JPH07204177A - Ｍｒｉフロントエンド装置およびその動作方法 - Google Patents

Ｍｒｉフロントエンド装置およびその動作方法

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JPH07204177A
JPH07204177A JP6253745A JP25374594A JPH07204177A JP H07204177 A JPH07204177 A JP H07204177A JP 6253745 A JP6253745 A JP 6253745A JP 25374594 A JP25374594 A JP 25374594A JP H07204177 A JPH07204177 A JP H07204177A
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coil
signal
tuning
coils
controller
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JP6253745A
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Mitsuaki Arakawa
アラカワ ミツアキ
Hsu Chang
チャング スー
Heteren John Van
ヴァンヘターレン ジョン
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Original Assignee
University of California
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＭＲＩ装置において、各種ＲＦコイルをいち
いち付け替えることなく、複数のＲＦコイルを付けたま
まで、所望のイメージング動作を行う。 【構成】 ＭＲＩ装置のＲＦユニットとＲＦコイルの間
を繋ぐＲＦフロントエンドに、複数のコイル取り付けポ
ートを設けて種々のＲＦコイルを接続するとともに、信
号伝送路を選択するコントローラを設けて所望のパスの
みを選択作動させることにより、必要なコイルのみを作
動状態にする。さらに、コイルにはデチューン回路を接
続しておき、フロントエンドに接続されたままの不使用
のコイルが作動中のコイルに無用な影響を及ぼさないよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
に関し、特に磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
のフロントエンドの作動方法及びその構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）では、
イメージングを行う被検体（例えば患者であるヒト）に
ＲＦコイル構造を経て所定の周波数（ある種の装置では
例えば約１５ＭＨｚである）のＲＦ信号の送信が行われ
る。短時間が経過した後、ラジオ周波数のＮＭＲ応答が
同一または類似の構造のＲＦコイルによって受信され
る。当業者には承知されているように、そのようなＲＦ
応答からイメージング情報を創り出すことが可能とな
る。
【０００３】ＭＲＩシステムのＲＦ部分は一般的には、
ＲＦユニットとＲＦコイル、そしてＲＦ「フロントエン
ド」から構成される。ＲＦコイルとＲＦフロントエンド
は、シールドルーム（例えばガントリールーム(a gantr
y room)）に収納されている。イメージングを行う被検
体はシールドルームの内部にあるＲＦコイルの中あるい
はその近くに位置づけられ、これに対してＭＲＩシステ
ムのオペレーターはシールドルームの外側に配置され
る。
【０００４】ＲＦユニットは、イメージングを行う被検
体に送信されたＲＦ信号の発生と、その被検体から返送
されるＭＲＩ信号を処理の両方を行う。ＭＲＩシステム
に用いられるＲＦコイルは通常は導電体（例えば銅）か
らなり、それは適切な幾何学的形状をとっており、選択
された人体の「イメージング領域」部分に結合できるよ
うになっている。さらにＲＦコイルは、それ自身の独特
のマッチング回路を備えている。
【０００５】ＲＦユニットはＲＦフロントエンドによっ
てＲＦコイルに接続されている。ＭＲＩシステムのＲＦ
フロントエンドは一般的には、送信や受信を行うための
一個ないしは複数個のチャンネルを備えている。
【０００６】歴史的な技術では、唯一のコイルだけがフ
ロンドエンドのそれぞれのチャンネルに、ある瞬間にお
いて取り付けられうるかあるいは取り付けられたままに
されうる。例えば、従来技術の形態では単一の送信用
（Ｔｘ用）コイルが送信チャンネルに連結されていて、
単一の受信用（Ｒｘ用）コイルが受信チャンネルに連結
されている。もう一つの従来技術の形態においては、単
一の送信／受信コイルが送信チャンネルに取り付けられ
ていて、またＲｘ用のコイルが受信チャンネルに取り付
けられている。従来技術によるＲＦフロントエンドは、
送信チャンネルにクォドラチャ送信コイルが接続するこ
とは許容しないが、受信チャンネルにクォドラチャＴｘ
用コイルを接続させることは可能にしている。
【０００７】ＭＲＩ応用の初期の段階では、コイルのタ
イプは非常に少なく、例えば非−ＱＤ（非−クォドラチ
ャ）ヘッドコイルや非ＱＤボディーコイル、また数個の
表面コイルしかなかった。その後現在に至るまで技術者
は、多数のコイルのなかから所望のものをＲＦフロント
エンドに取り付けるためにはシールドルームに入らなく
てはならなかった。例えば、ヘッドコイルを用いたイメ
ージング及びそれに続くボディーコイルを用いたイメー
ジングを必要とする患者に対してスキャニングを行うの
であれば、技術者は、ヘッドコイルを用いたイメージン
グが終わった後でそのヘッドコイルをＲＦフロントエン
ドから切り離してからボディーコイルに接続する目的で
シールドルームに入らなくてはならない。
【０００８】ＭＲＩ技術が改良されて来るにつれて更に
多くのタイプのコイルが開発されてきており、その中に
は診断能力の改善を図った、より各人体部位用のコイル
が含まれている。コイルの形状は急激に増えてきてお
り、そのことはある部分では少なくとも「フィリングフ
ァクター」（即ち、Ｒｘコイルの内側を占める患者の占
有容積の、全Ｒｘコイルの占有容積に対する比）がＲｘ
コイルの信号対雑音比（ＳＮＲ）に影響を与えるという
事実に起因している。
【０００９】上述したようにイメージング情報は、ＲＦ
コイル構造を経て受け取られたＮＭＲ ＲＦ応答から供
給される。このようなイメージングの質に影響を与える
ひとつの重要な制限ファクターは、検出や処理が行われ
る必要のあるＲＦ応答の達成できる信号対雑音比（ＳＮ
Ｒ）である。ＲＦコイルのインピーダンスはマッチング
回路を用い、低ノイズのプリアンプが必要とする最適の
インピーダンスに変換される。
【００１０】ＲＦコイル構造（このコイル構造は、「Ｒ
Ｆコイルアセンブリ」、また「アプリケータ」として知
られている）は、静磁場用磁石（例えば極低温磁石）あ
るいは負荷インピーダンスが広範囲にわたって変化しう
る（たとえば、イメージングを行う被検体の大きさや構
成成分に応じて変化し、そのためＲＦコイルにカップリ
ングする）傾斜磁場用のコイル構造内に収容されてい
る。ＭＲＩ信号処置回路（例えばＲＦユニット内にあ
る）はＲＦ送信／受信回路を含んでおり、それはＲＦコ
イルからは離れたところに位置していて、送信ラインに
よってそこに連結される。信号対雑音比（ＳＮ比）が最
適化されるのは、ＲＦコイル／アプリケータが共鳴し、
そのコイル／アプリケータにおいて見られるインピーダ
ンス（例えば「負荷インピーダンス」）が、そのコイル
／アプリケータをＭＲＩ処理装置に連結する複合共役送
信ラインインピーダンスに「マッチング」、即ち等しく
なる場合である。
【００１１】コイル／アプリケータの負荷インピーダン
スは、イメージングを行うものの大きさや材料成分に応
じてかなり大きく変化する。過去においては、イメージ
ングを行う被検体が変わるごとにＲＦコイル（即ち、コ
イル部に局在しているＲＦチューニング／マッチング回
路）に対する内部インピーダンスの煩わしい調整を行う
ことにより、満足な性能（好ましいＳＮ比）が得られる
ように努力がなされていた。
【００１２】この特許出願とともに譲渡されているHarr
isonによる米国特許明細書第４，８２７，２１９号に
は、なおこの明細書の記載は参照文献としてここに組み
入れられているが、ＭＲＩ ＲＦコイルインピーダンス
をマッチングするためのリモートチューニングネットワ
ークが開示されている。そのリモートチューニングネッ
トワークは、ＲＦコイルアセンブリと、リモートチュー
ニングネットワークを備えたＲＦコイルアセンブリを内
部連結しているＲＦ送信ラインと、ＲＦ処理回路との間
でＲＦ送信条件のマッチングを達成するために二つの調
整可能なインピーダンスを含んでいる。そのリモートチ
ューニングネットワークは、例えばＶＳＷＲ（電圧定在
波比）３：１におけるマッチングされたＲＦインピーダ
ンスを達成する可能性がある。
【００１３】更に都合がよいことに、例えば米国特許明
細書第４，８２７，２１９号に記載されているようなリ
モートチューニングユニット（ＲＴＵｓ）は低コストで
提供されている。しかしながらそのリモートチューニン
グユニットは複雑な伝達機能を有しているため、通常は
ハイパワーＲＦコイルを素早くチューニングすることは
ない。このＲＴＵｓは従来のコンピュータ制御のチュー
ニングアルゴリズムを用いてチューニングが行われてい
るが、それはコイルをチューニングするために３０秒あ
るいはそれ以上のも時間を必要とする可能性がある。こ
れらの従来のコンピュータ制御チューニングアルゴリズ
ムは、「ハント アンド ペック（キーボードの打ち
方）」アプローチを用いることにより、コイルから反射
されてくる信号（例えば、「反射信号」）の大きさを最
小にすることができる。
【００１４】このように、手動でコイルを取り付けたり
取り外したり、手動で患者の位置を変えたりする目的で
シールドルームに繰り返し入らなくてはならないような
面倒のある従来技術のプラクティスは、従来技術の「ハ
ント アンド ペック」チューニングアプローチと同
様、多大な時間がかかる。実際のイメージング時間は、
コイルが患者に負荷を与えている時間のうちのほんのわ
ずかな時間にすぎない。チューニング動作やコイルを手
動による接続／切り離しを行うのに費やされる非−イメ
ージングのための時間は、高価なＭＲＩ装置の有効利用
を大きく妨げるものであり、不安な思いに満ちている患
者の気持ちを更に悪化させてしまう傾向が生じる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、異なるタイ
プのマッチング回路を備えたＲＦコイルなどの複数個の
ＲＦコイルの取り付けを、限られた時間で容易に行うこ
とができるようなＭＲＩシステムのＲＦフロントエンド
を提供する。ここに含まれる新規なフロントエンドは、
診断情報などの集積を容易にする。ある場合ではこのフ
ロントエンドは、ＭＲＩシステムに用いられるＲＦコイ
ルのチューニングを高速化したり効果的にしたりするこ
とによって容易化される。ＭＲＩシステムに用いられる
ＲＦコイルのチューニングの効率的ないし正確な較正も
行うことができる。
【００１６】
【課題を解決するための手段】磁気共鳴イメージング
（ＭＲＩ）システムに用いられるフロントエンドはＲＦ
信号あるいはチューニング信号が選択的に伝送される複
数のコイル取り付けポートを有しており、動作中にコイ
ルがその複数ポートのそれぞれに取り付けられたままに
できるフロントエンドである。信号伝送コントローラ
は、ＲＦ信号あるいはチューニング信号をどのポートに
ＲＦ信号を伝送するかを選択する。
【００１７】ＲＦフロントエンドユニットは、リレース
イッチボードアセンブリ即ちＲＳＢとしても知られてい
る。ＲＦフロントエンドのそれぞれのポートは、異なる
ＲＦコイルあるいはＲＦコイルコンビネーションに取り
付けられている。チューニング動作やイメージング動作
は、順次複数のコイルついて実行され、ＲＦフロントエ
ンドから切り離される必要のあるコイルはない。信号伝
送コントローラは選択的に、ＲＦ信号（ＲＦユニットよ
り発生する）あるいはチューニング信号（チューニング
コントローラより発生する）を、選択されたコイル専用
の単一の信号パスを通ってその選択されたコイルへと供
給する。作動状態に選択されなかったコイルはデチュー
ンされる。
【００１８】ＲＦフトンロエンドは、異なるタイプのマ
ッチング回路を備えているコイルの取り付けを同時に行
う。例えば、第１番目のコイルポートはハイパワーコイ
ルに取り付けられ、第２番目のコイルポートはバラクタ
−チューニングコイルに取り付けられ、また第３番目の
コイルポートはマルチプルコイルアセンブリ（ＭＣＡ）
に取り付けられる。
【００１９】本発明のフロントエンドユニット（ＲＳ
Ｂ）は、複数コイルのコイルポートのそれぞれに対応す
る専用のイメージング信号パスを提供するものであっ
て、コイルポートをＲＦイメージングユニットに選択的
に連結することができる。この点に関して説明すると、
イメージング動作を行っている間、ＲＦユニットは第１
番目のＲＦコイルへの第１番目のイメージング信号パス
の接続、あるいは第２番目のＲＦコイルへの第２番目の
イメージング信号パスの接続、以下同様にいずれかの接
続がなされる。それぞれのコイルのイメージング信号パ
スは、他のイメージング信号パスとは同一でない少なく
ともいくつかの信号パスセグメントを有している。この
イメージング信号パスにはリレー及びスイッチが用いら
れている。
【００２０】信号伝送コントローラは、複数のコイルポ
ートのうちから選択されたひとつのコイルポートを、Ｒ
Ｆイメージングユニットあるいはチューニングコントロ
ーラに、その選択されたコイルポートの専用の信号パス
と対応するリレーを介して接続させる。
【００２１】コイルポートに加えて、フロントエンドユ
ニット（ＲＳＢ）はフロントエンドユニットをチューニ
ング制御手段に接続するためのチューニングポートを備
えている。このチューニング制御手段は、チューニング
動作を行っている間、ＲＦコイルの一つから反射される
信号の大きさが所定の値以下であることを検出する。し
たがってフロントエンドユニットは更に、複数個のコイ
ルポートのそれぞれに対応する専用の反射信号パスを有
している。あるコイルポートに対する信号パスは、チュ
ーニング動作を行っている間、その専用の反射信号パス
に沿ったチューニングポートに選択的に接続することが
できる。信号伝送コントローラは、複数個のコイルポー
トのうちから選択された一つのコイルポートを、その選
択されたコイルポートの反射信号パスを経てチューニン
グ制御手段に接続する。
【００２２】反射信号パスのそれぞれはさらに、市販の
復調器を備えている。これに加えてチューニングスイッ
チ手段は、ＲＦコイルの一つの選択されたコイルからチ
ューニング制御手段に反射信号を導く目的で用いられ
る。
【００２３】この動作方法によれば、イメージングモー
ドとコイルチューニングモード、それにテストあるいは
診断モードの間で選択がなされる。イメージングモード
においては、ＲＦ信号がイメージングを行うべき被検体
に対して適用するために発生する。複数のＲＦコイルの
うちの一つがイメージングを行うべき被検体から返送さ
れてくるＭＲＩ信号を受信することができるように選択
される。受信されたＭＲＩ信号はその後、選択されたＲ
ＦコイルからＭＲＩイメージングユニットへとその選択
されたＲＦコイル専用のイメージング信号パスを通って
伝送される。
【００２４】チューニングモードでは、ＲＦ信号がイメ
ージングを行うべき被検体に適用する目的で発生する。
複数のＲＦコイルのうちの一つのＲＦコイルが、イメー
ジングを行うべき被検体から返送されて来る反射信号を
受信することができるように選択される。その反射信号
はその後、その選択されたＲＦコイルからチューニング
制御ユニットへと、その選択されたＲＦコイルに専用の
反射信号パスを通って伝送される。
【００２５】テストあるいは診断モードでは、第１コイ
ルにチューニング信号を与えることによって、ただしそ
の第１コイルからの小さな反射ＭＲＩ信号は無視されて
いるのであるが、それによって分離度が測定される。こ
れに対して、第２コイルによって受信される信号（第１
コイルにチューニング信号を与えたことによって結果的
に生じる信号）を測定することによって、コイル（ある
いはチャンネル）の分離度が検出できる。
【００２６】
【実施例】本発明の前記ならびにその他の目的、特徴お
よび利点は、添付図面に示した好ましい実施例について
の下記の詳細な記載から明らかになるであろう。同添付
図面において、同一の符号は種々の図面を通して同一の
部分を示す。これらの図面は必ずしも一定の縮尺ではな
く、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【００２７】図１には磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）
システム２０が示されており、このシステム２０は、Ｒ
Ｆコイルアセンブリ２２と、Ｂ0、Ｂx、Ｂy、Ｂzを生成
するための通常のバックグランドの（例えば極低温の）
磁石及び傾斜磁場コイル（「磁石／コイル」）アセンブ
リ２３とを有している。このＭＲＩシステムは更に、Ｒ
Ｆユニット（「ＲＦＵ」）２４と、リモートチューニン
グネットワーク（即ち、「ＲＴＵ」）２６を備えたＲＦ
フロントエンド（ＲＦＦＥ）２５と、イメージングシー
ケンスコントローラ２８と、コイル及びＲＦＦＥコント
ローラ（ＣＲＣ）３０と、ホストコンピュータ即ちホス
トコントローラ３１を備えている。以後説明するよう
に、ＲＦフロントエンド２５は、リレー及びスイッチア
センブリ（リレー及びスイッチアセンブリは即ち「ＲＳ
Ｂ」としても知られている）３２を含んでいる。
【００２８】磁石／コイルアセンブリ２３、ＲＦＦＥコ
イルアセンブリ２２、ＲＦフロントエンド２５、それに
コイル及びＲＦＦＥコントローラ３０は、典型的にはシ
ステム２０の他の部分から離れた位置（例えばＲＦシー
ルドルーム３３）に配設されている。後述するように、
ＲＦフロントエンド２５はＲＦコイルアセンブリ２２を
ＲＦＵ２４と連結している。シーケンスコントローラ２
８は、なかんずく傾斜パワー供給装置２３Ａに接続され
ており、通常のＭＲＩプロセスにおいて行われるよう
に、傾斜磁場パルスＧx、Ｇy、Ｇz をコントロールでき
るようになっている。
【００２９】ＣＲＣ３０は、ケーブル３０Ａを介して以
下に説明する様式でコイルアセンブリ２２にあるコイル
のうちの一つに連結されている。ＣＲＣ３０はまた、リ
レーバス３０Ｂ及びバス３０ＣによってＲＦフロントエ
ンド２５に接続されている。この両者のバスについては
次に説明を行う。ＲＦユニット（ＲＦＵ）２４は、シー
ケンスコントローラ２８の制御のもとで利用されて、送
信（Ｔｘ）パルスシーケンス（ケーブル３４で搬送され
る）とケーブル３６上のチューニング信号（「ＣＷチュ
ーニング信号」）の両方を発生する。それに加えてＲＦ
Ｕ２４は、ケーブル３７にて返送されるＭＲＩ信号を受
信する。
【００３０】ホストコンピュータ３１は、入力装置３１
Ａ（例えばキーボード）からの入力を受け取るために接
続されている。この入力装置３１Ａは、なかんずくＭＲ
Ｉシステム２０がイメージングモードとチューニングモ
ード、あるいはテスティングモードにおいて作動してい
るのかどうかをオペレータが認識出来るようにしてい
る。更に以下に説明するように、ＭＲＩシステム２０は
調節ができるようにアセンブリ２２の中に複数個のＲＦ
コイルを有しており、二つのチャンネル（例えばクォド
ラチャのＩ及びＱチャンネル）を持ついくつかのコイル
を備えているため、オペレータは入力装置３０Ａを用い
ることで、どのイメージング、チューニング、あるいは
テスティングにコイルが利用されているかを明らかにす
ることができる。ある実施例においては分離した入力装
置をコントローラ３０に用いることができ、それによっ
てチューニングの選択（あるいはコイルの特定）情報が
コントローラ３０に直接的にインプットされる。
【００３１】イメージングモードの場合では、ケーブル
３４に供給されたＴｘ送信パルスは、イメージングを行
うベき被検者、例えば患者に装着されたＲＦコイルアセ
ンブリ２２に、ＲＳＢ３２を経て最終的に供給される。
短時間経過した後に、ＲＦコイルアセンブリ２２によっ
て患者から受信したＮＭＲ ＲＦ信号（以後「返送ＭＲ
Ｉ信号」あるいは「返送ＲＦ信号」として知られてい
る）はＲＳＢ３２を通過し、ケーブル３７を経てＲＦＵ
２４内にあるＲＦ処理回路へと返送され、そこからイメ
ージング情報を導き出すために最終的には用いられる。
例えばハイパワーコイルのうようないくつかのコイルに
ついては、Ｔｘ送信パルス及び返送されたＭＲＩ ＲＦ
信号もＲＴＵ２６を通って伝送される。
【００３２】チューニングモードの場合では、ケーブル
３６に供給されたＣＷ（連続波）信号は、最終的にはＲ
Ｆコイルアセンブリ２２内のコイルにＲＳＢ３２を経て
供給される。イメージングを行うべき被検体によって負
荷がかけられているコイルから反射された信号はＲＳＢ
３２に戻されてからコントローラ３０に供給される。イ
メージングモードで行われたのと同様に、いくつかのコ
イル（例えばハイパワーコイル）については、出る信号
も戻って来る信号もＲＴＵ２６を通って伝送される。
【００３３】ＲＦコイルアセンブリに設けられたあるタ
イプのコイル（例えばハイパワーコイルやバラクタ−チ
ューニングコイル）のチューニングやテスティングにつ
いては、本発明によればかなり簡便化を図ることができ
る。ＲＦコイルアセンブリ２２に設けられたＲＦコイル
は、反射信号の大きさ（｜Ｋ｜によって表される）が所
定の値（例えば入射ＲＦ信号の０．０５倍）以下である
場合にはチューニングが行なわれることが考慮される。
【００３４】以下に説明するように、本発明におけるハ
イパワーコイルは通常は、リモートチューニングユニッ
ト（「ＲＴＵ」）２６を用いてチューニングされる。リ
モートチューニングユニットは二個のチャンネルを備え
ており、そのそれぞれのチャンネルは二個の可調インピ
ーダンス（例えば可調キャパシタ）を有している。可調
インピーダンスは、コントローラ３０によって初期段階
では粗にチューニングされ、その後必要であれば微チュ
ーニングが行われる。
【００３５】バラクタ−チューニングコイルのチューニ
ングでは、二個のバラクタダイオードキャパシタＣｓ及
びＣｐについてのバイアス電圧を調整が、コイルにケー
ブルを通って送られる単一周波数のＲＴＵ信号に対して
反射信号の大きさが最小になるように行われる。バラク
タ−チューニングコイルのチューニングにおいてコント
ローラは、バラクタ−コイルチューンの開始点を選択
し、かつその開始点における反射信号の大きさを得てい
る。一旦開始点が得られると、そのコントローラは回帰
二分サーチ動作を実行してそのチューニングポイントを
捜し当てる。この回帰二分サーチは、チューニングポイ
ントを目指して導かれた候補地点として「直前の」点を
戻す。そのチューニングポイントを捜し当てるための最
終的な試み及びダブルチェックを行う際、星状の動作に
てコントローラが、二分サーチによって戻された地点の
回りで星状あるいはアステリスク状（＊）パターンでも
ってそのポイントおける反射信号の大きさを測定し、そ
のパターンで最小の反射を得るようなポイントがチュー
ニングポイントである。
【００３６】ＭＲＩシステム２０の構造についての更な
る詳細な説明は、コイルチューニング動作の説明の前提
として後で行う。ハイパワーコイルに対する粗チューニ
ング動作及び微チューニング動作の説明がなされた後
で、この発明にかかる較正動作の検討が行われる。この
