(57)【要約】  本開示は、少なくとも４つのチャネルを有し、チャネルの各々についてコイル素子を備えるマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル１１４に関し、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル１１４は、コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路２０９を介してそのコイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケット３００〜３０６は、それぞれの第１の伝送線路２０９を介してそれぞれのコイル素子にＲＦ信号を提供するためのプラグを受けるように適合され、予め定義されたＲＦ信号に対し、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である。
2021511127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングゾーン内の磁気スピンの配向を操作し、前記イメージングゾーン内の磁気スピンから無線伝送を受信するためのマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルであって、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、少なくとも４つのチャネルを有し、前記チャネルの各々についてコイル素子を備え、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路を介して前記コイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケットは、それぞれの前記第１の伝送線路を介してそれぞれの前記コイル素子にＲＦ信号を提供するためのプラグを受け、予め定義されたＲＦ信号に対し、前記第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、結果として前記ソケットにおける予め定義された位相関係が得られ、ここで、ｋは整数であり、λは前記ＲＦ信号の波長であり、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記ＲＦ信号の前記波長で駆動される、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項２】
前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記第１の伝送線路の２つの対を有する４つのチャネルを有し、各対内で、前記第１の伝送線路は、同じ電気的長さであり、前記２つの対の前記第１の伝送線路間の前記電気的長さの差はλ／４である、請求項１に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項３】
ｋは４の整数倍である、請求項１又は２に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項４】
各前記第１の伝送線路は、インピーダンス整合ネットワークと、前記インピーダンス整合ネットワークに直接取り付けられた第１の位相シフト回路とを備え、前記第１の伝送線路ごとに、それぞれの前記第１の位相シフト回路は、前記第１の伝送線路のうちの任意のものの間の前記電気的長さの差がｋλ／４となるようにそのソケットとその第１の位相シフト回路との間で決定されたそれぞれの前記第１の伝送線路の長さの補償を提供する、請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項５】
前記第１の位相シフト回路は、第２の伝送線路及び集中定数素子位相シフタのうちの任意のものである、請求項４に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項６】
前記インピーダンス整合ネットワークは、それぞれの前記コイル素子に直接接続される、請求項４又は５に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項７】
前記ソケットは、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルのハウジング内に一体化される、請求項１から６のいずれか一項に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項８】
前記ソケットを備える端子ボードを更に備え、前記端子ボードは、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルの前記ハウジング内に一体化される、請求項７に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項９】
各前記第１の伝送線路は第２の位相シフト回路及びソケットコネクタを備え、前記ソケットコネクタは、それぞれのコイル素子を当該ソケットと電気的に接続し、各前記第２の位相シフト回路は、それぞれの前記ソケットコネクタをそれぞれの前記ソケットと電気的に接続し、前記第１の伝送線路ごとに、それぞれの前記第２の位相シフト回路は、前記第１の伝送線路のうちの任意のものの間の前記電気的長さの差がｋλ／４となるように当該コイル素子と当該ソケットコネクタとの間で決定されたそれぞれの前記第１の伝送線路の長さの補償を提供し、前記第２の位相シフト回路及び前記ソケットコネクタは、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルの端子ボード又はハウジングに装着される、請求項４から８のいずれか一項に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項１０】
各前記第１の伝送線路はグラウンドワイヤを備え、全ての前記第１の伝送線路の全ての前記グラウンドワイヤは前記端子ボードにおいて共通グラウンドに接続される、請求項８又は９に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項１１】
前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルはＲＦボディコイルである、請求項１から１０のいずれか一項に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル。
【請求項１２】
磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
イメージングゾーン内で主磁場を生成するための主磁石と、
請求項１から１１のいずれか一項に記載のマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルと、
各チャネルに関連付けられたＲＦソースであって、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルを駆動するためにそれぞれの前記チャネルに関連付けられたソケットを介して前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルに無線周波数電力を供給するためのＲＦソースと、
を備える、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１３】
前記ＲＦソースは、前記ＲＦ電力の供給のために、接続点を備え、前記磁気共鳴イメージングシステムは、各前記ＲＦソースのためのケーブルを更に備え、前記ケーブルは、前記ＲＦソースのそれぞれの前記接続点を、前記ＲＦソースに関連付けられた前記ソケットと電気的に接続し、前記ケーブルは、それぞれの前記ソケットによって受けられるプラグを有し、前記波長に関して、前記ＲＦソースの前記接続点を前記ソケットと電気的に接続する全ての前記ケーブルは任意の他のケーブルとの間でｎλ／４の電気的長さの差を有し、ここでｎは整数である、請求項１２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１４】
