JPH06261880A - 円偏波局所アンテナ装置 - Google Patents
円偏波局所アンテナ装置Info
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- JPH06261880A JPH06261880A JP5245025A JP24502593A JPH06261880A JP H06261880 A JPH06261880 A JP H06261880A JP 5245025 A JP5245025 A JP 5245025A JP 24502593 A JP24502593 A JP 24502593A JP H06261880 A JPH06261880 A JP H06261880A
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Abstract
イにおいて、個別素子間に問題のない減結合が可能であ
る、核スピン断層撮影装置用円偏波局所アンテナ装置を
提供する。 【構成】 アンテナ装置は、少なくとも3つの直線偏波
局所コイル20ないし23のアレイから成り、該局所コ
イルは、それらが幾何学的に減結合されている程度に相
互にオーバラップしており、局所コイルはそれぞれ別個
に合成回路網36に接続されており、該合成回路網にお
いて、それぞれ3つの局所コイルの出力信号a1ないし
a4の間に、それぞれ円偏波に相応する高周波信号b
5,b6が得られるように結合が形成される。
Description
用の円偏波局所アンテナ装置に関する。円偏波アンテナ
によって、MR画像形成におけるSN比は、同じ撮影時
間において、直線偏波アンテナに比べて著しく改良され
る。円偏波された全身を取り囲むアンテナは、シリンダ
形状の検査空間の周囲に、90°ずれた2つの部分アン
テナを配置することによって簡単に実現することができ
る。
は、同様に円偏波フィールドを発生する、簡単な構造を
有する局所コイルが記載されている。そこでは所謂バタ
フライ装置によって、検査領域において局所コイルに平
行に位置する磁界成分が発生される。バタフライ装置の
中央に位置する別のコイルによって、サーフェスコイル
の面に対して垂直である磁界成分が発生される。
するための例としてしばしば、所謂アンテナアレイ、即
ち連鎖接続された複数の部分アンテナが使用される。こ
の形式のアレイは例えば、国際出願公開WO89/05
115号公報に記載されている。しかしこのアレイは直
線偏波されておりかつ従って、それに相応して余りよく
ないSN比を有している。
から公知の円偏波されたサーフェスコイルは、主磁界を
横断する方向に延在するアレイに対しては、そのとき生
じる、個別コイル間の結合のため、適していない。
において延在するアレイにおいて、個別素子間に問題の
ない減結合が可能である、円偏波局所アンテナの構成を
提供することである。
置が、少なくとも3つの直線偏波局所コイルのアレイか
ら成り、該局所コイルは、それらが幾何学的に減結合さ
れている程度に相互にオーバラップしており、前記局所
コイルはそれぞれ別個に合成回路網に接続されており、
該合成回路網において、それぞれ3つの局所コイルの出
力信号の間に、それぞれ円偏波に相応する高周波信号が
得られるように結合が形成されるようにしたことによっ
て解決される。
記載されている。
明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
ン断層撮影装置1の水平方向の断面にて略示されてい
る。局所アンテナとは、全身を取り囲むアンテナとは異
なって、検査空間の一部分しか捕捉検出しないようなア
ンテナである。この種の局所アンテナに対してこの場合
コイルが使用されるので、以下に“局所コイル”と称す
る。
例、管状の検査空間4内のベット3の上にいる。それぞ
れ核スピン断層撮影装置はその他に、本発明は局所コイ
ルにのみ関連しているので、図1には図示されていない
全身を取り囲むアンテナ並びに勾配コイルを有してい
る。図1には、主磁界の方向(即ち検査空間の長手方
向)をz方向として規定する座標系7が図示されてい
る。x方向は図平面ではz方向に垂直であり、y方向は
図平面に対して垂直である。この規定は以下において維
持される。
コイルアレイ5および6が図示されている。脊椎を撮影
するために、患者の仰臥面に患者の長手方向(即ちz方
向)に延在するコイルアレイを取り付けると有利であ
る。被検体(即ち例えば脊椎)におけるコイルが密であ
ればある程、受信される信号のSN比は良好である。コ
