JP2013526954A - Ｍｒｉｒｆコイルアレイの複数のチャネルの減結合 - Google Patents

Abstract

無線周波数コイル組立体（１８）は、磁気共鳴映像システム（１０）で使用され、複数のコイル要素（１８_ｎ）を有する。コイル要素（１８_ｎ）は、減結合回路（４０）に結合される。減結合回路（４０）は、コイルが給電される対応するポート（６４_ｎ、６４_ｘ）において（送信線を介して）コイル要素の対（１８_ｎ、１８_ｘ）に結合された複数の減結合要素（４０_ｎ，ｘ）を有する。減結合要素（４０_ｎ，ｘ）は、対応するコイル要素の対の間の相互結合を補償する。誘導性結合ループ（５１_ｎ）は、一定の又は調整可能な相互インダクタンスを有し、関連するコイル要素（１８_ｎ）を対応する減結合回路ポート（６４_ｎ）に個々に結合する。送信線（５２_ｎ）は、対応するポート（６４_ｎ）において各誘導性結合ループ（５１_ｎ）を減結合回路（４０）に電気的に結合する。各送信線（５２_ｎ）は、ｋ＝０，１，２，３，．．．であり、λは送信線内で誘起された及び／又は受信された共鳴信号の波長である、電気的長ｋλ／２を有する。

Description

本出願は、磁気共鳴の分野に関連する。本出願は、特に複数チャネルの無線周波数コイル組立体に適用され、特にこれを参照して記載される。

磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）及び磁気スペクトロスコピー（ＭＲＳ）システムは、患者の検査及び治療に用いられる場合が多い。このようなシステムにより、検査されるべき体内組織の核スピンは、静止主磁場Ｂ_０により揃えられ、直交磁場Ｂ１により励磁され、無線周波数帯で振動する。撮像中、緩和信号が、傾斜磁場にさらされ、核スピンの場所を見つけ出す。緩和信号は、知られている方法で信号又は多次元画像を形成するために受信される。スペクトロスコピーでは、組織の組成に関する情報は、共鳴信号の周波数成分で運ばれる。

共通に用いられる２種類のＭＲシステムは、「開放型」ＭＲシステム（垂直型システム）と「穴型」システムとを有する。前者では、患者は、Ｃ形ユニットにより結合された２つの磁極の間にある検査ゾーンに導入される。患者は、検査中又は治療中、事実上、あらゆる側面からアクセス可能である。後者は、患者が導入される円筒形検査空間（軸方向のシステム）を有する。

ＲＦコイルシステムは、ＲＦ信号の送信及び共鳴信号の受信を提供する。通常、撮像装置に恒久的に組み込まれたＲＦコイルシステムに加えて、特殊目的コイルが検査されるべき特定領域の周り又はその中に配置され得る。特殊目的局部コイルは、信号対雑音比（ＳＮＲ）を、特に均一な励磁及び高い検出感度が要求される状況で、最適化するよう設計される。さらに、ＲＦ信号の特別なシーケンス、より強い磁場強度、高いフリップ角又はリアルタイムシーケンスが、マルチチャネルアンテナ構成実現及び生成でき、多次元励磁が加速できる。

幾つかのマルチチャネル送信／受信ＲＦコイルシステムでは、１つの送信ユニットと１つの受信ユニットが、各ＲＦコイル又はコイルセグメントに割り当てられる。送信ユニットは、各ＲＦコイルを介して送信されるべき波形の位相、振幅及び／又は形状を独立して調整し、所望の励磁を達成し、例えば被検体により示される誘電体負荷を補償すると同時に、パターンの均質性を維持し、走査時間を短縮し、全体の電力効率を向上させる。

マルチチャネルコイルシステムにおいて送信及び受信チャネル数が増大すると、コイルセグメント又は要素が互いに極めて接近するようになり、個々のコイル要素間の相互結合に悪影響を及ぼす傾向がある。相互結合を補償する１つの方法は、コイル内部で受動減結合回路を用いることである。受動減結合回路は、通常、最も近い近隣同士を減結合させる。より遠くのコイル要素を減結合することは、多くの場合に次第に複雑になり、非実用的になっていく。さらに、受動減結合回路は、期待標準患者負荷に対して、つまり平均大の患者に対して決定され設定される。強い磁場強度においては、負荷の小さい変化が、相互結合に有意な影響を与え得る。知られている受動減結合回路は、単一の減結合要素が複数の結合経路に影響を与えるので、調整することが非常に困難である。したがって、これらの受動減結合回路を用いた個々の回路要素の減結合は、繰り返しの時間のかかる処理になる。