ｎは０に等しい、請求項１３に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１５】
磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムにサービス提供する方法であって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
イメージングゾーン内で主磁場を生成するための主磁石と、
前記イメージングゾーン内の磁気スピンの配向を操作し、前記イメージングゾーン内のスピンから無線伝送を受信するためのマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルであって、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、少なくとも４つのチャネルを有し、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記イメージングゾーンから磁気共鳴信号をピックアップし、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは前記チャネルの各々についてコイル素子を備え、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路を介して前記コイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケットは、それぞれの前記第１の伝送線路を介してそれぞれの前記コイル素子にＲＦ信号を提供するためのプラグを受け、予め定義されたＲＦ信号に対し、前記第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、ここで、ｋは整数であり、λは前記ＲＦ信号の波長であり、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、前記ＲＦ信号の前記波長で駆動される、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルと、
各チャネルに関連付けられたＲＦソースであって、前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルを駆動するためにそれぞれの前記チャネルに関連付けられた前記ソケットを介して前記マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルに無線周波数電力を供給するためのＲＦソースと、
を備え、
前記方法は、全てのＲＦソースを、電気ケーブルを用いてそれぞれの前記ソケットに電気的に接続するステップを有し、前記波長に関して、全ての前記電気ケーブルは任意の他の電気ケーブルとの間でｎλ／４の電気的長さの差を有し、ここでｎは整数であり、結果として前記ソケットにおいて予め定義された位相関係が得られる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイル、磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステム、及び磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムにサービスを提供する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、先例のない組織コントラストで人体のような物体の断面視を可能にする最先端のイメージング技術である。ＭＲＩは、核磁気共鳴の原理に基づき、科学者によって、分子に関する化学的及び物理的な微視的情報を得るために分光技術が用いられる。核磁気共鳴及びＭＲＩの双方の基礎となっているのは、非ゼロスピンを有する原子核が、磁気モーメントを有するということである。医用イメージングでは、例えば水素原子の核が研究される。なぜなら、これらは体内で例えば水のように高濃度で存在するためである。素粒子の核スピンは、強力なＤＣ磁場が加えられる場合、共鳴周波数で共鳴することができる。この磁気共鳴（ＭＲ）周波数は、磁束のレベルによって決まる。ＭＲＩスキャナーにおいて、磁場は、空間内の或る位置においてのみ、選択された共鳴周波数と一致する。この位置においてのみ、これらの粒子の存在を検出することができる。この位置を変動させることによって、画像を測定することができる。
【０００３】
必要とされる強力なＤＣ磁場（Ｂ０磁場）は、通常、超伝導磁石によって生成される。この磁場を、１つの位置においてのみ所与の無線周波数に一致するように変動させるために、勾配コイルを用いて磁場勾配が生成される。磁場勾配は、スキャンを達成するように経時的に変動することができる。
【０００４】
核共鳴を励起するために、ＲＦコイルは、核共鳴において高周波数磁場を生成する。磁場は、ＭＲＩスキャナーの軸に対し径方向に向かわなくてはならない。全ての方向において径方向の磁場を達成するために、１つの期間中に１つの時点で任意の径方向を指し示す回転磁場が用いられる。これは、例えば、いわゆる「バードケージ」配置を用いて達成される。バードケージの対向するスラブにおける電流は反対方向に流れ、このため、径方向の磁場を生成する。近傍スラブにおける電流は、磁場が回転するように位相シフトを有する。
【０００５】
コイルは、一般的に、人体内部で適切に規定された磁場を生成するように設計された高共鳴アンテナである。副次的影響として、電場の損失が生じ、これによりコイルの入力インピーダンスが大きく変化する。これは、インピーダンスの実部に主に影響し、相対的変化は、負荷率とも呼ばれる共鳴等価性係数変化にリンクされている。これは、通常、ＭＲＩボディコイルの好ましい実施である今日のバードケージ共鳴装置の場合、３〜５の範囲をとる。
【０００６】
ボディコイル内に供給される電力はパルス式増幅器によって生成され、パルス式増幅器は、出力における良好な又は少なくとも受容可能な電力整合を必要とする。従来のバードケージ共鳴装置は、整合回路を用いてコイルポートにおいて直接給電される。直交動作における１．５Ｔにおいて、これは通常、ハイブリッドカプラを用いてコイルの２つの直交チャネルを同時に駆動することによって実現される。このカプラは４ポートであり、コイル給電ポートが出力に接続され、増幅器が１つの入力に接続され、伝送線路インピーダンスに整合する通常５０ｏｈｍの負荷が第４のポートに接続される。
【０００７】
３Ｔにおいて、２つの別個の個々の送信チャネルが、ＴＲ箱を介してボディコイルのＲＦ入力ポートに接続される。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１７／００１６９６９号は、直交駆動を与えられたボディコイルに関する。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の実施形態は、少なくとも４つのチャネルを備え、チャネルの各々についてコイル素子を備えるマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルを提供し、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路を介してコイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケットは、外部からＲＦ信号を受信するためのプラグを受けるように適合され、次にＲＦ信号は、それぞれの第１の伝送線路を介してそれぞれのコイル素子に提供され、予め定義されたＲＦ信号に対し、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である。
