(57)【要約】  磁気共鳴検査システム用の無線周波数（ＲＦ）送信モジュールが開示される。局所フィールド監視ユニットは、ＲＦ送信素子によって送出される磁界を測定し、ｐｕｃ信号を生成する。ｐｕｃ信号は、増幅され、発振器信号とのミキシングによって周波数ダウンコンバートされる。周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号及びＲＦ送信素子のためのＲＦ駆動信号が、共通信号リードを通じて伝送される。発振器信号が共通信号リードを通じて伝送されることもできる。
2018524111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴検査システム用のＲＦ送信モジュールであって、
ＲＦ送信アンテナ素子と、
ＲＦ駆動信号を生成するためのＲＦ制御を有するＲＦ電源と、
前記ＲＦ電源と前記ＲＦ送信アンテナ素子との間に結合され、前記ＲＦ送信アンテナ素子に前記ＲＦ駆動信号を供給する信号リードと、
前記ＲＦ送信アンテナ素子によって送出される局所磁界強度を測定し、前記測定された局所磁界強度を表現するｐｕｃ信号を生成する局所フィールド監視ユニットと、
前記ｐｕｃ信号を周波数変換されたｐｕｃ信号に周波数変換するミキサであって、前記局所フィールド監視ユニットと前記信号リードとの間に結合され、前記信号リードを通じて前記ＲＦ制御に前記周波数変換されたｐｕｃ信号を送信するミキサと、
を有するＲＦ送信モジュール。
【請求項２】
前記周波数変換されたｐｕｃ信号は、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数レンジの搬送波周波数を有する、請求項１に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項３】
前記ｐｕｃ信号を増幅するプリアンプが、前記局所フィールド監視ユニットと前記ミキサとの間に結合され、前記周波数変換されたｐｕｃ信号を生成する前記ミキサに、予め増幅されたｐｕｃ信号を供給する、請求項１又は２に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項４】
プリアンプが、前記局所フィールド監視ユニットの近くに又はその上に位置する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項５】
複数のＲＦ送信アンテナ素子、及び、前記ＲＦ電源に前記ＲＦ送信アンテナ素子を結合する複数の信号リードと、
複数の局所フィールド監視ユニットであって、各局所フィールド監視ユニットが、前記ＲＦ送信アンテナ素子によって送出される局所磁界強度を測定するために個別のＲＦ送信アンテナ素子に関連付けられる、複数の局所フィールド監視ユニットと、
を有し、
前記ｐｕｃ信号を前記周波数変換されたｐｕｃ信号に周波数変換する前記ミキサが、各局所フィールド監視ユニットと前記信号リードとの間に結合され、前記信号リードを通じて前記周波数変換されたｐｕｃ信号を前記ＲＦ制御に送信する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項６】
前記信号リードに結合され、前記信号リードを通じて前記ミキサに発振器信号を伝送する発振器と、
前記信号リードと前記発振器との間に結合され、前記ＲＦ駆動信号を減衰させる発振器−ノッチフィルタと、
を有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項７】
前記信号リードと前記ＲＦ送信アンテナ素子との間に結合され、前記ＲＦ送信素子と前記信号リードとの間のインピーダンス整合を行うマッチングユニットと、
前記信号リードと前記ミキサとの間に結合され、前記ＲＦ駆動信号を減衰させるミキサ−ノッチフィルタと、
を更に有し、
前記マッチングユニット、前記ミキサ−ノッチフィルタ、前記局所フィールド監視ユニット、及びプリアンプが、前記ＲＦ送信アンテナ素子に直接接続される単一の集積化された監視モジュールに組み込まれる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項８】
