(57)【要約】【課題】  ＭＮイメージングが行えるより単純で安価なＲＦコイルシステムの実現が望まれる。【解決手段】  本願明細書において、マルチ核磁気共鳴（ＭＲ）イメージングを単純化する無線周波数（ＲＦ）コイルシステムが開示されている。ＲＦコイルシステムは、被検者の目標部分を励起するＲＦ信号を送るための発信コイル（１０２）を有する。ＲＦコイルシステムは、少なくとも一部の目標部分からＭＲ信号を受信するための独立した平面受信器コイルアセンブリ（１１０）を有する。平面受信器コイルアセンブリ（１１０）は、受信ＭＲ信号を処理するためのオンボード・デジタル受信回路（１１２）を含むように構成されている。
2009542295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージングまたは分光法のための無線周波数コイルシステムであって：
目標部分を励起するために無線周波数信号を送る発信コイル；および
少なくとも一部の前記目標部分から磁気共鳴信号を受信するための平面受信器コイルアセンブリ；を有し、
前記平面受信器コイルアセンブリは、受信した前記磁気共鳴信号を処理するためのオンボード・デジタル受信回路を含む、
無線周波数コイルシステム。
【請求項２】
前記平面受信器コイルアセンブリは、一つ以上の周波数に対する可変同調型である、請求項１記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項３】
複数の平面受信器コイルアセンブリを含む、
請求項１または２記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項４】
前記発信コイルは平面コイルであり、かつ前記平面受信器コイルアセンブリは前記発信コイルの平面と平行した平面に置かれる、
請求項１または２記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項５】
前記発信コイルは平面コイルであり、かつ前記平面受信器コイルアセンブリは前記発信コイルの平面に直交の平面に置かれる、
請求項１または２記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項６】
前記発信コイルは、複数周波数で前記無線周波数信号を送るように構成される、
請求項１または２記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項７】
１つ以上の前記平面受信器コイルアセンブリは、複数周波数で前記磁気共鳴信号を受信するようになっている、
請求項１ないし３のいずれか１項記載の無線周波数コイルシステム。
【請求項８】
無線周波数コイルシステムを含む磁気共鳴イメージングまたは分光法システムであって：
目標部分を励起するために無線周波数信号を送る発信コイル；および
少なくとも一部の前記目標部分から磁気共鳴信号を受信するための平面受信器コイルアセンブリ、を有し、
前記平面受信器コイルアセンブリは、受信した前記磁気共鳴信号を処理するためのオンボード・デジタル受信回路を含む、
磁気共鳴イメージングまたは分光法システム。
【請求項９】
磁気共鳴イメージングまたは分光データを得る方法であって：
目標部分を励起するために発信コイルから無線周波数信号を送るステップ；
平面受信器コイルアセンブリを使用して、少なくとも一部の前記目標部分から磁気共鳴信号を受信するステップ；および
前記平面受信器コイルアセンブリのオンボードに配置されたデジタル受信回路を使用して、受信した前記磁気共鳴信号を処理するステップ；
を有する方法。
【請求項１０】
無線周波数コイルシステムのためのコンピュータプログラムであって：
無線周波数コイルシステムは、
第１のアクティブ・デカップリング回路を含む発信コイル；および
オンボード・デジタル受信回路および第２のアクティブ・デカップリング回路を含む平面受信器コイルアセンブリ、を有し、
前記コンピュータプログラムは、
前記平面受信器コイルアセンブリが動作中のときに、前記発信コイルを発信モードから離調モードに切替えるために、前記第１のアクティブ・デカップリング回路を動作させる手順；または
前記発信コイルが動作中のときに、前記平面受信器コイルアセンブリを受信モードから離調モードに切替えるために、前記第２のアクティブ・デカップリング回路を動作させる手順；
