(57)【要約】  磁気共鳴システム（１０）で用いるためのルータ（６０）は、複数のマルチチャネル無線周波数（ＲＦ）増幅器により生成されたユニークな励起信号を、送信線（Ｔｘ）を介して複数の結合パネル（６６）のうちの１つへ選択的にルーティングする。複数の結合パネル（６６）の各々は、複数のコイル要素（２０）を有する少なくとも１つのＲＦコイル組立体を受け入れる。各結合パネル（６６）は、コイル要素（２０）の少なくとも１つの導電体（２２、２４）を対応する送受信チャネル（Ｔ／Ｒ）に結合する送受信ポート（６８）を有する。ルータ（６０）は、導電体（２２、２４）により受信された磁気共鳴信号を、送受信チャネル（Ｔ／Ｒ）からマルチチャネルＲＦ受信機（４１）へ選択的にルーティングする。コイル要素は、正弦波モード電流又は均一電流を伝達し得る。
2013530007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信チャネルの各々にユニークなＢ１励起信号を生成する無線周波数（ＲＦ）増幅器；
前記の生成された励起信号を検査領域内へ送信し該検査領域から磁気共鳴信号を受信する複数のコイル要素を有する少なくとも１つのＲＦコイル組立体；
それぞれ前記ＲＦ増幅器を前記少なくとも１つのＲＦコイル組立体に送受信ポートを結合する複数の結合パネルであって、各送受信ポートは、少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する、複数の結合パネル；
生成された励起信号を対応する送信チャネルを介して、前記複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングするルータ；
を有する磁気共鳴システム。
【請求項２】
各コイル要素は、均一電流共鳴モードで１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう動作する少なくとも１つの導電体を有する、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
【請求項３】
各コイル要素は、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する少なくとも２つの導電体を有する、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
【請求項４】
各コイル要素は：
（ｉ）正弦波モード導電体であって、該導電体の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成する正弦波電流共鳴モードに合わせられた正弦波モード導電体；
（ｉｉ）少なくとも１つの均一モード導電体であって、該導電体の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成する均一電流共鳴モードに合わせられた少なくとも１つの均一モード導電体；
のうちの少なくとも１つを有する、請求項３に記載の磁気共鳴システム。
【請求項５】
各コイル要素は、均一モード導電体が正弦波モード導電体と同心円状に配置された、１対の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項４に記載の磁気共鳴システム。
【請求項６】
各要素は、少なくとも２つの均一モード導電体が正弦波モード導電体により囲まれた、複数の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項４に記載の磁気共鳴システム。
【請求項７】
前記正弦波モード導電体は、第１の送信チャネルからの励起信号を共有し、前記均一モード導電体は、第２の送信チャネルからの励起信号を共有し；又は
各導電体は、独立した送信チャネルから励起信号を受信する；
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項８】
前記ルータは：
送受信スイッチのアレイであって、それぞれ単一の送受信ポートに対応し、各送受信ポートを送信チャネルと受信チャネルとの間で選択的に切り替える、送受信スイッチのアレイ；
を有する、請求項２乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項９】
前記ルータは：
各送信チャネルを前記複数の送受信スイッチのうちの少なくとも１つの間で選択的に切り替えるＲＦスイッチ；
を更に有する、請求項８に記載の磁気共鳴システム。
【請求項１０】
前記送信チャネルは：
狭帯域信号を少なくとも１つの対応する送受信ポートへ渡すアイソレータ；
前記の対応するアイソレータを選択的にバイパスして広帯域信号を前記対応する送受信ポートへ渡すバイパス；
を有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項１１】
検査領域内に静止磁場を生成する磁石；
生成された磁気共鳴信号を前記無線周波数コイル組立体から受信する無線周波数受信機；
