JPH0698872A - 核磁気共鳴装置 - Google Patents

核磁気共鳴装置

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JPH0698872A
JPH0698872A JP4252510A JP25251092A JPH0698872A JP H0698872 A JPH0698872 A JP H0698872A JP 4252510 A JP4252510 A JP 4252510A JP 25251092 A JP25251092 A JP 25251092A JP H0698872 A JPH0698872 A JP H0698872A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 核磁気共鳴装置で使用するクロス方式でのコ
イルの操作性や安定性を改善する。 【構成】 表面(受信)コイル1は、コイル本体と共振用
キャパシタ13−1、13−2、13−3及びインピ−
ダンス整合用キャパシタ14−1、14−2で基本的に
構成され、インピ−ダンス整合用キャパシタ14−1及
び共振用キャパシタには、バイパス用インダクタ10−
1、10−2、10−3が各々並列に接続される。共振
用キャパシタ13−2には、ダイオード12とデカップ
リング用インダクタ11が接続され、デカップリング回
路であるトラップ回路15が構成される。表面コイル1
の入出力端16には、同軸ケーブル2−1の一端が接続
され、この他端とケーブル2−2の間に高周波信号と低
周波信号の分離手段3を介し、プリアンプ4を経て受信
回路5が接続される。 【効果】 コイルの操作性や安定性を損なわずにデカッ
プリングを行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は被検体中の水素や燐等か
らの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を検出
し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する核磁気
共鳴装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、核磁気共鳴装置においては、被検
体(例えば、人)の関心部位を取り巻く各種の頭部用コ
イルや腹部用コイル、心臓等の動きの影響を受けにくい
表面コイル等を用いて、被検体の検査、撮像が行われて
きた。近年、高周波信号の送信と受信を別々のコイルで
行うクロス方式が各所で検討されている。この方式は、
高周波信号の送信には全身用コイルを用い、受信には関
心部位に応じた頭部用コイルあるいは表面コイルを用い
るものであり、高均一、高感度な撮像を行うものであ
る。クロス方式においては、高周波信号の送信時に受信
コイルをデカップリングし、高周波信号の受信時に送信
コイルをデカップリングする必要があることが知られて
いる。そこで、コイルにダイオードを設け、そのダイオ
ードの両端に供給される直流制御信号によってダイオー
ドをスイッチングし、デカップリングする方法が特開平
1−99545号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示され
ているデカップリングの方法では、共振型コイルの入出
力端からダイオードまで直流制御信号を伝送するための
新たな導体(ケーブル)が必要であり、コイルの操作性や
安定性を損ねるという問題があった。本発明の目的は、
核磁気共鳴装置で使用するクロス方式でのコイルの操作
性や安定性を改善することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】少なくとも高周波信号の
送信もしくは受信を行い複数個のキャパシタを直列に含
む共振型コイル及びこの共振型コイルに接続された高周
波信号を伝送する高周波ケーブルを具備する核磁気共鳴
装置において、キャパシタの1つが少なくともダイオー
ドを含むデカップリング回路を構成し、上記他のキャパ
シタはこれと並列のインダクタを有し、ダイオードが高
周波ケーブル及びインダクタ、コイル本体を介して供給
される低周波制御信号によってオンオフすることを特徴
とする核磁気共鳴装置によって達成される。
【0005】
【作用】本発明に係る核磁気共鳴装置用コイルにおいて
は、制御信号が共振型コイル自体を伝送するように構成
したので、従来技術で問題になっているコイルの操作性
や安定性を損ねるという点を解消することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の第1の実施例を示す図で
ある。表面(受信)コイル1は、銅線等の導体(コイル本
体)と共振用キャパシタ13−1、13−2、13−3
及びインピ−ダンス整合用キャパシタ14−1、14−
2にて基本的に構成される。例えば、静磁場強度が1.
