(57)【要約】  本発明は、磁気共鳴撮像システム１００、２００を提供する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン１０８内に主磁場を生成するための磁石アセンブリ１０２を備える。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリ１１０を更に備える。磁場勾配コイルアセンブリは、少なくとも１つの構造支持体１２２を備える。少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素５００を備える。磁気共鳴撮像システムは、磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源１１２を更に備える。勾配コイル電源は、モード切り換え式電源である。勾配コイル電源は、少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニット１２６を備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャ１２８を更に備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器１２４を更に備え、勾配コイル電源は、各変調器の変調を制御するための勾配コントローラ１３０を更に備える。少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられる。少なくとも１つのコイル要素の各々のスイッチユニットは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられる。
2019521757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリと、
前記撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリであって、前記磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備え、前記少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える、磁場勾配コイルアセンブリと、
前記磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源とを備える磁気共鳴撮像システムであって、
前記勾配コイル電源は、モード切り換え式電源であり、前記勾配コイル電源は、前記少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備え、前記勾配コイル電源は、各前記スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備え、前記勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備え、前記勾配コイル電源は、各変調器の前記変調を制御するための勾配コントローラを更に備え、前記少なくとも１つのコイル要素の各々の前記変調器は、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、前記少なくとも１つのコイル要素の各々の前記スイッチユニットは、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられる、磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記磁気共鳴撮像システムは、
機械実行可能命令及びパルスシーケンスコマンドを記憶するためのメモリと、
前記磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサであって、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
前記パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴撮像システムを制御することと、
前記磁気共鳴撮像データを使用して、磁気共鳴画像を再構成することと
を更に行わせる、プロセッサと、
を更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記パルスシーケンスコマンドは、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルに従って前記磁気共鳴データを取得するためのものであり、前記磁気共鳴画像は、前記ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルに従って再構成される、請求項２に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、前記磁気共鳴画像を使用して擬似放射線画像を構成することを更に行わせる、請求項３に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのコイル要素は複数のコイル要素であり、前記磁場勾配コイルは、１つ又は複数の方向に勾配磁場を生成し、前記磁場勾配コイルは、前記少なくとも１つの方向の各々のために前記複数のコイル要素から選択された少なくとも２つのコイル要素を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
前記磁気共鳴撮像システムは、少なくとも１つの勾配コイルセンサを更に備え、前記勾配コントローラは、フィードバック制御ループにおいて、前記少なくとも１つの勾配コイルセンサを使用して、前記少なくとも２つのコイル要素の各々に供給される電流を調節する、請求項５に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの勾配コイルセンサは、前記少なくとも２つのコイル要素の各コイル要素上の電流センサ、前記撮像ゾーン内の少なくとも１つの磁場センサ、被検体支持体に取り付けられた少なくとも１つの磁場センサ、前記磁石アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの磁場センサ、前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられた少なくとも１つの磁場センサ、及びそれらの組み合わせのうちのいずれか１つを備える、請求項６に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの構造支持体は、回路基板、ＦＲ４基板、非平面的回路基板、柔軟性回路基板、非対称回路基板、及びそれらの組み合わせのうちのいずれか１つを備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記磁場勾配コイルは、ギャップを有するスプリット磁場勾配コイルであり、前記勾配コイル電源は、少なくとも部分的に前記ギャップ内に設置される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
前記勾配コイル電源は、非線形増幅器である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１１】
前記磁気共鳴撮像システムは勾配コイル冷却システムを備え、前記勾配コイル冷却システムは、前記少なくとも１つのコイル要素、及び前記少なくとも１つのコイル要素の前記スイッチユニットを冷却する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１２】
