(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延在する主磁石であって、主ボア並びに前記主磁石の第１及び第２の対向する長手方向端部に配置される対向する第１及び第２の端部を有し、且つ前記主ボアの走査ボリュームの内部に実質的に均一な磁界を生成する、主磁石と、
システムクロックに従ってクロック同期信号を生成するシステムコントローラと、
第１及び第２の送信アンテナであって、前記第１の送信アンテナが前記主磁石の前記第１の対向する長手方向端部に隣接して位置し、前記第２の送信アンテナが前記主磁石の前記第２の対向する長手方向端部に隣接して位置し、前記第１及び第２の送信アンテナが、各々前記主ボアの長手軸を中心に円周方向に延在し、前記主磁石の前記主ボアに前記クロック同期信号を送信する、第１及び第２の送信アンテナと、
少なくとも１つの無線受信アンテナ及びシンクロナイザを含む無線周波数（ＲＦ）部であって、
前記少なくとも１つの無線受信アンテナが、前記主磁石の前記主ボアの内部に位置し、且つ前記第１及び第２の送信アンテナによって送信された前記クロック同期信号を受信し、
前記シンクロナイザが、前記少なくとも１つの無線受信アンテナと結合され、且つ受信された前記クロック同期信号に従って前記ＲＦ部のクロックを同期させる、無線周波数（ＲＦ）部と
を含む、同期装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の送信アンテナが、前記主磁石の前記第１及び第２の対向する長手方向端部それぞれから前記主ボアに前記クロック同期信号を同期して送信し、前記クロック同期信号は、Ｖｐ（ｔ）・ｓｉｎ（ωｃ・ｔ）の形式で搬送波信号に変調されるパイロット信号を含み、ここで、Ｖｐは時間（ｔ）の関数としての前記パイロット信号の振幅であり、ωｃは前記搬送波信号の角周波数である、請求項１に記載の同期装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の送信アンテナが、前記送信されたクロック同期信号が前記主磁石の前記主ボアの少なくとも一部の内部で定在波信号パターンを形成するように、前記主ボアに対して構成される、請求項１に記載の同期装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの無線受信アンテナが、前記第１及び第２の送信アンテナ間に位置し、前記主磁石の前記対向する長手方向端部に配置される前記第１及び第２の送信アンテナによってそれぞれの対向する方向から送信される前記クロック同期信号のみを受信する、請求項１に記載の同期装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の送信アンテナが互いに結合されて定在波共振器を形成し、前記定在波共振器は、共振ボリューム内で、送信された前記クロック同期信号が定在波信号パターンを形成する当該共振ボリュームを有する、請求項１に記載の同期装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの無線受信アンテナが、前記定在波信号パターンの内部に位置するように、前記第１及び第２の送信アンテナ間で、前記共振ボリュームの内部に位置し、前記主磁石の前記対向する長手方向端部に配置される前記第１及び第２の送信アンテナによってそれぞれの対向する方向から送信される前記クロック同期信号のみを受信する、請求項５に記載の同期装置。
【請求項７】
磁気共鳴（ＭＲ）システムの無線周波数（ＲＦ）部を前記ＭＲシステムのシステムクロックと無線的に同期させる方法であって、前記ＭＲシステムが、少なくとも１つのコントローラと、長手方向に延在する主磁石であって、前記主磁石の対向する長手方向端部に配置される対向する第１及び第２の端部並びに前記対向する第１及び第２の端部間に位置する主ボアを有する主磁石とを有し、前記方法が、前記少なくとも１つのコントローラによって実施され、且つ以下の動作：
前記システムクロックに従ってクロック同期信号を生成する動作と、
前記主ボアの長手軸を中心に円周方向に延在し、前記主磁石の第１の前記長手方向端部に隣接して位置する第１の送信アンテナと、前記主ボアの前記長手軸を中心に円周方向に延在し、前記主磁石の第２の前記長手方向端部に隣接して位置する第２の送信アンテナとから、前記主磁石の前記主ボアに前記クロック同期信号を送信する動作と、
前記主磁石の前記主ボアの内部に位置する少なくとも１つの無線受信アンテナを使用して、前記主磁石の前記対向する長手方向端部に配置される前記第１及び第２の送信アンテナから送信される前記クロック同期信号を受信する動作と、
前記受信されたクロック同期信号に従って前記ＲＦ部の内部クロックを同期させる動作と
を含む、方法。
【請求項８】
前記クロック同期信号を送信する前記動作が、前記主磁石の前記対向する第１及び第２の端部から、それぞれ前記第１及び第２の送信アンテナを使用して前記主ボアに前記クロック同期信号を同期して送信する動作を更に含み、前記クロック同期信号は、Ｖｐ（ｔ）・ｓｉｎ（ωｃ・ｔ）の形式で搬送波信号に変調されるパイロット信号を含み、ここで、Ｖｐは時間（ｔ）の関数としての前記パイロット信号の振幅であり、ωｃは前記搬送波信号の角周波数である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記クロック同期信号を送信する前記動作が、前記第１及び第２の送信アンテナによって送信された前記クロック同期信号によって、前記主磁石の前記主ボアの内部に定在波パターンを形成する動作を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの無線受信アンテナを、前記第１及び第２の送信アンテナ間に配置して、それぞれの対向する方向から送信される前記クロック同期信号のみを受信する動作を含み、前記クロック同期信号を受信する前記動作が、前記送信された前記クロック同期信号の定在波パターンを受信する動作を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の送信アンテナを一緒に結合して定在波共振器を形成して、前記クロック同期信号を送信する際に前記主磁石の前記主ボアの内部に定在波信号パターンを生成する動作を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記クロック同期信号を送信する前記動作が、搬送波信号に変調される前記同期信号の内部にパイロットトーンを含める動作を更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータ可読メモリ媒体上に格納されたコンピュータプログラムであって、磁気共鳴（ＭＲ）システムの無線周波数（ＲＦ）部を前記ＭＲシステムのシステムクロックと無線的に同期させ、前記ＭＲシステムが、少なくとも１つのコントローラと、長手方向に延在する主磁石であって、前記主磁石の対向する長手方向端部に配置される対向する第１及び第２の端部並びに前記対向する第１の端部及び第２の端部間に位置する主ボアを有する主磁石とを有し、前記コンピュータプログラムが：
前記システムクロックに従ってクロック同期信号を生成し、
前記主ボアの長手軸を中心に円周方向に延在し、前記主磁石の第１の前記長手方向端部に隣接して位置する第１の送信アンテナと、前記主ボアの前記長手軸を中心に円周方向に延在し、前記主磁石の第２の前記長手方向端部に隣接して位置する第２の送信アンテナとを使用して、前記主磁石の前記主ボアに前記クロック同期信号を送信し、
前記主磁石の前記主ボアの内部に位置する少なくとも１つの無線受信アンテナを使用して、前記主磁石の前記対向する長手方向端部に配置される前記第１及び第２の送信アンテナから前記クロック同期信号を受信し、且つ
前記受信されたクロック同期信号に従って前記ＲＦ部の内部クロックを同期させる
プログラム部分を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