5Tの場合、上記導体の持つインダクタLと上記共振用
キャパシタ13−1、13−2、13−3及び上記イン
ピ−ダンス整合用キャパシタ14−1、14−2の合成
容量Cにより並列共振となり、上記表面コイル1の共振
周波数(高周波)f0は約63.8MHzになる。上記インピ
−ダンス整合用キャパシタ14−1及び上記共振用キャ
パシタ13−1、13−3には、バイパス用インダクタ
10−1、10−2、10−3が各々並列に接続され
る。ここで、上記バイパス用インダクタ10−1、10
−2、10−3は、低周波では非常に小さく、高周波で
は十分に大きなインピ−ダンスとなるようなインダクタ
ンスを持つ。例えば、上記インダクタ10−1、10−
2、10−3は、直径0.36mmのエナメル線を直径1
0mmの円筒ボビンに20回巻いた空芯コイルを用いれ
ば、そのインダクタンスは約10μHであり、上記条件
を満たす。また、上記共振用キャパシタ13−2には、
ダイオード12(2個を逆接続したクロスダイオードで
も可)とデカップリング用インダクタ11が接続され、
デカップリング回路であるトラップ回路15が構成され
る。ここで、上記デカップリング用インダクタ11は、
直径1mmのエナメル線を内径4mmで数回巻いた空芯コイ
ルである。上記巻数は上記共振用キャパシタ13−2の
値によって変わり、上記共振用キャパシタ13−2と上
記デカップリング用インダクタ11による並列共振周波
数は約63.8MHzとなる。上記表面コイル1の入出力
端16には、長さが3λ/4(λ;波長)である同軸(高
周波)ケーブル2−1の一端が接続され、上記ケーブル
2−1の他端と長さがλ/4であるケーブル2−2の間
に高周波信号と低周波信号の分離手段3を介し、プリア
ンプ4を経て更に受信回路5が接続される。上記分離手
段3は、上記ケーブル2−1と上記ケーブル2−2間の
信号(中央の)線に直列に挿入された低周波遮断キャパシ
タ20(例えば、1000pF)及び、上記低周波遮断キ
ャパシタ20と上記ケーブル2−1間に制御信号発生回
路6からの制御信号を伝送するローパスフィルタ21に
より構成される。上記ローパスフィルタ21は、直列イ
ンダクタ22−1、22−2及び並列キャパシタ23で
構成されるT型回路である。ここで、上記直列インダク
タ22−1、22−2は、直径0.36mmのエナメル線
を直径10mmの円筒ボビンに10回巻いた空芯コイル
(約5μH)であり、上記並列キャパシタ23は3.3μ
Fである。上記ローパスフィルタ21の遮断周波数は約
28kHzであり、低周波制御信号を十分に通過させ、高
周波信号(63.8MHz)を遮断するものである。
【0007】なお、本実施例ではトラップ回路が1個で
あるが、制御信号に対して直列に複数個接続しても構わ
ない。また、図示しないが、上記低周波遮断キャパシタ
20とケーブル2−2の間、及びプリアンプ4の入力部
で、信号線とグランド線の間にクロスダイオードが接続
されている。また、上記制御信号発生回路6は、傾斜磁
場によって上記表面コイル1に誘起される低周波の渦電
流を遮断するために定電流源であることが望ましい。更
に必要に応じては、上記低周波制御信号の大きさを調整
することにより静磁場の不均一を補正することもでき
る。本実施例に示した上記表面コイル1は、受信専用コ
イルであるので、送信時にデカップリングされる。図示
しない送信コイルより高周波信号が送信されるとき、制
御信号発生回路6によって発生された制御信号(ハイレ
ベル)が上記ローパスフィルタ21とケーブル2−1を
介し、上記表面コイル1の上記入出力端16に導かれ、
上記バイパス用インダクタ10−1、10−2、10−
3及び上記コイル本体を介し上記トラップ回路15の両
端に印加される。この時、上記ダイオード12がオン
し、上記トラップ回路15は並列共振状態となり高いイ
ンピーダンスを持つ。従って、上記表面コイル1は、上
記トラップ回路15部分が理想的には開放となり、上記
高周波信号を誘起することがなく、上記送信コイルから
効率良く上記高周波信号が送信される。一方、高周波信
号を上記表面コイル1で受信するときは、制御信号がロ
ーレベルであるので、上記ダイオード12がオフし、上
記トラップ回路15が動作しない。従って、上記表面コ
イル1は共振回路となり、高周波信号を受信し、ケーブ
ル2−1、低周波遮断キャパシタ20及びケーブル2−
2を介してプリアンプ4に導かれる。この時、ローパス
フィルタ21は、上記高周波信号が制御信号発生回路6
に伝送されるのを防ぎ、上記高周波信号の損失を抑え
る。
【0008】図2に本発明の第2の実施例を示す。表面
