(57)【要約】【課題】  磁気共鳴像（ＭＲＩ）に関し、より詳細には、ＭＲＩ画像化および分光手順のための表面コイルおよびボリュームコイルに関する問題点を解決するための手段の提供。【解決手段】  方法であって、以下：  磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムの主要な磁場内で画像化されるように標的を配置する工程；  該標的の近位に少なくとも１つのコイルを配置する工程であって、該コイルは、少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路を使用して構築される、工程；  ＭＲＩと共に、該主要磁石および該コイルを使用して、標的を画像化する工程、を包含する、方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、以下：
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムの主要な磁場内で画像化されるように標的を配置する工程；
該標的の近位に少なくとも１つのコイルを配置する工程であって、該コイルは、少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路を使用して構築される、工程；
ＭＲＩと共に、該主要磁石および該コイルを使用して、標的を画像化する工程、
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、仮出願番号６０／２３９、１８５（２０００年１０月９日出願）、表題「Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  ＲＦ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ａｎｄ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｃｏｉｌｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＮＭＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ａｔ  Ｈｉｇｈ  Ｆｉｅｌｄｓ」の継続である。米国出願番号６０／２３９，１８５の内容全体を、本明細書中で参考として援用する。
【０００２】
（政府の権利）
本発明は、ＮＩＨ助成金ＮＳ３８０７０（Ｗ．Ｃ．）、ＮＳ３９０４３（Ｗ．Ｃ．）、Ｐ４１  ＲＲ０８０７９（ＮＩＨからのＮａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ助成金）、Ｋｅｃｋ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｂｒａｉｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ、およびＵＳ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｅｒｇｙにより部分的に支援されている。政府は、本発明において一定の権利を有し得る。
【０００３】
（発明の技術分野）
本発明は、概して磁気共鳴像（ＭＲＩ）に関し、より詳細には、ＭＲＩ画像化および分光手順のための表面コイルおよびボリュームコイルに関する。
【背景技術】
【０００４】
（発明の背景）
表面コイルおよびボリュームコイルは、調査中の組織のより正確または詳細な画像を獲得するために、ＭＲＩ画像化または分光手順において使用される。好ましくは、ＭＲＩコイルは、広範な範囲の共鳴周波数に対して正確な画像化または分光法を実施し、使用するのが容易であり、そして手頃な価格である。さらに、多くのＭＲＩシステムの中心磁気内の操作体積（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｖｏｌｕｍｅ）は比較的小さく、しばしば、患者の頭部または身体にちょうどの大きさである。結果として、代表的に、患者に加えて、コイルのために利用可能な空間がほとんど存在しない。従って、表面コイルまたはボリュームコイル自体が可能な限り空間を占有しない場合、それは利点となる。
【０００５】
高場（ｈｉｇｈ  ｆｉｅｌｄ）（３Ｔｅｓｌａおよびそれ以上）において、高いラムール周波数（Ｌａｒｍｏｕｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が必要とされることに起因して、コイルの線質係数またはＱ因子を減少させるＲＦコイルの放射線の損失は重要になり、そして低いＱ因子は、ＭＲＩ手順における低いシグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）を生じ得る。放射線の損失を減少させるための１つの既存の解決策は、コイルの周囲にＲＦ遮断（ＲＦ  ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ）を加えることである。しかし、ＲＦ遮断は、通常、ＲＦコイルの物理的な大きさをより大きくし、上述のようにこのことは、ＭＲ研究（特に、高場操作の場合）において望ましくない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（項目１）  方法であって、以下：
磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）システムの主要な磁場内で画像化されるように標的を配置する工程；
該標的の近位に少なくとも１つのコイルを配置する工程であって、該コイルは、少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路を使用して構築される、工程；
ＭＲＩと共に、該主要磁石および該コイルを使用して、標的を画像化する工程、
を包含する、方法。
（項目２）  ストリップ導体、接地平面および誘電性材料を用いて、マイクロストリップ伝送線路を形成する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目３）  さらに、前記誘電性材料が、空気、真空、液体Ｈｅまたは液体Ｎｅである、項目２に記載の方法。
（項目４）  さらに、前記誘電性材料が、ＴｅｆｌｏｎまたはＤｕｒｏｉｄ材料のような、複数層の低損失誘電性シートである、項目３に記載の方法。
（項目５）  さらに、前記ストリップ導体および接地平面が、銅もしくは銀から、または超伝導材料を使用して、全体的または部分的に形成される、項目２に記載の方法。
（項目６）  さらに、複数のストリップ導体についての前記接地平面が、放射の損失を減少させるように、一片のホイルに配置される、項目１に記載の方法。
（項目７）  さらに、前記コイルが、複数のマイクロストリップ伝送線路を有するボリュームコイルとして形成される、項目１に記載の方法。
（項目８）  さらに、ＰＩＮダイオードが、前記コイルを離調するために使用される、項目７に記載の方法。
（項目９）  二分された接地平面を用いて前記コイルを形成する工程、および該コイルを離調するために、該二分された接地平面のギャップに前記ＰＩＮダイオードを配置する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１０）  前記コイルを調整し、該コイルの容量性終端を変化させる工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１１）  さらに、前記コイルが、該コイルの各末端で容量性終端を変化させることによって調整される、項目１０に記載の方法。
（項目１２）  さらに、前記コイルが、表面コイルであり、そして方形または円形の構成で形成される、項目１に記載の方法。
（項目１３）  前記コイルを、Ｓ字型に形成する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１４）  前記コイルを、少なくとも２回のターンによって形成する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１５）  １以上の要素を伝送線路に接続させて、インピーダンス一致を提供する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１６）  少なくとも２つの前記コイルを構築する工程であって、ここで、該コイルは、前記接地平面の二分による共鳴操作のためのもの、および該接地平面の変位を適合することによる共鳴の調整のためのものである、工程、をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１７）  少なくとも２つの前記コイルを配置して、クアドラチュラ操作を提供する工程をさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１８）  さらに、コイルが配置されて、ラダーコイルを形成する、項目１に記載の方法。
（項目１９）  さらに、コイルが配置されて、半分のボリュームコイルを形成する、項目１に記載の方法。
（項目２０）  さらに、前記コイルが形成されて、逆マイクロストリップ伝送線路コイルを提供する、項目１に記載の方法。
（項目２１）  さらに、前記コイルが、容量性インピーダンス一致ネットワークを使用して駆動される、項目１に記載の方法。
（項目２２）  さらに、前記コイルが、レシーバもしくはトランスミッタ、またはその両方として使用される、項目１に記載の方法。
（項目２３）  さらに、誘電性定数Ｅｒが、前記コイルの共鳴頻度を変化させるために適合される、項目１に記載の方法。
