特許 7406937 磁気共鳴イメージング装置及びコイルユニット

(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】2023-12-20

(45)【発行日】2023-12-28

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置及びコイルユニット

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20231221BHJP

   G01N 24/00 20060101ALI20231221BHJP

   G01R 33/36 20060101ALI20231221BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 355

A61B5/055 374

G01N24/00 530B

G01N24/00 580C

G01R33/36

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019145690

(22)【出願日】2019-08-07

(65)【公開番号】P2021023674

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-30

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】副島 和幸

【審査官】下村 一石

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１７７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０２３５０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０１６０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３０６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１７４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０７０９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０８２６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２００８９８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００

Ｇ０１Ｒ ３３／２０－３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルユニットと、前記コイルユニットから出力される信号を受信し信号処理を行う受信回路と、を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記コイルユニットは、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、前記少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、固有の機器特性に関する情報を記憶する記憶部とを備え、前記デジタル信号と前記固有の機器特性に関する情報とを関連付けて出力し、
前記受信回路は、前記デジタル信号と関連付けられた前記固有の機器特性に関する情報を用いて、前記コイルユニットから出力された前記デジタル信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記記憶部は、前記固有の機器特性に関する情報として、仕様又は製造誤差に起因する特性に関する情報を記憶する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

前記記憶部は、前記固有の機器特性に関する情報として、ゲイン値、位相のずれの少なくとも一つに関する補正値を記憶する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記受信回路は、ダイレクトデジタルシンセサイザを用いて前記デジタル信号を補正する請求項１乃至３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。

【請求項5】

前記受信回路は、同一の経路を経由して前記デジタル信号と前記固有の機器特性に関する情報とを受信する請求項１乃至４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。

【請求項6】

前記コイルユニットは、少なくとも一つの可変ゲインアンプをさらに備え、
前記記憶部は、前記少なくとも一つの可変ゲインアンプのそれぞれに対応した前記固有の機器特性に関する情報を記憶する、
請求項１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。

【請求項7】

前記コイルユニットは、少なくとも一つのログアンプをさらに備え、
前記記憶部は、前記少なくとも一つのログアンプのそれぞれに対応した前記固有の機器特性に関する情報を記憶する、
請求項１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。

【請求項8】

前記コイルユニットは、前記デジタル信号と前記固有の機器特性に関する情報とを、無線又は有線により前記受信回路に送信する請求項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。

【請求項9】

前記コイルユニットは、前記デジタル信号と前記固有の機器特性に関する情報とを関連付けし前記受信回路に送信するインタフェース回路をさらに備える請求項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。

【請求項10】

コイルユニットと、前記コイルユニットから出力される信号を受信し信号処理を行う受信回路と、を具備する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記コイルユニットは、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、前記少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、ゲイン値と位相のうちの少なくとも一つの補正に関する固有の情報を記憶する記憶部とを備え、前記デジタル信号と前記補正に関する固有の情報とを関連付けて前記受信回路に出力し、
前記受信回路は、前記デジタル信号と関連付けられた前記補正に関する固有の情報を用いて、前記コイルユニットから出力された前記デジタル信号を補正する、
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項11】

磁気共鳴イメージング装置に内蔵される受信回路に信号を出力するコイルユニットであって、
前記コイルユニットは、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、前記少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、固有の機器特性に関する情報を記憶する記憶部とを備え、前記デジタル信号と前記固有の機器特性に関する情報とを関連付けて出力する、
コイルユニット。

【請求項12】

磁気共鳴イメージング装置に内蔵される受信回路に信号を出力するコイルユニットであって、
前記コイルユニットは、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、前記少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、ゲイン値と位相のうちの少なくとも一つの補正に関する固有の情報を記憶する記憶部とを備え、前記デジタル信号と前記補正に関する固有の情報とを関連付けて前記受信回路に出力する、
コイルユニット。

【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及びコイルユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴イメージング装置は、例えば、磁気共鳴イメージング装置本体にあるアナログのスイッチマトリックスにおいて、コイルユニットで得られる複数チャネルのＭＲ信号を間引いてチャネル数を減らす。間引きされたＭＲ信号は、ゲインブロック、Ａ／Ｄ変換器を経由してＭＲデータに変換される。ゲインブロックは、Ａ／Ｄ変換における量子化誤差に耐えられるようにＭＲ信号を増幅するゲイン調整の役割を有する。

【0003】

また、ゲインブロックでは、ゲインの設定値に応じて、ゲイン誤差や位相誤差がＭＲデータに発生するため、それらの誤差を補正する必要がある。誤差の補正は、例えば、ラーモア周波数帯域から周波数を下げるダウンコンバージョン時に補正される。ダウンコンバージョンと同時に、ＭＲデータを実部と虚部に分離するＩＱ分離の処理を行うことも可能であり、ＩＱ分離の処理を行う時に誤差の補正が行われるとも言える。

