(57)【要約】【課題】患者の上または下に容易に位置決め可能な軽量の受信器コイルアレイを提供する。【解決手段】磁気共鳴撮像システム（１０）において信号を誘導式に伝送するためのシステム（６０）は、撮像システム（１０）の患者クレードル（６６）上に配置されると共に、患者クレードル（６６）上に位置決めした患者（１２）からデータを収集するように構成された１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）を含む。さらにシステム（６０）は、患者クレードル（６６）の下に配置された２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）であって、該２次コイル（７０）の数は１次コイル（６４）の数より少ないか等しい２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）を含んでおり、１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）は収集済みのデータを２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）に対して誘導式に伝送するように構成されている。【選択図】図２
2012130700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴撮像システム（１０）において信号を誘導式に伝送するためのシステム（６０）であって、
撮像システム（１０）の患者クレードル（６６）上に配置されると共に、患者クレードル（６６）上に位置決めした患者（１２）からデータを収集するように構成された１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）と、
患者クレードル（６６）の下に配置された２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）であって、該２次コイル（７０）の数は前記１次コイル（６４）の数より少ないか等しい２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）と、
を備えており、１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）は収集済みのデータを２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）に対して誘導式に伝送するように構成されている、システム（６０）。
【請求項２】
前記１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）は独立型コイルを備えており、１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）内の１次コイル（６４）はケーブル、前置増幅器、マルチプレクサまたは電源に結合されておらず、かつ１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）は患者クレードル（６６）の内部に埋め込まれるかあるいは患者クレードル（６６）の最上部に配置されている、請求項１に記載のシステム（６０）。
【請求項３】
１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）内の１次コイルの少なくとも１つの部分組６４）との２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）の整列を支援するように構成された整列サブシステム（１４０）をさらに備えており、該整列サブシステム（１４０）は、
１次コイル（６４）の第１のアレイ（６２）内の１つまたは複数の１次コイル（６４）と関連付けされた非金属の光反射体（１４６）であって、患者クレードル（６６）の第２の側面上の１次コイル（６４）の下側で中心揃えされた非金属光反射体（１４６）と、
２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）内の１つまたは複数の２次コイル（７０）と関連付けされた光源（１４８）であって、前記非金属光反射体（１４６）の方向に光ビームを導くように構成された光源（１４８）と、
２次コイル（７０）の第２のアレイ（６８）内の１つまたは複数の２次コイル（６８）と関連付けされた光検出器（１５０）であって、前記非金属光反射体（１４６）が反射した光ビームを検出するように構成された光検出器（１５０）と、
を備えている、請求項１に記載のシステム（６０）。
【請求項４】
磁気共鳴撮像システム（１０）内において信号を誘導式に伝送するためのシステム（９０）であって、
第１の柔軟なサブストレート上に配置されている、患者（１２）の上または下に配置するように構成されかつ撮像システム（１０）内の患者クレードル（６６）上に位置決めした患者（１２）から信号を収集するように構成された１次コイル（９４）の第１のアレイ（９２）と、
第１のエッジ及び第２のエッジを有する第２の柔軟なサブストレート上に配置された２次コイル（９８）の第２のアレイ（９６）であって、該第２の柔軟なサブストレートは、該２次コイル（９８）の第２のアレイ（９６）内の２次コイル（９８）が前記１次コイル（９４）の第１のアレイ（９２）内の１次コイルの少なくとも１つの部分組（９４）と整列するように第１の柔軟なサブストレートの上を覆って配置されている２次コイル（９８）の第２のアレイ（９６）と、
第２の柔軟なサブストレートの１つまたは複数のエッジに沿って配置させた少なくとも１つの電気コネクタ（１００）であって、第２の柔軟なサブストレートの内部にあるかその上に装着させたケーブルを介して２次コイル（９８）の第２のアレイ（９６）内の２次コイル（９８）に結合されており、かつ患者クレードル（６６）の１つまたは複数の側面と着脱可能に結合するように構成されている少なくとも１つの電気コネクタ（１００）と、を備えており、
前記１次コイル（９４）の第１のアレイ（９２）は収集済み信号を前記２次コイル（９８）の第２のアレイ（９６）に対して誘導式に伝送するように構成されている、システム（９０）。
【請求項５】
第１の柔軟なサブストレート上に配置されている、面ファスナー細片または非金属のスナップオン式ボタンを含む第１の留め具と、
第２の柔軟なサブストレート上に配置された第２の留め具であって、該第１の留め具と第２の留め具は第１の柔軟なサブストレート上に配置された１次コイル（９４）の第１のアレイ（９２）を第２の柔軟なサブストレート上に配置された２次コイル（９８）に対して動作可能に締着するように構成されており、かつ該第２の留め具は面ファスナー細片または非金属のスナップオン式ボタンを含む第２の留め具と、
をさらに備える請求項４に記載のシステム（９０）。
【請求項６】
磁気共鳴撮像システムにおいて信号を誘導式に伝送するための方法であって、
撮像システム内の患者クレードル上に第１の１次コイルアレイを配置するステップであって、該第１の１次コイルアレイは患者クレードル上に位置決めした患者から信号を収集するように構成されている配置ステップと、
患者クレードルの下に第２の２次コイルアレイを配置するステップと、
スキャン手技中に第１の１次コイルアレイ内の１次コイルの少なくとも１つの部分組が第２の２次コイルアレイ内の２次コイルの近傍に配置されるように撮像システム内で患者クレードルを前進させるステップと、
第１の１次コイルアレイが収集した信号を第２の２次コイルアレイに誘導式に伝送するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
撮像システム内で患者クレードルを前進させる際に第１の１次コイルアレイ内の１次コイルの部分組との第２の２次コイルアレイ内の２次コイルの整列を確認するステップをさらに含んでおり、１次コイルの少なくとも１つの部分組との第２の２次コイルアレイの該整列は、
スキャン中の患者の解剖部位に基づいてランドマークを特定するステップと、
前記特定したランドマークが撮像システムのアイソセンタに位置決めされるように患者クレードルを配置させるステップと、
第１の１次コイルアレイの少なくとも１つの部分組に対する第２の２次コイルアレイの中心対中心整列を確認するステップと、を含んでおり、該１次コイルの少なくとも１つの部分組に対する第２の２次コイルアレイの中心対中心整列は、
第１の１次コイルアレイ内の少なくとも１つの１次コイルによって患者クレードルの第２の側面上で少なくとも１つの１次コイルの下側に中心揃えされた非金属の光反射体を構成すること、
