(57)【要約】装置は、所望の磁界を生成する高周波磁界ユニットを備える。１実施形態において、高周波磁界ユニットは、実質的に塞がれない第１のアパーチャ、およびこの第１のアパーチャと一続きの第２のアパーチャを備える。代替的実施形態において、高周波磁界ユニットは、第１の側面アパーチャ、第２の側面アパーチャおよび１つ以上の端部アパーチャを備える。方法の１実施形態において、電流素子が高周波磁界ユニットから除去されて、アパーチャを有する磁界ユニットが形成される。代替的実施形態において、高周波磁界ユニット内に互いに対向して配置される２つの電流素子が除去され、第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを有する磁界ユニットが形成される。【選択図】図１Ａ
2004504906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電流素子を含むボリュームコイルを備え、該ボリュームコイルは、電流素子の規則的または対称的なパターンあるいは規則的または対称的な構成から１つ以上の電流素子を除去または移動することによって形成されるアパーチャを有する、装置。
【請求項２】
対称的に構成された複数の電流素子を含む高周波磁界ユニットを備え、該複数の電流素子のうちのいくつかは、互いに物理的に接続されず、反作用的に結合され得る、装置。
【請求項３】
１つ以上の電流素子は、１つ以上の端部に物理的に接続されない、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の電流素子は、実質的な円筒形の周りに非対称的に構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の電流素子の各々は、共鳴電流素子を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ボアを有する静電界磁界ユニットをさらに備え、高周波磁界ユニットは、該ボア内に挿入されて画像ユニットを形成する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の電流素子の各々は、該複数の電流素子のうちの少なくとも１つに誘導的に結合される、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の電流素子の各々は、該複数の電流素子のうちの少なくとも１つに容量的に結合される、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
所望の磁界を生成する高周波磁界ユニットを備え、該高周波磁界ユニットは、該高周波磁界ユニットの端部にて形成される第１のアパーチャと、実質的に塞がれない第２のアパーチャとを有し、該第１のアパーチャは、該第２のアパーチャと一続きである、装置。
【請求項１０】
前記第２のアパーチャは、約０°〜約９０°のアーク長さを有するアークを備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
ボアを有する静電界磁界ユニットをさらに備え、前記高周波磁界ユニットが該ボア内に挿入されて画像ユニットを形成する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１の側面アパーチャ、第２の側面アパーチャ、および１対の端部アパーチャを有する高周波磁界ユニットを備え、該第１の側面アパーチャおよび該第２の側面アパーチャは、該１対の端部アパーチャの各々と一続きである、装置。
【請求項１３】
前記高周波磁界ユニットは、湾曲した構成の電流素子を有する実質的に円筒形状の容積を備え、前記第１の側面アパーチャと前記第２の側面アパーチャは、該湾曲した構成に沿って配置され、該第１の側面アパーチャは、該第２の側面アパーチャと実質的に対向して配置される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の側面アパーチャは第１の幅を有し、前記第２の側面アパーチャは、該第１の幅とほぼ等しい第２の幅を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
ボアを有する静電界磁界ユニットをさらに備え、前記高周波磁界ユニットが該ボア内に挿入されて画像ユニットを形成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
第１の高周波磁界ユニットから１つの電流素子を除去して、アパーチャを有する第２の高周波磁界ユニットを形成する工程を包含する、方法。
【請求項１７】
前記第２の高周波磁界ユニット内に所望の磁界を生成する電流のセットを計算およびインプリメントする工程をさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第１の高周波磁界ユニットから２つ以上の隣接する電流素子を除去して、アパーチャを有する第２の高周波磁界ユニットを形成する工程を包含する、方法。
【請求項１９】
前記第２の高周波磁界ユニット内に所望の磁界を生成する電流のセットを計算およびインプリメントする工程をさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
対向して配置される２つの電流素子回路を第１の高周波磁界ユニットから除去して、第１のアパーチャと第２のアパーチャとを有する第２の高周波磁界ユニットを形成する工程を包含する、方法。
【請求項２１】
前記電流素子の残りのパターンまたは構成は、所望の磁界を生成することができ、該所望の磁界が復元されるか、補償されるか、そうでない場合、該複数の電流素子内の電流を調整することによってもたらされる、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記ボリュームコイルは上部を含み、該上部からのアクセスを改善するために、１つ以上の前記規則的または対称的パターンあるいは規則的または対称的構成が該上部から除去され、前記所望の磁界が復元される、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ボリュームコイルは、開端部と閉端部とを備え、該閉端部は、導電性平面によって閉じられる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ボリュームコイルは、２つの開端部を備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項２３に記載の装置。
