JPH0654824A - 核磁気共鳴による撮像装置のための無線受信装置 - Google Patents

核磁気共鳴による撮像装置のための無線受信装置

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JPH0654824A
JPH0654824A JP3186513A JP18651391A JPH0654824A JP H0654824 A JPH0654824 A JP H0654824A JP 3186513 A JP3186513 A JP 3186513A JP 18651391 A JP18651391 A JP 18651391A JP H0654824 A JPH0654824 A JP H0654824A
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receiving
coupling
receiving antenna
signal
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Darrasse Luc
ダラッセ ルック
Raad Ahmad
ラード アマッド
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Magnetech SA
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MAGUNETEKU SA
Magnetech SA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 各検査前の周波数同調およびインピーダンス
整合の調節が不要な核磁気共鳴による撮像装置のための
無線受信装置を提供する。 【構成】 調べられる体積の近傍に置かれた受信アンテ
ナ（１）、受信アンテナに誘導によって結合された結合
アンテナ（４）、および入力端子が結合アンテナ（４）
の出力容量（Ｃｓ）の端子に接続され、出力が調べられ
る体積の像を得るための信号処理ユニットに接続されて
いる高入力インピーダンス増幅器（７）を含む、電磁気
的な信号、特に核磁気共鳴技術による被験体の調べられ
る体積によって放射される信号の受信装置。受信アンテ
ナと結合アンテナの間の磁気結合係数（ｋ）は上記アン
テナのそれぞれのＱ値によって定義される臨界結合係数
（ｋｃ）よりも大きい。 【効果】 操作員の作業が簡単化され、被験体の検査の
全時間が短縮され、ケーブル接続の誤りがなくなる。さ
らに、いろいろの受信アンテナを使って装置を動作させ
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、調べられる体積の近傍
に置かれる受信アンテナおよび信号処理ユニットに接続
された結合アンテナを含み、その受信アンテナと結合ア
ンテナの間の結合は誘導結合による無線型である、電磁
信号、特に核磁気共鳴技術による被験体の調べられる体
積によって放射される信号の受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】核磁気共鳴による撮像技術は、図式的に
は、被験体を磁場に曝し、その磁場の中の被験体の調べ
られる体積によって放射される信号を検出し、被験体の
調べられる体積の特徴的な像を再構成するためにその検
出された信号を処理することから成る。その被験体は生
体または固体あるいは液体状態の物体であることができ
る。
【０００３】その被験体が置かれる磁場は“主”と呼ば
れる均一な磁場と“励起”と呼ばれるラジオ周波数の磁
場を含んでいる。主磁場は例えば永久磁石または超電導
あるいは通常の磁気コイルによって構成される磁場発生
器の助けで得られる。励起場は例えば被験体の検査中に
パルスによって印加される。
【０００４】主磁場と励起場の組み合わされた作用の下
で被験体の調べられる体積の内部にあるいくつかの原子
核はラジオ周波数帯域にある非常に弱い磁場信号を放射
する。この信号は調べられる体積のすぐ近傍に置かれた
受信アンテナの助けで検出され、対応する電気信号に変
換され、その信号は“受信機”と呼ばれる信号処理ユニ
ットに送られる。
【０００５】調べられる体積の得られる像の質は、調べ
られる体積によって放出される磁場信号の検出、および
