JP2003526420A - Sn比を改善するためのrf磁束誘導構造を備えた磁気共鳴装置 - Google Patents

Sn比を改善するためのrf磁束誘導構造を備えた磁気共鳴装置

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Abstract

(57)【要約】 磁気共鳴画像診断装置などの磁気共鳴装置。受信コイル(6)は、患者の表面(1)に隣接して置かれる。このコイル(6)は、パッド(13)とのSN比を改善する目的で患者の表面から間隔を空けて配置され、磁束を当該部位(7)にある信号源(12)から、受信コイル(6)に連結することにより雑音に対する信号強度を増大する経路に沿って選択的に誘導するために、受信コイル(6)と患者の表面(1)との間に挟まれた、磁気共振周波数では自由空間よりも透磁率が大きいが定常磁場では非磁性である材料の、磁気特性を有する構造の一部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、磁気共鳴画像診断装置又は磁気スペクトロスコピー装置のような磁
気共鳴装置のSN比の改善に関する。
【0002】 (背景技術) 一般的な磁気共鳴画像診断装置を図1に示す。患者1をベッド2に寝かせて環
状の電磁石、一般的には超伝導電磁石の穴3に滑らせて入れる。主磁場は、穴の
軸線に沿って発生させ、例えば穴の軸線に沿ったz方向に沿う磁場勾配や半径方
向平面のx及びy方向に沿う磁場勾配を設定するために勾配磁場コイル(図示せ
ず)を設ける。発信コイル4は、患者を取り巻いてRFエネルギのパルスを発信
し、検査する患者の部位にある陽子などの磁気共鳴活性核を励起して共鳴させる
。この発信コイル4は、通常、RF遮断コイルで取り巻かれ、外部の不要なRF
信号から電磁石の穴3を遮断する。また、当該部位の共鳴陽子から生じる磁気共
鳴信号を受信するのに、別個の受信コイルが設けられる場合が多いが、発信コイ
ル4を用いることもできる。検査では、多くの場合、コイル6(図2に拡大して
示す)のような患者の表面に置かれたコイルを用いて、磁気共鳴信号を受信する
【0003】 受信コイル6が拾う信号は、当然、小さいものである。得られる画像のSN比
を満足できるものにするために、身体の部位から数回データを収集することが必
要とされることがあり、結果として走査時間が長くなる。 受信コイル6が拾う信号には、目標とする磁気共鳴信号に伴う種々の雑音源が
ある。 主磁場の最低値以外の全ての雑音のうち、主な雑音は、実際のところ、コイル
からではなく身体からである。この雑音の大半は、コイル巻線に最も近接する部
位から生じ、これが、コイル巻線から得られるデータの値に対して不釣合いな量
になる原因となる。身体は、電気抵抗及びそれに伴う雑音電圧、従って電流を有
し、これがコイルで検出される雑音信号を発生する。
【0004】 画像化が必要な部位が、多くの場合そうであるように、患者の一定の深さにあ
る場合(例えば部位7)、部位7からの信号の強度が(簡単に言えば)コイル6
から部位7までの距離に反比例するために(信号強度がいわゆる充填率に依存す
る)、通常はコイル6を実行可能な範囲でできるだけ患者の皮膚にぴったりと押
し付ける。 この方法の欠点は、コイルに隣接する身体の部位からの雑音が大きくなること
である。
【0005】 雑音の個々の熱源の強度は小さいが、コイルの近傍では、その数が多い。例え
ば、ある特定の雑音源8からの磁束9(点線で示す)が、受信コイル6と連結す
る(図2)。そのような雑音源8が多く存在するであろう。また、当該部位7の
信号源12から放射される強い磁束10及び11も、受信コイル6と連結するこ
とになる。 雑音は、コイル6が点線で示される位置のように患者の表面から離れていれば
大幅に減少するであろうが、SN比が事実上悪化すると思われるほど信号も減衰
することになる。信号源12を例としてとれば、10のような一部の磁束は、依
然として受信コイル6の平面と連結するであろうが、他の磁束11は連結しない
であろう。
【0006】 コイル6が拾う信号中の別の雑音源は、コイル巻線自身であり、これは、コイ
ルを冷却するか、超伝導コイルを用いることにより減少させることができる。冷
却により、患者の表面からコイルを離すためにコイルと患者との間に相当な断熱
材が必要であり、従って、身体からの雑音も減少される一方、SN比は、充填率
