FI88080C - Radiofrekvent faetlindning foer kaernmagnetisk resonans - Google Patents

Description

8C080

RADIOTAAJUUSKENTTÄKÄÄHI YDINHAGNEETTISTA RESONANSSIA VARTEN -RADIOFREKVENT FÄTLINDNING FÖR KÄRNHAGNETISK RESONANS

Keksinnön tausta Tämä keksintö kohdistuu ydinmagneettisen resonanssin (NHR) laitteisiin. Tarkemmin, tämä keksintö kohdistuu radiojakso-luku (RF) keloihin, jotka ovat käyttökelpoisia tällaisten laitteiden kanssa RF-signaalien lähettämistä ja/tai vastaanottoa varten vaatimuksen 1 johdannon mukaisesti.

Viime aikoina NHR ilmiötä on käytetty hyväksi e 1in Kemi s~ie n tutkiessa, elävässä organismissa, orgaanisten molekyylien molekulaarista rakennetta. Tyypillisesti NHR spektrometrit, joita käytetään hyväksi tähän tarkoitukseen olivat suunnitellut sopimaan tutkittavan aineen suhteellisen pienille kohteille. Äskettäin kuitenkin NHR on kehitetty kuvausmo-da1iteettiin, jota käytetään hyväksi hankkimaan kuvia elävän ihmisen kohteiden anatoomis is ta elimistä, esimerkiksi. Tällaisilla kuvilla, jotka esittävät parametreja ydinspi-nien yhteydessä (tyypillisesti vetypro to neja yhtyneenä veteen kudoksessa) voi olla lääketieteellistä dignostista ar-·;· voa määritettäessä kudoksen terveysastettä tutkittavalla V : .! alueella. NHR tekniikat on myös ulotettu in vivo spektros-• ".. _ kopiaan sellaisissa elementeissä kuin fosfori ja hiili, esi- ·' merkiksi, aikaansaaden tutkijoille työkalut, ensimmäistä .' kertaa, tutkia kemiallista prosessia elävässä organismissa. NHR:n käyttö tuottamaan kuvia ja spektroskooppisia tutkimuk-siä ihmiskehosta on tehnyt välttämättömäksi käyttää erikoisesti muotoiltuja järjestelmäkompone n11eja, kuten magneetti, .'·/ gradientti ja RF kelat.

^ Taustan mukaan ydinmagneettinen resona ns s i - i Imi ö esiintyy ;’·.·"···" atomiytimissä, joilla on pariton määrä protoneja ja/tai • e ....: ' * neutroneja. Protonien ja neutronien spinin vuoksi jokainen \ tällainen ydin synnyttää magneettimomentin, siten että kun : ·' ·*·. tällaisista ytimistä muodostettu kohde on sijoitettu staat- * ’ tiseen, homogeeniseen magneettikenttään, B , suurempi luku- 2 83080 määre yd i nrnagneett i s ia momentteja asettuu kentän suuntaan tuottamaan jäännös makroskooppisen magnetoinnin M kentän suunnassa. Magneettikentän Bq vaikutuksesta magneettiset momentit kiertävät kentän akselin ympäri jaksoluvulla, joka on riippuvainen syötetyn magneettikentän voimakkuudesta ja ytimien karakteristiikasta. Kulmakiertojakso1uku, cd , myös nimitetty Larmor jaksoluvuksi, on annettu yhtälöllä ui - * B, jossa ^ on gyromaattine n suhde (joka on vakio jokaiselle NMR isotoopille) ja jossa B on magneettikenttä (B plus muut kentät) joka vaikuttaa ydinspineihin. Täten on ilmeistä, että resonoiva jaksoluku on riippuva sen magneettikentän voimakkuudesta, johon kohde on sijoitettu. Mag-netoinnin M suuntausta, normaalisti suunnattu pitkin magneettikenttää B , voi häiritä magneettikenttien syöttäminen, jotka oskilloivat Larmor jaksoluvulla tai lähellä sitä. Tyypillisesti tällaiset magneettikentät merkittynä B^jllä on syötetty kohtisuoraan magnetoinnin M suuntaa vastaan radio-jakso 1ukupu1ssien avulla läpi kelan, joka on kytketty radio-jaksoluku-lähetinlaitteeseen. Magnetointi M kiertää B ^ kentän suunnan ympäri. NMR:ssä on tyypillisesti toivottavaa syöttää riittävän suuruiset ja kestoiset RF pulssit kiertämään magnetointia M tasoon, joka on kohtisuorassa Bq kentän suuntaa vastaan. Tämä taso on yleensä nimitetty poikittais-tasoksi. Lopettamalla RF magnetointi, poikittaistasoon kierretyt yd i rimoment i t alkavat tulla Bq kentän suuntaisiksi eri-laisilla fysikaalisi1la prosessei1la. Tämän uudelleensuuntau-tumisprosessin aikana, ydinmomentit lähettävät radio-jaksoluku signaa I eja, nimeltään NMR signaalit, jotka ovat karakteristisia magneettikentälle ja erikoiselle kemialliselle ympäristölle, jossa ytimet sijaitsevat. Samaa tai toista RF kelaa : voidaan käyttää vastaanottamaan ytimien lähettämät signaalit.

NMR kuvauksen soveltamisissa NMR signaalit on havaittu magneetti kenttägradienttien läsnäollessa, joita käytetään koodaamaan avaruustieto NMR signaaliksi. Tätä tietoa käytetään myöhemmin rekonstruoimaan tutkittavan kohteen kuvat asian-·"'. tuntijoiden hyvin tuntemalla tavalla.

Suoriteltaessa koko kehon PJMR tutkimuksia on osoittautunut edulliseksi lisätä homogeenisen magneettikentän Bq voimak- I l 3 83080

Kuutta. Tämä on toivottavaa protonikuvaus tapauksessa NMR signaalien signaa1i/kohina suhteen parantamiseksi. Spektrosko-piatapauksessa kuitenkin tämä on välttämättömyys, koska muutamia tutkittavia kemiallisia aineita (esim. fosfori ja hiili) on suhteellisen niukasti kehossa, niin että tarvitaan korkea magneettikenttä käyttökelpoisten signaalien havaitsemiseksi. Kuten Larmor-yhtälöstä selviää, magneettikentän B suurenemista seuraa vastaava lisäys uj :ssa ja, siten, lähetin- ja vastaanotinkelojen resonanssijaksoluvussa . Tämä vaikuttaa RF kelojen muotoilua, jotka ovat riittävän avaria ihmisen keholle. Yksi vaikeuden lähde on, että RF kenttä, joka kehitetään kelalla täytyy olla homogeeninen tutkittavalla kehon alueella. Toinen vaikeus syntyy induktanssin ja kapasitanssin sisäisestä jakautumasta tällaisissa suurissa keloissa, jotka rajoittavat korkeimpia jaksolukuja, joilla kela voidaan saada resonoimaan.

Nykyisin käytetyissä keloissa, kuten on esitetty julkaisuissa EP-A-0 073 375 tai EP-A-0 084 946, on yksi kierros tai kaksi kierrosta rinnan induktanssin minimoimiseksi ja resonanssi-jaksoluvun suurentamiseksi. Resonanssivirran konsentraatio näin harvoissa kierroksissa pienentää kentän homogeeni-suutta ja herkkyyden homogeenisuutta signaaleille, jotka tuo-V *tetaan kohdealueen eri osissa. Sitäpaitsi, symmetrian puute **· 1. . virityskapasitanssin ja hajakapasitanssin aseman välillä ; yksikierroksisessa kelassa johtaa epäyhdenmukaiseen virtaja-kautumaan kelassa ja vastaavan kentän ja signaaliherkkyy-—: den yhdenmukaisuuden alenemiseen.

Siksi on keksinnön kohteena aikaansaada RF kela, joka kyke- ____:·. nee tuottamaan olennaisesti homogeenisen kentän, jolla on : olennaisesti yhdenmukainen signaa 1 iherkkyys mielenkiinnon .··. alueelta.

. Keksinnön toinen kohde on aikaansaada NMR RF kela, joka toi-: " mii alemmalla RF voimalla ja joka aikaansaa parannetun sig-: naali/kohina suhteen.

Vielä on keksinnön toisena lisäkohteena aikaansaada NMR RF kela, jonka virta ja virityskapasitanssi on jaettu moneen ί 82080 kierrokseen, mutta jolla on yhden kierroksen tehollinen induktanssi .

Yhteenveto keksinnöstä

Keksinnön mukaisesti NMR radiojaksolukukenttäkela käsittää pari johtavaa elementtiä, jotka sijaitsevat välimatkan päässä yhteiseen pitkittäisakse1iin nähden ja sen suuntaisena. Silmukkaelementit on sähköisesti yhdistetty lukuisilla johtavilla segmenteillä ollen jokaisella ainakin yksi reaktiivinen elementti sarjassa sen kanssa. Segmentit on sijoitettu olennaisesti yhdensuuntaisiksi yhteisen pitkittäisakselin kanssa. Yhdessä toteutuksessa ovat segmentit välimatkan päässä pitkin silmukan periferiaa siten, että resultoiva 1la muodolla on nelitaite symmetria. Toisessa toteutuksessa segmentit ovat välimatkan päässä siten, että resultoiva 1la geometrialla ei ole nelitaite symmetriaa.

Lyhyt selostus p i 1 ru s t u i\S i s ta

Keksinnön erikoispiirteet, joiden uskotaan olevan uusia, on pantu esille yksityiskohtaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa. Kuitenkin itse keksintö sekä organisaatioltaan että toimintamenetelmältään, yhdessä niiden lisäkohteiden ja etujen kanssa, voidaan parhaiten ymmärtää viittaamalla seuraa-vaan selostukseen, joka on tehty oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa:

Kuva 1A esittää kaaviollisessa muodossa konventionaalista, J rinnan-kytkettyä, kaksi-kierros NMR RF kelaa, jota : . käytetään koko kehon tutkimuksissa,"

Kuva 1B esittää kuvassa IA esitettyä kelaa asennettuna syli nterimäiseen muotooni

Kuva 1C esittää kaavio1iisessa muodossa toista konventionaalista kaksi -,sierros , sarja-kytkentä NMR RF kelaa, jota käytetään tään NMR tutkimuksissa, esimerkiksi 5 83080

Kuva 1D esittää vielä toista konventionaalista NMR RF kelaa,'

Kuva 2A esittää yksi-kierros satulakelaa, joka muodostaa keksinnön mukaisesti konstruoidun kelan peruselementin!

Kuva 2B esittää kaaviollisesti keksinnön mukaista NMR RF kelaa!

Kuva 3A on keksinnön mukaisen NMR RF kelan keskitetty-element-tinen ekvivalenttipiiri !

Kuva 3B on toistopiiriyksikkö, joita monta muodostaa kuvassa 3A esitetyn piirin!

Kuva 4 esittää keksinnön mukaisen NMR RF kelan toteutuksen jota voidaan käyttää kahdesta pisteestä!