前記磁気共鳴撮像システムは、各変調器のために局所的ＲＦシールドを更に備え、各局所的ＲＦシールドは、前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられる、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１３】
前記変調器は、光ファイバ、ワイヤ、無線通信リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、及びＷｉＦｉ（登録商標）接続のうちのいずれか１つを介して制御される、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１４】
磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリと、前記撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリであって、前記磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備え、前記少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える、磁場勾配コイルアセンブリと、前記磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源とを備え、前記勾配コイル電源は、モード切り換え式電源であり、前記勾配コイル電源は、前記少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備え、前記勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備え、前記勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備え、前記勾配コイル電源は、各変調器の前記変調を制御するための勾配コントローラを更に備え、前記少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、前記少なくとも１つのコイル要素の各々の前記スイッチユニットは、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられている、コンピュータプログラムであって、
前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴撮像システムを制御することと、
前記磁気共鳴データを使用して、磁気共鳴画像を再構成することと
を更に行わせる、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
磁気共鳴撮像システムを制御する方法であり、前記磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリと、前記撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリであって、前記磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備え、前記少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える、磁場勾配コイルアセンブリと、前記磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源とを備え、前記勾配コイル電源は、モード切り換え式電源であり、前記勾配コイル電源は、前記少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備え、前記勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備え、前記勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備え、前記勾配コイル電源は、各変調器の前記変調を制御するための勾配コントローラを更に備え、前記少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、前記少なくとも１つのコイル要素の各々のスイッチユニットは、前記磁場勾配コイルアセンブリの前記少なくとも１つの構造支持体に取り付けられている、方法であって、
前記方法は、
パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴撮像システムを制御するステップと、
前記磁気共鳴データを使用して、磁気共鳴画像を再構成するステップと
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像に関し、特には、磁気共鳴撮像のための磁気勾配コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
大きな静磁場が、患者の身体内の画像を生むための処置の一部として原子の核スピンを整列させるために磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナによって使用される。この大きな静磁場はＢ０フィールド又は主磁場と称される。
【０００３】
空間的にエンコードする１つの方法は、磁場勾配コイルを使用することである。典型的には、３つの異なる直交する方向に３つの異なる勾配磁場を生成するために使用される３つのコイルが存在する。
【０００４】
ＭＲＩスキャン中に、１つ又は複数の送信器コイルによって生成された高周波（ＲＦ）パルスは、いわゆるＢ１フィールドを生じさせる。追加的に印加される勾配場及びＢ１フィールドは、有効な局所的磁場に摂動を生じさせる。次いで、ＲＦ信号が、核スピンによって射出され、１つ又は複数の受信器コイルによって検知される。これらのＲＦ信号は、ＭＲ画像を構成するために使用される。これらのコイルは、アンテナとも称され得る。
【０００５】
欧州特許出願ＥＰ２９１０９６５Ａ１は、ＭＲＩ勾配コイルシステムのための多チャネルスイッチングシステムを開示しており、この多チャネルスイッチングシステムは、複数のＮｅｌｅｍｅｎｔ個のコイル要素を接続する複数のＮｓｗｉｔｃｈ個のアナログスイッチであって、前記スイッチ及びコイル要素は、勾配電力増幅器によってそれぞれが駆動される複数のＮｃｈａｎｎｅｌ個の電気チャネルを形成する、複数のＮｓｗｉｔｃｈ個のアナログスイッチと、スイッチの各々のための制御信号を生成する分電盤と、通信バスを通じて分電盤にコマンドコードを提供するデジタルコントローラと、Ｎｓｗｉｔｃｈ個のスイッチの各々に電力を供給する電力供給システムと、を備える多チャネルスイッチングシステムであって、電力増幅器によって制御されるチャネルの個数Ｎｃｈａｎｎｅｌは、スイッチの個数Ｎｓｗｉｔｃｈよりも小さく（Ｎｃｈａｎｎｅｌ＜Ｎｓｗｉｔｃｈ）、それにより、前記スイッチは直列、並列、又はブリッジ構成に接続されること、電力増幅器によって制御されるチャネルの個数Ｎｃｈａｎｎｅｌは、コイルシステム中のコイル要素の個数Ｎｅｌｅｍｅｎｔよりも小さく（Ｎｃｈａｎｎｅｌ＜Ｎｅｌｅｍｅｎｔ）、それにより全てのコイル要素における電流が、ポジティブ若しくはネガティブのいずれかの方向に、又はそれぞれのコイル要素をバイパスして流れるように切り換えられ得ること、及び、Ｎｓｗｉｔｃｈ個の要素への電力は、前記スイッチの各々にフローティング電力（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｐｏｗｅｒ）を供給する電力分配システムを用いて、Ｎｐｏｗｅｒ＜Ｎｓｗｉｔｃｈとなるより少ない個数のＮｐｏｗｅｒ個の電力ラインを介して供給されること、を特徴とする。これは、パルスシーケンス内でマトリックスコイル要素を動的に電気的接続し、動的に切り換えられる磁場プロファイルを生成することを可能にし、従って、必要とされる勾配電力増幅器、勾配ケーブル及び電源の個数を減少させることを可能にする。
