特許 7039190 磁気共鳴イメージング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-11

(45)【発行日】2022-03-22

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20220314BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 350

A61B5/055 390

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2017119668

(22)【出願日】2017-06-19

(65)【公開番号】P2019000525

(43)【公開日】2019-01-10

【審査請求日】2020-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 治貴

(72)【発明者】

【氏名】副島 和幸

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２５３１２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－０４５７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５２２５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５８００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７２４８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｒ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＲＦパルス信号を生成する生成部と、
前記ＲＦパルス信号に基づいて、被検体が配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加する送信コイルと、
前記生成部と前記送信コイルとの間の少なくとも一部の区間で、複数の経路を介して前記ＲＦパルス信号を並列に送信する送信経路と、
シールドルーム外に配置され、前記複数の経路を介して送信される前記ＲＦパルス信号の位相が互いにずれた関係になることによって前記複数の経路から放射されるＲＦ放射ノイズが相殺されるように、前記ＲＦパルス信号の位相の少なくとも一つを変更する第１の位相変更部と、
前記シールドルーム内に配置され、前記第１の位相変更部により変更された位相量に応じて、前記送信コイルに入力する前段で前記ＲＦパルス信号の位相の少なくとも一つを変更する第２の位相変更部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記第１の位相変更部は、前記複数の経路を介して送信される前記ＲＦパルス信号の位相が互いに逆相にずれた関係になるように、前記ＲＦパルス信号の位相の少なくとも一つを変更する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

前記第１の位相変更部は、ダイレクトデジタルシンセサイザを用いて、前記ＲＦパルス信号の位相の少なくとも一つを変更する、
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

第１のＲＦパルス信号を生成する第１の生成部と、第２のＲＦパルス信号を生成する第２の生成部とを備え、
前記送信経路は、前記複数の経路を介して、前記第１のＲＦパルス信号と前記第２のＲＦパルス信号とを並列に送信する、
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。

【請求項5】

ＲＦパルス信号を生成する生成部と、
前記ＲＦパルス信号に基づいて、被検体が配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加する送信コイルと、
前記生成部と前記送信コイルとの間に設けられ、シールドルームの外における少なくとも一部の区間で、複数の経路を介して前記ＲＦパルス信号を並列に送信する送信経路と、
前記複数の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を経路間でずらす位相変更部と、
前記送信コイルの前段に設けられ、前記複数の経路を介して送信されたＲＦパルス信号の位相を同相に合わせる移相部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

ＲＦパルス信号を生成する生成部と、
前記ＲＦパルス信号に基づいて、被検体が配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加する送信コイルと、
前記生成部と前記送信コイルとの間に設けられ、少なくとも一部の区間で、複数の経路を介して前記ＲＦパルス信号を並列に送信する送信経路と、
前記複数の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を経路間で逆相にずらす位相変更部と、
前記送信コイルの前段に設けられ、前記複数の経路を介して送信されたＲＦパルス信号の位相を同相に合わせる移相部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

前記送信コイルの前段に設けられ、前記移相部によって位相が合わせられたＲＦパルス信号を合成する合成部をさらに備える、
請求項５又は６に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

前記生成部の後段に設けられ、前記ＲＦパルス信号を前記複数の経路に分配する分配部をさらに備える、
請求項１～７のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置に関する技術として、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）規格への適合や、受信系へのノイズ混入の低減を目的として、ＲＦパルス信号の送信時に発生するＲＦ放射ノイズを抑制する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２６４１０１号公報

【文献】特開２０１３－００５９５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、生成部と、送信コイルと、送信経路と、位相変更部とを備える。生成部は、ＲＦパルス信号を生成する。送信コイルは、前記ＲＦパルス信号に基づいて、被検体が配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加する。送信経路は、前記生成部と前記送信コイルとの間に設けられ、シールドルームの外における少なくとも一部の区間で、複数の経路を介して前記ＲＦパルス信号を並列に送信する。位相変更部は、前記複数の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を経路間でずらす。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置によるＲＦ放射ノイズの抑制を説明するための図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置における送信系の構成例を示す図である。