【００１０】
「コイル素子」という用語は、電流を磁場に変換するための導電体の構成を指す。このため、コイル素子は、コイル又はコイルアレイの基本的な信号生成構成要素である。これらのコイル素子の複素感度を空間符号化のために十分明確にするために、個々のコイル素子は磁気相互作用がない。
【００１１】
「チャネル」という用語は、（外部の）ＲＦソースからコイルに提供されるＲＦ信号の経路を指す。
【００１２】
「ＲＦソース」という用語は、ケーブルを介してコイルに所望の振幅及び位相を有するＲＦ信号を直接与えるＭＲＩシステム内の構成要素を指す。例えば、ＲＦソースは、個々のＲＦ増幅器の出力である。更に、ＲＦソースは、直交ハイブリッドのようなスプリッタの出力である。直交ハイブリッドは、通常、ＲＦ増幅器に接続された入力と、２つの出力とを有し、ＲＦ増幅器の信号に９０°の位相差を与え、それによって空のコイル内に円偏波したＲＦフィールドを生成する。これは多くの場合に、直交駆動と呼ばれる。
【００１３】
ＲＦソースとして上述した要素が選択され、所望に応じて組み合わされる。例えば、空のコイル内で円偏波したＲＦフィールドを生成するために２つのチャネルが用いられる場合、９０°だけ位相シフトされたＲＦ信号を提供する２つのＲＦ増幅器が用いられるか、又は２つの位相シフトされた出力を有し、単一のＲＦ増幅器によって供給される直交ハイブリッドが用いられるかのいずれかである。
【００１４】
「ソケット」は、ＲＦコイルを駆動するのに用いられるＲＦ増幅器のケーブルへの接続点を提供するＲＦコイルのソケットである。このため、ＲＦコイルは単一のユニットであり、ＲＦ増幅器は単一のユニットであり、これらの２つのユニットは、ＲＦ電力を提供するためにケーブルによって接続され、これらのケーブルはソケットにプラグインされる。通常、ソケットはケーブルがバヨネットコネクタ又はユニオンナットを介して接続されることを可能にするコネクタとして提供される。
【００１５】
「第１の伝送線路」は、ソケットから関連付けられたコイル素子への電気信号経路全体を含む。このため、第１の伝送線路は、空間的に離れたロケーション「ソケット」及び「コイル素子」間の任意の電気的接続を含む。これは、整合及び伝送線路（例えば、同軸線路）と集中定数素子位相シフタ回路との任意の連続した組み合わせによって実現され、それぞれのＭＲＩシステムのラーモア周波数において測定される電気的長さｐｓｉによって記述される。集中定数素子位相シフタは、第１の伝送線路の先頭、間のいずれかの場所、又は末尾に位置することができる。整合回路は通常、第１の伝送線路の、それぞれのコイル素子に直接面する側に位置する。
【００１６】
実施形態は、単純な方式でそれぞれのＲＦソースに電気的に接続することができるＲＦコイルが提供されるという利点を有する。つまり、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であるので、コイルを駆動するためにＲＦ電力が供給される全ての接続点「ソケット」は、適切に規定された位相関係を有する。このため、ソケットに関する任意の位相関係に起因したケーブルの長さに関するいかなる位相調節も追加で行う必要なく、ＲＦソースからそれぞれのソケットへ標準化された等しい電気長ケーブルの組を用いて、ＲＦ電力が提供される。ＲＦコイルの製造後の、ソケットにおけるいかなる後続の厄介な位相の調節ももはや必要とされない。
【００１７】
「電気的長さ」という用語は、所与の周波数ｆ（λ＝ｖ／ｆ、ここで、ｆは周波数であり、ｖは位相速度である）における導電体にわたる送信によって生じる位相シフトの観点における、この導電体の長さを指す。
【００１８】
ここで、２チャネルＭＲコイルの場合、それぞれのコイル素子への第１の伝送線路の取り付け点は、それぞれの２つの第１の伝送線路の長さが同一となるように対称的に製造者によって直感的に選択されることに留意しなくてはならない。しかしながら、４チャネル以上のＭＲコイルの場合、特にＲＦボディコイルの場合、それぞれのコイル素子への第１の伝送線路の取り付け点の対称的な選択はもはや可能でない。ここで、それにもかかわらず、ｋλ／４に対する伝送線路の各々の間の長さの差の説明された調節により、コイルを駆動するためにＲＦ信号の適切に規定された位相関係を用いることが可能になる。
【００１９】
伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差をｋλ／４に設定するという要件は、ＲＦ信号の所与の波長λについてのものであることに更に留意しなくてはならない。通常、これは、コイルが駆動される周波数に対応する波長であるべきである。コイルが複数の周波数で駆動される場合、通常、これらの周波数は、差が数百ｋＨｚしかない、それによって、指針値として、λを選択するために平均周波数値が用いられる。
【００２０】
本発明の実施形態によれば、ＲＦコイルは、第１の伝送線路の２つの対を有する４つのチャネルを有し、各対内で、第１の伝送線路は、同じ電気的長さであり、２つの対の第１の伝送線路間の電気的長さの差はλ／４である。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、ｋは４の整数倍である。これは、全てのＲＦ信号間で所与の位相関係を有し、ソケットに提供されるＲＦ信号の組に関し、このソケットに関連付けられたそれぞれのコイル素子が、変更されていない方式で厳密に同じ位相関係を受けることを意味する。したがって、ＲＦソースがそれらの間に所望の位相差を有してＲＦ電力又はＲＦ信号を出力することができる場合、出力をそれぞれのソケットに接続するために同一のケーブル（電気的長さが同一である）の組を用いることで十分であり、ケーブルの長さはここでは何ら役割を果たさないはずである。なぜなら、同一のケーブルが全てのソケットに用いられる場合、ＲＦソースによって提供されるＲＦ電力の位相関係はソケットにおいて維持されるためである。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、各第１の伝送線路は、インピーダンス整合ネットワークと、インピーダンス整合ネットワークに直接取り付けられた（電気的に接続された）第１の位相シフト回路とを備えており、第１の伝送線路ごとに、それぞれの第１の位相シフト回路は、第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がｋλ／４となるように、そのソケットとその第１の位相シフト回路との間で決定されたそれぞれの第１の伝送線路の長さの補償を提供するように適合される。
【００２３】
一般的に、インピーダンス整合ネットワークの目的は、各コイル素子のインピーダンスが、それぞれのＲＦソースのインピーダンス、通常５０Ωに整合するような調節を可能にすることである。第１の位相シフト回路をインピーダンス整合ネットワークに一体化することによって、ｋλ／４に対する、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差に関する長さ補償のロケーションが、ソケットとインピーダンス整合ネットワークとの間に位置する任意のワイヤから離される。これにより、第１の伝送線路から発せられる望ましくない電磁波（シース電流）からコイルを遮蔽することが容易になる。なぜなら、これらの線路を可能な限り短く維持することができる一方で、任意の長さ補償、すなわち第１の伝送線路の延長部を動かし、インピーダンス整合ネットワーク上に集中させ、インピーダンス整合ネットワークをコイルの内部から十分遮蔽することができるためである。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、第１の位相シフト回路は、第２の伝送線路及び集中定数素子位相シフタのうちの任意のものである。更に、第１の位相シフト回路が、各ソケットにおける入力位相を精密に調整することを可能にする素子を備えることが可能である。第２の伝送線路は、予め定義された電気的長さの同軸ケーブルであるか、又は特定の電気的長さだけ電気信号経路を延長させることが可能な任意の他のケーブルである。
