JPH021581A - High frequency probe for nmr and adjusting method thereof - Google Patents

High frequency probe for nmr and adjusting method thereof

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JPH021581A
JPH021581A JP62310755A JP31075587A JPH021581A JP H021581 A JPH021581 A JP H021581A JP 62310755 A JP62310755 A JP 62310755A JP 31075587 A JP31075587 A JP 31075587A JP H021581 A JPH021581 A JP H021581A
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JP
Japan
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capacitance
high frequency
probe
nmr
impedance matching
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Application number
JP62310755A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yoda
潔 依田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To use the title probe as a transmitting and receiving probe, as well by setting a pin diode to a forward bias and nullifying a parallel resonance circuit at the time of transmitting a pulse and shifting a resonance frequency of a high frequency coil, etc., by the parallel resonance circuit at the time of non-transmission of a pulse. CONSTITUTION:When a high frequency coil 1 generates a high frequency magnetic field as a transmitting probe, a pin diode 5 is set to a forward bias an a parallel resonance circuit 4 is nullified. At the time of non-transmission of a pulse, the pin diode 5 is set to a reverse bias or a zero bias, the parallel resonance circuit 4 is coupled to a resonance capacitor 2 through an impedance matching capacitor 3, and a resonance frequency of the high frequency coil 1 and the resonance capacitor 2 is shifted. Accordingly, the probe can be used as a transmitting and receiving probe, as well, and an NMR high frequency probe by which a waveform of a transmitting pulse is not distorted, and also, impedance matching can be executed by small power is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、小電力でインピーダンス整合調整ができる
と共に送受信プローブとしても用いることのできるNM
R用高周波プローブその調整方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides an NM that can perform impedance matching adjustment with low power and can also be used as a transmitting/receiving probe.
This article relates to a high frequency probe for R and its adjustment method.

[従来の技術] 第5図は、例えば特開昭61−124854号公報に記
載された従来のNMR用送信プローブを示す回路図であ
る9図において、(1)は送信コイルとなる高周波コイ
ル、(12)は高周波コイル(1)に接続された共振用
コンデンサである。(13)は共振用コンデンサ(12
)に直列接続されたインピーダンス整合用コンデンサで
あり、共振用コンデンサとしても機能している。
[Prior Art] FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional NMR transmitting probe described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-124854. In FIG. 9, (1) is a high-frequency coil serving as a transmitting coil; (12) is a resonance capacitor connected to the high frequency coil (1). (13) is the resonance capacitor (12
) is an impedance matching capacitor connected in series, and also functions as a resonance capacitor.

(16a)及び(16b)はインピーダンス整合用コン
デンサ(13)の両端に設けられた入力端子であり、送
信fi(図示せず)からの送信パルスが入力されるよう
になっている。
(16a) and (16b) are input terminals provided at both ends of the impedance matching capacitor (13), into which a transmission pulse from a transmission fi (not shown) is input.

(20)は共振用コンデンサ(12)とインピーダンス
整合用コンデンサ(13)との間に挿入されたダイオー
ド対であり、並列逆接続された一対のピンダイオード(
20a)及び(20b)から構成されており、高周波コ
イル(1)、共振用コンデンサ(12)及びインピーダ
ンス整合用コンデンサ(13)と共に共振回路を構成し
ている。
(20) is a diode pair inserted between the resonance capacitor (12) and the impedance matching capacitor (13), and a pair of pin diodes (
20a) and (20b), and together with the high frequency coil (1), the resonance capacitor (12), and the impedance matching capacitor (13) constitute a resonance circuit.

次に、第5図に示した従来のNMR用送信プローブの動
作について説明する。
Next, the operation of the conventional NMR transmission probe shown in FIG. 5 will be explained.

入力端子(16a)及び(16b)に送信パルスを印加
すると、ダイオード対(20)が導通して共振回路に共
振電流が流れ、高周波コイル(1)から被測定対象(図
示せず)に向けて高周波磁場を発生する。
When a transmission pulse is applied to the input terminals (16a) and (16b), the diode pair (20) becomes conductive and a resonant current flows through the resonant circuit, causing a current to flow from the high-frequency coil (1) toward the object to be measured (not shown). Generates a high frequency magnetic field.

送信パルスの印加が終了した後は、被測定対象からのN
MR信号が受信プローブ(図示せず)により受信される
が、NMR信号は小電力であるため、ダイオード対〈2
0)は非導通状態となり小容量のコンデンサとして作用
する。
After the application of the transmission pulse is finished, the N from the object to be measured is
The MR signal is received by a receiver probe (not shown), but since the NMR signal is of low power, a diode pair <2
0) becomes non-conductive and acts as a small capacitor.