第２の２次コイルアレイ内の少なくとも１つの２次コイルと関連付けされている、前記非金属光反射体の方向に光ビームを導くように構成された光源を構成すること、
第２の２次コイルアレイ内の少なくとも１つの２次コイルと関連付けされている、非金属光反射体が反射させた光ビームを検出するように構成された光検出器を構成すること、を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
１次コイルの少なくとも１つの部分組に対する第２の２次コイルアレイの中心対中心整列を確認する前記ステップは、
第２の２次コイルアレイを第１の方向に並進させるステップと、
光源が発生させた光ビームを非金属の反射体の方向に導くステップと、
非金属光反射体により反射され光検出器により検出される信号を監視するステップと、
第１の１次コイルアレイ内の１次コイルの少なくとも１つの部分組に対して第２の２次コイルアレイを整列させるために、光検出器が検出した反射信号に基づいて第２の２次コイルアレイを第１の方向または該第１の方向と反対の第２の方向に並進させるステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
１次コイルの少なくとも１つの部分組に対する第２の２次コイルアレイの中心対中心整列を確認する前記ステップは、
第２の２次コイルアレイを第１の方向に並進させながらプレスキャン信号を監視するステップと、
前記プレスキャン信号の最大値に対応する第２の２次コイルアレイの位置を決定するステップと、
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
撮像システム内でデータ信号を誘導式に伝送するためのサブシステムを備えている、画像データを収集するように構成された収集サブシステムと、
前記収集サブシステムと動作可能に関連付けされておりかつ収集済み画像データを処理するように構成された処理サブシステムと、
を備える磁気共鳴撮像のためのシステムであって、撮像システム内でデータ信号を誘導式に伝送するための該サブシステムは、
撮像システムの患者クレードル上に配置されると共に、患者クレードル上に位置決めした患者から信号を収集するように構成された第１の１次コイルアレイと、
患者クレードルの下に配置されている、１次コイルの数と比べてその数がより少ないか等しい第２の２次コイルアレイと、を備えており、
該第１の１次コイルアレイは第２の２次コイルアレイに対して収集信号を誘導式に伝送するように構成されている、磁気共鳴撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は信号の伝送に関し、またより具体的には撮像システムにおける信号の誘導式伝送に関する。
【背景技術】
【０００２】
ここ数十年において、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナの使用が非常に進んだ。ＭＲＩスキャンは、多発性硬化症、脳腫瘍、靱帯断裂、腱鞘炎、がん、卒中、その他の診断を支援するために益々使用されるようになっている。ＭＲＩは様々な医学的状態に関する診断及び処置において医師を支援する非侵襲的な医学検査であることは了解されよう。ＭＲＩスキャンが身体の異なる軟部組織間に提供するコントラストが高いために医師は、Ｘ線、超音波、コンピュータ断層（ＣＴ）などの別の撮像方法では適当に評価し得ないような様々な身体部位の評価を向上させかつある種の疾患の有無を判定することが可能となる。
【０００３】
ＭＲＩシステムは典型的には、磁場を発生させるための１つまたは複数のコイルを含む。さらにＭＲＩシステムは、患者内部の磁気回転物質からの信号を検出するように構成された１つまたは複数のＭＲＩ受信器コイルも含む。これらのＭＲＩ受信器コイルアレイでは典型的には、嵩張るケーブルの使用が不可欠である。これら嵩張るケーブルを用いるとスキャン手技の前に患者の上に受信器コイルを配置する際の困難さが増大する。さらに、並列式の撮像が出現したことがＭＲＩ受信器チャンネルの数の増加に繋がっている。しかしながら、受信器チャンネル数のこの増加はさらに、嵩張るケーブル数の対応した増加の問題を悪化させている。
【０００４】
目下のところ利用可能な幾つかの技法では、患者の下にあるクレードル内にコイルの部分組を埋め込むことが求められる。しかし各コイルは前置増幅器、ケーブル及びバランに取り付けられており、これらをすべてクレードル内に収容しなければならない。さらにこれらの技法では、異なる解剖学的部分をスキャンする際にコイルの異なる部分組を受信器電子回路に接続するために切替器やマルチプレクサの使用も求められる。
【０００５】
別のある種の実証技法では、ケーブルを用いずに信号を収集するためにマイクロ波または光学リンクを利用することが必要である。これらの方法では、各コイルからの信号を増幅した後で光学信号またはマイクロ波信号に変換し、次いでこれをスキャナのボア内またはボアの外部にある受信器まで空間を介してビーム送出している。この信号は、変換前に別の周波数への復調及び／またはディジタル化を行うことも行わないこともある。しかしこれらの信号変換では、コイル上に追加の回路を配置する必要があり、これによりコイルが要求する電力量がかなり増大すると共に、コイル上における熱発生の増加に繋がる可能性がある。この追加の回路によりさらに、コイルアレイの重量及び容積が増加する可能性があり、またコイルが検出中の無線周波数（ＲＦ）磁場と干渉する可能性がある。
【０００６】
さらに、目下のところ利用可能な別の幾つかの技法では、後側のアレイをクレードルの下の固定箇所に位置決めすることが求められる。これらの方法によればコイルの数及び付属のハードウェアが低減されるが、これらの方法では信号対雑音比（ＳＮＲ）の損失が有意となる。さらにある種の別の実証技法は、内部配線によって局所撮像コイルに取り付けられかつクレードルの側面に位置決めされた基本結合用素子に誘導式に結合した患者ベッド結合用素子を用いて受信コイルを前側アレイに誘導式に結合させている。しかし、結合用素子のサイズはかなり大きくかつクレードルの側面位置のスペースは限られているため、この方式の融通性が限られ、これにより大型のアレイでのこれらの技法の利用が困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７６１９４１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、ケーブルの複雑さなどの関連する問題を回避するために、患者の上または下に容易に位置決め可能な軽量の受信器コイルアレイを開発することが望ましい。さらに、患者クレードル内の前置増幅器、ケーブル及び関連するハードウェアの数を低減する必要性も存在する。さらに、ハードウェアのこの低減をＳＮＲを従来の埋め込み型コイルと比べて劣化させることなく達成することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技法の態様では、磁気共鳴撮像システムにおいて信号を誘導式に伝送するためのシステムを提起する。本システムは、撮像システムの患者クレードル上に配置されておりかつ患者クレードル上に位置決めした患者からデータを収集するように構成された第１の１次コイルアレイを含む。さらに本システムは、患者クレードルの下に配置された第２の２次コイルアレイを含んでおり、２次コイルの数は１次コイルの数より少ないか等しく、第１の１次コイルアレイは第２の２次コイルアレイに対して収集データを誘導式に伝送するように構成されている。
【００１０】
本技法の別の態様では、磁気共鳴撮像システムにおいて信号を誘導式に伝送するためのシステムを提起する。本システムは、患者の上または下に配置するように構成されかつ撮像システム内の患者クレードル上に位置決めした患者から信号を収集するように構成されている第１の柔軟なサブストレート上に配置された第１の１次コイルアレイを含む。さらに本システムは、第１のエッジ及び第２のエッジを有する第２の柔軟なサブストレート上に配置された第２の２次コイルアレイを含んでおり、この第２の柔軟なサブストレートは第２の２次コイルアレイ内の２次コイルが第１の１次コイルアレイ内の１次コイルの少なくとも１つの部分組と整列するようにして第１の柔軟なサブストレートの上に配置されている。本システムはさらに、第２の柔軟なサブストレートの１つまたは複数のエッジに沿って配置させた少なくとも１つの電気コネクタを含んでおり、該少なくとも１つの電気コネクタは第２の柔軟なサブストレートの内部にあるかその上に装着させたケーブルを介して第２の２次コイルアレイ内の２次コイルに結合されており、かつ該少なくとも１つの電気コネクタは患者クレードルの１つまたは複数の側面と着脱可能に結合するように構成されており、第１の１次コイルアレイは第２の２次コイルアレイに対して収集信号を誘導式に伝送するように構成されている。
