JPH0213872A - 無線周波ｎｍｒコイル・アセンブリ - 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】 発明の背景 本発明は核磁気共鳴イメージング方法と装置に関する。

更に詳しくは、本発明の無線周波（ＲＦ）磁界を作るた
めに励振される共振コイルの同調に関するものである。

磁気モーメントを有するどの原子核もそれがその中に位
置している磁界の方向に自身をそろえようとする。しか
し、そうする際、磁界の強さおよび特定の核種の性質（
核の磁気回転定数ｑ）によって定まる固有角周波数（ラ
ーモア周波数）で核は上記磁界の方向のまわりに歳差運
動する。この現象を示す核をここでは「スピン」と呼ぶ
。

人体組織のような物体に−様な靜磁界（分極磁界Ｂ工）
を加えたとき、組織内のスピンの個々の磁気モーメント
はこの分極磁界とそろおうとするが、それらの固有のラ
ーモア（Ｌａｒｍｏｒ）周波数で無秩序に分極磁界を中
心として歳差運動する。このため正味の磁気モーメント
Ｍ２が分極磁界の方向に生ずるが、垂直な平面すなわち
横方向平面（ｘ−ｙ平面）内のランダムな方向を向いた
磁気成分は互いに相殺される。しかし、物体または組織
がｘ−ｙ平面内にあるラーモア周波数の無線周波（ＲＦ
）励振磁界（Ｂ１）をも受けた場合、正味のそろったモ
ーメント間工がｘ−ｙ平面に向つて回転すなわち「傾い
て」、その結果ラーモア周波数でｘ−ｙ平面内で回転す
なわち旋回する正味の横方向磁気モーメントＭ１が作ら
れる。正味の磁気モーメント間工が傾く程度、したがっ
て正味の横方向磁気モーメントＭｌの大きさは主として
印加される無線周波励振磁界Ｂ１の大きさと時間の長さ
によって定まる。

この現象の実際の値はＲＦ励振磁界Ｂ１の終了後に、励
起されたスピンから放出される信号の中にある。簡単な
システムでは、励起されたスピンは受信コイルに振動す
る正弦波信号を誘導する。

この信号の周波数はラーモア周波数であり、その初期振
幅Ａ、は横方向磁気モーメントＭ１の大きさによりて定
められる。放出信号の振幅Ａは次式に従って時間ととも
に指数関数的に減少する。

Ａ　−Ａ　Ｏｅ　［ｔ／　Ｔ２　”　］減衰定数１／Ｔ
２”は磁界の均質さによって左右され、また「スピン−
スピン緩和」定数または「横方向緩和」定数と呼ばれる
Ｔ２によって左右される。定数Ｔ２は、完全に均質な磁
界の中でＲＦ励振磁界Ｂ１の除去後にスピンのそろった
歳差運動が位相はずれ（ｄｅｐｈａｓｅ　）する指数関
数的な速度に逆比例する。励起された核によって放出さ
れる信号は生身の患者の解剖的特徴の医用イメージを作
成するのに特に応用される。

ＮＭＲイメージング装置は大量のＲＦ電力を扱って大き
な領域全体にわたって均質なＲＦ磁界を設定することの
できる人体コイルを使用して励振磁界を作成する。人体
コイルの一例は米国特許節４．６９２，６７５号に示さ
れており、これは中心軸に沿って間隔をあけて配置され
た２の導電性の端ループを多数の軸方向の導電性セグメ
ントによって相互接続することにより形成され、外観が
鳥かごに似ているという点で通常「鳥がご形コイル」と
呼ばれている。各導電性セグメントにはコンデンサのよ
うな少なくとも１つのリアクタンス分路が設けられ、端
ループも複数の直列接続されたリアクタンス分路をそな
えている。これはラーモア周波数で共振するように設計
された同調コイルを形成する。