ミキサ−ダイプレクサが、前記信号リードと前記ミキサとの間に結合され、前記ミキサからの周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号及び前記ミキサへの発振器信号を分離する、請求項６に記載のＲＦ送信モジュール。
【請求項９】
発振器−ダイプレクサが、前記信号リードと前記発振器との間に結合され、前記信号リードから出力結合される周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号及び前記発振器からの前記発振器信号を分離する、請求項６又は８に記載のＲＦ送信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、局所フィールド監視ユニットを有する無線周波数（ＲＦ）送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなＲＦ送信モジュールは、国際公開第２００６／１１４７４９号公報から知られている。知られているＲＦ送信モジュールは、磁気共鳴検査システムにおけるマルチチャネル送信／受信アンテナを作動させるための回路装置によって形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
知られている回路装置は、送信／受信チャネルに各々が接続される複数のＲＦコイル（コイルセグメント）を有する。マルチチャネルＲＦ増幅器（又は幾つかの１チャネルＲＦ増幅器）が、送信／受信チャネルを通じて、送信／受信スイッチを介してＲＦコイルに結合される。更に、複数のピックアップコイル(pick-up coils)が、モニタリング目的でＲＦ信号を受信するために提供される。これらのピックアップコイルによって受信されるＲＦ信号は、送信／受信スイッチを通じて、処理用のピックアップコイル検出ユニットに送られる。ピックアップコイルは、別々のチャネルを通じて、ピックアップコイル検出ユニットに接続される。
【０００４】
本発明の目的は、より簡単なセットアップを有する磁気共鳴検査システム用のＲＦ送信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、本発明に従って、ＲＦ送信アンテナ素子と、ＲＦ駆動信号を生成するためのＲＦ制御を有するＲＦ電源と、ＲＦ送信素子にＲＦ駆動信号を供給するためにＲＦ電源とＲＦ送信アンテナ素子との間に結合される信号リードと、ＲＦ送信素子によって送出される局所磁界強度を測定し、測定された局所磁界強度を表現するｐｕｃ信号を生成する局所フィールド監視ユニットと、ｐｕｃ信号を周波数変換されたｐｕｃ信号に周波数変換するミキサであって、局所フィールド監視ユニットと信号リードとの間に結合され、周波数変換されたｐｕｃ信号を信号リードを通じてＲＦ制御に送信するミキサと、を有するＲＦ送信モジュールによって達成される。
【０００６】
本発明のＲＦ送信モジュールは、例えばコイル導体ループ、バードケージ又はＴＥＭコイルのリング又はラング、ダイポール又は誘電体共振器によって形成されるＲＦ送信素子を有する。このＲＦ送信素子は、信号リードを通じて送信されるＲＦ駆動信号によって、ＲＦ電源から駆動される。信号リードは、同軸ケーブルでありうる。例えばピックアップコイル、局所電流センサ又は局所キャパシタのような、局所フィールド監視ユニットは、ＲＦ送信素子の局所磁界強度を測定するように動作する。ｐｕｃ信号は、周波数変換される（アップコンバート又はダウンコンバート）、信号リードを通じてＲＦ制御に送信される。ＲＦ制御は、ＲＦ電源を制御する。ＲＦ電源は、ＲＦ制御によって制御されるＲＦ電力増幅器を有することができる。ｐｕｃ信号は、一般に約７００ｋＨｚの帯域幅を有し、周波数変換されたｐｕｃ信号に変換（ダウンコンバート）されることができ、周波数変換されたｐｕｃ信号は、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの間、又は５ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの間、又は１０ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの間のレンジの搬送波周波数を有する。