(57)【要約】高周波（ＲＦ）信号を伝送するための伝送経路（１３）を開示する。その伝送経路は複数のリードセグメント（２０、２１、２２）を有し、そのリードセグメントは容量結合素子（３０）により一端で互いに結合され、誘導結合素子（３１）により他端で結合され、各々の有効長さは約λｉ／４である。λｉは経路（１３）を介して伝送されるディファレンシァルモード信号の波長である。これらの素子（３０、３１）を隣接するリードセグメント（２０、２１；２１、２２）の少なくとも一部にわたって電気的に延在する分散素子として設けることにより、非常に細い伝送経路（１３）を実現することができる。これは侵襲的カテーテルでの使用が特に好適である。さらにまた、この経路（１３）は磁気共鳴（ＭＲ）画像化システムのＲＦフィールド中を導くことができる。コモンモード共鳴を効果的に抑制できるからである。
2008537490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのリードセグメントを有する伝送経路であって、前記リードセグメントが少なくとも１つの誘導結合素子及び／または容量結合素子により結合され、前記少なくとも１つの誘導結合素子及び／または容量結合素子が隣接するリードセグメントの少なくとも一部にわたり電気的に延在する分散回路素子として設けられる伝送経路。
【請求項２】
前記分散容量結合素子またはトランスフォーマ素子が隣接するリードセグメントの２つのワイヤの重なった閉じた端または短絡した端として実現される、請求項１に記載の伝送経路。
【請求項３】
前記分散容量結合素子は隣接するリードセグメントの２つのワイヤの重なり合った開放端として実現される、請求項１に記載の伝送経路。
【請求項４】
前記リードセグメントは一端において容量結合素子により互いに結合され、他端において誘導結合素子またはトランスフォーマ素子により結合される、請求項１に記載の伝送経路。
【請求項５】
前記リードセグメントは各々有効長さが約λｉ／４であり、前記誘導結合素子／トランスフォーマ素子と前記容量結合素子を含む各リードセグメントはλｉ／４共鳴であり、λｉは前記経路を伝送されるディファレンシァルモード信号である、請求項４に記載の伝送経路。
【請求項６】
前記リードセグメントの少なくとも１つの実際長さは前記コモンモード共鳴周波数を高くするために短くされ、前記ディファレンシァルモード共鳴周波数を少なくとも実質的には不変に保つために、容量素子が前記リードセグメントの２つのワイヤの間に設けられる、請求項５に記載の伝送経路。
【請求項７】
前記リードセグメントの少なくとも１つの実際長さは前記コモンモード共鳴周波数を高くするために短くされ、前記ディファレンシァルモード共鳴周波数が少なくとも実質的には不変であるように、絶縁材料が前記リードセグメントの２つのワイヤの間に設けられる、請求項５に記載の伝送経路。
【請求項８】
前記リードセグメントの少なくとも１つの実際長さは前記コモンモード共鳴周波数を高くするために短くされ、前記ディファレンシァルモード共鳴周波数が少なくとも実質的には不変であるように、前記リードセグメントの前記開放端の近くの前記リードセグメントのワイヤ間の距離を近づける、請求項５に記載の伝送経路。
【請求項９】
前記リードセグメントの少なくとも１つは、前記リードセグメントがコモンモード信号に非共鳴である誘電率εａを有する絶縁材料で覆われる、請求項５に記載の伝送経路。
【請求項１０】
カテーテル等の電気的アクセサリ装置または補助機器であって、特に、前記電気的アクセサリ装置または補助機器を磁気共鳴画像化システム中の接続ユニットと接続するため、請求項１乃至９の少なくとも一項の伝送経路を有する電気的アクセサリ装置または補助機器。
【請求項１１】