を有する命令をコンピュータにより実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴（ＭＲ）イメージングおよび分光法に関し、特に無線周波数（ＲＦ）コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複数の送受信コイルを有するＲＦ配列コイルを開示している。しかしながら、多核（ＭＮ）イメージングを実行するためにそれらのＲＦ配列コイルを使用することは、複雑かつ高価なシステムとなりかねない。なぜなら、異なる核種を励起する複数の送信器のために多くのハードウェアを必要とし、かつ各異なる核種からの受信データを受信する受信器を用意しなければならないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９４６８４０号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「ＳＥＮＳＥ：  ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｆａｓｔ  ＭＲＩ」  ｂｙ  Ｐｒｕｅｓｓｍａｎｎ  ＫＰ，  Ｗｅｉｇｅｒ  Ｍ，  Ｓｃｈｅｉｄｅｇｇｅｒ  ＭＢ，  Ｂｏｅｓｉｇｅｒ  Ｐ，  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ４２，  Ｉｓｓｕｅ  ５，  Ｐａｇｅｓ  ９５２−９６２  （１９９９）
【非特許文献２】「Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐａｔｉａｌ  ｈａｒｍｏｎｉｃｓ  （ＳＭＡＳＨ）：  ｆａｓｔ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｉｌ  ａｒｒａｙｓ」  ｂｙ  Ｓｏｄｉｃｋｓｏｎ  ＤＫ，  Ｍａｎｎｉｎｇ  ＷＪ，  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ３８，  Ｉｓｓｕｅ  ４，  Ｐａｇｅｓ  ５９１−６０３  （１９９７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、ＭＮイメージングが行えるより単純で安価なＲＦコイルシステムの実現が望まれる。前記ＲＦコイルシステムを利用したより単純な、かつより安価なやり方のＭＮイメージングを実行することができるシステムＭＲを実現し、かつ、前記ＲＦコイルシステムを使用するＭＮイメージングのより単純な、かつ安価な方式の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本願明細書には、ＭＮイメージングを単純化するＲＦコイルシステムが開示されている。すなわち、実施例は、ＲＦコイルシステムであって、目標部分を励起するためにＲＦ信号を送るための発信コイル、少なくとも一部の目標部分からＭＲ信号を受信するための平面受信器コイルアセンブリ、を有し、平面受信器コイルアセンブリは、受信磁気共鳴信号を処理するためのオンボード・デジタル受信回路を含むＲＦコイルシステムである。単一の発信コイルによって、ＭＮイメージングにおける送信器側での複雑さおよびコストを削減し、かつオンボードにデジタル受信回路を含む各受信器コイルアセンブリは、受信器側においても同様に複雑さおよびコスト削減を達成する。「オンボード受信回路」という用語は、受信回路がコイル自体を保持している基板に載置してもよく、または受信器コイルの近くの別の基板に配置してもよいことを示す。
【０００７】
本願明細書において開示される平面受信器コイルアセンブリの動作周波数は、その共振周波数で測定される。共振周波数は、例えば変調またはフィルタリングの周波数と共にサンプリングまたはデジタル化周波数のような、オンボード受信回路の構成も決定する。したがって、このようにほぼ完全にオンボード・デジタル受信回路を含む受信器コイルアセンブリによって定義される動作周波数は、ＭＲＩシステム上のハードウェアの他の部分から独立している。特定の周波数またはある周波数範囲に同調する平面受信器コイルアセンブリは、システムＭＲに、他の平面受信器コイルアセンブリと同じ物理インタフェースで直接接続することができる。そして、他の平面受信器コイルアセンブリは、周波数の異なる周波数または範囲に同調する。あるいは、最初に、可変同調型平面受信器コイルアセンブリは、特定の周波数またはある範囲の周波数に同調して、ＭＲシステムに特定の物理インタフェースを介して接続され、そして、同じ物理インタフェースを介してシステムＭＲに接続され、異なる周波数または周波数範囲に再調整され得る。このようにＭＲの遠隔システムは、デジタルによるコイル・データ接続をサポートすればよく、受信側には周波数に関するシステムをサポートしなくてもよい。その結果、ハードウェアの重複は最小化される。そして、ＭＮイメージングを実行することができる、より単純な、かつより安価なＲＦコイルシステムが構築される。
【０００８】
上記に関連して、本願明細書は、前記ＲＦコイルシステムを利用する単純な、かつより安価な方式のＭＮイメージングを実行することができるＭＲシステムを開示する。すなわち、実施例は、目標部分を励起するためにＲＦ信号を送るための発信コイルを有するＲＦコイルシステム、および少なくとも一部の目標部分からＭＲ信号を受信するための平面受信器コイルアセンブリを有し、平面受信器コイルアセンブリは、受信磁気共鳴信号を処理するためのオンボード・デジタル受信回路を含む。
【０００９】
さらにまた、本願明細書は、前記ＲＦコイルシステムを利用したＭＮイメージングのより単純な、かつより安価な方法も開示する。すなわち、実施例の方法は、目標部分を励起するために発信コイルからＲＦ信号を送るステップ、平面受信器コイルアセンブリを使用して、少なくとも一部の目標部分からＭＲ信号を受信するステップ、および平面受信器コイルアセンブリがオンボードに配置されたデジタル受信回路を使用して受信した磁気共鳴信号を処理するステップ、を有する方法である。
