(57)【要約】【解決手段】  撮像されている被検者内に磁場を生成するよう動作可能な主磁石および副磁石を含む磁気共鳴画像装置（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）である。前記ＭＲＩシステムは、さらに、前記撮像されている被検体からの電磁周波を受信するよう動作可能な少なくとも１つのＲＦコイルを含む。前記ＲＦコイルは、冷却導管としての機能を果たす配管によって形成されるものであり、冷却源により提供される冷却液が前記冷却導管を流通する。前記冷却液は前記ＲＦコイルを冷却し、前記撮像されている被検体の撮像を改善する。【選択図】      図２
2008520393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
被検体からの磁気共鳴信号を受信するよう機能する第１の磁気共鳴無線周波コイルであって、低温液体の流通経路を定義する配管によって前記第１のコイルが形成されるものである、前記第１の磁気共鳴無線周波コイルと、
前記被検体からの磁気共鳴信号を受信するよう機能する第２の磁気共鳴無線周波コイルであって、前記低温液体の流通経路を定義する配管によって前記第２のコイルが形成されるものである、前記第２の磁気共鳴無線周波コイルと
を有し、
前記第１および第２のコイルの配管は直列に流体接続されるものである
装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記配管は常温において電導性である。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、この装置は、
前記第１および第２のコイル間に電気的に配置した電気絶縁材を含み、この電気絶縁材は前記第１および第２のコイルの配管と直列に流体接続される流路を含むものである。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、前記第１の電気絶縁材はセラミック材料を有するものである。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記第１および第２のコイルはボリューム（体積）コイルを形成するものである。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記ボリュームコイルはヘッドコイルである。
【請求項７】
請求項１記載の装置であって、この方法は、さらに、
前記被検体からの磁気共鳴信号を受信するよう機能する第３の磁気共鳴無線周波コイルであって、前記低温液体の流通経路を定義する配管によって前記第３のコイルが形成されるものである、前記第３の磁気共鳴無線周波コイルと、
前記被検体からの磁気共鳴信号を受信するよう機能する第４の磁気共鳴無線周波コイルであって、前記低温液体の流通経路を定義する配管によって前記第４のコイルが形成されるものである、前記第４の磁気共鳴無線周波コイルと
を含み、
前記第３および第４のコイルの配管は直列に流体接続されており、前記第１、第２、第３、および第４のコイルは互いに電気的に絶縁されているものである。
【請求項８】
請求項７記載の装置において、前記第３および第４のコイルの配管は、前記第１および第２のコイルの配管と直列に流体接続されているものである。
【請求項９】
請求項８記載の装置であって、この装置は、さらに、
前記第１、第２、第３、および第４のコイル間に電気的に配置された電気絶縁材を含み、この前記絶縁材は前記第１、第２、第３、および第４のコイルの配管間に直列の流体接続を提供する流路を含むものである。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、前記第１および第２のコイルは、前記コイルと周辺環境の間の熱伝導を低減する真空領域に配置されるものである。
【請求項１１】
請求項１０記載の装置において、前記第１のコイルは第１の真空壁に取り囲まれ、前記第２のコイルは第２の真空壁に取り囲まれ、前記第１および第２の真空壁は密閉接続されるものである。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記第１および第２の真空壁は管状である。
【請求項１３】
請求項１０記載の装置において、この装置は、
前記真空領域に動作可能に接続された圧力安全弁を含むものである。
【請求項１４】
装置であって、
低温液体が流通する第１の経路を定義する第１の磁気共鳴無線周波コイルと、
前記低温液体が流通する第２の経路を定義する第２の磁気共鳴無線周波受信コイルと
を有し、
前記第１のコイルは前記第２のコイルから電気的に絶縁されており、前記第１および第２の経路は直列に流体接続されているものである
装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の装置において、前記第１および第２のコイルは常温において導電性である。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置において、前記第１および第２のコイルは直列に流体接続された配管を有するものである。
【請求項１７】
請求項１４記載の装置において、前記第１および第２のコイルはボリューム（体積）コイルである
【請求項１８】
請求項１７記載の装置において、前記第１および第２のコイルはヘルムホルツ型コイル（ヘルムホルツペア）を形成するものである。
【請求項１９】
請求項１７記載の装置において、前記第１および第２のコイルはソレノイドコイルを形成するものである。
【請求項２０】
請求項１４記載の装置であって、この方法は、さらに、
前記低温液体が流通する第３の経路を定義する第３の磁気共鳴無線周波コイルと、
前記低温液体が流通する第４の経路を定義する第４の磁気共鳴無線周波コイルと
を有し、
前記第１、第２、第３、および第４のコイルは互いに電気的に絶縁されており、前記第１、第２、第３、および第４の経路は直列に流体接続されるものである。
【請求項２１】
請求項２０記載の装置において、前記第１、第２、第３、および第４のコイルはヘッドコイルを形成するものである。
【請求項２２】
請求項１４記載の装置において、この装置は、
キャパシタを含むものであって、前記第１のコイルは第１のコイル部分と第２のコイル部分とを含み、前記第１および第２のコイル部分は直列に流体接続され、前記第１のコイル部分は前記第２のコイル部分から電気的に絶縁されており、前記キャパシタは前記第１および第２のコイル部分の間で電気接続されるものである。
【請求項２３】
請求項１４記載の装置において、この装置は、
前記低温液体が流通する第３の経路を定義する第１の電気的絶縁部材を含み、この第１の絶縁部材は、前記第１のコイルと第２のコイルの間に電気的に配置され、前記第３の経路は第１および第２の経路と直列に流体接続されるものである。
【請求項２４】
請求項２３記載の装置において、前記第３の経路は前記第１のコイルと第２のコイルの間に流体的に配置されるものである。
