(57)【要約】【課題】ボリュームの周りに配置された複数のラングおよび前記複数のラングの第１の端部に接続されている第１のエンドリングを備える核磁気共鳴撮像システム用の無線周波数（ＲＦ）コイルを提供すること。【解決手段】第１のエンドリングは、第１の複数のバードケージモード同調キャパシタおよび第１の複数のＲＦトラップを有する。ＲＦコイルは、さらに、複数のラングの第２の端部に接続されている第２のエンドリングを備える。第２のエンドリングは、第２の複数のバードケージモード同調キャパシタおよび第２の複数のＲＦトラップを有する。前記複数のラング、前記第１のエンドリング、および前記第２のエンドリングの周りに、ＲＦシールドが配置される。ＲＦコイルは、さらに、複数の横電磁（ＴＥＭ）モード同調キャパシタを備え、それぞれのＴＥＭモード同調キャパシタは複数のラングのうちの１つに結合されている。複数のＴＥＭモード同調キャパシタのそれぞれに、ＲＦトラップが接続される。【選択図】図２
2010099473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核磁気共鳴撮像システムのための無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）であって、
ボリュームの周りに配置された複数のラング（２０２）と、
前記複数のラング（２０２）の第１の端部（２２２）に接続され、第１の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および第１の複数のＲＦトラップ（２１２）を備える、第１のエンドリング（２０４）と、
前記複数のラング（２０２）の第２の端部（２２４）に接続され、第２の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および第２の複数のＲＦトラップ（２１２）を備える、第２のエンドリング（２０６）と、
前記複数のラング（２０２）、前記第１のエンドリング（２０４）、および前記第２のエンドリング（２０６）の周りに配置されたＲＦシールド（２１４）と、
各々が、前記複数のラング（２０２）のうちの１つのラングにそれぞれ結合された複数の横電磁（ＴＥＭ）モード同調キャパシタ（２１０）と、
各々が、前記複数のＴＥＭモード同調キャパシタ（２０８）のうちの１つおよび前記ＲＦシールド（２１４）とにそれぞれのＲＦトラップ（２１２）が結合された第３の複数のＲＦトラップ（２１６）、
とを備えことを特徴とする無線周波数（ＲＦ）コイル。
【請求項２】
前記ＲＦコイル（２００）は、全身用ＲＦコイルであることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
【請求項３】
前記ＲＦコイル（２００）は、頭部コイルであることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
【請求項４】
前記第１の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および前記第２の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２１０）は、第１の共鳴周波数に同調し、前記複数のＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）は、第２の共鳴周波数に同調することを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
【請求項５】
前記複数のラング（２０２）のそれぞれのラング（２０２）は、第１の端部（２２２）および第２の端部（２２４）を有し、前記第１の端部（２２２）は、１つのＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）に結合され、第２の端部（２２４）は、１つのＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）に結合されることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
【請求項６】
前記第１の端部（２２２）は、前記ＲＦシールド（２１４）に電気的に接続され、前記第２の端部（２２４）は、前記ＲＦシールド（２１４）に電気的に接続されることを特徴とする請求項５記載のＲＦコイル。
【請求項７】
核磁気共鳴撮像システムのための共鳴アセンブリ（５２）であって、
超伝導磁石（５４）と、
前記超伝導磁石の内径内に配置されている傾斜磁場コイルアセンブリと、
前記傾斜磁場コイルアセンブリの内径内に配置された無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）とを具備し、
この無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）は、
第１の共鳴周波数に同調する第１の複数の同調キャパシタ（２０８）を備える第１のエンドリング（２０４）と、
