JP2017099501A - Ｒｆコイル及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１エレメントと第２エレメントとのカップリングの発生を抑制することができるＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング装置を提供すること。
【解決手段】実施形態のＲＦコイルは、第１エレメントと、第２エレメントとを備える。前記第２エレメントのループの一部分が屈曲し、当該屈曲した一部分から延びた延伸部分が前記第１エレメントと重なるように配置されている。実施形態のＲＦコイルは、前記第１エレメントと前記第２エレメントとを含んで形成されており、被検体の１つの撮像部位に対応する。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、ＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング装置に関する。

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（Larmor frequency）のＲＦ（Radio Frequency）パルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ（Magnetic Resonance）信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置がある。

特開２００５−０８７５２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、第１エレメントと第２エレメントとのカップリングの発生を抑制することができるＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

実施形態のＲＦコイルは、第１エレメントと、第２エレメントとを備える。前記第２エレメントのループの一部分が屈曲し、当該屈曲した一部分から延びた延伸部分が前記第１エレメントと重なるように配置されている。実施形態のＲＦコイルは、前記第１エレメントと前記第２エレメントとを含んで形成されており、被検体の１つの撮像部位に対応する。

図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、実施形態に係る天板の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る天板の他の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る受信コイルの一例を示す図である。 図５は、単純に、２つのコネクタを嵌合させた場合の一例を説明するための図である。 図６は、単純に、２つのコネクタを嵌合させた場合の一例を説明するための図である。 図７は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。 図８は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。 図９は、実施形態に係る受信コイルの他の一例を示す図である。 図１０は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。 図１１は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。 図１２は、延伸部分によって形成される領域の面積について説明するための図である。 図１３は、実施形態に係る受信コイルの他の一例を示す図である。 図１４は、第１の変形例に係る受信コイルの一例を説明するための図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ装置」）を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。

図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、傾斜磁場電源３と、送信コイル（ＲＦ（Radio Frequency）送信コイル）４と、送信回路５と、受信コイル（ＲＦ受信コイル）６と、受信回路７と、寝台８と、入力回路９と、ディスプレイ１０と、記憶回路１１と、処理回路１２〜１５とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００に、図１に示す被検体Ｓ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。

静磁場磁石１は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、内周側に形成される撮像空間に一様な静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、永久磁石や超伝導磁石等によって実現される。

傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、静磁場磁石１の内周側に配置される。傾斜磁場コイル２は、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を発生させる３つのコイルを有する。ここで、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、ＭＲＩ装置１００に固有の装置座標系を構成する。例えば、ｘ軸の方向は、鉛直方向に設定され、ｙ軸の方向は、水平方向に設定される。また、ｚ軸の方向は、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束の方向と同じに設定される。

傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２が有する３つのコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を適宜に発生させることによって、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。ここで、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。なお、以下では、リードアウト方向に沿った傾斜磁場をリードアウト傾斜磁場と呼び、位相エンコード方向に沿った傾斜磁場を位相エンコード傾斜磁場と呼び、スライス方向に沿った傾斜磁場をスライス傾斜磁場と呼ぶ。

各傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳され、磁気共鳴（Magnetic Resonance：ＭＲ）信号に空間的な位置情報を付与するために用いられる。具体的には、リードアウト傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させることで、ＭＲ信号にリードアウト方向に沿った位置情報を付与する。また、位相エンコード傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号に位相エンコード方向の位置情報を付与する。また、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。

送信コイル４は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。送信コイル４は、送信回路５から出力されるＲＦパルスを撮像空間に印加する。

送信回路５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル４に出力する。例えば、送信回路５は、発振回路、位相選択回路、周波数変換回路、振幅変調回路、及び、ＲＦ増幅回路を有する。発振回路は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有の共鳴周波数のＲＦパルスを発生する。位相選択回路は、発振回路から出力されるＲＦパルスの位相を選択する。周波数変換回路は、位相選択回路から出力されるＲＦパルスの周波数を変換する。振幅変調回路は、周波数変換回路から出力されるＲＦパルスの振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。ＲＦ増幅回路は、振幅変調回路から出力されるＲＦパルスを増幅して送信コイル４に出力する。

