(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを有する磁気共鳴撮像システムで使用する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットであって：
前記複数のアンテナ・ユニットは、Ｂフィールド信号に反応するアンテナ・ユニットであり、
各アンテナ・ユニットは、Ｂフィールド信号に反応するコイル・エレメントを有し、及び
各アンテナ・ユニットは、Ｅフィールド信号に反応するＥフィールド・アンテナを有し、前記Ｅフィールド・アンテナは、各アンテナ・ユニットの前記コイル・エレメントに組み込まれ、
前記受信コイル・ユニットは、個々のコイル・エレメントから受信されるＢフィールド信号から、前記Ｅフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするための複数のノイズ除去ユニットを有し、各々のアンテナ・ユニットに１つのノイズ除去ユニットが関連付けられ、及び
各ノイズ除去ユニットは、個々のアンテナ・ユニットのＥフィールド・アンテナのＥフィールド信号に基づいてノイズ除去を実行するように構成される、受信コイル・ユニット。
【請求項２】
前記受信コイル・ユニットは、個々のコイル・エレメントから受信されるＢフィールド信号から、前記Ｅフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするための１つのノイズ除去ユニットを有し、当該ノイズ除去ユニットは複数のアンテナ・ユニットに接続され、及び
前記ノイズ除去ユニットは、接続されたアンテナ・ユニットのＥフィールド・アンテナのＥフィールド信号に基づいて、接続されたアンテナ・ユニット各々についてノイズ除去を実行するように構成される、請求項１に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項３】
前記ノイズ除去ユニットは、逆位相動作に基づいて及び／又は独立成分分析に基づいて、ノイズ除去を実行するように構成される、請求項１又は２に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項４】
前記アンテナ・ユニットからのアナログ信号を、ノイズ除去ユニットに供給されるディジタル信号に変換するために、少なくとも１つのアナログ・ディジタル・コンバータが設けられている、請求項１ないし３のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項５】
前記コイル・エレメントは本質的に平面状ループとして設けられ、及び
前記Ｅフィールド・アンテナは、前記平面状ループにより規定される前記コイル・エレメントの平面内に配置される、請求項１ないし４のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項６】
各アンテナ・ユニットの前記Ｅフィールド・アンテナは、ダイバーシティ・スイッチ、バラン、インピーダンス整合ユニット又はプリアンプのうちの少なくとも何れかを介して、個々のノイズ除去ユニットに接続される、請求項１ないし５のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項７】
前記アンテナ・ユニットはローカルＲＦスクリーンを有し、前記アンテナ・ユニットのＥフィールド・アンテナは前記ローカルＲＦスクリーンに接続される、請求項１ないし６のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項８】
前記受信コイル・ユニットは、前記受信コイル・ユニット内側の環状スクリーンとして又は環状の外側表面として提供されるＲＦスクリーンを有し、
前記コイル・エレメントは、前記ＲＦスクリーンに結合されるＴＥＭコイル・エレメントとして提供され、及び
前記コイル・エレメント、前記Ｅフィールド・アンテナ及び前記ＲＦスクリーンは、その順序で、前記受信コイル・ユニットの半径方向外側に向かって配置される、請求項１ないし７のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニット。
【請求項９】
磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを有する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットを備える磁気共鳴撮像システムであって：
前記複数のアンテナ・ユニットは、Ｂフィールド信号に反応するアンテナ・ユニットであり、
前記受信コイル・ユニットは、請求項１ないし８のうち何れか一項に記載の受信コイル・ユニットとして設けられる、磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
前記磁気共鳴撮像システムは、個々のコイル・エレメントから受信されるＢフィールド信号から、前記Ｅフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするためのノイズ除去ユニットを有し、当該ノイズ除去ユニットは前記受信コイル・ユニットの複数のアンテナ・ユニットに接続され、及び
前記ノイズ除去ユニットは、接続されたアンテナ・ユニットのＥフィールド・アンテナのＥフィールド信号に基づいて、接続されたアンテナ・ユニット各々についてノイズ除去を実行するように構成される、請求項９に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１１】
磁気共鳴撮像方法であって：
磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを有する磁気共鳴撮像システムで使用する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットを準備するステップであって、前記複数のアンテナ・ユニットは、Ｂフィールド信号に反応するアンテナ・ユニットであり、各アンテナ・ユニットは、Ｂフィールド信号に反応するコイル・エレメントを有し、各アンテナ・ユニットは、Ｅフィールド信号に反応するＥフィールド・アンテナを有し、前記Ｅフィールド・アンテナは、各アンテナ・ユニットの前記コイル・エレメントに組み込まれている、ステップ；及び
Ｂフィールド信号から、前記Ｅフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングすることにより、前記受信コイル・ユニットのコイル・エレメントから受信されるＢフィールド信号のノイズ除去を実行するステップ；
を有する磁気共鳴撮像方法。
【請求項１２】
ＭＲ撮像システムをアップグレードするプログラムであって、請求項１１に記載の磁気共鳴撮像方法を実行するよう前記ＭＲ撮像システムをコンピュータに制御させるための命令を有するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴撮像の分野に関連し、特に、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを備える受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットから受信される磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号(B-field  signals))の信号処理に関連する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴(MR)撮像及び磁気共鳴撮像システムの分野では、最近、MR撮像に基づく診断画像の生成に関し、重要な発展が為されている。
【０００３】
