(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴無線周波数コイルであって、
互いに近接して配列された複数の電流ユニットを含み、
各電流ユニットは、誘電体と、前記誘電体に近接した第１の電流経路と、前記誘電体に近接した第２の電流経路とを含む別個の独立したモジュールであり、
前記第１の電流経路は、第１の導電体と第２の導電体を含む伝送線路として配置された第１の電流素子によって提供され、前記第１の導電体と前記第２の導電体のそれぞれは、実質的に平面状であり、前記誘電体によって分離され、
前記第１の電流経路および前記第２の電流経路は、励起磁場を発生するように、および／または信号を検出するように配置構成され、
前記第１の電流経路の第１の電流は、前記第２の電流経路の第２の電流とは独立しており、他の電流ユニットの電流とは独立していることを特徴とするコイル。
【請求項２】
前記少なくとも２つの電流ユニットはボリュームの周囲に分布されている請求項１に記載のコイル。
【請求項３】
前記少なくとも２つの電流ユニットは面の周辺に分布されている請求項１に記載のコイル。
【請求項４】
前記第２の電流経路は、ループとして構成される導電体を含む第２の電流素子によって提供される請求項１に記載のコイル。
【請求項５】
前記コイルは１と１２テスラの間の磁場強度を有する静磁場内で動作するために配置構成されている請求項１に記載のコイル。
【請求項６】
電流ユニットの第１の電流経路を使用して無線周波数磁気共鳴コイル内に第１の磁場を発生するステップと、
前記電流ユニットの第２の電流経路を使用して、前記第１の磁場に直交する第２の磁場を発生するステップと、
前記第１の電流経路を第１の特定の共鳴周波数に同調するステップと、
前記第２の電流経路を第２の特定の共鳴周波数に同調するステップと、
前記電流ユニットを使用して信号を検出するステップと、を含み、
前記第１の特定の共鳴周波数は前記第２の特定の共鳴周波数とは異なっている
方法。
【請求項７】
前記検出するステップは、前記コイルのＺ軸に沿った電磁場の段階的変化を符号化するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記発生するステップは電流、周波数、位相角度、間隔、タイミングの少なくとも１つを変調するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記発生するステップは前記電流ユニットに供給される電力を変調するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路をリアクタンス的に結合するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路をリアクタンス的に結合解除するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の電流経路を第１の空間領域に結合し、かつ、前記第２の電流経路を第２の空間領域に結合するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
磁気共鳴無線周波数コイルであって、
互いに近接して配列された複数の電流ユニットを含み、
各電流ユニットは、誘電体と、前記誘電体に近接した第１の電流経路と、前記誘電体に近接した第２の電流経路とを有する別個の独立したモジュールであり、
前記第１の電流経路および前記第２の電流経路は、磁場を発生するステップまたは信号を受信するステップの少なくとも１つのために配置構成され、
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路は互いに独立している磁気共鳴無線周波数コイル。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの電流ユニットはボリュームの周囲に分布されている請求項１３に記載のコイル。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの電流ユニットは面の周囲に分布されている請求項１３に記載のコイル。
【請求項１６】
前記コイルは１と１２テスラの間の磁場強度を有する静磁場中で動作するために配置構成されている請求項１３に記載のコイル。
【請求項１７】
前記第２の電流経路は、前記第１の導電体および前記第２の導電体のいずれか一つと第３の導電体とを含む伝送線路として配置された第２の電流素子によって提供され、
前記第３の導電体は実質的に平面状であり、前記第１の導電体および前記第２の導電体から前記誘電体によって分離され、
前記第１の導電体と前記第２の導電体間の第１の分離距離は、前記第１の電流素子が、第１の空間領域へ信号を送信し、および／または前記第１の空間領域からの信号を受信するのを可能にし、
前記第３の導電体と、前記第１の導電体と前記第２の導電体のいずれか一つの間の第２の分離距離は、前記第２の電流素子が、前記第１の空間領域とは異なる第２の空間領域への信号を送信し、および／または第２の空間領域からの信号を受信するのを可能にする
