JP5819171B2

JP5819171B2 - 無線周波数コイル及び装置

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Publication number: JP5819171B2
Application number: JP2011264175A
Authority: JP
Inventors: サイカット・サハ; トーマス・クウォック−ファ・フー; ブルース・コートニー・キャンベル・アム; ジャン−バプディスト・マチュー; ロバート・アーヴィン・ヘディーン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: DE102011056110A1; US8704520B2; JP2012120836A; US20120146643A1

Description

本明細書に開示した主題は、全般的には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関し、またより詳細にはＭＲＩシステム用の無線周波数（ＲＦ）コイルに関する。

ＭＲＩは、Ｘ線やその他の電離放射線を用いずに人体の内部の画像を作成する医用撮像モダリティである。ＭＲＩは、強力で均一な静磁場（すなわち、「主磁場」）を生成するためのマグネットと、電流をこれに加えたときに空間的に変動するより小振幅の磁場を発生させるための傾斜コイルと、を使用する。人体または人体の一部が主磁場内に置かれると、組織の水の水素原子核と関連付けされた核スピンが偏向状態となる。これらのスピンと関連付けされる磁気モーメントは主磁場方向に選択的に整列した状態となり、これにより当該軸（慣例では、「ｚ軸」）の方向に小さな正味の組織磁化が得られ、かつ傾斜コイルによってＭＲ信号がエンコードされる。

米国特許出願第２０１００１４１２５８号

水素原子核の共鳴周波数にあるまたはその近傍のＲＦエネルギーをもつパルスを生成するためには無線周波数（ＲＦ）コイルが用いられる。これらのＲＦコイルは、ＲＦ励起信号を送信すると共に画像の形成に使用されるＭＲ信号を受信するために用いられる。ＭＲＩシステムでは、全身用ＲＦコイルやＲＦ表面（または、局所）コイルなど様々なタイプのＲＦコイルが用いられることがある。よく見られる２つのＲＦコイル構成には、バードケージコイルと横方向電磁場型（ＴＥＭ）コイルとがある。ＭＲＩスキャンの間に、ＭＲＩシステムの患者ボア内に音響ノイズや振動が生じる可能性がある。この音響ノイズ及び振動は、患者とスキャナ操作者の両者にとって不快となりまた有害となり得る可能性がある。ＭＲＩシステム内には、傾斜コイルやＲＦコイルを含め幾つかの音響ノイズ発生源が存在する。ＲＦコイルが発生させる音響ノイズは典型的には傾斜コイルの動作によりＲＦコイル導体内に誘導されるうず電流に起因する。具体的には、時変動する磁場を発生させるために傾斜コイルに対して電流パルスが（例えば、パルスシーケンスの一部として）加えられている。これら時変動する磁場はＲＦコイル内にうず電流を誘導し、これがＲＦコイルに動きや振動を起こさせかつ音響ノイズを生じさせる可能性がある。さらに、ＲＦコイル内に誘導されるうず電流は熱も発生させる可能性がある。ＲＦコイルが発生させる熱は、患者の快適性やＭＲＩシステムの効率に悪影響を生じさせかねない患者ボアの温度を上昇させることがある。

一実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム向けの無線周波数（ＲＦ）コイルを提供する。本ＲＦコイルは、第１の端部リングと、第２の端部リングと、該第１と第２の端部リングの間に電気的に結合させたその各々が複数の導体から形成した第１のラング部分及び単一の中実な導体から形成した第２のラング部分を含んだ複数のラングと、を含む。

別の実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム向けの無線周波数（ＲＦ）コイルを提供する。本ＲＦコイルは、第１の端部リングと、第２の端部リングと、該第１と第２の端部リングの間に電気的に結合させた複数のラングと、を含む。これらのラングのうちの少なくとも１つは、マルチ導体アセンブリと該マルチ導体アセンブリと直列に結合させた中実な導体とを含んでおり、該マルチ導体アセンブリはラングの長さ方向に部分的に延びており、該マルチ導体アセンブリはマルチ導体アセンブリを形成するように一体に編み組みされた複数の個別導体を含んでいる。

また別の実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを提供する。本ＭＲＩ撮像システムは、クライオスタット内に据え付けた超伝導マグネットと、該超伝導マグネットの内径内部に配置させた傾斜コイルアセンブリと、該傾斜コイルアセンブリの内径内部に配置させた無線周波数（ＲＦ）コイルと、を含む。このＲＦコイルは、第１の端部リングと、第２の端部リングと、該第１と第２の端部リングの間に電気的に結合させたその各々が複数の導体から形成した第１のラング部分及び単一の中実な導体から形成した第２のラング部分を含んだ複数のラングと、を含む。

