JP2000354590A - Ｒｆボディ・コイル - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開放型磁気共鳴イメージング用のＲＦコイル
系で撮像空間内に所望の均一性を与えると共に、撮像空
間の外部に所望の感度降下を生じさせる。 【解決手段】 撮像空間の相対向する側に配置された第
１及び第２の直交（クォドラチャ）ＲＦコイル・セット
（３６，３８）を設ける。各直交ＲＦコイルは、中心線
に関して対称に所定の距離に設けられている第１及び第
２の複数の主経路導体セグメント（９０，９６；９２，
９８）と、第１及び第２の戻り経路導体（１０４，１１
６；１０６，１１８）とを含む。第１及び第２の主経路
導体セグメントは、第２の平面（１１４）から実質的に
離隔した第１の平面（８４）内に配置され、第２の平面
は撮像空間からより離隔していて、第１及び第２の戻り
経路導体を収容する。主経路導体セグメントの第１及び
第２の組の各々の内部の導体は、所定の電流の大きさの
比を有するように構成される。
系で撮像空間内に所望の均一性を与えると共に、撮像空
間の外部に所望の感度降下を生じさせる。 【解決手段】 撮像空間の相対向する側に配置された第
１及び第２の直交（クォドラチャ）ＲＦコイル・セット
（３６，３８）を設ける。各直交ＲＦコイルは、中心線
に関して対称に所定の距離に設けられている第１及び第
２の複数の主経路導体セグメント（９０，９６；９２，
９８）と、第１及び第２の戻り経路導体（１０４，１１
６；１０６，１１８）とを含む。第１及び第２の主経路
導体セグメントは、第２の平面（１１４）から実質的に
離隔した第１の平面（８４）内に配置され、第２の平面
は撮像空間からより離隔していて、第１及び第２の戻り
経路導体を収容する。主経路導体セグメントの第１及び
第２の組の各々の内部の導体は、所定の電流の大きさの
比を有するように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）
イメージング・システムに関し、より具体的には、ＭＲ
イメージング・システム内で用いられる無線周波数（Ｒ
Ｆ）コイル系に関する。
イメージング・システムに関し、より具体的には、ＭＲ
イメージング・システム内で用いられる無線周波数（Ｒ
Ｆ）コイル系に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システ
ムは、歳差運動する核磁気モーメントから検出される無
線周波数（ＲＦ）信号に基づいて、撮像空間(imaging v
olume)内の患者又はその他の物体の画像を形成する。撮
像空間の全体にわたって、主マグネットが静磁場すなわ
ちＢ0 磁場を発生する。同様に、ＭＲイメージング・シ
ステム内の勾配コイルを用いて、ＭＲイメージング・デ
ータ取得サイクルの選択された部分において、Ｂ0 静磁
場内で互いに直交するｘ，ｙ，ｚ座標に沿って磁場勾配
を生じるように迅速に切り換えを行う。この間に、無線
周波数（ＲＦ）コイルが、撮像空間内でＢ0 磁場に垂直
なＢ1 磁場と呼ばれるＲＦ磁場パルスを発生し、核を励
起させる。これにより、核は励起して、共鳴ＲＦ周波数
で所定の軸の周りを歳差運動する。これらの核スピン
は、適正な読み出し磁場勾配が核スピンに印加されたと
きに、空間依存性のＲＦ応答信号を発生する。ＲＦコイ
ルは又、歳差運動している核スピンからのＲＦ応答信号
を検出することが可能であり、検出された信号をＭＲイ
メージング・システムへ転送する。ＭＲイメージング・
システムは、検出されたＲＦ応答信号を結合して、人体
又は物体の撮像空間内に位置する部分の画像を形成す
る。
ムは、歳差運動する核磁気モーメントから検出される無
線周波数（ＲＦ）信号に基づいて、撮像空間(imaging v
olume)内の患者又はその他の物体の画像を形成する。撮
像空間の全体にわたって、主マグネットが静磁場すなわ
ちＢ0 磁場を発生する。同様に、ＭＲイメージング・シ
ステム内の勾配コイルを用いて、ＭＲイメージング・デ
ータ取得サイクルの選択された部分において、Ｂ0 静磁
場内で互いに直交するｘ，ｙ，ｚ座標に沿って磁場勾配
を生じるように迅速に切り換えを行う。この間に、無線
周波数（ＲＦ）コイルが、撮像空間内でＢ0 磁場に垂直
なＢ1 磁場と呼ばれるＲＦ磁場パルスを発生し、核を励
起させる。これにより、核は励起して、共鳴ＲＦ周波数
で所定の軸の周りを歳差運動する。これらの核スピン
は、適正な読み出し磁場勾配が核スピンに印加されたと
きに、空間依存性のＲＦ応答信号を発生する。ＲＦコイ
ルは又、歳差運動している核スピンからのＲＦ応答信号
を検出することが可能であり、検出された信号をＭＲイ
メージング・システムへ転送する。ＭＲイメージング・
システムは、検出されたＲＦ応答信号を結合して、人体
又は物体の撮像空間内に位置する部分の画像を形成す
る。
【０００３】正確な画像を形成するために、Ｂ0 静磁
場、磁場勾配及びＲＦコイルによって発生されるＢ1 磁
場は、撮像空間の全体にわたって空間的に均一である必
要がある。従来、均一な磁場及び勾配を発生するため
に、主マグネット、勾配コイル及びＲＦコイルは、患者
を完全に包囲するような円筒形を有している。このよう
なシステムにおいては、Ｂ0 磁場は典型的には水平であ
り、円筒のボア（中孔）の長さ方向の軸に平行に走行す
る。形状が円筒形であり、且つ患者を完全に包囲してい
ることから、高度に均一な撮像空間が保証される。しか
しながら、円筒形構成は、患者及び撮像空間への接近性
（アクセス）が厳しく制限される点では不利である。幾
何形状が円筒形であると、ＭＲイメージング走査中に医
師が相互作用的な処置を行うことが、不可能ではないま
でも、困難になる。加えて、多くの患者にとっては、こ
れらのような従来のＭＲシステムの円筒形ボアは窮屈で
あり、検査し得る患者の体格を制限すると共に、一部の
患者には閉所恐怖症的な反応を生じる場合がある。従っ
て、従来の円筒形の幾何形状に代わる代替構成が必要と
される。
場、磁場勾配及びＲＦコイルによって発生されるＢ1 磁
場は、撮像空間の全体にわたって空間的に均一である必
要がある。従来、均一な磁場及び勾配を発生するため
に、主マグネット、勾配コイル及びＲＦコイルは、患者
を完全に包囲するような円筒形を有している。このよう
なシステムにおいては、Ｂ0 磁場は典型的には水平であ
り、円筒のボア（中孔）の長さ方向の軸に平行に走行す
る。形状が円筒形であり、且つ患者を完全に包囲してい
ることから、高度に均一な撮像空間が保証される。しか
しながら、円筒形構成は、患者及び撮像空間への接近性
（アクセス）が厳しく制限される点では不利である。幾
何形状が円筒形であると、ＭＲイメージング走査中に医
師が相互作用的な処置を行うことが、不可能ではないま
でも、困難になる。加えて、多くの患者にとっては、こ
れらのような従来のＭＲシステムの円筒形ボアは窮屈で
あり、検査し得る患者の体格を制限すると共に、一部の
患者には閉所恐怖症的な反応を生じる場合がある。従っ
て、従来の円筒形の幾何形状に代わる代替構成が必要と
される。
【０００４】この要求に応えて、開放型ＭＲイメージン
グ・システムが開発された。開放型ＭＲシステムにおい
ては、撮像空間は、極めて接近し易く、患者にとっても
医師にとっても開放性がある。これにより、医療的処置
のために撮像空間に接近することが可能になると共に、
一部の患者の閉所恐怖的な反応を軽減することができ
る。一部の開放型ＭＲシステムは、撮像空間の相対向す
る側に配置されている２つの円板状の磁極片を用いてお
り、垂直なＢ0 磁場を有する。これらのシステムは、や
はり平坦で且つ円板状の形状である勾配コイル及びＲＦ
コイルを有する。これらの開放型ＭＲシステムは、２つ
の円板状の磁極片の間の空間において、医師又は患者に
多大な接近量を提供する。他の開放型ＭＲシステムは、
撮像空間の相対向する側に配置されている２つのトロイ
ド形状の磁極片を用いる。水平Ｂ0磁場を有するように
設定されているときには、患者又は医師は、トロイドの
ボアを通って、又は側方から撮像空間に接近することが
できる。磁極片がトロイド形状であるので、対応する勾
配コイル及びＲＦコイルも同様の形状とし、且つ磁極片
同士の間の空間を最大限にするように平坦にする必要が
ある。このように、開放型ＭＲシステムは、従来の閉鎖
型システム設計に固有の接近性及び閉所恐怖症の問題を
軽減する。
グ・システムが開発された。開放型ＭＲシステムにおい
ては、撮像空間は、極めて接近し易く、患者にとっても
医師にとっても開放性がある。これにより、医療的処置
のために撮像空間に接近することが可能になると共に、
一部の患者の閉所恐怖的な反応を軽減することができ
る。一部の開放型ＭＲシステムは、撮像空間の相対向す
る側に配置されている２つの円板状の磁極片を用いてお
り、垂直なＢ0 磁場を有する。これらのシステムは、や
はり平坦で且つ円板状の形状である勾配コイル及びＲＦ
コイルを有する。これらの開放型ＭＲシステムは、２つ
の円板状の磁極片の間の空間において、医師又は患者に
多大な接近量を提供する。他の開放型ＭＲシステムは、
撮像空間の相対向する側に配置されている２つのトロイ
ド形状の磁極片を用いる。水平Ｂ0磁場を有するように
設定されているときには、患者又は医師は、トロイドの
ボアを通って、又は側方から撮像空間に接近することが
できる。磁極片がトロイド形状であるので、対応する勾
配コイル及びＲＦコイルも同様の形状とし、且つ磁極片
同士の間の空間を最大限にするように平坦にする必要が
ある。このように、開放型ＭＲシステムは、従来の閉鎖
型システム設計に固有の接近性及び閉所恐怖症の問題を
軽減する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、開放型
ＭＲシステムは、撮像空間内に均一な磁場を発生するこ
とがより困難である点では不利である。具体的には、開
放型ＭＲシステムのＲＦコイル及びその他の構成要素に
要求される平坦性の問題がある。同様に、開放型ＭＲシ
ステムは、患者を完全に包囲している訳ではないので、
Ｂ0 静磁場、勾配磁場及びＢ1 磁場の高度の均一性を得
ることは困難である。
ＭＲシステムは、撮像空間内に均一な磁場を発生するこ
とがより困難である点では不利である。具体的には、開
放型ＭＲシステムのＲＦコイル及びその他の構成要素に
要求される平坦性の問題がある。同様に、開放型ＭＲシ
ステムは、患者を完全に包囲している訳ではないので、
Ｂ0 静磁場、勾配磁場及びＢ1 磁場の高度の均一性を得
ることは困難である。
【０００６】典型的な開放型システムのＲＦコイルの一
例は、二重バタフライ型設計であるが、この設計は、導
体に近接した位置で特に不均一である。ホイール・スポ
ーク構造の形態を有する平坦なバード・ケージ（鳥か
ご）型設計を用いる場合もあるが、この設計も又、導体
の付近で不均一である。尚、ここでは、高い均一性を有
するＢ1 磁場を備えたシステムは、撮像空間(imaging v
olume)の全体にわたってＲＦ信号に対して実質的に均等
な感度を有するものとする。Ｂ1 磁場に不均一性が存在
するときには、不均一な区域の感度は増大しているか又
は減少している。この増大又は減少によって、検出され
るＲＦ信号が多くなるか又は少なくなり、再構成後のＭ
Ｒ画像に明るい点又は暗い点が生ずる。従って、例え
ば、典型的な二重バタフライ型設計又は平坦バード・ケ
ージ型設計における導体の付近の区域は、撮像空間の残
りの部分よりも感度が高く、これにより、画像内に非常
に明るい区域又はホット・スポットが形成される。
例は、二重バタフライ型設計であるが、この設計は、導
体に近接した位置で特に不均一である。ホイール・スポ
ーク構造の形態を有する平坦なバード・ケージ（鳥か
ご）型設計を用いる場合もあるが、この設計も又、導体
の付近で不均一である。尚、ここでは、高い均一性を有
するＢ1 磁場を備えたシステムは、撮像空間(imaging v
olume)の全体にわたってＲＦ信号に対して実質的に均等
な感度を有するものとする。Ｂ1 磁場に不均一性が存在
するときには、不均一な区域の感度は増大しているか又
は減少している。この増大又は減少によって、検出され
るＲＦ信号が多くなるか又は少なくなり、再構成後のＭ
Ｒ画像に明るい点又は暗い点が生ずる。従って、例え
ば、典型的な二重バタフライ型設計又は平坦バード・ケ
ージ型設計における導体の付近の区域は、撮像空間の残
りの部分よりも感度が高く、これにより、画像内に非常
に明るい区域又はホット・スポットが形成される。
【０００７】又、典型的な平坦型のＲＦコイル設計のも
う１つの短所は、感度が撮像空間の外部で十分に速く降
下せず、撮像空間の外部にＲＦ磁場を生じて画像に影響
を及ぼすことである。撮像空間の内部では、Ｂ0 磁場、
勾配磁場及びＲＦ磁場は、可能な限り均一であるように
設計されている。しかしながら、撮像空間の外部では、
均一性はそれほど制御されていない。結果として、撮像
空間の外部の区域では、不均一なＢ0 磁場及びＢ1 磁場
と、非線形の勾配磁場との重ね合わせから、信号の折り
返し（エイリアシング）が生ずる可能性があり、このと
き、撮像空間の外部の区域は、撮像空間の内部の区域と
同じ周波数を有する信号を発生する。これら外部の信号
は、検出されて、画像内に明るい点を生ずる可能性があ
る。撮像空間の外部でＲＦ磁場感度を急に低下させるこ
とにより、外部の磁場と撮像空間の内部の磁場との相互
作用が減少する。典型的な従来技術では、戻り電流の経
路がＲＦシールドを通過し、実際には、直進導体の下方
で直進している。この結果、コイルの中心に沿った直進
の戻り電流経路が生じ、この場合には、戻り電流経路
は、感度の急な降下を生ずるためには用いられていな
い。このようなものとして、現在のＲＦコイル設計は典
型的には、撮像空間の外部にＲＦ迷走磁場を生じ、この
迷走磁場が勾配コイルの非線形性及びマグネットの不均
一性と組み合わさって、撮像空間の外部の遠方からの信
号も画像内に折り込まれてしまう可能性がある。従っ
て、ＭＲシステムにおいては、撮像空間の外部からの信
号が画像に影響を及ぼさないように、撮像空間の外部で
の感度の非常に急な降下を生ずることが望ましい。
う１つの短所は、感度が撮像空間の外部で十分に速く降
