JP7301697B2 - 磁気共鳴イメージング装置及び調整支援方法 - 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調整支援方法に関する。

従来、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高周波磁場を送信するＲＦコイルユニットを備えている。そして、一般的に、ＭＲＩ装置が病院等の据付け場所に据付けられる際には、ＲＦコイルユニットの調整作業が行われる。

米国特許出願公開第２０１５／０２５３３９５号明細書

本発明が解決しようとする課題は、ＲＦコイルユニットの調整作業を容易に行えるようにすることである。

実施形態に係るＭＲＩ装置は、ＲＦコイルユニットと、調整部と、出力部とを備える。前記ＲＦコイルユニットは、高周波磁場を送信する。前記調整部は、前記ＲＦコイルユニットのインピーダンスを調整する。前記出力部は、操作者による前記調整部の操作手順を指示する情報を音声で出力する。

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は、ＲＦコイルユニットの調整作業を説明するための図である。 図３は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイルの一例を示す斜視図である。 図４は、本実施形態に係る計測機能及び出力機能によって行われる処理の一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係るＭＲＩ装置によって行われる処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本願に係るＭＲＩ装置及び調整支援方法の実施形態について詳細に説明する。

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。

例えば、図１に示すように、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、局所用ＲＦコイル５、送信回路６、受信回路７、ＲＦ（Radio Frequency）シールド８、架台９、寝台１０、インタフェース１１、ディスプレイ１２、記憶回路１３、処理回路１４～１７、及びスピーカー１８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（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、その内周側に形成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、超伝導磁石や永久磁石等である。ここでいう超伝導磁石は、例えば、液体ヘリウム等の冷却剤が充填された容器と、当該容器に浸漬された超伝導コイルとから構成される。

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（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、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸それぞれに対応するＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルを有している。Ｘコイル、Ｙコイル及びＺコイルは、傾斜磁場電源３から供給される電流に基づいて、各軸方向に沿って線形に変化する傾斜磁場を撮像空間に発生させる。ここで、Ｚ軸は、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束に沿うように設定される。また、Ｘ軸は、Ｚ軸に直交する水平方向に沿うように設定され、Ｙ軸は、Ｚ軸に直交する鉛直方向に沿うように設定される。これにより、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。

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、撮像空間に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２のＸコイル、Ｙコイル及びＺコイルに個別に電流を供給することで、互いに直交す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て線形に変化する傾斜磁場を撮像空間に発生させる。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。

ここで、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は、それぞれ静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳されることで、被検体Ｓから発生する磁気共鳴信号に空間的な位置情報を付与する。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磁気共鳴信号の周波数を変化させることで、リードアウト方向に沿った位置情報を磁気共鳴信号に付与する。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磁気共鳴信号の位相を変化させることで、位相エンコード方向に沿った位置情報を磁気共鳴信号に付与する。また、スライス傾斜磁場は、スライス方向に沿った位置情報を磁気共鳴信号に付与する。例えば、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域（２Ｄ撮像）の場合には、スライス領域の方向、厚さ及び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（３Ｄ撮像）の場合には、スライス方向の位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために用いられる。これにより、リードアウト方向に沿った軸、位相エンコード方向に沿った軸、及びスライス方向に沿った軸は、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。

全身用ＲＦコイル４は、傾斜磁場コイル２の内周側に配置されており、撮像空間に配置された被検体Ｓに高周波磁場を送信し、当該高周波磁場の影響によって被検体Ｓから発生する磁気共鳴信号を受信する。具体的には、全身用ＲＦコイル４は、中空の略円筒状（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から供給される高周波パルス信号に基づいて、その内周側に位置する撮像空間に配置された被検体Ｓに高周波磁場を送信する。また、全身用ＲＦコイル４は、高周波磁場の影響によって被検体Ｓから発生する磁気共鳴信号を受信し、受信した磁気共鳴信号を受信回路７へ出力する。

