JP2006297067A - 磁気共鳴イメージング装置、この磁気共鳴イメージング装置における信号選択方法、ならびに磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 任意のコイルエレメントを自由に選択して使用することを可能とする。
【解決手段】 ＰＬＬ80-1，80-2…，80-mおよびミキサ81-1，81-2…，81-mではローカル信号制御器８９の制御の下に、複数の受信チャネルの磁気共鳴信号のうちの処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換する。合成器８２は、上記のようにチャネル変換がなされた信号を合成する。ダイプレクサ８３は、上記のように合成がなされた信号から第１の周波数帯域の信号を抽出する。分配器８４およびバンドパスフィルタ85-1，85-2…，85-nは、上記のように抽出された信号から複数の有効チャネルの磁気共鳴信号をそれぞれ分離する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、高周波受信コイルが複数のコイルエレメントを備えるか、あるいは複数のコイルエレメントを装着可能な磁気共鳴イメージング装置、この磁気共鳴イメージング装置における信号選択方法、ならびに磁気共鳴イメージング方法に関する。

近年の磁気共鳴イメージング装置は、用途に応じた様々なタイプの高周波受信コイルを利用可能となっている。このような高周波受信コイルには、コイルエレメントを複数配置したものがある。また、異なる撮影部位のそれぞれに適応する局部コイルなども用意されている。

そこで磁気共鳴イメージング装置は、高周波受信コイルに配置される複数のコイルエレメントや、複数種類の高周波受信コイルを並列的に接続可能としており、その数は増大している。例えば、１２８個のコイルエレメントを並列的に接続可能な磁気共鳴イメージング装置がある。

このような磁気共鳴イメージング装置において、複数のコイルエレメントの出力信号を周波数多重して伝送する技術は知られている（例えば特許文献１を参照）。

一方、このように並列的に接続されるコイルエレメントは、全てが同時に使用されるのではない。そこで、コイルエレメントからの出力信号の処理系は、コイルエレメントの接続可能数よりも少なくなっている。例えば、上記の１２８個のコイルエレメントに対して、処理系は３２個が用意される。
特開２００２−１４３１２２

このような場合、使用するべきコイルエレメントからの出力信号を選択的に処理系へと入力する必要があるが、コイルエレメントと処理系との組み合わせが非常に多いため、選択回路が非常に複雑になってしまう。選択回路としては、典型的にはマトリクススイッチが適用される。マトリクススイッチは、ｓ個のコイルエレメントのうちのいくつかを任意に選択するためにはｓ×ｓのマトリクスを有している必要がある。ｑ×ｑ（ｑ＜＜ｓ）のマトリクスを有した複数のマトリクススイッチを多段に接続して選択回路を構成すれば、ｓ×ｓのマトリクスを有したマトリクススイッチよりも回路規模が小さくなるが、同時に選択できるコイルエレメントの組み合わせが制限されてしまう。これは、利便性の低下を来す。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、任意のコイルエレメントを自由に選択して使用できる磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。

以上の目的を達成するために第１の本発明は、複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置において、前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換する第１の変換手段と、前記のチャネル変換がなされた信号を合成する手段と、前記の合成がなされた信号から前記第１の周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、前記の抽出された信号から前記複数の有効チャネルの磁気共鳴信号をそれぞれ分離する分離手段とを備えた。

また前記の目的を達成するために第２の本発明は、複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置において、前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換する第１の変換手段と、前記のチャネル変換がなされた信号を合成する手段と、前記の合成がなされた信号のうちの前記第１の周波数帯域の信号に基づいて画像を再構成する手段とを備えた。

また前記の目的を達成するために第３の本発明は、複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置での信号選択方法において、前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換し、前記のチャネルの変換がなされた信号を合成し、前記の合成がなされた信号から前記第１の周波数帯域の信号を抽出し、前記の抽出された信号から前記複数の有効チャネルの磁気共鳴信号をそれぞれ分離することとした。

また前記の目的を達成するために第３の本発明は、複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング方法において、前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換し、前記のチャネル変換がなされた信号を合成し、前記の合成がなされた信号のうちの前記第１の周波数帯域の信号に基づいて画像を再構成することとした。

本発明によれば、任意のコイルエレメントを自由に選択して使用可能となる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。