が減少するために尚も全体的に減少する。 本出願者は、非磁性導電材料で作られた容量素子のアレーを含む微細構造が、
無線周波数で透磁性を示すことができることを知っている(IEEE(米国電気
電子学会)「マイクロ波理論と技術に関する報告書」第47巻11号(1999
年11月)、J.B.Pendry、A.J.Holden、D.J.Robb
ins、及び、W.J.Stewart著「導体からの磁気と非線形現象の強化
」、及び、国際特許出願WO00/41270)。
【0007】 (発明の開示) 本発明は、主磁場の存在下で対象の部位の磁気共鳴活性核に用いると共鳴が励
起され、磁束を誘導するための磁気特性を有する構造を含む磁気共鳴装置を提供
し、本構造は、核磁気共振周波数では自由空間より大きい透磁率を有するが、定
常磁場では非磁性である材料で作られる。 本構造は、磁気共鳴装置内の構成要素の配置に柔軟性をもたらす。 有利なことに、本構造は、磁気共鳴活性核により発生した磁気共鳴信号を受信
するために対象とRFコイルとの間に挿入され、磁束をRFコイルに誘導する。
このRFコイルは、対象の表面から間隔を空けて配置されることが好ましい。
【0008】 本構造により、受信コイルを対象から間隔を空けて配置することに伴って通常
引き起こされる目標とする信号の減少を生じることなく、検査される対象の表面
から受信コイルを離すことができる。 本構造の寸法は、一般的に、本構造の少なくとも一部の上へ軸線方向に投影さ
れたコイルの寸法以下とされるであろうが、この方向に投影された構造の面積は
、いくつかの構成においては、コイルの面積より小さくなることがある。
【0009】 本構造は、透磁率がコイルに対して実質的に軸線方向に自由空間より大きい第
1の領域を有するので有利である。本構造は、透磁率が軸線方向と平行な方向に
自由空間より大きい第2の領域を有し、第1及び第2の領域が間隔を空けて配置
され、第3の領域により接合されてU字形を形成し、第3の領域の透磁率が第1
の領域から第2の領域に延びる方向に自由空間の透磁率より大きいことが好まし
い。
【0010】 第3の領域は、対象に平行な方向に磁束を誘導するように配置され、第1及び
第2の領域は、対象の表面に垂直な方向に磁束を誘導するように配置される。透
磁率がコイル軸線と平行に自由空間より大きい更に他の領域を設け、それを自由
空間より透磁率の大きい適切に方向付けされた領域によって第1の領域に接合さ
せてもよい。 別の実施形態では、構造は、患者と接触する2つの端部の間に幅の狭くなった
領域を有してもよく、この領域の周りにRF受信コイルが巻かれる。別の実施形
態では、構造は、RF発信コイルのための遮蔽体として働くように円周方向に延
び、全体が例えば鳥かご状のコイルのようなRF発信コイルを取り巻いてもよい
【0011】 構造に適する材料は、IEEE文献、及び、本明細書において引用により援用
されている国際特許出願WO00/41270に説明されている。すなわち、構
造は、容量素子のアレーを含む微細構造磁性材料で作られてもよく、各容量素子
は、低抵抗導電経路を含み、所定の周波数帯域内に入る核磁気共鳴を励起する電
磁放射の磁気成分が上記の経路を回って上記の関連素子を流れる電流を生じるよ
うになっており、素子の大きさ及びそれらの間隔は、励起電磁放射に応じて所定
の透磁率をもたらすように選択される。各容量素子における少なくとも1つの寸
法は、磁気共鳴を励起する電磁放射の周波数に対応する波長よりも小さいことが
好ましい。
【0012】 素子の間隔は、磁気共振周波数での放射波長の1/2未満、好ましくは1/5
未満としてもよい。更なる利点は、素子の間隔を磁気共振周波数での放射波長の
1/10未満又は1/100未満にすることから生じるであろう。 本構造の透磁率は、2を超えてもよく、3を超えることが好ましく、5を超え
ることが有利であろう。透磁率の高い値は、透磁率が所定の周波数帯域の一部に
亘って負になることにより可能となる、周波数に対する透磁率のグラフの急な傾
きの増加により生じる。 ここで、本発明を実行し得る方法が、添付の図面を参照して一例として以下に
詳細に説明される。 図面全体を通して、同じ部分には同じ参照番号が付けられている。
【0013】 (発明を実施するための最良の形態) 図3及び図4に示す本発明による磁気特性(透磁性材料)を有する受信コイル
及び構造は、図1を参照して上に説明したように、公知の磁気共鳴画像診断装置