人体コイルは通常、その導電性セグメントのうち、９０
度隅丸る２つの導電性セグメントが直角な２つのＲＦ倍
信号よって励振される。この励振の結果、コイルの端ル
ープに沿って電流がシヌソ・　イド（ｓｉｎｕｓｏｉｄ
）分布するので、コイル内には２つの直交共振モードが
生じる。一方のモードではループに沿って角度の正弦に
比例した電流を伝え、他方のモードでは角度の余弦に比
例した電流を伝え、次式で与えられる。

Ｖ＋　−ｃｏｓ　ω＋　　ｔ＃ヨびＶ２−５１ｎ　ω２
　を但しωはコイルに沿って進行する信号の周波数であ
る。正しく同調したＮＭＲ人体コイルでは、これらのモ
ードのどちらもラーモア周波数で共振する（すなわちω
１−ω２）。

多素子の鳥かご形コイルでは、共振周波数は主として、
人体コイルの共振構造に組込まれた分布インダクタンス
と個別容量によってきまる。２つのモードが同じ周波数
で共振するためには、コイルの各区間のリアクタンスは
一様でなければならない。都合の悪いことに、コイルの
現実的な製造上の許容差およびコイルの種々のリアクタ
ンス成分によって、コイルのすべての区間で一様なリア
クタンスを持たせることは実質的に不可能である。

コイルの各区間ごとにリアクタンスが変化すると、２つ
のモードの共振周波数が離れるとともに所望のラーモア
周波数からもずれる。したがって、コイルの各区間のリ
アクタンスを調節して両方のモードがラーモア周波数で
共振するようにするための何らかの形式の同調機構を人
体コイルに設けなければならない。これは従来ではコイ
ル素子の許容差の変動の影響を相殺するようにコイルの
端ループおよび導電性セグメントの中に調節可能な同調
素子を導入することにより行なわれていた。生産環境で
はコイルをこれらの素子と同調させるのは難しく、労力
を要する。というのは、２つの共振モードの角度方向、
したがって同調素子をどこに置くべきかを予測すること
は不可能であるからである。この困難にコイルの物理的
性質が加わって、コイルはモード間の周波数の離隔が最
大となる２つの直交共振モードで動作するようになる。

利用可能な最大の周波数差を選択するというこの傾向に
より、現在のモードの周波数差をゼロに調節したときに
は常に、コイルはそのモードを新しい位置に移す。した
がって、同調が望ましい各方向に同調素子の組合わせを
設けるためにコイルのできる限り多くの位置に調節可能
な同調素子を導入しなければならない。同調素子の数が
多くなる程、同調作業はより複雑になる。

発明の要約 ＮＭＲイメージング装置で無線周波磁界を発生するため
のコイル・アセンブリは所望の周波数で共振するように
される。この所望の周波数は通常、イメージを作るべき
対象物のラーモア周波数である。コイル・アセンブリは
円筒形磁界コイルを含み、このコイルは中心軸に沿って
間隔をあけて配置された一対の導電性端ループおよび各
端ループに沿った周期的な点で上記一対の導電性端ルー
プを相互接続する複数の導電性セグメントをそなえてい
る。端ループおよび導電性セグメントは円筒形磁界コイ
ルを所定の周波数で共振させるリアクタンス成分を含ん
でいる。磁気シールドが円筒形磁界コイルのまわりに配
置されている。コイルの外周に沿った異なる位置と共通
の電気節点との間に複数のリアクタンス分路が結合され
ている。コイルの共振周波数を増減するために各リアク
タンス分路は可変になっている。

本発明の好ましい態様では、第１組の４個のリアクタン
ス分路の各々が一方の端ループ上の円周方向に９０″づ
つ間隔を置いた位置に結合される。

第２組の４個のリアクタンス分路の各々が他方の端ルー
プ上の円周方向に９０°づつ間隔を置いた位置に結合さ
れ、これらの位置は第１組のリアクタンス分路が結合さ
れる位置に対して４５度ずれている。この場合、各リア
クタンス分路はその関連する端ループと共通電気節点と
しての役目を果すシールドとの間に伸びる。

