JP2570564B2 - Ｍｒｉ装置のｒｆコイル - Google Patents
Ｍｒｉ装置のｒｆコイルInfo
- Publication number
- JP2570564B2 JP2570564B2 JP5034171A JP3417193A JP2570564B2 JP 2570564 B2 JP2570564 B2 JP 2570564B2 JP 5034171 A JP5034171 A JP 5034171A JP 3417193 A JP3417193 A JP 3417193A JP 2570564 B2 JP2570564 B2 JP 2570564B2
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- JP
- Japan
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- capacitors
- conductors
- conductor
- coil
- ring
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＭＲＩ装置に関し、
とくに被検体を励起したりＮＭＲ信号を検出したりする
のに用いられるＲＦコイルの改良に関する。
とくに被検体を励起したりＮＭＲ信号を検出したりする
のに用いられるＲＦコイルの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】円筒型のＲＦコイルとして、従来より、
いわゆるバードケージコイルや分散型コサインコイルな
どが知られている。これらの円筒型ＲＦコイルは、円筒
の軸方向に平行な多数本の直線導体を備えたもので、共
振状態でそれぞれの直線導体にその各空間位置θに対応
したｃｏｓθの電流を流すことにより、均一性に優れた
高周波磁界を発生することができる（バードケージコイ
ルについては特公平３−５０５４１号公報を、分散型コ
サインコイルについてはL. Bolinger et al., J.Magnet
ic Resonance,81,162,1988を参照）。
いわゆるバードケージコイルや分散型コサインコイルな
どが知られている。これらの円筒型ＲＦコイルは、円筒
の軸方向に平行な多数本の直線導体を備えたもので、共
振状態でそれぞれの直線導体にその各空間位置θに対応
したｃｏｓθの電流を流すことにより、均一性に優れた
高周波磁界を発生することができる（バードケージコイ
ルについては特公平３−５０５４１号公報を、分散型コ
サインコイルについてはL. Bolinger et al., J.Magnet
ic Resonance,81,162,1988を参照）。
【０００３】前者のバードケージコイルとして８本の直
線導体を持つものを例示すると図４のようである。この
図４では、８本の直線導体１１〜１８の両端が２つのリ
ング型導体８１、８２に接続されており、共振状態で、
これら８本の直線導体１１〜１８に図５に示すような電
流分布が形成されるとき高均一磁界が発生する。
線導体を持つものを例示すると図４のようである。この
図４では、８本の直線導体１１〜１８の両端が２つのリ
ング型導体８１、８２に接続されており、共振状態で、
これら８本の直線導体１１〜１８に図５に示すような電
流分布が形成されるとき高均一磁界が発生する。
【０００４】後者の分散型コサインコイルでは、図６に
示すように、直線導体１１〜３０の一端（上端）はリン
グ型導体８１に接続されているが、他端（下端）側では
複数本（図では４本）ずつが接続された上でコンデンサ
５１〜５４を経てリング型導体８２に接続されている。
この図で点線は直交型としたときの構成を示す（実線の
部分と直線の部分とでは互いに９０°直交した磁界を発
生する）。
示すように、直線導体１１〜３０の一端（上端）はリン
グ型導体８１に接続されているが、他端（下端）側では
複数本（図では４本）ずつが接続された上でコンデンサ
５１〜５４を経てリング型導体８２に接続されている。
この図で点線は直交型としたときの構成を示す（実線の
部分と直線の部分とでは互いに９０°直交した磁界を発
生する）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＲＦコイルでは、周波数調整すると発生磁界の均一性が
崩れたり、磁界の均一性を保つための調整が難しいなど
の問題がある。
ＲＦコイルでは、周波数調整すると発生磁界の均一性が
崩れたり、磁界の均一性を保つための調整が難しいなど
の問題がある。
【０００６】すなわち、ＭＲＩ装置で用いるためにはＲ
Ｆコイルの共振周波数をＮＭＲ共鳴周波数に一致させる
必要があり、同調用コンデンサを調整しなければならな
い。図４の例ではコンデンサ３１〜３８の容量を同じに
