(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一平面上に設けられた複数の横方向コイルエレメントによって構成された横方向アレイと、
前記横方向アレイと略平行に設けられ、前記横方向アレイと移動自在に結合され、略同一平面上に設けられた複数の中央コイルエレメントによって構成された中央アレイと、
を備えているＭＲＩ胸部画像化のためのＲＦコイルであって、
前記横方向コイルエレメントと前記中央コイルエレメントによって形成される磁場が、診察対象において略直交しており、
前記横方向コイルエレメントが、ループコイルエレメントによって構成され、前記中央コイルエレメントがバタフライコイルエレメントによって構成されている
ことを特徴とするＲＦコイル。
【請求項２】
前記ＲＦコイルには、第二横方向アレイと第二中央アレイが更に設けられ、
前記第二横方向アレイが、複数の第二ループコイルエレメントで構成され、
前記第二中央アレイが、複数の第二バタフライコイルエレメントで構成され、
前記第二バタフライコイルエレメントには、それぞれ第一ループと第二ループが設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
【請求項３】
前記バタフライコイルエレメント及び前記第二バタフライコイルエレメントには、それぞれ略等しい大きさの第一ループと第二ループとが設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
【請求項４】
前記第一ループ及び前記第二ループの１つが、前記第一ループ及び前記第二ループの第二ループより大きいことを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
【請求項５】
前記バタフライコイルエレメント及び前記第二バタフライコイルエレメントのそれぞれが、９０度曲げられて、前記中央アレイがＵ字状とされることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
【請求項６】
前記中央アレイ及び前記第二中央アレイが、１つのコンポーネントとして集約されていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。
【請求項７】
前記横方向アレイには、画像化される胸部にアクセスするための開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）に関し、より詳細には、組み込みのかつ分離可能な無線周波数コイルを備えたオープン構造患者支持システムと、ＭＲＩで使用される位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、強い磁場の存在の下に、無線周波数信号による励起後に水素原子から放出される微弱な核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号を検出する。このＮＭＲ信号は、アンテナと呼ばれるコイルを用いて検出される。「コイル」という用語も、アンテナとそのハウジング又は支持構造の意味で一般的に使われている。このように、「コイル」は、複数のコイルを含む構造の意味でも用いられる。「コイルエレメント」は、装置、無線コイル、又はアンテナの電子部品の意味で用いられる。
【０００３】
ＮＭＲ信号は、極端に微弱である。この信号に対するコイルの感度は、コイルと対象物との距離が増加すると急速に減少する。従って、例えば図８のコイル又はバタフライコイル、ソレノイドコイル、ボリュームコイルやコイル表面は、画像化する対象の領域に密接するように置かれる。不必要な画像領域が、得られた信号に不必要なノイズを加えるので、コイルのサイズは小さくて、容易にＭＲＩテーブル上の患者にフィットして、興味のある対象の画像のみえることができるようになっている。興味のある組織に局在したコイルは、患者を大きくスキャンするための例えば「ボディコイル」のようなより大きなコイルより高い信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有する傾向がある。
【０００４】
局所コイルのサイズが小さくなると、その視野又は感度プロファイルが小さくなる。より小さなコイルを用いてより大きな領域の画像を得ようとする場合には、多数の小さなコイルを組み合わせて同時に用いるか、画像収集領域に対してコイルを移動させる必要が生じる。
【０００５】
コイルは、円偏向又は直角位相で位相配列した多数個のコイルとして、個別に動作させることが出来る。多数個のコイルからの信号の組み合わせは、ＳＮＲの収率を向上させることができる。画像のために多数個のコイルを用いることに関連した課題の一部は、個々のコイルのフィールドがコイル間カップリングとなって相互作用する事実であり、これら相互作用はコイルのクオリティファクターＱ値を減じる方向に働く。先行技術において、このカップリングを減少させることを目的とした種々の特許が提示されてきた。マルチコイルアレイのコイル間カップリングを減らそうとするある技術では、隣接するコイルを、およそ１０％重ね合わせることで、追加のフィールドが打ち消しあうことに貢献して、カップリングを無くすというものである。２より多くのコイルがあるいくつかの場合において、重ね合わせによるデカップリングプロセスは複雑であって、コイルカップリングは、最も隣接した関係でないコイル間でも生じ、フィールドの打ち消しは、著しく複雑である。これらの場合において、キャパシタやインダクタ又は追加の回路を、いくらかのカップリングを生じているコイル間に加えることによって、カップリングは減少できる。低インピーダンスのプリアンプがコイルシステムに加えられて、コイルカップリング効果を減じることができる。ほとんどの先行技術において、これら種々の技術の組み合わせが記載され、成功裏に採用されてきた。
【０００６】
また、ボディコイルや他のコイルが送信又は励起モードで動作している一方で、受信専用コイルとしてコイルを動作させるためには、コイルがブロックされているか、又はマグネットボディコイルから切り離されている必要がある。この場合もやはり、先行技術の種々の特許が、このプロセスの改善を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コイルシステムに対する別な検討は、パラレルイメージングモードにおいて動作する能力に関するものである。これらの動作モードにおいて、例えばＳＭＡＳＨ、ＳＥＮＳＥ、ＰＩＬＳ、又はＧＲＡＰＰＡといった画像技術は、コイルに画像と独立したボリュームを要求する。独立して動作するこれらコイルの感度プロファイルに基づいて、再構成アルゴリズムが実行されて、従来の画像取得時間より短時間に、全体画像ボリュームの再構築が可能である。コイルは、最適なパラレルイメージングに対して独立したボリュームの像を取得し、従って、コイルの重なりを採用するデカップリング戦略は、最適ではない。
【０００８】
コイル技術と一般的なＭＲＩシステムとに対する追加の検討は、より多くの数の同時画像チャネルに向かってプッシュすることである。コイルシステムは、通常８つの別個のアンテナを利用して８チャネルシステムで実施されるが、いくつかのシステムでは現在最大９６チャネルまで、計画ではさらに多くのチャネルを使って実施する。チャネルを追加するメリットは、パラレルイメージングの実施における加速係数をより高めることと、信号ノイズ比をより高めるためにコイルをより小さくすることである。このアップグレードしたＭＲＩを一定に駆動することで、旧来のコイルシステムは時代遅れになる。主構造とコイル回路とＭＲＩへのコネクションを有するコイル装置全体を購入する以外に、コイルに関連付けられたチャネルの数をアップグレードする手段は、現在のところ無い。
【０００９】
コイルは、動作させようとしている磁場強度に関連したラーモア周波数になるように巻かれている必要があり、即ち、１．５Ｔの場合にコイルは６３．８６ＭＨｚになるように巻かれている必要があり、３．０Ｔの場合に１２７．７ＭＨｚになるように巻かれている必要がある。ほとんどの商業的コイルにおいて、コイルエレメント又はアンテナは患者支持構造から分離不可能であり、又はコイルハウジングから分離不可能である。異なる磁場の強さを有する各ＭＲＩに対して、従って、コイルエレメントとコイルハウジングと患者支持構造とケーブルからなる新しいコイルシステムが必要である。
【００１０】
ほとんどのＭＲＩ画像は、水素原子からの信号に関係しているが、他の原子核（例えばＣ１３、Ｋ、Ｐ、Ｎａ）も時にはＭＲ分光法又はＭＲ画像の対象となることがある。伝統的に、これらの原子核の測定に関連する低い信号対ノイズ比が、実際の臨床治療用画像に用いることを不可能にしてきた。しかし、進歩したコイル技術とより強い磁場の出現で、これらの技術はより実践的になってきた。しかし、標準ＭＲＩシステムの制限されたバンド幅においてこれらの信号を得るためには、関連した回路と同様に、適切な原子核の歳差運動周波数（ラーモア周波数）にコイルが巻かれている必要がある。二重ターンの画像（即ち水素原子と他の原子との組み合わせ）に適した幾つかのシステムが存在するが、しかし、これら多数個のコイルをコイルハウジングに集積することに関して、制限がある。
【００１１】
また、コイルスイッチング、マルチプレクシング、又はダイナミックコイル選択戦略が、大きなコイルアレイセットからコイルセットを活性化と不活性化させる。この戦略は、より小さな生体構造の画像のためのコイルサブセットを最適化したり、画像取得や画像処理時の対象領域間を切り替えたりするのに用いることができる。この戦略を収容するために、コイルセット又はこれらのコイルのサブセットが適切に設計されている必要がある。目下のところ、このタイプの画像戦略をコイルモジュールシステムデザインに収容したシステムは存在しない。
【００１２】
特に人の胸部に関する画像の別の検討は、ＭＲＩやＵＳ（超音波）やマンモグラフィーで胸が撮像され、外科的な診療が行われる場合における撮影位置を変化させることである。外科や超音波（ＵＳ）画像検査が、ほとんど排他的に仰向けの位置で行われるのに対して、ＭＲＩでは胸はしばしばうつ伏せの位置で画像化されるので、これらの位置の間に身体造上の特徴を相関付けるのは困難である。仰向けの位置での胸のＭＲＩ画像は、非常に困難であり、まったく成功した試しが無い。
【００１３】
コイル技術の複雑さと臨床治療の要求が高まってきており、コイルシステムに関する新たな戦略が必要である。システムは、多くの画像チャネルを収容するためにアップグレードされたパスが提供されるのと同様に、コイルのサイズが生体構造に適しており、使用するコイルの数を最大にでき、異なる磁場の強さと原子に対応してコイルが巻かれ、パラレルイメージング構造に最適化できることが要求される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、医療用画像、特にＭＲＩ無線コイル配置の分野に関し、また、対応する人体組織を画像化するために用いられる支持装置に関する。本発明の基礎となる点は、コイルエレメント（アンテナ）を患者支持システムから切り離すことであって、無線周波数（ＲＦ）コイルエレメントを、画像取得のために取り付けたり及び／又は選択したりすることができることである。このコンセプトは、伝統的な「卓上用の」コイル（即ち、一般的なＭＲ画像テーブルトップの上に置かれたコイル）に適用されており、また、コイルエレメントを集積化した特別なテーブルトップを有する専用ストレッチャに適用されている。対象の生体構造の位置決め、支持、固定化、圧迫を可能にすることによって、前記コイルの使用を最適化するための手段が提示されている。加えて、これら画像構造における画像化に適した種々のＲＦアンテナや回路構成が提示されている。
【００１５】
先行技術は、１）専用の目的のための特定の固定コイル配置（頭部コイル、心臓部コイル、胸部コイル）又は２）生体構造全体を画像化するために一般的なコイルが配置された場合の、分離可能なコイル配置、又は３）身体全体を画像化するために必要なすべてのコイルが、オールインワンのシステムとして、サブセットを使用しなくて済む配置、又は４）種々の生体構造を画像化するために組立てられたコイルセット、のいずれかに焦点を当てていた。先行技術で、単一の生体組織と関連する構造に焦点を当てたものはなく、単一の生体組織と関連する構造のための特別な用途を提供するものは無かった。即ち、生体構造に対する異なる画像の要求に適合したコイルセットを有しておらず、即ち、多数の胸部コイルセット（高ＳＮＲやパラレルイメージングや診療のためのものや、より小さな患者のサイズに合ったものや、分光用途のためのもの）や、特徴は、コイルを作り上げる種々の態様（電子機器、電子機器用コイルハウジングの物理的サポート）として作られない。
【００１６】
本発明の技術の所望の構成要素は、コイルと組み合わせた患者支持構造を提供する機能である。安定した、頑丈な支持材の使用において、コイルは患者の邪魔をすることなく取り外したり、交換したりできる（例えば、補修の場合と同様に、異なる磁場配置を有するコイルを用いる場合）。
【００１７】
ハウジング又は患者支持構造から分離可能なコイルシステムの利点は、１）患者の生体構造に最適化した組み合わせた視野（ＦＯＶ）を構成する点、２）すべての利用可能な受信チャネルを活用する点と、所望の視野のみを画像化するように、それらを集中する点、３）患者を移動させること無しにコイルエレメントの再配置と交換と取り外しを可能にして、画像誘導診療のために開口が形成される点、４）より大きな又は小さな磁場の強さや異なる原子核を対象としてコイルエレメントを使用する点、５）異なる形状を有する分離可能な送信及び受信コイルエレメントを供給する点、６）連続した画像又は外科的手順を容易にし、支援するために、組織（例えば胸部）を種々の配置に位置づけするために最適化されたコイルや圧迫配置を提供する点、７）各構成に対する支持構造を分離する必要無しに、異なるコイル構成を、医師に利用可能にさせる点、８）組立て品全体を交換すること無しに、コイルエレメントを新しいものや機能が改良されたものにアップグレードする点、に関する能力を備えていることである。
【００１８】
本発明の重要な態様は、分離可能で再構成可能なコイルシステムが、例えば（胸部において）両側性画像化、片側性画像化、乳腺切除患者又は部分的乳腺切除患者の胸壁の画像化、介入手順、強磁場下画像化、又は複数原子画像化といった特定の画像化目的のために最適化されたコイル構成を可能にすることである。また、本発明の別の態様は、データ収集のためにコイル信号をＭＲＩスキャナと結合する技術である。また別の態様は、受信専用と送受信画像応用の両方（送信と受信）において両側性画像と片側性画像とに最適化した特定のコイル形状である。加えて、これらのコイルシステムは、例えばＳＥＮＳＥとＳＭＡＳＨといった送信、受信、送受信モードで平行画像用途で用いられるように設計されている。加えて、コイルシステムは、コイルアレイが平行画像用途に連携して用いられる、送信ＳＥＮＳＥ又はＴ−ＳＥＮＳＥモードで動作させることができる。
【００１９】
