磁共振成像装置以及rf线圈装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式涉及磁共振成像装置以及RF线圈装置。
【背景技术】
[0002] MRI是利用拉莫尔频率的RF脉冲对被置于静磁场中的被检体的原子核自旋进行 磁激励，并从伴随该激励而产生的MR信号来重构图像的摄像法。另外，上述MRI是指磁共 振成像（Magnetic Resonance Imaging)，RF脉冲是指高频脉冲（radio frequency pulse)， MR 信号是指核磁共振信号（nuclear magnetic resonance signal)。
[0003] 这里，例如通过使RF脉冲电流流过线圈来向被检体内的原子核自旋发送RF脉冲 并对所产生的MR信号进行检测的是RF线圈装置（Radio Frequency Coil Device)。RF线 圈装置中有内置于MRI装置自身的装置，但也有例如局部用RF线圈装置那样通过与MRI装 置的连接端口的连接器连接而被MRI装置的控制部识别的装置。
[0004] MRI中进行MR信号的收集系统的多通道化。这里的通道是指从RF线圈装置内的 各线圈元件分别输出并输入到MRI装置的RF接收器中为止的多个MR信号的各路径。通道 数被设定为RF接收器的输入接受数以下，但能够将多个RF线圈装置与MRI装置连接。
[0005] 若MRI装置的控制侧（上述RF接收器侧）与RF线圈装置之间的连接线缆的根数 由于多通道化而增大，则布线变得复杂所以不方便。因此，优选将MRI装置的控制侧与RF线 圈装置之间的信号的发送以及接收进行无线化，但基于模拟信号的无线发送尚未实现。这 是因为有动态范围的降低等各种制约。
[0006] 更详细地讲，MRI装置中，为了抑制对从被检体放射的微弱的MR信号的接收灵敏 度的影响，不能使在MRI装置的控制侧与RF线圈装置之间用于无线通信的电磁波的输出增 大。在不能使无线输出增大的情况下，由于将发送信号进行空间传播时的信号损失，动态范 围降低。因此，专利文献1中提出了将MR信号进行数字化后无线发送的数字无线发送方式。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:特开2010 - 29644号公报
【发明内容】
[0010] 发明要解决的问题
[0011] 若将MR信号进行数字化后无线发送，则能够消除动态范围的制约问题。但是，在 MR信号的数字无线通信中，关于RF线圈装置侧的电力确保没有进行充分研宄。例如可以考 虑将可充电电池内置于RF线圈装置的方法，但目前市售的可充电电池中，与MRI中的RF线 圈装置的消耗电力相比充电电容并不一定是充分的。因而，在执行多个脉冲序列的情况下， 可以想到在执行下一脉冲序列之前不得不更换可充电电池的情况。
[0012] 因此，希望有在将RF线圈装置检测到的MR信号向MRI装置的控制侧无线发送的 构成中，充分且有效地确保RF线圈装置的电力的新技术。
[0013] 本发明的目的是能够提供在将由RF线圈装置检测到的MR信号向MRI装置的控制 侧无线发送的构成中，将RF线圈装置的电力充分且有效地确保的新技术。
[0014] 用于解决问题的手段
[0015] 以下，将本发明的实施方式可取的形态的几个例按每个形态进行说明。
[0016] (1) 一个实施方式中，MRI装置从检测由被检体发出的MR信号的RF线圈装置取得 MR信号，具有电力发送部、信号接收部以及图像重构部。
[0017] 电力发送部对RF线圈装置的电力接收部以谐振器耦合方式无线发送电力。
[0018] 信号接收部将从RF线圈装置无线发送的数字化后的MR信号以无线方式接收。
[0019] 图像重构部取得由信号接收部接收到的MR信号，基于MR信号对被检体的图像数 据进行重构。
[0020] (2)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，RF线圈装置为MRI装置的 一部分，RF线圈装置的电力接收部以谐振器耦合方式接收电力。
[0021] (3)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，电力发送部具有以磁共振频 率和作为与磁共振频率不同的频率的交流电力的频率分别进行谐振的双重谐振式全身用 线圈。双重谐振式全身用线圈通过以磁共振频率进行谐振而从被检体诱发MR信号，并且通 过以交流电力的频率进行谐振而将交流电力无线发送。
[0022] (4)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，还具备执行对摄像区域的 RF脉冲的发送的全身用发送线圈。电力发送部中作为与全身用发送线圈不同的构成而具有 将交流电力无线发送的电力发送线圈。
