JP6884044B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）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（Ｌａｒｍｏｒ）周波数のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスで磁気的に励起する。磁気共鳴イメージングは、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＮＭＲ信号）のデータから画像を生成する撮像法である。

磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置）を用いた検査時には、プロトンのＮＭＲ信号を受信するための受信コイルが被検体に装着される。受信コイルはケーブルを介してＭＲＩ装置と接続されている。ケーブルや受信コイルがＭＲＩ装置の略円筒形状の開口領域に近づきすぎると、ケーブルや受信コイルに不平衡電流が流れる。この時、ケーブルや受信コイルが発熱しショートすることがある。

また、ケーブルや受信コイルに不平衡電流が流れることを防止するために、平衡−不平衡変換器（以降、バラン（ｂａｌｕｎ）と記載する）がケーブルや受信コイルに取り付けられることがある。バランは共振回路によって不平衡電流を吸収し、ケーブルや受信コイルに不平衡電流が流れることを防止する。しかし、バランをＭＲＩ装置の開口領域の側壁に近付き過ぎると、バラン内を流れる不平衡電流が増大し、バランが発熱する恐れがある。

特開平７−１２４１３５号公報

課題は、ＭＲＩ装置の開口領域の側壁に受信コイル及び受信コイル等に接続されたケーブルが近付いたことを検出可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、第１の送信コイルと、第１の受信コイルと、ケーブルと、バランと、物質と、第２の送信コイルと、第２の受信コイルとを有する。前記第１の送信コイルは、撮像空間に置かれた被検体内の第１の核種の共鳴周波数に対応した第１のＲＦパルスを送信する。前記第１の受信コイルは、前記第１の核種による第１のＮＭＲ信号を受信する。前記ケーブルは、前記受信コイルと接続される。前記バランは、前記ケーブルと前記第１の受信コイルとのうち少なくとも一方に取り付けられる。前記物質は、前記バランと前記バランの近傍とのうち少なくとも一方に取り付けられ、前記第１の核種とは異なる共鳴周波数を有する第２の核種を含む。前記第２の送信コイルは、前記第２の核種の共鳴周波数に対応した第２のＲＦパルスを送信する。前記第２の受信コイルは、前記物質における前記第２の核種による第２のＮＭＲ信号を受信する。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の概略構成を示すブロック図。 実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の詳細な構成を示すブロック図。 実施形態に係る受信コイル及びケーブルの外観の一例を示す外観図。 実施形態に係る受信コイルが被検体に装着される形態の一例を示す図。 実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の開口領域内における磁場の均一性を示す説明図。 実施形態に係るバランケース内の構造の一例を示す説明図。 実施形態に係る磁気共鳴信号を出力する物質と送受信コイルの配置方法の一例を示す説明図。 実施形態に係るＴ_２ ^＊値に関するＮＭＲ信号の取得タイミングの一例を説明するためのタイミングチャート。 実施形態に係るＴ_２ ^＊値の概念を示す説明図。 実施形態に係る処理の一例を示すフローチャート。 実施形態の変形例に係る処理の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の開口領域内における磁場の分布を示す図。

以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）に関する説明を行う。

本実施形態におけるＭＲＩ装置１００では、プロトンの核磁気共鳴信号（以下、ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号）だけでなく、後述する受信コイル１０９やケーブル２０１上のバラン（ｂａｌｕｎ）２０２内に配置された物質のＮＭＲ信号を取得することで当該バランの位置情報の把握を行う。

（実施形態）
図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台装置１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１１１と、入力装置１１２と、表示装置１１３と、記憶回路１１４と、処理回路１１５とを含む。なお、ＭＲＩ装置１００に、被検体Ｐ（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。例えば、寝台制御回路１０６、シーケンス制御回路１１１、及び処理回路１１５の各構成要素は、適宜統合若しくは分離して構成されても良い。例えば、寝台制御回路１０６、シーケンス制御回路１１１、及び処理回路１１５のそれぞれの機能を兼ね備える１つの処理回路を設けて本実施形態を実施しても構わない。また逆に、処理回路１１５を４つの独立した処理回路に分け、それぞれの回路がシステム制御機能１１５ａ、データ処理機能１１５ｂ、判定機能１１５ｃ、及び警告機能１１５ｄを実行するように構成しても構わない。

静磁場磁石１０１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）に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。以降の実施形態で中空の略円筒形状と述べる場合には、円筒の中心軸に直交する断面が楕円状になるものを含むものとする。静磁場磁石１０１は、例えば超伝導磁石であり、静磁場電源１０２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源１０２は、静磁場磁石１０１に電流を供給する電源装置である。なお、静磁場磁石１０１には、永久磁石を用いることも可能である。この場合、ＭＲＩ装置１００は静磁場電源１０２を備える必要は無い。また、静磁場電源１０２は、ＭＲＩ装置１００とは別体にて備えられることも可能である。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成される。これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えばスライスエンコード用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ、及び読み出しエンコード用傾斜磁場Ｇｒである。また、傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する電源装置である。

寝台装置１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａ、及び図示しない基台と寝台駆動装置を備えている。基台は、寝台駆動装置によって天板１０５ａを上下方向（被検体Ｐの体軸方向と直交する方向）に移動することが可能なモータ或いはアクチュエータを持つ筐体である。寝台駆動装置は、被検体Ｐが載置された天板１０５ａを、ＭＲＩ装置１００に設けられる略円筒形状の開口領域２０内に挿抜するモータ或いはアクチュエータである。天板１０５ａは、寝台駆動装置によって被検体Ｐの体軸方向及び体軸方向に直交する方向に移動することが可能な被検体Ｐを載置する板状部材である。また、寝台装置１０５は寝台部の一例である。

寝台制御回路１０６は、寝台制御機能１０６ａ（寝台制御部）を有する。例えば、寝台制御回路１０６は、プロセッサによって実現される。寝台制御機能１０６ａを実現する寝台制御回路１０６は、寝台装置１０５に接続され、制御用の電気信号を寝台装置１０５へ出力することで、寝台装置１０５の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１０６ａは、入力装置１１２を介して、天板１０５ａを長手方向、上下方向、又は左右方向へ移動させる指示をオペレータから受け付けて、受け付けた指示信号に従って天板１０５ａを移動するように、寝台装置１０５が有する天板１０５ａの駆動機構を動作させる。また、寝台制御回路１０６は第１の処理部の一例であり、寝台制御機能１０６ａは寝台制御部の一例である。

送信コイル１０７は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置される。送信コイル１０７は、送信回路１０８からＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。また、送信コイル１０７は第１の送信コイルの一例である。第１の送信コイル１０７は、ＭＲＩ装置１００の本体である架台装置における撮像空間に置かれた被検体Ｐ内の第１の核種の共鳴周波数に対応した第１のＲＦパルスを送信する。第１の核種とは、例えば、プロトンである。第１の送信コイル１０７は、例えば、撮像空間を包含する全身コイルである。

