JPWO2013125144A1 - 磁気共鳴撮像装置及びｒｆコイル - Google Patents

Abstract

ガントリに対して着脱可能な可搬式テーブルをもつMRI装置において、Head-First方式でもFeet-First方式でも高精細頭頸部撮像や高速全身撮像を可能にし、かつ、設置性と使い勝手の良いＲＦコイルシステムを備えたテーブル及びそのテーブルをもつMRI装置を比較的低コストで提供する。ガントリに対して着脱可能な可搬式テーブルをもち、前記可搬式テーブルには、前記ガントリとの接続を可能とするドッキングコネクタと、前記検査対象及び前記検査対象が発生する核磁気共鳴信号を受信する或いは前記検査対象に対して高周波磁場を照射するＲＦコイルを設置可能とする天板とを備え、前記ＲＦコイルは２つ以上の複数のＲＦコイルユニットに分割され、前記天板は分割された前記各ＲＦコイルユニットとの接続を可能とする天板コネクタを複数個備え、前記複数の各ＲＦコイルユニットにはコイルコネクタを備え、前記各ＲＦコイルユニット間同士は電気的な接続をすることなく、互いにオーバーラップして前記天板上に配列されると同時に前記天板コネクタと前記コイルコネクタが接続されることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

Description

本発明は、磁気共鳴撮像装置（MRI装置）に関するものであり、可搬式テーブル上で用いられる高周波コイル（ＲＦコイル）に関する。

MRI装置は、シールドルーム内において、均一な静磁場空間に被験者を配置し、傾斜磁場及び励起用高周波磁場を印加し、核磁気共鳴を利用して発生する磁気共鳴信号を高周波コイル（ＲＦ受信コイル）で受信し、検査対象を画像化する装置である。同時に撮影できる範囲は最大でも静磁場空間に限定され、高画質の得られる範囲はＲＦ受信コイルの感度範囲に限られる。

ＲＦ受信コイルに求められる性能としては、画質の善し悪しを決めるS/N比や画像の視野を決める感度範囲、高速撮像に必要なパラレルイメージング性能がある。パラレルイメージングとは、複数個のコイルエレメントから構成される受信コイルを用いて同時に信号計測を行い、撮影時間を短縮する方法である。矩形或いは円形のループ状コイルエレメントを、ある方向（体幅方向或いは体軸方向）に複数並べ、その方向に位相エンコード方向を選択する。コイルエレメントの並べ方が最適であれば、位相エンコード方向に並べた個数分の１に時間短縮できる技術である。また、このループ状コイルエレメントを２次元状に複数（例えば体幅方向と体軸方向に）並べることで、更に高速な撮像が可能でかつ全身のような広範囲に感度領域をもつ受信コイルを実現できる。

なお、核磁気共鳴信号を受信するＲＦ受信コイルは、信号検出・増幅用の低入力インピーダンスのアンプの代わりに低出力インピーダンスのアンプを接続すれば、ＲＦ送信コイルとしても適用できる。更には、受信用のアンプと送信用のアンプとコイルの間に送受信切り替え回路を用いれば、コイルとしては送受信兼用コイルとして用いることができる。従って、以下からの記載においては、ＲＦ受信コイルは、受信だけでなく、送信時にも用いることのできるので、ＲＦコイルと記載する。

ところで、全身のような広範囲を検査対象とする場合、テーブル天板移動による全身撮影の手法が用いられる。その場合、前述したような２次元状に複数並べたループ状コイルエレメントを広範囲の感度範囲をもつＲＦコイルとして用いることによってシームレスな撮影が可能となる。広範囲の感度範囲をもつＲＦコイルとしては、天板上に常設或いは天板内に内蔵される一体型のＲＦコイルユニットがある。このような一体型のＲＦコイルユニットは、一つのハウジングケースの中に一つ以上のチャネルを形成する複数のコイルエレメントが電磁気的な結合を最小限に抑えられるように最適に配置され、必要なエレメントが選択・切り替えられて用いられる。

しかしながら、一体型のＲＦコイルは高重量であるため、取り外しに多大な労力を要する課題がある。そこで特開2006-14823（特許文献１）では、コイルのサイズを分解することにより小さくし、重量を軽くし、台からコイル置き場間の移動を容易にしている。より詳細に説明すると、特許文献１は、高周波受信に使用されるＲＦコイルであって、所定の方向に沿って二つ以上連結され且つ取り外し可能な複数のコイルユニットを複数具備し、前記各コイルユニットは、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第１のコイルエレメントであって、前記各種撮影部位から高周波を受信する少なくとも一つの第１のコイルエレメントと、各種撮影部位に対応する形状を有し一チャネルを形成する少なくとも一種類の第２のコイルエレメントの一部分であって、当該コイルユニットに他のコイルユニットが連結された場合に、前記他のコイルユニットが有する前記第２のコイルエレメントの残りの部分とによって、前記各種撮影部位から高周波を受信する前記第２のコイルエレメントを形成する少なくとも一つのコイルエレメントユニットと、当該コイルユニットを前記所定の方向に沿って連結するための連結手段と、を有すること、を特徴とするＲＦコイルが開示されている。特に、特許文献1では、コイルユニットの連結部材構成をできるだけ簡略にするために、ユニットのまっすぐな部分で連結される構成になっている点に特徴がある。

特開２００６−１４８２３号公報

MRI装置は、狭いトンネルボアの中に被験者を長時間入れなくてはならず、閉所恐怖症の被験者が中に入れなかったり、天板に載せた被験者を頭頂側からボアの中に移動する(Head-First方式)際に被験者が恐怖感を感じたりすることがあった。その恐怖感を和らげるため、被験者を足側からボアの中に入れるように天板を移動する（Feet-First方式）処置が取られることがあり、Head-First方式とFeet-First方式の両方の撮像が可能であることが望ましい。

ここで、可搬式テーブルに一体型の天板常設型ＲＦコイル或いは天板内蔵型ＲＦコイルを用いて、Head-First方式の撮像とFeet-First方式の撮像の両方を可能にするための方法としては、そのコイルの位置をスライドさせたり向きを変えたりする必要があるが、コイルのサイズが大きく、重量も重いため、作業者の負担が大きいという課題がある。

