特開 2024-41051 磁気共鳴イメージングシステム用高周波コイルアセンブリおよびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024041051

(43)【公開日】2024-03-26

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージングシステム用高周波コイルアセンブリおよびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20240318BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 360

A61B5/055 350

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023141891

(22)【出願日】2023-09-01

(31)【優先権主張番号】17/943,911

(32)【優先日】2022-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】319011672

【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】エドワード・エル・ルゴール

(72)【発明者】

【氏名】ルイス・ジェイ・ヴァンネッタ

(72)【発明者】

【氏名】ゲインズ・ハートリー

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアム・ジェイ・ボノー

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・ケイ・フー

(72)【発明者】

【氏名】ダン・ケイ・スペンス

【テーマコード（参考）】

4C096

【Ｆターム（参考）】

4C096AB46

4C096CC05

4C096CC12

4C096CC40

(57)【要約】

【課題】ＭＲＩシステム（１０）用の高周波コイルアセンブリ（２）を提供する。
【解決手段】支持構造体（６，１３０）は、第１の方向において第１の端部（８６）と第２の端部（８８）との間に延在し、第１の方向に垂直な第２の方向において内面（８２）と反対側の外面（８０）との間に延在する。支持構造体（６，１３０）は、第２の方向において支持構造体（６，１３０）内に延びるチャネル（１００）を有する。ＲＦコイル（４）は、ＲＦ信号を送信及び／又は受信するように構成されている。ＲＦコイル（４）は、支持構造体（６，１３０）の外面（８０）によって支持されている。チャネル（１００）は、少なくとも部分的に、第１の方向において支持構造体（６，１３０）とＲＦコイル（４）との間に配置され、使用時に支持構造体（６，１３０）を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム（１０）用のＲＦコイルアセンブリ（２）であって、
第１の方向において第１の端部（８６）と第２の端部（８８）との間に延在し、前記第１の方向に垂直な第２の方向において内面（８２）と反対側の外面（８０）との間に延在する支持構造体（６，１３０）であって、支持構造体（６，１３０）が、前記第２の方向において支持構造体（６，１３０）内に延在するチャネル（１００）を有する、前記支持構造体（６，１３０）と、
ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたＲＦコイル（４）であって、前記ＲＦコイル（４）が前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）によって支持される、前記ＲＦコイル（４）と、
を含み、
前記チャネル（１００）は、前記第１の方向において、前記支持構造体（６，１３０）と前記ＲＦコイル（４）との間に少なくとも部分的に配置され、前記チャネル（１００）は、使用時に前記支持構造体（６，１３０）を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成される、ＲＦコイルアセンブリ（２）。

【請求項2】

前記支持構造体（６，１３０）が円筒形状であり、前記チャネル（１００）が前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）から半径方向内側に延びている、請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項3】

前記チャンネル（１００）は、別個の複数の環状チャンネルである、請求項２に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項4】

前記支持構造体（６，１３０）は、前記第１の方向において、前記第１の端部（８６）と前記第２の端部（８８）との間の長さ（８７）を延び、前記チャネル（１００）は、一緒になって前記第１の方向に距離を延び、前記チャネルが延びる距離は、前記支持構造体の前記第１の端部と前記第２の端部との間の長さの５０％未満である、請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項5】

前記支持構造（６，１３０）は、ベース部分（１３２）とスタンドオフ部分（１４４）とを備え、前記スタンドオフ部分（１４４）は、前記ベース部分（１３２）と前記ＲＦコイル（４）との間に配置され、前記チャネル（１００）は、少なくとも部分的に前記スタンドオフ部分（１４４）によって画定される、請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項6】

前記支持構造体（６，１３０）は、ベース部分（１３２）とスタンドオフ部分（１４４）とを備え、前記スタンドオフ部分（１４４）は、前記ベース部分（１３２）と前記ＲＦコイル（４）との間に配置され、前記チャンネル（１００）は、前記スタンドオフ部分（１４４）と前記ベース部分（１３２）との間に配置されている、請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項7】

前記チャネル（１００）内に配置された１つ以上の管（１２４）をさらに備え、前記冷却媒体は、使用時に前記支持構造体（６，１３０）を冷却するために前記チャネル（１００）内の１つ以上の管（１２４）内に搬送される液体である、請求項１に記載のＲＦコイルアセンブリ。

【請求項8】

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム（１０）用のＲＦコイルアセンブリ（２）を製造するための方法であって、
第１の方向において第１の端部（８６）と第２の端部（８８）との間に延在し、前記第１の方向に垂直な第２の方向において内面（８２）と反対側の外面（８０）との間に延在する支持構造体（６，１３０）を提供するステップであって、チャネル（１００）が前記支持構造体（６，１３０）内に設けられ、前記チャネル（１００）が前記第２の方向において前記支持構造体（６，１３０）内に延在する、ステップと
前記ＲＦコイル（４）を、前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）によって支持されるように、かつ前記チャネル（１００）が前記第１の方向において前記ＲＦコイル（４）と前記支持構造体（６，１３０）との間に少なくとも部分的に配置されるように位置決めするステップと。
を含み、
前記ＲＦコイル（４）がＲＦ信号を送信および／または受信するように構成され、前記チャネル（１００）が、使用時に前記支持構造体（６，１３０）を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成される、方法。

【請求項9】

その中にチャネルを提供するために前記支持構造体（６，１３０）の前記外面を機械加工するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記チャネル（１００）が複数の別個の環状チャネルであるように、前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）を機械加工するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記支持構造体（６，１３０）が、前記第１の方向において、前記第１の端部（８６）と前記第２の端部（８８）との間のある長さ（８７）を延在し、前記チャネル（１００）を、前記支持構造体（６，１３０）の前記第１の端部（８６）と前記第２の端部（８８）との間の長さ（８７）の５０％未満である前記第１の方向の距離に共に延びるように設けるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項12】

スタンドオフ部分（１４４）をベース部分（１３２）の外面に結合することによって前記支持構造体（６，１３０）を形成するステップをさらに含み、前記ＲＦコイル（４）を前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）によって支持されるように位置決めするときに、前記ＲＦコイル（４）を前記スタンドオフ部分（１４４）上に位置決めするステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項13】

前記ＲＦコイル（４）が少なくとも部分的に前記チャネルを形成するように、前記ＲＦコイル（４）を前記スタンドオフ部分（１４４）上に位置決めするステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記チャネル内に冷却媒体として空気を送風するためにファン（１１２）を動作可能に連結するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【請求項15】

前記チャネル（１００）内に位置決めされた１つ以上の管（１２４）を位置決めするステップと、ポンプ（１１４）を前記１つ以上の管（１２４）に流体連結し、使用時に前記支持構造体（６，１３０）を冷却するために、前記チャネル（１００）内の前記１つ以上の管（１２４）を通して液体を循環させるようにポンプ（１１４）を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、高周波（ＲＦ：radio frequency）コイルアセンブリ及びその製造方法に関し、より詳細には、磁気共鳴イメージングシステム用のＲＦコイルアセンブリ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本セクションには、以下に現在開示されている主題の様々な側面の理解を助けることを意図した考察が含まれている。この考察は、先行技術と認めるものとして解釈されるべきではない。

