(57)【要約】  磁気共鳴スキャナにおいて、無線周波数送信コイル（３０、３０’）は、検査領域を少なくとも部分的に取り囲む複数の平行なロッド又はラング（３２、３２’、３２”）を含む。無線周波数送信コイルは、検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成される。複数の磁気共鳴受信コイル（４０）が、無線周波数送信コイルとともに配置される。デカップリングのため、各磁気共鳴受信コイルは、無線周波数送信コイルの、近接する１つのロッド若しくはラング、又は近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに重なり、且つ該ロッド若しくはラングを実質的に中心とするように位置付けられる。
2009540949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を少なくとも部分的に取り囲む複数の平行なロッド又はラングを含み、前記検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成された無線周波数送信コイル；及び
前記無線周波数送信コイルとともに配置された複数の磁気共鳴受信コイルであり、各磁気共鳴受信コイルが、前記無線周波数送信コイルの、近接する１つのロッド若しくはラング、又は近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに重なり、且つ該ロッド若しくはラングを実質的に中心とするように位置付けられた、複数の磁気共鳴受信コイル；
を有する磁気共鳴スキャナ。
【請求項２】
前記無線周波数送信コイルは、磁気共鳴スキャナボアと同心の磁気共鳴スキャナ筐体の表面又は内部に配置され、且つ前記複数の磁気共鳴受信コイルは前記磁気共鳴スキャナ筐体の表面又は内部に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項３】
前記無線周波数送信コイルは磁気共鳴スキャナボアと同心となるように配置され、且つ前記複数の磁気共鳴受信コイルはボア壁に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項４】
前記複数の磁気共鳴受信コイルは、前記検査領域に面するボア壁の表面に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項５】
各磁気共鳴受信コイルの方が、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのロッド若しくはラング、又は前記近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングより、前記検査領域に近い、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項６】
前記無線周波数送信コイルは：
前記検査領域を取り囲む円筒を定めるように配置された前記複数の平行なロッドと、前記複数の平行なロッドを実質的に取り囲み且つ前記複数のロッドの端部と導電的に結合された無線周波数スクリーンと、を含むＴＥＭコイル、及び
前記検査領域を取り囲む円筒を定めるように配置された前記複数の平行なラングと、前記複数の平行なラングの端部に配置され且つ前記複数のラングと導電的に結合されたエンドリングと、を含むバードケージ型コイル、
のうちの一方である、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項７】
前記無線周波数送信コイルは前記バードケージ型コイルであり、前記複数の磁気共鳴受信コイルのうちの少なくとも１つの磁気共鳴受信コイルは、該磁気共鳴受信コイルの長さの約２／３が前記エンドリングの１つの内側に、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのラング又は前記近接する複数の隣接し合うラングに相対的に近くなるように配置され、且つ該磁気共鳴受信コイルの長さの約１／３が該エンドリングの外側に、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのラング又は前記近接する複数の隣接し合うラングに相対的に遠くなるように配置されるよう位置付けられる、請求項６に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項８】
各磁気共鳴受信コイルは、長方形、楕円形又は円形の形状を有する１つ以上の導体巻線からなる略平面状の導体ループを含む、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項９】
前記略平面状の導体ループは、少なくとも前置増幅器を含む電子モジュールに動作的に結合されており、前記電子モジュールの最短寸法は、前記磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのロッド若しくはラング、又は前記近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに対して略垂直に向けられている、請求項８に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１０】
前記無線周波数送信コイルは更に、前記複数の平行なロッド又はラングを実質的に取り囲む無線周波数スクリーンを含み、当該スキャナは更に：
前記複数の磁気共鳴受信コイルに結合されたケーブル配線であり、前記無線周波数スクリーンの外側を通され、あるいは内表面に沿って通されたケーブル配線、
