JP2003299632A - 磁気共鳴装置用の高周波アンテナ - Google Patents
磁気共鳴装置用の高周波アンテナInfo
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- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 個々の振動モードの共鳴周波数が同一である
かあるいは互いに異なっているか否かに無関係に、常に
予め決定されたモードのみが励起される結合要素を提供
する。 【解決手段】 結合要素（１３）は、送信時に高周波の
電磁エネルギーをエンドリング（１１）およびアンテナ
ロッド（１０）に入射させ、受信時にそれらから出射さ
せる。結合要素（１３）は、アンテナ軸線（１２）をア
ンテナロッド（１０）の領域で接線方向に取り囲む導体
システム（１３）として形成されている。送信時にこの
導体システム（１３）へ給電モジュール（１４）から高
周波電流が入力され、受信時にこの導体システム（１
３）から高周波電流が出力され、この導体システム（１
３）がエンドリング（１１）およびアンテナロッド（１
０）に誘導結合されている。
かあるいは互いに異なっているか否かに無関係に、常に
予め決定されたモードのみが励起される結合要素を提供
する。 【解決手段】 結合要素（１３）は、送信時に高周波の
電磁エネルギーをエンドリング（１１）およびアンテナ
ロッド（１０）に入射させ、受信時にそれらから出射さ
せる。結合要素（１３）は、アンテナ軸線（１２）をア
ンテナロッド（１０）の領域で接線方向に取り囲む導体
システム（１３）として形成されている。送信時にこの
導体システム（１３）へ給電モジュール（１４）から高
周波電流が入力され、受信時にこの導体システム（１
３）から高周波電流が出力され、この導体システム（１
３）がエンドリング（１１）およびアンテナロッド（１
０）に誘導結合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つのエンドリン
グおよび複数のアンテナロッドを備え、２つのエンドリ
ングがアンテナ軸線（１２）に対して同心的にかつ軸線
方向に互いに向かい合ってずらされて配置され、アンテ
ナロッドがアンテナ軸線の周りに配置されエンドリング
を互いに結合し、結合要素により、送信時に高周波の電
磁エネルギーがエンドリングおよびアンテナロッドに入
射し、受信時にそれらから出射する磁気共鳴装置用の高
周波アンテナに関する。
グおよび複数のアンテナロッドを備え、２つのエンドリ
ングがアンテナ軸線（１２）に対して同心的にかつ軸線
方向に互いに向かい合ってずらされて配置され、アンテ
ナロッドがアンテナ軸線の周りに配置されエンドリング
を互いに結合し、結合要素により、送信時に高周波の電
磁エネルギーがエンドリングおよびアンテナロッドに入
射し、受信時にそれらから出射する磁気共鳴装置用の高
周波アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の高周波アンテナは鳥かご形共鳴
器として一般的に公知である。この種の高周波アンテナ
では通常、アンテナロッドはアンテナ軸線に対して平行
に配置されている。
器として一般的に公知である。この種の高周波アンテナ
では通常、アンテナロッドはアンテナ軸線に対して平行
に配置されている。
【０００３】鳥かご形共鳴器は、それぞれの固有の共鳴
周波数を有することができるような多数の振動モードを
有する。磁気共鳴装置へ適用する際には通常、個々の振
動モードが同一の共鳴周波数に同調されているのが有利
である。これは、ある専門家会議論文に記載されている
ような適正な同調手段により達成される（例えば非特許
文献１参照）。
周波数を有することができるような多数の振動モードを
有する。磁気共鳴装置へ適用する際には通常、個々の振
動モードが同一の共鳴周波数に同調されているのが有利
である。これは、ある専門家会議論文に記載されている
ような適正な同調手段により達成される（例えば非特許
文献１参照）。
【０００４】同じ共鳴周波数（すなわちラーモア周波
数）へのこのような同調に基づいて、周波数に依存する
インピーダンスによってもはやモード分離が、送信時に
も受信時にも不可能となる。
数）へのこのような同調に基づいて、周波数に依存する
インピーダンスによってもはやモード分離が、送信時に
も受信時にも不可能となる。
【０００５】
【非特許文献１】Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈ Ｌｅｕｓｓｌｅ
ｒ， Ｊａｒｏ ＳｔｉｍｍａおよびＰｅｔｅｒ Ｒｏ
ｅｓｃｈｍａｎｎ著 「Ｔｈｅ Ｂａｎｄｐａｓｓ Ｂ
ｉｒｄｃａｇｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｍｏｄｉｆｉｅ
ｄ ａｓ ａ ＣｏｉｌＡｒｒａｙ ｆｏｒ Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓ ＭＲ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（同
時ＭＲ捕捉用コイルアレイとして変形された帯域通過鳥
かご形共鳴器）」、ＩＳＭＲＭ １９９７年発行、ｐ１
７６
ｒ， Ｊａｒｏ ＳｔｉｍｍａおよびＰｅｔｅｒ Ｒｏ
ｅｓｃｈｍａｎｎ著 「Ｔｈｅ Ｂａｎｄｐａｓｓ Ｂ
ｉｒｄｃａｇｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒ Ｍｏｄｉｆｉｅ
ｄ ａｓ ａ ＣｏｉｌＡｒｒａｙ ｆｏｒ Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓ ＭＲ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ（同
時ＭＲ捕捉用コイルアレイとして変形された帯域通過鳥
かご形共鳴器）」、ＩＳＭＲＭ １９９７年発行、ｐ１
７６
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、個々
の振動モードの共鳴周波数が同一であるかあるいは互い
に異なっているか否かに無関係に、常に予め決定された
モードのみが励起される結合要素を提供することにあ
る。
の振動モードの共鳴周波数が同一であるかあるいは互い
に異なっているか否かに無関係に、常に予め決定された
モードのみが励起される結合要素を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、結合要素
が、アンテナ軸線をアンテナロッドの領域で接線方向に
取り囲む導体システムとして形成され、送信時にこの導
体システムへ給電モジュールから高周波電流が入力さ
れ、受信時にこの導体システムから高周波電流が出力さ
れ、この導体システムがエンドリングおよびアンテナロ
ッドに専ら誘導結合されていることにより解決される。
が、アンテナ軸線をアンテナロッドの領域で接線方向に
取り囲む導体システムとして形成され、送信時にこの導
体システムへ給電モジュールから高周波電流が入力さ
れ、受信時にこの導体システムから高周波電流が出力さ
れ、この導体システムがエンドリングおよびアンテナロ
ッドに専ら誘導結合されていることにより解決される。
【０００８】本発明において、１つのどのモードが励起
されるかないしは複数のどのモードが励起されるかは、
結合要素の幾何学的構成により決定される。
されるかないしは複数のどのモードが励起されるかは、
結合要素の幾何学的構成により決定される。
【０００９】導体システムの最小の構成は、導体システ
ムがアンテナ軸線の周りを周回する単一の導体を有し、
この導体がエンドリングの１つから、接線角により変化
する距離を有することにある。この場合、結合要素は比
較的大きな磁界をアンテナ軸線に対して平行に発生させ
る。従って、２つ以上の導体を有する導体システムが望
ましい。
ムがアンテナ軸線の周りを周回する単一の導体を有し、
この導体がエンドリングの１つから、接線角により変化
する距離を有することにある。この場合、結合要素は比
較的大きな磁界をアンテナ軸線に対して平行に発生させ
る。従って、２つ以上の導体を有する導体システムが望
ましい。
【００１０】アンテナ軸線方向での磁界成分の補償は例
えば、導体システムが２つの導体を備えた基本導体群を
有し、２つの導体がアンテナ軸線の周りを周回し、交差
接線角で交差し、その間に導体が偶数のウインドウを形
成するような相互距離を有し、送信時には位相が１８０
°電気的にずれた電流が導体に入力されないしは受信時
には位相が１８０°電気的にずれた電流が導体から出力
されることによって達成される。
えば、導体システムが２つの導体を備えた基本導体群を
有し、２つの導体がアンテナ軸線の周りを周回し、交差
接線角で交差し、その間に導体が偶数のウインドウを形
成するような相互距離を有し、送信時には位相が１８０
°電気的にずれた電流が導体に入力されないしは受信時
には位相が１８０°電気的にずれた電流が導体から出力
されることによって達成される。
【００１１】この構成により、高い励起効率が達成され
る。どのモードが励起されるかは導体の具体的な構成に
依存する。
る。どのモードが励起されるかは導体の具体的な構成に
依存する。
【００１２】最後に記載された実施態様により、励起さ
れた１つのモードないしは複数のモードは直線偏波を有
する。しかし、磁気共鳴装置への適用には、円偏波を有
するモードが望ましい。これを達成するために、導体シ
ステムが補助導体群を有し、補助導体群が基本導体群と
同様に形成され、そのウインドウが基本導体群のウイン
ドウに対して交互に設置され、送信時に位相が１８０°
電気的にずれた電流が補助導体群の導体に入力されない
しは受信時に位相が１８０°電気的にずれた電流がそれ
らから出力され、補助導体群の導体に流れる電流の位相
が、基本導体群の導体に流れる電流の位相に対して９０
°電気的にずれている。
れた１つのモードないしは複数のモードは直線偏波を有
する。しかし、磁気共鳴装置への適用には、円偏波を有
するモードが望ましい。これを達成するために、導体シ
ステムが補助導体群を有し、補助導体群が基本導体群と
同様に形成され、そのウインドウが基本導体群のウイン
ドウに対して交互に設置され、送信時に位相が１８０°
電気的にずれた電流が補助導体群の導体に入力されない
しは受信時に位相が１８０°電気的にずれた電流がそれ
らから出力され、補助導体群の導体に流れる電流の位相
が、基本導体群の導体に流れる電流の位相に対して９０
°電気的にずれている。
【００１３】この実施態様では、円偏波の励起を達成す
るために４つの導体が必要である。しかし、導体システ
ムが複数の導体を有し、これらの導体がずれ角で周期的
