(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号を捕捉する無線周波数コイルアセンブリであって、
前記磁気共鳴信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数受信コイルと、
前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルと直列に結合される１つ以上の回路アームを有し、該１つ以上の回路アームの夫々は、互いに直列に結合された少なくとも２つの低損失スイッチを備え、夫々の回路アームの前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々は、対応する受信コイルのインピーダンスを制御して、チューン状態又はデチューン状態の間に夫々の対応する受信コイルをチューニング又はデチューンするよう構成される、デチューン回路と、
前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの直列に結合された低損失スイッチの間にある位置で前記１つ以上の回路アームの夫々へ結合され、前記デチューン状態の間に前記無線周波数受信コイルから電力を引き込むよう構成される充電制御回路と、
前記充電制御回路へ結合され、前記引き込まれた電力を保持するよう構成されるエネルギ保持デバイスと
を有する無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項２】
前記充電制御回路は、前記無線周波数受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成される少なくとも１つの電力制御スイッチを更に有する、
請求項１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの電力制御スイッチは、前記デチューン回路のインピーダンスを制御するよう選択的に制御される、
請求項２に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項４】
いつ前記デチューン状態に入るべきかを決定するよう構成されるコントローラ
を更に有する請求項１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項５】
前記コントローラは、前記デチューン状態に入ると決定される場合に、前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を実質的に非導通にするよう制御する、
請求項４に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項６】
前記コントローラは、前記デチューン状態に入らないと決定される場合に、前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を実質的に導通させるよう制御する、
請求項４に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項７】
前記充電制御回路は、前記無線周波数受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成される少なくとも１つの電力制御スイッチを更に有する、
請求項４に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項８】
前記コントローラは、前記デチューン状態に入らないと決定される場合に、少なくとも１つの電力制御スイッチを実質的に非導通にするよう制御する、
請求項７に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項９】
前記１つ以上の回路アームは、フルブリッジ回路を形成するように互いに並列に結合される、
請求項１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１０】
前記デチューン回路は、前記チューン状態にあるときに共振周波数に応答して前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルをチューニングし、前記デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルをデチューンするよう構成される、
請求項１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１１】
磁気共鳴信号を捕捉する無線周波数コイルアセンブリであって、
前記磁気共鳴信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数受信コイルと、
前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルと直列に結合され且つ互いに並列に結合された２つの回路アームを有し、該２つの回路アームの夫々は、互いに直列に結合された少なくとも２つの低損失スイッチを備え、夫々の回路アームの前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々は、対応する受信コイルのインピーダンスを制御して、チューン状態又はデチューン状態の間に夫々の対応する受信コイルをチューニング又はデチューンするよう構成される、デチューン回路と、
電力を保持するよう構成されるエネルギ保持デバイスを有し、前記２つの回路アームの夫々の前記少なくとも２つの直列に結合された低損失スイッチの間にある位置で前記２つの回路アームの夫々へ結合され、前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルから電力を引き込み、該引き込まれた電力を前記エネルギ保持デバイスで保持するよう構成される充電制御回路と、
を有する無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１２】
前記充電制御回路は、前記無線周波数受信コイルからの電力の引き込みを制御するよう前記２つの回路アームの１つと前記エネルギ保持デバイスとの間に結合された少なくとも１つの電力制御スイッチを更に有する、
請求項１１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの電力制御スイッチのデューティサイクルを制御することによって前記無線周波数受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成されるコントローラ
を更に有する請求項１２に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電力制御スイッチのデューティサイクルを制御することによって前記デチューン回路のインピーダンスを選択的に制御するよう構成されるコントローラ
を更に有する請求項１２に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１５】
当該無線周波数コイルアセンブリは、前記少なくとも１つの無線周波数受信コイル、前記デチューン回路及び前記充電制御回路を収容できるよう構成される筐体を更に有する、
請求項１１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１６】
前記２つの回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を、前記チューン状態の間は実質的に導通させるよう、前記デチューン状態の間は実質的に非導通にするように制御するよう構成されるコントローラ
を更に有する請求項１１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１７】
前記デチューン回路は、前記チューン状態にあるときに共振周波数に応答して前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルをチューニングし、前記デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルをデチューンするよう構成される、
請求項１１に記載の無線周波数コイルアセンブリ。
【請求項１８】
走査ボリューム内で略一様な磁場を有するメイン磁場を発生させる少なくとも１つのメイン磁石と、
無線周波数パルスを出力するよう構成される無線周波数送信コイルと、チューン状態の間に前記走査ボリュームからの磁気共鳴信号を捕捉し、無線周波数受信部の筐体内で該捕捉された磁気共鳴信号をデジタル化するよう構成される前記無線周波数受信部とを有する無線周波数部と
を有し、
前記無線周波数受信部は、
前記磁気共鳴信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数受信コイルと、