本願は、以下に、上述の及び他の問題を克服するコイル要素のインピーダンス整合及び遠隔減結合を有する誘導性給電のための新たな改良された方法及び装置を提供する。

一態様によると、無線周波数コイル組立体が提示される。コイル組立体は、複数のコイル要素を有する。複数のコイル要素は、一緒に、磁気共鳴を励起するために無線周波数信号を検査領域内へ送信し、及び／又は該検査領域から励起された磁気共鳴信号を受信する。各コイル要素対は、有意な相互結合を示し、減結合要素に関連付けられる。各減結合要素は、対応するコイル要素とコイル組立体の他のコイル要素との間の相互結合を補償する。誘導性結合ループは、対応するコイル要素を対応する減結合回路ポートに個々に結合する。そして、送信線は、各誘導性結合ループを減結合回路の対応するポートに電気的に結合する。送信線は、ｋ＝０，１，２，３，．．．であり、λは送信線内で誘起された及び／又は受信された共鳴信号の波長である、電気的長さｋλ／２を有する。

別の態様によると、磁気共鳴映像システムが提示される。システムは、検査領域内に静止磁界を生成する主磁石を有する。システムは、検査領域内の被検体の選択されたダイポールに磁気共鳴を誘起し（励起し）、そこから磁気共鳴信号を受信する無線周波数コイル組立体を有する。そして、システムは、無線周波数コイル組立体に磁気共鳴励起及び操作パルスを生成させる無線周波数送信機、及び生成された磁気共鳴信号を無線周波数コイル組立体から受信する無線周波数受信機を有する。

別の態様によると、無線周波数場を生成する方法が提供される。方法は、複数のコイル要素で、磁気共鳴を励起し及び／又は検査領域から励起された磁気共鳴信号を受信するために、無線周波数信号を該検査領域内へ送信するステップを有する。対応するコイル要素は、一定の又は調整可能な誘導性結合ループで、対応する減結合回路ポートに個々に結合される。対応するコイル要素と別のコイル要素との間の相互結合は、コイル要素の対の対応する減結合回路ポートに結合された減結合要素で補償される。送信線は、ｋ＝０，１，２，３，．．．であり、λは送信線内で誘起された及び／又は受信された共鳴信号の波長である、電気的長さｋλ／２を有する送信線により、誘導性結合ループに電気的に結合される。

ある利点は、個々のコイル要素の各ペアが単純に独立して減結合できることである。

別の利点は、減結合調整時間が短縮されることにある。

別の利点は、製造時間が短縮され製造コストが低減されることにある。別の利点は、各相互結合が、単一の減結合リアクタンスにより補償されることである。

別の利点は、減結合が患者毎に調整できることである。別の利点は、送信及び受信チャネルの数を増やせることである。

本発明の更なる利点は、以下の詳細な説明を読み理解することにより、当業者に明らかになるだろう。

本発明は、種々のコンポーネント及びコンポーネントの配置の形式、並びに種々のステップ及びステップの配置の形式を取ることができる。図面は、好適な実施形態を説明することのみを目的とし、本発明を限定するものと見なされるべきではない。

減結合回路を含む磁気共鳴システムの概略図である。 減結合回路の概略図である。 減結合回路ポート及び対応する減結合回路ポートに結合された減結合要素の概略図である。 減結合回路ポート及び対応する減結合回路ポートに結合された減結合要素の概略図である。 無線周波数コイル組立体の一実施形態の概略図である。 無線周波数コイル組立体の別の実施形態の概略図である。

図１を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）映像システム１０は、検査領域１４を通じて空間的及び時間的に均一なＢ_０磁場を生成する主磁石１２を有する。主磁石は、環状又は穴形磁石、Ｃ形状の開放型磁石、他の設計の開放型磁石、等であり得る。主磁石に隣接して配置された傾斜磁場コイル１６は、磁気共鳴信号を空間的にエンコーディングする、スポイル傾斜磁場を生成する等のため、Ｂ_０磁場に対して選択された軸に沿って磁場の傾斜を生成するよう機能する。傾斜磁場コイル１６は、３つの直交方向、通常は長手方向又はｚ方向、横方向又はｘ方向、及び縦方向又はｙ方向に傾斜磁場を生成するよう構成されたコイルセグメントを有し得る。

全身無線周波数コイルのような無線周波数（ＲＦ）コイル組立体１８は、検査領域に隣接して配置される。ＲＦコイル組立体は、複数のコイル要素１８_１、１８_２、．．．、１８_Ｎを有する。これらの複数のコイル要素は、被検体のダイポールに磁気共鳴を励起するために共同で無線周波数場を生成する。（コイル要素の内の任意の１つは、本願明細書では以後１８_ｎとして言及され、全ての要素は集合的に１８として言及される。同様の約束事が、以下に記載される他の要素についても用いられる。）無線周波数コイル組立体１８は、撮像領域から生じる磁気共鳴信号を検出するようにも機能する。コイル組立体が無線周波数信号を送信及び／又は受信するよう機能しても良いことが理解されるべきである。