前記ＲＦ増幅器、ルータ及びバイパスを選択された磁気共鳴シーケンスに従って制御する走査制御部；
を更に有する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項１２】
無線周波数（ＲＦ）増幅器の複数の送信チャネルの各々にユニークな励起信号を生成するステップ；
少なくとも１つのＲＦコイル組立体の複数のコイル要素で、前記の生成された励起信号を検査領域内へ送信し該検査領域から磁気共鳴信号を受信するステップ；
前記ＲＦ増幅器を前記少なくとも１つのＲＦコイル組立体に複数の結合パネルのうちの１つの送受信ポートを介して結合するステップであって、各送受信ポートは、少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する、ステップ；
生成された励起信号を対応する送信チャネルを介して、前記複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングするステップ；
を有する磁気共鳴方法。
【請求項１３】
各コイル要素は、均一電流共鳴モードで１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう動作する少なくとも１つの導電体を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各コイル要素は、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び対応する共鳴周波数で磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する少なくとも２つの導電体を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
各要素は：
（ｉ）正弦波モード導電体であって、該導電体の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成する正弦波電流共鳴モードに合わせられた正弦波モード導電体；
（ｉｉ）少なくとも１つの均一モード導電体であって、該導電体の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成する均一電流共鳴モードに合わせられた少なくとも１つの均一モード導電体；
を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
各コイル要素は、均一モード導電体が正弦波モード導電体と同心円状に配置された、１対の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各要素は、少なくとも２つの均一モード導電体が正弦波モード導電体により囲まれた、複数の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記正弦波モード導電体は、第１の送信チャネルからの励起信号を共有し、前記均一モード導電体は、第２の送信チャネルからの励起信号を共有し；又は
各導電体は、独立した送信チャネルから励起信号を受信する；
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
各コイル要素であって、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する少なくとも２つの導電体を有するコイル要素。
【請求項２０】
前記コイル要素は：
正弦波モード導電体であって、該導電体の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成する正弦波電流共鳴モードに合わせられた正弦波モード導電体、及び少なくとも１つの均一モード導電体であって、該導電体の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成する均一電流共鳴モードに合わせられた均一モード導電体；
均一モード導電対が正弦波モード導電体と同心円状に配置された１対の環状の、概ね共面の導電体；
少なくとも２つの均一モード導電対が正弦波モード導電体と同心円状に配置された複数の環状の、概ね共面の導電体；
環状の正弦波モード導電体により囲まれ互いに隣接する複数の環状の均一モード導電体；
環状の正弦波モード導電体により囲まれ互いに部分的に重なり合う複数の環状の均一モード導電体；
