JP7036809B2 - 共平面ｒｆコイル給電 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム用の無線周波数（ＲＦ）コイル、ＲＦコイル及びＲＦシールドを有するＭＲイメージングシステム（１１０）において使用するためのＲＦ装置、少なくとも１つのそのようなＲＦコイルを使用するイメージングシステム、並びに少なくとも１つのそのようなＲＦ装置を使用するＭＲイメージングシステムの分野に関する。

最先端のＭＲＩシステムにおいて、典型的には患者である撮像される関心対象は、身体コイルの近傍又はその中心の自由開放空間内のいずれかの場所に位置する。ボディコイルは、コイルＰＣＢ（プリント回路基板）を有するバードケージコイルとして提供されることができる。コイルＰＣＢは内部メタライゼーション層を有し、これはラング及びリング並びにキャパシタを提供する。ＲＦコイルは通常、ＲＦシールドによってシールドされる。ＲＦシールドは、シールドＰＣＢを有する。シールドＰＣＢは、その中に形成されるシールド構造を有する内部メタライゼーション層を有する。ＲＦシールドは、ＲＦコイルを同軸で囲む。コイルＰＣＢ及びシールドＰＣＢは非導電性であり、それぞれのメタライゼーション層は通常は銅から作られる。

ＲＦシールド及びＲＦコイルは、ＲＦ装置として一緒に提供されることができる。ＲＦ装置において、ＲＦコイル及びＲＦシールドは、通常、単一の構成要素として提供される。

最新技術のＲＦコイルは、ＲＦシミングのためにバードケージの２又はそれ以上の幾何学的に減結合された給電ポートを使用する２チャネル又はマルチチャネルのボディコイルを有する。この技法は、磁場の均一性を非常に高め、高磁場での付加のアプリケーションに関する臨床イメージングを可能にする。最も一般的なのは、２ポートＲＦコイルである。

外部増幅器から給電ポートに電力を供給するために、ＲＦコイルは通常、ＲＦコイルの片側から増幅器に接続される。一方の給電ポートは、直接接続されることができ、他方の給電ポートは、同軸ケーブルを通じて接続される。しかしながら、ラングに設けられた同軸ケーブルは、Ｂ１磁場を減少させ、歪ませる。更に、片側だけの給電は、軸方向に非対称な電界Ｅの分布をもたらし、ゆえに、ＳＡＲの増大をもたらし得る。

電場Ｅの軸方向の非対称分布は、固定の位相及び振幅で４又は８ポート給電を使用することによって少なくとも部分的に克服されることができる。この給電は、ＲＦコイルの全長にわたっていくつかの同軸ケーブルを配線することを必要とし、それゆえ、局所的な磁場不均一性を潜在的に増大させる。加えて、給電ラインは、ＭＲＩ ＬＩＮＡＣと共存できない。

同軸ケーブルは通常、ＲＦコイルとシールドとの間の空間内に配置される。通常、同軸ケーブルは、はんだ又は接着剤によってシールドＰＣＢに取り付けられる。同軸ラインは、内部導体、絶縁材料、及び外部導体で構成される。はんだ付けにより、同軸ラインの外部導体は、シールドＰＣＢ上の金属と同じ電位になる。原則として、同軸ケーブルは、コイルＰＣＢに取り付けられることができる。

これに関連して、米国特許出願公開第2014/0218032A1号公報は、スピン共鳴アプリケーションのための共振器装置に言及している。共振器装置は、基板、端子、及び共振器を有する。端子は、基板表面上に配置された第１端子セグメントを有する第１端子と、基板表面上に配置される第１端子セグメントの反対側に配置される第２端子セグメントを有する第２端子と、を有する。共振器は、第１の端子と第２の端子との間の基板表面上に配置される導体を有する。各導体は、第１の端子セグメントのうちの１つと、第２の端子セグメントのうちのそれぞれ反対側の１つとの間に配置される。

米国特許第6,175,237B1号公報は、高解像度ＮＭＲ又はＭＲＩにおいて使用されるスパイラル構造又は他の関連する構造などの従来のＲＦサドルコイルの２つの部分の各々が、円筒形コイル体の両側に配置され、Ｂ１軸を中心に従来の方向から約９０度回転され、リードが、ＲＦコイルの軸中心の近傍で平行であることを開示している。

更に、米国特許出願公開第2012/0081119A1号公報は、サドルコイルが可撓性絶縁材料の一方の側に配置され、追加の導体が反対側に配置されるＮＭＲ装置用のプローブについて言及している。追加の導体及びサドルコイルの導体は、絶縁材料を横断して静電容量を作り出す。この静電容量は、プローブ自体が伝送ラインを形成するようサドルコイルのインダクタンスと作用する。従って、プローブは本質的に広帯域であり、チューニングを不要とする。プローブは更に一定のインピーダンスを示し、ゆえに、ＮＭＲ分光計に対するインピーダンス整合を容易にする。好適な実施形態では、チップ抵抗器が、可撓性絶縁材料上に配置されて伝送ラインを終端する。

