JP2003070764A - Ｒｆ信号受信コイルおよび磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信コイルと受信コイルのデカップリング
を、受信コイルにデカップリング回路を設けることなく
実現する。 【解決手段】 ループ２１０および２２０の接続状態
を、送信モードの場合には、ループ接続端子２０１およ
び２０３の間と、ループ接続端子２０２および２０４の
間とを概短絡状態にし、ループ接続端子２０１および２
０４の間と、ループ接続端子２０２および２０３の間と
を概開放状態にしているため、ループ２１０および２２
０が並列接続状態になり、受信モードの場合には、ルー
プ接続端子２０１および２０３の間と、ループ接続端子
２０２および２０４の間とを概開放状態にし、ループ接
続端子２０１および２０４の間と、ループ接続端子２０
２および２０３の間とを共振用コンデンサが接続された
状態にすることを実現させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、受信コイル（Ｃ
ｏｉｌ）と送信コイル間の磁気結合をなくすＲＦ信号受
信コイルおよび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、傾斜磁場を発生
させる勾配磁場発生用コイル、電磁場を発生し、送信す
るための送信コイル、磁気共鳴信号を受信するための受
信コイル、が使用されている。これらのコイルのなか
で、送信コイルと受信コイル間では、各コイルが同一の
方向を向いて、かつ、極めて近接して配置されるため、
送信コイルと受信コイル間には、強い磁気結合が生じ
る。強い磁気結合が生じると、共鳴周波数の推移あるい
はコイルのＱ値の低下と言った問題が生じ、ひいては撮
像画像のＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒ
ａｔｉｏ）の低下を引き起こす。

【０００３】そこで、送信コイルと受信コイル間の磁気
結合を無くするために、送信コイルおよび受信コイル
は、デカップリング（Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）回路を装
着するようにしている。これらのデカップリング回路を
動作させれば、送信コイルから電磁波を送信する場合に
は、受信コイルを形成するループ（Ｌｏｏｐ）のインピ
ーダンス（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）が高い状態になり、受
信コイルに電流が流れないので、送信コイルとの磁気結
合が生じなくなる。また、磁気共鳴信号を受信コイルに
より受信する場合には、送信コイルを形成するループの
インピーダンスが高い状態になり、送信コイルに電流が
流れないので、受信コイルとの磁気結合が生じなくな
る。

【０００４】受信コイルのデカップリング回路は、受信
コイルのループ上に直列に接続された共鳴周波数を決定
するコンデンサ（Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）に並列に接続さ
れたインダクタ（Ｉｎｄｕｃｔｏｒ）と、このコンデン
サとインダクタの接続部に直列に接続された、二つのダ
イオード（Ｄｉｏｄｅ）を逆極性に並列接続したクロス
ダイオード（ＣｒｏｓｓＤｉｏｄｅ）と、により構成さ
れている。送信コイルから電磁波を送信する場合には、
送信される電磁波が高いパワー（Ｐｏｗｅｒ）を有する
ため、クロスダイオードがオン（Ｏｎ）状態になり、コ
ンデンサとインダクタが並列共振回路を形成し、インピ
ーダンスが極めて高い状態になる。そして、受信コイル
のループも高いインピーダンス状態になり、誘導電圧に
よる電流が流れないので、送信コイルとの間に磁気結合
は生じなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によればデカップリング回路を、受信コイルのル
ープ上に直列に多数配設する必要があった。すなわち、
単体のデカップリング回路では、クロスダイオードがオ
ン状態の際に、充分に高いインピーダンスを得ることが
できず、デカップリング回路を直列に多段接続すること
により高いインピーダンスを確保する必要があった。

【０００６】特に、全身用のサドル（Ｓａｄｄｌｅ）型
受信コイルは、受信コイルを形成するループが大きな形
状を有するため、送信時に送信コイルとの間に大きな磁
気結合を生じる。この磁気結合を無くすには、受信コイ
ルのループ上に直列に多数のデカップリング回路を配置
し、送信時に受信コイルのループのインピーダンスを高
くする必要があった。しかし、デカップリング回路を受
信コイルのループ上に直列に多数配置しているため、逆
に受信時には、受信コイルはのループの抵抗値が増加
し、受信コイルは、Ｑ値の低下を引き起こし、ひいて
は、受信信号のＳ／Ｎ比（Ｓｉｇｎａｌ Ｔｏ Ｎｏｉ
ｓｅ Ｒａｔｉｏ）も低下する。また、送信時には、受
信コイル上の多数のデカップリング回路は、高インピー
ダンスのため発熱源となり、この発熱は、磁気共鳴撮像
装置の動作を不安定にする要因となっていた。

【０００７】これらのことから、受信コイルのループ上
に直列に多数のデカップリング回路を配置することなく
受信コイルのデカップリングを行うようにして、送信コ
イルと受信コイル間の磁気結合を無くし、受信コイルの
特性を向上し、かつ安定した磁気共鳴撮像装置の画像を
いかに実現するかが極めて重要となる。