に用いられている。しかし、図2に示すように受信コイル6を患者の表面に押し
付ける代わりに、受信コイル6は、患者から間隔を空けて配置されている。図2
を参照して説明したように、これにより、受信コイル6が受信する信号中の身体
雑音が減少するであろうが、目標とする部位7からの信号強度も減少するという
犠牲を払うことになる。
【0014】 しかし、図3及び図4の構成では、パッド13がRFコイル6と患者1の表面
との間に挟まれており、このパッドは、核磁気共振周波数において実質的にコイ
ル6の平面と垂直な方向に自由空間より遥かに大きい透磁率を有し、同時に、磁
気共振周波数での他の方向及び定常磁場でのあらゆる方向に自由空間の透磁率す
なわち1の相対透磁率を有し、従って非磁性である。パッドは、ブロック14が
その上に置かれるが、このブロック14も、核磁気共振周波数において実質的に
受信コイル6の平面に平行かつブロックの長さに平行な方向に自由空間より遥か
に大きい透磁率を有するが、共振周波数での他の方向及び定常磁場でのあらゆる
方向には非磁性である。
【0015】 磁気共振周波数での透磁率が高い材料の構成は、ブロックの端部から患者の表
面まで延びる更に2つのパッド15及び16を備えることで完成する。パッド1
5及び16は、核磁気共振周波数で、実質的にブロック14から患者1に延びる
方向に自由空間より遥かに大きい透磁率を有するが、磁気共振周波数での他の方
向及び定常磁場でのあらゆる方向には非磁性である。 すなわち、パッド13、15、及び、16とブロック14とを備えた磁気特性
を有する2重のU字形構造が、パッド13、15、及び、16を通して、かつ、
ブロック14に沿ってRF磁束を集中させるRF磁束誘導体として働くことがわ
かる。
【0016】 一例として、当該部位7内の信号源12からの磁束10は、中央のパッド13
を上り、ブロック14に沿い、それからパッド16を下って(又は、逆の方向に
)誘導される。更に、図2に示すようにコイルが患者の表面から離れている場合
にコイル6に連結できなかった磁束11(図3に点線経路で示す)は、今度はパ
ッド13、ブロック14、及び、パッド16に沿って誘導されるため、今度はコ
イル6に連結する。
【0017】 このような経路(例えば、雑音源8からの磁束経路17)は、空気及び組織を
通る経路(例えば、雑音源8からの磁束経路9)より流れにくいため、患者の表
面の近傍からの雑音信号は、経路13、15、及び、16とブロック14とを通
って大量には流れない。信号(及び、雑音)の深い供給源からの磁束が辿る経路
の流れにくさは、最悪の場合でも、パッド13、15、及び、16とブロック1
4とを通る経路によってほとんど増大せず、このような経路がない場合の同等経
路からは大幅に減少することもある。その結果、8のような雑音源が雑音の主な
発生源であるため、SN比が効果的に向上する。
【0018】 受信コイル6が患者の表面から離れているため、今度はそれを冷却するか又は
超伝導コイルと置き換えてコイルが利用できる余分な空間を利用し、結果として
更なる雑音の低減を達成することができる。 受信された磁気共鳴信号中のSN比が改善すると、生成される画質の向上又は
使用する走査時間の短縮又はその両方が可能になる。微細構造材料は、核磁気共
振周波数でのみ透磁率を示すように向けられているため、材料は、主磁場又は磁
場勾配の影響を受けない。
【0019】 磁束誘導体13、15、16、及び、14の形状には、当然、修正を加えても
よい。従って、例えば、ブロック14を円形にすることができ、パッド15及び
16を円形ブロック14の外縁から患者に接する環状の領域まで延びる中空の円
筒形の壁に置き換えることができるであろう。パッドは、磁気共振周波数で患者
に向かって延びる方向に高い透磁率を有し、ブロック14は、その平面の半径方
向に高い透磁率を有するであろう。
【0020】 別の例として、図3及び図4の矩形のブロックを図3に示す平坦な形状に比較
して弓なりにすることができるであろう。実際、パッド14は、長さ方向に延び
て、パッド13、15、及び、16に類似の別のパッドの上まで達することがで
き、別のコイル6をパッド15の中心に配置することができるであろう。実際、
任意の必要な程度まで患者の表面の周りにこれを続けることができる。ブロック
14が患者の全周囲又は患者の生体組織の一部の全周囲を囲むまで長さ方向に延