様々な実施形態に従って形成した例示的な一撮像システムを表した概要ブロック図である。様々な実施形態に従って形成した例示的な一ＲＦコイルの斜視図である。様々な実施形態による図２に示したＲＦコイルの簡略斜視図である。様々な実施形態に従って形成した図２及び３のＲＦコイルの一部の前面図である。様々な実施形態に従って形成した例示的な一導体アセンブリの上部斜視図である。様々な実施形態に従って形成した別の例示的導体アセンブリの上部斜視図である。様々な実施形態に従って形成した別の例示的導体アセンブリの上部斜視図である。様々な実施形態に従って形成した別の例示的導体アセンブリの上部斜視図である。様々な実施形態に従って形成した別の例示的導体アセンブリの上部斜視図である。様々な実施形態に従って形成した図２及び３に示した例示的なＲＦコイルの平面図である。様々な実施形態に従って形成した別の例示的なＲＦコイルアセンブリの図である。

本発明の実施形態は、添付の図面と共に読むことによってさらに十分な理解が得られよう。これらの図面が様々な実施形態の機能ブロックからなる図を表している場合も、必ずしもこれらの機能ブロックがハードウェア回路間で分割されることを意味するものではない。したがって例えば、１つまたは複数の機能ブロック（例えば、プロセッサ、制御器またはメモリ）を単一のハードウェア（例えば、汎用の信号プロセッサやランダムアクセスメモリ、ハードディスク、その他）の形、あるいは複数のハードウェアの形で実現させることがある。同様にそのプログラムは、スタンドアロンのプログラムとすること、オペレーティングシステム内のサブルーチンとして組み込まれること、インストールしたソフトウェアパッケージの形で機能させること、その他とすることができる。こうした様々な実施形態は図面に示した配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。

本明細書で使用する場合、単数形で「ａ」や「ａｎ」の語を前に付けて記載した要素やステップは、これに関する複数の要素やステップも排除していない（こうした排除を明示的に記載している場合を除く）と理解すべきである。さらに、「一実施形態」に対する言及は、記載した特徴も組み込んでいる追加的な実施形態の存在を排除すると理解されるように意図したものではない。さらに特に明示的に否定する記述をしない限り、ある具体的な性状を有する１つまたは複数の構成要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該性状を有しないこうした追加的な構成要素も含むことがある。

本明細書に記載した無線周波数（ＲＦ）コイル及び方法の様々な実施形態は、図１に示したような撮像システム１０などの医用撮像システムの一部として、あるいはこれにより使用されるようにして設けられることがある。このＲＦコイルは、その各々が複数の個別絶縁のワイヤから製作された追加部分と中実な導体を形成する第２の部分とを含むような複数のラングまたは導電性素子を含む。少なくとも幾つかの実施形態ではこの複数のラングによって、各ラングの幅方向の電流分布をより均一とさせており、これによりより均一な磁場Ｂ₁を生成することを可能にしている。磁場Ｂ₁がより均一であることは、高磁場における撮像用途にとって特に有用である。

撮像システム１０を単一モダリティ撮像システムとして例証しているが、マルチモダリティ撮像システム内にまたはこれを伴った様々な実施形態も実現し得ることを理解されたい。例えば撮像システム１０を磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムとして例証しているが、コンピュータ断層（ＣＴ）、陽電子放出断層（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層（ＳＰＥＣＴ）、並びに超音波システムや画像（特に、人に関する画像）の作成が可能な別の任意のシステムなど別のタイプの医用撮像システムと組み合わせることもできる。さらにこれらの様々な実施形態は人を撮像対象とする医用撮像システムに限定されるものではなく、人間以外の対象、手荷物、その他を撮像するための獣医学システムや非医用システムを含むことができる。

この例示的実施形態では撮像システム１０は、超伝導マグネット１４を含んだ超伝導マグネットアセンブリ１２を含む。超伝導マグネット１４は、マグネットコイル支持体または巻型上に支持した複数の磁気コイルから形成されている。一実施形態ではその超伝導マグネットアセンブリ１２はさらに熱遮蔽１６も含むことがある。容器１８（クライオスタットとも呼ぶ）が超伝導マグネット１４を囲繞しており、また熱遮蔽１６がこの容器１８を囲繞している。容器１８は典型的には、超伝導マグネット１４のコイルを冷却するために液体ヘリウムで満たしている。容器１８の外側表面を囲繞して断熱体（図示せず）を設けることがある。撮像システム１０はさらに、主傾斜コイル２０、遮蔽傾斜コイル２２及びＲＦ送信コイル２４を含む。撮像システム１０はさらに、制御器３０、主磁場制御３２、傾斜磁場制御３４、メモリ３６、表示デバイス３８、送信−受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ４０、ＲＦ送信器４２及び受信器４４を含むのが一般的である。