更に、国際公開第2005/052621号公報は、視野内に空間的及び時間的に実質一定の主磁場を生成する主磁石を有する磁気共鳴イメージングシステムに関する。傾斜磁場コイルは、視野内の主磁場に選択された傾斜磁場を印加する。少なくとも１つの無線周波数コイルが、印加された無線周波数パルスによって誘導される磁気共鳴信号を検出するように配置される。少なくとも１つの無線周波数コイルは、基板上に配置される無線周波数アンテナ及び電子機器モジュールを有する。電子機器は、無線周波数アンテナと電気的に接続される。電子機器は、無線周波数アンテナによって囲まれた中心領域に取り付けられる。

本発明の目的は、ＲＦコイル及びＲＦ装置において使用される同軸ケーブルの問題を軽減する、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム用の無線周波数（ＲＦ）コイル、ＭＲイメージングシステム（１１０）用の、ＲＦコイル及びＲＦシールドを有するＲＦ装置、少なくとも１つのそのようなＲＦコイルを使用するＭＲイメージングシステム、及び少なくとも１つのそのようなＲＦ装置を使用するＭＲイメージングシステムを提供することである。特に、本発明の目的は、低減された不均一性及びＭＲＩ ＬＩＮＡＣと共に使用するための増大された適合性をもつＢ１磁場の生成を可能にすることである。

この目的は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムにおいて使用される無線周波数（ＲＦ）コイルであって、ＲＦコイルは、コイルＰＣＢと、ＲＦ送信フェーズ中に検査空間にＲＦ磁場を印加して関心対象の核を励起し、ＲＦ受信フェーズ中に励起された核からＭＲ信号を受信するための、コイルＰＣＢ上に設けられた１又は複数の導電素子と、複数の導電素子を励起するための１又は複数の給電ポートと、少なくとも１つの接続ポートと、少なくとも１つの接続ポートを１又は複数の給電ポートに接続する１つ又は複数の給電ラインと、を有し、１又は複数の給電ラインは、コイルＰＣＢに配置される共平面(コプラナ)の給電ラインとして提供され、共平面の給電ラインは、マイクロ波周波数信号を搬送するのに適しており、導電トラックを有し、導電トラックは、導電トラックの各側に設けられた帰路導体の対と共に誘電体基板上に印刷され、３つの導体すべてが基板の同じ側の同一面上に設けられる、ＲＦコイルによって達成される。

この目的は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムで使用するための無線周波数（ＲＦ）装置であって、請求項１に記載のＲＦコイルとＲＦシールドとを有し、ＲＦシールドは、ＲＦコイルを同軸上に囲み、ＲＦシールドは、シールドＰＣＢと、シールドＰＣＢに設けられた金属シールド構造、及び少なくとも１つの接続ポートに接続される複数の接続ラインであって、シールドＰＣＢに配置される共平面の接続ラインとして提供される複数の接続ラインと、シールドＰＣＢとコイルＰＣＢとの間に延在する少なくとも１つの半径方向接続素子であって、少なくとも１つの接続ポートへの接続のために、複数の接続ラインをコイルＰＣＢに電気的に接続する半径方向接続素子と、を有するＲＦ装置によって達成される。

この目的は更に、関心対象をその中に位置付けるために提供される筒状の検査空間と、上述の少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）コイルと、検査空間をシールドするＲＦスクリーンと、静磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイルシステムと、静磁場を生成する主磁石と、を有し、ＲＦコイル、ＲＦスクリーン、傾斜磁場コイルシステム及び主磁石が、この順序で、検査空間の周りに半径方向外向きに配置される、磁気共鳴イメージングシステムによって達成される。

この目的は更に、関心対象をその中に位置付けるために提供される筒状の検査空間と、静磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイルシステムと、静磁場を生成する主磁石と、上述した少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）装置とを有し、ＲＦ装置、傾斜磁場コイルシステム、及び主磁石が、この順序で、検査装置の周囲に半径方向外方に向けて位置付けられる、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムによって達成される。

言い換えると、この目的は、本発明において、給電ラインを共平面の給電ラインとして提供することによって解決される。これにより、単一のＰＣＢ上に、ＲＦコイルと給電ラインとのコイル構造を有することが可能になり、すなわち、付加の同軸ケーブルが、追加の手作業の製造ステップにおいて追加される必要がない。従って、製造時間及び組み込みコストが削減される。

共平面の給電ラインは、プリント回路基板技術を使用して製造されることができ、マイクロ波周波数信号を搬送するのに適したタイプの電気伝送ラインを指す。共平面の給電ラインは、導電トラックの両側に１つずつ設けられる一対の帰路導体と共に、誘電体基板上に印刷される導電トラックを有する。３つの導体すべてが、基板の同じ側面上にあり、ゆえに、同一面上にある。帰路導体は、ラインの長さに沿って不変の幅を有する小さな間隙によって、中央トラックから隔てられる。

好適には、ＲＦコイルは、ＰＣＢに一体化された共平面のＲＦ給電ラインを用いた４ポート又は８ポート給電を有するシステム一体型のボディコイルである。ＲＦコイルは、導電素子としてリング及びラングを有する。更に好適には、給電ポート及び導電素子は、１つのＰＣＢ上に組み込まれるので、給電用の別個の同軸ケーブルが省かれることができる。コイルＰＣＢ形成器は、給電同軸ケーブルの追加の配線及びはんだ付けなしに、製造中に１工程で接続されることができ、従って時間及び製造コストを低減する。同軸ケーブルは更に、ＲＦコイルの製造工程で使用されるはんだ工程のために低下される信頼性を有する。更に、ＲＦコイルの統合された給電設計は、ＬＩＮＡＣ ＭＲＩスキャナの同軸給電と比較して優れた放射線透過性を提供する。それゆえ、陽子／ＬＩＮＡＣビームには固体同軸ケーブル部分が存在しないので、このＲＦコイル構造は、陽子／ＬＩＮＡＣ治療との組み合わせにおいてＭＲＩを使用する画像ガイドされる治療に有用である。