【０００８】この発明は、上述した従来技術による課題
を解決するためになされたものであり、受信コイルのル
ープ上に直列に多数のデカップリング回路を配置するこ
となく受信コイルのデカップリングを行うようにして、
送信コイルと受信コイル間の磁気的結合を無くし、受信
コイルの特性を向上することができる、ＲＦ信号受信コ
イルおよび磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、第１の観点の発明に係るＲＦ信
号受信コイルは、空間を挟んで互いに対向する同一形状
の１対のループ部と、前記１対のループ部同士を相互に
接続し全体として閉ループを形成する接続部と、を有す
るＲＦ信号受信コイルであって、前記接続部は、前記１
対のループ部の磁気結合を防止する磁気結合防止状態ま
たは前記１対のループ部を受信コイルとして機能させる
受信状態のいずれかに切り換える切換手段、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１０】この第１の観点による発明によれば、ルー
プ接続部として、１対のループ部の磁気結合を防止する
磁気結合防止状態または１対のループ部を受信コイルと
して機能させる受信状態のいずれかに切り換える切換手
段、を備えることとしているので、送信コイルにより発
生された高周波磁場が１対のループ部に印加された際
に、発生する誘導電圧が１対のループ部で打ち消すこと
になり、送信コイルと受信コイル間の磁気結合を無くす
ことができるので、ループ部のデカップリング回路を無
くすことができる。

【００１１】また、第２の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、空間を挟んで互いに対向する同一形
状の１対のループ部と、前記１対のループ部同士を相互
に接続し全体として閉ループを形成する接続部と、を有
するＲＦ信号受信コイルであって、前記接続部は、前記
１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路にそれ
ぞれ直列に設けられた第１および第２の開閉手段と、前
記１対のループ部を８の字状に直列に接続する１対の電
気経路にそれぞれ直列に設けられた第３および第４の開
閉手段と、前記第１および第２の開閉手段ならびに前記
第３および第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させ
る制御手段と、を備えることを特徴とする。

【００１２】この第２の観点の発明によれば、ループ接
続部として、１対のループ部を並列に接続する１対の電
気経路にそれぞれ直列に設けられた第１および第２の開
閉手段と、１対のループ部を８の字状に直列に接続する
１対の電気経路にそれぞれ直列に設けられた第３および
第４の開閉手段と、第１および第２の開閉手段ならびに
第３および第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させ
る制御手段と、を備えることとしているので、送信時に
は、受信コイルの１対のループ部が並列接続状態とな
り、送信コイルと受信コイルとがデカップリング状態に
なり、受信時には、受信コイルの１対のループ部が８の
字状に直列接続した受信コイルとして機能させることが
できる。

【００１３】また、第３の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記第１および第２の開閉手段は、
インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波
数に共振点を有する直列共振回路と、前記直列共振回路
を開閉制御するスイッチング素子と、を備えることを特
徴とする。

【００１４】この第３の観点の発明によれば、第１およ
び第２の開閉手段として、インダクタおよびコンデンサ
を含む前記ＲＦ信号の周波数に共振点を有する直列共振
回路と、この直列共振回路を開閉制御するスイッチング
素子と、を備えることとしているので、スイッチング素
子を閉じて、第１および第２の開閉手段をインピーダン
スが低い閉じた状態とし、スイッチング素子を開いて、
第１および第２の開閉手段をインピーダンスが高い開い
た状態とすることができる。

【００１５】また、第４の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記第３および第４の開閉手段は、
インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波
数に共振点を有する並列共振回路と、前記並列共振回路
を開閉制御するスイッチング素子と、を備えることを特
徴とする。

【００１６】この第４の観点の発明によれば、第３およ
び第４の開閉手段として、インダクタおよびコンデンサ
を含むＲＦ信号の周波数に共振点を有する並列共振回路
と、並列共振回路を開閉制御するスイッチング素子と、
を備えることとしているので、スイッチング素子が閉じ
た状態の場合には、第３および第４の開閉手段がインピ
ーダンスの低い短絡状態とし、スイッチング素子が開い
た状態の場合には、第３および第４の開閉手段がインピ
ーダンスの高い開放状態とすることができる。

【００１７】また、第５の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、空間を挟んで互いに対向する同一形
状の１対のループ部と、前記１対のループ部同士を相互
に接続し全体として閉ループを形成する接続部と、を有
するＲＦ信号受信コイルであって、前記接続部は、前記
１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路と、前
記１対の電気経路の間に設けられたスイッチおよびコン
デンサの直列回路と、前記スイッチを制御する制御手段
と、を備えることを特徴とする。

【００１８】この第５の観点の発明によれば、ループ接
続部として、１対のループ部を並列に接続する１対の電
気経路と、１対の電気経路の間に設けられたスイッチお
よびコンデンサの直列回路と、このスイッチを制御する
制御手段と、を備えることとしているので、送信時に
は、受信コイルの１対のループ部が並列接続状態とな
り、送信コイルと受信コイルとがデカップリング状態に
なり、受信時には、受信コイルの１対のループ部が並列
接続した受信コイルとして機能させることができる。

【００１９】また、第６の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記スイッチは、インダクタおよび
コンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波数に共振点を有す
る並列共振回路と、前記並列共振回路を開閉制御するス
イッチング素子と、を備えることを特徴とする。