【0004】

近年、Ａ／Ｄ変換器をコイルユニット内部に内蔵する磁気共鳴イメージング装置が開発されている。この様な磁気共鳴イメージング装置においても、ハードウェア毎の特性としてＭＲデータに発生するゲイン誤差、位相誤差を適切に補正する技術が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－１９３９８９号公報

【文献】特開２０１４－５０７１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、Ａ／Ｄ変換器を内蔵するコイルユニットを用いた磁気共鳴イメージングにおいて、ＭＲデータを適切に補正することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、コイルユニットから出力される信号を受信し信号処理を行う受信回路を具備する。前記コイルユニットは、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、前記少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、機器特性に関する情報を記憶する記憶部と備え、前記デジタル信号と前記機器特性に関する情報とを関連付けて出力する。前記受信回路は、前記デジタル信号と関連付けられた前記機器特性に関する情報を用いて、前記コイルユニットから出力された前記デジタル信号を補正する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、局所用ＲＦコイルユニットの構成を説明するための図である。

【図3】図３は、補正情報記憶部が記憶する補正情報としてのゲイン補正テーブルを例示した図である。

【図4】図４は、補正情報記憶部が記憶する補正情報としての位相補正テーブルを例示した図である。

【図5】図５は、補正情報記憶部が記憶する補正情報としての周波数特性テーブルを例示した図である。

【図6】図６は、受信回路の構成を説明するための図である。

【図7】図７は、磁気共鳴イメージング装置におけるＭＲデータ・補正情報の流れ、及び当該補正情報を用いたＭＲデータの補正処理を説明するための図である。

【図8】図８は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置との比較例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置の実施形態について詳細に説明する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、静磁場磁石１０１、傾斜磁場コイル１０２、傾斜磁場電源１０３、寝台１０４、寝台制御回路１０５、全身ＲＦコイルユニット１０６、送信回路１０７、局所用ＲＦコイルユニットＣ１、受信回路１０９、シーケンス制御回路１１０、計算機システム１２０、高周波増幅装置１００を備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１に、人体等の被検体Ｐは含まれない。

【0011】

静磁場磁石１０１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。なお、円筒形状には、円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む。

【0012】

傾斜磁場コイル１０２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、傾斜磁場を発生する。

【0013】

傾斜磁場電源１０３は、傾斜磁場コイル１０２に電流を供給する。

【0014】

寝台１０４は、被検体Ｐが載置される天板１０４ａ、全身用ＲＦコイルユニット１０６を接続するためのコネクタポート１０４ｂを有する。寝台１０４は、寝台制御回路１０５による制御のもと、天板１０４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル１０２の空洞内へ挿入する。コネクタポート１０４ｂには、局所用ＲＦコイルユニットＣ１が接続される。

【0015】

寝台制御回路１０５は、計算機システム１２０による制御のもと、寝台１０４を駆動して天板１０４ａを長手方向及び上下方向へ移動するプロセッサである。

【0016】

全身用ＲＦコイルユニット１０６は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントを有する。全身用ＲＦコイルユニット１０６は、送信回路１０７から送信用高周波パルスの供給を受けて、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントから高周波磁場を発生する。また、全身用ＲＦコイルユニット１０６は、高周波磁場に励起されて被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と称する）を受信する。

【0017】

送信回路１０７は、対象とする原子核の種類及び磁場の強度で決まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスを全身用ＲＦコイルユニット１０６に供給する。

【0018】

局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、被検体Ｐの撮像部位に応じた形状、大きさを有し、撮像部位に応じた位置に設置される。局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、高周波磁場に励起されて被検体Ｐから発せられるＭＲ信号を受信する。局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、ケーブルを介して寝台１０４のコネクタポート１０４ｂに接続されており、コネクタポート１０４ｂを介して、受信したＭＲ信号を受信回路１０９へ出力する。

【0019】

なお、図１においては、局所用ＲＦコイルユニットＣ１が被検体Ｐの胸部や腹部に設置されるボディコイル（Body Coil）ユニットである場合を例示した。しかしながら、局所用ＲＦコイルユニットＣ１には、被検体Ｐの頭部に設置されるヘッドコイルユニット、被検体Ｐの背側に設置されるスパインコイル（Spine Coil）ユニットといった様々な種類がある。局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、受信専用に限らず、送信と受信の兼用あるいは送信専用として利用することもできる。