保ちつつこれらを調整して共振周波数を調整することに
なる。磁界の高均一性を保つためには、このように直線
導体の数だけ設けられたコンデンサの容量を等しく保ち
ながら変化させなければならないので、その調整作業は
非常に困難なものとなる。調整を簡略化するために特定
のコンデンサのみを変化させて周波数調整を行なう場合
は、直線導体を流れる電流の分布は図５に示すようなも
のとならず、磁界の均一性は保たれない。
Ｆコイルの共振周波数をＮＭＲ共鳴周波数に一致させる
必要があり、同調用コンデンサを調整しなければならな
い。図４の例ではコンデンサ３１〜３８の容量を同じに
保ちつつこれらを調整して共振周波数を調整することに
なる。磁界の高均一性を保つためには、このように直線
導体の数だけ設けられたコンデンサの容量を等しく保ち
ながら変化させなければならないので、その調整作業は
非常に困難なものとなる。調整を簡略化するために特定
のコンデンサのみを変化させて周波数調整を行なう場合
は、直線導体を流れる電流の分布は図５に示すようなも
のとならず、磁界の均一性は保たれない。
【０００７】図６に示した分散型コサインコイルでは、
電流分布は各直線導体のインダクタンスによってのみ決
まるため、理想的な電流分布は得られにくいし、形状が
決まった後では電流分布を調整することはできない。す
なわち、たとえば直線導体１１、１２、１３に流れる電
流は、コンデンサ５１の一端７１より導体１１、１２、
１３をそれぞれ通って点７２、７３、７４に至るまでの
線路長で決まるので、磁界の均一性をより高めるための
調整などはできない。また、直線導体１１〜１５等とリ
ング型導体８１とにより直流的な閉ループが作られ、こ
の閉ループがＭＲ撮像の際の傾斜磁界のパルス状印加に
より誘導され、再構成画像に悪影響を与える渦電流が発
生するので、問題である。
電流分布は各直線導体のインダクタンスによってのみ決
まるため、理想的な電流分布は得られにくいし、形状が
決まった後では電流分布を調整することはできない。す
なわち、たとえば直線導体１１、１２、１３に流れる電
流は、コンデンサ５１の一端７１より導体１１、１２、
１３をそれぞれ通って点７２、７３、７４に至るまでの
線路長で決まるので、磁界の均一性をより高めるための
調整などはできない。また、直線導体１１〜１５等とリ
ング型導体８１とにより直流的な閉ループが作られ、こ
の閉ループがＭＲ撮像の際の傾斜磁界のパルス状印加に
より誘導され、再構成画像に悪影響を与える渦電流が発
生するので、問題である。
【０００８】この発明は、上記に鑑み、周波数調整して
も容易に磁界の均一性を保つことができるように改善し
たＭＲＩ装置のＲＦコイルを提供することを目的とす
る。
も容易に磁界の均一性を保つことができるように改善し
たＭＲＩ装置のＲＦコイルを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＭＲＩ装置のＲＦコイルでは、４ｎ
本の直線導体の一端をｎ本ずつ直接接続し、他端はそれ
ぞれ第１のコンデンサを介して第１のリング型導体に接
続し、上記の直線導体の一端のｎ本ずつの接続点は第２
の４個のコンデンサをそれぞれ介して第２のリング型導
体に９０°ごとの間隔で接続し、この第２の４個のコン
デンサの向かい合う２個ずつを対として各対ごとに直線
導体と第２のリング型導体との間に給電を行なうことが
特徴となっている。
め、この発明によるＭＲＩ装置のＲＦコイルでは、４ｎ
本の直線導体の一端をｎ本ずつ直接接続し、他端はそれ
ぞれ第１のコンデンサを介して第１のリング型導体に接
続し、上記の直線導体の一端のｎ本ずつの接続点は第２
の４個のコンデンサをそれぞれ介して第２のリング型導
体に９０°ごとの間隔で接続し、この第２の４個のコン
デンサの向かい合う２個ずつを対として各対ごとに直線
導体と第２のリング型導体との間に給電を行なうことが
特徴となっている。
【００１０】
【作用】４ｎ本の直線導体の各々での電流分布は第１の
コンデンサにより決まるため、これらを変化させること
により電流分布を定めて、発生磁界の均一性を生じさせ
ることができる。そして、この磁界の均一性とは別個
に、第２のコンデンサを変化させることにより、周波数
の調整ができる。このように磁界の均一性調整と周波数
調整とが別個に行なえるので、磁界の均一性を保ちなが
ら周波数調整することが容易になる。
コンデンサにより決まるため、これらを変化させること
により電流分布を定めて、発生磁界の均一性を生じさせ
ることができる。そして、この磁界の均一性とは別個
に、第２のコンデンサを変化させることにより、周波数
の調整ができる。このように磁界の均一性調整と周波数
調整とが別個に行なえるので、磁界の均一性を保ちなが
ら周波数調整することが容易になる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１に示すように、この発
