(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＲＩおよびＸ線などの貫通性の放射線を使用して、デュアル画像化システムにおいて使用するのに適した、フェイズドアレイＲＦコイルを提供する。【解決手段】ＭＲ画像化のために使用されるフェイズドアレイＲＦコイルは、Ｘ線画像化システムの視界内に適所に残るように設計され、銅またはアルミニウムの導電性トレースが支持される支持ボードを含む。トレースによって引き起こされたＸ線の減衰は、放射線画像において目に見えるが、これは、減衰が実質的に一定であるように、支持ボードの非導電性材料を配することによって補われる。フェイズドアレイは、トレースの交差する位置で２分の１の厚さであるトレース、および基板シートの１つの側面上の１つのループおよび第２側面上のもう１つのループによって重ねられる、個別のコイルループを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体のＭＲ画像を作り出すためのＭＲ画像化システム、および貫通性の電磁放射線を使用して、被験体の放射線画像を作り出すための放射線画像化システムに使用するためのＲＦフェイズドアレイコイルであって、該フェイズドアレイコイルは、放射線画像化の間に適所に残るように配され、放射線画像化の視界内に位置されるコイル導電性トレースを含み；
該ＲＦフェイズドアレイコイルは、
少なくとも１枚の基板シートによって定義される支持部；
該基板上で支持される導電性トレースによって形成される複数の個別のコイルループを含み；
少なくとも１つの個別のコイルループは、少なくとももう１つの個別のコイルループと重ねられ、その結果、前記１つのコイルループの脚部は、前記もう１つのコイルループの脚部に隣接し、前記１つのコイルループの脚部の端での２つの部分は、前記もう１つのコイルループの脚部の端での２つの対応する部分と交差し；
交差する部分の各々および対応する部分の各々は、脚部の厚さよりも薄い、基板に対して直角の方向での厚さを有することを特徴とする、ＲＦフェイズドアレイコイル。
【請求項２】
前記交差する部分の各々および前記対応する部分の各々は、前記脚部の厚さの２分の１と等しい、前記基板に対して直角の方向での厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記個別のコイルループの各々は、交差する部分および対応する部分を除いて、一定である、その全長に沿った厚さを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記１つの個別のコイルループは、前記基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、前記基板シートの第２対向面上に配されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記支持部は、第１および第２の重なるラミネート基板シートを含み、ここで、前記１つの個別のコイルループは、前記第１基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、前記第１および第２の基板シート間に位置されるように、前記第１基板シートの第２対向面上に配されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記第２基板シートの第２対向面に位置付けられる、第３の個別のコイルループが提供され、ここで、該第３の個別のコイルループは、前記１つのおよび前記もう１つの個別のコイルループと重ねられることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ＲＦコイルの前記導電性トレースは、前記トレースが、放射線画像において目に見える貫通性の電磁放射の減衰を引き起こすような厚さを有する、導電性材料で配され、ここで、前記支持基板は、前記トレースから間隔を置かれた前記基板シート上の位置での貫通性の電磁放射線の減衰が、前記導電性トレースの前記基板シート上の位置での減衰と実質的に等しくなるように選択された厚さを有する、視界内の非導電性材料を含むことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記支持基板シートの前記非導電性材料は、視界内に位置付けられる前記ＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように、前記導電性トレースに関連して配されることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記支持基板シートは、共通の材料から形成され、ここで、該共通の材料の厚さは、視界内に位置付けられる前記ＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように変更されることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記支持基板シートは、基材から形成され、該基材とは異なる追加材料は、視界内に位置付けられる前記ＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように、前記支持基板シートに加えられることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記基材および前記追加材料は、共通構造を形成するためにラミネートされることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記支持基板シートは柔軟であることを特徴とする、請求項１乃至１１に記載の装置。
【請求項１３】
被験体のＭＲ画像を作り出すためのＭＲ画像化システム、および貫通性の電磁放射線を使用して、被験体の放射線画像を作り出すための放射線画像化システムに使用するためのＲＦフェイズドアレイコイルであって、該フェイズドアレイコイルは、放射線画像化の間に適所に残るように配され、放射線画像化の視界内に位置されるコイル導電性トレースを含み；
該ＲＦフェイズドアレイコイルは、
少なくとも１枚の基板シートによって定義される支持部；
該基板上で支持される導電性トレースによって形成される複数の個別のコイルループを含み；
少なくとも１つの個別のコイルループは、少なくとももう１つの個別のコイルループと重ねられ、その結果、前記１つのコイルループの脚部は、前記もう１つのコイルループの脚部に隣接し、前記１つのコイルループの脚部の端での２つの部分は、前記もう１つのコイルループの脚部の端での２つの対応する部分と交差し；
ここで、前記１つの個別のコイルループは、前記基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、前記基板シートの第２対向面上に配されることを特徴とする、ＲＦフェイズドアレイコイル。
【請求項１４】
前記第２基板シートの第２対向面に位置付けられる、第３の個別のコイルループが提供され、ここで、該第３の個別のコイルループは、前記１つのおよび前記もう１つの個別のコイルループと重ねられることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の身体部分のＭＲ画像を得るために使用され得、Ｘ線画像を妨害せずに、身体部分のＸ線画像化中に適所に残り得る、磁気共鳴映像法に使用するための、一連の別々のコイルエレメントまたは個別のループから形成されたフェイズドアレイＲＦコイルに関する。コイルアレイは、受信機能、送信機能に使用され得るか、または両方の機能を実行し得る。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）は、医療用画像のために一般に使用される。さらに、ＭＲＩの放射線（Ｘ線）治療と放射線画像化との組み合わせた使用は、両方とも、多くの状況で以前から使用されてきた。そのようなシステムは、患者の情報を得るために、単一のモダリティシステムと比較して、著しい利点を提供する。しかしながら、そのような従来のデュアル画像化システムにおいて、患者は、１つのシステムから別のシステムに移動または伝送される必要があり得る。そのような移動は、困難且つ時間がかかり得、画像登録を複雑にすることによって結果を損ないかねない。
【０００３】
放射線治療用加速器と組み合わせたＭＲＩが使用されてきた。したがって、Ｘ線は、放射線治療中に適所に残るＭＲ画像化システムのＲＦコイルを介して送信されなければならない。ＭＲＩシステムのＲＦコイルは放射経路にあるが、十分な吸収を引き起こさないため、治療を著しく低下させる、または画像化のためにより高用量を必要とする。例えば、ＲＦコイルは、約２．３ｍｍの同等なＡｌの厚さを有し得、これは、治療がコイルからの妨害なしで実行されるのに十分低く、およびＸ線照射の最適線量に影響を与えないように十分低い。
【０００４】
ＭＲＩの放射線画像化、またはより具体的にはＸ線画像化との組み合わせは、固有の問題を引き起こす。具体的には、従来の表面のＭＲＩ受信コイルがＸ線システムの画像化経路に置かれると、コイルは、画像において目に見え、受信コイルのアーティファクトまたはエッジまたは構成要素が、外科医が見る必要のあるＸ線画像における重要な特徴を覆い得る要因となる。この理由のために、ＭＲＩが放射線画像化と組み合わせて行なわれるとき、ＲＦコイルを含む、ＭＲＩシステムのすべてのコイルは、典型的に、視界から外れるように、放射経路から外れて配置されるか、または放射経路から取り除かれる。
【０００５】
例えば、２００５年８月２日に発行された、特許文献１（McKinnon）は、Ｘ線システムの放射経路から外れて配置されたすべてのＭＲＩコイルを有する分離した磁石のＭＲＩシステムを考慮する。
【０００６】
不運にも、ＭＲＩ性能は、ＭＲＩ ＲＦコイルを、放射線画像化システムの視界の外側に置くことの必要性によって、あいにく低下されかねない。例えば、表面のＲＦコイルは、最大のＭＲＩ画像品質のために、画像化されている被験体上にしばしば直接置かれる。そのような表面コイルは、ＭＲＩシステムとして被験体の同一部分に向けられる任意の放射線画像化システムの視界内にある。したがって、従来の組み合わされたＭＲＩおよび放射線画像化は、ＲＦコイルを放熱システムの視界から外して置くことによる、低下したＭＲＩ画像品質を受け入れるか、ＲＦコイルを放熱システムの視界内に置くことによる、またはＭＲＩ ＲＦコイルを、ＭＲＩ画像化のための１つの位置に、および放射線画像化のための視界外の別の位置に移動させることによる、放射画像におけるＲＦコイルアーティファクトを受け入れるかの望ましくない選択が要求され得る。
