JP2005144187A - 特定の磁場を生成するための二次元コイルアセンブリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 x、y、z座標系の原点から距離Dだけ中心がオフセットするDSVを有する二次元コイルアセンブリを開示する。x、y、z座標系の上記原点は、コイルの形状の中心と一致する。距離Dは10−20センチメートル若しくはそれ以上のオーダであればよい。二次元コイルアセンブリは、患者が受ける閉所恐怖の感覚を減少させるMRI実用例で利用され得る。アセンブリは、手首、肘、かかと若しくは膝を含む種々の関節の映像化を促進することもできる。
【選択図】図1
Description
(a)ターゲット領域内部に所望のフィールドを画定するステップと、
(b)ターゲットフィールドに対する二次元コイルのための電流密度に関連する方程式を確立するステップと、
(c)行列正規化方法を用いて方程式を解くステップとを含む。
(a)コイルのための電流密度を計算するために、x=±a若しくはx=±bにて平面を選択するステップであって、平面はy及びz方向に沿って広がり、巻き線が配置される領域は概略形状が矩形である、ステップ。
(b)0<c2<c1<aである平面x=±c1、x=±c2の配置にてコイルにより生成される磁場Bx(又はHx)の成分に対する所望の値を選択するステップ(所望であれば2つ以上のターゲット平面を選択してもよいことを銘記されたい)。これらのターゲットゾーンの各々は、矩形領域−αTL≦y≦αTL、−pB≦z≦qBで特定され、ここでは無次元数p及びqは−1<p<q<1の制約を満たし、αTは評価定数である(例えば、磁場成分のための所望の値は、予め選択された球面調和関数、調和関数の組み合わせ若しくは一様フィールドにより定義され得る)。(偶でも奇でも)x方向のターゲットフィールドの対称性が、二次元コイルセットの2つの平面の巻き線が同じ方向に巻かれる逆の方向に巻かれるかを決定する(例えば、以下の数4.6a及び数4.6b参照)。シールドコイルの場合では、付加的なターゲットフィールドは、c3>bであるx=±c3にて特定され得る。これらの付加的なターゲットゾーンの各々は、矩形領域−βL≦y≦βL、−γB≦z≦γBで特定され、ここでβ及びγは無次元の評価比率である。
(c)(1)電流密度とターゲットフィールドとの間の関係のための方程式(例えば、本明細書の数4.1−数4.9参照)を確立し、(2)行列正規化方法(例えば、方程式数4.10−数4.18参照)を用いて上記方程式を解くことによって、コイルのための電流密度分布j(y,z)を決定するステップ。ここで、一つの好適な実施形態における最小化される正規化式は例えば方程式(数4.14、数4.15)で定義される流れ関数の曲率である。
(1)例えば、本明細書の方程式(数4.7a及び数4.7b)に従って電流密度j(y,z)から流れ関数Ψを生成するステップ。
(2)電流坦持巻き線の数Nを選択するステップ。
(3)巻き線毎の電流の値I=J/Nを決定するステップ。ここで、Jは、(例えば)表面x=aにおいて電流密度ベクトルを積分することによって得られるトータル電流である。
(4)流れ関数Ψの輪郭を示し、これにより、個々のブロック全体のj(y,z)の積分がIに等しくなるように、例えば表面全体で上記x=a表面上のj(y,z)ブロックのセットを決定するステップ。
(5)ブロックにおけるj(y,z)のための正味の極性を有する全てのブロックに対して、上記の正味の極性に対応して巻き線での電流を方向付けて(即ち巻き線方向を与えて)、ブロックの中心に巻き線を配置するステップ。
(I)(i)第1の平面(例えば図1のx=a)を定義し(ii)前記第1の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線(例えば図17Aの5)を含む第1のコイルセンブリ(例えば図17Aの3)であって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第1の矩形(例えば図17Aの7)を画定し、前記第1の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアAと(b)(第1の矩形の)重心(例えば図17Aの13)にて交差する2本の対角線(例えば図17Aの9、11)を有する、第1のコイルアセンブリと、