請求項１乃至９のうち少なくとも１項に記載の伝送経路、及び／または請求項１０に記載の少なくとも１つの電気的アクセサリ装置または補助機器を有する磁気共鳴画像化システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、高周波（ＲＦ）信号の伝送のための伝送経路（導電リンクまたは接続リードまたはライン）に関する。この伝送経路は特に侵襲的カテーテルで使用するのに好適である。さらにまた、この経路は特に磁気共鳴（ＭＲ）画像化システムのＲＦフィールドを導くために提供することができる。本発明は、特にカテーテルや特にＭＲ画像化の際に人体の検査に使用されるその他の侵襲的またはアクセサリ的装置等である電気的装置にも関する。最後に、本発明は磁気共鳴画像化システムであって、ＲＦ表面コイルやＲＦ伝送経路に設けられるコイル素子を有するカテーテルム等の１つ以上の電気的アクセサリ的装置を有するシステムに関する。
【０００２】
ＭＲ画像化システムは特に患者の検査と治療に使用される。かかるシステムにより、検査する人体組織の核スピンが、一定の主磁場（Ｂ０フィールド）により整列され、ＲＦパルス（Ｂ１パルス）により励起される。結果として得られる緩和信号を、局所化（localization）のための傾斜磁場にさらし、それから人体の１次元、２次元、または３次元画像を既知の方法で形成するために受信する。
【０００３】
特に、ＭＲシステムは２種類に分けることができる。第１のものは、いわゆるオープンＭＲシステム（垂直システム）であって、Ｃアームの両端の間にある検査領域に患者を配置するものである。検査または治療の間、実際にはすべての方向から患者にアクセスすることができる。第２のものは、管状（シリンダ状）の検査空間（座標系）を有し、その中に患者を配置するＭＲシステムである。
【０００４】
ＲＦコイル系が、ＲＦ信号の送信と緩和信号の受信のために備えられる。ＭＲ画像化装置に恒久的に組み込まれるＲＦコイル系（患者のほぼ全身を画像化するボディコイル）に加えて、検査する領域にスリーブまたはパッド等としてフレキシブルに配置できるＲＦ表面コイルも使用される。同様に、ＲＦヘッドコイルが備えられ、患者の頭部の検査に使用される。
【０００５】
さらにまた、カテーテルその他の侵襲的装置が使用される。これは、ＭＲ画像化の際に例えば組織サンプルを取るために患者の体内に導入されるものであり、少なくとも１つのコイル素子と、少なくともその先端領域にあるオシレータとを有する。このオシレータは、形成される画像における位置特定や画像化を目的としたものである。
【０００６】
これらのＲＦ表面コイル、ヘッドコイル、カテーテル、上記のその他装置を接続ユニット、とりわけ電源、受信装置、制御ユニットと接続するＲＦ伝送ラインまたは経路は、通常、ＲＦフィールド中を導かれねばならない。このＲＦフィールドは、特にＭＲシステムの場合、ＲＦコイル系により送信される前記ＲＦパルスとして発生されるＢ１フィールドである。
【０００７】
かかるＲＦフィールドにより、ＲＦ伝送ライン及び周辺の人体組織中にＲＦコモンモード信号（電流）が誘起される。この電流により、アクセサリ装置及び／または接続ユニットの障害や破壊のリスクがあるだけでなく、ラインや隣接する組織の直接的な大幅な加熱が生じ、特に表面コイルやカテーテルの場合、ＲＦ伝送ラインが患者に近すぎたり体内にあると患者がやけどをする。その結果、かかるラインにはこのようなリスクに対して安全措置を講じなければならない。
【０００８】
独国特許公開公報ＤＥ１０２４９２３９．５と国際出願公開公報ＰＣＴ／ＩＢ０３／０４５８９は、長さがｎ＊λ／２（λ＝ＲＦパルスの波長）ではなく誘導カップリング素子（特にトランスフォーマ）により局限（limited）された少なくとも１つのラインセクションを有する接続リードを開示している。これにより、ラインセクションは送信されたＲＦパルス（Ｂ１フィールド）により誘起されるコモンモード信号に対して共鳴しなくなる。好ましくは、誘導カップリング素子は少なくとも１つの容量素子と接続され、共鳴回路を形成する。その共鳴回路の共鳴条件は、その接続リードを介して転送される信号（すなわち、ＭＲ緩和現象により発生するディファレンシァルモード信号）の周波数により満足される。
【０００９】
この接続リードを使用して、ＭＲ誘導診療で使用するＲＦでも安全な血管内カテーテル等の診療器具を作ることができる。
【００１０】