Kuva 5A esittää keksinnön mukaisen NMR RF kelan päältä nähtynä esittäen virran suuntaa johtavassa silmukkaelemen-tissä!

Kuva 5B esittää sinimuotoista virran jakautumaa kuvassa 5A esitetyn kelan pystysuorissa segmenteissä! • · · * · · • · · .! Kuva 5C esittää virran jakautumaa kuvassa 5A esitetyn kelan *. . johtavassa . silmukkaelementissä! • · « • · • · · • Kuva 5D esittää keksinnön mukaista NMR RF kelaa, jolla on ikkuna ja sisältää muodoltaan muutetun johtavan silmukkaele- • · mentin!

Kuva 5E esittää virran jakautumaa pystysuorissa segmenteissä kuvassa 5D esitettyä keksinnön mukaista kelaa varten ollen muutamia segmenttejä siirretty! • · * * Kuvat 6A-6C ovat samanlaisia kuvien 5A, 5B ja 5C kanssa, vas- ·*·': taavasti, ja kuvaavat keksinnön mukaista NMR RF kelaa, * .***. ja niihin liittyviä virtoja ollen avoimet piirit muo dostettu sen silmukkadementteihin! 6 83080

Kuvat 7A-7B esittävät malleja, joita käytetään valmistettaessa keksinnön mukaisen NMR RF kelan suosittua toteutus-muotoa \

Kuva 8A esittää keksinnön mukaisen NMR RF kelan yhden toteutuksen koottuna monista pystysuorista sauvoista ollen säädettävät kondensaattorit rakennettuina jokaisen sauvan sisääni

Kuva 8B esittää poikkileikkausta yhdestä mahdollisesta säädettävästä kondensaattorimuodosta käytettäväksi kuvassa 8A esitetyn toteutuksen kanssal

Kuva 9A esittää toista keksinnön mukaista toteutusta NMR RF kelasta, joka on muodostettu monista pystysuorista sauvoista kiinteät kondensaattorit kummassakin päässäl

Kuva 9B kuvaa suurempaa yksityiskohtaa kondensaattorirakentees-ta, jota käytetään kuvassa 9A kuvatun kelatoteutuksen kanssa

Kuva 10 esittää vielä toista toteutusta keksinnön mukaisesta NMR RF kelasta, joka sisältää monta rinnakkaisjohdin-;·. ta oikosuljettuna toisiinsa yhdessä päässä ja vals- sattuna teleskooppimuodon ulkopinnalle, joka on eris- 1. I temateriaalial 0 · *"* Kuva 11 esittää vielä toisen keksinnön mukaisen NMR RF kelan toteutuksen, joka on tehty monista rinnakkaisista eristetyistä johtimista, jotka on valssattu sylinteri-;/*· maiseksi muotoillun eristävän materiaalin ulkopinnal- V ; le,* ja 0 m

Kuva 12 on osittainen kaaviokuva keksinnön mukaisesta NMR RF . kolasta, jossa valitut kappaleet pystysuorista johdois- · ta on varustettu lukuisilla kiinteillä kondensaattorei 1- : : la, joita voidaan käyttää hyväksi impedenssin sovituk sessa .

I i 7 83080

Yksityiskohtainen selostus keksinnöstä

Solenoidimuotoa on usein käytetty hyväksi magneettien muotoilussa, joita käytetään tuottamaan homogeenista magneettikenttää Bq. Tämän muodon käyttäminen määrää kaksi rajoitusta RF kelojen muodolle, joita keloja käytetään NMR kuvausjärjestelmässä. Yksi näistä rajoituksista on, että RF kelan pitäisi olla konstruoitu sylinterin pinnalle niin, että siellä on vapaa luoksepääsy pitkin solenoidin akselia tutkittavaa potilasta varten, Toinen rajoitus on, että RF kelan tuottaman radio jaksolukukentän täytyy olla kohtisuorassa symmetrian solenoidiakselia vastaan, joka on samansuuntainen Bq kentän akselin kanssa (tyypillisesti valittu olemaan suorakulmaisen koordinaatiston Z suunnassa).

i

Kuvat 1A ja 1B esittävät kaaviollisesti yhtä konventionaalista NMR kelamuotoa. Kela on tehty yksittäiskierteistä 1 ja 3, jotka on kytketty rinnan ja syötetty pisteissä 7 ja 9 yli vi-rityskondensaattorin Θ. Tällainen kela on tyypillisesti muotoiltu kupariputkesta 5, joka on asennettu ei-johtavalle (hyvin eristävä) sylinterimäiselle muotille 11, kuten nähdään kuvassa 1B. Jokainen kelakierros on sovitettu peittämään 120° sy-linterin kehästä. Kela-alue, jossa liitokset 7 ja 9 on tehty, « j*·^ on sovitettu peittämään suunnilleen 60° kehästä. Maksimi RF .’V. kentän yhtenäisyydelle, kelojen sivun, jotka kelat ovat yhden- a · suuntaisia sylinterin pitkittäisakselin kanssa, tulisi olla • f j yhtä suuria kuin kaksi sylinterin halkaisijaa (D). Kuitenkin ***; kela, jolla sivun pituus on kaksi halkaisijaa, on epäkäytän- * * * *’* nöllinen, koska RF energia on sijoitettu potilaan alueille, jotka eivät kiinnosta. Siksi käytännössä kelan sivun pituus « · on pienennetty noin yhden halkaisijan pituiseksi.

- · * • · · • · 0 f

Kuva 1C kuvaa toista toteutusta konventionaalisesta RF kelas- ta, joka on samanlainen kuin kuvassa 1A esitetty, mutta jossa kelakierrokset 15 ja 17 on kytketty sarjaan ja syötetty pis- *.* ' teistä 19 ja 21 kondensaattorin 1B ylitse. Kuvassa 1C esitetty • · * kela on tyypillisesti käytetty hyväksi pään NMR tutkimuksissa.

t E 83080

Kuva 1D esittää vielä toista toteutusta konventionaalisesta NMR RF kelasta tehtynä kahdesta johtavasta silmukkaelementis-tä 2 ja 4 valmistettuna cooper-foliosta. Silmukkaelementit on sähköisesti yhdistetty johtavalla liuskalla 6. Toinen johtava liuska Θ sijoitettuna vastakkain liuskaan 6 nähden on sähköisesti kytketty yhteen silmukkaan, esimerkiksi 2:een, mutta on erotettu toisesta päästään ilmavälillä, joka on muodostettu sen ja silmukan 6 välille. Kela saa energian il-mavälin poikki pisteissä 10 ja 12. Virran kulku on osoitettu nuolilla 14.

RF keloja, joilla on yksi kierros tai kaksi kierrosta, kuten edellä on selostettu, on käytetty minimoimaan induktanssi ja nostamaan resonanssi jaksolukua sallimaan NMR tutkimukset suoritettavaksi korkeammilla magneettikenttävoimakkuuksilla. Kuitenkin kuten edellä on selostettu, resonanssivirran konstruktio niin harvoissa kierroksissa vähentää kentän homogeenisuutta ja signaaliherkkyyden homogeenisuutta tutkittavana olevan näytteen kohdetilassa. Lisäksi symmetrian puute viritys-kondensaattorin ja esimerkiksi, yksikierroskelan hajakapasi-tanssin välillä johtaa epäyhdenmukaiseen virran jakautumaan kelassa, ja vastaavaan vähenemiseen kentän yhdenmukaisuu-: : : dessa. Yksi hajakapasitanssin vaikutuksista matalakierroske- loissa (yhtä hyvin kuin muissakin) on aiheuttaa virtoja, jot-ka eivät kierrä läpi koko kelasilmukan, vaan vuotavat läpi tutkittavana olevan kohteen. Tällä on vahingollinen vaikutus hävittää kentän yhtenäisyys. On mainittava, että sarjakela-kierrosten lukumäärän lisääminen tarkoituksella lisätä homo-'‘ geenisuutta ei ole elinkelpoinen ratkaisu, koska lisätyt ke-lakierrokset lisäävät induktanssia (siten, pannen katon kelan • " resonanssi jaksoluvu1 le).

On sen vuoksi ilmeistä, että virtajakautumaa tarvitsee kont-____: rolloida lukuisissa kelakäämeissä yhtenäisen B,j kentän tuottamiseksi. Lisäksi, kuten jo edellä on osoitettu, kelan muo-don tulisi olla sellainen, että potilaan sijoittamiselle on vapaa pääsy pillin pi tkittäisaki el ia. kentän täytyy myös olla kohti sudi .j: : . symmetrian \ i interimäistä akselia vastaan,

I I

9 83080 joka on valittu olemaan samansuuntainen Ei kentän suuntaan o nähden. Yksikerroksinen satulakela tyydyttää nämä vaatimukset ja on keksinnön mukaisen kelan peruselementti.

Viitaten nyt kuvaan 2A, yksikerroksinen satulakela muodostuu kahdesta rinnakkaisesta johtavasta segmentistä 21a ja 22a ollen jokaisella kondensaattori 23a kytkettynä sarjaan sen kanssa. Kondensaattorien 21a ja 22a päät on yhdistetty halkaisijan suunnassa vastakkaisiin pisteisiin parilla rinnakkaisella johtavalla silmukalla 25a ja 26a välimatkan päässä toisistaan pitkin yhteistä pitkittäisakselia 16. Kela voi olla syötetty voimanlähteestä kuten RF vahvistin, yleensä merkitty 20:11ä, kytkettynä liittimien 27a ja 28a väliin rinnan kondensaattorin kanssa segmentissä 21a. Nuolet 29 esittävät asiaan kuuluvia virtateitä, jotka tuottavat radiojakso-lukukentän kohtisuorassa johtavien johdinsegmenttien 21a ja 22a määrittämää tasoa vastaan, joiden sopivasti sen jälkeen on edullista olla pystysuorassa. On huomattava, että kentän suunta voi olla määrätty konventionaalisella oikean käden säännöllä. Sääntö osoittaa että, jos oikean käden sormet on sijoitettu virtaa-kuljettavan segmentin ympärille siten, että peukalo osoittaa virran suunnan, sormet osoittavat mag-neettikentän suunnan (t.s, B^ ) .