のうちの少なくとも１つを有する請求項１９に記載のコイル要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、磁気共鳴の分野に関連する。本発明は、特に、超高磁場、例えば７テスラ及び９．４テスラのような３テスラ以上の磁気共鳴撮像に適用される。しかしながら、以下の記載は、磁気共鳴撮像及び磁気共鳴スペクトロスコピー等のより一般的な用途を見出す。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）及び磁気スペクトロスコピー（ＭＲＳ）システムは、患者の検査及び治療に用いられる場合が多い。このようなシステムにより、検査されるべき体内組織の核スピンは、静止主磁場Ｂ０により揃えられ、直交磁場Ｂ１により励磁され、無線周波数帯で振動する。撮像中、緩和信号が、傾斜磁場にさらされ、核スピンの場所を見つけ出す。緩和信号は、知られている方法で信号又は多次元画像を形成するために受信される。スペクトロスコピーでは、組織の組成に関する情報は、共鳴信号の周波数成分で運ばれる。
【０００３】
ＲＦコイルシステムは、ＲＦ信号の送信及び共鳴信号の受信を提供する。例えば３テスラ以上の高磁場システムでは、誘電体装荷及び被検体の伝導率のような幾つかの特性は、磁場の強度が弱いときよりも、Ｂ１磁場を不均一に支配する。結果として、画像の均一性、コントラスト及び空間に依存する信号対雑音比を低下させ、したがって取得される画像の品質を低下させる。この問題を解決するために、Ｂ１コイルを振動（shimming）させる複数の独立した送信チャネル及び受信チャネルのような、ＲＦコイルの性能を向上させるための幾つかの設計検討が提案されている。臨床的に許容可能な程度の均一性で振動でＢ１励起場を生成することは、通常、超高磁場で約８個以上の独立チャネルを必要とする。このような複雑性の増大したシステムは、研究設定で存在する。しかしながら、臨床的設定では電力要件が高額になりすぎる。
【０００４】
別の設計検討は、局所表面コイルを使用して、独立送信チャネルの電力需要を低減することである。これらのシステムは、励起及び受信のために局所表面コイルを用いる。超高磁場での撮像手順中、複数の場所に複数の送信及び受信（Ｔ／Ｒ）コイルが用いられ、オペレータが種々の表面コイルを種々の増幅器に手動で切断及び再結合する必要がある。これは、撮像時間に追加され、作業の流れを分裂してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存のコイルの使用を保ち、複数のＴ／Ｒコイルの使用に拡張できる、高磁場撮像システムの複数の結合点を備えた簡易且つ柔軟なコイルインタフェースが存在することが望ましい。本願は、以下に、上述の及び他の問題を克服する複数コイルの組合せのための新たな改良された相互接続性を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によると、磁気共鳴（ＭＲ）システムが提示される。ＭＲシステムは、複数の送信チャネルの各々のためにユニークなＢ１励起信号を生成する無線周波数（ＲＦ）増幅器を有する。ＭＲシステムは、複数のコイル要素を含む少なくとも１つのＲＦコイル組立体を有する。コイル要素は、生成された励起信号を検査領域内へ送信し、該検査領域からの磁気共鳴信号を受信する。複数の結合パネルは、ＲＦ増幅器を少なくとも１つのＲＦコイル組立体に、各結合パネルに設置された送受信ポートを介して結合する。各送受信ポートは、コイル要素の少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する。ルータは、生成された励起信号を、対応する送信チャネルを介して、複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングする。
【０００７】
別の態様によると、磁気共鳴のための方法が提供される。方法は、無線周波数（ＲＦ）増幅器の複数の送信チャネルの各々のためにユニークな励起信号を生成するステップを有する。生成された励起信号は、少なくとも１つのＲＦコイル組立体の複数のコイル要素で、検査領域内へ送信され、該検査領域から磁気共鳴信号を受信される。ＲＦ増幅器は、少なくとも１つのＲＦコイル組立体に、複数の結合パネルのうちのの１つの送受信ポートを介して、結合される。各送受信ポートは、少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する。生成された励起信号は、対応する送信チャネル（Ｔｘ）を介して、複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングされる。
【０００８】
別の態様によると、少なくとも２つの導電体を含むコイル要素が提示される。コイル要素は、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する。
【発明の効果】
【０００９】
１つの利点は、横軸の磁場の均一性が向上することである。
【００１０】
別の利点は、画像の均一性、画像のコントラスト、及び信号対雑音比が向上することである。
【００１１】
別の利点は、作業の流れが向上することである。
【００１２】
本発明の更なる利点は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、当業者に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明は、種々のコンポーネント及びコンポーネントの配置の形式、並びに種々のステップ及びステップの配置の形式を取ることができる。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定するものと見なされるべきではない。