を含む、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１１】
前記検査領域内に静磁場を生成する主磁石；及び
前記検査領域内の前記静磁場に、傾斜磁場を選択的に重畳するように構成された傾斜磁場システム；
を更に含む請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１２】
ボア壁を有するボアを画成するスキャナ筐体であり、前記ボアの内部に検査領域が位置するスキャナ筐体；
前記スキャナ筐体内に配置され、前記検査領域内に静磁場を生成する主磁石；
前記検査領域内の前記静磁場に、傾斜磁場を選択的に重畳するように構成された傾斜磁場コイル；及び
前記ボア壁の表面又は内部に配置された複数の略平面状の磁気共鳴コイルループ；
を有する磁気共鳴スキャナ。
【請求項１３】
前記スキャナ筐体の表面又は内部に配置された複数の平行なロッド又はラングを含み、前記検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成された無線周波数送信コイル、
を更に有する請求項１２に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１４】
各磁気共鳴コイルループは、前記無線周波数送信コイルの前記複数のロッド又はラングのうちの１つを実質的に中心とするように位置付けられる、請求項１３に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１５】
各磁気共鳴コイルループは、前記無線周波数送信コイルの２つ以上の隣接し合うロッド又はラングに重なり、且つ該ロッド又はラングを実質的に中心とするように位置付けられる、請求項１３に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１６】
前記無線周波数送信コイルは更に、前記複数のラングの端部に配置されたエンドリングを含み、前記複数の略平面状の磁気共鳴コイルループのうちの少なくとも１つの磁気共鳴コイルループは、該磁気共鳴コイルループの長さの約２／３が前記エンドリングの１つの前記検査領域に相対的に近い側に配置され、且つ該磁気共鳴コイルループの長さの約１／３が該エンドリングの前記検査領域から相対的に遠い側に配置されるよう位置付けられる、請求項１３に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１７】
前記複数の略平面状の磁気共鳴コイルループは前記ボア壁上に２次元的に配置される、請求項１２に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１８】
検査領域を実質的に取り囲み、前記検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成された無線周波数送信コイル；及び
前記無線周波数送信コイルに近接配置された複数の実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルであり、各実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルが、前記無線周波数送信コイルに対して、該受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味のフラックスが小さくなるように配置された、複数の実質的に平面状の磁気共鳴受信コイル；
を有する磁気共鳴スキャナ。
【請求項１９】
前記無線周波数送信コイルはバードケージ型コイル又はＴＥＭコイルであり、各実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルは、前記バードケージ型コイル又はＴＥＭコイルの近接するラング又はロッドを実質的に中心とし、該実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルの面は、前記近接するラング又はロッドと略平行に配置される、請求項１８に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２０】
前記無線周波数送信コイルはバードケージ型コイル又はＴＥＭコイルであり、各実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルは、前記バードケージ型コイル又はＴＥＭコイルの複数の隣接し合うラング又はロッドを実質的に中心とし、且つ該ラング又はロッドと重なっており、該実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルの面は、該ラング又はロッドと略平行に配置される、請求項１８に記載の磁気共鳴スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴技術に関する。本発明は、特にパラレル磁気共鳴イメージングに適用され、特にそれを参照して説明される。以下の開示は、撮像やスペクトロスコピー等に使用される磁気共鳴スキャナに、より広く適用され得るものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば感度エンコーディング（ＳＥＮＳＥ）イメージング等のパラレルイメージング技術は、一定の利点を提供する。これらの撮像技術は、典型的に患者の表面に配置される磁気共鳴受信コイル群のアレイを用いる。この配置は良好なカップリング、ひいては、良好な信号対雑音比を提供する。しかしながら、この磁気共鳴受信コイルアレイは、患者の準備が整い、撮像直前に患者支持体に位置付けられるまで組み立てられることができない。このことは、作業の流れの効率やスピードに悪影響を及ぼす。また、患者上への磁気共鳴受信コイル群の配置は、患者によっては不愉快なものである。さらに、患者上に配置されたコイル群は、患者の動きによってズレたり押しのけられしやすい。