それでも、信頼できるMR画像生成を達成するには、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを備える受信コイル・アレイを有する使用される受信コイル・ユニットから受信されるMR信号の乱れを避けることが重要である。従って、典型的なMRシステム配置では、磁石室の壁は、RFシールド金属グリッド又は金属シールドで覆われている。これは、主に、撮像しながら信号を受信する際に、MR受信チェーンの中に、様々な外部ソースからのRF放射の進入を防ぐためになされ、その理由は、MR受信チェーンはノイズの影響に非常に敏感だからである。更に、RF遮蔽は、信号励起の際に、強力なRF放射を閉じ込め、航空飛行サービスのように、他のRF受信機を明らかにし且つその注意をそらす。完全整った磁石室は、構築が複雑であり且つコスト高である。
【０００４】
ケージレスMRIシステム(A  cageless  MRI  system)は、信号送信中に送信アンテナから生じる放射を抑制し、及び、受信中に外的なノイズ及び信号干渉を抑制することを要する。更なる手段無しに、検査室のRF遮蔽を省略することは、MRIシステムを信頼性の無いものにしてしまう。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の課題は、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニット(すなわち、Bフィールド信号に反応するアンテナ・ユニット)を有する磁気共鳴撮像システムで使用する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニット、そのような受信コイルユニットを有する磁気共鳴撮像システム、及び、ノイズ成分が低減されたMR信号の生成を可能にする磁気共鳴撮像システムの作動方法を提供すること、並びに、RFノイズに対して敏感でないMRシステムを提供することである。
【０００６】
本発明の一形態において、上記の課題は、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニット(Bフィールド信号に反応するアンテナ・ユニット)を有する磁気共鳴撮像システムで使用する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットにより達成され、各アンテナ・ユニットは、Bフィールド信号に反応するコイル・エレメントを有し、及び、各アンテナ・ユニットは、Eフィールド信号(E-field  signals)に反応するEフィールド・アンテナを有する。
【０００７】
本発明の別の形態において、上記の課題は、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニット(Bフィールド信号に反応するアンテナ・ユニット)を有する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットを備える磁気共鳴撮像システムにより達成され、受信コイル・ユニットは上記の受信コイル・ユニットとして提供される。
【０００８】
本発明の他の形態において、上記の課題は、磁気共鳴撮像方法により達成され、本方法は、磁気共鳴信号に反応する複数のアンテナ・ユニットを有する磁気共鳴撮像システムで使用する受信コイル・アレイを有する受信コイル・ユニットを準備するステップであって、前記複数のアンテナ・ユニットは、Bフィールド信号に反応するアンテナ・ユニットであり、各アンテナ・ユニットは、Bフィールド信号に反応するコイル・エレメントを有し、各アンテナ・ユニットは、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナを有し、前記Eフィールド・アンテナは、各アンテナ・ユニットの前記コイル・エレメントに組み込まれている、ステップ；及び、Bフィールド信号から、前記Eフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングすることにより、前記受信コイル・ユニットのコイル・エレメントから受信されるBフィールド信号のノイズ除去を実行するステップ；を有する方法である。
【０００９】
本発明の更に別の形態において、上記の課題は、MR撮像システムをアップグレードするソフトウェア・パッケージにより達成され、ソフトウェア・パッケージは、上記の方法に従ってMR撮像システムを制御するための命令を含む。
【００１０】
従って、コイル・エレメントのエリアでのRFノイズの優れた指標として、ノイズ信号は、アンテナ・ユニットで直接的に取得されることが可能である。従って、受信信号(すなわち、Bフィールド信号)のノイズ除去は、受信したEフィールド信号に基づいて、容易に実行されることが可能である。コイル・エレメント及びEフィールド・アンテナの結果的な近接は、個々のコイル・エレメントの場所でノイズ信号を直接的にもたらす。従って、ノイズ除去は、簡易な方法で高効率に実行されることが可能である。更に、ローカルに受信されるEフィールド信号に基づいて、リモート又はローカルのノイズ源からのノイズ干渉は、ノイズ自体についての更なる知識なしに、同様に除去されることが可能である。これは、シールディング条件の緩和が可能なMR撮像システムの提供を許容し、そのため、従来の最新のMR撮像システムと比較すると、受信フェーズの間に、RFシールディングが必要とされない、又は、(必要とされたとしても)僅かなRFシールディングしか必要とされない。更に、ノイズ除去は、臨床アプリケーションの状況においてMR撮像システムを操作することを可能にし、そのような場所には、生命維持システム、治療機器などのような電気又は電子機器が存在し、それらの機器は、典型的なRFノイズ源であり、MR撮像システムが配置されるシールドされた部屋の中では使用できないのが一般的である。RFシールディングが充分に達成できない場合においても、例えば、開放的なRFスクリーンである場合や、シールド・ルームのドアが開放される等の場合においても、ノイズ除去は、アンテナ・ユニット内でのノイズ検出  (すなわち、Eフィールド・アンテナを利用するEフィールド信号の検出)に基づいて、ノイズが低減された高信頼性のMR信号の生成を可能にする。これは、リモートのノイズ・ピックアップ・アンテナの場合と比較して、効率的かつコンパクトなローカルなノイズ除去を可能にし、リモートのノイズ・ピックアップ・アンテナは、例えば、MR撮像システムのボアの外側や、MR撮像システムの辺り一帯のように、受信コイル・ユニットから離れて配置される。
【００１１】
Bフィールド信号及びEフィールド信号は何れもアンテナ・ユニットから提供されるので、既存のMR撮像システムは、MR信号のノイズ除去機能を備えるように簡易にアップグレードされることが可能である。これは、従来の受信コイル・ユニットを、上述したような受信コイル・ユニットで置換することを必要とするに過ぎない。MR撮像システムの動作が適合させられる必要がある限り、MR撮像システムをアップグレードするためのソフトウェア・パッケージは、必要なアップグレード情報(例えば、必要なコード)を提供し、個々のコイル・エレメントのEフィールド・アンテナから受信されるEフィールド信号に基づいてノイズ除去を実行するための必要性に応じて、MR撮像システムを変更することが可能である。
【００１２】
本発明による受信コイル・ユニットは、受信コイル・ユニットとして使用することに限定されない。一般に、コイル・ユニットは、受信及び送信コイルとして提供される。しかしながら、本発明の文脈では、受信コイル・ユニットとしての動作のみが議論されるが、その理由は、その動作が関係しているからである。
【００１３】
上述したように、各アンテナ・ユニットは、それ自身のローカルなEフィールド・アンテナを有し、Eフィールド・アンテナは外的なRFノイズに反応する(又は敏感である)。外部RFノイズは、Eフィールド・アンテナからのEフィールドにより識別される。信号分離の改善に関し、Eフィールド・アンテナ及びBフィールド・アンテナ(すなわち、コイル・エレメント)は分離される。
【００１４】
好ましくは、MR信号受信に対するEフィールド・アンテナの感度は、強く抑制される(好ましくは、-80dBに及ぶほど抑制される)。
【００１５】