【図１】ルータ及びデュアルモード送信及び受信コイル組立体を含む磁気共鳴システムの概略図である。
【図２】図１のルータの一実施形態の概略図である。
【図３Ａ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｂ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｃ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｄ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｅ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｆ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図３Ｇ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態の概略図である。
【図４Ａ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態のＢ１プロットである。
【図４Ｂ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態のＢ１プロットである。
【図４Ｃ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態のＢ１プロットである。
【図４Ｄ】デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態のＢ１プロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）映像システム１０は、検査領域１４を通じて空間的及び時間的に均一なＢ０磁場を生成する主磁石１２を有する。主磁石は、環状又は穴形磁石、Ｃ形状の開放型磁石、他の設計の開放型磁石、等であり得る。主磁石に隣接して配置された傾斜磁場コイル１６は、磁気共鳴信号を空間的にエンコーディングする、スポイル傾斜磁場を生成する等のため、Ｂ０磁場に対して選択された軸に沿って磁場の傾斜を生成するよう機能する。傾斜磁場コイル１６は、３つの直交方向、通常は長手方向又はｚ方向、横方向又はｘ方向、及び縦方向又はｙ方向に傾斜磁場を生成するよう構成されたコイルセグメントを有し得る。
【００１５】
システム１０は、検査領域１４内に又はそれに隣接して配置された複数の無線周波数（ＲＦ）コイル組立体１８を有する。患者の下に示されるが、頭部コイル、可撓性及び剛性表面コイル、並びに患者の上及び横に乗せられ胴又は手足を包み込む他のコイル等も考えられる。各コイル組立体１８は、複数のコイル要素２０を有する。複数のコイル要素２０は、動作中、単独で又は集合的に、１Ｈ、１３Ｃ、３１Ｐ、２３Ｎａ、１９Ｆ等のような１又は複数の各種に磁気共鳴を励起する無線周波数場を生成する。無線周波数コイル組立体１８は、単独で又は集合的に、撮像領域から生じる磁気共鳴信号を検出するようにも機能する。
【００１６】
一実施形態では、各コイル要素２０は、少なくとも２つの導電体、つまり単一の正弦波モード導電体２２及び少なくとも１つの均一モード導電体２４を有する。正弦波モード導電体２２は、導電体２２の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成するために対応する導電体に沿って正弦波電流分布を有する共鳴モードに合わせられた環状導電体である。一実施形態における均一モード導電体２４は、導電体２４の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成するために対応する導電体に沿って均一電流分布を有する共鳴モードに合わせられた環状導電体である。図示した実施形態では、導電体２２、２４の平面は、主磁場Ｂ０の方向と平行である。この配置では、各コイル要素２０は、Ｂ０場と直交する２つの方向に励起磁場を生成する方形表面コイルとして動作する。このデュアルモード構成は、有利なことに、Ｂ１場を同質且つ効率的に改善する。この結果、３テスラ以上のような特に高磁場共鳴の調査中に、感度及び信号対雑音比を改善する。例えば、Zhaiの国際出願番号ＷＯ２００８／１０４８９５を参照のこと。
【００１７】
留意すべき点は、正弦波モード導電体は、適用可能ならば、３Ｔより大きい例えば７Ｔの磁場強度により実用的である。別の実施形態では、主磁石１２は３Ｔで動作し、各コイル要素２０は方形の均一モード導電体２４を有する。方形の均一モード導電体２４は、バタフライコイル、８の字コイル等のような方形コイルであり、均一電流分布で動作して、Ｂ０場に直交する２つの方向に１対のＢ１励起磁場を生成する。本実施形態では、方形の均一モード導電体２４が１対の直交励起磁場を生成するので、正弦波モード導電体２２は必要ない。
