JPH08191813A - 磁気共鳴装置のｒｆコイル用入力回路 - Google Patents
磁気共鳴装置のｒｆコイル用入力回路Info
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- JPH08191813A JPH08191813A JP7005800A JP580095A JPH08191813A JP H08191813 A JPH08191813 A JP H08191813A JP 7005800 A JP7005800 A JP 7005800A JP 580095 A JP580095 A JP 580095A JP H08191813 A JPH08191813 A JP H08191813A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＲＦコイルのＱ値を下げることにより、ＲＦ
コイルのカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させ
ることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路を
提供する。 【構成】 独立に受信可能な複数個の小型コイルから成
り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦコイ
ル３と、前記小型コイルに電気的に接続される低入力イ
ンピーダンスかつ低ノイズのプリアンプ７と、前記小型
コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリ
アンプに電気的に接続される格子型バラン回路と、を備
えたことを特徴とする。
コイルのカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させ
ることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路を
提供する。 【構成】 独立に受信可能な複数個の小型コイルから成
り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦコイ
ル３と、前記小型コイルに電気的に接続される低入力イ
ンピーダンスかつ低ノイズのプリアンプ７と、前記小型
コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリ
アンプに電気的に接続される格子型バラン回路と、を備
えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体からの共鳴信号
を検出するＲＦコイルに係わり、特に、Ｓ／Ｎ比の低下
を軽減させることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用
入力回路に関する。
を検出するＲＦコイルに係わり、特に、Ｓ／Ｎ比の低下
を軽減させることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用
入力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＭＲＩ装置では広い視野に渡
って高Ｓ／Ｎ画像を得るため、ＲＦコイル側からの工夫
として“Phased Array Coil ”（以下アレイコイルと記
す）が使われている。アレイコイルとは、独立に受信可
能な複数個の小型コイルを広い視野をカバーするように
配置し、それぞれ個別に画像収集した後に適切な重み付
けをしながら合成画像を得るというシステムである。こ
のアレイコイルでは、複数個の小型コイルからのＭＲ信
号を独立に検波してＡ／Ｄ変換するため、小型コイルを
独立に受信可能な状態に調整しなければならないという
問題がある。
って高Ｓ／Ｎ画像を得るため、ＲＦコイル側からの工夫
として“Phased Array Coil ”（以下アレイコイルと記
す）が使われている。アレイコイルとは、独立に受信可
能な複数個の小型コイルを広い視野をカバーするように
配置し、それぞれ個別に画像収集した後に適切な重み付
けをしながら合成画像を得るというシステムである。こ
のアレイコイルでは、複数個の小型コイルからのＭＲ信
号を独立に検波してＡ／Ｄ変換するため、小型コイルを
独立に受信可能な状態に調整しなければならないという
問題がある。
【０００３】前記小型コイルの等価回路を図３に示す。
なお図３は２個の小型コイルを示している。図３に示す
ように小型コイル１０１ａ，１０１ｂは、コイル１０３
ａ，１０３ｂと、コンデンサ１０５ａ，１０５ｂと、等
価直列抵抗１０７ａ，１０７ｂとから成る等価回路で表
される。
なお図３は２個の小型コイルを示している。図３に示す
ように小型コイル１０１ａ，１０１ｂは、コイル１０３
ａ，１０３ｂと、コンデンサ１０５ａ，１０５ｂと、等
価直列抵抗１０７ａ，１０７ｂとから成る等価回路で表
される。
【０００４】ここで、説明を簡略化するために２個の小
型コイルの１０１ａ，１０１ｂのコイル１０３ａとコイ
ル１０３ｂ、コンデンサ１０５ａとコンデンサ１０５
ｂ、等価直列抵抗１０７ａと等価直列抵抗１０７ｂはそ
れぞれ等しいものとする。このとき、コイル１０３ａ，
１０３ｂのインダクタンスをＬ、コンデンサ１０５ａ，
１０５ｂの容量をＣ、等価直列抵抗１０７ａ，１０７ｂ
の抵抗値をＲとし、また、共振角周波数をω0 としたと
き、共振条件ω0 ＬＣ＝１が成立するようにＣが選ばれ
るとすると、小型コイル１０１ａ単独のＱ値と小型コイ
ル１０１ｂ単独のＱ値は以下に示す式（１），（２）で
表される。
型コイルの１０１ａ，１０１ｂのコイル１０３ａとコイ
ル１０３ｂ、コンデンサ１０５ａとコンデンサ１０５
ｂ、等価直列抵抗１０７ａと等価直列抵抗１０７ｂはそ
れぞれ等しいものとする。このとき、コイル１０３ａ，
