特許 7170148 可変同調を用いた擬似バードケージコイルおよびその応用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-02

(45)【発行日】2022-11-11

(54)【発明の名称】可変同調を用いた擬似バードケージコイルおよびその応用

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20221104BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 350

【請求項の数】 29

(21)【出願番号】P 2021548582

(86)(22)【出願日】2020-02-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-09

(86)【国際出願番号】 US2020019524

(87)【国際公開番号】W WO2020172672

(87)【国際公開日】2020-08-27

【審査請求日】2021-11-12

(31)【優先権主張番号】62/809,503

(32)【優先日】2019-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521355832

【氏名又は名称】プロマクソ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091568

【弁理士】

【氏名又は名称】市位 嘉宏

(72)【発明者】

【氏名】ナセブ、アレクサンダー

(72)【発明者】

【氏名】ギサド、ホセ・ミゲル・アルガリン

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２８０６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１９０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２５８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２８０３６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６０６０８８２（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００２－２２４０８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００ －２４／１４

Ｇ０１Ｒ ３３／２０ －３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

片面式磁気撮像装置であって、
電流を提供する電源と、
前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、且つ前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状であり、
前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に前記コイルから外向きに電磁場を発生させるように構成される、片面式磁気撮像装置。

【請求項2】

磁気撮像装置であって、
電流を提供する電源と、
前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、且つ前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状であり、
前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に前記コイルから外向きに電磁場を発生させるように構成されており、
前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、磁気撮像装置。

【請求項3】

前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが単一の電流ループを形成するように接続される、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される、請求項１に記載の装置。

【請求項6】

磁気撮像装置であって、
電流を提供する電源と、
前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、且つ前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状であり、
前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に前記コイルから外向きに電磁場を発生させるように構成されており、
前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの一方が他方のリングに対して傾斜している、磁気撮像装置。

【請求項7】

前記第１のリングまたは前記第２のリングのうちの一方が他方のリングよりも前記対象領域に近い、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

磁気撮像装置であって、
電流を提供する電源と、
前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、且つ前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状であり、
前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に前記コイルから外向きに電磁場を発生させるように構成されており、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる材料を含む、磁気撮像装置。

【請求項9】

前記第１のリングおよび前記第２のリングの直径が約１０μｍ乃至約１０ｍである、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記第１のリングが前記第２のリングよりも大きい直径を有する、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記第２のリングの直径が前記対象領域のサイズと前記第１のリングの直径の中間である、請求項１に記載の装置。

【請求項12】

前記コイルが、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備える、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項15】

前記コイルが極低温に冷却される、請求項１に記載の装置。

【請求項16】

前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つが液冷のための中空な管を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項17】

前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの少なくとも１つが複数の巻線またはリッツ線を備える、請求項１に記載の装置。

【請求項18】

前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、請求項１に記載の装置。

【請求項19】

磁気撮像装置であって、
電流を提供する電源と、
前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、且つ前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状であり、
前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に前記コイルから外向きに電磁場を発生させるように構成されており、
前記１つ以上のラングは、前記第１のリングがその第１の部分に取り付けられ、前記第２のリングがその第２の部分に取り付けられたラングを含み、該ラングの前記第１の部分および前記第２の部分が、重畳する接触エリアを形成する、磁気撮像装置。

【請求項20】

前記重畳する接触エリアが調節可能である、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記第１の部分が円筒もしくは管であって前記第２の部分が同心の管であり、またはその逆であり、前記第１の部分および前記第２の部分が互いを通り越してスライドするように構成される、請求項１９に記載の装置。

【請求項22】

片面式磁気撮像装置を動作させる方法であって、
電源を用意することと、
前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、
且つ前記コイルは非平面状であり、前記方法がさらに、
前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより、外向きに前記コイルから離れた対象領域へ磁場を投射することを含む、片面式磁気撮像装置を動作させる方法。

【請求項23】

磁気撮像装置を動作させる方法であって、
電源を用意することと、
前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、
且つ前記コイルは非平面状であり、前記方法がさらに、
前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより、外向きに前記コイルから離れた対象領域へ磁場を投射することを含み、
前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、磁気撮像装置を動作させる方法。

【請求項24】

前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である、請求項２２に記載の方法。

【請求項25】

前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに備え、前記方法が、
前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項26】

前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の方法。

【請求項28】

前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、請求項２２に記載の方法。

【請求項29】

磁気撮像装置を動作させる方法であって、
電源を用意することと、
前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが第１のリング、第２のリング、および１つ以上の電子部品を備え、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、
前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続されるものであり、
前記コイルは非平面状であり、
前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含み、
前記方法がさらに、
前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより、外向きに前記コイルから離れた対象領域へ磁場を投射することと、
前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることと、
電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることとを含む、磁気撮像装置を動作させる方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

磁気共鳴撮像システムは、主として密閉型フォームファクタを活用することに集中してきた。このフォームファクタは、電磁場生成材料および撮像システム部品で撮像領域を包囲することを含む。典型的な磁気共鳴撮像システムは円筒形ボア磁石を含み、そこで患者が撮像のために磁石の管内に配置される。そして無線周波数（ＲＦ）送信（ＴＸ）および受信（ＲＸ）コイルなどの部品が、撮像を実行するために患者を効果的に包囲するように患者に対して多くの側に設置される。

【0002】

典型的には、ＲＦ－ＴＸコイルは大きく、視野（すなわち、撮像領域）を完全に包囲するのに対して、ＲＦ－ＲＸコイルは小さく、ちょうど視野上に設置される。ほとんどの現在の磁気共鳴撮像システムでは、患者を実質的に包囲するように部品を設置することで、患者の移動を厳しく制限し、撮像領域内に患者が出入りする際の追加的負担を引き起こすことがある。他の現在の磁気共鳴撮像システムでは、２つの大きいプレートの間に患者を配置することで、患者配置に対するいくつかの物理的制限を緩和している。それにもかかわらず、患者の快適さおよび煩わしい制限に関する上記の問題をさらに軽減する、次世代の磁気共鳴撮像システムにおける最新の撮像構成を提供する必要がある。

【発明の概要】

【0003】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置が提供される。装置は、電流を提供する電源と、電源に電気的に接続されたコイルとを含む。コイルは第１のリングおよび第２のリングを含み、第１のリングおよび第２のリングは異なる直径を有する。第１のリングおよび第２のリングは１つ以上のラング（ｒｕｎｇ）を介して接続される。電源は、第１のリング、第２のリング、および１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される。

【0004】

さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが単一の電流ループを形成するように接続される。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状である。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの一方が他方のリングに対して傾斜している。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングまたは前記第２のリングのうちの一方が他方のリングよりも前記対象領域に近い。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる材料を含む。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングの直径が約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングが前記第２のリングよりも大きい直径を有する。さまざまな実施形態によれば、前記第２のリングの直径が前記対象領域のサイズと前記第１のリングの直径の中間である。

【0005】

さまざまな実施形態によれば、前記コイルが、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに含む。さまざまな実施形態によれば、前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが極低温に冷却される。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つが液冷のための中空な管を備える。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの少なくとも１つが複数の巻線またはリッツ線を備える。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0006】

さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングが前記１つ以上のラングの第１の部分に取り付けられ、前記第２のリングが前記１つ以上のラングの第２の部分に取り付けられ、前記１つ以上のラングの前記第１の部分および前記第２の部分が、重畳する接触エリアを形成する。さまざまな実施形態によれば、前記重畳する接触エリアが調節可能である。さまざまな実施形態によれば、前記第１の部分が円筒もしくは管であって前記第２の部分が同心の管であり、またはその逆であり、前記第１の部分および前記第２の部分が互いを通り越してスライドするように構成される。

【0007】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置を動作させる方法が提供される。方法は、電源を用意することと、電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含む。コイルは第１のリングおよび第２のリングを含み、第１のリングおよび第２のリングは異なる直径を有する。第１のリングおよび第２のリングが１つ以上のラングを介して接続される。方法は、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることをも含む。

【0008】

さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに含む。

【0009】

さまざまな実施形態によれば、方法は、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む。さまざまな実施形態によれば、前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0010】

さまざまな実施形態によれば、方法は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む。

【0011】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置が提供される。磁気撮像装置は、電流を提供する電源と、電源に電気的に接続されたコイルとを含む。コイルは第１のリングおよび第２のリングを含む。第１のリングおよび第２のリングは１つ以上のキャパシタを介して接続される。電源は、第１のリング、第２のリング、および１つ以上のキャパシタに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される。

【0012】

さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続される。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状である。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの一方が他方のリングに対して傾斜している。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングまたは前記第２のリングのうちの一方が他方のリングよりも前記対象領域に近い。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる材料を含む。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングの直径が約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施形態によれば、前記第２のリングの直径が前記対象領域のサイズと前記第１のリングの直径の中間である。

【0013】

さまざまな実施形態によれば、前記コイルが、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備える。さまざまな実施形態によれば、前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが極低温に冷却される。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つが液冷のための中空な管を備える。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの少なくとも１つが複数の巻線またはリッツ線を備える。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0014】

さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングが前記１つ以上のラングの第１の部分に取り付けられ、前記第２のリングが前記１つ以上のラングの第２の部分に取り付けられ、前記１つ以上のラングの前記第１の部分および前記第２の部分が、重畳する接触エリアを形成する。さまざまな実施形態によれば、前記重畳する接触エリアが調節可能である。さまざまな実施形態によれば、前記第１の部分が円筒もしくは管であって前記第２の部分が同心の管であり、またはその逆であり、前記第１の部分および前記第２の部分が互いを通り越してスライドするように構成される。

【0015】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置を動作させる方法が提供される。方法は、電源を用意することと、電源に電気的に接続されたコイルを用意することを含む。コイルは第１のリングおよび第２のリングを含む。第１のリングおよび第２のリングは１つ以上のキャパシタを介して接続される。方法は、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることをも含む。

【0016】

さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続される。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに含む。さまざまな実施形態によれば、方法は、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む。さまざまな実施形態によれば、前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0017】

さまざまな実施形態によれば、方法は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む。

【0018】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置が提供される。磁気撮像装置は、電流を提供する電源と、電源に電気的に接続されたコイルとを含む。コイルは金属製中実シートを含み、金属製中実シート内には１つ以上のスリットが配置されている。１つ以上のスリットのうちの少なくとも１つが同調素子を含む。電源は、コイルに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される。