【0020】

また、図１においては、一つの局所用ＲＦコイルユニットＣ１を具備する磁気共鳴イメージング装置１を例示した。しかしながら、当該例に限定されず、磁気共鳴イメージング装置１は、コネクタポート１０４ｂの数だけ局所用ＲＦコイルユニットを有することができる。従って、例えばコネクタポート１０４ｂの数を８個とした場合、磁気共鳴イメージング装置１は、最大８個（８種類）の局所用ＲＦコイルユニットを具備することが可能である。実際の撮像においてどのような種類の局所用ＲＦコイルユニットをいくつ配置するかについては、撮像の目的に応じて決定される。

【0021】

図２は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１の構成を説明するための図である。図２を参照しながら、局所用ＲＦコイルユニットＣ１の構成についてさらに詳しく説明する。

【0022】

図２に示す様に、局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、少なくとも一つのＲＦコイルエレメントと、少なくとも一つのＲＦコイルエレメント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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器と、機器特性に関する情報を記憶する記憶部と備え、デジタル信号と機器特性に関する情報とを関連付けて出力する。すなわち、局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、例えば、１６個のＲＦコイルエレメント２０１～２１６、ＲＦコイルエレメント毎に設けられたゲインブロック３０１～３１６、ＲＦコイルエレメント毎に設けられたＡ／Ｄ変換器４０１～４１６、コイルユニットインタフェース回路５、補正情報記憶部６を具備している。

【0023】

ＲＦコイルエレメント２０１～２１６は、撮像部位に応じた形状・大きさを有し、高周波磁場に励起されて被検体Ｐから発せられるＭＲ信号を受信する。

【0024】

ゲインブロック３０１～３１６は、ＲＦコイルエレメント２０１～２１６が受信したＭＲ信号を増幅する可変増幅器（可変ゲインアンプ）を有する。後述するＡ／Ｄ変換器４０１～４１６の前段でＭＲ信号を増幅することにより、Ａ／Ｄ変換における量子化誤差の影響を抑える。

【0025】

Ａ／Ｄ変換器４０１～４１６は、ゲインブロック３０１～３１６が出力するアナログ信号としてのＭＲ信号を、デジタル信号としてのＭＲデータに変換する。

【0026】

コイルユニットインタフェース回路５は、寝台１０４のコネクタポート１０４ｂに接続され、例えば１６個の独立した信号配線（16 lines）によりＭＲデータを磁気共鳴イメージング装置１の本体に送り出す。なお、本実施形態においては、ＲＦコイルエレメント２０１～２１６の個数をチャネル数と呼び、ＲＦコイルエレメント２０１～２１６のそれぞれに対応する信号伝送経路をチャネル１～チャネル１６と呼ぶ。また、信号配線をラインとも呼ぶ。

【0027】

補正情報記憶部６は、ＭＲデータの補正に利用する補正情報として、機器特性に関する情報を記憶するメモリである。ここで、機器特性に関する情報とは、例えば、ＲＦコイルエレメント２０１～２１６から受信回路１０９までの信号伝送経路に存在するハードウェア機器の仕様又は製造誤差に起因して生じる特性である。機器特性に関する情報は、例えば、ゲインブロック３０１～３１６それぞれにおける、設定されたゲイン値と実際のゲイン値との間のずれ量である。また、例えば、ゲインブロック３０１～３１６それぞれに設定されるゲイン値ごとに定まる、ゲインブロックを経由する時に生じるＭＲ信号の位相のずれ量である。さらに、例えば補正情報記憶部６は、ゲインブロック３０１～３１６の後段にフィルタを別途設ける場合には、当該フィルタが有する周波数特性を機器特性に関する情報として保持してもよい。周波数特性は、入力周波数に応じた挿入損失の違いを表している。

【0028】

図３は、補正情報記憶部６が記憶する機器特性に関する情報（以下、「補正情報」とも呼ぶ。）としてのゲイン補正テーブルＴａを例示した図である。図４は、補正情報記憶部６が記憶する補正情報としての位相補正テーブルＴｂを例示した図である。図５は、補正情報記憶部６が記憶する補正情報としての周波数特性テーブルＴｃを例示した図である。これらの補正情報は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１ごとに、例えば工場出荷前に計測され、或いはメンテナンス時に新たに計測され、補正情報記憶部６に予め記憶される。

【0029】

図３に示したゲイン補正テーブルＴａには、ゲインブロック３０１～３１６のそれぞれにおける、設定されるゲイン値と実際のゲイン値との間のずれ量が、設定されるゲイン値ごとに事前に登録されている。ゲイン補正テーブルＴａを参照すると、例えば、ゲイン値が「０ｄＢ」に設定された場合、チャネル１（ＣＨ１）に対応するゲインブロック３０１の実際のゲイン値は「＋０．３ｄＢ」になることが分かる。また、例えば、ゲイン値が「１ｄＢ」に設定された場合、チャネル２（ＣＨ２）に対応するゲインブロック３０２の実際のゲイン値は「－０．３ｄＢ」になることが分かる。

