JP2016511095A - 磁気共鳴画像診断用コイルシステム - Google Patents

Abstract

患者の乳房を撮像するように構成されたＭＲＩシステムで使用するためのＲＦコイル圧縮システムが開示される。一実施形態では、圧縮システムは、第１の複数のＲＦコイル要素を有する第１の圧縮プレートを含んでおり、第１の圧縮プレートは、主磁場に対して直交するように向き合せされた平面に位置付けされ、第１のＲＦコイル要素は、Ｂ１磁場に対する受信感度を有しており、Ｂ１磁場は、ＭＲＩシステムの主磁場に対して直交する。圧縮システムは、第１の圧縮プレートの反対側に位置付けされ、且つ上下方向に対して直交するように構成された第２の圧縮プレートをさらに含む。第２の圧縮プレートは、第２の複数のＲＦコイル要素を含み、第２のＲＦコイル要素は、第１方向に対して実質的に直交し且つＭＲＩシステムの主磁場に対して実質的に直交する方向に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有する。

Description

関連出願
本願は、２０１３年３月１４日に出願された、米国特許仮出願第６１／７８４，７８７号について米国特許法１１９条に基づきその利益を主張するものであり、この文献の内容は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明は、磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）に関し、具体的には乳房組織を撮像するためのコイルシステムに関する。

乳癌は、女性が死亡する主要な原因の１つである。結果として、早期発見が重要であり、全ての女性を検査することが推奨されている。磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）は、患者の乳房組織のあらゆる異常を視覚化するような非侵襲的な方法を提供するために一般的に使用されている。

ＭＲＩは、無線周波数信号によって励起された後の強い磁場の存在下で、プロトンから放出された核磁気共鳴信号を検出する。核磁気共鳴信号は、１つ以上のアンテナ、ＲＦコイル、すなわち「コイル」を使用して検出される。用語「コイル」は、アンテナ自体及びそのハウジング又は支持構造体を指すために使用してもよい。こうして、「コイル」は、１つ以上のコイルを含む構造体を指してもよい。「コイル要素（複数可）」は、装置、無線周波数コイル又はアンテナの電気部品を指すために使用してもよい。

磁気共鳴信号に対するコイルの感度は、コイルと関心対象のボリュームとの間の距離が増加するにつれて急激に減少する。従って、乳房にごく近接してコイルを配置することが望ましい。局所コイルのサイズは、それら局所コイルがＭＲＩ患者テーブル上の患者に容易にフィットするように、且つ必要ない画像領域によって取得した信号にノイズを不必要に追加されるので、関心対象の撮像ボリュームのみを撮像することを可能にするように、小さく維持される。関心対象の解剖学的構造近くのコイルは、患者の大規模調査スキャンを得るために有用である「本体コイル」等の大きなコイルよりも高い信号対雑音比（SNR）を有する傾向がある。コイルは、フェーズドアレイの複数のコイルとして、円偏光又は直交モードで、個別に動作させることができる。複数のコイルからの信号を組み合わせることにより、ＳＮＲの改善をもたらすことができる。

患者の乳房を撮像するように設計された患者支持構造体は、この患者支持構造体に対して着脱可能及び交換可能である１つ以上の撮像コイルを含む。典型的には、これらの患者支持構造体で使用されるコイルは、乳房をサジタル（矢状）フレームで撮像するために、Ｚ−Ｙ平面に位置付けされる。これらのコイルを使用して撮像したサジタルスライスは、異なる視点を提供するために、冠状及び軸(axial)方向に再構成することができる。これらのシステムにおいて、サジタルスライスは、コイルの向きにより選択される。患者支持システムで以前に使用されていたコイル及び支持機構は、典型的には、乳房を左右（又は内外）方向に圧縮するように設計されている。

しかしながら、サジタル（矢状）面から冠状及び軸平面にデータを再構成することなく、乳房を両側性(bilaterally)で表示することが増々望まれている。これは、データを軸方向に取得する必要がある。典型的な左右方向圧縮を用いると、ＭＲＩシステムによって取得される軸方向のスライスの数は、増大し、こうして、全体の撮像時間を増加させる。ＭＲＩ撮像手法で使用される画像圧縮システムは典型的には患者にとって不快であるので、全体の撮像時間の増加によって、患者に更なる不快感をもたらす。また、先に述べた左右方向圧縮を用いると、軸方向のスライスは、感度が低下しており、低品質の画像をもたらす。

従って、本明細書で説明する態様及び実施形態は、Ｘ−Ｙ平面に配置され且つ乳房を頭尾（上下(superior-inferior)）方向に圧縮するように設計されたコイル及び支持機構を有する。乳房を安定化することによって、乳房全体の完全な画像を取得するために必要なスライスの数が減少する。コイルをＸ−Ｙ平面に位置付けし且つ乳房を上下方向に圧縮することによって、ＭＲＩシステムによって取得する必要がある軸方向のスライスの数が減少し、こうして、関連する組織の画像を犠牲にすることなくスループットを高速化させ、且つ患者が経験する不快感の量を低減させる。本開示の態様及び実施形態を用いた場合に、乳房の圧縮は、撮像される組織の厚さを減少させるために乳房を圧縮するようなマンモグラフィと同じ位過度な圧縮ではないことを理解されたい。圧縮プレート及び圧縮システムに関して本明細書で説明する圧縮又は安定化は、ほんのわずかであり、こうして患者の快適性を向上させる。