(II)(i)第2の平面(例えば図1のx=−a)を定義し(ii)前記第2の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線(例えば図17Aの5’)を含む第2のコイルセンブリ(例えば図17Aの3’)であって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第2の矩形を画定(例えば図17Aの7’)し、前記第2の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアと(b)(第2の矩形の)重心(例えば図17Aの13’)にて交差する2本の対角線(例えば図17Aの9’、11’)を有する、第2のコイルアセンブリとを含み、
(1)第1と第2の平面は平行且つ互いに間隔を置いており、
(2)第1と第2の矩形の重心を通過する線はx、y、z座標系のx軸(例えば図1のx軸)を定義し、座標系の原点(例えば図1の17)はx軸上にて第1の平面と第2の平面から等距離の点に備わり、
(3)二次元コイルアセンブリがx成分が一般的に数2.1で記述される磁場を生成し、ここで、Amm及びBmmは球面調和関数の大きさであり、Pnm(cosθ)はルジャンドル多項式であり、nは階数でありmは多項式の次数であり、r、θ及びφは、(a)x、y、z座標系のy−z平面に存在し(b)且つx、y、z座標系の原点(例えば図1の17)からのオフセットである原点を有する極座標システムの極座標であり、
(4)特定の容積は、第1と第2の平面の間に存在し、極座標システムの原点に存する中心を有し、
(5)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数の少なくとも一つは、数2.2を満足する次数m’と階数n’を有する。
〔数2.1〕
〔数2.2〕
(I)(i)第1の平面(例えば図1のx=a)を定義し(ii)前記第1の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線(例えば図17Bの5)を含む第1のコイルセンブリ(例えば図17Bの3)であって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第1の矩形(例えば図17Bの7)を画定し、前記第1の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアAと(b)(第1の矩形の)重心(例えば図17Bの13)にて交差する2本の対角線(例えば図17Bの9、11)を有する、第1のコイルアセンブリと、
(II)(i)第2の平面(例えば図1のx=−a)を定義し(ii)前記第2の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線(例えば図17Bの5’)を含む第2のコイルセンブリ(例えば図17Bの3’)であって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第2の矩形(例えば図17Bの7’)を画定し、前記第2の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアと(b)(第2の矩形の)重心(例えば図17Bの13’)にて交差する2本の対角線(例えば図17Bの9’、11’)を有する、第2のコイルアセンブリとを含み、
(1)第1と第2の平面は平行且つ互いに間隔を置いており、
(2)第1と第2の矩形の重心を通過する線はx、y、z座標系のx軸(例えば図1のx軸)を定義し、座標系の原点(例えば図1、図10の17)はx軸上にて第1の平面と第2の平面から等距離の点に備わり、
(3)二次元コイルアセンブリがx成分が一般的に数2.3で記述される磁場を生成し、ここで、Amm及びBmmは球面調和関数の大きさであり、Pnm(cosθ)はルジャンドル多項式であり、nは階数でありmは多項式の次数であり、r、θ及びφは、(a)x、y、z座標系のy−z平面に存在し(b)且つx、y、z座標系の原点(例えば図10の10)からのオフセット(例えば図10の距離D)である原点(例えば図10の15)を有する極座標システムの極座標であり、
(4)特定の容積(例えば図10の19)は、第1と第2の平面の間に存在し、極座標システムの原点(例えば図10の15)に存する中心(例えば図10の21)を有し、
(5)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数の少なくとも一つは、n’=1及びm’=1又はm’=1の関係(一つ又はそれ以上の特定勾配調和関数)を満足する次数m’と階数n’を有し、
(6)特定の容積(例えば図10の19)は、一つ又はそれ以上の特定の勾配調和関数のそれぞれが線形式から計算された10パーセント以下(望ましくは5パーセント以下)の偏差を全体において有する部位(特定の容積の実質的に線形の部分)を含み、