ことを特徴とする請求項１に記載のコイル。
【請求項１８】
前記第１の導電体と第２の導電体は非平行である請求項１７に記載のコイル。
【請求項１９】
前記第１の導電体と第２の導電体はＺ軸に沿って段階的に変化する無線周波数電磁場を生成するように配列されている請求項１８に記載のコイル。
【請求項２０】
各電流素子は１つの遮蔽を含み、前記第１の導電体、前記第２の導電体、および前記第３の導電体は前記遮蔽に対して平行である請求項１７に記載のコイル。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００４年５月７日に出願され、「ＭＵＬＴＩ−ＣＵＲＲＥＮＴ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ  ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＣＯＩＬＳ」と題された米国仮特許出願第６０／５６８８８９号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００４年５月１１日に出願され、「ＭＵＬＴＩ−ＣＵＲＲＥＮＴ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ  ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＣＯＩＬＳ」と題された米国仮特許出願第６０／５６９８１０号明細書の優先権を主張する。
【０００３】
本出願は、２００１年７月３１日に出願され、「ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＵＮＩＴ  ＷＩＴＨ  ＡＰＥＲＴＵＲＥ」と題された米国特許出願第０９／９１９４７９号明細書の継続出願である２００３年８月８日に出願され、「ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＩＥＬＤ  ＵＮＩＴ  ＷＩＴＨ  ＡＰＥＲＴＵＲＥ」と題された米国特許出願第１０／６３７２６１号明細書に関連し、この各々は参照により本明細書に組み込まれている。
【０００４】
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００３年４月２１日に出願され、「ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＧＲＡＤＩＥＮＴ  ＡＮＤ  ＳＨＩＭ  ＣＯＩＬ」と題された米国特許出願第１０／４２０５４１号明細書に関連する。
【０００５】
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている２００４年１０月４日に出願され、「ＰＡＲＡＬＬＥＬ  ＴＲＡＮＳＣＥＩＶＥＲ  ＦＯＲ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ  ＳＹＳＴＥＭ」と題された米国特許出願第１０／９５７８７０号明細書に関連する。
【０００６】
（政府の権利）
本主題事項は、部局許諾番号ＭＩＮＤ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ａｎｄ  Ｋｅｃｈ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ、ＮＩＨ−Ｐ４１  ＲＲ０８０７９、ＮＩＨ−Ｒ０１  ＣＡ９４２００、ＮＩＨ−Ｒ０１  ＥＢ０００８５、および、ＮＩＨ  Ｒ３３  ＣＡ９４３１８のもとで国立衛生研究所（ＮＩＨ）によって部分的に支援されている。米国政府は、本発明に特定の権利を有することができる。
【技術分野】
【０００７】
本主題事項は、磁気共鳴画像形成や分光分析法への使用のための無線周波数コイルに関し、より詳細には、多数の電流経路を有する電流素子を使用した磁気共鳴信号の励起と検出のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００８】
従来の無線周波数コイルは、磁気共鳴を使用した信号を励起し、検出するためには不適切である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本無線周波数コイルはいくつかの電流ユニットを含む。各電流ユニットは多数の電流素子を含み、別個の独立したモジュール内に複数の電流経路を提供している。各電流経路を流れる電流は、同じ電流素子の他の電流経路内の電流とは、または、他の電流ユニットの経路内の電流とは独立している。電流経路によって電磁場を励起し、または検出することができる。電流ユニットは時々電流素子とも呼ばれている。
【００１０】
１つの例において、コイルの各電流ユニットは個別に指定され、かつ、独立に制御される。
【００１１】
（伝送線路素子を例えば含む）電流ユニットは、コイル内のＲＦ電磁場を変化させる形で配置構成されている。  
