JPH057564A - 磁気共鳴装置 - Google Patents

磁気共鳴装置

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JPH057564A
JPH057564A JP4048078A JP4807892A JPH057564A JP H057564 A JPH057564 A JP H057564A JP 4048078 A JP4048078 A JP 4048078A JP 4807892 A JP4807892 A JP 4807892A JP H057564 A JPH057564 A JP H057564A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 鳥籠型コイルを同時に２つの周波数に同調可
能とする。 【構成】 無線周波数信号源２０ａを、９０度離れた接
続点８０ａ，８０ｂにおいて対称な４つの部分からなる
鳥籠型コイル２４と直角にし、無線周波数信号源２０ｂ
を、誘導性結合部７０ａ、７０ｂによって鳥籠型コイル
と直接接続する。鳥籠型コイルは、端部接続器にタンク
回路５２とコンデンサ５８，６０とを備えている。端部
接続器のキャパシタンスは、鳥籠型コイルの第１の共鳴
周波数を調整するために、同調リング６２によって同時
に調整可能となっており、タンク回路のキャパシタンス
は、鳥籠型コイルの第２の共鳴周波数に調整するため
に、選択的に調整可能となっている。このようにして、
鳥籠型コイルを同時に２つの周波数に同調させ、そのい
ずれでも直角に動作させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴装置に関す
る。より具体的には、本発明は水素及び燐の核の同時撮
像、即ち分光分析に関するものであり、これについて特
に記載することにする。しかしながら、本発明は、他の
多数の核撮像及び分光分析にも応用可能であることを認
めるべきである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、プロトン磁気共鳴像及びスペ
クトラを燐（Ｐ３１）による発光性合成像及びスペクト
ラと同時に得ることが、有利であると認められていた。
従来、磁気共鳴スキャナの無線周波数伝送及び受信コイ
ルを、撮像する核の周波数と共鳴するように、同調して
いた。共鳴周波数は、核の磁気回転比と磁場強度との積
に比例する。従来の磁気共鳴撮像装置では、磁場強度は
固定されている。水素と燐の磁気回転比は非常に異なる
ので、これらははるか異なる共鳴周波数を有している。
１．５テスラの磁場では、燐の共鳴即ちラーマ（Ｌａｒ
ｍｏｒ）周波数は約２６ＭＨｚであるのに対し、水素の
それは６４ＭＨｚである。
【０００３】従来技術の方法において、第１のコイルを
水素の共鳴周波数に設定して共鳴実験を行なった。この
際、水素に同調された共鳴コイルは、物理的に除去さ
れ、燐に同調された共鳴コイルと置き換えた。コイルの
交換は時間と人手がかかるばかりでなく、結果として得
られる像、即ち分光分析データは整合が困難なものであ
った。人間の患者では、対象がコイル交換過程中に動く
傾向があるので、燐と水素の像との間の対応を決定する
際に、更に問題が生じた。
【０００４】別の方法は、水素及び燐の像の両方に同じ
コイルを用いることである。コイルを交換するのではな
く、コイルを水素と燐とのデータの集合の間で再同調さ
せるのである。これもまた時間と人手がかかる過程であ
り、その間に患者が動いてしまうといる問題がある。
【０００５】米国特許第４７９９０１６号は、２つの同
心状コイルを互いに直交して用いるコイル配置を示して
いる。コイルを互いに直交させることにより、それぞれ
別個の動作の間、各コイルは別のコイルからは見えなく
なる。この設計の欠点の１つは、直角（ｑｕａｄｒａｔ
ｕｒｅ）に用いることができないことである。各コイル
を直角モード、即ちコイルが２つの直交方向からの信号
に感知するようなモード、で動作するように再設計する
ことは、コイルが互いに妨害しあう原因となる。
【０００６】更に別の方法が、ＳＭＲＭ要約集、第１８
０頁、ジー．アイザックら（Ｇ．Ｉｓａａｃ， ｅｔ
ａｌ）の「１．５テスラで医療用撮像及び分光分析に用
いる２重共鳴（1Ｈ，31Ｐ）鳥籠型ヘッドコイルの設計
と評価」（１９８９年）という論文に示されている。こ
の要約は、水素と燐の両方の共鳴周波数で低域通過用に
動作する二重同調鳥籠型コイルを開示している。しかし
ながら、燐に対して低域用の構成で動作するのは、不利
である。必要とされる高無線伝送電圧は、コンデンサ間
に非常に高い電圧を生じ、キロワット程度のパルスを用
いると、アークが発生する結果となる。このアイザック
