(57)【要約】  特にＭＲ撮像システムで使用される、少なくとも１つのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニット（Ａ、Ｂ）と信号処理ユニット（８）との間で、少なくとも１つのデジタルケーブルによって、ＲＦ信号の受信及び／又は送信を行い且つ該信号をデジタル形式で供給する構成が開示される。ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと、デジタルケーブルの少なくとも一方側との少なくとも１つは、これら双方をコネクタのプラグ接続によって分離可能に接続するデジタル信号コネクタを備える。ＲＦ信号をデジタル形式、特に光デジタル形式で伝送することにより、関連するＲＦアンテナ、コイル又はセンサの分離不可能な部品ではない複数の相異なる長さのデジタルケーブル群及びデジタルコネクタが使用可能となり、検査のためにＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサを配置することに関する柔軟性が得られるとともに、擾乱のないＲＦ信号伝送が確保され得る。
2009518098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと信号処理ユニットとの間で、少なくとも１つのデジタルケーブルによって、ＲＦ信号の受信及び／又は送信を行い且つ該信号をデジタル形式で供給するための装置であって、
前記ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと、前記デジタルケーブルの少なくとも一方側との少なくとも１つは、これら双方をコネクタのプラグ接続によって分離可能に接続するデジタル信号コネクタを備えている、装置。
【請求項２】
前記ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットは、ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサと、受信したＲＦ信号をデジタル形式に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記デジタル信号コネクタとを有するデジタル装置である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットは、アナログのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサと、該アナログのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサの出力に接続されるアナログの電気的インターフェースを備えた、受信したＲＦ信号をデジタル形式に変換する別個のアナログ−デジタル変換器とを有し、
前記アナログ−デジタル変換器は前記デジタル信号コネクタを備えている、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記デジタル形式は光デジタル形式であり、前記デジタルケーブルは少なくとも１つの光ファイバを有し、且つ前記デジタル信号コネクタは少なくとも１つの光ファイバインターフェースを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記デジタルケーブルは少なくとも１つの電気ケーブルを有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電気ケーブルは前記少なくとも１つの光ファイバの周りに巻き付けられている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記デジタル信号コネクタは少なくとも１つの電気的インターフェースを有する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置にてとりわけ使用される、ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットであり、
受信したＲＦ信号をデジタル形式で出力し、且つ当該ユニットをデジタルケーブルの対応するコネクタに分離可能に接続する、デジタル信号コネクタ
を有するＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニット。
【請求項９】
前記デジタル形式は光デジタル形式であり、且つ前記デジタル信号コネクタは少なくとも１つの電気的インターフェース及び少なくとも１つの光ファイバインターフェースを有する、請求項８に記載のＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニット。
【請求項１０】