【0019】

さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施形態によれば、前記コイルは直径約１０μｍ乃至約１０ｍの外縁を有する。

【0020】

さまざまな実施形態によれば、前記金属製中実シートが、第１の同調素子が内部に配置された第１のスリットを有する第１のシートであり、前記コイルが、第２の同調素子が内部に配置された第２のスリットを有する第２の金属製シートをさらに含む。前記第１のスリットと前記第２のスリットとが回転方向にずれるように前記第２の金属製シートが前記第１のシートの上に積み重ねられる。

【0021】

さまざまな実施形態によれば、前記金属製中実シートが、各スリットが同調素子を有する少なくとも２つのスリットを含み、前記同調素子のそれぞれが互いから等間隔で配置されるように前記少なくとも２つのスリットが前記金属製中実シート内に配置される。

【0022】

さまざまな実施形態によれば、装置は、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備え、該１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。

【0023】

さまざまな実施形態によれば、前記金属製中実シートが液冷のための中空な管を備える。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが極低温に冷却される。さまざまな実施形態によれば、前記同調素子がキャパシタを備える。

【0024】

さまざまな実施形態によれば、磁気撮像装置を動作させる方法が提供される。方法は、電源を用意することと、電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含む。コイルは金属製中実シートを含み、金属製中実シート内には１つ以上のスリットが配置されている。１つ以上のスリットのうちの少なくとも１つが同調素子を含む。方法は、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることをも含む

【0025】

さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。さまざまな実施形態によれば、前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに備える。方法は、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む。さまざまな実施形態によれば、前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、前記同調素子がキャパシタを備える。

【0026】

さまざまな実施形態によれば、方法は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む。

【0027】

これらおよび他の態様および実装形態が以下で詳細に説明される。上記の情報および下記の詳細な説明は、さまざまな態様および実装形態の説明的な例を含み、特許請求の範囲に記載される態様および実装形態の性質および特徴を理解するための概要または枠組を提供する。図面は、さまざまな態様および実装形態の例示およびさらなる理解を提供し、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

添付の図面は縮尺通りに描かれることを意図していない。さまざまな図面における同様の参照番号および符号は同様の要素を示す。明確さのため、あらゆる部品があらゆる図面でラベル付けされているとは限らない。

【0029】

【図1】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0030】

【図2】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の例示的な周波数応答を示すグラフ図である。

【0031】

【図3】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の回路図の概略図である。

【0032】

【図4A-4B】さまざまな実施形態による、容量性重畳を使用して同調を調節するために使用される重畳するコイルラングの概略図である。

【0033】

【図5A-5B】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0034】

【図6】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0035】

【図7A】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0036】

【図7B】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0037】

【図7C】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0038】

【図8】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の実施態様の概略図である。

【0039】

【図9】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置を動作させる例示的な方法のフローチャートである。

【0040】

【図10】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置を動作させる例示的な方法の別のフローチャートである。

【0041】

【図11】さまざまな実施形態による、磁気撮像装置を動作させる例示的な方法の別のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0042】

現代の磁気共鳴撮像システムで使用される典型的なＲＦ－ＴＸコイル構成は、バードケージコイル設計のものである。典型的なバードケージコイルは、撮像領域（すなわち、患者が所在する場所）の両側に設置され１つ以上のラングによってそれぞれ電気的に接続された２つの大きいリングを含む。ＲＦ－ＴＸコイルの動作周波数および構成に依存して、ラングまたはリングは容量性同調素子を含む。適正な撮像を保証するため、ＲＦ－ＴＸコイル励磁パワーは、撮像領域（本明細書では「対象領域」ともいう）にわたって一様に生成される。バードケージＲＦ－ＴＸコイルは、その大直径のリングおよび整合したラング／リングのサイズにより、その一様なパワープロファイルを得る。コイルが患者をより多く包囲すればするほど撮像信号が改善するので、バードケージコイルは典型的に、撮像領域／患者内から生成される信号が十分に一様となるように、患者を取り囲むように構成される。

【0043】

患者の快適さをさらに改善し、現在の磁気共鳴撮像システムの煩わしい移動制限を低減するため、片面式磁気共鳴撮像システムが開発されている。本明細書に記載される開示は一般に、片面式磁気共鳴撮像システムの磁気撮像装置およびその応用に関する。特に、記載される技術は、片面式磁気共鳴撮像システムで動作するように構成された、可変同調を用いた擬似バードケージコイルを有する磁気撮像装置に関する。本明細書に記載されるように、開示される片面式磁気共鳴撮像システムは、小さいスケールであり限定された視野を有し患者の四肢を撮像するシステムと比較して、患者を撮像することができる。さらに、システムは、電磁場生成材料および撮像システム部品によって患者が片側で覆われるが完全には包囲されないように構成され得る。本明細書に記載される構成では、患者が磁気共鳴撮像システムに出入りする際の不要な負担が削減される一方、患者が動くことへの制限が少ない。換言すれば、患者は、患者の片側のみに擬似バードケージコイルが設置されることで、磁気共鳴撮像システムに閉じ込められているような感じを受けない。

【0044】

本明細書に開示される技術は、片面式コイルの新規な構成と、片面式コイルからＲＦ送信パルスを発生させる方法とを含む。本明細書に記載される片面式コイルは、コイル自体から離して一様磁場を発生させる１つ以上のコイル構成を含む。開示される構成は、片面式磁気共鳴撮像システムにおいて撮像のためにコイルが患者をもはや包囲することができないため、外向きにコイルから離れた所へ投射される一様磁場を発生させることを意図している。換言すれば、ＲＦ－ＴＸコイルが片面式磁気共鳴撮像システムで動作するために、撮像のために必要とされる一様なＲＦ磁場は、コイル自体から離して発生されなければならない。外向きに片面式コイルから離れた所へ磁場を投射するために、開示されるコイル構成は、１つ以上のラングを介して接続された相異なるサイズのリングを含む。本明細書に記載されるさまざまな実施態様では、片面式コイルは、異なるサイズのリングと、さまざまなリング間距離およびリングの材料とを用いて構成され得る。さまざまな実施態様では、コイルは電磁シールドを有してもよく、電磁シールドは、シールドの方向から離れた電磁場の投射をさらに改善するために、コイルの片側に設置される。

【0045】

本明細書に開示されるように、対象領域（撮像領域）およびその領域におけるＲＦパワーの一様性を位置決めするために、リングの等しくないサイズ設定およびラングの曲率が調節される。リングのサイズが等しくなると、視野はコイル中心に向かって内側に移動するため、従来のバードケージコイルと類似する。リングのサイズが変わると、一様領域はコイル自体から離れて外向きに広がり、患者による移動の抑制またはアクセスが可能となる。

【0046】

さらに、本明細書に記載される片面式ＲＦ－ＴＸコイルの構成は、視野内すなわち撮像領域内のプロトンを効果的に励起するのに必要とされる適切な範囲の無線周波数を発生させることができる。片面式磁気共鳴撮像システムのフォームファクタは典型的には大きい信号帯域幅を有する線型磁場勾配を有するので、本明細書に記載されるＲＦ－ＴＸコイル構成は、プロトン励起に必要な広範囲の無線周波数に対応することを意図している。

【0047】

図１は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置１００の例示的実施態様の概略図を示す。図１に示すように、装置１００は無線周波数送信（ＲＦ－ＴＸ）コイル１２０を含み、これは外向きにコイル１２０から離れた所へＲＦパワーを投射する。コイル１２０は、１つ以上のラング１２６によって接続された２つのリング１２２および１２４を有する。図１に示すように、コイル１２０は電源１５０ａおよび／または電源１５０ｂ（本明細書ではまとめて「電源１５０」という）にも接続される。さまざまな実施形態によれば、電源１５０ａおよび１５０ｂは電力入力および／または信号入力のために構成されることが可能であり、一般的にコイル入力と呼ぶことができる。さまざまな実施態様では、電源１５０ａおよび／または１５０ｂは、電気接点１５２および１５４を１つ以上のラング１２６に取り付けることによって、電気接点１５２ａおよび／または１５２ｂ（本明細書ではまとめて「電気接点１５２」という）、ならびに電気接点１５４ａおよび／または１５４ｂ（本明細書ではまとめて「電気接点１５４」という）を介して接点を提供するように構成される。コイル１２０は、視野１４０内に一様なＲＦ磁場を投射するように構成される。さまざまな実施態様では、視野１４０は、患者が所在する磁気共鳴撮像のための対象領域（すなわち、撮像領域）である。患者はコイル１２０から離れて視野１４０に所在するので、装置１００は片面式磁気共鳴撮像システムにおける使用に適している。

【0048】

さまざまな実施態様では、コイル入力１５０ａおよび１５０ｂは、例えば直交励磁によって、位相が互いに９０度ずれた２つの信号によって電力供給され得る。さまざまな実施態様では、ただ１つのコイル入力１５０ａが存在してもよく、したがって他方のコイル入力１５０ｂは、直線偏波モードで電力供給されるようにコイル１２０を調整するために、例えば、図３に示す回路図３００に概略が示されているように、同調方法を使用して動的に構成され得る。

【0049】

さまざまな実施態様では、図１に示すように、コイル１２０は、同じ軸に沿って同軸であるが互いにある距離に離して配置されるリング１２２およびリング１２４を含む。さまざまな実施態様では、リング１２２およびリング１２４は約０．１ｍから約１０ｍまでにわたる距離だけ分離される。さまざまな実施態様では、リング１２２およびリング１２４は約０．２ｍから約５ｍまで、約０．３ｍから約２ｍまで、約０．２ｍから約１ｍまで、約０．１ｍから約０．８ｍまで、または約０．１ｍから約１ｍまで、にわたる距離だけ分離され、これらの間の任意の分離距離を含む。さまざまな実施態様では、コイル１２０は、非同軸であるが同じ方向に沿って約０．２ｍから約５ｍまでにわたるある距離で分離されたリング１２２およびリング１２４を含む。さまざまな実施態様では、リング１２２およびリング１２４は互いに対して傾斜することも可能である。さまざまな実施態様では、傾斜角は１度から９０度まで、１度から５度まで、５度から１０度まで、１０度から２５度まで、２５度から４５度まで、および４５度から９０度までであり得る。