のコイルの別の欠点は、２つの共鳴周波数を別個に同調
させることができないことである。したがって、設定及
び調整が非常に複雑となる。
【０００７】別の二重同調鳥籠型コイルも、ＳＭＲＭ要
約集、第２６３頁、ジョセフら（Ｊｏｓｅｐｈ ｅｔ
ａｌ）の論文「弗素及びプロトンの撮像用二重共鳴鳥籠
型コイル」（１９８９年）に示されている。しかしなが
ら、ジョセフの設計は、弗素と水素のように、２つの共
鳴周波数が互いに近い時、例えば１０パーセント以内の
時にのみ適切なものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解決する磁気共鳴装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、磁気共鳴装置が提供され、該磁気共鳴装置は、検
査領域全体に一次磁場を発生する手段と、主磁場を横切
る磁場傾斜を選択的に発生する傾斜磁場手段と、第１の
周波数の無線周波数共鳴励起信号を供給する第１無線周
波数供給手段と、第２の周波数の無線周波数共鳴励起信
号を供給する第２無線周波数供給手段と、前記検査領域
にて、前記第１及び第２の周波数で共鳴するように励起
される核の磁気共鳴を選択的に励起する無線周波数コイ
ルと、前記検査領域から放射する磁気共鳴信号を、前記
第１の周波数で共鳴する核の電子的表現及び前記第２の
周波数で共鳴する核の電子的表現に再生する、再生手段
と、第１の周波数で共鳴する核の表現を選択的に記憶す
る第１のメモリ手段と、第２の周波数で共鳴する核の表
現を選択的に記憶する第２のメモリ手段と、前記第１及
び第２の周波数表現を表示する手段とからなり、前記第
１の無線周波数供給手段を前記無線周波数コイルに選択
的に結合する第１の結合手段と、前記第２の無線周波数
供給手段を前記無線周波数コイルに選択的に結合する第
２の結合手段とを更に備えたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の第２の態様によれば、鳥籠
型コイルから試験領域に無線周波数信号を送信し、前記
鳥籠型コイルは共鳴が励起される異なる２つの核の共鳴
周波数に対応する２つの周波数において同調されるもの
であり、前記核の一方は他方より高い電力を必要とする
ように構成された磁気共鳴装置であって、前記コイル
は、前記より高い電力を必要とする周波数の共鳴周波数
において高域モードで動作し、他方の周波数に対して低
域モードで動作することを特徴とする磁気共鳴装置が提
供される。
【００１１】本発明の第３の態様によれば、第１及び第
２の周波数の無線周波数信号を鳥籠型コイルに供給し、
該鳥籠型コイルは同時に前記第１及び第２の周波数に同
調され、試験領域に第１及び第２の無線周波数エネルギ
を送信するようにした、磁気共鳴装置であって、前記第
１の周波数の無線周波数信号を前記鳥籠型コイルに結合
する直接結合手段と、前記第２の周波数の無線周波数信
号を前記鳥籠型コイルに結合する誘導性結合手段とを備
えていることを特徴とする磁気共鳴装置が提供される。
【００１２】本発明の第４の態様によれば、第１及び第
２の周波数の無線周波数エネルギを無線周波数送信手段
から第１及び第２の結合手段を介して鳥籠型コイルに供
給し、該鳥籠型コイルは、同時に前記第１及び第２の周
波数に同調し、試験領域に前記第１及び第２の周波数の
無線周波数エネルギを送信するようにした磁気共鳴装置
であって、前記第１の結合手段に組み込まれ、前記第２
の周波数において、前記第１の結合手段が前記鳥籠型コ
イルと結合されるのを防止する第１のタンク回路と、前
記第２の結合手段に組み込まれ、前記第１の周波数にお
いて、前記第２の結合手段が前記鳥籠型コイルと結合さ
れるのを防止する第２のタンク回路とを備え、これによ
って、前記鳥籠型コイルが他方の周波数で動作している
時、前記結合手段の各々は、前記鳥籠型コイルとの動作
を妨害すること、及び前記鳥籠型コイルの対称性を乱す
ことを防止するようにしたことを特徴とする磁気共鳴装
置が提供される。
【００１３】本発明の第５の態様によれば、二重モード
鳥籠型無線周波数コイルが無線周波数信号を検査領域に
送信するようにした磁気共鳴装置であって、前記鳥籠型
無線周波数コイルは、第１及び第２周波数の両方におい
て直角に動作可能であることを特徴とする磁気共鳴装置
が提供される。
【００１４】本発明の第６の態様によれば、鳥籠型コイ
ルを第１及び第２の周波数に同調し、前記第１及び第２
の周波数のいずれかで試験領域に無線周波数エネルギを
選択的に送信するようにした磁気共鳴装置であって、磁
気共鳴撮像サイクルの受信時において、前記コイルを、
前記第１の周波数、前記第２の周波数、及び前記コイル
を前記第１及び第２の周波数から切断するように共鳴周