被検体の磁気共鳴データを取得するため、被検体は、検査領域１４の内側に置かれ、望ましくは主磁場の中心（isocenter）に又はその近くに置かれる。走査制御部２０は、傾斜制御部２２を制御する。傾斜制御部２２は、傾斜コイルに、選択された磁気共鳴映像又はスペクトロスコピーシーケンスに適切な選択された傾斜磁場パルスを撮像領域に渡り印加させる。走査制御部２０は、ＲＦ送信機アレイ２４も制御する。ＲＦ送信機アレイ２４は、それぞれ１又は複数のＲＦコイル要素１８_ｎに磁気共鳴励起及び操作Ｂ_１パルスを生成させる個々の送信機２４_１、２４_２、．．．、２４_Ｎを有する。走査制御部は、ＲＦ受信機アレイ２６も制御する。ＲＦ受信機アレイ２６は、それぞれ１又は複数のＲＦコイル要素１８に結合されＲＦコイル要素１８から磁気共鳴信号を受信する個々の受信機２６_１、２６_２、．．．、２６_Ｎを有する。図示されたような独立した送信機ではなく、１又は複数のマルチチャネル送信機が、対応する送信要素に結合されたチャネルを有し、共同で送信コイル内に共鳴励起及び操作Ｂ_１パルスを生成しても良い。同様に、１又は複数のＲＦ受信機は、それぞれ対応する受信コイルに結合された複数のチャネルを含み、生成された磁気共鳴信号を受信しても良い。一実施形態では、各コイル要素は、送信及び受信コイル要素として動作する。この実施形態では、走査制御部は、送信／受信スイッチアレイ２８を制御する。送信／受信スイッチアレイ２８は、コイル要素を対応する送信又は受信チャネルに電気的に結合する個々のスイッチ２８_１、２８_２、．．．、２８_Ｎを有する。

受信機２６から受信したデータは、データバッファ３０に一時的に格納され、磁気共鳴映像、スペクトロスコピー又は他のデータプロセッサ３２により処理される。磁気共鳴データプロセッサは、画像再構成（ＭＲＩ）、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）、カテーテル、又は介入器具の場所特定、等を含む従来知られている種々の機能を実行できる。再構成された磁気共鳴映像、スペクトロスコピーの読み出し、介入器具の場所特定情報、及び他の処理されたＭＲデータは、医療設備の患者アーカイブのようなメモリに格納される。グラフィックユーザインタフェース又はディスプレイ装置３４は、臨床医学者が操作制御部２０を制御して走査シーケンス及びプロトコルを選択するため、ＭＲデータを表示するため等に用いることができるユーザ入力装置を有する。

ＲＦコイル組立体の各要素１８_ｎは、単一の給電要素４２_ｎにより誘導性給電され整合され、複数の減結合要素４０_ｎ，ｘを含む減結合回路４０により他のコイル要素から遠隔に分離される。理解されるべき点は、要素に給電し整合させる他の方法も考えられることである。各減結合要素４０_ｎ，ｘは、対応する対となるコイル要素１８_ｎ及び１８_ｘの間の相互結合を補償する。ここで、ｎ及びｘは、対に対応するコイル要素のインデックスを表す。相互結合は、互いに近接するコイル要素又はＲＦ送信機から生じ、特に強い磁場強度における患者装荷に依存し得る。整合調整システムは、４２_ｎにおける個々の整合要素の調整を可能にし、各コイル要素のインピーダンスがＲＦ送信機のインピーダンス、通常は５０Ωと整合するようにする。

インピーダンスが整合され、コイル反射が最小化された後、減結合プロセッサ又はコンピュータルーチン４４は、走査制御部２０を制御する。走査制御部２０は、ＲＦ送信機対２４_ｎ，ｘを制御して、減結合テスト信号を送信させ、各テスト信号に応答する対応する受信機対２６_ｎ，ｘからの出力を受信させる。留意すべき点は、相互依存により、６４_ｎから６４_ｘへの結合が６４_ｘから６４_ｎへの結合と同一であることである。一実施形態では、減結合プロセッサ４４は、対となるコイル要素１８_ｎ及び１８_ｘの間の結合の程度を決定し、ディスプレイ４６に表示する。反射及び／又は減結合は、例えば指向性カプラ４７_ｎを介して測定される。代替として、磁場プローブ４８_ｎは、各プローブがコイル要素１８_ｎの近くに配置され、ピックアップ信号を測定でき、或いはセンサ４９_ｎ、例えば電圧及び／又は電流センサが、各コイル入力に配置され、補償減結合要素及び／又は整合回路の調整が得られるコイルの信号を測定できる。技術者は、結合が最小化されるまで又は許容範囲内になるまで、減結合回路４０_ｎ，ｘを相互に適応／調整する。別の実施形態では、減結合プロセッサ４４は、減結合回路４０_ｎ，ｘ及びコイル要素１８_ｎの回路４２_ｎを制御する。