【請求項２５】
請求項２３記載の装置において、前記第１の部材はセラミックを有するものである。
【請求項２６】
請求項２３記載の装置において、前記第１の部材はアルミナを有するものである。
【請求項２７】
請求項２３記載の装置において、前記第１の部材はポリマーを有するものである。
【請求項２８】
請求項２３記載の装置において、前記第１の部材はＰＴＦＥを有するものである。
【請求項２９】
請求項１４記載の装置において、前記第１および第２のコイルは真空領域に配置されるものである。
【請求項３０】
請求項２９記載の装置において、前記真空領域は環状である。
【請求項３１】
請求項３０記載の装置において、前記第１のコイルは第１の真空壁に取り囲まれ、前記第２のコイルは第２の真空壁に取り囲まれているものである。
【請求項３２】
請求項３１記載の装置において、前記第１および第２の真空壁は管状である。
【請求項３３】
請求項２９記載の装置において、この装置は、
内側シリンダと、
前記内側シリンダの周囲に同心円状に配置され且つ前記内側シリンダに密閉接続されて環状領域を形成する外側シリンダと
を含むものである。
【請求項３４】
請求項１記載の装置において、前記第１および第２のコイルは磁気共鳴画像装置に電気接続されるものである。
【請求項３５】
請求項１４記載の装置であって、前記第１および第２のコイルを低温液体源に流体接続させるため、前記第１および第２の経路と直列に流体接続される、熱的に絶縁された流入口と流出口とを含むものである。
【請求項３６】
磁気共鳴装置であって、
検査領域の主磁場を生成する磁石と、
前記検査領域にある磁気的に活性な核において磁気共鳴を励起するＲＦコイルと、
低温液体源と、
ＲＦ受信コイルであって、
前記磁気的に活性な核によって生成される磁気共鳴信号に応答して第１の電気信号を生成する第１の受信コイル要素であって、この第１の受信コイルは第１の低温液体流路を含むものである、前記第１の受信コイル要素と、
前記磁気的に活性な核によって生成される磁気共鳴信号に応答して第２の電気信号を生成する第２の受信コイル要素であって、この第２の受信コイルは第２の低温液体流路を含むものである、前記第２の受信コイル要素と
を含み、
前記第１の低温液体流路、第２の低温液体流路、および低温液体源は直列に流体接続されているものである、前記ＲＦ受信コイルと
を有する磁気共鳴装置。
【請求項３７】
請求項３６記載の装置において、前記第１の受信コイル要素は配管を有し、前記第１の低温液体流路は前記配管の内部にあるものである。
【請求項３８】
請求項３６記載の装置において、この装置は、さらに、
前記第１の受信コイル要素と周辺環境との間の熱伝導を低減する真空領域を含むものである。
【請求項３９】
請求項３８記載の装置において、この装置は、
前記第１の受信コイル要素を取り囲む第１の真空壁と、前記第２の受信コイル要素を取り囲む第２の真空壁とを含むものである。
【請求項４０】
請求項３９記載の装置において、前記第１の真空壁は管状である。
【請求項４１】
請求項３７記載の装置において、前記配管は銅配管を有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＭＲＩ）に関するものであり、より具体的には、これに限定するものではないが、ＭＲＩシステムに用いられるＲＦコイルを冷却するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本特許出願は、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ  ｏｆ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（磁気共鳴画像装置の帯域拡張のためのシステムおよび方法）」と題する米国仮特許出願第６０／６３０，２２３号明細書、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｒｙｏｇｅｎｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  ａ  Ｃｏｉｌ  ｏｎ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（磁気共鳴画像装置のコイルを極低温冷却するための装置および方法）」と題する米国仮特許出願第６０／６３０，２２０号明細書、および「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ  Ｃｏｉｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（磁気共鳴画像装置のコイルを減結合するためのシステムおよび方法）」と題する米国仮特許出願第６０／６３０，５４７号明細書に対する優先権を主張するのものであり、前記全ての仮特許出願は２００４年１１月２３日に申請済みのものである。
【０００３】
本発明の原則は、磁気共鳴画像装置に関するものであり、より具体的には、ＭＲＩシステムに用いられるＲＦコイルを冷却するためのシステムに関する（ただし限定はせず）。
【０００４】
磁気共鳴撮像法は、被検体の内部構造および機能の情報を提供する貴重な技法としてすでに実証されている。例えば医療診断画像の場合、磁気共鳴法は、人体の生理学的情報を提供するために広く用いられている。
【０００５】
しかし、磁気共鳴スキャナが生成する画像およびその他の情報の利用性は、電子的雑音の影響によって制限される。信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ：ＳＮＲ）は、磁気共鳴システムによって生成される情報の質を評価するために使われる主要なパラメータである。
【０００６】
ＭＲＩシステムの撮像法を改善する１つの方法は、受信ＲＦコイルに関連付けられる信号対雑音比を増すことである。ＲＦコイルの雑音源は、前記コイル自体または撮像されている被検体のいずれかである。通常、コイルのサイズが増すにつれ、前記コイルを雑音源とする雑音は前記コイルの長さに比例して増し、撮像されている被検体を雑音源とする雑音は前記撮像されている被検体の体積に比例して増す。比較的小型のコイルの場合、雑音源となるのは主にコイルであり、撮像されている被検体ではない。撮像されている被検体の雑音を低減することは通常不可能なので、これは幸いなことである。
【０００７】
コイルの雑音は、より優良な材料を使用するか、前記コイルの温度を下げることによって低減できる。例えば、高温超電動体（ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＨＴＳ）材料製のコイルは、通常、銅製コイルよりも雑音が少ない。同様に、銅製コイルの銅を冷却することによっても、前記コイルの雑音は低減される。いずれの方法も信号対雑音比を増し、画像を改善する。
【０００８】
