JP2024510561A - 導電体間にｔ字形コネクタを有する高周波コイル - Google Patents

Abstract

無線周波数（ＲＦ）コイルは、いくつかの軸方向ラング１１及びいくつかの円周方向リング１２を有する導電体のレイアウトを有し、ラング１１のうちの少なくとも１つは、Ｔ字形コネクタによってリングのうちの少なくとも１つと結合される。Ｔ字形コネクタは、リング１２とラング１１との間に分散容量結合を有する。

Description

本発明は、Ｔ字形コネクタによって結合される複数の軸方向ラング及び複数の円周方向リングを有する導電体レイアウトを有する無線周波数（ＲＦ）コイルに関する。

このようなＲＦコイルは、米国特許出願公開第2009/0219026号公報から知られている。

知られているＲＦコイルは、バードケージタイプのマルチチャネル送受信ＲＦコイルであり、一組のコイルユニットが、円周及び両側の端部を有する円筒形状を形成する。コイルユニットは、円筒形状の周方向に沿って、円筒形状のそれぞれの対向する端部において連続して接続される。各コイルユニットは、少なくとも１つのキャパシタを有する。各コイルユニット内のキャパシタのキャパシタンス値は、主に、所望の周波数で１次モードコイルＲＦ共振を達成するように選択される。複数のキャパシタは、コイルユニット内で、円筒形状の一方の端面のエッジにおいてそれぞれ接続される。

本発明の目的は、特に、改善された電磁特性を有する磁気共鳴検査システム用のＲＦコイルを提供することである。

この目的は、請求項１に記載のＲＦコイルによって達成される。本発明の洞察は、リングとラングが互いに接するＴ字型コネクタにおける分散容量結合が並列回路キャパシタアレイを形成することである。これは、近接効果を低減するように電流を分配し、局所的なＲＦ加熱を低減し、磁気共鳴検査システムにおける勾配スイッチングによる渦電流発生を抑制する、同様のインピーダンスの複数の独立した電流経路を達成する。分散容量結合の構成は更に、主に半径方向に集中しかつキャパシタプレート間に大きいインピーダンス遷移部を有し、その結果、磁気共鳴検査システムの検査領域に対し（すなわち、検査される患者に向かって）扇形に広がる電場が低減される。更に、本発明のＲＦコイルは、特に多数の集中キャパシタを取り付ける必要がないので、製造がより簡単であり、より安価である。本発明は、特に、ＲＦコイルが改善された勾配磁場デカップリング及びＲＦ性能を有するという点で、改善された電磁特性を達成する。本発明は、検査ゾーン内にＲＦ場を生成するためのＲＦ送信アンテナと、傾斜磁場パルスを生成するための傾斜磁場システムとを有する磁気共鳴検査システムにおいて使用されることができる。ＲＦ場及び勾配磁場は、生成された磁気共鳴信号が特定のコントラスト及び空間分解能に関して符号化されるように、原子核スピンを操作する。磁気共鳴検査システムにおいて使用される場合、本発明は、特にラミネートＲＦコイルに対して、低い勾配結合を有するＴセクションを提供する。

本出願の枠組みにおいて、Ｔ字形という用語は、導電体が異なる向きで、多くの場合直角に接する任意の幾何学的配置を包含するが、他の横方向の向きが使用されてもよいことに留意されたい。従って、Ｔ字形は、直線状であって斜め状であってもよく、又は、複数（２つ）の厳密なＴ字形の組合せとみなすことができる＋符号又はＸ符号の形状のように、導電体のより精巧な幾何学的組合せの部分であってもよく、またそうでなくてもよい。

本発明の洞察は、ディスクリート容量素子を使用することなく、より優れた容量結合を達成するためには、導電性の重なりを大きくする必要があるが、一方で、導電性の重なり面積が大きいと渦電流に対する感受性が高まるということである。本発明によれば、リング及びラングの両方の構造化された別個のガルバニック絶縁された導電体の重なり合う領域が、容量結合の改善と渦電流感受性の低減の両方を達成し、従って発熱を低減する。

本発明は、（ＲＦ）磁気共鳴信号を受信するＲＦ受信コイルと、ＲＦ（Ｂ_１ ^＋）場を生成するＲＦ送信コイルと、を有するＲＦ送信／受信コイルであって、送信モード及び受信モードで動作することができるＲＦ送信／受信コイルに適用されることができる。