(7)第1の平面(例えば図1のx=a)上に突出するとき特定の容積の実質的に線形の部分が、0.05・Aより大きい又は等しい(望ましくは0.01・Aより大きい又は等しい)突出領域ALを有する。
〔数2.3〕
100・(max|gradient|−mean|gradient|)/mean|gradient|≦x
であるならば、勾配調和関数は、容積内で“x”パーセント以下である、線形からの計算された偏差を有する。ここで、max|gradient|は、容積内の計算された勾配の大きさの最大値であり、mean|gradient|は、容積内の計算された勾配の大きさの平均値である。
(i)第3の平面(例えば図1のx=b)を画定する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第3のコイルアセンブリと、
(ii)第4の平面(例えば図1のx=−b)を画定する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第4のコイルアセンブリを更に含み、
(1)第3の平面は、第1の平面と平行でありx軸に沿って第1の平面から外側へ間隔を隔てており、
(2)第4の平面は、第2の平面と平行でありx軸に沿って第2の平面から外側へ間隔を隔てており、
(3)第3と第4のコイルは、第3と第4のコイルアセンブリの外側に二次元コイルアセンブリにより生成される磁場の大きさ(例えば図1の平面x=±c3の外側の磁場の大きさ)を縮小するように作用するシールディングコイルである。
一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数が少なくとも2つの調和関数である場合、二次元コイルアセンブリは0.2以下の計算された純度p’を有するのが好ましく(0.05以下の計算された純度p’を有するのがより好ましく)、ここでP’は、(2)少なくとも2つの調和関数の係数の大きさの和に対する、(1)少なくとも2つの調和関数の最も大きい係数の大きさの少なくとも0.001%である大きさを有する、少なくとも2つの調和関数の係数以外の全ての調和関数の係数の大きさの和の比率に等しく、更にここで、球面調和関数の係数は、特定の容積の外周辺の範囲内及び/又は外周辺上の複数点において計算された又は計測されたフィールド強度を基にして計算される。
(a)主要磁石DSV(例えば図18の19)と主要磁石形状中心(例えば図18の二次元コイルの中間平面に突出する参照点31)を有する、主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリ(例えば図18の25)と、
(b)個々のアセンブリが勾配DSVを有する、x,y,z勾配フィールドを生成するための3つの二次元コイルアセンブリ(例えば図18の27)と、
(c)それぞれがくさびDSVを有する、くさびフィールドを生成するための二次元コイルアセンブリのセット(例えば図18の29)を含む磁気共鳴システムを提供し、
主要磁石、勾配、及びくさびDSVが、主要磁石形状中心から(例えば図18の距離Dだけ)オフセットする共通の中心(例えば共通の中心は主要磁石形状中心から10センチメートルだけオフセットすることが好ましく、20センチメートルだけオフセットすることがより好ましい)を有することを特徴とする。
(A)磁気共鳴システムを提供するステップであって、
上記磁気共鳴システムは、
(i)主要磁石DSV(例えば図18の19)と主要磁石形状中心(例えば図18の二次元コイルの中間平面に突出する参照点31)を有する、主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリ(例えば図18の25)と、
(ii)個々のアセンブリが勾配DSVを有する、x,y,z勾配フィールドを生成するための3つの二次元コイルアセンブリ(例えば図18の27)と、
(iii)それぞれがくさびDSVを有する、くさびフィールドを生成するための二次元コイルアセンブリのセット(例えば図18の29)を含み、
主要磁石、勾配、及びくさびDSVが、主要磁石形状中心から(例えば図18の距離Dだけ)オフセットする共通の中心(例えば共通の中心は主要磁石形状中心から10センチメートルだけオフセットすることが好ましく、20センチメートルだけオフセットすることがより好ましい)を有する、磁気共鳴システムを提供するステップと、
(B)患者身体の一部を主要磁石DSV(例えば図18の19)の中に配置するステップと、
