特許 7267816 磁気共鳴イメージング装置、ＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング方法

(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】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置、ＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20230425BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 350

A61B5/055 ZDM

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2019074087

(22)【出願日】2019-04-09

(65)【公開番号】P2019181201

(43)【公開日】2019-10-24

【審査請求日】2022-02-02

(31)【優先権主張番号】P 2018077462

(32)【優先日】2018-04-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】今井 聡志

(72)【発明者】

【氏名】冨羽 貞範

【審査官】下村 一石

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１３１４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２１３９４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６２５２４０３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２４０６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／０５６４９４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有する、架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、
前記第１のエレメント部は、円筒状に形成された誘電体の基材と、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを含むバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記複数のラングのそれぞれは、前記基材の外周面上に軸方向に沿って配置された細長い矩形状の導体であり、
前記複数のラングは、第１のラング及び第２のラングを含み、
前記第２のエレメント部は、それぞれがアンテナ導体及びグランド導体を含む第１のマイクロストリップアンテナ及び第２のマイクロストリップアンテナを含み、
前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、それぞれ前記基材の内周面上における前記第１のラング及び前記第２のラングの内側の位置に配置され、かつ、静磁場の磁束に沿った第１の方向に沿って異なる位置に配置されており、
前記第１のラング及び前記第２のラングは、それぞれ前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナのグランド導体となっている
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記第２のエレメント部は、前記第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、前記第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体が配置されて構成されている、
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２のエレメント部に含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、それぞれ前記第１のラング及び前記第２のラングに沿って配置されている、
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記第１のエレメント部は、さらに、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する前記磁気共鳴信号の受信に用いられる、
請求項１～３のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項5】

前記第２のエレメント部は、さらに、前記高周波磁場の送信に用いられる、
請求項１～４のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

前記全身用ＲＦコイルは、前記第１のエレメント部が使用される際に、前記第１のラング及び前記第２のラングが、それぞれ前記第２のエレメント部に含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体に短絡される、
請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

前記第２のエレメント部に含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、第１のエレメント部に含まれる前記複数のラングより前記第１の方向の長さが短く、かつ、前記第１の方向の異なる位置に配置されている、
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

前記第２のエレメント部に含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、前記第１の方向の長さが異なる、
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9】

前記複数のラングそれぞれは、前記第１の方向に対して斜めに配置されており、
前記第２のエレメント部に含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、それぞれ前記第１のラング及び前記第２のラングに沿って配置されている、
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項10】

前記第２のエレメント部に含まれるに含まれる前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれの感度分布を利用してパラレルイメージングを行う制御部をさらに備える、
請求項１～９のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれの前記第１の方向に沿った感度分布を利用して前記パラレルイメージングを行う、
請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項12】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有するＲＦコイルであって、
前記第１のエレメント部は、円筒状に形成された誘電体の基材と、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを含むバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記複数のラングのそれぞれは、前記基材の外周面上に軸方向に沿って配置された細長い矩形状の導体であり、
前記複数のラングは、第１のラング及び第２のラングを含み、
前記第２のエレメント部は、それぞれがアンテナ導体及びグランド導体を含む第１のマイクロストリップアンテナ及び第２のマイクロストリップアンテナを含み、
前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、それぞれ前記基材の内周面上における前記第１のラング及び前記第２のラングの内側の位置に配置され、かつ、静磁場の磁束に沿った第１の方向に沿って異なる位置に配置されており、
前記第１のラング及び前記第２のラングは、それぞれ前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナのグランド導体となっている
ＲＦコイル。

【請求項13】

架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、当該全身用ＲＦコイルは、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルである第１のエレメント部と、複数のマイクロストリップアンテナを含む第２のエレメント部とを有し、前記第１のエレメント部は、円筒状に形成された誘電体の基材と、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを含むバードケージ型のＲＦコイルであり、前記複数のラングのそれぞれは、前記基材の外周面上に軸方向に沿って配置された細長い矩形状の導体であり、前記複数のラングは、第１のラング及び第２のラングを含み、前記第２のエレメント部は、それぞれがアンテナ導体及びグランド導体を含む第１のマイクロストリップアンテナ及び第２のマイクロストリップアンテナを含み、前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナの前記アンテナ導体は、それぞれ前記基材の内周面上における前記第１のラング及び前記第２のラングの内側の位置に配置され、かつ、静磁場の磁束に沿った第１の方向に沿って異なる位置に配置されており、前記第１のラング及び前記第２のラングは、それぞれ前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナのグランド導体となっている磁気共鳴イメージング装置によって実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
パラレルイメージング用のパルスシーケンスに基づいて、前記第１のエレメント部を用いて高周波磁場を送信し、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号を前記第２のエレメント部を用いて受信することで、前記第１のマイクロストリップアンテナ及び前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集し、
前記第１のマイクロストリップアンテナと前記第２のマイクロストリップアンテナとの間の感度差を利用して前記第１のｋ空間データにおける折り返しを展開することで、画像を生成する
ことを含む、磁気共鳴イメージング方法。

【請求項14】

感度分布計測用のパルスシーケンスに基づいて、前記第１のエレメント部を用いて高周波磁場を送信し、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号を前記第２のエレメント部を用いて受信することで、前記第１のマイクロストリップアンテナ前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに第２のｋ空間データを収集し、
前記第２のｋ空間データに基づいて、前記第１のマイクロストリップアンテナ前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに、当該マイクロストリップアンテナの感度分布を示す第１の感度マップを生成する
ことをさらに含み、
前記第１のマイクロストリップアンテナ前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに、前記第１の感度マップを用いて、前記第１のｋ空間データから生成された画像データ上で折り返しを展開して、前記画像を生成する、
請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング方法。