• ·

Keksinnön mukainen NMR kelamuoto käsittää suositussa toteu-·. ^ tuksessa monta pystysuoraa johdinsegmenttiä 21b yhdenmukaisesti erilleen sijoitettuna ja kytkettynä ylemmän ja alemman *;; johtavan rengassilmukan 25b ja 26b ympärille kuten kuvassa 2B "·*·’ on esitetty. On mainittava, että silmukoiden ei tarvitse olla tarkasti pyöreitä vaan voivat myös olla soikeita tai jonkin *.*·: muun muotoisia, jossa on aukko, johon tutkimuksen kohde mah- : tuu. Jokaisessa pystysuorassa johtavassa segmentissä on aina- .*··. kin yksi kapasitiivinen elementti 23b. Monet virtatiet, jokai-nen vastaten kuvan 2A vastaavaa, on merkitty nuolilla 29 ku-. vassa 2B, ja niitä käsitellään yksityiskohtaisemmin jäljempä-· nä. kentän homogeenisuus kasvaa kun pystysuorien johtavien ·...· sepm nttien lukumäärä kasvaa. Tämä johtuu siitä tosiasiasta, et!" kun segmenttien lukumäärä kasvaa, resultoiva kmttä on 10 83080 tuotettu monien myötävaikutuksella niin, että jokaisen johdon teho pienenee. Johtimien lukumäärää ei voida lisätä rajattomasti, koska tarvitaan avoin väli viereisten pystysuorien johtimien välillä sallimaan magneettivuon kulun, seurauksena virran kulusta, estämään täten homogeenisen B,j kentän tuottamisen. On konstruoitu keloja, joissa on 4, Θ, 16 ja 32 pystysuoraa johdinta. On huomattava, että pystysuorien johtavien segmenttien ei tarvitse olla vastaavasti erillään. Itse asiassa, keksinnön mukaista RF kelan toteutusta, jossa on ikkuna potilaan tarkkailun helpottamiseksi, esitellään jäljempänä.

Se mitä tarvitaan tuottamaan homogeeninen kenttä on monta pystysuoraa johdinta jaettuna ympäri johtavan silmukan kehää siten, että virta pystysuorissa johtimissa lähestyy sinimuotoista jakautumaa. Resultoivaa keksinnön mukaista NMR kelaa voidaan ajatella resonoivana onkalona, joka on tehty päistään avoimesta sylinteristä, jossa on oskilloiva magneettikenttä poikittain sylinterin akseliin nähden kun on magnetoitu sinimuotoisella jännite tai virtalähteellä. On olemassa joukko mahdollisia resonoivia malleja, kuten myöhemmin selostetaan täydellisimmin.

Keksinnön mukaisen kelan parempaa ymmärtämistä varten, joka .•f. kela on esitetty kuvassa 2B, voidaan tutkia yhteenkytkettyä elementti-ekvivalenttipiiriä tälle kelamuodolle kuten kuvassa ^ 3A on esitetty. Ekvivalenttipiiri on balansoitu tikapuuverkko, ‘..I joka on tehty toistetuista piiriyksiköistä, joita on kuvattu ‘ ; kuvassa 3B ja yleensä merkitty 30:llä. Jokainen yksikkö käsit-'*·[ tää induktiiviset elementit 31 ja 32, ollen kumpikin yhdistet->'-* ty sen yhteen päähän sarjaan kytkettynä yhdistelmänä induktiivisista ja kapasitiivisista elementeistä 33 ja 34, vastaa-vasti. Kaksi A: 11a merkittyä pistettä (kuvassa 3A) on liitetty ’· yhteen sulkemaan ylemmän johtavan silmukan 26b, ja B:llä mer-.··. kityt pisteet on liitetty yhteen sulkemaan alemman johtavan silmukan 25b. Induktorit 31 ja 32 esittävät induktanssia yhdistettynä jokaisen silmukkasegmentin 24 kanssa pitkin kelan " ylempää jo ulompaa johtavaa silmukkaa. Nämä induktorit ovat : kaikki kr, m naän induktiivisesti kytkettyjä. Samalla tavoin induktori M, jotka on yhdistetty pystysuorien johtosegmtnt- I i 11 83080 tien 21b kanssa on kaikki keskenään induktiivisesta kytkettyjä. Johonkin määrään pystysuorat johtosegmentit näyttävät olevan johdotetut rinnan resultoivan pienennetyn jäännösinduk-tanssin kanssa verrattuna yksi-kierros versioon kuvassa 2A. Toisaalta keskinäiskytkentä lisää ylemmän ja alemman johtavan silmukan jäännösinduktanssia (verrattuna yksilöllisten itse-induktanssien summaan silmukoissa). Käytännössä, silmukan ja pystysuoran segmentin induktanssit voidaan minimoida rakentamalla molemmat leveänauhaisesta johtavasta foliosta. Tämä voi edullisesti olla suoritettu syövyttämällä johtimet käyttämällä joustavasti painettua piirilevyä. Voi olla toivottavaa, esimerkiksi, minimoida induktanssit 31, 32 ja 33 (kuva 3A) nostamaan kelan operointijaksolukua.

Viitaten nyt kuvaan 3B, toiminnassa, jännitepisteiden E ja F välillä on vaihesiirretty pisteiden C ja D väliseen jännitteeseen verrattuna. Jaksoluvulla, jossa kumulatiivinen vaihesiir-to kaikille yksiköille 30 (kuva 3A) lisää 2fT radiaania, kelalla on pysyvä aaltoresonanssi. Tällä resonanssilla, nimitettynä olemaan primäärinen resonanssi, virran jokaisessa pystysuorassa johtosegmentissä 21b on huomattu olevan suunnilleen suhteellinen lausekkeeseen sinö * jossa 6 (katso kuvaa 2B) on pystysuoran johtosegmentin napakulma mitattuna Y-akselilta, esimerkiksi. Tällainen sinimuotoinen virtajakautuma tuottaa • · * kasvavasti homogeenisemman poikittaiskentän kuin pystysuorien johtosegmenttien 21b lukumäärä on kasvanut.

*;*; Kelamuoto, joka on esitetty yhteenkytkety 1 lä elementti ekviva- lenttipiiri 1 lä kuvassa 3a, voi myös tuottaa korkeammat jaksolu- kuresonanssit, jotka tuottavat korkeamman asteen poikittais- V*i kenttäjakautumat. Korkeammat resonanssijaksoluvut on synnytet- ·/· · ty käyttämällä sopivasti korkeampaa jaksoluvun syöttölähdettä.

.··*. Näitä resonansseja suositellaan sekundäärisinä resonansseina.

• *

Esimerkiksi, kun kumulatiivinen vaihesiirto verkon ympäri on

Alf radiaania, virta pystysuorissa johtosegmenteissä on suh- *.* : teellinen lausekkeeseen sin 20 . Tätä resonanssia varten, poi-» · · kittaiskentän X ja Y komponentit esittävät suunnilleen lineaarisen gradientin pitkin X ja Y akseleja, vastaava'ii , nollil- 12 82080 la kelan keskiössä.

Ei ole tunnettua onko yksityiskohtainen joukko yhtälöitä, jotka kuvaavat yhteenkytkettyä elementti-ekvivalenttiverkkopiiriä kuvassa 3a ratkaistu analyyttisesti. Kuitenkin aaltolisäystä jaksottaisissa rakenteissa on tutkittu laajasti, erikoisesti kiinteän olomuodon fysiikassa, ja aikaansaa perustan virran jakautumien intuitiiviselle selostukselle yhteenkytketyssä e 1ementti-ekvivalenttipiirissä. Yhdistämällä tikapuiden päät (A ja B, kuva 3a) tuottamaan ylemmän ja alemman silmukan määrätään jaksottaiset rajaolosuhteet, joita usein käytetään myös krista11ihilateoriassa. 2N toistoelementeille 30, on olemassa 2N+1 silmukkavirtaa ja 2N+1 lineaarista yhtälöä. Yksi silmukka-virta voidaan asettaa nollaksi olettaen, että virta silmukoissa 25b ja 26b on balansoitu. Jäljelle jäävät 2N yhtälöt voidaan esittää 2Nx2N Toeplitz matriisilla, jolla on N paria ominaisratkaisuja. Ominaisvirrat ovat suhteellisia lausekkeisiin sin n Θ ja cos n θ ollen 1<n^N. Yhtälöiden numerolliset ratkaisut osoittavat, että virrat ovat sinimuotoisia.

Useita etuja saavutetaan, jos kela on konstruoitu omaamaan neli-taite sylinterimäisen symmetrian. Tässä käytettynä neli-: : : taite sylinterimäinen symmetria tarkoittaa, että kelamuoto I'·., [t.s. pystysegmenttien asema pitkin silmukan periferiaa ja kapasitiiviset arvot jokaisessa segmentissä) pysyy samana kun kelaa kierretään 90° sen pitkittäisakselin ympäri. Esimer-kiksi, keloilla, joiden pystysegmenttien lukumäärä on neljän Ί" kerrannainen (t.s. 4, 8, 12, 16, 32) on neli-taite symmetria. Tässä tapauksessa, primääriresonanssi11a on kaksi kohtisuoraa degeneroitunutta muotoa samalla resonanssijaksoluvulla. Yksi *: muoto, nimeltään tässä X-muoto, antaa RF magneettikentän, jo-: ka on samansuuntainen X-akselin kanssa kun virta pystyjohti- missä on suhteellinen lausekkeeseen sin£ . Toiselle muodolle, ____: nimeltään Y-muoto, virta on suhteellinen lausekkeeseen cosö ja magneettikenttä on Y-akselin suuntainen. Jos RF kelaa on : käytetty syöttämällä voima RF vahvistimesta (ei esitetty) yh- dessä pisteessä, kuten liittimien 27b ja 28 välillä kuvassa 2b, 13 83080 vain X-muoto on magnetoitu. Tässä tapauksessa resonanssipiiri tuottaa oskilloivan RF kentän 2H,j cos W t, jota voidaan ajatella kahtena kenttänä, molemmat kooltaan , kiertäen vastakkaisiin suuntiin poikittaistasossa, joka on kohtisuorassa Bq kentän suuntaa vastaan. Ytimet reagoivat vain yhteen kahdesta kiertävästä kentästä. Tarkasti, ytimet reagoivat kenttään, joka kiertää siinä suunnassa, jossa polaroidut ytimet kiertävät. Siten, voima, jota käytetään synnyttämään komponentti, joka kiertää väärään suuntaan, menee hukkaan. Kuitenkin jos, kuten kuvassa 4 on esitetty, kela saa voimansa toisessa syöt-töpisteessä pystysuorassa johtimessa 40 voimanlähteen ollessa 90° vaihesiirrossa, kaksi oskilloivaa kenttää lasketaan vektu-riaalisesti yhteen antamaan yhden pyörivän kentän. Tässä tapauksessa käyttövoimaa ei mene hukkaan. Siten, syöttämällä keksinnön mukaista RF kelaa kahdesta syöttöpisteestä, jotka ovat 90° erillään RF voiman tehokkuus kaksinkertaistuu. Myös, koska kohinajännitteet, jotka syntyvät kahdessa kohtisuorassa muodossa eivät ole vastaavaisuussuhteessa, mutta ytimistä tulevat signaalit ovat vastaavaisuussuhteessa, signaali/kohina suhdetta voidaan korottaa kertoimella Ν/Π Tässä tapauksessa havaittu NMR signaali täytyy kerätä kelan kahdessa kohtisuorassa pisteessä.