動作時において、ボア４６内部の適当な支持体（例えば、モータ式テーブル（図示せず）や別の患者テーブル）上に撮像対象の患者（図示せず）など被験者の体部やファントームを配置させている。超伝導マグネット１４は、ボア４６を横断するような均一かつ静的な主磁場Ｂ₁を発生させる。ボア４６内また対応する患者内の電磁場の強度は、超伝導マグネット１４に対する付勢電流の供給も制御している主磁場制御３２を介して制御器３０による制御を受けている。

１つまたは複数の傾斜コイル素子を含むことがある主傾斜コイル２０は、ボア４６内の磁場Ｂ₁に対して直交する３つの方向ｘ、ｙ及びｚのうちの任意の１つまたは幾つかの方向に磁場勾配が印加できるようにして設けられている。主傾斜コイル２０は、傾斜磁場制御３４によって付勢されており、これもまた制御器３０により制御を受けている。

複数のコイル（例えば、共鳴表面コイル）を含むことがあるＲＦ送信コイル２４は、磁気パルスを送信するように、かつ／または任意選択で受信コイル素子も設けられている場合に患者からＭＲ信号を同時に検出するように配列させている。ＲＦ送信コイル２４と受信表面コイル（設けられている場合）とは、それぞれＲＦ送信器４２と受信器４４のうちの一方に対してＴ−Ｒスイッチ４０によって選択的に相互接続させることがある。ＲＦ送信器４２及びＴ−Ｒスイッチ４０は、ＲＦ磁場パルスまたは信号をＲＦ送信器４２により発生させ、かつこれが患者内の磁気共鳴励起のために患者に選択的に印加されるように制御器３０により制御を受けている。

ＲＦパルスの印加に続いて、ＲＦ送信コイル２４をＲＦ送信器４２から脱結合させるために再度Ｔ−Ｒスイッチ４０を作動させる。検出したＭＲ信号は一方、制御器３０に伝送される。制御器３０は、患者の画像を示す信号を生成するようにＭＲ信号の処理を制御しているプロセッサ４８を含む。画像を表す処理済み信号はさらに、その画像の視覚的表示を提供するために表示デバイス３８に送られる。具体的にはこのＭＲ信号によって、表示デバイス３８上で観察し得る観察可能画像を取得するようにフーリエ変換を受けるｋ空間が満たされるまたはｋ空間が形成される。

上で言及したようにＲＦコイル（例えば、ＲＦコイル２４）は、励起磁場Ｂ₁を生成するようなＲＦ励起パルスの送信のため及び／またはＭＲ信号の受信のために用いられることがある。図２は、図１に示したような撮像システム１０で使用し得る様々な実施形態に従って形成した例示的なＲＦコイル１００の斜視図である。様々な実施形態は、バードケージコイル、横方向電磁場型（ＴＥＭ）コイル、全身用コイル及び／または表面（または、局所）コイルなどの様々なコイル構成の形成のため並びに信号の送信及び／または受信のために用いられることがある。したがって、この例示的実施形態をバードケージ構成で例証しているが、本明細書に記載した例示的なラングを、ラングを用いた別のコイル構成でも使用し得ることを理解すべきである。

図２を参照するとＲＦコイル１００は、第１の端部リング１０２と、第２の端部リング１０４と、第１と第２の端部リング１０２及び１０４のそれぞれの間を電気的に結合させる複数のラング１０６と、を含む。複数のラング１０６の各々は、第１の端部１０８と第２の反対側端部１１０とを含む。この例示的実施形態では、各ラング１０６の第１の端部１０８は第１の端部リング１０２と電気的に結合されており、また各ラング１０６の第２の端部１１０は第２の端部リング１０４と電気的に結合されている。ラング１０６は、例えばはんだ付け手順を用いて端部リング１０２と１０４の各々に結合させることがある。任意選択ではそのラング１０６は、例えば導電性接着剤を用いて端部リング１０２と１０４の各々に結合させることがある、
図２に示したように、第１の端部リング１０２と第２の端部リング１０４は互いに空間的に離間した関係で対向すると共に、複数のラング１０６によって接続されており、これによりＲＦコイル１００は環状の端部を有する円筒形状となると共に上述の撮像システム１０に適合可能となる。

この例示的実施形態ではＲＦコイル１００は、距離Ｄだけ半径方向に互いから離間しているＮ本のラング１０６を含む。したがってラング１０６は、端部リング１０２及び１０４の周りに周回方向に配列されており、またこの例示的実施形態では互いから均等に離間されている。ＲＦコイル１００が有するラング１０６の数はこの例示的実施形態より少ないことも多いこともあり得ることを理解すべきである。ラング１０６の数は具体的な撮像用途の要件に基づいて選択されることがある。例えばラング１０６の数は、所望の撮像域（ＦＯＶ）、所望の画像分解能、所望のパワー要件及び／または所望の撮像速度に基づいて選択されることがある。