【００２５】
好ましくは、インピーダンス整合ネットワークは、それぞれのコイル素子に直接接続される。これは、インピーダンス整合ネットワークとそれぞれのコイル素子との間に、ここでも第１の伝送線路から発せられる望ましくない電磁波の原因となり得る自由ケーブルが必要とされないという利点を有する。
【００２６】
本発明の実施形態によれば、ソケットは、ＲＦコイルのハウジング内に一体化される。コイルは、ソケットを備える端子ボードを更に備え、端子ボードは、ＲＦコイルのハウジング内に一体化される。これは、ＭＲＩシステムに容易に設置することができる、追加設定なしの（ｏｕｔ−ｏｆ−ｔｈｅ−ｂｏｘ）コイルを提供することができるという利点を有する。なぜなら、コイルを駆動するための、ＲＦソースからコイルへの電気的接続が、例えば、コイルのハウジング内の利用可能なソケットに単純にプラグインされる同一の任意の長さの複数のケーブルを用いることによって実現することができるためである。
【００２７】
本発明の実施形態によれば、各第１の伝送線路は第２の位相シフト回路及びソケットコネクタを備え、ソケットコネクタは、それぞれのコイル素子をそのソケットと電気的に接続し、各第２の位相シフト回路は、それぞれのソケットコネクタをそれぞれのソケットと電気的に接続し、第１の伝送線路ごとに、それぞれの第２の位相シフト回路は、第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がｋλ／４となるようにそのコイル素子とそのソケットコネクタとの間で決定されたそれぞれの第１の伝送線路の長さの補償を提供するように適合され、第２の位相シフト回路及びソケットコネクタは、ＲＦコイルの端子ボード又はハウジングに装着される。
【００２８】
これは、第１の位相シフト回路に関して上記で検討したのと同様の利点を有し、第２の位相シフト回路をコイルのハウジングに向けて、好ましくは端子ボードに一体化することによって、ｋλ／４に対する、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差に関する長さ補償のロケーションが、ハウジング内に位置する任意のワイヤから離され、ここで、コイル素子にＲＦ電力を供給するのに用いられる第１の伝送線路のそれぞれのワイヤは、可能な限り短く維持することができる。ここでも、これは、第１の伝送線路から発せられる望ましくない磁場（ジャケット波）からコイルを遮蔽することを容易にする。なぜなら、これらの線路は可能な限り短く維持することができる一方で、任意の長さ補償、すなわち第１の伝送線路の延長部を動かし、端子ボード上に集中させ、端子ボードをコイルの内部から十分遮蔽することができるためである。
【００２９】
同様に、第１の位相シフト回路について、第２の位相シフト回路は、更なる伝送線路及び集中定数素子位相シフタのうちの任意のものである。第２の又は更なる伝送線路は、ストリップライン又は同軸ケーブルのような遅延線路として実現される。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、各第１の伝送線路はグラウンドワイヤを備え、全ての第１の伝送線路の全てのグラウンドワイヤは端子ボードにおいて共通グラウンドに接続される。勾配フィールドから誘導される渦電流を阻止するためにキャパシタがグラウンドケーブルに配置される。これは、磁場の放射を最小限にし、伝送線路のシールド上のケーブル電流を低減するのに更に役立ち、外部接続給電線路とコイルとの間の分離を改善する。更に、個々のコイルポートの交差結合の影響が低減され、コイルの直交性が保持される。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、コイルはＲＦボディコイルである。
【００３２】
本発明の別の態様において、本発明は、磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムであって、磁気共鳴イメージングシステムは、
−  イメージングゾーン内で主磁場を生成するための主磁石と、
−  少なくとも４つのチャネルを有するマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルであって、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、イメージングゾーンから磁気共鳴信号をピックアップするように適合され、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルはチャネルの各々についてコイル素子を備え、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路を介してコイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケットは、それぞれの第１の伝送線路を介してそれぞれのコイル素子にＲＦ信号を提供するためのプラグを受けるように適合され、予め定義されたＲＦ信号に対し、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルと、
−  各チャネルに関連付けられたＲＦソースであって、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルを駆動するためにそれぞれのチャネルに関連付けられたソケットを介してマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルに無線周波数電力を供給するためのＲＦソースと、
を備える、磁気共鳴イメージングシステムに関する。
【００３３】
実施形態によれば、ＲＦソースは、ＲＦ電力の供給のために、接続点を備え、システムは、各ＲＦソースのためのケーブルを更に備え、ケーブルは、ＲＦソースのそれぞれの接続点を、ＲＦソースに関連付けられたソケットと電気的に接続し、ケーブルは、それぞれのソケットによって受けられるプラグを有し、波長に関して、ＲＦソースの接続点をソケットと電気的に接続する全てのケーブルは、任意の他のケーブルとの間でｎλ／４の電気的長さの任意の差の間の電気的長さの差を有し、ここでｎは整数であり、好ましくは同じ電気的長さ（ｎ＝０）を有する。好ましくは、ケーブルは幾何学的長さにおいて同一である。
【００３４】
別の態様では、本発明は、磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムにサービス提供する方法であって、磁気共鳴イメージングシステムは、
−  イメージングゾーン内で主磁場を生成するための主磁石と、
−  少なくとも４つのチャネルを有するマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルであって、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、イメージングゾーンから磁気共鳴信号をピックアップするように適合され、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルはチャネルの各々についてコイル素子を備え、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルは、コイル素子ごとに、それぞれの第１の伝送線路を介してコイル素子に電気的に結合されたソケットを更に備え、各ソケットは、それぞれの第１の伝送線路を介してそれぞれのコイル素子にＲＦ信号を提供するためのプラグを受けるように適合され、予め定義されたＲＦ信号に対し、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差はｋλ／４であり、ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルと、
