JP6422875B2 - 別々に制御されるリング部材とラングとを有する、磁気共鳴（ｍｒ）撮像システム用の無線周波数（ｒｆ）バードケージコイル - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムの検査空間にＲＦ磁場を付与するための無線周波数（ＲＦ）アンテナ装置と、少なくとも１つのこうしたＲＦアンテナ装置を使用するＭＲ撮像システムとに関する。
磁気共鳴（ＭＲ）撮像の分野において、特にマルチ送信（ｍｕｌｔｉ‐ｔｒａｎｓｍｉｔ）ＭＲ撮像アプリケーション用に、通常は患者である関心対象物の内部の核スピンを励起し、当該核スピンからの信号を検出するためのアンテナとして、特に２つのタイプの縮退無線周波数（ＲＦ）コイルを用いることが知られている。これらのアンテナであるバードケージコイル及び横電磁（ＴＥＭ）コイルは、超高ＲＦ帯（ＶＨＦ）でのＭＲ撮像のために広く用いられ、商用の３Ｔ全身ＭＲ撮像スキャナに導入されている。バードケージコイルは、主磁場方向と平行に延在して、ＭＲ撮像スキャナの検査領域の周囲に配置される、複数の導体のラング（ｒｕｎｇ：横木）を有する。関心対象物による個々の誘電体負荷が原因で、許容できる臨床画像品質を提供するために、コイルは個々のＲＦ電力供給を必要とする。
縮退バードケージコイルは、ラングとリング部材とによって形成される個々のループからなる。リング部材とラングとは、直交して配置され、本来的にデカップリングされている（Hayes C, Edelstein W, Schenck J, Mueller O, Eash M.による「An efficient, highly homogeneous radiofrequency coil for whole-body NMR imaging at 1.5 T」、J Magn Reson 1985;63:622-628、又は、Tropp J.による「The theory of the bird-cage resonator」、J Magn Reson 1989;82:51-62を参照）。これらのループ内を流れるＲＦ電流は制御され得るが、特にチャネル数が増加するとともに、相互カップリングが、高いチャネル内ＲＦ電力消費につながる恐れがある。
低電力マルチチャネルＲＦ増幅器の出現で、送信チャネルの総数は、費用によってもはや限定されない。高磁場の臨床アプリケーションの高まる要件を充たすために、多数分配されるＲＦ増幅器が、ボディコイルに多数の入力ポートを供給し得る。
欧州特許出願公開第１２７９９６８Ａ２号の文献は、関心対象物の誘電体負荷の存在下での均一性を目的として、バードケージコイルのＲＦ磁場パターンを変化させること（ＲＦシミング（ｓｈｉｍｍｉｎｇ））を可能にする、ラング内で個々に制御されるＲＦ電流を有するボディコイルの例を説明する。リング部材内の過大電流を引き起こす恐れのある、リング部材及びラング内の高ＲＦ電流比、並びに特別な注意を要する関心対象物に対する高比吸収率（ＳＡＲ）を回避することが望ましい。更に、このタイプのＲＦコイルに対し、ＲＦシミングの範囲を拡張することが望ましい。
したがって、本発明の目的は、過大ＲＦ電流の発生がなく、改善されたＳＡＲ制御を有し、かつ、改善されたＲＦシミングのオプションを有する、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムの検査空間にＲＦ磁場を付与するための無線周波数（ＲＦ）アンテナ装置を提供することである。
本発明のある態様では、前記目的は、導電性材料から作られる複数のラングと、複数のラングのうちの少なくとも１つのラングと電磁的にカップリングされる、導電性材料から作られる少なくとも１つの横断アンテナ部材と、複数のＲＦ回路とを有する、ＲＦアンテナ装置であって、複数のラングの各々のラングは、延在の主方向を有し、動作状態において、複数のラングの延在の主方向は、延在の主方向と平行に延びる円筒軸を有する仮想円筒の外側に沿って、略平行に、方位角方向に略等間隔な関係で配置され、少なくとも１つの横断アンテナ部材は、動作状態において、複数のラングの延在の主方向と略垂直な平面内に配置され、複数のＲＦ回路のうちの少なくとも１つのＲＦ回路は、複数のラングの各々のラングに対しては、相互のデカップリングのために、及び、個々にＲＦ電力を供給するために提供され、少なくとも１つの横断アンテナ部材に対しては、個々にＲＦ電力を供給するために提供される、ＲＦアンテナ装置によって達成される。