前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルへ結合され、デチューン状態の間に前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルをデチューンするよう構成されるデチューン回路であり、前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルと直列に結合される１つ以上の回路アームを有し、該１つ以上の回路アームの夫々は、互いに直列に結合された少なくとも２つの低損失スイッチを備え、夫々の回路アームの前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々は、対応する受信コイルのインピーダンスを制御して、前記チューン状態又は前記デチューン状態の間に夫々の対応する受信コイルをチューニング又はデチューンするよう構成される、前記デチューン回路と、
前記無線周波数受信部が前記デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルからのエネルギを保持し、前記無線周波数受信部が前記チューン状態にあるときに前記少なくとも１つの無線周波数受信コイルから切り離されるよう構成されるエネルギ保持部と
を有する、磁気共鳴システム。
【請求項１９】
前記無線周波数受信部は複数のチャネルを有し、該チャネルの１つ以上は、
前記少なくとも１つの無線周波数受信コイル、
前記デチューン回路、及び
前記エネルギ保持部
のうちの少なくとも１つを有する、
請求項１８に記載の磁気共鳴システム。
【請求項２０】
前記エネルギ保持部は、前記デチューン状態にあるときに前記エネルギ保持部において保持されるエネルギの量を制御するよう制御されたデューティサイクルを有するスイッチを更に有する、
請求項１８に記載の磁気共鳴システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
磁気共鳴（ＭＲ；magnetic  resonance）イメージング（ＭＲＩ；MR  imaging）及びスペクトロスコピー（ＭＲＳ；MR  spectroscopy）システムのための無線周波数（ＲＦ；radio-frequency）受信コイルに関係があり、特に、熱利得を低減しながらエネルギを利用する低損失スイッチ配置を備えたＲＦ受信専用コイル、及びその作動方法に関係がある。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩシステムは、ＭＲ信号（例えば、アナログ又はエコー信号）を捕捉するＲＦコイルを含む。ＭＲ信号は、次いで、サンプリングされ、デジタル化される。他のアナログＲＦコイルでは、ＭＲ信号は、ＲＦ信号によって増幅され、その後に、対応する画像データを、例えば、画像再構成プロセスの間に、形成するよう、サンプリング及びデジタル化のような更なる処理のために、アナログデータとしてＲＦケーブルのようなガルバニックケーブルを介してコントローラへ送信される。あいにく、大きな信号損失が、長距離のＲＦケーブルにわたって経験され得る。加えて、ＲＦケーブルによって発せられる放射線は、走査される患者を、高い局所ＳＡＲレベルにさらし得る。更に、ＲＦケーブルのようなガルバニック導体は、ＲＦ伝送によって誘導される高電流に起因した起こり得るＲＦ熱傷から患者を守るよう、高価であって且つ人間工学的に好ましくないバランを必要とする。
【０００３】
然るに、ガルバニック導体にわたるＲＦ伝送を回避するよう、いくつかのＲＦコイルは、対応するＲＦコイルの筐体内で局所的にアナログ増幅、サンプリング及びデジタル化を実施する。これは、長いＲＦケーブル敷設に関連した信号損失を最小限にすることができ、デジタル化の結果として生成されるデジタルデータは、必要に応じて、ＲＦコイル内で局所的に使用されてよい。あいにく、そのようなＲＦコイルは、適切な動作のために直流（ＤＣ；direct-current）電力を通常は必要とする。このＤＣ電力は、適切な動作のためのＤＣ電力を供給するシステムコネクタポートへＲＦコイルを結合する、同軸ケーブルのようなガルバニックケーブルによって、一般的に供給される。あいにく、そのようなガルバニックケーブルは、ＲＦケーブルに関して先に挙げられたのと同じ理由の少なくともいくつかにより好ましくない。
【０００４】
ガルバニックケーブルの使用を回避するよう、電力を局所的に生成し且つ光学データを送信する受信専用タイプのＲＦコイルが使用されてよい。受信専用タイプのＲＦコイルは局所的に電力を生成することができるので、ＤＣ電力を供給するためのガルバニックケーブルのような外部電力ケーブルは不要である。更に、受信専用タイプのＲＦコイルは１つ以上の受信コイルからＭＲデータを捕捉し、その後にデジタル化して、デジタル化されたデータを光ファイバケーブルを介して送信することができるので、アナログデータを送信するためのＲＦケーブルのようなガルバニックケーブルも不要である。あいにく、他の受信専用タイプのＲＦコイルは、局所的に熱を発生させる。熱は、適切に放散されない場合に、不安定な動作を引き起こし、時期尚早の回路故障を生じさせることがある。更に、受信専用タイプのＲＦコイルは、通常は、走査される患者の近くに、又は患者に触れながら位置付けられるので、放散された熱は、患者に不快感を引き起こすことがある。
【発明の概要】
【０００５】
本願で記載されるシステム、デバイス、方法、構成、ユーザインターフェイス、コンピュータプログラム、プロセス、など（以降、それらの夫々は、別段特定されない限りは、システムと呼ばれる。）は、先行技術のシステムにおける問題に対処する。
【０００６】
本システムの実施形態に従って、磁気共鳴（ＭＲ）信号を捕捉する無線周波数（ＲＦ）コイルアセンブリが開示される。ＲＦコイルアセンブリは、ＭＲ信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）受信コイル；該少なくとも１つのＲＦ受信コイルと直列に結合される１つ以上の回路アームを有し、該１つ以上の回路アームの夫々は、互いに直列に結合された少なくとも２つの低損失スイッチを備える、デチューン回路；前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの直列に結合された低損失スイッチの間にある位置で前記１つ以上の回路アームの夫々へ結合され、デチューン状態の間に前記ＲＦ受信コイルから電力を引き込むよう構成される充電制御回路；及び前記充電制御回路へ結合され、前記引き込まれた電力を保持するよう構成されるエネルギ保持デバイス：のうちの１つ以上を含んでよい。
【０００７】
前記充電制御回路は、前記ＲＦ受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成される少なくとも１つの電力制御スイッチを更に含んでよいことも考えられる。更に、前記少なくとも１つの電力制御スイッチは、前記デチューン回路のインピーダンスを制御するよう選択的に制御されてよい。当該ＲＦコイルアセンブリは、いつ前記デチューン状態に入るべきかを決定するよう構成されるコントローラを更に含んでよい。前記コントローラは、前記デチューン状態に入ると決定される場合に、前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を実質的に非導通にするよう制御してよいことが更に考えられる。前記コントローラは、前記デチューン状態に入らないと決定される場合に、前記１つ以上の回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を実質的に導通させるよう更に制御してよい。前記充電制御回路は、前記ＲＦ受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成される少なくとも１つの電力制御スイッチを更に含んでよい。前記コントローラは、前記デチューン状態に入らないと決定される場合に、少なくとも１つの電力制御スイッチを実質的に非導通にするよう制御してよいことも考えられる。
【０００８】
更に、前記１つ以上の回路アームは、フルブリッジ回路を形成するように互いに並列に結合されてよいことが考えられる。前記デチューン回路は、チューン状態にあるときに共振周波数に応答して前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルをチューニングし、前記デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルをデチューンするよう更に構成されてよい。
【０００９】