【図4】図４は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置における送信系の構成例を示す図である。

【図5】図５は、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置における送信系の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。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、送信コイル４、送信回路５、受信コイル６、受信回路７、架台８、寝台９、入力回路１０、ディスプレイ１１、記憶回路１２、及び処理回路１３～１６を備える。

【0008】

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が楕円状となるものを含む）に形成されており、内側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。また、例えば、静磁場磁石１は、略円筒状に形成されたものではなく、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１対の磁石を配置した、いわゆるオープン型の構成を有するものであってもよい。

【0009】

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が楕円状となるものを含む）に形成されており、静磁場磁石１の内側に配置されている。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つのコイルを備える。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、水平方向に設定され、ｙ軸の方向は、鉛直方向に設定される。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。

【0010】

傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２が備える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傾斜磁場コイル２の内側の空間に発生させる。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、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。

【0011】

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。

【0012】

そして、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、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に沿った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。

【0013】

送信コイル４は、送信回路５から出力されるＲＦ（Radio Frequency）パルス信号に基づいて、被検体Ｓが配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルである。具体的には、送信コイル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の内側に配置されている。そして、送信コイル４は、送信回路５から出力されるＲＦパルス信号に基づいて、当該送信コイル４の内側の空間に形成された撮像空間にＲＦ磁場を印加する。

【0014】

送信回路５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号を送信コイル４に出力する。

【0015】

受信コイル６は、被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信するＲＦコイルである。例えば、受信コイル６は、送信コイル４の内側に配置された被検体Ｓに装着され、送信コイル４によって印加されるＲＦ磁場の影響で被検体Ｓから発せられるＭＲ信号を受信する。そして、受信コイル６は、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、受信コイル６には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここで、専用のコイルとは、例えば、頭部用の受信コイル、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。

【0016】

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１４に出力する。

【0017】

なお、ここでは、送信コイル４がＲＦ磁場を印加し、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、各ＲＦ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し、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が送信機能を有する場合は、送信回路５は、受信コイル６にもＲＦパルス信号を出力する。

【0018】

架台８は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び送信コイル４を収容している。具体的には、架台８は、円筒状に形成された中空のボアＢを有しており、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び送信コイル４がボアＢを囲むように配置された状態で、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及び送信コイル４それぞれを収容している。ここで、架台８におけるボア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。

【0019】

寝台９は、被検体Ｓが載置される天板９ａを備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、架台８におけるボアＢの内側へ天板９ａを挿入する。例えば、寝台９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。

【0020】

入力回路１０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、入力回路１０は、処理回路１６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１６へ出力する。例えば、入力回路１０は、トラックボールやスイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。

【0021】

ディスプレイ１１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１１は、処理回路１６に接続されており、処理回路１６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１１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。

【0022】

記憶回路１２は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路１２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１２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。

【0023】

処理回路１３は、寝台制御機能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。寝台制御機能１３ａは、寝台９に接続され、制御用の電気信号を寝台９へ出力することで、寝台９の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１３ａは、入力回路１０を介して、天板９ａ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９ａを移動するように、寝台９が有する天板９ａの駆動機構を動作させる。

【0024】

処理回路１４は、実行機能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。実行機能１４ａは、処理回路１６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、ＭＲ信号データのデータ収集を行う。

【0025】

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が送信コイル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。

【0026】

また、実行機能１４ａ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１２に記憶させる。なお、実行機能１４ａ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１２に記憶される。

【0027】

処理回路１５は、画像生成機能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。画像生成機能１５ａは、記憶回路１２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１５ａは、実行機能１４ａによって記憶回路１２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１５ａは、生成した画像の画像データを記憶回路１２に記憶させる。