−  各チャネルに関連付けられたＲＦソースであって、マルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルを駆動するためにそれぞれのチャネルに関連付けられたソケットを介してマルチチャネル磁気共鳴イメージングＲＦコイルに無線周波数電力を供給するためのＲＦソースと、
を備え、
方法は、全てのＲＦソースを、電気ケーブルを用いてそれぞれのソケットに電気的に接続することを有し、波長に関して、全てのケーブルは任意の他のケーブルとの間でｎλ／４の電気的長さの差を有し、ここでｎは整数であり、好ましくは同じ電気的長さを有する、方法に関する。
【００３５】
これは、ＭＲＩシステムのサービス提供が単純化されるという点で有利である。ＲＦコイルの駆動ポートにＲＦ電力を供給するのに用いられる電気ケーブルの正しい個々の長さを選択することを確実にするために、電気ケーブル及びＲＦコイルの駆動ポートを測定することはもはや必要でない。代わりに、４チャネルＲＦコイルの例において、ＲＦソースを、ソケットを介してそれぞれのコイル素子に電気的に接続するために、４つの電気的に同一のケーブルが用いられる。
【００３６】
本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。
【００３７】
当業者は理解するように、本開示において検討される例は、装置、方法又はコンピュータプログラム製品として具現化される。したがって、態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。
【００３８】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。
【００３９】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態のいずれかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。
【００４０】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。
【００４１】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が１つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。
【００４２】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk（登録商標）、又はC++等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。
【００４３】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。
【００４４】
態様は、方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、ブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。
【００４５】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００４６】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。
【００４７】
本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。
【００４８】
本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００４９】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００５０】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療イメージングデータの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像は、本明細書においては、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として定義される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
以下において、本発明の好適な実施形態が、単なる例として次の図面を参照して説明される。
【図１】磁気共鳴イメージングシステムの一例を示す図である。
【図２】様々な電源に接続されたバードケージ共鳴装置の回路図である。
【図３】バードケージ共鳴装置の別の回路図である。
【図４】磁場共鳴イメージングシステムにサービス提供する方法を示すフローチャートである。
【図５】異なるチャネル及びポート配置を有する様々なボディコイルの図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下において、図において似通った参照番号を付された要素は、類似した要素であるか、又は等価な機能を実行するかのいずれかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。
【００５３】
図１は、磁石１０４を有する磁気共鳴イメージングシステム１００の一例を示す。磁石１０４は、ボア１０６がそれを貫通する超伝導円筒型磁石である。異なるタイプの磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒型磁石及びいわゆる開放型磁石の双方を用いることも可能である。分割円筒型磁石は、クライオスタットが２つの区画に分割され、磁石の等角面へのアクセスを可能にすることを除いて、標準的な円筒型磁石に類似しており、そのような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム治療と合わせて用いられる。開放型磁石は２つの磁石区画を有し、一方は、対象者を受けるのに十分大きい空間を挟んで他方の上方にある。２つの区画エリアの配置は、ヘルムホルツコイルの配置に類似している。開放型磁石は対象者の閉じ込めがより少ないので人気がある。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの一群がある。円筒磁石１０４のボア１０６内には、磁場が、磁気共鳴イメージングを実行するのに十分強く均一であるイメージングゾーン１０８がある。関心領域１０９がイメージングゾーン１０８内に示される。対象者１１８、例えば患者は、対象者支持体１２０、例えば可動台によって支持された状態で示され、対象者１１８の少なくとも一部分がイメージングゾーン１０８及び関心領域１０９内にある。
【００５４】
磁石のボア１０６内には、磁石１０４のイメージングゾーン１０８内で磁気スピンを空間的に符号化するために、磁気共鳴データの取得のために使用される磁場勾配コイル１１０のセットもある。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するためのコイルの３つの別個のセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプ状にされるか又はパルス化される。
【００５５】
イメージングゾーン１０８に隣接するのは、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じくイメージングゾーン１０８内のスピンから無線伝送を受信するための無線周波数コイル１１４「ＲＦアンテナ」である。無線周波数アンテナは、複数のコイル素子を含む。ＲＦコイル１１４は、複数のソケット３００及び３０２を有し、各ソケットは１つのアンテナ素子に対応する。無線周波数コイル１１４はソケット３００を介してＲＦ増幅器１１６に接続され、ソケット３０２を介してＲＦ増幅器１１７に接続される。無線周波数増幅器１１６及び１１７は、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するために、ＲＦコイル１１４に９０°の位相差でＲＦ電力を提供している。９０°の位相差により、コイル１１４において円偏波したＲＦフィールドが生成されることになる。