【0050】

さまざまな実施態様では、リング１２２およびリング１２４は同じ直径を有する。さまざまな実施態様では、図１に示すように、リング１２２およびリング１２４は異なる直径を有し、リング１２２はリング１２４よりも大きい直径を有する。さまざまな実施態様では、リング１２２およびリング１２４は異なる直径を有し、リング１２２はリング１２４よりも小さい直径を有する。さまざまな実施態様では、コイル１２０のリング１２２およびリング１２４は、視野１４０内に一様なＲＦパワープロファイルを含む撮像領域１４０を生成するように構成され、視野はＲＦ－ＴＸコイル内にセンタリングされず、代わりにコイル自体から空間的に外向きに投射される。

【0051】

さまざまな実施態様では、リング１２２の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング１２２の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0052】

さまざまな実施態様では、リング１２４の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング１２４の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0053】

さまざまな実施態様では、図１に示すように、リング１２２およびリング１２４は１つ以上のラング１２６によって接続される。さまざまな実施態様では、１つ以上のラング１２６は単一の電気回路ループ（または単一の電流ループ）を形成するようにリング１２２および１２４に接続される。図１に示すように、例えば、１つ以上のラング１２６の１つの端部が電源１５０の電気接点１５２に接続され、１つ以上のラング１２６の別の端部が電気接点１５４に接続されることで、リング１２０は電気回路を完成する。

【0054】

さまざまな実施態様では、リング１２２は不連続リングであり、電気接点１５２および電気接点１５４は、電源１５０によって電力供給される電気回路を形成するようにリング１２２の２つの反対側の端部に電気的に接続され得る。同様に、さまざまな実施態様では、リング１２４は不連続リングであり、電気接点１５２および電気接点１５４は、電源１５０によって電力供給される電気回路を形成するようにリング１２４の２つの反対側の端部に電気的に接続され得る。

【0055】

さまざまな実施態様では、リング１２２および１２４は非円形であり、代わりに楕円、正方形、長方形、もしくは台形、または閉ループを有する任意の形状もしくは形態の断面を有し得る。さまざまな実施態様では、リング１２２および１２４は、２つの異なる軸平面において変化する断面を有してもよく、一次軸は円形であり、二次軸は正弦波形状または何らかの他の幾何形状を有する。さまざまな実施態様では、コイル１２０は２つのリング１２２および１２４より多くを含んでもよく、それぞれが、すべてのリングにまたがり接続するラングによって接続される。さまざまな実施態様では、コイル１２０は２つのリング１２２および１２４より多くを含んでもよく、それぞれが、リング間の接続点を互い違いにするラングによって接続される。さまざまな実施態様では、リング１２２はアクセスのための物理的開口を含んでもよい。さまざまな実施態様では、リング１２２は物理的開口のない中実なシートであってもよい。

【0056】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は約１μＴ乃至約１０ｍＴの電磁場（本明細書では「磁場」ともいう）強度を生じさせる。さまざまな実施態様では、コイル１２０は、約１０μＴ乃至約５ｍＴ、約５０μＴ乃至約１ｍＴ、または約１００μＴ乃至約１ｍＴの磁場強度を生じさせることができる（数値間の任意の磁場強度を含む）。

【0057】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数でパルス状にされた電磁場を発生させる。さまざまな実施態様では、コイル１２０は、約１ｋＨｚ乃至約１ＧＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数でパルス状にされた磁場を発生させる（数値間の任意の周波数を含む）。

【0058】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、および１つ以上のラング１２６は互いに対して非平面状である。別の言い方をすれば、リング１２２、リング１２４、および１つ以上のラング１２６は、患者が所在する対象領域を包囲する３次元構造体を形成する。さまざまな実施態様では、図１に示すように、リング１２２はリング１２４よりも対象領域に近い。さまざまな実施態様では、対象領域は約０．１ｍから約１ｍのサイズを有する。さまざまな実施態様では、対象領域はリング１２２の直径よりも小さい。さまざまな実施態様では、図１に示すように、対象領域は、リング１２４の直径およびリング１２２の直径の両方よりも小さい。さまざまな実施態様では、対象領域は、リング１２２の直径よりも小さくリング１２４の直径よりも大きいサイズを有する。

【0059】

さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６は同じ材料を含む。さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６は異なる材料を含む。さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６は中空な管または中実な管を含む。さまざまな実施態様では、中空な管または中実な管は、空冷または液冷のために構成され得る。さまざまな実施態様では、リング１２２またはリング１２４またはラング１２６のそれぞれが１つ以上の電気伝導性の巻線を含む。さまざまな実施態様では、巻線はリッツ線または任意の電気伝導線を含む。これらの追加的な巻線は、所望の周波数における巻線の抵抗を低下させることによってパフォーマンスを改善するために使用され得る。さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６は、銅、アルミニウム、銀、銀ペースト、または、金属、合金もしくは超伝導金属、合金もしくは非金属を含む任意の高電気伝導性材料を含む。さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６はメタマテリアルを含んでもよい。

【0060】

さまざまな実施態様では、リング１２２、リング１２４、またはラング１２６は、指定された設定に構造体の温度を維持するように設計された別個の電気的に非伝導性の熱制御チャネルを含んでもよい。さまざまな実施態様では、熱制御チャネルは、電気伝導性材料からなり電流を運ぶように一体化され得る。

【0061】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は、磁場を同調させるための１つ以上の電子部品を含む。１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むスイッチ、固体リレー、または機械式リレーを含み得る。さまざまな実施態様では、コイルは、電気回路に沿って１つ以上の電子部品のいずれかを含むように構成され得る。さまざまな実施態様では、１つ以上の部品は、能動的に電気を導通しないミューメタル、誘電体、磁性、または金属性部品を含むことができ、コイルを同調させることができる。さまざまな実施態様では、同調のために使用される１つ以上の電子部品は、誘電体、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施態様では、電磁場を同調させることは、電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることを含む。さまざまな実施態様では、コイルは、抵抗を低減し効率を改善するために極低温に冷却される。さまざまな実施態様では、第１のリングおよび第２のリングは複数の巻線またはリッツ線を備える。

【0062】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は、視野にわたって磁場勾配を有する磁気共鳴撮像システムのために構成される。磁場勾配は、追加的な電磁勾配を使用せずに視野のスライスを撮像することを可能にする。本明細書で開示されるように、コイルは、それぞれが固有の帯域幅を有する複数の中心周波数を組み合わせることによって大きい帯域幅を生成するように構成され得る。それぞれの帯域幅を有するこれらの複数の中心周波数を重畳することにより、コイル１２０は約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの所望の周波数範囲にわたる大きい帯域幅を効果的に生成することができる。さまざまな実施態様では、コイル１２０は、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数のパルス状である磁場を発生させる（数値間の任意の周波数を含む）。

【0063】

図２は、磁気撮像装置１００の例示的な周波数応答を示すグラフ図２００である。図２に示すように、所望される理論的帯域幅２２０が、所望されるＲＦ周波数範囲２０２にわたるＲＦ－ＴＸパワー損失２０４とともにグラフ図２００に示されている。いくつかの場合には、帯域幅２５０が広すぎるために、サイズ制限または同調素子の制限により、所望される理論的帯域幅２２０は単一のコイルによって生成できない。しかし、さまざまな実施形態によれば、コイル１２０は、選択的に作動される同調回路を使用することにより、例えば、別個の帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄを生成するように構成され得る。例えば、選択された同調回路が作動されると、新しいコイル同調プロファイルが選択されることが可能であり、異なる周波数帯域幅プロファイルが生成され得る。これらの新しい帯域幅が重畳されると、組み合わされた帯域幅２５０は、所望される理論的帯域幅２５０に類似した、または実質的に類似した、より大きい帯域幅を形成することができる。このようにして、周波数範囲を時間的に多重化することにより、単一の周波数同調されたコイルを用いるよりも大きい周波数範囲が実現され得る。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄのそれぞれは、コイル１２０の制御および電力供給のために１つ以上のＰＩＮダイオード、ＭＥＭＳ、固体リレー、電気機械式リレーまたは容量性スイッチおよび／またはバラクタを含む駆動回路を構成することにより選択的にオンまたはオフにされ得る。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄのそれぞれは、駆動回路内の１つ以上の部品を機械的に移動させ、またはその材料特性を変化させることにより同調され得る。換言すれば、磁気撮像装置１００は、複数の連続する狭い周波数範囲をスキャンするように電気的な制御回路により単一のハードウェア、すなわちコイル１２０、を制御し、組み合わされた帯域幅２５０を生成するようにそれらの連続する周波数範囲で測定されるＲＦ－ＴＸ損失を重畳することによって、大きい帯域幅２５０を生成するように構成され得る。さまざまな実施態様では、周波数間のスイッチング時間は約１μｓから約５秒まで、約１０μｓから約１秒まで、５０μｓから約５００ｍｓまで、１００μｓから約１００ｍｓまで、または１ｍｓから約５０ｍｓまでをとり得る。さまざまな実施態様では、スイッチング時間は、使用されるスイッチング方法の種類に依存し、固体部品は迅速にスイッチングし、機械式部品は最も遅く変化する。

【0064】

さまざまな実施態様では、可能な帯域幅はコイル１２０内のラング１２６のサブセットを作動させることによって選択され得る。さまざまな実施態様では、システムは、すべてのラング１２６、例えば８個のラング、が作動するときに、所与の周波数を有してもよい。その場合、周波数を調整するには、電気機械的手段、固体リレー、スイッチング可能ＲＦチョーク、ＭＥＭＳスイッチ、キャパシタ、または機械的分離のうちの１つを使用することにより、１つおきのラングを無効化し、またはコイル１２０セットアップから電気的に除去してもよい。これらのラングをコイルシステムから除去すれば、システムのために新しい同調周波数を発生させることになり、これはおそらくは元の同調周波数よりも大きい可能性がある。