前記第１の共鳴周波数に同調する第２の複数の同調キャパシタ（２０８）を備える第２のエンドリング（２０６）と、
前記第１のエンドリング（２０４）と前記第２のエンドリング（２０６）との間に配置され、前記第１のエンドリング（２０４）および前記第２のエンドリング（２０６）に接続されている複数のラング（２０２）と、
前記複数のラング（２０２）に結合され、第２の共鳴周波数に同調する第３の複数の同調キャパシタ（２１０）と、
前記第１のエンドリング（２０４）、前記第２のエンドリング（２０６）、前記複数のラング（２０２）、および前記第３の複数の同調キャパシタ（２１０）の周りに配置され、前記第３の複数の同調キャパシタ（２１０）に結合されたＲＦシールド（２１４）とを備える、共鳴アセンブリ。
【請求項８】
前記ＲＦコイル（２００）は、全身用ＲＦコイル（２００）であることを特徴とする請求項１４記載の共鳴アセンブリ。
【請求項９】
前記ＲＦコイル（２００）は、表面コイルであることを特徴とする請求項７記載の共鳴アセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のエンドリング（２０４）、前記第２のエンドリング（２０６）、および前記複数のラング（２０２）は、バードケージモードに関連することを特徴とする請求項７記載の共鳴アセンブリ。
【請求項１１】
前記複数のラング（２０２）、前記第３の複数の同調キャパシタ（２０８）、および前記ＲＦシールド（２１４）は、横電磁（ＴＥＭ）モードに関連することを特徴とする請求項７記載の共鳴アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、核磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関するものであり、詳細には、多核磁気共鳴撮像法および多核磁気共鳴分光法用のハイブリッド無線周波数（ＲＦ）コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）は、Ｘ線または他の電離放射線を使用せずに人体の内部を画像化できる医療用画像モダリティである。ＭＲＩは、強力な磁石を使って、強い一様な静磁場（すなわち、「主磁場」）を発生する。人体、または人体の一部が、主磁場内に置かれると、組織の水の中の水素原子核に関連する核スピンが分極する。このことは、これらのスピンに関連する磁気モーメントが主磁場の方向に選択的に整列するようになり、これによって当該軸（慣例では、「ｚ軸」）の方向に小さな正味の組織磁化が得られることを意味する。ＭＲＩシステムは、電流を流すと、振幅のより小さい、空間的に変動する磁場を発生する傾斜磁場コイルと呼ばれるコンポーネントも備える。典型的には、傾斜磁場コイルは、ｚ軸に沿って整列しｘ軸、ｙ軸、またはｚ軸のうちの１つの軸上の位置に応じて振幅が直線的に変動する磁場成分を発生させるように設計される。傾斜磁場コイルは、単一の軸に沿って、その磁場強度に対して、またそれに付随して核スピンの共鳴周波数に対して、わずかな傾斜を生成する効果を持つ。身体内のそれぞれの部位で標識共鳴周波数を生成することによってＭＲ信号を「空間的符号化」するために、直交する軸を有する３つの傾斜磁場コイルが使用される。水素原子核の共鳴周波数、または水素原子核の共鳴周波数に近い周波数のＲＦエネルギーのパルスを発生させるために、無線周波数（ＲＦ）コイルが使用される。ＲＦコイルは、核スピン系に対して制御しながらエネルギーを追加するために使用される。次いで核スピンがその静止エネルギー状態まで緩和して戻ると、ＲＦ信号の形でエネルギーが放たれる。この信号は、ＭＲＩシステムによって検出され、コンピュータおよび知られている再構成アルゴリズムを使用して１つの画像に変換される。
【０００３】
ＭＲ分光システムを含む、ＭＲＩシステムは、１Ｈ、３１Ｐ、１３Ｃ、１９Ｆ、２Ｈ、２９Ｓｉ、２７Ａｌ、および２７Ｎなどの異なる原子核を調査し、複数の原子核の画像を生成するために使用することができる。しかし、異なる原子核は、異なる共鳴周波数を必要とする。多核撮像を行うためにさまざまな二重同調（または多重同調）ＲＦコイルが開発されており、これらのコイルは複数の周波数で同時に共鳴することができる単一ＲＦコイルを備える。二重同調（または多重同調）ＲＦコイルは、撮像時間を短縮し、スキャン時にＲＦコイルを変更することで生じうる位置変更アーチファクトを回避する。開発されている二重同調ＲＦコイルとしては、二重同調バードケージコイルおよび二重同調横電磁（ＴＥＭ）コイルがある。バードケージコイルおよびＴＥＭコイルには、それぞれ、必要な共鳴周波数に応じてさまざまな利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３４５４８１号公報
【特許文献２】米国特許第５１６８２３０号公報
【特許文献３】米国特許第４７９９０１６号公報
【特許文献４】米国特許第５５７２１２８号公報
【特許文献５】米国特許第５６８００４７号公報
【特許文献６】米国特許第７１２３０１２号公報