１０３ｂのインダクタンスをＬ、コンデンサ１０５ａ，
１０５ｂの容量をＣ、等価直列抵抗１０７ａ，１０７ｂ
の抵抗値をＲとし、また、共振角周波数をω0 としたと
き、共振条件ω0 ＬＣ＝１が成立するようにＣが選ばれ
るとすると、小型コイル１０１ａ単独のＱ値と小型コイ
ル１０１ｂ単独のＱ値は以下に示す式（１），（２）で
表される。
【０００５】 小型コイル１０１ａのＱ値＝ω0 Ｌ／Ｒ …（１） 小型コイル１０１ｂのＱ値＝ω0 Ｌ／Ｒ …（２） このとき、結合係数ｋで磁気的カップリングをしている
とすると小型コイル１０１ａのＱ値は、単独に存在する
ときのＱ値をＱとすれば、以下に示す式（３）のように
低下することが知られている。
とすると小型コイル１０１ａのＱ値は、単独に存在する
ときのＱ値をＱとすれば、以下に示す式（３）のように
低下することが知られている。
【０００６】 小型コイル１０１ａのＱ値＝Ｑ／（１＋ｋ2 Ｑ2 ）…（３） ここでｋＱ＞１となる場合、周波数に対する電流Ｉは図
４（ａ）のような双峰性のピークを持つ共振を示すよう
になる。また、ｋＱ≦１となる場合、周波数に対する電
流Ｉは図４（ｂ）のような単峰性のピークを持つ共振を
示すようになる。
４（ａ）のような双峰性のピークを持つ共振を示すよう
になる。また、ｋＱ≦１となる場合、周波数に対する電
流Ｉは図４（ｂ）のような単峰性のピークを持つ共振を
示すようになる。
【０００７】また、ＭＲ画像のＳ／Ｎ比はＱ値の平方根
（＝√Ｑ）に比例することも知られている。この事実と
前記カップリング時の小型コイル１０１ａのＱ値が式
（３）で表されることから、各小型コイルが独立に受信
し、かつ、そのＳ／Ｎ比が単独の場合の値に近づくため
には１／（１＋ｋ2 Ｑ2 ）という係数をできるだけ１に
近づける必要がある。すなわち、ｋをできるだけ０に近
づけるか、Ｑ値を小さくすれば良いことが分かる。
（＝√Ｑ）に比例することも知られている。この事実と
前記カップリング時の小型コイル１０１ａのＱ値が式
（３）で表されることから、各小型コイルが独立に受信
し、かつ、そのＳ／Ｎ比が単独の場合の値に近づくため
には１／（１＋ｋ2 Ｑ2 ）という係数をできるだけ１に
近づける必要がある。すなわち、ｋをできるだけ０に近
づけるか、Ｑ値を小さくすれば良いことが分かる。
【０００８】このため、隣接した小型コイル、例えば図
５に示すように小型コイル１１０ａと１１０ｂ、小型コ
イル１１０ｂと１１０ｃ、小型コイル１１０ｃと１１０
ｄを故意にオーバーラップさせ、実効的結合係数ｋeff
が殆ど０になる位置で固定する方法が提案されている。
５に示すように小型コイル１１０ａと１１０ｂ、小型コ
イル１１０ｂと１１０ｃ、小型コイル１１０ｃと１１０
ｄを故意にオーバーラップさせ、実効的結合係数ｋeff
が殆ど０になる位置で固定する方法が提案されている。
【０００９】また、Ｑ値を小さくする方法として図６
（ａ）に示すような低入力インピーダンスでかつ低ノイ
ズのプリアンプ１２０（例えば最適信号源インピーダン
スＺ0は公称５０Ωで、入力インピーダンスは３Ω未
満）およびコイル１３１とコンデンサ１３３で表される
ネットワーク１３５とを組み合わせたものも提案されて
いる。ここで、プリアンプ１２０の入力インピーダンス
をＲP 、コイル１３１のインダクタンスをＬ2b、コンデ
ンサ１３３の容量をＣ2bとする。このとき、プリアンプ
１２０はＦＥＴ１２１（数１００ｋΩ以上の入力インピ
ーダンスを持つ）の最適信号源インピーダンスが１２５
０Ω付近にあることから、図６（ｂ）に示すようなコイ
ル１２３とコンデンサ１２５と抵抗１２７とから成る５
０Ωから１２５０Ωへのインピーダンス変換回路１２９
を必要とする。このこととＦＥＴ１２１の入力インピー
ダンス自体が数１００ｋΩ以上であることから、プリア
ンプ１２０の仕上がりの入力インピーダンスは３Ω未満
という低い値になる（コイル１２３とコンデンサ１２５
がほぼ直列共振回路を形成するため）。
（ａ）に示すような低入力インピーダンスでかつ低ノイ
ズのプリアンプ１２０（例えば最適信号源インピーダン
スＺ0は公称５０Ωで、入力インピーダンスは３Ω未
満）およびコイル１３１とコンデンサ１３３で表される
ネットワーク１３５とを組み合わせたものも提案されて
いる。ここで、プリアンプ１２０の入力インピーダンス
をＲP 、コイル１３１のインダクタンスをＬ2b、コンデ
ンサ１３３の容量をＣ2bとする。このとき、プリアンプ
１２０はＦＥＴ１２１（数１００ｋΩ以上の入力インピ
ーダンスを持つ）の最適信号源インピーダンスが１２５
０Ω付近にあることから、図６（ｂ）に示すようなコイ
ル１２３とコンデンサ１２５と抵抗１２７とから成る５
０Ωから１２５０Ωへのインピーダンス変換回路１２９
を必要とする。このこととＦＥＴ１２１の入力インピー
ダンス自体が数１００ｋΩ以上であることから、プリア
ンプ１２０の仕上がりの入力インピーダンスは３Ω未満
という低い値になる（コイル１２３とコンデンサ１２５
がほぼ直列共振回路を形成するため）。
【００１０】また、プリアンプ１２０とネットワーク１
３５の等価抵抗（共振時のみ）ＲPNは、以下に示す式
（４）で表される。
３５の等価抵抗（共振時のみ）ＲPNは、以下に示す式
（４）で表される。
【００１１】ＲPN＝Ｌ2b／（Ｃ2b・ＲP ） …（４） このとき、入力インピーダンスＲP は、最適信号源イン
ピーダンスＺ0 より十分小さい値であるため、並列共振
回路に近くなり、等価抵抗ＲPNは高抵抗となる。従っ
て、元来のコイルの等価直列抵抗１０７ｂに高抵抗であ
る等価直列抵抗ＲPNを付加するので、Ｑ値を下げること
ができる。
ピーダンスＺ0 より十分小さい値であるため、並列共振
回路に近くなり、等価抵抗ＲPNは高抵抗となる。従っ
て、元来のコイルの等価直列抵抗１０７ｂに高抵抗であ
る等価直列抵抗ＲPNを付加するので、Ｑ値を下げること