ＲＦ装置において、半径方向接続素子は、接続ラインをコイルＰＣＢに相互接続する。しかしながら、半径方向接続素子が、コイルＰＣＢとシールドＰＣＢとの間において厳密な半径方向延長部を有することは必要ではない。

更に、接続ラインは、接続ポートに直接的又は間接的に接続されることができる。従って、少なくとも１つの半径方向接続素子は、ＲＦコイルの接続ポートに直接に接続されることができ、又はコイルＰＣＢ上に設けられる給電ラインの他の接続を通じて接続されることもできる。

接続ライン及び給電ラインの詳細についての現在及び以下の議論は、接続ラインラインよび給電ラインに一般に適用可能である。更に、より一般的には、ＲＦコイル及びＲＦシールドに関する教示は、双方に適用されることができる。これは半径方向接続素子も含む。

好適な実施形態によれば、共平面の給電ラインは、コイルＰＣＢ上のメタライゼーションとして提供される。共平面の給電ラインが、コイルＰＣＢ上に直接設けられるので、追加のＰＣＢが必要とされず、ＲＦコイルの製造が容易にされることができる。更に、ラング及び給電ラインは、本質的に単一の製造工程において提供されることができる。

好適な実施形態によれば、共平面の給電ラインは、共平面の給電ラインの導体によって覆われる領域に少なくとも対応する領域を覆う接地面を有する背面導体を有する共平面導波路（conductor-backed co-planar waveguide、ＣＢＣＰＷ）として設けられる。背面導体を有する共平面導波路は、共平面導波路の一種であり、基板の背面全体を覆う接地面を有する。接地面は、第３の帰路導体として機能する。更に、背面導体の共平面導波路は、コイルＰＣＢ上に容易に製造されることができる。しかしながら、接地面と導体との間に独立した給電ラインＰＣＢが必要とされる。これは、適切な材料が、給電ラインの要求の適切な選択に従って選択されることができるという利点を有する。例えばＲＦコイル又はＲＦシールドに適した特定のタイプのＰＣＢの使用に基づく制限が克服されることができる。背面導体を有する共平面導波路は、その接地面がそれぞれのＰＣＢの方を向くようにしてコイルＰＣＢ又はシールドＰＣＢ上に設けられることができ、又はその逆も可能である。

好適な実施形態によれば、コイルＰＣＢは、少なくとも１つのスロットを具備し、少なくとも１つの給電ラインＰＣＢが、少なくとも１つのスロットに設けられ、少なくとも１つの給電ラインが、少なくとも１つの給電ラインＰＣＢ上に設けられる。従って、給電ラインＰＣＢをコイルＰＣＢ上に設ける必要なしに、給電ラインＰＣＢの材料を自由に選択することによって、給電ライン性能が制御されることができる。従って、ＲＦコイルは、隆起なしに本質的に均一な外側面を備えることができる。シールドＰＣＢ上の接続ラインの設計にも同じ原則が適用可能である。

好適な実施形態によれば、共平面の給電ラインのうち少なくとも１つは、ＲＦコイルの長手方向に延びる軸方向セクションを有する。従って、接続ポートが、ＲＦコイルに横方向に設けられる場合、軸方向セクションは、ＲＦコイルの反対側の端部で給電ポートを接続するために、ＲＦコイルの本質的に全長にわたって延びることができる。ＲＦコイルが中央給電ポートを有する場合、軸方向セクションは、それぞれの給電ポートを接続するために、ＲＦコイルのいずれかの端部まで延びることができる。周方向セクションは、一般には磁場均一性を低下させない。

好適な実施形態によれば、少なくとも１つの共平面の給電ラインは、ＲＦコイルの周方向に延びる円周セクションを有し、それによって円周セクションは、ＲＦコイルの長手方向に関して中央領域に設けられる。円周セクションは、磁界の均一性に影響を与える可能性がある。しかしながら、中央領域に設けられる場合、これらの影響は非常に小さい。

好適な実施形態によれば、共平面の給電ラインのうちの少なくとも１つは、コイルＰＣＢの外側に延在する外側セクションと、コイルＰＣＢの内側に延在する内側部分とを有し、コイルＰＣＢは、コイルＰＣＢを通って半径方向に延びる少なくとも１つのコイル接触素子を有し、コイル接触素子は、外側セクションと内側セクションとを電気的に接続する。コイル接触素子を用いることにより、給電ラインが、コイルＰＣＢの両側に最も適切に設けられることができるので、ＲＦコイルの設計に対する高い自由度が与えられる。

好適な実施形態によれば、少なくとも１つの半径方向接続素子は、ＲＦコイルの長手方向に関してＲＦコイルの中央領域に設けられる。このように中央領域に設けられる場合、磁場均一性に対する半径方向接続素子の影響は一般に小さい。