コイルエレメントは、コイル対コイル結合を減じるために、また画像対象に接近して多数のコイルを配置させるために、またモジュラーコイルシステムの枠の中で対象を最大限にカバーするために、ユニークな配置を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は、標準患者搬送用ストレッチャ上の胸部コイルテーブルトップ上にうつ伏せで横たわっている患者を示す。ストレッチャは、閉じた穴の開いたＭＲＩシステムの前に置かれている。（ｂ）は、専用ストレッチャの上の専用胸部画像テーブルトップ上にうつ伏せで横たわっている患者を示す。ストレッチャは、閉じた穴の開いたＭＲＩシステムの前に置かれている。（ｃ）は、ＭＲＩに対して離れた位置にあるテーブルトップを備えた特別なストレッチャを示す。（ｄ）は、磁石に取り付けられ、ケーブルと自動的に接続されたテーブルトップを示す。（ｅ）は、垂直方向に設けられたケーブル接続点を備えたテーブルトップを示す。（ｆ）は、ＭＲＩに取り付けられたこの垂直方向のテーブルトップを示す。（ｇ）は、ケーブル接続点を有するストレッチャを示す。（ｈ）は、ドッキング時に自動的に接続されるケーブル接続を備えたＭＲＩに取り付けられているストレッチャを示す。
【図２】（ａ）は、二次支持構造や圧迫プレートやコイル無しでの、胸部画像化のための患者支持構造を示す。図示されたケーブルは、ＭＲＩコネクタへ続く支持構造上の種々の接続パネルとポートに取り付けられている。（ｂ）は、胸骨支持部が取り付けられた患者支持構造を示す。（ｃ）は胸部と反対側の支持構造が取り付けられた患者支持構造を示す。（ｄ）は、胸部両側支持構造が取り付けられた患者支持構造を示す。
【図３】適切な位置にいる患者とともに種々の圧迫プレートと二次下部構造アタッチメントを備えた患者支持構造の正面図である。（ａ）適切な位置にいる患者とともに主構造に取り付けられた前側プレートと横側プレートを示す。（ｂ）適切な位置に配された前側プレートと横側プレートとを示す。（ｃ）主装置のアタッチメントから旋回した二次構造として導入された前側と横側のプレートを示す。（ｄ）主支持構造に導入された前側コイルプレートと、横側コイルプレートである。（ｅ）適所に置かれた前側と横側コイルプレートである。
【図４】（ａ）関連した回路を有するシングルループコイルを示す。（ｂ）多重化装置を備えたシングルループコイルアレイである。（ｃ）コイルをケーブルから切り離すことのできる電気コネクタを備えた２つのループコイルである。（ｄ）小さなループコイルを示す。（ｅ）大きなループコイルを示す。（ｆ）２つのループと３つのループを備えたバタフライコイルを示す。（ｇ）伝送線コイルを示す。（ｈ）ループ状伝送線コイルを示す。
【図５】（ａ）接続のための同軸電線を備えたコイルハウジングに収容されたループコイルを示す。（ｂ）電気的／機械的コネクタを備えたコイルハウジングに収容されたループコイルを示す。（ｃ）無線／光学変換回路と機械的／光学的接続を備えたループコイルを示す。（ｄ）患者を上部に乗せた胸部支持構造の側面図を示す。（ｅ）ＭＲＩへのケーブル接続を備えた圧迫フレームに取り付けられたコイルプレートを示す。（ｆ）圧迫プレートへの電気的／機械的接続を備えた圧迫プレートに取り付けられたコイルプレートを示す。（ｇ）圧迫プレートへの無線接続を備えた圧迫プレートに取り付けられたコイルプレートを示す。（ｈ）追加的な無線実装としての圧迫フレームスライダ（中間部）とコイル（底部）を支持するレール（上部）の側面図を示す。
【図６】１つの配置に集約されたコイルの種々の配置を示す。（ａ）４つのループコイル（ｂ）交互磁場検出を備えた４つのループコイルを示す。（ｃ）４つの小さなループコイル（ｄ）水平方向に設けられた４つのループコイルを示す。（ｅ）４つのバタフライコイル（ｆ）２つのループコイルと２つのバタフライコイルの組み合わせを示す。（ｇ）４つのバタフライコイルの上に重畳された４つのループコイルを示す。（ｈ）水平方向に設けられた４つのループ／バタフライコイルを示す。（ｉ）４つの伝送線コイルを示す。（ｊ）ハイブリッドループとして示された２つの伝送線コイルを示す。（ｋ）４つの重ね合わされた伝送線コイルと４つのループコイルを示す。（ｌ）伝送線ラインコイルとループコイルとバタフライコイルの重ね合わされた４つのセットを示す。
【図７】胸を異なる配置に置かれた患者の軸方向図を示す。（ａ）種々のコイルプレート配置を備えた片側性構成の胸部を示す。（ｂ）４つの独立した医療用／側面プレートを備えた両側性構成を示す。（ｃ）後方医療用プレート構造を備えた両側性構造を示す。（ｄ）取り付けられたコイルアレイを備えた片側性胸部を示す。（ｅ）（ｄ）の両側性構成を示す。（ｆ）圧迫無しの両側性構造を示す。
【図８】両側性用途のための種々のコイル配置を示す。（ａ）ループコイルを横方向に、バタフライコイルを内側に備えた両側性コイルプレートを示す。（ｂ）固定された中間構造上の中央コイルを備えたループ横方向コイルとバタフライ中間コイルを示す。（ｃ）固定された中間構造上の中央コイルを備えたループ横方向コイルとバタフライ中間コイルと、中間構造に固定されるように取り付けられた２つの横方向コイルを示す。（ｄ）２つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（ａ）と同じ構成を示す。（ｅ）２つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（ｂ）と同じ構成を示す。ここで、中間のバタフライコイルは非対称のループを有し、より後方の位置になった時に、横方向コイルとより分離しやすくなっている。（ｆ）オープンコイルハウジングに収容された２つの横方向コイルと、２つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（ｃ）と同じ構成を示す。（ｇ）３つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（ｄ）と同じ構成を示す。（ｈ）３つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（Ｅ）と同じ構成を示す。（ｉ）オープンコイルハウジングに収容された横方向コイルと、２つの互いに重なり合って分離した横方向コイルを備えた（ｆ）と同じ構成を示す。ここで、横方向コイルと中間コイルとの間に、前方接続が設けられる。（ｊ）２つの互いに重なり合って分離した横方向コイルと、２つの互いに重なり合って分離した中間コイルとを備えた（ｇ）と同じ構成を示す。（ｋ）８つの互いに重なり合って分離した横方向コイルと、８つの互いに重なり合って分離した中間コイルとを備えた（ｈ）と同じ構成を示す。（ｌ）オープンコイルハウジングに収容された横方向コイルと、２つの互いに重なり合って分離した中間コイルを備えた（ｉ）と同じ構成を示す。ここで、前方位置から接続が行われる。
【図９】上／下又は上方／下方から圧迫された胸部の複数の図を示す。（ａ）前方から後方に向かう圧迫プレートによって圧迫された胸部を示す。（ｂ）圧迫プレートに挿入されたコイルを示す。（ｃ）前方から２つの胸部への圧迫を示す。（ｄ）前方圧迫プレートの矢印方向図を示す。（ｅ）前方からの胸部を圧迫する斜め旋回圧迫プレートを示す。（ｆ）（ｅ）の矢印方向図を示す。
【図１０】オープン構造胸部画像化システムのための種々の圧迫配置を示す。（ａ）等角の固定化プレートに仰向けになった患者を示す。（ｂ）同じ固定化プレート上にうつ伏せになった同じ患者を示す。（ｃ）（ｂ）を矢印方向平面から見た図を示す。（ｄ）位置確認ワイヤを腫瘍部に挿入後の胸の軸方向図を示す。（ｅ）固定化装置を取り外した後の同じ患者を示す。（ｆ）前方から圧迫した胸部を示す。
【図１１】（ａ）専用ストレッチャと共に用いられた専用身体画像化テーブルトップ上に仰向けに横たわった患者を示す。（ｂ）種々のコイル挿入部分を有する後方支持プレートを示す。（ｃ）大きなＦＯＶコイル挿入部を備えた後方支持プレートを示す。（ｄ）対象の身体構造に関して最適な位置となるように、支持プレート内部でコイルセットを種々の位置に配置する方法を示す。
【図１２】（ａ）専用ストレッチャ上の専用前立腺画像化テーブルトップに仰向けに横たわった患者を示す。（ｂ）患者の軸方向図を示す。（ｃ）コイル挿入部を備えた前方支持プレートを示す。（ｄ）コイル挿入部を備えた前立腺カバーを示す。（ｅ）コイル挿入部を備えた後方支持プレートを示す。
【００２１】
以下の本発明の詳細な説明を考慮に入れることで、当業者には本発明の前述の特徴、目的、そして長所は明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に記載する技術は、改良したコイルシステムと関連した支持構造と装置を用いた改良されたＭＲＩ法を網羅する。好ましき実施例は、この技術の構成要素の一般的な及び特定の特性や特徴を参照することにより記載される。しかし、この明細書は本発明の技術の例示としていくつかの特定の実施例のみを開示するが、これは本願発明の範囲を限定するものではない。この発明の新規な精神及び範囲から離れることなく数多くの修正及び変更を行なうことができることは容易に明らかであろう。
【００２３】
この技術開示には、ＲＦコイル設計、機械的システム設計、そしてシステムからの信号を最大化し、従来提供されなかった形態での身体構造の画像化を可能にするためのコイルを構成する方法が含まれる。模範的な事例として、胸部画像化に関して記載する。
【００２４】
この技術開示の基本的な態様は、患者支持構造のＲＦコイルシステムからの分離である。これは、ＭＲＩ（１）での使用における専用テーブルトップシステムを有する専用ストレッチャ（図１（ｂ））又は伝統的なテーブルトップシステム（図１（Ａ））で具体化されている。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、ＭＲＩ胸部画像化の準備のために、患者（４）は足からＭＲＩの穴（２）に入るように（頭から先の場合も同様）して、うつ伏せで横たわっている。先行技術では、胸部画像化のための一連のテーブルトップコイルシステム設計が示されており、そこではＲＦシステムが装置の機械的構造に集積化され、分離不可能になっている。一般的に、テーブルトップコイルシステム（５）は、ＭＲＩ用ストレッチャと汎用テーブルトップの上に置かれ、そして胸部画像化の場合に、患者はこの構造の上にうつ伏せに横たわる。ゼネラルエレクトリック社の製造したタイプの円筒形マグネットの場合には、患者搬送用ストレッチャがマグネットに取り付けられるように用いられる。ストレッチャ（７）は、一般的に機械的にマグネット（１）に取り付け（ドッキング）可能な車輪付きのストレッチャである。汎用テーブルトップは、患者をマグネット穴（２）に入れるために用いられ、ストレッチャに対して移動する。このテーブルトップは種々のメカニズムによってマグネットに出入りする。シーメンス社製造の円筒形マグネットの場合には、マグネットから切り離し自在のカンチレバー式の患者支持部が用いられている。フィリップス社と東芝社製の円筒形マグネットに対して、取り外し可能な患者支持部が、異なるタイプの搬送用ストレッチャに導入されている。これらマグネット製造業者により提供された実装は、専門の画像化や診療用途又は特別な患者位置決めに適合するように設計されていないので、シンプルなフラットなテーブルトップで構成されている。ＭＲＩの画像化能力を特定の身体構造に対して仕立てるために、搬送用ストレッチャの上に据え付けられた特殊用途テーブルトップに取り付けられる専用コイルシステムが用いられる。このような配置例を図１（ａ）に示す。
【００２６】
これらのコイルシステムに収容された電子機器は、ＭＲＩＲＦ収集システムに電気的に接続されている。ＭＲＩシステムに取り付けるための種々の方法が提案されている。この特許出願時に最も一般的な方法は、１）コイルシステムからＭＲＩの移動式アタッチメントへの直接ワイヤ接続（ゼネラルエレクトリック社）２）コイルシステムからＭＲＩの固定部へのワイヤ接続（フィリップス社）３）患者支持部に設けられた接続部を通してのコイルシステムとＭＲＩとのワイヤ接続（シーメンス社）などがある。これらの手段のいずれも、ユーザーが手動でプラグを接続することによってコイルシステムとＭＲＩとを接続することが必要である。付加的な手段は、オペレータが取り付けること無しにワイヤを直接ＭＲＩと接続することができる手段を含ませることができる。テーブルトップコイルシステムを患者指示部に取り付けるプロセスや、患者支持部とストレッチャをマグネットとドッキングさせるプロセスが、直接ＭＲＩシステムと電気的接続を実行する。コイルの電気的接続は、ストレッチャ又はテーブルトップコイルの装置へのドッキング又は取り付けによって行われる。これにより、コイルプラグをＭＲＩコネクタに完全に接触する訳ではないが、非常に近くに位置させることができる。次にユーザーが接続を実行する必要があるが、しかしコネクタの位置をＭＲＩの接続ポート近くに位置させているので、取り付けの複雑さが減じられるというメリットがある。これは、ＭＲＩとの必要な接続数（チャネル数）が増加するほど、重要になる。
【００２７】
テーブルトップ（８）からのＲＦケーブル（８３）をＭＲＩ（１）に接続する種々の方法が、図１（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に示されている。テーブルトップには、ＭＲＩに接続されるケーブルセットが収容されている。これらのケーブルは、移動ステーション（３）が動くことによって機械的及び／又は電気的にテーブルトップとＭＲＩを接続することで、ＭＲＩと接続される。電気的接続性が、テーブルトップ内のコイルとＭＲＩＲＦ収集システムとの接続を保証している。機械的接続性が、電気的コンポーネントにダメージを与えること無しに、テーブルトップがマグネットに出入りすることを保証している。
【００２８】
１６データ収集チャネル以上を提供するマグネットのために、ＲＦコイルのマグネットへのＲＦケーブル接続を容易にする手段が非常に望ましい。そのような手段の一つが、関連した機械的位置合わせを用いて、垂直方向又は水平方向に設けられたＲＦ接続によってマグネットに取り付けられる特別なテーブルトップ（一般的な解剖学的画像化機能よりむしろ特化した機能を有するテーブルトップ設計）を有する。好ましき実施例において、テーブルトップ内のコイルからのＲＦケーブルは、ＭＲＩに近接した端部におけるテーブルトップの水平面で終端する。別の実施例において、ＲＦケーブルは、直接上向き又は下向きの垂直面に向けるといった方法で終端する。図１（ｃ）に、テーブルトップとストレッチャがドッキングしていない状態を明示している。図１（ｄ）に、テーブルがマグネットまで進入してテーブルトップ（８）が移動ステーション（３）に接続され、移動ステーションがＭＲＩＲＦシステムへの接続ポイント（８０）を支持している様子が明示されている。図１（ｅ）に、垂直接続を有するテーブルトップがマグネットから離れている様子が明示されている。図１（ｆ）に、テーブルトップが移動ステーションの位置まで下げられたか、又は移動ステーションがテーブルトップの位置まで上げられて、テーブルトップが取り付けられた様子が明示されている。図１（ｇ）に、ＲＦケーブルがテーブルトップからストレッチャを通って配線され、また、ストレッチャ（８０）からストレッチャ上の接続ピンを通ってマグネット（８０）に配線される選択的配置の様子が示されている。この選択的な配置において、テーブルトップ上のＭＲＩＲＦ収集システムへの電気的接続は、ストレッチャをマグネットにドッキングさせる動作によってなされる。
【００２９】
移動ステーション（３）を通るか、又はストレッチャからＭＲＩへの接続を通るかして行われるテーブルトップからマグネットへのＲＦ電子機器の接続は、ｉ）マグネットドッキング動作中の、機械的位置合わせとストレッチャからマグネットへの接続、ｉｉ）テーブルトップが移動しての移動ステーション（３）との接続、又は、移動ステーションが移動してのテーブルトップとの接続、を含む。テーブルトップの移動ステーションへの接続は、第一にピンと穴、テーパーを有する位置合わせ等による２つの嵌め合わされる接続間を機械的に位置合わせする手段を提供することで、電気的接続が確立される前に、機械的に位置合わせされる。これは、ＭＲＩへの自動接続に関し、本質的な特徴である。１つの実施例において、これらのコネクタは同軸コネクタであって、中央ピンは外側コネクタによってシールドされている。別の実施例において、信号は誘導的に結合された接続によって伝送される。第三の実施例において、信号は光ファイバによって伝送される。機械的位置合わせ手段に対する要件は、すべての接続方法に対して適用可能なことである。