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】いくつかの電流素子を有する無線周波数コイルの図である。
【図２Ａ】伝送線路電流素子およびループ電流素子を有する電流ユニットの図である。
【図２Ｂ】開口を備えた電流素子の導電体の図である。
【図３】１対の直交ループ電流素子を有する電流ユニットの図である。
【図４】図３の電流ユニットに対応する電磁場の図である。
【図５Ａ】３つの導電体伝送線路電流素子および２つのループ電流素子を有する電流ユニットの図である。
【図５Ｂ】３つの導電体伝送線路電流素子を有する電流ユニットの一部の図である。
【図６】直交ループ電流素子を有する４つの電流ユニットを有する面コイルの図である。
【図７Ａ】Ｚ軸上の段階的変化を持つ複数の電流ユニットを有するコイルの図である。
【図７Ｂ】先細りになった輪郭を有する電流ユニットの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
他の態様は、以下の詳細な説明を読み、本明細書の一部を形成する図面を見ると明らかになる。
【００１４】
図面において、同じ番号は、いくつかの図を通じて実質的に同様の構成部分を示す。異なる文字の添字を有する同じ番号は、実質的に同様の構成部分の異なる事例を表す。
【００１５】
以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照し、同図面において、本主題事項を実施することができる特定の実施形態が図示の方法によって示されている。これらの実施形態は、当業者が本主題事項を実施することを可能にするための十分な詳細において説明されており、本主題事項の範囲から逸脱せずに、実施形態を組み合わせたり、他の実施形態を利用できることだけでなく、構造的、機械的、論理的、電気的な変更を行なえることは理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は限定する意味では取られず、かつ、本主題事項は従属する特許請求の範囲およびそれらの均等物により定義されている。
【００１６】
図１は電流ユニット２００を有する無線周波数コイル１００の図である。各電流ユニット２００は多数の電流経路を含んでいる。コイル１００は、導電性遮蔽面と呼ばれることがある導電性外側面９０を備えたボリューム・コイルとして配置構成されている。用語「遮蔽」が、導電体の間の障壁またはＲＦコイルの外部導電体を述べるために使用されることがある。様々な例において、コイル１００は外部導電体９０、独立した導電性遮蔽、または、外部導電体９０と独立した導電性遮蔽の双方を含む。
【００１７】
コイル１００の内側８０が問題の領域であり、検査する患者を収容するように配置構成されている。示された例において、各電流ユニット２００は機械的構造または接着性の結合により隣接した電流ユニットの近くに配置されている。１つの例において、コイルの構造は隣接する誘電体部材の付近に配置された複数の導電性素子を含む。
【００１８】
１つの例において、各電流ユニットは直交位相の、または、円偏極された電磁場を発生または受信する。電流ユニットは、コイル内に所望の電磁場を発生させるためにコイル回路内に規則的または不規則なパターンで配置される。電流ユニットは、ボリューム・コイルまたは面コイルの配置構成に配列させることができる。電流ユニットを有するコイルは、磁気共鳴解剖学的画像形成、並列画像形成、分子画像形成、多核画像形成、機能的画像形成のために使用することができる。加えて、１つまたは複数の電流ユニットを有するコイルを、電子常磁性共鳴（ＥＰＲ）、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光分析法に対して使用することができる。
【００１９】
図２Ａは伝送線路電流素子とループ電流素子を有する電流ユニット２００Ａの図である。伝送線路電流素子は第１の導電体２１０Ａと第２の導電体２１５Ａを含んでいる。第１の導電体２１０Ａと第２の導電体２１５Ａは平行に整列されており、誘電体２２０によって分離されている。様々な例において、第１の導電体２１０Ａと第２の導電体２１５Ａは銅、アルミニウム、または、他の合金の導電体を含む。誘電体２２０は誘電体または絶縁性材料を含み、それらの例は合成材料またはポリマ材料を含む。加えて、電流ユニット２００Ａはループ電流素子２２５を含む。ループ電流素子は、電流ユニット２００Ａの下側面２４０Ａに配置され、かつ、絶縁層２０５により第２の導電体２１５Ａから分離されて示されている。絶縁層２０５は誘電体２２０の材料と同じでも異なってもよい。１つの例において、側面２３５Ａは、隣接する電流ユニットに接着またはその他で固着するように配置構成された平坦な面であり、円筒形または他の形状のボリュームを形成するように互いに関して角度を付けられている。１つの例において、外側面２３０Ａはコイルの外側を表す。第１の導電体２１０Ａと第２の導電体２１５Ａのいずれか一方または双方は、孔、スロット、または開口部を含んでもよく、または、第２の導電体２１５Ａに関して図に示されたように一体の面としてもよい。