イルアレイ6によって、患者2の長手断面像を表示する
ことができる。患者2の完全な横断面像を得ることがで
きるように、患者2を横断する方向(即ち座標系7によ
ればx方向)において延在するコイルアレイが必要であ
る。その際、この種のアレイを患者2の下方および上方
に取り付けると有利である。
から、直線偏波局所コイルに比してSN比の点で有利で
ある円偏波局所コイルが公知である。この種のコイルに
対する実施例は図4に示されている。このコイルは2つ
の部分コイル、即ち所謂バタフライコイル8とこのバタ
フライコイル8の中央に、これに対して対称的に配置さ
れている部分コイル9とから成っている。バタフライコ
イル8は、交差個所を介して直列に接続されている2つ
の半部8aおよび8bを有しているので、その結果コイ
ル半部8aおよび8bの磁力線は反対の方向を有する。
2つの部分コイル8および9はそれぞれ、円偏波が生じ
るように、回路網10に接続されている。
領域Bに円偏波のために必要な互いに垂直に存在する磁
界成分がどのように得られるかが示されている。バタフ
ライコイル8の磁力線は、部分コイル8aから部分コイ
ル8bに、従って検査領域8において局所コイルの平面
に実質的に平行に延びている。これに対して部分コイル
9の磁力線は、検査領域Bにおいて実質的に、局所コイ
ルの平面に垂直に延在している。従って、バタフライコ
イル8の磁力線は検査領域Bにおいて部分コイル9の磁
力線に対してほぼ垂直であるので、円偏波に対して必要
な、互いに垂直に位置する磁界成分が得られる。その際
部分コイル9は垂直成分を供給し、バタフライコイル8
は水平成分を供給する。それ故に以下、部分コイル9を
垂直コイルと称しかつバタフライコイル8を水平コイル
と称する。
置は、偏波面がz方向に対して垂直に、即ち主磁界の方
向に対して垂直であるように、配置されなければならな
い。
波装置に比してSN比が改善されるという利点を有する
が、局所コイルアレイに対して制限されてしか使用され
ない。局所コイルのアレイは個別局所コイルの装置から
成り、それらの信号が並列に読み出されかつ1つの画像
にまとめられる。局所コイルアレイによって実現される
SN比は、個別コイルのSN比に相応する。画像発生領
域は、個別コイルの総数によって制限される。
行われるようにすべきである。不完全な減結合により、
個別コイルの整合が困難になり、個別コイルの雑音成分
の相関、ひいては実現可能なSN比の著しい損失が生じ
る。
ーバラップによって申し分ない減結合が得られる。この
場合を“幾何学的な減結合”という。
び図3に基づいて説明する。その際簡単にするために、
図2に示された2つの円形の、オーバラップされたコイ
ルから出発する。図3には、左側のコイルから出る磁力
線の経過が側面図にて示されている。その際、右側のコ
イルを貫通する磁力線はオーバラップ領域においてオー
バラップ領域の外部における方向とは反対の方向を有し
ていることが明らかである。オーバラップの相応の設計
によって、オーバラップ領域における磁束はオーバラッ
プ領域の外部における磁束と正確に同じ大きさであるよ
うにすることができる。しかし磁束方向が反対であるの
で、左側のコイルから出る磁界の作用は右側のコイルに
おいて相殺される。右側のコイルから出る磁界に対して
も同じことが当て嵌まる。この状態は幾何学的な減結合
と称する。
おいて、図4の複数の円偏波局所コイルのアレイでも、
アレイが主磁界の方向において、即ちz方向において延
在している場合には可能である。図6には、2つの円偏
波局所コイルを有するアレイが図示されている。部分コ
イル9,9’,8a,8a’;8b,8b’間のオーバ
ラップが相応に設計されるとき、上述の部分コイル間の
それぞれの減結合を実現することができる。x方向にお
いて延在する円偏波アレイでは、円偏波局所コイルは図
7に示されているように配置されなければならない。そ
の理由は、偏波面は、主磁界の方向、即ちz方向に対し
て垂直でなければならないからである。その場合確か
に、その都度垂直コイル9,9aを相互に幾何学的に減
結合することができる。しかし、水平コイル8,8a相
互の同時の幾何学的な減結合並びに垂直および水平方向
コイル間の相互の幾何学的な減結合は可能でない。例え
ばトランスを用いた減結合回路も、有用な結果をもたら
さない。
またはy方向において延在するアレイに対する幾何学的
な減結合は、図8に示されている、本発明の実施例によ
って実現することができる。その際アレイは、4つの同
じ、x方向において順次同じ間隔で配置されている局所
コイル20ないし23から成っている。これらのコイル