【０００３】
これらの欠点の一部は、磁気共鳴受信コイル群を、患者上に配置される事前形成されたアレイとして構成することによって解決され得る。例えば、コイル群を共通の支持基板によって支持することができる。この支持基板は、患者の形状にある程度一致し得るように、あるいはコイル支持基板の患者上への配置を心地よいものとするように、フレキシブルなもの又は接合されたものにされ得る。このような共通基板を用いることは、患者の準備時間を短縮するとともに、患者上への磁気共鳴受信コイル群の配置を簡略化する。しかしながら、これらの手法は一部の欠点を保持したままである。患者の準備時間は、依然として、患者上へのコイル群の配置は撮像直前に為されるという要求によって悪影響を及ぼされる。また、患者によって、患者上へのコイル支持基板の配置は嫌がられることが予想される。さらに、共通基板上にコイルアレイ全体を一体化することは、患者の動きによるズレや押しのけの問題を悪化させ得る。複数のコイルを有する共通基板すなわちコイルアレイ全体がズレたり押しのけられたりし得るからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述の問題及びその他の問題を解決する改善技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様に従って、磁気共鳴スキャナが開示される。無線周波数送信コイルは、検査領域を少なくとも部分的に取り囲む複数の平行なロッド又はラングを含む。無線周波数送信コイルは、検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成される。複数の磁気共鳴受信コイルが、無線周波数送信コイルとともに配置される。各磁気共鳴受信コイルは、無線周波数送信コイルの、近接する１つのロッド若しくはラング、又は近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに重なり、且つ該ロッド若しくはラングを実質的に中心とするように位置付けられる。
【０００６】
他の一態様に従って、磁気共鳴スキャナが開示される。スキャナ筐体が、ボア壁を有するボアを画成する。検査領域がボア内に位置付けられる。スキャナ筐体内に配置された主磁石が検査領域内に静磁場を生成する。傾斜磁場コイルが、検査領域内の静磁場に傾斜磁場を選択的に重畳するように構成される。複数の略平面状の磁気共鳴コイルループが、ボア壁の表面又は内部に配置される。
【０００７】
他の一態様に従って、磁気共鳴スキャナが開示される。無線周波数送信コイルが検査領域を実質的に取り囲む。無線周波数送信コイルは、検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成される。複数の実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルが無線周波数送信コイルに近接して配置される。実質的に平面状の磁気共鳴受信コイルの各々は、無線周波数送信コイルに対して、該受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味フラックスが小さくなるように配置される。
【発明の効果】
【０００８】
１つの効果は、磁気共鳴スキャンにおける作業の流れの効率及びスピードが改善されることにある。
【０００９】
他の１つの効果は、患者の心地よさが改善されることにある。
【００１０】
他の１つの効果は、パラレル磁気共鳴スキャンに使用される磁気共鳴受信コイルの位置的安定性が改善されることにある。
【００１１】
以下の詳細な説明を読み、理解することにより、本発明の更なる効果が当業者に認識される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、様々な構成要素及びそれらの配置、並びに様々な段階及びそれらの編成の形態を取り得る。図面は、好適実施形態を例示するためだけのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００１３】
図１を参照するに、磁気共鳴スキャナシステムは、スキャナ筐体１２内に配置された主磁石１０を含んでいる。主磁石１０は主磁石コントローラ１４によって作動される。主磁石は、スキャナ開口（ボア）１４内の検査領域に静磁場を生成する。図１においては、ヒトの被検体１６が、磁気共鳴撮像、スペクトロスコピー又はこれらに類するものを受けるためにスキャナボア１４内に配置されている。主磁石１０は、好適な極低温冷凍機１８内に配置された超伝導磁石であってもよいし、必要に応じて水冷などによって冷却される常伝導磁石であってもよい。様々な実施形態において、主磁石１０は、例えば０．２３テスラ、１．５テスラ、３テスラ又は７テスラ等といった静磁場を発生し得る。スキャナ筐体１２の表面、より典型的には、スキャナ筐体１２内に傾斜磁場コイル２０が配置されている。例えば、傾斜磁場コイル２０は、検査領域内の静磁場にｘ、ｙ及びｚ方向の磁場傾斜又はそれらの様々な組み合わせを選択的に重畳するように構成され得る。傾斜磁場コイル２０は傾斜磁場コントローラ２２によって好適に作動される。スキャナボア１４は、検査領域に面するボア壁２４の内表面によって画成すなわち輪郭描写される。
【００１４】