にアンテナ軸線の周りを周回し、導体がエンドリングの
１つから、接線角により変化する距離を有し、ずれ角と
導体の数および導体の周期の数との積が３６０°とな
り、送信時には位相が位相角だけ電気的にずれた電流が
導体に入力されないしは受信時には位相が位相角だけ電
気的にずれた電流が導体から出力され、位相角と導体の
数との積が電気的に３６０°となる場合、導体の数を３
つに減らすこともできる。
るために４つの導体が必要である。しかし、導体システ
ムが複数の導体を有し、これらの導体がずれ角で周期的
にアンテナ軸線の周りを周回し、導体がエンドリングの
１つから、接線角により変化する距離を有し、ずれ角と
導体の数および導体の周期の数との積が３６０°とな
り、送信時には位相が位相角だけ電気的にずれた電流が
導体に入力されないしは受信時には位相が位相角だけ電
気的にずれた電流が導体から出力され、位相角と導体の
数との積が電気的に３６０°となる場合、導体の数を３
つに減らすこともできる。
【００１４】導体がアンテナ軸線の周りを周回する周回
端部で互いに短絡される場合、導体システムは構造上特
に簡単に形成される。
端部で互いに短絡される場合、導体システムは構造上特
に簡単に形成される。
【００１５】１つの導体ないしは複数の導体がアンテナ
軸線をエンドリング間の中央で垂直に切断している中央
面に対して対称的に配置されている場合、より小さい容
量結合が生じる。
軸線をエンドリング間の中央で垂直に切断している中央
面に対して対称的に配置されている場合、より小さい容
量結合が生じる。
【００１６】１つの導体ないしは複数の導体に短絡コン
デンサが配置されている場合、導体システムは、励起周
波数が高くかつ導体が比較的長くても、適用可能であ
る。
デンサが配置されている場合、導体システムは、励起周
波数が高くかつ導体が比較的長くても、適用可能であ
る。
【００１７】１つの導体からエンドリングまでの距離な
いしは複数の導体間の相互距離ないしは複数の導体から
エンドリングまでの距離がほぼ正弦状に接線角に依存し
ている場合、主として１つのモードのみが励起される。
いしは複数の導体間の相互距離ないしは複数の導体から
エンドリングまでの距離がほぼ正弦状に接線角に依存し
ている場合、主として１つのモードのみが励起される。
【００１８】導体からエンドリングまでの距離ないしは
複数の導体間の相互距離ないしは複数の導体からエンド
リングまでの距離が最大値および最小値をとり、最小値
と最大値との差がエンドリング間のずれの少なくとも３
０％、望ましくは５０〜９０％である場合、特に高い励
起効率が生じる。
複数の導体間の相互距離ないしは複数の導体からエンド
リングまでの距離が最大値および最小値をとり、最小値
と最大値との差がエンドリング間のずれの少なくとも３
０％、望ましくは５０〜９０％である場合、特に高い励
起効率が生じる。
【００１９】
【発明の実施の形態】別の利点および詳細について、以
下の実施例の記述に基づいて図面と関連させて説明す
る。図面は原理図である。
下の実施例の記述に基づいて図面と関連させて説明す
る。図面は原理図である。
【００２０】図１によれば、磁気共鳴装置は検査スペー
ス１を有する。患者寝台板２を用いて、人間つまり患者
３（一般的には検査対象物）は検査スペース１内へ挿入
可能である。検査スペース１はほぼ円筒状に形成されて
いる。
ス１を有する。患者寝台板２を用いて、人間つまり患者
３（一般的には検査対象物）は検査スペース１内へ挿入
可能である。検査スペース１はほぼ円筒状に形成されて
いる。
【００２１】検査スペース１は種々の磁石および磁石シ
ステムによって取り囲まれている。これは先ず基本磁石
４である。この基本磁石４は均質な基本磁界を発生させ
るために働く。さらに、勾配磁石システム５が存在す
る。この勾配磁石システム５により、有意と評価できる
磁気共鳴信号を発生させるために必要な勾配磁界が発生
させられる。次に、磁石システムは全身コイル６も有す
る。この全身コイル６は高周波アンテナ６として形成さ
れている。全身コイル６は送信アンテナとして動作する
際には、検査対象物３において磁気共鳴信号を励起する
ために働く。全身コイル６は受信アンテナとして動作す
る際には予め励起された検査対象物３の磁気共鳴信号を
受信するために働く。
ステムによって取り囲まれている。これは先ず基本磁石
４である。この基本磁石４は均質な基本磁界を発生させ
るために働く。さらに、勾配磁石システム５が存在す
る。この勾配磁石システム５により、有意と評価できる
磁気共鳴信号を発生させるために必要な勾配磁界が発生
させられる。次に、磁石システムは全身コイル６も有す
る。この全身コイル６は高周波アンテナ６として形成さ
れている。全身コイル６は送信アンテナとして動作する
際には、検査対象物３において磁気共鳴信号を励起する
ために働く。全身コイル６は受信アンテナとして動作す
る際には予め励起された検査対象物３の磁気共鳴信号を
受信するために働く。
【００２２】検査スペース１の内部には通常、さらに少
なくとも１つの局部コイル７が取付け可能である。この
局部コイル７は同様に高周波アンテナとして形成されて
いる。局部コイル７は通常、全身コイル６により予め励
起された磁気共鳴信号を局部的に受信するために働く。
しかし、局部コイル７は個々のケースでは全身コイル６
と同様に送信アンテナとして動作することもできる。局