図１は本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）の構成を示す図である。この図１に示すＭＲＩ装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、ＲＦコイルユニット６ａ，６ｂ，６ｃ、送信部７、選択回路８、受信部９および計算機システム１０を具備する。

静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３種のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル２は、上記の３種のコイルが傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇeおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇrにそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇeは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇrは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

被検体Ｐは、寝台４の天板４１に載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮影口）内に挿入される。寝台４は、寝台制御部５により駆動され、天板４１をその長手方向（図１中における左右方向）および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。

ＲＦコイルユニット６ａは、１つまたは複数のコイルを円筒状のケースに収容して構成される。ＲＦコイルユニット６ａは、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。ＲＦコイルユニット６ａは、送信部７から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。

ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、天板４１上に載置されたり、天板４１に内蔵されたり、あるいは被検体Ｐに装着される。そして撮影時には、被検体Ｐとともに傾斜磁場コイル２の空洞内に挿入される。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、それぞれ少なくとも１つのコイルエレメントを備える。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに備えられたコイルエレメントはそれぞれ、被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。コイルエレメントのそれぞれの出力信号は、個別に選択回路８に入力される。受信用のＲＦコイルユニットは、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに限らず、様々なタイプのものが任意に装着可能である。また受信用のＲＦコイルユニットは、１つまたは３つ以上が装着されても良い。なお、選択回路８に同時に接続可能なコイルエレメントの数を、以下ではｍと示す。このｍは、例えば「１２８」である。

送信部７は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこれらの各部の動作の結果として送信部７は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＲＦコイルユニット６ａに供給する。

選択回路８は、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃから出力される最大ｍチャネルの磁気共鳴信号から任意の１乃至ｎチャネルの磁気共鳴信号を選択する。ただし、ｎは、ｍよりも小さな正数であり、例えば「３２」である。そして選択回路８は、選択した磁気共鳴信号を受信部９へ与える。どのチャネルを選択するかは、計算機システム１０から指示される。

受信部９は、前段増幅器、位相検波器およびアナログディジタル変換器を有する処理系をｎチャネル備えている。これらｎチャネルの処理系へは、選択回路８が選択する最大ｎチャネルの磁気共鳴信号がそれぞれ入力される。前段増幅器は、磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログディジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をディジタル信号に変換する。受信部９は、各処理系により得られる最大ｎチャネルのディジタル信号をそれぞれ出力する。

計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、再構成部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６および制御部１７を有している。

インタフェース部１１には、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信部９および選択回路８等が接続される。インタフェース部１１は、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を行う。

データ収集部１２は、受信部９から出力されるディジタル信号を収集する。データ収集部１２は、収集したディジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部１４に格納する。

再構成部１３は、記憶部１４に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体Ｐ内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。

記憶部１４は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。

表示部１５は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を制御部１７の制御の下に表示する。表示部１５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

入力部１６は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部１６としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

制御部１７は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有しており、本実施形態のＭＲＩ装置を総括的に制御する。

図２は図１に示された選択回路８の具体的な構成例を示すブロック図である。

この図２に示すように選択回路８は、位相同期ループ（ＰＬＬ）80-1，80-2…，80-m、ミキサ81-1，81-2…，81-m、合成器８２、ダイプレクサ８３、分配器８４、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）85-1，85-2…，85-n、ＰＬＬ86-1，86-2…，86-n、ミキサ87-1，87-2…，87-n、ダイプレクサ88-1，88-2…，88-nおよびローカル信号制御器８９を含む。

ＰＬＬ80-1，80-2…，80-mは、それぞれ図３に示すように位相比較器８１ａ、電圧制御発振器８１ｂおよび割算器８１ｃ，８１ｄを含んだ周知の構成をなす。そしてＰＬＬ80-1，80-2…，80-mは、ローカル信号制御器８９から個別に指示される周波数および位相を持ったローカル信号をそれぞれ発生する。

ミキサ81-1，81-2…，81-mには、ｍ個のコイルエレメント61-1，61-2…，61-mから出力される磁気共鳴信号がそれぞれ入力される。またミキサ81-1，81-2…，81-mには、ＰＬＬ80-1，80-2…，80-mが発生したローカル信号がそれぞれ入力される。ミキサ81-1，81-2…，81-mは、コイルエレメント61-1，61-2…，61-mの出力信号にＰＬＬ80-1，80-2…，80-mが発生したローカル信号をそれぞれ混合する。