【0028】

処理回路１６は、主制御機能１６ａを有する。例えば、処理回路１６は、プロセッサによって実現される。主制御機能１６ａ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１６ａは、入力回路１０を介して操作者から撮像条件（パルスシーケンスに関する各種のパラメータの入力等）を受け付け、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する。そして、主制御機能１６ａは、生成したシーケンス実行データを処理回路１４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１６ａは、操作者から要求された画像の画像データを記憶回路１２から読み出し、読み出した画像をディスプレイ１１に出力する。

【0029】

ここで、例えば、上述した処理回路１３～１６が有する各処理機能は、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１２に記憶される。各処理回路は、各プログラムを記憶回路１２から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３～１６は、図１に示した各処理機能を有することとなる。

【0030】

なお、図１に示す例では、寝台制御機能１３ａ、実行機能１４ａ、画像生成機能１５ａ及び主制御機能１６ａの各処理機能が、それぞれ単一の処理回路によって実現されることとしたが、実施形態はこれに限られない。これらの処理機能は、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。

【0031】

また、上述した実施形態において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（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１２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。

【0032】

以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例について説明した。ここで、上述したＭＲＩ装置１００の各構成要素は、シールドルーム２００と機械室３００とに分けて設置される。シールドルーム２００は、室外で発生する電磁波ノイズから室内の空間を遮蔽するとともに、室内で発生する電磁波ノイズが室外に漏れるのを防ぐ。

【0033】

例えば、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、送信コイル４、受信コイル６、架台８、及び寝台９が、シールドルーム２００に設置される。また、傾斜磁場電源３、送信回路５、受信回路７、入力回路１０、ディスプレイ１１、記憶回路１２、及び処理回路１３～１６が、機械室３００に設置される。

【0034】

ここで、ＭＲＩ装置１００は、ＥＭＣ規格への適合や、受信系へのノイズ混入の低減を目的として、ＲＦパルス信号の送信時に発生するＲＦ放射ノイズを抑制するように構成される。例えば、ＲＦパルス信号を送信する送信ケーブルにフェライトコアを取り付けたり、送信ケーブルや筐体のシールドを強化したりすることが行われる。

【0035】

しかしながら、このような構成では、ＲＦ放射ノイズの低減の効果が十分に得られないこともあり得る。特に、送信ケーブルからのＲＦ放射ノイズが大きいと考えられる。このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができるように構成されている。

【0036】

具体的には、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、生成部と、送信コイル４と、送信経路と、位相変更部とを備える。生成部は、ＲＦパルス信号の波形を生成する。送信コイル４は、ＲＦパルス信号に基づいて、被検体Ｓが配置される撮像空間にＲＦ磁場を印加する。送信経路は、生成部と送信コイル４との間に設けられ、少なくとも一部の区間で、複数の経路を介してＲＦパルス信号を並列に送信する。位相変更部は、複数の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を経路間でずらす。

【0037】

図２は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によるＲＦ放射ノイズの抑制を説明するための図である。例えば、図２に示すように、複数の箇所から電波が放射される場合に、各箇所からの電波が同相であれば、それぞれの電波が互いに強めあうことになり、その結果、アンテナ等によって測定される時点では大きい値が観測されることになる。一方、各箇所からの電波が逆相であれば、それぞれの電波は互いに打ち消しあうことになり、その結果、アンテナ等によって測定される時点では小さい値が観測されることになる。

【0038】

本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、このような電波の特性を利用し、ＲＦパルス信号を送信する送信経路において、少なくとも一部の区間に複数の経路を設け、当該複数の経路で並列に送信されるＲＦパルス信号の位相をずらすようにしている。これにより、当該区間で各径路から放射されるＲＦ放射ノイズが互いに打ち消しあうことになり、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができるようになる。

【0039】

図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００における送信系の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、送信コイル４が二つの給電点を有しており、二つの送信経路を介して、送信コイル４の各給電点にＲＦパルス信号を供給する場合の例を説明する。