【０００６】
Ｈａｒｒｉｓらによる会議録「Ａ  ｎｅｗ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ｓｈｉｍｍｉｎｇ：Ｔｈｅ  ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ」、Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔｌ．Ｓｏｃ．Ｍａｇ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．２１（２０１３年）、００１１ページ、ｈｔｔｐ：／／ｃｄｓ．ｉｓｍｒｍ．ｏｒｇ／ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ／１３ＭＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ｆｉｌｅｓ／００１１．ＰＤＦは、矩形のメッシュパターンを有し、４８個のノードから成り、銅テープによってアクリル製の円筒状フォーマーに分散された磁気シムコイルを開示している。ＨＥＸＦＥＴ  ＭＯＳＦＥＴ光起電性中継器が、選択的なノード接続の間に半田付けされ、２つの結合したノード間の電流パスの開又は閉の変動性を提供した。ＭＯＳＦＥＴ制御を有するように選択されたノード接続は、２つの個別のフィールドプロファイル、すなわちオフセットフィールドシフトとｚ勾配場とを可能にするように選ばれた。単一の電流入力ワイヤと電流出力ワイヤとがシムコイルの両端に接続された。コイルは、３Ｔ  Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｔｉｍ  Ｔｒｉｏシステムに置かれ、フィールドマップが、「オフセットフィールドモード」及び「勾配モード」において取得された。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、独立請求項において、磁気共鳴撮像システム、方法、及びコンピュータプログラム製品を提供する。実施形態は、従属請求項において与えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、モード切り換え式電源によって電流を供給される磁場勾配コイルアセンブリを有する。変調器及びスイッチングユニットは、構造支持体に取り付けられ、又は配置される。このことは、より軽量で、より安価な磁気共鳴撮像システムを可能にする。加えて、このような構成は、磁場勾配コイルにおいて何回も繰り返され得る。いくつかの例において、各方向についての勾配コイルは、その電流を個々に制御された複数のコイル要素を有する。このことは、勾配磁場の容易なシミング又は調節を可能にする。
【０００９】
一態様において、本発明は、磁気共鳴撮像システムを提供する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリを備える。磁石アセンブリは、主磁場を生成するための磁石である。磁石アセンブリは、他のコンポーネントも備え得る。例えば、磁石アセンブリは、加熱又は冷却要素も備え得る。磁石アセンブリは、ケース又は他のコンポーネントも備え得る。一例において、磁石アセンブリは、一体的なユニット、及び磁石を包囲する全てのコンポーネントを備える。
【００１０】
磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリを更に備える。磁場勾配コイルアセンブリは、磁場勾配コイル、又は単に勾配コイルとも称され得る。磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備える。少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える。構造支持体は、例えば、少なくとも１つのコイル要素が取り付けられ、又は内部に埋め込まれた材料から作られている。磁気共鳴撮像システムは、磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源を更に備える。勾配コイル電源は、磁場勾配コイル電源とも称され得る。勾配コイル電源は、モード切り換え式電源である。モード切り換え式電源は、スイッチ電源又はスイッチング電源とも称される。勾配コイル電源は、少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備える。
【００１１】
勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備える。電流チャージャは、本質的には電流源である。スイッチユニットは、電流チャージャによって供給される電流を切り換えるように構成される。勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備える。勾配コイル電源は、各変調器の変調を制御するための勾配コントローラを更に備える。少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。少なくとも１つのコイル要素の各々のスイッチは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。
【００１２】
勾配コイル電源において、スイッチユニットは、コイル要素の各々に電流を供給する。電流チャージャは、スイッチングユニットの各々に電流を供給する。次いで、変調器は、スイッチユニットを制御又は変調するために使用される。
【００１３】
変調器及びスイッチユニットを各コイルに対して近接させることは、いくつかの異なる利益を有する。そのことは、スイッチユニット及びコイル要素の集合的な冷却を可能にする。また、そのことは、変調された電流がコイル要素に到達するまでに移動する必要のある距離を減少させもする。変調器は、スイッチングユニットにも隣接して置かれる。このことは、スイッチユニットと変調器との間の接続をシールドすることをより容易にする。そのことは、変調器とスイッチユニットとの間の接続をシールドすることの必要性又は要件を減少させもする。
【００１４】
端的には、本発明は、勾配コイルアセンブリを有する磁気共鳴診断システムに関連する。勾配コイルアセンブリは、１つ又は複数のコイル要素を備える。コイル要素は、変調器駆動のスイッチによって、互いに独立的に駆動される。変調器及びスイッチは、勾配コイル要素の構造支持体に配置される（取り付けられる）。すなわち、変調器及びスイッチは構造支持体（例えば、コイルフォーマー）に配置され、構造支持体は電気勾配コイル導体も保持する。このようにして、変調器及びスイッチは、コイル要素の近くに置かれ得る。このことは、コイル要素、スイッチ、及び変調器の集合的な冷却を可能にする。また、変調器及びスイッチの高周波シールディングがより単純化される。
【００１５】
各スイッチユニットはコイル要素に接続される。スイッチ要素は、例えば、ＰＷＭ又はＰＤＭ変調器でよい。
【００１６】