【０００７】
２００８年７月１日に発行された、特許文献２（Rieke）は、ＲＦコイルをＸ線に対して「透過性」となるようにするためのアルミニウムの使用を開示する。より具体的には、特許文献２は、ＭＲＩの改善された放射線画像化との適合性が、送信コイル部分を有するＭＲＩ ＲＦコイルによって提供される配置を開示する。送信コイル部分は、放射線画像化システムによって使用される貫通性の放射線に対して実質的に透過性である。したがって、送信コイル部分は、放射線画像へアーティファクトを導入せずに、放射線画像化システムの視界内に配置され得る。貫通性の放射線に対する透過性は、送信コイル部分における低原子番号（即ち、Ｚ＜２９）元素のみを実質的に含むことによって達成され得る。好ましくは、送信コイル部分は、アルミニウムから実質的に組立てられる。
【０００８】
しかしながら、ＲＦコイルのトレース（traces）のためのアルミニウムの使用は、銅の使用と比較して、ＭＲ画像化の低下につながることが認められる。しかしながら、銅は、Riekeの「送信」コイル部分を作り出すのに十分薄いトレースにおいて使用することができない。
【０００９】
関連する開示は、本発明の出願人／譲受人によって、両方とも２００９年５月２５日に出願され、２００９年１２月１０日に公開された、特許文献３および特許文献４においてなされ、それらの開示は、引用によって本明細書に組み入れられ、それらの引用に対する開示が、さらなる詳細のためになされ得る。
【００１０】
本件の出願人／譲受人によって、２０１０年６月２９日に出願され、２０１１年１月６日に公開された、特許文献５において、ＲＦコイルが開示され、ここで、ＲＦコイルの導電性トレースは、トレースが放射線画像において目に見える貫通性の電磁放射線の減衰を引き起こすような厚さを有する、導電性材料で配され、支持ボードは、トレースから間隔を置かれたボード上の位置での貫通性の電磁放射線の減衰が、導電性トレースのボード上の位置での減衰と実質的に等しくなるように選択された厚さを有する、視界内の非導電性材料を含む。しかしながら、この配置は、以前に知られているように、コイルループ間の相互インダクタンスを分断するために重複しなければならない、個別のループを有する、減衰が一定である、このタイプのフェイズドアレイコイルを提供する方法を開示していない。この文書の開示は、引用によって本明細書に組み入れられ、それらの引用に対する開示が、さらなる詳細のためになされ得る。
【００１１】
本件の譲受人によって、２０１１年３月３日に公開された、特許文献６において、分断および前置増幅（pre-amplification）のための配置を含む、ＲＦコイルループが開示される。この文書の開示は、引用によって本明細書に組み入れられ、それらの引用に対する開示が、さらなる詳細のためになされ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，９２５，３１９号
【特許文献２】米国特許第７，３９４，２５４号
【特許文献３】ＰＣＴ出願公開ＷＯ ２００９／１４６５２１
【特許文献４】ＰＣＴ出願公開ＷＯ ２００９／１４６５２２
【特許文献５】ＰＣＴ出願公開ＷＯ ２０１１／００００８５
【特許文献６】ＰＣＴ出願公開ＷＯ ２０１１／０２２８９６
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１つの目的は、ＭＲＩおよびＸ線などの貫通性の放射線を使用して、デュアル画像化システムにおいて使用するのに適した、フェイズドアレイＲＦコイルを提供することである。
【００１４】
本発明の第１の態様によると、被験体のＭＲ画像を作り出すためのＭＲ画像化システム、および貫通性の電磁放射線を使用して、被験体の放射線画像を作り出すための放射線画像化システムに使用するためのＲＦフェイズドアレイコイルが提供され、該フェイズドアレイコイルは、放射線画像化の間に適所に残るように配され、放射線画像化の視界内に位置されるコイル導電性トレースを含み；
該ＲＦフェイズドアレイコイルは、
少なくとも１枚の基板シートによって定義される支持部；
基板上で支持される導電性トレースによって形成される複数の個別のコイルループを含み；
少なくとも１つの個別のコイルループは、少なくとももう１つの個別のコイルループと重ねられ、その結果、前記１つのコイルループの脚部は、前記もう１つのコイルループの脚部に隣接し、前記１つのコイルループの脚部の端での２つの部分は、前記もう１つのコイルループの脚部の端での２つの対応する部分と交差し；
交差する部分の各々および対応する部分の各々は、脚部の厚さよりも薄い、基板に対して直角の方向での厚さを有している。
【００１５】
好ましくは、交差する部分の各々および対応する部分の各々は、脚部の厚さの２分の１と等しい、基板に対して直角の方向での厚さを有する。
【００１６】
好ましくは、個別のコイルループの各々は、交差する部分および対応する部分を除いて、一定である、その全長に沿った厚さを有する。
【００１７】
好ましくは、前記１つの個別のコイルループは、基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、基板シートの第２対向面上に配される。
【００１８】
好ましくは、支持部は、第１および第２の重なるラミネート基板シートを含み、ここで、前記１つの個別のコイルループは、第１基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、第１および第２の基板シート間に位置されるように、第１基板シートの第２対向面上に配される。
【００１９】
好ましくは、第２基板シートの第２対向面に位置付けられる、第３の個別のコイルループが提供され、ここで、第３の個別のコイルループは、前記１つのおよび前記もう１つの個別のコイルループと重ねられる。
【００２０】
好ましくは、ＲＦコイルの導電性トレースは、トレースが、放射線画像において目に見える貫通性の電磁放射の減衰を引き起こすような厚さを有する、導電性材料で配され、ここで、支持基板は、トレースから間隔を置かれた基板シート上の位置での貫通性の電磁放射線の減衰が、導電性トレースでの基板シート上の位置での減衰と実質的に等しくなるように選択された厚さを有する、視界内の非導電性材料を含む。
【００２１】
好ましくは、支持基板シートの非導電性材料は、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように、導電性トレースに関連して配される。
【００２２】
１つの配置において、支持基板シートは、共通の材料から形成され、ここで、共通の材料の厚さは、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように変更される。
【００２３】
別の配置において、支持基板シートは基材から形成され、基材と異なる追加材料は、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように、支持基板シートに加えられ、ここで、基材および追加材料は、好ましくは、共通構造を形成するためにラミネートされる。
【００２４】
好ましくは、支持基板シートは柔軟である。
【００２５】
好ましくは、導電性トレースは銅から形成される。
【００２６】
導電性トレースは、好ましくは、減衰を減少させるためにアルミニウムから形成されるが、導電性トレースが銅から形成される場合にも、同じ概念が使用され得る。
【００２７】
好ましくは、支持基板シートは、ＦＲ−４などの、繊維強化樹脂から形成される。
【００２８】
本発明の第２の態様によると、被験体のＭＲ画像を作り出すためのＭＲ画像化システム、および貫通性の電磁放射線を使用して、被験体の放射線画像を作り出すための放射線画像化システムに使用するためのＲＦフェイズドアレイコイルが提供され、該フェイズドアレイコイルは、放射線画像化の間に適所に残るように配され、放射線画像化の視界内に位置されるコイル導電性トレースを含み；
該ＲＦフェイズドアレイコイルは、
少なくとも１枚の基板シートによって定義される支持部；
基板上で支持される導電性トレースによって形成される複数の個別のコイルループを含み；
少なくとも１つの個別のコイルループは、少なくとももう１つの個別のコイルループと重ねられ、その結果、前記１つのコイルループの脚部は、前記もう１つのコイルループの脚部に隣接し、前記１つのコイルループの脚部の端での２つの部分は、前記もう１つのコイルループの脚部の端での２つの対応する部分と交差し；
ここで、前記１つの個別のコイルループは、基板シートの第１表面上で配され、前記もう１つの個別のコイルループは、基板シートの第２対向面上に配される。
【００２９】
Ｘ線画像を撮っている間に、コイルが存在するとき、構成要素および導電性トレースは、Ｘ線画像において目に見える。ＭＲフェイズドコイルアレイに関して、導電要素またはループは、隣接する素子の分断を提供するように重ねられなければならない。トレースが重なる場合、Ｘ線は、２倍の厚さを確認し、したがって、我々が一致させなければならない合計のアルミニウム等価を上げる。減衰率が低いアルミニウムであろうと、減衰率がはるかに高い銅であろうと、あらゆる導電性材料にとってこれは真実である。
【００３０】
様々な材料は、それらの厚さに基づいた異なる減衰を与える。ＭＲコイル要素上の銅のトレースは、Ｘ線画像に灰色のバーとして現われる。その厚さに基づいたプラスチックまたは他の非導電性材料によって、同様の減衰が与えられ得る。
【００３１】
導電性コイル要素トレースが重なる場合、トレースは、金属の厚さのほぼ２分の１まで厚さを減少され、その領域にわたって均一のＸ線アルミニウム等価を与える。この技術は、３０未満の原子番号を有する任意の材料に適用され得る。
【００３２】
これは、金属の厚さの２分の１を有するボードから始めて製造し、導電体重複領域上にマスク層レジスト（mask layer resist）を適用し、及び所望の厚さまでトレースを形成するためにボードに電気めっきを施して、標準プリント回路で容易に達成され得る。
【００３３】
コイルトレースも、同じＸ線のアルミニウム等価を維持するために、基板の正面および背面から交互配置される。
【００３４】