【0065】

さまざまな実施態様では、コイル１２０は、任意の数の別個の帯域幅を生成し得る。図２に示す帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄは例示目的のためであり、したがって非限定的な例であって、大きい帯域幅２５０を形成するために任意の数の別個の帯域幅が生成され得る。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄは、類似した、または実質的に類似した帯域幅を有する。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄは、異なる帯域幅を有する。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄのそれぞれは、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの帯域幅を有する。さまざまな実施態様では、帯域幅２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、および２５０ｄのそれぞれは、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの帯域幅を有することが可能である（数値間の任意の帯域幅を含む）。

【0066】

図３は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置の例示的な回路図３００の概略図である。図３に示すように、回路図３００は、電源３５０および同調回路３３０に接続されたＲＦコイル３２０を示しており、同調回路３３０は、ＰＩＮダイオードおよびキャパシタの直列接続３３２のいくつかのセットならびにバラクタ３３６を含む。回路図３００は、本明細書には例示目的のために含まれており、したがって非限定的な例であって、コイル３２０を駆動するのに好適な任意の回路が、任意の所望される周波数範囲をスキャンするために使用可能である。本明細書に記載されるさまざまな実施態様では、回路図３００内の同調素子のそれぞれは外部信号によって制御可能であり、それによりＲＦ－ＴＸの帯域幅および中心周波数を電子的に調整することが可能である。例えば、中心周波数および帯域幅を変化させるために１つ以上の直列接続３３２がオンまたはオフにされ得る。

【0067】

図４Ａおよび図４Ｂは、さまざまな実施形態による、容量性重畳を使用して同調を調節するために使用される重畳するコイルラングの概略図である。図４に示すように、重畳ラングシステム４００は、同軸かつ同心である内側ラング４１０および外側ラング４２０を含む。さまざまな実施態様では、ラング４１０および４２０は、例えば、図１に示すリング１２２および１２４に接続される。さまざまな実施態様では、内側ラング４１０は中実な管または中空な管であることが可能であり、外側ラング４２０は、内側ラング４１０を例えばスライドして出し入れするように収容するための中空な管である。さまざまな実施態様では、システム４００は、ラング４１０と４２０との間の重畳４３０の量を動的に調節することによって同調され得る。図４Ａは重畳４５０の量を示す一方、図４Ｂは重畳４６０の量を示す。２つのリング（例えば、リング１２２および１２４）の空間的分離を調節することにより、２つのラング４１０および４２０の間の重畳４３０の量は４５０から４６０まで図示のように変化し得る。空間的重畳４５０および４７０の変化は、ラングシステム４００のキャパシタンスの変化を引き起こし、構造体の共鳴周波数の変化を可能にする。

【0068】

さまざまな実施態様では、重畳したラング４１０および４２０は分離層４８０を含み、これは空気または任意の他の好適な誘電体材料を含んでもよい。さまざまな実施態様では、分離層４８０は冷却材料層を含んでもよい。さまざまな実施態様では、冷却材料層は、セラミック、流動する高熱容量の流体もしくは気体、または流動する極低温の流体もしくは気体を含み得る。

【0069】

図５Ａおよび図５Ｂは、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置５００の実施態様のそれぞれ概略側面図および上面図を示す。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、装置５００は無線周波数送信（ＲＦ－ＴＸ）コイルであり、これは外向きにコイル自体から離れた所へＲＦパワーを投射する。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、装置５００は、装置５００に電流を流すことにより対象領域に電磁場を発生させるように構成された電源５９０に接続される。さまざまな実施形態によれば、電源５９０は、図１に関して図示し説明した電源１５０（例えば、電源１５０ａおよび／または電源１５０ｂ）に類似している。装置５００は、図１に関して図示し説明したコイル１２０に実質的に類似している。コイル１２０が１つ以上のラング１２６によって接続された第１のリング１２２および第２のリング１２４を含むのと同様に、装置５００は、１つ以上のラング５３０によって接続された第１のリング５１０および第２のリング５２０を有する無線周波数送信コイルである。リング５１０および５２０はリング１２２および１２４と同じであるため、さらに詳細には説明しない。

【0070】

コイル１２０と同様に、装置５００は、視野内に一様なＲＦ磁場を投射するために電源に接続され得る。図１の装置と同様に、装置５００によって生成される視野は、磁気共鳴撮像のための対象領域（すなわち、撮像領域）を含むことができ、したがって片面式磁気共鳴撮像システムにおける使用に適している。コイル１２０と同様に、装置５００は、磁場を同調させるための１つ以上の電子部品を含むように構成され得る。１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むスイッチ、固体リレー、または機械式リレーを含み得る。さまざまな実施態様では、装置５００は、電気回路に沿って１つ以上の電子部品のいずれかを含むように構成され得る。さまざまな実施態様では、１つ以上の部品は、能動的に電気を導通しないミューメタル、誘電体、磁性、または金属性部品を含むことができ、コイルを同調させることができる。さまざまな実施態様では、同調のために使用される１つ以上の電子部品は、誘電体、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施態様では、電磁場を同調させることは、電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることを含む。さまざまな実施態様では、装置５００は、抵抗を低減し効率を改善するために極低温に冷却される。さまざまな実施態様では、第１のリングおよび第２のリングは複数の巻線またはリッツ線を備える。

【0071】

図１では、コイル１２０のラング１２６は、リング１２２およびリング１２４をそれらのそれぞれの最近接位置で接続する単純なラングとして示されている。図５Ａおよび図５Ｂでは、ラング５３０は、リング５１０および５２０上の最近接点ではない位置でリング５１０およびリング５２０を接続するように構成される。いくつかの実施形態によれば、接続点が図１に示すものよりも遠く離れているため、ラング５３０は図１のラング１２６よりも比較的長い。

【0072】

図５Ｂに示すように、ラング５３０はリング５１０および５２０とともに螺旋形コイルを形成する。さまざまな実施形態によれば、装置５００の形状は、動作中に磁場の形状を調整する無線周波数磁場を効果的に生成する。さまざまな実施形態によれば、装置５００は５個のラング５３０のみを有して示されているが、装置５００は、所望される無線周波数磁場強度および／または一様性を生成するために任意の数のラングを含み得る。さまざまな実施形態によれば、装置５００はある特定の寸法を有するリング５１０および５２０を有して示されているが、リング５１０および５２０の寸法は、図１に関して図示し説明したように、リング１２２および１２４の寸法と同じであり得る。

【0073】

さまざまな実施態様では、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、装置５００は、同じ軸に沿って同軸であるが互いにある距離に離して配置されるリング５１０およびリング５２０を含む。さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は約０．１ｍから約１０ｍまでにわたる距離だけ分離される。さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は約０．２ｍから約５ｍまで、約０．３ｍから約２ｍまで、約０．２ｍから約１ｍまで、約０．１ｍから約０．８ｍまで、または約０．１ｍから約１ｍまで、にわたる距離だけ分離され、これらの間の任意の分離距離を含む。さまざまな実施態様では、装置５００は、非同軸であるが同じ方向に沿って約０．２ｍから約５ｍまでにわたるある距離で分離されたリング５１０およびリング５２０を含む。さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は互いに対して傾斜することも可能である。さまざまな実施態様では、傾斜角は１度から９０度まで、１度から５度まで、５度から１０度まで、１０度から２５度まで、２５度から４５度まで、および４５度から９０度までであり得る。

【0074】

さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は同じ直径を有する。さまざまな実施態様では、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、リング５１０およびリング５２０は異なる直径を有し、リング５２０はリング５１０よりも大きい直径を有する。さまざまな実施態様では、装置５００のリング５１０およびリング５２０は、視野内に一様なＲＦパワープロファイルを含む撮像領域を生成するように構成され、視野は装置５００内にセンタリングされず、代わりにコイル自体から空間的に外向きに投射される。

【0075】

さまざまな実施態様では、リング５１０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング５１０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0076】

さまざまな実施態様では、リング５２０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング５２０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0077】

さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は非円形であり、代わりに楕円、正方形、長方形、もしくは台形、または閉ループを有する任意の形状もしくは形態の断面を有し得る。さまざまな実施態様では、リング５１０およびリング５２０は、２つの異なる軸平面において変化する断面を有してもよく、一次軸は円形であり、二次軸は正弦波形状または何らかの他の幾何形状を有する。さまざまな実施態様では、装置５００は２つのリング、すなわちリング５１０およびリング５２０、よりも多くのリングを含んでもよく、それぞれが、すべてのリングにまたがり接続するラング５３０によって接続される。さまざまな実施態様では、装置５００はリング５１０およびリング５２０よりも多くのリングを含んでもよく、それぞれが、リング間の接続点を互い違いにするラングによって接続される。さまざまな実施態様では、リング５１０はアクセスのための物理的開口を含んでもよい。さまざまな実施態様では、リング５１０は物理的開口のない中実なシートであってもよい。

【0078】

さまざまな実施態様では、装置５００は約１μＴ乃至約１０ｍＴの電磁場（本明細書では「磁場」ともいう）強度を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置５００は、約１０μＴ乃至約５ｍＴ、約５０μＴ乃至約１ｍＴ、または約１００μＴ乃至約１ｍＴの磁場強度を発生させることができる（数値間の任意の磁場強度を含む）。

【0079】

さまざまな実施態様では、装置５００は、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数でパルス状にされた電磁場を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置５００は、約１ｋＨｚ乃至約１ＧＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数でパルス状にされた磁場を発生させるように構成されることが可能である（数値間の任意の周波数を含む）。

【0080】

さまざまな実施態様では、装置５００は対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、および１つ以上のラング５３０は互いに対して非平面状である。別の言い方をすれば、リング５１０、リング５２０、および１つ以上のラング５３０は、患者が所在する対象領域を包囲する３次元構造体を形成する。さまざまな実施態様では、リング５１０はリング５２０よりも対象領域に近い。さまざまな実施態様では、対象領域は約０．１ｍから約１ｍのサイズを有する。さまざまな実施態様では、対象領域はリング５１０の直径よりも小さい。さまざまな実施態様では、対象領域は、リング５２０の直径およびリング５１０の直径の両方よりも小さい。さまざまな実施態様では、対象領域は、リング５１０の直径よりも小さくリング５２０の直径よりも大きいサイズを有する。