本出願において用いられる場合、「個々にＲＦ電力を供給する」との語句は、特に、ＲＦ電力の振幅及び／又は位相が、別の対象物に提供されるＲＦ電力の振幅及び／又は位相と無関係である場合の、対象物にＲＦ電力を提供することとして理解すべきである。仮想円筒は、好ましくは円形断面を有するが、楕円形のような任意の他の断面も可能である。本出願において用いられる場合、「ＲＦ回路」との語句は、特に、能動ＲＦ部品、受動ＲＦ部品、及び能動ＲＦ部品と受動ＲＦ部品との組合せを有するＲＦ回路を含むものとして理解すべきである。
これにより、ＲＦ電流の振幅及び位相は、ラング内だけでなく、横断アンテナ部材内においても、能動的に制御されることができ、したがって、横断アンテナ部材内の過大電流、及び高ＳＡＲ率は回避され得る。個々のラングと横断アンテナ部材とは、位相、周波数、振幅、及び時間において異なり得る個々の複雑なＲＦパルスによって駆動され得る。例として、横断アンテナ部材内の過大電流が原因の、心臓コイルのような局所受信アンテナの干渉の問題は解決され得る。更に、拡張されたＲＦシミングのオプション及び範囲を有するＲＦアンテナ装置が提供され得る。
好ましくは、ＲＦアンテナ装置は、初回の動作で、共鳴励起のために検査空間にＲＦ磁場を付与するために提供され、更に、初回の動作とは異なる別の回の動作で、関心対象物の内部の原子核によって放出される磁気共鳴ＲＦエネルギを受信するために提供される。言い換えると、ＲＦアンテナ装置は、ＲＦ受信アンテナとしてだけでなく、ＲＦ送信アンテナとしても機能するように提供される。これは、コンパクトなデザインを可能にし、また、ＲＦ送信アンテナとＲＦ受信アンテナとの間のクロスカップリングを回避することを可能にする。
本発明の更なる態様では、複数のラングのうちの少なくとも１つのラングは、ラングの延在の主方向に直列に配列される、少なくとも２つのラング素子へと分割されている。これは、ラングの延在の主方向でのＲＦシミングにおける更なる自由度を有益に提供し得る。
好ましい実施形態では、少なくとも１つの横断アンテナ部材は、略円形状を有し、これは、横断アンテナ部材の平面内での対称的なＲＦ磁場パターンを可能にする。
更に別の好ましい実施形態では、ＲＦアンテナ装置は、平面内にある１つの仮想円形線上に実質的に配列される、少なくとも２つの横断アンテナ部材を有する。ＲＦ電力が２つの横断アンテナ部材へと個々に供給されるので、更に広い範囲のＲＦシミング及びＳＡＲ制御が提供され得る。
ＲＦアンテナ装置に複数の横断アンテナ部材を備えることによって、更に大きな範囲のＲＦシミング及びＳＡＲ制御が得られる。ある実施形態では、複数の横断アンテナ部材は、平面内にある１つの仮想円形線上に実質的に配列されてよい。
更に別の好ましい実施形態では、複数の横断アンテナ部材は、少なくとも２つの仮想円形線に沿って配列され、各仮想円形線は、延在の主方向において平行に離間された態様で配置される平面内にある。これにより、ラング内と横断アンテナ部材内とのＲＦ電流がデカップリングされ、ＲＦ電流振幅の完全な制御を可能にし、これにより従来技術のＭＲボディコイルにおける過大な還電流の深刻な問題を解決し、したがってＳＡＲに関する限定を減少させる。
本発明の別の態様では、複数のラングのうちのラングの数は、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材の数と等しい。これは、ラングの延在の主方向と、当該方向に垂直な方向とにおいて、ＲＦ磁場のＲＦシミングのための同様の範囲を提供し得る。
別の実施形態では、複数のラングの各々のラングは、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材のうちの１つから電磁的にデカップリングされ、横断アンテナ部材の各々は、複数のラングのうちの１つのラングから電磁的にデカップリングされ、ＲＦアンテナ装置によって囲まれる検査空間の部分内で、略対称なＲＦ磁場パターンの生成とシミングとを可能にする。本出願で用いられる場合、「からデカップリングされ」との語句は、特に、電磁的なカップリングが振幅において少なくとも２倍、好ましくは少なくとも５倍だけ弱められることとして理解すべきである。
