JP2014061264A - Magnetic resonance imaging apparatus, bed device, and rf coil device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置、寝台装置、及び、RFコイル装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus, a bed apparatus, and an RF coil apparatus.
MRIは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRFパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号から画像を再構成する撮像法である。なお、上記MRIは磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)の意味であり、RFパルスは高周波パルス(radio frequency pulse)の意味であり、MR信号は核磁気共鳴信号(nuclear magnetic resonance signal)の意味である。 MRI is an imaging method in which a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF pulse having a Larmor frequency, and an image is reconstructed from MR signals generated by the excitation. The MRI means magnetic resonance imaging, the RF pulse means radio frequency pulse, and the MR signal means nuclear magnetic resonance signal. .
ここで、例えばRFパルス電流をコイルに流すことで、被検体内の原子核スピンにRFパルスを送信し、発生したMR信号を検出するのがRFコイル装置(Radio Frequency Coil Device)である。RFコイル装置には、MRI装置自体に内蔵されているものもあるが、例えば局所用RFコイル装置のようにMRI装置の接続ポートとのコネクタ接続によってMRI装置の制御部に認識されるものもある。 Here, for example, an RF coil device (Radio Frequency Coil Device) detects an generated MR signal by transmitting an RF pulse to a nuclear spin in a subject by passing an RF pulse current through the coil. Some RF coil apparatuses are built in the MRI apparatus itself, but some are recognized by the control unit of the MRI apparatus by connector connection with a connection port of the MRI apparatus, for example, a local RF coil apparatus. .
MRIでは、MR信号の収集系統の多チャンネル化が進んでいる。ここでのチャンネルとは、RFコイル装置内の各コイル素子からそれぞれ出力され、MRI装置のRF受信器に入力されるまでの複数のMR信号の各経路の意味である。チャンネル数はRF受信器の入力受付数以下に設定されるが、多数のRFコイル装置をMRI装置に接続可能である。 In MRI, the acquisition system of MR signals is becoming multichannel. The channel here means each path of a plurality of MR signals that are output from each coil element in the RF coil apparatus and input to the RF receiver of the MRI apparatus. The number of channels is set to be equal to or less than the number of inputs received by the RF receiver, but many RF coil devices can be connected to the MRI apparatus.
RFコイル装置とMRI装置との間の接続ケーブルの本数が多チャンネル化により増大すると、配線が煩雑となるので不便である。このため、RFコイル装置とMRI装置との間での信号の送信及び受信を無線化することが望まれているが、アナログ信号による無線送信は実現に至っていない。ダイナミックレンジの低下などの各種制約があるからである。 If the number of connection cables between the RF coil apparatus and the MRI apparatus increases due to the increase in the number of channels, the wiring becomes complicated, which is inconvenient. For this reason, it is desired to wirelessly transmit and receive signals between the RF coil device and the MRI apparatus, but wireless transmission using analog signals has not been realized. This is because there are various restrictions such as a decrease in dynamic range.
より詳細には、MRI装置では、被検体から放射される微弱なMR信号に対する受信感度への影響を抑えるために、RFコイル装置とMRI装置との間で無線通信に用いる電磁波の出力を大きくすることができない。無線出力を大きくできない場合、送信信号が空間伝播する際の信号損失により、ダイナミックレンジが低下する。そこで、特許文献1では、MR信号をデジタル化してから無線送信するデジタル無線送信方式が提案されている。
More specifically, in the MRI apparatus, in order to suppress the influence on the reception sensitivity with respect to the weak MR signal radiated from the subject, the output of the electromagnetic wave used for wireless communication between the RF coil apparatus and the MRI apparatus is increased. I can't. When the radio output cannot be increased, the dynamic range is reduced due to signal loss when the transmission signal propagates in space. Therefore,
MR信号をデジタル化してから無線送信すれば、ダイナミックレンジの制約の問題は解消可能であるが、以下の課題がある。第1に、無線に関しては各国毎に規制が異なり、同じ送信周波数或いは同じ送信電力がどの国でも使えるとは限らない。第2に、RFコイル装置からMRI装置にMR信号を無線送信する場合、送信電波が周りで反射して、自身の無線通信の送信データを劣化させることもある。 If the MR signal is digitized and then transmitted wirelessly, the problem of dynamic range restriction can be solved, but there are the following problems. First, restrictions on radio are different for each country, and the same transmission frequency or the same transmission power is not always available in every country. Second, when an MR signal is wirelessly transmitted from the RF coil apparatus to the MRI apparatus, the transmission radio wave may be reflected around and deteriorate the transmission data of its own wireless communication.
このため、MRIにおいて、デジタル化されたMR信号をRFコイル装置からMRI装置に対して良好に無線送信する新技術が要望されていた。 For this reason, in MRI, there has been a demand for a new technique for satisfactorily wirelessly transmitting a digitized MR signal from the RF coil apparatus to the MRI apparatus.
以下、本発明の実施形態が取り得る態様の数例を、態様毎に説明する。
(1)一実施形態のMRI装置は、被検体から発せられるMR信号を検出するRFコイル装置から、MR信号を取得するものであって、第1無線通信部と、第2無線通信部と、画像再構成部と、天板とを備える。
第1無線通信部は、RFコイル装置により検出されたMR信号を取得し、誘導電界を介して、デジタル化されたMR信号を無線送信する。
第2無線通信部は、第1無線通信部から無線送信されたMR信号を、誘導電界を介して受信する。
画像再構成部は、第2無線通信部により受信されたMR信号に基づいて、被検体の画像データを再構成する。
第1無線通信部と第2無線通信部との間隔が、誘導電界を介した無線送信が可能な間隔となるように、第1無線通信部を第2無線通信部に対して離脱自在に支持する支持部が天板には設けられている。また、天板には被検体が載置される。
Hereinafter, several examples of the modes that the embodiments of the present invention can take will be described for each mode.
(1) An MRI apparatus according to an embodiment acquires an MR signal from an RF coil apparatus that detects an MR signal emitted from a subject, and includes a first wireless communication unit, a second wireless communication unit, An image reconstruction unit and a top plate are provided.
The first wireless communication unit acquires the MR signal detected by the RF coil device, and wirelessly transmits the digitized MR signal via the induction electric field.
The second wireless communication unit receives the MR signal wirelessly transmitted from the first wireless communication unit via the induced electric field.
The image reconstruction unit reconstructs the image data of the subject based on the MR signal received by the second wireless communication unit.
The first wireless communication unit is detachably supported with respect to the second wireless communication unit so that the interval between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit is an interval that enables wireless transmission via an induction electric field. A supporting portion is provided on the top plate. A subject is placed on the top board.
(2)一実施形態の寝台装置は、被検体が載置される天板を含むと共に、磁気共鳴イメージングの実行時にRFコイル装置により検出されたMR信号を受信するものである。この寝台装置では、天板は、信号取得部と、支持部とを有する。
信号取得部は、RFコイル装置の無線通信部から誘導電界を介して無線送信されるデジタル化されたMR信号を、誘導電界を介して受信する。
支持部は、無線通信部と信号取得部との間隔が、誘導電界を介した無線送信が可能な間隔となるように、無線通信部を信号取得部に対して離脱自在に支持する。
(2) A couch device according to an embodiment includes a top plate on which a subject is placed, and receives MR signals detected by an RF coil device when magnetic resonance imaging is performed. In this bed apparatus, the top plate includes a signal acquisition unit and a support unit.
The signal acquisition unit receives the digitized MR signal wirelessly transmitted from the wireless communication unit of the RF coil device via the induction electric field via the induction electric field.
The support unit detachably supports the wireless communication unit with respect to the signal acquisition unit so that the interval between the wireless communication unit and the signal acquisition unit is an interval at which wireless transmission via an induction electric field is possible.
(3)本発明の一実施形態のRFコイル装置は、検出部と、A/D変換部と、無線通信部とを有する。
検出部は、被検体から発せられるMR信号を検出する。
A/D変換部は、MR信号をデジタル化する。
無線通信部は、MRI装置の支持部に対して離脱自在に支持されると共に、支持部に対して支持されている場合に、誘導電界を介して、デジタル化されたMR信号をMRI装置に無線送信する。
(3) An RF coil device according to an embodiment of the present invention includes a detection unit, an A / D conversion unit, and a wireless communication unit.
The detection unit detects an MR signal emitted from the subject.
The A / D conversion unit digitizes the MR signal.
The wireless communication unit is supported detachably with respect to the support unit of the MRI apparatus, and when supported by the support unit, the digitized MR signal is wirelessly transmitted to the MRI apparatus via an induced electric field. Send.
以下の実施形態では、誘導電界を介した無線通信が可能な第1無線通信部と第2無線通信部とが、RFコイル装置側と、MRI装置の制御側とにそれぞれ配置される。この場合、例えば第1無線通信部が第2無線通信部に対して近接距離内で離脱自在に固定され、デジタル化されたMR信号が誘導電界を介して第1無線通信部から第2無線通信部に無線送信される。上記のような新規な技術により、デジタル化されたMR信号をRFコイル装置からMRI装置に対して良好に無線送信するという前述の課題(目的)を達成できる。 In the following embodiments, a first wireless communication unit and a second wireless communication unit capable of wireless communication via an induced electric field are respectively disposed on the RF coil device side and the control side of the MRI device. In this case, for example, the first wireless communication unit is fixed to the second wireless communication unit so as to be detachable within a close distance, and the digitized MR signal is transmitted from the first wireless communication unit to the second wireless communication via the induced electric field. Wirelessly transmitted to the unit. With the novel technique as described above, it is possible to achieve the above-described problem (objective) of satisfactorily wirelessly transmitting a digitized MR signal from the RF coil apparatus to the MRI apparatus.
ここで、撮像時間が長くなればMR信号の送信期間も長くなるので、撮像中の被検体Pの動きによって、被検体Pに装着されているRFコイル装置も動くおそれがある。その場合、上記構成において、RFコイル装置の動きに伴って第1無線通信部も動かされ、被検体Pから検出したMR信号を無線送信できないといったおそれを、より確実な固定方法でなくすことが望ましい。 Here, since the MR signal transmission period becomes longer as the imaging time becomes longer, the RF coil device attached to the subject P may move due to the movement of the subject P during imaging. In that case, in the above configuration, it is desirable to eliminate the fear that the MR signal detected from the subject P cannot be wirelessly transmitted by a more reliable fixing method due to the movement of the RF coil device. .
そこで、以下の実施形態では、第1無線通信部を第2無線通信部に対して、より確実な方法で固定し、例えば上述したようなヒューマンエラーによる通信阻害を防止することをさらなる課題とする。なお、上記(1)のMRI装置、上記(2)の寝台装置、上記(3)のRFコイル装置はそれぞれ、上記さらなる課題を達成できる構成である。 Therefore, in the following embodiment, it is a further problem to fix the first wireless communication unit to the second wireless communication unit with a more reliable method, and to prevent communication inhibition due to, for example, human error as described above. . The MRI apparatus of (1), the bed apparatus of (2), and the RF coil apparatus of (3) are each configured to achieve the further problem.
以下、MRI装置、寝台装置、RFコイル装置、及びMRI方法の実施形態の数例について、添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, several examples of embodiments of an MRI apparatus, a bed apparatus, an RF coil apparatus, and an MRI method will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態におけるMRI装置20Aの全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、MRI装置20Aは、ガントリ21と、寝台装置30と、制御装置40とを有する。
MRI装置20Aは、例えば円筒状に形成されるガントリ21内において、静磁場磁石22と、シムコイル24と、傾斜磁場コイル26と、送信用RFコイル28とを有する。ガントリ21は、図中に太線で示す部分に対応する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the
The
寝台装置30は、支持台31と、支持台31内に配置される天板駆動装置32と、天板34とを有する。寝台装置30は、ここでは一例として、移動可能なドッカブル(dockable)型であり、不図示の接続部を有する。寝台装置30は、当該接続部を介してガントリ21に接続され、当該接続部経由で制御装置40からの制御信号を受ける。支持台31は、天板34を水平方向(装置座標系のZ軸方向)に移動可能に支持する。また、支持台31は、底面に例えば4つのキャスター35を有するので、寝台装置30は、別の部屋で患者を天板34上に乗せて撮像室に移動し、撮像室でガントリ21にドッキング可能に構成される。移動可能に構成するため、キャスター35の数は3つ以上が望ましい。
なお、寝台装置30は、ドッカブル型に限定されるものではなく、支持台31の位置が撮像室内で固定されるタイプでもよい。
The
The
天板34上には被検体Pが載置される。静磁場磁石22及びシムコイル24は、例えば円筒状であり、シムコイル24は、静磁場磁石22の内側において静磁場磁石22と軸を同じにして配置されている。
A subject P is placed on the
ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するX軸、Y軸、Z軸を以下のように定義する。まず、静磁場磁石22及びシムコイル24は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場磁石22及びシムコイル24の軸方向をZ軸方向とする。また、鉛直方向をY軸方向とし、天板34は、その載置用の面の法線方向がY軸方向となるように配置されているものとする。以下の説明では、特に断りのない限り、X軸、Y軸、Z軸は装置座標系であるものとする。
Here, as an example, the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other in the apparatus coordinate system are defined as follows. First, the static
MRI装置20Aの制御装置40は、静磁場電源41と、シムコイル電源42と、傾斜磁場電源44と、RF送信器46と、RF受信器48と、システム制御部52と、システムバス54と、画像再構成部56と、画像データベース58と、画像処理部60と、入力装置62と、表示装置64と、記憶装置66とを有する。
The
静磁場磁石22は、静磁場電源41から供給される電流により撮像空間に静磁場を形成させる。上記撮像空間とは、例えば、被検体Pが置かれて、静磁場が印加されるガントリ21内の空間を意味する。
The static
静磁場磁石22は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源41に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源41を設けずに、静磁場磁石22を永久磁石で構成してもよい。
The static
シムコイル24は、シムコイル電源42に接続され、シムコイル電源42から供給される電流により静磁場を均一化する。
The
傾斜磁場コイル26は、例えば、静磁場磁石22の内側で筒状に形成されている。傾斜磁場コイル26は、傾斜磁場電源44から供給される電流により、X軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを撮像領域にそれぞれ形成する。即ち、装置座標系の3軸方向の傾斜磁場Gx、Gy、Gzを合成し、論理軸としてのスライス選択方向傾斜磁場Gss、位相エンコード方向傾斜磁場Gpe、及び、読み出し方向(周波数エンコード方向)傾斜磁場Groの各方向を任意に設定できる。
For example, the gradient
なお、上記撮像領域とは、例えば、1画像又は1セットの画像の生成に用いるMR信号の収集範囲であって、撮像空間の一部として設定される領域を意味する。「1セットの画像」とは、例えばマルチスライス撮像などのように、1のパルスシーケンス内で複数画像のMR信号が一括的に収集される場合の「複数画像」である。撮像領域は、例えば装置座標系で3次元的に規定される。 Note that the imaging region refers to a region set as a part of the imaging space, for example, an MR signal collection range used to generate one image or one set of images. “One set of images” refers to “multiple images” when MR signals of a plurality of images are collected in one pulse sequence, such as multi-slice imaging. The imaging area is defined three-dimensionally in the apparatus coordinate system, for example.