【００１８】
別の実施形態では、各コイル要素２０は、ループ形の均一モード導電体２４を有する。ループ形の均一モード導電体２４は、導電体２４の面外に向けられたＢ１磁場を生成するために対応する導電体に沿って均一電流分布を有する共鳴モードに合わせられた環状導電体である。導電体２４の平面は、主磁場Ｂ０の方向と平行である。被検体３０の磁気共鳴データを取得するため、被検体は、患者支持体３１により検査領域１４の内側に置かれ、関心領域が望ましくは主磁場の中心（isocenter）に又はその近くに置かれる。走査制御部３２は、傾斜制御部３４を制御する。傾斜制御部３４は、傾斜コイル１６に、選択された磁気共鳴映像又はスペクトロスコピーシーケンスに適切な選択された傾斜磁場パルスを撮像領域に渡り印加させる。走査制御部３２は、１又は複数のＲＦ送信機３６を制御して、ＲＦ増幅器アレイ３８への均一な無線周波数信号を生成する。ＲＦ増幅器アレイ３８は、それぞれ局所コイルの１又は複数の導電体２２、２４に磁気共鳴励起及び操作Ｂ１パルスを生成させる個々の増幅器３８ｉ，．．．，３８Ｎを有する。各ＲＦ増幅器３８は、生成した均一な励起信号を増幅する。増幅された信号は、１又は複数の送信チャネルＴｘを介して１又は複数の導電体２２、２４へ送信される。図示されたような対応する増幅器３８に結合されたチャネルを有する１又は複数のチャネル送信機ではなく、独立した送信機のアレイが設けられ、各送信機が対応する送信チャネルＴｘに結合されても良い。
【００１９】
ＭＲシステムでは、１又は複数の増幅器は、主に複数核（非陽子）撮像又は複数核（非陽子）スペクトロスコピーで用いられる広帯域励起のためであり、１又は複数の増幅器は、主に陽子ＭＲ撮像又はスペクトロスコピーで用いられる狭帯域励起のためである。システムの柔軟性を向上させるために、各ＲＦ増幅器は、広帯域励起信号を送信して広範囲の各種又は１若しくは複数の単一各種を同時に励起するよう構成される。インラインアイソレータ３９は、各送信チャネルＴｘについて、広帯域信号を狭帯域励起信号に制限する。バイパス４０は、走査制御部３２により選択的に制御され、広帯域撮像又はスペクトロスコピー手順が定められたとき、アイソレータをバイパスする。
【００２０】
走査制御部は、導電体２２、２４に結合されたＲＦ受信機４１も制御し、それらから生成された磁気共鳴信号を受信する。受信された信号は、導電体２２、２４から受信機４１へ１又は複数の受信チャネルＲｘを介して送信される。受信信号の前置増幅は、コイル組立体１８又は後述する送受信スイッチ６４に組み込まれても良い。同様に、システム１０は、それぞれ対応する受信チャネルＲｘに結合された独立受信機を有しても良い。留意すべき点は、受信チャネルＲｘの数は、送信チャネルＴｘの数に一致する必要がないことである。代替として、受信チャネルＲｘの数が利用可能な受信機４１の数よりも多い場合には、受信機４１の前に配置された受信チャネルマルチプレクサが用いられ得る。
【００２１】
受信機４１から受信したデータは、データバッファ５０に一時的に格納され、磁気共鳴映像、スペクトロスコピー又は他のデータプロセッサ５２により処理される。磁気共鳴データプロセッサは、画像再構成（ＭＲＩ）、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）、カテーテル、又は介入器具の場所特定、等を含む従来知られている種々の機能を実行できる。再構成された磁気共鳴映像、スペクトロスコピーの読み出し、介入器具の場所特定情報、及び他の処理されたＭＲデータは、医療設備の患者アーカイブのようなメモリに格納される。グラフィックユーザインタフェース又はディスプレイ装置５４は、臨床医学者が操作制御部３２を制御して走査シーケンス及びプロトコルを選択するため、ＭＲデータを表示するため等に用いることができるユーザ入力装置を有する。
【００２２】
図２を参照すると、ルータ６０は、各送信チャネルＴｘを、その結果として励起信号を選択的にルーティングする。励起信号は、対応する送信チャネルＴｘを介して複数のコイル組立体１８のうちの如何なる１又は複数の種々の導電体２２、２４へ送信される。ルータ６０は、励起中に導電体２２、２４及びコイル組立体１８と種々の増幅器３８との種々の組合せを選択する、コイル組立体１８とＲＦ送信機３６との間の柔軟なインタフェースを提供する。ルータは、増幅器の出力、つまり送信チャネルＴｘを複数の送信機スイッチ６４のうちの１つへルーティングするＲＦスイッチ６２を有する。言い換えると、ルータ６０は、信号送信と信号受信との間で導電体を切り替えるようにも機能する。信号送信中、送信機スイッチ６４は、送信チャネルＴｘを、送信機スイッチ６４に対応する送受信チャネルＴ／Ｒとの通信に、選択的に切り替える。代替として、信号受信中、送信機スイッチ６４は、送受信チャネルＴ／Ｒを、送信機スイッチ６４に対応する受信チャネルＲｘとの通信に、選択的に切り替える。