従って、NMR信号の受信時においては、共振回路の共
振周波数がパルス送信時より高くなるため、受信プロー
ブと送信プローブとの磁気結合がなくなり、受信プロー
ブは感度が低下せずにNMR信号を受信することができ
る。
Therefore, when receiving an NMR signal, the resonant frequency of the resonant circuit is higher than when transmitting a pulse, so the magnetic coupling between the receiving probe and the transmitting probe is eliminated, and the receiving probe receives the NMR signal without decreasing its sensitivity. be able to.

又、送信プローブのインピーダンス整合調整を行なう場
合は、ダイオード対(20)を導通させるため、パルス
送信時と同様に大電力を入力端子(16a)及び(16
b)に印加している。
In addition, when adjusting the impedance matching of the transmitting probe, in order to make the diode pair (20) conductive, high power is applied to the input terminals (16a) and (16) in the same way as when transmitting pulses.
b) is applied.

[発明が解決しようとする問題点] 従来のNMR用送信10−ブ及びその調整方法は以上の
ように、パルス送信時にはダイオード対(20)を導通
させ、NMR信号受信時にはダイオード対(20)を非
導通状態としているので、送受信プローブとして用いる
ことができず、又、ピンダイオード(20a)、(20
b)の非直線性のため送信パルスの波形が歪むという問
題点があった。更に、ダイオード対(20)を導通させ
るために大電力を印加する必要があるため、インピーダ
ンス整合を簡便に行なうことができないという問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional NMR transmitter 10-b and its adjustment method conduct the diode pair (20) when transmitting a pulse, and turn the diode pair (20) on when receiving an NMR signal. Since it is in a non-conducting state, it cannot be used as a transmitting/receiving probe, and the pin diodes (20a) and (20
There is a problem in that the waveform of the transmitted pulse is distorted due to the nonlinearity of b). Furthermore, since it is necessary to apply a large amount of power to make the diode pair (20) conductive, there is a problem that impedance matching cannot be easily performed.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、送受信プローブとして用いることができ、送
信パルスの波形が歪むことがなく、又、小電力でインピ
ーダンス整合ができるNMR用高周波プローブその調整
方法を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above-mentioned problems, and provides a high-frequency probe for NMR that can be used as a transmitting and receiving probe, does not distort the waveform of the transmitted pulse, and can perform impedance matching with low power. The purpose of this study is to find out how to adjust it.

[問題点を解決するための手段] この発明に係るNMR用高周波プローブインピーダンス
整合回路に接続された並列共振回路と、この並列共振回
路に接続されたピンダイオードと、このピンダイオード
をオンオフ制御するための制御端子とを設けたものであ
る。
[Means for Solving the Problems] A parallel resonant circuit connected to the NMR high frequency probe impedance matching circuit according to the present invention, a pin diode connected to the parallel resonant circuit, and a method for controlling on/off of the pin diode. A control terminal is provided.

又、この発明に係るNMR用高周波プローブ整方法は、
高周波コイルに挿入される測定物の負荷状態に応じて、
インピーダンス整合用コンデンサの容ic、及びキャパ
シタンス素子の容1i CC連動調整可能にしたもので
ある。
Further, the method for preparing a high frequency probe for NMR according to the present invention includes:
Depending on the load condition of the object to be measured inserted into the high frequency coil,
The capacitance IC of the impedance matching capacitor and the capacitance 1i of the capacitance element can be adjusted in conjunction with CC.

又、この発明に係る他のNMR用高周波プローブ整方法
は、無負荷状態で容量Ceを初期設定し、以後は固定す
る第1ステツプと、測定物を高周波コイルに挿入した状
態でインピーダンス整合を行なう第2ステツプとを備え
たものである。
In addition, another method for preparing a high-frequency probe for NMR according to the present invention includes a first step in which the capacitance Ce is initially set in a no-load state and then fixed, and impedance matching is performed with the object to be measured inserted in the high-frequency coil. The first step includes a second step.

[作用] この発明のNMR用高周波プローブいては、送信プロー
ブとして高周波コイルが高周波磁場を発生するときはピ
ンダイオードを順バイアスにして並列共振回路を無効と
し、パルス非送信時にはピンダイオードを逆バイアス又
は零バイアスにして、インピーダンス整合回路を介して
並列共振回路を共振用コンデンサに結合させ、高周波コ
イル及び共振用コンデンサの共振周波数をシフトさせる
[Function] In the high-frequency probe for NMR of the present invention, when the high-frequency coil as a transmitting probe generates a high-frequency magnetic field, the pin diode is forward biased to disable the parallel resonant circuit, and when not transmitting pulses, the pin diode is reverse biased or With zero bias, the parallel resonant circuit is coupled to the resonant capacitor via an impedance matching circuit, and the resonant frequencies of the high frequency coil and the resonant capacitor are shifted.