部コイル７の構造は、かなり小さな寸法であることを除
いて、全身コイル６の構造と同様にすることができる。
この種の局部コイルの例としては頭部コイルおよび膝コ
イルが挙げられる。
なくとも１つの局部コイル７が取付け可能である。この
局部コイル７は同様に高周波アンテナとして形成されて
いる。局部コイル７は通常、全身コイル６により予め励
起された磁気共鳴信号を局部的に受信するために働く。
しかし、局部コイル７は個々のケースでは全身コイル６
と同様に送信アンテナとして動作することもできる。局
部コイル７の構造は、かなり小さな寸法であることを除
いて、全身コイル６の構造と同様にすることができる。
この種の局部コイルの例としては頭部コイルおよび膝コ
イルが挙げられる。
【００２３】基本磁石４、勾配磁石システム５およびコ
イル６，７は最終的に遮蔽磁石８によっても取り囲まれ
ている。勾配磁石システム５およびコイル６，７は制御
・評価ユニット９と接続している。この制御・評価ユニ
ット９は公知のように勾配磁石システム５およびコイル
６，７を適正に制御して、磁気共鳴信号を励起し、受信
しかつ評価する。
イル６，７は最終的に遮蔽磁石８によっても取り囲まれ
ている。勾配磁石システム５およびコイル６，７は制御
・評価ユニット９と接続している。この制御・評価ユニ
ット９は公知のように勾配磁石システム５およびコイル
６，７を適正に制御して、磁気共鳴信号を励起し、受信
しかつ評価する。
【００２４】図２および３によれば、高周波アンテナ
６，７は、全身コイル６の形であれ局部コイル７の形で
あれ、複数のアンテナロッド１０ならびに２つのエンド
リング１１を有する。さらに、アンテナロッド１０及び
／又はエンドリング１１には、高周波アンテナ６，７を
特定の作動周波数に同調させているコンデンサＣが配置
されている。図２によれば、このコンデンサＣはエンド
リング１１だけでなく、アンテナロッド１０にも配置さ
れている。というのは、それによって同じ共鳴周波数へ
の高周波アンテナのモードの同調が達成されるからであ
る。しかし、本発明ではこのことはたいして重要ではな
い。従って、コンデンサＣはエンドリング１１にのみも
しくはアンテナロッド１０にのみ配置することもでき
る。
６，７は、全身コイル６の形であれ局部コイル７の形で
あれ、複数のアンテナロッド１０ならびに２つのエンド
リング１１を有する。さらに、アンテナロッド１０及び
／又はエンドリング１１には、高周波アンテナ６，７を
特定の作動周波数に同調させているコンデンサＣが配置
されている。図２によれば、このコンデンサＣはエンド
リング１１だけでなく、アンテナロッド１０にも配置さ
れている。というのは、それによって同じ共鳴周波数へ
の高周波アンテナのモードの同調が達成されるからであ
る。しかし、本発明ではこのことはたいして重要ではな
い。従って、コンデンサＣはエンドリング１１にのみも
しくはアンテナロッド１０にのみ配置することもでき
る。
【００２５】アンテナロッド１０はアンテナ軸線１２に
対して平行に延びている。アンテナロッド１０はアンテ
ナ軸線の周りに均等に配分されて配置され、その上部な
いしは下部のロッド端部で各エンドリング１１に結合さ
れている。従って、エンドリング１１はアンテナ軸線１
２に対して同心的に配置され、軸線方向に対して互いに
向かい合ってずらされている。
対して平行に延びている。アンテナロッド１０はアンテ
ナ軸線の周りに均等に配分されて配置され、その上部な
いしは下部のロッド端部で各エンドリング１１に結合さ
れている。従って、エンドリング１１はアンテナ軸線１
２に対して同心的に配置され、軸線方向に対して互いに
向かい合ってずらされている。
【００２６】高周波アンテナ６，７には結合要素１３が
付設されている。この結合要素１３は給電モジュール１
４と接続されている。結合要素１３を介して、送信時に
は給電モジュール１４から高周波電流を結合要素１３に
入力し、それにより高周波の電磁エネルギーをエンドリ
ング１１およびアンテナロッド１０に入射させることが
可能である。逆に、受信時には結合要素１３を介して高
周波の電磁エネルギーをエンドリング１１およびアンテ
ナロッド１０から出射させ、高周波電流として給電モジ
ュール１４に供給することができる。
付設されている。この結合要素１３は給電モジュール１
４と接続されている。結合要素１３を介して、送信時に
は給電モジュール１４から高周波電流を結合要素１３に
入力し、それにより高周波の電磁エネルギーをエンドリ
ング１１およびアンテナロッド１０に入射させることが
可能である。逆に、受信時には結合要素１３を介して高
周波の電磁エネルギーをエンドリング１１およびアンテ
ナロッド１０から出射させ、高周波電流として給電モジ
ュール１４に供給することができる。
【００２７】結合要素１３はアンテナ軸線１２をアンテ
ナロッド１０の領域で接線方向に取り囲んでいる。より
正確に言えば、結合要素１３はアンテナロッド１０の内
側もしくは外側で半径方向へアンテナ軸線１２の周りを
接線方向に周回（一巡）する導体システムとして形成さ
れている。この導体システムはエンドリング１１および
アンテナロッド１０から直流電気的に分離されている。
寧ろ、この導体システムはエンドリング１１およびアン
テナロッド１０に専ら誘導結合されている。
ナロッド１０の領域で接線方向に取り囲んでいる。より
正確に言えば、結合要素１３はアンテナロッド１０の内