受信コイル６は、被検体Ｓの近傍に設置され、ＲＦパルスの影響によって被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信する。受信コイル６は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。本実施形態に係る受信コイル６の詳細については後述する。なお、受信コイル６は、特許請求の範囲に記載のＲＦコイルの一例である。

受信回路７は、受信コイル６から出力されるＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを処理回路１３に出力する。例えば、受信回路７は、選択回路、前段増幅回路、位相検波回路、及び、アナログデジタル変換回路を有する。選択回路は、受信コイル６から出力されるＭＲ信号を選択的に入力する。前段増幅回路は、選択回路から出力されるＭＲ信号を増幅する。位相検波回路は、前段増幅器から出力されるＭＲ信号の位相を検波する。アナログデジタル変換回路は、位相検波器から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換することでＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを処理回路１３に出力する。

なお、ここでは、送信コイル４がＲＦパルスを印加し、受信コイル６がＭＲ信号を受信する場合の例を説明するが、送信コイル及び受信コイルの形態はこれに限られない。例えば、送信コイル４が、ＭＲ信号を受信する受信機能をさらに有してもよい。また、受信コイル６が、ＲＦ磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。送信コイル４が受信機能を有している場合は、受信回路７は、送信コイル４によって受信されたＭＲ信号からもＭＲ信号データを生成する。また、受信コイル６が送信機能を有している場合は、送信回路５は、受信コイル６にもＲＦパルスを出力する。

寝台８は、被検体Ｓが載置される天板８ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の内側に形成される撮像空間へ天板８ａを挿入する。例えば、寝台８は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。本実施形態に係る天板８ａの詳細については後述する。

入力回路９は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。例えば、入力回路９は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。入力回路９は、処理回路１５に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１５へ出力する。

ディスプレイ１０は、各種情報及び各種画像を表示する。例えば、ディスプレイ１０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。ディスプレイ１０は、処理回路１５に接続されており、処理回路１５から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。

記憶回路１１は、各種データを記憶する。例えば、記憶回路１１は、ＭＲ信号データや画像データを被検体Ｓごとに記憶する。例えば、記憶回路１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。

処理回路１２は、寝台制御機能１２ａを有する。例えば、処理回路１２は、プロセッサによって実現される。寝台制御機能１２ａは、寝台８に接続されており、制御用の電気信号を寝台８へ出力することで、寝台８の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１２ａは、入力回路９を介して、天板８ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板８ａを移動するように、寝台８が有する天板８ａの駆動機構を動作させる。

処理回路１３は、実行機能１３ａを有する。例えば、処理回路１３は、プロセッサによって実現される。実行機能１３ａは、各種のプロトコルを実行する。具体的には、実行機能１３ａは、処理回路１５から出力されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信回路５及び受信回路７を駆動することで、各種プロトコルを実行する。

ここで、シーケンス実行データは、ＭＲ信号データを収集するための手順を示すプロトコルを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路５が送信コイル４に供給するＲＦパルス電流の強さや供給タイミング、受信回路７がＭＲ信号を検出する検出タイミング等を定義した情報である。

また、実行機能１３ａは、各種パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路７からＭＲ信号データを受信し、受信したＭＲ信号データを記憶回路１１に格納する。なお、実行機能１３ａによって受信されたＭＲ信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて２次元又は３次元に配列されることで、ｋ空間を構成するデータとして記憶回路１１に格納される。

処理回路１４は、画像生成機能１４ａを有する。例えば、処理回路１４は、プロセッサによって実現される。画像生成機能１４ａは、記憶回路１１に格納されたＭＲ信号データに基づいて画像を生成する。具体的には、画像生成機能１４ａは、実行機能１３ａによって記憶回路１１に格納されたＭＲ信号データを読み出し、読み出したＭＲ信号データに後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことで画像を生成する。また、画像生成機能１４ａは、生成した画像の画像データを記憶回路１１に格納する。

処理回路１５は、制御機能１５ａを有する。例えば、処理回路１５は、プロセッサによって実現される。制御機能１５ａは、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、制御機能１５ａは、入力回路９を介して操作者からパルスシーケンスに関する各種のパラメータの入力を受け付け、受け付けたパラメータに基づいてシーケンス実行データを生成する。そして、制御機能１５ａは、生成したシーケンス実行データを処理回路１３に送信することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、制御機能１５ａは、操作者から要求された画像の画像データを記憶回路１１から読み出し、読み出した画像をディスプレイ１０に出力する。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central preprocess unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。なお、記憶回路１１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