好適な実施形態によれば、少なくとも１つの半径方向接続素子は、その上に設けられた接続メタライゼーションを有する接続ＰＣＢを有し、それによって接続メタライゼーションは、複数の接続ラインをコイルＰＣＢに接続する。

好適な実施形態によれば、接続ＰＣＢが、フレキシブルＰＣＢとして提供される。フレキシブルＰＣＢは、ＲＦアセンブリの設計及び製造を容易にする。

好適な実施形態によれば、複数の接続ラインは、シールドＰＣＢの半径方向外側の面に設けられ、シールドＰＣＢは、少なくとも１つの孔を有し、少なくとも１つの半径方向接続素子は、シールドＰＣＢから少なくとも１つの孔を通ってコイルＰＣＢまで延びる。従って、シールドＰＣＢの両側が、半径方向接続素子を用いて容易に接続されることができる。孔は、好適には、ＲＦコイル又はＲＦアセンブリの中央領域に設けられる。

好適な実施形態によれば、複数の給電ラインは、コイルＰＣＢの半径方向内側の面に設けられ、コイルＰＣＢは、少なくとも１つの孔を有し、少なくとも１つの半径方向接続素子は、シールドＰＣＢから少なくとも１つの孔を通ってコイルＰＣＢまで延びる。従って、コイルＰＣＢの両側は、半径方向接続素子を使用して容易に接続されることができる。孔は、好適には、ＲＦコイル又はＲＦアセンブリの中央領域に設けられる。

好適な実施形態によれば、接続ラインのうちの少なくとも１つは、シールドＰＣＢの外側に延在する外側セクションと、シールドＰＣＢの内側に延在する内側セクションとを有し、それによって、シールドＰＣＢは、シールドＰＣＢを通って半径方向に延びる少なくとも１つのシールド接触素子を有し、シールド接触素子は、外側セクションと内側セクションを電気的に接続する。シールド接触素子を用いることにより、接続ラインがシールドＰＣＢの両側に最適に設けられることができるので、ＲＦシールド及びＲＦ装置の設計の高い自由度が与えられる。

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から明らかになり、それらを参照して説明される。そのような実施形態は、必ずしも本発明の全範囲を表すものではなく、従って本発明の範囲を解釈するために特許請求の範囲及び本願明細書が参照される。

磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムの一般的な実施形態の一部の概略図。 第１の好適な実施形態による、ＲＦコイル及びＲＦシールドを有する図１の磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムの無線周波数（ＲＦ）装置の斜視図。 共平面の給電ラインを有する第１の実施形態によるＲＦコイルの概略平面図。 第２の実施形態による、背面導体を有する共平面導波路として提供される共平面給電ラインの断面図。 第３の実施形態による、コイルＰＣＢの内側表面に設けられた図４の共平面給電ラインの断面図。 第４の実施形態による、コイルＰＣＢ内に設けられた図４の共平面給電ラインの断面図。 第５の実施形態による、半径方向接続素子によって接続されるコイルＰＣＢ及びシールドＰＣＢの断面図。 第６の実施形態による、コイルＰＣＢの孔を通って延びる半径方向接続素子によって接続されるコイルＰＣＢ及びシールドＰＣＢの断面図。 共平面の給電ライン及び中央接続ポートを有する第７の実施形態によるＲＦコイルの概略平面図。 第８の実施形態による、シールドＰＣＢの内側表面に設けられた図４の共面給電ラインの断面図。 第９の実施形態による、シールドＰＣＢに設けられた図４の共面給電ラインの断面図である。

図１は、ＭＲスキャナ１１２を有する磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム１１０の一実施形態の一部の概略図を示す。ＭＲイメージングシステム１１０は、本明細書では他のすべての実施形態の基礎として一般に記述される。

ＭＲイメージングシステム１１０は、静磁場を生成するために提供される主磁石１１４を有する。主磁石１１４は、内部に配置されるべき関心対象１２０（通常は患者）のために中心軸１１８の周りに検査空間１１６を提供する中央ボアを有する。この実施形態において、中心ボア及びゆえに主磁石１１４の静磁場は、中心軸１１８に沿う水平方向を向く。別の実施形態では、主磁石１１４の向きは、例えば静磁場に垂直方向の向きを与えるために、変えられることができる。更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、静磁場に重ねられる傾斜磁場を生成するために提供される傾斜磁場コイルシステム１２２を有する。傾斜磁場コイルシステム１２２は、当該技術分野で知られているように、主磁石１１４のボア内に同心円状に配置される。

更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、筒状体を有するボディコイルとして設計される無線周波数（ＲＦ）コイル１４０を有する。代替の実施形態では、ＲＦコイル１４０は、ＭＲイメージングシステム１１０において使用するための頭部コイル又は任意の他の適切なコイルタイプとして設計される。ＲＦコイル１４０は、ＲＦ送信フェーズ中に検査空間１１６にＲＦ磁場を印加して、ＭＲ画像によってカバーされるべき関心対象１２０の核を励起するために設けられる。ＲＦコイル１４０は更に、ＲＦ受信フェーズ中、励起された核からＭＲ信号を受信するために設けられる。ＭＲイメージングシステム１１０の動作状態では、ＲＦ送信フェーズとＲＦ受信フェーズとが連続的に実施される。ＲＦコイル１４０は、主磁石１１４のボア内に同心円状に配置される。当該技術分野において知られているように、円筒形のＲＦシールド１２４は、傾斜磁場コイルシステム１２２とＲＦコイル１４０との間に同心円状に配置される。従って、ＲＦシールド１２４は、ＲＦコイル１４０を同軸に囲む。いくつかの実施形態において、ＲＦコイル１４０及びＲＦシールド１２４は、一体的に設けられ、それにより無線周波数（ＲＦ）装置１４２を形成する。