合成器８２は、ミキサ81-1，81-2…，81-mのそれぞれの出力信号の全てを合成して１系統の信号を得る。

ダイプレクサ８３は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８３ａ，８３ｃおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）８３ｂ，８３ｄを含む。ダイプレクサ８３は、合成器８２からの出力信号における特定の周波数帯域を抽出する。

分配器８４は、ダイプレクサ８３の出力信号を、ｎチャネルに分配する。

ＢＰＦ85-1，85-2…，85-nには、ｎチャネルに分配された信号がそれぞれ入力される。ＢＰＦ85-1，85-2…，85-nは、入力信号からそれぞれ異なる周波数帯域を抽出する。

ＰＬＬ86-1，86-2…，86-nは、それぞれ図３に示すように位相比較器８１ａ、電圧制御発振器８１ｂおよび割算器８１ｃ，８１ｄを含んだ周知の構成をなす。そしてＰＬＬ86-1，86-2…，86-nは、ローカル信号制御器８９から個別に指示される周波数および位相を持ったローカル信号をそれぞれ発生する。

ミキサ87-1，87-2…，87-nには、ＢＰＦ85-1，85-2…，85-nの出力信号がそれぞれ入力される。またミキサ87-1，87-2…，87-nには、ＰＬＬ86-1，86-2…，86-nが発生したローカル信号がそれぞれ入力される。ミキサ87-1，87-2…，87-nは、ＢＰＦ85-1，85-2…，85-nの出力信号にＰＬＬ86-1，86-2…，86-nが発生したローカル信号をそれぞれ混合する。

ダイプレクサ88-1，88-2…，88-nは、ミキサ87-1，87-2…，87-nの出力信号における特定の周波数帯域をそれぞれ抽出する。

ローカル信号制御器８９は、ＰＬＬ80-1，80-2…，80-mおよびＰＬＬ86-1，86-2…，86-nに、共通の基準クロックを供給する。ローカル信号制御器８９は、計算機システム１０から指示される選択チャネルに基づいてＰＬＬ80-1，80-2…，80-mが発生するローカル信号の周波数および位相を制御する。ローカル信号制御器８９は、ＰＬＬ86-1，86-2…，86-nが発生するローカル信号の周波数を、これらのＰＬＬ86-1，86-2…，86-nがそれぞれ属するチャネルに応じて制御する。

次に以上のように構成されたＭＲＩ装置の動作について説明する。なお、被検体Ｐの画像を得るための動作は従来通りであるのでここでは説明を省略する。そして以下では、磁気共鳴信号の選択に係わる動作を中心に説明する。

チャネル数ｍおよびチャネル数ｎは、例えば上記のように「１２８」および「３２」のような大きな数となるが、ここでは説明の簡略化のために「３」および「２」とする。また、選択回路８の入力側の３つのチャネルを第１乃至第３の受信チャネルと称し、出力側の２つのチャネルを第１および第２の処理チャネルと称する。そして、第１および第２の受信チャネルが選択対象である場合について説明する。

コイルエレメント61-1，61-2，61-3からは、いずれも同一周波数帯域（以下、第１の周波数帯域と称する）の磁気共鳴信号がそれぞれ出力される。これらの磁気共鳴信号は、ミキサ81-1，81-2，81-3でそれぞれローカル信号が合成されることによって、周波数変換（アップコンバージョン）がなされる。

さて、ローカル信号制御器８９は、選択対象となっている第１および第２の受信チャネルに属するＰＬＬ80-1，80-2の発振周波数を制御し、第１および第２の受信チャネルの磁気共鳴信号を、第２の周波数帯域内の互いに異なる周波数帯域に変換させる。また、ローカル信号制御器８９は、選択対象ではない第３の受信チャネルに属するＰＬＬ80-3の発振周波数を制御し、第３の受信チャネルの磁気共鳴信号を、第２の周波数帯よりも高い所定の周波数帯域に変換させる。