好ましくは、支持ボードの非導電性材料は、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように、導電性トレースに関連して配される。しかしながら、減衰が異なる点または領域があり得、代替システムが、画像からこれらの点または領域を取り除くために使用される。そのような減衰が、画像において目に見えないわけではないが、その代わりに、減衰は、その存在が測定されように、画像に影響を与えるのに十分であるという意味で、目に見えることが認識される。しかしながら、その意図は、減衰が一定か均質であるため、画像内に目に見えるアーティファクトがなく、画像内のＲＦコイルの存在が、画像化されている部分によって引き起こされる減衰の違いによって引き起こされる画像内の様々な位置での画像強度の変化に影響を与えないということである。
【００３５】
１つの配置において、好ましくは、支持ボードは、共通の材料から形成され、ここで、共通の材料の厚さは、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰が、視界の全体にわたって、実質的に一定であるように変更される。
【００３６】
別の配置において、支持ボードは基材から形成され、基材と異なる追加材料は支持ボードに加えられる。
【００３７】
両方の場合において、材料は、銅トレースに関連する材料自体によって引き起こされる減衰の違いを分析することによって、および必要とされる厚さを計算することによって決定されるような、必要とされる厚さを提供するために機械加工され得る。
【００３８】
材料は、追加材料またはボード自体に関して選択され得、この材料は、その厚さが、銅トレースとは著しく異ならないような、非常に高い減衰率を有する。
【００３９】
トレースをプリントする、または必要に応じてトレースをエッチングすることを含む、支持ボードを製造するための従来の技術および材料が使用され得る。したがって、用語「トレース」は、導電体を支持基板上の導電体の形成の任意の特定の方法に限定するようには意図されない。
【００４０】
好ましくは、基材および追加材料は、共通構造を形成するためにラミネートされる。
【００４１】
好ましくは、導電性トレースは、一定の厚さおよびそれ故減衰を有するように、視界の全体にわたって連続的である。特定の位置で厚さを２倍にし得るか、またははんだなどの接続材料を必要とし得る接合部の必要なしに、多くの技術がそのような連続的なトレースを形成するために利用可能である。したがって、好ましくは、導電性トレースは、視界内にはんだを含まない。
【００４２】
好ましくは、視界内に導電性トレースからのコネクターワイヤーはなく、そのため、トレースから前置増幅器または他の位置へ接続する、同軸コネクター、ワイヤー、およびロッドなどの、コネクターワイヤーは、視界外に位置される。
【００４３】
多くの場合において、そのようなコイルが視界内に位置付けされるのに必要とされる、同調コンデンサーを位置付けることが必要であり、好ましくは、コンデンサーは、導電性トレースの減衰と実質的に等しい貫通性の電磁放射線の減衰を有するように配される。
【００４４】
これは、コンデンサーが必要とされるキャパシタンス（capacitance）を定義するために、トレース間の誘電材料で導電性トレースから形成される場合に達成され得る。
【００４５】
多くの場合において、そのようなコイルが視界内に位置付けされるのに必要とされる、ヒューズを位置付けることがまた必要であり、好ましくは、ヒューズによる貫通性の電磁放射線の減衰が、導電性トレースの減衰と実質的に等しくなるようにヒューズは配される。
【００４６】
これは、ヒューズが導電性トレースから形成される場合にも達成され得る。好ましくは、支持ボードは、視界内に機械的な取り付け構造および支持構造を含まない。
【００４７】
支持ボードは柔軟であり得る。
【００４８】
多くの場合において、ＲＦコイルのためのダイオードを提供することも必要であり、可能であれば、これは視界外に位置付けられ得る。
【００４９】
幾つかの場合において、導電性トレースとは異なる減衰を有するダイオードまたは他の同様の元素を、視界内に位置付けることが必要である。この場合、視界内のダイオードの位置は、一定となるように配され、放射線画像中のダイオードまたは他の元素の画像は、ソフトウェア画像解析によって取り除かれる。
【００５０】
好ましくは、導電性トレースは、銅から形成されるが、他の同様の導電性材料は、Ｘ線に対して効果的に透過性であるが、ＲＦコイル製造に一般に適さないアルミニウムの代わりに使用され得る。
【００５１】
支持ボードは、ＭＲ適合性があり、ＦＲ−４繊維ガラスサーキットボードなどの銅の減衰率より低いかまたは同じくらいのＸ線に対する減衰を有する、任意の適切な非導電性材料から形成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
図１乃至５は、２０１１年１月６日に公開された、上述の特許文献５から得られ、従って、先行技術となる。
【００５３】
【図１】図１は、患者テーブル、テーブルの上の患者を画像化するための位置へ移動可能なＭＲＩ磁石、およびＸ線システムを動かすための配置を示す、血管造影室の等角図である。
【図２】図２は、患者を乗せるためのテーブルの等角図であり、そのベースは、イラストの便宜上省略されており、当該図は、患者の上部胴体の画像化のためのＲＦコイル構造を示す。
【図３】図３は、ＲＦコイルの平面図であり、該コイルは、概略的に示される、それに付けられたシステムの構成要素を含む。
【図４】図４は、ＲＦコイルを介する断面図である。
【図５】図５は、修正された構造を示す、ＲＦコイルを介する断面図である。
【図６】図６は、本発明によるフェイズドアレイコイルの平面図である。
【図７】図７は、図６の線７−７に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下の記載は、上記のＰＣＴ出願から得られ、開示の完全性のために本明細書に含まれる。
【００５５】
図１には、患者が患者支持テーブル上で静止したままである間に、患者の磁気共鳴映像法およびＸ線画像化を実行するための配置が示される。配置は、患者支持テーブル（１０）に取り付けられる部屋（１）を提供し、該部屋は、磁石ベイ（１Ａ）からＭＲ画像化システムの磁石（３）の部屋に入るための部屋の片側面のドア（２）を備える。部屋は、レール（５）に取り付けたＸ線画像化システム（４）を含み、Ｃ形の支持部（８）に取り付けられた、Ｘ線のトランスミッター（６）およびレシーバー（７）を含む。Ｘ線システムは、Siemensなどの、製造業者から市販で入手可能な、従来の構造である。本明細書に記載され、示されるテーブル（１０）は、画像化がＭＲＩおよびＸ線を使用して達成される間に、患者がテーブル上の位置にある場合の配置に使用される。
【００５６】
可動磁石と協力するＸ線システム（４）は、患者が同じテーブル上でいずれかのモダリティによって画像化され得るように上に記載される。患者は移動せず、少なくとも１つのＲＦコイルは、適所に残る。
【００５７】
ＭＲは、上に記載されるように、２部屋以上の間のオーバーヘッドレール上で移動する、高磁場（high-field）（例えば、１．５Ｔまたは３Ｔまたはそれ以上）の磁石である。記載されるシステムにおいて、これらの部屋の１つ以上は、一方向（single-plane）または二方向（biplane）いずれかの、Ｘ線システムを含む。磁石がＸ線検査室ドアから移動され、１セットのＲＦおよびＸ線のシールドドアが閉じられるとき、検査室は、従来のＸ線の研究所として機能し、従来の装置とともに使用され得る。特に、Ｘ線で誘導された介入が行われ得る。
【００５８】
配置は、左に血管造影室（ＡＲ）、中央に診断室（ＤＲ）、および右に手術室を備える典型的な３つの部屋構成において使用され得る。磁石は、部屋間のオーバーヘッドレール上で移動し、その各々において画像化し得る。
【００５９】
ＭＲ画像化が必要とされるとき、Ｘ線機器は安全に積まれ、ドアは開き、および磁石は、テーブル上の患者がいる部屋へと運ばれる。ＲＦシールドは、ＡＲを包含し、そのため、Ｘ線検査室内の装置はすべて、ＲＦを出さないように（RF-quiet）製造される。ＭＲ画像化が、その後、実行され得る。その後、磁石は、部屋から取り除かれ、ドアは閉じられ、およびＸ線機器はその作動位置に戻される。
【００６０】
ＭＲスキャナは、Ｘ線を使用して得られた情報に補足的な情報を提供するために使用される。それは、例えば、介入前のベースライン評価の他に、介入後の評価を行うために使用され得る。そのような評価は、例えば、心臓、または脳に関する灌流および生存度の研究を含み得る。
【００６１】
図１に示されるようなＸ線システムを移動させるための配置において、ＭＲは、Ｘ線検査室に入り、テーブル（１０）の頭部端部上に移動する。ＭＲの経路が、Ｃアームスタンドの位置を通り抜けるため、後者は、磁石が入り得る前に移動されなければならない。必要に応じて、フロアに取り付けられたＣアームスタンドは、フロアレール、フロアターンテーブル、またはフロアまたは壁に取り付けられたブーム上で移動され得る。必要に応じて、天井に取り付けられたＣアームスタンドは、可動磁石レールからつるされたプラットフォームにスタンドレールを取り付けることによって、または磁石レールを、横に動かすために、伸縮アームでスタンドレールをプラットフォーム上に固定することによって、テーブルの脚部端部で、Ｃアームスタンドを置くために、延長レールを使用して移動され得る。
【００６２】
フロアに取り付けられたスタンドを、天井に取り付けられたスタンドのための移動機（mover）と一緒に移動させるための解決法を使用することによって、二方向システムを動かすための機構を提供する。移動機は、ＭＲレールに対するいくらかの０ではない角度、例えば、９０度での一方向または二方向の取付位置を提供し得る。
【００６３】
患者ハンドリングシステムまたは支持テーブルは、（１０）に一般に示されるような図２に示される。患者支持テーブルは、ベースが、高さおよび方向において必要とされる位置に患者支持部分（１２）を動かすことを可能にする、従来の構造のベース（１１）を含む。適切な駆動機構および連結部は、当該技術分野に公知であり、したがって、本明細書への記載は必要ではない。患者が患者支持部分上に横たわる間に患者を支持するのに十分な表面積を定義するために、ベース（１１）の最上部に、繊維強化プラスチック材料から形成された、一般に平らな本体（１２）の形態での患者支持部分が取り付けられる。
【００６４】
画像化が胸部の画像化であるとき、前胸部コイル（３１）は、マットレス上で画像化するための適所であるとき、患者の胸部の最上部に置かれるように配され、また後部コイル（３２）は、患者の後ろに置かれるように配される。同様に、画像化が頭部の画像化であるとき、コイルは、患者の頭部の上および下に置かれる。