以上、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。

次に、本実施形態に係る天板８ａについて説明する。図２は、実施形態に係る天板の一例を示す図である。

図２の例に示すように、天板８ａには、複数の高周波コイルエレメント６ｂが埋め込まれている。図２の例では、Ｚ軸方向に１列１４個の高周波コイルエレメント６ｂがＸ軸方向に５列並んでいる。すなわち、図２の例では、天板８ａには、７０個の高周波コイルエレメント６ｂが埋め込まれている。高周波コイルエレメント６ｂの形状は、ループ状である。高周波コイルエレメント６ｂは、ケーブルを介して、受信回路７に接続されている。なお、高周波コイルエレメント６ｂは、高周波コイルである受信コイル６を構成する各部分（各コイルエレメント）のうち主要（メイン）な部分であるため、高周波コイルメイン部分６ｂとも称される。高周波コイルメイン部分６ｂは、ＲＦパルスの影響によって被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信する。高周波コイルメイン部分６ｂは、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。

また、図２の例に示すように、所定数（ここでは５６個）の高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側に、後述する高周波コイルサブ部分６ａを着脱可能なコネクタ６ｃが配置されている。なお、高周波コイルメイン部分６ｂは、特許請求の範囲に記載された第１エレメントの一例である。

図３は、実施形態に係る天板の他の一例を示す図である。図３の例に示す天板８ａにも、図２の例に示す天板８ａと同様に、複数の高周波コイルメイン部分６ｂが埋め込まれており、Ｚ軸方向に１列１４個の高周波コイルメイン部分６ｂがＸ軸方向に５列並んでいる。

また、図３の例に示すように、所定数（ここでは、３４個）の高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側に、コネクタ６ｃが配置されている。また、図３の例では、Ｚ軸方向における両端に位置する６個のコネクタ６ｃの向きが他のコネクタ６ｃの向きと異なる。

次に、本実施形態に係る受信コイル６について説明する。図４は、実施形態に係る受信コイル６の一例を示す図である。図４の例に示すように、受信コイル６は、高周波コイルエレメント６ａと上述した高周波コイルメイン部分６ｂとを備えた高周波コイルエレメントを複数備える。

高周波コイルエレメント６ａの形状は、ループ状である。高周波コイルエレメント６ａは、高周波コイルメイン部分６ｂと異なり、ケーブルに接続されておらず、コネクタ２０を備える。すなわち、高周波コイルエレメント６ａは、ケーブルレスである。なお、図４の例において、高周波コイルメイン部分６ｂのループの中心を基準とすると、この中心に対してコネクタ６ｃがある側と、撮像対象が存在する側とは異なる。また、高周波コイルエレメント６ａは、高周波コイルである受信コイル６を構成する各部分（各コイルエレメント）のうち、補助的（サブ）な部分であるため、高周波コイルサブ部分６ａとも称される。なお、高周波コイルサブ部分６ａは、特許請求の範囲に記載された第２エレメントの一例である。

本実施形態では、高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０を、被検体Ｓの撮像部位から発せられるＭＲ信号を高周波コイルサブ部分６ａが受信することが可能な位置にあるコネクタ６ｃに嵌合させる。例えば、コネクタ２０を、高周波コイルサブ部分６ａが撮像部位に密着することができるような位置にあるコネクタ６ｃに嵌合させる。これにより、高周波コイルメイン部分６ｂと高周波コイルサブ部分６ａとを含んで、被検体Ｓの１つの撮像部位に対応する１つの高周波コイルエレメントが形成される。

