(57)【要約】本発明の核磁気共鳴画像装置（１）のための万能接続受信装置は、少なくとも一つのＲＦ送信コイル（５）および少なくとも一つの標準ＲＦ受信コイル（６）を備える。本発明によれば、該装置は、被検体の形状および／またはサイズに合わされた少なくとも１つの独立ＲＦ受信コイル（１４）を備え、核磁気共鳴によって誘起される電磁信号を電気信号に変換するために、前記独立ＲＦ受信コイル（１４）は前記標準ＲＦ受信コイル（６）との磁気結合を提供する役割を果たす受信結合ループ（２０）に接続されていることを特徴とする。【選択図】図１
2005507274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのＲＦ送信コイル（５）および少なくとも一つの標準ＲＦ受信コイル（６）を備える核磁気共鳴画像装置（１）のための万能接続受信装置であって、
被検体の形状および／またはサイズに合わされた少なくとも１つの独立ＲＦ受信コイル（１４）を備え、核磁気共鳴によって誘起される電磁信号を電気信号に変換するために、前記独立ＲＦ受信コイル（１４）は前記標準ＲＦ受信コイル（６）との磁気結合を提供する役割を果たす受信結合ループ（２０）に接続されていることを特徴とする万能接続受信装置。
【請求項２】
結合前置増幅器（２１）が、前記独立ＲＦ受信コイル（１４）および前記受信結合ループ（２０）の間に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の万能接続受信装置。
【請求項３】
前記独立ＲＦ受信コイル（１４）が同調整合手段（１６）を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の万能接続受信装置。
【請求項４】
前記独立ＲＦ受信コイル（１４）が減結合手段（１７）を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項５】
前記独立ＲＦ受信コイル（１４）が、標準ＲＦ受信コイルから選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項６】
前記受信結合ループ（２０）が、前記標準ＲＦ受信コイル（６）の内部に配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項７】
前記受信結合ループ（２０）と前記標準ＲＦ受信コイル（６）とが、前記画像装置と組み合わされた磁石によって発生する磁場内に設置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項８】
電子制御回路（１８）が、前記同調整合手段（１６）および／または前記減結合手段（１７）に接続されていることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項９】
直交して配置された２つの独立ＲＦ受信コイル（１４）が、前記画像装置（１）の２つの標準ＲＦ受信コイル（６）との磁気結合を提供する２つの受信結合ループ（２０）に接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項１０】
直交して配置された２つの独立ＲＦ受信コイル（１４）が、少なくとも２つの入力および１つの出力を有する加算器の該入力に接続されており、前記出力は前記受信結合ループ（２０）に接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項１１】
前記ＲＦ送信コイル（２）との磁気結合を提供し、かつ前記電子制御回路１８に接続されたモニタループ（１９）を含むことを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項１２】
前記ＲＦ送信コイル（５）との磁気結合を提供する少なくとも１つの送信結合ループ（３１）に接続された少なくとも１つの独立ＲＦ送信コイル（３０）を含み、特定の周波数を有する電磁波を送信しかつ前記独立ＲＦ受信コイル（１４）から来る電気信号の周波数を前記画像装置（１）の周波数に合わせるために、前記送信結合ループ（３１）の出力と前記受信結合ループ（２０）の入力との間に周波数シンセサイザ（３２）が挿入されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の万能接続受信装置。