又、この発明のNMR用高周波プローブ整方法において
は、各容量の和(CC+C3)を一定に保つ。
Furthermore, in the NMR high frequency probe preparation method of the present invention, the sum of each capacitance (CC+C3) is kept constant.

又、この発明の他のNMR用高周波プローブ整方法にお
いては、初期設定後の容JI CCを一定に固定してイ
ンピーダンス整合を行なう。
In another method of preparing a high frequency probe for NMR according to the present invention, impedance matching is performed by fixing the capacitance JICC constant after initial setting.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明のNMR用高周波プローブ実施例を示す回
路図であり、“(1)は前述と同様の高周波コイルであ
る。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a circuit diagram showing an embodiment of the high frequency probe for NMR according to the present invention, and "(1) is the same high frequency coil as described above.

(2)は共振用コンデンサであり、高周波コイル(1)
に並列接続された共振周波数調整用の可変コンデンサ(
2a)と、この可変コンデンサ(2a)に並列接続され
た一対の直列コンデンサ(2b)及び(2c)とから構
成されている。
(2) is a resonance capacitor, and the high frequency coil (1)
A variable capacitor for resonant frequency adjustment connected in parallel with (
2a), and a pair of series capacitors (2b) and (2c) connected in parallel to this variable capacitor (2a).

(3)は共振用コンデンサ(2)に接続されたインピー
ダンス整合用コンデンサである。(4)はインピーダン
ス整合用コンデンサ(3)と直列コンデンサ(2b)及
び(2c)の接続点とに接続された並列共振回路であり
、インダクタンス素子りとこのインダクタンス素子に並
列接続された可変コンデンサからなるキャパシタンス素
子Cとから構成されている。又、この並列共振回路(4
)の共振周波数は、高周波コイル(1)及び共振用コン
デンサ(2)の共振周波数とほぼ一致するように設定さ
れている。
(3) is an impedance matching capacitor connected to the resonance capacitor (2). (4) is a parallel resonant circuit connected to the impedance matching capacitor (3) and the connection point of series capacitors (2b) and (2c), and is connected to an inductance element and a variable capacitor connected in parallel to this inductance element. It is composed of a capacitance element C. Also, this parallel resonant circuit (4
) is set to substantially match the resonance frequency of the high frequency coil (1) and the resonance capacitor (2).

(5)は並列共振回路(4)の一端に接続されたピンダ
イオード、(6)はピンダイオード(5)及び並列共振
回路(4)の他端に接続された入力端子である。
(5) is a pin diode connected to one end of the parallel resonant circuit (4), and (6) is an input terminal connected to the other end of the pin diode (5) and the parallel resonant circuit (4).

(7)は入力端子(6)に接続された同軸ケーブル、(
8)は同軸ケーブル(7)を介してピンダイオード(5
)にバイアス電圧を印加するための制御端子、(9)は
制御端子(8)と同軸ケーブル(7)との間に挿入され
た高周波阻止用インダクタンス、(10)は高周波阻止
用インダクタンス(9)及び同軸ケーブル(7)の接続
点に接続された直流阻止用コンデンサ、(11)は直流
阻止用コンデンサ(10)と同軸ケーブル(7)とに接
続された送信機である。
(7) is the coaxial cable connected to the input terminal (6), (
8) is connected to the pin diode (5) via the coaxial cable (7).
), (9) is a high frequency blocking inductance inserted between the control terminal (8) and the coaxial cable (7), (10) is a high frequency blocking inductance (9) and a DC blocking capacitor connected to the connection point of the coaxial cable (7), and (11) a transmitter connected to the DC blocking capacitor (10) and the coaxial cable (7).

又、第3図はキャパシタンス素子C及びインピーダンス
整合用コンデンサ(3)の容量調整構造を模式的に示す
斜視図であり、Mはステップモータ、G)4はステップ
モータMの回転軸に設けられた歯車である。Gcはキャ
パシタンス素子Cの容量調整軸に設けられた歯車であり
、歯車GMと噛合っている。
Moreover, FIG. 3 is a perspective view schematically showing the capacitance adjustment structure of the capacitance element C and the impedance matching capacitor (3), where M is a step motor and G) 4 is provided on the rotating shaft of the step motor M. It's a gear. Gc is a gear provided on the capacitance adjustment shaft of the capacitance element C, and meshes with the gear GM.

