(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲスキャニング装置用のＲＦコイルであって、
前記ＭＲスキャニング装置によるスキャンを行う対象と対面する内側表面（７４）並びにさらに外側表面（７６）を有するＲＦ支持フォーム（７０）と、
該ＲＦ支持フォーム（７０）に接近して配置された内側表面（７８）及び外側表面（７６）を有するＲＦ導体（７２）と、
該ＲＦ導体（７２）及び該ＲＦ支持フォーム（７０）の中間に貼り付けられた振動脱結合層（８２）であって、前記ＲＦ導体（７２）の前記内側表面（７８）と前記ＲＦ支持フォーム（７０）の前記外側表面（７６）とに対して貼りつけられた前記振動脱結合層（８２）と、
前記ＲＦ導体（７２）の外側表面（７６）に沿って貼り付けられた質量荷重層（８４）であって、前記振動脱結合層（８２）との間に前記ＲＦ導体（７２）を挟み込むように構成された前記質量荷重層（８４）と、
を備え、
前記振動脱結合層（８２）は柔らかい発泡体材料からなる
ことを特徴とするＭＲスキャニング装置向けのＲＦコイル。
【請求項２】
前記質量荷重層（８４）は比較的重い材料から構成されることにより、この質量荷重層（８４）の質量を増加させ、且つ、前記ＲＦ導体（７２）と前記振動脱結合層（８２）との固有振動数を減少させたことを特徴とする請求項１に記載のＲＦコイル。
【請求項３】
前記質量荷重層（８４）を前記ＲＦ導体（７２）の表面に貼り付けるために接着剤が使用されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦコイル。
【請求項４】
前記質量荷重層（８４）はバリウム塩を満たしたビニル材料からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項５】
前記ＲＦ導体（７２）の内側表面（７８）に沿って質量荷重層（８４）が貼り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＲＦコイル。
【請求項６】
ＭＲスキャニング装置向けのＲＦコイルを製造する方法であって、
患者対象ボアと対面する内側表面（７４）と外側表面（７６）とを有して、円筒状形状のＲＦ支持フォーム（７０）を設ける工程と、
前記ＲＦ支持フォーム（７０）に振動脱結合層（８２）を貼り付ける工程と、
前記振動脱結合層（８２）に貼り付けられた内側表面（７８）とこれに対抗する外側表面（７６）とを有するＲＦ導体（７２）を、前記振動脱結合層（８２）に、貼り付ける工程と、
質量荷重層（８４）を、前記ＲＦ導体（７２）がこの質量荷重層（８４）と前記振動脱結合層（８２）との間に位置決めされるように、前記ＲＦ導体（７２）の外側表面（７６）に貼り付ける工程、
とを備え、
前記振動脱結合層（８２）は柔らかい発泡体材料からなる
ことを特徴とするＲＦコイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的にはＭＲ撮像システムに使用されるＲＦコイルに関し、またさらに詳細には、消音特性を向上させたＲＦコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲスキャナではその装置は基本的に、対象を囲繞すると共に、スキャン過程の実施時に対象に向けてＲＦエネルギーを導くまたは対象からのＲＦエネルギーをその上で受け取るためのＲＦコイルを含む。
【０００３】
しかしこうしたＭＲスキャナの問題点の１つは、そのノイズレベルが、患者や対象に対して並びにオペレータに対しても同様に不快に大音響となる可能性があることである。こうした音響ノイズの発生元は数多くまた様々となる可能性があるが、その主因の１つはＲＦコイルであることが分かっている。
【０００４】
ＲＦコイルからのノイズは、ＲＦ導体内に生じるローレンツ力（Ｌｏｒｅｎｔｚ  ｆｏｒｃｅｓ）に起因している一方、ＭＲスキャナ内の別の音響ノイズ源は標準的な振動隔絶技法によって対処可能であるがＲＦコイルからの音響ノイズは患者や対象のボアにＲＦコイルがごく接近しているため抑制することが困難である。
【０００５】
ＲＦコイルからの音響ノイズを低減させようとする様々な試みがなされてきた。こうした試みには、うず電流を減少させるためにＲＦ導体を分割すること（可能な場合）、並びにＲＦ支持フォームの振動を低減させるための拘束層ダンピングが含まれる。しかしこれらの試みは、ＲＦコイルからの音響ノイズをすべて排除することが可能ではなかった。
【特許文献１】米国発行特許第６２５２４０４号  （対応日本公開特許２００１−１７８７０３）
【特許文献２】米国発行特許第６４３７５６８号  （対応日本公開特許２００２−２１９１１２）
【特許文献３】米国発行特許第６８１０９９０号  （対応日本公開特許２００２−２１９１１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、ＲＦ導体とＲＦ支持フォームの間に振動隔絶を設けること、並びにダンピングを設けてＲＦ導体からＲＦ支持フォームへの振動を低減させることによって音響出力を低減させたＲＦコイルがあることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＭＲＩシステムのＲＦ導体とＲＦ支持フォームの間に振動隔絶を設けることによって音響出力を低減させるシステム及び方法を提供する。
【０００８】
本発明の一態様のＭＲスキャニング装置は、ＲＦ導体とＲＦ支持フォームの間に配置させた隔絶脱結合層と、ＲＦ導体に装着した質量荷重層と、を含む。
【０００９】
本発明の別の態様によるＲＦコイルの製作方法は、ＲＦ導体とＲＦ支持フォームの間に振動脱結合層を貼り付ける工程と、ＲＦ導体に質量荷重層を貼り付ける工程と、を含む。
【００１０】
本発明の別の態様による磁気共鳴撮像システムはＲＦ送受信器システム及び傾斜コイルアセンブリを含んでおり、このＲＦ送受信器システムは、ＲＦ導体と、ＲＦ支持フォームと、ＲＦ導体とＲＦ支持フォームの間に装着した振動脱結合層と、ＲＦ導体に装着した質量荷重層と、を含む。
【００１１】
本発明に関する別の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図面では、本発明を実施するために目下のところ企図される好ましい一実施形態を図示している。
【００１３】
ＭＲ撮像装置のＲＦコイルにおける振動の隔絶、振動固有振動数の低減、並びに音響ノイズの低減のためのシステムを示す。