【００５６】
２つのＲＦ増幅器１１６及び１１７の代わりに、ハイブリッド電力スプリッタに供給されるＲＦ出力を有する単一のＲＦ増幅器が用いられてもよく、このハイブリッド電力スプリッタは、ソケット３００及び３０２のうちの１つに対する信号の位相を９０°遅延させる役割を果たし、それによってまた、コイルにおいて円偏波したＲＦフィールドを生成する。
【００５７】
増幅器１１６、勾配コントローラー１１２及びＲＦ出力端子３０２が、コンピュータシステム１２６のハードウェアインタフェース１２８に接続されている状態で示される。このため、コンピュータシステム１２６は、コイル１１４を用いて取得されるＭＲ信号を受信及び処理するための受信機としての役割も果たす。
【００５８】
コンピュータシステムは更に、ハードウェアシステム１２８と通信しているプロセッサ１３０と、メモリ１３４と、ユーザインタフェース１３２とを備える。メモリ１３４は、プロセッサ１３０にとってアクセス可能であるメモリの任意の組み合わせである。これは、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、又は他のストレージデバイスなど、メインメモリ、キャッシュメモリ、更には不揮発性メモリなどのようなものを含む。いくつかの例では、メモリ１３０は、非一時的コンピュータ可読媒体であると見なされる。
【００５９】
コンピュータメモリ１３４は、マシン実行可能命令１４０を含むものとして示される。マシン実行可能命令は、プロセッサ１３０が磁気共鳴イメージングシステム１００の動作及び機能を制御することを可能にするコマンド又は命令を含む。コンピュータメモリ１３４は、イメージングスキャンプロトコル１４２を更に含むものとして示される。各イメージングスキャンプロトコルは、プロセッサ１３０が磁気共鳴イメージングシステム１００を制御して磁気共鳴データを取得することを可能にする命令又は命令に変換されるデータのいずれかである、１つ又は複数のパルスシーケンスのためのパルスシーケンスコマンドを含む。したがって、パルスシーケンスコマンドは、イメージングスキャンプロトコルの一部である。例えば、磁気共鳴データを用いて、磁気共鳴イメージングシステムに、複数のパルス繰り返しを行わせることができ、これにより、磁気共鳴信号１４４が取得される。各パルスは、ＲＦ増幅器１１６及び１１７のうちの１つによる、コイル１１４へのＲＦ電力の供給に対応する。
【００６０】
磁気共鳴信号１４４は、コンピュータメモリ１３４に記憶されているものとして示される。特定のパルス繰り返しのための磁気共鳴信号１４４は照合され、磁気共鳴データ１４６にされる。磁気共鳴データ１４６を用いて、一連の画像１４８が生成される。イメージングスキャンプロトコルは、イメージングを用いて取得された画像データ１４６の再構成に関する命令１５０を更に含む。
【００６１】
例えば、アンテナ１１４は、バードケージ構成の複数のコイル素子を有する。更に、コイル素子のそれぞれにそれぞれの伝送線路を介して結合された複数のソケット３００及び３０２が提供される。同様に、複数のＲＦ入力端子３００及び任意選択でそれぞれのＲＦ増幅器１１６が提供される。同様に、複数のＲＦ増幅器１１６及び１１７が提供される。
【００６２】
図２は、コイル１１４、並びに増幅器１１６及び１１７との接続設定をより詳細に示す。コイル１１４は、例えばバードケージ共鳴装置である。通常、バードケージコイルは、ラングと呼ばれる複数の直線状の導電素子によって接続されるエンドリングと呼ばれる２つの円形の導電ループからなる。図２において、エンドリングは、水平方向の導体線路によって構築されるのに対し、ラングは、垂直方向の導体線路によって構築される。所望のコイル１１４の周波数特性に基づいて、いくつかのキャパシタが個々の導電素子間に配置される。したがって、全体として、アンテナ１１４は複数のコイル素子からなり、これらの複数のコイル素子を用いて、ＲＦパルスをコイル素子に供給することによって核スピンを励起し、また個々のコイル素子を用いて磁気共鳴信号を受信することができる。
【００６３】
コイル素子ごとに、それぞれの整合基板２１０が設けられ、整合基板２１０はそれぞれのコイル素子に直に接続される。より詳細には、各整合基板は、各リングの２つの導電素子に結合された「インピーダンス整合ネットワーク」を含み、これらの２つの導電素子は、それぞれのキャパシタ３１０を介して互いに結合されている。このため、コイル素子は、コイルの単一の導電体スラブ、又は導電体スラブと、アンテナの一部としてコイルを形成する任意選択によるキャパシタとの配列として理解することができる。インピーダンス整合ネットワーク、及びこのため整合基板２１０の目的は、各コイル素子のインピーダンスがそれぞれのＲＦソースのインピーダンス、通常５０Ωに整合するような調節を可能にすることである。
【００６４】
各コイル素子は、第１の伝送線路を介してソケットに電気的に結合される。図２において、ソケット３００は、ケーブル２００及びそれぞれの整合基板２１０を備える伝送線路２０９を介してコイル１１４のコイル素子のうちの１つに結合される。同様に、ソケット３０２は、ケーブル２０２及びそれぞれの整合基板２１０を備える伝送線路を介してコイル１１４のコイル素子のうちの１つに結合され、ソケット３０４は、ケーブル２０４及びそれぞれの整合基板２１０を備える伝送線路を介してコイル１１４のコイル素子のうちの１つに結合され、ソケット３０６は、ケーブル２０６及びそれぞれの整合基板２１０を備える伝送線路を介してコイル１１４のコイル素子のうちの１つに結合される。通常、ケーブル２００〜２０６は、コイル１１４に対して十分遮蔽された同軸ケーブルである。
【００６５】
伝送線路及びコイル素子の接続点は、図２において概略的にのみ示されることに留意しなくてはならない。実際には、当業者は、磁場が所望の方式で生成されるように、接続点のロケーションを選択する。
【００６６】
端子ボード２１２は、全てのソケット３００〜３０６を保有している。端子ボード２１２において、全ての配線２００〜２０６は共通グラウンドに結合されている。通常、コイル１１４はハウジング内に含まれ、端子ボード２１２は、ソケット３００〜３０６がボディコイル１１４によって取り囲まれたエリアの外側からアクセス可能になるようにハウジングに一体化される。
【００６７】
各ソケット３００〜３０６は、それぞれのケーブル２１４を介して、それぞれのＲＦソースによって提供される接続点２１８と電気的に結合される。図３の例では、ＲＦソースは、直交ハイブリッド電力スプリッタ２１６の出力によって与えられる。各直交ハイブリッドは、入力として、それぞれのＲＦソース１１６及び１１７からＲＦ信号を受信し、出力として、接続点２１８において、それぞれの位相０°及び９０°を有するＲＦ信号を提供する。双方のＲＦ増幅器を同じＲＦ入力信号によって駆動することができ、それによって、接続点２１８において、全ての出力ＲＦ信号は予め定義された位相関係を有する。
【００６８】
以下において、ケーブル２１４は、電気的長さにおいて同一であると仮定される。これは、直交ハイブリッド２１６によって出力される所与の波長のＲＦ信号が、全てのケーブルを通じて進行中、同じ位相シフトを受けることを意味する。結果として、ＲＦ信号間の位相関係は、全ての接続点２１８について同じであり、かつ全てのソケット３００〜３０６について同じである。
【００６９】