【請求項２７】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
前記ボリュームコイルは、四肢を画像化することに用いられることが可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項３０】
前記ボリュームコイルは、足および足関節部を画像化することに用いられることが可能である、請求項２１に記載の装置。
【請求項３１】
前記ボリュームコイルはインピーダンスを含み、該インピーダンスは、前記複数の電流素子の電流を制御するように調整される、請求項２１に記載の装置。
【請求項３２】
前記インピーダンスは、キャパシタンスを調整することによって調整される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記インピーダンスは、インピーダンスを調整することによって調整される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記複数の電流素子に結合された高周波導電性前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性バックプレーンとをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項３５】
空隙を含む高周波導電性前端部リングと、前記複数の電流素子に結合された高周波導電性前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性バックプレーンとをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項３６】
前記複数の電流素子に結合された高周波導電性前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性後端部リングとをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項３７】
空隙を含む高周波導電性前端部リングと、空隙を含む高周波導電性後端部リングとをさらに備え、該高周波導電性前端部リングおよび高周波導電性後端部リングは、複数の高周波電流素子に結合された、請求項２１に記載の装置。
【請求項３８】
前記複数の高周波電流素子に結合された溝付きシールドまたは中空壁をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項３９】
不在であるか、または移動された素子（単数または複数）と共にシールド内の窓またはアパーチャあるいは近似線において空洞をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項４０】
前記ボリュームコイルは、開端部および閉端部を備え、該閉端部は、導電性平面によって閉じられる、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記ボリュームコイルは、２つの開端部を備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項４２】
上部を有し、該上部からのアクセスを改善するために、該上部から、１つ以上の前記電流素子の規則的または対称的なパターンあるいは構成が除去される、請求項３９に記載の装置。
【請求項４３】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項４０に記載の装置。
【請求項４４】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項４１に記載の装置。
【請求項４５】
前記ボリュームコイルは、頭部を画像化することに用いられることが可能である、請求項４２に記載の装置。
【請求項４６】
前記ボリュームコイルは、身体を画像化することに用いられることが可能である、請求項３９に記載の装置。
【請求項４７】
前記ボリュームコイルは、四肢を画像化することに用いられることが可能である、請求項３９に記載の装置。
【請求項４８】
前記ボリュームコイルは、足および足関節部を画像化することに用いられることが可能である、請求項３９に記載の装置。
【請求項４９】
前記ボリュームコイルはインピーダンスを含み、該インピーダンスは、前記複数の電流素子の電流を制御するように調整される、請求項３９に記載の装置。
【請求項５０】
前記インピーダンスは、キャパシタンスを調整することによって調整される、請求項３９に記載の装置。
【請求項５１】
前記インピーダンスは、インダクタンスを調整することによって調整される、請求項３９に記載の装置。
【請求項５２】
前記複数の電流素子に結合された高周波導電性前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性バックプレーンとをさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項５３】
前記複数の電流素子に結合された開前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性バックプレーンとをさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項５４】
前記複数の電流素子に結合された高周波導電性前端部リングと、該複数の電流素子に結合された高周波導電性後端部リングとをさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項５５】
前記複数の電流素子に結合された空隙を含む前端部リングと、該複数の電流素子に結合された空隙を含む後端部リングとをさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項５６】