(C)患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成するために磁気共鳴システムを利用するステップと
を含む患者身体の一部(例えば手首、肘、かかと、膝)の磁気共鳴映像を形成する方法を提供する。
(A)主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリ(例えば図18の25)を含む磁気共鳴システムを提供するステップであって、
上記アセンブリは主要磁石形状中心(例えば図18の二次元コイルの中間平面に突出する参照点31)と主要磁石DSV(例えば図18の19)とを有し、上記主要磁石DSVは主要磁石形状中心から(例えば図18の距離Dだけ)オフセットする中心(例えばDSVの中心は主要磁石形状中心から10センチメートルだけオフセットすることが好ましく、20センチメートルだけオフセットすることがより好ましい)を有する、磁気共鳴システムを提供するステップと、
(B)患者身体の一部を主要磁石DSV(例えば図18の19)の中に配置するステップと、
(C)患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成するために磁気共鳴システムを利用するステップと
を含む患者身体の一部(例えば手首、肘、かかと、膝)の磁気共鳴映像を形成する方法を提供する。
コイルの外形とターゲット位置の外形は、図1に示される。
〔数4.1〕
電流密度ベクトルは、y方向に成分がありz方向にも別途成分がある。以下のように示され得る。
〔数4.2〕
j(±a)=jy (±a)(y’,z’)ey+jz(±a)(y’,z’)ez
ここで、2つのベクトルey,ezは,それぞれy方向及びz方向の通常の単位ベクトルである。同様の表記が、シールド上の電流密度j(±b)に対して用いられる。これらの電流密度から誘導される磁場は同様にデカルト座標で表される。
〔数4.3〕
H(r)=HX(x,y,z)ex+HY(x,y,z)ey+HZ(x,y,z)ez
〔数4.6a〕
j(-a)(y’,z’)=−j(a)(y’,z’),j(-b)(y’,z’)=−j(b)(y’,z’)
一方で、ターゲットフィールドがxで偶対称であれば、一次コイル及びシールドコイルの対向する平面は、位相で順巻きとなる。以下は数学的関係である。
〔数4.6b〕
j(-a)(y’,z’)=j(a)(y’,z’),j(-b)(y’,z’)=j(b)(y’,z’)
〔数4.7b〕
x=b
上述のように、方程式(数4.6)と関連して、xに関して対称若しくは反対称の磁場を生成するコイルの設計に本発明が適用された。ここでは、位相においてそれぞれ順巻き若しくは逆巻きの二次元コイルが求められた。両方のタイプのコイルは興味深いが、簡潔のため逆巻き及びその結果生じる反対称フィールドのみ以下に示す。
〔数4.10〕
〔数4.14〕
シールドコイルに対するペナルティ関数は、数4.14においてx=aをx=bに置換して、同様に定義される。2つの流れ関数のための数式(数4.8、数4.9)が“a”を“b”に置換して方程式(数4.14)及び方程式(数4.14)に代入され、相応の計算後、2つの曲率ペナルティ関数が最終形となる。
〔数4.15〕
〔数4.17〕
i=1,・・・・,N,j=1,・・・M
〔数4.17−1〕
ここで、2つの添え字が等しい、さもなくば0であるとき、シンボルδinは値1となる。更に以下のように決定され得る。
〔数4.17−2〕
〔数4.18〕
ここで、係数マトリクスにおける項C(a)等はNM×NMマトリクスであり、残りの量は全て長さNMのベクトルである。マトリクスシステム(数4.18)は標準的ソフトウエアによって解かれ得る。
当業者には明白であるが、矩形の二次元コイルの設計のための上述の方法は、上記開示に基づいて、矩形以外のコイル形状にも拡張し得る。そのような拡張を示すため、本発明の本質的な設計方法論を、一次及びシールドコイルの両方が環状である場合に適用する。
〔数4.19a〕
シールドの電流密度は同様に以下のように表される。
〔数4.19b〕
方程式(数4.19)の符号付き変数は、一次コイル又はシールドコイルに位置するソースポイントを示し、er’及びeθ’は、ソースポイントから計測される半径及び方位角方向の単位ベクトルである。
〔数4.20a〕
0<r’<R
〔数4.21a〕
この関数は、方位軸θ’で周期性があり、コイル形状から要求されてr’=0及びr’=Rでゼロとなる。連続方程式により電流密度の方位成分は以下のようになることが要求される。
〔数4.21b〕
〔数4.22〕
