JPH01299542A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴を用いた検査装置Info
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- JPH01299542A JPH01299542A JP63128359A JP12835988A JPH01299542A JP H01299542 A JPH01299542 A JP H01299542A JP 63128359 A JP63128359 A JP 63128359A JP 12835988 A JP12835988 A JP 12835988A JP H01299542 A JPH01299542 A JP H01299542A
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- nuclear magnetic
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Classifications
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- 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
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
-
- G—PHYSICS
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- 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
-
- G—PHYSICS
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- 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
- G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
- G01R33/3657—Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil
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。
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、特にスロ
ットレゾネータ形プローブを垂直磁場方式に適用するの
に好適な核磁気共鳴を用いた検査装置に関する。
ットレゾネータ形プローブを垂直磁場方式に適用するの
に好適な核磁気共鳴を用いた検査装置に関する。
従来、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ＣＴや超音波撮像装置が広く利
用されてきている。近年、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を
用いて同様の検査を行う試みが成功し、Ｘ線ＣＴ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ら
かになってきた。核磁気共鳴現象を用いた検査装置にお
いては、検査物体からの信号を物体各部に対応させて分
離・識別する必要がある。その一つに、検査物体に傾斜
磁場を印加し、物体各部の置かれた磁場強度を異ならせ
、これにより各部の共鳴周波数あるいはフェーズ・エン
コード量を異ならせることで位置の情報を得る方法があ
る。
査する装置として、Ｘ線ＣＴや超音波撮像装置が広く利
用されてきている。近年、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を
用いて同様の検査を行う試みが成功し、Ｘ線ＣＴ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ら
かになってきた。核磁気共鳴現象を用いた検査装置にお
いては、検査物体からの信号を物体各部に対応させて分
離・識別する必要がある。その一つに、検査物体に傾斜
磁場を印加し、物体各部の置かれた磁場強度を異ならせ
、これにより各部の共鳴周波数あるいはフェーズ・エン
コード量を異ならせることで位置の情報を得る方法があ
る。
その基本原理については「ジャーナル・オブ・マグネチ
ック・レゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅ
ｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ） Ｊ誌、第１８巻（１９７
５） 、第６９〜８３頁に、あるいは「フィジックス・
イン・メデイスン・アンド・バイオロジー（Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｙ）
Ｊ誌第２５巻（１９８０）第７５１〜７５６頁に記載さ
れているのでここでは省略する。
ック・レゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅ
ｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ） Ｊ誌、第１８巻（１９７
５） 、第６９〜８３頁に、あるいは「フィジックス・
イン・メデイスン・アンド・バイオロジー（Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ ｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ ＆ Ｂｉｏｌｏｇｙ）
Ｊ誌第２５巻（１９８０）第７５１〜７５６頁に記載さ
れているのでここでは省略する。
ところで、ＮＭＲにおけるＳＮ比は、静磁場Ｈの約１．
５乗に比例して増加するため、少しでも磁場強度を上げ
、ＳＮ比の向上を図る試みがなされつつある。これまで