本発明のこれら及び他の態様は、従属請求項に定義される実施形態を参照して更に詳述される。

本発明のＲＦコイルの好ましい実施形態では、ラング及びリングは、Ｔ字形導電体を形成しかつ互いにガルバニック絶縁された重なり合う軸方向の導電セグメント及び円周方向の導電セグメントのそれぞれの組を有し、分散容量結合は、導電セグメントの組のオーバラップ領域により形成される。軸方向及び円周方向の導電セグメントは、例えば、それらの間の誘電材料の層によって、半径方向において隔てられる。この実施形態では、並列回路キャパシタアレイを形成するＴ字型コネクタにおける分散容量結合は、例えば誘電体層によって隔てられた重なり合う導電セグメントによって簡単な方法で達成される。軸方向は、ＲＦコイルの長手軸に沿っている。円周方向は、長手軸を中心とする円周方向である。長手方向及び円周方向は、ＲＦコイルボリュメトリック共振器を構成するＲＦコイル円筒ジオメトリに対応する。

別の例では、軸方向の組及び円周方向の組は、それぞれ円周方向及び軸方向に方向付けられた複数の細長い導電体を有することができる。この構成は、良好な無線周波数特性を有し、一方、例えば勾配スイッチングによる渦電流が抑制される。

他の例では、Ｔ字形コネクタは、プリント回路基板を有し、軸方向及び円周方向の導電性セグメントは、プリント回路基板の対向する表面上に配置される。良好に制御されたＰＣＢ技術を使用することにより、本発明のＲＦコイルの単純で、正確で、かつ安価な製造が達成される。

他の例では、軸方向及び円周方向の導電セグメントは、それぞれ、円周方向及び軸方向に方向付けられた、それぞれスリットを入れられた平坦な細長い導電体ストリップの組である。これらのスリット付きのストリップは、渦電流の発生を効果的に抑制する。最小の直線寸法が２０ｍｍを超えず、セグメント同士が１ｍｍを超えて離れていないセグメントを使用して最適な結果又は達成される例については、渦電流の抑制及びＲＦ場パターンの外乱の回避の両方について良好な結果が達成される。しかしながら、適切な技術的効果は、この実際の例に限定されない。

軸方向及び円周方向の導電セグメントの組は、それぞれリング及びラングと一体であってもよく、それによりリングとラングとを接続するＴ字形コネクタを形成する。これは、本発明のＲＦコイルの容易かつ正確な構築を可能にする。

実際の実施形態では、本発明のＲＦコイルは、コイルの長手軸に対して垂直に配向され及び軸方向に延在する複数の６本、１２本、又はそれ以上のラングによって結合される、いくつかの、例えば、２本、３本、又はそれ以上の軸方向に隔てられた円周方向リングを有する。リングとラングの個々の一対は、リングとラングとの間の分散容量結合を含むＴ字形コネクタによって結合される。

本発明は更に、ＲＦコイルを囲む無線周波数（ＲＦ）スクリーンに関する。本発明のＲＦスクリーンは、請求項８に定義されている。本発明のＲＦスクリーンは、Ｔ字形導電体を形成し、互いにガルバニック絶縁された、オーバラップする軸方向及び円周方向の導電セグメントの組と、導電セグメントの組のオーバラップ領域により形成される分散容量結合と、に基づく。ＲＦスクリーンは、ＲＦコイルの外側に（半径方向に）延びるＲＦ場を打ち消す。分散容量結合のインピーダンスは、ＲＦスクリーンが勾配磁場パルスに対して実質的にトランスペアレントなままであるように調整される。従って、本発明のＲＦスクリーンは、勾配コイルとＲＦコイルとの間の磁気共鳴検査システム内に半径方向に配置されることができ、その結果、ＲＦコイルは、検査ゾーンの比較的近くに配置されることができる。従って、ＲＦコイルは、送信モードと受信モードの両方で効率的に動作することができる。ＲＦスクリーンは、本発明のＲＦコイルと組み合わせて、又は従来のＲＦコイルと組み合わせて使用されることができる。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態を参照し、添付の図面を参照して説明される