溝付きシールドまたは中空壁をさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項５７】
局部受端コイル用に使用するために、前記ボリュームコイルを積極的に離調／再調節する手段をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項５８】
前記ボリュームコイルは、二重調節または多重調節される、請求項２１に記載の装置。
【請求項５９】
前記ボリュームコイルは、Ｖａｕｇｈａｎ法によって二重調整される、請求項２１に記載の装置。
【請求項６０】
電流素子を備える横位電磁コイル空洞であって、該横位電磁コイルは、電流素子間で切断された窓またはアパーチャを有し、該電流素子を通るアクセスを可能にする、横位電磁コイル空洞。
【請求項６１】
窓またはアパーチャの上に取り付けられた鏡またはプリズムをさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項６２】
窓またはアパーチャの上に取り付けられた鏡またはプリズムをさらに備える、請求項３９に記載の装置。
【請求項６３】
前記高周波磁界ユニットの側面に形成された１つ以上のアパーチャをさらに備え、被験者の耳へのアクセスを可能にする、請求項９に記載の装置。
【請求項６４】
前記１つ以上のアパーチャを通じて通信するための聴覚通信デバイスをさらに備える、請求項６３に記載の装置。
【請求項６５】
前記通信デバイスは、能動的または受動的な聴覚保護を提供する、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
前記高周波磁界ユニットは、上半分および下半分を含み、該上半分は、前記第１の側面アパーチャおよび前記第２の側面アパーチャにて該下半分に機械的に取り付け、かつ、取り外されることが可能である、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国仮出願シリアル番号第６０／２２２，１４４号（２０００年７月３１日出願）からの３５Ｕ．Ｓ．Ｕ．第１１９条（ｅ）の優先権を主張する。本出願は、参考のため、本明細書中に援用される。
【０００２】
（分野）
本発明は、画像および／または分光分析装置と共に用いるために適切である高周波磁界ユニットに関する。
【０００３】
（背景）
ボリュームコイル等の高周波磁界ユニットは、例えば、磁気共鳴画像装置、核磁気共鳴画像装置、機能的磁気共鳴画像装置、電子スピン共鳴装置等の（しかしながら、これらに限定されない）画像および／または分光分析装置と共に用いられる。
【０００４】
複数の円筒形状のボリュームコイルに関する問題は、これらがコイルボリュームへのアクセスを制限することである。これらの円筒形状のボリュームコイルは、円筒の端部を通って、あるいは高周波（ＲＦ）電流が流れている横木（ｃｕｒｒｅｎｔ−ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｒｕｎｇ）または電流ループ間のみにアクセスされ得る。「横木間」または横方向のアクセスは、さらに、コイルが遮蔽される場合は限定される。鳥かごに対するファラデー遮蔽は、例えば、通常、銅クラッド、エッチング回路基板材料によってコイルシリンダの側壁を完全に遮壁（ｓｃｒｅｅｎ）する。結果として「銅缶」となる。同様に、横位電磁波（ＴＥＭ）コイル回路は、銅共鳴空洞と並列共鳴し、かつ胴共鳴空洞で囲まれる導体横木の円筒形状対称アレイで構成される。コイルボリュームへの末端アクセスまたは「横木間」アクセスによって提供される限定されたアクセスは、コイルボリュームに閉じ込められる被験者、およびその被験者を治療するか、またはその被験者と相互に互いに接し合う医師または技術者に影響を及ぼす。特定の被験者は閉所恐怖症であり、ボリュームコイル内に閉じ込められることに耐えることができない。その一方で、脳外科等の特定の医療処置は、画像化中、被験者へのアクセスを必要とする。これらおよび他の理由から、本発明が必要とされる。
【０００５】
（説明）
以下における本発明の詳細な説明において、本明細書の１部分を形成する添付の図面が参照される。この添付の図面には、実行され得る本発明の特定の実施形態が図で示される。図面において、同じ符号は、種々の図にわたって、実質的に同様の構成部分を指す。これらの実施形態は、当業者が本発明を実行することを可能にするために十分に詳細に説明される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的、論理的および電気的な変更が成され得る。以下の詳細な説明は、限定的意味であると理解されるべきでなく、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ定義され、このような請求項が権利を受ける等化物の範囲全体を含む。
【０００６】
実質的に塞がれておらず、高周波磁界ユニット内に配置されるアパーチャを備える高周波磁界ユニット、および側面アパーチャを備える高周波磁界ユニットが記載される。実質的に塞がれていない第１のアパーチャを備える高周波磁界ユニットが画像装置と共に用いられる場合、画像装置の使用と関連付けられた医療上の利益が、閉所恐怖症の被験者に供与され得る。側面アパーチャを備える高周波磁界ユニットが画像装置と共に用いられる場合、画像装置の使用と関連付けられた医療上の利益が、標準的高周波磁界ユニット内に適合し難い被験者に供与され得る。実質的に塞がれないアパーチャを欠く高周波磁界ユニットを、実質的に塞がれないアパーチャを有する高周波磁界ユニットに転換する方法と、側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットを、側面アパーチャを有する高周波磁界ユニットに転換する方法とが、さらに、記載される。
【０００７】
さらに、コイル等の、高周波磁界ユニット内にアパーチャを備えることによって、解剖学的組織の１部分をコイルによって投影することが可能となる。これにより、コイルの残り部分がはるかに小さくなり、被験者にはるかにぴったりと適合可能となる。小型でぴったりと適合するコイルは、画像信号効率を改善し、その結果、より高い分解能の画像が、より少ない電力を用いて、より短い時間でもたらされる