較正動作の検討を行うことで、実質的に詳しく述べられ
ている反射測定についてと訂正動作についての理解が容
易になる。
【００３７】構造： ＲＦコイルアセンブリ ＲＦコイルアセンブリ２２は、図示されていないケーブ
ルリトラクタと、複数個の潜在的互換性のあるＲＦコイ
ル２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ及びマルチコイルアセンブリ
（ＭＣＡ）２２Ｅのうち可能であれば一個あるいはそれ
以上のコイルを備えている。このコイル２２Ｂ−２２Ｃ
は通常はハイパワーコイル（送信専用のコイル及び送信
／受信のデュアルコイルのいずれか）であり、その信号
は、ＲＴＵ２６を通って伝送され、また本発明によれば
リモート部でチューニングが行われる。コイル２２及び
コイル２２Ｃは、通常はクォドラチャの検出用コイルで
あり、それは最小のコイル間結合を持つ互いに直交する
Ｉ及びＱコイルを有している。
【００３８】コイル２２Ｄは比較的低いパワーであっ
て、バラクタチューニング受信専用のコイルであり、そ
の信号はＲＴＵ２６をバイパスする。ここにはその点の
説明を特には記述していないが、コイル２２Ｄもクォド
ラチャ検出コイルであり、したがって一本か二本のＲＦ
ケーブル（図１及び図２いは二本のケーブルが示されて
いる。）を備えている。図１のバラクタチューニングコ
イル２２Ｄは、二本のケーブルを備えたディアルＴＭＪ
（側顎下顎骨関節(TemporoMandibular Joint)）コイル
として示されている。以下に説明するように、例えば２
２Ｄのようなコイル（二本のケーブルによって連結され
ている単一のＯＤバラクタ−チューニングコイルを備え
ている）の代わりに二つの別個のバラクタコイル（例え
ば関節、脊椎、あるいは単一のＴＭＪコイル）を適用す
ることも可能である。
【００３９】図２８には、他の特徴の中に、二つのバラ
クタ−チューニングＲＦコイル２２Ｄについての例示が
含まれており、それにより、例示的なバラクタ−チュー
ニングＲＦコイルの簡単な概略図が示されている。それ
ぞれのバラクタ−チューニングコイルはバラクタ３８ｓ
及び３８ｐを備えており、各々のバラクタは固定されか
つ可調性のキャパシタンスの組合せを有している。バラ
クタ３８ｓ及び３８ｐい設けられた可調キャパシタンス
は、ここではそれぞれキャパシタンスＣｓ及びＣｐとし
て示されている。１５ＭＨｚの表面コイルについては、
１４．９５ＭＨｚの共振周波数及びＱ＝６００に対応す
る値を持つ代表的な表面コイルは、次のような値をと
る。即ち、Ｃｓ＝９．９ｐＦ； Ｃｐ＝２３．６ｐＦ；
ＣｐＦｉｘｅｄ＝２４３ｐＦ； Ｒ＝０．０６４Ω；
Ｌ＝０．４１μＨ。
【００４０】図２に示されているように、それぞれのコ
イル２２Ｂ−２２Ｅが一本ないしそれ以上の本数のＲＦ
ケーブル４０によってＲＳＢ３２に取り付けられる。コ
イル２２Ｂ−２２Ｃは、二本のＲＦケーブル４０−Ｉ
（「Ｉｎ相」ケーブル）及びそれに取り付けられる４０
−Ｑ（「クォドラチャ」ケーブル）を備えている。この
点に関しては、コイル２２Ｂはケーブル４０Ｂ−Ｉおよ
び４０Ｂ−Ｑとともに示されている。コイル２２Ｄは、
二本のケーブル４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２によってＲＳ
Ｂ３２に取り付けられており、これに対してマルチコイ
ルアセンブリ（ＭＣＡ）２２Ｅは、単一のコイル４０Ｅ
によってＲＳＢ３２に取り付けられているものとして示
されている。ここで用いられている「送信ライン」とい
う用語はケーブルを含んでおり、そのケーブルとして
は、例えばケーブル４０及び６２に示されているような
タイプの同軸ケーブルを含んでいる。
【００４１】マルチコイルアセンブリ（ＭＣＡ）２２Ｅ
の一実施例が図３５に示されており、これに対してもう
一つの実施例２２Ｅ’が図２８に示されている。いずれ
の実施例においても、このマルチコイルアセンブリは、
典型的にはＲＴＵ２６をバイパスしている。
【００４２】図３５に示されたマルチコイルアセンブリ
２２Ｅには、５個のＲＦコイル４１Ａ−４１Ｅが含まれ
ている。それぞれのコイル４１は平行でそれらを横切る
ように連結されたキャパシタンスを備えていて、ＲＦス
イッチ及びコンバイナ４２にプリアンプを通して接続さ
れている。コントローラ３０から出ているライン３０Ａ
に供給される信号のコントロールのもとで、ＲＦスイッ
チ及びコンバイナ４２は典型的には、一つの選択された
コイル４１から増幅回路を通ってＲＳＢ３２に入る。増
幅回路は、図３５に示されているように低ノイズのプリ
アンプ４３を備えており、それはアンプバイパススイッ
チ４４Ａ及び４４Ｂによって選択的にバイパスされる。
バイパススイッチ４４Ａ及び４４Ｂは、コントローラ３
０からバイパスコントロールライン４５に供給された信
号によってコントロールされる。
【００４３】図２８に示されているマルチコイルアセン
ブリ２２Ｅ’も同様に、複数コイルのＲＦコイル４１
Ａ’−４１Ｅ’を備えている。それぞれのコイル４１を
またいでダイオードが連結されていて、そのダイオード
は次に説明するように、デチューニングプロセスにて用
いることができる。
【００４４】構造： スイッチアセンブリ 図２に示されているように、ＲＳＢ３２（リレー及びス
イッチボードとしても知られている）は複数個のコイル
ポート４８を備えており、そこにはケーブル４０が取り
付けられている。即ち、リモートチューニングユニット
（ＲＴＵ）２６に接続するための複数のコイルポート４
６、Ｉ／Ｑ復調器５０、復調器５０のための電力源５
２、信号コンディショニングアンドルーティングネット
ワーク５４（主としてハイブリッド、低ノイズアンプ、
送信／受信スイッチ、及びスプリッタからなる）、指向
性カプラ５６、及びリレーのネットワークである。信号
コンディショニングアンドルーティングネットワーク５
４については、図２６を参照して更に詳細な説明が行わ
れる。この復調器５０については、図２７を参照して以
下に更に詳細な説明が行われる。
【００４５】次に記載されているようにＲＳＢ３２は、
他にもいろいろあるが、異なるタイプのマッチング回路
を有するＲＦコイルのチューニングを容易に行う。チュ
ーニングオペレーション自体は、Van Heteren et al.に
よって別途出願されている米国特許出願番号 ０８／
（代理人の整理番号：８９−１９７）が付与され、発明
の名称「ＭＲＩ ＲＦコイルをチューニングするための
方法及び装置」と題された出願に記載されている。な
お、この出願の内容は参照文献としてここに組み入れら
れる。
【００４６】ＲＳＢ３２に含まれているＲＦ同軸リレー
素子は、それぞれ「Ｋ」で始まる符号が付与されてい
て、次に列挙するような番号を持っている。Ｋ１０１、
Ｋ１１０、Ｋ１１１、Ｋ１１２、Ｋ１１３、Ｋ１１５、
Ｋ１１６、Ｋ１１７、Ｋ１１９、Ｋ１２０、及びＫ１２
１。ＲＳＢ３２に設けられた他のリレーは、信号コンデ
ィショニングアンドルーティングネットワーク５４と下
記に説明するごとく接続されている。ここで次に述べる
ように、ＲＳＢリレー（信号コンディショニングアンド
ルーティングネットワーク５４に含まれている）は、Ｒ
ＦＵ２４あるいは（指向性カプラ５６及びＩ／Ｑ復調器
５０を通して）ＣＲＣ３０のいずれかを用いて、ＣＲＣ
３０から選択的に介在接続するアセンブリ２２に設けら
れた種々のコイルへのバス３０Ｂに供給される信号によ
ってコントロール即ち作動（即ち、オン及びオフ）され
る。図２及び図２６は、ＲＳＢ３２がオフ状態になって
いる場合のリレーネットワークにおけるそれぞれのリレ
ーを示している。
【００４７】上記に関していうと、イメージングモード
を行う目的でＲＳＢ３２のそれぞれのコイルポート４６
は、専用のイメージング信号パスによってＲＦＵ２４に
接続されている。このイメージング信号パスはパスセグ
メントから構成されている。ここに用いられているよう
にパスセグメントは、ＲＳＢ３２（信号コンディショニ
ングアンドルーティングネットワーク５４を備えてい
る）の二つの素子（例えばリレー、スイッチ、コンビ
ナ、スプリッタ）と、二つの素子を接続するための手段
（例えば導電線あるいは他のルーティングネットワーク
５４）とを備えている。図２及び図２６において示され
ているように、ＲＦＵ２４への同一のイメージング信号
パスによって接続されているような二つのポート４６は
ない。言い替えると、それぞれのポート４６に対するイ
メージング信号パスは、少なくともいくつかのパスセグ
メントを備えており、そしてそれらのパスセグメントは
他の信号パスと共通ではない。
【００４８】同様に、チューニングを行う目的では、Ｒ
ＳＢ３２のそれぞれのコイルポート４６は、専用の反射
信号パスによってＣＲＣ３０へＩ／Ｑ復調器５０を経て
接続されている。図２に示されているように、ＲＳＢ３
２を通ってＣＲＣ３０へ入る同一の反射信号パスによっ
て接続されるような二つのコイルポート４６はない。こ
のＩ／Ｑ復調器５０は、全ての反射信号パスに共通であ
る。
【００４９】ＣＲＣ３０はシーケンスコントローラ２８
とともに（なお、ここではまとめて接続コントロール手
段とも称されている）、接続手段（ＲＳＢ３２を含んで
いる）をコントロールしている。ハイパワーコイルが用
いられている場合、信号はＲＴＵ２６及びＲＳＢ３２を
通ってＣＲＣ３０あるいはＲＦＵ２４のいずれかに伝送
される。図１には、リレーコントロールライン３０Ｂに
よってＣＲＣ３０が、ＲＳＢ３２に含まれている複数の
ＲＳＢリレーに接続されていることが示されている。
【００５０】図２に示されているように、ＲＳＢポート
４６Ｂ−４６Ｅは、それぞれケーブル４０Ｎ−４０Ｅを
経てＲＳＢ３２をコイル２２Ｂ−２２Ｅとインターフェ
ースで接続するために用いられている。図７と関連する
図２に示されているようにＲＳＢポート４８Ａ−４８Ｄ
は、ケーブル６２Ａ−６２Ｄを経てＲＳＢ３２をＲＴＵ
２６にインターフェースで接続するために設けられてい
る。ここで用いられているように、「送信ライン」とい
う用語はケーブルを含んでおり、そのケーブルにはケー
ブル４０及び６２に示されているようなタイプの同軸の
ＲＦケーブルも含まれる。
【００５１】上記に記載したように、図示されているよ
うなＭＲＩシステム２０の形態では、コイル２２Ｂ及び
２２Ｃとしてハイパワーコイルを用いることができる。
それぞれのコイル２２Ｂ、２２Ｃは、同相（Ｉ相）及び
直交相（Ｑ相）ケーブルの両方によってＲＳＢ３２に接
続されている。このために、コイルポート４６Ｂ及び４
６Ｃはそれぞれ、「同相イン」即ち「Ｉイン」ポート４
８ＤにリレーＫ１１５を用いて接続することのできる
「Ａ」ピン即ち「Ａ」チャンネルを有しており、また同
様に、「直交相イン」即ち「Ｑイン」ポート４８Ｂにリ
レーＫ１１５を経て接続することのできる「Ｂ」ピン即
ち「Ｂ」チャンネルを有している。この「直交相アウ
ト」即ち「Ｑアウト」ポート４８Ｃは、イメージング
（即ちスキャニング）のためのネットワーク５４かある
いはチューニングのためのＩ／Ｑ復調器５０の「チュー
ン信号イン」ピン（指向性カプラ５６によるリレーＫ１
１、Ｋ１１２あるいはリレーＫ１２２、Ｋ１１３を経
る）かのいずれかに、リレーＫ１１７によって接続する
ことができる。同様に、「同相アウト」即ち「Ｉアウ
ト」ポート４８Ａは、リレーＫ１１６によってネットワ
ーク５４へかあるいはＩ／Ｑ復調器５０の「チューン信
号イン」ピンへ（リレーＫ１１１等を経る）かのいずれ
かに接続することができる。
【００５２】ポート４６Ｄの「Ａ」及び「Ｂ」ピン即ち
チャンネルは、それぞれケーブル４０Ｄ−１及び４０Ｄ
−２に取り付けられている。図示されている実施例にお
いては、ケーブル４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２の一つが今
度はバラクタチューニングコイル２２Ｄに取り付けられ
る。ケーブル４０Ｄ−及び４０Ｄ−２は同じコイル（Ｑ
Ｄ ＲＸあるいはデュアルのＴＭＪコイル）に取り付け
られている両方に代わる。これと別の方法では、ケーブ
ル４０Ｄ−１及び４０Ｄ−２を、例えば関節のコイル、
脊椎のコイル、あるいは単一のＴＭＪコイル等の別個の
単一−ケーブルバラクタコイルに取り付けることができ
る。リレーＫ１０１及びＫ１１９は、ポート４６Ｄ（コ
イル２２Ｄを用いてインターフェース接続している）を
ネットワーク５４あるいはＩ／Ｑ復調器５０（上記に説
明したようにリレーＫ１１１等を経る）のいずれかに接
続するようになっている。
【００５３】コイルは、図１及び図２に図示されている
のとは異なる形態でコイルポート４６に取り付けてもよ
いことは自明である。例えば、異なるコイルをポート４
６Ｂ及び４６Ｃに対するそれぞれのチャンネルに取り付
けることができる。後に記載した表２と表３には、ポー
トチャンネルに取り付けられているタイプの異なるコイ
ルごとに、それぞれのポートチャンネル（例えばクォド
ラチャコイルあるいは非−クォドラチャ単一コイル）に
対応する種々のリレーのセットが示されている。ポート
４６Ｂ及び４６Ｃに対する非−クォドラチャコイルを用
いる場合には、ＲＴＵ２６を、必要であればスイッチア
センブリポート４８Ａ及び４８Ｄを接続することによっ
て、またスイッチアセンブリポート４８Ｃ及び４８Ｂを
接続することによって非接続にすることができる。
【００５４】このリレーＫ１１１、Ｋ１１２及びＫ１１
５はスイッチ手段を切り換えるようになっている。リレ
ーＫ１１１、Ｋ１１２及びＫ１１５のオン／オフが、ど
のコイルポート４６Ｂ−４６Ｄから反射信号がＩ／Ｑ復
調器５０に（または同様にＣＲＣ３０に）指向するかを
決めている。
【００５５】電力源５２はチューニング動作の間、リレ
ーＫ１２１を経てＩ／Ｑ復調器５０に接続することがで
きるようになっているが、イメージング動作の間はそこ
からは切り離されている。
【００５６】信号コンディショニングアンドルーティン
グネットワーク５４は、ＲＦＵ２４に導かれているケー
ブル３７へかあるいはＩ／Ｑ復調器５０の「チューン信
号イン」ピンへ（更にリレーＫ１１３を経ている）のい
ずれかに、リレーＫ１１０によって接続することができ
る。ケーブル３７へのネットワーク５４の接続はイメー
ジングを行っている間保たれている。Ｉ／Ｑ復調器５０
にネットワーク５４を接続することによって、以下に説
明するように、コイルの分離度の測定が行えるようにな
り、それはＱＤコイル及びデュアルコイルの挙動をチェ
ックするための有用なツールとなる。
【００５７】スイッチアセンブリ３２は更に、基準信号
を復調するための手段も提供する。この点に関して説明
すると、Ｉ／Ｑ復調器５０の「基準信号アウト」即ち
「基準アウト」ピンは、リレーＫ１２０、Ｋ１２２、及
びＫ１１３を経てＩ／Ｑ復調器５０の「チューン信号イ
ン」ピンに接続することができる。
【００５８】Ｉ／Ｑ復調器５０は、ＲＦＵ２４からのラ
イン３６上の連続波（ＣＷ）チューン信号（「チューニ
ング信号」としても知られている）を受信する（受信は
ピン「指向性カプラ イン」これは「Ｄｉｒ Ｃｐｌ
ｉｎ」としても知られているが、このピンにて受信され
る）。Ｉ／Ｑ復調器５０は、「Ｉ−ｄｃ アウト」及び
「Ｑ−ｄｃ アウト」とラベルされた二個のアウトプッ
トチャンネルあるいはアウトプットピンからなるアウト
プットポートを備えている。この「Ｉ−ｄｃアウト」チ
ャンネルは、ケーブル７０Ａによってアナログディジタ
ルコンバータ（ＡＤＣ）７２の「Ｉ−ｄｃイン」チャン
ネルに接続されており、また「Ｑ−ｄｃアウト」チャン
ネルは、ケーブル７０Ｂによってアナログディジタルコ
ンバータ７２の「Ｑ−ｄｃイン」チャンネルに接続され
ている。このアナログディジタルコンバータ７２（まと
めて二個のＡＤＣコンバータという。）は、ＣＲＣ３０
（図２７及び図３７参照）に設けられている。
【００５９】ここで読者が注意すべきことは、「クォド
ラチャ」あるいは「ＱＤ」という用語は、コイルと復調
器の両者の別の論点を論じる場合に上述のように用いら
れていることである。「クォドラチャ」あるいは「Ｑ
Ｄ」という用語は、チューニング処理の次の二つの異な
る観点に対して用いられる。即ち、第１番目の観点は、
コイルの二つのチャンネルについてであり、第２番目の
観点はアナログからディジタルへの変換器７２の二つの
チャンネルについてである。
【００６０】構造： 信号コンディショニングアンドル
ーティングネットワーク 信号コンディショニングアンドルーティングネットワー
ク５４（一般的には図２に示されている）は、リレース
イッチボード（ＲＳＢ）３２の一部を形成している。こ
の信号コンディショニングアンドルーティングネットワ
ーク５４は、図２６にて更に詳細に説明されている。そ
こには、送信／受信スイッチ７４Ａ及び７４Ｂと、ピン
ダイオードスイッチ７５と、ハイブリッドコンバイナ７
６、７７、及び７８と、送信スイッチ７９（組み込み型
パワーセンサ）と、低ノイズアンプ８０Ａ及び８０Ｂ、
及び複数のこの他のリレーが設けられている。このネッ
トワーク５４に設けられている他のリレーとは、図２６
に示されているように、リレーＫ１０２−Ｋ１０９、Ｋ
１１８、Ｋ１４０、及びＫ１４１である。図２６には、
ＲＳＢ３２のネットワーク５４に設けられたそれぞれの
リレーが、オフ状態になっている場合が示されている。
ＲＳＢ３２に設けられた他のリレーと同様に、ネットワ
ーク５４に設けられたリレーは、ケーブル３０Ｂから信
号を供給することによってＣＲＣ３０でコントロールさ
れる。スイッチ７４Ａ、７４Ｂ及びピンダイオードスイ
ッチ７５は、最終的にはシーケンスコントローラ２８に
よってコントロールされるが、ＣＲＣ３０を通って伝送
される（図３７に示されているように）。
【００６１】後述する説明から明らかなように、信号コ
ンディショニングアンドルーティングネットワーク５４
の種々の素子は、イメージングのスイッチ手段として用
いられ、そしてイメージングを行うべき被検体で負荷さ
れているコイルから戻されたＭＲＩ ＲＦ信号を、選択
されたイメージング信号パスを通してＲＦＵ２４に指向
させる目的でシーケンスコントローラ２８に応答する。
【００６２】図２に示されているように、信号コンディ
ショニングアンドルーティングネットワーク５４は、ケ
ーブル３４（このケーブル上のＴｘ送信パルスは、ＲＦ
Ｕ２４から供給される）及びリレーＫ１１０（このリレ
ーを通って入るＲＦ信号は、ＲＦＵ２４に接続されるか
あるいはＫ１１３及びＩ／Ｑ復調器５０に接続されるか
のいずれかのケーブル３７上に供給される）に接続され
ている。このネットワーク５４もリレーＫ１１７及びＫ
１１６にそれぞれ接続されており（記号「Ｖ」及び
「Ｗ」で示されているように）、最終的にはハイパワー
コイル２２Ｃ及び２２Ｂに接続されている。更に、この
ネットワーク５４は、リレーＫ１０１及びＫ１１９にそ
れぞれ接続されており（記号「Ｔ」及び「Ｕ」で示され
ているように）、最終的にはバラクタコイル２２Ｄに接
続されている。このネットワーク５４においてのＲＦＵ
２４へ、または前述したリレーへのこれらの接続の詳細
については、ネットワーク５４の内部接続とともに下述
する。
【００６３】ＱＤコイルから受信されたＭＲＩ ＲＦ信
号は、クォドラチャポーラリティリレーＫ１０５に伝送
され（リレーＫ１０４を経て）、そしてそこからハイブ
リッドコンバイナ７７へと伝送される。ハイブリッドコ
ンバイナ７７は、クォドラチャ信号を組み合わせるかす
なわち加えることによって、例えばイメージングに対し
て必要な単一の信号を作る。ＱＤポーラリティリレーＫ
１０５の選択的作動によって、コイルの磁気の極性の反
転が達成される。
【００６４】非−ＱＤ受信部を有するコイルから受信さ
れたＭＲＩ信号は、リレーＫ１０６に（リレーＫ１０４
を経て）伝送される。二個のチャンネルから得られた受
信信号が合算されるためには、受信信号がＲＦＵ２４に
最終的に加えられる前に０度のハイブリッドコンバイナ
７８で加算されるように、リレーＫ１０６がオフされ
る。信号が合算されないためには、両方のチャンネルか
ら得られる信号がピンダイオードスイッチ７５に供給さ
れる（リレーＫ１０６のオンによって）。シーケンスコ
ントローラ２８は、インプット装置３１Ａよりユーザー
がインプットした指令（例えば、あらかじめプログラム
されたシーケンスを含む）にしたがってなされるリアル
タイムのシーケンスコントロールにおいて、イメージン
グを行う目的でＲＦＵ２４に適用するためにチャンネル
の一つを選択し、即ちチャンネルのトグルを行う。
【００６５】信号コンディショニングアンドルーティン
グネットワーク５４の前述した構造がここでは更に詳細
に説明されており、ＲＦＵ２４から出るＴｘ送信パルス
ケーブル３４がＴｘスイッチ７９のＲＦパワーインプッ
ト端子に接続される。Ｔｘ送信パルスは、Ｔｘスイッチ
７９のＲＦパワーアウトプット端子からリレーＫ１１８
に供給される。リレーＫ１１８がＱＤコイルをイメージ
ングするためにオンされると、Ｔｘパルスがハイブリッ
ドコンバイナ７６のインプット端子のＨＹＢＲＩＤ Ｉ
Ｎに供給される。リレー１１８がオンされると、コンバ
イナ７６の０度のアウトプット端子がリレー１１８の接
点に接続されるとともに、さらに送信／受信スイッチ７
４Ａ（図２６参照）の送信インプット端子（ＴＸ／Ａ）
にも接続される。ハイブリッドコンバイナ７６の−９０
度のアウトプット端子は、送信／受信スイッチ７４Ｂの
送信インプット端子（ＴＸ／Ｂ）に接続される。こうし
てリレー１１８がオンされるとハイブリッドコンバイナ
７６は、２分の１のパワーで０度位相がシフトしたＴｘ
送信パルスをスイッチ７４Ａに送り、また２分の１のパ
ワーで９０度位相がシフトした送信パルスをスイッチ７
４Ｂに送る。これに対し、かりにリレー１１８がオフさ
れると（これは、イメージングが非−ＱＤコイルを用い
て行われる場合である）、Ｔｘ送信パルスはハイブリッ
ドコンバイナ７６をバイパスしてスイッチ７４Ａにのみ
供給される。
【００６６】図２６に示されたように、Ｔｘ／Ｒｘスイ
ッチ７４Ａ及び７４Ｂは最終的にはシーケンスコントロ
ーラ２８によってコントロールされる。特に、シーケン
スコントローラ２８はそれぞれのスイッチ７４に設けら
れたピンダイオードにバイアス電圧を供給するための電
流ドライバに接続される（ＣＲＣ３０及びケーブル３０
Ｃを通して）。シーケンスコントローラ２８によってス
イッチ７４に第１の値が供給されると、そのスイッチは
送信モードになる（前のパラグラフに記載したよう
に）。シーケンスコントローラ２８がスイッチ７４に第
２の値を供給すると、そのスイッチは受信モードになり
（次のパラグラフにおいて説明したように）、ここで受
信信号がアンプ８０Ａ、８０Ｂに送られる。
【００６７】スイッチ７４Ａのコイルインターフェース
端子（ＲＸ／Ａ）はリレーＫ１１６に接続され（符号
「Ｗ」によって示されている）、さらに最終的にはコイ
ル２２Ｃ及びコイル２２Ｂのいずれかに接続される（リ
レーＫ１１５のコントロールのもとでＲＴＵ２６を経
て）。上述したように送信モードスイッチ７４Ａは、コ
ンバイナ７６から出てくる半分のパワーで０度位相がシ
フトしたＴｘ送信パルスを受信し、そしてリレーＫ１１
６にそれをアンプ８０Ａを経由せずにおくる。受信モー
ドでは、スイッチ７４ＡがリレーＫ１１６からの信号を
受信し、それをアンプ８０Ａに送っており、従ってリレ
ーＫ１１８が用いられない。スイッチ７４Ａはこうして
「Ｉ相」の送信／受信スイッチとして機能する。
【００６８】スイッチ７４Ｂのコイルインターフェース
端子（ＲＸ／Ｂ）は、リレーＫ１１７（符号「Ｖ」で示
されている）にスイッチ７４Ａと同様の形態で接続され
ており、最終的にはコイル２２Ｃ及びコイル２２Ｄのい
ずれかに接続される（リレーＫ１１５のコントロールの
もとでＲＴＵ２６を経ることによって）。上述したのと
同様に、送信モードスイッチ７４Ｂは、コンバイナ７６
から出て来る半分のパワーであって９０度位相がシフト