例示的な実施形態では各ラング１０６は複数のコンデンサ（図示せず）を含む。これらのコンデンサは例えば、ラング１０６を互いに電気的に接続させる低インダクタンスの端部リングコンデンサとすることがある。ラング１０６は、例えば銅など導電率が高い材料から製作されることがある。

図２に示したＲＦコイル１００は、全身用ＲＦコイルとして、あるいは頭部用コイルなどの表面（または、局所）コイルとして用いられることがある。全身用ＲＦコイルの場合にそのＲＦコイル１００の寸法は、図１に示した超伝導マグネットアセンブリ１２の内部にＲＦコイル１００が装着可能となるように構成される。表面または局所コイル（例えば、頭部用コイル）の場合にそのＲＦコイル１００の寸法は、図１にも示したようなボア４６の内部にＲＦコイル１００が配置可能となるように構成される。

図３は、図２に示したＲＦコイル１００の簡略斜視図である。上で検討したようにＲＦコイル１００は、第１の端部リング１０２、第２の端部リング１０４及び複数のラング１０６を含む。この例示的実施形態では各ラング１０６は、第１のラング部分１２０、第２のラング部分１２２及び第３のラング部分１２４を互いに電気的に直列に結合させて含む。この例示的実施形態では第２のラング部分１２２は、第１、第２及び第３のラング部分１２０、１２２及び１２４の組み合わせ（本明細書においてラング１０６とも呼ぶ）によって連続した単一の電気導体が形成されるように第１のラング部分１２０と第３のラング部分１２４の間に電気的に結合させている。第１のラング部分１２０、第２のラング部分１２２及び第３のラング部分１２４は、例えばはんだ付け手順及び／または導電性接着剤を用いて一体に結合させることがある。ラング１０６の形成に利用されるラング部分の数、サイズ及び箇所は幾つかの実施形態では、うず電流を低減または最小限することにより音響振動及びノイズを低減させ、かつコイル１００のＲＦ性能を上昇または最大化させるように選択されることを理解すべきである。

再度図３を参照すると、第１のラング部分１２０は第１の端部１３０及び第２の反対側端部１３２を含む。第２のラング部分１２２は第１の端部１３４及び第２の反対側端部１３６を含む。さらに第３のラング部分１２４は第１の端部１３８及び第２の反対側端部１４０を含む。上で検討した例示的なラング１０６を形成するためには、第１のラング部分１２０の第１の端部１３０を上で検討したようなはんだまたは接着剤を用いて第１の端部リング１０２と電気的に結合させる。したがって第１のラング部分１２０の第１の端部１３０によってさらにラング１０６の第１の端部１０８が形成される。第１のラング部分１２０の第２の端部１３２は第２のラング部分１２２の第１の端部１３４と電気的に結合させている。第２のラング部分１２２の第２の端部１３６は第３のラング部分１２４の第１の端部１３８と電気的に結合させている。さらに第３のラング部分１２４の第２の端部１４０は、第２の端部リング１０４と電気的に結合させている。したがって第３のラング部分１２４の第２の端部１４０によってさらに、ラング１０６の第２の端部１１０が形成される。

図４は、図２及び３に示した第１のラング部分１２０の一部分の前面図を表している。この例示的実施形態では第１のラング部分１２０は、少なくとも１つのマルチ導体アセンブリ１５０を含む。任意選択では第１のラング部分１２０は、単一のマルチ導体アセンブリ１５０を含むことがある。この例示的実施形態ではマルチ導体アセンブリ１５０は、図４に示したようなリボンケーブルタイプの配列で配置させることがある。図４は第１のラング部分１２０を説明するために用いているが、第１のラング部分１２０と実質的に同様に第３のラング部分１２４を形成し得ることを理解すべきである。マルチ導体アセンブリ１５０の数及び長さ、並びに第１及び第３のラング部分１２０及び１２４を形成するマルチ導体アセンブリ１５０内部の個々の導体の直径は、図２及び３に示したＲＦコイル１００により生成しようとする所望の周波数に基づいて選択される。例えばマルチ導体アセンブリ１５０は、励起周波数が大きければ有する直径をより小さくし、また励起周波数が小さければ有する直径をより大きくすることがある。この例示的実施形態では複数の導体アセンブリ１５０は、第１のラング部分１２０が実質的に平面状となるようにして互いに平行に位置決めされている。任意選択ではマルチ導体アセンブリ１５０のうちの少なくとも幾つかをバンドル式配列で配置させることがある。

