JPH01262851A - 核磁気共鳴を用いた検査装置用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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を用いた検査装置に係り、特に２組
のプローブコイルの直交を容易にとるのに好適な核磁気
共鳴を用いた検査装置用プローブに関する。

〔従来の技術〕

従来１人体の頭部、腹部などの内部構造を非破壊的に検
査する装置として、Ｘ線Ｃ′ｒや超音波搬像装置が広く
利用されてきている。近年、核磁気共＋Ｂ（１，現象を
用いて同様の検査を行う試みが成功し、Ｘ線Ｃ′ｒや超
音波撮像装置では得られない情報を取得できることが明
ｒ）かになってきた。

このようなイメージングにおいては高周波磁場を発生あ
るいは受信するプローブコイルの効率を向上させること
が、画質の向上・撮像時間短縮につながるｉ重要な課題
となっている。この１つの方法として直交位相検出プロ
ーブコイル（以下「Ｑｌ）プローブコイル」という）が
ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナンス（、Ｉ
ｏｕｒｎａｌ　ｏｆＭａｇｎｅｔ、ｉｃ　ＲＣｓｏｎａ
ｎｃｅ）誌、第６９巻（’１９８７）。

第２３６〜２４２頁に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はＱｌ）プローブを構成する上で最も重要
な点である２組のコイル間の直交をとるのにパドルをプ
ローブコイルの間に挿入するという方法を用いている。

しかし、この方法で微調整を行うにはパドルによって磁
束を調整するため、経験によらねばらならず、一般に多
大の労力と時間が必要となるという問題があった。

本発明の目的は、直交をとるための微調′醪を短時間で
容易に行うことができるようにしたプローブを提供する
にある。

（課題を解決するための手段〕 上記Ｌ１的は、プローブコイル間にパドルを挿入して磁
束を調整するのではなく、２組のプローブコイル対の両
刃に対して銅パイプを付加することにより、プローブコ
イルは動かさず、プローブコイル対の中心軸を回転させ
ることにより達成される。

また、２組のプローブコイル対の両方に銅パイプを付加
するため、２組のプローブコイル対におけるコイルのイ
ンダクタンス差を少なくし直交する２組のプローブコイ
ル対における共鳴周波数差を少なくすることにより対称
性の良いＱｌ）プローブを提供できる。

〔作用〕 今、２組のプローブコイル対の一方のプローブコイル対
のみに銅バイブを付加する場合について考える。

第１図に示すように２組のプローブコイル対の一方のプ
ローブコイル対に銅バイブ４１．４２を付加する。

第３図（、）のように直交がとれていない２組のプロー
ブコイル対は、銅パイプ４１．４２を付加することによ
って、プローブコイル２１．２３の各々の上下のウィン
グ間に別経路の電気的な流路が形成される。これにより
実質的にプローブコイル２１．２３の中心軸が移動し、
第３図（ｂ）のように、直交をとることができる。

同様の原理で、他方のプローブコイル対に銅バイブを付
加しても直交をとることができる。

この際、プローブコイル対に銅パイプを付加することに
より、プローブコイル対のインダクタンスが変化し共鳴
周波数が変化する。

ここで、２組のプローブコイル対の両方に銅パイプを付
加しても銅パイプを付加する場所が異なるだけで同様の
原理で直交をとることができることは言うまでもない。

両方のプローブコイル対に銅バイブを付加する場合には
、プローブコイル対のインダクタンス変化は、２組のプ
ローブコイル対で同様に生じるため共鳴周波数も同様に
変化し。

２組のプローブコイル対間での共ｕｌ）周波数を少なく
でき、対称性のよい、Ｑｌ）プローブとすることができ
る。

〔実施例〕

以ド、本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明の一実施例の鳥瞼図を示す。第１図にお
いて１１．１２はガードリンク゛、２１゜２２．２３．
２４は電極を示す。２１と２３゜２２と２４で２組のプ
ローブコイル対を形成する。

それぞれのコイル対には８及び９．６及び７の端子が設
けられ、送受信器に接続される。また、２１．２２，２
３．２４と１１．１２によってキャパシタを構成する。

；３１．コ３２，３３，３４゜３５．３６，３７．３８
はキャパシタでプローブコイル対の共振周波数を調整す
ることができる。

第１図では電極２１，２３，２４．２２に銅パイプ４１
，４２，４３．４４を取り付けた構成を示している。第
２図は第１図の電極を平面に展開した図を示している。

第３図（ａ）では銅パイプ４１．４２，４３．４４を取
り付ける前のプローブ対の中心軸の関係を示している。

第３図（ｂ）では銅パイプ４１，４２，４３．４４を取
り付けた後のプローブコイル対の中心軸の関係を示して
いる。銅バイブ４］、４２を取り付ける前には第３図（
、）のように２２．２４により成るプローブコイル対と
２１．２３により成るプローブコイル対の中心軸は直交
していない。これに対し銅パイプ４１と４２．４３．４
４を各々電極２】。