【００１１】
本技法のさらに別の態様では、磁気共鳴撮像システムにおいて信号を誘導式に伝送するための方法を提起する。本方法は、撮像システム内の患者クレードル上に、患者クレードル上に位置決めした患者から信号を収集するように構成された第１の１次コイルアレイを配置するステップを含む。さらに本方法は、患者クレードルの下に第２の２次コイルアレイを配置するステップを含む。本方法はさらに、スキャン手技中に第１の１次コイルアレイ内の１次コイルの少なくとも１つの部分組が第２の２次コイルアレイ内の２次コイルの近傍に配置されるように撮像システム内で患者クレードルを前進させるステップを含む。さらに本方法は、第１の１次コイルアレイが収集した信号を第２の２次コイルアレイに誘導式に伝送するステップを含む。
【００１２】
本技法の別の態様では、磁気共鳴撮像のためのシステムを提起する。本システムは、画像データを収集するように構成された収集サブシステムを含んでおり、該収集サブシステムは撮像システム内でデータ信号を誘導式に伝送するためのサブシステムを含み、該サブシステムは、撮像システムの患者クレードル上に配置されると共に患者クレードル上に位置決めした患者から信号を収集するように構成された第１の１次コイルアレイと、患者クレードルの下に配置された第２の２次コイルアレイと、を含んでおり、２次コイルの数は１次コイルの数より少ないか等しく、第１の１次コイルアレイは第２の２次コイルアレイに対して収集信号を誘導式に伝送するように構成されている。さらに本システムは、収集サブシステムと動作可能に関連付けされておりかつ収集済み画像データを処理するように構成された処理サブシステムを含む。
【００１３】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図２〜７のシステム及び方法を使用するように構成された磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの形態をした例示的な撮像システムのブロック図である。
【図２】本技法の態様に従ったデータを誘導式に伝送するためのシステムの概要図である。
【図３】本技法の態様に従った図２のシステムを表した等価回路図である。
【図４】本技法の態様に従ったデータを誘導式に伝送するためのシステムに関する別の実施形態の概要図である。
【図５】本技法の態様に従ったデータを誘導式に伝送するための図２のシステム内のコイルの整列及び整列不良を表した概要図である。
【図６】本技法の態様に従ったデータを誘導式に伝送するための図２のシステムで使用されるコイルを整列させるためのサブシステムの概要図である。
【図７】本技法の態様に従ったデータを誘導式に伝送するための例示的な一方法を表した流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
データを誘導式に伝送するための方法並びにデータを誘導式に伝送するためのシステムに関する様々な実施形態を提起しており、これについて本明細書の以下で詳細に記載することにする。本明細書の以下で記載するデータを誘導式に伝送するための方法及びシステムを利用することによって、システムの性能を増強しながらシステムのサイズ及び複雑さを最小限にすることができる。
【００１６】
ここで図面に進み図１を見ると、ＭＲＩ撮像システム１０の一実施形態のブロック図を表している。ＭＲＩシステム１０は、スキャナ１４、スキャナ制御回路１６及びシステム制御回路１８を含むように概略図で示している。ＭＲＩシステム１０は適当な任意のＭＲＩスキャナまたは検出器を含み得るが、図示した実施形態では本システムは、患者１２をスキャンのための所望の位置に配置させ得るようにクレードル２２がその内部に位置決めされる患者ボア２０を含んだ全身用スキャナを含む。スキャナ１４は適当な任意の磁場強度のものとすることができ、０．５テスラから３テスラやこれを超える値まで変動するスキャナを含む。本明細書で使用する場合に患者という語は、その撮像用途の対象となった人や動物を指し示すために用いている。
【００１７】
さらにスキャナ１４は、制御式の磁場を発生させるため、無線周波数（ＲＦ）励起パルスを発生させるため、並びにこうしたパルスに応答して患者１２内部の磁気回転物質からの放出を検出するために一連の関連コイルを含むことがある。図１の概要図において、一般に患者ボア２０と整列した主磁場を発生させるために主磁場コイル２４を設けることがある。検査シーケンス中に制御式の磁場傾斜を発生させるようにコイルアセンブリ内で一連の傾斜コイル２６、２８及び３０をグループ分けすることがある（これについては、本明細書の以降においてさらに詳細に説明することにする）。磁気回転物質を励起するように無線周波数パルスを発生させるためにＲＦコイル３２を設けることがある。図１に示した実施形態では、コイル３２は受信コイルの役割もしている。したがって磁気回転物質からの放出を受信すること及びＲＦ励起パルスを印加することのそれぞれのための受動モードと能動モードでＲＦコイル３２を駆動及び受信回路と結合させることがある。別法としてＲＦコイル３２から分離させた受信コイルの様々な構成を提供することがある。こうしたコイルは、頭部コイルアセンブリその他の標的解剖部位に特に適した構造を含むことがある。さらに受信コイルは、フェーズドアレイコイルその他を含む適当な任意の物理的構成で提供されることがある。
【００１８】
目下のところ企図される構成では、傾斜コイル２６、２８及び３０は撮像システム１０におけるその機能に適応させた異なる物理的構成を有することがある。これらのコイルは、以下に記載するように制御パルスの印加時に傾斜磁場を発生させるコイル構造が形成されるように巻き付けられまたは切断された伝導性のワイヤ、バーまたはプレートを含むことは当業者であれば理解されよう。傾斜コイルアセンブリ内部へのコイルの配置は、幾つかの異なる順序で実施されることがある。一実施形態では、Ｚ軸コイルが最内側の箇所に位置決めされることがあり、またこれを一般にＲＦ磁場に対する影響が比較的少ないソレノイド様構造として形成することがある。したがって図示した実施形態では、傾斜コイル３０がＺ軸ソレノイドコイルである一方、コイル２６及び２８はそれぞれＹ軸コイルとＸ軸コイルである。
【００１９】
スキャナ１４のコイルは、所望の磁場及びパルスを発生させるため並びに磁気回転物質からの信号を制御された方式で読み取るために外部回路によって制御されることがある。患者１２の組織内に束縛されるのが一般的なこの磁気回転物質が主磁場の影響を受けると、組織内の常磁性の原子核の個々の磁気モーメントが該磁場と部分的に整列することは当業者であれば理解されよう。偏向磁場の方向に正味の磁気モーメントが生成されている間では、直交する面における該モーメントのランダム方向成分は一般に互いに相殺される。検査シーケンス中に、関心対象物質のラーモア周波数あるいはこれに近い周波数でＲＦ周波数パルスを発生させ、これにより正味の横方向磁気モーメントを生成するための正味の整列モーメントの回転が得られる。この横方向磁気モーメントは主磁場方向の周りに歳差運動し、所望の画像を再構成するようにスキャナ１４により検出されて処理を受けるＲＦ信号が放出される。
【００２０】
傾斜コイル２６、２８及び３０は、その強度が事前定義の視野域全体にわたり典型的には正極性及び負極性に伴って変化するような精細に制御された磁場を発生させる役割をするように構成されることがある。各コイルが既知の電流によって付勢されると、得られる磁場傾斜が主磁場の上に重なり合うと共に、磁場強度のＺ軸成分に視野域全体にわたる望ましい線形変動を生じさせる。この磁場はある１つの方向では線形に変動するが、その他２つの方向では均一となる。３つのコイルはその変化方向に関して互いに直交する軸を有しており、これにより３つの傾斜コイルを適当に組み合わせて任意の方向に線形磁場傾斜を印加することが可能となる。
【００２１】
このパルス状傾斜磁場は、撮像過程に不可欠な様々な機能を実行する。これらの機能のうちの幾つかは、スライス選択、周波数エンコード及び位相エンコードである。これらの機能は、元の座標系のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿って、あるいは個別の磁場コイルに印加されるパルス状電流の組み合わせにより決定される別の軸に沿って適用されることがある。
【００２２】