【００６５】
ＭＲ画像化システムからＸ線画像化システムに変えるときに、患者を動かさないようにするために、少なくとも後部コイルは、適所に残る。したがって、このコイルは、Ｘ線画像において目に見える。画像化システムは、単純な線形のＸ線システムであり得るか、またはより好ましくは、患者のまわりの複数の画像を撮る、示されるタイプの二方向の（bi-planar）回転システムである。
【００６６】
したがって、図１に示されるような患者の一部の画像化に使用するための装置は、磁石（３）およびＲＦコイル（３１）、（３２）を含む被験体の画像を作り出すための、貫通性の電磁放射線および磁気共鳴画像化システムを使用する、視界内の被験体の放射線画像を作り出すための放射線画像化システム（４）を含む。
【００６７】
ＲＦコイル（３２）の概略図は、図３および４に示され、概略的にのみ示される、Ｘ線トランスミッター（５０）およびレシーバー（５１）を使用して、放射線画像化中に適所に残るように配される。
【００６８】
ＲＦコイルは、側端面（３４）を有する支持ボード（３３）を含み、画像化システム（４）は、画像の外にある視界外のボードの部分を有するＸ線画像において見られ得る、ボードの領域内の視界（３５）を定義する。
【００６９】
コイルの回路構成は、導電性トレース（３６）、コンデンサー（３７）、ヒューズ（４１）、ダイオード（３８）、接続ワイヤー（３９）、および前置増幅器（４０）を含む。これらの構成要素のすべては、一般的な構造において従来からあるものであり、コイルの技術分野において当業者に周知であるため、ここでは詳細な説明が必要とされない。
【００７０】
ＲＦコイルの導電性トレースは、導電性材料、および典型的には、少なくとも０．０００７インチの、および好ましくは、ＭＲ画像化システムからＲＦシグナルを受信するのに有効な０．００１４インチから０．００４２インチの範囲における厚さＴ３を有する銅で配される。そのようなトレースは、典型的には、均一厚さの支持ボード材料と比較して、放射線画像においてはっきり目に見える貫通性の電磁放射線の減衰を引き起こす。
【００７１】
図４に示されるように、支持ボードは、貫通性の電磁放射線の減衰が、導電性トレースの減衰と実質的に等しくなるように、選択されるトレースから間隔を置かれたボード上のこれらの位置で厚さＴ１を有する、視界内の非導電性材料から形成される。したがって、厚さＴ１のボード材料の減衰は、トレースの厚さＴ３およびトレースでのボードの厚さＴ２によって引き起こされる、減衰の合計と等しくなるように配される。この方法で、視界内に位置付けられたＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射線の減衰は、視界の全体にわたって実質的に一定である。
【００７２】
トレースが、図４においてボードの浅くくぼんだ領域に示されるが、トレースは、平らなボードの最上部に適用され得、ボードの可変的な厚さは、後部に適用され得る。さらに、ボードは、Ｘ線に対して透過性である材料で凹部を充填することによって平らであり得、それ故、減衰に影響を与えない。
【００７３】
図５において、ボードが基材（３３Ａ）から作られ、追加材料（３３Ｂ）がトレースから離れた領域で支持ボードに加えられる代替的な配置が示され、該材料は非導電性であり、Ｘ線に透過性ではなく、基材（３３Ａ）とは異なる減衰因子を有する。基材および追加材料はラミネートされることによって共通の構造を形成し、凹部は追加の透明材料によって充填されてもよい。
【００７４】
導電性トレースは一定の減衰を有するように視界の全体にわたって連続的になるよう配される。すなわち、導電性トレースは接合部を含まず、したがって、視界内にはんだを含まない。代わりに、トレースはプリントされるか、さもなければ、一定の連続的なストリップとして適用される。あるいは、トレースは、連続的で接合部を含まないトレースを残して、ボード上の連続層からの不要な材料をエッチング除去（ｅｔｃｈｉｎｇ  ａｗａｙ）することにより形成される。
【００７５】
図３に示されるように、コイルからの接続ワイヤー（３９）は、視界（３５）の外側に位置付けられ、視界内の導電性トレースからの接続ワイヤーはひとつもない。
【００７６】
コイル用のコンデンサー（３７）とヒューズ（４１）は、ほとんどの場合、視界（３５）内に必ず位置付けられるため、貫通性の電磁放射線の減衰が導電性トレースのボードの減衰とほぼ等しくなるように、コンデンサー（３７）とヒューズ（４１）は配列される。したがって、コンデンサーとヒューズは、それ自体が、必要とされる特徴と価値を提供するために必要とされる量の導電性材料と誘電性材料を含むボード上で設計され、かつ、ボード上に置かれる導電性トレースから形成される。導電性トレースからのそのような部品の設計は既知であり、当業者の技術の範囲内である。
【００７７】
支持ボードは必要な要素に対するボードの接続のために、機械的な取り付けおよび支持構造体（４２）を含むが、これらは視界の外部にあるように設計されて配されるため、ボードは一般的に一定して連続的で、視界内には機械的構造がない。
【００７８】
必要なダイオード（３８）は視界の外側に位置付けられるようにトレース上に設計され配される。
【００７９】
代替策として、ダイオードまたは他の必要な要素は、それらが導電性トレースとは異なる減衰、構築物の減衰、および、高減衰因子を有しているため、ボードの残りをこの高減衰因子まで組み立てることによって、合理的には相殺されないような視界内に位置付けられる。この配置では、要素が視界内に位置付けられる場合、視界の要素の位置は一定であり、放射線画像中の要素の画像はＸ線レシーバーシステム（５１）でソフトウェア画像解析によって取り除かれる。
【００８０】
ここで図６および図７に目を向けると、本発明による修正形態が示されており、上述されていないコイルの残りの部分は先に開示されるとおりである。
【００８１】
図６に示されるＲＦフェイズドアレイコイルは、単一の基材シートによって定義されるか、または、図７で示すように、２つの基板シート（Ｓ１）および（Ｓ２）で定義される支持部（６０）を含む。
【００８２】
基板（６０）上には、基板上で支持される導電性トレースによって形成された複数の個々のコイルループ（６１）乃至（６５）が取り付けられる。個々のコイルループ（６１）および（６２）はたがいに重なり合うため、ループ（６２）の脚部（６２Ａ）はループ（６１）の脚部（６１Ａ）に隣接するようになり、ループ（６２）の脚部（６２Ａ）の端部で２つの部分（６２Ｂ）および（６２Ｃ）がコイルループ（６１）の脚部（６１Ａ）の端部で２つの対応する部分（６１Ｂ）および（６１Ｃ）と交差する。
【００８３】
交差部（６１Ｂ）（６２Ｂ）などの各々の交差部では、トレースの幅は、トレースの残部での幅Ｗ１から交差部での幅Ｗ２まで減らされる。これは、ループを分断するのを助ける目的でループ間の容量結合を減少させる既知の技術である。
【００８４】
図６に示されるパターンの再検討は、ループ（６３）が、脚部（６１Ｄ）と並んで位置する脚部（６３Ｄ１）、および、脚部（６２Ｄ）と並んで位置する脚部（６３Ｄ２）を形成するために、対称的な手法でループ（６１）と（６２）に重なるということを示すであろう。各々の脚部はその端部に交差部を有している。脚部（６３Ｄ１）と（６３Ｄ２）は、交差部（６３Ｄ４）で脚部（６２Ａ）を交差させ、
交差間（６３Ｄ５）で脚部（６１Ａ）を交差させ、交差部間に短い部分（６３Ｄ３）を形成する。交差部分（６３Ｄ４）は、脚部（６１）の対応する部分（６２Ａ４）と交差する。同様に、対称的な配置がコイル（６３）、（６４）、および、（６５）の間で作られる。
【００８５】
フェイズドアレイコイルのためのループのこの一般的なレイアウトは以前から知られているが、本発明は、既知の重複したレイアウトを用いて個々のループが分断され、かつ、Ｘ線画像では目に見えないような方法を提供する。
【００８６】
図７に示されるように、交差部分（６３Ｄ４）と（６３Ｄ５）のうち、および、対応する部分（６２Ａ４）と（６１Ａ４）の各々は、脚部（６３Ｄ１）、（６３Ｄ２）、（６３Ｄ３）、（６２Ａ）、および、（６１Ａ）の厚さ（Ｔ１）よりも薄い基板（Ｓ１、Ｓ２）に対して直角の方向に厚さ（Ｔ２）を有している。
【００８７】
典型的には、交差部分と対応する部分を例外として、交差部分の各々と対応する部分の各々は、厚さ（Ｔ１）の２分の１に等しい厚さ（Ｔ２）を有し、個々のコイルループ（６１）、（６２）、および、（６３）の各々は、その全長に沿って一定の厚さ（Ｔ１）を有する。
【００８８】
図６に示されるように、個々のコイルループ（６２）は、基板シート（Ｓ１）の第１のまたは上部（示された配向）表面（Ｓ１Ｔ）上に配されるか、または、プリントされ、個々のコイルループ（６３）は、基板シート（Ｓ１）の第２の対向面（Ｓ１Ｂ）上に配される。ループ（６２）および（６３）だけに追加の重複ループ（６１）が設けられない配置では、基板は単一シート（Ｓ１）のみによって形成される。しかしながら、ループ（６１）が含まれて両方に重複するように示されている配置では、第２のシート（Ｓ２）の上面（Ｓ２Ｔ）がシート（Ｓ２）の底面（Ｓ２Ｂ）上のループ（６２）と係合するように、第２のシート（Ｓ２）はループ（６３）の底部に設けられる。
【００８９】
したがって、導電性材料で配されたＲＦコイルの導電性トレース（６１）（６２）、および、（６３）は、トレースが放射線画像で目に見える貫通性の電磁放射の減衰を引き起こすような厚さを有し、引用される先行出願に関連して先に説明されたように、支持基板は視界内に非導電性材料を含み、該材料は、トレースから間隔を置いた基板シート上の位置における貫通性の電磁放射線の減衰が、導電性トレースにおける基材シート上での位置の減衰とほぼ等しくなるように選択された厚さを有する。当然のことながら、重複部分は、ほぼ一致する長さにわたって厚さ（Ｔ２）を有するように配され、その結果、コイルの表面全体にわたって測定されたループの厚さの合計は、Ｔ！になる。したがって、これは、基板の厚さまたは基板に塗布された材料と一致させることによって、Ｘ線システムの意図した視界内のコイル構造全体で一定のアルミニウム同等価値を提供することができる。
【００９０】
先に説明されたように、支持基板シートは異なる厚さの単一材料から形成可能である。代わりに、支持部は基材から形成され、基材と異なる追加材料は支持基板シートに加えられるため、結果として、視界内に位置付けられるＲＦコイルの略全体の貫通性の電磁放射の減衰は、視界の全体にわたってほぼ一定になる。