【００１０】
さらに、本願明細書は、発信コイルおよび平面受信器コイルを含む無線周波数コイルシステムの発信、受信、離調（ｄｅｔｕｎｅ）モードを切替えるための命令を有するコンピュータプログラムを開示する。コンピュータプログラムは、発信コイルの動作中に、平面受信器コイルアセンブリを受信モードから離調モードに切り替えるアクティブ・デカップリング回路を動作させる命令、および平面受信器コイルアセンブリが動作中に、発信コイルを発信モードから離調モードに切り替える他のアクティブ・デカップリング回路を動作させる命令を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１ａ】ＲＦコイルシステムの実施形態を示す図である。
【図１ｂ】ＲＦコイルシステムの実施形態を示す図である。
【図１ｃ】ＲＦコイルシステムの実施形態を示す図である。
【図１ｄ】ＲＦコイルシステムの実施形態を示す図である。
【図１ｅ】ＲＦコイルシステムの実施形態を示す図である。
【図２】発信コイル用回路の一例を示す図である。
【図３】平面受信器コイルアセンブリ用の回路の一例を示す図である。
【図４】ＲＦコイルシステムを利用するＭＲ画像または分光法システムを示す図である。
【図５】ＲＦコイルシステムを利用しＭＲ画像または光分析データを得る方法のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図において使用する参照番号は、図の対応する要素を表す。
【００１３】
添付の図面を参照しながら、上述の態様および他の態様は、以下の実施例を基に、例として以下詳細に後述する
【実施例】
【００１４】
図１ａないし図１ｅは、発信コイル１０２および一つ以上の平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０を有するＲＦコイルシステムの各種実施形態を示す。各平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は、オンボード・デジタル受信回路１０６、１１２を含み、それぞれの平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０が受信したＭＲ信号を処理できる。ある実施例においては、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は発信コイル１０２（図１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅ）に重なるように配置される。他の実施例では、発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は各々に直交して配置される（図１ｃ）。平行あるいは直交した構成において、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は、発信コイル１０２によって励起された部分の少なくとも一部からのＭＲ信号（例えば、自由誘導減衰またはエコー）を受信するように構成される。
【００１５】
発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は、電気的に各々独立しており、かつ各々が一つの機能だけを提供する。換言すれば、発信コイル１０２は、ＲＦ信号を送るために専用に用いられる。他方、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は、ＭＲ信号を受信するためだけに用いられる。コイルは、使用される際、同心状に、すなわち、完全に重なり合うか、部分的に重なるか、または各々に直交するよう配置される。図１ａないし図１ｅは、発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０を有する受信器コイルシステムのさまざまな、可能な構成が示されている。図１ｃは、例えば被検者１０８の脚部または他の部位の表面に、コイルを直交して設置した例を示す。図１ｅは複数の平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０と単一の発信コイル１０２の使用を例示している。一方、図１ｄは、複数の受信器コイル素子またはループ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを有する受信器コイルアセンブリ１１０で用いられる単一の発信コイル１０２の例示的実施形態を示す。多くのループを有するような平面受信器コイルアセンブリ１１０では、単一の大きな発信コイルが用いられてもよい。すなわち、複数の平面受信器によって、ＭＮイメージングを含むパラレル画像を提供する。しかも、これは、複合マルチチャネルの送信および受信コイルを構成するような複雑さを不要とする。パラレル画像技術に関しては、ＳＥＮＳＥおよびＳＭＡＳＨ技術が挙げられる。ＳＥＮＳＥに関しては、非特許文献１、ＳＭＡＳＨについては、非特許文献２を参照していただきたい。