x2+y2+(z−zc)2=c1 2
x2+y2+(z−zc)2=c2 2
これらはz軸に沿った距離zcによりDSVオフセットを定義するように役割を果たす。このようにして非対称のターゲットフィールドが規定され得る。球の半径は、c2<c1<aという制約を満足する。更に、矩形コイルのケースと同様に、ゼロターゲットフィールドが平面x=±c3の半径κSの円板上にインポーズされる。ここで、定数κは通常1.2の値である。
〔数4.23〕
上式では最初の3項は、上述の3つのターゲット領域の各々での計算上のフィールドとターゲットフィールドとの間の差異の二乗の積分である。できるだけ数式を簡素にするため、2つのペナルティ関数F(a)とF(b)がこの章では以下のように選択された。
〔数4.23−1〕
〔数4.24〕
方程式(数4.18)関する前記の詳細なものと同様に、方程式(数4.24)はマトリクス形式で表記され得、線形方程式を解くための標準的ソフトウエアを利用して解かれ得る。
A.例示としての矩形設計
上述の方法は種々の二次元シールドコイルを設計するのに利用された。特に、実用上興味深い対称に及び非対称に配置されるフィールドを生成するのに利用された。ターゲットHYフィールド(二次元コイル表面に平行な成分)を生成するためのコイルの設計に対しては既に首尾良く適応させたのであるが、前に示したように、ターゲットフィールド成分HX(二次元コイル表面の鉛直成分、また本明細書では“横軸”フィールド成分と称している成分)を設計する技術を示す。
〔数5.1〕
無次元の軸がターゲットフィールドpB<z<qBに関して中心に置かれ、これにより、球面調和関数ターゲット磁場に対する通常の公式がターゲット領域に渡って自然に利用され得る、という利点が生じる。これらのフィールドのリストは、ゾーン状の及びモザイク状のターゲットフィールドの両方のための“Magnetic Field Profiling:Analysis and Correcting Coil Design,ロメオ及びホルト、1984、Magn.Reson.Med.1 44−65”で見出され得る。
この例では、本発明の方法は、一次二次元コイルの内部に対称的に配置されるT00フィールドを生成するよう意図されたシールドされた及びシールドされない二次元コイルを設計するのに利用される。このコイルに対して、ターゲットフィールドは単に一定であり、HXはターゲット平面の3つの対の各々上で一定である。従って以下のようになる。
〔数5.2〕
ここで、一次コイル内部の一定の横向きの磁場は、Hmax=1アンペア/メートルの値となると仮定した。x=±c3のターゲットフィールドはゼロに設定され、シールドの意図した関数を反射する。T00フィールドはx軸において平坦である(一定である)から、x=−aの平面上の一次コイルの巻き線はx=a上のものと位相を同じくし、平面x=±b上のシールドに対しても同様である。(この平坦なターゲットフィールドは方程式(数4.11)の最終項がプラス符号であることを要求する。)
本発明の利用の更なる例として、対称配置及び非対称配置の両方のT11フィールドのための、シールドされた二次元コイルがこの章で設計される。この場合のための横方向のための磁場成分は、任意定数C11を伴う一般形態Hx(x,y,z)=C11xを有する。本発明で利用される3つの対のターゲットフィールドは以下の方程式で与えられなくてはならないということになる。
〔数5.3〕
本発明の利用の別の例示は、シールドされた二次元T21コイルの設計に関する。対称配置のフィールドと非対称配置のフィールドの両方を設計する技術を用いた。但し、ここでは後者のみ示す。
〔数5.4〕
上述の方法は、変形例の環状二次元コイルの設計に適用した。この場合ターゲットフィールドは(zc=0で)対称的に配置され且つ(zc≠0で)非対称的に配置されている。所望のターゲットフィールドはこの技術により非常に肉薄して適合可能であることがわかる。このとき方程式(数4.23)の正規化パラメータはλ(a)=λ(b)=10−8とされる。このようにして生成された2つのサンプル設計を示す。
Claims (38)
- 特定の容量での一つ又はそれ以上の特定の球面調和を含む磁場を生成するための二次元コイルアセンブリにおいて、
(I)(i)第1の平面を定義し(ii)前記第1の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第1のコイルセンブリであって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第1の矩形を画定し、前記第1の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアAと(b)(第1の矩形の)重心にて交差する2本の対角線を有する、第1のコイルアセンブリと、