下せず、撮像空間の外部にＲＦ磁場を生じて画像に影響
を及ぼすことである。撮像空間の内部では、Ｂ0 磁場、
勾配磁場及びＲＦ磁場は、可能な限り均一であるように
設計されている。しかしながら、撮像空間の外部では、
均一性はそれほど制御されていない。結果として、撮像
空間の外部の区域では、不均一なＢ0 磁場及びＢ1 磁場
と、非線形の勾配磁場との重ね合わせから、信号の折り
返し（エイリアシング）が生ずる可能性があり、このと
き、撮像空間の外部の区域は、撮像空間の内部の区域と
同じ周波数を有する信号を発生する。これら外部の信号
は、検出されて、画像内に明るい点を生ずる可能性があ
る。撮像空間の外部でＲＦ磁場感度を急に低下させるこ
とにより、外部の磁場と撮像空間の内部の磁場との相互
作用が減少する。典型的な従来技術では、戻り電流の経
路がＲＦシールドを通過し、実際には、直進導体の下方
で直進している。この結果、コイルの中心に沿った直進
の戻り電流経路が生じ、この場合には、戻り電流経路
は、感度の急な降下を生ずるためには用いられていな
い。このようなものとして、現在のＲＦコイル設計は典
型的には、撮像空間の外部にＲＦ迷走磁場を生じ、この
迷走磁場が勾配コイルの非線形性及びマグネットの不均
一性と組み合わさって、撮像空間の外部の遠方からの信
号も画像内に折り込まれてしまう可能性がある。従っ
て、ＭＲシステムにおいては、撮像空間の外部からの信
号が画像に影響を及ぼさないように、撮像空間の外部で
の感度の非常に急な降下を生ずることが望ましい。
【０００８】これらの短所に加え、開放型ＭＲＩシステ
ム用のＲＦコイルの設計は、他のいくつかの制約を有し
ている。例えば、ＲＦコイルの直径は典型的には、磁極
片の直径までに制限される。平坦型ＲＦコイルの直径、
及び撮像空間のイソセンタまでのコイルの距離は、コイ
ルが均一なＲＦ磁場を発生する能力に影響を及ぼす。例
えば、ＲＦコイルの直径が、ＲＦコイルから撮像空間の
イソセンタ(isocenter) までの距離に等しいか又はこれ
よりも大きいときには、撮像空間の内部で均一なＲＦ磁
場を発生することはより容易である。前述のように、Ｒ
Ｆコイルの平坦性から既に均一性の問題が生じているの
で、ＲＦコイルの許容可能な直径を制限すると、問題に
更なる困難度が加わる。
ム用のＲＦコイルの設計は、他のいくつかの制約を有し
ている。例えば、ＲＦコイルの直径は典型的には、磁極
片の直径までに制限される。平坦型ＲＦコイルの直径、
及び撮像空間のイソセンタまでのコイルの距離は、コイ
ルが均一なＲＦ磁場を発生する能力に影響を及ぼす。例
えば、ＲＦコイルの直径が、ＲＦコイルから撮像空間の
イソセンタ(isocenter) までの距離に等しいか又はこれ
よりも大きいときには、撮像空間の内部で均一なＲＦ磁
場を発生することはより容易である。前述のように、Ｒ
Ｆコイルの平坦性から既に均一性の問題が生じているの
で、ＲＦコイルの許容可能な直径を制限すると、問題に
更なる困難度が加わる。
【０００９】更に、平坦型ＲＦコイルは、撮像空間を包
囲している円筒形コイルに比較して非効率的である。平
坦型ＲＦコイルが非効率的であるので、同等の閉鎖型Ｍ
Ｒシステムよりも大型の電力増幅器が必要になる。より
大型の電力増幅器は、システムに追加経費を加えるので
問題がある。更に、より大きな電力を要求することによ
り、ＲＦコイルによって生ずるＲＦ磁場の比吸収率（Ｓ
ＡＲ；specific absorption ratio ）が増大する可能性
がある。当業者には公知のように、ＳＡＲは、ＭＲシス
テムの送信ＲＦコイル内又はコイルに近接して配置され
ている患者又は医療関係者によって吸収され得る電磁的
エネルギのレベルに関連している。例えば米国内では、
ＳＡＲ限度は、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって規
定されている。開放型ＭＲシステムに要求される間隔が
上述のように迫っているため、ＲＦコイルは必然的に、
患者の表面にかなり近接していなければならない。この
ように、ＳＡＲ限度は、ＲＦコイルによって利用される
ものとして許容される電力量を制約する可能性がある。
囲している円筒形コイルに比較して非効率的である。平
坦型ＲＦコイルが非効率的であるので、同等の閉鎖型Ｍ
Ｒシステムよりも大型の電力増幅器が必要になる。より
大型の電力増幅器は、システムに追加経費を加えるので
問題がある。更に、より大きな電力を要求することによ
り、ＲＦコイルによって生ずるＲＦ磁場の比吸収率（Ｓ
ＡＲ；specific absorption ratio ）が増大する可能性
がある。当業者には公知のように、ＳＡＲは、ＭＲシス
テムの送信ＲＦコイル内又はコイルに近接して配置され
ている患者又は医療関係者によって吸収され得る電磁的
エネルギのレベルに関連している。例えば米国内では、
ＳＡＲ限度は、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって規
定されている。開放型ＭＲシステムに要求される間隔が
上述のように迫っているため、ＲＦコイルは必然的に、
患者の表面にかなり近接していなければならない。この
ように、ＳＡＲ限度は、ＲＦコイルによって利用される
ものとして許容される電力量を制約する可能性がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、磁気共
鳴イメージング・システムに用いられるＲＦボディ・コ
イルが、第１及び第２の戻り経路導体に接続されて、撮
像空間に所望の均一性を有するＢ1 磁場を発生するよう
に電流を流す主経路導体の第１及び第２の組を有してい
る。主経路導体の第１の組は、主経路導体の第２の組に
対して平行に隔設されており、ＲＦコイルを分割する中
心線に関して対称に配置されている。更に、第１及び第
２の戻り経路導体は、電流の戻り経路を提供しており、
撮像空間の外部での所望の感度降下を生ずるために、主
経路導体の第１及び第２の組から半径方向外側に配置さ
れている。主経路導体の第１及び第２の組の各々の内部
に設けられている導体の各々は、並列に接続されている
一方で、第１及び第２の戻り経路導体の両方が、主経路
導体の第１及び第２の組の各々に対して直列に接続され
ている。好ましくは、主経路導体の第１及び第２の組
は、第１の平面内に位置し、第１及び第２の戻り経路導
体は、第２の平面に位置し、ここで、第１の平面は、撮
像空間により近接しており、撮像空間内に所望の比吸収
率（ＳＡＲ）を提供するように第２の平面から実質的に
離隔している。このようにして、導体の間隔、並びに主
経路導体の第１及び第２の組の内部に設けられている導
体同士の間での所定の電流の大きさの比から、所望の均
一性が得られる。
鳴イメージング・システムに用いられるＲＦボディ・コ
イルが、第１及び第２の戻り経路導体に接続されて、撮
像空間に所望の均一性を有するＢ1 磁場を発生するよう
に電流を流す主経路導体の第１及び第２の組を有してい
る。主経路導体の第１の組は、主経路導体の第２の組に
対して平行に隔設されており、ＲＦコイルを分割する中
心線に関して対称に配置されている。更に、第１及び第
２の戻り経路導体は、電流の戻り経路を提供しており、
撮像空間の外部での所望の感度降下を生ずるために、主
経路導体の第１及び第２の組から半径方向外側に配置さ
れている。主経路導体の第１及び第２の組の各々の内部
に設けられている導体の各々は、並列に接続されている
一方で、第１及び第２の戻り経路導体の両方が、主経路
導体の第１及び第２の組の各々に対して直列に接続され
ている。好ましくは、主経路導体の第１及び第２の組
は、第１の平面内に位置し、第１及び第２の戻り経路導
体は、第２の平面に位置し、ここで、第１の平面は、撮
像空間により近接しており、撮像空間内に所望の比吸収
率（ＳＡＲ）を提供するように第２の平面から実質的に
離隔している。このようにして、導体の間隔、並びに主
経路導体の第１及び第２の組の内部に設けられている導
体同士の間での所定の電流の大きさの比から、所望の均
一性が得られる。
【００１１】もう１つの実施の形態によれば、本発明
は、撮像空間の相対向する側に配置されている１対の磁
極片を備えたＭＲマグネットと共に用いられるＲＦコイ
ル系を構成する。このＲＦコイル系は、撮像空間の相対
向する側に配置されている１対のＲＦコイル構成要素を
含んでおり、ＲＦコイル構成要素の各々が複数の導電性
ループを有している。各々のＲＦコイル構成要素の導電
性ループは、撮像空間内に所望の均一性を有するＢ1 磁
場を発生するように電流を流す主経路導体セグメントの
第１及び第２の組を有している。主経路導体セグメント
の第１及び第２の組は、第１の平面内で互いに対して平
行に且つ中心線に関して対称に配置されており、主経路
導体セグメントの各々の第１及び第２の組内に設けられ
ている各々の導体は、並列に接続されている。導電性ル
ープは又、電流に戻り経路を提供する第１及び第２の戻
り経路導体セグメントを含んでいる。戻り経路導体セグ
メントの各々は、主経路導体セグメントの第１及び第２
の組の相対向する端部に直列接続されている。第１及び
第２の戻り経路導体セグメントの各々は、第１の平面に
対して実質的に平行であり且つ第１の平面から離隔して
いる第２の平面内で、主経路導体から半径方向外側に配
置されている。各平面の間の離隔した関係によって、撮
像空間内に所望のＳＡＲが提供される。
は、撮像空間の相対向する側に配置されている１対の磁
極片を備えたＭＲマグネットと共に用いられるＲＦコイ
ル系を構成する。このＲＦコイル系は、撮像空間の相対
向する側に配置されている１対のＲＦコイル構成要素を
含んでおり、ＲＦコイル構成要素の各々が複数の導電性
ループを有している。各々のＲＦコイル構成要素の導電
性ループは、撮像空間内に所望の均一性を有するＢ1 磁
場を発生するように電流を流す主経路導体セグメントの
第１及び第２の組を有している。主経路導体セグメント
の第１及び第２の組は、第１の平面内で互いに対して平
行に且つ中心線に関して対称に配置されており、主経路
導体セグメントの各々の第１及び第２の組内に設けられ
ている各々の導体は、並列に接続されている。導電性ル
ープは又、電流に戻り経路を提供する第１及び第２の戻
り経路導体セグメントを含んでいる。戻り経路導体セグ
メントの各々は、主経路導体セグメントの第１及び第２
の組の相対向する端部に直列接続されている。第１及び
第２の戻り経路導体セグメントの各々は、第１の平面に
対して実質的に平行であり且つ第１の平面から離隔して
いる第２の平面内で、主経路導体から半径方向外側に配
置されている。各平面の間の離隔した関係によって、撮
像空間内に所望のＳＡＲが提供される。
【００１２】導電性ループの各々において、主経路導体
セグメントの第１及び第２の組の各々が、第１の電流を
流す少なくとも第１の直進導体と、第２の電流を流す第
２の直進導体とを有しており、第１の直進導体は、第２
の直進導体から所定の間隔に位置している。又、各々の
導電性ループについて、第１及び第２の戻り経路導体セ
グメントの半径方向外側の配置、第１の電流の第２の電
流に対する電流の大きさの比、並びに第１の主経路導体
と第２の主経路導体との間の所定の間隔が組み合わさっ
て、撮像空間内で所望の均一性を有すると共に、撮像空
間の外部で所望の感度降下を有するＢ1 磁場を形成す
る。
セグメントの第１及び第２の組の各々が、第１の電流を
流す少なくとも第１の直進導体と、第２の電流を流す第
２の直進導体とを有しており、第１の直進導体は、第２
の直進導体から所定の間隔に位置している。又、各々の
導電性ループについて、第１及び第２の戻り経路導体セ
グメントの半径方向外側の配置、第１の電流の第２の電
流に対する電流の大きさの比、並びに第１の主経路導体
と第２の主経路導体との間の所定の間隔が組み合わさっ
て、撮像空間内で所望の均一性を有すると共に、撮像空
間の外部で所望の感度降下を有するＢ1 磁場を形成す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に従って図１について説明
する。磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム１０
が、ＭＲマグネット・アセンブリ２０の第１の磁極片１
６と第２の磁極片１８との間の開放空間１４内の撮像空
間１２に配置されている患者１１を含んでいる。ＭＲマ
グネット・アセンブリ２０は、第１及び第２の磁極片１
６及び１８にそれぞれ隣接して第１及び第２のシム・デ
ィスク２２及び２４を含んでおり、撮像空間１２を横断
して一様な静磁場２６、即ち、Ｂ0 磁場を形成する。勾
配増幅器２８が、シム・ディスク２２及び２４に隣接し
てそれぞれ配置されている第１の勾配コイル・セット３
０及び第２の勾配コイル・セット３２に電力を供給す
る。Ｘ軸勾配コイルとＹ軸勾配コイルとＺ軸勾配コイル
とをそれぞれ含んでいる勾配コイル・セット３０及び３
２が付勢される（即ち、エネルギを与えられる）と、所
定の方向に磁場勾配を発生する。ＲＦ送信器３４が、勾
配コイル・セット３０及び３２に隣接してそれぞれ配置
されている前方（anterior）ＲＦコイル・セット３６及
び後方（posterior）ＲＦコイル・セット３８に所要の
電力を供給する。前方及び後方ＲＦコイル・セット３６
及び３８にエネルギを与えると、ＲＦエネルギが送信さ
れて、Ｂ0 磁場２６に対して垂直に回転する円形分極Ｂ
1磁場４０を発生する。Ｂ1 磁場４０は、撮像空間１２
内の患者１１の体内の核スピンを励起する。各々のＲＦ
コイル・セット３６及び３８と、各々の勾配コイル・セ
ット３０及び３２との間に挟まれて、それぞれ第１及び
第２のＲＦシールド４２及び４４が設けられている。第
１及び第２のＲＦシールド４２及び４４は、Ｂ1 磁場４
０が勾配コイル・セット３０及び３２に透過するのを防
止しており、これにより、撮像空間の内部のＲＦエネル
ギを収容すると共に、勾配コイル内でのＲＦエネルギの
損失を防止している。
する。磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム１０
が、ＭＲマグネット・アセンブリ２０の第１の磁極片１
６と第２の磁極片１８との間の開放空間１４内の撮像空
