JP2697537B2 - Ｍｒ装置の１／４ラムダ線路選択回路 - Google Patents
Ｍｒ装置の１／４ラムダ線路選択回路Info
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- JP2697537B2 JP2697537B2 JP4360399A JP36039992A JP2697537B2 JP 2697537 B2 JP2697537 B2 JP 2697537B2 JP 4360399 A JP4360399 A JP 4360399A JP 36039992 A JP36039992 A JP 36039992A JP 2697537 B2 JP2697537 B2 JP 2697537B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＭＲＳ（核磁気共鳴
現象を利用した生体スペクトロスコピー）等を行なうＭ
Ｒ装置に関し、とくにその受信系に挿入される１／４ラ
ムダ線路選択回路の改良に関する。
現象を利用した生体スペクトロスコピー）等を行なうＭ
Ｒ装置に関し、とくにその受信系に挿入される１／４ラ
ムダ線路選択回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲ装置では、通常、ＲＦコイルを送受
兼用型とするため、送信時と受信時の状態を確実に分離
する必要がある。そこで、送信時にはＲＦ励起パルスが
受信系のシステムに入力されないよう、受信系までの線
路として１／４ラムダ長のケーブルを用いる。これは、
１／４ラムダ長のケーブルは、その一端を接地すると、
他端から見たインピーダンスが無限大になるという性質
を利用したものである。
兼用型とするため、送信時と受信時の状態を確実に分離
する必要がある。そこで、送信時にはＲＦ励起パルスが
受信系のシステムに入力されないよう、受信系までの線
路として１／４ラムダ長のケーブルを用いる。これは、
１／４ラムダ長のケーブルは、その一端を接地すると、
他端から見たインピーダンスが無限大になるという性質
を利用したものである。
【０００３】そして、ＭＲ装置でイメージングを行なう
場合は、取り扱う周波数が単一であるため１／４ラムダ
長のケーブルも１つでよいが、ＭＲＳを行なう場合に
は、多核種を測定しようとすると、その各々の核種に応
じて１／４ラムダ長のラインを用意し、それらを選択し
なければならないことになる。
場合は、取り扱う周波数が単一であるため１／４ラムダ
長のケーブルも１つでよいが、ＭＲＳを行なう場合に
は、多核種を測定しようとすると、その各々の核種に応
じて１／４ラムダ長のラインを用意し、それらを選択し
なければならないことになる。
【０００４】そこで、従来では、各核種の周波数に応じ
て１／４ラムダ長に相当するケーブルを複数本具備し、
これらを高周波型のリレーで切り換えるようにした１／
４ラムダ線路選択回路が用いられている。
て１／４ラムダ長に相当するケーブルを複数本具備し、
これらを高周波型のリレーで切り換えるようにした１／
４ラムダ線路選択回路が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の１
／４ラムダ線路選択回路では、核種に応じた数だけの１
／４ラムダケーブルと、これらを切り換える高周波型リ
レーを用いなければならないので、装置が大きくなって
しまうという問題がある。また、機械接点式のリレーで
切り換えを行なうため、動作不良の原因となり、さらに
ＶＳＷＲ（電圧定在波比）の点で信号の整合性が悪化す
るおそれもあり、しかも高磁場中でリレーが誤動作を起
こしかねない、などの問題もある。
／４ラムダ線路選択回路では、核種に応じた数だけの１
／４ラムダケーブルと、これらを切り換える高周波型リ
レーを用いなければならないので、装置が大きくなって
しまうという問題がある。また、機械接点式のリレーで
切り換えを行なうため、動作不良の原因となり、さらに
ＶＳＷＲ（電圧定在波比）の点で信号の整合性が悪化す
るおそれもあり、しかも高磁場中でリレーが誤動作を起
こしかねない、などの問題もある。
【０００６】この発明は、上記に鑑み、構成簡単で小型
化が可能であり、しかも動作不良や誤動作を起こすこと
がないように改善した、ＭＲ装置の１／４ラムダ線路選
択回路を提供することを目的とする。
化が可能であり、しかも動作不良や誤動作を起こすこと
がないように改善した、ＭＲ装置の１／４ラムダ線路選