【特許文献７】米国特許第７０８１７５３号公報
【特許文献８】米国特許第５０４１７９０号公報
【特許文献９】米国特許第６０８１１２０号公報
【特許文献１０】米国特許第４７４２３０４号公報
【特許文献１１】米国特許第７０８４６３０号公報
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００８０１２９２９２号公報
【特許文献１３】米国特許出願公開第２００８０１５７７７０号公報
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００７０１６７７２５号公報
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００６００１２３７０号公報
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００７０２８５０９６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】AVDIEVISH et al, High-Field Double-Tuned TEM/Birdcage Hybrid Volume Coil for Human Brain Imaging, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 (2007), Page 239
【非特許文献２】HABARA et al, The "rung pair" birdcage coil that has the transmission line resonance mode, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 15 (2007), Page 3274
【非特許文献３】HERLIHY et al, A Multi-nuclear Body Coil Incorporating a Standard Proton Body Coil, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 9 (2001), Page 1089
【非特許文献４】GULSEN et al, Automatic Tuned MRI RF Coil for Multinuclear Imaging at 3T, Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 9 (2001), Page 1101
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の周波数に同調することができ、単一のＲＦコイル構造においてバードケージコイルとＴＥＭコイルの両方の利点を備えるハイブリッドＲＦコイルを実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、核磁気共鳴撮像システム用の無線周波数（ＲＦ）コイルは、ボリュームの周りに配置された複数のラングと、複数のラングの第１の端部に接続され、第１の複数のバードケージモード同調キャパシタおよび第１の複数のＲＦトラップを備える第１のエンドリングと、複数のラングの第２の端部に接続され、第２の複数のバードケージモード同調キャパシタおよび第２の複数のＲＦトラップを備える第２のエンドリングと、複数のラング、第１のエンドリング、および第２のエンドリングの周りに配置されたＲＦシールドと、複数のラングのうちの１つのラングにそれぞれの横電磁（ＴＥＭ）モード同調キャパシタが結合されている複数の横電磁（ＴＥＭ）モード同調キャパシタと、複数のＴＥＭモード同調キャパシタのうちの１つおよびＲＦシールドにそれぞれのＲＦトラップが結合されている第３の複数のＲＦトラップとを備える。
【０００８】
他の実施形態によれば、核磁気共鳴撮像システムの共鳴アセンブリは、超伝導磁石、超伝導磁石の内径内に配置されている傾斜磁場コイルアセンブリ、および傾斜磁場コイルアセンブリの内径内に配置されている無線周波数（ＲＦ）コイルを備え、ＲＦコイルは第１の共鳴周波数に同調する第１の複数の同調キャパシタを備える第１のエンドリング、第１の共鳴周波数に同調する第２の複数の同調キャパシタを備える第２のエンドリング、第１のエンドリングおよび第２のエンドリングの間に配置され、第１のエンドリングおよび第２のエンドリングに接続されている複数のラング、複数のラングに結合され、第２の共鳴周波数に同調する第３の複数の同調キャパシタ、第１のエンドリング、第２のエンドリング、複数のラング、および第３の複数の同調キャパシタの周りに配置されているＲＦシールドを備える。ＲＦシールドは、第３の複数の同調キャパシタに結合される。
【０００９】
本発明は、同様の参照番号が同様の部分を指している付属の図面とともに以下の詳細な説明を読めばさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態による例示的な核磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの概略ブロック図である。