【請求項１３】
前記独立ＲＦ送信コイル（３０）は、前記送信結合ループ（３１）と前記独立ＲＦ送信コイル（３０）との間に挿入された増幅器（３５）を介して入力されることを特徴とする請求項１２に記載の万能接続受信装置。
【請求項１４】
前記独立ＲＦ送信コイル（３０）が整合同調手段を含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の万能接続受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）画像法の技術分野に関し、また医療分野におけるこの技術の応用に関する。
【０００２】
特に本発明は、様々な種類のＲＦ（radiofrequency）受信コイルを、所与の画像装置に適応させられるようにする、万能接続受信装置（universal connector/receiver device）に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、核磁気共鳴画像装置は、その各々の位置で異なる共鳴周波数を得るように、被検体が占める空間内で３次元的に変化する磁場を発生する磁気系と組み合わされる。ＲＦ送信コイルは、波の周波数および被検体の各々の点での磁場に応じて磁気信号の発信を伴う共鳴を誘起する電磁波を送信するために磁場中に入れられる。ＲＦ受信コイルは、共鳴により誘起されたこの信号を検出し、それを電気信号に変換する役割を果たす。本発明が関係するＲＦ送信コイル、ＲＦ受信コイルは、送信コイルについては電気信号を電磁波に変換する、受信コイルについては反対の変換をするための手段を構成している。これらの手段はアンテナとしても知られている。
【０００４】
ＲＦ送信コイルおよびＲＦ受信コイルは一般に、それぞれＲＦ送信制御システムおよび被検体の２または３次元の画像を構築する装置に接続されており、これらの手段が共に核磁気共鳴画像装置を構成する。
【０００５】
一般に、ＲＦ受信コイルは、被検体の形状および／またはサイズに合わされている。この被検体は、核磁気共鳴画像装置を使用して観測可能ないかなるものでもよい。一般に、それは患者の身体の一部に当たる。
【０００６】
従って、ＲＦ受信コイルは、多くの場合、被検体の形状および／またはサイズに応じて異なる特性および性能を持つ一組の「標準」ＲＦ受信コイルから選ばれる。
【０００７】
各々の型の画像装置には、多くの場合、同じ標準ＲＦ受信コイルから来るコネクタにはめられる固有のコネクタが設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
１つの特定の型の画像装置を所有するユーザは、一般に、当該画像装置の設計日にまたはその型に対応していないＲＦ受信コイルをはめることはできない。また、１つの特定の型の画像装置に対応する一組の標準ＲＦ受信コイルでは、一般に、所与の病院施設の全ての利用者にとって関心のある医療応用の範囲全体をカバーするようにはできない。
【０００９】
ユーザが直面する課題は、従って、意図する応用に対して必要とされる全ての画像装置を得るために必要とされる投資の規模や互換性の欠如と関係している。
【００１０】
特に本発明の目的は、この互換性の欠如を緩和できる装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
画像技術のユーザの要求を満たすために、本発明は、少なくとも一つのＲＦ送信コイルおよび少なくとも一つの標準ＲＦ受信コイルを備える核磁気共鳴画像装置のための万能接続受信装置であって、
【００１２】
被検体の形状および／またはサイズに合わされた少なくとも１つの独立ＲＦ受信コイルを備え、核磁気共鳴によって誘起される電磁信号を電気信号に変換するために、前記独立ＲＦ受信コイルは前記標準ＲＦ受信コイルとの磁気結合を提供する役割を果たす受信結合ループに接続されていることを特徴とする万能接続受信装置を提供する。
【００１３】
