JP7017911B2 - 磁気共鳴イメージング装置、および、その固定具 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置の高周波（以下、ＲＦと呼ぶ）コイルに関し、特に、ＲＦ受信コイルへの電力供給に関するものである。

ＭＲＩ装置は、シールドルーム内において、均一な静磁場空間に被検者を配置し、傾斜磁場及び励起用高周波磁場を印加し、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して発生するＮＭＲ信号をＲＦコイルで受信し、検査対象を画像化する装置である。ＭＲＩ装置は、ガントリ内に、静磁場を発生するマグネットと傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生コイルと励起用高周波磁場を発生するＲＦ照射コイルを備える。

被検者は、テーブルの天板上に載置され、ＲＦ受信コイルが取り付けられる。その際、被検者を天板に固定するための固定具を用いて、ＲＦ受信コイルが被検者に対して固定される。被検者は、テーブルとともにガントリ内に配置される。このように、ＲＦ受信コイルを被検者に対して固定することにより、ＭＲＩにより得られる画像の画質を向上させることができる。

一般的には、被検者から発生したＮＭＲ信号は、ＲＦ受信コイルにより受信され、ＲＦ受信コイル内のプリアンプで増幅されたのち、アナログ信号のまま同軸ケーブル等の配線を介して、テーブルから離れた位置に配置された受信器まで伝送され、受信器においてＡ／Ｄ変換される構造が広く知られている。

近年では、ＲＦ受信コイル内にＡ／Ｄ変換のための受信器を配置し、ＲＦ受信コイル内でＮＭＲ信号をディジタル化した後、ガントリ外に配置された計算機まで伝送する構造も知られている。これにより、アナログ同軸ケーブルを用いる場合と比較して、伝送経路におけるノイズ混入や、受信チャンネル間のクロストークを抑制できるため、Ｓ／Ｎ比の向上と、多チャンネル化図ることが可能になる。また、ＲＦ受信コイルに接続されるケーブルを、同軸ケーブルよりも軽量化することが可能になる。また、ＲＦ受信コイル内で、ＮＭＲ信号を電気信号から光信号に変換して、計算機まで光ファイバーケーブルで伝送する構造も用いられている。

更には、特許文献１および特許文献２においては、ＲＦ受信コイル内から計算機へのＮＭＲ信号の伝送を無線化することが提案されている。無線化により、ＲＦ受信コイルから計算機までの信号伝送用のケーブルをなくすことができる。

ＲＦ受信コイル内から計算機へのＮＭＲ信号の伝送を無線化することにより、ＲＦ受信コイルから計算機までの信号伝送用のケーブルをなくすことができるが、ＲＦ受信コイル内に配置された無線通信回路やＡ／Ｄ変換器等を動作させるための電力は供給する必要がある。特許文献１および特許文献２には、ＲＦ受信コイル内に電力結合コイルを配置し、ＲＦ受信コイル外の電力結合コイルと誘導磁気結合させ、誘導電磁界により電力を供給する構造が提案されている。このとき、誘導電磁界の周波数は、ＮＭＲ信号の共鳴周波数とは異なる周波数を用いている。具体的には、電力供給のための誘導電磁界の周波数は、その高調波ピーク群の周波数間隔がＲＦ受信コイルの共振周波数帯域の周波数帯域幅よりも大きくなるように、かつ、誘導電磁界の周波数のいかなる倍数もＲＦ受信コイルの共振周波数帯域内に入らないように、十分高い周波数が選定される。

特許第５５４７７２４号公報 特許第４８５６０９４号公報

ＲＦ受信コイルの被検者への取り付け位置や形状は、高画質を得るために、被検者の撮像すべき部位や体位によって変わる。そのため、ＲＦ受信コイル内に配置された電力結合コイルと、ＲＦ受信コイル外に設けられた供給側の電力結合コイルとの距離や、両者の成す角度などの相対的な位置関係は、被検者の撮像部位や体位によって変化し、これに応じて電力結合効率も変化してしまうため、安定した電源供給が困難である。

本発明の目的は、ＲＦ受信コイルに対して、検査対象の撮像部位や体位にかかわらず安定して給電を行うことにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、検査対象を搭載するテーブルと、検査対象をテーブルに固定するための固定具と、検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信コイルユニットと、受信コイルユニットが受信した核磁気共鳴信号を受け取って、検査対象の画像を再構成する計算部とを有するＭＲＩ装置が提供される。固定具には、受信コイルユニットに電力を供給するための給電部が備えられ、受信コイルユニットには、給電部から電力を受け取る受電部が備えられている。