【００２０】
電流搬送電流ユニット２００ＡはＲＦコイルのために無線周波数（ＲＦ）電磁場を発生するために使用できる。１つの例において、電流ユニット２００Ａは、２つ以上の位相角や、大きさ、周波数の電流と電磁場を支援するために配置構成された多数の導電体素子を含む。
【００２１】
図２Ｂは開口を備えた第２の導電体２１５Ｂを有する電流ユニット２００Ａの図である。第２の導電体２１５Ｂは３つの開口部２１７を含むが、１つまたは複数の開口部２１７が考えられていることを理解されよう。
【００２２】
図３は直交関係にある１対のループ電流素子を有する電流ユニット２００Ｂの図である。第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは、各々が、約９０度の角度θを形成する線で交差する平面内に存在するが、他の角度も考えらる。角度θは軸２４６Ａと軸２５１Ａにより示されている。外側面２３０Ｂ、側面２３５Ｂ、内側面２４０Ｂは、電流ユニット２００Ｂの外側の寸法のいくつかを決めている。
【００２３】
示されている例において、第１のループ電流素子２４５Ａは１つの磁気双極子を発生し、第２のループ電流素子２５０Ａは第２の磁気双極子を発生する。これらの２つの双極子の電磁場は、図４に示されているように相対的に直交位相において駆動され、そのため、円偏極された電磁場を生成する。１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは、各々が無線周波数信号を受信し、かつ、各々が各電流素子に対して異なっているであろう、ある特定の周波数において共鳴するように同調されている。
【００２４】
１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは異なった周波数に同調される。１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは異なった大きさに駆動される。１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは、異なった位相角に、電気的または機械的に調整される。１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは励起方式に従ってオンオフ切り換えられる。スイッチのオンオフは、電流素子または電流ユニットに送られた電力の変調を含む。第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａのいずれか一方または双方は、送信、受信、または、その双方のために使用される。１つの例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは同時または順次に通電される。様々な例において、第１のループ電流素子２４５Ａと第２のループ電流素子２５０Ａは同様または異なったサイズであり、かつ、互いを基準として異なった空間的位置と向きで配列されている。３つ以上の電流素子も使用できる。
【００２５】
図３において、２つの示された電流素子の各々は１つの平面内に存在し、かつ、２つの平面は線上で直交する。
【００２６】
図４は図３の電流ユニット２００Ｂに対応する電磁場の図である。特に、電流素子２４５Ａは軸２５１Ｂと整列されて示されている電磁場２５２を励起または検出するように配置構成されている。加えて、電流素子２５０Ａは軸２４６Ｂと整列されて示されている電磁場２４７を励起または検出するように配置構成されている。
【００２７】
図５Ａは３つの導電体伝送線路電流素子と２つのループ電流素子を有する電流ユニット２００Ｃの部分図である。外側面２３０Ｃは第１の導電体２１０Ｂを含み、内側面２４０Ｃは第２の導電体２１５Ｃを含み、各々は電流ユニット２００Ｃの誘電体２３６により分離されている。第１の導電体２１０Ｂと第２の導電体２１５Ｃは平行に整列され、かつ、各々は中間導電体２８０Ａとも平行である。３つの平行な導電体、すなわち、第１の導電体２１０Ｂ、第２の導電体２１５Ｃ、中間導電体２８０Ａは３つの独立した伝送線路素子を、したがって、３つの別個の電流経路となっている。例えば、別個の伝送線路は第１の導電体２１０Ｂと第２の導電体２１５Ｃ、第１の導電体２１０Ｂと中間導電体２８０Ａ、さらには、第２の導電体２１５Ｃと中間導電体２８０Ａの間に設けられる。電流ユニット２００Ｃの導電性素子のいずれか、または、全てはＺ軸に沿ったスロット、孔、または、開口を含むことができる。
【００２８】
加えて、電流ユニット２００Ｃは、誘電体２３６中に配置され、または、埋め込まれ、かつ、中間導電体２８０Ａに近接した第１のループ電流素子２６０と第２のループ電流素子２７０を含む。角度αは、第１のループ電流素子２６０の平面と第２のループ電流素子２７０の平面の間の相対角度を表す。角度βは、第１のループ電流素子２６０の平面と中間導電体２８０Ａの間の相対角度を表す。角度αと角度βは、所望の励起電磁場または検出感度となるように選択されている。様々な例において、角度αは約９０度であり、角度βは４５度であるが、他の角度も考えられる。
