JP2001149331A - 磁気共鳴信号受信装置および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイルループ選択手段の構成を簡素化した磁
気共鳴信号受信装置、および、そのような磁気共鳴信号
受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現する。 【解決手段】 フェーズドアレイをなす複数の受信コイ
ル２２０〜３８０に、ダイオード２２８によるアクティ
ブディスエーブル回路と、１対の逆並列ダイオード２３
４，２３４’を介してキャパシタ２２６に並列接続した
インダクタ２３２によるパッシブディスエーブル回路を
設け、アクティブディスエーブル回路をバイアス制御手
段１２０で制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴信号受信
装置および磁気共鳴撮像装置に関し、特に、フェーズド
アレイ（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ）をなす複数の受信
コイル（ｃｏｉｌ）を用いる磁気共鳴信号受信装置、お
よび、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共
鳴撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴撮像装置では、撮像対象に近接
して受信コイルを設置し、撮像部位にできるだけ近い位
置で磁気共鳴信号を測定して信号のＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａ
ｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）を良くするように
している。

【０００３】この種の受信コイルの典型例として、脊髄
（スパイン：ｓｐｉｎｅ）撮像に用いられる受信コイル
がある。受信コイルはフェーズドアレイをなす複数のコ
イルループ（ｃｏｉｌ ｌｏｏｐ）により構成される。
フェーズドアレイをなすことにより、個々のコイルルー
プはそれぞれあたかも単独のコイルのように動作するの
で、撮像範囲に応じて適宜のコイルループの組み合わせ
を選択し、例えば頸部脊髄（Ｃスパイン：ｃｅｒｖｉｃ
ａｌ ｓｐｉｎｅ）、胸部脊髄（Ｔスパイン：ｔｈｏｒ
ａｃｉｃ ｓｐｉｎｅ）または腰部脊髄（Ｌスパイン：
ｌｕｍｂａｒｓｐｉｎｅ）等、所望のスパイン部分を撮
像する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような受信コイ
ルでは、コイルループの組み合わせを選択する選択手段
の構成が複雑であるという問題があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、コイルループ選択手段の構
成を簡素化した磁気共鳴信号受信装置、および、そのよ
うな磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮像装置を
実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
するための第１の観点での発明は、フェーズドアレイを
なす複数の受信コイルと、前記複数の受信コイルのルー
プ中に直列にそれぞれ設けたキャパシタと、互いに逆極
性で並列な１対のダイオードを介して前記キャパシタに
並列にそれぞれ接続したインダクタと、前記複数の受信
コイルのループ中に直列にそれぞれ設けたダイオード
と、前記ダイオードのバイアスを個々に制御することに
より、前記複数の受信コイルの中から選択した受信コイ
ルをイネーブル状態とし他をディスエーブル状態とする
バイアス制御手段とを具備することを特徴とする磁気共
鳴信号受信装置である。

【０００７】（２）上記の課題を解決するための第２の
観点での発明は、前記選択する受信コイルは前記複数の
受信コイルのうちの半数であることを特徴とする(１）
に記載の磁気共鳴信号受信装置である。

【０００８】（３）上記の課題を解決するための第３の
観点での発明は、前記複数の受信コイルの個数は５以上
であり、前記選択した受信コイルの個数は４以下である
ことを特徴とする(１）に記載の磁気共鳴信号受信装置
である。

【０００９】（４）上記の課題を解決するための第４の
観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形
成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成す
る勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成す
る高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を
測定する測定手段と、前記測定した前記磁気共鳴信号に
基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共
鳴撮像装置であって、前記測定手段は、フェーズドアレ
イをなす複数の受信コイルと、前記複数の受信コイルの
ループ中に直列にそれぞれ設けたキャパシタと、互いに
逆極性で並列な１対のダイオードを介して前記キャパシ
タに並列にそれぞれ接続したインダクタと、前記複数の
受信コイルのループ中に直列にそれぞれ設けたダイオー
ドと、前記ダイオードのバイアスを個々に制御すること
により、前記複数の受信コイルの中から選択した受信コ
イルをイネーブル状態とし他をディスエーブル状態とす
るバイアス制御手段とを具備することを特徴とする磁気
共鳴撮像装置である。

【００１０】（５）上記の課題を解決するための第５の
観点での発明は、前記選択する受信コイルは前記複数の
受信コイルのうちの半数であることを特徴とする(４）
に記載の磁気共鳴撮像装置である。