勾配コイル及びボディコイルの位置を示すＭＲＩシステムの図。 本発明の４ラングバードケージボディコイルのＴセクションを示す図。 集中（lumped）キャパシタを有する従来技術の単一のＴセクションの上面図。 積層キャパシタを有する単一のＴ-セクションの上面図であって、誘電体の他方の側の銅は、白色パターンで描かれており、Ｔセクションの中央に大きな連続的な銅エリアがある、図。 Ｔセクションの新しい実現例を示す上面図であって、誘電体の反対側の銅は、白色で描かれており、一方のセクションの延長部は、他方の部分と全体的に重なり合い、スリットは、導電性セクションに沿って全体的に延びている、図。 本発明のＲＦスクリーンの内側のＰＣＢレイアウトを示す図。 本発明のＲＦスクリーンのＰＣＢレイアウトの外側を示す図。 本発明のＲＦスクリーンのＰＣＢ積層を示す図。 理想的なＲＦスクリーンのための冠状磁場を示すグラフィック図。 本発明のＲＦスクリーンの冠状磁場のグラフィック図。 理想的なＲＦスクリーンの冠状電場のグラフィック図。 本発明のＲＦスクリーンの冠状電界のグラフィック図、 従来のＲＦスクリーン（上）及び本発明のＲＦスクリーン（下）に関する勾配誘起の渦電流による吸収電力密度［ｋＷ／ｍ３］のストリーム計算を表す図であって、特にＸ勾配に関して吸収パワーが著しく減少していること示す図。

図１は、勾配コイル２０及びＲＦボディコイルのロケーションを示すＭＲＩシステム１の図を示す。

この例のＭＲＩスキャナは、３つの円筒形の同心サブシステム、すなわち静磁石、勾配コイル２０、及び患者ボアを囲むクワドラチャコイル１０（図１）を有する。勾配コイルは、静磁場に勾配を生成し、これは、ｋＨｚレンジの周波数でパルス化される画像信号のローカライゼーションに使用される。勾配コイルと患者ボアとの間には、画像取得のために使用されるＭＨｚレンジのＲＦ場パルスを送受信するクワドラチャボディコイルが位置している。

典型的なボディコイル設計は、バードケージであり、バードケージは、患者ボアの中心軸に沿って、２つの大きなリング１２によって両端が互いに接続された、ラング１１としても知られる複数の導電性ロッドを有する。バードケージコイルを共振させ、最適な周波数でＲＦ場を患者に送達するために、通常、キャパシタが、リング１２のセクション、ラング１１のセクション、又はその両方のセクションを隔てる。ボディコイルの最新の実現例は、典型的には、大きなＰＣＢ上にプリントアウトされた導電性リング及びラング１１を有する。このＰＣＢは、円筒形状に折り畳まれ、縁部で接続してバードケージを形成する。

バードケージコイルに使用されるキャパシタは、従来、ボディコイルにはんだ付けされるディスクリート電子部品であったが、最近の設計では、より大きな多層ＰＣＢレイアウトにキャパシタ機能を一体化させている。一体型キャパシタの利点は、はんだ付けの必要性がなくなり、製造と信頼性に関して関連する利点が得られることであるが、サイズとキャパシタンスのレンジが犠牲になる。

図２は、本発明の４ラングバードケージボディコイル１１上のＴセクション１３を示す。バードケージ構成は、軸方向に離隔されているリング１２を有し、リングは、軸方向に延びる複数のラング１１によって接続され、例として、ラング１１のうちの４つが、図に示されている、各ラング１１、１１は、Ｔ字形部分１３を介してそれぞれのリング１２と接する。

図３は、集中キャパシタ１６を有する従来技術の単一のＴセクション１３の上面図を示す。中央領域には、大きな連続的な銅エリア１７が設けられている。

図４は、積層キャパシタ１４を有する本発明の単一のＴ字形部分１３の一例の上面図を示す。誘電体の他方の側の銅は、ハッチングされたパターン１５１で描かれている。Ｔセクション１３の中心における大きな連続的な導電性金属、例えば銅エリアに留意されたい。誘電体の他方の側の銅が、ハッチングされたパターンで描かれている。Ｔの中心に大きな連続的な銅エリアがあることに留意されたい。

