DE10119323A1

DE10119323A1 - Nuclear magnetic resonance and electron spin resonance imaging for medical purposes uses conductor arrangements that allow the resonance frequency to be adjusted without the use of discrete soldered capacitors

Info

Publication number: DE10119323A1
Application number: DE2001119323
Authority: DE
Inventors: Titus Lanz; Mark Griswold
Original assignee: RAPID BIOMEDICAL BIOMEDIZINISC
Current assignee: RAPID BIOMEDIZINISCHE GERAETE RAPID BIOMEDICAL GmbH
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2002-10-24

Abstract

Magnetic resonance device has axial conductors (3) paced at equal azimuthal distances around a cylindrical sleeve with an alternating current density distribution of an Eigen-frequency so that standing waves of period 2 pi are set up. For adjusting the resonance frequency and the current distribution spatially distributed capacitors are used. An alternative conductor arrangement is annular conductors (1) at equal axial separations along a cylindrical sleeve.

Description

Die Erfindung betrifft Meßgeräte zur ortsaufgelösten magnetischen Kernresonanz (Nuclear Magnetic Resonance = NMR), aber auch der Elektronenspinresonanz (ESR). Mit Hilfe der NMR können unter Nutzung des ¹H-NMR-Signals Bilder und Spektren aus dem Inneren z. B. biologischer Objekte gewonnen werden. Hierzu werden Spinresonanzmeßgeräte mit einem statischen Magnetfeld, Magnetfeldgradienten und Hochfrequenzresonatoren, deren Eigenfrequenz der ¹H-NMR-Resonanzfrequenz entspricht, verwendet. Neben dem ¹H-NMR-Signal können auch Signale anderer Atomkerne (z. B. ³¹P, ¹³C, ¹⁹F, ²³Na, etc.) gemessen werden, wenn Resonatoren eingesetzt werden, deren Eigenfrequenz einer dieser NMR-Resonanzfrequenzen entspricht.The invention relates to measuring instruments for spatially resolved nuclear magnetic resonance (Nuclear Magnetic Resonance = NMR), but also to electron spin resonance (ESR). With the help of NMR using the ¹ H-NMR signal, images and spectra from the inside, for. B. biological objects can be obtained. For this purpose, spin resonance measuring devices with a static magnetic field, magnetic field gradients and high-frequency resonators, the natural frequency of which corresponds to the ¹ H-NMR resonance frequency, are used. In addition to the ¹ H-NMR signal, signals from other atomic nuclei (e.g. ³¹ P, ¹³ C, ¹⁹ F, ²³ Na, etc.) can also be measured if resonators are used whose natural frequency corresponds to one of these NMR resonance frequencies.

Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenzresonatoren zur Erzeugung und Detektion magnetischer Wechselfelder bei einer Resonanzfrequenz, wobei auf einem Zylindermantel axial verlaufende und azimutal in der Regel äquidistant angeordnete Leitungen oder aber ringförmige und axial in der Regel äquidistante Leitungen flächigen Wechselstrom der Resonanzfrequenz als stehende Welle mit einer für gewöhnlich über den Azimut periodischen Amplitudenverteilung der Periode 2π approximieren, wobei die Leitungen jeweils Kapazitäten aufweisen können, welche überwiegend durch räumlich verteilte Kapazitäten gebildet werden.The invention relates to high-frequency resonators for generating and detecting alternating magnetic fields at a resonance frequency, with axially extending and azimuthally generally equidistantly arranged lines on a cylinder jacket or ring-shaped and axially usually equidistant lines planar alternating current of the resonance frequency as a standing wave with a for π usually approximate periodic over the azimuth amplitude distribution of period 2, the lines may each have capacities which are predominantly formed by spatially distributed capacitances.