良好な結果は、５０ＭＨｚの周波数帯域への周波数変換（ダウンコンバージョン）によって達成される。これらのレンジの範囲内で、関心のあるラーモア周波数（プロトンの場合４２ＭＨｚ／Ｔ）付近の狭帯域は、ＲＦアンテナによる送信及び磁気共鳴信号の取得の無線周波数動作との干渉を回避するために除かれることができる。通常、信号リードは、１，５又は１０ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの周波数レンジの低い損失を有する同軸ケーブルによって形成される。
【０００７】
本発明の１つの見地において、ＲＦ送信モジュールは、同じ信号リードを通じて、周波数変換されたｐｕｃ信号において表現される測定された局所磁界強度、及びＲＦ駆動信号を送信することを可能にする。このようにして、測定された局所的磁界強度を、ＲＦ電源の制御に伝送するために付加のケーブルが必要とされない。周波数変換は、好適にはダウンコンバートが実施される。これは、単一の信号リードを通じたより小さい損失につながる。好適には、フィルタのような商業的に入手可能なコンポーネントにより、周波数が選択されることができる。代替として、ミキサは、周波数変換されたｐｕｃ信号をゼロ周波数にダウンミックスするように構成されることができる。すなわち、ｐｕｃ信号は、直接にＤＣ ｐｕｃ信号に変換される。これは、安価なＡＤＣ及びより簡単なフィルタ素子により実現されることができる。
【０００８】
要するに、本発明の無線周波数（ＲＦ）送信モジュールは、ＲＦ送信素子によって送出される磁界を測定し及びｐｕｃ信号を生成する局所フィールド監視ユニットを有する。ｐｕｃ信号は、増幅され、発振器信号とのミキシングによって周波数ダウントコンバートされる。信号リードは、ＲＦ駆動信号及びｐｕｃ信号のための共通信号リードとして機能する。周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号及びＲＦ送信素子のためのＲＦ駆動信号は、共通信号リードを通じて伝送される。発振器信号もまた、共通の信号リードを通じて伝送されることができる。ｐｕｃ信号に基づいて、ＲＦ送信素子によって生成されるＢ１磁界が監視されることができる。例えば、ｐｕｃ信号は、コイルループにおける局所ＲＦ電流を表現することができる。更に、ｐｕｃ信号は、ＳＡＲ制御及びモニタリング並びにシステムログ取得の基準である。更に、ｐｕｃ信号は、特にＲＦ電源のためのデジタル予歪を実施するために、ＲＦ送信素子に電力供給するＲＦ電源の入力として使用されることができる。
【０００９】
局所フィールド監視ユニットは、ＲＦ送信素子の磁界からの磁束をピックアップするために局所ピックアップコイルを有することができる。更に、ＲＦ送信素子の局所磁界強度に対し感受性を有し及び局所磁界強度を表すｐｕｃ信号を形成する他のタイプのフィールドセンサが、用いられることができる。例えば、電界成分に対し感受性を有する電気的ダイポールアンテナが、用いられることができ、かかるダイポールアンテナは、電界成分を測定し、ＲＦ送信素子における電界強度を表すｐｕｃ信号を生成する。更に、容量性分周器が、ｐｕｃ信号を生成するために用いられることができる。代替として、局所フィールド監視ユニットは、ＲＦ送信素子へ送られＲＦ送信素子から戻るパワーの電圧／電流を測定し、測定された電圧／電流から局所磁界強度を導き出すための電圧センサ又は電流センサとして実現されることができる。これらは、ＲＦ電源とＲＦ送信素子との間の指向性カプラにおいて測定されることができる。
【００１０】
本発明のこれらの及び他の見地は、従属請求項に規定される実施形態を参照して更に洗練されることができる。
【００１１】