したＴｘ送信パルスを受信し、リレーＫ１１７にそれを
送る。従ってアンプ８０Ｂは避けられている。受信モー
ドにおいては、スイッチ７４ＢはリレーＫ１１７から信
号を受信し、それをアンプ８０Ｂに送っている。従っ
て、ハイブリッドコンバイナ７６を避けて通っている。
このようにスイッチ７４Ｂは、「クォドラチャ相」の送
信／受信スイッチとして用いられている。
【００６９】Ｉ−相の送信／受信スイッチ７４Ａにおけ
る受信アウトプット端子は、リレーＫ１０２の第１のイ
ンプット端子に接続される。またリレーＫ１０２の第２
のインプット端子は、リレーＫ１０１（符号「Ｔ」によ
って示されている）に接続される。リレーＫ１０２がオ
フにされた場合、スイッチ７４Ａから受信された信号は
リレーＫ１０２を通って伝送される。一方リレーＫ１０
１から受信された信号（例えばバラクタコイル２２Ｄか
ら出てくる）は、リレーＫ１０２を通って伝送される。
【００７０】クォドラチャ送信／受信スイッチ７４Ｂの
受信アウトプット端子は、リレーＫ１０３の第１端子に
接続される。リレーＫ１０２の第２のインプット端子
は、リレーＫ１１９（符号「Ｕ」によって示されてい
る）に接続されている。リレーＫ１０３がオフ状態にさ
れた場合、スイッチ７４Ｂから受信された信号はリレー
Ｋ１０３を通って伝送される。これに対してリレーＫ１
１９から受信された信号（例えばバラクタコイル２２Ｄ
から出て来る）は、リレーＫ１０３を通って伝送され
る。
【００７１】信号がリレーＫ１０２及びリレーＫ１０３
で受信されたいずれのものであっても、その受信された
信号は選択的にそれぞれ低ノイズアンプ（ＬＮＡｓ）８
０Ａ、８０Ｂに伝送され、続いてリレーＫ１０４に伝送
される。受信された信号がＬＮＡｓ８０Ａ、８０Ｂに伝
送されているかどうかにかかわりなく、バイパスリレー
Ｋ１４０及びＫ１４１がそれぞれオンされているかどう
かによって変化する。下記に説明するように、リレーＫ
１４０及びＫ１４１がオフしていることは、ダイナミッ
クレンジを改良するうえである場合においては役にた
つ。
【００７２】リレーＫ１０４がオフされている場合（ク
ォドラチャ受け入れ型のコイルについて）、受信された
信号はＱＤポーラリティリレーＫ１０５に伝送され、そ
の後コンビネーションを行うためにハイブリッドコンバ
イナ７７に伝送される。リレーＫ１０５をオンすること
によって、ＲＳＢ３２の利用が容易になる。この場合コ
イルの極性は逆転している。
【００７３】上記に関し、リレーＫ１０４がオフにされ
ると、リレーＫ１０２及びリレーＫ１０３から出て来る
増幅された受信信号は、それぞれクォドラチャポーラリ
ティリレーＫ１０５の二個の端子に伝送される。リレー
１０５のアウトプット端子１Ｃ及び２Ｃは、ハイブリッ
ドコンバイナ７７のそれぞれのインプット端子に接続さ
れる。コンバイナ７７から出る組み合わされたアウトプ
ット信号は、リレーＫ１０８の１ＮＣ端子に供給され
る。リレーＫ１０８、Ｋ１０９、及びＫ１１０がオフに
された場合、入力する信号は、ＲＦＵ２４に入るＭＲＩ
ＲＦ信号としてケーブル３７に供給される。リレーＫ
１０９のアウトプット信号はリレーＫ１１０に供給され
る信号であって、図２及び図２６においては信号Ｚとし
て示されている。
【００７４】リレーＫ１０４は、非−ＱＤ受信能力を持
つコイルについてオンされる。このような場合において
は、受信された信号は、クォドラチャポーラリティリレ
ーＫ１０５に入るというよりはむしろ、リレーＫ１０６
に伝送される。かりにリレーＫ１０６がオフにされる
と、両方のチャンネルより導出される信号は組み合わさ
れるべきであり、したがって両方のチャンネルから出て
くる受信信号は０度のハイブリッドコンバイナ７８の異
なるインプット端子に伝送される。０度のハイブリッド
コンバイナ７８はリレーＫ１０７に接続されている。リ
レーＫ１０８及びＫ１０８がオンにされた場合には、コ
ンバイナ７８からのアウトプット信号はＫ１０７及びＫ
１０８を経てリレーＫ１０９へと伝送される。
【００７５】かりにリレーＫ１０４及びリレーＫ１０６
の両方がオンにされた場合には、両方のチャンネルより
出る受信信号は、チャンネル選択性のＰＩＮダイオード
スイッチ７５に伝送される。チャンネル選択性のピンダ
イオードスイッチ７５は一回で一つのチャンネルが送信
し、二つのチャンネルが交互に送信するようにトグルす
ることができる。チャンネル選択性スイッチ７５がオフ
状態にされると、チャンネルＢから得られる信号はそこ
を通って送信される。チャンネル選択性スイッチ７５が
オン状態にされると、チャンネルＡから得られる信号が
そこを通って送信される。スイッチ７５を通って送信さ
れた信号は、更にリレーＫ１０７へと伝送される。この
ように送信された信号は、リレーＫ１０７がオフ状態、
リレーＫ１０８がオン状態、そしてリレーＫ１０９及び
Ｋ１１０がオフ状態にされることによってＲＦＵ２４に
供給することができる。
【００７６】ライン「Ｓ」上のマルチコイルアセンブリ
（ＭＣＡ）２２Ｅから出る信号は、リレーＫ１０８がオ
フ状態、そしてリレーＫ１０９がオン状態になっている
場合に、リレーＫ１０８及びリレーＫ１０９を通って伝
送される（例えばケーブル３７あるいは復調器５０への
ＭＲＩ ＲＦ信号として供給される場合）。
【００７７】構造： Ｉ／Ｑ復調器 ＲＳＢ３２のＩ／Ｑ復調器は、図２７に更に詳細に示さ
れている。特定するとＩ／Ｑ復調器５０は、スプリッタ
８２及び８３、低出力型９０度コンバイナ８４、ミキサ
ー８５及び８６、及びアンプ８７−９４から構成される
ものとして示されている。
【００７８】復調器５０がケーブル３６に供給されてい
るチューニング信号（「ＣＷチューン信号」）、リレー
Ｋ１２１から来るパワー信号、及びピンのチューン信号
でリレーＫ１１３から得られる信号を受信していること
は、図２の説明から思い出すことができるであろう。Ｉ
／Ｑ復調器５０は二個のアウトプットチャンネルあるい
はアウトプットピンを持っている。それらは「Ｉ−ｄｃ
Ｏｕｔ」及び「Ｑ−ｄｃ Ｏｕｔ」としてラベルされ
ている。この「Ｉ−ｄｃ Ｏｕｔ」チャンネルは、ケー
ブル７０Ａによってアナログからディジタルへのコンバ
ータ（ＡＤＣ）７２の「Ｉ−ｄｃ Ｉｎ」チャンネルに
接続されており、また「Ｑ−ｄｃ Ｏｕｔ」チャンネル
は、ケーブル７０Ｂによってアナログからディジタルへ
のコンバータ（ＡＤＣ）７２の「Ｑ−ｄｃ Ｉｎ」チャ
ンネルに接続されている。
【００７９】ケーブル３６上のチューニング信号（「Ｃ
Ｗチューン信号」）は復調器５０に入り（「Ｄｉｒ Ｃ
ｐｌ Ｉｎ」）、そして反射信号を復調するためにミキ
サー８５及び８６で用いられる。この反射信号は、ＤＣ
クォドラチャ成分（「Ｉ−ｄｃ Ｏｕｔ」、「Ｑ−ｄｃ
Ｏｕｔ」）に復調されて、それらはＡＤＣ７２によっ
て読みとられる。
【００８０】上記に関連して、ケーブル３６上のチュー
ニング信号（「ＣＷチューン信号」）は、スプリッタ８
３のインプット端子に供給される前に増幅される（アン
プによって）。スプリッタ８３の第１のアウトプット端
子はリレーＫ１２０に接続されている。スプリッタ８３
の第２のアウトプット端子は９０度のハイブリッドコン
バイナ８４のインプット端子に接続されている。
【００８１】ハイブリッドコンバイナ８４の−９０度位
相がシフトしたアウトプット端子は、ミキサー８６のロ
ーカルオシレータの周波数インプット（「Ｌ」）端子に
アンプ８８を経て接続される。ミキサー８６のＩＦ周波
数アウトプット（「Ｉ」）端子は、Ｑ−ｄｃアウトプッ
トピンにアンプ９０を介して接続され、それはケーブル
７０ＢによってＡＤＣ７２に接続される。
【００８２】ハイブリッドコンバイナ８４の０度位相が
シフトしたアウトプット端子は、ミキサー８５のローカ
ルオシレータの周波数インプット（「Ｌ」）端子にアン
プ８９を経て接続される。ミキサー８５のＩＦ周波数ア
ウトプット（「Ｉ」）端子は、Ｉ−ｄｃアウトプットピ
ンにアンプ９１によって増幅され、それはケーブル７０
ＡによってＡＤＣ７２に接続される。
【００８３】復調器５０のピンにおいてチューン信号で
供給される信号は、スプリッタ８２に供給される前にア
ンプ９３によって増幅される。スプリッタ８２の第１の
アウトプット端子は、ミキサー８５のＲＦ周波数インプ
ット（「Ｒポート」）端子にアンプ９４を介して接続さ
れる。スプリッタ８２の第２のアウトプット端子は、ミ
キサー８６のＲＦ周波数インプット（「Ｒ」）端子にア
ンプ９７を通して接続されている。
【００８４】復調器５０を通過するチューニング信号
を、チューニングを行うべきコイルへ供給することは次
のようにしてなされる。チューニングＣＷ信号は、ＲＦ
Ｕ２４からのケーブル３６に供給される。復調器５０に
おいては、チューニングＣＷ信号がアンプ９２によって
増幅され、その後スプリッタ８３でスプリッタされる。
増幅されたチューニング信号は、続いて３ｄＢのアッテ
ネータを介してリレーＫ１２０に指向される（図２７の
左側に）。チューニング信号も５ｄＢのアッテネータを
介して９０度のハイブリッドコンバイナ８４に指向され
る（図２７の右側に）。９０度のハイブリッドコンバイ
ナ８４は、位相シフトスプリッタとして用いられる。こ
れに関連して、チューニング信号の半分のパワーを持つ
チューニング信号と−９０度の位相シフトが、Ｑ−ｄｃ
Ｏｕｔ（「クォドラチャ」）信号を作り出すためのミ
キシングを行う目的でミキサー８５にアンプ８８を経て
アウトプットされる。
【００８５】チューニングモードにおける復調器５０を
通る反射信号の受信は、次のようにして起こる。反射信
号は、リレーＫ１１３から復調器５０のＴＵＮＥ ＳＩ
ＧＮＡＬ ＩＮ端子に供給される。リレーＫ１１３から
発する反射信号は、アンプ９３で増幅されてからスプリ
ッタ８２のインプット端子に供給される。スプリッタ８
２から出るスプリット信号は、ミキサー８５及び８６の
ＲＦ周波数インプット端子に供給される（−６．４ｄＢ
の減衰及びそれぞれアンプ９４及び８７による増幅がお
こなわれた後）。
【００８６】ミキサー８５では、反射された信号がハイ
ブリッドコンバイナ８４の第１のアウトプット信号（例
えばチューン信号のパワーが半分で位相シフトが０度で
ある信号）とともにミックスされる。ミキサー８５のア
ウトプットは、ＡＤＣ７２（図１参照）のＩ−ｄｃ Ｉ
ｎｐｕｔチャンネルにＩ−ｄｃ Ｏｕｔ信号としてライ
ン７０Ａに供給される。
【００８７】同様にミキサー８６では、反射された信号
がハイブリッドコンバイナ８４の第２のアウトプット信
号（例えばチューン信号のパワーが半分で位相シフトが
−９０度である信号）とともにミックスされる。ミキサ
ー８６のアウトプットは、ＡＤＣ７２（図３７参照）の
Ｑ−ｄｃ ＩｎｐｕｔチャンネルにＱ−ｄｃ Ｏｕｔ信
号としてライン７０Ｂに供給される。
【００８８】構造： リモートチューニングユニット図
７に示されているようにリモートチューニングユニット
（ＲＴＵ）は、ハイパワーコイルの二つのチャンネルと
関連する二個の同一のチューニング回路を備えている。
それぞれのチャンネルは、二本のケーブルによってＲＳ
Ｂ３２に接続されている。Ｉｎ相のチャンネルはケーブ
ル６２Ａ及び６２ＤによってＲＳＢ３２に接続されてお
り、Ｑチャンネルはケーブル６２Ｃ及び６２Ｂによって
ＲＳＢ３２に接続されている。
【００８９】それぞれのチャンネルは二個のリレーを備
えていて、それらのリレーの間にチューニングネットワ
ーク１００が接続可能である。これに関連して、ＲＴＵ
２６のＩｎ−相チャンネルはリレーＫ０１Ａ及びＫ０１
Ｂを備えており、これに対してＱ（クォドラチャ）チャ
ンネルはリレーＫ０２Ａ及びＫ０２Ｂを備えている。図
７にはさらに、ＲＴＵ２６のＩｎ−相チャンネルについ
てのチューニングネットワーク１００Ｉと、Ｑチャンネ
ルについてのチューニングネットワーク１００Ｑとが示
されている。リレーＫ０１Ａ、Ｋ０１Ｂ及びＫ０２Ａ、
Ｋ０２Ｂがオンされると、信号は、チューニングネット
ワーク１００Ｉ及び１００Ｑをバイパスする。それぞれ
のチャンネルのチューニングネットワークは同一であ
り、図３の概略図中に示されている。それぞれのチュー
ニングネットワークは、キャパシタＣ１からＣ６、可調
インピーダンス（例えば、可調キャパシタ）Ｃａ及びＣ
ｂ、それにインダクタＬ１及びＬ２を備えている。キャ
パシタＣ１からＣ６の値と、インダクタＬ１及びＬ２の
値は、システム２０に対して用いられる磁場の強さに依
存している。例えば０．３５Ｔシステムの場合は、１５
ＭＨｚ成分が用いられ、キャパシタＣ１からＣ６はそれ
ぞれ１００ｐＦの値を有し、またインダクタＬ２及びＬ
３はそれぞれ０．４μＨの値を有している。また０．５
Ｔシステムの場合では、２１ＭＨｚ成分が用いられ、キ
ャパシタＣ１からＣ６はそれぞれ７５ｐＦの値を有し、
またインダクタＬ２及びＬ３はそれぞれ０．３μＨの値
を有している。
【００９０】更に図４に示されているようにキャパシタ
Ｃａ及びＣｂは、それぞれモータ１０２ａ及び１０２ｂ
によってセットされる可調キャパシタンスを備えた大き
な空気可変キャパシタである。それぞれの可調キャパシ
タは、２０−４８０ｐＦの定格のものである。キャパシ
タＣａ及びＣｂの実際のキャパシタンスは、キャパシタ
とそれを取り巻く金属構造との間に形成される電界によ
って変化する。図４及び図５に示されているようにそれ
ぞれのキャパシタＣａ、Ｃｂは、複数の固定されたプレ
ート１０４と複数の可動接極刃１０６を備えている。
【００９１】それぞれのキャパシタ１０２ａ、１０２ｂ
の「ゼロポイント」の位置は、関連する赤外線（「Ｉ
Ｒ」）センサ１０８によってセットされる。これに関連
してキャパシタＣａはＩＲセンサ１０８ａ（図４及び図
５に示されているように）を備えており、またキャパシ
タＣｂはＩＲセンサ１０８ｂ（図５に示されているよう
に）を備えている。
【００９２】可調キャパシタＣａ、Ｃｂの一方の「ゼロ
ポイント」の決定に関して、可動接極刃が関連するＩＲ
センサ１０８の前にある場合、そのＩＲセンサ１０８は
ロジック「０」を戻す。可動接極刃が回転して離れる
（このときＩＲビームを反射しない）と、ＩＲセンサ１
０８はロジック「１」を戻す。「ゼロポイント」は、モ
ータポジションとして定義される。正方向のモータ増分
の下では、ＩＲセンサ１０８の読みが、「０」から
「１」へ変化する。接極刃の角度を正確に検出すること
は、ＩＲセンサ１０８の正確な位置、そしてその接極刃
の反射度に依存するが、これらのファクターは、下記に
説明するように不利な影響を与えることはない。
【００９３】正方向の回転及び負方向の回転は、ＩＲセ
ンサ１０８の回転に関連して決められている。ＩＲセン
サ１０８ａはモータ１０２ｂの左側に配設されており、
これに対してＩＲセンサ１０８ａはモータ１０２ａの右
側に配設されている。こうして図５に示されているよう
に、モータ１０２ｂの正方向の回転はそのモータから見
て時計回り方向（矢印１１０ｂ参照）であり、モータ１
０２ａの正方向の回転は時計の逆回り方向（図５におけ
る矢印１１０ａ参照）である。
【００９４】一方のキャパシタＣａ、Ｃｂの３６０度の
一回転は、対応するモータ１０２ａ、１０２ｂの１２０
０ステップに相当する。モータ１０２ａ、１０２ｂは、
一回転あたりで２００のステップがある。ギアボックス
１１２ａ、１１２ｂはそれぞれ６：１のギア比を持って
おり、それぞれのモータ１０２ａ、１０２ｂとキャパシ
タＣａ、Ｃｂとの間で用いることによって、１２００ス
テップを得ることができる。図６には、モータ１０２
ａ、１０２ｂのステップ位置の関数として、可調キャパ
シタＣａ、Ｃｂに対するキャパシタンスの値を示したグ
ラフが示されている。後述する粗のチューニング動作と
関連して、モータステップの値は位置１０と６００の間
で制限される。
【００９５】構造：外部較正ユニット 図１に示されるように、磁気共鳴イメージング（ＭＲ
Ｉ）システムは更にＣＲＣ３０にＥＣＵリレーバス１３
２によって結ばれた外部較正ユニット（ＥＣＵ）１３０
からなる。図７にもっと詳細に示すように、ＥＣＵ１３
０はＥＣＵリレー１３４Ａ，１３４ＢやＥＣＵリレー１
３６Ａ、１３６Ｂを含んでいる。ＥＣＵリレーはＥＣＵ
に、選択的にＥＣＵ１３０のピンＥやＦにケーブルでつ
ながっているどんなデバイス（例えばＲＴＵ２６）に対
しても短絡回路あるいは開放回路あるいは１５０オーム
あるいは５０オームを供給させるのに役立つ。
【００９６】図１５を参照してもっと詳細に説明される
ように、ＣＲＣ３０較正された反射読み取りを使う。較
正測定はＲＴＵ２６のピンＡやＢから同軸ケーブル６２
Ａや６２Ｂを切り離し、ＥＣＵ１３０のピンＥやＦにそ
れらをつなげてなされる。較正測定動作はするとＣＲＣ
３０によって導かれる。全ての測定がなされたのち、Ｃ
ＲＣ３０はホストコンピュータに保存のために戻される
較正アレイを計算する。同軸ケーブル６２Ａ，６２Ｃは
そのときＲＴＵ２６のピンＡやＢに再びつながれる。
【００９７】構造：コイルとＲＦＦＥコントローラ 図２８と共に用いて図３７に示すように、ＣＲＣ３０
（それもまた少なくともチューニングコントロールの方
法の一部として考えられている）は前に述べたアナログ
ディジタル変換器（ＡＤＣ）７２、マイクロプロセッサ
１５２、（マイクロプロセッサ１５２の用に）クロック
１５３、Ｉ／Ｏバス１５４からなる。加えて、コントロ
ーラ３０はディジタルアナログ変換器１５６Ａ−１５７
Ｉ（図２８を見よ）のバンク１５６、ＲＴＵ２６におけ
るモータードライバや光学センサ用にインターフェイス
１５９、デチューニングピンダイオードドライバ１６０
のバンク、Ｔｘのオン／オフ（例えばスイッチ７４Ａや
７４Ｂ）やピンダイオードをコントロールするためにド
ライバ１６１、コイル選択インタフェイス１６２を含ん
でいる。
【００９８】ＣＲＣ３０はＲＴＵコントロールバス２８
によってリモートチューニングユニット（ＲＴＵ）２６
に結ばれている。図７に示すように、ＲＴＵコントロー
ルバス１６４はＩ４個のＩＲ（「オプト」）センサ１０
８から信号を供給する読み込みライン、ステッピングモ
ーターにコントロール信号を供給するリレーコントロー
ルラインの一式、ＲＴＵ２６のリレーＫ０１Ａ、Ｋ０１
Ｂ、Ｋ０２Ａ、Ｋ０２Ｂをコントロールするリレーコン
トロールラインを含んでいる。
【００９９】更に図３７に示すように、ＣＲＣ３０は並
列通信バス１６６や直列通信バス１６８によって連続コ
ントローラ２８に結ばれている。集合的にあげると、Ｃ
ＲＣ３０や連続コントローラ２８は信号伝送コントロー
ラか信号伝送方法として見なされる。並列伝送バス１６
６は（選択したコイルと同等の情報を伝送するために）
Ｉ／Ｏバス１５４に加えてウェイクアップ／プットトゥ
スリープクロックオシレータ１５３に結ばれている。更
に、作動、非作動及びコイル選択情報をそれぞれ伝送す
るために、インタフェイス１６２と同様にバス１６６は
ドライバー１６０や１６１に結ばれている。
【０１００】ディジタルアナログ変換器のバンク１５６
にある各々の変換器はＩ／Ｏバス１５４からデータを受
け取る端子に入力している。バンク１５６にある各々の
変換器はバンク１５７の増幅器と結合した端子に結ばれ
た変換器のアナログ出力端子をもつ。変換器及び増幅器
の組の４つはＲＳＢ３２のポート４６Ｄに取り付けてあ
るＲＦコイルのチューニングするのに利用される。特
に、ＤＡＣ１５６や１５６Ｂはポート４６Ｄのチャンネ
ルＡにつながっているコイル２２Ｄのバラクタ３８Ｓや
３８Ｐにそれぞれバイアス電圧を供給するために結ばれ
ている。ＤＡＣ１５６Ｃや１５６Ｄはポート４６Ｄのチ
ャンネルＢにつながっているコイル２２Ｄのバラクタ３
８Ｓや３８Ｐにそれぞれ結ばれている。変換器及び増幅
器の組の５つはバイアス電圧をチューニング用にマルチ
コイルアセンブリ（ＭＣＡ）２２Ｅ′にあるＲＦコイル
と結合したバラクタに供給している。
【０１０１】バンク１５６にあるＤＡＣは１２ビット入
力（チューニングに必要とされている最も重要なのは１
１ビットだけ）のユニポーラーデバイスである。増幅後
最大出力は＋２５Ｖに相当し、最小出力は０Ｖに相当す
る。
【０１０２】リレーの組はＣＲＣ３０とコントローラ３
０がバイアス電圧を供給する各々のバラクタの間に結ば
れている（図２８に示す）。リレーＳＷ２０１Ｂとリレ
ーＫ２０２は増幅器１５７Ａとコイル２２Ｄのチャンネ
ルＡのバラクタ３８Ｓの間を互いに連続して供給され
る。リレーＳＷ２０１ＡとリレーＫ２０１は増幅器１５
７Ｂとコイル２２ＤのチャンネルＡのバラクタ３８Ｐの
間を互いに連続して供給される。コイル２２Ｄのチャン
ネルＢのバラクタなども同様である。同じ様なやり方
で、マルチコイルアセンブリ２２Ｅ′に含まれた各々の
コイルのバラクタ歯１組のリレーを通ってＣＲＣ３０に
結ばれている。例えばコイル４１Ａ′と結合したバラク
タはリレーＫ２０５ＥとＳＷ２０３Ａによって増幅器１
５７Ｅに結ばれている。リレーＫ２０１−Ｋ２０６は選
択的にバラクタに（他のリレー経由で）バンク１５７の
増幅器か−２４ボルトをつなぐ。
【０１０３】動作：ＲＳＢコントロール 入力方法３１Ａを使って、使用者は（イメージングモー
ドにある）イメージング動作か、（チューニングモード
にある）チューニング動作か、（テストモードにある）
例えばコイルの絶縁測定のような特別試験測定をするよ
うに、ＭＲＩシステムを動かす。入力方法３１ＡはＲＦ
コイルアセンブリ２２のコイルの１つがイメージング、
チューニング、テストモードのどれかということに関し
て入力指示を受け取る。
【０１０４】前に述べたように、ＲＳＢ３２はマッチン
グか共振回路の異なっているタイプをもつコイルの使用
（例えばイメージング、チューニング）を容易にする。
この点でＲＦコイルアセンブリ２２にある各々のコイル
のために、ＲＳＢ３２はイメージング用の戻ってきたＭ
ＲＩ信号に専用のパス（そして送信及び受信コイルで、
Ｔｘ送信パルスに専用のパス）を与える。同じように、
チューニング用でＲＦコイルアセンブリ２２にある各々
のコイルのために、ＲＳＢ３２はＣＷチューニング信号
やコイルに受信される反射信号に専用のパスをあたえ
る。
【０１０５】選択されたコイルがチューニングモードで
チューニングされた後、イメージングモードはチューニ
ングしたコイルで実行される。ライン３４上のＲＦＵ２
４からＴｘまたは送信信号の実際の送信の前に、ＲＦフ
ロントエンド２５にあるリレーは選択したコイルに専用
のイメージングパスを形成するセットである。このこと
については、連続コントローラに選択したコイルと同等
に伝えたＣＲＣ３０は専用のイメージングパスを形成す
るＲＦフロントエンド２５のリレーにバス３０Ｂで適用
されるようにリレードライバ１５８をセットする（動作
および非動作する）。そしてＲＦフロントエンド２５の
リレーはその後に続くイメージング動作の間、（選択し
たコイルに専用のイメージングパスに達している）この
ようなセットの状態のままにしておく。
【０１０６】マイクロプロセッサ用のクロック１５３及
び、ゆえにマイクロプロセッサをスプリアスノイズがＲ
ＦコイルやＲＦフロントエンド２５の妨害をしなように
するために動作することはできない。従って、イメージ
ングモードの間、マイクロプロセッサ用のクロック１５
３は「スリープ」にしておかなければならない。信号は
イメージングモードの間生きたままにしなければならな
いが、それは連続コントローラ２８に出され、並列伝達
バス１６６に適用され、コントローラ３０のＩ／Ｏバス
１５４に適用されずＣＲＣ３０を通して伝送される。ク
ロック３５のオン／オフのコントロールはデータを得て
いないときにＣＲＣ３０と連続コントローラ２８との間
で伝送プロトコルに含まれる。全くスプリアスな周波数
を出さないコントロールラインは動作していて、ＲＦシ
ールドルーム３３の壁に取り付けられた多くのローパス
フィルターを通してつながっている。
【０１０７】チューニングモードとイメージングモード
の両方に関して、非選択コイルはチューニングかイメー
ジング動作を干渉しないようにデチューンされなければ
