JP2017200559A

JP2017200559A - 磁気共鳴映像システム

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Publication number: JP2017200559A
Application number: JP2016219929A
Authority: JP
Inventors: チョン，ジョンヨン; Jun-Young Chung; キム，ギョナム; Kyoung-Nam Kim; リュ，ヨンチョル; Yeunchul Ryu; ハン，イエジ; Yeji Han
Original assignee: Industry Academic Cooperation Foundation of Gachon University; Gil Medical Center
Current assignee: Industry Academic Cooperation Foundation of Gachon University; Gil Medical Center
Priority date: 2016-05-02
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: WO2017191860A1; JP6425702B2; KR101771220B1; US10444312B2; CN107340485A; US20170315192A1; EP3242140C0; EP3242140B1; CN107340485B; EP3242140A1

Abstract

【課題】磁気共鳴映像システムを提供する。
【解決手段】磁気共鳴映像システムにおいて、被検体に存在する互いに異なる元素に対する磁気共鳴映像信号を独立して獲得することができるシステム制御部を含み、該システム制御部は、第１元素の磁気共鳴信号を獲得することができる第１システム制御部、及び第１元素と互いに異なる第２元素の磁気共鳴信号を獲得することができる第２システム制御部を含み、該第１システム制御部及び第２システム制御部は、物理的に独立して構成され、該第１システム制御部及び第２システム制御部それぞれのＲＦコイルの第１ＲＦコイル要素及び第２ＲＦコイル要素を独立して制御する磁気共鳴映像システムである。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、多数のシステム制御部を含む磁気共鳴映像システムに関する。

疾病の予防または治療のために、人体内部の異常を診断するための多様な診断用装置が使用されている。このうち、磁力によって発生した磁場を利用することにより、磁気共鳴映像（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）装置が汎用されている。

磁気共鳴映像装置は、核磁気共鳴現象を利用して、被検体、たとえば、人体の断面を撮影する。人体内に存在する多種の原子核は、核磁気共鳴現状によって、それぞれ固有の回転磁界定数を有するので、これら原子核の磁化ベクトル（magnetization vector）に電磁波を印加し、共鳴によって、垂直平面に横たわった磁化ベクトルが作る磁気共鳴信号を受信することにより、人体内部の映像を獲得することができる。

このとき、人体内の磁化ベクトルを共鳴させるために、人体に電磁波を印加し、また、共鳴によって垂直平面に横たわった磁化ベクトルが作る磁気共鳴信号を受信するのにＲＦコイルが使用される。ＲＦコイルは、磁化ベクトルを共鳴させるために、電磁波を送信し、磁気共鳴信号を受信するという意味で、ＲＦアンテナと呼ばれもする。１つのＲＦコイルで磁化ベクトルを共鳴させること（送信モード）と、磁気共鳴信号を受信すること（受信モード）とを共に遂行することもでき、送信モード専用のＲＦコイルと、受信モード専用のＲＦコイルとの二つを、それぞれ別途に使用し、送信モード及び受信モードを遂行することもできる。また、１つのコイルで送信モード及び受信モードをいずれも遂行するコイルを送受信コイルと呼び、送信専用のコイルを送信コイル、受信専用のコイルを受信コイルと呼ぶ。

一般的な磁気共鳴映像システムは、被検体の磁気共鳴映像を得るために、被検体に存在する多様な元素、例えば、水素、ナトリウム、リンなどの原子核を、低いエネルギー状態から高いエネルギー状態に遷移させ、それらの磁気共鳴信号を獲得する動作を進める。

本発明が解決しようとする課題は、磁気共鳴映像用多重核種の同時撮影が可能な磁気共鳴映像システムを提供することである。本発明が解決しようとする技術的課題は、前述のような技術的課題に限定されるものではなく、他の技術的課題も存在する。

開示された実施形態においては、磁気共鳴映像システムにおいて、ハウジング内に形成された主磁石、傾斜磁界コイル及びＲＦ（radio frequency）コイル；前記主磁石、傾斜磁界コイル及びＲＦコイルを制御するシステム制御部；を含み、前記システム制御部は、互いに異なる元素の磁気共鳴映像を、同時にまたは順次に獲得することができる互いに異なるシステム制御部を含む磁気共鳴映像システムを提供する。