重量の重さを解決する技術としては、特許文献１のＲＦコイルを分割する技術は有効である。しかしながら、特許文献１で開示された着脱自在なコイルユニットを複数具備して連結部で互いに連結させるＲＦコイルは、設置の際にコイルを置く動作に加えて連結部を互いに連結させる動作が必要となり、使い勝手の面で課題がある。

本発明の目的は、ガントリに対して着脱可能な可搬式テーブルをもつMRI装置において、Head-First方式でもFeet-First方式でも高精細頭頸部撮像や高速全身撮像を可能にし、かつ、設置性と使い勝手の良いＲＦコイルシステムを備えたテーブル及びそのテーブルをもつMRI装置を比較的低コストで提供することにある。

上記課題を解決する一態様として、本発明は、磁気共鳴撮像装置のＲＦコイルが、被検体からの高周波信号を、各々異なるチャネルで受信する複数のコイルエレメントと、各々の前記コイルエレメントに接続され、各々の前記コイルエレメントが受信した前記高周波信号を検出する給電点と、前記複数のコイルエレメント及び前記給電点を収める複数の筐体と、を有し、前記複数の筐体の分割部により、各々前記コイルエレメント、給電点及び筐体を含む複数のユニットに分割されており、隣り合うユニットのコイルエレメントは、少なくとも一部が重なり合っており、前記筐体の分割部は、前記隣り合うユニットのコイルエレメントの間に設けられる磁気共鳴撮像装置を提供する。

本発明は、ガントリに対して着脱可能な可搬式テーブルであって、Head-First方式でもFeet-First方式でも高精細頭頸部撮像や高速全身撮像を可能にし、かつ、設置性と使い勝手の良いＲＦコイルシステムを備えた可搬式テーブル及びその可搬式テーブルを具備するMRI装置を比較的低コストで実現する。

図１は、本発明におけるMRI装置の構成図の例である。 図２は、本発明における第一の実施例を示し、可搬型テーブルとその上に設置されるＲＦコイルを示す図。Head First方式の場合とFeet First方式の場合を示している。 図３は、本発明における第一の実施例を示し、可搬型テーブルとその天板上に設置されるＲＦコイルユニットのオーバーラップ部を側面から見た外観図。 図４は、本発明における第一の実施例において、可搬型テーブルとその上に設置されるＲＦコイルユニット及び天板の内部を示す図。 図５は、本発明における第一の実施例において、可搬型テーブルとその上に設置される４種類のＲＦコイルユニットを側面から見た外観図。 図６は、従来技術における可搬型テーブルの天板とその上或いはその内部に設置されるＲＦコイルユニットを側面から見た外観図。 図７は、本発明における第二の実施例を示し、可搬型テーブルとその天板上に設置されるＲＦコイルユニット及び天板の内部を示す図。 図８は、本発明における第三の実施例を示し、可搬型テーブルとその天板上に設置されるＲＦコイルユニットの配列例を示す図。 図９は、本発明の第三の実施例におけるＲＦコイルユニットの分割例を示す図。 図１０は、本発明における可搬型テーブルの天板におけるコネクタとその上に設置されるＲＦコイルユニットのコネクタとコイル識別用の機構を示す側面から見た断面図。 図１１は、本発明の第四の実施例を示し、マトリクス状に配列されるＲＦコイルユニットの一部を取り外して、そのスペースに部位別専用のＲＦコイルを設置することを示す図。 図１２は、本発明の第四の実施例を示し、マトリクス状に配列されるＲＦコイルユニットの一部を取り外して、そのスペースに局所部位別専用のＲＦコイルを設置することを示す図。 図１３は、ＲＦコイルユニット内にある複数のエレメントのうちの１エレメント及びその信号検出部とトラップ回路を示す図。

以下、図１から図１３を用いて、本発明の実施形態について説明する。尚、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については同一符号を付し、重複説明は省略する。

以下、図１から図６及び図１３を用いて、本発明の第一の実施例として、本発明の最良の実施形態について説明する。

図１は、本発明の磁気共鳴撮像装置全体を示す図であり、ガントリ１００に対して着脱可能な可搬式テーブル４００をもつMRI装置の構成図の例である。本図に示すように、本発明におけるMRI装置のガントリ１００は、静磁場を発生するマグネット１０１と傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生コイル１０２と高周波磁場を発生する高周波照射コイル１０３を備える。

ガントリ１００に対して、ドッキングコネクタ５０１及び５０２によってガントリと着脱可能な可搬型テーブル４００は架台４０２の上をｚ軸方向に動く天板４０１と配線処理された複合ケーブル配線４０３を備え、天板４０１上或いは天板４０１内部には、ＲＦコイル３００が備えられ、その上に被験者１０４が載置され、天板がｚ軸方向に移動することによってマグネット１０１及び傾斜磁場発生コイル１０２内に設置される。ＲＦコイル３００にはコイルコネクタ３００ｃが備えられ、コイルコネクタ３００ｃはＲＦコイルが載置されると天板４０１内で複合ケーブルと接続された天板コネクタ４１０と接続される。

一般に、傾斜磁場発生コイル１０２は、互いに直交する３軸の傾斜磁場コイルから構成される。また、シーケンサ１１０は、傾斜磁場電源１０７と高周波磁場発生機１０６に命令を送り、傾斜磁場及びＲＦパルスをそれぞれ傾斜磁場コイル１０２及び高周波照射コイル１０３から発生する。通常、高周波磁場発生機１０６は、ＲＦパルス発生器とＲＦパルスを増幅するパワーアンプから構成され、増幅されたＲＦパルス出力がシーケンサ１１０からの命令に従ったタイミングで高周波照射コイル１０３を介して被験者１０４に印加される。