相互結合が測定されていない要素は、ディスエーブルされる（導通ダイオード７４_ｎが短絡回路を形成することにより（相互結合を介して）開にされる）。理解されるべき点は、能動的、受動的、等の離調方法を含む他の離調方法も考えられることである。コイル要素１８_ｎの整合及び減結合は、（例えば、圧電）モータ５０により１つずつ調整できる。モータ５０は、モータ５０_１、５０_２、．．．、５０_Ｎを有し、インピーダンス整合及び結合を示すコイル要素の対に対応する減結合回路を最適化する。

図２Ａを参照すると、コイル要素１８_ｎ及び１８_ｘのいかなる対も、対応する減結合要素４０_ｎ，ｘにより互いに減結合される。各要素４２_ｎは、誘導性結合ループ、調整可能な変圧器等のような好適な調整可能な誘導性要素５１_ｎ及び送信線５２_ｎを有する。各送信線５２_ｎは、２分の１波長の倍数又はｋλ／２の長さを示す電気的長さを有する。ここで、ｋ＝０，１，２，３，．．．であり、λは送信線内で誘起された及び／又は受信された共鳴信号の波長である。例えば、３テスラ（Ｔ）のスキャナでは、陽子は、自由空間で波長２３５ｃｍに対応する約１２８ＭＨｚのラーモア周波数を有する。（相対）誘電率がおよそε＝２である同軸ケーブルの内部では、半波長の送信線は８３ｃｍの長さである。留意すべき点は、ｋ、送信線の種類（例えば、同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、マイクロストリップ、同一平面内導波管、ストリップライン、導波管、等価な集中素子回路又はこれらのいかなる組合せ）、及び送信線の特性インピーダンスは、対応するコイル要素１８_ｎの位置に依存して、コイル要素の間で異なり得る。

代替として、送信線は電気的に送信線として動作する必要があるだけなので、送信線は少なくとも部分的に、キャパシタ、インダクタ等の集中（lumped）回路を用いる集中要素送信線により実現され、物理的送信線が占める空間部分において等価な半波長送信線を実現し得る。図示した実施形態は送信線５２_ｎとコイル要素１８_ｎとの間に誘導性要素５１_ｎを示すが、送信線５２_ｎは誘導性要素５１_ｎとコイル要素１８_ｎとの間に配置することもできることが理解されるべきである。誘導性要素５１_ｎ及び送信線５２_ｎの順序は任意である。

各減結合要素４０_ｎ，ｘは、コイル要素１８_ｎ，１８_ｘのいかなる対の間の相互結合も補償するよう動作する。例えば、減結合要素４０_１，２は、存在し得るコイル要素１８_１と１８_２との間のいかなる相互結合も補償する。同一の慣例に従い、減結合要素４０_１，Ｎは、１８_１と１８_Ｎとの間のいかなる相互結合も補償するよう調整できる。さらに、追加減結合要素４０_１，ｘが設けられ、図２Ｂ及び２Ｃに示すように、１８_１といかなる隣接しないコイル要素１８_ｘとの間の相互結合も補償する。図２Ｂ及び２Ｃは、環状に配置されたコイル要素１８を概略的に示す。減結合要素４０_ｎ，ｘの可能な総数は次式で示され、これらは減結合アレイ４０を構成する。

各減結合要素４０_ｎ，ｘは、相互結合が対応するコイル要素１８_ｎと１８_ｘとの間に存在する場合、個々に調整される。どのコイル要素１８の対が相互結合を示すかを決定するため、減結合プロセッサ４４は、相互結合が測定されていない全ての他のコイル要素１８_ｍを選択的にディスエーブルする。ここで、ｎ≠ｍ≠ｘである。つまり、コイル要素１８_ｎ及び１８_ｘはディスエーブルされない。相互結合が存在する場合、対応する減結合要素のリアクタンスは、相互結合を補償するよう調整される。相互結合が存在しない場合、リアクタンスは、開回路を表すよう調整されるか、又は単に無視される。留意すべき点は、減結合要素４０_ｎ，ｘが相互依存により４０_ｘ，ｎと等価であることである。