明の一実施例にかかるＲＦコイルは１２本の直線導体１
１〜２２を有し、これらが円筒の軸に平行な方向とさ
れ、円筒の周方向に均等に配置されている。つまり、各
直線導体１１〜２２は円筒の周方向に３０°の角度ごと
に配置されている。そして、各直線導体１１〜２２の上
端はそれぞれコンデンサ３１〜４２を介して一方のリン
グ型導体８１に接続されており、下端は３本ずつ直接接
続された上でそれぞれコンデンサ５１〜５４を経て他方
のリング型導体８２に９０°の間隔で接続される。上側
及び下側のリング型導体８１、８２には、直線導体の３
本ずつの組と組の間の位置においてコンデンサ６１〜６
８が挿入されている。これらのコンデンサ６１〜６８
は、リング型導体８１、８２に傾斜磁場により誘導され
る電流をカットするためのもので共振容量に対して十分
大きいものとする。
照しながら詳細に説明する。図１に示すように、この発
明の一実施例にかかるＲＦコイルは１２本の直線導体１
１〜２２を有し、これらが円筒の軸に平行な方向とさ
れ、円筒の周方向に均等に配置されている。つまり、各
直線導体１１〜２２は円筒の周方向に３０°の角度ごと
に配置されている。そして、各直線導体１１〜２２の上
端はそれぞれコンデンサ３１〜４２を介して一方のリン
グ型導体８１に接続されており、下端は３本ずつ直接接
続された上でそれぞれコンデンサ５１〜５４を経て他方
のリング型導体８２に９０°の間隔で接続される。上側
及び下側のリング型導体８１、８２には、直線導体の３
本ずつの組と組の間の位置においてコンデンサ６１〜６
８が挿入されている。これらのコンデンサ６１〜６８
は、リング型導体８１、８２に傾斜磁場により誘導され
る電流をカットするためのもので共振容量に対して十分
大きいものとする。
【００１２】このＲＦコイルでは、均一な磁界を発生す
るために、共振状態で、１２本の直線導体１１〜２２の
それぞれに、その円周方向の各配置角度に応じて、図２
で示すような電流分布を生じさせる必要がある。この図
２では、図１の下から上方向に流れる電流を正としてい
る。共振状態ではコンデンサ５１〜５４の一端から直線
導体１１〜２２の３本ずつの各組に供給される電流はそ
の位置に応じて９０°ずつ位相がずれたものとなる。
るために、共振状態で、１２本の直線導体１１〜２２の
それぞれに、その円周方向の各配置角度に応じて、図２
で示すような電流分布を生じさせる必要がある。この図
２では、図１の下から上方向に流れる電流を正としてい
る。共振状態ではコンデンサ５１〜５４の一端から直線
導体１１〜２２の３本ずつの各組に供給される電流はそ
の位置に応じて９０°ずつ位相がずれたものとなる。
【００１３】そこで、下端が相互に接続された３本ずつ
の組の中で、直線導体の空間位置の角度に応じた電流強
度が得られればよい。直線導体１１、１２、１３につい
て考えると、これらのそれぞれに流れる電流は、それ自
身とその各々に接続されたコンデンサとによるインピー
ダンスによって決まる。つまり、導体１１とコンデンサ
３１とによるインピーダンス、導体１２とコンデンサ３
２とによるインピーダンス、導体１３とコンデンサ３３
とによるインピーダンスによって決まる。そして、通常
用いられるようなサイズのＲＦコイルでは、弧の部分の
長さは直線導体１１、１２、１３の長さに比較してきわ
めて短いので、中央の直線導体１２のインピーダンスと
その両側の直線導体１１、１３のインピーダンスとはほ
ぼ等しいと見ることができる。そのため、これら３本の
直線導体１１〜１３の電流は、コンデンサ３１〜３３に
よってのみ決定でき、中央の直線導体１２に流れる電流
の大きさに対してｃｏｓ３０°の大きさの電流が両側の
直線導体１１、１３に流れるようにコンデンサ３１〜３
３を調整すればよい。
の組の中で、直線導体の空間位置の角度に応じた電流強
度が得られればよい。直線導体１１、１２、１３につい
て考えると、これらのそれぞれに流れる電流は、それ自
身とその各々に接続されたコンデンサとによるインピー
ダンスによって決まる。つまり、導体１１とコンデンサ
３１とによるインピーダンス、導体１２とコンデンサ３
２とによるインピーダンス、導体１３とコンデンサ３３
とによるインピーダンスによって決まる。そして、通常
用いられるようなサイズのＲＦコイルでは、弧の部分の
長さは直線導体１１、１２、１３の長さに比較してきわ
めて短いので、中央の直線導体１２のインピーダンスと
その両側の直線導体１１、１３のインピーダンスとはほ
ぼ等しいと見ることができる。そのため、これら３本の
直線導体１１〜１３の電流は、コンデンサ３１〜３３に
よってのみ決定でき、中央の直線導体１２に流れる電流
の大きさに対してｃｏｓ３０°の大きさの電流が両側の
直線導体１１、１３に流れるようにコンデンサ３１〜３