• « ·

Tarve ylläpitää suorakulmaisuus kahdelle degeneroidulle X- ja I.. Y-resonanssimuodolle asettaa vaatimuksia komponentti tolerans-; seille ja kelamuodolle. Esimerkiksi, induktiivisen kytkennän : ; effektiivinen kerroin K, kahden muodon välillä täytyy pitää *--- pienenä verrattuna kelan keskinäiseen laatutekijään Q. Kor- keillä jaksoluvuilla, joilla kelan potilaskuormitus on korkea ja RF voimantarve kasvanut on toivottavampaa, että kelan alem-pi 0 helpottaa jonkin verran suorakulmaisuuden saavuttamis-: : : mahdollisuutta. Kaksi resonanssimuotoa ovat olennaisesti kyt-kemättä, jos tulo KxQ on vähemmän kuin noin 5%. Tässä tapauk-sessa, jokaisella muodolla on oltava oikea vaihesiirto kiertävän kentän tuottamiseksi.

:[ Virtojen r uunnat pystysuorissa ja silmukkajohtimissa kelalle, jolla or, i ihdeksan pystysuoraa johdinta, ja siten neli-taite ! 14 83080 symmetria, on merkitty nuolilla 29 kuvassa 2B, joka kuvaa tällaista kelaa. Virran suunnat ovat primääriselle (toivotulle) resonanssimuodolle. Niiden virtojen sinimuotoista luonnetta käsitellään yksityiskohtaisemmin viittaamalla kuviin 5A-5C. Viitaten nyt kuvaan 5A, siinä on esitetty näkymä kuvan 2B kelasta päältäpäin. Kelaa syötetään pisteissä 27b ja 28b, kuten edellä, jotka ovat segmentissä mielivaltaisesti määritettyinä asennossa 6=0°. Tällä tavoin syötetyllä kelalla, mak-simivirta suhteessa lausekkeeseen cos Θ virtaa segmentissä, joka sijaitsee & =0° suunnassa paperin tasosta ulospäin kuten ympyröidyllä pisteellä on merkitty. Pienemmät virrat (suhteessa lausekkeeseen cos0 , jossa 9 =45° ja 315°) kulkevat samaan suuntaan segmenteissä, jotka ovat vierekkäin 6=0°:ssa olevan kanssa. Vastaavan suuruiset virrat kulkevat vastakkaiseen suuntaan (paperin sisään, kuten on esitetty ympyröidyllä ristillä) segmenteissä, jotka sijaitsevat Θ =180°, 135° ja 225°. Virranvoimakkuuden suuruus johtavissa segmenteissä on graafisesti esitetty kuvassa 5B, jossa asemakulma Θ on esitetty pitkin vaaka-akselia, kun taas virran suuruus on esitetty pitkin pystyakselia. Virrat, jotka kulkevat paperista ulos (45°, 0°, 315°) on mielivaltaisesti merkitty omaamaan positiiviset arvot, kun taas niillä, jotka kulkevat paperin sisään (135°, 180°, 225°) on negatiiviset arvot. Primäärisessä resonanssi-; . muodossa segmentit Θ =90°:ssa ja 9=270° eivät johda mitään ··.·. virtaa ja käytännössä ne voidaan eliminoida tai korvata oiko-• su 1 kupi irei 1 lä .

Virran suunta ylemmässä johtavassa silmukassa 26b (kuva 5A) •· on merkitty nuolilla 50, jotka ovat kooltaan piirretty osoittamaan suunnilleen niiden suuruuksia. Tarkemmin, silmukan vir-: tajakautuma on graafisesti kuvattu kuvassa 5C ollen kulma-ase- : ma ja virran suuruus esitetty pitkin vaaka- ja pystyakseleita, .·*. vastaavasti, ja jossa kellon viisarien mukainen virrankulku ____on mielivaltaisesti merkitty omaamaan positiivisen arvon. Sil- • mukkavirrat on jaettu askelmaisella tavalla. Siten, virrat · jotka kulkevat 45° ja 90° välillä, ja 315°ja 270° välillä ovat ·...· suurempia kuin virrat 0°ja 45° välillä, ja 0° ja 315 välillä, vastaavasti, koska edellinen sisältää viirat, jotka on aikaansaatu segmenteillä 45°:ssa ja 315°:ssa.

I i '5 83080

Muutamissa kelatoteutuksissa (kts. kuva 5DJ, erikoisesti niissä, joita käytetään pään NMR kuvaukseen, on huomattu edulliseksi leikata ikkuna kelamuottiin aikaansaamaan valmiit laitteet potilaan kasvojen saamiseksi näkyviin. Tämä on tehnyt välttämättömäksi muutaman pystysuoran segmentin siirron esteettömän tilan saamiseksi ikkunan leikkaamiseen. Tämä pätee erikoisesti keloille, joilla lähekkäiset pystysegmentit, kuten 32 segmenttiä eräässä toteutuksessa peräkkäin levitettynä.

RF kentän homogeenisuuden häiriön minimoimiseksi on huomattu toivottavaksi muuttaa ne segmentit, joissa vii'ta on pieni tai olematon. Kuvassa 5A esitetyssä toteutuksessa jompikumpi johti-mista, jotka sijaitsevat 90° tai 270°:ssa voidaan siirtää ilman merkittävää vaikutusta kentän homogeenisuuteen. Virran jakautuma pystysegmenteissä siinä tapauksessa, jossa segmentti 90° on siirretty on graafisesti kuvassa 5E. Virran voimakkuus pisteissä yli 45° ja alle 135° on nolla.

Toteutuksessa, jossa on 32 pystysegmenttiä, siirrettiin kuusi segmenttiä ikkunan mahduttamiseksi. Kelan havaittiin toimivan tyydyttävästi ilman mitään säätämistä. Suositussa toteutuksessa kuitenkin on osoittautunut edulliseksi nostaa kapasitanssi-arvoja lähinnä ikkunaa olevissa segmenteissä kummallakin puo-lella mahduttamaan kasvaneet virrat niihin kompensoimaan poistettujen segmenttien virransiirtokapasiteetin.

' Muutamissa pääkelatoteutuksissa voi myös olla toivottavaa tai- • ; vuttaa yksi silmukkaelementti olennaisesti satulan muotoon.

*··· Nostetut silmukkaosat (3 ja K kuvassa 5D) sopivat olkapäille *-*.* sallien pään olevan täydellisemmin kelan ympäröimänä.

·’/-· On myös havaittu edulliseksi NMR pääkelojen tapauksessa val-: : : mistaa keksinnön mukainen kela kahden erotettavissa olevan ... kelan yhdistelmänä kuten patenttivaatimukset on esitetty ja '**. julkaistu julkisesti ilmoitetussa yhteis-ratkai semattomassa • · · * ►

. hakemuksessa Serial No. (15-NM-2442), joka on liitetty osana ·/· · tähän kirjallisuusviitteenä taustamateriaaliksi. Tässä tapauk-; sessa on välttämätöntä muodostaa avoimet piirit ylemmissä ja alemmissa silmukkajohdoissa pisteissä X ja Z kuten kuvassa 6A

ιέ 83080 on osoitettu. Kelaa syötetään edelleen pisteessä 0=0, siten että toiminnan aikana kaksi kelapuo1ikasta, jotka resultoitu-vat avoimista piireistä on kytketty keskinäisellä induktanssilla toimimaan yhtenä kelana. Kuva 6A samanlainen kuvan 5A kanssa, sillä poikkeuksella, että avoimien silmukkapiirien vuoksi, segmenteissä 90°:n ja 270°:n kohdalla virroilla on vastakkaiset suunnat. Segmenttien virtajakautuma tässä toteutuksessa on esitetty kuvassa 6B, ja, kuten edellä, se on sinimuotoinen riippuen kulmasta© maksimivirtojen esiintyessä segmenteissä lähellä kohtia ©=0°, 45°, 160° ja 0=225°.

Kuva 6C esittää virran jakautumaa johtavissa silmukkaelemen-teissä. Maksimi silmukkavirta-arvot esiintyvät 0:n arvoilla vähän yli 90° ja 270° pisteissä W.

jos halutaan, ikkuna voidaan muotoilla kuvassa 6A esitetyksi kelatoteutukseksi poistaen johtavat segmentit, joissa on pienin virta. Tällaiset segmentit sijaitsevat 90° ja 135° välillä ja 270° ja 315° välillä kuten W:llä merkityillä alueilla kuvassa 6A. Viittaus kuvaan 6B osoittaa, että nämä alueet, jotka vastaavat segmenttejä, joilla on alimmat virrat, siksi vaikuttavat vähiten RF kentän homogeenisuuteen.

Jos kelamuoto (t.s. joko pystysegmenttien sijainti pitkin sil-mukan kehää tai kondensaattorien kapasiteettiarvot jokaisessa ” segmentissä) on valittu olemaan toinen kuin neli-taite symmet-: ria, X- ja Y-resonanssimuodot ovat suorassa kulmassa ja esiin- ; · tyvät eri jaksoluvuilla. Yksi menetelmä kahden resonanssin ·:· magnetoimiseksi on kahdella virtalähteellä, kuten edellä on : selostettu. On kuitenkin mahdollista magnetoida kaksi resonans sia käyttäen yhtä virtalähdettä, jolla on tarvittavat jaksolu-.·. : kukomponentit. Pienet muutokset komponenttiarvossa tai kela- muodossa voi antaa kaksi limittäin olevaa resonanssia, jos kela 0 on tarpeeksi korkea. Tämä voi olla haitallista, jos *...· halutaan vain yksi resonanssi. Yksi kahdesta resonanssista voi olla kuitenkin riittävästi siirretty jaksoluvussa tekemään .··.·. sen vaarattomaksi, jos kelasymmetriaa on vakavasti häiritty.

.···, Yksi mahdollisuus on leikata ylempi ja alempi johtava rengas , * · 25b ja 26b (kuva 2b) piste): nä, joissa la;utulla muodolla vir- ;

L

J

I i 17 83080 ta on nolla. Toinen mahdollisuus on korvata ne kondensaattorit 23b, joissa ei kulje virtaa halutussa muodossa, oikosul-jetuilla tai avoimilla piireillä. Oikosuljetun segmentin vaikutus ilmenee suurena kapasitanssina ja siksi pyrkii alentamaan halutun muodon resonanssijaksolukua. Avoimen piirin vaikutus on alentaa esiintyvää kapasitanssia ja samalla lisätä resonanssijaksolukua.

Voi olla edullista ei-neli-taite symmetrisessä kelassa käsitellä kahta resonanssijaksolukua sopivasti valituilla kondensaattoreilla 23b. X-muodon maksimivirta on siinä missä Y-muodolla on minimivirta. Siten nostamalla kondensaattorin arvoja siellä, missä sin$ on suuri ja laskemalla siellä missä cosQ on suuri, X-muodon jaksolukua voidaan alentaa ja Y-muodon jaksolukua nostaa. Tällainen kela voisi olla käyttökelpoinen suoritettaessa samanaikaisia NMR kaksoisre- sonanssitutkimuksia. Esimerkiksi, yksi muoto voidaan virit- 1 19 tää protoni H resonanssille ja toinen muoto fluori F resonanssille.