各リアクタンス分路は数個の形式うちのどの形式であつ
てもよい。１つの形式では、リアクタンス分路は共通節
点とコイルとの間に結合されたインダクタとコンデンサ
の並列接続で構成され、インダクタとコンデンサのうち
少なくとも一方は可変である。より現実的な態様では、
可変インピーダンス素子をコイルの所望の位置に結合す
るために伝送媒体を使うこと゛により、この素子を技術
者が容易にアクセスできる場所に配置することができる
。本発明のこの態様では、伝送媒体の長さはコイルに対
して所望の同調インピーダンス効果を得るために必要な
インピーダンス変換を行うように選択される。

本発明の一般的な目的は所望の周波数で共振するように
容品に同調できるＮＭＲ磁界コイルを提供することであ
る。

更に特定の目的は２つの共振モードの方向のすべての変
化を補償する。ために最低限の数の調節可能な素子をそ
なえたコイル用同調機構を提供することである。

本発明の一態様として技術者が容易にアクセスできる位
置に同調機構を設けることである。

本発明のもう１つの目的はコイルの各共振モードの周波
数に同調させるための機構を提供することである。

図面を参照した発明の詳細な説明 第１図に示すように、ＮＭＲイメージング装置用のコイ
ル・アセンブリ１０は励振磁界コイル１２およびシール
ド１４を含んでいる。通常のＮＭＲイメージング装置と
同様、シールドはコイル１２および他のコイル（図示し
ない）と同軸の接地された管状導電体である。シールド
１４はコイル１２からの磁界を部分的に閉じ込めるよう
に動作する。コイル１２は共通の中心軸に沿って間隔を
あけて配置された２つの導電性の端ループ１５および１
６をそなえている。これらの端ループはコイル・アセン
ブリ１０の中心開口の所望の形状に応じて円形であって
も楕円形であってもよい。２つの端ループ１５および１
６は８個の軸方向の導電性セグメント２１−２８によっ
て相互接続され、円筒形の鳥かごに似たコイル構造が形
成される。

例示したコイル１２は８個の導電性セグメントをそなえ
ているが、本発明はこれより多数のセグメントまたはこ
れより少数のセグメントをそなえた鳥かご形磁界コイル
にも適用することができる。

この型式の磁界コイルについては米国特許箱４゜６８０
．５４８号および同第４．６９２，７０５号に詳細に説
明されており、参照されたい。

導電性セグメント２１−２８の各セグメントにはそれぞ
れコンデンサ３１−３８で表わした少なくとも１つのリ
アクタンス素子が設けられる。例示したコイルでは、導
電性の端ループ１５および１６の各々は隣り合う導電性
セグメント２１−２８の間の各区間に１つずつ配置され
た８個の直列接続された誘導性素子をそなえている。第
１の端ループ１５の誘導性素子３９および第２の端ルー
プ１６の誘導性素子４０はそれぞれのループの導体に固
有の分布インダクタンスを表わす。これらのインダクタ
ンスは適正なコイル動作のための所望の移相（位相シフ
ト）を行なうために必要である。導電性セグメント２１
−２８もそれぞれ関連した同様の分布インダクタンスを
そなえているが、これらは第１図には示していない。一
般に、導電性セグメント２１−２８に関連したインダク
タンスは各セグメントの個別コンデンサ３１−３８によ
る容量性効果よりもその効果が小さい。第１図に示す特
定の型式の烏かご形コイルは「低域通過」コイルと呼ば
れる。本発明は前記米国特許に述べられている「高域通
過」コイルのような他の型式のコイルにも適用すること
ができる。

コイル１２は直交関係にある２つの無線周波（ＲＦ）信
号によって励振される。一方の信号はリード２９を介し
て導電性セグメント２２のコンデンサ３２に印加される
。他方のＲＦ信号はり一ド３０を介して、第１のセグメ
ント２２から９０度離れた導電性セグメント２４のコン
デンサに印加される。たとえば、医用ＮＭＲ装置で用い
られるこれらの励振信号の周波数は、１．５テスラの静
磁界Ｂｏ内での陽子のラーモア周波数である約６４　Ｍ
Ｈｚである。コイル１２は２つの直交共振モードに於い
てこの励振周波数で共振するように設計されている。以
上説明してきた磁界コイルはＮＭＲイメージング装置で
通常用いられているもの“と類似している。

