JP7216252B2 - 複数の独立送受信チャネルを有する磁気共鳴ボリュームコイル - Google Patents

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Description

磁気共鳴(MR)画像(MRI)及び分光(MRS)システムのための高周波(RF)ボリュームコイルの分野に関し、より詳細には、強化される横方向RF磁場(B1 ＋ )均一性及びB1 ＋ シミング能力を有する超高磁場RFボリュームコイルに関する。
超高磁場MRIシステムは、現在、限られる解剖学的構造における研究目的及び臨床使ための両方のために商業的に入手可能になっている。残念ながら、7T以上のような超高磁場では、従来のMRI装置のRF送信コイルによって生成されるB1 ＋ 磁場が患者の組織誘電体(波長)の効果が増大するため、ますます不均一になる。注目するボリュームを覆うように配置され、多数のT／Rチャネルを有する複数要素送受信(T／R)表面巻はB1 ＋ 場の一様性(例えば、B1 ＋ 一様性)を改善するために使用することができるが、この方法は技術的に複雑であり、限定されるB1 ＋ 一様性に苦しむ。したがって、本システムの実施形態は、従来の超高磁場MRI及びMRSシステムのこれらの欠点及び他の欠点を克服することができる。
米国特許2018／0246179号A1から、磁気共鳴(MR)システムが知られており、これは、複数のポートをタイプボリュームコイルと、複数のポートをタイプリングコイルとを有し、前記ボリュームコイルの周囲に位置するリングコイルと、第1の送信／受信(T／R)高周波(RF)チャネルを選択的に制御して、RF直交信号を含む出力を生成し、前記ボリューム型コイルを駆動し、前記リングコイルを駆動するRF直交信号を含む出力を生成するように第2のT／R RFチャネルを選択的に制御するように構成される少なくとも1つのコントローラと、を含む。
米国特許第6，522，143号から、主磁場軸に沿って磁場(B0)を提供するための主磁場源を含む磁気共鳴装置が知られている。送信器と送信コイルがオブジェクトの核を励起して共鳴させる。共鳴核は、コイル軸に沿って分離される一対の端部リングを含むボリュームコイルによって検出される磁気共鳴信号を生成する。端部リングは、リングの周囲に配置される複数の行によって電気的に相互接続されている。導電性ループは、端部リングの間に同心的に配置され、端部リングに誘導結合される。ループは好ましくはリングを取り囲み、端部リングに平行に配置される導電体を含む。導体と電気的に連通する容量要素が選択されるか、又は調節されて、選択される周波数で信号にループを同調させる。さらに、ループはコイル軸に沿って摺動可能に位置決め可能であり、選択される周波数での信号にループを整合又はチューニングさせるための調節可能なキャパシタを有する。
さらに、ダイポールアンテナアレイは、超高磁場MRIのためのボリューム送信／受信コイルを構成するために一般的に使用される最新技術から知られている。
米国特許出願公開第2015／0130465号明細書から、複数の電気ダイポールアンテナ構成と、電気ダイポールアンテナ構成から信号を受信し、信号に基づいて磁気共鳴画像を生成するように構成される処理構成とを含む装置が知られている。電気ダイポールアンテナ構成の各々は、互いに反対方向に延びる少なくとも2つの極を有することができる。極の一つは湾曲した形状を持つことができ、これは二つの鏡映対称S字形を分岐して追従することができる。
固定される個数の独立した送信／受信チャネルを有するダイポールアンテナアレイは、B1 ＋ 磁場の均一性及び受信コイルの感受性を改善する点で限界がある。
本発明の目的は、限られる数のT／Rチャネルを有するMRIシステムのための改善される送信B1 ＋ シミング及び最適化される受信信号対雑音比(SNR)を有する磁気共鳴(MR)システムのための(RF)コイル装置を提供することである。
本発明によれば、この目的は、独立請求項の主題によって対処される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。
したがって、本発明によれば、磁気共鳴システムための超高磁場高周波送受信装置であって、RFコイル装置は、ダイポールアレイベースのボリュームコイルであって、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルは複数の直線ダイポールアンテナを有し、前記直線ダイポールアンテナは互いにほぼ平行であり、円筒RFシールド内にある、ダイポールアレイベースのボリュームコイルを有し、 