前記システム制御部は、第１元素の磁気共鳴信号を獲得する第１システム制御部と、前記第１元素と異なる第２元素の磁気共鳴信号を獲得する第２システム制御部と、を含んでもよい。

前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部の運用周波数は、互いに異なってもよい。

前記第１システム制御部は、前記ＲＦコイルの第１ＲＦコイル要素を制御し、前記第２システム制御部は、前記ＲＦコイルの前記第１ＲＦコイル要素と互いに異なる第２ＲＦコイル要素を制御することができる。

前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、ＲＦコイルのベース上に、互いに独立して形成されたものであってもよい。

前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、前記ＲＦコイルのベース上に、互いに重なるように形成されたものであってもよい。

前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、ループ状に形成されたものであってもよい。

前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素によって生じる磁気共鳴信号は、互いにデカップリングされて獲得されてもよい。

前記システム制御部は、前記第１元素及び前記第２元素と互いに異なる元素の磁気共鳴映像を獲得するための第３システム制御部をさらに含んでもよい。

前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部とそれぞれ独立して連結された表面型傾斜磁界コイルをさらに含んでもよい。

前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部と共に連結されたシリンダ型傾斜磁界コイルをさらに含んでもよい。

また、磁気共鳴映像システムの駆動方法において、獲得しようとする被検体の磁気共鳴映像対象元素を決定する段階と、前記決定された対象元素の磁気共鳴映像を同時に測定するか、あるいは順次に測定するかということを決定する段階と、磁気共鳴映像のシステム制御部を駆動し、被検体の対象元素の磁気共鳴映像を獲得する段階と、を含む磁気共鳴映像システムの駆動方法を提供する。

前記対象元素が互いに異なる２個以上の元素であり、前記システム制御部は、多数個によって構成され、前記対象元素にそれぞれ対応する数のシステム制御部を利用し、前記対象元素の磁気共鳴映像を同時に獲得することができる。

前記対象元素が互いに異なる２個以上の元素であり、前記システム制御部は、多数個によって構成され、前記システム制御部のうち少なくとも一つを利用し、前記対象元素の磁気共鳴映像を、同時にまたは順次に獲得することができる。

本発明によれば、被検体内に存在する多種の元素の磁気共鳴信号を、同時にまたは順次に獲得することができる多数のシステム制御部を含む磁気共鳴映像システムを提供することができる。

物理的に、別個のシステム制御部を利用して、被検体内の多数元素の磁気共鳴信号を独立して同時に獲得することにより、被検体に対する診断時間を短縮させることができ、被検体に対する長期間診断時に発生する問題点を防止することができる。そして、多数元素の磁気共鳴映像及び磁気共鳴信号の獲得を介した診断の多様性を極大化することができる。

本発明の一実施形態による磁気共鳴映像システムを概略的に示した図面である。本発明の一実施形態による磁気共鳴映像システムの、システム制御部及びＲＦコイル部を示した図面である。本発明の一実施形態による磁気共鳴映像システムのシステム制御部を詳細に示した図面である。本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムの駆動方法を示した図面である。本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのＲＦコイル部の一例を示した図面である。本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのＲＦコイル部の第２実施形態を示した図面である。本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムの表面型傾斜磁界コイルが含まれたところを示した図面である。本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのシリンダ状の傾斜磁界コイルが含まれたところを示した図面である。

以下、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムについて、さらに詳細に説明する。以下の説明、及び添付された図面は、本実施形態による動作を理解するためのものであり、当該技術分野の当業者が容易に具現することができる部分は省略されている。

また、本明細書及び図面は、本実施形態を制限するための目的に提供されたものではなく、本実施形態の範囲は、特許請求の範囲によって決まられるものである。しかし、それは、本実施形態を、特定の開示形態について限定するものではなく、本実施形態の技術的思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。