RF送信器46は、システム制御部52から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のRFパルス(RF電流パルス)を生成し、これを送信用RFコイル28に送信する。送信用RFコイル28は、RF送信器46からRFパルスを受けて、このRFパルスを被検体Pに送信する。なお、送信用RFコイル28には、ガントリ21に内蔵されていると共にRFパルスの送信も受信も兼用する全身用コイルが含まれる(図示せず)。
The
天板34の内部には、受信用RFコイル29が配置されている。受信用RFコイル29は、被検体P内の原子核スピンがRFパルスによって励起されることで発生したMR信号を検出し、検出されたMR信号をRF受信器48に送信する。
A receiving
RFコイル装置100は、例えば、MR信号の受信用の装着型局所コイルである。ここではRFコイル装置100として、被検体Pの胸部に装着され、胸部からのMR信号を受信するものを図示しているが、これは一例にすぎない。MRI装置20Aでは、RFコイル装置100以外にも、肩用RFコイル装置、腰用RFコイル装置など、各種の装着型RFコイル装置をMR信号の受信用に使用可能である。
The
これらの受信用RFコイル装置(100)は、ここでは一例としてMRI装置20Aの一部とするが、MRI装置20Aとは別個のものとして捉えてもよい。RFコイル装置100は、ケーブル102と、ケーブル102の先端に接続されたコイル側無線通信装置200Aとを有する。
These receiving RF coil devices (100) are part of the
天板34の内部には、複数の制御側無線通信装置300が配置されている。1つのコイル側無線通信装置200Aと、いずれか1つの制御側無線通信装置300との間で、前述したデジタル化されたMR信号の無線通信が行われる。
A plurality of control-side
但し、例えば被検体Pに複数のRFコイル装置が装着される場合、この限りではない。この場合、複数のRFコイル装置にそれぞれ対応する複数のコイル側無線通信装置200Aと、複数のコイル側無線通信装置200Aにそれぞれ対応する複数の制御側無線通信装置300との間でデジタル化されたMR信号の無線通信がそれぞれ行われる。無線通信の動作については後述する。
However, this is not the case, for example, when a plurality of RF coil devices are attached to the subject P. In this case, digitalization was performed between the plurality of coil-side
なお、図1では煩雑となるので、制御側無線通信装置300を2つのみ図示しているが、制御側無線通信装置300は3つ以上でもよく、1つのみでもよい。但し、制御側無線通信装置300が離散して多数配置されている方が、1つのみの配置の場合よりも望ましい。その方が、コイル側無線通信装置200Aを制御側無線通信装置300に対して近接固定する際の選択の余地が多いからである。
In FIG. 1, only two control-side
換言すれば、固定箇所の選択の余地が多い方が、RFコイル装置100に最も近い制御側無線通信装置300に対して、コイル側無線通信装置200Aを近接固定できるからである。そのようにすれば、RFコイル装置100とコイル側無線通信装置200Aとを繋ぐケーブル102を短くできる。上記の「近接固定」とは、例えば、誘導電界を介した無線通信が可能となる程度に、互いに電磁的に結合された範囲(近さ)において、互いに物理的に動かないように固定する意味である。
In other words, it is because the coil-side radio communication device 200 </ b> A can be fixed in proximity to the control-side
なお、本実施形態では一例として、MRI装置20A内における送信用RFコイル28までのRFパルスの送信や、被検体Pから検出したMR信号の伝達は、コイル側無線通信装置200A−制御側無線通信装置300間を除いて有線で行われる。
In this embodiment, as an example, transmission of an RF pulse to the
RF受信器48は、検出したMR信号に所定の信号処理を施すことで、デジタル化されたMR信号の複素データ(以下、MR信号の生データという)を生成する。RF受信器48は、生成したMR信号の生データを画像再構成部56に入力する。
The
システム制御部52は、撮像動作及び撮像後の画像表示において、システムバス54等の配線を介してMRI装置20A全体のシステム制御を行う。
The
そのために、システム制御部52は、傾斜磁場電源44、RF送信器46及びRF受信器48の駆動に必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源44に印加するパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。
Therefore, the
システム制御部52は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源44、RF送信器46及びRF受信器48を駆動させることで、傾斜磁場Gx、Gy、Gz及びRFパルスを発生させる。
The
また、システム制御部52は、天板駆動装置32を制御することで天板34をZ軸方向に移動させ、ガントリ21内部の撮像空間に対して天板34を出し入れさせる。また、システム制御部52は、天板駆動装置32を制御して支持台31の高さを変えることで、天板34をY軸方向に昇降させることも可能である。システム制御部52は、このように天板34の位置を制御することで、天板34上の被検体Pの撮像部位を撮像空間内の磁場中心に位置させる。
In addition, the
また、システム制御部52は、撮像条件設定部としても機能する。即ち、システム制御部52は、操作者が入力装置62に対して入力した被検体Pの情報や一部の撮像条件に基づいて、本スキャンの撮像条件を設定する。そのために、システム制御部52は、撮像条件の設定画面情報を表示装置64に表示させる。
入力装置62は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能を操作者に提供する。
The
The
上記撮像条件とは、例えば、どの種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でRFパルス等を送信して、どのような条件で被検体PからMR信号を収集するかを意味する。撮像条件の例としては、撮像空間内での位置的情報としての撮像領域、撮像部位、パラレルイメージングなどのパルスシーケンスの種類、使用するRFコイル装置の種類、スライス数、スライス間の間隔等が挙げられる。 The imaging condition means, for example, what kind of pulse sequence is used, what kind of condition is used to transmit an RF pulse or the like, and under what kind of condition the MR signal is collected from the subject P. Examples of imaging conditions include an imaging area as positional information in the imaging space, an imaging site, the type of pulse sequence such as parallel imaging, the type of RF coil device to be used, the number of slices, the interval between slices, etc. It is done.
上記撮像部位とは、例えば、頭部、胸部、腹部などの被検体Pのどの部分を撮像領域として画像化するかを意味する。 The imaging part means, for example, which part of the subject P such as the head, chest, and abdomen is imaged as an imaging region.
上記「本スキャン」は、プロトン密度強調画像などの、目的とする診断画像の撮像のためのスキャンであって、位置決め画像用のMR信号収集のスキャンや、較正用スキャンを含まないものとする。スキャンとは、MR信号の収集動作を指し、画像再構成を含まないものとする。較正用スキャンとは例えば、本スキャンの撮像条件の内の未確定のものや、本スキャン後の画像再構成時に用いる条件やデータなどを決定するために、本スキャンとは別に行われるスキャンを指す。後述のプレスキャンは、較正用スキャンの内、本スキャン前に行われるものを指す。 The “main scan” is a scan for capturing a target diagnostic image such as a proton density weighted image, and does not include a scan for acquiring MR signals for positioning images and a scan for calibration. A scan refers to an MR signal acquisition operation and does not include image reconstruction. For example, the calibration scan refers to a scan that is performed separately from the main scan in order to determine uncertain imaging conditions of the main scan or conditions and data used for image reconstruction after the main scan. . The pre-scan described later refers to a calibration scan that is performed before the main scan.
画像再構成部56は、位相エンコードステップ数及び周波数エンコードステップ数に基づいて、RF受信器48から入力されるMR信号の生データを例えばマトリクスデータに変換し、これをk空間データとして保存する。k空間とは、周波数空間(フーリエ空間)の意味である。画像再構成部56は、k空間データに2次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施すことで、被検体Pの画像データを生成する。画像再構成部56は、生成した画像データを画像データベース58に保存する。
The
画像処理部60は、画像データベース58から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用画像データとして記憶装置66に記憶させる。
The
記憶装置66は、上記の表示用画像データに対し、その表示用画像データの生成に用いた撮像条件や被検体Pの情報(患者情報)等を付帯情報として付属させて記憶する。
表示装置64は、システム制御部52の制御に従って、本スキャンの撮像条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像などを表示する。
なお、上記説明では、MRI装置20Aの構成要素をガントリ21、寝台装置30、制御装置40の3つに分類したが、これは一解釈例にすぎない。例えば、天板移動機構32は、制御装置40の一部として捉えてもよい。
The
Under the control of the
In the above description, the components of the
図2は、RFコイル装置100の構成、制御側無線通信装置300の配置の一例、及び、コイル側無線通信装置200Aの固定方法の一例を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
図2に示すように、RFコイル装置100は、ケーブル102と、カバー部材104と、前述のコイル側無線通信装置200Aとを有する。カバー部材104は、可撓性を有する材料によって折り曲げ等の変形が可能に形成されている。このように変形可能な材料としては、例えば特開2007−229004号公報に記載の可撓性を有する回路基板(Flexible Printed Circuit:FPC)などを用いることができる。
As shown in FIG. 2, the
カバー部材104内には、被検体PからのMR信号を検出するアンテナとして機能する複数のコイル素子(表面コイル)106が配置されている。ここでは一例として、6個のコイル素子106を図示しているが、コイル素子106の数や形状については、図示したものに限定されるものではない。
In the
また、カバー部材104内には、RFコイル装置100の動作を制御する制御回路108が設けられる。カバー部材104内には、A/D変換器212(analog to digital converter)などの他の構成要素もあるが、その詳細については図6を用いて後述する。
A
ここでは一例として、コイル側無線通信装置200AをRFコイル装置100の一部とするが、これは解釈の一例にすぎない。RFコイル装置100とコイル側無線通信装置200Aとが別々の構成要素である構成としてもよい。
Here, as an example, the coil side
ケーブル102は、一端側がMRI装置20Aのコイル側無線通信装置200Aに接続されており、他端側がカバー部材104内の制御回路108等に接続されている。
One end of the
また、RFコイル装置100のカバー部材104内には、コイル素子106で検出されたMR信号を増幅するプリアンプPMP(後述の図6参照)や、フィルタリングのための帯域通過フィルタ等が設けられていてもよい。
Further, in the
制御側無線通信装置300は、ここでは一例として、天板34における被検体Pが載置される面(以下、天板34の上面という)の直下に8つ埋設されている。被検体Pは例えば、天板34の幅方向(図1のX軸方向)において中央に載置される。従って、この例では制御側無線通信装置300は、天板34の幅方向の両端側においてそれぞれ、天板34の長手方向(Z軸方向)に沿った列状に離散して4つずつ配置されている。
Here, as an example, eight control-side
制御側無線通信装置300の数や配置箇所は、図2の態様(天板34内部)に限定されるものではない。制御側無線通信装置300は、例えば天板34上やガントリ21上に露出して配置してもよいし、ガントリ21内部に配置してもよいし、支持台31に対して配置してもよい。但し、以下の各実施形態では一例として、コイル側無線通信装置(200A〜200E)を固定する固定機構500A〜500Eが天板34に設けられている例を述べるので、制御側無線通信装置300は天板34内に配置されているものとする。
The number and arrangement location of the control-side
第1の実施形態では、天板34は、その上面上に固定された8つの固定機構500Aを有する。8つの固定機構500A(の各支持部材502a:図3参照)は、天板34の厚さ方向において8つの制御側無線通信装置300にそれぞれ対向する位置に固定されている。固定方法については、例えば接着、或いは、天板34の上面の材料と一体形成すればよい。
In the first embodiment, the
図3は、コイル側無線通信装置200A及び固定機構500Aを互いに離した状態の概観を示す模式的斜視図である。図3に示すように、固定機構500Aは、支持部材502aと、支持部材502aに形成された挿通口506を覆う弾性部材510とを有する。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an overview of a state where the coil side
コイル側無線通信装置200Aは、筐体202aと、円柱状の突起240aとを有する。ここでは一例として、突起240aは、筐体202aにおける、ケーブル102が接続される面とは反対側の面の中央に配置される。これは、天板34の上面上でコイル側無線通信装置200Aをスライド移動させることで、突起240aを挿通口506に嵌合し易くするためである。
The coil side
固定機構500Aの支持部材502aは、変形しない非磁性体の材料で形成された平板を折曲させた輪郭であり、その横断面がL字型である。なお、非磁性体の材料で固定機構500Aを形成することで、誘導電界を介した無線通信への影響を回避できる。挿通口506は、支持部材502aにおける、天板34の厚さ方向に平行な面上に形成されている。挿通口506は、開口が円形であり、その直径及び奥行きは、突起240aを嵌合させる寸法である。挿通口506の周囲は、例えばゴムのような弾力性を有する弾性部材510で形成されている。弾性部材510は、ここでは一例として円筒状であり、例えばシリコーンゴムや、ポリエチレンや合成樹脂などで形成することができる。
The
図4は、コイル側無線通信装置200Aが固定機構500Aにより固定された状態の概観を示す模式的斜視図である。コイル側無線通信装置200Aは、天板34の上面に置かれた状態からスライド移動させることで、固定機構500Aに嵌合することができる。即ち、図4に示すように、突起240aが挿通口506に嵌合されるように両者が結合され、弾性部材510の摩擦力により、コイル側無線通信装置200Aは天板34上において確実に固定される。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an overview of a state where the coil-side
図5は、コイル側無線通信装置200Aが固定機構500Aにより固定された状態の断面模式図である。図5に示すように、コイル側無線通信装置200Aは、その筐体202内において、アンテナ206a、206b、206c、206dを有する。アンテナ206a〜206dは、筐体202a内において、固定機構500Aにより固定された場合に天板34側となる底面側に配置される。筐体202a内の制御回路(図示せず)は、ケーブル102を介してRFコイル装置100のカバー部材104内の制御回路108等に接続される。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the coil-side
制御側無線通信装置300は、筐体302と、アンテナ306a、306b、306c、306dとを有する。筐体302内には参照信号送信部などの他の構成要素もあるが、その詳細については図6を用いて後述する。アンテナ306a〜306dは、筐体302内において、その上面側(天板34の上面側)に配置される。
The control-side
アンテナ306a〜306dは、上記アンテナ206a〜206dとそれぞれ一対となるものである(計4対)。これらの内、少なくともアンテナ206a−306aは、例えば後述の誘導電界結合型カプラである。
The
この例では、制御側無線通信装置300は、天板34内に固定的に配置されているので、動くことはない。固定機構500Aも、天板34の上面に固定されているので、動くことはない。従って、コイル側無線通信装置200Aは、天板34に設けられた固定機構500Aにより、制御側無線通信装置300に対向する位置に離脱自在に固定される。
In this example, the control-side
アンテナ206a〜206dは、固定機構500Aによりコイル側無線通信装置200Aが制御側無線通信装置300に対向するように固定された場合に、アンテナ306a〜306dにそれぞれ互いに対向する位置に配置される。
The
ここで、制御側無線通信装置300は、天板34の複数個所に離散して配置される。従って、RFコイル装置が被検体Pのどの部分に装着されても、コイル側無線通信装置200Aを最も近くの制御側無線通信装置300に対して近接固定すればよい。第1の実施形態では胸部用のRFコイル装置100の例であるが、この点は、他の部位用のRFコイル装置とコイル側無線通信装置200Aとの組み合わせの場合についても言える。このため、ケーブル102の長さを短くできる。
Here, the control-side
コイル側無線通信装置200Aと制御側無線通信装置300との間では、誘導電界を介した近接無線通信が実行される。誘導電界とは、磁束密度の時間変化によって生じる電界である。誘導電界を介した近接無線通信としては、例えば、誘導電界結合型カプラをアンテナとして用いるトランスファージェット(TransferJet:登録商標)などを用いればよい(例えば特開2010−147922号公報参照)。
Proximity wireless communication via an induction electric field is executed between the coil-side
より詳細には、誘導電界結合型カプラは、結合電極、共振スタブ、グランドなどを有する(図示せず)。誘導電界結合型カプラの送信側の共振スタブに電気信号が入力されると、結合電極に電荷が蓄積され、その電荷と同等の仮想電荷がグランドに発生する。それらの電荷によって微小電気双極子が構成され、この微小電気双極子が送信側アンテナとして機能する。即ち、微小電気双極子が発生する縦波の誘導電界により、受信側にデータが転送される。進行方向と平行に振動する縦波は、アンテナの向きに依存しないため、安定したデータ転送を実現できる。 More specifically, the induction electric field coupling type coupler has a coupling electrode, a resonant stub, a ground, and the like (not shown). When an electrical signal is input to the resonant stub on the transmission side of the inductive field coupled coupler, charges are accumulated in the coupling electrode, and virtual charges equivalent to the charges are generated on the ground. These electric charges form a minute electric dipole, and this minute electric dipole functions as a transmitting antenna. That is, data is transferred to the receiving side by a longitudinal wave induced electric field generated by a minute electric dipole. Longitudinal waves that oscillate parallel to the traveling direction do not depend on the direction of the antenna, so that stable data transfer can be realized.