【0081】

さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０は同じ材料を含む。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０は異なる材料を含む。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０は中空な管または中実な管を含む。さまざまな実施態様では、中空な管または中実な管は、空冷または液冷のために構成され得る。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０のそれぞれが１つ以上の電気伝導性の巻線を含む。さまざまな実施態様では、巻線はリッツ線または任意の電気伝導線を含む。これらの追加的な巻線は、所望の周波数における巻線の抵抗を低下させることによってパフォーマンスを改善するために使用され得る。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０は、銅、アルミニウム、銀、銀ペースト、または、金属、合金もしくは超伝導金属、合金もしくは非金属を含む任意の高電気伝導性材料を含む。さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０はメタマテリアルを含んでもよい。

【0082】

さまざまな実施態様では、リング５１０、リング５２０、または１つ以上のラング５３０は、指定された設定に構造体の温度を維持するように設計された別個の電気的に非伝導性の熱制御チャネルを含んでもよい。さまざまな実施態様では、熱制御チャネルは、電気伝導性材料からなり電流を運ぶように一体化され得る。

【0083】

図６は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置６００の実施態様の概略図である。図６に示すように、装置６００は無線周波数送信（ＲＦ－ＴＸ）コイルであり、これは外向きにコイル自体から離れた所へＲＦパワーを投射する。図６に示すように、装置６００は、装置６００に電流を流すことにより対象領域に電磁場を発生させるように構成された電源６９０に接続される。

【0084】

図６は、装置６００の上面図を示し、図５Ｂの装置５００に類似している。装置６００は、図１に関して図示し説明したコイル１２０に類似している。コイル１２０が第１のリング１２２および第２のリング１２４を含むのと同様に、装置６００は内側リング６１０および外側リング６２０を含む。リング６１０および６２０はリング１２２および１２４と同じであるため、さらに詳細には説明しない。コイル１２０が１つ以上のラング１２６によって接続された第１のリング１２２および第２のリング１２４を含み、または装置５００が１つ以上のラング５３０によって接続された第１のリング５１０および第２のリング５２０を含むのとは異なり、装置６００は接続するラングを含まない。代わりに、図６に示すように、内側リング６１０が１つ以上のラング６１５を含み、外側リング６２０が１つ以上のラング６２５を含む。図６に示すように、１つ以上のラング６１５は外側に向いているのに対して、１つ以上のラング６２５は内側に向いている。

【0085】

さまざまな実施形態によれば、電源６９０は、例えば内側リング６１０と外側リング６２０との間で、いくつかの場所で装置６００に接続され得る。さまざまな実施形態によれば、電源６９０は、１つ以上のラング６２５および１つ以上のラング６１５を介して装置６００に接続され得る。さまざまな実施形態によれば、電源６９０は、内側リング６１０および／または外側リング６２０のいずれかに挿入されたキャパシタの両端で装置６００に接続され得る。さまざまな実施態様では、装置６００は、例えば、装置６００への直接接続を確立することなしに、装置６００に誘導結合された別のコイルを使用して無線で電力供給され得る。

【0086】

いくつかの実施形態によれば、交互噛合ラング６１５および６２５は物理的に接しておらず、交互噛合ラング６１５および６２５の配置による容量性効果を介して電気的にのみ接している。いくつかの実施形態によれば、交互噛合ラング６１５および６２５（本明細書では「ヤスデコイル」構成ともいう）は、交互噛合ラング６１５と６２５との間にキャパシタンスを形成するように構成されることにより、キャパシタンスは交互噛合ラング６１５および６２５のパラメータを変化させることによって変化または調節され得る。例えば、交互噛合ラング６１５および６２５を互いに近づけることにより、交互噛合ラング６１５および６２５の隣り合うセット間の距離が変化し得る。交互噛合ラング６１５および６２５の変化する距離は、装置６００のキャパシタンスの変化につながる。結果として、さまざまな実施形態によれば、交互噛合ラング６１５および６２５は、交互噛合ラング６１５および６２５に関連するキャパシタンスを変化させることによって、装置６００の共鳴周波数に調節するように実現され得る。

【0087】

さらに、装置６００は、磁場の共鳴周波数に調節するための１つ以上の電子部品を含むように構成され得る。１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むスイッチ、固体リレー、または機械式リレーを含み得る。さまざまな実施態様では、装置６００は、電気回路に沿って１つ以上の電子部品のいずれかを含むように構成され得る。さまざまな実施態様では、１つ以上の部品は、能動的に電気を導通しないミューメタル、誘電体、磁性、または金属性部品を含むことができ、コイルを同調させることができる。さまざまな実施態様では、同調のために使用される１つ以上の電子部品は、誘電体、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施態様では、電磁場を同調させることは、電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることを含む。さまざまな実施態様では、装置６００は、抵抗を低減し効率を改善するために極低温に冷却される。さまざまな実施態様では、第１のリングおよび第２のリングは複数の巻線またはリッツ線を備える。

【0088】

さまざまな実施態様では、図６に示すように、装置６００は、同じ軸（紙面から外に出る）に沿って同軸に配置されるリング６１０およびリング６２０を含む。さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は約０．１ｍから約１０ｍまでにわたる距離だけ分離される。さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は約０．２ｍから約５ｍまで、約０．３ｍから約２ｍまで、約０．２ｍから約１ｍまで、約０．１ｍから約０．８ｍまで、または約０．１ｍから約１ｍまで、にわたる距離だけ分離され、これらの間の任意の分離距離を含む。さまざまな実施態様では、装置６００は、非同軸であるが同じ方向に沿って約０．２ｍから約５ｍまでにわたるある距離で分離されたリング６１０およびリング６２０を含む。さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は互いに対して傾斜することも可能である。さまざまな実施態様では、傾斜角は１度から９０度まで、１度から５度まで、５度から１０度まで、１０度から２５度まで、２５度から４５度まで、および４５度から９０度までであり得る。

【0089】

さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は同じ直径を有する。さまざまな実施態様では、図６に示すように、リング６１０およびリング６２０は異なる直径を有し、リング６２０はリング６１０よりも大きい直径を有する。さまざまな実施態様では、装置６００のリング６１０およびリング６２０は、視野内に一様なＲＦパワープロファイルを含む撮像領域を生成するように構成され、視野は装置６００内にセンタリングされず、代わりにコイル自体から空間的に外向きに投射される。

【0090】

さまざまな実施態様では、リング６１０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング６１０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0091】

さまざまな実施態様では、リング６２０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、リング６２０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0092】

さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は非円形であり、代わりに楕円、正方形、長方形、もしくは台形、または閉ループを有する任意の形状もしくは形態の断面を有し得る。さまざまな実施態様では、リング６１０およびリング６２０は、２つの異なる軸平面において変化する断面を有してもよく、一次軸は円形であり、二次軸は正弦波形状または何らかの他の幾何形状を有する。さまざまな実施態様では、リング６１０はアクセスのための物理的開口を含んでもよい。さまざまな実施態様では、リング６１０は物理的開口のない中実なシートであってもよい。

【0093】

さまざまな実施態様では、装置６００は約１μＴ乃至約１０ｍＴの電磁場（本明細書では「磁場」ともいう）強度を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置６００は、約１０μＴ乃至約５ｍＴ、約５０μＴ乃至約１ｍＴ、または約１００μＴ乃至約１ｍＴの磁場強度を発生させることができる（数値間の任意の磁場強度を含む）。

【0094】

さまざまな実施態様では、装置６００は、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数でパルス状にされた電磁場を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置６００は、約１ｋＨｚ乃至約１ＧＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数でパルス状にされた磁場を発生させるように構成されることが可能である（数値間の任意の周波数を含む）。

【0095】

さまざまな実施態様では、装置６００は対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、および１つ以上のラング６３０は互いに対して非平面状である。別の言い方をすれば、リング６１０、リング６２０、および１つ以上のラング６３０は、患者が所在する対象領域を包囲する３次元構造体を形成する。さまざまな実施態様では、リング６１０はリング６２０よりも対象領域に近い。さまざまな実施態様では、対象領域は約０．１ｍから約１ｍのサイズを有する。さまざまな実施態様では、対象領域はリング６１０の直径よりも小さい。さまざまな実施態様では、対象領域は、リング６２０の直径およびリング６１０の直径の両方よりも小さい。さまざまな実施態様では、対象領域は、リング６１０の直径よりも小さくリング６２０の直径よりも大きいサイズを有する。

【0096】

さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０は同じ材料を含む。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０は異なる材料を含む。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０は中空な管または中実な管を含む。さまざまな実施態様では、中空な管または中実な管は、空冷または液冷のために構成され得る。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０のそれぞれが１つ以上の電気伝導性の巻線を含む。さまざまな実施態様では、巻線はリッツ線または任意の電気伝導線を含む。これらの追加的な巻線は、所望の周波数における巻線の抵抗を低下させることによってパフォーマンスを改善するために使用され得る。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０は、銅、アルミニウム、銀、銀ペースト、または、金属、合金もしくは超伝導金属、合金もしくは非金属を含む任意の高電気伝導性材料を含む。さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０はメタマテリアルを含んでもよい。

【0097】

さまざまな実施態様では、リング６１０、リング６２０、または１つ以上のラング６３０は、指定された設定に構造体の温度を維持するように設計された別個の電気的に非伝導性の熱制御チャネルを含んでもよい。さまざまな実施態様では、熱制御チャネルは、電気伝導性材料からなり電流を運ぶように一体化され得る。

【0098】

図７Ａは、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置７００ａの実施態様の概略図である。図７Ａに示すように、装置７００ａは導電性金属の中実シート７１０を備えたコイルである。図７Ａに示すように、装置７００ａは、装置７００ａに電流を流すことにより対象領域に電磁場を発生させるように構成された電源７９０ａに接続される。

【0099】

図７Ａは、装置７００ａの上面図を示し、図５Ｂの装置５００および図６の装置６００に類似している。装置７００ａは、導電性金属の中実シート７１０内に形成されたスリット７２０を含む。図７Ａに示すように、装置７００ａはスリット７２０内に同調素子７３０をも含む。さまざまな実施形態によれば、導電性金属の中実シート７１０は、対象領域にわたって無線周波数パワーの等しい分布を生成するように構成される。さまざまな実施形態によれば、同調素子７３０は装置７００ａの共鳴周波数に調節するように構成される。