ばされ、パッド13、15、及び、16に類似のパッドが周囲ブロックと患者と
の間に間隔を空けて配置されてブロック14から患者まで半径方向に延びるよう
な構成が可能であろう。その後、異なるコイルが各半径方向パッドの周りに設け
られるようにして、コイルのアレーを設けることができる。 コイルのアレーは、本明細書においてその内容が引用により援用されている、
本出願人による現在特許出願中の英国特許出願第0005354.6号に説明し
ているように、制御可能な遮蔽物で分離することができるであろう。
【0021】 パッド及びブロックは、IEEE出版物及び現在特許出願中の国際特許出願W
O00/41270に説明されているように、非磁性導電材料であるが磁気共振
周波数では高い透磁率を示す材料から作られた微細構造材料で製造されてもよい
。例えば、ブロック6は、軸線がブロックに対して長さ方向に配置された非磁気
伝導シートのロールのアレーで構成することができるであろう。ブロックが弓形
の場合には、これらのロールは、ブロックと同じ曲率でブロックに沿って延びる
ことができ、また代替的には、ロールは、互いに角度を成す短いまっすぐな区域
に配置することもできるであろう。パッドは、パッドの軸線に平行に配置された
非磁気伝導シートのロールのアレーで構成することができ、又は、パッドは、柱
状に配置され少なくとも1つの巻回から成る容量素子のアレーで構成することが
できるであろう。
【0022】 磁束は、ロール又は柱状体の経路を辿ることになり、パッドの垂直な磁束経路
及びブロックの水平な磁束経路間の方向の変化に適応するために(図3に示すよ
うに)、ロール又は柱状体は、その移行部で湾曲することができるであろう。別
の可能な実施例(図5)では、パッド13、15、及び、16の上端が面取りさ
れ、ブロック14が対応する面取りされた端部を有する2つの部分に形成される
。いくつかのロール13a〜16aが、その各部分の向きを示すように概略的に
示されている。
【0023】 適切な寸法の一例として、図2〜図4の実施形態に対する一般的な小表面コイ
ルは、縁部に1、2、又は、3巻回を有する正方形断面とすることができるであ
ろう。内側の巻回の寸法が、100mm×100mmである場合には、ブロック
は、断面で約90mm×90mmとすることができ(図4)、薄い非伝導基板上
の外径約11mmの非磁性導電材料の密にパックされたロールからもたらされ、
ロールの軸線はパッド(及び、コイル6)の軸線に平行である。パッドは、各々
、高さが25mmの8×8マトリクスとしてもよいであろう。有効透磁率は、2
1.3MHz(0.5テスラの磁気共鳴画像診断装置の陽子の共振周波数)にお
いて1よりも大きいであろう。 組み立てられた回路又はプリント回路であり得る巻回層からパッドが作られる
場合、パッドは、パッドの高さを積み上げるのに各々が1mm厚の例えば25個
の層で作られるであろうし、このバージョンでは、磁気共振周波数での有効相対
透磁率が40に達し得るであろう。
【0024】 実施例 ロール材料の一例では、材料は円筒形素子で構成され、各円筒は「スイスロー
ル」である。これらは、直径8mmの非磁性コア(ガラス繊維強化プラスチック
、GRD、ロッド)に巻かれた37巻回のフィルムで作られている。フィルムは
、「ProFilm」として知られる専売材料であり、10nmのアルミニウム
及び接着層でコーティングされた「マイラー」ベースで構成され、全体の厚さが
ほぼ50μmのものである。アルミニウム層のシート抵抗は、約2.7Ω/正方
形である。円筒の外径は11.4mmであり、材料は、六角形の密にパックされ
た(すなわち、できるだけ密にパックされた)格子に組み立てられる。この構成
は、21.3MHzで最大透磁率μ=3、他の周波数及び定常状態磁場で空気の
透磁率を与える。
【0025】 別の例では、超伝導磁気システムに用いられるいわゆる「超絶縁材」によって
代替のフィルムが準備される。これは、厚さ6.4μmの「マイラー」フィルム
をアルミニウムで50nmの厚さまでコーティングしたものである。このような
層のシート抵抗は、〜0.5Ω/正方形である。この材料を直径6mmの心棒の
上に18.7回巻くと、外径は6.4mmになり、最大透磁率は、21.3MH
zでμ=4.9であり、他の周波数及び定常磁場では空気の透磁率である。 付加的に「マイラー」中間層を含むことにより、相当大きな透磁率を達成する