【0003】

現代の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムは、電磁波（例えば、高周波信号：radio frequency signa）及び様々な磁場を患者等の対象物に導入する効果に基づくイメージングを提供する。ＭＲＩシステムは、一次磁場を生成する一次コイルアセンブリ（又は一次磁石：primary magnet）と、一次磁場と相互作用して磁気勾配を生成する１つ以上の勾配コイルと、ＲＦ信号を磁場に出力する高周波（ＲＦ）送信機と、一次磁場を通過するＲＦ信号を受信するＲＦ受信機とを含むことができる。ＲＦ送信機とＲＦ受信機は、ＲＦトランシーバー、アンテナ、またはボディコイルと総称されることもある。そして、ＭＲＩシステムは、これらのＲＦ信号と磁場が対象物に与える影響に基づいて、対象物の視覚的表現として画像データを生成する。

【0004】

ＲＦ信号および磁界の発生、送信、および／または受信に関与する構成要素（コンポーネント：components）は、通常、使用中に熱を発生することが認識されるであろう。様々な規制及び安全要件が、これら及び他の構成要素によって発生する熱が患者の傷害又は不安定な装置（patient injury or unstable equipment）の原因とならないことを保証するために課されている。従って、ＭＲＩシステムには、使用中にこれらの構成要素を冷却するための様々な冷却構成要素も含まれている。

【発明の概要】

【0005】

この発明の概要は、詳細な説明に後述する概念の一部を紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、特許請求の範囲を限定する際の補助として使用することを意図したものでもない。

【0006】

本開示の一態様は、概して、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用のＲＦコイルアセンブリに関する。ＲＦコイルアセンブリは、第１の方向において第１の端部と第２の端部との間に延在し、第１の方向に垂直な第２の方向において内面と反対側の外面との間に延在する支持構造体を含む。支持構造体は、第２の方向に支持構造体内に延びるチャネルを有する。ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたＲＦコイルであって、ＲＦコイルが支持構造体の外面によって支持されているＲＦコイル。チャネルは、少なくとも部分的に、第１の方向において支持構造体とＲＦコイルとの間に配置されている。チャネルは、使用時に支持構造体を冷却するための冷却媒体を搬送（convey a cooling medium）するように構成されている。冷却媒体は、強制空気流または強制冷却空気流（forced air flow or forced cooled-air flo）を含む。本発明の顕著な態様は、ＲＦコイルアセンブリを効率的に冷却して温度安定性を維持することができる構造を提供することに関する。

【0007】

ある実施例では、支持構造体は円筒形をしており、チャネルは支持構造体の外面から半径方向内側に延びている。

【0008】

ある実施例では、チャネルは別個の環状チャネル（separate annular channels）である。さらに別の例では、別個の環状チャンネルは互いに平行になるように形成される。

【0009】

特定の実施例では、支持構造体は、第１の方向に第１の端部と第２の端部との間の長さを延び、チャネルは、一緒になって第１の方向に距離を延び、チャネルが延びる距離は、支持構造体の第１の端部と第２の端部との間の長さの５０％未満である。更なる実施例では、ＲＦコイルは、その第１及び第２の端部間の長さを第１の方向に延び、チャネルが延びる距離は、ＲＦコイルの長さの５０％から２００％の間である。

【0010】

ある実施例では、支持構造はベース部分とスタンドオフ部分とを含み、スタンドオフ部分はベース部分とＲＦコイルの間に位置し、チャンネルは少なくとも部分的にスタンドオフ部分によって画定される。

【0011】

ある実施例では、支持構造はベース部分とスタンドオフ部分とを含み、スタンドオフ部分はベース部分とＲＦコイルとの間に位置し、チャンネルはそれぞれスタンドオフ部分とベース部分との間に位置する。

【0012】

特定の例では、冷却媒体は空気であり、チャネル内の空気を循環させるためのファンをさらに含む。

【0013】

本開示による別の態様は、概して、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用のＲＦコイルアセンブリを製造するための方法に関する。本方法は、第１の方向において第１の端部と第２の端部との間に延在し、第１の方向に垂直な第２の方向において内面と反対側の外面との間に延在する支持構造体を提供することを含む。チャネルが支持構造内に設けられ、チャネルはそれぞれ、第２の方向において内面よりも外面に近い。方法は、支持構造体の外面によって支持されるようにＲＦコイルを位置決めすること、およびチャネルが第１の方向においてＲＦコイルと支持構造体との間に少なくとも部分的に位置決めされるようにＲＦコイルを位置決めすることをさらに含む。ＲＦコイルは、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されている。チャネルは、使用時に支持構造体を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成されている。

【0014】

ある実施例では、方法はさらに、支持構造体の外面を機械加工してそこにチャネルを設けることを含む。

【0015】

ある実施例では、方法は、各チャンネルが別個の環状チャンネル（a separate, annular channel）を形成するように、支持構造の外面を機械加工することをさらに含む。

【0016】

ある実施例では、方法は、複数のチャネルが支持構造体の周囲にらせん状に巻かれた１つのチャネルによって形成されるように、支持構造体の外面を機械加工することをさらに含む。

【0017】

ある実施例では、支持構造体は、第１の方向において第１の端部と第２の端部との間の長さを延在し、方法は、支持構造体の第１の端部と第２の端部との間の長さの５０％未満である第１の方向の距離を共にまたぐ（together span）ようにチャネルを提供することをさらに含む。

【0018】

ある実施例では、方法は、チャンネルに対して第１の方向の中心に位置するようにＲＦコイルを位置決めすることをさらに含む。

【0019】

ある実施例では、方法は、スタンドオフ部をベース部の外面に結合することにより支持構造体を形成すること、ＲＦコイルを支持構造体の外面に支持されるように位置決めする際にＲＦコイルをスタンドオフ部上に位置決めすることをさらに含む。

【0020】

ある実施例では、方法は、ＲＦコイルが少なくとも部分的にチャネルを形成するように、ＲＦコイルをスタンドオフ部分に位置決めすることをさらに含む。

【0021】

ある実施例では、方法は、チャネル内に冷却媒体として空気を送風するためにファンを作動的に連結（operatively couple）することをさらに含む。

【0022】

ある実施例では、方法は、チャネル内に配置された１つ以上の円形または管（one or more circular or tubes）を位置決めすることと、１つ以上の管にポンプを流体連結することと、使用時に支持構造体を冷却するために、チャネル内の１つ以上の管を通して液体を循環させるようにポンプを構成することとをさらに含む。

【0023】

本開示の様々な他の特徴、目的、および利点は、図面と共に取られる以下の説明から明らかになるであろう。

【0024】

本開示は、以下の図面を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本開示によるＭＲＩシステムの概略図である。

【図2】本開示によるＭＲＩシステムの断面側面図である。

【図3】ＭＲＩ装置用コイルフォーム内面の温度マップである。

【図4】本開示によるＲＦコイルアセンブリのアイソメトリック底面図である。

【図5】本開示によるＲＦコイルアセンブリのクローズアップ側面図である。

【図6】本開示による別のＲＦコイルアセンブリのクローズアップ側面図である。

【図7】本開示による別のＲＦコイルアセンブリのアイソメトリック側面図である。

【図8】本開示による別のＲＦコイルアセンブリのクローズアップ側面図である。

【図9】本開示による別のＲＦコイルアセンブリのクローズアップ側面図である。

【図10】本開示によるＲＦコイルアセンブリの製造方法の工程フローチャートである。

【図11】図４のコイルフォームのクローズアップ底面図である。

【図12】図４のコイルフォームの内面底部のアイソメトリック上面図である。

【図13】図４のコイルフォームの上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本開示は、一般に、高周波（ＲＦ）コイルアセンブリ及びその製造方法に関し、より詳細には、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用のＲＦコイルアセンブリ及びその製造方法に関する。さらに後述するように、これらのＲＦコイルアセンブリは、例えばＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ（登録商標）社製の３．０Ｔ ＳＩＧＮＡ（商標）ＭＲなど、当該技術分野で現在知られているものと同様のＭＲＩシステム内に組み込むことができる。