検出された信号の受信機の入力に対応する電気信号への
変換を行なう全体の設計および製作に広範囲に依存す
る。
【０００６】現在、撮像器とも呼ばれる、核磁気共鳴に
よる撮像装置の大部分では、受信アンテナの出力はシー
ルドされた伝送線を構成する柔軟な同軸ケーブルを使っ
て受信機の入力に接続され、操作員はそのケーブルを被
験体の検査時に受信アンテナの設置の際に接続しなけれ
ばならない。受信アンテナと受信機の間の、ケーブルに
よる直接結合と呼ばれるこのような結合は、操作員にと
っては補足の操作、したがって検査にとっては時間損
失、撮像機の故障の高い百分率がケーブルの接続の欠陥
に起因しているから、ルーチンな使用では低い信頼度、
特に接続ケーブルが長いとき、信号の劣化の危険、受信
アンテナの共振周波数の放射される信号の周波数との同
調の点でも、受信機の入力インピーダンスに対する受信
アンテナおよび伝送ケーブルによって構成される全体の
インピーダンスの整合の点でも、各試験毎の微妙な調
節、等を意味する。
【０００７】同様に、受信アンテナと受信機の間の前増
幅される結合型もまた存在する。受信アンテナによって
検出された信号は、柔軟な同軸ケーブルを通っての受信
機への伝送の前に、受信アンテナの近傍に接続された増
幅器の助けで前増幅される。しかしながら、前増幅され
る接続は、増幅器から調べられる体積までの距離にした
がって非磁性または非常に弱い磁性の構成成分、磁場の
中の増幅器のための設置場所、受信アンテナと増幅器の
間の周波数同調およびインピーダンス整合の調節装置、
および検査は屡々特定の受信アンテナを必要とするか
ら、各受信アンテナが増幅器を持つときの費用を必要と
する。例えば、高入力インピーダンス増幅器の使用はケ
ーブルによる直接結合に必要なインピーダンス整合の調
節を除去することを可能にする。
【０００８】核磁気共鳴によるスペクトロスコピーの生
体試験は受信アンテナと受信機の間の“無線”と呼ばれ
る他の結合型を明らかにした。これに関連して、雑誌
「ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナンス（磁
気共鳴に関する雑誌）」に、一方は第６５巻第１００頁
から第１０９頁まで（１９８５）にデコーア（ＤＥＣＯ
ＲＰＳ）氏その他の名で、他方は第６８巻第１６１頁か
ら第１６７頁まで（１９８６）にディ・シュナル（Ｄ．
ＳＣＨＮＡＬＬ）氏その他の名で最近発表された二つの
論文を引用することができる。ディ・シュナル氏の試験
は小さな寸法の受信アンテナを磁場の中に置かれた動物
の体内に導入し、受信機に接続された結合アンテナを動
物の体の外に置くことにある。受信アンテナと結合アン
テナは互に接触がなく、信号の伝送はそれらの二つのア
ンテナの間の誘導結合によって行なわれる。デコーア氏
は、受信アンテナの電気的動作の観点から、ケーブルに
よる直接結合または前増幅された結合に対するこの結合
型の利点を示した。
【０００９】したがって、この特殊な結合型によって、
動物の一つの器管またはその中の正確な領域を非常に局
所的に調べることが可能である。しかしながら、文献の
中に示された無線結合は、体の内部で局所的な検査を行
なうこと、あるいは受信アンテナの電気的な平衡を改善
することにしか特別の配慮を払っていない。結合アンテ
ナは特殊な受信アンテナの特性に合うように特別に設計
されなければならない。受信アンテナの変更は結合アン
テナの変更を惹き起す。そのうえ、それらの無線結合
は、受信アンテナの共振周波数の同調の点でも受信機へ
の電力の最適の伝送を保証するためのインピーダンス整
合の点でも、各特定の検査毎に注意深く調節されなけれ
ばならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、核
磁気共鳴による撮像装置に装備するための、周波数同調
の点でも伝送インピーダンスの整合の点でも、各特定の
検査のための特殊な調節を必要としない。誘導結合によ
る無線受信装置を実現し、従来の技術の以上記載された
不都合を克服することである。
【００１１】本発明の他の一つの目的は装置の修正を必
要とせずに、いろいろの受信アンテナを使って動作する
ことができる受信装置を実現することである。このこと
は、古典的な技術とは違って、いろいろな検査のための
広く広がった装置の利用を可能にする。
【００１２】本発明はまた、各検査の前の受信装置の前