送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び静磁場磁石１０１によって発生される磁場の強度によって決定される共鳴周波数（ラーモア周波数）に対応するＲＦパルスを送信コイルに供給する電気回路である。本実施形態では、送信コイル１０７は被検体内に含まれるプロトンのエネルギー状態を励起しＮＭＲ信号を発生させるためのＲＦパルスを送信する機能を有する。また、送信回路１０８は送信部の一例である。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられるプロトンのＮＭＲ信号を受信するコイルである。受信コイル１０９は、被検体Ｐ内のプロトンからのＮＭＲ信号を受信すると、受信したＮＭＲ信号を受信回路１１０へと出力する。なお、受信コイル１０９、及び受信コイル１０９の回路構成に関しては、図２及び図４を用いて詳述する。また、受信コイル１０９は第１の受信コイルの一例である。第１の受信コイル１０９は、第１の核種による第１のＮＭＲ信号を受信する。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるＮＭＲ信号を検出し、検出したＮＭＲ信号からＭＲデータを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるＮＭＲ信号をデジタル変換する。本実施形態では、被検体Ｐの画像化を行うためのプロトンのＮＭＲ信号とコア材３０４のＮＭＲ信号の両方をデジタル化した状態でシーケンス制御回路１１１へと送信する。また、受信回路１１０は受信部の一例である。

シーケンス制御回路１１１は、シーケンス制御機能１１１ａ（シーケンス制御部）を有する。例えば、シーケンス制御回路１１１は、プロセッサによって実現される。シーケンス制御機能１１１ａを実現するシーケンス制御回路１１１は、各種パルスシーケンスを実行する。具体的には、シーケンス制御機能１１１ａを実現するシーケンス制御回路１１１は、処理回路１１５から出力されるシーケンス実行データを読み込んで傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び、受信回路１１０を駆動することで、各種パルスシーケンスを実行する。また、シーケンス制御回路１１１は第２の処理部の一例であり、シーケンス制御機能１１１ａはシーケンス制御部の一例である。

ここでシーケンス実行データとは、ＭＲデータを収集するための手順を示すパルスシーケンス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１０４が傾斜磁場コイル１０３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１０８が送信コイル１０７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１１０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、シーケンス制御機能１１１ａを実現するシーケンス制御回路１１１は、各種パルスシーケンスが実行された結果として、受信回路１１０からデジタル化されたプロトン及びコア材３０４のＮＭＲ信号を受信する。シーケンス制御回路１１１は、受信したプロトン及びコア材３０４のＮＭＲ信号を記憶回路１１４に記録する。

入力装置１１２は、オペレータからの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１１２は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、或いはキーボード等の入力デバイスである。また、入力装置１１２は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を用いることにしても良い。また、入力装置１１２は入力部の一例である。

表示装置１１３は、処理回路１１５のシステム制御機能１１５ａによる制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩや、処理回路１１５のデータ処理機能１１５ｂによって生成された画像等を表示する。表示装置１１３は、例えば液晶ディスプレイにて構成される。また、表示装置１１３は、後述する警告表示を表示する機能も有する。なお、表示装置１１３はＭＲＩ装置１００の本体である架台装置側に設けられても構わないし、架台装置とは別室に設けられＭＲＩ装置１００の操作を行うコンソール装置側に設けても構わない。また、表示装置１１３は表示部の一例である。

記憶回路１１４は、各種データを記憶する。例えば、記憶回路１１４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。記憶回路１１４は、シーケンス制御回路１１１及び受信回路１１０を介して、デジタル化されたプロトン及びコア材３０４のＮＭＲ信号を受け付けて記憶する。また、記憶回路１１４は、後述するＴ_２ ^＊値に関する所定の閾値も記憶する。また、記憶回路１１４は記憶部の一例である。

処理回路１１５は、システム制御機能１１５ａと、データ処理機能１１５ｂと、判定機能１１５ｃと、警告機能１１５ｄから構成される。例えば、処理回路１１５はプロセッサによって実現される。また、処理回路１１５は第３の処理部の一例である。

システム制御機能１１５ａを実現する処理回路１１５は、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素及び機能を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、システム制御機能１１５ａは、入力装置１１２を介してオペレータ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を読み込んでシーケンス実行データを生成する。そして、システム制御機能１１５ａは、生成したシーケンス実行データをシーケンス制御回路１１１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、システム制御機能１１５ａはシステム制御部の一例である。

データ処理機能１１５ｂを実現する処理回路１１５は、記憶回路１１４からデジタル化されたプロトンのＮＭＲ信号（第１のＮＭＲ信号）を読み込んで、当該プロトンのＮＭＲ信号に対して後処理、すなわち、フーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望の核スピンのスペクトラムデータ或いは画像データを生成する。また、データ処理機能１１５ｂは、記憶回路１１４からデジタル化されたコア材３０４のＮＭＲ信号を読み込んで、当該コア材３０４のＮＭＲ信号（第２のＮＭＲ信号）に基づいて、Ｔ_２ ^＊値を計算し、判定機能１１５ｃへと出力する。Ｔ_２ ^＊値については、図９を用いて詳述する。また、データ処理機能１１５ｂはデータ処理部の一例である。

判定機能１１５ｃを実現する処理回路１１５は、データ処理機能１１５ｂから、コア材３０４から出されるＴ_２ ^＊値を受け取り、当該Ｔ_２ ^＊値が所定の閾値を下回っているか否かの判定を行う。また、判定機能１１５ｃは判定部の一例である。

ここで、Ｔ_２ ^＊値の所定の閾値は事前の実験によって予め定めておくことが可能である。例えば、各ＭＲＩ装置１００の据付時に、ＭＲＩ装置１００の開口領域２０内の所定の各位置にコア材３０４相当のＮＭＲ信号を出力する物質が配置される。そして、各物質に対してＲＦパルスを送信することでＮＭＲ信号が受信され、開口領域２０内の各位置の物質から出力されるＮＭＲ信号から、Ｔ_２ ^＊値を測定しておく。これにより、開口領域２０の側壁から所定の距離以内の領域に対応したＴ_２ ^＊値を当該閾値として設定することが可能である。具体的には、処理回路１１５は、バラン２０２が上記開口領域２０における撮像空間において第１の送信コイル１０７から離れた状態で、第２の送信コイルから上記物質に第２のＲＦパルスを送信することによって得られた第２のＮＭＲ信号に基づいてＴ_２ ^＊値を計算し、計算されたＴ_２ ^＊値を上記閾値として設定する。このとき、決定されたＴ_２ ^＊値に関する閾値は記憶回路１１４に記憶され、バラン２０２内に配置される物質のＴ_２ ^＊値と比較する際に用いられる。また、後述するケーブル２０１及び受信コイル１０９には複数のバラン２０２が配置されるため、判定機能１１５ｃは、複数のバラン２０２内に配置されるコア材３０４それぞれに関するＴ_２ ^＊値が閾値を下回るか否かの判定をそれぞれ実行する。

判定機能１１５ｃによって所定の閾値を下回ったＴ_２ ^＊値が検出されると、警告機能１１５ｄ（警告部）を実現する処理回路１１５は複数のバラン２０２に配置されるコア材３０４の内、閾値を下回るコア材３０４を含むバラン２０２を特定し、警告を行う。例えば、警告機能１１５ｄは、警告情報を表示装置１１３の表示画面上に表示させることで警告をオペレータに対して通知する。また、警告機能１１５ｄが行う警告は、上述の方法に限定されない。例えば、検出されたＴ_２ ^＊値が所定の閾値を下回った場合には、処理回路１１５は、スキャンを中止させることや、スキャンの合間であれば、次のスキャンを開始させないように、各種回路等を制御しても構わない。また、警告機能１１５ｄは警告部の一例である。