【請求項15】

前記第１のマイクロストリップアンテナ前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに、ｋ空間の中心部分のデータを含むように、前記第１のｋ空間データを収集し、
前記第１のマイクロストリップアンテナ前記第２のマイクロストリップアンテナそれぞれごとに収集された前記第１のｋ空間データ間で信号値の重み付け加算を行うことによって前記第１のｋ空間データ上で折り返しを展開して、前記画像を生成する
請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング方法。

【請求項16】

感度補正用のパルスシーケンスに基づいて、前記第１のエレメント部を用いて高周波磁場を送信し、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号を前記第１のエレメント部を用いて受信することで、第３のｋ空間データを収集し、
前記第３のｋ空間データに基づいて、前記第１のエレメント部の感度分布を示す第２の感度マップを生成し、
前記第２の感度マップを用いて、前記画像における不均一性を補正する感度補正を行う
ことをさらに含む、
請求項１３～１５のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング方法。

【請求項17】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有する、架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、
前記第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記第２のエレメント部は、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含み、
前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１のエレメント部より前記第１の方向の長さが短く、かつ、前記第１の方向の異なる位置に配置されている
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項18】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有する、架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、
前記第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記第２のエレメント部は、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含み、
前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１の方向の長さが異なる
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項19】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有するＲＦコイルであって、
前記第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記第２のエレメント部は、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含み、
前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１のエレメント部より前記第１の方向の長さが短く、かつ、前記第１の方向の異なる位置に配置されている
ＲＦコイル。

【請求項20】

高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有するＲＦコイルであって、
前記第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルであり、
前記第２のエレメント部は、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含み、
前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１の方向の長さが異なる
ＲＦコイル。

【請求項21】

架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、当該全身用ＲＦコイルは、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルである第１のエレメント部と、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含む第２のエレメント部とを有し、前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１のエレメント部より前記第１の方向の長さが短く、かつ、前記第１の方向の異なる位置に配置されている磁気共鳴イメージング装置によって実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
パラレルイメージング用のパルスシーケンスに基づいて、前記第１のエレメント部を用いて高周波磁場を送信し、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号を前記第２のエレメント部を用いて受信することで、前記マイクロストリップアンテナごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集し、
前記マイクロストリップアンテナ間の感度差を利用して前記第１のｋ空間データにおける折り返しを展開することで、画像を生成する
ことを含む、磁気共鳴イメージング方法。

【請求項22】

架台に収容された全身用ＲＦコイルを備え、当該全身用ＲＦコイルが、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルである第１のエレメント部と、静磁場の磁束に沿った方向を第１の方向とし、当該第１の方向に直交する方向を第２の方向とし、当該第１の方向及び前記第２の方向それぞれに直交する方向を第３の方向とした場合に、前記第２の方向及び前記第３の方向に沿った面内の感度分布が前記第１の方向の位置によって異なるように配置された複数のマイクロストリップアンテナを含む第２のエレメント部とを有し、前記複数のマイクロストリップアンテナは、前記第１の方向の長さが異なる磁気共鳴イメージング装置によって実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
パラレルイメージング用のパルスシーケンスに基づいて、前記第１のエレメント部を用いて高周波磁場を送信し、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号を前記第２のエレメント部を用いて受信することで、前記マイクロストリップアンテナごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集し、
前記マイクロストリップアンテナ間の感度差を利用して前記第１のｋ空間データにおける折り返しを展開することで、画像を生成する
ことを含む、磁気共鳴イメージング方法。

【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、ＲＦコイル及び磁気共鳴イメージング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置は、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、当該高周波磁場の影響によって被検体から発生した磁気共鳴信号に基づいて被検体内の画像を生成する装置である。

【0003】

このような磁気共鳴イメージング装置において、撮像時間を短縮するための技術として、パラレルイメージングが知られている。パラレルイメージングは、複数のコイルエレメントを有するアレイコイルを用いた撮像法であり、アレイコイルに含まれる各コイルエレメントの感度分布を利用することで、撮像の高速化を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２７５１６４号公報

【文献】特開２００５－２７０６７４号公報

【文献】特開２００５－５２３０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るＭＲＩ装置は、高周波磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、前記高周波磁場を受けて被検体から発生する磁気共鳴信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有する、架台に収容された全身用ＲＦコイルを備える。前記第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルである。前記第２のエレメント部は、マイクロストリップアンテナである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態に係る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ＷＢコイルが有する第１のエレメント部の構成例を示す斜視図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係るＷＢコイルが有する第２のエレメント部の構成例を示す側面図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係るＷＢコイルが有する送受信切替回路の構成例を示す図である。

【図5】図５は、第２の実施形態に係るＷＢコイルの構成例を示す側面図である。

【図6】図６は、第３の実施形態に係るＷＢコイルの構成例を示す側面図である。

【図7】図７は、第４の実施形態に係るＷＢコイルの構成例を示す側面図である。

【図8】図８は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置によって実行されるパラレルイメージングの一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置によって実行されるパラレルイメージングの他の例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、ＭＲＩ装置、ＲＦコイル及びＭＲＩ方法の実施形態について詳細に説明する。

【0009】

（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。

【0010】

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（Whole Body：ＷＢ）コイル４、寝台５、送信回路６、受信回路７、高周波（Radio Frequency：ＲＦ）シールド８、架台９、インタフェース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。

【0011】

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、円筒内に配置された撮像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する。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。

【0012】

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複数の軸方向に沿って傾斜磁場を発生させる。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、円筒内に配置された撮像空間に、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向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軸及びＸ軸に直交する鉛直方向に沿って設定される。

【0013】

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軸の各軸方向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軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させることで、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傾斜磁場を発生させることができる。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各軸は、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。

