JP2020508730A - オープンボアフィールドフリーライン磁性粒子イメージングシステム - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (26)
- 容積内のフィールドフリーライン(FFL)の電子的ステアリング及び回転を可能にするオープンボアコイルシステムであって、
第1コイルグループであって、
第1コイルと、第2コイルと、第3コイルと第4コイルとを有し、
前記第1コイルと、前記第2コイルと、前記第3コイルと、前記第4コイルとには、それぞれの第1電流(l1a)と、第2電流(l1b)と、第3電流(l1c)と第4電流(l1d)とが供給される、第1コイルグループと、
第2コイルグループであって、
第1コイルと、第2コイルと、第3コイルと第4コイルとを有し、
前記第1コイルと、前記第2コイルと、前記第3コイルと、前記第4コイルとには、それぞれの第1電流(l2a)と、第2電流(l2b)と、第3電流(l2c)と第4電流(l2d)とが供給される、第2コイルグループと
を備え、
それぞれの前記第1コイルグループ及び前記第2コイルグループにおける前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルは、並んで配置されたコイルペアとして位置しており、交流方向が供給され、
前記第1コイルグループの前記第1コイル及び前記第2コイルは、第1コイルペアを形成し、前記第1コイルペアには、同じ電流方向が供給されることにより、+z及び−zから成る群から選択された第1z方向に磁界が生成され、
前記第1コイルグループの前記第3コイルと前記第4コイルは、第2コイルペアを形成し、前記第2コイルペアには、前記第1コイルグループの前記第1コイル及び前記第2コイルに対して反対の電流方向が供給されることにより、+z及び−zから成る群から選択された第2z方向に磁界が生成され、前記第2z方向は、前記第1z方向の反対方向であって、前記第1z方向が+zである場合、前記第2z方向は−zであり、前記第1z方向が−zである場合、前記第2z方向は+zであり、
前記磁界のx成分及びy成分は、上部コイルペアと下部コイルペアとの間の平坦面又は非平坦面で消失し、前記上部コイルペアは、前記第1コイル及び前記第3コイルを含み、前記下部コイルペアは、第2コイル及び第4コイルを含み、
前記磁界のz軸成分は、前記第1コイルペアと前記第2コイルペアとの間の平坦面又は非平坦面で消失し、
前記第2コイルグループは、前記第1コイルグループに対して、シータ度の回転角で、z軸の周りを回転させられる、
オープンボアコイルシステム。 - 前記シータ度の回転角は90度である、請求項1に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第1コイルグループ及び前記第2コイルグループの巻線は交互に配置されている、請求項1又は2に記載のオープンボアコイルシステム。
- コイル巻線の経路が長方形である、請求項1から3のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- コイル巻線の経路が半円形である、請求項1から3のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- コイルグループの数で除算された回転角度180度で、互いに対して各々が前記z軸の周りを回転させられる追加の1又は複数のコイルグループを更に備える、請求項1から5のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第2コイルグループの前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルの設計は、前記第1コイルグループの前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルの設計とは異なる、請求項1から6のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第2コイルグループが励起されない場合、前記FFLはx軸上で、θ=0度で生成される、請求項1から7のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第1コイルグループが励起されない場合、FFLはy軸上で、θ=90度で生成される、請求項1から8のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記FFLをx軸に対してθ度回転させるために、前記第1コイルグループにおける前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルのための励起は、l1a=l1b=−l1c=−l1d=l1cos(phi)であり、前記第2コイルグループにおける前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルの励起は、l2a=l2b=−l2c=−l2d=l2sin(phi)である、請求項1から9のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第1コイルグループ及び前記第2コイルグループは、前記z軸上の異なる位置に配置される、請求項1から10のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 前記第1コイルグループ及び前記第2コイルグループにおける前記第1コイル、前記第2コイル、前記第3コイル及び前記第4コイルのすべてが並列である、請求項1から11のいずれか一項に記載のオープンボアコイルシステム。
- 磁気粒子イメージングシステムであって、
コンピュータ制御部と、
第1選択フィールド送信ユニットと、
第2選択フィールド送信ユニットと、
第1選択フィールドコイルグループと、
第2選択フィールドコイルグループと
を備え、
前記第1選択フィールド送信ユニット及び前記第2選択フィールド送信ユニットは、z軸と直交する面上の所望のz軸位置にフィールドフリーライン(FFL)を生成して回転させるように適合させられ、
前記第1選択フィールド送信ユニットと前記第2選択フィールド送信ユニットの各々は、各々、送信回路と関連する複数の電源を有し、前記複数の電源及び関連する送信回路は、第1送信回路と関連する第1電源と、第2送信回路と関連する第2電源と、第3送信回路と関連する第3電源と、第4送信回路と関連する第4電源とを少なくとも含み、