本明細書で説明する頭尾方向圧縮についてのコイル構成の使用は、フレームにおいて頭尾向きのコイルの使用が経験にそぐわないと考えられるので、一般的に、当業者によって考慮されないだろう。円形表面コイル等の典型的なコイルを頭尾向きで配置することは、磁束線が主磁場と同じ方向になるので、磁気共鳴信号の検出がされないであろう。典型的な横方向圧縮について、バタフライやマイクロストリップコイルを使用することは、これらの種類のコイルが、頭尾方向の圧縮に使用される円形表面コイルほど敏感ではないので、魅力的ではない。他のコイルシステムは、バタフライコイルを横方向の圧縮でのみ使用しており、乳房の両側でコイルを分離するように単一のループの一部のみを使用する。

しかしながら、本明細書で説明する様々な実施形態に係るコイルシステムは、頭尾方向の乳房撮像のために、バタフライコイル、又はストリップライン・コイルと組み合わされたバタフライコイルを使用する。本明細書で説明するバタフライコイル構成を使用することにより、頭尾構成において、バタフライコイルの一方のループ内に入り且つバタフライコイルの他方のループから出る磁場は、これら２つの磁場をリンクする磁束線を２つのループの間に形成することができ、磁束線はコイルに対して平行となる。従って、バタフライコイルは、バタフライコイルの表面に対して平行であり且つ主磁場に対して直交するような受信感度を有しており、それによって磁気共鳴信号を検出する。

一態様では、患者の乳房を撮像するように構成された主磁場を有するＭＲＩシステムで使用するためのＲＦコイル圧縮システムが開示される。一実施形態では、ＲＦコイル圧縮システムは、患者の乳房に隣接するように構成された、第１の複数のＲＦコイル要素を含む第１の圧縮プレートを有しており、第１の圧縮プレートは、主磁場の方向に対して直交し且つ上下方向に対しても直交するように向き合せされた平面に位置付けされており、第１のＲＦコイル要素は、乳房を通る第１方向に実質的に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有しており、第１方向は、ＭＲＩシステムの主磁場に対して直交するように構成される。ＲＦコイル圧縮システムは、第２の圧縮プレートも有しており、この第２の圧縮プレートは、第１の圧縮プレートの反対側であって、乳房の他方の側に位置付けされ且つ第１の圧縮プレートに対して平行であって、上下方向に対しても直交するように構成され、第２の圧縮プレートは、第２の複数のＲＦコイル要素を有しており、第２のＲＦコイル要素は、第１方向に対して実質的に直交し且つ患者の乳房を通るＭＲＩシステムの主磁場に対して実質的に直交する方向に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有する。

様々な実施形態によれば、圧縮システムは、以下のいずれか１つ以上を含むことができる：第１及び第２の圧縮プレートは、患者の乳房を上下方向に圧縮するように構成してもよい；第１及び第２の圧縮プレートは、患者支持構造体に一体化してもよい；第１の圧縮プレートは、第２の圧縮プレートに可動式に結合されており、第１及び第２の圧縮プレートの間に患者の乳房を固定するために、第１及び第２の圧縮プレートが上下方向に沿って一緒に移動するのを可能にする；第１の複数のＲＦコイル要素及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第２のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第１のバタフライＲＦコイル要素を含み、第１のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第２のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第２のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される。

第１及び第２の複数のＲＦコイル要素は、第４のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第３のバタフライＲＦコイル要素を含み、第３のバタフライＲＦコイル要素は、第３及び第４のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第４のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される；第１のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第３のバタフライＲＦコイル要素の幅に沿って第３のバタフライＲＦコイル要素と重なる。

第２のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第４のバタフライＲＦコイル要素の幅に沿って第４のバタフライＲＦコイル要素と重なる；第１のバタフライＲＦコイル要素、第２のバタフライＲＦコイル要素、第３のバタフライＲＦコイル要素、及び第４のバタフライＲＦコイル要素は、各バタフライＲＦコイル要素の中央領域でそれぞれ重なってもよい。

第１の複数のＲＦコイル要素及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第２のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第３のバタフライＲＦコイル要素、及び第３のバタフライＲＦに隣接して配置された第４のバタフライＲＦコイル要素をさらに含む；第３のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第３のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第２のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成され、第４のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第３のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第３のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される。

第１のストリップラインＲＦコイル要素が、第１のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置され、第２のストリップラインＲＦコイル要素が、第２のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置される；第３のストリップラインＲＦコイル要素が、第３のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置され、第４のストリップラインＲＦコイル要素ＲＦコイル要素が、第４のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置される。