【００９１】
基板シート（Ｓ１）および（Ｓ２）によって形成される支持部は、好ましくは柔軟性を有するが、必要不可欠というわけではない。
【００９２】
導電性トレースは、銅またはアルミニウム、または当業者に周知の他の適切な材料から形成することができる。
【００９３】
支持基板シート（Ｓ１）および（Ｓ２）は、ＦＲ−４などの繊維強化樹脂から形成される。
【図１】
2012236018.tif 000003
【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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【外国語明細書】
Title of Invention
PHASED ARRAY MR RF COIL WHICH IS NOT VISIBLE IN X-RAY IMAGE
This invention relates to a phased array RF coil formed of a series of separate coil elements or individual loops for use in magnetic resonance imaging which can be used to obtain MR images of a body part of a patient and can remain in place during X-Ray imaging of the body part without interfering with the X-Ray image.  The coil array can be used for receive functions, transmit functions or can carry out both functions.
Background of the Invention
Magnetic resonance imaging (MRI) is commonly employed for medical imaging.  In addition, combined use of MRI with radiation (X-Ray) therapy and with radiation imaging have both been used in a number of prior situations.  Such systems provide significant advantages compared to single modality systems for obtaining information of the patient.  However in such prior dual imaging systems, the patient may need to be moved or transferred from one system to another system.  Such transfers can be difficult and time-consuming, and they can compromise results by complicating image registration. 
MRI in combination with a radiotherapy accelerator has been used. Thus the X-Rays must be transmitted through the RF coil of the MR imaging system which remains in place during the radiotherapy.  Although the RF coils of the MRI system are in the radiation path, they do not cause enough absorption to significantly degrade therapy or require a higher dose for imaging.  For example the RF coils may have an equivalent Al thickness of about 2.3 mm, which is sufficiently low for the therapy to be carried out without interference from the coil and low enough not to affect the optimal dose of X-Ray radiation. 
The combination of MRI with radiation imaging or more specifically X-Ray imaging causes unique problems.  Specifically, if a conventional surface MRI Receive Coil is placed in the imaging path of a X-Ray system, the coil will be visible in the image and will cause artifacts or edges or components of the receive coil may cover important features in the X-Ray image which are required to be seen by the surgeon.  For this reason, when MRI is performed in combination with radiation imaging, all coils of the MRI system, including the RF coils, are typically disposed out of or removed from the radiation path so as to be outside the field of view. 
For example, US patent No. 6,925,319 (McKinnon) issued August 2, 2005 considers a split magnet MRI system having all MRI coils disposed out of the radiation path of an X-Ray system.
Unfortunately, MRI performance can be undesirably degraded by a requirement to place the MRI RF coils outside the field of view of a radiation imaging system.  For example, surface RF coils are often placed directly on a subject being imaged for maximum MRI image quality.  Such a surface coil is in the field of view of any radiation imaging system that is directed to the same part of the subject as the MRI system.  Thus conventional combined MRI and radiation imaging can require an undesirable choice among accepting reduced MRI image quality by placing the RF coils out of the radiation system field of view, accepting RF coil artifacts in the radiation images by placing the RF coils in the radiation system field of view, or by moving the MRI RF coils to one position for MRI imaging and to another position out of the field of view for radiation imaging.
US patent 7,394,254 (Rieke) issued July 1st 2008 discloses using aluminum for the RF coils to render them "transparent" to X-Ray.  More particularly, the patent discloses an arrangement in which improved compatibility of MRI with radiation imaging is provided by MRI RF coils having transmissive coil sections.  The transmissive coil sections are substantially transparent to the penetrating radiation employed by the radiation imaging system.  Thus the transmissive coil sections can be disposed in a field of view of the radiation imaging system without introducing artifacts into the radiation images.  Transparency to penetrating radiation can be achieved by substantially including only low atomic number (i.e., Z<29) elements in the transmissive coil sections.  Preferably, the transmissive coil sections are fabricated substantially from aluminum.