【0014】

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の各傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳され、被検体Ｓから発生する磁気共鳴（Magnetic Resonance：ＭＲ）信号に空間的な位置情報を付与する。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。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。スライス傾斜磁場は、ＭＲ信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。例えば、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ために用いられる。

【0015】

ＷＢ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磁場を印加する送信コイルの機能と、当該ＲＦ磁場の影響によって被検体Ｓから発生するＭＲ信号を受信する受信コイルの機能とを有する全身用ＲＦコイルである。具体的には、ＷＢ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、送信回路６から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、円筒内に配置された撮像空間にＲＦ磁場を印加する。また、ＷＢコイル４は、ＲＦ磁場の影響によって被検体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。

【0016】

寝台５は、被検体Ｓが載置される天板５１を備え、被検体Ｓの撮像が行われる際に、被検体Ｓが載置された天板５１を撮像空間に移動する。例えば、寝台５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。

【0017】

送信回路６は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有のラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号をＷＢコイル４に出力する。具体的には、送信回路６は、パルス発生器、ＲＦ発生器、変調器、及びＲＦアンプを有する。パルス発生器は、ＲＦパルス信号の波形を生成する。ＲＦ発生器は、共鳴周波数のＲＦ信号を発生する。変調器は、ＲＦ発生器によって発生したＲＦ信号の振幅をパルス発生器によって発生した波形で変調することで、ＲＦパルス信号を生成する。ＲＦアンプは、変調器によって発生したＲＦパルス信号を増幅してＷＢコイル４に出力する。

【0018】

受信回路７は、ＷＢコイル４によって受信された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。具体的には、受信回路７は、プリアンプ、検波器、及びＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を有する。プリアンプは、ＷＢコイル４から出力されるＭＲ信号を増幅する。検波器は、プリアンプによって増幅されたＭＲ信号から共鳴周波数の成分を差し引いたアナログ信号を検波する。Ａ／Ｄ変換器は、検波器によって検波された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１４に出力する。

【0019】

ＲＦシールド８は、傾斜磁場コイル２とＷＢコイル４との間に配置されており、ＷＢコイル４によって発生するＲＦ磁場から傾斜磁場コイル２を遮蔽する。具体的には、ＲＦシールド８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、傾斜磁場コイル２の内周側の空間に、ＷＢコイル４の外周面を覆うように配置されている。

【0020】

架台９は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、ＷＢコイル４及びＲＦシールド８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、ＷＢ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。

【0021】

なお、ここでは、ＭＲＩ装置１００が、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２及びＷＢ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するが、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。

【0022】

インタフェース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、インタフェース１０は、処理回路１６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て処理回路１６に出力する。例えば、インタフェース１０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回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、インタフェース１０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インタフェース１０の例に含まれる。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

処理回路１３は、寝台制御機能１３１を有する。寝台制御機能１３１は、制御用の電気信号を寝台５へ出力することで、寝台５の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１３１は、インタフェース１０を介して、天板５１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５１を移動するように、寝台５が有する天板５１の移動機構を動作させる。

【0026】

処理回路１４は、データ収集機能１４１を有する。データ収集機能１４１は、傾斜磁場電源３、送信回路６及び受信回路７を駆動することで、被検体ＳのＭＲ信号データを収集する。具体的には、データ収集機能１４１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各種のパルスシーケンスを実行することで、ＭＲ信号データを収集する。ここで、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する電流の強さ、送信回路６がＷＢ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、データ収集機能１４１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、データ収集機能１４１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１５１を有する。画像生成機能１５１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１５１は、データ収集機能１４１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、即ち、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１５１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１６１を有する。主制御機能１６１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。具体的には、主制御機能１６１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ためのＧＵＩ（Graphical User Interface）をディスプレイ１１に表示する。そして、主制御機能１６１は、インタフェース１０を介して受け付けられた入力操作に応じて、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御する。例えば、主制御機能１６１は、インタフェース１０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１６１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１６１は、操作者からの要求に応じて、記憶回路１２から画像データを読み出してディスプレイ１１に出力する。

【0029】

ここで、上述した処理回路１３～１６は、例えば、プロセッサによって実現される。この場合に、各処理回路が有する処理機能は、例えば、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、記憶回路１２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。ここで、各処理回路は、複数のプロセッサによって構成され、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理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。また、ここでは、単一の記憶回路１２が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

【0030】

以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体的な構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、パラレルイメージングを行う機能を有する。

【0031】

一般的に、ＭＲＩ装置では、複数のコイルエレメントを有するアレイコイルを患者（被検体）に装着して撮像が行われるが、アレイコイルのセッティング作業は煩雑になり易く時間がかかる場合や、アレイコイルを体に密着させるため患者が不快感を受ける場合がある。一方、ＭＲＩ装置に内蔵されたバードケージ型のＷＢコイルだけを用いる場合には、この問題は発生しないが、パラレルイメージングを行うことができない。これに対し、例えば、パラレルイメージング用にコイルエレメントを複数配置すると、コイルエレメントごとにＲＦ磁場を送信することになるため、ＲＦ磁場の均一性が確保できない。これらを両立させるために、例えば、均一なＲＦ磁場を発生させるように配置されたコイルエレメントと、パラレルイメージング用のコイルエレメントとを組み合わせて使用することも考えられるが、単純にコイルエレメントを配置するとお互いのエレメント間のデカップリングを行うことが難しくなる。

【0032】

このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができるように構成されている。

【0033】

具体的には、本実施形態では、ＷＢコイル４が、送信用又は送受信用の第１のエレメント部と、受信用又は送受信用の複数の第２のエレメント部とを有する。ここで、本実施形態では、第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルであり、第２のエレメント部は、それぞれが第１のエレメント部の一部をグランド導体として構成された複数のマイクロストリップアンテナ（マイクロストリップパッチアンテナ、パッチアンテナとも呼ばれる）である。