図４は各信号の帯域分布を示す図である。

第１の周波数帯域を符号ＦＢ１で示す。ＰＬＬ80-1，80-2，80-3の発振周波数を符号Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３で示す。第１乃至第３の受信チャネルの磁気共鳴信号の周波数変換後の周波数帯域を周波数帯域ＦＢ４，ＦＢ５，ＦＢ７で示す。なお、符号ＦＢ２，ＦＢ３，ＦＢ６は、周波数変換の際に生じるイメージ信号の周波数帯域を示す。

かくして、ミキサ81-1，81-2，81-3のそれぞれの出力信号が合成器８２で合成されたならば、図４に示す第１の周波数帯域ＦＢ１以外の周波数帯域および周波数の信号成分をもった信号が得られ、この信号がダイプレクサ８３に入力される。

ダイプレクサ８３では、まず図５（ａ）に示すように、第１および第２の受信チャネルの磁気共鳴信号、ローカル信号、ならびにイメージ信号がＬＰＦ８３ｂを通過し、第３の受信チャネルの磁気共鳴信号、ローカル信号、ならびにイメージ信号がＨＰＦ８３ａにより濾過される。ダイプレクサ８３では、次に図５（ｂ）に示すように、第１および第２の受信チャネルの磁気共鳴信号がＨＰＦ８３ｃを通過し、同受信チャネルのローカル信号およびイメージ信号がＬＰＦ８３ｄで濾過される。かくしてダイプレクサ８３では、第２の周波数帯域内の磁気共鳴信号、すなわち第１および第２の受信チャネルの磁気共鳴信号のみが抽出される。

このようにして第１および第２の受信チャネルの磁気共鳴信号のみを含んだ信号は、分配器８４によって分配されて、ＢＰＦ85-1，85-2へ入力される。ＢＰＦ85-1では図６（ａ）に示すように周波数帯域ＦＢ５のみが通過する。すなわち第２の受信チャネルの磁気共鳴信号のみが抽出される。一方、ＢＰＦ85-2では図６（ｂ）に示すように周波数帯域ＦＢ４のみが通過する。すなわち第１の受信チャネルの磁気共鳴信号のみが抽出される。

ＢＰＦ85-1の出力信号は、ＰＬＬ86-1およびミキサ87-1によって第３の周波数帯域に周波数変換（ダウンコンバージョン）がなされた上で、第３の周波数帯域のみがダイプレクサ88-1で抽出される。これによりダイプレクサ88-1からは、図７（ａ）に示すような第３の周波数帯域ＦＢ８に第２の受信チャネルの磁気共鳴信号を含む信号が出力される。ＢＰＦ85-2の出力信号は、ＰＬＬ86-2およびミキサ87-2によって第３の周波数帯域に周波数変換（ダウンコンバージョン）がなされた上で、第３の周波数帯域のみがダイプレクサ88-2で抽出される。これによりダイプレクサ88-2からは、図７（ｂ）に示すような第３の周波数帯域ＦＢ８に第１の受信チャネルの磁気共鳴信号を含む信号が出力される。かくして、第２および第１の受信チャネルの磁気共鳴信号が第１および第２の処理チャネルの磁気共鳴信号として選択される。なお、第３の周波数帯域は、第１の周波数帯域よりも低い周波数とすることが一般的である。第３の周波数帯域に周波数変換された磁気共鳴信号は受信部９において、そのままで、あるいは更に低い周波数帯域に変換された上でＡ／Ｄ変換される。ただし、第３の周波数帯域は、第１の周波数帯域と同一としてもよい。この場合には、選択回路８は純粋にチャネル選択の機能のみを担うこととなり、Ａ／Ｄ変換の前処理としての周波数変換は全て受信部９にて行うことになる。また第３の周波数帯域は、第１の周波数帯域よりも高い周波数帯域であっても良い。

図８は選択対象とするコイルエレメントをユーザに選択させるための画像の一例を示す図である。制御部１７は、選択対象とするコイルエレメントに関するユーザの指示を受け付けるべきときに、図８に示す画像を表示部１５に表示させる。

図８に示す画像は、画像ＩＭ１〜ＩＭ４と、フレームＦＲ１〜ＦＲ６とを含んでいる。画像ＩＭ１は、天板４１に横たわった人体を上から見た様子を表す。この画像ＩＭ１は、モデル像あるいはプレスキャンにより得られた画像である。人体を上から見た画像とともに、横から見た画像を表示しても良い。横から見た人体像の上下面には、Ｚ方向にエレメントを示すラインが表示される。