本発明は通常の磁界コイルの同調を容易にするための複
数の新規な素子を提供する。導電性の端ループ１５およ
び１６の各々は４個の可変リアクタンス分路、すなわち
第１のループ１５に対するリアクタンス分路４１−４４
および第２のループ１６に対するリアクタンス分路４５
−４８によってシールド１４に結合されている。端ルー
プ１５および１６の各々における４個のリアクタンス分
路はそのループに沿って等間隔に（すなわち９０″の間
隔をおいて）配置されている。４個のリアクタンス分路
４１−４４が第１の端ループ１５に結合される点は４個
のリアクタンス分路４５−４８が第２の端ループ１６に
結合される点からコイルのまわりに４５度ずらすことが
好ましい。たとえば、第１のリアクタンス分路４１は第
１のループ１５と導電性セグメント２３との接続点に結
合され、リアクタンス分路４５は第２の端ルー１１６と
導電性素子２２との接続点に結合される。

このように結合点をずらすことの目的は、後でコイル同
調動作の説明で明らかとなる。図ではリアクタンス分路
４１−４８がそれぞれの端ループ１５または１６に直接
接続されているが、リアクタンス分路の端ループへの結
合は、リアクタンス分路を導電性セグメント２１−２８
の別々のセグメントに接続することによつて行なりでも
よい。

リアクタンス分路４１−４８はそれぞれ、好ましい実施
例ではシールド１４で構成される共通電気節点とコイル
１２との間に同調可能なインピーダンスを与える。リア
クタンス分路をコイルの共振周波数で並列共振するよう
に同調させたとき、リアクタンス分路は解放回路として
作用し、コイル１２からリアクタンス分路を通ってシー
ルド１４に電流が流れない。しかし、容量性または誘導
性になるようにリアクタンス分路を変えることにより、
コイル１２の一区間のインピーダンスが変り、したがっ
てコイルの共振が変る。

第２図に示す本発明の実施例では、各リアクタンス分路
はコイルの端ループ１５または１６のそれぞれとの結合
点とシールド１４との間に並列接続された可変コンデン
サ５０および固定インダクタ５１で構成される。上述の
ように、コンデンサ５０およびインダクタ５１の値を同
調させてコイルに印加される信号の周波数で共振するよ
うにしたとき、リアクタンス分路はコイル１２とシール
ド１４との間で開放回路と見なされる。コンデンサ５０
をそれの開放回路状態の値から変えると、その結果とし
て得られるリアクタンス分路のインピーダンスはコンデ
ンサ５０の値を大きくするか小さくするかに応じて容量
性または誘導性となる。

コイル１２とシールド１４との間で容量として作用する
ようにリアクタンス分路を調節すると、コイルの共振周
波数は低くなる。シールドとコイルとの間でインダクタ
ンスとして作用するようにリアクタンス分路を調節する
と、コイル１２の共振周波数は高くなる。

第３図は、各リアクタンス分路の調節可能な素子を同調
作業の際に技術者が容易にアクセスし得る場所までコイ
ルの外に移せるようにするために、信号伝送媒体を設け
たリアクタンス分路の代替実施例を示すものである。詳
しく述べると、リアクタンス分路のこの実施例では、コ
イル１２の所望の共振周波数に於ける信号の波長（λ）
の１／４に等しい長さの同軸ケーブル５２が設けられる
。

この場合、所望の共振周波数はイメージを作るべき対象
物のラーモア周波数である。代案として、　。

ケーブル５２の長さを所望の共振周波数に於ける信号波
長の１／４の任意の奇数整数倍（すなわちλ／４，３λ
／４，５λ／４等）とすることができる。しかし、ケー
ブルの信号損失によってケーブルの実際の長さが制限さ
れる。ケーブル５２の中心導体は第１の端５３でコイル
１２の端ループ１５または１６の対応する点に直接接続
される。