Ein statisches Magnetfeld bewirkt eine Aufspaltung der Energieniveaus von Atomkernen oder Hüllenelektronen in Abhängigkeit von ihrer Spinorientierung relativ zum Magnetfeld. Zur Anregung der Kerne oder Elektronen wird senkrecht dazu ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Bei einem statischen Magnetfeld einer bestimmten Stärke ist die Anregungsenergie, und damit auch die erforderliche Frequenz des magnetischen Wechselfeldes, von der Atomkernsorte und dem Aufbau der zu messenden Moleküle abhängig. Zur Erzeugung sowohl statischer Magnetfelder als auch magnetischer Wechselfelder sind Spulen aus elektrisch leitenden oder supraleitenden Materialien geeignet, die sich bei entsprechender Auslegung sowohl durch eine hohe Magnetfeldstärke als auch gegebenenfalls durch eine hohe Homogenität des Magnetfeldes auszeichnen. Diese Eigenschaften werden insbesondere beim statischen Magnetfeld angestrebt. Prinzipiell ist es möglich, beide Magnetfelder mit einer Spule zu erzeugen, was jedoch, bedingt durch die erforderliche Ausrichtung senkrecht zueinander, konstruktive Probleme mit sich bringt. Die Tatsache, daß ein kreisförmiger Zylindermantel mit einem axialen Flächenstrom, dessen Stromdichteverteilung über den Azimut einer Sinusfunktion mit Periode 2π entspricht, ein homogenes Magnetfeld hervorruft, das senkrecht zur Längsrichtung verläuft, eröffnet eine Möglichkeit zur Lösung dieser Problematik. Prinzipiell ist es auch bei Zylinderformen mit anderen Grundflächen möglich, zur Zylinderachse orthogonale, homogene Magnetfelder zu erzeugen, indem der axiale Flächenstrom eine von der Sinusfunktion abweichende Stromdichteverteilung erhält. Die zueinander senkrechten Magnetfelder sind daher durch eine Spule und einen koaxial dazu angeordneten Zylindermantel realisierbar. Zur Approximation der beschriebenen Stromdichteverteilung auf dem Zylindermantel ist beispielsweise die Birdcage- Resonatorgeometrie und auch die TEM-Resonator- Geometrie bekannt, in der mehrere axial verlaufende Leitungen in azimutaler Richtung äquidistant auf einem Kreiszylindermantel angeordnet sind. Eine genauere Beschreibung dieser Resonatoren, die auch Hochfrequenzresonatoren oder Hochfrequenzmeßspulen genannt werden, findet sich in Concepts of Magnetic Resonance, Volume 12(6), S. 361-388 (2000). Für eine möglichst exakte Approximation, und damit eine hohe Homogenität des magnetischen Wechselfeldes, ist eine möglichst hohe Anzahl von axial verlaufenden Leitungen angestrebt. Zur Erzeugung dieser Stromverteilung sind die axial verlaufenden Leitungen an ihren Enden entweder entlang eines Kreisbogens verbunden, oder aber die axialen Leitungen sind über weitere zylindrisch angeordnete axiale Leitungen miteinander verbunden und die axialen Leitungen und/oder die zwischen ihren Enden angeordneten Verbindungsleitungen sind mit Kondensatoren bestückt. Zusammen mit den Induktivitäten der Leitungen in den axial Verlaufenden Leitungen wird ein Stromstärkeverlauf über den Azimut hervorgerufen, der einer Sinusfunktion nahe kommt. Im zeitlichen Verlauf beschreiben die Stromstärken in den axialen Leitungen stehende Wellen mit einer azimutalen Periodenlänge von 2π, deren Amplituden relativ zueinander in etwa dem beschriebenen Sinusverlauf entsprechen. Durch die Symmetrie des Resonators bezüglich einer azimutalen Drehung um 90° existiert weiterhin die Möglichkeit, daß die Stromstärken in den axialen Leitungen eine zweite stehende Welle beschreiben, deren Amplitude einer im Vergleich zur ersten stehenden Welle azimutal um 90° verdrehten Sinusverteilung nahe kommt, wobei die beiden stehenden Wellen unabhängig voneinander erzeugt werden können. In solchen Hochfrequenzresonatoren ist der sogenannte Quadraturbetrieb möglich, für den die Leitungen mit zwei sowohl azimutal als auch in der zeitlichen Phase um 90° verschobenen Wechselspannungen gleicher Frequenz beaufschlagt werden. In den axial verlaufenden Drähten entstehen Stromverteilungen relativ zueinander, die im zeitlichen Verlauf eine in azimutaler Richtung umlaufende Welle wiedergeben. Das dadurch erzeugte Magnetfeld ist zirkular polarisiert, und seine Richtung dreht sich im zeitlichen Verlauf um die Zylinderachse. Durch den Quadraturbetrieb eines Hochfrequenzresonators steigt die effektiv genutzte Leistung des magnetischen Wechselfeldes.A static magnetic field splits the energy levels of atomic nuclei or shell electrons depending on their spin orientation relative to the magnetic field. A magnetic alternating field is generated perpendicularly to the excitation of the nuclei or electrons. In the case of a static magnetic field of a certain strength, the excitation energy, and thus also the required frequency of the alternating magnetic field, depends on the type of atomic nucleus and the structure of the molecules to be measured. Coils made of electrically conductive or superconducting materials are suitable for generating both static magnetic fields and alternating magnetic fields, which, with the appropriate design, are distinguished both by a high magnetic field strength and, if appropriate, by a high homogeneity of the magnetic field. These properties are particularly sought after in the static magnetic field. In principle, it is possible to generate both magnetic fields with one coil, which, however, due to the required alignment perpendicular to one another, entails design problems. The fact that a circular cylinder jacket with an axial surface current whose current density distribution corresponding to π over the azimuth of a sine function with period 2, a homogeneous magnetic field causes that is perpendicular to the longitudinal direction, has opened a way to solve this problem. In principle, it is also possible for cylindrical shapes with other base areas to generate homogeneous magnetic fields orthogonal to the cylinder axis by giving the axial area current a current density distribution that deviates from the sine function. The mutually perpendicular magnetic fields can therefore be realized by means of a coil and a cylinder jacket arranged coaxially thereto. For approximation of the described current density distribution on the cylinder jacket, for example, the birdcage resonator geometry and also the TEM resonator geometry are known, in which several axially extending lines are arranged equidistantly in azimuthal direction on a circular cylinder jacket. A more detailed description of these resonators, which are also called high-frequency resonators or high-frequency measuring coils, can be found in Concepts of Magnetic Resonance, Volume 12 ( 6 ), pp. 361-388 ( 2000 ). For an approximation that is as exact as possible, and thus a high homogeneity of the magnetic alternating field, the highest possible number of axially running lines is aimed for. To generate this current distribution, the axially extending lines are either connected at their ends along an arc, or else the axial lines are connected to one another via further cylindrically arranged axial lines and the axial lines and / or the connecting lines arranged between their ends are equipped with capacitors. Together with the inductances of the lines in the axially extending lines, a current intensity curve is generated over the azimuth that comes close to a sine function. Over time, the currents in the axial lines describe standing waves with an azimuthal period length of 2π, the amplitudes of which correspond approximately to the sine curve described. Due to the symmetry of the resonator with respect to an azimuthal rotation by 90 °, there is still the possibility that the currents in the axial lines describe a second standing wave, the amplitude of which is close to a sine distribution rotated azimuthally by 90 ° compared to the first standing wave, the two standing waves can be generated independently. In such high-frequency resonators, so-called quadrature operation is possible, for which the lines are subjected to two alternating voltages of the same frequency which are shifted both azimuthally and in the temporal phase by 90 °. Current distributions occur relative to each other in the axially extending wires, which represent a wave rotating in the azimuthal direction over time. The magnetic field thus generated is circularly polarized and its direction rotates around the cylinder axis over time. The quadrature operation of a high-frequency resonator increases the effective power of the magnetic alternating field.

In Journal of Magnetic Resonance, Volume 63, S. 622-628 (1985) wird eine Vorrichtung zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes in der sogenannten Birdcage-Resonatorgeometrie mit axialen Leitungen vorgeschlagen, die an ihren Enden jeweils mit leitenden Ringen verbunden sind. Nachteilig ist jedoch, daß für das Einstellen der Resonanzfrequenz des Birdcage-Resonators diskrete Kapazitäten vorgesehen werden müssen, die die Güte des Birdcage-Resonators durch ihre häufig punktuelle Lokalisation und durch ihre Geometrie insbesondere bei hohen Frequenzen begrenzen. Weiterhin ist der Stromfluß in den Endringen auf einen schmalen Leiterstreifen begrenzt, wodurch die Güte des Birdcage-Resonators weiter begrenzt wird.Journal of Magnetic Resonance, Volume 63 , pp. 622-628 ( 1985 ) proposes a device for generating the alternating magnetic field in the so-called birdcage resonator geometry with axial lines, which are each connected at their ends to conductive rings. It is disadvantageous, however, that discrete capacitances must be provided for setting the resonance frequency of the birdcage resonator, which limit the quality of the birdcage resonator due to its frequently punctiform localization and its geometry, particularly at high frequencies. Furthermore, the current flow in the end rings is limited to a narrow conductor strip, which further limits the quality of the birdcage resonator.