(II)(i)第2の平面を定義し(ii)前記第2の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第2のコイルセンブリであって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第2の矩形を画定し、前記第2の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアと(b)(第2の矩形の)重心にて交差する2本の対角線を有する、第2のコイルアセンブリとを含み、
(1)第1と第2の平面は平行且つ互いに間隔を置いており、
(2)第1と第2の矩形の重心を通過する線はx、y、z座標系のx軸を定義し、座標系の原点はx軸上にて第1の平面と第2の平面から等距離の点に備わり、
(3)二次元コイルアセンブリがx成分が一般的に数1.1で記述される磁場を生成し、ここで、Amm及びBmmは球面調和関数の大きさであり、Pnm(cosθ)はルジャンドル多項式であり、nは階数でありmは多項式の次数であり、r、θ及びφは、(a)x、y、z座標系のy−z平面に存在し(b)且つx、y、z座標系の原点からのオフセットである原点を有する極座標システムの極座標であり、
(4)特定の容積は、第1と第2の平面の間に存在し、極座標システムの原点に存する中心を有し、
(5)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数の少なくとも一つは、数1.2を満足する次数m’と階数n’を有する、
二次元コイルアセンブリ。
〔数1.1〕
〔数1.2〕
- 第1の平面上に突出するとき特定の容積は、0.05・Aより大きい又は等しい突出領域A’を有する、請求項1に記載の二次元コイルアセンブリ。
- A’は0.1・Aより大きい又は等しいことを特徴とする請求項2に記載の二次元コイルアセンブリ。
- 特定の容量での一つ又はそれ以上の特定の球面調和を含む磁場を生成するための二次元コイルアセンブリにおいて、
(I)(i)第1の平面を定義し(ii)前記第1の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第1のコイルセンブリであって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第1の矩形を画定し、前記第1の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアAと(b)(第1の矩形の)重心にて交差する2本の対角線を有する、第1のコイルアセンブリと、
(II)(i)第2の平面を定義し(ii)前記第2の平面に外側周辺線を有する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第2のコイルセンブリであって、前記外側周辺線が外側周辺線に各々が接する4つの側部を有する第2の矩形を画定し、前記第2の矩形は(a)一つ又はそれ以上の巻き線を含む矩形の最も小さいエリアと(b)(第2の矩形の)重心にて交差する2本の対角線を有する、第2のコイルアセンブリとを含み、
(1)第1と第2の平面は平行且つ互いに間隔を置いており、
(2)第1と第2の矩形の重心を通過する線はx、y、z座標系のx軸を定義し、座標系の原点はx軸上にて第1の平面と第2の平面から等距離の点に備わり、
(3)二次元コイルアセンブリがx成分が一般的に数1.3で記述される磁場を生成し、ここで、Amm及びBmmは球面調和関数の大きさであり、Pnm(cosθ)はルジャンドル多項式であり、nは階数でありmは多項式の次数であり、r、θ及びφは、(a)x、y、z座標系のy−z平面に存在し(b)且つx、y、z座標系の原点からのオフセットである原点を有する極座標システムの極座標であり、
(4)特定の容積は、第1と第2の平面の間に存在し、極座標システムの原点に存する中心を有し、
(5)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数の少なくとも一つは、n’=1及びm’=1又はm’=1の関係(一つ又はそれ以上の特定勾配調和関数)を満足する次数m’と階数n’を有し、
(6)特定の容積は、一つ又はそれ以上の特定の勾配調和関数のそれぞれが線形式から計算された10パーセント以下の偏差を全体において有する部位(特定の容積の実質的に線形の部分)を含み、