【0034】

すなわち、本実施形態に係るＷＢコイル４は、バードケージ型のＲＦコイルと、複数のマイクロストリップアンテナとを組み合わせたＲＦコイルである。このようなＷＢコイル４によれば、送信時はバードケージ型のＲＦコイルを用いることで、ＲＦ磁場の均一性を確保しつつ、受信時は複数のマイクロストリップアンテナを用いることで、パラレルイメージングを行うことができるようになる。これにより、本実施形態では、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができるようになる。

【0035】

以下、上述した本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成について詳細に説明する。

【0036】

図２は、第１の実施形態に係るＷＢコイル４が有する第１のエレメント部の構成例を示す斜視図である。

【0037】

例えば、図２に示すように、ＷＢコイル４は、基材４１と、２つのエンドリング４２と、複数のコンデンサ４３と、複数のラング４４とを有している。

【0038】

基材４１は、円筒状に形成された誘電体の部材（ボビンとも呼ばれる）であり、エンドリング４２、ラング４４、コンデンサ４３等をそれぞれ支持している。

【0039】

エンドリング４２は、それぞれ、基材４１の外周面上に周方向に沿って配置されたリング状の導体であり、基材４１の軸方向の両端部に１つずつ配置されている。各エンドリング４２は、基材４１の周方向に沿って並べて配置された複数の導体で構成されており、各導体の間がコンデンサ４３によって接続されている。

【0040】

コンデンサ４３は、それぞれ、所定量の静電容量を有する固定コンデンサであり、エンドリング４２における周方向に沿った複数の位置に配置されている。各コンデンサ４３は、エンドリング４２の周方向に沿って、エンドリング４２とラング４４とが接続する複数の接続部分それぞれの両側に配置されている。

【0041】

ラング４４は、それぞれ、基材４１の外周面上に軸方向に沿って配置された細長い矩形状の導体であり、エンドリング４２の周方向に沿って一定の間隔を空けて複数配置されている。具体的には、ラング４４は、エンドリング４２の周方向に沿って、エンドリング４２を構成している複数の導体の１つおきに設けられている。各ラング４４は、長手方向の一方の端部が２つのエンドリング４２の一方に接続され、長手方向の他方の端部が２つのエンドリング４２の他方に接続されている。

【0042】

そして、本実施形態では、第２のエレメント部に含まれる各マイクロストリップアンテナは、第１のエレメント部に含まれるラング４４に沿って配置され、当該ラングをグランド導体として構成されている。

【0043】

図３は、第１の実施形態に係るＷＢコイル４が有する第２のエレメント部の構成例を示す側面図である。なお、図３では、説明の便宜上、基材４１及びコンデンサ４３については図示を省略している。

【0044】

例えば、図３に示すように、ＷＢコイル４は、複数のアンテナ導体４５を有している。

【0045】

アンテナ導体４５は、それぞれ、細長い平板状に形成された導体であり、基材４１の内周面上におけるラング４４の内側の位置に配置されている。ここで、アンテナ導体４５は、ラング４４と長手方向の長さが略同一の大きさとなるように形成されており、ラング４４の長手方向における全体にわたって、ラング４４に沿うように配置されている。

【0046】

このように、本実施形態では、アンテナ導体４５とラング４４との間に誘電体の基材４１が配置されることによって、ラング４４をマイクロストリップアンテナのグランド導体として用いることができるようにしている。

【0047】

そして、本実施形態では、ＷＢコイル４は、送信時に第１のエレメント部及び第２のエレメント部の一方が使用され、受信時に第１のエレメント部及び第２のエレメント部の一方が使用される。

【0048】

例えば、ＷＢコイル４は、送信時に第１のエレメント部が使用され、受信時に第１のエレメント部及び第２のエレメント部の一方が使用される。

【0049】

ここで、ＷＢコイル４は、第１のエレメント部が使用される際には、第２のエレメント部と第１のエレメント部とが短絡される。この一方で、ＷＢコイル４は、第２のエレメント部が使用される際には、ラング４４がマイクロストリップアンテナのグランド導体として用いられる。

【0050】

具体的には、ＷＢコイル４は、送信時の状態と受信時の状態とを切り替えるための送受信切替回路を有している。

【0051】

図４は、第１の実施形態に係るＷＢコイル４が有する送受信切替回路の構成例を示す図である。なお、図４では、エンドリング４２とラング４４とが接続する複数の接続部分のうちの１つを例示しているが、他の接続部分も同様に構成されている。

【0052】

例えば、図４に示すように、ＷＢコイル４は、送受信切替回路として、第１～第４のダイオード４６１～４６４と、第１～第４のトラップ回路４６５～４６８と、コンデンサ４６９とを有しており、さらに、バラン４７と、アンプ４８とを有している。

【0053】

ここで、第１のダイオード４６１は、一端が、コンデンサ４６９を介してエンドリング４２に接続され、それとは並列に、さらに第１のトラップ回路４６５を介して処理回路１４に接続されており、他端がグランドに接続されている。

【0054】

また、第２のダイオード４６２は、一端がアンテナ導体４５に接続され、他端が、エンドリング４２及び第２のトラップ回路４６６を介して処理回路１４に接続されている。

【0055】

また、第３のダイオード４６３は、一端がグランドに接続され、他端がアンテナ導体４５に接続されている。

【0056】

また、第４のダイオード４６４は、エンドリング４２を構成している複数の導体のうちのラング４４が接続されていない導体に設けられており、当該導体を周方向に２つに分割する間隙を両端で架け渡すように設けられている。そして、第４のダイオード４６４は、一端が第３のトラップ回路４６７を介して処理回路１４に接続され、他端が第４のトラップ回路４６８を介してグランドに接続されている。