【0040】

例えば、図３に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、第１の生成回路５１ａと、第２の生成回路５１ｂと、第１の増幅回路５２ａと、第２の増幅回路５２ｂと、第１の送信経路１７ａと、第２の送信経路１７ｂと、移相回路１８と、送信コイル４とを備える。ここで、第１の生成回路５１ａ、第２の生成回路５１ｂ、第１の増幅回路５２ａ、及び第２の増幅回路５２ｂは、図１に示した送信回路５に含まれる。

【0041】

第１の生成回路５１ａは、第１のＲＦパルス信号を生成する。例えば、第１の生成回路５１ａは、第１の波形生成回路５１１ａと、第１の発振回路５１２ａと、第１のミキシング回路５１３ａと、第１のＤＡ変換回路５１４ａとを含む。なお、第１の生成回路５１ａは、上述した生成部の一例である。

【0042】

第１の波形生成回路５１１ａは、第１のＲＦパルス信号の波形を表すＲＦ波形信号を生成する。例えば、第１の波形生成回路５１１ａは、ＲＦ波形信号として、ｓｉｎｃ関数で表される包絡線の波形を生成する。

【0043】

第１の発振回路５１２ａ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デジタル搬送波信号を生成する。例えば、第１の発振回路５１２ａは、ＮＣＯ（Numerically Controlled Oscillators）であり、ダイレクトデジタルシンセサイザ（Direct Digital Synthesizer：ＤＤＳ）を用いて実現される。

【0044】

第１のミキシング回路５１３ａは、第１の発振回路５１２ａによって発生したデジタル搬送波信号を第１の波形生成回路５１１ａによって生成されたＲＦ波形信号で変調することによって、第１のＲＦパルス信号を生成する。

【0045】

第１のＤＡ変換回路５１４ａは、第１のミキシング回路５１３ａによって生成された第１のＲＦパルス信号をアナログ信号に変換して出力する。

【0046】

第２の生成回路５１ｂは、第２のＲＦパルス信号を生成する。例えば、第２の生成回路５１ｂは、第２の波形生成回路５１１ｂと、第２の発振回路５１２ｂと、第２のミキシング回路５１３ｂと、第２のＤＡ変換回路５１４ｂとを含む。なお、第２の生成回路５１ｂは、上述した生成部の一例である。

【0047】

第２の波形生成回路５１１ｂは、第２のＲＦパルス信号の波形を表すＲＦ波形信号を生成する。例えば、第２の波形生成回路５１１ｂは、ＲＦ波形信号として、ｓｉｎｃ関数で表される包絡線の波形を生成する。

【0048】

第２の発振回路５１２ｂ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デジタル搬送波信号を生成する。例えば、第２の発振回路５１２ｂは、ＮＣＯであり、ＤＤＳを用いて実現される。

【0049】

第２のミキシング回路５１３ｂは、第２の発振回路５１２ｂによって発生したデジタル搬送波信号を第２の波形生成回路５１１ｂによって生成されたＲＦ波形信号で変調することによって、第２のＲＦパルス信号を生成する。

【0050】

第２のＤＡ変換回路５１４ｂは、第２のミキシング回路５１３ｂによって生成された第２のＲＦパルス信号をアナログ信号に変換して出力する。

【0051】

第１の増幅回路５２ａは、第１の生成回路５１ａの後段に設けられ、第１の生成回路５１ａによって生成された第１のＲＦパルス信号を増幅する。

【0052】

第２の増幅回路５２ｂは、第２の生成回路５１ｂの後段に設けられ、第２の生成回路５１ｂによって生成された第２のＲＦパルス信号を増幅する。

【0053】

第１の送信経路１７ａは、第１の生成回路５１ａと送信コイル４との間に設けられ、第１の生成回路５１ａによって生成された第１のＲＦパルス信号を送信コイル４へ送信する。例えば、第１の送信経路１７ａは、信号線のケーブルによって実現される。

【0054】

第２の送信経路１７ｂは、第２の生成回路５１ｂと送信コイル４との間に設けられ、第２の生成回路５１ｂによって生成された第２のＲＦパルス信号を送信コイル４へ送信する。例えば、第２の送信経路１７ｂは、信号線のケーブルによって実現される。