RFコイル装置は、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルを半径方向に囲む少なくとも3つの円形導電リングであって、第1の円形導電リングは、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの対向する軸方向端部の1つに位置され、第2の円形導電リングは、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの対向する端部に位置され、第３の円形導電リングは、前記第1の円形導電リングと、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの中心を囲む前記第2の円形導電リングとの間に位置され、前記第１の導電リング、前記第2の導電リング、及び前記第3の導電リングは互いにほぼ平行であり、少なくとも3つの円形導電リングが直交駆動信号のセットを受け取るための複数のポートを有する、少なくとも3つの円形導電リングを更に有し、装置は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル及び少なくとも3つの円形導電リングを駆動するための少なくとも2つの独立した送信／受信(T／R)RFチャネルをさらに有する、超高磁場高周波送受信装置が提供される。
本発明の主なアイデアは、3つの導電リングをダイポールアレイベースのボリュームコイルと組み合わせることである。3つのリングは改善されるB1 ＋ シミング及び信号対雑音比のために、余分な横方向B1 場成分を生成する。提案した(RF)コイル装置により、送信B1 ＋ シミングと受信信号対雑音比(SNR)最適化を、7T以上のような超高磁場でMR画質を改善するために実行できる。
本発明のRF送受信装置は、軸方向に沿って互いに平行な円筒形構成に配置される直線ダイポールアンテナを有するダイポールアレイベースのボリュームコイルを含む。軸方向は、円筒形状の縦軸に沿っている。第1及び第2の円形導電リングは、円筒構成の軸方向両端部に配置される。第3の円形導電リングは、第1及び第2の円形導電リングの間に軸方向に配置される。導電リングは、ダイポールアレイベースのボリュームコイルを取り囲んで配置される。例えば、導電リングは、ダイポールアレイベースのボリュームコイルの直線ダイポールアンテナから半径方向外側に配置される。特に、円形導電リングは、縦軸に対して横方向に配置されてもよい。例えば、2つの円形導電リングを、それぞれ、軸方向の対向する端部において半径方向平面内に配置することができ、第3の円形導電リングは、軸方向の対向する端部の間において軸方向に半径方向平面内に配置することができる。
少なくとも2つの独立した送信／受信チャネルが、ダイポールアレイベースのボリュームコイル及び円形導電リングを駆動するために提供される。特に、第3(中)の円形導電リングは、直交駆動信号を受け取るためのポートを備えている。そのために、それぞれの独立した送信／受信チャネルは、第3の(中央)円形導電リングのそれぞれのポートに結合されて、第3の(中央)円形導電リングを直交モードで駆動するようにされる。
別の開示される態様では、少なくとも1つの送信／受信(T/R)RFチャネルが各直線ダイポールアンテナに割り当てられ、1つのチャネルが第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが第3の円形導電リングの第1のポート及び第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられる。
更に、装置はパワースプリッタ及び180°位相シフタを備え、第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに割り当てられるチャネルは電力スリッタ及び180°位相シフタを介して第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに割り当てられることが想定される。
本装置の実施形態に従って、装置は直交ハイブリッドカプラを備え、第3の円形導電リングの第1のポートに割り当てられ、第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられるチャネルは直交ハイブリッドカプラを通して、第3の円形導電リングの第1のポートに割り当てられ、第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられ、第1のポート及び第2のポートは第3の円形導電リングに沿って90°方位角方向に離れている。
少なくとも1つの送信／受信(T／R)RFチャネルが各直線ダイポールに割り当てられ、1つのチャネルが第1の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが第2の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが第3の円形導電リングの第1のポートに割り当てられ、1つのチャネルが第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられることがさらに想定される。
さらに、直線ダイポールアンテナ及び円形導電リングは、MRIの同じ共振周波数に同調されることが想定される。
本装置の実施形態によれば、各直線ダイポールアンテナの中央に最大電流を有するように直線ダイポールアンテナを同調させるために、各直線ダイポールアンテナにキャパシタ及び／又はインダクタが配置される。