但し、送信側と受信側とを離しすぎると、両者が電磁的に結合されないため、データ送信ができない。誘導電界結合型カプラにより形成される誘導電界は、離れると急激に減衰するからである。 However, if the transmitting side and the receiving side are separated too much, the two cannot be electromagnetically coupled, and data transmission cannot be performed. This is because the induction electric field formed by the induction electric field coupling type coupler is abruptly attenuated when separated.
図5では各構成要素を区別するために、アンテナ206a〜206dを互いに離間して配置すると共に、アンテナ306a〜306dを互いに離間して配置しているが、離間して配置しなくとも、4つの無線通信経路同士の干渉を避けることができる。
具体的には、アンテナ206a−306a間、アンテナ206b−306b間、アンテナ206c−306c間、アンテナ206d−306d間で、無線周波数を分離すればよい(周波数値を大きく離せばよい)。このとき、各無線通信経路では、被検体Pに送信されるRFパルスの中心周波数の整数分の一となる周波数を避けることが望ましい。
In FIG. 5, in order to distinguish each component, the
Specifically, the radio frequency may be separated between the
制御側無線通信装置300の設置箇所は、天板34の上面から深すぎないことが望ましい。制御側無線通信装置300のアンテナ306a〜306dの位置が深すぎると、送信側及び受信側のアンテナ206a〜206d、306a〜306dが互いに電磁的に結合される程度に、両者の間隔D(図5参照)を近接させることができない。その場合、誘導電界を介した無線通信が困難となる。即ち、制御側無線通信装置300は、電磁的に結合される程度にコイル側無線通信装置200Aに対して近接固定することが可能な位置に配置することが望ましい。
It is desirable that the installation location of the control-side
なお、コイル側無線通信装置200A側の電気双極子自体(アンテナ)と、制御側無線通信装置300側の電気双極子自体(アンテナ)とを直接接触させない限り、コイル側無線通信装置200A側のアンテナを覆う筐体と、制御側無線通信装置300側のアンテナを覆う筐体とを接触させても構わない。送信側のアンテナと、受信側のアンテナとの間に誘導電界が生じる間隔Dを確保できればよいからである。従って、制御側無線通信装置300は、そのアンテナ側の面が、天板34の上面に揃うように露出していてもよい。
As long as the electric dipole itself (antenna) on the coil-side
図6は、RFコイル装置100のコイル素子106で検出されたMR信号の送信に関わる各部の機能を模式的に示すブロック図である。図6に示すように、(RFコイル装置100の)カバー部材104内には、前述の制御回路108と、前述の複数のコイル素子106と、これら複数のコイル素子106にそれぞれ対応する複数のプリアンプPMP及び複数のA/D変換器212と、P/S変換器(Parallel/Serial Converter)214と、充電池BAとが配置される。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the function of each part related to the transmission of the MR signal detected by the
コイル側無線通信装置200Aは、前述のアンテナ206a〜206dに加えて、データ送信部216と、参照信号受信部218と、ID送信部(Identification Information Transmitting Unit)222と、ゲート信号受信部224と、コイルL2とをさらに有する。
In addition to the
図6において、ゲート信号受信部224−制御回路108間の配線、コイルL2−充電池BA間の配線、参照信号受信部218−各A/D変換器212間の配線、及び、P/S変換器214−データ送信部216間の配線等は、ケーブル102(図2参照)内に収納される。図6では煩雑となるので、ケーブル102を図示していない。
また、コイル側無線通信装置200A内のコイルL2と、カバー部材104内の充電池BAとにより、電力受給部220が構成される。
In FIG. 6, the wiring between the gate
The coil L2 in the coil-side
制御側無線通信装置300は、前述のアンテナ306a〜306dに加えて、データ受信部316と、参照信号送信部318と、電力供給部320と、ID受信部(Identification Information Receiving Unit)322と、ゲート信号送信部324とをさらに有する。また、電力供給部320は、コイルL1を有する。
In addition to the
MRI装置20Aの制御装置40は、図1に示した構成要素に加えて、周波数アップコンバージョン部402、パルス波形生成部404、固定周波数生成部406、可変周波数生成部408をさらに有する。また、RF受信器48は、周波数ダウンコンバージョン部410と、信号処理部412とを有する。
The
第1の実施形態では一例として、コイル側無線通信装置200Aと制御側無線通信装置300との間には、充電用の誘導磁界が発生する領域と、4つの無線通信経路とが存在する。以下、これらについて順に説明する。
In the first embodiment, as an example, a region where a charging induction magnetic field is generated and four wireless communication paths exist between the coil-side
コイルL2がコイルL1と電磁的に結合される程度に近接した範囲内にある場合、即ち、固定機構500Aにより、コイル側無線通信装置200Aが制御側無線通信装置300に対して近接固定された場合を考える。この場合、電力供給部320がコイルL1に1次側電流を流すことで生じる誘導磁界により、コイルL2には起電力が発生する。この起電力によりコイルL2に2次側電流が流れ、充電池BAが充電される。
When the coil L2 is in a range close enough to be electromagnetically coupled to the coil L1, that is, when the coil-side
電力受給部220は、不図示の配線を介して、コイル側無線通信装置200A内の各部やカバー部材104内の各部に対して、上記のように充電された電力を供給する。ここで、コイルL1に流す1次側電流の周波数については、4つの無線通信経路の通信周波数から分離することが望ましい。これは、アンテナ206a〜206d、306a〜306d間の4つの無線通信経路の信号と、上記1次側電流及び2次側電流との干渉を避けるためである。
The
RFコイル装置100の電力確保の方法としては、電力受給部220や電力供給部320の代わりに、RFコイル装置100の未使用期間中に充電池BAを充電してもよい。或いは、RFコイル装置100の未使用期間中に充電される別の充電池と、上記電力受給部220及び電力供給部320による電力供給とを併用してもよい。
As a method of securing the power of the
次に、4つの無線通信経路について説明する。誘導電界を介した無線通信は、少なくともアンテナ206a−306a間で行われるが、アンテナ206b−306b間やアンテナ206d−306d間で行われてもよい。
Next, the four wireless communication paths will be described. The wireless communication via the induction electric field is performed at least between the
第1に、アンテナ206c−306c間では、RFコイル装置100の識別情報がコイル側無線通信装置200Aから制御側無線通信装置300に無線送信される。
First, between the
具体的には、上記識別情報がID送信部222に予め記憶されている。但し、RFコイル装置100の識別情報は、制御回路108からケーブル102を介してコイル側無線通信装置200AのID送信部222に入力されてもよい。
ID受信部322のアンテナ306cがID送信部222のアンテナ206cに近づくと、ID送信部222は、ID受信部322から無線で供給される電力に基づいて動作する。即ち、ID送信部222は、上記識別情報をデジタル信号としてアンテナ206cからアンテナ306cに自動的に無線送信する。この識別情報の無線通信は、例えばICタグ(Integrated Circuit Tag)などに代表されるRFID(Radio Frequency Identification)と同様の手段でよい。
Specifically, the identification information is stored in the
When the
ID受信部322は、アンテナ306cで受信したRFコイル装置100の識別情報をシステム制御部52に入力する。これにより、胸部用RFコイル装置、肩用RFコイル装置などの各種RFコイル装置のどれが現在接続されているか等の情報がシステム制御部52に認識される。
The
第2に、アンテナ306d−206d間では、制御側無線通信装置300のゲート信号送信部324からコイル側無線通信装置200Aのゲート信号受信部224に対して、ゲート信号が撮像中において継続的に無線送信される。
Second, between the
より詳細には、RFコイル装置100内の各コイル素子106のオンオフを切り替えるスイッチとして、例えばPINダイオード(p-intrinsic-n Diode)を含むトラップ回路などが用いられる。ゲート信号は、上記スイッチの制御信号である。なお、ゲート信号送信部324からゲート信号受信部224にトリガ信号が送信され、ゲート信号受信部224内でトリガ信号に基づいてゲート信号が生成される構成でもよい。
More specifically, for example, a trap circuit including a PIN diode (p-intrinsic-n Diode) is used as a switch for switching on and off each
RFパルスが被検体Pに送信される期間では、ゲート信号送信部324、アンテナ306d、206d、ゲート信号受信部224を介してRFコイル装置100に入力されるゲート信号は、通常、オンレベルにされる。ゲート信号がオンレベルの期間では、上記スイッチはオフ状態となり、各コイル素子106は、ループが途切れた状態となり、MR信号を検出できない。
During the period in which the RF pulse is transmitted to the subject P, the gate signal input to the
RFパルスが被検体Pに送信される期間を除く期間では、オフレベルのゲート信号が無線送信される。ゲート信号がオフレベルの期間では、上記スイッチはオン状態となり、各コイル素子106は、MR信号を検出できる。このようなコイル素子106のオンオフの切り替えにより、被検体PへのRFパルスの送信を行う送信用RFコイル28と、被検体PからMR信号を受信するコイル素子106との間のカップリングが防止される。
In the period excluding the period during which the RF pulse is transmitted to the subject P, the off-level gate signal is wirelessly transmitted. During the period in which the gate signal is at the off level, the switch is turned on, and each
第3に、アンテナ306b−206b間では、制御側無線通信装置300の参照信号送信部318からコイル側無線通信装置200Aの参照信号受信部218に対して、デジタルの参照信号が撮像中において継続的に無線送信される。
Third, between the
具体的には、参照信号は、MR信号の送信側であるコイル側無線通信装置200Aと、固定周波数生成部406をベースとしたシステムの基準周波数とを同期させるための信号である。参照信号送信部318は、固定周波数生成部406から入力される基準クロック信号に対して変調、周波数変換、増幅、フィルタリング等の処理を施すことで、参照信号を生成する。
Specifically, the reference signal is a signal for synchronizing the coil-side radio communication device 200 </ b> A that is the MR signal transmission side and the reference frequency of the system based on the fixed
固定周波数生成部406は、一定周波数の基準クロック信号を生成するものである。固定周波数生成部406は、基準クロック信号を生成するために、例えば安定度の高い水晶発振器などを有する。固定周波数生成部406は、参照信号送信部318及び可変周波数生成部408に基準クロック信号を入力する。また、固定周波数生成部406は、画像再構成部56やパルス波形生成部404などのMRI装置20A内でクロック同期が行われる箇所にも基準クロック信号を入力する。
The fixed
可変周波数生成部408は、PLL(Phase-Locked Loop:位相同期回路)、DDS(Direct Digital Synthesizer:デジタル直接合成発振器)、ミキサなどを有する。可変周波数生成部408は、上記の基準クロック信号に基づいて動作する。可変周波数生成部408は、RFパルスの中心周波数としてシステム制御部52から入力される設定値に一致する可変周波数のローカル信号(クロック信号)を生成する。
The variable
そのために、システム制御部52は、プレスキャンの前にRFパルスの中心周波数の初期値を可変周波数生成部408に入力する。また、システム制御部52は、プレスキャン後にはRFパルスの中心周波数の補正値を可変周波数生成部408に入力する。
For this purpose, the
可変周波数生成部408は、周波数ダウンコンバージョン部410及び周波数アップコンバージョン部402に対して、上記の可変周波数のローカル信号を入力する。
The variable
また、カバー部材104内のA/D変換器212におけるサンプリングのタイミングを決めるトリガ信号(A/D変換開始信号)が、システム制御部52から参照信号送信部318に入力される。ここでのサンプリングとは、例えば、アナログ信号の強さを一定時間ごとに採取し、デジタル記録が可能な形にすることである。ここでは一例として、参照信号送信部318は、トリガ信号を参照信号に重畳することで、参照信号及びトリガ信号の双方を参照信号受信部218に無線送信する。
Further, a trigger signal (A / D conversion start signal) for determining the sampling timing in the A /
第4に、アンテナ206a−306a間では、コイル側無線通信装置200Aのデータ送信部216から制御側無線通信装置300のデータ受信部316に対して、デジタルのMR信号が誘導電界を介して無線送信される。
Fourth, between the
具体的には、RFコイル装置100のカバー部材104内には、各々のコイル素子106にそれぞれ対応する複数のプリアンプPMPが各々のA/D変換器212の前段に配置される。RFコイル装置100の各コイル素子106で検出されたMR信号は、各プリアンプPMPで増幅された後、アナログ信号として各A/D変換器212に入力され、デジタル信号に変換される。このとき、各A/D変換器212には、参照信号受信部218から参照信号及びトリガ信号が入力される。従って、各A/D変換器212は、トリガ信号が送信されたタイミングに同期して、参照信号(サンプリングクロック信号)に基づいてサンプリング及び量子化を開始する。
Specifically, in the
各A/D変換器212は、デジタルのMR信号をP/S変換器214に入力する。複数のコイル素子106で検出され、それぞれA/D変換されたMR信号は複数である。このため、P/S変換器214は、これら複数のMR信号を無線送信用にパラレル信号からシリアル信号に変換し、このシリアル信号をケーブル102経由でコイル側無線通信装置200Aのデータ送信部216に入力する。本実施形態の例では、MR信号の送信用のアンテナは、アンテナ206aの1つだけだからである。
Each A /
但し、本実施形態はシリアル信号として無線送信する態様に限定されるものではない。例えばMR信号の送信用及び受信用のアンテナ数を増やす等により、パラレル信号のまま無線送信する構成にしてもよい。 However, the present embodiment is not limited to the aspect of wireless transmission as a serial signal. For example, a configuration may be adopted in which the number of antennas for transmitting and receiving MR signals is increased and wireless transmission is performed with parallel signals.
