JP3779384B2 - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像装置に関し、特に、複合コイル技術、分光学、相整列コイル、他の医療診断目的のための撮像、等々に適用される、無線周波数コイルを用いた磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気共鳴撮像システムは、自由空間または電磁石の空洞部に、強力で、均一の静的磁界Ｂ0 を生成する。この主電磁界は、空洞部における対象物の撮像のために核回転システムを分極化する。極性を与えられた対象物は、主磁界の方向中に一時的で磁気的に可視可能なベクトルを保つ。超伝導主磁界装置において環状の磁石は、シリンダ状の空洞の径線またはＺ軸に沿った静的磁界Ｂ0 を生成する。
【０００３】
磁気共鳴の生成のため、極性化回転システムは、Ｚ軸に対し垂直の無線周波数磁界Ｂ1 の供給により励起される。典型的に、無線周波数磁界を生成するための無線周波数コイルは、試料または患者の周囲の空洞内部に実装される。送信モードにおいて、無線周波数コイルは、双極子の磁化方向をＺ軸から離すパルスが印加される。Ｚ軸の周りでの磁化緩和過程おいて、受信モードの無線周波数コイルにより受信され磁気共鳴信号を生成する。
【０００４】
撮像のため、傾斜磁界コイルには、サンプルの磁化を特別にエンコードするためパルスが印加される。典型的に、傾斜磁界パルスはＺ方向において位置を指し示す傾斜パルスを含み、しかしながらＸ、Ｙにおいて磁気的なリニアリティに変化し、そしてＺ方向は、Ｇx,Ｇy,Ｇz,のそれぞれを一般的に示す。傾斜磁界は、磁石の空洞部の内側に設置された傾斜コイル、およびその外側に設置された無線周波コイルにより一般的に生成される。
【０００５】
胴部の撮像を行う場合、伝統的に、送信および受信において全身無線周波コイルが用いられる。具体的には、頭、首、肩、または先端部の撮像を行う場合、全身無線周波コイルが形態Ｂ1 の励起磁界を生成する伝搬モードでしばしば用いられ、そしてローカルコイルは受信モードで用いられる。撮像領域を取り囲み設置されたローカルコイルは、信号対ノイズ比率および解像度を改善する。本手順において、ローカルコイルが伝搬および受信のために用いられる。ローカルコイルの一の欠点は比較的小さい傾向にある。全身コイルは、典型的には脊柱等、領域が引き伸ばされて用いられる。拡張領域の撮像のためにコイル表面を適合させる技術が、ロイマー（Roemer）による米国特許Ｎｏ．４，８２５，１６２中に図示されており、このコイル表面の一連は相整列に構築されて巻かれる。
【０００６】
他の無線コイルは、”鳥篭”コイルとして知られるマルチ型コイルを含む設計である。例えば、ハイス（Hayes）の米国特許Ｎｏ．４，６９２，７０５を参照されたい。典型的に、鳥篭コイルは、複数の筋関節または辺により橋状にブリッジされた一対のリング終端を有する。主モードにおいて、リングおよび辺中の電流は、結果的に、コイルの軸に沿い均一性が改良される。コイル軸に垂直な軸に沿う均一性は、コイル中の辺数の増加でかなりの範囲を改善できる。典型的に、対称形の鳥篭コイルは、８辺対称を有する。このＮ辺（但し、Ｎは整数）を有する対称形の鳥篭コイルは、Ｎ／２モード対を示す。初めの（Ｎ／２）−１モード対は縮退であり、一方、残りのモード対は非縮退である。
【０００７】
この８辺対称鳥篭コイルの第１位のモードは、相互に直角な２つのリニアモードを有する。これら２つの直交モードすなわち直角位相モードによる信号は、結合時に、４０％程度の信号対ノイズ増加を生じる。最も単純な駆動電流パターンあるいは持続的波形は、固有値の縮退関数の重ねにより定義される。Ｎメッシュ駆動のローパス鳥篭は最低の否ゼロ周波数であり、ｎ番目メッシュにおける電流はｓｉｎ（２πｎ／Ｎ＋φ）により得る。位相角度φは、無線周波数磁界の結果Ｂ1 の極性平面を決定し、駆動電圧の適当な適用により連続的な変動が可能である。鳥篭コイルの２リニアモードの配列および独立性は、実例の形状に適用可能である。これは、サンプルが２リニアモード間のモード配列および独立性の支配をすることとなる。
【０００８】
鳥篭コイルは、他の電磁界コイルと同様に、相互に位置調整された時、相互誘導結合となる。コイルが相互に接近時、相互誘導結合は、”臨界重複”に至るまで増加傾向となる。臨界重複で、相互インダクタンスは最小に低下する。コイルが臨界重複から完全一致方向へ移動する時、相互誘導結合は再び増加する。参照、「頭および首の同期ＭＲＩのための最小化鳥篭共鳴器」、リュースラー、ＳＭＲＭ、第１２回年会合、抜粋本、ページ１３４９（１９９３）。
【０００９】
複合コイル鳥篭案において、２つの鳥篭コイルが最小相互インダクタンスの位置に重複される。対称コイルが頭の撮像に用いられ、対称コイルが首の撮像に用いられた。容量素子は、不同一長の辺区分の必要な位相シフトを提供するために付加される。コイルは、最大の対称性と機械的位置固定のために硬直したフレーム中に組込まれる。コイルは、中性化容量の付加と同様に臨界重複により相互に絶縁される。例えば、１９９８．６．１１月にティモシー Ｒ．Ｆｏｘへ発行さ れた米国特許Ｎｏ．４，７６９，６０５参照。
【００１０】