上記の万能接続受信装置はユーザの応用分野を拡大することができるが、一般に、使用する電磁波の周波数は、使用するどのような特定の型の画像装置に対しても予め決まっており、不変であるという特徴を持っている。核磁気共鳴画像装置の開発にはより強い磁場を用いる傾向があり、そのため、使用する電磁波の周波数を変える必要が出てくる。さらには、使用する磁場とは無関係に、ユーザは、共鳴させるべき原子核の種類に応じて、異なる周波数で動作することを想像するに至り得る。結果として、一般に単一の周波数だけで動作するのに適した画像装置は、再び、予想されうる応用分野への制限をなすことになる。
【００１４】
本発明の特定の一実施形態の目的は、特に、意図する応用に適用可能な周波数で電磁波を送信可能とする万能接続受信装置を利用することにある。
【００１５】
この特定の実施形態は、従って、上記のような万能接続受信装置であって、前記ＲＦ送信コイルとの磁気結合を提供する少なくとも１つの送信結合ループに接続された少なくとも１つの独立ＲＦ送信コイルを含み、特定の周波数を有する電磁波を送信しかつ前記独立ＲＦ受信コイルから来る電気信号の周波数を前記画像装置の周波数に合わせるために、前記送信結合ループの出力と前記受信結合ループの入力との間に周波数シンセサイザが挿入されていることを特徴とするものを提供する。
【００１６】
さまざまな他の特徴は、非限定的な例として本発明の実施形態を示す添付の図面を参照しての以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に示す実施形態は、全体的な参照符号１が与えられた画像装置の全ての構成要素を示している。画像装置１の機能のうちの１つは、所与の振幅および周波数の電磁波を送信することである。この機能は、一般に画像装置１の一構成部分を形成する送信系により与えられる。送信系は、その上流端に、電気信号を生成するための制御システム２を備えており、該電気信号は、続いて前記制御システム２に接続された増幅器３によって増幅されるものである。同調整合手段４は、増幅された信号を濾波し、増幅の効率を最適化するために、増幅器の下流側に配置される。その送信系の端は、増幅され、整合され、同調された電気信号を電磁波に変換するためのＲＦ送信コイルに接続される。ＲＦ送信コイル５は、一般的に、磁石（不図示）により発生する磁場内に挿入される。ほとんどの場合、ＲＦ送信コイル５は、前記磁場中で被検体を取り囲むように配置される。ＲＦ送信コイル５によって送信される電磁波の特性は、一般的に、１．５テスラ（Ｔ）の磁場に対して、通過帯域が約２００キロヘルツ（ｋＨｚ）で周波数が大体６４メガヘルツ（ＭＨｚ）に等しい。しかしながら、これらの特性は、使用される磁場に応じて、また行われる分析の種類に応じて変化し得る。
【００１８】
画像装置１は、異なる種類のＲＦコイルを装着できるようにする手段を備えてもよい。加えて、それは、同調整合手段４の、更にまた、アンプ３の調整パラメータを変えられるようにする別の手段を備えてもよい。
【００１９】
図１に示すように、画像装置１は少なくとも一つの標準ＲＦ受信コイル６を含む。標準ＲＦ受信コイル６は、それ自身、コイル本体７と、同調整合手段８と、減結合手段９とを備えうる。それはまた、前置増幅器１０を備えてもよい。
【００２０】
一般に、標準ＲＦ受信コイル６は、使われている型の画像装置のコネクタ１１ｂに装着するのに適した標準コネクタ１１ａを備えた一組の標準ＲＦ受信コイルの一部を構成する。特定の型の画像装置と組み合わせられる標準ＲＦ受信コイルの接続システム１１は、使われている前記コイルおよび／または画像装置の型および設計日に応じて変わり得る。
【００２１】
画像装置１はまた、標準ＲＦ受信コイルから来る電気信号を受信できるようにするコネクタ１１ｂを備えるＲＦ受信器１２を含む。
【００２２】
当然ながら、画像装置１は、被検体の２又は３次元の画像を構築するためのデジタル処理手段（不図示）を含む。
【００２３】
本発明によれば、核磁気共鳴画像装置は、少なくとも一つの独立ＲＦ受信コイル１４を備える万能接続受信装置１３と組み合わされる。このコイルは、上記のように画像装置１の構成要素を成さないという点で、独立している。独立ＲＦ受信コイル１４には、共鳴によって誘起された前記信号を電気信号に変換するためのコイル本体１５が装着される。このコイル１４、特にコイル本体１５は、被検体の形状および／またはサイズに合わされている。独立ＲＦ受信コイルは、被検体を取り囲むように配置できる。それはまた、被検体に近接して配置できる。通常それは、被検体と同様、画像装置と組み合わされた磁石によって発生する磁場の中に配置されている。加えてそれは、好ましくは、ＲＦ送信コイル５内に配置されていてもよい。