ＲＦコイルの冷却は、通常、液体窒素または液体ヘリウムのような冷たい流体を入れた槽に含浸して行われるので、これまで通常はラボラトリでのみ行われてきた。前記冷却液は、通常、熱伝導によりすばやく気化するため、頻繁に交換する必要がある。このようなタイプの液体の取り扱いには危険と不便が伴うため、病院および医院に設置されたＭＲＩ装置にこのタイプの冷却手順を用いることは実際的でない。
【０００９】
従って、ＭＲＩシステムのＲＦコイルに安全且つ便利に冷却液を伝達することが可能な、前記ＲＦコイルの新しい冷却システムおよび方法が必要である。また、ＲＦコイルと冷却液の接触域を増すことにより、前記ＲＦコイルを冷却する冷却液の能力を改善するシステムも必要である。さらに、異なるサイズおよび形状のＲＦコイルに容易に適応可能な冷却システムが必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の観点は、これらの事柄およびその他の事柄に取り組むものである。
【００１１】
本発明の第１の観点に従い、装置は、被検体が発進する磁気共鳴信号を受信するよう動作可能な第１および第２の磁気共鳴無線周波コイルを含む。前記第１および第２のコイルは、低温液体が流通する経路を定義する配管によって形成される。前記第１および第２のコイルの配管は、直列に流体接続されている。
【００１２】
本発明の別の観点に従い、装置は、低温液体が流通する第１の経路を定義する第１の磁気共鳴無線周波コイルと、低温液体が流通する第２の経路を定義する第２の磁気共鳴無線周波受信コイルとを含む。前記第１のコイルは前記第２のコイルから絶縁されており、前記第１および第２の経路は直列に流体接続されている。
【００１３】
本発明の別の観点に従い、磁気共鳴装置は、検査領域に主磁場を生成する磁石と、前記検査領域にある磁気的に活性な核において磁気共鳴を励起するＲＦコイルと、低温液体と、ＲＦ受信コイルとを有する（訳注：英文に文法的間違いがあると思われます）。前記ＲＦ受信コイルは、前記磁気的に活性な核によって生成される磁気共鳴信号に応答して第１の電気信号を生成する第１の受信コイル要素と、前記磁気的に活性な核によって生成される磁気共鳴信号に応答して第２の電気信号を生成する第２の受信コイル要素とを含む。前記第１および第２の受信コイル要素は、各々第１および第２の低温液体流路を含む。前記第１の低温液体流路、第２の低温液体流路、および低温液体源は、直列に流体接続されている。
【００１４】
別の観点に従い、ＭＲＩシステムが提供され、前記ＭＲＩシステムは、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体内で少なくとも部分的に静磁場を生成するよう動作可能な少なくとも１つの主磁石を含む。前記システムは、さらに、前記静磁場で磁場勾配を生成するよう動作可能な副磁石を少なくとも１つと、前記撮像されている被検体からの電磁周波を受信するよう動作可能な複数のＲＦコイルとを含む。前記ＲＦコイルは、直列に流体接続された配管によって形成される。前記ＲＦコイルの少なくとも１つは、冷却源から流入する冷却液を受け入れる流入端を含み、前記ＲＦコイルの少なくとも１つは、前記ＲＦコイルからの冷却液を排出して前記冷却源に返すための流出端を含む。
【００１５】
別の観点に従い、本発明の原則に従ったＭＲＩシステムは、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体内で少なくとも部分的に静磁場を生成するよう動作可能な少なくとも１つの主磁石を含む。副磁石は、前記静磁場で磁場勾配を生成するために提供されるものであり、さらに、ＲＦコイルが提供される。前記ＲＦコイルは、前記ＭＲＩシステムと関連付けて動作可能なものであり、冷却源に流体接続された配管によって形成される。
【００１６】
別の観点に従い、本発明の原則に従ったＭＲＩシステムは、撮像されている被検体内で少なくとも部分的に静磁場を生成するよう動作可能な主磁石と、前記静磁場で磁場勾配を生成するよう動作可能な副磁石とを含む。さらに、前記撮像されている被検体からの電磁周波を受信するよう動作可能なＲＦコイルが提供される。前記システムは、さらに、前記ＲＦコイルの実質的全長に沿って前記ＲＦコイルに熱的且つ連続的に連結される冷却導管を含み、前記冷却導管は冷却源に流体接続される。
【００１７】
別の観点に従い、本発明の原則に従ったＭＲＩシステムは、冷却液が連続的に流通する配管によって形成される非平面ＲＦコイルを含む。
【００１８】
別の観点に従い、本発明の原則に従い、ＭＲＩシステムで撮像されている被検体を撮像する方法も提供される。前記方法は、磁場に前記撮像されている被検体を暴露する工程と、前記磁場に勾配磁場を生成する工程と、配管で形成されるＲＦコイルを通して前記撮像されている被検体からの電磁信号を受信する工程と、前記ＲＦコイルを冷却するために前記配管を通して冷却液を流通する工程とを含む。
【００１９】
別の観点に従い、ＭＲＩと共に使用するためのヘッドコイルが提供され、これは、内側シリンダを中心にその周囲を密閉接続して配置される外側シリンダを含むものである。前記内側シリンダと外側シリンダの間には環が形成され、第１のＲＦコイルと第２のＲＦコイルが前記環内に配置される。前記第１のＲＦコイルは冷却源に接続され、前記第２のＲＦコイルは前記第１のＲＦコイルに流体接続される。冷却液は第１および第２のＲＦコイルを流通する。
【００２０】
さらに別の観点に従い、本発明の原則に従ったＭＲＩシステムは、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体内で少なくとも部分的に静磁場を生成するよう動作可能な少なくとも１つの主磁石を含む。副磁石は、前記静磁場で磁場勾配を生成するよう動作可能なものとして提供される。内側シリンダを中心に密閉接続するよう外側シリンダを配置し、前記内側シリンダと外側シリンダの間に環を形成する。配管によって形成される複数の冷却段を、前記内側シリンダおよび外側シリンダの１つの縦軸に実質的に平行になるように前記内側シリンダと外側シリンダの間に配置する。少なくとも１つの近接した冷却段に各冷却段をブリッジで接続する。ＲＦコイルは、前記冷却段の少なくとも１つに接触するように配置し、冷却液は前記冷却段およびブリッジを流通し、前記ＲＦコイルを冷却する。
【００２１】
本発明のその他の観点、物体、特徴、利点について、以下の図および詳細な説明を参照して説明する。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照し、実施例のＭＲスキャナ１０は、検査領域１４において実質的に均一で時間的に一定の主磁場Ｂ０を生成する主磁石を含む。具体的な用途に望ましい主磁場強度および要求により、様々な磁石技術（例えば超電動、抵抗、または永久磁石といった技術）および物理的磁石構成（例えばソレノイドまたはオープン磁石構成）を実装した。
【００２３】