図５は、Ｔセクション１３の新しい実現例の上面図を示す。誘電体の他方の側の銅のような金属は、ハッチングされたパターンで描かれる。一方のセクションの拡張１４２は、他方のセクション１４３と全体的に重なり合い、スリット１４１、１５２が、導電性セクション１１、１２に沿って全体的に延びていることに留意されたい。誘電体の他方の側の銅がハッチングで描かれている。一方のセクションが他方のセクションと全体的に重なり合うように延在し、スリット１５２が導電性セクションに沿って全体的に延在することに留意されたい。

閉導電性ループを通る時間変化する磁束は、ループを通って流れる電流をもたらす。このいわゆる渦電流は、導電性媒体内で熱を発生させ、元の磁場に対抗するそれ自体の磁場を発生させる。勾配コイルは、そのような時間変化する磁場を生成し、ボディコイルのラング１１及びリング１２などの勾配コイル内部の任意の導電媒体は、これらの渦電流を経験する。結果として生じる熱は、患者及び部品の両方にリスクをもたらす可能性があり、磁場の破壊は、画像の品質を低下させる。この効果はよく理解されており、設計ヒューリスティックは、勾配磁場内の大きな導電性表面及びループの存在を排除する。使用される方法は、スリット１５２により大きな導電体をより小さな部分に分割し、必要に応じて、キャパシタによりギャップをブリッジすることである。それらの電磁特性のために、これらのキャパシタは、典型的な勾配磁場バリエーションのより低い周波数ではギャップとして機能するが、ボディコイルのはるかに高い動作周波数では接続部として機能する。

一般に、これは、渦電流がボディコイルリング１２及びラング１１において扱われる方法である。しかしながら、これは、ＲＦ電流方向の変化がキャパシタの適切な配置を困難にするので、ラング１１がリング１２と接するＴセクション１３をスリットなしのままにする。集中キャパシタ及び積層キャパシタを有するボディコイルの部分的にスリットされたＴ字形部分１３が、それぞれ図３及び図４に示されている。Ｔセクション１３のサイズと形状を変更する試みがなされ、ディスクリートキャパシタの追加を含むものもあったが、さまざまな程度で成功した。最新世代のボディコイルでは、ボディコイルＴセクション１３内の渦電流が、依然として高い内側ボア温度の主な原因となっている。

高度な計算解析方法を使用して、本発明のＴセクション１３のレイアウトは、リング１２及びラング１１のセクションを効果的に又は完全に切り離し、セクション自体を複数のより小さいストリップに分割し、すべての導電素子の幅を最小限に抑える。ラング１１及びリング１２セクションは、誘電体層によって物理的に隔てられ、積層キャパシタを介してのみ電気的に接続される。リング１２及びラング１１の両方のセクションがそれらの長さに沿って完全にスリットされるので、重なり合うセクションは、大きな並列回路キャパシタアレイを形成する。図５は、この新しいＴセクション１３の概念のインプリメンテーションを示す。

本発明は、固有のＲＦ電流フローを著しく阻害することなく、この単一層のキャパシタアレイへのチューニング及びブリッジの両方の機能を組み合わせる。実際、新しいレイアウトでは、電流が同様のインピーダンスを持つ複数の独立した経路を提供し、導電体全体に電流を広げ、近接効果を制限し、渦電流加熱を低下させるだけでなく、局所的なＲＦ加熱を低下させる。また、大きなインピーダンス遷移は、垂直面内及びキャパシタプレート間に集中するので、患者に向かって広がる電界がより少なくなる。

本発明は、特に、ここではアンテナと呼ばれる、患者に向けられた内部コンポーネントのためにプリント回路基板（ＰＣＢ）を使用するクワドラチャボディコイルＱＢＣ）に適用される。

ＱＢＣアンテナＰＣＢの導電面の小さい方の寸法は、２０ｍｍ未満とすべきである。アンテナリング１２セクションは、それらが接するラング１１セクション（すなわち、Ｔセクション１３）との導電接続を有するべきではない。ＰＣＢの一方の層上のアンテナラング１１セクションは、ＰＣＢの他方の層のリング１２セクションを横切るように延び、従って、ＰＣＢ構造内に集積された平行板キャパシタのネットワークを形成する。（図５参照）。