本システムの更なる他の実施形態に従って、磁気共鳴（ＭＲ）信号を捕捉する無線周波数（ＲＦ）コイルアセンブリであって、前記ＭＲ信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）受信コイル；該少なくとも１つのＲＦ受信コイルと直列に結合され且つ互いに並列に結合された２つの回路アームを有し、該２つの回路アームの夫々は、互いに直列に結合された少なくとも２つの低損失スイッチを備える、デチューン回路；及び／又は電力を保持するよう構成されるエネルギ保持デバイスを有し、前記２つの回路アームの夫々の前記少なくとも２つの直列に結合された低損失スイッチの間にある位置で前記２つの回路アームの夫々へ結合され、前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルから電力を引き込み、該引き込まれた電力を前記エネルギ保持デバイスで保持するよう構成される充電制御回路：を有するＲＦコイルアセンブリが開示される。
【００１０】
前記充電制御回路は、前記ＲＦ受信コイルからの電力の引き込みを制御するよう前記２つの回路アームの１つと前記エネルギ保持デバイスとの間に結合される少なくとも１つの電力制御スイッチを更に含んでよいことも考えられる。コントローラが設けられ、前記少なくとも１つの電力制御スイッチのデューティサイクルを制御することによって前記ＲＦ受信コイルからの電力の引き込みを選択的に制御するよう構成されてよい。例えば、前記コントローラは、前記少なくとも１つの電力制御スイッチのデューティサイクルを制御することによって前記デチューン回路のインピーダンスを選択的に制御するよう構成されてよい。当該ＲＦコイルアセンブリは、前記少なくとも１つのＲＦ受信コイル、前記デチューン回路及び前記充電制御回路を収容できるよう構成される筐体を更に含んでよいことも考えられる。更に、エコーデータの処理は前記筐体内で行われてよく、それにより、例えば、前記筐体の出力は、画像データのような、再構成されたデータを含んでよい。前記コントローラは、前記２つの回路アームの夫々の前記少なくとも２つの低損失スイッチの夫々を、チューン状態の間は実質的に導通させるよう、デチューン状態の間は実質的に非導通にするように制御するよう構成されてよい。前記デチューン回路は、チューン状態にあるときに共振周波数に応答して前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルをチューニングし、デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルをデチューンするよう構成されてよいことも考えられる。
【００１１】
本システムの更なる別の実施形態に従って、走査ボリューム内で略一様な磁場を有するメイン磁場を発生させる少なくとも１つのメイン磁石と、無線周波数（ＲＦ）パルスを出力するよう構成されるＲＦ送信コイル、及びチューン状態の間に前記走査ボリュームからの磁気共鳴（ＭＲ）信号を捕捉し、ＲＦ受信部の筐体内で該捕捉されたＭＲ信号をデジタル化するよう構成される前記ＲＦ受信部を有するＲＦ部とを有するＭＲシステムが開示される。前記ＲＦ受信部は、前記ＭＲ信号を捕捉する少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）受信コイルと、該少なくとも１つのＲＦ受信コイルへ結合され、デチューン状態の間に前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルをデチューンするよう構成されるデチューン回路と、前記ＲＦ受信部が前記デチューン状態にあるときに前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルからのエネルギを保持し、前記ＲＦ受信部が前記チューン状態にあるときに前記少なくとも１つのＲＦ受信コイルから切り離されるよう構成されるエネルギ保持部とを含んでよい。
【００１２】
本システムの実施形態に従って、前記ＲＦ受信部は複数のチャネルを含んでよく、該チャネルの１つ以上は、前記少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）受信コイル、前記デチューン回路、及び前記エネルギ保持部のうちの少なくとも１つを有する。前記エネルギ保持部は、前記デチューン状態にあるときに前記エネルギ保持部において保持されるエネルギの量を制御するよう制御されたデューティサイクルを有するスイッチを更に含んでよいことも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明は、以下の例となる実施形態において、図面を参照して更に詳細に説明される。図面において、同じ又は類似した要素は、同じ又は類似した参照番号によって一部は示される。様々な例となる実施形態の特徴は組み合わせ可能である。
【図１】本システムの実施形態に従って動作するＲＦ部分を備えたＭＲシステムの部分の断面側面図を示す。
【図２】本システムの実施形態に従う受信専用ＲＦ部の部分の概略図を示す。
【図３】本システムの実施形態に従って動作するハーフブリッジ構成によるループアレイの低損失スイッチ回路（ＬＬＳ；low-loss  switch  circuit）の部分の詳細図を示す。
【図４】本システムの実施形態に従って動作するフルブリッジ構成によるループアレイの低損失スイッチ回路（ＬＬＳ）の部分の詳細図を示す。
【図５】本システムの実施形態に従って動作するフルブリッジ構成によるループアレイの低損失スイッチ回路（ＬＬＳ）の部分の詳細図を示す。
【図６】本システムの実施形態に従うシステムの部分を示す。
【図７】本システムの実施形態に従う電界効果トランジスタ（ＦＥＴ；field-effect  transistor）試験回路の部分の概略図を示す。
【図８】本システムの実施形態に従って得られる連続波（ＣＷ；Continuous  Wave）ピーク電圧に対する電力のグラフを示す。
【図９】本システムの実施形態に従って得られるＣＷピーク電圧に対するループ電流のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下は、図面に関連して理解される場合に、上記の特徴及び利点並びに更なる特徴及び利点を示す、実例となる実施形態の説明である。以下の記載で、制限ではなく説明を目的として、実例となる詳細は、アーキテクチャ、インターフェイス、技術、要素属性、などについて示される。なお、当業者に明らかなように、それらの詳細から離れた他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の適用範囲内にあると依然として理解される。更に、明りょうさのために、よく知られているデバイス、回路、ツール、技術及び方法の詳細な説明は、本システムの記載を不明りょうにしないように省略される。当然ながら、図面は、例示を目的として含まれており、本システムの適用範囲の全体を表しているわけではない。添付の図面において、異なる図における同じ参照番号は同様の要素を示してよい。
【００１５】
図１は、本システムの実施形態に従って動作するＲＦ部１２０を備えたＭＲシステム１００（以降、明りょうさのために、システム１００）の部分の断面側面図を示す。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、メイン磁石１０４、傾斜コイル１０６、及びＲＦ部１２０のうちの１つ以上を含んでよい。患者支持台１４０は、患者１０１のような、関心のある対象を支持するために、且つ／あるいは、コントローラ１１０の制御下にある本体１０２に対して所望の位置及び／又は向きで患者１０１を位置付けるために、設けられてよい。
【００１６】
本体１０２は、両側の端部１１４の間に置かれた少なくとも１つのキャビティ１０８及びメインボア１１２を含んでよい。メインボア１１２は、患者１０１（例えば、人間の患者、など）のような、関心のある対象を受容するよう構成されてよい。少なくとも１つのキャビティ１０８は、メイン磁石１０４、傾斜コイル１０６、及びＲＦ部１２０の少なくとも一部分のうちの１つ以上を受容するよう構成されてよい。本体１０２は、必要に応じて、メイン磁石１０４のような、システム１００の部分を冷却するよう構成された冷却メカニズム（例えば、極低温冷却システム、など）を更に含んでよい。
【００１７】
コントローラ１１０は、システム１００の全体の動作を制御してよく、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、など）のような１つ以上の論理デバイスを含んでよい。コントローラ１１０は、メイン磁石コントローラ、傾斜コントローラ、ＲＦコントローラ、及び再構成部のうちの１つ以上として動作してよい。メイン磁石コントローラは、メイン磁石１０４の動作を制御してよい。傾斜コントローラは、傾斜コイル１０６の動作を制御してよい。ＲＦコントローラは、ＲＦ部１２０の動作を制御してよい。再構成部は、捕捉されたエコーデータに基づき、デジタル化されたデータを取得し、そのデジタル化されたデータを再構成して、例えば、記憶及び／又はレンダリングデバイス（例えば、図６を参照）でのレンダリングのために、画像データ、分光学的データ、位置データ、などのような所望のデータを形成してよい。コントローラ１１０は、走査シーケンス、走査パラメータ、などを更に決定し又は別なふうに取得し、それらを走査プロシージャの間に適用してよい。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、例えば、傾斜コイル１０６及び／又はＲＦ部１２０を然るべく制御してよい。