別の好ましい実施形態では、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材のうちの１つに対する、複数のラングの各々のラング間のデカップリング場所と、複数のラングのうちの１つのラングに対する、横断アンテナ部材の各々の間のデカップリング場所とが、それぞれの横断アンテナ部材の中央部と、それぞれのラングの端部とに提供される。本出願で用いられる場合、「中央部」との語句は、特に、横断アンテナ部材の延在の主方向での寸法の３分の１の中央区画を含む横断アンテナ部材の部分として理解すべきである。同様に、本出願で用いられる場合、「端部」との語句は、特に、ラングの延在の主方向でのラングの寸法の３分の１の端区画を含むラングの部分として理解すべきである。これにより、よく知られている「Ｔタイプ」構成で構成されるバードケージコイルモードの、横断アンテナ部材及びラング内において制御されたＲＦ電流比を有し、横断アンテナ部材内の過大ＲＦ電流を防止する、完全にシミングされたＲＦ磁場パターンが達成され得る。
代替的に、別の実施形態では、２つの横断アンテナ部材に対する、複数のラングの各々のラングの電磁的なカップリングの場所と、複数のラングのうちの２つのラングに対する、横断アンテナ部材の各々の電磁的なカップリングの場所とが、それぞれの横断アンテナ部材の端部と、それぞれのラングの端部とに配置される。ラングは、２つの横断アンテナ部材の間のちょうど隙間に方位角方向に配列される。これは見て明らかな理由により「Ｃタイプ」構成と呼ばれる。原則として、「Ｔタイプ」構成と「Ｃタイプ」構成との間の、横断アンテナ部材の任意の他の方位角方向の配列も可能である。
本発明の別の態様では、複数のＲＦ回路の各々のＲＦ回路は、複数のラングのうちの１つのラング、又は少なくとも１つの横断アンテナ部材のうちの、少なくとも１つに、ＲＦ電力を付与するために提供される、少なくとも１つのＲＦ源を有する。これにより、複数のラングの各々のラングと各横断アンテナ部材とに対し、入力ＲＦ振幅、ＲＦ位相、及び個々の複雑なＲＦパルスの柔軟な制御が提供され、個々に制御されたＲＦ振幅及び位相設定が可能となる。
本発明の更なる態様では、ＲＦアンテナ装置は、単一のＲＦ源と、少なくとも１つのＲＦ電力分配器とを有し、単一のＲＦ源は、少なくとも１つのＲＦ電力分配器を介して、複数のラングと、少なくとも１つの横断アンテナ部材とに、個々にＲＦ電力を供給するために提供され、これにより、複数のラングへと供給されるＲＦ電力と、少なくとも１つの横断アンテナ部材へと供給されるＲＦ電力との、位相及び振幅の一定の関係を提供する。
一般的に、各ＲＦ源がＲＦ回路のうちの１つにＲＦ電力を付与するために提供される、複数のＲＦ源と、各ＲＦ源及びＲＦ電力分配器が複数のラングのうちの少なくとも１つのラングへと、及び少なくとも１つの横断アンテナ部材へと、ＲＦ電力を個々に供給するために提供される、ＲＦ電力分配器を有するＲＦ源との任意の組合せは、本発明による可能性のある実施形態である。
好ましい実施形態では、ＲＦアンテナ装置のラングと横断アンテナ部材とは、ＴＥＭ型の共振器ストリップとしてデザインされる。これにより、ＲＦアンテナ装置と関連するＲＦケーブル接続とは、費用効率の高い態様で実現され得る。
本発明の別の目的は、実質的な静磁場を発生させるための主磁石と、静磁場に重畳される傾斜磁場を発生させるための磁気傾斜コイルシステムと、関心対象物を中に配置するために提供される検査空間と、関心対象物の原子核を励起するように、検査空間にＲＦ磁場を付与するために提供される、少なくとも１つの上述の実施形態のＲＦアンテナ装置とを有する、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムを提供することである。また、ＭＲ撮像システムは、ＭＲＩリニアック、ＭＲＩハイパーサーミア（温熱治療）システム、ＭＲ‐ＥＴシステム、及び他の介入装置等の、医療器具のための誘導としてＭＲ撮像システムが用いられる診断及び治療システムも含む。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかであり、以下に説明される実施形態を参照することによって解明される。しかしながら、こうした実施形態は必ずしも本発明の完全な範囲を示すものではないが、したがって、本発明の範囲を解釈するために、請求項及び本明細書が参照される。