MR撮像システム自体からは生じないノイズである外部ノイズに関し、そのノイズは関連付けられない。従って、ノイズ・ピックアップ・アンテナ(すなわち、Eフィールド・アンテナ)と個々のアンテナ・ユニットのコイル・エレメントとの間の位相差は固定され、たとえアンテナ・ユニットがMR撮像システムのボアの中で動かされている場合でさえ、固定される。一般的には、受信コイル・ユニットの全体が動かされるので、(複数の)アンテナ・ユニットは一緒に動かされることになる。しかしながら、個々のアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナとコイル・エレメントとの間のシステム・キャリブレーションは、必要とされない。
【００１６】
好ましい形態によれば、受信コイル・ユニットは、個々のコイル・エレメントから受信されるBフィールド信号から、Eフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするための複数のノイズ除去ユニットを有し、各々のアンテナ・ユニットに1つのノイズ除去ユニットが関連付けられ、及び、各ノイズ除去ユニットは、個々のアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナのEフィールド信号に基づいて、ノイズ除去を実行するように構成される。従って、ノイズ除去ユニットの個数は、アンテナ・ユニットの個数に対応する。原理的には、幾つかのアンテナ・ユニットについてのみノイズ除去ユニットを設けることも可能であるが、そのような構成は、ノイズ除去ユニットに関連付けられていないアンテナ・ユニットに対する信号品質が劣化するという欠点を有する。コイル・エレメント及びEフィールド・アンテナから受信される信号の効率的な信号処理を可能にするために、アンテナ・ユニット(複数)にノイズ除去ユニット(複数)が関連付けられる。ノイズ除去ユニットは、一般に、受信コイル・ユニットの場所又はその中の適切な任意の場所に設けられることが可能である。好ましくは、アンテナ・ユニットは、一体的なアンテナ・ユニットの提供が可能になるように、個々のノイズ除去ユニットを有する。これは、何れかのアンテナ・ユニットのBフィールド信号及びEフィールド・アンテナのEフィールド信号の信号伝達から生じる干渉を減らす。代替的な形態では、ノイズ除去ユニットは、通常、受信コイル・ユニットの中に、好ましくは中央に設けられる。更に好ましくは、ノイズ除去ユニットは、アンテナ・ユニットからMR撮像システムの制御デバイスへ、フィルタリングされたBフィールド信号の送信のための光出力を有する。従って、アンテナ・ユニットからの個々の信号は、ノイズ低減ユニットのプロセッサにより、アンテナ・ユニットの中でローカルにディジタル化され処理される。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、受信コイル・ユニットは、個々のコイル・エレメントから受信されるBフィールド信号から、Eフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするための1つのノイズ除去ユニットを有し、そのノイズ除去ユニットは複数のアンテナ・ユニットに接続され、及び、ノイズ除去ユニットは、接続されたアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナのEフィールド信号に基づいて、接続されたアンテナ・ユニット各々についてノイズ除去を実行するように構成される。従って、1つのノイズ除去ユニットが、全てのアンテナ・ユニットから信号を受信する。原理的には、幾つかのアンテナ・ユニットについてのみノイズ除去ユニットを設けることも可能であるが、そのような構成は、ノイズ除去ユニットに接続されていないアンテナ・ユニットに対する信号品質が劣化するという欠点を有する。ノイズ除去ユニットは、一般に、受信コイル・ユニットの場所又はその中の適切な任意の場所に設けられることが可能である。好ましくは、ノイズ除去ユニットは、受信コイル・ユニットの中央部に設けられる。更に好ましくは、ノイズ除去ユニットは、アンテナ・ユニットからMR撮像システムの制御デバイスへ、フィルタリングされたBフィールド信号の送信のための光出力を有する。更に、ノイズ除去ユニットは、データの組み合わせ処理を実行するように構成されることが可能である。従って、ノイズ除去は、同じアンテナ・ユニットのEフィールド信号に基づいて、或いは、別のアンテナ・ユニットのEフィールド信号についての追加的な考察の下で、アンテナ・ユニットのBフィールド信号について実行されることが可能である。従って、1つのチャネルのノイズ除去(すなわち、1つのアンテナ・ユニットについての受信したBフィールド信号のノイズ除去)は、複数のアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナのEフィールド信号に基づいて実行されることが可能である。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、磁気共鳴撮像システムは、個々のコイル・エレメントから受信されるBフィールド信号から、Eフィールド・アンテナから受信されるようなノイズ信号をフィルタリングするためのノイズ除去ユニットを有し、ノイズ除去ユニットは、受信コイル・ユニットの複数のアンテナ・ユニットに接続され、ノイズ除去ユニットは、接続されたアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナのEフィールド信号に基づいて、接続されたアンテナ・ユニット各々についてノイズ除去を実行するように構成される。MR撮像システムのノイズ除去ユニットは、受信コイル・ユニットから、すなわち、受信コイル・ユニットの全てのアンテナ・ユニットから、全ての信号を受信する。原理的には、幾つかのアンテナ・ユニットについてのみノイズ除去ユニットを設けることも可能であるが、そのような構成は、ノイズ除去ユニットに接続されていないアンテナ・ユニットに対する信号品質が劣化するという欠点を有する。ノイズ除去ユニットは、一般に、MR撮像システムの場所又はその中の適切な任意の場所に設けられることが可能である。好ましくは、ノイズ除去ユニットは、MR撮像システムの制御ユニットに一体的に設けられる。更に好ましくは、ノイズ除去ユニットは、データの組み合わせ処理を実行するように構成されることも可能である。従って、ノイズ除去は、同じアンテナ・ユニットのEフィールド信号に基づいて、或いは、別のアンテナ・ユニットのEフィールド信号についての追加的な考察の下で、アンテナ・ユニットのBフィールド信号について実行されることが可能である。従って、1つのチャネルのノイズ除去(すなわち、1つのアンテナ・ユニットについての受信したBフィールド信号のノイズ除去)は、複数のアンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナのEフィールド信号に基づいて実行されることが可能である。
【００１９】
上記の各々の場合において、ノイズ除去ユニットは、好ましくは、以下に詳細に説明されるノイズ除去を実行するように構成される。ノイズ除去は、時間、周波数又はイメージ(画像)のドメインで別々に為されることが可能である。更に好ましくは、ノイズ除去は、ローカル・データベースを利用して実現される。画像のノイズを除去するために、例えば典型的なノイズ・ソース又は信号を利用して、所定のノイズ・パターンが事前にトレーニングされる必要がある。個々の信号は、ノイズ除去ユニットのプロセッサにより、ディジタル化され処理される。ソフトウェア・アルゴリズムが、例えば、ノイズ除去された画像を算出してもよい。
【００２０】
好ましい実施形態によれば、ノイズ除去ユニットは、逆位相動作に基づいて及び/又は独立成分分析に基づいて、ノイズ除去を実行するように構成される。ノイズ除去に対するこれらの動作は、ノイズ低減の観点から適切かつ効率的であることが判明している。逆位相動作においては、例えばローカルに生じた干渉をキャンセルするために、干渉信号が検出され、逆位相信号が生成され、逆位相信号の位相及び振幅が調整され、それにより、逆位相信号は、ディジタル・ドメインにおいて、望まれない信号干渉(すなわち、ローカルに生成された干渉)に合致するが、180度位相がずれており、干渉を効果的に相殺する。独立成分分析(Independent  Component  Analysis,  also  referred：ICA)は、複雑なデータセットを複数の独立したサブパートに分解する統計的な技術であり、信号のノイズ成分を判定し、等振幅逆位相の信号を加えることでノイズをキャンセルするために使用されることが可能である。逆位相動作及び独立成分分析それら自体は、当業者に知られているので、本発明の実現に関して更なる詳細については説明しない。