図１Ａは、本発明の教示による、高周波磁界ユニット１０２を備える装置１００のいくつかの実施形態の図である。高周波磁界ユニット１０２は、第１のアパーチャ１０４および第２のアパーチャ１０６を備える。
【０００８】
高周波磁界ユニット１０２は、所望の磁界１０８を生成する。所望の磁界１０８は、特定の大きさおよび方向を有する磁界に限定されない。好適には、所望の磁界１０８は、磁気共鳴画像装置、磁気共鳴分光装置、機能的磁気共鳴画像装置、または電子スピン共鳴装置等の（しかしながら、これらに限定されない）画像装置にて、ヒトの頭部等の物体の画像化に用いられるために適切な大きさおよび方向を有する。
【０００９】
高周波磁界ユニット１０２は、特定の型の高周波磁界ユニットに限定されない。１実施形態において、高周波磁界ユニット１０２は、ＴＥＭ空洞共鳴器（ｃａｖｉｔｙ　ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）である。ＴＥＭ空洞共鳴器は、インダクタおよびキャパシタなどの制御可能な素子を有する電流素子を備える。これらの素子は、伝送線路共鳴器を調整するように変更される。いくつかの実施形態において、ＴＥＭ空洞共鳴器は２つの開端部を備える。代替的実施形態において、ＴＥＭ空洞共鳴器は、１つの開端部および１つの閉端部を備える。
【００１０】
高周波磁界ユニット１０２は、特定の数の電流素子（図４に示される）に限定されない。図１Ａに示される電流素子１１０〜１１５は例示であり、電流素子の詳細な構成要素を示す試みはなされていない。１実施形態において、高周波磁界ユニット１０２は、電流素子１１０〜１１５を備える。電流素子１１０〜１１５は、好適には、素子１１０〜１１５のうちのどれもが第２のアパーチャ１０６を塞がないように構成されるが、この電流素子１１０〜１１５は、特定の構成に限定されない。いくつかの実施形態において、電流素子１１０〜１１５は非対称的に構成され、物理的に互いに接続されず、反作用的に結合される。代替的実施形態において、電流素子１１０〜１１５は、実質的に円筒形状のボリュームを「囲む」ように構成される。いくつかの実施形態において、電流素子１１０〜１１５の各々は、少なくとも１つの他の電流素子に誘導的に結合された共鳴電流素子である。代替的実施形態において、電流素子１１０〜１１５の各々は、電流素子１１０〜１１５のうちの少なくとも１つに容量的に結合された共鳴電流素子である。画像装置（図１Ｂに示される）と共に用いられる場合、磁界ユニット１０２は、特定の物体または被験者を画像化するために適切な周波数に調節される。
【００１１】
高周波磁界ユニット１０２は、特定の形状または体積に限定されない。好適には、高周波磁界ユニット１０２の形状および体積は、画像化されるベき物体または被験者の形状および体積に近似している。１実施形態において、高周波磁界ユニット１０２は、ヒトの頭部を収容するために十分な直径および長さを有する実質的に円筒の形状を有する。代替的実施形態において、高周波磁界ユニット１０２は、実質的に円筒の形状を有し、この形状は、縦軸１１６および縦軸１１６に実質的に平行な面１１８を含む。面１１８は、連続的である必要はない。電流素子１１０〜１１５は、実質的に、縦軸に平行に構成される。
【００１２】
第１のアパーチャ１０４は、物体または被験者を高周波磁界ユニット１０２内に導入する出入り口（ｐｏｒｔ）を提供する。例えば、ヒトの頭部（図示せず）は、第１のアパーチャ１０４にて高周波磁界ユニット１０２の中に導入され得る。頭部は、好適には、高周波磁界ユニット１０２内で、目が第２のアパーチャ１０６の方向に向けられるように配向される。この配向によって、実質的に塞がれていない第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットの中に導入された被験者がよく経験する閉所恐怖効果を被験者は回避する。第１のアパーチャ１０４は、高周波磁界ユニット１０２に関して、特定の位置合わせに限定されない。１実施形態において、第１のアパーチャ１０４は、縦軸１１６と実質的に位置合わせされる質量中心１２０を有する。このような位置合わせは、高周波磁界ユニット１０２の中へ被験者を容易に導入することを可能にする。第１のアパーチャ１０４は、高周波磁界ユニット１０２の端部にて形成される。高周波磁界ユニット１０２の一方の端部は、電流素子１１０〜１１５の端部にて配置される。
【００１３】
第１のアパーチャ１０４は、好適には、第２のアパーチャ１０６と一続きである。一続きの第２のアパーチャ１０６は、第１のアパーチャ１０４および第２のアパーチャ１０６を含む一続きのオープンスペースを提供することによって、高周波磁界ユニット１０２の中に被験者を比較的容易に導入することを可能にし、その被験者が画像化中に閉所恐怖効果を感じる可能性を低減する。第２のアパーチャ１０６は、さらに、被験者が高周波磁界ユニット１０２の外側を見ることを可能にし、医師または技術者が被験者の目、鼻および口にアクセスすることを可能にする。
【００１４】
第２のアパーチャ１０６は、塞がれない領域１２４および潜在的に塞がれる領域１２６を含む領域１２２を有する。領域が実質的に透明である場合、この領域は塞がれない。領域が実質的に透明でない場合、この領域は塞がれる。好適には、領域１２２は、塞がれた領域を含まない。この領域１２２は、特定の寸法に限定されない。
【００１５】
第２のアパーチャ１０６は、質量中心１３０（縮尺通りに図示されない）および第１のアパーチャ軸１３２を有する。１実施形態において、第１のアパーチャ軸１３２は、質量中心１３０を通過し、縦方向のアクセス１１６と公差し、縦方向のアクセス１１６に対して実質的に垂直である。１実施形態において、第２のアパーチャ１０６は、約０°〜約９０°のアーク長さ１３６を有するアーク１３４の範囲を定める。これは、第１のアパーチャ軸１３２が縦軸１１８の周囲を回転することによって特定される。約０°〜約９０°のアーク長さ１３６を有するアーク１３４の範囲を定める第２のアパーチャ１０６は、ヒトの被験者に及ぼされる閉所恐怖効果を低減する。しかしながら、アークの長さ１３６が約９０°よりも大きいと、所望の磁界１０８を生成することをより困難にする。
【００１６】