本説明は、本発明のいくつかの実施形態を含む。個々の実施形態は、図のうちの特定のグループを参照して説明され、特定の実施形態の接頭番号によって識別される。特徴の機能が全ての実施形態において同じ又は基本的に同じである当該特徴は、当該特徴の関係する実施形態の接頭番号に当該特徴の番号が続いて構成される参照番号によって識別される。
図１は、ＭＲスキャナ１１２を有する磁気共鳴（ＭＲ）撮像システム１１０の実施形態の一部の概略図を示す。ＭＲ撮像システム１１０は、実質的な静磁場を発生させるために提供される主磁石１１４を含む。主磁石１１４は、通常は患者である、中に配置されるべき関心対象物１２０に対して、中心軸１１８の周りの検査空間１１６を提供する中央ボア（ｂｏｒｅ：穴）を有する。原則として、本発明は、静磁場の中に検査領域を提供する、任意の他のタイプのＭＲ撮像システムにも適用可能である。更に、ＭＲ撮像システム１１０は、静磁場に重畳される傾斜磁場を発生させるために提供される、磁気傾斜コイルシステム１２２を有する。従来技術でよく知られているとおり、磁気傾斜コイルシステム１２２は、主磁石１１４のボアの中に、同心円状に配置される。
更に、ＭＲ撮像システム１１０は、ＲＦ送信段階の間、関心対象物１２０の原子核を励起するように、検査空間１１６にＲＦ磁場を付与するために提供される、全身用コイルとしてデザインされる無線周波（ＲＦ）アンテナ装置１４０を含む。また、ＲＦアンテナ装置１４０は、ＲＦ受信段階の間、励起された原子核からのＭＲ信号を受信するためにも提供される。ＭＲ撮像システム１１０の動作状態において、ＲＦ送信段階とＲＦ受信段階とは、連続した態様で行われる。ＲＦアンテナ装置１４０は、主磁石１１４のボアの中に同心円状に配置される。従来技術で知られているとおり、円筒状の金属ＲＦスクリーン１２４が、磁気傾斜コイルシステム１２２とＲＦアンテナ装置１４０との間に同心円状に配置される。
更に、ＭＲ撮像システム１１０は、従来技術で広く知られているとおり、取得されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するために提供される、ＭＲ画像再構成ユニット１３０と、ＭＲスキャナ１１２の機能を制御するために提供される、モニタユニット１２８を有するＭＲ撮像システム制御ユニット１２６とを有する。制御ライン１３８は、ＭＲ撮像システム制御ユニット１２６と、ＲＦ送信段階の間、ＲＦ切替ユニット１３６を介してＲＦアンテナ装置１４０にＭＲ無線周波数のＲＦ電力を供給するために提供されるＲＦ送信器ユニット１３４との間に設置される。また、ＲＦ切替ユニット１３６も同様にＭＲ撮像システム制御ユニット１２６によって制御され、この目的を果たすために、別の制御ライン１３２が、ＭＲ撮像システム制御ユニット１２６とＲＦ切替ユニット１３６との間に設置される。ＲＦ受信段階の間、ＲＦ切替ユニット１３６は、ＭＲ画像再構成ユニット１３０にＲＦアンテナ装置１４０からのＭＲ信号を向ける。
図２は、図１の実施形態によるＲＦアンテナ装置１４０の立体図である。ＲＦアンテナ装置１４０は、銅である導電性材料から作られるＴＥＭ型の共振器ストリップとしてデザインされる、８個の複数のラング１４２、１４４を有する。８個の複数のラング１４２、１４４の各々のラング１４２、１４４は、延在の主方向１４８を有する。２つのラング１４４、１４４´は、それぞれのラング１４４、１４４´の延在の主方向１４８に直列に配列される、２つのラング素子１４６、１４６´へと各々分割されている。