画像ＩＭ２，ＩＭ３は、被検体Ｐの腹側に配置されたＲＦコイルユニットに関し、画像ＩＭ１に重ねられている。画像ＩＭ４は、天板４１上に載置されたＲＦコイルユニット、すなわち被検体Ｐの背側に配置されたＲＦコイルユニットに関する。ここでは、画像ＩＭ４は画像ＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３に並べて示しているが、天板４１に横たわった人体を下から見た画像と重ねるようにしても良い。

画像ＩＭ２，ＩＭ３，ＩＭ４はそれぞれ、外側フレームと、内側フレームとを含む。内側フレームが各コイルエレメントの位置、外側フレームが各コイルエレメントが属するＲＦユニットを示す。図８では、図１に示すＲＦコイルユニット６ｃが被検体の腹側に複数（ここでは２つ）配置され、そして各ＲＦコイルユニット６ｃがそれぞれ４列×４行のマトリクス状に配置されたコイルエレメントを備えること、を示している。また図８では、図１に示すＲＦコイルユニット６ｂが被検体の背側に配置され、ＲＦコイルユニット６ｂが４列×８行のマトリクス状に配置されたコイルエレメントを備えること、を示す。

図８に示すように、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、コイルエレメントを体幅（ｘ軸）方向、体軸（ｚ軸）方向に偶数個のコイルエレメントを配置している。ＲＦコイルユニット６ｃのコイルエレメントの数は、ＲＦコイルユニット６ｂに比べて、体幅（ｘ軸）方向に同数とし、体軸（ｚ軸）方向に少ない数としている（４＜８）。

また図８に示すように、ＲＦコイルユニット６ｂの中央行のエレメントの大きさは、両端のエレメントの大きさより小さい。

フレームＦＲ１〜ＦＲ６は、ユーザにより使用するものとして指定されたコイルエレメントを表すフレームを囲む。制御部１７は、入力部１６のユーザによる操作に応じてフレームＦＲ１〜ＦＲ６のように任意にフレームを設定する。そしてこのように設定したフレームの内側に位置するコイルエレメントを、選択回路８における選択対象に決定する。

このように本実施形態によれば、最大ｍ系列の受信チャネルの磁気共鳴信号のうちから、ユーザにより任意に指定された１乃至ｎチャネルの磁気共鳴信号を処理チャネルの磁気共鳴信号として選択することができる。そして本実施形態によれば、受信チャネル数および処理チャネル数に応じた数の処理系を備えていれば良いので、受信チャネルと処理チャネルとの組み合わせ数が増大しても、選択回路８の構成の増大量はマトリクススイッチを利用する場合に比べて小さくて済む。

本実施形態によれば、選択対象の受信チャネルにどの周波数帯域を割り当てるかにより、各磁気共鳴信号を受信部９のどの入力チャネルに入力するかを任意に変更することができる。マトリクススイッチを多段接続した場合には、ある受信チャネルの磁気共鳴信号を入力可能な入力チャネルが、受信部９の入力チャネルのうちの一部に制限されてしまう。従って本実施形態によれば、マトリクススイッチを多段接続する場合に比べて、動作の柔軟性が高い。例えば、受信部９の入力チャネル数よりも少ない受信チャネル（ｉチャネル）の磁気共鳴信号が選択対象であるとき、本実施形態であれば、ｉチャネル分の磁気共鳴信号を常に第１番目から第ｉ番目の入力チャネルに並べて受信部９に入力することができる。このようにすれば、画像再構成の処理を効率化できる場合がある。すなわち、倍速収集された複数チャネルの磁気共鳴信号が表すデータを位相展開する場合、これらのデータが連続するチャネルに並んでいれば、データを並び替える必要が無い。これに対してそれらのデータが離れたチャネルから得られる場合には、全てのデータを蓄えた上で、それらのデータを並び替える処理が必要になるため、処理効率が本実施形態よりも劣る。なお、上記のデータの並び替えのためには、記憶部１４に大きな容量が必要になるとともに、再構成部１３には高速のデータ転送が可能な処理能力が必要になるので、この点においても本実施形態が有利である。