はそれぞれそれ自体では直線偏波されている。それぞれ
の局所コイル20ないし23は、それぞれ、並列コンデ
ンサ24ないし30および直列コンデンサ25ないし3
1から成る整合回路網を介して前置増幅器32ないし3
5に接続される。前置増幅器32ないし35の出力信号
a1ないしa4は、合成回路網36に供給される。合成
回路網36の出力側に、2つの円偏波された信号b5お
よびb6が取り出される。
出力信号間の次の結合が形成される: b5=S51a1+S52a2+S53a3 b6=S62a2+S63a3+S64a4 係数S51ないしS53;S62ないしS64に対して理想の場
合には次式が成り立つ:
a3ないしa2およびa4の差は、2つの水平偏波され
た、x方向においてオーバラップするコイルの出力信号
に相応する。局所コイル20ないし22の3つの群の円
偏波は、90°位相がずれた信号a2およびa3の加算に
よって実現される。従ってコイル20ないし22の3つ
の群は結果的に、信号b5を供給する円偏波された局所
コイルを形成する。局所コイル21ないし23も、局所
コイル20ないし23の第1の群に類似して第2の円偏
波された信号b6を供給する第2の群にまとめられる。
従って直列に配置された局所コイル20ないし23か
ら、z方向に対して垂直な平面において2つの円偏波さ
れた局所コイルが形成され、これらの局所コイルはx方
向において空間的にずれている。局所コイル21および
22は、水平および垂直部分信号を同時に、隣接するア
レイ素子に供給する。
に対しても使用することができる。Nチャネルの、円偏
波されたアレイを実現するために、N+2個の直線偏波
局所コイルが必要である。
の値は、水平および垂直偏波された信号成分の、同じ雑
音電力に基づいた正規化によって得られる。通例、垂直
信号成分のSN比は、水平信号成分のSN比より多少大
きい。最適な組み合わせに対して、係数は種々異なった
雑音電力に相応して低減すべきである。
a1ないしa4から円偏波出力信号b5およびb6の計算
は、上述の式に相応してハードウェアまたはソフトウェ
アにより行うことができる。合成回路網36がハードウ
ェアにより実現されている場合、信号b5およびb6に対
する2つの計算機入力チャネルが必要であり、これに対
して信号a1ないしa4のソフトウェアによる結合の場
合、4つの計算機入力チャネルが必要である。これらの
入力チャネルは比較的高いので、ソフトウェアによる解
決法は、とりわけ比較的大きい数の部分コイルに対する
コストの理由からソフトウェアによる解決が望ましい。
というのは、その場合計算機入力チャネルの相対的な節
約が相応に僅かになるからである。
の結合係数がその都度の画素に依存して最適化すること
ができ、一方これら係数はハードウェアによる解決法の
場合固定に調整されている。
し23が従来の直線偏波アレイのように部分オーバラッ
プによって申し分なく減結合されるという利点を有す
る。
す略図である。
の略図である。
ある。
のアレイの概略図である。
のアレイの概略図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 アンテナ装置は、少なくとも3つの直線
偏波局所コイル(20ないし23)のアレイから成り、
該局所コイルは、それらが幾何学的に減結合されている
程度に相互にオーバラップしており、前記局所コイルは
それぞれ(20ないし23)別個に合成回路網(36)
に接続されており、該合成回路網において、それぞれ3
つの局所コイル(20ないし23)の出力信号(a1な
いしa4)の間に、それぞれ円偏波に相応する高周波信
号(b5,b6)が得られるように結合が形成されること
を特徴とする核スピン断層撮影装置用の円偏波局所アン
テナ装置。 - 【請求項2】 3+nの局所コイル(20ないし23)
を有するアレイでは、x番目の核磁気共鳴信号が局所コ
イルx…x+2の群から得られかつその都度別の1つの
核磁気共鳴信号が局所コイル(x+1)…(x+3)の
群から得られるようにしてn+1個の核磁気共鳴信号が
得られ、ただしxは1とnとの間の値を有し、その結果
すべての局所コイル(20ないし23)が縁側の局所コ
イルを除いて複数の核磁気共鳴信号に関与する請求項1
記載の円偏波局所アンテナ装置。 - 【請求項3】 すべての局所コイル(20ないし23)
は同じでありかつ相互に実質的に同じ間隔を有する請求
項1また2記載の円偏波局所アンテナ装置。
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