側もしくは外側で半径方向へアンテナ軸線１２の周りを
接線方向に周回（一巡）する導体システムとして形成さ
れている。この導体システムはエンドリング１１および
アンテナロッド１０から直流電気的に分離されている。
寧ろ、この導体システムはエンドリング１１およびアン
テナロッド１０に専ら誘導結合されている。
【００２８】以下において導体システム１３の種々の構
成例について図４〜６と関連させて説明する。
成例について図４〜６と関連させて説明する。
【００２９】図４によれば、導体システムは単一の導体
１５を有する。導体１５はアンテナ軸線１２の周りを周
回している。エンドリング１１の１つから導体１５まで
の距離ａは接線角αにより変化する。
１５を有する。導体１５はアンテナ軸線１２の周りを周
回している。エンドリング１１の１つから導体１５まで
の距離ａは接線角αにより変化する。
【００３０】距離ａは最大値Ｍおよび最小値ｍをとる。
図４によれば、最大値Ｍと最大値ｍとの差はエンドリン
グ１１相互のずれＶの７０％である。すなわち、この差
はエンドリング１１のずれＶの特に５０〜９０％であ
る。しかし、場合によってはこの差はこれよりも小さく
することもできる。しかし、ずれＶの３０％を下回らな
い方がよい。
図４によれば、最大値Ｍと最大値ｍとの差はエンドリン
グ１１相互のずれＶの７０％である。すなわち、この差
はエンドリング１１のずれＶの特に５０〜９０％であ
る。しかし、場合によってはこの差はこれよりも小さく
することもできる。しかし、ずれＶの３０％を下回らな
い方がよい。
【００３１】図４からはそのほかに、距離ａがほぼ正弦
状に接線角に依存すること、および導体１５が、アンテ
ナ軸線１２を２つのエンドリング１１間の中央で垂直に
切断している中央面１６に対して対称的に配置されてい
ることが見てとれる。
状に接線角に依存すること、および導体１５が、アンテ
ナ軸線１２を２つのエンドリング１１間の中央で垂直に
切断している中央面１６に対して対称的に配置されてい
ることが見てとれる。
【００３２】導体１５へ入力されたないしは導体１５か
ら出力された電流の周波数および導体１５の全長に応じ
て、導体１５に短絡コンデンサＣ´を配置して、導体１
５の各部位でほぼ一定の電流負荷を達成することが必要
となることがある。短絡コンデンサＣ´の寸法および間
隔は公知である。
ら出力された電流の周波数および導体１５の全長に応じ
て、導体１５に短絡コンデンサＣ´を配置して、導体１
５の各部位でほぼ一定の電流負荷を達成することが必要
となることがある。短絡コンデンサＣ´の寸法および間
隔は公知である。
【００３３】図５による実施例では、まず第１に基本導
体群が設けられている。この基本導体群は、アンテナ軸
線１２の周りを周回する２つの導体１７を有する。導体
１７は交差接線角αで交差する。図５では、交差接線角
αは交差点により示されている。しかし、導体１７は交
差点で電気的に互いに接続されていない。導体１７は交
差点間で相互距離ｂを有する。この結果、導体１７は偶
数のウインドウ１８を形成している。
体群が設けられている。この基本導体群は、アンテナ軸
線１２の周りを周回する２つの導体１７を有する。導体
１７は交差接線角αで交差する。図５では、交差接線角
αは交差点により示されている。しかし、導体１７は交
差点で電気的に互いに接続されていない。導体１７は交
差点間で相互距離ｂを有する。この結果、導体１７は偶
数のウインドウ１８を形成している。
【００３４】送信時には導体１７に位相が１８０°電気
的に互いにずれた電流が供給される。これは図５で導体
１７における逆向きの２つの矢印により示されている。
受信時に導体１７から出力された電流の位相は１８０°
互いにずれている。
的に互いにずれた電流が供給される。これは図５で導体
１７における逆向きの２つの矢印により示されている。
受信時に導体１７から出力された電流の位相は１８０°
互いにずれている。
【００３５】１８０°の位相ずれに基づいて、導体１７
をアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で互いに
短絡させることができる。図５の左側においてこれは２
つの導体１７を直接接続することにより示されている。
をアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で互いに
短絡させることができる。図５の左側においてこれは２
つの導体１７を直接接続することにより示されている。
【００３６】導体１７は中央面１６の周りを正弦状に延
びている。従って、導体１７の相互距離ｂは同様に接線
角αに正弦状に依存している。また、導体１７は中央面
１６に対して対称的に配置されている。
びている。従って、導体１７の相互距離ｂは同様に接線
角αに正弦状に依存している。また、導体１７は中央面
１６に対して対称的に配置されている。
【００３７】導体１７間の相互距離ｂは最大値Ｍをと
る。最小値は（普通に考えて導体１７が交差するので）
０である。最大値Ｍはエンドリング１１のずれＶの３０
％を下回らない方がよい。特に、最大値はここでもずれ
Ｖの５０〜９０％、例えば７０％である。
る。最小値は（普通に考えて導体１７が交差するので）
０である。最大値Ｍはエンドリング１１のずれＶの３０
％を下回らない方がよい。特に、最大値はここでもずれ
Ｖの５０〜９０％、例えば７０％である。
【００３８】導体１７には、図４の導体１５と同様に短