G、はインピーダンス整合用コンデンサ(3)の容量調
整軸に設けられた歯車であり、歯車Gc噛合っている。
G is a gear provided on the capacitance adjustment shaft of the impedance matching capacitor (3), and meshes with the gear Gc.

これら歯車Gc及びG、の歯数比は1:1であり、各容
量調整軸は、矢印で示すように歯車CMの回転によりそ
れぞれ反対方向に同じ割合で回転するようになっている
、又、各歯車(e及びG、の噛合いは、例えばインピー
ダンス整合用コンデンサ(3)の容量XU軸を軸方向に
移動させることにより、適宜解除できるようしてもよい
The ratio of the number of teeth between these gears Gc and G is 1:1, and each capacity adjustment shaft rotates at the same rate in opposite directions as the gear CM rotates, as shown by the arrow. The meshing of each gear (e and G) may be appropriately released by, for example, moving the capacitance XU axis of the impedance matching capacitor (3) in the axial direction.

次に、第2図の共振電流の周波数特性図を参照しながら
、第1図及び第3図に示したこの発明の一実施例の動作
について説明する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 3 will be described with reference to the frequency characteristic diagram of the resonant current shown in FIG.

まず、パルスの送受信を行なう前に、共振用コンデンサ
(2)の容ti C2及びインピーダンス整合用コンデ
ンサ(3)の容量C1をステップモータMにより調整し
、NMR用高周波プローブンピーダンス整合(約50Ω
に設定)を行なう。
First, before transmitting and receiving pulses, the capacitance C2 of the resonance capacitor (2) and the capacitance C1 of the impedance matching capacitor (3) are adjusted by the step motor M, and the high frequency probe impedance matching for NMR (approximately 50Ω
).

そして、並列共振回路(4)のインダクタンス素子りの
インダクタンスLLを固定し、使用高周波パルスの周波
数をroとしたときに、キャパシタンス素子Cの容量C
Cを、 (2πfo)”LL(CC+ C3)= 1  −■と
なるように調整する。このとき、歯車Gc及びG。
Then, when the inductance LL of the inductance element of the parallel resonant circuit (4) is fixed and the frequency of the high-frequency pulse used is ro, the capacitance C of the capacitance element C
Adjust C so that (2πfo)''LL(CC+C3)=1-■.At this time, gears Gc and G.

の噛合いを解除すれば、ステップモータMにより容量C
Cを調整しても、容量C5は変更されない。
If the meshing of is released, the capacity C will be increased by the step motor M.
Even if C is adjusted, the capacitance C5 is not changed.

次に、高周波パルスによりNMR信号を収得する場合の
動作について説明する。
Next, the operation when acquiring an NMR signal using a high frequency pulse will be explained.

パルス送信時「 まず、制御端子(8)に順バイアス電圧を印加して、ピ
ンダイオード(5)に100mA程度の順バイアス電流
を流し、ピンダイオード(5)をオン(導通)状態にす
る。このとき、順バイアス電流は、同軸ケーブル(7)
、ピンダイオード(5)、インダクタンス素子し及び同
軸ケーブル(7)からなるループを介してグランドに流
れる。
When transmitting pulses: First, apply a forward bias voltage to the control terminal (8), and apply a forward bias current of approximately 100 mA to the pin diode (5), turning the pin diode (5) on (conducting). When the forward bias current is the coaxial cable (7)
, through a loop consisting of a pin diode (5), an inductance element and a coaxial cable (7) to ground.

例えば、ピンダイオード(5)としてユニトロード(U
nitrode)社の084001を用いた場合、10
0mAの順バイアス電流により、オン抵抗値は0.1Ω
程度になる。
For example, as a pin diode (5), a unitrode (U
Nitrode) 084001 is used, 10
With a forward bias current of 0mA, the on-resistance value is 0.1Ω
It will be about.

ここで、入力端子(6)から送信fi(11)側を見込
んだインピーダンスは50Ωであるため、並列共振回路
(4)のQ値は1程度と低くなる。又、並列共振回路(
4)の共振周波数が高周波コイル(1)及び共振用コン
デンサ(2)の共振周波数とほぼ一致するため、並列共
振回路(4)は高インピーダンスとなり、存在が無視で
きるようになる。
Here, since the impedance looking from the input terminal (6) to the transmission fi (11) side is 50Ω, the Q value of the parallel resonant circuit (4) is as low as about 1. In addition, parallel resonant circuit (
Since the resonant frequency of 4) almost matches the resonant frequency of the high frequency coil (1) and the resonant capacitor (2), the parallel resonant circuit (4) has a high impedance and its existence can be ignored.

