JP7250476B2 - 磁気共鳴イメージング装置及びｒｆコイル - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイルに関する。

磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置は、静磁場中に配置された被検体にＲＦ磁場を印加し、当該ＲＦ磁場の影響により被検体から発生するＭＲ信号に基づいて、各種のＭＲ画像を生成する装置である。かかるＭＲＩ装置は、被検体にＲＦ磁場を印加するためのＲＦコイルを備える。

特開２０００－１６６８９５号公報 米国特許出願公開第２０１２／０２１２２２５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０２６２７７７号明細書 米国特許第６２９７６３６号明細書

本発明が解決しようとする課題は、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力を低減させることができる磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイルを提供することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルを備える。前記ＲＦコイルは、円筒状に形成された支持部材と、前記支持部材の軸方向に沿って配置されており、前記ＲＦ磁場を発生させる際に高周波電流が流れる導電部材とを有する。前記導電部材は、前記支持部材の外周面上に配置された第１の部分と、前記ＲＦコイルの外周側に配置されたＲＦシールドに対して、前記支持部材の径方向において前記第１の部分の位置より遠い位置に配置された第２の部分とを含む。

図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係るＲＦシールド及び全身用ＲＦコイルを示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイルが有する回路素子を示す断面図である。 図４は、本実施形態に係るＭＲＩ装置に関連するミラー電流を説明するための図である。 図５は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイル及びラングの構成を示す断面図である。 図６は、本実施形態に係るラングの形状の一例を示す断面図である。 図７は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。 図８は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。 図９は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。 図１０は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。 図１１は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。 図１２は、本実施形態に係るラングの形状の他の例を示す断面図である。

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（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置及びＲＦコイルについて詳細に説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す図である。例えば、図１に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、全身用ＲＦコイル４、送信回路５、局所用ＲＦコイル６、受信回路７、ＲＦシールド８、架台９、寝台１０、入力インタフェース１１、ディスプレイ１２、記憶回路１３、及び、処理回路１４～１７を備える。

静磁場磁石１は、被検体Ｓが配置される撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石１は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、円筒内の空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、略円筒状に形成された冷却容器と、当該冷却容器内に充填された冷却材（例えば、液体ヘリウム等）に浸漬された超伝導磁石等の磁石とを有している。ここで、例えば、静磁場磁石１は、永久磁石を用いて静磁場を発生させるものであってもよい。

傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置されており、被検体Ｓが配置される撮像空間に傾斜磁場を印加する。具体的には、傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、円筒内の空間に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿った傾斜磁場を発生させる。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、Ｚ軸は、傾斜磁場コイル２の円筒の軸に一致し、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する水平方向に沿って設定され、Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する鉛直方向に沿って設定される。

傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給することで、傾斜磁場コイル２の内側の空間に、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。このように、傾斜磁場電源３が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ことによって、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。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。

これらの傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳され、ＭＲ（Magnetic Resonance（磁気共鳴））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。

全身用ＲＦコイル４は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されており、被検体Ｓが配置される撮像空間にＲＦ（Radio Frequency）磁場を印加し、当該ＲＦ磁場の影響により被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信する。具体的には、全身用ＲＦコイル４は、中空の略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、円筒内の空間にＲＦ磁場を印加する。また、全身用ＲＦコイル４は、被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。

送信回路５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号を全身用ＲＦコイル４に出力する。具体的には、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、高周波増幅回路を備える。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高周波パルスを発生する。位相選択回路は、発振回路から出力される高周波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高周波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高周波パルスの振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。高周波増幅回路は、振幅変調回路から出力される高周波パルスを増幅して全身用ＲＦコイル４に出力する。

局所用ＲＦコイル６は、被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信する。具体的には、局所用ＲＦコイル６は、全身用ＲＦコイル４の内側に配置された被検体Ｓに装着され、全身用ＲＦコイル４によって印加されるＲＦ磁場の影響により被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信し、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、局所用ＲＦコイル６は、撮像対象の部位ごとに用意された受信コイルであり、頭部用の受信コイルや、頚部用の受信コイル、肩用の受信コイル、胸部用の受信コイル、腹部用の受信コイル、下肢用の受信コイル、脊椎用の受信コイル等である。なお、局所用ＲＦコイル６は、ＲＦ磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。その場合には、局所用ＲＦコイル６は、送信回路５に接続され、送信回路５から出力されるＲＦパルス信号に基づいて、被検体ＳにＲＦ磁場を印加する。