受信チャネルマルチプレクサは、前述のように、ルータ６０に統合されるか又は受信機４１の前に外部にあり、利用可能な受信機４１の数が受信チャネルＲｘの数よりも少ないとき、受信チャネルを多重しても良い。各送受信スイッチ６４は、少なくとも１つのコイル組立体１８を受ける結合パネル６６に動作可能に結合される。説明したように、結合パネルは、患者支持体３１に統合される。しかしながら、パネル３１を主磁石１２を囲む筐体に統合する等のような他の構成も考えられる。結合パネルは、少なくとも１つの導電体２２、２４のための結合を遠隔で受ける複数の結合ポート６８を有する。パネル６６当たりの利用可能な結合ポート６８の数は、送信チャネルＴｘの数に一致し得る。しかしながら、より少数又は多数のポート６８も考えられる。
【００２３】
システム１０に複数の結合パネル６６を有することは、単一の異なるコイル組立体を異なる撮像手順のために再配置することなく、ユーザが検査領域内の任意の場所、つまり結合パネル６６及び／又は結合ポート６８で種々の複数の局所コイル組立体１８及びその組合せを選択し、所望の視野又は異なる組織範囲を得ることを可能にする。例えば、臨床士は、複数核磁気共鳴のために構成されたコイル組立体１８を第１の結合パネル６６に取り付け、陽子磁気共鳴のために構成されたコイル組立体１８を第２の結合パネル６６に取り付けることができる。コイル組立体１８の幾つかの他の構成が考えられる。例えば、送信機能及び受信機能の両方が可能である２つのコイル組立体１８は、それぞれ、患者の両膝の局所陽子磁気共鳴のために配置できる。同様に、送信機能及び受信機能の両方が可能である２つのコイル組立体１８は、局所胸部磁気共鳴のために配置できる。他の例は、限定ではなく、頭部、頸部、脊椎等の撮像又はスペクトロスコピーのために配置される送信機能及び受信機能の両方が可能である複数の局部コイル組立体１８を含む。
【００２４】
走査制御部３２は、広帯域信号を第１の結合パネルへ送信する第１のバイパスを制御し、狭帯域信号を第２の結合パネルへ送信する第２のバイパスを制御する。走査制御部３２は、次に、ルータを制御して、励起信号を対応する１又は複数の導電体２２、２４へルーティングする。一実施形態では、臨床士は、撮像手順のためのコイルの種類及び選択した結合ポート２２、２４を手動でＧＵＩ５４に入力する。別の実施形態では、各コイル要素は、コイル種類に関する情報を伝達する識別モジュールを含む。走査制御部３２は、モジュール内の情報及び走査制御部３２に結合される１又は複数のポート６８を自動的に検出し、それに応じてバイパス４０を設定するルータ６０を設定する。
【００２５】
図３Ａ〜３Ｆは、デュアルモードコイル組立体の種々の実施形態を更に詳細に示す。図３Ａを参照すると、２要素のコイル組立体１８の一実施形態の断面図が詳細に示される。上述のように、各コイル要素２０は、２つの同心円状の環状の平坦な導電体２２、２４を有する。外側の導電体２２は正弦波モード導電体であり、内側の導電体は均一モード導電体２４である。２９８ＭＨｚで動作する７テスラのＭＲシステムでは、実行平均直径は、正弦波モード導電体２２では１７ｃｍであり、均一モード導電体２４では１３ｃｍであり、隣接する正弦波モード導電体２２の間の距離間隔は１ｃｍである。留意すべき点は、楕円又は５角形、６角形、４角形などの多角形のような、導電体の他の直径及び環状コイル、直線状コイルの形状が考えられることである。さらに、コイルは、剛性、可撓性、平面、曲線、又はそれらの如何なる組合せ等であっても良い。コイル要素２０の大きさ及び形状は、所望の励起周波数及び視野に基づき選択できる。導電体は誘電層７０により支持される。また、導電体２２、２４の反対側はＲＦシールド７２であり、導電体２２、２４及び種々の電力、制御、通信、ゲート制御、受信／送信チャネル等を互いにシールドする。近隣のコイル要素２０からの絶縁を向上させるために、導電体は、誘電層７０内の皿穴に埋められる（countersunk）。任意的に、ＲＦシールド７４は、誘電層の周辺に拡張されても良い。留意すべき点は、後に詳述する図３Ｃ及び３Ｄに示されたような２つより多いコイル要素２０を有する組立体１８も考えられることである。
【００２６】
図３Ｂ及び３Ｃを参照すると、一実施形態では、均一モード導電体２４は第１の結合ポート６８１に結合され、正弦波モード導電体２２は第２の結合ポート６８２に結合される。この電力共有構成では、全ての正弦波モード導電体２２は、第１の結合ポート６８１へルーティングされた第１の励起信号を共有する。一方で、全ての均一モード導電体２４は、第２の結合ポート６８２へルーティングされた第２の励起信号を共有する。説明したような単一の結合ポート６８を共有する同様のモードの誘電体とは異なり、ルータ６０は、ＲＦスイッチ６２で電力を分け、単一の送信チャネルＴｘが２以上の結合ポート６８で共有されるようにできる。
【００２７】