データ送信部216は、入力されたシリアルのMR信号に対し、誤り訂正符号化、インタリーブ、変調、周波数変換、増幅、フィルタリングなどの処理を施すことで、(シリアル信号かつデジタル信号である)無線送信用のMR信号を生成する。データ送信部216は、無線送信用のMR信号をアンテナ206aからアンテナ306aに無線送信する。
The
データ受信部316は、アンテナ306aにより受信したMR信号に対して、増幅、周波数変換、復調、逆インタリーブ、誤り訂正復号等の処理を施す。これにより、データ受信部316は、無線送信用のMR信号から元のデジタルのMR信号を抽出し、抽出したMR信号をRF受信器48の周波数ダウンコンバージョン部410に入力する。
The
周波数ダウンコンバージョン部410は、可変周波数生成部408から入力されるローカル信号を、データ受信部316から入力されるMR信号に乗算し、さらにフィルタリングによって所望の信号帯域のみを通過させる。これにより、周波数ダウンコンバージョン部410は、MR信号を周波数変換(ダウンコンバージョン)し、周波数が低くされたMR信号を信号処理部412に入力する。
The frequency down-
信号処理部412は、所定の信号処理を施すことで、MR信号の生データを生成する。MR信号の生データは、画像再構成部56に入力され、画像再構成部56において、前述のようにk空間データに変換されて保存される。
The
なお、上記構成では、RF受信器48と、制御側無線通信装置300とを別々の構成要素として説明したが、これは一例にすぎない。例えば、RF受信器48が制御側無線通信装置300の一部である構成でもよい。
In the above configuration, the
また、上記のゲート信号については、トリガ信号と同様に参照信号に重畳してもよい。この場合、アンテナ206d、306dなどの構成を省くことで無線通信経路数を1つ減らせるので、コイル側無線通信装置200A及び制御側無線通信装置300の構成を簡素化できる。
以上が4つの無線通信経路に関する説明である。
Further, the gate signal may be superimposed on the reference signal in the same manner as the trigger signal. In this case, since the number of wireless communication paths can be reduced by one by omitting the configurations of the
The above is the description regarding the four wireless communication paths.
図6においてシステム制御部52は、入力装置62を介して操作者が入力した撮像条件に基づいて、パルスシーケンスにおける繰り返し時間(RFパルス周期)、RFパルスの種別、RFパルスの中心周波数、及び、RFパルスの帯域幅などの撮像条件を決定する。システム制御部52は、このように決定した撮像条件をパルス波形生成部404に入力する。
In FIG. 6, the
パルス波形生成部404は、上記のようにシステム制御部52から入力される撮像条件に応じて、固定周波数生成部406から入力される基準クロック信号を用いてベースバンドのパルス波形信号を生成する。パルス波形生成部404は、ベースバンドのパルス波形信号を周波数アップコンバージョン部402に入力する。
The pulse
周波数アップコンバージョン部402は、ベースバンドのパルス波形信号に対して、可変周波数生成部408から入力されるローカル信号を乗算し、さらにフィルタリングによって所望の信号帯域のみを通過させることで、周波数変換(アップコンバージョン)を実施する。周波数アップコンバージョン部402は、このようして周波数が上げられたベースバンドのパルス波形信号をRF送信器46に入力する。RF送信器46は、入力されたパルス波形信号に基づいて、RFパルスを生成する。
The frequency up-
図7は、第1の実施形態におけるMRI装置20Aによる撮像動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、前述した各図を適宜参照しながら、図7に示すステップ番号に従って、MRI装置20Aの動作を説明する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a flow of an imaging operation by the
なお、ここでは一例として上記RFコイル装置100を用いる例を説明するが、肩用や頭部用などの他のRFコイル装置を用いる場合も、コイル無線通信装置200Aと同様の構成を設けることで第1の実施形態と同様の効果が得られる。
In addition, although the example using the said
[ステップS1]天板34がガントリ21外にある状態で、天板34上の被検体PにRFコイル装置100が装着され、例えば最も近い位置の制御側無線通信装置300に対してコイル側無線通信装置200Aが離脱自在に固定される。即ち、例えば天板34の上面上でコイル側無線通信装置200Aをスライド移動させる等により、固定機構500Aにコイル側無線通信装置200Aが嵌合される。これにより、いずれか1つの制御側無線通信装置300に対してコイル側無線通信装置200Aが離脱自在に近接固定される(図2〜図5参照)。
[Step S1] With the
上記近接固定により、コイル側無線通信装置200Aと制御側無線通信装置300とが互いに通信可能範囲内に入ると、両者間において上述した電力供給及び無線通信が開始される。
When the coil-side
具体的には、ID送信部222は、ID受信部322から無線で供給される電力に基づいて動作することで、RFコイル装置100の識別情報をID受信部322に無線送信する。ここで、各制御側無線通信装置300のアンテナ306cは例えば、天板34がガントリ21内に挿入されていない期間には一定の時間間隔で電磁波を常時出力している。このため、コイル側無線通信装置200Aが通信可能範囲に固定されると、識別情報の無線送信がすぐに開始される。
Specifically, the
システム制御部52は、この識別情報を取得し、RFコイル装置100が現在接続されていることを認識する。これにより、システム制御部52は、コイル側無線通信装置200Aと制御側無線通信装置300との間のさらなる通信を許可すると共に、電力供給部320から電力受給部220への電力供給を実行させる。このため、電力供給部320及び電力受給部220は、前述のように誘導磁界を介して、コイル側無線通信装置200Aの各部やカバー部材104内の各部に対して、電力供給を開始する。
The
また、参照信号送信部318は、システム制御部52による通信許可に従って、アンテナ306b−206b間の例えば誘導電界を介した無線通信経路により、参照信号受信部218に対して、デジタルの参照信号の入力を開始する(参照信号は継続的に無線送信される)。なお、送信される参照信号には、サンプリングのタイミングを決めるためのトリガ信号も重畳(付加)される。
In addition, the reference
その後、天板駆動装置32(図1参照)は、システム制御部52の制御に従って、ガントリ21内に天板34をスライド移動させる。この後、ステップS2に進む。
Thereafter, the top board driving device 32 (see FIG. 1) slides the
[ステップS2]システム制御部52は、入力装置62を介してMRI装置20Aに対して入力された撮像条件や、ステップS1で取得した使用コイルの情報(この例ではRFコイル装置100を用いること)に基づいて、本スキャンの撮像条件の一部を設定する。この後、ステップS3に進む。
[Step S2] The
[ステップS3]システム制御部52は、MRI装置20Aの各部を制御することで、プレスキャンを実行させる。プレスキャンでは、例えば、RFパルスの中心周波数の補正値が算出され、RFコイル装置100内の各コイル素子106の感度分布マップが生成される。この後、ステップS4に進む。
[Step S3] The
[ステップS4]システム制御部52は、プレスキャンの実行結果に基づいて、本スキャンの残りの撮像条件を設定する。撮像条件には、どのコイル素子106を本スキャンにおいて受信に用いるかの情報も含まれる。
従って、システム制御部52は、例えば、本スキャンで受信に用いるコイル素子の情報を、いずれかの無線通信経路でRFコイル装置100の制御回路108に入力する。受信に用いるコイル素子106の情報は、例えば、ゲート信号送信部324からゲート信号受信部224に無線送信された後、ゲート信号受信部224から制御回路108に入力される。この後、ステップS5に進む。
[Step S4] The
Therefore, the
[ステップS5]システム制御部52は、MRI装置20Aの各部を制御することで、本スキャンを実行させる。具体的には、静磁場電源41により励磁された静磁場磁石22によって撮像空間に静磁場が形成される。また、シムコイル電源42からシムコイル24に電流が供給されて、撮像空間に形成された静磁場が均一化される。なお、本スキャンの実行中において、アンテナ306d−206d間では、ゲート信号送信部324からゲート信号受信部224に前述のゲート信号が継続的に無線送信されている。
[Step S5] The
この後、入力装置62からシステム制御部52に撮像開始指示が入力されると、以下の<1>〜<4>の処理が順次繰り返されることで、被検体PからのMR信号が収集される。
Thereafter, when an imaging start instruction is input from the
<1>システム制御部52は、パルスシーケンスに従って傾斜磁場電源44、RF送信器46及びRF受信器48を駆動させることで、被検体Pの撮像部位が含まれる撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、送信用RFコイル28から被検体PにRFパルスを送信する。RFパルスが被検体Pに送信される期間のみ、ゲート信号は例えばオンレベルにされ、RFコイル装置100の各コイル素子106はオフ状態となり、前述のカップリングが防止される。
<1> The
<2>RFパルスの送信後、ゲート信号は例えばオフレベルに切り替えられ、各コイル素子106は、被検体P内の核磁気共鳴により生じたMR信号を検出する。検出されたアナログのMR信号は、各コイル素子106から各プリアンプPMPに入力されて増幅された後、各A/D変換器212(図6参照)にそれぞれ入力される。
<2> After the RF pulse is transmitted, the gate signal is switched to, for example, an off level, and each
但し、ここでは一例として、RFコイル装置100の制御回路108は、ステップS4で受信用に選択された各コイル素子106に対応する各プリアンプPMP及び各A/D変換器212のみを動作させる。即ち、非選択のコイル素子106に対応する各プリアンプPMP及び各A/D変換器212は、動作しない。これにより、MR信号の受信用に選択されたコイル素子106で検出されたMR信号のみがMRI装置20Aの制御側に無線送信される。このため、画像再構成に用いられないMR信号が無線送信されないので、MR信号のデータ送信量を最小限に留めることができる結果、データ送信時間を無駄に長くすることはない。
However, here, as an example, the
但し、RFコイル装置100内の全コイル素子106で検出されたMR信号をMRI装置20Aの制御側に無線送信し、RF受信器48又は画像再構成部56において、必要なMR信号のみを抽出する構成でもよい。この場合、ステップS4において、本スキャンで受信に用いるコイル素子の情報をシステム制御部52からRFコイル装置100の制御回路108に入力する処理は、不要である。
However, MR signals detected by all the
<3>受信用に選択された各コイル素子106に対応する各A/D変換器212は、トリガ信号が無線送信されたタイミングに同期して、参照信号に基づいてMR信号のサンプリング及び量子化を開始する。各A/D変換器212は、デジタルのMR信号をP/S変換器214にそれぞれ入力する。
<3> Each A /
P/S変換器214は、入力された複数のMR信号をシリアル信号に変換し、これをデータ送信部216に入力する。データ送信部216は、シリアルのMR信号に所定の処理を施すことで無線送信用のMR信号を生成し、これをアンテナ206aからアンテナ306aに向けて、誘導電界を介して無線送信する。
The P /
<4>データ受信部316は、アンテナ306aで受信した無線送信用のMR信号に所定の処理を施すことで元のデジタルのMR信号を抽出し、抽出したMR信号を周波数ダウンコンバージョン部410に入力する。周波数ダウンコンバージョン部410は、入力されるMR信号の周波数ダウンコンバージョンを実行し、周波数が落とされたMR信号を信号処理部412に入力する。信号処理部412は、所定の信号処理を施すことで、MR信号の生データを生成する。MR信号の生データは、画像再構成部56に入力され、画像再構成部56においてk空間データに変換されて保存される。
<4> The
以上の<1>〜<4>の処理が繰り返されることで、MR信号の収集が終了後、ステップS6に進む。 By repeating the processes <1> to <4>, the process proceeds to step S6 after the acquisition of the MR signals is completed.