間１２に配置されている患者１１を含んでいる。ＭＲマ
グネット・アセンブリ２０は、第１及び第２の磁極片１
６及び１８にそれぞれ隣接して第１及び第２のシム・デ
ィスク２２及び２４を含んでおり、撮像空間１２を横断
して一様な静磁場２６、即ち、Ｂ0 磁場を形成する。勾
配増幅器２８が、シム・ディスク２２及び２４に隣接し
てそれぞれ配置されている第１の勾配コイル・セット３
０及び第２の勾配コイル・セット３２に電力を供給す
る。Ｘ軸勾配コイルとＹ軸勾配コイルとＺ軸勾配コイル
とをそれぞれ含んでいる勾配コイル・セット３０及び３
２が付勢される（即ち、エネルギを与えられる）と、所
定の方向に磁場勾配を発生する。ＲＦ送信器３４が、勾
配コイル・セット３０及び３２に隣接してそれぞれ配置
されている前方（anterior）ＲＦコイル・セット３６及
び後方（posterior）ＲＦコイル・セット３８に所要の
電力を供給する。前方及び後方ＲＦコイル・セット３６
及び３８にエネルギを与えると、ＲＦエネルギが送信さ
れて、Ｂ0 磁場２６に対して垂直に回転する円形分極Ｂ
1磁場４０を発生する。Ｂ1 磁場４０は、撮像空間１２
内の患者１１の体内の核スピンを励起する。各々のＲＦ
コイル・セット３６及び３８と、各々の勾配コイル・セ
ット３０及び３２との間に挟まれて、それぞれ第１及び
第２のＲＦシールド４２及び４４が設けられている。第
１及び第２のＲＦシールド４２及び４４は、Ｂ1 磁場４
０が勾配コイル・セット３０及び３２に透過するのを防
止しており、これにより、撮像空間の内部のＲＦエネル
ギを収容すると共に、勾配コイル内でのＲＦエネルギの
損失を防止している。
【００１４】典型的には、操作者コンソール４８を介し
て操作者４６によって入力されるパラメータに基づい
て、汎用コンピュータ５０が、パルス・シーケンサ５２
を起動して、ＭＲデータ取得サイクルを開始する。パル
ス・シーケンサ５２は、勾配増幅器２８及びＲＦ送信器
３４がＲＦ送信／受信回路５３にエネルギを与えるタイ
ミング及び起動を制御して、磁場勾配及びＲＦエネルギ
を発生する。勾配磁場及びＲＦエネルギは、核スピンを
励起させ、撮像空間１２内の所定の画像平面において患
者１１の組織によってＭＲ応答信号が放出されるように
する。ＲＦ送信／受信回路５３は、放出されたＭＲ応答
信号を患者１１の撮像空間１２から受信し、信号を受信
器５４へ転送する。ＲＦ送信／受信回路５３は、放出さ
れたＭＲ応答信号を前方及び後方ＲＦコイル・セット３
６及び３８から取得してもよい。代替的には、ＲＦ送信
／受信回路５３は、ＭＲ応答信号を受信するためのＲＦ
表面コイル（図示されていない）を追加で含んでいても
よい。受信器５４は、放出されたＭＲ応答信号を受信す
ると共に増幅し、この信号を再構成ユニット５６へ供給
する。再構成ユニット５６は、患者１１の撮像平面にお
けるＭＲ画像のデータを形成する。画像データは、汎用
コンピュータ５０へ供給され、コンピュータ５０は、操
作者コンソール４８上にＭＲ画像を表示する。操作者コ
ンソール４８の出力は、スキャン・コンバータ５８へデ
ータを供給することもでき、スキャン・コンバータ５８
は、信号の形式を変換して表示装置６０へ供給する。表
示装置６０は、画像平面の画像を形成し、外科手術等の
医療処置時に医師を支援することができる。
て操作者４６によって入力されるパラメータに基づい
て、汎用コンピュータ５０が、パルス・シーケンサ５２
を起動して、ＭＲデータ取得サイクルを開始する。パル
ス・シーケンサ５２は、勾配増幅器２８及びＲＦ送信器
３４がＲＦ送信／受信回路５３にエネルギを与えるタイ
ミング及び起動を制御して、磁場勾配及びＲＦエネルギ
を発生する。勾配磁場及びＲＦエネルギは、核スピンを
励起させ、撮像空間１２内の所定の画像平面において患
者１１の組織によってＭＲ応答信号が放出されるように
する。ＲＦ送信／受信回路５３は、放出されたＭＲ応答
信号を患者１１の撮像空間１２から受信し、信号を受信
器５４へ転送する。ＲＦ送信／受信回路５３は、放出さ
れたＭＲ応答信号を前方及び後方ＲＦコイル・セット３
６及び３８から取得してもよい。代替的には、ＲＦ送信
／受信回路５３は、ＭＲ応答信号を受信するためのＲＦ
表面コイル（図示されていない）を追加で含んでいても
よい。受信器５４は、放出されたＭＲ応答信号を受信す
ると共に増幅し、この信号を再構成ユニット５６へ供給
する。再構成ユニット５６は、患者１１の撮像平面にお
けるＭＲ画像のデータを形成する。画像データは、汎用
コンピュータ５０へ供給され、コンピュータ５０は、操
作者コンソール４８上にＭＲ画像を表示する。操作者コ
ンソール４８の出力は、スキャン・コンバータ５８へデ
ータを供給することもでき、スキャン・コンバータ５８
は、信号の形式を変換して表示装置６０へ供給する。表
示装置６０は、画像平面の画像を形成し、外科手術等の
医療処置時に医師を支援することができる。
【００１５】図２及び図３について説明する。ＲＦコイ
ル・セット３６及び３８はそれぞれ、同様の直交（クォ
ドラチャ）構造を有する多数のコイルを含んでおり、こ
れらのコイルが組み合わさって、ＲＦコイル系６１を形
成している。ＲＦコイル・セット３６及び３８は好まし
くは、互いの実質的な鏡像となっている。直交コイルで
あるので、各々のＲＦコイル・セット３６及び３８は、
Ｉチャネル・コイルとＱチャネル・コイルとを含んでい
る。前方ＲＦコイル・セット３６のＩチャネル・コイル
の電流及びＱチャネル・コイルの電流は、後方ＲＦコイ
ル・セット３８のＩチャネル・コイルの電流及びＱチャ
ネル・コイルの電流に対してそれぞれ約１８０°だけ位
相がずれている。同様に、各々のＲＦコイル・セット３
６及び３８の内部では、Ｉチャネル・コイルの電流及び
Ｑチャネル・コイルの電流は、互いに対して約９０°だ
け位相がずれている。例えば、前方ＲＦコイル・セット
３６は、構造的にも電気的にも約０°及び約９０°を成
してそれぞれ配置されているＩチャネル・コイル６２と
Ｑチャネル・コイル６４とを有する直交構造を含んでい
る。同様に、後方ＲＦコイル・セット３８は、構造的に
も電気的にも約１８０°及び約２７０°を成してそれぞ
れ配置されているＩチャネル・コイル６６とＱチャネル
・コイル６８とを含んでいる。Ｉチャネル・コイル６２
及び６６からの主経路導体７０及び７２は、Ｑチャネル
・コイル６４及び６８の主経路導体７４及び７６に対し
て約９０°の角度を成している。このようなものとし
て、Ｉチャネル・コイル６２及び６６からの関連する磁
場は、Ｑチャネル・コイル６４及び６８からの関連する
磁場に対して実質的に垂直となっている。従って、ここ
で記載するように位相をずらした状態でコイルが駆動さ
れると、これらの実質的に垂直な磁場によって、実質的
に円形の分極されたＢ1 磁場４０（図１）が生ずる。
ル・セット３６及び３８はそれぞれ、同様の直交（クォ
ドラチャ）構造を有する多数のコイルを含んでおり、こ
れらのコイルが組み合わさって、ＲＦコイル系６１を形
成している。ＲＦコイル・セット３６及び３８は好まし
くは、互いの実質的な鏡像となっている。直交コイルで
あるので、各々のＲＦコイル・セット３６及び３８は、
Ｉチャネル・コイルとＱチャネル・コイルとを含んでい
る。前方ＲＦコイル・セット３６のＩチャネル・コイル
の電流及びＱチャネル・コイルの電流は、後方ＲＦコイ
ル・セット３８のＩチャネル・コイルの電流及びＱチャ
ネル・コイルの電流に対してそれぞれ約１８０°だけ位
相がずれている。同様に、各々のＲＦコイル・セット３
６及び３８の内部では、Ｉチャネル・コイルの電流及び
Ｑチャネル・コイルの電流は、互いに対して約９０°だ
け位相がずれている。例えば、前方ＲＦコイル・セット
３６は、構造的にも電気的にも約０°及び約９０°を成
してそれぞれ配置されているＩチャネル・コイル６２と
Ｑチャネル・コイル６４とを有する直交構造を含んでい
る。同様に、後方ＲＦコイル・セット３８は、構造的に
も電気的にも約１８０°及び約２７０°を成してそれぞ
れ配置されているＩチャネル・コイル６６とＱチャネル
・コイル６８とを含んでいる。Ｉチャネル・コイル６２
及び６６からの主経路導体７０及び７２は、Ｑチャネル
・コイル６４及び６８の主経路導体７４及び７６に対し
て約９０°の角度を成している。このようなものとし
て、Ｉチャネル・コイル６２及び６６からの関連する磁
場は、Ｑチャネル・コイル６４及び６８からの関連する
磁場に対して実質的に垂直となっている。従って、ここ
で記載するように位相をずらした状態でコイルが駆動さ
れると、これらの実質的に垂直な磁場によって、実質的
に円形の分極されたＢ1 磁場４０（図１）が生ずる。
【００１６】各々のＲＦコイル・セット３６及び３８の
構造、並びに各々のコイル構成要素のイソセンタ８８に
対する相対的位置は、撮像空間１２内のＢ1 磁場４０の
均一性、撮像空間の外部の感度降下、及び患者１１への
ＳＡＲ照射に劇的な影響を及ぼす。具体的には、各々の
主経路導体の間の間隔が、主経路導体から撮像空間１２
までの距離及び主経路導体における電流の大きさの比と
組み合わさって、撮像空間の内部のＢ1磁場の均一性に
大きな影響を及ぼす。又、戻り経路導体の配置、及び戻
り経路導体から撮像空間１２までの距離が、撮像空間の
外部の感度降下の量に絶大な影響を及ぼす。最後に、戻
り経路導体及び主経路導体からＲＦシールド及び撮像空
間までの距離が、感度降下、撮像空間内部での均一性、
及び患者１１へのＳＡＲ照射にかなりの影響を及ぼす。
構造、並びに各々のコイル構成要素のイソセンタ８８に
対する相対的位置は、撮像空間１２内のＢ1 磁場４０の
均一性、撮像空間の外部の感度降下、及び患者１１への
ＳＡＲ照射に劇的な影響を及ぼす。具体的には、各々の
主経路導体の間の間隔が、主経路導体から撮像空間１２
までの距離及び主経路導体における電流の大きさの比と
組み合わさって、撮像空間の内部のＢ1磁場の均一性に
大きな影響を及ぼす。又、戻り経路導体の配置、及び戻
り経路導体から撮像空間１２までの距離が、撮像空間の
外部の感度降下の量に絶大な影響を及ぼす。最後に、戻
り経路導体及び主経路導体からＲＦシールド及び撮像空
間までの距離が、感度降下、撮像空間内部での均一性、
及び患者１１へのＳＡＲ照射にかなりの影響を及ぼす。
【００１７】各々のコイル６２、６４、６６及び６８の
構造は、類似している。後方Ｉチャネル・コイル６６を
例として用いて図４を参照して述べると、各々のコイル
は、主経路導体７２を含んでおり、主経路導体７２内で
の電流のピークの大きさＩ1及びＩ2 は、均一な円形分
極Ｂ1 磁場４０を形成するようにキャパシタによって変
化させることができる。好ましくは、主経路導体７２
は、電気的に並列に接続されている主経路導体セグメン
トから成る第１の組８２を含んでいる。導体セグメント
の第１の組８２に属する各々の導体は好ましくは、中心
軸８６に対して実質的に平行である。中心軸は、撮像空
間１２のイソセンタ８８を通る中心平面８７（図６）内
に位置している。直進導体セグメントの第１の組８２
は、少なくとも第１の主経路導体セグメント９０を含ん
でおり、好ましくは第２の主経路導体セグメント９２も
含んでいる。主経路導体セグメント９０及び９２に対応
して、電流の大きさＩ1 及びＩ2 、従ってキャパシタ７
８〜８１の値は、後で説明するように、ビオ・サバール
の法則に基づいて、各々の主経路導体セグメントから撮
像空間までの距離、及び所望の均一性に応じて変化させ
ることができる。
構造は、類似している。後方Ｉチャネル・コイル６６を
例として用いて図４を参照して述べると、各々のコイル
は、主経路導体７２を含んでおり、主経路導体７２内で
の電流のピークの大きさＩ1及びＩ2 は、均一な円形分
極Ｂ1 磁場４０を形成するようにキャパシタによって変
化させることができる。好ましくは、主経路導体７２
は、電気的に並列に接続されている主経路導体セグメン
トから成る第１の組８２を含んでいる。導体セグメント
の第１の組８２に属する各々の導体は好ましくは、中心
軸８６に対して実質的に平行である。中心軸は、撮像空
間１２のイソセンタ８８を通る中心平面８７（図６）内
に位置している。直進導体セグメントの第１の組８２
は、少なくとも第１の主経路導体セグメント９０を含ん
でおり、好ましくは第２の主経路導体セグメント９２も
含んでいる。主経路導体セグメント９０及び９２に対応
して、電流の大きさＩ1 及びＩ2 、従ってキャパシタ７
８〜８１の値は、後で説明するように、ビオ・サバール
の法則に基づいて、各々の主経路導体セグメントから撮
像空間までの距離、及び所望の均一性に応じて変化させ
ることができる。
【００１８】電流Ｉ1 及びＩ2 の比は、撮像空間１２内
での均一性を決定する。但し、当業者は理解されるよう
に、電流の大きさは、所要のＢ1 磁場の大きさに全面的
に依存している。従って、Ｉ1 及びＩ2 の電流のピーク
の大きさの値は、各々のシステム毎の要求条件によって
変わる。
での均一性を決定する。但し、当業者は理解されるよう
に、電流の大きさは、所要のＢ1 磁場の大きさに全面的
に依存している。従って、Ｉ1 及びＩ2 の電流のピーク
の大きさの値は、各々のシステム毎の要求条件によって
変わる。
【００１９】主経路導体７２は加えて、中心軸８６に関
して主経路導体セグメントの第１の組８２と対称に配置
されている主経路導体セグメントの第２の組９４を含ん
でいる。第２の組９４も又、第１の主経路導体セグメン
ト９６を含み、好ましくは第２の主経路導体セグメント
９８も含んでおり、又、キャパシタ１００〜１０３を含
んでいる。これらのセグメント９６及び９８並びにキャ
パシタ１００〜１０３は、第１及び第２の導体セグメン
ト９０及び９２並びにキャパシタ７８〜８１と同様の電
流の大きさ及び容量特性をそれぞれ有している。主経路
導体セグメント９０、９２、９６及び９８の相対的な配
置は、中心軸８６に関して対称である。
して主経路導体セグメントの第１の組８２と対称に配置
されている主経路導体セグメントの第２の組９４を含ん
でいる。第２の組９４も又、第１の主経路導体セグメン
ト９６を含み、好ましくは第２の主経路導体セグメント
９８も含んでおり、又、キャパシタ１００〜１０３を含
んでいる。これらのセグメント９６及び９８並びにキャ