【0057】

ここで、第１～第４のトラップ回路４６５～４６８は、それぞれ、共鳴周波数の高周波を遮断するように同調された同調回路である。

【0058】

また、バラン４７は、入力端が、コンデンサ４６９とエンドリング４２とを接続する経路、及び、第３のダイオード４６３とアンテナ導体４５とを接続する経路それぞれに接続され、出力端が、アンプ４８を介して受信回路７（Ｒｘ）に接続されている。また、エンドリング４２は、送信回路６（Ｔｘ）に接続されている。

【0059】

ここで、第１のダイオード４６１を介したエンドリング４２とグランドとの間の経路、及び、第３のダイオード４６３を介したアンテナ導体４５とグランドとの間の経路は、それぞれ、送信回路６から供給されるＲＦパルス信号の波長をλとした場合に、電気的な経路長がλ／４となるように構成されている。

【0060】

そして、本実施形態では、処理回路１４のデータ収集機能１４１が、パルスシーケンスを実行する際に、送信時と、受信時とで、上述した送受信切替回路の状態を切り替える。

【0061】

なお、ここでは、送信時に第１のエレメント部が使用され、受信時に第２のコイルエレメントが使用される場合の例を説明する。

【0062】

例えば、データ収集機能１４１は、送信時に第１のエレメント部を使用する場合には、第１のトラップ回路４６５を介して第１のダイオード４６１に制御電流（直流電流）ＤＣ１を供給し、第２のトラップ回路４６６を介して第２のダイオード４６２及び第３のダイオード４６３に制御電流（直流電流）ＤＣ２を供給し、第３のトラップ回路４６７を介して第４のダイオード４６４に制御電流（直流電流）ＤＣ３を供給することで、各ダイオードをオンにする。

【0063】

ここで、第４のダイオード４６４がオンになることによって、エンドリング４２及びラング４４の全体が電気的に接続された状態となる。また、第１のダイオード４６１がオンになることによって、エンドリング４２とグランドとが電気的に接続された状態となる。また、第２のダイオード４６２がオンになることによって、アンテナ導体４５と、エンドリング４２及びラング４４とが電気的に接続された状態となる。また、第３のダイオード４６３がオンになることによって、アンテナ導体４５とグランドとが電気的に接続された状態となる。

【0064】

これにより、送信回路６からＷＢコイル４にＲＦパルス信号が供給された際に、２つのエンドリング４２及び複数のラング４４で構成されたバードケージ型のコイルにＲＦパル信号の電流が流れるようになる。すなわち、第１のエレメント部によって、撮像空間にＲＦ磁場が印加されるようになる。

【0065】

なお、このとき、前述したように、第１のダイオード４６１を介したエンドリング４２とグランドとの間の経路、及び、第３のダイオード４６３を介したアンテナ導体４５とグランドとの間の経路が、それぞれ、電気的な経路長がλ／４となるように構成されているため、エンドリング４２及びラング４４から受信系への入力端がオープン状態になる。そのため、エンドリング４２及びラング４４を流れるＲＦパルス信号の電流、並びに、エンドリング４２及びラング４４に短絡されたアンテナ導体４５を流れるＲＦパルス信号の電流は、いずれも、受信回路７には流れないようになる。

【0066】

一方、データ収集機能１４１は、受信時に第２のエレメント部を使用する場合には、第１～第４のダイオード４６１～４６４への制御電流の供給を行わないことによって、各ダイオードをオフにする。

【0067】

ここで、第４のダイオード４６４がオフになることによって、各ラング４４が互いに電気的に切り離された状態となる。また、第１のダイオード４６１がオフになることによって、エンドリング４２及びラング４４と受信系とが電気的に接続された状態となる。また、第２のダイオード４６２がオフになることによって、アンテナ導体４５と、エンドリング４２及びラング４４とが電気的に切り離された状態となる。また、第３のダイオード４６３がオフになることによって、アンテナ導体４５と受信系とが電気的に接続された状態となる。

【0068】

これにより、被検体ＳからＭＲ信号が発生した際に、ラング４４がグランド導体となり、アンテナ導体４５及びラング４４で構成されたマイクロストリップアンテナによってＭＲ信号が受信されて、受信回路７に出力されるようになる。すなわち、第２のエレメント部によって、ＭＲ信号が受信されるようになる。

【0069】

なお、ＷＢコイル４に設けられる送受信切替回路の構成は、上述したものに限られず、各種の回路素子を用いて実現することが可能である。

【0070】

このように、本実施形態では、第１のエレメント部が使用される際には、第２のエレメント部と第１のエレメント部とが短絡されることによって、デカップリングが不要となる。一方、第２のエレメント部が使用される際には、ラング４４がマイクロストリップアンテナのグランド導体として用いられることによって、デカップリングが不要となる。

【0071】

そして、本実施形態では、処理回路１６の主制御機能１６１が、第２のエレメント部に含まれる各マイクロストリップアンテナの感度分布を利用してパラレルイメージングを行う機能を有している。ここで、主制御機能１６１が行うパラレルイメージングとしては、例えば、ＳＥＮＳＥ（Sensitivity Encoding）やＳＭＡＳＨ（Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics）、ＧＲＡＰＰＡ（Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions）等の公知の各種の方法を用いることができる。