波数が存在しない第３のモードのいずれか１つに選択的
に同調可能とし、前記コイルが他のコイルによって検出
された共鳴信号を妨害しないようにしたことを特徴とす
る磁気共鳴装置が提供される。
【００１５】
【作用】本発明の利点の１つは、コイルを同時に２つの
周波数に同調させることができることである。
【００１６】本発明の別の利点は、コイルが直角に、即
ち、１つまたは両方のモードに巡回的に変化するように
動作することである。
【００１７】本発明の更に別の利点は、受信期間中、コ
イルを両方の周波数から容易に切り放すことができるこ
とである。
【００１８】本発明の更に別の利点は、微調整を簡略化
できることである。コイルは、その分散型コンデンサ設
計のため、患者毎に再同調する必要がない。更に、コイ
ルの２つの周波数を、互いに妨害しあうことなく、独立
して同調させることができる。
【００１９】本発明の更に別の利点は、小さな磁気回転
率で核共鳴を操作できるようにするために、高圧入力パ
ルスを受信できることである。
【００２０】
【実施例】本発明に係る装置を以下に説明する。
【００２１】一次磁場コイル１０は、一次磁場制御手段
１２の制御の下で、検査領域１４全体にわたり長手方向
に静的均一磁場を発生する。また、傾斜磁場コイル１６
は、傾斜磁場制御手段１８の制御の下で、選択的に、一
次磁場に沿ってまたは横切って磁場傾斜を発生させる。
【００２２】無線周波数送手段２０は、選択可能な周波
数の無線周波数エネルギパルスを選択的に送信する。本
実施例では、無線周波数送信手段は、第１の核の共鳴周
波数のＲＦパルスを送信する送信手段２０ａと、第２の
核の共鳴周波数のＲＦパルスを送信する第２の周波数送
信手段２０ｂとからなる。また、本実施例では、１．５
Ｔの磁場において、ＲＦ周波数は、それぞれ２６ＭＨｚ
と６４ＭＨｚ、即ち燐と水素の共鳴周波数である。ＲＦ
パルスは、対応する上下ＲＦ周波数カッド連合／分割回
路２２ａ、２２ｂに送出される。カッド分割回路は、２
つの９０度位相をシフトされた成分、例えば、９０度離
れたサインとコサイン成分を二重同調、即ち二重周波数
無線周波数鳥籠型コイルに与えることによって、ＲＦパ
ルスを巡回的に極性化（分極）させる。
【００２３】鳥籠型コイル２４に２６ＭＨｚ信号を入力
すると、鳥籠型コイル２４は２６ＭＨｚで共鳴する高域
モードで動作するように同調される。また、６４ＭＨｚ
の信号を鳥籠型コイル２４に入力すると、６４ＭＨｚで
共鳴する低域モードで動作するように同調される。受信
モードでは、カッド連合／分割回路は、選択された２６
または６４ＭＨｚの信号の直角成分を組み合わせる。こ
の組み合わされ位相をシフトされた信号は、２６ＭＨｚ
受信部３０ａと６４ＭＨｚ受信部３０ｂとからなる受信
手段３０に供給される。これらの受信部は、適切な周波
数のミキサを備えており、搬送波信号及び共鳴信号を分
離して、適切なデータラインを画像を再生するための二
次元逆フーリエ変換再生手段のような、データラインか
ら画像またはスペクトラを再生する再生手段３２に供給
する。再生された画像またはスペクトラ表現は、データ
メモリ手段３４に記憶される。このましくは、データメ
モリ手段は、対応する燐及び水素画像またはスペクトラ
を記憶できるようにするために、第１の核即ち燐メモリ
手段３４ａと第２の核即ち水素メモリ手段３４ｂとを備
えるようにする。表示モニタ３６は、対応する燐及び水
素画像及びスペクトラを、平置状、重ね合わせ状、異な
る色を用いた重ね合わせ状、等、操作者の選択に応じ
て、表示する。
【００２４】傾斜制御手段１８、無線周波数送信手段２
０、及びカッド連合／分割回路２２は、シーケンス制御
手段４０によって制御され、スピンエコー、傾斜エコ
ー、及びその他の従来の撮像シーケンスを実施し、かつ
どの核を撮像するかを選択する。一実施例では、燐及び
水素データを交互に集めて、水素及び燐画像またはスペ
クトラを発生するようにしている。また、表面コイル
を、検査対象のある領域に隣接して配置し、発生した磁
気共鳴信号を受信するようにしてもよい。表面コイルを
利用する時は、シーケンス制御手段４０は、鳥籠型コイ
ル２４を、共鳴周波数が存在しない第３の脱調モードに
設定するようにする。
【００２５】図２及び３では、ＲＦコイルは、４つの折
り重ねた対称形の鳥籠型コイルとなっている。コイルは
８個の主要長手方向導体５０ａ〜５０ｈを備えている。
各導体は、タンク回路５２ａ〜５２ｈを備えており、こ
れは検査に用いる２つの核の共鳴周波数、即ち燐と水素
の共鳴周波数２６ＭＨｚ及び６４ＭＨｚの間の周波数で
共鳴するようにしてある。また、各タンク回路は、並列
に接続されたコンデンサ５４ａ〜５４ｈとインダクタン