非対称コイル案の構築は相当に複雑であり時間浪費である。最大コイル遂行を維持することを求められた鳥篭コイルにおいて、一方の区分を他方の区分から位相シフトする。２つの鳥篭コイル間の臨界重複は、所定の広がりのコイル間に相互結合を生じる。２つの鳥篭コイルへの異なるコイルサンプルの導入はリニアモードの配列を交代させ、コイルのそれぞれのモードの分離は交換する。この交換は、回転し、対称とコイル間の相互結合を結果として生じる。コイル間の相互結合の拡大は、コイル間のノイズ相関性の拡大化となり、その結果信号対ノイズ化比率結合を低下させる。このコイル案の電気的拡大化は非常に複雑である。チューニング、マッチング、独立処理は、反復的であり時間浪費である。さらに特筆的には、鳥篭コイルの２つのモードの同調、一致、そしてコイル上のそれぞれの結合位置の一直線化、相互および首部コイルの２つのリニアモードからの独立が必要である。この複雑で相互作用のチューニング、マッチング、そして独立処理は大量生産で容易に得ることはできない。
【００１１】
「頭および首の図形化のための新規な２チャンネルボリュームアレイ案」リュコースキー等、ＳＭＲ第２回年会合、抜粋本、ｐｐ．２１６（１９９４）、２つの体積測定のヘルムホルツコイル配列、２つのヘルムホルツコイルのＢ1 磁界はお互いに対向角であり直角である。
２つの４重に結合された出力、鳥篭コイルからの１およびヘルムホルツコイルからの１は、システムの２チャンネルにインターフェースされる。２つのヘルムホルツコイルのこれらのＢ1 フィールドが直交する様に方向を合わせ、カップリングが縮小されこれらの間のノイズ相関性が最小に保持される。
【００１２】
「頭および首血管のＭＲＩ用コイルアレイ」スリニバサン他、ＳＭＲ第２回年度会議、抜粋本、ｐｐ．１１０７（１９９４）および米国特許出願シリアルＮｏ．０８／３４３，６３５に分野の関連する出願中特許、ファイル番号２２、１９９４は、鳥篭コイルおよび四重コイル対体のコンビネーションを開示する。記載したコイル案において、コイルは選択した相互に適応性の独立するモードで相違する電流構築を維持する。このコイルは、鳥篭コイルと四重体コイル対とにより構成される。四重体コイル対は、少なくとも分布型の２つの表面コイルで構成され、常時相互を重視した選択モードの適応性を維持する。鳥篭コイルは８辺対称を保持し、ところが、表面コイルは２辺対称を維持する。本案のコイル間にわずかなオーバーラップが得られた後、１回のみのチューニングの反復が磁気共鳴周波数へ全コイルを再チューニングに求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら２つのコイル体が四重ヘッドコイルでオーバーラップされた時、上に論じたと同様の困難さを複合鳥篭コイルの結合において経験した。異なるサンプルの幾何学が導入された時、個々のヘルムホルツコイル体およびヘッドコイル間の独立が変化し、独立の変化を起こし、結果的に全コイル間のノイズ相関性を増加させそして信号対ノイズ比率を低位に結合させる。コイルの生産適合性は、複雑であり時間浪費である。
【００１４】
コイル相互作用の問題は、幾何学的に相違する２以上のコイル体を用いることにおいて一般的に存在する。これらコイル案の電気的高効率性はしばしば複雑化および反復化され、それゆえ時間浪費となる。コイル対コイル独立の変更案へ相違する幾何学的サンプルの導入は、一の患者から他の患者へのコイル間の相違するノイズ相関性を結果的に生じる。
【００１５】
本発明は、上に記述の問題点等を制圧する新規で改良された磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明の磁気共鳴による撮像装置は、検査領域を通過する一時的に一定で、均一の磁界を励起するマグネット（１０）と、少なくとも１つの無線周波数コイル（４０）を含む磁気共鳴による撮像装置である。
無線周波数コイルは、（１）それらの中へ配置された双極子の共鳴を引き起こしそして取り扱うため、試験領域中への無線周波数信号の伝達と、（２）試験領域中で共鳴した双極子からの無線周波数信号の受信の、少なくとも１つを遂行する。
無線周波数コイルは、第１のコイルアッセンブリ（４２）と、連続して設置されそして部分的に共通オーバーラップ領域中で第１のコイルアッセンブリ体（４２）をオーバーラップしている第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）と、位置調整して搭載されそして第２のコイルアッセンブリと接続された第１の電気回路（９６ａ）と、第１の電気回路を通過して広がり、そして第１のコイルアッセンブリ（４２）へ接続し、第２のコイルアッセンブリから第１のコイルアッセンブリの反対側の領域へ接続する第１の同軸ケーブル（９８ａ）と、第１の同軸ケーブルに沿うカップリングから第１および第２コイルアッセンブリを禁ずるために第１の同軸ケーブル（９８ａ）と接続された第１のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ａ）と、を有することを特徴としている。
【００１７】