[0023] (5)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，RF线圈装置是MRI装置的 一部分。RF线圈装置具有以磁共振频率和作为与磁共振频率不同的频率的交流电力的频率 分别进行谐振的要素线圈。要素线圈通过以磁共振频率进行谐振而检测来自被检体的MR 信号，并且与交流电力的频率进行谐振而接收交流电力，从而作为电力接收部发挥功能。
[0024] (6)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，RF线圈装置是MRI装置的 一部分，RF线圈装置作为不同的构成而具有作为电力接收部接收被无线发送的交流电力的 电力接收线圈、以及检测来自被检体的MR信号的要素线圈。
[0025] (7)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，电力发送部包括从MRI装置 向摄像区域发送RF脉冲的期间、以及由RF线圈装置检测到MR信号的期间地对RF线圈装 置持续地无线发送电力。
[0026] (8)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，电力发送部避开从MRI装置 向摄像区域发送RF脉冲的期间地向RF线圈装置无线发送电力。
[0027] (9)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，电力发送部避开由RF线圈 装置检测到MR信号的期间地向RF线圈装置无线发送电力。
[0028] (10)上述（1)的MRI装置也可以如以下这样构成。即，电力发送部避开从MRI装 置向摄像区域发送RF脉冲的期间以及由RF线圈装置检测到MR信号的期间地向RF线圈装 置无线发送电力。
[0029] (11) -个实施方式中，RF线圈装置具有要素线圈、电力接收部以及信号发送部。
[0030] 要素线圈检测从被检体发出的MR信号。
[0031] 电力接收部接收以谐振器耦合方式无线发送的电力。
[0032] 信号发送部通过消耗由电力接收部接收到的电力，将由要素线圈检测到的MR信 号进行数字化，并且将数字化后的MR信号向MRI装置无线发送。
[0033] (12)上述（11)的RF线圈装置也可以如以下这样构成。即，电力接收部具有电力 接收线圈，该电力接收线圈作为接收从MRI装置以谐振器耦合方式无线发送的交流电力的 天线而发挥功能。
[0034] (13)上述（12)的RF线圈装置也可以如以下这样构成。即，还具备充放电元件和 整流器，电力接收部将接收到的交流电力向整流器输入。整流器从交流电力生成直流电流， 作为对充放电元件的充电电流而输出直流电流。
[0035] 发明效果
[0036] 根据上述⑴~（10)的MRI装置，在将由RF线圈装置检测到的MR信号向MRI装 置的控制侧无线发送的构成中，能够通过新技术充分且有效地确保RF线圈装置的电力。
[0037] 根据上述（11)~（13)的RF线圈装置，在将由RF线圈装置检测到的MR信号向 MRI装置的控制侧无线发送的构成中，能够通过新技术确保充分且有效地确保RF线圈装置 的电力。
【附图说明】
[0038] 图1是表示第1实施方式中的MRI装置的整体构成的框图。
[0039] 图2是表示第1实施方式的MRI装置中的全身用线圈的构造的一例的示意立体 图。
[0040] 图3是表示第1实施方式的MRI装置中与RF脉冲的发送系统以及电力发送系统 有关的构成的框图。
[0041] 图4是表示第1实施方式的RF线圈装置的要素线圈的构成的一例的示意等效电 路图。
[0042] 图5是将图4的要素线圈ECl作为阻抗Z1、Z2的并联电路来使用的情况下的等效 电路图。
[0043] 图6是表示第1实施方式的RF线圈装置的控制系统中的MR信号的处理系统以及 充电系统的框图。
[0044] 图7是表示第1实施方式的MRI装置中与MR信号的数字无线通信系统有关的构 成的框图。
[0045] 图8是表示电力发送的定时的第1例的时间图。
[0046] 图9是表示电力发送的定时的第2例的时间图。
[0047] 图10是表示电力发送的定时的第3例的时间图。
[0048] 图11是表示电力发送的定时的第4例的时间图。
[0049] 图12是表示第1实施方式中的MRI装置的动作的流程的流程图。
[0050] 图13是第2实施方式的MRI装置中的电力发送线圈的等效电路图。
[0051] 图14是表示第2实施方式的MRI装置中的全身用线圈的等效电路以及电力发送 线圈的配置例的示意立体图。
[0052] 图15是在第2实施方式中从与图13不同的方向观察的情况下的电力发送线圈的 等效电路图。
[0053] 图16是在第2实施方式中将相对于全身用线圈的电力发送线圈的配置的其他例 用与图14相同的标记表示的示意立体图。
[0054] 图17是以图14、16的配置方式比较由经过电力发送线圈的磁束形成的耦合的有 无的说明图。
