(57)【要約】コイル巻線の略円筒形セット（１０，３０，８０）は、一次コイル巻線（１２，３２，８２）と、一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線（１４，３４，８４）と、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有すると共に少なくとも１８０度の角度区間に亘る、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップ（１６，３６，８６）とを含む。中央ギャップの各縁部に配置された接続導体（２４，４４，９４）は、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する。スキャナの設定では、主磁石（６２，６４）が、コイル巻線の略円筒形セットの外側に配置される。ハイブリッド型スキャナの設定では、環状リングのポジトロン断層撮影（PET）検出器（６６）が、コイル巻線の略円筒形セットの環状の中央ギャップ内に配置される。
2010523191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場勾配コイルであって、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップを有し、該中央ギャップは、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有すると共に少なくとも１８０度の角度区間に亘り、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記コイル巻線の略円筒形セットの通電に応答して前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁場勾配コイル。
【請求項２】
前記中央ギャップは、前記コイル巻線の略円筒形セットの２つのサブセットを離間する環状のギャップであり、各サブセットは、一次コイル巻線と、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線と、前記中央ギャップ近傍の縁部に、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体とを含む、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項３】
前記コイル巻線の略円筒形セットの前記２つの離間したサブセットを支持する２つの離間した略円筒形の誘電体フォーマと、
前記２つの離間した略円筒形の誘電体フォーマを実質的に剛結するために前記中央ギャップに亘るブレースとを更に含む、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項４】
二次シムセットを更に含み、
該二次シムセットは、前記離間した略円筒形の誘電体フォーマ上又前記離間した略円筒形の誘電体フォーマ内に配置される第１及び第２グループのシムコイルと、
前記ブレース上若しくは前記ブレース内に配置される第３グループのシムコイルとを含む、請求項３に記載の磁場勾配コイル。
【請求項５】
前記シールドコイル巻線よりも大きい径位置に配置される二次シムセットを更に含む、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項６】
前記中央ギャップは、１８０度以上で３６０度よりも小さい角度区間に亘り、前記中央ギャップが亘らない補完的な角度区間にコイル巻線が配置される、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項７】
前記コイル巻線の略円筒形セットの一次コイル巻線は、前記中央ギャップが亘らない補完的な角度区間上では比較的小さい径位置に配置され、前記中央ギャップが亘る角度区間上では比較的大きい径位置に配置される、請求項６に記載の磁場勾配コイル。
【請求項８】
前記コイル巻線の略円筒形セットの一次コイル巻線は、前記中央ギャップが亘らない補完的な角度区間上では一定でない小さい径位置に配置されて、略平らな表面を画成する、請求項６に記載の磁場勾配コイル。
【請求項９】
前記補完的な角度区間の領域内に配置される軸方向に向く導体を含む高周波コイルを更に含む、請求項６に記載の磁場勾配コイル。
【請求項１０】
前記コイル巻線の略円筒形セットの一次コイル巻線は、テーブルトップ角度区間上に略平らな表面を画成する、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項１１】
前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記一次コイル巻線により前記テーブルトップ角度区間上に画成される略平らな表面に対して約４５度の角度で軸方向に向く静磁場を横切る横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、請求項１０に記載の磁場勾配コイル。
【請求項１２】
前記コイル巻線の略円筒形セットの一次コイル巻線は、テーブルトップ角度区間上に略平らな表面を画成する、請求項１０に記載の磁場勾配コイル。
【請求項１３】
前記中央ギャップは、約２０センチ若しくはそれよりも大きい軸方向の長さを有する、請求項１に記載の磁場勾配コイル。
【請求項１４】
磁気共鳴スキャナであって、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップを有し、該中央ギャップは、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有すると共に少なくとも１８０度の角度区間に亘り、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
当該磁気共鳴スキャナは、前記コイル巻線の略円筒形セットの外側に配置された主磁石を更に含み、該主磁石は、前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内に軸方向に向く静磁場を生成するように動作可能であり、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁気共鳴スキャナ。
【請求項１５】
前記コイル巻線の略円筒形セットの中央ギャップ内に配置される軸方向に向く導体を含む高周波コイルを更に含み、前記中央ギャップ内に配置される前記軸方向に向く導体は、前記中央ギャップと軸方向に略同一の広がりを持つ、請求項１４に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１６】
前記中央ギャップは、１８０度以上で３６０度よりも小さい角度区間に亘り、前記中央ギャップが亘らない補完的な角度区間にコイル巻線が配置され、前記高周波コイルは、前記中央ギャップよりも軸方向に長い軸方向に向く導体であって、前記補完的な角度区間内に配置される軸方向に向く導体を含む、請求項１５に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１７】
前記コイル巻線の略円筒形セットの一次コイル巻線は、前記中央ギャップが亘らない角度区間上で一定でない径位置に配置されて、略平らな対象支持表面に一致する、請求項１４に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１８】