用いられてきた送受信コイル（以下、単に「コイルｊと
いう）は、ソレノイドあるいは鞍型コイルであるが、磁
場強度の増加に伴い、共鳴周波数も増大するため、コイ
ルの自己共振周波数とＮＭＲ周波数とが接近、あるいは
逆転する状況が生じ、受信時における感度低下あるい、
は送信時における高周波磁場の発生効率低下という問題
が生じていた。
５乗に比例して増加するため、少しでも磁場強度を上げ
、ＳＮ比の向上を図る試みがなされつつある。これまで
用いられてきた送受信コイル（以下、単に「コイルｊと
いう）は、ソレノイドあるいは鞍型コイルであるが、磁
場強度の増加に伴い、共鳴周波数も増大するため、コイ
ルの自己共振周波数とＮＭＲ周波数とが接近、あるいは
逆転する状況が生じ、受信時における感度低下あるい、
は送信時における高周波磁場の発生効率低下という問題
が生じていた。
これに対しては、アルダ−マン（Ａｌｄｅｒｍａｎ）等
により「アルダ−マン形」と呼ばれる新しい形状のコイ
ルが提案されている。「ジャーナル・オブ・マグネティ
ック・レゾンス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＭａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）誌第３６巻、第４４７頁〜４
５１頁に、上記アルダ−マン形コイルに関する記載があ
る。
により「アルダ−マン形」と呼ばれる新しい形状のコイ
ルが提案されている。「ジャーナル・オブ・マグネティ
ック・レゾンス（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＭａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）誌第３６巻、第４４７頁〜４
５１頁に、上記アルダ−マン形コイルに関する記載があ
る。
第３図〜第４図は上記アルダ−マン形コイルを示すもの
で、第３図はコイルの斜視図、第４図は等価回路図であ
る。なお、各図において、１１〜１２はアーム、２２〜
２８はウィング、４１〜４４はキャパシタ、３１〜３２
はガードリングを示している。
で、第３図はコイルの斜視図、第４図は等価回路図であ
る。なお、各図において、１１〜１２はアーム、２２〜
２８はウィング、４１〜４４はキャパシタ、３１〜３２
はガードリングを示している。
上記アルダ−マン形コイルは、前述の磁場強度の増加に
伴う共鳴周波数の増大に起因するコイルの自己共振周波
数とＮＭＲ周波数の接近あるいは逆転に伴う受信時にお
ける感度低下、あるいは送信時における高周波磁場の発
生効率低下という問題を解消する点では大いに有効であ
る。また、感度分布が鞍型コイル等に比べ均一であると
いう特徴をもつものである。
伴う共鳴周波数の増大に起因するコイルの自己共振周波
数とＮＭＲ周波数の接近あるいは逆転に伴う受信時にお
ける感度低下、あるいは送信時における高周波磁場の発
生効率低下という問題を解消する点では大いに有効であ
る。また、感度分布が鞍型コイル等に比べ均一であると
いう特徴をもつものである。
しかし、上記従来技術は、自己共振周波数の向上に主眼
が置かれ、アルダ−マン型コイルが持つ感度分布の均−
性等の特徴を逆に低周波域に適用する際の問題点につい
ては配慮されておらず、高周波域でしか動作しないとい
う問題点があった。
が置かれ、アルダ−マン型コイルが持つ感度分布の均−
性等の特徴を逆に低周波域に適用する際の問題点につい
ては配慮されておらず、高周波域でしか動作しないとい
う問題点があった。
即ちアルダ−マン形コイルは自己共振周波数が高いため
低い共鳴周波数に適用するためにはウィング・ガードリ
ング間で形成されるキャパシタンスを増加、またはウィ
ング間に挿入するキャパシタンスを増加する必要がある
。ここでウィング・ガードリング間で形成されるキャパ
シタンスを増加させるには、ウィング・ガードリング間
の距離を減らす、ウィング及びガードリングの幅を増や
す必要がある。
低い共鳴周波数に適用するためにはウィング・ガードリ
ング間で形成されるキャパシタンスを増加、またはウィ
ング間に挿入するキャパシタンスを増加する必要がある
。ここでウィング・ガードリング間で形成されるキャパ
シタンスを増加させるには、ウィング・ガードリング間
の距離を減らす、ウィング及びガードリングの幅を増や
す必要がある。
ところがウィング・ガードリング間の距離を減らせば電
極間距離が減少し耐圧が低くなる。また、外的力による
電極間距離のわずかな変動によってもコイル特性が大幅
に変動するという問題が派生する。また、ウィング・ガ
ードリングの幅を増やすと、アーム長を一定にしようと
した場合、プローブ全体が長くなり重量増加につながる
。一方、全体の長さを一定に保たばアーム長が短くなり
自己共振周波数はさらに増加するという問題がある。
極間距離が減少し耐圧が低くなる。また、外的力による
電極間距離のわずかな変動によってもコイル特性が大幅
に変動するという問題が派生する。また、ウィング・ガ
ードリングの幅を増やすと、アーム長を一定にしようと
した場合、プローブ全体が長くなり重量増加につながる
。一方、全体の長さを一定に保たばアーム長が短くなり
自己共振周波数はさらに増加するという問題がある。
また、ウィング間に挿入するキャパシタンスはあまり大
きくすると全体としてプローブの動作をしなくなるとい
う問題がある。
きくすると全体としてプローブの動作をしなくなるとい
う問題がある。
ウィング・ガードリング間にキャパシタを挿入し、実質
的にウィング・ガードリング間のキャパシタンスを増加
させる方法も考えられるが、プローブの特性劣下が生じ
るという問題がある。
的にウィング・ガードリング間のキャパシタンスを増加
させる方法も考えられるが、プローブの特性劣下が生じ
るという問題がある。
本発明の目的は、ウィング・ガードリング間の距離を大
きくしたままで、しかも全体の長さも増大させずにアル
ダ−マン形コイルを特性劣下させずに低周波域で動作可
能にすることである。
きくしたままで、しかも全体の長さも増大させずにアル