本発明によれば、無線によりＮＭＲ信号を送信するＲＦ受信コイルに対して、検査対象の撮像部位や体位にかかわらず安定して給電を行うことができる。

第一の実施形態のＭＲＩ装置の構成を示すブロック図。 （ａ）は第一の実施形態のＲＦ受信コイルユニット及び固定具の断面図、（ｂ）は、図（ａ）の受電部４１５の拡大図。 （ａ）は、第一の実施形態のＲＦ受信コイルユニットの上面図、（ｂ）は、ＲＦ受信コイルユニット内部の受信コイルエレメント３０２及び受信器３０３を示す図。 本発明の第一の実施形態の固定具内の送電部のブロック図。 本発明の第一の実施形態のＲＦ受信コイルユニット内の受電部のブロック図。 第一の実施形態の固定具内の配線および配線を搭載した基板の（ａ－１）上面図および（ａ－２）側面図、（ｂ－１）伸長時の上面図、（ｂ－２）伸長時の側面図。 第一の実施形態の固定具と天板の（ａ）上面図、（ｂ）断面図。 第一の実施形態の撮像シーケンスと制御信号のオンオフのタイミングを示す図。 （ａ）は第二の実施形態のＲＦ受信コイルユニット及び固定具の断面図、（ｂ）は、固定具の送電部とＲＦ受信コイルユニットの受電部の断面構造および接続面の端子の配置を示す図。 第二の実施形態の固定具内の送電部と、ＲＦ受信コイルユニット内の受電部のブロック図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

＜＜第一の実施形態＞＞
図１から図５を用いて、本発明の第一の実施形態のＭＲＩ装置について説明する。

＜ＭＲＩ装置の全体構造＞
本実施形態のＭＲＩ装置は、図１に示す通り、静磁場を発生するマグネット１０１と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生コイル１０２と、高周波磁場を発生するＲＦ照射コイル１０３が内部に配置されたガントリ１００を備えている。

ガントリ１００に設けられた開口には、検査対象１０４を搭載するテーブル４００が配置されている。テーブル４００には、検査対象１０４をテーブルに固定するための固定具４０３が備えられている。

また、検査対象１０４には、検査対象１０４が発生するＮＭＲ信号を受信するＲＦ受信コイルユニット３００が、撮像対象部位に載せられている。図１および図２（ａ）のようにＲＦ受信コイルユニット３００は、検査対象１０４からのＮＭＲ信号を受信する受信コイルエレメント３０２と、受信したＮＭＲ信号を無線で送信する無線通信部５０１－１とを備えている。

テーブル４００の天板４０２上には、天板据置用ＲＦ受信コイルユニット３０１が固定されていてもよい。天板据置用ＲＦ受信コイルユニット３０１も受信したＮＭＲ信号を無線送信する無線通信部５０１－２を備えている。

テーブル４００は、天板４０２を移動させるための駆動部が内蔵され、駆動部には、テーブル制御部２０２が接続されている。テーブル制御部２０２は、テーブル４００の天板４０２を移動させ、検査対象１０４の撮像部位をガントリ１００の開口内の撮像空間に配置する。

傾斜磁場発生コイル１０２は、互いに直交する３軸方向の傾斜磁場をそれぞれ発生させる傾斜磁場コイルから構成されている。傾斜磁場コイルはそれぞれ、傾斜磁場電源１０８に接続され、傾斜磁場電源１０８から傾斜磁場発生用のパルス信号の供給を受ける。これにより、傾斜磁場コイルはそれぞれ、撮像空間に３軸方向の傾斜磁場を発生する。

ＲＦ照射コイル１０３には、高周波磁場発生機１０７が接続され、高周波磁場発生機１０７からＲＦ信号の供給を受けることにより、ＲＦ磁場パルスを撮像空間の検査対象１０４に照射する。

ＲＦ受信コイルユニット３００、３０１は、受信コイルエレメント３０２及び受信器３０３を備え、ＲＦ磁場パルスを照射された検査対象１０４が発生したＮＭＲ信号を受信した後にディジタル化する。無線通信部５０１－１、５０１－２は、ディジタル化されたＮＭＲ信号を無線規格に合った電波に変調し、無線通信により無線制御部５０２に送信する。（図示されていないが、ＲＦ受信コイルユニット３０１内にも３００と同様に受信コイルエレメント３０２及び受信器３０３が備えられている）

テーブル制御部２０２、高周波磁場発生機１０７および傾斜磁場電源１０８には、シーケンサ２００が接続され、動作タイミングを指示する命令を出力する。シーケンサ２００および無線制御部５０２には、計算部６０１が接続されている。