【0030】

図４に示した位相補正テーブルＴｂには、ゲインブロック３０１～３１６のそれぞれにおいてゲインブロックを経由する時に生じる、設定されるゲイン値ごとに定まるＭＲ信号の位相のずれ量が、設定されるゲイン値ごとに事前に登録されている。位相補正テーブルＴｂを参照すると、例えば、ゲイン値が「０ｄＢ」に設定された場合、チャネル１（ＣＨ１）において、ＭＲ信号の位相が「＋３度」ずれることが分かる。また、例えば、ゲイン値が「１ｄＢ」に設定された場合、チャネル２（ＣＨ２）においては、ＭＲ信号の位相が「－２度」ずれることが分かる。

【0031】

図５に示した周波数特性テーブルＴｃには、ゲインブロック３０１～３１６の後段に設けられるバンドパスフィルタにおける周波数特性が事前に登録されている。周波数特性テーブルＴｃを参照すると、例えば、ＭＲ信号の中心周波数が「１２３ＭＨｚ」に設定された場合、チャネル１（ＣＨ１）に対応するバンドパスフィルタのゲインが「０．５ｄＢ」ずれることが分かる。また、例えば、ＭＲ信号の中心周波数が「１２３．００１ＭＨｚ」に設定された場合、チャネル２（ＣＨ２）に対応するバンドパスフィルタのゲインが「０．２ｄＢ」ずれることが分かる。

【0032】

図１に戻り、受信回路１０９は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力されるＭＲデータに対して、ダウンコンバージョン処理、検波処理等の所定の信号処理を実行する。また、受信回路１０９は、機器特性に関する情報を用いて、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力されたデジタル信号としてのＭＲデータを補正する。

【0033】

図６は、受信回路１０９の構成を説明するための図である。図６に示す様に、受信回路１０９は、デジタル信号マトリックス１０９ａ、補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２を有する。

【0034】

デジタル信号マトリックス１０９ａは、局所用ＲＦコイルユニットＣ１より寝台天板１０４ａのコネクタポート１０４ｂを介して出力される１２８ライン分のＭＲデータから、必要な３２ライン分のＭＲデータを選択する。例えば、デジタル信号マトリックス１０９ａは、複数のＲＦコイルエレメントが出力するＭＲ信号の中から必要なラインを選択し、必要に応じてＭＲデータを合成し、３２ライン分のＭＲデータを出力する。なお、本実施形態においては、ラインとチャネルとが一対一で対応する場合を例としている。このため、デジタル信号マトリックス１０９ａは、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力される１２８チャネル分のＭＲデータを、３２チャネル分のＭＲデータに間引きする。

【0035】

補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２は、デジタル信号マトリックス１０９ａからそれぞれ対応するチャネルについてのＭＲデータ及び補正情報を受け取る。補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２は、受け取った補正情報を用いて、対応するチャネルのＭＲデータを補正する。

【0036】

具体的には、補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２は、それぞれダイレクトデジタルシンセサイザ（Direct Digital Synthesizer：ＤＤＳ）１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１、検波器１０９ｂ０１－２～１０９ｂ３２－２を有する。

【0037】

ＤＤＳ１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１は、基本的な役割として、例えば、ラーモラ周波数のＲＦパルスを生成した際のクロックと同期したクロックおよび位相値に基づいてデジタル信号を生成する。生成されたデジタル信号は、ダウンコンバージョン処理を行う際にローカル信号として用いられる。また、例えば、生成されたデジタル信号を直交位相となる２つのデジタル信号に分離して、デジタル信号マトリックス１０９ａを介して局所用ＲＦコイルユニットＣ１から送られてくるＭＲデータと乗算することにより直交検波を行う。直交検波の処理をＩＱ（In-phase Quadrature）分離とも呼ぶ。直交検波の結果、ＭＲデータは実部と虚部とに分離される。

【0038】

ＤＤＳ１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から送られてくる補正情報を用いて、生成するデジタル信号を変化させる。例えば、補正情報として位相のずれ量が取得される場合には、その位相のずれ量を補正するような位相値を用いて、ＤＤＳ１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１はデジタル信号を生成する。また、例えば、補正情報としてゲインのずれ量が取得される場合には、ＤＤＳ１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１は出力するデジタル信号の振幅を変化させる。デジタル信号の振幅が変化することにより、後述する検波器１０９ｂ０１－２～１０９ｂ３２－２で乗算された結果の出力が変化し、結果的にゲインのずれ量が補正される。