【0027】

図１は、本開示によるＲＦコイルアセンブリ２を組み込んだＭＲＩシステム１０を示す。ＭＲＩシステム１０は、撮像部１２と、当該技術分野において現在公知の方法で撮像部１２から受信したデータを処理するように構成された処理部１４とを含む。ＭＲＩシステム１０の撮像部１２は、一般にハウジング１６内に支持されている。撮像部１２の構成要素は、ＭＲＩシステム１０のボア１８を概ね取り囲むようにハウジング１６内に支持されている。ボア１８は、患者テーブル２０上に横たわる人間の患者１９のような撮像のために物体がその中に配置され得るように構成されている。

【0028】

撮像部１２内の磁石システム２２は、ハウジング１６内に支持され、一次コイルアセンブリ３０とＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ４０とを含む。一次コイルアセンブリ３０は、当該技術分野で公知の方法で、コイルフォームとして示される支持構造の周りに巻かれる導電性材料（例えば、金属ワイヤ）の１つ以上のコイル状部分を有する。一次コイルアセンブリ３０は、当該技術分野で公知の方法で、ボア１８を横切る静的で安定した空間的に均一な磁場（Ｂ０磁場とも呼ばれる）を生成するように構成されている。

【0029】

また、ＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０は、当該技術分野で公知の方法でコイルフォームに巻き付けられる導電性材料（例えば、金属ワイヤ）で形成された１つ以上のコイル部で構成される。ＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ４０は、一次コイルアセンブリ３０によって生成されるＢ０磁場を低周波電磁干渉（ＥＭＩ）から遮蔽または保護するように構成される。一例として、低周波ＥＭＩの発生源としては、ＭＲＩシステムの近傍に磁束を発生させる近傍の交通、駐車場、または移動する金属物が挙げられ、これらの磁束は、緩和されないとＢ０磁場の均一性を乱す。一次コイルアセンブリ３０とＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０の両方の導電性材料は、使用時に超伝導になるように構成されている。超伝導時には、これらのコイルは抵抗がほぼゼロになり、したがって非常に大きな電流が流れる。これにより、高画質の画像を提供するための強力な磁場が発生する。

【0030】

図１に示すように、一次コイルアセンブリ３０とＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ４０は、真空下で液体ヘリウムが充填されたクライオスタット容器３２に囲まれている。液体ヘリウムは、一次コイルアセンブリ３０内とＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０内の温度を絶対零度付近に維持するために使用される。これらの低温により、一次コイルアセンブリ３０を通した超伝導能力が可能になり、同様にＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０を通した超伝導能力も可能になる。クライオスタット容器３２の外面は、一次コイルアセンブリ３０およびＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０の冷却を最大化するように、当該技術分野で周知の方法で断熱材３４によって囲まれている。一次コイルアセンブリ３０とＥＭＩシールドコイルアセンブリ４０の間には、後述する重要な例外を除いて、一般にその間の熱伝導を防止するために追加の断熱材を設けることもできる。

【0031】

図１のＭＲＩシステム１０は、ハウジング１６内に支持され、当該技術分野で現在知られている様々な機能を提供する追加のコイル組立体を含む。これらの追加コイル組立体５０は、アクティブシム、パッシブシム、及び降圧コイルと同様に、勾配磁石コイル５２を含むことができる。これらの追加コイルアセンブリ５０は、３つのＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸のいずれかに沿って一次コイルアセンブリ３０によって生成されたＢ０磁場内に集合的に磁気勾配を発生させる１つ以上のコイルセクションを含む。

【0032】

図１のＭＲＩシステム１０は、本開示によるＲＦコイルアセンブリ２をさらに含む。特定の実施例では、ＲＦコイルアセンブリ２は、１つ以上のＲＦコイル４と、ＲＦコイル４を支持する支持構造体、例えばＲＦコイル４が巻かれたコイルフォーム（coil-form）６とを含む。ＲＦコイル４は、「鳥かご：bird-cage」とも呼ばれる当技術分野で現在知られている方法で構成することができる。本実施形態のＲＦコイルアセンブリ２は、高周波（ＲＦ）信号を送信及び受信するように構成されている。特に、ＲＦ信号はコイル４からボア１８に送信され、ＲＦ信号はＲＦコイル４を介してボア１８から受信される。他の実施形態では、ＲＦ信号の送信と受信に別々のコイルを使用してもよい。次いで、ＲＦコイル４によって受信されたＲＦ信号は、処理部１４によって処理され、当該技術分野において公知の方法で、ＭＲＩシステム１０のボア１８内の対象物を表す画像データを生成する。

【0033】

ＭＲＩシステム１０の処理部１４はまた、制御装置６０、一次磁場制御装置６２、ＥＭＩ遮蔽コイル制御装置６４、勾配磁場制御装置６５、ＲＦ送信機６６、ＲＦ送受信（Ｔ－Ｒ）スイッチ６８、ＲＦ受信機７０、記憶装置７２、及び表示装置７４（a controller 60, a primary magnetic field controller 62, an EMI shielding coil controller 64, a gradient field control 65, an RF transmitter 66, an RF transmit-receive (T-R) switch 68, an RF receiver 70, a memory system 72, and a display device 74）を含む。制御装置６０は、特に一次磁場制御装置６２を介して、一次コイルアセンブリ３０を通る電流の流れを制御し、それによってボア１８内の電磁Ｂ０磁場の強さを制御する。同様に、制御装置６０は、ＥＭＩ遮蔽コイル制御装置６４を介してＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ４０を通る電流の流れを制御し、勾配磁場制御装置６５を介して磁気勾配コイル５２を通る電流の流れを制御する。一次コイルアセンブリ３０、ＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ４０、および上述した他の構成要素を制御するための具体的な機構は、当該技術分野において一般的に知られている。

【0034】

ＲＦ信号の送受信に関して、Ｔ－Ｒスイッチ６８は、ＲＦコイル４をＲＦ送信機６６およびＲＦ受信機７０に選択的に電気的に結合する。制御装置６０は、Ｔ－Ｒスイッチ６８を介して、ＲＦ送信機６６により高周波（ＲＦ）磁場パルスを発生させる。これらのＲＦパルスは、磁場によってボア１８内の物体内の磁気共鳴の励起を引き起こす。特定の実施形態では、ＲＦ送信機６６は、陽子（水素原子核、１Ｈ）および／または炭素（例えば、１３Ｃ原子核）のラーモア周波数を中心とする共鳴周波数で信号を生成する。ＲＦ受信機７０は、これらのＲＦ励起パルスが生成されている間、Ｔ－Ｒスイッチ６８によって切断される。Ｔ－Ｒスイッチ１２８は、ＲＦコイル４をＲＦ送信機６６から切り離し、ＲＦ受信機７０をＲＦコイル４に接続する。これにより、ＲＦ受信機７０は、ＲＦ励起パルスにより励起された対象物内の原子核から生じる磁気共鳴信号を受信することができる。これらの磁気共鳴信号は、制御装置６０によって受信され、当該技術分野で現在知られている処理技術によって、対象物の画像を生成するために使用される。