また、上記の第２のコイルアッセンブリは、第１の同軸ケーブル（９８ａ）および第２コイル（４４ｂ）と接続された第１のコイル（４４ａ）を含み、無線周波数コイルは、位置調整されそして第２のコイル（４４ｂ）と接続された第２の電気回路と、第２のコイル（４４ｂ）を通過し第１のコイルアッセンブリ（４２）さらに反対側へ接続し拡張する第２の同軸ケーブル（９８ｂ）と、第２の同軸ケーブルに沿うカップリングから第２のコイル（４４ｂ）および第１のコイルアッセンブリ（４２）を禁止するため、第２の同軸ケーブル（９８ｂ）と接続された第２のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ｂ）と、をさらに含むとよい。
【００１８】
さらに、コイル対コイルデカップリング回路（１０４ｂ）は、オーバーラップ領域との共通平面内に実質的に設置されるとよい。
【００１９】
なお、第１のコイルアッセンブリ（４２）は、鳥篭型コイル（４２）および鳥篭型コイル（４２）を位置調整し第２のコイル（４２）から反対側を位置調整し設定したガードリング（１０６）をさらに含む装置と、ガードリング（１０６）および鳥篭型コイルからガードリング（１０６）の反対側上に設置されたコイル対コイルデカップリング回路（１０４ａ）と、電気的に接続された第１および第２の同軸ケーブルのシーツと、をさらに含むとよい。
【００２０】
また、第２のコイル（４４ｂ）、第１のコイルアッセンブリ（４２）の下位部、第２の電気回路（９６ｂ）、および第２のデカップリング回路（１０４ｂ）を保持する下位ハウジング部分、第１のコイル（４４ａ）、第１のコイルアッセンブリ（４２）の上位部、第１の電気回路（９６ａ）、および第１のデカップリング回路（１０４ａ）、選択的機械的に結合可能であり単位コイル構造を供給し、および患者への接近を容易とするデカップリング可能な上位および下位ハウジング部分、および第１のコイルアッセンブリ（４２）の上方および下方部の内部接続のための電気接続（８６）、をさらに含むとよい。
【００２１】
さらに、第１および第２のデカップリング回路がそれぞれ、スプール状の構築部（１３２）を有するケース（１３０ａ、１３０ｂ）と、このケースは同軸ケーブルの受領と同軸ケーブルの経線に対する移動をロックするための第１および第２の同軸ケーブル受領ガイドを有し、同軸ケーブルはインダクタンスを形成するためにスプール（１３２）の周りをラップされそしてチューニング調整が可能な少なくとも１の容量と内部接続されており、ケースのコーティングおよびシールディングのための電気的に導通性を有する層、をさらに含むとよい。
【００２２】
本発明は、頭および首検査領域を通過する一時的に一定で均一の磁界が励起される磁気共鳴撮像であり、電磁界領域は試験領域を交差して適用され、無線周波数信号は双極子の磁気共鳴を誘起し処理するために試験領域内へ伝達され、無線周波数信号は双極子の共鳴から頭領域を取り囲む第１のコイルアッセンブリ（４２）と首領域を取り囲む第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）を有する無線周波数コイルアッセンブリで受領され、受領された無線周波数信号は再現像へ処理される。
本発明はさらに頭および首領域の少なくとも１つの体積的画像の再構成を生成するため第１および第２コイルアッセンブリと一致する頭および首領域の少なくとも１つの双極子共鳴からの磁気共鳴信号の受信により構成されることを特徴としている。
【００２３】
また、上記の第１のコイルアッセンブリ（４２）および首領域のみを撮像する第２のコイルアッセンブリ単独操作、第２コイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）のデカップリングおよび頭領域のみを撮像する第１のコイルアッセンブリ単独操作、首および頭領域を同時撮像する第１および第２アッセンブリ（４２、４４ａ、４４ｂ）の同時処理、をさらに有するとよい。
【００２４】
さらに、第１のコイルおよび第２のコイルが分離された第１のコイルアッセンブリ（４２）および第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）のチューニング、第１および第２のコイルアッセンブリ（４２、４４ａ、４４ｂ）のオーバラッピングおよび第１および第２のコイルアッセンブリが一緒にオーバラップされた状態での固定、第１および第２のコイルアッセンブリの一度のリターン、第１および第２のコイルアッセンブリ中の患者の頭および首の電磁共鳴の励起ステップの準備のための位置決め、をさらに有するとよい。
【００２５】
なお、少なくとも１つの同軸ケーブル（９８ａ、９８ｂ）が第１のコイルアッセンブリ（４２）に沿い第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）から拡張しそして周波数の調整が可能な無線周波数デカップリング回路（１０４ａ、１０４ｂ）を有し、方法はカップリングから第１および第２のコイルアッセンブリを阻止すべく受領した磁気共鳴周波数の一致のためさらにデカップリング回路（１０４ａ、１０４ｂ）の周波数の調整を有するとよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による磁気共鳴撮像装置の実施の形態を詳細に説明する。図１を参照すると本発明の磁気共鳴撮像装置の一実施形態が示されている。本実施形態は、特に、頭および首の磁気共鳴像のために頂上分割され、挿入可能な無線周波数コイルを用いた磁気共鳴撮像装置に関するものである。