なおも図１を参照しながら図２をも参照するに、スキャナ筐体１２の表面又は内部に、無線周波数バードケージ型コイル３０が配置されている。バードケージ型コイル３０は複数の平行なラング（rung）３２を含んでいる。複数のラング３２は、互いに対して、そしてボア１４の円筒軸に対して概ね平行に配置されており、ボア１４の周りで方位角方向に間隔Ｓａ（図２を参照）だけ隔てて配置されている。ラング３２は、各端部で、ラング３２に対して概ね垂直に配置されたエンドリング３４、３５によって終端されている。ラング３２及びエンドリング３４、３５は、例えば銅の棒、又は誘電体表面に置かれた銅の配線やストリップライン等の導電体である。図１の実施形態においては、ラング３２及びエンドリング３４、３５は、検査領域に面するボア壁２４の内表面に配置された銅の棒、配線又はストリップラインである。しかしながら、他の実施形態においては、ラング及びエンドリングはボア壁の外表面、すなわち、検査領域の反対側に面する表面に配置され、スキャナ筐体１２内の専用の誘電体形成体上に配置され、あるいは、傾斜磁場コイル２０のうちの１つ以上をも支持する誘電体形成体上に配置されるなどでもよい。ラング３２及びエンドリング３４、３５は導電的に結合され、磁気共鳴周波数で共鳴する導電性構造を画成している。この構造は、必要に応じて、該構造の共鳴周波数を調整する集中的あるいは分布的な容量素子、誘導素子及び／又は抵抗素子（図示せず）を含んでいる。２つのエンドリング３４、３５が図示されているが、意図される一部の実施形態においては、第３又は更なるエンドリングが含められてもよい。例えば、第３のエンドリングは磁気共鳴周波数と一致させるためのチューニングを提供する。バードケージ型コイル３０は更に、ラング３２を実質的に取り囲む無線周波数遮蔽体（スクリーン）３６を含んでいる。無線周波数スクリーン３６は、好ましくは、主磁石１０及び傾斜磁場コイル２０によって生成される磁場及び磁場傾斜に透過されるが、磁気共鳴周波数の場には実質的に透過されない金属製メッシュ又はその他の導電性構造である。無線周波数スクリーン３６は、例えば、検査領域の反対側に面するボア壁の外表面に配置され、専用の誘電体形成体の外表面に配置され（例えば、専用の円筒形の誘電体形成体の内表面にラング及びエンドリングが配置され、該誘電体形成体の外表面にスクリーンが配置される）、あるいは、傾斜磁場コイル２０をも支持する誘電体形成体に配置されるなどし得る。
【００１５】
無線周波数バードケージ型コイル３０は、磁気共鳴周波数又はその付近の無線周波数エネルギーを検査領域内に送信する送信器として動作する。動作時、ラング３２及びエンドリング３４、３５によって形成された構造は、直交型（クワドラチャ）体積共振器を画成する。この体積共振器は、被検体１６内（又は、少なくとも、被検体１６の、検査領域内に配置された部分内）で磁気共鳴が励起されるように検査領域内に磁気共鳴周波数のＢ１磁場を生成するため、無線周波数送信器３８によって磁気共鳴周波数で選択的にエネルギー供給される。必要に応じて、この無線周波数励起の間、傾斜磁場コイル２０は、該無線周波数励起を区間的なスライス又はスラブ（slab）に制限するためのスライス選択又はスラブ選択傾斜磁場を印加する。無線周波数スクリーン３６は、生成無線周波数エネルギーをボア１４内に実質的に維持することにより、放射エネルギー損を低減する。
【００１６】
なおも図１及び２を参照するに、検査領域に面するボア壁２４の内表面には、複数の磁気共鳴受信コイル４０が配置されている。図１及び２においては、複数の磁気共鳴受信コイル４０は、被検体１６の頭部に重なるボア１４の端部付近に置かれた、３×４のアレイ状に配列された１２個の受信コイル４０として例示されている。一部の実施形態において、このアレイは、図２において更なるコイルをエンドリング３４まで広がる幻像（破線を用いている）として示すように、被検体の長さ方向に延長されてもよい。図示した受信コイル群４０の構成は例示であり、実質的に如何なる数の受信コイルも用いられ得る。また、受信コイル群４０は、周期的なアレイ配列であろうとなかろうと、実質的に如何なる空間配置を有していてもよい。一部の実施形態において、受信コイル群は被検体１６を取り囲むように配置される。これら複数の磁気共鳴受信コイル４０には複数の受信チャネルを有する無線周波数受信器４２が結合され、例えばＳＥＮＳＥイメージング又はＳＭＡＳＨイメージング等のパラレルイメージング技術が実行される。これに代えて、あるいは加えて、これら複数の磁気共鳴受信コイル４０は、磁気共鳴スペクトロスコピー又はその他の磁気共鳴技術を実行するように、無線周波数受信器４２とともに使用されてもよい。
【００１７】
撮像のため、スキャナコントローラ４４の制御下で、好適な磁気共鳴シーケンスが実行される。例えば、傾斜磁場システム２０，２２によって印加されるスライス選択又はスラブ選択傾斜磁場とともに、励起システム３０、３８を用いて無線周波数励起パルス又はパルスパケットを印加し、傾斜磁場システム２０、２２によって印加される位相エンコーディング傾斜磁場を用いて、位相エンコーディング方向に位相エンコーディングを実行し、傾斜磁場システム２０、２２によって印加される読み出しエンコーディング傾斜磁場と協働する複数の磁気共鳴受信コイル４０及び無線周波数受信器４２を用いて、空間エンコーディングされた読み出しを実行する。得られた空間エンコーディングされた磁気共鳴データは、データバッファ４６に格納され、再構成プロセッサ５０によって、磁気共鳴データ収集に使用された空間エンコーディング型に適合した好適再構成技術を用いて再構成される。例えば、空間エンコーディングが、相互に直交するスライス選択、位相エンコーディング及び読み出しエンコーディングの傾斜磁場を含むデカルト型である場合、磁気共鳴データを再構成するために、再構成プロセッサ５０によってフーリエ変換再構成アルゴリズムが好ましく適用される。再構成画像は、再構成画像メモリ５２に格納されるとともに、ユーザインタフェース５４上に表示あるいはレンダリングされ、プリントされ、病院ネットワーク又はインターネットを介して伝送され、処理され、あるいは、その他の方法で利用され得る。図示した実施形態においては、ユーザインタフェース５４は更に、放射線医又はその他の操作者が磁気共鳴撮像シーケンス、スペクトロスコピーシーケンス又はその他の所望のスキャン操作を選択して実行することを可能にするよう、ユーザとスキャナコントローラ４４との相互作用を提供する。