前記コイル巻線の略円筒形セットは、略平らな対象支持表面に対して約４５度の角度で軸方向に向く静磁場を横切る横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、請求項１７に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項１９】
前記中央ギャップは、前記コイル巻線の略円筒形セットの２つのサブセットを離間する環状のギャップであり、各サブセットは、一次コイル巻線と、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線と、前記中央ギャップの縁部に、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体とを含む、請求項１４に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２０】
前記コイル巻線の略円筒形セットの前記環状の中央ギャップに配置された環状リングのポジトロン断層撮影（PET）検出器を更に含む、請求項１９に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２１】
前記環状の中央ギャップは、少なくとも約１５センチの軸方向の長さを有する、請求項２０に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２２】
前記コイル巻線の略円筒形セットの前記２つの離間したサブセットを支持する２つの離間した略円筒形の誘電体フォーマと、
前記２つの離間した略円筒形の誘電体フォーマを実質的に剛結するために前記中央ギャップに亘るブレースとを更に含み、
前記環状リングのPET検出器は、前記離間した略円筒形の誘電体フォーマと前記ブレースとにより画成される剛体のあるユニットからの振動に対して隔離される、請求項２０に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２３】
前記ブレースの開口若しくは長穴を通過するマウンチング部材であって、前記離間した略円筒形の誘電体フォーマと前記ブレースとより画成される剛体のあるユニットから独立して前記環状リングのPET検出器を支持するマウンチング部材を更に含む、請求項２２に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２４】
前記離間した略円筒形の誘電体フォーマと前記ブレースとより画成される剛体のあるユニットと、前記環状リングのPET検出器との間に配置される圧電アクチュエータを更に含み、該圧電アクチュエータは、前記離間した略円筒形の誘電体フォーマと前記ブレースとにより画成される剛体のあるユニットからの振動に対して前記環状リングのPET検出器を隔離しつつ、前記環状リングのPET検出器を支持する、請求項２２に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２５】
二次シムコイルと、
前記環状リングのPET検出器により導入される磁場不均一性をシム調整するように前記二次シムコイルを通電するように構成されたシムセットコントローラとを更に含む、請求項２０に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２６】
前記シムコントローラは、前記環状リングのPET検出器が動作可能であるときに動作時用のシムセット校正値に従って前記二次シムコイルにシム電流を印加し、前記環状リングのPET検出器が動作可能でないときに非動作時用のシムセット校正値に従って前記二次シムコイルにシム電流を印加するように構成される、請求項２５に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２７】
前記動作時用のシムセット校正値は、比較的小さいPET診断領域をシム調整し、前記非動作時用のシムセット校正値は、比較的大きい磁気共鳴診断領域をシム調整する、請求項２６に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２８】
前記二次シムコイルは、３次元シムコイルを含み、該３次元シムコイルにおいて、巻線が、少なくとも２つの異なる径の異なる円筒形セグメントのそれぞれに部分的に存在する、請求項２５に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項２９】
磁気共鳴スキャナであって、
環状リングのポジトロン断層撮影（PET）検出器と、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットとを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、前記環状リングのPET検出器を受け入れる環状の中央ギャップを有し、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
当該磁気共鳴スキャナは、前記コイル巻線の略円筒形セットの外側に配置された主磁石を更に含み、該主磁石は、前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内に軸方向に向く静磁場を生成するように動作可能であり、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁気共鳴スキャナ。
【請求項３０】
前記コイル巻線の略円筒形セットから独立して前記環状リングのPET検出器を支持するために前記環状リングのPET検出器に接続するマウンチング部材を更に含む、請求項２９に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項３１】
圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータと協動して振動から前記環状リングのPET検出器を隔離する加速度センサとを更に含む、請求項２９に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項３２】
前記コイル巻線の略円筒形セットの環状ギャップは、少なくとも約１５センチの軸方向の長さを有する、請求項２９に記載の磁気共鳴スキャナ。
【請求項３３】
磁場勾配コイルであって、
一次コイル巻線、及び、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線を含むコイル巻線の略円筒形セットと、
少なくとも一部が前記シールドコイル巻線よりも大きい径位置に配置される二次シム巻線を含む二次シムセットとを含む、磁場勾配コイル
【請求項３４】
前記二次シムセットの全体が、前記シールドコイル巻線よりも大きい径位置に配置される、請求項３３に記載の磁場勾配コイル。
【請求項３５】
前記二次シムセットは、３次元シムセットであり、少なくとも一部が、他の部位よりも小さい径の部位に配置される、請求項３３に記載の磁場勾配コイル。
【請求項３６】
磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナの等角点近傍に配置されるポジトロン断層撮影（PET）検出器と、
シムコイル、及び、前記PET検出器により誘起される磁場不均一性を補償するように前記シムコイルを制御するように構成されたシムセットコントローラを含むアクティブシムシステムとを含む、ハイブリッド型スキャナ。
【請求項３７】