本発明の一実施形態において、プリアンプは、局所フィールド監視ユニットとミキサとの間に結合される。好適には、局所フィールド監視ユニットは、ＲＦ送信素子によって送出されるフィールドからほんのわずかなパワーしか引き込まない。このようにして、局所フィールド監視は、ＲＦ送信素子の電力効率にわずかな影響しかもたない。局所フィールド監視ユニットによってピックアップされる低い信号は、プリアンプによって増幅される。好適には、プリアンプは、局所フィールド監視ユニットの近くに位置する。これは、局所フィールド監視ユニットとプリアンプとの間の導電体が、信号リードから信号をピックアップして、局所フィールド監視ユニットと信号リードとの間のクロストークをもたらすことを回避する。このようにして、クロストークは、他のアンテナ素子（他のコイルのコイル導体）によって低減される。プリアンプ及び局所フィールド監視ユニットは、好適には、１つの単一ユニットに組み込まれる。これは更に、特に局所フィールド監視ユニットが、磁気感受性を有する導体ループを有するピックアップコイルである場合に、局所フィールド監視ユニットが、ＲＦ送信素子に近接して位置付けられることができることを可能にする。局所フィールド監視ユニットが、電界対して感受性を有する場合、例えば局所フィールド監視ユニットは、双極子として形成され、又は、小さい誘電体共振器が、ＲＦ送信素子の調整キャパシタの近くに位置する。プリアンプは一般に２５ｄＢのゲインを有し、従って、周波数変換されたｐｕｃ信号は、５ｄＢ乃至１０ｄＢの損失で信号リードを通じて送信されることができる。
【００１２】
他の実施形態において、本発明は、マルチチャネルＲＦ送信モジュールにおいて用いられる。この実施形態において、ＲＦ駆動信号が各チャネルの信号リードを通じて複数のＲＦ送信素子に供給される該複数のＲＦ送信素子がある。いくつかの局所フィールド監視ユニットが、ＲＦ送信素子の局所磁界強度を測定するために提供される。これらの局所フィールド監視ユニットのｐｕｃ信号は、ミキサによって周波数変換され、引き続いて起こる周波数変換されたｐｕｃ信号は、個々のチャネルの信号リードを通じて送信される。ミキサは、個々のチャネルごとの個々のミキサユニットとして実現されることができ、又はミキサ−ユニットは、チャネルのグループによって共有されることができる。
【００１３】
本発明の他の実施形態において、ＲＦ送信モジュールは、ＲＦ送信アンテナ素子と信号リードとの間のインピーダンス整合のためのマッチング回路を具備する。ミキサ−ノッチフィルタが、ＲＦ駆動信号がミキサに達することを回避するようＲＦ駆動信号を減衰させるために提供される。
【００１４】
本発明の他の実施形態において、ミキサ用の発振器信号が、同様に信号リードを通じて出力される。そのために、発振器信号を生成する発振器が、信号リードに結合される。発振器−ノッチフィルタは、ＲＦ駆動信号を減衰させてＲＦ駆動信号が発振器に到達することを回避するために、発振器と信号リードとの間に結合される。発振器信号は、ミキサ−ノッチフィルタを通じて、信号リードからミキサへ出力される。ミキサ−ノッチフィルタ及び発振器−ノッチフィルタは、強力なＲＦ駆動信号から、ミキサ及び発振器をそれぞれ分離する。好適には、ミキサ−ダイプレクサは、ミキサ−ノッチフィルタとミキサとの間に結合されて、発振器信号をミキサに供給する。ミキサ−ダイプレクサは、ミキサからの周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号から、ミキサへの発振器信号を分離する。供給される発振器信号及び増幅されるｐｕｃ信号から、ミキサは、周波数コンバートされたｐｕｃ信号を生成する。好適には、発振器−ダイプレクサは、信号リードに発振器信号を供給するために、発振器−ノッチフィルタと発振器との間に結合される。発振器−ダイプレクサは、発振器からの発振器信号と、信号リード１１１から出力結合される周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号とを分離する。
【００１５】
他の実施形態において、マッチング回路、ミキサ−ノッチフィルタ、ミキサ−ダイプレクサは、局所的ピックアップユニット及びプリアンプと共に、例えば単一のプリント回路基板に単一モジュールとして組み込まれる。この集積化されたモジュールは、信号リードに及びＲＦアンテナ素子に容易に結合される。
【００１６】