第２のアパーチャ１０６は、大きい鼻を有するヒトの被験者の頭部にぴったりと適合する高周波磁界ユニット１０２の製造を可能にする。第２のアパーチャ１０６を欠く高周波磁界ユニットは、被験者の大きい鼻を収容する大きさに製作されなければならず、従って、大きい鼻を有するヒトの被験者の頭部にぴったりと適合するように設計され得ない。ぴったりと適合する高周波磁界ユニットは、より大きい、ゆったりと適合する高周波磁界ユニットよりも高い質の画像を生成するので、第２のアパーチャ１０６を備える高周波磁界ユニット１０２は、第２のアパーチャ１０６を欠く高周波磁界ユニットよりも高い質の画像を生成する。
【００１７】
画像ユニット１３９は、高周波磁界ユニット１０２に取付けられ得、第２のアパーチャ１０６への通信リンクを提供する。画像ユニット１３９は、画像ユニット１３９が、頭部を高周波磁界ユニット１０２の中に配置される被験者への通信リンクを提供するように第２のアパーチャ１０６に対して配置される。画像ユニット１３９は、特定の型の画像ユニットに限定されない。１実施形態において、画像ユニット１３９は鏡を備える。代替的実施形態において、画像ユニット１３９はプリズムを備える。さらに別の代替的実施形態において、画像ユニット１３９は投影系を備える。
【００１８】
いくつかの実施形態において、１つ以上のアパーチャ１４４および１４５が高周波磁界ユニット１０２の側面に形成され、被験者の耳へのアクセスを可能にする。これらのアパーチャは、高周波磁界ユニットから電流素子が除去されることによって形成され得る。他の実施形態において、１つ以上のアパーチャ１４４および１４５のうちの１つ以上に聴覚通信デバイス１４６が取付けられ、被験者と通信するか、または被験者に聴覚的保護を提供する。通信デバイス１４６は、好適には、能動的または受動的な聴覚的保護を提供することができる。
【００１９】
第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットは、第２のアパーチャ１０６を備える高周波磁界ユニット１０２に転換され得る。第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットを、第２のアパーチャ１０６を備える高周波磁界ユニット１０２に転換する方法の１実施形態において、第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから１つの電流素子が除去されて、第２のアパーチャ１０６を備える高周波磁界ユニット１０２を形成する。第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから１つの電流素子を除去することは、第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニット内に間隙を生成する。この間隙は、第２のアパーチャ１０６を形成する領域を提供する。第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから電流素子を除去した後、所望の磁界１０８を生成するための電流が残りの電流素子に対して計算される。代替的実施形態において、第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから２つ以上の隣接する電流素子が除去され、第２のアパーチャ１０６を備える高周波磁界ユニット１０２を形成する。第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから２つ以上の隣接する電流素子を除去することは、第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニット内に空隙を生成する。この空隙は、高周波磁界ユニット１０２の第２のアパーチャ１０６を形成する領域を提供する。第２のアパーチャを欠く高周波磁界ユニットから２つ以上の電流素子を除去した後、残りの電子回路用に、所望の磁界１０８を生成するための電流が計算される。
【００２０】
図１Ｂは、本発明の教示による、高周波磁界ユニット１０２を含む画像ユニット１４０のいくつかの実施形態の図である。画像ユニット１４０は、静電界磁界ユニット１４２、および静磁界ユニット１４２内に配置される高周波磁界ユニット１０２を備える。好適には、静電界磁界ユニット１４２は、高い磁界強度を有する磁界を生成する。高い磁界強度は、画像ユニット１４０による高分解能の生成を可能にする。しかしながら、高周波磁界ユニット１０２は、特定の磁界強度を生成する特定の静磁界ユニットまたは静電界磁界ユニットと共に用いられることに限定されない。高周波磁界ユニット１０２は、画像ユニットと共に用いられる任意の静電界磁石と共に用いられるために適切である。
【００２１】
図２Ａは、本発明の教示による、高周波磁界ユニット２０２を備える装置２００のいくつかの実施形態の図である。高周波磁界ユニット２０２は、１対の端部アパーチャ２０４および２０５、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８を備える。
【００２２】
高周波磁界ユニット２０２は、所望の磁界２１０を生成する。所望の磁界２１０は、特定の大きさおよび方向を有する磁界に限定されない。好適には、所望の磁界２１０は、磁気共鳴画像装置、機能的磁気共鳴画像装置または電子スピン共鳴装置等の（しかしながら、これらに限定されない）画像装置にて、人体等の物体を画像化することに用いられるために適切である。
【００２３】