【００２９】
図５Ｂは伝送線路として配列された導電体２１０Ｃ、２８０Ｂ、２１５Ｄを有する電流ユニット２００Ｅの部分図である。明確さのために、誘電体は図から省略されており、電流ユニットの輪郭はダッシュ線で示されている。導電体２１０Ｃと２８０Ｂの間のより小さな分離距離は空間領域３７０のターゲッティングを可能にする。導電体２１０Ｃと２１５Ｄの間のより大きな分離距離は空間領域３８０のターゲッティングを可能にする。特定の空間領域をターゲッティングすることは、励起用信号で空間領域を駆動すること、または、空間領域から信号を受信することを含む。
【００３０】
図６は、各々が直交ループ電流素子を有する４つの電流ユニット２００Ｄを有する面コイル３００の図である。例えば、電流ユニット２００Ｄは、実質的に９０度の角度で整列させられたループ電流素子２４５Ｂとループ電流素子２５０Ｂを含む。ボクセル３５０Ａ、３５０Ｂ、３５０Ｃ、３５０Ｄは問題の領域の空間領域を表す。加えて、各電流要素に伴う電磁場はライン・セグメントとして表されている。例えば、ボクセル３５０Ａに関しては、電流素子２４５Ｂが励起電磁場３６０Ａを発生し、かつ、電流素子２５０Ｂを使用して電磁場３６０Ｂから生成された信号を検出する。電流ユニット２００Ｄの各々も電磁場３６５Ａ、３７０Ａ、３８０Ａを発生し、かつ、それぞれボクセル３５０Ｂ、３５０Ｃ、３５０Ｄに対応する電磁場３６５Ｂ、３７０Ｂ、３８０Ｂにより生成された信号を検出する。
【００３１】
前述の例において、各電流ユニットの１つの電流素子が励起させ、同じ電流ユニットの他の電流素子は信号の受信する。加えて、コイルの１つの電流素子が励起させることができ、他の各電流素子が受信することができるか、または、同じ電流素子が励起と受信の双方を行うことができる。
【００３２】
他の組合せも考えられる。例えば、第１の電流ユニット２００Ｄを励起信号を送信するために使用することができ、第２の電流ユニット２００Ｄを発生された信号を受信するために使用することができる。
【００３３】
本主題事項によるＲＦコイルの例は図７Ａに示されたコイル７００を含む。同図は、電流ユニット２００ＦがＺ軸電磁場の段階的変化を発生するように配置構成されている多ユニット・コイルを示す。各電流ユニットの壁はコイルのＺ軸に沿って先細りになっている。隣接し合う電流ユニット２００Ｆは示された例において交番する方向に整列されているが、他の配置構成も考えられる。セグメント７１０は互いに平行とはなっていない伝送線路素子の１つの導電体として機能する。各電流ユニット２００Ｆは信号ケーブルに結合され、かつ、各信号ケーブルは送信／受信スイッチを介して送信機または受信機に接続されるか、送信機と受信機の双方に接続される。各電流ユニット２００Ｆは、駆動ユニット、受信ユニット、または、駆動・受信ユニットの双方のいずれかとして機能することができる。
【００３４】
図７Ｂは先細りになった輪郭を有する例示的電流ユニット２００Ｆの図である。例において、寸法７３０Ａは寸法７３０Ｂより大きく、寸法７４０Ａは寸法７４０Ｂより大きいが、Ｚ軸上の段階的変化をもたらすための他の配置構成も考えられる。
【００３５】
１つの例において、Ｚ軸は、図２Ｂに示されているように、電流ユニットのＺ軸に沿った孔またはスロットなどの手段により符号化されている。間隔、直径、形状位置、その他の要因はＺ軸の符号化を達成するために変化させることができる。
【００３６】
例示的変形例
１つの例において、コイルは多数の電流経路を有する各電流ユニットを備えた複数の電流ユニットを含む。様々な例において、電流ユニットはボリュームの周囲に、または、面内に配置構成されている。本主題事項により配置構成された横方向電磁（ＴＥＭ）コイルは複数の電流ユニットを含む。電流ユニットはボリューム・コイルの面内に少なくとも１つの開口を設けるように配列される。加えて、電流ユニットは、むくの、または末端開口を含む背面版を使用して組み立てられている。１つの例では、背面版は導電性である。
【００３７】
加えて、電流ユニットは、電流の流れのための少なくとも１つの末端リング、および、いくつかの横木を有する鳥篭構造に配列されてもよい。少なくとも１つの横木は、多数の電流経路を有する電流ユニットとすることができる。
【００３８】
１つの例において、コイルは、各々がいくつかの導電体を有し、かつ、磁気共鳴の励起または受信のためのユニットとして組み立てられている独立した電流ユニットを含む。１つの例において、コイルは隣接する誘電体で製作されており、いくつかの導電体は、磁気共鳴の励起または受信のために誘電体の上または内側に作成されている。
【００３９】
様々な例において、電流経路は伝送線路またはループ・パスを含む。伝送線路は、２つ以上の同心導電性素子、ストリップ線路、微小ストリップ、導波路、または、絶縁性誘電体により分離された平行な導電体の配置構成物を含むことができる。導電性素子は固体ストリップ、孔またはスロットのあるストリップ、ワイヤ、または、チューブを含むことができる。