(7)第1の平面上に突出するとき特定の容積の実質的に線形の部分が、0.05・Aより大きい又は等しい突出領域ALを有する、
二次元コイルアセンブリ。
〔数1.3〕
- ALは0.1・Aより大きい又は等しいことを特徴とする請求項4に記載の二次元コイルアセンブリ。
- 実質的に線形の部分全体に渡って線形式から計算される偏差が5パーセント以下であることを特徴とする請求項4に記載の二次元コイルアセンブリ。
- 特定の容積の実質的に線形の部分は特定の容積の全体であることを特徴とする請求項4に記載の二次元コイルアセンブリ。
- (i)極座標系の原点がx、y、z座標系の原点から距離Dにあり、
(ii)第1の矩形の対角線がそれぞれ長さD’を有し、
(iii)D/D’≧0.05である
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。 - D/D’≧0.1であることを特徴とする請求項8に記載の二次元コイルアセンブリ。
- D/D’≧0.2であることを特徴とする請求項8に記載の二次元コイルアセンブリ。
- (i)極座標系の原点がx、y、z座標系の原点から距離Dにあり、
(ii)Dは10センチメートル以上である
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。 - Dは20センチメートル以上であることを特徴とする請求項11に記載の二次元コイルアセンブリ。
- (i)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数が単一の調和関数であり、
(ii)二次元コイルアセンブリは0.2以下の計算された純度p’を有し、
ここでP’は、(2)単一の調和関数の係数の大きさに対する、(1)単一の調和関数の係数の大きさの少なくとも0.001%である大きさを有する、単一の調和関数の係数以外の全ての調和関数の係数の大きさの和の比率に等しく、
更にここで、球面調和関数の係数は、特定の容積の外周辺の範囲内及び/又は外周辺上の複数点において計算された又は計測されたフィールド強度を基にして計算される
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。 - P’が0.05以下であることを特徴とする請求項13に記載の二次元コイルアセンブリ。
- 第1の平面上に突出するとき特定の容積は、0.05・Aより大きい又は等しい突出領域A’を有する、請求項13に記載の二次元コイルアセンブリ。
- (i)一つ又はそれ以上の特定の球面調和関数が少なくとも2つの調和関数であり、
(ii)二次元コイルアセンブリは0.2以下の計算された純度p’を有し、
ここでP’は、(2)少なくとも2つの調和関数の係数の大きさの和に対する、(1)少なくとも2つの調和関数の最も大きい係数の大きさの少なくとも0.001%である大きさを有する、少なくとも2つの調和関数の係数以外の全ての調和関数の係数の大きさの和の比率に等しく、
更にここで、球面調和関数の係数は、特定の容積の外周辺の範囲内及び/又は外周辺上の複数点において計算された又は計測されたフィールド強度を基にして計算される
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。 - P’が0.05以下であることを特徴とする請求項16に記載の二次元コイルアセンブリ。
- 第1の平面上に突出するとき特定の容積は、0.05・Aより大きい又は等しい突出領域A’を有する、請求項16に記載の二次元コイルアセンブリ。
- (i)第3の平面を画定する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第3のコイルアセンブリと、
(ii)第4の平面を画定する一つ又はそれ以上の巻き線を含む第4のコイルアセンブリを更に含み、
(1)第3の平面は、第1の平面と平行でありx軸に沿って第1の平面から外側へ間隔を隔てており、
(2)第4の平面は、第2の平面と平行でありx軸に沿って第2の平面から外側へ間隔を隔てており、
(3)第3と第4のコイルは、第3と第4のコイルアセンブリの外側に二次元コイルアセンブリにより生成される磁場の大きさを縮小するように作用するシールディングコイルである
ことを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。 - 第1のコイルアセンブリの一つ又はそれ以上の巻き線の外側周辺が実質的に矩形であることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。