【００１６】
このようにして送受信機能を切り離すことは、マルチチャネルのＭＮイメージングを実現するために、より大きな柔軟性が得られる。例えば、多重に調整された発信コイルと、対応する複数の周波数に同調する複数の平面受信器コイルアセンブリとを結合させることによって、関連する複数の核種のマルチチャネルイメージングを実現することが可能である。最初に特定の周波数に同調する平面受信器コイルアセンブリをその後他の周波数に再同調するようにして、可変同調型平面受信器コイルアセンブリを使用することも可能である。これによって、シーケンシャルな方式でのＭＮイメージングを容易にする。可変同調型平面受信器コイルアセンブリは、さらに複数の周波数に順次再同調させてもよい。このように、ＭＮイメージングは、目標の核種の各々のために別になされてもよく、また異なる核に対して同時に行ってもよい。
【００１７】
図１ａないし図１ｅに示すように、単一の大きい発信コイル１０２が、単一か複数の平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０と、一緒に用いられてもよい。大きな発信コイル１０２を用いれば、特定の部分を一様に励起することができる。より小さい受信器要素またはコイルまたはループ１０４、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを使用するとＳＮ比が改善する。図１ａないし図１ｅにおいて、発信コイル１０２は平面または面コイルとして例示されているが、発信コイル１０２は、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０が配置される内部のボリューム・コイルでもよいことは言うまでもない。平面受信器コイルアセンブリ１０４は、擬似的なボリューム・コイルを形成するために、円筒状巻型の周囲に巻かれてもよい。
【００１８】
図２は発信コイル１０２の可能な実施例を示す。発信コイル１０２は、目標の核、例えば陽子（１Ｈ）、炭素（１３Ｃ）、ナトリウム（２３Ｎａ）などの周波数で共鳴する導電ループ２０２を有していても良い。導電ループ２０２を有することも可能である。したがって、発信コイル１０２は、目標とする複数の核を励起することが可能なように複数の共振周波数に同調する。例えば、発信コイル１０２は、２３Ｎａおよび３１Ｐの両方に同調させることができ、または１Ｈ、１３Ｃおよび３１Ｐ、などの複数の周波数に同調することもできる。実施例の適切な修正については、発信コイル１０２は、関連する周波数で励起と同様にプロトンデカップリングを提供するように設計されてもよい。発信コイル１０２は動作中のデカップリング回路２０４を使用して離調されてもよい。離調については、送信／受信（Ｔ／Ｒ）制御回路２０６によって制御される。発信モードから離調モードまでの、発信コイル１０２を切替える制御信号は電気ケーブルまたはワイヤ２０８を介して送信される。一方、ＲＦ電力は電気ケーブルまたはワイヤ２１０を介して導電される。適切な修正によって、発信コイル１０２が直交位相モードで動作することも可能である。かかる適切な修正は、ボリューム・コイルおよび表面（平面）コイルの両者において、従来技術として周知である。
【００１９】
図３は独立した平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の可能な実施例を示す。１０４、１１０は、目標とする核の周波数に同調する単一ループ３０２または複数の独立ループを有していても良い。発信コイル１０２において上述したように、複数周波数に同調する平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０を有することも可能である。動作中のデカップリング回路３０４と同様にパッシブなデカップリング回路３０３は、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の効率的なデカップリングのために提供される。単一ループ受信器コイルまたはアンテナの場合、出力は、高いインピーダンス・プリアンプ３０６に接続されている。プリアンプ３０６の出力は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３０８に接続されている。プリアンプ３０６およびＡＤＣ３０８は、コイル・ループ３０２を含んでいるボードに設置するか、またはコイルの近い近くの別々のボード上に設置してもよい。ＡＤＣ３０８およびプリアンプ３０６は、完全なデジタル受信回路１０６の一部を形成し、コイル・ループ３０２およびその関連したキャパシタンスおよびインダクタンスと共に、共振回路を形成し、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０は動作周波数を（受信）測定する。ＡＤＣ３０８のＡＤ変換およびデジタル復調の後、受信ＭＲ信号であるデジタル・サンプルは、電気光学コンバータ３０７によって光学信号に変換される。