【図２】一実施形態による多重同調ハイブリッド無線周波数（ＲＦ）コイルの斜視図である。
【図３】一実施形態による図２のＲＦコイルの単純化された斜視図である。
【図４】一実施形態による図２のＲＦコイルの上面または端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、一実施形態による例示的な核磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの概略ブロック図である。ＭＲＩシステム１０の動作は、キーボードまたは他の入力デバイス１３、コントロールパネル１４、およびディスプレイ１６を備えるオペレータコンソール１２から制御される。コンソール１２は、コンピュータシステム２０とリンク１８を介して通信し、またオペレータがＭＲＩスキャンを指示し、その結果得られた画像を表示し、画像に対し画像処理を実行し、データおよび画像をアーカイブするためのインターフェースを提供する。コンピュータシステム２０は、例えばバックプレーン２０ａを使用することにより構成されるような電気的接続および／またはデータ接続を介して互いに通信する多数のモジュールを備える。データ接続は、直接配線リンクであるか、または光ファイバ接続や無線通信リンクまたは同様のものであるとしてよい。コンピュータシステム２０のモジュールには、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、および画像データアレイを格納するためのフレームバッファを含むことができるメモリモジュール２６が含まれる。代替の一実施形態では、画像プロセッサモジュール２２は、ＣＰＵモジュール２４上の画像処理機能によって置き換えることができる。コンピュータシステム２０は、アーカイブ用メディアデバイス、永続的またはバックアップ用記憶装置、またはネットワークにリンクされる。コンピュータシステム２０は、さらに、リンク３４を介して別のシステム制御コンピュータ３２と通信することもできる。入力デバイス１３としては、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチスクリーン、光学読取り棒、音声制御装置、または類似のもしくは同等の入力デバイスを考えることができ、また入力デバイス１３は、インタラクティブジオメトリ指定に使用することもできる。
【００１２】
システム制御コンピュータ３２は、電気的接続および／またはデータ接続３２ａを介して互いに通信し合う一組のモジュールを備える。データ接続３２ａは、直接配線リンクであっても、光ファイバ接続や無線通信リンクまたは同様のものであってもよい。代替の実施形態では、コンピュータシステム２０およびシステム制御コンピュータ３２のモジュールは、同じコンピュータシステムまたは複数のコンピュータシステム上に実装することができる。システム制御コンピュータ３２のモジュールは、ＣＰＵモジュール３６および通信リンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続するパルス発生器モジュール３８を備える。パルス発生器モジュール３８は、それとは別に、スキャナ機器（例えば、共鳴アセンブリ５２）に組み込むことができる。システム制御コンピュータ３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取る。パルス発生器モジュール３８は、発生させるＲＦパルスおよびパルスシーケンスのタイミング、強度、および形状、ならびにデータ収集ウィンドウのタイミングおよび長さを記述した命令、コマンド、および／または要求を送出することによって所望のパルスシーケンスを繰り出す（すなわち、実行する）システムコンポーネントを動作させる。パルス発生器モジュール３８は、傾斜増幅器システム４２に接続され、スキャン中に使用される傾斜パルスのタイミングおよび形状を制御する傾斜波形と呼ばれるデータを生成する。パルス発生器モジュール３８は、さらに、生理学的データ収集コントローラ４４から患者データを受け取ることができ、生理学的データ収集コントローラ４４は、患者に装着された電極からのＥＣＧ信号など、患者に接続されている多数のさまざまなセンサからの信号を受信する。パルス発生器モジュール３８は、スキャン室インターフェース回路４６と接続されており、スキャン室インターフェース回路４６は、さらに、患者および磁石システムの状態に関連するさまざまなセンサからの信号を受け取る。さらに、このスキャン室インターフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８は、スキャンのために患者テーブルを所望の位置に移動させるコマンドを受け取る。
【００１３】