In US-Patent 4746866 (1988) wird ebenfalls eine Vorrichtung zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes in der dem Birdcage-Resonator verwandten TEM-Resonatorgeometrie vorgeschlagen. Hier sind die axialen Leitungen mit weiteren axialen, auf einem axial weiter außen liegenden Zylindermantel Leitungen verbunden. Nachteilig ist jedoch wiederum, daß für das Einstellen der Resonanzfrequenz des TEM-Resonators ebenfalls diskrete Kapazitäten eingesetzt werden müssen, die die Güte des TEM-Resonators durch ihre Lokalisation und ihre Geometrie begrenzen. Weiterhin müssen die Einzelteile beim Bau eines TEM-Resonators miteinander verlötet werden, wodurch die Güte des TEM-Resonators weiter begrenzt wird.US Pat. No. 4,746,866 ( 1988 ) also proposes a device for generating the alternating magnetic field in the TEM resonator geometry related to the birdcage resonator. Here, the axial lines are connected to further axial lines lying on an axially outer cylinder jacket. However, it is again disadvantageous that for setting the resonance frequency of the TEM resonator it is also necessary to use discrete capacitances which limit the quality of the TEM resonator due to its location and its geometry. Furthermore, the individual parts must be soldered together when building a TEM resonator, which further limits the quality of the TEM resonator.

Die Erfindung hat sich demgegenüber zur Aufgabe gestellt, einen Hochfrequenzresonator der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, in dem eine Vorrichtung magnetische Wechselfelder erzeugt, wobei sowohl auf diskrete, lokalisierte Kapazitäten als auch auf Lötstellen verzichtet werden kann, ohne allerdings die Vorteile der bestehenden verschiedenen Bauweisen von Birdcage- und TEM- Resonatoren bezüglich der Variabilität der Leiterbahngeometrie einzuschränken.In contrast, the invention has for its object provided a high-frequency resonator at the beginning to create described way in which a Device generates alternating magnetic fields, being both on discrete, localized capacities as well as no solder joints, without, however, the advantages of the existing different designs of birdcage and TEM Resonators regarding the variability of the Restrict trace geometry.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einem Zylindermantel entweder axiale, azimutal äquidistante Leitungen oder aber axial äuqidistante Ringleitungen angeordnet werden und diejenige Resonanzfrequenz des Leitungssystems, bei der es die für die Messung gewünschte magnetische Wechselfeldverteilung besitzt, anstatt durch diskrete und lokalisierte Kapazitäten nun überwiegend durch räumlich und über die Leitungen verteilte Kapazitäten eingestellt wird.According to the invention, this object is achieved by that on a cylinder jacket either axial, azimuthal equidistant lines or axially Equidistant ring lines can be arranged and that resonance frequency of the line system at which is the magnetic desired for the measurement Alternating field distribution instead of through discrete and localized capacities now mainly through spatial and over the lines distributed capacities is set.

Ausgehend von der zutreffenden Vorstellung, daß der Hochfrequenzstromfluß durch lokalisierte Kapazitäten genauer vorhergesagt werden können und insbesondere die Approximation des azimutal sinusförmigen Wechselstromes auf einem Kreiszylinder durch räumlich verteilte Kapazitäten erschwert wird, erweist sich der Gedanke, die Lokalisation der Kapazitäten aufzugeben, als konträr. Der Erfindung liegt die entscheidende Erkenntnis zugrunde, daß trotz der Delokalistation der Kapazitäten eine genügend genaue Approximation des azimutal sinusförmigen Wechselstromes auf einem Kreiszylinder erreicht werden kann, daß aber zusätzlich durch die Delokalisation eine Erhöhung der Resonatorgüte erzielt werden kann. Diese Erhöhung beruht sowohl auf einer erhöhten Symmetrie des Resonators durch die gleichmäßigere Verteilung der Kapazitäten als auch auf einem möglich gewordenen Verzicht auf ein Verlöten der Resonatorbauteile. Beide Effekte wirken sich insbesondere bei hohen Frequenzen aus. Vorteilhaft bei dieser Erfindung ist es, daß für die prinzipielle Leitergeometrie keine Einschränkung besteht, so daß die Vorteile verschiedener Bauweisen der bestehende Birdcage- und TEM- Resonatoren übernommen werden können.Based on the correct idea that the High frequency current flow through localized Capacities can be predicted more precisely and especially the approximation of the azimuthal sinusoidal alternating current on one Circular cylinders through spatially distributed capacities is difficult, the thought proves Abandon localization of capacities as contrary. The invention is the decisive one Understanding that despite the delocalistation the capacities a sufficiently precise approximation of the azimuthal sinusoidal alternating current on one Circular cylinder can be achieved, however an additional increase due to the delocalization the resonator quality can be achieved. This Increase is based on both increased symmetry of the resonator due to the more even distribution of the capacities as well as possible on one renunciation of soldering the Resonator components. Both effects work especially at high frequencies. Advantageous in this invention it is that for basic conductor geometry no restriction exists, so that the advantages of different Construction of the existing birdcage and TEM Resonators can be taken over.

Für den Aufbau der Vorrichtung zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes bestehen verschiedene Möglichkeiten, die sich in der Wahl einer Leiterbahngeometrie und in der Wahl der zugehörigen Kapazitätsgeometrie unterscheiden. Prinzipiell ist für die Ausführung der Erfindung die Leiterbahngeometrie eines jeden Resonators mit Zylindergeometrie denkbar. Bei der Erfindung wird die Leiterbahngeometrie eines solchen Resonators übernommen, die ehedem lokalisierten Kapazitäten allerdings durch räumlich und über die Leiterbahnen verteilte Kapazitäten ersetzt. Insbesondere bei hohen Frequenzen kann mitunter auf ein Verlöten der Resonatorbauteile verzichtet werden, da hier die Streukapazitäten der Leiterbahnen bereits genügen können, um diejenige Resonanzfrequenz des Leitungssystems, bei der die erwünschte magnetische Wechselfeldverteilung vorliegt, einzustellen.For the construction of the device for generating the magnetic alternating field exist different Opportunities in choosing one Trace geometry and in the choice of associated Differentiate capacity geometry. In principle is for the implementation of the invention Conductor geometry of each resonator with Cylinder geometry conceivable. In the invention the trace geometry of such a resonator taken over, the formerly localized capacities however, spatially and via the conductor tracks distributed capacities replaced. Especially at high frequencies can sometimes be due to a soldering of the Resonator components are dispensed with, since here the Scattering capacities of the conductor tracks are already sufficient can to that resonance frequency of Line system in which the desired magnetic AC field distribution must be set.