【００２７】
図１において、複数の主磁界コイル１０は、空洞１２の中心の直径またはＺ軸に沿い整列し極性が一定の電磁界Ｂ0 を励起する。前方の超電導体、主電磁コイルはフォーマ１４により保持され、螺旋ヘリウム皿または缶１６により受領される。皿はヘリウムで満たされ、主磁界コイルが超電導温度に維持される。缶１６は真空デューワ２０中に保持されたシールドコイル１８の連続により囲まれる。勿論、環状の対向的磁石、Ｃマグネット、および同類は考慮される。
【００２８】
全ボディー傾斜コイルアッセンブリ３０は、傾斜電磁界Ｇx,Ｇy,Ｇz,を発生する空洞１２に沿って実装されたＸ，ＹおよびＺコイルを含んでいる。好適には、傾斜コイルアッセンブリは自己シールドされた傾斜コイルであり、この傾斜コイルは電気フォーマ中に詰め込んだ第１位のｘ，ｙ、およびｚコイルアッセンブリ３２を含み、そして真空デューワ２０のシリンダを限定する空洞に保持された第２位のｘ，ｙ、およびｚコイルアッセンブリを含む。全ボディ無線周波コイル３６は、傾斜コイルアッセンブリ３０の内側に実装される。全ボディ無線周波シールド３８、例えば銅網は、全ボディＲＦコイル３６および傾斜コイルアッセンブリ３０間に実装される。
【００２９】
挿入可能な無線周波コイル４０は、磁石１０の同心周囲を限定した試験領域中の空洞中に可動状態に実装される。図１の具体例において、挿入可能な無線周波コイルは、患者の頭および首の一方または両者の撮像のための頭および首コイルである。
【００３０】
操作者は、可視表示器、ビデオモニタ５２等を含むステーション５０に対面しそして操作し、操作者はキーボード５４、マウス５６、トラックボール、ライトペン等を含む手段へ入力する。コンピュータ制御および再構築モジュール５８は、操作者が予めシーケンス制御メモリに蓄積されプログラムされた磁気共鳴シーケンスの複数の中から、選択を可能にするためのハードウェアおよびソフトウェアを含む。
【００３１】
シーケンス制御部６０は、選択された傾斜シーケンスと、全ボディの選択された位置を引き起こし、そして選択されたシーケンスへの適当な時間にＢ1 無線周波パルスを生成する挿入可能な無線周波コイルとの一方を選択させるトランスミッタ６４との間の適当な時間に、傾斜磁界Ｇx,Ｇy,およびＧz の生成を励起するため、傾斜コイルアッセンブリ３０と接続された傾斜増幅器６２を制御する。
【００３２】
コイル４０により受信した共鳴信号はディジタル受信器６６により復調されデータメモリ６８へ蓄積される。データメモリからのデータは再構成部またはアレイプロセッサ７０により、像メモリ７２中に蓄積された体積測定画像再構成部で再構成される。画像は、頭および首の結合像が求められた時、鳥篭およびクワドュルチャコイル(quadrature coil 上下に配した略矩形のコイル）の信号から再構成される。交互に、頭および首コイルからの信号を、分離像に作成する分離的な再構成が可能である。再構成プロセッサおよび固定されたサイズ、例えば、１０２４×１０２４×１０２４を有する画像メモリにより、撮像量が小さい時に得られた結果の解像度は高いことが知れる。操作者の操作の下のビデオプロセッサ７４は、体積測定再構成画像の選択された部位においてスライス像、投影像、またはビデオモニタ５２に表示のための、周知の技術で画像へ変換する。
【００３３】
引き続き図１とさらに図２および３との関連において、挿入可能な無線周波数コイル４０は、鳥篭コイル４２と、上方あるいは前方コイル４４ａおよび下方または後方コイル４４ｂを含むクワドュルチャコイル対４４とを含む。患者の頭は鳥篭コイル内に受領され、前方コイル４４ａは患者の肩の上方の患者のあごに至る周囲を覆い、そして後方コイル４４ｂは患者の肩の下方側そして患者の後ろ側に至る周囲を覆う。コイルの各々は２つのリニアモード、むしろ直交モードのための出力を持つ。鳥篭コイルおよびクワドュルチャコイル対中のコイルは、ローパス、ハイパス、バンドパス、またはバンドストップ形状、で作動する様に適当な部署へ付加された容量あるいは誘導要素を有する。
【００３４】
スピリットトップ具体例において、鳥篭コイルの上方の半分および後方コイルは、最初のまたは可動ハウジング位置８０へ収容される。患者における閉所恐怖症を減少させるため、上方収容部は、鳥篭コイルの辺部間に窓８２を有する。上方ハウジング部位は、患者保持部を載せる、下方ハウジング部位８４上に可動的に受領される。上方および下方ハウジング部は、機械的ピンまたは（不図示の）コネクタにより連結される。電気的コネクタ８６、ピン、コンタクト、容量的結合器、等々の、これらは機械的ピンまたはコネクタアッセンブリ、鳥篭コイル４２の電気的内部結合端リング８８ａ、８８ｂと同様である。好ましくは、機械的ラッチ９０は、挿入可能コイル一体アッセンブリの第１のおよび第２の部位を保持する。結合タブまたは他の内部結合部（不図示）は、挿入可能コイル、および磁気共鳴システムで頭部コイルアッセンブリの正確な配列を保証するための患者保持部と連結される。
【００３５】