調節の系統立った操作から操作員を解放し、その作業を
簡単化することを目的としている。このことは一方では
被験体の検査の全体の長さを低下させ、他方では古典的
な伝送ケーブルによる接続誤りの源泉を除去することを
可能にする。
【００１３】
【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、受信
アンテナ、結合アンテナ、および高入力インピーダンス
増幅器を組み合わせて含む受信装置の作製によって達成
される。結合アンテナは誘導によって受信アンテナに結
合され、出力容量を含み、その端子に増幅器の入力が接
続されている。その増幅器の出力は信号処理ユニットま
たは受信機と接続されている。
【００１４】本発明の特定の一実施の態様によれば、そ
の結合アンテナが誘導によって受信アンテナに結合され
た仲継アンテナおよびインピーダンス変換器を含み、そ
の１次巻線はその仲継アンテナと直列であり、その２次
巻線は出力容量と直列である。そのインピーダンス変換
器は、外部環境との電気的および電磁的結合のあらゆる
寄生現象を除去するために、閉じた磁束のトロイダル・
コイルによって構成されることができる。
【００１５】本発明の他の一つの特定の実施の態様によ
れば、その結合アンテナが誘導によって受信アンテナに
結合された仲継アンテナおよびその仲継アンテナおよび
出力容量と直列の閉じた磁束のトロイダル・コイルを含
む。
【００１６】その受信装置の構成成分の全体が、特に、
装置の雑音指数および信号の電圧利得に関する装置の特
性が実質上一定のままである。十分に広い動作周波数帯
域を得るように設けられ、選択されなければならない。
【００１７】
【作用】誘導結合による無線結合型を使えば、信号の電
圧利得が実質上平坦な部分を持つ周波数帯域を作り出す
ことが可能である。したがって、各検査前の周波数同調
およびインピーダンス整合の調節が不要となる。
【００１８】
【実施例】例示としてのみ示され、図面に画かれている
本発明のいくつかの実施の態様の詳細な記載を読めば本
発明が一層良く理解されるであろう。
【００１９】図１に示されているように、受信アンテナ
１は容量Ｃｐと直列の自己インピーダンスＬｐのコイル
を有する閉じた電気回路によって表わされる。アンテナ
１はケーブル２によって図には示されていない信号処理
ユニットまたは受信機に接続されている。ケーブル２は
受信アンテナ１と受信機の間のインピーダンスの整合容
量Ｃａを持っている。
【００２０】実際には、受信アンテナ１は、調べられる
体積によって放射される磁場信号を検出するために、磁
場の中に置かれている被験体の調べられている体積のす
ぐ近傍に設けられている。信号の優れた受信を得るため
に、信号の周波数に共振するように、受信アンテナ１の
容量Ｃｐを調節する。そのうえ、結合ケーブル２によっ
て検出される信号の伝送はできる限り最低の電力損失を
受けなければならない。そのとき、一つの検査から他の
検査に変化する受信アンテナ１のインピーダンスを受信
機の入力インピーダンスに整合させるために、整合容量
Ｃａを調節することが必要である。実際、磁場の中にあ
る被験体は誘電体の性質を持っており、それが受信アン
テナ１の電気的特性に影響を及ぼし、それらを変化させ
る。調べようとする被験体が変化するか、または被験体
に対する受信アンテナ１の位置が変化するときは、受信
アンテナの特性は変化する。現在商品化されている撮像
装置においては、容量ＣｐおよびＣａの調節は被験体の
検査の前に操作員によって制御されるステップ・モータ
を使って行なわれる。
【００２１】周波数の関数としてのこのような受信装置
の信号の電圧利得が図７に点線の曲線Ａ１で表わされて
いる。電圧利得の曲線が、受信アンテナ１の共振周波数
が信号の周波数に等しいとき、共振のピークを持ってい
ることを観察することができる。共振ピークの幅は小さ
いので、したがって、各検査について、周波数の同調調
節とも呼ばれる、受信アンテナの共振周波数ωｐを、曲
線Ａ１の共振のピークを横軸に沿って移動させ、ピーク
の中心を被験体の調べられている体積によって放射され
る信号の周波数ωに合わせるように調節することが必要
である。そのうえ、インピーダンス整合調節とも呼ばれ
る受信アンテナおよび受信機の入力への信号伝送ケーブ
ルのインピーダンスを、共振ピークで可能な限り最大の