また、警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、別途設けられたランプを点滅、点灯させるなどしてオペレータに警告を通知することにしてもよい。例えば、バラン２０２にＬＥＤ等の光源が設けられてもよい。このとき、警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、複数のバラン２０２の内、開口領域２０の側壁に近づいたバラン２０２のみを検出（特定）し、当該バラン２０２に設けられた光源のみを選択的に光らせて、開口領域２０の側壁に近づいたバラン２０２をオペレータに通知することにしても構わない。また、ＬＥＤ等の光源は、バラン２０２そのものに取り付けられる必要はなく、バラン２０２の位置に対応する所定の位置に配置することにしても構わない。例えば、バラン２０２の両端の近傍のケーブル２０１の表面上に光源が配置されても構わない。また、バラン２０２が受信コイル１０９に配置される場合には、後述する図３において示すバラン２０２の近傍のカバー２０４上に光源が配置されても構わない。すなわち、光源は、警告に応じて点灯または点滅し、バラン２０２に対応する位置に設けられる。また、光源は光源部の一例である。

また、警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、音声にてオペレータに警告を通知することにしても構わない。この場合、ＭＲＩ装置１００は、別途スピーカを構成要素として具備し、警告機能１１５ｄから入力情報を受け付けて、スピーカから警告音を送出することでオペレータに開口領域２０の側壁に近付いているバラン２０２があることを通知することが可能である。すなわち、処理回路１１５は、警告に対応する音声をスピーカから出力させる。

図２は、実施形態に係る受信コイル１０９に付随する構成要素を説明するためのブロック図である。受信コイル１０９、受信回路１１０、及び天板１０５ａの構成は既出のため説明は省略する。

ケーブル２０１は、受信コイル１０９によって取得されたＮＭＲ信号を受信回路１１０へと送信する際に用いられ、同軸ケーブルにて構成される。ケーブル２０１の一端は、受信コイル１０９に接続される。ケーブル２０１の他端はケーブル２０１の後述するコネクタ２０３に接続されており、天板１０５ａを介して受信回路１１０と接続されている。

ケーブル２０１には、バラン２０２（平衡−不平衡変換器）が接続されている。バラン２０２は、ケーブル２０１及び受信コイル１０９に流れる不平衡電流を抑制するためのデバイスであり、コンデンサ３０１と、インダクタ３０２とを有する共振回路によって構成される。具体的には、ケーブル２０１や受信コイル１０９を流れる不平衡電流をバラン２０２の共振回路によって吸収し、不平衡電流の伝送を阻止する。

コア材３０４は、例えば、所定の球形容器内に配置されるフッ素の化合物にて構成される。コア材３０４にフッ素化合物が用いられる場合には、当該フッ素原子の共鳴周波数に対応したＲＦパルスが付加されると、フッ素原子からＮＭＲ信号が出力される。コア材３０４にフッ素化合物を用いることにより、フッ素原子を励起させるためのＲＦパルスを送信する送信回路や、フッ素原子のＮＭＲ信号を受信するための受信回路を、ＭＲＩ装置１００の送信回路１０８及び受信回路１１０とそれぞれ共有することが可能である。すなわち、静磁場強度が一定の条件においてプロトンに対するフッ素の感度はが約０．８３倍であってプロトンの感度に近い。このため、簡単な構成でプロトン用のＲＦパルスの共鳴周波数を変更して、フッ素用のＲＦパルスに変調することにより、上記共有は実現される。コア材３０４は、球形容器内に格納され、球形容器を取り囲むように送受信コイル３０５が取り付けられる。コア材３０４は、例えば、バラン２０２とバラン２０２の近傍とのうち少なくとも一方に取り付けられ、第１の核種とは異なる共鳴周波数を有する第２の核種を含む物質である。また、コア材３０４はフッ素化合物等によって構成される部材の一例である。

なお、コア材３０４に用いられる化合物を構成するＮＭＲ信号を出力する元素としては、プロトンと共鳴周波数の異なる元素であればフッ素以外の元素が用いられても構わない。この場合、ＭＲＩ装置１００の送信回路１０８及び受信回路１１０とは、コア材３０４の共鳴周波数に対応した信号を送受信する、別の送信回路及び受信回路を用いることにすればよい。また、本実施形態における送信コイル１０７は、プロトンの共鳴周波数に対応したＲＦパルスを出力するために用いられる。このため、フッ素を励起するためのＲＦパルスを送信するための送信コイルは、先述した送信コイル１０７とは別体にて構成されることが望ましい。そこで、本実施形態ではフッ素の共鳴周波数に対応したＲＦパルスを送信し、且つ、コア材３０４から出力されるＮＭＲ信号を受信するために、別途、送受信コイル３０５がコア材３０４の周囲に設けられる。

送受信コイル３０５は、例えば、コア材３０４の共鳴周波数に対応したＲＦパルスの送信を行う送信コイルと、当該ＲＦパルスによって励起されたフッ素から出力されるＮＭＲ信号を受信する受信コイル（第２の受信コイル）の機能を兼ね備えたコイルである。送受信コイル３０５は、ケーブル２０１を介してＭＲＩ装置１００と接続されている。送受信コイル３０５の構成に関しては、次の図７に関する記載にて詳述する。また、送受信コイル３０５はコア材用送受信コイル及び第２の受信コイルの一例である。すなわち、送受信コイル３０５における送信コイル（第２の送信コイル）は、第２の核種の共鳴周波数に対応した第２のＲＦパルスをコア材３０４に相当する物質に送信する。送受信コイル３０５における受信コイル（第２の受信コイル）は、第２のＲＦパルスにより物質における第２の核種による第２のＮＭＲ信号を受信する。第２の受信コイルは、例えば、３つのループ面が互いに直交し、互いに独立した３つのループコイルを有する。

送受信コイル３０５は、コア材３０４の共鳴周波数に対応したＲＦパルスの送信を行う送信コイルと、当該ＲＦパルスによって励起されたコア材３０４から出力されるＮＭＲ信号を受信する受信コイルの機能を兼ね備えたコイルである。送受信コイル３０５の構成に関しては、後述する図７に関する記載にて詳述する。

図３は、本実施形態に係る受信コイルユニット２００の構成の一例を示す模式図である。また、図４は、天板１０５ａの上に横臥する被検体Ｐに、受信コイルユニット２００を装着した状態の一例を示す図である。

受信コイルユニット２００は、図３に示すように、被検体Ｐ内のプロトンのＮＭＲ信号を受信する受信コイル１０９と、受信コイル１０９にて受信したプロトンのＮＭＲ信号を受信回路１１０に伝送するケーブル２０１と、バラン２０２とを少なくとも有する。

受信コイル１０９は、図３に示すように、例えばループコイルによって構成される。図３に例示する受信コイルユニット２００は２つの受信コイル１０９を有しているが、受信コイル１０９の数は２に限定されるものではなく、１であってもよいし、３以上であってもよい。受信コイル１０９は、適宜、カバー２０４に収納される。また、受信コイル１０９として、図３に示すようなループコイルに限られず、サーフェイスコイルや、フレキシブルコイル、ボディコイル、スパインコイル、及び天板設置型のヘッドコイルが用いられても構わない。