【００１８】
なおも図１及び２を参照するに、無線周波数送信コイル３０のラング３２及びエンドリング３４、３５と、磁気共鳴受信コイル群４０とが一緒に配置されている。図示した実施形態においては、無線周波数送信コイル３０のラング３２及びエンドリング３４、３５と、磁気共鳴受信コイル群４０とは何れもボア壁２４に配置されている。受信コイル群４０を送信コイル３０から電気的に分離するため、好適な誘電体膜、電気絶縁層、スペーサ、又はその他の電気絶縁が設けられる。他の実施形態においては、送信コイル及び磁気共鳴受信コイル群はともにスキャナ筐体の表面又は内部に配置されるが、別々の誘電体形成体上に取り付けられたり、その他の方法で別々に取り付けられたりし得る。
【００１９】
この構成を用いる場合、或る懸念事項が生じる。すなわち、送信コイル３０及び複数の磁気共鳴受信コイル４０を一緒に配置することにより、受信コイル群４０は無線周波数励起中に送信コイル３０に強くカップリングされることが予想される。受信コイル群は、場合により、送信段階中のこのカップリングを低減するための離調回路を含んでいる。しかしながら、受信コイル群４０が送信コイル３０に近接していることは、このような離調回路は受信コイル群４０を磁気共鳴励起中のダメージから保護することに十分でないという懸念を生じさせる。
【００２０】
図２−４を参照するに、本発明の発明者は、このような予想に反し、無線周波数送信コイル３０のラング群３２のうちの１つに近接し且つ該１つを中心とするように各受信コイル４０を配置することにより、受信コイル群４０と送信コイル３０との間に非常に小さいカップリングを達成し得ることを見出した。従って、図３に示すように、幅Ｗを有する略平面状の受信コイル群４０の各々は、近接するラング３２を実質的に中心とし、該受信コイル４０は該ラング３２の両側に約Ｗ／２の距離だけ広がっている。図４に例示するように、受信コイル４０がこの位置にあるとき、エネルギー供給された送信コイル３０によって生成される送信無線周波数エネルギーの電界Ｅ及び磁界Ｂは、略平面状の磁気共鳴受信コイルの面に対して実質的に平行になる。従って、誘電体基板６２上に配置された１つ以上の導体巻線からなる略平面状の導電性ループ６０は、ラング３２の電界Ｅ及び磁界Ｂの何れもが導電性ループ６０に概ね平行になるような向きにされ、故に、ループ６０を通る電磁束（フラックス）は小さく、結果として、導電性ループ６０と送信コイル３０との間の弱い電磁結合が得られる。導電性ループ６０は、図４においては長方形であるが、例えば長方形、正方形、楕円形、円形など、実質的に如何なる形状であってもよい。一部の実施形態において、例えば、誘電体基板６２は印刷回路基板であり、導電性ループ６０は該印刷回路基板上に配置された銅配線で形成される。図示していないが、導電性ループ６０は、キャパシタ、インダクタ又はその他の素子で橋渡しされた１つ以上の断線部を含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の発明者はまた、カップリングを更に低減するためには、磁気共鳴受信コイル４０の方位角方向の幅Ｗを、ラング群３２の間隔Ｓａと同等にすることが有利であることを見出した。図示した実施形態においては、ＳａはＷより僅かに大きく、その結果、隣接し合う受信コイル４０は方位角方向に僅かに隔てられている。しかしながら、受信コイル群が接触し合うこと（Ｓａ＝Ｗ）や僅かに重なり合うこと（Ｓａ＜Ｗ）も意図される。
【００２２】
図４を詳しく参照するに、磁気共鳴受信コイル４０は更に電子モジュール６４を含んでいる。電子モジュール６４は、例えば前置増幅器、同調回路、送信段階中に受信コイル４０を離調するための切り替え可能な離調回路、又はインピーダンス整合回路などの部品を含み得る。電子モジュール６４の送信コイル３０とのカップリングを最小化するため、電子モジュール６４は好ましくは、図４に示すように、電子モジュール６４の最短寸法を送信コイル３０の近接するラング３２に対して垂直に向けて、半径方向にラング３２より内側に配置される。さらに、例えば信号導体、制御導体及び給電導体を含むケーブル束であり得る受信コイル４０用のケーブル配線６６は、好ましくは、送信コイル３０の無線周波数スクリーン３６の外側で、あるいは内表面上で引き回される。図４においては、ケーブル配線６６は、無線周波数スクリーン３６の小さい開口６８を通過し、無線周波数スクリーン３６の外側を通っている。
【００２３】
図４の詳細な斜視図においては、見て取れるように、受信コイル４０の方が、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心としている近接するラング３２より、検査領域の近くにある（すなわち、図１の磁気共鳴スキャナ構成のボア１４の中心の近くにある）。しかしながら、受信コイルを近接するラングと無線周波数スクリーンとの間に配置するなど、受信コイルの方が近接するラングより検査領域から遠くなるようにすることも意図される。
【００２４】
