JP6944521B2 - 核磁気共鳴法によって画像を撮影するためのダイポールアンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、核磁気共鳴法によって画像を撮影するためのダイポールアンテナ装置に関する。

磁気共鳴画像法（ＭＲＴ）の場合、典型的にはプロトンの共鳴吸収が測定される。補足情報を得るため、Ｘ核の励起中にイメージング法によって生成される画像も撮影される。Ｘ核は、水素原子核とは異なるＮＭＲ活性核種である。これらは当業者に知られている。例えば、２３Ｎａ核又は３１Ｐ核が使用される。Ｘ核による吸収は、大抵はＨ核による吸収から時間的に分離される。多くの場合、Ｘ核の測定は、水素原子核の測定に対する補足的な情報を生成する。Ｘ核測定を提供する追加の情報に関する例は、代謝情報又は細胞の生存に関する情報である。しかしながら、ＭＲＴにおけるＸ核信号は、プロトン信号よりも著しく低い。それ故に、１Ｈ測定が、Ｘ核測定を改善するために頻繁に実施される。プロトンチャネルと組み合わせた測定に関する例は、スカウト画像及びＢ０シミングである。現在、ＭＲＴは、医学において０．２５Ｔ〜４Ｔの磁界強度を使用する機器で通常運転される。臨床現場用の７Ｔの磁界強度を用いた機器が開発中である。しかしながら、原則的に全ての磁場強度が使用可能であるが、場合によっては運転のために特別な許可を必要とする。

組合せＸ／１Ｈ測定を実行するため、二重又は三重同調のＭＲＴコイル配置の構成についていくつかの方法が知られている。この場合、一つの問題は、プロトンのデカップリング及びコイルのＸ核共鳴である。このため、様々な方法及び装置が既知である。

ウエーブトラップを用いたコイルの一つのデカップリング、例えば、大部分が交互の脚部上にある受動的なウエーブトラップを含む二重同調の鳥かご型共振器は、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３の刊行物に記載されている。

ＰＩＮダイオードを用いた一つのデカップリング、例えば交互に同調をはずされる二つの独立したＲＦコイルが、非特許文献４の刊行物において周知である。

デカップリングの幾何学形状、例えば“バタフライコイル”及び中心に配置する表面コイルは、非特許文献５及び非特許文献６の刊行物に記載されている。

一つの別の解決策は、共振器構造、例えば、補足的な終端リングを含む鳥かご型共振器を、非特許文献７のように変更させられている。

ダイポール及びモノポールアンテナは、二重同調システムにおいて表面コイルを含む組み合わせで使用される。消滅する結合された磁束は、両方の導体配置の磁場に基づいた結果のように、表面コイルの中央に配置される。（非特許文献８、非特許文献９、非特許文献１０）。その結果、モノ／ダイポール及び表面コイルの間のこのデカップリングメカニズムは、さらに幾何学形状のデカップリングに起因する。

幾何学的なデカップリングに及ぶ全ての方法は、その他の単一周波数のコイルから成る共振回路内に追加の構成要素を導入することを必要とする。その結果、さらなる損失が伴う。当該さらなる損失は、ＨＦコイルの品質を低下させるので、吸収されたＭＲ信号におけるＳＮ比が低下する。同時に、製造コストが、より高い部品コストとウエーブトラップ又は調整ユニットの面倒な調整とによって上昇する。