キャパシタ及び／又はインダクタは、第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに沿って均一に分配され、第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングを、第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに沿って均一な電流分布を有する共振モードに同調させることがさらに想定される。
本装置の実施形態に従って、キャパシタ及び／又はインダクタは第3の円形導電リングを、第3の円形導電リングに沿った正弦波電流分布を有する共振モードに同調させるために、第3の円形導電リングに沿って均一に分布される。
さらに、超高磁場高周波送受信装置はRFシールドを備え、RFシールドはダイポールアレイベースのボリュームコイル及び少なくとも3つの円形導電リングの周りに位置することが想定される。
また、本発明は、上述した装置による超高磁場高周波送受信装置を備える磁気共鳴(MR)システムを提供する。
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、それを参照して説明される。しかしながら、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、したがって、本発明の範囲を解釈するために特許請求の範囲及び本明細書を参照される。
本発明の実施形態による超高磁場高周波(RF)送信／受信装置の部分的に切り取られる正面斜視図を示す。 本発明の実施形態による、2ポートタイプの超高磁場高周波(RF)送信／受信装置を駆動するためのパワースプリッタ及び直交ハイブリッドカプラの概略図を示す。 本発明の実施形態に従った、4つの電気ダイポールアンテナと3つの円形導電リングとを備えた超高磁場高周波(RF)送受信装置の正面斜視側面図を示す。 本発明の実施形態に従ったモデルヘッドを備えた超高磁場高周波(RF)送信／受信装置の有限差分時間領域(FDTD)数値モデルの部分的に切り取られる正面斜視図を示す。 本発明の実施形態による、図2のモデルの第3の導電リングに沿ったモデルヘッド及び超高磁場高周波(RF)送信／受信装置の中央横断スライス(S)のグラフを示す。 ヒューマンヘッドモデルの中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜ 場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)のグラフを示す。｜ B1 ＋ ｜ avgは、 本発明の実施形態による、6つの電気ダイポールアンテナ及び3つの円形導電リングを有する超高磁場高周波(RF)送信／受信装置を用いて取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。 ヒューマンヘッドモデルの中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)のグラフを示す。｜ B1 ＋ ｜ avgは、本発明の実施形態に従った、4つの電気ダイポールアンテナと3つの円形導電リングを備えた超高磁場高周波送信／受信装置で取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。
本発明は図面及び前述の説明において詳細に図示及び説明されてきたが、そのような図示及び説明は例示的又は例証的であり、限定的ではないと考えられるべきであり、本発明は開示される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形は図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の知見から、特許請求される発明を実施する際に当業者によって理解され、実施されることができる。特許請求の範囲において、単語「有する」は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「a」又は「an」は複数を排除するものではない。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。特許請求の範囲における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。さらに、明確にするために、図面中のすべての要素に参照符号を付しているわけではない。
図1は、本発明の実施形態による超高磁場高周波(RF)送信／受信装置1の部分的に切り取られる正面斜視図を示す。RFコイル装置1は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2を半径方向に囲む少なくとも3つの円形導電リング4、5、6、及びダイポールアレイベースのボリュームコイル2及び少なくとも3つの円形導電リング4、5、6の少なくとも1つの少なくとも一部を囲むことができるRFシールドの1つ又は複数を含むことができる。ダイポールアレイベースのボリュームコイル2と、少なくとも3つの円形導電リング4、5、6との間には、物理的接点も電子的接続もない。ダイポールアレイベースのボリュームコイル2は、いくつかの直線ダイポールアンテナ3を含む。