【0100】

さまざまな実施形態によれば、電源７９０ａは、キャパシタなどの同調素子７３０の両端で装置７００ａに接続され得る。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、例えば、装置７００ａへの直接接続を確立することなしに、装置７００ａに誘導結合された別のコイルを使用して無線で電力供給され得る。

【0101】

さまざまな実施形態によれば、同調素子７３０は、磁場の共鳴周波数に調節するための１つ以上の電子部品を含み得る。１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むスイッチ、固体リレー、または機械式リレーを含み得る。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、電気回路に沿って１つ以上の電子部品のいずれかを含むように構成され得る。さまざまな実施態様では、１つ以上の部品は、能動的に電気を導通しないミューメタル、誘電体、磁性、または金属性部品を含むことができ、コイルを同調させることができる。さまざまな実施態様では、同調のために使用される１つ以上の電子部品は、誘電体、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施態様では、電磁場を同調させることは、電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることを含む。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、抵抗を低減し効率を改善するために極低温に冷却される。さまざまな実施態様では、第１のリングおよび第２のリングは複数の巻線またはリッツ線を備える。

【0102】

さまざまな実施態様では、装置７００ａの直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、装置７００ａの直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0103】

さまざまな実施態様では、装置７００ａは、非円形であり、代わりに楕円、正方形、長方形、もしくは台形、または閉ループを有する任意の形状もしくは形態の断面を有し得る外縁７４０を有する。さまざまな実施態様では、外縁７４０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、外縁７４０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0104】

さまざまな実施態様では、図７Ａに示すように、装置７００ａはアクセスのための物理的開口７５０を含む。さまざまな実施態様では、物理的開口７５０は約１０μｍ乃至約１ｍの開口部を有する。さまざまな実施態様では、物理的開口７５０は約０．００１ｍ乃至約０．９ｍ、約０．０１ｍ乃至約０．８ｍ、約０．０３ｍ乃至約０．６ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．５ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．３ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．２ｍ、約０．１ｍ乃至約０．２ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約０．１ｍの開口部を有する（数値間の任意の直径を含む）。

【0105】

さまざまな実施態様では、装置７００ａは物理的開口のない中実なシートであってもよい。

【0106】

さまざまな実施態様では、装置７００ａは約１μＴ乃至約１０ｍＴの電磁場（本明細書では「磁場」ともいう）強度を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、約１０μＴ乃至約５ｍＴ、約５０μＴ乃至約１ｍＴ、または約１００μＴ乃至約１ｍＴの磁場強度を発生させることができる（数値間の任意の磁場強度を含む）。

【0107】

さまざまな実施態様では、装置７００ａは、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数でパルス状にされた電磁場を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、約１ｋＨｚ乃至約１ＧＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数でパルス状にされた磁場を発生させるように構成されることが可能である（数値間の任意の周波数を含む）。

【0108】

さまざまな実施態様では、装置７００ａは対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、患者が所在する対象領域を包囲する非平面状の３次元構造体である。さまざまな実施態様では、装置７００ａは、導電性金属の中実シート７１０が２つの開口部、すなわち外縁７４０および物理的開口７５０、を接続する漏斗の形状を有する。さまざまな実施態様では、側面図において、導電性金属の中実シート７１０は、漏斗の形状に類似する直線である。さまざまな実施態様では、側面図において、導電性金属の中実シート７１０は、半球形のボウル形状に類似する曲面（または、２次元の側面図では曲線として示される）を含んでもよい。

【0109】

さまざまな実施態様では、装置７００ａの導電性金属の中実シート７１０は、導電性金属の中実シート７１０内に１つ以上の中空部分を含んでもよい。さまざまな実施態様では、１つ以上の中空部分は、空冷または液冷のために構成され得る。さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート７１０は、銅、アルミニウム、銀、銀ペースト、または、金属、合金もしくは超伝導金属、合金もしくは非金属を含む任意の高電気伝導性材料を含み得る。さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート７１０はメタマテリアルを含んでもよい。

【0110】

さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート７１０は、指定された設定に構造体の温度を維持するように設計された別個の電気的に非伝導性の熱制御チャネルを含んでもよい。さまざまな実施態様では、熱制御チャネルは、電気伝導性材料からなり電流を運ぶように一体化され得る。

【0111】

図７Ｂは、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置７００ｂの実施態様の概略図（上面図）である。図７Ｂに示すように、装置７００ｂは、互いの上に積層されたコイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４を含む。さまざまな実施形態によれば、コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４のそれぞれは装置７００ａ内のコイルと同一であるため、さらに詳細には説明しない。さまざまな実施形態によれば、コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４は、同一の、実質的に類似の、または相異なるスリット寸法および／または同調素子を含んでもよい。さまざまな実施形態によれば、コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４のそれぞれのスリット寸法および／または同調素子により、装置７００ｂの共鳴周波数の調節または選択されることが可能となる。

【0112】

図７Ｂに示すように、装置７００ｂは、スリットまたは同調素子に関して互いに９０度だけ回転方向にずらされた積層コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４を含む。図７Ｂには示していないが、装置７００ｂは、図示されたコイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４以外に追加的なコイルを含んでもよい。互いに９０度だけずらされるように示されているが、コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４は、所望の共鳴周波数に調節するために、異なる角度量だけずらされてもよい。

【0113】

図７Ｃは、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置７００ｃの実施態様の概略図（上面図）である。装置７００ｃは、互いの上に直接に積み重ねられた積層コイル７００ｂ－１、７００ｂ－２、７００ｂ－３、および７００ｂ－４の例示である。図７Ｃに示すように、装置７００ｃは、装置７００ｃに電流を流すことにより対象領域に電磁場を発生させるように構成された電源７９０ｃに接続される。

【0114】

さまざまな実施形態によれば、電源７９０ｃは、キャパシタなどの同調素子７３０の両端で装置７００ｃに接続され得る。さまざまな実施態様では、装置７００ｃは、例えば、装置７００ｃへの直接接続を確立することなしに、装置７００ｃに誘導結合された別のコイルを使用して無線で電力供給され得る。

【0115】

図８は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置８００の実施態様の概略図（上面図）である。図８に示すように、装置８００は導電性金属の中実シート８１０を備えたコイルを含み、複数のスリット８２０が導電性金属の中実シート８１０内に形成されている。図８に示すように、装置８００は、装置８００に電流を流すことにより対象領域に電磁場を発生させるように構成された電源８９０に接続される。

【0116】

図８に示すように、装置８００は、複数のスリット８２０内に複数の同調素子８３０をも含む。さまざまな実施形態によれば、１つ以上の同調素子８３０が複数のスリット８２０のそれぞれの内部に含まれ得る。図８に示すように、装置８００は９０度ごとに形成された４個のスリット８２０を含む。図８には示していないが、装置８００は任意の数のスリット８２０を含んでもよく、したがってそれに応じて、スリット８２０が互いから等間隔となるように隣り合うスリット８２０間の角度距離を変化させてもよい。さまざまな実施形態によれば、スリット８２０の数と、その内部に配置される同調素子８３０の対応する数とは、装置８００の所望の共鳴周波数に調節するように構成され得る。

【0117】

さまざまな実施形態によれば、電源８９０は、キャパシタなどの１つ以上の同調素子８３０のうちのいずれかの両端で装置８００に接続され得る。さまざまな実施態様では、装置８００は、例えば、装置８００への直接接続を確立することなしに、装置８００に誘導結合された別のコイルを使用して無線で電力供給され得る。

【0118】

さまざまな実施形態によれば、装置８００は、対象領域にわたって無線周波数パワーの等しい分布を生成するように構成され得る。さまざまな実施形態によれば、複数の同調素子８３０もまた、装置８００の共鳴周波数に調節するように構成され得る。さまざまな実施形態によれば、複数の同調素子８３０は、磁場の共鳴周波数に調節するための１つ以上の電子部品を含み得る。１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）スイッチを含むスイッチ、固体リレー、または機械式リレーを含み得る。さまざまな実施態様では、装置８００は、電気回路に沿って１つ以上の電子部品のいずれかを含むように構成され得る。さまざまな実施態様では、１つ以上の部品は、能動的に電気を導通しないミューメタル、誘電体、磁性、または金属性部品を含むことができ、コイルを同調させることができる。さまざまな実施態様では、同調のために使用される１つ以上の電子部品は、誘電体、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施態様では、電磁場を同調させることは、電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることを含む。さまざまな実施態様では、装置８００は、抵抗を低減し効率を改善するために極低温に冷却される。さまざまな実施態様では、第１のリングおよび第２のリングは複数の巻線またはリッツ線を備える。

【0119】

さまざまな実施態様では、装置８００の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、装置８００の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0120】

さまざまな実施態様では、装置８００は、非円形であり、代わりに楕円、正方形、長方形、もしくは台形、または閉ループを有する任意の形状もしくは形態の断面を有し得る外縁８４０を有する。さまざまな実施態様では、外縁８４０の直径は約１０μｍ乃至約１０ｍである。さまざまな実施態様では、外縁８４０の直径は約０．００１ｍ乃至約９ｍ、約０．０１ｍ乃至約８ｍ、約０．０３ｍ乃至約６ｍ、約０．０５ｍ乃至約５ｍ、約０．１ｍ乃至約３ｍ、約０．２ｍ乃至約２ｍ、約０．３ｍ乃至約１．５ｍ、約０．５ｍ乃至約１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約３ｍである（数値間の任意の直径を含む）。

【0121】

さまざまな実施態様では、図８に示すように、装置８００はアクセスのための物理的開口８５０を含む。さまざまな実施態様では、物理的開口８５０は約１０μｍ乃至約１ｍの開口部を有する。さまざまな実施態様では、物理的開口８５０は約０．００１ｍ乃至約０．９ｍ、約０．０１ｍ乃至約０．８ｍ、約０．０３ｍ乃至約０．６ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．５ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．３ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．２ｍ、約０．１ｍ乃至約０．２ｍ、約０．０５ｍ乃至約０．１ｍ、または約０．０１ｍ乃至約０．１ｍの開口部を有する（数値間の任意の直径を含む）。