（項目２４）  少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路によって形成されるコイルを備える装置であって、該コイルは、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）における使用のために適合される、装置。
（項目２５）  前記コイルが、複数のマイクロストリップ伝送線路を有するボリュームコイルとして形成される、項目２４に記載の装置。
（項目２６）  前記コイルを離調するように接続されたＰＩＮダイオードをさらに備える、項目２に記載の装置。
（項目２７）  さらに、前記コイルが二分された接地平面を含み、そして前記ＰＩＮダイオードが、該二分された接地平面のギャップに配置される、項目２６に記載の装置。
（項目２８）  前記伝送線路が、Ｓ字型で形成される、項目２４に記載の装置。
（項目２９）  前記コイルを調整するために適合された電気容量終端要素をさらに備える、項目２４に記載の装置。
（項目３０）  さらに、前記電気容量要素が、前記コイルの各末端に接続される、項目２９に記載の装置。
（項目３１）  前記マイクロストリップ伝送線路が、複数層の低損失誘電性シートをさらに備える、項目２４に記載の装置。
（項目３２）  さらに、前記シートが、ＴｅｆｌｏｎまたはＤｕｒｏｉｄから作製される、項目３１に記載の装置。
（項目３３）  前記コイルが、方形または円形の構成で形成される、項目２８に記載の装置。
（項目３４）  さらに、前記伝送線路コイルが、少なくとも２回のターンを含む、項目２４に記載の装置。
（項目３５）  さらに、前記マイクロストリップ伝送線路が、ストリップ導体および接地平面を備える、項目２４に記載の装置。
（項目３６）  前記伝送線路が、誘電性材料を含む、項目２４に記載の装置。
（項目３７）  前記誘電体が、空気、真空、液体Ｈｅまたは液体Ｎｅである、項目３６に記載の装置。
（項目３８）  前記伝送線路に接続されて、インピーダンス一致を提供する１以上の要素をさらに備える、項目２４に記載の装置。
（項目３９）  さらに、前記ストリップ導体または接地平面が、銅または銀から、全体的または部分的に形成される、項目２４に記載の装置。
（項目４０）  さらに、少なくとも２つのコイルが、クアドラチュラ操作を提供するために配置される、項目２４に記載の装置。
（項目４１）  少なくとも２つの前記コイルをさらに備える、項目２４に記載の装置であって、該コイルは、前記接地平面の二分による共鳴操作のため、および該接地平面の変位を適合させることによる共鳴の調節のために構築される、装置。
（項目４２）  さらに、前記接地平面が、放射損失を減少させるように、一片のホイルに配置される、項目４１に記載の装置。
（項目４３）  さらに、コイルがラダーコイルとして形成される、項目２４に記載の装置。
（項目４４）  さらに、コイルが、半分のボリュームコイルとして形成される、項目２４に記載の装置。
（項目４５）  前記コイルが、前記マイクロストリップ伝送線路を逆にすることによって形成され、ここで、結合が容量性である、項目２４に記載の装置。
（項目４６）  前記コイルに接続した容量性インピーダンス一致ネットワークをさらに備える、項目２４に記載の装置。
（項目４７）  さらに、前記コイルが、レシーバもしくはトランスミッタまたはその両方としての使用のために適合される、項目２４に記載の装置。
（項目４８）  ＲＦコイルを製造する方法であって、該方法は、マイクロストリップ伝送線路方法を使用して、コイルを形成する工程からなる、方法。
（項目４９）  マイクロストリップ伝送線路を備える、ＲＦコイル。
（項目５０）  画像化の方法であって、マイクロストリップ伝送線路から形成されるＲＦコイルを使用して、ＲＦ信号を送信および／または受信する工程を包含する、方法。
【０００７】
（発明の要旨）
本発明の特定の実施形態に従って、マイクロストリップ伝送線路で形成されるＭＲＩコイルが提供される。本発明の種々の実施形態に従って、本発明に従うＭＲＩコイルは、比較的低コストの要素で容易に製造され、そして設計において小型である。さらに、コイルが分配されたエレメントの設計は、比較的高い線質係数および周波数での操作ならびに高場（４Ｔｅｓｌａまたはそれ以上）環境での操作を提供する。さらに、本発明に従うマイクロストリップコイルは、比較的低い放射線損失を示し、そしてＲＦ遮断を必要としない。ＲＦ遮断を必要としない結果として、このコイルは、高場ＭＲ研究のための高い操作周波数を有しつつも小型のコイルであり得、従って、ＭＲＩ機器において空間を節約し得る。さらに、本発明の方法および装置は、高周波数ＭＲ研究だけでなく、低周波数の場合にも良好である。
【０００８】
（発明の詳細な説明）