【００２１】
好ましい実施形態によれば、アンテナ・ユニットからのアナログ信号を、ノイズ除去ユニットに供給されるディジタル信号に変換するために、少なくとも1つのアナログ・ディジタル・コンバータが設けられている。アナログ・ディジタル・コンバータは、信号データのディジタル処理を可能にする。ディジタル信号は、高い磁場強度及び追加のRFフィールドを伴うMR環境の下では特に、アナログ信号よりも高信頼性である。更に好ましくは、ディジタル信号は光信号に変換される。光信号は、強い磁場強度や印加されるRFフィールドにより影響を受けない。更に、光信号の伝送は、光ではない電気信号伝送の場合には生じてしまう追加のRFノイズを生成することなく、実行されることが可能である。アナログ・ディジタル・コンバータは、全てのアンテナ・ユニットの信号を変換する単独のコンバータ(又は変換器)として提供されることが可能である。代替的に、各アンテナ・ユニットが1つのコンバータを有してもよく、更に好ましくは、各アンテナ・ユニットが、コイル・エレメントからの信号につき1つのコンバータ、及び、Eフィールド・アンテナからの信号につき1つのコンバータを有してもよい。従って、アナログ・ディジタル・コンバータは、単独のチャネル・コンバータとして提供されてもよい。従って、アンテナ・ユニットは、統合された設計とともに提供されることが可能である。
【００２２】
好ましい実施形態によれば、Eフィールド・アンテナは、各アンテナ・ユニットのコイル・エレメントに組み込まれる。ここで、「組み込まれる(embedded)」という用語は、コイル・エレメントの近辺にEフィールド・アンテナを配置することを指し、それにより、Eフィールド・アンテナは、個々のコイル・エレメントにおけるノイズの指標として、Eフィールド信号を信頼性高く提供することが可能である。MR撮像システム自体からは生じないノイズである外部ノイズに関し、各アンテナ・ユニットのコイル・エレメント及びEフィールド・アンテナの間に、固定された位相関係が設定されてもよい。従って、MR撮像システムのボアの中の受信コイル・ユニットの配置に無関係に、キャリブレーションは不要である。
【００２３】
好ましい実施形態によれば、コイル・エレメントは本質的に平面状ループとして設けられ、及び、Eフィールド・アンテナは、好ましくは、平面状ループにより規定されるコイル・エレメントの平面内に配置される。これは、例えばダイポール・タイプのEフィールド・アンテナ148を利用して達成可能であり、コイル・エレメントから本質的に分離される。しかしながら、Eフィールド・アンテナは、コイル・エレメントに対して有意の角度を向いていてもよい。好ましくは、Eフィールド・アンテナの中央部が、コイル・エレメントの平面内に配置される。Eフィールド・アンテナの向きは、好ましくは、入射するほとんどのEフィールドをピックアップすることができるように選択される。従って、円又は楕円偏波のEフィールドの検出が可能である設計が、有利である。更に好ましくは、Eフィールド・アンテナは、コイル・エレメントの中に配置される。平面状ループは、追加的に、カップリング・エレメントを含んでよい。コイル・エレメントを平面状ループとして提供することは、平面状ループが、受信コイル・ユニットの表面に沿って延びてよいことを含む。従って、平面状ループは、受信コイル・ユニットの環状表面に沿う拡張部を指してよい。
【００２４】
代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナは、平面状ループ面の外に配置される。好ましくは、Eフィールド・アンテナは、平面状ループ面の半径方向外側に配置されてもよい。好ましくは、Eフィールド・アンテナは内側に配置されてもよい。
【００２５】
好ましい実施形態によれば、各アンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナは、ダイバーシティ・スイッチ、バラン、インピーダンス整合ユニット又はプリアンプのうちの少なくとも何れかを介して、個々のノイズ除去ユニットに接続される。追加的な電子コンポーネントを受信コイル・ユニットに統合すること、好ましくは、それらを個々のアンテナ・ユニットに統合することは、受信コイル・ユニット、及び、受信コイル・ユニットを含むMR撮像システムの設計を支援する。特に、MR撮像システムで電気ケーブルを利用することは、動作中の放射に配慮して、回避されることが好ましい。従って、ディジタル出力とともに、更に好ましくは光出力とともに、受信コイル・ユニット又はアンテナ・ユニットを提供することが好ましく、そのような構成は、例えばMR撮像システムの制御ユニットに容易に接続されることが可能である。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、アンテナ・ユニットはローカルRFスクリーンを有し、アンテナ・ユニットのEフィールド・アンテナはローカルRFスクリーンに接続される。特に、Eフィールド・アンテナは、ローカルRFスクリーンの半径方向で内側又は外側に設けられることが可能であり、コイル・エレメントは、ローカルRFスクリーンの半径方向で内側に配置される。Eフィールド・アンテナのこの配置は、受信コイル・ユニットの設計を支援する。コイル・エレメントは、Eフィールド・アンテナから独立して提供されることが可能であり、それにより、例えば既存の受信コイル・ユニットは、ローカルRFスクリーンと一緒にEフィールド・アンテナを加えることにより、本発明に従って容易に設計され直す又は修正され直すことが可能になる。Eフィールド・アンテナがローカルRFスクリーンの半径方向外側の方に提供される場合、ノイズを示すEフィールド信号は、ローカルRFスクリーンの外側で検出されることが可能である。RFスクリーンがアンテナ・ユニットをシールドするので、RFスクリーンの外側でのノイズ検出は、信頼性高くノイズを除去できる程度に充分である。更に、ローカルRFスクリーンの半径方向外側のEフィールド・アンテナの配置は、Eフィールド・アンテナのコイル・エレメントとのカップリングの減少に起因して、簡易に実現されることが可能である。
【００２７】
代替的な実施形態において、Eフィールド・アンテナは、MR撮像システムのボアのカバーの上又は背後に配置される。この配置は、コイル・エレメントとEフィールド・アンテナとの構造的な分離を提供する。しかしながら、ボアの中に配置される受信コイル・ユニットに依存して、Eフィールド・アンテナ及びコイル・エレメントは、Eフィールド・アンテナ及びコイル・エレメントが分散したアンテナ・ユニットを形成するような仕方で配置されることが可能であり、それにより、Eフィールド・アンテナは、各コイル・エレメントにおけるローカルなノイズの指標として、Eフィールド信号の安定的な受信を可能にするために、コイル・エレメントに求められるように配置される。従って、コイル・エレメントの修正、及び、アンテナ・ユニットと受信コイル・ユニットとの全体的な修正は、必要とされない。これは、特に、大きな患者に使用される表面コイルに適用可能であり、その場合、受信コイル・ユニットの外側環状表面は、ボアの内側環状表面と向かい合って提供される。従って、ボアの内側環状表面と受信コイル・ユニットの外側環状表面との間に、僅かな距離が存在する。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、Eフィールド・アンテナは、双極子、ストリップライン又はヘリカル・ピックアップ・アンテナとして提供される。これらのタイプのEフィールド・アンテナは、ノイズの指標としてのEフィールド信号という優れた受信を可能にする。と同時に、これらのタイプのEフィールド・アンテナは、MR信号(すなわち、Bフィールド信号)に対して低い感度しか有しない。従って、MR信号受信に対するEフィールド・アンテナの感度は、双極子、ストリップライン又はヘリカル・ノイズ・ピックアップ・アンテナを利用するアンテナ設計により、(典型的には、-80dBに至るほど)強く抑制されることが可能である。