パルス発生器モジュール３８で発生する傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器、およびＧｚ増幅器からなる傾斜増幅器システム４２に印加される。それぞれの傾斜増幅器は、収集された信号を空間符号化するために使用される磁場傾斜パルスを発生するように全体を番号５０で示す傾斜磁場コイルアセンブリ内の対応する物理的傾斜磁場コイルを励起する。傾斜磁場コイルアセンブリ５０は、超伝導主コイル５４とともに分極用超伝導磁石を含む共鳴アセンブリ５２の一部を形成する。共鳴アセンブリ５２は、全身用ＲＦコイル５６、表面または並列撮像コイル７６、あるいはその両方を含むことができる。ＲＦコイルアセンブリのコイル５６、７６は、送信と受信の両方を行う構成、または送信のみもしくは受信のみを行う構成にできる。患者または撮像対象７０は、共鳴アセンブリ５２の円筒状の患者撮像ボリューム７２内部に位置決めできる。システム制御コンピュータ３２内のトランシーバモジュール５８は、ＲＦ増幅器６０によって増幅され、送信／受信スイッチ６２によってＲＦコイル５６、７６に結合されるパルスを発生する。その結果患者体内の励起された原子核によって発せられる信号は、同じＲＦコイル５６により感知され、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合されるようにできる。それとは別に、励起された原子核によって発せられた信号は、並列コイルまたは表面コイル７６などの別の受信コイルによって感知されうる。増幅されたＭＲ信号は、トランシーバ５８の受信器セクションで復調され、フィルタ処理され、デジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号によって制御され、送信モードではＲＦ増幅器６０をＲＦコイル５６に電気的に接続し、受信モードでは前置増幅器６４をＲＦコイル５６に接続する。また、送信／受信スイッチ６２により、送信モードまたは受信モードのいずれで別のＲＦコイル（例えば、並列コイルまたは表面コイル７６）を使用することが可能になる。
【００１４】
ＲＦコイル５６により感知されたＭＲ信号は、トランシーバモジュール５８によってデジタル化され、システム制御コンピュータ３２内のメモリモジュール６６に転送される。典型的には、ＭＲ信号に対応するデータフレームは、画像作成のために後で変換されるまでメモリモジュール６６内に一時的に保存される。アレイプロセッサ６８は、知られている変換方法、最も一般的にはフーリエ変換を使用して、ＭＲ信号から画像を作成する。これらの画像は、リンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、そこで、画像はメモリ内に格納される。オペレータコンソール１２から受け取ったコマンドに応答して、この画像データは、長期記憶域内にアーカイブされるか、または画像プロセッサ２２によってさらに処理され、オペレータコンソール１２に伝送され、ディスプレイ１６上に表示されるようにできる。
【００１５】
上述のように、ＲＦコイル（例えば、全身用ＲＦコイル５６および１つまたは複数の表面コイル７６（例えば、表面コイルのアレイ））を使用して、ＲＦ励起パルスの送信および／またはＭＲ信号の受信を行うことができる。多核撮像アプリケーションでは、多重同調ＲＦコイルを使用することができる。以下の説明では、図２〜４を参照する。図２は、一実施形態による多重同調ハイブリッド無線周波数（ＲＦ）コイルの斜視図である。図３は、一実施形態による図２のＲＦコイルの単純化された斜視図である。図３では、わかりやすくするためＲＦシールド２１４は図に示されていない。図４は、一実施形態による図２のＲＦコイルの上面または端面図である。
【００１６】
図２〜４を参照すると、ＲＦコイル２００は、複数の原子核を撮像するため複数の共鳴周波数に同調できるハイブリッドバードケージおよび横電磁（ＴＥＭ）コイル構成となっている。ＲＦコイル２００は、一組のラングだけを使用してバードケージモードとＴＥＭモードの両方のモードに同時に入るように構成されている。ＲＦコイル２００の構成では、Ｂ１場の均質性、信号対雑音比（ＳＮＲ）、および多核撮像アプリケーションに対する一様性が改善される。ＲＦコイル２００は、円筒および環状の形をとり、ＭＲ画像を得るための図１の上述のＭＲＩシステムおよび他の類似のまたは同等のシステムに適合する。図２に示されているＲＦコイル２００の構成は、全身用ＲＦコイルまたは頭部コイルなどの表面（または局部的）コイルに使用できる。全身用ＲＦコイルでは、ＲＦコイル２００の寸法は、ＲＦコイルが傾斜磁場コイルアセンブリ５０（図１に示されている）内に同軸上に相隔てて並ぶ形で取り付けられるように構成されている。表面コイル（例えば、頭部コイル）では、ＲＦコイル２００の寸法は、ＲＦコイルが患者撮像空間７２（図１に示されている）内に配置できるように構成されている。
【００１７】
