JPH05285120A - 核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナ - Google Patents

核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナ

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JPH05285120A
JPH05285120A JP4314866A JP31486692A JPH05285120A JP H05285120 A JPH05285120 A JP H05285120A JP 4314866 A JP4314866 A JP 4314866A JP 31486692 A JP31486692 A JP 31486692A JP H05285120 A JPH05285120 A JP H05285120A
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ケス ヘルムート
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 拡大された均質性領域および改善されたＳ／
Ｎ比を有する円偏波局部アンテナを提供する。 【構成】 核スピン共鳴方式の画像装置のための円偏波
形局所アンテナにおいて、第１のアンテナ系がフレーム
コイル２として形成されている。第２のアンテナ系１７
が２つの対向して配置された部分コイル１８，１９を含
み、これらの部分コイルはフレームコイル２により貫通
されている。円偏波特性が、フレームコイル２の内側に
かつ部分コイル１８，１９の外側に設けられている空間
領域の中に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フレームコイルとして
構成された第１アンテナ系および、第１の部分コイルを
含む第２のアンテナ系を備え、前記のフレームコイルが
部分コイルを貫通している形式の、核スピン共鳴装置の
ための円偏波局所アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば医療の診断用の核スピン共鳴画像
装置のような核スピン共鳴装置において、核の励振の目
的で、直線偏波されたまたは円偏波された高周波電磁界
が用いられる。直線の電磁界を、２つの等しい大きさ
の、反対方向の円偏波の電磁界から合成されることが考
えられる。しかし励振に対して有効なのは、両方の円電
磁界成分のうちの一方だけである。このことは次のこと
を意味する、即ち直線偏波性のアンテナの場合、同じ励
振のために、円偏波性のアンテナの場合よりも、２倍の
電力が必要とされることを意味する。
【０００３】医療用の核スピン共鳴画像装置の場合、患
者の保護のための規定は、最大の送信電力（エネルギ）
だけを定める。このことは可能なシーケンスを、例えば
所定の検査時間における走査された解剖層の個数を制限
する。そのため円偏波形のアンテナを用いると、同じ時
間内に理論的には２回、実際には完全には直線偏波性の
アンテナによる場合のように２回は解剖層を走査し得な
い。
【０００４】円偏波形の受信アンテナの使用も利点は有
する。円偏波形の受信アンテナ、互いに直交する空間方
向からの核スピン共鳴有効信号を受信する２つの直線偏
波形アンテナから構成される。受信された信号は次に一
方の信号が９０°移相された後に同相で加算される。そ
のためこの有効信号は、２倍化され、他方、ノイズの実
効値が係数２だけ高められる。そのため円偏波形受信ア
ンテナは、直線偏波形の受信アンテナに比較して、理論
的なＳ／Ｎ比２を有する。しかしこのＳ／Ｎ比は実際は
完全には理論的な値に達しない。このことから、送信時
にも受信時にも円偏波形のアンテナは利点を有すること
が示されている。
【０００５】医療用の核スピン共鳴画像装置の場合に円
偏波形の高周波電磁界の発生および、受信のために設け
られているいわゆる全身用アンテナまたは身体共振器が
ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第３１３３４３２号
に示されている。仮想の円とう面上に２つの対向するコ
イル群が設けられており、この場合、これらのコイル群
のコイル軸は互いに垂直の位置関係にある。
【０００６】円偏波形の高周波電磁界を発生する目的で