代替として、ミキサ−ダイプレクサ及びミキサは、局所フィールド監視ユニットから遠隔に（例えば一般に１０−２０ｃｍ離れたコイルハウジングに）位置することができる。
【００１７】
本発明のこれらの及び他の見地は、添付の図面を参照し、以下に述される実施形態に関して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＲＦ送信モジュールの概略図。
【図２】本発明のＲＦ送信モジュールのより詳細なインプリメンテーションを示す概略図。
【図３】本発明において用いられるマッチング回路を示す図。
【図４】本発明において用いられるマッチング回路を示す図。
【図５】ストップバンド−ノッチフィルタの代替例を示す図。
【図６】ストップバンド−ノッチフィルタの代替例を示す図。
【図７】ストップバンド−ノッチフィルタの代替例を示す図。
【図８】ダイプレクサの例を示す回路図。
【図９】本発明において用いられる誘導性局所フィールド監視ユニットの概略図。
【図１０】本発明において用いられる容量性局所フィールド監視ユニットの概略図。
【図１１】本発明のＲＦ送信モジュールが組み込まれる磁気共鳴検査システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明のＲＦ送信モジュールの概略図である。例えば同軸ケーブルのような信号リード１１１が、ＲＦ送信素子１３、１６にＲＦ電源１５を結合する。ＲＦ電源は、ＲＦ増幅器として実現され、ＲＦ増幅器は、一般には、調整可能な増幅器である。ＲＦ送信素子は、調整されたコイルループとして実現される。ＲＦ送信素子は、ＵＨＦアプリケーションに関して使用されるように、双極子コイル素子でありうる。ここで、電流が最大であるとき、ループは、双極子の中央に位置する。
【００２０】
ＲＦ送信素子は、ＴＥＭコイル素子であってもよい。局所フィールド監視ユニット１０１は、調整されたコイルループ１３、１６から、送信されるＲＦ（Ｂ１）場の小さいエネルギー量をピックアップし、局所フィールド監視は、例えば小さいピックアップコイルとして実現される。ピックアップコイルによって生成される低いｐｕｃ信号は、弱い電圧又は電流信号である。低いｐｕｃ信号は、プリアンプによって増幅され、プリアンプは好適にはピックアップコイルと一体化される。増幅されたｐｕｃ信号は、周波数変換用のミキサ１０５に供給される。好適には、増幅されたｐｕｃ信号は、例えば１０ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの間の何十ＭＨｚかの周波数帯域に、例えば約５０ＭＨｚ付近の周波数帯域に、周波数ダウンコンバートされ、スプリッタ１０７を通じて信号リード１１１に結合される。ミキサ１０５用の発振器信号は、発振器２０７によって生成される。発振器信号は、スプリッタ１０９において信号リード１１１に結合され、スプリッタ１０９において、信号リード１１１からミキサ１０５の制御ポートへ出力結合される。ミキサの入力ポートには、増幅されたｐｕｃ信号が供給される。スプリッタ１０９を通じて、周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号が、信号リード１１１からＲＦコントローラ１２０へ出力結合される。ＲＦコントローラ１２０は、選択されたＲＦ波形に従って駆動信号を生成するようＲＦ増幅器１５を制御するというその主要な機能を有する。ダウンコンバートされたｐｕｃ信号に基づき、ＲＦコントローラ１２０は、調整されたコイルループ１３、１６によって所望のＢ１磁界が送信されるように、ＲＦ増幅器を制御する。更に、局所フィールド監視ユニットは、予め決められた安全性のレベルを超えるＲＦアンテナ素子１３、１６の電界を検出することもできる。その場合、ｐｕｃ信号に基づいて、ＲＦコントローラは、高いＳＡＲの危険状態が生じる又は持続することを回避するために、ＲＦ電源１５をスイッチオフするように構成される。
【００２１】