好ましい実施形態の以下の詳細な説明において、本明細書の一部をなす添付の図面に対する参照がなされており、この図面は、本発明が実施され得る特定の好ましい実施形態の説明によって示されている。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分詳細に記載されており、そして他の実施形態が用いられ得、本発明の意図および範囲から逸脱することなく論理的、機械的、および電気的な変更がなされ得ることが理解される。従って、以下の詳細な説明は、限定の意味で解釈されるべきでなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲でのみ規定される。
【０００９】
（方法の実施形態）
本発明の第１の方法の実施形態に従って、図１に示されるように、標的は、磁気共鳴像（ＭＲＩ）システムの中心磁場内に配置され、少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路を用いて構築された少なくとも１つのコイルがこの標的に近くに配置され、そして中心磁気およびＭＴＬコイルが、標的からのＭＲＩ画像を獲得するために使用される。マイクロストリップ伝送線路（ＭＴＬ）コイルの１つの使用に従って、これは、画像化手順の間に、受信機（ピックアップコイル）または送信機（励起コイル）あるいはその両方として使用される。本明細書中で使用する場合、用語「ＭＴＬコイル」は、一般的に、マイクロストリップ伝送線路を用いて形成される任意のコイルをいう。
【００１０】
１つの実施形態の設計に従って、マイクロストリップ伝送線路は、ストリップ導体、接地平面、および誘電材料（空気、真空、低損失誘電シート（例えば、ＴｅｆｌｏｎまたはＤｕｒｏｉｄ）、または液体ヘリウムもしくは液体窒素であり得る）で形成される。さらに、１つの実施形態において、このストリップ導体または接地平面は、全体または一部が、非磁気性導電性材料（例えば、銅または銀）から形成される。本発明の別の実施形態の例に従って、複数のストリップ導体のための接地平面は、放射線の損失を減少させるために、単一のホイルに配置される。
【００１１】
別の実施形態の例において、ＭＴＬコイルは、複数のマイクロチップ伝送線路を有するボリュームＭＴＬコイルである。さらに別の実施形態の例において、このボリュームＭＴＬコイルは、ＰＩＮダイオードを用いて離調される。なお別の実施形態の例において、ＭＴＬコイルは、二等分された接地平面を含み、そしてＰＩＮダイオードは、この二等分された接地平面の隙間に配置される。
【００１２】
本発明の方法のさらに他の実施形態の例に従って、ＭＴＬコイルは、ＭＴＬコイルの容量終端（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）を変化させることにより調整される。例えば、限定することなく、ＭＴＬコイルは、ＭＴＬコイルの各末端の容量終端を変化させることにより調整される。
【００１３】
この方法のさらに他の実施形態の例において、マイクロストリップ伝送線路は、長方形または円形の配列で、あるいは、その代替においてＳ字形で配置される。１つの有利な実施形態において、ＭＴＬコイルは、磁場特性の均一性を改善するために、少なくとも２つのターンを用いて構築される。
【００１４】
さらに他の実施形態の例において、１つ以上のひとかたまりのエレメントが伝送線路に接続され、そしてこの線路のインピーダンスに適合するよう操作される。
【００１５】
なおさらに別の実施形態において、ＭＴＬコイルは、接地平面を二等分することにより、およびこの接地平面の変位を調整することにより共鳴を調整することにより、共鳴様式で操作される。別の実施形態において、少なくとも２つのＭＴＬコイルは、直角様式（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｍｏｄｅ）で操作される。さらに別の実施形態において、コイルは、ラダー（ｌａｄｄｅｒ）ＭＴＬコイルとして操作されるように配置される。なお別の実施形態において、少なくとも２つのＭＴＬコイルは、半ボリュームＭＴＬコイルとして配置され、操作される。
【００１６】
さらに別の実施形態の例において、倒立像（ｉｎｖｅｒｔｅｄ  ｉｍａｇｅ）ＭＴＬコイルが形成される。このコイルにおいて、誘電材料がストリップ導体平面の側面の平面に、場の方向に配置され、そしてカップリングは容量性である。
【００１７】
本発明の方法のなお別の実施形態の例において、ＭＴＬコイルは、容量性インピーダンス整合ネットワークを用いて駆動される。本発明の方法のさらに別の実施形態の例において、誘電定数Ｅｒは、ＭＴＬコイルの共鳴周波数を変化させるよう調整される。
【００１８】
この方法のなおさらに別の実施形態の例において、コイルの誘電性基材は可撓性であり、そしてＭＴＬコイルは、単一のコイルを複数のプロセスに適合することを可能にする１つ以上の配置で形成および使用される。なお別の実施形態に従って、基材は、薄層のＴｅｆｌｏｎまたは基材を曲げたりねじったりすることを可能にする他の誘電材料で形成される。
【００１９】
（装置の実施形態）