【００３０】
これらの電気的接続（８０）を通じた、移動ステーション（３）又はストレッチャによるテーブルからＭＲＩへの自動接続は、ユーザーとの相互関係を減らすというメリットを有する新規のコンセプトであって、多数（即ち３６チャネル以上）の電気的接続を支持する手段を提供する。電気コネクタを挿入する力を克服することは、３６チャネル以上を利用する場合に重要である。本発明において、レバーやカムやモーター駆動のリニア又は回転式アクチュエータ等の機構は、マグネットへの接続を容易にするために必要な機械的力を提供する。本発明の別の態様には、コネクタを汚れや液体又は患者／ユーザーとの接触から保護するためのカバーの追加が含まれる。このカバーは、２つのサイドが互いに接近した時に、自動的にコネクタを保護するために持ち上げられる。（水平位置合わせに対して、カバーは持ち上げられてコネクタ上部をカバーし、垂直位置合わせに対して、カバーは持ち上げられてコネクタの側面をカバーする。）このカバーは、関連する回路を静電気から保護するのと同様に、機械的にも保護する。
【００３１】
追加のコイル接続手段には、ＭＲＩへ伝送する無線装置へのアタッチメントを含めることができる。この特許文献に示されたすべての発明は、ＲＦコイルシステムをＭＲＩシステムに取り付けるすべての種類の手段に適応できる。加えて、自動コイルチューニング回路システムがテーブルトップに設けられていても良い。この回路は、テーブルトップ上のコイルと、ＭＲＩへの接続の間に位置されなければならない。目下のところ、自動コイルチューニングシステムを集積したストレッチャシステムは存在せず、従って新規な発明である。
【００３２】
先行技術において、テーブルトップシステムはモジュール支持構造や身体構造固定化システムや、診療用アクセスポートや、装置ガイド手段や、追加のＲＦ構造取り付け手段を提供していない。これらのシステムは、一般的に、一般化された生体構造用に設計されており、異なる臨床要求や異なる身体サイズに従って位置決めし、画像化することに対して柔軟性が無い。
【００３３】
胸部画像化のための専用ストレッチャとテーブルトップシステムが、先行技術文献（Ｐｉｒｏｎ  ｅｔ  ａｌ，米国特許出願公開番号２００５／００８０３３３）に示されている。このシステムは、特に胸部画像化と診療のために設計されたユニークな患者支持テーブルトップを提供している。このシステムを図１（ｂ）に示す。ストレッチャは、胸部の真下に大きなアクセスボリュームを設けており、医師に画像化の準備と診療応用のために胸部への接近を容易にさせている。この先行技術文献（Ｐｉｒｏｎ  ｅｔ  ａｌ，米国特許出願公開番号２００５／００８０３３３）によれば、コイルは患者支持部に集積化しておらず、取り外し自在になっている。このコンセプトは、システムのオープン構造と、患者固定化とＲＦコイルシステム機能の分離に活用するように拡張することができる。
【００３４】
追加的な支持構造の利用を通じて、患者特有の配置や位置は、テーブルトップ又は専用ストレッチャを基にしたコイルシステムに収容可能である。専用ストレッチャに基づくシステムによる対象生体構造への改良したアクセスを図１（ｂ）に示す。構造体の取り外し可能なセクションを提供することによって、生体構造、この場合胸部へアクセスすることができる方向が増える。患者の身体構造の位置を最適化するために、追加の支持構造を用いることができる。
【００３５】
例として、うつ伏せ状態の患者を画像化するための患者支持構造とＲＦシステムを図２に示す。主支持構造（８）は、専用テーブルトップシステムと独立型テーブルトップシステムの両方と類似している。図では、２つの選択肢である、コイルを汎用テーブルトップの上に設ける点と、それに対して、汎用ストレッチャとテーブルトップとを、コイルエレメントを集積し又は収容した専用テーブルトップと専用ストレッチャに置き換える点が示されている。図では、テーブルトップを増設するバージョンと、専用ストレッチャに基づくシステムとの両方が同様に示されているが、テーブルトップ増設の方は、専用テーブルトップの場合に較べて構造の長さが異なり、専用ストレッチャ／テーブルトップは患者の全長に対してより長い支持部を備える。患者支持構造は、（専用テーブルトップであろうと、独立型テーブルトップであろうと）、１）患者に楽な体位を取らせる構造的支持部、２）電気ケーブル（１１）、３）ＭＲＩシステムとの接続／通信を可能にするコネクタと回路、４）二次構造的支持部のための接続部、５）アクセスする空間を提供し、サブ構造との接続を容易にするための開口、６）圧迫システムと固定化装置を取り付けるための（電気的及び機械的）接続ポイント、７）圧迫装置及び固定化装置への電気的接続、を提供する。コイルエレメントは、現在行われているように、構造体の本体に集積化することができるし、又は本発明に係る方法で、主支持構造に分離可能な態様で取り付けても良い。本発明によれば、分離可能なコイルは、主支持構造への機械的接続部と同様に、電気的及び／又は機械的接続部を有する。ＭＲＩとコイル間の信号伝達は、ＭＲＩコネクタ（１２）を通るケーブルを通じて行われる。無線技術の出現により、信号は類似の無線手段によって伝達することもできる。
【００３６】
画像化又は診療目的のために、患者の組織を最適に位置合わせするために、二次支持構造体（１５、１６、１７）を一次支持構造体（８）に取り付けることができる。これらの構造体は、患者の体重の重要な部分を保持し、患者を特定の位置に支持するために不可欠である。これらの構造要素は、図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示されている。図２（ｂ）には、支持構造体に取り付けられた胸骨支持部（１５）が示されている。これは、胸部の両側性画像のために好ましい構成である。この胸骨支持部は、ＲＦコイルを収容することができ、システムのケーブル（１１）に電気的に取り付け（１４）ることができる。図２（ｃ）には、画像化されない側の胸部を外れた位置に置くための片側性胸部支持部（１６）が示されている。図２（ｄ）では、両側性胸部支持部（１７）が、支持構造体に挿入されている。この支持部は、胸部を休息させるための２つの膨らみが設けられ、圧迫を受けることなく胸部を固定している。種々の胸部サイズに合わせて、種々のサイズの支持部を用意しておくことが望ましい。これらの支持部は、胸部診断するサイズに合わせて、大きさが変化する。極端な例では、支持部は小さなカップ又はプレートで、乳腺切除した患者や、男性の胸部に対して用いられる。この構成によって、異なる胸部サイズに対して異なるコイルの組み合わせを使用することができる。
【００３７】
この支持部（１７）は、胸部画像化のためのＲＦコイルと、胸部にアクセスするための開口部を収容する。コイルエレメントを集積した胸骨支持部と共に、信号をＭＲＩに送受信するための電気コネクタ等が提供される必要がある。二次支持構造体は、追加のコイルを収容してもよい。加えて、両側性支持部（１７）は傾斜磁場コイル、送信コイル、受信コイル、又は送受信コイルを収容してもよい。取り換え可能な支持構造体にモジュール化したコイルエレメントを受け入れる能力は、本発明のユニークな態様である。加えて、これら二次支持構造体には、特別なコイルを設けて、例えば胸部の脇の下の後部の画像化といった、特別な胸部画像化を容易にすることができる。この実施例は、患者支持部の下側又は上側にある圧迫フレームの上に取り付けることのできる側面部材を有している。
【００３８】
例えば、分離可能な胸骨支持部を、ＲＦコイルアレイを保持したり、体重を支持したり、患者を固定位置に維持したりするために用いることができる。この支持部は、システムの本体から分離可能であり、一方で、画像化のために固定して位置することができる。
【００３９】
別の実施例において、二次プレートを外部（胸部の側面又は下部）から取り付けることができる。これらは、身体構造に対して固定の位置に取り付けることができる。また別の実施例において、コイルセットが胸部の胸壁に対して圧迫することができる。この構成において、コイルは好ましくは乳腺削除した患者の画像を撮影する際に用いられる。
【００４０】
加えて、この分離可能な配置は、追加のコイルを構造体の他の位置に設ける手段を提供する。胸部画像化の模範的な事例を検討すると、乳がん画像化に関連して、身体の他の領域をカバーするために、胸部近くに設けられたコイルに加えて、追加のコイルアレイを提供することにはメリットがある。現在の実務においては、例えばボディコイルのように乳がん転移に特定されたものではないコイルセットが、身体の種々の領域をスキャンしている。本発明においては、追加のコイルを、一次支持構造体の例えば肝臓、肺葉、リンパ節（首や胸部コイルでカバーされていない胸部や身体や鼠径部）、副腎、脳などの近くに設けることができる。これらのコイルは、特定の患者のテーブルに取り付けることもできるし、特定の画像シーケンスのスキャニング中に選択することもできる。どちらの場合に対しても、先行技術において特別なコイルの配置は提示されなかった。１つの応用例として、既知のがんを持った患者に対してこれらのコイルを選択することができるし、一方でスクリーニング用途として、既知のがんが他の領域に無い場合に、胸部近くに位置したコイルに対して、すべての利用可能なチャネルを用いることもできる。
【００４１】
調整可能な圧迫システム、人体サポート、位置決め及び固定装置は、分離可能に患者支持構造体に集積されている（図３）。それらは、画像化及び診療装置を対象部位に位置決めしガイドする基礎も提供している。これらの圧迫システム（１８、１９）は、図３（ａ）に示すように、システムに導入されるフラットプレートで構成されるか、又は人体又は所望の形状に一致した表面を有する部材によって構成される。これらの圧迫システムは、トラックやレールガイドに移動自在にロック可能に設けられるか、機械的アーム等に保持される。プレート調整には多自由度を有することが望ましいので、例えば多自由度を有するジンバルのようなロック可能なジョイントが用いられるか、又は、二次ガイドレールが複数の独立した軸を有する一次（そして二次の上には三次）調整部材上に設けられる。複数の機構の組み合わせが、線形調整と回転調整とを提供するために用いられる。これらの位置決め装置は、クランプ、カム、ねじ、ストラップ、その他の固定手段を用いて、適切な位置にロックされる。機械式、電気式、水圧式、又は空気式アクチュエータを部材と結合することによって、患者を支持し、固定し、圧迫する力を供給し、維持することも可能である。オープン構造システムを用いることによって、図１（Ａ）に示すような増設テーブルトップシステムであろうと、図１（ｂ）に示すような専用ストレッチェに基づくシステムであろうと、患者が支持構造体で固定されて横たわっている間に、対象部位は支持され、固定され、圧迫され、種々の方向に再配置されることが可能である。これは、先行技術においては限られた方法においてのみ可能であって、テーブルトップ増設型胸部画像化システムにおいて、左右方向にのみ圧迫することができた。先行技術の一つのシステムでは、前方から胸部へのアクセスを提供している（前述のＰｉｒｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）。図３（ｂ）には、横方向から近づく圧迫プレート（１９）と、前方から近づく圧迫プレート（１８）とを示す。同様に医学的アプローチから、この構造は提供可能である。このオープン構造では、患者を装置から切り離すこと無しに、種々の方向から圧迫プレートやコイルを切り離したり取り付けたりすることが可能である。圧迫プレート以外の構造物もボリューム（９）に導入可能であり、これらは二次インフラ装置と称す。図３（ｃ）に、ここでは患者の胸部周りに、矢状面上をヒンジで動く前部構造体プレート（２０）と、同様に患者の胸部周りに前頭面をヒンジで動く側部構造体プレート（２１）とを示す。これらのプレートは、対象部位周りを旋回したり、スライドしたり、又は要求に応じて完全に取り外したり、再び取り付けたりすることができる。これらのプレートは、種々の機械的クランピング又は固定手段（２２）を用いて、主支持構造に対して適切な位置に供給され、ロックされる。
【００４２】
これらの構造は、以下の目的のために、構造のオープンアクセスボリュームにもたらされる。１）患者が撮像位置に進入する際に、ＭＲＩの穴に身体がこすられるのを防ぐ、２）他の構造体や、画像化及び診療用装置のための取り付け位置や固定手段を提供する、３）追加のコイル支持構造や取り付け位置を提供する、４）（専用ストレッチャを有する特別な目的のテーブルトップと共に用いる際に、）マグネットの穴への進入時に、テーブルトップの重さに耐える構造と表面とを提供する、５）血を収集するため、６）これらの目的の組み合わせのため。もしプレートが画像化のための又は撮像位置に進入するための適切な位置にない場合に、装置とユーザーに知らせるために、機械的ロック機構、電気信号、又は他の通信手段を用いて、これらのプレートのロック、アンロック状態を連絡できるようにしておくことが好ましい。これが、すべてのプレートが適切な位置に置かれるまでは、患者がマグネットへ進入しないようにする手段を提供する。
【００４３】
圧迫プレート（１８、１９）は、取り外し可能なＲＦコイルシステム（２３、２４）又は傾斜磁場コイル等を取り付けるための土台を追加的に提供する。これらの土台は、圧迫システムとの機械的接続や、ＭＲＩシステムとの信号接続を提供し、コイルエレメントを移動自在な圧迫プレートに接続することで、コイルの信号をＭＲＩに接続する。主支持構造体及び二次構造体並びに圧迫／固定システムから分離可能なＲＦコイルシステムのメリットの１つは、種々のＲＦコイルが取り付けられ、取り外されしている間、患者は同一の位置に留まることが出来ることである。これは、ユニークで基本的なコンセプトである。
【００４４】
身体構造の位置決めと固定化を、コイルエレメントや他の装置の供給から切り離すことで、患者が不変の位置に留まっている間に、装置のモジュール取り付けを可能にする。さらに、ＲＦコイルシステムを圧迫フレームに直接取り付けることができる。これらの圧迫フレームは、次に、単一のロック／固定手段によって主支持構造体と機械的かつ電気的に結合する。もし信号経路が固定又はロック手段によって完結しているのであれば、分離可能なケーブル又は他の信号結合手段を用いて、移動可能なコイルをＭＲＩに取り付ける必要は無い。これは（例えば）スライド式電気的コンタクトを圧迫プレートの固定手段の調整範囲に沿って設けることで達成される。この接続は、安定してコンタクトすることもできるし、又はコイルを例えばクランプ、カム、ロック、等の適切な固定手段によって適切な位置に固定することで閉じることができる。
【００４５】
モジュール式傾斜磁場生成電子機器の使用は、記述されているように、ユニークであり、（胸部に加えて）すべての臓器、身体領域、そして手足に適用可能である。傾斜磁場コイルはＭＲＩシステムの主要部であるので、これらを患者を支持するベッドに統合することはユニークである。これらの傾斜磁場コイルと、これらの傾斜磁場コイルをＭＲＩと信号生成ケーブルで接続することと、コイルをモジュール方式で患者支持構造体又は圧迫プレートに取り付けることとは、技術的に新規な態様である。また、コイルを支持構造体に取り付けることと、次にＭＲＩシステムに無線技術（例えばＲＦや光通信）で取り付けること等は、新規である。また、コイルがロック位置でアクティブであり、ロック解除位置で非アクティブであるように、圧迫プレートがロックされた時にＲＦ回路又は画像化コイルループが完結している能力は、新規であり、撮像時にプレートが動かないことを確実にするというメリットがある。