計算部６０１は、シーケンサ２００を制御して、所定のタイミングおよび強度で傾斜磁場パルスの印加、および、ＲＦ磁場パルスの照射を行わせるとともに、所定のタイミングでＮＭＲ信号の受信させることにより、所定の撮像パルスシーケンスを実行させる。

また、計算部６０１は、無線制御部５０２が受信したＮＭＲ信号を用いて画像再構成を行う。再構成した画像は、計算部６０１にそれぞれ接続されている、記憶媒体６０２に格納するとともに、表示装置６０３に表示させる。

＜ＲＦ受信コイルユニット３００への給電構造＞
図２（ａ）に示したように、本実施形態では、固定具４０３に、ＲＦ受信コイルユニット３００へ電力を供給するための給電部４１５が備えられている。受信コイルユニット３００には、給電部４１５から電力を受け取る受電部４０８が備えられている。

固定具４０３は、検査対象１０４のＲＦ受信コイルユニット３００が載置された位置において、ＲＦ受信コイルユニット３００の上から検査対象１０４に巻き付けられ、検査対象１０４を天板４０２に固定するとともに、ＲＦ受信コイルユニット３００を検査対象１０４に対して固定する。

このように、本実施形態では、検査対象１０４を天板４０２に固定するための固定具４０３に給電部４１５を備えたことにより、固定具４０３により検査対象１０４を固定すると、給電部４１５とＲＦ受信コイルユニット３００の受電部４０８との位置関係が維持されるため、ＲＦ受信コイルユニット３００の受電部４０８に対して固定具４０３の給電部４１５から安定して給電を行うことができる。よって、ＲＦ受信コイルユニット３００に給電のためのケーブルを接続することなく給電を行うことができる。

固定具４０３は、検査対象１０４に巻き付けられるベルト部４０３－１を備えている。図２（ａ）の例では、ベルト部４０３－１は、一対であり、一対のベルト部４０３－１を締結する締結部４０３－２が一方のベルト部４０３－１の端部に備えられている。給電部４１５は、ベルト部４０３－１の内部に配置された配線４０６と、ベルト部４０３－１の一部に配置され、受信コイルユニットの一部と嵌合する嵌合部４１２と、送電部４０７とを備えている。送電部４０７は、配線４０６を介して電力を受け取って、受信コイルユニット３００の受電部４０８に給電する。図２（ａ）の例では、嵌合部４１２および送電部４０７は、一方のベルト部４０３－１の先端に設けられている。配線４０６は、送電部４０７が設けられている側のベルト部４０３－１に備えられている。

嵌合部４１２の一例としては、図２（ｂ）のように、送電部４０７の筐体と、ＲＦ受信コイルユニット３００の筐体の一部に設けた凹凸構造を用いることができる。さらに、図２（ｂ）のように送電部４０７の筐体とＲＦ受信コイルユニット３００の筐体とが対向する部分に面ファスナー４２０をそれぞれ配置してもよい。これにより、嵌合部４１２によって位置決めされた両者を、面ファスナー４２０により固定することができる。

図３（ａ）にＲＦ受信コイルユニット３００の上面図を示す。図３（ａ）のように、嵌合部４１２および面ファスナー４２０を複数個所に設けてもよい。複数個所にこれらを設けた場合には、検査対象１０４の大きさや撮像部位に応じて、いずれか一箇所の嵌合部４１２および面ファスナー４２０に、給電部４１５の嵌合部４１２および面ファスナー４２０を嵌合及び固定することができる。また、図３（ｂ）に、ＲＦ受信コイルユニット３００内の模式図を示す。このように、受信コイルエレメント３０２及び受信器３０３は、ＲＦ受信コイルユニット３００内に内蔵される。

なお、ベルト部４０３－１の配線４０６は、天板４０２内に配置された給電用のケーブル４０１に電気的に接続されている。ケーブル４０１には、図１に示すように受信コイル電源２０１が接続され、受信コイルユニット３００に給電すべき電力が供給される。

また、テーブル４００の天板４０２上に、天板据置用ＲＦ受信コイルユニット３０１が固定されている場合には、天板据置用ＲＦ受信コイルユニット３０１も、天板４０２に設けられた天板コネクタ４０４を介して、天板４０２内のケーブル４０１に接続され、ケーブル４０１から給電を受ける。