On lukuisia tapoja, joilla keksinnön mukainen NMR kelamuoto

periaatteessa voidaan panna täytäntöön elävän kudoksen NMR

... tutkimuksissa. Suositussa toteutuksessa johtavat elementit • » (t.s. 21b, 25b ja 26b, kuva 2b) on rakennettu leveistä joh- * · • ** tavaa foliota olevista nauhoista tarkoituksella minimoida • · · ·* niiden itseinduktanssi. Ne voivat myös olla rakennatut suuri-• ♦ · : .; halkaisijäisestä johtavasta putkesta, esimerkiksi. Ylemmän ja alemman johtavan renkaan välisen etäisyyden tulisi olla • · noin yksi tai kaksi kertaa kelan halkaisija kentän epähomo- geenisuuden, joka johtuu virroista silmukoissa 25b ja 26b, j\· pienentämiseksi.

• * • · · » · · * · · ^ Jos kelan halutaan resonoivan yhdellä ennalta määrätyllä jak-*···’ soluvulla, on mahdollista rakentaa kela muotoiltuna kuvan 2b *** * mukaan käyttäen vain kiinteitä kondensaattoreita. On kuiten-kin käytännöllisempää sisällyttää muutamia säädettäviä ele-< .***. menttejä resonanssi jaksoluvun hienosäätöä varten. Minimi- vaatimur Lekä X- että Y-muodon virittämiselle on sijoittaa i ib 8 3080 säädettävä virityskondensaattori kumpaankin kahteen pystysuoraan johtavaan elementtiin sijaiten 90° erillään (t.s., 40 ja 41, kuva 4). Pienet häiriöt näiden kahden pisteen kapasitanssissa ei suuresti häiritse kentän homogeenisuutta.

Missä halutaan resonanssijaksoluvun laajempaa säätöä, on suositeltavaa virittää kaikki kondensaattorit samanaikaisesti tai vaihtaa kelaryhmän tehollinen induktanssi. Pieniä muutoksia induktanssissa voidaan saavuttaa vaihtelemalla johtavien folioelementtien leveyttä. Suurempia muutoksia induktanssissa voidaan saavuttaa vaihtelemalla pystyjohtimien pituuksia säätämällä etäisyyttä kahden johtavan silmukan välillä.

Tapaa, jossa keksinnön mukaisen kelan suositussa toteutuksessa on 32 segmenttiä ja joka on fysikaalisesti ja sähköisesti muotoiltu NMR pään tutkimuksia varten selostetaan nyt viitaten kuviin 7A ja 7B. Samaa rakennemenetelmää on käytetty koko kelojen rakentamisessa, joiden koko tyypillisesti on mitoiltaan suurempi. Pää kela oli operoitavissa jaksoluvulla 21.31 MHz, joka on määritetty pääkentän Bq voimakkuudella ja tutkittavalla NMR isotoopilla. Yleensä kela on valmistettu syövyttämällä (käyttäen konventionaalisia tekniikoita) - * · * neljä kaksipuolista kuparipäällysteistä teflon hartsi pai net - tua piirilevyä. Levyt on asennettu sy 1 interimäise 1 le muotil-le, jonka ulkohalkaisija on 10.5 tuumaa. Piirilevyn kumpikin ! puoli on syövytetty erilaisella johtavalla mallilla. Jokainen ' ; piirilevy on suunnilleen 8x12 tuumaa.

Viitaten nyt kuvaan 7A siinä on esitetty johtava malli, jota käytetään hyväksi syövytettäessä piirilevyn pintaa (nimitetty • · : seuraavassa sisäpuoliseksi syövytetyksi pinnaksi), joka on : : : asennettu sylinterimäiselle muotille. Leveät liuskat 71 ja 73, kumpikin seitsemän-kahdeksan tuumaa leveät, muodostavat » · yhden neljänneksen johtavien silmukkaelementtien pituudesta.

, On olemassa kahdeksan suoraa johtavaa elementtiä, yleensä ·' merkillä 75, kukin suunnilleen 10 tuumaa pitkä ja puoli tuu-maa leveä, ulottuen silmukkaelementtien 71 ja 73 välille. Suorat elementit on erotettu puoli tuumaa leveällä kiiltäväl- I ! 19 83080 lä pinnalla, josta kupari on syövytettävä pois. Suorat elementit on siirretty sivulle silmukkaelementtien 71 ja 73 päistä noin 3/6 tuumaa. Viereisten suorien elementtien väli 75 on muodostettu jättämään, vaihtoehtoisesti, kolmanneksen elementistä (merkitty 81) kytketyksi silmukkaelementteihin 71 ja 73. Toinen väli 79 on valmistettu jokaiseen suoraan elementtiin eroittamaan jäljelle jäävän kaksi kolmasosaa (merkillä 85) suorasta elementistä vastaavasta silmukkaele-mentistä. Tällä tavalla on muotoiltu malli, jossa jokainen suora elementti on tehty elementin yhdistetystä kolmanneksesta ja elementin kahdesta yhdistämättömästä kolmanneksesta. Viereisissä suorissa johdoissa, yhdistämätön elementti 83 on yhtä pitkä yhdistetyn kolmanneksen kanssa ja ulottuu välin 77 taakse olemaan yhtä pitkä yhdistämättömän elementin kolmanneksen kanssa viereisessä suorassa johdossa.

Toinen malli on kuvattu kuvassa 7B ja nimitetään tässä ulkopuoliseksi syövytetyksi pinnaksi. Tämä malli on peilikuva kuvan 7A mallista ja on mitoitettu omaamaan samat mitat.

Kuvan 7B malli eroaa kuvan 7A vastaavasta siinä, että suorat johto-osat 81 ja 83 on kumpikin varustettu tyypillisesti neljällä (vaikka useampia tai vähempiä voidaan käyttää) kupa-riliuskalla syövyttämällä pois ohuet välit.

• Sisä- ja ulkopuolinen syövytetty pinta on pantu päällekkäin j siten, että pisteet S, T, U, V (kuva 7A) ovat pisteiden 0, P, 0, R (kuva 7B) päällä, vastaavasti. Tällä tavalla vä-•j· lit 77 jokaisella syövytetyllä (sisä- tai uiko-) pinnalla .*.*. on yhdistetty suorien elementtien 75 yhdistämättömien kaksi-kolmasosien 83 jatkuvilla osilla kumpaankin pintaan. Välit • . 79 on yhdistetty suorien elementtien jatkuvilla osilla 81.

Kuparifoliosegmenttien ja painetun eristetyn piirin yhdis-telmä muodostaa kolme sarjaan kytkettyä kondensaattoria pit-"...· kin jokaisen suoran johdon pituutta. Kondensaattorien luku-:**: määrä voidaan vaihdella lisäämällä tai vähentämällä välien ... lukumäärää. Jäännöskapasitanssi jokaisessa suorassa johdossa on tyypillisesti säädetty olemaan suunnilleen yhtä suuri.

“ Säätö aikaansaadaan yhdistämällä sähköisesti yksi tai useam- l \ 20 83080 pia kupari 1iuskoja 85 muuttamaan sisä- ja ulkopintojen pääl-lekkäispinta-alaa. Suositussa toteutuksessa sisä- ja ui ko-malli on syövytetty kaksi-puolisen painetun piirilevyn vastakkaisille sivuille .

Liuskojen 71 ja 73 syövytetyt sisä- ja ulkopinnat on sähköisesti yhdistetty yhteen pisteissä 0 ja S, P ja T, 0 ja U, ja R ja V. Koko kela vaatii neljä tällaista limittäistä ja sisäisesti yhdistettyä kokonaisuutta. Kelan puolikas on tehty liittämällä sähköisesti kaksi kokonaisuutta. Neljännes-kokonaisuuden pisteet □ ja Q on sähköisesti kytketty pisteisiin P ja R, vastaavasti, toisessa neljänneskokonaisuudessa.

Kaksi kelapuo1ikas ta, jotka on konstruoitu tällä tavalla, on asennettu sy1interimäise 1le kelamuotille ilman sähköistä kytkentää niiden välillä. Silmukkajohtimien kahden puolikkaan yhdistämättä jättäminen halkaisee kahden halutun resonanssin degeneraation, kuten edellä on selostettu. Kaksi kelapuoli-kasta on kyteketty, toimintaan, niiden keskinäisillä induktansseilla kun yksi puolikas on syötetty poikki yhden kolmesta kondensaattorista suorassa johdossa, siten kuin esimerkiksi pisteissä 89 ja 91 kuvassa 7A. Syöttöpiste impedanssi oli noin 50 ohmia ilman mitään kelassa olevan potilaan pään sovittelua (t.s., kuormitetulla kelalla).

| Suositussa toteutuksessa kaksipuolisen eristävän (teflon hart- : ' : si) painetun piirilevyn paksuus oli noin .006". Jokainen kol- mesta kondensaattorista jokaisessa suorassa johdossa oli sää-··· detty yhtä suureksi kuin noin 133 pico faradia. On huomattava, että ei ole tärkeää, että jokaisella kondensaattorilla on sama arvo, vaan että vain jokaisen suoran johdon jäännöskapasi-. : tanssi on sama. Haluttu resonanssijaksoluku homogeenisella RF magnettikentä 1 lä oli 21.31 MHz.

*_/ Keksinnön mukaisen NMR kelan toinen toteutus oli konstruoitu *:**: kuvien 7A ja 7B malleja seuraten ja jolla on 32 pystysegment- ...φ tiä. Tämä kela oli konstruoitu sylinterimäiselle muotille, jonka u lkoha 1 kaisi ja on 11.5 tuumaa ja pituus 16.5 tuumaa.

♦ · *

Liuskaelementit 71 ja 73 (kuvat 7A ja 7B) olivat leve\· Jeltään

E

I i 21 82080 .25 tuumaa. Suorat johdot 75 olivat .5 tuumaa leveitä välimatkan niiden välillä ollessa 5/8 tuumaa. Tässä tapauksessa oli kymmenen väliä jokaisessa suorassa johdossa, samanlaisia kuin välit 77 ja 79, niin että jokaisen kondensaattorin arvo oli alempi kuin kuvien 7A ja 7B toteutuksissa.

Kelan resonanssijaksoluku oli 63.86 MHz.

On tietysti todettava, että edellä julkaistu rakenne keksinnön mukaiselle käsitteelle on vain suosittu toteutus, ja että itse asiassa on muita rakennemenetelmiä, joita asiantuntijat voivat edullisesti käyttää. Muutamia esimerkkejä rakennemenetelmistä esitellään seuraavassa viitaten kuviin 8A ja ΘΒ, kuviin 9A ja 9B, ja kuviin 10 ja 11.