図２は、本発明のＲＦ送信モジュールのより詳細なインプリメンテーションの概略図である。周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号は、増幅されたｐｕｃ信号と発振器信号との周波数差信号として形成される。例えば、ｐｕｃ信号は、磁気共鳴検査システムの３Ｔの主磁界強度に対応する１２７ＭＨｚのｐｕｃ周波数帯域にある。発振器信号は、例えば１７７ＭＨｚの発振器周波数帯域にあり、周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号は、信号リード１１１を通じて低い損失を有する５０ＭＨｚの周波数帯域にある。１７７ＭＨｚの発振器周波数帯域を阻止するストップバンド−ノッチフィルタ２１１が、ミキサとスプリッタ１０７との間に配置される。ｐｕｃ周波数帯域を阻止する別のストップバンド−ノッチフィルタ２１３が、ミキサ１０５と単一リード１１１との間に結合される。ストップバンド−ノッチフィルタ２１１及び２１３は、ミキサ−ダイプレクサ回路２１０として配置される。ミキサ−ダイプレクサ回路は、発振器信号を、ミキサの制御ポートにのみ供給し、ミキサの出力ポートには供給しないように機能する。ミキサ−ダイプレクサ回路は更に、ｐｕｃ信号がミキサをバイパスして信号リード１１１に入ることを防ぐように機能する。ＲＦ駆動信号（１２７ＭＨｚ）の周波数帯域に対応するストップバンドを有するｐｕｃストップバンド−ノッチフィルタ２０３が、ＲＦ駆動信号がミキサ１０５に到達することを防ぐために、ミキサ１０５とスプリッタ１０７との間に結合される。
【００２２】
別の発振器−ストップバンド−ノッチフィルタ２０５が、ＲＦ駆動信号が発振器の出力ポートに達することをを防ぐために、発振器２０７とスプリッタ１０９との間に結合される。発振器信号がＲＦコントローラに達することを回避するために、ストップバンド−ノッチフィルタ２２３が、発振器の出力ポートとＲＦコントローラ１２０との間に結合される。別のストップバンド−ノッチフィルタ２２１が、ｐｕｃ周波数帯域の任意の残存信号が発振器に達することを回避するために、スプリッタ１０９と発振器との間に結合される。ストップバンド−ノッチ−フィルタ２２１及び２２３は、発振器−ダイプレクサ２２０として実現される。周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号は、発振器−ダイプレクサ２２０を通じて、バンドパスフィルタ２０９に、そしてアナログ‐デジタル変換器２１５（ＡＤＣ）に供給される。バンドパスフィルタは、周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号を、ＡＤＣの入力特性に整合させる。ＡＤＣからのデジタルｐｕｃ信号は、ＲＦ増幅器１５を制御するために、デジタルＲＦコントローラ１２０に供給される。
【００２３】
送信−受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ２２７が、ＲＦ送信モジュールを、送信機能及び受信機能の間で切り替えるために、信号リード１１１に配置される。受信機能において、ＲＦアンテナ素子１３、１６のＲＦ信号は、信号増幅器に、そして再構成器に供給される。送信機能において、ＲＦ電源１５は、Ｂ１場を送信するようにＲＦアンテナ素子をアクティブにするために、信号リード１１を通じて駆動信号を生成する。マッチング回路２０１が、信号リード１１１をＲＦアンテナ素子１３、１６に結合するために提供される。
【００２４】
図３及び図４は、本発明において用いられるマッチング回路を示す図である。ＲＦ送信素子１３、１６は、送信又は受信のため、ラーモア周波数帯域でコイルループを共振させるために調整キャパシタ３０２、３０３を有するコイルループとして形成される。調整可能なキャパシタは、調整キャパシタ３０３として提供される。コイルループは、マッチングキャパシタ３０１を有する容量性マッチング回路２０１を通じて、信号リード１１１に結合される。図４の代替例において、マッチング回路は、トランス４０１を通じてコイルループを信号リードに誘導的に結合し、付加の容量マッチングが、マッチングキャパシタンス４０３によって行われる。
【００２５】