しかし、この接続リードの第１の欠点は、共振回路と特にディスクリートの容量素子と誘導素子が余分なスペースを取り、リードの径や厚みが大きくなり、カテーテルでの使用や人体に入れることが不可能になる。第２の欠点は、共振回路が互いにカップリングし、非効率的であることである。第３の欠点は、共振回路が周りの組織を加熱することである。
【００１１】
それゆえ、本発明の１つの目的は、冒頭部分で述べた伝送経路であって、上記の３つの不利点のうち少なくとも１つを実質的に除去または回避できる伝送経路を提供することである。
【００１２】
さらにまた、導入部分で述べた伝送経路であって、ＲＦフィールド中を誘導しても上記の意味で安全であり、低コストで長いものを製造でき、特に使い捨てのカテーテルその他の侵襲的装置に使用できる伝送経路を提供する。
【００１３】
最後に、導入部分で述べた伝送経路であって、ＲＦフィールド中を誘導しても上記の意味で安全であり、伝送する信号の損失が最低で伝送品質が高い伝送経路を提供する。
【００１４】
上記目的は、請求項１によると、伝送経路により解決される。該伝送経路は、少なくとも２つのリードセグメントを有し、前記リードセグメントは少なくとも１つの誘導及び／または容量結合素子により結合され、前記素子は隣接するリードセグメントの少なくとも一部にわたり電気的に延在する分散回路素子として設けられる。
【００１５】
かかる分散素子を設けることにより、特にＲＦ伝送経路がフレキシブル担体または基板上のプリント回路基板として製造されると、非常に薄く細長いラインとしてＲＦ伝送経路を実現でき、人体の侵襲的検査に使うカテーテルで使用することができる。
【００１６】
さらにまた、低いコストで製造することができる。ディスクリート素子や集中素子は必要ないからである。
【００１７】
従属項は本発明の有利な実施形態に関する。
【００１８】
請求項２と請求項３は、分布回路素子の有利な実施形態を含む。
【００１９】
請求項４のようにリードセグメントの容量結合及び誘導結合を代替することにより、及び請求項５のようにリードセグメントの有効長を約λｉ／４とすることにより、λｉ／４トランスフォーマ共鳴（λｉ＝リードセグメント内の波長）を実現して、伝送するディファレンシァルモード信号の場合にだけ共鳴が励起され、コモンモード信号は抑制されるようにする。これにより、ＭＲ周波数レンジにおいてディファレンシァルモード信号の伝送について最適化された、非共鳴的でコモンモード信号を効果的に抑制する伝達関数を有する伝送経路を実現できる。
【００２０】
特に、請求項１と組み合わせて、その他の考え得る有利点は、かかる伝送経路は、長い導体または電極を有する接続インプラント、例えば、心臓ペースメーカや人工神経、にも使用できることである。プリアンプへのパワー供給、ＭＲコンパチブルＩＶＵＳ（血管内超音波）装置、カテーテルのマルチアイトラッキング、ＭＲ画像生成の際のガイドワイヤ、その他のアプリケーションに使用できる。ＲＦ伝送経路は直径が非常に小さいだけではなく、（例えばＭＲ画像化システムにより発生された）ＲＦフィールド中を導かれても上記の意味で安全でもある。
【００２１】
請求項６乃至９は、ディファレンシァルモード信号の伝送を最適化し、コモンモード信号を抑制するために、有効長に関する伝達経路の有利な実施形態を開示している。
本発明のさらなる詳細、特徴、有利点は、図面を参照した好適な実施形態の以下の説明から明らかになる。
【００２２】
図１Ａは、検査領域１の磁場の発生と受信に重要なオープンＭＲ画像化装置のコンポーネントを例示している。検査領域１の上下には、それぞれ磁石系２、３が備えられている。これらは、基本的に一様な主磁場（検査対象を磁化、すなわち核スピンを整列するＢ０フィールド）を発生し、その磁束密度（磁気誘導）は数十テスラから数テスラの間のオーダーである。その主磁場は、患者Ｐ中をその患者の長軸と垂直な方向（すなわちｘ方向）にある。
【００２３】