【0072】

また、本実施形態では、例えば、処理回路１５の画像生成機能１５１が、第１のエレメント部によって収集されたＭＲ信号に基づいて生成された画像を基準として、第２のエレメント部に含まれる各マイクロストリップアンテナによって受信されたＭＲ信号に基づいて生成された画像における不均一性を補正する感度補正を行う機能を有している。例えば、画像生成機能１５１は、リファレンススキャンとして、第１のエレメント部を使用した第１のスキャンと、第２のエレメント部を使用した第２のスキャンとをそれぞれ行う。また、画像生成機能１５１は、第１のスキャンによって収集されたＭＲ信号に基づいて第１の画像を生成し、第２のスキャンによって収集されたＭＲ信号に基づいて第２の画像を生成し、両画像を比較することで感度マップを生成する。そして、画像生成機能１５１は、生成した感度マップを用いて、第２のエレメント部を使用した本スキャンによって収集されたＭＲ信号に基づいて生成した画像における不均一性を補正する。

【0073】

このような画像の感度補正を行う場合には、基準として用いられる画像は感度が均一であることが求められる。これについて、本実施形態では、第１のエレメント部がバードケージ型のコイルであるため、均一な感度の基準画像を得ることができる。

【0074】

なお、上述した例では、パラレルイメージンが行われる場合を想定して、送信時に第１のエレメント部が使用され、受信時に第２のコイルエレメントが使用される場合の例を説明したが、各コイルエレメントの使用法はこれに限られない。例えば、パラレルイメージング以外の撮像が行われる場合には、送信時及び受信時の両方に第１のエレメント部が使用されてもよいし、送信時及び受信時の両方に第２のエレメント部が使用されてもよい。

【0075】

上述したように、本実施形態では、ＷＢコイル４が、第１のエレメント部として、バードケージ型のコイルを有し、さらに、第２のエレメント部として、バードケージ型のコイルのラング４４をグランド導体とした複数のマイクロストリップアンテナを有している。このような構成によれば、バードケージ型のコイルを用いることによって、均一なＲＦ磁場を発生させることができるとともに、各マイクロストリップアンテナの感度分布を利用して、パラレルイメージングを行うことができるようになる。したがって、本実施形態によれば、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができる。

【0076】

また、本実施形態では、画像の感度補正を行う場合に、第１のエレメント部を使用することによって、均一な感度の基準画像を得ることができる。したがって、本実施形態によれば、アレイコイルを使用せずに、ＷＢコイル４だけでも、パラレルイメージングで十分なＳＮＲの画像を得ることができる。

【0077】

なお、上述した第１の実施形態では、第２のエレメント部に含まれるアンテナ導体４５が、ラング４４の長手方向における全体にわたって、ラング４４に沿うように配置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。

【0078】

例えば、上述した構成では、第２のエレメント部において、静磁場の磁束に沿った方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する水平方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向それぞれに直交する鉛直方向をＹ方向とした場合に、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布が、Ｚ方向における各位置で同じとなる。すなわち、上述した構成によれば、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布を利用したパラレルイメージングを行うことができる。

【0079】

これに対し、例えば、第２のエレメント部が、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布がＺ方向の位置によって異なるように複数のマイクロストリップアンテナが配置されて構成されていてもよい。この構成によれば、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布に加えて、さらにＺ方向に沿った感度分布も利用して、パラレルイメージングを行うことができるようになる。

【0080】

そこで、以下では、このような場合のＷＢコイルに関する他の実施形態について説明する。なお、以下で説明する実施形態では、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内容については説明を省略する。

【0081】

（第２の実施形態）
例えば、ＷＢコイルにおいて、第２のエレメント部が、第１のエレメント部よりＺ方向の長さが短く、かつ、第１の方向の異なる位置に配置された複数のマイクロストリップアンテナを含むようにしてもよい。

【0082】

図５は、第２の実施形態に係るＷＢコイル１０４の構成例を示す側面図である。なお、図５でも、説明の便宜上、基材４１及びコンデンサ４３については図示を省略している。

【0083】

例えば、図５に示すように、本実施形態では、アンテナ導体１０４５が、それぞれ、Ｚ方向の長さがラング４４より短くなるように形成されている。そして、本実施形態では、各アンテナ導体１０４５は、基材４１の内周面上において、ラング４４のＺ方向における両端のいずれか一方の側に寄せて配置されており、かつ、それぞれのＺ方向における位置がＷＢコイル１０４の周方向に沿って１つずつ交互に入れ替わるように配置されている。

【0084】

なお、各アンテナ導体１０４５のＺ方向における位置は、ＷＢコイル１０４の周方向に沿って、１つずつ入れ替わるのではなく、例えば、２つごと、又は３つごとのように、複数の数ごとに入れ替わっていてもよい。

【0085】

また、本実施形態では、各アンテナ導体１０４５は、ラング４４の長さの１／２より長くなるように形成されている。これにより、本実施形態では、ＷＢコイル１０４の軸方向における中央付近では、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内に、全てのアンテナ導体１０４５が配置されるようになっている。

【0086】

このような構成によれば、第２のエレメント部において、Ｚ方向における中央付近と、Ｚ方向の両端における一端側に近い範囲と、Ｚ方向の両端における他端側に近い範囲とで、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布が異なるようになる。

【0087】

（第３の実施形態）
また、例えば、ＷＢコイルにおいて、第２のエレメント部が、Ｚ方向の長さが異なる複数のマイクロストリップアンテナを含むようにしてもよい。

【0088】

図６は、第３の実施形態に係るＷＢコイル２０４の構成例を示す側面図である。なお、図６でも、説明の便宜上、基材４１及びコンデンサ４３については図示を省略している。

【0089】

例えば、図６に示すように、本実施形態では、アンテナ導体２０４５が、それぞれ、Ｚ方向の長さがラング４４より短くなるように形成されており、かつ、それぞれの長さが異なるように形成されている。そして、本実施形態でも、各アンテナ導体２０４５は、基材４１の内周面上において、ラング４４のＺ方向における両端のいずれか一方の側に寄せて配置されており、かつ、ＷＢコイル１０４の周方向に沿って、Ｚ方向の位置が１つずつ交互に入れ替わるように配置されている。