各要素４２_ｎは、誘導性結合５１_ｎを有する。誘導性結合５１_ｎは、コイル要素１８_ｎと送信線５２_ｎとの間のガルバニック結合を除去することにより、したがってコイル要素１８_ｎを送信線５２_ｎからガルバニック絶縁することにより、共通モード電流を遮断するよう動作する。共通モード電流は、検査領域１４内のいかなる導電体内にも、特にコイル要素１８_ｎにより生成された磁界内で、誘起され得る。要素４２_ｎ、コイルセグメント１８_ｎ又は同様の物のような電気素子は、しかし最も可能性の高いのはＲＦコイル組立体１８の給電システムの誘起された共鳴が、共通モード電流を伝える。各調整可能な誘導性要素５１_ｎは、対応するコイル要素１８_ｎのインピーダンスを対応する給電システムの特性インピーダンスＺ_０に整合するよう調整できる。給電システムは、減結合回路ポート６４_ｎにおける対応するＴ／Ｒスイッチ２８_ｎ及び送信機２４_ｎ又は受信機２６_ｎを含む。一実施形態では、調整／整合プロセッサ４５は、アクチュエータ５０_ｎ、例えば圧電モータを制御し、調整可能な誘導性要素５１_ｎを調整してコイル要素のインピーダンス整合を最適化する。代替として、調整／整合プロセッサ４５は、コイル反射の程度を決定し、それをディスプレイ４６に表示する。他の実施形態では、調整可能な誘導性要素５１_ｎは、コイル巻線の間に置かれた調整可能な挿入物を有する調整可能な変圧器である。挿入物の位置を調整することにより、給電システムのインピーダンスと整合するようコイル巻線の間の磁束が調整される。留意すべき点は、インピーダンス不整合による反射を示すコイル要素１８_ｎのみが、相応して調整されることである。

減結合要素同士の非依存性を確保するために、各減結合要素４０_ｎ，ｘは、間にある送信線５４_ｎにより、２分の１波長又はｋ／２の倍数だけ対応する調整可能な誘導性要素５１_ｎから離される。この構成では、減結合要素４０_ｎ，ｘは、対応するコイル要素１８_ｎ、１８_ｘから離されるように見える。これは、各対のコイル要素１８_ｎ、１８_ｘ間の各々の相互結合を、（図示したような）キャパシタ、インダクタ、等のような単一のリアクタンス要素により補償させる。この構成は、特に減結合要素４０_ｎ，ｘの非依存性により設計の複雑性を低減し、したがって製造コスト及び時間を低減する。前述の減結合回路では、減結合要素はコイル組立体の内部に置かれ、その結果、隣接するコイル要素間の相互結合に加えて複数の相互結合経路を生じた。このような前述の設計は、製造コスト及び時間を増大させる。その結果、減結合要素の非依存性も、各減結合要素の調整手順を反復する時間の掛かるタスクにしてしまう。（C.Findeklee他、「Decoupling of a Multi Channel Transmit/Receive Coil Array via Impedance Inversion」、Proceedings of the １５th Annual Meeting of ISMRM、２００７年、ｐ．１０２０を参照のこと。該文献は、減結合要素の非依存性の別の方法を説明している。）
各送信線５２_ｎは、同軸ケーブル内のように、２つの導体、内部導体７０_ｎ及び外部導体７２_ｎを有する。各内部導体７０_ｎは、検査領域内の他のコイルの使用中に、又は相互結合が決定され該相互結合から補償リアクタンスが決定できる調整手順中に、送信線の少なくとも一端で、ＰＩＮダイオード、ＭＥＭスイッチ等のような離調スイッチ７４_ｎにより選択的に接地され、対応するコイル要素１８_ｎを離調する（オフに切り替える）。代替として、他の切り替え方法も可能である。例えば、コイル要素１８_１によりコイル要素１８_２に与えられる相互結合を決定するために、他のコイル要素１８_３−１８_Ｎは離調される。典型的な減結合テスト信号に応答して、相互結合が測定され、相応して減結合要素４０_１，２が調整され、又は適切なリアクタンスを有する１つが選択される。同様に、コイル要素１８_３によりコイル要素１８_２に与えられる相互結合を決定するために、他のコイル要素１８_１及び１８_４−１８_Ｎは離調される。離調スイッチ７４_ｎは、調整手順中、減結合プロセッサ４４により電子的に制御される。