ＲＦコイル２００は、他の要素もあるがとりわけ、複数のラング（または脚、導体要素）２０２、第１のエンドリング２０４、第２のエンドリング２０６、およびＲＦシールド２１４を備える。例示的ないくつかのラング２０２が、図２に示されている。特定の撮像アプリケーションの要件、例えば、視野（ＦＯＶ）、解像度、電力要件、および撮像速度に基づき、ラングの数を加減することができる。ラング２０２は、円筒状に配列され、例えば、相隔てて一様な間隔で並べることができる。第１のエンドリング２０４は、複数のラング２０２の第１のエンド２２２に配置される。第２のエンドリング２０６は、複数のラング２０２の第２のエンド２２４に配置される。第１のエンドリング２０４および第２のエンドリング２０６は、相隔てて並ぶ形で向かい合う。ラング２０２およびエンドリング２０４、２０６は、銅などの導電率の高い従来の材料で作られる。さまざまな実施形態では、ラング２０２は、銅箔導体または円形導体で作ることができる。
【００１８】
第１のエンドリング２０４および第２のエンドリング２０６は、それぞれ、複数の同調キャパシタ２０８（例えば、低インダクタンスのエンドリングキャパシタ）を備え、これらのキャパシタは、ラング２０２の間に配置され、ラング２０２を互いに電気的に接続するために使用される。同調キャパシタ２０８は、ＲＦコイル２００のバードケージモードを同調するために使用される。それぞれのバードケージモード同調キャパシタ２０８は、ＲＦトラップ２１２、例えば、ＬＣトラップと直列に接続される。ＬＣトラップは、例えば、並列ＬＣトラップであってよい。ＲＦトラップ２１２は、ＲＦコイル２００の他の共鳴周波数から絶縁を行うように構成される。ＲＦコイル２００は、さらに、ＲＦコイル２００のＴＥＭモードを同調するための複数の同調キャパシタ２１０を備える。ＴＥＭモード同調キャパシタ２１０は、ＲＦコイル２００内のそれぞれのラング２０２のそれぞれの端部２２２、２２４に接続され、ラング２０２をＲＦシールド２１４に電気的に接続するために使用される。それぞれのＴＥＭモード同調キャパシタ２１０は、ＲＦトラップ２１６、例えば、ＬＣトラップと直列に接続され、さらにＬＣトラップはＲＦシールド２１４に接続される。ＬＣトラップは、例えば、並列ＬＣトラップであってよい。ＲＦトラップ２１６は、ＲＦコイル２００の他の共鳴周波数から絶縁を行うように構成される。ＲＦシールド２１４は、円筒形であり、複数のラング２０２およびエンドリング２０４、２０６の周りに配置される。上述のように、ＲＦシールドは、それぞれのリング２２４のそれぞれの端部２２２、２２４のところでＲＦトラップ２１６およびＴＥＭモード同調キャパシタ２１０に結合される。したがって、ＲＦシールド２１４は、ラングの両端２２２、２２４のところでそれぞれのラング２０２に結合される。ＲＦシールド２１４は、従来の材料で作られる。ポート、例えば、ポート２１８（図２および３に示されている）およびポート２２０（図４に示されている）は、適切な１つまたは複数の共鳴周波数で信号の送受信を行うために備えられている。
【００１９】
上述のように、ＲＦコイル２００は、複数の原子核（例えば、１Ｈ、３１Ｐ、１３Ｃ、１９Ｆ、２Ｈ、２９Ｓｉ、２７Ａｌ、および２７Ｎ）を撮像するため複数の共鳴周波数に同調させることができる。一実施形態では、動作すると、第１の原子核（例えば、１Ｈ（陽子））を撮像するためにバードケージモードが第１の共鳴周波数に同調し、第２の原子核（例えば、１３Ｃ）を撮像するためにＴＥＭモードが第２の共鳴周波数に同調する。バードケージモード同調キャパシタ２０８は、第１の共鳴周波数に同調する。それぞれのＬＣトラップ２１２は、ＴＥＭモードの共鳴周波数からの絶縁を行い、ＲＦコイル２００の動作時にそれぞれのモードからの信号が混じり合うのを防止するために使用される。ポート２１８は、第１の共鳴周波数で信号の送受信を行うために使用される。ＴＥＭモード同調キャパシタ２１０は、第２の共鳴周波数に同調する。それぞれのＬＣトラップ２１６は、バードケージモードの共鳴周波数からの絶縁を行い、ＲＦコイル２００の動作時にそれぞれのモードからの信号が混じり合うのを防止するために使用される。ポート２２０は、第２の共鳴周波数で信号の送受信を行うために使用される。
【００２０】
他の実施形態では、ＲＦコイル２００を２つより多い共鳴周波数、例えば、３つまたは４つの共鳴周波数に同調させることができる。２つより多い周波数で動作させるために、知られている方法に従ってバードケージモードまたはＴＥＭモードの一方または両方を複数の周波数に同調させるとよい。例えば、バードケージモードを直角位相で動作させ、２つの周波数に同調させることができる。４つのポート２１８（図３には２つのポートが示されている）は互いに９０度の間隔で備えられている。２つのポートが、第１の周波数の信号の送信／受信を行うために使用され、２つのポートが、第２の周波数の信号の送信／受信を行うために使用される。また、ＴＥＭモードを四重極で動作させ、２つの周波数に同調させることができる。４つのポート２２０（図４に示されている）は互いに９０度の間隔で備えられている。２つのポートが、第１の周波数の信号の送信／受信を行うために使用され、２つのポートが、第２の周波数の信号の送信／受信を行うために使用される。したがって、この実施形態では、最大４つまでの原子核を同時に撮像できる。
【００２１】