例えば、高周波コイルサブ部分６ａが頭部を撮像するためのコイルエレメントである場合には、この高周波コイルサブ部分６ａと、この高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０と嵌合したコネクタ６ｃがループ内に配置された高周波コイルメイン部分６ｂとを含んで構成された高周波コイルエレメントは、頭部を撮像するためのコイルエレメントとなる。また、高周波コイルサブ部分６ａが肩を撮像するためのコイルエレメントである場合には、この高周波コイルサブ部分６ａと、この高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０と嵌合したコネクタ６ｃがループ内に配置された高周波コイルメイン部分６ｂとを含んで構成された高周波コイルエレメントは、肩を撮像するためのコイルエレメントとなる。また、高周波コイルサブ部分６ａが胸部を撮像するためのコイルエレメントである場合には、この高周波コイルサブ部分６ａと、この高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０と嵌合したコネクタ６ｃがループ内に配置された高周波コイルメイン部分６ｂとを含んで構成された高周波コイルエレメントは、胸部を撮像するためのコイルエレメントとなる。すなわち、高周波コイルメイン部分６ｂは、対応する高周波コイルサブ部分６ａが撮像対象とする撮像部位の種類に応じて、撮像対象とする撮像部位の種類が変化する。本実施形態では、高周波コイルサブ部分６ａが撮像対象とする撮像部位の種類が少なくとも２種類あるので、高周波コイルメイン部分６ｂは、少なくとも２種類の撮像部位に対応する。すなわち、先の図２及び図３に示す天板８ａには、少なくとも２つの撮像部位に対応するように、複数の高周波コイルメイン部分６ｂ群が埋め込まれている。

そして、本実施形態では、高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側に配置されたコネクタ６ｃと、高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０とが嵌合することで、電気的に、高周波コイルサブ部分６ａと受信回路７とが結合される。このような構成により、高周波コイルサブ部分６ａにケーブルを接続せずに、受信コイル６を構成することができる。

なお、図４の例に示すように、コネクタ２０がコネクタ６ｃに嵌合された場合には、高周波コイルサブ部分６ａは、部分３０において、撮像対象である撮像部位に対して近づく方向に屈曲している。

ここで、単純に、高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側に配置されたコネクタ６ｃと、高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０とを嵌合させた場合について説明する。図５及び図６は、単純に、２つのコネクタを嵌合させた場合の一例を説明するための図である。

図５の例に示すように、単純に、コネクタ６ｃと、コネクタ２０とを嵌合させた場合には、図６の例に示すように、高周波コイルサブ部分６ａの表側から鎖交する鎖交磁束２１と裏側から鎖交する鎖交磁束２２とで大きさが異なるため、高周波コイルサブ部分６ａのループ内での高周波磁場の総和が０又は略０とならない場合がある。このため、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのカップリングが生じる場合がある。

そこで、本実施形態では、上述したカップリングの発生を抑制することができるように、すなわち、デカップリングが行われるように、受信コイル６を以下の説明のとおり構成する。

図４の説明に戻り、本実施形態では、受信コイル６の部分２３が屈曲しており、この部分２３から延伸部分２４が延びている。延伸部分２４が延びる方向は、上述の部分３０から先端にかけての部分が延びる方向と略同一である。このような形状は、例えば、コの字型（又は、Ｕ字型若しくはＣ字型）と称される。図７及び図８は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。コネクタ６ｃとコネクタ２０とを嵌合させた場合には、図７の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂのループにより形成される領域と延伸部分２４により形成される領域とが重なるように、延伸部分２４が配置される。この際、延伸部分２４によって形成される領域の面積等は、高周波コイルサブ部分６ａの表側から鎖交する鎖交磁束２１と裏側から鎖交する鎖交磁束２２とで大きさが同一又は略同一となるように、高周波コイルメイン部分６ｂのループ内でのコネクタ６ｃの位置や、このループにより形成される領域の面積の大きさ等に基づいて設計されている。これにより、図６の例に示す場合と比較して、図７の例に示すように鎖交磁束２２が大きくなり、鎖交磁束２１と鎖交磁束２２とで大きさが同じ又は略同じになり、高周波コイルサブ部分６ａのループ内での高周波磁場の総和が０又は略０となる。

ここで、図８を参照して、デカップリングについてより詳しく説明する。図８の例は、図７の例において矢印Ａの方向から見た場合の受信コイル６を示す。図８の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂにより発生した磁界の磁束３０が、高周波コイルサブ部分６ａのループを貫く場合には、この磁束３０を打ち消すように、上述した矢印Ａが示す方向から見た場合の高周波コイルサブ部分６ａの手前側の部分に、矢印３１が示す方向に電流（電流Ｅ１）が流れる。一方、図８の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂにより発生した磁界の磁束３２が、高周波コイルサブ部分６ａの延伸部分２４によって形成される領域を貫く場合には、この磁束３２を打ち消すように、上述した矢印Ａが示す方向から見た場合の手前側の延伸部分２４に、矢印３３が示す方向に電流（電流Ｅ２）が流れる。そして、本実施形態では、電流Ｅ１と電流Ｅ２とが相殺されるように、延伸部分２４によって形成される領域の面積などが調整されているため、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのデカップリングを行うことができる。すなわち、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのカップリングの発生を抑制することができる。