択回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【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ＭＲ装置の１／４ラムダ線路選択回
路では、基板上に形成されたストリップラインと、該ラ
イン中の複数の核種に対応した１／４ラムダ長のそれぞ
れに相当する複数位置に設けられたスイッチ部とを有
し、該スイッチ部は、該位置で上記ストリップラインと
グラウンドとの間に接続された送信波長に応じて順方向
にバイアスされる第１のＰＩＮダイオードと、該ストリ
ップラインに直列に接続された送信波長に応じて逆方向
にバイアスされる第２のＰＩＮダイオードとから構成さ
れることが特徴となっている。
め、この発明によるＭＲ装置の１／４ラムダ線路選択回
路では、基板上に形成されたストリップラインと、該ラ
イン中の複数の核種に対応した１／４ラムダ長のそれぞ
れに相当する複数位置に設けられたスイッチ部とを有
し、該スイッチ部は、該位置で上記ストリップラインと
グラウンドとの間に接続された送信波長に応じて順方向
にバイアスされる第１のＰＩＮダイオードと、該ストリ
ップラインに直列に接続された送信波長に応じて逆方向
にバイアスされる第２のＰＩＮダイオードとから構成さ
れることが特徴となっている。
【０００８】
【作用】ＰＩＮダイオードは順方向バイアス電流により
オン、逆方向バイアス電流によりオフとなる。そこで、
ある核種について測定する場合、その核種の共鳴波長の
ＲＦ励起パルスを送信するが、その送信時、その波長の
１／４の位置に挿入されたスイッチ部の第１のＰＩＮダ
イオードには順方向バイアス電流を流してこれをオンす
るとともに第２のＰＩＮダイオードには逆方向バイアス
電流を流してこれをオフする。そして、他のスイッチ部
の第１のＰＩＮダイオードは逆方向バイアス電流を流し
てオフさせるとともに第２のＰＩＮダイオードに順方向
バイアス電流を流してオンにする。すると、この波長の
信号に対してはインピーダンスが無限大となるので、送
信信号は受信系に入ることがなくなる。受信時には、す
べてのスイッチ部の第２のＰＩＮダイオードに順方向バ
イアス電流を流してこれらをすべてオンにし、且つ第１
のＰＩＮダイオードに逆方向バイアス電流を流してこれ
らをすべてオフにすれば、受信信号を受信機に送ってス
ペクトル測定を行なうことができる。
オン、逆方向バイアス電流によりオフとなる。そこで、
ある核種について測定する場合、その核種の共鳴波長の
ＲＦ励起パルスを送信するが、その送信時、その波長の
１／４の位置に挿入されたスイッチ部の第１のＰＩＮダ
イオードには順方向バイアス電流を流してこれをオンす
るとともに第２のＰＩＮダイオードには逆方向バイアス
電流を流してこれをオフする。そして、他のスイッチ部
の第１のＰＩＮダイオードは逆方向バイアス電流を流し
てオフさせるとともに第２のＰＩＮダイオードに順方向
バイアス電流を流してオンにする。すると、この波長の
信号に対してはインピーダンスが無限大となるので、送
信信号は受信系に入ることがなくなる。受信時には、す
べてのスイッチ部の第２のＰＩＮダイオードに順方向バ
イアス電流を流してこれらをすべてオンにし、且つ第１
のＰＩＮダイオードに逆方向バイアス電流を流してこれ
らをすべてオフにすれば、受信信号を受信機に送ってス
ペクトル測定を行なうことができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明
の一実施例にかかる１／４ラムダ線路選択回路を用いた
ＭＲ装置のシステムの一部を模式的に示すものである。
この図１において、マグネット１の中の磁場中に図示し
ない被検体が配置され、この被検体にＲＦコイル２が取
り付けられる。このＲＦコイル２は送受兼用型のもの
で、ケーブル３及び分岐器５を介して送信系と受信系と
に接続される。分岐器５には、交叉ダイオード６を介し
てＲＦ送信機７が接続される。また、この分岐器５には
ＲＦ受信機１４に至るケーブル４が接続される。
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、この発明
の一実施例にかかる１／４ラムダ線路選択回路を用いた
ＭＲ装置のシステムの一部を模式的に示すものである。
この図１において、マグネット１の中の磁場中に図示し
ない被検体が配置され、この被検体にＲＦコイル２が取
り付けられる。このＲＦコイル２は送受兼用型のもの