パシタ１００〜１０３は、第１及び第２の導体セグメン
ト９０及び９２並びにキャパシタ７８〜８１と同様の電
流の大きさ及び容量特性をそれぞれ有している。主経路
導体セグメント９０、９２、９６及び９８の相対的な配
置は、中心軸８６に関して対称である。
【００２０】前述のように、主経路導体７２は、導体セ
グメントの第１及び第２の組８２及び９４を含んでい
る。導体セグメントの各々の組８２及び９４は、少なく
とも１つの導体セグメントを含んでいる。但し、撮像空
間１２のＢ1 磁場４０の均一性を向上させるためには、
導体セグメントの各々の組８２及び９４は好ましくは、
少なくとも２つの導体セグメントを含む。各々の組８２
及び９４内での導体セグメントの数を増大させると、所
望の水準の均一性を達成する能力が向上する。
グメントの第１及び第２の組８２及び９４を含んでい
る。導体セグメントの各々の組８２及び９４は、少なく
とも１つの導体セグメントを含んでいる。但し、撮像空
間１２のＢ1 磁場４０の均一性を向上させるためには、
導体セグメントの各々の組８２及び９４は好ましくは、
少なくとも２つの導体セグメントを含む。各々の組８２
及び９４内での導体セグメントの数を増大させると、所
望の水準の均一性を達成する能力が向上する。
【００２１】各々の組８２及び９４の第１及び第２の主
経路導体セグメントはそれぞれ、中心軸８６から所定の
距離ｘ1 及びｘ2 に配置される。中心軸８６からの所定
の距離ｘ1 及びｘ2 はそれぞれ、撮像空間１２からの距
離にも対応している。後述するように、ビオ・サバール
の法則は、ｘ1 の値及びｘ2 の値を、電流Ｉ1 及びＩ 2
の比と組み合わせて用いて、所望のＢ1 磁場４０を決定
する。従って、各々のコイルにおける主経路導体セグメ
ントの各々の組８２及び９４について、中心軸８６まで
の距離及び各導体の電流の大きさの比を、イソセンタ８
８に関するＢ1磁場の所望の均一性を達成するように設
定する。Ｂ1 磁場の均一性は、好ましくは約±６ｄＢよ
りも良好であり、より好ましくは約±３ｄＢよりも良好
であり、更に好ましくは約±２ｄＢよりも良好であり、
最も好ましくは約±１．５ｄＢよりも良好であるものと
する。
経路導体セグメントはそれぞれ、中心軸８６から所定の
距離ｘ1 及びｘ2 に配置される。中心軸８６からの所定
の距離ｘ1 及びｘ2 はそれぞれ、撮像空間１２からの距
離にも対応している。後述するように、ビオ・サバール
の法則は、ｘ1 の値及びｘ2 の値を、電流Ｉ1 及びＩ 2
の比と組み合わせて用いて、所望のＢ1 磁場４０を決定
する。従って、各々のコイルにおける主経路導体セグメ
ントの各々の組８２及び９４について、中心軸８６まで
の距離及び各導体の電流の大きさの比を、イソセンタ８
８に関するＢ1磁場の所望の均一性を達成するように設
定する。Ｂ1 磁場の均一性は、好ましくは約±６ｄＢよ
りも良好であり、より好ましくは約±３ｄＢよりも良好
であり、更に好ましくは約±２ｄＢよりも良好であり、
最も好ましくは約±１．５ｄＢよりも良好であるものと
する。
【００２２】同様に、各々のコイル６２、６４、６６及
び６８が、第１及び第２の戻り経路導体を含んでおり、
第１及び第２の戻り経路導体はそれぞれ、主経路導体セ
グメントの第１の組と第２の組との間で電流を伝達す
る。このようなものとして、後方Ｉチャネル・コイル６
６（図４）を再び例として用いると、第１及び第２の戻
り経路導体１０４及び１０６の各々が、電流の大きさＩ
3 ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 を有している。第１及び第２の戻り経路
導体１０４及び１０６は、導電性経路１０８〜１１１を
介して主経路導体セグメント８２及び９４と連通してい
る。第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１０６はそ
れぞれ、主経路導体セグメントの各々の組８２及び９４
の一方の端部から、主経路導体の対向する組の他方の端
部へ電流を戻す。第１及び第２の戻り経路導体１０４及
び１０６の各々が、主経路導体セグメントの各々の組８
２及び９４に直列接続されており、連続回路を形成して
いる。このようにして、電流は、主経路導体セグメント
の第１及び第２の組８２及び９４に同様の方式で流入す
ると共に流出する。結果として、各々のＲＦコイル内に
おいて、主経路導体セグメントの第１の組８２を流れる
電流は、主経路導体セグメントの第２の組９４に流れる
電流と同じ方向に流れる。
び６８が、第１及び第２の戻り経路導体を含んでおり、
第１及び第２の戻り経路導体はそれぞれ、主経路導体セ
グメントの第１の組と第２の組との間で電流を伝達す
る。このようなものとして、後方Ｉチャネル・コイル６
６（図４）を再び例として用いると、第１及び第２の戻
り経路導体１０４及び１０６の各々が、電流の大きさＩ
3 ＝Ｉ1 ＋Ｉ2 を有している。第１及び第２の戻り経路
導体１０４及び１０６は、導電性経路１０８〜１１１を
介して主経路導体セグメント８２及び９４と連通してい
る。第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１０６はそ
れぞれ、主経路導体セグメントの各々の組８２及び９４
の一方の端部から、主経路導体の対向する組の他方の端
部へ電流を戻す。第１及び第２の戻り経路導体１０４及
び１０６の各々が、主経路導体セグメントの各々の組８
２及び９４に直列接続されており、連続回路を形成して
いる。このようにして、電流は、主経路導体セグメント
の第１及び第２の組８２及び９４に同様の方式で流入す
ると共に流出する。結果として、各々のＲＦコイル内に
おいて、主経路導体セグメントの第１の組８２を流れる
電流は、主経路導体セグメントの第２の組９４に流れる
電流と同じ方向に流れる。
【００２３】戻り経路導体１０４及び１０６は好ましく
は、形状が円弧状である。より好ましくは、導体１０４
及び１０６は、実質的に同じ直径の範囲内に位置し、中
心軸８６に対して平行な軸に関して実質的に対称に配置
される。実質的に同じ円形の経路に沿って導体１０４及
び１０６を配置することにより、Ｂ1 磁場４０の均一性
及び撮像空間１２の外部での感度降下が実質的に等方的
となり、即ち、イソセンタ８８からあらゆる方向で同じ
大きさを有するようになる。但し、戻り経路導体として
他の形状を用いてもよいことを当業者は理解されよう。
これらの構造には、非円形円弧形、長方形、正方形等が
ある。しかしながら、好ましい円形経路に対してこれら
の構造を用いると、一般的には、損失がより大きくな
り、コイル感度が低下すると共に、降下が非等方的にな
る。従って、当業者は、戻り経路導体の形状は、変化さ
せてもよく、尚且つ本発明の範囲内に含まれることを理
解されよう。
は、形状が円弧状である。より好ましくは、導体１０４
及び１０６は、実質的に同じ直径の範囲内に位置し、中
心軸８６に対して平行な軸に関して実質的に対称に配置
される。実質的に同じ円形の経路に沿って導体１０４及
び１０６を配置することにより、Ｂ1 磁場４０の均一性
及び撮像空間１２の外部での感度降下が実質的に等方的
となり、即ち、イソセンタ８８からあらゆる方向で同じ
大きさを有するようになる。但し、戻り経路導体として
他の形状を用いてもよいことを当業者は理解されよう。
これらの構造には、非円形円弧形、長方形、正方形等が
ある。しかしながら、好ましい円形経路に対してこれら
の構造を用いると、一般的には、損失がより大きくな
り、コイル感度が低下すると共に、降下が非等方的にな
る。従って、当業者は、戻り経路導体の形状は、変化さ
せてもよく、尚且つ本発明の範囲内に含まれることを理
解されよう。
【００２４】本発明は好ましくは、半径ｒI を有する同
じＩチャネル円形経路に配置されている第１の戻り経路
導体１０４と第２の戻り経路導体１０６とを設ける。同
様に、図３を参照して述べると、コイル６８のような各
々のＱチャネル・コイルは、半径ｒQ を有する実質的に
同じＱチャネル円形経路に配置されている第１の戻り経
路導体１１６と第２の戻り経路導体１１８とを含んでい
ると有利である。Ｑチャネルの第１及び第２の戻り経路
導体１１６及び１１８は、主経路導体セグメントから成
る第１及び第２の組１１７及び１１９の各々に直列接続
されている。各々の半径ｒI 及びｒQ の値は、撮像空間
１２の外部で急な感度降下を生ずるようにビオ・サバー
ルの法則に従って決定される。感度降下が急であると、
撮像空間１２の外部からの信号のエイリアシングが減少
する。ＲＦコイル系６１の戻り経路導体の配置から、感
度降下として、約−１０ｄＢよりも良好であり、より好
ましくは約−１５ｄＢよりも良好であり、更に好ましく
は約−２０ｄＢよりも良好であり、最も好ましくは約−
３０ｄＢよりも良好である感度降下が提供される。
じＩチャネル円形経路に配置されている第１の戻り経路
導体１０４と第２の戻り経路導体１０６とを設ける。同
様に、図３を参照して述べると、コイル６８のような各
々のＱチャネル・コイルは、半径ｒQ を有する実質的に
同じＱチャネル円形経路に配置されている第１の戻り経
路導体１１６と第２の戻り経路導体１１８とを含んでい
ると有利である。Ｑチャネルの第１及び第２の戻り経路
導体１１６及び１１８は、主経路導体セグメントから成
る第１及び第２の組１１７及び１１９の各々に直列接続
されている。各々の半径ｒI 及びｒQ の値は、撮像空間
１２の外部で急な感度降下を生ずるようにビオ・サバー
ルの法則に従って決定される。感度降下が急であると、
撮像空間１２の外部からの信号のエイリアシングが減少
する。ＲＦコイル系６１の戻り経路導体の配置から、感
度降下として、約−１０ｄＢよりも良好であり、より好
ましくは約−１５ｄＢよりも良好であり、更に好ましく
は約−２０ｄＢよりも良好であり、最も好ましくは約−
３０ｄＢよりも良好である感度降下が提供される。
【００２５】更に、図３を参照すると、Ｑチャネル戻り
経路導体１１６及び１１８は、Ｉチャネル戻り経路導体
１０４及び１０６から半径方向に離隔して設けられ（即
ち、ｒQ ＞ｒI ）、チャネル同士の間の分離を提供する
と共に、エネルギ損失を最小限に抑える。各々のＲＦコ
イル・セット３６及び３８のＩチャネル・コイル及びＱ
チャネル・コイルが同一であったとすると、各々のＲＦ
コイル・セットの戻り経路導体は、互いの真上に位置す
るものとなってしまう。戻り経路導体が重ね合わされた
とすると、戻り経路導体同士の間に高いキャパシタンス
が形成され、分離が不十分となる可能性があり、即ち、
ＩチャネルとＱチャネルとの間で雑音又はエネルギ伝達
が生ずる可能性がある。戻り経路導体同士の間の間隔、
すなわち｜ｒQ −ｒI ｜の間の差は好ましくは、分離と
して、約−１５ｄＢよりも良好であり、より好ましくは
約−２０ｄＢよりも良好である分離を提供する。このよ
うに、各々のＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コイ
ルの第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１１６並び
に１０６及び１１８はそれぞれ、チャネル同士の間の分
離を最大限にすると共に、撮像空間の外部の急な感度降
下を達成しながらＲＦコイルによって発生される円形分
極Ｂ1 磁場４０の所望の均一性を達成するように配置さ
れる。
経路導体１１６及び１１８は、Ｉチャネル戻り経路導体
１０４及び１０６から半径方向に離隔して設けられ（即
ち、ｒQ ＞ｒI ）、チャネル同士の間の分離を提供する
と共に、エネルギ損失を最小限に抑える。各々のＲＦコ
イル・セット３６及び３８のＩチャネル・コイル及びＱ
チャネル・コイルが同一であったとすると、各々のＲＦ
コイル・セットの戻り経路導体は、互いの真上に位置す
るものとなってしまう。戻り経路導体が重ね合わされた
とすると、戻り経路導体同士の間に高いキャパシタンス
が形成され、分離が不十分となる可能性があり、即ち、
ＩチャネルとＱチャネルとの間で雑音又はエネルギ伝達
が生ずる可能性がある。戻り経路導体同士の間の間隔、
すなわち｜ｒQ −ｒI ｜の間の差は好ましくは、分離と
して、約−１５ｄＢよりも良好であり、より好ましくは
約−２０ｄＢよりも良好である分離を提供する。このよ
うに、各々のＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コイ
ルの第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１１６並び
に１０６及び１１８はそれぞれ、チャネル同士の間の分
離を最大限にすると共に、撮像空間の外部の急な感度降
下を達成しながらＲＦコイルによって発生される円形分
極Ｂ1 磁場４０の所望の均一性を達成するように配置さ
れる。
【００２６】図５及び図６について説明する。本発明に
よれば、主経路導体は、戻り経路導体を含んでいる第２
の平面１１４から実質的に離隔している第１の平面８４
に配置されていると有利である。主経路導体と戻り経路
導体との離隔によって、戻り経路導体が運ぶ大電流を患
者１１から離隔するように移動させることが可能にな
り、これにより、ＳＡＲ照射を減少させると共に感度降
下率を最適化するので有益である。一方では、より大電
流を運ぶ戻り経路導体は依然として、Ｂ1 磁場４０の均
一性及び感度降下にも寄与している。
よれば、主経路導体は、戻り経路導体を含んでいる第２
の平面１１４から実質的に離隔している第１の平面８４
に配置されていると有利である。主経路導体と戻り経路
導体との離隔によって、戻り経路導体が運ぶ大電流を患
者１１から離隔するように移動させることが可能にな
り、これにより、ＳＡＲ照射を減少させると共に感度降
下率を最適化するので有益である。一方では、より大電
流を運ぶ戻り経路導体は依然として、Ｂ1 磁場４０の均
一性及び感度降下にも寄与している。
【００２７】図５〜図８を参照しながら後方コイル６６
及び６８を例として用いて述べると、好ましくは、主経
路導体７２及び７６は、第１の回路板６７（図７）上の
トレース（trace）であり、他方、戻り経路導体１０
４、１０６、１１６及び１１８は、第２の回路板６９
（図８）内のトレースである。理想的には、各々のチャ