ことができる。中間層が厚さ50μmであり、従って全体層厚が56.4μmと
なる場合、6mmの心棒に58.62回巻くと透磁率μ=19.2が得られ、外
径は12.6mmになる。
【0026】 更に大きな透磁率は、更に伝導性の大きいフィルムを用いることにより達成す
ることができる。上述の例では、更に厚いアルミニウムフィルムを用いるか、又
は、異なる金属(例えば、銀)を用いるかのいずれかにより、シート抵抗が0.
1Ω/正方形まで減少すれば、透磁率は、76.7に増大するであろう。 達成可能な透磁率は、周波数に依存し、すなわち、周波数が低ければ透磁率が
大きくなり、逆も成り立つ。シート抵抗が0.5Ω/正方形である厚さ56.4
μm層の上述の例を用いて、直径6mmの心棒に113巻回を用いると、外径1
8.8mm、及び、10.6MHzで透磁率23.8をもたらすが、14.5巻
回は(外径7.6mmを用いて)、μ=11をもたらす。明らかに、金属の厚さ
を増大させることによりシート抵抗を減少させると、達成可能な透磁率が増大す
ることになる。この場合も、他の周波数及び定常磁場では、透磁率は自由空間の
透磁率である。
【0027】 図3から図5に示される磁束誘導体に対する代替形態が図6及び図7に示され
ており、磁気共鳴画像診断装置の画像化領域にヒトの腹部18の一部分が描かれ
ている。 感応部位25を画像化するために、表面コイルを患者の表面の最も近い部位に
置く代わりに、誘導体の端部の部位から誘導体を通り、特に、受信コイル22、
23、及び、24が巻かれ磁気共鳴信号を拾うことができる細いネック部位を通
って磁束を送るために、パドル形の磁束誘導体19、20、及び、21が患者の
表面に置かれる。
【0028】 このような構成には2つの利点がある。受信コイル22〜24は、患者の表面
から間隔を空けて配置されているため、冷却することができる。第2に、感応部
位25のすぐ上方にある患者の部位は、行われる可能性のある侵襲性の手術を行
うために自由な状態のままにされ、この手術は、磁気共鳴画像を見ることにより
リアルタイムで監視することができる。別の利点は、誘導体19、20、及び、
21の間に相互インダクタンスがなく、欠けたデータを生み出すためにコイルの
相対位置及び感応プロフィールに依存することにより、コイルのアレーを用いて
画像空間がアンダーサンプリングされることを可能にする技術と共に受信コイル
を用いることができる点である(Daniel K.Sodickson、及び
、Warren J.Manning著「空間的高調波成分の同時取得(SMA
SH):無線周波数コイルアレーを用いる高速画像化」、MRM38、591〜
603ページ、1977年)。 透磁率の一般的な値は4を超える。
【0029】 磁束をRF受信コイルまで誘導することに関して磁気特性を有する構造を説明
したが、本構造は、磁気共鳴装置における他のあらゆる磁束誘導目的に用いるこ
とができるであろう。例えば、本構造を用いて、画像化又は分光法のためにRF
コイルから発信磁束を誘導することができる。同様に、本発明の表面構造を用い
て、遮断機能を実行してもよい。 すなわち、磁気共鳴画像診断装置を表す図8を参照すると、磁気共鳴は、概念
的な円筒の表面に沿って延び、この概念的円筒の各端部でリングにより接合され
るいくつかの導体26から成る、一般にいわゆる鳥かご形コイルを用いて全身で
励起される。これは、RF励起パルスを発生させて、画像化する感応部位に共鳴
を励起するために使用される。明らかに、このような鳥かご形コイルは、RF放
射線を目標とする部位に内向きに発するのと同様に外向きにも発することになり
、このような放射線は、コイルを囲む画像診断装置の金属に連結してRF磁場を
歪め、機械性能に影響を及ぼすであろう。この理由のため、網状遮蔽体27を用
いてRFパルスからの出力を遮蔽体の渦電流を通して消散することが標準的実施
方法である。実際には、RF出力の大部分が遮蔽体に消散されるために、このよ
うな従来の遮蔽体は、導体にあまり近づけることができない。
【0030】 図8に比較して大幅に拡大した図9を参照すると、鳥かご形コイルの単一導体
29が示されており、遮蔽体30の機能を実行するのに用いられる本発明の表面
構造は、図8の構造のように円形であり、図8の従来技術の構成の遮蔽体27よ
りも導体29に更に近く隣接して配置されている。表面構造30は磁束誘導体と
して働き、従って、磁束線31に関する限り、仮に遮蔽体がない場合に取ったで