本明細書では、いくつかの実施例を使用して、最良の態様を含む本発明を開示し、また当業者が本発明の製作を行い、本発明を利用できるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定められ、当業者であれば思い付く他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、これらの実施例が請求項の文言と異ならない構造要素を有している場合、またはこれらの実施例が請求項の文言との違いがわずかである同等の構造要素を含む場合に、請求項の範囲内にあることが意図される。プロセスまたは方法ステップの順序および順番は、代替の実施形態に応じて変更するか、または並べ替えることができる。
【００２２】
本発明の精神から逸脱することなく、多くの他の変更および修正を本発明に加えることができる。これらの変更および他の変更の範囲は、付属の請求項を読めば明らかになるであろう。
【００２３】
例えば、本発明は、下記のようにも記述できる。
［請求項１］  核磁気共鳴撮像システムのための無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）であって、
ボリュームの周りに配置された複数のラング（２０２）と、
前記複数のラング（２０２）の第１の端部（２２２）に接続され、第１の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および第１の複数のＲＦトラップ（２１２）を備える、第１のエンドリング（２０４）と、
前記複数のラング（２０２）の第２の端部（２２４）に接続され、第２の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および第２の複数のＲＦトラップ（２１２）を備える、第２のエンドリング（２０６）と、
前記複数のラング（２０２）、前記第１のエンドリング（２０４）、および前記第２のエンドリング（２０６）の周りに配置されたＲＦシールド（２１４）と、
各々が、前記複数のラング（２０２）のうちの１つのラングにそれぞれ結合された複数の横電磁（ＴＥＭ）モード同調キャパシタ（２１０）と、
各々が、前記複数のＴＥＭモード同調キャパシタ（２０８）のうちの１つおよび前記ＲＦシールド（２１４）とにそれぞれのＲＦトラップ（２１２）が結合された第３の複数のＲＦトラップ（２１６）、
とを備えことを特徴とする無線周波数（ＲＦ）コイル。
［請求項２］  前記ＲＦコイル（２００）は、全身用ＲＦコイルであることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項３］  前記ＲＦコイル（２００）は、頭部コイルであることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項４］  １つのバードケージモード同調キャパシタ（２０８）と１つのＲＦトラップ（２１２）が、前記複数のラング（２０２）のそれぞれの間に配置されたことを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項５］  前記ＲＦトラップ（２１２）は、前記バードケージモード同調キャパシタ（２０８）と直列に接続されていることを特徴とする請求項４記載のＲＦコイル。
［請求項６］  前記ＲＦトラップ（２１２）は、並列ＬＣトラップであることを特徴とする請求項５記載のＲＦコイル。
［請求項７］  前記複数のＴＥＭモード同調キャパシタ（２０８）のそれぞれは、前記第３の複数のＲＦトラップ（２１６）内の前記ＲＦトラップ（２１２）のうちの１つと直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項８］  前記第３の複数のＲＦトラップ（２１６）は、並列ＬＣトラップであることを特徴とする請求項７記載のＲＦコイル。
［請求項９］  前記第１の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２０８）および前記第２の複数のバードケージモード同調キャパシタ（２１０）は、第１の共鳴周波数に同調し、前記複数のＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）は、第２の共鳴周波数に同調することを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項１０］  前記複数のラング（２０２）は、銅箔導体からなることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項１１］  前記複数のラング（２０２）は、円形導体からなることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項１２］  前記複数のラング（２０２）のそれぞれのラング（２０２）は、第１の端部（２２２）および第２の端部（２２４）を有し、前記第１の端部（２２２）は、１つのＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）に結合され、第２の端部（２２４）は、１つのＴＥＭモード同調キャパシタ（２１０）に結合されることを特徴とする請求項１記載のＲＦコイル。