図２Ａおよび２Ｂを最初に参照すると、高さＨおよび誘電定数Ｅｒを有する誘電基材２３のいずれかの側面に、長さＷのストリップ導体２１および接地平面２２を有するマイクロストリップ伝送線路（ＭＴＬ）２０の実施形態の例が図示されている。磁場線Ｈは、ストリップ導体２１を取り囲み、そして接地平面２２に直交してＹ方向外側に、そしてストリップ導体２１に沿って発している。示されるように、この場は、接地平面２２によりストリップ導体２１の一方の側面において全体または一部が含まれ、そしてストリップ導体の平面を超えて外側に、接地平面から延びる方向に延びている。
【００２０】
本発明の装置の第１の実施形態に従って、図２Ｃおよび２Ｄに示されるように、少なくとも１つのマイクロストリップ伝送線路を用いて構築された単一ターンのＭＲＩ画像化または分光法ＭＴＬコイル２３が提供される。１つの設計例に従って、このマイクロストリップ伝送線路コイルは、ストリップ導体２４、接地平面２５、および誘電材料（空気、真空、単一または複数の低損失誘電シート（例えば、ＴｅｆｌｏｎまたはＤｕｒｏｉｄ材料）または液体ヘリウムもしくは液体窒素であり得る）で形成された基材２６から形成される。１つの実施形態の例に従って、このようなコイルは９ｃｍ×９ｃｍであり、５〜７ｍｍの基材２６を有し、厚み３６ミクロンの銅ホイル（例えば、ストリップ導体および接地平面用の接着剤で裏打ちされた銅テープ（例えば、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ
Ｓｔ．Ｐａｕｌ、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａから入手可能な銅テープ））を使用し、そして３００ＭＨｚの共鳴周波数を有する。１つの実施形態の例に従って、ＭＲＩシグナル強度は、Ｈ＜５ｍｍの場合、Ｈに比例し、そしてＨ５ｍｍの場合、最大に達する。これらの結果は、本発明に従うマイクロストリップＭＴＬコイルの上記実施形態のために最適化されたＨ値が約５〜７ｍｍであることを示す。さらに、誘電材料の厚みＨ、またはより正確には、Ｗ／Ｈ比は、空気中のＢ１浸透に影響を及ぼす重要なパラメータである。Ｈが小さすぎる場合またはＷ／Ｈが大きすぎる場合、ほとんどの電磁場はストリップ導体の周囲に圧縮される。Ｂ１浸透は、誘電材料の厚みＨの増加またはＷ／Ｈ比の減少と共に増加するが、基材がずっと厚い場合に放射線の損失が重要になり得るので、５〜７ｍｍの厚みが実践で提案されている。この最適化されたＨにより、超高場で非常に薄い表面コイルを構築することが可能になる。このコイルの厚みは、特定の環境において、ＲＦ遮断を有する従来の表面コイルよりも薄い。
【００２１】
さらに、ストリップ導体または接地平面は、１つの実施形態において、銅または銀のような非伝導性物質から全体または一部が形成される。また例示されるように、ストリップ導体および接地平面は、この実施形態および以下に記載される他の実施形態において、例えば、同軸または他のコネクタ（示さず）を介して、電気的励起の供給源またはＲＦ検出回路に接続される。なお別の例の実施形態に従って、コイルの角は、表面波を放射する傾向があり、従って、画像中にホットスポットを引き起こし、コイルのＱ値を下げる可能性を有するので、この角は、放射の損失を減少させそしてＢ１分布を改善するように、面取りされ得る。図３Ａおよび３Ｂにおいて例示されるように、本発明の別の例の実施形態３０に従って、２つのターンコイルが示される。示されるように、単一の接地平面３２は、ストリップ導体３４によって共有され、ここで、この接地平面は、放射の損失を減少させるように、例えば、単一のシートのホイルで形成される。図３Ｃおよび３Ｄは、さらなる実施形態３５および３６を示し、ここで、実施形態３５は、１つのターンを有し、そして実施形態３６は、磁場特徴の均一性を改善するために２つのターン１０２を有する。
【００２２】
なお他の構成において、コイルは、例えば、ボリュームコイル設計において有利に使用され得るような「Ｓ」形状、または任意の他の任意の形状を取り得る。さらに、図２Ｃおよび３Ａにおいて示されるように、１つ以上の要素２７および３１は、それぞれ、線路のインピーダンスと適合するように伝送線路に接続される。
【００２３】
図４Ａおよび４Ｂに示されるような別の例の実施形態において、ＭＴＬコイル４２は、接地平面４６およびストリップ導体４８を各々有する、複数のマイクロストリップ伝送線路を有する半ボリュームコイルである。
【００２４】
図５Ａおよび５Ｂに示される、なお別の例の実施形態において、ＭＴＬコイル５０は、二分された接地平面５２を有する。この構成において、共鳴振動数の調節は、接地平面の少なくとも１つの変位５４を調整することによって達成される。図６に示されるように、なお別の実施形態６０において、ＰＩＮダイオード６４は、二分された接地平面６２のギャップ６６中に位置し、そしてコイルを離調するために使用される。
【００２５】