However it is accepted that the use of aluminum for the traces of an RF coil leads to a degradation in the MR imaging relative to the use of copper.  However copper cannot be used in a trace which is sufficiently thin to generate the "transmissive" coil sections of Rieke.
Related disclosures are made in published PCT Applications WO 2009/146521 and 2009/146522 both filed May 25 2009 and published December 10 2009 by the present Applicants/Assignees, the disclosures of which are incorporated herein by reference or  to which reference may be made for further detail. 
In PCT Application WO 2011/000085 filed June 29 2010 and published 6 January 2011 by the present Applicants/Assignees is disclosed an RF coil where the conductive traces of the RF coil are arranged of a conductive material which has a thickness such that the traces cause an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is visible in the radiation image and the support board includes non-conductive material in the field of view which has a thickness selected such that an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation at locations on the board spaced from the traces is substantially equal to the attenuation at locations on the board at the conductive traces.  However this arrangement does not disclose how to provide a phased array coil of this type where the attenuation is constant which has individual loops which, as is previously known, must overlap for decoupling mutual inductance between the coil loops.  The disclosures of this document are incorporated herein by reference or to which reference may be made for further detail.
In PCT Application WO 2011/022896 published 3 March 2011 by the present assignees is disclosed an RF coil loop including arrangements for decoupling and pre-amplification.   The disclosures of this document are incorporated herein by reference or to which reference may be made for further detail.
Summary of the Invention
It is one object of the present invention to provide an phased array RF coil suitable for use in a dual imaging system using MRI and penetrating radiation such as X-Rays.
According to a first aspect of the invention there is provided an RF phased array coil for use in an MR imaging system for generating an MR image of the subject and in a radiation imaging system for generating a radiation image of a subject using penetrating electromagnetic radiation the phased array coil being arranged to remain in place during the radiation imaging and including coil conductive traces located in the field of view of the radiation imaging;
the RF phased array coil comprising:
a support defined by at least one substrate sheet;
a plurality of individual coil loops formed by conductive traces carried on the substrate;
at least one of the individual coil loops being overlapped with at least one other of the individual coil loops so that a leg of said one coil loop lies adjacent to a leg of said other coil loop with two sections at ends of the leg of said one coil loop crossing two corresponding sections at ends of the leg of said other coil loop;  
each of the crossing sections and each of the corresponding sections has a thickness in a direction at right angles to the substrate which is less than that of the legs.
Preferably each of the crossing sections and each of the corresponding sections has a thickness in a direction at right angles to the substrate which is equal to one half of that of the legs.
Preferably each of the individual coil loops has a thickness along the full length thereof, with the exception of crossing sections and corresponding sections, which is constant.              
Preferably said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the substrate sheet.
Preferably the support comprises first and second overlying laminated substrate sheets and wherein said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the first substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the first substrate sheet so as to be located between the first and second substrate sheets.
Preferably there is provided a third of the individual coil loops which is located on a second opposed surface of the second substrate sheet and wherein the third individual coil loop is overlapped with said one and said other of the individual coil loops.
Preferably the conductive traces of the RF coil are arranged of a conductive material which has a thickness such that the traces cause an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is visible in the radiation image and wherein the support substrate includes non-conductive material in the field of view which has a thickness selected such that an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation at locations on the substrate sheet spaced from the traces is substantially equal to the attenuation at locations on the substrate sheet at the conductive traces.
Preferably the non-conductive material of the support substrate sheet is arranged relative to the conductive traces such that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
In one arrangement the support substrate sheet is formed from common material and wherein the thickness of the common material is varied so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
In another arrangement the support substrate sheet is formed from a base material and an additional material different from the base material is added to the support substrate sheet so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view, where the base material and the additional material are preferably laminated to form a common structure.
Preferably the support substrate sheet is flexible.
Preferably the conductive traces are formed of copper.
The conductive traces are preferably formed of aluminum to reduce the attenuation but the same concepts can be used where the conductive traces are formed of copper.
Preferably the support substrate sheet is formed of fiber reinforced resin such as FR-4.
According to a second aspect of the invention there is provided an RF phased array coil for use in an MR imaging system for generating an MR image of the subject and in a radiation imaging system for generating a radiation image of a subject using penetrating electromagnetic radiation the phased array coil being arranged to remain in place during the radiation imaging and including coil conductive traces located in the field of view of the radiation imaging;
the RF phased array coil comprising:
a support defined by at least one substrate sheet;
a plurality of individual coil loops formed by conductive traces carried on the substrate;
at least one of the individual coil loops being overlapped with at least one other of the individual coil loops so that a leg of said one coil loop lies adjacent to a leg of said other coil loop with two sections at ends of the leg of said one coil loop crossing two corresponding sections at ends of the leg of said other coil loop;
wherein said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the substrate sheet.  
While taking X-ray images, if a coil is present then the components and conductive traces are visible in the X-Ray Image.  For a MR phased coil array, the conductive elements or loops must be overlapped to provide decoupling of adjacent elements.  Where the traces overlap, the x-ray sees a double thickness, and thus raises the total aluminum equivalence that we would have to match.  This is true for any conductive material whether that be aluminum where the attenuation is low or copper where it is much higher.
Various materials give different attenuation based on their thickness.  Copper traces on a MR coil element appear as grey bars in an X-Ray image.  A similar attenuation can be given by plastic or other non-conductive material based on its thickness.
Where conduction coil element traces overlap, the trace is reduced in thickness to approximately one-half the metal thickness giving a uniform x-ray aluminum equivalence across the region.  The technique can be applied to any material with an atomic number less than 30.
This can easily be achieved in standard printed circuit manufacturing starting with a board that has one-half the metal thickness, applying a mask layer resist over the conductor overlap region, and electroplating the board to form the traces to the desired thickness.
The coils traces are also interleaved from the front and the back of the substrate to maintain the same X-ray aluminum equivalency.
Preferably the non-conductive material of the support board is arranged relative to the conductive traces such that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.  There may however be points or areas where the attenuation is different and an alternative system is used to remove these points or areas from the image.  It will be appreciated that such attenuation is not invisible in the image but is instead visible in the sense that it is sufficient to affect the image so that its presence can be determined.  However the intention is that the attenuation is constant or homogeneous so that there is no visible artefact within the image and the presence of the RF coil within the image does not affect the changes of image intensity at the various locations within the image which are caused by the differences in attenuation caused by the part being imaged.
In one arrangement, preferably the support board is formed from common material and wherein the thickness of the common material is varied so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
In another arrangement, the support board is formed from a base material and an additional material different from the base material is added to the support board.  
In both cases the material can be machined to provide the required thicknesses as determined by analyzing the difference in attenuation caused by the materials themselves relative to the copper traces and calculating the required thickness.
Materials can be selected for the additional material or for the board itself which have a very high attenuation so that the thickness of the material is not significantly different from the copper traces.
Conventional techniques and materials for manufacturing the support board can be used including printing the traces or etching the traces as required. Thus the term "traces" is not intended to limit the conductors to any particular method of formation of the conductors on the support board.
Preferably the base material and the additional material are laminated to form a common structure.
Preferably the conductive traces are continuous throughout the field of view so as to have a constant thickness and therefore attenuation.  Many techniques are available for forming such continuous traces with out the necessity for joints which may double the thickness at certain locations or may require connecting material such as solder.  Thus preferably the conductive traces include no solder within the field of view.
Preferably there are no connector wires from the conductive traces within the field of view so that the connector wires such as coaxial connectors, wires and rods which connect from the traces to the pre-amplifier or other location are located outside the field of view.  
In many cases it is necessary to locate the tuning capacitors required for such a coil to be located within the field of view and preferably it is arranged such that the capacitor has an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is substantially equal to the attenuation of the conductive traces.
This can be achieved where the capacitor is formed from conductive traces with a dielectric material between the traces to define the required capacitance.
In many cases it is also necessary to locate a fuse required for such a coil to be located within the field of view and preferably it is arranged such that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation by the fuse is substantially equal to the attenuation of the conductive traces.
This can also be achieved where the fuse is formed from conductive traces.
Preferably the support board includes no mechanical mounting and support structures within the field of view.
The support board may be flexible.
In many cases it is also necessary to provide a diode for the RF coil and where possible this can be located outside the field of view.
In some cases it is necessary to locate within the field of view a diode or other similar element which has an attenuation different from the conductive traces.  In this case the location of the diode in the field of view is arranged to be constant and the image of the diode or other element in the radiation image is removed by software image analysis. 
Preferably the conductive traces are formed of copper but other similarly conductive materials can be used instead of aluminum which is effectively transparent to the X-Rays but is generally unsuitable for RF coil manufacture.