【００２０】この第６の観点の発明によれば、スイッチ
として、インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信
号の周波数に共振点を有する並列共振回路と、この並列
共振回路を開閉制御するスイッチング素子と、を備える
こととしているので、スイッチング素子が閉じた状態の
場合には、スイッチがインピーダンスの高い開放状態と
し、スイッチング素子が開いた状態の場合には、スイッ
チがただのコンデンサとして機能することができる。

【００２１】また、第７の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記スイッチング素子は、ダイオー
ドであることを特徴とする。この第７の観点の発明によ
れば、スイッチング素子として、ダイオードであること
としているので、電気的に高速に開閉制御を行うことが
できる。

【００２２】また、第８の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記１対のループ部は、サドル型の
形状を有することを特徴とする。この第８の観点の発明
によれば、１対のループ部として、サドル型の形状を有
することとしているので、１対のループ部間に被検体を
配置する場合に被検体に適合した形状となっており、高
感度の断層画像を得ることができる。

【００２３】また、第９の観点の発明に係るＲＦ信号受
信コイルによれば、前記１対のループ部のループは、円
形の形状を有することを特徴とする。この第９の観点の
発明によれば、１対のループ部のループは、円形の形状
を有することとしているので、被検体を１対のループ部
内に配置する際に、均一な感度領域を得ることができ
る。

【００２４】また、第１０の観点の発明に係るＲＦ信号
受信コイルによれば、前記１対のループ部のループは、
楕円形の形状を有することを特徴とする。この第１０の
観点の発明によれば、１対のループ部のループは、楕円
形の形状を有することとしているので、被検体を第１お
よび第２のループ内に配置する際に、被検体に適合した
形状を有しており、高感度の断層画像を得ることができ
る。

【００２５】また、第１１の観点の発明に係る磁気共鳴
撮像装置によれば、静磁場を形成する静磁場形成手段
と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、被検体を
前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、前記静磁場
内に高周波磁場を送信する送信手段と、前記被検体から
の磁気共鳴信号を受信する受信手段と前記勾配磁場形成
手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御
手段と、前記受信手段により得られた磁気共鳴信号から
画像情報を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴
撮像装置であって、前記受信手段は、空間を挟んで互い
に対向する同一形状の１対のループ部と、前記１対のル
ープ部同士を相互に接続し全体として閉ループを形成す
る接続部と、を有し、前記接続部として、前記１対のル
ープ部の磁気結合を防止する磁気結合防止状態または前
記１対のループ部を受信コイルとして機能させる受信状
態のいずれかに切り換える切換手段、を備えることを特
徴とする。

【００２６】この第１１の観点の発明によれば、受信手
段は、空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のル
ープ部と、この１対のループ部同士を相互に接続し全体
として閉ループを形成する接続部と、を有し、この接続
部として、１対のループ部の磁気結合を防止する磁気結
合防止状態または１対のループ部を受信コイルとして機
能させる受信状態のいずれかに切り換える切換手段、を
備えることとしているので、受信コイルにデカップリン
グ回路を接続すること無く送信コイルと受信コイルの磁
気結合を無くし、デカップリング回路による送信の時の
発熱もなくなり、受信コイルのＱ値を上昇させることが
でき、ひいては、断層画像のＳ／Ｎを良くすることがで
きる。

【００２７】また、第１２の観点の発明に係る磁気共鳴
撮像装置によれば、静磁場を形成する静磁場形成手段
と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、被検体を
前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、前記静磁場
内に高周波磁場を送信する送信手段と、前記被検体から
の磁気共鳴信号を受信する受信手段と前記勾配磁場形成
手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御
手段と、前記受信手段により得られる磁気共鳴信号から
画像情報を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴
撮像装置であって、前記受信手段は、空間を挟んで互い
に対向する同一形状の１対のループ部と、前記１対のル
ープ部同士を相互に接続し全体として閉ループを形成す
る接続部と、を有し、前記接続部として、前記１対のル
ープ部を並列に接続する１対の電気経路にそれぞれ直列
に設けられた第１および第２の開閉手段と、前記１対の
ループ部を８の字状に直列に接続する１対の電気経路に
それぞれ直列に設けられた第３および第４の開閉手段
と、前記第１および第２の開閉手段ならびに前記第３お
よび第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させる制御
手段と、を備えることを特徴とする。

【００２８】この第１２の観点の発明によれば、受信手
段は、空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のル
ープ部と、この１対のループ部同士を相互に接続し全体
として閉ループを形成する接続部と、を有し、この接続
部として、１対のループ部を並列に接続する１対の電気
経路にそれぞれ直列に設けられた第１および第２の開閉
手段と、１対のループ部を８の字状に直列に接続する１
対の電気経路にそれぞれ直列に設けられた第３および第
４の開閉手段と、第１および第２の開閉手段ならびに第
３および第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させる
制御手段と、を備えることとしているので、受信コイル
にデカップリング回路を接続すること無く送信コイルと
受信コイルの磁気結合を無くし、デカップリング回路に
よる送信の時の発熱もなくなり、受信コイルのＱ値を上
昇させることができ、ひいては、断層画像のＳ／Ｎを良
くすることができる。