局所用ＲＦコイル５は、被検体Ｓから発生した磁気共鳴信号を受信する。具体的には、局所用ＲＦコイル５は、被検体Ｓの各部位に適用できるように複数種類用意されており、被検体Ｓの撮像が行われる際に、撮像対象の部位の表面近傍に配置される。そして、局所用ＲＦコイル５は、全身用ＲＦコイル４によって送信された高周波磁場の影響によって被検体Ｓから発生した磁気共鳴信号を受信し、受信した磁気共鳴信号を受信回路７へ出力する。なお、局所用ＲＦコイル５は、被検体Ｓに高周波磁場を送信する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５は、送信回路６に接続され、送信回路６から供給される高周波パルス信号に基づいて、被検体Ｓに高周波磁場を送信する。例えば、局所用ＲＦコイル５は、サーフェスコイルや、複数のサーフェスコイルをコイルエレメントとして組み合わせて構成されたフェーズドアレイコイルである。

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高周波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６は、パルス発生器、高周波発生器、変調器、及び増幅器を有する。パルス発生器は、高周波パルス信号の波形を生成する。高周波発生器は、ラーモア周波数の高周波信号を発生する。変調器は、高周波発生器によって発生した高周波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、高周波パルス信号を生成する。増幅器は、変調器によって生成された高周波パルス信号を増幅して全身用ＲＦコイル４に出力する。

受信回路７は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５から出力される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成し、生成した磁気共鳴データを処理回路１５に出力する。例えば、受信回路７は、選択器、前段増幅器、位相検波器、及び、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器を備える。選択器は、全身用ＲＦコイル４又は局所用ＲＦコイル５から出力される磁気共鳴信号を選択的に入力する。前段増幅器は、選択器から出力される磁気共鳴信号を電力増幅する。位相検波器は、前段増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。Ａ／Ｄ変換器は、位相検波器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磁気共鳴データを生成し、生成した磁気共鳴データを処理回路１５に出力する。なお、ここで、受信回路７が行うものとして説明した各処理は、必ずしも全ての処理が受信回路７で行われる必要はなく、全身用ＲＦコイル４や局所用ＲＦコイル５で一部の処理（例えば、Ａ／Ｄ変換器による処理等）が行われてもよい。

ＲＦシールド８は、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によって発生する高周波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、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、略円筒状（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）に形成された中空のボア９ａを有し、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を収容している。具体的には、架台９は、ボア９ａの外周側に全身用ＲＦコイル４を配置し、全身用ＲＦコイル４の外周側にＲＦシールド８を配置し、ＲＦシールド８の外周側に傾斜磁場コイル２を配置し、傾斜磁場コイル２の外周側に静磁場磁石１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９ａ内の空間が、撮像時に被検体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、被検体Ｓが載置された天板１０ａを撮像空間に移動する。例えば、寝台１０は、天板１０ａの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。

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及び全身用ＲＦコイル４それぞれが略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構造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造を有していてもよい。このようなオープン型の構造では、一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のＲＦコイルによって挟まれた空間が、トンネル型の構造におけるボアに相当する。

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、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て処理回路１７に出力する。例えば、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、磁気共鳴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、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、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の移動機構を動作させる。

処理回路１５は、データ収集機能１５ａを有する。データ収集機能１５ａは、各種のパルスシーケンスを実行することで、被検体Ｓの磁気共鳴データを収集する。具体的には、データ収集機能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従って傾斜磁場電源３、送信回路６及び受信回路７を駆動することで、各種のパルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス実行データは、パルスシーケンスを表すデータであり、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が全身用ＲＦコイル４に高周波パルス信号を供給するタイミング及び供給する高周波パルスの強さ、受信回路７が磁気共鳴信号をサンプリングするタイミング等を規定した情報である。そして、データ収集機能１５ａは、パルスシーケンスを実行した結果として受信回路７から出力される磁気共鳴データを受信し、記憶回路１３に記憶させる。このとき、記憶回路１３に記憶される磁気共鳴データは、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リードアウト方向、フェーズアウト方向及びスライス方向の各方向に沿った位置情報が付与されることで、２次元又は３次元のｋ空間を表すデータとして記憶される。