また、傾斜磁場電源１０７も、シーケンサ１１０からの命令に従ったタイミングで、3軸各々の傾斜磁場コイルから被験者１０４に傾斜磁場を印加する。被験者１０４から発生した磁気共鳴信号はＲＦコイル３００により受信され、ＲＦコイル内のプリアンプ（ここでは図示せず）で増幅されたのち、コイルコネクタ３００ｃ−天板コネクタ４１０−ケーブル配線４０３−ドッキングコネクタ５０１及び５０２を介して受信器１０５まで伝送される。受信器１０５においては適当な信号処理がなされ、Ａ／Ｄ変換（サンプリング）された後、検波される。検波された信号は、計算部１１１に送られ、ここでリサンプリング処理された後、画像再構成等のデジタル信号処理が行われ、結果は表示部１０９に表示される。

また、必要に応じてデジタルデータや測定条件を記憶媒体１０８に記憶することもできる。なお、シーケンサ１１０は、記憶媒体１０８に保存された測定条件や、計算部１１１から受けた命令に従って、各装置がプログラムされたタイミング及び強度で動作するように制御を行う。このプログラムのうち、特にＲＦパルスの印加、傾斜磁場の印加、核磁気共鳴信号の受信のタイミングや、ＲＦパルスと傾斜磁場の強度を記述したものは撮影シーケンスと呼ばれている。

ここで、撮影シーケンスによって制御されるＲＦコイル３００内の回路について図１３を用いて示す。図１３においては、複数チャネル分のうちの一つのチャネル部分のみを記載したもので、ＲＦコイル（ここでは受信コイルとして用いられる）内に備えられるコイルエレメント３００ａ、信号検出部３００ｂ、トラップ回路３００ｅ、受信ケーブル３００ｄ、コイルコネクタ３００ｃ、天板４０１内に備えられる天板コネクタ４１０及びドッキングコネクタ５０１、ガントリ１００内に備えられるドッキングコネクタ５０２、及び受信器１０５、更には１０５内に複数チャネル分だけ備えられるＡ／Ｄ信号処理部のうちの一つチャネル分を担うＡ／Ｄ信号処理器１０５ａを示している。

信号検出部３００ｂには、整合回路とプリアンプ７０１があり、プリアンプ７０１に電源供給を受けるための電源供給用ケーブル７０２が接続される。また、トラップ回路３００ｅは、キャパシタ７０３とインダクタ７０４とダイオード７０５とで構成され、ダイオード７０５の両端にはダイオード駆動用の電流を供給する電流供給用ケーブル７０６が接続される。一方、天板制御部２００には、可搬型テーブルの天板移動を制御したり、天板に接続されたコイルの種類を認識したりする機能の他、電流供給源２００ａ及びプリアンプ駆動用電源２００ｂが備えられる。

電流供給源２００ａ及びプリアンプ駆動用電源２００ｂはそれぞれ、電流供給用ケーブル７０６及び電源供給用ケーブル７０２と接続されるが、必要に応じて受信器１０５内の中継基板を介して受信ケーブル３００ｄとともに一つのケーブルにアッセンブリされ、複合ケーブル配線４０３としてコイルコネクタ３００ｃ−天板コネクタ４１０−ドッキングコネクタ５０１及び５０２を介して、ダイオード７０５及びプリアンプ７０１と接続している。プリアンプ７０１は、プリアンプ駆動用電源２００ｂによって動作し、撮影シーケンスの受信タイミングに応じて核磁気共鳴信号を受信する。

受信ケーブル３００ｄは、コイルエレメント３００ａで受信した核磁気共鳴信号を信号検出部３００ｂ内のプリアンプ７０１で増幅し、コイルコネクタ３００ｃ−天板コネクタ４１０−ドッキングコネクタ５０１及び５０２を介して、Ａ／Ｄ信号処理器１０５ａに伝送する。また、トラップ回路３００ｅにおいては、電流供給源２００ａによってダイオード７０５が駆動し、ダイオードがＯＮ状態になれば、キャパシタ７０１とインダクタ７０４とで構成される共振回路が直列共振し、キャパシタ７０３の両端からコイルエレメント３００ａ側を見たインピーダンスが大きくなり、コイルエレメント３００ａの共振周波数は核磁気共鳴信号の共鳴周波数から大きくずれる。

一方、ダイオードがＯＦＦ状態になれば、トラップ回路は成立せず、コイルエレメント３００ａの共振周波数は核磁気共鳴信号の共鳴周波数と一致し、ＲＦコイルとして動作することになる。以上のような構成をもって、天板制御部２００はシーケンサ１１０からの命令に従って、電流供給源２００ａ及びプリアンプ駆動用電源２００ｂを制御するが、特にＲＦコイル３００が受信コイルとして用いられる場合、照射コイル１０３との電磁気的なカップリングを防止するため、撮影シーケンスに応じたＲＦパルスの印加タイミングと核磁気共鳴信号の受信タイミングに同期して、トラップ回路３００ｃ内のダイオード７０５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

また、所望の撮影範囲外にあるコイルエレメントからの核磁気共鳴信号の受信動作をＯＦＦするために、トラップ回路３００ｃ内のダイオード７０５の電源２００ａをＯＮしたり、プリアンプ電源２００ｂをＯＦＦしたりすることもある。尚、ここでは、ＲＦコイル３００が受信コイルについてのみ述べたが、ＲＦコイル３００が照射コイルの場合は、信号検出部３００ｂと３００ａの間に送受切り替え回路を挿入し、送受切り替え回路に対して電流供給用ケーブル７０６を接続し、天板制御部２００が送受切り替え回路を制御すれば照射コイルにも適用でき、この場合、トラップ回路３００ｅは不要となる。

図２は、ガントリ１００に対して着脱可能な可搬式テーブル４００をもつMRI装置の外観図であって、被験者（図示せず）の頭側からガントリ１００内に入るように天板４０１が移動するHead First方式の場合のコイル設置を示す図と、反対に、被験者（図示せず）の足側からガントリ内１００に入るように天板４０１が移動するFeet First方式の場合のコイル設置を示す図である。

