JP2748016B2 - 分散集中静電容量観察コイル用二重同調回路 - Google Patents
分散集中静電容量観察コイル用二重同調回路Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3628—Tuning/matching of the transmit/receive coil
- G01R33/3635—Multi-frequency operation
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴装置に関連するRFプローブ回路
に関し、更に詳しくは、二重同調プローブを必要とする
核磁気共鳴装置に関する。
に関し、更に詳しくは、二重同調プローブを必要とする
核磁気共鳴装置に関する。
（従来技術） 二重同調回路は、少なくとも２つの別個の周波数に対
して共鳴状態を示す回路である。核磁気共鳴（NMR）装
置の場合、このような構成に対する必要性は、種々の状
況で経験される。１つの状況は、１つの目的のために高
周波で試料を照射することが希望され、同時に、別の目
的のために比較的低い周波数でこの試料を照射する場合
に発生する。これの代表的なものはデカップリング実験
であり、その１例は、カーボン13と水素との結合をデカ
ップリングしつつ、一方で別途カーボン13の共鳴を励起
する場合である。
して共鳴状態を示す回路である。核磁気共鳴（NMR）装
置の場合、このような構成に対する必要性は、種々の状
況で経験される。１つの状況は、１つの目的のために高
周波で試料を照射することが希望され、同時に、別の目
的のために比較的低い周波数でこの試料を照射する場合
に発生する。これの代表的なものはデカップリング実験
であり、その１例は、カーボン13と水素との結合をデカ
ップリングしつつ、一方で別途カーボン13の共鳴を励起
する場合である。
このような構成の変形は、化学的性質の異なる試料を
同時に励起する、すなわち観察する場合であり、この場
合、一方の試料はフィールド周波数ロックを形成するよ
うな装置の制御用に使用され、一方第２の試料は試験中
のものである。これの１例は米国特許第3,434,043号で
見出すことができる。同様の状況は、対応するスペクト
ルの応答を得るため、選択された異なった原子核を同時
に励起しようと希望する場合である。
同時に励起する、すなわち観察する場合であり、この場
合、一方の試料はフィールド周波数ロックを形成するよ
うな装置の制御用に使用され、一方第２の試料は試験中
のものである。これの１例は米国特許第3,434,043号で
見出すことができる。同様の状況は、対応するスペクト
ルの応答を得るため、選択された異なった原子核を同時
に励起しようと希望する場合である。
二重同調回路は、本来２つの共鳴回路に共通な１つの
インダクタを使用している。このような構成の場合の各
回路は、別々に同調され、そのそれぞれのRFソース（ま
たはシンク）にインピーダンスのマッチングが行われ
る。このような構成にとって必要なものは、高周波ソー
スと低周波ソースとの間を隔離するエレメントである。
このような隔離を行うため、λ/4の長さ（高周波の場
合）のケーブルを使用する二重同調回路が知られてい
る。例えば、Rev.Sci.Instrum.,48,800−830（1977）
（ストール，ベガ及びボーハン著）を参照。電気的（例
えば、RF）対称性を示す平衡回路が、また二重同調装置
を支援する目的のためにまた知られている。これらの回
路は、その他の特性と共に、対称面（またはその他の
面）が規定され、これは電気的に中立、すなわち実際上
アースであるという長所を示す。
インダクタを使用している。このような構成の場合の各
回路は、別々に同調され、そのそれぞれのRFソース（ま
たはシンク）にインピーダンスのマッチングが行われ
る。このような構成にとって必要なものは、高周波ソー
スと低周波ソースとの間を隔離するエレメントである。
このような隔離を行うため、λ/4の長さ（高周波の場
合）のケーブルを使用する二重同調回路が知られてい
る。例えば、Rev.Sci.Instrum.,48,800−830（1977）
（ストール，ベガ及びボーハン著）を参照。電気的（例
えば、RF）対称性を示す平衡回路が、また二重同調装置
を支援する目的のためにまた知られている。これらの回
路は、その他の特性と共に、対称面（またはその他の
面）が規定され、これは電気的に中立、すなわち実際上
アースであるという長所を示す。
RFプローブ回路に於ける誘導エレメントは、アルダー
マン及びジェイ・グラントの論文（J.Magn.Reson.,36,4
47−451（1979））で教示されているような「分割イン
ダクタンス・コイル」を有することが知られている。
マン及びジェイ・グラントの論文（J.Magn.Reson.,36,4
47−451（1979））で教示されているような「分割イン
ダクタンス・コイル」を有することが知られている。
（実施例） 代表的なNMRデータ捕捉用装置の部分が第１図で模式
的に示されている。捕捉及び制御用プロセッサ10は、RF
発信機12、変調器14、A/D変換器18の付いた受信機及び
更にプロセッサ20と通信を行う。変調されたRF出力によ
って、対象物（図示せず）がプローブ・アッセンブリ22
を介して磁界21中で照射され、この対象物の応答は受信
機16と情報の授受を行っているプローブ22よって捕捉さ
れる。この応答は、一般的に遷移振動信号、即ち自由誘
導減衰の形態を有している。この遷移波形は規則的な間
隔でサンプリングされそのサンプルはA/D変換器18によ
ってディジタル化される。このディジタル化された時間
領域波形は、次いでプロセッサ20で別の処理を受ける。
このような処理には，時間領域波形を多数のこのような
同様の波形によって平均化することが含まれ，この平均
時間領域波形を周波数領域に変換することによって，出
力装置24に与えられるスペクトル分布が生じる。
的に示されている。捕捉及び制御用プロセッサ10は、RF
発信機12、変調器14、A/D変換器18の付いた受信機及び
更にプロセッサ20と通信を行う。変調されたRF出力によ
って、対象物（図示せず）がプローブ・アッセンブリ22
を介して磁界21中で照射され、この対象物の応答は受信
機16と情報の授受を行っているプローブ22よって捕捉さ
れる。この応答は、一般的に遷移振動信号、即ち自由誘
導減衰の形態を有している。この遷移波形は規則的な間
隔でサンプリングされそのサンプルはA/D変換器18によ
ってディジタル化される。このディジタル化された時間
領域波形は、次いでプロセッサ20で別の処理を受ける。
このような処理には，時間領域波形を多数のこのような
同様の波形によって平均化することが含まれ，この平均
時間領域波形を周波数領域に変換することによって，出
力装置24に与えられるスペクトル分布が生じる。
試料を分極させる磁界21は、図示しないソレノイド中
で超電導状態を保持するため、クライオスタット23中で
第１図に示す適当な手段によって形成される。クライオ
スタットは、プローブ及び試料が室温で収容されている
孔23aによって構成される。
で超電導状態を保持するため、クライオスタット23中で
第１図に示す適当な手段によって形成される。クライオ
スタットは、プローブ及び試料が室温で収容されている
孔23aによって構成される。
さて、第２図に転じて、ここにはインダクタンスL1
(a)及びL1 (b)の間で幾何学的な意味で規定された試料の
容積Ｖに於ける二重同調特性を必要とする実験に適した
二重同調平衡分割インダスタンスRFプローブを表す回路
が示されている。この回路構成によって、32に加えられ
た低周波数RFが、L2 (a)を通りここからL1 (b)、L2 (c)、L
1 (a)及びL2 (b)によって構成されるループ上をアースに
対して循環する。同時に、高周波RFが36に加えられ、誘
導ループL1 (a)及びL1 (b)を伝わり、インダクタンスL2は
平行電流通路を示す。
(a)及びL1 (b)の間で幾何学的な意味で規定された試料の
容積Ｖに於ける二重同調特性を必要とする実験に適した
二重同調平衡分割インダスタンスRFプローブを表す回路
が示されている。この回路構成によって、32に加えられ
た低周波数RFが、L2 (a)を通りここからL1 (b)、L2 (c)、L
1 (a)及びL2 (b)によって構成されるループ上をアースに
対して循環する。同時に、高周波RFが36に加えられ、誘
導ループL1 (a)及びL1 (b)を伝わり、インダクタンスL2は
平行電流通路を示す。
この回路の物理的動作を実現するためには、これは一
定の装置中に入れられる。例えば、NMR分析装置の場
合、このプローブは一般的に超電導磁石の孔内に収容さ
れる。低周波RFをトラップするインダクタL2 (c)は、こ
のようなトラップ・コイルのインダクタンスL1 (a)L1 (b)
に対する接続を最小にする場合、問題を発生する。（実
質的に）λ/4のケーブルとしての分散形態でこのトラッ
プ・インダクタンを実現する場合には利点がある。この
回路の平衡した特性は、実際上のアースVGによって強調
される。
定の装置中に入れられる。例えば、NMR分析装置の場
合、このプローブは一般的に超電導磁石の孔内に収容さ
れる。低周波RFをトラップするインダクタL2 (c)は、こ
のようなトラップ・コイルのインダクタンスL1 (a)L1 (b)
に対する接続を最小にする場合、問題を発生する。（実
質的に）λ/4のケーブルとしての分散形態でこのトラッ
プ・インダクタンを実現する場合には利点がある。この
回路の平衡した特性は、実際上のアースVGによって強調
される。
第3a図に転じて、ここには、所望の回路を実現するた
めの好適な実施例が示されている。一対のＨ形導電体40
及び42が腕及び脚と共に構成され、これは対称形の円筒
体を形成している。Ｈ形部材の中央部は、対称軸と平行
である。対応する腕は、コンデンサ・チップ44及び45に
よって電気的に接続され、隣接する脚は、同様にコンデ
ンサ・チップ46及び47によって接続されている。Ｈ形導
電体40及び42は一対の誘導エレメント（インダクタL1
(a)及びL1 (b)を実現する）を形成し、これらのインダク
タの結合係数は１に近い。各インダクタの一端は、選択
された高周波に対し比較的高いインピーダンスを与える
共鳴構造体に接続されている。Ｈ形部材40及び42の各々
の他端はそれぞれ同様の特性を有する同様の共鳴構造体
60及び62にそれぞれ接続されている。これらによってト
ラップ・インダクタL2 (a)およびL2 (b)が実現される。低
周波励起が、マッチング・コンデンサ65を介してコネク
タ64から共鳴器60に与えられる。対応する共鳴器62は、
コンデンサ68を介してアースに接続され、これらの共鳴
器は可変コンデンサ69を介して容量結合されている。高
周波RFは、コネクタ66に加えられ、コンデンサ67を介し
て誘導エレメント42に流れると共に、これと並列にコン
デンサ56を通ってアースに流れる。これらの共鳴構造体
50、52、60及び62はλ/2未満の長さの同軸ケーブルによ
って実現されてもよい。ここで特に示されているコンデ
ンサ49、51、61及び65は、それぞれの導電線を同調し、
従ってこの導電線の有効長さを調整するのに役立つ。
めの好適な実施例が示されている。一対のＨ形導電体40
及び42が腕及び脚と共に構成され、これは対称形の円筒
体を形成している。Ｈ形部材の中央部は、対称軸と平行
である。対応する腕は、コンデンサ・チップ44及び45に
よって電気的に接続され、隣接する脚は、同様にコンデ
ンサ・チップ46及び47によって接続されている。Ｈ形導
電体40及び42は一対の誘導エレメント（インダクタL1
(a)及びL1 (b)を実現する）を形成し、これらのインダク
タの結合係数は１に近い。各インダクタの一端は、選択
された高周波に対し比較的高いインピーダンスを与える
共鳴構造体に接続されている。Ｈ形部材40及び42の各々
の他端はそれぞれ同様の特性を有する同様の共鳴構造体
60及び62にそれぞれ接続されている。これらによってト
ラップ・インダクタL2 (a)およびL2 (b)が実現される。低
周波励起が、マッチング・コンデンサ65を介してコネク
タ64から共鳴器60に与えられる。対応する共鳴器62は、
コンデンサ68を介してアースに接続され、これらの共鳴
器は可変コンデンサ69を介して容量結合されている。高
周波RFは、コネクタ66に加えられ、コンデンサ67を介し
て誘導エレメント42に流れると共に、これと並列にコン
デンサ56を通ってアースに流れる。これらの共鳴構造体
50、52、60及び62はλ/2未満の長さの同軸ケーブルによ
って実現されてもよい。ここで特に示されているコンデ
ンサ49、51、61及び65は、それぞれの導電線を同調し、
従ってこの導電線の有効長さを調整するのに役立つ。
第3b図は，下記のような回路の構成部品に対する第3a
図の回路のシミュレーションされた周波数応答を示す。
図の回路のシミュレーションされた周波数応答を示す。
記 号 値 40 61nh 42 61nh 44、45、46、57 1.125pf 50、52 0.0625メートル 60、62 Zo＝77Ω 減衰:0.04db 記 号 値 54、56 0.109pf 61、63 19.29pf 49、51、67 2.16pf 65、68 3.43pf 69 9.09pf この例には、幾つかのスプリアス（spurious）共鳴が
見られる。このようなアーティファクトの位置（locati
on）は回路のエレメントの詳細によって決まる。「アプ
リアス」と特徴づけられているが、このようなアーティ
ファクトは、別の（非平衡）回路の単数または複数のル
ープによって構成されるときに分析され、対応する共鳴
挙動によって特徴づけられる無効結合を反映している。
従って、更に別個の共鳴挙動を得ることが望ましい場合
には、このような応答をこの目的のために調製してもよ
い。この回路は平衡化され、実際上のアース面によって
特徴づけられているから、コンデンサー54及び56に真の
アースを設ける必要はない（これらのコンデンサーは単
に相互に接続されるだけでよい）。実際上のアースの対
称軸上のこのような点に真のアースが存在するか存在し
ないかは、スプリアス（spurious）共鳴の特性に影響を
与える。
見られる。このようなアーティファクトの位置（locati
on）は回路のエレメントの詳細によって決まる。「アプ
リアス」と特徴づけられているが、このようなアーティ
ファクトは、別の（非平衡）回路の単数または複数のル
ープによって構成されるときに分析され、対応する共鳴
挙動によって特徴づけられる無効結合を反映している。
従って、更に別個の共鳴挙動を得ることが望ましい場合
には、このような応答をこの目的のために調製してもよ
い。この回路は平衡化され、実際上のアース面によって
特徴づけられているから、コンデンサー54及び56に真の
アースを設ける必要はない（これらのコンデンサーは単
に相互に接続されるだけでよい）。実際上のアースの対
称軸上のこのような点に真のアースが存在するか存在し
ないかは、スプリアス（spurious）共鳴の特性に影響を
与える。
第２図及び第3a図の二重同調プローブをある性能係数
で表わすことは、入力36または66に与えられる単位高周
波出力当りのインダクタL1 (a)及びL1 (b)によって構成さ
れるループ内を循環する高周波電流（400MHz）を検討す
ることである。上に与えられたパラメーターの場合、こ
れは839mA/W1/2である。低周波（100MHz）の電流に対す
る性能係数を表す同様の数字は1405mAW1/2である。これ
らの数字は、同じインダクタンスを有する対応した単一
の同調コイルに対して達成されることが可能であるより
も２重同調回路の場合にはより小さい。基準として、40
0MHzでＱ＝400の同じインダクタンスを有する同調コイ
ルを仮定し、Ｑは周波数の平方根に比例すると仮定す
る。それぞれの周波数に対して対応する性能指数の値
は、1142mA/W1/2（400MHzに於いて）及び1615mA/W
1/2（100MHzに於いて）である。従って、基準コイルと
比較する場合、本発明の二重同調プローブは400MHzに於
いて0.743及び100MHzに於いて、0.870の相対効率を示
す。
で表わすことは、入力36または66に与えられる単位高周
波出力当りのインダクタL1 (a)及びL1 (b)によって構成さ
れるループ内を循環する高周波電流（400MHz）を検討す
ることである。上に与えられたパラメーターの場合、こ
れは839mA/W1/2である。低周波（100MHz）の電流に対す
る性能係数を表す同様の数字は1405mAW1/2である。これ
らの数字は、同じインダクタンスを有する対応した単一
の同調コイルに対して達成されることが可能であるより
も２重同調回路の場合にはより小さい。基準として、40
0MHzでＱ＝400の同じインダクタンスを有する同調コイ
ルを仮定し、Ｑは周波数の平方根に比例すると仮定す
る。それぞれの周波数に対して対応する性能指数の値
は、1142mA/W1/2（400MHzに於いて）及び1615mA/W
1/2（100MHzに於いて）である。従って、基準コイルと
比較する場合、本発明の二重同調プローブは400MHzに於
いて0.743及び100MHzに於いて、0.870の相対効率を示
す。
プローブの有効性を検討する場合に特に有用な展望
は、共鳴核スピンシステムの90゜の章動（nutation）を
得るために１ワットの入力で必要とされるパルスの持続
時間を比較することによって得られる。400MHzのプロト
ンの場合、基準コイルは19.2μ秒を必要とし、本願の二
重同調プローブは26.2μ秒を必要とする。100MHzに於け
るC13の場合、基準コイルは54.1μ秒を必要とし、本願
の二重同調プローブは62.2μ秒を必要とする。
は、共鳴核スピンシステムの90゜の章動（nutation）を
得るために１ワットの入力で必要とされるパルスの持続
時間を比較することによって得られる。400MHzのプロト
ンの場合、基準コイルは19.2μ秒を必要とし、本願の二
重同調プローブは26.2μ秒を必要とする。100MHzに於け
るC13の場合、基準コイルは54.1μ秒を必要とし、本願
の二重同調プローブは62.2μ秒を必要とする。
更に現実的な性能比較は、第4a図に示すような単独イ
ンダクタ二重同調平衡モデル回路について行われること
が可能である。このモデル回路のパラメータは、第3a図
の回路に対して得られたのと同じ（シミュレーションさ
れた）性能（第4b図）を得るように調整されている。従
って、共鳴周波数は固定され、このモデル回路の単独の
インダクタ70は、分割インダクタ40及び42を使用した場
合と同じ合計インダクタンスを与える。共鳴器60及び62
に対応する共鳴RFインピーダンスは、対応する同調コン
デンサ74及び78を有するそれぞれの共鳴器72及び76によ
って供給される。同軸ケーブルを使用した好適な形態の
場合、共鳴器72及び76は、必然的に他のこれ以外の同様
のケーブルに対して第3a図の性能に対して必要とされる
長さの２倍となる。
ンダクタ二重同調平衡モデル回路について行われること
が可能である。このモデル回路のパラメータは、第3a図
の回路に対して得られたのと同じ（シミュレーションさ
れた）性能（第4b図）を得るように調整されている。従
って、共鳴周波数は固定され、このモデル回路の単独の
インダクタ70は、分割インダクタ40及び42を使用した場
合と同じ合計インダクタンスを与える。共鳴器60及び62
に対応する共鳴RFインピーダンスは、対応する同調コン
デンサ74及び78を有するそれぞれの共鳴器72及び76によ
って供給される。同軸ケーブルを使用した好適な形態の
場合、共鳴器72及び76は、必然的に他のこれ以外の同様
のケーブルに対して第3a図の性能に対して必要とされる
長さの２倍となる。
モデル回路（第4a図）に対するそれぞれの回路の構成
部品の値（拘束値に一致している）は下記の通りであ
る。
部品の値（拘束値に一致している）は下記の通りであ
る。
コンデンサ 値 80 24.17pf 82 2.80pf 84 0.48pf 86 2.38pf 同軸線： Zo＝77Ω；長さ＝0.125M; 減衰＝0.040db このモデルは、また本発明の二重同調プローブの場合
に行われたのと同じ方法で基準コイルと比較することが
できる。400MHzに於けるこのモデルに対する相対効率は
0.733であり100MHzでは0.893である。従って、本発明の
二重同調プローブは、モデル（単独インダクタ）の二重
同調プローブの性能に相当近接している。
に行われたのと同じ方法で基準コイルと比較することが
できる。400MHzに於けるこのモデルに対する相対効率は
0.733であり100MHzでは0.893である。従って、本発明の
二重同調プローブは、モデル（単独インダクタ）の二重
同調プローブの性能に相当近接している。
第５図は、高周波チャンネルと低周波チャンネルとの
間で伝送線を隔離した二重同調回路の基本的な例を示
す。高周波チャンネル及び低周波チャンネルに対する同
調用コンデンサ92及び94は、それぞれ4.56pf及び27.31p
fである。高周波チャンネル及び低周波チャンネルに対
するマッチング・コンデンサ96及び98は、それぞれ0.63
pf及び3.12pfである。
間で伝送線を隔離した二重同調回路の基本的な例を示
す。高周波チャンネル及び低周波チャンネルに対する同
調用コンデンサ92及び94は、それぞれ4.56pf及び27.31p
fである。高周波チャンネル及び低周波チャンネルに対
するマッチング・コンデンサ96及び98は、それぞれ0.63
pf及び3.12pfである。
本発明の200MHz及び50MHzに同調された場合の第4a図
のモデル回路との比較及び200MHz及び50MHzに同調され
た場合の第５図の初歩的な二重同調回路との比較は、20
0MHzの高周波及び50MHzの低周波で動作している回路に
対して計算された第６図を検討することによって行われ
る。高周波チャンネル及び低周波チャンネルの両方のチ
ャンネルに対する効率は、合計トラップ・インダクタン
スの関数として第3a図第4a図及び第５図の回路の各々に
対して示されている。これらの回路のいずれの場合につ
いても、発生可能なトラップ・インダクタンスに対する
実用上の限度がある。ここで議論した同軸エレメントの
場合、この限度はλ/2で発生する。（集中インダクタン
スの場合、インダクタの巻線間に迷容量を設けたのと同
様の限度が発生する。）本発明は、より大きなトラップ
・インダクタンス（Ｌ＝任意単位で４）の使用を可能と
し、その結果、低周波チャンネルは犠牲にされるが、第
4a図及び第５図と比較して、高周波チャンネルの限定的
な効率が増加する。しかし、その効率を他の場合には得
ることができない高周波チャンネルの所望のより高い効
率を達成することが必要であるときに、妥協が成立す
る。本発明は、インダクタンスL1（NMR観察コイル）を
更に多数のセグメントに分割し、それに附髄して別のト
ラップ・インダクタンスを設けることによって、より高
い周波数効率に拡張することができる。
のモデル回路との比較及び200MHz及び50MHzに同調され
た場合の第５図の初歩的な二重同調回路との比較は、20
0MHzの高周波及び50MHzの低周波で動作している回路に
対して計算された第６図を検討することによって行われ
る。高周波チャンネル及び低周波チャンネルの両方のチ
ャンネルに対する効率は、合計トラップ・インダクタン
スの関数として第3a図第4a図及び第５図の回路の各々に
対して示されている。これらの回路のいずれの場合につ
いても、発生可能なトラップ・インダクタンスに対する
実用上の限度がある。ここで議論した同軸エレメントの
場合、この限度はλ/2で発生する。（集中インダクタン
スの場合、インダクタの巻線間に迷容量を設けたのと同
様の限度が発生する。）本発明は、より大きなトラップ
・インダクタンス（Ｌ＝任意単位で４）の使用を可能と
し、その結果、低周波チャンネルは犠牲にされるが、第
4a図及び第５図と比較して、高周波チャンネルの限定的
な効率が増加する。しかし、その効率を他の場合には得
ることができない高周波チャンネルの所望のより高い効
率を達成することが必要であるときに、妥協が成立す
る。本発明は、インダクタンスL1（NMR観察コイル）を
更に多数のセグメントに分割し、それに附髄して別のト
ラップ・インダクタンスを設けることによって、より高
い周波数効率に拡張することができる。
本発明では、トラップ・インダクタ（50及び52）及び
インダクタンス60及び62にシールドされた同軸ケーブル
を使用することによって、２つの非常に有効な機械的な
設計上の利点が得られる。軸方向の対称性は、軸構造に
よって容易に保持される。これは、しばしば選択される
形状、例えば分極用磁界及び磁石の機械的な構造軸と一
致する対称軸である。そのような形状に於いて、第3a図
を実行することは、有利なことであるが、その理由は、
この回路の平衡のとれた性質によって、この回路が磁石
の対称軸に沿って物理的に分散されるからである。
インダクタンス60及び62にシールドされた同軸ケーブル
を使用することによって、２つの非常に有効な機械的な
設計上の利点が得られる。軸方向の対称性は、軸構造に
よって容易に保持される。これは、しばしば選択される
形状、例えば分極用磁界及び磁石の機械的な構造軸と一
致する対称軸である。そのような形状に於いて、第3a図
を実行することは、有利なことであるが、その理由は、
この回路の平衡のとれた性質によって、この回路が磁石
の対称軸に沿って物理的に分散されるからである。
シールドされた同軸ケーブルは、また例えば、トラッ
プ・インダクタンスL2 (c)及びL1 (a)またはL1 (b)の間の
強力な誘導結合を最小にする（第２図参照）。
プ・インダクタンスL2 (c)及びL1 (a)またはL1 (b)の間の
強力な誘導結合を最小にする（第２図参照）。
当業者によって変更や変形が示唆される可能性がある
が、全ての変更及び変形はこの技術に対してそれらが貢
献する範囲内に合理的かつ適切に含まれるということ
が、本発明者の意図するところである。
が、全ての変更及び変形はこの技術に対してそれらが貢
献する範囲内に合理的かつ適切に含まれるということ
が、本発明者の意図するところである。
第１図は、本発明を実現する装置の一般的な構成を示
す。 第２図は、本発明を一般的に説明する回路を示す。 第3a図は、本発明の１実施例を示す。 第3b図は、第3a図の回路に対する周波数応答のシュミレ
ーションを示す。 第4a図は、二重同調単一インダクタンス・コイル回路の
簡単なモデルを示す。 第4b図は、第4a図の回路の周波数応答のシュミレーショ
ンを示す。 第５図は、初歩的な二重同調回路である。 第６図は、第3a図、第4a図及び第５図の二重同調回路の
効率を比較する。 10……捕捉制御器、12……送信機、14……変調器、16…
…受信機、18……A/D変換器、21……磁界、22……プロ
ーブ、23……クライオスタット、23a……孔、24……出
力装置、
す。 第２図は、本発明を一般的に説明する回路を示す。 第3a図は、本発明の１実施例を示す。 第3b図は、第3a図の回路に対する周波数応答のシュミレ
ーションを示す。 第4a図は、二重同調単一インダクタンス・コイル回路の
簡単なモデルを示す。 第4b図は、第4a図の回路の周波数応答のシュミレーショ
ンを示す。 第５図は、初歩的な二重同調回路である。 第６図は、第3a図、第4a図及び第５図の二重同調回路の
効率を比較する。 10……捕捉制御器、12……送信機、14……変調器、16…
…受信機、18……A/D変換器、21……磁界、22……プロ
ーブ、23……クライオスタット、23a……孔、24……出
力装置、
Claims (4)
- 【請求項１】NMR装置用の二重同調分割インダクタ平衡
回路のプローブであって、 少なくとも一対のＨ形部材とブリッジ・コンデンサとか
ら成り、 （ａ） 前記Ｈ形部材は、実質的に円筒形を示すように
組み合わせて形成され、かつ前記円筒形の軸線に対して
平行な中央部および一対の腕部と一対の脚部をそれぞれ
有し、各Ｈ形部材の前記腕部と脚部は間隙を有し、それ
らの腕部または脚部の間に配設されたそれぞれの容量エ
レメントを介して隣接する脚部および腕部の間を連通
し、 （ｂ） 前記腕部は、等しい大きさを有するそれぞれの
トラップ・インダクタンスを介してアース電位に接続さ
れ、 （ｃ） 前記脚部は、等しい大きさを有するそれぞれの
コンデンサを介してアース電位に接続され、 （ｄ） 前記脚部の第１の脚部は、各々の第１のインダ
クタンスに更に接続され、次いで各々の第１のコンデン
サを介してアース電位に接続され、また入力コンデンサ
を介してRFエネルギーの第１のソースに接続され、 （ｅ） 前記脚部の第２の脚部は、第２のインダクタン
スに接続され、次いで第２のコンデンサを介してRFエネ
ルギーの第２のソースに接続され、前記第１のインダク
タンスと前記第２のインダクタンスは値が等しく、前記
第１のコンデンサと前記第２のコンデンサは値が等し
く、前記RFエネルギーの第２のソースの周波数は前記RF
エネルギーの第１のソースよりも低く、 （ｆ） 前記ブリッジ・コンデンサは、前記第１のイン
ダクタンスと前記第１のコンデンサとの間の点と前記第
２のインダクタンスと前記第２のコンデンサとの中間点
に接続される、 ところのプローブ。 - 【請求項２】前記各容量エレメントが、等しい値のコン
デンサに直列結合対によって構成され、これらのコンデ
ンサの間の共通結合部がアース電位に接続されている、
請求項１の記載のプローブ。 - 【請求項３】前記トラップ・インダクタンスが前記のよ
り高い周波数で実質的に1/4波長の導電線を形成する分
散インダクタンスから構成されている、請求項１の記載
のプローブ。 - 【請求項４】前記第１および第２のインダクタンスのそ
れぞれが前記のより高い周波数で実質的に1/4波長の導
電線を形成する分散インダクタンスから構成されてい
る、請求項１または３記載のプローブ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/179,014 US4833412A (en) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | Double tuned circuit for distributed lumped capacitance observe coils |
| US179,014 | 1988-04-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213871A JPH0213871A (ja) | 1990-01-18 |
| JP2748016B2 true JP2748016B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=22654873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087138A Expired - Lifetime JP2748016B2 (ja) | 1988-04-08 | 1989-04-07 | 分散集中静電容量観察コイル用二重同調回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4833412A (ja) |
| EP (1) | EP0336591B1 (ja) |
| JP (1) | JP2748016B2 (ja) |
| DE (1) | DE68925143T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2934019B2 (ja) | 1990-02-09 | 1999-08-16 | バリアン・アソシエイツ・インコーポレイテッド | 直列／並列二重同調ｎｍｒコイル |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4916418A (en) * | 1989-03-31 | 1990-04-10 | Varian Associates, Inc. | Double tuned bird cage coil |
| US5036426A (en) * | 1990-02-22 | 1991-07-30 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and apparatus for tuning and matching an NMR coil |
| US5057778A (en) * | 1990-03-29 | 1991-10-15 | Spectroscopy Imaging Systems Corporation | Double tuned nmr coils |
| US5166621A (en) * | 1990-10-26 | 1992-11-24 | Spectroscopy Imaging Systems Corporation | Multi-resonant nmr coils |
| US5162739A (en) * | 1991-04-05 | 1992-11-10 | F. David Doty | Balanced multi-tuned high-power broadband coil for nmr |
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| US5412322A (en) * | 1993-06-24 | 1995-05-02 | Wollin Ventures, Inc. | Apparatus and method for spatially ordered phase encoding and for determining complex permittivity in magnetic resonance by using superimposed time-varying electric fields |
| JP2687883B2 (ja) * | 1994-07-06 | 1997-12-08 | 日本電気株式会社 | リング伝送路におけるプロテクション情報管理システム |
| US6489768B1 (en) | 2000-10-23 | 2002-12-03 | Varian, Inc. | Superconductive networks to optimize multiply tuned NMR coils |
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| DE10361347B4 (de) * | 2003-12-16 | 2012-01-19 | Bruker Biospin Gmbh | Probenkopf für Kernresonanzmessungen |
| US6933725B2 (en) * | 2004-01-16 | 2005-08-23 | Bruker Biospin Corporation | NMR probe circuit for generating close frequency resonances |
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| US7132829B2 (en) | 2005-01-18 | 2006-11-07 | Varian, Inc. | NMR RF coils with improved low-frequency efficiency |
| JP5315556B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2013-10-16 | 株式会社 Ｊｅｏｌ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ | Ｎｍｒ検出器 |
| TWI474008B (zh) * | 2013-07-15 | 2015-02-21 | Mpi Corp | A signal path switching device and a probe card using a signal path switching device |
| WO2016166609A2 (en) | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Jeol Ltd. | Magnetic coupling high resolution nuclear magnetic resolution probe and method of use |
| US10908239B1 (en) | 2020-04-14 | 2021-02-02 | Jeol Ltd. | Broad band inductive matching of a nuclear magnetic resonance circuit using inductive coupling |
| US11726152B1 (en) | 2022-08-26 | 2023-08-15 | Jeol Ltd. | Solid sample magnetic coupling high resolution nuclear magnetic resolution probe and method of use |
Family Cites Families (12)
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| US4641097A (en) * | 1984-05-10 | 1987-02-03 | General Electrtic Company | Elliptical cross-section slotted-tube radio-frequency resonator for nuclear magnetic resonance imaging |
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| US4720680A (en) * | 1986-02-18 | 1988-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Adjustable radio frequency coil for nuclear magnetic resonance imaging |
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-
1988
- 1988-04-08 US US07/179,014 patent/US4833412A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-03-17 EP EP89302658A patent/EP0336591B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-17 DE DE68925143T patent/DE68925143T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-04-07 JP JP1087138A patent/JP2748016B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2934019B2 (ja) | 1990-02-09 | 1999-08-16 | バリアン・アソシエイツ・インコーポレイテッド | 直列／並列二重同調ｎｍｒコイル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0336591B1 (en) | 1995-12-20 |
| EP0336591A2 (en) | 1989-10-11 |
| US4833412A (en) | 1989-05-23 |
| EP0336591A3 (en) | 1991-01-02 |
| DE68925143D1 (de) | 1996-02-01 |
| JPH0213871A (ja) | 1990-01-18 |
| DE68925143T2 (de) | 1996-05-15 |
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