【００１１】（６）上記の課題を解決するための第６の
観点での発明は、前記複数の受信コイルの個数は５以上
であり、前記選択した受信コイルの個数は４以下である
ことを特徴とする(４）に記載の磁気共鳴撮像装置であ
る。

【００１２】（７）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、前記複数の受信コイルは、それぞれ受信
信号出力部に実質的なＬＣ並列回路を有することを特徴
とする（１）ないし（３）のうちのいずれか１つに記載
の磁気共鳴信号受信装置である。

【００１３】（８）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、前記複数の受信コイルは、隣り合うもの
同士のループ面が部分的に重複していることを特徴とす
る（１）ないし（３）のうちのいずれか１つに記載の磁
気共鳴信号受信装置である。

【００１４】（９）上記の課題を解決するための他の観
点での発明は、前記複数の受信コイルは、隣り合うもの
同士がキャパシタで結合していることを特徴とする
（１）ないし（３）のうちのいずれか１つに記載の磁気
共鳴信号受信装置である。

【００１５】（１０）上記の課題を解決するための他の
観点での発明は、前記複数の受信コイルは、それぞれ受
信信号出力部に実質的なＬＣ並列回路を有することを特
徴とする（４）ないし（６）のうちのいずれか１つに記
載の磁気共鳴撮像装置である。

【００１６】（１１）上記の課題を解決するための他の
観点での発明は、前記複数の受信コイルは、隣り合うも
の同士のループ面が部分的に重複していることを特徴と
する（４）ないし（６）のうちのいずれか１つに記載の
磁気共鳴撮像装置である。

【００１７】（１２）上記の課題を解決するための他の
観点での発明は、前記複数の受信コイルは、隣り合うも
の同士がキャパシタで結合していることを特徴とする
（４）ないし（６）のうちのいずれか１つに記載の磁気
共鳴撮像装置である。

【００１８】（作用）本発明では、ダイオードに印加す
るバイアスによりＲＦ励起時および磁気共鳴信号受信時
における個々の受信コイルのイネーブル／ディスエーブ
ルを制御し、磁気共鳴信号の受信に有効な受信コイルの
組み合わせを選択する。また、キャパシタとインダクタ
の並列共振回路が、ＲＦ励起時に個々の受信コイルをデ
ィスエーブルにする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置の
ブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。

【００２０】図１に示すように、本装置はマグネットシ
ステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有す
る。マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０
２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コ
イル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置
されている。マグネットシステム１００の内部空間に、
撮像対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に
搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出さ
れる。

【００２１】クレードル５００には受信コイル部１１０
が設けられている。受信コイル部１１０は概ね板状の外
形を有し、クレードル５００の上面に設置されている。
撮像対象３００は受信コイル部１１０の上に仰臥する姿
勢で搭載される。これによって、受信コイル部１１０は
撮像対象３００の脊髄部に接近したものとなる。受信コ
イル部１１０はフェーズドアレイコイルによって構成さ
れる。フェーズドアレイコイルについては後にあらため
て説明する。

【００２２】主磁場コイル部１０２はマグネットシステ
ム１００の内部空間に静磁場を形成する。主磁場コイル
部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形
態の一例である。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の
体軸方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形
成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを
用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導
コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。

【００２３】勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を
持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト
（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコー
ド（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であ
り、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１
０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。

【００２４】ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮像対
象３００の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための
高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成するこ
とをＲＦ励起信号の送信という。受信コイル部１１０
は、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴
信号を受信する。

【００２５】勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０
が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１
０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コ
イル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、
本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例で
ある。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６におけ
る３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆
動回路を有する。

【００２６】ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０
が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１
０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対
象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０
８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明にお
ける高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。

【００２７】受信コイル部１１０にはデータ収集部１５
０が接続されている。受信コイル部１１０およびデータ
収集部１５０からなる部分は、本発明における測定手段
の実施の形態の一例である。データ収集部１５０は受信
コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それを
ディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として
収集する。

【００２８】受信コイル部１１０には、また、バイアス
駆動部１２０が接続されている。バイアス駆動部１２０
は、受信コイル部１１０が有する後述のダイオードにバ
イアス信号を与えて、受信コイルのイネーブル／ディス
エーブル（ｅｎａｂｌｅ／ｄｉｓａｂｌｅ）の切換を行
う。