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

選択対象となる受信チャネルのうちの１つのみの磁気共鳴信号は周波数変換せずに合成器８２へと入力しても良い。

選択対象とならない受信チャネルの磁気共鳴信号は、第２の周波数帯域よりも小さな周波数帯域に周波数変換しても良い。あるいは、選択対象とならない受信チャネルの磁気共鳴信号は周波数変換をせずに合成器８２へと入力しても良い。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の一実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）の構成を示す図。 図１に示された選択回路８の具体的な構成例を示すブロック図。 図２に示されたＰＬＬ80-1，80-2…，80-m，86-1，86-2…，86-nの具体的な構成例を示すブロック図。 各信号の帯域分布を示す図。 図２に示されるダイプレクサ８３の動作を説明する図。 図２に示されるＢＰＦ86-1，86-2の動作を説明する図。 図２中のダイプレクサ88-1，88-2から出力される信号の帯域分布を示す図。 選択対象とするコイルエレメントをユーザに選択させるための画像の一例を示す図。

符号の説明

１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイル、３…傾斜磁場電源、４…寝台、５…寝台制御部、６ａ，６ｂ，６ｃ…ＲＦコイルユニット、７…送信部、８…選択回路、９…受信部、１０…計算機システム、61-1〜61-m…コイルエレメント、80-1〜80-m，86-1〜86-n…位相同期ループ（ＰＬＬ）、81-1〜81-m，87-1〜87-n…ミキサ、８２…合成器、８３，88-1〜88-n…ダイプレクサ、８４…分配器、８９…ローカル信号制御器。

Claims (20)