図３を詳しく参照するに、構成によって、受信コイルは一方のエンドリングにも近接し得る。例えば、図３は、受信コイル群４０の１つがエンドリング３５に近接していることを示している。本発明の発明者は、この場合、受信コイル４０の長さＬ（長さＬは近接ラング３２に平行に測定される）の約２／３がエンドリング３５の内側に、近接ラング３２に相対的に近くなるように配置され、受信コイル４０の長さＬの約１／３がエンドリング３５の外側に、近接ラング３２から相対的に遠くなるように配置されるよう、受信コイル４０を位置決めすることにより、送信コイル３０とのカップリングの低減が達成されることを見出した。
【００２５】
図１−３は、特に、複数のラング３２及び横断方向のエンドリング３４、３５を含むバードケージ型構成の送信コイルに関する。しかしながら、その他の種類の送信コイルも使用されることが可能であり、略平面状の受信コイル群４０は、無線周波数送信コイルに対して、送信無線周波数エネルギーの電界及び磁界がその受信コイルの面に対して実質的に平行を向く位置に好適に配置される。
【００２６】
図５及び６を参照するに、他の一例として、横電磁界（ＴＥＭ）コイル３０’が図１−３のバードケージ型コイル３０を置き換えている。ＴＥＭコイル３０’は無線周波数スクリーン３６を含んでいるが、バードケージ型コイル３０のラング群３２及びエンドリング３４、３５はロッド群３２’で置き換えられている。ロッド群３２’はバードケージ型コイル３０のラング３２と同様に配置されているが、エンドリングは排除されており、ロッド群３２’の端部はその代わりに、電流の戻り経路をもたらすように無線周波数スクリーン３６に導電的に結合されている。図４のカップリングの検討は、図６に示すように近接ラング３２が近接ロッド３２’で置き換えられることを除いて、ＴＥＭコイル３０’にも当てはまる。受信コイル４０の幅Ｗの中心を実質的にロッド３２’上にすることにより、電界Ｅ及び磁界Ｂは導電性ループ６０に対して概ね平行になり、その結果、ループ６０を通る電磁束は小さく、コイル４０はＴＥＭコイル３０’に弱く結合される。ＴＥＭコイル３０’にはエンドリングが存在しないため、受信コイルは、図６に示すように、近接ロッド３２’の端部付近で実質的に自由に配置されることが可能である。
【００２７】
図２−６を詳しく参照しながら説明した実施形態においては、各受信コイル４０は近接するロッド３２’又はラング３２を実質的に中心とするように配置され、その場合、受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味フラックスが小さくなる。図４に示したように、近接するラングからの電磁束は、コイルループ６０に対して実質的に平行であるため、コイルループ６０を通る電磁束に寄与しない。周辺において、磁場Ｂの閉ループ性は、ラング３２の何れかの側でのループ６０を通る電磁束寄与は完全なる平行ではなく、ループ６０を通る電磁束が幾らか存在することを意味する。しかしながら、ラング３２の両側のこの周辺フラックスは実質的に打ち消しあうため、周辺寄与からの正味フラックスはやはり小さいものである。バードケージ型コイル３０のその他のラングからのフラックス寄与もあり得る。しかしながら、これらその他のラングは導電性ループ６０から更に離れており、ループ６０を通る電磁束には比較的小さく寄与するのみである。図４はバードケージ型コイル３０を参照するものであるが、図６に示すようにＴＥＭコイル３０’のロッド３２’を中心とするループの場合にも、状況は同様であり、ループ６０を通る正味フラックスは小さいものである。
【００２８】
図７を参照するに、場合により、ループ６０の中心を単一のラング又はロッド３２”上とするのは困難であることがあり得る（認識されるように、図７の要素３２”はバードケージ型コイルのラング又はＴＥＭコイルのロッドの何れでもよい）。図７において、例えば、送信コイルは近接して隔てられたラング又はロッド３２”を有しており、ラング又はロッド３２”の間隔Ｓａ”はコイル４０の幅Ｗより小さくなっている。従って、コイル４０の中心をラング群又はロッド群３２”のうちの何れか１つの上にすることは不可能である。ループ６０を通る電磁束を小さく保つため、コイル４０は、代わりに、２つ（図７の例に示すように）又はそれより多くの隣接し合うラング群又はロッド群３２”に重なり且つ実質的にそれらを中心とするように配置される。この構成においては、近接するラング群又はロッド群３２”からの電磁束は、コイルループ６０に対して実質的に平行であるため、コイルループ６０を通る電磁束に寄与しない。各々のラング又はロッド３２”の両側において、平行でない周辺フラックス成分がコイルループ６０の重なりによって実質的に打ち消しあうため、ラング群又ロッド群３２”の周辺寄与からの正味フラックスはやはり小さいものである。図７においては２つのラング又はロッド３２”が重ねられているが、認識されるように、コイル４０が３つ、４つ又はそれより多くのラング又はロッドと重なり且つ実質的にそれらを中心とする場合にも、同様の電磁束キャンセルが達成される。
【００２９】
図示した実施形態においては、受信コイル群４０は、無線周波数送信コイルに対して、受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味フラックスが小さくなるように配置されている。しかしながら、電子モジュール６４が、磁気共鳴シーケンスの送信段階中に受信コイル４０を送信コイルから適切にデカップリングするのにそれ自体で十分な離調回路を含んでいる場合には、受信コイル群４０は、バードケージ型コイル３０又はＴＥＭコイル３０’のラング群又はロッド群に対して自由に位置決めして、ボア壁２４上に配置されることができる。例えば、コイルは、隣接し合う２つのラング又はロッドの間に、それらと重ならないように配置されてもよい。その場合、送信段階中にコイルループを通る正味フラックスは小さくないが、離調回路の効果により、コイルを有意に活性化させることはない。