【００２９】
好ましい実施形態によれば、Eフィールド・アンテナは、アクティブ・ノイズ・ピックアップ・アンテナとして提供される。アクティブ・ノイズ・ピックアップ・アンテナは、トランジスタに関連するモノポール構造に基づく。好ましくは、アクティブ・ノイズ・ピックアップ・アンテナは、円偏波である。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、受信コイル・ユニットはRFスクリーンを有し、RFスクリーンは、受信コイル・ユニット内側の環状スクリーンとして、或いは、環状の外側表面として提供され、コイル・エレメントはRFスクリーンに結合されるTEMコイル・エレメントとして提供され、かつ、コイル・エレメント、Eフィールド・アンテナ及びRFスクリーンは、その順序で、受信コイル・ユニットの半径方向外側に向かって配置される。従って、TEMコイル・エレメントは、受信コイル・ユニットのコイル・エレメントとして使用されることが可能である。使用されるコイル・タイプに対する限定は一般に適用されない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明のこれら及び他の側面は、後述する実施形態に関連して明確化され説明される。そのような実施形態は、必ずしも本発明の完全な範囲を表現してはおらず、本発明の範囲を解釈する場合には特許請求の範囲等が参照されるべきである。
【図１】本発明による磁気共鳴(MR)撮像システム形態の一部を示す概略図。
【図２】第1の好ましい形態による図1のMR撮像システムの受信コイル・ユニットを示す概略図。
【図３】第2の好ましい形態による図1のMR撮像システムの受信コイル・ユニットを示す概略図。
【図４】図1のMR撮像システムのボアの断面図により、第3形態による図1のMR撮像システムの受信コイル・ユニットを示す概略図。
【図５】図1のMR撮像システムのボアの断面図により、第4形態による図1のMR撮像システムの受信コイル・ユニットを示す概略図。
【図６】第5実施形態による図1のMR撮像システムの受信コイル・ユニットの詳細図。
【図７】第6実施形態による上記の何れかの受信コイル・ユニットのアンテナ・ユニットについての概略図。
【図８】第7実施形態による上記の何れかの受信コイル・ユニットのアンテナ・ユニットについての概略図。
【図９】第8実施形態によるアンテナ・ユニットの概略図。
【図１０】第9実施形態によるアンテナ・ユニットの概略図。
【図１１】第10実施形態によるアンテナ・ユニットの概略図。
【図１２】第11実施形態によるアンテナ・ユニットの概略図。
【図１３】第12実施形態によるアンテナ・ユニットの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図1は、MRスキャナ112を有する磁気共鳴(MR)撮像システム110の一形態の一部を概略的に示す。MR撮像システム110は、静的な磁場を生成するように設けられるメイン磁石114を含む。メイン磁石114は検査空間116を提供する中央ボアを有し、検査空間は、その中に配置される関心対象120(通常は患者)に対する中央軸118の周りにある。この実施形態では、中央ボア、すなわち、メイン磁石114の静磁場は、中央軸118に従う水平方向に向いている。代替的な実施形態では、メイン磁石114の向きは異なっていることが可能であり、例えば、垂直方向に静磁場を提供してもよい。更に、MR撮像システム110は、静磁場に重ね合わせられるクラジエント磁場を生成するために設けられる磁気勾配コイル・システム122を有する。磁気勾配コイル・システム122は、当該技術分野で知られているように、メイン磁石114のボアの中で同心状に配置される。
【００３３】
更に、MR撮像システム110は、板状本体(a  tubular  body)を有する全身コイルとして設計される無線周波数(RF)アンテナ・デバイス140を含む。代替的な実施形態では、RFアンテナ・デバイス140は、頭部コイル、又は、MR撮像システム110で使用する何らかの適切な他のタイプとして設計されてよい。RFアンテナ・デバイス140は、RF送信フェーズの間に検査空間116にRF磁場を印加し、関心対象120内の原子核を励起するために設けられており、関心対象120はMR画像によりカバーされることになる。また、RFアンテナ・デバイス140は、RF受信フェーズの間に、励起した原子核からMR信号を受信するように設けられる。MR撮像システム110の動作状態では、RF送信フェーズ及びRF受信フェーズが継続的に入れ替わる。RFアンテナ・デバイス140は、メイン磁石114のボア中で同心状に配置される。当該技術分野で知られているように、磁気勾配コイル・システム122とRFアンテナ・デバイス140との間に、円筒状のメタルRFスクリーン124が同心状に配置される。
【００３４】
本発明では、RFアンテナ・デバイス140は、受信する既往に関連して議論され、従って、RFアンテナ・デバイス140も受信コイル・ユニット140のように言及される。
【００３５】
更に、当該技術分野で一般に知られているように、MR撮像システム110は、取得したMR信号からMR画像を再構築するように提供されるMR画像再構築ユニット130と、MRスキャナ112の機能を制御するように提供される、モニタ・ユニット128を有するMR撮像システム制御ユニット126とを有する。制御ライン132は、MR撮像システム制御ユニット126とRF送信ユニット134との間に配置され、RF送信フェーズの間に、RFスイッチング・ユニット136を介して、MR無線周波数のRFパワーをRFアンテナ・デバイス140へ供給するように提供される。RFスイッチング・ユニット136は、MR撮像システム制御ユニット126により制御され、その目的に応じるために、MR撮像システム制御ユニット126とRFスイッチング・ユニット136との間に別の制御ライン138が配置される。RF受信フェーズの際に、RFスイッチング・ユニット136は、予備的な増幅の後に、RFアンテナ・デバイス140からMR撮像再構築ユニット130へ、MR信号を方向付ける。
【００３６】
図2には、第1の好ましい形態による受信コイル・ユニット140が示されている。受信コイル・ユニット140は、磁気共鳴撮像システム110で使用する受信コイル・アレイ142を有する。受信コイル・アレイ142は複数のアンテナ・ユニット144を有し、アンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号に反応する(すなわち、Bフィールド信号に反応する)コイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は分離されており、それにより、MR信号受信に対するEフィールド・アンテナ148の感度は、一実施形態では、-80dBに及ぶほど強く抑制される。
【００３７】
図2に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148は、各アンテナ・ユニット144のコイル・エレメント146の中に組み込まれる。図2に見受けられるように、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。コイル・エレメント146を平面状ループ147として設けることは、平面状ループ147が受信コイル・ユニット140の表面に沿って延びてよいことを含む。従って、Eフィールド・アンテナ148は、各アンテナ・ユニット144のコイル・エレメント146に組み込まれてもよい。
【００３８】