図２に示される動作状態において、８個の複数のラング１４２、１４４の延在の主方向１４８は、円形断面と、延在の主方向１４８と平行に延びる円筒軸１５２とを有する仮想円筒１５０の外側に沿って、平行に、方位角によって等間隔な関係で配置される。動作状態において、ＲＦアンテナ装置１４０は、ＭＲ撮像スキャナ１１２に対して、円筒軸１５２がＭＲ撮像スキャナの中心軸１１８と一致するように配置される。
更に、ＲＦアンテナ装置１４０は、１６個の複数の横断アンテナ部材１５４を有する。１６個の横断アンテナ部材１５４もまた、銅である導電性材料から作られるＴＥＭ型の共振器ストリップとしてデザインされる。横断アンテナ部材１５４の各々は、共振器ストリップの中心線が円の一区分を形成するように、延在の方向に沿って均等に湾曲する。１６個の複数の横断アンテナ部材１５４は、２つの８個のグループ１５６、１５８内に配置される。８個の横断アンテナ部材１５４のグループ１５６、１５８の各々は、横断アンテナ部材１５４の中心線が仮想円形線上に位置合わせされるように配置される。２つの仮想円形線の各々は、８個の複数のラング１４２、１４４の延在の主方向１４８に対して垂直に配置される平面内にある。２つの平面は、延在の主方向１４８において平行に離間された態様で配置される。
このアレンジメントによると、複数のラング１４２、１４４のうちのラング１４２、１４４の数は、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材１５４の数と等しい。形状により、複数のラング１４２、１４４の各々のラング１４２、１４４は、複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材１５４のうちの２つと電磁的にカップリングされ、複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材１５４の各々は、複数のラング１４２、１４４のうちの２つのラング１４２、１４４と電磁的にカップリングされる。複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材１５４のうちの２つに対する、複数のラング１４２、１４４の各々のラング１４２、１４４の間の電磁的なカップリング、及び、複数のラング１４２、１４４のうちの２つのラング１４２、１４４に対する、横断アンテナ部材１５４の各々の電磁的なカップリングの、デカップリング場所１６０は、２つのそれぞれの横断アンテナ部材１５４の端部と、それぞれのラング１４２、１４４の端部とに提供される（「Ｃタイプ」アレンジメント）。明瞭化の目的で、図２には１つのデカップリング場所１６０だけが示される。個々のアンテナ部材１５４のデカップリングは、従来技術で知られているとおり、誘導性変圧器又は容量性ネットワークを使用することにより、隣接するＴＥＭ構造体を重複させることによって達成され得る。
ラング１４２、１４４及び横断アンテナ部材１５４の寸法は、複数のラング１４２、１４４と、複数の横断アンテナ部材１５４とによって、人間である関心対象物１２０が中に配置されることを可能にする開口を提供するようにデザインされる。
図３は、本発明によるＲＦアンテナ装置２４０の代替的な実施形態の立体図である。ＲＦアンテナ装置２４０の構成要素は、図２による実施形態の構成要素と同一である。この前の実施形態とは対照的に、図３のアレンジメントでは、複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材２５４のうちの１つに対する、複数のラング２４２、２４４の各々のラング２４２、２４４の、及び、複数のラング２４２、２４４のうちの１つのラング２４２、２４４に対する、複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材２５４の各々の、電磁的なカップリング場所２６０が、それぞれの横断アンテナ部材２５４の中央部と、それぞれのラング２４２、２４４の端部とに設置される（「Ｔタイプ」アレンジメント）。また、複数のラング２４２、２４４のラング２４２、２４４は、分割されない。明瞭化の目的で、図３には１つのカップリング場所２６０だけが示される。