[0055] 图18是在第2实施方式中利用与RF线圈装置的位置关系来表示电力发送线圈的 配置例的截面示意图。
[0056] 图19是在第2实施方式中将与RF脉冲的发送系统以及电力发送系统有关的构成 与图3同样地表示的框图。
[0057] 图20是第3实施方式的MRI装置中的电力发送线圈的等效电路图。
[0058] 图21是将第3实施方式的电力发送线圈的配置例与图14同样地表示的示意立体 图。
[0059] 图22是表示第4实施方式的RF线圈装置的构成例的示意等效电路图。
[0060] 图23是表示第4实施方式的MRI装置中与MR信号的数字无线通信系统以及充电 系统有关的构成的框图。
[0061] 图24是表示在第5实施方式中使用8字型的电力发送线圈的情况下由与电力接 收线圈的组合形成的耦合的程度的差异的说明图。
[0062] 图25是表示在第5实施方式中使用环状的电力发送线圈的情况下由与电力接收 线圈的组合形成的耦合的程度的差异的说明图。
【具体实施方式】
[0063] 作为向装配型RF线圈装置发送电力的方法，可以考虑（1)能够进行近距离间的无 线发送的电磁感应方式以及电场耦合方式、（2)即使是稍离开的距离也能够进行无线发送 的谐振器耦合方式、（3)经由线路发送电力的线路耦合方式等。
[0064] 但是，若在从RF线圈装置侧向MRI装置的控制侧无线发送MR信号的构成中考虑 用户的便利性，则优选对离开某种程度距离的RF线圈装置也能够无线发送电力。否则，则 需要通过某种手段使电力发送侧和电力接收侧接近固定，在装配型RF线圈装置的配置上 会产生制约。
[0065] 于是，认为优选的是上述（2)的谐振器耦合方式，但现有技术中没有以谐振器耦 合方式向RF线圈装置无线发送电力的构思。因此，本发明人想出了通过谐振器耦合方式对 即使离开某种程度的距离的RF线圈装置也能够充分且有效地无线发送电力的新技术。 [0066] 本实施方式的谐振器耦合方式中，电力发送侧以及电力接收侧的各天线电路的谐 振频率被调整为相同。并且，通过使谐振频率的大电流流过电力发送侧的天线电路而产生 谐振频率的电磁波，并通过该电磁波使电力接收侧的天线电路进行谐振。
[0067] 这样，通过流过电力接收侧的天线电路的电流，能够对电力接收侧的充放电元件 进行充电。上述充放电元件是指如电容器、可充电电池等那样能够重复进行充电以及放电 的电路元件。以下的实施方式中，以可充电电池 BAT为例进行说明，但也可以使用电气双重 层电容器等其他充放电元件。
[0068] 以下，基于附图对适用上述的新技术的RF线圈装置、MRI装置以及MRI方法的实 施方式进行说明。另外，在各图中对相同的要素附加相同的符号，并省略重复的说明。
[0069] (第1实施方式）
[0070] 第1实施方式与第2~第5实施方式的差异如下。
[0071] g卩，第1实施方式中，使全身用线圈WBl兼用电力发送功能，并且RF线圈装置内的 MR信号检测用的各要素线圈兼用电力接收功能。另一方面，第2、第3、第5实施方式的全身 用线圈不具有电力发送功能，第4实施方式中在RF线圈装置内与要素线圈另行地设置电力 接收用线圈。
[0072] 因而，第1实施方式的全身用线圈WBl (参照图2)进行向摄像区域的RF脉冲的发 送、以及对装配型RF线圈装置的电力的无线发送。
[0073] 全身用线圈WBl可以没有来自被检体的MR信号的接收功能，但在本实施方式中作 为一例假设具有MR信号的接收功能。
[0074] 因此，全身用线圈WBl是双重谐振式（双重调谐式）构造，通过以拉莫尔频率进行 谐振而发生RF脉冲，通过以低于拉莫尔频率的规定的频率进行谐振而向RF线圈装置无线 发送电力。此外，全身用线圈WBl通过以拉莫尔频率进行谐振而诱发（检测）来自被检体 的MR信号。
[0075] 同样，RF线圈装置内的各要素线圈也为双重谐振式的构造。以下，从MRI装置的 整体构成开始依次说明。
[0076] 图1是表示第1实施方式中的MRI装置10的整体构成的框图。由于会变得复杂， 因此图1没有图示MRI装置10的全部构成要素，关于高通滤波器HPFl等在图1中省略的 其他构成要素，在图2~图7中进行说明。
[0077] 这里，作为一例，将图1所示的MRI装置10的构成要素分为诊视床单元20、架台 (gantry) 30、控制装置40这三个来进行说明。
[0078] 第一，诊视床单元20具有诊视床21、顶板22、配置在诊视床21内的顶板移动机构 23。在顶板22的上表面载置被检体P。此外，在顶板22内，配置有检测来自被检体P的MR 信号的接收RF线圈24。
[0079] 诊视床21将顶板22能够在水平方向（装置坐标系的Z轴向）上移动地进行支承。
[0080] 顶板移动机构23在顶板22位于架台30外的情况下，通过调整诊视床21的高度， 来调整顶板22的铅直方向的位置。
[0081] 此外，顶板移动机构23通过使顶板22在水平方向上移动而使顶板22进入到架台 30内，在摄像