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、処理回路１５によって収集された磁気共鳴データに基づいて、各種の画像を生成する。具体的には、画像生成機能１６ａは、処理回路１５によって収集された磁気共鳴データを記憶回路１３から読み出し、読み出した磁気共鳴データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、２次元又は３次元の画像を生成する。そして、画像生成機能１６ａは、生成した画像を記憶回路１３に記憶させる。

処理回路１７は、撮像制御機能１７ａを有する。撮像制御機能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。具体的には、撮像制御機能１７ａ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１２に表示し、インタフェース１１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、撮像制御機能１７ａは、操作者によって入力された撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス実行データを処理回路１５に出力することで、磁気共鳴データを収集させる。また、例えば、撮像制御機能１７ａは、処理回路１６を制御することで、処理回路１５によって収集された磁気共鳴データに基づいて画像を生成させる。また、例えば、撮像制御機能１７ａは、操作者からの要求に応じて、記憶回路１３に記憶された画像を読み出し、読み出した画像をディスプレイ１２に表示させる。

ここで、上述した各処理回路は、例えば、プロセッサによって実現される。その場合に、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１３に記憶される。そして、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、ここでは、単一のプロセッサによって各処理回路が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて各処理回路を構成し、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、図１に示す例では、単一の記憶回路１３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。

スピーカー１８は、処理回路１７に接続されており、処理回路１７から送信される音声データの電気信号を振動に変換して音声を出力する。

そして、上述したＭＲＩ装置１００の各構成要素は、室内の空間を電磁波から遮蔽するシールドルームとして構成された撮影室と、ＭＲＩ装置１００の操作を行う操作室とに分けて配置される。例えば、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、全身用ＲＦコイル４、局所用ＲＦコイル５、受信回路７、ＲＦシールド８、架台９、寝台１０、処理回路１４、及びスピーカー１８が、撮影室に配置され、傾斜磁場電源３、送信回路６、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１５～１７が操作室に設置される。このうち、スピーカー１８は、例えば、撮影室の壁面等に設置される。なお、撮影室及び操作室の他に、さらに機械室が設けられている場合には、傾斜磁場電源３、送信回路６、記憶回路１３、及び処理回路１５～１７の一部又は全部が機械室に設置されてもよい。

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、上述したように、高周波磁場を送信する全身用ＲＦコイル４を備えている。ここで、全身用ＲＦコイル４は、ＲＦコイルユニットの一例である。

一般的に、ＭＲＩ装置が病院等の据付け場所に据付けられる際には、ＲＦコイルユニットの調整作業が行われる。通常、この調整作業は、サービスマン等の作業者が専用の測定器（例えば、スペクトラムアナライザ等）を用いて、ＲＦコイルユニットに設けられたトリマコンデンサ（可変容量コンデンサ）を操作することによって行われる。そして、この調整作業は、ＭＲＩ装置全体の据付け時に行われる各種の作業項目の中でも工数が多い作業項目の一つとなっている。

図２は、ＲＦコイルユニットの調整作業を説明するための図である。

例えば、図２の（ａ）又は（ｂ）に示すように、ＲＦコイルユニットの調整作業が行われる際には、作業者は、ＲＦコイルユニットを収容する架台が撮影室に配置されるため、撮影室内を調整作業場所として、トリマコンデンサの操作を行うことになる。しかしながら、調整作業で用いられる測定器は磁性体であるため撮影室内に持ち込むことができず、操作室（又は機械室）に置かれることになる。そのため、作業者は、撮影室内の調整作業場所から測定器の画面を見ることができず、撮影室と操作室（又は機械室）と間を行き来しながら作業を行うことになる。または、例えば、トリマコンデンサを操作する者と測定器の画面を見る者というように、複数人の作業者で調整作業が行われることになる。これらのことが、ＲＦコイルユニットの工数を増やす一因となっている。

また、通常、ＲＦコイルユニットを調整する際の対象となる各種の調整値は相互に影響し合うため、繰り返しの調整作業が必要になる。このことも、ＲＦコイルユニットの調整作業の工数を増やす一因となっている。

このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、全身用ＲＦコイル４の調整作業を容易に行えるようにするための構成を有している。

具体的には、ＭＲＩ装置１００は、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整する調整部を備えており、調整作業の作業者（以下、操作者と呼ぶ）による調整部の操作手順を指示する情報を音声で出力する。

以下、このようなＭＲＩ装置１００の構成について、より詳細に説明する。

まず、本実施形態では、全身用ＲＦコイル４が、当該全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整する調整部を有する。なお、本実施形態では、全身用ＲＦコイル４が、複数の給電点を有する複数給電型バードケージコイルである場合の例を説明する。

図３は、本実施形態に係る全身用ＲＦコイル４の一例を示す斜視図である。

例えば、図３に示すように、全身用ＲＦコイル４は、２点給電型バードケージコイルであり、支持部材４ａと、２つのエンドリング４ｂと、複数のラング４ｃと、２つの給電点４ｄと、調整部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。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。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、２つのエンドリング４ｂの間を架け渡すように配置され、かつ、支持部材４ａの周方向に沿って一定の間隔を空けて配置されている。

２つの給電点４ｄは、それぞれ給電用のケーブルを介して送信回路６に接続されており、送信回路６から供給される位相が互いに９０°ずれた高周波パルス信号の高周波電流をエンドリング４ｂ及びラング４ｃに導通させる。ここで、２つの給電点４ｄは、位相が互いに９０°ずれた高周波電流をエンドリング４ｂ及びラング４ｃに導通させることで、
全身用ＲＦコイル４をＱＤ（Quadrature Detection）コイルとして動作させる。

調整部４ｅは、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整する。

本実施形態では、調整部４ｅは、エンドリング４ｂに設けられており、エンドリング４ｂに接続されたトリマコンデンサを含んでいる。ここで、トリマコンデンサは、例えば、外部からの操作によって回転するスイッチを有しており、当該スイッチの回転方向及び回転角度に応じて静電容量が変化するように構成されている。すなわち、調整部４ｅは、操作者がトリマコンデンサのスイッチを回転させる操作に応じて、トリマコンデンサの静電容量が変化することで、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整する。

例えば、調整部４ｅは、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整することで、全身用ＲＦコイル４の共振周波数を調整する。ここで、共振周波数は、全身用ＲＦコイル４の回路特性に基づいて定まる共振点の周波数であり、例えば、共振周波数をω’、インダクタンスをＬ、キャパシタンスをＣとすると、以下の式で表される。

ω’＝１／｛２π×√（Ｌ×Ｃ）｝

このような構成により、全身用ＲＦコイル４の調整が行われる際には、操作者が、調整部４ｅに含まれるトリマコンデンサのスイッチを回転させて全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整することで、全身用ＲＦコイル４の共振周波数が適正値となるように調整が行われる。

具体的には、全身用ＲＦコイル４の共振周波数をラーモア周波数に近付けるように調整が行われる。ここで、ラーモア周波数は、対象原子核の核磁化の励起に必要な高周波磁場の周波数であり、例えば、ラーモア周波数をω₀、対象原子核に固有の磁気回転比をγ、静磁場強度をＴとすると、以下の式で表される。

ω₀＝γ×Ｔ

全身用ＲＦコイル４が高周波磁場の送信及び磁気共鳴信号の受信を適切に行うようにするためには、こうして共振周波数の調整を行うことが重要となる。

また、例えば、調整部４ｅは、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整することで、全身用ＲＦコイル４が有する複数の給電点４ｄの間の独立性を調整する。ここで、給電点４ｄの間の独立性（アイソレーションとも呼ばれる）とは、全身用ＲＦコイル４の２つの給電点４ｄのうちの一方の給電点４ｄに高周波電流が供給された際に、当該高周波電流によって全身用ＲＦコイル４に発生する定常波の振幅が、他方の給電点４ｄにおいて略ゼロになることである。