図３を参照すると、一実施形態では、各コイル要素１８_ｎは、リアクタンス要素８０_ｎを有するＴＥＭ型コイル要素である。対応する調整可能な誘導性要素５１_ｎは、同軸に位置付けられたリアクタンス性８の字形ループ回路である。各８の字形ループ回路は、例えばプリント回路基板の上に置かれ、２つの導体ループ８２_ｎ、８４_ｎ及びキャパシタのような関連するリアクタンス要素８６_ｎ、８８_ｎを有する。これらの要素は、対応する送信線５２_ｎへのガルバニック結合の周りに８の字形ループを形成するよう配置される。理解されるべき点は、各導体ループ８２_ｎ、８４_ｎは、１つより多いリアクタンス要素を有してもよく、又は１つのみの導体ループにおける単一のリアクタンス要素も考えられることである。ガルバニック結合では、第１の導体ループ８２_ｎ及び関連するリアクタンス要素８６_ｎは、送信線５２_ｎの内部導体７０_ｎに結合され、一方で、第２の導体ループ８４_ｎ及び関連するリアクタンス要素８８_ｎは、送信線５４_ｎの外部導体７２_ｎに結合される。ループ８２_ｎ及び８４_ｎは、互いに対して対称的であり、直列接続９０_ｎ、９２_ｎされる。ここで、８の字の導体は給電点と交差するが相互接続されない。回路基板は、送信線５２_ｎの周りを回転可能である。コイル要素１８_ｎに対する回路基板の回転は、コイル要素の整合を調整する。回路基板は、コイル要素の特性インピーダンスをポート６４_ｎにおける給電システムの特性インピーダンスに整合させるために回転される。上述のように、各コイル要素１８_ｎのインピーダンスは、例えば患者によるコイル装荷で変化する。

図４を参照すると、別の実施形態では、各コイル要素１８_ｎは、接地面に接続された共振ＴＥＭ型コイル要素である。対応する調整可能な誘導性要素１００_ｎは、前述の８の字形ループではなくＴＥＭ型要素により実現される。誘導性要素１００_ｎは、ＴＥＭ型コイルの下に位置付けられ、関連するリアクタンス要素８６’_ｎ及び８８’_ｎを有する。誘導性結合要素１００_ｎは、誘導性結合要素１００_ｎとコイル要素１８_ｎとの間の空間的関係、ここでは誘導性結合を調整するために、対応するＴＥＭ要素に対して並進可能である。調整可能な誘導性要素１００_ｎは接地される、つまり共有ＲＦスクリーンに接地されるので、並進は、コイル要素１８_ｎに対する位置を定めるねじにより調整できる可撓性ＴＥＭ型結合要素により実現される。理解されるべき点は、ループコイル等のような、調整可能な結合要素５１_ｎのための他のコイル形状、及び可撓性ＴＥＭ型コイルを変形するための方法も、考えられることである。

共振要素８０_ｎを調整することにより、各コイル要素１８_ｎは共振周波数に合わせられ、次に調整可能な結合要素５１_ｎは、給電システムのインピーダンスに整合するよう調整される。留意すべき点は、共振要素８０_ｎ及び調整可能な結合要素５１_ｎは、一緒に、インピーダンス整合のために２度の自由度を与えることである。コイル要素１８_ｎが調整され整合されると、減結合要素４０_ｎはコイル要素１８_ｎを減結合するよう個々に調整される。減結合要素４０_ｎ，ｘが、例えば適切なキャパシタにより選択されると、インピーダンス整合（の調整）は必要に応じて再び実行され得る。一実施形態では、調整可能な誘導性要素５１_ｎは、初期設定中に固定的に調整される。つまり、所望の調整が決定され、必要に応じ相応して各調整可能な誘導性要素５１_ｎが調整されると、次に、調整可能な結合要素５１_ｎは固定されて、更なる調整が行われず、保護筐体が設定されるようにする。通常、所望の調整は、平均的大きさの患者をシミュレートするためにファントムで実現され得る平均的大きさの患者装荷に基づき決定される。

別の実施形態では、各調整可能な結合要素５１_ｎ、１００_ｎは、保護筐体が設定された後に、非鉄アクチュエータ５０_ｎにより調整できる。非鉄アクチュエータは、調整／整合プロセッサ４５を介して電子制御される圧電モータであるか、又は非鉄アクチュエータは、撮像領域から手動で引かれるか若しくはモータで遠隔制御されるナイロンのような一連のプルワイヤにより実現され得る。各アクチュエータ５０_ｎは、対応するコイル要素１８_ｎに対して関連する調整可能な結合要素５１_ｎ、１００_ｎの方向及び／又は位置を調整するよう動作する。この方法では、減結合回路ポート６４_ｎにおけるコイル要素１８_ｎ間のインピーダンス整合は、患者毎に動的に調整できる。例えば、大きな患者ほど、小さな患者よりも、個々のコイル要素１８_ｎの大きな装荷を示す。さらに、肩及び胸領域のような領域は、脚、足首及び足のような領域よりも大きな装荷を示す。