ＲＦパルスを送信し、且つ／或いは磁気共鳴信号を受信する磁気共鳴撮像システムであって、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置を少なくとも１つ有する磁気共鳴撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムにおいて、少なくとも１つのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと信号処理ユニットとの間で、ＲＦ信号の受信及び／又は送信を行い、且つ該信号をデジタル形式で供給するための構成に関する。本発明は更に、それに従って適応された、このような装置にて使用されるＲＦアンテナ、コイル及びセンサ、並びにこのような構成を有する磁気共鳴撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像は、体内組織を検査するための周知の非侵襲性医療診断方法である。組織の原子核のスピンが、強磁場内で整列させられた後、ラーモア周波数を有する１つ以上のＲＦ送信アンテナによりＲＦパルスを送信することによって励起される。原子核のスピンの磁気共鳴又は緩和が、例えば比較的大きいボディコイルの形態をした、同一又は１つ以上のＲＦ受信アンテナ、コイル又はセンサによって検出され、且つ／或いは、ヘッドコイル及び／又はカテーテル先端の小型検出コイルのような人体の特定部分用の１つ以上の表面コイルによって検出される。これらの共鳴信号に基づいて、高品質且つ高解像度の体内組織画像が、信号処理ユニット又は画像再構成ユニットによって生成され得る。
【０００３】
これらのＲＦ送信・受信アンテナ、コイル及びセンサは何れも、アンテナの制御及びそれへの電力供給を行うこと、送信されるべきＲＦパルスを供給すること、及び画像を生成するために受信した共鳴信号を供給することのために、（特に画像再構成ユニットのような）信号処理ユニットに接続されなければならない。
【０００４】
特許文献１は、スピン共鳴信号に応答して信号処理ユニットに送信する信号を生成するように検査領域の近傍に配置された受信用アセンブリを含む磁気共鳴検査装置を開示している。受信用アセンブリと信号処理ユニットとの間の金属ケーブル接続に関する問題を解決するため、受信用アセンブリは、スピン共鳴信号に応答してデジタル信号を生成するデジタイザを有している。また、信号を、光カップラ及び光ファイバリンクを介して、あるいは自由空間中で赤外線信号として、信号処理ユニットの受光器まで伝送するよう、デジタル信号を光信号に変換する光トランスデューサが提案されている。
【０００５】
他の例では、特許文献１に従って、信号を自由空間中の無線通信リンクを介して信号処理ユニットの受信器まで伝送するよう、スピン共鳴信号をデジタル変調された無線周波数信号に変換するトランスデューサと送信器とが設けられ得る。
【０００６】
光ファイバ若しくは自由空間を介しての光信号の伝送、及び自由空間を介しての無線周波数の伝送の欠点は、特に受信用アセンブリが自身の電源を有しないＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットの形態で設けられる場合において、受信用アセンブリに電力を供給するために且つ／或いはこれを制御するために、通常、電気ケーブル接続が依然として必要とされ、且つ／或いは、ＲＦ励起信号を送信するために電気ケーブル接続が依然として使用されることである。従って、このような電気ケーブル接続の一定の長さのために、受信用アセンブリ及び特に受信コイルを配置する自由度が制限されてしまう。
【０００７】
さらに、自由空間を介しての伝送の場合には、通常、送信器及び受信器は互いに対して位置整合されなければならず、双方の間に直接的な見通し線が存在しないとき、この伝送は阻害あるいは遮断されてしまう。
【特許文献１】国際公開第２００４／０８９２１１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の欠点を解決し、特に、人体の特定部分用の表面コイル（例えば、ヘッドコイル）及び／又はカテーテル先端の小型検出コイルのような可動性のＲＦアンテナの場合の使用において信頼性及び柔軟性を有する、少なくとも１つのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと信号処理ユニットとの間で、ＲＦ信号の受信及び／又は送信を行い且つ該信号をデジタル形式で供給する構成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】
【０００９】
上記課題は、請求項１に従って、少なくとも１つのデジタルケーブルを有する装置によって解決される。この装置においては、ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットと、デジタルケーブルの少なくとも一方側との少なくとも１つは、これら双方をコネクタのプラグ接続によって分離可能に接続するデジタル信号コネクタを備えている。
【００１０】
デジタルの分離可能なコネクタと組み合わされたデジタルケーブルを設けることによって、位置決めにおいて、ある特定の検査用のＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットの位置の選択に関する大きい柔軟性が実現される。特に、異なる長さの複数のデジタルケーブルを設ける場合、異なる長さのアナログケーブルを場合のようにＲＦアンテナとケーブルとの間のＲＦ相互作用を恐れる必要なく、ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットを配置した後に、適当なケーブルを選択し、このユニットに接続することができる。
【００１１】
本発明によれば、ＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニット、並びに関連するケーブルは、分離不可能な部品である必要はない。何故なら、デジタルケーブル及びデジタル形式を用いることにより、異なる長さのデジタルケーブルに対しても、擾乱がなく且つ相互作用がないＲＦ信号伝送が確保され得るからである。