スイッチユニットは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタでよい。他の例において、スイッチユニットは、シリコーン上ＧａＮ又はシリコンカーバイドスイッチでもよい。
【００１７】
別の実施形態において、電流チャージャは、全てのスイッチングユニットに供給される単一のユニットであり得る。他の例において、電流チャージャは、複数のユニットであってよい。例えば、２つ以上の電流チャージャが存在してよく、それらはそれぞれ、スイッチユニットのうちの１つ又は複数に供給する。
【００１８】
別の実施形態において、電流チャージャは、使用の前に充電されるコンデンサの集合又は群であり得る。このことは、磁気共鳴撮像システムの負担又は電力要件を減少させるので、有益である。コンデンサは、ある期間にわたって充電され得る。
【００１９】
別の実施形態において、電流チャージャは、１つ又は複数のバッテリでもあり得る。ＬｉＰＯなどの非磁性バッテリが使用され得る。
【００２０】
別の実施形態において、バッテリは、スマートバッテリ管理システムを内蔵する。例えば、バッテリは、電流充電、供給される電流、電圧、及びバッテリセルの劣化状態などの様々なパラメータを監視し得るスマートバッテリであり得る。バッテリは、システム管理バスなどのバスインタフェースを介して磁気共鳴撮像システムと通信もし得る。このことは、バッテリに蓄えられた充電が不十分であるときに、バッテリが磁気共鳴撮像システムを停止することを可能にする。
【００２１】
別の実施形態において、電流チャージャは、バッテリと任意のコンデンサの集合又は群とを備える。使用の前にバッテリはコンデンサの集合を充電するために使用される。このことは、コンデンサを充電することで、より低い定格電流のバッテリが使用され得るので有利である。
【００２２】
別の実施形態において、変調器は、ワイヤ、ツイストペアワイヤ、光ファイバ接続などの光学的システム、又は無線システムを介して制御される。無線システムとしては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続がある。
【００２３】
別の実施形態において、勾配コントローラは、磁石アセンブリに装着され得、又は全体的な磁気共鳴撮像システムを制御するコンピュータコントローラと一体的である。
【００２４】
別の実施形態において、磁気共鳴撮像システムは、機械実行可能命令及びパルスシーケンスコマンドを記憶するためのメモリを更に備える。磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサを更に備える。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴撮像システムを制御することを行わせる。
【００２５】
パルスシーケンスコマンドによって磁気共鳴撮像システムを制御することは、それに、磁気共鳴撮像データを取得することを行わせる。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、磁気共鳴撮像データを使用して、磁気共鳴画像を再構成することを更に行わせる。パルスシーケンスコマンドは、特定の磁気共鳴撮像プロトコルに従って磁気共鳴撮像システムを制御するために使用される。磁気共鳴画像は、磁気共鳴撮像データから、同一の磁気共鳴撮像プロトコルを使用して再構成される。
【００２６】
いくつかの実施形態において、パルスシーケンスコマンドは、勾配コントローラが特定のコイル要素への電流の流れを制御するためのコマンド又は制御を含む。他の実施形態において、パルスシーケンスコマンドは、勾配コイル電源によって達成されることを望まれる特定の勾配場を指定するだけである。この場合において、勾配コントローラは、特定の勾配場のためのコマンドを受信し、次いでそれを変調器の各々を制御するためのコマンドに変換する。
【００２７】
別の実施形態において、パルスシーケンスコマンドは、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルに従って磁気共鳴データを取得するためのものである。磁気共鳴画像は、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルに従って再構成される。この実施形態は、変調器及びスイッチユニットの組み合わせを構造支持体に有することが、コンパクトで安価な磁気共鳴撮像システムを提供するので、有益である。ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルは、典型的には、従来の磁気共鳴撮像に必要とされるよりも低い勾配コイル場を必要とする。上述の磁場勾配コイルアセンブリ及び勾配コイル電源のゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルとの組み合わせは、非常に使い易く、安価な磁気共鳴撮像システムが構築されることを可能にする。
【００２８】
別の実施形態において、機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、磁気共鳴画像を使用して擬似放射線画像を再構成することを更に行わせる。これは、ゼロエコー時間パルスシーケンスコマンドを使用してなされる。このことは、合理的なコストで擬似放射線画像を生成するために使用され得る磁気共鳴撮像システムを提供するという利益を有する。上述の磁場勾配コイルアセンブリ及び勾配コイル電力アセンブリの使用は、安価で可搬性のシステムが構築されることを可能にする。
【００２９】
擬似Ｘ線又は擬似ＣＴＵ若しくはコンピュータトモグラフィスキャンは、擬似放射線画像の２つの例である。
【００３０】
別の実施形態において、電流チャージャは、磁石アセンブリに取り付けられる。
【００３１】
いくつかの例において、変調器のための制御器、及び電流チャージャからスイッチユニットへの導線又はコネクタは、磁場勾配コイルアセンブリの周りのリングに備えられる。このことは、磁場勾配コイルアセンブリのための電力供給及び冷却などのものを結合する効率的な手段を提供する。
【００３２】
別の実施形態において、少なくとも１つのコイル要素は複数のコイル要素である。磁場勾配コイルは、１つ又は複数の方向に勾配磁場を生成するように構成される。磁場勾配コイルは、少なくとも１つの方向の各々のために複数のコイル要素から選択された少なくとも２つのコイル要素を備える。この実施形態は、勾配コイルの細かい調整を可能にするので有益である。コイル要素の温度などの要因は、特定のコイル要素によって生成される実際の磁場に影響する。特定の方向についての勾配コイルが２つ以上の断片に分けられたなら、この特定の方向についての勾配コイルの各部分が生成している電流の量を調節することが可能になる。このことは、より正確な又は均一な勾配場の生成を可能にする。このことは、本質的に、各方向の勾配場のシミング又は調節を可能にする。このことは、温度変化又はコイルの幾何学的形状の変化などのことを変化させ得る。
【００３３】
別の実施形態において、磁気共鳴撮像システムは、少なくとも１つの勾配コイルセンサを更に備える。勾配コイルコントローラは、フィードバック制御ループにおいて、少なくとも１つの勾配コイルセンサを使用して、少なくとも２つのコイル要素の各々への電流供給を調節するように構成される。このことは、ユーザが所望の磁場強度又は同等の電流を設定でき、勾配コイル電源及び磁場勾配コイルアセンブリは自己補正するので、有益である。
【００３４】
別の実施形態において、少なくとも１つの勾配コイルセンサは、少なくとも２つのコイル要素の各々の上の電流センサを備える。