ならない。デチューニングの個々の討論は以下に与えら
れる。
【０１０８】表１（表２と表３、表４と表５、表６も同
様に）はポート４６Ｂ−４６Ｅ（それらは図示された実
施例の中で個々に取り付けられたコイル２２Ｂ−２２Ｅ
を持っている。）の各々にチューニングモード用の連続
コントローラ２８Ｂによってセットされるように、リレ
ーやスイッチのオン／オフを表す値を示してている。表
１では（同様に表２と表３、表４と表５、表６も引き続
いて討論される）、「０」は特定なリレーまたはスイッ
チが非作動である（即ち、図２や図８に示すようなまま
である）ことを意味するが、一方「１」は特定なリレー
またはスイッチが作動していることを意味する。「＊」
はリレーが信号パスに無く、従ってリレーのセッティン
グに関係ない（しかしながらそういうリレーは電源を節
約のために普通オフになっている）ことを示す。「０／
１」の表記はコントローラ３０のコントロールの下のチ
ューニング過程の状態に変化することを示す。「１／
０」の表記はホストコントローラ３１のコントロール下
にある状態に変化することを示す。「Ｎ／Ａ」は非該当
ということを意味する。
【０１０９】チューニング動作は以下個々に討論され
る。表２と表３は（ハイパワー）コイル２２Ｂ−２２Ｃ
（Ｔｘ／Ｒｘコイル）のそれぞれのイメージングモード
用にＣＲＣによってセットされるように、リレーやスイ
ッチのオン／オフを表す値を示す。
【０１１０】表４と表５はコイル２２Ｄ−Ｅ（Ｒｘコイ
ル）のそれぞれのイメージングモード用にＣＲＣ３０や
連続コントローラによってセットされるように、リレー
やスイッチのオン／オフを表す値を示す。
【０１１１】表６は分離度測定動作用のリレーやスイッ
チのオン／オフを表す値を示す。分離度測定動作につい
ても引き続いて以下に説明する。
【０１１２】別の方法で以下に述べない限り、表１を参
照して説明された値の意味するところは他の表にも適用
される。加えて「ＤＭＰ」値は、イメージングサイトの
磁極によっている、値が「０」か「１」で有り得ること
を示す。「１／０」値は連続コントローラ２８のコント
ロールのもとに値がトグルすることを示す。
【０１１３】動作：ハイパワーコイルチューニング概要 普通、ＲＳＢ３２から送信される単一周波数のＲＦ信号
で、反射してきた信号の大きさが前に決めた値より小さ
くなっているとき、コイルは「チューンされている」。
前に説明したように、考案によってハイパワーコイルの
チューニング（ＲＴＵ２６を使っている）やバラクタチ
ューンドコイルのチューニングを容易にする。
【０１１４】リモートチューニングユニット（ＲＴＵ）
２６のインピーダンス（Ｃａ、Ｃｂ）が次のように調整
されているとき、コイル２２Ｃやコイル２２Ｂのような
ハイパワーコイルは「チューンされている」。ＲＳＢ３
２から送信されたり、ＲＴＵ２６のどちらかのチャンネ
ル（つまり、ＩチャンネルとＱチャンネル）を通して送
信されたりした単一周波数のＲＦ信号で、反射してきた
信号の大きさ（｜Ｋ｜で表す）が前に決めた値、例えば
０．０５より小さい。
【０１１５】ここで後に見るように、ハイパワーコイル
チューニングで、ＲＴＵ２６からのＩ相、Ｑ相の信号は
（リレーＫ１１１によって）一時にはひとつずつ扱われ
る。そのときに扱われている信号はＲＳＢ３２経由で、
信号がＡＤＣ７２でＩＮ相とＱ相に分離されるＩ／Ｑ復
調機５０まで送られる。
【０１１６】図８は全チューニング動作に含まれたステ
ップを示し、コイル２２Ｂや２２Ｃのようなコイルの個
々にＩチャンネルやＱチャンネルに同調するステップを
含んでいる。チューニングチャンネル（Ｉチャンネル、
またはＱチャンネル）に含まれた特定のステップは図９
に図解されていて、それには粗チューニング動作と微チ
ューニング動作を含んでいる。粗チューニング動作と関
連して実施される詳細なステップは図１０に示される。
【０１１７】次の議論や先の議論の多くをつなぐと、文
字「Ｋ」はシンボル的に反射した信号と参照するのに使
われる。そのように使うとき文字「Ｋ」は実際は訂正さ
れた完全複素反射値を指す。訂正された複素反射値は図
２５をつかって議論される手続きを使って計算される。
このように文字「Ｋ」が使われているときはいつでも、
図２５の中間ステップを過程することを理解すべきであ
る。
【０１１８】さて、図８に描かれたステップを持つ全チ
ューニング動作について述べると、複数の初期化ステッ
プ３００、３０２、３０４、３０６はまず導出される。
ステップ３００で、イメージングコントローラ、コント
ローラ３０、ホストコントローラ３１はそこに貯えられ
た符号化命令の実行で出力される。ステップ３００の１
部か出力として、ドライバプログラムはＲＴＵ２６の４
つのモータ１０２それぞれが非作動であることを確実に
するように実行される。
【０１１９】データ初期化ステップで大域的較正定数を
含んでいる較正ファイルはコントローラのメモリーに読
み込まれ、データ構造（大域的モータデータや一般の目
的のデータを含んでいる）は初期化される。較正ファイ
ルを与える較正動作は図１５と関連して以下に議論され
る。初期化した大域的モータデータは整数表示のモータ
ポジション値のメモリ位置や整数表示のパターン（ある
いは「位相」）値のメモリ位置を含んでいる。一般の目
的のデータは各々の複素数対（複素数対の実部と虚部の
各々の浮動小数点表示の値）用に２つのメモリ位置やＲ
ＴＵ２６のインピーダンス（例えば、ＣａやＣｂ）用に
各々の浮動小数点表示のメモリ位置やＲＴＵ２６にある
モータ１０２について整数表示のモータポジション値の
ためのメモリ位置を含んでいる。
【０１２０】リレー初期化ステップ３０４で、ＲＳＢ３
２に含まれたそれぞれのリレーは非作動になっている。
前に述べたように、ＲＳＢ３２のリレーオフ時の接点位
置は図２に示される。
【０１２１】ＲＴＵ２６のモータ１０２はステップ３０
６で初期化されている。この点に関して図１０を参照し
て議論される粗チューニング動作をするためにモータ１
０２は既知の開始点にもっていかなければならない。上
に示すように、各々のモータ用の赤外線（「ＩＲ」）セ
ンサ１０８はモータ１０２ａまたは１０２ｂによってチ
ューンされ、それはコンデンサＣａまたはＣｂの極板の
先端を検出するのに使われる。赤外線（「ＩＲ」）セン
サ１０８は反射（つまり、コンデンサの極板がある時）
または非反射（コンデンサの極板が無いとき）を測定す
る。
【０１２２】各キャパシタのセンサ１０８を使用して、
ステップ３０６でモータ１０２が次のやり方で初期化さ
れる。センサ１０８が非反射から反射の状態に移るの
が、もとのを生かすまで、それぞれのモータ１０２は前
方に回転している。センサ１０８がもう１回非反射から
反射に移るのが見られるまで、ＲＴＵの４つのモータ１
０２は１回完全に前方に回転する。それぞれのモータが
完全に回転するのにかかるステップの数が１２００に近
いことをチェックする。１２００は全周回転についての
ステップとして既知の数である。
【０１２３】モータギア連結またはセンサ１０８におい
て滑りが生じると分かっている状態で、上の手続きは以
下のように少し修正される。センサ１０８の状態が非反
射から反射に変化するのが見られるとき、それに連係し
たモータ１０２が停止する。そうすると、センサ１０８
の状態が再び非反射状態に変化するのが見られるまで、
モータ１０２は反対方向に一度に１ステップずつ動く。
反対方向にカウントされた数がスラック数を決定する。
チューニングの間、モータの方向変化によるスラックを
効果的に取り除くために、そのスラック数はモータ動作
手順でセーブされたり使用されたりする。後でここに見
られるように、それぞれのモータ１０２が初期化された
後、コントローラ３０は、ポジション値を記憶し、そし
てモータ１０２が歩進されるたびにポジション値を増や
したり減らしたりすることによってモータポジションを
追跡する。前方への歩進は正の方向ということである。
【０１２４】初期化のステップの実行後、全チューニン
グ動作は連続してＩチャンネルを同調するのにステップ
３１０、Ｑチャンネルを同調するためにステップ３１２
を実行する。Ｉチャンネルと関連して、チューニング信
号は、復調器５０からＫ１２０、Ｋ１２２、指向性カプ
ラ５６、リレーＫ１１２、Ｋ１１１、Ｋ１１６、ＲＴＵ
２６、Ｋ１１５を通って同調されたコイル（例えばコイ
ル２２Ｂ、コイル２２Ｃ）に加えられる。Ｉチャンネル
のチューニングのために、反射信号はリレーＫ１１５、
ＲＴＵ２６、リレー１１６、リレーＫ１１１、リレーＫ
１１２、指向性カプラ５６、６ｄＢアッテネータ、リレ
ーＫ１２２、リレーＫ１１３を通してＩ／Ｑ復調器５０
に送り返される。ＱチャンネルのチューニングはＩチャ
ンネルのそれと似ているが、そのチューニング信号と反
射信号はリレーＫ１１６の代わりにリレーＫ１１７を通
して伝送される。
【０１２５】ＩチャンネルまたはＱチャンネルのチュー
ニングに適した一般的動作のステップは、図９を参照し
て以下にもっと詳しく説明されている。それぞれの信号
からの反射信号は、コントローラインタフェイス（ＴＣ
Ｉ）１５４のＡＤＣ７２のそれぞれのチャンネルへの入
力用に復調器５０でそれの「Ｉ」成分と「Ｑ」成分に復
調される。ステップ３１０の実行によって、Ｉチャンネ
ルからの反射信号の絶対値｜ＫI｜を生じる。同じよう
に、ステップ３１２の実行によって、Ｉチャンネルから
の反射信号の絶対値｜ＫQ｜を生じる。
【０１２６】ステップ３１６でコントローラ３０はＩチ
ャンネルからの反射信号に対する絶対値｜ＫI｜が０．
０５より大きいかどうかを決定する。もし大きいなら、
ＩチャンネルとＱチャンネルをもう１度チューンするた
めにステップ３１０と３１２が再実行される。そうでな
ければ、Ｑチャンネルからの反射信号に対する絶対値｜
ＫQ｜が０．０５より大きいかどうかを決定するため
に、ステップ３２０でチェックがなされる。もし大きけ
れば、ＩチャンネルとＱチャンネルをもう１度チューン
するためにステップ３１０と３１２が再実行される。
【０１２７】前述からわかるように、ＩチャンネルとＱ
チャンネルは｜ＫI｜と｜ＫQ｜の両方が０．０５より大
きくならなくなるまで反復して繰り返される。ステップ
３１０と３１２は、充分にうまく分離されたチャンネル
（例えば、１７ｄＢより大きい）につながったコイルな
ら、ほんの１回実行されるだけであろう。ステップ３１
０と３１２は、１０ｄＢと１７ｄＢの間の分離度をもつ
コイルでは２、３回実行されるだろう。ステップ３１０
と３１２は、分離度の悪いコイルでは、４回以上実行さ
れるかもしれない。コントローラ３０はステップ３１０
から３２０までのループの実行を所定の時間間隔（例え
ば、３０秒）の間だけに生じるようにさせる。
【０１２８】ステップ３２２でコントローラ３０は（図
示されないプリンタやディスプレイのスクリーンを介し
て）チューニングレポートを提供するる。チューニング
レポートの例を、表８に示す。各々のチャンネルはモー
タ１０２のポジションに対する値（「ｍ１」と「ｍ
２」）、ＶＳＷＲ値、生コイル測定値、粗チューン測定
値、微チューン測定値（全て図９及び図１０を参照して
以下に説明されるている）を含んでいる。それぞれの測
定値について、実数成分と虚数成分（それぞれ「ｒ」と
「ｉ」）及び絶対値（「Ｍａｇ」）が示されている。チ
ューニングレポートはまたキャパシタンス（例えばコン
デンサ「Ｃａ」や「Ｃｂ」）値を含んでいる。さらにチ
ューニングレポートはチャンネルチューンの開始時間や
チャンネルチューンの終了時間を示す。
【０１２９】ＲＴＵ２６を含んでいるシステム２０がチ
ューンに成功したとき、イメージング動作はステップ３
２４で実行される。イメージングステップ３２４で、送
信パルスＴｘはＲＦＵ２４からＲＳＢ３２及びリモート
チューニングユニット（ＲＴＵ）２６を通ってターゲッ
トコイル（例えばコイル２２Ｂまたはコイル２２Ｃ）に
加えられる。ＲＳＢ３２では送信パルスＴｘは信号コン
ディショニングアンドルーティングネットワーク５４や
（記号「Ｗ」や「Ｖ」で表されるように）Ｋ１１６とＫ
１１６の両方を通してＲＴＵ２６にそれぞれ信号「Ｉイ
ン」及び「Ｑイン」として伝送される。チューニングネ
ットワーク１００がバイパスされないようにＲＴＵ２６
のリレーは非動作になっている。ＲＴＵ２６から戻って
くると、送信パルスＴｘはリレーＫ１１５を通りターゲ
ットとなるコイルに向かう信号「Ｉアウト」及び「Ｑア
ウト」として伝送される。短時間が経過したのちＭＲＩ
ＲＦ信号は、同様の方法でリレーＫ１１５、ＲＴＵ２６
の両方のチャンネル、両方のリレーＫ１１６及び１１
７、ネットワーク５４、それにリレーＫ１１０を通って
戻り、それはライン３７に供給されてＲＦＵ２４に入る
単一信号として用いられる。ＲＦＵ２４においてＭＲＩ
ＲＦ信号は復調され、そして二つのクォドラチャ信号
にスプリットされることによってイメージング動作にお
けるイメージングコントローラ２８で用いることができ
るようになる。
【０１３０】動作：ハイパワーチャンネルチューニング チャンネルチューニング動作３１０及び３１２は図９に
示されたステップを参照すれば理解される。図９のチャ
ンネルチューニングのステップはＩチャンネルもしくは
Ｑチャンネルどちらに対しても実行される（例えば、図
９に描かれているステップはどちらのチャンネルにも適
用できる）。
【０１３１】各々のチャンネルチューニング動作は粗い
チューニング動作４００を含む。粗いチューニングステ
ップは図１０を参照しながら詳細について述べられてい
る。粗いチューニングが完成した後はコントローラ３０
が各チャンネルの反射信号｜Ｋx｜の大きさを計算する
（ここに、下付文字のｘは、Ｉチャンネルについては
Ｉ、ＱチャンネルについてはＱとなる）。
【０１３２】ステップ４０２ではコントローラ３０が反
射信号（例えば｜Ｋx｜）の大きさが０．０５より大き
いかを判定する。もしそうであればコントローラ３０は
ステップ４０４に描かれた微チューニング動作を実行す
る。
【０１３３】こうして、図９のチャンネルチューニング
ステップが全てのチャンネルに対して実行できる事が理
解できる（例えば、Ｉチャンネルに対しての図８のステ
ップ３１０やＱチャンネルに対しての図８のステップ３
１２）。粗いチューニングと微チューニングの詳細につ
いて以下に詳述する。
【０１３４】動作：ハイパワーコイル粗チューニング 図１０に示されている粗いチューニング動作の目的はリ
モートチューニングユニット（ＲＴＵ）２６の可変イン
ピーダンスの値をおおまかにセットする事である（例え
ば、可変キャパシタＣaやＣb）。粗いチューニング動作
の目的は、ＶＳＷＲが４以下のコイルを粗くチューニン
グすることである。ＲＴＵ２６はより高いＶＳＷＲを持
つコイルをチューニングすることが出来るが、コイルの
ＶＳＷＲが大きくなるほどＳＮ比（ＳＮＲ）が小さくな
る。
【０１３５】図１０は図９のステップ４００として描か
れている粗いチューニング動作を含んだ動作を描いてい
る。図９のチャンネルチューニング動作そしてその結果
として図１０の粗いチューニング動作がそれぞれ二つの
チャンネルに独立して実行できる（即ち、Ｉチャンネ
ル、Ｑチャンネルに対して分離されている）。
【０１３６】図１０の粗いチューニング動作では、生の
反射信号の測定がまず行われる。生の測定値を得るため
に、ステップ５００でＩチャンネルのリレーＫ０１Ａ、
Ｋ０１Ｂ、ＱチャンネルのＫ０２Ａ、Ｋ０２Ｂは、それ
ぞれ、１００Ｉ、１００Ｑをバイパスするために作動さ
れる。こうして可変キャパシタンスＣa、Ｃbはバイパス
される。ＲＴＵ２６に含まれるリレーの作動は、チュー
ンコントローラ３０のバス１６４に含まれるリレーコン
トロール線からの適当な信号の適用によって起こる（図
７を見よ）。クォドラチャチューンの場合は、コイルの
チャンネルはよく分離されていないので、リレーは同時
に作動される。
【０１３７】生の測定値を得る準備としても、ステップ
５０２においてＲＳＢ３２のリレーは適当に生測定チャ
ンネルを得るようにセットされる。この点に関してＣＲ
Ｃ３０はＲＳＢ３２のリレーをセットするためにリレー
コントロールライン３０Ｂ（図１を見よ）から信号を適
用し、それで復調器５０（「基準出力」ピン）からのチ
ューニング出力信号「Ｒ」は次のリレーＫ１２０、リレ
ーＫ１１２、指向性カプラ５６、リレーＫ１１２とＫ１
１１を通り、リレーＫ１１６またはリレーＫ１１７（Ｉ
チャンネルかＱチャンネルのどちらがチューンされてい
るかによる）を通り、そして（ＲＴＵ２６から戻った
後）リレーＫ１１５を通る。ステップ５０３では遅れ
が、測定値を得ようとする前にＲＴＵリレーを安定させ
る。ステップ５０４ではチューニング信号「Ｒ」はステ
ップ５０２に関して述べられているようにＲＳＢ３２を
通り、そしてステップ５００に関して述べられているよ
うにＲＴＵ２６を通り（即ち、チューニングネットワー
ク１００をバイパスする。）目的とするコイル２２に適
用される。
【０１３８】ステップ５０８では、複素反射信号は復調
器５０に反射され、ＡＤＣ７２のＩチャンネル、Ｑチャ
ンネルのそれぞれの入力端子に応じてＩ相、Ｑ相成分に
復調される。ステップ５０８で得られる複素反射信号は
チューンされるコイルからの反射の実際を考慮してＫ
loadと印づけられる。この考えでは、反射信号Ｋloadは
ＲＴＵ２６のリレーを作動させることによって得られる
（例えば、チューニングネットワーク１００をバイパス
する）。
【０１３９】それ故に、複素反射信号Ｋloadはチューン
されるコイルの背面のポート４６からリレーＫ１１５を
通り、ＲＴＵ２６を通り（チューニングネットワーク１
００をバイパスして）、リレーＫ１１６もしくはリレー
Ｋ１１７（チューニングされるチャンネルに依る）を通
り、リレーＫ１１１とリレーＫ１１２を通り、指向性カ
プラを通り、リレーＫ１２２とＫ１１３を復調器５０の
「チューン信号入力」ピンに経由される。
【０１４０】反射信号Ｋloadは常に１以下の絶対値の値
を持つ複素量である。図２７を参照しながら前に説明さ
れたように、Ｉ／Ｑ復調器５０は、ＲＦＵ２４で作られ
復調器５０の「指向性カプラ入力」ピンからライン３６
を通して供給されたＭＲＩ中心周波数で、かつＴＸＧＡ
ＩＮパラメータに依って特定される（画像化コンピュー
タ２８に依って設定される）出力レベルの連続波（Ｃ
Ｗ）を用いて、反射信号をそのＤＣクォドラチャ成分
（「Ｉ−ＤＣアウト」と「Ｑ−ＤＣアウト」）に復調す
る。こうして、反射信号は測定された反射に対してデカ
ルト座標（Ｘ＋ｉＹ）の複素数となる。
【０１４１】ステップ５１０では復調された直流直角位
相成分（「Ｉ−ＤＣアウト」、「Ｑ−ＤＣアウト」）は
ＡＤＣ７２のＩチャンネル、Ｑチャンネル各々の入力端
子から読み込まれ、それぞれにアナログーデジタル変換
が施される。アナログ−デジタル変換の後、ステップ５
１２で、生のＡＤＣの読みを０から４０９５の値から−
１から＋１の間の値に変換するためにコントローラ３０
によってスケーリング動作がなされる。ステップ５１４
ではコントローラ３０は複素反射負荷信号Ｋloadと反射
絶対値｜Ｋload｜の両方を計算するためにスケーリング
され、変換された反射信号の成分を用いる。複素反射負
荷信号Ｋloadとその絶対値の計算は図２５（ステップ９
０６まで）を参照すれば理解できる。それは測定信号の
訂正に適用される。
【０１４２】ステップ５２０ではコントローラ３０は反
射信号｜Ｋload｜の大きさが０．２０より大きいかどう
か決定する。もし反射信号の大きさが０．２０より小さ
いもしくは等しい時、そのチャンネルの粗いチューニン
グ動作は中止される（ステップ５２２に示されているよ
うに）。そのほかの点ではコントローラ３０はステップ
５３０での粗いチューニング動作の実行を続ける。
【０１４３】ステップ５３０ではコントローラ３０は複
素反射信号Ｋloadを複素負荷インピーダンスＺloadを決
定する為に用いる。複素負荷インピーダンスＺloadは５
０Ωのコイルを用いて規則化された数１の式の一般化さ
れた関係を用いて計算される（式ではＫは複素反射信号
Ｋloadであり、Ｚは複素負荷インピーダンスＺloadであ
る）。
【０１４４】
【数１】
【０１４５】ステップ５３２ではコントローラ３０は可
変キャパシタンスＣa、Ｃb の為の粗い値を計算するた
めに、複素負荷インピーダンスＺload（ステップ５３０
で決定された）とチューニングネットワーク１００の数
学的モデルを用いる。ステップ５３２の更成る説明は直
後に続く。
【０１４６】ステップ５３２ではコントローラ３２はキ
ャパシタンスＣa、Ｃbを、複素負荷インピーダンスＺ
loadの測定値とチューニングネットワーク１００の分析
的回路インピーダンス式から計算する。図３に示されて
いるチューニングネットワーク１００の要素の値は種々
の浮遊量効果を考慮して解析的回路インピーダンス式に
は利用されない。それ故、図１１の回路図式は浮遊量効
果も考慮にいれたチューニング回路の数学的モデルを表
している。
【０１４７】図１１の数学的モデルはキャパシタンスＣ
3、Ｃ2、Ｃ1 （図３のＣ１からＣ６に対応する）、イン
ダクターＬ12、抵抗Ｒ1（タンク回路に有限の値Ｑを与
える）、インダクタンスＬstr（６ｃｍの銅線でキャパ
シタＣa、Ｃb をネットワーク１００につないだ事を表
す）を含む。図１１の数学的モデルに含まれる成分の値
は１５ＭＨｚシステム、２１ＭＨｚシステムに分けて表
７に挙げられている。
【０１４８】表７の成分の値は既知の負荷とＲＴＵ２６
から得られるインピーダンスのデータにそれらをフィッ
ティングすることによって得られる。特に周波数の関数
としての（図１１の）Ｚanaly の測定はＺload＝５０
Ω、Ｃa、Ｃb を任意の値に固定することによって得ら
れる。それから、要素の値は予想インピーダンス値が測
定値にマッチして最小自乗誤差を与えるまで変化させら
れる。ＲＴＵ２６の為の要素の値の決定の為のデータを
得ることは、較正動作、特に図２３及び図２４と関連し
て詳細が述べられる。
【０１４９】要素の値をフィッティングする過程では予
想Ｚloadの値を測定されたＺloadの値と一致させるため
に数９の式が用いられた。数９の式は図１１の等価回路
から導かれ、数２から数８の式から与えられる媒介イン
ピーダンスとアドミタンスを用いて単純化される。媒介
インピーダンスＺは複素オーム（Ω）の単位であり、媒
介アアドミタンスＹはジーメンス（Ω-1）の単位であ
る。以下に現れる式においてω＝２π・Ｆｒｅｑ、ｊ＝
√（−１）である。
【０１５０】
【数２】
【０１５１】
【数３】
【０１５２】
【数４】
【０１５３】
【数５】
【０１５４】
【数６】
【０１５５】
【数７】
【０１５６】
【数８】
【０１５７】
【数９】
【０１５８】Ｚload（ステップ５３０で反射信号から得
られる）及びＺanaly（チューン点でＫanaly＝０である
ことから、チューン点では５０Ωに等しい）がステップ
５３２でＣa、Ｃbを計算するために用いられる。上記の
数９の式はＺload、Ｃa、Ｃbまた他のフィッティングさ
れた要素の値が与えられた時、Ｚloadを計算するが故
に、ステップ５３２の計算は、ＺloadとＺanalyが与え
られた時にＣa、Ｃbの値を計算するように計算は逆方向
に働く。Ｃa、Ｃbを計算する式は、数２の式から数８の
式と同じ媒介インピーダンスとアドミタンスを用いる
が、最終表現を簡単にするために更に媒介インピーダン
スを含んでいる。較正されたＲＴＵ２６はＺanalyを直
接測定し、ＲＴＵ２６のリレーを作動させる事によって
Ｚloadを測定する。これらの二つの「既知」は他の知ら
れたパラメータと共に、数１０の式及び数１１の式で定
義される媒介アドミタンスＹbegとＹendにまとめらる。
【０１５９】
【数１０】
【０１６０】
【数１１】
【０１６１】ＺCaの実部が０と等しい事実を用いて、Ｃ
aはインピーダンス等式の実部から無視出来、Ｃbは解く
ことが出来る。このアプローチは正しいＣbの値を導く