従って、第1図の高周波プローブは通常の送信プローブ
として用いることができ、高周波コイル(1)及び共振
用コンデンサ(2)の共振周波数は第2図に実線で示す
ようにfoとなる。
Therefore, the high frequency probe shown in FIG. 1 can be used as a normal transmitting probe, and the resonant frequency of the high frequency coil (1) and the resonant capacitor (2) becomes fo as shown by the solid line in FIG.

このとき、高周波コイル(1)を含む共振回路にピンダ
イオード(5)が含まれないので、高周波磁場の送信波
形に歪は生じない、又、インピーダンスの整合調整も小
電力で行なうことができる。
At this time, since the pin diode (5) is not included in the resonant circuit including the high frequency coil (1), no distortion occurs in the transmitted waveform of the high frequency magnetic field, and impedance matching adjustment can be performed with low power.

又、高周波阻止用インダクタンス(9)が挿入されてい
るため、送信a(11)からの送信パルスが制御端子(
8)に印加されることはない、又、直流阻止用コンデン
サ(10)が挿入されているため、制御端子(8)から
のバイアス電圧が送信機(11)に印加されることはな
い。更に、同軸ケーブル(7)を介してピンダイオード
(5)にバイアス電圧を印加するようにしたので、制御
端子(8)を設けても特に伝送線路が増えることはない
Also, since a high frequency blocking inductance (9) is inserted, the transmission pulse from the transmission a (11) is transmitted to the control terminal (
8), and since the DC blocking capacitor (10) is inserted, the bias voltage from the control terminal (8) is not applied to the transmitter (11). Furthermore, since a bias voltage is applied to the pin diode (5) via the coaxial cable (7), the number of transmission lines does not increase even if the control terminal (8) is provided.

NMR=”  =  ) まず、制御端子(8)に30V程度の逆バイアス電圧又
は零バイアス電圧を印加して、ピンダイオード(5)を
オフ(非導通)状態にする。これにより、高周波コイル
(1)を含む共振回路と並列共振回路(4)とがインピ
ーダンス整合用コンデンサ(3)を介して結合される。
NMR = " = ) First, apply a reverse bias voltage or zero bias voltage of about 30 V to the control terminal (8) to turn the pin diode (5) off (non-conducting). This causes the high frequency coil (1 ) and a parallel resonant circuit (4) are coupled via an impedance matching capacitor (3).

このとき、前述の0式、ωo’LL(CC+C*)= 
1 但し、ω。(=2πf0):角周波数 を満足するように容i CCが調整されていれば、高周
波コイル(1)及び共振用コンデンサ(2)の共振状態
が変化することが、実験及び理論計算上背かつている。
At this time, the above equation 0, ωo'LL(CC+C*)=
1 However, ω. (=2πf0): If the capacitance i CC is adjusted to satisfy the angular frequency, it is unavoidable from experimental and theoretical calculations that the resonance state of the high frequency coil (1) and resonance capacitor (2) will change. There is.

即ち、第2図に破線で示すように共振周波数がfo−Δ
及びf。+Δに分離する。実験によれば、共振周波数1
0が25MHzの場合、ΔはIMHz程度であった。従
って、パルス送信時の共振周波数f0における共振電流
はほぼ零となる。
That is, as shown by the broken line in Fig. 2, the resonance frequency is fo - Δ
and f. Separate to +Δ. According to experiments, the resonant frequency 1
When 0 was 25 MHz, Δ was about IMHz. Therefore, the resonant current at the resonant frequency f0 during pulse transmission becomes almost zero.

このように、共振周波数がf。から分層することにより
、送信プローブとしての高周波プローブと受信プローブ
(図示せず)との磁気結合を防ぐことができる。従って
、受信プローブは、感度が低下することなくNMR信号
を受信することができるにこで、高周波コイル(1)に
挿入される人体などの部位により負荷が変動するが、こ
の負荷変動に応じてインピーダンス整合用コンデンサ(
3)の容量C1を適切に微調整することが望ましい、こ
の場合、第3図のように各容M CC及びC1は互いに
逆方向に調J3されるので、インピーダンス整合用コン
デンサ(3)及びキャパシタンス素子Cを同種類の可変
コンデンサで構成して単位回転角当たりの容量変化を等
しくすれば、容jt CC及びC1の和(CC+C3)
は変化せず、−旦調整された■式を満足することができ
る。
Thus, the resonant frequency is f. By separating the layers from each other, it is possible to prevent magnetic coupling between a high frequency probe as a transmitting probe and a receiving probe (not shown). Therefore, the receiving probe is a device that can receive NMR signals without decreasing sensitivity, and the load varies depending on the part of the human body inserted into the high-frequency coil (1). Impedance matching capacitor (
3) It is desirable to appropriately fine-tune the capacitance C1. In this case, each capacitance MCC and C1 are adjusted in opposite directions to each other as shown in Figure 3, so the impedance matching capacitor (3) and capacitance If element C is composed of variable capacitors of the same type and the capacitance changes per unit rotation angle are equal, the capacitance jt is the sum of CC and C1 (CC + C3)
does not change, and can satisfy the adjusted equation (2).