ス５６ａ〜５６ｈとを備えている。更にコンデンサ５８
ａ〜５８ｈも主要導体５０をループ内の一方の端部で相
互接続し、またコンデンサ６０ａ〜６０ｈは、主要導体
をループ内の他方の端部で相互接続している。微調整リ
ング６２をコンデンサ６０ａ〜６０ｈを含んでいる各導
体の近傍に取り付けている。微調整リング６２とコンデ
ンサ６０ａ〜６０ｈとの間の物理的変位を調整すること
により、コンデンサ６０ａ〜６０ｈのキャパシタンスを
選択的に調整、即ち微調整することができる。タンク回
路５２ａ〜５２ｈ及びコンデンサ５８ａ〜５８ｈ、６０
ａ〜６０ｈは、コイルが２つの共鳴周波数、即ち２６Ｍ
Ｈｚと６４ＭＨｚで共鳴するように、値を選択してあ
る。
【００２６】コンデンサ５４ａ〜５４ｈのキャパシタン
スの小さな変化は、主として６４ＭＨｚの共鳴周波数の
微調整に係わってくる。これに対してコンデンサ６０ａ
〜６０ｈを調整は、主として２６ＭＨｚの共鳴周波数の
微調整に係わるものである。このようにして、２つの共
鳴周波数を独立して微調整することができるようにして
いる。
【００２７】更に図２、３及び４において、２６ＭＨｚ
モードでは、タンク回路は誘導性リアクタンスを有して
いる。各タンク回路が有するインダクタンスは、数学的
計算または各タンク回路を調整可能インダクタンスで置
き換えることによって、決定することができる。この調
整可能インダクタンスは、コイルが選択した共鳴周波
数、例えば２６ＭＨｚで共鳴するまで、調整することが
できる。本実施例のコイルでは、リアクタンスは約２０
０ｎＨであることが発見された。図５では、インダクタ
が取り除かれ、代わりに、コイルが６４ＭＨｚで共鳴す
るまで調整されるコンデンサが設けられている。また、
本実施例では、１５ｐＦのコンデンサを用いることによ
って所望の６４ＭＨｚでの共鳴を得ることができる。こ
こではタンク回路は、２６ＭＨｚで同調回路が２００ｎ
Ｈに等しい誘導性リアクタンスと６４ＭＨｚで１５ｐＦ
に等しい容量性リアクタンスとを有するように数学的に
計算されたキャパシタンスとインダクタンスを備えたも
のが、挿入されている。５５ｐＦのキャパシタンスと１
５４ｎＨのインダクタンスがこの基準に合致する。タン
ク回路内のコンデンサの１つ、本実施例におけるコンデ
ンサ５４は、コイルを微調整できるように、調整可能と
なっている。タンク回路のコンデンサ５４を変化させて
も２６ＭＨｚの同調には影響はない。逆に、コンデンサ
６０のキャパシタンスを調整しても、６４ＭＨｚの同調
には影響しない。
【００２８】通常、燐の核共鳴にはより高いＲＦ送信電
力を必要とする。２６ＭＨｚでは、鳥籠型コイルは、高
域モードで共鳴し、この時１６個のコンデンサ５８ａ〜
５８ｈ、６０ａ〜６０ｈが印加された全電圧を分割す
る。印加された電圧が１６に分割されるので、どのコン
デンサにかかる相対電圧も比較的低く、そのためアーク
の発生を防止することができる。
【００２９】図２及び図６において、結合手段が、両方
のモードにおいて、ＲＦコイルをカッド連合／分割回路
２２に結合するために備えられている。結合は２箇所で
行なわれ、約５０オームのインピーダンスが入力に現
れ、更に一方のモードの結合が他方のモードの結合を妨
害しないようにしている。２つのモード間の結合におい
て妨害が発生すると、直角モードの直交性に落下が生じ
る、即ち脱調がおこることになる。６４ＭＨｚモードで
は、誘導性結合手段が設けられている。この誘導性結合
手段は、ＲＦコイル周囲に９０度ずれて接続された２つ
の同一の結合ループ７０ａ、７０ｂを備えている。この
結合ループは、並列に接続されたコンデンサ７４ａ、７
４ｂ及びインダクタ７６ａ、７６ｂを備えたタンク回路
７２ａ、７２ｂによって部分的に共鳴される。このタン
ク回路は６４ＭＨｚで容量性リアクタンスを有するよう
に設計されているが、２６ＭＨｚのＲＦ電流が実質的に
ループ内に流れ込まないように、２６ＭＨｚでは高イン
ピーダンスを有するようにされている。このようにし
て、２６ＭＨｚ及び６４ＭＨｚモードの妨害は防ぐこと
ができる。２６ＭＨｚでの高インピーダンスは、タンク
回路を２６ＭＨｚで共鳴するように調整することによっ
て、得ることができる。１対の集中素子平衡不平衡変成
器（ｌｕｍｐｅｄ−ｅｌｅｍｅｎｔ ｂａｌｕｎ）７８
ａ、７８ｂが平衡動作用に、備えられている。コイルが
６４ＭＨｚにおいて、直角モードよりむしろ線形モード
で動作するような場合、６４ＭＨｚの結合ループの１つ
を単に除去する。本発明は、一方または両方の周波数に
おいて、またはそれらの組み合わせにおいて、線形また
は直角動作も含まれるように、変化変容も含むことを意
図している。
【００３０】２６ＭＨｚモードでは、直接誘導性結合を
利用している。２つの２６ＭＨｚ供給点８０ａ、８０ｂ