図５は、図４に示したマルチ導体アセンブリ１５０のうちの少なくとも１つに代えて使用し得る例示的なマルチ導体アセンブリ１７０の上部斜視図である。図５に示したように、導体アセンブリ１７０は円形の断面形状を有する。導体アセンブリ１７０はさらに、その各々の長さが実質的に同じであるような複数の個々のワイヤ導体１７２を含む。ワイヤ導体１７２はそれぞれ、電気絶縁材料１７４によって囲繞されている。この例示的実施形態ではワイヤ導体１７２はそれぞれ、上で検討したようにＲＦコイル１００により生成させようとする所望の周波数に基づいて選択される外径１７６を有する。導体アセンブリ１７０はさらに、複数の絶縁性ワイヤ導体１７２が互いに対する固定の相対的位置に維持されるようにしてワイヤ導体１７２を収容するように構成された外側絶縁層１７８を含むことがある。ワイヤ導体１７２は、例えば銅や銀などの高導電率材料から形成されている。さらに絶縁材料１７４は高い降伏電圧に耐えるように選択される。この実施形態ではそのワイヤ導体１７２は、導体アセンブリ１７０の長さ方向で導体１７０が互いに平行に延びるような平行配列で構成されている。

図６は、図４に示した導体アセンブリ１５０のうちの少なくとも１つに代えて使用し得る例示的なマルチ導体アセンブリ１８０の上部斜視図である。図６に示したように、導体アセンブリ１８０は円形の断面形状を有する。導体アセンブリ１８０はさらに、その各々の長さが実質的に同じであるような複数のワイヤ導体１８２を含む。ワイヤ導体１８２はそれぞれ、電気絶縁材料１８４によって囲繞されている。この実施形態ではそのワイヤ導体１８２はそれぞれ、上で検討したようなＲＦコイル１００により生成させようとする所望の周波数に基づいて選択される外径１８６を有する。導体アセンブリ１８０はさらに、複数の絶縁性ワイヤ導体１８２が互いに対する固定の相対的位置に維持されるようにしてワイヤ導体１８２を収容するように構成された外側絶縁層１８８を含むことがある。ワイヤ導体１８２は、例えば銅や銀などの高導電率材料から形成されている。さらに、絶縁材料１８４は高い降伏電圧に耐えるように選択される。この実施形態ではそのワイヤ導体１８２はさらに、電気導体アセンブリ１８０を形成するように一体に織り込まれ、撚り合されあるいは編み組みされている。具体的には複数の個々のワイヤ導体１８２は、各ワイヤ導体１８２の形状によって１つのらせんが形成されるように曲げられるまたは形成されている。さらに個々のらせんは、導体アセンブリ１８０を形成するように互いに織り合されるか織り込まれている。

図７は、図４に示した導体アセンブリ１５０のうちの少なくとも１つに代えて使用し得る例示的なマルチ導体アセンブリ１９０の上部斜視図である。図７に示したように、導体アセンブリ１９０は円形の断面形状を有する。導体アセンブリ１９０はさらに、その各々の長さが実質的に同じであるような複数の個々のワイヤ導体１９２を含む。ワイヤ導体１９２はそれぞれ、電気絶縁材料１９４によって囲繞されている。この実施形態ではそのワイヤ導体１９２はそれぞれ、上で検討したようなＲＦコイル１００により生成させようとする所望の周波数に基づいて選択される外径を有する。この実施形態ではそのワイヤ導体１９２はさらに、ワイヤバンドル１９６を形成するように一体に織り込まれ、撚り合されあるいは編み組みされている。複数のワイヤバンドル１９６は次いで、導体アセンブリ１９０を形成するように一体に織り込まれ、撚り合されあるいは編み組みされている。具体的にはワイヤバンドル１９６は、各ワイヤバンドル１９６の形状によって１つのらせんが形成されるように曲げられている。さらに個々のらせん巻きワイヤバンドル１９６は、導体アセンブリ１９０を形成するように互いに織り合されるか織り込まれている。導体アセンブリ１９０はさらに、複数の絶縁性ワイヤバンドル１９６が互いに対する固定の相対的位置に維持されるようにしてワイヤバンドル１９６を収容するように構成された外側絶縁層１９８を含むことがある。