ＲＦ送信コイル４（ボディコイル）である平面状または少なくとも略平面状のＲＦ導体構造（共振素子）が、ＭＲ周波数のＲＦパルス（Ｂ１フィールド）を発生するために備えられている。そのＲＦパルスにより、検査する組織中の核スピンが励起される。前記ＲＦ伝送コイル４は、それぞれ磁石系２及び／または３の上に配置されている。ＲＦ受信コイル５が組織中の後続の緩和現象（relaxation  events）を受信するために備えられている。これらのコイル５も磁石系２、３の少なくとも１つの上に備えられたＲＦ導体構造（共振素子）により形成されている。あるいは、好適に切り換えられるならば、１つの共通のＲＦ共鳴素子を送信と受信の両方に使用してもよい。または、２つのＲＦ共振素子４、５が共同で交互に送信と受信をすることもできる。
【００２４】
さらにまた、患者Ｐの組織から発する緩和信号の空間的区別と分解（励起状態の局所化）のために、複数の傾斜磁場コイル７、８が設けられ、これによりｘ軸方向に伸びる３つの傾斜磁場を発生する。従って、第１の傾斜磁場はｘ軸方向で基本的に線形に変化し、第２の傾斜磁場はｙ軸方向で基本的に線形に変化線形に変化し、第３の傾斜磁場はｚ軸方向で基本的に線形に変化する。
【００２５】
検査によっては、電気的なアクセサリ装置や補助機器が必要となる。かかる装置は例えばＲＦ表面コイル６である。このＲＦ表面コイル６は、平面状ＲＦ受信ボディコイルに加えて、またはこれの代わりに使用され、患者Ｐに直接、または検査領域に配置されるＲＦ受信コイルとして構成される。これらのＲＦ表面コイル６は、一般的にはフレキシブルなパッドまたはスリーブとして構成される。
【００２６】
さらにまた、患者Ｐの治療や組織サンプルの抽出をするため、または組織パラメータを決定するため、カテーテル１０が使用されることが多い。このカテーテル１０は、患者に導入され、その位置をディスプレイ画面上で見ることができる。これを目的とした様々な能動的方法や受動的方法、帯域的検出や局所的検出、追跡ストラテジが知られている（Bartels  and  Bakker  in  "Endo  vascular  interventional  magnetic  resonance  imaging",  Institute  of  Physics  Publishing,  Phys.  Med.  Biol.  ４８  (２００３)  R３７-R６４参照）。
【００２７】
図１Ｂはカテーテル１０であるかかるアクセサリ装置を示す概略図である。そのカテーテルの先端（またはそれから少し離れた位置）に、マイクロコイルまたはマイクロチップ等である送信及び／または受信ユニット１１が配置されている。この送信及び／または受信ユニット１１上にコイル（及び場合によってセンサ）等の必要コンポーネントが作られる。または、その先端にセンサその他の先行技術による手段が備えられる。患者Ｐの外部にあるカテーテル１０の端には、ＲＦ伝送経路１３を介して接続された電源及び／または受信装置及び／または制御装置及び／または切り換えユニットである接続ユニット１２が設けられている。この伝送経路１３はカテーテル中を送信及び／または受信ユニット１１まで導かれ、その伝送経路１３を介して送信及び／または受信ユニット１１が駆動され、場合に応じてセンサその他のコンポーネントから測定値及びデータが伝送される。
【００２８】
ＲＦ表面コイル６であるアクセサリ装置の場合、かかるコイルも、受信したＭＲ緩和信号（ディファレンシァルモード信号）を伝送するために、ＲＦ伝送経路１３（導電リンクまたは接続リード）を介して対応する接続ユニット１２（電源、受信／送信装置、及び／または制御装置）に接続されている。
【００２９】
しかし、導入部で述べたように、ＲＦコイル系により発生されたＲＦフィールドは伝送経路１３中にＲＦコモンモード電流（または同軸ケーブルの場合にはシース電流）を誘起する。このＲＦコモンモード電流により、局所的な大電流密度による経路の加熱が起こり、局所的に大きな電場により周辺組織が加熱される。経路１３は全体としてこの定在波に囲まれ、１つのアンテナワイヤとして機能する。
【００３０】