受信コイル１０９で受信したＮＭＲ信号は、通常同軸ケーブルによって受信回路１１０に伝送される。図３に示すように、受信コイル１０９の数が２の場合は、２本の同軸ケーブルによってＮＭＲ信号が伝送される。この場合、ケーブル２０１は、２本の同軸ケーブルを束ねたものでもよいし、複数本の同軸ケーブルの他、単線やペア線を纏め合わせ、さらに全体を導電性のシールド（外部導体）で覆った１本のケーブル（複合ケーブル）２０１としてもよい。ケーブル２０１の一端は、受信コイル１０９に接続され、ケーブル２０１の他端はケーブル２０１のコネクタ２０３に接続されている。また、ケーブル２０１は送受信コイル３０５から引き出される信号線も内蔵している。コア材３０４を励起するためのＲＦパルスは送受信コイル３０５へ伝送され、ＲＦパルスによる励起に伴って送受信コイル３０５により取得されたコア材３０４のＮＭＲ信号は受信回路１１０へ伝送される。

コネクタ２０３は、図４に示すように、天板１０５ａに設けられたコネクタ２０３ａと嵌合する。つまり受信コイルユニット２００は、コネクタ２０３、コネクタ２０３ａによって、天板１０５ａに対して着脱可能に構成されている。

さらに、本実施形態に係る受信コイルユニット２００は、ケーブル２０１の長手方向の所定位置と、受信コイル１０９のカバー２０４の所定位置にバラン２０２を有する。図３及び図４の例では、カバー２０４に２つ、ケーブル２０１に３つのバラン２０２を有する構成となっているが、バラン２０２の数はこれに限定されるものではない。本実施形態におけるバラン２０２は、ケーブル２０１及びカバー２０４の所定位置において、ケーブル２０１及びカバー２０４の外周に配置されている。

送信コイル１０７によってＲＦパルスが撮像空間に送信されると、送信されたＲＦパルスは受信コイル１０９やケーブル２０１にも印加される。このとき、受信コイル１０９やケーブル２０１に不平衡電流が発生する。ＲＦパルスの印加に伴う不平衡電流はＮＭＲ信号受信時の不平衡電流と比較すると大きな値を示すが、この大きな不平衡電流もバラン２０２の共振回路によって吸収される。このとき、バラン２０２の共振回路のうちの主にコンデンサによって不平衡電流が熱に変換されることで、不平衡電流が吸収される。特に、ＭＲＩ装置１００の開口領域２０の側壁では、送信コイル１０７までの距離が短いため、送信コイル１０７から送信され、バラン２０２を通過するＲＦパルスの強度が大きくなる。これにより、バラン２０２に流れる不平衡電流が増大し、開口領域２０の中心部にバラン２０２がある場合と比較してより発熱する。

図５は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００の開口領域２０内における磁場の分布を模式的に示した図である。ＭＲＩ装置１００の開口領域２０内では、開口領域２０の中心付近において磁場の均一性が高く、開口領域２０の側壁に近づくほど、磁場の均一性が低下する。例えば、図５に示すように、磁場の均一性が高い領域２１と低い領域２２とに分けることが可能である。判定機能１１５ｃは、後述するＴ_２ ^＊値を用いて、バラン２０２が磁場の均一性が低い領域２２に位置したことを検出する。なお、図５に示した磁場均一性が高い領域２１と、低い領域２２とは、説明のために便宜上分けて表示したものである。実際には開口領域２０内における磁場の均一性の分布は、開口領域２０の中心付近で高く、側壁に近付くほど徐々に低下する。本実施形態では、開口領域２０にバラン２０２が近付きすぎることを避けるため、開口領域２０の側壁から所定の距離以内の領域を磁場均一性の低い領域とみなし、開口領域２０の側壁から所定の距離以上の範囲で開口領域２０の中心までの領域を磁場均一性の高い領域とみなす。

図６は、バラン２０２の長軸断面図を示している。なお図６では、バラン２０２の他、ケーブル２０１も含めて図示している。バラン２０２は、コンデンサ３０１とインダクタ３０２とを有する。バラン２０２において、コンデンサ３０１とインダクタ３０２とによりＲＦパルスの共振周波数で共振する共振回路が構成されている。また、コンデンサ３０１は、図６に示すようにケーブル２０１に対してインダクタ３０２を挟んで反対側に設けられる。このため、バラン２０２が開口領域２０の側壁に近付くことでコンデンサ３０１が発熱すると、コンデンサ３０１に近接するバラン２０２の外周が高温となる。

また、コンデンサ３０１及びインダクタ３０２は、図６に示すようにバランケース３０３の内部に配置される。バランケース３０３は樹脂等で形成される中空又は中実構造のケースである。また、本実施形態におけるバランケース３０３の内部には、コンデンサ３０１及びインダクタ３０２に加えて、コア材３０４と送受信コイル３０５が更に配置される。

図７は、送受信コイル３０５の構成を説明するための説明図である。受信コイル１０９やケーブル２０１の位置は、被検体の位置によって異なり、また被検体の体動によって変化することがある。従って、受信コイル１０９やケーブル２０１に取り付けられた送受信コイル３０５の向きが静磁場に対してどのような向きとなるかは、被検体の位置および体動によって不確定である。その一方で、送受信コイル３０５のループ面が静磁場の向きに対して直交する場合には、コア材３０４から発生するＮＭＲ信号を受信することができない。そこで、送受信コイル３０５は、静磁場の向きにかかわらずＮＭＲ信号を検出可能なように、互いに直交した３方向に対応したサブ送受信コイル３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃから構成される。送受信コイル３０５は、サブ送受信コイル３０５ａ、３０５ｂ、及び３０５ｃを組み合わせて構成される。サブ送受信コイル３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃが互いに直交する向きに構成されることで、例えばサブ送受信コイル３０５ａのループ面が静磁場に対して直交しＮＭＲ信号を検出できない場合であっても、残るサブ送受信コイル３０５ｂ、３０５ｃにてＮＭＲ信号を検出することができる。図７に示す送受信コイル３０５では図示の簡略化のためケーブル２０１に向う配線が別方向から伸びているが、当該配線は１箇所から取り出してケーブル２０１へと向うようにすることが望ましい。送受信コイル３０５は、図７に示すように、フッ素が格納されたコア材３０４を取り囲むように配置される。

また、サブ送受信コイル３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃは必ずしもＲＦパルスの送信時、及びＮＭＲ信号の受信時に全て使用される必要は無い。例えば、フッ素のエネルギー状態を励起しＮＭＲ信号を発生させるためのＲＦパルスは送受信コイル３０５の内、少なくとも１つの送受信コイル３０５から送信されればよい。送受信コイル３０５は、上述の通り各３次元方向に対応した数のサブ送受信コイルが使用されることが望ましい。ただし、送受信コイル３０５のループに対して静磁場が貫くこと無ければＮＭＲ信号を受信することは可能であるため、２方向に対応した送受信コイル３０５のみを使用することも可能である。また、サブ送受信コイルが複数設けられることによりＮＭＲ信号も複数得られることになる。後述するＴ_２ ^＊値の取得にあたっては、複数のＮＭＲ信号のうち最も振幅が大きいものからＴ_２ ^＊値を取得しても良いし、複数のＴ_２ ^＊値を求めそれらを平均化して最終的なＴ_２ ^＊値を求めても良い。

ＭＲＩ装置１００によってＲＦパルスが送受信コイル３０５によって送信されると、コア材３０４はＮＭＲ信号を出力する。本実施形態では、コア材３０４のＮＭＲ信号から後述するＴ_２ ^＊値を取り出し、Ｔ_２ ^＊値によってコア材３０４が取り付けられたバラン２０２の、ＭＲＩ装置１００の開口領域２０内における位置情報を把握する。