あろう経路(点線で示す)に沿うよりも抵抗の小さい誘導体に沿った経路がある
。 この場合の一般的な透磁率は、実質的に1よりも大きく、2よりも大きいこと
が好ましく、4よりも大きいことが有利であろう。
【0031】 遮蔽表面構造30の利点の1つは、本構造が鳥かご形コイルの導体29にこれ
までよりも近接して配置することができる点である。第2の利点は、磁束が消散
されずに遮蔽体の表面構造の周りを送られるため、RF励起パルスを発生する手
段に大きな出力を必要としないことである。 受信コイル及び付随する磁束誘導体を環状の電磁石に関して上述したが、本発
明は、開放型磁石又は永久磁石のような他の磁石の構成に応用することもできる
。また、本発明は、磁気共鳴スペクトロスコピーに応用することもできる。また
、パッド及びブロックは、音声周波数の磁場においては非磁性としてもよい。実
施例で用いた「透磁率」という用語は、「相対透磁率」を意味する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 公知の磁気共鳴画像診断装置の一部の概略端面図である。
【図2】 図1の受信コイルの平面を通る断面図である。
【図3】 本発明による受信コイル及び付随する透磁性材料の平面を通る断面図である。
【図4】 本発明の受信コイル及び透磁性材料の平面図である。
【図5】 一実施例における図3に対応する透磁性材料の断面図である。
【図6】 画像化するために腹部の上方に置かれた本発明による磁束を誘導する磁気特性
を有する構造の平面図である。
【図7】 図6に示す構造の正面図である。
【図8】 公知のRF遮蔽体を用いた磁気共鳴画像診断装置の一部を通る概略軸方向断面
図である。
【図9】 本発明による磁束を誘導する磁気特性を有する構造を用いた磁気共鳴画像診断
装置の一部を図8に比較して拡大した横断面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月5日(2003.2.5)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】 (発明の開示) 本発明は、主磁場の存在下で対象の部位の磁気共鳴活性核に用いると共鳴が励
起され、磁束を誘導するための磁気特性を有する構造を含む磁気共鳴装置を提供
し、本構造は、核磁気共振周波数では自由空間より大きい透磁率を有するが、定
常磁場では非磁性である材料で作られ、材料は、磁気共振周波数を含む所定の周
波数帯域内にある入射電磁放射に応答して所定の透磁率を示す容量素子のアレー
を含み、各容量素子は、伝導経路を含み、磁気共振周波数での電磁放射の磁気成
分がこの経路を回り関連素子を通って流れる電流を誘導するような素子であり、
素子の間隔は、所定の周波数帯域内の放射の波長よりも小さく、素子の大きさ及
びそれらの間隔は、磁気共振周波数での自由空間の透磁率よりも大きい透磁率を
もたらすように選択される。 本構造は、磁気共鳴装置内の構成要素の配置に柔軟性をもたらす。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】 有利なことに、本構造は、磁気共鳴活性核により発生した磁気共鳴信号を受信
するために対象とRFコイルとの間に挿入され、磁束をRFコイルに誘導する。
このRFコイルは、対象の表面から間隔を空けて配置されることが好ましい。 本構造により、受信コイルを対象から間隔を空けて配置することに伴って通常
引き起こされる目標とする信号の減少を生じることなく、検査される対象の表面
から受信コイルを離すことができる。 本構造の寸法は、一般的に、本構造の少なくとも一部の上へ軸線方向に投影さ
れたコイルの寸法以下とされるであろうが、この方向に投影された構造の面積は
、いくつかの構成においては、コイルの面積より小さくなることがある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】 構造に適する材料は、IEEE文献、及び、本明細書において引用により援用
されている国際特許出願WO00/41270に説明されている。 各容量素子における少なくとも1つの寸法は、磁気共鳴を励起する電磁放射の
周波数に対応する波長よりも小さいことが好ましい。 素子の間隔は、磁気共振周波数での放射波長の1/2未満、好ましくは1/5