【００２９】バイアス駆動部１２０、勾配駆動部１３
０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制
御部１６０が接続されている。制御部１６０は、バイア
ス駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制
御する。バイアス駆動部１２０および制御部１６０から
なる部分は、本発明におけるバイアス制御手段の実施の
形態の一例である。

【００３０】データ収集部１５０の出力側はデータ処理
部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、デ
ータ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメ
モリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ
空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏ
ｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、
これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ
変換して撮像対象３００の画像を再構成する。データ処
理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形
態の一例である。

【００３１】データ処理部１７０は制御部１６０に接続
されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位
にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表
示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示
部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成
画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操
作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処
理部１７０に入力する。

【００３２】次に、受信コイル部１１０について説明す
る。先ず、受信コイル部１１０の主要部をなすフェーズ
ドアレイコイルについて説明する。フェーズドアレイコ
イルは、例えば図２に示すように、正方形のループをな
す２つの単位コイル１１０−１と１１０−２を、部分的
に重ね合わせて配置することにより、各単位コイルの出
力端子１１０−１ａ，１１０−１ｂおよび１１０−２
ａ，１１０−２ｂから相互干渉のない受信信号を得るよ
うにしたものである。

【００３３】重ね合わせは、ループの１辺の長さをＳと
したとき、両単位コイルの中心１１０−１ｃ，１１０−
２ｃ 間の距離Ｌが０．９Ｓとなるように定められる。
このように重ね合わせることにより、各ループにおい
て、隣のコイルからの鎖交磁束の積算値がループが重な
り合うところとそうでないところで互いに打ち消し合う
ので、相互干渉が除かれる。

【００３４】なお、図２では２つの単位コイル１１０−
１および１１０−２が、縦方向に位置をずらして描かれ
ているが、これは図面上両コイルを識別し易くするため
であり、実際には縦方向のずれはない。また、重ね合わ
せ部において両コイルの間が電気的に絶縁されているこ
とはもちろんである。

【００３５】コイルループ上の矢印は、コイル面に垂直
な方向の磁気共鳴信号を受信したときの、ある瞬時の電
流方向を示す。このコイルは、コイル面に垂直な方向に
最大の感度を有し、コイル面に平行な方向には感度を有
しない。すなわち、コイルループの縦の辺の方向をｘ、
横の辺の方向をｚ、コイル面に垂直な方向をｙとする
と、ｚ方向に最大の感度を有し、ｘ方向およびｙ方向に
は感度を有しないという受信の指向性を持つ。

【００３６】なお、各単位コイル１１０−１，１１０−
２は、実際は図３に示すような同調回路になっている。
すなわち、キャパシタＣａ，ＣｂおよびＣｃがコイルル
ープに直列に接続されたＬＣ同調回路である。そして、
受信出力信号はキャパシタＣｂの両端から導かれる。キ
ャパシタＣａ，Ｃｃの個数および位置は適宜で良い。

【００３７】各単位コイルの受信信号に相互干渉がない
ことを利用して、図４に示すように、多数の単位コイル
１１１，１１２，１１３，１１４，・・・を１列に並べ
て受信コイルのアレイ（フェーズドアレイ）を形成し、
その上にアレイ上に載置された撮像対象から各単位コイ
ルでそれぞれ磁気共鳴信号を受信する。

【００３８】図５に、上記のようなフェーズドアレイコ
イルを用いる受信コイル部１１０のブロック図を、バイ
アス駆動部１２０およびデータ収集部１５０と関連づけ
て示す。受信コイル部１１０およびバイアス駆動部１２
０からなる装置は、本発明の磁気共鳴信号受信装置の実
施の形態の一例である。

【００３９】同図に示すように、受信コイル部１１０は
単位コイル２２０〜３８０を有する。単位コイル２２０
〜３８０は、いずれも、本発明における受信コイルの実
施の形態の一例である。このうち、単位コイル２２０〜
２８０は、図４に示したような配列で、１つの系統（Ａ
系統）のフェーズドアレイコイルを構成する。この系統
は例えばＣスパイン撮像用のフェースドアレイコイルと
なる。残りの単位コイル３２０〜３８０も同様にして他
の系統（Ｂ系統）のフェーズドアレイを構成する。この
系統は例えばＴ／Ｌスパイン撮像用のフェースドアレイ
コイルとなる。