図８は、本実施形態に係るフッ素の共鳴周波数に対応したＲＦパルスの送信タイミングを説明するための、パルスシーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図８では、パルスシーケンスの一例としてスピンエコー法（ＳＥ法）を例に説明を行う。図８において、「ＲＦ」は、ＲＦパルスが印加されるタイミングを示している。また、図８における「Ｇｓ」は、横軸がスライス傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸がスライス傾斜磁場の強度を示している。また、図８における「Ｇｒ」は、横軸がリードアウト傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸がリードアウト傾斜磁場の強度を示している。また、図８における「Ｇｐ」は、横軸が位相エンコード傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸が位相エンコード傾斜磁場の強度を示している。

例えば、図８に示すように、本実施形態に係るＳＥ法のパルスシーケンスでは、９０°パルスが印加された後に、１８０°パルスが印加される。９０°パルスの印加により自由減衰信号（Ｆｒｅｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｄｅｃａｙ：ＦＩＤ信号）が発生し、１８０°パルスの印加よりＥｃｈｏ信号が発生する。被検体Ｐ内のプロトンのＮＭＲ信号は、上述のＦＩＤ信号及びＥｃｈｏ信号から取得することが可能である。ＳＥ法によるパルスシーケンスでは繰り返し時間（ＴＲ）を１周期として、一連のパルスシーケンスを繰り返し実行する。図８に示すように、ＳＥ法では繰り返し時間ＴＲの終了直前に全ての方向の傾斜磁場が付加されていないタイミングが存在する。この、図８中の矢印Ｆにて示されるタイミングにおいて、例えば、コア材３０４を励起させるための９０°のＲＦパルスを送信する。すなわち、第２の送信コイルは、シーケンス制御回路１１１による制御のもとで、物質に対して傾斜磁場が印加されていない期間において、第２のＲＦパルスを物質に送信する。また第２の受信コイルは、この期間において、第２のＮＭＲ信号を受信する。傾斜磁場が印加されていないタイミングＦでコア材に含まれる元素を励起させるためのＲＦパルスを送信する理由は、傾斜磁場が付加されると開口領域２０内における静磁場の分布が傾斜磁場に沿って傾いてしまい、磁場均一性に依存するＴ_２ ^＊値が、静磁場そのものの磁場の均一性を反映しない値となってしまうためである。コア材３０４に対して先述した矢印Ｆにて示されるタイミングにて９０°のＲＦパルスが送信されると、図８中にＦ信号として示しているような、コア材３０４からＮＭＲ信号が出力される。コア材３０４に送信されるＲＦパルスは上述した９０°のＲＦパルスに限定される必要はない。

コア材３０４を励起させるためのＲＦパルスは、ＴＲ毎に毎回送信することにしてもよいし、一定のＴＲの間隔で送信することにしてもよい。また、図８ではコア材３０４を励起させるためのＲＦパルスは各パルスシーケンスにおいて、ＴＲ毎に１回付加されるものとして説明したが、当該コア材３０４励起のためのＲＦパルスは複数回付加されても構わない。

図９は、Ｔ_２ ^＊値を説明するための概略図である。例えば、図９に示す磁化Ｍ_０に対して、静磁場Ｂ_０が図中のＺ‘方向に対して付加されている状態を想定する。また、９０°のＲＦパルスがフッ素原子に対して送信される場合を例に説明を行う。このとき、磁化Ｍ_０は図９（ａ）に示すＺ’軸を中心に歳差運動を行う（図９（ａ）中のＡ方向）。次に、図９で示したように９０°パルスを印加すると、この磁化Ｍ_０はｚ’軸から９０°傾いてｙ軸にて歳差運動を行う（図９（ａ）中のＢ方向）。９０°パルスの印加後では、磁化Ｍ_０は、ｘ’−ｙ‘平面状で各スピンが扇形状に拡がり（図９（ａ）中のＣ方向）、磁化Ｍ_０のｙ’軸成分Ｍｙ’は指数関数的に減衰する。Ｍｙ’はｘ’−ｙ‘平面でのベクトルであるから、この減衰の状態はｘ−ｙ平面に平行なコイルに誘導される高周波電流によって、図８に示すＦＩＤ信号として検出される。このＦＩＤ信号の減衰状態は時定数Ｔ２で表される。図９（ｂ）に示すように、Ｔ２とは、ＦＩＤ信号が減衰前の値の１／ｅに減衰するまでの時間を示している。

ただし、この時定数Ｔ２は静磁場の不均一性の影響を受けるため、実際にはより早く減衰する。不均一な静磁場の影響で実際にＦＩＤが１／ｅに減衰するまでの時間がＴ_２ ^＊である。Ｔ_２ ^＊は、静磁場が不均一であるほど短くなる。そのため、ＭＲＩ装置１００の開口領域２０側壁の近傍ではＴ_２ ^＊がより短くなる。これは、磁場が不均一な場合には、共振周波数が場所によって異なり、時間とともに位相が分散して減衰が促進されるためである。そのため、開口領域２０内の各位置でコア材３０４を配置した場合のＴ_２ ^＊値を事前に測定しておき、Ｔ_２ ^＊値と開口領域２０の側壁からの距離との関連を事前に特定しておく。そして、所定の距離に対応するＴ_２ ^＊値を閾値として設定することでＴ_２ ^＊値によって開口領域２０の側壁から所定の距離の範囲を検出することが可能である。すなわち、処理回路１１５は、閾値として、撮像空間における複数の位置に対応する複数の値を設定する。判定機能１１５ｃは、Ｔ_２ ^＊値が事前に設定された閾値を下回ると、コア材３０４が取り付けられたバラン２０２が開口領域２０の側壁に近づいたとして検出する。例えば、判定機能１１５ｃを実現する処理回路１１５は、Ｔ_２ ^＊値が閾値よりも小さい場合、複数の値と閾値より小さいＴ_２ ^＊値とを用いて、撮像空間におけるバランの位置を決定する。このとき、警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、警告として、バランの位置に応じた情報を、表示装置１１３に出力する。

図１０は、実施形態に係るＭＲＩ装置１００による操作の一例を示すフローチャートで
ある。

本フローチャートに記載の処理手順は一例であり、コア材３０４のＴ_２ ^＊値を取得するためのＲＦパルスが送信可能であれば、Ｔ_２ ^＊値は、任意のスキャンが実行されるタイミングにおいて取得することが可能である。

まず、システム制御機能１１５ａを実現する処理回路１１５が、オペレータから入力された撮像条件を、入力装置１１２を介して受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する（ステップＳ１０１）。

次に、被検体Ｐが寝台装置１０５の天板１０５ａ上に載置され、被検体Ｐに受信コイル１０９が装着され、受信コイル１０９がＭＲＩ装置１００に電気的に接続される（ステップＳ１０２）。

次に、寝台制御機能１０６ａを実現する寝台制御回路１０６が、寝台装置１０５を移動する（ステップＳ１０３）。具体的には、寝台制御機能１０６ａが、天板１０５ａを所定位置に移動させることで、天板１０５ａ上の被検体Ｐを開口領域２０内へ導く。その後、投光器（図示を省略）の光が被検体Ｐに当てられる。オペレータは、この投光器の光が撮像部位（例えば、頭部）に当てられたタイミングにて、入力装置１１２を介して、撮像部位の位置を指定する。これにより、寝台制御機能１０６ａは、指定された撮像部位が磁場中心に位置付けられるように、天板１０５ａを移動させる。

