JP5955642B2

JP5955642B2 - 局所表面コイルを用いて対象を撮像するための方法及び装置

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Publication number: JP5955642B2
Application number: JP2012114094A
Authority: JP
Inventors: テイラン・ダルヴェレン; ヴィクター・タラシラ; デイビッド・ベレント
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2032-05-18
Also published as: JP2012239903A; US8598880B2; US20120293174A1; CN102830378A

Description

本明細書で開示する主題は全般的には磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムに関し、またさらに詳細には局所表面コイルを用いて対象を撮像するための方法及び装置に関する。

ＭＲＩすなわち核磁気共鳴（ＮＭＲ）撮像は一般に、磁場内における無線周波数（ＲＦ）波と原子核の間の共鳴相互作用の空間的弁別を提供する。具体的には、ＭＲＩは人体内の水分子の水素核スピンを利用しており、この水素核スピンは強力で均一な静磁場によって偏向を受ける。この磁場のことを通常、Ｂ₀磁場または主磁場と呼んでいる。人体組織などの物質を主磁場にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの主磁場と整列しようとする。このスピンは、ＲＦ波による励起を受けるとラーモアの特性周波数で主磁場の周りに歳差運動する。励起したスピンにより放出される信号は、従来のＲＦコイルによって受け取られる。次いでＲＦコイルからの出力を利用して画像が形成される。

米国特許第７０３１７６３号

画像の品質を向上させるには、ある領域または身体部位の撮像などのために特殊化した局所コイルを利用することがある。例えば下部骨盤領域に対するスキャンの実施の際に、直腸内コイルまたは躯幹部（ｔｏｒｓｏ）コイルを利用することがある。しかし従来の直腸内コイルの提供する視野域は限られており、下部骨盤領域を適正にカバーできないことがある。さらに従来の直腸内コイルは侵襲的である。したがって、例えば前立腺の撮像のために従来の直腸内コイルを直腸内に挿入する際に、そのコイルが解剖構造を物理的に移動させるまたは歪ませてしまい、外科処置時の前立腺の位置がＭＲスキャン時と同じ位置でなくなる程度となることがあり得る。さらに、従来の躯幹部コイルは患者の前面及び後面上に配置させるように構成されているため、信号対雑音比（ＳＮＲ）が低下しこれにより低品質の画像となる。

一実施形態では、磁気共鳴（ＭＲ）画像を作成するための無線周波数（ＲＦ）コイル装置を提供する。本コイル装置は、前部分、後部分及び該前部分と後部分の間に結合された移行部分を備えているスキャン対象が着用するように適合させた体部と、前部分内に位置決めされた第１のコイル及び前部分内に位置決めされた第２のコイルを含んだ対象の前側と後側の上に位置決めするように構成された第１のＲＦ受信専用サドルコイルと、対象の第１の脚をその内部に受け入れるように構成された第３のコイル及び対象の第２の脚をその内部に受け入れるように構成された第４のコイルを含んだ第２のＲＦ受信専用サドルコイルであって該第３及び第４のコイルの一部分は前部分と後部分の両部分内に位置決めされている第２のＲＦ受信専用サドルコイルと、を含む。

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システムは、撮像システムのボア内部に主磁場を発生させるように構成された主マグネットと、撮像システムのボア内に挿入されている対象が着用するように構成された無線周波数（ＲＦ）コイル装置と、を含む。このコイル装置は、前部分、後部分及び該前部分と後部分の間に結合された移行部分を備えているスキャン対象が着用するように適合させた体部と、前部分内に位置決めされた第１のコイル及び前部分内に位置決めされた第２のコイルを含んだ対象の前側と後側の上に位置決めするように構成された第１のＲＦ受信専用サドルコイルと、対象の第１の脚をその内部に受け入れるように構成された第３のコイル及び対象の第２の脚をその内部に受け入れるように構成された第４のコイルを含んだ第２のＲＦ受信専用サドルコイルであって該第３及び第４のコイルの一部分は前部分と後部分の両部分内に位置決めされている第２のＲＦ受信専用サドルコイルと、を含む。

さらに別の実施形態では、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを用いて対象を撮像する方法を提供する。本方法は、第１のＲＦ受信専用コイルが対象の前部分内に位置決めされ、第２のＲＦ受信専用コイルが対象の前部分上に位置決めされ、第３のＲＦコイルが対象の第１の脚の周りに位置決めされ、かつ第４のＲＦ受信専用コイルが対象の第２の脚の周りに位置決めされるようにしてＲＦコイル装置の内部に対象を位置決めするステップと、該第１、第２、第３及び第４のＲＦ受信専用コイルから受け取った情報を用いて対象の画像を作成するステップと、を含む。