前記シムセットコントローラは、前記PET検出器が動作可能なときに第１の校正値を印加し、前記PET検出器が非動作時に前記第１の校正値と異なる第２の校正値を印加するように、前記シムコイルを制御するように構成される、請求項３６に記載のハイブリッド型スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、撮像の分野に関する。以下は、ハイブリッド式の磁気共鳴スキャニング及びポジトロン断層撮影（PET）システムへの模範的な適用を見出し、それに対して特に参照して説明される。以下は、PET撮像用の集積された放射検出器が有る若しくは無い磁気共鳴スキャニングシステムにより一般的な適用を見出す。
【背景技術】
【０００２】
幾つかの既存の磁気共鳴スキャナは、主磁場巻線により画成される円筒形内に配置される診断領域内に少なくとも主（B0）磁場を生成する主磁場巻線の略円筒状のセットを含む。略円筒形の勾配コイル組立体は、主磁場巻線内に同軸に配置され、主磁場上に磁場勾配を選択的に重畳する。１つ以上の高周波コイルは、勾配コイル組立体内に配置される。これらの高周波コイルは、単一ループの表面コイルから複雑な鳥かご形コイルまでの複雑性の範囲で多様な形態を取ることができる。幾つかの実施例では、全体の鳥かご形コイルが設けられ、これは、勾配コイル組立体の内部に同軸に配置された円筒形のコイルである。勾配コイル組立体及び高周波コイル組立体は、双方とも、異なる径位置に配置された全体として円筒形構造であり、従って、円筒形のボア空間の相当な量を占有する。
【０００３】
特許文献１は、巻線がその上を通過しない中央ギャップにより分離された２つの別々の半体を有する勾配コイルを開示する。短い共通径の高周波コイルは、中央ギャップ内に配置され、従って、勾配コイル及び高周波コイルは、略同一径にあり、これにより、貴重なボア空間をより有効に利用している。しかし、勾配コイル組立体の効率は、中央ギャップの幅が増加すると共に減少する。約１０センチよりも大きい中央ギャップに対して、効率の相当な悪化が生ずる。小さい達成可能なギャップは、対応した短い高周波コイルロッド若しくはラングを提供し、これは、高周波コイルの視野を低減する。
【０００４】
また、磁気共鳴及びポジトロン断層撮影（PET）能力の双方を含むマルチモダリティ型若しくはハイブリッド型スキャナへの関心も高い。例えば、特許文献２は、種々のハイブリッド型撮像システムを開示する。特許文献２に開示される幾つかのハイブリッド型システムの実施例では、固体状態のPET検出器素子は、利用可能な円筒形のボア空間を効率的に使用するため、全体としての鳥かご形コイルのラング間に配置される。中央ギャップを備える特許文献１開示の勾配コイル組立体も、ハイブリッド型の撮像システム用の有力な候補とみなされうる。しかし、特許文献１開示の勾配コイル組立体を使用して達成可能な小さい中央ギャップは、PET検出器素子の実際の組立体を受け入れるのには小さすぎる。この既に小さいギャップの使用可能な部分は、コイルとPET検出器の間に必要とされる、ローレンツ力の影響下でのコイルの半体の機械的な動きを吸収するための空間ギャップにより更に低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】Heid他による米国特許第６，９３０，４８２号
【特許文献２】Fiedler他によるWO2006/111869
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下は、上述の問題点若しくはその他を克服する新規の改善された装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、一局面によれば、磁場勾配コイルであって、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップを有し、該中央ギャップは、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有すると共に少なくとも１８０度の角度区間に亘り、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記コイル巻線の略円筒形セットの通電に応答して前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁場勾配コイルが開示される。
【０００８】
その他の局面によれば、磁気共鳴スキャナであって、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップを有し、該中央ギャップは、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有すると共に少なくとも１８０度の角度区間に亘り、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
当該磁気共鳴スキャナは、前記コイル巻線の略円筒形セットの外側に配置された主磁石を更に含み、該主磁石は、前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内に軸方向に向く静磁場を生成するように動作可能であり、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁気共鳴スキャナが開示される。
【０００９】
その他の局面によれば、磁気共鳴スキャナであって、
環状リングのポジトロン断層撮影（PET）検出器と、
軸方向を画成し一次コイル巻線と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含むコイル巻線の略円筒形セットとを含み、該コイル巻線の略円筒形セットは、前記環状リングのPET検出器を受け入れる環状の中央ギャップを有し、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記中央ギャップの各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体を更に含み、
当該磁気共鳴スキャナは、前記コイル巻線の略円筒形セットの外側に配置された主磁石を更に含み、該主磁石は、前記コイル巻線の略円筒形セットにより囲繞される関心領域内に軸方向に向く静磁場を生成するように動作可能であり、前記コイル巻線の略円筒形セットは、前記関心領域内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配を重畳するように動作可能である、磁気共鳴スキャナが開示される。
【００１０】
その他の局面によれば、磁場勾配コイルであって、
一次コイル巻線、及び、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線を含むコイル巻線の略円筒形セットと、
少なくとも一部が前記シールドコイル巻線よりも大きい径位置に配置される二次シム巻線を含む二次シムセットとを含む、磁場勾配コイルが開示される。
【００１１】
その他の局面によれば、ハイブリッド型スキャナであって、
磁気共鳴スキャナと、
前記磁気共鳴スキャナの等角点近傍に配置されるポジトロン断層撮影（PET）検出器と、
シムコイル、及び、前記PET検出器により誘起される磁場不均一性を補償するように前記シムコイルを制御するように構成されたシムセットコントローラを含むアクティブシムシステムとを含む、ハイブリッド型スキャナが開示される。幾つかの実施例では、前記シムセットコントローラは、前記PET検出器が動作可能なときに第１の校正値を印加し、前記PET検出器が非動作時に前記第１の校正値と異なる第２の校正値を印加するように、前記シムコイルを制御するように構成される。
【発明の効果】
【００１２】
効果の１つは、従前に達成可能なものよりも大きい幅を有する弓状若しくは環状のギャップを備える磁場勾配コイルを提供することにある。
【００１３】
その他の効果は、PET検出器アレイを受け入れるのに十分な幅の中央ギャップを有する磁場勾配コイルを提供することにある。