【００１８】
メイン磁石１０４は、ボアを備えてよく、メインボア１１２内のメイン磁場（例えば、Ｂ０場）を発生させるよう構成されてよい。メイン磁場は、メインボア１１２の走査ボリューム１１６内で略一様であってよい。メイン磁石１０４は、メイン磁場の少なくとも一部を発生させるよう夫々構成されている１つ以上のメイン磁石を含んでよい。メイン磁石１０４は環状（例えば、リング）磁石であってよい。なお、更なる他の実施形態では、メイン磁石１０４は、環状又はリング磁石、平面磁石、スプリット磁石、オープン磁石、半円形磁石（例えば、Ｃ形磁石）、などのような如何なる適切な磁石（複数を含む。）を含んでよい。メイン磁石１０４又はその部分は、超伝導材料のような如何なる適切な材料から形成されてもよく、且つ／あるいは、コントローラ１１０の制御下で動作してよい。
【００１９】
傾斜コイル１０６は、１つ以上の傾斜コイル（例えば、ｘ、ｙ及びｚ傾斜コイル）を含んでよい。それらの傾斜コイルは、コントローラ１１０の制御下で１つ以上の対応する軸に沿って１つ以上の傾斜場を生成してよい。
【００２０】
ＲＦ部１２０は、少なくとも１つのＲＦコイル部（アセンブリ）１２２及び少なくとも１つの受信専用ＲＦコイル部１２４のような、ＲＦコイルの１つ以上を含んでよい。なお、明りょうさのために、ただ１つのＲＦコイル部１２２及びただ１つの受信専用ＲＦコイル部１２４しか示されていない。ＲＦコイル部１２２は、コントローラ１１０の制御下でＲＦ励起パルスを送信し及び／又は（誘起された）ＭＲ信号（例えば、エコーデータ）を受信するよう構成された複数のＲＦ送信コイルを含んでよい。ＲＦコイル部１２２は、必要に応じて、本体１０２内の固定位置に置かれてよく、コントローラ１１０の制御下で動作してよい。
【００２１】
受信専用ＲＦコイル部１２４は、ＭＲ信号を受信する受信ＲＦタイプであってよく、１つ以上の受信ループ（例えば、受信ループアレイ）と、夫々の受信ループに付随するデチューンスイッチ部と、本システムの実施形態に従う処理部とを含んでよい。夫々の受信ループは、１つ以上の所望の周波数で共振するよう構成された導電性の無線周波数（ＲＦ）コイルを含んでよい。受信ＲＦコイル部１２４は、本システムの実施形態に従って動作するよう構成されてよい。特に、受信ＲＦコイル部１２４は、チューン状態及びデチューン状態のような、２つ以上の動作状態を備えてよい。
【００２２】
チューン状態において、デチューンスイッチ部は、１つ以上の受信ループをチューニングして、それらがＭＲ信号（以降、明りょうさのために、エコーデータ）を捕捉することができるように動作してよい。その後に、状態にかかわらず、受信専用ＲＦコイル部１２４は、エコーデータをローカルでサンプリングし、サンプリングされたエコーデータをデジタル化して、対応するデジタルデータ（例えば、ｋ空間データ）を形成してよい。デジタルデータは、次いで、画像データ、分光学的データ、位置データ（例えば、ＭＲ誘導インターベンショナルプロシージャ用）、などのような、再構成されたＭＲデータを形成するよう再構成されてよい。デジタルデータ及び／又は再構成されたＭＲデータは、如何なる適切な光学及び／又は無線通信法によっても、受信専用ＲＦコイル部１２４から送信されてよい。例えば、光ファイバケーブル１３０は、受信専用ＲＦコイル部１２４をコントローラ１１０へ結合するよう設けられてよい。無線及び／又は光学通信法を使用することによって、ＲＦケーブルのようなガルバニック導体の使用は回避され得る。
【００２３】
デチューン状態において、デチューンスイッチ部は、如何なる適切な方法によっても受信ループをデチューンするよう構成されてよい。例えば、デチューン状態の間に、スイッチ部は、対応する受信ループの共振周波数がシフトされて、受信ループが、ＲＦ送信コイルが送信中であるとき（例えば、ＲＦ送信期間の間）にＲＦ送信コイルから有効に切り離されるように、（例えば、開回路を形成するようスイッチを開くことによって）インピーダンスを増大させてよい。然るに、このことは、受信ループがＲＦ送信期間中に送信コイルに結合される場合に受信ループにおいて引き起こされ得る大電流によってダメージを与えられ得る敏感な回路を保護することができる。更に、スイッチ部が受信ループをデチューンする場合に、スイッチ部は、誘起されたエネルギを受信コイルから無線により捕獲され、且つ／あるいは、バッテリ、スーパーキャパシタ、及び／又は同様のもののような局所電力保持部（ＰＳＰ；power  storage  portion）においてこのエネルギを保持してよい。
【００２４】
図２は、本システムの実施形態に従う受信専用ＲＦ部２００の部分の概略図を示す。受信専用ＲＦ部２００は、受信専用部分１２４と同じようであってよく、１つ以上のチャネル（例えば、Ｎ個のチャネル、など）を備えたプロセッサ２４０を含んでよい。夫々のチャネルは、ループアレイ２４２の受信ループ２４６−１乃至２４６−Ｎ（概して２４６−ｘ）のうちの少なくとも１つの受信ループ２４６−ｘ及び対応する結合された（例えば、直列に又は別なふうに結合された）低損失スイッチ回路（ＬＬＳ；low-loss  switch  circuit）２４８−１乃至２４８−Ｎ（概して２４８−ｘ）の夫々を含むループ回路へ結合されている。ＬＬＳ２４８−ｘは、チューン又はデチューン状態の間に夫々の対応する受信ループ２４６−ｘをチューニング又はデチューンするように、対応する受信ループ２４６−ｘのインピーダンスを制御するよう構成されてよい。例えば、チューン状態の間に、ＬＬＳ２４８−ｘのインピーダンスは、それに結合されている（例えば、直列に又は別なふうに結合されている）１つ以上の受信ループ２４６−ｘのインピーダンスと整合してよい。本システムの実施形態に従って、デチューン回路の阻止インピーダンスは、コイルループでの誘導電流が送信フェーズの間に安全であり及び／又は非干渉であるように、実例として、約２０００から４０００オームの範囲に及んでよい。然るに、ＬＬＳ２４８−ｘの夫々は、ＲＦチューン／デチューン回路として動作するよう構成されてよい。例えば、デチューン状態の間に、ＬＬＳ２４８−ｘは、対応する受信ループ２４６−ｘをデチューンし、受信ループ２４６−ｘでの誘導電流によるエネルギをエネルギ保持部２５２に保持するよう構成されてよい。次いで、チューン状態の間に、ＬＬＳ２４８−ｘは、対応する受信ループ２４６−ｘをチューニングし、対応する受信ループ２４６−ｘの夫々からエコーデータのようなアナログデータを捕捉するよう構成されてよい。プロセッサ２４０は、対応するチャネルに付随する受信ループ２４６−ｘの夫々によって捕捉されてそれから出力される信号（例えば、エコーデータ）を増幅、調整及び／又はサンプリングすることができる信号処理部を含んでよい。上述されたように、プロセッサ２４０は、次いで、エコーデータをサンプリングし、その後に、サンプリングされたエコーデータをデジタル化して、対応するデジタルデータを形成してよい。デジタルデータは、次いで、実施されるＭＲプロセスのタイプ（例えば、ＭＲＩ、ＭＲＳ、など）に応じて、画像データ、分光学的データ、位置データ、などのような、再構成されたＭＲデータを形成してよい。デジタルデータ及び／又は再構成されたＭＲデータは、次いで、如何なる適切な光学又は無線通信法によっても、コントローラ１１０へ送信されてよい。例えば、再構成されたＭＲデータは、次いで、光ファイバケーブル１３０によりコントローラ１１０へ送信されてよい。
【００２５】
プロセッサ２４０は、ＬＬＳ２４８−ｘの夫々を制御してチューン又はデチューン状態に入るよう、且つ／あるいは、対応する受信ループ２４６−ｘで誘起された電流からエネルギを選択的に捕獲するよう、制御リード２５０を介して制御信号（ＣＮＴＲ）を選択的に出力してよい。デチューン状態の間に、ＬＬＳ２４８−ｘは、端子（ポート又はノード）Ｐ１及びＰ２の間で測定されるように、ＬＬＳ２４８−ｘ及び対応する受信ループ２４６−ｘの１つ以上によって形成されるコイルループのうちの１つ以上に高インピーダンスを挿入してよい。捕獲されたエネルギは、次いで、エネルギ保持部（ＥＳＰ；energy  storage  portion）２５２に保持されてよい。エネルギ保持部２５２は、バッテリ、キャパシタ（例えば、スーパーキャパシタ）、インダクタ、及び／又は同様のもののような如何なる適切なエネルギ保持デバイスも含んでよい。更に、捕獲されたエネルギは、捕獲し及び／又はその後にＥＳＰ２５２で保持される時点で、システムの１つ以上の部分に給電するために用いられてよい。
【００２６】
