JP4739915B2

JP4739915B2 - Ｒｆコイルアセンブリ

Info

Publication number: JP4739915B2
Application number: JP2005316187A
Authority: JP
Inventors: シャジャングナモニー
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: NL1032773A1; JP2007117558A; NL1032773C2; DE102006050989A1; US20070096738A1; US7605588B2

Description

本発明は、ＲＦコイルアセンブリ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｉｌａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、特に、ＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）装置用のフェーズドアレイ（ｐｈａｓｅｄａｒｒａｙ）方式のＲＦコイルアセンブリに関する。

パラレルイメージング（ｐａｒａｌｌｅｌｉｍａｇｉｎｇ）等を行うＭＲＩ装置では、対象からの磁気共鳴信号の受信は複数のＲＦコイルを用いて行われる。複数のＲＦコイルの受信信号は複数の受信器を通じてそれぞれ受信される。

複数のＲＦコイルはフェーズドアレイを構成する。フェーズドアレイでは、隣り合うＲＦコイル同士が相互に電磁結合しないように、デカップリング（ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ）手段が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１１９４９５号公報（第３−４頁、図１−２）

ＲＦコイルアセンブリを筒状の構成にした場合、フィリングファクタ（ｆｉｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒ）の向上と対象への着脱の容易性を両立させるために、例えば、前後（ａｎｔｅｒｉｏｒｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）方向に分離可能にすることがある。その場合、分離部分においては、デカップリング手段を含めて電気経路の断続が不要なことが望ましい。

そこで、本発明の課題は、分離部分において電気経路の断続が不要なＲＦコイルアセンブリを実現することである。

上記の課題を解決するための本発明は、順次に隣り合いフェーズドアレイを構成する複数のコイルループと、隣り合うコイルループ間の電磁結合をそれぞれ打ち消す複数のデカップリング手段とを有するＲＦコイルアセンブリであって、複数のコイルループのうちの少なくとも２つは、離間可能な境界を挟んで隣り合う２つのコイルループであり、複数のデカップリング手段のうちの少なくとも１つは、前記２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記境界を挟んで互いに対向しデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルである、ことを特徴とするＲＦコイルアセンブリである。

前記複数のコイルループのうちの２つは、離間可能な第１の境界を挟んで隣り合い第１のコイルループ対を形成する２つのコイルループであり、前記複数のデカップリング手段のうちの１つは、前記第１のコイルループ対を形成する２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記第１の境界を挟んで互いに対向しデカップリング用の第１のコイル対を形成する２つのコイルであり、前記複数のコイルループのうちの他の２つは、離間可能な第２の境界を挟んで隣り合い第２のコイルループ対を形成する２つのコイルループであり、前記複数のデカップリング手段のうちの他の１つは、前記第２のコイルループ対を形成する２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記第２の境界を挟んで互いに対向しデカップリング用の第２のコイル対を形成する２つのコイルであることが、ＲＦコイルアセンブリを二部分に分離する点で好ましい。

前記複数のコイルループの残りの全てが、離間可能な境界を挟んで隣り合うコイルループ対を形成するコイルループであり、前記複数のデカップリング手段の残りの全てが、前記コイルループ対を形成する２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記境界を挟んで互いに対向しデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルであることが、ＲＦコイルアセンブリをコイルループごとに分離する点で好ましい。

前記デカップリング用のコイル対以外のデカップリング手段は、隣り合う２つのコイルループにそれぞれ直列に接続されて互いに対向しデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルであることが、デカップリングが容易な点で好ましい。

前記デカップリング用のコイル対以外のデカップリング手段は、隣り合うコイルループ同士のオーバーラップを利用したデカップリング手段であることが、デカップリング用のコイルが不要な点で好ましい。

前記複数のコイルループは、筒の周に沿って順次に隣り合う複数のコイルループであることが、筒状のＲＦコイルアセンブリを構成する点で好ましい。

本発明によれば、ＲＦコイルアセンブリが、順次に隣り合いフェーズドアレイを構成する複数のコイルループと、隣り合うコイルループ間の電磁結合をそれぞれ打ち消す複数のデカップリング手段とを有するＲＦコイルアセンブリであって、複数のコイルループのうちの少なくとも２つは、離間可能な境界を挟んで隣り合う２つのコイルループであり、複数のデカップリング手段のうちの少なくとも１つは、前記２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記境界を挟んで互いに対向しデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルであるので、分離部分において電気経路の断続が不要なＲＦコイルアセンブリを実現することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、ＲＦコイルアセンブリの基本構成を示す。図１に示すように、ＲＦコイルアセンブリは、４つのコイルループ１０，２０，３０，４０を有する。各コイルループは実際はＬＣＲ回路によって構成されるが、ここでは単に導体のループとして表現する。以下同様である。

コイルループ１０，２０，３０，４０は、図２に示すような楕円筒状の支持体５０に、その周に沿って順次に隣り合うように配置される。支持体５０は、半楕円筒状の前（ａｎｔｅｒｉｏｒ）側支持体５０２と、半楕円筒状の後（ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）側支持体５０４の組合せによって構成される。