高周波磁界ユニット２０２は、特定の型の高周波磁界ユニットに限定されない。１実施形態において、高周波磁界ユニット２０２は、ＴＥＭ空洞共鳴器である。ＴＥＭ空洞共鳴器は、伝送線路共鳴器を調整するために変更される制御可能な素子を有する１つ以上の電流素子を備える。１実施形態において、高周波磁界ユニット２０２は、電流素子２１２の第１の群および電流素子２１４の第２の群を含む。１実施形態において、電流素子２１２の第１の群は、電流素子２１６〜２１８等の少なくとも１つの電流素子を含み、電流素子２１４の第２の群は、電流素子２２０〜２２２等の少なくとも１つの電流素子を含む。電流素子２１２の第１の群および電流素子２１４の第２の群は、好適には、電流素子２１６〜２１８または電流素子２２０〜２２２のうちのどれもが第１の側面アパーチャ２０６または第２の側面アパーチャ２０８を塞がないように構成される。１実施形態において、電流素子２１２の第１の群は、約１５センチメートル〜約３０センチメートルの分離距離２２８によって電流素子２１４の第２の群から分離される。この分離距離は、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８を形成するために利用可能な領域である。約１５センチメートル未満の分離距離は、被験者の腕または脚等の四肢、あるいは余分な身体質量を第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８の中に適合させることを可能にする。分離距離２２８を約３０センチメートルより大きくすることによって、高周波磁気ユニット２０２は人体を収容するために必要な大きさよりも著しく大きい体積を有する。（図２Ｂに図示される）画像装置と共に用いられる場合、磁界ユニット２０２は、特定の物体または被験者を画像化するために適切な周波数に調節される。
【００２４】
第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、被験者が高周波磁界ユニット２０２の内側に配置される場合、被験者（図示せず）の四肢または余分な身体質量が高周波磁気ユニット２０２の外側に位置することを可能にする。第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、電流素子２１２の第１の群および電流素子２１４の第２の群と実質的に平行である。第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、好適には、物理的な遮蔽がない。物理的な遮蔽は、被験者の四肢または余分な身体質量が、第１の側面アパーチャ２０６または第２の側面アパーチャ２０８の中へ、およびこれらを通って伸びることを回避する構造である。第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、さらに、高周波磁界ユニット２０２の内径２３０を拡大することなく、高周波磁気ユニット２０２が、高周波磁界ユニット２０２の内径２３０よりも大きい被験者を収容することを可能にする。複数の被験者について、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、四肢または余分な身体質量が高周波磁界ユニット２０２の外側に延びることを可能にすることによって、高周波磁界ユニット２０２の内側に位置するときの被験者の快適さが向上する。快適な被験者は、画像化中にあまり動かない傾向があり、従って、画像の撮り直しがあまり必要とされず、被験者が画像化される場合に、より高い質の画像が取得される。さらに、ボディコイルがより小型でより接近すると、画像の質が著しく向上する。より小さい寸法のコイルが、高い磁界強度の画像化のために必要とされる高周波にて効率的に共鳴させるように作製され得る。
【００２５】
高周波磁界ユニット２０２は、特定の形状または体積に限定されない。好適には、高周波ユニット２０２の形状および体積は、画像化されるべき物体または被験者の形状および体積と近似している。例えば、約１００センチメートルの長さ２３２および約６０センチメートルの直径２３０を有する、実質的に円筒形状の高周波磁界ユニットは、人体の形状に近似する形状を有する。１実施形態において、高周波磁界ユニット２０２は、実質的に円筒形状を有し、成人の人体を収容するために十分な直径および長さを含む。
【００２６】
代替的実施形態において、高周波磁界ユニット２０２は、縦軸２３４ならびに面２３６および２３８を含む実質的に円筒形状を有し、これらの面は、好適には、湾曲し、縦軸２３４に対して実質的に平行である。面２３４および２３６は、連続する必要がない。少なくとも３つの電流素子２１６〜２１８を含む電流素子２１２の第１の群、および少なくとも３つの電流素子２２０〜２２２を含む電流素子２１４の第２の群は、実質的に円筒形状のボリュームを「囲む」ように構成される。
【００２７】
端部アパーチャ２０４は、物体または被験者を高周波磁界ユニット２０２の中に導入するための出入り口を提供する。例えば、人体（図示せず）は、端部アパーチャ２０４にて高周波磁界ユニットの中に導入され得る。端部アパーチャ２０４は、高周波磁界ユニット２０２に関して、特定の位置合わせに限定されない。１実施形態において、端部アパーチャ２０４は、縦軸２３４と実質的に位置合わせされる質量中心を含む。
【００２８】
１実施形態において、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８は、端部アパーチャ２０４と一続きである。第１の側面アパーチャ２０６、第２の側面アパーチャ２０８と端部アパーチャ２０４との間の一続きの関係は、高周波ユニット２０２内への被験者の容易な導入を可能にする。第１の側面アパーチャ２０６は、幅または分離距離２２８を有し、第２の側面アパーチャ２０８は、幅または分離距離２４４を有する。幅または分離距離２２８は、好適には、幅または分離距離２４４とほぼ等しい。
【００２９】
代替的な実施形態において、高周波磁界ユニット２０２は、上半分２４７および下半分２４８を含む。上半分２４７は、第１の側面アパーチャ２０６または第２の側面アパーチャ２０８にて下半分２４８に機械的に取付け、かつ取り外すことができる。１実施形態において、ヒンジまたは可撓性ブラケット等の取付けデバイス２４９は、上半分２４７を下半分２４８に取り付ける。
【００３０】
第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットは、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８を含む高周波磁界ユニット２０２に転換され得る。第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットを、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８を備える高周波磁界ユニット２０２に変換する方法の１実施形態において、第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットから、２つの隣接しない電流素子が除去される。好適には、２つの隣接しない電流素子は、互いに対向して配置される。第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットから、２つの隣接しない電流素子を除去することにより、高周波磁界ユニット内に２つの間隙が生成される。これらの間隙は、第１の側面アパーチャ２０６および第２の側面アパーチャ２０８を形成する領域を提供する。第１の側面アパーチャおよび第２の側面アパーチャを欠く高周波磁界ユニットから、２つの隣接しない電流素子を除去した後、所望の磁界２１０を生成するための電流が残りの電流素子に対して計算される。