Ein spezielles Beispiel für die Leiterbahngeometrie solcher Resonatoren ist die Birdcage- Resonatorgeometrie. Konventionelle Birdcage- Resonatoren bestehen aus mindestens zwei axialen, gleich langen Leitungen, die auch Birdcage-Beine genannt werden und die azimutal äquidistant auf einem Kreiszylindermantel angeordnet sind, und zwei kreisförmigen Verbindungsleitungen, die auch Birdcage-Endringe genannt werden und die die Enden der axialen Leitungen jeweils untereinander verbinden. Die Eigenschwingungen dieser konventionellen Birdcage-Resonatoren approximieren eine über den Azimut sinusförmige Stromamplitudenverteilung der Periode 2π. Die konventionellen Birdcage-Resonatoren untergliedern sich wiederum in drei prinzipiell verschiedene Bauarten: den Hochpaß-Birdcage-Resonator, den Tiefpaß-Birdcage-Resonator und den Bandpaß- Birdcage-Resonator.A special example of the conductor track geometry of such resonators is the birdcage resonator geometry. Conventional birdcage resonators consist of at least two axial, equally long lines, which are also called birdcage legs and which are arranged azimuthally equidistantly on a circular cylinder jacket, and two circular connecting lines, which are also called birdcage end rings, and which are the ends of the axial lines connect each other. The natural vibrations of these conventional birdcage resonators approximate a sinusoidal current amplitude over the azimuthal distribution of period 2 π. The conventional birdcage resonators are in turn divided into three fundamentally different types: the high-pass birdcage resonator, the low-pass birdcage resonator and the bandpass birdcage resonator.

Der Hochpaß-Birdcage-Resonator zeichnet sich dadurch aus, daß in den Birdcage-Endringen in jedem zwischen zwei Birdcage-Beinen liegenden Endringsegment lokalisierte Kapazitäten eingebaut sind. Die Birdcage-Beine dagegen enthalten keine Kapazitäten. Infolge dieser Bauweise sind die Impedanzen der Endringsegmente kapazitiv dominiert, während die Birdcage-Beine eine hauptsächlich induktive Impedanz besitzen.The high-pass birdcage resonator stands out characterized in that in the birdcage end rings in each lying between two birdcage legs End ring segment localized capacities installed are. The birdcage legs, however, do not contain any Capacities. As a result of this design, the Capacitance dominated impedances of the end ring segments, while the birdcage legs are mainly one have inductive impedance.

Der Tiefpaß-Birdcage-Resonator zeichnet sich dadurch aus, daß alle Birdcage-Beine lokalisierte Kapazitäten enthalten. Die Birdcage-Endringsegmente dagegen enthalten keine Kapazitäten. Infolge dieser Bauweise sind die Impedanzen der Birdcage-Beine kapazitiv dominiert, während die Birdcage- Endringsegmente eine hauptsächlich induktive Impedanz besitzen.The low-pass birdcage resonator stands out by locating all of the birdcage legs Capacities included. The birdcage end ring segments on the other hand, do not contain any capacities. As a result of this Construction is the impedance of the birdcage legs dominated capacitively, while the birdcage End ring segments a mainly inductive Have impedance.

Der Bandpaß-Birdcage-Resonator zeichnet sich dadurch aus, daß alle Birdcage-Beine und alle Birdcage-Endringsegmente lokalisierte Kapazitäten enthalten.The bandpass birdcage resonator stands out in that all birdcage legs and all Birdcage end ring segments localized capacities contain.

Alle Bauweisen des Birdcage-Resonators besitzen stark lokalisierte Kapazitäten entweder in den Endringen oder in den Beinen oder in den Endringen und in den Beinen gleichzeitig.All designs of the birdcage resonator have highly localized capacities either in the End rings or in the legs or in the end rings and in the legs at the same time.

Aufgrund der azimutalen Symmetrie aller Bauweisen des konventionellen Birdcage-Resonators und des konventionellen TEM-Resonators besitzt jede dieser Bauarten jeweils zwei elektromagnetische Eigenschwingungen, die eine über den Azimut sinusförmige Amplitudenverteilung der Ströme und elektrischen Potentiale mit der Periode 2π approximieren. Diese Eigenschwingungen erzeugen beide im Zentrum des jeweiligen Resonators homogene, transversale magnetische Wechselfelder, die allerdings zueinander orthogonal sind. Diese Orthogonalität der beiden Wechselfelder kann dazu genutzt werden, die zur Anregung der Atomkerne nötige Leistung mittels des Quadraturbetriebes des Resonators zu vermindern, wenn die beiden Eigenschwingungen die gleiche Eigenfrequenz besitzen. Desgleichen kann die Existenz einer orthogonalen Eigenschwingung der gleichen Eigenfrequenz genutzt werden, um einen zweiten, vom ersten unabhängigen Empfangskanal an den Resonator anzuschließen, wodurch die Meßempfindlichkeit erhöht werden kann.Due to the azimuthal symmetry of all designs of the conventional birdcage resonator and the conventional TEM resonator, each of these designs has two electromagnetic natural oscillations, which approximate a sinusoidal amplitude distribution of the currents and electrical potentials with the period 2 π over the azimuth. These natural vibrations both generate homogeneous, transverse magnetic alternating fields in the center of the respective resonator, which are, however, orthogonal to one another. This orthogonality of the two alternating fields can be used to reduce the power required to excite the atomic nuclei by means of the quadrature operation of the resonator if the two natural vibrations have the same natural frequency. Likewise, the existence of an orthogonal natural oscillation of the same natural frequency can be used to connect a second reception channel, which is independent of the first, to the resonator, as a result of which the measurement sensitivity can be increased.