第１の端５３における他方の同軸導体はシールド１４に
接続される。

同軸ケーブル５２の第２の端５４では、中心導体が可変
コンデンサ５５とインダクタ５６の直列接続によってシ
ールド１４に接続されている。この実施例では、同軸ケ
ーブル５２はインピーダンス・インバータとして動作す
る。すなわち、ケーブル５２の第１の端５３に現われる
インピーダンスはケーブルの第２の端５４に於けるイン
ピーダンスの逆関数になる。同軸ケーブル５２の特性イ
、ンビーダンスは比較的高いので、ケーブルの他端に広
範囲のインピーダンスを作るために妥当な値の素子５５
および５６を使うことができる。詳しく述べると、コン
デンサ５５とインダクタ５６の組合わせはコイルの励振
周波数で短絡回路となるように同調させたとき、この短
絡回路の逆関数、すなわち開放回路として端ループ１５
または１６とシールド１４との間に現われる。同様に、
コンデンサ５５を変化させることによって、同軸ケーブ
ル５２の第２の端５４に小さな容量性または誘導性のイ
ンピーダンスを作ることができ、これはケーブルの第１
の端５８でそれぞれ大きなインダクタンスまたは容量に
変換される。このように第３図のリアクタンス分路を調
節することにより、それぞれの位置でコイル１２とシー
ルド１４との間に伸びるコンデンサまたはインダクタと
して動作させることができる。したがって、第３図に示
すリアクタンス分路は第２図に示す回路と同一の機能を
持つことになる。ケーブルの第１の端５３で必要な範囲
のリアクタンスを作るようにリアクタンス分路を調節す
ることができさえすれば、伝送媒体である同軸ケーブル
５２の長さは所望の共振周波数に於ける信号波長の丁度
奇数整数倍から変えることができる。

第４図はリアクタンス分路の更にもう１つの実施例を示
し、この場合の同調素子は単一の可変インダクタ６３で
ある。この変形例では、同軸ケーブル６０よりなる伝送
媒体は一端６１でコイルの各端ループ１５または１６お
よびシールド１４に接続される。図示するように、同軸
ケーブル６０の長さはコイル１２の所望の共振周波数に
於ける信号の波長（λ）の１／８にほぼ等しい。この実
施例では、インピーダンス変換は次の関係（４ｎ＋１）
λ Ｌ閤　□ を満足するケーブルの種々の長さによって達成すること
ができる。但し、Ｌはケーブルの長さであリ、ｎは負で
ない整数（すなわちｎ−０，１，２゜３・・・）である
。しかし、伝送媒体による損失を最小限に保つため、同
軸ケーブル６０をできる限り短く保つことが望ましい。

第１の端６１に生じ得るインピーダンスの範囲がコイル
１２を同調させるのに充分なものでありさえすれば、同
軸ケーブル６０の実際の長さをその計算された長さから
変えることができる。

同軸ケーブル６０の第２の端６２に於ける中心導体は可
変インダクタ６３によってシールド１４に接続される。

１／８波長の同軸ケーブルはインダクタ６３のインダク
タンスを変換して、リアクタンス分路をコイルの共振周
波数に正しく同調させたとき開放回路と見えるようにす
る。このインダクタンスをこの公称開放回路値から大き
くまたは小さくすることにより、ケーブルの第１の端６
１での変換されたインピーダンスを大きな容量またはイ
ンダクタンスにすることができる。無効分路の前の実施
例と同様、インダクタ６３のこの調整によりコイル１２
の共振周波数を大きくまたは小さくすることができる。