【００４６】
また、コイルを圧迫プレートに取り付ける方法は、コネクタを通して自動的に適切な信号チャネルを選択して、未使用のチャネルを終端処理するように作ることができる。プラグ、ここでは終端プラグが、信号伝達ケーブルセットの端末に対して、電気的終端処理を行う。適切に機械的に設けられた有鍵のコイルプレートに加えて、例えば電気的短絡、開放、種々の負荷（抵抗、インダクタ、キャパシタからのインピーダンス）等の種々の電気的コンポーネントの適切なプラグ構成を用いることで、ＭＲＩへのチャネルの決定と経路指定を、多重化回路不要で、自動的に行うことができる。これを達成するためには、各コイルプレートがＮ端末プラグによってケーブルシステムと結合する必要があり、ここでNは各コイルプレートに含めることが可能なコイルの最大数である。Ｎ個より少ないコイル数のプレートに対しては、これらのプラグのサブセットがコイルと接続して、残りのプラグはコイルプレート内の終端回路に接続される。各コイルプレートからのＮ本のラインは、ＭＲＩシステムの入力チャネル数と組み合わせられる。コネクタを適切に構成することによって、コイルプレートの各未使用の終端された接続ラインは、異なるコネクタ上のアクティブなコイルと平行に配線され、自動的にフルセットのアクティブＭＲチャネル接続が提供される。ケーブルシステムの未使用部分は、コイルがプラグインされた時に終端される。コイルやコイルアレイを終端プラグに取り付けるという事実は、新規である。また、物理的に逆向きに接続された場合に、接続極性が反転するコネクタを有するコイルプレートが提案されている。また、コイルプレートは種々の角度（例えば０度、９０度、１８０度、中間の角度等）でレセプタクルと結合するコネクタプラグを有してもよい。ここで、結合の角度は、どのケーブルシステム（従ってＭＲＩ）のチャネルとコイルプレートが接続されるか（そしてどのケーブルが終端されるか）を決定する。
【００４７】
圧迫／固定化システムは、例えば超音波、Ｘ線、ＰＥＴ、ＣＴ等の他の撮画手段を用いて画像化する際に、最小限のアーチファクトしか生じさせないような材料で構成されていることが好ましい。これは、信号の励起又は検出が圧迫／固定化システムの存在によって最小限影響されるような適切な材料のマッチングによって達成される（即ち、音響学的透過窓、光学的透過窓、光学的半透明材料、Ｘ線透過材料、非磁性材料など）。
無線周波数アンテナ
【００４８】
前記装置と共に用いられるアンテナ又はＲＦコイル（単にコイルとも称す）は、種々のデザインの送信コイルと受信コイルを有する。単純な受信専用ループコイルの一般的なＲＦコイル設計を、図４（ａ）に示す。このＲＦアンテナ（３３）は、分散キャパシタ（２６）を備えた多数のセグメントに分かれたＲＦコイル導体（２５）を含む基本的なＲＦコンポーネントで構成されている。接点の１つは、ＭＲＩからのバイアス信号で活性化する追加的な能動ブロッキング回路（２８）を備えた受動ブロッキング回路（２７）である。この明細書全体にわたって、ＲＦ関連に言及しているものに関しては、種々の追加的な回路やコンポーネントが含まれているものと理解されたい。プリアンプと調整回路（２９、３２）が、最適なＳＮＲに対して好ましいコイルに接近して、又はＭＲＩコネクタ（１２）に向かって設けられる。プリアンプは、１）ＭＲＩシステム、２）支持構造体、３）コイルのいずれかに設けることができる。容易に置き換えることができ、特定の用途に最適化でき、より大きなＳＮＲに対してよりコイルに接近して設けることができるので、プリアンプをコイルに設けることにはメリットが多い。加えて、電流シールドチョーク又はバラン（３０、３１）又は同様のコンポーネントを、ケーブルやコイル又はＲＦシステムを通したどこにでも設ける事によって、ＲＦ導体のシールド内の電流を最小化する適切な電流チョークを提供する。これらのコンセプトは、先行技術によって提示されているが、背景技術としてここに示す。
【００４９】
１つ以上のコイルがシステムに設けられた場合に、それらを選択する多数の方法がある。図４（ｂ）には、３つのコイルが示されており、適切な重なりをもってそれぞれ分離することによって相互インダクタンスをゼロにしている。１つのコイルを選択するために、マルチプレクサ（３４）を用いることができる。これは、ＭＲＩとの送受信信号をやりとりするコイルを選択する一般的な方法である。この方法は、先行技術ですでに知られている。図４（ｃ）において、ケーブル（１１）に電気コネクタ（４４）を備えた２つのコイルが示されている。コイルがケーブルから切り離されると、ＭＲＩとやりとりしていた信号は伝達されなくなる。この方法で、種々のケーブルを取り外したり交換することができる。好ましき実施例においては、同軸コネクタが採用されるが、しかし種々のコネクタが利用可能である。また、コイルをケーブルから切り離す場合に、機械的に取り外しても、電気的に切り離しても、ケーブルが画像化システム上に有するいかなる効果を切り離しても、回路は動き続けることができる。
【００５０】
図４を参照して、小さなループアンテナ（３５）又は大きなループアンテナ（３６）が、高いＳＮＲを提供し、診療部位に適切な大きさとすることができる。バタフライコイル（３７）をループコイルと組み合わせて、直角位相構成を形成することができる。これは、先行技術で開示されている。しかし、多ループを有するバタフライコイルは複数コイル形状として広くは用いられてこなかった。マイクロストリップ伝送線路コイル（３８）（Ｚａｎｇ、米国特許出願公開番号２００２／００７９９９６）を、様々な形状において高密度に実装された構成に利用することができる。これらのアンテナは、高密度実装した中で、ループ及び／又はバタフライコイルと組み合わせることができ、一方で、高ＳＮＳに導く略直交場と、平行画像化のための高加速に導くユニークな磁場とを提供する。これらのマイクロストリップコイルは、ループコイル又はハイブリッド構造に仕立て直すことによって、適切な撮像感度プロファイル（３９）を形成することができる。加えて、対向したソレノイドＲＦアンテナは、周囲のコイルとのカップリングを最小にするというメリットに加えて、良好な局所画像化を提供する。
【００５１】
ここに示す本発明の基本要素は、本質的に互いと切り離されたコイルの組み合わせを用いることによって、限られた空間内の多数のコイルを分断する能力である。ループコイルとバタフライコイルの組み合わせは、互いに対して同一平面状にあり、結合しないように設けられる。この方法で、長さ方向に少なくとも３ｃｍ延在したループコイルとバタフライコイルとは、ループコイルから斜めの位置に、臨床的に好都合の配置に置かれ、大きなカップリング効果があっても、画質を劣化させない。この方法で、コイル配置は、分離可能なＲＦシステム設計と共に導電性のある形で用いられる（即ち、例えば診察部位から５ｍｍ接近して位置したコイルが、同時に身体の別の側面にも位置している）。加えて、３以上の多葉のバタフライコイルの組み合わせ（即ち交差点を２つ以上有するループコイル）が、デカップリングが最小になるような配置に用いられる。バタフライコイルがループコイルと共に用いられたこれらの好ましい配置のいくつかを、図８に示す。
【００５２】
このモジュラーシステムの中で、これらのコイルを適切な配置に組み合わせることは、種々の用途に対する画像の最適化のための種々の機会を提供する。
ＲＦコイルハウジング
【００５３】
ＲＦコイルは、電子機器を損傷から保護し、患者を火傷や熱から保護するハウジング（４０）の中に内蔵されている必要がある。コイルハウジングは、ハウジング内に集積可能なＲＦシールドも提供する。このようなコイルハウジングの例を図５（ａ）に示す。ここで、コイル（３３）は、電子機器を内蔵したコイルハウジング（４０）で構成されている。この構成において、コイルハウジング中央の開口（４１）は、介入手順が実行されるアクセスポートを提供する。コイルの電子機器をＭＲＩの電子機器と接続するために、ほとんどのコイルで共通していることであるが、ケーブル（１１）がコイルハウジングの外に伸びている。代替案として、コイルにケーブルを用いる代わりに、図５（ｂ）に示すように、構造体上の、又は圧迫プレート上の種々のポテンシャル取り付けポイントによって、直接の電気的／機械的接続（４２）を、コイルとＭＲＩに走るケーブルとの間で形成することができる。代替案として、受信した画像情報をコイルからＭＲＩに送信するために光信号を使うことができる。これを、図５（ｃ）に示す。ここでは、電気／光信号変換がコイルプレート又はコイルプレートに接続された構造で行われ、光信号は光ファイバケーブル又は空気を通してＭＲＩに伝達される。この変換は、画像化テーブルトップの内側又は画像化テーブルトップに接続された構造のところで行なうことができる。画像データの光伝送と接続して、通常の方法で画像データを処理するために、ＭＲＩにはデコーディング又は復調手段が装着されている。図示された各コイルハウジングには、以下の特徴がある。１）機械的アタッチメント機構、２）信号をＭＲＩと結合する手段、３）液体を通さず、適切に清浄で殺菌された、電子機器と患者を保護するための物理的ハウジング。
【００５４】
本発明によれば、コイルハウジング又はテーブルトップは、（例えばテレメトリや光学的結合を用いて）無線でＲＦシステムに集積化されたコイルを操作するために用いられるバッテリ又はキャパシタを有することができる。もしこれらのコイルが受信専用のコイルであった場合、画像送信モードの間コイルにブロッキング電圧を供給するために、ＤＣ電圧が必要であり、又は電子機器に設けられたアンプを動かすための電力が必要である。コイルハウジングはバッテリ充電器と接続する手段を設けることができる、これは、充電器からコイルハウジングへの電気的結合によって、ハウジングを通りハウジング内部の充電式バッテリへ向かうように設けられる。このバッテリは次にコイル回路に電気的に取り付けられ、接続したアンプに電源を供給し、又はダイオードを働かせてスイッチ回路を動かす。コイルは燃料電池によって電力供給されてもよく、燃料電池はコイルハウジング内で、又は取り外されて、再充電される。
【００５５】
極低温冷却器を有するコイルには、この同じ充電ステーションを用いて、又は別のステーションを用いて寒剤が補充される。電子機器とコイル導体から発生する電気的ノイズを減らすために、コイルハウジングは、冷却材（例えば液体ヘリウムや液体窒素）を収容した寒剤閉じ込め装置を収容するか、一体化する。極低温冷却材は、貯蔵したハウジングから徐々に失われていくので、時間と共に冷却材は補充する必要がある。このような極低温コンテナを有した分離可能なコイルは、（要求に応じて、又は自動的に）コイルに寒剤を補充する補充ステーションから恩恵を受ける。この補充ステーションは、寒剤閉じ込め容器と、これをコイルハウジングに供給する手段とで構成されている。コイルがこの補充ユニットに取り付けられると、開口部とコイルハウジングに収容されたシール可能なバルブを通って寒剤が補充される。追加の新規なコンセプトは、バッテリ充電と寒剤補充を単一のステーションで組み合わせて行なうことである。このように、コイルのアクティブコンポーネントへの充電レベルと、コイルを冷却するための寒剤レベルは、単一のステップでリフレッシュすることができる。加えて、このような極低温冷却剤を有するコイルは、少量の電気的出力を生成するためのゼーベック電圧効果に用いることができる。この出力は、コイルブロッキングを提供したり、又はコイルからの信号伝送に電力を供給することに直接用いることができ、又はこれらのことに用いられるバッテリを充電することに用いることができる。
コイルアタッチメント
【００５６】
ＲＦコイルは、以下の種々の組み合わせによって、コイルシステムに集積化できる。１）支持構造体に埋め込まれた（分離不可能な）コイル、２）移動可能な構造体に埋め込まれた分離不可能なコイル、３）圧迫フレームに取り付けられたコイルハウジング内の分離可能なＲＦコイル、４）支持構造体に直接取り付けられたコイルハウジング内の分離可能なＲＦコイル、５）ＲＦコイルを有する分離可能な二次支持構造体。図２に示すように、上記１）と２）の埋め込まれたＲＦコイルは、従来の電気的接続手段によってＭＲＩコネクタ（１２）と直接接続することができる。上記３）４）５）の分離可能なコイルは、電気ケーブル（１１）（又は他の同様な手段）によってＭＲＩコネクタ（１２）に取り付けられた支持構造体（８）内に設けられた接続パネル（１３）又は接続ポート（１４）によってＭＲＩと接続される。圧迫プレート又は第二下部構造のようなシステムの可動エレメントに取り付けられたＲＦコイルは、人体に非常に接近して位置することができるというメリットを有し、その結果、大きな信号を収集することができる。
【００５７】
接続ポイントは、図５（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）と図２に示すように、支持構造体のＭＲＩ検査技師が利用しやすいポイントに設けられ、主支持部の種々の位置に設けられている。これらの接続は、機械的支持構造体内に収容された単一又は複数の電気的又は光学的又は誘導的接続である。高密度に集積されたＲＦコイルのアレイの場合、これらコネクタは、多数の独立したコネクタで構成される。ＲＦコイルは、以下を含む複数の手段によって、接続パネル又は接続ポートに取り付けられる。１）接続パネルに直接取り付けられた終端コネクタを有する電気ケーブル（好ましくは同軸の、又は同様にシールドされたコネクタ）、２）コイルフォームに収容された電気的／機械的接続を通じて提供される直接の電気的接続、３）コイルからコネクタパネルまでの磁気誘導（無線）接続、４）コイルからコネクタまでの（光ファイバケーブルを用いた、又は用いない）光学的接続。
【００５８】
これらの接続ポイントは機械的整合性を提供し、コイルが流体又は生物的汚染に晒された場合には、これら流体に対して不浸透性であり、容易に除去し殺菌されるものでなければならない。加えて、これらの接続ポイントは、ユニークな物理的接続を提供し、特定のコイルのみが必要に応じて特定の接続ポートと接続されるようになっている。
【００５９】
１つの実施例には、２組のスライド式レールに沿って設けられた多数の導電体が含まれる。導電体セットの数は、ＭＲＩシステムのチャネル数に等しい。この発明は、図５（ｈ）に示されている。ここではレール（８４）が機械的スライダ（８６）を支持している。それぞれ同軸ケーブル（８９）で終端された多数の平行な導電体（８８）のセットが、このレールに沿って設けられている。図示例においては、３つの平行な導電体をそれぞれ有する２セットが示されている。各チャネルは３つの導電体のセットに対応しており、中央の導電体は同軸ケーブルの中央導体と、他の２つの導体は、同軸ケーブルの外側導電体と接続されている。システムとインピーダンスマッチングを取るように、３つの導電体の相対的位置と厚さが設定されている。よく似た実施例において、２つの導電体からなる多数のセットが用いられ、同軸ケーブルの内側と外側の導電体に交互に接続される。このように、ＭＲＩ信号の隣接するチャネル間を実質的にシールドするためには、２本又は３本の導電体からなるセットを用いることが必要である。
【００６０】
スライダ（８６）にはブラシ又はスプリングコンタクトが備え付けられており、平行導電体セットと、連続的に、又はスライダ（８６）が適切な場所にロックされた場合のみ、電気的に接続されるようになっている。
【００６１】