これに関連して、ＲＦコイル１４０は、送信コイル及び受信コイルとして記述されることに留意されたい。それにもかかわらず、ＲＦコイル１４０は、送信コイル又は受信コイルとしてのみ提供されることもできる。

更に、ＭＲイメージングシステム１１０は、当分野で知られているように、取得されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するために設けられる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設けられる、モニタユニット１２８を有するＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６と、を有する。制御ライン１３８は、ＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６と、ＲＦ送信フェーズ中にＲＦ切替ユニット１３６を介してＭＲ無線周波数のＲＦパワーをＲＦコイル１４０に供給するために設けられるＲＦ送信機ユニット１３４との間に設置される。また、ＲＦ切替ユニット１３６は、ＭＲイメージングシステム制御ユニット１２６によって制御され、その目的を果たすために別の制御ラインが、ＭＲイメージング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受信フェーズの最中、ＲＦ切替ユニット１３６は、ＲＦコイル１４０からのＭＲ信号を、プリアンプ後にＭＲ画像再構成ユニット１３０に送る。

本発明の第１の好適な実施形態によるＲＦ装置１４２は、図２及び図３において理解されることができる。ＲＦ装置１４２は、ＲＦシールド１２４とＲＦコイル１４０とを有し、これらはこの実施形態では２つの個別の部品として提供される。

図２に関して詳しく示されるように、ＲＦコイル１４０は、コイルＰＣＢ２００と、コイルＰＣＢ２００上に設けられ、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４の軸上に延在する複数の導電性ラング２０２と、ＲＦコイル１４０の両端側に設けられる導電性リング２０６と、を有する。導電性ラング２０２及び導電性リング２０６は、導電素子として機能する。ＲＦコイル１４０は更に、導電性ラング２０２及び導電性リング２０６に沿って設けられる結合キャパシタ２０８を更に有する。図３を更に検討すると分かるように、ＲＦコイル１４０は、導電素子２０２、２０６を励起するための複数の給電ポート２１０と、接続ポート２１２とを更に有する。給電ポート１０は、給電ライン２１４を通じて接続ポート２１２に接続され、給電ラインの１つが、図３に示されている。第１の実施形態のＲＦコイル１４０は、４ポート又は８ポート給電をもつシステム統合型のボディコイルである。別の実施形態において、ＲＦコイル１４０は、専用の頭部インサート傾斜コイルに組み込まれる。頭部インサート傾斜コイルは、好適には３０乃至４０ｃｍの内径を有する。

図３から更に分かるように、共平面の給電ライン２１４は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４に延びる２つの軸方向セクション２７０を有する。更に、共平面の給電ライン２１４は、ＲＦコイル１４０の周方向に延びる周方向セクション２７２を有し、周方向セクション２７２は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４の中央領域に設けられる。

第１の実施形態によれば、導電性ラング２０２及び導電性リング２０６は、コイルＰＣＢ２００の内側面２１６に設けられる。代替の実施形態において、結合キャパシタ２０８は、コイルＰＣＢ２００を通じた容量結合によって提供される。従って、結合キャパシタ２０８は、分散キャパシタとして設けられる。この代替の実施形態において、コイルＰＣＢ２００は、その外側面２１８上に追加のメタライゼーションを有する。

ＲＦシールド１２４は、シールドＰＣＢ２２０を有し、シールドＰＣＢ２２０は、その内側面２２２上及びその外側面２２４上にパターン化されたメタライゼーションを有し、これは、例えば図７及び図８に関して見られるように金属シールド構造２５２を形成する。メタライゼーションは、分散キャパシタを形成する重なり合う領域を提供する。メタライゼーションは、スリット構造として提供され、スリット構造は、低周波勾配渦電流が周回することを許容しないが、ＭＲイメージングシステム１１０のＲＦ周波数に対しトランスペアレントである。

ＲＦコイル１４０の共平面給電ライン２１４のうち１つが、第２の実施形態に関する図４に別個に示されている。共平面給電ライン２１４は、本実施形態において背面導体を有する共平面導波路（ＣＢＣＰＷ）として提供される。共面給電ライン２１４は、幅Ｗを有する導電トラック２３０と、導電トラック２３０の両側に設けられた一対の帰路導体２３２と、を有する。導電トラック２３０及び帰路導体２３２は、高さＨを有する給電ラインＰＣＢ２３４の片側に印刷されている。帰路導体２３２は、給電ライン２１４の長さに沿って不変の幅を有する小さなギャップＧによって、導電トラック２３０から隔てられている。

共平面の給電ライン２１４は更に、少なくとも導電トラック２３０及び帰路導体２３２によって覆われた領域に対応する領域を覆う接地面２３６を有する。接地面２３６は、給電ラインＰＣＢ２３４の反対側の面に設けられる。