代案として、第５図に示すようにインダクタ６３を可変
コンデンサ６４に置き換えることができる。この場合、
ケーブル６０′の長さは次式によって定められる。

（４ｎ＋３）λ Ｌ−□ 最小長さは３／８λである。

コイル・アセンブリー０に使用するリアクタンス分路が
どの実施例であるかにかかわらず、コイル１２を同調さ
せるのに同じ方法が用いられる。

上記のように、コイル１２が真の直角コイルとして動作
しなければならない場合には、両方の直交するモードが
同じ周波数で共振しなければならない。しかし、コイル
とその素子の製造許容差の変動のため、一方または両方
のモー′ドが所望のラーモア周波数以外で共振すること
があり得る。リアクタンス分路４１−４８を使って各モ
ードの共振周波数を同調させるため、各モードの方向と
その共振周波数をまずきめなければならない。これは第
６図に示すように励振信号発生器７０のコイル７１を１
つの端ループ１５または１６上の１つの位置に誘導結合
することによって行なうことができる。ネットワーク・
アナライザ７３に接続されたピックアップ中コイル７２
が励振位置から１８０度隔１た所で同じ端ループに誘導
結合される。

ネットワーク争アナライザはピックアップ中コイルから
の信号の強度を周波数に対してプロットしたグラフを表
示する。

発生器７０からの励振信号はラーモア周波数を中心とし
た周波数範囲にわたって掃引される。ネットワーク・ア
ナライザ７３を観察して、最も強い信号が検出された周
波数を識別する。励振コイル７１およびピックアップ・
コイル７２が一方のモードの方向とそろっていない場合
には、ネットワーク・アナライザ７３に表示されるグラ
フには２つの周波数の所に信号強度のピークが生じる。

これは同調していないコイルの２つの共振モードの周波
数を表わす。各モードの方向を定めるため、励振コイル
７１およびピックアップ・コイル７２が端ループのまわ
りに回転され、各位置でコイル１２が２つの共振周波数
で励振される。２つの測定用のコイル７１および７２が
一方の共振モードの方向に垂直に配置されたとき、その
モードによる信号の強度はゼロとなる。２つのコイルが
共振モードの方向とそろったとき、そのモードによる信
号強度は最大値となる。

たとえば、第６図は端ループ１６を概略的に示したもの
で、ループに沿って描いた円は導電性セグメント２１−
２８および４個のリアクタンス分路４５−４８がその端
ループに結合される位置を表わす。端ループ１６の内側
の２本の実線６５および６６は２つの直交する共振モー
ドの方向を表わす。したがりて、励振コイル７１および
ピックアップ・コイル７２を図に示すように配置した場
合、２つの直交モードの周波数を中心とした２つのピー
クがネットワーク・アナライザ７３で観察される。励振
コイル７１およびピックアップ・コイル７２が端ループ
１６のまわりに導電性セグメント２４および２８に隣接
して配置されたとき、方向６６に沿う方向を向いたモー
ドの共振周波数を中心とした信号強度が最高値のピーク
を形成し、方向６５に沿うモードの共振周波数を中心と
した信号強度はゼロになる。同様に、２つの測定コイル
７１および７２を導電性セグメント２２および２６に隣
接して配置したときは、方向６６に沿う方向を向いたモ
ードに対する信号強度がゼロとなり、方向６５に沿った
モードの周波数に於ける信号強度が最大となる。

第６図に示す例では、２つの直交モードは導電性ループ
１６に４個のリアクタンス分路４５−４８が結合される
位置にそろっている。したがって、これらのリアクタン
ス分路を各々、Ｍｍすることにより、各モードの共振周
波数をラーモア周波数に合わせることができる。たとえ
ば、方向６５で表わされるモードが所望のラーモア周波
数より高い周波数で共振する場合、そのモードの方向に
対して直角なリアクタンス分路、すなわち分路４６およ
び４８を調節して、それらが導電性セグメント２４およ
び２８と端ループとの接続点に容量として現われるよう
にすることができる。コイルのこれらの点に付加される
容量の大きさによって、対応するモードの共振周波数を
低下させる程度が決定される。同様に、方向６６を指す
モードが所望のラーモア周波数より低い場合には、リア
クタンス分路４５および４７を調節して、端ループ１６
とシールド１４との間にインダクタンスを挿入すること
により、そのモードの共振周波数を高くすることができ
る。

