JP2014230610A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
寝台ユニットには被検体が置かれる。
デジタル処理部は、寝台ユニット内に配置される。
デジタル処理部は、被検体から放射されるMR信号を検出するRFコイル装置から、アナログのMR信号を取得してデジタル化する。
第1無線通信部は、デジタル処理部によりデジタル化されたMR信号を無線送信する。
第2無線通信部は、第1無線通信部により無線送信されたMR信号を受信する。
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、画像データを再構成する。
図1は、第1の実施形態のMRI装置10Aの全体構成の一例を示すブロック図である。ここでは一例として、MRI装置10Aの構成要素を寝台ユニット20、ガントリ30、制御装置40の3つに分けて説明する。
接続部27は、寝台ユニット20とガントリ30とのドッキングのときに、後述のガントリ30の接続部37に接続される。
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30内の空間を意味する。なお、静磁場電源42を設けずに、静磁場磁石31を永久磁石で構成してもよい。
そして、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は、傾斜磁場コイルユニット33により形成される装置座標系の3軸方向の傾斜磁場Gx、Gy、Gzの合成により、任意の方向に設定可能である。
撮像条件の例としては、撮像空間内の位置的情報としての撮像領域、繰り返し時間(Repetition Time)、スライス数、撮像部位、スピンエコー法やパラレルイメージング等のパルスシーケンスの種類などが挙げられる。
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。
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、画像再構成処理や画像再構成後の補正処理に用いられる条件やデータを決定するために、本スキャンとは別に行われるスキャンを指す。較正スキャンの例としては、本スキャンでのRFパルスの中心周波数を算出するシーケンス等がある。
プレスキャンとは、較正スキャンの内、本スキャン前に行われるものを指す。
画像再構成部62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応じて、RF受信器50から入力されるMR信号の生データをk空間データとして配置及び保存する。k空間とは、周波数空間の意味である。
画像再構成部62は、k空間データに2次元又は3次元のフーリエ変換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62は、生成した画像データを画像データベース63に保存する。
即ち、接続ポート25の接続部分の端子の数や形状は、従来のMRI装置の接続ポートと同様でよいが、接続ポート25内にデジタル処理部29が配置される点は、従来とは異なる。コネクタ101は、嵌合状態において接続ポート25内の配線に電気的に接続される。
具体的には、RFコイル装置100Aから出力されるMR信号が有線のみでRF受信器50まで送信される従来技術では、チャネル数はRF受信器50の入力受付数以下に設定される。その場合、各チャネルで伝送され、RF受信器50に1信号として入力されるアナログのMR信号は、1の要素コイルのMR信号のみの場合もあるし、複数の要素コイルのMR信号の合成信号の場合もある。
一般に、ダイレクトサンプリング方式のA/D変換器は構成が簡素であるため、集積度を高め易い。従って、各接続ポート25内に多数のA/D変換器29aを内蔵できる。
また、RF受信器50は、周波数ダウンコンバージョン部50aと、信号処理部50bとを有する。
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。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、参照信号生成部414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62やパルス波形生成部404などのMRI装置10A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。
ゲート信号生成部418は、デジタルのゲート信号を生成し、接続部37、27、接続ポート25経由でゲート信号をRFコイル装置100Aの制御部108に送信する。
具体的には、各要素コイル106で検出されたアナログのMR信号は、前述のようにプリアンプ107で増幅された後、A/D変換器29aでA/D変換される。このとき、各A/D変換器29aは、トリガ信号が送信されたタイミングに同期して、参照信号に基づいてサンプリング及び量子化を開始することで、入力されるアナログのMR信号をダイレクトサンプリング方式でデジタル信号に変換する。
これにより、周波数ダウンコンバージョン部50aは、MR信号に間引き処理を施し、周波数が低くされたMR信号を信号処理部50bに入力する。上記間引き処理は、後段の信号処理に適合するように、デジタル化された高周波のMR信号に周波数ダウンコンバージョンを施すことである。