が、またもう一つの媒介アドミタンスＹαを導入する。
数１２の式では、Ｒｅ［Ｚ］はＺの実部であり、Ｉｍ
［Ｚ］はＺの虚部である。Ｙαは複素成分を持たない実
数であることを知っておかなければならない。
【０１６２】
【数１２】
【０１６３】媒介アドミタンスＹαは数１３の式で
Ｃb、ＺCbのインピーダンスを計算するのに用いられ
る。
【０１６４】
【数１３】
【０１６５】ＺCbを知れば、元のインピーダンス式、数
９の式はＺCaを得るために数１４の式に示されるように
再整理される。
【０１６６】
【数１４】
【０１６７】Ｃa、Ｃbの値は数５の式、数６の式をそれ
ぞれＺCa、ＺCbから逆に解くことによって求められる。
【０１６８】こうして、今表現した様式にしたがってス
テップ５３２でＣa、Ｃbの値を決定する過程では、コン
トローラ３０はインピーダンスの値を決定する方法とし
て役立つ。この考えでは、コントローラ３０は可調イン
ピーダンス（Ｃa、Ｃb）の値を決定するために反射波の
クォドラチャ復調を用い、究極的な結果として、所定値
以下の反射波の絶対値を得る。
【０１６９】ステップ５３４では計算された可調インピ
ーダンスの値Ｃa、ＣbはＲＴＵ２６に含まれるモータ１
０２のモータの位置量にチューンされる。図６のチャー
トはキャパシタンスの値からモータのステップ位置への
変換を図示している。図６のＸ軸に沿ったモータの位置
量は、チューニングコントローラ１３０に対するディジ
タル値として書かれ、故にモータ１０２ａ、１０２ｂ
は、ＲＴＵコントロールバス１６４から接極刃１０６を
動かす為に適当な信号を受け、結果として計算されたＣ
a，Ｃbがセットされる。
【０１７０】こうして、コントローラ３０のコントロー
ル下に置かれたモータ１０２ａと１０２ｂは、インピー
ダンス値の決定方法（例えばコントローラ３０）によっ
て決定された値にあるインピーダンスマッチチューニン
グネットワーク１００の可調インピーダンスＣa、Ｃbを
セットする方法を供給する。
【０１７１】キャパシタンスＣa，Ｃbがステップ５３２
で決定された値にセットされた後、ステップ５４０にお
いてコントローラ３０は、ＲＴＵ２６のリレーをセット
するので、可調インピーダンス（チューニングネットワ
ーク１００でのＣa，Ｃbそれぞれ）はもはやバイパスさ
れない。この関連でコントローラ３０は、ＲＴＵコント
ロールバス１６４を通じてリレーＫ０１Ａ、Ｋ０１Ｂ、
Ｋ０２Ａ、Ｋ０２Ｂをオフさせる信号を発する。リレー
Ｋ０１ＡとＫ０１Ｂがオフにされると、チューニングネ
ットワーク１００ＩがチューンされるコイルのＩチャン
ネルに接続され、リレーＫ０２ＡとＫ０２Ｂがオフにさ
れる間に、チューニングネットワーク１００Ｑがチュー
ンされるコイルのＱチャンネルに接続される。これらの
チャンネルの一つ（その時チューニング下にあるチャン
ネル）は、そのキャパシタンスＣa，Ｃbの値が、ステッ
プ５３２での計算とステップ５３４でのキャパシタンス
モータの動作から、粗く調整された値を持つと評価され
る。
【０１７２】今表現した方法でＲＴＵ２６のチューニン
グネットワーク１００Ｉ、１００Ｑを包括すると、ステ
ップ５４２においてコントローラ３０は、チューンされ
るべきコイルに再び供給するために復調器５０からのチ
ューニング信号を発生する。前の議論から理解できる方
法ではチューニング信号は、ＲＳＢスイッチング回路３
２、ＲＴＵ２６（チューニングネットワーク１００を含
む）を通り、リレーＫ１１５からチューンされるべきコ
イルに適用されるためのケーブル４０を通して供給され
る。ステップ５４２ではチューニング信号は、ＲＴＵ２
６のＩチャンネル、Ｑチャンネル両方を通して伝送さ
れ、これはＲＳＢリレーＫ１１６とＫ１１７が作動され
る事を意味する。
【０１７３】チューニング信号が適用された後、チュー
ンされるべきコイルからの反射信号は指向性カプラ５６
を通じてチューンコントローラ３０に伝えられ、前に記
した物と似た方法でＩ／Ｑ復調器５０に伝えられる。
【０１７４】ステップ５５０では、反射信号を受け取っ
た後のコントローラ３０が反射信号の大きさを決定す
る。ステップ５５０での反射波の大きさの決定は本質的
にはステップ５０８，５１０，５１２と５１４を参照し
ての議論における同じ動作を含んでいる。この反射信号
の大きさの決定は、図９の基本チャンネルチューニング
動作（図９のステップ４０２を見よ）に戻った後に活用
される。図１０の粗いチューニング動作は一般的にキャ
パシタンスＣa、Ｃbをチューンされた値の１５％内にセ
ットする。粗いチューニング動作（図９のステップ４０
０）が完了した後、微チューン動作（図９のステップ４
０４）がチューニングプロセスにおける次のステップに
なる。
【０１７５】動作：ハイパワーコイル微チューニング ハイパワーコイルの微チューニング動作（一般的に粗い
チューニング動作に続いている）は図９のステップ４０
４で描かれ、図１２においてステップを明らかにするこ
とによって更に図示されている。基本的にチャンネルの
微チューニング動作は、粗いチューニング動作によるチ
ューンされた解を更に精確にする。
【０１７６】微チューニング動作では、ステップ６００
でコントローラ３０が最初にモータ１０２（それによっ
て可調インピーダンス（例えばＣa）の初期インピーダ
ンスを、粗い計算値から変化させる）の一つを回転さ
せ、反射信号の大きさが最小となるようなインピーダン
ス値を決定する。それからステップ６０２において、同
様な方法で、コントローラ３０は他のモータ１０２（そ
れによって２番目の可調インピーダンス（例えばＣb）
を、粗い計算値から変化させる）を回転させて、反射信
号の大きさが最小となるようなインピーダンス値を決定
する。ステップ６０４及び６０６に示されているよう
に、二つのモータはどちらかが同調点に達するか（ステ
ップ６０６において）、もしくは時間制限になるまで交
互に回転し続ける。同調点は｜Ｋ｜＜０．０５から定義
される。
【０１７７】微チューニングステップの数は同調点付近
で反射がどの様に振舞うかに依存する。図１３及び図１
４は二つの例についての微チューニング動作の方針を図
示している。図１３及び図１４では反射信号Ｋanaly＝
ｘ＋ｉｙが、Ｘ軸（縦座標）に実成分をプロット、Ｙ軸
（横座標）に虚数成分をプロットすることによって、グ
ラフ化されている。図１３、１４では細い円は｜Ｋ｜＝
０．０５，０．１５，０．２０ ．．． ０．５５の半
径を持つ。全ての｜Ｋ｜の値は｜Ｋ｜＝０．５５の円内
にチューンされていると考えられる。細い線は、キャパ
シタＣa，Ｃbのどちらかを変化させ、もう一方のキャパ
シタを一定に保つ時の｜Ｋ｜の値である。
【０１７８】図１３はＫload＝０．１＋ｉ０．１の時の
Ｋanalyの比較的簡単な微チューニング法のグラフであ
る。図１３に示されているように、Ｋanaly＝０．２＋
ｉ０．０７と開始点が与えられた時、粗いチューニング
動作は、Ｃaを「ＳＴＡＲＴ」と印づけられた点に変
え、そこではＣaは同調点「ＴＵＮＥＤ」より約１５％
大きく、Ｃbは同調値より約１０％大きい。Ｃaが定数の
孤とＣbが定数の孤は殆ど直行しているが故に、同調点
（｜Ｋ｜＜０．０５）は４回の走査内に見つけられる。
図１３の場合、チューニングされたキャパシタの値はＣ
a＝１５５ｐＦ，Ｃb＝１８７ｐＦである。上で説明した
ように、｜Ｋ｜の最小値に達するまでのそれぞれの走査
はモータを動かす事から成る。
【０１７９】図１４はＫload＝０．６＋ｉ０．６となる
時の比較的難しいＫanalyの微チューニング法のグラフ
である。図１４に示されているように、Ｋanaly＝−
０．３−ｉ０．６５と開始点が与えられた時、粗いチュ
ーニング動作は、Ｃaを「ＳＴＡＲＴ」と印づけられた
点に変え、そこではＣaは同調点「ＴＵＮＥＤ」より約
１５％小さく、Ｃbは同調値より約１０％小さい。Ｃaが
定数の孤とＣbが定数の孤は浅い角度で交差しているが
故にしているが故に、同調点（｜Ｋ｜＜０．０５）は多
くの小さな走査の後になって見つけられる。図１４の場
合、チューニングされたキャパシタの値はＣa＝４２５
ｐＦ，Ｃb＝１１４ｐＦである。
【０１８０】上で述べられた図１２の微チューニング動
作に関係して、コントローラ３０は、チューニングネッ
トワーク１００がバイパスされないように（これは、チ
ューンされるべきコイルに関係して可調インピーダンス
が含まれるからである）、上で議論されたステップ５４
０とほぼ同じ方法で（バス１６４を用いて）ＲＴＵリレ
ーをセットする。
【０１８１】さらに、コントローラ３０は、同調信号が
リレーＫ１１６、Ｋ１１７、ＲＴＵ２６、更にリレーＫ
１１５からチューンされるべきコイルに経由されるよう
に、（前に述べたステップと同様な方法で）ＲＳＢリレ
ーをセットする。
【０１８２】ステップ６００もしくはステップ６０２に
おいて微チューニング動作の中で反射が測定された時、
チューニング信号はチューニングネットワーク１００
（キャパシタンスＣa，Ｃbを持つ）を含むＲＴＵ２６か
ら、ＲＳＢ３２、ＲＴＵ２６のリレーの状態に関する前
の議論から理解される方法で、供給される。反射信号は
コントローラ３０に戻ってくる（指向性カプラ５６、Ｉ
／Ｑ復調器５０、ＡＤＣ７２を通して、例えばステップ
５４８について描写された方法で）。反射信号の大きさ
の決定は、図１０の粗チューニング動作を参照しながら
前に述べられたステップ５０８からステップ５１４の方
法でほぼ完成される。ステップ５０８から５１４は｜Ｋ
load｜の決定を含むのであるが、図２５の信号補正ステ
ップを含むことから｜Ｋ｜の大きさがほぼ決定される事
はたやすく理解できる。
【０１８３】微チューニング動作では、モータのステッ
プ動作は、（１）前述のモータの余裕量（方向転換の場
合のみ）と（２）６ステップ（反射が離れている時［例
えば０．２０やそれ以上の大きさのとき］）また３ステ
ップ（反射が許容値に近い時）の和に等しい小さな増分
ずつ行われる。このことは、測定される反射のいくつか
の変化を得られるように、モータ１０２を確実に動か
す。もし余裕量（モータの初期化の過程で生じる−−ス
テップ３０６を見よ）がとても大きい時、微チューニン
グはより精確でなくなる。
【０１８４】こうして、モータ１０２のそれぞれの動作
の後、次の段階になれば、反射は前述の決定法で測定さ
れる。もしそれぞれのモータについて試された後、望ま
れる状態にならないもしくは微チューニング動作に充分
長い時間が掛けられた（ステップ６０６）時、微チュー
ニング動作は中止され（ステップ６０８を見よ）、モー
タ１０２ａ，１０２ｂは最後の最良な同調点に動かされ
る。加えて、ステップ６１０において警告文（例えば
「警告、この装置は同調不能です！！」）が発せられる
だろう。
【０１８５】粗いチューニング動作は開始点を１秒以内
に見つけ、微チューニング動作は同調点を発見するため
に１秒から３秒を要する。ＱＤコイルの為のチューニン
グ時間の合計は、各々のチャンネルのチューニング時間
の和とチャンネルの分離が悪い為に必要な余分な時間、
の和である。
【０１８６】動作： 較正 様々のシステム上のエラーが図１の実施例のＭＲＩシス
テム２０で生じるかも知れない。そのようなエラーは指
向性カプラ５０の不完全な指向性、コネクタのインピダ
ンスのミスマッチ、リレーとコネクタの差込みのロスの
様な理由から生じるかも知れない。そのようなエラーの
積み重ねが周波数の関数として変化するかも知れない
し、また高周波数（ＲＦ波長がケーブルの長さに比較し
て短い場合）でより目立つかも知れない。
【０１８７】潜在的なシステム上のエラーに鑑み、任意
のチューニング動作で使われる反射信号は以下で述べる
やり方で「訂正」される。この点に関して、訂正された
反射信号ＫCORは、較正動作の間計算された較正定数の
アレイからの内挿補間値を使って計算される。較正動作
はシステム２０の設定により実行される。それに加えて
較正動作は任意のチューニング動作より先に実行され、
もしくは交代にただ周期的（例えば、数カ月のインター
バルで）に実行され、また較正動作のさらなる更新まで
アレイがチューニング動作で次の使用のために記憶され
るかも知れない。 較正動作で、同軸ケーブル６２はＲ
ＴＵ２６の点ＡとＢからはずされて、代わりに外部較正
ユニット（ＥＣＵ）１３０の点ＥとＦにつながれる（図
７参照）。そのときコントローラ３０は較正測定が作ら
れ、較正標本値がいくらか（たとえば、２１）の標本周
波数で開放や短絡や５０オームの負荷の反射測定データ
から計算される較正手順を実行する。反射測定データは
標本周波数に対して較正定数（Ｒ、Ｄ、ＴやＳ）を計算
するためにコントローラ３０によって使われる。コント
ローラ３０のチューニングは保管用にコンピュータ３１
をホストするため較正定数のアレイを戻す。同軸ケーブ
ル６２はＲＴＵ２６の点ＡとＢにまたつながれる。
【０１８８】較正定数のアレイは様々な周波数で計算さ
れるが、任意の場合でシステム２０が働きうる周波数で
は充分ではないので、コントローラ３０は、訂正された
反射ＫCORを計算するとき使用するための動作周波数に
対してアレイから４つの較正定数の挿入された値を誘導
する。粗いチューニングや微チューニング動作に関連し
て上述のことははっきりと決まったことではないけれど
も、以下で述べられるやり方の訂正は反射信号を決定す
る各々の場合に関して実行される。話がかわるが、文字
「Ｋ」が反射信号について述べられるときに使われると
きはいつでも、以下で述べられる訂正もまた実行されて
いることが了解されている。
【０１８９】０．３５Ｔの磁場系に対しては、較正測定
は１４．５ＭＨｚから１５．５ＭＨｚの間で２１標本周
波数点で測定される。０．５０Ｔの磁場系に対しては、
周波数範囲は２０．５ＭＨｚから２１．５ＭＨｚであ
る。較正測定はこれらの広い周波数範囲上で集められそ
の結果反射測定が各々の周波数で成されたとき、適当な
較正定数は挿入されうる。これらの周波数範囲は中心周
波数のずれの可能な限り広い範囲とコイルＱ値の最低期
待値を含むために選ばれた。
【０１９０】較正に含まれる２１標本周波数点各々に対
して、４つの測定は用いられる。もし「ｉ」が標本周波
数を示すのなら、これら４つの較正測定は（１）標本較
正周波数で標準信号［Ｒi ］； （２）ＥＣＵ１３０リ
レーが「開放」にセットしてある時の反射信号
［ＡOi］； （３）ＥＣＵ１３０リレーが「短絡」にセ
ットしてある時の反射信号［ＡSi］； そして、（４）
ＥＣＵ１３０リレーが「５０オーム」にセットしてある
時の反射信号［Ａ50i］である。
【０１９１】各々の標本周波数ｉに対してコントローラ
３０は、周波数ｉに対し３つの較正定数を計算するため
に４つの較正測定を用いる。３つの較正定数Ｄi，Ｔi，
そしてＳi は、各々数１８−２０から解る式のＫoi，Ｋ
si，そしてＫ50i変数で各々数１５−１７を使って評価
される。
【０１９２】
【数１５】
【０１９３】
【数１６】
【０１９４】
【数１７】
【０１９５】
【数１８】
【０１９６】
【数１９】
【０１９７】
【数２０】
【０１９８】コントローラ３０はこのように２１標本周
波数に対して４つのアレイ（Ｒ，Ｄ，Ｔ，そしてＳ）を
用意する。上述したように、Ｒ，Ｄ，Ｔ，そしてＳアレ
イのリニア補間はよく用いられるように周波数に対して
各々の補間定数Ｒint，Ｄint,TintそしてＳintを導くた
めに実行される。
【０１９９】単一周波数での訂正反射Ｋcorは、数２１
に従う測定反射（Ａmeas）や補間定数Ｒint、Ｄint、Ｔ
intそしてＳintから導かれる。
【０２００】
【数２１】
【０２０１】較正動作から、ＲＴＵ２６に位置する負荷
の典型的なＫcorの値は真の｜Ｋ｜の３％以内で真の反
射角の５％以内である。そのうえ、ＥＣＵ１３０内のト
レースの電気的長さが、リレーＫ０１ＡとＲＴＵ２６の
マッチングボード（ネットワーク１００）の間の同軸ケ
ーブル６２の電気的長さに殆ど正確に一致する。
【０２０２】図１５は較正動作に関連しているコントロ
ーラ３０により実行されたステップの全体像を示すフロ
ーチャートである。較正動作（ステップ７００により示
される）の始動後、ステップ７０２でコントローラ３０
はある変数とリレーを初期化する。ステップ７０２の較
正初期化は、全てを含む７０２−１２を通るサブステッ
プ７０２−１を含む図１６にさらに詳述されている。
【０２０３】サブステップ７０２−２は手動によるＲＴ
Ｕ２６からのケーブル６２の切り離しとＥＴＵ１３０へ
のケーブル６２の接合を示している。そして、サブステ
ップ７０２−３で、ＲＳＢ３２，ＲＴＵ２６，そしてＥ
ＣＵ１３０の全てのリレーは電源を断たれている。も
し、サブステップ７０２−４で，ＥＣＵが適切に結合さ
れていないと判定されているのなら、較正動作は中止さ
れる（サブステップ７０２−５）。さもなければ、サブ
ステップ７０２−６でＲＳＢ３２のリレーは電圧を与え
られ、直流電圧は復調器に供給される。サブステップ７
０２−７で、ＲＳＢリレーＫ１１３は電圧を与えられて
いる。サブステップ７０２−９で、コントローラ３０は
次に発生させられるかも知れない任意のエラー情報のた
めにメモリ位置を割り当てる。サブステップ７０２−１
０でチューニングしている信号は得られる（ＲＦＵ２４
のＣＷピンからそして復調器２１を経由して）。サブス
テップ７０２−１１でＴＸＧＡＩＮ値は以前の較正ファ
イル（もしそんなものが存在していれば）から読み込ま
れそしてＴＸＧＡＩＮ値がＲＦＵ２４に送られる。
【０２０４】もし必要なら、図１７で表すように、ステ
ップ７０４でコントローラ３０は出力レベルを測定しそ
して利得を整える。これは、ＲＳＢリレーＫ１２２（サ
ブステップ７０４−２）に電圧を与えることによってな
されその結果復調器５０からの標準出力信号は測定され
得る（サブステップ７０４−３）。較正動作に関連して
用いられるように、ここでは「測定」とは動作のチュー
ニングに関して以前のやり方でＡＤＣ７２の「Ｉ」や
「Ｑ」チャンネルを読むことに言及している。もし測定
された基準出力信号が各々の限界（サブステップ７０４
−４）以内ではないのなら、ＴＸＧＡＩＮ値はＲＦＵ２
４で減少させられる（サブステップ７０４−５）か増加
させられる（サブステップ７０４−６）。基準出力信号
が各々の限界以内にされているとき、ＴＸＧＡＩＮの電
流値はコントローラ３０（サブステップ７０４−７）か
らアクセス可能なメモリ内の較正ファイルに記憶され
る。中に較正ファイルが記憶されるメモリは、図示され
た実施例の中のＲＡＭメモリであるが、他の形式の不揮
発性の記憶（ハードディスクやＥＥＰＲＯＭを含む）を
持つことが出来る。
【０２０５】サブステップ７０４−８でコントローラ３
０はＲＡＭメモリで長さＮＵＭＰＴＳ＊２のアレイ
「Ｒ」を生じる。図示された実施例の中で、ＮＵＭＰＴ
Ｓ＝２１（標本周波数の数）と二つの位置は各々の標本
周波数−−実数成分と虚数成分、に対して記憶されてい
る。
【０２０６】サブステップ７０４−９でＲＦＵ２４の中
心周波数は較正動作に対して２１標本周波数の１つを作
るため変化される。各々の周波数標本ｉ（ここでｉは１
からＮＵＭＰＴＳまでの添え字である。）で、基準信号
ＲiはリレーＫ１２０，Ｋ１２２，そしてＫ１１３を通
る復調器５０から基準出力信号の経路を定めることによ
って記憶され、それによって基準信号は復調器５０の
「入信号チューニング」ピンに供給される。信号Ｒiの
現実的な使用は図２５のステップに関して理解される。
【０２０７】サブステップ７０４−１１で指示されてい
るように、サブステップ７０４−９と７０４−１０は全
ての２１標本周波数が作られるまでループ形で繰り返さ
れそしてその代わりに基準信号値が記憶される。そし
て、サブステップ７０４−１２で、リレーＫ１２２はＯ
ＦＦされそして（サブステップ７０４−１３）「Ｒ」ア
レイは較正ファイルで記憶される。
【０２０８】ステップ７０６で、較正動作は番号付けら
れたステップ７０８，７１０，７１２，７１４，７１
６，そして７１８さえ含むループを始める。ステップ７
０６でコントローラ３０は必要とされる： Ｋ１１１，
Ｋ１１２，Ｋ１１６，Ｋ１１７，Ｋ１１８，そしてＫ１
１９のようなＲＳＢ３２の以下のリレーをＯＮする。
【０２０９】ステップ７０６で始まるループで、コント
ローラ３０は、開放，短絡，そして５０オームの負荷を
続いて持つ外部較正ユニット（ＥＣＵ）１３０で反射測
定（２１標本周波数）をする。この点に関して、図１
８，図１９，そして図２０で表されているサブステップ
は各々に開放，短絡，そして５０オームの負荷読みに対
する測定に係わっている。
【０２１０】図１８に表されている「開放」インピーダ
ンス較正測定で、サブステップ７０８−２のバス１３２
のシングル経由でコントローラはＥＣＵ１３０のリレー
ＣＡＬ１とＣＡＬ２を「開放」状態に設定する。サブス
テップ７０８−３でコントローラは上述したアレイＲと
比較できる次元のアレイＡOを創る。７０８−６を通り
サブステップ７０８−４はループを形成しそこでＲＦＵ
周波数は２１標本周波数と各々の標本周波数ｉでの測定
ＡOiを通して変化する。
【０２１１】図１９に表されている「短絡」インピーダ
ンス較正測定で、サブステップ７１０−２のバス１３２
のシングル経由でコントローラはＥＣＵ１３０のリレー
ＣＡＬ１とＣＡＬ２を「短絡」状態に設定する。サブス
テップ７１０−３でコントローラは上述したアレイＲと
比較できる次元のアレイＡSを創る。７１０−６を通り
サブステップ７１０−４はループを形成しそこでＲＦＵ
周波数は２１標本周波数と各々の標本周波数ｉでの測定
ＡSiを通して変化する。図１８に表されている「５０オ
ーム」インピーダンス較正測定で、サブステップ７１２
−２のバス１３２のシングル経由でコントローラはＥＣ
Ｕ１３０のリレーＣＡＬ１とＣＡＬ２を「５０オーム」
状態に設定する。サブステップ７１２−３でコントロー
ラは上述したアレイＲと比較できる次元のアレイＡ50を
創る。７１２−６を通りサブステップ７１２−４はルー
プを形成しそこでＲＦＵ周波数は２１標本周波数と各々
の標本周波数ｉでの測定Ａ50iを通して変化する。
【０２１２】ステップ７１４で、コントローラ３０は前
述の較正定数を計算し記憶する。較正定数の計算と記憶
に係わったサブステップは図２１に示されている。サブ
ステップ７１４−２で、メモリ位置は仮のアレイ
「ｆ」，「ｇ」，そして「ｈ」を割り当てられる。サブ
ステップ７１４−３でメモリ位置はアレイ「Ｄ」，
「Ｔ」，そして「Ｓ」を割り当てられる。アレイ
「Ｄ」，「Ｔ」，そして「Ｓ」は各々に指向性，送信，
そしてソース訂正ファクタの記憶に用いられる。サブス
テップ７１４−２と７１４−３で割り当てられたアレイ
は２１×２アレイで、各々の標本周波数に対し２１標本
周波数と２つの成分（実数と虚数）による。
【０２１３】図２１の計算と記憶ステップの、７１４−
７を通るサブステップ７１４−４は各々の標本周波数に
対し指向性（Ｄ），送信（Ｔ），そしてソース（Ｓ）訂
正ファクタの計算含む。各々の標本周波数ｉのＤi，
Ｔi，そしてＳiはサブステップ７１４−６で作られる。
これらの計算は上述の数１５−１７に一致する。Ｄ，
Ｔ，そしてＳの計算をする前に、ｆ，ｇ，そしてｈアレ
イ（各々数２０，１８，そして１９に一致している）の
途中計算はサブステップ７１４−５で行われる。計算が
行われた後、Ｄ，Ｔ，そしてＳアレイはサブステップ７
１４−８の較正ファイルに記憶される。
【０２１４】ステップ７１６で、コントローラ３０はス
テップ７１４で計算された較正定数の精度をテストす
る。図２２は７１６−１５を通るサブステップ７１６−
１を図示する。較正定数精度のテストで、コントローラ
３０はＲＦＵ中心周波数を「標準値」にセットする（サ
ブステップ７１６−２で）。その後、コントローラ３０
は、ＥＣＵ１３０のリレーを「開放」状態（サブステッ
プ７１６−４）にセットし、開放状態（サブステップ７
１６−４）から決定されたインピーダンスの値を測定及
び訂正し、サブステップ７１６−４から測定及び訂正さ