コイルとコイルフレーム（８７）は、異なる方向に沿って設けられた類似の平行導電体（９０）のセットを支持している。これらの導電体は、コイル筐体の外側に位置し、筐体の内側に収容されたコイルと接続している。これらの導電体は、機械的スライダ（８６）のＴスロット内に収容された対応する導電体セットと向きを揃えている。ロック機構によって、コイル筐体の適切な位置にこのスライダの導電体がロックされた場合に、２つの導電体セットは電気的に接触するようになっている。
【００６２】
このような配置は、スライダ及び／又はコイルを機械的にロックし、コイル（８７）とケーブル（８９）間をワンアクションで電気的に接続する手段を提供する。スライダ内のコイルフレームの位置やレール内のスライダの位置調整に関わらず、ハウジングに収容されたコイルからＭＲＩに接続された電線へは多数の電気的接続方法がある。本実施例では、Ｔスロットと３本の導電体のセットを用いていたが、他の種々の機械的、電気的構成を本発明の精神から逸脱しない範囲で使用可能であり、この精神は、機械的な位置決め機構によって、連続的に位置が変化するケーブルセットを接続することができる。これより、コイルプレートを位置決めする間にケーブルが干渉することなく、そして、もしシステムのすべてのプレートが適切な位置にロックされている場合に、電気的導通チェックが可能である。
コイルの選択とスイッチング
【００６３】
例えば多重コイルアレイを用いての胸部画像化のような両側性画像応用には、診察対象からのＭＲＩ信号のみを収集するためのコイルサブセットの選択手段が利用できる。両側性のコントラストを強調した胸部画像の場合には、個々の画像ボリュームを独立して得ることが望ましい。従って、１つの胸部の画像を収集している間のコイルサブセットと、別の胸部のための別のコイルサブセットとを選択する手段が好ましい。このことは、診察対象の画像化又は活性化の際の画像応用に対しても、また、ＲＦコイルの総数のサブセットのみを備えた送信コイルセットが活性化されることが望ましい場合にも、要求される。
【００６４】
コイルを選択するか、又は動作を停止させる方法は、コイル回路が変更され、開放され、又は閉じられ、又はコイルを取り外したり再び接続したりするように、コイルの電気的活性化又は非活性化とコイルの機械的変更によってコイルを選択するステップを含む。異なる画像構成に対してコイルを切り替える１つの手段は、システムからのコイルの物理的分離、特にＭＲＩと接続したコイルとコイルハウジングの除去に関連する。もし別のコイル又はコイルアレイが除去されたコイルの代わりに導入されなかった場合、終端回路、開放回路、例えば５０オームの適切な負荷抵抗、閉じた回路、又はコイルを離調するように設計された回路が、自動的に、又は手動で、その場所に接続される。これは、電気的接続又は機械的接続でシステムに接続されたコイルや、誘導的に結合されたコイルや光学的に結合されたコイルに適用可能である。
【００６５】
他のコイル選択オプションには、離調回路へのブロッキング信号（一般的にはバイアス電圧）による、コイルの電気的非活性化が含まれる。これらのコイルは、適切なボリュームを画像化するコイルの総数を最適化するように選択される。電気的コイルの選択は、１）ＭＲＩに適切なブロッキング信号をコイルに送るようにプログラムしたコイル構成ファイルのユーザー選択、２）ＭＲＩ制御パルスを通して生成された外部信号に基づく自動スイッチング、例えばコイルを適切に切り離すか、両側性人体画像化に好ましい活性化信号の数を最大化するといった方法で、コイルの活性化と非活性化を交互に行なう、３）ＭＲＩを通して提供されるものではない外部信号によるユーザー選択。この信号は電気的、光学的、又は誘導的に提供される。４）コイルによって提供される信号を反映したコイルの負荷特性に基づいたコイルの自動選択、５）ＭＲＩに到着した個々の信号の解析と、再構築におけるその除外又は包含、６）光信号を用いたコイルのプログラムされたスイッチング、によって達成される。これらの自動化技術は、測定すべき信号（コイルからのインピーダンス測定、ＭＲＩ信号測定、又は光学的測定）に、各個々のコイルエレメントが視野全体又はＳＮＲに対して積極的な貢献をしているのかどうかを決定することを要求している。これは、胸部サイズが大きく変化し、コイルサブセットの幾つかは画像再構築のための信号に貢献せず、従って機能せず無視されるという胸部画像化に対して特に重要な事項である。１つ以上のコイルの入力を単に無視するより、むしろ、１つ以上のコイルを接続解除し、切り離し、非活性化するほうが、メリットが大きい場合がある。もしアレイの中の１つ以上のコイルが非活性化又は接続解除又は切り離された場合に、活性化した接続されたコイルと同様に再構築された画像に対する電気的ノイズを発生することは無い。加えて、このように切り離しておけば、他のコイルとの望ましくないカップリングも提供できなくなる。本発明の１つの実施例において、同時に使用可能なコイルの数以上のコイルが、診療対象に近接して設けられている。利用可能なコイルエレメントから最もメリットのあるコイルエレメントを選択する種々の手段が用いられている。コイル選択手段と、コイルを非活性化する基本構想は、上述した。
【００６６】
外部回路とチャネル多重化とを備えたスイッチングは、ＭＲＩ上に利用可能な受信チャネルの総数より多くのコイルを利用可能にする。例えば１６コイルエレメントからなる胸部コイルアレイを、８チャネルＭＲＩに用いることができる。このコンセプトは、先行技術において提案されてきているが、本発明のように拡張可能なシステムとしては考えられておらず、本発明が提示しているような種々の実施例を想定していない。この多重化能力は、ＭＲＩ内部の電子機器と同様に、専用のストレッチャベースの、又はテーブルトップにアドオンしたコイルにおいて提供される。加えて、スイッチング回路は、先行技術文献（米国特許第６，８６７，５９３号、Ｍｅｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）に示されているように、コイル非活性化のための受信コイル信号や送信信号やブロッキング信号を適切に送信するために統合化することができる。このスイッチング技術をストレッチャ内に統合化することは、先行技術では予想されておらず、非常に大きなメリットを提供する。
【００６７】
加えて、機械的／電気的スイッチが、回路を停止するために用いられる。これは第一に、機械的切り離しであって、コイルは適切な位置に残され、スイッチが回路をつなげるか切り離し、又はコイルをシステムから切り離す追加の回路を動かす。さらに、多数のコイルがコイルプレート内に設けられており、コイルプレートが特定の向きに挿入された時に、特定のコイルを動作させ、他のコイルを停止させる。これは、重力スイッチでも良く、プレートが固定された向きに依存して所定のコイルを選択し、停止させる。代替的に、コイルはコイルフレームのコネクタが対応するレセプタクルに導入された向きによって、活動／停止することができる。
コイルエレメントアレイ設計
【００６８】
ループコイルとサドルコイルと伝送線アンテナとバタフライコイルと双極子とソレノイドコイルと、対向するソレノイド／自己誘導コイルの組み合わせは、本発明において利用可能である。これらのコイルは、位相配列として、又は直角位相又は円偏向構成として用いることができる。好ましき実施例においては、患者の人体に適した大きさに基づいた多数のコイルが選択される構成を有し、各コイルは実質的に独立して全体画像ボリュームのサブボリュームを画像化する。この方法において、すべてのコイルからの組み合わせられた信号対ノイズ比は最大になる。特に、同一平面上に設けられた、又は近接した平行平面に設けられたループコイルとバタフライコイルと伝送ラインコイルの組み合わせが、ほとんどの場所において互いと直交する場を形成する。略直交する場を有することは、コイル間の誘導カップリングを減じることに役立つ。この方法において、コイルは互いに干渉することなく密に実装されて画像化するボリュームを覆い、最適なＳＮＲを生じさせている。
個々のコイル構造
【００６９】
個々のコイルエレメントからの信号は、位相配列、直角位相又は円偏向構成として組み合わせることができる。好ましき実施例には、種々の配置及び種々の向きにおいて、コイルを有する交換可能なコイルプレートが位相配列及び直角位相構成で示されている。これらのプレート上のコイルの配置は、検出感度プロファイル全体や、組み合わされたコイルアレイの視野に影響を与える。従って、コイルのサイズ、位置、位相、向きは、全体のコイル配置における感度、場の均一性、場のカバレージ、コイルカップリング、平行画像化特性の全体を最適化するために考慮する必要がある。図６には、可動式コイルプレート（４０）と共に設けられた多数のループコイル（３６）を示す。胸部画像化のために、長軸をＹ方向に向けた（患者の前方／後方方向に対応）４つのループコイルのセットを図６（ａ）に示す。胸部画像化に対して、先行技術ではこれは示されていなかった。各コイルに起因する場の極性は、同一方向を向いている。各コイルを僅かに重ね合わせることによって、隣接するコイルのデカップリングが行なわれる。図６（ｂ）において、場の方向（極性）はコイル毎に反転している。この方法において、組み合わされたコイルによって形成された磁束又は磁場は、幾つかの配置においてより効果的にデカップリングする。図６（Ａ）に類似したコイルアレイを図６（ｃ）に示す。高さ方向のみが小さくなったコイル（３５）が用いられている。ここで、高さ対幅のアスペクト比が約１：１であり、一方図６（ｂ）の細長いコイルのアスペクト比は、２：１以上５：１以下である。図６（ｄ）には、コイルを水平方向に並べた４つのコイル（３６）が示されており、コイルの長軸方向がコイルプレートの長軸方向に揃えられている。図６（ｅ）には、４つのバタフライコイル（３７）の配置が示されている。図６（ｆ）に示すように、これらのバタフライコイルをループコイルと共に並べることができ、これにより、より良い平行画像化のためのユニークな場が形成される。
【００７０】
磁場が互いに直交するように、ループとバタフライコイルを重ね合わせることができる。この方法において、密に実装された８つのコイルによってユニークな画像化視野が得られる。図６（ｈ）に示すように、コイルの長軸がコイルプレートの長軸と揃うようにして、これらのコイルを配置することができる。図６（ｉ）に示すように、伝送線コイル（３８）を、その長さ方向をマグネットの主磁場方向に沿うようにして設けることができる。これらのコイルは、圧迫された胸部の輪郭に適合するように、長さを変更することができる。これらのコンセプトは、先行技術では示されておらず、新規である。代替的に、伝送線コイルを閉じていないループコイルの構成として用いることができる。このようなコイルを図６（ｊ）に示す。伝送線コイルをオープンループコイルとして用いることで、コイルはシングルループコイルと同様に磁場が一方向を向くように動作する。伝送線コイルの磁場が一方向を向くようにできるので、この配置には、コイルがグランド面上で互いに向かっている場合に、これらのコイルをアレイとして用いることができるというメリットがある。
【００７１】
ループコイルと伝送線コイルとを組み合わせて、図６（ｋ）に８つのコイルを示すように、コイルの密なアレイを形成することができる。また、バタフライコイルとループコイルと伝送線コイルによって、磁場が相対的に独立な１２個のコイルアレイを形成することができる。この密に実装されたコイルの配置は、診察対象に対して最適な大きさのコイル配置をもたらし、また、平行画像化に関して大きな加速係数を提供する。
【００７２】
コイルプレートに沿った２方向に加速する平行画像化（例えばＳＥＮＳＥ）を提供するために２列のコイルが用いられる心臓用コイルシステムに対して、種々の位相を有するアレイ構成が利用されてきた。多数のループコイルとバタフライコイルとサドルコイルとを組み合わせた胸部用コイルが提供されてきたが、しかし個々のコイルエレメントの位置と種類が変更できない固定された配置（Ｑｕ  ｅｔ  ａｌ、米国特許出願公開番号２００５／０１０４５９１Ａ）であった。加えて、個々のコイルエレメントがリニア配置（Ｖｉｊ、米国特許第６，４９８，４８９号）に組み合わされたコイルシステムが提供されてきた。しかし、画像化とコイルの支持機能とを切り離す試みはなされてこなかった。また、コイルセットを互いと切り離す試みも存在しなかった。加えて、図６に示されたコイル配置のどれも、画像ボリュームの対向する側に設けられたプレートを備えた画像のコンテクストを提案してこなかった。
【００７３】
Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｍｅｄｉｃａｌ社の開発したＴＩＭシステムでは、多数のコイルエレメント、そのうち幾つかは患者支持テーブルに埋め込まれているものを組み合わせる。ＭＲＩシステムは積極的にコイルアレイの幾つかのエレメントをブロックし、離調する。これは、提案されてきたものと大きく異なるコンセプトである。加えて、ＴＩＭシステムは、最適化したコイル配置又は位置を具体的に提供することなく、すべての可能性のある画像用途を取り扱うように開発されてきた汎用テーブルトップを有する汎用ＲＦシステム設計である。例えば胸部画像といった用途では、モジュール式のコイル配置が利用された専用支持構造体が必要である。
コイルアレイ構成
【００７４】
コイルプレートは、図７に軸方向図を示すように、好ましくは中央／側面配置される。図７（ａ）に、片側性の胸部画像の応用を示す。ここで、診療対象のひとつの乳房が、左右方向に調整可能で、適切な位置にロック可能な２つの圧迫プレート間に固定され、圧迫されており、もう一方の乳房は反対側の胸部支持体によって胸壁に向かって圧迫されている。図７（ａ）において、中央コイルプレート（４７）と側面コイルプレート（２４）が、一対の圧迫プレートによって支持されている。これらのコイルプレートを胸部の近くまで移動可能であるということが、コイル収容能力を大きく向上させている。このようなコイル構成は、先行技術で示されているが、これらのコイルの種々の形状の詳細は開示されていない（Ｐｉｒｏｎ  ｅｔ  ａｌ、米国特許出願公開番号２００５／００８０３３３）。本出願には、前記構成と共に利用できるコイル配置の詳細が提示されており、加えて、このコンセプトを拡張して、進歩したコイルデカップリングを可能にする種々のコイルアレイを用いた配置が開示されている。
【００７５】
図７（ｂ）において、両側性コイル配置が示されており、そこでは２つの側部圧迫プレート（２４）がコイルを収容し、２つの中央圧迫プレートがコイルプレート（４７）を収容している。胸骨に向かって設けられて、乳房を収容する開口部を有する後方コイルプレート又はコイル構造（４６）と同様に、追加の前方コイルプレート（２３）を圧迫プレート又は主支持構造体（８）に取り付けることができる。これらのコイルは、支持構造体に対して動かすことができる。好ましき実施例において、中央／側部コイルは主に左右に動き、一方、前方／後方コイルは主に上下に動く。中央−側部プレートが前方／後方方向に小さな調整範囲（標準胸部画像に対して３０ｃｍまで）を有することも望ましく、また、前方−後方コイルに対して左右方向の調整範囲（標準胸部画像に対して５０ｃｍまで）を有することも望ましい。両側性の画像用途に対して、４つに分かれた側部−中央圧迫プレートが、両方の乳房を圧迫する。胸骨支持部（１５）によって追加の支持をすることができ、胸骨支持部はＲＦ画像用コイルを収容していても、していなくても良い。この配置において、総数で８つのコイルプレートが設けられて両乳房の画像領域を覆う。加えて、コイルは機械的接続によってシステムの他のコイルに取り付けることができる。これが、コイルをアレイの良く定義された位置に導入して、コイル間のデカップリングを向上させる。ユニークなデカップリングと電気的接続とがなされるように、種々の電気的接続がユニークな機械的位置と関連付けられるように、接続は種々の右／左位置で行なわれる。