次に、本実施形態に係る受信コイル６の他のコイルエレメントの例について説明する。図９は、実施形態に係る受信コイル６の他のコイルエレメントの一例を示す図である。図４及び図７の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントと異なる点について説明する。まず、図４及び図７の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントでは、高周波コイル６ｂのループの中心を基準とすると、この中心に対してコネクタ６ｃがある側と、撮像対象が存在する側とは異なる。一方、図９の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントでは、高周波コイル６ｂのループの中心を基準とすると、この中心に対してコネクタ６ｃがある側と、撮像対象が存在する側とは同一である。次に、図４及び図７の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントと、図９の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントとでは、部分２３により屈曲している方向が異なる。

図９の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントにおいて、高周波コイルサブ部分６ａの部分２３が屈曲しており、この部分２３から延伸部分２４が延びている。延伸部分２４が延びる方向は、上述の部分３０から先端にかけての部分が延びる方向と略逆である。このような形状は、例えば、Ｓ字型と称される。図１０及び図１１は、実施形態におけるデカップリングを説明するための図である。コネクタ６ｃとコネクタ２０とを嵌合させた場合には、図１０の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂのループにより形成される領域と延伸部分２４により形成される領域とが重なるように、延伸部分２４が配置される。この際、延伸部分２４によって形成される領域の面積等は、高周波コイルサブ部分６ａの表側から鎖交する鎖交磁束３７と裏側から鎖交する鎖交磁束３８とで大きさが同一又は略同一となるように、高周波コイルメイン部分６ｂのループ内でのコネクタ６ｃの位置や、このループにより形成される領域の面積の大きさ等に基づいて設計されている。これにより、図１０の例に示すように鎖交磁束３７と鎖交磁束３９とで大きさが同一又は略同一となり、高周波コイルサブ部分６ａのループ内での磁場の総和が０又は略０となる。

ここで、図１１を参照して、デカップリングについてより詳しく説明する。図１１の例は、図１０の例において矢印Ｂの方向から見た場合の受信コイル６を示す。図１１の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂにより発生した磁界の磁束４０が、高周波コイルサブ部分６ａのループを貫く場合には、この磁束４０を打ち消すように、上述した矢印Ｂが示す方向から見た場合の高周波コイルサブ部分６ａの手前側の部分に、矢印４１が示す方向に電流（電流Ｅ３）が流れる。一方、図１１の例に示すように、高周波コイルメイン部分６ｂにより発生した磁界の磁束４３が、高周波コイルサブ部分６ａの延伸部分２４によって形成される領域を貫く場合には、この磁束４３を打ち消すように、上述した矢印Ｂが示す方向から見た場合の手前側の延伸部分２４に、矢印４４が示す方向に電流（電流Ｅ４）が流れる。そして、本実施形態では、電流Ｅ３と電流Ｅ４とが相殺されるように、延伸部分２４によって形成される領域の面積などが調整されているため、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのデカップリングを行うことができる。すなわち、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのカップリングの発生を抑制することができる。

次に、延伸部分２４によって形成される領域の面積について説明する。図１２は、延伸部分２４によって形成される領域の面積について説明するための図である。図１２は、高周波コイルメイン部分６ｂのループの重心からの距離と、この重心からの距離だけ重心から離れた位置に配置されたコネクタ６ｃに、コネクタ２０を嵌合させた場合の延伸部分２４によって形成される領域の面積との関係の一例を示す。

なお、ここでいう重心とは、例えば、高周波コイルメイン部分６ｂのループによって形成される領域の空間的な重心、又は、感度重心を指す。図１２の例に示すように、重心からの距離が「０」の場合は、延伸部分２４によって形成される領域の面積は「０」である。また、重心からの距離が比較的短いと、延伸部分２４によって形成される領域２４ａの面積は比較的小さい。また、受信からの距離が長くなるにつれて、延伸部分２４によって形成される領域２４ｂ、領域２４ｃの面積が大きくなる。これは、重心からの距離が長くなるにつれて、延伸部分２４により形成された領域を貫く、高周波コイルメイン部分６ｂにより発生した磁界の磁束が小さくなるので、より多くの磁束を延伸部分２４により形成された領域を貫くようにさせるためである。