第２の実施形態の給電ライン２１４は、図５に見られるように、第３の実施形態によれば、コイルＰＣＢ２００の内側面２１６に配置される。従って、給電ライン２１４の接地面２３６は、コイルＰＣＢ２００上のメタライゼーションとして設けられる。給電ラインＰＣＢ２３４は、接地面２３６上に配置され、導電トラック２３０及び帰路導体２３２は、給電ラインＰＣＢ２３４上にメタライゼーションとして設けられる。

図６に示される第４の実施形態によれば、コイルＰＣＢ２００は、スロット２３８を具備する。給電ラインＰＣＢ２３４上の共平面の導電トラック２３０及び帰路導体２３２により実現される第２の実施形態の給電ライン２１４は、コイルＰＣＢ２００のスロット２３８内に完全に配置される。

本発明の第５の実施形態は、図７において理解されることができる。第５の実施形態のＲＦ装置１４２は、上述したように、ＲＦコイル１４０とＲＦシールド１２４とを有する。ＲＦシールド１２４は、ＲＦコイル１４０を同軸で囲う。第５の実施形態のＲＦ装置１４２は、単一の部品として提供される。

第５の実施形態において、シールドＰＣＢ２２０は、例えば同軸ケーブル（図示せず）にはんだ付けすることによって接続される接続ライン２４６を有する。同軸ケーブルは、ＲＦコイル１４０のための接続として機能する。接続ライン２４６は、共平面の接続ライン２４６として提供され、例えば図８に詳しく示されるように、シールドＰＣＢ２２０上に配置される。接続ライン２４６の詳細な設計は、個々の異なる実施形態の給電ライン２１４に関して上述したものと同様である。

更に、図７に見られるように、シールドＰＣＢ２２０とコイルＰＣＢ２００との間に延びる半径方向接続素子２４０が提供される。接続ライン２４６は、シールドＰＣＢ上で、コイルＰＣＢ２００に接続するための位置まで配線される。半径方向接続素子２４０は、接続ライン２４６をコイルＰＣＢ２００に相互接続する。半径方向接続素子２４０は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４に関してそのＲＦコイル１４０の中央領域に設けられる。そのため、ＲＦコイル１４０の接続ポート２１２は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４の中央領域に設けられる。給電ライン２１４は、ＲＦコイル１４０の長手方向の両端における接続ポート２１２から給電ポート２１０まで延びる。

半径方向接続素子２４０は、その上に設けられる接続メタライゼーション２４４を有する接続ＰＣＢ２４２を有し、それによって接続メタライゼーション２４４は、シールドＰＣＢ２２０の接続ライン２４６をコイルＰＣＢ２００に接続する。接続ＰＣＢ２４２は、フレキシブルＰＣＢとして提供される。

第５の実施形態によれば、半径方向接続素子２４０のメタライゼーション２４４は、図７に示されない領域においてシールドＰＣＢ２２０の接続ライン２４６と接触接続する。半径方向接続素子２４０のメタライゼーション２４４は、コイルＰＣＢ２００を通って半径方向に延びるコイル接触素子２５０を通じて、コイルＰＣＢ２００の接続ポート２１２と接触接続する。コイル接触素子２５０は、導電性「ビア」によって実現されることができる。

本発明の第６の実施形態は、図８において理解されることができる。第６の実施形態のＲＦ装置１４２は、第５の実施形態に関して上述したように、ＲＦコイル１４０とＲＦシールド１２４とを有する。

第６の実施形態のＲＦ装置１４２は、半径方向接続素子２４０を介して接続ライン２４６を接続ポート２１２に接続する点においてのみ第５の実施形態のＲＦ装置１４２と異なる。しかしながら、第６の実施形態の半径方向接続素子２４０の設計は、第５の実施形態の半径方向接続素子２４０の設計と同じである。

第６の実施形態によれば、給電ライン２１４は、コイルＰＣＢ２００の半径方向内側の面２１６に設けられる。更に、コイルＰＣＢ２００は、孔２６０を有し、半径方向接続素子２４０は、シールドＰＣＢ２２０から孔２６０を通ってコイルＰＣＢ２００まで延びる。従って、第６の実施形態によれば、コイルＰＣＢ２００の接続ポート２１２は、はんだ付け接続２６２により、接続ＰＣＢ２４２のメタライゼーション２４４と直接に接触接続される。

この実施形態では、半径方向接続素子２４０のメタライゼーション２４４は、シールドＰＣＢ２２０の接続ライン２４６に直接変換される。

図９は、共平面給電ライン２１４及び中央接続ポート２１２を有する第７の実施形態によるＲＦコイル１４０の概略平面図である。図９に詳しく示されるように、第７の実施形態のＲＦコイル１４０は、図３に示す第２実施形態のＲＦコイル１４０に対応する。従って、第７の実施形態のＲＦコイル１４０と第２の実施形態のＲＦコイル１４０との間の相違点のみを詳細に説明する。

第７の実施形態のＲＦコイル１４０は、導電素子２０２、２０６を励起するための複数の給電ポート２１０と、接続ポート２１２とを有する。接続ポート２１２は、ＲＦコイル１４０の中央領域に配置される。供給ポート２１０は、給電ライン２１４を介して接続ポート２１２に接続され、図９には給電ラインの１つが示されている。