ネルのトレースは、各々の回路板６７及び６９の同じ表
面に設けられる。例えば、Ｉチャネルの主経路導体７２
が第１の回路板６７の上面に設けられ、Ｉチャネルの戻
り導体１０４及び１０６が第２の回路板６９の上面に設
けられる。同様に、Ｑチャネルの導体７６、並びに１１
６及び１１８は、それぞれ、回路板６７及び６９の底面
に設けられる。
及び６８を例として用いて述べると、好ましくは、主経
路導体７２及び７６は、第１の回路板６７（図７）上の
トレース（trace）であり、他方、戻り経路導体１０
４、１０６、１１６及び１１８は、第２の回路板６９
（図８）内のトレースである。理想的には、各々のチャ
ネルのトレースは、各々の回路板６７及び６９の同じ表
面に設けられる。例えば、Ｉチャネルの主経路導体７２
が第１の回路板６７の上面に設けられ、Ｉチャネルの戻
り導体１０４及び１０６が第２の回路板６９の上面に設
けられる。同様に、Ｑチャネルの導体７６、並びに１１
６及び１１８は、それぞれ、回路板６７及び６９の底面
に設けられる。
【００２８】当業界で公知のように、各々の回路板６７
及び６９は、表面に銅トレースを蝕刻したＦＲ４（登録
商標）材及びＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材で構成され
る。但し、他の構造、例えば、ここに開示されている構
造に合致するように配置されている銅切片又はその他の
導電性材料等を用いてもよい。各々の回路板６７及び６
９の厚みは、比較的薄肉、好ましくは、約１５ミル〜６
５ミル（１ミル＝０．００１インチ）とし、従って、各
々の表面上に設けられた導体は、実質的に同じ平面にあ
るものと見做すことができる。
及び６９は、表面に銅トレースを蝕刻したＦＲ４（登録
商標）材及びＴＥＦＬＯＮ（登録商標）材で構成され
る。但し、他の構造、例えば、ここに開示されている構
造に合致するように配置されている銅切片又はその他の
導電性材料等を用いてもよい。各々の回路板６７及び６
９の厚みは、比較的薄肉、好ましくは、約１５ミル〜６
５ミル（１ミル＝０．００１インチ）とし、従って、各
々の表面上に設けられた導体は、実質的に同じ平面にあ
るものと見做すことができる。
【００２９】図５を参照すると、コイル６６からの導電
性経路１０８〜１１１は、例えば、回路板６７と回路板
６９との間に延在している導電性延長部１０８ａ〜１１
１ａを含んでおり、主経路導体７２をそれぞれの戻り経
路導体１０４及び１０６に接続している。導電性延長部
１０８ａ〜１１１ａは、リベット及びアイレット、ピ
ン、ワイヤ、又は距離を介して電気的接続を形成するの
に用いることのできるその他の類似の装置を含み得る。
性経路１０８〜１１１は、例えば、回路板６７と回路板
６９との間に延在している導電性延長部１０８ａ〜１１
１ａを含んでおり、主経路導体７２をそれぞれの戻り経
路導体１０４及び１０６に接続している。導電性延長部
１０８ａ〜１１１ａは、リベット及びアイレット、ピ
ン、ワイヤ、又は距離を介して電気的接続を形成するの
に用いることのできるその他の類似の装置を含み得る。
【００３０】加えて、図６を参照すると、ＲＦコイル系
６１の各々のコイル（例えば、後方コイル・セット３８
の各ＲＦコイル）は、Ｂ1 磁場４０において所望の均一
性を生じ、撮像空間の外部での所望の感度降下を生ずる
と共に、患者１１のＳＡＲ照射を減少させるように、イ
ソセンタ８８に対して主経路導体及び戻り経路導体を配
置させている。第２の平面１１４は、第１の平面８４か
ら、各平面に直交する軸に沿って所定の距離ｚ2 だけ離
隔されている。主経路導体７２及び７６を収容している
第１の平面８４は、イソセンタ８８から距離ｚ1 だけ離
隔されている。同様に、第２の平面１１４は、イソセン
タ８８からは距離ｚ1 ＋ｚ2 だけ、又、ＲＦシールド４
４からは距離ｚ3 だけ離隔されている。電流の平方は患
者１１のＳＡＲ照射に比例するので、第２の平面１１４
は、第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１０６、並
びに１１６及び１１８を流れる電流がより大きいことか
ら、イソセンタ８８から更に遠くに離隔される。更に、
導体内の電流量は、電流量に比例した影響をＢ1 磁場に
及ぼすので、戻り経路導体のこの配置は、撮像空間１２
内のＢ1 磁場４０に対する戻り経路導体の影響を減少さ
せる。このようにして、戻り経路導体及び主経路導体の
相対的な配置が組み合わさって、患者１１のＳＡＲ照射
を最小限に抑えながら、Ｂ1 磁場４０の均一性及び感度
降下を最適化する。
６１の各々のコイル（例えば、後方コイル・セット３８
の各ＲＦコイル）は、Ｂ1 磁場４０において所望の均一
性を生じ、撮像空間の外部での所望の感度降下を生ずる
と共に、患者１１のＳＡＲ照射を減少させるように、イ
ソセンタ８８に対して主経路導体及び戻り経路導体を配
置させている。第２の平面１１４は、第１の平面８４か
ら、各平面に直交する軸に沿って所定の距離ｚ2 だけ離
隔されている。主経路導体７２及び７６を収容している
第１の平面８４は、イソセンタ８８から距離ｚ1 だけ離
隔されている。同様に、第２の平面１１４は、イソセン
タ８８からは距離ｚ1 ＋ｚ2 だけ、又、ＲＦシールド４
４からは距離ｚ3 だけ離隔されている。電流の平方は患
者１１のＳＡＲ照射に比例するので、第２の平面１１４
は、第１及び第２の戻り経路導体１０４及び１０６、並
びに１１６及び１１８を流れる電流がより大きいことか
ら、イソセンタ８８から更に遠くに離隔される。更に、
導体内の電流量は、電流量に比例した影響をＢ1 磁場に
及ぼすので、戻り経路導体のこの配置は、撮像空間１２
内のＢ1 磁場４０に対する戻り経路導体の影響を減少さ
せる。このようにして、戻り経路導体及び主経路導体の
相対的な配置が組み合わさって、患者１１のＳＡＲ照射
を最小限に抑えながら、Ｂ1 磁場４０の均一性及び感度
降下を最適化する。
【００３１】イソセンタに関するＢ1 磁場の均一性の所
望の水準に合致するように各々のＲＦコイルの構造を画
定するために、上述の構造を、ビオ・サバールの繰り返
しプログラムに投入することができる。ビオ・サバール
の繰り返しプログラムは、ビオ・サバールの法則を導体
構造に適用して、合成的なＢ1 磁場を決定するものであ
る。ビオ・サバールの法則は、次の式のように、任意の
構成を有する電流からの点（ｘ，ｙ，ｚ）におけるＢ1
磁場を決定するベクトル表現である。
望の水準に合致するように各々のＲＦコイルの構造を画
定するために、上述の構造を、ビオ・サバールの繰り返
しプログラムに投入することができる。ビオ・サバール
の繰り返しプログラムは、ビオ・サバールの法則を導体
構造に適用して、合成的なＢ1 磁場を決定するものであ
る。ビオ・サバールの法則は、次の式のように、任意の
構成を有する電流からの点（ｘ，ｙ，ｚ）におけるＢ1
磁場を決定するベクトル表現である。
【００３２】
【数１】
【００３３】ここで、 μ0＝透磁率、 Ｉ＝電流の大きさ、 Ｒ＝ｄｓと（ｘ，ｙ，ｚ）との間の距離、
【００３４】
【外１】
【００３５】である。当業者には理解されるように、ビ
オ・サバールの繰り返しプログラムは、撮像空間１２内
の多数の点（ｘ，ｙ，ｚ）についてＢ1 磁場４０を算出
し、所与のＲＦコイルの構造に基づいて累加的なＢ1 磁
場４０を決定する。ビオ・サバールの繰り返しプログラ
ムは、次の自由度を用いる。 （１） 戻り経路導体とＲＦシールドとの間の距離、
（２） 主経路導体とＲＦシールドとの間の距離、
（３） 戻り経路導体の配置、（４） 主経路導体の
数、（５） 主経路導体の全ての組同士の間の距離、及
び（６） 主経路導体同士の間の電流比。
オ・サバールの繰り返しプログラムは、撮像空間１２内
の多数の点（ｘ，ｙ，ｚ）についてＢ1 磁場４０を算出
し、所与のＲＦコイルの構造に基づいて累加的なＢ1 磁
場４０を決定する。ビオ・サバールの繰り返しプログラ
ムは、次の自由度を用いる。 （１） 戻り経路導体とＲＦシールドとの間の距離、
（２） 主経路導体とＲＦシールドとの間の距離、
（３） 戻り経路導体の配置、（４） 主経路導体の
数、（５） 主経路導体の全ての組同士の間の距離、及
び（６） 主経路導体同士の間の電流比。
【００３６】この繰り返しプログラムを実行すると、所
望の均一性を有するＢ1 磁場４０の解が得られる。コイ
ル構造及び所望の均一性は、例えば、所望の均一性、撮
像空間の寸法、コイルからイソセンタまでの間隔、及び
ＲＦシールドとコイルとの間の最大距離のような変数に
ついてパラメータが与えられると決定することができ
る。但し、ＲＦコイルの効率及び局所的ＳＡＲのような
他の領域においては代償が生じ得る。しかしながら、当
業者には公知のように、これらの代償は、プログラムの
境界条件で考慮に入れることができる。この繰り返しプ
ログラムは、自由度を変化させて解を決定することもで
きる。複数の主経路導体と、半径方向外側に配置されて
いる戻り経路導体とを備えた上述の直交構造は、従来シ
ステムに比較して、速い感度降下と、同じ電力でより大
きなＢ1磁場とを有する効率の高いＲＦコイル系を与え
る。このようにして、任意の撮像空間について、Ｂ1 磁
場の所望の任意の均一性と合致するように、他の境界条
件を考慮に入れながら、ＲＦコイル系の構造を決定する
ことができる。
望の均一性を有するＢ1 磁場４０の解が得られる。コイ
ル構造及び所望の均一性は、例えば、所望の均一性、撮
像空間の寸法、コイルからイソセンタまでの間隔、及び
ＲＦシールドとコイルとの間の最大距離のような変数に
ついてパラメータが与えられると決定することができ
る。但し、ＲＦコイルの効率及び局所的ＳＡＲのような
他の領域においては代償が生じ得る。しかしながら、当
業者には公知のように、これらの代償は、プログラムの
境界条件で考慮に入れることができる。この繰り返しプ
ログラムは、自由度を変化させて解を決定することもで
きる。複数の主経路導体と、半径方向外側に配置されて
いる戻り経路導体とを備えた上述の直交構造は、従来シ
ステムに比較して、速い感度降下と、同じ電力でより大
きなＢ1磁場とを有する効率の高いＲＦコイル系を与え
る。このようにして、任意の撮像空間について、Ｂ1 磁
場の所望の任意の均一性と合致するように、他の境界条
件を考慮に入れながら、ＲＦコイル系の構造を決定する
ことができる。
【００３７】動作時には、図２を参照して述べると、Ｒ
Ｆ送信器３４（図１）は、同軸ケーブルを介して電力を
供給して、ＲＦコイル系６１にエネルギを与える。ＭＲ
パルス・シーケンスの際に、ＲＦ送信器３４内に設けら
れている送信増幅器が動作して、ＲＦ励起信号ｅT を発
生する。ＲＦ送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１２０が同
期して動作して、励起信号ｅT を第１のパワー・スプリ
ッタ装置１２２に結合する。第１のパワー・スプリッタ
装置１２２は、前方コイル・セット３６に対して励起信
号ｅT を０°でＲＦ励起信号ｅTaとして通過させると同
時に、信号ｅTを１８０°だけ遅延させて、ＲＦ励起信
号ｅTpを後方コイル・セット３８へ供給する。前方パワ
ー・スプリッタ装置１２４が、前方Ｉチャネルに対して
信号ｅTaを０°でＲＦ励起信号ｅTaI として通過させる
と同時に、信号ｅTaを９０°だけ遅延させて、ＲＦ励起
信号ｅTaQ を前方Ｑチャネルへ供給する。同様に、後方
パワー・スプリッタ装置１２６が、後方Ｉチャネルに対
して信号ｅTpを１８０°でＲＦ励起信号ｅTpI として通
過させると同時に、信号ｅTpを９０°だけ遅延させて、
ＲＦ励起信号ｅTpQ を後方Ｑチャネルへ供給する。この
ようにして、各々の信号の位相は、ｅTaI ＝０°、ｅ
TaQ ＝９０°、ｅTpI ＝１８０°、及びｅTpQ＝２７０
°となるように変化する。
Ｆ送信器３４（図１）は、同軸ケーブルを介して電力を
供給して、ＲＦコイル系６１にエネルギを与える。ＭＲ
パルス・シーケンスの際に、ＲＦ送信器３４内に設けら
れている送信増幅器が動作して、ＲＦ励起信号ｅT を発
生する。ＲＦ送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１２０が同
期して動作して、励起信号ｅT を第１のパワー・スプリ
ッタ装置１２２に結合する。第１のパワー・スプリッタ
装置１２２は、前方コイル・セット３６に対して励起信
号ｅT を０°でＲＦ励起信号ｅTaとして通過させると同
時に、信号ｅTを１８０°だけ遅延させて、ＲＦ励起信
号ｅTpを後方コイル・セット３８へ供給する。前方パワ
ー・スプリッタ装置１２４が、前方Ｉチャネルに対して
信号ｅTaを０°でＲＦ励起信号ｅTaI として通過させる
と同時に、信号ｅTaを９０°だけ遅延させて、ＲＦ励起
信号ｅTaQ を前方Ｑチャネルへ供給する。同様に、後方
パワー・スプリッタ装置１２６が、後方Ｉチャネルに対
して信号ｅTpを１８０°でＲＦ励起信号ｅTpI として通
過させると同時に、信号ｅTpを９０°だけ遅延させて、
ＲＦ励起信号ｅTpQ を後方Ｑチャネルへ供給する。この
ようにして、各々の信号の位相は、ｅTaI ＝０°、ｅ
TaQ ＝９０°、ｅTpI ＝１８０°、及びｅTpQ＝２７０
°となるように変化する。
【００３８】加えて、それぞれのコイルに到達する前
に、各々の信号ｅTaI 、ｅTaQ 、ｅTp I 及びｅTpQ は、
前方及び後方コイル・セット３６及び３８のそれぞれの
Ｉチャネル・コイルとＱチャネル・コイルとの間の分離
を改善する平衡／不平衡（ＢＡＬＵＮ）装置１２８を通
過する。９０°のスプリッタ装置１２４及び１２６にお
いては、例えば、それぞれのＩチャネル及びＱチャネル
の接地導体は接続されており、従って、同じ電位にあ
る。これにより、接地ループが形成され、Ｉチャネルと
Ｑチャネルとの間の分離を低下させる可能性がある。し
かしながら、直交ＲＦコイル系用にスプリッタ装置を用
いるときには、一方のチャネルからの雑音が他方のチャ
ネルに拾われることのないようにＩチャネルとＱチャネ
ルとの間の良好な分離を設けることが重要である。一方
のチャネルから他方のチャネルへの雑音の伝達が少しで
も存在すると、直交コイルによって提供される信号対ノ
イズ比の利点が損なわれる。従って、それぞれのコイル