【0122】

さまざまな実施態様では、装置８００は物理的開口のない中実なシートであってもよい。

【0123】

さまざまな実施態様では、装置８００は約１μＴ乃至約１０ｍＴの電磁場（本明細書では「磁場」ともいう）強度を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置８００は、約１０μＴ乃至約５ｍＴ、約５０μＴ乃至約１ｍＴ、または約１００μＴ乃至約１ｍＴの磁場強度を発生させることができる（数値間の任意の磁場強度を含む）。

【0124】

さまざまな実施態様では、装置８００は、約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数でパルス状にされた電磁場を発生させるように構成され得る。さまざまな実施態様では、装置８００は、約１ｋＨｚ乃至約１ＧＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約８００ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約３００ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１００ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、約１０ｋＨｚ乃至約５ＭＨｚ、約１ｋＨｚ乃至約２ＭＨｚ、約５０ｋＨｚ乃至約１５０ｋＨｚ、約８０ｋＨｚ乃至約１２０ｋＨｚ、約８００ｋＨｚ乃至約１．２ＭＨｚ、約１００ｋＨｚ乃至約１０ＭＨｚ、または約１ＭＨｚ乃至約５ＭＨｚの無線周波数でパルス状にされた磁場を発生させるように構成されることが可能である（数値間の任意の周波数を含む）。

【0125】

さまざまな実施態様では、装置８００は対象領域を部分的に包囲するように配向される。さまざまな実施態様では、装置８００は、患者が所在する対象領域を包囲する非平面状の３次元構造体である。さまざまな実施態様では、装置８００は、導電性金属の中実シート８１０が２つの開口部、すなわち外縁８４０および物理的開口８５０、を接続する漏斗の形状を有する。さまざまな実施態様では、側面図において、導電性金属の中実シート８１０は、漏斗の形状に類似する直線である。さまざまな実施態様では、側面図において、導電性金属の中実シート８１０は、半球形のボウル形状に類似する曲面（または、２次元の側面図では曲線として示される）を含んでもよい。

【0126】

さまざまな実施態様では、装置８００の導電性金属の中実シート８１０は、導電性金属の中実シート８１０内に１つ以上の中空部分を含んでもよい。さまざまな実施態様では、１つ以上の中空部分は、空冷または液冷のために構成され得る。さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート８１０は、銅、アルミニウム、銀、銀ペースト、または、金属、合金もしくは超伝導金属、合金もしくは非金属を含む任意の高電気伝導性材料を含み得る。さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート８１０はメタマテリアルを含んでもよい。

【0127】

さまざまな実施態様では、導電性金属の中実シート８１０は、指定された設定に構造体の温度を維持するように設計された別個の電気的に非伝導性の熱制御チャネルを含んでもよい。さまざまな実施態様では、熱制御チャネルは、電気伝導性材料からなり電流を運ぶように一体化され得る。

【0128】

図９は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置（例えば、装置１００、５００、または６００）を動作させる例示的な方法Ｓ１００のフローチャートである。さまざまな実施形態によれば、方法Ｓ１００は、ステップＳ１１０で、電源を用意することを含む。図９に示すように、方法Ｓ１００は、ステップＳ１２０で、電源に電気的に接続されたコイルを用意することを含む。いくつかの実施形態によれば、コイルは第１のリングおよび第２のリングを含み、第１のリングおよび第２のリングは異なる直径を有する。いくつかの実施形態によれば、第１のリングおよび第２のリングは、例えば装置１００、５００、または６００の、１つ以上のラングを介して接続される。

【0129】

図９に示すように、方法Ｓ１００は、ステップＳ１３０で、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。

【0130】

さまざまな実施形態によれば、コイルは１つ以上の電子部品をさらに含む。図９に示すように、方法Ｓ１００は、ステップＳ１４０で、コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して磁場を同調させることを任意選択的に含む。さまざまな実施形態によれば、磁場を同調させることは、１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、第１のリング、第２のリング、および１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0131】

本明細書に開示されるさまざまな実施形態によれば、ステップＳ１５０で、方法Ｓ１００は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることを任意選択的に含む。

【0132】

図１０は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置（例えば、装置１００、５００、または６００）を動作させる例示的な方法Ｓ２００の別のフローチャートである。さまざまな実施形態によれば、方法Ｓ２００は、ステップＳ２１０で、電源を用意することを含む。図１０に示すように、方法Ｓ２００は、ステップＳ２２０で、電源に電気的に接続されたコイルを用意することを含む。いくつかの実施形態によれば、コイルは第１のリングおよび第２のリングを含み、例えば装置１００、５００、または６００に関して図示し説明したように、第１のリングは第２のリングよりも大きい直径を有する。

【0133】

ステップＳ２３０で、方法Ｓ２００は、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。

【0134】

さまざまな実施形態によれば、コイルは１つ以上の電子部品をさらに含む。図１０に示すように、方法Ｓ２００は、ステップＳ２４０で、コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して磁場を同調させることを任意選択的に含む。さまざまな実施形態によれば、磁場を同調させることは、１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、第１のリング、第２のリング、および１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0135】

本明細書に開示されるさまざまな実施形態によれば、ステップＳ２５０で、方法Ｓ２００は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることを任意選択的に含む。

【0136】

図１１は、さまざまな実施形態による、磁気撮像装置（例えば、装置７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、または８００）を動作させる例示的な方法Ｓ３００の別のフローチャートである。さまざまな実施形態によれば、方法Ｓ３００は、ステップＳ３１０で、電源を用意することを含む。図１１に示すように、方法Ｓ３００は、ステップＳ３２０で、電源に電気的に接続されたコイルを用意することを含む。いくつかの実施形態によれば、コイルは金属製中実シートを含み、金属製中実シートはシート内に配置された１つ以上のスリットを有する。いくつかの実施形態によれば、１つ以上のスリットのうちの少なくとも１つが、例えば装置７００ａ、７００ｂ、７００ｃ、または８００の、同調素子を含む。

【0137】

図１１に示すように、方法Ｓ３００は、ステップＳ３３０で、電源をオンにしてコイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１μＴ乃至約１０ｍＴである。さまざまな実施形態によれば、磁場は約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である。

【0138】

さまざまな実施形態によれば、コイルは１つ以上の電子部品をさらに含む。図１１に示すように、方法Ｓ３００は、ステップＳ３４０で、コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して磁場を同調させることを任意選択的に含む。さまざまな実施形態によれば、磁場を同調させることは、１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される。さまざまな実施形態によれば、１つ以上の電子部品は、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む。さまざまな実施形態によれば、第１のリング、第２のリング、および１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される。

【0139】

本明細書に開示されるさまざまな実施形態によれば、ステップＳ３５０で、方法Ｓ３００は、電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることを任意選択的に含む。

【0140】

実施形態の列挙
１．磁気撮像装置であって、電流を提供する電源と、前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続され、前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される、磁気撮像装置。

【0141】

２．前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態１の装置。

【0142】

３．前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である、実施形態１～２のうちのいずれか１つの装置。

【0143】

４．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが単一の電流ループを形成するように接続される、実施形態１～３のうちのいずれか１つの装置。

【0144】

５．前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される、実施形態１～４のうちのいずれか１つの装置。

【0145】

６．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状である、実施形態１～５のうちのいずれか１つの装置。

【0146】

７．前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの一方が他方のリングに対して傾斜している、実施形態１～６のうちのいずれか１つの装置。

【0147】

８．前記第１のリングまたは前記第２のリングのうちの一方が他方のリングよりも前記対象領域に近い、実施形態１～７のうちのいずれか１つの装置。

【0148】

９．前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる材料を含む、実施形態１～８のうちのいずれか１つの装置。

【0149】

１０．前記第１のリングおよび前記第２のリングの直径が約１０μｍ乃至約１０ｍである、実施形態１～９のうちのいずれか１つの装置。

【0150】

１１．前記第１のリングが前記第２のリングよりも大きい直径を有する、実施形態１～１０のうちのいずれか１つの装置。

【0151】

１２．前記第２のリングの直径が前記対象領域のサイズと前記第１のリングの直径の中間である、実施形態１～１１のうちのいずれか１つの装置。

【0152】

１３．前記コイルが、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備える、実施形態１～１２のうちのいずれか１つの装置。

【0153】

１４．前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態１３の装置。

【0154】

１５．同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む、実施形態１３～１４のうちのいずれか１つの装置。

【0155】

１６．前記コイルが極低温に冷却される、実施形態１～１５のうちのいずれか１つの装置。

【0156】

１７．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つが液冷のための中空な管を備える、実施形態１～１６のうちのいずれか１つの装置。

【0157】

１８．前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの少なくとも１つが複数の巻線またはリッツ線を備える、実施形態１～１７のうちのいずれか１つの装置。

【0158】

１９．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、実施形態１～１８のうちのいずれか１つの装置。

【0159】

２０．前記第１のリングが前記１つ以上のラングの第１の部分に取り付けられ、前記第２のリングが前記１つ以上のラングの第２の部分に取り付けられ、前記１つ以上のラングの前記第１の部分および前記第２の部分が、重畳する接触エリアを形成する、実施形態１～１９のうちのいずれか１つの装置。

【0160】

２１．前記重畳する接触エリアが調節可能である、実施形態２０の装置。

【0161】

２２．前記第１の部分が円筒もしくは管であって前記第２の部分が同心の管であり、またはその逆であり、前記第１の部分および前記第２の部分が互いを通り越してスライドするように構成される、実施形態２０～２１のうちのいずれか１つの装置。

【0162】

２３．磁気撮像装置を動作させる方法であって、電源を用意することと、前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる直径を有し、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続されるものであり、前記方法がさらに、前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む、磁気撮像装置を動作させる方法。

【0163】

２４．前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態２３の方法。

【0164】

２５．前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である、実施形態２３～２４のうちのいずれか１つの方法。

【0165】

２６．前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに備え、前記方法が、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む、実施形態２３～２５のうちのいずれか１つの方法。

【0166】

２７．前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される、実施形態２６の方法。

【0167】

２８．前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態２６の方法。

【0168】

２９．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、実施形態２３～２８のうちのいずれか１つの方法。

【0169】

３０．電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む、実施形態２３～２９のうちのいずれか１つの方法。

【0170】

３１．磁気撮像装置であって、電流を提供する電源と、前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のキャパシタを介して接続され、前記電源は、前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のキャパシタに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される、磁気撮像装置。