記載される本発明は、Ｔセクション１３と呼ばれるアンテナ導電体の特定の幾何学的特徴に適用されることを意味し、このＴセクション１３で遭遇する特定の問題、すなわち勾配コイルにより誘導される渦電流によるＴセクション１３の過熱に対処することを意味する。しかしながら、本願明細書に示されるように、肯定的な効果は、この単一の問題をはるかに超えている。従って、いくつかの特徴の適用は、ＱＢＣアンテナ及びスクリーンならびに他のＭＲＩコイルを含む、ＭＲＩスキャナのボア内で使用される多くの他のＰＣＢ構造とすることができ、それらに適用される。本発明の独特な態様は、特徴２のセグメント化と特徴４のオーバラップパターンの両方を組み合わせて、分散結合キャパシタの複雑なパターンを生成することである。これにより、最大の導電性表面、この場合はアンテナのＴセクション１３のサイズを大幅に低減することができる。

この問題は、アンテナのために積層ＰＣＢ構造を使用するＱＢＣに特有の問題を解決するので、本発明の代替案は、銅ロッド構造を有するＱＢＣのような、勾配コイルの表面に平行な小さな連続表面を提供する代替構造を使用する。ＰＣＢアンテナの場合、代替的な方法は、提示される表面積を低減させるために、Ｔセクション１３におけるリング１２の幅の狭小化を使用する。

本発明の主な用途は、以下である：
勾配磁場により誘起されるアンテナのＴセクション１３における渦電流が低減される。
勾配磁場により誘起されるアンテナＴセクション１３の加熱が低減され、その結果、内側ボアの加熱が低減される。
渦電流誘起の磁場誤差及びＥＰＩゴーストのような関連する異常がより低減される。
結果的に、内側ボア加熱は、印加される勾配パワーを制限しうるので、本発明は、より強い勾配磁場の印加及びより短いスイッチング時間の可能性を拡大する。
リング１２とラング１１との間のキャパシタアレイ接続は、より広い表面にわたってＲＦ電流を効果的に分配し、近接効果を低減する。
これは、ピーク表面電流を低下させ、電力損失を低下させ、コイル効率を増加させる。
その結果、局所的なＲＦ電流によりＴセクション１３に誘起される加熱もまた、この概念のインプリメンテーションによって低減される。
重なり合うラング１１-リング１２の遷移部分は、より水平に配向された遷移よりも、遷移を横切る電界から患者をより効果的に遮蔽する。
これにより、ボディコイルと患者との間の望ましくないシステム相互作用、例えば、ボディコイル離調及び電界誘起の患者ＳＡＲが低減される。
この概念は、標準の積層ＰＣＢボディコイルの概念を使用し、既存の積層ＰＣＢボディコイル設計のほとんどのローパスフィルタ及びバンドパスインプリメンテーションの再設計に適用されることができる。

この概念は、追加の集中キャパシタとそれに関連するコストの増加及び信頼性の低下を必要とすることなく、その目的を達成する。

記載される本発明の別の態様は、例えば、本発明のＱＢＣと共に使用するための新しいＲＦスクリーン６０に関する。

ＲＦスクリーン（シールドともいう）は、ＱＢＣの外部のコンポーネントをＱＢＣの内部の電磁界から遮蔽する今日のクアドラチュアボディコイルの一体部分である。ＲＦスクリーンを用いない場合、外界とのこの結合は、ＱＢＣの対称性、一様性、及びＳＮＲの品質及び予測可能性を低下させる。ＲＦスクリーン６０の欠点は、バードケージの磁場生成ラング１１及びリング１２に近いその存在が、その効率を低下させることである。

その最も単純な形態では、ＲＦスクリーンは、バードケージの周りに巻かれる銅又はアルミニウム箔の層を含むことができる。しかしながら、イメージング中、このタイプの材料の高導電率は、スイッチング勾配磁場からの高い渦電流をもたらす。この問題を回避するために、ＱＢＣＲＦスクリーンは、勾配磁場のｋＨｚ範囲において高いインピーダンスを有するように設計される。これを達成する１つの一般的な方法は、適切なＲＦシールド維持するのに十分な厚さで、リン青銅又はチタンのような低い導電性を有する材料を使用することによる。同じ効果は、スチール又は青銅から作られた細かいメッシュを使用することによって達成することができる。