を、ＲＦコイルの９０度変位した２つの部分と、インダ
クタ８２ａ、８２ｂによって接続する。１対の１８０度
の平衡不平衡変成器８４ａ、８４ｂが、前述の供給点か
ら部分的に集中し部分的に分散した平衡不平衡変成器８
６ａ、８６ｂまで達しており、更に、鳥籠型コイル２４
上の１８０度対向した点と、インダクタ８２ｃ、８２ｄ
によって接続されている。これらのインダクタに用いら
れる典型的な値は１．３μＨである。部分的に集中し部
分的に分散した平衡不平衡変成器は、１８０度の位相シ
フトを生じさせる。このようにして、６４ＭＨｚを２６
ＭＨｚから分離することができる。
【００３１】更に図２と図７とを参照して、ＲＦコイル
は送信器としてのみ用いているが、表面コイルを分光分
析信号を受信するために用いるのが望ましいことが多
い。この場合、ＲＦコイルを受信期間中脱調させてお
き、表面コイルが脱調してしまうのを防止する。ＤＣ信
号を脱調供給点９０に印加する。勿論、ＤＣ電流には、
インダクタは短絡として現れ、またコンデンサは解放回
路として現れる。ＤＣ電流は、２６ＭＨｚ供給回路のイ
ンダクタ８２及び平衡不平衡変成器８４、８６を流れ、
更にＰＩＮダイオード９２ａ〜９２ｄの各々を通って、
これらのダイオードを導電状態になるようにバイアスす
る。ＤＣ信号は、並列に接続されたインダクタ８２ａの
誘導性素子の一方及びＰＩＮダイオード９２ａを通過
し、戻って並列に接続されたインダクタ８２ａの誘導性
素子の他方を通過し、インダクタ８２ｃの並列に接続さ
れた部分を通過し、ＰＩＮダイオード９２ｂを通過し、
戻ってインダクタ８２ｃの第２の並列接続誘導性部分等
を通過する。同一の原理で、ＤＣ電流をＰＩＮダイオー
ドの各々を介してグランド９４に導く。更に、ＲＦ無線
周波数チョーク９６を備えて、２６ＭＨｚモードまたは
６４ＭＨｚモードとの妨害を防止している。
【００３２】図８では、直角分割／連合回路は、９０度
の位相シフトを生じさせるπネットワーク１００を備え
ている。πネットワークは、合計ノード１０２ａ、１０
２ｂと接続されており、一方合計１０２ａ、１０２ｂ
は、同様なインダクタ１０４ａ、１０４ｂを介して、鳥
籠型コイル結合手段への供給点１０６ａ、１０６ｂに接
続されている。一方のノード１０２ａに印加されたＲＦ
信号は、一方の供給点１０６ａには位相シフトなしに連
通され、他方の供給点１０６ｂには９０度遅れで連通さ
れる。ＲＦ信号の成分が供給点１０６ａ及び１０６ｂで
受け取れれると、１つの成分はπネットワークによって
シフトされ、前記合計ノードの一方でシフトされない成
分と合計される。どちらの合計ノードをモニタするかを
選択することによって、受け取った成分のどちらを進ま
せ、どちらを遅らすかを、選択することができる。
【００３３】１対の供給路１１０ａ、１１０ｂが、πネ
ットワークの対向する端部で合計ノード１０２ａ、１０
２ｂと、また共通入力／出力点１１２と接続されてい
る。これらの供給路１１０ａ、１１０ｂは、１対のＰＩ
Ｎダイオード１１４ａ、１１４ｂを含んでいる。送信モ
ードでは、ＰＩＮダイオード１１４ａ、１１４ｂは、無
線周波数チョーク１１６を介して印加されたＤＣバイア
ス電流によって、オンにバイアスされている。また、タ
ンク回路１１８が共鳴周波数に同調され、高インピーダ
ンスを与えるので、入力／出力点１１２を一方の合計ノ
ード１１２ｂに接続することになる。受信モードでは、
上述のＤＣバイアス電流が除去され、ＰＩＮダイオード
１１４ａ、１１４ｂがオフにバイアスされるので、高イ
ンピーダンスとなり、解放回路がＲＦ電流の合計ノード
１０２ｂへの流れを阻止する。このようにして、送信モ
ードで一方の合計ノードに印加されたＲＦ信号は、その
進み成分が直接一方の供給点１０６ｂに送信され、一
方、遅れ成分は他方の供給点１０６ａに送信される。受
信モードでは、供給点１０６ｂで受けとられたＲＦ成分
は、πネットワーク１００によって位相が９０度シフト
されて遅れ成分となり、他方の供給点１０６ａからの位
相がシフトされない即ち進み成分と、合計ノード１０２
ａで合計される。このように、送信モードと受信モード
とで、進み成分を搬送する供給点及び遅れ成分を搬送す
る供給点が反転する。
【００３４】図７では、表面コイルを用いる時、負のＤ
ＣバイアスをＰＩＮダイオード９２ａ、９２ｂ、９２
ｃ、９２ｄ及び絶縁回路９６に印加し、接地することに
よって鳥籠型共鳴構造を脱調させるようにしている。絶
縁回路９６は、印加され受信される共鳴周波数で共鳴す
るタンク回路を備えており、送信及び受信した信号をグ
ランドに逃さないようにしている。また、類似の連合／
分割回路も水素モードのための設けられているが、この
キャパシタンス値びインダクタンス値は６４ＭＨｚでの