【0055】

ここで、本実施形態では、第１の生成回路５１ａに含まれる第１の発振回路５１２ａと、第２の生成回路５１ｂに含まれる第２の発振回路５１２ｂとが、上述した位相変更部として機能する。具体的には、第１の発振回路５１２ａ及び第２の発振回路５１２ｂは、それぞれが有するＤＤＳを用いて、ＲＦパルス信号の位相をずらす。例えば、第１の発振回路５１２ａ及び第２の発振回路５１２ｂのうちの一方が、他方によって生成されるデジタル搬送波信号の位相を１８０°反転させたデジタル搬送波信号を生成する。この結果、第１のＤＡ変換回路５１４ａから出力される第１のＲＦパルス信号の位相と、第２のＤＡ変換回路５１４ｂから出力される第２のＲＦパルス信号の位相とが、互いに１８０°ずれた逆相となる。

【0056】

そして、本実施形態では、第１の送信経路１７ａと第２の送信経路１７ｂとが、第１のＲＦパルス信号と第２のＲＦパルス信号とを並列に送信する。

【0057】

このような構成によれば、第１のＲＦパルス信号の位相と第２のＲＦパルス信号の位相とが逆相となっているため、シールドルーム２００の外における少なくとも一部の区間で、第１の送信経路１７ａから放射されるＲＦ放射ノイズと、第２の送信経路１７ｂから放射されるＲＦ放射ノイズとが相殺されることになる。これにより、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができるようになる。

【0058】

移相回路１８は、第２の送信経路１７ｂ上で、送信コイル４の前段に設けられ、第２の送信経路１７ｂを介して送信された第２のＲＦパルス信号の位相を、送信コイル４の仕様によって要求される位相に合わせる。

【0059】

例えば、送信コイル４が、ＱＤ（Quadrature Detection）コイルのように、互いの位相が９０°ずれたＲＦパルス信号を二つの給電点に供給することを要求するものであった場合には、移相回路１８は、第２のＲＦパルス信号の位相を－９０°ずらすことで、第１のＲＦパルス信号の位相から９０°ずれた位相に合わせる。

【0060】

ここで、移相回路１８が第２のＲＦパルス信号の位相をずらす量は、－９０°に限られない。例えば、送信コイル４が、互いの位相が１２０°ずれたＲＦパルス信号を二つの給電点に供給することを要求するものであった場合には、移相回路１８は、第２のＲＦパルス信号の位相を－６０°ずらすことで、第１のＲＦパルス信号の位相から１２０°ずれた移相に合わせる。

【0061】

なお、移相回路１８は、いわゆるデジタル回路でなくてもよく、ケーブルによって実現されてもよい。その場合には、送信コイル４の前段において、第２の送信経路１７ｂのケーブルの長さを部分的に第１の送信経路１７ａのケーブルよりも長くすることで、第２のＲＦパルス信号の位相が送信コイル４に達するまでの間にずれるようにする。

【0062】

このように、移相回路１８によって、シールドルーム２００の中では、二つの送信経路で送信されるＲＦパルス信号の位相が逆相からずれることになるが、シールドルーム２００によってＲＦ放射ノイズが室外に漏れるのが防がれるため、ＥＭＣ性能に影響を与えることはない。

【0063】

上述したように、第１の実施形態では、第１の送信経路１７ａを介して送信される第１のＲＦパルス信号と、第２の送信経路１７ｂを介して送信される第２のＲＦパルス信号とが、互いに逆相とされて送信される。これにより、各送信経路から放射されるＲＦ放射ノイズが相殺されることになり、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができる。また、不要なＲＦ放射ノイズが抑制されることによって、ＭＲＩ装置１００のＥＭＣ性能を向上させることができる。

【0064】

（第２の実施形態）
なお、上述した第１の実施形態では、送信経路ごとに生成回路が設けられ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、一つの生成回路によって生成されたＲＦパルス信号を複数の経路に分配して送信するようにしてもよい。