送電部４０７および受電部４０８の構造について図４、図５を用いてさらに説明する。

固定具４０３の送電部４０７は、図４に示すように送電コイル８０２を含み、ＲＦ受信コイルユニット３００の受電部４０８は、図５に示すように受電コイル８０９を含む。

固定具４０３は、嵌合部４１２によりＲＦ受信コイルユニット３００の一部と嵌合することにより、送電コイル８０２を受電コイル８０９に対して所定の位置関係に保持する。すなわち、図２（ｂ）に示すように、嵌合部４１２の嵌合によって、送電部４０７の送電コイル８０２と受電部４０８の受電コイル８０２間の距離Ｄが一定になる。更には、面ファスナー４２０同士が接合することによって両者は固定され、距離Ｄを安定して維持できる。

送電部４０７および受電部４０８の詳細をさらに説明する。

送電部４０７は、図４に回路構成を示したように、送電コイル８０２の他に、高周波発生回路８０１と信号処理回路８０３を備えている。信号処理回路８０３は、乗算器８０５、フィルタ８０６、増幅器８０７、フィードバック回路８０８、レギュレータ８０４、比較器８１４、ＲＯＭ８１５を含む。配線４０６から色々なレベルで供給された電力は、高周波発生回路８０１が出力する高周波信号と乗算器８０５によって乗算されることにより高周波に変換されたのち、信号処理回路８０３によって、適切に信号処理された後に、コイル８０２に供給され、コイル８０２から電磁場として照射される。

ここで、高周波発生回路８０１および信号処理回路８０３は、送電コイル８０２から照射される電磁場が、検査対象１０４のＮＭＲ信号の共鳴周波数とは異なる周波数となるように、ＮＭＲ信号の共鳴周波数の帯域にある信号成分を十分減衰させた後、送電に必要最小限な適切なレベルにまで増幅されるように信号処理する。そのため、送電部４０７には、電力「Power」を供給する線路とは別に、高周波発生回路８０１や信号処理回路８０３を制御するための信号「Charge」も供給される。

また、送電部４０７のＲＯＭ８１５には、負荷（受信コイルユニット３００）側が必要とする電力量の情報が予め格納されている。比較器８１４は、フィードバック回路８０８で検出された電力と、ＲＯＭ８１４に格納されている電力量情報を比較し、検出された電力が、受信コイルユニット３００側が必要としている電力量より大きい場合には、接続されているＬＥＤ８１６を点灯させる機能も有する。ＬＥＤ８１６は、送電部４０７の筐体の外側に配置されており、ＬＥＤ８１６が点灯することにより、ユーザーに電力供給が十分であることを報知する。

一方、受電部４０８は、図５に回路構成を示したように、受電コイル８０９の他に、整合回路８１０、ＲＦ－ＤＣ変換器８１１、および、電源制御回路８１２を備えている。受電コイル８０９は、上述の送電コイル８０２から近傍界誘導結合を利用した電磁界結合等により無線電力伝送を受ける。送電コイル８０２が発生した電磁界変動成分（ＲＦ成分）は、受電コイル８０９で検出され、ＲＦ－ＤＣ変換器８１１によって直流に変換される。この際、整合回路８１０は、電磁界変動成分が反射しないように調整されており、ＲＦ－ＤＣ変換器８１１は、低ノイズでＲＦ成分を直流成分すなわち直流電源に変換することができる。

ＲＦ受信コイルユニット３００は、電力を必要とする負荷回路８１３として、受信器３０３、バッテリー８１３－１および無線通信部５０１－１を含む。受信器３０３は、デカップラー３０３－１やプリアンプ（Ａ／Ｄ変換器を含む）３０３－２を備えている。検査対象１０４が発したＮＭＲ信号は、受信コイルエレメント３０２で受信され、受信器３０３のプリアンプ３０３－２等で増幅やフィルタリング等のアナログ処理を施した後にＡ／Ｄ変換される。ディジタル化されたＮＭＲ信号は、無線通信部５０１－１で必要な無線規格にあった電波に変調され、無線制御部５０２まで無線伝送される。

ＲＦ－ＤＣ変換器８１１により直流電源に変換された成分は、電源制御回路８１２によって、ＲＦ受信コイルユニット３００内の負荷回路８１３の各部に適宜分配される。電源制御部８１２の分配動作を制御する制御信号（例えば、後述する図８に示したデカップラー回路ＯＮトリガ信号「Decoupler」やバッテリー動作開始制御信号「Battery_ON」）は、計算部６０１において、撮像シーケンスの高周波磁場パルスを送信させる制御信号「Tx」およびＲＦ受信コイルユニット３００における受信信号の取り込みタイミングを示す制御信号「Rx」から計算され、無線制御部５０２から無線通信部５０１－１を介して、電源制御部８１２に伝送される。