各リアクタンス分路を調節したとき、それがそれぞれの
モードの共振周波数に及ぼす効果はネットワーク・アナ
ライザ７３で観察することができる。代案として、たと
えばリアクタンス分路を多ターン可変コンデンサによっ
て調節する場合は、コンデンサの１ターン当りの共振周
波数の変化を計算することができる。この場合には、必
要な周波数変化の量を求め、それに応じてコンデンサを
調節することにより、ネットワーク・アナライザを観察
することなく調節を行なうことができる。

第２図のコンデンサの容量を増大または減少させること
により、コイルとシールドの間のリアクタンス分路のイ
ンピーダンスを開放回路インピーダンスから容量または
インダクタンスとして見えるように調節することができ
る。明らかに、モードの１つが既に所望のラーモア周波
数で共振している場合には、その方向に直角なリアクタ
ンス分路の調節を行なう必要はない。

コイル１２について行なった測定の結果、２つの直交モ
ードが第６図に示す方向から４５度回転していることが
わかった場合、これらのモードは第７図に示す方向６７
および６８を持つことになる。この状況では、２つのモ
ードの方向はもはや第２の端ループ１６に結合されたリ
アクタンス分路４５−４８の位置とそろわずに、第１の
ループ１５に結合されたリアクタンス分路４１−４４の
位置とそろっている。したがって、第６図の場合につい
て述べたのと同様にして、端ループ１５に結合された第
１組のリアクタンス分路４１−４４を調節することによ
り各モードの共振周波数を上昇または低下させることが
できる。

２つのモードの第３の配向はそれらのモードの方向がリ
アクタンス分路４１−４８と導電性端ル。

−プ１５．１６との結合位置のどれとも一致していない
場合である。第８図に例示するこの状況では、リアクタ
ンス分路４１−４８のうちのいくつかの分路の組合わせ
を調節することにより周波数の不均衡が除かれる。可変
リアクタンス分路相互の間、の真中を指す７５および７
６のような方向のモードの場合には、モードの方向に垂
直な線に最も近いリアクタンス分路の組を等しく変える
ことによって、そのモードの周波数を変えることができ
る。詳しく述べると、リアクタンス分路対４１゜４６お
よび４３．４８を調節することにより、方向７５のモー
ドの共振周波数が変えられる。モードに垂直な線が他の
リアクタンス分路よりも１つのリアクタンス分路に近く
指す場合は、２つのリアクタンス分路を重み付けして調
節することによりそのモードの共振周波数を制御するこ
とができる。したがって、任意の方向を指すモードは最
少数の調節可能なリアクタンス分路、実施例では８個の
リアクタンス分路によって制御することができる。

一旦これらのリアクタンス分路４１−４８を調節して各
共振モードの周波数を上昇または低下させたとき、これ
らのモードは周波数の差が最大となる別の組の直交方向
にシフトすることがある。