Kuva 8A esittää yhtä kelatoteutusta sisältäen monta pysty-johtoa 101 yhtä suurin välein ympäri yhdistävien johtavien silmukoiden 102 ja 103 kehää. Jokainen johto 101 on varustettu säädettävällä kondensaattorilla 104 rakennettuna sen pituussuuntaan. Kuva 8B esittää yksityiskohtaista pitkittäisleikkausta säädettävän kondensaattorin mahdollisesta rakenteesta. Kondensaattori on muodostettu sisäisestä johto-osasta 101a, jonka yksi pää ulottuu johto-osan 101b onton osan ... 107 sisään. Johtojen 101a ja 101b toiset päät on yhdistetty johtaviin silmukoihin 102 ja 103. Osa 101a on erotettu joh- • don 101b onton osan sisäpinnasta eristävää materiaalia ole- ' ·' valla hoikilla, joka voi olla kvartsia tai muuta sopivaa : .* eristävää materiaalia, kuten teflon synteettinen hartsipo-lymeri. Tyypilliseksi määräksi pystyjohtoja 101 ja, siten, kondensaattoreita 104, voidaan valita (mutta ei olla rajoitettu näihin) 8 ja 32 väliltä. Kaikki kondensaattorit voi-daan virittää samanaikaisesti muuttamalla laitteen pituutta (tai korkeutta). Pituuden muutoksella on induktanssiin pie- .·. nempi vaikutus kuin kapasitanssiin. On mainittava kuitenkin, • · *···' että jokaisella pystyjohdolla ei tarvitse olla (ei tässä * * toteutuksessa eikä alempana selostetuissa) säädettävää ka- :*·*; pasitanssia sen yhteydessä, jos halutaan vain yksi resonans- .***. s i j a K fio 1 uku .

• · · f 22 8S060

Kuvat 9A ja 9B esittävät keksinnön mukaisen NMR RF kelan toista toteutusta, joka on viritetty muuttamalla induktanssia mieluummin kuin kapasitanssia. Kela sisältää monta rinnakkaista pystyjohtoa 110 ollen jokaisella pari kiinteää kondensaattoria sen kummassakin päässä. Johdot on samoin jaettu kahden rinnakkaisen johtavan silmukan 112 ja 113 kehän ympäri, mutta ovat sähköisesti erotetut siitä muodostamaan kondensaattoriparin päissä. Kuva 9B esittää yksityiskohtaa tavasta, jolla kondensaattori on muotoiltu. Kaikki johdot 110 ulottuvat silmukassa 112 olevien aukkojen 114 läpi, esimerkiksi. Johdot 110 on sähköisesti eristetty johtavasta silmukasta holkeilla 115, jotka on tehty eristävästä materiaalista, joka päällystää aukot 114. Kela on viritetty samanaikaisesti siirtämällä yhtä tai molempia pääsil-mukoita 112 ja 113 lähemmäksi toisiaan tai kauemmaksi toisistaan. Tämä muuttaa kelan induktanssia muuttamatta sen kapasitanssia.

Keksinnön mukaisen NMR RF kelan toinen toteutus on kaaviol-lisesti esitetty kuvassa 10. Tässä toteutuksessa monta rinnakkaista johdinta 120, sähköisesti oikosu1jettuna yhteen sen päähän 121, on valssattu (tai syövytetty) eristävän sy-1 interimäisen muotin 122 ulkopinnan päälle. Samanlaisen sy-;·. linterimuotin 124, jolla on hieman pienempi halkaisija kuin . muotilla 122, päälle on myös valssattu monta rinnakkaista (. ! johtoa 125 oikosuljettuna päistään 126. Sylinterimuotti 124, . » ' ‘ jolla on pienempi halkaisija kuin muotilla 122, on sovitet-tu liukuvasti niiden sisään, siten että johtojen 120 ja 125 oikosu lkemattomat päät ovat pää 1 lekkkäin . Kapasitanssi vastaavien yhteen sopivien johtimien välillä riippuu päällek-' -· käisasteosta johtojen 120 ja 125 välillä. Laite viritetään joko liuottamalla yhtä muottia sisään- tai ulospäin kun johtimet ovat rivissä (muuttaen induktanssia ja kapasitans-siä) tai kiertämällä yhtä muottia kevyesti toiseen nähden siirtämällä johdot rivistä täten muuttaen kapasitanssia.

Kuva 11 esittää vielä toista keksinnön mukaisen NMR RF kelan toteutusta, jossa rinnakkaiset eristetyt johdot 130 on vals-

I I

23 8 3 080 sattu sähköä eristävän sylinterimäisen muotin 132 ulkopinnan päälle. Pari johtavia silmukoita 133, 134 on sitten pantu sylinterimäisen muotin kummankin pään sisään asentoon, joka on esitetty katkoviivoilla 135 ja 136 siten, että jokainen silmukka kytkeytyy kapasitiivisesti johtimiin sähköä eristävän materiaalin läpi, joka muodostaa sylinterin seinät. Siirtämällä silmukoita sisään tai ulos pitkin sylinterin pitkittäisakselia viritetään laite muuttamalla pääl-lekkäisastetta silmukan ja johtojen välillä ja siten muuttaen kapasitanssia. Laite voidaan myös virittää induktiivises-ti siirtämällä ainakin yhtä silmukoista muuttamaan pystyjoh-tojen 130 pituutta. On huomautettava, että johdot 130 voivat olla sijoitettuina sylinterimäisen muotin sisäsivulle kun taas johtavat silmukat voidaan panna sylinterin ulkosivulle.

Jokaisessa yllä esitetyssä NMR kelan toteutusesimerkissä viritys on toteutettu muuttamalla päällekkäisastetta tai johtavien kelaelementtien suhteellista pituutta. Suhteellinen liike, jota tarvitaan muuttamaan kytkentäastetta tai johdin-pituutta esiintyy kapasitiivisissa kytkinpisteissä. Siten ei ole mitään kosketinvastusta, joka aiheuttaisi kohinaa tai häviöitä.

On myös huomautettava, että on toivottavaa tehokkaalle voi- ... . mansiirrolle omata sovituskelan sisäänmenon ja lähettimen * ulostulon impedanssit. Keksinnön mukaisessa NMR kelamuodossa : tämä voidaan toteuttaa hankkimalla monta sarjaan kytkettyä kapasitanssia, kuten kapasitanssit 150-1 54, pystyjohdoissa 148, kuten kuvassa 12 on esitetty. Tässä tapauksessa sopiva pari liittimistä 155-160, joilla on haluttu impedanssi, on valittu tarvittaessa aikaansaamaan parhaan sovituksen lähe- tinkelan impedanssille. Kun kahta syöttöpistettä käytetään .1. syöttämään kelaa, vastaavia sarjakapasitansseja 161-165 voi- "··’ daan käyttää hyväski toisessa pystyjohdossa 149, joka on • * · * 0 kohtisuorassa ensimmäiseen syöttöjohtoon nähden. Tässä tapa-uksessa säädettävät kapasitanssit 166 ja 167 johdoissa 146 ja 149, vastaavasti, on käytetty hyväksi kelan hienov:rityk-seen. Niissä pystyjohdoissa, joita ei käytetty syöttö; jt i - 24 83080 ny, tarvittavan kapasitanssin, jota tarvitaan piirin resonanssiin, ei tarvitse olla hajoitettuna sarjaan kytkettyjen kondensdattorien riviin, vaan voi sen sijaan olla yhdistetty yhteen kapasitanssiin 168 kuvassa 12 ollen liitetty pys-tyjohtoon 147, joka voi myös sisältää säädettävän viritys-kondensaattorin 169. Kuten kuvan 4 tapauksessa, muutamia pystyjohtoja kuvassa 12 ei selvyyden vuoksi ole esitetty.

Edellä olevasta lienee käynyt selville, että keksinnön mukaisesti, on aikaansaatu NMR RF kela, jossa virta ja viri-tyskapasitanssi on jaettu useisiin kierroksiin, mutta jossa tehollinen induktanssi on suunnilleen yhtä suuri tai pienempi kuin yksi-kierroskelassa. Keksinnön mukainen NMR RF kela aikaansaa myös huomattavan parannuksen kentän yhdenmukaisuudessa ja signaalin herkkyydessä. Kelan muoto myös mahdollistaa parannuksia signaali/kohina suhteessa ja RF käyttövoiman pienentämisessä.

Vaikka tätä keksintöä on selostettu viitaten erikoisiin toteutuksiin ja esimerkkeihin, muut muotoilut ja muunnelmat saattavat selvitä asiantuntijoille edellä olevien opetusten alueella. Sen vuoksi on ymmärrettävä, että oheisten patenttivaatimusten puitteissa keksintö voidaan toteuttaa toisin kuin yksityiskohtaisesti on selostettu.

I i

Claims (56)

1. NMR radio-jaksoluku (RF) kela käsittäen: parin johtavia silmukkaelementtejä (25,26) sijoitettuna välimatkan päähän toisistaan pitkin yhteistä pitkittäisakselia (16), tunnettu useista johtavista segmenteistä (21,22) ollen jokaisella ainakin yksi reaktiivinen elementti (23) sarjassa niiden kanssa yhdistäen mainitut segmentit sähköisesti mainitut silmukkaelementit pisteissä, jotka ovat välimatkan päässä jokaisen mainitun silmukan kehällä, ollen mainitut segmentit sijoitettu olennaisesti yhdensuuntaisiksi mainitun pitkittäisakselin kanssa, jolloin toiminnan aikana mainittu RF-kela pystyy tuottamaan RF-kentän, joka on hyödyksi suoritettaessa NMR-tutkimuksia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että mainitut johtavat segmentit (21,22) ovat yhtä suurin välein pitkin jokaisen mainitun silmukan kehää.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu reaktiivinen elementti (23) käsittää ainakin yhden kapasitiivisen elementin.

* · · : 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnet- • · * *.. t u siitä, että mainittu kela on syötettävissä ainakin yhden mainitun kapasitiivisen elementin (23) kautta yhdessä maini-|V: tuista johtavista elementeistä aikaansaamaan virran mainitus- sa segmentissä läheten sinimuotoista jakautumaa riippuen seg-mentin kulma-asemasta Θ pitkin silmukan kehää. « ·

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu kela on syötettävissä ensimmäisestä *.* ’ virtalähteestä (20) yhdistettynä rinnan yhden mainitun kapa- :*·,· sitiivisen elementin (23) kanssa ensimmäisenä mainituista • · segmenteistä magnetoimaan mainitun RF-kelan tuottamaan oskil-loivan RF-kentän kohtisuoraan mainittua pitkittäisakselia • ·" vastaan ja merkittynä 2H1, cosWt, jossa 2Η^ on oskilloiva RF-kentän suuruus 26 82080 ω on RF-kentän resonanssijaksoluku t on aika, ollen mainittu kenttä tehty kahdesta vastakkaisiin suuntiin kiertävästä komponentista.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen NMR RF-kela, tunnet- t u siitä, että mainittu kela on syötettävissä toisella energialähteellä 90° vaihesiirrolla mainittuun ensimmäiseen virtalähteeseen nähden, ollen mainittu toinen virtalähde yhdistetty rinnan kapasitiivisen elementin kanssa toisessa mainitussa elementissä erotettuna kulmalla Q = 90° mainitusta ensimmäisestä segmentistä siten, että mainitut kohtisuorat RF-kenttäkomponentit yhteenlasketaan vektoriaalisesti tuottamaan yhden kiertävän RF-kentän, jossa Θ on napakulma ilmaisten jokaisen mainitun segmentin aseman pitkin mainittujen silmukoiden kehää.