図８は、図４に示した導体アセンブリ１５０のうちの少なくとも１つに代えて使用し得る例示的なマルチ導体アセンブリ２３０の上部斜視図である。図８に示したように、導体アセンブリ２３０は矩形の断面形状を有する。導体アセンブリ２３０はさらに、その各々の長さが実質的に同じであるような複数の個々のワイヤ導体２３２を含む。ワイヤ導体２３２はそれぞれ、電気絶縁材料２３４によって囲繞されている。この実施形態ではそのワイヤ導体２３２はそれぞれ、上で検討したようなＲＦコイル１００により生成させようとする所望の周波数に基づいて選択される外径を有する。導体アセンブリ２３０はさらに、複数の絶縁性ワイヤ導体２３２が互いに対する固定の相対的位置に維持されるようにしてワイヤ導体２３２を収容するように構成された外側絶縁層２３６を含むことがある。ワイヤ導体２３２は例えば銅や銀などの高導電率材料から形成されている。さらに、絶縁材料２３６は高い降伏電圧に耐えるように選択される。この実施形態ではそのワイヤ導体２３２はさらに、矩形断面を形成するように一体に織り込まれ、撚り合されあるいは編み組みされている。

図９は、図３にも示した第２のラング部分１２２の上部斜視図である。上で検討したようにこの例示的実施形態では第２のラング部分１２２は、導体材料の単一片から製作した単一または一体性の電気導体である。第２のラング部分１２２は、例えば銅材料から製作されることがある。この例示的実施形態では、その第２のラング部分１２２は実質的に矩形の形状を有すると共に、幅２１０、長さ２１２及び厚さ２１４を含む。第２のラング部分１２２のこの幅２１０、長さ２１２及び厚さ２１４は、図２及び３に示したＲＦコイル１００により生成しようとする所望の周波数に基づいて選択される。例えばより低い周波数ではより小さい体積（例えば、より小さい幅、長さまたは幅）が必要となり、またより高い周波数ではより大きな体積が必要となる。図８には矩形の形状に形成した第２のラング部分１２２を図示しているが、別の形状も利用し得ることを理解すべきである。

図１０は、図２に示したＲＦコイル１００の簡略平面図である。上で検討したようにＲＦコイル１００は、第１の端部リング１０２、第２の端部リング１０４及び複数のラング１０６を含む。この例示的実施形態では、各ラング１０６はさらに、１対の開口部または切り出し部２２０及び２２２を含む。動作時において開口部２２０及び２２２はうず電流の低減または最小化を容易にする。したがってこの開口部対２２０及び２２２はさらに、うず電流の低減の結果として音響振動及びノイズを低減させると共に、コイル１００のＲＦ性能を上昇または最大化させることが可能である。

したがってうず電流の低減のためにこの開口部対２２０及び２２２は、ラング１０６が第１端部リング１０２と第２の端部リング１０４のそれぞれと出会う領域（または、箇所）２２４に配置させている。図１０に示した実施形態では各ラング１０６は、ラング１０６の第１の端部１０８に配置させたラング開口部２２０と、ラング１０６の第２の端部１１０に配置させた第２のラング開口部２２２と、を有する。ラング開口部２２０及び２２２は、例えばラング１０６から材料（例えば、銅）を除去することによって形成することができる。ラング開口部対２２０及び２２２は好ましくは、図１０に示したような矩形の形状を有する。任意選択ではこのラング開口部対２２０及び２２２は、うず電流の低減を容易にするような任意の形状を有することがある。例えばこのラング開口部対２２０及び２２２はＵ字形状を有することがある。しかし本明細書に記載した様々な実施形態は、図１０に示した開口部を含まないＲＦコイルを形成することを理解すべきである。

図１１は、本明細書に記載したマルチ導体アセンブリのうちのいずれかを含むように製作し得る別の例示的なＲＦコイルアセンブリ３００である。この例示的実施形態ではＲＦコイルアセンブリ３００は、横方向電磁場型（ＴＥＭ）コイルアセンブリとして配列させている。したがってＲＦコイルアセンブリ３００は、中空の円筒構造またはフレーム３０４を囲繞する外側ＲＦ遮蔽３０２を含む。ＲＦ遮蔽３０２は、ＲＦ送信の遮蔽に適した銅製のメッシュその他の導体材料から形成させることがある。ＲＦコイルアセンブリ３００のＲＦ遮蔽３０２について３つのコイル素子３０６を見えるようにした部分切欠き図で表している。配列させるとＲＦコイルアセンブリ３００は、フレーム３０４の周回に沿って均等間隔にした全部で１６個のコイル素子３０６を有する。しかしＲＦコイルアセンブリ３００の様々な構成は任意の数のコイル素子３０６を有し得ることを理解すべきである。

コイル素子３０６の図示から理解できるように、コイル素子３０６はフレーム３０４の主軸に沿った伝導性セグメントとして長さ方向に配置させている。一実施形態ではそのコイル素子３０６は、幅が概ね１．２５インチでありかつ長さが概ね４６０ｍｍであるような銅製のストリップである。しかし、コイル素子３０６がフレーム３０４の周りに均等間隔となっていれば、同様の幅と長さによって本明細書で検討した利点を同様に達成できることを理解されたい。