尚、上記実施例では、インピーダンス整合回路としてイ
ンピーダンス整合用コンデンサ(3)を用いたが、高周
波コイル(1)と磁気結合された結合コイル(図示せず
)及びこの結合コイルに接続されたインピーダンス整合
用コンデンサを用いてもよい。
In the above embodiment, an impedance matching capacitor (3) is used as the impedance matching circuit, but a coupling coil (not shown) magnetically coupled to the high frequency coil (1) and an impedance matching capacitor (not shown) connected to this coupling coil are used as the impedance matching circuit. A capacitor may also be used.

又、高周波プローブを送信プローブとして使用し、受信
プローブを別に設けた場合について説明したが、制御端
子(8)に常に順バイアス電圧を印加してピンダイオー
ド(5)をオン状態にすれば、送受信プローブとして用
いることもできる。
In addition, although we have explained the case where the high frequency probe is used as a transmitting probe and a receiving probe is provided separately, if a forward bias voltage is always applied to the control terminal (8) and the pin diode (5) is turned on, transmitting and receiving can be performed. It can also be used as a probe.

更に、上記調整方法では、歯車Gc及びG3による動力
伝達機構を介して、インピーダンス整合用コンデンサ(
3)及びキャパシタンス素子Cを連動調整するようにし
たが、第4I7Iのフローチャー1・図に示す調整方法
を用いてもよい。
Furthermore, in the above adjustment method, the impedance matching capacitor (
3) and the capacitance element C are adjusted in conjunction with each other, but the adjustment method shown in Flowchart 1 of 4I7I may also be used.

この場合、まず、無負荷状態でキャパシタンス素子Cの
容l CCを決定する(第1ステツプSL)。
In this case, first, the capacitance l CC of the capacitance element C is determined in an unloaded state (first step SL).

即ち、前述と同様にインダクタンス素子りのインダクタ
ンスLLを固定した状態で、■式を満足するように容量
CCを決定し、以後、この容量CCを固定とする。この
とき、例えば図示しない別の受信コイルを配置し、反射
信号の特性に基づく公知の方法で容ffi CCを決定
することができる。
That is, in a state where the inductance LL of the inductance element is fixed as described above, the capacitance CC is determined so as to satisfy the formula (2), and thereafter this capacitance CC is fixed. At this time, for example, another receiving coil (not shown) may be arranged and the capacity ffi CC may be determined using a known method based on the characteristics of the reflected signal.

次に、負荷となる測定物を高周波コイル(1)に挿入し
、共振用コンデンサ(2)の容量c2及びインピーダン
ス整合用コンデンサ(3)の容tczを調整しながら、
使用周波数r0における高周波プローブのインピーダン
ス整合を行なう(第2ステツプS2)。
Next, insert the object to be measured as a load into the high-frequency coil (1), and while adjusting the capacitance c2 of the resonance capacitor (2) and the capacitance tcz of the impedance matching capacitor (3),
Impedance matching of the high frequency probe at the operating frequency r0 is performed (second step S2).

実験によれば、高周波プローブと共に用いられる受信コ
イルがサーフェスコイルの場合、容Mk CCが第1ス
テツプS1で調整された値であっても、サーフェスコイ
ルの感度は5%程度しか低下せず、十分使用できること
が分かった。
According to experiments, when the receiving coil used with a high-frequency probe is a surface coil, even if the capacity Mk CC is the value adjusted in the first step S1, the sensitivity of the surface coil only decreases by about 5%, which is sufficient. I found out that it can be used.

尚、容量CCの初期設定(第1ステツプSl)は、でき
るだけ負荷の小さい無負荷状態で行なうことが必要であ
る。なぜなら、例えば、人体などの損失の大きい負荷を
挿入した状態で容、jiccを初N設定すると、無負荷
に近い水などを測定する場合にサーフェスコイルの感度
が著しく低下し、実用不可能となってしまうからである
Note that the initial setting of the capacitance CC (first step Sl) must be performed in a no-load state with as little load as possible. This is because, for example, if the volume and jicc are initially set to N with a load with a large loss such as a human body inserted, the sensitivity of the surface coil will drop significantly when measuring water, etc. with almost no load, making it impractical. This is because

こうして、高周波プローブのインピーダンス整合が終了
した後、前述と同様に、NMR信号を取得する(第3ス
テツプS3)。
After the impedance matching of the high frequency probe is completed in this manner, an NMR signal is obtained in the same manner as described above (third step S3).