【0035】

図２は、本開示によるＲＦコイルアセンブリ２を示すＭＲＩシステム１０の断面図である。この例では、ＲＦコイルアセンブリ２は、コイルフォーム６の周りに直接巻き付けられる導電性材料の１つ以上のＲＦコイル４を含む。コイルフォーム６は、支持構造体（support structure）とも呼ばれ、概して円筒形であり、第１の方向の長さ８７に沿って第１の端部８６と第２の端部８８との間に延びている。コイルフォーム６は、外面８０と内面８２とを有し、その間の厚さ８４が第１の方向に垂直な第２の方向に規定されている。コイルフォーム６は、繊維強化ガラスエポキシ樹脂および／または当該技術分野で現在知られている他の複合材料で形成することができる。

【0036】

図３は、本発明者らによって収集された、撮像中にＲＦ信号を送受信する際にＲＦコイル４を動作させることによってＭＲＩシステム１０内で発生する熱を示す実験データを示している。特に、図３は、第１の端部８６と第２の端部８８との間の長さ８７に沿った異なる位置におけるコイルフォーム６の内面８２の温度マップ７を示している。ＲＦコイル４の部分断面図も温度マップ７の隣に重ねて示されている。ＲＦコイル４は、第１の端部９０と第２の端部９２との間からエンドリング９１、９４まで延びている。このように、図３は、コイルフォーム６に対するエンドリング９１、９４の位置を示している。温度マップ７は、ＲＦコイル４のエンドリング９１、９４と軸方向に整列している内面８２の領域９６、９８が、コイルフォーム６の残りの部分よりも温度が高いことを示している。一例として、支持構造の内面８２に影響を与える可能性のある発熱源がいくつかある。エンドリング９１、９４は、勾配コイル自体と同様に、ＲＦまたは渦電流を介して熱を発生する可能性がある。エンドリング９１、９４のＲＦ（RF of the end rings）は、支持構造体に対して最大のピーク温度を発生させる可能性がある。本発明者らは、当該技術分野で現在知られているようにコイルフォーム６の外側から冷却を行うことは効率的でないことを確認した。特に、支持構造体の端部からそれらのピーク温度位置に到達するためには、支持構造体の全長に沿った外面を冷却しなければならない。さらに、その空気は勾配コイルの内径から熱を奪うことになる。

【0037】

図２及び図３を参照すると、本発明者らは、ＲＦコイル４のエンドリング９１、９４が、ＲＦ信号の送信から、また、ＲＦコイル４、又は勾配コイル５２を動作させることによって発生する磁場の急激な変化によって引き起こされる渦電流から、かなりの熱を発生することを確認した。一例として、これらのＲＦ信号を送信するためのエンドリング９１、９４への入力電力は２００Ｗである場合があり、実質的な熱源として機能する。エンドリング９１、９４を含むＲＦコイル構造内に誘導される直線磁場勾配の高速スイッチングによって発生する渦電流も、実質的な発熱および温度上昇に寄与する可能性がある。

【0038】

上述したように、コイルフォーム６は、ボア１８内で患者１９に最も近いＭＲＩシステム１０の構成要素の一つである。したがって、コイルフォーム６の内面８２における温度は、ピーク温度および平均温度の両方において、患者の安全性および規制遵守のために非常に重要である。ピーク温度又は平均温度が許容可能な閾値限界を超えて上昇すると、現在当該技術分野で知られているＭＲＩシステムは、この温度を低下させるために定格を下げる（コイルへの電力を低下させる）。しかしながら、これはまた、高画質を提供するシステムの性能を低下させる。一例として、これらの閾値限界は、ピーク温度４１℃、平均温度２５℃とすることができる。同様に、ピーク温度又は平均温度の上昇を最小にするために、磁場勾配振幅及びスルーレートを低下させる必要がある場合がある。どちらもＭＲＩシステムの性能を低下させ、画質を損なう。

【0039】

当該技術分野で現在知られているＭＲＩシステムは、コイルフォームに冷却を提供することによって、具体的には、ＲＦコイルと勾配コイルとの間の環状空間、及び／又はコイルフォームと患者との間の環状空間を冷却することによって、温度を制御しようとする。この冷却は、ＭＲＩシステム内、またはダクトや他の導管を使用してＭＲＩシステム内に気流を導くＭＲＩシステム外のいずれかのファンからの気流として提供することができる。同様に、この環状空間に配置された導管を通して液体冷却剤を循環させることによって冷却を行うこともできる。液体冷却剤の例としては、脱イオン水（deionized water）、穏やかな殺藻剤入りの脱イオン水（deionized water with a mild algaecide）、またはグリコール（glycol）が挙げられる。

【0040】

特定の実施例では、これらの導管は、コイルフォームの内面も間接的に冷却する目的で、外面の冷却を最大にするために、コイルフォームの外面に接触して配置される。空気流であれ液体冷却剤の循環であれ、当該技術分野で現在知られているＭＲＩシステムは、ＭＲＩアセンブリの一端から始めて反対側の端部まで、コイルフォームの全長に沿って冷却を提供する。従来の冷却は、局所的な温度上昇領域の冷却に特化しておらず、効率が低下する可能性がある。

【0041】

実験と開発を通じて（Through experimentation and development）、本発明者らは、当該技術分野で現在知られている冷却技術は、コイルフォームの温度を管理するという目的を達成する上で非効率的であり、効果がないことを発見した。特に、コイルフォームの外面全体を覆うためには、かなりの空気流（または液体冷却用の導管）が必要である。図３のＭＲＩシステム１０に示すように、コイルフォーム６の外面は一様に加熱されるのではなく、エンドリング９１、９４と整列した部分（portions aligned with the end ring）に集中する。この点を考慮して、本明細書で開示するシステムおよび方法は、ＲＦコイル４のエンドリング９１、９４という熱源で特に冷却を行うことにより、コイルフォーム６の冷却を部分的に改善する。

【0042】

図４は、ＭＲＩシステム１０から分離された本開示によるコイルフォーム６を示す。上述したようなＲＦコイル４が、その間の軸方向の整列を示すためにコイルフォーム６の隣に重ね合わされている。図示されたコイルフォーム６の例では、チャネル１００は、外面８から周方向および半径方向内側に形成され、ここでは、深さ１０２、幅１０４、および矩形の断面を有する。深さ１０２はコイルフォーム６の厚さ８４より小さい。特定の例では、深さ１０２は２～２５ｍｍ、４～１２ｍｍ、または７～１０ｍｍである。さらなる例として、この深さ１０２は、コイルフォーム６の全厚さ８４（例えば、４～１２ｍｍの間の厚さを有することができる）の２５～７５％の間であってもよい。同様に、幅１０４の例は、３～２０ｍｍの間、または７～１５ｍｍの間である。各チャンネル１００のサイズおよび形状は、例えば、半円、正方形（図５参照）、三角形、および／または形状である断面を含む、図４に示されるものとは異なってよい。同様に、本開示は、コイルフォーム６の長さ８７に沿って異なる数及び／又は密度のチャネル１００を有する構成を企図する。