この問題を検討すると、一般に、経路１３内の波長（λｉ＝λ０／√εｉ）と経路１３外の波長（λａ＝λ０／√εａ）を区別しなければならない。ここで、λ０は真空中の波長であり、εｉは経路１３内または経路のワイヤ間の有効誘電率であり、εａは経路１３外の有効誘電率である。より正確には、それぞれディファレンシァル（または奇）モード誘電率εｉとコモン（または偶）モード有効誘電率εａと呼ばれている。
【００３１】
一般的に、かかるコモンモード電流を抑制または回避するには、独国特許出願公開第１０２４９２３９．５号公報と国際出願公開第ＰＣＴ／ＩＢ０３／０４５８９号公報に開示された、例えば長さがλａ／４よりも短くインダクタ／トランスフォーマ及びキャパシタにより結合されたリードセグメントを使用すればよい。
【００３２】
あるいはそれに替えて、ＲＦ伝送経路をこれらのコモンモード電流に関して安全にするには、それを２つ以上の短いリードセグメントに分割して、互いに誘導結合素子と、キャパシタ及び／またはインダクタを集中素子として有するマッチングネットワークとを介して結合する。
【００３３】
しかし、どちらの場合でも、これらのディスクリートコンポーネントが余分なスペースを必要とし、カテーテルにおけるかかる経路の使用を径が大きなものに制限してしまう。
【００３４】
本発明の一般的な原理として、ディスクリート素子や集中素子を使用するのではなく、かかる結合素子を、伝送経路１３の少なくとも一部にわたって電気的に分布したキャパシタ及び／またはインダクタ／トランスフォーマとして設ける。
【００３５】
以下、本発明をＲＦ伝送経路の実施形態を参照して詳細に説明する。このＲＦ伝送経路はＲＦ信号の伝送用に設けられる。ＲＦ伝送経路の一端に送信及び／または受信ユニット１１またはその他のアクセサリ装置が設けられると、パワーを供給しなければならない。かかるパワーは、ＲＦパワーとしてＲＦ伝送経路を介して伝送できる。そのＲＦパワーは供給先のユニットまたは装置において整流され変換される。このパワー伝送の場合、経路の伝送帯域内の他の周波数を使用する、及び／またはディファレンシァルモード信号が伝送されていない時にパワーを伝送する。
【００３６】
図２は、本発明によるＲＦ伝送経路の第１の実施形態の一部分を示す。この部分は、３つのリードセグメント２０、２１、２２を有し、これらは２つのワイヤである。各ワイヤは少なくともほぼλｉ／４（ここで、λｉは経路１３内のディファレンシァルモード信号の波長である）またはこれよりすこし短い有効長を有する。電気的に分布した結合素子３０、３１は、例えば、隣接するリードセグメント２０と２１の間、及び２１と２２との間に重なりを設けることにより実現できる。
【００３７】
より詳細には、図２と３を参照して、分布キャパシタ３０は隣接するリードセグメント２０と２１のワイヤの開放端を重ねて作り、分布キャパシタ３１は隣接するリードセグメント２１と２２のワイヤの開放端を重ねて作られる。
【００３８】
かかるＲＦ伝送経路１３がフレキシブル担体または基板上のプリント回路板として提供されると、非常に薄く細いラインを実現でき、人体の侵襲的検査に使うカテーテルで使用することができる。
【００３９】
隣接するリードセグメント２０、２１、２２に交互に容量結合と誘導結合とを設け、各々の長さを少なくともほぼλｉ／４（またはλｉ／４より少し短く）として、容量結合素子３０と誘導結合素子３１を含む各リードセグメント２０、２１、２２がλｉ／４共鳴するようにすると、ディファレンシァルモード信号の共鳴だけが伝送され（λｉ／４トランスフォーマ共鳴、誘導結合素子３１（Ｌｋ）において電流が最大になり、容量結合素子３０（Ｃｋ）において電圧が最大となる）、一方、コモンモード共鳴はリードセグメントの端にある（低い浮遊）容量の高い直列インピーダンスにより抑制され、またリードセグメントがコモンモードの定常波には短すぎるため抑制される。
【００４０】
重なりの大きさを適当にとることにより、伝送するディファレンシァルモード信号に対して所望の帯域通過伝送特性を実現することができる。
【００４１】