２３．２４．２２に第１図、第２図に示すように取り付
けることにより、銅バイブ４１．．４２゜４３．４４で
電極２１，２３，２４．．２２に新たな電気的流路が形
成され銅パイプ４１，４２゜４３．４４の取り付は位置
を調整することによって２１．２３，２４．２２の電極
を動かさずに２１．２３及び２４．２２より成る２組の
プローブコイル対の中心軸を回転させ、２１．２３及び
２４．２２より成る２組のプローブコイル対の中心軸を
直交させることが０１能になる。このように２組のプロ
ーブコイル対を直交させることによりプローブコイル対
相互の干渉がなくなりＱＬ）プローブを構成することが
できる。

この際、一方のプローブコイル対（例えば２１゜２：３
より成るプローブコイル対）のみに銅パイプ（例えば４
１．４２）を取り付ける場合、２組のプローブコイル対
の一方だけに新たな電気的流路が形成され、インダクタ
ンスが変化する。従って。

２組のプローブコイル対で共鳴周波数は異な−）でしま
う。しかし、本発明のように２組のプローブコイル対の
両方に銅パイプを取りつければ、インダクタンスは両方
とも変化し、銅パイプの取り付は位置で調節することに
よって、２組のプローブコイル対の共鳴周波数を一致さ
せることができ２組のプローブコイル対の特性を一致さ
せることができる。本実施例では、−組のプローブコイ
ル対に銅パイプを２本付加したが１本付加によって調整
を行っても良い、また、銅パイプでなく銅棒など非磁性
の金属ならば任意の材料、形状でも良いことはいうまで
もない。

第４図、第５図、第６図には、第１図における銅パイプ
４１，４２，４３．４４のかオ〕りに銅板５１．５２，
５：３，５４を付加した構成を示している。この場合に
も、１組のプローブコイル対に銅板を２枚付加している
が、１枚付加によって調整を行っても良いことは銅パイ
プの場合と同様である。

第７図はガードリング１１．１２と電極２１゜２“２，
２３．２４の間隔を場所によって変えることによりプロ
ーブ対の中心軸を回転させる実施例である。第８図（ａ
）はガードリング１１．１２と電極２１，２２，２３．
２４の間隔を場所によって変化させる場合を示している
。即ち、電極２１．２２，２３．２４の一端では間隔を
せまくしキャパシタの容量を大きくし、他端では間隔を
広げることによってキャパシタの容量を小さくすること
によってプローブコイル対の中心軸を回転させる方法で
ある。第８図（ｂ）にはガードリング１１．１２と電極
２１．２２，２３．２４の間隔をねじ７１によって調節
可能にする実施例を示す。第７図、第８図では対向する
電極２＋、２２゜２３．２４の両方とも間隔を変化させ
たが、一方の電極のみ間隔を変化させてもよい。

第９図は、電極２１，２３，２２．２４とガードリング
１．１．１２の間にキャパシタ６１，６２゜６３．６４
．　６５，６６．６７．６８を挿入し、ガードリング１
１．１２と電極２１，２コ３，２２゜２４の間に流路を
作り、プローブコイル対の中心軸を回転させる実施例で
ある。第１０図（，１）はガードリング１１と電極２１
，２３，２２．２４とキャパシタ６１　、６２　、６５
　、６６の関係、第１０図（ｂ）はガードリング１２と
電極２１゜２３．２２．２４とキャパシタｆ；　：３．
６４　、６７　。

６８の関係を示す。第１０図に示すようにキャパシタ６
１，６２，６３，６４，６５，６ｆ；、６７゜６８の挿
入位置をプローブコイル対の幾何学的中心軸からずらし
て取り付けろことによってプローブコイル対の中心軸を
回転させる方法である。

なお１以上の実施例において、上下のウィングを接続す
る電極には板状のものを用いているが、すだれ状あるい
は棒を複数本並べたものでは同等の働きをすることは明
らかである。

以上、本実施例によれば、電極を幾何学的に動かすこと
なく、容易に、プローブコイル対の中心軸を回転させる
ことができ、２組のプローブコイル対を直交させること
ができるという効果がある。

以上述べてきたようなＱＬ）コイルの接続法について以
下に述べるる。従来までこれらのコイルは端子６，７，
８．９に接続した同軸ケーブルで送信機および受信機に
接続されてた。接続法の具体例を第１１図に示す、ケー
ブル７０，７１，７２゜７３が各々端子６，７．．８．
９に接続されている。

ところが、この従来構成例ではインピーダンス整合およ
び共振周波数の調整のために、端子６，７゜８．９の４
箇所にコンデンサを設けなければならない。しかもケー
ブル７０，７１．７２．７３は相〃に位置遅延を付午す
るためのリング状ケーブル７４で接続されているため、
１箇所のコンデンサの値が変化すると、残りのコイルに
その影響が及ぶ。従って、このような調整をその値が収
束するまで何度も繰返さなければならなかった。