図９に更に示されるように、共平面の給電ライン２１４は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４に延びる１つの軸方向セクション２７０を有する。また、共平面給電ライン２１４は、ＲＦコイル１４０の周方向に延びる周方向セクション２７２を有し、周方向セクション２７２は、ＲＦコイル１４０の長手方向２０４の中央領域に設けられ、接続ポート２１２に接続される。

第５及び第６の実施形態と同様に第７の実施形態においても、ＲＦシールド１２４は、ＲＦコイル１４０を同軸に囲む。ＲＦシールド１２４は、シールドＰＣＢ２２０を有し、第５及び第６の実施形態に関して前述したように、接続ライン２４６が、シールドＰＣＢ２２０上に設けられる。第６及び第７の実施形態に関して上述したように、接続ライン２４６は、半径方向接続素子２４０を介してコイルＰＣＢ２００の接続ポート２１２及び給電ライン２１４に接続される。

図１０は、第８の実施形態によるシールドＰＣＢ２２０を示す。従って、接続ライン２４６が、シールドＰＣＢ２２０に設けられている。図１０から分かるように、接続ライン２４６は、概して、給電ライン２１４と同じ構成を有する。しかしながら、第８の実施形態によれば、接続ライン２４６は、この実施形態においてはその接地面２３６がシールドＰＣＢ２２０と反対の側を向くように設けられる。第８の実施形態によれば、接続ライン２４６は、シールドＰＣＢ２２０上にその導電トラック２３０及びその帰路導体２３２を具備する。

第９の実施形態によれば、第２の実施形態の接続ライン２４６が、シールドＰＣＢ２２０のスロット２３８内に配置される。第９の実施形態の共平面接続ライン２４６は、給電ラインＰＣＢ２３４上の共平面導電トラック２３０と帰路導体２３２とによって実現され、シールドＰＣＢ２２０のスロット２７４内に完全に配置される。

本発明は、図面及び前述の説明において詳しく図示され説明されたが、そのような図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的なものではないと考えられるべきである。本発明は開示された実施形態に限定されない。開示される実施形態に対する他の変更形態は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から、請求項に記載の発明を実施する際に当業者によって理解され、達成されることができる。特許請求の範囲において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。特定の手段が互い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が有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項中の如何なる参照符号も請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。

１１０ 磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム、１１２ 磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ、１１４ 主磁石、１１６ ＲＦ検査空間、１１８ 中心軸、１２０ 関心対象、 １２２ 傾斜磁場コイルシステム、１２４ 無線周波数（ＲＦ）シールド、１２６ ＭＲイメージングシステム制御ユニット、１２８ モニタユニット、１３０ ＭＲ画像再構成ユニット、１３２ 制御ライン、１３４ ＲＦ送信器ユニット、１３６ ＲＦ切替ユニット、１３８ 制御ライン、１４０ ＲＦコイル、１４２ 無線周波数（ＲＦ）装置、２００ コイルＰＣＢ、２０２ 導電性ラング、導電性素子、２０４ 長手方向、２０６ 導電性リング、２０８ 結合キャパシタ、２１０ 給電ポート、２１２ 接続ポート、２１４ 給電ライン、２１６ 内側面／メタライゼーション（コイルＰＣＢ）、２１８ 外側面／メタライゼーション（コイルＰＣＢ）、２２０ シールドＰＣＢ、２２２ 内側面／メタライゼーション（シールドＰＣＢ）、２２４ 外側面／メタライゼーション（シールドＰＣＢ）、２３０ 導電トラック、導体、２３２ 帰路導体、導体、２３４ 給電ラインＰＣＢ、２３６ 接地面、２３８ スロット（コイルＰＣＢ）、２４０ 半径方向接続素子、２４２ 接続ＰＣＢ、２４４ メタライゼーション（接続ＰＣＢ）、２４６ 接続ライン、２５０ コイル接触素子、２５２ 金属シールド構造、２６０ 孔、２６２ はんだ付け接続、２７０ 軸方向セクション、２７２ 周方向セクション、２７４ スロット（シールドＰＣＢ）、Ｗ 幅（導電トラック）、Ｈ 高さ（給電ラインＰＣＢ）、Ｇ ギャップ（間隙）。

Claims (14)