ＲＦ送信期間の間に、ＬＬＳ２４８−ｘは、デチューン状態（例えば、高インピーダンス状態）に入って、受信コイル２４６−ｘをデチューンし且つプロセッサ２４０から切り離すように制御される。然るに、受信コイル２４６−ｘ内の敏感な電子回路及び／又はそれに結合されたプロセッサ２４０は、受信コイル２４６−ｘで誘起された電流から保護される。動作状態にかかわらず、ＬＬＳ２４８−ｘは、受信コイル２４６−ｘのインピーダンスよりもずっと高いインピーダンスを提供し、従って、受信コイル２４６−ｘ及び例えば直列結合されたＬＬＳ２４８−ｘにかかる電圧（例えば、ループ電圧（ＶＬ））は、ＬＬＳ２４８−ｘにかかると考えられてよい。ＬＬＳ２４８−ｘは、受信状態では容量リアクタンスを、そして、デチューン状態ではその容量リアクタンスよりも相当に高い（例えば、５０倍は高い）抵抗を提供するよう構成された少なくとも１つのダイオードを含む受動共振回路を形成してよい。ＬＬＳ２４８−ｘが実質的に導通してない場合に、ループ電圧（ＶＬ）は、開回路電圧（Ｖｏ）であると考えられてよい。（例えば、ＬＬＳ２４８−ｘが実質的に導通してない場合に）ＬＬＳ２４８−ｘ内で局所的に消散される電力（Ｐｄｉｓ）は、トラップの実効抵抗（Ｒｔｒａｐ）によって除された開回路電圧の二乗（Ｖｏ２）に等しいと考えられてよい。このとき、Ｒｔｒａｐは、Ｒｔｒａｐ＝（２π×ｆｒｅｑ×Ｌ）２／（Ｒｉｎｄ＋Ｒｄｉｏｄｅ）と表されてよい。そして、Ｐｄｉｓは、Ｐｄｉｓ＝Ｖｏ２／Ｒｔｒａｐと表されてよい。なお、ｆｒｅｑは、スイッチの動作周波数を示し、Ｌは、対応するスイッチ（例えば、対応するスイッチ２４８−ｘ）のインダクタンス（Ｈ）を示し、Ｒｉｎｄは、対応するインダクタＬの直列損失抵抗を示し、Ｒｄｉｏｄｅは、ダイオードの直列損失抵抗を示す。
【００２７】
ＬＬＳ２４８−ｘ内で局所的にこの電力を消散することは、好ましくない局所的な加熱を引き起こすことがあり、且つ、正しく消散されない場合には時期尚早の回路故障に帰着し得る。よって、そのように消散するのではなく、本システムの実施形態は、この電力をＥＳＰ２５２のような電力保持部で保持してよい。いくつかの実施形態に従って、ＦＥＴトラップのキャパシタンスは、実例として、約１０から３００Ｖの電圧範囲にわたって約８ｐＦから約５０ｐＦまで変化し得る。
【００２８】
低損失スイッチ回路は、これより、図３乃至５を参照して記載される。なお、複数の低損失スイッチ回路は互いに同じようであってよいものとして、本システムの実施形態に従う複数の低損失スイッチ回路の夫々について単一の低損失回路が明りょうさのために記載される。
【００２９】
図３は、本システムの実施形態に従って動作するハーフブリッジ構成によるループアレイの低損失スイッチ回路（ＬＬＳ）３００（例えば、デチューン回路又はトラップ）の部分の詳細図を示す。デチューン状態にあるときに、低損失スイッチ３５０及び３５２並びに対応する逆並列ダイオード３５４及び３５６は、他のデチューン回路の代わりに、それに結合されている（例えば、直列に又は別なふうに結合されている）少なくとも１つの受信ループ２４６−ｘに高インピーダンスを制御可能に挿入してよい。オフ抵抗が他のデチューン回路（例えば、ダイオードに基づくデチューン回路）のオフ抵抗よりも（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間で測定される場合に）相当に高い場合には、デチューン状態（例えば、デチューン状態は、ＲＦコイル１２２のような送信ＲＦコイルの送信フェーズにより起こるよう同期される。）の間にデチューン回路に結合されている（例えば、直列に又は別なふうに結合されている）受信ループ２４６−ｘにおいて誘導を通じて捕捉されるいくらかの電力は、エネルギ保持デバイス（例えば、ＥＳＰ２５２）へ（例えば、負荷端子（ＬＯＡＤ）で）送信されてよい。本システムの実施形態に従って、ＬＬＳ３００は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３５０及び３５２並びにＦＥＴ３５０及び３５２と夫々並列に結合された逆並列ダイオード３５４及び３５６のような、それに結合された（例えば、直列に又は別なふうに結合された）スイッチによって形成されたスイッチを含んでよい。そのような実施形態に従って、ＦＥＴ３５０及び３５２は、通常はオフであるよう構成されてよい。然るに、制御電圧がＦＥＴ３５０及び３５２のゲートに印加される場合に（ＣＮＴＲ＝ハイ）、それらは導通することができる。しかし、制御電圧がＦＥＴ３５０及び３５２のゲートに印加されない場合に（ＣＮＴＲ＝ロー）、それらは実質的に非導通であってよい。デチューン状態で制御電圧が印加されず（例えば、ＣＮＴＲ＝ロー）、チューン状態で制御電圧が印加される（ＣＮＴＲ＝ハイ）とする。その場合に、制御電圧が印加されない場合に、ＦＥＴ３５０及び３５２は実質的に非導通であり、ダイオード３５４及び３５６はいずれも、端子Ｐ１及びＰ２の間にかかる大きい正又負電圧を阻止する整流器として機能する。特に、ダイオード３５４及び３５６のうちの１つのダイオードは、大きい正電圧（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間にかかる。）を阻止し、ダイオード３５４及び３５６のうちの他のダイオードは、大きい負電圧（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間にかかる。）を阻止する。よって、この場合に、ＬＬＳ３００は、端子Ｐ１及びＰ２の間で高インピーダンスを有する標準オフスイッチであると見なされてよい。しかし、制御電圧がＦＥＴ３５０及び３５２のゲートに印加される場合に、それらのＦＥＴは実質的に導通状態になり、ダイオード３５４及び３５６はいずれも短絡として機能し、ＬＬＳ３００は、端子Ｐ１及びＰ２の間で比較的低いインピーダンスしか有さない閉じられたスイッチであると見なされてよい。他のデチューン回路と異なり、受信状態において、ＬＬＳ３００は、短絡に極めて近く（例えば、実質的に導通し）、一方、オフ状態において、それは、いくらかのキャパシタンスを有する。本システムの実施形態に従って、このキャパシタンスは、特定の周波数で（例えば、チューニング周波数（ｆｔ）で）インピーダンスを最大にするよう、端子間に置かれたインダクタ（例えば、図７のＬ１を参照）により調整されてよい。なお、本システムの他の実施形態に従って、例えば、オフ状態にあるスイッチのキャパシタンスが低い実施形態では、インダクタは使用されなくてよい。デチューン状態にある（例えば、オフ状態にある）ときに、結合されている受信ループ２４６−ｘの１つ以上での誘導電流によるエネルギは、本システムの実施形態に従って動作するエネルギ保持部３７０で保持されるよう充電回路３７２によって引き込まれてよい。充電回路３７２は、低損失スイッチ３５０及び３５２の間に結合されてよい。本システムの実施形態に従って、電力制御スイッチ３６８のデューティサイクルは、電力保持部３７０に供給される電力を制御するよう変化してよい。例えば、充電信号（ＣＨＲ）は、電力制御スイッチ３６８の動作（導通）を制御して、負荷３７０に供給される充電の量を実際に制御することができる電力制御スイッチ３６８のデューティサイクルを変更するように、プロセッサ２４０のようなシステムのコントローラによって生成されてよい。加えて、電力制御スイッチ３６８のデューティサイクルを制御することによって、ＬＬＳ３００のインピーダンス、よって、それに結合されている受信ループ２４６−ｘも変化し得る。
【００３０】
図３に示されるように、低損失スイッチ回路３００は、ハーフブリッジ構成で配置された少なくとも２つの低損失スイッチを含んでよい。なお、更なる他の実施形態では、低損失スイッチ回路３００は、例えば、図４に関して記載されるように、負荷と直列な任意のスイッチとともに、ブリッジ構成で配置された４つの低損失スイッチを含んでよい。
【００３１】