【００３０】
図示した実施形態においては、受信コイル群４０及び送信コイル３０、３０’はともにスキャナ筐体１２の表面又は内部に配置され、受信コイル群４０は、送信コイル３０、３０’に対して、受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味フラックスが小さくなるように位置決めされている。送信コイルと受信コイル群との間のこのような相対的な配置は、コイル３０、３０’、４０がスキャナ筐体１２の表面又は内部に配置される実施形態に限定されるものではない。例えば、意図される頭部コイルの実施形態において、挿入可能な頭部コイルは、患者の頭部に適合する形状にされてバードケージ型又はＴＥＭ型の送信コイルと略平面状の受信コイルループ群との双方を支持する専用の挿入可能な形成体を含む。このような頭部コイルにおいて、例えば、各磁気共鳴受信コイルを、バードケージ型又はＴＥＭ型の送信コイルの１つのラング若しくはロッド、又は複数の隣接し合うラング又はロッドに重なり且つそれらを中心とするように位置付けることにより、受信コイルループ群は送信コイル３０、３０’に対して、受信コイルを通り抜ける電界及び磁界の正味フラックスが小さくなるように好適に位置付けられる。
【００３１】
また、図示した実施形態においては、略平面状のコイル群４０は別個の異なる送信コイル３０、３０’とともに備えられた受信コイル群であったが、他の実施形態においては、略平面状のコイル群４０は、１つの送信／受信アレイを画成するようにボア壁２４を覆って２次元的に配置された送信／受信コイル群であってもよい。
【００３２】
好適な実施形態を参照しながら本発明を説明してきた。以上の詳細な説明を読み、理解した者は改良及び改変に想到し得る。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等範囲に入る限りにおいて、そのような全ての改良及び改変を含むとして解釈されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】磁気共鳴シーケンスの送信段階において磁気共鳴周波数又はその付近の無線周波数エネルギーを送信するためのバードケージ型無線周波数コイルと、受信段階において磁気共鳴信号を受信するための、スキャナボア壁に取り付けられた略平面状の磁気共鳴受信コイル群のアレイと、を含む磁気共鳴スキャナを示す図である。
【図２】略平面状の磁気共鳴受信コイル群のアレイと図１のバードケージ型コイルの一部とを示す斜視図である。
【図３】略平面状の磁気共鳴受信コイル群のうちの２つと、それに近接する、バードケージ型コイルのラング及びエンドリングとの間の、選択された寸法関係を示す図である。
【図４】略平面状の磁気共鳴受信コイル群のうちの１つと、それに近接するバードケージ型コイルのラング及び無線周波数スクリーンとを詳細に示す斜視図であり、近接ラングの図示部分又はその付近における、バードケージ型コイルによって送信される無線周波数エネルギーの電界及び磁界を併せて図示している。
【図５】略平面状の磁気共鳴受信コイル群のアレイと、場合により図１及び２のバードケージ型コイルを置き換える無線周波数ＴＥＭコイルの一部とを示す斜視図である。
【図６】略平面状の磁気共鳴受信コイル群のうちの２つと、それに近接する、図５のＴＥＭコイルのロッドとの間の、選択された寸法関係を示す図である。
【図７】コイルを、それに近接する送信コイルの隣接し合う２つのラング又はロッド上にそれと重なるように配置することにより、コイルループを通る正味の電磁束を低減させる他の一実施形態を詳細に示す斜視図であり、近接する隣接し合う２つのラング又はロッドの図示部分又はその付近における、バードケージ型コイルによって送信される無線周波数エネルギーの電界及び磁界を併せて図示している。
【図１】
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【図２】
2009540949.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月24日(2008.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査領域を少なくとも部分的に取り囲む複数の平行なロッド又はラングを含み、前記検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成された無線周波数送信コイル；及び
前記無線周波数送信コイルとともに配置された複数の磁気共鳴受信コイルであり、各磁気共鳴受信コイルが、前記無線周波数送信コイルの、近接する１つのロッド若しくはラング、又は近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに重なり、且つ該ロッド若しくはラングを実質的に中心とするように位置付けられた、複数の磁気共鳴受信コイル；
を有する磁気共鳴スキャナ。
【請求項２】
前記無線周波数送信コイルは、磁気共鳴スキャナボアと同心の磁気共鳴スキャナ筐体の表面又は内部に配置され、且つ前記複数の磁気共鳴受信コイルは前記磁気共鳴スキャナ筐体の表面又は内部に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項３】
前記無線周波数送信コイルは磁気共鳴スキャナボアと同心となるように配置され、且つ前記複数の磁気共鳴受信コイルはボア壁に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項４】