受信回路７は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦ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１５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備える。選択回路は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦ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、前段増幅回路から出力されるＭＲ信号の位相を検波する。アナログデジタル変換回路は、位相検波回路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１５に出力する。

ＲＦシールド８は、例えば、傾斜磁場コイル２と全身用ＲＦコイル４との間に配置されており、全身用ＲＦコイル４によって発生するＲＦ磁場を遮蔽する。例えば、ＲＦシールド８は、略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、傾斜磁場コイル２の内周側の空間に、全身用ＲＦコイル４の外周面を覆うように配置されている。

架台９は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び全身用ＲＦコイル４を収容している。具体的には、架台９は、円筒状に形成された中空のボアＢを有しており、ボアＢを囲むように静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、全身用ＲＦコイル４及びＲＦシールド８を配置した状態で、それぞれを収容している。ここで、架台９が有するボアＢの内側の空間が、被検体Ｓの撮像が行われる際に被検体Ｓが配置される撮像空間となる。

寝台１０は、被検体Ｓが載置される天板１０ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、架台９におけるボアＢの内側へ天板１０ａを挿入する。例えば、寝台１０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ている。

入力インタフェース１１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。具体的には、入力インタフェース１１は、処理回路１７に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し制御回路へと出力する。例えば、入力インタフェース１１は、撮像条件や関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力インタフェース、及び音声入力インタフェース等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース１１は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１１の例に含まれる。

ディスプレイ１２は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ１２は、処理回路１７に接続されており、処理回路１７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。例えば、ディスプレイ１２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。

記憶回路１３は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路１３は、ＭＲ信号データや画像データを記憶する。例えば、記憶回路１３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１４は、寝台制御機能１４ａを有する。寝台制御機能１４ａは、寝台１０に接続され、制御用の電気信号を寝台１０へ出力することで、寝台１０の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１４ａは、入力インタフェース１１を介して、天板１０ａ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１０ａを移動するように、寝台１０が有する天板１０ａの駆動機構を動作させる。

処理回路１５は、実行機能１５ａを有する。実行機能１５ａは、処理回路１７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、各種パルスシーケンスを実行する。例えば、実行機能１５ａは、傾斜磁場電源３、送信回路５及び受信回路７それぞれに入力信号を送信することで、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が全身用ＲＦコイル４に供給するＲＦパルス信号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。

そして、実行機能１５ａ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１３に記憶させる。なお、実行機能１５ａ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１３に記憶される。

処理回路１６は、画像生成機能１６ａを有する。画像生成機能１６ａは、記憶回路１３に記憶された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１６ａは、実行機能１５ａによって記憶回路１３に記憶された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１６ａは、生成した画像の画像データを記憶回路１３に記憶させる。

処理回路１７は、主制御機能１７ａを有する。主制御機能１７ａ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、主制御機能１７ａは、入力インタフェース１１を介して操作者から撮像条件の入力を受け付ける。そして、主制御機能１７ａは、受け付けた撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成し、当該シーケンス実行データを処理回路１５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、主制御機能１７ａは、操作者からの要求に応じて、記憶回路１３から画像データを読み出してディスプレイ１２に出力する。

ここで、例えば、上述した各処理回路は、それぞれプロセッサによって実現される。その場合に、例えば、各処理回路が有する処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３に記憶されている。各処理回路は、記憶回路１３から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各処理回路は、図１の各処理回路内に示された各機能を有することとなる。

また、各処理回路は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各機能を実現するものとしてもよい。また、各処理回路が有する機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、各処理回路が有する機能は、回路等のハードウェアとソフトウェアとの混合によって実現されても構わない。

以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。このような構成において、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、前述したように、被検体ＳにＲＦ磁場を印加する全身用ＲＦコイル４と、全身用ＲＦコイル４によって発生するＲＦ磁場を遮蔽するＲＦシールド８とを備えている。

図２は、本実施形態に係るＲＦシールド８及び全身用ＲＦコイル４を示す斜視図である。例えば、図２の上側に示すように、ＲＦシールド８は、略円筒状（円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む）に形成されており、全身用ＲＦコイル４の外周面を覆うように配置されている。ここで、ＲＦシールド８は、導電性の材料で形成されており、全身用ＲＦコイル４から発生するＲＦ磁場を減衰させる。例えば、ＲＦシールド８は、銅箔や銀箔、メッシュ加工が施されたステンレス鋼の板（ＳＵＳメッシュとも呼ばれる）等の金属で形成されている。