図４は、本システムの実施形態に従って動作するフルブリッジ構成によるループアレイ２４２の低損失スイッチ回路（ＬＬＳ）４００の部分の詳細図を示す。ＬＬＳ４００は、端子Ｐ１及びＰ２の間に並列に結合される第１及び第２のレッグ（例えば、リング）Ａ及びＢを備えたブリッジ４９０を含んでよい。第１のレッグＡは、逆並列な様態で構成されている複数の結合された低損失スイッチ（例えば、直列に又は別なふうに結合されたＦＥＴ、又は同様のもの）４５０及び４５２を含んでよい。第２のレッグＢは、逆並列な様態で同様に構成されている複数の結合された低損失スイッチ４５４及び４５６（例えば、直列に又は別なふうに結合されたもの）を含んでよい。低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６はリングスイッチと見なされてよく、標準閉状態のＦＥＴ又は同様のものを含んでよい。低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６の夫々のゲートは、プロセッサ２４０のようなコントローラによって制御される制御信号（ＣＮＴＲ）へ一般に結合されている。ダイオード４５８及び４６０は、第１のレッグＡの低損失スイッチ４５０及び４５２の夫々の両端に逆並列に結合されて示されている。更に、ダイオード４６４及び４６６は、第２のレッグＢの低損失スイッチ４５４及び４５６の夫々の両端に逆並列に結合されている。時分割マルチプレクサを使用する時分割多重化（ＴＤＭ；time  division  multiplexing）方法は、他の時間の間は動作を阻止しながら、比較的低いインピーダンスを示して送信期間の部分の間に充電を提供するために使用されてよい。充電対阻止のために相対的な時間量を設定することによって、より低い（しかし適切な）平均阻止インピーダンスが生成され得る。例えば、いくらかの局所的インテリジェンス（例えば、ＡＲＭコントローラ、マイクロプロセッサ、など）によって、又はアナログ比較（例えば、コンパレータ及び固定電圧を用いる。）によって制御される追加のスイッチは、ループ内の平均電流を安全なレベルを上回ったままとするよう設計されたインターバルで、負荷を、例えば、制御信号（ＣＮＴＲ）を用いて、回路に持ち込み、一方で、この制約を前提として可能な限りのエネルギを取り出すために使用されてよい。
【００３２】
充電回路４７２は、電力制御スイッチ４６８（例えば、直列に又は別なふうに結合された中央レッグスイッチ）に結合された負荷４７０の１つ以上を含んでよく、第１のレッグＡの低損失スイッチ４５０及び４５２へ及び第２のレッグＢの低損失スイッチ４５４及び４５６へ並列に結合されてよい。充電回路４７２は、ブリッジ４９０の中央レッグを形成してよい。電力制御スイッチ４６８のデューティサイクルは、負荷４７０へ供給される電力を制御するよう変化してよい。負荷４７０は電力保持部を含んでよい。充電信号（ＣＨＲ）は、電力制御スイッチ４６８の動作（導通）を制御して、負荷４７０へ供給される充電の量を実際に制御することができる電力制御スイッチ４６８のデューティサイクルを変更するように、プロセッサ２４０のようなシステムのコントローラによって生成されてよい。デューティサイクルを制御することによって。ＬＬＳ４００のインピーダンスも変化し得る。電力保持部は、バッテリ、キャパシタ、又は同様のもののような如何なる適切な電力保持デバイスも含んでよい。なお、明りょうさのために、電力保持部は少なくとも１つのバッテリを使用とすると仮定される。更に、少なくとも１つのバッテリは、複数のチャネルのための単一のバッテリ（例えば、中央電力保持用）、又は複数のチャネルの各チャネルのためのバッテリを含んでよい。
【００３３】
チューン状態において、制御信号（ＣＮＴＲ）は、低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６（例えば、リングスイッチ）の夫々を閉じてよい。それにより、ＬＬＳ４００は、端子Ｐ１及びＰ２の間の閉じられたスイッチとして動作してよい。しかし、デチューン状態において、制御信号（ＣＮＴＲ）は、（リングの）低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６の夫々を開いてよい。それにより、ＬＬＳ４００は、電力制御スイッチ４６８が開いているときに端子Ｐ１及びＰ２の間で最も高い最大インピーダンスを有する開放スイッチとして動作してよい。更に、より低い最大インピーダンスは、電力制御スイッチ４６８が閉じられて電力を負荷４７０に供給する場合に端子Ｐ１及びＰ２の間で提供されてよい。すなわち、オフ状態では、ＬＬＳ４００の（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間の）インピーダンスは、充電制御スイッチ４６８が開いて、電力が負荷４７０に流れ込んでいない場合に、最大インピーダンス（例えば、１００００オーム）であると考えられてよい。しかし、デチューン状態にあるとき、ＬＬＳ４００の実効最大抵抗は、負荷４７０に供給される電力の量に基づき低下し得る。よって、デチューン状態では、ＬＬＳ４００の実効最大抵抗は、負荷４７０に供給される電力の量を制御するよう電力制御スイッチ４６８のデューティサイクルを制御することによって、可変的に下げられ得る。
【００３４】
本システムの実施形態に従って、低損失スイッチ回路（例えば、ＬＬＳ４００）は、デチューン機能により有効なＲＦエネルギ捕獲を得る変形フルブリッジ・デチューン回路を含んでよい。この実施において、フルブリッジ・デチューン回路の全てのリングスイッチ（例えば、低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６）は、共通の制御信号（ＣＮＴＲ）を共有してよく、制御信号電圧がオフである（例えば、ＣＮＴＲ＝ロー）場合に整流器ダイオード機能を生み出す。フルブリッジ・デチューン回路の中央レッグにあるスイッチ（例えば、電力制御スイッチ４６８）もオフである場合には、フルブリッジ・デチューン回路は、他の２つのスイッチ（例えば、２つの他の直列結合されたリングスイッチ）と並列な２つのスイッチ（例えば、２つの直列結合されたリングスイッチ）であると見なされてよく、このようにして、所望のオフインピーダンスをもたらす。中央レッグにあるスイッチのための充電制御信号（ＣＨＲ）が選択的にアクティブにされる（例えば、閉じられるか、又は別なふうに導通される）場合には、リングのダイオードは、負荷（例えば、バッテリ、キャパシタ、など）に結合された充電ポートにＤＣ電力を供給する全波整流器として動作してよい。充電制御信号（ＣＨＲ）の精細な時間的変化は、所望量の電力が、フルブリッジ・デチューン回路に結合されている受信コイルから取り出されることを可能にし得る。制御信号（ＣＮＴＲ）がリングスイッチを閉じる場合に、ＬＬＳは（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間で）短絡となり、それにより、受信コイルは、チューン状態（例えば、受信モードに対応。）で誘起されたＭＲ信号を受信するために使用されてよい。受信モードの間、充電制御信号（ＣＨＲ）はアクティブにされず、それにより、中央レッグにあるスイッチは開いている。
【００３５】
図５は、本システムの実施形態に従って動作するフルブリッジ構成によるループアレイ２４２の低損失スイッチ回路（ＬＬＳ）５００の部分の詳細図を示す。ＬＬＳ５００は、上記のＬＬＳ４００と本質的に同様であり、同様の参照番号が与えられている。しかし、ＬＬＳ４００のダイオード４５８、４６０、４６４及び４６６（図４では、低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６と夫々並列に実装される。）は設けられないので、デチューン状態の間に受信ループストレージから電力を取り出すためには、低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６並びに電力制御スイッチ４６８のより正確な制御が望ましい。受信ループのＲＦフェーズと協調して低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６並びに電力制御スイッチ４６８を制御することによって、バッテリ、キャパシタ、などのようなエネルギ保持部である負荷４７０へ受信ループから余分の電力を回すことが可能である。なお、更なる他の実施形態では、低損失スイッチ４５０、４５２、４５４及び４５６の制御が、選択された充電量を負荷４７０へ供給するよう受信ループから負荷４７０への電力供給を制御するのに十分であり、ＬＬＳ４００のインピーダンスを制御することができる場合に、電力制御スイッチ４６８は設けられなくてよい。
【００３６】
充電回路４７２は、電力制御スイッチ４６８に結合された（例えば、直列に又は別なふうに結合された）負荷４７０の１つ以上を含んでよく、第１のレッグＡの低損失スイッチ４５０及び４５２へ及び第２のレッグＢの低損失スイッチ４５４及び４５６へ並列に結合されてよい。充電回路４７２は、ブリッジ４９０の中央レッグを形成してよい。電力制御スイッチ４６８のデューティサイクルは、負荷４７０に供給される電力を制御するよう変化してよい。充電信号（ＣＨＲ）は、電力制御スイッチ４６８の動作（導通）を制御して、負荷４７０に供給される充電の量を実際に制御する電力制御スイッチ４６８のデューティサイクルを変更するように、プロセッサ２４０のようなシステムのコントローラによって生成されてよい。負荷４７０は、ＬＬＳから遠隔に又はローカルで設置されてよい。例えば、いくつかの実施形態において、負荷４７０は、ＲＦコイル部１２４の本体内に置かれてよく、複数のＬＬＳのうちの１つ以上から充電を受け取ってよい。
【００３７】