Ｓｈｅｎ ＧＸ， Ｗｕ Ｊ ｆ．， Ｂｏａｄａ ＦＥ， Ｔｈｕｌｂｏｒｎ ＫＲ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ ｖｅｒｉｆｉｅｄ， ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｄｕａｌ−ｔｕｎｅｄ， ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｂｉｒｄｃａｇｅ ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ ｆｏｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｂｒａｉｎ ａｔ ３．０ Ｔｅｓｌａ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ． １９９９；４１：２６８−２７５． ｄｏｉ： １０．１００２／（ＳＩＣＩ）１５２２−２５９４（１９９９０２）４１：２＜２６８：：ＡＩＤ−ＭＲＭ９＞３．０．ＣＯ；２−Ｇ Ｍｅｙｅｒｓｐｅｅｒ Ｍ， Ｒｏｉｇ ＥＳ， Ｇｒｕｅｔｔｅｒ Ｒ， Ｍａｇｉｌｌ ＡＷ． Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｒａｐ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍｕｌｔｉｎｕｃｌｅａｒ ＲＦ ｃｏｉｌｓ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ． ２０１３：ｎ／ａ−ｎ／ａ． ｄｏｉ： １０．１００２／ｍｒｍ．２４９３１ Ｄａｂｉｒｚａｄｅｈ Ａ， ＭｃＤｏｕｇａｌｌ ＭＰ． Ｔｒａｐ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｉｎｓｅｒｔａｂｌｅ ｓｅｃｏｎｄ‐ｎｕｃｌｅｉ ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌｓ ｆｏｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ． Ｃｏｎｃｅｐｔｓ Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｐａｒｔ Ｂ Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｅｎｇ． ２００９；３５Ｂ：１２１−１３２． ｄｏｉ： １０．１００２／ｃｍｒ．ｂ．２０１３９． Ｈａ Ｓ， Ｈａｍａｍｕｒａ ＭＪ， Ｎａｌｃｉｏｇｌｕ Ｏ， Ｍｕｆｔｕｌｅｒ ＬＴ． Ａ ＰＩＮ ｄｉｏｄｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｄｕａｌ−ｔｕｎｅｄ ＭＲＩ ＲＦ ｃｏｉｌ ａｎｄ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ ｎｕｃｌｅａｒ ｉｍａｇｉｎｇ． Ｐｈｙｓ． Ｍｅｄ． Ｂｉｏｌ． ２０１０；５５：２５８９−２６００． ｄｏｉ： １０．１０８８／００３１−９１５５／５５／９／０１１ Ｂｏｔｔｏｍｌｅｙ ＰＡ， Ｈａｒｄｙ ＣＪ， Ｒｏｅｍｅｒ ＰＢ， Ｍｕｅｌｌｅｒ ＯＭ． Ｐｒｏｔｏｎ−ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ， ｏｖｅｒｈａｕｓｅｒ−ｅｎｈａｎｃｅｄ， ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｃａｒｂｏｎ−１３ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ． １９８９；１２：３４８−３６３． ｄｏｉ： １０．１００２／ｍｒｍ．１９１０１２０３０７． Ａｄｒｉａｎｙ Ｇ， Ｇｒｕｅｔｔｅｒ Ｒ． Ａ ｈａｌｆ−ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｉｌ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｒｏｔｏｎ ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ ｉｎ ｈｕｍａｎｓ ａｔ ４ ｔｅｓｌａ． Ｊ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ Ｃａｌｉｆ １９９７ １９９７；１２５：１７８−１８４． ｄｏｉ： １０．１００６／ｊｍｒｅ．１９９７．１１１３ Ｐｏｔｔｅｒ Ｗ ｍ．， Ｗａｎｇ Ｌ， ＭｃＣｕｌｌｙ Ｋ ｋ．， Ｚｈａｏ Ｑ． Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｎｅｗ １Ｈ／３１Ｐ ｄｕａｌ−ｔｕｎｅｄ ｂｉｒｄｃａｇｅ ｃｏｉｌ ｆｏｒ ３１Ｐ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ． Ｃｏｎｃｅｐｔｓ Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｐａｒｔ Ｂ Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｅｎｇ． ２０１３；４３：９０−９９． ｄｏｉ： １０．１００２／ｃｍｒ．ｂ．２１２３９ Ｓｈａｊａｎ Ｇ， Ｍｉｒｋｅｓ Ｃ， Ｂｕｃｋｅｎｍａｉｅｒ Ｋ， Ｈｏｆｆｍａｎｎ Ｊ， Ｐｏｈｍａｎｎ Ｒ， Ｓｃｈｅｆｆｌｅｒ Ｋ． Ｔｈｒｅｅ−ｌａｙｅｒｅｄ ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｏｄｉｕｍ ＭＲＩ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｂｒａｉｎ ａｔ ９．４ Ｔｅｓｌａ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ． ２０１５：ｎ／ａ−ｎ／ａ． ｄｏｉ： １０．１００２／ｍｒｍ．２５６６６， Ｙａｎ Ｘ， Ｗｅｉ Ｌ， Ｘｕｅ Ｒ， Ｚｈａｎｇ Ｘ． Ｈｙｂｒｉｄ Ｍｏｎｏｐｏｌｅ／Ｌｏｏｐ Ｃｏｉｌ Ａｒｒａｙ ｆｏｒ Ｈｕｍａｎ Ｈｅａｄ ＭＲ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｔ ７ Ｔ． Ａｐｐｌ． Ｍａｇｎ． Ｒｅｓｏｎ． ２０１５：１−１０． ｄｏｉ： １０．１００７／ｓ００７２３−０１５−０６５６−５． Ｙａｎ Ｘ， Ｘｕｅ Ｒ， Ｚｈａｎｇ Ｘ． Ａ ｍｏｎｏｐｏｌｅ／ｌｏｏｐ ｄｕａｌ−ｔｕｎｅｄ ＲＦ ｃｏｉｌ ｆｏｒ ｕｌｔｒａｈｉｇｈ ｆｉｅｌｄ ＭＲＩ． Ｑｕａｎｔ． Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍｅｄ． Ｓｕｒｇ． ２０１４；４：２２５−２３１