また、高周波コイルサブ部分６ａのループにより形成される領域の面積が大きくなるにつれて、デカップリングを行うために、より多くの磁束が延伸部分２４により形成された領域を貫くように設計する必要がある。このため、本実施形態では、高周波コイルサブ部分６ａのループにより形成される領域の面積が大きくなるにつれて、延伸部分２４によって形成される領域の面積を大きくするように設計する。すなわち、高周波コイルサブ部分６ａにおける延伸部分２４の大きさは、高周波コイルメイン部分６ｂのループ全体の大きさに対応して設計されている。

ここで、上述したように、図１２の例では、重心からの距離が「０」の場合は、延伸部分２４によって形成される領域の面積は「０」である。すなわち、重心からの距離が「０」のような、高周波コイルサブ部分６ａのループ内の中央又は中央付近に高周波コイルサブ部分６ａを配置する場合には、高周波コイルサブ部分６ａが、部分２３で屈曲されている必要がなく、更に、延伸部分２４を備える必要がない。そこで、このような場合の受信コイル６の高周波コイルエレメントについて図１３を参照して説明する。

図１３は、実施形態に係る受信コイル６の高周波コイルエレメントの他の一例を示す図である。図１３の例に示す受信コイル６の高周波コイルエレメントは、延伸部分２４を有さない高周波コイルサブ部分６ａと、高周波コイルメイン部分６ｂとを備える。高周波コイルメイン部分６ｂのループ内の中央又は中央付近には、コネクタ６ｃが配置されている。

また、図１３の例に示す高周波コイルサブ部分６ａは、上述のコネクタ２０を備える。このコネクタ２０がコネクタ６ｃと嵌合される。図１３の例では、高周波コイルメイン部分６ｂと高周波コイルサブ部分６ａとを含んで、被検体Ｓの１つの撮像部位に対応する受信コイル６の高周波コイルエレメントが形成される。そして、高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側の中央又は中央付近に配置されたコネクタ６ｃと、高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０とが嵌合することで、電気的に、高周波コイルサブ部分６ａと受信回路７とが結合される。このような構成により、高周波コイルサブ部分６ａにケーブルを接続せずに、受信コイル６を構成することができる。

また、高周波コイルメイン部分６ｂのループの内側の中央又は中央付近に配置されたコネクタ６ｃと、高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０とが嵌合する場合には、そもそもカップリングが、発生しにくい。そのため、コネクタ２０をループの内側の中央又は中央付近に配置することにより、カップリングの発生を抑制することができる。

以上、実施形態に係る受信コイル６及びＭＲＩ装置１００について説明した。実施形態に係る受信コイル６及びＭＲＩ装置１００によれば、上述したように、カップリングの発生を抑制することができる。

（実施形態に係る第１の変形例）
ここで、受信コイル６の高周波コイルエレメントにおいて、上述した実施形態に係る高周波コイルサブ部分６ａが延伸部分２４を備えず、延伸部分２４に相当するコイルエレメントが、天板８ａに埋め込まれており、コネクタ６ｃ及びコネクタ２０を介して、このコイルエレメントと、高周波コイルサブ部分６ａとが接続可能な構成であってもよい。そこで、このような実施形態を実施形態に係る第１の変形例として説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

図１４は、第１の変形例に係る受信コイル６の高周波コイルエレメントの一例を説明するための図である。図１４の例に示すように、第１の変形例に係る受信コイル６の高周波コイルエレメントは、延伸部分２４を備えない高周波コイルサブ部分６ａと、高周波コイルメイン部分６ｂと、高周波コイルメイン部分６ｂと重なるように配置された、延伸部分２４に相当するコイルエレメント２４´とを備える。