アプリケーションと伝送する周波数レンジに応じて、リードセグメント２０、２１、２２を比較的長くすると問題が発生することがある。上記の通り、リードセグメントの有効長を約λｉ／４にしなければならないからである。従って、伝送経路１３の長さが比較的短いときは、コモンモード共鳴を抑制するか、コモンモード共鳴周波数を十分高くするためには経路１３では分割（結合）が少なすぎることがある。
【００４２】
図３は、本発明によるＲＦ伝送経路の第２の実施形態を示している。上記の問題は、図３のようにリードセグメント２１、２２、２３のワイヤ間に並列キャパシタ４０、４１を加えることにより、解決することができる。
【００４３】
伝送経路の径を大幅に大きくしないために、これらのキャパシタ４０、４１は、複数のディスクリートキャパシタ素子により実現することができ、または誘導結合素子３１等の近くのワイヤ構造を重ねて電気的に分散させて実現することができ、ワイヤ全体に分散させて実現することができる。容量を滑らかに変化させることもできる。
【００４４】
追加的または代替的な手段は、リードセグメント２０、２１、２２内で、及び／またはリードセグメント２０、２１、２２のワイヤペア中の個々のワイヤ間で誘電率εｉが高い材料を使用することである。または、リードセグメント２０、２１、２２のワイヤペア中の個々のワイヤの離間（ワイヤ間の距離）を小さくすることである。
【００４５】
これにより、リードセグメント２０、２１、２２内の波長λｉが小さくなり、その結果ディファレンシァルモード信号のリードセグメント２０、２１、２２の共鳴長が小さくなり、ＲＦ伝送経路の長さが同じであってもより多くの結合３０、３１を設けなければならなくなる。同時に、リードセグメントは、実際の長さが短くなるので、コモンモード信号に対して共鳴しにくくなる。
【００４６】
その他の追加的または代替的な手段として、リードセグメント２０、２１、２２の実際の長さを短くしたとき、誘導結合素子３１の誘導が増加すれば、ディファレンシァルモード信号の共鳴を実質的に不変に保つことができる。
【００４７】
その他の追加的または代替的な手段は、リードセグメント２０、２１、２２のワイヤを誘電率εａができるだけ低い材料に埋め込み、コモンモード信号に有効なリードセグメント２０、２１、２２の外部半波長λａ／２を大きくし、リードセグメント２０、２１、２２のコモンモード共鳴長よりも非常に高く保つことである。
【００４８】
かかるＲＦ伝送経路またはケーブル１３を製造する方法はいくつか異なるものがある。最も融通がきく方法はＰＣＢ（プリント回路基板）を使用することである。
【００４９】
他の方法は、ワイヤのペアを２つ使用し（すなわち、導体は４つ）、それらをらせん状に巻くことである。図２に示した構造を実現するために、ワイヤのペアは互いにオフセットを持たせて切り、ワイヤペア間で開放端が重なる（結合３０）ようにする。さらにまた、各ペアのワイヤを互いにオフセットを持たせて接続し、ワイヤペア間で閉じた端を重ならせる（結合３１）ことができる。切る箇所と接続する箇所（すなわち結合３０、３１）の間の距離は、リードセグメント２０、２１、２２の長さがそれぞれλｉ／４となるように選択する。
【００５０】
その他の代替案は、長いループであるつながったワイヤを使用して、それを切って長さがλｉ／４のリードセグメントにすることである。
【００５１】
容量結合３０は、必ずしも、図２と図３に示したようにループの開放端を（直接的に）結合したものでなくてもよい。図４の側面図を参照して、同一面内にある隣接するリードセグメント５０、５１の開放端を短いワイヤ５２で（間接的に）結合することもできる。その短いワイヤ５２は、リードセグメント５０、５１の対向する端の上に配置される。これにより、ワイヤ切断のみを使用したときの製造パラメータのフレキシビリティが高くなる。
【００５２】
好ましくは、フレキシブル基板または担体を、ワイヤを担うために使用する。これにより、ラインまたはケーブル１３が非常に細くなり、カテーテルでの使用に特に好適である。
【００５３】
上記の原理は、２ワイヤの伝送経路に限定されず同軸ケーブルにも適用することができる。
【００５４】