【００１４】
その他の効果は、非対称の高周波コイルに一致する弓状のギャップを備える磁場勾配コイルを提供することにある。
【００１５】
その他の効果は、PET検出器に対する改善された振動絶縁性を有するハイブリッド型磁気共鳴／PETスキャナを提供することにある。
【００１６】
本発明の更なる効果は、次の詳細な説明を読み理解するときに当業者に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の模範的な横方向磁場勾配コイルの概略的な斜視図。
【図２】第１の模範的な横方向磁場勾配コイルの概略的な端面図。
【図３】第２の模範的な横方向磁場勾配コイルの概略的な斜視図。
【図４】第２の模範的な横方向磁場勾配コイルの概略的な端面図。
【図５】補強ブレースを含む第２の模範的な横方向磁場勾配コイル用の誘電体フォーマを示す図。
【図６】第２の模範的な横方向磁場勾配コイルと、第２の模範的な横方向磁場勾配コイルの中央ギャップに配置されるポジトロン断層撮影（PET）検出器の環状アレイとを含む磁気共鳴スキャナを概略的に示す図。
【図７】第３の模範的な横方向磁場勾配コイルの概略的な斜視図。
【図８】第３の模範的な横方向磁場勾配コイル用の誘電体フォーマと共に高周波コイルの環状の導体を概略的に示す図。
【図９】図６のPET検出器の環状アレイの第１実施例の一部の断面を概略的に示す図。
【図１０】図６のPET検出器の環状アレイの第２実施例の一部の断面を概略的に示す図。
【図１１】１／２の方位範囲に亘る、即ちφ＝−９０度からφ＝９０度の範囲の方位値間での、選択したゴレイコイルタイプのシムコイルパターンをプロットした図であり、方位の次元は、２次元プロットを提供するために展開されている。
【図１２】１／２の方位範囲に亘る、即ちφ＝−９０度からφ＝９０度の範囲の方位値間での、選択したゴレイコイルタイプのシムコイルパターンをプロットした図であり、方位の次元は、２次元プロットを提供するために展開されている。
【図１３】勾配コイル部を橋渡す機械的ブレース上で分割勾配コイルの外側に２次シムコイルの適切な配置を示す図６のハイブリッド型PET／磁気共鳴スキャナの勾配コイル組立体の側方断面図。
【図１４】シム及び勾配コイルに対して構造的な補強としても機能する外装上の２次シムコイルの適切な配置を示すハイブリッド型PET／磁気共鳴スキャナの勾配コイル組立体の側方断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１９】
図１及び図２を参照するに、磁場勾配コイルは、軸方向DA（図１において破線矢印で指示）を画成し、一次コイル巻線１２と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線１４とを含むコイル巻線の略円筒形セット１０を含む。コイル巻線の略円筒形セット１０は、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップ１６を有する。弓状若しくは環状の中央ギャップは、少なくとも１８０度の角度区間に亘る。図１及び図２に示す実施例では、中央ギャップ１６は、３６０度全部に亘り、コイル巻線の略円筒形セット１０の２つのサブセット２０，２２に離間しており、それぞれのサブセット２０，２２は、一次コイル巻線と、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含む。
【００２０】
コイル巻線の略円筒形セット１０は、更に、中央ギャップ１６の各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体２４を含む。コイル巻線の略円筒形セット１０は、コイル巻線の略円筒形セット１０により囲繞される関心領域R(図２において点線により模式的に指示し、中央ギャップ１６上に軸方向に中心化される)内の軸方向に向く静磁場上に横方向磁場勾配Gy（図２に矢印により模式的に指示）を重畳するように動作可能である。横方向磁場勾配Gyは、コイル巻線の略円筒形セット１０の通電に応答して生成される。図１及び２の実施例は、更に、中央ギャップ１６から遠い側のコイル巻線１０の端部に配置された接続導体２６を含む。接続導体２６は、また、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続し、当該選択された巻線は、接続導体２４により中央ギャップ１６に近接して接続される選択された巻線に対して、潜在的に同一若しくは異なる。更に、幾つかの一次コイル巻線若しくは二次コイル巻線は、接続導体２４，２６により接続されることが無い絶縁された巻線であってもよい。接続導体２６は、ここで参照により本願明細書にその内容が組み込まれるShvartsman他への米国出願公開２００６／００３３４９６A1に開示されるような、比較的大きく且つ均一な視野を提供する。
【００２１】
接続導体２４は、中央ギャップ１６における磁気的に動作する電流密度の不足を補償する中央ギャップ１６に直近の非ゼロの電流密度を可能とする。ここで認識されることとして、この補償は、許容可能なコイル効率及び場の質を維持しつつ、該補償が無い場合よりも中央ギャップ１６を大きくすることを可能とする。中央ギャップ１６は、少なくとも１０センチの軸方向の長さを有し、より好ましくは、少なくとも約１５センチの軸方向の長さを有し、幾つかの実施例では少なくとも約２０センチの軸方向の長さを有する。かかる大きな中央ギャップは、高周波コイルの横方向のラング若しくはロッドに対するスペースを提供し、第２の撮像モダリティの部品を受け入れるといったような、種々の有用な用途を有する。
【００２２】
中央ギャップ１６は、コイル巻線が無く、これは、中央ギャップ１６に配置される磁気的に動作する導体が存在しないことを意味する。理解されるべきこととして、例えば２つのサブセットの導体を直列に電気的に接続するために、１つ以上の電流供給導体（図示せず）は、選択的に、中央ギャップ１６を交差してもよい。かかる電流供給導体は、含められる場合は、コイル巻線の略円筒形セット１０により生成される磁場に、実質的な方法で寄与するように設計されておらず、また実質的な方法で寄与しない点で、磁気的に動作する導体ではない。
【００２３】
図１及び図２に示すコイル巻線の略円筒形セット１０は、鉛直方向にアラインされた一次及びシールドコイル巻線１２，１４の“指紋”で構成される。これは、典型的な磁気共鳴スキャナの旧来の“ｙ”座標に対応する鉛直方向に沿って横方向磁場勾配Gyを生成する。典型的な構成では、図示されたコイル巻線の略円筒形セット１０に関して９０度回転された対応する巻線のセットは、“ｙ”方向に横切る“ｘ”方向に沿って磁場勾配を選択的に生成するように設けられる。尚、コイル巻線の略円筒形セット１０は、図示された磁場勾配が図示のような“ｙ”方向に、若しくは、上述の“ｘ”方向に、又は、軸方向を横切る他の方向に、アラインされることができるように回転可能である。図示された“ｙ”方向に沿ったアライメント、若しくは、ここで示唆された“ｘ”方向に沿ったアライメントは、磁気共鳴撮像で時々使用される旧来のデカルト座標ｘ−ｙ−ｚに一致する点で利便性が高いが、コイル巻線の略円筒形セット１０は、任意の方向を有してもよい。
【００２４】