し発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、インピーダンス整合回
路に接続された並列共振回路と、この並列共振回路に接
続されたピンダイオードと、このピンダイオードをオン
オフ制御するための制御端子とを設け、パルス送信時即
ち高周波コイルが高周波磁場を発生ずるときはピンダイ
オードをIIIITバイアスにして並列共振回路を無効
とし、パルス非送信時にはピンダイオードを逆バイアス
又は零バイアスにして、並列共振回路により高周波コイ
ル及び共振用コンデンサの共振周波数をシフトさせるよ
うにしたので、送受信プローブとしても使用することが
でき、送信パルスの波形が歪むことがなく、且つ小電力
でインピーダンス整合ができるNMR用高周波プローブ
られる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there are provided a parallel resonant circuit connected to an impedance matching circuit, a pin diode connected to the parallel resonant circuit, and a control terminal for controlling on/off of the pin diode. When transmitting pulses, that is, when the high-frequency coil generates a high-frequency magnetic field, the pin diode is biased to IIIT to disable the parallel resonant circuit, and when not transmitting pulses, the pin diode is reverse biased or zero biased to disable the parallel resonant circuit. Since the resonant frequency of the high frequency coil and resonance capacitor is shifted, it can also be used as a transmitting/receiving probe.The high frequency probe for NMR does not distort the waveform of the transmitted pulse and can perform impedance matching with low power. It has the effect of