患者サポート１１は、前記検査領域１４における患者あるいはその他の被検体１３を支えるものである。勾配コイル１６は、前記被検体１４のｘ、ｙ、およびｚ軸に沿って時間的に変動する勾配磁場を生成する。ＲＦ送信コイル１８は、前記被検体１３に含まれる水素などの磁気共鳴活性核を励起または操作する無線周波信号を生成する。前記励起の均一性を高めるために、比較的大きい若しくは全身の送信コイルを通常は実装する。
【００２４】
以下に詳細に説明するように、前記被検体１３の関心部位の近くにある極低温冷却されたＲＦ受信コイル５０は、前記励起核により生成された共鳴信号を受信する。
【００２５】
送信コイル１８および受信コイル５０は別個のコイルとして図に描かれているが、両者の組み合わせである送受信コイルを用いること、および局所送信コイルを用いることも可能である。
【００２６】
図の磁石１２、患者サポート１１、勾配コイル１６、およびＲＦコイル１８、２０は、通常、磁気および無線周波の影響を受けない密閉部分２１に置かれる。
【００２７】
ＲＦ源２０は望ましい周波数（例えば調査中の磁気共鳴活性核のラーモア周波数）を有するＲＦ信号を生成し、パルスプログラマー２２は前記ＲＦ信号を形成し、この形成された信号をＲＦ増幅器２４は前記被検体１３の核を励起するために前記送信コイル１８が必要とするレベルに増幅する。勾配パルスプログラマー２６は時間的に変動する望ましい磁場の形と振幅を確立し、勾配増幅器２８はこれらの信号をｘ、ｙ、およびｚ勾配コイル１６が各々必要とするレベルに増幅する。ＲＦ検出器３０は、受信コイル２０が生成する信号を受信および増幅する。これを受け、前記信号はデジタイザ３２によってデジタル形に変換される。
【００２８】
スキャナ１０に関連付けられた１若しくはそれ以上のコンピュータ３４は、前記勾配およびＲＦシステムの動作を調整し、例えば、望ましいパルスの連続を生成する。前記デジタイザ３２によって生成された信号をさらに処理し、前記被検体１３を示す体積測定データが生成される。オペレータコンソール３６は、キーボード、マウス、および表示装置またはモニタなど、人間が知覚可能な入力・出力デバイスを含む。前記コンソール３６を用い、前記コンソールの操作者は、例えば望ましいパルス連続や望ましい検査プロトコルの選択、スキャンの開始および中止、前記体積測定データの表示または操作を行うなど、前記スキャナと相互交信することができる。フィルム装置またはその他のハード・コピー・デバイス３８を用い、前記体積測定データの画像を提供することができる。
【００２９】
図２〜５を参照し、ＭＲＩシステム１０のような磁気共鳴画像装置と共に動作する本発明の原則に従ったヘッドコイル５０を提供する。ヘッドコイル５０は外側シリンダ２１７に密閉接続された内側シリンダ２１５を含み（図２に部分的に図示）、前記外側シリンダと内側シリンダの間に環２１９が形成される。前記環２１９内にある複数のＲＦコイル２２１は、前記ＭＲＩシステムが撮像する被検体からのＲＦ周波を受信する。前記ＲＦコイル２２１は、好ましくは、ＲＦアンテナと冷却導管の両方の機能を組み合わせてＲＦコイル２２１を冷却するために、銅製の配管で形成される。前記環２１９を好ましくは真空にすることにより、前記環２１９から前記ＲＦコイル２２１への熱伝導を最小限に抑える。
【００３０】
図３〜５を参照し、より具体的に説明すると、前記ＲＦコイル２２１は前記内側シリンダ２１５の周囲に巻かれ、好ましくは、直列に流体接続された個々のＲＦコイルを複数含む。例えば、図４および５において、前記ＲＦコイル２２１は４つの個々のコイルを含む。それらは、第１の周方向コイル２２５、第２の周方向コイル２２７、第１の側方向コイル２２９、および第２の側方向コイル２３１である。当業者には明らかなように、前記第１の周方向コイル２２５および第２の周方向コイル２２７はソレノイドコイルを形成し、前記第１の側方向コイル２２９および第２の側方向コイル２３１はヘルムホルツ型コイル（ヘルムホルツペア）を形成する。そのような構成は、人体頭部またはその他の物の撮像に特に有用である。
【００３１】
さらに、当業者には明らかなように、個々のコイルの受信の質は、前記コイルの本体を１若しくはそれ以上の場所で電気的に隔離し、その隔離したコイル部分を電気キャパシタに接合することにより、一部の状況において改善することができる。キャパシタの接合部は図３〜５には図示していないが、絶縁接合部または分岐管（マニホールド）を前記コイルの２箇所に配置することにより、前記の各個々のコイルを半分若しくはそれ以上の部分に分割することができる。例えば、前記第１の周方向コイル２２５を、源分岐管（ソース・マニホールド）２４１および主分岐管２４５によって分割する。前記第２の周方向コイル２２７、前記第１の側方向コイル２２９、および前記第２の側方向コイル２３１も、それぞれ前記主分岐管２４５および絶縁接合部２４９に流体接続される。好ましくは、前記絶縁接合部２４９、前記主分岐管２４５、および前記源分岐管２４１は、前記個々のＲＦコイルの個々の配管部分を物理的且つ電気的に分離する絶縁材で作られる。１実施形態において、前記絶縁接合部２４９、前記主分岐管２４５、および前記源分岐管２４１は、アルミナ酸化物のようなセラミック材料で作られる。銅配管は、好ましくはブレージング材料でアルミナ酸化物にブレーズされる。熱拡張係数はアルミナよりも銅の方が高いので、前記ブレージング工程中、ブレージング固定物を用いて前記配管をアルミナ製継ぎ手に固定することができる。前記絶縁接合部２４９と分岐管２４５、２４９を、ポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＴＦＥ）のようなポリマーまたはその他の適切な材料で作ることもできる。接合部２４９または分岐管２４５、２４９がＰＴＦＥで製造される場合、ＲＦコイル２２１は前記ＰＴＦＥにエポキシで接着される。
【００３２】
図３をより具体的に参照し、図の内側シリンダ２１５は、床２５３に取り付けられる円筒壁２５１を含み、前記床２５３は中央隔壁２５５に取り付けられる。前記中央隔壁は、第２の隔壁２５７の対面に位置し、前記第２の隔壁は前記内側シリンダ２１５の開口部２５９に隣接する。前記外側シリンダ２１７は円筒壁を含み、螺合又はその他の手段によって前記内側シリンダ２１５に取り付けられるように構成される。前記内側シリンダ２１５と外側シリンダ２１７を取り付けたときに前記内側シリンダ２１５と外側シリンダ２１７の間に形成される環２１９を、複数のシール２６５を用いて密閉する。前記シール２６５は、好ましくは、前記中央隔壁２５５と前記外側シリンダ２１７の間、および前記第２の隔壁２５７と前記外側シリンダ２１７の間に配置される。
【００３３】