ができる。
【００１２】この方法を応用したボリューム・ＭＲ・フ
ェーズド・アレイコイル（Volume MR Phased Arrays ）
を図７に示す。図７に示すようにボリューム・ＭＲ・フ
ェーズド・アレイコイル１５０は、銅配線１５１にコン
デンサ１５３が設けられた小型コイルを複数（図７では
２つ）オーバーラップさせて配置し、各小型コイルにコ
イル１５５とコンデンサ１５７とを備えるネットワーク
を接続するとともに、前記ネットワークにλ／２ケーブ
ル１５９を介してプリアンプ１５７を接続したものであ
る。
ェーズド・アレイコイル（Volume MR Phased Arrays ）
を図７に示す。図７に示すようにボリューム・ＭＲ・フ
ェーズド・アレイコイル１５０は、銅配線１５１にコン
デンサ１５３が設けられた小型コイルを複数（図７では
２つ）オーバーラップさせて配置し、各小型コイルにコ
イル１５５とコンデンサ１５７とを備えるネットワーク
を接続するとともに、前記ネットワークにλ／２ケーブ
ル１５９を介してプリアンプ１５７を接続したものであ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アレイコイルは、不平衡回路であるプリアンプが平衡回
路であるＲＦコイルに直結されており、例えば、同軸ケ
ーブルの外部導体の外側に高周波電流が流れてＲＦコイ
ルの動作が同軸ケーブルの配置で変化する等の不安定性
を内在している。また、これを改善しようとしてコイル
とコンデンサから成るネットワークとプリアンプの間に
バラン回路を追加すれば、さらに損失を増やすことにな
りＳ／Ｎを低下させるという問題が生じる。
アレイコイルは、不平衡回路であるプリアンプが平衡回
路であるＲＦコイルに直結されており、例えば、同軸ケ
ーブルの外部導体の外側に高周波電流が流れてＲＦコイ
ルの動作が同軸ケーブルの配置で変化する等の不安定性
を内在している。また、これを改善しようとしてコイル
とコンデンサから成るネットワークとプリアンプの間に
バラン回路を追加すれば、さらに損失を増やすことにな
りＳ／Ｎを低下させるという問題が生じる。
【００１４】本発明は上記事情に鑑みて成されたもので
あり、その目的は、ＲＦコイルのＱ値を下げることによ
り、ＲＦコイルのカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を
軽減させることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用入
力回路を提供することにある。
あり、その目的は、ＲＦコイルのＱ値を下げることによ
り、ＲＦコイルのカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を
軽減させることが可能な磁気共鳴装置のＲＦコイル用入
力回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、独立に受信可能な複数個の小型コイルか
ら成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦ
コイルと、前記小型コイルに電気的に接続される低入力
インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプと、前記小型
コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリ
アンプに電気的に接続される格子型バラン回路（例え
ば、コイルとコンデンサを交互に接続してブリッジを形
成した格子型バラン回路）と、を備えたことを特徴とし
ている。
めに本発明は、独立に受信可能な複数個の小型コイルか
ら成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦ
コイルと、前記小型コイルに電気的に接続される低入力
インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプと、前記小型
コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリ
アンプに電気的に接続される格子型バラン回路（例え
ば、コイルとコンデンサを交互に接続してブリッジを形
成した格子型バラン回路）と、を備えたことを特徴とし
ている。
【００１６】また、独立に受信可能な複数個の小型コイ
ルから成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振する
ＲＦコイルと、前記小型コイルに電気的に接続される低
入力インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプと、前記
小型コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズの
プリアンプに電気的に接続される梯子型バラン回路（例
えば、一方に直列接続した二つのコンデンサと、他方に
一つのコンデンサを設けるとともに、前記二つのコンデ
ンサの間と前記一つのコンデンサの一次側にコイルを電
気的に接続して成る梯子型バラン回路）と、を備えたこ
とを特徴としている。
ルから成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振する
ＲＦコイルと、前記小型コイルに電気的に接続される低
入力インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプと、前記
小型コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイズの
プリアンプに電気的に接続される梯子型バラン回路（例
えば、一方に直列接続した二つのコンデンサと、他方に