コイル巻線の略円筒形セットの正確な構成は、関心領域Ｒを少なくとも横切る良好な磁場に勾配均一性を提供するように設計される。かかる設計は、例えば、Peerenによる“Stream  Function  Approach  for  Determining  Optimal  Surface  Currents”，Journal  of  Computational  Physics  vol.191の305-21頁（2003年）や、Gerardus  N.Peerenの博士論文“Stream  Function  Approach  for  Determining  Optimal  Surface  Currents”（Eindhoven  University  of  Technology  2003）に記載されるような、流れ関数アプローチを用いて適切に実行される。これらの文献は、ここで参照により本願明細書にその開示内容が組み込まれる。流れ関数アプローチは、特定の磁場分布を提供する、流れ関数により表される、連続的な電流密度分布を判断し、次いで、コイル巻線分布を得るために、得られた流れ関数を離散化する。
【００２５】
図３及び図４を参照するに、第２の磁場勾配コイルの実施例は、図１及び図２のコイル実施例と同様であり、軸方向DAを画成し、一次コイル巻線３２と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線３４とを含むコイル巻線の略円筒形セット３０を含む。コイル巻線の略円筒形セット３０は、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップ３６を有する。弓状若しくは環状の中央ギャップは、少なくとも１８０度の角度区間に亘る。図３及び図４に示す実施例では、中央ギャップ３６は、３６０度全部に亘り、コイル巻線の略円筒形セット３０の２つのサブセット４０，４２に離間しており、それぞれのサブセット４０，４２は、一次コイル巻線と、該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線とを含む。コイル巻線の略円筒形セット３０は、更に、中央ギャップ３６の各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体４４を含む。図３及び４の実施例は、更に、中央ギャップ３６から遠い側のコイル巻線３０の端部に配置された接続導体４６を含む。接続導体４６は、また、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続し、当該選択された巻線は、接続導体４４により中央ギャップ３６に近接して接続される選択された巻線に対して、潜在的に同一若しくは異なる。更に、幾つかの一次コイル巻線若しくは二次コイル巻線は、接続導体４４，４６により接続されない絶縁された巻線であってもよい。
【００２６】
コイル巻線の略円筒形セット３０の一次コイル巻線３２は、略平らな表面STを画成するために、選択された角度範囲θTに亘って一定でないより小さい径位置に配置される。表面STは、略平らである一方、図３に示すようにある弧形や曲率を有してもよい。効果は、選択された角度範囲θTの一次コイルが、対象に近接して上向きに移動されることである。脊柱の撮像に対して、例えば、この選択された角度範囲θTでの一次コイルの近接した配置は、選択された角度範囲θTの一次コイルの上にある略平らな対象支持上に対象が横たわるときに脊柱に結合する高周波を強化する。
【００２７】
図３及び図４のコイル巻線の略円筒形セット３０は、鉛直から約４５度だけ回転された一次及びシールドコイル巻線３２，３４の“指紋”で構成される。これは、鉛直に関して約４５度を向く横方向磁場勾配Gy’を生成する。巻線は、横方向磁場勾配Gy’が少なくとも関心領域R’内で略均一になるように、流れ関数アプローチを用いて設計される。図示された４５度の回転の勾配場でこのアプローチを用いて、横方向勾配コイルは、２０センチの幅Wの環状中央ギャップ３６を有するように設計された。
【００２８】
図５を参照するに、コイル巻線の略円筒形セット３０の２つのサブセット４０，４２は、およそギャップ幅Wだけ離間された２つのそれぞれの誘電体フォーマ５０，５２により若しくは誘電体フォーマ５０，５２内に適切に支持される。勾配コイル組立体３０の２つのサブセット４０，４２及びそれらのそれぞれのキャリア５０，５２は、コイル巻線の略円筒形セット３０の動作中に生成される実質的なローレンツ力により機械的なカントを生じやすい。これに対処するため、補強ブレース５４は、選択的に、２つの離間した略円筒形の誘電体フォーマ５０，５２を実質的に剛結するために環状の中央ギャップ３６に亘る。図５の実施例では、ブレース５４は、弓状で約１８０度に亘る。他の実施例では、完全な環状のブレースが考えられる。開示される幾つかの実施例では、高周波コイル、ポジトロン断層撮影（PET）検出器等のような構成要素が、中央ギャップ３６内に配置される。かかる幾つかの実施例では、任意的なブレース５４は、かかる構成要素に対する独立の支持を提供するマウンチング部材用の貫通を提供する開口５６を含んでよい。
【００２９】
図６を参照するに、例えば、誘電体フォーマ５０，５２は、関心領域R’内の軸方向の静磁場B0を生成する主磁石を画成する極低温ハウジング６４内に配置される主磁石巻線６２を含む磁気共鳴スキャナ６０内に配置される。ポジトロン断層撮影（PET）検出器６６は、コイル巻線の略円筒形セット３０の環状の中央ギャップ３６内、即ちコイル巻線３０を支持する誘電体フォーマ５０，５２間のギャップ内に配置される。この実施例では環状のブレースであるブレース５４’は、環状リングのPET検出器６６の外側で且つ誘電体フォーマ５０，５２の外側に存在する。独立に支持されたマウンチング部材６８は、ブレース５４’内の開口５６及び磁石ハウジング６４内の開口６９を通り、コイル巻線の略円筒形セット３０(図６では図示せず)を支持する誘電体フォーマ５０，５２から独立して環状リングのPET検出器６６を支持する。かかる独立した支持は、効果的である。これは、勾配コイルが動作中にローレンツ力に起因して動いたり加速したりするので、かかる動きが、PET検出器６６に伝達される場合は、PET検出器６６を用いて取得されるPET画像の劣化をもたらすためである。幾つかの実施例では、誘電体フォーマ５０，５２及びブレース５４’は、PET検出器６６の環状リング及びマウンチング部材６８から振動的に絶縁される剛性ユニットを画成する。１つの適切なアプローチでは、剛性ユニット５０，５２、５４’は、磁石ハウジング６４に搭載され、磁石ハウジング６４は、部屋の床に搭載される。マウンチング部材６８は、部屋の床、壁、天井に独立して搭載される。これは、所望の振動の絶縁を提供する。これは、部屋の床は、コイル巻線の略円筒形セット３０による剛性ユニット５０，５２、５４’で生成される振動を吸収するほど十分に大容量であり、したがって、これらの振動は、マウンチング部材６８に伝達されないためである。
【００３０】
マウンチング部材６８が接続される外側の支持（図示せず）は、磁気共鳴スキャナ６０を完全に囲むサブフレーム、スキャナ６０を含む部屋の壁上の硬いポイントのセット等であってよい。マウンチング部材６８が磁石ハウジング６４を通過することを可能としつつ真空及び極低温リザーバの完全性をハウジング６４が維持することを可能とするため、マウンチング部材６８は、真空及びヘリウムカンの完全性を維持するために端部がシールされた管状の貫通領域として形成された開口６９を適切に貫通する。任意的には、高周波スクリーン（図６には図示されず）は、RF絶縁を提供するために開口６９内に延在することができる。追加の貫通開口は、PET検出器６６の環状リングに電気的接続及び他の接続を行うために設けられてもよい。貫通開口が比較的小さいので、それらは、主磁石巻線６２の間で点在されることができ、従って、主磁石の磁気的な設計が実質的に悪影響を受けない。
【００３１】