このような構成により、全身用ＲＦコイル４の調整が行われる際には、操作者が、調整部４ｅに含まれるトリマコンデンサのスイッチを回転して全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整することによって、全身用ＲＦコイル４の２つの給電点４ｄそれぞれについて、独立性が確保されるように調整が行われる。

全身用ＲＦコイル４をＱＤコイルとして動作させるためには、こうして給電点４ｄの間の独立性を調整することが重要となる。

なお、ここでは、全身用ＲＦコイル４が、エンドリング４ｂにトリマコンデンサが接続された、いわゆるハイパス型のバードケージ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、ラング４ｃにトリマコンデンサが接続された、いわゆるローパス型のバードケージコイルであってもよい。その場合には、調整部４ｅは、ラング４ｃに設けられ、ラング４ｃに接続されたトリマコンデンサを含むように構成される。さらに例えば、全身用ＲＦコイル４は、ハイパス型とローパス型を組み合わせたバンドパス型のバードケージコイルとして構成してもよい。

そして、本実施形態では、処理回路１７が、計測機能１７ｂと、出力機能１７ｃとを有する。ここで、計測機能１７ｂは、計測部の一例である。また、出力機能１７ｃは、出力部の一例である。

図４は、本実施形態に係る計測機能１７ｂ及び出力機能１７ｃによって行われる処理の一例を示す図である。

計測機能１７ｂは、全身用ＲＦコイル４の周波数特性を計測する。

例えば、図４に示すように、計測機能１７ｂは、送信回路６を制御することで、全身用ＲＦコイル４の一つの給電点４ｄに、周波数を変化させながら連続的に高周波信号を送信する。そして、計測機能１７ｂは、受信回路７を制御することで、送信した高周波信号の反射波である反射波信号を連続的に検出する。ここで、計測機能１７ｂは、共振周波数の調整が行われる際には、高周波信号を送信した給電点４ｄで反射波信号を検出し、給電点の間の独立性の調整が行われる際には、全身用ＲＦコイル４の２つの給電点４ｄのうち、高周波信号を送信していない方の給電点４ｄで反射波信号を検出する。

また、計測機能１７ｂは、計測した周波数特性を示すＧＵＩ（Graphical User Interface）をディスプレイ１２に表示する。例えば、計測機能１７ｂは、横軸を周波数、縦軸を反射係数とし、検出された反射波信号から算出した反射係数を周波数ごとにプロットしたＧＵＩをディスプレイ１２に表示する。この場合に、共振周波数は、反射係数の大きさが極小値となるときの周波数として示される。

なお、計測機能１７ｂが周波数特性を計測する方法としては、例えば、スペクトラムアナライザ等を用いた方法のように、公知の各種の計測方法を用いることが可能である。

出力機能１７ｃは、計測機能１７ｂによって計測された周波数特性の計測結果に応じて、操作者による調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する。

具体的には、出力機能１７ｃは、計測機能１７ｂによって計測された周波数特性の計測結果に基づいて、予め記憶回路１３に記憶されている各種の音声データの中から適切な音声データを選択する。そして、出力機能１７ｃは、選択した音声データを表す電気信号をスピーカー１８に送信することで、調整部４ｅの操作手順を指示する各種の情報を音声で出力させる。

なお、ここでいう「音声」とは、機械音や発信音（ビープ音）のような単純な音の信号ではなく、話し言葉のように、より直感的、又は、より具体的に情報の内容を認識することが可能な音声信号（speaking signal）である。

例えば、出力機能１７ｃは、全身用ＲＦコイル４の調整状態を示す情報を音声で出力する。このとき、例えば、出力機能１７ｃは、計測機能１７ｂによってディスプレイ１２に表示されるＧＵＩの内容を示す情報を音声で読み上げるように出力する。例えば、出力機能１７ｃは、調整部４ｅに含まれるトリマコンデンサの調整角度に関する情報を音声で出力する。

例えば、出力機能１７ｃは、周波数特性の計測結果に応じて、全身用ＲＦコイル４の共振周波数が適正値となるように調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する。具体的には、出力機能１７ｃは、全身用ＲＦコイル４の共振周波数をラーモア周波数に近付けるように調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する。