利得を得るように調節することが必要である。
【００２２】その原理が図２に示されている、前増幅結
合の受信装置は、高入力インピーダンス増幅器３によっ
てインピーダンス整合調節工程を除去することが可能で
ある。しかし、この古典的な構造は受信アンテナ１と図
には示されていない受信機の間の接続ケーブルを常に必
要とする。図７の曲線Ａ１と比較すれば、この型の装置
は、共振ピークがＡ１のそれよりも２倍大きく他方その
幅は半分である応答曲線を持っている。周波数同調調節
は、そのときには、共振ピークの中心を信号周波数に合
わせることができるためには、なお一層微妙となる。
【００２３】このことは古典的な結合の受信装置につい
ても同様である。実際、信号の優れた受信のために現在
までに共通して採用されている設計は信号の電圧利得曲
線の共振ピークに基づいている。周波数同調の古典的調
節も受信装置のインピーダンス整合の古典的調節も装置
の動作点を共振ピークの頂上のできる限り近くに置くこ
とを目的としている。
【００２４】図３に見ることができるように、古典的な
誘導結合受信装置は容量Ｃｓと直列の自己誘導Ｌｓのコ
イルを備えた電気回路によって表わされている結合アン
テナ４に誘導によって結合されている受信アンテナ１を
持っている。結合アンテナ４は図には示されていない信
号の処理ユニットに接続ケーブル５によって接続されて
いる。インピーダンス整合容量Ｃａがケーブル５に接続
されている。
【００２５】各検査の際に、まずシステムの共振ピーク
を放射される信号の周波数ωに合わせるために容量Ｃｐ
またはＣｓを調節し、ついで全体のインピーダンスを信
号処理ユニットの入力インピーダンスに合わせるために
容量Ｃａを調節することが必要である。
【００２６】本発明は、古典的な受信装置の原理に逆っ
て、信号の受信に最適の動作点として共振ピークを放棄
する。実際、共振ピークの主要な不都合は非常に狭い周
波数帯域に対応するその小さな幅であり、そこに受信装
置を調節しなければならず、そのことから各検査前の装
置の調節が微妙で必要となる。
【００２７】本出願人は、誘導結合による無線結合型を
使えば、信号の電圧利得が実質上平坦な部分を持つ周波
数帯域を作り出すことが可能であることを見出した。換
言すれば、信号の電圧利得が実質上一定のままである十
分に広い周波数帯域を持つことができる。このことは、
直接の結果として、各検査前の周波数同調およびインピ
ーダンス整合の調節を不要にする。信号周波数に対する
共振周波数の僅かな偏差は信号処理ユニットに伝達され
る信号に殆んど影響がないからである。他方、このよう
な周波数の偏差は古典的な装置の共振ピークから容易に
外れてしまい、したがってそれらの装置によっては許容
できない。
【００２８】この原理比較が図７に曲線Ａ１と曲線Ａ２
で示されている。既に記載したように、曲線Ａ１は信号
周波数ωと受信アンテナの共振周波数ωｐの間の比（ω
／ωｐ）の関数としての信号の電圧利得を表わしてい
る。曲線Ａ１のただ一つの共振ピークは受信アンテナの
共振周波数ωｐが信号周波数ωに等しいときに得られ
る。曲線Ａ１の振幅は、ωｐがωとは異なるとき、急速
に低下する。その代りに、本発明による信号の電圧利得
の特性曲線Ａ２は、信号周波数ωに等しい共振周波数ω
ｐに対応する価１の両側に、実質上対称にある二つの共
振ピークを持っている。曲線Ａ２の二つのピークは小さ
な振幅の実質上平坦で水平な曲線部分によって結ばれて
いる。曲線Ａ２のこの実質平坦な部分の拡がりは曲線Ａ
１の共振ピークの幅よりも遙に大きく、このことは共振
周波数ωｐが信号周波数ωに等しい点の近傍における遙
に大きな周波数帯域幅となる。
【００２９】具体的には、古典的な誘導結合受信装置の
ために使用される技術は受信アンテナ１と結合アンテナ
４の間の結合係数ｋを、例えば被験体と増幅器３の存在
の下で二つのアンテナのそれぞれのＱ値によって定義さ
れる二つのアンテナの臨界結合係数に近付けるか、また
はそれに等しくするように調節することにある。その結
果は信号周波数ωに等しい共振周波数ωｐに対して曲線
Ａ１のただ一つの共振ピークとなる。
【００３０】本発明によれば、磁気結合係数ｋは増幅器
の存在の下での臨界結合係数ｋｃよりも遙に大きくさ
れ、このことは、その効果として、信号の電圧利得の曲
線Ａ２で２重共振ピークとなる。結合係数ｋが大きけれ