ＲＦコイル１１４は、ＲＦ信号がコイル素子に提供されるとき、この位相関係が維持されるように設計される。これは、第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がλ／４である特殊な例である。これは、ＲＦ信号がケーブル２００〜２０６及び整合基板２１０を含むそれぞれの第１の伝送線路を通って進行した後、それらが依然として互いに対し同じ位相関係を有することを意味する。結果として、ＲＦ信号によって駆動される全てのコイル素子が、ＲＦソース自体によってのみ予め定義される位相関係の信号で駆動される。特定の方式における接続点２１８は、ＲＦ信号が所望の位相関係を提供されるソースであるためＲＦソースと見なすことができる。
【００７０】
結果として、ケーブル２１４のうちのいずれも、特にコイル１１４のための長さで設計される必要がないため、それぞれのＲＦソースを用いてボディコイル１１４の配線を設定することが非常に容易である。第１の伝送線路が任意の方式で異なる電気的長さである場合、接続点２１８に関して図２に示す位相関係（０°、９０°、０°、９０°）はもはや成り立たない。この場合、第１の伝送線路ごとにＲＦ信号位相挙動を決定しなくてはならず、望ましくない位相変化を補うためにケーブル２１４の各々の長さを個々に適合させなければならない。実際の例では、ソケット３００及び３０２において位相０°を有し、ケーブル２００及び２０２を含む第１の伝送線路を介して進行するＲＦ信号が、それぞれのコイル素子において、それぞれ７５°及び８５°の位相を受ける場合、これは、ケーブル２０２を含む第１の伝送線路が、ケーブル２００を含む第１の伝送線路よりも幾分電気的に長いことを意味する。直交ハイブリッド２１６において通例固定された９０°の位相関係を仮定すると、この１０°の位相差の補償は、ソケット３００及び３０２に接続するケーブル２１４のうちの１つの電気的長さを適切に変更することによって達成することができる。
【００７１】
したがって、上記で検討したコイル設計によって、それぞれのＲＦソースを用いてボディコイル１１４の配線を設定することがかなり容易である。当然ながら、ソケット３００〜３０６において予め定義された位相関係の異なる構成を用いることが可能であることに留意されたい。例えば、ケーブル２００〜２０６を含む第１の伝送線路の長さは、予め定義されたＲＦ信号に対し、伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がｋλ／４となるように設定することができ、ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である。実際の例では、第１の伝送線路のうちの１つを基準０°として取り、全てのソケットに入力されるＲＦ信号が、入力ＲＦ信号のうちの任意のもの間で０°の所与の位相関係を有すると仮定すると、コイル素子におけるこれらのＲＦ信号の位相関係は、−９０°、０°、−９０°、１８０°（ソケット３００〜３０６の順）に予め定義することができる。
【００７２】
図２に示していないが、前置増幅器と、コイル素子にＲＦ電力を提供している間、前置増幅器３０６をアクティブ又はパッシブにブランキングする離調回路とがあることに留意しなくてはならない。更に、図２には示していないが、前置増幅器の後に配置され、前置増幅されたＭＲ信号をデジタル化する役割を果たすアナログ対デジタル変換器がある。これらの全ての構成要素は、それぞれの第１の伝送経路の一部とも見なされる。
【００７３】
図３は、別のコイル１１４を示す。ここでも、コイルは４つのコイル素子を有する４チャネルボディコイルである。各コイル素子は、第１の伝送線路を介してそれぞれのソケット３００〜３０６と電気的に結合され、ソケットは端子ボード２１２上に位置する。これは、図２に関して上記で検討したのと同様である。しかしながら、ここでも、伝送線路及びコイル素子の接続点は図３において概略的にのみ示されることに留意しなくてはならない。実際には、当業者は、磁場が所望の方式で生成されるように接続点のロケーションを選択することになる。
【００７４】
各第１の伝送経路は、それぞれのケーブル２００〜２０６と、整合基板２１０のうちの１つとを含み、これについては図３において拡大バージョンでより詳細に示される。整合基板２１０は、それぞれのケーブル２００〜２０６が接続されることになる、１つの端子「コイルシステム接続へ」を有する。整合基板２１０は、コイル素子に直接かつ直に結合される、すなわち、コイル素子を構成するそれぞれのリングの２つの導電素子に結合される、２つの更なる端子「コイル」を有する（ここで図２とも比較されたい）。整合基板２１０は、それぞれのコイル素子のインピーダンスがそれぞれのＲＦソースのインピーダンスである通常５０Ωと整合するような調整を可能にする、基板の一部である整合回路３１２を備える。
【００７５】
整合回路３１２及び端子「コイルシステム接続へ」は、位相シフト回路を介して電気的に結合される。位相シフト回路は図３において、第２の伝送線路「遅延線路」３１０によって与えられる。第２の伝送線路３１０は、ＲＦ信号が進行しなくてはならない電気経路を延長する。結果として、第２の伝送線路は、信号が整合回路３１２に到達するとき、ＲＦ信号の位相のシフトをもたらす。
【００７６】
コイルは、ソケット３００〜３０６における所与の位相入力におけるＲＦ信号に関して、全てのコイル素子が、同じ位相シフト又は９０°のインクリメントにおける位相シフトを有するこのＲＦ信号を受けるように提供されるため、要件は、予め定義されたＲＦ信号に関して、伝送線路のうちの任意のもの間の電気的長さの差がｋλ／４であることである。ここで、ｋは整数であり、λはＲＦ信号の波長である。この目標を達成するために第１の伝送線路の一部を延長するために、第２の伝送線路３１０は、必要に応じて厳密に所望の長さで提供され、第１の伝送線路ごとに、それぞれの位相シフト回路（ここでは、第２の伝送線路３１０の長さ）は、第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がｋλ／４であるように、ソケット３００〜３０６と第１の位相シフト回路３１２との間で決定されたそれぞれの第１の伝送線路の長さの補償を提供するように適合される。
【００７７】
当然ながら、ここで、インピーダンス整合ネットワーク及びそれらのそれぞれのコイル素子への結合は、インピーダンス整合ネットワーク及びそれらのそれぞれのコイル素子への結合によって生じる任意の位相シフトが全てのコイル素子について同一であるように、全ての第１の伝送線路について同じであることが仮定される。
【００７８】
第１の伝送線路の長さのそのような補償を提供する別の追加の又は代替の可能性は、ここでも図３において第３の伝送線路３１６として実現される別の位相シフト回路によって与えられる。第３の伝送線路３１６は、第１の伝送線路２０９のソケットコネクタ３１４をソケット３００と結合している。単純にするために、ソケットコネクタを用いるこの原理は、図３においてソケット３００についてのみ示されている。しかしながら、これは、全ての他のソケット及び第１の伝送線路に類似の方式で拡張することができる。
【００７９】
ここでもまた、位相の予め定義されたＲＦ信号関係を有するために第１の伝送線路の一部を延長するために、第３の伝送線路３１６は、必要に応じて所望の長さで提供され、第１の伝送線路ごとに、それぞれの位相シフト回路（ここでは、第３の伝送線路３１６の長さ）は、第１の伝送線路のうちの任意のものの間の電気的長さの差がｋλ／４であるように、ソケットコネクタ３１４とそれぞれのコイル素子との間で決定されたそれぞれの第１の伝送線路の長さの補償を提供するように適合される。
【００８０】
以下において、上記で説明した着想は、より正式な方式で表される。アンテナ１１４は、アンテナポート（１〜Ｎ）から端子ボード２１２への複数のＮ個の信号経路を含む。例えば、伝送線路２００、２０４、２０２及び２０６は、ｐｓｉ２、ｐｓｉ３、ｐｓｉ４及びｐｓｉ１によって記載される。Ｐｓｉ（＃ｉ）は、それぞれのソケット＃ｉ（３００、３０４、３０２及び３０６）から各ボディコイルポート＃ｉ、すなわち各コイル素子への各信号経路の電気的長さを表す。Ｐｓｉ（＃ｉ）は、ボディコイル１１４が用いられるＭＲシステムのそれぞれのＬａｒｍｏｒ周波数において測定される。長さｐｓｉ（ｉ）のうちの任意のものの間の差は全て、ｋ＊λ／４（ｋ＝整数）である。