【0171】

３２．前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態３１の装置。

【0172】

３３．前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である、実施形態３１～３２のうちのいずれか１つの装置。

【0173】

３４．前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続される、実施形態３１～３３のうちのいずれか１つの装置。

【0174】

３５．前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される、実施形態３１～３４のうちのいずれか１つの装置。

【0175】

３６．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングが互いに対して非平面状である、実施形態３１～３５のうちのいずれか１つの装置。

【0176】

３７．前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの一方が他方のリングに対して傾斜している、実施形態３１～３６のうちのいずれか１つの装置。

【0177】

３８．前記第１のリングまたは前記第２のリングのうちの一方が他方のリングよりも前記対象領域に近い、実施形態３１～３７のうちのいずれか１つの装置。

【0178】

３９．前記第１のリングおよび前記第２のリングが異なる材料を含む、実施形態３１～３８のうちのいずれか１つの装置。

【0179】

４０．前記第１のリングおよび前記第２のリングの直径が約１０μｍ乃至約１０ｍである、実施形態３１～３９のうちのいずれか１つの装置。

【0180】

４１．前記第２のリングの直径が前記対象領域のサイズと前記第１のリングの直径の中間である、実施形態３１～４０のうちのいずれか１つの装置。

【0181】

４２．前記コイルが、前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備える、実施形態３１～４１のうちのいずれか１つの装置。

【0182】

４３．前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態４２の装置。

【0183】

４４．同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む、実施形態４２～４３のうちのいずれか１つの装置。

【0184】

４５．前記コイルが極低温に冷却される、実施形態３１～４４のうちのいずれか１つの装置。

【0185】

４６．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つが液冷のための中空な管を備える、実施形態３４～４５のうちのいずれか１つの装置。

【0186】

４７．前記第１のリングおよび前記第２のリングのうちの少なくとも１つが複数の巻線またはリッツ線を備える、実施形態３１～４６のうちのいずれか１つの装置。

【0187】

４８．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、実施形態３４～４７のうちのいずれか１つの装置。

【0188】

４９．前記第１のリングが前記１つ以上のラングの第１の部分に取り付けられ、前記第２のリングが前記１つ以上のラングの第２の部分に取り付けられ、前記１つ以上のラングの前記第１の部分および前記第２の部分が、重畳する接触エリアを形成する、実施形態３４～４８のうちのいずれか１つの装置。

【0189】

５０．前記重畳する接触エリアが調節可能である、実施形態４９の装置。

【0190】

５１．前記第１の部分が円筒もしくは管であって前記第２の部分が同心の管であり、またはその逆であり、前記第１の部分および前記第２の部分が互いを通り越してスライドするように構成される、実施形態４９～５０のうちのいずれか１つの装置。

【0191】

５２．磁気撮像装置を動作させる方法であって、電源を用意することと、前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが第１のリングおよび第２のリングを備え、前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のキャパシタを介して接続されるものであり、前記方法がさらに、前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む、磁気撮像装置を動作させる方法。

【0192】

５３．前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態５２の方法。

【0193】

５４．前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である、実施形態５２～５３のうちのいずれか１つの方法。

【0194】

５５．前記第１のリングおよび前記第２のリングが１つ以上のラングを介して接続される、実施形態５２～５４のうちのいずれか１つの方法。

【0195】

５６．前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに備え、前記方法が、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む、実施形態５２～５５のうちのいずれか１つの方法。

【0196】

５７．前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される、実施形態５６の方法。

【0197】

５８．前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態５６の方法。

【0198】

５９．前記第１のリング、前記第２のリング、および前記１つ以上のラングのうちの少なくとも１つがキャパシタに接続される、実施形態５５～５８のうちのいずれか１つの方法。

【0199】

６０．電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む、実施形態５２～５９のうちのいずれか１つの方法。

【0200】

６１．磁気撮像装置であって、電流を提供する電源と、前記電源に電気的に接続されたコイルとを備え、該コイルが金属製中実シートを備え、該金属製中実シート内には１つ以上のスリットが配置されており、前記１つ以上のスリットのうちの少なくとも１つが同調素子を含み、前記電源は、前記コイルに電流を流すことにより、対象領域に電磁場を発生させるように構成される、磁気撮像装置。

【0201】

６２．前記電磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態６１の装置。

【0202】

６３．前記電磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数のパルス状である、実施形態６１～６２のうちのいずれか１つの装置。

【0203】

６４．前記コイルが非平面状であり、前記対象領域を部分的に包囲するように配向される、実施形態６１～６３のうちのいずれか１つの装置。

【0204】

６５．前記コイルが直径約１０μｍ乃至約１０ｍの外縁を有する、実施形態６１～６４のうちのいずれか１つの装置。

【0205】

６６．前記金属製中実シートが、第１の同調素子が内部に配置された第１のスリットを有する第１のシートであり、前記コイルが、第２の同調素子が内部に配置された第２のスリットを有する第２の金属製シートをさらに備え、前記第１のスリットと前記第２のスリットとが回転方向にずれるように前記第２の金属製シートが前記第１のシートの上に積み重ねられる、実施形態６１～６５のうちのいずれか１つの装置。

【0206】

６７．前記金属製中実シートが、各スリットが同調素子を有する少なくとも２つのスリットを備え、前記同調素子のそれぞれが互いから等間隔で配置されるように前記少なくとも２つのスリットが前記金属製中実シート内に配置される、実施形態６１～６６のうちのいずれか１つの装置。

【0207】

６８．前記電磁場を同調させるための１つ以上の電子部品をさらに備え、該１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態６１～６７のうちのいずれか１つの装置。

【0208】

６９．同調のために使用される前記１つ以上の電子部品が、誘電体、キャパシタ、インダクタ、導電性金属、メタマテリアル、または磁性金属のうちの少なくとも１つを含む、実施形態６８の装置。

【0209】

７０．前記金属製中実シートが液冷のための中空な管を備える、実施形態６１～６９のうちのいずれか１つの装置。

【0210】

７１．前記コイルが極低温に冷却される、実施形態６１～７０のうちのいずれか１つの装置。

【0211】

７２．前記同調素子がキャパシタを備える、実施形態６１～７１のうちのいずれか１つの装置。

【0212】

７３．磁気撮像装置を動作させる方法であって、電源を用意することと、前記電源に電気的に接続されたコイルを用意することとを含み、前記コイルが金属製中実シートを備え、該金属製中実シート内には１つ以上のスリットが配置されており、前記１つ以上のスリットのうちの少なくとも１つが同調素子を含むものであり、前記方法がさらに、前記電源をオンにして前記コイルに電流を流すことにより対象領域に磁場を発生させることを含む、磁気撮像装置を動作させる方法。

【0213】

７４．前記磁場が約１μＴ乃至約１０ｍＴである、実施形態７３の方法。

【0214】

７５．前記磁場が約１ｋＨｚ乃至約２ＧＨｚの無線周波数（ＲＦ）のパルス状である、実施形態７３～７４のうちのいずれか１つの方法。

【0215】

７６．前記コイルが１つ以上の電子部品をさらに備え、前記方法が、前記コイルに備えられた１つ以上の部品を使用して前記磁場を同調させることをさらに含む、実施形態７３～７５のうちのいずれか１つの方法。

【0216】

７７．前記磁場を同調させることが、前記１つ以上の電子部品の電流を変化させることまたは前記１つ以上の電子部品の物理的位置を変化させることによることのうちの少なくとも１つによって実行される、実施形態７６の方法。

【0217】

７８．前記１つ以上の電子部品が、バラクタ、ＰＩＮダイオード、キャパシタ、インダクタ、ＭＥＭＳスイッチ、固体リレー、または機械式リレーのうちの少なくとも１つを含む、実施形態７６～７７のうちのいずれか１つの方法。

【0218】

７９．前記同調素子がキャパシタを備える、実施形態７３～７８のうちのいずれか１つの方法。

【0219】

８０．電子部品の特定のセットを選択的にオンにすることにより、前記磁場をより狭い周波数範囲のパルス状にすることをさらに含む、実施形態７３～７９のうちのいずれか１つの方法。

【0220】

本明細書は多くの具体的な実装形態の詳細を含むが、これらは任意の発明または特許請求の範囲となり得る対象の範囲に対する限定と解釈されるべきではなく、特定の発明の特定の実装に固有の特徴の記述と解釈されるべきである。個別の実装形態の文脈で本明細書に記載されるいくつかの特徴は、単一の実装形態において組み合わせて実装されることも可能である。逆に、単一の実装形態の文脈で記載されるさまざまな特徴は、個別に複数の実装形態で、または、任意の好適な部分的組合せにおいて実装されることも可能である。さらに、諸特徴はいくつかの組合せにおいて作用するものとして上記に記載され、そのようなものとして最初に特許請求の範囲に記載されているかもしれないが、特許請求の範囲の組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によってその組合せから削除されることが可能であり、特許請求の範囲の組合せは部分的組合せを、または部分的組合せの変形を対象としてもよい。

【0221】

同様に、動作は特定の順序で図面に図示されているが、これは、望ましい結果を達成するために、そのような動作が図示された特定の順序もしくは逐次的順序で実行されること、または図示された動作のすべてが実行されることを要求していると理解されるべきではない。いくつかの状況では、マルチタスキングおよび並列処理が有利であり得る。さらに、上記の実装形態におけるさまざまなシステム構成要素の分離は、すべての実装形態におけるそのような分離を要求していると理解されるべきではなく、記載されたプログラム構成要素およびシステムは一般に単一のソフトウェア製品に統合されること、または複数のソフトウェア製品にパッケージ化されることが可能であると理解されるべきである。

【0222】

「または」への言及は、「または」を用いて記載される任意の用語が、記載された用語の単一、複数、およびすべてのもののいずれをも示し得るように包括的と解釈され得る。「第１」、「第２」、「第３」などのラベルは、順序を示すことを必ずしも意味せず、同様または類似の項目または要素間を単に区別するために一般的に使用される。

【0223】

本開示に記載される実装形態へのさまざまな変更は当業者には直ちに明らかであろうし、本明細書に規定される一般的原理は本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の実装形態にも適用可能であろう。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示される実装形態に限定されることを意図しておらず、本開示、すなわち本明細書に開示される原理および新規な特徴と整合する最も広い範囲が与えられるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A-4B】

【図5A-5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】