３を調整すればよい。
【００１４】このことは他の３本ずつの組でも同様であ
るから、コンデンサ３１、３４、３７、４０を互いに等
しく、コンデンサ３２、３５、３８、４１を互いに等し
く、またコンデンサ３３、３６、３９、４２を互いに等
しくできる。１２本の直線導体１１〜２２は上記のよう
に円筒の周方向に互いに３０°の角度をなすように等間
隔に配置されており、これは磁界の均一性を最も高める
ための配置であるが、このように等間隔に並べられてい
るなら、コンデンサ３１、３４、３７、４０、３３、３
６、３９、４２を互いに等しくすることができる。
るから、コンデンサ３１、３４、３７、４０を互いに等
しく、コンデンサ３２、３５、３８、４１を互いに等し
く、またコンデンサ３３、３６、３９、４２を互いに等
しくできる。１２本の直線導体１１〜２２は上記のよう
に円筒の周方向に互いに３０°の角度をなすように等間
隔に配置されており、これは磁界の均一性を最も高める
ための配置であるが、このように等間隔に並べられてい
るなら、コンデンサ３１、３４、３７、４０、３３、３
６、３９、４２を互いに等しくすることができる。
【００１５】このようにコンデンサ３１〜４２を調整す
ることによって電流分布の調整ができ、その結果均一な
磁界を発生させることができるので、周波数調整は、磁
界の均一性を崩すことなく、コンデンサ５１〜５４の調
整によって行なうことができる。
ることによって電流分布の調整ができ、その結果均一な
磁界を発生させることができるので、周波数調整は、磁
界の均一性を崩すことなく、コンデンサ５１〜５４の調
整によって行なうことができる。
【００１６】コンデンサ５１、５３の対と、５２、５４
の対とで、９０°位相の異なるＲＦ電流を、直線導体と
リング型導体８２との間に給電するが、この実施例で
は、図３に示すように、給電点７６に接続されたコンデ
ンサ７１、７２、７３とインダクタンス７４、７５によ
り形成されるブリッジ回路を介して、コンデンサ５１側
とコンデンサ５３側とに強制的に１８０°反転した給電
を行なっている（コンデンサ５２、５４の側については
図では省略しているが同様である）。このような給電回
路を用いる場合、ブリッジ回路の中央に接続されたコン
デンサ７１を調整することにより、ＲＦコイルの周波数
調整ができる。このように１つのコンデンサ７１の調整
のみでよいということは、周波数調整のためコンデンサ
５１、５３を変化させたときそのバランスをとるように
しなければならない手間が省けることになる。つまりコ
ンデンサ５１、５３はいったんバランスさせておけばよ
く、後はコンデンサ７１のみを変化させるだけである。
の対とで、９０°位相の異なるＲＦ電流を、直線導体と
リング型導体８２との間に給電するが、この実施例で
は、図３に示すように、給電点７６に接続されたコンデ
ンサ７１、７２、７３とインダクタンス７４、７５によ
り形成されるブリッジ回路を介して、コンデンサ５１側
とコンデンサ５３側とに強制的に１８０°反転した給電
を行なっている（コンデンサ５２、５４の側については
図では省略しているが同様である）。このような給電回
路を用いる場合、ブリッジ回路の中央に接続されたコン
デンサ７１を調整することにより、ＲＦコイルの周波数
調整ができる。このように１つのコンデンサ７１の調整
のみでよいということは、周波数調整のためコンデンサ
５１、５３を変化させたときそのバランスをとるように
しなければならない手間が省けることになる。つまりコ
ンデンサ５１、５３はいったんバランスさせておけばよ
く、後はコンデンサ７１のみを変化させるだけである。
【００１７】なお、製作誤差などにより直線導体１１〜
２２の配置位置等が正確でなくて非対称性が生じ、ＲＦ
磁界の直交性が良くない場合は、リング型導体８１に挿
入されたコンデンサ６１〜６４を調整することにより容
易に直線性を得ることができるが、この場合、コンデン
サ５１〜５４等の調整によって周波数を調整すると直交
性が保たれなくなることもあり、また磁界の均一性も理
想的なものではなくなる。
２２の配置位置等が正確でなくて非対称性が生じ、ＲＦ
磁界の直交性が良くない場合は、リング型導体８１に挿
入されたコンデンサ６１〜６４を調整することにより容
易に直線性を得ることができるが、この場合、コンデン
サ５１〜５４等の調整によって周波数を調整すると直交
性が保たれなくなることもあり、また磁界の均一性も理
想的なものではなくなる。
【００１８】上記では、直線導体の数や位置関係は例示
であり、これに限定される趣旨ではないことはもちろん
である。
であり、これに限定される趣旨ではないことはもちろん
である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭＲＩ
装置のＲＦコイルによれば、何らの特別な素子を用いる