別の実施形態では、減結合回路４０の各減結合要素４０_ｎ，ｘは、調整／整合プロセッサ又は減結合プロセッサ４４、４５により遠隔で調整される、可変キャパシタのような調整可能な減結合要素である。さらに、各共振要素８０_ｎ、８６_ｎ、８８_ｎは、調整／整合プロセッサ又は減結合プロセッサ４５により遠隔で調整される、可変キャパシタのような調整可能な共振要素として実現できる。前述のように、患者は、個々のコイル要素１８_ｎの装荷を示し得る。これは、調整可能な結合要素５１_ｎ及び／又は調整可能な共振要素により調整可能に補償される、コイル１８_ｎと減結合回路ポート６４_ｎとの間のインピーダンス整合を変化させる（５２は同一のインピーダンスを有する必要がない）。調整可能な減結合４０及び整合は、患者に依存したコイル調整を可能にする。これは、電力効率及び映像システム１０の信号対雑音比を向上させる。

別の実施形態では、４２_ｎを介した誘導性結合及びコイル要素の遠隔減結合４０は、誘導性減結合、梯子形回路、又はインピーダンス反転のような１以上の既存の減結合方法と組み合わされる。例えば、誘導性減結合方法では、コイル要素は、通常受信コイルアレイで行われるように、重ね合わされ、直接隣接する（次の隣接する）コイル要素を減結合する。隣接しないコイル要素間、例えば２番目に近い隣接するコイル要素間の相互結合は、この重ね合わせ方法により補償できない。しかしながら、隣接しないコイル要素の減結合は、対応するコイル要素１８_ｎを要素４２_ｎ、４２_ｘと誘導性結合し、及び隣接しないコイル要素をコイルからｋλ／２送信線５２_ｎ、５２_ｘ又は等価な集中要素送信線だけ電気的に離れている対応する減結合要素４０_ｎ，ｘと遠隔で減結合することにより達成できる。インピーダンス反転方法では、誘導性給電及び整合回路は、ポート６０_ｎにおける回路要素１８_ｎとポート６４_ｎにおける遠隔減結合回路４０との間の、（２ｋ＋１）λ／４、ｋ＝０，１，２，３の４分の１波長送信線により置き換えられる。留意すべき点は、これら２つの方法は、同一の減結合回路４０を共有できること、つまり単一の整合要素４２_ｎが４分の１波長送信線のような等価回路で置き換えられると同時に減結合回路４０が維持されることである。

本発明は、好適な実施形態を参照して説明された。前述の詳細な説明を読み理解することで、変更及び代替が可能である。本発明は、このような全ての変更及び代替は添付の請求の範囲の範囲又はその等価物に包含されるものと見なされる。

Claims (20)

1. 無線周波数信号を検査領域へ送信して磁気共鳴を励起し、及び／又は該検査領域からの誘起された磁気共鳴信号を受信する、複数のコイル要素；
   最大で
   

   