可搬式テーブル４００とガントリ１００は、ドッキングコネクタ５０１及び５０２が接続・分離されることで、互いに着脱される。この時、可搬式テーブル４００の着脱性や材料費、テーブル内のケーブル配線４０３の引き回し処理を考慮すると、ドッキングコネクタ５０１は、天板４０１或いは架台４０２のある一面にただ一箇所に備えられることが望ましい。

そのため、ＲＦコイル３００は、２つ以上の複数のＲＦコイルユニット（ここでは、第一のＲＦコイルユニット３０１と、第二のＲＦコイルユニット３０２、第三のＲＦコイルユニット３０３、第四のＲＦコイルユニット３０４に分割されている）が、それぞれ単独のコイルコネクタ（ここでは図示せず）をもち、天板４０１上の天板コネクタ（ここでは図示せず）と接続されて、天板４０１上に置かれる。ここで、第一のＲＦコイルユニット３０１は、被験者の頭部に感度をもつＲＦコイルユニットを示し、Head First方式の場合は３０１が天板４０１上のガントリ１０１に近い側に置かれ、Feet First方式の場合は３０１が天板４０１上のガントリ１０１から遠い側に置かれる。これにより、可搬式テーブルに備えるドッキングコネクタ５０１を、天板４０１或いは架台４０２のある一面にただ一箇所に備えることができる。

図３は、本発明のＲＦコイル300及び天板401を示す図である。上述したようにＲＦコイル３００を、筐体の分割部（３１２、３２３の箇所）により、複数のＲＦコイルユニット（第一のＲＦコイルユニット３０１と、第二のＲＦコイルユニット３０２、第三のＲＦコイルユニット３０３）に分割し、天板４０１上に置いた場合の側面図である。各ＲＦコイルユニットは、オーバーラップ部３１２や３２３で示したように端部が重ねあわせられて設置される。

ここにおいて、端部を重ね合わせる理由を説明する。２つのコイルエレメント間の距離がある程度大きければ２つのコイルエレメント間の電磁気的カップリングを実用上問題無い程度にまで低減できる。但し、２つのコイルエレメント間の距離に対してコイルエレメントのループ寸法が大きい場合は、隣り合う２つのコイルエレメントを適度にオーバーラップ（面積で１０％程度）させることにより、コイルエレメント間の磁気結合を除去することができる。

図３に示すように、隣り合うコイルユニットの端部を重ね合わせることにより、隣り合うコイルユニット内のコイルエレメントが、常に一定の面積だけ互いに一部を重ね合わせることができ、コイルエレメント間の磁気結合を除去できる。

第三のＲＦコイルユニット３０３は、天板４０１の長手方向に対して、ほぼ中心部の位置（すなわち、被検体の腰に近い部分）に置かれ、その隣に第二のＲＦコイルユニット３０２が置かれ、更に隣に第一のＲＦコイルユニット３０１が置かれている。そして、隣接するＲＦコイルユニットは互いに端部が重なりあって設置されるが、中心部に近いＲＦコイルユニットの端部の方が下側になるようにオーバーラップ部３２３及び３１２が形成される。

これによって、ＲＦコイルユニットの着脱回数が最も多い第一のＲＦコイルユニット３０１（頭部用のＲＦコイル）はオーバーラップ部において常に上側になるように形成され、着脱回数の比較的少ない部分の第二のＲＦコイルユニット３０２はオーバーラップ部３１２では下側になるが、オーバーラップ部３２３では上側になるように端部が形成される。

また、ＲＦコイルユニット３０３（被検体の腰部周辺の位置に配置され、下腹部から大腿部までの撮影に用いるＲＦコイル）は、天板４０１の中心部に最も近い位置に配置され、オーバーラップ３２３のように常に端部が下側になるように形成される。第三のＲＦコイルユニット３０３は、腰部周辺用のＲＦコイルユニットで、Head-First,Feet-Firstの両方の場合において、位置がほとんど変わらないと考えられるため、最も着脱回数が少ないことが特徴となる。更に場合によっては、ＲＦコイルユニット３０３は、着脱式ではなく天板上に固定されて接続されても良い。また、第三のＲＦコイルユニット３０３は、図２で示した第四のＲＦコイルユニット３０４やFeet-First方式の場合の第二のＲＦコイルユニット３０２とともに重なりあう場合の端部（ガントリから離れた方の端部）も下側になるように形成される。また、各ＲＦコイルユニット間はお互いに電気的な接続はなく配列される。

このように、頭部用のＲＦコイルユニット301は、最も着脱が多いと考えられるので、重なっている形状部分が最も上に重なるように、頭部用のＲＦコイルユニットの分割部の段差形状は、天板から遠い側で突出している。一方、腰部周辺用のＲＦコイルは、重なっている形状部分が最も下に重なるように、分割部の段差形状は、天板から近い側で突出している。なお、分割部の形状は、図３に示すように段差状になっていてもよいし、斜め形状であってもよい。ただし、段差状になっている場合には、コイルユニットを安定し固定でき、更に、上述のように段差の突出部分を変えることにより、着脱回数の多いコイルユニットを、上に重なるようにし、着脱しやすくさせることが出来る。

図４は、図３の内部構造を示した図である。第一のＲＦコイルユニット３０１、第二のＲＦコイルユニット３０２、第三のＲＦコイルユニット３０３は、筐体３０１ｄ、３０２ｄ、３０３ｄ内にそれぞれ第一のコイルエレメント３０１ａ、第二のコイルエレメント３０２ａ、第三のコイルエレメント３０３ａと、第一の給電点３０１ｂ、第二の給電点３０２ｂ、第三の給電点３０３ｂ、及び第一のコイルコネクタ３０１ｃ、第二のコイルコネクタ３０２ｃ、第三のコイルコネクタ３０３ｃをそれぞれ備えていて、高周波的にそれぞれ接続されている。