流入管２６７および流出管２６９は両方とも、好ましくは銅製であり、前記源分岐管２４１に流体接続される。前記流入管２６７および流出管２６９（流出管２６９のみを図３に図示）は、内側シリンダ２１５と関連付けられる前記中央隔壁２５５を貫通する。隔壁固定具２７５を用いることにより、固定且つ密閉された経路で前記流入管２６７および流出管２６９が前記中央隔壁２５５を貫通するようにする。前記環２１９の外側で、前記流入管２６７および前記流出管２６９の周囲を被覆物２８１で覆うのが好ましい。前記被覆物２８１としてファイバーグラスまたは発泡材のような断熱材料を使うことができるが、好ましくは、被覆物２８１を配管で形成し、前記流入管２６７および流出管２６９を中心に周囲を取り巻くように配置することにより、前記被覆物２８１と前記環の間に形成される管状空間を真空化できるようにする。この真空空間により、前記被覆物２８１の外側の熱から前記流入管２６７および前記流出管２６９は最も効果的に断熱される。
【００３４】
前記個々のＲＦコイル（すなわち前記第１の周方向コイル２２５、前記第２の周方向コイル２２７、前記第１の側方向コイル２２９、および前記第２の側方向コイル２３１）のそれぞれを、前記内側シリンダ２１５または前記外側シリンダ２１７のどちらにも直接接触しないように前記環２１９に懸架する。これは、熱隔離部材２９１を前記内側シリンダに取り付け、次に前記絶縁接合部２４９および前記分岐管２４１、２４５を前記熱隔離部材２９１に取り付けることによって達成される。前記熱隔離部材２９１は、アルミナのように熱伝導性の低い材料で作られる。前記熱隔離部材は、前記環２１９内に前記ＲＦコイルを固定すると同時に、前記内側シリンダから前記ＲＦコイルへの熱伝導に抵抗する働きをする。
【００３５】
前記個々のＲＦコイル間の具体的な接続は、図４〜６を参照することにより、最もよく理解される。前述したように、前記ＲＦコイルは配管によって形成されているため、冷却液（図示せず）を循環させて前記ＲＦコイルを冷却することができる。前記個々のＲＦコイルのそれぞれは２分割された部分を含み、前記部分は絶縁材によって互いに物理的に絶縁されているが、キャパシタを介して電気接続されている。前記個々のＲＦコイルそれぞれの２分割された各々の部分については、参照番号の後に文字ａまたはｂを付して特定のコイルを指定する。例えば、前記第１の周方向コイル２２５は、第１の２分割部分２２５ａと第２の２分割部分２２５ｂとを含む。
【００３６】
前記第１の周方向コイル２２５の第１の２分割部分２２５ａは、前記源分岐管２４１に接続されており、前記流入管２６７との間で流体が伝達される。前記第１の２分割部分２２５ａは、前記内側シリンダ２１５を周方向に巻いて延び、前記主分岐管２４５に接続される。前記主分岐管により、前記第１の２分割部分２２５ａと前記第１の側方向コイル２２９の第１の２分割部分２２９ａとの間で流体が伝達される。前記第１の側方向コイル２２９の２分割部分２２９ａは、周方向および軸方向に巻く部分を含み、絶縁接合部２４９ａに接続される。前記第１の側方向コイル２２９の第２の２分割部分２２９ｂも、絶縁接合部２４９ａに接続され、これにより、前記第１の２分割部分２２９ａとの間で流体が伝達される。第２の２分割部分２２９ｂも主分岐管２４５に接続され、これにより、前記第２の周方向コイル２２７の第１の２分割部分２２７ａとの間で流体が伝達される。前記第１の２分割部分２２７ａは前記主分岐管２４５および絶縁接合部２４９ｂとの間に延び、両者を接続する。前記第２の周方向コイル２２７の第２の２分割部分２２７ｂも絶縁接合部２４９ｂに接続され、それにより、前記第１の２分割部分２２７ａと前記第２の２分割部分２２７ｂとの間で流体が伝達される。第２の２分割部分２２７ｂも前記主分岐管２４５に接続され、これにより、前記第２の側方向コイル２３１の第１の２分割部分２３１ａとの間で流体が伝達される。前記第１の２分割部分２３１ａは前記主分岐管２４５および絶縁接合部２４９ｃとの間に延び、両者を接続する。前記第２の側方向コイル２３１の第２の２分割部分２３１ｂも、絶縁接合部２４９ｃに接続され、これにより、第１の２分割部分２３１ａとの間で流体が伝達される。前記第２の２分割部分２３１ｂは、さらに、主分岐管２４５に接続され、これにより、前記第１の周方向コイル２２５の第２の２分割部分２２５ｂとの間で流体が伝達される。前記第２の２分割部分２２５ｂは前記主分岐管２４５に接続され、周方向に前記内側シリンダ２１５を巻いて前記源分岐管２４１まで延びる。前記第２の２分割部分は前記源分岐管２４１に接続され、これにより、前記流出管２６９との間で流体が伝達される。
【００３７】
上述のように、前記個々のコイル２２５、２２７、２２９、２３１の１若しくはそれ以上を、絶縁された部分に分割しなくてもよい。その場合は、前記個々のコイルに対応する絶縁材２４９ａ、２４９ｂ、２４９ｃ、および連結キャパシタを割愛することができる。よって、例えば、前記ソレノイドコイル２２５、２２９を、関連するコイルの２つの部分間で銅スリーブを用いて電気接続および流体接続することができる。また、前記コイル群を単一コイルとして製作することもできる。また、追加的な絶縁接合部２４９または分岐管２４５、２４９を用いて前記個々のコイルを３つ以上の部分に分割することもできる。
【００３８】
前記個々のＲＦコイルを上述のように直列に接続することにより、前記ＲＦコイルを通して冷却液を循環させ、前記ＲＦコイルを冷却することができる。前述したように、コイル材料の冷却によって得られる利益を実現するために、信号対雑音比を高めることができ、それにより、例えば、当該ＭＲＩシステムによる撮像の分解能を高めることができる。好ましくは、前記冷却液は液体窒素であるが、液体ヘリウム、または前記ＲＦコイルを十分に冷却する能力を持つ任意の他の流体でもよい。好ましくは、前記冷却液は前記ＲＦコイルを通り、前記流入管２６７および前記流出管２６９に流体接続された冷却源２９５を通って連続的に循環する。前記冷却源２９５は、好ましくは、冷却液が前記ＲＦコイルを通って循環した後に前記冷却液を再度冷却する。
【００３９】
図６は、前記ＲＦコイルを通る前記冷却液の流通する方向を図示する。上述のコイル接続により、前記冷却液は前記冷却源２９５から前記流入管２６７へと流れ、さらに、各ＲＦコイルコンポーネントすなわち前記第１の周方向コイル２２５の第１の２分割部分２２５ａ、前記第１の側方向コイル２２９の第１の２分割部分２２９ａ、前記第２の側方向コイル２２９の第２の２分割部分２２９ｂ、前記第２の周方向コイル２２７の第１の２分割部分２２７ａ、前記第２の周方向コイル２２７の第２の２分割部分２２７ｂ、前記第２の側方向コイル２３１の第１の２分割部分２３１ａ、および前記第１の周方向コイル２２５の第２の２分割部分２２５ｂを、順に流通する。その後、前記冷却液は前記流出管２６９を通ってヘッドコイル５０から流出し、前記冷却源２９５へ戻る。
【００４０】
図１４（訳注：図１５の間違いではないでしょうか）は、本発明の原則に従ったコイルアセンブリの流体接続を詳細に図示する。第１の分岐管１５０２は、冷却剤が流れる流入流路１５０４および流出流路１５０６を含む。アルミナのようなセラミック材料またはその他の適切な材料で作られた前記分岐管１５０２に、ドリルまたはその他の方法で前記流路１５０４、１５０６を形成する。
【００４１】
第１の周方向コイルの第１の部分１５０８ａおよび第２の部分１５０８ｂを前記第１の分岐管１５０２に接続することにより、前記コイル部分１５０８ａ、１５０８ｂと、それらに対応する流路１５０６、１５０４との間で流体が伝達される。