一つのコンデンサを設けるとともに、前記二つのコンデ
ンサの間と前記一つのコンデンサの一次側にコイルを電
気的に接続して成る梯子型バラン回路）と、を備えたこ
とを特徴としている。
【００１７】
【作用】上記構成によれば、格子型バラン回路または梯
子型バラン回路は、ＲＦコイルを形成する小型コイルと
低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプに電気
的に接続される。
子型バラン回路は、ＲＦコイルを形成する小型コイルと
低入力インピーダンスかつ低ノイズのプリアンプに電気
的に接続される。
【００１８】これにより、前記ＲＦコイルに高抵抗を接
続したことと等しくなり、前記ＲＦコイルのＱ値を下
げ、前記小型コイルのカップリングによるＳ／Ｎ比低下
を軽減させることができる。さらに、本来のバラン回路
の動作として、平衡回路であるＲＦコイルと不平衡回路
であるプリアンプを直結することによる不安定動作を防
止させることができる。
続したことと等しくなり、前記ＲＦコイルのＱ値を下
げ、前記小型コイルのカップリングによるＳ／Ｎ比低下
を軽減させることができる。さらに、本来のバラン回路
の動作として、平衡回路であるＲＦコイルと不平衡回路
であるプリアンプを直結することによる不安定動作を防
止させることができる。
【００１９】
【実施例】図１（ａ）は、本発明に係る磁気共鳴装置の
ＲＦコイル用入力回路の第１実施例の構成を示す図であ
る。なお、ここでは本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコ
イル用入力回路の等価回路を示している。図１（ａ）に
示すように、磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路１
は、ＲＦコイル３と、ＲＦコイル３に直列に接続された
格子型バラン回路５と、格子型バラン回路５に接続され
たプリアンプ７を備えている。
ＲＦコイル用入力回路の第１実施例の構成を示す図であ
る。なお、ここでは本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコ
イル用入力回路の等価回路を示している。図１（ａ）に
示すように、磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路１
は、ＲＦコイル３と、ＲＦコイル３に直列に接続された
格子型バラン回路５と、格子型バラン回路５に接続され
たプリアンプ７を備えている。
【００２０】ＲＦコイル３は、コイル９と、コンデンサ
１１と、直列抵抗１３とを直列に接続した構成となる。
１１と、直列抵抗１３とを直列に接続した構成となる。
【００２１】格子型バラン回路５は、コイル１５ａ，１
５ｂと、コンデンサ１７ａ，１７ｂによりブリッジを形
成した構成となる。
５ｂと、コンデンサ１７ａ，１７ｂによりブリッジを形
成した構成となる。
【００２２】ここで、コイル９のインダクタンスを
Ｌc 、コンデンサ１１の容量をＣc 、直列抵抗１３の抵
抗値をｒc 、コイル１５ａ，１５ｂのインダクタンスを
Ｌ、コンデンサ１７ａ，１７ｂの容量をＣとする。
Ｌc 、コンデンサ１１の容量をＣc 、直列抵抗１３の抵
抗値をｒc 、コイル１５ａ，１５ｂのインダクタンスを
Ｌ、コンデンサ１７ａ，１７ｂの容量をＣとする。
【００２３】このとき、ＲＦコイル３は、これだけで直
列共振になっていれば良い。すなわち、共振周波数をｆ
0 （＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２π
ｆ0 ）2Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整さ
れる。また、格子型バラン回路５の定数は、（２π
ｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 を同時
に満たされるように選択される。ここでＺ0 は、プリア
ンプ７の公称最適信号源インピーダンス（通常５０Ωで
低ノイズになるように設計される）を示す。さらに、プ
リアンプ７の入力インピーダンスＲP は、Ｚ0 より十分
小さくなっている必要がある。これら定数の設定条件を
以下にまとめて示す。
列共振になっていれば良い。すなわち、共振周波数をｆ
0 （＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２π
ｆ0 ）2Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整さ
れる。また、格子型バラン回路５の定数は、（２π
ｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 を同時
に満たされるように選択される。ここでＺ0 は、プリア
ンプ７の公称最適信号源インピーダンス（通常５０Ωで
低ノイズになるように設計される）を示す。さらに、プ
リアンプ７の入力インピーダンスＲP は、Ｚ0 より十分
小さくなっている必要がある。これら定数の設定条件を
以下にまとめて示す。
【００２４】（２πｆ0 ）2 Ｌc ・Ｃc ＝１ …（５） （２πｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１ …（６） Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 …（７） ＲP 《Ｚ0 …（８） なお、実装上の理由でプリアンプ７をＲＦコイル３近傍
に配置できない場合は、格子型バラン回路５とプリアン
プ７との間の接続部１９を図１（ｂ）に示す半波長の整
数倍の同軸ケーブル２１に置き換えても良い。また格子
型バランのインダクタ１５ａ，１５ｂは磁気的カップリ
ングしないことが原理上必要となるため、立体的に直交