コイル群が、互いに９０°移相された高周波電流で給電
される。診察されるべき患者はトモグラムの形成の目的
でシリンダ状のコイル装置の内部で長手方向へ位置され
て、個々のコイルが患者の上側、下側ならびに両側へ設
けられる。
【０００７】上述の全身用アンテナと類似して、頭部の
診断用の局部アンテナも構成されており、このアンテナ
により同じく円偏波形の高周波電磁界が発生できる。
【０００８】従来の全身用アンテナにより、身体の唯１
つの部分の断層図が撮影されると、全身アンテナはその
大きい受信面積のため、その他の身体部分からノイズ信
号も受信する。そのため部分診察の場合はＳ／Ｎ比が低
下される。そのため部分検査のために局所アンテナが使
用される。しかしこのアンテナは大抵は改善された操作
性および一層簡単な信号処理動作のために、主として直
線偏波アンテナとして構成されている。
【０００９】冒頭の形式の円偏波アンテナはドイツ連邦
共和国特許願公開公報に示されている。このアンテナは
上半身の診断に適しており、２つのアンテナ系から構成
されている。このアンテナ系は、中央の脚および２つの
側面の脚を有する１つのコイルからそれぞれ構成されて
いる。これらの自由端部はそれぞれ帰還路と結合されて
いる。この帰還路は、両方のアンテナ系の開いた壁へが
形成されるように、平行に走行する。円偏波特性が両方
のコイルの内部空間の中に設けられている。しかし内部
空間中に制限された領域においてだけ、円偏波効果に必
要とされる特性が互いに垂直の位置関係となる。そのた
めこのアンテナは均質でない感度分布ないし電電磁界分
布を有する。結像容積は内部空間の容積全体よりも著し
く小さい。そのためアンテナのＳ／Ｎ比が、均質な感度
を有する理想アンテナよりも低下する。
【００１０】
【発明の解決すべき課題】本発明の課題は、拡大された
均質性領域および改善されたＳ／Ｎ比を有する円偏波局
部アンテナを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題は次のようにし
て解決されている。即ち第２アンテナ系が、第１部分コ
イルに対向して配置されている第２部分コイルを含み、
さらに前記フレームコイルが第２部分コイルも貫通して
おり、円偏波特性が、フレームコイルの内側にかつ部分
コイルの外側に存在する容積領域の中に設けられてい
る。
【００１２】両方のアンテナ系により形成される高周波
の電磁界は、フレームコイルの内部空間において互いに
垂直の位置関係にある、ないし両方のアンテナ系は、２
つの互いに垂直の位置関係にある空間方向から内部空間
より、高周波信号を受信する。両方のアンテナ系の振動
を相応に９０°移相する場合、円偏波の高周波電磁界が
発生される、ないし円偏波性の高周波電磁界の信号が受
信される。本発明による装置により、円偏波の電磁界の
ないし感度の均質な領域が拡大される。両方の部分アン
テナの信号供給のないし信号取り出しの場合、１８０°
の移相が考慮される。円偏波特性の均質な領域が公知の
円偏波性の局所アンテナのそれよりも拡大されているた
め、Ｓ／Ｎ比が公知の局所アンテナのそれよりも向上さ
れる。その結果、医学用の核スピン共鳴画像装置の場
合、改善された画質が得られる。
【００１３】有利な構成は、部分コイルがフレームコイ
ルに垂直の位置関係を有する。そのため両方のアンテナ
系も減結合するための構成が不要となる。
【００１４】有利な構成の場合、フレームコイルは２つ
のＵ字形導体部材から構成されており、それらの部材の
脚は互いに対向しており、これらの対向する脚はコンデ
ンサを介して互いに結合されている。これらのコンデン
サは短縮コンデンサとして作用する。コイルの横断面は
コンデンサの相応の選択の場合、診断されるべき身体部
分の大きさへ適合調整できる。その結果、フレームコイ
ル不必要に大きくなることがなく、そのためＳ／Ｎ比が
低下されない。
【００１５】別の有利な構成は、導体部材がコイル面に
平行にスリットを有することにより特徴づけられる。ス
リットの幅、形状および深さを介して、電磁界の均質性
を制御できる。そのためさらにフレームコイルの中の渦
電流損失が低減される。
【００１６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【００１７】図１は、円偏波形の局部アンテナ用の第１
アンテナ系を構成するフレームコイル２を示す。このフ