【0065】

以下では、このような場合の例を第２の実施形態として説明する。なお、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置は、全体的には、図１に例示した構成と同様の構成を有しており、送信系の構成のみが異なる。そこで、以下では、第１の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、第１の実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。

【0066】

具体的には、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、生成部の後段に設けられ、生成部によって生成されたＲＦパルス信号を複数の経路に分配する分配部を備える。また、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、送信コイル４の前段に設けられ、複数の経路を介して送信されたＲＦパルス信号の位相を同相に合わせる移相部を備える。また、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、送信コイル４の前段に設けられ、移相部によって位相が合わせられたＲＦパルス信号を合成する合成部を備える。

【0067】

図４は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００における送信系の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、送信コイル４が一つの給電点を有しており、二つの経路を介して送信されたＲＦパルス信号を一つに合成して、送信コイル４の給電点に供給する場合の例を説明する。

【0068】

例えば、図４に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、生成回路１５１と、送信経路１１７と、増幅回路１５２と、分配回路１１９と、移相回路１１８と、合成回路１２０と、送信コイル４とを備える。ここで、生成回路１５１及び増幅回路１５２は、図１に示した送信回路５に含まれる。

【0069】

生成回路１５１は、ＲＦパルス信号を生成する。例えば、生成回路１５１は、波形生成回路１５１１と、発振回路１５１２と、ミキシング回路１５１３と、ＤＡ変換回路１５１４とを含む。なお、生成回路１５１は、上述した生成部の一例である。

【0070】

波形生成回路１５１１は、ＲＦパルス信号の波形を表すＲＦ波形信号を生成する。例えば、波形生成回路１５１１は、ＲＦ波形信号として、ｓｉｎｃ関数で表される包絡線の波形を生成する。

【0071】

発振回路１５１２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デジタル搬送波信号を生成する。例えば、発振回路１５１２は、ＮＣＯであり、ＤＤＳを用いて実現される。

【0072】

ミキシング回路１５１３は、発振回路１５１２によって発生したデジタル搬送波信号を波形生成回路１５１１によって生成されたＲＦ波形信号で変調することによって、ＲＦパルス信号を生成する。

【0073】

ＤＡ変換回路１５１４は、ミキシング回路１５１３によって生成されたＲＦパルス信号をアナログ信号に変換して出力する。

【0074】

増幅回路１５２は、生成回路１５１の後段に設けられ、生成回路１５１によって生成されたＲＦパルス信号を増幅する。

【0075】

送信経路１１７は、生成回路１５１と送信コイル４との間に設けられ、生成回路１５１によって生成されたＲＦパルス信号を送信コイル４へ送信する。例えば、送信経路１１７は、信号線のケーブルによって実現される。

【0076】

そして、本実施形態では、送信経路１１７は、シールドルーム２００の外における少なくとも一部の区間で、二つの経路を介してＲＦパルス信号を並列に送信する。

【0077】

分配回路１１９は、生成回路１５１の後段に設けられ、生成回路１５１によって生成されたＲＦパルス信号を、送信経路１１７に含まれる二つの経路に分配する。なお、分配回路１１９は、上述した分配部の一例である。

【0078】

ここで、本実施形態では、分配回路１１９が、上述した位相変更部として機能する。具体的には、分配回路１１９は、送信経路１１７に含まれる二つの経路のうちの第１の経路ＣＨ１には、第１のＲＦパルス信号を出力し、第２の経路ＣＨ２には、第１のＲＦパルス信号の位相を１８０°反転させた第２のＲＦパルス信号を出力する。この結果、第１の経路ＣＨ１に送出される第１のＲＦパルス信号の位相と、第２の経路ＣＨ２に送出される第２のＲＦパルス信号の位相とが、互いに１８０°ずれた逆相となる。なお、このとき、例えば、分配回路１１９は、第１のＲＦパルス信号と第２のＲＦパルス信号とを同じ振幅で出力する。