前記プログラム部分が更に、前記クロック同期信号を送信する際に、前記主磁石の前記対向する第１及び第２の端部から、それぞれ前記第１及び第２の送信アンテナを使用して前記主ボアに前記クロック同期信号を同期して送信させ、前記クロック同期信号は、Ｖｐ（ｔ）・ｓｉｎ（ωｃ・ｔ）の形式で搬送波信号に変調されるパイロット信号を含み、ここで、Ｖｐは時間（ｔ）の関数としての前記パイロット信号の振幅であり、ωｃは前記搬送波信号の角周波数である、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの無線受信アンテナが、前記第１及び第２の送信アンテナ間に配置され、それぞれの対向する方向から送信される前記クロック同期信号のみを受信し、前記第１及び第２の送信アンテナによって送信された前記クロック同期信号によって、前記主磁石の前記主ボアの内部に定在波パターンを更に形成させる、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
搬送波信号に変調される前記同期信号の内部にパイロットトーンを更に含む、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの無線受信アンテナが、前記第１及び第２の送信アンテナ間に配置され、それぞれの対向する方向から送信される前記クロック同期信号のみを受信し、前記クロック同期信号を送信する際に、前記主ボアの内部に定在波パターンを形成するように、前記第１及び第２の送信アンテナの各々に等しい振幅及び位相で前記クロック同期信号を更に提供させる、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
更に前記第１及び第２の送信アンテナを一緒に結合して定在波共振器を形成して、前記クロック同期信号を送信する際に前記主磁石の前記主ボアの内部に定在波信号パターンを生成させる、請求項１７に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本システムは、磁気共鳴（ＭＲ：magnetic resonance）撮像法（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）及び磁気共鳴分光法（ＭＲＳ：magnetic resonance spectroscopy）システムのためのクロック同期システム、より具体的には、無線型の無線周波数（ＲＦ：radio frequency）コイルを採用しているＭＲＩ及びＭＲＳシステムのためのクロック同期システム及びその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩは、画像再構成のためにプロトンの周波数及び位相の符号化を使用する画像化技術である。近年、無線型のＭＲＩ無線周波数（ＲＦ）コイル（これは、無線型又は受信専用型のＲＦコイルとしても知られていることがある）が利用できるようになった。これらの無線型ＲＦコイルは、複数のトランスデューサ（例えば、トランスデューサアレイ）を含んでＭＲ信号を取得し、その後、取得されたＭＲ信号をサンプリングしてデジタル化して、再構成された画像情報を含み得るデジタル化された信号を形成することができる。それに応じて、無線型ＲＦコイルは画像処理部を含んで、取得されたＭＲ信号を画像情報を形成するようにデジタル化することができる。次いで、デジタル化された信号は、更なる処理のために及び／又はシステムのディスプレイ上での出力のために、システムコントローラに送信される。無線型ＲＦコイルの利点は、デジタル化された情報を無線で送信でき、従って、信号ノイズを持ち込み且つ望ましくない熱及び放射線放出を引き起こし得るＲＦケーブルなどのガルヴァーニ電気ケーブルを必要としないことである。しかしながら、無線型ＲＦコイルはシステムクロックと適切に同期するのが困難であり、同期が不正確である場合、アーチファクト等に起因する望ましくない画像劣化が発生し得る。従って、無線型ＲＦコイルは典型的に、システムクロックとの正確な同期のために、有線ケーブル又は光ケーブルを使用する。
【０００３】
無線クロック同期システムに関しては、無線同期信号の到着時間のわずかな変化が、無線型ＲＦコイルの復元されたクロック信号の内部の位相ノイズに変換されるであろう。到着時間のこれらのわずかな変化は、無線型ＲＦコイルの無線受信機、患者、及び／又は患者テーブルの動きに起因し得、画像劣化につながり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に記載されるシステム、機器、方法、配置、ユーザインターフェース、コンピュータプログラム、処理等（以下では、これらの各々は、文脈がそうでないことを示さない限り、システムと呼ばれる）は、従来技術のシステムにおける問題に対処し、且つ／又は更なる解決策を提供する。
【０００５】
本システムの実施形態に従って、同期装置が開示され、この同期装置は、主ボア並びに対向する第１及び第２の端部を有し、且つ主ボアの走査ボリュームの内部に実質的に均質な磁界を生成するように構成される主磁石と、システムクロックに従ってクロック同期信号を生成するように構成されるシステムコントローラと、第１及び第２の送信アンテナであって、第１の送信アンテナが主磁石の第１の端部に隣接して位置し、及び第２の送信アンテナが主磁石の第２の端部に隣接して位置し、第１及び第２の送信アンテナが主磁石の主ボアにクロック同期信号を送信するように構成される、第１及び第２の送信アンテナと、少なくとも１つの受信アンテナ及びシンクロナイザを含む無線周波数（ＲＦ）部であって、この少なくとも１つの受信アンテナが、主磁石の主ボアの内部に位置し、且つ第１及び第２の送信アンテナによって送信されたクロック同期信号を受信するように構成され、及びシンクロナイザが、この少なくとも１つの受信アンテナと結合され、且つ受信されたクロック同期信号に従ってＲＦ部のクロックを同期させるように構成される、無線周波数（ＲＦ）部とのうちの１つ又は複数を含む。
【０００６】
第１及び第２の送信アンテナは、主ボアのそれぞれの対向する第１及び第２の端部から主ボアにクロック同期信号を同期して送信するように構成され得ることも想定されている。更に、第１及び第２の送信アンテナは更に、送信されたクロック同期信号が主磁石の主ボアの少なくとも一部の内部で定在波信号パターンを形成するように、主ボアに対して構成されることができる。例えば、第１及び第２の送信アンテナは、主磁石の主ボアに同期信号を送り込むための主磁石の対応する対向した開口部に位置することもできる。少なくとも１つの受信アンテナは、第１及び第２の送信アンテナ間で、且つ定在波信号パターンの内部に位置し得ることが更に想定されている。更に、第１及び第２のアンテナは互いに結合されて、共振ボリュームであって、その中で送信されたクロック同期信号が定在波信号パターンを形成する共振ボリュームを有する定在波共振器を形成し得ることが想定されている。少なくとも１つの受信アンテナは、定在波信号パターンの内部に位置するように、共振ボリュームの内部に位置し得ることも想定されている。
【０００７】
本システムの実施形態に従って、磁気共鳴（ＭＲ）システムの無線周波数（ＲＦ）部をＭＲシステムのシステムクロックと無線的に同期させる方法が開示され、ＭＲシステムは、少なくとも１つのコントローラと、対向する第１及び第２の端部並びにこの対向する第１及び第２の端部間に位置する主ボアを有する主磁石とを含むことができ、この方法は、この少なくとも１つのコントローラによって実施されることができ、且つ以下の動作：システムクロックに従ってクロック同期信号を生成する動作と、主磁石の第１の端部に隣接して位置する第１の送信アンテナと、主磁石の第２の端部に隣接して位置する第２の送信アンテナとから、主磁石の主ボアにクロック同期信号を送信する動作と、主磁石の主ボアの内部に位置する少なくとも１つの受信アンテナを使用して、第１及び第２の送信アンテナから送信されるクロック同期信号を受信する動作と、受信されたクロック同期信号に従ってＲＦ部の内部クロックを（ＲＦ部の同期部によって）同期させる動作とのうちの１つ又は複数の動作を含むことができる。