したがって、本発明の課題は、１Ｈ／Ｘ核共鳴のデカップリングを簡単な方法で且つ安価で可能にし、この場合にＨＦコイルの品質に影響しない方法及び装置を提供することにある。当該方法及び当該装置は、特に４テスラ未満の臨床に関連する適用分野で適用可能であろう。

請求項１の上位概念及び独立請求項を鑑みて、本発明の課題は、特許請求の範囲の特徴部に記載の特徴によって解決される。

したがって、本発明による方法及び本発明による装置を用いることで、ダイポールアンテナと表面コイルとを使用する臨床に関連した磁場強度の場合にも、１Ｈ核且つＸ核の周波数からのコイルの共振をデカップリングすることを可能にする。この場合、使用されるＨＦコイルの品質が低下しない。

本発明の好適なその他の構成は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、様々な核種のＭＲ信号を励起又は記録するために、患者の身体の一部分の周り、特に頭部の周りに配置され得る、ダイポールアンテナ装置が提供される。

本発明に従い、少なくとも二つのダイポールアンテナを使用する為の配置が提供される。このダイポールアンテナは、ＭＲ信号を励起又は記録することのために、患者の身体の一部分、例えば頭部の周りに配置され得る。そのために、少なくとも二つのダイポールアンテナは機械的には結合されているが電気的には互いに結合されていないので、ある点で交差し及びある角度で相互に取り囲む。好ましくは、均等な角度で取り囲まれる。したがって、２，３，４又はそれ以上、例えば１６個のダイポールアンテナがこの方法で配置され得る。配置において二つよりも複数のダイポールアンテナ場合、発生した磁場の円偏光の改善を達成し得る。ダイポールアンテナ装置において二つよりも複数のダイポールアンテナは、例えばｋ空間のサブサンプルを含む高速イメージングのような平行イメージングの方法又は平行励起にも使用され得る。

ダイポールアンテナの数は、実用的の観点によってのみ上限値に従って制限されている。例えば、患者の頭部が測定されなければならない。すると、患者の視野を限定しない配置が望ましい。例えば、二つのダイポールアンテナを９０°の角度で又は三つのアンテナをそれぞれ６０°の角度で配置され得る。交差箇所から延在するダイポールアンテナの部分は、ダイポールアンテナアームとして呼ばれる。ダイポールアンテナアームは、等しい又は異なる角度を含み得る。