配置するか高周波磁気シールドすることが望ましい。
に配置できない場合は、格子型バラン回路５とプリアン
プ７との間の接続部１９を図１（ｂ）に示す半波長の整
数倍の同軸ケーブル２１に置き換えても良い。また格子
型バランのインダクタ１５ａ，１５ｂは磁気的カップリ
ングしないことが原理上必要となるため、立体的に直交
配置するか高周波磁気シールドすることが望ましい。
【００２５】次に、第１実施例の磁気共鳴装置のＲＦコ
イル用入力回路１の作用を説明する。
イル用入力回路１の作用を説明する。
【００２６】格子型バラン回路５では、コイル１５ａ，
１５ｂとコンデンサ１７ａ，１７ｂがω2 ＬＣ＝１（ω
＝２πｆ0 ；共振角周波数）およびＬ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0
を同時に満たすように選ばれる。この状態での格子型バ
ラン回路５とプリアンプ７とが接続されたときの等価抵
抗ＲPBは、以下に示す式（９）で表される。
１５ｂとコンデンサ１７ａ，１７ｂがω2 ＬＣ＝１（ω
＝２πｆ0 ；共振角周波数）およびＬ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0
を同時に満たすように選ばれる。この状態での格子型バ
ラン回路５とプリアンプ７とが接続されたときの等価抵
抗ＲPBは、以下に示す式（９）で表される。
【００２７】ＲPB＝ｒc ・Ｚ0 ／ＲP …（９） このとき、入力インピーダンスＲP は、最適信号源イン
ピーダンスＺ0 より十分小さい値であるため、等価抵抗
ＲPBは高抵抗となる。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗
１３に高抵抗である等価抵抗ＲPBを付加することになる
ので、ＲＦコイル３のＱ値を下げることができる。さら
に、格子型バラン回路５は本来のバランとしても動作
し、平衡回路であるＲＦコイル３と不平衡回路であるプ
リアンプ７を接続することによる不安定動作を防止す
る。
ピーダンスＺ0 より十分小さい値であるため、等価抵抗
ＲPBは高抵抗となる。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗
１３に高抵抗である等価抵抗ＲPBを付加することになる
ので、ＲＦコイル３のＱ値を下げることができる。さら
に、格子型バラン回路５は本来のバランとしても動作
し、平衡回路であるＲＦコイル３と不平衡回路であるプ
リアンプ７を接続することによる不安定動作を防止す
る。
【００２８】このように、第１実施例の磁気共鳴装置の
ＲＦコイル用入力回路１は、ＲＦコイル３とプリアンプ
７との間に格子型バラン回路５を設け、格子型バラン回
路５とプリアンプ７を組み合わせてＲＦコイル３に接続
する。そして、ＲＦコイル３は共振周波数をｆ0 （＝ω
／２π，ωは各周波数）とした際、（２πｆ0 ）2 Ｌc
・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整され、さらに、
格子型バラン回路５の定数は（２πｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１
でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 が同時に満たされるように
選択される。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗１３に高
抵抗である等価抵抗ＲPBを付加することになり、ＲＦコ
イル３のＱ値を下げることができるので、ＲＦコイル３
のカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させること
ができる。
ＲＦコイル用入力回路１は、ＲＦコイル３とプリアンプ
７との間に格子型バラン回路５を設け、格子型バラン回
路５とプリアンプ７を組み合わせてＲＦコイル３に接続
する。そして、ＲＦコイル３は共振周波数をｆ0 （＝ω
／２π，ωは各周波数）とした際、（２πｆ0 ）2 Ｌc
・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整され、さらに、
格子型バラン回路５の定数は（２πｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１
でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 が同時に満たされるように
選択される。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗１３に高
抵抗である等価抵抗ＲPBを付加することになり、ＲＦコ
イル３のＱ値を下げることができるので、ＲＦコイル３
のカップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させること
ができる。
【００２９】図２は、本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦ
コイル用入力回路の第２実施例の構成を示す図である。
なお、ここでは本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコイル
用入力回路の等価回路を示している。図２に示すよう
に、磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路３０は、第１
実施例の磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路１の格子
型バラン回路５に換えて梯子型バラン回路３１をＲＦコ
イル３に直列に接続したものである。
コイル用入力回路の第２実施例の構成を示す図である。