【００３５】
別の実施形態において、少なくとも１つの勾配コイルセンサは、撮像ゾーン内の少なくとも１つの磁場センサを備える。
【００３６】
別の実施形態において、少なくとも１つの勾配コイルセンサは、被検体支持体に取り付けられた少なくとも１つの磁場センサを備える。
【００３７】
別の実施形態において、勾配コイルセンサは、磁石アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの磁場センサを備える。
【００３８】
別の実施形態において、少なくとも１つの勾配コイルセンサは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられた少なくとも１つの磁場センサを備える。
【００３９】
電流センサ及び／又は磁場センサの使用は、所望の磁気勾配場のリアルタイム補正を可能にする。
【００４０】
別の実施形態において、少なくとも１つの構造支持体は、以下の、回路基板、ＦＲ４基板、非平面的回路基板、柔軟性回路基板、非対称回路基板、及びそれらの組み合わせのうちのいずれか１つを備える。
【００４１】
別の実施形態において、磁場勾配コイルは、ギャップを有するスプリット磁場勾配コイルである。勾配コイル電源は、少なくとも部分的にギャップ内に設置される。例えば、変調器及び／又はスイッチユニットが、ギャップ内に設置され得る。このことは、磁場勾配コイルアセンブリをよりコンパクトにするという利点を有する。
【００４２】
別の実施形態において、勾配コイル電源は、非線形増幅器である。勾配コイル電源を構成するとき、正確な勾配コイル場が制御及び生成され得るように、典型的には高価な線形増幅器が使用される。しかしながら、実施形態は、より安価な非線形増幅器の使用を可能にする。
【００４３】
別の実施形態において、非線形増幅器は、少なくとも１つの勾配コイルセンサを更に備える磁気共鳴撮像システムの上記の実施形態と組み合わされる。このことは、より安価な非線形増幅器の正確な使用を可能にする。
【００４４】
別の実施形態において、磁気共鳴撮像システムは勾配コイル冷却システムを備える。勾配コイル冷却システムは、少なくとも１つのコイル要素、及び少なくとも１つのコイル要素のスイッチユニットを冷却するように構成される。これは、両ユニットを冷却するコスト効果がよく、効率的な手段である。このことは、磁気共鳴撮像システムのコスト及び／又は重量の減少をもたらす。
【００４５】
別の実施形態において、磁気共鳴撮像システムは、各変調器のために局所的ＲＦシールドを更に備える。各局所的ＲＦシールドは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられる。このことは、勾配コイルがシールドされる必要がないので有益である。変調器をシールドするだけで、減少されたコストで適切に機能するシステムがもたらされる。
【００４６】
別の実施形態において、変調器は、以下の、光ファイバ、無線通信リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）接続、及び有線接続のうちのいずれか１つを介して制御される。無線通信リンク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）接続の使用は、磁石のボアの中に通される必要があるワイヤがより少ないという利点を有する。このことは、以下の利点、すなわち、磁気共鳴撮像システムの重量を減少させること、変調器におけるクロストークの影響を減少させること、必要な電気的接続の数を減少させること、及び機械的接続の数の減少に起因してシステムの信頼性を向上させること、のうちの１つ又は複数を有する。
【００４７】
別の態様において、本発明は、磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を備えるコンピュータプログラム製品を提供する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリを備える。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリを更に備える。磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備える。少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える。
【００４８】
磁気共鳴撮像システムは、磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源を更に備える。勾配コイル電源はモード切り換え式電源である。勾配コイル電源は、少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備える。
【００４９】
勾配コイル電源は、各変調器の変調を制御するための勾配コントローラを更に備える。少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。少なくとも１つのコイル要素の各々のスイッチユニットは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。
【００５０】
機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、パルスシーケンスコマンドを使用して磁気共鳴撮像システムを制御することによって、磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴撮像システムを制御することを行わせる。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、磁気共鳴撮像データを使用して、磁気共鳴画像を再構成することを更に行わせる。
【００５１】
別の態様において、本発明は、磁気共鳴撮像システムを制御する方法を提供する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に主磁場を生成するための磁石アセンブリを備える。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に空間的勾配磁場を生成するための磁場勾配コイルアセンブリを更に備える。磁場勾配コイルアセンブリは少なくとも１つの構造支持体を備える。少なくとも１つの構造支持体の各々は、少なくとも１つのコイル要素を備える。
【００５２】
磁気共鳴撮像システムは、磁場勾配コイルアセンブリに電流を供給するための勾配コイル電源を更に備える。勾配コイル電力アセンブリはモード切り換え式電源である。勾配コイル電源は、少なくとも１つのコイル要素の各々のためのスイッチユニットを備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットに電流を供給するための電流チャージャを更に備える。勾配コイル電源は、各スイッチユニットを変調するための変調器を更に備える。
【００５３】
勾配コイル電源は、各変調器の変調を制御するための勾配コントローラを更に備える。少なくとも１つのコイル要素の各々の変調器は、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。少なくとも１つのコイル要素の各々のスイッチユニットは、少なくとも１つの構造支持体に取り付けられ、又は配置される。方法は、パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴撮像システムを制御するステップを有する。方法は、磁気共鳴データを使用して、磁気共鳴画像を再構成するステップを更に有する。