ば大きい程、曲線Ａ２の二つのピークの間の間隔はそれ
だけ大きく、二つのピークの間にある曲線Ａ２の実質上
平坦な部分の振幅はそれだけ小さいことが認められる。
【００３１】しかしながら、信号の余りに小さい電圧利
得は信号処理ユニットに供給される余りに小さい信号と
なり、その結果として得られる像の悪い質となる。した
がって、適当な手段によって、例えば高入力インピーダ
ンス増幅器を使って電圧利得を増大させることが必要で
ある。
【００３２】本発明の第１の実施の態様の電気回路図が
図４に示されている。受信アンテナ１は結合係数ｋを持
った結合アンテナ４に誘導によって結合されている。被
験体の調べられる体積は引用番号６で示されている。高
入力インピーダンス増幅器７は出力容量と呼ばれる容量
Ｃｓと並列な結合アンテナ４に接続されている。増幅器
７の出力は図には示されていない信号処理ユニットの入
力に接続されている。
【００３３】本発明の受信装置が正しい仕方で動作する
ために、受信アンテナの雑音指数に対して無視すること
ができる結合アンテナの雑音指数、曲線Ａ２の二つの共
振ピークの間のできるだけ広い周波数帯域に対して実質
上一定の信号の電圧利得、受信アンテナのラジオ周波数
磁場の変形を作り出すことを避けるために、できる限り
小さい結合アンテナの中に誘致される電流、およびでき
る限り小さい高入力インピーダンス増幅器の雑音指数の
ような、いくつかの条件を満たさなければならない。
【００３４】受信アンテナ１と結合アンテナ４の間の結
合係数ｋの増大は信号の電圧利得曲線Ａ２が実質上平坦
な周波数帯域の拡大を意味することは前に述べた。本出
願人による入念な計算はまた、結合係数ｋが増大すると
き、結合アンテナの雑音指数および結合アンテナの中に
誘起される電流強度が低下することも示した。さて、計
算はまた、増幅器７の雑音指数は結合アンテナ４のイン
ダクタンスＬｓωの上昇関数であり、および結合係数ｋ
および受信アンテナ１のＱ値の下降関数である。換言す
れば、増幅器７の雑音指数の最小化はインダクタンスＬ
ｓωの上昇または受信アンテナの結合係数ｋまたはＱ値
の低下を必要とする。
【００３５】しかしながら、信号の最適で有効な受信を
得るために、受信アンテナのＱ値は最大でなければなら
ない。そのことから、高入力インピーダンス増幅器７の
雑音指数を最小にするために、結合アンテナ４の結合係
数ｋを減少させるか、またはインダクタンスＬｓωを増
大させることが必要ということになる。したがって、本
発明の受信装置のための最適の解決方法を見出すため
に、ｋの減少はインダクタンスの価Ｌｓωを最大限に上
昇させ、結合係数の価ｋで妥協を見出すように努めるの
が適切である。図７に示された信号の電圧利得曲線Ａ２
でより狭い周波数帯域、および結合アンテナの雑音指数
と結合アンテナの中に誘起される電流強度の上昇を惹き
起すからである。
【００３６】実際、受信アンテナ１と結合アンテナ４の
間の優れた誘導結合を得るために、後者の寸法は受信ア
ンテナの寸法に較べて同程度でなければならず、周囲と
の寄生の電気的結合効果を最小にするために、結合アン
テナ４のインダクタンスＬｓωは低くなければならな
い。したがって、現在の技術によってこのような結合ア
ンテナを実現することは困難である。
【００３７】本発明は、結合アンテナ４の中に、一般
に、非常に高いインダクタンスを持ち、結合アンテナ４
の等価なインダクタンスＬｓωを著しく上昇させること
を可能にする円環の形の閉じた磁束の誘導コイルを挿入
して、この微妙な問題を除去する。閉じた磁束コイルは
周囲とも受信アンテナ１とも電気的あるいは磁気的に結
合していない。したがって、高入力インピーダンス増幅
器７の雑音指数を著しく低下させることを可能にする。
そのとき、ついで、例えばアンテナのそれぞれの寸法お
よび他方に対する一方の相対的な配置を変化させて、妥
協を得るために、受信アンテナ１と結合アンテナ４の間
の結合係数ｋの価を調節することが可能である。
【００３８】図５には本発明の受信装置の電気回路図が
示されている。結合アンテナ４は受信アンテナ１と誘導
によって結合された自己誘導Ｌ１のコイルによって表わ
される仲継アンテナ８および１次巻線Ｌ２が自己インダ
クタンスＬ１のコイルと直列であり、２次巻線Ｌ’ｓが
高入力インピーダンス増幅器７の入力が端子に接続され
ている出力容量Ｃｓと直列であるインピーダンス変換器