コイル巻線の略円筒形セット１０，３０は、図６に示すようなPET検出器６６のアレイのような環状の構成要素を効果的に受け入れることができる完全な環状ギャップ１６，３６を有する。図示の完全な環状のPET検出器６６のアレイは、完全な３６０度よりも小さい角度に亘る弓状のアレイのような、不完全なアレイのPET検出器に比べて、良好な画像解像度及び画質を提供する。しかし、良好な磁気勾配均一性及びコイル効率は、完全に３６０度に延在しない弓状のギャップを有することによって達成することができる。
【００３２】
図７を参照するに、第３の磁場勾配コイル実施例は、図３及び図４の第２の勾配コイル実施例と類似し、軸方向DAを画成し、一次コイル巻線８２と該一次コイル巻線よりも大きい径位置にシールドコイル巻線８４とを含むコイル巻線の略円筒形セット８０を含む。コイル巻線の略円筒形セット８０は、コイル巻線の無い弓状若しくは環状の中央ギャップ８６を有する。弓状若しくは環状の中央ギャップは、少なくとも１８０度の角度区間に亘る。図７に示す実施例では、中央ギャップ８６は、１８０度異常であるが３６０度よりも小さい角度区間に亘り軸方向の長さWの弓状のギャップであり、中央ギャップ８６が亘らない補完的な角度θC上にコイル巻線が配置される。コイル巻線の略円筒形セット８０は、中央ギャップ８６の各縁部にて配置され選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続する接続導体９４を含む。図７の実施例は、更に、中央ギャップ８６の遠い側のコイル巻線８０の端部に配置された接続導体９６を含む。接続導体９６は、また、選択された一次コイル巻線と二次コイル巻線を電気的に接続し、当該選択された巻線は、接続導体９４により中央ギャップ８６に近接して接続される選択された巻線に対して、潜在的に同一若しくは異なる。更に、幾つかの一次コイル巻線若しくは二次コイル巻線は、接続導体９４，９６により接続されない絶縁された巻線であってもよい。
【００３３】
コイル巻線の略円筒形セット８０の一次コイル巻線８２は、略平らな表面SCを画成するために、補完的な角度範囲θCに亘って一定でないより小さい径位置に配置される。表面SCは、略平らである一方、図７に示すようにある弧形や曲率を有してもよい。効果は、選択された角度範囲θCの一次コイルが、対象に近接して上向きに移動されることである。脊柱の撮像に対して、例えば、この補完的な角度範囲θCでの一次コイルのより近接した配置は、補完的な角度範囲θCの一次コイルの上にある略平らな対象支持（図示せず）上に対象が横たわるときに脊柱に結合する高周波を強化する。弓状のギャップ８６は、脊柱の下方に延在しないので脊柱の撮像に対して効果的である。むしろ、一次及びシールドコイル巻線８２，８４の勾配コイル巻線は、対象が脊柱の撮像中に仰臥で横たわる典型的な脊柱の撮像構成に対して脊柱の下方で連続的である。図７では、コイル巻線８２，８４を支持する誘電体フォーマ１００は、ワイヤフレーム表現で示される。
【００３４】
図７の設計に従って攻勢されたコイルに対する予備的な計算は、上側領域で２０センチの勾配ギャップサイズ及び７２センチの勾配ボアサイズに対して、４．４Jよりも少ない貯められるエネルギが１０ｍＴ／ｍで予測できることを示している。このコイル設計では、ゼロレベルの磁場勾配は、約１０−１５センチだけ外周の円筒形（B0）磁石の等角点若しくは機械的なｚ軸から鉛直方向にオフセットする。このオフセットは、ここでは、勾配コイルの効率を改善するものと認識される。対照的に、磁場勾配のゼロレベルが正確に円筒形（B0）磁石の等角点若しくは機械的なｚ軸に一致する場合、比較的多くの巻線が、コイルの上部に含まれ、少ない巻線が補完的な角度範囲θC内に含まれるが、全体としてより大きいアンペア回数が含まれ、貯められるエネルギがより高い。これらの考慮は、また、中央ギャップ３６が環状であるコイル巻線の略円筒形セット３０の設計にも適用する。
【００３５】
図示の弓状ギャップ８６は、一定の幅W（ギャップが存在しない補完的な角度範囲θCを除く）を有する。しかし、ギャップの幅に対して、磁場勾配コイルの磁場勾配性能（より小さいギャップを有することで改善される）と高周波コイルのRF性能（より大きいギャップ及びそれに伴い軸方向により長い上側の導体を有することで改善される）との間をトレードオフするために角度位置で変化させることも考えられる。
【００３６】
図７を連続して参照し更に図８を参照するに、弓状ギャップ８６の更なる利点は、弓状ギャップ８６が脊柱の撮像に対して設計された高周波コイル１１０と一致することである。図８では、誘電体フォーマ１００は、高周波コイル１１０の軸方向に向く導体と共に示されている。ボアスペースを保つため、上側の軸方向に向く導体１１２は、弓状の中央ギャップ８６内に配置され、弓状の中央ギャップ８６の軸方向の長さWで略軸方向に同一の広がりを持つ。この構成は、およそ同一の径位置にコイル巻線８２，８４及び上側の軸方向に向く導体１１２を配置することによって利用可能なボアスペースを効率的に使用する。更に、上側の軸方向に向く導体１１２は、脊柱から比較的遠くに離れて配置される、即ち脊柱の撮像に対する関心領域から比較的遠くに離れて位置する。他方、下側の軸方向に向く導体１１４は、一次コイル巻線８２が略平らな対象支持（図示せず）に一致するように上昇された場所である補完的な角度区間θCの領域に配置される。この領域では、下側の軸方向に向く導体１１４は、一次コイル巻線８２の上方に位置され、中央ギャップ８６の軸方向の長さWよりも有意に長い。より長い下側の軸方向に向く導体１１４は、効果的に、関心のある近接の脊柱領域に関してより大きくより均一な視野を提供する。幾つかの考えられる実施例では、高周波コイル１１０の下側の軸方向に向く導体１１４は、SENSE(検出)可能な受信アレイとして構成される。この目的のため、下側の軸方向に向く導体１１４は、軸方向に沿って任意的に分割されることができる。かかる構成は、例えば電力スプリッタ若しくは多数の電力増幅器により、多点励起を用いて適切に動作される。
【００３７】
図６への参照に戻ると共に更に図９を参照するに、PET検出器６６の環状リングの適切な実施例が更に説明される。図９は、円筒形の磁石ハウジング６４の内面と任意的に鳥かご形の高周波コイル（そのラング１１８が図９の概略的な断面視で見える）の高周波スクリーン１１６との間に、コイル巻線の略円筒形セット３０の中央ギャップ３６内に配置されたPET検出器６６の一部の断面図を示す。少なくともPET検出器６６の領域では、高周波コイル要素１１８は、キャパシタの無い薄い銅ストリップからなり、ガンマ粒子の散乱を低減する。例えば、RFスキン深さ（例えば、３テスラのスキャナ内の1H磁気共鳴に対して約６ミクロン）よりも5ないし6倍大きい厚みの銅ストリップが適切である。高周波スクリーン１１６は、同様に、ガンマ粒子に実質的に透過性がある薄い伝導性フォイル若しくはメッシュからなる。
【００３８】
PET検出器６６は、光検出器１２２のアレイにより見えるシンチレータ１２０のアレイを含む。幾つかの実施例では、光検出器１２２は、シリコン光電子増倍管（SiPM’s）である。幾つかの適切なSiPMデバイスは、Frach他によるWO2006/111883  A2及びFiedler他によるWO2006/111869  A2に記載されており、これらの双方はここでの参照によりその開示内容が組み込まれる。光検出器１２２は、検出時間を指示するデジタルタイムスタンプ及び検出されたエネルギに対応するデジタル化強度情報を含むデジタルデータへと放射検出イベントを変換する時間領域変換（TDC）／A/D変換（ADC）電子機器１２４に電気的に接続される。幾つかの実施例では、SiPM検出器１２２及びTDC／ADC電子機器１２４は、共通のシリコン基板上にモノリシック的に集積される。その他の実施例では、TDC及び／又はADC処理の幾つか若しくはすべては、スキャナから離れた遠隔に配置される。更なるその他の考えられる実施例では、ギャップ３６に配置される環状リングのPET検出器は、シンチレータ１２０と、遠隔に配置される光検出器及び関連して遠隔に配置されるTDC／ADC電子機器にスキャナのシンチレーションの光オフを送る結合された光ファイバのみを含む。