様々な実施形態に従って形成した磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）コイル装置の斜視図である。図１に示したコイル装置の前面図である。図１に示したコイル装置の上平面図である。様々な実施形態に従って形成した図１〜３に示した無線周波数（ＲＦ）コイルの一構成の前面図である。図４に示したＲＦコイルの背面図である。様々な実施形態に従って形成した図１〜３に示した第１のサドルコイルの斜視図である。様々な実施形態に従って形成した図１〜３に示した第２のサドルコイルの斜視図である。従来の直腸内探触子を用いて作成された例示的なコロナル面画像である。従来の直腸内探触子を用いて作成された例示的な別のコロナル面画像である。様々な実施形態による図１〜７に示したコイル装置を用いて作成し得る例示的なコロナル面画像である。様々な実施形態による図１〜７に示したコイル装置を用いて作成し得る例示的な別のコロナル面画像である。従来の直腸内探触子を用いて作成された例示的なサジタル面画像である。従来の直腸内探触子を用いて作成された例示的なサジタル面画像である。様々な実施形態による図１〜７に示したコイル装置を用いて作成し得る例示的なサジタル面画像である。様々な実施形態による図１〜７に示したコイル装置を用いて作成し得る例示的な別のサジタル面画像である。様々な実施形態に従って形成した磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムのブロック概要図である。

本明細書に記載した実施形態は、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）は、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）の形や複数のハードウェアの形で実現させる得る。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または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」に関する言及は、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。さらに特に否定の記載を明示的にしていない限り、ある具体的な特性を有するある１つの構成要素または複数の構成要素を「備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、当該の特性を有しない追加的なこうした構成要素を含むことがある。

様々な実施形態は、クワドラチャ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）検出向けに配列させた２対の局所無線周波数（ＲＦ）受信コイルを用いて下部骨盤領域を撮像するための装置及び方法を提供する。様々な実施形態ではそのＲＦ受信コイル対は、前立腺の画像化を改善させるように対象の前立腺の近傍に位置決めされる。

図１は、様々な実施形態に従って形成したＭＲＩコイル装置１０の斜視図である。図２は、図１に示したコイル装置１０の前面図である。図３は、図１及び２に示したコイル装置１０の平面図である。コイル装置１０は、複数の受信専用ＲＦコイル１４を有する柔軟な体部１２を含む。ＲＦコイル１４は、柔軟な体部１２の内部表面に取り付けられること、柔軟な体部１２の外部表面に取り付けられること、柔軟な体部１２内部に埋め込まれること、あるいはこれらの組み合せとすることがある。ＲＦ受信コイル１４については以下でより詳細に検討する。この例示的な実施形態ではコイル装置１０は、ＭＲＩスキャン中に対象が（図示せず）着用するように構成された可搬式のコイル装置である。したがってこの柔軟な体部１２は、前部分２０と、後部分２２と、該前部分２０を後部分２２に結合させる移行部分２４と、を含む。この例示的実施形態では柔軟な体部１２は、前部分２０、後部分２２及び移行部分２４を含んだ単一の一体構造として形成されている。任意選択では前部分２０、後部分２２及び移行部分２４を柔軟な一体の体部１２が形成されるように互いに物理的に接続させた単独の１つの構造として形成させることがある。

前部分２０は、第１の端部２６及び第２の端部２８を含む。後部分２２もまた、第１の端部３０及び第２の端部３２を含む。第１の端部２６と３０は互いに着脱可能に結合されるように構成されている。さらに第２の端部２８と３２は、互いに着脱可能に結合されるように構成されている。第１の端部２６及び３０は、連結用デバイス３４を用いて第２の端部２８及び３２のそれぞれに結合させることがある。連結用デバイス３４は、機械的なフック、ボタン、面ファスナー（ｈｏｏｋａｎｄｌｏｏｐｆａｓｔｅｎｅｒ）、その他などの適当な任意の連結機構として具現化させることがある。