図１は、本発明の一実施形態による磁気共鳴映像システムを概略的に示した図面である。

図１を参照すれば、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムは、ハウジング２１０内に形成された主磁石（main magnet）２２０、傾斜磁界コイル（gradient coil）２３０及びボディ型ＲＦコイル（body type radio frequency coil）２４０を含んでもよい。
主磁石２２０は、被検体（object）３２０内に分布している元素のうち磁気共鳴現象を起こす元素、例えば、水素（^１Ｈ）、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）、炭素同位元素（^１３Ｃ）のような元素の原子核の磁気双極子モーメント（magnetic dipole moment）の方向を、一定方向に整列するための静磁場（static magnetic field）を生成することができる。主磁石２１０としては、例えば、超伝導磁石が使用されてもよい。主磁石２２０によって生成された磁場が、強くて均一であるほど、被検体３２０に対する、比較的精密であって正確な磁気共鳴映像を得ることができる。

ここで、被検体３２０は、磁気共鳴映像測定対象であり、テーブル３１０上に載置され、ハウジング２１０のボア２６０内部に移送される。被検体３２０は、人、動物、または人や動物の一部を含んでもよい。例えば、被検体３２０は、肝臓、心臓、子宮、脳、乳房、腹部などの臓器、または血管を含んでもよい。

主磁石２２０内側には、傾斜磁界コイル２３０が形成されてもよい。傾斜磁界コイル２３０は、互いに直交するｘ軸，ｙ軸及びｚ軸方向の傾斜磁界を発生させることができる３つの傾斜コイルを含む。傾斜磁界コイル２３０は、磁気共鳴映像を撮影するために、空間的に線形的な傾斜磁界を発生させることができる。傾斜磁界コイル２３０は、被検体３２０の部位別に、共鳴周波数を互いに異なるように誘導し、被検体３２０の各部位の位置情報を提供することができる。

傾斜磁界コイル２３０の内側には、ＲＦコイル２４０が形成される。主磁石２２０、傾斜磁界コイル２３０及びＲＦコイル２４０は、ハウジング２１０内に位置し、円筒状磁気構造体をなす。そして、テーブル３１０上に載置される被検体３２０に隣接するように、さらなるＲＦコイル３３０、３４０が形成されてもよい。ＲＦコイル２４０，３３０，３４０は、傾斜磁界コイル２３０内側及びボア２６０を取り囲んで形成されたボディ型ＲＦコイル２４０と、被検体３２０の一領域に密着されて形成された体積型ＲＦコイル３３０、表面型ＲＦコイル３４０を含んでもよい。

ＲＦコイル２４０，３３０，３４０は、ラーモア（Larmor）周波数を中心周波数にする高周波磁界を発生させることができる装置であり、被検体３２０にＲＦ信号を励起させ、被検体３２０から放出される磁気共鳴信号を受信することができる。ＲＦコイル２４０，３３０，３４０は、原子核を、低いエネルギー状態から高いエネルギー状態に遷移させるために、原子核の種類に対応する無線周波数（ＲＦ）を有する電磁波信号、例えば、ＲＦ信号を生成し、被検体３２０に印加することができる。ＲＦコイル２４０，３３０，３４０によって生成された電磁波信号が原子核に加えられれば、該原子核は、低いエネルギー状態から高いエネルギー状態に遷移される。ＲＦコイル２４０，３３０，３４０によって生成された電磁波が消えれば、電磁波が加えられた原子核は、高いエネルギー状態から低いエネルギー状態に遷移しながら、ラーモア周波数を有する電磁波を放射することができる。すなわち、原子核に対して、電磁波信号の印加が中断されれば、電磁波が加えられた原子核においては、高いエネルギーから低いエネルギーへのエネルギー準位の変化が発生しながら、ラーモア周波数を有する電磁波が放射される。ＲＦコイル２４０，３３０，３４０は、被検体３２０内部の原子核から放射された電磁波信号を受信することができる。このように受信された電磁波信号を、高周波増幅器で増幅した後、ラモー周波数の正弦波で復調（demodulation）すれば、基底帯域（base band）の磁気共鳴信号を得ることができる。基底帯域の磁気共鳴信号は、映像処理され、磁気共鳴映像が生成される。

