肩用RF线圈装置等其他摄像部位用的RF线圈装置的情况下也能够按照相同的原理来适用。
[2]数据收集连接器640的数量及配置部位不限定于图2及图3的方式。数据收集连接器640例如也可以在顶板34上、机架21上露出配置,也可以配置在诊疗台32上。
例如,也可以在机架21的内壁上或机架21的入口处固定数据收集连接器640,并延长胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900的各电缆CA。
或者,也可以如图11所示的顶板的示意性立体图那样,在顶板34上不形成收纳口34a,而是将数据收集连接器640固定在顶板34的上表面上。这样,不需要使各数据收集连接器640的位置能够在电缆34b的长度的范围变更。
或者,也可以如图12所示的顶板34的示意性立体图那样,省略电缆34b,在顶板34的收纳口34a的底面上固定数据收集连接器640。
或者,也可以在图3中不设置收纳口34a,而是平坦地构成顶板34的上表面。在这种情况下,例如,电缆34b从顶板34的上表面露出,在该电缆34b的前端同样连接数据收集连接器640。并且,与上述同样,经由与电缆34b连接的顶板34内的配线,MR信号从数据收集连接器640侧发送到RF接收器48(图像重构部56侧)。在这种情况下,数据收集连接器640也能够在顶板34上进行预定范围(前述的电缆34b的长度的范围)内的位置变更。
在这样不设置收纳口34a的情况下,也可以设置成在顶板34上表面上的数据收集连接器640的可动范围的任何部位都能够脱离自如地固定数据收集连接器640。具体地说,例如可以将VELCRO(注册商标)等钩-环紧固件的凸侧及凹侧中的一方固定在数据收集连接器640的底面上,将另一方(以上述可动范围的大小)固定在顶板34的上表面上。这样,根据通信时的被检体的移动,隔着感应电场的无线通信连接部和RF线圈装置一起移动,能够防止发生通信错误的情况。另外,固定方法不限定于钩-环紧固件。
[3]说明了为了能够在后级分离为由各线圈元件检测的各MR信号,MR信号作为包含各RF线圈装置的识别信息及各线圈元件的识别号的串行信号而被分时地无线发送的例子(参照图9)。本发明的实施方式不限定于上述方式。
例如,也可以准备另一个无线通信路径,对于现在发送的信号,与MR信号的发送同步地,无线发送表示是哪个RF线圈装置的哪个线圈元件的MR信号的信息。
或者,也可以通过将MR信号的发送用及接收用的天线数量增加到与线圈元件相同的数量等方法,无线发送并行信号的MR信号。
[4]RF接收器48也可以不配置在机架21外,而是配置在机架21内。在这种情况下,例如与RF接收器48相当的电子线路板被配置在机架21内。并且,从胸部RF线圈装置700、骨盆部RF线圈装置800、下肢RF线圈装置900及接收RF线圈29输入的MR信号作为数字信号向机架21外输出,输入到图像重构部56。在向机架21外输出时,例如使用光通信电缆来作为光数字信号来发送时,能够减轻外部噪声的影响,因此优选这种方式。
[5]说明权利要求中的用语和实施方式的对应关系。另外,以下所示的对应关系是为了参考而进行的一个解释,并不限定本发明。
数据收集连接器640是权利要求中记载的无线通信部的一例。
在图6~图8的配线例中,胸部RF线圈装置700是权利要求中记载的第一RF线圈装置的一例,骨盆部RF线圈装置800是权利要求中记载的第二RF线圈装置的一例。
在图6~图8的配线例中,胸部RF线圈装置700的其他线圈连结连接器720是权利要求中记载的其他线圈连接部的一例,骨盆部RF线圈装置800的数据发送连接器810是权利要求中记载的信号发送部的一例。
其他线圈连结连接器720、820、920是权利要求中记载的第一通信部的一例。
数据发送连接器710、810、910是权利要求中记载的第二通信部的一例。
[6]说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式仅是作为例子而提示的,并不限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式来实施,在不脱离发明的要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要旨中,还包含在权利要求书中所记载的发明及其等同的范围内。
符号说明
20:MRI装置
21:机架;22:静磁场磁铁;24:匀场线圈;26:梯度磁场线圈
32:诊疗台;34:顶板;700:胸部RF线圈装置
800:骨盆部RF线圈装置;900:下肢RF线圈装置
Claims (7)
1.一种磁共振成像装置,其特征在于,具备:
第一RF线圈装置,检测从被检体发出的核磁共振信号,经由感应电场将上述核磁共振信号以数字化后的状态无线发送;
无线通信部,经由感应电场接收从上述第一RF线圈装置无线发送的上述核磁共振信号;以及
图像重构部,根据由上述无线通信部接收到的上述核磁共振信号,重构上述被检体的图像数据,
上述第一RF线圈装置具有其他线圈连接部,该其他线圈连接部经由感应电场与第二RF线圈装置无线连接,并且接收从上述第二RF线圈装置无线发送的被数字化后的核磁共振信号,除了由上述第一RF线圈装置检测到的上述核磁共振信号以外,由上述其他线圈连接部接收到的上述核磁共振信号也经由感应电场向上述无线通信部无线发送。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述第二RF线圈装置是磁共振成像装置的一部分,具有:
线圈元件,检测从上述被检体发出的上述核磁共振信号;
A/D转换器,将由上述线圈元件检测到的上述核磁共振信号数字化;以及
信号发送部,经由感应电场与上述其他线圈连接部无线连接,并且将被上述A/D转换器数字化后的上述核磁共振信号经由感应电场无线发送到上述其他线圈连接部。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置,其特征在于,还具备:
顶板,载置被检体;和
电缆,一端侧与上述无线通信部连接,并且另一端侧与上述顶板连接,经由上述顶板内的配线将上述无线通信部电连接到上述图像重构部侧。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像装置,其特征在于,
在上述顶板上形成有收纳上述无线通信部及上述电缆的收纳口。
5.根据权利要求2所述的磁共振成像装置,其特征在于,
还具备载置被检体的顶板,
上述无线通信部相对于上述顶板固定地被设置。
6.一种磁共振成像装置,从检测由被检体发出的核磁共振信号的RF线圈装置取得上述核磁共振信号,其特征在于,具备:
顶板,载置上述被检体;
第一无线通信部,取得由上述RF线圈装置检测到的上述核磁共振信号,并经由感应电场无线发送被数字化后的上述核磁共振信号;
第二无线通信部,以有线方式与上述顶板内的配线连接,并且被配置成在上述顶板上能够进行位置变更,经由上述感应电场接收从上述第一无线通信部无线发送的上述核磁共振信号;以及
图像重构部,根据由上述第二无线通信部接收并经由上述顶板内的配线发送的上述核磁共振信号,重构上述被检体的图像数据。
7.一种RF线圈装置,向磁共振成像装置发送核磁共振信号,其特征在于,具备:
线圈元件,检测从被检体发出的上述核磁共振信号;
第一通信部,经由感应电场与其他RF线圈装置无线连接,并且接收从上述其他RF线圈装置无线发送的被数字化后的上述核磁共振信号;以及
第二通信部,将由上述第一通信部接收到的上述核磁共振信号、以及由上述线圈元件检测到的上述核磁共振信号以数字化后的状态经由感应电场无线发送到上述磁共振成像装置。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160707 Address after: Tochigi County, Japan Applicant after: Toshiba Medical System Co., Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Applicant before: Toshiba Corp Applicant before: Toshiba Medical System Co., Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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