【００７６】
コイルプレートは、送信、受信、又は送受信コイルと、これらのコイルの組み合わせを収容することができる。図７（ｃ）において、２つの後方コイルプレート（４８）と胸骨支持部（１５）と２つの中央コイルプレート（４７）とが組み合わされて、１つの支持体となり、画像化構造体となる。この中央支持構造体は、乳房全体へのアクセスを確保するために必要であれば、主支持部から取り外すことができる。中央支持構造体は、患者がまだ構造体の上にいる間に、種々のＲＦコイルを取り付けることができるように、空洞であっても良い。
【００７７】
ここでは、中央圧迫プレートは中央コイルプレートを収容していない。その代わりに、すべてのＲＦアンテナをこの中央支持構造体に集約化している。この実施例は、各中央面や胸骨面、後方構造体にコイルを有しても良い。この配置において、コイルは互いに対して動くことができないが、従来技術を用いて、互いと切り離すことができる。これは、コイルプレートと支持構造体のどの組み合わせをも含めた形で拡張できる。
【００７８】
図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に、コイルの代替的な配置を示す。ここで、胸部を圧迫する機能とコイルを配置することとは切り離されている。片側性コイル配置の例を図７（ｄ）に示す。側面コイル（２４）が、接続部材によって中央コイル（４７）に取り付けられている。これらの接続部材は、ｉ）画像化のために活性化するように側面又は中央コイルアレイ上で回路を完成させる電気コネクタを収容し、ｉｉ）側面と中央のコイルを切り離す目的で、側面と中央コイル間を接続し、ｉｉｉ）活性化したコイルアレイに役立つように用いられる追加のコイル又はコイルセグメントを収容する。
【００７９】
加えて、胸部に対して前方又は後方に位置するコイルを、符号（２４）と符号（４７）に対して固定した位置に集積化することができる。この方法において、コイルは互いに対して既知の位置におかれ、例えば誘導型又は容量型デカップリングといったデカップリング戦略を用いて、すべてのコイルエレメント間のカップリング相互作用を減らすことができる。コイルを動かすことなく胸部が圧迫できるように、圧迫部材を側部コイル及び中央コイルと接続した部材に取り付けることができる。図７（ｅ）において、両側性の実装がこのコンセプトを拡張して、胸に対して後方と中央の位置にあるコイルエレメントを収容した大きな中央コイルに側面コイル（２４）を取り付け、圧迫プレートが必要に応じて圧迫できるように、コイルに対して動くようになっている。図７（ｆ）において、後方のコイルが中央のコイルと一体化されている。この配置において、すべてのコイルが互いに対して既知の位置に設けられており、従って適切にデカップリングされている。この構成において、圧迫プレートは示されていない。ＭＲＩに取り付けられた主とするコイルセットに対して、多数のコイルサブセットを取り付け可能にしたことは、新規であり、基本的なコンセプトである。
【００８０】
すべての実施例において、胸の形状に適切な大きさとなるように各コイルが設けられるように、側部コイル、中央コイル、前方コイル、又は後方コイルは他のコイルと交換可能になっている。
【００８１】
図７で提案されたコイル構造は、コイルを胸部の近くに設けることを可能にし、又は、種々の画像応用のために多数のコイルで胸部を包み込むことを可能にする。加えて、これらのコイルは、取り外すことも、画像化する診療対象に対して適切な大きさのコイルと交換することも可能である。種々のコイルのセットは、種々の胸部のサイズの画像化を可能にするキットを備えている。１つの実施例では、片側性画像用コイルと、両側性画像用コイルとを備えている。別の実施例では、以下のオプションを含んだ異なるサイズのコイルセットに設けられた片側性と両側性のコイルを備えている。１つの実施例において、中間の大きさの乳房のための大きさのコイルが設けられている。他の実施例において、中間と、大きな乳房のための２つのサイズのコイルが設けられている。また別の実施例において、小さな乳房と中間の乳房と大きな乳房のための３つの胸部コイルが設けられている。また別の実施例では、３つ以上のサイズのコイルが設けられている。中間と側面プレートに収容された表面コイルに対して、コイルの大きさは主に前方／後方方向に変化する。サイズを区分けした例としては、前方／後方方向のこれらのコイルの大きさの範囲は、大きなコイルで２０〜２５ｃｍ、中間のコイルで２０〜１５ｃｍ、小さなコイルで１５〜７．５ｃｍである。前方／後方方向の適切なコイルの大きさは、１５〜２５ｃｍで、小さなコイルから大きなコイルまでの区分に従って、トータルサイズの５０％以上変化する。
【００８２】
別の実施例において、これらの胸部コイルの１つが、乳房切除画像に最適化した構成を有する。この構成において、コイルは胸壁と平行なプレートに位置する。これらのコイルの視野範囲は２０〜３５ｃｍで、患者の大きさに依存する。最適な配置は、これらのコイルの視野の深さが浅くて、胸壁領域まで深く侵入しないことであって、コイルの視野対画像深さの比は、５：１〜２０：１が好ましい。この視野をカバーするために、バタフライコイル、ループコイル、送電線コイルのセットを含めた種々のコイル配置が用いられ、その組み合わせ例を図６に示す。好ましくは、アレイの中のループコイルは横よりも縦に長く（アスペクト比が少なくとも２：１）主磁場方向の長軸方向を向き、胸壁と平行である。バタフライコイルは、好ましくは長軸方向が患者の左右方向を向き、一方、伝送線ラインコイル又はストリップラインコイルは長軸が、主磁場方向に沿っている。
【００８３】
これらのコイルプレートは、胸部に一致するように真直ぐに又は曲げて設けられている。患者は、乳房削除領域又は手術の痕が支持されるように、ベッドの主構造体に支持されている。代替的に、これらのプレートは、胸部に合致するコイルなどを用いたフレックス回路で作ることができる。異なるサイズのコイルから成るキットを用いるというコンセプトは、ユニークであって、先行技術では示されていない。乳房削除画像用に特別なコイルを用いる点について、示唆もされていなかった。
【００８４】
画像化アレイを備えたモジュール式コイルプレートのこのコンセプトを図８に示す。ここで、コイルプレートのセットは、４つの可動式プレート（図８（ａ）、（ｄ）、（ｇ）、（ｊ））又は２つの可動式プレートと１つの中央固定アレイ（図８（ｂ）、（ｅ）、（ｈ）、（ｋ））、又は１つの中央固定アレイと２つの取り付け自在の側面プレート（図８（ｃ）、（ｆ）、（ｉ）、（ｌ））のように設けることができる。これらの形状のそれぞれにおいて、ループコイル、バタフライコイル（２つ又はそれ以上のループを有する）、サドルコイル、伝送線コイル、その他のコイルを集積化可能である。図８（ａ）において、中央プレートと側面プレートの両方が、互いに対して移動可能である。２つの大きな側面ループコイルと、対向している中央のバタフライコイルとを図８（ａ）に示す。この組み合わせが、側面コイルと中央コイル間の最小デカップリングを確保する。加えて、中央コイルは伝送線コイルで構成されてもよく、その場合、中央コイルの対向する側のグランド平面が、これらのコイルがカップリングしないことを保証し、従ってコイルアレイの特性が向上する。代替的に、バタフライコイルを側面コイルとして用い、ループコイルを中央コイルとして用いることができる。代替的に、１つのバタフライコイルを側面コイルとして、また１つを対向する中央コイルとして用い、一方ループコイルをこれらバタフライコイルの対向面に用いることができる。この方法によって、すべてのコイルはデカップリングされる。
【００８５】
代替的な配置を図８（ｂ）に示す。ここでは、中央コイルが回路を用いて何らかの構造物に取り付けられて、重ね合わせられ、又は、デカップリングされている。この構成において、中央コイルは互いに対して動くことができない。図８（ｃ）の代替的な構成において、中央コイルと側面コイルは、互いに対して動くことができず、代わりに互いにロック状態で固定されている。図８（ｃ）には平面形状が示されているが、図８（ｆ）、（ｉ）、（ｌ）では側面コイルはカーブしている。
【００８６】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、すべて４つのコイルが示されているが、図８（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）では６つのコイルが用いられている。図８（ｄ）、（ｅ）に対する好ましき配置は、互いにデカップリングしている２つの側面ループコイルと、胸部の各側面上の各ループコイルに向いた１つの大きな中央バタフライコイルである。中央バタフライコイルは、１つのループが他のループより大きく、また、拡張し胸壁に向かって曲がることが可能である。側面コイルは、患者の胸壁と軸上にアクセスできるように、中央コイルに対してより後方に設ける必要がある。非対称なループを有し、胸部に向かって曲がっているバタフライコイルを使用する点は、新規な発明であって、先行技術では決して開示されていないものである。これは、胸骨領域を適切に画像化するに際し、本質的なことである。
【００８７】
図８（ｆ）において、中央コイルは重ね合わせられることでデカップリングされ、一方、側面コイルは胸部へのアクセスを可能にするために２つの大きな開口を有している。この配置において、側面コイルは多数の接続点で中央コイルに取り付けられている。これらの接続点は、中央アレイにおけるアクティブなコイルを選択するために用いられ、コイルは、どのコイルが横方向に用いられるかに基づいて選択される。代替的に、これらの接続点は中央と側面セクションの接続プロセスを通じて導体エレメントを中央コイルアレイ又は側面コイルアレイに付加することによって、コイル形状を完成させる。
【００８８】
図８（ｇ）、（ｈ）に３つの横方向コイルと、１つの中央バタフライコイルを片面に用いた８つのコイルで構成された配置を示す。図８（ｈ）には、後方のコイルのほうが前方（低い方）のコイルより大きい非対称なバタフライコイルが示されている。この方法において、側面コイルがバタフライコイルより後方に位置した時に、側面コイルと中央コイルとがデカップリングされるようになっている。このような配置の変形例としては、ｉ)修正用誘導性又は容量性デカップリングを用いた、中央コイルと外側コイル間の所要量を超えた重ね合わせ、ｉｉ）要求される誘導性又は容量性デカップリングを用いない外側コイルと中央コイル間の正確な重ね合わせ、ｉｉｉ）修正用誘導性又は容量性デカップリングを用いた、所要量以下の重ね合わせ、によって側面コイルを互いに対してデカップリングする方法がある。
【００８９】
図８（ｉ）に側面コイルアタッチメントに収容された多数のコイルと共に片側に２つの中央コイルを設けた構成を示す。この配置において、構造的にかつ電気的に接続する幾つかの接続点が、この配置の前方の追加の接続と共に、各側面の上方及び下方に示されている。この方法で、側面アレイ及び中央アレイ間に多数の電気的接続がなされる。取り付け自在のコイルの精神から逸脱することなく、いかなる数の接続点も用いることができ、制限されるものではない。
【００９０】
図８（ｊ）に２つの側面コイルと２つの中央コイルを示す。側面コイルと中央コイルとは、僅かに重なり合ってデカップリングしている。ループコイルと垂直方向バタフライコイルの組み合わせはすべて、本質的にこの配置ではデカップリングされる。図８（ｋ）では８個の中央コイルと８個の側面コイルが片側に設けられている。この配置では、多数の垂直方向ループコイルとバタフライコイルが挿入できるように、容易に拡張できる。この配置において、各コイルは前後方向に胸部をカバーし、一方、左右方向及び上下方向の平行画像化を可能にする。２つの平行画像化方向は、うつ伏せの向きでの胸部画像化に最適である。図８（ｌ）にコイルが接続された時に患者が挟まれないように前方から接近して機械的／電気的接続をする最後の図を示す。
【００９１】
加えて、非常に高密度のコイルを、提案しているコイル配置では用いることができる。胸部へのアクセスのための大きな開口を備えた後方領域へのコイルの追加及び／又は前方領域へのコイルの追加は、図示したコイル構成の範囲内で種々の代替的なコイル配置を提供する。理想的な場合には、これらコイル配置上のコイルに関連した磁束線が、ＭＲＩの主磁場（Ｂ０）と直交して、ＭＲＩ信号の補正を最大化する。
【００９２】
１６チャネルＭＲＩシステムと共に用いることのできる高密度コイル配置の例として、両側性配置を示す。ここで、８つのバタフライコイルが中央コイルプレート、又は中央胸骨支持部に設けられている。これらバタフライコイルを横切って、８つのループコイルが設けられている。これは、胸部の左右両側で繰り返される。これらのコイルは、前方方向のほうが上方方向より長く、それぞれのコイルプレート上で互いとペアワイズにデカップリングされる。片側性配置において、１つのコイルプレートあたりに１６個のコイルを用いることができる。平行画像化のために画像化を最適化するために、コイルの配置を僅かに変化させることによって、これらのコイル感度プロファイルを差別化することができる。これは、導電体配線の幅、高さ、又は角度を拡張することによって、バタフライ配線を変更することで達成される。
【００９３】
この配置は、臨床的に関連する視野に対して、胸部組織への十分な浸透を維持しながら、１コイルプレート当たり１コイルから、１コイルプレート当たり１６コイルまで自由にスケールアップ又はスケールダウンすることができる。これは、胸部画像化に使用可能な非常に高度に平行化された配置を提供する。代替的に、上述のループコイルの代わりに伝送線コイルをハイブリッドループコイルとして、又はループコイルと組み合わせて伝送線ラインを直線構成で用いることができる。これらの変形例を図６に示すが、しかしこれらはモジュール式アレイシステムを背景とした例である。加えて、直角位相対としてループコイルとバタフライコイルとが用いられた場合、信号対ノイズ比が単一の信号線の場合に較べて向上する。
【００９４】
すべての場合において、カーブした、又は等角のコイルプレートが、本発明の精神から逸脱することなく利用できる点にも留意すべきである。このようなプレート配置は、例えば膝、肘、手首、足首といった他の部位を画像化する際にも役に立つ。これらのコイルプレートを交換することは、胸部画像化のためにここまで議論してきたすべてのメリットを提供する。なぜなら、これによって診療部位を支持又は固定し、撮像のためのスキャン位置まで進め、定位置（マグネットの外）まで戻し、診察組織にアクセスするためにコイルプレートを取り外し、又は別のコイルプレートと取り換えて、画像の最適化のために再度撮像し、そして、診療部位を初期撮影した位置から動かすことなく、追加の画像を撮影したり、介入装置を挿入したりすることが可能となるからである。
【００９５】
コイルサブセットを送信コイルとして選択し、他のコイルを受信コイルとして選択することは、ＳＡＲ制限を考慮に入れる必要のある画像応用において、大きなメリットを提供する（特定の吸収率（ＳＡＲ）とは、ＭＲＩから送信されるＲＦパルスによる診察組織へのエネルギー付与率である。比較的小さな局所コイルを用いた送信は、ＲＦパルスを身体全体に浴びせるのに較べて人体組織の温度上昇を低減する。）１つの実施例において、前方及び後方コイルアレイを送信コイルとして用いることができ、組み合わされた磁場は略均一な送信磁場を提供し、一方、中央と側面コイルは、受信コイルとして用いることができる。コイルの役割は反対にすることも可能であり、その場合前方と後方コイルで受信し、中央と側面コイルで送信する。