共鳴に調整されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴撮像装置を表した図。
【図２】図１の磁気共鳴撮像装置の鳥籠型ＲＦコイルの
詳細な拡大図。
【図３】図２のコイルの電気回路図。
【図４】コイルが高域モードで動作する時の図３の等価
回路図。
【図５】コイルが低域モードで動作するときの図３の等
価回路図。
【図６】直角結合を示した、図３のコイルの等価回路
図。
【図７】コイルを切断するための適切なリード及び構成
要素を含んだ、図２のコイルの等価回路図。
【図８】図１の連合／分割器のブロック図。
【符号の説明】
１０．．．一次磁場コイル １２．．．一次磁場制御手段 １４．．．検査領域 １６．．．傾斜磁場コイル１６ １８．．．傾斜磁場制御手段 ２０．．．無線周波数送手段 ２２ａ，２２ｂ．．．ＲＦ周波数カッド連合／分割回路 ２４．．．鳥籠型コイル ３０．．．受信手段 ３２．．．再生手段 ３４．．．データメモリ手段 ３６．．．表示モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/20 Ｃ 7135−5Ｅ 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/04 Ｊ (72)発明者 デイヴイツド エイ．ランプマン アメリカ合衆国 オハイオ州 44107，レ イクウツド，ウオーターバリイ 2213 (72)発明者 ポール テイ．オーランドウ アメリカ合衆国 オハイオ州 44060，メ ントー，エドワード 6548

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】検査領域（１４）全体に一次磁場を発生す
    る手段（１０）と、 主磁場を横切る磁場傾斜を選択的に発生する傾斜磁場手
    段（１６）と、 第１の周波数の無線周波数共鳴励起信号を供給する第１
    無線周波数供給手段（２０ａ）と、 第２の周波数の無線周波数共鳴励起信号を供給する第２
    無線周波数供給手段（２０ｂ）と、 前記検査領域にて、前記第１及び第２の周波数で共鳴す
    るように励起される核の磁気共鳴を選択的に励起する無
    線周波数コイル（２４）と、 前記検査領域から放射する磁気共鳴信号を、前記第１の
    周波数で共鳴する核の電子的表現及び前記第２の周波数
    で共鳴する核の電子的表現に再生する再生手段（３２）
    と、 第１の周波数で共鳴する核の表現を選択的に記憶する第
    １のメモリ手段（３４ａ）と、 第２の周波数で共鳴する核の表現を選択的に記憶する第
    ２のメモリ手段（３４ｂ）と、 前記第１及び第２の周波数表現を表示する手段（３６）
    とからなる磁気共鳴装置であって、 前記第１の無線周波数供給手段（２０ａ）を前記無線周
    波数コイル（２４）に選択的に結合する、第１の結合手
    段（７０ａ）と、 前記第２の無線周波数供給手段（２０ｂ）を前記無線周
    波数コイル（２４）に選択的に結合する、第２の結合手
    段（７０ｂ）とを更に備えたことを特徴とする磁気共鳴
    装置。
  2. 【請求項２】請求項１の磁気共鳴装置において、前記第
    １の結合手段（７０ａ）は、第２の周波数で共鳴するタ
    ンク回路（７２ａ）を備えており、前記コイル（２４）
    が前記第２の周波数で動作している時、前記第１の結合
    手段（７０ａ）は前記第２の周波数において高インピー
    ダンスを有し前記第１の結合手段（７０ａ）の結合を防
    止し、 前記第２の結合手段（７０ｂ）は、第１の周波数で共鳴
    するタンク回路（７２ｂ）を備えており、前記コイル
    （２４）が前記第１の周波数で動作している時、前記第
    ２の結合手段（７０ｂ）の結合を防止することを特徴と
    する磁気共鳴装置。
  3. 【請求項３】請求項１の磁気共鳴装置において、前記第
    １の結合手段（７０ａ）は、前記無線周波数コイル（２
    ４）との誘導性相互結合を備えており、前記第２の結合
    手段（７０ｂ）は前記無線周波数コイル（２４）に直接
    接続されていることを特徴とする磁気共鳴装置。
  4. 【請求項４】請求項１の磁気共鳴装置において、前記第
    １及び第２の結合手段（７０ａ、７０ｂ）の少なくとも
    一方は、その端部に第１及び第２のノード（１０２ａ、
    １０２ｂ）を有する９０度位相シフト回路を備えてお
    り、前記第１及び第２のノード（１０２ａ、１０２ｂ）
    は、前記無線周波数コイル（２４）と９０度の間隔で接
    続されており、第１の導電路（１１０ａ）が前記第１の
    ノード（１０２ａ）と供給点（１１２）との間を接続