【００４２】
第２の分岐管１５１０は、第１の流体流路１５１２、第２の流体流路１５１４、第３の流体流路１５１８、および第４の流体流路１５２０を含む。アルミナのようなセラミック材料またはその他の適切な材料で作られた前記第２の分岐管１５１０に、ドリルまたはその他の方法で前記流路１５１２、１５１４、１５１８、１５２０を形成する。
【００４３】
前記第１の周方向コイル１５０８ａおよび第２の周方向コイル１５０８ｂを、さらに、第２の分岐管１５１０に接続し、第２の周方向コイルの第１の部分１５２２ａおよび第２の部分１５２２ｂ、第１の側方向コイルの第１の部分１５２４ａおよび第２の部分１５２４ｂ、第２の側方向コイルの第１の部分１５２６ａおよび第２の部分１５２６ｂも、第２の分岐管１５１０に接続される。前記流体流路１５１２、１５１４、１５１６、１５１８は、それらに各々対応するコイル間の流体接続を提供する。アルミナまたはその他の適切な材料で作られる絶縁接合部１５２８ａ、１５２８ｂ、１５２８ｃ、１５２８ｄも同様に、様々なコイル部分間の流体接続を提供する。図示するように、それら様々な接続部を、図６の流れのパターンを提供するように構成する。
【００４４】
銅配管を用いて前記コイルを製作する場合、前記コイルと各々対応する分岐管および絶縁接合部とのつなぎ目を銅製の継ぎ手で接続する。前記継ぎ手の一端を各コイルにブレーズし、もう一方の端を、対応する分岐管または接合部にエポキシで接着する。その他の相互接続方法を用いることもできる。実施例のプラグ１５６０のようなプラグを用い、必要に応じて前記流路のドリル穴を塞ぐ。
【００４５】
ＰＴＦＥ、セラミック、またはその他の適切な材料製の配管を用い、前記分岐管１５０２、１５１０の一方または両方の流体接続を提供することができる。ＰＴＦＥ製の配管を用いる場合、好ましくは前記配管を対応するコイルにエポキシで接着する。
【００４６】
当業者であれば理解するように、前記第１の周方向コイル１５０８および第２の周方向コイル１５１０はソレノイドコイルを提供するように構成され、前記第１の側方向コイル１５２４および第２の側方向コイル１５２６はヘルムホルツコイルペアを提供するように構成される。この場合も、追加的な絶縁接合部を提供することにより、前記コイルを追加的な絶縁部分に分割すること、若しくは、そのようなコイル部分が必要ない場合に前記絶縁接合部を割愛することができる。
【００４７】
本明細書で説明する前記ＲＦコイルは、主に前記ＲＦコイルを形成する配管に２つの機能が与えられていることにより、重要な利点を提示するものである。前記配管は、ＲＦ周波用アンテナとして機能するだけでなく、循環冷却液の導管としても機能する。両方の機能を同一の構造で果たすことにより、前記冷却液は前記ＲＦコイルの全ての部分を完全且つ連続的に冷却することができるのである。絶縁接合部および分岐管を用いることにより、隣接する流体接続されたＲＦコイルから各個々のＲＦコイルを独立に維持したまま前記冷却液を適正に流通することができる。
【００４８】
本明細書で説明する本発明の原則を鑑み、当業者であれば理解するように、前記ＲＦコイルの形およびサイズを異なる構成にすることが可能であり、その場合も、前記冷却導管は前記ＲＦコイルと同一の配管によって形成されているので前記冷却導管の機能は変わらない。前記ＲＦコイルとして、図２〜５が示すように、フラットコイル（平面コイル）または非平面コイルを使うことができる。同様に、前記ＲＦコイルおよび冷却導管を形成する配管を、銅または高温超電動（ｈｉｇｈ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＨＴＳ）材料を含め（限定せず）適切な任意のコイル材料で作ることができる。また、言及すべき重要な点として、前記ＲＦコイルおよび冷却導管の機能の組み合わせが提供する冷却の利点に有意な影響を与えずに、前記ＲＦコイルを通る前記冷却液の流れを変えることもできる。前記ＲＦコイルを直列に流体接続することが好ましいが、前記ＲＦコイルを並列に冷却源に接続することもできる。特定のＲＦコイルに複数の流体ループを含めることもでき、並列に流体接続すること、別の流体源に接続すること、あるいはそのようにしないこともできる。
【００４９】
図１２を参照し、ＭＲＩシステム１０のような磁気イメージングシステムと併用される、本発明の原則に従ったヘッドコイル１２１１が提供される。前記ヘッドコイル１２１１は、真空領域を含むベース部分１２０１を含み、前記ベース部分は、図２〜５を参照して説明した全体的な構造と類似しているが、円筒の一部に前記真空領域を内在する。前記ベース部分１２０１は、ベース１２０３に滑入可能であり、スキャン工程中、前記ベースを前記患者サポート１１に配置することができる。複数のＲＦコイル１２２１を前記ベース１２０１に取り付けることにより、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体が発するＲＦ周波を受信する。この場合も、前記ＲＦコイル１２２１は、好ましくは、ＲＦアンテナと冷却導管の機能性を組み合わせるよう銅配管で形成され、前記ＲＦコイル１２２１を冷却する。
【００５０】
図１２が示すように、前記ＲＦコイルによって、人体頭部またはその他の被検体を受け入れるのに適したサイズの円筒領域が定められる。前記コイルは、好ましくは、直列に流体接続された複数の個々のコイルを含む。前記コイル５０は、図２〜５および図１５を参照して上記説明した個々のコイルと類似した、第１の周方向コイル１２２５、第２の周方向コイル１２２７、第１の側方向コイル１２２９、および第２の側方向コイル１２３１という４つの個々のコイルを含む。
【００５１】
前記様々なコイル間の流体接続は上述した通りである。冷却剤流入口および流出口は図のベース１２３３を通して提供することが好ましく、よって、流れのパターンを適宜修正することが望ましい。例えば、図１５に図示した第１の分岐管１５０２の代わりに、追加的な絶縁接合部または銅スリーブを用いる。第２の分岐管１５１０も同様に修正することにより、必要な冷却剤接続を提供する。
【００５２】
前記真空領域も、前記コイルを包含するように拡張する。より具体的には、前記各コイルを、Ｇ１０、ＦＲ４、ＰＴＦＥ、またはその他の適切な材料で製作した管状真空壁で包囲し、前記真空壁を密閉接続する。その結果得られる領域は、前記真空領域と真空伝達する領域になる。断熱スペーサにより、前記コイルは前記真空壁から隔離される。
【００５３】
図１３を参照し、ＭＲＩシステム１０のような磁気撮像システムと併用するための、本発明の原則に従ったヘッドコイル１３１１が提供される。複数のＲＦコイルは、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体が発するＲＦ周波を受信する。この場合も、前記ＲＦコイルは、好ましくは、ＲＦアンテナと冷却導管の機能性を組み合わせるよう銅配管で形成され、前記ＲＦコイルを冷却する。