これに対して、改良された接続法ではコイルへの接続は
２本のケーブルだけで行なう。ただし、この場合ケーブ
ルの特性インピーダンスは従来法の半分とする。２本の
ケーブルは各々互いに直交関係にあるコイル（例えば２
４と２１）に接続される。もしも、コイル対２１．２３
とコイル対２２．２４とが互いに直交するならば、端子
６゜８からコイルを見たインピーダンスは、互いに影響
を受けない、従来法では、コイル対２１，２：３とコイ
ル対２２．２４とが互いに直交する関係にある場合でも
、端子６からコイルを見たインピーダンスは、端子７に
接続されるケーブルを通して、コイル対２１．２３の影
響を受けていた。端子８についても同様の事情が成立す
る。しかし、本発明ではケーブルは端子６，８にのみ接
続される。

従って、この改良された接続法によれば、コイル対２２
．２４を調整するのに１箇所のコンデンサを微調すれば
よく、同様にコイル対２１．２３を調整するのに他の１
箇所のコンデンサを微調すればよく、それらは互いに独
立であるという特徴がある。

以下、図を参照しながら説明する０本発明に用いるコイ
ル形状についてはすでに第７図に示した。

本発明では共振周波数を微調するためにコンデンサを端
子６，７，８．９に並列に挿入している。

このコンデンサは等しい値であってもよいが、直交する
コイル対間での共振周波数を微調するために、端子６，
７と端子８，９とで異ならせてもよい。第１２図に本発
明で用いる接続法を示す、従来法とは異なり端子７，９
にはケーブルは接続されず、端子６，８にだけケーブル
１５．１６が接続される。ケーブル１６はケーブル１５
よりも１／４波長だけ長くなっており、終端で９０°の
位相差が生じるようになっている。送信機の出力インピ
ーダンスおよび受信機の入力インピーダンスは通常５０
Ωになっているので、この接続法ではケーブル１５．１
６として特性インピーダンス２５Ωのものが必要になる
。しかしこの値は特性インピーダンスが５０Ωのケーブ
ルを第１３図に示すように徹列接続することにより作成
することができる。ケーブル１５と１６の長さは１／４
波長異なることが必要であるが、さらにケーブル１５は
１／１０波長以下にすることが望ましい。

第１４図にはインピーダンス変換回路を含むケーブル１
５．１６とコイルとの接続部を示す。コイル１．３の端
子６，８にケーブル１５．１６が接続されるが、この時
インピーダンス変換のために端子６，８に並列に挿入さ
れているコンデンサは２つの部分に分割される。すなわ
ち、端子６，８４に本来挿入すべきコンデンサの容量を
Ｃ１分割したコンデンサをＣｔ　、ｃ、とじた時、実質
的に両者が等価となるようにＣ，、Ｃ２を選ぶ。すなわ
ち、次式が成立するようにＣ，、Ｃ２を選ぶ。

Ｃ＝ＣＩＣ２／　（Ｃｔ＋Ｃ２）　　　　　　　・・・
（１）また、インピーダンスはＣｔ　と０２の比の２乗
にほぼ比例して減少するため、（１）式を満足し。

かつインピーダンスも所要の値となるようにＣＩと０２
を選ぶことが可能である。

このような操作は端子６と８とで独立に行なうことがで
きるので、従来に比べると極めて短時間に調整を完了す
ることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＱＩ）プローブを構成する上で重要な
、２組のコイルの直交をとるための微調整を短時間で容
易に行うことができ、ＱＤプローブにおける２組のコイ
ルの相互干渉を防ぐことができ２組のコイルの特性を一
致させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、第７図、第９図は本発明の一実施例の
烏軸図、第２図は第１図の電極の展開図、第５図は第４
図の電極の展開図、第３図は第１図のプローブ対の中心
軸の関係を示す図、第６図は第４図のプローブ対の中心
軸の関係を示す図、第８図はプローブの横断面図及び調
整手段、第１０図は第９図の横断面図、第１１図〜第１
４図は本発明のコイルの接続方法を示す図である。 １１．１２・・・ガードリング、２１，２２，２３゜２
４・・・電極、３１，３２，３３，３４，３５゜３６．
３７．３８・・キャパシタ、４１・・・銅パイプ。 弗　／１ｆｆｉ 弗　６　　口 第　’７Ｄ Φど　　　　　２！ 第　８７ 悴つ ＜ｂ） ｔ′ １、／ｉｌｌ／２／ＩＫ・；／？ 第　９　目 第　１０　ε （ＣＬ）　　　　　　　　　　＜ｂ） ２２”６＾３２　　　　　　ヤ　・６７３６第　７１　
回 、／ １′ノ 早　１２　　図 第　７３　口 同軸ケーブル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２組の核磁気共鳴信号検出コイルより成る直交位相
   検出プローブにおいて、両方の検出コイルに導体を付加
   することにより、２組の検出コイルの直交を微調整でき
   、２組の検出コイルのインダクタンスの違いを少なくし
   たことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置用プロ
   ーブ。