【００２９】また、第１３の観点の発明に係る磁気共鳴
撮像装置によれば、静磁場を形成する静磁場形成手段
と、勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、被検体を
前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、前記静磁場
内に高周波磁場を送信する送信手段と、前記被検体から
の磁気共鳴信号を受信する受信手段と前記勾配磁場形成
手段、前記送信手段および前記受信手段を制御する制御
手段と、前記受信手段により得られた磁気共鳴信号から
画像情報を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴
撮像装置であって、前記受信手段は、空間を挟んで互い
に対向する同一形状の１対のループ部と、前記１対のル
ープ部同士を相互に接続し全体として閉ループを形成す
る接続部と、を有し、前記接続部として、前記１対のル
ープ部を並列に接続する１対の電気経路と、前記１対の
電気経路の間に設けられたスイッチおよびコンデンサの
直列回路と、前記スイッチを制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする。

【００３０】この第１３の観点の発明によれば、受信手
段は、空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のル
ープ部と、この１対のループ部同士を相互に接続し全体
として閉ループを形成する接続部と、を有し、この接続
部として、１対のループ部を並列に接続する１対の電気
経路と、１対の電気経路の間に設けられたスイッチおよ
びコンデンサの直列回路と、このスイッチを制御する制
御手段と、を備えることとしているので、受信コイルに
デカップリング回路を接続すること無く送信コイルと受
信コイルの磁気結合を無くし、デカップリング回路によ
る送信の時の発熱もなくなり、受信コイルのＱ値を上昇
させることができ、ひいては、断層画像のＳ／Ｎを良く
することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかるＲＦ信号受信用コイルおよび磁気共鳴撮像
装置の好適な実施の形態について説明する。

【００３２】（実施の形態１）まず、本実施の形態１に
係る磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図
１は、この発明の実施の形態１であるＲＦ信号受信コイ
ルを使用した磁気共鳴撮像装置の全体構成を示す模式図
である。図１において、この磁気共鳴撮像装置は、大き
くは、マグネット（Ｍａｇｎｅｔ）部１０１、テーブル
（Ｔａｂｌｅ）部１０２、および制御処理部１０３から
構成される。

【００３３】マグネット部１０１は、上下に対向配置さ
れる一対の静磁場発生部４、勾配コイル部３、および送
信コイル部２を有している。対向配置された二つの送信
コイル部２間には、被検体５が配置される空間が形成さ
れる。上下二つの勾配コイル部３は、勾配駆動部１４を
介してスキャンコントローラ（ＳｃａｎＣｏｎｔｏｒｏ
ｌｌｅｒ）部１３に接続される。また、上下二つの送信
コイル部２は、送信部１５を介してスキャンコントロー
ラ部１３に接続される。

【００３４】テーブル部１０２には、送信コイル部２間
に形成された空間を移動するクレードル（Ｃｒａｄｌ
ｅ）部６が設けられ、このクレードル部６上には、被検
体５が載置される。クレードル部６は、被検体５の撮像
部位がマグネット部１０１の中心部に位置するように移
動制御される。

【００３５】受信コイル１は、テーブル部１０２に配設
されており、マグネット部１０１の中心近傍に位置され
ている。この受信コイル１は、受信部７、検波部８、お
よびＡ／Ｄ変換部９を介して計算機１０に接続される。
計算機１０には、操作部１１および表示部１２が接続さ
れるとともに、スキャンコントローラ部１３が接続され
る。スキャンコントローラ部１３は、受信部７、ＲＦ発
振部２０、Ａ／Ｄ変換部９、勾配駆動部１４、および送
信部１５の各部を制御する。ＲＦ発振部２０は、検波部
８に接続される。

【００３６】次に、図１に示した受信コイル１の具体的
な構成について説明する。図２は、図１に示した受信コ
イル１の具体的な構成を示す図である。図２において、
受信コイル１は、高周波受信手段であるサドル型の第１
のループ２１０および第２のループ２２０のループ面が
対向した形で配置されている。ループ２１０および２２
０は、ループ接続部２０６により接続され、受信コイル
として一つの閉ループをなしている。また、ループ接続
部２０６は、ケーブル（Ｃａｂｌｅ）部２０８により、
制御処理部１０３と接続されている。

【００３７】次に、図２に示した受信コイル１のループ
接続部２０６の具体的な構成について説明する。図３
は、図２に示した受信コイル１を平面状に展開し、ルー
プ接続部２０６の具体的な回路を示した図である。左右
には、第１および第２のループ２１０および２２０が存
在し、第１のループ２１０と第２のループ２２０を接続
するための、第１のループ２１０の第１のループ接続端
子２０１および第２のループ接続端子２０２と、第２の
ループ２２０の第３のループ接続端子２０３および第４
のループ接続端子２０４と、がループ接続部２０６に接
続される。