ダ−マン形コイルを特性劣下させずに低周波域で動作可
能にすることである。
上記目的は、アームをインダクタンスで分割することに
よって達成される。
よって達成される。
ウィング・ガードリング電極により構成される容量及び
ウィング間に挿入される容量の合成容量をＣ，コイルの
インダクタンスをＬとすると、アルダ−マン形コイルの
共鳴周波数ωは ω２＝□ Ｃ で表わされる。
ウィング間に挿入される容量の合成容量をＣ，コイルの
インダクタンスをＬとすると、アルダ−マン形コイルの
共鳴周波数ωは ω２＝□ Ｃ で表わされる。
ここで、合成容量Ｃを増大させることで共鳴周波数を下
げようとすると前述のような問題が生じる。共鳴周波数
ωはアルダ−マン形コイルのインダクタンスＬを増加さ
せることによっても低周波域に下げることが可能である
。
げようとすると前述のような問題が生じる。共鳴周波数
ωはアルダ−マン形コイルのインダクタンスＬを増加さ
せることによっても低周波域に下げることが可能である
。
アルダ−マン形コイルのインダクタンスを増加させるに
は、長さを長くする。アーム幅を細くする等の方法があ
るが、長さを長くすると重量増加につながるし、アーム
幅を細くすると損失が増加するという問題が生じる。そ
こでアームを分割し、インダクタンスを挿入することに
よりコイルのインダクタンスを増加させることができる
。また。
は、長さを長くする。アーム幅を細くする等の方法があ
るが、長さを長くすると重量増加につながるし、アーム
幅を細くすると損失が増加するという問題が生じる。そ
こでアームを分割し、インダクタンスを挿入することに
よりコイルのインダクタンスを増加させることができる
。また。
挿入するコイルのインダクタンスを調整することで自己
共振周波数を容易に低周波域にまで下げることができる
。
共振周波数を容易に低周波域にまで下げることができる
。
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例の斜視図である。第２図は第
１図の等価回路図である。上記両図に示す本実施例では
、第３図、第４図に示すアルダ−マン形コイルのアーム
１１．１２を分割しアーム１１１．１１２及び１２１，
１２２の間にコイル５１．５２を挿入した場合を示して
いる。
１図の等価回路図である。上記両図に示す本実施例では
、第３図、第４図に示すアルダ−マン形コイルのアーム
１１．１２を分割しアーム１１１．１１２及び１２１，
１２２の間にコイル５１．５２を挿入した場合を示して
いる。
アーム１１．１２はコイルのインダクタンスに相当し、
ガードリング３１．３２とウィング２１〜２４．２５〜
２８により分布定数キャパシタを形成している。本実施
例ではアーム１１１．１１２゜１２１．１２２によるイ
ンダクタンスにコイル５１．５２によるインダクタンス
が直列に接続されるためにインダクタンスが増加し容易
に低周波域にまで共鳴周波数を下げることが可能である
。
ガードリング３１．３２とウィング２１〜２４．２５〜
２８により分布定数キャパシタを形成している。本実施
例ではアーム１１１．１１２゜１２１．１２２によるイ
ンダクタンスにコイル５１．５２によるインダクタンス
が直列に接続されるためにインダクタンスが増加し容易
に低周波域にまで共鳴周波数を下げることが可能である
。
本実施例ではアームの中心にコイル５１．５２を各々１
個ずつ接続したが、接続場所２個数を限定する必要はな
い。
個ずつ接続したが、接続場所２個数を限定する必要はな
い。
また、ウィング・ガードリング間にキャパシタを挿入す
る方法等キャパシタンスを増加させる方法と組み合わせ
てもよいことはａうまでもない。
る方法等キャパシタンスを増加させる方法と組み合わせ
てもよいことはａうまでもない。
以上のように本実施例によれば、容易にしかも安価に低
周波域に共鳴周波数を下げたコイルを提供できるという
効果がある。
周波域に共鳴周波数を下げたコイルを提供できるという
効果がある。
今、高周波磁場発生手段と信号検出手段を別に設ける場
合（「クロスコイル方式」という）において、高周波磁
場の方向と信号検出方向が一致する時を考える。この場
合、高周波磁場が発生している間は信号検出コイルが動
作しないようにする必要がある。従来は第６図に示す共
振回路をアーム１１．１２を分割した箇所に挿入し、高
周波磁場が発生している開信号検出コイルが動作しない
ようにする方式が用いられていたが、アルダ−マン形コ
イルに適用する場合、キャパシタによる分割のためイン
ピーダンスが下がりすぎる等の問題があった。
合（「クロスコイル方式」という）において、高周波磁
場の方向と信号検出方向が一致する時を考える。この場
合、高周波磁場が発生している間は信号検出コイルが動
作しないようにする必要がある。従来は第６図に示す共
振回路をアーム１１．１２を分割した箇所に挿入し、高
周波磁場が発生している開信号検出コイルが動作しない
ようにする方式が用いられていたが、アルダ−マン形コ
イルに適用する場合、キャパシタによる分割のためイン
ピーダンスが下がりすぎる等の問題があった。
本発明を用いれば、第５図に示す回路を上記アームを分
割した箇所に付加することで容易に達成できる。即ち、
送信時には、コイル５１．５２に並列に接続されたキャ
パシタ６１，６２、ダイオード対７１．７２及び７３．
７４が導通状態となり、コイル５１．５２とキャパシタ
６１．６２は各々共鳴周波数で共振回路を形成するよう
にしておくとコイル５１．５２の見かけ上のインピーダ
ンスは大きくなり、アームが切断されたのと等価になる
。逆に受信時にはダイオード対が切断状態となるためコ
イル５１．５２とキャパシタ６１゜６２は共振回路を形
成せず、信号受信が可能となる。本実施例ではダイオー
ド対を用いたが、送受信に同期して動作するスイッチで
も良いことは言うまでもない０以上のように本実施例に
よればクロスコイル方式において容易に送受信時の分離
を行えるという効果がある。
割した箇所に付加することで容易に達成できる。即ち、
送信時には、コイル５１．５２に並列に接続されたキャ
パシタ６１，６２、ダイオード対７１．７２及び７３．