また、例えば、図２の下側に示すように、全身用ＲＦコイル４は、バードケージ型コイルであり、略円筒状に形成された支持部材４ａと、一対のエンドリング４ｂと、複数のラング４ｃとを有する。また、全身用ＲＦコイル４は、各エンドリング４ｂに接続された回路素子４ｄと、各ラング４ｃに接続された回路素子４ｅとを有する。

支持部材４ａは、略円筒状に形成されており、エンドリング４ｂ及びラング４ｃを支持している。なお、支持部材４ａは、ボビンとも呼ばれる。

エンドリング４ｂは、導電性の材料を用いて支持部材４ａ周りにリング状に形成された導電部材であり、支持部材４ａの軸方向における両端付近に配置されている。例えば、エンドリング４ｂは、銅箔や銀箔等の金属で形成されている。

ラング４ｃは、それぞれ、導電性の材料を用いて細長い矩形状に形成された導電部材であり、エンドリング４ｂの間を架け渡すように配置され、かつ、支持部材４ａの周方向に沿って間隔を空けて配置されている。ここで、ラング４ｃは、支持部材４ａの外周面に当該支持部材４ａの軸方向に沿って配置されており、ＲＦ磁場を発生させる際に高周波電流が流れる。例えば、ラング４ｃは、銅箔や銀箔等の金属で形成されている。

各エンドリング４ｂに接続された回路素子４ｄ、及び、各ラング４ｃに接続された回路素子４ｅは、それぞれ、支持部材４ａの外周面に配置されている。ここで、各回路素子は、全身用ＲＦコイル４の動作を制御するための所定の回路素子である。例えば、各回路素子は、ＰＩＮ（P-Intrinsic-N Diode）ダイオードやコンデンサ等である。

ここで、例えば、図２に示すように、各ラング４ｃは、支持部材４ａの軸方向に沿って、長手方向の中央付近（図２に示す破線Ａの位置）で２つに分離されており、分離された部分の間隙を架け渡すように回路素子４ｅが接続されている。

図３は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイル４が有する回路素子４ｅを示す断面図である。ここで、図３は、ラング４ｃに接続された回路素子４ｅを示しており、図２に示した破線Ａの位置における全身用ＲＦコイル４の部分的な断面を示している。なお、図３は、全身用ＲＦコイル４の軸方向に直交する断面を示している。

例えば、図３に示すように、ラング４ｃに接続された回路素子４ｅは、支持部材４ａの外周面に配置されている。ここで、回路素子４ｅは、ラング４ｃにおける分離された部分の間隙を架け渡すように配置された状態で、支持部材４ａに固定されている。

このように、全身用ＲＦコイル４の周囲にＲＦシールド８が配置された構成では、全身用ＲＦコイル４のラング４ｃに高周波電流が流れた際に、それに応じて、ＲＦシールド８にミラー電流が発生することが知られている。そして、このミラー電流によって、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力が増加することがあり得る。

図４は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００に関連するミラー電流を説明するための図である。ここで、図４は、全身用ＲＦコイル４の軸方向に沿ったＲＦシールド８の部分的な断面を示している。

例えば、図４に示すように、ＭＲＩ装置１００によって撮像が行われる際には、ラング４ｃに高周波電流が流れ、それにより発生したＲＦ磁場がＲＦシールド８を貫くことで、見かけ上はＲＦシールド８を挟んで当該高周波電流と等距離（図４に示すＤ）の位置にミラー電流が発生する。ここで、ミラー電流は、ラング４ｃに流れる電流とは逆の向きに流れるように発生し、このミラー電流によって、ＲＦ磁場を打ち消す磁場が発生する。この結果、撮像が行われる際に、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力が増加することがあり得る。そして、このようにＲＦ磁場を発生させるための電力が増加した場合には、全身用ＲＦコイル４の発熱量が大きくなるため、被検体Ｓが配置される撮像空間の温度が上昇したり、画像のＳＮＲ（Signal Noise Ratio）が低下したりすることもあり得る。

このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力を低減させることができるように構成されている。具体的には、本実施形態では、全身用ＲＦコイル４が有するラング４ｃの少なくとも一部が、支持部材４ａの径方向において支持部材４ａの外周面より内側に配置されるように構成されている。