第１及び第２の圧縮プレートは、患者の乳房の周りに部分的にフィットするように輪郭形成される；第１の圧縮プレートは、第２の圧縮プレートに可動式に結合されており、第１及び第２の圧縮プレートの間に患者の乳房を固定するために、第１及び第２の圧縮プレートが上下方向に沿って一緒に移動するのを可能する。

第１の複数のＲＦコイル要素及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第２のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第１のバタフライＲＦコイル要素を含み、第１のバタフライＲＦコイル要素及び第２のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第２の圧縮プレートの形状に輪郭形成される；第１のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第２のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第２のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される。

これらの例示的な態様及び実施形態のさらに他の態様、実施形態、特徴及び利点について、以下で詳細に説明する。任意の特徴、利点、実施、実施形態又は実施例は、本明細書で開示された少なくとも１つの原理と一致する任意の方法で任意の態様又は実施形態の一部を組み合わせる又は一部を形成することができ、及び「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「代替実施形態」、「様々な実施形態」、「一実施形態」、「実施例」、「機能」、「利点」、「実装形態」等への言及は、必ずしも相互に排他的ではなく、説明される特定の特徴、実施形態、構造、又は特性を少なくとも１つの態様に含めることができることを示すように意図している。本明細書でのこのような用語の出現は、必ずしも全て同じ実施形態を参照する訳ではない。

一実施形態に係る埋込式コイルシステムを含む、患者の乳房を圧縮する圧縮プレートを示す図である。 一実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 一実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 一実施形態に係る様々な向きのコイルシステムを示す図である。 別の実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 別の実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 別の実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 別の実施形態に係る圧縮プレートに埋め込まれたコイルシステムの図である。 一実施形態に係る患者支持構造体及びＭＲＩ撮像装置の図である。 一実施形態に係る患者支持構造体及び可変圧縮プレートの図である。 一実施形態に係る患者支持構造体及び可変圧縮プレートの図である。

少なくとも１つの実施形態の様々な態様について、添付図面を参照しながら以下で説明する。図面は、一定の縮尺で描かれることを意図していない。図面は、様々な態様及び実施形態の例示及び更なる理解を提供するために含められ、且つ本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成するが、本発明の制限を規定するものとして意図していない。図面において、様々な図に示される各同一の又はほぼ同一の構成要素は、同様の数字によって表される。明瞭にするために、全ての構成要素が、必ずしも全ての図でラベル付けされる訳ではない。

本開示の態様及び実施形態は、乳房の頭尾（又は上(superior)／下(inferior)）方向圧縮に使用されるコイルシステムを対象としている。左右の横方向の圧縮を開示する従来の開示されたシステムとは異なり、乳房の頭尾方向（上／下方向）の圧縮によって、撮像システムが、軸方向の視点について収集したデータを再構成することなく、乳房を撮像して軸方向のスライスを取得することが可能になる。他の視点が必要な場合に、それら画像を軸方向のデータから再構成することができる。態様及び実施形態は、Ｘ−Ｙ平面に配置された重なりコイル組合せを含むとともに、ＭＲＩからの主磁場Ｂ０の方向に対して直交する方向に実質的に向き合せされたＢ１磁場に対して受信感度を有するようなコイル構成を対象にしている。説明する実施形態に係る重なりコイル組合せによって、スキャン時間を減少させるようなデータ収集の加速度を得ることが可能になる。また、本明細書で説明するコイル及び圧縮システムによって、乳房全体をカバーするのに必要なスライスの数を低減させる。その結果、乳房を上下方向に圧縮するコイルシステム及び圧縮システムによって、総撮像時間を減少させ、患者の快適性を高める。

本明細書で言及したように、撮像用途では、Ｚ方向は、ＭＲＩ撮像装置によって生成されたＢ０磁場の方向と一致しており、且つ頭部（上又は頭蓋方向）を足元（下又は尾側方向）から分離する軸平面とも一致している。Ｂ１は、Ｂ０に対して直交する平面において、２つの回転ベクトルを有する磁場にラベル付けする。

ＭＲＩシステムで使用されるアンテナ、すなわちＲＦコイルは、様々な設計の送信及び／又は受信コイルを含むことができる。ＲＦアンテナは、ＲＦコイル導体を含む基本的なＲＦ部品を有することができ、このコイル導体は、分散型コンデンサを含む複数のセグメントに分割される。１つの接合部において、受動遮断回路は、ＭＲＩシステムからのバイアス信号によって起動される追加の能動遮断回路を含んでもよい。様々な追加の回路や部品が、望ましく、ＲＦコイルシステムの一部として含めることができる。

本明細書で議論する方法及び装置の実施形態は、以下の詳細な説明に記載される又は添付の図面に示される構成の詳細及び構成要素の配置への用途に限定されるものではないことを理解すべきである。方法及び装置は、他の実施形態に実装することが可能であり及び様々な方法で実施又は実行することが可能である。具体的な実装形態の例は、例示の目的のみで本明細書に提供され、限定することを意図したものではない。具体的には、１つ以上の任意の実施形態に関連して議論する動作、要素及び特徴は、他の実施形態における同様の役割から除外されることを意図したものではない。