レームコイルは２つのＵ字形導体部材４，６から形成さ
れている。このＵ字形導体部材の脚８および１０は互い
に対向しておりさらにコンデンサ１２を介して互いに接
続されている。このＵ字形の導体部材４および６は長方
形のコイル面を囲む。このコイル面と平行に、各々の導
体部材４および６の中に、スリット１４が設けられてい
る。スリットの幅、スリットの形状およびスリットの深
さを介して、コイルにより形成される電電磁界がないし
指向性を制限できる。両方のＵ字形導体部材４および６
の脚１０の端部に、即ち両方のコンデンサ１２のうちの
一方のコンデンサの端子と並列に、端子部材１６が接続
されている。この端子部材１６を介して、フレームコイ
ル２へ送信信号が導びかれれる、ないし受信信号が取り
出せる。
【００１８】図２は図１の第１のアンテナ系から出発し
て、核スピン共鳴画像装置において例えばマノグラフイ
のために用いられる円偏波形の局部アンテナを示す。第
１のアンテナ系２と第２のアンテナ系１７とは、鎖の素
子が互いに係合して取り巻くように、互いに係合して取
り巻く。この場合、第２のアンテナ系１７は２つの部分
コイル１８，１９から構成されている。これらのコイル
はそれぞれフレームコイル２を、導体部材４および６の
脚８および１０の全長にわたり取り巻く。そのためフレ
ームコイル２の内部に存在する大きい容積領域にわたる
均質な指向性が得られる。各々の部分コイル１８，１９
は直角に曲げられた単一の導体ループから形成されてい
る。その結果、部分コイル１８，１９も長方形のコイル
面を有する。
【００１９】部分コイル１８，１９の導体ループは、フ
レームコイル２の外側に位置する部分において、切欠２
０を有する。この切欠はコンデンサ２２により橋絡され
ている。コンデンサ２２はコンデンサ１２と同様に、部
分コイル１８，１９の所望の共振周波数を設定する目的
で用いられる。各々の部分コイル１８，１９は固有の端
子２４を有する。この端子を介して部分コイルへ、送信
信号をコンデンサ２２へ並列に導びける、ないし受信信
号を取り出することができる。図２には図面を見やすく
するために部分コイル１９のための端子だけが示されて
いる。
【００２０】各々の部分コイル１８，１９には、コイル
面に平行に走行する２つのスリット２６が設けられてい
る。フレームコイル２の場合と同様に、アンテナの特性
はスリット幅、スリット形状およびスリット深さにより
制御できる。さらに局部コイルのアンテナ特性は、部分
コイル１８および１９が互いにかつフレームコイル２に
関連づけて変位されると、制御できる。スリット２０は
さらに渦電流による損失を低減する。
【００２１】両方のアンテナ系２および１８，１９は薄
い銅テープにより実現されている。両方の装置は銅張り
された材料からも線または管からも形成できる。
【００２２】局部コイルの円特性を次に例えば送信過程
の場合は説明する。この目的で直角座標系２８を用い
る。この座標系のＸ軸とＹ軸はこの紙面にありそのＺ軸
は紙面に垂直に上方へ延在する。フレームコイル２には
端子１６を介して高周波電流ｉ１が導びかれる。その正
の方向を矢印３０で示す。高周波電流ｉ１はフレームコ
イルの中にＢｙで示されている電磁界を発生する。部分
コイル１８へ図示されていない端子２４を介して、ｉ１
と同じ周波数を有する、しかしｉ１とは位相が９０°異
なる高周波電流ｉ２が導びかれる。正の電流方向は矢印
３２で示されている。高周波電流ｉ２はフレーム２の内
部に、Ｂｘで示されているＸ方向の電磁界を発生する。
同様にコイル１９における高周波電流ｉ３がＸ方向の電
磁界Ｂｘを発生する。電流ｉ１とｉ２，ｉ３との間の９
０°の移相により、合成電磁界ベクトルＢがＸ−Ｙ平面
において回転する。
【００２３】理想的な円特性は、両方のアンテナ系２，
１７が互いに減結合されている時にだけ、達せられる。
この減結合は、互に正確に直角の配向により達成するこ
とができる。
【００２４】アンテナ系２，１７の間の結合が許容誤差
に起因して形成される時は、この不所望の結合は、図３
に示されている回路における減結合コンデンサにより、
補償できる。コイル２，１８，１９の導体部材はインダ
クタンスで示されている。減結合コンデンサ３４は、短
縮コンデンサ１２と２２との間にそれぞれ接続されてお
り、これらは両方のアンテナ系を互いに容量的に接続す
る。
【００２５】挿入装着場合、局部アンテナは、核スピン