図５は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイル４及びラング４ｃの構成を示す断面図である。ここで、図５の左側に示す図は、図２に示した破線Ｂの位置を通る全身用ＲＦコイル４の断面を示している。また、図５の右上側に示す図は、本実施形態の比較例に係るラング４０ｃの断面を示しており、図５の右下側に示す図は、本実施形態に係るラング４ｃの断面を示している。なお、図５は、全身用ＲＦコイル４の軸方向に直交する断面を示しており、ラング４ｃには、図５に示す断面に直交する方向に電流が流れることになる。

例えば、図５の右下側に示すように、本実施形態では、支持部材４ａの周方向（図５に示す矢印ｃの方向）におけるラング４ｃの両端部が、支持部材４ａの径方向（図５に示す矢印ｒの方向）において支持部材４ａの外周面より内側に所定の距離（図５に示すΔ）だけ離れた位置に配置されるようにしている。なお、図５では、全身用ＲＦコイル４が有する複数のラング４ｃのうちの一つのラング４ｃを示しているが、本実施形態では、全てのラング４ｃが同様の構成を有している。

すなわち、ラング４ｃは、支持部材４ａの外周面に配置された第１の部分と、全身用ＲＦコイル４の外周側に配置されたＲＦシールド８に対して、支持部材４ａの径方向において第１の部分の位置より遠い位置に配置された第２の部分とを含む。

言い換えると、ラング４ｃは、支持部材４ａの外周面に配置された第１の部分と、支持部材４ａの中心軸に対して、支持部材４ａの径方向において第１の部分の位置より近い位置に配置された第２の部分とを含む。

ここで、例えば、ラング４ｃは、第２の部分の少なくとも一部が支持部材４ａの中に埋設されている。

このような構成によれば、例えば、図５の右上側に示すようにラング４０ｃの全体が支持部材４ａの外周面上に配置されている場合と比べて、ラング４ｃが、部分的にＲＦシールド８から遠い位置に配置されることになる。ここで、通常、電流によって発生する磁場の大きさは、電流が流れる位置からの距離に反比例する。したがって、上述したようにラング４ｃを部分的にＲＦシールド８から遠い位置に配置することによって、ＲＦシールド８を貫くＲＦ磁場の大きさを小さくすることができ、ミラー電流を低減させることができる。これにより、本実施形態では、ミラー電流によって発生するＲＦ磁場を打ち消す磁場を減らすことができ、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力を低減させることができるようになる。

図６は、本実施形態に係るラング４ｃの形状の一例を示す断面図である。ここで、図６における上下方向は、支持部材４ａにおける径方向（図５に示した矢印ｒの方向）に相当し、図６における左右方向は、支持部材４ａにおける周方向（図５に示した矢印ｃの方向）、及び、ラング４ｃにおける短手方向に相当している。

例えば、図６に示すように、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が、その両側に位置する両端部分より突出した形状に形成され、かつ、中央部分と両端部分とを連結する連結部分が、ラング４ｃの短手方向に対して略直交するように形成されている。そして、本例では、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が支持部材４ａの外周面上に配置され、かつ、両端部分が支持部材４ａの内周側に配置されるように、支持部材４ａに固定されている。ここで、言い換えると、本例では、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａにおける回路素子４ｅが配置された面とは反対側の面に配置されている。

なお、図６に示す例では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの内周面から離れた位置に配置されているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａの内周面上に配置されていてもよいし、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

さらに、ラング４ｃの形状は、図６に示したものに限られない。

図７～１２は、本実施形態に係るラング４ｃの形状の他の例を示す断面図である。ここで、図７～１２における上下方向は、支持部材４ａにおける径方向（図５に示した矢印ｒの方向）に相当し、図７～１２における左右方向は、支持部材４ａにおける周方向（図５に示した矢印ｃの方向）、及び、ラング４ｃにおける短手方向に相当している。

例えば、図７に示すように、ラング４ｃは、短手方向における両端部分が同一側に湾曲した形状に形成されていてもよい。そして、本例では、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が支持部材４ａの外周面上に配置され、かつ、両端部分が支持部材４ａの内部に埋設されるように、支持部材４ａに固定されている。