前記複数の磁気共鳴受信コイルは、前記検査領域に面するボア壁の表面に配置される、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項５】
各磁気共鳴受信コイルの方が、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのロッド若しくはラング、又は前記近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングより、前記検査領域に近い、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項６】
前記無線周波数送信コイルは：
前記検査領域を取り囲む円筒を定めるように配置された前記複数の平行なロッドと、前記複数の平行なロッドを実質的に取り囲み且つ前記複数のロッドの端部と導電的に結合された無線周波数スクリーンと、を含むＴＥＭコイル、及び
前記検査領域を取り囲む円筒を定めるように配置された前記複数の平行なラングと、前記複数の平行なラングの端部に配置され且つ前記複数のラングと導電的に結合されたエンドリングと、を含むバードケージ型コイル、
のうちの一方である、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項７】
前記無線周波数送信コイルは前記バードケージ型コイルであり、前記複数の磁気共鳴受信コイルのうちの少なくとも１つの磁気共鳴受信コイルは、該磁気共鳴受信コイルの長さの約２／３が前記エンドリングの１つの内側に、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのラング又は前記近接する複数の隣接し合うラングに相対的に近くなるように配置され、且つ該磁気共鳴受信コイルの長さの約１／３が該エンドリングの外側に、該磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのラング又は前記近接する複数の隣接し合うラングに相対的に遠くなるように配置されるよう位置付けられる、請求項６に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項８】
各磁気共鳴受信コイルは、長方形、楕円形又は円形の形状を有する１つ以上の導体巻線からなる略平面状の導体ループを含む、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項９】
前記略平面状の導体ループは、少なくとも前置増幅器を含む電子モジュールに動作的に結合されており、前記電子モジュールの最短寸法は、前記磁気共鳴受信コイルが実質的に中心とする前記近接する１つのロッド若しくはラング、又は前記近接する複数の隣接し合うロッド若しくはラングに対して略垂直に向けられている、請求項８に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１０】
前記無線周波数送信コイルは更に、前記複数の平行なロッド又はラングを実質的に取り囲む無線周波数スクリーンを含み、当該スキャナは更に：
前記複数の磁気共鳴受信コイルに結合されたケーブル配線であり、前記無線周波数スクリーンの外側を通され、あるいは内表面に沿って通されたケーブル配線、
を含む、請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１１】
前記検査領域内に静磁場を生成する主磁石；及び
前記検査領域内の前記静磁場に、傾斜磁場を選択的に重畳するように構成された傾斜磁場システム；
を更に含む請求項１に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１２】
ボア壁を有するボアを画成するスキャナ筐体であり、前記ボアの内部に検査領域が位置するスキャナ筐体；
前記スキャナ筐体内に配置され、前記検査領域内に静磁場を生成する主磁石；
前記検査領域内の前記静磁場に、傾斜磁場を選択的に重畳するように構成された傾斜磁場コイル；及び
前記ボア壁の表面又は内部に配置された複数の略平面状の磁気共鳴コイルループ；
を有する磁気共鳴スキャナ。
【請求項１３】
前記スキャナ筐体の表面又は内部に配置された複数の平行なロッド又はラングを含み、前記検査領域に磁気共鳴周波数又はその付近の周波数の無線周波数エネルギーを送信するように構成された無線周波数送信コイル、
を更に有する請求項１２に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１４】
各磁気共鳴コイルループは、前記無線周波数送信コイルの前記複数のロッド又はラングのうちの少なくとも１つを実質的に中心とするように位置付けられる、請求項１３に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１５】
前記無線周波数送信コイルは更に、前記複数のラングの端部に配置されたエンドリングを含み、前記複数の略平面状の磁気共鳴コイルループのうちの少なくとも１つの磁気共鳴コイルループは、該磁気共鳴コイルループの長さの約２／３が前記エンドリングの１つの前記検査領域に相対的に近い側に配置され、且つ該磁気共鳴コイルループの長さの約１／３が該エンドリングの前記検査領域から相対的に遠い側に配置されるよう位置付けられる、請求項１３に記載の磁気共鳴スキャナ。
【国際調査報告】
2009540949.tif 000010
2009540949.tif 000011
2009540949.tif 000012