【００４０】単位コイル２２０〜３８０の回路構成は全
て同一になっている。そこで、単位コイル２２０の回路
を代表的に示す。単位コイル２２０は、キャパシタ２２
２，２２４，２２６およびダイオード２２８を直列に有
する閉ループとなっている。キャパシタ２２２の両端か
らプリアンプ（ｐｒｅａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を通じて受
信信号が出力される。

【００４１】キャパシタ２２６には、インダクタ（ｉｎ
ｄｕｃｔｏｒ）２３２がダイオード２３４，２３４’の
逆極性並列回路を介して並列に接続されている。インダ
クタ２３２は、ダイオード２３４，２３４’の導通時に
キャパシタ２２６とともにＬＣ並列回路を構成する。キ
ャパシタ２２６は、本発明におけるキャパシタの実施の
形態の一例である。インダクタ２３２は、本発明におけ
るインダクタの実施の形態の一例である。

【００４２】ダイオード２２８にはインダクタ２３６，
２３６’を通じてバイアス駆動部１２０からバイアス信
号が与えられる。インダクタ２３６，２３６’はＲＦチ
ョーク（ｃｈｏｋｅ）回路として機能する。ダイオード
２２８は、本発明におけるダイオードの実施の形態の一
例である。

【００４３】バイアス駆動部１２０は制御部１６０によ
る制御の下でダイオード２２８に順バイアスまたは逆バ
イアスを与える。順バイアスでダイオード２２８をオン
（ｏｎ）にすることにより、単位コイル２２０のループ
が閉じて閉ループを構成する。逆バイアスでダイオード
２２８をオフ（ｏｆｆ）にすることにより、単位コイル
２２０のループが断たれて開ループとなる。

【００４４】閉ループ状態では、磁気共鳴信号の受信時
に誘起電圧による電流が流れ、キャパシタ２２２に両端
に生じる電圧がプリアンプ２３０に入力される。すなわ
ち、単位コイル２２０はイネーブルである。磁気共鳴信
号による誘起電圧はダイオード２３４，２３４’を導通
させるレベル（ｌｅｖｅｌ）達しないので、インダクタ
２３２とキャパシタ２２６の並列回路は形成されない。

【００４５】閉ループ状態でＲＦ励起信号が送信された
ときは、それによる大きな誘起電圧によりダイオード２
３４，２３４’が導通してインダクタ２３２とキャパシ
タ２２６のＬＣ並列回路が形成される。ＬＣ並列回路の
共振周波数はＲＦ励起信号の周波数に合わせてあるの
で、並列共振時の高インピーダンス（ｉｍｐｅｄａｎｃ
ｅ）により、閉ループに流れる電流が事実上阻止（ディ
スエーブル）され、ＲＦコイル部１０８と単位コイル２
２０間のデカップリング（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）が行
われる。以下、このようなＬＣ並列回路をパッシブディ
スエーブル（ｐａｓｓｉｖｅ ｄｉｓａｂｌｅ）回路と
いう。

【００４６】ダイオード２２８の逆バイアスによる開ル
ープ状態では、磁気共鳴信号受信時に誘起電圧による電
流が阻止され、受信信号を得ることができない。すなわ
ち、単位コイル２２０はディスエーブルである。以下、
バイアス制御されるダイオード２２８をアクティブディ
スエーブル（ａｃｔｉｖｅ ｄｉｓａｂｌｅ）回路とい
う。

【００４７】他の単位コイル２４０〜３８０において
も、図示を省略した同様なダイオードにバイアス駆動部
１２０からバイアス信号がそれぞれ与えられる。なお、
バイアス駆動部１２０は２系統のフェーズドアレイコイ
ルに対応して２系統設けられ、それぞれ対応する系統を
駆動するようになっている。

【００４８】プリアンプ２３０の出力信号は切換器４２
０の一方の入力端子に入力される。Ａ系統の他の単位コ
イル２４０，２６０，２８０における図示を省略したプ
リアンプの出力信号もそれぞれ切換器４４０，４６０，
４８０の一方の入力端子に入力される。