【００３１】
図２Ｂは、本発明の教示による、高周波磁界ユニット２０２を備える画像ユニット２５０のいくつかの実施形態の図である。画像ユニット２５０は、静電界磁界ユニット２５２、および静電界磁界ユニット２５２内に配置された高周波磁界ユニット２０２を備える。好適には、静電界磁界ユニット２５２は、高い磁界強度を有する磁界を生成する。高い磁界強度は、画像ユニット２５０による高分解能の画像の生成を可能にする。しかしながら、高周波磁界ユニット２０２は、静電界磁界ユニット、または特定の磁界強度を生成する静電界磁界ユニットと共に用いることに限定されない。高周波磁界ユニット２０２は、画像ユニットと共に用いられる任意の静電界磁界ユニットと共に用いられるために適切である。
【００３２】
図２Ｃは、臨床の場において使用するために構成された図２Ａに示された高周波磁界ユニットを含む装置のいくつかの実施形態の図である。図２Ｃに見出され得るように、被験者は、ぴったりと適合する高周波磁界ユニット２０２の中に容易に、かつ快適に適合する。このユニットは、高周波磁界ユニット２０２を、心臓、肺および胸部を画像化する用途に用いるために特に適合する。
【００３３】
上述の実施形態は、ヒトの頭部および人体の画像化と関連して高周波磁界ユニットを用いるように照準が合わせられたが、高周波磁界ユニット１０２および２０２は、ヒトの頭部および人体の映像化と関連する使用に限定されない。高周波磁界ユニット１０２および２０２は、腕、脚、関節、手および足等のヒトの四肢、犬、猫、マウス、ネズミ、馬および霊長類、ならびにこれらのヒトでない被験者の四肢を含むが、これらに限定されない広範囲の被験者を画像化することとの関連で用いるために適切である。
【００３４】
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の教示による、ボリュームコイル３００の構造のいくつかの実施形態の図である。ボリュームコイル３００は、中空壁３０１を備える。これは、陰影が付けられていないので、ボリュームコイル３００の下部に位置するボリュームコイル３００の構造が見出され得る。図３Ａ〜図３Ｄに示されるボリュームコイル３００は、電流素子３０２〜３０８を備える。図３Ａに示されるボリュームコイル３００は、高周波導電性前端部リング３１０および高周波導電性バックプレーン（ｂａｃｋｐｌａｎｅ）３１２を備える。高周波導電性前端部リング３１０および高周波導電性バックプレーン３１２は、電流素子３０２〜３０８に結合される。
【００３５】
図３Ｂに示されたボリュームコイル３００は、空隙３１６、および電流素子３０２および３０８に合わせて切り取られた高周波導電性バックプレーン３１８を有する高周波導電性前端部リング３１４を備える。高周波導電性前端部リング３１４および高周波導電性バックプレーン３１８は、電流素子３０２〜３０８に結合される。
【００３６】
図３Ｃに示されるボリュームコイル３００は、高周波導電性前端部リング３１０および高周波導電性後端部リング３１９を備える。高周波導電性前端部リング３１０および高周波導電性後端部リング３１９は、電流素子３０２〜３０８に結合される。
【００３７】
図３Ｄに示されるボリュームコイル３００は、空隙３１６を有する高周波導電性前端リング３１４および空隙３２２を有する高周波導電性後端リング３２０を備える。高周波導電性前端リング３１４および高周波導電性後端リング３２０は、電流素子３０２〜３０８に結合される。
【００３８】
図３Ａ〜図３Ｄに見出され得るように、ボリュームコイル３００は、電流素子３０２と３０８との間に形成されるアパーチャ３２４を含む。さらに、図３Ａ〜図３Ｄに見出され得るように、アパーチャ３２４は、電流素子３２６（点線で図示）を、電流素子３０２〜３０８および電流素子３２６（点線で図示）を備える電流素子の規則的または対称的な構成から除去することによって形成される。代替的実施形態において、電流素子３２６は、ボリュームコイル３００の上部３２８から除去される。別の代替的実施形態において、電流素子３２６はアパーチャ３２４を形成するために（除去されるのではなく）移動される。
【００３９】
端部リング３１０、３１４、３１９および３２０の各々は、ボリュームコイル３００の開端部、およびバックプレーン３１２および３１８の各々は、ボリュームコイル３００の閉端部３３２を備える。
【００４０】
ボリュームコイル３００はインピーダンスを含む。１実施形態において、調整可能なインピーダンスが電流素子３０２〜３０８の各々に含まれる。調整可能なインピーダンスは、１実施形態において、キャパシタンスである。調整可能なインピーダンスは、代替的実施形態において、インダクタンスである。
【００４１】
１実施形態において、中空壁３０１は、電流素子３０２〜３０８のリターン素子を備える。代替的実施形態において、中空壁３０１は、溝付きシールドを含む。図３Ａ〜図３Ｄに見出され得るように、中空壁３０１は、不在か、または移動された電流素子３２６と共に線においてアパーチャを備える。
【００４２】
ボリュームコイル３００は、広範囲の物体、および頭部、足関節部、足および他の四肢を含むがこれに限定されない被験者を画像化することに用いるために適切である。
【００４３】