その後、光ファイバ３１４を介して遠隔の再構成装置（図４の４０９）に送信される。光学データ転送の代わりに、デジタルレシーバ１０６と共に無線送信器（図示せず）を有することも可能である。そして、それはセットＭＲの外側にワイヤレスでデジタル化されたデータを無線受信器により送信する。また組合せの技術を用いることもできる。すなわちデータを、ＭＲ領域の中で配置される光学（または無線）受信器に、光ファイバ３１６を介して（またはワイヤレスで）送信し、そして、光学（または無線）受信器からセットＭＲの外側に配置される再構成装置まで従来の電気ケーブルで送ることも可能である。平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の操作のために必要とされる電力は、電気ケーブルまたはワイヤ３１２を介して供給される。制御信号は、光ファイバ３１６を介してオンボード制御ユニット３０９に送信され、かつ受け取られる。発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０が空間において重複してもよいので、送信時および受信時ともに、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０および発信コイル１０２が、十分な電気デカップリングを行うのに有利である。換言すれば、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０はＲＦの送信の間、ＲＦからは見えない（存在を認識できない）ことが必要である。一方、発信コイル１０２はＲＦの受信の間、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０に影響を及ぼさないようにする。
【００２０】
図２および図３に示すように、発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の十分なデカップリングは、アクティブ・デカップリングとパッシブなデカップリング・要素とを統合することによって達成されてもよい。発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４は、共にデカップリング回路を含んでもよい。これらのデカップリング回路が動作するときには、それぞれのコイル・ループ共鳴が回避される。すなわち、発信コイル・ループ２０２または平面受信器コイル・ループ３０２の不必要な結合を回避することを目的とする。発信コイル１０２が動作するときには、平面受信器コイルアセンブリ１０４はデカップリング・モードであり、かつ共鳴しない。それゆえに、発信コイル１０２に対して大きな影響を与えない。平面受信器コイルアセンブリ１０４が動作するときに、発信コイル１０２はデカップリング・モードである。かつ、それが基本的に電気的にオープンな回路であるために、平面受信器コイルアセンブリ１０４には、強く結合しない。このように、発信コイル１０２および平面受信器コイルアセンブリ１０４上のデカップリング回路は、それらの相対的な配置にかかわりなく、コイルの間の結合を減らす役目を果たす。
【００２１】
アクティブ・デカップリング・要素２０４、３０４は、コンデンサおよびインダクターを並列に、インダクターと直列にダイオードを含む。これらのコンポーネントが共に、コイル・ループ２０２、３０２および関連したキャパシタンスによって形成される共振回路と、局所並列共振回路を形成する。この並列共振回路がコイル・ループ２０２、３０２の共振周波数と一致するように、インダクタンスが選択される。コイル・ループ２０２、３０２が共振モードであるときに、並列共振回路が共振しないように、ダイオードは制御直流電圧を使用して逆バイアスされる。そして、コンデンサはコイル・ループ２０２、３０２の直列共振に関与する。ダイオードが順バイアスされるときに（直流電圧を異極性に切り替えることによって）、コンデンサおよびインダクターは共鳴するようになる、かつそれらが位置する場所で高いインピーダンス形成する。高いインピーダンスの結果として、コイル・ループ２０２、３０２は、もはや共鳴しない。パッシブ・デカプリング素子は、２つの並列に逆転接続されたダイオードを含むことを除いては、アクティブ素子と同様である。ダイオードは、オープンな回路となっている。すなわち、コンダクターを有しない。その後、発信の際に、発信コイルが受信コイルに十分な電圧を与え、両ダイオードに対して、順バイアスを与えると、局所的な並列共振回路が完成する。もう一度説明すれば、ダイオードが作用するとき、局所共振回路はより高いインピーダンスとなり、その動作点でコイル・ループの共振を崩すことになる。
【００２２】
付加されたパッシブなデカップリング・要素３０３は、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の十分な離調を確実に行う。しかも、デカップリング回路２０４、３０４の誤動作やタイミングのずれによる危険を防止する。同調およびマッチング、加えてアクティブなデカプリング機能を提供するために、追加的なコンポーネントが電子部品として利用されてもよい。