The support board can be formed of any suitable non-conductive material which is MR compatible and has an attenuation to X-Rays which is less than or around that of copper such as FR-4 fibreglass circuit board.
Brief Description of Drawings
The following Figures 1 to 5 are taken from the above mentioned PCT application WO 2011/000085 published 6 January 2011 and hence is prior art.
Figure 1 is an isometric view of an Angiography room showing a patient table, an MRI magnet movable into a position for imaging the patient on the table and an arrangement for moving an X-Ray system.  
Figure 2 is an isometric view of a table for mounting the patient, the base being omitted for convenience of illustration, and showing the RF coil construction for imaging of the upper torso of the patient.
Figure 3 is a plan view of the RF coil including the components of the system attached thereto which are shown schematically.
Figure 4 is a cross sectional view through the RF coil.
Figure 5 is a cross sectional view through the RF coil showing a modified construction.
Figure 6 is a plan view of a phased array coil according to the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view along the lines 7-7 of Figure 6.
Detailed Description of Invention
The following description is taken from the above PCT application and is included for completeness of disclosure herein.
In Figure 1 is shown an arrangement for carrying out Magnetic Resonance Imaging and X-Ray imaging of a patient while the patient remains stationary on a patient support table.  The arrangement provides a room 1 in which is mounted a patient support table 10 with doors 2 at one side of the room for entry into the room of the magnet 3 of an MR imaging system from a magnet bay 1A.  The room contains an X-Ray imaging system 4 mounted on rails 5 and includes an X-Ray transmitter 6 and receiver 7 mounted on a C-shaped support 8.  The X-Ray system is of a conventional construction commercially available from a manufacturer such as Siemens.  The table 10 described and illustrated herein is used in an arrangement where the patient remains in position on the table while imaging is effected using MRI and X-Ray. 
The X-Ray system 4 which co-operates with the moving magnet described above such that the patient can be imaged by either modality on the same table.  The patient does not move and at least one of the RF coils remains in place.
The MR is a high-field (e.g. 1.5T or 3T or more) magnet that moves on overhead rails between the two or more rooms as described above.  In the system described, one or more of these rooms contains an X-Ray system, either a single-plane or a biplane.  When the magnet is moved out of the X-Ray examination room and a set of RF and X-Ray shielded doors is closed, the examination room functions as a conventional X-Ray lab and can be used with conventional equipment.  In particular, X-Ray guided interventions may be performed.
The arrangement may be used in a typical three room configuration with the Angiography Room (AR) on the left, a Diagnostic Room (DR) in the middle, and an Operating Room on the right.  The magnet moves on overhead rails between the rooms and can image in each.
When MR imaging is required, the X-Ray equipment is safely stowed, the doors open, and the magnet is brought into the room over the patient on the table.  The RF shield encompasses the AR so all the equipment in the X-Ray examination room is made RF-quiet.  MR imaging can then be performed.  Afterwards, the magnet is removed from the room, the doors closed, and the X-Ray equipment is returned to its working position.
The MR scanner is used to provide information complementary to that obtained using X-Ray.  It can be used, for example, to perform a baseline assessment prior to intervention as well as to perform a post-intervention assessment.  Such an assessment may include perfusion and viability studies of, for example, the heart or of the brain.
In the arrangement for moving the X-Ray system as shown in Figure 1 the MR enters the X-Ray examination room and moves over the head end of the table 10.  Since the path of the MR passes right through the location of the C-arm stands, the latter must be moved before the magnet may enter.  Depending on need, a floor-mounted C-arm stand may be moved on floor rails, floor turntable, or a boom mounted on the floor or wall.  Depending on need, a ceiling-mounted C-arm stand may be moved using extended rails to park it at the foot end of the table, by mounting the stand rails on a platform suspended from the movable magnet rails, or by fixing the stand rails on a platform with a telescopic arm to move them laterally.
Using a solution to move a floor-mounted stand together with a mover for a ceiling mounted stand provides a mechanism to move a biplane system.  The mover can provide a mounting position of the single plane or biplane at some non-zero angle to the MR rails, e.g., 90 degrees.
The Patient Handling System or support table is shown in Figure 2 as indicated generally at 10.  The patient support table includes a base 11 of a conventional construction which allows the base to move a patient support portion 12 to required locations in height and in orientation.  Suitable drive mechanisms and couplings are known in the art and thus are not required to be described herein.  At the top of the base 11 is mounted the patient support portion in the form of a generally planar body 12 formed of a fiber reinforced plastics material so as to define a surface area sufficient for supporting the patient while lying on the patient support portion.  
When the imaging is to be of the chest, an anterior chest coil 31 is arranged to be placed on top of the chest of the patient when in place for imaging on the mattress and also the posterior coil 32 is arranged to be place behind the patient.  Similarly when imaging is to be of the head, coils are placed above and below the head of the patient.
In order to avoid moving the patient when changing from the MR imaging system to the X-Ray imaging system, at least the posterior coil remains in place.  Thus this coil will be visible in the X-Ray image.  The imaging system may be a simple linear X-Ray system or more preferably is a bi-planar rotating system of the type illustrated which takes multiple images around the patient.
Thus the apparatus for use in imaging of a part of a patient as shown in Figure 1 includes the radiation imaging system 4 for generating a radiation image of a subject in the field of view using penetrating electromagnetic radiation and the magnetic resonance imaging system for generating an image of the subject including the magnet 3 and the RF coils 31, 32.
A schematic illustration of the RF coil 32 is shown in Figures 3 and 4 and is arranged to remain in place during the radiation imaging using the X-Ray transmitter 50 and receiver 51 shown only schematically.
The RF coil includes a support board 33 having side edges 34 and the imaging system 4 defines a field of view 35 within the area of the board which can be seen in the X-Ray image with portions of the board outside the field of view being outside the image. 
The circuitry of the coil includes conductive traces 36, capacitors 37, a fuse 41, a diode 38, a connecting wire 39, and a pre-amplifier 40.  All of these elements are conventional in general construction and are well known to persons skilled in the art of coil design so that detailed explanation is not required here.
The conductive traces of the RF coil are arranged of a conductive material and typically copper which has a thickness T3 of at least 0.0007 inch and preferably in the range 0.0014 inch to 0.0042 inch which is effective to receive the RF signals from the MR imaging system.  Such traces typically cause an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is clearly visible in the radiation image as compared with a uniform thickness support board material.
As shown in Figure 4, the support board is formed of a non-conductive material in the field of view which has a thickness T1 at locations on the board spaced from the traces selected such that an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation at those locations is substantially equal to the attenuation at the conductive traces.  Thus the attenuation of the board material at thickness T1 is arranged so that it is equal to the sum of the attenuation caused by the thickness T3 of the trace and thickness T2 of the board at the trace.  In this way the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
While the traces are shown in Figure 4 recessed into shallow areas of the board, the traces can be applied on top of the flat board and the variable thickness of the board applied at the rear.  In addition, the board may be flat by filling recesses with a material which is transparent to X-Ray and thus does not affect the attenuation. 
In Figure 5 is shown an alternative arrangement in which the board is formed of a base material 33A and an additional material 33B is added to the support board at areas separate from the traces, which material is non-conductive and has an attenuation factor that is it is not transparent to X-Ray and is different from the base material 33A.  The base material and the additional material are laminated to form a common structure and the recesses may be filled by additional transparent material.
The conductive traces are arranged to be continuous throughout the field of view so as to have a constant attenuation.  That is the conductive traces include no joints and therefore no solder within the field of view.  Instead the traces are printed or otherwise applied as a constant continuous strip.  Alternatively the traces are formed by etching away unwanted material from a continuous layer on the board leaving traces which are continuous and without joints.
As shown in Figure 3 all connector wires 39 from the coil are located outside the filed of view 35 there are no connector wires from the conductive traces within the field of view.
The capacitors 37 and the fuse 41 for the coil are in most cases necessarily located within the field of view 35 and these are therefore arranged so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation is substantially equal to the attenuation of the board at the conductive traces.  Thus the capacitor and the fuse is itself formed from conductive traces which are designed and laid out on the board with the required amount of conductive material and the dielectric material to provide the required characteristics and values.  The design of such components from conductive traces is known and within the skill of a person skilled in this art.
The support board includes mechanical mounting and support structures 42 for connection of the board to necessary elements but these are designed and arranged so that they are outside the field of view so that the board is generally constant and continuous and there are no mechanical structures within the field of view.
The necessary diode 38 is designed and arranged on the traces so that it is located outside field of view.