Eine mögliche Ausführung der Erfindung ist es nun, bei einem Hochpaß-Birdcage-Resonator die lokalisierten Kapazitäten in den Endringen sowie die Endringe selbst völlig wegzulassen und stattdessen ausschließlich die Streukapazität zwischen den verbleibenden Beinen zu nutzen, um die Resonanzfrequenz mit dem erwünschten resultierenden magnetischen Wechselfeld des Resonators einzustellen. Diese Streukapazität ist völlig gleichmäßig über die axiale Länge des Resonators verteilt und damit axial delokalisiert. Wegen dieser axialen Delokalisation fließen die Ringströme der Resonanz nicht mehr in den nicht mehr vorhandenen Endringen des Resonators, sondern vielmehr über die gesamte axiale Leiterbahnlänge verteilt. Durch diese Delokalisation wird die Approximation des azimutal sinusförmigen Wechselstromes des Birdcage-Resonators insbesondere außerhalb der zentralen transversalen Resonatorebene verschlechtert. Dennoch zeigt das magnetische Wechselfeld ähnliche Homogenitätseigenschaften wie beim Birdcage- Resonator. Insbesondere ist bei dieser Bauweise kein Verlöten der Bauteile erforderlich.One possible embodiment of the invention is now with a high-pass birdcage resonator localized capacities in the end rings as well completely omit the end rings themselves and instead only the stray capacity between the remaining legs to use the Resonance frequency with the desired resulting magnetic alternating field of the resonator adjust. This stray capacity is complete evenly over the axial length of the resonator distributed and thus axially delocalized. Because of this axial delocalization flow Ring currents no longer resonate in the more existing end rings of the resonator, but rather, over the entire axial conductor track length distributed. Through this delocalization, the Approximation of the azimuthal sinusoidal AC of the birdcage resonator in particular outside the central transverse Resonator level deteriorated. Still, that shows magnetic alternating field similar Homogeneity properties like birdcage Resonator. In particular, with this design no soldering of the components required.

Um die Resonanzfrequenz des Resonators nicht nur über die geometrischen Abmessungen der Leiterbahnen einstellen zu können, kann die Streukapazität des Resonators mittels eines Dielektrikums modifiziert werden. Als Dielektrikum können verschiedenste Materialien eingesetzt werden. Neben festen Materialien (zum Beispiel PTFE mit einer Dielektrizitätskonstante ε_r = 2,4) können auch Pulver (zum Beispiel TiO₂, ε_r = 114), Flüssigkeiten (zum Beispiel H₂O, ε_r = 81), Gase oder Vakuum (ε_r ≈ 1) verwandt werden. Das Dielektrikum kann räumlich symmetrisch verteilt in jenem Volumen des Resonators positioniert werden, das nicht für die zu untersuchende Probe genutzt wird. Über die Dielektizitätskonstante des Dielektrikums kann die Frequenz des Resonators eingestellt werden, ohne signifikanten Einfluß auf die Stromverteilung der Eigenschwingungen des Resonators zu nehmen. Durch diese Bauweise der Erfindung werden weder die grundlegenden Homogenitätseigenschaften des magnetischen Wechselfeldes des Resonators verändert, noch wird der mögliche Quadraturbetrieb des Resonators verhindert. Damit bleibt die Funktionsfähigkeit im Vergleich zum Birdcage- Resonator vollständig erhalten. In order to be able to set the resonance frequency of the resonator not only via the geometric dimensions of the conductor tracks, the stray capacitance of the resonator can be modified by means of a dielectric. A wide variety of materials can be used as the dielectric. In addition to solid materials (e.g. PTFE with a dielectric constant ε _r = 2.4), powders (e.g. TiO ₂ , ε _r = 114), liquids (e.g. H ₂ O, ε _r = 81), gases or vacuum ( ε _r ≈ 1) can be used. The dielectric can be positioned spatially symmetrically in that volume of the resonator that is not used for the sample to be examined. The frequency of the resonator can be set via the dielectric constant of the dielectric without having a significant influence on the current distribution of the natural vibrations of the resonator. This construction of the invention does not change the basic homogeneity properties of the magnetic alternating field of the resonator, nor does it prevent the resonator from operating in quadrature. In this way, the functionality is completely preserved compared to the birdcage resonator.

Durch die Geometrie des verwandten Dielektrikums kann mitunter die Stromdichteverteilung modifiziert werden. Das kann vor allem dann erforderlich werden, wenn die Stromdichteverteilung des Resonators von der ursprünglich erwünschten zu weit abweicht.Due to the geometry of the related dielectric can sometimes modify the current density distribution become. That may be necessary above all if the current density distribution of the Resonators from the originally desired too far differs.

Für manche Bauweisen kann es vorteilhaft sein, die delokalisierte Kapazität nicht allein durch Streukapazitäten, sondern auch durch diskrete Bauteile zu bilden. Dies mag vor allem dann interessant sein, wenn die Streukapazitäten nicht ausreichen, um eine genügend tiefe Resonanzfrequenz des Systems zu erreichen. Die Bauteilkapazitäten werden dann gleichmäßig über die Leiterbahn verteilt.For some designs, it may be advantageous to use the delocalized capacity not by itself Stray capacities, but also by discrete To form components. This may especially be true then be interesting if the stray capacities are not sufficient to have a sufficiently low resonance frequency of the system. The component capacities are then evenly across the trace distributed.

Wenn die Stromdichteverteilung zu weit von der ursprünglich erwünschten abweicht, kann sie durch gezieltes Verwenden von diskreten Kapazitäten besser an die Bedürfnisse der Messung angepaßt werden.If the current density distribution is too far from that deviates originally desired, it can by targeted use of discrete capacities better adapted to the needs of the measurement become.

Wenn die Steukapazitäten zwischen den Leiterbahnen und der zu untersuchenden Probe so groß werden, daß sie signifikant die Resonanzfrequenz des resonators beeinflußen, mag es vorteilhaft sein, die Geometrie der Leiterbahnen so zu verändern, daß diese Streukapazität verringert wird. Dies ist zum Beispiel durch eine Verringerung der der Probe zugewandten Leiterbahnfläche möglich.If the steering capacities between the conductor tracks and the sample to be examined become so large that they significantly affect the resonant frequency of the resonator influence, it may be advantageous, the geometry to change the conductor tracks so that they Scattering capacity is reduced. This is for Example by reducing the sample facing conductor surface possible.