本発明によれば、ダイポールアンテナは、ダイポールアンテナアームが、一つの側がダイポールアンテナの交差箇所で閉じられていて且つ他方の側が身体の一部分又は頭部を挿入可能な空間に配置されていて、及び例えば半円形、楕円形の一部又は他の円形の幾何学形状の一部だけでなく、先端を形成する少なくとも１つの湾曲を具備する。同様に、ダイポールアンテナは、少なくとも２つの湾曲を含み得、この湾曲は一方向に曲がった多角形を表す。例えば、ダイポールアンテナは９０°〜９５°の二つの湾曲部を備え得、又は例えば６０°〜６５°の三つの湾曲部を備え得る。少なくとも二つの湾曲部の場合は、これらは同じ大きさである必要はないが、対称性から同等の角度が好ましい。

全ての実施形態に関して、交差箇所に取り付けられたダイポールアンテナは、ダイポールアンテナアームを有し、患者の身体の一部分、例えば頭部を、一つの側が開放されている鳥かご型に収容し得るような遮蔽物を反映するように配置されていなければならない。

配置のダイポールアンテナは好ましくはそれらの中心で幾何学的に交差する。

好ましくは、ダイポールアンテナの交差箇所がダイポールアンテナの中心にあるように、全てのダイポールアンテナアームは等しい長さであるが、個々のアームは他のアームと比べて長くても短くてもよい。

好ましい実施形態では、複数のダイポールアンテナが、一つの側がダイポールアンテナの交差箇所で閉じられていて且つ他方の側が身体の一部分又は頭部を挿入可能な空間内に（この空間内には、これら複数のダイポールアンテナアームが存在する）円柱体の複数の縦材部を形成する。その際、この円柱の概念は、数学的な意味で、複数の縦材部が、互いに平行な状態にあり及び円形状の輪郭に又は他の円形になる輪郭に位置していると理解されることである。

別の実施形態では、ダイポールアンテナアームは円錐形体の縦材部を形成することもできる。例えば、円錐形体若しくは切頭円錐形体は、４５°〜１２０°の間の角度を取り囲む。角度の決定は、実用的な基準に沿う。患者の身体の一部分、例えば頭部は、それを使用して収容され得なければならないし、その上、本発明によるダイポールアンテナは、ＭＲ装置に適合するように寸法を測って大きさを決められなければならない。

更なる実施形態では、釣鐘型のダイポールアンテナを形成し得る。

ダイポールアンテナのアーム若しくはダイポールアンテナアームは、共振周波数は、受信するための放射線に対して生成されているように、キャパシタンス又はインダクタンスを含む。したがって、ダイポールアンテナは、１Ｈ核又は他の核種の共振周波数に設定され得る。共振周波数のキャパシタンス又はインダクタンスの導入は、当業者に知られており、日常的に実施され得る。

好ましい実施形態では、ダイポールアンテナは、遮蔽キャップを使用する。この遮蔽キャップは、実施のためにダイポールアンテナの交差箇所及び／又はダイポールアームに取付けられている。給電点で控えめな高電場が発生するので、有利には、遮蔽キャップが給電点に取付けられている。遮蔽キャップは、ダイポールアンテナの湾曲部の内面にあり得る。

給電点は、電線を介して発電機に接続されている１つのダイポールアンテナの点である。各ダイポールアンテナは、ダイポールアンテナの任意の箇所にあり得る１つの給電点を必要とする。能動的又は受動的な整合回路が、当該給電点と当該発電機との間に接続され得る。

好ましくは、遮蔽キャップは、開口部なし及び連続して閉じられている。これは、ダイポールアンテナ要素の給電点に集中した電場が検査対象に対して遮蔽されるという利点がある。これにより、検査対象の加熱／ＳＡＲの減少をもたらす。遮蔽キャップは、控えめな電場からのＳＡＲの減少をもたらし、この電場は、ＭＲコイルの場合に平均励起電力の制限をもたらす。これは適用可能なＭＲＴシーケンスに関する適用領域を制限し、及びしばしばより長い測定時間をもたらす。

代替的な実施形態では、遮蔽キャップは、ＭＲＴにおける渦電流効果を抑制するために開口部又は凹部もまた有し得る。

好ましくは、遮蔽キャップは、ダイポールアンテナの給電点のために中心対称に固定されている。その結果、ダイポールアンテナの給電点から、好ましくは一様な半径で電場の遮蔽が行われる。