別の方法は、ＲＦスクリーンをより小さいセクションにセグメント化することである。ＲＦ導電率は、キャパシタを通じてセクション同士を接続することによって、セクション間で達成される。これらのキャパシタは、セクション間にはんだ付けされた集中素子として、又は多層パネル内にセクションを重ねて集積キャパシタを形成することによって、実装することができる。渦電流の影響は、一定の面積の導電性材料を囲むように渦電流が通る経路を長くすることによって、更に低減されることができる。これは、残りのセグメントを更に分割することなく、更に（部分的に）スリットを入れることで達成される。表面を流れる電流は、それ自体で磁場を発生させ、元の電流を打ち消し、シートの中心付近の抵抗を著しく増加させる。これにより、電流は、主にシートの縁部付近を流れる。これは近接効果と呼ばれる。

起電力の大きさは、導電性表面の大きさに比例し、その結果生じる電流の大きさは、導電面周辺の経路抵抗によって決まる。従って、同じ面積であれば、全周を小さくすることで渦電流は減少する。従って、セグメンテーション（変圧器コアのラミネーション）やスリット加工は渦電流を減少させる。

ＲＦ電流が自由に流れるためには、セグメント間に大きなキャパシタンスが必要であるという理解から、ＲＦスクリーンのセグメンテーションは制限されていました。そのため、単層ＲＦスクリーンに多数の表面実装キャパシタが搭載され、それによりコストと製造時間が増加し、品質が低下する。更に、集中キャパシタは、ＲＦ電流のチョークポイントとして機能し、その自然な流れを変えるため、ＲＦスクリーンの効果を低下させる。キャパシタ内蔵の多層スクリーンの場合、セグメントパネル間のオーバラップの大きさが、パネル間の総キャパシタンスを決定し、必要とされるキャパシタの大きさは、非常に多くのオーバラップを必要とするため、総セグメント数が厳しく制限されると判断されていた。

本発明の提案された態様は、マルチＲＦスクリーン６０に大規模なレベルのセグメンテーションを適用し、より小さな結合キャパシタの大きなメッシュを生成する。最新の計算電磁ソフトウェアの使用を通して、より小さなキャパシタンスの大きなネットワークは、スクリーンがＲＦスクリーンとして適切に機能するのに十分なＲＦ電流の抑制されていない流れを可能にすることが決定された。スクリーン全体のインピーダンスの均一な分布のため、従来のスリット付きスクリーンと比較して、実際にはより良好に機能する。

従って、本発明のこの側面は、全体的により優れたＲＦ性能を提供しながら、従来の設計と比較して渦電流のレベル、従って勾配コイル誘導の発熱レベルを大幅に低減する。これにより、従来知られていたボディコイル設計で可能であったよりも高い勾配磁場を印加することができる。

図６は、本発明のＲＦスクリーンの内側ＰＣＢレイアウトを示す。

図７は、本発明のＲＦスクリーンの外側ＰＣＢレイアウトを示す。

図８は、本発明のＲＦスクリーンのＰＣＢ積層を示す。

本発明のこの実現例は、任意にいくつかのより小さいサブパネルに分割されたラミネートＰＣＢシリンダ６０を有し、少なくとも２つの導電層６４、６５が、誘電体材料６５の選択と組み合わされて、単位面積当たりの特定のキャパシタンスが導電層６４、６５の間に存在するような距離で半径方向において離間される。

一方の導電体層は、シリンダの円周に沿って等しい幅のセグメント６４に分割され、セグメントの他方の寸法は、シリンダの全長に沿って延伸する。

他方の導電体層は、シリンダの長さに沿って等しい幅のセグメント６５に分割され、セグメントの他方の寸法は、シリンダの全周に沿って延伸する。

これらのセグメント間の距離、すなわち、除去される導電体の部分は、最小限に保たれる。

このようにして、重なり合うスリット６４、６５と、積層キャパシタの大きな円筒状ネットワークを形成するフープとのチェッカーボードパターン（市松模様パターン、市松模様）６６が形成される。

スクリーンの全周に沿った連続的なフープ６５は、スキャナボアの横断面に垂直なスイッチング勾配磁場、例えばｚ勾配によって生成される磁場をキャプチャすることができる。従って、フープは、フープを破断するように少なくとももう１度スリットされるべきである。ストリップの中央にこのスリットを適用することが望ましく、従って、２つのより小さいキャパシタが形成され、連続的なＲＦ経路がフープ全体に沿って残る。

ストリップとフープの幅は２０ｍｍ以下、ストリップとフープの間のスリット６４，６５は１ｍｍ以下とすることが数値解析によって決定された。結果として得られる設計は、合計３０７２個のキャパシタのために３２個のフープ及び９６個のストリップを有する。