【００４０】
電流ユニットは２つ以上の電磁場を発生させることができる。発生された電磁場を問題の領域で空間領域内に向ける、または、制御するために、他の回路または構造がコイルに結合されて配置構成されている。問題の領域がこの電磁場により励起され、誘発信号は問題の領域から受信される。１つの例において、電流ユニットは問題の領域内で空間領域内の電磁場を検出する。
【００４１】
１つの例において、電流ユニットの電流経路は導電性経路内の電流を調整することにより所望の電磁場を発生する。導電性経路内の電流の大きさ、位相、周波数、タイミング、空間的位置は、いずれの他の電流素子または電流経路内の電流とも独立に選択することができる。
【００４２】
１つの例において、各電流素子は問題の領域内で励起電磁場を発生させるために独立に通電することができる。各励起電磁場は問題の領域内の１つまたは複数の空間領域に結合される。
【００４３】
１つの例において、個別の導電体経路は多電流ユニット・コイルの円偏極または各電流素子の近傍における円偏極を可能にする。
【００４４】
１つの例において、単一の電流ユニットは１つまたは複数の電磁場に寄与する各電流素子に直交駆動を供給することができる。
【００４５】
１つの例において、コイルの電流素子は共通の周波数で動作させることができるか、または、１つまたは複数の電流素子が異なった共鳴周波数に操作または同調させることができる。加えて、各電流素子は異なった大きさ、位相、周波数、タイミング、または、空間的位置の電流で駆動することができる。
【００４６】
１つの例において、ループ電流素子は、電磁場の方向が電流の流れに応じて決定される磁気双極子に対応する電磁場を生成する。
【００４７】
１つの例において、電流ユニットは、２つの異なった励起電磁場を生成する所定の配置構成または可変配置構成を有する２つの導電性経路を含む。これらの電磁場は空間的な向き、位相角度、大きさ、周波数、タイミング、または、それらの何らかの組合せに関して異なっている。特に、空間的な向きおよび大きさは異なった空間領域を規定する。
【００４８】
１つの例において、２つ以上の電流ループが設置されている。様々な例において、電流ユニットの電流ループは同じ、または、異なった平面のいずれか内に存在するように配置構成されており、各々は異なった位相角度を利用して同じ空間領域に結合されている。１つの例において、電流素子は独立したベクトルを持つ空間領域に結合されている。
【００４９】
１つの例において、電流ユニットは２つの直交電磁場を発生する２つの電流素子を含む。適した周波数の選択は異なった核種の検出を可能にする。
【００５０】
１つの例において、電流ユニットは２つ以上の導電性経路を含む電流ユニットであり、各経路内の電流は、電流の位相、電流の大きさ、電流の周波数、電流の切換え、または、電流の空間的配置において操作できる。
【００５１】
様々な例において、コイルは、１テスラから１２テスラ、ならびに、より大きな、または、より小さな電磁場強度のＢ0静電磁場を発生する磁石とともに使用するように配置構成されている。
【００５２】
１つの例において、各電流ユニットは２つ以上の電流素子を有する個別のモジュールである。１つの例において、電流素子は独立したモジュール内に配置され、かつ、本明細書に説明されているように、空間領域の励起と検出を行う形で動作される。
【００５３】
１つの例において、電流ユニットは問題の領域の異なった部分に結合される。例えば、第１の電流ユニットは問題の領域に面的に結合され、他の電流ユニットはより大きな深さに貫通して結合している。
【００５４】
１つの例において、２つ以上の電流素子は、遮蔽を基準として異なった位置に、電流ユニット内に配置されている。例えば、第１の電流素子は遮蔽から約１ｃｍにあり、第２の電流素子は遮蔽から約２ｃｍにある。遮蔽は独立した導電体または電流ユニットの伝送線路の導電体とすることができる。
【００５５】
１つの例において、コイルの電流ユニットは、誘導性または容量性などのリアクタンス性結合により相互に結合されるか、または、有線接続される。１つの例において、コイルの１つまたは複数の電流ユニットは互いから遮蔽することにより、または、リアクタンス性の結合解除により相互に結合解除される。
【００５６】
様々な例において、コイルは磁気共鳴画像形成、電子常磁性共鳴、電子スピン共鳴、その他の応用例で使用される。１つの例によれば、多数の導電体を有する電流ユニットは２つ以上の位相角度、大きさ、周波数の電流と電磁場を発生し検出する。
【００５７】
１つの例において、電流ユニットは改善された信号対雑音比のために、直交電磁場を発生するために円位相偏極を利用して通電される。１つの理論によれば、信号対雑音比は、信号強度、空間解像度、または、画像獲得の速度を改善するために例えば使用できる核磁気共鳴信号において、√２の係数で改善する。１つの例において、電流ユニットは並列画像形成の応用例のための離散的サンプル空間領域に結合する。
【００５８】
１つの例において、直交位相になった電磁場は、並列画像形成の性能を改善するために、サンプル内の独立した磁化ベクトル場に結合する。