前記第1選択フィールドコイルグループは、第1選択フィールドコイルと、第2選択フィールドコイルと、第3選択フィールドコイルと、第4選択フィールドコイルとを有し、前記第1選択フィールドコイルと、前記第2選択フィールドコイルと、前記第3選択フィールドコイルと、前記第4選択フィールドコイルとには、それぞれの第1電流(l1a)と、第2電流(l1b)と、第3電流(l1c)と第4電流(l1d)が供給され、
前記第2選択フィールドコイルグループは、第1選択フィールドコイルと、第2選択フィールドコイルと、第3選択フィールドコイルと、第4選択フィールドコイルとを有し、前記第1選択フィールドコイルと、前記第2選択フィールドコイルと、前記第3選択フィールドコイルと、前記第4選択フィールドコイルとには、それぞれの第1電流(l2a)と、第2電流(l2b)と、第3電流(l2c)と、第4電流(l2d)が供給され、
前記コンピュータ制御部は、前記第1選択フィールドコイルグループ及び前記第2選択フィールドコイルグループの前記第1選択フィールドコイル、前記第2選択フィールドコイル、前記第3選択フィールドコイル及び前記第4選択フィールドコイルに印加される電流を制御及び監視するように適合させられ、
前記第1選択フィールドコイルグループの前記第1選択フィールドコイル及び前記第1選択フィールドコイルグループの前記第3選択フィールドコイルは、上部選択フィールドコイルであり、前記第1選択フィールドコイルグループの前記第2選択フィールドコイル及び前記第1選択フィールドコイルグループの前記第4選択フィールドコイルは、下部選択フィールドコイルであり、
前記第2選択フィールドコイルグループの前記第2選択フィールドコイル及び前記第2選択フィールドコイルグループの前記第3選択フィールドコイルは、上部選択フィールドコイルであり、前記第2選択フィールドコイルグループの前記第2選択フィールドコイル及び前記第2選択フィールドコイルグループの前記第4選択フィールドコイルは、下部選択フィールドコイルであり、
前記第1選択フィールドコイルグループの前記上部選択フィールドコイルの前記第1電流(l1a)及び前記第3電流(l1c)の大きさは等しく、一方で符号は反対であり、前記第1選択フィールドコイルグループの前記下部選択フィールドコイルの前記第2電流(l1b)及び前記第4電流(l1d)の大きさは等しく、一方で符号は反対である(l1a=−l1c、l1b=−l1d、l2a=−l2c、l2b=−l2d)、
システム。 - 前記上部選択フィールドコイルは、前記第1送信回路を介して前記第1電源により供給され、前記下部選択フィールドコイルは、前記第2送信回路を介して前記第2電源により供給され、前記第2選択フィールドコイルグループの前記上部選択フィールドコイルは、前記第3送信回路を介して、前記第3電源により供給され、前記第2選択フィールドコイルグループの前記下部選択フィールドコイルは、前記第3送信回路を介して、前記第4電源により供給される、請求項13に記載のシステム。
- 前記第1選択フィールドコイルグループ及び前記第2選択フィールドコイルグループの前記第1選択フィールドコイル、前記第2選択フィールドコイル、前記第3選択フィールドコイル及び前記第4選択フィールドコイルの各々は、別個の電源により供給される、請求項13又は14に記載のシステム。
- 前記電源と送信回路は、z軸方向における前記FFLを変換/スキャンするために、時間変動する信号を生成するように適合させられる、請求項13から15のいずれか一項に記載のシステム。
- x軸とy軸により生成された前記面に平行な面上の前記FFLを変換/スキャンするように適合させられるドライブフィールド送信ユニットを更に備える、請求項13から16のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記ドライブフィールド送信ユニットは、x軸とy軸により生成された前記面に平行な前記面上の視野の中心をシフトするように適合させられるフォーカスフィールド生成器である、請求項17に記載のシステム。
- 前記ドライブフィールド送信ユニットは、波長生成器と、ドライブフィールド送信回路と、少なくとも1つのドライブフィールド及び/又はフォーカスフィールドコイルを更に有する、請求項18に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのドライブフィールド及び/又はフォーカスフィールドコイルは、ヘルムホルツコイル構成を含む、請求項19に記載のシステム。
- zドライブフィールドのSPIOナノ粒子を励起するために、z軸方向のFFLを変換/スキャンするように適合させられる第2ドライブフィールド送信ユニットを更に備える、請求項19又は20に記載のシステム。
- 前記第2ドライブフィールド送信ユニットは、第1波長生成器と、第2波長生成器と、前記第1波長生成器と関連する第1ドライブフィールド送信回路と、前記第2波長生成器と関連する第2ドライブフィールド送信回路と、前記第1ドライブフィールド送信回路と関連する第1ドライブフィールドコイルと、前記第2ドライブフィールド送信回路と関連する第2ドライブフィールドコイルとを更に有する、請求項21に記載のシステム。
- SPIOにより生成された磁化信号を受信するための少なくとも1つの受信コイルを備える、請求項13から22のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの受信コイルを介して受信した前記磁化信号を増幅し、フィルタリングし、デジタル化するための受信回路を更に備える、請求項23に記載のシステム。
- 容積内のフィールドフリーライン(FFL)の電子的ステアリング及び回転を可能にするオープンボアコイルシステムであって、2つのコイル層を備え、前記2つのコイル層の各々が複数の扇形コイルを有し、前記複数の扇形コイルの各々は、前記2つの隣接するコイルの各々の1つのエッジに隣接する、少なくとも2つのエッジを有する、オープンボアコイルシステム。
- 前記複数の扇形コイルの電流方向及び振幅が、前記2つのコイル層の間の平坦面又は非平坦面上の所望の管状容積内で、磁界が消失するように配置されている、請求項25に記載のオープンボアコイルシステム。
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