図２、３、４に示したＲＦ伝送経路の部分は、もちろん両側に続いており、さらに別の複数のセグメント２０、２１、２２、５０、５１がある。
【００５５】
提案したコンセプトの実現性を評価するために、カテーテル１０を使ってシミュレーションを実行した。そのカテーテル１０は、マイクロコイル１１を有し、誘導性Ｌが約１５０ｎＨであり、その先端は１．５ＴのＭＲシステム（信号周波数＝６３．８７ＭＨｚ）において使用される。これらのシミュレーションにおいて、ラインまたは経路１３は、３つのセグメント２０、２１、２２を有し、そのセグメントの長さはそれぞれ約０．６６ｍであり、隣接するセグメントとの重なりは約０．０４ｍである。各セグメント２０、２１、２２は、直径ｄが約５０μｍの２つの銅ロッドを有し、ロッド間の距離は約５００μｍであり、ロッド間の誘電率εｉは約２．２である。この場合、波長λｉ／４は約０．７９ｍとなる。この経路の場合、信号減衰は約１５ｄＢであった（ディファレンシァルモード）。しかし、この経路のコモンモード共鳴周波数は約６３ＭＨｚである。
【００５６】
その結果、コモンモード共鳴は、ＭＲシステムのＲＦ送信の際にこの共鳴の励起を回避するためには、６３．８７ＭＨｚよりできるだけ高くしなければならない。それゆえ、リードセグメントの有効長は短くしなければならない。同時に、信号伝送の損失を低くするため、ディファレンシァルモード共鳴周波数を６３．８７ＭＨｚに保たなければならない。これは、例えば、第２の実施形態及び図３に関連して上述した次の３つの手段の少なくとも１つにより実現できる：
１）ロッド間の誘電率εｉを高くする、及び／または
２）開放端に近くでリード２０、２１間の距離を短くする、及び／または
３）セグメントの開放端の近くの（集中または複数のディスクリートまたは分布）キャパシタ４０、４１。
【００５７】
図５は、共鳴ＲＦ伝送経路１３の概略的な等価回路図を示している。この共鳴ＲＦ伝送経路１３は４つのリードセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３及びＴ４を有し、各々の長さは少なくともほぼλｉ／４であり、図２を参照して上で説明したように容量結合Ｃｋと誘導結合Ｌｋを介して交互に結合されている。実際、容量結合はディファレンシァルモードではＣｋ／２として効果を有し、コモンモードでは２Ｃｋとして効果を有する。さらにまた、誘導結合Ｌｋは、実際には浮遊容量Ｃｓｔｒを有し、これも概略的に示した。
【００５８】
カテーテルの先端のマイクロコイルＬｃ等のアクセサリ装置は、ＲＦ伝送経路１３の一端（入力）と適当なマッチングネットワークＭＮを介して結合している。マッチングネットワークＭＮは、ＲＦ伝送経路１３に対するアクセサリ装置のインピーダンスをマッチングさせるために設けられている。他端（出力）において、ＲＦ伝送経路１３は、例えば、高インピーダンスＦＥＴアンプＡまたはインピーダンスを変換するトランスフォーマと結合され、ＲＦ伝送経路１３を介して伝送される評価信号と結合されている。
【００５９】
図６は、リードセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の長さ、容量結合Ｃｋ、誘導結合Ｌｋ、マッチングネットワークＭＮが最適化された場合に、かかるＲＦ伝送経路１３により達成できる伝送／周波数特性を示す。リードセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４が無損失であると仮定して、曲線ＡはマイクロコイルＬｃに誘起される電圧ｖ［ｄＢ］を示し、曲線ＢはＲＦ伝送経路１３の出力における電圧ｖ［ｄＢ］を示す。それぞれ周波数ｆ［ＭＨｚ］に依存している。
【００６０】
これと比較して、図７は、リードセグメントＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４の損失を考慮して、それがＲＧ１７４同軸ケーブルとしてもけられた場合の伝送特性を示している。曲線ＣはマイクロコイルＬｃに誘起される電圧ｖ［ｄＢ］であり、曲線ＤはＲＦ伝送経路の出力における電圧ｖ［ｄＢ］である。
【００６１】