次に、ステップＳ１０４からステップＳ１０６にてシーケンス制御機能１１１ａを実現するシーケンス制御回路１１１は、ロケータスキャン、感度マップスキャン、及びシミングスキャンを実行する。ロケータスキャンでは、後述するイメージングスキャン時の標識化領域やイメージング領域を設定させるための位置決め画像が収集される。感度マップスキャンでは、ＲＦコイルの受信感度マップが収集される。シミングスキャンでは、静磁場強度の均一補正用データが収集される。

次に、シーケンス制御機能１１１ａを実現するシーケンス制御回路１１１によってイメージングスキャンが開始される（ステップＳ１０７）。イメージングスキャンが開始されると、図８に例示したようなパルスシーケンスが実行される。図８に示したように、送信コイル１０７によって被検体Ｐに対して９０°パルス及び１８０°パルスが送信される。１８０°パルスが送信コイル１０７によって送信された後の、傾斜磁場が付加されないタイミングにおいてコア材３０４を励起させるためのＲＦパルスが送受信コイル３０５を介して送信される。このときに送信されるＲＦパルスは、プロトンの共鳴周波数ではなくコア材３０４の共鳴周波数（例えば、フッ素原子の共鳴周波数）に対応している。また、イメージングスキャン時に取得される被検体Ｐ内のプロトンのＮＭＲ信号は、受信回路１１０によって収集される。受信回路１１０は、受信したプロトンのＮＭＲ信号をデジタル化し、シーケンス制御回路１１１のシーケンス制御機能１１１ａへと送信する。シーケンス制御機能１１１ａは、受信回路１１０から受け付けた当該ＮＭＲ信号を記憶回路１１４に記憶させる。

コア材３０４は、送受信コイル３０５からのＲＦパルスを受けると、励起してＮＭＲ信号を出力する。送受信コイル３０５は、当該ＮＭＲ信号を受信すると、受信回路１１０へと出力する。受信回路１１０は、コア材３０４のＮＭＲ信号をデジタル化しシーケンス制御回路１１１のシーケンス制御機能１１１ａへと送信する。また、バラン２０２はケーブル２０１及び受信コイル１０９上において複数個配置されるため、各バラン２０２内に配置される各コア材３０４についてそれぞれＮＭＲ信号が出力される。シーケンス制御機能１１１ａへと出力された当該コア材３０４のＮＭＲ信号は記憶回路１１４に記憶される。

次に、データ処理機能１１５ｂを実現する処理回路１１５は、記憶回路１１４からコア材３０４からのＮＭＲ信号を受信し、当該ＮＭＲ信号を解析して、Ｔ_２ ^＊値を抽出し（ステップＳ１０８）、抽出したＴ_２ ^＊値を判定機能１１５ｃへと出力する。

判定機能１１５ｃは、Ｔ_２ ^＊値を受け付けると、当該Ｔ_２ ^＊値を記憶回路１１４に予め記憶されている閾値と比較する（ステップＳ１０９）。各コア材３０４に対応する複数のＴ_２ ^＊値のうち、閾値を下回るＴ_２ ^＊値が含まれる場合には、判定機能１１５ｃはその旨の情報を警告機能１１５ｄへと出力する（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）。また、判定機能１１５ｃは、閾値を下回るＴ_２ ^＊値が含まれないと判定すると、ステップＳ１１１に進み処理が終了する（ステップＳ１０９、Ｎｏ）。

警告機能１１５ｄは、判定機能１１５ｃから閾値を下回るＴ_２ ^＊値が含まれていた旨の情報を受け付けると、表示装置１１３を介して警告表示を行う（ステップＳ１１０）。

イメージングスキャンが終了すると（ステップＳ１１１）、記憶回路１１４に記憶された被検体Ｐ内のプロトンのＮＭＲ信号を用いて、データ処理機能１１５ｂは被検体Ｐ内のＭＲ画像を生成し（ステップＳ１１２）、生成したＭＲ画像を表示装置１１３上に表示する。

以上一連の処理を行なうことにより、ケーブル２０１や受信コイル１０９がＭＲＩ装置１００の開口領域２０の側壁に所定の距離以下に近づいた場合に、オペレータに対して警告を行うことが可能となる。これにより、オペレータはケーブル２０１及び受信コイル１０９の現状の配置の危険性を把握することができ、必要に応じて各プロトコルの終了後等にケーブル２０１や受信コイル１０９の配置を調整することが可能となる。

以上説明した一連の処理は一例であり、実施形態は上述の記載に限定されることはない。例えば、Ｔ_２ ^＊値の取得は、被検体Ｐに受信コイル１０９が取り付けられた状態でＭＲＩ装置１００の開口領域内に配置され、且つＭＲＩ装置１００によるスキャン開始前に行われても構わない。例えば、図１０に示したフローチャートにおけるステップＳ１０３の直後にＴ_２ ^＊値を取得し、スキャン前にケーブル２０１及び受信コイル１０９が開口領域２０の側壁に近すぎない所定の位置に配置されていることを確認することにしても構わない。

以上説明した実施形態により、ＭＲＩ装置１００の開口領域２０内において受信コイル１０９及び受信コイル１０９に接続されたケーブル２０１の位置をオペレータが把握することが可能となり、開口領域２０の側壁に受信コイル１０９及びケーブル２０１が近づきすぎた場合にはオペレータに対して警告を行うことが可能となる。また、受信コイル１０９及びケーブル２０１の位置情報の検出にＴ_２ ^＊値を用いることにより、磁場の変動が大きい開口領域２０の側壁において安定的に位置情報の検出を行うことが可能となる。

（実施形態の変形例１）
以上説明した実施形態では、プロトンの共鳴周波数とは異なる共鳴周波数においてＮＭＲ信号を出力するコア材３０４に対して、当該コア材の共鳴周波数に対応したＲＦパルスを送信し、当該コア材３０４のＴ_２ ^＊値を取得し、その値を予め記憶回路１１４に記憶されたＴ_２ ^＊値に関する閾値と比較することでコア材３０４の位置を検出するものとして説明したが、実施形態は上述の構成に限定されない。

例えば、被検体ＰがＭＲＩ装置１００の開口領域２０内に配置されたスキャン前の状態においてＴ_２ ^＊値（第１のＴ_２ ^＊値）を取得しておき、第１のＴ_２ ^＊値をスキャン中におけるＴ_２ ^＊値（第２のＴ_２ ^＊値）と比較することでコア材３０４を格納したバラン２０２の移動を検出しても構わない。この場合、スキャン時におけるＴ_２ ^＊値がスキャン前におけるＴ_２ ^＊値と比較して小さな値となった場合に、当該バラン２０２が配置されたケーブル２０１又は受信コイル１０９が開口領域２０の側壁に近付いたとして検出することが可能である。

図１１は、上述した本変形例に係る処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、ステップＳ２０１からステップＳ２０３に係る処理は、実施形態のフローチャートのステップＳ１０１からステップＳ１０３に係る処理と同じため説明を省略する。ステップＳ２０５からステップＳ２０８及びステップＳ２１１からステップＳ２１４に係る処理もステップＳ１０４からステップＳ１０７及びステップＳ１１０からステップＳ１１３に係る処理とそれぞれ同じであるため説明を省略する。