つぎに、固定具４０３のベルト部４０３－１内に配置された配線４０６について図６を用いて説明する。

ベルト部４０３－１および配線４０６は、本実施形態では、伸縮自在のフレキシブルな構造である。フレキシブルなベルト部４０３－１および配線４０６を用いることにより、検査対象１０４のサイズが異なる場合であっても、ベルト部４０３－１を締結することで、検査対象１０４を天板４０２に固定することができるとともに、ＲＦ受信コイルユニット３００を検査対象１０４に固定することができる。また、伸縮する配線４０６を介して、ＲＦ受信コイルユニット３００に給電することができる。

例えば、図６（ａ－１）、（ａ－２）にそれぞれ上面図および側面図を示したように、例えば、伸縮性のある材質のベルト部４０３－１の内部に、配線４０６を搭載したフレキシブル基板４０６－１を配置した構成とする。基板４０６－１は、伸縮性のある基材（例えばポリイミド基材）を帯状に成形したものであり、メアンダ形状に蛇行させた配線４０６を搭載している。配線４０６は、所定の間隔で配置した治具４０６－２により基板４０６－１に固定されている。これにより、治具４０６－２が配置されていない部分では、配線４０６の蛇行形状は変形可能であるため、図６（ｂ－１）、（ｂ－２）のように、基材４０６－１を伸長させることにより、配線４０６も伸長する。

また、図６（ａ－１）のように、蛇行させた配線４０６の他に、蛇行させた配線１４０６等を１以上配線する。これにより、送電部４０７に電力を供給する配線４０６と、制御信号「Charge」を供給する配線１４０６とを並行させて、ベルト部４０３－１に配線することができ、電力と制御信号を同時に伝送することが可能にある。

また、図６に示すように、伸縮自在のフレキシブル基板４０６－１を複数に分割し、その間に伸縮しない基板４０９を接続して一体化し、それをポリエチレン樹脂などの柔軟な素材でモールドすることによって、伸縮自在な固定具４０３を実現することもできる。伸縮しない基板４０９には、締結部４０３－２や送信部４０７や嵌合部４１２を搭載する。

次に、図７（ａ）、（ｂ）を用いて、天板４０２内のケーブル４０１から固定具４０３への送電構造について説明する。

上述のように、固定具４０３のベルト部４０３－１は、内部に伸縮自在の配線４０６を備える。配線の一端は、送電部４０７に接続され、他端は、天板４０２内のケーブル４０１に接続される。天板４０２の上面には、長軸方向（Ｚ方向）に沿った縁部に天板溝４１６が形成されている。固定具４０３の端部には、天板溝４１６と係合する凸部を備えた係合部４１０を設けられている。これにより、固定具４０３は、係合部４１０を天板溝４１６に係合させた状態で、天板溝４１６に沿ってＺ方向に移動可能である。

また、天板４０２内のケーブル４０１は、天板４０２から引き出され、固定具４０３のベルト部４０３－１の配線４０６と接続されている。このとき、ケーブル４０１は、天板４０２から引き出された長さが、天板４０２の天板溝４１６の長さよりも長く、天板４０２の下面に配置されたケーブル巻き取り機構４１１によって巻き取られている。これにより、固定具４０３を天板溝４１６に沿って任意の位置に移動させた場合でも、ケーブル巻き取り機構４１１からケーブル４０１が引き出されるため、ケーブル４０１と固定具４０３の配線４０６との接続状態を保つことができる。すなわち、無線通信部５０１－１を備えたフレキシブルＲＦ受信コイルユニット３００が天板４０２上のどの位置にあっても、その位置まで固定具４０３を移動させ、固定具４０３によって、ＲＦ受信コイルユニット３００を検査対象１０４に固定することができるとともに、ＲＦ受信コイルユニット３００に電力を供給することができる。

つぎに、撮像シーケンスと、ＲＦ受信コイルユニット３００の給電制御について図８を用いて説明する。

図８は、撮像シーケンスを示し、ＲＦ照射コイル１０３からＲＦ磁場パルスを送信させる制御信号「Tx」およびＲＦ受信コイルユニット３００における受信信号の取り込みタイミングを示す制御信号「Rx」信号は、所望の撮像シーケンスのパラメータ（TR／TEなど）によって予め定められている。よって、「Tx」信号ONによりＲＦ照射コイル１０３からＲＦ磁場パルスが照射され、ほぼ同時（実際には数マイクロ秒前）に「Decoupler」信号がONとなることにより、ＲＦ受信コイルユニット３００の受信器３０３のデカップラー３０３－１がONになり、ＲＦ受信コイルユニット３００がＲＦ磁場パルスを受信するのを防ぐ。「Tx」信号OFFとほぼ同時（実際には数マイクロ秒後）に「Decoupler」信号がOFFとなる。「Decoupler」信号は、無線通信部５０１を介して、ＲＦ受信コイルユニット３００に伝送される。