【００１２】
従属請求項は本発明の有利な実施形態を開示している。
【００１３】
請求項２、３は、それぞれ、デジタル、アナログのＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサが備えられた実施形態を開示しており、何れの種類のアンテナを有する装置も実現され、特に、アナログ信号出力のみを有する従来のＲＦアンテナ、コイル及びセンサも使用され得る。
【００１４】
請求項４は、この装置における擾乱がなく且つ相互作用がないＲＦ信号伝送が更に改善されるという利点を有する。
【００１５】
請求項５乃至７の利点は、光デジタル形式を用いる場合でも、関連するＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットに、例えばＤＣである電力も供給され得ることである。
【００１６】
本発明の更なる詳細、特徴及び利点が、図面を参照しながらの、以下の本発明の典型的な好適実施形態の説明により開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、ＭＲシステムの円筒形又はチューブ状の検査空間（スキャナ空間）１を貫通する長手方向断面を概略的に示している。患者又は別の検査対象Ｐを担持する患者台２が、円筒形空間１を通り抜けるように軸方向に導かれる。
【００１８】
このシステムは、検査される組織の核スピンを整列させる静止磁場（Ｂ０場）を生成する主磁石３１、３２を有している。
【００１９】
システムは更に、既知のようにして空間的な選択すなわちスライス選択と、受信されるＲＦ信号の空間エンコーディングとを可能にするために、３つの直交方向（ｘ、ｙ及びｚ方向）に傾斜を有する磁場を生成する傾斜磁石（コイル）４１、４２を有している。
【００２０】
一般的に、原子核を励起するＲＦパルス（Ｂ１場）を送信するために複数のＲＦ励起コイル、アンテナ又はセンサが備えられ、原子核から発せられたＲＦ緩和の受信及び検出を行うために複数のＲＦ検出コイルが備えられる。
【００２１】
図１によれば、患者の全身を撮像するための静止した第１及び第２のボディコイル５、６が、例えば、回路基板のような平らな担体上の導電体構造の形態で設けられる。このような導電体構造は、ＲＦパルスの送信及び／又はＲＦ緩和信号の受信のために互いに独立して制御され得る複数のコイル素子５１、５２、・・・、５ｎ；６１、６２、・・・、６ｎに分割され得る。
【００２２】
そして、患者Ｐの一定領域からＲＦ信号を受信する、ヘッドコイルのような人体の特定部分用の１つ又は複数の可動性の表面コイル７１、７２、・・・、７ｎ、及び／又はカテーテル先端の検出コイルが設けられる。これらは共通に参照符号７を付されている。
【００２３】
これらのＲＦ送信及び受信アンテナ、コイル又はセンサの制御及びこれらへの電力供給を行い、受信した信号の処理及び評価を行い、且つ画像又はその他の分析結果を生成するユニット群は共通に参照符号８によって指し示されている。これらのユニット群の更に詳細な説明は、例えば、米国特許出願公開第２００５／０１０７６８１号明細書にて開示されている。
【００２４】
ＲＦアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７から関連する信号処理、評価及び／又は画像再構成ユニットやその他の分析装置８に受信磁気共鳴信号を送るため、また、ＲＦ信号の送信及び受信のためにアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７のコイルセグメント５１、５２、・・・；６１、６２、・・・；７１、７２、・・・を制御し、これらに給電するため、本発明に従った構成が提供される。
【００２５】
この構成は、信号処理又は画像再構成ユニット８に接続されるＲＦアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７の種類に応じて選択され、特に、ＲＦアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７によって生成される出力信号の種類と、これらの信号がアナログ又はデジタル形式で利用可能かどうかとに関連して選択される、少なくとも２つの実施形態にて実現され得る。
【００２６】
第１の実施形態に係る構成は、少なくとも１つのデジタルのＲＦアンテナ、コイル又はセンサユニットＡを接続するために提供され、ＲＦアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７と、受信磁気共鳴信号をデジタル形式に変換し、好ましくは、適当な光源によってデジタルの光ファイバ出力信号の形態のデジタル光信号を生成するアナログ−デジタル変換器回路基板１１とを有する。
【００２７】
第１の実施形態に係る構成は、各々の側にデジタルコネクタ１２１ａ、１２１ｂ；・・・；１２ｎａ、１２ｎｂを備えた複数のデジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎを有する。デジタルＲＦアンテナユニットＡ、特に関連するＡ／Ｄ変換器回路基板１１は、これをケーブル１２１、・・・、１２ｎの一端の第１のコネクタ１２１ａ、・・・、１２ｎａに、プラグ接続によって分離可能に接続するデジタルコネクタ１１ａを有する。このようなコネクタは一般に技術的に既知である。
【００２８】