なお、ここでは本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコイル
用入力回路の等価回路を示している。図２に示すよう
に、磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路３０は、第１
実施例の磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路１の格子
型バラン回路５に換えて梯子型バラン回路３１をＲＦコ
イル３に直列に接続したものである。
【００３０】梯子型バラン回路３１は、一方にコンデン
サ３３ａとコンデンサ３３ｂとを直列に接続し、他方に
コンデンサ３３ｃを設けるとともに、コンデンサ３３ａ
とコンデンサ３３ｂの間とコンデンサ３３ｃの一次側
（ＲＦコイル３側）にコイル３５を接続して成る。
サ３３ａとコンデンサ３３ｂとを直列に接続し、他方に
コンデンサ３３ｃを設けるとともに、コンデンサ３３ａ
とコンデンサ３３ｂの間とコンデンサ３３ｃの一次側
（ＲＦコイル３側）にコイル３５を接続して成る。
【００３１】ここで、コイル９のインダクタンスを
Ｌc 、コンデンサ１１の容量をＣc 、直列抵抗１３の抵
抗値をｒc 、コンデンサ３３ａの容量をＣ／２、コンデ
ンサ３３ｂ，３３ｃの容量をＣ、コイル３５のインダク
タンスを２Ｌとする。
Ｌc 、コンデンサ１１の容量をＣc 、直列抵抗１３の抵
抗値をｒc 、コンデンサ３３ａの容量をＣ／２、コンデ
ンサ３３ｂ，３３ｃの容量をＣ、コイル３５のインダク
タンスを２Ｌとする。
【００３２】このとき、ＲＦコイル３は、これだけで直
列共振になっていれば良い。すなわち、共振周波数をｆ
0 （＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２π
ｆ0 ）2Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整さ
れる。また、梯子型バラン回路３１の定数は、（２πｆ
0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 ／４が同
時に満たされるように選択される。ここでＺ0 は、プリ
アンプ７の公称最適信号源インピーダンス（通常５０Ω
で低ノイズになるように設計される）を示す。さらに、
プリアンプ７の入力インピーダンスＲP は、Ｚ0 より十
分小さくなっている必要がある。これら定数の設定条件
を以下にまとめて示す。
列共振になっていれば良い。すなわち、共振周波数をｆ
0 （＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２π
ｆ0 ）2Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整さ
れる。また、梯子型バラン回路３１の定数は、（２πｆ
0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 ／４が同
時に満たされるように選択される。ここでＺ0 は、プリ
アンプ７の公称最適信号源インピーダンス（通常５０Ω
で低ノイズになるように設計される）を示す。さらに、
プリアンプ７の入力インピーダンスＲP は、Ｚ0 より十
分小さくなっている必要がある。これら定数の設定条件
を以下にまとめて示す。
【００３３】 （２πｆ0 ）2 Ｌc ・Ｃc ＝１ …（１０） （２πｆ0 ）2 Ｌ・Ｃ＝１ …（１１） Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 ／４ …（１２） ＲP 《Ｚ0 …（１３） なお、実装上の理由でプリアンプ７をＲＦコイル３近傍
に配置できない場合は、第１実施例の磁気共鳴装置のＲ
Ｆコイル用入力回路１同様、梯子型バラン回路３１とプ
リアンプ７との間の接続部３７を図１（ｂ）に示す半波
長の整数倍の同軸ケーブル２１に置き換えても良い。
に配置できない場合は、第１実施例の磁気共鳴装置のＲ
Ｆコイル用入力回路１同様、梯子型バラン回路３１とプ
リアンプ７との間の接続部３７を図１（ｂ）に示す半波
長の整数倍の同軸ケーブル２１に置き換えても良い。
【００３４】第２実施例の磁気共鳴装置のＲＦコイル用
入力回路３０は、第１実施例の磁気共鳴装置のＲＦコイ
ル用入力回路１と同様に、梯子型バラン回路３１では、
コンデンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとコイル３５がω2
ＬＣ＝１（ω＝２πｆ0 ；共振角周波数）およびＬ／Ｃ
＝ｒc ・Ｚ0 ／４を同時に満たすように選ばれる。この
状態での梯子型バラン回路３１とプリアンプ７とが接続
されたときの等価抵抗ＲPBは、第１実施例の磁気共鳴装
置のＲＦコイル用入力回路１の場合と同様に、高抵抗と
なる。従ってＲＦコイル３の直列抵抗１３に高抵抗であ
る等価抵抗ＲPBを付加することになるので、ＲＦコイル
３のＱ値を下げることができる。さらに、梯子型バラン
回路３１は本来のバランとしても動作し、平衡回路であ
るＲＦコイル３と不平衡回路であるプリアンプ７を接続
することによる不安定動作を防止する。
入力回路３０は、第１実施例の磁気共鳴装置のＲＦコイ
ル用入力回路１と同様に、梯子型バラン回路３１では、
コンデンサ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとコイル３５がω2
ＬＣ＝１（ω＝２πｆ0 ；共振角周波数）およびＬ／Ｃ
＝ｒc ・Ｚ0 ／４を同時に満たすように選ばれる。この
状態での梯子型バラン回路３１とプリアンプ７とが接続
されたときの等価抵抗ＲPBは、第１実施例の磁気共鳴装
置のＲＦコイル用入力回路１の場合と同様に、高抵抗と
なる。従ってＲＦコイル３の直列抵抗１３に高抵抗であ
る等価抵抗ＲPBを付加することになるので、ＲＦコイル