また、固定具４０３の配線１４０６を介して、「Charge」信号が送電部４０７に供給される。「Charge」信号は、上述したように送電部の信号処理回路８０３を制御する信号である。基本的にはON状態になっており、信号処理回路８０３を動作させ、送電部４０７から受電部４０８へ電力が供給される。

しかしながら、「Rx」信号がONとなり、ＲＦ受信コイルユニット３００が、ＮＭＲ信号を受信して、受信したＮＭＲ信号を無線通信部５０１－１から無線制御部５０２に送信する期間は、「Charge」信号はOFFとなる。送電部４０７の高周波発振器８０１や信号処理回路８０３の動作を停止させ、受電部への給電を停止させる。これにより、ＲＦ受信コイルユニット３００がＮＭＲ信号を無線送信している間は、固定具４０３の送電部４０７から受信コイルユニット３００への給電を停止されるため、無線送信されているＮＭＲ信号に、送電コイル８０２から送信される電磁波がノイズとなって混入するのを防止することができる。「Charge」信号は、「Rx」信号がONの間だけOFFとなり、「Rx」信号がOFFになったと同時に再びONとなるように制御される。

ただし、送電部４０７からの給電を停止させる一方で、ＮＭＲ信号の無線送信中も、ＲＦ受信コイルユニット３００内のデカップラー３０３－１やプリアンプ（Ａ／Ｄ変換器を含む）３０３－２等は動作させる必要がある。そこで、「Rx」信号がONになる以前に（例えば「Tx」信号がOFFになるタイミングで）、バッテリー８１３－１への電源供給をONにするように、電源制御部８１２の動作を制御する制御信号「Battery_ON」信号を、無線制御部５０２から無線受信部５０１－１を介して電源制御部８１２に受け渡す。

これにより、バッテリー８１３－１が充電されているため、送電部４０７からの給電を停止している間にも、ＲＦ受信コイルユニット３００内のデカップラー３０３－１やプリアンプ（Ａ／Ｄ変換器を含む）３０３－２にバッテリーから電力を供給することができる。

このように撮像シーケンスに応じて送電部４０７および受電部４０８を制御することによって、近傍界誘導結合（近傍界を利用した電磁結合）等の無線電力伝送により、固定具４０３からＲＦ受信コイルユニット３００に電力が供給され、「Rx」信号がONの間、すなわち、受信コイルがＮＭＲ信号を受信して無線送信している間は、無線電力伝送による電力供給を停止させて、電磁ノイズがＮＭＲ信号に混入するのを防ぐことができる。

以上のように、本実施形態においては、無線通信部５０１－１を備えたＲＦ受信コイルユニット３００に給電のためのケーブルを接続する必要がなく、しかも、固定具４０３に配置した配線４０６からＲＦ受信コルユニット３００に安定して給電できる。

また、固定具４０３のベルト部４０３－１に給電のための配線４０６の他に、制御信号線のための配線１４０６を配置することが可能であるため、固定具４０３の送電部４０７に対して、ベルト部４０３－１を介して制御信号を伝送することも可能である。

なお、第一の実施形態では、ＲＦ受信コイルユニット３００が無線通信部５０１－１を備え、受信したＮＭＲ信号を無線で送信する構成であったが、本発明はこの構成に限られるものではなく、ＲＦ受信コイルユニット３００が受信したＮＭＲ信号を固定具４０３に受け渡し、固定具４０３内の配線を介して計算部６０１に受け渡す構成であってもよい。この場合、固定具４０３には、給電のための配線４０６および制御信号のための配線１４０６の他に、さらに、ＮＭＲ信号を伝送するための配線を設ける。また、固定具４０３には、ＮＭＲ信号を出力するための出力部を設け、この出力部からＮＭＲ信号を受け取る入力部を固定具４０３に設ける。これら出力部と入力部は、上述の給電部４０７と受電部４０８と同様に、対向するように配置されたコイルをそれぞれ有し、近傍界を利用した電磁結合等の非接触な伝送によりＮＭＲ信号の受け渡しを行ってもよいし、端子同士を接触させることによりＮＭＲ信号の受け渡しをおこなってもよい。このように、固定具４０３を介してＮＭＲ信号をＲＦ受信コイルユニット３００から計算部６０１に受け渡す構成にすることにより、無線通信機能を有していないＲＦ受信コイルユニット３００についても、固定具４０３以外の配線を接続する必要がなく、使い勝手の良いＲＦ受信コイルユニット３００を提供できる。