図１４の例において、コネクタ６ｃに高周波コイルサブ部分６ａのコネクタ２０が接続された場合に、コイルエレメント２４´は、高周波コイルサブ部分６ａと１つのループを形成するように接続される。また、図１４の例において、高周波コイルメイン部分６ｂのループによって形成される領域とコイルエレメント２４´によって形成される領域とが重なるように、コイルエレメント２４´が天板８ａに埋め込まれて配置されている。そして、コイルエレメント２４´は、上述した延伸部分２４と同様の機能を発揮する。このため、高周波コイルサブ部分６ａと、コイルエレメント２４が接続された高周波コイルメイン部分６ｂとのデカップリングを行うことができる。すなわち、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのカップリングの発生を抑制することができる。

以上、第１の変形例に係る受信コイル６について説明した。第１の変形例に係る受信コイル６、及び、第１の変形例に係る受信コイル６を備えるＭＲＩ装置１００によれば、上述したように、カップリングの発生を抑制することができる。

なお、上述した実施形態において、高周波コイルメイン部分６ｂが天板８ａに埋め込まれている場合について例示したが、高周波コイルメイン部分６ｂは、天板８ａに埋め込まれていなくてもよい。

以上述べた少なくとも１つの実施形態又は変形例に係る受信コイル６及びＭＲＩ装置１００によれば、高周波コイルサブ部分６ａと高周波コイルメイン部分６ｂとのカップリングの発生を抑制することができる。

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。

６ 受信コイル
６ａ 高周波コイルサブ部分
６ｂ 高周波コイルメイン部分
２０ コネクタ
２４ 延伸部分
１００ ＭＲＩ装置

Claims (11)

1. 第１エレメントと、
   第２エレメントと、
   を備え、
   前記第２エレメントのループの一部分が屈曲し、当該屈曲した一部分から延びた延伸部分が前記第１エレメントと重なるように配置され、
   前記第１エレメントと前記第２エレメントとを含んで形成された、被検体の１つの撮像部位に対応する、ＲＦコイル。
2. 前記第１エレメントのループの内側に、前記第２エレメントを着脱可能なコネクタが配置されている、請求項１に記載のＲＦコイル。
3. 前記第２エレメントは、ケーブルレスである、請求項２に記載のＲＦコイル。
4. 前記コネクタは、前記第２エレメントのコネクタと嵌合することで、電気的に、前記第２のエレメントと、当該第２のエレメントにより受信された前記被検体から発せられるＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成する受信回路とを結合する、請求項２又は３に記載のＲＦコイル。
5. 前記第２エレメントは、撮像対象に対して近づく方向に屈曲している、請求項１〜４の何れか一つに記載のＲＦコイル。
6. 前記第２エレメントにおける延伸部分の大きさは、前記第１エレメントのループ全体の大きさに対応して設計されている、請求項１〜５の何れか一つに記載のＲＦコイル。
7. 前記第１エレメントは、前記被検体が載置される天板に埋め込まれている、請求項１〜６の何れか一つに記載のＲＦコイル。
8. 前記天板には、少なくとも２つの撮像部位に対応するように、複数の前記第１エレメント群が埋め込まれている、請求項７に記載のＲＦコイル。
9. 第１エレメントと、
   第２エレメントと、
   を備え、
   前記第１エレメントのループの内側の中央付近に、前記第２エレメントを着脱可能なコネクタが配置され、
   前記第１エレメントと前記第２エレメントとを含んで形成された、被検体の１つの撮像部位に対応する、ＲＦコイル。
10. 第１エレメントと、
    第２エレメントと、
    を備え、
    前記第１エレメントのループの内側に、前記第２エレメントを着脱可能なコネクタが配置され、
    前記コネクタに前記第２エレメントが接続された場合に、前記第２エレメントと１つのループを形成するように接続される第３エレメントが前記第１エレメントと重なるように配置され、
    前記第１エレメントと前記第２エレメントとを含んで形成された、被検体の１つの撮像部位に対応する、ＲＦコイル。
11. 第１エレメントと、第２エレメントと、を有し、前記第２エレメントの一部分が屈曲し、当該屈曲した一部分から延びた延伸部分が前記第１エレメントと重なるように配置され、前記第１エレメントと前記第２エレメントとで形成された、被検体の１つの撮像部位に対応する、ＲＦコイルと、
    前記第１エレメントが埋め込まれた、前記被検体が載置される天板と、
    を備える、磁気共鳴イメージング装置。

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