【００３９】
放射検出ハードウェア１２０，１２２，１２４は、光子の擬似の検出を防ぐために光遮蔽体１３０（実線で指示）内に配置され、また、高周波スクリーンのようなガルヴァーニ絶縁容器１３２（破線で指示）の内部に配置され、高周波干渉を抑制する。ガルヴァーニ絶縁容器１３２は、広域のRF遮蔽を提供するが、高周波スクリーン１１６は、磁気共鳴周波数でRF遮蔽を提供するローパスフィルタであり、脈動された磁場勾配がRF遮蔽により実質的に悪影響を受けないことを可能とする。電源及び通信ケーブル１３４は、これらのケーブルを高RF場の外側に維持するために、高周波スクリーン１１６の外側を適切に走る。
【００４０】
磁場勾配とのPET検出器６６の干渉を抑制するため、コイル巻線の略円筒形セット３０を固定する剛性ブレース５４’は、また、厚い銅のシールド５４’を画成する。このシールド５４’は、機械的に磁石ハウジング６４に接続され、コイル巻線の略円筒形セット３０の中央ギャップ３６内への突起１４０を含み、生成された磁場勾配に対するPET検出器６６の遮蔽を強化する。厚い銅のシールド５４’は、ガンマ粒子を遮断することを避けるためにPET検出器６６の前で開いたままであり、若しくは、ガンマ粒子に対して実質的に透過性のある薄肉化された前部１４２を含む。種々の遮蔽要素は、多様に組み合わせることができる。例えば、幾つかの実施例では、ガルヴァーニ絶縁容器１３２と勾配シールドの薄肉化された前部１４２を一体化することが考えられる。更に、選択された遮蔽要素は、任意的に省略される（磁気共鳴とPET構成要素の間のより高い干渉の考えられる犠牲を伴う）。図６を参照して前に注記したように、マウンチング部材６８は、PET検出器６６を独立して支持するために、磁石ハウジング６４の開口６９及びシールド及び機械的ブレース要素５４’の開口５６を通過する。
【００４１】
図１０を参照するに、代替実施例では、PET検出器６６の振動絶縁性は、PET検出器６６を支持しつつコイル巻線の略円筒形セット３０からPET検出器６６を振動的に絶縁するために、環状リングのPET検出器６６とコイル巻線の略円筒形セット３０の支持体（例えば、誘電体フォーマ５０，５２及び剛性ブレース５４’）の間に配置された補償的な圧電アクチュエータ１５０を用いて達成される。圧電アクチュエータ１５０は、MEMSベースの加速度計のような、加速度センサ１５２と動作可能に結合され、加速度センサ１５２により指示されるようなPET検出器６６の加速度を最小にするために圧電アクチュエータ１５０を調整するためのフィードバックループ内に構成される。幾つかの実施例では、圧電アクチュエータ１５０及び加速度センサ１５２は、例えば、シリコン基板上若しくはその内部に形成される、単一ユニットとしてモノリシック的に集積される。加速度レベルは大きいが、変位は、数ミリ若しくはそれ未満であるので、中央ギャップ３６の縁部とPET検出器６６の間は数ミクロンほど小さい許容公差が考えられる。幾つかの実施例では、迅速な加速中にエアの圧縮を避けるために流体の連通を提供するため、ブレース５４’及び中央ギャップ３６の壁により形成される容器に開口を含むことが考えられる。それに加えて若しくは代えて、より大きい許容公差は、空気緩衝を提供するために使用されることができる。圧電アクチュエータ１５０のアレイは、好ましくは、３つの変位の自由度（例えば、デカルト座標の３つの直交軸）及び３つの回転自由度に沿って加速度の抑制を提供する。効果的には、圧電アクチュエータ１５０若しくは振動絶縁を用いることによって、独立したマウンチング部材６８及びそれに対応した剛性ブレース５４’及び磁石ハウジング６４内の開口５６，６９を無くすことが可能である。
【００４２】
図６のスキャナは、ハイブリッド型スキャナとして適切に動作される。PET検出器６６の環状アレイが、コイル巻線の略円筒形セット３０の中央ギャップ３６内に配置されるので、PET撮像の視野（FOV）は、磁気共鳴撮像用のFOVと同一位置に略中心化されるが、軸方向での及び／又は軸方向に対して横方向でのいくらかのPET／MRのFOVのオフセットは考えられる。PET撮像用のFOVは、磁気共鳴撮像用のFOVよりも大きい、小さい、若しくは同一サイズであることができる。幾つかのアプローチでは、磁気共鳴及びPET撮像は、連続で実行され、若しくは、PET及び磁気共鳴撮像周期は、時間上で織り交ぜられる(インターリーブされる)。他の実施例では、PET撮像及び磁気共鳴撮像を同時に実行することが考えられる。
【００４３】
図示の実施例では、PET検出器６６の環状リングは、データ収集のための完全な３６０度の角度カバー範囲を効果的に提供する。本分野で知られているように、完全な３６０度よりも少ないカバー範囲は、検出器の足りない角度スパンに起因した応答の足りないラインから生まれる画像アーチファクトをもたらす傾向がある。しかし、少なくとも１８０度であるが３６０度よりも小さいスパンの弓状のセットのPET検出器を使用することは考えられる。例えば、かかる弓状のセットのPET検出器は、コイル巻線の略円筒形セット８０の弓状のギャップ８６内に挿入されてもよい。応答の足りないラインは、応答のラインに沿った飛行時間型の位置付けを介して追加的な情報を取得することによって補償することができる。少なくとも１８０度の角度カバー範囲を集合的に提供する複数の中断された角度スパンのPET検出器のような、PET検出器の他の構成も考えられる。
【００４４】
幾つかの実施例では、静（B0）磁場上に作用を実装する磁場勾配を補正するシムコイルを含むことが望ましい場合がある。一次磁場シムが効果的であるが、二次シムセットは、（B0）磁場をシム調整するより多くの制御を行う。ハイブリッドの実施例では、PET検出器６６の環状リングは、二次アクティブコイルシムセットを用いて補正可能であることができる更なる磁場不均一性を生成する潜在性を有する。
【００４５】
図１１及び図１２を参照するに、幾つかの二次シムコイルは、スキャナ中心を通過する部位を含む（即ち、シムコイルは、図１１及び図１２のｚ＝０で指示された軸方向の面を横切る）。図１１及び図１２は、１／２の方位範囲に亘る、即ちφ＝−９０度からφ＝９０度の範囲の方位値間での、選択したゴレイコイルタイプのシムコイルパターンをプロットした図であり、方位の次元は、２次元プロットを提供するために展開されている。例えば、図１１は、ｚｘ二次シムコイルセットZX及びｚ２に二次シムコイルセットZ2に対してゴレイコイルタイプのシムセットをプロットする。ZY二次シムコイルセットZYも破線で示され、方位（φ）方向に９０度回転した以外は、ｚｘ二次シムコイルセットZXと同じである。図１２は、ｚ２二次シムコイルセットZ2及び（X２−Y２）二次シムコイルセットX2-Y2をプロットする。尚、（X２−Y２）及びZ２二次シムセットは、Z=0で中央ギャップを有する。従って、これらのシムコイルは、中央ギャップが十分小さい限り、図６の誘電体フォーマ５０，５２上に搭載されうる。しかし、ZX及びZY二次シムセットは、中央ギャップがなく、ｚ＝０平面上に中心化されｚ＝０平面を横断する。従って、ZX及びZY二次シムセットは、誘電体フォーマ５０，５２上に搭載できない。
【００４６】