電気的プラグまたはソケット９２は、患者保持部の機械的ソケットまたはプラグアレンジメントとの内部結合のために、挿入可能コイルの後方端と位置調整設定がされる。処置と利用を容易にするため、患者保持部の下部が提供され、組み込みケーブルのアッセンブリの取り扱いを容易とする。図示しないが、パッドは、コイル中におけるスキャニング中の患者の固定と患者の安静を助けるために与えられることが解る。
【００３６】
上方および下方コイル部は、前方が銅箔コイル、例えばファイバ強化プラスチックを含み保持され形成される。コイルフォーマは、硬直化のためと、そしてコイルの形状と構築状態を維持するために、ハウジングの内部の部位へ固定される。最初に、頭部コイルフォーマは、ハウジングへ固定される。製造および初期調整の間に、首部コイルフォーマおよび首部コイル伝達４４は、頭部コイルとの相互インダクタンスが最少に達する地点までシフトされる。この地点で、首部コイルフォーマは頭部コイルフォーマと固定され、首部と頭部コイルの位置関係が確定される。ハウジングの内部は、調査の下に解剖学に適合するように輪郭が描かれる。ハウジングの外部は内部および電気的アッセンブリをカバーし、コイル構築の機械的な強度を促進する。ハウジングの内部と外部との間に、コイル構築と硬直させるために骨格が供給される。
【００３７】
図３および図４のＡおよびＢにおいて、鳥篭コイルが頭部に位置する。他の首部コイル４４ａは、フレキシブルＰＣ基板９４ａ上にエッチングされ、それらはそれぞれコイルフォーマ上に搭載される。コイルフォーマおよびＰＣ基板は、鳥篭コイルとオーバーラップしてセットされた後に、ハウジング８０の上部に固定される。ＰＣ基板にはマッチングおよび電気的デカップリング部、前置増幅器保護回路、前置増幅器、同軸ケーブル保持アッセンブリを含む電気的アッセンブリ９６ａが搭載される。後方首部コイルは調整され、そして鳥篭コイル４２にオーバーラップさせる前に磁気共鳴周波数と一致される。５０Ω同軸ケーブル９８ＡはＳ形状または拡張領域１００ａを通過し、保持ブリッジ１０２ａ上に載せられる。
【００３８】
保持ブリッジは、後方首側部で始まりそして鳥篭頭部コイルの中心平面に沿って拡張し、デカップリング回路１０４ａへ接続される。デカップリング回路は鳥篭コイルのガードリング１０６越えたまたは後尾に位置される。後方の再構成回路１０４ａを通過した同軸ケーブルのシールドは、ガードリングへ接合される。図５の図示によれば、後方の同軸ケーブルは、ガードリングをコイルアッセンブリの底部へ内部接続またはボード出力１０８およびプラグまたはソケット９２へ導く。
【００３９】
特に図６のＡに関連し、後方首コイル４４ｂは回路基板９４上にエッチングされ、それぞれのフォーマへ留められる。フォーマは位置調整され、下方のハウジング部位８４に積重ねて固定する。電気回路９６ｂは後方コイル回路基板９４ｂ上に実装される。回路はマッチングおよびデカップリング回路、前段増幅器保護回路、及び前段増幅器を同様に含む。同軸ケーブル９８ｂは、後方回路９６ｂからＳ型拡張領域１００ｂを通過し、ブリッジ１０２ｂ上の鳥篭頭コイルの中央平面に沿い、鳥篭頭コイル４２と後方首コイル４４ｂとの成すオーバラップ部分の平面に配置された後方デカップリング回路１０４ｂへ拡張する。同軸ケーブル９８ｂは、デカップリング回路から内部結合基板１０８へさらに拡張する。後方同軸ケーブルのシールドは、ガードリング１０６と再度結合され、これはそれらを相互により近づける。
【００４０】
図７に関連し、首および鳥篭コイルはそれぞれ調子を合わせられ（１１０、１１２）、Ｂ1 磁界の方位が調整される（１１４、１１６）。調子の合わせられたコイルは選択された量、例えば、最小相互インダクタンスとなる位置へ、オーバーラップされる（１１８）。Ｓ型のケーブルの拡張領域１００ａ、１００ｂは、鳥篭コイルに関連する回路基板９４ａ、９４ｂの準備された位置決めを容易とする。一旦、選択位置へオーバーラップすると、コイルは相互に一致される（１２０）。鳥篭コイルおよび首コイルは、磁気共鳴周波数に対し単数反復で再度チューニングされる（１２２、１２４）。最も多い場合において、鳥篭コイルは戻しを必要とし、首コイルを小さくまたは無くすことを必要とする。戻しの程度は、主に鳥篭コイル４２への同軸ケーブル９８ａおよび９８ｂの近接に依存する。最も高い場合には、首コイル周波数は同一に留まる。何故ならば、ただ一度の反復は選択したオーバーラップを得た後の磁気共鳴周波数と同様に全てのコイルを戻させることが必要とされ、生産中の最小化のために必要なステップの数が縮小される。
【００４１】
図８のＡ、Ｂ、Ｃとの関係において、前方及び後方デカップリング回路１０４ａおよび１０４ｂは、トップカバー１３０ａおよびボトムカバー１３０ｂを有するハウジング含み、これらの中には円形スプール１３２が保持されている。同軸ケーブルは、第１の固定器またはガイド１３４ａ、スプールの周りを通過し、そして第２の固定器またはガイド１３４ｂにより出力される。取付けられそして可変の容量は、磁気共鳴周波数へデカップリング回路を合わせチューニングするため、同軸ケーブルの巻回を交差して半田付けされる。トップおよびボトムカバーが閉じられた時、固定器が同軸ケーブルを十分強固に把持し、ハウジングの内部または外部へのスライディングに対してロックされる。固定器は、デカップリング回路内のエレクトロニクスに対し伝達による何れの力を減ずることがないばかりか、スプールの周りの巻の堅さの変化によるインダクタンスの変化に対し保護を行う。