ダイポールアレイベースボリュームコイルは長さLvc(例えば、直線ダイポールアンテナの測定される長さ)及び直径dvcを有する。第1の円形導電リング4はダイポールアレイベースのボリュームコイル2の対向する軸方向端部の1つに配置され、第2の円形導電リング5はダイポールアレイベースのボリュームコイル2の対向する端部に配置される。第3の円形導電リング6は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2の中心を囲む第1の円形導電リング4と第2の円形導電リング5との間に位置する。少なくとも3つの円形導電リング4、5、6は、互いにほぼ平行である。3つの円形導電リング4、5、6は円形導電リング4、5、6がダイポールアレイベースのボリュームコイル2を囲むように、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2の直径よりも大きくてもよい直径を含んでもよい。
円形導電リングの少なくとも1つは、N個(Nは2より大きい整数)のポートを含むことができる。例えば、N＝4の場合、円形導電リングの1つは、ポート1、ポート2、ポート3、及びポート4(一般にポートn)のような4つのポートを含むことができる。これらのポートの各々は、隣接するポートから約90°離れて空間的に配置されてもよい。ポート(ポートn)は、対応する円形導電リングの対応するキャパシタに結合できるように配置することができる。ポート(ポートn)は、対向するリングの周りの角度位置によって識別することができる。したがって、ポート1からポート4までは、N＝4の場合、それぞれ0°、90°、180°、及び270°ポート(p)と呼ぶことができる。例えば、円形導電リングの1つが2つ又は4つのポートを含む場合、これらのポートは、隣接する1つ又は複数のポートから空間的に90°方位角に離れていてもよい。各ポート(ポートn)は、対応する信号リード線によってRFコントローラに結合することができる。したがって、信号リード線は磁気共鳴励起効果を引き起こす対応するポート(ポートx)に駆動／励起信号を提供することができ、その後、後続の磁気共鳴信号が円形導電リングによって受信され、再構成などのためにRFコントローラ又はさらなる処理に提供される。
3つの円形導電リング4、5、6は、任意の適切な方法を使用して所望の共振周波数に同調させることができる。例えば、円形導電リング4、5、6は容量性ギャップ及び／又は離散及び／又は分布キャパシタ(明瞭にするために、両方ともキャパシタと呼ぶことができる)のようなリアクタンス素子によって、円形導電リング4、5、6の幅を調節することによって、円形導電リング4、5、6とRFシールド7との間の空間を誘電体材料で満たすことによって、円形導電リング4、5、6の直径を調節することによって、容量性ギャップ内のインダクタンスを加えることによって、及び／又はこれらの適切な組み合わせによって、同調され得ることが想定される。例えば、円形導電リング4、5、6は、導電セグメント間に位置する、例えば容量性ギャップによって形成されるキャパシタによって容量結合される複数の導電セグメントを含むことができる。
本システムの実施形態に従って、キャパシタは円形導電リング4、5、6の円周に沿って、互いに等間隔になるように、等間隔で配置されてもよい。例えば、幾つかの実施例によれば、キャパシタの総数M＝16の場合、これらのキャパシタは、360 deg／(M)＝360deg／16 ＝ 22．5degの間隔で配置され得る。円形導電リング4、5、6の各々のキャパシタ及び／又は容量の総数は、互いに実質的に等しくてもよい。
RFシールド7は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2及び少なくとも3つの円形導電リング4、5、6の外側に配置されてもよく、その周囲に配置されてもよい。シールドは任意の適切なRFシールド7を含むことができ、円筒形などの任意の適切な形状を有することができ、薄い銅、又は同等のタイプのシールド材料、又はMRI使用に適合する材料などの任意の適切な材料から形成することができる。例えば、いくつかの実施形態によれば、RFシールド7は、銅メッシュ、非磁性ステンレス鋼メッシュ、プリント回路基板タイプ構造のセグメント化銅などの導電性メッシュから形成されてもよい。必要に応じて、RFシールド7を接地してもよい。本システムの実施形態に従って、RFシールド7は、ダイポールアレイに基づくボリュームコイル2及び／又は少なくとも3つの円形導電リング4、5、6のそれぞれの周囲に均一に適合してもよい。RFシールド7の主な目的はダイポールアレイベースのボリュームコイル2及び／又は少なくとも3つの円形導電リング4、5、6の放射損失を緩和し、これらの構成要素を傾斜コイル等のようなボアの外部構成要素から絶縁することである。
図1に提案される超高磁場高周波(RF)送受信装置1は、多重チャネル超高磁場MRI用に意図される送受信(T／R)ボリュームコイルである。この例では、超高磁場高周波(RF)送信／受信装置が合計8つの独立したT／Rチャネルを含む。実際には、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2のすべての直線ダイポールアンテナ3及び少なくとも3つの円形導電リング4、5、6は独立したRF T／Rチャネルの事前に規定される数で使用するために、独立してRE信号送受信することができる。