図７Ａに示される、本発明の装置のなお他の例の実施形態に従って、ＭＴＬコイル７０は、コイルの一方の末端上の容量性終端要素７２を変化させることによって調整される。図７Ｂは、磁場プロフィール  対  キャパシタンスの範囲についての容量性終端値の仮定のプロットを示す。示されるように、漸増性容量性終端は、終端が適用されるコイルの末端において磁場プロフィールを上昇させる。図７Ｃおよび７Ｄは、１つの例の実施形態、およびコイルの各末端７５上の容量性終端を変化させることによってＭＴＬコイル７４を調整するための磁場プロフィールを示す。さらに、微調整はまた、ストリップ導体の長さをわずかに変化させることによって達成され得る。
【００２６】
図８Ａに示される、なお別の実施形態において、少なくとも２つのＭＴＬコイル８０が、クアドラチュア様式で操作されるように配列される。ＭＴＬコイル８０についての等価な電気回路は、図８Ｂに示される。この例の回路図において、Ｚ０は、各マイクロストリップ要素の特徴的なインピーダンスである。インピーダンスｊＸ、ｊＸ１、ｊＸ２、ｊＸ１５、Ｘ、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ１５は、正の実数である。様式１について、各マイクロストリップ共鳴要素の電流は、コサイン関数ｃｏｓ（ｎｐｉｅ／８）（ここで、ｎ＝０、１、２、．．．、１５）によって調整される。Ｌは、ボリュームコイル８０の長さを示す。
【００２７】
図９に示される別の例の実施形態において、ＭＴＬコイル９０は、ラダーＭＴＬコイルのように配置および操作されるように形成される。
【００２８】
図１０Ａおよび１０Ｂにおいて概略形態で示される、なお別の実施形態において、ボリュームコイル１００が提供される。コイル１００は、直径２６０ｍｍ、長さ２１０ｍｍ、および６．３５ｍｍの材料の厚み１０４を有する誘電体物質（例えば、アクリル）のシリンダーの外側に接地平面１０２を備える。ストリップ導体１０６は、コイル１００の内側に配置され、軸に平行に走る。同軸性コネクタ１０８は、ＭＲＩボリュームコイルまたは表面コイルの使用において従来なされるように、電気的励起の供給源またはＲＦ検出器に接地平面およびストリップ導体を接続するように提供される。この装置の１つの例の実施形態に従って、ヒトの頭部の高い誘電率、誘電体共鳴効果は、画像の中央領域においてより高いシグナル強度を生じる。このより高い強度は、高い場における大きいボリュームコイルの設計において考慮され得る。１つの例の実施形態において、ヒトの頭部において比較的に均一なＭＲ画像を達成するために、自由空間におけるトランス軸平面における不均質なＢ１分布は、ヒトの頭部における誘電体共鳴効果を補償するように意図的に設計される。
【００２９】
なお別の実施形態に従って、個々のマイクロストリップ共鳴要素について、共鳴振動数は、異なる相対誘電率を有する適切な誘電体基板を選択することによって改変され得る。従って、二重に調整された振動数操作は、代替的に、ボリュームコイル中のマイクロストリップ要素について２つの異なる共鳴振動数を作製することによって容易に達成され得る。すなわち、偶数の１セットのマイクロストリップ共鳴エレメントは、１つの共鳴振動数に設定され得るが、奇数の別のセットのマイクロストリップ共鳴エレメントは、異なる共鳴振動数に設定される。多数の調整されたＲＦコイルがまた、同じアプローチを使用して設計され得る。各共鳴は、適切なクアドラチュアハイブリットを用いて直角に駆動され得る。
【００３０】
図１１に示される、なお別の例の実施形態において、逆位ＭＴＬコイル１１０が示され、ここで、カップリングは、より低い共鳴振動数操作を提供するための容量性隣接マイクロストリップ要素である。
【００３１】
本発明のなお別の例の実施形態１２０は、図１２に示され、ここで、ストリップ導体１２２は、「Ｔ」形状末端１２４を有し、末端の先端１２８間のカップリングギャップ１２６は、コイルの末端において電流および電場を変化するように調整され、従って操作振動数を上昇させる。
【００３２】
図１３に示される装置のなお別の例の実施形態において、ＭＴＬコイル１３０基板誘電体は、１つ以上の比較的に薄い可撓性の層１３２から形成され、その結果、このコイルは、曲げられ得るか、ねじられ得るか、または他に形成され得る。このような層は、例えば、Ｔｅｆｌｏｎから形成され得る。この実施形態に従って、コイル１３０は、曲げられ得るか、または第１の構成に形成され得、その後、第２または第３またはそれを超える異なる構成に形成され得、ここで、このコイルは、１より多い構成で使用され得、従って、多目的性質を有する。
【００３３】
ここで、図１４を参照すると、本発明に従う、ボリュームコイル１４０のなおさらに１つの例の実施形態の写真が示される。
【００３４】
なおさらに別の実施形態に従って、ＭＴＬコイルは、ヒトの頭部の頂部領域において、増加した充填因子および大きい感受性および均一性を提供するドーム型コイルとして形成される。マイクロストリップ共鳴器ボリュームコイル技術を適用することによって、ドーム型コイルは、より高い場の適用のために構築され得る。
【００３５】