７４が導通状態となり、コイル５１．５２とキャパシタ
６１．６２は各々共鳴周波数で共振回路を形成するよう
にしておくとコイル５１．５２の見かけ上のインピーダ
ンスは大きくなり、アームが切断されたのと等価になる
。逆に受信時にはダイオード対が切断状態となるためコ
イル５１．５２とキャパシタ６１゜６２は共振回路を形
成せず、信号受信が可能となる。本実施例ではダイオー
ド対を用いたが、送受信に同期して動作するスイッチで
も良いことは言うまでもない０以上のように本実施例に
よればクロスコイル方式において容易に送受信時の分離
を行えるという効果がある。
また第１図に示す実施例では挿入するコイル５１．５２
としてソレノイド形を示したが、第７図に示すように同
心円状に巻かれたコイルあるいは第８図に示すコイルな
どインダクタンスを有するものであれば種々の変形が可
能なことは言うまでもない。
としてソレノイド形を示したが、第７図に示すように同
心円状に巻かれたコイルあるいは第８図に示すコイルな
どインダクタンスを有するものであれば種々の変形が可
能なことは言うまでもない。
本発明によれば安価かつ容易に低周波域に適用できるプ
ローブを構成できるという効果がある。
ローブを構成できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例のコイルを示す斜視図、第２
図は第１図の等価回路図、第３図は従来のアルダ−マン
形コイルの斜視図、第４図は第３図の等価回路図、第５
図は本発明の実施例においてクロスコイル方式時にイン
ダクタンス分割するインダクタのかわりに挿入する共振
回路の回路図、第６図はクロスコイル方式時にキャパシ
タンス分１・・・アーム、２・・・つ・イング、３・・
・ガードリング、４・・・キャパシタ、５・・・コイル
。
図は第１図の等価回路図、第３図は従来のアルダ−マン
形コイルの斜視図、第４図は第３図の等価回路図、第５
図は本発明の実施例においてクロスコイル方式時にイン
ダクタンス分割するインダクタのかわりに挿入する共振
回路の回路図、第６図はクロスコイル方式時にキャパシ
タンス分１・・・アーム、２・・・つ・イング、３・・
・ガードリング、４・・・キャパシタ、５・・・コイル
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各磁場発生手
段と検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する信号検出
手段と上記検出信号の計算を行う演算手段とを有する核
磁気共鳴を用いた検査装置において、信号検出手段のア
ーム部にインダクタンスを付加することを特徴とする核
磁気共鳴を用いた検査装置。 ２、共鳴周波数でアーム部に付加されたインダクタンス
と共振するキャパシタ及びスイッチをインダクタンスに
並列に付加したことを特徴とする特許請求第１項の核磁
気共鳴を用いた検査装置。 ３、前記スイッチは送信時に共振し、受信時には共振し
ないように動作することを特徴とする特許請求第２項の
核磁気共鳴を用いた検査装置。 ４、前記スイッチとしてダイオード対を用いたことを特
徴とする特許請求第３項の核磁気共鳴を用いた検査装置
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63128359A JPH01299542A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| US07/356,423 US4929881A (en) | 1988-05-27 | 1989-05-25 | Probe for nuclear magnetic resonance apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63128359A JPH01299542A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01299542A true JPH01299542A (ja) | 1989-12-04 |
Family
ID=14982870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63128359A Pending JPH01299542A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4929881A (ja) |
| JP (1) | JPH01299542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05161624A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-06-29 | Hitachi Medical Corp | 磁気共鳴イメージング装置の高周波受信コイル |
| US5327898A (en) * | 1991-10-11 | 1994-07-12 | Hitachi Medical Corp. | Signal receiving coil device for MRI apparatus |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5194811A (en) * | 1990-08-02 | 1993-03-16 | Fox Chase Cancer Center | Radio frequency volume resonator for nuclear magnetic resonance |
| US5212450A (en) * | 1990-10-25 | 1993-05-18 | Fox Chase Cancer Center | Radio frequency volume resonator for nuclear magnetic resonance |
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