なお、図７に示す例では、ラング４ｃの両端部分の先端部が支持部材４ａの内周面から突出しているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの両端部分の先端部は、支持部材４ａの内周面から突出せず、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

また、例えば、図８に示すように、ラング４ｃは、短手方向に沿った断面の形状が櫛歯状となるように同一側に突出した複数の突出部を有するように形成されていてもよい。そして、本例では、ラング４ｃは、短手方向の全体にわたって支持部材４ａの外周面上に配置され、かつ、各突出部が支持部材４ａの内部に配置されるように、支持部材４ａに固定されている。

なお、図８に示す例では、ラング４ｃの各突出部の先端部が支持部材４ａの内周面から突出しているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの各突出部は、先端部が支持部材４ａの内周面から突出せず、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例では、ラング４ｃの各突出部が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

また、例えば、図９に示すように、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が、その両側に位置する両端部分より突出した形状に形成され、かつ、中央部分と両端部分とを連結する連結部分が、ラング４ｃの短手方向に対して斜めになるように形成されていてもよい。そして、本例では、図６に示した例と同様に、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が支持部材４ａの外周面上に配置され、かつ、両端部分が支持部材４ａの内周側に配置されるように、支持部材４ａに固定されている。ここで、言い換えると、本例では、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａにおける回路素子４ｅが配置された面とは反対側の面に配置されている。

なお、図９では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの内周面から離れた位置に配置されているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａの内周面上に配置されていてもよいし、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例でも、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

また、例えば、図１０に示すように、ラング４ｃは、短手方向に沿った断面の形状が波状となるように、短手方向と直交する正逆方向に交互に屈曲した形状に形成されていてもよい。そして、本例では、ラング４ｃは、両端部分が支持部材４ａの内周側に配置され、かつ、両端部分の間にある各屈曲部が、支持部材４ａの外周面上と支持部材４ａの内周側とに交互に配置されるように、支持部材４ａに固定されている。

なお、図１０では、ラング４ｃの両端部分の先端部、及び、支持部材４ａの内周側に配置された屈曲部が、それぞれ支持部材４ａの内周面から突出しているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの両端部分の先端部、及び、支持部材４ａの内周側に配置された屈曲部は、支持部材４ａの内周面から突出せず、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例では、ラング４ｃの両端部分及び支持部材４ａの内周側に配置された屈曲部が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

また、例えば、図１１に示すように、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が、支持部材４ａの厚さより大きな厚みを有し、かつ、その両側に位置する両端部分より突出した形状に形成されていてもよい。そして、本例では、ラング４ｃは、短手方向における中央部分の一方の面が支持部材４ａの外周面上に配置され、かつ、中央部分の他方の面、及び、短手方向における両端部分が支持部材４ａの内周側に配置されるように、支持部材４ａに固定されている。ここで、言い換えると、本例では、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａにおける回路素子４ｅが配置された面とは反対側の面に配置されている。本例では、ラング４ｃの短手方向における中央部分が厚く形成されていることによって、回路素子４ｅが発生する熱を効率よく発散できるようになる。

なお、図１１では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの内周面から離れた位置に配置されているが、本例に係るラング４ｃの構成はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの両端部分は、支持部材４ａの内周面上に配置されていてもよいし、支持部材４ａの内部に埋設されていてもよい。すなわち、本例では、ラング４ｃの両端部分が支持部材４ａの外周面より少しでも内側に配置されていれば、ミラー電流を低減させる効果が得られる。

ここで、図６～１１に示した例では、ラング４ｃの第２の部分の少なくとも一部が、支持部材４ａの中に埋設されている場合の例を示したが、実施形態はこれに限られない。例えば、ラング４ｃの第２の部分の少なくとも一部が、支持部材４ａの外周面に形成された溝の中に配置されていてもよい。

例えば、図１２に示すように、ラング４ｃは、短手方向における中央部分が、支持部材４ａの外周面上に配置され、その両側に位置する両端部分が、支持部材４ａの外周面に形成された溝の底面上に配置される。図１２に示す例では、支持部材４ａの溝は、支持部材４ａの軸方向に沿って延在し、かつ、支持部材４ａの外周面から支持部材４ａの径方向に所定の距離（図１２に示すΔ）の深さを有するように形成されている。