【０００８】
クロック同期信号を送信する動作は、主ボアの対向する第１及び第２の端部から、それぞれ第１及び第２の送信アンテナを使用して主ボアにクロック同期信号を同期して送信する動作を更に含み得ることが更に想定されている。更に、クロック同期信号を送信する動作は、第１及び第２の送信アンテナによって送信される送信クロック同期信号によって、主磁石の主ボアの内部に定在波パターンを形成する動作を更に含むことができる。クロック同期信号を受信する動作は、主磁石の主ボアの内部に形成される、送信クロック同期信号の定在波パターンを受信する動作を更に含み得ることも想定されている。この方法は、第１及び第２のアンテナを一緒に結合して定在波共振器を形成して、クロック同期信号を送信する際に主磁石の主ボアの内部に定在波信号パターンを生成する動作を更に含むことができる。更に、クロック同期信号を送信する動作は、同期信号の内部にパイロットトーンを含める動作を更に含むことができ、このパイロットトーンは主磁石の主ボアの内部では比較的位相ノイズが無い。
【０００９】
本システムの更なる実施形態に従って、コンピュータ可読メモリ媒体（６２０）上に格納されたコンピュータプログラムが開示され、このコンピュータプログラムは、磁気共鳴（ＭＲ）システムの無線周波数（ＲＦ）部をＭＲシステムのシステムクロックと無線的に同期させるように構成され、ＭＲシステムは、少なくとも１つのコントローラと、対向する第１及び第２の端部並びにこの対向する第１及び第２の端部間に位置する主ボアを有する主磁石とを含み、このコンピュータプログラムは、プログラム部分であって、システムクロックに従ってクロック同期信号を生成し、主磁石の第１の端部に隣接して位置する第１の送信アンテナと、主磁石の第２の端部に隣接して位置する第２の送信アンテナとを使用して、主磁石の主ボアにクロック同期信号を送信し、主磁石の主ボアの内部に位置する少なくとも１つの受信アンテナを使用して、第１及び第２の送信アンテナからクロック同期信号を受信し、且つ／又は受信されたクロック同期信号に従ってＲＦ部の内部クロックを同期させるように構成され得るプログラム部分を含むことができる。
【００１０】
プログラム部分は、クロック同期信号を送信する際に、主ボアの対向する第１及び第２の端部から、それぞれ第１及び第２の送信アンテナを使用して主ボアにクロック同期信号を同期して送信するように更に構成され得ることが更に想定されている。更に、コンピュータプログラムは、第１及び第２の送信アンテナによって送信される送信クロック同期信号によって、主磁石の主ボアの内部に定在波パターンを形成するように構成されることもできる。コンピュータプログラムは、同期信号の内部にパイロットトーンを含むように構成され得ることも想定されており、このパイロットトーンは主磁石の主ボアの内部では比較的位相ノイズが無い。コンピュータプログラムは、クロック同期信号を送信する際に、主ボアの内部に定在波パターンを形成するように、第１及び第２の送信アンテナの各々に等しい振幅及び位相でクロック同期信号を提供するように構成され得ることも想定されている。更に、コンピュータプログラムは、第１及び第２のアンテナを一緒に結合して定在波共振器を形成して、クロック同期信号を送信する際に主磁石の主ボアの内部に定在波信号パターンを生成するように構成され得ることが想定されている。
【００１１】
本発明は、以降の例示的な実施形態において更に詳細に、同一の又は類似の構成要素が同一の又は類似の参照数詞によって部分的に示され、様々な例示的な実施形態の特徴が組み合わせ可能である図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本システムの実施形態に従った、ＭＲシステムの一部の部分切欠側面図を示す。
【図２】本システムの実施形態に従った、ＭＲシステムの一部の部分切欠断面図を示す。
【図３】本システムの実施形態に従った、ＭＲシステムの一部の端面図を示す。
【図４Ａ】本システムの実施形態に従った、無線クロック同期システムの一部の概略的ブロック図を示す。
【図４Ｂ】本システムの実施形態に従った、無線クロック同期システムの一部の概略的ブロック図を示す。
【図４Ｃ】本システムの実施形態に従った、図４Ｂの単一の共振器の斜視図を示す。
【図４Ｄ】本システムの実施形態に従った、図４Ｂの単一の共振器の放射パターンのグラフを示す。
【図４Ｅ】本システムの実施形態に従った、別の同期信号送信機の正面斜視図を示す。
【図４Ｆ】本システムの実施形態に従った、図４Ｅの単一の共振器の放射パターンのグラフを示す。
【図５】本システムの実施形態に従って実施される無線クロック同期工程を示した機能フロー図を示す。
【図６】本システムの実施形態に従ったシステム６００の一部を示す。
【図７Ａ】本システムの実施形態に従ったヘルムホルツ型同期信号送信機の正面斜視図を示す。
【図７Ｂ】本システムの実施形態に従った、受動的に駆動されるヘルムホルツ型同期信号送信機の正面斜視図を示す。
【図７Ｃ】本システムの実施形態に従ったヘルムホルツ型同期信号送信機の正面斜視図を示す。
【図８Ａ】本システムの実施形態に従った、第１の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【図８Ｂ】本システムの実施形態に従った、第２の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【図８Ｃ】本システムの実施形態に従った、第３の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【図８Ｄ】本システムの実施形態に従った、第４の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【図８Ｅ】本システムの実施形態に従った、第５の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【図８Ｆ】本システムの実施形態に従った、第６の波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下は、以降の図面と併せて、上述した特徴及び利点並びに更なる特徴及び利点を実証する例示的な実施形態についての記述である。以下の記載では、限定ではなくむしろ説明の目的のために、アーキテクチャ、インターフェース、技術、要素の属性等などの例示的な詳細が記載される。しかしながら、これらの詳細から逸脱する他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内にあるものとして依然として理解されるであろうことが当業者には明らかであろう。更に、明確にするために、良く知られている機器、回路、道具、技術、及び方法についての詳細な記載は、本システムについての記載を不明確にしないように省略されている。図面は、例示の目的のために含まれており、本システムの全範囲を表すものではないことが特に理解されるべきである。添付の図面において、異なる図面における同様の参照数字が類似の構成要素を指し示し得る。その用語及び／又は成語要素は、請求項の記載に従い、且つ本システムの１つ又は複数の実施形態に従ったシステムにおいて、記載された構成要素のうちの１つのみ又は複数が適切に存在する必要があり得る（例えば、１つのみの記載された構成要素が存在する、記載された構成要素のうちの２つが存在し得る等、記載された構成要素のうちの全てまでが存在し得る）ことを意味するものと理解されるべきである。
【００１４】
図１は、本システムの実施形態に従った、ＭＲシステム１００（明確にするために、以下ではシステム１００）の一部の部分切欠側面図を示す。システム１００は、コントローラ１１０、メモリ、ディスプレイ、本体１０２、主磁石１０４、傾斜磁場コイル１０６、及びＲＦ部１２０のうちの１つ又は複数を含むことができる。患者支持体１４０は、患者１０１（例えば、ヒトの患者等）などの走査のための関心対象（ＯＯＩ：object-of-interest）を支持するために、且つ／又は患者１０１などのＯＯＩを本体１０２に対して所望の位置及び／若しくは配向に配置するために設けられることができる。本システムの実施形態に従って、位置決めは部分的に又は完全に、コントローラ１１０によって制御され得る。