【００４９】切換器４２０〜４８０の他方の入力端子に
は、Ｂ系統の単位コイル３２０〜３８０における図示を
省略したプリアンプの出力信号がそれぞれ入力される。
切換器４２０〜４８０は連動して切り換えられ、Ａ系統
またはＢ系統の受信信号がデータ収集部１５０に入力さ
れる。

【００５０】Ａ系統のフェーズドアレイコイルおよびＢ
系統のフェーズドアレイコイルは、それぞれ識別信号発
生器６２０および６３０を有する。それらが発生する識
別信号は切換器５２０に２つの入力信号として与えられ
る。切換器５２０は、切換器４２０〜４８０に連動して
切り換えられ、切換によって選ばれた方の系統識別信号
を制御部１６０に入力する。制御部１６０は、入力され
た識別信号によってどちらの系統がデータ収集部１５０
に接続されているかを認識する。

【００５１】切換器４２０〜５２０は、操作者により切
り換えられる。切換は受信コイル部１１０の設置個所で
の手動操作あるいは操作部１９０からの遠隔操作によっ
て行う。遠隔操作を行う場合は必ずしも識別信号を制御
部にフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）する必要はな
い。また、切換器４２０〜５２０は機械的切換器または
電子的切換器のいずれであっても良い。

【００５２】制御部１６０は、データ収集部１５０に接
続されている方をイネーブル側とし、接続されていない
方をディスエーブル側として、ＲＦ励起信号の送信時お
よび磁気共鳴信号の受信時に両系統のバイアス制御を行
う。

【００５３】図６に、制御部１６０によるバイアス制御
のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）を示す。同図に示すよう
にバイアスの制御には３種類のパターンがある。パター
ン（ａ）では、送信時にイネーブル側（例えばＡ系統）
およびディスエーブル側（例えばＢ系統）をともにダイ
オードの順バイアスを行い、受信時にはイネーブル側を
順バイアスし、ディスエーブル側を逆バイアスする。

【００５４】これによって、送信時には両系統において
各受信コイルは全て閉ループとなる。この状態でＲＦ励
起信号が送信されると、誘起電圧により各受信コイル内
にＬＣ並列回路が形成され、その並列共振による高イン
ピーダンスによりＲＦコイル部１０８とのデカップリン
グが行われる。

【００５５】これに対して、受信時にはイネーブル側が
閉ループ、ディスエーブル側が開ループとなる。したが
って、磁気共鳴信号の受信はイネーブル側だけによって
行われる。

【００５６】このようなパターン（ａ）では送信時に両
系統をともに順バイアスし、ＲＦコイル部１０８とのデ
カップリングはパッシブディスエーブル回路で行うの
で、アクティブディスエーブル回路としてのダイオード
は耐電圧性が低い安価なもので済ますことができる。

【００５７】パターン（ｂ）では、送信時にはイネーブ
ル側を順バイアス、ディスエーブル側を逆バイアスと
し、受信時にはイネーブル側を順バイアス、ディスエー
ブル側を逆バイアスとする。

【００５８】これによって、送信時にはイネーブル側の
受信コイルが閉ループとなり、ディスエーブル側の受信
コイルが開ループとなる。この状態でＲＦ励起信号が送
信されると、イネーブル側ではパッシブディスエーブル
回路によってＲＦコイル部１０８とのデカップリングが
行われ、ディスエーブル側ではアクティブディスエーブ
ル回路によってＲＦコイル部１０８とのデカップリング
が行われる。

【００５９】受信時にはパターン（ａ）と同様にイネー
ブル側が閉ループ、ディスエーブル側が開ループとな
る。したがって、磁気共鳴信号の受信はイネーブル側だ
けによって行われる。

【００６０】パターン（ｂ）では送信時にディスエーブ
ル側をアクティブディスエーブル回路でデカップリング
するのでパターン（ａ）の場合よりも徹底したデカップ
リングを行うことができる。

【００６１】パターン（ｃ）では、送信時に両系統をを
ともに逆バイアスし、受信時にイネーブル側を順バイア
ス、ディスエーブル側を逆バイアスとする。これによっ
て、送信時には両系統の受信コイルが全て開ループとな
る。この状態でＲＦ励起信号が送信されると、両系統の
受信コイルはアクティブディスエーブル回路によってＲ
Ｆコイル部１０８とのデカップリングされる。

【００６２】受信時にはパターン（ａ）と同様にイネー
ブル側が閉ループ、ディスエーブル側が開ループとな
る。したがって、磁気共鳴信号の受信はイネーブル側だ
けによって行われる。