周波数ダウンコンバージョン部50aは、入力されるMR信号の周波数ダウンコンバージョンを施し、周波数が落とされたMR信号を信号処理部50bに入力する。
信号処理部50b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62に入力され、画像再構成部62においてk空間データに変換されて保存される。
以上が第1の実施形態のMRI装置10Aの動作説明である。
図9は、第1の実施形態のダイレクトサンプリング方式のA/D変換を用いたMR信号の受信系統のブロック図である。RFコイル装置100Aにより検出されるMR信号は、その周波数がラーモア周波数とほぼ等しいので、例えば64MHz、124MHzといった高周波である。
上記周波数ダウンコンバージョンを実行する局部発振器(Local Oscillator)LS及び混合器(Mixer)MXは回路規模が大きいので、MR信号の周波数を落としてからデジタル化する従来構成では、A/D変換器ADCを寝台ユニットに実装することが困難であった。
また、第1の実施形態では、早い段階でMR信号をバッファできるようになるので、上記選択回路が不要になるため、製造コストを低減できる。
以下、第1の実施形態の変形例を3つ説明する。
第1に、図1及び図2では、MR信号を送信する無線通信装置28が支持台21におけるガントリ30とは反対側に配置されると共に、MR信号を受信する無線通信装置52が撮像室の壁に配置される例を述べた。無線通信装置28、52の配置は、上記態様に限定されるものではない。
互換性切替回路180の動作について、中継ユニット160が用いられない場合と、用いられる場合とに分けて説明する。
さらに、接続ポート25”毎に互換性切替回路180を設けることで、中継ユニット180を介してRFコイル装置が接続された接続ポート25”と、中継ユニット160を介さずにRFコイル装置が接続された接続ポート25”とが混在する場合にも、各接続ポート25”に対応して適切にデジタル化されたMR信号を無線通信装置28に送信することができる。
第2の実施形態のMR信号10Dは、第1の実施形態の発展版であり、以下の2種類のRFコイル装置を利用可能である。一方は、天板22の接続ポート25に接続されて、有線でアナログのMR信号を出力する従来型のRFコイル装置100Aである。他方は、検出したMR信号をデジタル化して無線送信するRFコイル装置100Bである。
また、無線通信装置52’は、RFコイル装置100Bからその識別情報を無線で受信した場合には、RFコイル装置100Bから直接無線送信されるMR信号を受信する。
ID受信部322は、アンテナ330cで受信したRFコイル装置100Bの識別情報をシステム制御部61に入力する。これにより、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61に認識される。
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。
この後、ステップS22に進む。
この後、ステップS27に進む。
この後、入力装置72からシステム制御部61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。
さらに、第2の実施形態では、無線通信装置52’は、RFコイル装置100Aから有線で送信されて天板22内でデジタル化され、無線通信装置28から無線送信されるMR信号と、RFコイル装置100Bから直接無線送信されるMR信号とを受信可能である。従って、第2の実施形態のMRI装置10Dは、有線でアナログのMR信号を出力する従来型のRFコイル装置100Aも、デジタルのMR信号を無線送信するRFコイル装置100Bも使用可能である。
第1に、第2の実施形態では、MRI装置10Dの制御装置40側が、RFコイル装置の識別情報を有線又は無線で受信し、識別情報に基づいて無線通信装置52’等によるMR信号の送信系統を自動選択する。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。ユーザがマニュアル操作で、RFコイル装置の接続情報(識別情報含む)を入力し、その接続情報に基づいて、制御装置40側がMR信号の受信態様を自動選択する構成でもよい。
第3の実施形態は、誘導電界を介した近接無線通信によってMR信号を無線送信する新技術において、第1の実施形態の技術思想を適用する。
各筺体202、302は、後述のように、それぞれ無線通信装置として機能する。
なお、ここでのMR信号は、誘導電界を介した近接無線通信用であるため、増幅に際して、特許文献1の遠隔無線通信と同程度に無線出力を上げる必要はない。アンテナ206aは、データ送信部216’から入力される無線送信用のMR信号を、アンテナ306aに無線送信する。
なお、本スキャンの実行中では、ゲート信号送信部324’は、第1の実施形態のゲート信号生成部418と同様にしてゲート信号を生成し、ゲート信号受信部224’にゲート信号を継続的に無線送信する。このゲート信号は、ゲート信号受信部224’からRFコイル装置100Aの制御部108に継続的に送信される。