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että jokainen mainituista segmenteistä käsittää ensimmäisen ja toisen osan ollen mainitut osat yhdistetty mainitun yhden vastaavan silmukkaelementin yhteen päähän ollen mainittujen ensimmäisten osien toiseen päähän muodos-tettu ontelo mainittujen toisten osien vastaavan toisen pään vastaanottamiseksi liukuvasti ollen mainitun ensimmäisen ja i.. toisen osan mainitut toiset päät erotettu sähköä eristävällä ; materiaalilla ollen mainitut segmentit liikuteltavia toisiin-; sa nähden samalla muodostaen säädettävän kapasitiivisen ele-mentin.

8. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u sähköä eristävästä materiaalista olevista ensimmäisestä ja toisesta sy1interimäisestä, aukolla varustetusta muotista ollen mainitut muotit muotoiltu teleskooppimaista liikettä varten suhteessa toisiinsa ollen mainitut segmentit kannatettuina mainitun ensimmäisen ja toisen muotin suuremmalla : pinnalla, vastaavasti, ollen ensimmäinen ja toinen johto-osa kytketty yhdessä niiden päistä mainittujen silmukkaelement-tien vastaavaan, ensimmäisen ja toisen osan sopivien toisten 27 88080 päiden ollessa sijoitettu olemaan limittäin tarkoituksella muodostaa kapasitiivinen elementti, limittäisasteen niiden välillä ollessa säädettävissä mainittujen muottien suhteellisella liikkeellä.

9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u sähköä eristävästä materiaalista olevasta ontosta sylin-terimäisestä muotista ollen mainitut segmentit kannatettu näiden suuremmalla pinnalla samansuuntaisina mainitun pitkit-täisakselin kanssa; ja ollen mainittu johtava elementtipari sijoitettu vastakkaiselle pinnalle mainitun muotin pintaan nähden, joka kannattaa mainittuja segmenttejä muodostamaan kapasitiivisen elementin limittäisalueella mainittujen silmukoiden ja mainittujen segmenttien välillä, ainakin yhden mainituista elementeistä ollessa liukuvasti sijoitettu mainitulle muotille muuttamaan limittäisaluetta täten muuttaen mainitun kapasitiivisen elementin kapasitanssia.

10. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että ainakin yksi mainituista johtavista silmukka-elementeistä sisältää lukuisia välimatkan päähän sijoitettuja aukkoja muodostettuina sen kehälle vastaavien mainittujen ·;·, segmenttien liukuvaa vastaanottoa varten ollen mainitut aukot .1 päällystetty sähköä eristävällä materiaalilla sähköisesti • 1 • · .. . eristämään mainitut segmentit mainituista silmukkaelementeis- • · · • ·1 tä kiinteän arvon omaavien kapasitiivisten elementtien muo- ·· · • · « • ·1 dostamista varten, kelan induktanssin ollessa säädettävissä mainitun silmukkaelementin suhteellisella liikkeellä, ollen aukot muodostettu siihen pitkin mainittua segmenttiä muuttamaan sen pituutta.

11. Patenttivaatimuksen 3 mukainen NMR RF-kela, tunnet-. t u siitä, että ainakin yksi mainituista segmenteistä sisäl- m · · *· ‘j tää ainakin yhden säädettävän kapasitiivisen elementin.

**·': 12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen NMR RF-kela, tunnet- • · ....: t u siitä, että mainittu kela käsittää NMR RF-pääkelan, ja 28 83080 että yhdellä mainituista johtavista silmukkaelementeistä on pääasiassa satulan muoto, joka sopii henkilön olkapäille sallien pään sijaitsevan täydellisemmin kelan sisällä.

13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että mainitut laitteet sisältävät ensimmäiset ja toiset laitteet sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen mag-netoimaan siinä ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssi-moodin ollen segmenttivirralla jakautumat suhteessa lausekkeisiin sinö ja cos0, vastaavasti, ollen mainituilla kapasi-tiivisilla elementeillä korkeat kapasitiiviset arvot segmenteissä, joissa sin6 on suuri, kun taas mainituilla kapasitii-visilla elementeillä segmenteissä, joissa cosö on suuri, on alemmat kapasitiiviset arvot verrattuina mainittuihin korkeisiin arvoihin siten, että mainitut ensimmäiset ja toiset moodit esiintyvät eri jaksoluvuilla.

14. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u laitteista sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen magne-toimaan siinä ensimmäisen Ja toisen kohtisuoran resonanssi-moodin ollen yksi mainituista moodeista haluttu moodi sisäl- .. täen jokainen johtava silmukkaelementti avoimen piirin pitkin niiden kehiä, missä halutulla moodilla on minimivirta korvaamaan ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin jaksoluvulla.

15. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunne t - : . t u laitteista sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen magne- toimaan siinä ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssi-moodin ollen yksi mainituista moodeista haluttu moodi kantaen mainitut kapasitiiviset elementit segmenteissä mitätöntä virtaa halutussa moodissa, joka on korvattu oikosulkupiireil-lä syrjäyttämään ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin . jaksoluvun suhteen. 1 I i

16. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet- t u laitteista sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen magne-’**. toimaan siinä ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssi- 29 83080 moodin ollen yksi mainituista moodeista haluttu moodi ollen mainitut kapasitiiviset elementit segmenteissä, joissa on mitätön virta halutussa moodissa, korvattu avoimilla piireillä syrjäyttämään ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin jaksoluvun suhteen.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut laitteet käsittävät pääkelan, jossa mainittu johtava silmukka ja segmentit on asennettu olennaisesti sylinterimäisen kelamuotin päälle, joka muotti on varustettu ikkunalla alueella, jossa mainitut segmentit on korvattu avoimilla piireillä. i

18. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että mainitut laitteet käsittävät ensimmäiset ja toiset laitteet sijoitettuina ensimmäiselle ja toiselle segmentille, vastaavasti, erotettuna kulmalla Θ = 90°.

19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäiset ja toiset laitteet kumpikin käsittävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä ollen yhteiset pisteet mainittujen sarjaan kyt- • · « kettyjen kapasitiivisten elementtien välillä valittavissa # «« λ . säätämään mainitun RF-kelan sisäänmenoimpedanssia.

• · * # • · • # · : *' 20. Patenttivaatimuksen 4 mukainen NMR RF-kela, tunnet- .·- t u siitä, että mainitut laitteet käsittävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä ollen yhteiset pisteet mainittujen sarjaan kytkettyjen kapasitiivisten elementtien välillä valittavissa mainitun RF-kelan sisäänmenoimpedanssin säätämiseksi.

• » · .*.* 21. Patenttivaatimuksen 2 mukainen NMR RF-kela, tunnet- t u siitä, että jokainen mainituista segmenteistä käsittää ensimmäisen ja toisen osan ollen osat yhdistetty yhdestä • * · ’··· päästään mainittujen silmukkaelementtien vastaavaan ollen -j mainittujen ensimmäisten osien toiseen päähän muodostettu ontelo mainittujen toisten osien vastaavan osan toisen pään • · 30 8 8 0 8 0 liukuvaa vastaanottoa varten ollen mainittujen ensimmäisen ja toisen osan toiset päät erotettu sähköä eristävällä materiaalilla ollen mainitut segmentit liikkuvia toisiinsa nähden muodostaen säädettävän kapasitiivisen elementin.

22. Patenttivaatimuksen 2 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u sähköä eristävästä materiaalista olevista ensimmäisestä ja toisesta ontosta sylinterimäisestä muotista, ollen mainitut muotit muotoiltu teleskooppimaista liikettä varten toisiinsa nähden ollen mainitut segmentit yhdistetyt ensimmäisestä ja toisesta osasta, joita kannattaa mainitun ensimmäisen ja toisen muotin suurempi pinta, vastaavasti, mainittu ensimmäinen ja toinen johto-osa ollen yhdistetty yhdessä sen päistä mainittujen silmukkaelementtien vastaavaan elementtiin, yhteensopivien ensimmäisen ja toisen osan toiset päät ollen sijoitettu olemaan limittäin toistensa kanssa kapasitiivisen elementin muodostamiseksi ollen limittäisaste niiden välillä säädettävissä mainittujen muottien suhteellisella 1i ikkeellä.

23. Patenttivaatimuksen 2 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u ontosta sähköä eristävää materiaalia olevasta sylinteri- • maisestä muotista ollen mainitut segmentit kannatettu sen suuremmalla pinnalla samansuuntaisesti mainitun pitkittäis-akselin kanssa; ja ollen mainittu pari johtavia elementtejä *. sijoitettuna mainittuja segmenttejä kannattavan mainitun muo tin pinnan vastakkaiselle pinnalle muodostamaan kapasitiivisen elementin mainittujen silmukoiden ja mainittujen segmenttien limittäisalueella, ollen ainakin yksi mainituista sil-mukkaelementeistä liukuvasti sijoitettu mainitulle muotille säätämään 1 imittäisaluetta täten säätäen mainitun kapasitiivisen elementin kapasitanssia.

24. Patenttivaatimuksen 2 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että ainakin yksi mainituista johtavista silmukka-elementeistä sisältää useita välimatkan päässä olevia aukkoja muodostettuna sen kehälle vastaavien mainittujen segmenttien liukuvaa vastaanottoa varten, ollen mainitut aukot vuorattu I i 3i 80080 sähköä eristävällä materiaalilla mainittujen segmenttien eristämiseksi sähköisesti mainitusta silmukkalementistä muodostamaan kiinteäarvoisen kapasitiivisen elementin, kelan induktanssin ollessa säädettävissä mainitun silmukkaelementin suhteellisella liikkeellä ollen aukot muodostettu sen sisään pitkin mainittuja segmenttejä säätämään sen pituutta.

25. Patenttivaatimuksen 2 mukainen NMR RF-kela, tunnet-t u siitä, että ainakin yksi mainituista segmenteistä sisältää ainakin yhden säädettävän kapasitiivisen elementin.

25 83080

26. Jonkin patenttivaatimuksen 1-25 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut segmentit on sijoitettu kunkin silmukan kehälle nelitaitesymmetrisen rakenteen muodostamiseksi.

27. Jonkin patenttivaatimuksen 1-25 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut segmentit on sijoitettu kunkin silmukan kehälle muodostamaan rakenteen, jolla ei ole nelitaitesymmetriaa.