使用時においてコイル装置１０は、対象が着用するように構成されている。したがって前部分２０は、対象の前側上への前部分２０の位置決めを可能にするように実質的に三角形の形状を有する。さらに後部分２２もまた、対象の後側上への後部分２２の位置決めを可能にするように実質的に三角形の形状を有する。図１及び２に示したように前部分及び後部分２０及び２２は、着用時に対象の臍の近傍に位置決めされる第１の端部４０から移行部分２４に対して物理的に接続させた第２の端部４２まで内方にテーパ付けされている。したがって、第１の端部２６と３０を互いに物理的に接続しかつ第２の端部２８と３２を互いに物理的に接続したとき、柔軟な体部１２によってこれを通過して延びる第１の開口部５０が画定される。第１の開口部５０は、その内部を通るように対象の躯幹部を受け入れられるサイズとしている。柔軟な体部１２はさらに、第２の開口部５２及び第３の開口部５４を含む。第２の開口部５２は、その内部を通るように対象の右脚を受け入れられるサイズとしている。同様に第３の開口部５４は、その内部を通るように対象の左脚を受け入れられるサイズとしている。様々な実施形態では柔軟な体部１２はさらに、その内部を通って延びる追加の開口部５６を含むことがある。この開口部５６は、その内部を通るように医用器具を受け入れるように構成させることがある。より具体的には開口部５６は、操作者が医用外科処理デバイス及び／または撮像デバイスをその内部に挿入し、コイル装置１０を用いて作成した対象の画像を観察すること並びに画像を観察しながら並行して医用デバイスを利用することを操作者に対して可能にさせるために利用されることがある。

柔軟な体部１２は好ましくは、様々な大きさの物理的な解剖部位を有する多種多様な対象に合わせるような柔軟な体部１２の伸張及び／または収縮を可能とさせるために柔軟な発泡体材料から製作されている。任意選択では柔軟な体部１２は、撮像対象の躯幹部に対する柔軟な体部１２の形状一致を可能とさせる布素材や適当な別の材料から製作されることがある。したがって、前部分２０、後部分２２及び移行部分２４のサイズ及び形状は、様々なサイズの解剖部位を有する対象に合わせるようにサイズ設定させることがある。例えば、より大きな解剖部位を有する対象に対応するように前部分及び後部分２０及び２２のサイズ及び／または移行部分２４の長さを増大させることがある。さらに、より小さい解剖部位を有する対象に対応するように前部分及び後部分２０及び２２のサイズ及び／または移行部分２４の長さを低減させることがある。したがって広く多種多様な患者に合わせるように、柔軟な体部１２及びＲＦコイル１４の全体サイズを小サイズ、中間サイズ、大サイズ、特大サイズ、その他で製作することがある。

図４は、図１〜３に示したＲＦコイル１４の前面図である。図５は、図４に示したＲＦコイル１４の背面図である。上で検討したようにコイル装置１０は、複数の受信専用ＲＦコイル１４をその内部に埋め込んで含む。任意選択ではその受信専用ＲＦコイル１４を柔軟な体部１２の内部表面または外部表面に取り付けることがある。この例示的実施形態ではＲＦ受信コイル１４は、第１のサドルコイル１００及び第２のサドルコイル１０２を含む。第１のサドルコイル１００は、骨盤１２２の前側１２０の近傍に位置決めするように構成された第１のコイル部分１１０と、骨盤１２２の後側１２４の近傍に位置決めするように構成された第２のコイル部分１１２と、を有し、該第１及び第２のコイル部分１１０及び１１２のそれぞれの間での骨盤１２２の位置決めを可能にしている。

第２のサドルコイル１０２は、骨盤１２２の左側１４０の近傍に位置決めするように構成された第３のコイル部分１３０と、骨盤１２２の右側１４２の近傍に位置決めするように構成された第４のコイル部分１３２と、を有し、該第３及び第４のコイル部分１３０及び１３２のそれぞれの間での骨盤１２２の位置決めを可能にしている。この例示的実施形態では第１及び第２のサドルコイル１００及び１０２は、コイル部分１１０、１１２、１３０及び１３２から受け取られる磁気共鳴信号の位相が９０度だけ異なるようにしたクワドラチャ配列とさせ、これにより骨盤領域１２２の撮像を達成しならがら、同時に比較的高いＳＮＲを達成している。

図６は、骨盤１２２の前側１２０及び後側１２４の上に位置決めするように構成された第１のサドルコイル１００の斜視図である。図６に示したように第１のコイル部分１１０はコイル接続部分１１４を介して第２のコイル部分１１２と電気的に接続されている。したがって第１のコイル部分１１０、第２のコイル部分１１２及び接続部分１１４は一体となって閉ループの第１のサドルコイル１００を形成している。コイル接続部分１１４は、箇所１５０の近傍で交差する２つの電気経路を意味している。箇所１５０は、選択した関心領域の撮像のための最適なＳＮＲを提供するように選択される。この例示的実施形態では箇所１５０（図３も参照）は、対象の前立腺の撮像を向上させるように選択される。したがって一実施形態では、サドルコイル１００が経路と交差する箇所１５０は、対象上の外部で前立腺に最も近い箇所１５０に位置決めされる。