このため、モードの方向と周波数を検知するプロセスは
、方向のシフトがもはや検出されなくなるまで、あるい
は最良の調節点が見出されるまで繰り返し行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による新規な同調機構を含むＮＭＲ磁界
コイル・アセンブリの概略構成図である。 第２乃至５図は第１図のコイル−アセンブリのリアクタ
ンス分路の４つの異なる実施例を示す回路図である。第
６乃至８図は２つの共振モードの相異なる配向を例示す
るためのコイルの概略上面図である。 ［主な符号の説明］ １２・・・励振磁界コイル、 １４・・・シールド、 １５．１６・・・端ループ、 ２１−２８・・・導電性セグメント、 ４１−４８・・・リアクタンス分路、 ５２．６０．６０’　・・・同軸ケーブル。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．所望の周波数で共振させるための無線周波ＮＭＲコ
   イル・アセンブリに於いて、 中心軸に沿って間隔をあけて配置された一対の導電性の
   端ループと、上記端ループの各々に沿った複数の点で上
   記一対の導電性端ループを電気的に相互接続する複数の
   導電性セグメントとをそなえた円筒形磁界コイルであっ
   て、上記導電性セグメントが上記磁界コイルを所定の周
   波数で共振させるための値を有するリアクタンス素子を
   含んでいる上記円筒形磁界コイル、 上記磁界コイルのまわりに配置されたシールド、および 上記磁界コイルの外周に沿った複数の異なる位置と共通
   節点との間にそれぞれ結合された複数のリアクタンス分
   路であって、各リアクタンス分路が上記磁界コイルの共
   振周波数を高くまたは低くするために可変である上記複
   数のリアクタンス分路、を含むことを特徴とする無線周
   波ＮＭＲコイル・アセンブリ。
2. ２．上記複数のリアクタンス分路には第１組のリアクタ
   ンス分路が含まれていて、この第１組のリアクタンス分
   路の各々は上記導電性端ループのうちの一方の端ループ
   に沿った互いに異なる位置で上記磁界コイルに結合され
   ている請求項１記載の無線周波ＮＭＲコイル・アセンブ
   リ。
3. ３．上記複数のリアクタンス分路には第２組のリアクタ
   ンス分路が含まれていて、この第２組のリアクタンス分
   路の各々は、上記第１組のリアクタンス分路が上記コイ
   ルに結合された位置からずれた、上記導電性端ループの
   うちの他方の端ループに沿った互いに異なる位置で、上
   記コイルに結合されている請求項２記載の無線周波ＮＭ
   Ｒコイル・アセンブリ。
4. ４．上記共通節点が上記シールドである請求項２記載の
   無線周波ＮＭＲコイル・アセンブリ。
5. ５．上記各リアクタンス分路が並列接続されたコンデン
   サとインダクタを含んでいる請求項１記載の無線周波Ｎ
   ＭＲコイル・アセンブリ。
6. ６．上記各リアクタンス分路が上記磁界コイルに結合さ
   れたインピーダンス・インバータ、および上記インピー
   ダンス・インバータと上記共通節点との間に直列接続さ
   れたコンデンサとインダクタを含んでいる請求項１記載
   の無線周波ＮＭＲコイル・アセンブリ。
7. ７．上記各リアクタンス分路が、 上記所望の周波数の信号の波長の１／４の奇数整数倍に
   等しい長さを有し、一端が上記磁界コイルに結合された
   伝送媒体、および 上記伝送媒体の他端と上記共通節点との間に結合された
   直列接続のコンデンサとインダクタ、を含んでいる請求
   項１記載の無線周波ＮＭＲコイル・アセンブリ。
8. ８．上記伝送媒体が同軸ケーブルである請求項７記載の
   無線周波ＮＭＲコイル・アセンブリ。
9. ９．上記各リアクタンス分路が、 上記所望の周波数の信号の波長の１／８の奇数整数倍に
   等しい長さを有し、一端が上記磁界コイルに結合された
   伝送媒体、および 上記伝送媒体の他端と上記共通節点との間に結合された
   可変リアクタンス、 を含んでいる請求項１記載の無線周波ＮＭＲコイル・ア
   センブリ。
10. １０．上記各リアクタンス分路が、 ｎを負でない整数、λを所望の周波数の信号の波長とし
    たとき、長さＬが Ｌ＝｛（４ｎ＋１）λ｝／８ に等しく、一端が上記磁界コイルに結合された伝送媒体
    、および 上記伝送媒体の他端と上記共通節点との間に結合された
    可変インダクタ、 を含んでいる請求項１記載の無線周波ＮＭＲコイル・ア
    センブリ。
11. １１．上記各リアクタンス分路が、 ｎを負でない整数、λを所望の周波数の信号の波長とし
    たとき、長さＬが Ｌ＝｛（４ｎ＋３）λ｝／８ に等しく、一端が上記磁界コイルに結合された伝送媒体
    、および 上記伝送媒体の他端と共通節点との間に結合された可変
    コンデンサ、 を含んでいる請求項１記載の無線周波ＮＭＲコイル・ア
    センブリ。
12. １２．上記各リアクタンス分路が、上記磁界コイルに結
    合されたリアクタンス変換手段、および上記リアクタン
    ス変換手段と上記共通節点との間に結合されたリアクタ
    ンスを含んでいる請求項１記載の無線周波ＮＭＲコイル
    ・アセンブリ。