【００５９】
１つの例において、電流ユニットの多数の電流経路は、サンプル内の異なった領域に電磁場結合を拡張するために、異なる大きさで駆動される。多電流の大きさと位相を、問題の領域をターゲッティングするために組み合わせることができる。
【００６０】
電流ユニットの多電流経路は、代謝の画像形成と分光分析法などの多核種用の応用例に対しては多数の周波数に同調する。
【００６１】
１つの例において、相互の素子を遮蔽または結合するために多電流経路おと接地経路が使用されている。
【００６２】
１つの例において、コイルは複数の電流ユニットを含み、各電流ユニットは少なくとも１つの電流素子を有する。例えば、（１つの電流ユニットの）第１の電流素子は第１の配置構成を有し、残りの電流ユニットの他の全ての電流素子は第１の配置構成とは異なる第２の配置構成を有する。ループ電流素子を有するコイルを考てみる。少なくとも１つの電流素子が図３の電流経路２４５Ａにより示されたように整列され、少なくとも１つの他の電流素子は電流経路２５０Ａにより示されたように整列されている。１つの例において、隣接し合う電流ユニットは整列が交番する電流素子を有する。１つの例において、各電流ユニットは他の全ての電流素子とは異なって整列された電流素子を有する。加えて、別の例は遮蔽導電体を基準として異なった位置にあるループ電流素子を有するコイルを含む。例えば、第１の電流ユニットは遮蔽導電体から第１の距離に配置された電流導電体を有し、第２の隣接する電流ユニットは遮蔽導電体から第２の距離に配置された電流導電体を有する。
【００６３】
１つの例において、異なった電流素子の各々における電流の周波数、位相、大きさ、位置、または、タイミングは、他のいずれの電流素子における電流とも独立に選択されている。
【００６４】
１つの例において、コイルはＸ軸、Ｙ軸、または、Ｚ軸に沿った段階的変化を有する無線周波数信号を発生または受信するために配置構成された電流ユニットを含む。１つの例において、Ｚ軸は電流ユニットの主要な寸法に整列されている。例の方法により、段階的変化をもたらすために、非平行側面または誘電体の変化する厚さ、開口、または、他の構造物を使用することができる。
【００６５】
１つの例において、１６チャンネルストリップ線路横方向電磁（ＴＥＭ）コイルは、ＲＦ磁場の大きさがＸ軸、Ｙ軸、または、Ｚ軸に沿った段階的変化となるように配置構成されている。この空間的に変化するＲＦの輪郭は、全ての３つの次元におけるＳＥＮＳＥ低減を可能にする。
【００６６】
例示的コイルは２５ｃｍの内径と１６ｃｍの長さを有し、かつ、７テスラの電磁場の大きさで頭部の均一な画像を生成するように作成されている。１６個の電流素子は、これらの素子が調和して駆動（送信および受信）できるように、テフロン（登録商標）誘電体上に等しく間隔を空けられ、かつ、７テスラにおける陽子のラーモア周波数に独立に同調され、マッチングされている。示された例において、隣接した電流ユニットはリアクタンス的に減結合されている。各素子に対して、テフロン誘電体は上向きまたは下向きの方向に先細りの輪郭を有し、空間的に変化する分路容量を構成する。１つの例において、導電体の幅対誘電体の厚さの比は一定であり、そのため、インピーダンスも一定である。
【００６７】
軸平面内でコイルの性能を悪く抑制せずにＺ軸におけるｋ空間副符号化を受け入れることによりＳＥＮＳＥの性能を向上させる空間的に変化するＲＦ磁場を作成するために、他の配置構成も考えられる。例示的コイルは、Ｚ軸には磁場を作成しない電流素子を利用して、Ｚ軸、さらにはＸ軸とＹ軸におけるＳＥＮＳＥ符号化を可能にする。
【００６８】
＜付記１＞
無線周波数コイルのための電流ユニットであって、
誘電体に近接した第１の無線周波数電流経路と、
前記誘電体に近接した前記第１の無線周波数電流経路とは独立した第２の無線周波数電
流経路と、を含み、
前記第１の無線周波数電流経路と前記第２の無線周波数電流経路は磁気共鳴画像形成の
ために配置構成されている電流ユニット。
＜付記２＞
前記誘電体に近接した第３の無線周波数電流経路をさらに含み、前記第３の無線周波数
電流経路は前記第１の電流経路と前記第２の電流経路とは独立しており、前記第３の無線
周波数電流経路は磁気共鳴画像形成のために配置構成されている付記１に記載の電流ユ
ニット。
＜付記３＞
前記第１の無線周波数電流経路、前記第２の無線周波数電流経路、前記無線周波数電流
経路が、実質的に平面状であり、かつ、平行に整列している付記２に記載の電流ユニッ
ト。
＜付記４＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つは誘電体内に埋め込まれて
いる付記１に記載の電流ユニット。
＜付記５＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つは複数の孔、スロット、穴
、または、開口を含む付記１に記載の電流ユニット。
＜付記６＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つはＺ軸に沿って符号化する