スライス選択傾斜磁場は、患者１２内の撮像しようとするある厚みの組織や解剖部位を決定している。スライス選択傾斜磁場は、同じ周波数で歳差運動する既知のスピンボリュームを希望するスライス内に励起させるために周波数選択ＲＦパルスと同時に印加されることがある。このスライス厚は、ＲＦパルスのバンド幅及び視野域全体にわたる傾斜強度によって決定される。
【００２３】
周波数エンコードは、読み出し傾斜とも呼ばれており、スライス選択傾斜と直交する方向で印加されるのが通常である。一般に周波数エンコード傾斜は、ＲＦ励起に由来する磁気共鳴（ＭＲ）エコー信号の形成前や形成中に印加される。この傾斜の影響を受けた磁気回転物質のスピンは、傾斜磁場に沿ったその空間的位置に従った周波数エンコードを受ける。収集された信号をフーリエ変換によって解析し、周波数エンコードによって選択したスライス内のその箇所を特定することができる。
【００２４】
最後に、読み出し傾斜前かつスライス選択傾斜後に位相エンコード傾斜が印加されるのが一般的である。磁気回転物質内のスピンの位相エンコード方向での位置特定は、データ収集シーケンス中に順次印加される若干異なる傾斜振幅を用いてその物質の歳差運動するプロトンに対して位相変動を順次誘導することによって実施されることがある。位相エンコード傾斜によって位相エンコード方向でのその位置に従って物質のスピンの間に位相差を生成することが可能となる。
【００２５】
本明細書の上に記載した例示的な傾斜パルス機能並びに本明細書では明示的に記載していない別の傾斜パルス機能を利用するパルスシーケンスについては、多くの変形形態を考案し得ることは当業者であれば理解されよう。さらに、選択スライスと周波数及び位相エンコードの両方を適当に方向付けし所望の物質を励起させると共に得られるＭＲ信号を収集して処理するようにパルスシーケンスの適応を実施することがある。
【００２６】
スキャナ１４の各コイルは、所望の磁場及びＲＦパルスを生成するようにスキャナ制御回路１６によって制御を受ける。図１の概要図ではスキャナ制御回路１６はしたがって、検査中に利用するパルスシーケンスを指令するため並びに受信した信号を処理するための制御回路３６を含む。制御回路３６は、汎用または特定用途のコンピュータのＣＰＵやディジタル信号プロセッサなどの適当な任意のプログラム可能論理デバイスを含むことがある。さらに制御回路３６はまた、スキャナにより実現される検査シーケンス中に使用される物理及び論理軸構成パラメータ、検査パルスシーケンス記述、収集画像データ、プログラミングルーチン、その他を保存するための揮発性及び不揮発性の記憶デバイスなどのメモリ回路３８を含むことがある。
【００２７】
制御回路３６とスキャナ１４のコイルの間のインタフェースは、増幅／制御回路４０によって、また送信／受信インタフェース回路４２によって管理されることがある。増幅／制御回路４０は、制御回路３６からの制御信号に応答して磁気コイルに駆動電流を供給するために各傾斜磁場コイル向けの増幅器を含む。送信／受信（Ｔ／Ｒ）回路４２はＲＦコイル３２を駆動するための追加的な増幅回路を含む。さらに、ＲＦコイル３２がＲＦ励起パルスの放出とＭＲ信号の受信の両方の役割をしている場合には、Ｔ／Ｒ回路４２は典型的には能動モードすなわち送信モードと受動モードすなわち受信モードとの間でＲＦコイルをトグル切替えするための切替デバイスを含むことがある。主マグネット２４を付勢させるために、その全体を図１の参照番号３４で表した電源が設けられている。最後にスキャナ制御回路１６は、構成及び画像データをシステム制御回路１８とでやり取りするためのインタフェース構成要素４４を含むことがある。本説明では超伝導主磁場マグネットアセンブリを利用する水平円筒状ボア撮像システムに言及しているが、本技法は超伝導マグネット、永久磁石、電磁石あるいはこれらの手段の組み合わせにより発生させた垂直磁場を利用するスキャナなど様々な別の構成にも適用し得ることに留意されたい。
【００２８】
システム制御回路１８は、操作者や放射線医とスキャナ１４の間のスキャナ制御回路１６を介したインタフェースを容易にするために広範なデバイスを含むことがある。図示した実施形態では例えば、汎用または特定用途のコンピュータを利用するコンピュータワークステーションの形態をした操作者制御器４６が設けられている。この操作者ワークステーションもまた典型的には、検査パルスシーケンス記述、検査プロトコル、ユーザ／患者データ、画像データ（未処理データと処理済みデータの両方）、その他を保存するためにメモリ回路を含んでいる。さらにこのワークステーションはまた、データの受信並びにローカル及びリモートのデバイスとのデータやり取りのために様々なインタフェース及び周辺ドライバを含むことがある。図示した実施形態ではこうしたデバイスには、従来のコンピュータキーボード５０並びにマウス５２などの代替的入力デバイスが含まれる。収集データから再構成した書類や画像のハードコピー出力を作成するためにプリンタ５４を設けることがある。さらに、操作者インタフェースを容易にするためにコンピュータモニタ４８を設けることがある。さらにシステム１０は、様々なローカル及びリモートの画像アクセス／検査制御デバイス（図１において全体を参照番号５６で表す）を含むことがある。こうしたデバイスは、画像蓄積伝送システム、遠隔放射線（ｔｅｌｅｒａｄｉｏｌｏｇｙ）システム、その他を含むことがある。
【００２９】
上で指摘したようにＭＲＩ受信器コイルアレイでは典型的には、スキャン手技開始前の患者上へのＭＲＩ受信器コイルアレイの位置決めをより困難とさせるような嵩張るケーブルの使用が不可欠である。本出願の態様では、目下のところ利用可能な技法の欠点を回避するような第１の１次コイルアレイ６２が収集したデータを第２の２次コイルアレイ６８に誘導式に伝送するための例示的システム６０を提起する。第１の１次コイルアレイ６２は１つまたは複数の１次コイル６４を含む。１次コイル６４は、患者クレードル６６上に配置した患者１２から画像データなどのデータを収集するように構成されている。さらに本技法の態様では、１次コイル６４は収集済みデータを撮像システム１０内の２次コイルなどの別のコイルに誘導式に伝送するように構成されている。
【００３０】
本技法の態様では、１次コイル６４は独立型のコイルまたはループである。本明細書で使用する場合に「独立型（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ）コイルまたはループ」という用語は、それに結合させたケーブル、前置増幅器、マルチプレクサあるいは電源を有しないコイルのことを意味している。第１のアレイ６２内の１次コイル６４のことはまた、１次コイル６４が別の構成要素に結合されていないため「非繋留式（ｕｎｔｅｔｈｅｒｅｄ）コイル」と呼ぶことがある。このためこれらの独立型１次コイル６４を用いると１次コイルを別の構成要素に結合させるために何らのケーブルも必要としない。さらにこれらの１次コイル６４はラーモア周波数で共鳴している。ラーモア周波数は一般に次式で表されることは了解されよう。
【００３１】
ラーモア周波数＝γＢ0        （１）
上式において、γは磁気回転比であり、典型的なプロトン撮像では一般に次式で表される。
【００３２】
γ＝４２．５８ＭＨｚ／Ｔ      （２）
さらにＢ0は、静磁場をテスラ（Ｔ）単位で表したものである。一例として、１．５Ｔシステムのラーモア周波数は６３．８７ＭＨｚである。したがって１．５ＴのＭＲＩシステムでは、１次コイルアレイ内の独立型のコイルまたはループは約６３．８７ＭＨｚで共鳴することになる。
【００３３】
本技法の態様ではシステム６０は、撮像システムの患者クレードル６６内に配置させた第１の１次コイルアレイ６２を含む。さらに患者支持体、患者クレードル及び患者テーブルの語を同じ意味で用いることがある。一例として、撮像システムは図１のＭＲＩシステム１０を含むことがある一方、患者クレードル６６は図１の患者クレードル２２を含むことがある。さらに第１の１次コイルアレイ６２は、例えばＲＦコイル３２（図１参照）などのＭＲＩ受信コイルを含む。
【００３４】
目下のところ企図される構成では、第１の１次コイルアレイ６２は患者クレードル６６内に埋め込まれている。したがって第１の１次コイルアレイ６２は患者クレードル６６内の患者１２の直ぐ下に埋め込まれている。別の実施形態ではその第１の１次コイルアレイ６２を患者クレードル６６上に配置させている。一例としてその第１の１次コイルアレイ６２をマット内に組み込むことがある。次いでこのマットを、患者クレードル６６上に配置させることがある。さらに上で指摘したように、第１の１次コイルアレイ６２内のこれらの１次コイル６４は、仰臥位患者１２（例えば、スキャン手技中にクレードル６６上に頭部先行または脚部先行で位置決めされた患者）からデータを収集するように構成されている。さらに、患者クレードル６６内に配置させる１次コイル６４の数は約１６個から約７２個の範囲とすることがある。具体的には第１のコイルアレイ６２内の１次コイル６４は、１次コイル６４が患者クレードル６６の一帯をカバーするように配列させている。