1. 複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置において、
   前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換する第１の変換手段と、
   前記のチャネル変換がなされた信号を合成する手段と、
   前記の合成がなされた信号から前記第１の周波数帯域の信号を抽出する抽出手段と、
   前記の抽出された信号から前記複数の有効チャネルの磁気共鳴信号をそれぞれ分離する分離手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第１の変換手段は、
   複数の入力チャネルに対応する複数の第１のローカル信号をそれぞれ発生するもので、これら複数の第１のローカル信号の周波数を個別に変更可能な第１の発生手段と、
   前記複数の入力チャネルのそれぞれに、各入力チャネルに対応した前記第１のローカル信号を混合する手段と、
   前記処理対象となる入力チャネルに対応する第１のローカル信号の周波数を、前記複数の有効チャネルのそれぞれに対応する周波数とするとともに、前記処理対象ではない入力チャネルに対応する第１のローカル信号の周波数を、前記第２の周波数帯域に定められたチャネルに対応する周波数とするように前記第１の発生部を制御する手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記抽出手段は、前記の合成がなされた信号から、前記第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号、前記第１の変換手段での変換に伴い生じる不要なイメージ信号、ならびに前記第１のローカル信号を濾過することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記分離手段は、
   前記抽出された信号を複数に分配する手段と、
   前記の分配された複数の信号から前記複数の有効チャネルの周波数帯域をそれぞれ抽出する手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記分離手段により分離された複数の磁気共鳴信号を、それぞれ第３の周波数帯域の信号に変換する第２の変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記第２の変換手段は、
   前記複数の有効チャネルに対応する複数の第２のローカル信号をそれぞれ発生するもので、これらの複数の第２のローカル信号の周波数を個別に変更可能な第２の発生手段と、
   前記分離手段により分離された複数の有効チャネルの信号に、各有効チャネルに対応する前記第２のローカル信号をそれぞれ混合する混合手段とを具備することを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記第２の変換手段は、
   前記混合手段から出力される複数の信号から前記第３の周波数帯域をそれぞれ抽出する手段をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. それぞれが１チャネルの磁気共鳴信号を出力する複数個のコイルエレメントを備えた第１および第２のコイルユニットをさらに備え、
   前記第１および第２のコイルユニットは、被検体の背側となる位置および腹側となる位置にそれぞれ配置され、
   前記第２のコイルユニットに備えられた前記コイルエレメントの数は、前記第１のコイルユニットに備えられた前記コイルエレメントの数よりも少ないことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記第１および第２のコイルユニットは、前記被検体の体幅方向に相当する第１の方向および前記被検体の体軸方向に相当する第２の方向のそれぞれにマトリクス状に前記コイルエレメントが配列され、前記第２のコイルユニットに備えられた前記コイルエレメントの数は、前記第１のコイルユニットに備えられた前記コイルエレメントに比べて、前記第１の方向に少ない数とし、かつ前記第２の方向に同数とすることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. それぞれが１チャネルの磁気共鳴信号を出力する複数個のコイルエレメントを備えたコイルユニットをさらに備え、
    前記複数個のコイルエレメントの少なくともその一部が被検体の体幅方向に相当する第１の方向に沿って配列され、
    前記第１の方向に関しての中央に位置する前記コイルエレメントは、前記第１の方向に関しての両端に位置する前記コイルエレメントよりもサイズが小さいことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. それぞれが１チャネルの磁気共鳴信号を出力する複数個のコイルエレメントを備えたコイルユニットと、
    前記コイルユニットにおける前記コイルエレメントの配列状況と、被検体と前記コイルユニットとの位置関係とを表した画像上にて前記処理の対象となる磁気共鳴信号を出力するコイルエレメントの指定を受け付けるユーザインタフェースユニットとをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置において、
    前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換する第１の変換手段と、
    前記のチャネル変換がなされた信号を合成する手段と、
    前記の合成がなされた信号のうちの前記第１の周波数帯域の信号に基づいて画像を再構成する手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
13. 複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング装置での信号選択方法において、
    前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換し、
    前記のチャネルの変換がなされた信号を合成し、
    前記の合成がなされた信号から前記第１の周波数帯域の信号を抽出し、
    前記の抽出された信号から前記複数の有効チャネルの磁気共鳴信号をそれぞれ分離することを特徴とする信号選択方法。
14. 前記のチャネルの変換においては、
    前記複数の入力チャネルに対応する複数の第１のローカル信号をそれぞれ発生し、
    前記複数の入力チャネルのそれぞれに、各入力チャネルに対応した前記第１のローカル信号を混合し、
    前記処理対象となる入力チャネルに対応する第１のローカル信号の周波数を、前記複数の有効チャネルのそれぞれに対応する周波数とするとともに、前記処理対象ではない入力チャネルに対応する第１のローカル信号の周波数を、前記第２の周波数帯域に定められたチャネルに対応する周波数とするように制御することを特徴とする請求項１３に記載の信号選択方法。
15. 前記の抽出においては、前記の合成がなされた信号から、前記第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号、前記第１の変換手段での変換に伴い生じる不要なイメージ信号、ならびに前記第１のローカル信号を濾過することを特徴とする請求項１４に記載の信号選択方法。
16. 前記の分離においては、
    前記抽出された信号を複数に分配し、
    前記の分配された複数の信号から前記複数の有効チャネルの周波数帯域をそれぞれ抽出することを特徴とする請求項１３に記載の信号選択方法。
17. さらに、前記の分離された複数の磁気共鳴信号を、それぞれ第３の周波数帯域の信号に変換することを特徴とする請求項１３に記載の信号選択方法。
18. 前記第３の周波数帯域の信号への変換においては、
    前記複数の有効チャネルに対応する複数の第２のローカル信号をそれぞれ発生し、
    前記の分離された複数の有効チャネルの信号に、各有効チャネルに対応する前記第２のローカル信号をそれぞれ混合することを特徴とする請求項１７に記載の信号選択方法。
19. 前記第３の周波数帯域の信号への変換においてはさらに、前記の混合された複数の信号から前記第３の周波数帯域をそれぞれ抽出することを特徴とする請求項１８に記載の信号選択方法。
20. 複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの一部を処理してイメージングする磁気共鳴イメージング方法において、
    前記複数チャネルの磁気共鳴信号のうちの前記処理の対象となる磁気共鳴信号を第１の周波数帯域内に定められた複数の有効チャネルの信号に変換するとともに、その他のチャネルの磁気共鳴信号を前記第１の周波数帯域とは異なる第２の周波数帯域に定められたチャネルの信号に変換し、
    前記のチャネル変換がなされた信号を合成し、
    前記の合成がなされた信号のうちの前記第１の周波数帯域の信号に基づいて画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。

Images