又、この発明によれば、各容ji CC及びC7を連動
調整するか、又は、無負荷状態で初期設定された容Ji
 CCを一定に固定したので、負荷状態によらずインピ
ーダンス1λ合を有効に行なうことのできるNMR用高
周波プローブ整方法が得られる効果がある。
Further, according to the present invention, each capacity ji CC and C7 are adjusted in conjunction, or the capacity ji initially set in the no-load state is adjusted.
Since CC is fixed at a constant value, there is an effect that a high frequency probe adjustment method for NMR can be obtained which can effectively perform impedance 1λ matching regardless of the load state.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図はこ
の発明の一実施例を説明するための周波数特性図、第3
図はこの発明のNMR用高円高周波プローブ整方法の一
実施例による動力伝達機構を示す斜視図、第4図はこの
発明の別の発明のNMR用高円高周波プローブ整方法を
示すフローチャー l−図、第5図は従来のNMR用送
信プローブを示す回路図である。 (1・・・高周波コイル (2)・・・共振用コンデンサ (3・・・インピーダンス整合用コンデンサ(4・・・
並列共振回路  (5)・・・ピンダイオード(7・・
・同軸ケーブル  (8)・・・制御端子L・・・イン
ダクタンス素子 C・・・キャパシタンス素子 G3、Gc・・・歯車    Sl・・・第1ステツプ
S2・・・第2ステツプ CC・・キャパシタンス素子の容量 C2・・・共振用コンデンサの容量 C1・・・インピーダンス整合用コンデンサの容量尚、
図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a frequency characteristic diagram for explaining an embodiment of the invention, and Fig. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a power transmission mechanism according to an embodiment of the method for preparing a high-circle high-frequency probe for NMR according to the present invention, and FIG. 4 is a flowchart showing a method for preparing a high-circular high-frequency probe for NMR according to another invention - Figure 5 is a circuit diagram showing a conventional NMR transmitting probe. (1... High frequency coil (2)... Resonance capacitor (3... Impedance matching capacitor (4...
Parallel resonant circuit (5)...Pin diode (7...
・Coaxial cable (8)... Control terminal L... Inductance element C... Capacitance element G3, Gc... Gear Sl... First step S2... Second step CC... Capacitance element Capacitance C2... Capacity of resonance capacitor C1... Capacity of impedance matching capacitor.
In the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高周波コイルと、この高周波コイルに接続された
共振用コンデンサと、この共振用コンデンサに接続され
たインピーダンス整合回路と、このインピーダンス整合
回路に接続された並列共振回路と、この並列共振回路に
接続されたピンダイオードと、このピンダイオードをオ
ンオフ制御するための制御端子とを備えたNMR用高周
波プローブ。
(1) A high-frequency coil, a resonant capacitor connected to this high-frequency coil, an impedance matching circuit connected to this resonant capacitor, a parallel resonant circuit connected to this impedance matching circuit, and a parallel resonant circuit connected to this parallel resonant circuit. A high frequency probe for NMR equipped with a connected pin diode and a control terminal for controlling on/off the pin diode.
(2)並列共振回路は、インダクタンス素子と、このイ
ンダクタンス素子に並列接続されたキャパシタンス素子
とから構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のNMR用高周波プローブ。
(2) Claim 1, characterized in that the parallel resonant circuit is composed of an inductance element and a capacitance element connected in parallel to the inductance element.
High-frequency probe for NMR described in Section 1.
(3)並列共振回路の共振周波数は、高周波コイル及び
共振用コンデンサによる共振周波数とほぼ一致するよう
に設定されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載のNMR用高周波プローブ。
(3) The high frequency NMR device according to claim 1 or 2, wherein the resonant frequency of the parallel resonant circuit is set to substantially match the resonant frequency of the high frequency coil and the resonant capacitor. probe.
(4)制御端子は、高周波伝送用の同軸ケーブルを介し
て設けられたことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃
至第2項のいずれかに記載のNMR用高周波プローブ。
(4) The high frequency probe for NMR according to any one of claims 1 to 2, wherein the control terminal is provided via a coaxial cable for high frequency transmission.
(5)高周波コイルに並列接続された共振用コンデンサ
の容量C_2と、インピーダンス整合用コンデンサの容
量C_3と、前記インピーダンス整合用コンデンサに接
続された並列共振回路内のキャパシタンス素子の容量C
_Cとを調整するNMR用高周波プローブの調整方法に
おいて、 前記インピーダンス整合用コンデンサ及び前記キャパシ
タンス素子を動力伝達機構を介して噛合わせ、前記各容
量C_3及びC_Cの和が常に一定となるように調整し
たことを特徴とするNMR用高周波プローブの調整方法
(5) Capacitance C_2 of the resonant capacitor connected in parallel to the high-frequency coil, capacitance C_3 of the impedance matching capacitor, and capacitance C of the capacitance element in the parallel resonant circuit connected to the impedance matching capacitor.
In the method for adjusting a high frequency probe for NMR, the impedance matching capacitor and the capacitance element are meshed together via a power transmission mechanism, and the sum of the respective capacitances C_3 and C_C is adjusted to be always constant. A method for adjusting a high frequency probe for NMR, characterized by the following.
(6)動力伝達機構は、各容量調整軸に設けられた歯車
であることを特徴とする特許請求の範囲第5項記載のN
MR用高周波プローブの調整方法。
(6) N as set forth in claim 5, wherein the power transmission mechanism is a gear provided on each capacity adjustment shaft.
How to adjust a high frequency probe for MR.
(7)動力伝達機構の噛合いが解除可能であることを特
徴とする特許請求の範囲第5項又は第6項記載のNMR
用高周波プローブの調整方法。
(7) The NMR according to claim 5 or 6, characterized in that the meshing of the power transmission mechanism is releasable.
How to adjust the high frequency probe for use.
(8)高周波コイルに並列接続された共振用コンデンサ
の容量C_2と、インピーダンス整合用コンデンサの容
量C_3と、前記インピーダンス整合用コンデンサに接
続された並列共振回路内のキャパシタンス素子の容量C
_Cとを調整するNMR用高周波プローブの調整方法に
おいて、 前記容量C_Cを、無負荷状態で、 ω_o^2・L_L(C_C+C_3)=1但し、ω_
o:使用する高周波パルスの角周波数L_L:並列共振
回路内のインダクタンス となるように初期設定し、以後、前記高周波コイルに挿
入される測定物の負荷状態によらず前記インダクタンス
L_L及び前記容量C_Cを一定に固定する第1ステッ
プと、 前記測定物を前記高周波コイルに挿入して、前記容量C
_2及びC_3を調整しながらインピーダンス整合を行
なう第2ステップと、 を備えたNMR用高周波プローブの調整方法。
(8) Capacitance C_2 of the resonant capacitor connected in parallel to the high-frequency coil, capacitance C_3 of the impedance matching capacitor, and capacitance C of the capacitance element in the parallel resonant circuit connected to the impedance matching capacitor.
In the method for adjusting the high frequency probe for NMR that adjusts the capacitance C_C, the capacitance C_C is set to ω_o^2・L_L(C_C+C_3)=1, where ω_
o: Angular frequency L_L of the high-frequency pulse to be used: Initially set to be the inductance in the parallel resonant circuit, and thereafter, the inductance L_L and the capacitance C_C are set regardless of the load condition of the object to be measured inserted into the high-frequency coil. a first step of fixing the object to a constant value; and inserting the object to be measured into the high-frequency coil to increase the capacitance C.
A method for adjusting a high frequency probe for NMR, comprising: a second step of performing impedance matching while adjusting _2 and C_3;
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2447732A1 (en) * 2010-10-26 2012-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. RF antenna arrangement including a decoupling circuit especially for an MR imaging system

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