前側支持体５０２によってコイルループ１０，４０が支持され、後側支持体５０４によってコイルループ２０，３０が支持される。前側支持体５０２と後側支持体５０４は、境界部５１２，５３４において結合および分離が可能となっている。

隣り合う２つのコイルループ着目したＲＦコイルアセンブリの等価回路を図３に示す。図３に示すように、ポート（ｐｏｅｔ）１およびポート２で代表される２つのコイルループは、いずれもＬＣＲ回路で表され、かつ、両者は相互誘導Ｍによって電磁結合している。

フェーズドアレイでは、この電磁結合を打ち消すためにデカップリング手段が設けられる。デカップリング手段が設けられた２つのコイルループの等価回路を図４に示す。図４に示すように、２つのコイルループにデカップリング手段としてのインダクタＬ’，Ｌ’がそれぞれ付加され、それらの間の逆極性の相互誘導Ｍ’を利用して、相互誘導Ｍによる電磁結合が相殺される。

図５に、デカップリング手段を有するＲＦコイルアセンブリの模式的構成を示す。本ＲＦコイルアセンブリは、発明を実施するための最良の形態の一例である。本ＲＦコイルアセンブリの構成によって、ＲＦコイルアセンブリに関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

本ＲＦコイルアセンブリは、図１に示した基本構成において、コイルループ１０，２０，３０，４０にデカップリング手段を付加したものに相当する。本ＲＦコイルアセンブリの各コイルループも、図２に示したような楕円筒状の分離型の支持体５０に、その周に沿って順次に隣り合うように配置される。

すなわち、前側支持体５０２によってコイルループ１０，４０が支持され、後側支持体５０４によってコイルループ２０，３０が支持される。これによって、コイルループ１０，４０が前側となり、コイルループ２０，３０が後側となる。コイルループ１０，２０，３０，４０は、本発明におけるコイルループの一例である。

コイルループ１０とコイルループ２０のデカップリングは、デカップリング手段１２によって行われる。デカップリング手段１２は、コイルループ１０に直列に設けられたコイル１２１と、コイルループ２０に直列に設けられたコイル１２２で構成される。

コイル１２１とコイル１２２は、コイル面が水平となる状態で、支持体５０の中心軸に垂直な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。なお、ここでは、コイル１２１，１２２を１ターン（ｔｕｒｎ）のコイルとして示すが、適宜の巻き数としてよい。以下同様である。

コイルループ２０とコイルループ３０のデカップリングは、デカップリング手段２３によって行われる。デカップリング手段２３は、コイルループ２０に直列に設けられたコイル２３２と、コイルループ３０に直列に設けられたコイル２３３で構成される。

コイル２３２とコイル２３３は、コイル面が垂直となる状態で、支持体５０の中心軸に平行な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。

コイルループ３０とコイルループ４０のデカップリングは、デカップリング手段３４によって行われる。デカップリング手段３４は、コイルループ３０に直列に設けられたコイル３４３と、コイルループ４０に直列に設けられたコイル３４４で構成される。

コイル３４３とコイル３４４はコイル面が水平となる状態で、支持体５０の中心軸に垂直な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。

コイルループ４０とコイルループ１０のデカップリングは、デカップリング手段４１によって行われる。デカップリング手段４１は、コイルループ４０に直列に設けられたコイル４１４と、コイルループ１０に直列に設けられたコイル４１１で構成される。

コイル４１４とコイル４１１はコイル面が垂直となる状態で、支持体５０の中心軸に平行な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。

デカップリング手段１２，２３，３４，４１は、本発明におけるデカップリング手段の一例である。コイル１２１，１２２，２３２，２３３，３４３，３４４，４１４，４１１は、本発明におけるデカップリング用のコイルの一例である。

前側支持体５０２と後側支持体５０４の境界部５１２は、コイルループ１０と２０の間にある。このため、コイルループ１０と２０の間のデカップリング手段１２を構成するコイル１２１，１２２は、境界部５１２を挟んで対向する。境界部５１２は、本発明における離間可能な境界の一例であり、また、第１の境界の一例である。

前側支持体５０２と後側支持体５０４の境界部５３４は、コイルループ３０と４０の間にある。このため、コイルループ４０と４０の間のデカップリング手段３４を構成するコイル３４３，３４４は、境界部５３４を挟んで対向する。境界部５３４は、本発明における離間可能な境界の一例であり、また、第２の境界の一例である。

このような構成になっているので、ＲＦコイルアセンブリを前側部分と後側部分に分離するときに電気経路を切断する必要がない。また、前側部分と後側部分を合体するときに電気経路を接続する必要がない。