【0039】

検波器１０９ｂ０１－２～１０９ｂ３２－２は、対応するチャネルについて、デジタル信号マトリックス１０９ａから出力されるＭＲデータとＤＤＳ１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１により生成されたデジタル信号とを乗算して、計算機インタフェース回路１２１へ送信する。

【0040】

なお、受信回路１０９は、ダウンコンバージョン処理、検波処理、周波数フィルタ処理以外にも、必要に応じて任意の信号処理を行うことが可能である。

【0041】

図１に戻り、シーケンス制御回路１１０は、計算機システム１２０から送信されるシーケンス情報に基づいて、高周波増幅装置１００、傾斜磁場電源１０３、送信回路１０７および受信回路１０９を制御することによって、被検体Ｐの撮像を行う。シーケンス制御回路１１０は、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。

【0042】

シーケンス情報とは、磁気共鳴イメージング装置１による検査で実行されるパルスシーケンスを定義する情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０３が傾斜磁場コイル１０２に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０７が全身用ＲＦコイルユニット１０６あるいは局所用ＲＦコイルユニットＣ１～Ｃ８に送信するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１０９がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。

【0043】

また、シーケンス情報は、操作者によって指定された撮像条件、例えば、ＴＲ（繰り返し時間：Repetition Time）、ＴＥ（エコー時間：Echo Time）、スライス枚数、スライス厚、ＦＯＶ（撮像視野：Field Of View）等、多数の撮像パラメータに情報に基づいて、計算機システム１２０によって生成されるものとする。

【0044】

高周波増幅装置１００は、計算機システム１２０、シーケンス制御回路１１０および送信回路１０７等に接続され、計算機システム１２０から受信した命令又はシーケンス制御回路１１０から受信したシーケンス情報に基づいて、高周波信号を生成する。

【0045】

計算機システム１２０は、磁気共鳴イメージング装置１の全体制御、データ収集、および画像再構成などを行う。より詳細には、計算機システム１２０は、シーケンス制御回路１１０、高周波増幅装置１００、および寝台制御回路１０５を制御する。計算機システム１２０は、計算機インタフェース回路１２１、記憶回路１２２、処理回路１２３、入力インタフェース１２４、およびディスプレイ１２５を有する。計算機システム１２０は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１の制御システムの一例である。

【0046】

計算機インタフェース回路１２１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１１０へ送信し、シーケンス制御回路１１０からＭＲデータを受信する。また、計算機インタフェース回路１２１は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶回路１２２に格納する。

【0047】

記憶回路１２２は、各種のプログラムを記憶する。記憶回路１２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。なお、記憶回路１２２は、ハードウェアによる非一過性の記憶媒体としても用いられる。

【0048】

入力インタフェース１２４は、医師や診療放射線技師等の操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１２４は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等によって実現される。入力インタフェース１２４は、処理回路１２３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に変換して処理回路１２３へと出力する。

【0049】

ディスプレイ１２５は、処理回路１２３による制御のもと、各種ＧＵＩ（Graphical User Interface）や、ＭＲ（Magnetic Resonance）画像等を表示する。

【0050】

処理回路１２３は、磁気共鳴イメージング装置１の全体制御を行う。具体的には、処理回路１２３は、入力インタフェース１２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１１０に送信することによって撮像を制御する。また、処理回路１２３は、撮像の結果としてシーケンス制御回路１１０から送られるＭＲデータを、上述した傾斜磁場により付与された位相エンコード量や周波数エンコード量に従って配列させる。配列されたＭＲデータはｋ空間データと称され、当該ｋ空間データに例えばフーリエ変換などの再構成処理を行ってＭＲ画像を生成する。処理回路１２３は、生成されたＭＲ画像をディスプレイ１２５に表示させる制御を行う。

【0051】

なお、処理回路１２３によって実現される各機能は、ＣＰＵとしての処理回路１２３が制御プログラムを実行することにより実現される。しかしながら、当該例に限定されず、処理回路１２３によって実現される各機能の一部又は全部を、同様の各機能を実行するように設計された専用のハードウェア、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の半導体集積回路や従来の回路モジュール等によって実現するようにしてもよい。

【0052】

（ＭＲデータ・補正情報の流れ及び補正処理）
次に、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１のＭＲデータ・補正情報の流れ、及び当該補正情報を用いたＭＲデータの補正処理について説明する。なお、以下においては、各チャネルのＭＲデータにつき、ゲインのずれ、位相のずれについて補正する場合を例とする。しかしながら、ゲインのずれ、位相のずれのうちいずれの項目を補正するかについては、設定により選択することができる。