【００３８】ここで、第１のループ接続端子２０１と第
３のループ接続端子２０３を、第１の開閉手段である、
第１のスイッチング部３１２で接続し、第２のループ接
続端子２０２と第４のループ接続端子２０４を、第２の
開閉手段である、第２のスイッチング部３１４で接続す
る。また、第１のループ接続端子２０１と第４のループ
接続端子２０４間には、二つの共振用コンデンサが直列
接続されており、この一方のコンデンサ３１８の両端子
からは、核磁気共鳴信号を取り出すため受信部７と信号
線が接続される。また、他方のコンデンサは、第３の開
閉手段である、第３のスイッチング部３１６の構成要素
をなす。また、同様に、第２のループ接続端子２０２と
第３のループ接続端子２０３間には、二つの共振用コン
デンサが直列接続されており、この一方のコンデンサ
は、第４の開閉手段である、第４のスイッチング部３１
８の構成要素をなす。

【００３９】ここで、第１の開閉手段である第１のスイ
ッチング部３１２と、第２の開閉手段である第２のスイ
ッチング部３１４は、インダクタ、コンデンサ、および
スイッチング素子を直列接続した直列共振回路からな
り、スイッチング素子としてダイオードを用い、バイア
ス（Ｂｉａｓ）電源部１６から、順方向のバイアス電圧
と逆方向のバイアス電圧を切り替え制御することにより
この第１および第２のスイッチング部をオンオフ制御す
る。

【００４０】また、第３の開閉手段である第３のスイッ
チング部３１６と、第４の開閉手段である第４のスイッ
チング部３１８は、共振用コンデンサと、このコンデン
サにスイッチング素子を介して並列接続されたインダク
タとの並列共振回路からなり、このスイッチング素子と
してダイオードを用いる。ただし、この場合には、二つ
のダイオードを逆方向に並列接続したクロスダイオード
を使用して、送信時には、所定以上の電圧がクロスダイ
オードに印加されるのでクロスダイオードはオン状態と
なり、受信時には、所定以下の電圧しかクロスダイオー
ドに印加されないのでクロスダイオードはオフ状態とな
る。

【００４１】ここで、図４を用いて並列共振回路と直列
共振回路の動作について述べる。図４（Ａ）は、インダ
クタＬおよびコンデンサＣからなる並列共振回路の例で
ある。この並列共振回路の両端のインピーダンスＺは、
角周波数に依存して図４（Ｂ）に示した変化をする。共
鳴周波数ωにおいて、インピーダンスＺは、極大とな
り、この並列共振回路の両端を概開放状態とすることが
できる。

【００４２】また、図４（Ｃ）は、インダクタＬおよび
コンデンサＣからなる直列共振回路の例である。この直
列共振回路の両端のインピーダンスＺは、角周波数に依
存して図４（Ｄ）に示した変化をする。共鳴周波数ωに
おいて、インピーダンスＺは、極小となり、この直列共
振回路の両端を概短絡状態とすることができる。

【００４３】次に、図２に示した受信コイル１の動作に
ついて概要を説明する。受信コイル１の動作は、送信モ
ード（Ｍｏｄｅ）と受信モードの２つの場合に分けられ
る。送信モードの場合には、受信コイル１のループ２１
０およびループ２２０は、並列接続状態となる。この
際、受信コイル１に均一な外部磁場Ｂ１を印加すると、
同一形状を有するループ２１０およびループ２２０に
は、各々誘導電圧Ｖ１およびＶ２が誘起されるが、それ
らは大きさと向きが等しい。従って、ループ２１０およ
びループ２２０のループ接続端子２０１と２０３、およ
びループ接続端子２０２と２０４を短絡接続し、ループ
２１０およびループ２２０を並列接続状態とすることに
より、外部磁場Ｂ１を発生する送信コイル部２と受信コ
イル１との間に発生する磁気結合を無くすことができ
る。

【００４４】また、受信モードの場合には、ループ２１
０およびループ２２０のループ接続端子２０１と２０
４、およびループ接続端子２０２と２０３を、共振用コ
ンデンサを介して接続することにより、直列接続された
受信コイルとして機能する受信接続状態とすることがで
きる。

【００４５】つづいて、図３に示した受信コイル１の動
作について図５を用いて、ループ接続部２０６の接続状
態の切り替えを中心にして説明する。図５（a）に示す
様に、受信コイル１が送信モードの場合には、バイアス
電源１６の電源電圧は、およそ０．７Ｖ（ｖｏｌｔ）の
正電圧が出力される。この場合には、第１のスイッチン
グ部３１２と第２のスイッチング部３１４のスイッチン
グ素子であるダイオードは、オン状態となる。並びに、
スイッチング部３１２および３１４は、直列共振回路か
ら構成されていることから、磁気共鳴周波数において、
ループ接続端子２０１と２０３の間、およびループ接続
端子２０２と２０４の間は、概短絡状態となる。また、
送信モードの場合には、第３のスイッチング部３１６と
第４のスイッチング部３１８のスイッチング素子である
クロスダイオードは、オン状態となる。並びに、スイッ
チング部３１６および３１８は、並列共振回路から構成
されていることから、磁気共鳴周波数において、ループ
接続端子２０１と２０４の間、およびループ接続端子２
０２と２０３の間は、概開放状態となる。並びに、ルー
プ２１０とループ２２０は、並列接続状態となる。