ケーブル１２１、・・・、１２ｎの他端は、第２のデジタルコネクタ１２１ｂ、・・・、１２ｎｂによって、対応するデジタルコネクタ８ａを有する再構成ユニット８に接続される。他の例では、ケーブル１２１、・・・、１２ｎは、例えば、それ自体が信号処理又は画像再構成ユニット８に接続されている患者台２の関連デジタルコネクタ２ａに接続されてもよい。
【００２９】
デジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎは、好ましくは、例えばコイルキャビネットの付近、内部又は表面の特別なラックにて保持され得る一組の異なる長さのデジタルケーブル群の形態で設けられる。
【００３０】
さらに、デジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎは、好ましくは、光デジタルケーブルの形態で設けられる。この場合、ＲＦアンテナ、コイル又はセンサへの給電を可能にするため、デジタルケーブルは好ましくは、ＲＦ信号を伝送する少なくとも１本の光ファイバと、（ＤＣ）電力を供給する少なくとも１本の電気ケーブルとを有するセグメント化されたデジタルケーブルとして設けられる。電気ケーブル／ケーブル群は好ましくは光ファイバの周りに巻き付けられる（ツイストされる）。
【００３１】
対応して、ケーブル１２１、・・・、１２ｎの各々の側のデジタルコネクタ１２１ａ、１２１ｂ；・・・；１２ｎａ、１２ｎｂ、及び回路基板１１のデジタルコネクタ１１ａ、再構成ユニット８のコネクタ８ａ（又は、患者台２のコネクタ２ａ）は、好ましくは、少なくとも１本の光ファイバと光学的に接触する光ファイバインターフェースと、少なくとも１本の電気ケーブルと電気的に接触する電気的インターフェースとを有する。
【００３２】
電気ケーブル上でのＲＦ信号の輸送（及び、その結果として、ＲＦアンテナ、コイル又はセンサと関連するケーブルとの間での相互作用又は擾乱）が存在しないことにより、関連するＲＦアンテナ、コイル又はセンサにケーブルを分離不可能に固定することはもはや必要でない。これにより、ユーザにとっての高い柔軟性が達成される。例えば検査の場合、ＲＦアンテナ、コイル及びセンサは患者又は検査対象の周りの所望位置に位置付けられた状態であり、これを直接あるいは患者台２のコネクタ２ａを介して信号処理又画像再構成ユニット８に接続するために、適切な長さのケーブル１２１、・・・、１２ｎが選択され、使用される。
【００３３】
さらに、ケーブルを信号処理又画像再構成ユニット８に接続されたままとし、“コイルへの接続システム”を可能にすることも行い得る。この場合、ケーブル１２１、・・・、１２ｎは一端のみにコネクタ１２１ａ、・・・、１２ｎａを備える。
【００３４】
第２の実施形態に係る構成は、如何なるアナログ−デジタル変換器回路基板１１をも有さず、受信した磁気共鳴信号をアナログ形式で出力する少なくとも１つのアナログのＲＦアンテナ、コイル又はセンサ５、６、７を接続するために提供される。
【００３５】
第２の実施形態に係る構成は、少なくとも１つの別個のアナログ−デジタル変換器１０を有し、アナログ−デジタル変換器１０は、回路基板１１に関して上述されたように、アナログ出力信号をデジタル形式に変換し、好ましくはデジタルの光ファイバ出力信号の形態のデジタル光信号を生成する。
【００３６】
この別個のＡ／Ｄ変換器１０は、好ましくは小さい箱の形態であり、これが有する第１のアナログコネクタ又はインターフェース１０ｂが、変換器１０をアナログＲＦアンテナの対応するアナログコネクタ又インターフェース１０ａに接続し、それにより双方がデジタルＲＦアンテナユニットＢを形成する。また、デジタルＲＦアンテナユニットＡに関して上述したように、Ａ／Ｄ変換器１０は、これをデジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎの一端のデジタルコネクタ１２１ａ、・・・、１２ｎａに接続する第２のデジタルコネクタ１０ｃを有する。
【００３７】
この場合も、デジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎは、好ましくは、一組の異なる長さのデジタルケーブル群の形態で設けられる。
【００３８】
さらに、デジタルケーブル１２１、・・・、１２ｎは、好ましくは、光デジタルケーブルの形態で設けられ、それに対応して、上述のように少なくとも１本の光ファイバと少なくとも１本の電気ケーブルとを有する。
【００３９】
この場合、ケーブル１２１、・・・、１２ｎの各々の側のデジタルコネクタ１２１ａ、１２１ｂ；・・・；１２ｎａ、１２ｎｂに加えて、変換器１０のコネクタ１０ｃは、好ましくは、少なくとも１本の光ファイバと光学的に接触する光ファイバインターフェースと、少なくとも１本の電気ケーブルと電気的に接触する電気的インターフェースとを有する。
【００４０】
最後に、本発明に従った構成は、上述のようにＲＦ信号又はパルスを送信するＲＦアンテナ、コイル及び／又はセンサユニットを有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＭＲシステムの要部を示すブロック図である。
【図２】本発明に従った構成の第１及び第２の実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2009518098.tif 000006
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