隣り合うユニットのコイルエレメント（図では３０１ａと３０２a、３０２aと３０３a）は、少なくとも一部が重なりあっている。それぞれの筐体３０１ｄ〜３０３ｄは、コイルエレメント（３０１a〜３０３ａ）と、給電点（３０１ｂ〜３０３ｂ）を入れる箱であり、図に示されるように、ＲＦコイルを、それぞれの分割部（３１２、３２３）で分離している。筐体の分割部（３１２、３２３）は、隣り合うユニットのコイルエレメントの間に設けられている。すなわち、コイルエレメントを切断しないように、コイルエレメントを避けるように設けられている。なお、給電点とは各々のコイルエレメントに接続され、各々のコイルエレメントが受信した高周波信号を検出する回路のことをいう。また、分割部とは、筐体の一部であって、隣のユニットの筐体と重なる部分である。分割部によって、ＲＦコイル３００は、複数のユニットに分割されている。

また、天板４０１は、第一の天板コネクタ４１１、第二の天板コネクタ４１２、第三の天板コネクタ４１３を備え、各々の天板コネクタは、それぞれケーブル配線４０３を介して、ドッキングコネクタ５０１へ接続される。分割された各ＲＦコイルユニットが天板上に設置されると、コイルコネクタ３０３ｃは天板コネクタ４１３と、コイルコネクタ３０２ｃは天板コネクタ４１２と、コイルコネクタ３０１ｃは天板コネクタ４１１と、それぞれ接続される。

例えばＲＦコイル３００が受信コイルの場合は、磁気共鳴信号をコイルエレメント３０１ａ、３０２ａ、３０３ａが受信し、給電点３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂで検出される。検出された信号は、各コイルコネクタ３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃ及び天板コネクタ４１１、４１２、４１３を介し、更にケーブル配線４０３を通ってドッキングコネクタ５０１まで伝送される。図４において、オーバーラップ部３１２及び３２３に着目すると、それぞれコイルエレメント３０１ａと３０２ａ及び３０２ａと３０３ａが空間的にオーバーラップしている。ここでは、隣接するコイルエレメントの磁気的カップリングを最小限に抑えるのに最適な量だけオーバーラップするように各ＲＦコイルユニットが重ね合わせられ、各ＲＦコイルユニット間を電気的に結ぶ機構（連結部）は不要である。また、ＲＦコイルユニット３００の上の被験者（図示せず）と各コイルエレメントの物理的な距離がオーバーラップ部以外の部分ではなるべく近くになるように折り返されることによって、高感度ＲＦコイルを実現している。

それぞれのコイルエレメント３０１a〜３０３aは、図１３に示すコイルエレメント３００を1つ以上含んでいる。コイルエレメント３００が、一つのコイルエレメント（例えば３０１a）の中に複数ある場合には、それぞれのコイルエレメント３００が重なり合って、コイルエレメント３０１aを構成している。それぞれのコイルエレメント３００が重なり合っている状態を説明すると、コイルエレメント３００は、ユニットの筐体内部に、這わせて設置され、コイルエレメント３００が重なっている交差点のみ、片方のコイルが持ちあげられている。重なっている内側部分で、コイルが交差する交差点ではない箇所は、それぞれのコイルエレメント３００は、筐体内部に這って設置されている。

一方、ユニットの異なるコイルエレメントの一部が重なる場合には、筐体を介してコイルエレメントが重なりあうため、重なり合っている箇所（図４の３１２、３２３の箇所）は、図４に示すように、交差点以外の、二つのコイルが重なっている内側部分も、上下（厚み方向）に幅を持って重なっている。なお、コイルエレメント３０１aと、３０２ａは、それぞれ筐体の内部に這わせて設置されているため、二つのコイルは筐体を構成する素材（プラスチック等）の厚みの少なくとも2倍分、上下に離れて設置されている。筐体が約幅1センチのプラスチック素材で出来ている場合には、おおよそ２〜３センチ離れている。なお、素材がもっと厚い場合には、２センチ以上離れていてもよい。

次に、図５及び図６を用いて、本発明の二つの実施形態を説明する。図５は、頭用のＲＦコイル（ユニット３０１）のほかに、複数のＲＦコイル（ユニット３０２〜３０４）がある。図６は、頭用ＲＦコイル（ユニット３０１）のほかに、１つのＲＦコイル（ユニット３０５）がある。図５の形態では、ＲＦコイルは少なくとも３つのユニットに分割されており（図では４つに分割されている）、真中のユニット（図では３０３、真中のユニットは、被検体の腰部周辺に位置する）の位置を固定し、両隣のユニットの位置を交換することができる。

図６は、ユニット３０１は頭用のユニット301のほかに、一つのユニット305を備え、ユニット３０１は、ユニット３０５を固定した状態で、ユニット３０５の両側に設置することができる。すなわち、簡単に、Head-FirstとFeet-Firstの両方の撮像を実現することができる。詳細を説明すると、第一のＲＦコイルユニット３０１と第五のＲＦコイルユニット３０５が天板４０１の上に設置される。第一のＲＦコイルユニットは、一般に被験者（図示せず）の頭部から頸椎までを感度範囲にもつ専用のＲＦコイルであって、第五のＲＦコイルユニット３０５は被験者（図示せず）の首下から足先までを感度範囲にもつ汎用のＲＦコイルである。このような構成でHead-First撮像とFeet-First撮像の両方を行うためには、天板４０１上で第一のＲＦコイルユニット３０１を第五のＲＦコイルユニット３０５の反対側に移動して用いる。

一方、図５は、常設型ＲＦコイルを複数に分割して着脱可能にしたＲＦコイルユニットであって、天板４０１の中心部付近に第三のＲＦコイルユニット３０３を配置し、その両隣に第二のＲＦコイルユニット３０２と第四のＲＦコイルユニット３０４を配置し、第二のＲＦコイルユニット３０２の隣に第一のＲＦコイルユニット３０１を配置した図である。この時、隣り合うＲＦコイルユニットの端部は互いにオーバーラップしており、天板４０１の中心部に近いＲＦコイルユニットの端部の方が下側になるように配置される。このように多くの数のＲＦコイルユニットに分割し、天板４０１中央部に一つのＲＦコイルユニットを中心に配置し、その他のＲＦコイルユニットも適切なサイズで天板上に並べることによって、Head-First撮像とFeet-First撮像の両方に対応した可搬式テーブルとＲＦコイルシステムを実現できる。