ステップＳ２０３に係る処理までが終了した状態において、ステップＳ２０４では被検体Ｐ内のプロトンを画像化する一連のスキャン開始前に、ケーブル２０１や受信コイル１０９の各部に取り付けられたコア材３０４のＴ_２ ^＊値を取得する。このとき取得されたコア材３０４のＴ_２ ^＊値（第１のＴ_２ ^＊値）は、後述するイメージングスキャン時に取得されるＴ_２ ^＊値（第２のＴ_２ ^＊値）と比較するために用いられる。

ステップＳ２０５からステップＳ２０８は、先述したステップＳ１０４からステップＳ
１０７に係る処理と同じため説明を省略する。

ステップＳ２０９において、イメージングスキャンの実行中にコア材３０４のＴ_２ ^＊値が再度取得される。第２のＴ_２ ^＊値の取得方法は、実施形態にて記載したＴ_２ ^＊値の取得方法と同じである。

ステップＳ２１０では、判定機能１１５ｃによって、ステップＳ２０９において取得された第２のＴ_２ ^＊値が、ステップＳ２０４にて取得された第１のＴ_２ ^＊値と比較される。判定機能１１５ｃは、第１のＴ_２ ^＊値と比較して第２のＴ_２ ^＊値が小さい値に変化した場合には、当該第２のＴ_２ ^＊値を出力したコア材３０４を有するバラン２０２がＭＲＩ装置１００の開口領域２０の内壁に近付いたとして検出する（ステップＳ２１０、ＹＥＳ）。

また、判定機能１１５ｃは、第２のＴ_２ ^＊値と第１のＴ_２ ^＊値とを比較して、変化が無い場合や、第２のＴ_２ ^＊値のほうが第１のＴ_２ ^＊値より大きい値の場合には、ステップＳ２１２へと進み処理が終了する。

以上説明した実施形態の変形例により、スキャン開始前と比較してＴ_２ ^＊値の値が小さい値になった場合に、コア材３０４を含んだケーブル２０１や受信コイル１０９がスキャン開始時に比べてＭＲＩ装置１００の開口領域２０の側壁に近付いたことを検出することが可能である。このとき、警告機能１１５ｄにより警告される内容は第２のＴ_２ ^＊値と第１のＴ_２ ^＊値の変化量に応じて変えても構わない。例えば、警告機能１１５ｄは、変化量が大きい場合には変化量が小さい場合よりも表示装置１１３に表示される警告表示をより大きく表示するように表示装置１１３を制御しても構わない。また、警告機能１１５ｄは、コア材３０４が配置された複数のバラン２０２の内、変化量が大きいＴ_２ ^＊値が取得されたバラン２０２に対応する光源を、変化量が小さいバラン２０２と判別可能なようにＬＥＤ等で点灯、点滅表示させるように制御しても構わない。また、警告機能１１５ｄは、変化量の大小に応じてＬＥＤ等で点滅させる色を変化させても構わない。例えば、警告機能１１５ｄは、変化量が大きいバラン２０２に対応する光源を赤色にて表示させ、変化量が小さいバラン２０２に対応する光源を黄色で表示させ、変化量が０である場合あるいは第２のＴ_２ ^＊値のほうが大きい値の場合には青色で表示させるなどしても構わない。

（実施形態の変形例２）
上述した変形例では、スキャン前に取得したＴ_２ ^＊値とスキャン中のＴ_２ ^＊値とを比較し、スキャン中に取得されたＴ_２ ^＊値がスキャン前よりも小さい値になった場合には警告を行うものとして説明した。本変形例では、開口領域２０内における磁場の均一性が低い領域内においてバラン２０２が移動した場合について説明する。

図１２は、開口領域２０内における磁場の均一性の分布の一例を示す図である。図１２は、開口領域２０を床面に対して上方向から見た図である。

図１２に示すように、開口領域２０内では磁場の均一性が高い領域２１と低い領域２２が存在する。図１２の磁場の均一性が低い領域２２内において、コア材３０４を有するバラン２０２が移動し、開口領域２０の側壁に近付くことも想定される。この場合、磁場の均一性の低い領域のみをコア材３０４は移動することになるため、取得されるＴ_２ ^＊値は、磁場の均一性の高い領域にて取得されるＴ_２ ^＊値よりも低い値を出力し続ける。また、上述した実施形態で説明した所定のＴ_２ ^＊値の閾値を超えることはないため、磁場均一性の低い領域２２内において、バラン２０２が開口領域２０の側壁に近付いたとしても、上述の実施形態の構成では検出することができない。

そのため、被検体Ｐが開口領域２０内に挿入された状態にて、バラン２０２が磁場均一性の低い領域に存在する場合には、検査中にコア材３０４から取得されるＴ_２ ^＊値が時間変化し、Ｔ_２ ^＊値の時間変化が所定の値を超えた場合に、警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、警告を行っても構わない。これにより、磁場均一性の低い領域２２内において、バラン２０２が開口領域２０の側壁に近付いたとしても、警告を行うことが可能である。

具体的には、第２の送信コイルは、シーケンス制御回路１１１による制御の下で、異なる送信時刻で複数回に亘って、第２のＲＦパルスを上述した物質に送信する。第２の受信コイルは、上記送信時刻に応じた複数の第２のＮＭＲ信号を受信する。
記憶回路１１４は、上記所定の値を記憶する。

データ処理機能１１５ｂを実現する処理回路１１５は、複数の第２のＮＭＲ信号にそれぞれ対応する複数のＴ_２ ^＊値を計算する。次いで、データ処理機能１１５ｂを実現する処理回路１１５は、計算された複数のＴ_２ ^＊値に基づいて、Ｔ_２ ^＊値の時間変化を計算する。判定機能１１５ｃを実現する処理回路１１５は、計算された時間変化が所定の値を超えた場合に、警告を表示装置１１３等に出力する。

以上説明した実施形態では、バラン２０２は、ケーブル２０１及び受信コイル１０９に取り付けられるものとして説明したが、原理的にはバランを用いずに上述の実施形態を実施することは可能である。例えば、ＮＭＲ信号を出すコア材３０４をバランケース３０３内ではなく、ケーブル２０１及び受信コイル１０９に直接取り付けておくことで、判定機能１１５ｃを実現する処理回路１１５は、ケーブル２０１及び受信コイル１０９がＭＲＩ装置１００の開口領域２０の側壁に近付いたことを検出することは可能である。

なお、以上説明した実施形態では、バラン２０２がＭＲＩ装置１００の開口領域２０の側壁に近付くと、警告機能１１５ｄにより警告を行うものとして説明を行なったが、警告機能１１５ｄは、表示装置１１３にバラン２０２に対応するコア材３０４のＴ_２ ^＊値のみを表示させることにしても構わない。この場合、オペレータは表示装置１１３に表示されるＴ_２ ^＊値の大小を読み取ってバラン２０２の位置を把握することが可能である。

（実施形態の変形例３）
上記実施形態、変形例１、変形例２によれば、いずれも物質のＴ_２ ^＊値を用いて判定、警告等を行っていたが、本変形例では、フッ素化合物等の第２の核種（フッ素等）を含む物質からの第２のＮＭＲ信号の強度を用いて、判定、警告等を行うことにある。