れた値が各々の許容値内（サブステップ７１６−５）で
あるかどうかを決定し、そしてもしそうでなければエラ
ーデータ（サブステップ７１６−６）を記憶する。図１
５で見られたように、同様のステップがＥＣＵの「短
絡」や「５０オーム」に関してもまた行われる。
【０２１５】ステップ７２０で、コントローラ３０は示
された（例えば、ステップ７１６の間で）任意の較正エ
ラーを記録する。もし較正エラーが記録されないのな
ら、ステップ７２２でコントローラ３０は関数パラメー
タを送るＲＴＵを任意に決定する。ステップ７２２は通
常ＭＲＩシステム２０の初期設定のみ実行され、必ずし
も各々のチューニングがなされるとは限らない。ステッ
プ７２２でコントローラ３０は図１１の数理モデルで用
いられる有効キャパシタとインダクタ値を決定する。有
効キャパシタとインダクタ値は、調整できるインピーダ
ンスＣａとＣｂの粗い値を決定するために粗いチューニ
ング動作のステップ５３２で用いられる。
【０２１６】ステップ７２２を計算するＲＴＵパラメー
タに含まれる７２２−１３を通るサブステップ７２２−
１は図２３に図示されている。サブステップ７２２−２
で、コントローラ３０は信号経路のチューニングネット
ワーク１００を含むためにＲＴＵリレーＫ０１Ａ，Ｋ０
１Ｂ，Ｋ０２Ａ，そしてＫ０２ＢをＯＦＦする。そのと
き、サブステップ７２２−３で、コントローラ３０はＲ
ＳＢ３２のリレーＫ１１２，Ｋ１１６，Ｋ１１７をセッ
トし、その結果「Ｉ」と「Ｑ」の値は各々ポート４８Ａ
と４８Ｃで読まれ得る。またサブステップ７２２−３
で、ＥＣＵリレーは「５０オーム」状態にセットされ、
そしてＲＳＢリレーＫ１１１はポート４８Ｃ（図２参
照）から「Ｑ」を読むためにセットされる。
【０２１７】サブステップ７２２−４で、１５０オーム
インピーダンスデータはＥＣＵ１３０から集められアレ
イ１５０に読み込まれる。サブステップ７２２ー４（サ
ブステップ７２２−５，７２２−８，そして７２２−１
０も同様に）に対するＥＣＵ１３０からのデータ集合は
図２４のステップ８００−８１０で示される動作を集積
するＲＴＵパラメータに関して理解される。動作を集積
するＲＴＵパラメータのステップ８０１はＣＦ＊（１−
２／ＢＷ）からＣＦ＊（１＋２／ＢＷ）までＲＦＵ２４
の周波数を走査することをふくむ。ここで「ＣＦ」は
「中心周波数」を表し「ＢＷ」は変化するであろう中心
周波数にまたがる「帯域幅」を表す（ＢＷは中心周波数
の揺らぎとして表される。）。走査の間の各点で、ステ
ップ８０２−８０７から成るループは実行される。ステ
ップ８０２でＲＴＵ２６のチューニングネットワーク１
００のキャパシタＣａは、それの全範囲で走査される。
キャパシタＣａの各走査中、８０６を通るステップ８０
３から成る集められたループは実行される。ステップ８
０３で、キャパシタＣｂはそれの全範囲で走査され、そ
してステップ８０４と８０５は実行される。ステップ８
０４で、反射信号は測定される（「Ｉ」と「Ｑ」の両方
の成分）。ステップ８０５で、上で議論した較正訂正は
測定値に適応される。というわけで、図２４で示された
動作を集積するＲＴＵパラメータの終了において、１５
０オーム状態でＩとＱのアレイ測定は、可変キャパシタ
ＣａやＣｂのセットの全ての入れ替えでの各々の走査さ
れたＲＦＵ周波数の測定を含むアレイにより戻される。
【０２１８】似た動作は１５０オーム状態の「Ｉ入力」
成分でなされ、同様に５０オーム状態の「Ｑ入力」と
「Ｉ入力」成分の両方でもなされる。この点に関して、
サブステップ７２２−５でＲＳＢリレーＫ１１１はポー
ト４８Ａ（図２参照）から「Ｉ」を読むようにセットさ
れている。そのとき、サブステップ７２２−６で、１５
０オームインピーダンスデータはアレイＩ１５０で集積
され記憶される。５０オーム状態を満たすため、サブス
テップ７２２−１０でコントローラ３０は適当にＥＣＵ
のリレーをセットする。そのとき、７２２−１０を通る
サブステップ７２２−８で、アレイＩ５０とＱ５０は、
７２２−６（５０オーム状態でというよりはむしろ１５
０オーム状態であるが）を通るステップ７２２−４に関
して理解されたやり方での値で満たされている。
【０２１９】サブステップ７２２−１１でデータアレイ
Ｑ１５０，Ｉ１５０，Ｑ５０，そしてＩ５０は、図１１
の数理モデルの有効キャパシタとインダクタ値を見いだ
すためのパラメータフィッテイングアルゴリズムで用い
られる。
【０２２０】最後に、ステップ７２４で、コントローラ
３０は、ＲＳＢリレーＫ１２１をＯＦＦにすることによ
り、または直流電圧をＲＳＢ復調器５０に戻すことによ
り、またはリレーＫ１１３をＯＦＦにすることにより較
正動作を終わらせる。ケーブル６２はそのとき手動でＥ
ＴＵ１３０から外され、ＲＴＵ２６に再結合される。
【０２２１】動作：反射測定と較正 粗いチューニング（図１０に示す）と微チューニング
（図１２に示す）両方との関連において、反射信号はＲ
ＳＢ３２から、復調され、ＡＤＣ１５０の該当チャンネ
ルに適用される「Ｉ」と「Ｑ」の要素である復調器５０
を通って伝送する。復調器５０の復調動作は以前に図２
７の構造を参照して記述されている。粗いチューニング
動作のあるステップ（ステップ５１４や５５０のよう
な）と微チューニング動作のあるステップ（ステップ６
００や６０２のような）は、反射信号またはその大きさ
を計算するためのＡＤＣ７２から得られたディジタル情
報のコントローラ３０による処理を含んでいる。反射信
号やその大きさの計算が一般的に前述の粗いチューニン
グと微チューニングの動作を言及されている間、もっと
細かい説明をすぐまえに記述された較正動作の結果の利
益を提供する。
【０２２２】図２５は反射信号のインピーダンスを計算
しているコントローラ３０により実行されているステッ
プ９００−９１０を示す。ステップ９０１では、コント
ローラ３０はＡＤＣ７２のそれぞれのアウトプットチャ
ンネルからの「Ｉ」と「Ｑ」の値両方を得る。ステップ
９０２ではＡＤＣのアウトプットは複素数の値Ａ＝Ｉ＋
ｉＱとして得られる。ステップ９０３ではコントローラ
３０は不揮発性のメモリからの現在の動作周波数に相当
する貯えられた基準パワーＲをえる。ステップ９０４で
は正規化された反射信号の値Ｍが式Ｍ＝Ａ／Ｒを評価す
ることによって得られる。すると、ステップ９０５では
コントローラ３０は較正動作（ステップ７１４を見よ）
の実行の間生成した較正定数配列を読み、現在の動作周
波数についての指向性（Ｄ）、送信（Ｔ）、ソース
（Ｓ）訂正ファクタ用の内挿補間した値を決定する。ス
テップ９０６では、コントローラ３０は内挿されたＳ，
Ｄ，Ｔ値と同様に正規化された測定値Ｍを用いて訂正さ
れた反射信号Ｗ（以下Ｋcorとする）を計算する。訂正
された反射信号が望んだものだったときのみ、実行はス
テップ９０６の後で終わる。
【０２２３】反射値をインピーダンス値に変換すること
が要求されている状況では、ステップ９０７−９０９も
また実行される。ステップ９０７では、訂正された反射
信号ＷはインピーダンスＮに公式Ｎ＝（１−Ｗ）／（１
＋Ｗ）により変換される。ステップ９０８では正規化さ
れたインピーダンスＮは５０を乗ずることにより５０オ
ームシステムのインピーダンスＺに変換される（例：Ｚ
＝Ｎ＊５０）。こうして、それぞれの例での粗いチュー
ニングと微チューニング動作において、図２５に関連し
て記述されたそれらを含むステップは実行され較正され
た（例：訂正された）値を提供する。
【０２２４】動作：バラクタコイルのチューニングに関
する概観 図１と図２８のコイル２２Ｄはバラクタ同調ＲＦコイル
の例である。バラクタ同調コイルは、そのキャパシタＣ
ｓとＣｐ（図２８を見よ）がケーブルを通ってコイルに
送られた単一周波のＲＦコイルにとって、その反射信号
が最小になるように調整されたときに、「チューニン
グ」される。
【０２２５】全てのバラクタには下の数２２に示す様な
一般的なキャパシタンス対バイアス電圧の関係がある。
【０２２６】
【数２２】
【０２２７】ここでＣ＝ｐＦでのキャパシタンス；Ｖ＝
ボルト単位のバイアス電圧；そしてα、β、γは定数で
ある。この定数の値はひとつのモデルから次に変化す
る。例えば、二つのモトローラＭＶ２１１５ｓが並列の
ときは、α＝１２０、γ＝１．５、そしてβ＝２５＊＊
γ／２３である。
【０２２８】本発明のチューニング法はバラクタ電圧Ｖ
ｐとＶｓ両方の関数としての反射信号における最小値を
探す。ハイパワーコイルチューニング法の場合と同様
に、バラクタチューニング法は（ＲＳＢを通じて）反射
信号の実部と虚部の両方を与えるチューニング復調器５
０を用いる。しかし、バラクタチューニング法は反射信
号の絶対値の計算の為以外には実部と虚部を使わない
（つまり、虚部と実部の自乗の和の平方根を使うことに
よる。）上に示した様に、チューニングは反射信号の絶
対値（｜Ｋ｜）が最小値のときになされる。バラクタコ
イルチューニングの動作を図解する為に、式１−｜Ｋ｜
最大化する様にチューニングすることを考えるのは有用
である。図２９は、ＶｓとＶｐの関数としてプロットさ
れた１−｜Ｋ｜と共に典型的な反射信号の３次元プロッ
トを示す。図２９に見られるように、１−｜Ｋ｜のプロ
ットはたくさんのピークを含んでいる（例：反射信号は
最も小さな絶対値をもつ）。
【０２２９】反射信号の処理を議論する前に、このなか
における「反射信号」という用語の使用は、測定された
反射信号は正規化の動作によって正規化されていること
を想定していることを述べなければならない。正規化の
動作は、反射信号が測定信号と基準信号の両方から得ら
れる前述のハイパワーコイルの較正動作の観点と似てい
る。バラクタ同調コイルのための正規化動作は図３３と
図３４を参照するとより詳しく議論されている。
【０２３０】コントローラ３０は最終的にはバラクタ同
調コイル（例；コイル２２Ｄ）が同調されるように指定
している動作入力（例；入力装置３１Ａを通して）に応
答する。もしコントローラ３０がまだそのように作動し
ていなければ、それは基準信号Ｒのための正規化された
そしてスケーリングされた値を得るための動作を実行す
る。その動作は図３３を参照しながら以下に記述され
る。
【０２３１】バラクタ同調コイルをチューニングする基
本ステップは図３０を参照し記述される。ステップ１０
２０では、ある初期設定動作がなされている。例えば、
値はＴＸＧＡＩＮに設定される。ＴＸＧＡＩＮの値はハ
イダイナミック信号を与えるように設定される（例：単
チャンネル１２ビットシステム上でＡＤＣ値が４０００
のときＡＤＣ７２が｜Ｋ｜＝１と読む様な設定）。
【０２３２】ステップ１０２２では、コントローラ３０
はバラクタコイルをチューニングするためのスターティ
ングポイントを選び、スターティングポイントのための
反射信号の大きさを得る。スターティングポイント選択
の詳細は図３１と共に以下に説明される。
【０２３３】一度スターティングポイントが得られる
と、コントローラ３０は同調ポイントの候補を見つける
為に回帰二分サーチ動作を実行する。二分サーチ動作は
一般的にステップ１０２４のとき図３３に描かれている
が、これはさらに詳しくは図３２を参照しながら以下に
示される。二分サーチは同調ポイントの候補としての
「前の」ポイントにもどる。
【０２３４】同調ポイントを見つけるための最後の努力
と二重のチェックとして、ステップ１０３０から１０３
８を通してコントローラ３０は星形サーチ動作を実行す
る。星型サーチ動作において、コントローラ３０は同調
ポイントの候補としての二分サーチ（ステップ１０２４
で）によりもどされたポイントについての星型またはア
ステリスクのパターンのなかのポイントにおける反射信
号の大きさを調べる。星型パターンのなかでのその反射
信号が最も小さい大きさのポイントを同調ポイントとし
てとる。
【０２３５】星型動作について更に詳しく述べれば、コ
ントローラ３０は二分サーチによりもどされた反射信号
の大きさが以前に決められた値よりも小さいかどうかチ
ェックする（ステップ１０３０）。もしそうなら、コン
トローラは候補を二分サーチにより同調ポイントとして
見つける（ステップ１０３２）。もし違えば、次の議論
から理解される方法によって、ステップ１０３４でコン
トローラ３０は二分サーチによりもどされた前のポイン
トについての星型パターンのなかのポイントにおける反
射値を得る。もし星型パターンのなかのどれかのポイン
トがより低い｜Ｋ｜をもてば（ステップ１０３６で決め
られたように）、コントローラ３０はチューニング動作
の終了前に、同調ポイントとして（ステップ１０３８）
反射の最も小さな大きさをもつ星型のなかのポイントを
用いる。さもなければ、二分サーチからの前のポイント
が同調ポイントとして用いられる（ステップ１０３
２）。
【０２３６】同調ポイントの決定のとき、コントローラ
３０は、これはＶｓとＶｐを必要としているが、バラク
タのバイアス電圧をコイルのチューニングに必要な電圧
に調整する（ステップ１０４０）。そしてコントローラ
３０はバラクタコイルのチューニング動作を終わらせる
（ステップ１０４２）。バラクタ電圧はチューニングさ
れた値に保たれる。
【０２３７】バラクタ同調されたコイル２２Ｄと関連し
て一般的には、コントローラ３０は値Ｖｐ，Ｖｓを適切
なディジタル値を適応させることによりそれぞれＤＡＣ
ｓ３９ｓ，３９ｐに変えることが解る（図７を見よ）。
このような変化は、例えば前に記述したステップ１０２
４の二分サーチと星型動作のあいだに起こる。ＤＡＣｓ
３９ｓ，３９ｐは、図７と図２８に示すようにそれぞれ
バラクタ３８ｓ，３８ｐのためのバイアス電圧として適
応される適切なアナログ電圧信号を出力する。
【０２３８】すると、与えられたポイントでの反射信号
の測定はＤＡＣｓ３９ｓ，３９ｐの出力のセッティング
により、測定されるべきポイントでのバイアス電圧がバ
ラクタ３８ｓ，３８ｐに適用されるようになされる。そ
して、ＲＦコイル２２Ｄへの長いケーブルのなかにおく
新しいバラクタ電圧を許可するための一時停止のあと
に、コントローラ３０は新しい反射信号を計算する為に
ＡＤＣ７２に到着する新しい値を読む。反射信号測定の
とき、反射信号は表１に示されるリレーのセッティング
に従いＲＳＢ３２を通って伝送される。
【０２３９】動作：バラクタコイルのスタートポイント
選択 図３１はバラクタ同調コイルのチューニング動作のため
のスターティングポイントの選択をなかに含むサブステ
ップを描く。ステップ１０２２−１では、コントローラ
３０は前に決定したポイントを初期ポイントｉとして使
用する。ステップ１０２２−２では、コントローラ３０
は反射信号｜Ｋi｜の値を得る。一般的には、コントロ
ーラ３０が任意のポイントで反射信号を得るには、バラ
クタ同調コイル２２Ｄから反射信号を得るためＲＳＢの
リレーをセットすることが必要である。反射信号はポー
トＤのチャンネルＢを通って得られたと想定すると
（例：ポート４６Ｄ）、リレーＫ１１９，Ｋ１１１，Ｋ
１１２，Ｋ１１３はオンにされ、リレーＫ１２２はオフ
にされる（表１上方を見よ）。そうすると、測定された
反射信号は復調器５０に適用される。復調器５０は測定
された反射信号をＡＤＣ７２のＩとＱのチャンネルに適
応させるためその虚部と実部の成分素に復調する。反射
信号｜Ｋi｜は図３４のステップを参照して記述された
正規化とスケーリングによって得られる。
【０２４０】ステップ１０２２−３では、コントローラ
３０は、反射信号｜Ｋi｜の大きさが前に決定した値Ｓ
ＴＡＲＴ＿ＵＰよりも小さいかどうかを測定する。もし
そうなら、ポイントｉはチューニング動作の１０２４ス
テップの回帰二分サーチのための初期ポイントとして使
われる（ステップ１０２２−４）。
【０２４１】もし反射信号｜Ｋi｜の大きさがステップ
１０２２−３で決定した値としての前に決定した値ＳＴ
ＡＲＴ＿ＵＰよりも小さくなければ、ステップ１０２２
−５ではコントローラ３０は一連のほぼ８０の前に定義
された頻繁にチューニングされるポイントについての反
射値を得る（例：歴史的にチューニングの解として良い
候補であると考えられてきたポイント）。
【０２４２】ステップ１０２２−６では、コントローラ
３０は回帰二分サーチについての初期ポイントとして
の、最も小さい反射信号の大きさをもつシーケンスの中
のポイントをえらぶ。しかし、もし（ステップ１０２２
−７で決定されている）選択されたポイントが初期の前
に決定したポイントについての（つまり、ステップ１０
２２−２間に使われたポイント）反射値の大きさととて
も近ければ、ＲＳＢ３２に結び付けられるＲＦコイルが
ないかもしれない。それに応じて、ステップ１０２２−
８では原因分析のための出力メッセージが生成される。
さもなければ、バラクタコイル同調選択のスタートポイ
ント動作はステップ１０２２−９で回帰二分サーチチュ
ーニング動作の準備ができて終了する。
【０２４３】動作：バラクタコイルの二分サーチチュー
ニング 図３２には図３０の一般的なバラクタコイルチューニン
グ動作の回帰的二分サーチ動作（ステップ１０２４）を
なかに含むサブステップを描いている。しかし、バラク
タ同調ＲＦコイルのチューニングの分脈中での二分サー
チの議論の前に、二分サーチの一般的な議論を図３６を
参照して提供する。
【０２４４】一次元の二分サーチは図３６に描かれる。
サーチは図３６の電圧軸すなわちＶ（水平）軸上のポイ
ント「Ａ」などの初期ポイントで開始される。ブラケッ
トポイント「Ｂ」と「Ｃ」はデフォルトスケール値を用
いて計算される。反射信号の大きさ（｜Ｋ｜）はＡ、
Ｂ，そしてＣポイントそれぞれで測定される。もし｜Ｋ
A｜が｜ＫB｜と｜ＫC｜より小さくなければ、それから
ポイントＢとＣは｜ＫA｜が最小値になるまでひろげら
れる。また、ポイントＢとＣはＡＤＣ７２の許された範
囲を越えてはいけない。ポイントＤとＥは下の数２３と
数２４に従い計算される。
【０２４５】
【数２３】
【０２４６】
【数２４】
【０２４７】反射信号の大きさはポイントＤとＥで測定
される。｜ＫD｜と｜ＫE｜の小さい方がサーチ動作の基
準ポイントとしてさらなる使用を選択される。図３６の
例では、ポイントＥが新しい基準ポイントとして選ばれ
ている。次に、セグメントＡＥとＥＣは、ポイントＡと
Ｅの間にポイントＦを、ポイントＥとＣの間にポイント
Ｇを与え二分されている（ブラケットポイントであるポ
イントＡとＣ）。反射信号の大きさはポイントＦとＧで
測定され、それは｜ＫF｜＞｜ＫG｜と決められる。それ
ゆえに、ポイントＦは次の二分サーチに選択され、以下
同様である。前述のサーチは、（ａ）ブラケットポイン
ト間の距離が前に定義した閾値（Ｘ＿ＴＯＬ）以下にお
ちる、あるいは（ｂ）試行ポイントについての反射信号
の大きさが同調されたコイルに期待される｜Ｋ｜の値の
近くに遭遇する（例：試行ポイントの大きさが期待され
た値ＴＨＲＥＳＨの近辺ＮＥＡＲ以内である）まで続け
られる。図３６の前の議論は一次元の二分サーチを理解
するのに有用である。しかし、今回の発明のバラクタチ
ューニング過程は二次元サーチである。これは図２９に
見られるように、ＶｐとＶｓの二次元平面により示され
る。今発明の二元サーチによると、回帰的に作動する一
次元の二分サーチは最小の｜Ｋ｜のために二次元の電圧
平面をサーチする。例えば、図２９の各々の測定された
ポイント（例：｜ＫA｜、｜ＫB｜、｜ＫC｜、など）は
一次元二分サーチの最小値である。図２９において、一
次元サーチ（Ｖｓを固定してＶｐ軸に沿ってサーチす
る）は「内側」サーチといわれる。「外側」サーチ（違
うＶｓが試される）は内側サーチで見つけられた反射を
もとにする。
【０２４８】さて、今発明の回帰的二分サーチ動作に含
まれる特定のステップは図３２を参照して議論される。
ステップ１０２４−１では、コントローラ３０はスター
ティングポイント（ステップ１０２２で得られる）でＶ
ｐがＶｓよりも大きいかどうかを測定する。もしそうな
ら、コントローラ３０は、基準ポイントとして初期ポイ
ントを用いてＶｓ軸に沿った外側サーチを行えると認識
する（ステップ１０２４−２）。そうでなければ、コン
トローラ３０は基準ポイントとして初期ポイントを用い
てＶｐ軸に沿った外側サーチを行えると認識する（ステ
ップ１０２４−３）。ステップ１０２４−４ではコント
ローラ３０は外側サーチ軸に沿ったブラケットポイント
を計算するためにデフォルトのスケールファクタを用い
る。
【０２４９】ステップ１０２４−６ではコントローラ３
０は基準ポイントとブラケッテイングポイントでの反射
信号の大きさを測定する。基準ポイントが回帰二分サー
チ（ステップ１０２４−８で決定される）での初期ポイ
ントである場合は、予妨的チェックはステップ１０２４
−１０で実行される。ステップ１０２４−１０では、基
準ポイント（つまり、初期ポイント）での反射信号の大
きさとブラケッテイングポイントでの反射信号の大きさ
が測定される。つまり、「内側」二分サーチは初期ポイ
ントと外側サーチ軸に垂直な軸に沿ったブラケッテイン
グポイントのために実行させられ、それぞれの内側サー
チの最小値は初期ポイントとブラケッテイングポイント
についての大きさとして戻される。もし初期ポイントに
ついての大きさがブラケッテイングポイントについての
大きさよりも小さくなければ、（ステップ１０２４−１
２において）ブラケッテイングポイントは広げられ（Ａ
ＤＣ７２の範囲内で）、コントローラ３０のループはス
テップ１０２４−６に戻る。もし基準ポイントが初期ポ
イントでなければ、またはステップ１０２４−１０での
チェックの結果が否定的であったら、動作はステップ１
０２４−１３と共に続けられる。
【０２５０】ステップ１０２４−１３では、コントロー
ラ３０は基準ポイントと最初のブラケッテイングポイン
トとの間と、基準ポイントと二番目のブラケッテイング
ポイントとの間の二分ポイントを測定する（外側軸に沿
って）。ステップ１０２４−１４では、コントローラ３
０はどちらの二分ポイントが二分ポイントでの内側軸に
沿った二分サーチを行うことによりより小さな反射をも
つかを測定する。
【０２５１】ステップ１０２４−１６では、コントロー
ラ３０はステップ１０２４−１４の内側二分サーチの結
果が、一つの二分ポイントでの反射の大きさが値ＴＨＲ
ＥＳＨの近辺ＮＥＡＲ以内であることを示しているかど
うかを測定する。もしその測定が肯定的なものであれ
ば、微チューニング動作が開始される（ステップ１０２
４−１８）。そうでなければ、動作はステップ１０２４
−３６と共に続けられる。
【０２５２】ステップ１０２４−３６では、コントロー
ラ３０はブラケッテイングポイント間の距離を計算す
る。もし、ステップ１０２４−３８で測定されたよう
に、その距離が前に決定された量（Ｘ＿ＴＯＬ）よりも
小さければ、コントローラ３０は回帰二分サーチ動作を
出て、「前の」ポイントを、最も小さな反射信号をもつ
前の二分ポイントだと考える（ステップ１０２４−３
９）。そうでなければ、動作はステップ１０２４−４０
と共に続けられる。
【０２５３】ステップ１０２４−４０では、コントロー
ラ３０は新しい基準ポイントとして、最も低い反射（そ
の内側軸に沿って）を持つ二分ポイントを選ぶ。それか
ら、ステップ１０２４−４２では、コントローラ３０は
ブラケッテイングポイントとして、古い基準ポイント
と、新しい基準ポイントを与えた前のブラケッテイング
ポイントを使用する。コントローラ３０はそれから更成
る大きさの測定のためにステップ１０２４−１４へ戻
す。従って、回帰二分サーチのステップ１０２４−１４
と１０２４−４２との間の、そしてそれを含むループが
チェックステップ１０２４−１６（その結果微チューニ
ングが開始される）またはチェックステップ１０２４−
３８での肯定的な結果によりループを出るまで必要なだ
け繰り返される、ということが解る。
【０２５４】微チューニングサーチ（ステップ１０２４
−１８）は本質的に図３２のステップを参照して議論さ
れたようなものと同じ種類の二分サーチを含んでいる。
しかし、ステップ１０２８−１８の微チューニングサー