【0053】

図７は、磁気共鳴イメージング装置１におけるＭＲデータ・補正情報の流れ、及び当該補正情報を用いたＭＲデータの補正処理を説明するための図である。

【0054】

図７においては、説明を具体的にするため、寝台１０４の８個のコネクタポート１０４ｂには、それぞれ局所用ＲＦコイルユニットＣ１～Ｃ８が接続されている場合を例示している。しかしながら、必ずしもすべてのコネクタポートに局所用ＲＦコイルユニットが接続されている必要はない。また、１つの局所用ＲＦコイルユニットが複数のコイルユニットインタフェース回路を有していれば、１つの局所用ＲＦコイルユニットが複数のコネクタポートに接続されている形態をとってもよい。さらに、局所用ＲＦコイルユニットＣ１のＲＦコイルエレメント２０１～２１６の数は１６個としているが、各局所用ＲＦコイルユニットのＲＦコイルエレメントの数は幾つであってもよい。

【0055】

図７に示す様に、例えば局所用ＲＦコイルユニットＣ１のＲＦコイルエレメント２０１～２１６のそれぞれによって受信されたＭＲ信号は、各チャネルにおけるゲインブロック３０１～３１６によって増幅される。ＲＦコイルエレメント２０１～２１６のそれぞれによって受信されたＭＲ信号は、チャネル１～チャネル１６に対応するＭＲ信号となっている。ゲインブロック３０１～３１６によって増幅されたＭＲ信号は、各チャネルにおけるＡ／Ｄ変換器４０１～４１６によってデジタル信号としてのＭＲデータに変換される。チャネル１～チャネル１６に対応する１６チャネル分のＭＲデータは、それぞれ補正情報記憶部６に記憶された補正情報と共に、コイルユニットインタフェース回路５及びコネクタポート１０４ｂを介して１６本のラインによって、受信回路１０９に送り出される。

【0056】

他の局所用ＲＦコイルユニットＣ２～Ｃ８についても、同様の処理により、ＭＲデータ及び補正情報が受信回路１０９に送り出される。これにより、受信回路１０９に合計１２８チャネルのＭＲデータ及び補正情報が送り出される。

【0057】

１２８チャネル分のＭＲデータ及び補正情報は、デジタル信号マトリックス１０９ａにおいて３２チャネル分のＭＲデータ及び補正情報に間引かれる。３２チャネル分のＭＲデータ及び補正情報は、補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２に送り出される。すなわち、３２チャネル分のＭＲデータ及び補正情報は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２まで同じ経路で送られることになる。

【0058】

チャネル毎のＭＲデータは、補正処理部１０９ｂ０１～１０９ｂ３２において、ダウンコンバートされるとともに、補正情報を用いてゲインのずれ、位相のずれの少なくとも一つが補正される。なお、補正情報とは、ゲイン補正テーブルＴａ、位相補正テーブルＴｂ、周波数特性テーブルＴｃを意味する。

【0059】

例えば、ゲインブロック３０１のゲイン値を０ｄＢに設定し、ゲインブロック３０１の後段に設けられるフィルタの中心周波数を１２３ＭＨｚとして、チャネル１のＭＲデータと補正情報とが補正処理部１０９ｂ０１に送り出され、当該チャネル１のＭＲデータについて、ゲイン補正、位相補正を行う場合を想定する。係る場合には、図３に示したようにゲイン値が「０ｄＢ」に設定された場合のゲインブロック３０１におけるチャネル１のゲインのずれ量が「０．３ｄＢ」である。また、図４に示したようにゲイン値が「０ｄＢ」に設定された場合のゲインブロック３０１におけるチャネル１の位相のずれ量が「＋３度」である。さらに、図５に示したようにゲインブロック３０１の後段に設けられるフィルタにおけるチャネル１のゲインのずれ量が「０．５ｄＢ」である。したがって、これらの３つの補正量に応じたデジタル信号が、ＤＤＳ１０９ｂ０１－１において生成される。なお、処理の手順については、他のチャネルについても同様である。

【0060】

（効果）
以上述べた様に、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力される信号を受信し信号処理を行う受信回路１０９を具備する。局所用ＲＦコイルユニットＣ１は、少なくとも一つのＲＦコイルエレメント２０１～２１６と、少なくとも一つのＲＦコイルエレメント２０１～２１６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少なくとも一つのＡ／Ｄ変換器４０１～４１６と、補正情報として機器特性に関する情報を記憶する補正情報記憶部６と備え、デジタル信号と機器特性に関する情報とを関連付けて出力する。受信回路１０９は、機器特性に関する情報を用いて、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力されたデジタル信号を補正する。