ここで、図６～１２に示した例では、いずれの例でも、ラング４ｃの端部が、支持部材４ａの外周面より内側に配置されている。ここで、通常、ラング４ｃのような導電部材に電流が流れる場合には、導電部材の端部で電流密度が高くなる。したがって、図６～１２に例示したように、ラング４ｃの端部を支持部材４ａの外周面より内側に配置することによって、ＲＦシールド８を貫くＲＦ磁場の大きさをより小さくすることができ、ミラー電流をさらに低減させることができるようになる。

また、図６～１２に例示した各ラング４ｃにおいて、支持部材４ａの外周面に配置される部分の大きさは、できるだけ小さくしておくのが望ましい。それにより、ＲＦシールド８を貫くＲＦ磁場の大きさを小さくすることができ、ミラー電流を低減させる効果を大きくすることができる。例えば、ラング４ｃにおける中央部分の大きさは、少なくとも回路素子４ｅを配置可能な範囲で、できるだけ大きく設定される。

また、図６～１２に例示した各ラング４ｃにおいて、支持部材４ａの外周面より内側に配置される部分と支持部材４ａの外周面との間の距離（図６～１２に示すΔ）は、できるだけ大きくしておくのが望ましい。それにより、ＲＦシールド８からより離れた位置にラング４ｃの一部を配置することができ、ミラー電流を低減させる効果を大きくすることができる。例えば、支持部材４ａの外周面より内側に配置される部分と支持部材４ａの外周面との間の距離は、ＭＲＩ装置１００で要求されるボアＢの径を確保できる範囲で、できるだけ大きく設定される。

上述したように、本実施形態では、全身用ＲＦコイル４において、ラング４ｃの少なくとも一部が、支持部材４ａの径方向において支持部材４ａの外周面より内側に配置されている。これにより、本実施形態では、ＲＦシールド８を貫くＲＦ磁場の大きさを小さくすることができ、ミラー電流を低減させることができる。したがって、本実施形態によれば、ミラー電流によって発生するＲＦ磁場を打ち消す磁場を減らすことができ、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力を低減させることができる。

（他の実施形態）
なお、上述した実施形態では、全身用ＲＦコイル４が有する全てのラング４ｃが同様に構成されている場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、全身用ＲＦコイル４が有する複数のラング４ｃのうちの一部のラング４ｃのみが、上述した実施形態で説明した構成を有していてもよい。

例えば、上述した実施形態において、全身用ＲＦコイル４は、中心軸に直交する断面の形状が真円状となるように形成されており、かつ、ＲＦシールド８が、中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるように形成されていてもよい。その場合には、全身用ＲＦコイル４が有する複数のラング４ｃのうち、ＲＦシールド８との間の距離が最も近いラング４ｃのみ、又は、ＲＦシールド８との間の距離が最も近いラング４ｃ及びその周辺に配置されているラング４ｃのみが、上述した実施形態で説明したラング４ｃと同様の形状に構成される。ここで、ＲＦシールド８との間の距離が最も近いラング４ｃは、全身用ＲＦコイル４における長軸（楕円の長軸）上又は長軸の付近に配置されているラング４ｃである。

また、上述した実施形態では、全身用ＲＦコイル４がバードケージ型コイルである場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、全身用ＲＦコイル４は、他の形状を有するコイルであってもよい。

例えば、全身用ＲＦコイル４は、ＴＥＭ（Transverse Electromagnetic）コイルであってもよい。一般的に、ＴＥＭコイルでは、円筒状に形成された支持部材における周方向に沿った複数の位置に、軸方向に延伸する導電部材が径方向に二重に配置されて構成されている。そのため、全身用ＲＦコイル４がＴＥＭコイルである場合には、例えば、径方向に二重に配置された導電部材のうちの内側に配置される導電部材が、上述した実施形態で説明したラング４ｃと同様の形状に構成される。これにより、内側の導電部材によって発生したＲＦ磁場の影響で外側の導電部材に発生するミラー電流を低減させることができる。

また、例えば、全身用ＲＦコイル４は、サドル型コイルや、ソレノイド型コイル、スロットレゾネータ型コイル等であってもよい。

また、上述した実施形態では、ＭＲＩ装置１００が、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び全身用ＲＦコイル４がそれぞれ略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構成を有する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、被検体Ｓが配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のＲＦコイルを配置した、いわゆるオープン型の構成を有していてもよい。