図５、図６及び図７は、ストップバンド−ノッチフィルタの代替例を示す図である。図５の実施形態は、インダクタ５１０及びキャパシタンス５０３のＬＣ直列回路である。図６の実施形態は、適当な周波数ストップバンドにチューニングされる１／４λリード５０５である。図７の実施形態は、インダクタ５１７及びキャパシタンス５１７のＬＣ直列回路を示し、かかるＬＣ直列回路は、並列ＬＣ回路の間のコモンポイントに直列に配置される。
【００２６】
図８は、ダイプレクサの例の回路図を示す。ダイプレクサは、コモンポイントに接続される２つのフィルタ分岐を有する。高周波分岐は、直列容量６０１、６０３と、直列容量の間に結合されるインダクタ６０９とにより形成される。高周波分岐は、高周波（例えば１７７ＭＨｚ）通過帯域を有する。低周波分岐は、直列インダクタンス６０５、６０７と、直列インダクタンスの間に結合されるキャパシタ６１１とにより形成される。低周波分岐は、低周波（例えば５０ＭＨｚ）通過帯域を有する。コモンポイントにおいて、高周波信号及び低周波信号が存在し、個々のフィルタ分岐を通じて高周波成分及び低周波成分に分離される。この回路は、ミキサ−ダイプレクサ２１０として用いられることができ、ミキサ−ダイプレクサ２１０は、そのコモンポイントにおいて、低周波信号として出力される周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号を有し、高周波信号として発振器信号を有する。図８の回路は、発振器−ダイプレクサ２２０としても用いられることができる。この場合、コモンポイントにおいて、高周波信号は、発振器からの発振器信号であり、低周波信号は、信号リード１１１からＡＤＣ２１５に出力結合される周波数ダウンコンバートされたｐｕｃ信号である。
【００２７】
図９は、本発明において用いられる誘導性の局所フィールド監視ユニットの概略図である。ｐｕｃコイルループ１０１は、ＲＦアンテナ素子１３、１６のコイルループ１３、１６のストリップの一部の上に載置される。しかしながら、ｐｕｃループコイルは、コイルループのストリップに対しガルバニック接点を有しない。ｐｕｃコイルループ１０１は、プリアンプ１０３に接続される。プリアンプから出力される増幅されたｐｕｃ信号は、バラン７０１を通じてミキサに供給される。バランはケーブル電流を抑制し、その結果、ｐｕｃコイルループのＢ１場プロファイルは歪められない。バランは、ｐｕｃコイルループに対称性を与える。このようにして、バランは、同軸ケーブルのケーブルシールドがｐｕｃコイルループの対称性を歪め、ｐｕｃコイルループがより効果的でなくなることを回避する。
【００２８】
図１０は、本発明において用いられる容量性局所フィールド監視ユニットの概略図である。キャパシタンス１０１がは、コイルループのストリップ１３、１６上に配置される。局所キャパシタ１０１は、プリアンプ１０３に接続される。プリアンプから出力される増幅されたｐｕｃ信号は、バラン７０１を通じてミキサに供給される。
【００２９】
図１１は、本発明が使用される磁気共鳴イメージングシステムを概略的に示す。磁気共鳴イメージングシステムは、主コイル１０の組を有する主磁石を有し、それによって、安定した一様な磁界が生成される。主コイルは、例えばそれらがトンネル形状の検査空間を囲むボアを形成するように構成される検査される患者は、このトンネル形状の検査空間内で摺動される患者担体上に配置される。磁気共鳴イメージングシステムは、更に複数の勾配コイル１１、１２を有し、それによって、空間バリエーションを呈する磁界が、特に個別の方向において一時的な勾配をもつ形で、一様な磁界に重ね合わせられるように生成される。勾配コイル１１、１２は、１又は複数の勾配増幅器及び制御可能な電源ユニットを有する勾配制御部２１に接続される。勾配コイル１１、１２は、電源ユニット２１による電流の印加によってエネルギーを与えられる；このために、電源ユニットは、適当な時間形状の勾配パルス（「勾配波形」とも呼ばれる）を生成するように電流を勾配コイルに印加する電子勾配増幅回路を具備する。勾配の強度、方向及び持続時間は、電源ユニットを制御することによって制御される。磁気共鳴イメージングシステムは更に、ＲＦ励起パルスを生成する及び磁気共鳴信号を受信するための送信アンテナ及び受信アンテナ（コイル又はコイルアレイ）１３、１６を有する。