未満としてもよい。更なる利点は、素子の間隔を磁気共振周波数での放射波長の
1/10未満又は1/100未満にすることから生じるであろう。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】 本構造の透磁率は、2を超えてもよく、3を超えることが好ましく、5を超え
ることが有利であろう。透磁率の高い値は、透磁率が所定の周波数帯域の一部に
亘って負になることにより可能となる、周波数に対する透磁率のグラフの急な傾
きの増加により生じる。 ここで、本発明を実行し得る方法が、添付の図面を参照して一例として以下に
詳細に説明される。 図面全体を通して、同じ部分には同じ参照番号が付けられている。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0024
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】 実施例 ロール材料の一例では、材料は円筒形素子で構成され、各円筒は「スイスロー
ル」である。これらは、直径8mmの非磁性コア(ガラス繊維強化プラスチック
、GRD、ロッド)に巻かれた37巻回のフィルムで作られている。フィルムは
、ProFilm(登録商標)として知られる専売材料であり、10nmのアル
ミニウム及び接着層でコーティングされたマイラー(登録商標)ベースで構成さ
れ、全体の厚さがほぼ50μmのものである。アルミニウム層のシート抵抗は、
約2.7Ω/正方形である。円筒の外径は11.4mmであり、材料は、六角形
の密にパックされた(すなわち、できるだけ密にパックされた)格子に組み立て
られる。この構成は、21.3MHzで最大透磁率μ=3、他の周波数及び定常
状態磁場で空気の透磁率を与える。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0025
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0025】 別の例では、超伝導磁気システムに用いられるいわゆる「スーパーインシュレ
ーション」(登録商標)によって代替のフィルムが準備される。これは、厚さ6
.4μmのマイラー(登録商標)フィルムをアルミニウムで50nmの厚さまで
コーティングしたものである。このような層のシート抵抗は、−0.5Ω/正方
形である。この材料を直径6mmの心棒の上に18.7回巻くと、外径は6.4
mmになり、最大透磁率は、21.3MHzでμ=4.9であり、他の周波数及
び定常磁場では空気の透磁率である。 付加的に「マイラー」中間層を含むことにより、相当大きな透磁率を達成する
ことができる。中間層が厚さ50μmであり、従って全体層厚が56.4μmと
なる場合、6mmの心棒に58.62回巻くと透磁率μ=19.2が得られ、外
径は12.6mmになる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 ウィルトシャー マイケル チャールズ キーオウ イギリス バッキンガムシャー エイチピ ー11 1イービー ハイ ウィカム ザ ブラッケンズ 3 Fターム(参考) 4C096 AA20 AB07 AB34 AD10 AD23 CC05 CC06 CC08 CC12 CC17 CC38 CC40

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主磁場の存在下で対象の部位の磁気共鳴活性核に使用すると
    共鳴が励起され、 核磁気共振周波数では自由空間の透磁率よりも大きい透磁率を有するが定常磁
    場では非磁性である材料で作られた、磁束を誘導するための磁気特性を有する構
    造を含む、 ことを特徴とする磁気共鳴装置。
  2. 【請求項2】 前記構造は、前記対象と、前記磁気共鳴活性核が発生した磁
    気共鳴信号を受信するRFコイルとの間に挿入され、磁束を前記RFコイルまで
    誘導することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴装置。
  3. 【請求項3】 前記RFコイルは、前記対象の表面から間隔を空けて配置さ
    れることを特徴とする請求項2に記載の磁気共鳴装置。
  4. 【請求項4】 前記構造の寸法は、少なくともその構造の一部が前記コイル
    を前記表面に向かって軸方向に投影した円周内に入るような寸法であることを特