いずれの場合でも、支持部材の表面に配置された導電部材の少なくとも一部が、支持部材の厚さ方向において支持部材の表面より内側に配置されるように、ＲＦコイルが構成されていればよい。これにより、支持部材における導電部材が配置された表面と対向する位置にＲＦシールド等の導電部材が配置されている場合に、ＲＦ磁場によって当該導電部材に発生するミラー電流を低減させることができるようになる。

なお、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing 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。ここで、記憶回路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。この場合には、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。また、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一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact Disk）－ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ－Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ＲＦ磁場を発生させるために必要となる電力を低減させることができる磁気共鳴イメージング装置及びＲＦコイルを提供することができる。

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。

１００ ＭＲＩ装置
４ ＲＦコイル
４ａ 支持部材
４ｂ エンドリング
４ｃ ラング

Claims (8)

1. 傾斜磁場コイルの内側に配置され、被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルを備え、
   前記ＲＦコイルは、
   円筒状に形成された支持部材と、
   前記支持部材の周方向に沿って間隔を空けて配置され、前記ＲＦ磁場を発生させる際に高周波電流が流れる複数のラングであって、当該複数のラングのそれぞれが、細長い矩形状に形成され、前記支持部材の軸方向に沿って配置されている複数のラングとを有し、
   前記複数のラングのうちの少なくとも一つは、前記細長い矩形状の中に第１の部分及び第２の部分を含み、
   前記第１の部分は、前記支持部材の外周面上に配置され、
   前記第２の部分は、前記支持部材の周方向において前記第１の部分と異なる位置に配置され、かつ、前記ＲＦコイルの外周側に配置されて前記ＲＦコイルによって発生する前記ＲＦ磁場を遮蔽するＲＦシールドに対して、前記支持部材の径方向において前記第１の部分の位置より遠い位置に配置されている、
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 傾斜磁場コイルの内側に配置され、被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルを備え、
   前記ＲＦコイルは、
   円筒状に形成された支持部材と、
   前記支持部材の周方向に沿って間隔を空けて配置され、前記ＲＦ磁場を発生させる際に高周波電流が流れる複数のラングであって、当該複数のラングのそれぞれが、細長い矩形状に形成され、前記支持部材の軸方向に沿って配置されている複数のラングとを有し、
   前記複数のラングのうちの少なくとも一つは、前記細長い矩形状の中に第１の部分及び第２の部分を含み、
   前記第１の部分は、前記支持部材の外周面上に配置され、
   前記第２の部分は、前記支持部材の周方向において前記第１の部分と異なる位置に配置され、かつ、前記支持部材の中心軸に対して、前記支持部材の径方向において前記第１の部分の位置より近い位置に配置されている、
   磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記複数のラングの少なくとも一つは、前記第２の部分の少なくとも一部が前記支持部材の中に埋設されている、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記ＲＦコイルは、前記支持部材の軸方向における両端付近に配置された一対のエンドリングと、当該エンドリングの間を架け渡すように配置され、かつ、前記支持部材の周方向に沿って間隔を空けて配置された前記複数のラングとを有するバードケージ型コイルである、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記ＲＦコイルは、前記支持部材の外周面に配置され、前記複数のラングの少なくとも一つに接続された回路素子をさらに有する、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記複数のラングの少なくとも一つは、前記第２の部分の少なくとも一部が前記支持部材の内周側に配置されている、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記複数のラングの少なくとも一つは、前記第２の部分の端部が前記支持部材の内周側に配置されている、
   請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 磁気共鳴イメージング装置に備えられ、被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルであって、
   円筒状に形成された支持部材と、
   前記支持部材の周方向に沿って間隔を空けて配置され、前記ＲＦ磁場を発生させる際に高周波電流が流れる複数のラングであって、当該複数のラングのそれぞれが、細長い矩形状に形成され、前記支持部材の軸方向に沿って配置されている複数のラングとを有し、
   前記複数のラングのうちの少なくとも一つは、前記細長い矩形状の中に第１の部分及び第２の部分を含み、
   前記第１の部分は、前記支持部材の外周面上に配置され、
   前記第２の部分は、前記支持部材の周方向において前記第１の部分と異なる位置に配置され、かつ、前記ＲＦコイルの外周側に配置されて前記ＲＦコイルによって発生する前記ＲＦ磁場を遮蔽するＲＦシールドに対して、前記支持部材の径方向において前記第１の部分の位置より遠い位置に配置されている、
   ＲＦコイル。

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