より小さいキャパシタは、ＲＦ電流の十分に自由で効果的な流れを可能にしないという前提が、保証されないことが証明された。単一の素子のキャパシタンスは小さいが、誘導結合と容量結合のセグメント６６のネットワークにより、ＲＦ周波数でのインピーダンスは以前のスクリーン設計に匹敵することがわかった。

要約すると、本発明の特徴の最小リストは以下の通りである：

ＲＦコイルを取り囲む、導電性材料の２つの同心円筒状チューブ。２つのチューブの間には誘電体が介在する。

一方の導電層は、最低２つのストリップ６４にセグメント化される。

他方の導電層は、最低２つのフープ６５にセグメント化される。

セグメントの表面の最小寸法は、２０ｍｍを超えてはならない。

ストリップ及びフープは、市松模様パターンで重なり合い、結合されたキャパシタのネットワークを形成する。

ＮＢ：セグメントの幅の値は、必要とされる渦電流抑制レベルに完全に依存する。最小幅の要件を省けば、本発明は、フープではなくストリップに分割された前世代の積層スクリーンに非常に近い。

ＰＣＢは、６４μｍのＩＳＯＬＡ ３７０ ＨＲ誘電体６３で隔てられた厚さ１８μｍの２つの銅層６７を有する。最も内側の銅層、すなわちボアの内側を向く層は、幅２０ｍｍ及び長さ７００ｍｍの２４本の平行な銅ストリップに分割され、銅ストリップは、幅１ｍｍの間隙（スリット１５２）によって隔てられる。最も外側の銅層、すなわち勾配コイルを向く層は、３２個の平行な銅片にセグメント化され、ＰＣＢの縁部で接続されると、ボアを囲むフープを形成する。これらのフープセグメントは、幅２０ｍｍ、長さ５１０ｍｍであり、幅１ｍｍの間隙（スリット１５２）によって隔てられる。連続した大きなフープができないように、各フープセグメント自体は、プレートの左側及び左側から交互に１１７ｍｍの位置に幅１ｍｍのスリットを入れて２つのセグメントに分割される。

ＲＦモデルＡＮＳＹＳ ＨＦＳＳからの結果は、完全な導電体スクリーン（左）及びプロトタイプスクリーン（右）について、冠状面上の正規化された磁場及び電場分布を示す。両方のフィールド分布における類似性、特にスクリーンの側部から延びる有意な電界がないことに留意されたい。

４つのパネルが、バードケージコイルアンテナを含むボディコイルキャリアの周りに巻回され、フープセグメントは、ガルバニック接続される。

ＲＦシミュレーション及び測定は、新しいＲＦスクリーンの適切な機能を示す。

図９は、理想的なＲＦスクリーンのための冠状磁場のグラフィック表現である。

図１０は、本発明のＲＦスクリーンの冠状磁場のグラフィック表現である。

図１１は、理想的なＲＦスクリーンの冠状電界のグラフィック表現である。

図１２は、本発明のＲＦスクリーンであるＲＦスクリーンの冠状電界のグラフィック表現である。すなわち図９-図１２は、完全なスクリーン設計と新しいスクリーン設計に関するボディコイルの冠状面における正規化磁場と電場の分布を示す電磁モデル計算である。計算は、新しいスクリーン設計と完全なスクリーン設計の間の磁場強度と分布に有意な差を示さなかった。特に注目すべきは、スクリーンの中央から延びる有意な電界がないことであり、このことは、システム相互作用が完全なスクリーンよりも著しく大きくなる可能性が低いことを示している。この優れたシステム分離を確認するために、ＱＢＣが、連続的なスクリーン及び新しいＲＦスクリーンを有する勾配コイルに挿入された。ＧＣシステムの相互作用によるメインモード周波数シフトの差は、ボディコイル品質係数の低下（-２０対-２１）と同様に、完全なスクリーンと新しいＲＦスクリーンの間で無視できるほど小さかった（３６９ｋＨｚ対３３２ｋＨｚ）。

図１３は、従来のＲＦスクリーン（上）と本発明のＲＦスクリーンの勾配誘起渦電流による吸収電力密度［ｋＷ／ｍ３］のストリーム計算を表している。特にＸ勾配で吸収電力が大幅に減少していることに注目されたい。