【００４２】
デカップリング回路ハウジングが閉じられた後、銅箔１３６のシートはハウジングおよび固定器の周囲へ巻かれる。一旦デカップリング回路が位置決めされると、銅箔１３６はトリミング容量へ接近すべく小ホール１３８を貫通され、デカップリング回路は磁気共鳴周波数へ同調される。満足な同調の後、トリミング容量へ開きつつの接近は程よく覆われた箔となる。箔のカバーリングは、デカップリング回路の十分な作用のため、デカップリングタンク回路（図８Ｃ）を絶縁する無線周波数シールドとして機能する。
【００４３】
磁気共鳴周波数へのデカップリング回路のチューニングは、２つの重要な機能を提供する。第１の機能は、ＲＦトランスミット間の同軸ケーブルのシールド中を流れる電流に対する高インピーダンス（Ｚ）の提供である。これは、空洞磁石内側の閉鎖ループの形成を防止する。各デカップリング回路の第２の機能は、わずかに相違する。後方首コイルは、磁気共鳴周波数へ同調した第２のモードを有する。後方デカップリング回路は、後方首コイルへ広がったシールド中の電流から、鳥篭コイルへ同軸ケーブルのシールドがさらされた領域中の電流を、隔離する。
【００４４】
前方の首コイル上の同軸ケーブル９８ａのため、中央の平面は対称の平面である。それは、中央の平面が実質上のグランドだからである。前方の首コイルは、第１に、磁気共鳴周波数へ一致した第１のモードを有する。前方の同軸ケーブルは、前方の首コイルに対し極く薄い。それゆえ、同軸ケーブルが鳥篭コイル４２を交差して導かれた場合、ケーブルは事実上のグランド平面に対しより長くなり、電流はそのシール中で減じられる。これらの環状電流は、前方デカップリング回路１０４ａにより十分に減じられる。再び、前方のデカップリング回路は、鳥篭コイルのガードリング１０６の前である。これは、短絡接続を通過するガードリングへされた伝達から前方同軸ケーブルのシールド上の誘導ＲＦ電流を止める。ガードリングは、渦巻電流を階級的減殺で減少させるため、小さめの容量（不図示）により解消される。デカップリング回路は、ＲＦトランスミット間のボディコイル３６、挿入可能コイル４０中の個々のコイルとの相互作用を最少化し、同軸ケーブルの直線部分のシールから何れの照射をも減ずるためシールドされる。
【００４５】
デカップリング回路は、付加的に漏洩無線周波数信号の伝達の障壁の提供のためにも従事される。もし、デカップリング回路を完全に除去すると、同軸ケーブルはシールド中に電流を生じるであろう。また、アレイ中のコイル間の相互作用は最少となる。さらに、２つのコイルはシールドを通過して相互に漏話し、コイル間のノイズの低位の伝達を生じる。デカップリング回路の提供は、図示した様に、数パーセント以内の相違作用モードでのコイルの信号対ノイズ比率を維持する。この信号対ノイズ比率および図示した挿入可能コイルの均一化は、首コイルを除くクワドュルチャ頭コイルのそれと類似する。後方首コイルの信号対ノイズ比率は、子宮頸管−胸−腰アレイコイル中のＣスピンエレメントのそれと類似する。とはいえ、首コイルの到達範囲は、本案中でより大きい。
【００４６】
コイルは、（１）頭および首、（２）頭のみ、そして（３）首のみの３つのモードを有する。下記の表１を参照し、頭および首モードにおいて、鳥篭コイルおよび首コイルは、大動脈アーチ門から頭の頂点への撮像に対し一緒に作用される。頭および首モードにおける信号対ノイズ比率は、Ｂ1と同種であり、高い。この頭および首撮像モードは、単純撮像中の脳中のウィリーの環を越える大動脈アーチから血流の様に測定およびモニタされることを可能とする。この信号対ノイズ高比率および測定範囲の規格化は、頭コイルのみまたは首コイルのみの何れでも撮像が困難である、頭蓋骨基部腫瘍の撮像において重要である。首コイル４４は、頭のみのモード間にデカップリングされ、そして頭コイル４２は首のみのモードの間にデカップリングされる。
【００４７】
表１；
動作モード ＣＨ１ ＣＨ２ ＣＨ３ ＣＨ４
頭のみ ＯＮ ＯＮ ＯＦＦ ＯＦＦ
首のみ ＯＦＦ ＯＦＦ ＯＮ ＯＮ
頭／首 ＯＮ ０Ｎ ＯＮ ＯＮ
【００４８】
コイル４２、４４は、身体移送の間に活動的にデカップリングされる。コイルは、インターフェースを介して磁気共鳴システムと連結され、このインターフェースは米国特許出願中のシリアルＮｏ．０８／２８６，７８０、ファイル化８月５、１９９４中に示している。送信／受信インターフェース回路中の個々のチャンネル装置ドライバは、挿入可能な無線周波数コイル４０のための３つの作用モード、すなわち、頭のみ、首のみ、および頭および首モード、において、電圧の異なるセットを供給すべくプログラムされる。頭モードにおいて、首コイルは活動的にデカップリングされ、頭コイルのみが磁気共鳴周波数で共鳴する。同様に、首モードにおいて、頭コイルはアクティブにデカップリングされ、首コイルのみが磁気共鳴周波数で共鳴する。頭および首モードにおいて、挿入可能無線周波数コイル４０中の全てのコイルは、ラーモア周波数で共鳴し、そして磁気共鳴信号を受信する。