【0043】

チャネル１００は、コイルフォーム６の長さ８７に沿って、第１の領域９７および第２の領域９９に画定される。第１の領域９７および第２の領域９９は、概して、ＲＦコイル４の第１および第２のエンドリング９１、９４からそれぞれ最も多くの熱が発生する第１の領域９６および第２の領域９８と一致する。空気を介して冷却するように構成され得る図４の例では、チャネル１００は、ＲＦコイル４がその上に配置されたときに各チャネル１００を囲むトップカバーとして機能するＲＦコイル４と互いに平行に画定される。各チャンネル１００を囲むために、例えばフィルムや薄い材料など、コイルフォーム６の外面とＲＦコイル４との間に他のカバーを配置してもよいことが認識されるべきである。各チャンネル１００には、マニホールド２１０および導管１１６を介して冷却空気が供給される。図４の実施例に関連する追加の詳細を以下に示す。

【0044】

特定の実施例では、第１の領域９７および第２の領域９９は、コイルフォーム６の長さ８７の８０％未満、７５％未満、６６％未満、５０％未満、３３％未満、または２５％未満の組み合わされた長さを有する。ある場合には、第１の領域９７と第２の領域９９の組み合わせられた長さは、ＲＦコイル４の第１と第２の端部９０、９２の間の長さ９５の５０％から２００％の間である。同様に、チャネル１００を有するコイルフォーム６の第１の領域９７および第２の領域９９は、互いに同じ軸方向長さに渡る（span the same axial length as each other）ことがあり、および／または、一般に、図３の温度マップ７において熱が増加した第１の領域９６および第２の領域９８の長さに対応する。このようにして、チャネル１００は、一般に、温度マップ７がコイルフォーム６の内面８２の残りの部分に対して温度が増加することを示した場所に配置される。

【0045】

ある実施例では、チャネル１００は、機械加工によってコイルフォーム６の外面８０内に形成される。他の実施例では、コイルフォーム６は、外面８０から半径方向内側に延びるチャネル１００を予め有するように製造されるか、または他の方法で形成される。同様に、ある実施例では、チャネル１００は、互いに平行でコイルフォーム６の中心軸と同軸に整列された別個の環状チャネルとして形成される。他の実施例では、所定の領域（すなわち、第１の領域９７）内のチャネル１００は、（コイルフォーム６の外面８０を取り囲む）単一の、連結された、らせん状の形成物として形成される。この場合、チャネル１００は、直列に接続されるようになっている。

【0046】

それぞれの場合において、チャネル１００は、ＲＦコイル４によって最も加熱される領域内で特にコイルフォーム６の外面８０を冷却するために冷却媒体を搬送するように構成されている。図２を参照すると、チャネル１００は、チャネル１００との間で冷却媒体を搬送し、また熱交換および抽出システムを通して媒体を冷却する冷却システム１１０に流体的に結合されている。ＲＦコイル４は、それ自体が全てのチャネル１００を覆っているわけではないので、チャネル１００は、別の方法で覆われているか、又は（図示のように）その中に配置された別個の密閉された導管１１６を有していることを認識すべきである。冷却システム１１０は、１つ以上のファン及び関連するダクトワーク（集合的に参照番号１１２として示される）、及び／又は、冷却媒体として空気又は液体冷却剤をそれぞれ搬送するためのポンプ及びリザーバシステム１１４を含むことができる。冷却システム１１０は、ＭＲＩシステム１０のケーシングの内側に配置されてもよいし、ケーシングの外側（ＭＲＩシステム１０が設置される部屋の内側であっても外側であってもよい）に配置されてもよい。冷却システム１１０は、図１に関連して上述した制御装置６０を介して制御されてもよいし、当技術分野で現在知られているようなコイルフォーム６の冷却に使用されるものと同様の別の制御システムを介して制御されてもよい。

【0047】

図２の例では、冷却システム１１０は、冷却媒体を搬送するために冷却システム１１０とチャネル１００との間に延びる導管１１６を必要とするほど、チャネル１００から十分に離れている。図２の構成はさらに、チャネル１００が第１および第２の領域９７、９９の各々内で単一のらせん溝として一緒に形成されるように構成される。 さらに、第２の領域９９に最も近い第１の領域９７のチャネル１００は、第１および第２の領域９７、９９の間の流れを提供する接続導管１１８を介してそれに流体的に結合される。一例として、接続導管１１８は、コイルフォーム６内の別のチャネル内に配置されてもよいし、第１および第２の領域９７、９９のチャネル１００のうちの２つを流体的に結合する管であってもよい。これにより、単一の導管１１６が、冷却システム１１０からコイルフォーム６への流入流を（ここでは第２の領域９９を介して）提供し、また、単一の導管１１６が、コイルフォーム６から冷却システム１１０に戻る流出流を（ここでは第１の領域９７内のチャネル１００の最後の部分でコイルフォーム６から出る）提供することができる。

【0048】

図５は、冷却媒体がコイルフォーム６のチャンネル１００に直接接触するＲＦコイルアセンブリ２の例を示す。コイルフォーム６の一部分のみが現在示されており、ここでは一般に図４の領域９９に対応していることを認識されたい。冷却媒体として空気を使用する場合、上述したような１つ以上のファンが、コイルフォーム６を冷却するために、チャネル１００の壁（walls）１２０および床（floors）１２２を横切って空気を直接吹き付ける。１つ以上のファンまたはダクトワーク（ductwork）１１２は、当該技術分野で現在知られているＭＲＩシステムで使用されているものと同じタイプ、または実際には同じファンまたはファン（および関連するダクトワーク）であってもよい。図１の例では、１つ以上のファン又は関連するダクトワーク１１２は、コイルフォーム６のチャネル１００に直接空気を吹き込むようにＲＦコイル４と磁石システム２２との間の環状空間内に配置されて示されている。ファンは、強磁性吸引及び性能低下の潜在的な危険性（potential hazards of ferro-magnetic attraction and loss of performance）のために撮像室の外部に物理的に配置されることもあり、当該技術分野で公知の方法でダクトを介してＭＲＩシステムの内部に空気流を提供することが認識されるべきである。特定の実施例では、第１のファン及び／又はダクトワーク１１２からの気流は、コイルフォーム６の第１の領域９７（図４参照）のチャネル１００と整列され、第２のファン及び／又はダクトからの気流は、コイルフォームの第２の領域９９のチャネル１００と整列される。後述するように、現在開示されているＲＦコイルアセンブリ２では、コイルフォーム６のかなり小さい部分が冷却されるので、ファンは、当該技術分野で現在知られているＭＲＩシステムで必要とされるものよりも小さくてもよい。図５はまた、エンドリング（ここではエンドリング９４を示している）がＲＦコイル４の全体的なパッケージングの端部５になくてもよいことを示している。