で、ケーブル３及び分岐器５を介して送信系と受信系と
に接続される。分岐器５には、交叉ダイオード６を介し
てＲＦ送信機７が接続される。また、この分岐器５には
ＲＦ受信機１４に至るケーブル４が接続される。
【００１０】このケーブル４の一端とＲＦ受信機１４と
の間には、１／４ラムダスイッチ８と、プリアンプ９
と、フィルタユニット１０とが挿入される。１／４ラム
ダスイッチ８は、基板８１上に５０Ω系のストリップラ
イン８２を形成したもので、その適宜な箇所にスイッチ
部８３が複数個（ここでは５個）設けられている。ここ
でストリップライン８２を図に示すように蛇行させたの
は、コンパクトな形状で長さをかせぐためである。各ス
イッチ部８３は、分岐器５からそれらまでの長さが、５
つの核種のそれぞれの１／４ラムダ長に相当する位置に
設けられる。
の間には、１／４ラムダスイッチ８と、プリアンプ９
と、フィルタユニット１０とが挿入される。１／４ラム
ダスイッチ８は、基板８１上に５０Ω系のストリップラ
イン８２を形成したもので、その適宜な箇所にスイッチ
部８３が複数個（ここでは５個）設けられている。ここ
でストリップライン８２を図に示すように蛇行させたの
は、コンパクトな形状で長さをかせぐためである。各ス
イッチ部８３は、分岐器５からそれらまでの長さが、５
つの核種のそれぞれの１／４ラムダ長に相当する位置に
設けられる。
【００１１】この５つのスイッチ部８３は、すべて同一
構成で、図２に示すように、ストリップライン８２に対
して並列接続された（他端はグラウンドに接続される）
ＰＩＮダイオードＤ１と、直列接続されたＰＩＮダイオ
ードＤ２とを備えている。そして、バイアス電流Ｉ１〜
Ｉ５をそれぞれ流すことによって各スイッチ部８３のＰ
ＩＮダイオードＤ１またはＤ２をオンさせる。各スイッ
チ部８３において、Ｌ１、Ｌ２はチョークコイル、Ｌ３
はＰＩＮダイオードＤ２のバイアス用インダクタ、Ｃ
１、Ｃ２は直流阻止用キャパシタ、Ｃ３、Ｃ４はバイパ
スコンデンサである。また、Ｃ５も直流阻止用キャパシ
タである。
構成で、図２に示すように、ストリップライン８２に対
して並列接続された（他端はグラウンドに接続される）
ＰＩＮダイオードＤ１と、直列接続されたＰＩＮダイオ
ードＤ２とを備えている。そして、バイアス電流Ｉ１〜
Ｉ５をそれぞれ流すことによって各スイッチ部８３のＰ
ＩＮダイオードＤ１またはＤ２をオンさせる。各スイッ
チ部８３において、Ｌ１、Ｌ２はチョークコイル、Ｌ３
はＰＩＮダイオードＤ２のバイアス用インダクタ、Ｃ
１、Ｃ２は直流阻止用キャパシタ、Ｃ３、Ｃ４はバイパ
スコンデンサである。また、Ｃ５も直流阻止用キャパシ
タである。
【００１２】ＰＩＮダイオードＤ１、Ｄ２は順方向バイ
アス電圧によってオンとなり、逆方向バイアス電圧によ
ってオフとなる。バイアス電流Ｉ１を正にすると、ＰＩ
ＮダイオードＤ１はオフ、Ｄ２はオンとなり、逆にバイ
アス電流Ｉ１を負にすると、ＰＩＮダイオードＤ１はオ
ン、Ｄ２はオフとなる。
アス電圧によってオンとなり、逆方向バイアス電圧によ
ってオフとなる。バイアス電流Ｉ１を正にすると、ＰＩ
ＮダイオードＤ１はオフ、Ｄ２はオンとなり、逆にバイ
アス電流Ｉ１を負にすると、ＰＩＮダイオードＤ１はオ
ン、Ｄ２はオフとなる。
【００１３】たとえば共鳴波長がλ１の核種についての
測定を行なうときは、図３に示すように、９０°パルス
送信時（Ａ期間）と１８０°パルス送信時（Ｂ期間）の
みバイアス電流Ｉ１を負にし、その他の期間では正にす
る。他のバイアス電流Ｉ２〜Ｉ５はすべての期間で正と
する。こうすると、励起ＲＦパルスの送信時には、１／
４λ１の位置に置かれたスイッチ部８３のＰＩＮダイオ
ードＤ１がオンとなり、ＰＩＮダイオードＤ２がオフと
なるので、分岐器５から見たインピーダンスが無限大と
なる。そのため、ＲＦ送信機７からのＲＦパワーは分岐
器５を経てＲＦコイル２の側に入力され、１／４ラムダ
スイッチ８の側（受信側）には入力されないこととな
る。
測定を行なうときは、図３に示すように、９０°パルス
送信時（Ａ期間）と１８０°パルス送信時（Ｂ期間）の
みバイアス電流Ｉ１を負にし、その他の期間では正にす
る。他のバイアス電流Ｉ２〜Ｉ５はすべての期間で正と
する。こうすると、励起ＲＦパルスの送信時には、１／
４λ１の位置に置かれたスイッチ部８３のＰＩＮダイオ
ードＤ１がオンとなり、ＰＩＮダイオードＤ２がオフと
なるので、分岐器５から見たインピーダンスが無限大と
なる。そのため、ＲＦ送信機７からのＲＦパワーは分岐