ことなく、ＲＦ磁界の直交性及び均一性を成立させるこ
とができ、かつこの状態を保ったまま周波数を変化させ
ることができる。
装置のＲＦコイルによれば、何らの特別な素子を用いる
ことなく、ＲＦ磁界の直交性及び均一性を成立させるこ
とができ、かつこの状態を保ったまま周波数を変化させ
ることができる。
【図１】この発明の一実施例の模式図。
【図２】同実施例における電流分布図。
【図３】同実施例における給電回路を示す回路図。
【図４】従来例の模式図。
【図５】従来例における電流分布図。
【図６】他の従来例の模式図。
１１〜３０
直線導体 ３１〜４２、５１〜５４、６１〜６８、７１〜７３
コンデンサ ７４、７５
インダクタンス ７６
給電点 ８１、８２
リング型導体
直線導体 ３１〜４２、５１〜５４、６１〜６８、７１〜７３
コンデンサ ７４、７５
インダクタンス ７６
給電点 ８１、８２
リング型導体
Claims (1)
- 【請求項１】 ｎを２以上の整数とするとき４ｎ本の、
円筒の周方向に配列された、該円筒の軸に平行な、一端
ではｎ本ずつが直接接続されている、直線導体と、これ
らに直線導体の他端がそれぞれ第１のコンデンサを介し
て接続される第１のリング型導体と、９０°ごとの間隔
で第２の４個のコンデンサの一端が接続されており、上
記の直線導体の一端のｎ本ずつの接続点がこの第２の４
個のコンデンサをそれぞれ介して接続されている第２の
リング型導体と、この第２の４個のコンデンサの向かい
合う２個ずつを対として各対ごとに直線導体と第２のリ
ング型導体との間に給電を行なう給電回路とを備えるこ
とを特徴とするＭＲＩ装置のＲＦコイル。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034171A JP2570564B2 (ja) | 1993-01-31 | 1993-01-31 | Ｍｒｉ装置のｒｆコイル |
| US08/187,540 US5445153A (en) | 1993-01-31 | 1994-01-28 | Orthogonal RF coil for MRI apparatus |
| EP94101399A EP0609810B1 (en) | 1993-01-31 | 1994-01-31 | Orthogonal RF coil for MRI apparatus |
| SG1996002203A SG47485A1 (en) | 1993-01-31 | 1994-01-31 | Orthogonal rf coil for mri apparatus |
| DE69424889T DE69424889T2 (de) | 1993-01-31 | 1994-01-31 | Orthogonale RF-Spule für Apparat zur Bilderzeugung mittels NMR |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034171A JP2570564B2 (ja) | 1993-01-31 | 1993-01-31 | Ｍｒｉ装置のｒｆコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06225862A JPH06225862A (ja) | 1994-08-16 |
| JP2570564B2 true JP2570564B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=12406768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5034171A Expired - Lifetime JP2570564B2 (ja) | 1993-01-31 | 1993-01-31 | Ｍｒｉ装置のｒｆコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2570564B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10211567C1 (de) * | 2002-03-15 | 2003-10-23 | Siemens Ag | Hochfrequenzantenne für eine Magnetresonanzanlage |
-
1993
- 1993-01-31 JP JP5034171A patent/JP2570564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06225862A (ja) | 1994-08-16 |
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