【００５４】
本発明の上述した実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わされる実施形態が互いに排他的でない限り組み合わされ得ることが理解される。
【００５５】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。
【００５６】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。
【００５７】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態のいずれかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。
【００５８】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接的にアクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。
【００５９】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が１つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。
【００６０】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、又はＣ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。
【００６１】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。
【００６２】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。
【００６３】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００６４】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。
【００６５】
本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。
【００６６】
本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００６７】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００６８】
医療用撮像データは、本明細書において、医療用撮像システムを使用して取得された２次元的又は３次元的データとして定義される。医療用撮像システムは、本明細書において、患者の身体構造についての情報を取得し、２次元的又は３次元的医療用撮像データのセットを構成するように適合された装置として定義される。医療用撮像データは、医師による診断のために有用な視覚化を構成するために使用され得る。この視覚化は、コンピュータを使用して実施され得る。
【００６９】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書において、磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナを使用して原子スピンによって射出された高周波信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療用撮像データの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像は、本明細書において、磁気共鳴撮像データ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元的又は３次元的視覚化として定義される。
【００７０】
以下において、本発明の好適な実施形態が、単なる例として、図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】磁気共鳴撮像システムの例を示す。
【図２】磁気共鳴撮像システムの更なる例を示す。
【図３】図１又は図２の磁気共鳴撮像システムを使用する方法を示すフローチャートを図示する。
【図４】磁気共鳴撮像システムの更なる例を示す。
【図５】複数のコイル要素を示す。
【図６】変調器のための閉フィードバック制御ループを示す。
【図７】磁場勾配コイルアセンブリの例を示す。
【図８】磁場勾配コイルアセンブリの更なる例を示す。
【図９】磁場勾配コイルアセンブリの更なる例を示す。
【図１０】磁場勾配コイルアセンブリの更なる例を示す。
【図１１】例示的な勾配コイル電源の概略を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
これらの図において類似の番号を付された要素は、等価な要素であるか、又は同一の機能を実施するかのいずれかである。先に論じられた要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも論じられない。
【００７３】
図１は、磁気共鳴撮像システム１００の例を示す。磁気共鳴撮像システムは、磁石１０４を備える磁石アセンブリ１０２を備える。磁石１０４は主磁石と称される。磁石１０４は、それを貫通するボア１０６を有する超伝導円筒状タイプ磁石１０４である。異なるタイプの磁石の使用も可能である。円筒状磁石のクライオスタット内には、超伝導コイルの一群が存在する。円筒状磁石１０４のボア１０６内には、磁気共鳴撮像を実施するのに十分な程度に磁場が強く、均一である撮像ゾーン１０８が存在する。
【００７４】
磁石のボア１０６内には、磁気共鳴データの取得のために使用され、磁石１０４の撮像ゾーン１０８内で磁気スピンを空間的にエンコードする磁場勾配コイル１１０のセットも存在する。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は、代表的なものであることが意図される。典型的には、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交する空間的方向に空間的にエンコードするための３つの個別のコイルセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜がつけられ、又はパルス出力される。
【００７５】
撮像ゾーン１０８に隣接して、撮像ゾーン１０８内の磁気スピンの向きを操作するため、及び同じく撮像ゾーン１０８内のスピンから無線伝送を受信するための高周波コイル１１４がある。高周波アンテナは、複数のコイル要素を含む。高周波アンテナは、チャネル又はアンテナとも称される。高周波コイル１１４は、高周波送受信器１１６に接続される。高周波コイル１１４及び高周波送受信器１１６は、個別の送信及び受信コイル並びに個別の送信器及び受信器によって置き換えられてもよい。高周波コイル１１４及び高周波送受信器１１６は、代表的なものであることが理解される。高周波コイル１１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナも表すように意図される。同じように、送受信器１１６も、個別の送信器及び受信器を表す。高周波コイル１１４は、複数の受信／送信要素も有し、高周波送受信器１１６は、複数の受信／送信チャネルを有する。
【００７６】