アンテナ・ユニット144はプリアンプ150を有し、プリアンプ150それぞれの入力はコイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148に接続される。アンテナ・ユニット144はそれぞれノイズ除去ユニット152を有し、ノイズ除去ユニット152は、それぞれのコイル・エレメント146から受信されるBフィールド信号から、Eフィールド・アンテナ148から受信されるようなノイズ信号をフィルタリングする。各々のノイズ除去ユニット152は、それぞれのアンテナ・ユニット144のEフィールド・アンテナ148のEフィールド信号に基づいて、ノイズ除去を実行するように構成される。従って、ノイズ除去ユニット152は、各アンテナ・ユニット144のコイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナからプリアンプ150を経て前置増幅された信号を、入力信号として受信する。図2において更に見受けられるように、ノイズ除去ユニット152は、アンテナ・ユニット144からMR撮像システム110の制御ユニット126への、フィルタリングされたBフィールド信号の送信のための光出力154を有する。
【００３９】
第1形態でのノイズ除去ユニット152は、例えばローカルに生じた干渉をキャンセルするように、逆位相動作に基づくノイズ除去を実行するように構成される。逆位相動作では、干渉信号が検出され、逆位相信号が生成され、逆位相信号の位相及び振幅が調整され、それにより、逆位相信号は、ディジタル領域における不要信号干渉(すなわち、ローカルに生じた干渉)に合致するが、180度位相がずれているようになり、干渉を効果的にキャンセルする。代替的な実施形態では、ノイズ除去ユニットは、独立成分分析に基づくノイズ除去を実行するように構成される。独立成分分析(ICA)は、複雑なデータセットを複数の独立なサブパートに分解する統計的な技法であり、信号のノイズ成分を判定し、等振幅で反転された信号を加算することでそのノイズ成分をキャンセルするように使用されることが可能である。
【００４０】
図3には、第2形態による受信コイル・ユニット140が示されている。第2形態の受信コイル・ユニット140は、第1形態の受信コイル・ユニット140と多くの点で同様である。特に言及がなければ、第1形態の受信コイル・ユニット140についての原理は、第2形態の受信コイル・ユニット140にも当てはまる。
【００４１】
第2形態の受信コイル・ユニット140は、複数のアンテナ・ユニット144を有する受信コイル・アレイ142を有する。アンテナ・ユニット144の各々は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。アンテナ・ユニット144はプリアンプ150を有し、プリアンプ150の入力は、コイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148に接続される。更に、各プリアンプ150は、アナログ・ディジタル・コンバータ156(ADCと言及される)に接続される。ADC156は、FPGAを有し、コイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148からの前置増幅された信号を、ディジタル信号に変換することを実行する。更に、ディジタル信号は、ADC156からの光信号として提供される。
【００４２】
第2形態によれば、受信コイル・ユニット140はノイズ除去ユニット152を有し、ノイズ除去ユニット152は、それぞれのコイル・エレメント146から受信されるBフィールド信号から、Eフィールド・アンテナ148から受信されるようなノイズ信号をフィルタリングする。ノイズ除去ユニット152は、受信コイル・ユニット140の中央部に設けられる。ノイズ除去ユニット152は、個々のアンテナ・ユニット144のEフィールド・アンテナ148のEフィールド信号に基づいて、ノイズ除去を実行するように構成される。従って、ノイズ除去ユニット152は、全てのアンテナ・ユニット144のコイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148から、プリアンプ150を経て前置増幅された信号を、入力信号として受信する。更に、図3に見受けられるように、ノイズ除去ユニット152は、受信ユニット140からMR撮像システム110の制御ユニット126への、フィルタリングされたBフィールド信号の送信のための光出力154を有する。
【００４３】
代替的な実施形態において、ノイズ除去ユニット152は、組み合わせられたデータ処理を実行するように構成されてよい。従って、同じアンテナ・ユニット144のEフィールド信号に基づいて、別のアンテナ・ユニット144のEフィールド信号を追加的に考慮して、アンテナ・ユニット144のBフィールド信号に対するノイズ除去が、ノイズ除去ユニット152で実行されてもよい。
【００４４】
図4には、第3形態による受信コイル・ユニット140が示されている。第3形態の受信コイル・ユニット140は、多くの点で第1形態の受信コイル・ユニット140と同様である。特に言及がなければ、第1形態の受信コイル・ユニット140についての原理は、第3形態の受信コイル・ユニット140にも当てはまる。
【００４５】
第3形態の受信コイル・ユニット140は、MR撮像システム110の検査空間116の中にあるように示されている。検査空間116は、ボア(bore)として言及されてもよい。検査空間116は、メイン磁石114及び磁気勾配コイル・システム122により限定される。
【００４６】
第3形態の受信コイル・ユニット140は、複数のアンテナ・ユニット144を有する受信コイル・アレイ142を有する。アンテナ・ユニット144は、それぞれ、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。図4に見受けられるように、受信コイル・ユニット140はローカルRFスクリーン158を有し、Eフィールド・アンテナ148はローカルRFスクリーン158に接続される。特に、Eフィールド・アンテナ148は、ローカルRFスクリーン158の半径方向外側に配置される一方、コイル・エレメント146はローカルRFスクリーン158の半径方向内側に配置される。この実施形態におけるローカルRFスクリーン158は、受信コイル・ユニットの円周にあるように提供される。
【００４７】
第3形態によれば、アンテナ・ユニット144は、第1形態の受信コイル・ユニットに従うプリアンプ150を有する。従って、プリアンプ150の入力は、コイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148に接続される。更に、各アンテナ・ユニット144は、第1形態に関連して説明したようなノイズ除去ユニット152を有する。
【００４８】
図5には、第4形態による受信コイル・ユニットが示されている。第4形態の受信コイル・ユニット140は、多くの点で第1形態の受信コイル・ユニット140と同様である。特に言及がなければ、第1形態の受信コイル・ユニット140についての原理は、第4形態の受信コイル・ユニット140にも当てはまる。
【００４９】
第4形態の受信コイル・ユニット140は、MR撮像システム110の検査空間116の中にあるように示されている。検査空間116は、メイン磁石114及び磁気勾配コイル・システム122により限定される。
【００５０】
第4形態の受信コイル・ユニット140は、複数のアンテナ・ユニット144を有する受信コイル・アレイ142を有する。アンテナ・ユニット144は、それぞれ、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。受信コイル・ユニット140は、第3形態に従うローカルRFスクリーン158を有する。図5に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、MR撮像システム110のボア116の環状カバー160に接続され、それにより、コイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148の構造的な分離をもたらす。受信コイル・ユニット140を、指定された仕方でボア116の中に配置することで、コイル・エレメント146及び対応するEフィールド・アンテナ148が分散アンテナ・ユニット144を形成するように、Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146が並べられる。