【００１５】
本体１０２は、少なくとも１つの空洞１０８と、対向する両端１１４の間に位置する主ボア１１２とを含むことができる。主ボア１１２は、本体１０２の対向する開口部１１５の間に位置することができ、それら複数の開口部１１５のうちの１つの開口部１１５を通して、患者１０１などのＯＯＩを受け入れるように構成されることができる。少なくとも１つの空洞１０８は、主磁石１０４、傾斜磁場コイル１０６、及びＲＦ部１２０の少なくとも一部のうちの１つ又は複数を受け止めるように構成されることができる。本体１０２は、必要に応じて、主磁石１０４などのシステム１００の部分を冷却するように構成される冷却機構（例えば、極低温冷却システム等）を更に含むことができる。
【００１６】
コントローラ１１０はシステム１００の全般的な動作を制御することができ、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ等）などの１つ又は複数の論理デバイスを含むことができる。コントローラ１１０は、主磁石コントローラ、傾斜コントローラ、ＲＦコントローラ、システムクロックシンクロナイザ１１１（明確にするために、以下ではシンクロナイザ）、及び再構成手段のうちの１つ又は複数を含むことができる。本システムの実施形態に従って、主磁石コントローラは主磁石１０４の動作を制御することができる。傾斜コントローラは、傾斜磁場コイル１０６の動作を制御することができる。ＲＦコントローラは、ＲＦ部１２０の動作を制御することができる。システムクロックシンクロナイザ１１１は、システムクロックなどのシステムの１つ又は複数のクロックとＲＦ部１２０のクロック（例えば、ＲＦ部１２０の内部クロック）を同期させるように動作することができる。再構成手段は、更なる処理のためにＲＦ部からデジタル化された情報（例えば、画像情報、分光情報等）を取得することができる。
【００１７】
コントローラ１１０は、走査シーケンス、走査パラメータ等を更に決定することができ、又はさもなければユーザから及び／又はメモリから取得することができ、走査進行中にそれらを適用することができる。例えば、コントローラ１１０は、メモリから走査シーケンスを取得し、それに応じて例えば主磁石１０４、傾斜磁場コイル１０６、及び／又はＲＦ部１２０を制御することができる。コントローラ１１０は、システムコントローラなどの少なくとも１つのコントローラを含むことができ、本体１０２と一体的に又は別個に形成されることができる。例えば、幾つかの実施形態では、コントローラ１１０は、本体１０２から離れて位置することができ、有線の及び／又は無線の通信方式などの任意の適切な方法を介して、メモリ、ディスプレイ、主磁石１０４、傾斜磁場コイル１０６、ＲＦ部１２０、及び再構成手段のうちの１つ又は複数と通信することができる。例えば、コントローラ１１０は、１つ又は複数のネットワーク（例えば、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ：wide area network）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：local area network）、インターネット、独自の通信バス、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ：controller area network）、電話方式ネットワーク等）を介して、上記の構成要素のうちの１つ又は複数と通信することができる。
【００１８】
主磁石１０４はボア１１３を有することができ、主ボア１１２の内部に主磁界（例えば、Ｂ０フィールド）を生成するように構成されることができる。主磁界は、主ボア１１２の走査ボリューム１１６の内部で実質的に均一であることができる。主磁石１０４は、主磁界の少なくとも一部を生成するように各々が構成された１つ又は複数の主磁石を含むことができる。主磁石１０４は、環状の（例えば、リング）磁石とすることができる。しかしながら、更に他の実施形態において、主磁石は、環状又はリング磁石、平面磁石、分割磁石、開放型磁石、半円形磁石（例えば、Ｃ字型磁石等）などの任意の適切な磁石を含むことができる。主磁石１０４又はその部分は、超伝導材料などの任意の適切な材料から形成されることができ、且つ／又はコントローラ１１０の制御下で動作することができる。
【００１９】
傾斜磁場コイル１０６は、コントローラ１１０の制御下で１つ又は複数の対応する軸に沿って１つ又は複数の傾斜磁場を生成することができる１つ又は複数の傾斜磁場コイル（例えば、ｘ−、ｙ−、ｚ−傾斜磁場コイル）を含むことができる。シンクロナイザ１１１は、本体１０２の対向する両端１１４に又はこれに隣接して位置する送信アンテナ１３２（例えば、同期送信アンテナ）などの少なくとも１つの送信アンテナによる送信のために、同期信号（例えば、システムクロック同期信号）を生成し出力するように動作することができ、その結果、同期信号は向かい合っている方向から主ボア１１２へ伝搬する。同期信号は、本システムの実施形態に従って動作しているシンクロナイザ１１１によって形成される又はさもなければ生成されることができ、システムクロックと一致することができる。より具体的には、幾つかの実施形態に従って、同期信号はＶｐ（ｔ）・ｓｉｎ（ωｃ・ｔ）として表わされることができ、ここで、Ｖｐは時間（ｔ）の関数としてのパイロット信号の振幅であり、ωｃは搬送波信号の角周波数である。同期信号は、搬送波信号に変調され、無線チャネルを介してＲＦ部１２０に送信されるパイロット信号（パイロットトーンを含む）Ｖｐ（ｔ）を含むことができる。従って、パイロット信号は搬送波信号と混合され、送信アンテナ１３２によって送信され得る。搬送波信号は、パイロットトーンなどの情報を含むことができる。同期信号は、本体１０２の対向する両端１１４から主ボア１１２の内部に伝搬することができ、本明細書で更に説明されるように、少なくとも１つの受信アンテナ１３６によって受信されることができる。幾つかの実施形態では、送信アンテナ１３２は、本体１０２の対向する両端１１４に配置されることができ、本体１０２の主ボア１１２の少なくとも部分的に外側にあり得ることが更に想定されている。更に他の実施形態では、送信アンテナ１３２は本体１０２の主ボア１１２の内部で、且つ本体の対向する両端１１４から離れて配置され得ることが想定されている。
【００２０】
ＲＦコイル部１２０は、コントローラ１１０の制御下で、ＲＦ励起パルスを送信し、且つ／又はＭＲ信号（例えば、エコー情報）を受信する（例えば、誘導される）ように構成された複数のＲＦ送信コイルを含むことができる。例えば、幾つかの実施形態では、ＲＦ部１２０は、送信及び／又は受信コイルのトランスデューサアレイを含むことができる。ＲＦ部１２０は、本体１０２の主ボア１１２の内部に位置することができ、患者支持体の下などの所望の位置及び／又は配向に配置されて主ボア１１２の内部の所望の走査ボリュームの画像を取得することができる。ＲＦ部１２０はコントローラ１１０の制御下で動作することができる。ＲＦ部１２０は、少なくとも１つの受信アンテナ１３６（例えば、同期信号受信アンテナ）、信号増幅器、信号フィルタ、及び位相ロックループ（ＰＬＬ：Phase-Locked-Loop）回路、これらのうちの１つ又は複数は互いに通信できるのであるが、これらのうちの１つ又は複数を含むことができるシンクロナイザ１２２を更に含むことができる。少なくとも１つの受信アンテナ１３６は、同期信号を受信するように構成され、受信された同期信号を増幅器に提供することができる。本システムの実施形態に従って、増幅器は受信された同期信号を増幅する（例えば、パイロットトーンを増幅する）ことができ、増幅された同期信号をフィルタリングのために信号フィルタに提供することができる。少なくとも１つの受信アンテナ１３６は、所望の位置に配置されることができ、必要に応じて、シンクロナイザ１２２に対して離れて配置されることができる。次いで、信号フィルタは、ＲＦクロック信号の位相を調節するように例えば復元されたパイロットトーンを追尾することができる１つ又は複数のＰＬＬ回路に、フィルタされた信号を提供することができる。従って、パイロットトーンは受信された同期信号から復元されることができ、且つＲＦクロック信号の位相を調節するために使用されることができる。従って、受信された同期信号は、ＲＦコイル部１２０のクロックをシステムクロックに同期させるために使用されることができる。