【００９６】
ここに提示された画像化方法は、プレート配置のいかなる組み合わせとも共に実施することができる。これらのプレートは、互いに対して動くように設けることも、固定するように設けることもできる。好ましき配置において、これらのコイルはできる限り診察部位に近く、一方コイル間のカップリングが最小になるように設けられる。カップリングは、コイルの大きさを適切に画像化する部位の大きさにすることによっても最小化できる。
【００９７】
再構築可能なコイルアレイの代替的な実施例は、互いに絶縁された多数の層の導電性トレースを備える。これらのトレースは、付随するキャパシタ、インダクタとブロッキング回路と共に個々のコイルを構成し、様々なコイルが、単一のプレート上に存在する。これらのコイルは、ループ、バタフライ、対向ソレノイド、又は伝送線ラインコイルである。この実施例において、同時に１つ以上のこれらのコイルを選択し、信号接続する手段が提供され、一方で他の多数のコイルは、電気的にオープンであったり、離調していたり、ブロックされていたり、電気的に短絡されて、使用不可である。このコイル選択手段は、導電性経路の機械的スイッチ又は電気的スイッチを、信号結合手段のコイル端又はＭＲＩ端に備える。
【００９８】
加えて、コイルプレートを例えば圧迫プレートのような固定手段に機械的に取り付けることは、コイルプレート上の選択したコイルエレメントを活性化又は非活性化する。固定手段は、幾つかのコイルエレメントを接続し、他を離調、終端、又はブロックする機械的キー又は電気的プラグを用いて、この活性化と非活性化をもたらす。
【００９９】
各コイルの電気的接続手段は、機械的固定手段に集積化された受信コネクタとインタフェースをとっている。コネクタ対は、どのコイルエレメントがアクティブであるかを決定し、及び／又は各コイルの極性を決定するようにコネクタの向きが決められている。例えば、コイルプレートをプラグインする前に１８０度回転すれば、コイルの出力極性が反転する。受信専用コイルと共に用いられるブロッキング信号が常に正確な極性を持つように保証する手段が、コネクタとブロッキングネットワークに存在する。（例えば前頭面の矢印方向から）接続前にコイルプレートを９０度回転することで、コイルプレート内の異なるコイルエレメントを活性化する効果を有する。コイルエレメントは、プレートの向きと診療部位に対する相対位置にふさわしい感度プロファイルを生成する。
【０１００】
胸部又は他の再構成可能な診察部位における異なる画像化用途のためのこれらコイル配置の交換は、以下のものに対してＳＮＲと視野を最適化するために用いることができる。
ｉ）両側性診療部位画像−両側性部位のためのコイル数の最大化と、その感度プロファイルの最適化
ｉｉ）片側性診療部位画像−単一部位におけるコイル数の最大化と、その感度プロファイルの最適化
ｉｉｉ）介入手順−適切な医師の手と視線と介入及び画像化装置のアクセスを提供する一方での、コイル数の最大化と、その感度プロファイルの最適化
iv）異なる構造における診療部位の画像化−再構成可能な診療部位位置におけるコイル数の最大化と、その感度プロファイルの最適化
診療部位位置
【０１０１】
患者の胸部は、いろんな方向からの圧迫によって、種々の形状で画像化される。このコンセプトは、臨床的又は診断的必要に適していると認められる他の部位へも拡張することができる。即ち、１つには最適な画像品質で部位の構造を画像化し、もう１つには、外科的表現をした画像を得ることが望ましい。図９（Ａ）に示すように、前後方向に移動可能な圧迫プレート（１８）を用いて、胸部は胸壁に向かって圧迫される。この図で示したプレートは、圧迫膜（５３）で覆われた開口も提供する。このプレート内に、図９（ｂ）に示すようにコイルが挿入されている。胸部の近くにあるコイルを収容した圧迫プレートを動かすことで、良好な固定化と、高いＳＮＲを得ることができる。圧迫膜が他の撮像手段に対して十分透過性があることを条件として、コイルプレート（２３）を取り除くことによって、他の撮像手段のために胸部にアクセスすることができる。例えば、もし音響膜を用いた場合に、胸部画像化のために超音波振動子を用いることができ、一方、介入目的で胸部の４つの側部はアクセス可能なままである。このコンセプトを両側性用途の軸方向図として図９（ｃ）に示す。図９（ｄ）に矢印方向の図を示す。圧迫プレートの代替的な実施例を図９（ｅ）に示す。ここで、圧迫プレートは旋回する斜めの部材によって構成されている。これらの圧迫プレートのどれにも、コイルプレートを固定可能な１つ以上の開口と、（コイルを取り外し自在に固定可能な）一つ以上の圧迫膜とが設けられている。この様子を図９（Ｆ）の矢印方向図に示す。この配置のメリットは、胸部がより完全に固定され、固定化システムが非常に多数の、そして多様なコイルを支持することができることである。胸部がより均一に圧迫されるように、圧迫プレートは等角プレートも支持する。
【０１０２】
提案したシステムのもう１つのメリットは、等角プレート又は固定化装置を支持する能力にある。位置と向きの調整が可能な圧迫プレートの拡張として、等角固定化プレート（５６）又は圧迫膜（例えば熱的に設定されたメッシュ）を、例えば外科で用いられる図１０（ａ）のような仰向け位置に患者が位置する間に、胸部に設けることができる。この患者の胸部位置は、患者が他の位置、例えばうつ伏せ位置に回転し、専用ストレッチャベースのコイル又はテーブルトップアドオンコイルを有する主支持構造体に位置する間も維持することができる。システムのオープン構造が、このような等角固定化構造の追加を提供する。図１０（ｂ）に示す斜め圧迫プレート（７２）によって支持されるコイルとして、又は等角固定化プレート（５６）上で支持されるコイルの等角配置として、画像化コイルセットをこれらのプレートに加えることができる。これと同様の配置を図１０（ｃ）の矢印方向図に示す。ここでは、斜め圧迫プレートは上下方向に移動可能であり、回転可能である。
【０１０３】
患者が主支持構造体に横たわっている間に、２つの異なる構造に胸部を位置させる能力が、ＭＲＩに介入する場合には重要であり、乳がん範囲の予備外科的決定のために画像化が必要な場合には重要である。標準画像方向（即ち、患者がうつ伏せで非圧迫の場合、又は患者がうつ伏せで中間／側面方向に圧迫されている場合）にいる間、ＭＲＩ画像セットが得られるように、そして外科手術中（患者が仰向け状態）に、同様の位置で画像セットが得られるように、再配置が行なわれなければならない。このように、両位置間、又は２つの終了位置の間の位置間で、腫瘍の位置が相互に関連付けられる。がんの低侵襲的治療のために、位置特定用ワイヤ又は他の外科的マーキング装置が正しい位置にあることを保証するために、これらの２つの画像位置も利用することができる。これを、図１０（ｄ）に示す。ここで、中央／側部方向に圧迫された胸部が軸方向図で示され、位置特定用ワイヤ（５８）が、対象病変組織（５７）を通して位置している。図１０（ｅ）に、すべてのコイルと圧迫プレートが取り除かれ、装置上で胸部が自由に操作される様子を示す。図１０（ｆ）に示すように、胸部を乳腺手術時と同様の形状に圧迫して、コイルプレートを画像化のために胸部近くに設けるように、前方等角圧迫プレートを導入可能である。この方法において、特定の臨床的用途のために胸部を好ましい方向に圧迫可能であり、ＲＦコイルを出来る限り胸部の近くに設けて、高いＳＮＲの画像を得ることができる。
【０１０４】
本発明は、胸部画像用途の図面に特定して表わされているが、両側性又は片側性画像が好ましい他の部位に対しても用いることができ、また、コイルシステムにおいて患者の支持と固定化が独立して行なわれるあらゆる状況に対して用いることができる。
専用身体画像化用途
【０１０５】
本発明の方法と装置が適用可能な別の例には、身体画像化用途が含まれる。この用途において、大きな介在用体積を有する専用身体画像化ストレッチャ（６１）が、モジュール化された支持構造体とコイル配置を設けることも取り除くこともできるアクセスポイントを提供する。このシステムの用途には、心臓、肺、筋骨格、脊椎、肝臓、腎臓の画像化が、それらの部位の介入画像と同様に、含まれる。図１１（ａ）において、患者（４）はＭＲＩ身体支持構造体（６０）によって支持され、前方プレート（６２）と後方プレート（６３）が患者の近くにコイルを設置するために用いられる。胸部画像化用途と類似した方法で、コイルプレートを用いて種々のコイルアレイを導入することができる。一般的により大きなＳＮＲ画像化用途で用いられる大きな視野のコイルアレイ（６４）と小さな視野のコイルアレイ（６５）を図１１（ｂ）に示す。図１１（ｃ）に示すように、コイルプレートは支持プレートに挿入される。図１１（ｄ）において、小さな視野のコイルアレイは、大きなコイルアレイに導入されて、対象部位上に適切に位置して、対象領域において高いＳＮＲで画像化する。
【０１０６】
加えて、患者が同じ体勢でいる間に、特定の画像化用途に最適化した異なる周波数に対応したコイルを、容易に交換できる。例えば、肺の画像化に対して、コイルアレイには、通気の画像化のための過分極ガス等の画像化と同様に、血流のコントラストを強調した画像化が要求される。心臓用途に対しては、新規の血管内造影剤と関連した特定の種を励起又は画像化するためにコイルが提供される。どちらのコイルも、対象となる特定の種を検出又は励起させるために、適切に調整することができる。追加の側面プレート又は斜めプレートを、必要に応じて装置に一体化させることができる。これらのプレートは、患者の側面支持を提供し、プローブや装置の取り付けポイントを提供し、改良した画像化のためのコイルシステムに対して、追加の取り付けポイントを提供する。加えて、支持プレートは、介入や他の撮像手段（Ｘ線、超音波、光学、赤外線等）を用いた画像化のためのアクセス開口及び／又はガイド手段を提供する。専用ストレッチャ／特殊用途テーブルトップシステムと、サブコンポーネントのモジュール配置が、胸部用途で実現されたすべてのメリットを提供する。
【０１０７】
本発明の代替的な実施例は、前立腺、婦人科、結腸の画像化と介入に対して同様のコンセプトで拡張できる。別の実施例において、このシース（鞘）コンセプトは、血管内画像化又は手術中の画像化等に用いることができる。図１２に示すように、前立腺専用ストレッチャとテーブルトップシステムが、同一の画像化／介入手順の種々のステージに対して、又は、異なる患者への手順に対して、又は、異なる種類の手順に対して、モジュラーコイルと患者支持装置を再構築可能にさせる追加のアクセスを提供する。主要な弁別的な特徴は、患者内部に挿入可能な支持装置の追加である。この図示しない支持装置は、間接付きアーム又は、シース又は身体の導入装置を保持する支持体によって構成されている。このシースを固定位置に維持することによって、患者と他の装置を固定位置に維持したまま、種々のコイルと装置を挿入することができる。これを図１２（Ａ）に示す。ここでは、前方コイル支持部（６２）、後方コイル支持部（６３）、内部コイルシース（６８）のすべてが、コイル配置の多様性を支持している。用途に応じて、種々のコイルプレートをこれら支持／固定化ストレッチャに導入することができる。前方プレート（６２）は患者の臀部を固定位置に保持し、コイルアレイのための取り付け手段を提供している。これは、前方コイルと前立腺シースの位置を維持して、患者に対して固定位置を保持させる支持アームによって達成される。前立腺シースは、例えば超音波といった種々の撮像装置に対し透過性を有し、前立腺への介入を容易にする介入用アクセスポートを提供する。
【０１０８】
シース（６８）は、拡張自在の柔軟な膜でできている。この方法において、プローブをシースに挿入可能であり、周辺部位を固定するように、膨張可能であり、機械的に拡張可能である。前立腺画像化の特定用途において、プローブの硬いプラスチック壁が拡張して、直腸壁を押圧する必要がある。この方法において、コイルは、信号収集を最大化するために、前立腺に非常に近接するように設けることができる。加えて、もしプラスチックが人体組織に非常に近い材料でできている場合、前立腺領域に影響する有害な画像アーチファクトは存在しない。加えて、穴又は開口がコイル中央、又はコイルの外側領域に設けられて、施術中ガスを放出することができるので、患者を快適にし、蠕動運動を制限することができる。
【０１０９】
本発明によれば、以下の特定の例に示されるように、多数の技術、手順と方法が、本発明の実施例を活用する。
−すべての利用可能なチャネルを用いた両側性画像化。
−すべての利用可能なチャネルを用いた片側性画像化。
−オープンアクセスを提供するために選択されたコイルを用いた介入画像化。
−胸部非圧迫、より良い画像化のために固定するための中央／側面圧迫、胸壁に対する圧迫、又は斜め圧迫を用いた（両側性又は片側性）胸部画像化（圧迫は、画像を向上させるため（即ち、動きを少なくする）や、介入時に動きを減らすため、外科的位置に胸部位置を合致させるため、他の画像位置（超音波、Ｘ線、ＣＴ）と合致させるために行なう）。
−所望の周波数の他のコイルと交換しながらの画像化−即ち、高い磁場（３．０Ｔ）、分光法（Ｎａ、Ｃ１３、Ｆ他）又は新規の造影剤に関連した種に合致させること。肺がん画像化の例において、コイルはコントラストを強調させるため水素にチューニングされ、通気サイクルを画像化するために過分極ガスにチューニングしたコイルと交換される。
−コイルを診療部位のサイズにより合致したコイルと交換しての画像化、例えばコイルサイズを胸部サイズに適合させる。
−好ましき画像化用途において、より大きな加速係数を有するコイルと交換しての画像化。
−同一の患者支持体又は専用ストレッチャデザインを保ちながら、ＭＲＩで利用可能なより多くのデータチャネル数に対応した新しいコイルとの交換をしての画像化。
−システム全体を置き換える代わりに、機能を有しないコイルを機能を有するコイルに交換しての画像化、又は、極低温冷却コイルの場合に、コイルを寒剤を入れたコイルと交換、又は、無線コイルの場合に、バッテリを充電したコイルとの交換、殺菌コイルの場合に、消毒したコイルとの交換をしての画像化。
−専用身体画像化ストレッチャとテーブルタップを用いた身体用途の画像化と介入。
−専用前立腺ストレッチャとテーブルタップを用いた前立腺用途の画像化と介入。
【０１１０】
本発明の上述の記載は、すべての対象、特徴、メリットと本発明の実施を記載することを意図したものではない。本発明の実施例の記載は、胸部画像化用途に焦点を当てているが、身体の他の部位に対しても本発明が利用可能であることを、当業者は理解するであろう。主な違いは、コイルの形状と、相対的な位置関係である。患者支持体、部位の固定と、ＲＦシステムとの分離という基本コンセプトは、広範囲のメリットを有する。
【０１１１】
ここで参照されたすべての特許と印刷された出版物は、参照することによってそれぞれがそっくりそのまま本明細書に含まれる。
【０１１２】
多数の技術、方法、装置、そしてシステムが、ＭＲＩを用いた人体組織の画像化の向上のために提案されてきた。本発明に含まれるが限定するものではないものとして、
−・支持構造体から独立したコイルと、
・交換可能なコイルと、
・患者の診療部位近くの種々の位置に設けることが可能なコイルと、
・再位置設定可能な圧迫プレートのような二次構造体に埋め込まれたコイルと、
を備えたＲＦ画像化システムの新規のアーキテクチャ。
−患者支持装置から分離可能なコイルシステムを交換するための技術と機構。
−種々の向きと形状で診療部位を圧迫するのに適した新規の圧迫機構。
−交換自在の圧迫システム。
−・コイルの挿入及び固定と、
・種々の撮像装置に対して透過性を有する膜と、
・介入と画像化装置へのアクセスと、
を可能にする開口を有する圧迫システム。