【００５１】
図6には、第5形態による受信コイル・ユニット140が示されている。第5形態の受信コイル・ユニット140は、多くの点で第1形態の受信コイル・ユニット140と同様である。特に言及がなければ、第1形態の受信コイル・ユニット140についての原理は、第5形態の受信コイル・ユニット140にも当てはまる。
【００５２】
第5形態の受信コイル・ユニット140は、3つのアンテナ・ユニット144の具体例とともに、図6に示されている。ADC156、ノイズ除去ユニット152及び他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図6では示されていない。
【００５３】
第5形態の各アンテナ・ユニット144は、コイル・エレメント146と、ローカルRFスクリーン158と、Eフィールド・アンテナ148とを含む。Eフィールド・アンテナ148は、この実施形態では誘導素子であるカップリング・エレメント162を介して、ローカルRFスクリーン158に結合される。インピーダンス整合及びノイズ・ピックアップを最適化するために、集中素子コンポーネントがEフィールド・アンテナ148に結合される。
【００５４】
図7は、第6形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第6形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第5形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第6形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００５５】
第6形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００５６】
図7に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148はコイル・エレメント146に組み込まれる。更に図7に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。
【００５７】
第6形態のEフィールド・アンテナ148は、4つのコネクション164を有する直交ダイポール・アンテナとして提供される。この形態では、コネクション164は、ダイバーシティ・スイッチ166、バラン・フィルタ168及びインピーダンス整合ユニット170を経てプリアンプ150に接続される。ダイバーシティ・スイッチ166は、Eフィールド・アンテナ148の個々のセグメントの最適な受信パターンを提供する。コイル・エレメント146は、平面状ループ147内に、カップリング・キャパシタ174を備える。更に、コイル・エレメント146はコネクション176を備え、コネクション176は、第1形態に関して説明したプリアンプ150に接続される。
【００５８】
ADC156、ノイズ除去ユニット152及び他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図7では示されていない。
【００５９】
図8は第7形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第7形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第6形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第7形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００６０】
第7形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００６１】
図8に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148はコイル・エレメント146に組み込まれる。更に図8に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。
【００６２】
第7形態のEフィールド・アンテナ148は、2つのコネクション164を有するダイポール・アンテナとして提供され、2つのコネクション164は、バラン168及びインピーダンス整合ユニット170を経てプリアンプ150に接続される。コイル・エレメント146は、平面状ループ147内に、カップリング・キャパシタ174を備える。更に、コイル・エレメント146はコネクション176を備え、コネクション176は、第1形態に関して説明したプリアンプ150に接続される。この形態のEフィールド・アンテナ148は、バラン・フィルタを利用して対称的にマッチングされてもよい。インピーダンス整合ユニット170は、インピーダンスを、プリアンプ150の最適ノイズ・インピーダンスに変換する。
【００６３】
ADC156、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図8では示されていない。
【００６４】
図9は第8形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第8形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第7形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第8形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００６５】
第8形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００６６】
図9に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148はコイル・エレメント146に組み込まれる。更に図9に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。
【００６７】
第8形態のEフィールド・アンテナ148は、2つのコネクション164を有するダイポール・ストリップライン・アンテナとして提供される。コイル・エレメント146は、平面状ループ147内に、カップリング・キャパシタ174を備える。更に、コイル・エレメント146はコネクション176を備え、コネクション176は、第1形態に関して説明したプリアンプ150に接続される。ローカルに最適なダイポール・アンテナを達成するため、導電性のダイポール・アンテナは、高い誘電率を有するセラミック基板の中に埋め込まれてもよい。
【００６８】
ADC156、プリアンプ150、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図9では示されていない。
【００６９】
図10は第9形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第9形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第8形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第9形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００７０】
第9形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００７１】
図10に見受けられるように、コイル・エレメント146はTEMコイル・エレメントとして提供され、TEMコイル・エレメント146は、カップリング・キャパシタ174を利用して、アンテナ・ユニット144のローカルRFスクリーン158に結合される。この形態のローカルRFスクリーン158は、受信コイル・ユニット140内の環状スクリーンとして提供される。Eフィールド・アンテナ148は、TEMコイル・エレメントとローカルRFスクリーン158との間で放射状に組み込まれる。Eフィールド・アンテナ148はコネクション164を備え、コネクション164はローカルRFスクリーン158を介して延びる。TEMコイル・エレメントの給電部もローカルRFスクリーン158を介して提供される(不図示)。