【００４６】また、受信コイル１が受信モードの場合に
は、バイアス電源１６の電源電圧は、およそ数Ｖ程度の
負電圧が出力される。この場合には、第１のスイッチン
グ部３１２と第２のスイッチング部３１４のスイッチン
グ素子であるダイオードは、オフ状態となる。そして、
スイッチング部３１２および３１４は、ループ接続端子
２０１と２０３の間、およびループ接続端子２０２と２
０４の間は、概開放状態となる。また、受信モードの場
合には、第３のスイッチング部３１６と第４のスイッチ
ング部３１８のスイッチング素子であるクロスダイオー
ドは、オフ状態となる。そして、ループ接続端子２０１
と２０４の間、およびループ接続端子２０２と２０３の
間は、共振用コンデンサが接続された状態となる。そし
て、ループ２１０とループ２２０は、直列接続された受
信コイルとして機能し、受信信号は、共振用コンデンサ
３１８から受信部７へ送られる。

【００４７】上述してきたように、本実施の形態１で
は、受信コイル１のループ２１０および２２０の接続状
態を、送信モードの場合には、ループ接続端子２０１お
よび２０３の間と、ループ接続端子２０２および２０４
の間とは、概短絡状態にし、ループ接続端子２０１およ
び２０４の間と、ループ接続端子２０２および２０３の
間とは、概開放状態にしているため、ループ２１０およ
び２２０が並列接続状態になり、受信モードの場合に
は、ループ接続端子２０１および２０３の間と、ループ
接続端子２０２および２０４の間とは、概開放状態に
し、ループ接続端子２０１および２０４の間と、ループ
接続端子２０２および２０３の間とは、共振用コンデン
サが接続された状態にしているため、ループ２１０およ
び２２０が直列に接続された受信コイルとして機能する
状態になるため、送信モードの場合には、デカップリン
グ回路をループ２１０および２２０に接続することな
く、送信コイルと受信コイルの磁気結合を無くすことが
でき、受信モードの場合には、受信コイルとして機能さ
せることができる。

【００４８】なお、第３および第４のスイッチング素子
としてクロスダイオードを用いたが、第１および第２の
スイッチング素子の様に単数のダイオードを用い、バイ
アス電源部１６からの電源電圧を切り替えることにより
オンオフ制御することもできる。また、フェイズドアレ
イコイル（Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ Ｃｏｉｌ）の様
な多数の閉ループを持つコイルにも同様に適用すること
ができる。

【００４９】また、第１〜４のスイッチング部３１２、
３１４、３１６、３１８をメカニカル（Ｍｅｃｈａｎｉ
ｃａｌ）なスイッチ（Ｓｗｉｔｃｈ）、例えばリレー
（Ｒｅｌａｙ）等に置き換えることもできる。ただし、
その場合には、スイッチング時間が高速であることが好
ましい。

【００５０】また、臨床検査で受信コイル１がマグネッ
ト部１０１の中心近傍から外れて配置されると、ループ
２１０および２２０に発生する誘導起電圧が異なり、ル
ープ２１０および２２０の並列接続によって誘導起電圧
を打ち消すことができない。この場合には、デカップリ
ング回路をループ２１０および２２０に接続し、従来例
を併用することにより、磁気結合を無くすことができ
る。

【００５１】また、実施の形態１では、垂直磁場型の磁
気共鳴撮像装置について説明したが、水平磁場型の磁気
共鳴撮像装置についても、全く同様に適用できる。（実
施の形態２）ところで、上記実施の形態１では、受信コ
イル１の受信接続状態の際に、ループ２１０および２２
０を直列接続して受信コイルとして機能させたが、ルー
プ２１０および２２０を並列接続して受信コイルとして
機能させることもできる。そこで本実施の形態では、受
信接続状態でループ２１０および２２０を並列接続して
受信コイルとする場合を示すことにする。

【００５２】図６は、本実施の形態２に係る受信コイル
１のループ接続部６０７の具体的な構成を示す回路図で
ある。なお、このループ接続部６０７は、図２に示した
受信コイル１のループ接続部２０６に対応するものであ
り、その他の構成については、図２に示したものと同様
のものとなるので、ここではその詳細な説明を省略す
る。

【００５３】図６の受信コイル１は、図２に示した受信
コイル１と同様のコイルを平面状に展開したものであ
り、ループ接続部６０７の具体的な回路を示した図であ
る。左右には、第１および第２のループ２１０および２
２０が存在し、第１のループ２１０と第２のループ２２
０を接続するための、第１のループ２１０の第１のルー
プ接続端子２０１および第２のループ接続端子２０２
と、第２のループ２２０の第３のループ接続端子２０３
および第４のループ接続端子２０４と、がループ接続部
６０７に接続される。

【００５４】ここで、第１のループ接続端子２０１と第
３のループ接続端子２０３を第１の導体である銅線６０
４で接続し、第２のループ接続端子２０２と第４のルー
プ接続端子２０４も第２の導体である銅線６０６で接続
する。また、第１の導体である銅線６０４と第２の導体
である銅線６０６とは、これら銅線の中点で二つの直列
接続された共振用コンデンサで接続されている。一方の
コンデンサ６０２の両端子からは、核磁気共鳴信号が取
り出され、受信部７と信号線で接続される。また、他方
のコンデンサは、スイッチである、第５のスイッチング
部６００の構成要素をなす。