遮蔽キャップは、球体片、楕円形、好ましくは丸みを帯びた形状又は同一でない幾何学形状を備え得る。

遮蔽キャップは、控えめな電界が覆われ及び電気的な渦電界が弱まるという、利点がある。

一つのさらに好ましい実施形態には、Ｘ核の共振周波数に調整されている表面コイルを含む本発明によるダイポールアンテナが結合される。

このため、好ましくは表面コイルの断面が、ダイポールアンテナアームを当該表面コイルの断面に投影させることによって対称軸に沿って分割されるように、当該表面コイルは、ダイポールアンテナに設置されている。これにより、それぞれのダイポールアンテナと表面コイルとがデカップル（分離）される。

ダイポールアンテナアームの長さに沿って、一つ又は複数の表面コイルが配置され得る。 複数の表面コイルは、Ｘ核測定のためにチャンネル数を増すので、例えば、ＳＮ比の向上のため受信時に利用され得る。

好ましくは、全てのダイポールアンテナアームは少なくとも一つのコイルを有する。これは、円周に沿ってＸ核表面コイルの間に間隙が生じないという利点を持つ。そのような間隙は、低い局所感度を呈する領域、即ちこの領域内のＳＮ比を悪化させる。

表面コイルは、キャパシタンスを有する。その共振周波数が、当該キャパシタンスによって設定され得る。当該共振周波数の設定は、当業者に周知である。

一実施形態では、すべての表面コイルは、測定される特定のＸ核に適合する同一の共振周波数に設定されている。

別の実施形態では、別の表面コイルの場合のキャパシタンスが、別の共振周波数を有するように異なって配置され得る。この実施形態の場合、異なるＸ核の信号は、同時に測定され得る。しかしながら、この場合、大抵Ｘ核要素の余分なデカップリングは、例えばウエーブトラップ又はＰＩＮダイオードからの提供によって互いに必要である。

表は、アンテナの物理データを示す。

表１は、同じ入力電力及び最大局所ＳＡＲ（１０ｇ）の場合の平均Ｂ１＋磁場を、従来技術による鳥かご型コイル並びに本発明による遮蔽キャップを含む及び含まないダイポールアンテナのための配置につき、受容電力１Ｗに規格化した。

表２は、ダイポールアンテナと表面コイルの間のデカップリングである。

更に、図は、本発明によるダイポールアンテナ装置の実施形態を示す。

本発明のダイポールアンテナ装置である。 従来技術と比較したその効率を含む表面コイルを除いたダイポールアンテナ装置である。 二つの別の幾何学的の配置における遮蔽キャップとコイルを含む本発明のダイポールアンテナ装置である。

図１では、四つのダイポールアンテナアーム２，２ａ，２ｂ，２ｃを有するダイポールアンテナ装置１が図示されており、この配置の場合、ダイポールアンテナアーム２，２ａ，２ｂ，２ｃがキャパシタンス／インダクタンス３，３ａ，３ｂ，３ｃ，・・・，３ｅをそれぞれ持っている。ダイポールアンテナアームは、ダイポールアンテナ４，５からの領域の給電点６にあり、ダイポールアンテナ７の接続のための手段によって電気的に絶縁で互いに固定されている。湾曲部には、シールドキャップ８がある。

図２の欄ａ）に、付属のＢ１効率の図を含む鳥かご型コイルを示す。欄ｂ）は、遮蔽キャップとそのＢ１効率との比較を含む本発明によるダイポールアンテナ装置を示す。欄ｃ）は、遮蔽キャップを除いたダイポールアンテナ装置に対する同等の図を示す。

図３では、同じ装置の特徴は、同じ参照番号を有する。

欄ａ）は、シールドキャップ８を含むダイポールアンテナ装置１を示す。ダイポールアンテナアーム２，２ａ，・・・は、容量３，３ａを有する。ダイポールアンテナ装置１に、表面コイル９，９ａ，・・・がダイポールアンテナアーム２，２ａによって中央で分割されるように配置されている。コイルは、容量１０，１０ａ，・・・を同様に有する。