【００７２】
ADC156、プリアンプ150、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図10では示されていない。
【００７３】
図11は、第10形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第10形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第9形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第10形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００７４】
第10形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００７５】
図11に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148はコイル・エレメント146に組み込まれる。更に図11に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。
【００７６】
第10形態のEフィールド・アンテナ148は、螺旋状ピックアップ・アンテナ(a  spiral  pick-up  antenna)として提供される。コイル・エレメント146は、平面状ループ147にカップリング・キャパシタ174を備える。螺旋状ピックアップ・アンテナのサイズを縮小するために、螺旋状ピックアップ・アンテナは、高い誘電定数を有するセラミック基板上に搭載される。
【００７７】
ADC156、プリアンプ150、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図11では示されていない。
【００７８】
図12は、第11形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第11形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第10形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第11形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００７９】
第11形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００８０】
図12に見受けられるように、コイル・エレメント146は本質的に平面状ループ147として提供され、Eフィールド・アンテナ148はコイル・エレメント146に組み込まれる。更に図12に見受けられるように、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146の平面内であってコイル・エレメント146の中に配置される。代替的な実施形態では、Eフィールド・アンテナ148は、コイル・エレメント146に対して幾らかの角度を為すように向けられてもよい。
【００８１】
第11形態のEフィールド・アンテナ148は、2つのコネクション164を有するダイポール・アンテナとして提供される。コイル・エレメント146は、平面状ループ147にカップリング・キャパシタ174を備える。更に、コイル・エレメント146は、第1形態に関して言及したプリアンプへの接続のために、コネクション176を備える。第11形態のEフィールド・アンテナ148は、平坦な表面上で曲げられているワイヤ178を有する。
【００８２】
ADC156、プリアンプ150、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図12では示されていない。
【００８３】
図13は、第12形態によるアンテナ・ユニット144を示す。第12形態のアンテナ・ユニット144は、上述した任意のアンテナ・ユニット144と代替可能である。特に言及がなければ、第1ないし第11形態の受信コイル・ユニット144についての原理は、第12形態の受信コイル・ユニット144にも当てはまる。
【００８４】
第12形態によるアンテナ・ユニット144は、磁気共鳴信号(すなわち、Bフィールド信号)に反応するコイル・エレメント146と、Eフィールド信号に反応するEフィールド・アンテナ148とを有する。Eフィールド・アンテナ148及びコイル・エレメント146は、上述したように、分離される。
【００８５】
第12形態のEフィールド・アンテナ148は、2つのコネクション164を有するダイポール・アンテナとして提供される。コイル・エレメント146は、第1形態に関して言及したプリアンプへの接続のために、コネクション176を備える。図13に見受けられるように、コイル・エレメント146及びEフィールド・アンテナ148は、デカップリング回路180により分離されている。
【００８６】
ADC156、プリアンプ150、ノイズ除去ユニット152、及び、アンテナ・ユニット144の他の信号処理コンポーネントは、簡明化のため、図13では示されていない。
【００８７】
本発明は上記の記述及び図面に関して詳細に説明及び記述されてきたが、そのような説明及び記述は、例示的又は模範的であって限定的ではないように考察されるべきであり；本発明は開示される形態に限定されない。開示される形態に対する他の変形例は、本明細書、添付の特許請求の範囲及び図面を学ぶことにより、請求項に係る発明を実施する当業者により理解され達成されることが可能である。特許請求の範囲において、「有する(comprising)」という言葉は他のエレメント又はステップを排除しておらず、「ある(“a”  or  “an”)」という不定冠詞的な語は複数個を排除していない。ある複数の事項が互いに異なる従属請求項で引用されているという事実それ自体が、それらの事項の組み合わせは有利に使用できないことを示してはいない。特許請求の範囲における如何なる参照符合も(存在する場合には)、発明範囲を限定するように解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００８８】
110  磁気共鳴(MR)撮像システム  
112  磁気共鳴(MR)スキャナ
114  メイン磁石
116  RF検査空間，ボア
118  中心軸
120  関心対象
122  磁気勾配コイル・システム
124  RFスクリーン
126  RF撮像システム制御ユニット
128  モニタ・ユニット
130  MR画像再構築ユニット
132  制御ライン
134  RF送信機ユニット
136  RFスイッチング・ユニット
138  制御ライン
140  無線周波数(RF)アンテナ・デバイス，受信コイル・ユニット
142  受信コイル・アレイ
144  アンテナ・ユニット
146  コイル・エレメント
147  平面状ループ
148  Eフィールド・アンテナ
150  プリアンプ
152  ノイズ除去ユニット
154  光出力
156  アナログ・ディジタル・コンバータ，ADC
158  ローカルRFスクリーン
160  カバー
162  カップリング・エレメント，誘導素子
164  コネクション(Eフィールド・アンテナ)
166  ダイバーシティ・スイッチ
168  バラン・フィルタ
170  インピーダンス整合ユニット
172  セグメント
174  カップリング・キャパシタ
176  コネクション(コイル・エレメント)
178  ワイヤ
180  デカップリング回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】国際公開第2014/141109号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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