【００２３】
発信コイル１０２のアクティブなデカップリングは、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０にノイズの混入を防止するために、平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０の受信モード実行中において必要とされる。動作時において、発信コイル１０２は、ＲＦ信号を送信しているか、デカップリング・モードかのいずれかである。送信／離調スイッチ制御手段によって、２つのモード間で切り替えられる。これは、ＭＲシステムの平面受信器コイルアセンブリ１０４、１１０から離れた遠隔の場所に位置してもよい
患者の安全性の観点からは、光あるいは無線データ伝送の使用は、送受信コンポーネントの間に結合を防止し、ＲＦ燃焼の発生の可能性を減らす。これは、平面面コイルおよびボリューム・ボディ・コイルの両方に当てはまる。
【００２４】
図４は、本願明細書において開示されるＲＦコイルシステムを有するＭＲ画像システムのブロック図である。MR画像システムには、一組の主コイル４０１、勾配ドライバ・ユニット４０６に接続している複数の勾配磁場コイル４０２、およびＲＦコイル・ドライバ・ユニット４０７に接続している発信コイル４０３を含むＲＦコイルシステムを有する。発信コイル４０３は、ボディ・コイルの形で磁石に集積化されてもよく、あるいは別々の面コイルでもよい。この発信コイル４０３の機能は、送信／離調（Ｔ／Ｄ）スイッチ４１３によって更に制御される。平面受信器コイルアセンブリ４１６は、発信コイル４０３によって励起される少なくとも一部の部分からのＭＲ信号を得るために用いる。そして、ＭＲ信号はオンボード・デジタル受信回路４１７によって処理される。処理されたＭＲ信号は、光学信号として、オンボード・デジタルレシーバ４１７から光学信号変換ユニット４１４へ伝送される。複数の勾配磁場コイル４０２および発信コイル４０３は、電源部４１２によって駆動される。移動システム４０４（例えば患者テーブル）は、MR画像システムの中で被検者４０５（例えば患者）を配置するために用いられる。制御手段ユニット４０８は、再構成装置４０９の動作、表示ユニット４１０（例えばモニタ画面またはプロジェクタ）データ記憶装置４１５、およびユーザ・入力インタフェースユニット４１１（例えば、キーボード、マウス、トラックボールなど）を制御する。
【００２５】
主コイル４０１は、例えば電界強度ＩＴ、１．５Ｔまたは３Ｔの安定かつ一定の静磁界を生成する。開示されたＲＦコイルシステムは、同様に他のいかなる電界強度に適用してもよい。主コイル４０１は、通常はトンネル型の検査空間を囲むような形式で、配置される。そして、その部分に、被検者４０５が位置する。他の共通構成要素としては、被検者４０５が輸送システム４０４により移動する空間に位置するオポージング・ポールがある。ＭＲイメージングを有効にするために、静磁界に重畳される時間的に可変的な磁場勾配は、勾配ドライバ・ユニット４０６によって出力される電流による複数の勾配磁場コイル４０２によって生成される。電気的勾配増幅回路を有する電源部４１２は複数の勾配磁場コイル４０２に電流を供給する。その結果、勾配パルス（また、勾配パルス波形と呼ばれる）が生成される。制御手段ユニット４０８は電流、特にそれらの強さ、期間および方向の特性を制御する。そして、適当な勾配波形をつくるために勾配磁場コイルに電流が流れる。発信コイル４０３は被検者４０５のＲＦ励起パルスを生成する。一方、平面受信器コイルアセンブリ４１６はＲＦ励起パルスに応答して被検者４０５によって生成されるＭＲ信号を受信する。ＲＦコイル・ドライバ・ユニット４０７は、ＲＦ励起パルスを送信するために、発信コイル４０３に電流を供給する。送信されたＲＦ励起パルス、特にそれらの強さおよび期間の特性は、制御手段ユニット４０８によって制御される。発信コイル４０３は、Ｔ／Ｄスイッチ４１３を介して、制御手段ユニット４０８によって２つのモード（すなわち、送信および離調モード）のうちの１つで動作する。Ｔ／Ｄスイッチ４１３は、２つのモード間で発信コイル４０３を切り替える電子部品回路を備えている。そして平面受信器コイルアセンブリ４１６による信号の受信の間、発信コイル４０３によるカップリング・ノイズを妨げる。加えて、Ｔ／Ｄスイッチ４１３は、平面受信器コイルアセンブリ４１６の動作の間、２つのモード、すなわち受信モードおよび離調またはデカップリング・モードを切替える。平面受信器コイルアセンブリ４１６は、独立して動作する発信コイル４０３の発信モードの間にデカップリング・モードに切り替えられ、そして、発信コイル４０３のデカップリング・モードの間に受信モードに切り替えられる。発信コイル４０３と平面受信器コイルアセンブリ４１６の両方における２つのモード間の切り替えは、ＭＲシステムのソフトウェアで制御される。
【００２６】