【００３５】
さらにシステム６０は第２の２次コイルアレイ６８を含む。具体的には第２の２次コイルアレイ６８は、１つまたは複数の２次コイル７０からなる配列を含む。２次コイル７０は、１次コイル６４からのデータを誘導式に受け取るように構成されている。データと信号という用語を同じ意味で用いることがあることに留意されたい。一実施形態では、第２のコイルアレイ６８内の２次コイル７０を支持プラットフォーム７２などのサブストレート上に配置させることがある。これらの２次コイル７０のことを「スニファ」コイルと呼ぶこともある。さらに２次コイルとスニファコイルという用語を同じ意味で用いることがある。一実施形態ではその第２の２次コイルアレイ６８を固定の位置に位置決めしている。具体的に一実施形態ではその第２の２次コイルアレイ６８は、撮像システム１０のスキャナ１４（図１参照）のアイソセンタの位置で患者クレードル６６の下側の固定の位置に位置決めされることがある。本明細書で使用する場合に、スキャナ１４の「アイソセンタ」という語は、上下（Ｓ−Ｉ）及び左右の次元に関する中心性を示すために用いたものであり、必ずしも仰臥位や腹臥位の患者に関する前後の次元に関するものではない。さらに一実施形態では、２次コイル７０のサイズは１次コイル６４のサイズより小さい。一例として、第２のコイル７０のサイズを１次コイル６４のサイズの約４分の１とすることがある。しかしある種の実施形態では、２次コイル７０のサイズを１次コイル６４のサイズと実質的に同じとし得ることに留意されたい。
【００３６】
さらにある種の実施形態では、第２の２次コイルアレイ６８内の２次コイル７０の数は第１の１次コイルアレイ６２内の１次コイル６４の数より少ない。具体的にはＺ方向での２次コイル７０の数はＺ方向での１次コイル６４の数と異なるのが一般的である。しかし、Ｘ方向での２次コイル７０の数はＸ方向での１次コイル６４の数と実質的に同じであることが望ましい。一例として図２に示した実施形態では、Ｚ方向での１次コイル７０の数は８個である一方、Ｘ方向での１次コイル７０の数は３個である。したがって、Ｘ方向での２次コイル７０の数が３個であることが望ましいが、Ｚ方向での２次コイル７０の数は同方向での１次コイル７０の数と異なることがある。しかしある種の別の実施形態では、１次コイル６４の数は２次コイル７０の数と実質的に等しいことがある。さらにある種の実施形態では、２次コイル７０を約４ｍｍ〜約７ｃｍの範囲のある距離だけ１次コイル６４から離して配置させることがある。
【００３７】
図２の参照を続けるとスニファコイル７０は、１次コイル６４から受け取ったデータの撮像システム１０内の処理回路への伝送を支援する別の電子回路に結合させている。一例としてそのスニファコイル７０は、スニファコイル７０が受け取ったデータ内の信号を増幅するように構成させた前置増幅器（図２では図示せず）に結合させている。これらの前置増幅器の出力は次いで、例えば撮像システム１０内の受信器に伝送される。参照番号７４は、２次コイル７０をそのそれぞれのチャンネルに結合するために用いられるケーブルの全体を表している。さらに参照番号７６は、コイル７０からの個々のケーブルを集めたものであるハーネスまたはケーブルバンドルの全体を表している。
【００３８】
さらに一実施形態では、第２のアレイ６８の形状を第１のアレイ６２の形状と整合させている。例えば患者クレードル６６の形状が平坦であれば、第１のアレイ６２の形状も平坦とすることになる。したがって、２次コイル７０を支持する支持プラットフォーム７２も同様の平坦形状を有することが望ましい。しかし患者クレードル６６の形状またしたがって第１のアレイ６２の形状が図２に示したように湾曲していれば、支持プラットフォーム７２も同様に湾曲した形状を有することが望ましい。こうした設計を用いることによって、各１次コイル６４と２次コイル７０の間のギャップを一定の値に維持し、これにより各１次コイルと２次コイルの各対間で等しい結合を得ることが容易になる。
【００３９】
本明細書の上で指摘したように、支持プラットフォーム７２は典型的には、スキャナのアイソセンタにある固定の箇所に配置させている。しかし本技法のさらに別の態様ではその支持プラットフォーム７２を、撮像システム１０内部で移動可能となるように構成された移動式プラットフォーム（図２では図示せず）としている。移動式支持プラットフォーム７２もまた患者クレードル６６の下側に配置されることがある。この移動式支持プラットフォームは、スニファコイル７０と１次コイル６４の間の整列の微調整のために上下方向（Ｚ方向）に移動させることがあり、これについては図５〜７を参照しながらより詳細に説明することにする。
【００４０】
一実施形態ではその第２のアレイ６８を、移動式の支持プラットフォーム７２によってレールまたは軌道（図２では図示せず）に沿って第１のアレイ６２の下に位置決めしている。スニファコイル７０の数は、２次アレイ６８が第１のアレイ６２の全部または部分組の下に位置決めされるように１次コイル６４の数と等しいかこれより少なくすることが可能である。このレールまたは軌道は、少なくとも１つの方向に沿ったコイルの整列を維持するために使用することが可能である。図示した例では、第１のアレイ６２と第２のアレイ６８の両方に関するＺ方向でのコイル数は、第２のアレイ６８を少なくともＺ方向に沿って移動させるために軌道が使用可能となるような数としている。さらにスニファコイル７０がそれぞれの１次コイル６４の下で整列するように、止めねじ／ピンなどのロック機構（図２では図示せず）を利用することがある。
【００４１】
スキャン手技の開始後に患者クレードル６６を撮像システム１０内またより具体的には患者ボア２０（図１参照）内まで前進させると、ある任意の時点で第１のアレイ６２内の１次コイル６４の少なくとも１つの部分組が第２のアレイ６８内のスニファコイル７０の近傍に配置される。さらにスキャン手技中に、患者１２の解剖部位を表した信号が１次コイル６４によって収集される。引き続いてこの収集信号は第２のアレイ６８内のスニファコイル７０に誘導式に伝送される。具体的には本技法の態様では、第１のアレイ６２内の１次コイル６４が収集した信号は、配線を全く使用することなく非繋留式１次コイル６４からスニファコイル７０に誘導式に送られる。さらに、患者クレードル６６を別の位置まで前進させると、患者の別の解剖部位が目標となる。さらにここでは１次コイルの別の部分組６４をスニファコイル７０の近傍に配置させている。この別の解剖部位に対応する信号は、１次コイル６４によって収集されると共に、１次コイルの部分組６４からスニファコイル７０に誘導式に伝送される。さらにスニファコイル７０が受け取った信号は、例えば前置増幅器によって増幅され、この増幅済み信号は撮像システム１０内の受信器（図２では図示せず）に送られる。
【００４２】
さらに、アレイ内の各コイルに受動型のＲＦ阻止網を用いることによってＲＦ送信中に１次コイル６４を無効にし得ることが指摘できよう。１次コイル６４に対するこの無効化または離調（ｄｅｔｕｎｉｎｇ）によれば、受信コイルがスピン励起中に共鳴した場合に生じる送信磁場の歪みの回避に役立つ。さらに従来のケーブル接続式設計の場合と同様にこの２次コイルすなわちスニファコイル７０は、送信時に各スニファコイル７０のダイオードを作動させることによってＤＣパルスを用いて無効化される。
【００４３】
ここで図３を見ると、第１のアレイ６２（図２参照）内の１次コイル６４（図２参照）から第２のアレイ６８（図２参照）内の２次コイル７０（図２参照）までデータを誘導式に送る方法の概要図８０を表している。参照番号８２は全体として、１次コイル６４の等価電子回路を表している。同様に、２次コイル７０の等価電子回路の全体を参照番号８４で表している。
【００４４】
図３に示したように、第１のアレイ６２内の各１次コイル６４はインダクタンスＬ1と第１のコンデンサＣ1によるループを含む回路で表している。同様の方式で、第２のアレイ６８内の各２次コイルすなわちスニファコイル７０は、インダクタンスＬ2とコンデンサＣ2及びＣ2bとによるループを含む回路で表している。１次コイル６４の近傍まで２次コイル７０を持ってくると、この２つのコイルが誘導式に結合されると共に、相互インダクタンスＭを示す。さらにコンデンサＣ2bとインダクタＬ2bは、前置増幅器８６に対するインピーダンス整合のために用いている。スニファコイル７０は前置増幅器８６に結合されており、一方この前置増幅器８６は送信線８８を介して受信器（図３では図示せず）に結合されている。送信線８８は同軸またはストリップ線路の幾何学構成を有することがある。さらに送信線８８は、２次コイル７０の面内に配置させることや、２次コイル７０の下側に若干オフセットさせて配置させることがある。送信線８８は図２のケーブル７４と実質的に同じであることに留意されたい。