然るに、本システムの実施形態は、ハーフ又はフルブリッジ構成において少なくとも２つの低損失スイッチを含んでよく、追加の電力供給スイッチが、負荷と直列に結合され、且つ、その２つの低損失スイッチの共通接続点（例えば、中点Ｍ）の間にある点へ結合される。フルブリッジ（例えば、図４及び図５を参照）として構成される場合に、ＬＬＳ（４００、５００）は全波整流器としての機能を提供してよい。このとき、ブリッジ内の負荷は、エネルギ保持部を含む充電回路（例えば、４７２）であると見なされてよい。電力制御スイッチの制御可能な特性は、電力抽出デューティサイクルの時間領域制御を可能にすることができ、且つ、電力制御スイッチが開いているときにＬＬＳの実質的に最大インピーダンス（デチューン状態で測定される。）まで任意の実効抵抗を制御可能に提供してよい。しかし、電力制御スイッチが閉じられている場合に、ＬＬＳの実効最大インピーダンスは、電力制御スイッチのデューティサイクルに少なくとも部分的に基づき下げられてよい。このように、充電対阻止の相対的な時間割合が実効インピーダンスを提供することができる。
【００３８】
例えば、完全オフ状態にあるＬＬＳの（例えば、端子Ｐ１及びＰ２の間の）インピーダンスは１００００オームであり、最低ループトラップ・デチューン抵抗は、動作のためにたった２５００オームしか必要としないとすると、ＬＬＳの実効抵抗は、受信ループが利用可能な電力を保持及び（例えば、受信専用ＲＦコイルの内部回路による）後の使用のために電力保持部へ選択的に供給することによって、２５００オームの最低ループトラップ・デチューン抵抗に（例えば、１００００オームから）下げられてよい。本システムの実施形態に従って、このことは、他のデチューン方法と比較して受信専用ＲＦコイルの動作に悪影響を及ぼさず、且つ、回路の加熱を低減し得る。これは、他のデチューン回路においてさもなければ熱として消散されるエネルギの捕獲を提供し、それによって、好ましくない局所的な加熱及び対応する患者の不快感を回避することができる。更に、最低ループトラップ・デチューン抵抗は、一般に、（画像品質又は患者の安全性と対照的に）回路加熱懸案によって影響されるので、回路加熱を減らすことで、本システムの実施形態の最大ループトラップ・デチューン抵抗は、他のデチューン回路の最小ループトラップ・デチューン抵抗よりも小さくなり得る。
【００３９】
他のダイオードに基づくデチューン回路（例えば、ダイオードに基づくループトラップ）も、本システムの実施形態に従って動作する充電回路とともに使用されてよいことが更に考えられる。充電回路は、バッテリ、キャパシタ、などのような負荷に直列に結合されているスイッチを含んでよい。電力制御スイッチのデューティサイクルは、負荷に供給される電力を制御するよう変化してよい。充電信号（ＣＨＲ）は、電力制御スイッチの動作（導通）を制御して、負荷に供給される充電の量を実際に制御する電力制御スイッチのデューティサイクルを変化させるように、プロセッサのようなシステムのコントローラによって生成されてよい。負荷に供給される電力は、受信コイルの実効ＲＦ抵抗を低下させる。これは、受信コイルが、望まれるようにチューン状態で（例えば、ＲＦ送信の間に）低いＲＦ電流を有さないことを意味する。しかし、ＬＬＳの固有抵抗（例えば、負荷なし）は、負荷に供給される電力による実効抵抗の如何なる低下も克服するよう、（他のデチューン回路と比較される場合に）増大されてよい。よって、本質的により高い実効抵抗を備えたデチューントラップは、エネルギを“無償で”取り出す許可要素であってよい。
【００４０】
図６は、本システムの実施形態に従うシステム６００の部分を示す。例えば、本システムの部分は、メモリ６２０、ディスプレイ６３０のようなレンダリングデバイス、センサ６４０、ＲＦ部６６０、磁気コイル６９２、及びユーザ入力デバイス６７０へ動作上結合されるプロセッサ６１０（例えば、コントローラ）を含んでよい。メモリ６２０は、アプリケーションデータ及び記載される動作に関連した他のデータを記憶するための如何なるタイプのデバイスであってもよい。アプリケーションデータ及び他のデータは、本システムに従う運転動作を実施するようプロセッサ６１０を設定（例えば、プログラミング）するために、プロセッサ６１０によって受け取られる。そのように設定されたプロセッサ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定目的マシンになる。
【００４１】
運転動作は、例えば、任意のサポートアクチュエータ、磁気コイル６９２、及び／又はＲＦ部６６０を制御することによって、筐体に収容され得るＭＲＩシステム６９０を設定することを含んでよい。サポートアクチュエータは、必要に応じて、患者の物理的位置（例えば、ｘ、ｙ及びｚ軸における）を制御してよい。ＲＦ部６６０は、ＲＦ送信コイル及びＲＦ受信コイルのようなＲＦトランスデューサ、並びにチューン／デチューン状態のようなＲＦ状態（モード）を制御するようプロセッサ６１０によって制御されてよい。磁気コイル６９２は、メイン磁気コイル、傾斜コイル（例えば、ｘ、ｙ及びｚ傾斜コイル）などを含んでよく、所望の方向及び／又は強さにおいてメイン磁場及び／又は傾斜場を放つよう制御されてよい。コントローラは、所望の磁場が所望の時点で放たれるように、磁気コイル６９２へ電力を提供するよう１つ以上の電力供給を制御してよい。ＲＦトランスデューサ６６０は、デチューン状態の間は患者にＲＦパルスを送信するよう、及び／又はチューン状態の間は患者からエコーデータを受信するよう、制御されてよい。再構成部は、（ＭＲ）エコーデータのような受信された信号を処理し、該受信された信号を（例えば、本システムの実施形態の１つ以上の再構成技術を用いて）、例えば、本システムのユーザインターフェイスを含むレンダリングデバイス上で（例えば、ディスプレイ６３０上で）レンダリングされ得る画像データ（例えば、静止画像若しくはビデオ画像（例えば、ビデオデータ））、データ、及び／又はグラフを含むことができるコンテンツへと変換してよい。更に、コンテンツは、次いで、後の使用のために、メモリ６２０のようなシステムのメモリに記憶されてよい。よって、運転動作は、例えば、エコーデータから得られる再構成された画像データのようなコンテンツの要求、提供、及び／又はレンダリングを含んでよい。
【００４２】
ユーザ入力デバイス６７０は、キーボード、マウス、トラックボール、又は他のデバイス（例えば、タッチ検知ディスプレイ）を含んでよく、スタンドアローンであるか、あるいは、システムの一部（例えば、ＭＲＩシステム、パーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ；personal  digital  assistant）、携帯電話機（例えば、スマートフォン）、モニタ、スマート若しくはダム端末、又は如何なる動作可能なリンクによってもプロセッサ６１０と通信する他のデバイスの部分）であってよい。ユーザ入力デバイス６７０は、本願で記載されるようにユーザインターフェイス内でのインタラクションを可能にすることを含め、プロセッサ６１０と相互作用するよう動作可能であってよい。明らかに、プロセッサ６１０、メモリ６２０、ディスプレイ６３０、及び／又はユーザ入力デバイス６７０は、完全に又は部分的に、本システムの実施形態に従うコンピュータシステム又はＭＲＩシステムのような他のデバイスの一部であってよい。
【００４３】
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施されるのに特に適している。そのようなプログラムは、本システムによって記載及び／又は想定されている個々のステップ又は動作の１つ以上に対応するモジュールを含む。そのようなプログラムは、当然に、集積チップ、周辺機器、又はメモリ（例えば、メモリ６２０若しくはプロセッサ６１０に結合される他のメモリ）のようなコンピュータ可読媒体において具現されてよい。
【００４４】
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、本願で記載される方法、運転動作及び機能を実装するようプロセッサ６１０を設定してよい。メモリは、例えば、クライアント及び／又はサーバの間で分散されても、あるいは、ローカルであってもよく、プロセッサ６１０は、追加のプロセッサが設けられ得る場合に、同じく分散されてよく、あるいは、個別であってよい。メモリは、電気、磁気若しくは光学メモリ、又はそれらのあらゆる組み合わせ、あるいは、他のタイプの記憶デバイスとして実装されてよい。更に、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可能空間内のアドレスからの読み出し及びそのようなアドレスへの書き込みが可能な如何なるデータも包含するほど十分に広く解釈されるべきである。この定義によれば、ネットワーク６８０を通じてアクセス可能なデータは、例えば、プロセッサ６１０が本システムに従う動作のためにネットワークからデータを取り出すことができるので、依然としてメモリ内にある。
【００４５】
プロセッサ６１０は、ユーザ入力デバイス６７０からの入力信号に応答して、及び／又は、ネットワークの他のデバイスに応答して、制御信号を供給し且つ／あるいは動作を実施し、更には、メモリ６２０に記憶されている命令を実施するよう、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集積回路、論理デバイス、などの１つ以上を含んでよい。更に、プロセッサ６１０は、本システムに従って機能する専用プロセッサであってよく、あるいは、多くの機能のうちのただ１つのみが本システムに従って機能するよう動作する汎用プロセッサであってよい。プロセッサ６１０は、プログラム部分や複数のプログラムセグメントにより動作してよく、あるいは、専用又は多目的の集積回路を用いるハードウェアデバイスであってよい。本システムの実施形態は、画像を捕捉及び再構成するための高速イメージング方法を提供することができる。適切な用途には、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムのようなイメージングシステムが含まれてよい。
【００４６】
本システムの実施形態に従って、電力生成及び信号処理はＲＦ部内で局所的に実施されるので、ＤＣ電力及びＲＦ伝送のためのガルバニックケーブルは不要である。このことは、ガルバニックケーブルからのＲＦ放射によるＳＡＲへの患者の暴露を防ぐことができ、電力及び／又はＲＦ通信のためにガルバニックケーブルを使用する他のＲＦコイルと比較される場合に、患者のＳＡＲ暴露を低減することができる。加えて、人間工学及び審美は、ＲＦ部へ結合される大量のガルバニックケーブルの使用が回避され得るので、改善される。更に、長距離のガルバニックケーブルに関連した信号損失が阻止され得ることで、画像品質も改善が得られる。更には、単一の光ファイバケーブルしかＲＦ部へ結合されなくてよいので、ＲＦ部の取り扱い及び審美は改善され得る。
【００４７】
然るに、本システムの実施形態は、１つ以上のＲＦ受信コイルからエネルギを捕獲して、このエネルギをバッテリ、キャパシタ（例えば、スーパーキャパシタ、など）、及び／又は同様のもののような電力保持デバイスで保持することができる受信専用ＲＦコイル部を提供することができる。捕獲されたエネルギは、次いで、受信専用ＲＦコイル部の本体に置かれたＲＦコイルのＤＣ制御回路、増幅器、及び／又は局所受信器を作動するために使用されてよい。然るに、オンボード電力供給を使用することによって、本システムの実施形態は、ガルバニック導体及びそれらの関連するコンポーネント（例えば、バラン、など）の必要性を除くことができる。更に、廃熱としてデチューン回路においてさもなければ消散される捕獲されたエネルギを保持することによって、局所的な加熱は低減され得る。更に、局所的な加熱が低減されるので、本システムの実施形態の最低ループトラップ・デチューン抵抗は、他のデチューン回路の最低ループトラップ・デチューン抵抗よりも小さくなり得る。
【００４８】
図７は、本システムの実施形態に従うＦＥＴ試験回路７００の部分の概略図を示す。ＦＥＴ試験回路７００は、スイッチング制御回路７０２、低損失スイッチ回路７１０、及び受信ループ７４６を含んでよい。スイッチング制御回路７０２は、低損失スイッチＵ１及びＵ２のゲートを制御するよう動作してよい。低損失スイッチＵ１及びＵ２の夫々は逆並列ダイオード（Ｄ）を含んでよい。それにより、デチューン状態にあるとき、低損失スイッチＵ１及びＵ２並びに対応する逆並列ダイオードＤは、端子７Ｐ１及び７Ｐ２の間に位置する受信ループ７４６に高インピーダンスを制御可能に挿入してよい。図示されるように、電源Ｖ１は、低損失スイッチＵ１及びＵ２のためのスイッチング制御（例えば、５ボルトスイッチング制御）を提供する。Ｖ２は、ＭＲ送信器によってコイルにおいて誘起される電圧に相当し、ループ７４６で電流を生じさせる発生源である。図７に示される回路は、制限電圧Ｖ１を有するＦＥＴスイッチを用いて、本システムの原理を説明する。議論及び形態を簡単にするよう、この回路は、如何なる充電機能も示さず、阻止インピーダンスとしての機能を明示する。Ｌ１は、Ｖ２のより高いレベルでの阻止を最大限にするように、ＦＥＴスイッチの残留キャパシタンスと共振するよう選択される。Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、発生源Ｖ１による２つのゲート電圧の制御を可能にするよう設けられている。
【００４９】
本システムの実施形態に従うＦＥＴ試験回路７００の試験から得られた試験結果は、図８及び図９において示されている。特に、図８は、本システムの実施形態に従って得られた電力対連続波（ＣＷ）ピーク電圧のグラフ８００を示し、図９は、本システムの実施形態に従って得られたＣＷピーク電圧の関数としてのループ電流のグラフ９００を示す。図８のグラフは、ＦＥＴスイッチシステムで消散される電力と、ＲＦソース電圧Ｖ２と、同じソース電圧からダイオードスイッチのある状態において消散される電力との間の関係を示す。図から明らかなように、ＦＥＴスイッチは、消費電力が小さく、そのようなものとして、ダイオードスイッチよりもはるかに加熱しない。加えて、それらの電力レベルの間の差は、本システムの実施形態に従ってエネルギ捕獲を介して有用なエネルギとして取り出すことが潜在的に可能である。図９は、電圧Ｖ２の関数としてループにおける電流を示す。ＦＥＴスイッチのキャパシタンスはＲＦ電圧とともに変化するので、阻止は高電圧でより有効である（インダクタＬ１は、許容可能な最も高い電圧でＦＥＴスイッチのキャパシタンスと共振するよう選択されており、よって、インピーダンスは、そのチューニング点で最大にされるからである。）。キャパシタンスがより高いより低い電圧で、阻止インピーダンスはより低く、更なるループ回路が認められる。インピーダンスは、共振電圧レベル（スイッチが最大キャパシタンスを有するレベル）より下で大抵はリアクティブであることが留意されるべきである。図９は、この残留電流がより低い電圧で増大することを示し、２つのプロットは、非線形挙動がソース電圧の高調波でいくらかの電流を生成するが、電流のほとんどはソース電圧と同じ周波数であることを示す。スイッチのより低いキャパシタンスは、阻止がより高く且つ低電圧での限界電流がより低いので、有利であることが留意されるべきである。
【００５０】
本発明は、特定の例となる実施形態を参照して図示及び記載されてきたが、本発明はそれらに制限されず、様々な特徴及び実施形態の組み合わせを含む形態及び詳細における様々な変更は、本発明の主旨及び適用範囲から外れることなしに、それらにおいて行われてよい点が当業者によって理解されるであろう。
【００５１】
本システムの更なる変形例は、当業者に容易に想到可能であり、特許請求の範囲によって包含される。
【００５２】
最後に、前述の記載は、本システムの単なる実例であるよう意図され、特許請求の範囲を何らかの特定の実施形態又は実施形態のグループに制限するものとして解釈されるべきではない。よって、本システムは、例となる実施形態を参照して記載されてきたが、やはり当然ながら、多数の変更及び代替の実施形態は、続く特許請求の範囲において示されている本システムのより広い意図された主旨及び適用範囲から外れることなしに、当業者によって考案され得る。然るに、明細書及び図面は、例示として見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲を制限するよう意図されない。
【００５３】
添付の特許請求を解釈するにあたり、次の点が理解されるべきである：
ａ）語「有する（comprising）」は、所与の請求項で挙げられている以外の要素又は動作の存在を除外しない；
ｂ）要素の単称（英原文において当該要素の前にある不定冠詞a又はan）は、そのような要素の複数個の存在を除外しない；
ｃ）特許請求の範囲における如何なる参照符号も、それらの適用範囲を制限しない；
ｄ）いくつかの「手段（means）」は、同じ項目又はハードウェア又はソフトウェアで実装される構造又は機能によって表されてよい；
ｅ）開示される要素のいずれもが、ハードウェア部分（例えば、個別的な及び集積された電子回路構成を含む。）、ソフトウェア部分（例えば、コンピュータプログラミング）、及びそれらのあらゆる組み合わせから成ってよい；
ｆ）ハードウェア部分は、アナログ及びデジタルの一方又は両方から成ってよい；
ｇ）開示されているデバイス又はその部分のいずれもが、特段別なふうに示されない限りは、まとめられても、あるいは、更なる部分に分けられてもよい；
ｈ）動作又はステップの具体的な順序は、特段示されない限りは、要求されるよう意図されない；且つ
ｉ）語「複数」の要素は、請求される要素の２つ以上を含み、要素の数の如何なる特定の範囲も示さない；すなわち、複数の要素はわずか２つの要素であってよく、無限個の要素を含んでよい。
【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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