   個の減結合要素の減結合回路であって、各減結合要素は対応するコイル要素の対を電気的に減結合する、減結合回路；
   前記対応するコイル要素を対応する減結合回路ポートに個々に結合する誘導性結合ループ；
   各誘導性結合ループを前記減結合回路にある前記対応する減結合回路ポートに電気的に結合する送信線であって、前記送信線は、ｋ＝０，１，２，３、λは前記送信線内に励起された及び／又は受信された磁気共鳴信号の波長である電気的距離ｋλ／２を有する、送信線；
   を有する無線周波数コイル組立体。
2. 前記ｋの値、特性インピーダンス及び前記送信線の種類は、チャネル毎に変化する、請求項１に記載の無線周波数コイル組立体。
3. 各減結合要素は、対となるコイル要素間の相互結合に基づくリアクタンスを有するリアクタンス要素である、請求項１に記載の無線周波数コイル組立体。
4. 前記送信線は、同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、マイクロストリップ、同一平面上の導波路、ストリップライン、導波路、等価集中要素回路、又はこれらのいかなる組合せのうちの少なくとも１つを有する、請求項２に記載の無線周波数コイル組立体。
5. １又は複数の誘導性結合ループは、少なくとも１つの調整可能な回路を有し、前記調整可能な回路は、調整されると、前記コイル要素のインピーダンスを前記減結合回路ポートに整合させ、前記減結合回路ポートは、対応する要素に給電するために用いられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無線周波数コイル組立体。
6. 前記誘導性結合ループは、８の字ループを形成するよう配置された導体の対を有し、少なくとも１つのループは少なくとも１つのリアクタンス要素を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無線周波数コイル組立体。
7. 各調整可能な誘導性要素は、少なくとも１つのインダクタ又は相互磁束を定める挿入物の回転、変形及び並進のうちの少なくとも１つにより調整可能である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の無線周波数コイル組立体。
8. 検査領域内に静止磁界を生成する磁石；
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の無線周波数コイル組立体であって、前記検査領域内の被検体の選択されたダイポールに磁気共鳴を励起し、そこから磁気共鳴信号を受信する、無線周波数コイル組立体；
   前記無線周波数コイル組立体に磁気共鳴励起及び操作パルスを生成させる無線周波数送信機；
   前記の生成された磁気共鳴信号を前記無線周波数コイル組立体から受信する無線周波数受信機；
   を有する磁気共鳴映像システム。
9. 選択された減結合回路ポートへテスト信号を送信するよう前記無線周波数送信機を制御する減結合プロセッサ又はコンピュータルーチン；
   対応する給電ポートにおけるインピーダンス不整合を決定し、及び／又は前記の送信されたテスト信号に従い対応巣するコイル要素の対の間の相互結合の程度を測定する、少なくとも１つ指向性カプラ、磁界プローブ及び信号センサ；
   を更に有する請求項８に記載の磁気共鳴映像システム。
10. 前記誘導性結合ループのうちの１又は複数の調整するようアクチュエータを制御し、及び／又は対応するコイル要素を有する誘導性結合と対応する減結合回路ポートにおけるインピーダンスを調整するよう対応するリアクタンス要素の調整可能なリアクタンスを制御する、調整／整合プロセッサ又はコンピュータルーチン；
    を更に有する請求項９に記載の磁気共鳴映像システム。
11. 測定されたインピーダンス不整合及び／又は測定された相互結合の程度を表示するディスプレイユニット；
    を更に有する請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴映像システム。
12. 対応する誘導性結合ループ及び送信線を有する前記減結合回路は、誘導性減結合、梯子形回路又はインピーダンス反転のような既存の減結合方法と結合される、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の磁気共鳴映像システム。
13. 磁気共鳴を誘起し及び／又は検査領域から誘起された磁気共鳴信号を受信するために、複数のコイル要素で無線周波数信号を前記検査領域に送信するステップ；
    誘導性結合ループで対応するコイル要素を対応する減結合回路ポートに誘導性結合するステップ；
    対応するポートに結合された減結合要素で、コイル要素の対の間の相互結合を補償するステップであって、前記減結合要素は、送信線により前記調整可能な誘導性要素に電気的に結合され、前記送信線は、ｋ＝０，１，２，３、λは前記送信線内部に励起された及び／又は受信された共鳴信号の波長である、電気的長さｋλ／２を有する、ステップ；
    を有する無線周波数場を生成する方法。
14. １又は複数の送信線は、少なくとも部分的に、キャパシタ及び／又はインダクタのような等価回路要素を有する集中要素送信線により実現される、請求項１３に記載の方法。
15. 各調整可能な誘導性要素は、８の字ループを形成するよう配置されたループコイル又は導体の対を有し、少なくとも１つのループは少なくとも１つのリアクタンス要素を有する、請求項１３乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 各誘導性結合は、少なくとも１つのインダクタ又は相互磁束を定める挿入物の回転、変形及び並進のうちの少なくとも１つにより調整可能である、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 検査領域内に静止磁界を生成するステップ；
    前記無線周波数コイル要素で：
    （１）磁気共鳴励起及び操作パルスを生成し、又は前記検査領域内の被検体の選択されたダイポールに磁気共鳴を誘起するステップ；又は
    （２）撮像領域から前記の生成された磁気共鳴信号を受信するステップ；
    のうちの少なくとも１つ；
    を更に有する請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 選択された減結合回路ポートへテスト信号を送信するよう無線周波数送信機を制御するステップ；
    対応する給電ポートにおけるインピーダンス不整合を測定し、及び／又は対応するコイル要素の対の間の相互結合を測定するステップ；
    選択された他のコイル要素により受信された信号を監視するステップ；
    前記誘導性結合ループのうちの１又は複数を調整するようアクチュエータを制御し、及び／又は前記の測定されたインピーダンス不整合に従い対応するコイル要素間の誘導性結合及び対応する給電ポートにおけるインピーダンスを調整するよう対応するリアクタンス要素の調整可能なリアクタンスを制御するステップ；
    前記の測定された相互結合の程度に従い、対応するコイル要素間の相互結合を調整するよう、前記減結合要素の調整可能なリアクタンスを制御するステップ；
    を更に有する請求項１７に記載の方法。
19. 前記測定されたインピーダンス不整合及び／又は相互結合の程度を表示するステップ；
    を更に有する請求項１８に記載の方法。
20. 対応する誘導性結合ループ及び送信線を有する前記減結合回路は、誘導性減結合、梯子形回路又はインピーダンス反転等のような既存の減結合方法と結合される、請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の方法。

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