[ステップS6]画像再構成部56は、フーリエ変換等を含む画像再構成処理をk空間データに施すことで画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース58(図1参照)に保存する。この後、ステップS7に進む。
[Step S6] The
[ステップS7]画像処理部60は、画像データベース58から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置66に保存する。システム制御部52は、表示用画像データを表示装置64に転送し、表示用画像データが示す画像を表示装置64に表示させる。
[Step S <b> 7] The
撮像の終了後、突起240aが挿通口506から抜き出る方向に、天板34の上面上でスライドさせることで、コイル側無線通信装置200Aが固定機構500Aから引き離される。これにより、コイル側無線通信装置200Aが制御側無線通信装置300から離脱され、両者が通信可能範囲外となると、両者間の通信及び電力供給は終了する。
After the imaging is finished, the coil-side
なお、図7では一例として、ステップS1において参照信号の入力が開始されるが、これは一例にすぎない。例えば、ステップS3のプレスキャンの直前(即ち、ステップS2での撮像条件の設定後)に、参照信号の入力が開始されてもよい。
以上が第1の実施形態のMRI装置20Aの動作説明である。
In FIG. 7, as an example, the input of the reference signal is started in step S1, but this is only an example. For example, the input of the reference signal may be started immediately before the pre-scan in step S3 (that is, after the imaging condition is set in step S2).
The above is the description of the operation of the
このように第1の実施形態では、無線通信時において送信側及び受信側が互いに近接固定され、誘導電界を介した無線通信が行われる。このため、従来のデジタル無線通信よりも無線の出力を低く抑えることができるから、種々の国の法規制に対応し易い。 As described above, in the first embodiment, the transmission side and the reception side are fixed in proximity to each other during wireless communication, and wireless communication is performed via an induced electric field. For this reason, since the wireless output can be kept lower than conventional digital wireless communication, it is easy to comply with the laws and regulations of various countries.
送信側と受信側とが近接していることに加えて、無線の出力を低くできる。このため、送信電波が周りで反射して自身の送信データが劣化する、という問題も生じない。従って、RFコイル装置100側からMRI装置20Aの本体側(RF受信器48側)にデジタルのMR信号を良好に無線送信できる。
In addition to the proximity of the transmission side and the reception side, the wireless output can be lowered. For this reason, there is no problem that the transmission radio waves are reflected around and the transmission data is deteriorated. Therefore, a digital MR signal can be satisfactorily transmitted wirelessly from the
また、複数のコイル素子106でそれぞれ検出された複数のMR信号は、シリアル信号に変換されて、無線送信される。従って、MR信号の送信用のアンテナ(無線通信経路)を1組で済ませることができる上、MR信号同士の間では、干渉を防止するための周波数分離を行う必要はない。
The plurality of MR signals detected by the plurality of
これに対し、従来のデジタル無線通信では、送信側の遠方界に受信側が存在するので、MR信号の受信用の複数のコイル素子が同時に接続された場合にはクロストークなどの干渉が生じるため、周波数分離や時分割の通信を行っている。本実施形態のように近距離の無線通信では、時分割にする必要はない。 On the other hand, in the conventional digital wireless communication, since the receiving side exists in the far field on the transmitting side, interference occurs such as crosstalk when a plurality of coil elements for receiving MR signals are connected simultaneously. Frequency separation and time division communication are performed. In short-distance wireless communication as in the present embodiment, time division is not necessary.
また、制御側無線通信装置300を複数の箇所に設け、いずれか1つの制御側無線通信装置300に対してコイル側無線通信装置200Aを固定すればよい構成である。従って、被検体Pのどの位置に装着されるRFコイル装置であっても、即ち、天板34上のどの位置にRFコイル装置100が存在しても、コイル側無線通信装置200Aと制御側無線通信装置300とを近接固定し、MR信号を良好に無線送信できる。
Further, the control-side
また、固定機構500Aが目印となることで、コイル側無線通信装置200Aをいずれかの制御側無線通信装置300との無線通信が可能な位置に位置決めし易い。さらに、固定機構500Aにより、コイル側無線通信装置200Aを制御側無線通信装置300に対して、離脱自在且つ確実に固定できるので、ヒューマンエラーによる通信阻害を確実に防止できる。
Further, since the
そして、RFコイル装置100への電力供給やゲート信号の送信、トリガ信号の送信についても無線で行うので、MRI装置の構成を簡単化することができる。この結果、MRI装置の製造コストを低減しうる。
Since power supply to the
以上説明した実施形態によれば、MRIにおいて、デジタル化されたMR信号をRFコイル装置からMRI装置に対して良好に無線送信することができる。また、コイル側無線通信装置を制御側無線通信装置に対して、より確実な方法で固定できるので、ヒューマンエラーによる通信阻害を防止できる。 According to the embodiments described above, in MRI, digitized MR signals can be satisfactorily transmitted wirelessly from the RF coil apparatus to the MRI apparatus. Further, since the coil-side wireless communication device can be fixed to the control-side wireless communication device by a more reliable method, communication hindrance due to human error can be prevented.
以下、第1の実施形態の補足事項について説明する。固定機構500Aの挿通口506及びコイル側無線通信装置200Aの突起240aが1つずつである例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。挿通口506及び突起240aは、それぞれ複数でもよい。
Hereinafter, supplementary items of the first embodiment will be described. The example in which the
突起240aが円筒状であり、挿通口506が突起240aを嵌合させる形状である例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。突起240aは、例えば直方体状でもよいし、差し込み易いように先細りしていてもよい。突起240aを離脱自在に固定できる限り、挿通口506の外形は、突起240aの輪郭に合致している必要はない。例えば、突起240aが直方体状であり、挿通口506が円形に開口した形状であってもよい。また、挿通口506の内面は、滑らかではなく、摩擦力で確実にするための凹凸が形成されていてもよい。
The example in which the
固定機構500Aの支持部材502aがL字型であり、コイル側無線通信装置200Aの4つの側面の1つのみが固定時に支持部材502aに密着する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。支持部材502aは、例えば後述の第4の実施形態の固定機構500Dのように、コイル側無線通信装置200Aが差し込まれる側面のみに対して開口した形状でもよい。なお、コイル側無線通信装置200Aを固定機構500Aに向けてスライド移動させる場合に、L字型の方が多くの方向からアプローチし易い。
An example has been described in which the
また、固定機構500Aの支持部材502a側に突起を設け、この突起を嵌合させる挿通口がコイル側無線通信装置200Aの筺体に形成された構成でもよい。
Moreover, the structure which provided the processus | protrusion in the supporting
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態のMRI装置20Aについて説明する。なお、第2〜第5の実施形態のMRI装置20Aは、第1の実施形態とはコイル側無線通信装置を固定する固定機構のみが異なるので、違いのみ説明する。
<Second Embodiment>
Next, the
図8は、第2の実施形態のMRI装置20Aにおいて、コイル側無線通信装置200Bを固定する固定機構500Bを示す模式的斜視図である。図8に示すように、コイル側無線通信装置200Bは、その筺体202bが例えば直方体状であり、その底面の4角にそれぞれ突起240bが固定されている。この固定方法については、例えば接着でもよいし、筺体202bと一体形成することでもよい。各突起240bは、変形しない非磁性体の材料により、例えば円柱状に形成されている。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a
また、天板34には、4つの固定機構500Bが設けられている。各固定機構500Bは、第1の実施形態と同様に天板34内に埋設された制御側無線通信装置300の4角の若干外側に位置する。各固定機構500Bは、例えばシリコーンゴムや、ポリエチレンや合成樹脂などの弾力性を有する材料により、円筒状に形成されている。即ち、各固定機構500Bの中央には、円形に開口した挿通口514がそれぞれ形成されている。これら挿通口514は、各突起240bを嵌合させる輪郭である。
The
図9は、コイル側無線通信装置200Bの各突起240bを天板34の各固定機構500Bに嵌合させた状態の断面模式図である。図9に示すように、各突起240bを各固定機構500Bに挿通させるだけで、コイル側無線通信装置200Bは、制御側無線通信装置300に対向する位置に離脱自在に固定される。コイル側無線通信装置200Bのアンテナ206a〜206dは、この固定状態において制御側無線通信装置300のアンテナ306a〜306dにそれぞれ互いに対向する位置となるように配置されている。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a state in which each
また、制御側無線通信装置300の外側に設けられた各固定機構500Bに各突起240bが差し込まれるので、筺体202bの底面(アンテナ側の面)の面積は、制御側無線通信装置300の上面(アンテナ側の面)の面積よりも大きい。
撮像が終了した場合には、天板34から引き離す方向に、コイル側無線通信装置200Bを持ち上げればよい。第2の実施形態のMRI装置20Aのその他の構成は、第1の実施形態と同様である。
Further, since each
When the imaging is completed, the coil-side
このように第2の実施形態においても、制御側無線通信装置300との誘導電界を介した無線通信が可能な位置にコイル側無線通信装置200Bを離脱自在且つ確実に固定できる。従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第2の実施形態では、天板34に挿通口514が形成された固定機構500Bであるため、天板34上には突出した部分がない。従って、第2の実施形態は、天板34の上面をより平面的にしたい場合に有利である。
As described above, also in the second embodiment, the coil-side
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態のMRI装置について説明する。
図10は、第3の実施形態のMRI装置20Aにおける、コイル側無線通信装置200Cが固定されていない状態の固定機構500Cの断面模式図である。
図11は、第3の実施形態のMRI装置20Aにおける、コイル側無線通信装置200Cが固定された状態の固定機構500Cの断面模式図である。
図10の状態から、コイル側無線通信装置200Cを天板34の上面上で固定機構500Cの奥側にスライド移動させることで、図11の固定状態になる。
<Third Embodiment>
Next, an MRI apparatus according to a third embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a
From the state shown in FIG. 10, the coil-side wireless communication device 200 </ b> C is slid to the back side of the fixing mechanism 500 </ b> C on the upper surface of the
図11に示すように、コイル側無線通信装置200Cは、その筺体202cにおけるケーブル102の露出面とは反対側の側面が、上面(アンテナ206a〜206dとは反対側の面)に向けて斜めに面取りされている。これは、図10に示すように、コイル側無線通信装置200Cを固定機構500C内に向けて挿入し易くしたものである。また、筺体202cの上面には、窪み部250が形成されている。
As shown in FIG. 11, in the coil-side wireless communication device 200C, the side surface of the
天板34に設けられた固定機構500Cは、支持部材502cと、突起524と、バネ526と、嵌合センサ528と、通知部530とを有する。
The fixing mechanism 500 </ b> C provided on the
支持部材502cは、第1の実施形態の支持部材502aと同様に、変形しない非磁性体の材料により、横断面が略L字型に形成されており、天板34の上面に固定されている。突起524は、先端側が支持部材502cから突出しており、後端側が支持部材502c内に埋め込まれている。突起524は例えば、円柱の先端側のみを球面状に面取りした形状である。突起524の先端側は、窪み部250に嵌合される形状である。
Similar to the
バネ526は、突起524の後端側に取り付けられており、突起524を天板34側に押圧する。即ち、コイル側無線通信装置200Cが固定機構500Cに固定されていない図10の状態では、バネ526が最も伸びた状態となるため、突起524は支持部材502cから最も突出した状態となる。
反対に、コイル側無線通信装置200Cが固定機構500Cに固定された図11の状態では、突起524は、その先端が窪み部250に嵌合されると共に、図10の状態よりも支持部材502cの内側に入る。
The
On the contrary, in the state of FIG. 11 in which the coil-side wireless communication device 200C is fixed to the
また、図10、図11に示すように支持部材502cと天板34との間の空間の厚さは、筺体202cの厚さに等しい。
10 and 11, the thickness of the space between the
嵌合センサ528は、図11のように突起524が支持部材502cの内側に入った状態を検出することで、コイル側無線通信装置200Cが固定機構500Cにより固定されたことを検出する。コイル側無線通信装置200Cが固定機構500Cに固定されたことを検出した場合、嵌合センサ528は、固定されたことを示す信号を通知部530に入力する。
The
また、コイル側無線通信装置200Cのアンテナ206a〜206dは、図11の固定状態において制御側無線通信装置300のアンテナ306a〜306dにそれぞれ対向する位置となるように配置されている。従って、コイル側無線通信装置200Cが上記のように固定されると、RFコイル装置100の識別情報は、前述のようにアンテナ206c−306c間でコイル側無線通信装置200Cから制御側無線通信装置300に無線送信され、さらにシステム制御部52に入力される。
In addition, the
システム制御部52は、上記識別情報を正確に認識し、コイル側無線通信装置200Cと制御側無線通信装置300との間の通信許可を出した場合、通信許可を示す信号を通知部530にも入力する。上記識別情報が正確に受信されたことは、コイル側無線通信装置200Cと制御側無線通信装置300との間で、誘導電界を介した無線通信が可能な程度の無線通信強度が確保されたことを意味するからである。
When the
通知部530は、発光ダイオード532を有する。通知部530は、以下の2条件を満たす場合に、コイル側無線通信装置200Cと制御側無線通信装置300との間での誘導電界を介した無線通信が可能になった旨の情報を通知する。
第1の条件は、コイル側無線通信装置200Cが固定されたことを示す信号が嵌合センサ528から通知部530に入力されたことである。
第2の条件は、上記通信許可を示す信号がシステム制御部52から通知部530に入力されたことである。
The
The first condition is that a signal indicating that the coil-side wireless communication device 200 </ b> C is fixed is input from the
The second condition is that a signal indicating the communication permission is input from the
上記無線通信が可能になった旨の情報の通知は、ここでは発光ダイオード532を発光させることで視覚的に行われるが、これは一例にすぎない。無線通信が可能になった旨の情報の通知は、例えば聴覚的に実行されてもよい。具体的には、無線通信が可能になった旨の音声を通知部530が自動出力してもよい。或いは、通知部530がピッという合図音(bleep)を出力してもよい。
The notification of the information indicating that wireless communication is possible is visually performed here by causing the
また、本実施形態は、上記2条件を満たす場合に無線通信が可能になった旨の情報を通知する形態には限定されない。例えば、上記嵌合センサ528を省略して、上記第2の条件を満たす場合に、無線通信が可能になった旨の情報を通知部530が通知する構成でもよい。
Further, the present embodiment is not limited to the form of notifying the information that wireless communication is possible when the above two conditions are satisfied. For example, the
撮像が終了した場合には、固定機構500Cから引き離す方向に、コイル側無線通信装置200Cを天板34上でスライド移動させればよい。第3の実施形態のMRI装置20Aのその他の構成は、第1の実施形態と同様である。
When imaging is completed, the coil-side wireless communication device 200C may be slid on the
このように第3の実施形態においても、制御側無線通信装置300との誘導電界を介した無線通信が可能な位置にコイル側無線通信装置200Cを離脱自在且つ確実に固定できる。従って、第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、第3の実施形態では、コイル側無線通信装置200Cと制御側無線通信装置300との間での誘導電界を介した無線通信が可能になった場合に、その旨がユーザに視覚的に通知される。従って、第3の実施形態では、ユーザの利便性がさらに向上する。
As described above, also in the third embodiment, the coil-side radio communication device 200C can be detachably and reliably fixed at a position where radio communication with the control-side
<第4の実施形態>
次に、第4の実施形態のMRI装置20Aについて説明する。第4の実施形態は、充電池BAの設置箇所と、コイル側無線通信装置200Dの固定方法が第1の実施形態とは異なる。
<Fourth Embodiment>
Next, an
図12は、第4の実施形態のMRI装置20Aにおいて、コイル素子106で検出されたMR信号の送信に関わる各部の機能を図6と同様に示すブロック図である。図12に示すように、第4の実施形態では、充電池BAは、RFコイル装置のカバー部材104’内ではなく、コイル側無線通信装置200D内に配置される。従って、電力受給部220’の構成要素は、全てコイル側無線通信装置200D内に配置される。
FIG. 12 is a block diagram showing the functions of the respective units related to the transmission of the MR signal detected by the
充電池BAの蓄積電力は、コイル側無線通信装置200D内の各要素に供給されると共に、不図示のケーブル102を介してカバー部材104’内の各構成要素に供給される。カバー部材104’内のその他の構成は、第1の実施形態と同様である。 The stored power of the rechargeable battery BA is supplied to each element in the coil-side radio communication device 200D and is also supplied to each component in the cover member 104 'via a cable 102 (not shown). Other configurations in the cover member 104 'are the same as those in the first embodiment.