28. NMR radio-jaksoluku (RF) kela käsittäen: parin johtavia silmukkaelementteja (25,26) sijoitettuna väli-·’ ’ matkan päähän toisistaan yhteisen pitkittäisakselin suunnas sa; tunnettu useista johtavista segmenteistä (21,22) • V ollen kullakin ainakin yksi reaktiivinen elementti (23) : siihen yhdistettynä, yhdistäen mainitut segmentit sähköisesti *:· mainitut kaksi silmukkaelementtiä pisteissä, jotka ovat väli- matkan välein jaettu kummankin mainitun silmukan kehälle ollen, jossa RF-kelassa on elimet, jotka on syötettävissä _ toiminnan yhteydessä, jotta saavutetaan suurinpiirtein sini muotoinen virta jakautuma mainituissa segmenteissä, joka jakautuma riippuu kunkin segmentin kulmasta ö silmukan kehäl-lä.

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen NMR RF-kela, t u n - n e t t u siitä, että mainitut johtavat segmentit on sijoitettu yhtä suurin välein pitkin jokaisen mainitun silmukan kehää. 32 83080

30. Patenttivaatimuksen 28 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu kela käsittää NMR RF-pääkelan ja jossa yhdellä mainituista johtavista silmukkaelementeistä on pääasiassa satulan muoto, joka sopii henkilön olkapäiden ympärille sallien pään sijaitsevan täydellisemmin kelan sisällä.

31. Patenttivaatimuksen 28 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu reaktiivinen elementti käsittää ainakin yhden kapasitiivisen elementin.

32. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut laitteet käsittävät ensimmäiset ja toiset laitteet, jotka sallivat mainitun RF-kelan syöttämisen magnetoimaan sen sisään ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssimoodin, jonka segmenttivirran jakautumat ovat suhteellisia lausekkeisiin sinö ja cos£, vastaavasti, ollen mainituilla kapasitiivisilla elementeillä segmenteissä, joissa sinö on suuri, korkeat kapasitiiviset arvot, ollen taas mainituilla kapasitiivisilla elementeillä segmenteissä, joissa cos£ on suuri, alemmat kapasitiiviset arvot verrattuna mainittuihin korkeisiin arvoihin siten, että mai-nittu ensimmäinen ja toinen moodi esiintyvät eri jaksoluvuil-la.

33. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, t u n - n e t t u laitteista sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen ’’ magnetoimaan siihen ensimmäisen ja toisen kohtisuoran reso nanssimoodin, ollen yksi mainittu moodi haluttu moodi, sisältäen mainittu pari johtavia silmukkaelementtejä kumpikin avoimen piirin pitkin sen kehää, siellä missä halutun moodin virta on minimissä, syrjäyttämään ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin jaksolukuun nähden.

34. S 080 yhteiset pisteet valittavissa säätämään mainitun RF-kelan sisäänmenoimpedanssia.

34. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, tunnettu laitteista sallimaan RF-kelan syöttämisen magnetoi- ; . maan sen sisään ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssi- .'· moodin, ollen yksi mainittu moodi haluttu moodi, ollen maini- I I 33 8 3 0 8 0 tut kapasitiiviset elementit segmenteissä, joissa on mitätön virta halutussa moodissa korvatut oikosulkupiireillä syrjäyttämään ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin jaksolukuun nähden.

35. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, tunnettu laitteista sallimaan mainitun RF-kelan syöttämisen magnetoimaan sen sisään ensimmäisen ja toisen kohtisuoran resonanssimoodin, ollen yksi mainituista moodeista haluttu moodi, ollen mainitut kapasitiiviset elementit segmenteissä, joissa on mitätön virta halutussa moodissa korvatut oikosulkupiireillä syrjäyttämään ei-halutun moodin jaksoluvun halutun moodin jaksolukuun nähden.

36. Patenttivaatimuksen 35 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu kela käsittää pääkelan ja jossa mainittu johtava silmukka ja segmentit on asennettu olennaisesti sylinterimäiselle kelamuotille, joka muotti on varustettu ikkunalla alueella, jossa mainitut segmentit on korvattu avoimilla piireillä.

37. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, t u n - n e t t u siitä, että mainitut laitteet käsittävät ensimmäi-: " set ja toiset laitteet sijoitettuina ensimmäiseen ja toiseen : segmenttiin, vastaavasti, erotettuna kulmalla B - 90°.

·*:· 38. Patenttivaatimuksen 37 mukainen NMR RF-kela, t u n - ;Y: n e t t u siitä, että mainitut ensimmäiset ja toiset laitteet kumpikin sisältävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä ollen yhteiset pisteet mainittujen sarjaan kytkettyjen kapasitiivisten elementtien välillä valittavissa säätämään mainitun RF-kelan sisäänmenoimpedanssia.

·[ ‘ 39. Patenttivaatimuksen 31 mukainen NMR RF-kela, t u n - : : : n e t t u siitä, että mainitut laitteet käsittävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä ollen mainittujen sarjaan kytkettyjen kapasitiivisten elementtien väliset

40. NMR RF-kela, tunnettu ensimmäisestä ryhmästä, jossa on pari johtavaa silmukkaelementtiä sijoitettuna välimatkan päähän toisistaan pitkin yhteistä pitkittäisakselia ja useita johtavia segmenttejä sähköisesti yhdistettyinä niiden päissä mainittuihin silmukkaelementteihin, ollen jokaisella mainitulla segmentillä ainakin yksi ei-johtava väli sen sisällä; ja toisesta ryhmästä, olennaisesti samanlainen mainitun ensimmäisen ryhmän kanssa, jossa johtaviin segmentteihin muodostetut välit on siirretty mainitun ensimmäisen ryhmän väleihin nähden; ollen mainittu ensimmäinen ja toinen ryhmä sijoitettu saman-keskeisesti toisiinsa nähden ja ollen erotettu sähköä eristävällä materiaalilla ollen yhden ryhmän silmukkaelementit sähköisesti yhdistetty toisen ryhmän vastaavaan silmukkaelement-tiin, ollen välit jokaisessa ryhmässä sijoitettu niin, että välin yhdessä ryhmässä ohikytkee toisen ryhmän vastaavan segmentin jatkuva osa muodostaen siten kapasitiivisen elementin.

41. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että johtavat segmentit ainakin yhdessä mainitusta ensimmäisestä ja toisesta ryhmästä sisältävät ainakin yhden sähköisesti eristetyn johtavan polun ei-johtavan välin ;* alueella, ollen mainittu polku sähköisesti kytkettävissä joh tavan segmentin jäljelle jäävään osaan säätämään limittäis-pinta-alaa mainitun ensimmäisen ja toisen ryhmän vastaavien segmenttien välillä mainitun kapasitiivisen elementin kapasitanssin säätämiseksi.

42. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen ja toinen ryhmä käsittää johtavat mallit, jotka vastaavat mainittua johtavaa silmukkaa ja segmenttielementtejä, jotka on valmistettu pai- V netun piirilevyn vastakkaisille sivuille. I i 35 8 3 0 8 0

43. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen ja toinen ryhmä käsittää johtavat mallit, jotka vastaavat mainittua johtavaa silmukkaa ja segmenttielementtejä, jotka on valmistettu yhden painetun piirilevyn vastakkaisille sivuille.

44. Patenttivaatimuksen 43 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu ensimmäinen ja toinen ryhmä kumpikin käsittää useita alayksiköitä, ollen kukin alayksikkö valmistettu sille osana johtavaa mallia yhdistettynä yhteen mainituista ryhmistä, jotka alayksiköt on sähköisesti yhdistetty sen johtavissa malliosissa vastaten mainittujen silmuk-kaelementtejä muodostamaan täydellisen yksikön.

45. Patenttivaatimuksen 43 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että jokainen mainituista johtavista silmukoista sisältää parin avoimia piirejä muotoiltuna niin, että syntyy kaksi kelapuolikasta siten, että kun, käytön aikana, yhtä mainituista puolikkaista syötetään, toinen on kytketty siihen keskinäisellä induktanssilla.

46. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, t u n -n e t t u laitteista sallimaan mainitun kelan syöttämisen j ’’ poikki ainakin yhden mainituista kapasitiivisista elementeis- • tä yhdessä mainituista johtavista segmenteistä saattamaan : toimintaan virran mainituissa segmenteissä, jolla on lähes sinimuotoinen jakautuma riippuen segmentin kulma-asemas-- : ta <9 pitkin silmukkakehiä.

47. Patenttivaatimuksen 46 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut kapasitiiviset elementit seg- .···. menteissä, jotka sijaitsevat pitkin silmukkakehiä, joissa • · sinimuotoinen virta jakautuma lähestyy minimisuuruutta , sisäl- \ . tävät oikosulkupiirin.

48. Patenttivaatimuksen 46 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut kapasitiiviset elementit seg- ; menteissä, jotka sijaitsevat pitkin silmukkakehiä, joissa 36 8 3 0 8 0 sinimuotoinen virta jakautuma lähestyy minimisuuruutta, sisältää avoimen piirin.

49. Patenttivaatimuksen 48 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että kela sisältää pääkelan ja jossa mainittu johtava silmukka ja segmentit on asennettu olennaisesti sylinterimäiselle kelamuotille, joka muotti on varustettu ikkunalla alueella, jossa mainitut segmentit on korvattu avoimilla piireillä.

50. Patenttivaatimuksen 46 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut laitteet käsittävät ensimmäiset ja toiset laitteet sijoitettuna ensimmäiselle ja toiselle segmentille, vastaavasti, erotettuna kulmalla Q = 90°.

51. Patenttivaatimuksen 50 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut ensimmäiset ja toiset laitteet kummatkin sisältävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä, ollen yhteiset pisteet mainittujen sarjaan kytkettyjen kapasitiivisten elementtien välillä valittavissa mainitun RF-kelan sisäänmenoimpedanssin säätämiseksi.

52. Patenttivaatimuksen 46 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut laitteet sisältävät useita sarjaan kytkettyjä kapasitiivisia elementtejä, ollen yhteiset pisteet mainittujen sarjaan kytkettyjen kapasitiivisten ele- • menttien välillä valittavissa mainitun RF-kelan sisäänmeno impedanssin säätämiseksi.

53. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainittu kela käsittää NMR RF-pääkelan, ja jossa yhdellä mainituista johtavista silmukkaelementeistä on pääasiassa satulan muoto, joka sopii henkilön olkapäiden ympärille sallien pään olevan täydellisemmin sijoitettuna kelan sisään. I i 37 8 8080

54. Patenttivaatimuksen 40 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut johtavat segmentit sijaitsevat yhtä suurin välein pitkin jokaisen mainitun silmukan kehää.

55. Patenttivaatimuksen 54 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut segmentit sijaitsevat välimatkan päässä toisistaan pitkin jokaisen mainitun silmukan kehää muodostamaan muodon, jolla on nelitaitesymmetria.

56. Patenttivaatimuksen 54 mukainen NMR RF-kela, tunnettu siitä, että mainitut segmentit sijaitsevat välimatkan päässä toisistaan pitkin jokaisen mainitun silmukan kehää muodostamaan muodon, jolla ei ole nelitaitesymmetriaa. 38 8 3 080