−ケーブル、誘導カップリング、光伝送、遠隔伝送を含む、コイル信号伝送のための種々のオプションを有する交換自在のコイルシステム。
−ケーブル利用接続又は遠隔接続で、アナログよりデジタル情報を搬送するように、アナログ−デジタル変換能力を集積化した交換自在のコイル。  
−ループコイル、バタフライコイル、サドルコイル、対向ソレノイドコイル、そして伝送ラインコイルの組み合わせを有する、高密度に実装されたコイルアレイのための新規のコイル配置。
−最適な患者位置と、支持と、固定化のオプションを提供する二次支持構造体。
−集積化されたＲＦコイル又はＲＦコイルを取り付ける手段を有する二次支持構造体。
−ケーブルが患者と接触しないようにしたケーブル配線。
−バッテリが必要なコイルの場合に、外部充電モジュールを用いたコイル充電。
−エネルギー貯蔵装置を充電するために、受信したＲＦエネルギーを用いるコイル。
−コイルが極低温に冷やされる場合に、外部充填モジュールを用いたコイル寒剤補充。
【０１１３】
このようなシステムのメリットは、
−より多くのコイルと、より適切なサイズのコイルが患者の診療部位に接近することによるＳＮＲの改善。
−画像化又は介入治療又は診断用画像化用途に対し、ユーザーに柔軟性を与える、平行画像化用途のための異なるコイルシステム。
−患者を同じ体勢で固定したままで、コイルを異なる画像、即ち、１．５Ｔ、３．０Ｔ、Ｎａ、Ｋ、Ｃ１３のために交換する柔軟性のある画像化。
−１つの不良コイルのために、コイルシステム全体を交換する必要がなく、ただ１つのコイルプレート又はコイルエレメントを交換するだけで済むことによるダウンタイムの減少。
−付随するハウジング／患者支持構造体を備えたまったく新しいコイルシステムとは対照的に、コイルシステムの購入すべきサブシステムのみが必要なＭＲＩアップグレードのような、ユーザーがアップグレード可能なシステム。
−患者が装置上の同じ位置に維持されながら、構造体のわずかな変更と共に種々の圧迫形状における胸部画像化をする能力。注入されたＭＲＩ造影剤が画像のコントラストを提供している間に画像化する必要があるので、この用途においては時間が決定的に重要である。これが、単一の造影剤注入で種々の圧迫条件におけるコントラスト強調された病変部位を表わす能力につながる。種々の圧迫状態は、以下を含む。
・非圧迫
・中央−側面圧迫
・前方／後方圧迫
・斜め圧迫
・等角固定化と胸部圧迫
−患者が装置上に維持されている間に、圧迫システムとコイルシステムを物理的に除去し、置き換える能力。これが、追加の画像化や介入や治療のための画像化された部位への進化したアクセスを可能にする。これは、専用ストレッチャベースの専用テーブルトップにおいて提供される開口が存在する場合に、可能となる。
【０１１４】
本発明の技術は、少なくとも患者の頭部と胸部と腹部と脚を支持する連結された、又は連続的な領域を備えた患者支持構造体を有し、患者支持構造体は少なくとも１つの患者に隣接したＲＦコイルシステムを収容し、放出する支持構造体コンポーネントを有し、少なくとも１つの支持構造体コンポーネントは、少なくとも一つのＲＦコイルを患者の頭部、胸部、腹部、脚部の１つ以上に隣接させて設けることを可能にする。患者支持構造体は、女性の乳房、女性の性器、男性の性器の少なくとも１つを収容し、その近くに置かれたコイルのための少なくとも１つの特定の支持構造体コンポーネントを有する。女性又は男性の胸部、女性の性器、前立腺、結腸及び患者の胴の少なくとも１つを収容する患者支持構造体の少なくとも１つの位置に設けられたコイルのための少なくとも１つの特定の支持構造体コンポーネントが存在する。少なくとも１つの支持構造体コンポーネントは、共通のガイド係合特徴を有する支持部に異なる構造のコイルを挿入することを可能にするガイド支持部を有する。患者支持構造体は、共通のガイド係合特徴を有する支持部に異なる構造のコイルを挿入することを可能にするガイド支持部を有する少なくとも１つの支持構造体コンポーネントを有する。患者支持構造体は、患者支持構造体上の通信ポート、材料フローポート、電源ポートを接続する係合部材を備えたコイル構造体を有する。患者支持構造体は、車輪に載ったストレッチャを備え、ストレッチャはストレッチャのＲＦコイルシステムをＭＲＩのＲＦシステムと係合させる係合部材を有する。患者支持構造体は、女性の胸部を収容する特定の場所を有し、その場所は異なるサイズの胸部に対して調整可能であり、その場所に位置する胸部のＭＲＩ画像撮影をアシストするＲＦコイルシステムが、胸部の表面と接触している圧迫システムを動かすことなく胸部をその場所に位置させておきながら、取り外され置き換えられる。患者支持構造体は、受信アンテナ、送信アンテナ、送受信アンテナからなるグループから選択された異なる機能を備えたコイルを有し、これらのアンテナは前記場所に隣接したアンテナの組み合わせの中で交換可能である。患者支持構造体は、その周りに分布された伝送ラインコイルの組み合わせを有する少なくとも１つの場所を有し、その伝送ラインコイルは、前後方向に長く、ループコイルとバタフライコイルと共に設けられて、ａ）対向プレート、ｂ）対向構造、ｃ）プレートと同一平面、の交互のパターンを形成している。患者支持構造体は、本質的にデカップルされたコイルを収容する少なくとも二つ又は少なくとも４つの可動式側面と中央コイルプレートを備えた少なくとも１つのＲＦコイルセットを有する。
【０１１５】
患者支持構造体は、ａ）垂直方向バタフライとループコイル、ｂ）ループコイルを備えた種々の伝送線コイル、ｃ）伝送線コイルとバタフライコイル、ｄ）ループコイル又は伝送線コイルと組み合わせられた多重ループバタフライコイル、で構成されるグループの中から選択された、本質的にデカップルされたコイルを有し、又は、本質的にデカップルされたコイルは、ａ）水平方向バタフライとループコイル、ｂ）ループコイルを備えた種々の伝送線コイル、ｃ）伝送線コイルとバタフライコイル、ｄ）ループコイル又は伝送線コイルと組み合わせられた多重ループバタフライコイル、で構成されるグループの中から選択される。患者支持構造体は、少なくとも、
１）直接の電気的接続
２）ブラシ又はスライド機構／電気コネクタ
３）磁気誘導コネクタ
４）信号伝送
の１つを用いて、患者支持構造体のＲＦコイルのアタッチメントからＭＲＩのケーブルに向けて信号の伝送を可能とするＲＦコイルを有する。
【０１１６】
本発明の技術は、対象物を請求項１の患者支持構造体に支持するステップと、個々の対象物を収容する場所を調整するステップと、調整した場所に隣接する少なくとも１つのＲＦコイルセットを位置決めするステップと、ＭＲＩの穴に支持体を移動させるステップと、  少なくとも１つのＲＦコイルに由来したデータによって少なくとも強調された個々の対象物のＭＲＩデータを提供するステップと、を有する個々の対象物に対してＭＲＩ画像化プロセスを実行する方法が含まれる。この方法において、支持体がＭＲＩの穴に移動する間、又はその後に、少なくとも１つのＲＦコイルセットがＭＲＩのＲＦシステムと係合する。ストレッチャのＲＦコイルは、自動的に通信しながらＭＲＩのＲＦシステムと接続する。この方法において、コイルがストレッチャ内の自動的にチューニングされたコイルで構成されたグループから選択され、患者支持構造体内のプリアンプが受信信号を増幅し、電気的シミングコイルが無線伝送でＲＦ信号をＭＲＩ外部の受信機に送信し、ＭＲＩ画像化の間、患者支持構造体内のコイルを極低温に冷却する、という追加のステップが実施される。患者支持構造体は、少なくとも１つの受信アンテナと送信アンテナと送受信アンテナのセットを有し、これらは少なくとも１つの場所で交換可能である。
【０１１７】
この技術は、特定のコイル配置と、これらコイルを接続する手段と、特定の画像化目的でこれらのコイルを利用することに関して詳述する。加えて、交換自在のコイルのコンセプトは、拡張されて、電力の充電ステーションの使用や、極低温で冷却されたコイルに対する極低温充填ステーションの利用を含む。加えて、本システムは電子機器を患者支持体とストレッチャに埋め込むことを可能にし、例えば自動コイルチューニングや受信信号のプリアンプや、電気的シミングコイルや、無線信号伝送装置や、コイルの極低温冷却システムといった、先進の画像応用を容易にしている。
【０１１８】
ＲＦアンテナセットは、交換自在のコイルを有し、このコイルは特定の磁場強度における異なる画像種に対してチューニングされており、また、異なる磁場強度に対してチューニングされている。また、ＲＦアンテナセットは、交換自在のコイルを有し、このコイルは、
小さい胸部サイズ
中間の胸部サイズ
大きな胸部サイズ
胸壁
のためのコイルを含む、患者の診療部位のサイズに合わせたものになっている。
【０１１９】
ＲＦアンテナとして、ループアンテナ、伝送線アンテナ及び／又はバタフライアンテナのいくつかがセットで用いられている。ここで示したコイル構成と構成の組み合わせはユニークである。ループコイルに対向したバタフライコイル又はループと伝送線ラインコイルを用いた、本質的に互いとデカップリングしている別々のプレート上のコイルアレイの使用は、新規である。垂直に（前後方向に長手方向が来る）設けられたループコイルとバタフライコイルの対向面上の、又は対向構造上の、又は同一平面上の交互の組み合わせも、コイル配置の新規な組み合わせである。この配置は、本質的にデカップルである。「デカップル」「本質的にデカップル」という用語は、ＲＦコイル技術分野で十分に理解されているものである。この用語は、コイルによる刺激の結果の磁場が、互いと十分には干渉しないという意味に受け取られている。配置に関して、磁場は１８０度対向しておらず、各磁場の強度は、他の磁場が無い状況下で単一の場として、少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも８５％、最も好ましくは少なくとも９０％又は９５％である。伝送線ラインコイルに（前後方向に長手方向が来る）設けられたループコイルとバタフライコイルの対向面上の、又は対向構造上の、又は同一平面上の交互の組み合わせも、コイル配置の新規な組み合わせである。この配置は、本質的にデカップルである。バタフライコイル及び／又はループコイルを、その頂上が胸壁に向かって曲げるように設けた組み合わせは、新規な構造である。
【０１２０】
非対称なバタフライコイル（前後方向に長手方向が来て、大きなループが後方にある）の組み合わせが、前後方向にバタフライコイルの中央軸より後方に位置する時に、斜めループ又は同様に本質的にデカップルなコイル配置がバタフライコイルからデカップルされるように設けられている。
【０１２１】
オーバーラップ、容量性、又は誘導性デカップリングを用いることによって、左右のコイルセットが実質的にデカップリングされるようになっている固定された中央支持構造体におけるバタフライコイルの組み合わせも、新規な構造である。前記コイルを用いた前記コイル配置のすべての組み合わせも、新規な構造である。
【０１２２】
受信コイル、送信コイル、又は送受信コイルとしてのこれらデカップルされたコイル配置の組み合わせは、新規な構造である。両側性画像のためのこれらコイルの構成は、以下の好ましいセットによってもたらされる。
１）本質的にデカップルされたコイル（垂直バタフライコイルとループコイル）、（種々の伝送線ラインコイルとループコイル）、（伝送線ラインコイルとバタフライコイル）、（多重ループバタフライコイルとループ又は伝送線ラインコイル）を収容した移動自在の側面コイルプレート及び中央コイルプレート。
２）移動自在の側面コイルプレートと、デカップリング回路を用いて互いとデカップルされた実質的に中央左と中央右方向に設けられたコイルを備えた固定された胸骨支持体。
３）固定位置に設けられた側面コイルを有する固定された胸骨支持体。
４）前方コイルを用いた１）、２）、又は３）の配置。
５）後方コイルと開口を用いた１）、２）、又は３）の配置。
【０１２３】
両側性画像のための好ましいセットの組み合わせは、以下のセットから選択することもできる。
６）本質的にデカップルされたコイル（垂直バタフライコイルとループコイル）、（種々の伝送線ラインコイルとループコイル）、（伝送線ラインコイルとバタフライコイル）、（多重ループバタフライコイルとループ又は伝送線ラインコイル）を収容した二つの移動自在の側面コイルプレート及び中央コイルプレート。
７）移動自在の側面コイルプレートと、実質的に中央左又は中央右方向に設けられたコイルを備えた固定された胸骨支持体。
８）固定位置に設けられた側面コイルを有する固定された胸骨支持体。すべてのコイルは、デカップリング回路を用いて互いに対してデカップルされている。
９）前方コイルを用いた１）、２）、又は３）の配置。
１０）後方コイルと開口を用いた１）、２）、又は３）の配置。
【０１２４】
固定された側面コイルが固定された胸骨コイルに置換可能な態様で取り付けられる構成は、新規なコンセプトである。これによって、１）コイルを活動させるために、側面又は中央コイルのコイル回路を完成させることができ、２）アレイ内におけるすべてのコイルのカップリングを最小化するために、適切なコイルデカップリング回路とコイルを接続することができ、３）コイルアレイにコイルを追加することができる。
なお、上記の実施形態について次の付記を記す。
（付記１）  患者を仰向け状態で支持する患者支持構造体と、
前記患者支持構造体と結合してＭＲＩ装置に患者の骨盤を固定する第一固定化装置と、
前記患者支持構造体と結合する第二固定化装置と、
患者の身体を導入するように構成された導入用カバーと、
が備えられた患者の骨盤用ＭＲＩ装置であって、
前記患者支持構造体に対して固定された位置に前記導入用カバーを保持するために、前記導入用カバーが前記第二固定化装置と結合され、そして、
前記患者の骨盤と前記導入カバーとが固定されている間に、前記ＭＲＩ装置と介入装置とが、選択的に前記導入カバーに挿入される
ことを特徴とする骨盤用ＭＲＩ装置。
（付記２）  前記導入用カバーが、ＲＦコイルを収容する大きさであることを特徴とする付記１に記載の骨盤用ＭＲＩ装置。
（付記３）  前記導入用カバーが、直腸内の導入用カバー及び膣内の導入用カバーの少なくとも１つであることを特徴とする付記１に記載の骨盤用ＭＲＩ装置。
（付記４）  前記第一固定化装置が前方プレートであって、前記前方プレートが、前記患者の骨盤が固定されている間に、患者の画像を撮影するための少なくとも１つのＲＦコイルを収容するように構成されていることを特徴とする付記１に記載の骨盤用ＭＲＩ装置。
（付記５）  前記第一固定化装置が後方プレートであって、前記後方プレートが、前記患者の骨盤が固定されている間に、診察対象の画像を撮影するための少なくとも１つのＲＦコイルを収容するように構成されていることを特徴とする付記１に記載の骨盤用ＭＲＩ装置。
【符号の説明】
【０１２５】
１    ＭＲＩ
２    ＭＲＩの穴
３    移動ステーション
４    患者
５    テーブルトップコイルシステム
７    ストレッチャ
８    テーブルトップ
１１  電気ケーブル
１２  ＭＲＩコネクタ
１８  圧迫プレート
１９  圧迫プレート
２０前部構造体プレート
２１  側部構造体プレート
２２  固定手段
２５  ＲＦコイル導体
２６  分散キャパシタ
２８  能動ブロッキング回路
３３  ＲＦアンテナ
【図１】
0005944027.tif 000002
【図２】
0005944027.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005944027.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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