［請求項１３］  前記第１の端部（２２２）は、前記ＲＦシールド（２１４）に電気的に接続され、前記第２の端部（２２４）は、前記ＲＦシールド（２１４）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１２記載のＲＦコイル。
［請求項１４］  核磁気共鳴撮像システムのための共鳴アセンブリ（５２）であって、
超伝導磁石（５４）と、
前記超伝導磁石の内径内に配置されている傾斜磁場コイルアセンブリと、
前記傾斜磁場コイルアセンブリの内径内に配置された無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）とを具備し、
この無線周波数（ＲＦ）コイル（２００）は、
第１の共鳴周波数に同調する第１の複数の同調キャパシタ（２０８）を備える第１のエンドリング（２０４）と、
前記第１の共鳴周波数に同調する第２の複数の同調キャパシタ（２０８）を備える第２のエンドリング（２０６）と、
前記第１のエンドリング（２０４）と前記第２のエンドリング（２０６）との間に配置され、前記第１のエンドリング（２０４）および前記第２のエンドリング（２０６）に接続されている複数のラング（２０２）と、
前記複数のラング（２０２）に結合され、第２の共鳴周波数に同調する第３の複数の同調キャパシタ（２１０）と、
前記第１のエンドリング（２０４）、前記第２のエンドリング（２０６）、前記複数のラング（２０２）、および前記第３の複数の同調キャパシタ（２１０）の周りに配置され、前記第３の複数の同調キャパシタ（２１０）に結合されたＲＦシールド（２１４）とを備える、共鳴アセンブリ。
［請求項１５］  前記ＲＦコイル（２００）は、全身用ＲＦコイル（２００）であることを特徴とする請求項１４記載の共鳴アセンブリ。
［請求項１６］  前記ＲＦコイル（２００）は、表面コイルであることを特徴とする請求項１４記載の共鳴アセンブリ。
［請求項１７］  前記第１のエンドリング（２０４）は、さらに、前記第１の複数の同調キャパシタ（２０８）に結合された第１の複数のＲＦトラップ（２１２）を備え、前記第２のエンドリング（２０６）は、さらに、前記第２の複数の同調キャパシタ（２０８）に結合された第２の複数のＲＦトラップ（２１２）を備えることを特徴とする請求項１４記載の共鳴アセンブリ。
［請求項１８］  さらに、前記第３の複数の同調キャパシタ（２０８）に結合された第３の複数のＲＦトラップ（２１６）を備えることを特徴とする請求項１７記載の共鳴アセンブリ。
［請求項１９］  前記第１のエンドリング（２０４）、前記第２のエンドリング（２０６）、および前記複数のラング（２０２）は、バードケージモードに関連することを特徴とする請求項１４記載の共鳴アセンブリ。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ＭＲＩシステム
１２  オペレータコンソール
１３  入力デバイス
１４  コントロールパネル
１６  ディスプレイ
１８  リンク
２０  コンピュータシステム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサモジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリモジュール
３２  システム制御コンピュータ
３２ａ  データ接続
３４  リンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  通信リンク
４２  傾斜磁場増幅器システム
４４  生理学的データ収集コントローラ
４６  スキャン室インターフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜磁場コイルアセンブリ
５２  共鳴アセンブリ
５４  分極用磁石超伝導主コイル
５６  全身用ＲＦコイル
５８  トランシーバモジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリモジュール
６８  アレイプロセッサ
７０  患者または撮像対象
７２  患者撮像ボリューム
７６  表面または並列撮像コイル
２００  ＲＦコイル
２０２  ラング
２０４  第１のエンドリング
２０６  第２のエンドリング
２０８  バードケージ同調キャパシタ
２１０  ＴＥＭ同調キャパシタ
２１２  ＲＦトラップ
２１４  ＲＦシールド
２１６  ＲＦトラップ
２１８、２２０  ポート
２２２  ラングの第１の端部
２２４  ラングの第２の端部
【図１】
2010099473.tif 000003
【図２】
2010099473.tif 000004
【図３】
2010099473.tif 000005
【図４】
2010099473.tif 000006