【0049】

図６は、本開示によるＲＦコイルアセンブリ２の別の例を示しており、今度は、冷却媒体が、チャネル１００内に配置された導管１２４（例えば、管）を通って移動している。冷却媒体は、再び、空気または液体冷却剤であってもよい。導管１２４は、例えば、ナイロン、ＰＴＦＥ、または他の非鉄材料（nylon, PTFE, or other non-ferrous materials）で形成することができる。導管１２４は、冷却媒体を循環させて冷却するために、空気の場合にはファンに、および／または液体冷却剤の場合にはポンプおよびリザーバシステム（reservoir system）１１４に流体的に結合される。図６の構成では、コイルフォーム６は、導管１２４内の冷却媒体とコイルフォーム６との間の熱伝達を介して、具体的にはチャネル１００の壁１２０および床１２２との接触を介して間接的に冷却される。導管１２４は、冷却システム１１０（図２参照）に延びる導管１０６に使用されるものと同じタイプであってもよく、現場での設置及び保守を容易にするために、クイックディスコネクト接続部（quick-disconnect connections）を介して流体的に接続されてもよい。

【0050】

導管１２４は、接着剤１２６、例えば高い誘電率を有するエポキシ（「高ｋ：high k」エポキシ樹脂とも呼ばれる）を介してチャネル１００内の所定の位置に固定され得る。接着剤１２６は、導管１２４を壁１２０、床１２２、またはその両方に接着することができる。接着剤１２６は、導管１２４とコイルフォーム６との間の熱交換を改善するように選択することもできる。

【0051】

冷却媒体をチャネル１００に搬送するための他の機構も、本開示によって企図されることが認識されるべきである。同様に、上述したように、冷却システム１１０は、ハウジング１６の内部、ハウジング１６の外部、またはそれらのハイブリッド（組み合わせ）に配置され得る。ダクトまたはマニホールドの代替形態も、本開示によって企図される。

【0052】

コイルフォーム６は、当該技術分野で公知の付加製造方法（additive manufacturing methods）を介して一体で製造され得る。この実施形態では、冷却チャネル１２４は、付加製造プロセス中にコイルフォーム６の同じ材料から直接作製される。この実施形態は、チャネル１００の壁１２２及び床１２０が冷却チャネル１２４を直接形成することができるので、チャネルの追加の材料の必要性を排除する。付加製造によって冷却チャネルを製造または設計する能力は、同じ目的を達成する製造の代替方法として、異なる実施形態に対して示唆される。

【0053】

特定の実施例では、チャネル１００用の冷却媒体は、ＭＲＩシステム１０内の他の構成要素の冷却に使用される他の冷却システムから搬送される。例えば、勾配磁石コイル５２を冷却するために使用される気流または液体冷却剤システムは、ＲＦコイルアセンブリ２のコイルフォーム６内のチャネル１００にも気流を供給するようにルーティングすることができる。このようにして、ＭＲＩシステム内に既に存在するものを超える追加のファンまたはポンプを必要とせず、スペース、コスト、および設置および保守時間を節約することができる。

【0054】

本開示は、チャネル１００がコイルフォーム６の外面８０の周りの円周リングとして形成されない構成も企図する。図７は、チャネル１００がコイルフォーム６の外面８０内に１つ以上の蛇行した溝として形成されているＲＦコイルアセンブリ２を示す。この例では、冷却システム１１０（図２）からの導管１０６は、第１の領域９７及び第２の領域９９のチャネル１００に冷却媒体の別個の流れを供給するためのスプリッタを含む。同様に、第１及び第２の領域９７、９９のチャネル１００から出た冷却媒体は、共有導管（shared conduit）１０６を介して冷却システム１１０に戻されるように合流する。チャネル１００および導管１０６の他の構成も、本開示によって企図される。

【0055】

図７の例はさらに、冷却能力がコイルフォーム６内の第２の領域９９に対して第１の領域９７内で変化する構成を示す。多くの場合、ほぼ同量の熱が各エンドリング９１、９４で発生する。図３の熱マップ７は、ＲＦコイル４の第１の端部９０のエンドリング９１において、ＲＦコイル４の第２の端部９２のエンドリング９４よりも多くの熱が発生する構成を示す。これを考慮して、図７のＲＦコイルアセンブリ２は、第１の領域９７においてチャネル１００を形成する蛇行溝が、第２の領域９９においてよりも外面８０のより大きな表面積をカバーすることを提供する。これは、図示されるように、より多くのターン数を有すること、より大きなチャネル１００（及び／又はその中の管）、及び／又はそのようなものによって達成され得る。

【0056】

図８は、本開示によるＲＦコイルアセンブリ２の別の実施例を示しており、この場合、チャネル１００を有するようにコイルフォーム６を機械加工またはその他の方法で形成する代替アプローチを提供する。ＲＦコイルアセンブリ２は、コイルフォーム６の外面８０に支持される（例えば、高誘電率エポキシ樹脂を用いてそれにエポキシされる：epoxied thereto using high-k epoxy resin）支持格子１３０を含む。支持格子（support lattice）１３０は、第１の端部１４０から反対側の第２の端部１４２まで延びるベース（基部：base）１３２を有する。ベース１３２はさらに、その間に厚さ１３８を有する第１の表面１３４と反対側の第２の表面１３６を有する。フィンガー１４４は、第２の表面１３６から先端（tips）１４８まで距離１４６だけ垂直に離れるように延びる壁１５０によって形成されている。

【0057】

チャネル１５２が隣接するフィンガー１４４の壁１５０の間に形成されるが、このチャネル１５２は他の点では上述したチャネル１００と同様であってもよい。特定の実施例では、支持格子１３０は繊維強化ガラスエポキシ樹脂で形成され、これはコイルフォーム６の材料と同じであっても異なっていてもよい。ベース１３２およびフィンガ１４４は、一体的に形成されるか、別個に形成された後に接着されるか、あるいは当該技術分野で公知の技術を用いて機械加工または製造される。フィンガー１４４は、支持格子１３０のスタンドオフ部分と呼ばれることもある。同様に、ベース１３２も支持格子１３０のベース部分と呼ばれることがある。ベース１３２および／またはフィンガ１４４は、コイルフォームの全周を包囲してもよいし、材料、コストおよび重量を低減するために（例えば、ハブから延びるスポークとして）角部を規定する周期的な半径方向間隔で設けてもよい。

【0058】

フィンガー１４４の先端部１４８は、上述した実施例においてコイルフォーム６の外面８０がＲＦコイル４を支持した方法と同様に、ＲＦコイル４をその上で支持するように構成されている。このように、コイルフォーム６、支持格子１３０、またはこれらの組み合わせは、本明細書に開示されるＲＦコイルアセンブリ２においてＲＦコイル４を支持する支持構造体とも呼ばれ得る。

【0059】

本発明者らは、コイルフォーム６に直接ではなく、支持格子１３０にチャネル１５２を設けることが、有利には、当該技術分野で現在知られているコイルフォーム６を本開示に従って冷却することを可能にすることを認識した。これにより、新しいＭＲＩシステムのより簡単な統合、及び／又は既存のＭＲＩシステムの改修若しくは改造の機会が可能になる。支持格子１３０はまた、チャネル１００がその中に形成されるようにコイルフォーム６を機械加工または他の方法で形成するための、より費用効果の高い解決策を提供し得る。

【0060】

図８の例では、支持格子１３０のベース１３２とフィンガ１４４との間に形成されたチャネル１５２は、ＭＲＩシステムのボア１８から半径方向に離れて開口している。対照的に、図９は、チャネル１５２がボア１８に向かって半径方向内側に開口するようにコイルフォーム６の外面８０上に配置され支持された同様の支持格子１３０を示す。各場合において、冷却媒体は、チャネル１５２を直接、または（上述し、図６に示すように）その中に配置された導管を介して流れるように提供される。