【００２１】
ＲＦ部１２０は、同調状態及び離調状態などの２つ以上の動作状態を有することができる。同調状態では、離調切替部が、１つ又は複数の受信ループがＭＲ信号（明確にするために、以下ではエコー情報）を取得できるように、１つ又は複数の受信ループを整調するように動作することができる。その後、（同調か又は離調かの）状態に関わりなく、受信専用ＲＦ部１２０は局所的にエコー情報をサンプリングし、サンプリングされたエコー情報を対応するデジタルデータ（例えば、ｋ−空間データ）を形成するようにデジタル化することができる。次いで、デジタルデータは再構成されて、画像情報、分光情報、位置情報（例えば、ＭＲに導かれた介入手順のための）等のうちの１つ又は複数を含む再構成されたＭＲ情報を形成することができる。次いで、デジタルデータ及び／又は再構成されたＭＲ情報は、更なる処理のために、任意の適切な無線通信方式を使用してＲＦ部１２０からコントローラ１１０へ無線的に送信されることができる。デジタル化されたデータを送信するために無線通信方式を使用することにより、ＲＦケーブルなどのガルヴァーニ導体の使用が回避され得る。
【００２２】
図２は、本システムの実施形態に従ったＭＲシステム２００の一部の部分切欠断面図を示す。ＭＲシステム２００はＭＲシステム１００と類似しており、同様の数字表示が使用されている。しかしながら、同期信号を送信するために（中央が結合されていない）同期送信アンテナ１３２を使用するよりむしろ、同期送信アンテナは、共振ボリューム２３３を定義する単一の（定在波）共振器２３２を形成するように、少なくとも１つの導電性リード線２３５（例えば、中央リード線）を用いて互いに結合されている。同期信号を送信する場合、単一の共振器２３２は、同期信号が単一の共振器２３２の共振ボリューム２３３の内部で（以下で数式５を参照して以下に説明されるように）低位相変動を伴った定在波型の送信信号を形成するように、同期信号を送信する。次いで、少なくとも１つの同期受信アンテナ１３６が同期信号を受信し、更なる処理のために受信された同期信号をシンクロナイザ１２２に提供してＲＦ部１２０のクロックをシステムクロックに同期させることができる。
【００２３】
幾つかの実施形態では、システムのコントローラによって制御される少なくとも１つのスイッチ（例えば、トランジスタ型スイッチなどのオン又はオフの電気的スイッチ）が、所望され得るように、能動的に且つ／又は選択的に（例えば、コントローラの制御下で）同期送信アンテナ１３２を結合する又は切り離すように、少なくとも１つのリード線２３５の各々に直列に結合されることができる。
【００２４】
更に他の実施形態では、複数の送信及び／又は受信アンテナが同期信号を送信及び／又は受信するように設けられ得ることが想定されている。コントローラは、システム及び／又はユーザ設定に従って使用するためにアンテナ集合をマッチさせ、且つ／又は選択するように設けられ得る。例えば、コントローラは、ＭＲ走査処置の間に使用されるＲＦコイルの型及び／又は位置に同期送信アンテナをマッチさせることができる。従って、システムは、本システムの実施形態に従って同期信号を送信及び／又は受信するためにそれぞれ使用され得る、送信及び／又は受信アンテナの結合及び／又は分離を制御するために、スイッチを含み得る。
【００２５】
主ボアの内部で同期信号を送信するために使用される送信方法のため、受信された同期信号及びパイロットトーンなどのそこから復元された情報は、比較的位相ノイズが無い。従って、ＲＦ部によって再構成された画像は、復元された同期信号の位相ノイズに起因するノイズの影響が無いことがあり得る。従って、信号共振器２３２は、ある共振ボリュームを有する単一の定在波共振器を形成することができ、この共振ボリュームの中では、信号共振器２３２から送信された同期信号が定在波パターンを形成する。単一の共振器２３２は、互いに結合されて単一の共振器２３２などの単一の共振器を形成する第１及び第２の送信アンテナ（例えば、１３２）を使用して形成されることができる。次いで、少なくとも１つの同期受信アンテナ１３６は共振ボリュームの内部に配置され、同期信号を受信することができる。従って、少なくとも１つの同期受信アンテナ１３６は単一の共振器２３２の内部に位置すると見なされることができる。
【００２６】
図３は、本システムの実施形態に従った、ＭＲシステム１００の一部の端面図を示す。同期送信アンテナ１３２の各々は、主ボア１１２の内部で、本体１０２の対応する端部１１４に、又はこれに隣接して位置している。更に、同期送信アンテナ１３２の各々は、本体１０２の主ボア１１２への搬入及び／又は主ボア１１２からの搬出の間に患者１０１がその中を通過することができる中央開口部３３３を画定するループを形成することができる。ＭＲシステム２００の端面図も同様である。しかしながら、同期送信アンテナ１３２は、単一の共振器を形成するように、互いに結合されている。
【００２７】
図４Ａは、本システムの実施形態に従った無線クロック同期システム４００Ａの一部の概略的ブロック図を示す。無線クロック同期システム４００Ａは、図１のシステム１００と類似していることができ、対向する開口部４１３と、対向する開口部４１３の間に位置する主ボア４１２とを有する主磁石（ＭＲＩ磁石）４０４を含むことができる。第１及び第２の同期信号送信機、それぞれＴＸ１及びＴＸ２が、開口部４１３に又はこれの近隣に位置している。同期受信アンテナＲＸ１は主ボア４１２の内部で、且つ同期信号送信機ＴＸ１とＴＸ２の間に位置している。第１及び第２の同期信号送信機ＴＸ１及びＴＸ２は、以下の図８Ａ〜図８Ｆに関して説明され得るように、ボア４１２の対向する両端からＭＲＩボアに無線同期信号を伝搬することができる。
【００２８】
例えば、図８Ａ〜図８Ｆは、本システムの実施形態に従って、異なる波長で同期信号を送信する２つの送信機に対する、波長の関数としての出力波形の対応するグラフ８００Ａ〜８００Ｆを示す。図８Ａ〜図８Ｆの各々において、同じ位相励起を有し、且つ点線により示されるように＋／−０．５単位距離で離間されている、２つの送信機について、出力波形（例えば、波パターン）が送信波長λの関数として示されている。グラフ８００Ａ〜８００Ｆの出力波形を比較すると、波長がより長くなると位相がより均一になることが分かる。同様の値が、本システムの実施形態に従って動作する他の同期信号送信機について取得され得る。更に、相対値の比較を示すためにλの整数値が示されているが、他の値のλも想定されている。
【００２９】
図４Ｂは、本システムの実施形態に従った無線クロック同期システム４００Ｂの一部の概略的ブロック図を示す。無線クロック同期システム４００Ｂは、図２のシステム２００と類似していることができ、対向する開口部４１３と、対向する開口部４１３の間に位置する主ボア４１２とを有する主磁石（ＭＲＩ磁石）４０４を含むことができる。同期信号送信機ＴＸ１は、ＲＸ１などの同期信号受信機が中に配置される信号送信機の共振ボリューム４３３（例えば、中央ボリューム）にわたって低位相変動の定在波を生成する、単一の共振器を含むことができる。より具体的には、同期信号送信機ＴＸ１は、主ボア４１２の内部に位置して少なくとも１つの導電性リード線４３５（例えば、中央リード線であり、その一部が明確にするために部分的に切断されて示されている）を使用して互いに結合されて、共振ボリューム４３３であって、その中で送信された同期信号が定在波形信号パターンを形成する共振ボリューム４３３を有する単一の（定在波）共振器ＴＸ１を形成する、第１及び第２の送信アンテナコイル４３２を含むことができる。従って、単一の共振器ＴＸ１は、大規模なボリュームにわたって極めて低位相変動の定在波パターンを生成することができる鳥かご型共振器を形成することができる。少なくとも１つの同期受信アンテナＲＸ１は、共振ボリュームの内部に（従って、定在波信号パターンの内部に）配置され、送信された同期信号（これは定在波信号パターンを形成する）を受信することができる。