【0090】

なお、本実施形態でも、各アンテナ導体１０４５のＺ方向における位置は、ＷＢコイル１０４の周方向に沿って、１つずつ入れ替わるのではなく、例えば、２つごと、又は３つごとのように、複数の数ごとに入れ替わっていてもよい。

【0091】

このような構成によれば、第２のエレメント部において、Ｚ方向の各位置におけるＸ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布がそれぞれ異なるようになる。

【0092】

（第４の実施形態）
また、例えば、ＷＢコイルにおいて、第１のエレメント部に含まれる各ラング４４が、Ｚ方向に対して斜めに配置されていてもよい。

【0093】

図７は、第４の実施形態に係るＷＢコイル３０４の構成例を示す側面図である。なお、図７でも、説明の便宜上、基材４１及びコンデンサ４３については図示を省略している。

【0094】

例えば、図７に示すように、本実施形態では、各ラング３０４４が、それぞれ、Ｚ方向に対して斜めに配置されている。すなわち、各ラング３０４４は、基材４１の外周面に沿って、２つのエンドリング４２の周方向に対して斜めに配置さている。そして、本実施形態では、各アンテナ導体３０４５は、ラング３０４４の長手方向における全体にわたって、ラング３０４４に沿うように配置されている。

【0095】

このような構成によれば、第２のエレメント部において、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布が、Ｚ方向の位置がずれるにつれて、ＷＢコイル３０４の周方向に回転しながら変化するようになる。

【0096】

なお、上述した第２及び第３の実施形態において、第２のエレメント部に含まれる各マイクロストリップアンテナは、アンテナ導体とラングとの間の距離、基材４１の誘電体の材料、及び、アンテナ導体の幅の少なくとも１つに基づいて、アンテナ導体のＺ方向の長さが定められている。

【0097】

上述した第２～第４の実施形態によれば、第２のエレメント部において、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布がＺ方向の位置によって異なるように複数のマイクロストリップアンテナが配置されることによって、Ｘ方向及びＹ方向に沿った面内の感度分布に加えて、さらにＺ方向に沿った感度分布も利用して、パラレルイメージングを行うことができるようになる。

【0098】

なお、上述した第１～第４の実施形態では、アンテナ導体とラングとの間に誘電体の基材４１が配置されることによって各マイクロストリップアンテナが構成さ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、アンテナ導体とラングとの間に基材４１とは別の誘電体を配置することによって各マイクロストリップアンテナが構成され、各マイクロストリップが、基材４１の外周面上に配置されてもよい。

【0099】

（第５の実施形態）
以上、第１～第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明した。各実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、前述したように、上述した構成によって、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができる。以下では、第５の実施形態として、上述した各実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるパラレルイメージングについて詳細に説明する。

【0100】

具体的には、各実施形態で説明したように、ＭＲＩ装置１００は、ＲＦ磁場の送信に用いられる第１のエレメント部と、ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号の受信に用いられる第２のエレメント部とを有する、架台に収容された全身用ＲＦコイル４を備えている。ここで、第１のエレメント部は、２つのエンドリングと、当該エンドリングの周方向に沿って間隔を空けて配置された複数のラングとを有するバードケージ型のＲＦコイルである。また、第２のエレメント部は、マイクロストリップアンテナである。

【0101】

そして、パラレルイメージングが行われる際には、処理回路１４のデータ収集機能１４１が、パラレルイメージング用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第２のエレメント部を用いて受信することで、マイクロストリップアンテナごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集する。その後、処理回路１５の画像生成機能１５１が、マイクロストリップアンテナ間の感度差を利用して第１のｋ空間データにおける折り返しを展開することで、画像を生成する。

【0102】

図８は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるパラレルイメージングの一例を示すフローチャートである。ここでは、パラレルイメージングの一例として、ＳＥＮＳＥが実行される場合の例を説明する。

【0103】

例えば、図８に示すように、まず、データ収集機能１４１が、予め設定された感度分布計測用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第２のエレメント部を用いて受信することで、マイクロストリップアンテナごとに第２のｋ空間データを収集する（ステップＳ１１）。

【0104】

その後、画像生成機能１５１が、収集された第２のｋ空間データに基づいて、マイクロストリップアンテナごとに、当該マイクロストリップアンテナの感度分布を示す第１の感度マップを生成する（ステップＳ１２）。

【0105】

続いて、データ収集機能１４１が、予め設定された感度補正（輝度補正とも呼ばれる）用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第１のエレメント部を用いて受信することで、第３のｋ空間データを収集する（ステップＳ１３）。

【0106】

その後、画像生成機能１５１が、収集された第３のｋ空間データに基づいて、第１のエレメント部の感度分布を示す第２の感度マップを生成する（ステップＳ１４）。

【0107】

続いて、データ収集機能１４１が、予め設定されたＳＥＮＳＥ用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第２のエレメント部を用いて受信することで、マイクロストリップアンテナごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集する（ステップＳ１５）。

【0108】

その後、画像生成機能１５１が、マイクロストリップアンテナごとに、第１の感度マップを用いて、第１のｋ空間データから生成された画像データ上で折り返しを展開して、画像を生成する（ステップＳ１６）。ここで、画像生成機能１５１が画像データ上で折り返しを展開して画像を生成するための方法は、従来のＳＥＮＳＥで行われている方法と同じである。

【0109】

さらに、画像生成機能１５１は、第２の感度マップを用いて、生成した画像における不均一性を補正する感度補正を行う（ステップＳ１７）。例えば、画像生成機能１５１は、第１のエレメント部を用いて得られた第２の感度マップと、マイクロストリップごとに得られた第１の感度マップとを画素ごとに比較し、その比率に応じて各画素の信号値を補正することで、画像における不均一性を補正する。