図３Ｄを参照すると、別の実施形態では、導電体は、角導電体が独立に送信チャネルＴｘに結合される独立構成で動作できる。ルータ６０は、増幅器３８からの各出力を、選択された結合パネル６６の唯一の結合ポート６８へルーティングする。この構成は、Ｂ１励起場を振動させて、均一場を維持したまま最大範囲を保証するために有用である。コイル組立体は、所望の視野に基づき患者の軸に沿って平行に又は垂直に向けることができる。留意すべき点は、コイル要素２０は、正弦波モード導電体２２を切断して用いられないようにし、励起信号を均一モード導電体２４のみにルーティングすることにより、従来のマルチループアレイとして用いることができることである。図３Ｅ及び３Ｆを参照すると、別の実施形態では、各コイル要素２０は、２、３又はそれ以上のような１つより多い均一モード導電体２４を有する。均一モード導電体２４の直径は、周囲の正弦波モード導電体２２内に適合するよう減少される。しかしながら、最小サイズは、Ｂ１場の侵入深さを妥協するのを回避するために保たれるべきである。均一モード導電体は、振動及び隣接コイル要素からの絶縁を向上させるために、図３Ｅのように互いに隣接して配置でき又は図３Ｆのように重なり合わせことができる。重なり合いの量は、相互インダクタンスを最小限にするよう選択できる。図４Ａ〜４Ｄは、軸方向に配置された２要素のコイル組立体を用いた幻像の矢状平面内の｜Ｂ１＋｜場の例を示す。これらのプロットでは、｜Ｂ１＋｜値は、幻像内の合計の吸収された平均電力の１Ｗにスケーリングされている。図４Ａは、第１の例の｜Ｂ１＋｜場をμＴで示す。第１の例では、ルータ６０が、生成された励起信号を、均一モード導電体２４が電力共有構成で取り付けられる単一の結合ポート６８にルーティングする。第２の例で、図４Ｂは、単一の送信チャネルＴｘからの電力を共有する正弦波モード導電体２２の｜Ｂ１＋｜場を示す。第３の例で、図４Ｃは、単一の送信チャネルＴｘからの電力を共有する全ての導電体２２、２４の｜Ｂ１＋｜場を示す。正弦波モード導電体２２は第１の結合ポート６８に結合され、均一モード導電体２４は第２の結合ポート６８に結合される。ルータは、同一のＲＦ電力を２つの結合部へ９０°の位相差でルーティングする。第４の例で、図４Ｄは、単一の送信チャネルＴｘからの電力を共有する同様のモードの導電体の｜Ｂ１＋｜場を示す。つまり、正弦波モード導電体２２は第１の結合ポート６８に結合され、均一モード導電体は第２の結合ポート６８に結合される。ルータは、次に、ユニークな励起信号を２つの結合ポート６８の各々へルーティングする。この例では、均一モード導電体の正弦波モード導電体に対する電圧比０．５Ｖ及び位相差１０°が用いられた。幻像表面近くの軸方向に沿って、｜Ｂ１＋｜場の均一性が向上されたことが分かる。
【００２８】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明された。前述の詳細な説明を読み理解することで、変更及び代替が可能である。本発明は、このような全ての変更及び代替は添付の請求の範囲の範囲又はその等価物に包含されるものと見なされる。
【００２９】
以上に好適な実施形態が記載された。本発明は、添付の請求の範囲の通り請求される。
【図１】
2013530007.tif 000003
【図２】
2013530007.tif 000004
【図３Ａ】
2013530007.tif 000005
【図３Ｂ】
2013530007.tif 000006
【図３Ｃ】
2013530007.tif 000007
【図３Ｄ】
2013530007.tif 000008
【図３Ｅ】
2013530007.tif 000009
【図３Ｆ】
2013530007.tif 000010
【図４Ａ−４Ｄ】
2013530007.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月9日(2013.1.9)
【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】
複数の送信チャネルの各々にユニークなＢ１励起信号を生成する無線周波数（ＲＦ）増幅器；
前記の生成された励起信号を検査領域内へ送信し該検査領域から磁気共鳴信号を受信する複数のコイル要素を有する少なくとも１つのＲＦコイル組立体；
それぞれ前記ＲＦ増幅器を前記少なくとも１つのＲＦコイル組立体に送受信ポートを結合する複数の結合パネルであって、各送受信ポートは、少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する、複数の結合パネル；
生成された励起信号を対応する送信チャネルを介して、前記複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングするルータ；
を有する磁気共鳴システム。
【請求項２】
各コイル要素は、均一電流共鳴モードで１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう動作する少なくとも１つの導電体を有する、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