Manche Resonatoren besitzen nicht nur eine Eigenresonanz, bei der NMR-Messungen durchgeführt werden, sondern derer mehrere. Eine Anwendung der Erfindung ist es, solche mehrfachresonanten Resonatoren ebenfalls mit verteilten Kapazitäten zu konstruieren. Hier kann die Verwendung mehrerer Dielektrika mit verschiedenen Dielektrizitätskonstanten sinnvoll sein.Some resonators don't just have one Natural resonance when NMR measurements are carried out but several of them. An application of the The invention is such multiple resonances Resonators also with distributed capacities to construct. Here the use of several Dielectrics with different Dielectric constants make sense.

Es ist vorstellbar, einzelne Teile des Resonators beweglich zu gestalten, um die Resonanzfrequenz des Resonators einstellen zu können. Das wird zum Beispiel beim Anschluß des Resonators an den Sender und den Empfänger notwendig. Bei bestimmten NMR- Messungen wird aber sogar zwischen zwei Einzelmessungen ein Einstellen der Resonanzfrequenz auf einen anderen Kern erwünscht. Solches ist ebenfalls mit beweglichen Leiterbahnen oder Dielektrika möglich.It is conceivable for individual parts of the resonator to be movable to the resonance frequency of the To be able to adjust resonators. That becomes Example when connecting the resonator to the transmitter and the recipient necessary. With certain NMR But measurements are even between two Single measurements set the resonance frequency desired on another core. Such is also with movable tracks or Dielectrics possible.

Ein Verstellen der Resonanzfrequenz kann aber auch wie bei konventionellen Resonatoren über diskrete Kapazitäten wie zum Beispiel Drehkondensatoren oder Dioden mit einstellbarer Impedanz erreicht werden. Adjusting the resonance frequency can also as with conventional resonators via discrete Capacities such as variable capacitors or Diodes with adjustable impedance can be achieved.

Denkbar ist zu diesem Zweck auch, daß einzelne Impedanzen lösbar mit dem Resonator verbunden sind.For this purpose it is also conceivable that individual Impedances are releasably connected to the resonator.

In vielen Anwendungen weicht die Geometrie, die durch das Meßobjekt vorgegeben wird, von der eines Kreiszylinders ab. Hier ist es vorteilhaft, die Grundfläche des Zylinders, auf dem die Leitungen verlaufen, der Geometrie des Meßobjektes anzupassen, um eine möglichst effektive Umschließung des Meßobjektes zu erreichen und den Füllfaktor zu erhöhen. Die Grundfläche kann deswegen auch durch eine Ellipse, durch ein Rechteck oder auch jede andere ebene geschlossene Leitkurve gebildet werden. Infolge dieser Abweichung von der Geometrie des Kreiszylinders muß die azimutale Flächenstromdichte auf dem Zylindermantel dann nicht mehr eine sinusförmige Stromamplitudenverteilung der Periode 2π approximieren, sondern vielmehr eine entsprechende, geeignete andere Stromamplitudenverteilung der Periode 2π.In many applications, the geometry that is specified by the measurement object differs from that of a circular cylinder. It is advantageous here to adapt the base area of the cylinder on which the lines run to the geometry of the measurement object in order to achieve the most effective possible enclosure of the measurement object and to increase the fill factor. The base area can therefore also be formed by an ellipse, by a rectangle or by any other flat, closed guide curve. As a result of this deviation from the geometry of the circular cylinder the azimuthal surface current density on the cylinder casing does not then have more approximate a sinusoidal current amplitude distribution of period 2 π, π but rather, a corresponding, suitable other current amplitude distribution of the period. 2

Die Untersuchung von größeren Meßobjekten bringt es häufig mit sich, daß nur ein Teil des Objektes untersucht werden soll. Es ist dann von Vorteil für die Meßempfindlichkeit, wenn der Resonator möglichst dicht am Meßobjekt angebracht ist. Hier kann es mitunter vorteilhaft sein, wenn eine oder beide Grundflächen des Zylinders schräg abgeschnitten sind und der Resonator so dichter am Meßobjekt angebracht werden kann.The investigation of larger measurement objects does it often with only that part of the object to be examined. It is then beneficial for the measurement sensitivity when the resonator is placed as close as possible to the measurement object. Here it can sometimes be advantageous if one or both bases of the cylinder are at an angle are cut off and the resonator is closer to Measurement object can be attached.

Es kann konstruktionstechnisch notwendig sein, einzelne oder mehrere axiale Leitungen zu versetzen, so daß ihre Anordnung auf dem Zylindermantel azimutal nicht mehr äquidistant ist.From a construction point of view it may be necessary single or multiple axial lines move so that their arrangement on the Cylinder jacket is no longer equidistant azimuthally.

Mitunter weicht die Geometrie des Meßobjektes sogar von der eines allgemeinen Zylinders ab. Es kann dann sinnvoll sein, die Geometrie des Resonators der des Meßobjektes anzupassen. Die für die erwünschte Verteilung des magnetischen Wechselfeldes erforderliche Stromverteilung wird dann in der Regel allerdings keine über den azimut sinusförmige mehr sein. Diese veränderte Stromverteilung kann aber durchaus durch die verteilten Kapazitäten unterstützt werden.Sometimes the geometry of the target even deviates from that of a general cylinder. It can then make sense of the geometry of the resonator to adjust that of the measurement object. The for the desired distribution of the magnetic Alternating field required current distribution then usually none about the azimuth be more sinusoidal. This changed Current distribution can, however, be done by distributed capacities are supported.