受信コイル1は、銅線等の導体(コイル本体)と共振用キ
ャパシタ13−1、13−2、13−3及びインピ−ダ
ンス整合用キャパシタ14−1、14−2にて基本的に
構成される。例えば、静磁場強度が1.5Tの場合、上
記導体の持つインダクタLと上記共振用キャパシタ13
−1、13−2、13−3及び上記インピ−ダンス整合
用キャパシタ14−1、14−2の合成容量Cにより並
列共振となり、上記表面コイル1の共振周波数(高周波)
0は約63.8MHzになる。上記共振用キャパシタ13
−1、13−2、13−3には、バイパス用インダクタ
10−1、10−2、10−3が各々並列に接続され
る。ここで、上記バイパス用インダクタ10−1、10
−2、10−3は、低周波では非常に小さく、高周波で
は十分に大きなインピ−ダンスとなるような値を持つも
のである。例えば、直径0.36mmのエナメル線を直径
10mmの円筒ボビンに20回巻いた空芯コイルであり、
そのインダクタンスは約10μHである。また、上記イ
ンピーダンス整合用キャパシタ14−1には、ダイオー
ド12(クロスダイオードでも可)とデカップリング用イ
ンダクタ11が接続され、デカップリング回路であるト
ラップ回路15が構成される。ここで、上記デカップリ
ング用インダクタ11は、直径1mmのエナメル線を内径
4mmで数回巻いた空芯コイルである。上記巻数は上記イ
ンピーダンス整合用キャパシタ14−1の値によって変
わり、上記キャパシタ14−1と上記デカップリング用
インダクタ11による並列共振周波数は約63.8MHz
となる。上記表面コイル1の入出力端16には、長さが
3λ/4である同軸ケーブル2−1の一端が接続され
る。本実施例の基本的機能は、上記図1の実施例と同じ
であるが、上記トラップ回路15をケーブル2−1のグ
ランド側近傍に接続することにより、上記ケーブル2−
1に誘起される電圧が著しく減少するメリットがあり、
患者が火傷することがない。
【0009】図3に本発明の第3の実施例を示す。表面
受信コイル1は、銅線等の導体(コイル本体)と共振用キ
ャパシタ13−1、13−2、13−3及びインピ−ダ
ンス整合用キャパシタ14−1、14−2にて基本的に
構成される。例えば、静磁場強度が1.5Tの場合、上
記導体の持つインダクタLと上記共振用キャパシタ13
−1、13−2、13−3及び上記インピ−ダンス整合
用キャパシタ14−1、14−2の合成容量Cにより並
列共振となり、上記表面コイル1の共振周波数(高周波)
0は約63.8MHzになる。上記共振用キャパシタ13
−1、13−3には、バイパス用インダクタ10−1、
10−2が各々並列に接続される。ここで、上記バイパ
ス用インダクタ10−1、10−2は、低周波では非常
に小さく、高周波では十分に大きなインピ−ダンスとな
るような値を持つものである。例えば、直径0.36mm
のエナメル線を直径10mmの円筒ボビンに20回巻いた
空芯コイルであり、そのインダクタンスは約10μHで
ある。また、上記共振用キャパシタ13−2には、ダイ
オード12(クロスダイオードでも可)とデカップリング
用インダクタ11が接続され、デカップリング回路であ
るトラップ回路15が構成される。ここで、上記デカッ
プリング用インダクタ11は、直径1mmのエナメル線を
内径4mmで数回巻いた空芯コイルである。上記巻数は上
記共振用キャパシタ13−2の値によって変わり、上記
キャパシタ13−2と上記デカップリング用インダクタ
11による並列共振周波数は約63.8MHzとなる。上
記インピ−ダンス整合用キャパシタ14−1の一端に
は、コイル本体の外側に設けられたバイパス用インダク
タ10−3、10−4を直列に含む低周波制御信号用帰
還ループ17の一端が接続される。一方、上記キャパシ
タ14−1及び帰還ループの他端には入出力端16−2
が接続される。上記表面コイル1の入出力端16−1、
16−2には、長さが3λ/4である同軸ケーブル2−
1の一端が接続される。本実施例の基本的機能は、上記
図1の実施例と同じであるが、低周波制御信号が上記帰
還ループ17を介して上記入出力端16−2に導かれる
ので、上記制御信号によってコイル本体に生じる低周波
磁場を相殺できるメリットがある。本発明は、上記実施
例にのみ限定されず、その要旨に含まれる範囲内で変形
可能なことは言うまでもない。
【0010】
【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、少なくとも高周波信号の送信もしくは受信を行い
複数個のキャパシタを直列に含む共振型コイル及びこの