また、本明細書で使用される表現及び専門用語は、説明の目的のためであり、限定するものと見なすべきではない。本明細書で単数形で言及されるシステム及び方法の実施形態又は要素又は動作に関する参照は、これらの複数の要素を包含し、本明細書の任意の実施形態又は要素又は動作に関する複数の参照は、単一の要素のみを含む実施形態を包含することもできる。本明細書での「含む、有する（including）」、「備える、有する、含む(comprising)」、「有する、含む(having)」、「含む(containing)」、「含む(involving)」及びこれらの活用形の使用は、その後に列挙される項目及びその均等物並びに追加の項目を包含することを意味する。「又は」の言及は、「又は」を使用して説明される用語が、単一の、２つ以上の、及び説明される用語の全てのいずれかを示してもよいように包括的に解釈することができる。

図１には、乳房１００を頭尾（上下）方向に圧縮するように構成されたコイル圧縮プレート１０２及び１０４の一実施形態が示されている。従来開示されたコイルシステム及び圧縮プレートとは異なり、コイル圧縮プレート１０２及び１０４は、Ｘ−Ｙ平面に配置されており、乳房に関して上下方向に移動する。示されるように、コイル圧縮プレート１０２及び１０４は、乳房形状により良いフィット感を提供するように湾曲してもよい。他の実施形態では、コイル圧縮プレートは、平坦且つ直線状であってもよい。

上述したように、説明した実施例において、コイル圧縮プレート１０２及び関連するコイルシステムは、下（Ｉ）方向に移動するように構成される一方、コイル圧縮プレート１０４及び関連するコイルシステムは、上（Ｓ）方向に移動するように構成される。コイル圧縮プレート１０２及び１０４は、互いに近づくとともに遠く離れるように移動し、乳房１００を圧縮及び解放するように構成される。一旦コイル圧縮プレート１０２及び１０４が所望の位置に移動すると、プレート１０２及び１０４を互いに対してロックすることができる。

いくつかの実施例では、コイル圧縮プレートのサイズ及び曲率が、異なるサイズの乳房に対応するために異なることがある。一例では、コイル圧縮プレート１０２及び１０４は、異なるサイズの乳房がコイル圧縮プレートにフィットするように、互いに対して可動するように構成される。プレートを同時に移動させることができ、又は一方のプレートを静止状態に維持する一方、他方のプレートを一方のプレートに対して移動させることができる。また、圧縮プレートを、互いに接続してもよく、及び接続要素、主中間及び横方向の支持体を含む他の構造部材に接続してもよい。さらに、圧縮プレートは、以下で説明するように、２００６年８月２８日に出願された”Open Architecture Imaging Apparatus and Coil System for Magnetic
Resonance Imaging”という標題の発行された米国特許第７，９７０，４５２号を参照して、患者支持構造体内に組み込むことができ、この文献は、その全体を参考することにより本明細書に組み込まれ、これ以降‘４５２特許と呼ぶことにする。１つのセットのコイル圧縮プレートのみが示されているが、追加セットのコイル圧縮プレートを両側性撮像のために使用できることが理解される。

異なる幾何学的形状を有する１つ以上のコイルシステムを、コイル圧縮プレートに埋め込んでもよい。図２Ａ〜図２Ｃには、コイルシステム２００に含まれる重なりコイル２０２及び２０４の組合せの一例が示されており、これらコイルを図１のコイル圧縮プレートに埋め込んでもよい。１つのセットのコイルシステムのみが示されているが、追加セットのコイルシステムを、両側性撮像のために使用できることが理解される。

図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、コイル２０２及び２０４は、コイル圧縮プレート１０２及び１０４の曲率にフィットするように湾曲してもよい。重なりコイル組合せ構造２００は、前後方向及び左右横方向の両方の加速度を提供するという利点を有する。重なりコイル組合せ構造は、直線状圧縮プレートにも使用することができる。

図３Ａ〜図４Ｂを参照してさらに説明される他の幾何学的形状を、圧縮プレートに埋め込んでもよい。コイルの結合が、このアレイの平面内だけでなく乳房組織を介して生じ得ることを理解されたい。従って、互いに対向して且つ平行であるコイルの向きは、それらコイルの感度領域が、結合を最小にするために互いに直交するように配置する必要がある。ＭＲＩ撮像装置によって生成されたＢ０磁場の方向と一致するＺ方向では、Ｚ方向のコイル感度は、Ｘ−Ｙ平面内におけるスピンの検出による。典型的には、刺激を受けた磁場は、Ｘ−Ｙ平面の表面コイルによって検出されない。しかしながら、本明細書に開示され且つ図２Ａ〜図４Ｂに示されるコイルの幾何学的形状は、刺激を受けた磁場を検出するように構成される。

説明する実施例では、コイル２０２は、Ｚ方向に対して直交する方向に実質的に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有しており、この方向は、ＭＲＩシステムの主磁場Ｂ０と一致する。コイル２０２及び２０４は、Ｂ１磁場に対して直交する方向の受信感度を有する。