共鳴装置の基本電磁界がＺ方向へ走行するように、配向
される。
【００２６】図２に示された円偏波形の局部コイルはマ
モグラフイにおける核スピン共鳴画像装置において、二
重形胸部コイルとしても用いられる。この場合、図２に
示された２つの局部コイルが相並んで１つの平面に配置
される。別の使用分野として、誘導的にまたは直流的に
結合されている円形ヘルムホルツ装置も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１のアンテナ系のためのフレームコイルの斜
視図である。
【図２】円偏波形の局部アンテナの斜視図である。
【図３】両方のアンテナ系を減結合するための回路図で
ある。
【符号の説明】
１ フレームコイル ４，６ Ｕ字形導体部材 ８，１０ 脚 １２ コンデンサ １４ スリット １６ 端子 １７ 第２のアンテナ系 １８ 部分コイル １９ 部分コイル ２０ 遮断スイッチ ２２ コンデンサ ２４ 端子 ２６ スリット ２８ 座標系 ３０，３２ 矢印 ３４ 減結合コンデンサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレームコイル（２）として構成された
    第１アンテナ系および、第１の部分コイル（１８）を含
    む第２のアンテナ系（１７）を備え、前記のフレームコ
    イル（２）が部分コイル（１８）を貫通している形式
    の、核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナに
    おいて、第２アンテナ系（１７）が、第１部分コイル
    （１８）に対向して配置されている第２部分コイル（１
    ９）を含み、さらに前記フレームコイル（２）が第２部
    分コイル（１９）も貫通しており、円偏波特性が、フレ
    ームコイル（２）の内側にかつ部分コイル（１８，１
    ９）の外側に存在する容積領域の中に設けられているこ
    とを特徴とする核スピン共鳴装置のための円偏波形局部
    アンテナ。
  2. 【請求項２】 部分コイル（１８，１９）がフレームコ
    イル（２）に対して垂直に設けられている請求項１記載
    の局部アンテナ。
  3. 【請求項３】 フレームコイル（２）が長方形のコイル
    面を有している請求項１又は２記載の局部アンテナ。
  4. 【請求項４】 フレームコイルが２つのＵ字形導体部材
    （４，６）から構成されており、該導体部材の脚（８，
    １０）が互いに対向しており、さらに該対向する脚
    （８，１０）がコンデンサ（１２）を介して互いに接続
    されている請求項１から３までのいずれか１項記載の局
    部アンテナ。
  5. 【請求項５】 導体部材（４，６）がコイル面に平行に
    少なくとも１つのスリット（１４）を有する請求項４記
    載の局部アンテナ。
  6. 【請求項６】 少なくとも１つの部分コイル（１８，１
    ９）が長方形のコイル面を有する請求項１から４までの
    いずれか１項記載の局部アンテナ。
  7. 【請求項７】 少なくとも１つの部分コイル（１８，１
    ９）が単一の直角に曲げられた導体ループから構成され
    ている請求項６記載の局部アンテナ。
  8. 【請求項８】 導体ループが、フレームコイルの外側に
    設けられている部分において切欠（２０）を有し、該切
    欠はコンデンサ（２４）により橋絡されている請求項７
    記載の局部アンテナ。
  9. 【請求項９】 導体ループがコイル面に平行にスリット
    （２６）を有する請求項７又は８記載の局部アンテナ。
JP4314866A 1991-11-25 1992-11-25 核スピン共鳴装置のための円偏波形局部アンテナ Withdrawn JPH05285120A (ja)

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DE4138690.6 1991-11-25
DE4138690A DE4138690C2 (de) 1991-11-25 1991-11-25 Zirkular polarisierende Lokalantenne für ein Kernspinresonanzgerät

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