【００６３】パターン（ｃ）では送信時に両系統ともア
クティブディスエーブル回路でデカップリングするので
パターン（ｂ）よりもさらに徹底したデカップリングを
行うことができる。

【００６４】上記いずれのパターンでも、受信系統の有
効化と無効化をダイオードのバイアス制御により行うの
で、受信系の選択手段を簡素な構成で実現することがで
きる。

【００６５】受信コイル部１１０は必ずしも２系統に分
ける必要はなく、全体を１系統とし、その中から所望の
いくつかの単位コイルを選んで受信コイルとするように
しても良い。そのようにした受信コイル部１１０のブロ
ック図を図７に示す。

【００６６】同図に示すように、切換器４２０〜４８０
により、イネーブルにする任意の４つ（またはそれ以
下）の単位コイルを選択する。そして、送受信時にはバ
イアス駆動部１２０で単位コイル２２０〜３８０のバイ
アスを個々に制御することにより該当する単位コイルを
イネーブルにし、他の単位コイルをディスエーブルとす
る。

【００６７】図８に、磁気共鳴撮像装置のブロック図を
示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装
置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の
一例が示される。

【００６８】図８に示す装置は、図１に示した装置とは
異なるマグネットシステム１００’および受信コイル部
１１０’を有する。それ以外は図１に示した装置と同様
な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して
説明を省略する。

【００６９】マグネットシステム１００’は主磁場マグ
ネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコ
イル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１
０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互い
に対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円
盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マ
グネットシステム１００’の内部空間に、撮像対象３０
０がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段
により搬入および搬出される。

【００７０】クレードル５００には受信コイル部１１
０’が設けられている。受信コイル部１１０’は概ね筒
状の外形を有し、クレードル５００の上面に設置されて
いる。撮像対象３００は受信コイル部１１０’の筒内に
仰臥する姿勢で搭載される。これによって、受信コイル
部１１０’は撮像対象３００の脊髄部に接近したものと
なる。受信コイル部１１０’はフェーズドアレイコイル
によって構成される。フェーズドアレイコイルについて
は後にあらためて説明する。

【００７１】主磁場マグネット部１０２’はマグネット
システム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁
場の方向は概ね撮像対象３００の体軸方向と直交する。
すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネッ
ト部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。
なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電
磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。

【００７２】勾配コイル部１０６’は静磁場強度に勾配
を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフ
ェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類
の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６’は図示しな
い３系統の勾配コイルを有する。

【００７３】ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に撮像
対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信
号を送信する。受信コイル部１１０’は、励起されたス
ピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。

【００７４】次に、受信コイル部１１０’について説明
する。先ず、受信コイル部１１０’の主要部をなすフェ
ーズドアレイコイルについて説明する。図９に、フェー
ズドアレイコイルの基本形を示す。同図に示すように、
単位コイル１１２はキャパシタ１５２を有する閉ループ
である。キャパシタ１５２以外の他のキャパシタがあっ
ても良い。単位コイル１１４はキャパシタ１５４を有す
る閉ループである。キャパシタ１５４以外の他のキャパ
シタがあっても良い。これら単位コイル１１２，１１４
の受信信号は、それぞれキャパシタ１５２，１５４両端
から取り出される。

【００７５】単位コイル１１２のループと単位コイル１
１４のループは、キャパシタ１７２，１７２’によって
接続され、両者は静電的に結合されている。ここで、キ
ャパシタ１７２，１７２’の静電容量は、それらを通じ
て両ループを流れる電流が、電磁的なカップリングによ
って両ループに流れる電流と相殺するように選ばれてい
る。このため、単位コイル１１２のループと単位コイル
１１４のループは相互にデカップリングされ、互いに相
手の影響を受けないものとなる。すなわち、単位コイル
１１２および単位コイル１１４はフェーズドアレイコイ
ルを構成する。このような関係の複数の単位コイルが、
ループ面を対向させてクレードル５００上に所定の間隔
で配設されている。

【００７６】図１０に、フェーズドアレイ用の他の形式
の単位コイルの電気回路を示す。同図に示すように、単
位コイルはキャパシタ３０２と導体３０４の直列接続に
よって構成される。キャパシタおよび導体への符号付け
は１箇所で代表する。キャパシタ３０２の個数は図示し
たような４個に限るものではなく適宜で良い。