＜＜第二の実施形態＞＞
次に、図１および図９、図１０を用いて、本発明の第二の実施形態のＭＲＩ装置について説明する。

第二の実施形態のＭＲＩ装置が、第一の実施形態とは異なり、送電部４０７と受電部４０８とが送電端子４１３および受電端子４１４により直接接触し、電力を伝送する構成である。以下、第一の実施形態とは異なる構成のみ説明し、同様の構成については説明を省略する。

図９、図１０に示すように、固定具４０３の送電部４０７は、送電端子４１３を備え、ＲＦ受信コイルユニット３００の受電部４０８は、受電端子４１４を備えている。本実施形態では、送電端子４１３は、２つの端子４１３ａ、４１３ｂを備え、受電端子４１４は、２つの端子４１４ａ，４１４ｂを備え、電力と制御信号の両方を、固定具４０３からＲＦ受信コイルユニット３００に伝送する。ここでは、送電端子４１３ａ，４１３ｂおよび受電端子４１４ａ、４１４ｂとして、導電性の面ファスナーを用いる。送電端子４１３ａと４１３ｂとで、導電性の面ファスナーの凹凸を逆にしておくことにより、受電端子４１４ａと４１４ｂを入れ違えて接続する誤接続を防止することができる。

本実施形態では、送電端子４１３および受電端子４１４に検査対象１０４等が接触した場合の感電を防止するため、電力を伝送する送電端子４１３ａに供給する電力を低電圧とする。

受電部４０８は、図１０のように、増幅器１８０７、チャージポンプ１８０８、ローパスフィルタ１８０９、電源制御部８１２を備え、送電部４０７から受け取った低電圧電力を、増幅器１８０７とチャージポンプ１８０８で増幅して、ローパスフィルタ１８０９により高周波成分を除去したのち、電源制御部８１２によって受信器３０３やバッテリー８１３－１、無線通信部５０１－１に給電する。

また、制御信号を送電端子４１３ｂから受け取った受電端子４１４ｂは、電源制御８１２に制御信号を受け渡し、電源制御８１２の制御に用いられる。

このように、第二の実施形態のＭＲＩ装置においては、端子を接触させる構造を用いて、固定具４０３からＲＦ受信コイルユニット３００に電力および制御信号を供給することができる。

なお、制御信号は、必ずしも固定具４０３からＲＦ受信コイルユニット３００に供給しなくてもよく、第一の実施形態と同様に、無線通信部５０１－１を介して、無線制御部５０２から無線通信で受け取ってもよい。

１００ ガントリ
１０１ マグネット
１０２ 傾斜磁場発生コイル
１０３ ＲＦ照射コイル
１０４ 検査対象
１０７ 高周波（ＲＦ）磁場発生機
１０８ 傾斜磁場電源
２００ シーケンサ
２０１ コイル制御部（受信コイル電源部含む）
２０２ テーブル制御部
３００ ＲＦ受信コイルユニット
３０１ 天板据置ＲＦ受信コイルユニット
３０２ 受信コイルエレメント
３０３ 受信器
４００ テーブル
４０１ ケーブル
４０２ 天板
４０３ 固定具
４０３－１ ベルト部
４０３－２ 締結部
４０４ 天板コネクタ
４０６ 配線
４０６－１ フレキシブル基板
４０６－２ 固定治具
４０７ 送電部
４０８ 受電部
４０９ 基板
４１０ 係合部
４１１ ケーブル巻き取り機構
４１２ 嵌合部
４１３ 送電端子
４１４ 受電端子
４１５ 給電部
４１６ 天板溝
４２０ 面ファスナー
５０１－１，５０１－２ 無線通信部
５０２ 無線制御部
６０１ 計算部（画像再構成部）
６０２ 記憶媒体
６０３ 表示装置
８０１ 高周波発生回路
８０２ 送電コイル
８０３ 信号処理回路
８０４ レギュレータ
８０５ 乗算器（ミキサー）
８０６ フィルタ
８０７ 増幅器
８０８ フィードバック回路（TANK回路、検出回路）
８０９ 受電回路
８１０ 整合回路
８１１ RF-DC変換回路
８１２ 電源制御回路
８１３ 負荷回路
８１４ 比較器
８１５ ＲＯＭ
８１６ ＬＥＤ
１４０６ 第二の配線
１８０７ 増幅器
１８０８ チャージポンプ回路
１８０９ ローパスフィルタ

Claims (14)