重なりコイルの上(superior)の組合せ２０２は、バタフライコイル２０８〜２１２を含む一方、重なりコイルの下(inferior)の組合せ２０４は、バタフライコイル２１４〜２２０を含む。各バタフライコイルは、ループの中間でねじられて、２つのループを有する「８の字」形状を形成するような円形ループコイルを有する。従って、得られたバタフライコイルは、第１のループ、中間でのねじれ、及び第１のループの反対側に配置され第１ループに対称な第２のループを含む。

図２Ｃは、重なりコイルの上の組合せ２０２をより詳細に示す。バタフライコイル２０８及び２０６は、これらコイルの第１及び第２の部分の端部がコイルの長さに沿ってサジタル（矢印）方向に互いに重なるように、互いに隣接して配置される。同様に、バタフライコイル２１０及び２１２は、第１及び第２の部分の端部がコイルの長さに沿ってサジタル方向に互いに重なるように、互いに隣接して配置される。次に、バタフライコイル２０６の第１及び第２の部分の端部は、コイルの幅に沿って冠状方向にバタフライコイル２１２の第１及び第２の部分の端部と重なる。同様に、バタフライコイル２０８は、冠状方向にバタフライコイル２１０と重なる。全てのコイル２０８〜２１２は、上の組合せコイル２０２の中央部に中央重なり領域２２２を含む。

示される構成では、バタフライコイルの一方のループに入り且つこのバタフライコイルの他のループから出る磁場は、これら２つの磁場をリンクする磁束線を２つのループの間に形成することができ、磁束線は、コイルに対して平行となる。従って、本明細書で説明し示されるバタフライコイルの構成は、バタフライコイルの表面に対して平行であり且つ主磁場に対して直交する受信感度を有することになり、それによって、磁気共鳴信号を検出する。

上の組合せコイル２０２と下の組合せコイル２０４との間の結合は、同様のコイル形状の直交構成を使用することによって最小化される。実質的に直交する磁力線を有することによって、コイル同士間の誘導結合を減少させるのに役立つ。このようにコイルを、互いに干渉させることなく、密に巻いて患者の乳房を覆うようにすると、最適なＳＮＲを生じさせ、パラレル撮像法が可能になる。組合せコイル２０４の個々のバタフライコイル２１４〜２２０の寸法は、圧縮プレートのサイズ及び形状にフィットするように変更することができる。この構成内の他のバタフライコイルは、同様なサイズであってもよい。

撮像するために複数のコイルを使用することに伴う課題の一部は、個々のコイルの磁場が相互作用し、コイル同士間の結合が生じるという事実であり、これらの相互作用が、コイル品質係数を減少させるように作用する。バタフライコイルは、同様の寸法決めされており且つ互いに対称にすることができる。対称的な性質及びバタフライコイルの重なりによって、誘導結合を減少させることができる。重なり量は、コイル圧縮プレートの寸法及びコイル同士間の結合量によって決定されることが理解される。いくつかの実施例では、重なり量は、それらの追加磁場の寄与が、結合が存在しないことが無いように１０％である。他の重なり量を使用できることが理解される。

いくつかの実施形態では、コイル結合は、磁場の打消しが非常に複雑である最も隣接するコイル同士以外(non-nearest neighbors)の間で起こり得る。これらの例では、結合は、ある程度の結合を経験するコイル同士の間にコンデンサ、インダクタ又は追加の回路を追加することによって減少させることができる。低インピーダンスのプリアンプを、コイルの結合の影響を低減するようにコイルシステムに追加してもよい。

様々な実施形態によれば、コイルシステムは、コイル圧縮プレートに配置され、且つ上下方向又はＸ−Ｙ平面に配置された複数の幾何学的形状から構成される重なりコイルシステムを含む。図３Ａ〜図４Ｂに示されるコイルの構成は、ストリップライン・コイルと組み合わされたバタフライコイルの異なる構成を含む。開示されたコイルの幾何学的形状を用いた場合に、最高の感度を提供し且つ最適なパラレル撮像を提供するように適切な向き及び組合せを選択することが重要である。上下（頭尾）方向で使用され、且つその用途に必要な非干渉(decoupling)及び感度の必要量を提供するように構成されるいくつかのコイル構造及び幾何学的形状が存在し得ることが理解される。必要に応じて、これらの構成又はこれらの構成の組合せの全てを使用してもよいことが理解される。

ストリップライン又はマイクロコイルを、ある種類の直交受信を実現するためにバタフライコイルに組み合わせることができる。図３Ａ〜図４Ｂには、ストリップライン・コイル及びバタフライコイルの組合せを含む重なりコイル組合せのいくつかの例が示されている。ストリップライン・コイルは、ストリップラインの方向に対して直交する向きの信号を検出する。最大感度は、（コイル表面に対して直交する）垂直方向のコイル面にもたらされ、（コイル表面に対して平行な）水平方向の磁場を含むコイルは、垂直方向コイルの約７０％のみであることが理解される。