上で検討したように第１のサドルコイル１００は、受信専用コイルとして構成されている。したがって、第１のサドルコイル１００のＳＮＲの最適化を容易にするために、第１及び第２のコイル部分１１０及び１１２のそれぞれは、骨盤領域を覆うように延びる撮像域（ＦＯＶ）を実質的にカバーするように構成されている。より具体的に第１のサドルコイル１００は、第１のサドルコイル１００による骨盤領域のカバーを可能にするように対象の骨盤領域の形状と実質的に同じ形状を有する。例えばこの例示的実施形態では、第１及び第２のコイル部分１１０及び１１２はそれぞれ実質的に台形形状を有する。したがって第１のコイル部分１１０は、第１の側面１６０、第２の側面１６２、第３の側面１６４、第４の側面１６６及び第５の側面１６８を有する。第１の側面１６０は、第２と第３の側面１６２と１６４の間に電気的に接続されている。さらに第４及び第５の側面１６６及び１６８は、第２及び第３の側面１６２及び１６４のそれぞれと接続部分１１４の間に電気的に接続されている。

この例示的な台形形状を形成するために、第１の側面１６０を第２及び第３の側面１６２及び１６４から角度θ₁に配置させている。この例示的実施形態では、角度θ₁は概ね９０度である。さらに第２及び第３の側面１６２及び１６４は第４及び第５の側面１６６及び１６８のそれぞれから角度θ₂だけオフセットさせている。この例示的実施形態では、撮像操作時に第１のサドルコイル１００が対象の骨盤と実質的に形状一致するようにθ₂を９０度を超える角度としている。したがって第１の側面１６０は、接続部分１１４と実質的に直交して延びるように構成されている。さらに第２及び第３の側面１６２及び１６４は、第１の側面１６０と概ね直交するように配置させている。さらに第４及び第５の側面１６６及び１６８は、第１のサドルコイル１００に対して対象の骨盤領域またより具体的には対象の前立腺の実質的にすべてをカバーするＦＯＶの規定を可能とさせるために対象の骨盤の輪郭に従うように構成されている。

図６に示したようにコイル装置１０はさらに、一実施形態ではケーブル１７２を介して第１のコイル部分１１０と電気的に接続される電子回路アセンブリ１７０を含む。任意選択ではその電子回路アセンブリ１７０をコイル装置１０に対してワイヤレス式に接続させることがある。電子回路アセンブリ１７０は一般に、第１のコイル部分１１０から信号を受け取るためのＲＦ受信器を含む。電子回路アセンブリ１７０はさらに、第１のサドルコイル１００のＳＮＲを向上させるためにコンデンサ、インダクタ、バランまたは別の構成要素など適当な別の構成要素も含むことがある。この例示的実施形態ではケーブル１７２は所定の長さ１７４を有するＲＦケーブルである。例えば、ＲＦケーブル１７２内に誘導される電流に由来して発生するノイズ及び／または浮遊ＲＦ電流を低減するためにバラン（平衡／不平衡）デバイスが利用されることがある。具体的に操作時において、バランの全体長がＲＦケーブル１７２を通して送られる信号の電磁放射波長の４分の１に等しいときに、バランはＲＦケーブル１７２上に高いインピーダンスを発生させる。したがってＲＦケーブル１７２の長さ１７４は、ＲＦケーブル１７２を通して送られる信号の波長に基づいて決定される。

この例示的実施形態では、第２のコイル部分１１２は第１のコイル部分１１０と実質的に同様にして形成される。さらに第２のコイル部分１１２は、第２のＲＦケーブル１８２を介して第２の電子回路アセンブリ１８０に結合させることがある。任意選択では第１及び第２のコイル部分１１０及び１１２は、例えば電子回路アセンブリ１７０などの単一の電子回路アセンブリに結合させることがある。