例えば、図４に示すように、出力機能１７ｃは、「周波数高い／低い」のように、共振周波数のラーモア周波数からのずれの方向を音声で出力する。また、例えば、出力機能１７ｃは、「マッチング＊＊ｄＢ（デシベル）」等のように、共振周波数における反射係数の大きさを音声で出力する。また、例えば、出力機能１７ｃは、「時計回り／反時計回り」等のように、共振周波数をラーモア周波数に近付けるためのトリマコンデンサのスイッチの回転方向を音声で出力する。操作者は、このような音声を聞くことによって、全身用ＲＦコイル４の共振周波数をラーモア周波数に近付けるように、調整部４ｅを適切に操作することができる。

また、例えば、出力機能１７ｃは、周波数特性の計測結果に応じて、全身用ＲＦコイル４が有する複数の給電点４ｄの間の独立性を調整する操作手順を指示する情報を音声で出力する。

例えば、出力機能１７ｃは、「＊＊ｄＢ（デシベル）」等のように、全身用ＲＦコイル４の２つの給電点４ｄのうちの一方の給電点４ｄに高周波電流が供給された際に、他方の給電点４ｄで検出された反射波信号の大きさを音声で出力する。操作者は、このような音声を聞くことによって、２つの給電点４ｄの間の独立性が確保されるように、調整部４ｅを適切に操作することができる。

なお、全身用ＲＦコイル４の調整が行われる際に、共振周波数と、給電点４ｄの間の独立性とは、調整値が相互に影響し合うと考えられる。そのため、例えば、計測機能１７ｂが、全身用ＲＦコイル４の２つの給電点４ｄのうちの一方の給電点４ｄに高周波信号を送信しつつ、両方の給電点４ｄで同時に反射波信号を検出することが可能な場合には、出力機能１７ｃは、共振周波数の調整に関する情報と給電点４ｄの間の独立性に関する情報の両方を同時に出力してもよい。例えば、出力機能１７ｃは、双方の調整値を認識したうえで、それぞれが適正な状態に近付くようなトリマコンデンサのスイッチの回転方向を音声で出力する。

このように、出力機能１７ｃが、全身用ＲＦコイル４の調整状態を示す情報を音声で出力することによって、操作者に全身用ＲＦコイル４の調整作業をガイドすることが可能になる。

図５は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって行われる処理の処理手順を示すフローチャートである。

例えば、図５に示すように、本実施形態では、計測機能１７ｂが、インタフェース１１を介して、操作者から調整開始の指示を受け付けた場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、全身用ＲＦコイル４の周波数特性を計測する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２の処理は、例えば、処理回路１７が、計測機能１７ｂに対応する所定のプログラムを記憶回路１３から読み出して実行することにより実現される。

続いて、出力機能１７ｃが、計測機能１７ｂによって計測された周波数特性の計測結果に応じて、操作者による調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３の処理は、例えば、処理回路１７が、出力機能１７ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１３から読み出して実行することにより実現される。

その後、計測機能１７ｂ及び出力機能１７ｃは、ステップＳ１０２及びＳ１０３の処理を継続して繰り返し実行し、操作者から調整終了の指示を受け付けた場合に（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

このように、本実施形態では、出力機能１７ｃが、操作者によって調整作業が行われている間、繰り返し、計測機能１７ｂによって計測された周波数特性の計測結果に応じて、調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する。これにより、操作者に全身用ＲＦコイル４の調整状態をリアルタイムに伝達することができる。

上述したように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、全身用ＲＦコイル４が、当該全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整する調整部４ｅを有し、処理回路１７の出力機能１７ｃが、操作者による調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力する。

このような構成によれば、本実施形態では、全身用ＲＦコイルの調整作業を容易に行えるようになる。

例えば、操作者は、音声によって全身用ＲＦコイル４の調整状態を把握できるようになり、撮影室と操作室（又は機械室）と間の行き来を減らすことができる。これにより、全身用ＲＦコイル４の調整作業を簡略化することができる。