チでは、もっと狭いシフトがブラケットポイントＡに使
われ、もっと厳しい許容値がそれぞれの内側サーチのピ
ークを見つけるのに使われる。微チューニングサーチは
動作が終わる（ステップ１０２４−２０）まで同調ポイ
ントとしてその「前の」ポイントを戻す。
【０２５５】回帰２分サーチが、１０２４−３８のチェ
ックステップから終わろうと、微チューニングサーチ
（ステップ１０２４−１８）から終わろうとも、２分サ
ーチが終わったとき（ステップ１０２４−１８）、「直
前」の点（反射強度｜Ｋlast｜を持つ）は同調点の候補
となる。この点は、それから図３０のステップ１０３０
から１０３８で描写されている星型動作に適用される。
【０２５６】動作：バラクタコイル信号の正規化 バラクタチューニングされるコイルからの反射信号の正
規化を含むステップが図３３、図３４に示されている。
図３３のステップは、正規化動作で用いられる基準信号
の処理を含んでいる。図３３のステップは概してバラク
タコイルチューニング動作の最初に一度だけ実行され、
その後繰り返されることはない、ということは理解され
るであろう。一方、図３４のステップは、バラクタチュ
ーニングされるコイルから測定測定される反射信号を受
けた場合全てについて、実行される。
【０２５７】図３３の基準信号の正規化動作の最初に戻
って、ステップ１１２０では、ＴＸＧＡＩＮ値を得て、
コントローラ３０がリレーＫ１２０、Ｋ１２２、ＲＳＢ
３２のＫ１１３をおおよそ設定することによって、反射
信号Ｒを読み込むことが出来る。この方法では、ケーブ
ル３６上のチューン信号ＣＷチューンは、リレーＫ１２
０，Ｋ１２２，Ｋ１１３から復調器５０のピンのチュー
ン信号へと伝えられる。復調器５０は、それから、測定
された基準信号を復調し、そのステップ１１２２ではコ
ントローラ３０はＡＤＣ７２のＩチャンネル及びＱチャ
ンネルをそれぞれＩADC、ＱADCとして読み込む。
【０２５８】ステップ１１２４では、コントローラ３０
はステップ１１２２で得られた基準信号の測定値をスケ
ーリングし、結果として、基準信号値は１より少ないも
しくは等しい大きさを持つようになる。スケーリングは
数２５の式を用いて完成され、式ではＭがスケーリング
された測定信号を表す。
【０２５９】
【数２５】
【０２６０】数２５の式における定数ＩOFST、ＩGAIN、
ＱOFST、ＱGAINはＡＤＣ７２を較正するために直された
データの線形回帰分析から得られる。１２ビットのオフ
セット二値ＡＤＣに対する一般的な値は、ＩOFST＝２０
４４．７３、ＩGAIN＝２０５０．０である。スケーリン
グは二つのＡＤＣチャンネル間の差異を補償し、ＡＤＣ
の分解能に係わらず＋１から−１の値を返す。
【０２６１】ここで、図３４とバラクタチューニングさ
れるべきコイルから測定される反射信号の扱いに移る
と、ステップ１２２０において、コントローラ３０はバ
ラクタチューニングされるべきコイルからの反射信号を
得るために、ＲＳＢのリレーをセットする。反射信号が
ポートＤ（例えばポート４６Ｄ）のチャンネルＢから得
られると仮定すると、リレーＫ１１９、Ｋ１１１、Ｋ１
１２、Ｋ１１３がオンされ、リレーＫ１２２はオフされ
る（表１を見よ）。こうして測定された反射信号は復調
器５０に供給され、そこで、ＡＤＣ７２のＩチャンネ
ル、Ｑチャンネルに適用するために測定された反射信号
を実数成分、虚数成分に復調される。
【０２６２】ステップ１２２２では、コントローラ３０
は、測定された反射信号（「Ａ」）をＡＤＣ７２のＩチ
ャンネル、Ｑチャンネルから得る。ステップ１２２４に
おいて、コントローラ３０は、数２５の式を用いて測定
された反射信号をスケーリングする。
【０２６３】ステップ１２２６では、コントローラ３０
は、（ステップ１２２４において）スケーリングされた
測定反射信号を（ステップ１１２４において）スケーリ
ングされた測定反射信号で割った商の絶対値を得ること
によって、正規化された反射信号の大きさを計算する。
ステップ１２２６の結果は浮動小数点表示される数であ
り、０から１の間の数をとる。
【０２６４】ステップ１２２８では、ステップ１２２６
からの反射信号の大きさは、スケーリングファクタ（例
えば２０００）を掛けることによって、整数に変換され
る。上述の方法での正規化は、都合いいことに、異なっ
たシステムコンポーネントを用いた時に生ずるであろう
違いを小さくし、こうして、選択された所定の値の設定
を矛盾しなくすることができる。
【０２６５】動作：コイルデチューニングＲＦコイル同
調モードでは、ＴｘコイルもしくはＲｘコイルのどちら
かに対して、一つのコイルは、適切にその他と同調する
ために離調されなければならない。さらに、複数のＲＦ
コイルがＲＦフロントエンド２５に接続されているの
で、特定の動作中の利用されていないコイルは、利用さ
れているコイルに干渉しないようにデチューニングを必
要とするだろう。
【０２６６】二種類のデチューニング回路、個別には能
動デチューニング回路と受動デチューニング回路があ
る。能動デチューニング回路は、その作動や非作動のた
めに外部調節回路を必要とする。
【０２６７】受動デチューニング回路は、並列共振回路
を形成しているデチューンインダクタンス（Ｌ−デチュ
ーン）やデチューンキャパシタンス（Ｃ−デチューン）
によって、本質的にそれ自身で作動、非作動する、そし
てそれは、ある共振周波数で本質的に開放回路に等価で
ある。
【０２６８】図４０、図４１は、それぞれＴｘコイルと
Ｒｘコイルに対する能動コイルデチューニング回路を、
発明の実施例に従って図解する。図３７と一緒に理解さ
れるように、図４０、図４１は、ＣＲＣ３０内に含まれ
ている選択されたコイルに対するピンダイオードドライ
バ１６１と共に、シーケンスコントローラ２８とＣＲＣ
３０を示している。ダイオードドライバ１６１からの出
力信号は、図３９、図４０のそれぞれのコイルのＰＩＮ
ダイオードに使用される。図４１のＲｘコイルに対し
て、ピンダイオードは、デチューニングのために順方向
にバイアスされている（例えば、送信もしくはコイル非
作動中に）。図４０のＴｘコイルに対して、ピンダイオ
ードは、送信のために順方向にバイアスされており、Ｒ
ｘコイルチューニングやＭＲＩ信号を受信するために逆
方向バイアスされている。
【０２６９】図２８は、チューニング回路におけるバラ
クタダイオードの使用を示している。バラクタダイオー
ドは、リモートチューニングやデチューニング動作を可
能にする。通常のバラクタダイオードの物理的寸法は、
相対的に小さく、ダイオードＱは、バラクタダイオード
をＲＦコイルの使用に必要とさせるように、低い周波数
で相対的に高い。
【０２７０】図２８のバラクタダイオードは、可変キャ
パシタのように作動するために、両端にかかる可変逆バ
イアス電圧を持っている。より大きな逆バイアス電圧が
ダイオードにかかると、より小さなキャパシタンスをそ
れが現す。もしダイオードが順方向にバイアスされる
と、ダイオードのＱはより小さくなり、キャパシタンス
は増加する。さらに、順方向バイアス電流をバラクタダ
イオードにかけることは、連係したコイルのデチューニ
ングを促進する。
【０２７１】図２８に示された実施例で、バラクタダイ
オードバイアス電圧は、デチューニングのためのリレー
Ｋ２０１，Ｋ２０２、Ｋ２０３，Ｋ２０４、Ｋ２０５や
Ｋ２０６によって、−２４ボルトに切り替えられる。よ
り速いＲｘコイルデチューニングのために、アナログス
イッチＳＷ２０１Ｂ，ＳＷ２０２Ａ，ＳＷ２０３ＢやＳ
Ｗ２０３Ａ，ＳＷ２０３Ｂが利用される。これらのリレ
ーやアナログスイッチは、シーケンスコントローラ２８
によりセットされる。
【０２７２】ここに説明されるように、本発明は、一つ
以上のＲｘコイルを患者に適用したり、複数のＲＦコイ
ルの各々に関してスイッチのオンオフを可能にする。こ
れは、患者の取扱をより効率的にする。なぜならば、患
者は、異なったＲＦコイルの間で再配置される必要がな
くかつ、ＲＦコイルは、取り外して入れ換える必要がな
いからである。さらに、一つのコイルが使われていると
き、他のコイルは、前述の例に従いデチューニングされ
る。
【０２７３】動作： イメージング動作イメージング動
作の間に実行される一般的手順は、図３８に示されてい
る。イメージング動作のはじめに、作動するように選ば
れたコイルの特定が、デバイス３１Ａですでに入力され
ている（その選択されたコイルに対するチューニング動
作に関連しいている）かもしくは、自己同定コイルから
ディジタル的に受け取られている。ホストコントローラ
３１は、シーケンスコントローラ２８に、選択されたコ
イルがどれであるかを知らせる（ステップ２９−１
で）。コントローラ２８は、選択されたコイルがどれで
あるかをＣＲＣマイクロプロセッサ１５２に（シリアル
ライン１６８やＩ／Ｏバス１５４を介して）知らせる
（図３７を見よ）。
【０２７４】先に説明されているように、ＲＳＢ３２の
リレーのセッテッングは、Ｔｘ送信信号の実際の送信に
先だって、ＣＲＣ３０によってセットされる。これに関
連して、ステップ２９−２でコントローラ３０は、リレ
ーデバイス１５８に信号を（Ｉ／Ｏバス１５８を介し
て）送る。一方、リレーデバイス１５８は、リレーをオ
ンしたりオフしたりするために、バス３０Ｂを通じて次
々に信号を送る。こうすることで、選択されたコイルに
対する固有の画像化パスを構成する。
【０２７５】ＲＳＢ３２におけるリレーのセッテッング
のあとに、ステップ２９−３で、シーケンスコントロー
ラ２８は、「スリープ」コマンドをＣＲＣクロック１５
３にバス１６６を通じて発する。こうすることで、クロ
ック１５３やマイクロプロッセッサ１５２を止める。そ
の後、ステップ２９−４、２９−５、２９−６や２９−
７は、イメージング動作の間で必要なループ様式で繰り
返し実行されるだろう。
【０２７６】ステップ２９−４で、シーケンスコントロ
ーラ２８は、固有のピンダイオードドライバ１６０、１
６１を作動させるために、送信のためのもしくは全ての
受信コイルをデチューニングするのための調節スイッチ
７４Ａ（ＳＷ１０７Ａ）や７４Ｂ（ＳＷ１０７Ｂ）に、
コマンドを（バス１６６で）送る。これに関連して、先
に示されたデチューニング動作の考察を見よ。
【０２７７】ステップ２９−５で、ＲＦＵ２４は、ケー
ブル３４のＴｘ（送信）信号をＲＦフロントエンド２５
に当てがう。Ｔｘ信号は、選択されたコイルに対するＲ
Ｆフロントエンド２５における固有の信号パスを通じて
送られる。
【０２７８】ステップ２９−６で、シーケンスコントロ
ーラ２８は、固有のピンダイオードドライバ１６０、１
６１を非作動させるために、受信のための調節スイッチ
７４Ａ（ＳＷ１０７Ａ）や７４Ｂ（ＳＷ１０７Ｂ）に、
コマンドを送る。もし、ＲＳＢ３２が、ＡやＢチャネル
を切り替えるものであるならば、ＳＷ１０８は、ステッ
プ２９−６で状態を変えるだろう。短時間の後に、戻っ
てきたＭＲＩ信号は、一つの受信コイルから獲得され
て、そのコイルの固有のリターン信号パスやケーブル３
７を通じてＲＦＵ２４へ送られる。ステップ２９−７
で、その戻ってきた信号は、イメージングのためにディ
ジタル化されて保存される。
【０２７９】さきに示されたように、イメージングの
間、ステップ２９−４から２９−７を含むループは、必
要な回数だけ繰り返される。イメージングの完了に際し
て、ステップ２９−８で、ＣＲＣ３０は、次の患者に備
えて立ち上げる（たとえば、クロック１５３やマイクロ
プロセッサ１５２を作動させるためのバス１６６の信号
によって）。さきに示されたように、表２と表３は、リ
レーの作動／非作動（コントローラ３０によってセット
されるように）を指示する値ならびに、コイル２２Ｂ−
２２Ｃ（Ｔｘ／Ｒｘコイル）の各々（ハイパワー）のイ
メージングモードに対するスイッチとピンダイオードセ
ッテッングを示している。同様に、表４と表５は、コイ
ル２２Ｄ−２３Ｅ（Ｒｘコイル）の各々の画像モードに
対する対応する値を示している。
【０２８０】個々のコイルやチャネルに対するイメージ
ング（表２と表３や表４と表５のセッテッングに従っ
て）は、もう一つのコイルやチャネルに関するチューニ
ングや次のイメージングに本質的かつ直ちに続くだろ
う。例えば、図３９のステップ３０−１から３０−Ｎ
は、図１に示されたコイル２２のいずれもはずすことな
しに、すべて実行され得る。
【０２８１】さらに、画像化は、複数のコイルやチャネ
ルに関して、同時に実行されるだろう。本発明のＲＳＢ
３２は、一人の患者に対する一つ以上のＲＸコイルの使
用ならびに、スキャンの最中もしくはその間において異
なるＲｘコイルの選択的使用を容易にする。これは、患
者の取扱の効率をあげる。なぜならば、その患者は、再
配置される必要がなく、コイルは、外されたり取り替え
られたりする必要がないからである。
【０２８２】たとえば、医者は、左のＴＭＪ（側頭下顎
関節）の病気を疑っているすれば、それを右のＴＭＪと
比較したいであろう。医者は、この目的のためにヘッド
コイルを使えたとしても、ヘッドコイルの利用は、貧弱
な信号雑音比（ＳＮＲ）をしめすだろう。さらに、ア−
ティファクトの取り込みが、関心のある解剖学的な微細
部分を見ることを妨げるかもしれない。
【０２８３】本発明のＲＳＢ３２と同時に使われるデュ
アルＴＭＪコイルは、さきのジレンマを解消する。ＲＳ
Ｂ３２は、ＳＮ比を低下させることなしに医者が左のＴ
ＭＪコイルをデチューニングするあいだに右のＴＭＪコ
イルをスキャンできるようにしかつ、左のＴＭＪコイル
をスキャンする間に右のＴＭＪコイルをデチューニング
できるようにする。それで、両方のＴＭＪコイルは、頭
皮の画像のために同時に作動され得る。
【０２８４】先の動作を完結するために必要なＲＳＢ３
２のセッテッングは、表２と表３および表４と表５を参
照することによって理解される。たとえば、図２に示さ
れたＲＳＢ３２のポート４６Ｄを参照した一つの実施例
では、チャネルＡやＢ（たとえば、左と右のコイルに接
続されている）両方から戻ってきたＭＲＩ信号は、両方
の信号を合わせる画像を得るように、ＲＳＢ３２の適当
なセッテッングを介してＲＦＵ２４に向けられ得る。こ
の終わりに、表２と表３や表４と表５に示されたよう
に、リレーＫ１０６，Ｋ１０７やスイッチ７５は、「リ
ニアーＡ＋Ｂ」イメージング動作を得るために、特別に
セットされる。
【０２８５】本発明のＲＳＢ３２もまた、多重の送信コ
イル（Ｔｘ）、そしてそれは専用のＴｘコイルが必要と
されるときに使用され得るものであるが、の使用を容易
にする。これに関して、局所を拡大するような高解像度
のイメージングシーケンスのための、限定された可視範
囲（ＦＯＶ）のＲｘコイルを持つことは、しばしば利点
がある。広い範囲に使われた他のコイルに加えて、小さ
い専用の送信コイルは、ＦＯＶにより一層限定されてい
る。この動作の一つの例は、肩のイメージングである。
ＴｘコイルやＲｘコイルに捕られた組み合わされた狭い
ＲＦは、アーティファクトを取り込むことなしに、接近
した検査箇所を鮮明に描き出せ得る。
【０２８６】動作： プリアンプバイパス いくつかのＲｘコイルは、長々しい同軸ケーブルによる
損失を減らすためにコイル構造に組み込まれたプリアン
プ（典型的にはノイズ量が１ｄＢ以下であるような低ノ
イズアンプである）を持っている。Ｒｘコイルのプリア
ンプを持つことは、特に高周波（たとえば、１．５テス
ラのＭＲＩシステムでの６４ＭＨｚ）においてより良い
ＳＮ比をもたらす。そのＳＮ比ゲインは、Ｒｘコイルと
プリアンプ間の短い距離によって得られる。しかしなが
ら、もし全体的にみてあまりに大きなＲＦゲインがある
とすれば、ダイナミックレンジは、減らされるだろう。
本発明は、ＲＦフロントエンドにおけるプリアンプを選
択的にバイパスすることをもたらす。
【０２８７】図３５は、本発明のＣＲＣ３０が、ライン
４５の調節信号をバイパススイッチ４４Ａ，４４Ｂに供
給することによって、マルチコイルアセンブリ（ＭＣ
Ｅ）２２Ｅに連結した低ノイズプリアンプ４３の選択的
バイパスを可能にすることを、示している。全体的に見
てあまりに大きなＲＦゲインがあると見なされると、Ｃ
ＲＣ３０は、アンプ４３（図３５に示されているよう
に）を自動的にバイパスする。図３５のＭＣＡ２２Ｅに
対して、シーケンスコントローラ２８からの信号は、使
用中のコイルを選択するように、スイッチを作動させ
る。一つ以上のコイルは、本発明のＲＦフロントエンド
２５によって利点に満ちてもたらされる、より広い画像
範囲を得るために作動されるだろう。
【０２８８】動作： 分離度測定 時々、オペレータは、チューニング信号を第一のコイル
に送ることを要求し、それによって第二のコイルがどれ
ほど影響されるか決定する（たとえば、二つのコイル間
の分離度を決定すること）だろう。そのような決定は、
特に質の管理に有用である。
【０２８９】先の事項に関して、ノイズ比（ＳＮＲ）に
最適な信号や画像均質性に対して、ＲＦコイルのチャネ
ル間の電気的分離度は、ＱＤモードＴｘコイルとＱＤモ
ードＲｘコイルとの両方において、−１５から−２０ｄ
Ｂ以下であることが必要である。ＲＦコイルの部分間で
の−１５ｄＢの分離度によって、ＲＦエネルギ−のたか
だか３％が、一つのＲＦコイル部分からその他のコイル
部分へ漏れる。
【０２９０】本発明のＲＳＢ３２を用いて、ＱＤコイル
の二つのＲＦコイル部分間の分離度は、あらかじめ較正
されたＣＷ（連続波）チューニング信号を第一のコイル
（たとえば、第一のコイル部分の入力）に送ることによ
って測定される。第二の部分のポートでの漏れレベル
は、ＲＦコイル部分のいずれかにオン−コイルプリアン
プがないようにして、測定される。正確には、両方のＲ
Ｆコイル入力ポートは、５０オームにインピーダンスマ
ッチされるべきである。なぜならば、ミスマッチによる
どんな反射も、誤った分離度試験結果をあたえるだろう
からである。その一方で、二重共振の原因となるであろ
うＲＦコイル間の過剰なカプリングがあるならば、正し
いインピーダンスマッチングはとれないであろう。さら
に、チューニングモニターと分離度モニターとの間で直
ちにスイッチバックすることが、要求され得る。
【０２９１】送信（Ｔｘ）コイル及び受信（Ｒｘ）コイ
ルの間で分離が行われなくてはならないが、Ｔｘコイル
の周期とＲｘコイルの周期との間の時間の違いがあるこ
とによって、ＲＦコイルの一つがトータルではデチュー
ンされ、その他のＲＦコイルが作動しているかあるいは
インピーダンスがマッチングされているような機会が提
供される。
【０２９２】ＲＳＢ３２のポートＢ、Ｃ及びＤにおける
分離度の測定の例が表６に示されている。一般的には本
発明のコントローラ２８は、特有の信号供給パスを通る
Ｉ／Ｑ復調器５０の「Ｒｅｆ Ｏｕｔ」端子からのチュ
ーニング信号を指向することによってＲＳＢ３２による
分離度の測定を容易化する。信号供給パスにはリレーＫ
１２０、Ｋ１２２、Ｋ１１２、及びＫ１１１、それに特
定のポート及びチャンネルに従う他のリレーが設けられ
ており、そこに作動すべきコイル（「第１」のコイル）
が接続される。テストを行うべきコイル（「第２」のコ
イル）から出る受信された信号は、特有の戻りパスによ
りＲＳＢ３２を通って伝送される。この特有の戻りパス
には、信号コンディショニングアンドルーティングネッ
トワーク５４にあるリレー及びスイッチが設けられてい
ることによって、その戻された信号は最終的にはリレー
Ｋ１１０及びＫ１１３を通ってＩ／Ｑ復調器５０のポー
トにあるチューン信号に提供される。
【０２９３】表６にはコイルの分離度測定の三つの例が
示されている。第２番目の例（２番目のデータの欄）は
ポート４６Ｃに関連している。また第２番目の例（２番
目のデータの欄）はポート４６Ｄに関連している。第１
番目の例（ポート４６Ｃ）においては、チューニング信
号はリレーＫ１２０、Ｋ１２２、Ｋ１１２、Ｋ１１、Ｋ
１１７、及びＫ１１５を通ってポート４６Ｃのチャンネ
ルＢに伝送される。ポート４６ＣのチャンネルＡに接続
されたコイルによってピックアップされる信号は何であ
っても、リレーＫ１１５、Ｋ１１６、スイッチ６４Ｂ、
リレーＫ１０３、リレーＫ１０４、リレーＫ１０６、ス
イッチ７５、リレーＫ１０７、リレーＫ１０８、リレー
Ｋ１０９、リレーＫ１１０、それにリレーＫ１１３を経
てＩ／Ｑ復調器５０のポートにあるチューン信号に戻さ
れる。ポート４６ＣのチャンネルＡから戻された信号の
表示はコントローラ２８によって提供される。
【０２９４】同様に第２番目の例（ポート４６Ｄ）に関
していうと、チューニング信号はリレーＫ１２０、Ｋ１
２２、Ｋ１１２、Ｋ１１１、及びＫ１０１を通ってポー
ト４６ＣのチャンネルＡに供給される。ポート４６Ｄの
チャンネルＢに接続されたコイルによってピックアップ
される信号は何であっても、リレーＫ１１９、スイッチ
リレーＫ１０３、リレーＫ１０４、リレーＫ１０６、ス
イッチ７５、リレーＫ１０７、リレーＫ１０８、リレー
Ｋ１０９、リレーＫ１１０、それにリレーＫ１１３を経
てＩ／Ｑ復調器５０のポートにあるチューン信号に戻さ
れる。ポート４６ＤのチャンネルＢから戻された信号の
表示はコントローラ２８によって提供される。
【０２９５】当業者は、他の分離測定方法を採用できる
ことは前述の図解から理解できるであろう。ＱＤ ＲＦ
コイルの分離測定に加えて更に、Ｔｘコイル及びＲｘコ
イルの間の分離を、そのリレーのセッティングを変える
ことによって測定することができる。同様にセットアッ
プすることで、Ｔｘコイル及びＲｘコイルにおけるデチ
ューニング回路が相応に機能しているかどうかについて
もチェックすることができる。
【０２９６】動作： ループバック診断 上述のように、分離測定はＱＤ ＲＦコイルのＲＦコイ
ル間のＲＦ結合の程度を決定するためのループバックテ
ストの特別な場合である。
【０２９７】ＲＳＢ３２にはたくさんのＲＦリレーとＲ
Ｆスイッチがあるので、過剰の接触抵抗はＳＮＲや画質
に影響を与えうる。また、プリアンプとハイブリッド
（０度もしくは９０度）は可能性のある動作の低下の為
に監視する必要がある。加えて、Ｉ／Ｑ復調器５０とＴ
／Ｒスイッチ７４Ａ，７４Ｂの動作は監視されるべきで
ある。
【０２９８】ループバック診断は、テストに関係するポ
ート４６のチャンネルを短い同軸ケーブルで内部接続
し、前述の分離測定と類似しているテストを処理するこ
とによって、今回の発明のＲＳＢ３２について行われ
る。例えば、ポート４６のＡチャンネルとＢチャンネル
はループバックテストを処理する為にケーブルで接続さ
れうる。
【０２９９】ループバックテストを変化させた物は、従
来のマッチング回路を持たず、並列チューニング回路の
みを持つ場合に、ＲＦコイルを同調させる為に用いられ
る。この形式のＲＦコイルは、図１、２のポート４６Ｅ
に接続し、一つもしくはそれ以上のプリアンプ、パワー
コンバイナー、ＲＦスイッチをコイルに持つ（図２８を
見よ）。ポート４６Ｅに接続された受信コイルは、送信
コイルからの漏れＲＦ信号を検出することが可能であ
る。ＲＦコイル（ＭＣＡ）の並列バラクタダイオードを
調整する事によって検出電圧を最大に取ることは、ＲＦ
コイルの同調を完成される。
【０３００】
【発明の効果】こうして、今回の発明のＭＲＩシステム
２０は、使用中に同時に多数の違ったマッチング回路
（ハイパワーコイルやバラクタ同調されたコイル、その
他の様な）の形式を持つコイルを接続することを可能に
した。さらに、ＭＲＩシステム２０は、二つのハイパワ
ーコイル間の分離度はもちろんのこと、送信コイルと受
信コイルの間の分離度も装置を追加すること無く計測す
ることが出来る。さらに、ＭＲＩシステム２０は、故障
箇所を明らかにするための分離テストを実行することが
出来、磁石の極性をマッチングさせるために、ＱＤ受信
チャンネル（リレーＫ１０５において）の極性を変える
ことが出来る。
【０３０１】こうして、ハイパワーコイルについては、
今回の発明は、ＲＴＵ２６の前後で、ＲＴＵ２６の変換
関数を用いたおおよそのチューニング状態のコントロー