において定義される接地を、スプリッタ装置において定
義されている接地から分離することが望ましい。ＢＡＬ
ＵＮ装置１２８は、異なる接地を分離するために、各々
の信号を送達する同軸ケーブルの接地シールド上に高イ
ンピーダンスを形成する。好ましくは、ＢＡＬＵＮ装置
１２８は、信号分離として、約−１５ｄＢよりも良好で
あり、より好ましくは−２０ｄＢよりも良好であり、最
も好ましくは−３０ｄＢである信号分離を提供する。こ
のようにして、ＢＡＬＵＮ装置１２８は、接地ループを
解消すると共に、一方のチャネルの雑音が他方のチャネ
ルに漏洩するのを防止して、それぞれの直交型前方及び
後方コイル・セット３６及び３８について高い信号対ノ
イズ比を維持する。
に、各々の信号ｅTaI 、ｅTaQ 、ｅTp I 及びｅTpQ は、
前方及び後方コイル・セット３６及び３８のそれぞれの
Ｉチャネル・コイルとＱチャネル・コイルとの間の分離
を改善する平衡／不平衡（ＢＡＬＵＮ）装置１２８を通
過する。９０°のスプリッタ装置１２４及び１２６にお
いては、例えば、それぞれのＩチャネル及びＱチャネル
の接地導体は接続されており、従って、同じ電位にあ
る。これにより、接地ループが形成され、Ｉチャネルと
Ｑチャネルとの間の分離を低下させる可能性がある。し
かしながら、直交ＲＦコイル系用にスプリッタ装置を用
いるときには、一方のチャネルからの雑音が他方のチャ
ネルに拾われることのないようにＩチャネルとＱチャネ
ルとの間の良好な分離を設けることが重要である。一方
のチャネルから他方のチャネルへの雑音の伝達が少しで
も存在すると、直交コイルによって提供される信号対ノ
イズ比の利点が損なわれる。従って、それぞれのコイル
において定義される接地を、スプリッタ装置において定
義されている接地から分離することが望ましい。ＢＡＬ
ＵＮ装置１２８は、異なる接地を分離するために、各々
の信号を送達する同軸ケーブルの接地シールド上に高イ
ンピーダンスを形成する。好ましくは、ＢＡＬＵＮ装置
１２８は、信号分離として、約−１５ｄＢよりも良好で
あり、より好ましくは−２０ｄＢよりも良好であり、最
も好ましくは−３０ｄＢである信号分離を提供する。こ
のようにして、ＢＡＬＵＮ装置１２８は、接地ループを
解消すると共に、一方のチャネルの雑音が他方のチャネ
ルに漏洩するのを防止して、それぞれの直交型前方及び
後方コイル・セット３６及び３８について高い信号対ノ
イズ比を維持する。
【００３９】ＢＡＬＵＮ装置を通過した後に、各々の信
号ｅTaI、ｅTaQ、ｅTpI及びｅTpQは、入力回路１３０へ
供給される。後方Ｉチャネル・コイル６６を例として用
いて図３及び図９を参照しながら述べると、入力回路１
３０は、キャパシタ１３４及び１３６と、トリマ・キャ
パシタ１４２とを備えた同調回路１３２を含んでいる。
円形の導体１０４及び１０６の周囲に分配されている他
の全てのキャパシタ１３７〜１４１と一緒になって、同
調回路１３２は、コイル６６の共振周波数を決定する。
共振周波数は、トリマ・キャパシタ１４２の調節によっ
て微調整することができる。当業者には公知のように、
キャパシタの値は、コイルのインダクタンス及び共振周
波数に応じて変わる。
号ｅTaI、ｅTaQ、ｅTpI及びｅTpQは、入力回路１３０へ
供給される。後方Ｉチャネル・コイル６６を例として用
いて図３及び図９を参照しながら述べると、入力回路１
３０は、キャパシタ１３４及び１３６と、トリマ・キャ
パシタ１４２とを備えた同調回路１３２を含んでいる。
円形の導体１０４及び１０６の周囲に分配されている他
の全てのキャパシタ１３７〜１４１と一緒になって、同
調回路１３２は、コイル６６の共振周波数を決定する。
共振周波数は、トリマ・キャパシタ１４２の調節によっ
て微調整することができる。当業者には公知のように、
キャパシタの値は、コイルのインダクタンス及び共振周
波数に応じて変わる。
【００４０】加えて、図９を参照すると、入力回路１３
０は、キャパシタ１４５と、トリマ・キャパシタ１４６
とを並列で備えた整合回路１４４を含んでおり、この整
合回路は、同軸ケーブル１４８の中心導体１４７と直列
になっている。やはり当業者には理解されるように、こ
れらのキャパシタの値は、インダクタンス及び共振周波
数に応じて変わる。整合回路１４４は、例えば、同軸ケ
ーブル１４８の出力から見たコイル６６のインピーダン
スを変化させるのに用いられる。好ましくは、キャパシ
タ１４５及び１４６は、電力増幅器からコイルへの最も
効率のよいエネルギ伝達が行われる値に設定されるよう
にコイル６６のインピーダンスを調節する。あるいは、
受信コイルの場合には、コイル６６のインピーダンス
は、前置増幅器の雑音指数が最小化する値に調節され
る。典型的には、インピーダンスは、５０Ωの実インピ
ーダンスに調節される。
０は、キャパシタ１４５と、トリマ・キャパシタ１４６
とを並列で備えた整合回路１４４を含んでおり、この整
合回路は、同軸ケーブル１４８の中心導体１４７と直列
になっている。やはり当業者には理解されるように、こ
れらのキャパシタの値は、インダクタンス及び共振周波
数に応じて変わる。整合回路１４４は、例えば、同軸ケ
ーブル１４８の出力から見たコイル６６のインピーダン
スを変化させるのに用いられる。好ましくは、キャパシ
タ１４５及び１４６は、電力増幅器からコイルへの最も
効率のよいエネルギ伝達が行われる値に設定されるよう
にコイル６６のインピーダンスを調節する。あるいは、
受信コイルの場合には、コイル６６のインピーダンス
は、前置増幅器の雑音指数が最小化する値に調節され
る。典型的には、インピーダンスは、５０Ωの実インピ
ーダンスに調節される。
【００４１】更に、入力回路１３０は、キャパシタ１３
４及び１５１と、ダイオード１５２と、インダクタ１５
３及び１５４とで構成されている減結合回路網１５０を
含んでいる。上述と同様に、入力回路１３０内でのキャ
パシタ、ダイオード及びインダクタの値は、他のシステ
ム・パラメータに応じて変わる。減結合回路網１５０
は、放出されたＭＲ応答信号を撮像空間の内部の他のコ
イルを用いて受信することが望ましいときに、例えばコ
イル６６がこれらの信号を受信するのを防止する。又、
減結合回路網１５０は、この全身用ボディ・コイルの内
部に設けられている異なる送信コイルによる送信パルス
の際のＲＦエネルギの散逸を防止する。減結合回路網１
５０を起動するためには、ダイオード１５２を介して順
方向バイアス用ＤＣ電流を印加して、ダイオード１５２
が見かけの上で短絡するようにする。すると、この場合
に、インダクタ１５４は、キャパシタ１３４と共振し、
コイル６６と同じ周波数で共振する並列タンク共振器を
形成する。並列タンク共振器は、戻り経路導体１０４に
極めて高いインピーダンスを導入し、これにより、コイ
ル６６を減結合する。このＤＣ電流は、インダクタ１５
３とキャパシタ１５１とで構成されているチョーク回路
１５６を介して同軸ケーブル１４８の中心導体１４７に
よって供給される。チョーク回路１５６は、中心導体１
４７からのＤＣ電流がインダクタ１５３へ通過するのは
許すが、ＲＦ信号がコイル６６から同軸ケーブル１４８
へ通過するのはブロックする。チョーク回路１５６は、
インダクタ１５３及びキャパシタ１５１によって極めて
高いインピーダンスを有する並列共振器を形成すること
により、コイル６６からのＲＦ信号をブロックする。他
方、ＲＦ送信パルスの際には、ダイオード１５２は、大
電圧によってバック・バイアスを加えられて、ＲＦエネ
ルギがダイオードを介して流れないように保証する。当
業者には公知のように、ダイオード１５２に順方向バイ
アス及びバック・バイアスを加えるのに用いられる電圧
は、システムのピーク電圧に依存する。入力回路１３０
上のダイオード１５２を開いたり閉じたりするために、
前方及び後方パワー・スプリッタ装置１２４及び１２６
にコイル・スイッチ・バイアス装置１５８（図２）が接
続される。
４及び１５１と、ダイオード１５２と、インダクタ１５
３及び１５４とで構成されている減結合回路網１５０を
含んでいる。上述と同様に、入力回路１３０内でのキャ
パシタ、ダイオード及びインダクタの値は、他のシステ
ム・パラメータに応じて変わる。減結合回路網１５０
は、放出されたＭＲ応答信号を撮像空間の内部の他のコ
イルを用いて受信することが望ましいときに、例えばコ
イル６６がこれらの信号を受信するのを防止する。又、
減結合回路網１５０は、この全身用ボディ・コイルの内
部に設けられている異なる送信コイルによる送信パルス
の際のＲＦエネルギの散逸を防止する。減結合回路網１
５０を起動するためには、ダイオード１５２を介して順
方向バイアス用ＤＣ電流を印加して、ダイオード１５２
が見かけの上で短絡するようにする。すると、この場合
に、インダクタ１５４は、キャパシタ１３４と共振し、
コイル６６と同じ周波数で共振する並列タンク共振器を
形成する。並列タンク共振器は、戻り経路導体１０４に
極めて高いインピーダンスを導入し、これにより、コイ
ル６６を減結合する。このＤＣ電流は、インダクタ１５
３とキャパシタ１５１とで構成されているチョーク回路
１５６を介して同軸ケーブル１４８の中心導体１４７に
よって供給される。チョーク回路１５６は、中心導体１
４７からのＤＣ電流がインダクタ１５３へ通過するのは
許すが、ＲＦ信号がコイル６６から同軸ケーブル１４８
へ通過するのはブロックする。チョーク回路１５６は、
インダクタ１５３及びキャパシタ１５１によって極めて
高いインピーダンスを有する並列共振器を形成すること
により、コイル６６からのＲＦ信号をブロックする。他
方、ＲＦ送信パルスの際には、ダイオード１５２は、大
電圧によってバック・バイアスを加えられて、ＲＦエネ
ルギがダイオードを介して流れないように保証する。当
業者には公知のように、ダイオード１５２に順方向バイ
アス及びバック・バイアスを加えるのに用いられる電圧
は、システムのピーク電圧に依存する。入力回路１３０
上のダイオード１５２を開いたり閉じたりするために、
前方及び後方パワー・スプリッタ装置１２４及び１２６
にコイル・スイッチ・バイアス装置１５８（図２）が接
続される。
【００４２】更に又、図２、図３及び図１０を参照して
述べると、分離回路１６０が、各々のコイル・セット３
６及び３８のＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コイ
ルの戻り経路導体を接続しており、ＩチャネルとＱチャ
ネルとの間の分離を最適化している。分離回路１６０
は、チャネル間の分離として、約−１５ｄＢよりも良好
であり、好ましくは約−２０ｄＢよりも良好であり、最
も好ましくは約−２５ｄＢよりも良好である分離を提供
する。直交コイル・セット３６又は３８のいずれの場合
も、それぞれのＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コ
イル６２及び６４又は６６及び６８は、互いの真上に配
置されている。それぞれのＩチャネル・コイル及びＱチ
ャネル・コイル６２及び６４又は６６及び６８は、互い
に対して９０°ずつずれているが、典型的には、コイル
同士の間に残留量の誘導結合又は容量結合が存在してお
り、これにより、チャネル同士の間の分離が理想的でな
くなる。２つのコイルの間の残留インダクタンスは、例
えば、コイルが互いに対して完璧に９０°で位相ずれし
ていないことにより生じ得る。この残留インダクタンス
は、残留インダクタンスに並列にキャパシタを挿入する
ことにより解消することができる。同様に、２つのコイ
ルの間の容量結合は、例えば、各コイルの戻り経路導体
が、互いに過度に接近しており、ＲＦエネルギが一方の
コイルから他方のコイルへ漏洩するときに生じ得る。こ
のことは、寄生キャパシタンスとして知られており、寄
生キャパシタンスをインダクタと共に並列共振器内に設
けることにより解消することができる。Ｉチャネル・コ
イルとＱチャネル・コイルとの間の結合が容量性である
か誘導性であるかは既知でないので、分離回路１６０
は、いずれの状況にも対応するように、各々のコイル・
セット３６及び３８のＩチャネル・コイルとＱチャネル
・コイルとの間に並列でキャパシタ１６１と、インダク
タ１６２とを含んでいると有利である。回路１６０がこ
こに記載しているコイルと同じ周波数で共振するときに
は、回路１６０は高インピーダンスとなる。回路１６０
が、より低い周波数で共振するならば、回路１６０はキ
ャパシタのように振る舞う。回路１６０が、より高い周
波数で共振するならば、回路１６０はインダクタのよう
に振る舞う。このようにして、分離回路１６０は、各々
の直交コイル・セット３６及び３８のＩチャネル・コイ
ルとＱチャネル・コイルとの間の分離を最適化する。
述べると、分離回路１６０が、各々のコイル・セット３
６及び３８のＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コイ
ルの戻り経路導体を接続しており、ＩチャネルとＱチャ
ネルとの間の分離を最適化している。分離回路１６０
は、チャネル間の分離として、約−１５ｄＢよりも良好
であり、好ましくは約−２０ｄＢよりも良好であり、最
も好ましくは約−２５ｄＢよりも良好である分離を提供
する。直交コイル・セット３６又は３８のいずれの場合
も、それぞれのＩチャネル・コイル及びＱチャネル・コ
イル６２及び６４又は６６及び６８は、互いの真上に配
置されている。それぞれのＩチャネル・コイル及びＱチ
ャネル・コイル６２及び６４又は６６及び６８は、互い
に対して９０°ずつずれているが、典型的には、コイル
同士の間に残留量の誘導結合又は容量結合が存在してお
り、これにより、チャネル同士の間の分離が理想的でな
くなる。２つのコイルの間の残留インダクタンスは、例
えば、コイルが互いに対して完璧に９０°で位相ずれし
ていないことにより生じ得る。この残留インダクタンス
は、残留インダクタンスに並列にキャパシタを挿入する
ことにより解消することができる。同様に、２つのコイ
ルの間の容量結合は、例えば、各コイルの戻り経路導体
が、互いに過度に接近しており、ＲＦエネルギが一方の
コイルから他方のコイルへ漏洩するときに生じ得る。こ
のことは、寄生キャパシタンスとして知られており、寄
生キャパシタンスをインダクタと共に並列共振器内に設