Die Beschreibung soll anhand von Zeichnungen, die drei spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung enthalten, verdeutlicht werden. Es zeigenThe description is based on drawings that three special embodiments of the invention included, clarified. Show it

Fig. 1 das elektrische Schaltbild eines konventionellen Tiefpaß-Birdcage-Resonators, dessen zwei Endringe durch (hier beispielhaft acht) Beine verbunden sind, wobei jedem Bein jeweils eine Kapazität C_ij (i = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) zugeordnet ist, FIG. 1 shows the electrical circuit diagram of a conventional low-pass birdcage resonator, whose two end rings are connected by (in this example eight) legs, wherein each leg each have a capacitance C _ij (i = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) is assigned,

Fig. 2 das elektrische Schaltbild eines daraus abgeleiteten Resonators, der keine Endringe, dafür aber acht axial verlaufende Leiterbahnen besitzt, Fig. 2 shows the electrical circuit diagram of a derived resonator no end rings, it has but eight axially extending conductor tracks,

Fig. 3 die räumliche Darstellung eines Resonators der Fig. 2, allerdings mit 13 Ringen, Fig. 3 shows the three-dimensional representation of a resonator of FIG. 2, but with 13 rings,

Fig. 4 das elektrische Schaltbild eines konventionellen Hochpaß-Birdcage-Resonators, dessen zwei Endringe durch (hier beispielhaft acht) Beine verbunden sind, wobei jedem Endringsegment jeweils eine Kapazität C_ij (1 = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) zugeordnet ist, FIG. 4 shows the electrical circuit diagram of a conventional high-pass birdcage resonator, whose two end rings are connected by (in this example eight) legs, each Endringsegment a capacity C _ij (1 = 1, 2, 3; j = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) is assigned,

Fig. 5 das elektrische Schaltbild eines daraus abgeleiteten Resonators, der keine axialen Leitungen, dafür aber acht ringförmig verlaufende Leiterbahnen besitzt, Fig. 5 shows the electric circuit diagram of a derived resonator that no axial lines, but has eight annularly extending conductor tracks,

Fig. 6 die räumliche Darstellung eines Resonators der Fig. 5, allerdings mit 18 Beinen, Fig. 6 shows the spatial representation of the resonator of Fig. 5, but with 18 legs,

Fig. 7 das elektrische Schaltbild eines konventionellen Dome-Resonators, dessen (hier beispielhaft acht) Leitungen strahlenförmig auf einer Halbkugel angeordnet sind und der deswegen nur einen Endring besitzt, wobei jedem Leitungssegment jeweils eine Impedanz Zij zugeordnet ist und Fig. 7 shows the electrical circuit diagram of a conventional dome resonator whose (here eight example) lines are arranged radially on a hemisphere and therefore only has an end ring, each line segment is assigned an impedance Zij and

Fig. 8 das elektrische Schaltbild eines daraus abgeleiteten Resonators. Fig. 8 shows the electric circuit diagram of a derived resonator.

Fig. 1 zeigt einen konventionellen Tiefpaß- Birdcage-Resonator mit acht Beinen. Die axial verlaufenden Beine (3) sind auch hier auf dem Mantel eines Kreiszylinders äquidistant angeordnet und durch parallele Endringe (1, 2) verbunden. Beim Tiefpaß-Birdcage-Resonator enthält jedes Bein eine Kapazität (C₃₁. . .C₃₈). Die für die elektromagnetische Eigenschwingung nötigen Induktivitäten werden durch die gestreckten Leitungen in den Beinen und Endringen gebildet. Fig. 1 shows a conventional low-pass birdcage resonator with eight legs. The axially extending legs ( 3 ) are also arranged equidistantly on the jacket of a circular cylinder and connected by parallel end rings ( 1 , 2 ). In the low-pass birdcage resonator, each leg contains a capacitance (C ₃₁ ... C ₃₈ ). The inductances necessary for the electromagnetic natural vibration are formed by the elongated lines in the legs and end rings.

Fig. 2 zeigt das elektrische Schaltbild eines aus Fig. 1 abgeleiteten Resonators, der keine axialen Leitungen, dafür aber sieben ringförmig verlaufende Leiterbahnen (1) besitzt. Die Kapazitäten (C₁. . .C₆) sind im Gegensatz zum Tiefpaß-Birdcage- Resonator der Fig. 1 über die gesamte Ringlänge verteilt. Sie sind durch mehrere Einzelkapazitäten dargestellt. FIG. 2 shows the electrical circuit diagram of a resonator derived from FIG. 1, which has no axial lines, but instead seven ring-shaped conductor tracks ( 1 ). In contrast to the low-pass birdcage resonator of FIG. 1, the capacitances (C ₁ ... C ₆ ) are distributed over the entire ring length. They are represented by several individual capacities.

Fig. 3 zeigt die räumliche Darstellung eines Resonators der Fig. 2, allerdings mit 13 Ringen. Dargestellt sind allein die Leiterbahnen. Die Kapazitäten werden allein durch die Streukapazitäten zwischen den Leitern gebildet. Fig. 3 shows the spatial representation of a resonator of Fig. 2, but with 13 rings. Only the conductor tracks are shown. The capacities are formed solely by the stray capacities between the conductors.

Fig. 4 zeigt einen konventionellen Hochpaß- Birdcage-Resonator mit acht Beinen. Die axialen verlaufenden Beine (3) sind auf dem Mantel eines Kreiszylinders äquidistant angeordnet. Die Endringe (1, 2) sind parallel angeordnet und jedes Endringsegment enthält eine Kapazität (C₁₁. . .C₂₈). Die für die elektromagnetische Eigenschwingung nötigen Induktivitäten werden hier durch die gestreckten Leitungen in den Beinen und Endringen gebildet. Fig. 4 shows a conventional high-pass birdcage resonator with eight legs. The axially extending legs ( 3 ) are arranged equidistantly on the jacket of a circular cylinder. The end rings ( 1 , 2 ) are arranged in parallel and each end ring segment contains a capacitance (C ₁₁ ... C ₂₈ ). The inductances required for the electromagnetic natural vibration are formed here by the elongated lines in the legs and end rings.

Fig. 4 abgeleiteten Resonators, der keine Endringe, dafür aber acht axial verlaufende Leiterbahnen (3) besitzt. Die Kapazitäten (C₁. . .C₈) sind im Gegensatz zum Hochpaß-Birdcage- Resonator der Fig. 4 über die gesamte Beinlänge verteilt. Sie sind jeweils durch mehrere Einzelkapazitäten dargestellt. Fig. 4 derived resonator, which has no end rings, but has eight axially extending conductor tracks ( 3 ). In contrast to the high-pass birdcage resonator of FIG. 4, the capacitances (C ₁ ... C ₈ ) are distributed over the entire leg length. They are each represented by several individual capacities.