器５を経てＲＦコイル２の側に入力され、１／４ラムダ
スイッチ８の側（受信側）には入力されないこととな
る。
【００１４】励起ＲＦパルスが送信されていないとき
は、バイアス電流Ｉ１〜Ｉ５はすべて正となっているた
め、ストリップライン８２に直列に接続されたＰＩＮダ
イオードＤ２がすべてオンになり、並列に接続されたＰ
ＩＮダイオードＤ１はすべてオフになるため、ＲＦコイ
ル２で受信された信号はこの１／４ラムダスイッチ８を
通過し、プリアンプ９及びフィルタユニット１０を通っ
てＲＦ受信機１４に入力される。
は、バイアス電流Ｉ１〜Ｉ５はすべて正となっているた
め、ストリップライン８２に直列に接続されたＰＩＮダ
イオードＤ２がすべてオンになり、並列に接続されたＰ
ＩＮダイオードＤ１はすべてオフになるため、ＲＦコイ
ル２で受信された信号はこの１／４ラムダスイッチ８を
通過し、プリアンプ９及びフィルタユニット１０を通っ
てＲＦ受信機１４に入力される。
【００１５】共鳴波長がλ２〜λ５の場合はそれに対応
したバイアス電流Ｉ２〜Ｉ５を、上記と同様に、送信時
のみ負にすればよい。したがって、特定波長のＲＦ励起
パルスの送信時のみ、その波長の信号に対して受信系を
切り離すことができ、その他の期間は共鳴信号の受信可
能な状態とすることができるので、スペクトル信号のデ
ータ採取を行なうことができる。
したバイアス電流Ｉ２〜Ｉ５を、上記と同様に、送信時
のみ負にすればよい。したがって、特定波長のＲＦ励起
パルスの送信時のみ、その波長の信号に対して受信系を
切り離すことができ、その他の期間は共鳴信号の受信可
能な状態とすることができるので、スペクトル信号のデ
ータ採取を行なうことができる。
【００１６】フィルタユニット１０は、各核種に対応す
る波長の信号を選択するようなバンドパスフィルタ１１
を（この実施例では５個）備えており、これらを、上記
のスイッチ部８３の切り換えに同期して、切り換え回路
１２、１３で切り換えるようにしている。この切り換え
回路１２、１３は、高周波型リレーで構成することもで
きるが、スイッチ部８３と同様にＰＩＮダイオードで構
成すれば、機械的な接点を用いないので、動作不良を起
こすこともなく、またＶＳＷＲの悪化や、高磁場中でリ
レーが誤動作することなどを回避でき、望ましい。
る波長の信号を選択するようなバンドパスフィルタ１１
を（この実施例では５個）備えており、これらを、上記
のスイッチ部８３の切り換えに同期して、切り換え回路
１２、１３で切り換えるようにしている。この切り換え
回路１２、１３は、高周波型リレーで構成することもで
きるが、スイッチ部８３と同様にＰＩＮダイオードで構
成すれば、機械的な接点を用いないので、動作不良を起
こすこともなく、またＶＳＷＲの悪化や、高磁場中でリ
レーが誤動作することなどを回避でき、望ましい。
【００１７】なお、上記では１／４ラムダスイッチ８
は、１／４ラムダ線路の選択のために用いているが、そ
れとともに、受信時に可変減衰器としても使用できる。
受信時には５つのスイッチ部８３の直列接続されたＰＩ
ＮダイオードＤ２はすべて順バイアス状態とされてオン
にされるが、これら５つのスイッチ部８３に流す正のバ
イアス電流Ｉ１〜Ｉ５の各値をそれぞれ単独に設定可能
とする。そうすると、５つのＰＩＮダイオードＤ２の各
々に流す順バイアス電流値が個別に変化させられること
になって、信号の減衰度を広範囲にわたり微調整するこ
とが可能となる。
は、１／４ラムダ線路の選択のために用いているが、そ
れとともに、受信時に可変減衰器としても使用できる。
受信時には５つのスイッチ部８３の直列接続されたＰＩ
ＮダイオードＤ２はすべて順バイアス状態とされてオン
にされるが、これら５つのスイッチ部８３に流す正のバ
イアス電流Ｉ１〜Ｉ５の各値をそれぞれ単独に設定可能
とする。そうすると、５つのＰＩＮダイオードＤ２の各
々に流す順バイアス電流値が個別に変化させられること
になって、信号の減衰度を広範囲にわたり微調整するこ
とが可能となる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭＲ装
置の１／４ラムダ線路選択回路によれば、１枚の基板で
構成できるため、構成が簡単で且つ非常にコンパクトに
できる。またスイッチ部はＰＩＮダイオードによって構
成されるので、バイアス電流を流し続ける限りは、機械
接点の接触不良に相当するトラブルとも無縁であり、接
点の磨耗などもない。さらにＶＳＷＲの点で信号の整合