【0061】

図９は、上述したような、本開示によるＭＲＩシステム用のＲＦコイルアセンブリを製造するための方法１６０の一例を示す。ステップ１６２は、第１の方向において第１の端部と第２の端部との間に延在し、第１の方向に垂直な第２の方向において内面と反対側の外面との間に延在する支持構造体を提供することを提供する。この支持構造体は、上述したように、コイルフォーム単独であってもよいし、支持格子などの他の構造体と組み合わせたコイルフォームであってもよい。導管は支持構造内に設けられ、導管はそれぞれ第２の方向において内面よりも外面に近い。ステップ１６４は、支持構造体の外面によって支持されるようにＲＦコイルを位置決めし、導管が第１の方向においてＲＦコイルと支持構造体との間に少なくとも部分的に位置決めされるようにする。ＲＦコイルは、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されている。導管は、使用時にＲＦコイルの内面を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成されている。

【0062】

次に、図１１～１３をさらに参照して、図４の実施例について追加の詳細を提供する。上述したように、図４のコイルフォームは、空気を介して冷却されるように構成されている。開口部２００がコイルフォーム６を貫通して設けられ、第１の開口部２００は第１の領域９７のチャネル１００と整列し、第２の開口部２００は第２の領域９９のチャネルと整列する。各開口部２００は、第１の端部２０２と第２の端部２０４との間の長さに沿って延び、第３の端部２０６と第４の端部２０８との間の幅に沿って延びる。２つのマニホールド２１０が、開口部２１１内の締結具（例えば、ねじ、リベット、または当該技術分野で公知の他の締結具）を介してコイルフォーム６の内面８２に結合されている。マニホールド２１０はそれぞれ、第１の端部２１２と第２の端部２１４との間の長さに沿って、第３の端部２１６と第４の端部２１８との間の幅に沿って、および頂部２２０と底部２２２との間の長さに沿って延びている。マニホールド２１０の長さは開口部２００の長さと一致している。特定の実施例では、開口部（openings）２００はコイルフォーム６の底部に配置され、図１に示すように、マニホールド２１０（コイルフォーム６の内部にある）を患者テーブル２０の下方で見えなくすることができる。

【0063】

図４および図１３を引き続き参照すると、空気は、導管（conduits、上述）に接続されたポート２２４を介してマニホールドに入り、コイルフォーム６内のチャネル１００を垂直に横切るように向けられる。その後、空気は、各チャンネル１００を独立して循環してから、ここではコイルフォーム６の反対側（例えば、患者の上方で、患者カバーの下に隠れて見えない）にある出口チャンネル２３０を通って出る。図１３は、コイルフォーム６の外面８０内、特にチャネル１００に対して垂直に走る第１の端部２３２から第２の端部２３４まで延びる出口チャネル２３０の例を示す。このようにして、所与の領域（第１の領域９７および第２の領域９９）内の全てのチャネル１００は、その領域を流れる全ての空気が統合され、対応する出口チャネル２３０を介して一緒に出るように相互接続される。

【0064】

出口チャネル２３０の第２の端部（second ends）２３４は、最も外側のチャネル１００よりもコイルフォームの端部（すなわち、場合により第１の端部８６および第２の端部８８）に近い位置まで延びていることを認識すべきである。これは、第２の端部２３４がチャネル１００を囲むＲＦコイル４または他の被覆装置によって覆われないようにするために必要である。したがって、空気は、コイルフォーム６の内面のマニホールド２１０を介してコイルフォーム６に入り、コイルフォーム６の外面の出口チャネル２３４を介して出る。マニホールドおよび出口の他の位置および構成も本開示によって企図されることをさらに認識すべきである。

【0065】

実験および計算により、本発明者らは、ＲＦコイル４がコイルフォーム６に伝達される熱を発生するコイルフォーム６の領域（主にエンドリング９１、９４と位置合わせされた領域）のみを冷却することにより、当該技術分野で現在知られている構成と比較して、より少ない冷却で済むことを発見した。例えば、当該技術分野で現在知られている典型的なシステムでは、コイルフォーム６を冷却するために毎分２～２．５立方メートルの流量が必要となる場合がある。対照的に、本発明者らは、コイルフォーム６の第１および第２の領域９７、９９（図４を参照）のみを冷却することが、この流量のわずか８分の１（1/8th）で達成され得ることを見出した。これにより、より小型のファン（または液体冷却剤の場合はポンプおよびリザーバ）を使用することができ、ＭＲＩシステム１０内（またはその外部の冷却システム）のスペースを節約することができる。また、ファンやポンプを作動させる際の騒音レベルも低減され、コストも節約できる。可変速ファンもまた、所与の時間における音響レベルと冷却要求のバランスをとるためなどの柔軟性のために使用することができる。

【0066】

同様に、現在開示されているシステム及び方法によって提供される改善された冷却は、使用中のコイルフォーム６の内面８２の動作温度をより低くする。これにより、ＲＦコイル４、一次コイルアセンブリ、ＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ、勾配磁石、及び／又はシムコイルの動作を低下させ（de-rate operation）て発熱を低減させる必要性を回避するとともに、ＭＲＩシステム１０を動作させる際の安全性及び規制遵守性が改善される。

【0067】

本開示は一般にＭＲＩシステム、及び患者を撮像するためのそのようなシステムの使用に焦点を当てているが、他の使用も企図されていることを認識すべきである。例えば、ＭＲＩシステムは、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）、陽電子放出断層撮影法（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）、超音波、又は画像を生成するための任意の他のシステムなどの他のタイプの医用撮像技術と組み合わせることができる。さらに、本明細書で開示されるシステムは、患者（人間または動物）を撮像するためのシステムに限定される必要はなく、セキュリティまたは他の目的（例えば、空港の荷物スキャナ）にも使用することができる。

【0068】

図に提供される機能ブロック図、動作シーケンス、およびフロー図は、本開示の新規な態様を実行するための例示的なアーキテクチャ、環境、および方法論の代表である。説明を簡単にする目的で、本明細書に含まれる方法論は、機能図、動作シーケンス、またはフロー図の形態であってもよく、一連の行為として説明されてもよいが、いくつかの行為は、それに従って、本明細書に示され、説明されるものとは異なる順序で、および／または他の行為と同時に発生してもよいので、方法論は、行為の順序によって限定されないことを理解し、理解されたい。例えば、当業者は、方法論が、状態図のような一連の相互に関連する状態または事象として代替的に表現され得ることを理解し、諒解するであろう。さらに、方法論に例示されているすべての行為が、新規な実施に必要とされるとは限らない。

【0069】

本明細書は、最良の態様を含む本発明を開示するため、また、当業者であれば誰でも本発明を製造および使用できるようにするために、実施例を用いている。特定の用語は、簡潔、明瞭、および理解のために使用されている。このような用語は説明の目的のみに使用され、広く解釈されることが意図されているため、そこから先行技術の要件を超える不必要な制限が推論されることはない。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者に思いつく他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない特徴または構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない同等の特徴または構造要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