送信コイル１３は、好適には身体コイル１３として構成され、それによって、検査される対象（の一部）が囲まれることができる。身体コイルは、通常、例えば移動可能な患者テーブルである患者担体１４上に配置される検査される患者が、磁気共鳴イメージングシステムに配置される際に身体コイル１３によって囲まれるように、磁気共鳴イメージングシステムに配置される。身体コイル１３は、ＲＦ励起パルス及びＲＦリフォーカスパルスの送信のための送信アンテナとして働く。好適には、身体コイル１３は、送信されるＲＦパルス（ＲＦＳ）の空間的に一様な強度分布を伴う。概して、同じコイル又はアンテナが、送信コイル及び受信コイルとして交互に使用される。一般に、受信コイルは、複数の素子を有し、各素子が一般に単一ループを形成する。ループの形状のさまざまなジオメトリー及びさまざまな素子の取り合わせが可能である。送信及び受信コイル１３は、電子送信及び受信回路１５に接続される。
【００３０】
送信及び受信素子として働くことができる１つの（又は幾つかの）ＲＦアンテナ素子があることに留意すべきであり、更に、一般に、ユーザは、受信素子のアレイとして一般に形成される特定用途の受信アンテナを用いることを選択することもできる。例えば、表面コイルアレイ１６は、受信及び／又は送信コイルとして使用されることができる。このような表面コイルアレイは、かなり小さいボリュームにおいて高い感度を有する。受信コイルは、プリアンプ２３に接続される。プリアンプ２３は、受信コイル１６によって受信されたＲＦ共鳴信号（ＭＳ）を増幅し、増幅されたＲＦ共鳴信号は、復調器２４に供給される。例えば表面コイルアレイのような受信アンテナは、復調器２４に接続され、予め増幅された受信磁気共鳴信号（ＭＳ）が、復調器２４によって復調される。プリアンプ２３及び復調器２４は、デジタルに実現され、表面コイルアレイに組み込まれることができる。復調された磁気共鳴信号（ＤＭＳ）は、再構成ユニットに供給される。復調器２４は、増幅されたＲＦ共鳴信号を復調する。復調された共鳴信号は、イメージングされる対象の一部の局所的なスピン密度に関する実際の情報を有する。更に、送受信回路１５は、変調器２２に接続される。変調器２２及び送受信回路１５は、ＲＦ励起及びリフォーカシングパルスを送信するように送信コイル１３を活性化する。特に、表面受信コイルアレイ１６は、ワイヤレスリンクを通じて送受信回路に結合される。表面コイルアレイ１６によって受信される磁気共鳴信号データは、送受信回路１５に送信され、（例えば表面コイルを同調させる及び離調するための）制御信号は、ワイヤレスリンクを通じて表面コイルに送信される。
【００３１】
再構成ユニットは、復調された磁気共鳴信号（ＤＭ）から、１又は複数の画像信号を導出し、導出された画像信号は、検査される対象のイメージングされた部分の画像情報を表現する。再構成ユニット２５は、実際に、好適にはデジタル画像処理ユニット２５として構成され、デジタル画像処理ユニット２５は、復調された磁気共鳴信号から、イメージングされる対象の一部の画像情報を表現する画像信号を導き出すようにプログラムされる。再構成ユニットの出力上の信号が、モニタ２６に供給され、再構成された磁気共鳴画像が、モニタに表示されることができる。代替として、他の処理又は表示を待つ間、再構成ユニット２５からの信号をバッファユニット２７に記憶することが可能である。
【００３２】
本発明の磁気共鳴イメージングシステムは更に、例えば（マイクロ）プロセッサを有するコンピュータの形の制御ユニット２０を具備する。制御ユニット２０は、ＲＦ励起の実行及び一時的な勾配磁場の印加を制御する。この目的で、制御ソフトウェアが、例えば制御ユニット２０及び再構成ユニット２５にロードされる。制御ソフトウェアは、ＲＦ送信モジュールのＲＦコントローラ１２０を監督する。制御ソフトウェアは更に勾配制御部２１を監督する。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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