【0061】

すなわち、例えば仕様又は製造誤差に起因して生じる特性であるゲイン、位相のずれを補正するための補正情報として、ゲイン補正テーブルＴａ、位相補正テーブルＴｂ、周波数特性テーブルＴｃを、例えば工場出荷前において補正情報記憶部６に記憶しておく。磁気共鳴イメージング装置１において、寝台１０４のコネクタポート１０４ｂに接続された局所用ＲＦコイルユニットＣ１に固有の補正情報が、例えば撮像時において、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力されるデジタル信号としてのＭＲデータと関連付けて受信回路１０９に送り出される。受信回路１０９は、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から受け取った補正情報を用いて、ＭＲデータに対してゲイン補正、位相補正のうちの少なくともいずれかを実行することができる。

【0062】

従って、磁気共鳴イメージング装置本体に局所用ＲＦコイルユニット毎の補正情報を予め記憶しておく必要性がないため、接続する局所用ＲＦコイルユニットの出力するデジタル信号の位相やゲインの特性が変化したとしても、磁気共鳴イメージング装置１の受信回路１０９を改変する必要がない。

【0063】

また、ＭＲデータと関連付けられた補正情報は、ＭＲデータと同じ経路で受信回路１０９に送られる。従って、選択される経路によらず補正情報を受信回路１０９に送ることができる。

【0064】

（比較例）
図８は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１との比較例を説明するための図である。図８を用いて、比較例としての磁気共鳴イメージング装置における補正情報を用いた補正処理について説明する。

【0065】

図８に示した比較例としての磁気共鳴イメージング装置においては、補正情報を記憶する補正情報記憶部６が、磁気共鳴イメージング装置の本体の受信回路１０９´に設けられている。また、局所用ＲＦコイルユニットＣ１´～Ｃ８´は、補正情報を記憶する補正情報記憶部６を有していない。係る構成の場合、補正情報記憶部６は、コネクタポート１０４ｂに接続される全ての種類の局所用ＲＦコイルユニットＣ１´～Ｃ８´の補正情報を、例えば工場出荷前に記憶しておく必要がある。しかしながら、局所用ＲＦコイルユニットＣ１´～Ｃ８´の補正情報は、当該コイルユニットの固有の情報であり、例えば仕様又は製造誤差に起因して生じる特性についての情報である。このため、磁気共鳴イメージング装置本体に接続される可能性のある全ての局所用ＲＦコイルユニットの補正情報を補正情報記憶部６に事前に記憶させておくのは、現実的に困難である。また、新たな局所用ＲＦコイルユニットがコネクタポート１０４ｂに接続される際に、補正情報記憶部６に当該局所用ＲＦコイルユニットに関する補正情報を記憶させるとなると、手間がかかり効率的ではない。

【0066】

上記比較例に対して、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１は、局所用ＲＦコイルユニット側に補正情報を記憶する補正情報記憶部６を有している。そして、寝台１０４のコネクタポート１０４ｂに接続された局所用ＲＦコイルユニットＣ１に固有の補正情報が、例えば撮像時において、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から出力されるデジタル信号としてのＭＲデータと関連付けて受信回路１０９に送り出される。従って、コネクタポート１０４ｂに接続される全ての種類の局所用ＲＦコイルユニットの補正情報を、磁気共鳴イメージング装置本体側に事前に記憶しておく必要はない。また、新たな局所用ＲＦコイルユニットをコネクタポート１０４ｂに接続する場合であっても、補正情報記憶部６に当該局所用ＲＦコイルユニットに関する補正情報を、磁気共鳴イメージング装置本体側に記憶させる必要もない。

【0067】

（変形例１）
上記実施形態においては、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から引き出され寝台１０４のコネクタポート１０４ｂに接続される伝送経路としての１６本のラインが、局所用ＲＦコイルユニットＣ１が有する１６個のＲＦコイルエレメントと一対一に対応付けられた場合を例として説明した。この様な例では、一つのラインが一つのチャネルに対応している。

【0068】

しかしながら、例えば局所用ＲＦコイルユニットが６４個のＲＦコイルエレメントを有する場合、コネクタポート１０４ｂが受け入れることが可能なラインの本数を上回ることになる。係る場合においては、当該６４個のＲＦコイルエレメントを用いて取得された６４チャネル分のＭＲデータを、周波数変調によって多重化したり、複数チャネル分の信号を加算したりすることで、１６本のラインに集約する。

【0069】

例えば、６４個のＲＦコイルエレメントを用いて取得された６４チャネル分のＭＲデータを４チャネル単位で周波数変調により多重化する場合を想定する。係る場合には、ゲインブロック、Ａ／Ｄ変換による処理を受けた６４チャネル分のＭＲデータを、局所用ＲＦコイルユニットに設けられた変調器により周波数変調し、例えば４チャネル単位で多重化して１６個の合成データを生成し、１６本のラインに割り当てる。受信回路１０９は、局所用ＲＦコイルユニットから受け取った１６ライン分の合成データを復調し６４チャネルに対応したＭＲデータに分離する。受信回路１０９は、分離された各チャネルに対応するＭＲデータに対して、補正情報を用いた補正処理を実行する。