図７は、第２のサドルコイル１０２の上面図である。図７に示したように第３のコイル部分１３０は、コイル接続部分１３４を介して第４のコイル部分１３２と電気的に接続させている。コイル接続部分１３４は、選択した関心領域の撮像のために最適なＳＮＲを提供するように選択される箇所１５０の近傍で交差する２つの電気経路を意味している。したがって、第３のコイル部分１３０、第４のコイル部分１３２及び接続部分１３４は一体となって閉ループの第２のサドル受信コイル１０２を形成している。この例示的実施形態では箇所１５０（図３も参照）は、対象の前立腺の撮像を向上させるように選択される。したがって、サドルコイル１００及びサドルコイル１０２が経路と交差する箇所１５０は、対象上の外部で前立腺に最も近い箇所１５０に位置決めされる。さらにこの例示的実施形態では、第１のサドルコイル接続部分１１４と第２のサドルコイル接続部分１３４は箇所１５０の位置で重なっていること、並びに第１のサドルコイル接続部分１１４は箇所１５０の位置で第２のサドルコイル接続部分１３４と実質的に平行であることを理解されたい。

この例示的実施形態では第２のサドルコイル１０２もまた、受信専用コイルとして構成されている。したがって第２のサドルコイル１０２は、一方の脚を覆うような第３のコイル部分１３０の挿入並びに別の脚を覆うような第４のコイル部分１３２の挿入を可能とする形状を有する。この例示的実施形態では第３のコイル部分１３０は実質的に円形であると共に、ある直径１９０を有する。さらに、第４のコイル部分１３２は実質的に円形であると共に、直径１９０と実質的に同じ直径１９２を有する。したがって第３及び第４のコイル部分１３０及び１３２の全体長は、例えば図４及び５に示したような対象の脚が躯幹部と合流する箇所である対象の脚の上側端部位置への第３及び第４のコイル部分１３０及び１３２の位置決めが可能となるように選択されている。

図７に示したようにコイル装置１０はさらに、ケーブル１９６を介して第３のコイル部分１３０と電気的に接続された第３の電子回路アセンブリ１９７を含むことがある。電子回路アセンブリ１９４は一般に、第３のコイル部分１３０から信号を受け取るためのＲＦ受信器を含む。電子回路アセンブリ１９４はさらに、第３のコイル部分１３０のＳＮＲを向上させるためにコンデンサ、インダクタ、バランまたは別の構成要素も含むことがある。この例示的実施形態ではケーブル１９６は所定の長さ１９８を有するＲＦケーブルである。例えば上で検討したように、ＲＦケーブル１９６内に誘導される電流に由来して発生するノイズ及び／または浮遊ＲＦ電流を低減するためにバランデバイスが利用されることがある。

したがってＲＦケーブル１９６の長さ１９８は、ＲＦケーブル１９６を通して送られる信号の波長に基づいて決定される。この例示的実施形態では、第４のコイル部分１３２は第３のコイル部分１３０と実質的に同様にして形成される。さらに第４のコイル部分１３２は、第２のＲＦケーブル２０２を介して第２の電子回路アセンブリ２００に結合させることがある。任意選択では第３及び第４のコイル部分１３０及び１３２は、例えば電子回路アセンブリ１７０または１９４などの単一の電子回路アセンブリに結合させることがある。この例示的実施形態では、電子アセンブリ１７０、１８０、１９４及び２００並びに関連するコイル部分１１０、１１２、１３０及び１３２によってクワドラチャ受信回路が形成される。より具体的には、ＲＦコイル部分１１０、１１２、１３０及び１３２が受け取る磁気共鳴信号のＳＮＲの改善を容易にするために、サドルコイル１００及び１０２が受け取る磁気共鳴信号はクワドラチャ受信アセンブリ１７０、１８０、１９４及び２００によってクワドラチャ受信される。

例えば図８は、従来の直腸内探触子に関する磁場感度を表した例示的なコロナル面画像である。図９は、従来の直腸内探触子に関するＳＮＲを表した例示的なコロナル面画像である。図１０は、コイル装置１０の磁場感度を表した例示的なコロナル面画像である。図１１は、コイル装置１０のＳＮＲを表した例示的なコロナル面画像である。図１２は、従来の直腸内探触子の磁場感度を表した例示的なサジタル面画像である。図１３は、従来の直腸内探触子のＳＮＲを表した例示的なサジタル面画像である。図１４は、コイル装置１０の磁場感度を表した例示的なサジタル面画像である。図１５は、コイル装置１０のＳＮＲを表した例示的なサジタル面画像である。