図2は、本発明の実施形態による、2ポート型の超高磁場高周波(RF)送信／受信装置1を駆動するための、パワースプリッタ15及び直交ハイブリッドカプラ17の概略図を示す。
図2に示すような一実施形態では、6つのダイポール3及び3つの円形導電リング4、5、6からなる図1からの8チャネル超高磁場高周波(RF)コイル1装置が提供され、6つのダイポール6はそれぞれ、最初の6つの送信チャネルCH1乃至CH6に割り当てられる。送信チャネル7 13は図2Aに示すように、パワースプリッタ15及び180°位相シフタを介して、第1の円形導電リング4及び第2の円形導電リング5の両方に割り当てられる。チャネル8 14は図2Bに示すように、直交ハイブリッドカプラを介して第3の円形導電リング6の第1のポート及び第2のポートに割り当てられる。第1のポート及び第2のポートは、第3の円形導電リングに沿って90°の方位角で離れている。
図3は、本発明の実施形態に従った、4つの電気ダイポールアンテナ3と3つの円形導電リング4、5、6とを備えた超高磁場高周波(RF)送受信装置1の正面斜視側面図を示す。
本装置の一実施形態において、図1からの8チャネル超高磁場高周波送受信装置1は、4つの直線ダイポールアンテナ3及び3つの円形導電リング4、5、6から構成される。4つの送信チャネルは、それぞれ4つの直線ダイポールアンテナ3に割り当てられる。チャネル5(19)及びチャネル6(20)は、第1及び第2の円形導電リングに割り当てられる。チャネル7は第3の円形導電リングの第1のポートに割り当てられ、チャネル8は第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられる。
ここで、図4乃至図7Cを参照して、試験(シミュレーション)結果を説明する。
図4は、本発明の実施形態に従った、モデルヘッド8を内部に有する超高磁場高周波(RF)送受信装置1の有限差分時間領域(FDTD)数値モデルの部分的に切り取られる正面斜視図を示す。図5は、本発明の実施形態に従った、図4のモデルの第3の導電リングに沿って切り取られる、モデルヘッド8の中心の横断スライス(S)と超高磁場高周波(RF)送受信装置1のグラフを示す。図6は、ヒューマンヘッドモデル８の中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜ 場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)のグラフを示す。｜ B1 ＋ ｜ avgは、 本発明の実施形態による、6つの電気ダイポールアンテナ３及び3つの円形導電リング４，５，６を有する超高磁場高周波(RF)送信／受信装置１を用いて取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。図7は、ヒューマンヘッドモデル８の中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)のグラフを示す。｜ B1 ＋ ｜ avgは、本発明の実施形態に従った、4つの電気ダイポールアンテナ３と3つの円形導電リング４，５，６を備えた超高磁場高周波送信／受信装置１で取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。
図4を参照すると、RFコイルは、6つのダイポール3と、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2を半径方向に囲む3つの円形導電リング4、5、6とからなるダイポールアレイベースのボリュームコイル2と、円筒形RFシールド(図4には図示せず)とを含む。RFコイルは、モデルヘッド8によって装荷されてもよい。6つのダイポール3は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2を形成するために円形の形状で配置される。ダイポールアレイベースのボリュームコイル2は、直径dvcが約30cmで、長さLvcが約21．5cmであってもよい。各ダイポールアンテナ3は、21．5cmの長さ及び2cmの幅を有することができる。RFシールド(図4には示されていない)は、直径35cm、長さ27．5cmを有し得る。3つの円形導電リング4、5、6は、31cmの同じ直径及び1．5cmの幅を有することができる。各ダイポールアンテナ3は、互いに5．5cm離してダイポールアンテナ3の両側に対称に配置される2つのインダクタを有する各ダイポールアンテナ3の中央に最大電流を有するように同調される。第1の導電リング4及び導電リング5は、均一に分布されるキャパシタを有するリング4、5に沿った均一な電流分布の共振モードに同調される。第3の導電リング6は均一に分布されるキャパシタと共に、正弦波電流分布の共振モードに同調される。ダイポールアレイベースのボリュームコイル2及び3つの円形リング4、5、6は、7テスラ(7T)プロトンMRIの場合、298MHzに同調させることができる。しかしながら、他の調整値も想定され、MRIシステムの主磁場値に基づいてもよい。図4では、独立したRF送信チャネルの合計は8つに制限されている。
図5を参照すると、本発明の実施形態に従った、図4のモデルの第3の導電リング6に沿って取られる、モデルヘッドの中心の横断方向スライス(S)及び超高磁場高周波(RF)送受信装置1が示されている。スライス(S)は、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2の実質的に中央平面に位置することができる。 図4に示すスライス位置を有する中央横断面スライス(S)のための｜B1 ＋ ｜シミングが、図6A乃至図7Cを参照して論じられる。最適｜B1 ＋ ｜ シミングは、ダイポールアレイベースのボリュームコイル2の8つの送信チャネルと3つの円形導電リング4、5、6との間の振幅及び／又は位相差を独立に変化させることによって、選択されるスライス(例えば、現在の実施形態におけるスライス(S))における｜B1 ＋ ｜場の標準偏差を最小化することによって達成され得る。
図6を参照すると、ヒューマンヘッドモデルの中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜ 場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)が示される。｜ B1 ＋ ｜ avgは、 本発明の実施形態による、6つの電気ダイポールアンテナ３及び3つの円形導電リング4、5、6を有する超高磁場高周波(RF)送信／受信装置１を用いて取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。中心の横断スライスの場合、｜B1 ＋ ｜ (偏差)は0．07であり、｜ B1 ＋ ｜ max ／｜ B1 ＋ ｜ min は1．6 である。中心の矢状スライスの場合、｜B1 ＋ ｜ (偏差)は0．13 であり、｜B1 ＋ ｜ max ／｜ B1 ＋ ｜ min は2．3 である。中心の冠状スライスの場合、｜ B1 ＋ ｜ (偏差)は0．12 であり、｜ B1 ＋ ｜ max ／｜B1 ＋ ｜ min は2．4 である。見てきたように、｜B1 ＋ ｜シミングの後の｜B1 ＋ ｜ 不均一性 は、超高磁場でのMR画質を改善するのに十分に均一である。
図7を参照すると、ヒューマンヘッドモデルの中心の横断、矢状、冠状スライスの正規化される｜ B1 ＋ ｜場(すなわち｜B1 ＋ ｜／｜B1 ＋ ｜avg)が示される。｜ B1 ＋ ｜ avgは、本発明の実施形態に従った、4つの電気ダイポールアンテナ３と3つの円形導電リング4、5、6を備えた超高磁場高周波送信／受信装置１で取得される、中心の横断、矢状、及び冠状スライスにわたる平均｜ B1 ＋ ｜である。中心の横断スライスの場合、｜B1 ＋ ｜ (偏差)は0．07であり、｜ B1 ＋ ｜ max ／｜ B1 ＋ ｜ min は1．7 である。中心の矢状スライスの場合、｜B1 ＋ ｜ (偏差)は0．13 であり、｜B1 ＋ ｜ max ／｜ B1 ＋ ｜ min は2．1 である。中心の冠状スライスの場合、｜ B1 ＋ ｜ (偏差)は0．12 であり、｜ B1 ＋ ｜ max ／｜B1 ＋ ｜ min は2．5 である。また、4つの電気ダイポールアンテナ3を備えた超高磁場高周波送受信装置1の場合、｜B1 ＋ ｜シミングの後の｜B1 ＋ ｜ 不均一性 は、超高磁場でのMR画質を改善するのに十分に均一である。
無線周波数（RF）送信／受信装置 1
ダイポールアレイベースのボリュームコイル 2
直線ダイポールアンテナ 3
第１の導電リング 4
第2の導電リング 5
第３の導電リング 6
RFシールド 7
審査対象 8
第１のポート 9
第2のポート 10
チャネル5 11
チャネル6 12
チャネル7 13
チャネル8 14
パワースプリッター 15
位相シフタ 16
直交ハイブリッドカプラー 17
ロード 18
チャネル5 19
チャネル6 20
チャネル7 21
チャネル8 22

Claims (10)

  1. 磁気共鳴システムための超高磁場高周波送受信装置であって、RFコイル装置は、
    ダイポールアレイベースのボリュームコイルであって、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルは複数の直線ダイポールアンテナを有し、前記直線ダイポールアンテナは互いにほぼ平行である、ダイポールアレイベースのボリュームコイルと、
    前記ダイポールアレイベースのボリュームコイル及び少なくとも3つの円形導電リングの周りに位置される円筒形RFシールドと
    を有し、前記RFコイル装置は、
    前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルを半径方向に囲む少なくとも3つの円形導電リングであって、
    第1の円形導電リングは、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの対向する軸方向端部の一方に位置され、