【００７７】１つのキャパシタ３０２の両端には、単位
コイルが受信した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ３
０６の入力回路がインダクタ３０８を通じて接続されて
いる。プリアンプ３０６としては入力回路のインピーダ
ンスが十分に低い増幅器、すなわち、低入力インピーダ
ンス増幅器が用いられる。

【００７８】このような単位コイルでは、プリアンプ３
０６が低入力インピーダンス増幅器であることにより、
実質的にキャパシタ３０２とインダクタ３０８によるＬ
Ｃ並列回路が形成される。ここで、ＬＣ並列回路の共振
周波数は磁気共鳴信号の周波数と一致するように選ばれ
ている。このため、磁気共鳴信号の受信時にはＬＣ並列
回路が共振し、それによる高インピーダンスにより、単
位コイルは実質的に開ループ状態となる。

【００７９】このような構成の単位コイルが、ループ面
を対向させてクレードル５００上に所定の間隔で配設さ
れている。クレードル５００上に配設された状態での複
数単位コイルの電気回路を図１１に示す。なお、図１１
は各コイルのループ面を斜めに見る角度から描いてあ
る。

【００８０】いずれの単位コイルもＬＣ回路の並列共振
による高インピーダンスにより実質的に開ループとな
る。このように受信時に全ての単位コイルが実質的に開
ループになるので、それらの間にカップリングが生じな
い。このようなデカップリングにより、各単位コイルは
独立に存在するのと同様になり、近隣の単位コイルの影
響を受けることなく磁気共鳴信号を個々に受信すること
ができる。すなわち、これら単位コイルは、フェーズド
アレイコイルを構成する。

【００８１】受信コイル部１１０’は、図９に示した方
式または図１１に示した方式のフェーズドアレイコイル
を用いて構成される。フェーズドアレイコイルは、図５
に示したように４個ずつの単位コイルで２系統構成す
る。そして各単位コイルに図５に示したようにＬＣ並列
回路によるパッシブディスエーブル回路およびダイオー
ドとバイアス駆動部によるアクティブディスエーブル回
路を設け、バイアス駆動部１２０により前述のように制
御することにより、所望の系統による磁気共鳴信号の受
信を行う。

【００８２】本装置の動作を説明する。なお、動作は図
１に示した装置も図８に示した装置も本質的な相違はな
い。本装置の動作は制御部１６０による制御の下で進行
する。制御部１６０は、識別信号に基づいて２系統のフ
ェーズドアレイコイルのうち使用する側を認識し、両系
統のイネーブル／ディスエーブルを上述のように制御し
ながら撮像を遂行する。

【００８３】図１２に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシ
ーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示
す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓ
ｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。

【００８４】すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励
起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンス
であり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じ
くそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇ
ｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭ
Ｒのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８
０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシー
ケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。

【００８５】同図に示すように、９０°パルスによりス
ピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇ
ｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行わ
れる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルス
による１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。こ
のときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスに
ついての選択的反転が行われる。

【００８６】９０°励起とスピン反転の間の期間に、リ
ードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐ
が印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのデ
ィフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエ
ンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが
行われる。

【００８７】スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでス
ピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコー
ＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に
関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコー
は９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じ
る。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビュ
ーデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。こ
のようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔ
ｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰
り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、
毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、
６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。

【００８８】磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例
を図１３に示す。このパルスシーケンスは、グラディエ
ントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法
のパルスシーケンスである。

【００８９】すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ
励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、
（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スラ
イス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコ
ード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスであ
る。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシ
ーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。

【００９０】同図に示すように、α°パルスによりスピ
ンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このと
きスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについて
の選択励起が行われる。

【００９１】α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐ
によりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、
リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズ
し、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエ
コーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、
エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号とな
る。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。

【００９２】グラディエントエコーＭＲはデータ収集部
１５０によりビューデータとして収集される。このよう
なパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返
される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐ
を変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これ
によって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られ
る。

【００９３】図１２または図１３のパルスシーケンスに
よって得られたビューデータが、データ処理部１７０の
メモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法
またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファースト
スピンエコー（ＦＳＥ：Ｆａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈ
ｏ）法やエコープラナーイメージング（Ｅｃｈｏ Ｐｌ
ａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のもの
であって良いのはいうまでもない。