【００２４】
好ましくは、独立ＲＦ受信コイル１４は、コイル本体１５が取り付けられた同調整合手段１６を備える。特に、前記独立ＲＦ受信コイル１４は、減結合手段１７を備えてもよい。これらの減結合手段１７（分離装置とも称する）は、ＲＦ送信コイル５と独立ＲＦ受信コイル１４との間の結合を最小限に抑える役割を果たす。この種の結合は、２つの有害な結果を招く。
【００２５】
・１つ目は、送信された電磁波によって誘起された場を強めることで、それゆえ独立ＲＦ受信コイル１４が画像装置の正常な動作を妨げる磁束集中器として働くことである。
【００２６】
・２つ目は、医療分野においては一般に患者の身体の一部である被検体の許容できない加熱に起因し、その加熱は、ある限界を越えれば患者を危険にさらすことがあり得る。
【００２７】
好ましい実施形態において、電子制御回路１８は、同調整合手段１６および／または減結合手段１７に接続されている。電子制御回路１８は、特に同調整合手段１６および減結合手段１７を調整する役割を果たす。
【００２８】
好ましくは、本装置は、ＲＦ送信コイル５との磁気結合を提供しかつ電子制御回路１８に接続されたモニタループ１９を備える。モニタループ１９は、特に、ＲＦ送信コイル５によって送信された電磁波に関係する独立ＲＦ受信コイル１４の減結合手段１７のサーボ制御をする役割を果たし、それを電子回路１８によって行う。
【００２９】
モニタループ１９のＲＦ送信コイル５との磁気結合は、どのような形で実現してもよい。この結合は、ＲＦ送信コイル５により送信された電磁波を、電気信号の形で電子制御回路１８へと伝達することを可能にする。
【００３０】
特定の実施形態においては、独立ＲＦ受信コイル１４は、市販の標準ＲＦ受信コイルから選択される。
【００３１】
本発明によれば、独立ＲＦ受信コイル１４は、標準ＲＦ受信コイル６との磁気結合を提供する受信結合ループ２０に接続されている。
【００３２】
結果として、所与の画像装置に対して、画像装置の型および設計日に関係なく、どんな種類の独立ＲＦ受信コイル１４も使用することができることになる。
【００３３】
受信結合ループ２０は、標準ＲＦ受信コイル本体７の近くに、好ましくは内部に配置することができる。
【００３４】
通常、受信結合ループ２０および標準ＲＦ受信コイル６は、共に、画像装置と組み合わされた磁石によって発生する磁場の外側に設置される。このような状況下では、受信結合ループ２０の機能は、独立ＲＦ受信コイル１４から来る電気信号を伝達することである。
【００３５】
他の使用方法においては、受信結合ループ２０および標準ＲＦ受信コイル６は、画像装置と組み合わされた磁石によって発生する磁場の中に設置される。受信結合ループ２０およびコイル７は、そのため、独立ＲＦ受信コイル１４から来る電気信号を伝達するだけでなく、被検体において核磁気共鳴によって誘起される電磁信号を受信する役割も果たす。
【００３６】
好ましくは、結合前置増幅器２１が、独立ＲＦ受信コイル１４および受信結合ループ２０の間に挿入される。
【００３７】
画像装置にそれら自体が接続された標準ＲＦ受信コイル１６と、同じ数の受信結合ループ２０を介して磁気結合により接続された複数の独立ＲＦ受信コイル１４を有する装置を想像することができる。
【００３８】
本発明の特定の一実施形態では、直交して配置された２つの独立ＲＦ受信コイル１４が、画像装置１の２つの標準ＲＦ受信コイル６との磁気結合を提供する２つの受信結合ループ２０に接続されている。独立ＲＦ受信コイル１４を直交して置くことによって、そのそれぞれが、それぞれの場の主軸が約９０°の角度をなすように配置される。この特定の構成においては、一般に、標準ＲＦ受信コイル６から来る電気信号を互いに加算することができるようにする装置を設ける必要がある。
【００３９】
前の実施形態の変形においては、直交して置かれた２つの独立ＲＦ受信コイル１４は、少なくとも２つの入力および１つの出力を有する加算器（不図示）の入力に接続されており、前記出力は受信結合ループ２０に接続されている。この実施形態によって、単一の受信結合ループ２０および単一の標準ＲＦ受信コイル６を用いることが可能となる。２つを超える多くの独立ＲＦ受信コイル１４の使用を想像できるということが認められるはずである。