図８を参照すると、明るく影付けした領域２５０は従来の直腸内探触子２５１の磁場受信強度を示している。図１０の影付け領域２５２は、コイル装置１０の磁場受信強度を示している。図８及び１０に示したように、コイル装置１０の磁場感度が従来の直腸内探触子２５１の磁場感度より大きいことは明瞭である。

上で検討したように図９及び１１はそれぞれ、従来の直腸内探触子２５１のＳＮＲとコイル装置１０のＳＮＲを示している。具体的には、Ｘ軸は従来の直腸内探触子２５１のＦＯＶ幅とコイル装置１０のＦＯＶ幅（メートル単位）を意味しており、またＹ軸は従来の直腸内探触子２５１のＦＯＶ高とコイル装置１０のＦＯＶ高（メートル単位）を意味している。図９に示したように、従来の直腸内探触子２５１の近傍の領域２５４のＳＮＲは比較的強い。しかし図９の輪郭プロットはまた、ＳＮＲが従来の直腸内探触子２５１から短い距離で急激に低下することを示している。これに対して、図１１に示したコイル装置１０の輪郭プロットは、コイル装置１０に最も近い領域２５６においてＳＮＲが比較的高いことを示している。さらにコイル装置１０のＳＮＲは、領域２５６の外側でＳＮＲが急激に低下するのではなく、領域２５８、２６０、２６２及び２６４に示したように徐々に低下する。したがってコイル装置１０は、ＦＯＶ内に大きな距離にわたって改善されたＳＮＲを有する。

同様に図１２を参照すると、明るく影付けした領域２７０は従来の直腸内探触子２５１の磁場受信強度を示している。図１４の影付け領域２７２は、コイル装置１０の磁場受信強度を示している。

さらに上で検討したように図１３及び１５は、従来の直腸内探触子２５１のＳＮＲ並びにコイル装置１０のＳＮＲのそれぞれを表したサジタル面画像である。具体的には、Ｘ軸は従来の直腸内探触子２５１のＦＯＶ幅とコイル装置１０のＦＯＶ幅（メートル単位）を意味しており、またＹ軸は従来の直腸内探触子２５１のＦＯＶ高とコイル装置１０のＦＯＶ高（メートル単位）を意味している。図１３に示したように、従来の直腸内探触子１５２の近傍の領域２７４のＳＮＲは比較的強い。しかし図１３の輪郭プロットはまた、ＳＮＲが従来の直腸内探触子２５１から短い距離で急激に低下することを示している。これに対して、図１５に示したコイル装置１０の輪郭プロットは、コイル装置１０に最も近い領域２８０においてＳＮＲが高いことを示している。さらに、コイル装置１０のＳＮＲは、領域２８０の外側でＳＮＲが急激に低下するのではなく、領域２８２、２８４、２８６及び２８８に示したように徐々に低下する。したがってコイル装置１０は、従来の直腸内探触子２５１と比べてＦＯＶ内で大きな距離にわたって改善されたＳＮＲを有する。

図１６は、図１〜７に示したコイル装置１０で利用し得る例示的なＭＲＩ撮像システム３００の概要図である。この例示的実施形態では撮像システム３００は、マグネットコイル支持構造上に支持されたマグネットコイルから形成された超伝導マグネット３０１を含む。しかし別の実施形態では、永久磁石や電磁石など別のタイプのマグネットを利用することもある。超伝導マグネット３０１を容器３０２（クライオスタットとも呼ぶ）によって囲繞すると共に、超伝導マグネット３０１のコイルの冷却のためにこれを液体ヘリウムで満たしている。容器３０２の外側表面と超伝導マグネット３０１の内側表面を囲繞するように断熱体３０４を設けている。超伝導マグネット３０１の内部には複数の磁場傾斜コイル３０６が設けられていると共に、この複数の磁場傾斜コイル３０６の内部にＲＦ送信コイル３０８が設けられている。

撮像システム３００はさらに、動作時に対象に着用されると共に対象を撮像システム３００のボア３４０内部に移動させたときにボア３４０の内部に配置されるＭＲＩコイル装置１０を含む。上に記載した構成要素は、ガントリ３１０内部に位置決めされると共に、全体として撮像部分３１２を形成している。超伝導マグネット３０１は円筒形状としているが、別の形状のマグネットも使用可能であることに留意すべきである。

処理部分３２０は一般に、コイル装置１０を動作させるための電子回路アセンブリ１７０、制御器３２２、主磁場制御３２４、傾斜磁場制御３２６、コンピュータ３２７、表示デバイス３２８、送信−受信（Ｔ−Ｒ）スイッチ３３０、ＲＦ送信器３３２及び受信器３３４などの制御器を含む。この例示的実施形態ではコンピュータ３２７は、コイル装置１０から情報を受け取るようにプログラムされている。受け取ったこの情報に基づいてコンピュータ３２７は対象の画像を作成する。