【００４５】
さらに、１次コイル６４はスニファコイル７０と一緒になって１つの結合共鳴構造を形成する。１次コイル６４は、１次コイル６４の近傍に配置させたスニファコイル７０とリンクさせ得るＲＦ磁気フラックスを放出するように構成されている。具体的には１次コイル６４は、信号転送の強化を支援するようにスニファコイル７０からある距離だけ離して配置させている。この距離は、患者クレードル６６の厚さ並びに患者クレードル６６とスキャナ構造の間の無障害性の移動の提供に必要な任意のギャップに依存する。したがって、１次コイル６４が収集した信号は、ケーブルを用いて１次コイル６４を繋留することなくスニファコイル７０に対して誘導式に送られる。
【００４６】
さらに、能動型の送信阻止のためにＰＩＮダイオード８７が用いられる。ＲＦ送信パルスの間に、ダイオード８７の両端にＤＣ信号が印加され、これによりそのインピーダンスが低下すると共に、コンデンサＣ2bとインダクタＬ2bによるラーモア周波数における高インピーダンス阻止回路の形成が可能となる。これによりスニファコイル７０への電流の流入が阻止され、これによりＲＦ送信パルスによって１次コイル６４内に誘導される電流が低下する。
【００４７】
図２の実施形態では独立型１次コイル６４は、患者クレードル６６内に配置されると共に、収集した信号を患者クレードル６６の下側に配置したスニファコイル７０に対して誘導式に送るように構成されている。図４は、第１の１次コイルアレイ９２から２次コイルすなわちスニファコイル９６の第２のアレイまでデータを誘導式に伝送するためのシステムの別の実施形態の概要図９０である。図４に示した実施形態では第１の１次コイルアレイ９２は、第１の柔軟なサブストレート上に配置された１つまたは複数の１次コイル９４を含む。この第１の柔軟なサブストレートは、ポリイミド薄膜またはＦＲ−４などの薄い誘電材料を用いて形成させることがある。目下のところ企図される構成では、第１の柔軟なサブストレートは胴着の形態でパターン形成されている。１次コイル９４のこの胴着９２は患者１２が着用することがある。さらに１次コイル９４はラーモア周波数に同調させた独立型コイルを含む。このため１次コイル９４は、ケーブル、前置増幅器または切替器をこれに全く結合させていない。
【００４８】
１次コイル９４の胴着９２によれば、患者１２の上半身からのデータ収集が可能となる。本技法の別の態様では、１次コイル９４を有する第１の柔軟なサブストレート９２を、スキャン中の患者１２の対象部分に基づいてパターン形成することができる。例えば患者１２の下半身のスキャンを希望する場合は、第１の柔軟なサブストレート９２を患者１２が着用するズボンの形態にパターン形成することができる。したがって１次コイル９４を有するズボンにより、患者１２の下半身からのデータの収集が支援される。さらに、患者１２の頭部のスキャンを希望する場合は、１次コイル９４を有する第１の柔軟なサブストレート９２を患者１２が着用するヘルメットの形に製作することができる。図４の実施形態では第１のアレイ９２を１次コイル９４の胴着を含むように表しているが、第１のアレイ９２を患者１２のスキャン対象部分に基づいた異なる形状にパターン形成し得ることに留意されたい。
【００４９】
さらにシステム９０は第２の２次コイルアレイ９６を含む。図４の実施形態では第２のアレイ９６は、第２の柔軟なサブストレート上に配置された２次コイルすなわちスニファコイル９８を含む。この第２の柔軟なサブストレートはポリイミド薄膜またはＦＲ−４などの薄い誘電材料から形成することがある。さらに一実施形態では、この第２の柔軟なサブストレートをブランケットの形態で製作することがある。さらに、スニファコイル９８のこのブランケット９６は患者クレードル６６の一方の側面に対して確保されている。一実施形態ではそのブランケット９６は、少なくとも１つの電気コネクタ１００を用いて患者クレードル６６の一方の側面に対して確保されている。ある種の実施形態では、電気コネクタ１００に嵌合式に結合可能でありかつ患者クレードル６６の近傍に配置させたシステムコネクタ（図４では図示せず）を利用して電気コネクタ１００を患者クレードル６６に動作可能に接続させることがある。電気コネクタ１００は一般に、ブランケット９６の内部にあるケーブル（図４では図示せず）を介してブランケット９６内のスニファコイル９８に結合させている。しかしある種の別の実施形態ではその電気コネクタ１００は、ブランケット９６上に装着したケーブル（図４では図示せず）を介してブランケット９６内のスニファコイル９８に結合させることがある。さらにブランケット９６は患者胴着９２の上に重ねることがある。具体的にはブランケット９６は、胴着９２内の１次コイル９４がブランケット９６内のスニファコイル９８と整列するようにして胴着９２の上に重ねられている。
【００５０】
さらに、スニファコイル９６のブランケットを１次コイル９２の胴着に締着させることがある。そのためにある種の実施形態では、スニファコイル９６のブランケット上に第１の留め具（図４では図示せず）を配置させている。さらに、１次コイル９２の胴着上に第２の留め具（図４では図示せず）を配置させている。一実施形態ではその第１の留め具及び第２の留め具をＶＥＬＣＲＯなどの面ファスナー細片とすることがある。別法では留め具として、非金属のスナップオン式ボタンを用いることがある。スニファコイル９６のブランケット上の第１の留め具を用いてブランケット９６を１次コイル９２の胴着上の第２の留め具に確保し、これにより胴着９２内の１次コイル９４に対するブランケット９６内のスニファコイル９８の適正な整列を保証している。胴着９２内の１次コイル９４が収集した信号は次いで、１次コイル９４からブランケット９６内のスニファコイル９８に誘導式に伝送される。この信号は引き続いて、撮像システム内の前置増幅器や受信器に送られる。
【００５１】
さらに、胴着９２内に配置した１次コイル９４以外に、複数の撮像用途を可能にするためにクレードル６６内に１次コイルを埋め込むこともあり得ることに留意されたい。さらに、スニファコイル７０のブランケット９６以外にクレードル６６の下にもスニファコイルを配置させることがある。
【００５２】
ある種の実施形態では、２次コイル９６のブランケットと同様のスニファコイル（図４では図示せず）の追加のブランケットを患者クレードル６６のもう一方の側面に確保することがある。このブランケットも同様に、胴着９２内の１次コイル９４の少なくとも１つの部分に対して整列させることがある。
【００５３】
さらにスキャン手技中に患者クレードルをマグネットボア内に前進させると、第１のコイルアレイ内の１次コイルの異なる部分組が第２のコイルアレイのスニファコイルの近傍に位置決めされる。しかしある種の状況では、その１次コイルの部分組がスニファコイルと正確に整列せず、このため１次コイルにより収集されスニファコイルに誘導式に送られるデータの信号対雑音比の低下に繋がることがある。したがって、１次コイルの部分組がスニファコイルと正確に整列するように保証することが望ましい。
【００５４】
図５は、１次コイルとスニファコイルの望ましい整列１１２に関する概要図１１０である。さらに図５には、１次コイルとスニファコイルの望ましくない整列不良１１４も示している。ある種の実施形態では、スニファコイルに対する１次コイルの部分組の望ましい整列にはスニファコイルに対する１次コイルの部分組の中心対中心整列が必要である。そのために一実施形態では、スキャン中の患者１２の解剖部位に基づいて「ランドマーク」が特定される。スキャン手技が開始された後、特定したランドマークがスキャナのアイソセンタに位置決めされるように患者クレードルを患者ボア内に移動させる。上で指摘したようにスニファコイルのデフォルト位置も典型的にはスキャナのアイソセンタ位置にある。
【００５５】
参照番号１１６は一般に、図１のマグネットボア２０などのマグネットボアの外部にある１次コイル１１８の位置を示す一方、患者の解剖部位内で選択したランドマークを参照番号１２０で示している。１次コイル１１８は、特定したランドマーク１２０がスキャナのアイソセンタ１２６に配置されるようにして位置決めされることに留意されたい。さらにスニファコイル１２４も、スキャナのアイソセンタ１２６の周りの固定の位置に位置決めされることがある。別法として一実施形態ではそのスニファコイル１２４は、移動式プラットフォーム上に装着されることがある。