【００５４】
図１３が示すように、前記ＲＦコイルによって、人体頭部またはその他の被検体を受け入れるのに適したサイズの円筒領域が定められる。前記コイルは、好ましくは、直列に流体接続された複数の個々のコイルを含む。図のコイルアセンブリ１３１１は、バードケージコイルとして電気的に構成されるものであり、第１の端環１３０１と、第２の端環１３０３と、複数のバードケージ段１３０５ａ、１３０５ｂ、１３０５ｃ、１３０５ｄとを含む。同様に、前記コイルの周囲も、対応する真空壁で取り囲まれる。
【００５５】
図１４を参照し、ＭＲＩシステム１０のような磁気撮像システムと併用するための、本発明の原則に従った比較的小型のコイル１４１１が提供される。
【００５６】
本発明の別の代替実施例として、実質的にＲＦコイルの全長に沿って前記ＲＦコイルに隣接して接触する冷却導管を使用することも可能である。この設計の１実施形態として、配管で作られるＲＦコイルを前記冷却導管に結合することにより、前記冷却導管が実質的に前記ＲＦコイルの全長に沿って接触する前記ＲＦコイルを用いることができる。あるいは、実質的にＲＦコイルの全長に沿って、前記ＲＦコイルを冷却導管で取り囲むことにより、前記導管を通る冷却液によって前記ＲＦコイルの外面を包囲し、前記ＲＦコイルを冷却することができる。別個の冷却導管を用いるＲＦコイルは、平面でも非平面でもよく、配管、または針金を含む固形材料で形成することができる。また、前記ＲＦコイルは、銅またはＨＴＳ材料（限定せず）を含め、適切な任意の材料で構築することができる。
【００５７】
図７〜９を参照し、ＭＲＩシステム１０のような磁気撮像システムと併用するための、本発明の原則に従ったヘッドコイル７１１が提供される。前記ヘッドコイル７１１は、外側シリンダ７１７と密閉接続して環７１９を生成する内側シリンダ７１５を含む。前記内側シリンダ７１５は床７５３に取り付けられた円筒壁７５１を含み、前記円筒壁は中央隔壁７５５に取り付けられる。前記中央隔壁は、前記内側シリンダ７１５の開口部７５９に隣接する第２の隔壁７５７に対面して配置される。前記外側シリンダ７１７は円筒壁を含み、螺合またはその他の手段によって前記内側シリンダ７１５に取り付けられるように構成される。複数のシール７６５を用い、前記内側シリンダ７１５および外側シリンダ７１７を取り付けたときに前記内側シリンダ７１５および外側シリンダ７１７の間に形成される前記環７１９を密閉する。前記シール７６５は、好ましくは、前記中央隔壁７５５と前記外側シリンダ７１７の間、および前記第２の隔壁７５７と前記外側シリンダの間に配置される。
【００５８】
複数のＲＦコイル７２１を前記環７１９内に配置することにより、前記ＭＲＩシステムの撮像されている被検体が発するＲＦ周波を受信する。前記ＲＦコイル７２１は、前記内側シリンダ７１５および外側シリンダ７１７の縦軸に実質的に平行な、前記環７１９内に配置される複数の冷却段７２５によって冷却される。前記冷却段７２５は、好ましくは、銅配管で形成され、複数のブリッジ７２７によって直列に流体接続される。各冷却段７２５の一端は、冷却段７２５のうちの１つに前記ブリッジ７２７で接続され、その反対側の端は隣接するもう一つの冷却段７２５にブリッジで接続される。よって、前記ブリッジ７２７は、前記冷却段の両端の間で互い違い（ねじれ形配列）になる。
【００５９】
前記ＲＦコイル７２１は、好ましくは、前記内側シリンダ７１５と前記冷却段７２５の間で前記冷却段７２５と直接接触するように配置される。前記冷却段７２５とブリッジ７２７は、前記内側シリンダ７１５の外面に配置される複数の熱隔離部材７２９に接続される。前記熱隔離部材７２９は、前記内側シリンダ７１５から前記冷却段７２５を断熱する役割を果たし、且つ、前記ＲＦコイル７２１を直接に前記内側シリンダ７１５に接触させずに前記冷却段に取り付けるためのスペーサとしての役割を果たす。
【００６０】
前記ＲＦコイル７２１は、前記内側シリンダ７１５の一部を周方向に取り巻くようなフラット（すなわち平面）コイルでも非平面コイルでもよい（図４および５のものに類似している）。前記コイルは、図４および５のＲＦコイルに類似した配管でも、固形材料コイルでも、多くのフラットコイルに使用されるような針金でもよい。前記ＲＦコイルの材料は銅、ＨＴＳ材料、またはその他の任意の適切なＲＦコイル材料でよい。前記ＲＦコイルを絶縁し、図２〜５で前述したように２分割することができる。
【００６１】
流入管７６７を前記冷却段７２５の１つに接続し、流出管７６９を前記冷却段７２５の別の１つに接続し、前記冷却段７２５およびブリッジ７２７への冷却液の連続的な流れを提供する。前記流入管７６７および流出管７６９（流出管のみを図７に図示）は、内側シリンダ７１５の中央隔壁７５５を貫通する。隔壁固定具７７５を用いることにより、固定且つ密閉された経路で前記流入管７６７および流出管７６９が前記中央隔壁７５５を貫通するようにする。前記環７１９の外側で、前記流入管７６７および流出管７６９の周囲を被覆物７８１で覆うのが好ましい（被覆物７８１のみ図７に図示）。被覆物７８１としてファイバーグラスまたは発泡材のような断熱材を使うことができるが、好ましくは、被覆物７８１を配管で形成し、前記流入管７６７および流出管７６９を中心に周囲を取り巻くように配置することにより、前記被覆物７８１と前記環の間に形成される管状空間を真空にすることができる。この真空空間により、前記流入管７６７および前記流出管７６９は最も効果的に熱伝導から断熱される。前記流入管７６７および前記流出管７６９は、各々別の被覆物７８１を有するのが好ましいが、前記流入管７６７および前記流出管７６９の周囲に単一の被覆物７８１を配置してもよい。
【００６２】
図９を参照し、より具体的に説明すると、軸方向に延びる図の冷却段７２５はほぼ等間隔に前記内側シリンダ７１５の周囲に配置されており、各々に図９の参照番号７２５ａ〜７２５ｈが付されている。前記冷却段７２５およびブリッジ７２７（図９には図示せず）は直列に流体接続されているので、冷却剤は前記流入管７６７を通って前記環７１９に流入し、前記冷却段７２５およびブリッジ７２７の全てを通り、前記流出管７６９を通って前記環７１９を出る。より具体的には、前記冷却剤は、前記流入管７６７から冷却段７２５ａへ流れ、続いて冷却段７２５ｂ、７２５ｃ、７２５ｄ、７２５ｅ、７２５ｆ、７２５ｇ、７２５ｈへと順に流通する。次に、前記冷却液は冷却段７２５ｈから前記流出管７６９へと流れ、冷却源７９１へ戻る。
【００６３】
冷却段およびブリッジを用いることによって提供される１つの利点は、異なる形状とサイズのＲＦコイルを前記内側シリンダの周囲に配置しても前記冷却段との接触が維持されることである。多くの場合、撮像されている被検体の形状とサイズによってＲＦコイルの構成を変更することが望ましく、従って前記冷却段は前記ＲＦコイルの冷却を可能にする上で重要な役割を果たす。前記冷却段は前記ブリッジに直列に流体接続されているので、連続的な冷却液の流れによって、撮像の質を改善するのに十分な冷却が前記ＲＦコイルに提供される。