【００１４】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１０の主要な構成要素を表している。本システムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示画面１６を含むオペレータコンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示画面１６上への画像表示を制御できるようにする単独のコンピュータシステム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータシステム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレームバッファとして知られている画像データアレイを記憶するためのメモリモジュール２６が含まれる。コンピュータシステム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及び取外し可能記憶装置３０とリンクしており、さらに高速シリアルリンク３４を介して単独のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。
【００１５】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアルリンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システム構成要素を動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続されており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネットシステムの状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８は患者を所望のスキャン位置に移動させるコマンドを受け取っている。
【００１６】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器及びＧｚ増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集する信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイルアセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイルアセンブリ５０は、偏向用マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネットアセンブリ５２の一部を形成している。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受けて送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させている。送信／受信スイッチ６２によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても独立したＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。
【００１７】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリモジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリモジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データアレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイプロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアルリンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、コンピュータシステム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などの記憶装置内に格納される。この画像データは、オペレータコンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータコンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００１８】
ここで図２を見ると、円筒状のＲＦ支持フォーム７０を備えた従来のＲＦコイル５６の断面図を表している。ＲＦ支持フォーム７０は、通常はガラス繊維材料からなっており、患者を囲繞している。スキャン過程で使用されるＲＦエネルギーを発生するまたは受け取るためにＲＦ導体７２が存在している。ＲＦ支持フォーム７０は患者の方向に向いた内側表面７４と、外方を向いた外側表面７６と、を有する。これによって、ＲＦ導体７２の内側表面７８はＲＦ支持フォーム７０の外側表面７６に接触すると共に、これに接着性に結合されている。
【００１９】
図２から分かるように、従来のシステムはＲＦ支持フォーム７０に対して直接貼り付けられたＲＦ導体７２を有しており、したがってＲＦ導体７２からＲＦ支持フォーム７０に直接振動が伝達され、ＲＦ支持フォーム７０が振動を周辺環境に送り出す大きな音響板の役割をして音響ノイズを生じさせる可能性がある。
【００２０】
ここで図３を見ると、本発明の好ましい実施形態に従って製作されたＲＦコイル８０の断面図を表している。ＲＦ導体７２は、図２の実施形態のようにＲＦ支持フォーム７０の外側で、あるいは半径方向外方に、貼り付けられているが、図から分かるように、ＲＦ導体７２とＲＦ支持フォーム７０の間に振動脱結合、または機械的脱結合材料からなる脱結合層８２を位置させている。脱結合層８２は脱結合材料からなる層の形態をしていると共に、発泡体などの振動隔絶材料となっており、これによってＲＦ導体７２の音響エネルギーをＲＦ支持フォーム７０から脱結合及び隔絶させている。基本的には、中間の脱結合層８２向けに柔らかい発泡体材料を使用することが可能であるが、音響エネルギーの隔絶を提供するような別の材料を使用することも可能である。
【００２１】