ように配置構成されている付記１に記載の電流ユニット。
＜付記７＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つはＸ軸とＹ軸の少なくとも
１つに沿って符号化するように配置構成されている付記１に記載の電流ユニット。
＜付記８＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つは導電性ループを含む請求
項１に記載の電流ユニット。
＜付記９＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路の少なくとも１つは面に沿って先細りとなっ
ている付記１に記載の電流ユニット。
＜付記１０＞
磁気共鳴無線周波数コイルであって、
互いに近接して配列され、かつ、各電流ユニットは少なくとも２つの電流経路を有する
少なくとも２つの電流ユニットを含み、第１の電流経路は励起磁場を発生するように配置
構成され、第２の電流経路は信号を検出するように配置構成されているコイル。
＜付記１１＞
前記少なくとも２つの電流ユニットはボリュームの周囲に分布されている付記１０に
記載のコイル。
＜付記１２＞
前記少なくとも２つの電流ユニットは面の周辺に分布されている付記１０に記載のコ
イル。
＜付記１３＞
前記コイルは１と１２テスラの間の磁場強度を有する静磁場内で動作するために配置構
成されている付記１０に記載のコイル。
＜付記１４＞
磁気共鳴無線周波数コイルのための電流ユニットであって、
各電流素子が第１の電流経路、および前記第１の電流経路と平行の関係にある第２の電
流経路を有する第１の電流素子と第２の電流素子であって、前記第１の電流素子は第１の
平面内に存在し、前記第２の電流素子は第２の平面内に存在する電流素子を含み、
前記第１の平面は前記第２の平面とは異なっており、かつ、前記第１の平面と前記第２
の平面は直円上で交差している電流ユニット。
＜付記１５＞
前記第１の電流素子と前記第２の電流素子の少なくとも１つはループ導電体を含む請求
項１４に記載の電流ユニット。
＜付記１６＞
前記第１の電流素子と前記第２の電流素子に近接して配置されている第３の電流素子を
さらに含む付記１５に記載の電流ユニット。
＜付記１７＞
各平面電流素子が実質的に平行に整列され、かつ、前記第１の電流素子と前記第２の電
流素子に近接して配置されている複数の平面電流素子をさらに含む付記１５に記載の電
流ユニット。
＜付記１８＞
電流ユニットの第１の電流経路を使用して無線周波数磁気共鳴コイル内に第１の磁場を
発生するステップと、
前記電流ユニットの第２の電流経路を使用して第２の磁場を発生するステップと、
前記電流ユニットを使用して信号を検出するステップと、を含む方法。
＜付記１９＞
前記検出するステップは前記コイルのＺ軸に沿った符号化を含む付記１８に記載の方
法。
＜付記２０＞
前記発生するステップは電流、周波数、位相角度、間隔、タイミングの少なくとも１つ
を変調するステップを含む付記１８に記載の方法。
＜付記２１＞
前記発生するステップは前記電流ユニットに供給される電力を変調するステップを含む
付記１８に記載の方法。
＜付記２２＞
前記第１の電流経路を第１の特定の共鳴周波数に同調するステップをさらに含む付記
１８に記載の方法。
＜付記２３＞
前記第２の電流経路を第２の特定の共鳴周波数に同調するステップをさらに含み、前記
第１の特定の共鳴周波数は前記第２の特定の共鳴周波数とは異なっている付記２２に記
載の方法。
＜付記２４＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路をリアクタンス的に結合するステップをさら
に含む付記１８に記載の方法。
＜付記２５＞
前記第１の電流経路と前記第２の電流経路をリアクタンス的に結合解除するステップを
さらに含む付記１８に記載の方法。
＜付記２６＞
前記第１の電流経路を第１の空間領域に結合し、かつ、前記第２の電流経路を第２の空
間領域に結合するステップをさらに含む付記１８に記載の方法。
＜付記２７＞
互いに近接して配列され、かつ、各電流ユニットが少なくとも２つの電流経路を有する
少なくとも２つの電流ユニットを含み、少なくとも１つの電流経路は磁場を発生するステ
ップまたは信号を受信するステップの少なくとも１つのために配置構成されている磁気共
鳴無線周波数コイル。
＜付記２８＞
前記少なくとも２つの電流ユニットはボリュームの周囲に分布されている付記２７に
記載のコイル。
＜付記２９＞
前記少なくとも２つの電流ユニットは面の周囲に分布されている付記２７に記載のコ
イル。
＜付記３０＞
前記コイルは１と１２テスラの間の磁場強度を有する静磁場中で動作するために配置構
成されている付記２７に記載のコイル。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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