コイル素子３０６はそれぞれ、コイル素子３０６の端部位置に配置したコネクタ３０８を介して共通のＲＦ遮蔽３０２と電気的に連絡させている。したがってＲＦ遮蔽３０２は、コイル素子３０２をＲＦ送信に使用しているときに電流帰還経路の役割をすることがある。コイルアセンブリ３００の１つの端部リング３１０上において、各コイル素子３０６の間に１つの脱結合素子３１２が取り付けられている。近傍のコイル素子３０６の脱結合によって各コイル素子からの送信と比べて制御の改善が得られる（これについては、以下で説明することにする）。

この例示的な実施形態では、ＴＥＭコイル３００はさらに複数のマルチ導体アセンブリ３２０を含む。マルチ導体アセンブリ３００は、本明細書に記載したマルチ導体アセンブリのうちのいずれかの形で具現化することができる。この例示的実施形態では、コイル素子３０６の各々の上に単一のマルチ導体アセンブリ３２０が形成またはパターン形成されていると共に、これが端部リング３１０と反対側端部リング３２２の間を延びている。別の実施形態ではその外側ＲＦ遮蔽３０２はさらに、少なくとも１つのマルチ導体アセンブリ３３０を含むように製作されることもある。この例示的実施形態では外側ＲＦ遮蔽３０２は、端部リング３１０から端部リング３２２まで延びる複数のマルチ導体アセンブリ３３０を含むと共に、外側ＲＦ遮蔽３０２の外側表面の周りで概ね等距離だけ離間させている。この例示的実施形態ではマルチ導体アセンブリ３３０は、本明細書に記載したマルチ導体アセンブリのうちのいずれかの形で具現化し得ると共に、アジマス方向と長手方向の両方の導電率を維持するようにサイズ設定しかつ位置決めされている。

本明細書には、複数のラングを含んだ例示的なＲＦコイルを記載している。各ラングは複数のラング部分を含む。ラング部分のうちの少なくとも１つは単一の一体性導体である。ラング部分のうちの少なくとも１つは、複数の個々の電気導体から形成されている。各電気導体は円形断面を有し、かつ導体の外部表面の周りに配置させた絶縁材料を有する。動作時においてＲＦコイルは、各ラング上に発生するうず電流の低減を容易にする。このためＲＦコイルによって生成される加熱、振動及び／または音響ノイズも低減することができる。さらにこのＲＦコイルによって各ラングの幅に沿ってより均一な電流分布が生成され、これによってより均一な励起磁場を生成することができる。さらにこのＲＦコイルによれば、ノイズが発生する箇所（すなわち、ラングの端部位置）において直接的に音響ノイズ発生が有効に低減され、またこれにより患者、病院技師及び医師の体感を改善し得ると共に室内への追加の防音材料の設置の必要性も低減し得る。

上の記述は例示であって限定でないことを理解されたい。例えば上述の実施形態（及び／または、その態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、具体的な状況や材料を様々な実施形態の教示に適応させるようにその趣旨を逸脱することなく多くの修正を実施することができる。本明細書に記載した材料の寸法やタイプが様々な実施形態のパラメータを規定するように意図していても、これらは決して限定ではなく単なる例示である。上の記述を検討することにより当業者には別の多くの実施形態が明らかとなろう。様々な実施形態の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲、並びに本請求範囲が規定する等価物の全範囲を参照しながら決定されるべきである。添付の特許請求の範囲では、「を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」や「ようになった（ｉｎｗｈｉｃｈ）」という表現を「を備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」や「であるところの（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という対応する表現に対する平易な英語表現として使用している。さらに添付の特許請求の範囲では、「第１の」、「第２の」及び「第３の」その他の表現を単にラベル付けのために使用しており、その対象に対して数値的な要件を課すことを意図したものではない。さらに、添付の特許請求の範囲の限定は手段プラス機能形式で記載しておらず、また３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２、第６パラグラフに基づいて解釈されるように意図したものでもない（ただし、本特許請求の範囲の限定によって「のための手段（ｍｅａｎｓｆｏｒ）」の表現に続いて追加的な構造に関する機能排除の記述を明示的に用いる場合を除く）。

この記載では、様々な実施形態（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む様々な実施形態の実施を可能にするために例を使用している。この様々な実施形態の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、その例が本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、その例が本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。