【００４９】
種々のリニアまたはクワドュルチャ表面コイルが鳥篭コイルとオーバーラップされて真価が解る。この表面コイルは、目的の表面と関係領域との一致の調整において好適な形状とされる。好適な具体例の電気的回路９６ａ、９６ｂは、前段増幅器並びに前方首コイルのための出力および前段増幅器並びに後方首コイルのための出力を含む。鳥篭コイル出力回路９６ｃは、クワドュルチャコイル出力に９０°位相を与えるため、鳥篭コイルへ接続された２つの前段増幅器を含んでいる。具体例の図示中のこれら４つの前段増幅された信号は、４つの共鳴信号を復調する無線周波数受信器６６へ移送される。交互的に、クワドュルチャコイルの共鳴信号は、９０°のシフトがされ、復調の後に挿入可能コイルと結合される。他の交互変換で、信号は表面コイルでディジタル化され、そしてディジタル信号を受信器へ送る。
【００５０】
好適な具体例の上述において、鳥篭コイルは８辺対称を、首コイルは２辺対称を有する。しかしながら、他の対称も考慮される。図９の具体例において、鳥篭コイル１４０は、脳を覆う統一した領域を提供するため再度利用される。ループ型首コイルの対１４２ａ、１４２ｂは、患者の上方へ位置される。分配型後方首コイル１４４は、患者の下に位置される。このコイルコンビネーションは、ヘッドオンリーモードで可動でき、ネックオンリーモード、後方ネックオンリーモード、他の前方ネックおよびアーチオンリーモード、左または右内部ネックオンリーモード、ネックおよびヘッド結合モード、あるいは上の混合である。
【００５１】
図１０との関連において、クワドュルチャコイル出力の組の鳥篭コイル１５０は、均一の頭領域を提供する。２つのループ型コイル１５２ａ、１５２ｂは、前方首およびアーチ領域を提供する。ヘルムホルツおよびループ型コイル１５４ａ、１５４ｂは、統一した後方首領域を提供する。鳥篭、前方首コイル、そして後方首コイルは、上述の様な単純にまたは様々な結合での作用のために、受信器の１または２チャンネルで各々がインターフェースされる。他の改良された具体例は、８辺対称および２辺対称等の首コイルを持つ鳥篭コイルを含んでいる。鳥篭コイルは、環状筒状、楕円状筒状、または他の幾何学形状を有する。首コイルは、高信号対ノイズ比率および撮像域内を一様にすべく取付けられる。クワドュルチャ組のコイルは環状型、ヘルムホルツ型、８の字型、分布型あるいはそれらの組み合わせである。個々のコイルからの信号は、前方あるいは後のクワドュルチャコイルとの組合わせ、あるいは、前方あるいは後の前段増幅との組合せができる。
【００５２】
信号は、ディジタル的に後のデータ利得へ結合される。他の交互変換時、個々のコイルは、１またはそれ以上の選択された磁気共鳴周波数へチューニングされる。他の改良された実施例において、鳥篭体コイルは、何個かのクワドュルチャコイル組をカスケード方式で繋げて調査領域を拡張して、患者の体軸すべてをカバーできる。無線周波数電流の流れを禁止するため他の案のデカップリング回路および異なる数のデカップリング回路は利用される。挿入可能なコイルは、機械的分割パッケージ中に在ることを必要としない。例えば、このコイルは、コイル設計を適宜応用して、患者の頭および首または他の部位上をスライドさせて、患者全身に適合できる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の一の優位点は、患者の取扱を容易にそして効果的とすることである。本発明の他の優位点は、チューニング、マッチング、および絶縁モード調整が容易な点にあり、優位点はいくつかの処理モードにもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく挿入可能な頭および首コイルを有する電磁共鳴撮像システムのダイアグラム図である。
【図２】図１の頭および首コイルの透視図である。
【図３】図１の頭および首コイルの電気的ダイアグラムおよび側面図であり、前段増幅器の適用および分離結合回路図である。
【図４】前段増幅器、インターフェース、分離結合回路の周辺部のトップパネルを移動した図１の頭コイルの透視図であり、Ａは、前方首コイル領域の詳細、Ｂは、結合回路領域の詳細である。
【図５】図３のガードリングの十字断面であり実際の電気回路のダイアグラム図である。
【図６】下方のケーシングを外し内部接続および再結合周辺部の図１のヘッドコイルの斜視図であり、Ａは、後方首コイルの詳細であり再結合回路領域の図である。
【図７】好適な生産過程のフローチャート図である。
【図８】Ａは、先の図の再結合回路の一例の斜視図、Ｂは、カバーを外し内部の詳細を示すＡの再結合回路の斜視図、Ｃは、ＡおよびＢの再結合回路の等価回路図である。
【図９】本発明の交互具体化のダイアグラム図である。
【図１０】本発明の他の交互具体化のダイアグラム図である。
【符号の説明】
１０ 主磁界コイル
１２ 空洞
１４ フォーマ
１６ 螺旋ヘリウム皿または缶
１８ シールドコイル
２０ ヴァキュームディオー
２８ 真空デューワ
３０ 全ボディー傾斜コイルアッセンブリ
３２ 第１位のｘ，ｙ、およびｚコイルアッセンブリ
３６ 全ボディ無線周波（ＲＦ）コイル
３８ 全ボディ無線周波シールド
４０ 無線周波コイル