【００３０】
図４Ｃは、本システムの実施形態に従った、図４Ｂの単一の共振器ＴＸ１の斜視図を示す。少なくとも１つの中央のリード線４３５の各々は、必要に応じて、例えば等間隔で互いに放射状に離間していることができる。
【００３１】
図４Ｄは、本システムの実施形態に従った、図４Ｂの単一の共振器ＴＸ１の放射パターンのグラフ４００Ｄを示す。グラフ４００Ｄは、単一の共振器ＴＸ１の図に重ね合わせられて配向を示す。
【００３２】
図４Ｅは、本システムの実施形態に従った別の同期信号送信機ＴＸ１−Ｅの正面斜視図を示す。同期信号送信機ＴＸ１−Ｅは、共振ボリュームにわたって低位相変動の定在波を生成する単一の共振器を含むことができる。同期信号送信機ＴＸ１−Ｅは、少なくとも１つの導電性リード線４３５（例えば、中央のリード線であって、その一部は明確にするために部分的に切り取られて示されている）を使用して互いに結合されている第１及び第２の送信アンテナコイル４３２Ｅを含むことができる。入力信号Ｖｉｎが、アンテナコイル４３２Ｅにそれぞれ結合されている入力リード線４３７−１及び４３７−２を介して、離間したアンテナコイル４３２Ｅに供給されることができる。同期信号送信機ＴＸ１−Ｅは、大規模なボリュームにわたって極めて低位相変動の定在波パターンを生成することができる別の鳥かご型共振器を形成することができる。少なくとも１つの同期受信アンテナは、共振ボリュームの内部に（従って、定在波信号パターンの内部に）配置され、送信された同期信号（例えば、これは定在波信号パターンを形成する）を受信することができる。
【００３３】
図４Ｆは、本システムの実施形態に従った、図４Ｅの単一の共振器ＴＸ１−Ｅの放射パターンのグラフ４００Ｆを示す。
【００３４】
様々なヘルムホルツ型共振器型の同期信号送信機（ＴＸ）が、図７Ａ〜図７Ｃを参照して示されている。より具体的には、図７Ａは、本システムの実施形態に従ったヘルムホルツ型同期信号送信機７００Ａの正面斜視図を示す。同期信号送信機７００Ａは、図４Ｅの同期信号送信機ＴＸ１−Ｅと類似していることができ、少なくとも１つの導電性リード線７３５Ａと、アンテナコイル７３２Ａのそれぞれ１つに各々が結合され、且つ入力信号Ｖｉｎを受け取るように構成される入力リード線７３７−１Ａ及び７３７−２Ａとを使用して互いに結合される、第１及び第２の送信アンテナコイル７３２を含むことができる。送信アンテナコイル７３２は、それぞれのコイルに静電容量を供給することができる、それぞれのコンデンサＣ１Ａ及びＣ２Ａを含むことができる。更に、入力コンデンサＣ３Ａが、入力リード線７３７−１Ａと７３７−２Ａにわたって結合されて、入力リード線７３７−１Ａ及び７３７−２Ａを互いに容量的に結合することができる。
【００３５】
図７Ｂは、本システムの実施形態に従った、受動的に駆動されるヘルムホルツ型同期信号送信機７００Ｂの正面斜視図を示す。同期信号送信機７００Ｂは、第１及び第２の送信アンテナコイル７３２Ｂを含むことができ、送信アンテナコイル７３２Ｂの各々はそれに結合されているそれぞれのコンデンサＣ１Ｂ、Ｃ２Ｂを有する環状リングを形成することができる。駆動アンテナ７５１Ｂは、駆動信号を受信することができる入力リード線７３７−１Ｂ及び７３７−２Ｂに結合されることができる。駆動アンテナ７５１Ｂは、本システムの実施形態に従って、受動的に（無線的に）第１及び第２の送信アンテナコイル７３２Ｂを駆動するように第１及び第２の送信アンテナコイル７３２Ｂと結合することができる。
【００３６】
図７Ｃは、本システムの実施形態に従った、ヘルムホルツ型同期信号送信機７００Ｃの正面斜視図を示す。信号送信機７００Ｃは、信号送信機７００Ｂと概ね類似しており、それぞれ第１及び第２の送信アンテナコイル７３２Ｃ−１及び７３２Ｃ−２を含むことができる。第１の送信アンテナコイル７３２Ｃ−１はコンデンサＣ１Ｃを含むことができ、第１の送信アンテナコイル７３２Ｃ−１を能動的に駆動するために入力信号Ｖｉｎを受信するように構成された入力リード線７３７−１Ｃ及び７３７−２Ｃと結合されることができる。第２の送信アンテナコイル７３２Ｃ−２は、それと結合されたコンデンサＣ２Ｃを有する環状リングを形成することができ、且つ第１の送信アンテナコイル７３２Ｃ−１によって受動的に駆動されるように、第１の送信アンテナコイル７３２Ｃ−１と無線的に結合されることができる。
【００３７】
従って、本システムの実施形態は、無線型のクロック同期システム及び方法を提供して、システムクロックに無線型ＲＦコイルを同期させることができ、このシステム及び方法により、無線型ＲＦコイルの無線受信機、患者支持体、及び／又は患者の動きに起因する信号到着時間の変化などの無線クロック同期信号の到着時間のわずかな変化を例えば補償することができる。このようにして、本システムは、例えばＲＦ部のクロック信号をシステムクロックと同期させるために使用され得る復元されたクロック同期信号の内部の位相ノイズを低減するか、又は完全に防止することができる。到着時間のこれらの変化は、例えば、無線受信機、患者、及び／又は使用中の患者支持体の動きに起因し得る。更に、これらの動きは、ＭＲＳ及びＭＲＩシステムによって生成される振動及び／又は力によって悪化され得る。本システムの実施形態に従って、無線型のクロック同期システムは、複数の送信機及び／又は受信機を採用して、複数の送信／受信方法を使用して無線クロック同期信号をそれぞれ送信及び受信することができる。これらの方法は、本システムの実施形態に従って実施され得る。更に、本システムの実施形態に従って、復元されたクロック同期信号は、画像アーチファクトを低減し且つ画像鮮明度を向上させるように、デジタル化され再構成されたＭＲ信号の二乗平均平方根（ＲＭＳ：root-mean-squared）位相誤差を最小化する又はさもなければ低減することができる。例えば、本システムの実施形態に従って、画像の生データにおけるクロック誘導された二乗平均平方根（ＲＭＳ）位相誤差が１度より下に維持されることが望まれる場合、ＲＭＳ時間ジッターは、６４ＭＨｚで４４ピコ秒（ｐｓ）より低く、１２８ＭＨｚで２２ｐｓより低くに維持されるべきである。
【００３８】
更に他の実施形態では、同期信号送信アンテナ（例えば、１３２）は３つ以上の送信アンテナを含み得ることが想定されている。更に他の実施形態では、単一の同期信号送信機が同期信号を送信するように設けられることができ、且つ／又は複数の受信アンテナが磁石のボアの内部に配置されて送信された同期信号を受信し得ることが想定されている。
【００３９】
図５は、本システムの実施形態に従って実施される無線クロック同期工程５００を示した機能フロー図を示す。工程５００は、ネットワーク上で通信している１つ又は複数のコンピュータを使用して実施されることができ、ローカルであり得る且つ／又は互いに遠隔であり得る１つ又は複数のメモリから情報を取得し、且つ／又はこれらのメモリに情報を格納することができる。工程５００は、以下の動作のうちの１つ又は複数を含むことができる。幾つかの実施形態では、工程５００の動作は、本システムの実施形態に従って動作するＭＲＩ又はＭＲＳシステムなどのＭＲシステムを用いて実施され得る。更に、これらの動作のうちの１つ又は複数は、必要に応じて、結合され得る且つ／又は下位の動作に分離され得る。更に、これらの動作のうちの１つ又は複数は、設定に応じて省略され得る。動作時には、この工程は動作５０１の間で開始して次いで動作５０３へ進行することができる。
【００４０】