なお、図６の配置に比べて、図５の配置方法は、同じ感度範囲を持ちながらも、天板４０１の全体の長さを短く抑えることができ、装置の設置スペースを小さくすることができる。

以下、図１及び図７を用いて、本発明の第二の実施例について説明する。本実施例では、天板４０１の長手方向への配列だけでなく横手方向(体幅方向)への配列も行えるＲＦコイルユニットの分割例及び設置例を説明する。

図７は、ガントリ１００に対して着脱可能な可搬式テーブル４００をもつMRI装置において、可搬式テーブルの天板４０１の横手方向（体幅方向）に第三のＲＦコイルユニット３０３、第二のＲＦコイルユニット３０２’、第六のＲＦコイルユニット３０９を示す構成図及び内部構造の例である。図１のMRI装置におけるＲＦコイルユニット３００において、図４が体軸方向にＲＦコイルユニットを複数に分割した例であったのに対し、本実施例は、天板の横手（体幅）方向に分割した点が異なる。

尚、既に説明した図１に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。また、ここで図示した第二のＲＦコイルユニット３０２’は前記第二のＲＦコイルユニット３０２と同一の形状を有するが向きが異なるという意味で符号を同じにし、「’」を付けた。

図７においては、天板４０１の横手（体幅）方向に隣り合うＲＦコイルユニットの端部が、破線の円部３２３’、３９２の部分のように重なりあって配列した例であって、天板４０１の中央部に近い方の第三のＲＦコイルユニット３０３の端部が下側になり、天板４０１中央部から体幅方向に離れた方向に第二のＲＦコイルユニット３０２’の端部が上側になってオーバーラップ部３２３’を形成する。更に、天板４０１中央部から体幅方向に離れた方向に第六のＲＦコイルユニット３０９が配列される場合、天板中央部に近い方の第二のＲＦコイルユニット３０２’の端部が下側になり、第六のＲＦコイルユニット３０９の端部が上側になるようにオーバーラップ部３９２を形成する。

ここで、ＲＦコイルユニットの内部に着目すると、第三のＲＦコイルユニット３０３、第二のＲＦコイルユニット３０２’、第六のＲＦコイルユニット３０９はそれぞれ第三のコイルエレメント３０３ａ、第二のコイルエレメント３０２’ａ、第六のコイルエレメント３０９ａと、第三の給電点３０３ｂ、第二の給電点３０２’ｂ、第六の給電点３０９ｂ、及び第三のコイルコネクタ３０３ｃ、第二のコイルコネクタ３０２’ｃ、第六のコイルコネクタ３０９ｃを備えていて、高周波的にそれぞれ接続されている。

また、天板４０１は、前記第三の天板コネクタ４１３の他に、第四の天板コネクタ４１２’、第五の天板コネクタ４１９を備え、各々の天板コネクタは、それぞれケーブル配線４０３を介してドッキングコネクタ５０１へ接続される。分割された各ＲＦコイルユニットが天板上に設置されると、第三のコイルコネクタ３０３ｃは第三の天板コネクタ４１３と、第二のコイルコネクタ３０２’ｃは第四の天板コネクタ４１２’と、第六のコイルコネクタ３０９ｃは第五の天板コネクタ４１９と、それぞれ接続される。

実施例１の場合と同様にＲＦコイル３００が受信コイルの場合は、磁気共鳴信号をコイルエレメント３０３ａ、３０２’ａ、３０９ａが受信し、給電点３０３ｂ、３０２’ｂ、３０９ｂで検出される。検出された信号は、各コイルコネクタ３０３ｃ、３０２’ｃ、３０９ｃ及び天板コネクタ４１３、４１２’、４１９を介し、更にケーブル配線４０３を通ってドッキングコネクタ５０１まで伝送される。図７において、オーバーラップ部３３２’及び３２９に着目すると、それぞれコイルエレメント３０３ａと３０２’ａ及び３０２’ａと３０９ａが空間的にオーバーラップしている。ここでは、隣接するコイルエレメントの磁気的カップリングを最小限に抑えるのに最適な量だけオーバーラップするように各ＲＦコイルユニットが設計され、各ＲＦコイルユニット間を電気的に結ぶ機構（連結部）は不要である。また、ＲＦコイルユニット３００の上の被験者（図示せず）と各コイルエレメントの物理的な距離がオーバーラップ部以外の部分ではなるべく近くになるように折り返されることによって、高感度ＲＦコイルを実現している。

以下、図１及び図８、図９、図１０を用いて、本発明の第三の実施例について説明する。本実施例では、天板４０１上で、分割されたＲＦコイルユニットがマトリクス状に配列される設置例と、天板４０１に備えられる天板コネクタの配置例、更には各コイルユニットを正しい設置場所に設置するための識別構造について説明する。

実施例１では体軸方向に隣り合うＲＦコイルユニットが天板４０１の中央部に近い方のＲＦコイルユニットの端部が下側に、天板４０１の中央部から遠い方のＲＦコイルユニットの端部が上側になるように重なりあうことを特徴としていたが、また、実施例２では体幅方向に隣り合うＲＦコイルユニットが実施例１と同様に重なりあうことを特徴としていたが、図８上図に示す本実施例はＲＦコイルユニットの配列方向を体軸方向（３０２−３０３−３０２）と体幅方向（３０２’−３０３−３０２’）の両方向に拡張した実施例で、更には、３０２及び３０２’の天板体幅方向の外側に第七のＲＦコイルユニット３１０を配列した図を示す。

更に図８下図においては、更に異なる形状の第八のＲＦコイルユニット３１１をＲＦコイルユニット３１０の体幅方向外側に配列した例である。図８下図ように、体軸方向にも更に外側にＲＦコイルユニット３０１や３０４を配列することもできる。

図９に、各ＲＦコイルユニットを配列した状態から分割した時のユニット形状を示したが、いずれの配列例においても、天板４０１の中央部に最も近いＲＦコイルユニット３０３を中心に、隣り合う各ＲＦコイルユニットの端部は互いに重なりあっていて、天板４０１の中央部に近い方のＲＦコイルユニットの端部が下側で、天板４０１の中央部から遠い方のその端部ＲＦコイルユニットの端部が上側になって、各ＲＦコイルユニット間はお互いに電気的な接続をすることなく2次元マトリクス状に配列される。