1. 検査対象を搭載するテーブルと、前記検査対象をテーブルに固定するための固定具と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信コイルユニットと、前記受信コイルユニットが受信した核磁気共鳴信号を受け取って、前記検査対象の画像を再構成する計算部とを有し、
   前記固定具には、前記受信コイルユニットに電力を供給するための給電部が備えられ、前記受信コイルユニットには、前記給電部から電力を受け取る受電部が備えられ、
   前記固定具は、前記検査対象に巻き付けられるベルト部を備え、前記ベルト部は、フレキシブル性を有し、
   前記給電部は、前記ベルト部の内部に配置された配線と、前記ベルト部の一部に配置され、前記受信コイルユニットの一部と嵌合する嵌合部および送電部とを備え、前記送電部は、前記配線を介して電力を受け取って、前記受信コイルユニットの前記受電部に給電し、
   前記ベルト部は、伸縮性のある材質で構成されたフレキシブル基板を含み、
   前記配線は、前記フレキシブル基板上に蛇行した形状で搭載され、所定の間隔で配置された治具により前記フレキシブル基板に固定され、前記治具が配置されていない部分は変形可能であって、前記フレキシブル基板と共に伸長可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記フレキシブル基板は複数に分割され、分割された前記フレキシブル基板の間に伸縮しない基板が配置され、前記フレキシブル基板と接続されて一体化されており、前記伸縮しない基板には、前記嵌合部および前記送電部が搭載されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記フレキシブル基板上には、蛇行した形状の制御用配線がさらに搭載され、前記制御用配線は、前記送電部への制御信号を伝送することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記受信コイルユニットは、受信した前記核磁気共鳴信号を前記計算部に対して無線送信する無線通信部を含み、
   前記給電部は、少なくとも前記無線通信部に電力を供給することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記受信コイルユニットは、前記検査対象の上に載置され、前記固定具は、前記受信コイルユニットの上から前記検査対象に巻き付けられて、前記検査対象を前記テーブルに固定するとともに、前記受信コイルユニットを前記検査対象に固定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記送電部は、送電コイルを含み、
   前記受信コイルユニットの前記受電部は、受電コイルを含み、
   前記給電部は、前記嵌合部により前記受信コイルユニットの一部と嵌合することにより、前記送電コイルを前記受電コイルに対して所定の位置関係に保持することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記給電部は、送電端子を含み、前記ベルト部には、前記送電端子に給電する配線が備えられ、前記受信コイルユニットの前記受電部は、受電端子を備え、
   前記給電部は、前記嵌合部により前記受信コイルユニットの一部と嵌合することにより、前記送電端子を前記受電端子と電気的に接触させて給電を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記固定具の前記給電部から前記受信コイルユニットへの給電タイミングと、前記受信コイルユニットによる前記無線送信のタイミングとを制御する制御部をさらに有し、
   前記制御部は、前記受信コイルユニットが前記核磁気共鳴信号を無線送信している間は、前記固定具の前記給電部から前記受信コイルユニットへの給電を停止させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
9. 請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記受信コイルユニットは、前記受電部が受電した電力の一部を蓄えるバッテリーを備え、前記固定具の前記給電部から前記受電部への給電が停止した場合には、前記バッテリーから前記無線通信部へ給電を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
10. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記ベルト部には、前記送電部内の回路に制御信号を伝送するための、制御信号用配線がさらに配置されていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
11. 請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記送電コイルは、受電コイルに対して、無線電力伝送により電力を供給することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
12. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記給電部は、前記受電部への電力供給量が所定量以上である場合に点灯するＬＥＤを備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
13. 磁気共鳴イメージング装置のテーブルに検査対象を固定するための固定具であって、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を受信する受信コイルユニットに電力を供給するための給電部を備え、
    前記固定具は、前記検査対象に巻き付けられるベルト部を備え、前記ベルト部は、フレキシブル性を有し、
    前記給電部は、前記ベルト部の内部に配置された配線と、前記ベルト部の一部に配置され、前記受信コイルユニットの一部と嵌合する嵌合部および送電部とを備え、前記送電部は、前記配線を介して電力を受け取って、前記受信コイルユニットの受電部に給電し、
    前記ベルト部は、伸縮性のある材質で構成されたフレキシブル基板を含み、
    前記配線は、前記フレキシブル基板上に蛇行した形状で搭載され、所定の間隔で配置された治具により前記フレキシブル基板に固定され、前記治具が配置されていない部分は変形可能であって、前記フレキシブル基板と共に伸長可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用固定具。
14. 請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置用固定具であって、前記受信コイルユニットは、前記核磁気共鳴信号を受信した受信信号を無線送信する回路を備え、前記給電部は、少なくとも前記無線送信する回路に電力を供給することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用固定具。

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