絡コンデンサが、導体１７の長さおよび電流の周波数に
基づいて必要である場合、配置されていてもよい。しか
し、図５では短絡コンデンサは見やすくするために図示
されていない。
絡コンデンサが、導体１７の長さおよび電流の周波数に
基づいて必要である場合、配置されていてもよい。しか
し、図５では短絡コンデンサは見やすくするために図示
されていない。
【００３９】基本導体群の導体１７により、アンテナ軸
線１２に対して平行に向いている磁界成分の相互補償が
可能である。しかし、高周波アンテナ６，７の励起モー
ドは直線偏波であるが、磁気共鳴装置へ適用する場合は
円偏波の磁界が望ましい。
線１２に対して平行に向いている磁界成分の相互補償が
可能である。しかし、高周波アンテナ６，７の励起モー
ドは直線偏波であるが、磁気共鳴装置へ適用する場合は
円偏波の磁界が望ましい。
【００４０】モードを円偏波で励起するために、図５の
導体システム１３は補助導体群を有する。この補助導体
群も基本導体群と同様に形成されている。つまり、補助
導体群は特に、導体１７へ同様に案内される２つの導体
１９を有する。しかし、この導体１９はそれらによって
形成されるウインドウ２０が基本導体群のウインドウに
対して交互に設置されるように案内される。
導体システム１３は補助導体群を有する。この補助導体
群も基本導体群と同様に形成されている。つまり、補助
導体群は特に、導体１７へ同様に案内される２つの導体
１９を有する。しかし、この導体１９はそれらによって
形成されるウインドウ２０が基本導体群のウインドウに
対して交互に設置されるように案内される。
【００４１】送信時に導体１９に入力され受信時に導体
１９から出力される、導体１９を流れる電流は位相が互
いに向かい合って１８０°電気的にずれている。図５で
はこれは導体１９の逆向きの矢印により示されている。
しかし、導体１９を流れる電流の位相は導体１７を流れ
る電流の位相に対して９０°電気的にずれている。図５
では、これは導体１９の矢印が上向きおよび下向きを示
し、一方、導体１７の矢印は左向きおよび右向きを示す
ことにより表わされている。また、導体１９は導体１７
と同様にアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で
互いに短絡されている。この場合、導体１７および１９
の供給が種々の接線角αで行われるという事情に基づい
て、場合によっては互いに種々の接続を用いることがで
きる。また、アンテナ軸線１２の周りを周回する周回端
部が同じ接線角αである場合、４つのすべての導体１
７，１９を互いに短絡させることも可能である。
１９から出力される、導体１９を流れる電流は位相が互
いに向かい合って１８０°電気的にずれている。図５で
はこれは導体１９の逆向きの矢印により示されている。
しかし、導体１９を流れる電流の位相は導体１７を流れ
る電流の位相に対して９０°電気的にずれている。図５
では、これは導体１９の矢印が上向きおよび下向きを示
し、一方、導体１７の矢印は左向きおよび右向きを示す
ことにより表わされている。また、導体１９は導体１７
と同様にアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で
互いに短絡されている。この場合、導体１７および１９
の供給が種々の接線角αで行われるという事情に基づい
て、場合によっては互いに種々の接続を用いることがで
きる。また、アンテナ軸線１２の周りを周回する周回端
部が同じ接線角αである場合、４つのすべての導体１
７，１９を互いに短絡させることも可能である。
【００４２】後者の場合は導体１７，１９を有する両方
の導体群は、ずれ角βで周期的にアンテナ軸線１２の周
りを周回する複数の導体１７、１９ともみなされる。ず
れ角βは、ずれ角βと導体１７，１９の数（この場合４
個）および導体１７，１９の周期の数（この場合２回）
との積が３６０°となることにより決定されている。従
って、図５によるずれ角βは４５°である。導体１７，
１９に入力されるないしは導体１７，１９から出力され
る電流は位相がそれぞれ９０°電気的に互いにずれてい
る。
の導体群は、ずれ角βで周期的にアンテナ軸線１２の周
りを周回する複数の導体１７、１９ともみなされる。ず
れ角βは、ずれ角βと導体１７，１９の数（この場合４
個）および導体１７，１９の周期の数（この場合２回）
との積が３６０°となることにより決定されている。従
って、図５によるずれ角βは４５°である。導体１７，
１９に入力されるないしは導体１７，１９から出力され
る電流は位相がそれぞれ９０°電気的に互いにずれてい
る。
【００４３】図５による実施例では、導体システム１３
の磁界は、アンテナ軸線１２に対して平行な磁界成分を
ほとんど有しておらず、円偏波を有している。しかし、
この磁界は合計４つの導体１７，１９が必要である。
の磁界は、アンテナ軸線１２に対して平行な磁界成分を
ほとんど有しておらず、円偏波を有している。しかし、
この磁界は合計４つの導体１７，１９が必要である。
【００４４】図６による実施例でもやはり円偏波の磁界
が発生させられる。しかし、この実施例は３つの導体２
１のみを必要とするにすぎない。図６による導体システ
ムは図５の導体システムとほぼ同じである。差異は主と
して図６ではずれ角βが６０°であり（６０°×周期数
２×導体数３＝３６０°）、導体２１に入力されるない