９によって構成されている。この構造においては、仲継
アンテナ８は浮遊物体、すなわちアースに対して電気的
に平衡している物体を構成しており、このことが仲継ア
ンテナの電気的起源の損失を最小にすることには注意し
なければならない。
【００３９】図６は本発明の受信装置の第２の電気回路
図を表わす。結合アンテナ４は受信アンテナに誘導によ
って結合される仲継アンテナ８、および高入力インピー
ダンス増幅器７が端子に接続されている容量Ｃｓと仲継
アンテナ８と直列のトロイダル・インダクション・コイ
ル１０を含んでいる。閉じた磁束のトロイダル・コイル
１０は仲継アンテナ８とも受信アンテナ１とも結合され
ていない。
【００４０】したがって、本発明によって、以降核磁気
共鳴による撮像装置に、信頼性が高く、使用が簡単で、
周波数同調およびインピーダンス整合の前調節を除去し
て、全検査期間の長さを著しく低下させることができる
受信装置を備えることが可能となった。
【００４１】実際、本発明の受信装置は結合アンテナ４
および高入力インピーダンス増幅器７によって形成さ
れ、撮像器の内部に固定される集合体および特定の検査
に適する複数の受信アンテナ１を持つことができる。
【００４２】本発明の他の特徴は、先に記載されたよう
な受信装置の質になお一層貢献するために、受信アンテ
ナによって信号の最適の受信を得ることにある。その解
決方法は受信アンテナを製造するために高温超伝導材料
を使用することにある。エネルギ放散を低下させ、雑音
限を除去し、結果として受信アンテナのＱ値を増大させ
る目的で、受信アンテナの抵抗をできる限り小さくする
ために、例えば液体窒素による冷却手段が備えられてい
る。結合アンテナ４および高入力インピーダンス増幅器
７と組み合わされるこのような受信アンテナは本発明の
装置のより良い受信の質に貢献するだろう。
【００４３】本発明による受信装置の特徴は、達成しよ
うとする検査の種類および装備しようとする装置の幾何
学的なパラメータに広範囲に依存する。一般的な仕方
で、信号の電圧利得が実質一定である周波数帯域の幅は
古典的な技術による動作の共振ピークの幅に較べて少な
くとも５倍大きく、２０倍にさえもなる。結合係数ｋは
臨界結合係数ｋｃに較べて例えば少なくとも２倍大きく
なければならず、結合アンテナ４の等価なインダクタン
スＬｓωは成可く下記の関係を満足する。
【数２】
【００４４】ここで、ｋは結合係数、Ｑｐ、Ｒｐはそれ
ぞれ受信アンテナの雑音指数および電気抵抗、Ｖｎは高
入力インピーダンス増幅器によって作りだされる雑音電
圧、ηｐは受信アンテナの中に誘起される全雑音と等価
な受信アンテナの中の直列の電圧である。その結果、高
入力インピーダンス増幅器７の低い雑音指数を得るため
に、インダクタンスＬｓωは最低閾値Ｌｏωに較べて少
なくとも２倍以上なければならないことになる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、各
検査前の周波数同調およびインピーダンス整合の調節が
不要となる。このことは操作員の作業を簡単化し、被験
体の検査の全時間を短くし、ケーブル接続の誤りがなく
なる。さらに装置を変更することなしにいろいろの受信
アンテナを使って動作させることが可能となり、このこ
とは装置の利用分野を拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ケーブルによる直接結合型の古典的受信装置の
電気回路図である。
【図２】前増幅結合型の古典的受信装置の電気回路図で
ある。
【図３】無線誘導結合型の古典的受信装置の電気回路図
である。
【図４】本発明の第１の実施の態様による受信装置を表
わす電気回路図である。
【図５】本発明の第２の実施の態様による受信装置の電
気回路図である。
【図６】本発明の第３の実施の態様による受信装置の電
気回路図である。
【図７】古典的な実施の態様と本発明の間の信号の電圧
利得の比較の二つのタイヤグラムを表わす図である。
【符号の説明】
１ 受信アンテナ ２，５ ケーブル ３，７ 高入力インピーダンス増幅器 ４ 結合アンテナ ６ 調べられる体積 ８ 仲継アンテナ ９ インピーダンス変換器 １０ トロイダル誘導コイル ｋ 磁気結合係数 ｋｃ 臨界結合係数 Ｃｓ 出力容量 Ｃａ インピーダンス整合容量 Ｌｓω 結合アンテナのインダクタンス Ｌｏω 結合アンテナのインダクタンスの最低閾値 ωｐ 受信アンテナの共振周波数 ω 信号周波数 Ｑｐ 受信アンテナのＱ値 Ｒｐ 受信アンテナの抵抗 ηｐ 受信アンテナの雑音電圧 Ｖｎ 高入力インピーダンス増幅器によって作り出され