【００４０】
本発明の特定の一実施形態では、万能接続受信装置により、電磁波を画像装置の周波数と異なる特定の周波数で送信すること、および独立ＲＦ受信コイル１４から来る電気信号の周波数を画像装置の周波数に適応させるようにすることが可能となる。これはまた、１Ｔの磁場に対して水素原子以外の原子核が共鳴し始めるようにすることを可能とする（水素の共鳴周波数は約４２ＭＨｚ）。結果として、リンやヘリウム等の分子の原子核が共鳴を開始するようにすることが想像できる。加えて、核磁気共鳴画像法の分野における進歩には、送信される電磁波の周波数をそれ相応に適応させる必要があるような、ますます強い磁場（例えば３Ｔの場）を用いる傾向がある。
【００４１】
図２に示すように、本発明のこの特定の実施形態では、万能接続受信装置１３は、ＲＦ送信コイル５との磁気結合を提供する少なくとも１つの送信結合ループ３１に接続された少なくとも１つの独立ＲＦ送信コイル３０を含む。万能受信装置１３は、送信結合ループ３１からの出力と受信結合ループ２０の入力との間に挿入された周波数シンセサイザ３２を更に備える。周波数シンセサイザ３２は、特定の周波数を有する電磁波を送信することを可能にし、かつ独立ＲＦ受信コイル１４から来る電気信号の周波数を画像装置１の周波数に適応させることを可能にする。周波数シンセサイザ３２は、画像装置１に依存する電気信号の周波数を特定の周波数にすることができる周波数適応装置３３によって、送信結合ループ３１の出力に挿入する。同様に、シンセサイザ３２は、独立ＲＦ受信コイル１４から来る電気信号の周波数を画像装置１の周波数に適応させられる他の周波数適応装置３４（例えばミクサ）によって、受信結合ループ２０の入力に挿入する。
【００４２】
好ましい実施形態において、周波数適応装置３３は、増幅器３５を介して独立ＲＦ送信コイル３０に接続されている。
【００４３】
他の一実施形態においては、独立ＲＦ送信コイル３０は、同調整合手段を含む。
【００４４】
本発明により、画像装置の周波数と異なる特定の周波数に適応させることができる周波数の電磁波を、都合よく用いることが可能となる。これにより、水素以外の原子（例えばリンやヘリウム原子）の原子核が共鳴を開始するようにすることが可能となる。またこれにより、電磁波の周波数を、一般に用いられているものよりも強い磁場に適応させることも可能となる。
【００４５】
本発明は、本発明の範囲を越えなければ様々な変形が適用できるため、記載され示された例には制限されない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】異なる種類の独立ＲＦ受信コイルを所与の画像装置に装着可能とする本発明の実施形態を示す図である。
【図２】特定の周波数を有する電磁波を送信すること、および独立ＲＦ受信コイルによって搬送される電気信号の周波数を画像装置の周波数に適応させることを可能とする、本発明の他の実施形態を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2005507274.tif 000003
2005507274.tif 000004
2005507274.tif 000005
2005507274.tif 000006
2005507274.tif 000007
2005507274.tif 000008
2005507274.tif 000009
2005507274.tif 000010
2005507274.tif 000011
2005507274.tif 000012
2005507274.tif 000013
2005507274.tif 000014
2005507274.tif 000015
2005507274.tif 000016
2005507274.tif 000017
【国際調査報告】
2005507274.tif 000018
2005507274.tif 000019
2005507274.tif 000020
2005507274.tif 000021
2005507274.tif 000022
2005507274.tif 000023