【００９４】データ処理部１７０は、ビューデータを２
次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の断層像を再構
成する。再構成画像は表示部１８０により可視像として
表示される。表示部１８０には、例えばＣスパインまた
はＴ／Ｌスパインの断層像が表示される。

【００９５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、コイルループ選択手段の構成を簡素化した磁気共
鳴信号受信装置、および、そのような磁気共鳴信号受信
装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】フェーズドアレイコイルの基本構成を示す電気
回路図である。

【図３】図２に示した単位コイルの電気回路図である。

【図４】フェーズドアレイコイルを示す電気回路図であ
る。

【図５】図１に示した装置における受信コイル部のブロ
ック図である。

【図６】図１に示したバイアス駆動部によるバイアス印
加のパターンを示す図である。

【図７】図１に示した装置における受信コイル部のブロ
ック図である。

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図９】フェーズドアレイコイルの基本構成を示す電気
回路図である。

【図１０】フェーズドアレイコイルの基本構成を示す電
気回路図である。

【図１１】フェーズドアレイコイルを示す電気回路図で
ある。

【図１２】図１に示した装置が実行するパルスシーケン
スの一例を示す図である。

【図１３】図１に示した装置が実行するパルスシーケン
スの一例を示す図である。

【符号の説明】

１００，１００’ マグネットシステム １０２ 主磁場コイル部 １０２’ 主磁場マグネット部 １０６，１０６’ 勾配コイル部 １０８，１０８’ ＲＦコイル部 １３０ 勾配駆動部 １４０ ＲＦ駆動部 １５０ データ収集部 １６０ 制御部 １７０ データ処理部 １８０ 表示部 １９０ 操作部 ３００ 撮像対象 ５００ クレードル ２２０ 単位コイル ２２２，２２４，２２６ キャパシタ ２２８ ダイオード ２３２ インダクタ ２３４，２３４’ ダイオード １２０ バイアス駆動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 康司 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 (72)発明者 石黒 孝至 東京都日野市旭が丘四丁目７番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Ｆターム(参考） 4C096 AB42 AD10 CC06 CC16 CC17

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェーズドアレイをなす複数の受信コイ
   ルと、 前記複数の受信コイルのループ中に直列にそれぞれ設け
   たキャパシタと、 互いに逆極性で並列な１対のダイオードを介して前記キ
   ャパシタに並列にそれぞれ接続したインダクタと、 前記複数の受信コイルのループ中に直列にそれぞれ設け
   たダイオードと、 前記ダイオードのバイアスを個々に制御することによ
   り、前記複数の受信コイルの中から選択した受信コイル
   をイネーブル状態とし他をディスエーブル状態とするバ
   イアス制御手段と、を具備することを特徴とする磁気共
   鳴信号受信装置。
2. 【請求項２】 前記選択する受信コイルは前記複数の受
   信コイルのうちの半数である、ことを特徴とする請求項
   １に記載の磁気共鳴信号受信装置。
3. 【請求項３】 前記複数の受信コイルの個数は５以上で
   あり、前記選択した受信コイルの個数は４以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴信号受信装
   置。
4. 【請求項４】 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成
   する静磁場形成手段と、 前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段
   と、 前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、 前記測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成す
   る画像生成手段と、を有する磁気共鳴撮像装置であっ
   て、 前記測定手段は、 フェーズドアレイをなす複数の受信コイルと、 前記複数の受信コイルのループ中に直列にそれぞれ設け
   たキャパシタと、 互いに逆極性で並列な１対のダイオードを介して前記キ
   ャパシタに並列にそれぞれ接続したインダクタと、 前記複数の受信コイルのループ中に直列にそれぞれ設け
   たダイオードと、 前記ダイオードのバイアスを個々に制御することによ
   り、前記複数の受信コイルの中から選択した受信コイル
   をイネーブル状態とし他をディスエーブル状態とするバ
   イアス制御手段と、を具備することを特徴とする磁気共
   鳴撮像装置。
5. 【請求項５】 前記選択する受信コイルは前記複数の受
   信コイルのうちの半数である、ことを特徴とする請求項
   ４に記載の磁気共鳴撮像装置。
6. 【請求項６】 前記複数の受信コイルの個数は５以上で
   あり、前記選択した受信コイルの個数は４以下である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。