本発明のなお別の実施形態に従って、マイクロストリップコイルの不均衡な回路は、コイルの共鳴を安定化しそしていわゆる「ケーブル共鳴」を減少させるための表面コイルおよび均衡ボリュームコイルにおいて一般に使用されるバラン回路を使用する必要がない。
【００３６】
従って、マイクロストリップ伝送線路を使用してＭＲＩ画像化および分光法コイルを形成するための方法および装置が上記されている。その特定の半開放伝送線路構造に起因して、実質的な電磁気エネルギーが、薄い導体と接地平面との間の誘電体物質に保存され、このことは、従来の表面コイルと比較して、放射損失の減少およびＲＦコイルへのサンプル負荷の摂動の減少を生じる。本発明のＭＴＬコイルは、高いＱ因子、ＲＦ遮蔽がないこと、小さい物理的コイルサイズ、より低いコスト、および容易な作製によってもまた特徴付けられる。これらのＭＴＬコイルは、比較的小さい空間を占めるが、優れた性能の有利な特性を有し、従って、ＭＴＬコイルが、いくつかの他の先行技術コイルよりも簡単に制限された領域内で使用されるのを可能にする。さらに、本発明のＭＴＬコイルは、広範な種々のコイル構成で容易に形成され得、そして広範な種々の様式で使用され得る。さらに、本発明のＭＴＬコイルは、高い場の強度および高い振動数で十分に機能し、これらはまた、同様に低い振動数および低い場の強度で機能する。
【００３７】
ＭＴＬコイルの設計、操作および理論に関するさらなる情報は、公開のために提出された、Ｚｈａｎｇ，Ｘ．ら、「Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  ＲＦ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｉｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  Ｈｉｇｈ−Ｆｉｅｌｄ  ＭＲＩ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．２００１  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ；４６（３）：４４３−５０およびＺｈａｎｇ  Ｘ．ら、「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  ＲＦ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｃｏｉｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ  ｆｏｒ  ＮＭＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」において見出される。前述の論文の両方の全内容は、本明細書中に参考として援用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態に従う方法を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図４】図４は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図５】図５は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図６】図６は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図７−１】図７は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図７−２】図７−２は、図７−１のつづきである。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図９】図９は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１０Ａ】図１０は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１０Ｂ】図１０は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１１】図１１は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１２】図１２は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１３】図１３は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１４】図１４は、本発明の装置の種々の実施形態の例を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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