１０撮像システム
１２超伝導マグネットアセンブリ
１４超伝導マグネット
１６熱遮蔽
１８容器
２０主傾斜コイル
２２遮蔽傾斜コイル
２４ＲＦ送信コイル
３０制御器
３２主磁場制御
３４傾斜磁場制御
３６メモリ
３８表示デバイス
４０Ｔ−Ｒスイッチ
４２ＲＦ送信器
４４受信器
４６ボア
４８プロセッサ
１００ＲＦコイル
１０２第１の端部リング
１０４第２の端部リング
１０６ラング
１０８第１の端部
１１０第２の端部
１２０第１のラング部分
１２２第２のラング部分
１２４第３のラング部分
１３０第１の端部
１３２第２の反対側端部
１３４第１の端部
１３６第２の反対側端部
１３８第１の端部
１４０第２の反対側端部
１５０複数の導体アセンブリ
１７０導体アセンブリ
１７２ワイヤ導体
１７４電気絶縁材料
１７６外径
１７８外側絶縁層
１８０導体アセンブリ
１８２ワイヤ導体
１８４絶縁材料
１８６外径
１８８外側絶縁層
１９０導体アセンブリ
１９２ワイヤ導体
１９４電気絶縁材料
１９６ワイヤバンドル
１９８外側絶縁層
２１０幅
２１２長さ
２１４厚さ
２２０ラング開口部
２２２ラング開口部
２２４領域
３００ＲＦコイルアセンブリ
３０２ＲＦ遮蔽
３０４中空の円筒フレーム
３０６コイル素子
３０８コネクタ
３１０端部リング
３２０マルチ導体アセンブリ
３２２端部リング
３３０マルチ導体アセンブリ

Claims

磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム向けの無線周波数（ＲＦ）コイル（１００）であって、
第１の端部リング（１０２）と、
第２の端部リング（１０４）と、
前記第１及び第２の端部リング（１０４）の間に電気的に結合され、その各々が第１のラング部分（１２０）と第２のラング部分（１２２）とを含んだ複数のラング（１０６）と、
を備え、
前記第１のラング部分（１２０）が、複数のワイヤ導体を含むマルチ導体アセンブリ（１５０）を備え、
前記複数のワイヤ導体の各々が、電気絶縁材料の第１の部分によって、その長手方向に囲繞され、前記複数のワイヤ導体が互いに電気的に絶縁され、
前記第２のラング部分（１２２）が単一の中実な導体から形成され、前記第１のラング部分（１２０）と直列に電気結合され、
前記複数のラング（１０６）の各々が、複数のワイヤ導体（１７２）から形成した第３のラング部分（１２４）を備えており、
前記第２のラング部分が、前記第１と第３のラング部分の間に直列に電気結合され、
前記第３のラング部分の前記複数のワイヤ導体の各々が、電気絶縁材料の第２の部分によって、その長手方向に囲繞され、前記第３のラング部分の前記複数のワイヤ導体が互いに電気的に絶縁される、
ＲＦコイル（１００）。
前記複数の導体（１７２）は第１のラング部分（１２０）を形成するように一体に編み組みされている、請求項１に記載のＲＦコイル（１００）。
前記複数の導体（１７２）が１つのワイヤバンドル（１９６）を形成するように一体に編み組みされており、複数のワイヤバンドル（１９６）によって前記第１のラング部分（１２０）が形成されている、請求項１に記載のＲＦコイル（１００）。
前記複数の導体（１７２）が１つのワイヤバンドル（１９６）を形成するように一体に編み組みされており、複数のワイヤバンドル（１９６）を前記第１のラング部分（１９０）を形成するように一体に編み組みさせている、請求項１に記載のＲＦコイル（１００）。
前記複数の導体（１７２）はそれぞれ円形断面形状を有している、請求項１乃至４のいずれかにに記載のＲＦコイル（１００）。
前記複数の導体（１７２）の各々は、所望の無線周波数（ＲＦ）コイル動作周波数に基づいて選択された外径（１７６）を有する、請求項１乃至５のいずれかにに記載のＲＦコイル（１００）。
前記第１の端部リング（１０２）、第２の端部リング（１０４）及び複数のラング（１０６）は１つのバードケージコイルを形成するように一体に結合されている、請求項１乃至６のいずれかにに記載のＲＦコイル（１００）。
前記ＲＦコイル（１００）は横方向電磁場型（ＴＥＭ）コイル、全身用コイル、局所コイルのうちの少なくとも１つである、請求項１乃至７のいずれかにに記載のＲＦコイル（１００）。
各ラング（１０６）はさらに、第１の端部リング（１０２）の近傍に配置された第１の開口部（２２０）と、第２の端部リング（１０４）の近傍に配置された第２の開口部（２２２）と、を備える、請求項１乃至８のいずれかにに記載のＲＦコイル（１００）。