図13は、第4の実施形態のMRI装置20Aにおける、コイル側無線通信装置200Dが固定されていない状態の固定機構500Dの模式的斜視図である。図14は、第4の実施形態のMRI装置20Aにおける、コイル側無線通信装置200Dが固定された状態の固定機構500Dの断面模式図である。
FIG. 13 is a schematic perspective view of a
図13に示すように、天板34に設けられた固定機構500Dは、筺体538と、滑り止めシート(滑り止め部材)540とを有する。筺体538は、横断面が角括弧状である。筺体538は、その窪んだ側を天板34側にして、天板34の上面に固定されている。この固定方法については第1の実施形態と同様である。筺体538は、天板34との間に形成する空隙542の一端側のみが開口しており、他端側は開口していない(図14参照)。筺体538は、変形しない非磁性体の材料で形成されている。
As shown in FIG. 13, the fixing mechanism 500 </ b> D provided on the
コイル側無線通信装置200Dの筺体202dは、略直方体状であり、その1つの側面からケーブル102が出ている。筺体202dは、ケーブル102の露出面とは反対側の側面の両端を、円筒の側面のように面取りした形状である。これは、筺体202dの幅(図13に一点鎖線で示すWIDTH)が空隙542の幅に等しいので、筺体202dを空隙内に挿入し易くしたものである。従って、コイル側無線通信装置200Dは、面取りされた側を空隙542の奥に向けて、固定機構500D内に挿入される。
The
滑り止めシート540は、筺体538と天板34との間の空隙542において、天板34の上面の上に固定されている。滑り止めシート540は、例えばシリコーンゴムなどの材料の表面に凹凸を設けることで形成される。図14に示すように、天板34における滑り止めシート540の直下には、制御側無線通信装置300が埋設されている。
The
また、空隙542の幅がコイル側無線通信装置200Dの筺体202dの幅(WIDTH)に等しくなるように、且つ、空隙542の奥行きが筺体202dの奥行き(DEPTH)に等しくなるように、固定機構500Dの筺体538は形成されている(図13の一点鎖線参照)。従って、空隙542の最も奥までコイル側無線通信装置200Dを挿入後、コイル側無線通信装置200Dを滑り止めシート540上に置くことで、コイル側無線通信装置200Dは保持(support)される。
Further, the
具体的には、上記の寸法に筺体538が形成されているので、(撮像中の被検体Pの動きによりRFコイル装置100がそのケーブル102が動かされても)上記幅方向にコイル側無線通信装置200Dが動くことはない。また、空隙542の奥側は開口していないので、コイル側無線通信装置200Dが空隙542の奥側に向かって動くこともない。
Specifically, since the
さらに、滑り止めシート540上にコイル側無線通信装置200Dが置かれているので、両者間の摩擦力により、空隙542の入口側にコイル側無線通信装置200Dが動くことは防止される。特に、第4の実施形態では、充電池BAをコイル側無線通信装置200D内に配置しているので、コイル側無線通信装置200Dの重みが増している。従って、コイル側無線通信装置200Dの自重が垂直抗力に付加されることで、上記の摩擦力が強められている。
Further, since the coil-side wireless communication device 200D is placed on the
また、コイル側無線通信装置200Dが鉛直方向上向きに(滑り止めシート540から離れる方向に)動くことは、コイル側無線通信装置200Dの自重により防止される。第4の実施形態は、以上の効力を増すために、充電池BAをコイル側無線通信装置200Dに内蔵させたものである。 Further, the coil-side wireless communication device 200D is prevented from moving upward in the vertical direction (in a direction away from the non-slip sheet 540) by the weight of the coil-side wireless communication device 200D. In the fourth embodiment, the rechargeable battery BA is incorporated in the coil-side wireless communication device 200D in order to increase the above effectiveness.
コイル側無線通信装置200Dのアンテナ206a〜206dは、上記図14の固定状態において制御側無線通信装置300のアンテナ306a〜306dにそれぞれ互いに対向する位置となるように配置されている。
The
なお、ここでは一例として、空隙542の厚さが、コイル側無線通信装置200Dの厚さよりも人の指2本程度分位厚くなるように、筺体538は形成されている(図13の一点鎖線で示すTHICKNESS)。これは、天板34上でコイル側無線通信装置200Dをスライドさせて空隙542内に挿入することは滑り止めシート540の摩擦力により困難なので、コイル側無線通信装置200Dを空隙542内に挿入し易くするためである。
Here, as an example, the
また、コイル側無線通信装置200Dが固定機構500D内で固定された状態においても、空隙542の一部が埋まらないようにすることで、コイル側無線通信装置200Dを取り出し易くできる。
Even when the coil-side wireless communication device 200D is fixed in the
このように第4の実施形態においても、制御側無線通信装置300との誘導電界を介した無線通信が可能な位置にコイル側無線通信装置200Dを離脱自在に保持できる。従って、第4の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。図13では一例として、コイル側無線通信装置200Dの筺体202dの一部を滑らかに面取りしているが、これは必須ではない。即ち、第4の実施形態では、コイル側無線通信装置200Dの筺体202dに対する加工が不要というメリットがある。
As described above, also in the fourth embodiment, the coil-side radio communication device 200D can be detachably held at a position where radio communication with the control-side
なお、以下の2条件を満たす場合には、筺体538を省いて、滑り止めシート540のみで固定機構500Dを構成してもよい。第1の条件は、コイル側無線通信装置200Dの筺体202dと滑り止めシート540との間の摩擦力が十分であり、天板34の上面に平行に筺体202dが動くおそれがないことである。第2の条件は、コイル側無線通信装置200Dの筺体202dの重みが十分であり、筺体202dが鉛直方向上方に動くおそれがないことである。
Note that, when the following two conditions are satisfied, the
或いは、筺体202dが鉛直方向上方に動くおそれを完全になくすため、以下の変形例のように構成してもよい。
Alternatively, in order to completely eliminate the possibility of the
図15は、第4の実施形態の変形例に係る固定機構500D’の断面模式図である。図15は、図14のようにコイル側無線通信装置200Dが空隙542の最も奥まで挿入されて固定された後、空隙542の埋まっていない部分に平板544を挿入した状態を示す。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a
平板544の幅は、例えば空隙542の幅に等しいか、空隙542の幅よりも若干小さい。平板544の奥行きは、空隙542の奥行きよりも長い。これは、平板544を取り出し易くするためである。
The width of the
また、平板544の一端側は、空隙542内に挿入し易いように、円柱の側面のように面取りされている。平板544の厚さは、空隙の厚さと、コイル側無線通信装置200Dの筺体202dの厚さとの差に等しい。従って、平板544を空隙542内におけるコイル側無線通信装置200Dの上側に挿入することで、コイル側無線通信装置200Dが鉛直方向上方に動くおそれは、完全になくなる。
Further, one end side of the
<第5の実施形態>
次に、第5の実施形態のMRI装置20Aについて説明する。第5の実施形態は、吸引によりコイル側無線通信装置200Eを固定する点で第1〜第4の実施形態とは異なる。
<Fifth Embodiment>
Next, an
図16は、第5の実施形態のMRI装置20Aにおける固定機構500Eの断面模式図である。固定機構500Eは、吸引部550と、複数の吸引管552と、複数の吸引口554とを有する。吸引管552の数は、例えば、天板34内の制御側無線通信装置300の数と同数である。即ち、各制御側無線通信装置300にそれぞれ対応して、吸引管552が天板34内に設けられている。吸引口554の数は、ここでは一例として、吸引管552の数の4倍である。即ち、各制御側無線通信装置300にそれぞれ対応して、4つの吸引口554が天板34の上面に形成されている(図16は断面なので、各吸引管552当たりに2つの吸引口554のみが図示されている)。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a
なお、図16では吸引部550が支持台31内に設けられているが、これは一例にすぎない。例えば天板34が十分な厚みを有する場合、吸引部550を天板34内に埋設することで、固定機構500Eを天板34に設けてもよい。
In FIG. 16, the
図17は、コイル側無線通信装置200Eが固定されていない状態における、天板34の一部分の上面模式図である。図17に示すように、天板34内に埋設された制御側無線通信装置300の4角から少し外側に4つの吸引口554が形成されている。これら4つの吸引口554は、1つの吸引管552に繋がっている。さらに、天板34上には、コイル側無線通信装置200Eを置くときの位置決め用のガイド枠556が塗装などにより示されている(図中の2点鎖線の枠)。ガイド枠556の大きさ及び形状は、コイル側無線通信装置200Eの筐体の底面の輪郭に合致する。
FIG. 17 is a schematic top view of a portion of the
図18は、図17の状態から、4つの吸引口554を塞ぐようにコイル側無線通信装置200Eを天板34上においた状態を示す上面模式図である。即ち、コイル側無線通信装置200Eの輪郭がガイド枠556に合致するように、コイル側無線通信装置200Eを天板34上に置くことで、以下のようにして吸引動作が開始される。
18 is a schematic top view showing a state where the coil side
具体的には、コイル側無線通信装置200E内の各アンテナ206a〜206dは、上記のようにコイル側無線通信装置200Eが置かれた場合に制御側無線通信装置300のアンテナ306a〜306dにそれぞれ互いに対向する位置に配置されている。従って、コイル側無線通信装置200Eが上記の位置に置かれると、RFコイル装置100の識別情報は、前述のようにコイル側無線通信装置200Eから制御側無線通信装置300に無線送信され、さらにシステム制御部52に入力される。このとき、システム制御部52は、どの制御側無線通信装置300が識別情報の転送元となったかの情報も判定及び記憶する。
Specifically, the
システム制御部52は、上記識別情報を正確に認識し、コイル側無線通信装置200Eと、識別情報の転送元となった制御側無線通信装置300との間の通信許可を出した場合、通信許可を示す信号を吸引部550にも入力する。これにより、コイル側無線通信装置200Eにより塞がれた4つの吸引口554に繋がった吸引管552と、吸引部550の内部との間の不図示のシャッターが開く。他の吸引管552と、吸引部550の内部との間のシャッターは閉じたままである。
When the
次に、吸引部550は、不図示のモーターによりファン(羽根)を高速回転させることで、吸引部550の外に向けて吸引部550内の空気を排気する。これにより、吸引部550内の圧力がその外側より低くなって、シャッターにより開かれた吸引管552を介して、コイル側無線通信装置200Eの直下の吸引口554から空気が吸い込まれる。このような吸引により、コイル側無線通信装置200Eは固定される。
Next, the
ここで、制御側無線通信装置300(及びシステム制御部52)が上記識別情報を正確に受信(認識)できたことは、コイル側無線通信装置200Eと制御側無線通信装置300との間の無線通信強度が所定値以上になったことを意味する。無線通信強度が所定値に満たなければ、識別情報を正確に受信できないからである。従って、固定機構500Eによる吸引動作は、コイル側無線通信装置200Eと制御側無線通信装置300との間の無線通信強度が所定値以上になった時点で自動的に開始される、と言える。
Here, the fact that the control-side wireless communication device 300 (and the system control unit 52) has correctly received (recognized) the identification information indicates that the wireless communication between the coil-side
次に、吸引動作の停止方法について説明する。停止方法については、例えば、天板34の上面の各ガイド枠556の傍に吸引停止ボタンを設け、これが押された場合に、吸引が停止するようにしてもよい。本実施形態では一例として、天板34が支持台31上の所定位置に戻ったタイミングにおいて、自動的に吸引部550が吸引を停止する。
Next, a method for stopping the suction operation will be described. As for the stopping method, for example, a suction stop button may be provided near each
図19は、天板34の移動の流れと共に吸引動作の自動停止のタイミングを説明する模式図である。図19では一例として、天板34の移動の流れを上から順に4段階で示す。
図19の最上段は、プレスキャンの開始前であり、支持台31の高さが下げられた状態である。例えばこの状態において、被検体Pが寝台装置30の天板34上に乗せられ、被検体PにRFコイル装置100が装着される。その後、RFコイル装置100のケーブル102の先端のコイル側無線通信装置200Eが図17のガイド枠556に合致するように置かれる。これにより、前述の吸引動作が開始される。
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the timing of automatic stop of the suction operation together with the flow of movement of the
The top row in FIG. 19 is before the start of pre-scanning, and is a state where the height of the
次に、天板駆動装置32は、システム制御部52の制御に従って、天板34の高さがガントリ21内のレール470の高さに合致するように、支持台31の高さを上げる。図19の上から2番目は、この状態を示す。なお、被検体Pに対するRFコイル装置100の装着や、コイル側無線通信装置200Eを所定位置に置く操作は、このように支持台31の高さが上げられた状態で行われてもよい。
Next, the top
次に、天板駆動装置32は、システム制御部52の制御に従って、被検体Pが乗せられた天板34をレール470に沿って水平方向にガントリ21内にスライド移動させる。このとき、被検体Pの撮像部位がガントリ21内の磁場中心に位置するように、天板34の水平方向の位置が制御される。ここでの水平方向とは、前述の装置座標系のZ軸方向である。図19の上から3番目は、この状態を示す。この状態において、プレスキャンや本スキャンが第1の実施形態で述べたように実行される。
Next, the top