【0070】

また、例えば、６４個のＲＦコイルエレメントを用いて取得された６４チャネル分のＭＲデータを４チャネル単位で加算により合成する場合を想定する。係る場合には、局所用ＲＦコイルユニットに設けられた加算器により、ゲインブロックによる増幅前のＭＲデータを例えば４チャネル単位で加算して１６個の合成データを生成し、それぞれを１６本のラインに割り当てる。そして、この１６個の合成データは、それぞれゲインブロック３０１～３１６、Ａ／Ｄ変換器４０１～４１６において処理された後、１６個のＭＲデータとして補正情報と共に受信回路１０９に出力される。受信回路１０９は、局所用ＲＦコイルユニットから受け取った１６ライン分の合成データに対して、補正情報を用いた補正処理を実行する。

【0071】

（変形例２）
上記実施形態においては、補正情報を、撮像時において取得されたＭＲデータと同じタイミングで受信回路１０９に送る場合を例示した。しかしながら、受信回路１０９側が補正情報を取得するタイミングは、当該例に限定されない。

【0072】

例えば、局所用ＲＦコイルユニットＣ１がコネクタポート１０４ｂに接続されたタイミングで、撮像の前に補正情報を受信回路１０９に送り出す構成であってもよい。

【0073】

また、補正情報について、局所用ＲＦコイルユニットＣ１を識別するための情報（コイルＩＤ）と対応付けて、磁気共鳴イメージング装置１本体側において管理するようにしてもよい。係る構成において、過去に用いた補正情報の中に、現在接続された局所用ＲＦコイルユニットＣ１のコイルＩＤが合致する補正情報が存在する場合には、局所用ＲＦコイルユニットＣ１からの補正情報の受け取りを省略し、当該磁気共鳴イメージング装置１本体側の補正情報を利用するようにしてもよい。

【0074】

また、補正情報に作成された日時に関する情報を付帯しておき、磁気共鳴イメージング装置１本体側の補正情報の作成日時が局所用ＲＦコイルユニットＣ１の補正情報記憶部６に記憶された補正情報の作成日時よりも古い場合には、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から新たな補正情報の受け取り、補正情報の更新を行うようにしてもよい。

【0075】

（変形例３）
上記実施形態にいては、補正情報がゲイン補正テーブルＴａ、位相補正テーブルＴｂ、周波数特性テーブルＴｃである場合を例示した。しかしながら、局所用ＲＦコイルユニットＣ１の補正情報記憶部６が記憶する補正情報は、上記例に限定されない。例えば、局所用ＲＦコイルユニットＣ１が少なくとも一つのログアンプを有する場合には、各ログアンプで生じる非線形性を線形に戻すための補正値が定義されたテーブルを含めるようにしてもよい。

【0076】

（変形例４）
上記実施形態にいては、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から受信回路１０９へのＭＲデータ及び補正情報の転送を有線によって実現する場合を例示した。しかしながら、当該例に限定されず、局所用ＲＦコイルユニットＣ１から受信回路１０９へのＭＲデータ及び補正情報の転送を、無線によって実現してもよい。

【0077】

本実施形態中の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 (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。プロセッサは記憶回路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よい。

【0078】

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、Ａ／Ｄ変換器を内蔵するコイルユニットを用いた磁気共鳴イメージングにおいて、ＭＲデータを適切に補正することができる。

【0079】

また、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。

【符号の説明】

【0080】

１ 磁気共鳴イメージング装置
５ コイルユニットインタフェース回路
６ 補正情報記憶部
１００ 高周波増幅装置
１０１ 静磁場磁石
１０２ 傾斜磁場コイル
１０３ 傾斜磁場電源
１０４ 寝台
１０４ａ 寝台天板
１０４ｂ コネクタポート
１０５ 寝台制御回路
１０６ 全身用ＲＦコイルユニット
１０７ 送信回路
１０９ 受信回路
１０９ａ デジタル信号マトリックス
１０９ｂ０１～１０９ｂ３２ 補正処理部
１０９ｂ０１－１～１０９ｂ３２－１ ＤＤＳ
１０９ｂ０１－２～１０９ｂ３２－２ 検波器
１１０ シーケンス制御回路
１２０ 計算機システム
２０１～２１６ ＲＦコイルエレメント
３０１～３１６ ゲインブロック
４０１～４１６ Ａ／Ｄ変換器
Ｃ１～Ｃ８ 局所用ＲＦコイルユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】