    し、第２の導電路（１１０ｂ）が前記第２のノード（１
    ０２ｂ）と前記供給点（１１２）とを接続しており、前
    記第１及び第２の導電路（１１０ａ、１１０ｂ）は、無
    線周波数信号が前記供給点（１１２）に印加された時に
    前記供給点（１１２）と前記第１のノード（１０２ａ）
    との間に電気的連通が形成され、前記無線周波数コイル
    （２４）から信号を受け取った時、前記第２のノード
    （１０２ｂ）と前記供給点（１１２）との間に電気的連
    通が形成されるように配置されたダイオード（１１４
    ａ、１１４ｂ）を備えており、これによって進み及び遅
    れ成分が、送信時及び受信時で逆転することを特徴とす
    る磁気共鳴装置。
  5. 【請求項５】請求項４の磁気共鳴装置において、前記ダ
    イオード（１１４ａ、１１４ｂ）は、ＰＩＮダイオード
    であり、ＤＣバイアスがある時、前記第１のノード（１
    ０２ａ）が前記第２のノード（１０２ｂ）より９０度進
    み、ＤＣバイアスがない時、前記第２のノード（１０２
    ｂ）が前記第１のノード（１０２ａ）より９０度進よう
    に構成されていることを特徴とする磁気共鳴装置。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の磁気共鳴
    装置において、前記無線周波数コイル（２４）は鳥籠型
    コイルであり、 通常互いに並列で、４つの対称形に配された複数の主導
    体（５０ａ〜５０ｈ）と、環状の前記主導体（５０ａ〜
    ５０ｈ）の一方の端部を相互接続する第１の電気的接続
    手段（５８ａ〜５８ｈ）と、環状の前記主導体（５０ａ
    〜５０ｈ）の他方の端部を相互接続する第２の電気的接
    続手段（６０ａ〜６０ｈ）とを有することを特徴とする
    磁気共鳴装置。
  7. 【請求項７】請求項６の磁気共鳴装置において、前記第
    １の結合手段（７０ａ）は、前記第１の周波数において
    直角動作を行なうための、前記鳥籠型コイル（２４）の
    ９０度離れた２つの部分に結合された、第１及び第２の
    誘導性結合部を備えていることを特徴とする磁気共鳴装
    置。
  8. 【請求項８】請求項７の磁気共鳴装置において、前記第
    ２の結合手段（７０ｂ）は、前記第２の周波数において
    直角動作を行なうための、前記鳥籠型コイル（２４）の
    ９０度離れた２つの部分に結合されていることを特徴と
    する磁気共鳴装置。
  9. 【請求項９】請求項６、７または８の磁気共鳴装置にお
    いて、前記主導体（５０ａ〜５０ｈ）の各々は、主導体
    タンク回路（５２ａ〜５２ｈ）を備えており、前記第１
    及び第２の電気的接続手段（５８ａ〜５８ｈ）は、前記
    各主導体の端部間に接続されている接続用タンク回路を
    備えていることを特徴とする磁気共鳴装置。
  10. 【請求項１０】請求項９の磁気共鳴装置において、前記
    タンク回路（５２ａ〜５２ｈ）の各々は、並列に接続さ
    れたインダクタンス手段（５６ａ〜５６ｈ）とキャパシ
    タンス手段（５４ａ〜５４ｈ）とを備えており、それら
    の内の１つは選択的に可変であり、前記タンク回路（５
    ２ａ〜５２ｈ）の全てのインダクタンス及びキャパシタ
    ンス手段の前記可変のものを調整することによって、前
    記鳥籠型コイル（２４）の前記第２の共鳴周波数を調整
    することを特徴とする磁気共鳴装置。
  11. 【請求項１１】請求項９または１０の磁気共鳴装置は、
    更に、前記第１の接続手段（６０）のコンデンサ（５０
    ａ〜５０ｈ）と直列に接続されているＰＩＮダイオード
    （９２ａ〜９２ｄ）を備えており、ＤＣ電流が前記ＰＩ
    Ｎダイオード（９２ａ〜９２ｄ）から除去されると、前
    記鳥籠型コイル（２４）は前記第１及び第２の周波数に
    おいて脱調するように構成されていることを特徴とする
    磁気共鳴装置。
  12. 【請求項１２】請求項１１の磁気共鳴装置において、前
    記第１の結合手段（７０ａ）は、π回路を備えており、
    該π回路は、前記ＰＩＮダイオード（９２ａ〜９２ｄ）
    の１つの各側に接続され、１つのコンデンサと、供給点
    （９０）と接続されているインダクタと複数のコンデン
    サの１つと、１８０度平衡不平衡変成器（８４ａ、ｂ）
    とによって相互接続されており、該１８０度平衡不平衡
    変成器（８４ａ、ｂ）は、第２のπ回路と接続されてお
    り、該第２のπ回路は前記ＰＩＮダイオード（９２ａ〜