Fig. 6 zeigt die räumliche Darstellung einer möglichen Realisierung eines Resonators der Fig. 5, allerdings mit 18 Beinen. In Fig. 6a sind die Leiterbahnen und das Dielektrikum dargestellt. Die Leiterbahnen sind in das Dielektrikum mit dessen zylindrischer Grundform eingebettet. FIG. 6 shows the spatial representation of a possible implementation of a resonator from FIG. 5, but with 18 legs. In Fig. 6a, the conductors and the dielectric are shown. The conductor tracks are embedded in the dielectric with its cylindrical basic shape.

Fig. 6b zeigt die Leiterbahnen dieses Resonators allein ohne das umgebende Dielektrikum. Fig. 6b shows the interconnects of this resonator alone without the surrounding dielectric.

Fig. 7 zeigt einen Dome-Resonator mit acht Beinen. Die Beine (3) sind auf dem Mantel eines Ellipsoids äquidistant angeordnet. Im Endring (2) enthält jedes Segment eine Kapazität (C₁. . .C₈). Die für die elektromagnetische Eigenschwingung nötigen Induktivitäten werden hier durch die gestreckten Leitungen in den Beinen und im Endring gebildet. Figure 7 shows an eight leg dome resonator. The legs ( 3 ) are arranged equidistantly on the surface of an ellipsoid. In the end ring ( 2 ) each segment contains a capacitance (C ₁ ... C ₈ ). The inductances necessary for the electromagnetic natural vibration are formed here by the elongated lines in the legs and in the end ring.

Fig. 8 zeigt das elektrische Schaltbild eines aus Fig. 7 abgeleiteten Resonators, der keine Ringleitungen, dafür aber acht Leiterbahnen (3) besitzt. Die Kapazitäten (C₁. . .C₈) sind im Gegensatz zum Dome-Resonator der Fig. 7 über die gesamte Beinlänge verteilt. Sie sind jeweils durch mehrere Einzelkapazitäten dargestellt. Im Bild sind aus perspektivischen Gründen nur die Kapazitäten (C₅. . .C₈) gezeigt. FIG. 8 shows the electrical circuit diagram of a resonator derived from FIG. 7, which has no ring lines, but instead eight conductor tracks ( 3 ). In contrast to the dome resonator of FIG. 7, the capacitances (C ₁ ... C ₈ ) are distributed over the entire leg length. They are each represented by several individual capacities. For perspective reasons, only the capacities (C ₅ ... C ₈ ) are shown in the picture.

Insgesamt erhält man ein Vorrichtung zur Erzeugung und Detektion hochfrequenter magnetischer Wechselfelder, in dem die Kapazitäten zur Erlangung einer Resonanz der Leiterbahnstruktur überwiegend durch Streukapazitäten gebildet werden. Das erzeugte magnetische Wechselfeld ist dabei orthogonal zu einem gegebenenfalls ebenfalls verwandten statischen Magnetfeld ausgerichtet. Hauptanwendungsgebiet ist die Kernspinresonanz und die Elektronenspinresonanz.Overall, a device for generating is obtained and detection of high-frequency magnetic Alternating fields in which the capacities to attain predominantly a resonance of the conductor structure are formed by stray capacities. The generated alternating magnetic field is there orthogonal to one also possibly related static magnetic field. The main area of application is nuclear magnetic resonance and the electron spin resonance.

Claims

1. Spin resonance measuring device for generating a magnetic alternating field perpendicular to a static magnetic field with an inherent electromagnetic frequency, with axially extending, azimuthally equidistant lines ( 3 ) in the longitudinal direction of the static magnetic field on a circular cylinder jacket, an alternating current density distribution of the natural frequency with the azimuth sinusoidal amplitudes Approximate period 2 π as a standing wave, characterized in that
that spatially distributed capacities are used to adjust the resonance frequency and the current distribution
and that the spatially distributed capacities are formed by the stray capacities of the conductor tracks.

2. Spin resonance device according to claim 1, characterized in that orthogonal to the static magnetic field on a cylinder jacket azimuthally running, axially equidistant lines ( 1 ) approximate an alternating current density distribution of the natural frequency with the azimuth sinusoidal amplitude distributions of the period 2 π as a standing wave.

3. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that in the longitudinal direction of the static magnetic field on a circular cylinder jacket axially running, azimuthally equidistant lines ( 3 ) and orthogonally to the static magnetic field on a cylinder jacket azimuthally running, axially equidistant lines ( 1 ) an AC current distribution Approximate natural frequency with sinusoidal amplitude distributions of period 2 π over the azimuth as a standing wave

4. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the lines approximate an alternating current density distribution of the natural frequency with the azimuth sinusoidal amplitude distribution of the period 2 π as a standing wave and also an alternating azimuthally rotated 90 ° alternating current density distribution of the natural frequency with the azimuth cosine Approximate the amplitude distribution of the period irr as a standing wave.

5. Spin resonance device according to one of the preceding Claims, characterized in that at least part of the impedances through discrete coils is formed.

6. Spin resonance device according to one of the preceding Claims, characterized in that the spatial distributed capacities through spatially distributed, discrete capacities are formed.

7. Spin resonance device according to one of the preceding Claims, characterized in that part of the Capacities is formed by capacitors.

8. Spin resonance device according to one of the preceding Claims, characterized in that the Stray capacitance through a dielectric or several dielectrics can be changed.

9. Spin resonance device according to one of the preceding Claims, characterized in that over the Geometry of the dielectric or the dielectric the current density distribution of the alternating currents is set.

10. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the capacities are partly due to spatial localized capacities are formed.

11. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that about spatially localized capacities Current density distribution of the alternating currents set becomes.

12. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the stray capacitance between the traces and the sample by changing the position of the Conductor tracks is reduced.

13. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor tracks are several different Own natural frequencies.

14. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the different natural frequencies through the Use of the same or different dielectrics same or different geometry set becomes.

15. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one impedance can be changed.

16. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that individual or all conductor tracks or Dielectrics are designed to be movable.

17. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that an impedance by using a discrete Impedance is changeable or even removable.

18. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the base of the cylinder is none Are circular areas.

19. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the base of the cylinder is slanted are cut off.

20. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the base of the cylinder in its shape are different.

21. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the base area of the cylinder in size are different.

22. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the axially extending lines are not azimuthal are arranged equidistant.

23. Spin resonance device according to one of the preceding claims, characterized in that the traces are not on a cylinder run.