As an alternative, the diode or other necessary element is located within the field of view where the element has an attenuation different from the conductive traces and of a construction and high attenuation factor such that it cannot reasonably be compensated for by building the remainder of the board up to this high attenuation factor.  In this arrangement, where element is located in the field of view, the location of the element in the field of view is constant and the image of the element in the radiation image is removed by software image analysis at the X-Ray receiver system 51. 
Turning now to Figure 6 and 7 there is shown a modification according to the present invention, where the remaining parts of the coil not mentioned are as disclosed above.
The RF phased array coil shown in Figure 6 includes a support 60 defined by a single substrate sheet or as shown in Figure 7 two substrate sheets S1 and S2.
On the substrate 60 is mounted a plurality of individual coil loops 61 to 65 formed by conductive traces carried on the substrate.
The individual coil loops 61 and 62 are overlapped with each other so that a leg 62A of loop 62 lies adjacent to a leg 61A of loop 61 with two sections 62B and 62C at ends of the leg 62A of loop 62 crossing two corresponding sections 61B and 61C at ends of the leg 61A of coil loop 61.  
At each crossing such as crossings 61B, 62B, the width of the trace is reduced from a width W1 at the remainder of the trace to a width W2 at the crossing.  This is a known technique to reduce capacitive coupling between the loops for purposes of assisting in de-coupling the loops. 
A review of the pattern shown in Figure 6 will show that loop 63 overlaps in symmetrical manner loops 61 and 62 to form leg 63D1 which lies alongside leg 61D and leg 63D2 which lies alongside leg 62D.  Each leg has crossing points at its ends.  The legs 63D1 and 63D2 cross leg 62A at crossing 63D4 and leg 61A at crossing 63D5 forming a short section 63D3 between the crossings.  The crossing section 63D4 crosses a corresponding section 62A4 of the leg 61.  Also a symmetrical arrangement is made between coils 63, 64 and 65.
This general lay out of loops for phased array coils is previously known but the present invention provides a manner in which the individual loops can be decoupled using the known overlapping layout and also can be invisible in an X-ray image.
As shown in Figure 7, of the crossing sections 63D4 and 63D5 and each of the corresponding sections 62A4 and 61A4 has a thickness T2 in a direction at right angles to the substrate S1, S2 which is less than the thickness T1 of the legs 63D1, 63D2, 63D3, 62A and 61A.
Typically each of the crossing sections and each of the corresponding sections has the thickness T2 equal to one half of thickness T1 and each of the individual coil loops 61, 62 and 63 has the constant thickness T1 along the full length thereof, with the exception of crossing sections and corresponding sections.      
As shown in Figure 6, individual coil loop 62 is arranged or printed on the first or top (in the orientation shown) surface S1T of the substrate sheet S1 and the individual coil loop 63 is arranged on a second opposed surface S1B of the substrate sheet S1.  In an arrangement wherein only loops 62 and 63 are provided with no additional overlapping loop 61, the substrate is formed by only the single sheet S1.  However in the arrangement shown with the loop 61 included and overlapping with both, the second sheet S2 is provided on the bottom of the loop 63 so that its top surface S2T engages the loop 63 with the loop 62 on the bottom surface S2B of the sheet S2. 
Thus the conductive traces 61, 62 and 63 of the RF coil arranged of a conductive material have a thickness such that the traces cause an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is visible in the radiation image and, as explained above in relation to the cited prior application,  the support substrate includes non-conductive material in the field of view which has a thickness selected such that an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation at locations on the substrate sheet spaced from the traces is substantially equal to the attenuation at locations on the substrate sheet at the conductive traces.  It will be noted that the overlapping sections are arranged with the thickness T2 over a length which matches almost so that the summation of the thickness of the loops measured over the whole coil surface is T!.  Thus this can be matched with a thickness of the substrate or a material applied to eh substrate to provide a constant aluminum equivalent value over the whole coil structure within the intended field of view of the X-ray system. 
As explained previously, the support substrate sheet can formed of single material of different thicknesses.  Alternatively the support can be formed from a base material and an additional material different from the base material is added to the support substrate sheet so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view. 
The support formed by substrate sheets S1 and S2 is preferably flexible but this is not essential.
The conductive traces can be formed of copper or aluminum or other suitable materials well known to a person skilled in this art.
The support substrate sheets S1 and S2 are formed of fiber reinforced resin such as FR-4.
Claims
1.    An RF phased array coil for use in an MR imaging system for generating an MR image of the subject and in a radiation imaging system for generating a radiation image of a subject using penetrating electromagnetic radiation, the phased array coil being arranged to remain in place during the radiation imaging and including coil conductive traces located in the field of view of the radiation imaging;
the RF phased array coil comprising:
a support defined by at least one substrate sheet;
a plurality of individual coil loops formed by conductive traces carried on the substrate;
at least one of the individual coil loops being overlapped with at least one other of the individual coil loops so that a leg of said one coil loop lies adjacent to a leg of said other coil loop with two sections at ends of the leg of said one coil loop crossing two corresponding sections at ends of the leg of said other coil loop;  
each of the crossing sections and each of the corresponding sections has a thickness in a direction at right angles to the substrate which is less than that of the legs.
2.    The apparatus according to Claim 1 wherein each of the crossing sections and each of the corresponding sections has a thickness in a direction at right angles to the substrate which is equal to one half of that of the legs.
3.    The apparatus according to claim 1 or 2 wherein each of the individual coil loops has a thickness along the full length thereof, with the exception of crossing sections and corresponding sections, which is constant.          
4.    The apparatus according to any one of claims 1 to 3 wherein said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the substrate sheet.
5.    The apparatus according to any one of claims 1 to 4 wherein the support comprises first and second overlying laminated substrate sheets and wherein said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the first substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the first substrate sheet so as to be located between the first and second substrate sheets.
6.    The apparatus according to Claim 5 wherein there is provided a third of the individual coil loops which is located on a second opposed surface of the second substrate sheet and wherein the third individual coil loop is overlapped with said one and said other of the individual coil loops.
7.    The apparatus according to any one of claims 1 to 6 wherein the conductive traces of the RF coil are arranged of a conductive material which has a thickness such that the traces cause an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation which is visible in the radiation image and wherein the support substrate includes non-conductive material in the field of view which has a thickness selected such that an attenuation of the penetrating electromagnetic radiation at locations on the substrate sheet spaced from the traces is substantially equal to the attenuation at locations on the substrate sheet at the conductive traces.
8.    The apparatus according to Claim 7 wherein the non-conductive material of the support substrate sheet is arranged relative to the conductive traces such that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
9.    The apparatus according to Claim 8 wherein the support substrate sheet is formed from common material and wherein the thickness of the common material is varied so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view.
10.    The apparatus according to Claim 8 wherein the support substrate sheet is formed from a base material and an additional material different from the base material is added to the support substrate sheet so that the attenuation of the penetrating electromagnetic radiation of substantially the whole of the RF coil located within the field of view is substantially constant throughout the field of view. 
11.    The apparatus according to Claim 10 wherein the base material and the additional material are laminated to form a common structure.
12.    The apparatus according to any preceding claim wherein the support substrate sheet is flexible.
13.    An RF phased array coil for use in an MR imaging system for generating an MR image of the subject and in a radiation imaging system for generating a radiation image of a subject using penetrating electromagnetic radiation the phased array coil being arranged to remain in place during the radiation imaging and including coil conductive traces located in the field of view of the radiation imaging;
the RF phased array coil comprising:
a support defined by at least one substrate sheet;
a plurality of individual coil loops formed by conductive traces carried on the substrate;
at least one of the individual coil loops being overlapped with at least one other of the individual coil loops so that a leg of said one coil loop lies adjacent to a leg of said other coil loop with two sections at ends of the leg of said one coil loop crossing two corresponding sections at ends of the leg of said other coil loop;
wherein said one of said individual coil loops is arranged on a first surface of the substrate sheet and said other of the individual coil loops is arranged on a second opposed surface of the substrate sheet.  
14.    The apparatus according to Claim 13 wherein there is provided a third of the individual coil loops which is located on a second opposed surface of the second substrate sheet and wherein the third individual coil loop is overlapped with said one and said other of the individual coil loops.
1. Abstract
An phased array RF coil used for MR imaging is designed so that it remains in place in the field of view of an X-Ray imaging system and comprises a support board on which copper or aluminum conductive traces are carried.  The attenuation of the X-Rays caused by the traces is visible in the radiation image but this is compensated by arranging the non-conductive material of the support board such that the attenuation is substantially constant.  The phased array includes individual coil loops which are overlapped with the traces being of half thickness at crossing locations of the traces and with one of the loops on one side and the other loop on the second side of the substrate sheet.
2. Representative Drawing
Fig1
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