【００５６】
さらに参照番号１２２は一般に、スニファコイル１２４に対する１次コイルの部分組１１８の望ましい整列を示している。上で指摘したように、スニファコイル１２４のサイズはこの例では、１次コイル１１８のサイズより小さい。したがって参照番号１２２で示したように、小さい方のスニファコイル１２４の中心を１次コイル１１８の中心と整列させることが望ましい。
【００５７】
さらに、患者クレードルをマグネットボア内に前進させると、１次コイル１１８とスニファコイル１２４の間に特定したランドマーク１２０に基づいた望ましくない整列不良が生じることがある。この整列不良を一般に参照番号１３０で表している。参照番号１２８は一般に、１次コイル１１８のマグネットボアの外部にある位置を示している
したがって、スニファコイル１２４に対する１次コイルの部分組１１８の整列を微調整する必要性が存在する。本技法の態様では、スニファコイル１２４に対して１次コイルの部分組１１８を正しく整列させるためのサブシステム及び方法を提起する。図６は、データを誘導式に伝送するための図１のシステムと連携して使用されるスニファコイル１２４に対して１次コイルの部分組１１８を整列させるためのサブシステムの概要図１４０である。具体的には図６の実施形態では、１次コイル１１８が患者クレードル６６の第１の側面１４２上に配置される一方、スニファコイル１２４は患者クレードル６６の第２の側面１４４の下側に配置させている。さらに図６に示した実施形態では、スニファコイル１２４に対して１次コイルの部分組１１８を正しく整列させるためのシステム１４０は光学式整列サブシステムである。本技法の態様ではその整列サブシステムは、非金属の光反射体１４６と、光源１４８と、光検出器１５０と、を含む。したがって一実施形態では、非金属光反射体１４６を各１次コイル１１８の下に配置させている。目下のところ企図される構成では、非金属光反射体１４６は１次コイル１１８と関連付けさせている。具体的に一実施形態ではその非金属光反射体１４６は、対応する１次コイル１１８の下で中心揃えされている。一例として、１次コイル１１８が患者クレードル６６の第１の側面１４２上に配置されるかあるいは患者クレードル６６内に埋め込まれている場合、非金属光反射体１４６は患者クレードル６６の第２の側面１４４上に配置させる。非金属光反射体１４６は、光源１４８からの光ビームを反射するように構成されている。
【００５８】
ある種の別の実施形態ではその非金属光反射体１４６はさらに、コイルの１つの左右列ごとに１つの１次コイルの下にだけ位置決めされることがある。具体的に一実施形態ではその非金属の反射体１４６は、左右列の中心または中心近くに配置された１次コイル１１８の下に位置決めされている。さらにこの実施形態ではアレイ全体において、各左右列が１つの対応する非金属の光反射体１４６を有しており、したがって各１次コイル１１８の位置で中心揃えされてＳ／Ｉ方向に非金属光反射体１４６の１つの列が形成される。この整列がＳ／Ｉ方向であるため、Ｓ／Ｉ方向に広がるように非金属光反射体１４６を含むのに十分となり得る。
【００５９】
さらに光源１４８を各スニファコイル１２４と関連付けさせている。具体的には光源１４８は、患者クレードル６６の第２の側面１４４の方向に光源１４８が導かれるようにして各スニファコイル１２４上に配置されている。さらに光検出器１５０も各スニファコイル１２４と関連付けさせている。一実施形態ではその光検出器１５０も各スニファコイル１２４上に配置させている。光検出器１５０は、非金属光反射体１４６により反射された光を検出するように構成されている。低パワー光源１４８の例には、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザー）が含まれる。さらに光検出器１５０の一例は、光検出器１５０が光源１４８の波長レンジにおいて高感度を有するように選択したフォトダイオードである。１次コイル１１８に関連して上述したように、非金属光反射体を有する１次コイルに対応して左右列の１列あたり１つのスニファコイルの上にだけ光源／検出器対を位置決めすることがある。
【００６０】
光は光源１４８から送出され非金属光反射体１４６の方向に導かれる。この光は、非金属光反射体１４６により反射され光検出器１５０の位置で検出される（光源／検出器対が１次コイル１１８の直下に配置された非金属光反射体１４６と正確に整列している場合）。しかしスニファコイル１２４が１次コイル１１８と正確に整列していなければ、光源１４８から送出された光は非金属光反射体１４６により有効に反射されて光検出器１５０により検出されない。
【００６１】
したがって、１次コイル１１８とスニファコイル１２４の間のこの整列不良を補正することが望ましい。具体的に一実施形態では、移動式プラットフォーム上に装着したスニファコイル１２４を、＋Ｚ方向に微小な増分ステップで並進させることがある。各ステップにおいて、光源１４８によって非金属光反射体１４６に向けて光が送出される。光検出器１５０の出力により計測される受信光信号が増加する場合、その上にスニファコイル１２４を配置させた移動式プラットフォームは、光検出器１５０の出力が減少し始めるまでさらに＋Ｚ方向に並進させる。引き続いて、スニファコイル１２４が光検出器１５０のピーク出力に対応する箇所に位置決めされるようにスニファコイル１２４を有する移動式プラットフォームを並進させる。光検出器１５０のピーク出力は、１次コイル１１８とスニファコイル１２４の中心対中心整列に対応する。
【００６２】
しかし、スニファコイル１２４を有する移動式プラットフォームを＋Ｚ方向に並進させるに連れて光検出器１５０の出力により計測される受信出力信号が増加しない場合、スニファコイル１２４を光検出器１５０の出力が減少し始めるまで−Ｚ方向に並進させる。引き続いて、スニファコイル１２４が光検出器１５０のピーク出力に対応する箇所に位置決めされ、光検出器１５０のピーク出力が１次コイル１１８とスニファコイル１２４の中心対中心整列に対応するようにスニファコイル１２４を並進させる。本明細書の上に記載した手順に従えば、スキャン手技中に患者クレードル６６をマグネットボア２０内に前進させるに連れて、患者クレードル６６の所望の撮像位置での１次コイル１１８とスニファコイル１２４の間の中心対中心整列が達成される。
【００６３】
本技法の別の態様では、図６の光学式整列サブシステムの代わりに、プレスキャン信号を利用してスニファコイル１２４に対する１次コイル１１８の正確な整列を支援することがある。具体的には、スニファコイル１２４を微小な増分ステップで並進させるに連れてそのプレスキャン信号を監視している。ピーク信号に対応したスニファコイル１２４の位置に対応するデータが撮像に用いられる。
【００６４】
さらに本技法の態様では、独立型１次コイルからスニファコイルに信号を誘導式に伝送するための例示的な一方法を提起する。ここで図７を見ると、本技法の態様による信号を誘導式に伝送するための例示的な一方法を表した流れ図１６０を示している。本方法は、第１の１次コイルアレイが提供されるステップ１６２で開始される。一実施形態ではその１次コイルは、患者クレードル内に埋め込まれるか、患者クレードル上に配置されている。一例としてその１次コイル６４（図２参照）の第１のアレイ６２（図２参照）は患者クレードル６６（図２参照）内に埋め込まれている。別法としてその１次コイル９４（図４参照）を胴着９２（図４参照）内に配置させている。引き続いてステップ１６４で示したように、スニファコイルの第２のアレイが提供される。例えば一実施形態では、第２のアレイ６８（図２参照）のスニファコイル７０（図２参照）を患者クレードル６６の下側でスキャナのアイソセンタの位置に配置させている。しかしある種の別の実施形態ではそのスニファコイル９８（図４参照）を胴着９２の上を覆って配置するように構成されたブランケット９６（図４参照）内に配置させている。
【００６５】
さらに患者１２（図１参照）などの患者は、クレードル６６上に位置決めされることがある。次いでスキャン手技中に、その患者に対応するデータが収集される。そのためにはステップ１６６で示したように、患者からのデータ収集を支援するために患者クレードルを撮像システム（図１参照）内に前進させることがある。スキャン手技中に、その上に患者１２を配置させている患者クレードル６６を患者ボア２０（図１参照）内に前進させる。具体的には、第１のコイルアレイ内の１次コイルの少なくとも１つの部分組が第２のアレイ内のスニファコイルの近傍に位置決めされるように患者クレードルを前進させている。引き続いて、患者クレードルを別の位置まで前進させ、これにより患者の別の解剖部位が目標となるようにする。患者クレードルを移動させた結果として、１次コイルの異なる部分組がスニファコイルの近傍に配置される。