ボディ型ＲＦコイル２４０は、ハウジング２１０の傾斜磁界コイル２３０内側に固定された形態でもあり、体積型ＲＦコイル３３０や表面型ＲＦコイル３４０は、被検体３２０が載置されるテーブル３１０に脱着が可能な形態でもある。体積型ＲＦコイル３３０は、被検体３２０の特定部位、例えば、被検体３２０の頭、顔、足または足首などを診断したり、大きさが比較的小さい被検体を診断したりするために使用される。

主磁石２２０、傾斜磁界コイル２３０及びボディ型ＲＦコイル２４０を含むハウジング２１０は、円筒状シリンダ状を有することができる。磁気共鳴映像撮影のために、被検体３２０は、テーブル３１０上に載置され、ハウジング２１０のボア２６０内部に進入する。ボア２６０は、ボディ型ＲＦコイル部２４０の内側において、ｚ方向に延長されて形成され、ボア２６０の直径は、主磁石２２０、傾斜磁界コイル２３０及びボディ型ＲＦコイル部２４０の大きさによって決定される。

磁気共鳴映像システムのハウジング２１０の外側には、ディスプレイが装着され、ハウジング２１０の内側にも、さらなるディスプレイが含まれてもよい。ハウジング２１０の内側及び／または外側に位置するディスプレイを介して、ユーザまたは被検体３２０に所定情報を伝達することができる。

そして、磁気共鳴映像システムは、システム制御部１００及びモニタリング部１１０を含んでもよい。

図２Ａは、本発明の一実施形態による磁気共鳴映像システムの、システム制御部及びＲＦコイル部を示した図面である。

図１及び図２Ａを参照すれば、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのシステム制御部１００は、少なくとも２以上のシステム制御部１２０，１３０を有することができる。第１システム制御部１２０は、第１元素の磁気共鳴信号を獲得することができ、第２システム制御部１３０は、第１元素と互いに異なる第２元素の磁気共鳴信号を獲得することができる。

一般的な磁気共鳴映像システムでは、多様な元素の磁気共鳴映像を獲得するために、それぞれの元素に対して、順次に磁気共鳴信号を得る動作を実施する。例えば、被検体３２０内に分布している元素のうち、例えば、水素（^１Ｈ）元素の原子核の磁気共鳴信号を獲得した後、他の元素、例えば、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）または炭素同位元素（^１３Ｃ）の磁気共鳴信号を獲得する。しかし、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムは被検体３２０内に分布している多様な元素、例えば、水素（^１Ｈ）、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）または炭素同位元素（^１３Ｃ）の磁気共鳴信号を獲得する作業が同時に進められる。そのために、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムは、システム制御部１００を測定する元素の種類によって、多様な数で形成することができる。例えば、第１システム制御部１２０は、第１元素として、水素（^１Ｈ）元素の磁気共鳴映像信号獲得のためのものであってもよく、第２システム制御部１３０は、第２元素として、ナトリウム（^２３Ｎａ）元素の磁気共鳴映像信号獲得のためのものであってもよい。

第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０は、ＲＦコイル１４０にそれぞれ信号を伝送する信号送信ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ２１，Ｌ２２を含んでもよい。ＲＦコイル１４０を基準に、ラインＬ１１，Ｌ２１は、受信専用ラインであり、ラインＬ１２，Ｌ２２は送信専用ラインでもある。

本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムは、必要によって、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０に追加し、第ｎ（ｎは、３以上の整数）システム制御部２００をさらに含んでもよい。例えば、第１元素及び第２元素と互いに異なる元素の磁気共鳴映像を獲得することができる第３システム制御部、第４システム制御部などをさらに含んでもよい。第３システム制御部及び第４システム制御部などが追加される場合、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０と共に、物理的に互いに分離されたシステム形態で追加される。

図２Ｂは、本発明の一実施形態による、磁気共鳴映像システムのシステム制御部を詳細に示した図面である。ここでは、一実施形態によるシステム制御部１００が、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０を含むものについて説明する。

図２Ｂを参照すれば、磁気共鳴映像システムの第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０は、互いに同一構成を有するように示されている。ただ、これに限定されるものではなく、測定する元素の種類によって、多様な数のシステム制御部を採用することができる。