る雑音電圧
───────────────────────────────────────────────────── 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 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/04 Ｎ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 調べられる体積の近傍に置かれる受信ア
    ンテナ（１）およびその受信アンテナと誘導によって結
    合される結合アンテナ（４）を含み、電磁信号、特に核
    磁気共鳴技術による被験体の調べられる体積によって放
    射される信号の受信装置において、それが、さらに、高
    入力インピーダンス増幅器（７）を含み、その入力端子
    はその結合アンテナ（４）の出力容量（Ｃｓ）の端子に
    接続され、その出力は、調べられる体積の像を得るため
    に、信号処理ユニットに接続されていること、およびそ
    の受信アンテナと結合アンテナの間の磁気結合係数
    （ｋ）が、上記増幅器（７）の存在の下で上記アンテナ
    のそれぞれのＱ値によって決定される臨界結合係数（ｋ
    ｃ）よりも大きいことを特徴とする受信装置。
  2. 【請求項２】 結合アンテナ（４）のインダクタンス
    （Ｌｓω）が高入力インピーダンス増幅器（７）の雑音
    指数を低下させるために最低閾値（Ｌｏω）よりも少な
    くとも２倍大きくなければならないことを特徴とする、
    請求項１記載の受信装置。
  3. 【請求項３】 その結合アンテナ（４）のインダクタン
    スの最低閾値（Ｌｏω）が下記の関係式 【数１】 ここで、ｋは結合係数Ｑｐ、Ｒｐ、ηｐは受信アンテナ
    （１）のＱ値、電気抵抗、および雑音電圧、 Ｖｎは高入力インピーダンス増幅器（７）によって発生
    させられる雑音電圧、によって表わされることを特徴と
    する、請求項２記載の受信装置。
  4. 【請求項４】 その結合アンテナ（４）がその受信アン
    テナ（１）に誘導によって結合されている仲継アンテナ
    （８）、および閉じた磁束のインピーダンス変換器
    （９）を含み、その１次巻線はその仲継アンテナと直列
    であり、その２次巻線は出力容量（Ｃｓ）と直列である
    ことを特徴とする、前記請求項の一つに記載の受信装
    置。
  5. 【請求項５】 そのインピーダンス変換器がトロイダル
    誘導コイルの形に作られていることを特徴とする、請求
    項４項記載の受信装置。
  6. 【請求項６】 その結合アンテナ（４）がその受信アン
    テナ（１）に誘導によって結合されている仲継アンテナ
    （８）、およびその仲継アンテナおよび出力容量（Ｃ
    ｓ）と直列の閉じた磁束のトロイダル・コイル（１０）
    を含むことを特徴とする、請求項１から３までの一つに
    記載の受信装置。
  7. 【請求項７】 受信アンテナの共振周波数に対する信号
    周波数の比（ω／ωｐ）の関数としての信号電圧利得が
    二つの共振ピークの間に含まれる実質上平らで、受信ア
    ンテナの共振周波数（ωｐ）が信号の周波数（ω）に等
    しい点に中心を有する部分を持っていることを特徴とす
    る前記請求項の一つに記載の受信装置。
  8. 【請求項８】 その受信アンテナ（１）が高温超伝導材
    料の助けで作られていることを特徴とする前記請求項の
    一つに記載の受信装置。
  9. 【請求項９】 その受信アンテナがその超伝導体の冷却
    手段を有することを特徴とする、請求項８記載の受信装
    置。
JP3186513A 1990-07-25 1991-07-25 核磁気共鳴による撮像装置のための無線受信装置 Pending JPH0654824A (ja)

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