したがって、中間の脱結合層８２はＲＦ導体７２の内側表面７８及びＲＦ支持フォーム７０の外側表面７６に貼り付けられている。この貼り付けは適当な接着剤によって実現することが可能である。
【００２２】
ＲＦ導体７２の外側表面８６上に位置させた質量荷重層８４も存在させている。質量荷重層８４は、ＲＦ支持フォーム７０の荷重効果を排除すると共に、ＲＦ導体７２／脱結合層８２の合成体の全体の固有振動数を低下させている。このため、質量荷重層８４はＲＦ支持フォーム７０に対する総転送振動エネルギーを低下させると共に、この質量荷重層８４によってＲＦ導体７２の振動が低下し総音響ノイズを低減させる。質量荷重層８４は、材料の質量を増加させるようにその内部に例えばバリウム塩を包含したビニル材料などの重い材料とすることが可能である。
【００２３】
これから分かるように、ＲＦ導体７２は基本的には、ＲＦ支持フォーム７０に接近した動作位置に固定させていると共に、振動脱結合層８２と質量荷重層８４の間に挟み込まれている。ＲＦ導体７２はしたがって、ＲＦ導体７２が発生させる振動エネルギーがＲＦ支持フォーム７０に至らずこれに影響しないようにこれを効果的に低減させている脱結合と質量荷重の組み合わせを提供し、これによってシステムの音響ノイズを低減させるようにして、ＲＦ支持フォーム７０に対して貼り付けられている。
【００２４】
ここで図４を見ると、本発明の代替的な実施形態に従って製作されたＲＦコイル１００の断面図を表している。ＲＦ導体７２は、ＲＦ支持フォーム７０の内側で、あるいは半径方向内方に、貼り付けられている。しかし図から分かるように、ＲＦ導体７２とＲＦ支持フォーム７０の間に振動脱結合、または機械的脱結合材料からなる脱結合層８２を位置させている。脱結合層８２は脱結合材料からなる層の形態をしていると共に、発泡体などの振動隔絶材料となっており、これによってＲＦ導体７２の音響エネルギーをＲＦ支持フォーム７０から脱結合及び隔絶させている。基本的には、中間の脱結合層８２向けに柔らかい発泡体材料を使用することが可能であるが、音響エネルギーの隔絶を提供するような別の材料を使用することも可能である。
【００２５】
したがって、中間の脱結合層８２はＲＦ導体７２の外側表面９８及びＲＦ支持フォーム７０の内側表面９６に貼り付けられている。この貼り付けは適当な接着剤によって実現することが可能である。
【００２６】
ＲＦ導体７２の内側表面１０６上に位置させた質量荷重層８４も存在させている。質量荷重層８４は、ＲＦ支持フォーム７０の荷重効果を排除すると共に、ＲＦ導体７２／脱結合層８２の合成体の全体の固有振動数を低下させている。このため、質量荷重層８４はＲＦ支持フォーム７０に対する総転送振動エネルギーを低下させると共に、この質量荷重層８４によってＲＦ導体７２の振動が低下し総音響ノイズを低減させる。質量荷重層８４は、材料の質量を増加させるようにその内部に例えばバリウム塩を包含したビニル材料などの重い材料とすることが可能である。
【００２７】
ＲＦ導体７２は基本的には、ＲＦ支持フォーム７０に接近した動作位置に固定させていると共に、振動脱結合層８２と質量荷重層８４の間に挟み込まれている。ＲＦ導体７２はしたがって、ＲＦ導体７２が発生させる振動エネルギーがＲＦ支持フォーム７０に至らずこれに影響しないようにこれを効果的に低減させている脱結合と質量荷重の組み合わせを提供し、これによってシステムの音響ノイズを低減させるようにして、ＲＦ支持フォーム７０に対して貼り付けられている。
【００２８】
好ましい実施形態に関して、対象を囲繞する円筒状のＲＦコイルに焦点を当てて記載してきたが、本発明は別のタイプのＲＦコイルにも利用することができる。これには送信／受信表面コイルや受信専用表面コイル（ただし、これらに限らない）が含まれる。
【００２９】
本発明を好ましい実施形態及び代替的な実施形態に関して記載してきたが、明示的に記述した以外に等価、代替及び修正が可能であり、これらも添付の特許請求の範囲の域内にあることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明と共に使用するためのＭＲ撮像システムのブロック概要図である。
【図２】ＲＦ支持フォームに対して直接貼り付けられた目下のＲＦ導体の断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に従ってＲＦ支持フォームに貼り付けられたＲＦ導体及び質量荷重層の断面図である。
【図４】本発明の代替的な実施形態に従ってＲＦ支持フォームに貼り付けられたＲＦ導体及び質量荷重層の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム
１２  オペレータコンソール
１３  キーボードその他の入力デバイス
１４  制御パネル
１６  表示画面
１８  リンク
２０  単独のコンピュータシステム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサモジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリモジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  取外し可能記憶装置
３２  単独のシステム制御
３２ａ  バックプレーン
３４  高速シリアルリンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアルリンク
４２  傾斜増幅器組
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜コイルアセンブリの全体
５２  マグネットアセンブリ
５４  偏向用マグネット
５６  全身用ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリモジュール
６８  アレイプロセッサ
７０  ＲＦ支持フォーム
７２  ＲＦ導体
７４  内側表面
７６  外側表面
７８  内側表面
８０  ＲＦコイル
８２  脱結合層
８４  質量荷重層
８６  外側表面
９８  外側表面
９６  内側表面
１００  ＲＦコイル
１０６  内側表面
【図１】
0005144968.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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