図３Ａには、４つのストリップライン・コイル３０２，３０４，３０６，３０８、及び４つのバタフライコイル３１０，３１２，３１４，３１６を含むバタフライ及びストリップライン・コイルの組合せシステム３００の一例が示されている。バタフライコイルは、各バタフライコイルの端部が、このバタフライコイルの長さに沿って重なる状態で、同じ方向に沿って配置される。各コイルは、所定量だけ隣接するバタフライコイルと重なる。次に、ストリップライン・コイルは、各バタフライコイルの中心を通ってバタフライコイルの長さに沿って配置される。

図３Ａに示される実施形態では、バタフライコイル３１０の端部は、一方の側でバタフライコイル３１２の端部と重なる。バタフライコイル３１２の端部は、バタフライコイル３１２の他方の側でバタフライコイル３１４の端部と重なる。バタフライコイル３１４の他方の側の端部は、バタフライコイル３１６の端部と重なる。ストリップライン・コイル３０２は、バタフライコイル３１０の中心を通って配置され、ストリップライン・コイル３０４は、バタフライコイル３１２の中心を通って配置される。ストリップライン・コイル３０６は、バタフライコイル３１４の中心を通って配置され、ストリップライン・コイル３０８は、バタフライコイル３１６の中心を通って配置される。

コイルシステム３００は、コイル圧縮プレートに埋め込まれ、且つＸ−Ｙ平面に配置することができる。図３Ｂには、Ｘ−Ｙ平面においてコイルシステム３００の下に配置される、コイルシステム３００と同様のコイル構成を有する対応するコイルシステム３２０が示されている。上のコイルシステム３００と下のコイルシステム３２０との間の結合は、上のコイルシステム３００に対して直交するように下のコイルシステム３２０を位置付けすることによって最小化される。個々のバタフライ及びストリップライン・コイル３０２〜３１６と、コイルシステム３２０のバタフライ及びストリップライン・コイルとの寸法は、圧縮プレートの向きにフィットするように変更してもよい。例えば、バタフライコイル３２１の幅寸法は、コイルシステム３２０のバタフライコイルの長さ寸法に対応させてもよい。この構成の他のバタフライコイルは、同様のサイズとしてもよい。

図４Ａ及び図４Ｂは、図３Ａ及び図３Ｂと同様の幾何学的形状を有するコイルシステムを示しており、より小さな圧縮プレートで使用することができる。これらの実施形態では、コイルシステムは、２つの重なりバタフライコイルと、これらバタフライコイルの中心に配置された２つのストリップライン・コイルとを含む。上述したように、一方のコイルシステムは、他方のコイルシステムに対して直交して配置して、非干渉を提供してもよい。

コイルシステムについてさらに考慮すべきことは、パラレル撮像モードで動作するこれらコイルシステムの能力である。これらの動作モードでは、ＳＭＡＳＨ，ＳＥＮＳＥ，ＰＩＬＳ又はＧＲＡＰＰＡ等の撮像技術は、独立したボリュームを撮像するようなコイルを必要とする。これらコイルの感度プロファイルを独立して操作することに基づいて、再構成アルゴリズムは、従来の画像取得時間の一部で全ボリューム画像の再構成を可能にすることを実現することができる。コイルは、最適なパラレル撮像について独立したボリュームを撮像する必要があり、従ってコイルの重なりを用いる非干渉方法は、最適ではない。

個々のコイル要素からの信号は、フェーズドアレイ、直交又は円偏光の配置で組み合わせることができる。好ましい実施形態は、フェーズドアレイ及び直交配置において、様々な幾何学的形状及び様々な向きのコイルを含む交換可能なコイルプレートを提示する。これらプレート上のコイルの配置は、組み合わせたコイルアレイの全体の感度プロファイル及び視野（field-of-view）に貢献する。従って、コイルのサイズ、位置、位相変化及び向きによって、全体の感度、磁場均一性、磁場範囲、コイル配置全体の結合コイル及びパラレル撮像特性が最適化されると考えられる。

上述した圧縮プレートは、患者支持システムの一部であってもよい。図５には、ＲＦコイルと一緒の圧縮プレートが配置されるような患者支持システムの一例が示されている。患者支持構造体は、専用の搬送ストレッチャー、及びこの搬送ストレッチャーの上に配置されるテーブル面上の患者支持システムを有する。患者支持システムは、乳房等の特定の解剖学的構造を撮像するように構成された特殊なテーブル面上のサポートシステムであってもよい。患者支持システムは、患者支持構造体に対して着脱可能及び交換可能である１つ以上の圧縮プレート及び撮像コイルを有するような二次支持構造体を含んでもよい。様々な実施形態に係る患者支持構造体は、‘４５２特許に記載されている。

図５に示されるように、患者は、搬送ストレッチャーの上に着座された主患者支持構造体上でのＭＲＩ乳房撮像の準備のために横たわっている。二次支持構造体及び１つ以上の圧縮プレート及び撮像コイルと一緒の主患者支持構造体は、撮像装置のボア（穴）内に挿入される。