第1に、ゲート信号及び参照信号が誘導電界を介して無線送信される例を述べたが、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。ゲート信号や参照信号は有線で送信され、MR信号のみが誘導電界を介して無線送信される態様でもよい。
[1]上記各実施形態では、例えばRFコイル装置100B内、又は、天板22の接続ポート25内などの早い段階でMR信号がダイレクトサンプリング方式でデジタル化されるので、簡易な装置構成により、MR信号へのノイズの混入を抑制できる。
その場合、天板22さらには寝台ユニット20全体の再設計により製造コストが増大しうるので、従来の寝台ユニットを利用しつつ、条件次第で上記効果が得られるようにMRI装置を構成してもよい。
無線通信装置52、52’、及び、筺体302は、請求項記載の第2無線通信部の一例である。
寝台ユニット20の接続部27eは、請求項記載の第1接続部の一例である。
ガントリ30の接続部37eは、請求項記載の第2接続部の一例である。
RFコイル装置100Bは、請求項記載の無線型RFコイル装置の一例である。
20:寝台ユニット,22:天板,
31:静磁場磁石,32:シムコイルユニット,33:傾斜磁場コイルユニット,
34:RFコイルユニット,40:制御装置,61:システム制御部
Claims (8)
- 被検体が置かれる寝台ユニットを有する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記寝台ユニット内に配置されており、前記被検体から放射される核磁気共鳴信号を検出するRFコイル装置からアナログの核磁気共鳴信号を取得し、前記核磁気共鳴信号をデジタル化するデジタル処理部と、
前記デジタル処理部により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無線通信部により無線送信された前記核磁気共鳴信号を受信する第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画像データを再構成する画像再構成部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記デジタル処理部は、ダイレクトサンプリング方式で前記核磁気共鳴信号をデジタル化することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1又は請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記第1無線通信部は、デジタル化された前記核磁気共鳴信号を、誘導電界を介さずに電磁波として空間に放射することで、前記核磁気共鳴信号を前記第2無線通信部に無線送信することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記第2無線通信部は、前記RFコイル装置の識別情報を有線で取得した場合には前記第1無線通信部から無線送信される前記核磁気共鳴信号を受信し、前記核磁気共鳴信号をデジタル化して無線送信する無線型RFコイル装置から前記無線型RFコイル装置の識別情報を無線で受信した場合には前記無線型RFコイル装置から無線送信される前記核磁気共鳴信号を受信することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項3又は請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記寝台ユニットは、前記被検体が置かれる天板と、前記天板を移動可能に支持する支持台とを有し、
前記第1無線通信部は、前記支持台内に配置される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置において、
撮像室に配置されると共に、撮像時に前記被検体が置かれる撮像空間に静磁場を印加するガントリをさらに備え、
前記第2無線通信部は、前記撮像室の壁に配置される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1又は請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記第1無線通信部は、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し、
前記第2無線通信部は、前記第1無線通信部により無線送信された前記核磁気共鳴信号を、誘導電界を介して受信する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置において、
撮像室に配置されると共に、撮像時に前記被検体が置かれる撮像空間に静磁場を印加するガントリをさらに備え、
前記寝台ユニットは、前記被検体が置かれる天板と、前記天板を移動可能に支持する支持台とを有し、
前記支持台は、前記ガントリに電気的に接続される第1接続部を有し、
前記ガントリは、前記第1接続部に電気的に接続される第2接続部を有し、
前記第1無線通信部は、前記第1接続部内に配置され、
前記第2無線通信部は、前記第2接続部内に配置される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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