欄ｂ）は、欄ａ）と同様に、同一の参照番号を含む同等の配置を示すが、コイル９，９ａ，・・・はダイポールアンテナアーム２、２ａの湾曲に形成されている。

以下には、本発明が実例で説明されるが、これは限定的に解釈される必要はない。

幾何学的にデカップルした配置が提案される（図１）。湾曲の構成に基づいて、ダイポールアンテナは、２００ＭＨｚの場合に幾何学的の基本周波数を備える。固有振動数は、ダイポール構造に挿入される集中したコイルを用いて、臨床での磁場強度に調整され得る。さらに、二つの垂直のダイポールアンテナを含む構成は、直角位相運転を可能にする。ここに示す実施例において二つのダイポールアンテナの間の絶縁は、３４ｄＢである。図２は、鳥かご型コイル及び湾曲した２チャネルダイポールアンテナとこれらのＢ１＋磁場分布のシミュレーションモデルとを示す。表１は、同一の入力電力を含む励起の場合の脳全体の平均Ｂ１＋磁場及び対応する局所ＳＡＲ（１０ｇ）値を記載する。湾曲したダイポールアンテナは、脳全体の似たような平均Ｂ１＋磁場を提供する。その場合、最大Ｂ１＋は、脳の上方部分へより集中する。

最適化された実施形態は、ダイポールアンテナをＸ核共鳴に調整された表面コイルと組み合わせる。構成は、図３に示す。表２は、ダイポールアンテナと表面コイルの間の絶縁を示す。最大カップリングは、−２７ｄＢである。二つの配置の幾何学的なデカップリングは、容易に実現可能であり、及び要求の高いウエーブトラップを必要としない。１ＨシステムとＸシステムは、双方同時に直角位相で運転し得る。デカップリングのための更なる（損失のある）構成要素を回路に挿入する必要がないので、個々のシステムの本質的なＳＮＲの低下が生じない。さらに、配置はデカップリング実験にも同様に利用される。

さらに好ましい実施形態は、ダイポールアンテナの給電点の下方で、この給電点で生成される控えめな電場の周囲を遮蔽するシールドキャップを使用する。表１は、局所ＳＡＲ値に基づく遮蔽効果を明示する。湾曲したダイポールアンテナは、局所最大ＳＡＲ１．９５Ｗ／ｋｇを発生する。遮蔽キャップは、この値を１．６５Ｗ／ｋｇに制限する。導電性材料を含む電場からの遮蔽は、ＭＲＴコイル構成において周知である。この好ましい実施形態では、遮蔽は、ダイポール給電点の下方の強いＢ１＋ピークの抑制による局所ＳＡＲの制限及びＢ１＋磁場を均質化するという二つの目的に役立つ。遮蔽上の渦電流は、遮蔽のスリット及び高周波電流回路を閉じるための容量の使用によって制限され得る。

本発明の主な特徴は、臨床現場の場合でダイポール構造の利用を可能にする湾曲したダイポールアンテナである。従来のストレート型ダイポールは、その長さにより４Ｔ以下では使用され得ない。同時に、提案された方法でのダイポールアンテナの湾曲部は、ダイポールの対称性の磁場を使用不能にしない。この結果、追加のＭＲＴコイルを含む幾何学的なデカップリングのままであることが可能である。好ましい実施形態は、少なくとも２つのダイポールアンテナの使用を直角位相に運転するために達成することである。ストレート型のダイポールアンテナには、円柱の円周上の少なくとも四つの要素が、円柱の中で円偏光を達成することが必要とされることに留意されたい（８）。標準の鳥かご型コイルと比較したダイポールアンテナの給電点における高いＳＡＲは、簡単にコイルに吸収され得る導電性の遮蔽キャップの使用によって制限され得る。この遮蔽キャップは、患者の目や耳へのアクセスを妨害しない。この場合、例えば機能的なＭＲＩ測定の間で必要不可欠である。