動作時において対象は、コイル装置１０（図１参照）内に位置決めされた後に、撮像システム３００のボア３４０内に挿入される。超伝導マグネット３０１は、ボア３４０全体に及ぶ概ね均一で静的な主磁場Ｂ₀を生成させる。ボア３４０内の（また、対応して対象内の）電磁場の強度は、主磁場制御３２４を介して制御器３２２による制御を受けており、主磁場制御３２４はさらに超伝導マグネット３０１に対する付勢電流の供給も制御している。さらにＲＦ情報が、電子回路アセンブリ１７０を介してコイル装置１０からコンピュータ３２７まで送られている。

磁場傾斜コイル３０６（１つまたは複数の傾斜コイル素子を含む）は、直交する３つの方向ｘ、ｙ及びｚのうちのどれか１つまたは幾つかの方向で超伝導マグネット３０１の内部のボア３４０内で磁場Ｂ₀に対して磁場傾斜を印加できるように設けられている。磁場傾斜コイル３０６は、傾斜磁場制御３２６によって付勢され、またさらに制御器３２２によって制御を受けている。

ＲＦ送信コイル３０８は、磁気パルスを送出しかつ／または任意選択で対象からの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３０８は、ＲＦ送信器３３２または受信器３３４の一方のそれぞれに対してＴ−Ｒスイッチ３３０によって選択的に相互接続させている。ＲＦ送信器３３２及びＴ−Ｒスイッチ３３０は、ＲＦ磁場パルスまたは信号がＲＦ送信器３３２によって発生されかつ対象に対して選択的に印加して対象内に磁気共鳴を励起させるように制御器３２２による制御を受けている。

ＲＦパルスの印加に続いて、Ｔ−Ｒスイッチ３３０を再度作動させてＲＦ送信コイル３０８をＲＦ送信器３３２から脱結合させている。コイル装置１０が検出したＭＲ信号は一方、電子回路アセンブリ１７０を介してコンピュータ３２７に伝達される。次いでこの検出信号を利用して対象の画像が作成される。具体的にはこの検出信号は、医師による前立腺のより明瞭な観察を可能にするように対象の骨盤領域に関する改良された画像を作成するために利用される。

本明細書に記載した様々な実施形態の幾つかの技術的効果は、ＭＲ画像品質を改善させることである。一実施形態ではそのハス形（ｌｏｔｕｓ−ｓｈａｐｅｄ）表面コイルは、ＳＮＲの向上を提供すると同時に骨盤領域に対する大きなＦＯＶを提供するために対象の脚の輪郭に従うように配列させた１対のサドルコイルを含む。

本発明に記載した様々な実施形態によれば、プロセッサまたはコンピュータにより撮像装置を動作させて本明細書に記載した方法の実施形態を実行させる命令をその上に記録して有する有形で非一時的な機械読み取り可能媒体（複数のこともある）が提供される。この媒体（複数のこともある）は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピー（商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュＲＡＭドライブ、別のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体、あるいはこれらの組み合わせのうちの任意のタイプとすることができる。

さらに、様々な実施形態及び／または構成要素（例えば、モニタやディスプレイ、あるいはこれらの内部にある構成要素や制御器）は、１つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサの一部として実現させることができる。このコンピュータまたはプロセッサは、コンピュータ処理デバイス、入力デバイス、表示ユニット、及び例えばインターネットにアクセスするためのインタフェースを含むことがある。このコンピュータまたはプロセッサは、マイクロプロセッサを含むことがある。このマイクロプロセッサは、通信バスと電気的に接続させることがある。このコンピュータまたはプロセッサはさらにメモリを含むことがある。このメモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことがある。このコンピュータまたはプロセッサはさらに、ハードディスクドライブ、あるいはフロッピー（商標）ディスクドライブ、光ディスクドライブ、その他などの取外し可能な記憶ドライブとし得る記憶デバイスを含むことがある。この記憶デバイスはさらに、コンピュータプログラムやその他の命令をコンピュータまたはプロセッサにロードするための別の同様の手段とすることがある。