上述の高周波磁界ユニット１０２および２０２ならびにボリュームコイル３００の各々は、二重調節コイル（ｄｏｕｂｌｅ　ｔｕｎｅｄ　ｃｏｉｌ）、多重調節コイル（ｍｕｌｔｉｐｌｙ　ｔｕｎｅｄ　ｃｏｉｌ）、円形分極コイル（ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ　ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　ｃｏｉｌ）、Ｖａｕｇｈａｎ法によって二重に調節されるコイルおよび積極的離調コイル（ａｃｔｉｖｅｌｙ　ｄｅｔｕｎｅｄ　ｃｏｉｌ）として用いるために適切である。二重調節コイルは、２周波数にて駆動される。多重調節コイルは、多周波数にて駆動される。円形分極コイルは、円形分極高周波磁界を付与するように駆動される。コイルを二重離調するＶａｕｇｈａｎ法は、「Ｈｉｇｈ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｖｏｌｕｍｅ　ｃｏｉｌｓ　ｆｏｒ　Ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」と称される米国特許第５，５５７，２４７号に記載され、本出願は、参考のため、本明細書中に援用される。高周波磁界ユニット１０２および２０２ならびにボリュームコイル３００の各々は、コイル内に備えられる電流素子を調整することによって局部受端コイル（ｌｏｃａｌ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ｃｏｉｌ）用に使用するために積極的に離調／再調節（ｒｅｔｕｎｅｄ）されることが可能である。電流素子は、電流素子のインピーダンスを変更することによって調整される。
【００４４】
図４は、本発明の高周波磁界ユニットと共に用いるために適切な電流素子４００の１実施形態の図である。電流素子４００は、導体４０４と共鳴するシールドまたは中空壁区域４０２を備える。中空壁区域４０２は導電性材料を含み、導体４０４は導電性材料を含む。１実施形態において、中空壁区域４０２は、導電性メッシュから形成される。複数の電流素子４００は、「囲まれた空間」を形成するように構成され得る。１実施形態において、複数の電流素子４００は、円筒形状の囲まれた空間（図示せず）を形成するように構成される。円筒形状の囲まれた空間において、シールドまたは中空壁区域４０２は、囲まれた空間の外側に配向され、導体４０４は、囲まれた空間の内側に配向される。電流素子４００等の電流素子は、米国特許第５，５５７，２４７号にさらに記載され、本出願は、参考のため、本明細書中に援用される。
【００４５】
特定の実施形態が本明細書中に記載および図示されたが、同じ目的を達成することを意図した任意の構成が、示された特定の実施形態の代わりに用いられ得ることが本開示の利益を有する当業者によって理解される。本出願は、本発明の任意の適応または変形を含むことが意図される。従って、本発明は、請求項およびその等価物によってのみ限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
図１Ａは、本発明の教示による、高周波磁界ユニットを含む装置のいくつかの実施形態の図である。
【図１Ｂ】
図１Ｂは、本発明の教示による、高周波磁界ユニットを含む画像ユニットのいくつかの実施形態の図である。
【図２Ａ】
図２Ａは、本発明の教示による、高周波磁界ユニットを含む装置の代替的実施形態のいくつかの実施形態の図である。
【図２Ｂ】
図２Ｂは、本発明の教示による、高周波磁界を含む画像ユニットの特定の代替的実施形態の図である。
【図２Ｃ】
図２Ｃは、臨床の場において使用するために構成された図２Ａに示された高周波磁界ユニットを含む装置のいくつかの実施形態の図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、本発明の教示による、ボリュームコイルの構造のいくつかの実施形態の図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、本発明の教示による、ボリュームコイルの構造のいくつかの実施形態の図である。
【図３Ｃ】
図３Ｃは、本発明の教示による、ボリュームコイルの構造のいくつかの実施形態の図である。
【図３Ｄ】
図３Ｄは、本発明の教示による、ボリュームコイルの構造のいくつかの実施形態の図である。
【図４】
図４は、本発明の高周波磁界ユニットと共に用いるために適切な電流素子の１実施形態の図である。
【国際公開パンフレット】
2004504906.tif 000003
2004504906.tif 000004
2004504906.tif 000005
2004504906.tif 000006
2004504906.tif 000007
2004504906.tif 000008
2004504906.tif 000009
2004504906.tif 000010
2004504906.tif 000011
2004504906.tif 000012
2004504906.tif 000013
2004504906.tif 000014
2004504906.tif 000015
2004504906.tif 000016
2004504906.tif 000017
2004504906.tif 000018
2004504906.tif 000019
2004504906.tif 000020
2004504906.tif 000021
2004504906.tif 000022
2004504906.tif 000023
2004504906.tif 000024
2004504906.tif 000025
2004504906.tif 000026
2004504906.tif 000027
2004504906.tif 000028
2004504906.tif 000029
2004504906.tif 000030
2004504906.tif 000031
2004504906.tif 000032
2004504906.tif 000033
2004504906.tif 000034
2004504906.tif 000035
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004504906.tif 000036
2004504906.tif 000037
【国際調査報告】
2004504906.tif 000038
2004504906.tif 000039
2004504906.tif 000040
2004504906.tif 000041
2004504906.tif 000042
2004504906.tif 000043