また、例えば、音声で出力される情報を増やすことによって、全身用ＲＦコイル４の調整状態だけでなく、調整作業に関する補助情報や次工程の内容を操作者に伝達することも可能になる。これにより、調整作業の煩雑さを低減することができる。

なお、上述した実施形態では、全身用ＲＦコイル４が、複数給電型バードケージ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、複数の実質的に独立したコイルエレメントを有し、各コイルエレメントから並列に高周波磁場を送信すること（パラレルトランスミッションとも呼ばれる）が可能なアレイコイルであってもよい。

また、上述した実施形態では、調整部４ｅが、トリマコンデンサを含む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、調整部４ｅは、エンドリング４ｂ又はラング４ｃの一部であってもよい。その場合には、操作者は、全身用ＲＦコイル４のインピーダンスを調整するための操作として、例えば、調整部４ｅに含まれるエンドリング４ｂ又はラング４ｃの一部を切削する等により、全身用ＲＦコイル４のリアクタンスを変更する操作を行う。

また、上述した実施形態では、計測機能１７ｂが、周波数特性を示すＧＵＩを、操作室に設置されたディスプレイ１２に表示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、撮影室に設置された架台９にもディスプレイが設けられている場合には、計測機能１７ｂは、架台９のディスプレイに、周波数特性を示すＧＵＩを表示してもよい。

なお、計測機能１７ｂは、必ずしも、周波数特性のＧＵＩの表示を行わなくてもよい。例えば、出力機能１７ｃが、調整部４ｅの操作手順を指示する情報を音声で出力することによって、調整作業において周波数特性の視覚的な確認が不要となるような場合には、計測機能１７ｂによるＧＵＩの表示は行われなくてもよい。

また、上述した実施形態では、本明細書における計測部及び出力部を、それぞれ、処理回路の計測機能及び出力機能によって実現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、本明細書における計測部及び出力部は、実施形態で述べた計測機能及び出力機能によって実現する他にも、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又は、ハードウェアとソフトウェアとの混合によって同機能を実現するものであっても構わない。

また、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。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て実行することで、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に構成しても構わない。この場合は、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て実行することで機能を実現する。また、本実施形態のプロセッサは、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コイルユニットの調整作業を容易に行えるようになる。

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。これらの実施形態は、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。

１００ ＭＲＩ装置
４ 全身用ＲＦコイル
４ｅ 調整部
１７ 処理回路
１７ｃ 出力機能

Claims (7)

1. 高周波磁場を送信するＲＦコイルユニットと、
   前記ＲＦコイルユニットのインピーダンスを調整する調整部と、
   操作者による前記調整部の操作手順を指示する情報を音声で出力する出力部と
   を備え、
   前記出力部は、前記操作者によって前記ＲＦコイルユニットの調整作業が行われている間、前記ＲＦコイルユニットの共鳴周波数のラーモア周波数からのずれの方向を示す情報を音声で出力する、
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記出力部は、前記ＲＦコイルユニットの周波数特性の計測結果に応じて、前記情報を音声で出力する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記出力部は、前記操作者によって前記ＲＦコイルユニットの調整作業が行われている間、繰り返し、前記情報を音声で出力する、
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記ＲＦコイルユニットは、複数の給電点を有し、
   前記調整部は、前記インピーダンスを調整することで、前記複数の給電点の間の独立性を調整する、
   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。
5. 前記調整部は、トリマコンデンサを含む、
   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. 前記情報は、前記トリマコンデンサの調整角度に関するものである、
   請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 高周波磁場を送信するＲＦコイルユニットと、前記ＲＦコイルユニットのインピーダンスを調整する調整部とを有する磁気共鳴イメージング装置に適用される調整支援方法であって、
   操作者による前記調整部の操作手順を指示する情報を音声で出力し、前記操作者によって前記ＲＦコイルユニットの調整作業が行われている間、前記ＲＦコイルユニットの共鳴周波数のラーモア周波数からのずれの方向を示す情報を音声で出力する
   ことを含む、調整支援方法。

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