第１システム制御部１２０のコンソール（console）１２１において、磁気共鳴映像測定対象の元素または核種の映像パラメータ（imaging parameter）を生成すれば、かような信号がＲＦコイル１４０に伝達され、被検体内の特定元素のイメージ情報を受信し、ＭＲ映像を作る。

それについて、さらに詳細に説明する。コンソール１２１は、スペクトロメータ（spectrometer）１２２に連結される。スペクトロメータ１２２は、送信用Ｔｘボード（transmission board）１２２ａ、コイルバイアス（coil bias）１２２Ｂ及び受信用Ｒｘボード（receiving board）１２２ｃを含んでもよい。コンソール１２１で作られた映像パラメータは、Ｔｘボード１２２ａから、ＲＦアンプリファイア（amplifier）１２７及びメカニカルリレー（relay）２８を介して伝達され、スイッチ（switch）１２５を経て、ＲＦコイル１４０側に伝達される。コンソール１２１で生成された映像パラメータによって、ＲＦコイル１４０では、磁場が形成される。ＲＦコイル１４０で磁場を形成し、ＲＦコイル１４０内部に位置する被検体の特定元素の磁気共鳴映像信号を発生させることができる。発生された磁気共鳴映像信号は、Ｔｒスイッチング（switching）１２４を経て、Ｔｘ／Ｒｘコントロール（control）ボード１２３を経て、Ｒｘボード１２２ｃに入る。ここで、コイルバイアス１２２Ｂは、Ｔｘ信号を印加する場合、ＲＦコイル１４０を作動させる役割を行う。

第１システム制御部１２０の動作と同時に、第２システム制御部１３０も共に駆動する。第２システム制御部の動作は、第１システム制御部１２０の動作過程と類似している。第２システム制御部１３０のコンソール（console）１３１において、イメージングパラメータを生成すれば、信号がＲＦコイル１４０に伝達され、被検体の特定元素のイメージ情報を受信し、ＭＲ映像を作る。図２Ｂでは、第１システム制御部１２０のコンソール１２１と、第２システム制御部１３０のコンソール１３１とが別個の構成に形成されているところを示しているが、１つのコンソールでも動作することができる。すなわち、ユーザは、第１システム制御部１２０のコンソール１２１と、第２システム制御部１３０のコンソール１３１とを、実質的に１つのコンピュータ装置で制御することができる。第２システム制御部１３０のコンソール１３１は、スペクトロメータ１３２と連結される。スペクトロメータ１３２は、送信用Ｔｘボード１３２ａ、コイルバイアス１３２Ｂ及び受信用Ｒｘボード１３２ｃを含んでもよい。コンソール１３１で作られた映像パラメータは、Ｔｘボード１３２ａから、ＲＦアンプリファイア１３７及びメカニカルリレー１３８を介して伝達され、スイッチ１３５を経て、ＲＦコイル１４０側に伝達される。コンソール１３１で生成された映像パラメータによって、ＲＦコイル１４０で、は磁場が形成される。ＲＦコイル１４０で磁場を形成し、ＲＦコイル１４０内部に位置する被検体の特定元素の磁気共鳴映像信号を発生させることができる。発生された磁気共鳴映像信号は、ＴＲスイッチング（Ｔｘ／Ｒｘ switching）１３４を経て、Ｔｘ／Ｒｘコントロールボード１３３を経て、Ｒｘボード１３２ｃに入る。

第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０は、ＲＦコイル１４０とそれぞれ個別的に連結されもする。図２Ｂに図示されたＲＦコイル１４０は、ボディ型ＲＦコイル１４０でもある。第１システム制御部１２０は、ボディ型ＲＦコイル１４０において、一部のＲＦコイル要素である第１ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８と連結されて信号を送受信しながら、特定元素に係わる磁気共鳴映像信号を得ることができる。そして、第２システム制御部１３０は、第１ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１５８と異なる第２ＲＦコイル要素１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８と連結される。

一般的な磁気共鳴映像システムでは、被検体３２０の特定元素、例えば、水素（^１Ｈ）に対する解剖学的または形態学的なＭＲ映像を獲得するようにシステムが設定されている。そして、水素（^１Ｈ）以外の他の元素の磁気共鳴映像を獲得する場合には、システム設定を変換して使用する。従って、互いに異なる元素の磁気共鳴映像を獲得する場合には、順次に作動する。例えば、水素（^１Ｈ）に対する磁気共鳴映像を獲得した後、他の元素の磁気共鳴映像を獲得するための動作を実施することができる。

本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムでは、互いに異なる元素の磁気共鳴映像を、時間差を置いて順次に獲得することができる。そして、少なくとも２個以上の、独立して駆動することができる個別システム制御部が形成されることにより、それぞれのシステム制御部１２０，１３０においては、同時に互いに異なる元素の磁気共鳴映像情報を獲得することができる。例えば、第１システム制御部１２０は、Ｘ１元素として、水素（^１Ｈ）の磁気共鳴映像を獲得することができ、第２システム制御部１３０は、Ｘ２元素として、水素（^１Ｈ）以外の他の元素、例えば、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）または炭素同位元素（^１３Ｃ）のうちいずれか一つ（Ｘ）の磁気共鳴映像を獲得することができる。すなわち、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムにおいては、互いに異なる元素の磁気共鳴映像を順次に獲得することができ、また互いに異なる元素の磁気共鳴映像を同時に獲得することができる。そして、１つのシステム制御部において、同時に互いに異なる元素または核種の磁気共鳴映像を獲得することができる。それは、ユーザが任意に選択することができる。

図３は、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムの駆動方法を示した図面である。
図３を参照すれば、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムを利用して、被検体の磁気共鳴映像を獲得する場合、まず獲得する磁気共鳴映像測定対象の核種、元素を決定（Ｓ１０）する。元素の種類としては、水素（^１Ｈ）、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）、炭素同位元素（^１３Ｃ）、またはその他元素でもある。獲得する磁気共鳴映像対象の核種、元素が決定されれば、磁気共鳴映像を同時に獲得するか、あるいは順次に獲得するか、すなわち、磁気共鳴映像測定方式を決定する（Ｓ２０）。そして、決定された測定方式により、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのシステム制御部１００を駆動する（Ｓ３０）。システム制御部１００を駆動し、被検体内の測定対象元素の磁気共鳴映像を獲得する（Ｓ４０）。もし互いに異なる元素の磁気共鳴映像を、時間差を置いて順次に獲得する場合には、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０のうち一つを利用して実施することができる。そして、もし互いに異なる２個以上の元素に係わる磁気共鳴映像を同時に獲得する場合には、測定する元素の数に対応する数のシステム制御部を利用して、磁気共鳴映像を獲得することができる。例えば、測定対象元素として、水素（^１Ｈ）及びリン（^３１Ｐ）と決定し（Ｓ１０）、それらの磁気共鳴映像を同時に獲得する場合、第１システム制御部１２０は、Ｘ１元素として、水素（^１Ｈ）を設定し、第２システム制御部１３０は、Ｘ２元素として、リン（^３１Ｐ）を設定する（Ｓ２０）。そして、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０を同時に駆動する（Ｓ３０）ことにより、被検体内の水素（^１Ｈ）及びリン（^３１Ｐ）の磁気共鳴映像を同時に獲得する（Ｓ４０）。また、１つのシステム制御部を利用して、同時に２個以上の互いに異なる元素または核種の磁気共鳴映像を獲得する場合を例に挙げれば、次の通りである。まず、例えば、測定対象元素として、水素（^１Ｈ）及びリン（^３１Ｐ）を決定する（Ｓ１０）。それらの磁気共鳴映像を、第１システム制御部１２０を利用して測定する方式によって決定し（Ｓ２０）、第１システム制御部１２０を駆動する（Ｓ３０）。第１システム制御部１２０のスペクトロメータ１２２の送信用Ｔｘボード（transmission board）１２２ａを介して、測定対象元素、すなわち、水素（^１Ｈ）及びリン（^３１Ｐ）に該当する信号の送信間隔などを調節する。結果として、被検体内の水素（^１Ｈ）及びリン（^３１Ｐ）の磁気共鳴映像を同時に獲得する（Ｓ４０）。

図４は、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのＲＦコイル部の一例を示した図面である。

図２ｂ及び図４を参照すれば、ＲＦコイル１４０は、ベース１４２上に形成された多数のＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４を含む構造に形成される。ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４は、多様な形態に形成され、図４においては、ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４が四角ループ状を有するように図示されている。ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４の形状は、それに制限されるものではなく、円形ループ、楕円形ループ、一字形ビーム形状など、その形状には制限がなされない。

ベース１４２は、端部が円形または楕円形であるシリンダ状の円筒形状を有し、耐食性及び成形性にすぐれる非磁性物質によっても形成され、絶縁性ポリマー材質によっても形成される。ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４は、電気伝導性物質から形成される。例えば、ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４は、銅（copper）、銀（silver）、ゴールドコーティングされた銅（gold coated、copper）などの電気伝導性が高い金属がベース１４２上にパターンされたものであってもよいが、それらに限定されるのではない。
図５は、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムのＲＦコイル部の他の例を示した図面である。

図２Ｂないし図５を参照すれば、ボディ型ＲＦコイル１４０のＲＦコイル要素の配列形態は、図４に示されたように、互いに並んで整列された重なった形態に配列されるか、あるいは図５に示されているように、一部領域で互いに重なった形状にもなる。第１システム制御部１２０によって制御される第１ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３と、第２システム制御部１３０によって制御される第２ＲＦコイル要素１６１，１６２，１６３は、互いに一部領域で重なっても、第１ＲＦコイル要素１５１，１５２，１５３と、第２ＲＦコイル要素１６１，１６２，１６３との共振周波数が互いに異なるために、同時に２以上の元素の磁気共鳴映像を獲得するための作動をさせても、磁気共鳴映像信号間のカップルリングなしに動作することができる。磁気共鳴映像システムのＲＦコイルの共振周波数は、磁気共鳴映像システムの運用周波数（operating frequency）によって異なる。例えば、第１システム制御部１２０は、７Ｔ（tesla）で動作し、運用周波数は、約３００ＭＨｚでもあり、第２システム制御部１３０は、３Ｔで動作し、１２７．７４ＭＨｚの運用周波数で動作することができる。ＲＦコイル要素間には、ＲＦシールド物質層が形成される。

図６は、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムの表面傾斜コイルを示した図面である。

図６を参照すれば、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０とそれぞれ連結された表面型傾斜磁界コイル（surface Ｇ−coil）１７０をさらに含んでもよい。第１システム制御部１２０は、表面型傾斜磁界コイル１７０を制御するスペクトロメータ１２１内に、傾斜コイルボード１２２ｄを含んでもよく、グレデオントエムプ１２９をさらに含んでもよい。第２システム制御部１３０は、表面型傾斜磁界コイル１７０を制御するスペクトロメータ１３２内に、傾斜コイルボード１3２ｄを含んでもよく、グラジエントアンプ１３９をさらに含んでもよい。第１システム制御部１２０が、Ｘ１元素の磁気共鳴映像を得ようとする場合、表面型傾斜磁界コイル１７０は、互いに直交するｘ軸，ｙ軸及びｚ軸方向の傾斜磁界を発生させることができる３つの傾斜コイルを含んでもよい。そして、第２システム制御部１３０が、Ｘ２元素の磁気共鳴映像を得ようとする場合にも、３個の軸が要求され、ｘ’軸，ｙ’軸及びｚ’軸方向の傾斜磁界を発生させることができるように、３つの傾斜コイルを含んでもよい。そのために、ＲＦコイル１４０の外側に、シリンダ状の絶縁性フォーマ（former）上に伝導性物質がパターンされて形成された表面型傾斜磁界コイル１７０が位置することができる。

図７は、本発明の実施形態による磁気共鳴映像システムの円筒状傾斜磁界コイルを示した図面である。

図７を参照すれば、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０と連結されたシリンダ形態の傾斜磁界コイル１８０をさらに含んでもよい。図６に示した表面型傾斜磁界コイル１７０は、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０がそれぞれ互いに異なる表面型傾斜磁界コイル１７０を有しているところを示したが、図７では、第１システム制御部１２０及び第２システム制御部１３０が、同一シリンダ型傾斜磁界コイル１８０を利用して動作するところを示している。シリンダ型傾斜磁界コイル１８０は、例えば、伝導性物質がシリンダ状に、鳥篭（birdcage）状または網状に形成された構造を有することができる。シリンダ型傾斜磁界コイル１８０は、全体的に１つの共鳴装置（resonator）として動作することができる。

前述のところによれば、被検体内に存在する多種の元素の磁気共鳴信号を、同時にまたは順次に獲得することができる多数のシステム制御部を含む磁気共鳴映像システムを提供することができる。

物理的に別個のシステム制御部を利用して、被検体内の多数元素の磁気共鳴信号を独立して同時に獲得することにより、被検体に対する診断時間を短縮させることができ、被検体に対する長期間診断時に発生する問題点を防止することができる。そして、多数元素の磁気共鳴映像及び磁気共鳴信号の獲得を介した診断の多様性を極大化することができる。

以上、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるということを理解することができるであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならないのである。

本発明の磁気共鳴映像システムは、例えば、医療診断関連の技術分野に効果的に適用可能である。

１００システム制御部
１１０モニタリング部
１２０第１システム制御部
１３０第２システム制御部
１４０，２４０，３３０，３４０ＲＦコイル
１４２ベース
１５１，１５２，１５３，１５４，１６１，１６２，１６３，１６４ＲＦコイル素
２１０ハウジング
２２０主磁石
２３０傾斜磁界コイル
２５０ディスプレイ
２６０ボア
３１０テーブル
３２０被検体

Claims

磁気共鳴映像システムにおいて、
ハウジング内に形成された主磁石、傾斜磁界コイル及びＲＦ（radio frequency）コイルと、
前記主磁石、傾斜磁界コイル及びＲＦコイルを制御するシステム制御部と、を含み、
前記システム制御部は、互いに異なる元素の磁気共鳴映像を、同時にまたは順次に獲得することができる互いに異なるシステム制御部を含む磁気共鳴映像システム。
前記システム制御部は、第１元素の磁気共鳴信号を獲得する第１システム制御部と、前記第１元素と異なる第２元素の磁気共鳴信号を獲得する第２システム制御部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部の運用周波数は、互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１システム制御部は、前記ＲＦコイルの第１ＲＦコイル要素を制御し、
前記第２システム制御部は、前記ＲＦコイルの前記第１ＲＦコイル要素と互いに異なる第２ＲＦコイル要素を制御することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、ＲＦコイルのベース上に、互いに独立して形成されたことを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、前記ＲＦコイルのベース上に、互いに重なるように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素は、ループ状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１ＲＦコイル要素及び前記第２ＲＦコイル要素によって生じる磁気共鳴信号は、互いにデカップリングされて獲得されることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴映像システム。
前記システム制御部は、前記第１元素及び前記第２元素と互いに異なる元素の磁気共鳴映像を獲得するための第３システム制御部をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部とそれぞれ独立して連結された表面型傾斜磁界コイルをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像システム。
前記第１システム制御部及び前記第２システム制御部と共に連結されたシリンダ型傾斜磁界コイルをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像システム。
磁気共鳴映像システムの駆動方法において、
獲得する被検体の磁気共鳴映像対象元素を決定する段階と、
前記決定された対象元素の磁気共鳴映像を同時に測定するか、あるいは順次に測定するかということを決定する段階と、
磁気共鳴映像のシステム制御部を駆動し、被検体の対象元素の磁気共鳴映像を獲得する段階と、を含む磁気共鳴映像システムの駆動方法。
前記対象元素は、水素（^１Ｈ）、リン（^３１Ｐ）、ナトリウム（^２３Ｎａ）、炭素同位元素（^１３Ｃ）であることを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴映像システムの駆動方法。
前記対象元素が互いに異なる２個以上の元素であり、前記システム制御部は、多数個によって構成され、
前記対象元素にそれぞれ対応する数のシステム制御部を利用し、前記対象元素の磁気共鳴映像を同時に獲得することを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴映像システムの駆動方法。
前記対象元素が互いに異なる２個以上の元素であり、前記システム制御部は、多数個によって構成され、
前記システム制御部のうち少なくとも一つを利用し、前記対象元素の磁気共鳴映像を、同時にまたは順次に獲得することを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴映像システムの駆動方法。