患者支持構造体は、圧縮プレート及び撮像コイルが組み込まれる開口部を含む。‘４５２特許に記載されたコイルシステム及び圧縮プレートは、Ｚ−Ｙ平面内に位置付けされるが、本開示のコイルシステム及び圧縮プレートは、Ｘ−Ｙ平面に配置される。患者支持構造体は、撮像又は介入アプリケーションのために患者の組織を最適に位置付けするように主支持構造体に取り付けられる二次支持構造体を含むことができる。本明細書で説明するコイルシステムは、乳房に近接するコイルを変化させる能力を提供するような可変幾何学的システムの一部として使用することができる。乳房に対するコイルの距離を減少させることによって、より良好な信号対雑音比（SNR）が得られる。通常販売されている他の乳房コイルは、ボリュームを制約しないが、そのボリュームに変動性(variability)が存在せず、乳房がコイルアレイの形状にフィットしない場合に、不利点となる。

図６Ａ〜図６Ｂには、本開示の圧縮プレートを用いて構成された患者支持システムの一例が示されている。少なくとも一実施例において、コイル圧縮プレートは、‘４５２特許に開示される圧縮システム等の圧縮システムの一部であってもよい。圧縮システムは、前部又は後部圧縮プレート等の１つ以上の追加の又は別の圧縮プレートを含んでもよい。一実施例では、コイル圧縮プレートは、１つ以上の接続要素、又は圧縮フレームの要素部品等の圧縮システムの他の部品によって一緒に可動式に結合してもよい。

いくつかの実施形態では、コイルシステムは、コイル圧縮プレートに取り付ける又はこのプレートに直接的に構築してもよく、以下の種々の手段の組合せによってコイルシステムに一体化することができる：支持構造体での埋め込み（非分離型）コイル；非分離型であるが可動式構造体での埋め込みコイル；圧縮フレームに取り付けられたコイルハウジングでの分離可能なＲＦコイル；支持構造体に直接的に取り付けられたコイルハウジングでの分離可能なＲＦコイル；ＲＦコイルを含む分離可能な二次支持構造体。

これらコイル圧縮プレートは、単一のロック／固定手段によって機械的に及び電気的にの両方で主支持構造体に接続することができる。この場合に、埋め込みコイルは、従来の電気的接続手段によって、ＭＲＩコネクタに直接的に接続することができる。分離可能なコイルは、支持構造体内に設けられた接続パネル又はポートを介してＭＲＩに接続され、次に、電気ケーブル（又は他のこのような手段）によってＭＲＩ接続部に取り付けることができる。圧縮プレート、二次インフラストラクチャ等のシステムの可動要素に取り付けられた又は圧縮プレート内に埋め込まれたコイルは、解剖学的構造に非常に近くに配置されるという利点を有しており、高い信号取得をもたらす。

他の実施形態では、コイル圧縮プレートは、着脱可能なコイルシステムが取り付けられるマウントを提供してもよい。いくつかの例では、このマウントは、圧縮システム全体への機械的接続及びＭＲＩシステムへの同時の信号接続の両方を提供することができ、それによって、コイル要素又は複数のコイル要素を可動圧縮プレートに接続する行為によって、そのコイルの信号がＭＲＩシステムに接続される。

上述したように、コイル圧縮プレートは、片側性及び両側性の両方の撮像用途に使用することができる。片側性の乳房撮像用途では、関心対象の単一の乳房が、上／下方向に調整され且つ所定の位置にロックされる２つのコイルプレートの間で固定化され且つ圧縮され、他方の乳房が、乳房支持体により胸壁に対して圧縮される。乳房に近いこれらコイルプレートを大幅に移動させる能力によって、コイル受信が向上する。両側性の乳房撮像用途では、複数コイルのアレイを使用することができる。両側性の撮像システムは、患者の乳房等の関心対象の選択されたボリュームからＭＲ信号のみを収集するために、コイルのサブセットを選択する手段を含む。両側性の乳房コントラス強調式撮像では、個々の乳房ボリュームを独立して取得することが望ましい。従って、一方の乳房の画像取得中にコイルのサブセットを選択し、及び別の乳房について別のコイルのサブセットを選択する手段が、好ましい。

上述した少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様において、様々な変更、修正、及び改良が、当業者に容易に想起されることを理解すべきである。このような変更、修正、及び改良は、本開示の一部であることが意図され、且つ本発明の範囲内であることが意図される。従って、前述した説明及び図面は、単なる一例である。

Claims (15)