けることにより解消することができる。Ｉチャネル・コ
イルとＱチャネル・コイルとの間の結合が容量性である
か誘導性であるかは既知でないので、分離回路１６０
は、いずれの状況にも対応するように、各々のコイル・
セット３６及び３８のＩチャネル・コイルとＱチャネル
・コイルとの間に並列でキャパシタ１６１と、インダク
タ１６２とを含んでいると有利である。回路１６０がこ
こに記載しているコイルと同じ周波数で共振するときに
は、回路１６０は高インピーダンスとなる。回路１６０
が、より低い周波数で共振するならば、回路１６０はキ
ャパシタのように振る舞う。回路１６０が、より高い周
波数で共振するならば、回路１６０はインダクタのよう
に振る舞う。このようにして、分離回路１６０は、各々
の直交コイル・セット３６及び３８のＩチャネル・コイ
ルとＱチャネル・コイルとの間の分離を最適化する。
【００４３】ＲＦパルス・シーケンスの取得段階の際
に、受信されたＭＲ信号成分ｅI′及びｅQ′はそれぞ
れ、受信器５４又は前方及び後方ＲＦコイル・セット３
６及び３８によって検出される。図２を参照すると、例
えば、コイル・セット３６及び３７を用いるならば、受
信されたＭＲ信号成分ｅaI′、ｅaQ′、ｅpI′及び
ｅpQ′は、前方及び後方パワー・スプリッタ装置１２４
及び１２６に戻って結合されて、ｅa′ 及びｅp′ を形
成する。次いで、信号ｅa′ 及びｅp′ は、第１のパワ
ー・スプリッタ装置１２２へ転送される。第１のパワー
・スプリッタ装置１２２は、ｅa′ 及びｅp′ に対して
動作して、合成受信ＭＲ信号ｅR′ を発生し、この信号
がＴ／Ｒスイッチ１２０に結合される。このような取得
段階の際に、スイッチ１２０は、受信されたＭＲ信号を
受信器５４（図１）に結合するように動作し、受信器５
４は、このような信号を、周知のＭＲ手法に従って更に
処理するために増幅する。
に、受信されたＭＲ信号成分ｅI′及びｅQ′はそれぞ
れ、受信器５４又は前方及び後方ＲＦコイル・セット３
６及び３８によって検出される。図２を参照すると、例
えば、コイル・セット３６及び３７を用いるならば、受
信されたＭＲ信号成分ｅaI′、ｅaQ′、ｅpI′及び
ｅpQ′は、前方及び後方パワー・スプリッタ装置１２４
及び１２６に戻って結合されて、ｅa′ 及びｅp′ を形
成する。次いで、信号ｅa′ 及びｅp′ は、第１のパワ
ー・スプリッタ装置１２２へ転送される。第１のパワー
・スプリッタ装置１２２は、ｅa′ 及びｅp′ に対して
動作して、合成受信ＭＲ信号ｅR′ を発生し、この信号
がＴ／Ｒスイッチ１２０に結合される。このような取得
段階の際に、スイッチ１２０は、受信されたＭＲ信号を
受信器５４（図１）に結合するように動作し、受信器５
４は、このような信号を、周知のＭＲ手法に従って更に
処理するために増幅する。
【００４４】前方及び後方ＲＦコイル・セット３６及び
３８のそれぞれのコイルがＩチャネル励起信号及びＱチ
ャネル励起信号によって駆動されると、これにより撮像
空間１２に発生された磁場成分は、空間１２に加算され
て、合成的な円形分極Ｂ1磁場４０を形成する。前述の
ように、Ｂ1 磁場４０は、所望の任意の均一性を有し得
る。Ｂ1 磁場４０は、ＭＲの慣例に従ってＭＲ患者又は
他の被検体内の核スピンをｚ軸に整列している状態から
横方向のｘｙ平面に向かってフリップさせる。又、本発
明の直交ＲＦコイル系６１によって発生される円形分極
Ｂ1磁場４０は、線形ＲＦコイル系と比較して、核スピ
ンを励起するのにより小振幅しか要求しないので、有利
である。
３８のそれぞれのコイルがＩチャネル励起信号及びＱチ
ャネル励起信号によって駆動されると、これにより撮像
空間１２に発生された磁場成分は、空間１２に加算され
て、合成的な円形分極Ｂ1磁場４０を形成する。前述の
ように、Ｂ1 磁場４０は、所望の任意の均一性を有し得
る。Ｂ1 磁場４０は、ＭＲの慣例に従ってＭＲ患者又は
他の被検体内の核スピンをｚ軸に整列している状態から
横方向のｘｙ平面に向かってフリップさせる。又、本発
明の直交ＲＦコイル系６１によって発生される円形分極
Ｂ1磁場４０は、線形ＲＦコイル系と比較して、核スピ
ンを励起するのにより小振幅しか要求しないので、有利
である。
【００４５】
【実施例】以下、非限定的な実施例によって本発明を更
に説明する。実際の問題は、約４０ｃｍ直径の球状の撮
像空間の内部で約±３ｄＢの均一性を有する開放型の垂
直Ｂ0 磁場マグネット用のＲＦボディ・コイル系を構成
することにあった。撮像空間の外部では、勾配ワープに
よる折り返しを防止するために、イソセンタから約３５
ｃｍの位置で約−２０ｄＢだけ磁場を降下させなければ
ならなかった。ＲＦボディ・コイル系の前方又は後方の
二半部の厚み（ｚ2 ＋ｚ3 ）は、ＲＦシールドと合計
で、約２３ｃｍ未満であった。磁極片の直径、従って、
ＲＦコイル系の最大直径は、約９２ｃｍであった。求め
られた解は、コイルの略中心から約４ｃｍ（ｘ1 ）及び
約１５ｃｍ（ｘ2 ）の所にそれぞれ対称に隔設された４
つの主経路導体を有する図３のようなＲＦコイルであっ
た。最も外側に位置する導体からコイルの中心までの間
隔は、約１５．５ｃｍから約１７．５ｃｍまでにわたる
ことができ、好ましくは約１６．０ｃｍから約１７．０
ｃｍ、最も好ましくは約１６．５ｃｍである。同様に、
最も内側に位置する導体からコイルの中心までの間隔
は、約３．０ｃｍから約５．０ｃｍまでにわたることが
でき、好ましくは３．５ｃｍから４．５ｃｍ、最も好ま
しくは約４．０ｃｍである。最も外側に位置する各々の
主経路導体における電流のピークの大きさは、約３４Ａ
（Ｉ2 ）であり、他方、内側に位置する各々の主経路導
体の電流のピークの大きさは、約１７Ａ（Ｉ1 ）であっ
た。電流の大きさは、それぞれ約±２．５Ａだけ変動し
てもよい。従って、戻り経路での電流の大きさは、約５
１Ａ（Ｉ3 ）となった。但し、前述のように、電流のピ
ークの大きさは、所要のＢ1磁場の大きさに応じて変わ
る。Ｉチャネル・コイル用の戻り経路導体には、約３８
ｃｍ（ｒI ）の半径が与えられ、他方、Ｑチャネル・コ
イル用の戻り経路導体には、約３９ｃｍ（ｒQ ）の半径
が与えられて、撮像空間の外部の速い感度降下を形成し
た。但し、ｒI の値は、約３６ｃｍから約４０ｃｍまで
にわたり得る。同様に、ｒQ の値も、約３７ｃｍから約
４１ｃｍまでにわたり得る。従って、｜ｒQ −ｒI ｜は
好ましくは、約２ｃｍであり、約０．１ｃｍから約５ｃ
ｍまでにわたり得る。加えて、戻り経路導体は、主経路
導体から約１３ｍｍ（ｚ2 ）だけ奥まっており、ＲＦシ
ールドまでの距離は約１０ｍｍ（ｚ3 ）として、局所Ｓ
ＡＲの制限に合致し、且つ感度降下及び均一性を最適化
するようにした。このようなものとして、ｚ2 は好まし
くは、約１３ｍｍであったが、約１０ｍｍから約１５ｍ
ｍまでにわたり得る。同様に、ｚ3 は、約８ｍｍから約
１２ｍｍまでにわたり得る。又、ｚ1 は好ましくは、約
２４３ｍｍであり、約２４０ｍｍから約２５０ｍｍまで
にわたる。
に説明する。実際の問題は、約４０ｃｍ直径の球状の撮
像空間の内部で約±３ｄＢの均一性を有する開放型の垂
直Ｂ0 磁場マグネット用のＲＦボディ・コイル系を構成
することにあった。撮像空間の外部では、勾配ワープに
よる折り返しを防止するために、イソセンタから約３５
ｃｍの位置で約−２０ｄＢだけ磁場を降下させなければ
ならなかった。ＲＦボディ・コイル系の前方又は後方の
二半部の厚み（ｚ2 ＋ｚ3 ）は、ＲＦシールドと合計
で、約２３ｃｍ未満であった。磁極片の直径、従って、
ＲＦコイル系の最大直径は、約９２ｃｍであった。求め
られた解は、コイルの略中心から約４ｃｍ（ｘ1 ）及び
約１５ｃｍ（ｘ2 ）の所にそれぞれ対称に隔設された４
つの主経路導体を有する図３のようなＲＦコイルであっ
た。最も外側に位置する導体からコイルの中心までの間
隔は、約１５．５ｃｍから約１７．５ｃｍまでにわたる
ことができ、好ましくは約１６．０ｃｍから約１７．０
ｃｍ、最も好ましくは約１６．５ｃｍである。同様に、
最も内側に位置する導体からコイルの中心までの間隔
は、約３．０ｃｍから約５．０ｃｍまでにわたることが
でき、好ましくは３．５ｃｍから４．５ｃｍ、最も好ま
しくは約４．０ｃｍである。最も外側に位置する各々の
主経路導体における電流のピークの大きさは、約３４Ａ
（Ｉ2 ）であり、他方、内側に位置する各々の主経路導
体の電流のピークの大きさは、約１７Ａ（Ｉ1 ）であっ
た。電流の大きさは、それぞれ約±２．５Ａだけ変動し
てもよい。従って、戻り経路での電流の大きさは、約５
１Ａ（Ｉ3 ）となった。但し、前述のように、電流のピ
ークの大きさは、所要のＢ1磁場の大きさに応じて変わ
る。Ｉチャネル・コイル用の戻り経路導体には、約３８
ｃｍ（ｒI ）の半径が与えられ、他方、Ｑチャネル・コ
イル用の戻り経路導体には、約３９ｃｍ（ｒQ ）の半径
が与えられて、撮像空間の外部の速い感度降下を形成し
た。但し、ｒI の値は、約３６ｃｍから約４０ｃｍまで
にわたり得る。同様に、ｒQ の値も、約３７ｃｍから約
４１ｃｍまでにわたり得る。従って、｜ｒQ −ｒI ｜は
好ましくは、約２ｃｍであり、約０．１ｃｍから約５ｃ
ｍまでにわたり得る。加えて、戻り経路導体は、主経路
導体から約１３ｍｍ（ｚ2 ）だけ奥まっており、ＲＦシ
ールドまでの距離は約１０ｍｍ（ｚ3 ）として、局所Ｓ
ＡＲの制限に合致し、且つ感度降下及び均一性を最適化
するようにした。このようなものとして、ｚ2 は好まし
くは、約１３ｍｍであったが、約１０ｍｍから約１５ｍ
ｍまでにわたり得る。同様に、ｚ3 は、約８ｍｍから約
１２ｍｍまでにわたり得る。又、ｚ1 は好ましくは、約
２４３ｍｍであり、約２４０ｍｍから約２５０ｍｍまで
にわたる。
【００４６】更に、整合回路１４４は、コイルのインピ
ーダンスが約５０Ωの実インピーダンスに調節されるよ
うに設定された。同様に、約５００ｍＡの順方向バイア
ス用ＤＣ電流がダイオード１５２を介して印加され、減
結合回路網１５０を起動した。他方、ダイオード１５２
は、約１０００ＶのＤＣ電流でバック・バイアスを与え
られた。又、分離回路１６０には、約１ｐＦから約１０
ｐＦにわたり、好ましくは５ｐＦであるキャパシタン
ス、及び約２μＨから約４μＨにわたり、好ましくは３
μＨであるインダクタンスが与えられた。ここでも、前
述のように、これらの値は、コイルの共振周波数に応じ
て変わる。
ーダンスが約５０Ωの実インピーダンスに調節されるよ
うに設定された。同様に、約５００ｍＡの順方向バイア
ス用ＤＣ電流がダイオード１５２を介して印加され、減
結合回路網１５０を起動した。他方、ダイオード１５２
は、約１０００ＶのＤＣ電流でバック・バイアスを与え
られた。又、分離回路１６０には、約１ｐＦから約１０
ｐＦにわたり、好ましくは５ｐＦであるキャパシタン
ス、及び約２μＨから約４μＨにわたり、好ましくは３
μＨであるインダクタンスが与えられた。ここでも、前
述のように、これらの値は、コイルの共振周波数に応じ
て変わる。
【００４７】図１１及び図１２について説明する。これ
らの図には、このような合成磁場のｘ＝０．０における
ｙｚ平面及びｚ＝０．０におけるｘｙ平面でのプロット
がそれぞれ示されている。これらのプロットは、ＲＦコ
イル系６１によって与えられた４０ｃｍのサジタル視野
（ＦＯＶ）についての磁場のｙｚ投影及びｘｙ投影が、
極めて高い均一性、及び４０ｃｍの撮像空間の外部での
極めて急な降下を有することをそれぞれ示している。加
えて、図１３を参照すると、同図には、イソセンタを通
過するｙ軸上でＢ0 磁場に垂直なｄＢ単位での測定Ｂ1
磁場のプロットが示されている。ここでも、このような
プロットは、ＲＦコイル系６１が、極めて高い均一性、
及び４０ｃｍの撮像空間の外部での極めて急な降下を有
することを示している。
らの図には、このような合成磁場のｘ＝０．０における
ｙｚ平面及びｚ＝０．０におけるｘｙ平面でのプロット
がそれぞれ示されている。これらのプロットは、ＲＦコ
イル系６１によって与えられた４０ｃｍのサジタル視野
（ＦＯＶ）についての磁場のｙｚ投影及びｘｙ投影が、
極めて高い均一性、及び４０ｃｍの撮像空間の外部での
極めて急な降下を有することをそれぞれ示している。加
えて、図１３を参照すると、同図には、イソセンタを通
過するｙ軸上でＢ0 磁場に垂直なｄＢ単位での測定Ｂ1
磁場のプロットが示されている。ここでも、このような
プロットは、ＲＦコイル系６１が、極めて高い均一性、
及び４０ｃｍの撮像空間の外部での極めて急な降下を有
することを示している。
【００４８】この実施例では、チャネル当たり４つの直
進導体のみが示されている。当業者は理解されるよう
に、直進導体の数を増大させると、より多くの電流比を
変化させる能力が得られる。電流比の数を増大させる
と、所望の均一性を達成するのにより多くの自由度が許
容される。従って、本発明は、チャネル当たり少なくと
も４つの直進導体を利用するものとする。
進導体のみが示されている。当業者は理解されるよう
に、直進導体の数を増大させると、より多くの電流比を
変化させる能力が得られる。電流比の数を増大させる
と、所望の均一性を達成するのにより多くの自由度が許
容される。従って、本発明は、チャネル当たり少なくと
も４つの直進導体を利用するものとする。
【００４９】更に、当業者には理解されるように、本発
明の各構成要素についての値は、距離、インダクタン
ス、直進導体の数、コイルの共振周波数等に応じて変わ
る。従って、上で与えられた全ての値は、例示の目的の
ためのものであって、限定するものと考えるべきではな
い。
明の各構成要素についての値は、距離、インダクタン
ス、直進導体の数、コイルの共振周波数等に応じて変わ
る。従って、上で与えられた全ての値は、例示の目的の
ためのものであって、限定するものと考えるべきではな
い。
【００５０】これらの好ましい実施の形態を参照して本
発明を記載したが、他の実施の形態でも同じ成果を達成
することができる。例えば、より多くの直進導体セグメ
ントを加えることにより、自由度の数を増大させて、撮
像空間内でのＢ1磁場の均一性を画定する能力を向上さ
せてもよい。このようなものとして、本発明の変形及び
改変は、当業者には明らかであり、特許請求の範囲はこ