性が悪化することもなく、高磁場中で誤動作することも
ない。
置の１／４ラムダ線路選択回路によれば、１枚の基板で
構成できるため、構成が簡単で且つ非常にコンパクトに
できる。またスイッチ部はＰＩＮダイオードによって構
成されるので、バイアス電流を流し続ける限りは、機械
接点の接触不良に相当するトラブルとも無縁であり、接
点の磨耗などもない。さらにＶＳＷＲの点で信号の整合
性が悪化することもなく、高磁場中で誤動作することも
ない。
【図１】この発明の一実施例にかかるＭＲ装置の模式
図。
図。
【図２】同実施例の１／４ラムダスイッチをより詳しく
示す回路図。
示す回路図。
【図３】同実施例のバイアス電流波形を示すタイムチャ
ート。
ート。
１ マグネット ２ ＲＦコイル ３、４ ケーブル ５ 分岐器 ６ 交叉ダイオード ７ ＲＦ送信機 ８ １／４ラムダスイッチ ８１ 基板 ８２ ストリップライン ８３ スイッチ部 ９ プリアンプ １０ フィルタユニット １１ バンドパスフィルタ １２、１３ 切り換え回路 １４ ＲＦ受信機 Ｄ１、Ｄ２ ＰＩＮダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に形成されたストリップライン
と、該ライン中の複数の核種に対応した１／４ラムダ長
のそれぞれに相当する複数位置に設けられたスイッチ部
とを有し、該スイッチ部は、該位置で上記ストリップラ
インとグラウンドとの間に接続された送信波長に応じて
順方向にバイアスされる第１のＰＩＮダイオードと、該
ストリップラインに直列に接続された送信波長に応じて
逆方向にバイアスされる第２のＰＩＮダイオードとから
構成されることを特徴とするＭＲ装置の１／４ラムダ線
路選択回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360399A JP2697537B2 (ja) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Ｍｒ装置の１／４ラムダ線路選択回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4360399A JP2697537B2 (ja) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Ｍｒ装置の１／４ラムダ線路選択回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197884A JPH06197884A (ja) | 1994-07-19 |
| JP2697537B2 true JP2697537B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=18469242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4360399A Expired - Lifetime JP2697537B2 (ja) | 1992-12-31 | 1992-12-31 | Ｍｒ装置の１／４ラムダ線路選択回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2697537B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11287849A (ja) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Jeol Ltd | Ｎｍｒ装置における送受信切り替え回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59171842A (ja) * | 1983-03-19 | 1984-09-28 | Jeol Ltd | 核磁気共鳴装置の送受信回路 |
| JPH0648446Y2 (ja) * | 1989-01-31 | 1994-12-12 | 株式会社島津製作所 | 核磁気共鳴装置の送受信回路 |
-
1992
- 1992-12-31 JP JP4360399A patent/JP2697537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06197884A (ja) | 1994-07-19 |
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