【0110】

ここで、上述した処理のうち、ステップＳ１１、Ｓ１３及びＳ１５の処理は、例えば、処理回路１４がデータ収集機能１４１に対応する所定のプログラムを記憶回路１２から読み出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６及びＳ１７の処理は、例えば、処理回路１５が画像生成機能１５１に対応する所定のプログラムを記憶回路１２から読み出して実行することにより実現される。

【0111】

なお、画像の感度補正が不要な場合は、ステップＳ１３（感度補正用のデータ収集）、Ｓ１４（感度補正用の感度マップ生成）及びＳ１７（画像の感度補正）の処理は実行されなくてもよい。

【0112】

また、上述したステップＳ１１～Ｓ１４の処理は、必ずしも上述した順序で実行されなくてもよい。例えば、ステップＳ１３及びＳ１４の処理（感度補正用のデータ収集及び感度マップ生成）が実行された後に、ステップＳ１１及びＳ１２の処理（感度分布計測用のデータ収集及び感度マップ生成）が実行されてもよい。または、例えば、ステップＳ１１及びＳ１３（感度分布計測用及び感度補正用のデータ収集）の処理が実行された後に、ステップＳ１２及びＳ１４の処理（感度分布計測用及び感度補正用の感度マップ生成）が実行されてもよい。

【0113】

図９は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるパラレルイメージングの他の例を示すフローチャートである。ここでは、パラレルイメージングの他の例として、ＧＲＡＰＰＡが実行される場合の例を説明する。

【0114】

例えば、図９に示すように、まず、データ収集機能１４１が、予め設定された感度補正（輝度補正とも呼ばれる）用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第１のエレメント部を用いて受信することで、第３のｋ空間データを収集する（ステップＳ２１）。

【0115】

その後、画像生成機能１５１が、収集された第３のｋ空間データに基づいて、第１のエレメント部の感度分布を示す第２の感度マップを生成する（ステップＳ２２）。

【0116】

続いて、データ収集機能１４１が、予め設定されたＧＲＡＰＰＡ用のパルスシーケンスに基づいて、第１のエレメント部を用いてＲＦ磁場を送信し、当該ＲＦ磁場を受けて被検体から発生するＭＲ信号を第２のエレメント部を用いて受信することで、マイクロストリップアンテナごとに、位相エンコード方向に間引かれた第１のｋ空間データを収集する（ステップＳ２３）。このとき、データ収集機能１４１は、マイクロストリップアンテナごとに、ｋ空間の中心部分のデータを含むように、第１のｋ空間データを収集する。

【0117】

その後、画像生成機能１５１が、マイクロストリップアンテナごとに収集された第１のｋ空間データ間で信号値の重み付け加算を行うことによって第１のｋ空間データ上で折り返しを展開して、画像を生成する（ステップＳ２４）。ここで、画像生成機能１５１が第１のｋ空間データ上で折り返しを展開して画像を生成するための方法は、従来のＧＲＡＰＰＡで行われている方法と同じである。

【0118】

さらに、画像生成機能１５１は、第２の感度マップを用いて、生成した画像における不均一性を補正する感度補正を行う（ステップＳ２５）。例えば、画像生成機能１５１は、第１のエレメント部を用いて得られた第２の感度マップと、マイクロストリップごとに折り返しを展開した第１のｋ空間データから生成された画像とを画素ごとに比較し、その比率に応じて各画素の信号値を補正することで、画像における不均一性を補正する。

【0119】

ここで、上述した処理のうち、ステップＳ２１及びＳ２３の処理は、例えば、処理回路１４がデータ収集機能１４１に対応する所定のプログラムを記憶回路１２から読み出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２２、Ｓ２４及びＳ２５の処理は、例えば、処理回路１５が画像生成機能１５１に対応する所定のプログラムを記憶回路１２から読み出して実行することにより実現される。

【0120】

なお、画像の感度補正が不要な場合は、ステップＳ１３、Ｓ１４及びＳ１７の処理は実行されなくてもよい。

【0121】

以上、ＳＥＮＳＥ及びＧＲＡＰＰＡが実行される場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限られない。上述した各実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＷＢコイル４に含まれる第１のエレメント部及び第２のエレメント部を同様に用いることで、他の各種のパラレルイメージングを実行することが可能である。

【0122】

上述したように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、パラレルイメージングを行う際に、ＲＦ磁場の送信に、バードケージ型のＲＦコイルである第１のエレメント部を用い、ＭＲ信号の受信に、複数のマイクロストリップアンテナを含む第２のエレメント部を用いる。これにより、本実施形態では、均一なＲＦ磁場を発生させることができるとともに、マイクロストリップアンテナ間の感度差を利用して、パラレルイメージングを行うことができる。したがって、本実施形態によれば、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができる。

【0123】

また、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、画像の感度補正を行う場合に、ＲＦ磁場の送信及びＭＲ信号の受信に、バードケージ型のＲＦコイルである第１のエレメント部を用いて、感度補正用の感度マップ（第２の感度マップ）を収集する。これにより、本実施形態では、感度が均一な感度マップを基準として画像の感度補正を行うことができ、ＳＮＲの良好な画像を得ることができる。

【0124】

なお、上述した説明で用いた「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。なお、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１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。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よい。

【0125】

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。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。

【0126】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、アレイコイルを使用せずに、ＲＦ磁場の均一性を担保したまま、パラレルイメージングを行うことができる。

【0127】

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】

【0128】

１００ 磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置
４ ＷＢコイル
４２ エンドリング
４４ ラング
４５ アンテナ導体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】