３のＱ値を下げることができる。さらに、梯子型バラン
回路３１は本来のバランとしても動作し、平衡回路であ
るＲＦコイル３と不平衡回路であるプリアンプ７を接続
することによる不安定動作を防止する。
【００３５】このように、第２実施例の磁気共鳴装置の
ＲＦコイル用入力回路３０は、ＲＦコイル３とプリアン
プ７との間に梯子型バラン回路３１を設け、梯子型バラ
ン回路３１とプリアンプ７を組み合わせてＲＦコイル３
に接続する。そして、ＲＦコイル３は共振周波数をｆ0
（＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２πｆ0）
2 Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整され、さ
らに、梯子型バラン回路３１の定数は（２πｆ0 ）2 Ｌ
・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 ／４が同時に満た
すように選択される。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗
１３に等価抵抗ＲPBを付加することになり、ＲＦコイル
３のＱ値を下げることができるので、ＲＦコイル３のカ
ップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させることがで
きる。
ＲＦコイル用入力回路３０は、ＲＦコイル３とプリアン
プ７との間に梯子型バラン回路３１を設け、梯子型バラ
ン回路３１とプリアンプ７を組み合わせてＲＦコイル３
に接続する。そして、ＲＦコイル３は共振周波数をｆ0
（＝ω／２π，ωは各周波数）とした際、（２πｆ0）
2 Ｌc ・Ｃc ＝１が成立するようにＣc が調整され、さ
らに、梯子型バラン回路３１の定数は（２πｆ0 ）2 Ｌ
・Ｃ＝１でかつ、Ｌ／Ｃ＝ｒc ・Ｚ0 ／４が同時に満た
すように選択される。従って、ＲＦコイル３の直列抵抗
１３に等価抵抗ＲPBを付加することになり、ＲＦコイル
３のＱ値を下げることができるので、ＲＦコイル３のカ
ップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させることがで
きる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｒ
Ｆコイルを形成する小型コイルと低入力インピーダンス
かつ低ノイズのプリアンプに格子型バラン回路または梯
子型バラン回路を電気的に接続しいるので、ＲＦコイル
の等価直列抵抗に高抵抗を付加することになり、ＲＦコ
イルのＱ値を下げることができるため、ＲＦコイル３の
カップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させることが
可能となる。
Ｆコイルを形成する小型コイルと低入力インピーダンス
かつ低ノイズのプリアンプに格子型バラン回路または梯
子型バラン回路を電気的に接続しいるので、ＲＦコイル
の等価直列抵抗に高抵抗を付加することになり、ＲＦコ
イルのＱ値を下げることができるため、ＲＦコイル３の
カップリングによるＳ／Ｎ比の低下を軽減させることが
可能となる。
【図１】本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力
回路の第１実施例の構成を示す図（ａ）および格子型バ
ラン回路とプリアンプとを接続する同軸ケーブルを示す
図である。
回路の第１実施例の構成を示す図（ａ）および格子型バ
ラン回路とプリアンプとを接続する同軸ケーブルを示す
図である。
【図２】本発明に係る磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力
回路の第２実施例の構成を示す図である。
回路の第２実施例の構成を示す図である。
【図３】アレイコイルを形成する小型コイルの等価回路
を示す図である。
を示す図である。
【図４】ｋＱ＞１となる場合の周波数に対する電流の特
性を示す図（ａ）およびｋＱ≦１となる場合の周波数に
対する電流の特性を示す図（ｂ）である。
性を示す図（ａ）およびｋＱ≦１となる場合の周波数に
対する電流の特性を示す図（ｂ）である。
【図５】小型コイル間の磁気的カップリングを少なくす
るため小型コイルをオーバーラップさせた場合の例を示
す説明図である。
るため小型コイルをオーバーラップさせた場合の例を示
す説明図である。
【図６】低入力インピーダンスでかつ低ノイズのプリア
ンプおよびコイルとコンデンサで表されるネットワーク
とを組み合わせた従来例を示す図（ａ）およびそのとき
の前記プリアンプ用のインピーダンス変換回路を示す図
である。
ンプおよびコイルとコンデンサで表されるネットワーク
とを組み合わせた従来例を示す図（ａ）およびそのとき
の前記プリアンプ用のインピーダンス変換回路を示す図
である。
【図７】従来例としてボリューム・ＭＲ・フェーズド・
アレイコイルの構成を示す図である。
アレイコイルの構成を示す図である。
１，３０ 磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力回路 ３ ＲＦコイル ５ 格子型バラン回路 ７ プリアンプ ９，１５，３５ コイル １１，１７，３３ コンデンサ １３ 抵抗 １９，３７ 接続部 ２１ 同軸ケーブル ３１ 梯子型バラン回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 24/04 ５３０ Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】 独立に受信可能な複数個の小型コイルか
ら成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦ
コイルと、 前記小型コイルに電気的に接続される低入力インピーダ
ンスかつ低ノイズのプリアンプと、 前記小型コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイ
ズのプリアンプに電気的に接続される格子型バラン回路
と、 を備えたことを特徴とする磁気共鳴装置のＲＦコイル用
入力回路。 - 【請求項２】 前記格子型バラン回路は、コイルとコン
デンサを交互に接続したブリッジ回路であることを特徴
とする請求項１記載の磁気共鳴装置のＲＦコイル用入力
回路。 - 【請求項３】 独立に受信可能な複数個の小型コイルか
ら成り、磁気共鳴装置の共振周波数で直列共振するＲＦ
コイルと、 前記小型コイルに電気的に接続される低入力インピーダ
ンスかつ低ノイズのプリアンプと、 前記小型コイルと前記低入力インピーダンスかつ低ノイ
ズのプリアンプに電気的に接続される梯子型バラン回路
と、 を備えたことを特徴とする磁気共鳴装置のＲＦコイル用
入力回路。 - 【請求項４】 前記梯子型バラン回路は、一方に直列接
続した二つのコンデンサと、他方に一つのコンデンサを
設けるとともに、前記二つのコンデンサの間と前記一つ
のコンデンサの一次側にコイルを電気的に接続して成る
ことを特徴とする請求項３記載の磁気共鳴装置のＲＦコ
イル用入力回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005800A JPH08191813A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 磁気共鳴装置のｒｆコイル用入力回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7005800A JPH08191813A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 磁気共鳴装置のｒｆコイル用入力回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191813A true JPH08191813A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11621162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7005800A Pending JPH08191813A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 磁気共鳴装置のｒｆコイル用入力回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191813A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146256A3 (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Integrated-circuit low-noise amplifier |
| JP2013000591A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | General Electric Co <Ge> | 磁気共鳴（ｍｒ）信号を受け取るためのシステム及び方法 |
| CN103257331A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种双频射频线圈 |
| JP2014525334A (ja) * | 2011-09-07 | 2014-09-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 雑音指数最小化のためのモードスプリッタ／コンバイナとｒｆコイルアレイにおけるパワーの制御 |
-
1995
- 1995-01-18 JP JP7005800A patent/JPH08191813A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008146256A3 (en) * | 2007-05-31 | 2009-01-29 | Koninkl Philips Electronics Nv | Integrated-circuit low-noise amplifier |
| US8324900B2 (en) | 2007-05-31 | 2012-12-04 | Koninklijke Philips Electronic N.V. | Magnetic resonance integrated-circuit low-noise amplifier |
| JP2013000591A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | General Electric Co <Ge> | 磁気共鳴（ｍｒ）信号を受け取るためのシステム及び方法 |
| CN102866368A (zh) * | 2011-06-17 | 2013-01-09 | 通用电气公司 | 用于接收磁共振信号的系统和方法 |
| JP2014525334A (ja) * | 2011-09-07 | 2014-09-29 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 雑音指数最小化のためのモードスプリッタ／コンバイナとｒｆコイルアレイにおけるパワーの制御 |
| CN103257331A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种双频射频线圈 |
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