図４は、図３の実施形態によるＲＦアンテナ装置２４０を動作させるためのＲＦ回路２６２、２６４、２６６を示す。ＲＦアンテナ装置２４０は、２４個の複数のＲＦ回路２６２、２６４、２６６を有する（これらのうち９個が図４に示される）。複数のＲＦ回路２６２、２６４、２６６のうちの１つのＲＦ回路２６２、２６４、２６６が、複数のラング２４２、２４４の各々のラング２４２、２４４に対しては、相互のデカップリングのために、及び、個々にＲＦ電力を供給するために提供され、少なくとも１つの横断アンテナ部材２５４に対しては、個々にＲＦ電力を供給するために提供される。ＲＦ回路２６２、２６４、２６６は、同一にデザインされ、光ファイバ制御ライン２７０を有するデジタル送信器２６８と、増幅器２７６と、受動インピーダンス整合回路２７８とを有する。ＲＦ回路２６２、２６４、２６６のうちの１つと、ラング２４２、２４４のうちの１つ又は横断アンテナ部材２５４のうちの１つとの各組合せは、ＲＦ振幅、ＲＦ位相、並びに、当業者によく知られているＳＥＮＳＥ（感度エンコーディング）等のパラレルイメージング技術で使用される、位相、振幅、周波数、及び時間に関して個別の複雑なＲＦパルスに関し、独立して制御可能なＲＦ送信／受信チャネルを表す。
図５は、本発明による代替的なＲＦアンテナ装置３４０を示す。ここでは、第１及び第２の横断アンテナ部材３５４、３５４´は、略円形状を有するようにデザインされる。ＲＦアンテナ装置３４０は、単一のＲＦ源３７２と、少なくとも１つのＲＦ電力分配器３７４とを有し、単一のＲＦ源３７２は、少なくとも１つのＲＦ電力分配器３７４と、各々が受動ＲＦインピーダンス回路を有するＲＦ回路３６２、３６４、３６６とを介して、複数のラング３４２、３４４と、第１の横断アンテナ部材３５４と、第２の横断アンテナ部材３５４´とに、個々にＲＦ電力を供給するために提供される。これにより、複数のラング３４２、３４４へと供給されるＲＦ電力と、第１の横断アンテナ部材３５４及び第２の横断アンテナ部材３５４´へと供給されるＲＦ電力の位相及び振幅の一定の関係が提供される。
図６は、本発明による更に別の代替的なＲＦアンテナ装置４４０を示す。図６に示されるＲＦアンテナ装置４４０を動作する態様は、明らかとなるであろう理由により、「バードケージ適合モード」と呼ばれる。ＲＦアンテナ装置４４０は、各々が独立したＲＦ源４７２、４７２´、４７２´´によってＲＦ電力を供給される３つのＲＦ電力分配器４７４及び４７４´と４７４´´とを用いて、第１のグループの８個の横断アンテナ部材４５６と、第２のグループの８個の横断アンテナ部材４５８と、複数のラング４４２とが、別々に駆動されるように動作される。このセットアップは、制御された電流比の横断アンテナ部材４５４を通って流れるＲＦ電流と、ラング４４２を通って流れるＲＦ電流とを有する、完全なバードケージコイルモードをエミュレートし得る。このモードは、完全にカップリングされたバードケージ共振器において現れる恐れのある、局所ＳＡＲの高い領域の原因となる、横断アンテナ部材４５４を通る過大ＲＦ電流を防止する。したがって、本構成は、従来のバードケージコイルで見られるＳＡＲの限定を回避し得る。３つの独立したＲＦ源４７２、４７２´、４７２´´は、ＲＦ電力分配器４７４及び４７４´と４７４´´とを介して、また、ＲＦ回路４６２、４６４、４６６を介して、正しいＲＦ位相オフセット及びＲＦ振幅を提供する。
図７は、２つのＲＦチャネルを用いたバードケージ適合モードで動作されるために提供される、本発明による更に別の代替的なＲＦアンテナ装置５４０を示す。８個の横断アンテナ部材の２つのグループ５５６、５５８は、ＲＦスクリーン５２４の外側に設置される伝送ライン８０を介して接続され、一定の振幅及び位相の関係を有する第１のＲＦチャネルによって駆動される。複数のラング５４２は、第２のＲＦチャネルによって駆動される。
図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、本発明によるＲＦアンテナ装置のシミング性能を示すために、様々なタイプのＲＦ回路を用いて動作される、図３によるＲＦアンテナ装置２４０の実施形態によって生成されたＲＦ磁場パターンの一部の磁場（Ｂ＋）を示す。これらの実施例では、ＲＦアンテナ装置２４０は、ＴＥＭ若しくはバードケージコイルのように実行するために、又は任意の所望の中間状態を実行するために駆動される。