磁石１０４のボア１０６内には、撮像ゾーン１０８において被検体を支持する被検体支持体１２０が存在する。関心領域１０９が、撮像ゾーン１０８内に見られる。
【００７７】
磁場勾配コイル１１０は構造支持体１２２を備える。この例においては、個々のコイル要素は図示されていないが、構造支持体１２２に埋め込まれている。構造支持体１２２上には、それぞれスイッチユニット１２６に接続されたいくつかの変調器１２４も図示されている。各コイル要素のために、変調器１２４及びスイッチユニット１２６が存在する。変調器１２４はそれぞれ、図には示されていない局所的高周波シールドを有する。変調器１２４及びスイッチユニット１２６も、構造支持体１２２の溝又は他の窪みに埋め込まれ、又は設置される。スイッチユニット１２６の各々は、電流チャージャ１２８に接続される。電流チャージャ１２８は、磁石アセンブリ１０２に取り付けられるものとして図示される。磁気共鳴撮像システム１００は、勾配コントローラ１３０も備えるものとして図示される。勾配コントローラ１３０は、変調器１２４の変調を制御する。この例においては、勾配コントローラ１３０と各変調器１２４との間に接続１３２が存在する。同様に磁石アセンブリ１０２に装着されるものとして図示されているのは、勾配コイル冷却システム１３４である。いくつかの実施形態において、勾配コイル冷却システム１３４は、冷却流体を個々のコイル要素並びにスイッチユニット１２６及び／又は変調器１２４に供給する。
【００７８】
この例においては、任意選択的な磁場センサ１３６も図示されている。この例においては、それらは被検体支持体１２０に埋め込まれるものとして図示される。しかしながら、それらは、撮像ゾーン１０８内に設置されてよい。それらは、磁場勾配コイル１１０によって生成された勾配場を測定するために使用される。磁場センサ１３６による測定結果は、勾配コントローラ１３０によって、個々のコイル要素への電流を調節するために使用される。このことは、勾配場のリアルタイムでの補正又はシミングを可能にする。
【００７９】
送受信器１１６及び勾配コントローラ１３０は、コンピュータシステム１４０のハードウェアインタフェース１４２に接続されるものとして図示される。コンピュータシステムは、ハードウェアシステム１４２、メモリ１５０及びユーザインタフェース１４６と通信するプロセッサ１４４を更に備える。メモリ１５０は、プロセッサ１４４にアクセス可能なメモリの任意の組み合わせでよい。これは、メインメモリ、キャッシュメモリなどのものを含み、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、又は他のストレージデバイスなどの不揮発性メモリも含む。いくつかの例において、メモリ１５０は、非一時的コンピュータ可読媒体であると考えられる。メモリ１５０は、プロセッサ１４４が磁気共鳴撮像システム１００の動作及び機能を制御することを可能にする機械実行可能命令１６０を記憶するものとして図示される。メモリ１５０は更に、パルスシーケンスコマンド１６２を含むものとして図示される。本明細書において使用されるとき、パルスシーケンスコマンドは、コマンド、又は磁気共鳴撮像システム１００の機能を時間の関数として制御するために使用されるコマンドに変換されるタイミング図を包含する。パルスシーケンスコマンドは、特定の磁気共鳴撮像システム１００に適用される磁気共鳴撮像プロトコルの実施態様である。
【００８０】
パルスシーケンスコマンド１６２は、プロセッサ１４４が磁気共鳴撮像システム１００の様々なコンポーネントに送るコマンドの形態であってよく、又はそれらは、磁気共鳴撮像システム１００を制御するためにプロセッサ１４４が使用するコマンドに変換されるデータ又はメタデータであってよい。
【００８１】
メモリ１５０は更に、パルスシーケンスコマンド１６２によって磁気共鳴撮像システム１００を制御することによって取得された磁気共鳴データ１６４を含むものとして図示される。メモリ１５０は更に、磁気共鳴データ１６４から再構成された磁気共鳴画像１６６を含むものとして図示される。いくつかの例において、磁気共鳴撮像システム１００は、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像プロトコルに従って磁気共鳴データを取得するパルスシーケンスコマンドを使用し、この場合、磁気共鳴画像１６６は、被検体１１８の骨又は他の硬組織の詳細な画像を含む。この場合においては、機械実行可能命令１６０は、プロセッサ１４４に、磁気共鳴画像１６６から擬似放射線画像１６８を生むことを行わせるようにもプログラムされ得る。
【００８２】
図２は、磁気共鳴撮像システム２００の更なる例を示す。図２の例は、勾配コントローラ１３０と変調器１２４の各々との間に接続１３２が存在しないことを除いて図１に図示されたものに類似している。この場合においては、勾配コントローラ１３０は、変調器１２４の各々と高周波接続２０２を形成するように構成される。例えば、高周波接続は、無線信号であってよく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続であってよく、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）接続又はいくつかの他の高周波通信プロトコルであってよい。高周波接続２０２の使用は、磁気共鳴撮像システム２００を構成するときに接続の数、及び接続によって消費される空間も簡素化するので有益である。このことは、被検体１１８のためにボア１０６内により多くの余裕を提供する。図２に図示された例においては、磁場センサ１３６は、有線接続を有してよく、又は勾配コントローラ１３０に無線データを送信してもよい。
【００８３】
図３は、図１の磁気共鳴撮像システム１００又は図２の磁気共鳴撮像システム２００を制御する方法の例を図示する。先ずステップ３００において、プロセッサ１４４は、パルスシーケンスコマンド１６２によって磁気共鳴撮像システム１００を制御する。このことは、磁気共鳴撮像システム１００に、磁気共鳴データ１６４を取得することを行わせる。次にステップ３０２において、プロセッサ１４４は、磁気共鳴データ１６４を使用して磁気共鳴画像１６６を再構成するために機械実行可能命令１６０を使用する。いくつかの場合において、方法は続行され、プロセッサは、磁気共鳴画像１６６を使用して擬似放射線画像１６８を再構成する。また、いくつかの更なる例において、磁気共鳴画像１６６及び／又は擬似放射線画像１６８は、ユーザインタフェース１４６に表示される。
【００８４】
ゼロエコー時間（ＺＴＥ：Ｚｅｒｏ  Ｅｃｈｏ  Ｔｉｍｅ）磁気共鳴撮像は、潜在的に、基本的な診断要件を満足する十分な撮像能力を保ちつつ、ＭＲスキャナのコストの劇的な減少を可能にする。もしも全ての可能なコスト削減が実現されたなら、ＭＲＩの材料、設置場所、及び動作のコストの請求書は３０から５０パーセント減少され得ることが期待される。加えて、この技術に基づくスキャナは、完全に静かで、従来のＭＲＩシステムよりも消費する電力がずっと少ない。可能なコスト削減のより正確な評価、開発リスク、必要な開発リソース及び時間を含むこのようなスキャナのためのシステムコンセプトの選択肢をマーケットに生むことは、本プロジェクトの目的である。
【００８５】
最適化されたＺＴＥスキャナは、ＣＴスキャナと比べてほぼ同じか更に低いコストで、放射線なしにＣＴに似た画像を取得するように構築され得る。ＺＴＥ撮像の１つの特徴は、必要とされる勾配場強度がより低いことであり、アクティブシールドの必要性のない勾配コイルを可能にする。勾配増幅器は、別の技術室に設置され、故に勾配ケーブル及びフィルタリングを必要とする。例によれば、勾配増幅器を勾配コイルに直接的に又は部分的に設置し得、低コストのＺＴＥ  ＭＲＩのために冷却の共有、及びコスト低減を可能にする。