    ９２ｄ）の第２のもののいずれかの側で１つのコンデン
    サを介して接続されている１対のインダクタを有し、前
    記インダクタ及び前記ＰＩＮダイオード（９２ａ〜９２
    ｄ）の各々からＤＣ電流を除去し回路を脱調させるよう
    にしたことを特徴とする磁気共鳴装置。
  13. 【請求項１３】請求項１０の磁気共鳴装置は、更に、前
    記接続手段（５８、６０）のコンデンサ（６０ａ〜６０
    ｈ）のキャパシタンスを調整するための第１の調整手段
    （６２）を備え、前記鳥籠型コイル（２４）の第１の共
    鳴周波数を調整するようにしたことを特徴とする磁気共
    鳴装置。
  14. 【請求項１４】請求項１３の磁気共鳴装置において、前
    記第１の調整手段（６２）は、前記第１及び第２の接続
    手段（５８、６０）の一方の近傍に取り付けられた同調
    用リングを備え、前記鳥籠型コイル（２４）の第１の共
    鳴周波数を調整するようにしたことを特徴とする磁気共
    鳴装置。
  15. 【請求項１５】鳥籠型コイル（２４）から試験領域に無
    線周波数信号を送信し、前記鳥籠型コイルは共鳴が励起
    される異なる２つの核の共鳴周波数に対応する２つの周
    波数において同調されるものであり、前記核の１つは他
    方より高い電力を必要とするように構成された磁気共鳴
    装置であって、前記鳥籠型コイルは、前記より高い電力
    を必要とする周波数の共鳴周波数において高域モードで
    動作し、他方の周波数に対して低域モードで動作するこ
    とを特徴とする磁気共鳴装置。
  16. 【請求項１６】第１及び第２の周波数の無線周波数信号
    を鳥籠型コイル（２４）に供給し、該鳥籠型コイルは同
    時に前記第１及び第２の周波数に同調され、試験領域に
    第１及び第２の無線周波数エネルギを送信するようにし
    た、磁気共鳴装置であって、 前記第１の周波数の無線周波数信号を前記鳥籠型コイル
    に結合する直接結合手段（７０ｄ）と、 前記第２の周波数の無線周波数信号を前記鳥籠型コイル
    に結合する誘導性結合手段（７０ａ）とを備えているこ
    とを特徴とする磁気共鳴装置。
  17. 【請求項１７】第１及び第２の周波数の無線周波数エネ
    ルギを無線周波数送信手段から第１及び第２の結合手段
    （７０ａ、７０ｂ）を介して鳥籠型コイル（２４）に供
    給し、該鳥籠型コイルは、同時に前記第１及び第２の周
    波数に同調し、試験領域（１４）に前記第１及び第２の
    周波数の無線周波数エネルギを送信するようにした磁気
    共鳴装置であって、 前記第１の結合手段（７０ａ）に組み込まれ、前記第２
    の周波数において、前記第１の結合手段が前記鳥籠型コ
    イル（２４）と結合されるのを防止する第１のタンク回
    路（７２ａ）と、 前記第２の結合手段（７０ｂ）に組み込まれ、前記第１
    の周波数において、前記第２の結合手段が前記鳥籠型コ
    イル（２４）と結合されるのを防止する第２のタンク回
    路（７２ｂ）とを備え、 これによって、前記鳥籠型コイル（２４）が他方の周波
    数で動作している時、前記結合手段（７０ａ、７０ｂ）
    の各々は、前記鳥籠型コイル（２４）との動作を妨害す
    ること、及び前記鳥籠型コイル（２４）の対称性を乱す
    ことを防止するようにしたことを特徴とする磁気共鳴装
    置。
  18. 【請求項１８】二重モード鳥籠型無線周波数コイル（２
    ４）が無線周波数信号を検査領域に送信するようにした
    磁気共鳴装置であって、前記鳥籠型無線周波数コイル
    （２４）は、第１及び第２周波数の両方において直角に
    動作可能であることを特徴とする磁気共鳴装置。
  19. 【請求項１９】鳥籠型コイル（２４）を第１及び第２の
    周波数に同調し、前記第１及び第２の周波数のいずれか
    で試験領域（１４）に無線周波数エネルギを選択的に送
    信するようにした磁気共鳴装置であって、磁気共鳴撮像
    サイクルの受信時において、前記コイル（２４）を、
    （Ａ）前記第１の周波数、（Ｂ）前記第２の周波数、及
    び（Ｃ）前記コイル（２４）を前記第１及び第２の周波
    数から切断するように共鳴周波数が存在しない第３のモ
    ードのいずれか１つに選択的に同調可能とし、前記コイ
    ル（２４）が他のコイル（４２）によって検出された共
    鳴信号を妨害しないようにしたことを特徴とする磁気共
    鳴装置。
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