図８は、様々な駆動構成に対する、ｘｚ平面でのＢ＋磁場パターン（図８（ａ）乃至図８（ｃ））及び表面ＲＦ電流（図８（ｄ）乃至図８（ｆ））を示す。図８（ｄ）乃至図８（ｆ）では、陰影は表面電流密度の振幅に対応し、陰影が濃くなると、電流密度の振幅は大きくなる。空のＲＦアンテナ装置２４０は、バードケージの挙動（図８（ａ）、図８（ｄ））又はＴＥＭの挙動（図８（ｂ）、図８（ｅ））をエミュレートするために駆動される。最後の実施例では、横断アンテナ部材２５６の１つのグループだけがＲＦ電力を提供され、ｚ方向に非対称な磁場分布をもたらす（図８（ｃ）、図８（ｆ））。
これは、本発明によるＲＦアンテナ装置１４０乃至５４０が、従来のボディコイルに比べ、非常に高まった柔軟性及びＲＦシミング範囲を提供することを示す。別の実施例として、ｚ方向での視野の全体幅が、様々なＲＦ駆動の設定の間で単純に切り替えることによって変更され得る。代替的に、視野の相対位置が選択され得る。
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に例示され説明されたが、こうした例示及び説明は、例示的又は典型的であると考えられるべきであり、限定と考えられるべきではなく、本発明は、開示された実施形態に限定されない。当業者によって、特許請求された発明を実施するにあたり、図面、明細書、及び添付の請求項の研究から、開示された実施形態の他のバリエーションが理解され達成されることができる。請求項で、「有する」の文言は他の要素やステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用できないことを意味するわけではない。請求項のいかなる参照符号も範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
１０ 磁気共鳴（ＭＲ）撮像システム
１２ ＭＲスキャナ
１４ 主磁石
１６ 検査空間
１８ 中心軸
２０ 関心対象物
２２ 磁気傾斜コイルシステム
２４ ＲＦスクリーン
２６ ＭＲ撮像システム制御ユニット
２８ モニタユニット
３０ ＭＲ画像再構成ユニット
３２ 制御ライン
３４ ＲＦ送信器ユニット
３６ ＲＦ切替ユニット
３８ 制御ライン
４０ ＲＦアンテナ装置
４２ ラング
４４ ラング
４６ ラング素子
４８ 延在の主方向
５０ 仮想円筒
５２ 円筒軸
５４ 横断アンテナ部材
５６ ８個のグループ
５８ ８個のグループ
６０ カップリング場所
６２ ＲＦ回路
６４ ＲＦ回路
６６ ＲＦ回路
６８ デジタル送信器
７０ 光ファイバ制御ライン
７２ ＲＦ源
７４ ＲＦ電力分配器
７６ 増幅器
７８ インピーダンス整合回路
８０ 伝送ライン
１２ ＭＲスキャナ
１４ 主磁石
１６ 検査空間
１８ 中心軸
２０ 関心対象物
２２ 磁気傾斜コイルシステム
２４ ＲＦスクリーン
２６ ＭＲ撮像システム制御ユニット
２８ モニタユニット
３０ ＭＲ画像再構成ユニット
３２ 制御ライン
３４ ＲＦ送信器ユニット
３６ ＲＦ切替ユニット
３８ 制御ライン
４０ ＲＦアンテナ装置
４２ ラング
４４ ラング
４６ ラング素子
４８ 延在の主方向
５０ 仮想円筒
５２ 円筒軸
５４ 横断アンテナ部材
５６ ８個のグループ
５８ ８個のグループ
６０ カップリング場所
６２ ＲＦ回路
６４ ＲＦ回路
６６ ＲＦ回路
６８ デジタル送信器
７０ 光ファイバ制御ライン
７２ ＲＦ源
７４ ＲＦ電力分配器
７６ 増幅器
７８ インピーダンス整合回路
８０ 伝送ライン
Claims (13)
- 導電性材料から作られる複数のラングと、前記複数のラングのうちの少なくとも１つのラングと電磁的にカップリングされる、導電性材料から作られる少なくとも１つの横断アンテナ部材と、複数のＲＦ回路と、を有する、磁気共鳴撮像システムの検査空間にＲＦ磁場を付与するためのＲＦアンテナ装置であって、
前記複数のラングの各々のラングは、延在の主方向を有し、動作状態において、前記複数のラングの前記延在の主方向は、前記延在の主方向と平行に延びる円筒軸を有する仮想円筒の外側に沿って、略平行に、方位角方向に略等間隔な関係で配置され、