【００５５】また、スイッチである、第５のスイッチン
グ部６００は、共振用コンデンサと、このコンデンサに
スイッチング素子を介して並列接続されたインダクタと
の並列共振回路からなり、このスイッチング素子として
クロスダイオードを用いる。送信モードの時には、所定
以上の電圧がクロスダイオードに印加されるのでクロス
ダイオードはオン状態となり、受信モードの時には、所
定以下の電圧しかクロスダイオードに印加されないので
クロスダイオードはオフ状態となる。

【００５６】つづいて、図６に示した受信コイル１の動
作について説明する。受信コイル１が送信モードの場合
には、第５のスイッチング部６００のスイッチング素子
であるクロスダイオードは、オン状態となる。そして、
スイッチング部６００は、並列共振回路から構成されて
いることから磁気共鳴周波数において、概開放状態とな
る。そして、ループ接続部６０７は、ループ接続端子２
０１と２０３の間、およびループ接続端子２０２と２０
４の間は、概短絡状態となり、かつ、第１の導体である
銅線６０４と第２の導体である銅線６０６は概絶縁状態
となる。

【００５７】また、受信コイル１が受信モードの場合に
は、第５のスイッチング部６００のスイッチング素子で
あるクロスダイオードは、オフ状態となる。そして、ス
イッチング部６００の並列共振回路は、共振回路として
機能しないため、第１の導体である銅線６０４と第２の
導体である銅線６０６は、共振用コンデンサで接続され
た状態となる。ここで、ループ２１０および２２０は、
並列接続された受信コイルとして機能し、受信信号は、
共振用コンデンサ３１８から受信部７へ送られる。

【００５８】上述してきたように、本実施の形態２で
は、ループ接続部６０７を、送信モードの場合には、銅
線６０４と銅線６０６間を概開放状態にして、ループ２
１０および２２０を並列接続状態にし、受信モードの場
合には、銅線６０４と銅線６０６間に共振用コンデンサ
が接続された状態にしているため、ループ２１０および
２２０が並列に接続された受信コイルとして機能する状
態になるため、送信モードの場合には、デカップリング
回路をループ２１０および２２０に接続することなく、
送信コイル部２と受信コイル１の磁気結合を無くすこと
ができ、受信モードの場合には、受信コイルとして機能
させることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ループ接続部によって接続された第１および第２のルー
プを、前記ループ接続部に備えられた単数あるいは複数
のスイッチング手段により、前記第１および第２のルー
プの接続状態を、第１および第２のループに発生する等
しい誘導電圧を打ち消す並列接続状態と、前記第１およ
び第２のループを受信コイルとして機能させる受信接続
状態と、に前記スイッチング手段をオンオフ制御して切
り替えることとしているので、送信コイルが高周波磁場
を被検体に印加する際に、送信コイルと受信コイルの磁
気結合を無くすことができ、高周波磁場を効率的に、し
かも目的とする高周波磁場を正確に被検体に印加するこ
とができるという効果を奏する。

【００６０】また、受信コイルにデカップリング回路を
使用しないで、送信コイルと受信コイルの磁気結合を無
くしているため、送信コイルが高周波磁場を被検体に印
加する際のデカップリング回路による発熱も無くなり、
ひいては該発熱による温度上昇防止対策も軽減される。
そして、受信コイルは、デカップリング回路を受信コイ
ルに多数接続した際のＱ値の低下も無くなり、高いＳ／
Ｎ比の核磁気共鳴信号を受信することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気共鳴装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