【００８６】
例によれば、以下の問題、すなわち、
個別の遠隔勾配増幅器、
ケーブル及びフィルタリング、
勾配増幅器の機械的筐体、
遠隔技術室、
低コストのＺＴＥ  ＭＲＩシステムのためのコスト低減の必要性、及び
勾配コイル及び勾配増幅器のための個別の冷却、
のうちの１つ又は複数が解決され得る。
【００８７】
いくつかの例においては、勾配コイル及び勾配増幅器モジュールは、低コスト、移動式で軽量なＺＴＥ  ＭＲＩシステムのために組み合わされる。勾配スイッチング電子回路の一部は勾配サポートに設置される。個々の勾配巻き線は、個別に制御され得、故に、巻き線間の電気的接続は省略され得、勾配コイルの設計のより大きな自由度を可能にする。
【００８８】
例においては、以下の特徴、すなわち、
勾配増幅器及び勾配コイルによって共有される液体／伝導冷却、
ＰＣＭ勾配信号からの擬似的な信号放出を防止するために勾配増幅器電子回路が局所的にシールドされること、
勾配増幅器の強力でデジタルな光学的制御が、勾配コイル及び磁石シールド上に分配されること、
のうちの１つ又は複数を有する。
【００８９】
図４は、低電力勾配コイル及び直接的に一体化された勾配増幅器１１２を有するゼロエコー時間磁気共鳴撮像システムの例を図示する。勾配増幅器１１２は、同一の冷却方法を勾配コイル１１０と共有する。この図において、勾配コントローラ１３０は、磁石１１０のボア１０６の開口の周りにリングとして分散されるものとして図示される。勾配増幅器１１２も、同様のやり方で分散されるものとして図示される。
【００９０】
図５は、各個々のコイル勾配方向がいかにして個別の巻き線ブロック又はコイル要素５００から成るかを図示する。それらは、個別の増幅器から個々に供給される。増幅器は、勾配コントローラ１３０及び変調器１２４によって制御されるスイッチユニット１２６を備える。
【００９１】
図６は、各コイル要素５００がいかにして一体化されたフィードバックループ６００を有し得るかを示す。勾配コイルセンサ６０２は、コイル要素５００を流れる電流を測定するために使用されるか、又は磁場センサであるかのいずれかである。これからの測定結果は、制御ループ６００を介して勾配コントローラ１３０にフィードバックされる。このようにして、コイル要素５００に供給された電流は、リアルタイムで調節され得る。
【００９２】
図７は、円筒状で、分散された局所的増幅器を有する勾配コイル１１０の例を示す。勾配コイル増幅器１１０は、増幅器モジュール７００も含むいくつかの構造支持体１２２を有する。増幅器モジュールは、それに取り付けられたいくつかの矩形体を有するものとして図示される。矩形体７０２は、スイッチングユニットとして使用されるＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴコンポーネントである。
【００９３】
図８は、勾配コイルアセンブリの底部に設置された勾配増幅器の例を図示する。図８においては、磁石アセンブリ１０２が描かれている。この例における磁場勾配コイルアセンブリ８００は、非対称である。患者支持体１２０は、磁石１０６のボア内に存在するものとして図示される。患者支持体１２０の下方には、いくつかの勾配増幅器モジュール８０２が存在する。これらは、勾配コイル８００の変調器及びスイッチングユニットに取り付けられる。
【００９４】
図９は、磁場勾配コイル１１０の更なる例を図示する。これは円筒状のアセンブリである。この例においては、勾配コイルセンサ６０２は、勾配コイル１１０に分散される。
【００９５】
図１０は、磁場勾配コイル１１０の更なる例を図示する。この例においては、これは２つの部分の間に凹部又はギャップ１０００を有する分割勾配コイルである。ギャップ１０００内には勾配増幅器が設置され、変調器１２４及びスイッチングユニット１２６から成る。変調器１２４及びスイッチングユニット１２６は、構造支持体１２２に取り付けられ、又は配置される。
【００９６】
図１１は、磁場勾配コイル電源１１２の例を概略として図示する。図示されているのは、スイッチユニット１２６を変調又は制御するために使用される変調器１２４である。変調器１２４は、局所的ＲＦシールド１１００を有するものとして図示される。局所的ＲＦシールド１１００は、構造支持体に装着される。コンデンサの集合などの電流源である電流チャージャ１２８は、スイッチユニット１２６に電流を供給する。次いで、スイッチユニットは、単独のコイル要素５００を駆動するために使用される。電流センサ又は磁場センサである勾配コイルセンサ６０２は、測定を行い、これは、変調器１２４へのフィードバックループ６００として使用される。この例においては、フィードバック６００は、変調器１２４に行くものとして図示されるが、追加的に又は代替的に、勾配コントローラにフィードバックされてもよい。
【００９７】
本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００９８】
開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００９９】
１００  磁気共鳴システム
１０２  磁石アセンブリ
１０４  主磁石
１０６  磁石のボア
１０８  撮像ゾーン
１０９  関心領域
１１０  磁場勾配コイル
１１２  勾配コイル電源
１１４  高周波コイル
１１６  送受信器
１１８  被検体
１２０  被検体支持体
１２２  構造支持体
１２４  変調器
１２６  スイッチユニット
１２８  電流チャージャ
１３０  勾配コントローラ
１３２  接続
１３４  勾配コイル冷却システム
１３６  磁場センサ
１４０  コンピュータシステム
１４２  ハードウェアインタフェース
１４４  プロセッサ
１４６  ユーザインタフェース
１５０  コンピュータメモリ
１６０  機械実行可能命令
１６２  パルスシーケンスコマンド
１６４  磁気共鳴データ
１６６  磁気共鳴画像
１６８  擬似放射線画像
２００  磁気共鳴撮像システム
２０２  高周波接続
３００  パルスシーケンスコマンドを使用して、磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴撮像システムを制御する
３０２  磁気共鳴撮像データを使用して、磁気共鳴画像を再構成する
５００  コイル要素
６００  フィードバックループ
６０２  勾配コイルセンサ
７００  増幅器モジュール
７０２  ＩＧＢＴ／ＭＯＳＦＥＴコンポーネント
８００  非対称磁場勾配コイル
８０２  勾配増幅器モジュール
１０００  ギャップ
１１００  局所的ＲＦシールド
【図１】
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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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【図６】
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【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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【国際調査報告】
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