【００６６】
本明細書の上で指摘したように、患者クレードルをマグネットボア内に前進させると、第１のコイルアレイ内の１次コイルの別の部分組が第２のコイルアレイ内のスニファコイルの近傍に位置決めされる。しかしある種の状況では、その１次コイルの部分組がスニファコイルと正確に整列しないことがあり、このため収集データの信号対雑音比の低下に繋がることがある。したがってステップ１６８に示すように、１次コイルの部分組がスニファコイルと正確に整列しているか否かを確認することが望ましい。ある種の実施形態では、スニファコイルに対する１次コイルの部分組の整列の確認には、スニファコイルに対する１次コイルの部分組の中心対中心整列を保証することが必要である。
【００６７】
さらにステップ１６８では、１次コイルの部分組がスニファコイルと正確に整列していないと確認された場合、１次コイルの部分組とスニファコイルの間の整列不良をすべて補正することが望ましい。したがってステップ１７０では、１次コイルの部分組をスニファコイルと正確に整列させる。一実施形態ではその１次コイルは、図５〜６に関連して上で説明した方法を用いてスニファコイルと整列させている。
【００６８】
本技法の例示的な態様では、スキャン手技中に患者クレードルの所与の位置において１次コイルの部分組により信号が収集される。次いでこの収集信号は、スニファコイルに誘導式に送られる。スニファコイルが受け取った信号は、例えば前置増幅器により増幅されると共に、ステップ１７２に示すように上述したようにして受信器に送られる。さらに、患者クレードルを別の位置まで前進させると、患者の別の解剖部位が目標となる。患者クレードルを移動させた結果として、１次コイルの異なる部分組がスニファコイルの近傍に配置される。患者クレードルの様々な位置で１次コイルの部分組が収集した信号をスニファコイルに誘導式に伝送している。一方、スニファコイルは受け取った信号を、前置増幅器を含み得る処理回路に送っている。次いで処理回路の出力は受信器に送られる。
【００６９】
判定のブロック１６８の参照に戻ると、１次コイルの部分組がスニファコイルと整列していると確認された場合、制御はステップ１７２に進み、１次コイルの部分組が収集した信号がスニファコイルに誘導式に伝送される。上で指摘したように、スニファコイルは一方この受け取った信号を、前置増幅器を含み得る処理回路に送っている。処理回路の出力は次いで受信器に送られる。
【００７０】
本明細書の上で指摘したように、スニファコイルに対する１次コイルの部分組の整列の確認には、スニファコイルに対する１次コイルの部分組の中心対中心整列を保証することが必要である。そのために一実施形態では、スキャン中の患者１２の解剖部位に基づいた「ランドマーク」が特定される。スキャン手技が開始されると、特定したランドマークがスキャナのアイソセンタの位置に位置決めされるようにして患者クレードルを患者ボア内に移動させる。上で指摘したように、スニファコイルのデフォルト位置も典型的にはスキャナのアイソセンタである。
【００７１】
さらに撮像システム１０により実行し得るような上述した例、実証及び処理ステップは、汎用または特殊目的のコンピュータなどのプロセッサベースのシステム上にある適当なコードによって実現することができる。さらに、本技法の様々な実現形態では本明細書に記載したステップのうちの幾つかまたは全部を別の順序であるいは実質的に同時に（すなわち、並列に）実行し得ることに留意されたい。さらにこれらの機能は、Ｃ＋＋やＪａｖａ（商標）（ただし、これらに限らない）を含む多種多様なプログラミング言語で実現することができる。こうしたコードは、データ格納チップ、ローカルまたはリモートのハードディスク、光ディスク（すなわち、ＣＤやＤＶＤ）、メモリその他の媒体など、保存しておいたコードを実行するためにプロセッサベースのシステムがアクセスし得る１つまたは複数の有形の機械読み取り可能な媒体上に記憶させるように保存されあるいは適用させることができる。この有形媒体は、その上に命令をプリントアウトさせる紙や別の適当な媒体を含み得ることに留意されたい。例えばこれらの命令は、紙その他の媒体の光学スキャンによって電子的に取り込まれ、次いでコンパイル、翻訳また必要であれば適当な方式で処理され、さらにデータ格納体またはメモリ内に保存されることがある。
【００７２】
本明細書の上に記載したＭＲＩ信号を誘導式に伝送するための方法並びに信号を誘導式に伝送するためのシステムの様々な実施形態によれば、撮像システムの性能が劇的に強化される。具体的には、独立型１次コイルからスニファコイルに信号を伝送するために誘導性結合を用いることによって、コイル上やその近傍における能動型素子の使用が不要となり、これによりこれら能動型素子に対する電力の供給の必要性がなくなる。具体的には、本明細書の上に記載した信号を誘導式に伝送するためのシステムの設計によればさらに、コイルに関する前置増幅器、混合器、アナログ対ディジタルの変換器（ＡＤＣ）の必要性がなくなる。このためこの設計によれば、１次コイルの異なる部分組からの信号を受け取るために、患者クレードルを前進させるに連れてスキャナアイソセンタの位置にどの１次コイル部分組を配置させるかに応じて比較的小型のスニファコイルアレイをスキャナアイソセンタの周りに位置決めして用いることが可能となる。
【００７３】
さらに、胴着の形態をした軽量の１次コイルアレイによれば、患者快適性及びスキャナスループットが大幅に上昇する。さらに、ケーブル内で同相（ｃｏｍｍｏｎ−ｍｏｄｅ）電流の阻止に嵩張るケーブルバランを用いる必要性も最小限となるあるいは排除され、これによりさらに嵩張るケーブルバランが消費する大量の熱を低下させることができる。さらに患者クレードル内にある前置増幅器、ケーブル、バラン及び切替器の数が少なくなるため、撮像システムのコスト及び複雑さも低減される。
【００７４】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって添付の特許請求の範囲が、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００７５】
１０  ＭＲＩ撮像システム
１２  患者
１４  スキャナ
１６  スキャナ制御回路
１８  システム制御回路
２０  患者ボア
２２  患者クレードル
２４  主磁場コイル
２６  傾斜コイル
２８  傾斜コイル
３０  傾斜コイル
３２  無線周波数コイル
３４  電源
３６  制御回路
３８  メモリ回路
４０  増幅／制御回路
４２  送信／受信インタフェース回路
４４  インタフェース構成要素
４６  操作者制御器
４８  モニタ
５０  キーボード
５２  マウス
５４  プリンタ
５６  ローカル及びリモートの画像アクセス／検査制御デバイス
６０  データを誘導式に伝送するためのシステム
６２  独立型１次コイルの第１のアレイ
６４  １次コイル
６６  患者クレードル
６８  第２の２次コイルアレイ
７０  ２次コイル
７２  サブストレート
７４  ケーブル
７６  ケーブルバンドル
８０  データを誘導式に伝送するためのシステムの等価回路を表した図
８２  １次コイルの等価回路
８４  スニファコイルの等価回路
８６  前置増幅器
８７  ダイオード
８８  送信線
９０  データを誘導式に伝送するためのシステム
９２  １次コイルの胴着
９４  １次コイル
９６  スニファコイルのブランケット
９８  スニファコイル
１００  コネクタ
１１０  １次コイルとスニファコイルの整列及び整列不良を表した図
１１２  望ましい整列
１１４  望ましくない整列
１１６  ボア外部の１次コイル
１１８  １次コイル
１２０  ランドマーク
１２２  ボア内部でのスニファコイルに対する１次コイルの整列
１２４  スニファコイル
１２６  スキャナアイソセンタ
１２８  ボア外部の１次コイル
１３０  ボア内部でのスニファコイルに対する１次コイルの整列不良
１４０  光学的手段を用いて１次コイルをスニファコイルと整列させるシステム
１４２  患者クレードルの第１の側面
１４４  患者クレードルの第２の側面
１４６  非金属光反射体
１４８  光源
１５０  光検出器
１６０  データを誘導式に伝送するための方法を表した流れ図
１６２〜１７２  データを誘導式に伝送するための方法を実行するためのステップ
【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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