次に、本スキャンが終了すると、天板駆動装置32は、システム制御部52の制御に従って、被検体Pが乗せられた天板34をレール470に沿って水平方向にスライド移動させ、支持台31側に戻す。図19の最下段は、天板34の一端側が所定位置に戻った状態を示す。ここでの所定位置とは、例えば、天板34がガントリ21から最も離れた位置であり、図19の例では、一点鎖線で示す支持台31の後端(BACK END)である。
Next, when the main scan is finished, the top
本実施形態では一例として、天板34の一端側が上記所定位置に戻った時点で、天板駆動装置32は、その旨を示す信号を吸引部550に入力する。このため、天板34の一端側が所定位置(支持台31の後端)に戻ったタイミングに同期して、吸引部550は、吸引動作を自動停止する。
In the present embodiment, as an example, when the one end side of the
なお、上記は一例にすぎず、天板34がガントリ21から完全に抜け出て、天板34の動きが停止したタイミングに同期して、吸引部550が吸引動作を自動停止する構成としてもよい。「天板34がガントリ21から完全に抜け出て、天板34の動きが停止した状態」とは、支持台31の高さを変更できる状態、即ち、天板34の昇降動作が可能な状態である。
Note that the above is merely an example, and the
以上が吸引動作の説明であるが、吸引機構については、上記形態に限定されるものではない。吸引部550は、例えば油圧式の吸引ポンプでもよい。
The above is the description of the suction operation, but the suction mechanism is not limited to the above form. The
このように第5の実施形態においても、制御側無線通信装置300との誘導電界を介した無線通信が可能な位置にコイル側無線通信装置200Eを離脱自在且つ確実に固定できる。従って、第5の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, also in the fifth embodiment, the coil-side
また、第5の実施形態では吸引によりコイル側無線通信装置200Eを固定するため、第4の実施形態と同様に、コイル側無線通信装置200Eの筺体に対する加工が不要というメリットがある。
Further, in the fifth embodiment, since the coil-side
さらに、第5の実施形態では、本スキャンが終了して天板34が支持台31上の所定位置に戻ったタイミングに同期して、吸引動作が自動停止する。従って、撮像後における接続解除の手間を簡略化できる。
Further, in the fifth embodiment, the suction operation is automatically stopped in synchronization with the timing when the main scan is completed and the
なお、第5の実施形態では、4つの吸引口554によりコイル側無線通信装置200Eを固定する例を述べたが、これは一例にすぎない。1つ、2つ、3つ、或いは、5つ以上の吸引口によりコイル側無線通信装置200Eを固定してもよい。また、吸引口554が制御側無線通信装置300の外側に形成された例を述べたが、これは一例にすぎない。
In the fifth embodiment, the example in which the coil side
図20は、第5の実施形態の変形例の固定機構500E’として、吸引口554’が1つのみの場合に、ガイド枠556に合致するようにコイル側無線通信装置200Eを天板34の上面に置いた状態を示す断面模式図である。
図21は、図20の状態の天板34の上面模式図である。
FIG. 20 shows the modification of the fifth embodiment as a
FIG. 21 is a schematic top view of the
この変形例では、図21に示すように、制御側無線通信装置300’の中央には、挿通口330が形成されている。制御側無線通信装置300’のその他の構成は、第1の実施形態の制御側無線通信装置300と同様である。そして、吸引管552’は、この挿通口330を貫通して、天板34の上面に形成された吸引口554’に繋がっている。このような構成においても、図16〜図19で説明した実施形態と同様の効果が得られる。
In this modification, as shown in FIG. 21, an
<第6の実施形態>
次に、第6の実施形態のMRI装置20Bについて説明する。第6の実施形態のMRI装置20Bは、第1〜第5の実施形態の固定機構500A〜500Eのいずれか1つ(どれでもよい)と、それに対応するコイル側無線通信装置(200A〜200Eのいずれか)とを有する。これにより、コイル側無線通信装置(200A〜200Eのいずれか)が天板34上に離脱自在に固定(支持)される。従って、第1〜第5の実施形態と同様の効果が得られる。
<Sixth Embodiment>
Next, an
第6の実施形態のMRI装置20Bの特徴の1つは、デジタル化された複数のMR信号が1つに合成されてから、RF受信器48に入力される機構である。以下、この機構を実現する具体的構成及びその利点について説明する。
One of the features of the
図22は、第6の実施形態におけるMRI装置20Bの全体構成を示すブロック図である。第1の実施形態との違いは、以下の2点であり、図22のその他の部分は第1の実施形態のMRI装置20Aと同様である。
FIG. 22 is a block diagram showing the overall configuration of the
第1に、RF受信器48は、制御装置40’内ではなく、ガントリ21内に配置される。なお、RF受信器48から画像再構成部56への(デジタルの)MR信号の生データの送信、即ち、ガントリ21外への出力については、例えば光通信ケーブルを用いて光デジタル信号として送信してもよい。この場合、外部ノイズの影響が軽減される。
First, the
第2に、ドッカブル型の寝台装置30’の支持台31’内には、デジタル化された複数のMR信号を1つに合成する信号合成部580が配置される。従って、制御側無線通信装置300に無線送信されたデジタルのMR信号は、信号合成部580に入力される。信号合成部580の機能については、次の図23を用いて説明する。
Secondly, a
なお、本実施形態の利点を分かり易くするため、被検体Pには複数のRFコイル装置が装着されているものとする。図22の例では、前述した胸部用のRFコイル装置100のカバー部材104に加えて、例えば腰部用のRFコイル装置100’のカバー部材104’が被検体Pに装着されている。
In addition, in order to make the advantage of this embodiment easy to understand, it is assumed that a plurality of RF coil devices are attached to the subject P. In the example of FIG. 22, for example, the
RFコイル装置100のケーブル102の先端のコイル側無線通信装置(200A〜200Eのいずれかであるが、煩雑となるので以下は符号を省略)は、天板34内の1の制御側無線通信装置300に対して近接固定される。また、RFコイル装置100’のケーブルの先端のコイル側無線通信装置は、天板34内の別の制御側無線通信装置300に対して近接固定される。
The coil-side wireless communication device (200A to 200E, which is complicated but is omitted from the following because it is complicated) at the tip of the
図23は、第6の実施形態における、RFコイル装置100、100’のコイル素子106、106’で検出されたMR信号の送信に関わる各部の機能を模式的に示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram schematically illustrating functions of respective units related to transmission of MR signals detected by the
図23において、カバー部材104’はRFコイル装置100’に属するものである。カバー部材104’内には、前述したRFコイル装置100のカバー部材104と同様に、複数のコイル素子106’、これら複数のコイル素子106’にそれぞれ対応する複数のプリアンプPMP及びA/D変換器212、P/S変換器214等が配置される。
In FIG. 23, the cover member 104 'belongs to the RF coil device 100'. In the
なお、図23では煩雑となるので、各カバー部材104、104’内の制御回路(108)等を省略しているが、実際には第1の実施形態と同様に配置される。同様の理由で、コイル側無線通信装置の電力受給部220、ID送信部222、ゲート信号受信部224、アンテナ206c、206dを省略しているが、実際には第1の実施形態と同様に配置される。同様の理由で、制御側無線通信装置300の電力供給部320、ID受信部322、ゲート信号送信部324、アンテナ306c、306dを省略しているが、実際には第1の実施形態と同様に配置される。
In FIG. 23, the control circuit (108) and the like in each
以下、本スキャンで検出されたMR信号の処理の流れを説明する。ここでは説明の簡単化のため、各RFコイル装置100、100’において、図示した2つずつのコイル素子106、106’のみがMR信号の受信用に選択されているものとする。
Hereinafter, the flow of processing of the MR signal detected in the main scan will be described. Here, for simplification of explanation, it is assumed that only two
被検体Pの胸部から発せられるMR信号は、RFコイル装置100のカバー部材104内の各コイル素子106で検出されてからプリアンプPMPで増幅され、A/D変換器212に入力された後、第1の実施形態と同様にP/S変換器214においてシリアル信号に変換される。このシリアル信号は、デジタル信号であり、2つのコイル素子106で検出された2つのMR信号を含む。
MR signals emitted from the chest of the subject P are detected by the
また、被検体Pの腰部から発せられるMR信号は、RFコイル装置100’のカバー部材104’内の各コイル素子106’で検出されてからプリアンプPMPで増幅され、A/D変換器212に入力された後、第1の実施形態と同様にP/S変換器214においてシリアル信号に変換される。このシリアル信号は、デジタル信号であり、2つのコイル素子106’でそれぞれ検出された2つのMR信号を含む。
The MR signal emitted from the waist of the subject P is detected by each
この後、RFコイル装置100側のシリアル信号は、第1の実施形態と同様にして、図23の右側のコイル側無線通信装置から制御側無線通信装置300に無線送信される。この後、図23の右側の制御側無線通信装置300のデータ受信部316は、受信した無線送信用のMR信号から元のデジタルのMR信号を抽出し、抽出したMR信号を信号合成部580に入力する。
Thereafter, the serial signal on the
同時に、RFコイル装置100’側のシリアル信号は、同様に図23の左側のコイル側無線通信装置から制御側無線通信装置300に無線送信される。この後、図23の左側の制御側無線通信装置300のデータ受信部316は、受信した無線送信用のMR信号から元のデジタルのMR信号を抽出し、抽出したMR信号を信号合成部580に入力する。
At the same time, the serial signal on the
信号合成部580は、双方の制御側無線通信装置300のデータ受信部316からそれぞれ入力された2つのシリアル信号を、1つのシリアル信号に合成する。即ち、RFコイル装置100側及びRFコイル装置100’側の2つの無線通信経路でそれぞれ受信された2つのシリアル信号は、1のシリアル信号に合成される。合成により、例えば信号長が2倍になる。合成されたシリアル信号は、4つのコイル素子106、106’で受信されたMR信号を含む。信号合成部580は、合成したシリアル信号をRF受信器48の周波数ダウンコンバージョン部410に入力する。
The
周波数ダウンコンバージョン部410は、合成されたシリアル信号から、4つのコイル素子106、106’のMR信号に相当する信号をそれぞれ抽出する。周波数ダウンコンバージョン部410は、4つのコイル素子106、106’で受信された各MR信号に対して、前述同様の周波数変換を施し、周波数が低くされた各MR信号を信号処理部412に入力する。以下の処理は第1の実施形態と同様である。
The frequency down-
以上の構成の第6の実施形態では、第1〜第5の実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。即ち、RF受信器48に対するケーブル本数が少なくなり、点検、メンテナンスや修理(部品交換)が容易になる。以下、その理由について説明する。
In the sixth embodiment having the above configuration, the following effects are obtained in addition to the same effects as those of the first to fifth embodiments. That is, the number of cables for the
MRI装置は通常、ユニット毎に分解された状態で出荷され、設置場所において組み立てや据付調整などの作業が行われる。そして、支持台31及び天板34が一体化された状態で寝台装置(寝台ユニット)として出荷されることが多い。被検体Pに装着されるRFコイル装置と、MRI装置の制御側(RF受信器48)との間の接続ケーブルの本数は、多チャンネル化により多くなっている。
The MRI apparatus is usually shipped in a disassembled state for each unit, and operations such as assembly and installation adjustment are performed at the installation location. And it is often shipped as a bed apparatus (bed unit) in a state where the support table 31 and the
例えば、誘導電界を介したMR信号の無線送信が行われない従来のMRI装置において、RFコイル装置を接続するための接続ポートが天板又は支持台に8つ設けられており、各接続ポートには16チャンネルの信号線を接続可能な場合を考える。この場合、組み立て時には、例えば16×8=128本の信号線が、寝台装置側とRF受信器側との間でケーブル接続される。 For example, in a conventional MRI apparatus that does not wirelessly transmit MR signals via an induced electric field, eight connection ports for connecting an RF coil apparatus are provided on the top plate or a support base. Consider a case where 16 channel signal lines can be connected. In this case, at the time of assembly, for example, 16 × 8 = 128 signal lines are cable-connected between the bed apparatus side and the RF receiver side.