1. 患者の乳房を撮像するように構成された主磁場を有するＭＲＩシステムで使用するためのＲＦコイル圧縮システムであって、当該システムは：
   前記患者の乳房に隣接するように構成された、第１の複数のＲＦコイル要素を含む第１の圧縮プレートであって、第１の圧縮プレートは、前記主磁場の方向に対して直交し且つ上下方向に対しても直交するように向き合せされた面内に位置付けされており、第１のＲＦコイル要素は、前記乳房を通る第１方向に実質的に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有しており、第１方向は、前記ＭＲＩシステムの前記主磁場に対して直交するように構成される、第１の圧縮プレートと；
   第１の圧縮プレートの反対側であって、前記乳房の他方の側に位置付けされ且つ第１の圧縮プレートに対して平行であって、前記上下方向に対しても直交するように構成された第２の圧縮プレートであって、第２の圧縮プレートは、第２の複数のＲＦコイル要素を含み、第２の複数のＲＦコイル要素は、第１方向に対して実質的に直交し且つ前記患者の乳房を通る前記ＭＲＩシステムの前記主磁場に対して実質的に対して直交する方向に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有する、第２の圧縮プレートと；を有する、
   ＲＦコイル圧縮システム。
2. 第１及び第２の圧縮プレートは、前記患者の乳房を前記上下方向に圧縮するように構成されており、及び／又は第１及び第２の圧縮プレートは、前記患者の乳房の周囲に部分的にフィットするように輪郭形成される、
   請求項１に記載のＲＦコイル圧縮システム。
3. 第１及び第２の圧縮プレートは、患者支持構造体に一体化される、
   請求項１に記載のＲＦコイル圧縮システム。
4. 第１の圧縮プレートは、第２の圧縮プレートに対して可動式に結合されており、第１及び第２の圧縮プレートの間に前記患者の乳房を固定するために、第１及び第２の圧縮プレートが前記上下方向に沿って一緒に移動するのを可能にする、
   請求項１，２又は３に記載のＲＦコイル圧縮システム。
5. 第１の複数のＲＦコイル要素及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第２のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第１のバタフライＲＦコイル要素を含み、第１のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第２のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第２のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される、
   請求項１に記載のＲＦコイル圧縮システム。
6. 第１及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第４のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第３のバタフライＲＦコイル要素を含み、第３のバタフライＲＦコイル要素は、第３及び第４のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第４のバタフライＲＦコイル要素に重なるように構成される、
   請求項５に記載のＲＦコイル圧縮システム。
7. 第１のバタフライＲＦコイル要素は、第１及び第３のバタフライＲＦコイル要素の幅に沿って第３のバタフライＲＦコイル要素と重なる、
   請求項６に記載のＲＦコイル圧縮システム。
8. 第２のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第４のバタフライＲＦコイル要素の幅に沿って第４のバタフライＲＦコイル要素と重なる、
   請求項５，６又は７に記載のＲＦコイル圧縮システム。
9. 第１のバタフライＲＦコイル要素、第２のバタフライＲＦコイル要素、第３のバタフライＲＦコイル要素、及び第４のバタフライＲＦコイル要素が、各バタフライＲＦコイル要素の中央領域でそれぞれ重なる、
   請求項８に記載のＲＦコイル圧縮システム。
10. 第１の複数のＲＦコイル要素及び第２の複数のＲＦコイル要素は、それぞれ、第２のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第３のバタフライＲＦコイル要素、及び第３のバタフライＲＦコイル要素に隣接して配置された第４のバタフライＲＦコイル要素をさらに含む、
    請求項５，６又は７に記載のＲＦコイル圧縮システム。
11. 第３のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第３のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第２のバタフライＲＦコイル要素に重なるように構成され、第４のバタフライＲＦコイル要素は、第２及び第３のバタフライＲＦコイル要素の長さに沿って第３のバタフライＲＦコイル要素と重なるように構成される、
    請求項１０に記載のＲＦコイル圧縮システム。
12. 第１のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置された第１のストリップラインＲＦコイル要素、及び第２のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置された第２のストリップラインＲＦコイル要素をさらに含む、
    請求項１０に記載のＲＦコイル圧縮システム。
13. 第３のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置された第３のストリップラインＲＦコイル要素、及び第４のバタフライＲＦコイル要素の中間部での長さに沿って配置された第４のストリップラインＲＦコイル要素をさらに含む、
    請求項１１に記載のＲＦコイル圧縮システム。
14. 第１のバタフライＲＦコイル要素及び第２のＲＦコイルバタフライ要素は、第１及び第２の圧縮プレートの形状に輪郭形成される、
    請求項５，６又は７に記載のＲＦコイル圧縮システム。
15. 患者の乳房を撮像する方法であって、当該方法は：
    第１の複数のＲＦコイル要素を有する第１の圧縮プレートを患者の乳房に隣接して位置付けするステップであって、第１の圧縮プレートを位置するステップは、ＭＲＩシステムの主磁場の方向に対して直交し且つ上下方向に対しても直交するように向き合せされた平面に第１の圧縮プレートを位置付けするステップを含み、第１のＲＦコイル要素は、前記乳房を通る第１方向に実質的に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有しており、第１方向は、位置付けされたときに、前記ＭＲＩシステムの前記主磁場に対して直交するように構成される、位置付けするステップと；
    第１の圧縮プレートの反対側であって、前記患者の乳房の他方に側に且つ第１の圧縮プレートに対して平行であって、上下方向に対しても直交するように第２の圧縮プレートを位置付けするステップであって、第２の圧縮プレートは、第２の複数のＲＦコイル要素を有しており、第２の複数のＲＦコイル要素は、第１方向に対して実質的に直交し且つ前記患者の乳房を通る前記ＭＲＩシステムの前記主磁場に対して実質的に直交する方向に向き合せされたＢ１磁場に対する受信感度を有する、位置付けするステップと；を含む、
    方法。
    
    

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