動作５０３の間、この工程は、ＭＲシステムのシステムクロックに従って同期信号を生成することができる。従って、同期信号はシステムクロック同期信号であり得る。動作５０３の完了後、この工程は動作５０５へと続くことができる。
【００４１】
動作５０５の間、この工程は、共振器（例えば、図４ＢのＴＸ１、図２の２３２）及び／又は送信アンテナ（図４ＡのＴＸ１及びＴＸ２、並びに図１の１３２）などの少なくとも１つのアンテナを使用して、ＭＲシステムの主ボアに同期信号を送信することができる。送信された同期信号は、本システムの方法を使用して送信されて、本明細書で議論されるように、ＭＲシステムの主ボアの少なくとも一部において定在波パターンを形成することができる。同期信号は、パイロットトーンを有する搬送波信号を含むことができる。従って、同期信号を送信するアンテナは、パイロットトーンを有する搬送波信号を送信することにより、同期信号を送信することができる。動作５０５の完了後、この工程は動作５０７へと続くことができる。
【００４２】
動作５０７の間、この工程は、主ボアの内部及び／又は定在波パターンの内部に位置する受信アンテナ（例えば、１３６、ＲＸ１）などの少なくとも１つの同期信号受信アンテナを使用して、送信された同期信号を受信することができる。次いで、受信された同期信号は、更なる処理のためにＲＦコイル部のシンクロナイザへ提供されることができる。動作５０７の完了後、この工程は動作５０９へと続くことができる。
【００４３】
動作５０９の間、この工程は、受信された同期信号から、同期信号又はその一部を復元することができる。例えば、この工程は、受信された同期信号の搬送波信号からパイロットトーンを復元することができる。例えば、受信された同期信号の搬送波信号は、本システムの実施形態に従って処理されて、搬送波信号の内部に含まれるパイロットトーンを引き出すことができる。次いで、搬送波信号のパイロットトーン（パイロット信号）は増幅され、フィルタされることができる。動作５０９の完了後、この工程は動作５１１へと続くことができる。
【００４４】
動作５１１の間、この工程は、復元された同期信号に従ってＲＦ部のクロックをシステムクロックに同期させることができる。例えば、復元されたパイロットトーンは、ＲＦ部のクロックをシステムクロックと同期させるように、システムのＲＦコイルの同期回路のＰＬＬ回路を同期させるように使用されることができる。
【００４５】
受信された同期信号に関しては、この信号は復元された信号ｒと見なされることができ、時間ｔに関してｒ（ｔ）として表わされることができる。その時、復元された信号ｒ（ｔ）の位相ノイズΦｒ（ｔ）は、パイロットトーンを含む受信されたパイロット信号ｐの位相ノイズΦｐ（ｔ）と、ＰＬＬによって生成された位相ノイズとの組み合わせになる。従って、受信されたパイロット信号の位相ノイズΦｐ（ｔ）を最小限に抑えることに関心がもたれる。
【００４６】
ＭＲシステムの無線クロック同期システムにおいて、単一の送信アンテナが、ＭＲシステムの主ボアの内部で、伝搬型の同期信号を送信する（２つの離間されたアンテナ、又は共振ボリュームを画定する共振器型アンテナによって放射される定在波型の同期信号である本システムとは対照的に）ように設けられると仮定する。この同期信号は、伝搬定数ｋを有する伝搬波を介して、距離Ｌ（送信アンテナ（例えば、Ｔｘ）と受信アンテナの間で測定される）を送信される。その後は、この同期信号は受信アンテナによって受信されて、以下の数式１で示されるように時間の関数として表わされることができる。
Ｖｐ（ｔ）・［ｓｉｎ（ωｃ・ｔ−ｋ・（Ｌ＋ΔＬ））＋ｎ（ｔ）］  ．．．数式（１）
ここで、Ｖｐ（ｔ）は時間ｔの関数としてのパイロットトーンのピーク振幅であり、ωｃは搬送波信号の角周波数であり、ｎ（ｔ）は相加的チャネルノイズを表し、ΔＬは（例えば、送信アンテナと受信アンテナの間の）電気的距離の変動量である。チャネルによって追加されるノイズｎ（ｔ）の効果は、信号レベルを増加させることにより低減され得るが、しかしながら、これは到着時間の変動量Δｔには何ら影響を及ぼさないであろう。
【００４７】
そのような構成においては、位相誤差ΔΦ、到着時間Δｔ、及び電気的距離の変動量ΔＬの間の関係は、以下の数式２で示すように表わされ得る。
ΔΦ＝ωｃ・Δｔ＝ｋ・ΔＬ  ．．．数式（２）
【００４８】
従って、電気的距離の変化ΔＬ（例えば、送信アンテナと受信アンテナの間の距離の変動に起因し、これは電気的距離の対応する変動量ΔＬに帰着する）は、受信された同期信号における位相ノイズΔΦとして経験される、到着時間における変動量Δｔを引き起こす。
【００４９】
しかしながら、受信アンテナ（例えば、受信コイル及び／又はトランスデューサ）が２つの送信機（例えば、送信アンテナ）の間に等距離に配置され、これら２つの送信機の各々が等しい振幅及び位相を有する同期信号を送信することが仮定される場合、受信される同期信号は、以下の数式３で示されるように、時間の関数として表わされることができる。
【数１】
0006495321.tif 000002
ここで、以下の数式４に示される三角関数の公式を数式３に代入すると、受信される同期信号は、以下の数式５に示されるように時間の関数として表わされることができる。
【数２】
0006495321.tif 000003
【００５０】
数式５を参照すると、位置のわずかな変化は何らの位相ノイズも生成しないであろうことが分かる。この結果の理由は、数式１によって記載された伝搬同期信号を使用するよりむしろ、低位相変動を有する定在波パターンを有する定在波同期信号が、同期信号の送信に使用されることにある。
【００５１】
従って、本システムの実施形態は、複数の送信機及び／又は受信機を採用して低位相変動のクロック同期信号をそれぞれ送信すること及び／又は受信することにより、復元された（例えば、受信された）無線同期信号における位相誤差を低減するように動作するクロック同期回路を含むことができる。従って、単一の共振器又は同期送信アンテナの共振ボリュームにおいてなどの所望のボリュームにおいて低位相変動を伴う同期信号を送信するように、本システムの実施形態に従って動作する複数の送信及び／又は受信方法の使用を通じて、低減された位相ノイズを伴う無線クロック同期が達成され得る。
【００５２】
図６は、本システムの実施形態に従ったシステム６００の一部を示す。例えば、本システムの一部は、メモリ６２０と、ディスプレイなどの描画機器６３０と、センサ６４０と、ＲＦ部６６０と、磁気コイル６９２と、ユーザ入力機器６７０とに動作可能に結合されたプロセッサ６１０（例えば、コントローラ）を含むことができる。メモリ６２０は、アプリケーションデータに加えて記載された動作に関連した他のデータも格納するための任意の型の機器であり得る。アプリケーションデータ及び他のデータは、プロセッサ６１０を設定する（例えば、プログラミングする）ためにプロセッサ６１０によって受信されて、本システムに従った動作行為を実施する。そのように構成されたプロセッサ６１０は、本システムの実施形態に従って実施するのに特に適した特殊用途機械になる。
【００５３】