しかし、第6の実施形態の構成では、支持台31側の信号線の数は、信号合成部580により、最小の場合として1本に減らすことができる。このため、支持台31側と、ガントリ21内のRF受信器48との間の信号線の接続作業が容易になる。従って、点検、メンテナンスや修理(部品交換)が容易になる。
However, in the configuration of the sixth embodiment, the number of signal lines on the
さらに、近時の寝台装置は、キャスターが付いており、撮像室でガントリ21にドッキング可能に構成されたものもある。これは、別の部屋で患者を天板上に乗せて撮像室まで運ぶ目的で用いられる。このようなドッキング可能な寝台装置に本実施形態を適用すれば、寝台装置側から出ている信号線の数が少ないので、撮像直前のドッキング作業も容易になり、作業時間を短縮できる。
Further, recent couch devices are provided with casters and are configured to be dockable to the
なお、第6の実施形態では、デジタル化された合計4つのMR信号を1つのシリアル信号に合成する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。信号線の数を大幅に軽減できれば、第6の実施形態と同様の効果が得られる。かなり多くのコイル素子106、106’でそれぞれ検出された多数のMR信号が存在する場合、これら全てのMR信号を1つのシリアル信号に信号合成部580で合成してRF受信器48に入力すると、信号長の長さの分だけ、通信時間も要する。
In the sixth embodiment, an example in which a total of four MR signals digitized are combined into one serial signal has been described. The embodiment of the present invention is not limited to such an aspect. If the number of signal lines can be greatly reduced, the same effect as in the sixth embodiment can be obtained. When there are a large number of MR signals detected by a large number of
従って、許容される通信時間内でRF受信器48へのMR信号の送信が完了する程度に、信号線の数を減らすことが望ましい。例えば、デジタルの複数のMR信号を1のシリアル信号に合成する信号合成部580を、RF受信器48に接続されるMR信号の信号線の数だけ設ければよい。そして、これら信号合成部580からの各信号線をRF受信器48に接続すればよい。
Therefore, it is desirable to reduce the number of signal lines to such an extent that transmission of the MR signal to the
上記通信時間の観点から考えれば、第1の実施形態の図7のステップS4、S5で説明したように、受信用に選択されたコイル素子106で検出されたMR信号のみをMRI装置20Bの制御側に無線送信させる構成が望ましい。MR信号のデータ送信量を最小限に留めることができるからである。
From the viewpoint of the communication time, as described in steps S4 and S5 of FIG. 7 of the first embodiment, only the MR signal detected by the
以下、請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
コイル側無線通信装置200A〜200Eは、請求項記載の第1無線通信部、及び、無線通信部の一例である。
制御側無線通信装置300は、請求項記載の第2無線通信部、及び、信号取得部の一例である。
Hereinafter, the correspondence between the terms of the claims and the embodiments will be described. In addition, the correspondence shown below is one interpretation shown for reference, and does not limit the present invention.
The coil side
The control-side
固定機構500A〜500Eは、請求項記載の支持部の一例である。即ち、支持部(supporting unit)による支持(support)は、以下の2つの技術的意味を含む。
第1には、第1〜第3の実施形態、及び、第5の実施形態の固定機構500A〜500C、500Eのように、コイル側無線通信装置200A〜200C、200Eを天板34上で確実に固定(fix)する場合である。
第2には、第4の実施形態の固定機構500Dのように、摩擦力によって、コイル側無線通信装置200Dの位置を維持(keep or maintain)する場合である。
First, as in the first to third embodiments and the fixing
Second, as in the
コイル素子106は、請求項記載の検出部の一例である。
A/D変換器212は、請求項記載のA/D変換部の一例である。
The
The A /
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
20A、20B MRI装置
21 ガントリ
22 静磁場磁石
24 シムコイル
26 傾斜磁場コイル
28 送信用RFコイル
29 受信用RFコイル
30 寝台装置
34 天板
100 RFコイル装置
102 ケーブル
104 カバー部材
200A〜200E コイル側無線通信装置
206a〜206d、306a〜306d アンテナ
300 制御側無線通信装置
470 レール
500A〜500E 固定機構
502a、502c 支持部材
510 弾性部材
524 突起
526 バネ
538 筐体
540 滑り止めシート
550 吸引部
552 吸引管
554 吸引口
580 信号合成部
P 被検体
20A,
Claims (20)
前記RFコイル装置により検出された前記核磁気共鳴信号を取得し、誘導電界を介して、デジタル化された前記核磁気共鳴信号を無線送信する第1無線通信部と、
前記第1無線通信部から無線送信された前記核磁気共鳴信号を、前記誘導電界を介して受信する第2無線通信部と、
前記第2無線通信部により受信された前記核磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の画像データを再構成する画像再構成部と、
前記第1無線通信部と前記第2無線通信部との間隔が、前記誘導電界を介した無線送信が可能な間隔となるように、前記第1無線通信部を前記第2無線通信部に対して離脱自在に支持する支持部が設けられていると共に、前記被検体が載置される天板と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus that acquires the nuclear magnetic resonance signal from an RF coil apparatus that detects a nuclear magnetic resonance signal emitted from a subject,
A first wireless communication unit that acquires the nuclear magnetic resonance signal detected by the RF coil device and wirelessly transmits the digitized nuclear magnetic resonance signal via an induced electric field;
A second wireless communication unit that receives the nuclear magnetic resonance signal wirelessly transmitted from the first wireless communication unit via the induced electric field;
An image reconstruction unit that reconstructs image data of the subject based on the nuclear magnetic resonance signal received by the second wireless communication unit;
The first wireless communication unit is connected to the second wireless communication unit such that an interval between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit is an interval at which wireless transmission via the induction electric field is possible. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a support portion that is detachably supported, and a top plate on which the subject is placed.
前記第2無線通信部は、前記天板内に埋設されており、
前記支持部は、前記天板における前記被検体が載置される面上で前記第1無線通信部がスライド移動した場合に、前記第1無線通信部を嵌合させる支持部材を有する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The second wireless communication unit is embedded in the top board,
The support unit includes a support member that fits the first wireless communication unit when the first wireless communication unit slides on a surface of the top plate on which the subject is placed. Magnetic resonance imaging apparatus.
前記第1無線通信部と前記第2無線通信部との間で、前記誘導電界を介した無線通信が可能になった場合に、無線通信が可能になった旨を通知する通知部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The wireless communication device further includes a notification unit that notifies that wireless communication is enabled when wireless communication via the induction electric field is enabled between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記通知部は、無線通信が可能になった旨を発光により通知する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the notification unit notifies by light emission that wireless communication is possible.
前記第1無線通信部及び前記第2無線通信部は、無線通信経路を複数有すると共に、前記誘導電界を介して、デジタル化された複数の前記核磁気共鳴信号の無線送信を複数の前記無線通信経路でそれぞれ実行するように構成され、
前記第2無線通信部が複数の前記無線通信経路でそれぞれ受信した複数の前記核磁気共鳴信号を1の信号に合成する信号合成部をさらに備える
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4.
The first wireless communication unit and the second wireless communication unit have a plurality of wireless communication paths, and perform wireless transmission of the plurality of digitized nuclear magnetic resonance signals via the induction electric field. Configured to run on each route,
A magnetic resonance imaging apparatus, further comprising: a signal synthesis unit that synthesizes a plurality of the nuclear magnetic resonance signals respectively received by the second radio communication unit through the plurality of radio communication paths into one signal.
前記支持部は、前記天板における前記被検体が載置される面上に位置すると共に前記第1無線通信部の筐体に対して摩擦力が働く滑り止め部材を有し、
前記第2無線通信部は、前記天板における、前記滑り止め部材の直下に埋設されている
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The support unit includes an anti-slip member that is located on a surface of the top plate on which the subject is placed and that exerts a frictional force on the housing of the first wireless communication unit,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the second wireless communication unit is embedded in the top plate immediately below the anti-slip member.
前記第1無線通信部は、前記RFコイル装置に電力を供給する充電池を内蔵していることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the first wireless communication unit includes a rechargeable battery that supplies power to the RF coil device.
前記支持部は、前記第1無線通信部を吸引することで固定する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The support section is fixed by sucking the first wireless communication section. A magnetic resonance imaging apparatus, wherein:
前記支持部は、前記第1無線通信部と前記第2無線通信部との間の無線通信強度が所定値以上になった場合に、前記第1無線通信部の吸引を自動的に開始する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
The support unit automatically starts suction of the first wireless communication unit when the wireless communication strength between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit becomes a predetermined value or more. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記天板を支持する支持台と、前記天板を前記支持台上でスライド移動させる天板駆動装置とをさらに備え、
前記支持部は、前記天板が前記支持台上の所定位置に戻った場合に、前記第1無線通信部の吸引を自動停止する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9.
A support table for supporting the top board; and a top board drive device for sliding the top board on the support board,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the support unit automatically stops the suction of the first wireless communication unit when the top plate returns to a predetermined position on the support base.
前記第1無線通信部及び前記第2無線通信部は、無線通信経路を複数有すると共に、前記誘導電界を介して、デジタル化された複数の前記核磁気共鳴信号の無線送信を複数の前記無線通信経路でそれぞれ実行するように構成され、
前記第2無線通信部が複数の前記無線通信経路でそれぞれ受信した複数の前記核磁気共鳴信号を1の信号に合成する信号合成部をさらに備える
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
The first wireless communication unit and the second wireless communication unit have a plurality of wireless communication paths, and perform wireless transmission of the plurality of digitized nuclear magnetic resonance signals via the induction electric field. Configured to run on each route,
A magnetic resonance imaging apparatus, further comprising: a signal synthesis unit that synthesizes a plurality of the nuclear magnetic resonance signals respectively received by the second radio communication unit through the plurality of radio communication paths into one signal.
前記第1無線通信部と前記第2無線通信部との間で、前記誘導電界を介した無線通信が可能になった場合に、無線通信が可能になった旨を通知する通知部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The wireless communication device further includes a notification unit that notifies that wireless communication is enabled when wireless communication via the induction electric field is enabled between the first wireless communication unit and the second wireless communication unit. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記通知部は、無線通信が可能になった旨を発光により通知する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 12,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the notification unit notifies by light emission that wireless communication is possible.
前記第1無線通信部及び前記第2無線通信部は、無線通信経路を複数有すると共に、前記誘導電界を介して、デジタル化された複数の前記核磁気共鳴信号の無線送信を複数の前記無線通信経路でそれぞれ実行するように構成され、
前記第2無線通信部が複数の前記無線通信経路でそれぞれ受信した複数の前記核磁気共鳴信号を1の信号に合成する信号合成部をさらに備える
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The first wireless communication unit and the second wireless communication unit have a plurality of wireless communication paths, and perform wireless transmission of the plurality of digitized nuclear magnetic resonance signals via the induction electric field. Configured to run on each route,
A magnetic resonance imaging apparatus, further comprising: a signal synthesis unit that synthesizes a plurality of the nuclear magnetic resonance signals respectively received by the second radio communication unit through the plurality of radio communication paths into one signal.
前記天板は、
前記RFコイル装置の無線通信部から誘導電界を介して無線送信されるデジタル化された前記核磁気共鳴信号を、前記誘導電界を介して受信する信号取得部と、
前記無線通信部と前記信号取得部との間隔が、前記誘導電界を介した無線送信が可能な間隔となるように、前記無線通信部を前記信号取得部に対して離脱自在に支持する支持部と
を備えることを特徴とする寝台装置。 A bed apparatus that includes a top plate on which an object is placed and receives a nuclear magnetic resonance signal detected by an RF coil apparatus when performing magnetic resonance imaging;
The top plate is
A signal acquisition unit that receives the digitized nuclear magnetic resonance signal wirelessly transmitted from the wireless communication unit of the RF coil device via the induced electric field via the induced electric field;
A support unit that removably supports the wireless communication unit with respect to the signal acquisition unit such that an interval between the wireless communication unit and the signal acquisition unit is an interval that enables wireless transmission via the induction electric field. A bed apparatus comprising: and.
前記天板をスライド移動可能に支持する支持台と、
前記支持台の底面に設けられたキャスターと
をさらに備えることを特徴とする寝台装置。 The bed apparatus according to claim 15,
A support base for slidably supporting the top plate;
The bed apparatus further comprising: a caster provided on a bottom surface of the support table.
前記支持部は、前記天板における前記被検体が載置される面上に位置すると共に前記無線通信部の筐体に対して摩擦力が働く滑り止め部材を有し、
前記信号取得部は、前記天板内で前記滑り止め部材の直下に埋設されている
ことを特徴とする寝台装置。 The bed apparatus according to claim 15,
The support portion has an anti-slip member that is located on a surface of the top plate on which the subject is placed and works a frictional force with respect to a housing of the wireless communication unit,
The signal acquisition unit is embedded in the top plate directly below the anti-slip member.
前記支持部は、前記無線通信部を吸引することで固定することを特徴とする寝台装置。 The bed apparatus according to claim 15,
The bed device is characterized in that the support portion is fixed by sucking the wireless communication portion.
前記核磁気共鳴信号をデジタル化するA/D変換部と、
磁気共鳴イメージング装置の支持部に対して離脱自在に支持されると共に、前記支持部に対して支持されている場合に、誘導電界を介して、デジタル化された前記核磁気共鳴信号を前記磁気共鳴イメージング装置に無線送信する無線通信部と
を備えることを特徴とするRFコイル装置。 A detection unit for detecting a nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject;
An A / D converter for digitizing the nuclear magnetic resonance signal;
When the magnetic resonance imaging apparatus is supported detachably with respect to the support part of the magnetic resonance imaging apparatus and is supported with respect to the support part, the digitized nuclear magnetic resonance signal is converted into the magnetic resonance via an induced electric field. An RF coil device comprising: a wireless communication unit that wirelessly transmits to an imaging device.
前記検出部から出力される前記核磁気共鳴信号を増幅して前記A/D変換部側に送信するプリアンプをさらに備えることを特徴とするRFコイル装置。 The RF coil device according to claim 19, wherein
An RF coil device further comprising: a preamplifier that amplifies the nuclear magnetic resonance signal output from the detection unit and transmits the amplified signal to the A / D conversion unit.
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