【請求項３】
各コイル要素は、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する少なくとも２つの導電体を有する、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
【請求項４】
各コイル要素は：
（ｉ）正弦波モード導電体であって、該導電体の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成する正弦波電流共鳴モードに合わせられた正弦波モード導電体；
（ｉｉ）少なくとも１つの均一モード導電体であって、該導電体の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成する均一電流共鳴モードに合わせられた少なくとも１つの均一モード導電体；
のうちの少なくとも１つを有する、請求項３に記載の磁気共鳴システム。
【請求項５】
各要素は、少なくとも２つの均一モード導電体が正弦波モード導電体により囲まれた、複数の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項４に記載の磁気共鳴システム。
【請求項６】
前記ルータは：
送受信スイッチのアレイであって、それぞれ単一の送受信ポートに対応し、各送受信ポートを送信チャネルと受信チャネルとの間で選択的に切り替える、送受信スイッチのアレイ；
を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項７】
前記ルータは：
各送信チャネルを前記複数の送受信スイッチのうちの少なくとも１つの間で選択的に切り替えるＲＦスイッチ；
を更に有する、請求項６に記載の磁気共鳴システム。
【請求項８】
前記送信チャネルは：
狭帯域信号を少なくとも１つの対応する送受信ポートへ渡すアイソレータ；
前記の対応するアイソレータを選択的にバイパスして広帯域信号を前記対応する送受信ポートへ渡すバイパス；
を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項９】
検査領域内に静止磁場を生成する磁石；
生成された磁気共鳴信号を前記無線周波数コイル組立体から受信する無線周波数受信機；
前記ＲＦ増幅器、ルータ及びバイパスを選択された磁気共鳴シーケンスに従って制御する走査制御部；
を更に有する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項１０】
無線周波数（ＲＦ）増幅器の複数の送信チャネルの各々にユニークな励起信号を生成するステップ；
少なくとも１つのＲＦコイル組立体の複数のコイル要素で、前記の生成された励起信号を検査領域内へ送信し該検査領域から磁気共鳴信号を受信するステップ；
前記ＲＦ増幅器を前記少なくとも１つのＲＦコイル組立体に複数の結合パネルのうちの１つの送受信ポートを介して結合するステップであって、各送受信ポートは、少なくとも１つの導電体を個々の送信チャネルに結合する、ステップ；
生成された励起信号を対応する送信チャネルを介して、前記複数の結合パネルのうちの如何なるものの少なくとも１つの送受信ポートへ選択的にルーティングするステップ；
を有する磁気共鳴方法。
【請求項１１】
各コイル要素は、均一電流共鳴モードで１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び検査領域内で対応する共鳴周波数の磁気共鳴信号を受信するよう動作する少なくとも１つの導電体を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
各コイル要素は、１対の直交Ｂ１磁場を生成し及び対応する共鳴周波数で磁気共鳴信号を受信するよう個別共鳴モードで動作する少なくとも２つの導電体を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
各コイル要素は：
（ｉ）正弦波モード導電体であって、該導電体の平面に平行に向けられた第１のＢ１磁場を生成する正弦波電流共鳴モードに合わせられた正弦波モード導電体；
（ｉｉ）少なくとも１つの均一モード導電体であって、該導電体の面外に向けられた第２のＢ１磁場を生成する均一電流共鳴モードに合わせられた少なくとも１つの均一モード導電体；
を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
各コイル要素は、均一モード導電体が正弦波モード導電体と同心円状に配置された、１対の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
各コイル要素は、少なくとも２つの均一モード導電体が正弦波モード導電体により囲まれた、複数の環状の、概ね共面の導電体を有する、請求項１３に記載の方法。
【国際調査報告】
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