    第2の円形導電リングは、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの前記対向する軸方向端部の他方に位置され、
    第３の円形導電リングは、前記第1の円形導電リングと前記第2の円形導電リングとの間に、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルの中央を囲むように位置され、前記第１の円形導電リング、前記第2の円形導電リング、及び前記第3の円形導電リングは互いにほぼ平行である、
    少なくとも3つの円形導電リングと、
    前記ダイポールアレイベースのボリュームコイル及び前記少なくとも3つの円形導電リングを駆動するための、複数の少なくとも２つの独立した送信／受信RFチャネルであって、少なくとも1つの送信／受信RFチャネルは、前記ダイポールアレイベースのボリュームコイルに割り当てられ、それぞれの送信／受信RFチャネルは、前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングにそれぞれ割り当てられ、少なくとも前記第3の円形導電リングは複数のポートを有し、前記送信／受信RFチャネルの1つは、前記第3の円形導電リングに直交駆動信号のセットを適用するために前記第3の円形導電リングの第1及び第2のポートに割り当てられる、複数の少なくとも２つの独立した送信／受信RFチャネルと
    を有し、
    各直線ダイポールアンテナの中央に最大電流を有するように前記直線ダイポールアンテナを同調させる、
    超高磁場高周波送受信装置。
  2. 少なくとも1つの送信／受信RFチャネルは各直線ダイポールアンテナに割り当てられ、1つのチャネルが前記第1の円形導電リング及び第2の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが前記第3の円形導電リングの第1のポート及び前記第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられる、請求項1に記載の装置。
  3. 前記装置は、パワースプリッタと、180°位相シフタとを有し、前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングに割り当てられる前記チャネルは、前記パワースプリッタ及び前記180°位相シフタを介して、前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングに割り当てられる、請求項2に記載の装置。
  4. 前記装置は、直交ハイブリッドカプラを有し、前記第3の円形導電リングの前記第1のポート及び前記第3の円形導電リングの前記第2のポートに割り当てられる前記チャネルは、前記直交ハイブリッドカプラを通じて、前記第3の円形導電リングの前記第1のポート及び前記第3の円形導電リングの前記第2のポートに割り当てられ、前記第1のポート及び前記第2のポートは、前記第3の円形導電リングに沿って90°方位角方向に離れている、請求項3に記載の装置。
  5. 少なくとも1つの送信／受信RFチャネルが各直線ダイポールに割り当てられ、1つのチャネルが前記第1の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが前記第2の円形導電リングに割り当てられ、1つのチャネルが前記第3の円形導電リングの第1のポートに割り当てられ、1つのチャネルが前記第3の円形導電リングの第2のポートに割り当てられる、請求項１に記載の装置。
  6. 前記直線ダイポールアンテナ及び前記円形導電リングは、MRIの同じ共振周波数に同調される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の装置。
  7. キャパシタ及び／又はインダクタが各直線ダイポールアンテナに配置される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の装置。
  8. キャパシタ及び／又はインダクタが、前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングに沿って均一な電流分布を有する共振モードに前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングを同調させるために、前記第1の円形導電リング及び前記第2の円形導電リングに沿って均一に分布される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の装置。
  9. キャパシタ及び／又はインダクタが、前記第3の円形導電リングに沿って正弦波電流分布を有する共振モードに前記第3の円形導電リングを同調させるために、前記第3の円形導電リングに沿って均一に分布される、請求項1乃至８の何れか一項に記載の装置。
  10. 請求項1乃至９の何れか一項に記載の超高磁場高周波送受信装置高周波送受信装置を有する、磁気共鳴システム。
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