図１０に、天板４０１及び天板４０１上に配置されたＲＦコイルユニット３００とその分割された（第一から第三の各）ＲＦコイルユニット３０１、３０２、３０３とを側面から見た断面図を示している。本実施例のように２次元状に配列される場合、各ＲＦコイルユニットの端部のオーバーラップ形状の合致だけでは各天板コネクタと各コイルコネクタが誤って接続される可能性があるため、それを防止するための凹凸部３６２ｃ、３６３ｃ、４６２ｃ、４６３ｃを示す。天板上の天板コネクタ直近の設置面に凹／凸部４６２ｃや４６３ｃを形成し、また、各ＲＦコイルユニットの底面にもコイルコネクタ直近の設置面に凸／凹部３６２ｃや３６３ｃを形成し、それら凹凸が合致した場合のみ、天板コネクタとコイルコネクタの接続が成り立つようにする。凹凸部の代わりに、接続される各ＲＦコイルユニットと天板に、色や図形や数字などの目印をコイルコネクタ直近と天板コネクタ直近につけておき、正しい組合せを電気的な接続することなく判別できるようにしてもよい。

天板コネクタと、各ユニットのコイルコネクタの誤接続防止のための凹凸部や、色、図形、数字などの目印は、実施例１、２、４に記載の実施形態においても、適用可能である。

可搬式テーブルがガントリに接続されれば、テーブル制御部２００から各ＲＦコイルユニットのコイルコネクタに備えられたコイルＩＤメモリ内のデータに対して識別コマンドを発してアクセスし、ＩＤが一致しない場合はコイルユニットの配列が間違っていることをユーザーに知らせてもよい。

また、接続されていないユニットがあれば、それを認識し、ユーザーに知らせる仕組みにしてもよい。これら誤接続等のユーザー通知についても、実施例１、２、４の実施形態についても、同様に適用可能である。

なお、ユーザーへの誤接続等の通知の仕方として、表示装置１０９に、図１１又は図１２等を表示し、間違って接続されている箇所、または接続されていない箇所を、色を変えて警報を表示するなどしてもよい。実施例１、２、４の実施形態においても、図11、図１２の様に、コイルユニットの分割の仕方を表す図とともに、誤接続または接続されていないユニットの色を変えて表示する。

図１１、１２を用いて本発明の第四の実施例について説明する。本実施例では、天板４０１上において、マトリクス状に配列されるＲＦコイルユニットの分割及び設置例と、天板４０１上のスペースを有効に使う例を示す。天板常設型のＲＦコイル３００を部分的に着脱可能にする構造では、部分的に取り外したＲＦコイルユニットのスペースに別の部位別専用のＲＦコイルを設置することができる。例えば、図１１においては、図８下図の状態から、第一のＲＦコイルユニット３０１、第二のＲＦコイルユニット３０２、第七のＲＦコイルユニット３１０、第八のＲＦコイルユニット３１１を取り外す代わりに第一の部位別専用ＲＦコイルユニット３２１を設置した例を示す。例えば、マンモＭＲＩ時のように、ＲＦコイルユニット３２１として乳房撮像専用のＲＦコイルを用いれば、天板常設型ＲＦコイルを用いる場合よりも高画質の画像を得られる。また、図１２においては、図８下図の状態から、第四のＲＦコイルユニット３０４、第六のＲＦコイルユニット３０９、第八のＲＦコイルユニット３１１を取り外す代わりに、第二の部位別専用ＲＦコイルユニット３２２や第三の部位別専用ＲＦコイルユニット３２３を設置した例を示す。例えば、ＲＦコイルユニット３２２として上腕部撮像用ＲＦコイルを設置したり、ＲＦコイルユニット３２３として膝撮像用ＲＦコイルユニットを設置したりして、それぞれ所望の関心領域をより高感度の局所ＲＦコイルで撮像できる。以上の例は、マンモＭＲＩや上腕部や膝撮像の場合を挙げたが、この例に限らず、本発明によれば、併存する常設型ＲＦコイルユニットの一部ユニットは常に部位別専用ＲＦコイルよりも天板中央部に近い方に配置することができ、その端部をオーバーラップさせて電磁気的なカップリングを低減する場合は、常設型ＲＦコイルユニットの方が下側になるように配列することができるので必要最小限のＲＦコイルユニットのみを取り外せばよい。更には、パルスシーケンスに応じて、図１３で示したようなテーブル制御部２００からＲＦコイル内のトラップ回路３００ｃを制御することによって電磁気的なカップリングを低減すれば、比較的小さな天板上で部分的に着脱可能な常設型ＲＦコイルと部位別専用ＲＦコイルを組み合わせて同時使用が可能になる。