データ処理機能１１５ｂを実現する処理回路１１５は、所定の周波数帯域を透過させる帯域通過フィルタ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を有する。処理回路１１５は、第２のＮＭＲ信号に対して帯域通過フィルタを適用することにより、第２のＮＭＲ信号のうち所定の周波数帯域に含まれる信号を抽出する。ここで、所定の周波数帯域とは、例えば、第２の核種に関する共鳴周波数を中心周波数とした所定の周波数帯域である。この周波数帯域には、第１の核種（プロトン等）に関する共鳴周波数が包含されないことが好ましい。これにより、所定の周波数帯域を通過した信号は、主として第２の核種の共鳴周波数近傍の信号となる。このため、所定の周波数帯域を通過した信号の強度は、コア材３０４すなわち物質に含まれる第２の核種の総数および物質が位置する静磁場Ｂ_０を反映した値となる。

判定機能１１５ｃを実現する処理回路１１５は、所定の周波数帯域を通過した第２のＮＭＲ信号の強度が基準値よりも小さいか否かを判定する。基準値は、撮像空間におけるバラン２０２近傍の物質の位置に応じた、所定の周波数帯域を通過した第２のＮＭＲ信号の強度に関する値であって、記憶回路１１４に記憶される。

処理回路１１５は、例えば、バラン２０２が撮像空間において第１の送信コイル１０７から離れた状態で、第２の送信コイルから物質に第２のＲＦパルスを送信することによって得られる第２のＮＭＲ信号のうち上記周波数帯域に含まれる信号の強度を、基準値として設定する。

警告機能１１５ｄを実現する処理回路１１５は、第２のＮＭＲ信号のうち上記周波数帯域に含まれる信号の強度が基準値よりも小さい場合に警告を出力する。

本変形例によれば、上記実施形態、変形例１および変形例２における効果に加えて以下に示す効果を奏する。
本変形例における磁気共鳴イメージング装置１００によれば、第２のＮＭＲ信号のうち所定の周波数帯域に含まれる信号の強度が基準値よりも小さい場合に警告を出力することができる。また、本磁気共鳴イメージング装置１００によれば、バラン２０２が撮像空間において第１の送信コイル１０７から所定の距離離れた状態で、第２の送信コイルから物質に第２のＲＦパルスを送信した結果得られる周波数帯域における強度を、基準値として設定することができる。これらのことから、本磁気共鳴イメージング装置１００によれば第２のＮＭＲ信号に基づいてＴ_２ ^＊値を計算する必要がないため、警告の出力対するスループットを向上させることができる。

また、以上説明した実施形態ではＭＲＩ装置１００の送信コイル１０７と受信コイル１０９は別体にて構成されるものとして説明したが、送信コイル１０７と受信コイル１０９の機能を兼ね備えた送受信コイルを用いることにしても構わない。この場合、当該送受信コイルは、プロトンの共鳴周波数に対応したＲＦパルスの送信と、プロトンからのＮＭＲ信号を取得する機能を兼ね備える。

なお、以上説明した実施形態において「部」として説明した構成要素は、その動作がハードウェアによって実現されるものであってもよいし、ソフトウェアによって実現されるものであってもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。

また、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 ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ 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。プロセッサは記憶回路１１４に保存さ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。なお、記憶回路１１４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。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしても良い。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしても良い。

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を意図していない。これら新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

１００…ＭＲＩ装置、１０９…受信コイル、１１１…シーケンス制御回路、１１１ａ…シーケンス制御機能、１１３…表示装置、１１４…記憶回路、１１５…処理回路、１１５ａ…システム制御機能、１１５ｂ…データ処理機能、１１５ｃ…判定機能、１１５ｄ…警告機能、２００…受信コイルユニット、２０１…ケーブル、２０２…バラン、２０４…カバー、３０３…バランケース、３０４…コア材、３０５…送受信コイル。

Claims (14)

1. 撮像空間に置かれた被検体内の第１の核種の共鳴周波数に対応した第１のＲＦパルスを送信する第１の送信コイルと、
   前記第１の核種による第１のＮＭＲ信号を受信する第１の受信コイルと、
   前記第１の受信コイルと接続されるケーブルと、
   前記ケーブルと前記第１の受信コイルとのうち少なくとも一方に取り付けられたバランと、
   前記バランと前記バランの近傍とのうち少なくとも一方に取り付けられ、前記第１の核種とは異なる共鳴周波数を有する第２の核種を含む物質と、
   前記第２の核種の共鳴周波数に対応した第２のＲＦパルスを送信する第２の送信コイルと、
   前記物質における前記第２の核種による第２のＮＭＲ信号を受信する第２の受信コイルと、
   を有する磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第２のＮＭＲ信号に基づいて、前記第２の核種に対応するＴ_２ ^＊値を計算し、前記Ｔ_２ ^＊値に基づいて警告を出力する処理回路を更に有する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記処理回路は、前記Ｔ_２ ^＊値が閾値よりも小さい場合に警告を出力する、
   請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記第１の送信コイルは前記撮像空間を包含する全身コイルであって、
   前記処理回路は、前記バランが前記撮像空間において前記第１の送信コイルから離れた状態で、前記第２の送信コイルから前記物質に前記第２のＲＦパルスを送信することによって得られた前記第２のＮＭＲ信号に基づいて計算されたＴ_２ ^＊値を、前記閾値として設定する、
   請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記処理回路は、
   前記閾値として、前記撮像空間における複数の位置に対応する複数の値を設定し、
   前記Ｔ_２ ^＊値が閾値よりも小さい場合、前記複数の値と前記閾値より小さいＴ_２ ^＊値とを用いて、前記撮像空間における前記バランの位置を決定し、
   前記警告として、前記バランの位置に応じた情報を出力する、
   請求項３または４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記バランに対応する位置に設けられ、前記警告に応じて点灯するまたは点滅する光源をさらに有する、
   請求項２乃至５のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記処理回路は、前記警告に対応する音声をスピーカから出力させる、
   請求項２乃至６のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記第２の受信コイルは、３つのループ面が互いに直交し、互いに独立した３つのループコイルを有する、
   請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記第２の送信コイルは、前記物質に対して傾斜磁場が印加されていない期間において、前記第２のＲＦパルスを前記物質に送信し、
   前記第２の受信コイルは、前記期間において、前記第２のＮＭＲ信号を受信する、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記物質は、フッ素化合物を有する、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記第２の送信コイルは、異なる送信時刻で複数回に亘って、前記第２のＲＦパルスを前記物質に送信し、
    前記第２の受信コイルは、前記送信時刻に応じた複数の第２のＮＭＲ信号を受信し、
    前記複数の第２のＮＭＲ信号を用いて計算されたＴ_２ ^＊値の時間変化が所定の値を超えた場合に、警告を出力する処理回路をさらに有する、
    請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記第２のＮＭＲ信号のうち所定の周波数帯域に含まれる信号の強度に基づいて、警告を出力する処理回路をさらに有する、
    請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記処理回路は、前記強度が基準値よりも小さい場合に警告を出力する、
    請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
14. 前記第１の送信コイルは前記撮像空間を包含する全身コイルであって、
    前記処理回路は、前記周波数帯域における前記強度を前記基準値として設定し、
    前記強度は、前記バランが前記撮像空間において前記第１の送信コイルから離れた状態で、前記第２の送信コイルから前記物質に前記第２のＲＦパルスを送信することによって得られる、
    請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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