【図２】実施の形態１のＲＦ信号受信コイルを示す外観
図である。

【図３】実施の形態１のＲＦ信号受信コイルを示す回路
図である。

【図４】ＬＣ共振回路の動作原理を示す図である。

【図５】送受信モード信号およびバイアス電源電圧を示
すタイムチャートである。

【図６】実施の形態２のＲＦ信号受信コイルを示す回路
図である。

【符号の説明】

１ 受信コイル ２ 送信コイル部 ３ 勾配コイル部 ４ 静磁場発生部 ５ 被検体 ６ クレードル部 ７ 受信部 ８ 検波部 ９ Ａ／Ｄ変換部 １０ 計算機 １１ 操作部 １２ 表示部 １３ スキャンコントローラ部 １４ 勾配駆動部 １５ 送信部 １６ バイアス電源部 ２０ ＲＦ発振部 １０１ マグネット部 １０２ テーブル部 １０３ 制御処理部 ２０１、２０２、２０３、２０４ ループ接続端子 ２０６ ループ接続部 ２０８ ケーブル部 ２１０、２２０ ループ（コイル） ３１２、３１４、３１６、３１８ スイッチング部 ３１８ 共振用コンデンサ ６００ スイッチング部 ６０２ 共振用コンデンサ ６０４、６０６ 銅線 ６０７ ループ接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈部谷 章 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 AA20 AB07 AB46 AD02 AD10 AD23 CC01 CC03 CC16 CC37 FB02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空間を挟んで互いに対向する同一形状の
   １対のループ部と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
   ープを形成する接続部と、を有するＲＦ信号受信コイル
   であって、 前記接続部は、 前記１対のループ部の磁気結合を防止する磁気結合防止
   状態または前記１対のループ部を受信コイルとして機能
   させる受信状態のいずれかに切り換える切換手段、を備
   えることを特徴とするＲＦ信号受信コイル。
2. 【請求項２】 空間を挟んで互いに対向する同一形状の
   １対のループ部と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
   ープを形成する接続部と、を有するＲＦ信号受信コイル
   であって、 前記接続部は、 前記１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路に
   それぞれ直列に設けられた第１および第２の開閉手段
   と、 前記１対のループ部を８の字状に直列に接続する１対の
   電気経路にそれぞれ直列に設けられた第３および第４の
   開閉手段と、 前記第１および第２の開閉手段ならびに前記第３および
   第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させる制御手段
   と、を備えることを特徴とするＲＦ信号受信コイル。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の開閉手段は、 インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波
   数に共振点を有する直列共振回路と、 前記直列共振回路を開閉制御するスイッチング素子と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載のＲＦ信号受
   信コイル。
4. 【請求項４】 前記第３および第４の開閉手段は、 インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波
   数に共振点を有する並列共振回路と、 前記並列共振回路を開閉制御するスイッチング素子と、
   を備えることを特徴とする請求項２あるいは請求項３の
   いずれか一つに記載のＲＦ信号受信コイル。
5. 【請求項５】 空間を挟んで互いに対向する同一形状の
   １対のループ部と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
   ープを形成する接続部と、を有するＲＦ信号受信コイル
   であって、 前記接続部は、 前記１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路
   と、 前記１対の電気経路の間に設けられたスイッチおよびコ
   ンデンサの直列回路と、 前記スイッチを制御する制御手段と、を備えることを特
   徴とするＲＦ信号受信コイル。
6. 【請求項６】 前記スイッチは、 インダクタおよびコンデンサを含む前記ＲＦ信号の周波
   数に共振点を有する並列共振回路と、 前記並列共振回路を開閉制御するスイッチング素子と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載のＲＦ信号受
   信コイル。
7. 【請求項７】 前記スイッチング素子は、ダイオードで
   あることを特徴とする請求項６に記載のＲＦ信号受信コ
   イル。
8. 【請求項８】 前記１対のループ部は、サドル型の形状
   を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のい
   ずれか一つに記載のＲＦ信号受信コイル。
9. 【請求項９】 前記１対のループ部のループは、円形の
   形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求項７
   のいずれか一つに記載のＲＦ信号受信コイル。
10. 【請求項１０】 前記１対のループ部のループは、楕円
    形の形状を有することを特徴とする請求項１ないし請求
    項７のいずれか一つに記載のＲＦ信号受信コイル。
11. 【請求項１１】 静磁場を形成する静磁場形成手段と、 勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 被検体を前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、 前記静磁場内に高周波磁場を送信する送信手段と、 前記被検体からの磁気共鳴信号を受信する受信手段と前
    記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段
    を制御する制御手段と、 前記受信手段により得られた磁気共鳴信号から画像情報
    を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴撮像装置
    であって、 前記受信手段は、 空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のループ部
    と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
    ープを形成する接続部と、を有し、 前記接続部として、 前記１対のループ部の磁気結合を防止する磁気結合防止
    状態または前記１対のループ部を受信コイルとして機能
    させる受信状態のいずれかに切り換える切換手段、を備
    えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
12. 【請求項１２】 静磁場を形成する静磁場形成手段と、 勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 被検体を前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、 前記静磁場内に高周波磁場を送信する送信手段と、 前記被検体からの磁気共鳴信号を受信する受信手段と前
    記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段
    を制御する制御手段と、 前記受信手段により得られる磁気共鳴信号から画像情報
    を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴撮像装置
    であって、 前記受信手段は、 空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のループ部
    と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
    ープを形成する接続部と、を有し、 前記接続部として、 前記１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路に
    それぞれ直列に設けられた第１および第２の開閉手段
    と、 前記１対のループ部を８の字状に直列に接続する１対の
    電気経路にそれぞれ直列に設けられた第３および第４の
    開閉手段と、 前記第１および第２の開閉手段ならびに前記第３および
    第４の開閉手段を互いに逆な位相で開閉させる制御手段
    と、を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
13. 【請求項１３】 静磁場を形成する静磁場形成手段と、 勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 被検体を前記静磁場内に配置する被検体配置手段と、 前記静磁場内に高周波磁場を送信する送信手段と、 前記被検体からの磁気共鳴信号を受信する受信手段と前
    記勾配磁場形成手段、前記送信手段および前記受信手段
    を制御する制御手段と、 前記受信手段により得られた磁気共鳴信号から画像情報
    を生成する画像処理手段と、を備える磁気共鳴撮像装置
    であって、 前記受信手段は、 空間を挟んで互いに対向する同一形状の１対のループ部
    と、 前記１対のループ部同士を相互に接続し全体として閉ル
    ープを形成する接続部と、を有し、 前記接続部として、 前記１対のループ部を並列に接続する１対の電気経路
    と、 前記１対の電気経路の間に設けられたスイッチおよびコ
    ンデンサの直列回路と、 前記スイッチを制御する制御手段と、を備えることを特
    徴とする磁気共鳴撮像装置。