ストリーム計算アルゴリズムを使用して、新規ＲＦスクリーンとＲＦスクリーン３Ｔ Ｍ２の両方について、ＲＦスクリーンパネル上の勾配コイル誘起の渦電流電力密度を計算した。図に示された結果は、ｘ及びｙ勾配については３．３倍、ｚ勾配については３．９倍の吸収電力の予測される減少、ならびに４２．１倍の予測されるピーク電力減少を示した。

新しいＲＦスクリーンの熱プローブ測定は、パネルが、最大システム性能（Ｇｒｍｓ＝３１．２５ｍＴ／ｍ、ｆｒｅｑ＝１．６ｋＨｚ＋２×１６ｋＷのＲＦ電力に対して６０℃未満で定常状態）のための温度要件内に十分に留まることを確認する。

本発明の別の実施形態として、ラミネートキャパシタの市松模様のネットワークをヘッドコイル、後方コイル、前方コイルのような他のＲＦコイルのスクリーンに適用することも可能である。更に、市松模様パターンは、スクリーニングを必要とする他の高感度のサブシステムに適用することができる。

本発明の主な用途は以下の通りである：
ＲＦスクリーンにおける勾配磁場誘起の渦電流が減少する。
従って、ＲＦスクリーンの勾配磁場誘起の発熱が低減し、従って内側ボア加熱が低下する。
渦電流による磁場誤差が減少し、ＥＰＩゴーストのような異常が減少する。
その結果、内側ボア加熱は印加される勾配電力を制限しうるので、本発明はより強い勾配磁場の印加とより短いスイッチング時間の可能性を拡大する。
この概念は、追加の集中キャパシタやそれに伴うコスト増、信頼性の低下なしに目的を達成する。
スクリーンの均一で対称的なレイアウトにより、そのインプリメンテーションは、低勾配感度のＲＦスクリーニングを必要とする他の幅広い用途として、ほとんどのボディコイル設計に広く適用できる。

Claims (7)

1. 軸方向のラングと円周方向のリングとを有する導電体のレイアウトを有する高周波（ＲＦ）コイルであって、前記ラングの少なくとも１つが、Ｔ字形コネクタによって前記リングの少なくとも１つと結合され、前記Ｔ字形コネクタが、前記リングと前記ラングとの間の分散容量結合を有し、前記ラング及び前記リングは、重なり合う軸方向及び円周方向の導電セグメントの組を有し、重なり合う前記導電セグメントは、前記Ｔ字形導電体を形成し、互いにガルバニック絶縁され、前記分散容量結合は、前記導電セグメントの組の重なり合う領域によって形成される、ＲＦコイル。
2. 前記軸方向の導電セグメントの組及び前記円周方向の導電セグメントの組は、それぞれ、軸方向及び円周方向に方向付けられた複数の細長い導電体を有する、請求項１に記載のＲＦコイル。
3. 前記Ｔ字形コネクタがプリント回路基板を有し、前記軸方向及び前記円周方向の導電セグメントが前記プリント回路基板の対向する表面に配置される、請求項１に記載のＲＦコイル。
4. 前記軸方向及び前記円周方向の導電セグメントはそれぞれ、円周方向及び軸方向に方向付けられ及びスリットを入れられた個々の平坦な細長い導電体ストリップの組である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
5. 前記軸方向及び前記円周方向の導電セグメントの組は、前記リング及び前記ラングと一体であり、それぞれＴ字型コネクタを形成する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
6. 複数の円周方向のリング及び複数の軸方向のラングを有し、前記ラング及び前記リングの対は、重なり合う前記軸方向及び前記円周方向の導電セグメントのそれぞれの組を有し、前記重なり合う導電セグメントは、前記対のリング及びラングを結合するＴ字形導電体を形成し、互いにガルバニック絶縁されており、前記分散容量結合は、前記導電セグメントの組の重なり合う領域によって形成される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
7. 導電層の２つの同心円筒状チューブを有し、２つの前記チューブの間には誘電体が介在し、一方の導電層は、２又はそれより多くの長手方向ストリップの組に分割され、他方の導電層は、２又はそれより多くの円周方向フープの組に分割され、前記長手方向ストリップと前記円周方向フープの組が交差してオーバラップする領域を形成する、高周波シールド。

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