しは導体２１から出力される電流の位相が１２０°（３
６０°÷導体数３）電気的に互いにずれていることにあ
る。図６による導体システムのその他の構成は図５によ
る導体システムと同じである。図６では、電気的な位相
ずれは、図６における個々の電流相が導体２１のフェー
ザ図に共に記入されることにより示されている。導体２
１もアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で互い
に短絡されている。
が発生させられる。しかし、この実施例は３つの導体２
１のみを必要とするにすぎない。図６による導体システ
ムは図５の導体システムとほぼ同じである。差異は主と
して図６ではずれ角βが６０°であり（６０°×周期数
２×導体数３＝３６０°）、導体２１に入力されるない
しは導体２１から出力される電流の位相が１２０°（３
６０°÷導体数３）電気的に互いにずれていることにあ
る。図６による導体システムのその他の構成は図５によ
る導体システムと同じである。図６では、電気的な位相
ずれは、図６における個々の電流相が導体２１のフェー
ザ図に共に記入されることにより示されている。導体２
１もアンテナ軸線１２の周りを周回する周回端部で互い
に短絡されている。
【００４５】特に図５および６による実施例では、本発
明による結合要素１３により、給電モジュール１４とエ
ンドリング１１およびアンテナロッド１０との良好かつ
有効でしかもモード規定された接続が可能である。導体
システム１３を相応に形成すると、純粋モード的な入射
ないしは出射を達成することも可能である。この場合、
結合要素１３とアンテナロッド１０との相互作用だけで
なく、結合要素１３とエンドリング１１との相互作用に
基づいて、単一のモードとの結合のためには、導体１
５，１７，１９，２１の正弦偏位をその最大値範囲内で
ごくわずか減少させることが必要である。
明による結合要素１３により、給電モジュール１４とエ
ンドリング１１およびアンテナロッド１０との良好かつ
有効でしかもモード規定された接続が可能である。導体
システム１３を相応に形成すると、純粋モード的な入射
ないしは出射を達成することも可能である。この場合、
結合要素１３とアンテナロッド１０との相互作用だけで
なく、結合要素１３とエンドリング１１との相互作用に
基づいて、単一のモードとの結合のためには、導体１
５，１７，１９，２１の正弦偏位をその最大値範囲内で
ごくわずか減少させることが必要である。
【００４６】さらに、例えば、複数の結合要素１３を設
け、それらにより励起される磁界の周期数及び／又は回
転方向が異なるようにすることも可能である。この場
合、相応の入射ないしは出射により１つのどのモードが
入射ないしは出射されるか、あるいは複数のどのモード
が入射ないしは出射されるかを的確に選定することもで
きる。
け、それらにより励起される磁界の周期数及び／又は回
転方向が異なるようにすることも可能である。この場
合、相応の入射ないしは出射により１つのどのモードが
入射ないしは出射されるか、あるいは複数のどのモード
が入射ないしは出射されるかを的確に選定することもで
きる。
【図１】磁気共鳴装置を示す概略図。
【図２】高周波アンテナの斜視図。
【図３】図２の高周波アンテナをアンテナ軸線に沿って
見た図。
見た図。
【図４】導体システムを有する図２の高周波アンテナの
展開図。
展開図。
【図５】導体システムを有する図２の高周波アンテナの
展開図。
展開図。
【図６】導体システムを有する図２の高周波アンテナの
展開図。
展開図。
１ 検査スペース
２ 患者寝台板
３ 人間、患者、検査対象物
４ 基本磁石
５ 勾配磁石システム
６ 全身コイル、高周波アンテナ
７ 局部コイル、高周波アンテナ
８ 遮蔽磁石
９ 制御・評価ユニット
１０ アンテナロッド
１１ エンドリング
１２ アンテナ軸線
１３ 結合要素
１４ 給電モジュール
１５，１７，１９，２１ 導体
１６ 中央面
１８，２０ ウインドウ
ａ，ｂ 距離
Ｃ，Ｃ´コンデンサ
Ｍ 最大値
ｍ 最小値
Ｖ ずれ
α 接線角
β ずれ角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 マルクス フェスター
ドイツ連邦共和国 90471 ニュルンベル
ク ハンス‐ファラダ‐シュトラーセ 59
Ｆターム(参考） 4C096 AB34 AD10 AD24 CC05 CC12
CC15 CD10
Claims (12)
- 【請求項１】 ２つのエンドリング（１１）および複数
のアンテナロッド（１０）を備え、エンドリング（１
１）がアンテナ軸線（１２）に対して同心的にかつ軸線
方向に互いに向かい合ってずらされて配置され、アンテ
ナロッド（１０）がアンテナ軸線（１２）の周りに配置
されエンドリング（１１）を互いに結合し、結合要素
（１３）により、送信時に高周波の電磁エネルギーがエ
ンドリング（１１）およびアンテナロッド（１０）に入
射し、受信時にそれらから出射する磁気共鳴装置用の高
周波アンテナにおいて、 結合要素（１３）が、アンテナ軸線（１２）をアンテナ
ロッド（１０）の領域で接線方向に取り囲む導体システ
ム（１３）として形成され、送信時にこの導体システム
（１３）へ給電モジュール（１４）から高周波電流が入
力され、受信時にこの導体システム（１３）から高周波
電流が出力され、この導体システム（１３）がエンドリ
ング（１１）およびアンテナロッド（１０）に誘導結合