1. 磁気共鳴イメージングシステムにおいて使用されるＲＦコイルであって、
   コイルＰＣＢと、
   ＲＦ送信フェーズ中、検査空間にＲＦ磁場を印加して関心対象の核を励起し、ＲＦ受信フェーズ中、励起された核からＭＲ信号を受信する、前記コイルＰＣＢ上に設けられる複数の導電素子と、
   前記複数の導電素子を励起するための１又は複数の給電ポートと、
   少なくとも１つの接続ポートと、
   前記少なくとも１つの接続ポートを前記１又は複数の給電ポートに接続する１又は複数の給電ラインと、を有し、
   前記１又は複数の給電ラインは、前記コイルＰＣＢに配される共平面の給電ラインとして設けられ、
   前記共平面の給電ラインは、マイクロ波周波数信号を伝送するのに適し、誘電体基板上に印刷された導電トラックと、前記導電トラックの両側に１ずつ設けられる帰路導体の対とを有し、前記共平面の給電ラインの前記導電トラック及び前記帰路導体の対が、前記誘電体基板の同じ側の同一面上に設けられ、
   前記共平面の給電ラインは、前記共平面の給電ラインの導体によって覆われた領域に少なくとも対応する領域を覆う接地面をもつ、背面導体を有する共平面導波路として提供される、ＲＦコイル。
2. 前記共平面の給電ラインが、前記コイルＰＣＢ上のメタライゼーションとして設けられる、請求項１に記載のＲＦコイル。
3. 前記コイルＰＣＢが、少なくとも１つのスロットを具備し、
   少なくとも１つの給電ラインＰＣＢが、前記少なくとも１つのスロット内に設けられ、
   少なくとも１つの給電ラインが、前記少なくとも１つの給電ラインＰＣＢ上に設けられる、請求項１又は２に記載のＲＦコイル。
4. 前記共平面の給電ラインのうち少なくとも１つは、前記ＲＦコイルの長手方向に延びる軸方向セクションを有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
5. 前記共平面の給電ラインの少なくとも１つが、前記ＲＦコイルの周方向に延びる周方向セクションを有し、前記周方向セクションが、前記ＲＦコイルの長手方向の中心領域に設けられる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
6. 前記共平面の給電ラインのうち少なくとも１つが、前記コイルＰＣＢの外側に延びる外側セクションと、前記コイルＰＣＢの内側に延びる内側セクションとを有し、
   前記コイルＰＣＢが、前記コイルＰＣＢを通って半径方向に延びる少なくとも１つのコイル接触素子を具備し、前記コイル接触素子が、前記外側セクションと前記内側セクションとを電気的に接続する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＲＦコイル。
7. 磁気共鳴イメージングシステムにおいて使用されるＲＦ装置であって、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＲＦコイルと、ＲＦシールドと、を有し、前記ＲＦシールドは、前記ＲＦコイルを同軸に囲み、前記ＲＦシールドが、
   シールドＰＣＢと、
   前記シールドＰＣＢに設けられる金属シールド構造、及び少なくとも１つの接続ポートに接続される複数の接続ラインであって、前記シールドＰＣＢに配される共平面の接続ラインとして設けられる複数の接続ラインと、
   前記シールドＰＣＢとコイルＰＣＢとの間に延在し、前記少なくとも１つの接続ポートに接続するために前記複数の接続ラインを前記コイルＰＣＢに電気的に接続する少なくとも１つの半径方向接続素子と、
   を有する、ＲＦ装置。
8. 前記少なくとも１つの半径方向接続素子が、前記ＲＦコイルの長手方向における前記ＲＦコイルの中央領域に設けられる。請求項７に記載のＲＦ装置。
9. 前記少なくとも１つの半径方向接続素子は、その上に設けられる接続メタライゼーションを有する接続ＰＣＢを有し、前記接続メタライゼーションは、前記複数の接続ラインを前記コイルＰＣＢの前記少なくとも１つの接続ポートに接続する、請求項７又は８に記載のＲＦ装置。
10. 前記複数の接続ラインは、前記シールドＰＣＢの半径方向外側の面に設けられ、
    前記シールドＰＣＢが、少なくとも１つの孔を有し、
    前記少なくとも１つの半径方向接続素子は、前記シールドＰＣＢから前記コイルＰＣＢまで前記少なくとも１つの孔を通って延在する、請求項７乃至９のいずれか１項に記載のＲＦ装置。
11. 前記複数の給電ラインが、前記コイルＰＣＢの半径方向内側の面に設けられ、
    前記コイルＰＣＢが、少なくとも１つの孔を有し、
    前記少なくとも１つの半径方向接続素子が、前記シールドＰＣＢから前記少なくとも１つの孔を通って前記コイルＰＣＢまで延在する、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のＲＦ装置。
12. 前記接続ラインの少なくとも１つが、前記シールドＰＣＢの外側に延在する外側セクションと、前記シールドＰＣＢの内側に延在する内側セクションとを有し、
    前記シールドＰＣＢは、前記シールドＰＣＢを通って半径方向に延在する少なくとも１つのシールド接触素子を具備し、前記少なくとも１つのシールド接触素子は、前記外側セクションと前記内側セクションとを電気的に接続する、請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のＲＦ装置。
13. 関心対象をその中に位置付けるために提供される筒状の検査空間と、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載の少なくとも１つのＲＦコイルと、
    前記検査空間をシールドするＲＦスクリーンと、
    静磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイルシステムと、
    静磁場を生成する主磁石と、
    前記ＲＦコイル、前記ＲＦスクリーン、前記傾斜磁場コイルシステム、及び前記主磁石が、この順序で、前記検査空間の周りに半径方向外方に向けて位置付けられる、磁気共鳴イメージングシステム。
14. 関心対象をその中に位置付けるために提供される筒状の検査空間と、
    静磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイルシステムと、
    静磁場を生成する主磁石と、
    請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の少なくとも１つのＲＦ装置と、
    を有し、前記ＲＦ装置、前記傾斜磁場コイルシステム及び前記主磁石は、この順序で、前記検査空間の周りに半径方向外方に向けて位置付けられる、磁気共鳴イメージングシステム。

Images