- 第1のコイルアセンブリの一つ又はそれ以上の巻き線の外側周辺が実質的に正方形であることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。
- 第1のコイルアセンブリの一つ又はそれ以上の巻き線の外側周辺が実質的に環状であることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。
- コイルアセンブリが磁気共鳴システムのくさびコイルアセンブリであることを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか一つに記載の二次元コイルアセンブリ。
- 複数のコイルアセンブリを含み、それらのうち少なくとも一つが請求項1又は4で定義される二次元コイルアセンブリである、くさびセット。
- 請求項24に記載のくさびセットを含む磁気共鳴システム。
- 複数のコイルアセンブリを含み、それらの各々が請求項1又は4で定義される二次元コイルアセンブリである、くさびセット。
- 請求項26に記載のくさびセットを含む磁気共鳴システム。
- (a)主要磁石DSVと主要磁石形状中心を有する、主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリと、
(b)個々のアセンブリが勾配DSVを有する、x,y,z勾配フィールドを生成するための3つの二次元コイルアセンブリと、
(c)それぞれがくさびDSVを有する、くさびフィールドを生成するための二次元コイルアセンブリのセットを含み、
主要磁石、勾配、及びくさびDSVが、主要磁石形状中心からオフセットする共通の中心を有することを特徴とする磁気共鳴システム。 - オフセットが10センチメートル以上であることを特徴とする請求項28に記載の磁気共鳴システム。
- オフセットが20センチメートル以上であることを特徴とする請求項28に記載の磁気共鳴システム。
- (A)磁気共鳴システムを提供するステップであって、
上記磁気共鳴システムは、
(i)主要磁石DSVと主要磁石形状中心を有する、主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリと、
(ii)個々のアセンブリが勾配DSVを有する、x,y,z勾配フィールドを生成するための3つの二次元コイルアセンブリと、
(iii)それぞれがくさびDSVを有する、くさびフィールドを生成するための二次元コイルアセンブリのセットを含み、
主要磁石、勾配、及びくさびDSVが、主要磁石形状中心からオフセットする共通の中心を有する、磁気共鳴システムを提供するステップと、
(B)患者身体の一部を主要磁石DSVの中に配置するステップと、
(C)患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成するために磁気共鳴システムを利用するステップと
を含む患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成する方法。 - オフセットが10センチメートル以上であることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- オフセットが20センチメートル以上であることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- 患者身体の一部が患者の手首、肘、かかと、膝であることを特徴とする請求項31に記載の方法。
- (A)主要磁場を生成するための二次元コイルアセンブリを含む磁気共鳴システムを提供するステップであって、
上記アセンブリは主要磁石形状中心と主要磁石DSVとを有し、上記主要磁石DSVは主要磁石形状中心からオフセットする中心を有する、磁気共鳴システムを提供するステップと、
(B)患者身体の一部を主要磁石DSVの中に配置するステップと、
(C)患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成するために磁気共鳴システムを利用するステップと
を含む患者身体の一部の磁気共鳴映像を形成する方法。 - オフセットが10センチメートル以上であることを特徴とする請求項35に記載の方法。
- オフセットが20センチメートル以上であることを特徴とする請求項35に記載の方法。
- 患者身体の一部が患者の手首、肘、かかと、膝であることを特徴とする請求項35に記載の方法。
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