【0070】

［実施形態１］
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム（１０）用のＲＦコイルアセンブリ（２）であって、
第１の方向において第１の端部（８６）と第２の端部（８８）との間に延在し、前記第１の方向に垂直な第２の方向において内面（８２）と反対側の外面（８０）との間に延在する支持構造体（６，１３０）であって、支持構造体（６，１３０）が、前記第２の方向において支持構造体（６，１３０）内に延在するチャネル（１００）を有する、前記支持構造体（６，１３０）と、
ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたＲＦコイル（４）であって、前記ＲＦコイル（４）が前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）によって支持される、前記ＲＦコイル（４）と、
を含み、
前記チャネル（１００）は、前記第１の方向において、前記支持構造体（６，１３０）と前記ＲＦコイル（４）との間に少なくとも部分的に配置され、前記チャネル（１００）は、使用時に前記支持構造体（６，１３０）を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成される、ＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態２］
前記支持構造体（６，１３０）が円筒形状であり、前記チャネル（１００）が前記支持構造体（６，１３０）の前記外面（８０）から半径方向内側に延びている、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態３］
前記チャンネル（１００）は、別個の複数の環状チャンネルである、実施形態２に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態４］
前記別個の複数の環状チャネルは、互いに平行になるように形成されている、実施形態３に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態５］
前記支持構造体は、前記第１の方向において前記第１の端部と前記第２の端部との間の長さを延び、前記複数のチャネルは、前記第１の方向においてある距離で一緒に延び、前記複数のチャネルが延びる前記距離は、前記支持構造体の前記第１の端部と前記第２の端部との間の長さの５０％未満である、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態６］
前記ＲＦコイルは、前記第１の方向における前記第１の端部と前記第２の端部との間の長さを延び、前記複数のチャンネルが延びる前記距離は、前記ＲＦコイルの長さの５０％から２００％の間である、実施形態５に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態７］
前記支持構造は、ベース部分とスタンドオフ部分とを備え、前記スタンドオフ部分は、前記ベース部分と前記ＲＦコイルとの間に配置され、前記複数のチャンネルは、前記スタンドオフ部分によって少なくとも部分的に画定される、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態８］
前記支持構造は、ベース部分とスタンドオフ部分とを備え、前記スタンドオフ部分は、前記ベース部分と前記ＲＦコイルとの間に配置され、前記複数のチャンネルは、前記スタンドオフ部分と前記ベース部分との間に配置される、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態９］
前記冷却媒体は空気であり、前記複数のチャンネル内の空気を循環させるファンをさらに備える、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態１０］
前記複数のチャンネル内に配置された１つ以上の管をさらに備え、前記冷却媒体は、使用時に前記支持構造を冷却するために前記複数のチャンネル内の前記１つ以上の管内を搬送される液体である、実施形態１に記載のＲＦコイルアセンブリ。
［実施形態１１］
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用のＲＦコイルアセンブリを製造する方法であって、
第１の方向において第１の端部と第２の端部との間に延び、前記第１の方向に垂直な第２の方向において内面と反対側の外面との間に延びる支持構造体であって、複数のチャネルが前記支持構造体内に設けられ、前記複数のチャネルが前記第２の方向において前記支持構造体内に延びる、前記支持構造体を提供するステップと、
前記支持構造体の前記外面によって支持されるようにＲＦコイルを位置決めし、前記複数のチャネルが前記第１の方向において前記ＲＦコイルと前記支持構造体との間に少なくとも部分的に位置決めするステップと、
を含み、前記ＲＦコイルは、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成され、前記複数のチャネルが、使用時に前記支持構造体を冷却するための冷却媒体を搬送するように構成される、方法。
［実施形態１２］
その中に前記複数のチャネルを提供するために前記支持構造体の前記外面を機械加工するステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１３］
前記複数のチャネルが別個の複数の環状チャネルとなるように前記支持構造体の前記外面を機械加工するステップをさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
［実施形態１４］
前記複数のチャネルが前記支持構造体の周囲に螺旋状に巻かれたチャネルとして形成されるように、支持構造体の外面を機械加工するステップをさらに含む、実施形態１２に記載の方法。
［実施形態１５］
前記支持構造体は、前記第１の方向において前記第１の端部と前記第２の端部との間のある長さを延在し、前記複数のチャネルは、前記支持構造体の前記第１の端部と前記第２の端部との間の長さの５０％未満である前記第１の方向における距離を共に延びるように提供するステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１６］
前記ＲＦコイルを、前記複数のチャンネルに対して第１の方向で中心になるように位置決めするステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１７］
スタンドオフ部をベース部の外面に結合することによって前記支持構造体を形成するステップをさらに含み、前記ＲＦコイルを前記支持構造体の前記外面によって支持されるように位置決めする際に、前記ＲＦコイルを前記スタンドオフ部上に位置決めするステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態１８］
前記ＲＦコイルが少なくとも部分的に前記複数のチャネルを形成するように、前記ＲＦコイルを前記スタンドオフ部分に位置決めするステップをさらに含む、実施形態１７に記載の方法。
［実施形態１９］
前記複数のチャネル内に冷却媒体として空気を送風するファンを動作可能に連結するステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。
［実施形態２０］
前記複数のチャネル内に位置決めされた１つ以上の管を位置決めするステップをさらに含み、前記１つ以上の管にポンプを流体連結し、使用時に前記支持構造体を冷却するために、前記複数のチャネル内の前記１つ以上の管を通して液体を循環させるように前記ポンプを構成するステップをさらに含む、実施形態１１に記載の方法。

【符号の説明】

【0071】

２：ＲＦコイルアセンブリ ４：ＲＦコイル ５：端部 ６：コイルフォーム ７：温度マップ １０：ＭＲＩシステム １２：撮像部 １４：処理部 １６：ハウジング １８：ボア １９：患者 ２０：患者テーブル ２２：磁石システム ３０：一次コイルアセンブリ ３２：クライオスタット容器 ３４：断熱材 ４０：ＥＭＩ遮蔽コイルアセンブリ ５０：追加のコイルアセンブリ ５２：勾配磁石コイル ６０：制御装置 ６２：一次磁場制御装置 ６４：ＥＭＩ遮蔽コイル制御装置 ６５：勾配磁場制御装置 ６６：ＲＦ送信機 ６８：ＲＦ送受信（Ｔ－Ｒ）スイッチ ７０：ＲＦ受信機 ７２：記憶装置 ７４：表示装置 ８０：外面 ８２：内面 ８４：厚さ ８６：第１の端部 ８７：長さ ８８：第２の端部 ９０：第１の端部 ９１、９４：エンドリング ９２：第２の端部 ９５：長さ ９６、９８：領域 ９７：第１の領域 ９９：第２の領域 １００：チャネル １０２：深さ １０４：幅 １０６：導管 １１０：冷却システム １１２：ダクト １１４：リザーバシステム １１６：導管 １１８：接続導管 １２０：壁 １２２：床 １２４：導管 １２６：接着剤 １２８：Ｔ－Ｒスイッチ １３０：支持格子 １３２：ベース １３４：第１の表面 １３６：第２の表面 １４０：第１の端部 １４２：第２の端部 １４４：フィンガー １４６：距離 １４８：先端部 １５０：壁 １５２：チャネル ２００：開口部 ２０２：第１の端部 ２０４：第２の端部 ２０６：第３の端部 ２０８：第４の端部 ２１０：マニホールド ２１２：第１の端部 ２１４：第２の端部 ２１６：第３の端部 ２１８：第４の端部 ２２０：頂部 ２２２：底部 ２２４：ポート ２３０：出口チャネル ２３２：第１の端部 ２３４：第２の端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【外国語明細書】