１００ ガントリ
１０１ マグネット
１０２ 傾斜磁場発生コイル
１０３ 高周波照射コイル
１０４ 被験者
１０５ 受信器
１０５ａ Ａ／Ｄ信号処理器
１０６ 高周波磁場発生機
１０７ 傾斜磁場電源
１０８ 記憶媒体
１０９ 表示装置
１１０ シーケンサ
１１１ 計算部
２００ 天板制御部
２００ａ 電流供給源
２００ｂ プリアンプ駆動用電源
３００ ＲＦコイル
３００ａ コイルエレメント
３００ｂ 信号検出部
３００ｃ コイルコネクタ
３００ｄ 受信ケーブル
３００ｅ トラップ回路
３０１〜３１１ ＲＦコイルユニット
３０１ 第一のＲＦコイルユニット
３０１ａ 第一のコイルエレメント
３０１ｂ 第一の給電点
３０１ｃ 第一のコイルコネクタ
３０２ 第二のＲＦコイルユニット
３０２’第二のＲＦコイルユニット
３０２ａ 第二のコイルエレメント
３０２’ａ 第二のコイルエレメント
３０２ｂ 第二の給電点
３０２’ｂ 第二の給電点
３０２ｃ 第二のコイルコネクタ
３０２’ｃ 第二のコイルコネクタ
３０３ 第三のＲＦコイルユニット
３０３ａ 第三のコイルエレメント
３０３ｂ 第三の給電点
３０３ｃ 第三のコイルコネクタ
３０４ 第四のＲＦコイルユニット
３０５ 第五のＲＦコイルユニット
３０９ 第六のＲＦコイルユニット
３０９ａ 第六のコイルエレメント
３０９ｂ 第六の給電点
３０９ｃ 第六のコイルコネクタ
３１０ 第七のＲＦコイルユニット
３１１ 第八のＲＦコイルユニット
３２１ 第一の部位別専用ＲＦコイルユニット
３２２ 第二の部位別専用ＲＦコイルユニット
３２３ 第三の部位別専用ＲＦコイルユニット
３１２、３２３、３２３’、３９２ オーバーラップ部
３６２ｃ、３６３ｃ、４６２ｃ、４６３ｃ 凹凸部
４００ 可搬式テーブル
４０１ 天板
４０２ 架台
４０３ 複合ケーブル配線
４１０ 天板コネクタ
４１１ 第一の天板コネクタ
４１２ 第二の天板コネクタ
４１３ 第三の天板コネクタ
４１２’第四の天板コネクタ
４１９ 第五の天板コネクタ
５０１、５０２ ドッキングコネクタ
７０１ プリアンプ
７０２ 電源供給用ケーブル
７０３ キャパシタ
７０４ インダクタ
７０５ ダイオード
７０６ 電流供給用ケーブル

Claims (14)

1. 静磁場を印加する静磁場印加手段と、
   前記静磁場中に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
   前記静磁場及び傾斜磁場が印加された前記被検体に高周波磁場を照射する高周波磁場照射手段と、
   前記被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルと、
   前記ＲＦコイルと接続され、前記ＲＦコイルを載せる天板と、を備える磁気共鳴撮像装置であって、
   前記ＲＦコイルは、
   前記被検体からの前記磁気共鳴信号を、各々異なるチャネルで受信する複数のコイルエレメントと、
   各々の前記コイルエレメントに接続され、各々の前記コイルエレメントが受信した前記磁気共鳴信号を検出する給電点と、
   前記複数のコイルエレメント及び前記給電点を収める複数の筐体と、を有し、
   前記ＲＦコイルは、前記複数の筐体の分割部により、各々前記コイルエレメント、給電点及び筐体を含む複数のユニットに分割されており、
   前記天板に前記複数のユニットが接続されることにより、隣り合うユニットのコイルエレメントは、少なくとも一部が重なり合い、
   前記筐体の分割部は、前記隣り合うユニットのコイルエレメントの間に設けられていることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
2. 前記分割部は、前記隣り合うユニットのコイルエレメントを分割しないように、前記隣り合うユニットのコイルエレメントを避けるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
3. 前記筐体の分割部は、段差形状になっていることを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置。
4. 前記ＲＦコイルは、前記被検体の体軸方向に、前記複数のユニットに分割されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴撮像装置。
5. 前記ＲＦコイルは、更に、前記被検体の体幅方向に、前記複数のユニットに分割されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
6. 前記複数のユニットは、前記被検体の頭部用に用いられる頭部用ユニットを含み、
   前記頭部用ユニットの前記分割部の段差形状は、前記天板から遠い側で突出していることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
7. 前記複数のユニットは、前記被検体の腰部周辺用に用いられる腰部周辺用ユニットを含み、
   前記腰部周辺用ユニットの前記分割部の段差形状は、前記天板から近い側で突出していることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴撮像装置。
8. 前記複数のユニットは、前記被検体の頭部用に用いられる前記頭部用ユニットと、他のユニットの二つのユニットから構成され、
   前記頭部用ユニットは、前記他のユニットの両側に設置可能であることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴撮像装置。
9. 前記ＲＦコイルは、少なくとも第１、第2、第3のユニットに分割されており、
   前記第2のユニットは、前記天板に固定された状態で、前記第1及び前記第3のユニットは位置が交換可能であることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
10. 前記複数のユニットは、予め前記天板に接続される位置が決まっており、
    各々の前記複数のユニット及び前記天板は、それぞれ凹凸のどちらかが設けられており、
    前記複数のユニットが前記天板の接続される位置に接続された場合に、前記複数のユニット及び前記天板に設けられた凹凸が合うように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
11. 前記天板は、前記複数のユニットが接続されているか否かを判断するセンサーが備えられており、
    前記磁気共鳴撮像装置は、更に、
    前記天板から、前記複数のユニットの接続状態を示す情報を受信する受信部と、
    前記接続状態を示す情報を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
12. 前記複数のユニットは、予め前記天板に接続される位置が決まっており、
    前記磁気共鳴撮像装置は、更に、
    前記天板から、接続された前記ユニットの識別ID及びユニットが接続された位置情報を示す情報を受信する受信部と、
    受信した前記ユニットの識別ID及び、前記位置情報が、予め定められた接続位置と異なる場合には、警報情報を表示する表示装置と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
13. 前記隣り合うユニットの、一部が重なり合うコイルエレメントは少なくとも2センチ以上離れて重なり合っている事を特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴撮像装置。
14. 被検体の磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴撮像装置に用いられるＲＦコイルであって、
    前記被検体からの磁気共鳴信号を、各々異なるチャネルで受信する複数のコイルエレメントと、
    各々の前記コイルエレメントに接続され、各々の前記コイルエレメントが受信した前記高周波信号を検出する給電点と、
    前記複数のコイルエレメント及び前記給電点を収める複数の筐体と、を有し、
    前記ＲＦコイルは、前記複数の筐体の分割部により、各々前記コイルエレメント、給電点及び筐体を含む複数のユニットに分割されており、
    隣り合うユニットのコイルエレメントは、少なくとも一部が重なり合っており、
    前記筐体の分割部は、前記隣り合うユニットのコイルエレメントの間に、設けられていることを特徴とするＲＦコイル。

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