【0079】

このような構成によれば、第１のＲＦパルス信号の位相と第２のＲＦパルス信号の位相とが逆相となっているため、シールドルーム２００の外における少なくとも一部の区間で、第１の経路ＣＨ１から放射されるＲＦ放射ノイズと、第２の経路ＣＨ２から放射されるＲＦ放射ノイズとが相殺されることになる。これにより、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができるようになる。

【0080】

移相回路１１８は、送信コイル４の前段に設けられ、送信経路１１７に含まれる二つの経路を介して送信されたＲＦパルス信号の位相を同相に合わせる。なお、移相回路１１８は、上述した位相部の一例である。

【0081】

ここで、移相回路１１８は、いわゆるデジタル回路でなくてもよく、ケーブルによって実現されてもよい。その場合には、送信コイル４の前段において、第２のＲＦパルス信号が送信される経路のケーブルの長さを、部分的に、第１のＲＦパルス信号が送信されるケーブルよりも長くすることで、第２のＲＦパルス信号の位相が送信コイル４に達するまでの間にずれるようにする。

【0082】

合成回路１２０は、送信コイル４の前段に設けられ、移相回路１１８によって位相が合わせられたＲＦパルス信号を合成する。なお、合成回路１２０は、上述した合成部の一例である。

【0083】

上述したように、第２の実施形態では、送信経路１１７に含まれる第１の経路ＣＨ１を介して送信される第１のＲＦパルス信号と、第２の経路ＣＨ２を介して送信される第２のＲＦパルス信号とが、互いに逆相とされて送信される。これにより、各経路から放射されるＲＦ放射ノイズが相殺されることになり、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができる。また、不要なＲＦ放射ノイズが抑制されることによって、ＭＲＩ装置１００のＥＭＣ性能を向上させることができる。

【0084】

（第３の実施形態）
なお、上述した第２の実施形態では、合成回路１２０によってＲＦパルス信号を合成して送信コイル４に供給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、第１の実施形態と同様に、送信コイル４が二つの給電点を有する場合には、分配回路１１９によって二つの経路に分配されたＲＦパルス信号のうちの一方の位相を移相回路によってずらして、送信コイル４の一方の給電点に供給してもよい。

【0085】

以下では、このような場合の例を第３の実施形態として説明する。なお、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置は、全体的には、図１に例示した構成と同様の構成を有しており、送信系の構成のみが異なる。そこで、以下では、第１及び第２の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、第１及び第２の実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。

【0086】

図５は、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置１００における送信系の構成例を示す図である。なお、本実施形態では、図３に示した例と同様に、送信コイル４が二つの給電点を有しており、二つの経路を介して、送信コイル４の各給電点にＲＦパルス信号を供給する場合の例を説明する。

【0087】

例えば、図５に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、生成回路１５１と、送信経路２１７と、増幅回路１５２と、分配回路１１９と、移相回路２１８と、送信コイル４とを備える。ここで、生成回路１５１及び増幅回路１５２は、図１に示した送信回路５に含まれる。

【0088】

送信経路２１７は、生成回路１５１と送信コイル４との間に設けられ、生成回路１５１によって生成されたＲＦパルス信号を送信コイル４へ送信する。例えば、送信経路２１７は、信号線のケーブルによって実現される。

【0089】

そして、本実施形態では、送信経路２１７は、シールドルーム２００の外における少なくとも一部の区間で、二つの経路を介してＲＦパルス信号を並列に送信する。

【0090】

分配回路１１９は、生成回路１５１の後段に設けられ、生成回路１５１によって生成されたＲＦパルス信号を、送信経路２１７に含まれる二つの経路に分配する。なお、分配回路１１９は、上述した分配部の一例である。