されていることを特徴とする磁気共鳴装置用の高周波ア
ンテナ。 - 【請求項２】 アンテナロッド（１０）がアンテナ軸線
（１２）に対して平行に延びていることを特徴とする請
求項１記載の高周波アンテナ。 - 【請求項３】 導体システム（１３）がアンテナ軸線
（１２）の周りを周回する単一の導体（１５）を有し、
この導体（１５）がエンドリング（１１）の１つから、
接線角（α）により変化する距離（ａ）を有することを
特徴とする請求項１又は２記載の高周波アンテナ。 - 【請求項４】 導体システム（１３）が２つの導体（１
７）を備えた基本導体群を有し、２つの導体（１７）が
アンテナ軸線（１２）の周りを周回し、交差接線角
（α）で交差し、その間に導体（１７）が偶数のウイン
ドウ（１８）を形成するような相互距離（ｂ）を有し、
送信時には位相が１８０°電気的にずれた電流が導体
（１７）に入力されないしは受信時には位相が１８０°
電気的にずれた電流が導体（１７）から出力されること
を特徴とする請求項１又は２記載の高周波アンテナ。 - 【請求項５】 導体システム（１３）が補助導体群を有
し、補助導体群が基本導体群と同様に形成され、そのウ
インドウ（２０）が基本導体群のウインドウに対して交
互に設置され、送信時には位相が１８０°電気的にずれ
た電流が補助導体群の導体（１９）に入力されないしは
受信時には位相が１８０°電気的にずれた電流がそれら
から出力され、補助導体群の導体（１９）に流れる電流
の位相が基本導体群の導体（１７）に流れる電流の位相
に対して９０°電気的にずれていることを特徴とする請
求項４記載の高周波アンテナ。 - 【請求項６】 導体システム（１３）が複数の導体（２
１）を有し、これらの導体（２１）がずれ角（β）で周
期的にアンテナ軸線（１２）の周りを周回し、導体（２
１）がエンドリング（１１）の１つから、接線角（α）
により変化する距離（ａ）を有し、ずれ角（β）と導体
（２１）の数および導体（２１）の周期の数との積が３
６０°となり、送信時には位相が位相角だけ電気的にず
れた電流が導体（２１）に入力されないしは受信時には
位相が位相角だけ電気的にずれた電流が導体（２１）か
ら出力され、位相角と導体（２１）の数との積が電気的
に３６０°となることを特徴とする請求項１又は２記載
の高周波アンテナ。 - 【請求項７】 導体（２１）の数が少なくとも３個であ
ることを特徴とする請求項６記載の高周波アンテナ。 - 【請求項８】 導体（１７，１９，２１）がアンテナ軸
線（１２）の周りを周回する周回端部で互いに短絡され
ていることを特徴とする請求項４乃至７の１つに記載の
高周波アンテナ。 - 【請求項９】 １つの導体（１５）ないしは複数の導体
（１７，１９，２１）がアンテナ軸線（１２）をエンド
リング（１１）間の中央で垂直に切断している中央面
（１６）に対して対称的に配置されていることを特徴と
する請求項３乃至８の１つに記載の高周波アンテナ。 - 【請求項１０】 １つの導体（１５）ないしは複数の導
体（１７，１９，２１）に短絡コンデンサ（Ｃ´）が配
置されていることを特徴とする請求項３乃至９の１つに
記載の高周波アンテナ。 - 【請求項１１】 １つの距離（ａ，ｂ）ないしは複数の
距離（ａ）がほぼ正弦状に接線角（α）に依存すること
を特徴とする請求項３乃至１０の１つに記載の高周波ア
ンテナ。 - 【請求項１２】 １つの距離（ａ，ｂ）ないしは複数の
距離（ａ）が最大値（Ｍ）および最小値（ｍ）をとり、
最大値（Ｍ）と最小値（ｍ）との差がエンドリング（１
１）のずれ（Ｖ）の少なくとも３０％であることを特徴
とする請求項３乃至１１の１つに記載の高周波アンテ
ナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10213565A DE10213565B3 (de) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage |
| DE10213565.7 | 2002-03-26 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003299632A true JP2003299632A (ja) | 2003-10-21 |
| JP2003299632A5 JP2003299632A5 (ja) | 2006-04-06 |
| JP4347590B2 JP4347590B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=28050878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003079851A Expired - Fee Related JP4347590B2 (ja) | 2002-03-26 | 2003-03-24 | 磁気共鳴装置用の高周波アンテナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6842003B2 (ja) |
| JP (1) | JP4347590B2 (ja) |
| CN (1) | CN100386644C (ja) |
| DE (1) | DE10213565B3 (ja) |
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