    徴とする請求項3に記載の磁気共鳴装置。
  5. 【請求項5】 前記構造は、前記透磁率が前記コイルに関して実質的に軸線
    方向に自由空間の透磁率よりも大きい第1の領域を有することを特徴とする請求
    項3又は請求項4のいずれか1項に記載の磁気共鳴装置。
  6. 【請求項6】 前記構造は、前記透磁率が前記軸線方向に平行な方向に自由
    空間の透磁率よりも大きい第2の領域を有し、 前記第1及び第2の領域は、間隔を空けて配置され、第3の領域により接合さ
    れてU字形を形成し、 前記第3の領域の透磁率は、前記第1の領域から前記第2の領域に延びる方向
    に自由空間の透磁率よりも大きい、 ことを特徴とする請求項5に記載の磁気共鳴装置。
  7. 【請求項7】 前記RFコイルは、冷却されることを特徴とする請求項3か
    ら請求項6のいずれか1項に記載の磁気共鳴装置。
  8. 【請求項8】 前記構造は、前記対象に隣接するように配置された2つの領
    域、及び、周りにRF受信コイルが延びる直径がより小さい中央領域を有するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴装置。
  9. 【請求項9】 複数の前記構造が、並列に配置されることを特徴とする請求
    項8に記載の磁気共鳴装置。
  10. 【請求項10】 前記構造は、円周方向に延びてRF発信コイルを囲むこと
    を特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴装置。
  11. 【請求項11】 前記RF発信コイルは、鳥かご形コイルであることを特徴
    とする請求項10に記載の磁気共鳴装置。
  12. 【請求項12】 前記構造の材料は、前記磁気共振周波数を含む所定の周波
    数帯域内にある入射電磁放射に応答して所定の透磁率を示す容量素子のアレーを
    含み、 各容量素子は、伝導経路を含み、前記磁気共振周波数での前記電磁放射の磁気
    成分が前記経路を回り関連素子を通って流れる電流を誘導するような素子であり
    、 前記素子の間隔は、前記所定の周波数帯域内の前記放射の波長よりも小さく、 前記素子の大きさ及びそれらの間隔は、前記磁気共振周波数での自由空間の透
    磁率よりも大きい透磁率をもたらすように選択される、 ことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の磁気共鳴装
    置。
  13. 【請求項13】 前記容量素子は、平面リング又は螺旋であることを特徴と
    する請求項12に記載の磁気共鳴装置。
  14. 【請求項14】 前記素子は、柱状に重ねられることを特徴とする請求項1
    3に記載の磁気共鳴装置。
  15. 【請求項15】 前記素子は、ロールのように巻かれた絶縁基板上の伝導シ
    ートを含むことを特徴とする請求項12から請求項14のいずれか1項に記載の
    磁気共鳴装置。
  16. 【請求項16】 前記素子の間隔は、前記磁気共振周波数での前記放射波長
    の1/2未満であることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか1項
    に記載の磁気共鳴装置。
  17. 【請求項17】 前記素子の間隔は、前記磁気共振周波数での前記放射波長
    の1/5未満であることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか1項
    に記載の磁気共鳴装置。
  18. 【請求項18】 前記素子の間隔は、前記磁気共振周波数での前記放射波長
    の1/10未満であることを特徴とする請求項12から請求項15のいずれか1
    項に記載の磁気共鳴装置。
  19. 【請求項19】 前記材料は、前記所定の周波数帯域の一部に亘って負の透
    磁率を示すことを特徴とする請求項12から請求項18のいずれか1項に記載の
    磁気共鳴装置。
  20. 【請求項20】 前記装置は、磁気共鳴画像診断装置であることを特徴とす
    る請求項1から請求項19のいずれか1項に記載の磁気共鳴装置。
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