動作行為は、例えば、任意選択的な支援アクチュエータ、磁気コイル６９２、及び／又はＲＦ部６６０を制御することにより、ＭＲＩシステムを設定することを含むことができる。必要に応じて、支援アクチュエータは患者の物理的位置（例えば、ｘ、ｙ、及びｚ軸における）を制御することができる。ＲＦ部６６０はプロセッサ６１０によって制御されて、ＲＦ送信コイル及びＲＦ受信コイルなどのＲＦトランスデューサと、同調／離調及び同期状態などのＲＦ状態（モード）とを制御することができる。磁気コイル６９２は、主磁石コイル、傾斜磁場コイル（例えば、ｘ−、ｙ−、ｚ−傾斜磁場コイル）を含むことができ、主磁界及び／又は傾斜磁界を所望の方向及び／又は強さで放射するように制御されることができる。コントローラは、１つ又は複数の電源を制御して、所望の磁界が所望の時間に放射されるように、磁気コイル６９２に電力を供給することができる。ＲＦ部６６０は、離調状態の間に患者にＲＦパルスを送信するように、且つ／又は同調状態の間に患者からエコー情報を受信するように、制御されることができる。再構成手段は、（ＭＲ）エコー情報などの受信された信号を処理し、それらの信号をコンテンツに変換することができ（例えば、本システムの実施形態の１つ又は複数の再構成技術を使用して）、このコンテンツは、例えば、ディスプレイ６３０、スピーカなどの本システムのユーザインターフェース（ＵＩ：user interface）に描画され得る、画像情報（例えば、静止又はビデオ画像（例えば、ビデオ情報））、データ、及び／又はグラフを含み得る。更に、このコンテンツは次いで、後の使用のためにメモリ６２０などのシステムのメモリに格納され得る。従って、動作行為は、例えば、エコー情報から取得された再構成画像情報などのコンテンツを要求すること、提供すること、及び／又は描画することを含むことができる。プロセッサ６１０は、ビデオ情報などのコンテンツをシステムのディスプレイなどのシステムのＵＩ上に描画することができる。同期部が、ＲＦ部６６０のクロックをシステムクロックと同期させることができる。
【００５４】
ユーザ入力機器６７０は、本明細書に記載されるように、ＵＩの内部での相互作用を可能にすることを含めてプロセッサ６１０と相互作用するように動作可能であり得る。明らかに、プロセッサ６１０、メモリ６２０、ディスプレイ６３０、及び／又はユーザ入力機器６７０は全て又は部分的に、コンピュータシステム又は他の機器の一部であり得る。
【００５５】
本システムの方法はコンピュータソフトウェアプログラムによって実行されるのに特に適しており、そのようなプログラムは、記載される且つ／又は本システムによって想定される個々のステップ又は動作のうちの１つ又は複数に対応するモジュールを含んでいる。そのようなプログラムは、当然、集積チップなどのコンピュータ可読媒体、メモリ６２０又はプロセッサ６１０に結合された他のメモリなどの周辺機器又はメモリ内に組み込まれることができる。
【００５６】
メモリ６２０に含まれるプログラム及び／又はプログラム部分は、プロセッサ６１０を設定して本明細書に開示される方法、動作行為、及び機能を実行することができる。メモリは、例えばクライアント及び／又はサーバ間に分散され得、又はローカルであり得、プロセッサ６１０は、追加のプロセッサが設けられることができる場合、同様に分散され得、又は１つのみであることもできる。メモリは、電気、磁気、又は光学のメモリとして、又はこれらの若しくは他のタイプの記憶装置の任意の組み合わせとして実装されることができる。更に、用語「メモリ」は、プロセッサ６１０によってアクセス可能な、アドレス指定可能な空間におけるアドレスから読み出し可能な又は書き込み可能な任意の情報を包含するように十分に広く解釈されるべきである。この定義に従うと、ネットワークを介してアクセス可能な情報はなおもメモリの内部にあり、これは例えば、プロセッサ６１０が本システムに従った動作のためにネットワークからその情報を引き出すことができるためである。
【００５７】
プロセッサ６１０は、ユーザ入力機器６７０からの入力信号に応答して、同様に、ネットワークの他の機器に応答して、制御信号を提供するように及び／又は動作を実行するように、且つメモリ６２０に格納された命令を実行するように動作可能である。プロセッサ６１０は、マイクロプロセッサ、特定用途向け又は汎用の集積回路、論理デバイス等のうちの１つ又は複数を含むことができる。更に、プロセッサ６１０は、本システムに従って実行するための専用プロセッサであり得、又は多数の機能のうちの１つのみが本システムに従って実行するために動作する汎用プロセッサであり得る。プロセッサ６１０は、プログラム部分、複数のプログラムセグメントを利用して動作し得、又は専用の若しくは多目的の集積回路を利用したハードウェア機器であり得る。本システムの実施形態は、無線で同期したクロックを使用して画像を取得し再構成するための画像化方法を提供することができる。適切な用途としては、磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）システムなどの画像化システムが挙げられ得る。
【００５８】
本システムの実施形態に従って、発電、受信されたシステムクロック信号へのＲＦクロックの同期、及び信号処理は、ＲＦ部の内部でローカルに実施され得る。従って、ＤＣ電力及びＲＦ送信のためのガルヴァーニケーブルがそれによって必要なくなり、さもなければこれらのケーブルによって引き起こされ得る、干渉を低減する。
【００５９】
従って、本システムの実施形態は、従来技術のシステムの欠点を克服し、且つ／又は受信された無線同期信号の位相誤差を低減する若しくは完全に除去することができる無線型のＲＦコイルのための無線クロック同期システムを提供することができる。
【００６０】
本発明は特定の例示的な実施形態を参照して示され説明されたが、本発明はそれらに限定されず、むしろ様々な特徴及び実施形態の組み合わせを含めて、形態及び詳細の様々な変更形態が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくそれらにおいてなされ得ることが当業者によって理解されるであろう。例えば、ＭＲＩシステムの無線ＲＦ部に関して説明されたが、本システムは非常に安定した同期クロックが望まれる他の無線用途にも適切に適用されることができる。本システムの更なる変形形態は、当業者には容易に想到されることになり、以降の特許請求の範囲によって包含される。
【００６１】
最後に、上記の説明は、本システムの単なる例示であることが意図されており、添付の特許請求の範囲を何れかの特定の実施形態又は実施形態の集合に限定するものとして解釈されるべきではない。従って、本システムは例示的な実施形態を参照して説明されたが、多数の修正形態及び代替の実施形態が、以降の特許請求の範囲に記載されるような本システムのより広範な意図された趣旨及び範囲から逸脱することなく、当業者によって考案され得ることも理解されるべきである。従って、本明細書及び図面は例示的な態様と見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲を限定するように意図されてはいない。
【００６２】
添付の特許請求の範囲を解釈するにあたり、次のことが理解されるべきである。
ａ）単語「含む（comprising）」は、所与の請求項に列挙された構成要素又は動作以外の他のものの存在を排除するものではない。
ｂ）構成要素に先立つ単語「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような構成要素の存在を排除するものではない。
ｃ）請求項におけるいかなる参照符号もそれらの範囲を限定するものではない。
ｄ）幾つかの「手段（means）」は、同一の項目、又はハードウェア若しくはソフトウェアにより実装される構造又は機能により表わされることができる。
ｅ）開示された構成要素のうちの何れも、ハードウェア部分（例えば、独立した及び集積された電子回路を含む）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラム）、及びそれらの任意の組み合わせから構成されることができる。
ｆ）ハードウェア部分は、アナログ及びデジタル部分の片方又は両方から構成されることができる。
ｇ）開示される機器の何れか又はその部分は、特に別の記載がない限り、互いに結合され得るか、又は更なる部分に分離され得る。
ｈ）特に示されない限り、動作又はステップの特定のシーケンスが必要とされることは意図されていない。
ｉ）用語「複数の（plurality of）」構成要素は、特許請求される構成要素の２つ以上を含み、構成要素の数の何らの特定の範囲を意味しない。即ち、複数の構成要素は少なければ２つの構成要素であることができ、且つ無数の構成要素を含むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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