図８は、コモンモード信号の特性を考慮した、ＲＦ伝送経路１３の等価回路図を示している。これらの信号の場合、ＲＦ伝送経路１３は、コモンモード信号では、約λｉ／４の間隔で結合キャパシタ２Ｃｋと誘導結合Ｌｋの浮遊容量Ｃｓｔｒにより区切られた（interrupted）単一ワイヤとなる。
【００６２】
外部波長λａが内部波長λｉよりも短いとき、ＲＦ伝送経路１３を長さが約λｉ／４のリードセグメントに分ければ、ほとんどの場合、危険なコモンモード信号を効果的に抑制するのに十分である。しかし、人体組織表面や人体に導入するカテーテル等のアプリケーションの場合には、人体組織の誘電率が高いので、コモンモード信号に効く外部誘電率εａがＲＦ伝送経路の内部誘電率εｉよりも大幅に大きいので、コモンモード信号の波長λａは伝送経路内の波長λｉよりも小さくなる。
【００６３】
以下の２つの手段（第３と第４の実施形態）の少なくとも１つにより、リードセグメントの有効長がコモンモード信号に対しても臨界長さλａ／２を大きく下回らせることができる。
【００６４】
図９に示した第３の実施形態では、少なくとも１つのリードセグメント（この場合同軸ケーブル）を折り畳んで、長さを折り畳んでない場合の１／３にする。これにより、外部誘電率εａが９＊εｉ以下である限り、リードセグメントの電気的有効長さはλａ／４より長くはならない。
【００６５】
図９のようにリードセグメントを折り畳むには、例えば、シールド中間レイヤを有するＰＣＢマルチレイヤ技術を用いればよい。
【００６６】
対称２ワイヤラインその他のタイプの伝送ラインまたは経路の場合、ラインの上記の機能が折り畳みにより損なわれないように注意するする必要がある。さらにまた、各リードセグメントの隣接し平行な部分は、互いに結合しておらず、短くしたワイヤセグメントとしてシールドが有効でなければならない。
【００６７】
第４の実施形態では、リードセグメント２０、２１、２２の実際の長さは、コモンモード信号の波長λａ／４が短くなるに応じて短くする。ディファレンシァルモード信号の共鳴状態を維持するために、リードセグメント２１、２２を結合している誘導結合３１を大きくし、リードセグメント及び図３に示したリードセグメントのワイヤ間のキャパシタ４０または４１が共鳴して、ディファレンシァルモード信号が生じる。
【００６８】
これらの実施形態は、結合係数が大きい多数のトランスフォーマを有する必要がないという有利性を有する。上記の実施形態は、誘導結合ループに関して結合係数（coupling  factor）は約８％でよい。さらにまた、結合キャパシタの容量も、図５の回路図の両方のワイヤにおいて、１ｐＦ（Ｃｋ）程度と比較的小さい。
【００６９】
ＲＦ伝送経路１３は、フレキシブル基板の両サイドにリードセグメントを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）であるシールドされた２ワイヤラインとして実現することができる。隣接するリードセグメント間の重なったループと重なった開放端は数センチメートルずつ重ねることにより実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ＭＲ画像化装置とアクセサリ装置の概略側面図である。
【図２】本発明によるＲＦ伝送経路の第１の実施形態である。
【図３】本発明によるＲＦ伝送経路の第２の実施形態である。
【図４】ＲＦ伝送経路の隣接ワイヤのカップリング素子を示す図である。
【図５】リードセグメントと結合セクションを有するＲＦ伝送経路の等価回路図である。
【図６】損失がないＲＦ伝送経路の伝送特性を示すグラフである。
【図７】損失があるＲＦ伝送経路の伝送特性を示すグラフである。
【図８】コモンモード信号に関するＲＦ伝送経路の等価回路図である。
【図９】ＲＦ伝送経路の折り畳まれたリードセグメントを示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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