湾曲したダイポールの両端部に一つずつ表面構造を追加すると、別の核種を用いたＭＲＴのために最適である幾何学的にデカップリングの構成になる。製造を容易にし、及びＳＮＲを最適化するこの構成では、ウエーブトラップが不要である。４つの表面コイルを含む提案された構成は、機能的ＭＲＩ装置（ヘッドホン、ゴーグルなど）の使用のための十分なスペースを提供する。これは複合ＰＥＴ−ＭＲ測定のために同様に理想的に適しており、ガンマ線のための吸収性の高い金属構造は少ない空間領域でしか発生しないので、１Ｈ及びＸコイルシステムの制御は、ＰＥＴ装置の視野外で行うことができる。

二重同調４Ｔ１Ｈ／３１Ｐコイルシステムを構成した。直角位相で運転される長さ６０ｃｍの二つの湾曲したダイポールは、１６０ＭＨｚに調整されている。ダイポールアンテナの調整は、コイルを用いて給電点で行われる。二つのダイポールの間の直角位相絶縁は、３４ｄＢに達する。ダイポール給電点における控えめの電場は、均一形状の金属ディスク（遮蔽キャップ）で遮蔽されている。プロトン鳥かご型コイルと遮蔽されたダイポールアンテナ構造のＢ１＋可能出力は、同程度の大きさである。局所ＳＡＲは、湾曲したダイポールアンテナの場合に鳥かご型コイルと比較してわずかに高いが、それらの値は、法律で定められたＳＡＲ限界内でさらに安全な利用を可能にする。

ダイポールアンテナ構造は、４Ｔ（６４ＭＨｚ）の場合に３１Ｐ周波数に調整させられている四つの表面コイルと組み合わせられる（図３）。表面コイルは、互いに誘導的にデカップリングさせられている。プロトン及び３１Ｐ核の間の平均デカップリングは、１６０ＭＨｚの場合に４９ｄＢ及び６４ＭＨｚの場合に−８ｄＢ（表２）である。３１Ｐ核表面コイルのＳＮＲは、ダイポールアンテナを除いて同じサイズ配置のＳＮＲと一緒に同一である。

Claims (10)

1. 少なくとも二つのダイポールアンテナが、電気的ではなく機械的に相互に接続されている１Ｈ／Ｘ核共鳴をデカップリングする為のダイポールアンテナ装置において、
   前記ダイポールアンテナが、交差箇所で交差し、この交差箇所から延在する複数のダイポールアンテナアームを形成し、これらの複数のダイポールアンテナアームは、一つの側がダイポールアンテナの交差箇所で閉じられていて且つ他方の側が身体の一部分又は頭部を挿入可能な空間内に配置されていて、及び複数のアンテナアームには表面コイルが設けられていて、この表面コイルはＸ核共鳴周波数に調整されていることを特徴とするダイポールアンテナ装置。
2. ３〜１６個のダイポールアンテナを具備することを特徴とする請求項１に記載のダイポールアンテナ装置。
3. 前記複数のダイポールアンテナは、半円形で又は楕円形の一部で又は他の円形の幾何学形状の一部で形成する少なくとも一つの湾曲部分を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のダイポールアンテナ装置。
4. 前記複数のダイポールアンテナは、それらの中心で交差することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ装置。
5. 前記複数のダイポールアンテナアームは、一つの側がダイポールアンテナの交差箇所で閉じられていて且つ他方の側が身体の一部分又は頭部を挿入可能な空間内に複数の縦材部を形成し、この複数の縦材部が互いに平行な状態で存在する円柱体形状に構成されている又はこの複数の縦材部が円錐形体形状若しくは切頭円錐形体形状に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ装置。
6. 前記複数のダイポールアンテナは、キャパシタンス又はインダクタンスを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ装置。
7. 前記ダイポールアンテナ装置は、シールドキャップを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ装置。
8. 前記シールドキャップは、前記複数のダイポールアンテナの交差箇所に取付けられていることを特徴とする請求項７に記載のダイポールアンテナ装置。
9. 前記シールドキャップは、前記ダイポールアンテナ装置の、発電機に接続されている給電点に取付けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載のダイポールアンテナ装置。
10. 少なくとも一つの表面コイルが、少なくとも一つのダイポールアンテナアームに配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ装置。

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