【００８１】
利点は、外部で扱われ、顧客施設に現地で装着されなくてはならないボディコイルの外部の任意のケーブルが、全て同一の電気的長さを有することができることである。更に、接続点２１８（図２を参照）においてこれらの外部ケーブルに入る信号は、単純な位相関係も有することができ、すなわち、それらの差はｍ＊λ／４（ｍ＝整数）として表現可能である。
【００８２】
特殊な事例がＮ＝４によって与えられる。ここで、Ｐｓｉ４＝Ｐｓｉ３、Ｐｓｉ２＝Ｐｓｉ１、Ｐｓｉ４−Ｐｓｉ１＝λ／４である。
【００８３】
図４は、磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムにサービス提供するフローチャートである。システムは図１に示すものである。
【００８４】
ステップ４００において、図２のＲＦソース２１８のような全てのＲＦソースは、電気ケーブルによりそれぞれのソケット３００〜３０６に電気的に接続され、ここで、ＭＲＩシステムの動作ＲＦ周波数に関して、全てのケーブルは同じ電気的長さを有する。
【００８５】
ステップ４０２において、ＭＲＩシステムは、ＭＲデータを取得するために所望の方式で動作する。
【００８６】
ポート、すなわちそれぞれのコイル素子への第１の伝送線路の接続点を空間的に割り当てる際にいくつかのオプションが存在することが指摘されるべきである。それぞれの例が図５に示される。図５ａ、図５ｂ及び図５ｃは、４つのポート及び２つのチャネルを有するボディコイルを示し、２つのポート５００は各々チャネルに関連付けられる。ポート５００は矢印によって指定され、共通チャネルに属するポートは、実線又は破線の矢印によって指定される。図５ａにおいて、ポート５００は、コイルの（コイルの長手方向における遠位端に対し）同じ側に位置する。図５ｂにおいて、ポート５００は、コイルの両側に対角線上に位置し、図５ｃにおいて、ポート５００は、コイルの両側に鏡面対称となるように位置する。ここで、ポートがコイルの両側（患者側、サービス側）に位置する場合、２つの端子ボード２１２、すなわち、各側に１つずつの端子ボード２１２を有することが有利であり得る。
【００８７】
図５ｄにおいて、チャネルあたり４つのポート５００が例として与えられる。ここでも、ポート５００は矢印によって指定され、共通チャネルに属するポートは、実線又は破線の矢印によって指定される。ポートは、コイルの一方の側のポートの配置がコイルの反対側のポートの配置に対応するように対称的に配置される。
【００８８】
一般的に、ＭＲＩは、特殊なタイプ及び性能のＲＦ送信チェーンを要する。特殊なタイプ及び性能とはすなわち、約１ｍｓ以内の約１０ｋＷのパルスパワー能力、約１００ｍｓの短期高デューティサイクルＲＦパルス、可変の負荷、優れた線形性、安定性、マルチチャネルＴＸシステムにおけるチャネル結合、好ましくは非磁気構成要素、好ましくは強力な静磁場であり、これらの全てのコストが好ましくは低い。
【００８９】
商用ＲＦチェーンは、３テスラにおいて２つの送信チャネルを利用する。通常、個々のチャネルからのＲＦ需要はＲＦ電力及び位相において等しくない。１．５テスラにおいて、ボディコイルは直交ハイブリッドを用いて駆動され、このため１つの増幅器しか必要とされない。３Ｔ及び１．５テスラにおけるＲＦ送信チェーンは、コスト、Ｂ１均一性、ＲＦ電力要件等に関して最適化されている。ＲＦシステムボリュームボディコイルの４ポートドライブは、コイルにおける直接ＲＦ電力合成及び改善した均一性に関する利点をもたらす。コイルは、ハードウェアハイブリッドコンバイナを用いて（１．５テスラのためのオプション）又は直接４ＲＦ増幅器を用いて駆動することができる。
【００９０】
システムボリュームボディコイルの４ポート給電は、個々のポートの定義された位相値を要する。これは、システムをより複雑にする。４ポートドライブは、駆動のために、０°、９０°、１８０°、２７０°の位相シフトを要し、外部ケーブル長さが較正される必要があり、直交ハイブリッド（ＱＩＢ）を用いることができず、品質チェックの試験が困難である。
【００９１】
したがって、固定の入力位相パラメータとの定義されたシステム接続を有するスマートＲＦボディコイルが開示される。使用を容易にするために、定義された位相シフトがボディコイルに直接一体化される。固定位相コイル接続は、容易なシステム接続及び試験のためのインタフェースを提供する。したがって、ＲＦ品質試験及び外部ケーブル管理は、使用が容易な概念を提供される。このため、コイルは、標準的な直交ハイブリッド（ＱＩＢ）又はＲＦ増幅器に直接接続することができる。外部システムケーブルは、等しい長さを有し、外部較正は必要とされない。
【００９２】
等しい位相接続を有するボディコイルが説明された。ボディコイルの入力ポートにおける定義された位相シフトにより、２つの直交ハイブリッドを直接接続することが可能になる。外部ポートにおけるケーブル長の補償は必要とされない。そのような用途は、１．５テスラの新たなシステムＲＦチェーンのためのものである。
【００９３】
固定の定義された位相接続を有するボディコイルのための整合基板が更に説明された。必要とされる位相シフトは、同軸ケーブルを用いて、又は集中定数素子位相シフトコンバイナと組み合わせて整合基板上で提供される。一般的に、必要な位相シフトが双方の整合基板から寄与するように、必要な位相シフトをコイルの全ての整合ネットワークにわたって分散させることができる。ボディコイルの入力ポート（ソケット）における定義された位相シフトにより、２つの直交ハイブリッドを直接接続することが可能になる。外部ポートにおけるケーブル長の補償は必要とされない。
【００９４】
等しい位相接続を有するボディコイルが更に説明された。ボディコイルの入力ポートにおける定義された位相シフトは、４ＲＦ電力増幅器を直接接続することを可能にし、４ＲＦ電力増幅器は、補償を必要とすることなく、必要な位相シフトで駆動することができる。用途は、新たなシステム３Ｔ  ＲＦチェーンのためのものである。
【符号の説明】
【００９５】
１００  磁気共鳴イメージングシステム
１０４  磁石
１０６  磁石のボア
１０８  イメージングゾーン
１０９  関心領域
１１０  磁場勾配コイル
１１２  磁場勾配コイル電力供給部
１１４  無線周波数コイル
１１６  ＲＦ増幅器
１１７  ＲＦ増幅器
１１８  対象者
１２０  対象者支持体
１２６  コンピュータシステム
１２８  ハードウェアインタフェース
１３０  プロセッサ
１３２  ユーザインタフェース
１３４  コンピュータメモリ
１４０  マシン実行可能命令
１４２  パルスシーケンスコマンド
１４４  磁気共鳴信号
１４６  磁気共鳴データ
１４８  中間画像
１５０  画像再構成命令
２００  ケーブル
２０２  ケーブル
２０４  ケーブル
２０６  ケーブル
２０９  第１の伝送線路
２１０  整合基板
２１２  端子ボード
２１４  ケーブル
２１６  直交ハイブリッド電力スプリッタ
２１８  接続点
３００  ソケット
３０２  ソケット
３０４  ソケット
３０６  ソケット
３１０  第２の伝送線路
３１２  整合回路
３１４  ソケットコネクタ
３１６  第３の伝送線路
５００  ポート
【図１】
2021511127.tif 000003
【図２】
2021511127.tif 000004
【図３】
2021511127.tif 000005
【図４】
2021511127.tif 000006
【図５ａ）】
2021511127.tif 000007
【図５ｂ）】
2021511127.tif 000008
【図５ｃ）】
2021511127.tif 000009
【図５ｄ）】
2021511127.tif 000010
【国際調査報告】
2021511127.tif 000011
2021511127.tif 000012
2021511127.tif 000013