【0091】

ここで、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、分配回路１１９が、上述した位相変更部として機能する。具体的には、分配回路１１９は、送信経路２１７に含まれる二つの経路のうちの第１の経路ＣＨ１には、第１のＲＦパルス信号を出力し、第２の経路ＣＨ２には、第１のＲＦパルス信号の位相を１８０°反転させた第２のＲＦパルス信号を出力する。この結果、第１の経路ＣＨ１に送出される第１のＲＦパルス信号の位相と、第２の経路ＣＨ２に送出される第２のＲＦパルス信号の位相とが、互いに１８０°ずれた逆相となる。

【0092】

このような構成によれば、第１のＲＦパルス信号の位相と第２のＲＦパルス信号の位相とが逆相となっているため、シールドルーム２００の外における少なくとも一部の区間で、第１の経路ＣＨ１から放射されるＲＦ放射ノイズと、第２の経路ＣＨ２から放射されるＲＦ放射ノイズとが相殺されることになる。これにより、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができるようになる。

【0093】

移相回路２１８は、第２の経路ＣＨ２上で、送信コイル４の前段に設けられ、第１の実施形態で説明した移相回路１８と同様に、第２の経路ＣＨ２を介して送信された第２のＲＦパルス信号の位相を、送信コイル４の仕様によって要求される位相に合わせる。なお、移相回路２１８は、第１の実施形態で説明した移相回路１８と同様に、いわゆるデジタル回路でなくてもよく、ケーブルによって実現されてもよい。

【0094】

上述したように、第３の実施形態でも、送信経路２１７に含まれる第１の経路ＣＨ１を介して送信される第１のＲＦパルス信号と、第２の経路ＣＨ２を介して送信される第２のＲＦパルス信号とが、互いに逆相とされて送信される。これにより、各経路から放射されるＲＦ放射ノイズが相殺されることになり、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができる。また、不要なＲＦ放射ノイズが抑制されることによって、ＭＲＩ装置１００のＥＭＣ性能を向上させることができる。

【0095】

なお、上述した各実施形態では、二つの経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を互いに１８０°ずらした逆相と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。ＲＦ放射ノイズをより効率よく抑制するためには、二つの経路で送信されるＲＦパルス信号の位相差を１８０°により近付けるのが望ましい。しかし、二つの経路で送信されるＲＦパルス信号は、少しでも位相がずれていれば、少なからず互いに弱めあうことになり、同相である場合と比べれば、ＲＦ放射ノイズが小さくなると考えられる。したがって、二つの経路で送信されるＲＦパルス信号の位相は、互いに少しでもずれていればよい。すなわち、二つの経路で送信されるＲＦパルス信号の位相は、位相差がゼロでなければよい。

【0096】

また、ＲＦ放射ノイズをより効率よく抑制するためには、上述した各実施形態において、ＲＦパルス信号を並列に送信する二つの経路をできるだけ近い位置に配置するのが望ましい。例えば、各径路を実現するケーブルを、より合わせたり、隣接して配置したりする。また、例えば、各径路を実現するケーブルが接続されるコネクタの位置を、できるだけ近い位置に配置する。

【0097】

また、上述した各実施形態では、二つの経路でＲＦパルス信号を並列に送信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、三つ以上の経路で、ＲＦパルス信号を並列に送信するようにしてもよい。例えば、四つの経路でＲＦパルス信号を送信する場合には、第１の経路と第２の経路とを近くに配置し、第３の経路と第４の経路とを近くに配置する。そして、第１の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を０°とし、第２の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を１８０°にする。また、第３の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を９０°とし、第４の経路で送信されるＲＦパルス信号の位相を２７０°とする。

【0098】

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、ＲＦパルス信号の送信時に送信経路で発生するＲＦ放射ノイズを抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。

【0099】

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。

【符号の説明】

【0100】

１００ 磁気共鳴イメージング装置
４ 送信コイル
５ 送信回路
５１ａ 第１の生成回路
５１ｂ 第２の生成回路
５１２ａ 第１の発振回路
５１２ｂ 第２の発振回路
１７ａ 第１の送信経路
１７ｂ 第２の送信経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】