【００６４】
上述の利点は主に付属の図に示す冷却段およびブリッジの構成によって得られるものであるが、その他の冷却段およびブリッジの構成も可能である。例えば、前記冷却段を環状に配列することができ、この場合、各冷却段を円形にし、前記内側シリンダを中心にして周囲に配置する。軸方向に延びるブリッジを各冷却段の間に流体接続し、前記冷却段の間に直列接続を提供し、前記冷却段に冷却液を連続的に流すことができる。また、重要な点として、前記冷却段を直列接続するものとして説明してきたが、本発明の原則に従った冷却段は、冷却源から前記各冷却段への並列の流れを可能にする共通分岐管で接続することもできる。
【００６５】
本発明の原則に従い、ＭＲＩシステム１０１１を用いて撮像されている被検体を撮像するための方法を図１０に示す。前記方法１０１１は、前記撮像されている被検体を磁場に暴露する工程１０１３を含む。工程１０１５により、前記磁場で磁場勾配が生成される。工程１０１９で電磁信号は配管で形成されるＲＦコイルを通して前記撮像されている被検体から受信され、工程１０２１で冷却液は前記配管を通り前記ＲＦコイルを冷却する。当業者であれば当然理解するように、磁気共鳴検査は、この技術分野で既知の様々な磁気共鳴による励起と検出シーケンスを用いて行われるものであり、前記ＲＦコイルは前記磁気共鳴撮像検査を実行する前に冷却される。
【００６６】
図１１は、ＲＦコイル５０を含むシステム内の相互接続を示すブロック図である。前記環７１５の内部真空壁を形成する内側シリンダ２１５は、Ｇ１０またはＦＲ４のような積層材料で作られる。当業者であれば、この材料として、エポキシ樹脂結合材を有する連続フィラメントガラス繊維が含まれることを理解するであろう。その他の材料を使用することもできる。
【００６７】
熱隔離部材２９１を介し、前記内側シリンダ２１５、７１５に液体窒素（ＬＮ２）配管１１１２を取り付け、必要に応じて断熱する。コイル２２１を、例えば上述の図２〜６で説明したように配管によって作る場合、前記配管はＲＦコイルとしての機能も果たす。例えば図７〜９を参照し上述したように、冷却段または部材７２５を冷却するために配管を作る場合、前記コイル７２１は前記段７２５に熱接続される。
【００６８】
望ましいコイル制御、同調、整合、減結合、およびそのような機能性を含むプリント基板１１１４を前記コイル５０に同様に取り付け、適切な配線で前記コイルに接続する。前記コイルから送受信されるＲＦ、直流（ＤＣ）、およびその他の必要な電気信号は、適切な電気貫通接続（フィードスルー）１１２０を介して提供される。ＭＲＩインターフェイスおよびケーブル配線１１２２は、前記必要な電気信号を前記ＭＲシステム１０に提供する。
【００６９】
外部冷却剤伝達システム１１１６は、前記冷却剤を冷却するための使われる前記液体窒素またはその他の冷却剤を提供する。前記システムは、低温液体貯蔵器、必要な冷却剤ラインおよびケーブル配線、継ぎ手などを含む。前記コイル５０を出入りする冷却剤の流れは、例えば上記に詳細を全て説明したような、適切な流入・流出ポート１１１８によって提供される。ベローズ１１１６により、前記冷却剤は膨張または収縮が可能となり、前記システムに流体接続される。
【００７０】
外部真空システム１１２４は、通常、単数または複数の真空ポンプを含み、必要に応じて真空領域を真空にするために、前記コイル５０に接続される。また、前記コイルは、真空弁、および前記真空領域１１２６を換気する排気弁も含む。
【００７１】
前述の説明はヘッドコイルを中心とするものであったが、当業者であれば、その他の身体部位にその他の方法で使用するようにコイルを設計できることを理解するであろう。従って、例えば、膝、脊椎、肩、手首、肘、側頭下顎骨関節（ＴＭＪ）、またはその他のコイルを実装することもできる。また、４個以外の数のコイルを有するコイルアセンブリを実装できることも理解されるであろう。従って、例えば、特定の用途の必要に応じ、３個以下あるいは５個以上のコイルを有するコイルを実装することができる。
【００７２】
本明細書の一部であり、本発明を実用化することができる、例示を目的とする具体的な好ましい実施形態を示すものである付属の図を参照し、前述の好ましい実施形態の詳細な説明をしてきた。当業者が本発明を実用化できるよう、これらの実施形態について十分に詳細に説明をしたが、その他の実施形態を利用することもでき、本発明の意図または範囲から逸脱することなく、論理的、電気的、機械的、構造的、および化学的な変更を行えるものと理解される。本発明を実用化する当業者に不要な詳細を避けるために、前記説明において、当業者に既知の一部の情報を割愛している場合がある。従って、前述の説明は、限定的なものとして捉えられるべきではなく、本発明の範囲は付属の請求項およびそれと同等のものによってのみ定められる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、主磁石と、勾配磁石と、ＲＦコイルとを有する磁気共鳴画像装置を図示する。
【図２】図２は、本発明の原則に従ったヘッドコイル・アセンブリの上面図であり、前記ヘッドコイル・アセンブリは、内側シリンダと外側シリンダの間に配置される複数のＲＦコイルを有する。
【図３】図３は、図２のヘッドコイル・アセンブリをＩＩＩからＩＩＩにかけて切断したときの側面断面図である。
【図４】図４は、図２の内側シリンダおよびＲＦコイルの上面図である。
【図５】図５は、図２の内側シリンダおよびＲＦコイルの底面図である。
【図６】図６は、図２のＲＦコイルを通って循環する冷却液が流通する経路を図示する。
【図７】図７は、本発明の原則に従った冷却段を複数有するヘッドコイル・アセンブリの上面断面図であり、分かりやすく示すために、前記冷却段の一部のみを図示する。
【図８】図８は、図７のヘッドコイル・アセンブリの側面断面図である。
【図９】図９は、図８のヘッドコイル・アセンブリをＩＸからＩＸまで切断したときの正面断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の原則に従ったＭＲＩシステムを用いて撮像されている被検体を撮像するための方法を図示する。
【図１１】図１１は、ＲＦコイルを含むシステムの相互接続を図示するブロック図である
【図１２】図１２は、本発明の原則に従ったヘッドコイル・アセンブリの透視図であり、前記ヘッドコイル・アセンブリは複数のＲＦコイルを有する。
【図１３】図１３は、本発明の原則に従ったヘッドコイル・アセンブリの透視図であり、前記ヘッドコイル・アセンブリはバードケージコイルとして構成されている。
【図１４】図１４は、本発明の原則に従ったコイルアセンブリの透視図である。
【図１５】図１５は、本発明の原則に従ったコイルアセンブリの流体接続を図示する。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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