ラの分析的決定の為のデータを供給する為に、反射信号
の測定について較正されたクォドラチャ復調が用いられ
る。粗いチューニング動作では、位相情報によって変換
関数から同調値に近いキャパシタンスＣa，Ｃbの設定を
計算することが出来る。微チューニング動作では、さら
に、反射値の実部、虚部の測定から、同調点へのベクト
ルが計算され、結果として、素早いコイルの包括的チュ
ーニングがなされる。
【０３０２】都合のいいことに、今回の発明のＲＴＵ２
６は、一般的なステッピングモータ１０２を採用したの
で、低コストでのシステムの構築を容易にした。
【０３０３】今回の発明のバラクタコイルチューニング
動作は、効率的かつ素早くコイル２２Ｄの様なバラクタ
でチューニングされるコイルをチューニングする。帰納
的２分サーチの広がりから、サーチは約９つの２分ステ
ップの最大値からたいていは完了され、故にＭＲＩシス
テム２０の総合的動作が高められている。
【０３０４】本発明はここでは好適な一つの実施例につ
いて特別に示されかつ説明がなされているが、その形態
及び説明のなかで種々の変形を本発明の精神及び範囲か
ら外れない限りにおいて加えることができることは当業
者であれば理解できるであろう。例えば、バラクタコイ
ルチューニング動作については上記では非−クォドラチ
ャバラクタコイルについてのみ記述されているが、同様
の動作をＱＤクォドラチャバラクタコイルに対しても利
用することができることを当業者は理解すべきである。
【０３０５】
【表１】
【０３０６】
【表２】
【０３０７】
【表３】
【０３０８】
【表４】
【０３０９】
【表５】
【０３１０】
【表６】
【０３１１】
【表７】
【０３１２】
【表８】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の例示的実施例を含むＭＲＩシステム
の略図である。
【図２】 図１の実施例のシステムのスイッチアセンブ
リの略図である。
【図３】 図１の実施例のシステムのリモートチューニ
ングユニットに含まれるチューニングネットワークの略
図である。
【図４】 可調インピーダンスを含む図３のチューニン
グネットワークの部分および該可調インピーダンスを調
整するためのモータの等角図である。
【図５】 図３のチューニングネットワークに含まれる
可調キャパシタンスおよびこれと連係した位置センサの
正面図である。
【図６】 図３のチューニングネットワークの可調キャ
パシタンスに対するキャパシタンス値をモータステップ
位置の関数として示すグラフである。
【図７】 図１の実施例のＭＲＩシステムのチューニン
グコントローラとその他の素子との間の接続を示す略図
である。
【図８】 図１の実施例のシステムの全ハイパワーコイ
ルチューニング動作に含まれるステップを示すフローチ
ャートであり、ＩチャンネルとＱチャンネルの個別チュ
ーニングのステップを含む。
【図９】 図１の実施例のシステムのチャンネル（Ｉチ
ャンネルまたはＱチャンネル）のチューニングに含まれ
るステップを示すフローチャートであり、ハイパワーコ
イル粗チューニング動作と微チューニング動作を含む。
【図１０】 図１の実施例のシステムの前記ハイパワー
コイル粗チューニング動作に関連して実行されるステッ
プを示すフローチャートである。
【図１１】 図１の実施例のシステムのリモートチュー
ニングユニットに含まれるチューニングネットワークの
数学的モデルの略図である。
【図１２】 図１の実施例のシステムの前記ハイパワー
コイル微チューニング動作に関連して実行されるステッ
プを示すフローチャートである。
【図１３】 比較的容易なハイパワーコイル微チューニ
ング動作を示すグラフである。
【図１４】 比較的難しいハイパワーコイル微チューニ
ング動作を示すグラフである。
【図１５】 図１の実施例のシステムの較正動作に関連
して実行されるステップを示すフローチャートである。
【図１６】 図１５に示す較正動作の初期化部分に関連
して実行されるステップを示すフローチャートである。
【図１７】 図１５に示す較正動作の基準レベルとＴｘ
Ｇａｉｎ測定部分に関連して実行されるステップを示す
フローチャートである。
【図１８】 図１５に示す較正動作の開放インピーダン
ス測定部分に関連して実行されるステップを示すフロー
チャートである。
【図１９】 図１５に示す較正動作の短絡インピーダン
ス測定部分に関連して実行されるステップを示すフロー
チャートである。
【図２０】 図１５に示す較正動作の５０オームインピ
ーダンス測定部分に関連して実行されるステップを示す
フローチャートである。
【図２１】 図１５に示す較正動作の較正定数部分の計
算と記憶に関連して実行されるステップを示すフローチ
ャートである。
【図２２】 図１５に示す較正動作の正確度テスト部分
に関連して実行されるステップを示すフローチャートで
ある。
【図２３】 図１５に示す較正動作のＲＴＵパラメータ
計算部分に関連して実行されるステップを示すフローチ
ャートである。
【図２４】 図１５に示す較正動作のＲＴＵパラメータ
収集部分に関連して実行されるステップを示すフローチ
ャートである。
【図２５】 図１の実施例のシステムに対する反射信号
測定と訂正動作に関連して実行されるステップを示すフ
ローチャートである。
【図２６】 図１の実施例のシステムの低ノイズアン
プ、送信／受信スイッチ、スプリッタおよびハイブリッ
ドのネットワークの略図である。
【図２７】 図１の実施例のシステムのチューン信号復
調器の略図である。
【図２８】 本発明のコイルデチューニング装置および
マルチコイルアセンブリ（ＭＣＡ）の実施例の略図であ
る。
【図２９】 バラクタキャパシタンス電圧の関数として
プロットした１−｜Ｋ｜の三次元グラフである。
【図３０】 バラクタ同調コイルのチューニングに関連
して実行される一般的ステップを示すフローチャートで
ある。
【図３１】 バラクタ同調コイルのチューニングに対す
る開始点選択動作に関連して実行されるステップを示す
フローチャートである。
【図３２】 バラクタ同調コイルのチューニングに対す
る回帰二分サーチ動作に関連して実行されるステップを
示すフローチャートである。
【図３３】 バラクタ同調コイルのチューニングに対す
る基準信号正規化およびスケーリング動作に関連して実
行されるステップを示すフローチャートである。
【図３４】 バラクタ同調コイルのチューニングに対す
る反射信号正規化およびスケーリング動作に関連して実
行されるステップを示すフローチャートである。
【図３５】 本発明の実施例のマルチコイルアセンブリ
（ＭＣＡ）の略図である。
【図３６】 二分サーチ例に対するテスト電圧および測
定された反射を示すグラフである。
【図３７】 集合的に信号伝送コントローラと呼ばれる
コイルおよびＲＦＦＥコントローラとシーケンスコント
ローラとの間の関係を示す略図である。
【図３８】 イメージングモードにおいて実行される一
般的ステップを示すフローチャートである。
【図３９】 連続した複数のコイルを使用するチューニ
ングとイメージングにおいて実行される一般的ステップ
を示すフローチャートである。
【図４０】 送信ＲＦコイルに対するデチューニング回
路の略図である。
【図４１】 受信ＲＦコイルに対するデチューニング回
路の略図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年４月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２６】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２７】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミツアキ アラカワ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94010 ヒルズボロ レイクビュードライ ブ 1005 (72)発明者 スー チャング アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94555 フレモント オリオールプレイス 3480 (72)発明者 ジョン ヴァンヘターレン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94123 サンフランシスコ ベイストリー ト 1435 アパートメント24

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＲＦサブシステムを有するＭＲＩシステ
    ムであって、 画像化動作中に、ＲＦ送信コイルへ供給するためのＲＦ
    信号を発生させるとともに画像化被検体に装着されたＲ
    Ｆコイルから戻るＲＦ信号を受信するＲＦユニットと、 ＲＦ信号が選択的に伝送される複数のコイル取り付けポ
    ートを有し、画像化中にコイルがその複数ポートのそれ
    ぞれに取り付けられたままにできるＲＦフロントエンド
    とを備えて成るもの。
  2. 【請求項２】 請求項１の装置であって、さらに、 どのポートにＲＦ信号を伝送するかを選択するための信
    号伝送コントローラを備えて成るもの。
  3. 【請求項３】 請求項１の装置であって、 第一のＲＦコイルは第一のタイプのマッチング回路を有
    し、 第二のＲＦコイルは第二のタイプのマッチング回路を有
    していることを特徴とするもの。
  4. 【請求項４】 請求項１の装置であって、さらに、 ＲＦ信号を少なくとも受信しまたは送信するための第一
    のＲＦコイルと、 ＲＦ信号を少なくとも送信しまたは受信するための第二
    のＲＦコイルと、 画像化動作中に第一のＲＦコイルをＲＦユニットに接続
    するための第一の画像化信号パスと、 画像化動作中に第二のＲＦコイルをＲＦユニットに接続
    するための第二の画像化信号パスとを備えてなり、 第二の画像化信号パスは、第一の画像化信号パスと共通
    でない少なくとも数個のパスセグメントを有し、 信号伝送コントローラは、第一のＲＦコイルおよび第二
    のＲＦコイルの一つからのＲＦ信号をＲＦユニットに各
    画像化信号パスの一つを通って選択的に供給することを
    特徴とするもの。
  5. 【請求項５】 請求項４の装置であって、 第一のＲＦコイルおよび第二のＲＦコイルの少なくとも
    一つは、連係したコイル離調回路を有し、 信号伝送コントローラは、コイル離調回路が連係してい
    るコイルにＲＦ信号が伝送されていないとき、連係した
    コイルを離調させるためにコイル離調回路に離調信号を
    選択的に送ることを特徴とするもの。
  6. 【請求項６】 請求項４の装置であって、さらに、 第一の画像化信号パスと第二の画像化信号パスに設けら
    れ、画像化被検体から戻ったＭＲＩ信号を信号伝送コン
    トローラに応答して第一の画像化信号パスおよび第二の
    画像化信号パスの選択された一つを通して振り向ける画
    像化スイッチ手段を備えて成るもの。
  7. 【請求項７】 請求項４の装置であって、さらに、 コイルの同調動作中に第一のＲＦコイルおよび第二のＲ
    Ｆコイルの一つからの反射同調信号の大きさが所定の値
    より低いときを判定するためのコイル同調コントローラ
    と、 同調動作中に第一のＲＦコイルをコイル同調コントロー
    ラに選択的に接続するための第一の反射信号パスと、 同調動作中に第二のＲＦコイルをコイル同調コントロー
    ラに選択的に接続するための第二の反射信号パスとを備
    えてなり、 第二の反射信号パスは、第一の反射信号パスと共通でな
    い少なくとも数個のパスセグメントを有し、 信号伝送コントローラは、第一のＲＦコイルおよび第二
    のＲＦコイルの一つから戻ったＭＲＩ信号をコイル同調
    コントローラにその各同調信号パスを通って選択的に振
    り向けることを特徴とするもの。
  8. 【請求項８】 請求項７の装置であって、さらに、 第一の反射信号パスおよび第二の反射信号パスに共通の
    同調復調器を備えて成るもの。
  9. 【請求項９】 請求項８の装置であって、さらに、 第一のＲＦコイルおよび第二のＲＦコイルからの反射信
    号をコイル同調コントローラに振り向けるための同調ス
    イッチ手段を備えて成るもの。
  10. 【請求項１０】 請求項９の装置であって、 第一のＲＦコイルおよび第二のＲＦコイルの一つは、２
    チャンネルを有し、同調スイッチ手段は、そのチャンネ
    ルの一つからの反射信号を同調コントロール手段へ振り
    向けるように作動することを特徴とするもの。
  11. 【請求項１１】 請求項９の装置であって、 同調スイッチ手段は、信号伝送コントローラによりコン
    トロールされることを特徴とするもの。
  12. 【請求項１２】 ＲＦ信号プロセシングユニットに接続
    されたＭＲＩシステムのためのＲＦフロントエンドユニ
    ットであって、 それぞれＲＦコイルへの取り付けのための複数のＲＦコ
    イルポートを備え、各ＲＦコイルは専用のマッチング回
    路を有し、画像化中に異なるコイルは異なるコイルポー
    トに同時に取り付けられ、 複数のポートのそれぞれのための専用の画像化信号パス
    を備え、ＲＦ信号をポートへ供給するために、各ポート
    はＲＦ信号プロセシングユニットに選択的に接続可能で
    あり、 ＲＦ信号を複数のポートの選択された一つに選択された
    ポートの画像化信号パスを通して選択的に伝送するため
    の信号伝送コントローラを備えてなることを特徴とする
    もの。
  13. 【請求項１３】 請求項１２の装置であって、さらに、 画像化信号パスに設けられ、画像化被検体に装着したコ
    イルから戻ったＲＦ信号を信号伝送コントローラに応答
    して画像化信号パスの選択された一つを通して振り向け
    る画像化スイッチ手段を備えて成るもの。
  14. 【請求項１４】 請求項１２の装置であって、さらに、 同調動作中にＲＦコイルの一つからの反射同調信号の大
    きさが所定の値より低いときを判定するためのコイル同
    調コントローラにＲＦフロントエンドユニットを接続す
    るための同調ポートと、 複数のコイルポートの各々のための専用の反射信号パス
    と、 同調動作中に第二のＲＦコイルをコイル同調コントロー
    ラに選択的に接続するための第二の反射信号パスとを備
    えてなり、 信号伝送コントローラは、複数のコイルポートの選択さ
    れた一つからの反射信号を信号をコイル同調コントロー
    ラに選択されたコイルポートの反射信号パスを通って振
    り向けることを特徴とするもの。
  15. 【請求項１５】 請求項１４の装置であって、さらに、 反射信号パスに共通に接続可能な同調復調器を備えて成
    るもの。
  16. 【請求項１６】 請求項１４の装置であって、さらに、 ＲＦコイルの選択された一つからの反射信号を同調コン
    トローラに振り向けるための同調スイッチ手段を備えて
    成るもの。
  17. 【請求項１７】 請求項１６の装置であって、 ＲＦコイルの少なくとも一つは、２チャンネルを有し、 同調スイッチ手段は、そのチャンネルの一つからの反射
    信号を同調コントローラへ振り向けるように作動するこ
    とを特徴とするもの。
  18. 【請求項１８】 請求項１７の装置であって、 同調スイッチ手段は、信号伝送コントローラによりコン
    トロールされることを特徴とするもの。
  19. 【請求項１９】 ＭＲＩシステムの作動方法であって、 （ａ）ＲＦフロントエンドに含まれる複数のポートの各
    々にＲＦコイルを取り付けるステップと、 （ｂ）ＲＦコイルの少なくとも一つを選択して作動状態
    とするステップと、 （ｃ）ＲＦ信号プロセシングユニットからのＲＦ送信信
    号を作動状態のコイルにＲＦフロントエンドを通して伝
    送し、作動状態コイルから戻ったＲＦ受信信号をＲＦフ
    ロントエンドを通してＲＦ信号プロセシングユニットに
    伝送するステップとを備えて成るもの。
  20. 【請求項２０】 請求項１９の方法であって、 各々のコイルに対してＲＦ送信信号が専用の信号パスを
    通して伝送されることを特徴とするもの。
  21. 【請求項２１】 請求項１９の方法であって、 各々のコイルに対してＲＦ受信信号が専用の信号パスを
    通して伝送されることを特徴とするもの。
  22. 【請求項２２】 請求項１９の方法であって、さらに、 複数のコイルの少なくとも他の一つを自動的に選択して
    作動状態とし、 請求項１９の（ｂ）のステップで選択された少なくとも
    一つのコイルを、取り外すことなく、選択解除するステ
    ップを備えて成るもの。
  23. 【請求項２３】 請求項２２の方法であって、さらに、 選択解除されたコイルを自動的に離調させるステップを
    備えて成るもの。
  24. 【請求項２４】 請求項１９の方法であって、 ＲＦ送信信号およびＲＦ受信信号を伝送するステップ
    は、選択されたポートをＲＦ信号プロセシングユニット
    と接続するように、ＲＦフロントエンドの中のリレース
    イッチを自動的にセットすることを含んでいることを特
    徴とするもの。
  25. 【請求項２５】 請求項２４の方法であって、 リレースイッチを自動的にセットするステップは、信号
    伝送コントローラからのリレー状態信号をＲＦフロント
    エンドに備えられた複数のリレーに送ることを含んでい
    ることを特徴とするもの。
  26. 【請求項２６】 請求項１９の方法であって、 複数タイプのＲＦコイルがＲＦフロントエンドの異なる
    ポートに接続されており、ＲＦコイルのタイプはハイパ
    ワーコイル、バラクタ同調コイル、およびマルチビュー
    コイルを含んでいることを特徴とするもの。
  27. 【請求項２７】 ＭＲＩシステムの作動方法であって、 ＲＦフロントエンドに含まれる複数のポートの各々にＲ
    Ｆコイルを取り付けるステップと、 画像化モードとコイル同調モードとの間を選択するステ
    ップを備えてなり、 その内の画像化モードは、 ＲＦコイルの少なくとも一つを選択して作動状態とする
    ステップと、 ＲＦ信号プロセシングユニットからのＲＦ送信信号を作
    動状態のコイルにＲＦフロントエンドを通して伝送し、
    作動状態コイルから戻ったＲＦ受信信号をＲＦフロント
    エンドを通してＲＦ信号プロセシングユニットに伝送す
    るステップとを有し、そしてその内の同調モードは、 ＲＦ同調信号を発生させるステップと、 取り付けられたＲＦコイルの一つを選択して反射された
    同調信号を受信するステップと、 選択されたＲＦコイルからの反射同調信号を同調コント
    ローラにその選択されたＲＦコイル専用の反射信号パス
    を通して伝送するステップとを有し、同調動作中に同調
    コントローラが、反射同調信号の大きさが所定の値より
    低いときを判定することを特徴とするもの。
  28. 【請求項２８】 請求項２７の方法であって、 複数タイプのＲＦコイルがＲＦフロントエンドのポート
    に取り付けられており、複数のＲＦコイルのタイプはハ
    イパワーコイル、バラクタ同調コイル、およびマルチビ
    ューコイルを含んでいることを特徴とするもの。
  29. 【請求項２９】 ＭＲＩシステムの作動方法であって、 （ａ）ＲＦフロントエンドに含まれる複数のポートの各
    々にＲＦコイルを取り付けるステップと、 （ｂ）ＲＦコイルの少なくとも一つを選択して作動状態
    とするステップと、 （ｃ）ＲＦ同調信号を発生させるステップと、 （ｄ）ＲＦ同調信号を作動状態のコイルにその作動状態
    コイル専用の送信同調信号パスを通して伝送し、反射Ｒ
    Ｆ同調信号を同調コントローラに作動状態コイル専用の
    反射同調信号パスを通して伝送するステップと、 （ｅ）作動状態コイルを同調するステップと、 （ｆ）ＲＦ信号プロセシングユニットからのＲＦ送信信
    号を作動状態のコイルにその作動状態コイル専用のＲＦ
    送信信号パスを通して伝送し、作動状態コイルから戻っ
    たＲＦ受信信号をその作動状態コイル専用のＲＦ受信信
    号パスを通してＲＦ信号プロセシングユニットに伝送す
    るステップと、 （ｇ）他の一つのＲＦコイルを選択して作動状態とし、
    上記（ｂ）のステップで選択されたコイルを、取り外す
    ことなく、選択解除するステップと、 （ｈ）上記（ｇ）で選択されたコイルを作動状態コイル
    として上記（ｃ）から（ｆ）のステップを繰り返すステ
    ップとを備えて成るもの。
  30. 【請求項３０】 請求項２９の方法であって、さらに、 選択解除されたコイルを自動的に離調させるステップを
    備えて成るもの。
  31. 【請求項３１】 請求項２９の方法であって、 ＲＦ送信信号およびＲＦ受信信号を伝送するステップ
    は、選択されたポートをＲＦ信号プロセシングユニット
    と接続するように、ＲＦフロントエンドの中のリレース
    イッチを自動的にセットすることを含んでいることを特
    徴とするもの。
  32. 【請求項３２】 請求項２９の方法であって、 リレースイッチを自動的にセットするステップは、信号
    伝送コントローラからのリレー状態信号をＲＦフロント
    エンドに備えられた複数のリレーに送ることを含んでい
    ることを特徴とするもの。
  33. 【請求項３３】 請求項２９の方法であって、 複数タイプのＲＦコイルが異なるポートに接続されてお
    り、ＲＦコイルのタイプはハイパワーコイル、バラクタ
    同調コイル、およびマルチビューコイルを含んでいるこ
    とを特徴とするもの。
  34. 【請求項３４】 ＭＲＩシステムのためのＲＦフロント
    エンドであって、 信号供給パスを介して、ＲＦフロントエンドに取り付け
    られた複数のＲＦコイルの内の選択可能な第一のコイル
    に同調信号を送信する送信機と、 信号戻りパスを介して、第一のＲＦコイルからの反射同
    調信号を受信する受信機と、 信号戻りパスを介して伝送され第一のＲＦコイルにより
    受信された信号の大きさを検出する検出器とを備えてな
    り、 信号戻りパスは信号供給パスとは異なるパスであること
    を特徴とするもの。
  35. 【請求項３５】 請求項３４の装置であって、 信号供給パスは、第一の一組のリレーを有し、 信号戻りパスは、第二の一組のリレーを有することを特
    徴とするもの。
  36. 【請求項３６】 請求項３４の装置であって、 検出器は、同調信号復調器を備えてなることを特徴とす
    るもの。
  37. 【請求項３７】 請求項３４の装置であって、 ＲＦフロントエンドは、複数のポートを有し、 複数のポートは、二つのチャンネルを有し、 第一のＲＦコイルは、複数のポートの一つの第一のチャ
    ンネルに接続され、 第二のＲＦコイルは、複数のポートの内の上記と同じポ
    ートの第二のチャンネルに接続されていることを特徴と
    するもの。
  38. 【請求項３８】 ＭＲＩシステムの作動方法であって、 （ａ）複数のＲＦ送信コイルをＲＦフロントエンドに取
    り付けるステップと、 （ｂ）ＲＦコイルの内の少なくとも一つを選択して作動
    状態にするステップと、 （ｃ）複数の非作動状態コイルを、ＲＦフロントエンド
    に取り付けたまま、自動的に離調させるステップとを備
    えて成るもの。
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