ＲＦ発信コイル４０３は、磁石と合体させたボディ・コイルの形、または、別々の面コイルとして集積化されてもよい。発信コイル４０３は、異なるジオメトリ（例えば、鳥かご状の構成または単純なループ構成など）を有してもよい。制御手段ユニット４０８は、好ましくは、プロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）を含むコンピュータの形である。制御手段ユニット４０８は、Ｔ／Ｄスイッチ４１３を介して、ＲＦパルス励起の発生、およびＭＲ信号の受信を制御する。キーボード、マウス、タッチ画面、トラックボール、その他のユーザ入力インタフェース装置４１１によって、オペレータはMR画像システムを操作することができる。
【００２７】
光学信号変換ユニット４１４は、光学信号を電気信号に変換する。変換された電気信号は、撮像されている被検者４０５の目的の部分の局所スピン密度に関する実際の情報を含む。受信信号は、再構成装置４０９によって再構成され、そしてＭＲ画像としてディスプレイ４１０に表示される。記憶ユニット４１５に再構成装置４０９から信号を格納することも可能であるが、更なる処理を行うことも可能である。
【００２８】
発信コイル４０３に対する物理的接続としては、ＲＦ電力を導電するためのＲＦ同軸ケーブル、アクティブなデカップリング回路（図２の２０４）への逆／前方のバイアスを提供するスイッチの役割を果たす電圧源を供給する電源供給ケーブルがある。平面受信器コイルアセンブリ４１６に対する物理的接続としては、平面受信器コイルアセンブリ４１６のオンボード受信回路４１７から再構成装置４０９へデジタルデータおよび制御信号を光学的に転送するファイバ（図３の３１４、３１６）、プリアンプ、デジタル受信回路４１７およびデカップリング・スイッチ回路に電源を供給するための電源ケーブル（図３の３１２）がある。
【００２９】
発信コイル４０３の物理的な大きさは、Ｔ／Ｄスイッチ４１３を発信コイル４０３から離れた位置に置き、フレキシブル・ケーブル束（発信コイル４０３に無線周波エネルギーを供給するための入力ケーブルを含む）および適切に着脱可能なプラグ／ソケットを介してそれを接続することによって、小さくすることができる。
【００３０】
図５は、本願明細書において開示されるＲＦコイルシステムを用いた磁気共鳴イメージングまたは分光データを得る方法を示す。送信ステップ５０１において、発信コイルは、被検者の目標部分に、ＲＦ信号を送る。受信ステップ５０３において、平面受信器コイルアセンブリは少なくとも一部の目標部分からＭＲ信号を受信するために用いられる。そして、処理ステップ５０５で、平面受信器コイルアセンブリのオンボードに配置されたデジタル受信回路が、受信ＭＲ信号を処理するために使用される。処理ステップ５０５では、プリアンプ、ＡＤ変換、電気信号の光学信号への変換、光ファイバーケーブルでの光学信号の送信、などの一つ以上のステップを含んでもよい。
【００３１】
本願明細書において開示されるコンピュータプログラムは、計算機可読の媒体（例えばＣＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピーディスク、メモリースティック、磁気テープまたはコンピュータによって読み込み可能である他のいかなる有形の媒体でもよい。コンピュータプログラムは、ダウンロードされるか、または例えばインターネットを介してコンピュータへ転送されるダウンロード可能なプログラムでもよい。コンピュータプログラムは、移送・転送手段、例えば光ドライブ、磁気テープ駆動、フロッピードライブ、ＵＳＢ、あるいは他のコンピュータ・ポート、イーサネットポートなどを介して、コンピュータへ移されてもよい。
【００３２】
上述した実施例は、本発明を制限するよりはむしろ、例示している点に留意する必要がある。そして、当業者は添付の請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲で多くの別の実施例を設計することが可能である。当業者は、ステップの順序を変えてもよく、または開示された概念を逸脱しない範囲でスレッドモデル、マルチプロセッサーシステムまたは複数のプロセスを用いて並行して、ステップを実行してもよい。請求項において、括弧の間に配置されるいかなる参照符号も、請求項を制限するものとして解釈されない。「有する」という語は、要素の存在または請求項に列記される要素またはステップ以外の構成を除外しない。「ａ」という語または「ａｎ」が付された要素は、複数のかかる要素の存在を除外しない。開示された方法は、いくつかの異なった要素を有するハードウェアによって、そして、最適にプログラムされたコンピュータによって実行されてもよい。いくつかの手段を列挙しているシステム請求項において、これらの手段のいくつかは、計算機可読のソフトウェアまたはハードウェアの全く同一の部分によって実施されてもよい。特定の手段が相互に異なる従属クレームにおいて詳述される場合であっても、これらの手段の組合せが有効に使われることができないことを示すわけではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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