共振型コイルに接続された高周波信号を伝送する高周波
ケーブルを具備する核磁気共鳴装置において、キャパシ
タの1つが少なくともダイオードを含むデカップリング
回路を構成し、上記他のキャパシタはこれと並列のイン
ダクタを有し、ダイオードが上記のケーブル及びインダ
クタ、コイル本体を介して供給される低周波制御信号に
よってオンオフするようにしたので、コイルの操作性や
安定性を損なわずにデカップリングを行えるという顕著
な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の一実施例を示す図。
【図2】本発明の第2の実施例を示す図。
【図3】本発明の第3の実施例を示す図。
【符号の説明】
1…表面コイル、2…同軸ケーブル、3…分離手段、4
…プリアンプ、5…受信回路、6…制御信号発生回路、
10…バイパス用インダクタ、11…デカプリング用イ
ンダクタ、12…ダイオード、13…共振用キャパシ
タ、14…インピ−ダンス整合用キャパシタ、15…ト
ラップ回路、16…入出力端、17…帰還ループ、20
…低周波遮断キャパシタ、21…ローパスフィルタ、2
2…直列インダクタ、23…並列キャパシタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 悦治 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも高周波信号の送信もしくは受信
    を行い複数個のキャパシタを直列に含む共振型コイル及
    びこの共振型コイルに接続された高周波信号を伝送する
    高周波ケーブルを具備する核磁気共鳴装置において、前
    記キャパシタの1つが少なくともダイオードを含むデカ
    ップリング回路を構成し、上記他のキャパシタはこれと
    並列のインダクタを有し、前記ダイオードが前記高周波
    ケーブル及びインダクタ、コイル本体を介して供給され
    る低周波制御信号によってオンオフすることを特徴とす
    る核磁気共鳴装置。
  2. 【請求項2】前記デカップリング回路が複数であること
    を特徴とする請求項1に記載の核磁気共鳴装置。
  3. 【請求項3】前記デカップリング回路が低周波制御信号
    に対して互いに直列に接続されていることを特徴とする
    請求項2に記載の核磁気共鳴装置。
  4. 【請求項4】前記インダクタのインダクタンスが低周波
    信号では非常に小さなインピ−ダンスとなり、高周波信
    号では十分大きなインピ−ダンスとなることを特徴とす
    る請求項1記載の核磁気共鳴装置。
  5. 【請求項5】前記デカップリング回路がトラップ回路で
    あることを特徴とする請求項1に記載の核磁気共鳴装
    置。
  6. 【請求項6】前記低周波制御信号を発生する制御信号発
    生回路が定電流源であることを特徴とする請求項1に記
    載の核磁気共鳴装置。
  7. 【請求項7】前記高周波ケーブルが高周波信号と低周波
    信号の分離手段あるいは結合手段を含むことを特徴とす
    る請求項1に記載の核磁気共鳴装置。
  8. 【請求項8】前記低周波制御信号によって静磁場不均一
    を補正することを特徴とする請求項1に記載の核磁気共
    鳴装置。
  9. 【請求項9】少なくとも高周波信号の送信もしくは受信
    を行い複数個のキャパシタを直列に含む共振型コイル及
    びこの共振型コイルに接続された高周波信号のケーブル
    を具備する核磁気共鳴装置において、前記共振コイルが
    前記高周波ケーブルのグランド側近傍にトラップ回路を
    有することを特徴とする核磁気共鳴装置。
  10. 【請求項10】少なくとも高周波信号の送信もしくは受
    信を行い複数個のキャパシタを直列に含む共振型コイル
    及びこの共振型コイルに接続された高周波信号を伝送す
    る高周波ケーブルを具備する核磁気共鳴装置において、
    前記キャパシタの1つが少なくともダイオードを含むデ
    カップリング回路を構成し、上記他のキャパシタはこれ
    と並列のインダクタを有し、更に前記コイルの外側には
    直列にインダクタを含む帰還ループを有し、前記ダイオ
    ードが前記高周波ケーブル、前記インダクタ、コイル本
    体及び帰還ループを介して供給される低周波制御信号に
    よってオンオフすることを特徴とする核磁気共鳴装置。
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