れらのような改変及び均等構成を全て網羅しているもの
とする。
発明を記載したが、他の実施の形態でも同じ成果を達成
することができる。例えば、より多くの直進導体セグメ
ントを加えることにより、自由度の数を増大させて、撮
像空間内でのＢ1磁場の均一性を画定する能力を向上さ
せてもよい。このようなものとして、本発明の変形及び
改変は、当業者には明らかであり、特許請求の範囲はこ
れらのような改変及び均等構成を全て網羅しているもの
とする。
【図１】本発明の磁気共鳴イメージング・システムを示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の送信／受信回路及びＲＦコイル系の１
つの実施の形態を示す概略図である。
つの実施の形態を示す概略図である。
【図３】後方ＲＦコイル・セットの構造の概略図であ
る。
る。
【図４】図３の後方ＲＦコイル・セットのＩチャネル・
コイルの概略図である。
コイルの概略図である。
【図５】図３の後方ＲＦコイル・セットの主経路導体セ
グメントを収容している第１の回路板の上部平面図であ
る。
グメントを収容している第１の回路板の上部平面図であ
る。
【図６】図３の後方ＲＦコイル・セットの戻り経路導体
セグメントを収容している第２の回路板の上部平面図で
ある。
セグメントを収容している第２の回路板の上部平面図で
ある。
【図７】図５〜図６の回路板の前方からの展開遠近図で
ある。
ある。
【図８】ＭＲマグネット・アセンブリ内部の図７に類似
した後方ＲＦコイル・セットの回路板の断面図である。
した後方ＲＦコイル・セットの回路板の断面図である。
【図９】本発明の入力回路の概略図である。
【図１０】本発明の分離回路の概略図である。
【図１１】図１の実施の形態によって与えられ、ＹＺ平
面内に投影されたＢ1 磁場をプロットした図である。
面内に投影されたＢ1 磁場をプロットした図である。
【図１２】図１の実施の形態によって与えられ、ＸＹ平
面内に投影されたＢ1 磁場をプロットした図である。の
プロットである。
面内に投影されたＢ1 磁場をプロットした図である。の
プロットである。
【図１３】Ｙ軸上に投影された磁場をｄＢ単位でプロッ
トした図である。
トした図である。
１０ 磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム １１ 患者 １２ 撮像空間 １４ 開放空間 １６、１８ 磁極片 ２０ ＭＲマグネット・アセンブリ ２２、２４ シム・ディスク ２６ Ｂ0 静磁場 ３０、３２ 勾配コイル・セット ３６ 前方ＲＦコイル・セット ３８ 後方ＲＦコイル・セット ４０ 円形分極Ｂ1 磁場 ４２、４４ ＲＦシールド ６１ ＲＦコイル系 ６２、６６ Ｉチャネル・コイル ６４、６８ Ｑチャネル・コイル ６７ 主経路導体用の第１の回路板 ６９ 戻り経路導体用の第２の回路板 ７０、７２ Ｉチャネル・コイルの主経路導体 ７４、７６ Ｑチャネル・コイルの主経路導体 ８２、１１７ 主経路導体セグメントの第１の組 ８４ 主経路導体を含む第１の平面 ８６ 中心軸 ８７ 中心平面 ８８ イソセンタ ９０、９６ 第１の主経路導体セグメント ９２、９８ 第２の主経路導体セグメント ９４、１１９ 主経路導体セグメントの第２の組 １０４、１１６ 第１の戻り経路導体 １０６、１１８ 第２の戻り経路導体 １０８、１０９、１１０、１１１ 導電性経路 １０８ａ、１０９ａ、１１０ａ、１１１ａ 導電性延長
部 １１４ 戻り経路導体を含む第２の平面 １２２ 第１のパワー・スプリッタ装置 １２４ 前方パワー・スプリッタ装置 １２６ 後方パワー・スプリッタ装置 １２８ 平衡／不平衡（ＢＡＬＵＮ）装置 １３０ 入力回路 １３２ 同調回路 １４４ 整合回路 １４７ 中心導体 １４８ 同軸ケーブル １５０ 減結合回路網 １５６ チョーク回路 １６０ 分離回路
部 １１４ 戻り経路導体を含む第２の平面 １２２ 第１のパワー・スプリッタ装置 １２４ 前方パワー・スプリッタ装置 １２６ 後方パワー・スプリッタ装置 １２８ 平衡／不平衡（ＢＡＬＵＮ）装置 １３０ 入力回路 １３２ 同調回路 １４４ 整合回路 １４７ 中心導体 １４８ 同軸ケーブル １５０ 減結合回路網 １５６ チョーク回路 １６０ 分離回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・フレデリック・スチェンク アメリカ合衆国、ニューヨーク州、クリフ トン・パーク、イーストウッド・ドライ ブ、164ディー番
Claims (20)
- 【請求項１】 Ｂ1 磁場を形成するように電流を流す主
経路導体の第１及び第２の組であって、前記第１の組
は、当該ＲＦコイルを分割する中心線に関して対称に、
前記第２の組に対して実質的に平行に配置されており、
このような配置と、前記電流が前記主経路導体の第１及
び第２の組の各々を流れるときの各々の前記第１及び第
２の組の内部での電流の大きさとの結果として、前記Ｂ
1 磁場が撮像空間内で所望の均一性を有している、主経
路導体の第１及び第２の組と、 前記主経路導体の第１及び第２の組の間で前記電流を伝
達する第１及び第２の戻り経路導体であって、該第１及
び第２の戻り経路導体は、前記中心線の各々の側に対称
に隔設されており、前記第１及び第２の戻り経路導体
は、前記主経路導体の第１及び第２の組よりも前記中心
線から離隔した外側の位置を有していて、当該ＲＦコイ
ルが前記電流によりエネルギを与えられたときに、前記
撮像空間の外部での前記Ｂ1 磁場の所望の感度降下を生
ずる、第１及び第２の戻り経路導体と、を備えているＲ
Ｆコイル。 - 【請求項２】 前記主経路導体の第１及び第２の組は第
１の平面に位置しており、前記第１及び第２の戻り経路
導体は第２の平面に位置しており、前記第１の平面は前
記第２の平面から実質的に離隔している請求項１に記載
のＲＦコイル。 - 【請求項３】 前記第１の平面は前記第２の平面から実
質的に離隔しており、前記戻り経路導体は、前記ＲＦコ
イルがエネルギを与えられたときに、前記撮像空間内に
所望の比吸収率（ＳＡＲ）を提供する形状に形成されて
いる請求項２に記載のＲＦコイル。 - 【請求項４】 前記所望の感度降下は、約−１０ｄＢよ
りも大きい請求項１に記載のＲＦコイル。 - 【請求項５】 前記第１及び第２の戻り経路導体は、円
弧形、長方形及び正方形から成る群から選択される構造
を有している請求項４に記載のＲＦコイル。 - 【請求項６】 前記主経路導体の第１及び第２の組の各
々は、電気的に並列に接続されている少なくとも２つの
導体を含んでいる請求項１に記載のＲＦコイル。 - 【請求項７】 前記主経路導体の第１及び第２の組の各
々の主経路導体における前記電流の大きさは、前記中心
線からの距離と共に増大する請求項６に記載のＲＦコイ
ル。 - 【請求項８】 前記少なくとも２つの導体は、前記所望
の均一性を達成するような電流の大きさの比を有する請
求項６に記載のＲＦコイル。 - 【請求項９】 前記所望の均一性は、約±６ｄＢ又はこ
れよりも良好である請求項１に記載のＲＦコイル。 - 【請求項１０】 前記所望の均一性を達成するために、
ビオ・サバールの法則を用いて、（１）前記主経路導体
の第１及び第２の組の各々の導体についての前記中心線
までの距離、（２）前記主経路導体の第１及び第２の組
の各々の導体の間の電流の大きさの比、（３）前記主経
路導体の第１及び第２の組の各々の導体についての前記
撮像空間までの距離、及び（４）前記第１及び第２の戻
り経路導体の前記外側の位置を決定する請求項１に記載
のＲＦコイル。 - 【請求項１１】 所望の均一性を有する磁場を形成する
方法であって、 主経路導体と戻り経路導体とを有するＲＦコイルを形成
する工程であって、前記主経路導体を、前記ＲＦコイル
中心線の各々の側に前記ＲＦコイルの中心線と平行に配
置し、且つ前記主経路導体は、前記所望の均一性を提供
するように前記中心線から離隔させ、また、前記戻り経
路導体を、前記撮像空間の外部で所望の感度降下を提供
するように前記主経路導体より外側に配置する、ＲＦコ
イル形成工程と、 前記所望の均一性及び前記所望の感度降下を有する前記
磁場について前記主経路導体の間隔及び前記戻り経路の
外側の配置をビオ・サバールの法則に従って決定する工
程と、を有している前記方法。 - 【請求項１２】 前記戻り経路導体は、前記所望の均一
性及び前記所望の感度降下を提供するように、前記主経
路導体より奥まっている請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ＲＦコイルに電流によりエネルギ
を与える工程を更に含んでおり、又、前記所望の均一性
を有する前記磁場について前記主経路導体の各々の導体
の間での電流の大きさの比をビオ・サバールの法則に従
って決定する工程を更に含んでいる請求項１１に記載の
方法。 - 【請求項１４】 撮像空間の相対向する側に配置されて
いる１対の磁極片を含んでいる磁気共鳴マグネットと、
ＲＦコイル系とを備えた診断イメージング用の磁気共鳴
（ＭＲ）システムであって、 前記ＲＦコイル系は、前記撮像空間の相対向する側に配
置されて、それぞれ複数の導電性ループを含む１対のＲ
Ｆコイル構成要素を含んでおり、 前記ＲＦコイル構成要素の各々の前記導電性ループは、 （１）前記撮像空間内で所望の均一性を有するＢ1 磁場
を形成するように電流を流す主経路導体セグメントの第
１及び第２の組であって、該主経路導体セグメントの第
１及び第２の組は、互いに対して平行に且つ第１の平面
の第１の中心線に関して対称に配置されており、前記主
経路導体セグメントの第１及び第２の組のそれぞれの各
々の導体が電気的に並列に接続されている、主経路導体
セグメントの第１及び第２の組と、 （２）前記主経路導体セグメントの第１及び第２の組の
対向する端部にそれぞれ直列接続されて、前記電流のた
めの戻り経路を提供する第１及び第２の戻り経路導体セ
グメントであって、該第１及び第２の戻り経路導体セグ
メントの各々は、前記主経路導体セグメントの第１及び
第２の組から半径方向外側に配置されていると共に、前
記第１の平面に実質的に平行で且つ前記第１の平面から
離隔している第２の平面内の第２の中心線に関して互い
に対して対称に配置されている、第１及び第２の戻り経
路導体セグメントと、を含んでおり、 前記主経路導体セグメントの第１及び第２の組の各々
が、第１の電流を流す少なくとも第１の直進導体と、第
２の電流を流す第２の直進導体とを含んでおり、前記第
１の直進導体は、前記第２の直進導体から所定の間隔に
設けられており、 前記戻り経路導体の前記半径方向外側の配置、前記第１
の電流の前記第２の電流に対する電流の大きさの比、及
び前記第１の直進導体と第２の直進導体との間の前記所
定の間隔が組み合わさって、前記撮像空間内で前記ＲＦ
コイル系により発生される前記Ｂ1 磁場の前記所望の均
一性を提供すること、を特徴とする磁気共鳴システム。 - 【請求項１５】 前記戻り経路導体の前記半径方向外側
の配置は、前記撮像空間に直に隣接した位置での前記Ｂ
1 磁場の第２の感度よりも実質的に大きい前記撮像空間
の内部での前記磁場の第１の感度を与え、前記第１の感
度と前記第２の感度との間の前記差は、所望の感度降下
を提供する請求項１４に記載のＲＦコイル系。 - 【請求項１６】 前記所望の感度降下は、−１０Ｂ以上
である請求項１５に記載のＲＦコイル系。 - 【請求項１７】 前記第１の平面及び前記第２の平面
は、前記撮像空間内で前記ＲＦコイル系により発生され
る前記磁場の前記所望の均一性を生ずるように、前記平
面に対して直交する軸に沿って所定の距離だけ離隔して
いる請求項１４に記載のＲＦコイル系。 - 【請求項１８】 前記戻り経路導体の前記半径方向外側
への配置は、円弧形、長方形及び正方形から成る群から
選択される構造から前記戻り経路導体を形成することを
含んでいる請求項１４に記載のＲＦコイル系。 - 【請求項１９】 前記１対のＲＦコイル構成要素の各々
は、 第１のチャネル・コイル及び第２のチャネル・コイル
と、 前記第１のチャネル・コイルと前記第２のチャネル・コ
イルとの間に所望の信号分離を提供するために、前記第
１のチャネル・コイルと前記第２のチャネル・コイルと
の間での容量結合及び誘導結合を低減する分離回路と、
を含んでいる請求項１４に記載のＲＦコイル系。 - 【請求項２０】 前記所望の信号分離は、約−１５ｄＢ
よりも良好である請求項１９に記載のＲＦコイル系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/313339 | 1999-05-17 | ||
| US09/313,339 US6249121B1 (en) | 1999-05-17 | 1999-05-17 | RF body coil |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000354590A true JP2000354590A (ja) | 2000-12-26 |
| JP2000354590A5 JP2000354590A5 (ja) | 2009-10-15 |
| JP4759116B2 JP4759116B2 (ja) | 2011-08-31 |
Family
ID=23215334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000142748A Expired - Fee Related JP4759116B2 (ja) | 1999-05-17 | 2000-05-16 | 核磁気共鳴用磁場を形成するｒｆコイル、そのコイルによる磁場形成方法、そのコイルを用いた磁気共鳴システム、およびｒｆコイルシステム |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1059539B1 (ja) |
| JP (1) | JP4759116B2 (ja) |
| KR (1) | KR100677021B1 (ja) |
| CN (1) | CN1195449C (ja) |
| DE (1) | DE60035829T2 (ja) |
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