図６に、ＲＦコイルアセンブリの構成の他の例を示す。このＲＦコイルアセンブリでは、コイルループ４０と１０の間のデカップリング手段としてコイルループ４０と１０の部分的なオーバーラップ（ｏｖｅｒｌａｐ）を利用し、コイルループ２０と３０の間のデカップリング手段としてコイルループ２０と３０の部分的なオーバーラップを利用している。それ以外は、図５に示したＲＦコイルアセンブリと同様である。このような構成としても、ＲＦコイルアセンブリを前側部分と後側部分に分離するときに電気経路を切断する必要がなく、前側部分と後側部分を合体するときに電気経路を接続する必要がない。さらに、コイルループ４０と１０の間およびコイルループ２０と３０の間で、デカップリング用のコイルが不要になる点で好ましい。

図７に、ＲＦコイルアセンブリの構成の他の例を示す。このＲＦコイルアセンブリでは、コイルループ２０とコイルループ３０のデカップリングは、デカップリング手段２３’によって行われる。デカップリング手段２３’は、コイルループ２０に直列に設けられたコイル２３２’と、コイルループ３０に直列に設けられたコイル２３３’で構成される。

コイル２３２’とコイル２３３’は、コイル面が垂直となる状態で、支持体５０の中心軸に垂直な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。

コイルループ４０とコイルループ１０のデカップリングは、デカップリング手段４１’によって行われる。デカップリング手段４１’は、コイルループ４０に直列に設けられたコイル４１４’と、コイルループ１０に直列に設けられたコイル４１１’で構成される。

コイル４１４’とコイル４１１’は、コイル面が垂直となる状態で、支持体５０の中心軸に垂直な方向において互いに対向する。両コイルは巻回方向が互いに逆になっており、これによって逆極性の総合誘導を生じる。

それ以外は、図５に示したＲＦコイルアセンブリと同様である。このような構成としても、ＲＦコイルアセンブリを前側部分と後側部分に分離するときに電気経路を切断する必要がなく、前側部分と後側部分を合体するときに電気経路を接続する必要がない。

また、この構成は、図８に示すように、支持体５０を境界部５１２，５２３，５３４，５４１によってコイルループ単位で分離可能にしたときも、電気経路の断続を不要にすることができる。

以上は、コイルループ数が４であるＲＦコイルアセンブリの例であるが、コイルループ数は４に限らず適宜の複数であってよい。また、複数のコイルループを支持する筒状の支持体は、断面が楕円に限らず円形や適宜の多角形であってよい。

ＲＦコイルアセンブリの基本構成を示す図である。コイルループの支持体の構成を示す図である。隣り合う２つのコイルループ着目したＲＦコイルアセンブリの等価回路を示す図である。デカップリング手段が設けられた隣り合う２つのコイルループの等価回路を示す図である。本発明を実施するための最良の形態の一例のＲＦコイルアセンブリの構成を示す図である。ＲＦコイルアセンブリの構成の他の例を示す図である。ＲＦコイルアセンブリの構成の他の例を示す図である。コイルループの支持体の構成を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０，４０：コイルループ
１２，２３，３４，４１：デカップリング手段
１２１，１２２，２３２，２３３，３４３，３４４，４１４，４１１：コイル
５０：支持体
５０２：前側支持体
５０４：後側支持体
５１２，５３４：境界部

Claims

筒の周に沿って順次に隣り合っていてフェーズドアレイを構成する複数のコイルループと、前記隣り合うコイルループ間の電磁結合をそれぞれ打ち消す前記複数のデカップリング手段とを有するＲＦコイルアセンブリであって、
前記複数のコイルループのうちの互いに隣り合う少なくとも２つのコイルループは、前記筒の周の一部が分離可能な境界を挟んで隣り合うコイルループであり、
前記複数のデカップリング手段のうちの少なくとも１つは、前記２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記境界を挟んで互いに対向してデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルであり、
前記筒の周の一部で分離可能であり、
前記筒の周の一部が分離可能な境界は、前記筒の中心軸から前記筒の周を越えて外側に向けて形成される面に含まれていることを特徴とするＲＦコイルアセンブリ。
請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリにおいて、
前記複数のコイルループのうちの互いに隣り合うすべての対のコイルループは、前記筒の周の一部が分離可能な境界を挟んで隣り合うコイルループであり、
前記複数のデカップリング手段の各々は、前記対となる２つのコイルループにそれぞれ直列に接続され前記境界を挟んで互いに対向してデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルであり、
前記筒の周における前記複数の位置で分離可能であることを特徴とするＲＦコイルアセンブリ。
請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリにおいて、
前記複数のデカップリング手段のうちの、前記境界を挟んで互いに対向してデカップリング用のコイル対を形成する２つのコイルではないデカップリング手段は、前記隣り合うコイルループ同士のオーバーラップを利用したデカップリング手段であることを特徴とするＲＦコイルアセンブリ。
請求項１又は請求項３に記載のＲＦコイルアセンブリにおいて、
前記筒の周を２等分した２つの位置で分離可能であることを特徴とするＲＦコイルアセンブリ。
請求項２に記載のＲＦコイルアセンブリにおいて、
前記筒の周を４等分した４つの位置で分離可能であることを特徴とするＲＦコイルアセンブリ。