前記少なくとも１つの横断アンテナ部材は、動作状態において、前記複数のラングの前記延在の主方向と略垂直な平面内に配置され、
前記複数のＲＦ回路のうちの少なくとも１つのＲＦ回路は、前記複数のラングの各々のラングに対しては、相互のデカップリングのために、及び、個々にＲＦ電力を供給するために提供され、前記少なくとも１つの横断アンテナ部材に対しては、前記ラングに供給されるＲＦ電力とは無関係に個々にＲＦ電力を供給するために提供される、
ＲＦアンテナ装置。 - 前記複数のラングのうちの少なくとも１つのラングは、前記ラングの前記延在の主方向に直列に配列される、少なくとも２つのラング素子へと分割されている、請求項１に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記少なくとも１つの横断アンテナ部材は、略円形状を有する、請求項１に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記平面内にある１つの仮想円形線上に実質的に配列される、少なくとも２つの横断アンテナ部材を有する、請求項１に記載のＲＦアンテナ装置。
- 複数の横断アンテナ部材を有する、請求項１に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記複数の横断アンテナ部材は、少なくとも２つの仮想円形線に沿って配列され、各仮想円形線は、前記延在の主方向において平行に離間された態様で配置される平面内にある、請求項５に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記複数のラングのうちのラングの数は、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される横断アンテナ部材の数と等しい、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記複数のラングの各々のラングは、１つの平面又は複数の平面のうちの１つ内に配置される前記横断アンテナ部材のうちの１つから電磁的にデカップリングされ、前記横断アンテナ部材の各々は、前記複数のラングのうちの１つのラングから電磁的にデカップリングされる、請求項７に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記横断アンテナ部材と前記ラングとの電磁的なカップリングが、２つのそれぞれの横断アンテナ部材の端部と、ラングの端部とで提供されるか、又は、それぞれの前記横断アンテナ部材の中央部と、それぞれの前記ラングの端部とで提供される、請求項８に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記複数のＲＦ回路の各々のＲＦ回路は、前記複数のラングのうちの１つのラング、又は前記少なくとも１つの横断アンテナ部材のうちの、少なくとも１つに、ＲＦ電力を付与するために提供される、少なくとも１つのＲＦ源を有する、請求項１乃至９の何れか一項に記載のＲＦアンテナ装置。
- 単一のＲＦ源と、少なくとも１つのＲＦ電力分配器とを更に有し、前記単一のＲＦ源は、前記少なくとも１つのＲＦ電力分配器を介して、前記複数のラングと、前記少なくとも１つの横断アンテナ部材とに、個々にＲＦ電力を供給するために提供される、請求項１乃至９の何れか一項に記載のＲＦアンテナ装置。
- 前記ラングと前記横断アンテナ部材とは、ＴＥＭ型の共振器ストリップとしてデザインされる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のＲＦアンテナ装置。
- 実質的な静磁場を発生させるための主磁石と、
前記静磁場に重畳される傾斜磁場を発生させるための磁気傾斜コイルシステムと、
関心対象物を中に配置するために提供される検査空間と、
前記関心対象物の原子核を励起するように、前記検査空間にＲＦ磁場を付与するために提供される、少なくとも１つの請求項１乃至１２の何れか一項に記載のＲＦアンテナ装置と、
を有する、磁気共鳴撮像システム。
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