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。本明細書内に記載した材料の寸法及び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にすぎない。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。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コイル装置
１２柔軟な体部
１４ＲＦコイル
２０前部分
２２後部分
２４接続部分
２６第１の端部
２８第２の端部
３０第１の端部
３２第２の端部
３４連結用デバイス
４０第１の端部
４２第２の端部
５０第１の開口部
５２第２の開口部
５４第３の開口部
５６開口部
１００第１のサドルコイル
１０２第２のサドルコイル
１１０第１のコイル部分
１１２第２のコイル部分
１１４接続部分
１２０前側
１２２骨盤
１２４後側
１３０第１のコイル部分
１３２第２のコイル部分
１３４接続部分
１４０左側
１４２右側
１５０箇所
１６０第１の側面
１６２第２の側面
１６４第３の側面
１６６第４の側面
１６８第５の側面
１７０電子回路アセンブリ
１７２ＲＦケーブル
１７４長さ
１８０第２の電子回路アセンブリ
１８２第２のＲＦケーブル
１９０直径
１９２直径
１９４電子回路アセンブリ
１９６ケーブル
１９８長さ

Claims

磁気共鳴（ＭＲ）撮像のための無線周波数（ＲＦ）コイル装置であって、
前部分と、後部分と、該前部分と後部分の間に結合された移行部分とを備え、スキャンの対象が着用するように適合させた体部と、
前部分に位置決めされた第１のコイル及び後部分に位置決めされた第２のコイルを含む第１の受信サドルコイルであって、前記対象の前側と後側に位置決めするように構成された第１の受信サドルコイルと、
前記対象の第１の脚を受け入れるように構成された第３のコイル及び前記対象の第２の脚を受け入れるように構成された第４のコイルを含む第２の受信サドルコイルであって、前記第３及び第４のコイルの一部分が前部分と後部分の両部分に位置決めされている第２の受信サドルコイルと、
を備え、
前記第１のコイルは前部分の上側エッジから移行部分までテーパ付けされた第１の１対のコイル部分を備えており、前記第２のコイルは後部分の上側エッジから移行部分までテーパ付けされた第２の１対のコイル部分を備えている、無線周波数（ＲＦ）コイル装置。
前記第１及び第２のコイルは実質的に台形形状を有する、請求項１に記載のＲＦコイル装置。
前記移行部分は開口部を備えており、前記開口部は医用デバイスを受け入れられるサイズを有している、請求項１又は２に記載のＲＦコイル装置。
前記第１及び第２の受信サドルコイルは、クワドラチャＲＦ信号受信回路を形成するように前記体部の内部に配列させている、請求項１乃至３のいずれかに記載のＲＦコイル装置。
前記第１の受信サドルコイルは前記第２の受信サドルコイルから概ね９０度だけオフセットされている、請求項１乃至４のいずれかに記載のＲＦコイル装置。
前記第１の受信サドルコイルは、前記対象の骨盤と形状一致するように構成された台形形状を有する、請求項１乃至５のいずれかに記載のＲＦコイル装置。
前記第１の受信サドルコイルは、前記対象の前立腺に最も近い所定の箇所において前記第２の受信サドルコイルと重なっている、請求項１乃至６のいずれかに記載のＲＦコイル装置。
前記体部は前記第１及び第２の受信サドルコイルのみを備えており、該第１及び第２の受信サドルコイルを外部電子回路アセンブリに結合させるように構成している、請求項１乃至７のいずれかに記載のＲＦコイル装置。
撮像システムのボア内部に主磁場を発生させるように構成された主マグネットと、
前記撮像システムのボア内に挿入されている対象が着用するように構成された無線周波数（ＲＦ）コイル装置とを有する磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムであって、
前記ＲＦコイル装置は、
前部分と、後部分と、該前部分と後部分の間に結合された移行部分とを備え、スキャンの対象が着用するように適合させた体部と、
前部分に位置決めされた第１のコイル及び後部分に位置決めされた第２のコイルを含む第１の受信サドルコイルであって、前記対象の前側と後側に位置決めするように構成された第１の受信サドルコイルと、
前記対象の第１の脚を受け入れるように構成された第３のコイル及び前記対象の第２の脚を受け入れるように構成された第４のコイルを含む第２の受信サドルコイルであって、前記第３及び第４のコイルの一部分が前部分と後部分の両部分に位置決めされている第２の受信サドルコイルと、
を備え、
前記第１のコイルは前部分の上側エッジから移行部分までテーパ付けされた第１の１対のコイル部分を備えており、前記第２のコイルは後部分の上側エッジから移行部分までテーパ付けされた第２の１対のコイル部分を備えている、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム。