JP3628025B2

JP3628025B2 - 磁気共鳴装置用のｒｆコイル配置

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Publication number: JP3628025B2
Application number: JP53158096A
Authority: JP
Inventors: クラーセン−フイシク，タトヤナ
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2016-03-18
Also published as: EP0766832B1; US5689188A; EP0766832A1; JPH10501724A; DE69634908D1; WO1996033421A1; DE69634908T2

Description

本発明は長手方向に延在する中心軸を有し、主に円筒形の表面に亘って中心軸に平行に延在する多数の軸方向導電体要素からなる主要な円筒形RFコイルと、軸方向導電体要素の端に近い中心軸の周りに延在する端導電体要素とを更に含み、軸方向導電体要素はゼロ位置に関して所定の位置を占めるように円筒の円周を横切るように分布し、RFコイルは円筒の軸に垂直の向きの実質的に均一なRF磁界の発生及び／又は受信を可能にするためにゼロ位置に関するこの位置の角度として表される円筒の周上の軸方向導電体要素の位置の関数として実質的に正弦波状の電流密度分布を発生するよう配置された磁気共鳴装置に関する。
このような磁気共鳴装置の例はEP−Ｂ−0141383から知られている。容量性要素は知られた装置では軸方向導電体要素に含まれる。RFコイルは多数の同一の要素からなる梯子型ネットワークとして表され、その各々は自己インダクタンスと容量の結合からなる。容量の値は軸方向導電体要素に含まれるコンデンサの値により主に決定され、自己インダクタンスの値はRFコイルを構成する導電体の自己インダクタンスにより主に決定され、これらの間の相互インダクタンスにより決定される。RFコイルが用いられる周波数を決定する梯子型ネットワークの共振周波数はネットワークの該要素での容量及び自己インダクタンスの値を適切に選択することにより設計者により決定される。知られているように共振周波数は自己インダクタンス及び容量の積の平方根に逆比例する。知られている装置ではそれから共振周波数が選択されうる値の範囲は限定されている。何故ならば容量の値は任意に高くできず、RFコイルの所定の寸法で自己インダクタンスの値が変化するのは実質的に不可能であるからである。故に知られている装置はRFコイルが比較的低周波数にならなければならないいわゆる低磁場MRIに対して適切ではない。いわゆるオーバーハウザー効果を用いる実験でも低周波数をまた用いる。例えばEP−Ａ−0409292を参照。このような測定に対してRFコイルの望ましい共振周波数は数百kHzのオーダーの値である。
本発明の目的はRFコイルの共振周波数はこのコイルの寸法に比較的独立に選択しうる上記の装置を提供することであり、それにより、比較的低共振周波数がまた可能になる。この目的を達成するために本発明による装置は各端導電体要素は多数のループ導電体区域からなり、各ループ導電体区域は２つの軸導電体要素の対応する端を相互接続し、軸導電体要素の少なくとも幾つかはそれらの端に接続されるループ導電体区域と共に長い導電体の多数のターンで構成されるコイル要素を形成し、斯くして形成された全てのコイル要素は電気的に直列に接続されることを特徴とする。これらの段階の結果としてコイル要素の数及びコイル要素当たりのターン数は意のままに選択可能である。従ってこれらのパラメータに依存するRFコイルの自己誘導はまた意のままに選択可能である。要求される正弦波状の電流密度分布はそこからこれらの各導電体要素が部分をなすターンの数に依存する軸方向導電体要素の位置を適切に選択することにより確立されうる。更なる利点は必要ならば軸方向導電体要素の位置はRFコイル内に配列された対象の所定の部分はMR装置による検査中により容易にアクセス可能になるよう選択されうることである。
本発明による装置の好ましい実施例はコイル要素の直列接続は少なくともその端の一つを介して容量性要素に接続されることを特徴とする。本発明に従って構成されたRFコイルは例えば可変容量の単一の容量性要素のみにより同調されうるものである。故に構成は多数の容量性要素を必要とする知られたRFコイルのそれより実質的により簡単である。
コイル要素は電気絶縁材料の予め形成された又は柔軟な支持体上の導電体としてそれぞれ又は共に形成されうる。この目的に対してプリント回路基板（PCB）の製造に対して一般に用いられる技術が用いられ得る。しかしながら本発明による装置の好ましい実施例では各コイル要素は電気的絶縁シースで被覆された少なくとも一つの導電性ワイヤで巻かれる自己支持型サブコイルとして形成されることを特徴とする。RFコイルのこの実施例は非常に簡単に製造可能であり、例えばコイル要素当たりのターン数、コイル要素数、軸方向導電体要素の位置に関して設計を変更することは特に容易である。最も簡単な構造はRFコイルが中心軸に関して直径方向（ダイアゴナル）に配置される２つのコイル要素からなるときに得られる。
望ましい正弦波状電流分布は種々の方法で達成される。第一の方法を用いる本発明による装置の実施例は各コイル要素でのターンの状態は各軸方向導電体要素がゼロ位置に関する問題の軸方向導電体要素の位置を示す角度の正弦の絶対値に比例するターン数の一部分を形成するよう選択されることを特徴とする。この実施例では軸方向導電体要素の位置は比較的任意に選択でき、それによりRFコイルはその位置が例えばRFコイル内で測定され配置される対象（例えば検査される患者）の最適なアクセス性が達成されるような方法で適切に選択される多数の開口からなる。第二の方法を用いる本発明による装置の実施例は各コイル要素でのターンの状態は各軸方向導電体要素が同じターン数の一部分を形成し、軸方向導電体要素とゼロ位置との間の角度の絶対値が増加するにつれて円筒の周の方向の順次の軸方向導電体要素間の距離が減少するよう選択され、RFコイル内の軸方向電流密度がゼロ位置に関するRFコイル内の位置を示す角度の正弦に実質的に比例するように配置されることを特徴とする。この実施例はRFコイルの半径方向の寸法が小さく（単一の導電体の厚さと等しい）、それは制限された空間のみがRFコイルに対して利用可能である場合に重要である。
多くの場合に送信及び／又は受信されたRF磁界の回転は好ましい。そのような場合にいわゆる直交位相コイルシステムがしばしば用いられ、このシステムは90゜の相互の位相差で励起され及び／又は読み取られる相互に垂直な方向のRF磁界を発生及び／又は受信する２つのRFコイルからなる。この目的に適切な本発明による装置の実施例は該装置は第一の及び第二のRFコイルからなり、第一及び第二のRFコイルは本質的に同じ構成を有し、第一のRFコイルの第一のコイル接続に関して第二のRFコイルの第一のコイル接続は中心軸に関して90゜の角度で回転され、第一及び第二のRFコイルの第一のコイル接続は90゜の位相差を有する相互に垂直な向きのRF磁界が発生され及び／又は受信されることを可能にするために90゜の相互位相差を有するRF信号を供給及び／又は受信するよう配置されるRF送信及び／又は受信装置のそれぞれの接続に接続されるような方法で同心に配置されることを特徴とする。第一と第二のRFコイルは好ましくは同じ直径を有する。
本発明のこれらのそして他の特徴を以下に図を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による磁気共鳴装置の実施例の概略を示す図である。
図2Aは図１に示された装置のRFコイルの第一実施例を示す斜視図である。
図2Bは図2Aに示された装置のRFコイルの軸断面方向の概略を示す図である。
図３は図2A及び2Bに示されたRFコイルの回路図である。
図4Aは図１に示された装置のRFコイルの第二実施例の概略の側面図である。
図4Bは図4Aに示された型のコイル要素で構成されたRFコイルの概略の軸断面図である。
図５は図１に示された装置のRFコイルの第三実施例のコイル要素の概略を示す図である。
図6Aは図１に示された装置のRFコイルの第二実施例の斜視図である。
図6Bは図6Aに示されたRFコイルの軸断面方向の概略を示す図である。
図７は図１に示された装置の直交位相コイルシステムの第一の実施例の軸断面方向の概略を示す図である。
図８は図７に示された直交位相コイルシステムの回路図を示す。
図９及び10は図１に示された装置の直交位相コイルシステムの第二の実施例の軸面方向の概略及び回路図を示す。
図１に概略的に示す磁気共鳴装置は定常な磁界Ｈを発生する第一の磁石システム１と、傾斜磁界を発生する第二の磁石システム３と、第一の磁石システム１及び第二の磁石システム３それぞれに対する電源７とからなる。無線周波数（RF）コイル９はRF交番磁界を発生させるために供される；この目的のためにそれはRF源11に接続される。検査されるべき対象（図示せず）内に送信されたRF磁界により発生されたスピン共鳴信号の検出のためにRFコイル９がまた用いられえ、その目的でそれは信号増幅器13からなるRF受信装置に接続される。信号増幅器13の出力は中央制御装置17に接続される検出回路15に接続される。中央制御装置17はまたRF源11に対する変調器19と、電源７と、表示のためのモニター21とを制御する。RF発振器23は測定信号を処理する検出器15と同様に変調器19を制御する。必要なら第一の磁石システム１の磁石コイルを冷却するために冷却ダクト27を含む冷却装置25が設けられる。この種の冷却システムは抵抗性コイルに対しては水冷システムで、高磁界が必要とされる場合は例えば超伝導磁石コイルに対する液体ヘリウム冷却システムで構成されうる。磁石システム１及び３内に配置されたRFコイル９は測定空間29内に収容され、該空間は医学診断測定のための装置内では検査されるべき患者、または検査されるべき患者の一部分、例えば頭部及び首を収容するのに充分広い。斯くして定常磁界Ｈと、対象のスライスを選択する傾斜磁界と、空間的に均一なRF交番磁界とが測定空間29内で発生されうる。RFコイル９は送信コイル及び測定コイルの機能を結合しうる。その代わりに異なるコイルが、例えば表面コイルの形で測定コイルが該２つの機能に対して用いられうる。以下では通常RFコイル９は測定コイルとしてのみ考える。必要ならコイル９はRF磁界を遮蔽するためにファラデー箱31により密閉される。
図2A,2Bは図１に示された装置のRFコイル９の第一実施例のそれぞれ斜視図及び軸断面図である。RFコイル９は円筒形の形状を有し、例えば等しい円筒形のコイル巻型33上に配置される。該円筒は一点鎖線により示される中心軸35を有する。RFコイル９は中心軸35に平行に延在し、円筒表面を横切り、ゼロ位置39に関して対をなすように対称な位置を占めるようにこの実施例では円筒表面に亘って規則的に分布する多数の軸方向導電体要素37からなる。このゼロ位置は図2Aでコイル巻型33の表面に破線で表され、図2Bで極座標の０度軸として示される。座標系41では各軸方向導電体要素37の位置はゼロ位置39に関するこの位置の角度αにより示される。図2Bでは軸方向導電体要素37に対する角度はそれぞれ符号α_１、α_２で表される。共に対を形成する２つの軸方向導電性要素37は位置αと−αに存在する。円筒の同じ端にある軸方向導電性要素37の端（図2Aで上の両端又は下の両端）は以下に対応する端と称する。軸方向導電体要素37の各対の対応する端はループ導電体区域43により相互接続される。円柱の一端でのループ導電体区域43は図2Bに示されるように閉ループである必要はない端導電体要素を共に形成する。
その端に接続されるループ導電体区域43に関連して軸方向導電体要素37の幾つかは長い導電体45の多数のターンとして構成されるコイル要素44を形成する。導電体45は例えば円筒形状を得るように後で曲げることにより基板上に設けられる銅の層の選択的エッチングによりプリント回路基板（PCB）の製造用に通常用いられる方法で形成された平坦な電気的な絶縁基板上を辿る導電体である。しかしながら導電体45は絶縁シースで被覆された又はその様なワイヤの束から形成されたリッツ（litze）ワイヤと称される導電性ワイヤからなり、コイル要素44はコイルの巻取りで慣行として用いられる方法で自己保持型サブコイルとしてそれから巻かれる。円筒軸35の同じ側に位置する軸方向導電体要素37とループ導電体区域43は好ましくは共に巻かれ、最初に第一のコイルリードアウト47から始まるコイル要素44の内側成分が巻かれ、次に更に外側に位置する部分が巻かれる。図2Aではこの方法で形成された第一のコイル要素44はコイル巻型33の前方に見える。第一のコイル要素４の外側部分は第二のコイルリードアウト49で終端する。同様に形成された第二のコイル要素44はコイル巻型33の後方に位置する。該第二のコイル要素の軸方向導電体要素37の位置は破線により示される。第一のコイル要素44の第二のコイルリードアウト49は第二のコイル要素の第一のコイルリードアウト（見えない）に電気的に接続される。この接続は同じワイヤを用いて第一のコイル要素の直後に第二のコイル要素44を巻くことにより、又は２つのコイル要素を別に巻、例えばコイル巻型33に設けるときにはんだ付けにより第一のコイル要素の第二のコイルリードアウト49を第二のコイル要素の第一のコイルリードアウトに接続することにより確立される。あるいは図2Aにコイル要素44の内側及び外側部分が別の、自己保持型コイル要素として示される部分を巻くことが可能であり、組立の時にだけRFコイル９に関して全てのコイル要素を相互接続することも可能である。RFコイル９は同一であり、故にそれぞれがRFコイルの軸方向導電体要素37の数の半分からなる２つの自己保持型コイル要素44からなる。これら２つのコイル要素は中心軸35に関して直径方向上に配置され、電気的に直列に接続される。第二のコイル要素44は図2Aに示されるように引き出されている第二のコイルリードアウト51で終端する。第一のコイル要素44の第一のコイルリードアウト47及び第二のコイル要素の第二のコイルリードアウト51はRFコイル９の第一の接続点53と第二の接続点55をそれぞれ形成する。
前記から明らかなように各コイル要素44のターンは問題のコイル要素のループ導電体区域43と軸方向導電体要素37を共に形成する。各コイル要素44のターンの状態は各軸方向導電体要素37がゼロ位置39に対する問題の軸方向導電体要素37の位置を示す角度αの正弦の絶対値に比例するターンの数の部分を形成するように選択される。各コイル要素44の全てのターンが電気的に直列に接続される故に各軸方向導電体要素37全体の電流はsinαに比例し、sinαの符号は電流の向きを示す。斯くしてRFコイル９は軸方向導電体要素37で概略正弦波形の電流密度分布を形成する。軸方向導電体要素37の数が多いほどより良く近似されることは無論である。示されている実施例ではこの数は８に等しくそれは実際に正弦波状の電流密度分布の適切な近似を提供することが見いだされた。所望ならば軸方向導電体要素37の数は増加しうる。図2Bでは与えられた瞬間での軸方向導電体要素37の電流方向が従来の方法で示される。×印は電流が観察者から去ってゆく方向に向いていることを意味し、点は電流が観察者に向かっていることを示す。
図３は上記RFコイル９の電気回路図を示す。動作状態では第一の接続点53はRF源11又は信号増幅器13（図１）の端子に接続される。第二の接続点は容量性要素57を介して接地端子59に接続され、それにRF源11及び信号増幅器13の第二の接続（図示せず）がまた接続される。コイル要素44の４つの直列接続された部分は連続し、第一の接続点53から開始し、第一のコイル要素の内及び外の部分44₁、44₂と第二のコイル要素の内及び外の部分44₃、44₄とを有する。図３にまた示される各部分の巻数は４つの部分44₁、44₂、44₃、44₄のそれぞれに対してN₁、N₂、N₃、N₄であり、ここで
N₁＝A|sinα₁|、N₂＝A|sinα₂| （１）
である。
Ａは比例定数、N₁、N₂は実際の実施例でそれぞれ８と20であり、α_１、α_２はそれぞれ21.68゜,67.5゜である。各コイル要素44の自己誘導は就中ターン数及びコイル要素の部分間の相互誘導に依存し、それによりRFコイル９の全体の自己誘導Ｌはコイル要素の構成を適切に選択することにより影響されうる。第二の接続点55に接続される容量性要素57は容量Ｃを有し、コイル要素44の直列接続と組み合わされて共振回路を構成する。容量性要素57は例えば固定又は可変コンデンサである。直列接続の共振周波数はＬとＣの値の適切な選択により所望の値に調整可能である。非常に広い共鳴周波数範囲内のどの値でも原理的には可能である。何故ならばＣとＬの値は実質的に非常に広範な範囲内で意のままに選択可能であるからである。故にRFコイル９は所望の周波数に容易に調整可能である。実際にRF源11及び信号増幅器13は同じ周波数に調整される。
図2A、2Bを参照して記載された実施例ではコイル要素44はゼロ点39に対して対称に配置される。これは位置αにある各軸方向導電体要素37に対して軸方向導電性要素が位置−αに存在し、該軸方向導電体要素の両方は同じターン数の部分を形成する。しかしながらこれは以下の第二の実施例に基づく以下の説明における絶対的な条件ではない。図4Aは第二の実施例のコイル要素44を示し、図4Bはその様なコイル要素を用いて製造されたRFコイル９を軸方向で見た図である。図2A、2Bで用いられたのと同じ符号が用いられる。コイル要素は再び自己支持型構造として内側から外側に巻かれ、第一のコイルリードアウト47から開始し、第二のコイルリードアウト49で終了する。軸方向導電体要素37は連続的に８、５、２、３、７、５ターン（図4Aの右から左へ）の部分を形成する。故にゼロ位置39の各側へ軸方向に延在する導電体の数は15である。第二のコイルリードアウト49は図4Aに示されるコイル要素44の鏡像である第二のコイル要素の第一のリードアウトに接続され、対称の軸は符号60により示される。故に第二のコイル要素はその最も右側で５つの導電体からなる軸方向導電体要素からなり、それは示されるコイル要素44の最も左側の軸方向導電体要素37と共に10の導電体からなる組み合わされた軸方向導電体要素を構成する。これら２つのコイル要素の組合せはRFコイル９を生じ、その軸断面の図は概略的に図4Bに示される。軸方向導電性要素37の位置は各軸方向導電体要素内の導電体の数（問題の軸方向導電体要素が部分をなすところからのターン数に等しい）がゼロ位置39に関する位置を示す角度αのsinの絶対値に比例するように選択される。故に図4Aのコイル要素44は図2Aに示されるものとは軸方向導電体要素37がゼロ位置39に関して対をなすように対称ではなく、軸方向導電体要素の幾つかの一端が１以上のループ導電体区域43に接続される点で異なる。しかしながら後者はまた軸方向導電体要素37が図５を参照して以下に説明されるようにゼロ位置39に関して対をなすように対称である場合に可能である。
図５はコイル要素44の第三の実施例を示し、同じ符号をまた使用する。コイル要素は上記実施例と同様に巻かれ、ゼロ位置に関して対をなすように対称に配置され左から右に見たときにそれぞれ５、２、２、５の導電体からなる４つの軸方向導電体要素37からなる。図５の下と同様に上で３つのループ導電体区域43があり、これは第一と第三、第一と第四、第二と第四の軸方向導電体要素37の対応する端をそれぞれ相互接続する。実施例からコイル要素44の形は高度にランダムに選択しうることが示されることが明らかである。故に形成されるRFコイル９の種々の特性は実質的に独立に最適化されうる。その様な特性は例えば軸方向導電体要素37間の開口の位置（RFコイル内に配置される対象のアクセス性の観点から）、自己誘導及びコイル品質である。
図6A,6Bは図１に示される装置のRFコイル９の第四実施例のそれぞれ斜視図と軸断面図を示す。対応する要素はまた図2A、2Bで使われたのと同じ符号により示される。図１に示される装置の本実施例でのRFコイル９はまた２つのコイル要素44からなり、これは前の実施例のコイル要素と同じ技術を用いて電気的に直列に接続される多数のターンからなるよう形成される。各コイル要素44は多数の電気的に直列に接続されたターンからなる。しかしながら各軸方向導電体要素37はここでは同じ数のターンの部分を形成し、示される実施例では１つのターンである。明らかにこの数はまた２以上である。同じターンに含まれる軸方向導電体要素37の幾つかは図6Bでわかりやすく示すために破線61により相互接続される。円筒の周の方向での軸方向導電体要素37間の距離は軸方向導電性要素とゼロ位置39との間の角度αの絶対値が増加するにつれて減少する。従ってRFコイル９の軸方向電流密度がsinαの値が増加するにつれて増加する。軸方向電流密度Ｊはここで円筒の周の方向で測定した距離の単位当たりの軸方向電流I_axを意味すると理解できる。Ｒが軸方向導電体要素37が配置される円筒の半径であり、角度αがラジアンで測定される場合に２つの位置α_１、α_２（図6Bを参照）間の距離ｄはＲ（α_２−α_１）に等しい。α_１とα_２との間の中間の位置α_０に関する軸方向電流密度Ｊは以下のようになる：

軸方向導電体要素37間の距離はαの絶対値が増加するにつれて減少する故にαが大きくなるにつれて単位距離当たりの軸方向導電体要素がより多くなる。上記で説明したように全ての軸方向導電体要素37は同じ数の導電体を含み、それにより各軸方向導電体要素は同じ電流I_axを流す。式（２）では和の値は距離ｄにわたり延在する軸方向導電体要素37の数に比例する。ｄが一定に保たれる場合にはＪはこの数に比例する。順次の軸方向導電体要素37の間の距離がsinαの絶対値に反比例する場合には固定された距離ｄに亘る軸方向導電体要素37の数は|sinα｜に比例する。それで軸方向電流密度Ｊの変化は正弦波状である。軸方向導電体要素37は離散的な位置にある故に正弦波状電流分布は近似的であるのみであるのは無論であり、近似はコイル要素44当たりのターン数が大きくなる程良くなる。コイル要素44当たり６つのターンからなる示された実施例が適切に用いうる近似を提供することがわかった。
図７は図１に示すような装置に用いるのに適切な第一のRFコイル109と第二のRFコイル209の組合せを示す。第一と第二のRFコイル109、209は例えば図2A、2Bを参照して説明された型である。それらは共通の中心軸35の周りに同軸的に配置されるが第二のRFコイル209は第一のRFコイル109に関して該軸の周りに90゜の角度回転されている。これはそれぞれ第一のRFコイル109及び第二のRFコイル209の対応する軸方向導電体要素137、237がそれぞれ90゜の位置の差を示す。例によると相互に２つの対応する軸方向導電体要素137（１）と237（１）の位置は図７に示される。
RFコイルにより発生された磁界の最適な均一性を得るために、一般に円筒の周を横切って可能な限り規則的に軸方向導電体要素を分布することが望ましい。故にRFコイルがRFコイル109、209のような８つの導電体要素からなる場合には同じRFコイルの順次の軸方向導電体要素間の位置の差は好ましくは45゜である。これは第一のRFコイル109の軸方向導電体要素137（１）から90゜の距離で同じRFコイルの他の軸方向導電体要素137（２）は配置されなければならない。上記ですでに説明したように第二のRFコイル209の軸方向導電体要素237（２）もまたその位置に配置されなければならないという衝突が生ずる。この衝突は第二のRFコイル209の直径を第一のRFコイル109のそれより大きくするよう選択することにより解決可能である。しかしながらこの解決策は多数の欠点を有する。第一に全体の構造の厚さは増加し、それによりそれはより空間を占有する。第二に２つのRFコイル109、209は異なる構成を有さねばならない；これはコスト増加を引き起こす。第三にRFコイル109、209の導電体要素137と237を一方が他方の上になるように配置することはRFコイル間に比較的強い容量性結合を引き起こす。この結合は望ましくなく、例えばコイル間にスペーサを挿入することで減少させるべきであるが、それにより全体の直径は更に増加する。故に示された実施例が選ばれ、それは軸方向導電体要素137、237はRFコイル109、209の周を横切って正確に規則的ではなく分布される。結果として軸方向導電体要素137（１）と137（２）との間の角度α_１＋α_２は90゜より若干大きく、軸方向導電体要素137（１）と137（３）との間の角度α_１＋α_３は若干小さい。斯くして２つのRFコイル109、209は比較的小さな空間を占有するように一方が他方に滑り込む。第二のRFコイル209は第一のRFコイル109と同じ直径を有し、上記の欠点は回避された。137（１）と237（１）のようなすぐに隣接する軸方向導電体要素間の容量性結合は一方が他方の上に配置される軸方向導電体要素間のそれより実質的に小さい。軸方向導電体要素137、237の位置と「理想的な」位置との間の変動はこれらの要素のそれぞれで導電体の数を適合することにより補正しうる。これは例を参照して説明したように容易に達成可能である。一方を他方の上に巻くときに、ループ導電体区域143、243はある容量性結合をなお生ずる。これが問題になる場合にはループ導電性区域はスペーサ（図示せず）により相互に分離され、構造の直径は若干増加する。容量性結合を減少するためにその代わりにループ導電体区域143、243を相互に隣接するように巻くことが可能であり、それにより構造の寸法は軸方向に若干増加する。
図８はRFコイル109、209の回路図を示す。各RFコイル109、209の回路図は図３に示す単一のRFコイルのそれに対応する。しかしながらここではそれに２つのRFコイル109、209が接続されるRF送信装置11及び／又はRF受信装置は知られているハイブリッドネットワーク63からなり、これは第一の接続65と第二の接続67と第三の接続69とからなる。ハイブリッドネットワーク63は送信機装置11により第三の接続69へ渡されたRF信号を90゜の位相差を示す第一と第二のRF信号に分割し、これらの信号を第一の接続65と第二の接続67を介してそれぞれ利用可能にするよう配列される。それはまたこれらの信号の一つを90゜位相シフトするようにし、第三の接続69を介してRF受信装置の信号増幅器13に結合された信号を印加するようにその第一の接続65と第二の接続67とを介してそれぞれ第一の信号と第二の信号を受信するようまた配列される。第一と第二のRFコイル109、209は斯くして90゜の位相差を有する相互に垂直に向けられたRF磁界を発振及び／又は受信しうる直交コイルシステムを共に構成するRF送信及び／又は受信装置に接続される。円偏向されたRF磁界は斯くして発生され及び／又は受信される。
図９、10は直交位相コイルシステムからなる第一のRFコイル309と第二のRFコイル409の組合せの更なる実施例を示す。この実施例では第一のコイル309はコイル要素344（１）、344（２）、344（３）、344（４）からなり、第二のコイルはコイル要素444（１）、444（２）、444（３）、444（４）からなる。これらのコイル要素は図10に示されるように容量性要素357、457及びRF電流I₁、I₂の２つのソースに接続される。電流源I₁、I₂は90゜の位相差を示すRF電流を供給する。容量性要素357と457は２つのコイル309、409の間の寄生容量からなる。それらはまた別の容量からなる。コイル要素344（１）と344（２）で得られた電流I_res1はコイル要素344（３）、344（４）での電流と同じである。同様にコイル要素444（１）と444（２）で得られた電流I_res2はコイル要素444（３）、444（４）での電流と同じである。I_res1とI_res2は直交位相システムに要求されるように90゜の位相差を示す。
明らかに直交位相コイルシステムはまた図6A,6Bに示される型の第一と第二のRFコイルにより形成されうる。その場合には第一のRFコイルは比較的大きな直径を有する円筒表面上に設けられ、第二のRFコイルは比較的小さな直径の同心の円筒表面上に配置される。２つのRFコイルの回路図は図８に示される回路図と同じである。

Claims

長手方向に延在する中心軸（35）を有し、主に円筒状の表面に亘って中心軸に平行に延在する多数の軸方向導電体要素（37）からなる主に円筒状のRFコイル（９）と、軸方向導電体要素の端に近い中心軸の周りに延在する端導電体要素とを含み、軸方向導電体要素はゼロ位置（39）に関して所定の位置を占めるように円筒の周に亘って分布し、RFコイルは円筒の軸に垂直の向きの実質的に均一なRF磁界の発生及び／又は受信を可能にするためにゼロ位置に関するこの位置の角度（α）として表される円筒の周上の軸方向導電体要素の位置の関数として実質的に正弦波状の電流密度分布を発生するよう配置された磁気共鳴装置であって、各端導電体要素は多数のループ導電体区域（43）からなり、各ループ導電体区域は２つの軸導電体要素（37）の対応する端を相互接続し、軸導電体要素の少なくとも幾つかは、それらの端に接続されるループ導電体区域と共に、長い導電体（45）の多数のターンで構成されるコイル要素（44）を形成し、斯く形成された全てのコイル要素は電気的に直列に接続されることを特徴とする磁気共鳴装置。
コイル要素（44）の直列接続は少なくともその端の一つを介して容量性要素（57）に接続されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。
各コイル要素（44）は電気的絶縁シースで被覆された少なくとも一つの導電性ワイヤ（45）で巻かれる自己支持型サブコイルとして形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気共鳴装置。
RFコイル（９）は中心軸（35）に関して直径方向上に配置される２つのコイル要素（44）からなることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載の磁気共鳴装置。
各コイル要素（44）でのターンの状態は各軸方向導電体要素（37）がゼロ位置（39）に関する問題の軸方向導電体要素（37）の位置を示す角度（α）の正弦の絶対値に比例する多数のターンの一部分を形成するよう選択されることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載の磁気共鳴装置。
各コイル要素（44）でのターンの状態は各軸方向導電体要素（37）が同じターン数の一部分を形成し、軸方向導電体要素（37）とゼロ位置（39）との間の角度（α）の絶対値が増加するにつれて円筒の周の方向の順次の軸方向導電体要素（37）間の距離が減少するよう選択され、RFコイル（９）内の軸方向電流密度がゼロ位置に関するRFコイル内の位置を示す角度（α）の正弦に実質的に比例するように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載の磁気共鳴装置。
該装置は第一及び第二のRFコイル（109,209）からなり、第一及び第二のRFコイルは本質的に同じ構成を有し、第二のRFコイル（209）が第一のRFコイル（109）に関して中心軸の周りに90゜の角度回転され、第一及び第二のRFコイルの第一のコイル接続は90゜の位相差を有する相互に垂直な向きのRF磁界が発生され及び／又は受信されることを可能にするために、90゜の相互位相差を有するRF信号を供給及び／又は受信するよう配置されるRF送信及び／又は受信装置のそれぞれの端子（65、67）に接続されるように中心軸（35）の周りに同心に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１項記載の磁気共鳴装置。
第一及び第二のRFコイル（109、209）は同じ直径を有することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴装置。