図１３は、２次シムコイルの適切な配置の１つを示す図６のハイブリッド型PET／磁気共鳴スキャナの勾配コイル組立体の側方断面図である。この実施例では、二次シムコイルは、一次及びシールドコイル巻線３２，３４の間で、それぞれ２つの誘電体フォーマ５０，５２上若しくは誘電体フォーマ５０，５２内に配置される第１及び第２集合２００，２０２に分割される。この構成は、既存の磁気共鳴スキャナにおける２次シムコイルに類似し、この場合、二次シムコイルは、一次及びシールドコイル巻線の間に配置される。中央ギャップを亘るため、二次シムコイル巻線の中央の第３集合は、誘電体フォーマ５０，５２に対する支持を提供する機械的なブレース５４’であって、勾配巻線の通電により誘起されるローレンツ力の存在下で誘電体フォーマ５０，５２の間隔及び相対的な位置づけを維持する機械的なブレース５４’上に配置される。シムセット２００，２０２，２０４は、二次勾配のためのゴレイコイルタイプのシムセットに類似する。中央集合２０４のシムコイル導体は、マウンチング部材６８（図６に示す）に対するアクセスを提供するブレース５４’内の開口５６を避けるために適切に局所的に乱され若しくは取り回される。それに加えて若しくは代えて、開口５６は、第３のシムコイル集合２０４のシム導体を避けるように配置されることができる。図１３に示す実施例のシムセットは、一次及びシールド勾配コイル巻線３２，３４の間に配置されるあるシムコイルを有する。或いは、シム巻線の部位は、シールド勾配コイル巻線３４の外側に配置されてもよい。
【００４７】
ブレース５４’は、フォーマ部５０，５２へのブレース５４’の確実な接続を提供するために誘電体フォーマ部５０，５２をオーバーラップする。幾つかの実施例では、このオーバーラップ及び中央ギャップの軸方向の長さWは、ZX及びZY二次シム調整巻線が中央集合２０４内に全体として配置でき、Z２及び（X２−Y２）二次シム巻線が第１及び第２の集合２００，２０２内に全体として配置できるように、設定される。この場合、第１及び第２の集合２００，２０２及び第３の集合２０４は、効果的には動作上別体である。他方、幾つかの実施例では、誘電体フォーマ部５０，５２とのブレース５４’のオーバーラップは、小さすぎてもよく、若しくは、中央ギャップの軸方向の長さWは、広すぎてもよく、かかるシムコイルセットの利便性の高い分離を可能とする。この後者の場合、ジャンパ導体（図示せず）は、第１及び第２の集合２００，２０２及び第３の集合２０４の巻線を電気的に接続して、例えば、３つのシムセット集合２００，２０２，２０４のそれぞれに部分的に存在するZXシムコイルの部分を相互接続する。一方では第１及び第２の集合２００，２０２と、他方では第３の集合２０４の径方向の位置の差異は、比較的小さく（例えば、シールド勾配巻線層３４の厚さとブレース５４’の厚さの組み合わせに等しいオーダー）、従って、電気ジャンパは、比較的短くされることができる。シムセット２００，２０２，２０４は、３次元のシムセットであり、既に引用してここでの参照により組み込まれたPeerenの文献に開示されるような流れ関数アプローチを用いて設計されることができる。
【００４８】
更なるその他のアプローチ（ここでは図示せず）として、中央ギャップを備える二次シムセットコイル（即ち、軸方向の長さWの中央ギャップ内に延在する巻線が無い）を設計することや、流れ関数アプローチを用いて所望の二次磁気シム調整場を提供するコイルを設計することが考えられる。軸方向の長さWの中央ギャップが十分小さい場合、このアプローチは、ZX及びZYシムコイルに対しても実現可能であることが予測される。ZX若しくはZYシムコイルを、勾配巻線用のコネクタ４４に類似するコネクタにより中央ギャップの縁部にて接続される２つの離間した径方向の表面上に巻線を含むように設計することによって、中央ギャップの縁部でのZX若しくはZYシム調整電流は、非ゼロにでき、従って、中央ギャップで不足する巻線を補償するために流線形設計最適化における柔軟性を提供する。
【００４９】
図１４は、以下の点が変更された図６のハイブリッド型PET／磁気共鳴スキャナの勾配コイル組立体の側方断面図であり、変更点は、２つの誘電体フォーマ５０，５２が単一の円筒形の誘電体フォーマ５０”に置換され、この誘電体フォーマ５０”は、一次及びシールド勾配コイル巻線３２,３４を支持し、PET検出器６６の環状リングを受け入れる中央の環状のくぼみ若しくは長穴を有する。この構成では、ブレース５４’は、その全体を省略することができる。或いは、PET検出器６６を受け入れる中央の環状のくぼみ若しくは長穴が誘電体フォーマ５０”を過剰に機械的に弱くする場合は、補強の外側の円筒形ブレース５４”は、誘電体フォーマ５０”まわりに配置されることができる。二次シムセット巻線２１０は、誘電体フォーマ５０”の外面上に若しくは任意的な補強の外側の円筒形ブレース５４”の外面上に配置されることができる。この実施例では、標準的なゴレイ二次シム巻線を使用でき、任意的に、PET検出器リング６６の支持を受け入れる開口５６の近傍で巻線の再取り回し若しくは変形を伴う。
【００５０】
図１３及び図１４を連続して参照するに、シムセットコントローラ２２０は、所望の二次シム調整を生成するためにシムセットの選択した２次シムに電流を印加する。シムセット２００，２０４，２０４，２１０は、磁気共鳴取得パルスシーケンス中に静的な若しくは動的な態様で、対象の実装の不均一性を補正するようにシムセットコントローラ２２０により構成され通電されることができる。これらの後者の不均一性は、PET検出器の動作状態に依存してもよい。非動作のPET検出器は、静磁場上に弱い若しくは残留の作用を有しうるPET検出器における電導性要素の存在に起因した磁場不均一性を導入することが予測されることができる。これらの動作上の局面は、追加の磁場不均一性を導入する。従って、ある実施例では、シムセットコントローラ２２０は、それぞれ、PET検出器リング６６の動作状態及び非動作状態に対して校正されるシム電流を印加し、適切なシム電流校正値は、それぞれ、同時のMR/PET撮像中若しくはMRのみの撮像中に使用される。
【００５１】
更に、校正診断ボリュームは、それぞれ、PET検出器リング６６の動作状態及び非動作状態に対して異なる態様で選択されてもよい。例えば、PETシステムが、磁気共鳴スキャナよりも小さい視野を有する場合、同時のMR/PET動作に対するシム校正値は、比較的小さいPET診断領域に対応するようにサイズ化された小さい診断領域内で均一になるように磁場をシム調整してもよい。相対的に小さいPET診断ボリュームに対するシム調整を校正することによって、PET診断領域のみであるが、改善された磁場均一性が達成可能であると予測される。この空間的な制限は、この場合、典型的にはPET及びMRの双方により撮像される領域のみが関心であるので、同時のMR/PET撮像に対しては許容可能である。他方、MRのみの動作中、MR専用のシム校正値が全体としてより大きい磁気共鳴診断ボリュームをシム調整することが効果的でありうる。
【００５２】
図示のシムセット２００，２０２，２０４，２１０は、中央ギャップが２つの別のセクションへと勾配巻線を完全に分ける環状ギャップである分割勾配コイルと一致(調和)するように構成されている。しかしながら、図示されたシムセットは、中央ギャップが弓状であり完全な環状ギャップでない図７に示すようなコイルと連携して使用されるのにも容易に適合される。
【００５３】
本発明は、好ましい実施例を参照して説明されてきた。修正や変形は、上述の詳細な説明を読み理解したときに他人に生じうる。本発明は、かかる修正や変形が添付のクレームの範囲内であり若しくはそれに均等である限り、かかる修正や変形のすべてを含むように解釈されることが意図される。
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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