５０ ステーション
５４ キーボード
５６ マウス
５８ 再構築モジュール

Claims (6)

1. 検査領域を通過する一時的に一定で、均一の磁界を励起するマグネット（１０）と、少なくとも１つの無線周波数コイル（４０）を含む磁気共鳴による撮像装置 において、
   前記無線周波数コイルは、（壱）前記検査領域中に存在する双極子の共鳴を起こすために、前記検査領域中への無線周波数信号の送信と、（弐）前記検査領域中で共鳴した双極子からの無線周波数信号の受信のうち、前記（壱）と（弐）の少なくとも１つを遂行し、
   前記無線周波数コイルは、第１のコイルアッセンブリ（４２）と、
   第１のコイルアッセンブリ（４２）に連続して設置され、前記第１のコイルアッセンブリ（４２）と部分的に共通のオーバーラップ領域を有している第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）と、
   位置調整して搭載されそして前記第２のコイルアッセンブリと接続された第１の電気回路（９６ａ）と、
   前記第１の電気回路から伸延して、そして前記第１のコイルアッセンブリ（４２）に沿って、前記第２のコイルアッセンブリから前記第１のコイルアッセンブリの反対側の領域へ接続する第１の同軸ケーブル（９８ａ）と、
   前記第１の同軸ケーブルに沿うカップリングによる前記第１および第２のコイルアッセンブリのカップリングを禁ずるために、前記第１の同軸ケーブル（９８ａ）と接続された第１のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ａ）と、
   を有することを特徴とする磁気共鳴による撮像装置。
2. 前記第２のコイルアッセンブリは、前記第１の同軸ケーブル（９８ａ）および第２のコイル（４４ｂ）と接続された第１のコイル（４４ａ）を含み、前記無線周波数コイルは、
   位置調整されそして前記第２のコイル（４４ｂ）と接続された第２の電気回路（９６ｂ）と、
   前記第１のコイルアッセンブリ（４２）に沿って、前記第２のコイル（４４ｂ）から前記第１のコイルアッセンブリの反対側へ伸延する第２の同軸ケーブル（９８ｂ）と、
   前記第２の同軸ケーブルに沿うカップリングによる前記第２のコイル（４４ｂ）および前記第１のコイルアッセンブリ（４２）のカップリングを禁止するため、前記第２の同軸ケーブル（９８ｂ）と接続された第２のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ｂ）と、をさらに含む請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
3. 前記第２のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ｂ）は、前記オーバーラップ領域との共通平面に実質的に設置する請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置。
4. 前記第１のコイルアッセンブリ（４２）は、鳥篭型コイルであって、
   前記鳥篭型コイル（４２）を位置調整して前記第２のコイルアッセンブリ（４４ａ、４４ｂ）と反対側の前記鳥篭型コイルにガードリング（１０６）を配置して、
   前記ガードリング（１０６）の前記鳥篭型コイル側と反対側の位置に設置した前記第１のコイル対コイルデカップリング回路（１０４ａ）と、
   前記ガードリングと前記第１および第２の同軸ケーブルとを電気的に接続した請求項２または３に記載の磁気共鳴撮像装置。
5. 前記第２のコイル（４４ｂ）と、前記第１のコイルアッセンブリ（４２）の下位部と、前記第２の電気回路（９６ｂ）と、前記第２のデカップリング回路（１０４ｂ）とを保持する下位ハウジング部分（８４）と、
   前記第１のコイル（４４ａ）と、前記第１のコイルアッセンブリ（４２）の上位部と、前記第１の電気回路（９６ａ）と、前記第１のデカップリング回路（１０４ａ）とを保持する上位ハウジング部分（８０）と、
   を備え、
   コイル構造体を選択的機械的に接続可能であり、且つ患者への接近を容易にするために取外し可能な前記上位および下位ハウジング部分であり、
   前記第１のコイルアッセンブリ（４２）の上方および下方部の内部接続のための電気接続（８６）と、をさらに含む請求項２から４の何れか１項に記載の磁気共鳴撮像装置。
6. 前記第１および第２のデカップリング回路がそれぞれ、
   スプール状の構築部（１３２）を有するケース（１３０ａ、１３０ｂ）と、
   前記ケースは前記同軸ケーブルの受領と前記同軸ケーブルの経線に対する移動をロックするための第１および第２の同軸ケーブル受領ガイドとを有し、
   前記同軸ケーブルはインダクタンスを形成するために前記スプール状の構築部（１３２）の周りをラップされそしてチューニング調整が可能な少なくとも１の容量と内部接続されており、
   前記ケースのコーティングおよびシールディングのための電気的に導通性を有する層、
   をさらに含む請求項２から５の何れか１項に記載の磁気共鳴撮像装置。

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