JPH08252237A - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波コイルを送受信兼用に用いて送信時には
高Ｑ値で、受信時には低Ｑ値で広帯域とすることの可能
な磁気共鳴診断装置を提供すること。 【構成】本発明は、送受信用コイル８と、送信部６と、
被検体からの磁気共鳴信号を検出し増幅する低入力イン
ピーダンスの増幅器２７と、送信時と受信時とで送信部
６と増幅記２７とを切り換える送受信切替記７とを含
み、送受信切替器７は、送受信用コイル８と増幅器２７
とを使用波長λに関して等価的にλ／２の整数倍の電気
長を隔てて接続する第１の接続手段１６，１７，１８
と、第１の接続手段の送受信用コイル８から任意の電気
長の第１の点Ｐ1 と送信部６とを第１のクロスダイオー
ド１９を介して接続する第２のケーブル１５と、ｎを１
以上の整数として、第１の点Ｐ1 から電気長λ／４＋ｎ
×λ／２の第２の点Ｐ2 で第２のクロスダイオード２０
を介して接地する手段とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高周波コイルからの高
周波磁場により対象核種を励起し磁気共鳴信号を検出す
る磁気共鳴診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴診断装置においては、静磁場内
の被検体に高周波磁場（ＲＦパルス）及び勾配磁場を所
定のパルスシーケンスに沿って印加することによって磁
気共鳴信号を生じさせ、この磁気共鳴信号を受信し処理
して画像を再構成する。高周波磁場の送信と磁気共鳴信
号の受信は、高周波コイル（ＲＦコイル）を介して行わ
れる。１つの高周波コイルで送受信を兼用することがあ
る。

【０００３】ここで、高周波磁場を効率よく被検体に送
信し、高Ｓ／Ｎの磁気共鳴信号を得るためにはできる限
り高周波コイルのＱ値を高くする必要がある。高周波コ
イルがコンデンサと共に並列共振回路を構成している場
合、Ｑ値は（１）式のように表される。

【０００４】 Ｑ＝Ｌω0 ／ｒ …（１） 但し、Ｌ：高周波コイルのインダクタンス ω0 ：磁気共鳴周波数 ｒ：等価的な抵抗分 実際上は、高周波コイルを高Ｑにするためにｒがなるべ
く小さくなるように製作される。これにより、高周波送
信時にｒで消費する電力が少なくなり、受信時にｒから
発生する熱雑音も少なくできる。また、Ｑ値は（２）式
によっても表される。

【０００５】 Ｑ＝ω0 ／Δω …（２） ここで、Δωは高周波コイルの周波数特性を示す指標で
ある吸収スペクトルを計測したときのω0 における吸収
パワーの−３ｄＢとなる周波数ω１( ω１> ω0 ）と、
ω２( ω２＜ω0 ）との差（ω１−ω２) であり、高周
波コイルの受信時に使用可能な周波数帯域を示す。従っ
て、（２）式から、高周波コイルのＱが高くなると、高
周波コイルの使用可能な周波数帯域が狭くなることが理
解される。通常の磁気共鳴診断装置においては、Ｑが相
当高くてもイメージングに使用する周波数帯域はΔωに
比べて十分小さいため、高周波コイルによる周波数帯域
の制限が実用上問題となることはなかった。

【０００６】ところが、動きの速い部位（心臓など）の
撮像を可能とする高速イメージング法（撮像時間が数１
０ｍｓ）では、受信系に通常のイメージング法の１０倍
程度の周波数帯域が必要である。この高速イメージング
において磁気共鳴信号の受信に必要な周波数帯域は、高
周波コイルのＱが高い場合、Δωより広帯域になること
もある。但し、コイルへの送信効率を考えると送信時に
はＱ値は高い方がよい。

【０００７】また、被検体の周りに複数の受信用表面コ
イルを配置して、これらのコイルより同時にデータ収集
を行い、フ−リエ変換後重み付け加算処理を行うことに
より高Ｓ／Ｎ画像を得るマルチ表面コイル画像化法にお
いても、従来送信用としてのみ用いられている全身用一
様コイルを各表面コイルとの同時受信に用いることが重
要であり、この受信時にはＱ値を十分下げる必要があ
る。特開平１−２０４７６０では、重み関数を各々の表
面コイル画像と全身用一様コイル画像の比から計算する
ことにより、高Ｓ／Ｎでかつ均一なマルチ表面コイル画
像を得ようとしているが、表面コイル画像と全身用コイ
ル画像を２回のデータ収集でなく同時１回のデータ収集
で済ますため、表面コイルと全身用一様コイルのデカッ
プリングが必要であることを記載している。つまり、送
信時は高Ｑ値でよいが、受信時はＱを落として受信コイ
ルとのカップリングを抑え、感度ムラの無い一様画像を
得る必要がある。

【０００８】受信専用高周波コイルのＱを見かけ上低く
する回路技術として、特公平４−４２９３７号公報にＱ
を低下させる方法について記載されているが、あくまで
受信専用コイルに対するものであり、送受信兼用コイル
についてこの方法をそのまま用いることはできない。

【０００９】このように従来の磁気共鳴装置では、例え
ば高速イメージングを実現する場合、高周波の送受信を
１個のコイルで行うには、受信時のＱ値を低くしないと
受信信号帯域が不十分という問題があり、また重み関数
を画像より算出する高Ｓ／Ｎかつ高均一なマルチ表面コ
イル画像法を行う場合には、全身用一様コイルの受信時
のＱ値を下げないと、受信用表面コイルとのカップリン
グにより画像の感度ムラが生じるという問題があった。

【００１０】一方、１H 、３１P 、１３C 、１５N など
を含む化合物の信号を検出することにより生体内の代謝
状態を観測するＭＲＳ（磁気共鳴スペクトロスコピ−）
において、１H と他の原子核３１P 、１３C 、１５N な
どは分子内で隣り合って結合している場合が多く、この
スピン結合を利用して、検出したい化合物を選択した
り、感度を高めたりすることができる。その際には、被
検体に１H 励起用高周波と他の原子核（３１P 、１３C
、１５N など）を励起する高周波を印加する２種類の
高周波コイルが必要となる。一般に、上記のようなスピ
ン結合がある場合、観測する核種の磁気共鳴スペクトル
において結合のある核のピークは分裂してしまい、Ｓ／
Ｎが低下すると共に他の信号との判別が困難になる。そ
こで、結合のある核の信号を１つの高周波コイルで観測
しながら、結合している非観測核の共鳴周波数の高周波
をもう１つの高周波コイルから連続的に印加して結合の
影響を消しピークを単純化する「デカップリング」とい
う手法が用いられる。しかし、これを生体へ適用する
と、高周波を生体組織が吸収し体内の温度上昇を招く可
能性が高い。特にデカップリングに用いる高周波コイル
が頭部用コイルまたは全身撮像用コイルなどの場合、生
体が非常に危険な状況にさらされる可能性がある。観測
領域を限定し、表面コイルを用いてデカップリングパル
スを印加する方法もあるが、このようなスピン結合を持
つ核種の信号を観測する場合、非観測核の共鳴周波数の
高周波磁場を観測領域全域に渡って広範囲に均一に印加
することも同時に要求される場合が多い。たとえば、図
１６（ａ）は１３C の信号をＳ／Ｎよく観測するために
よく用いられるＩＮＥＰＴという分極移動法のパルスシ
ーケンスを示す。１H の磁化をこれに結合している１３
C に移すことにより約４倍に１３C の信号強度を高める
ことができる。このシーケンスでは、非観測核である１
H の( π／２) パルスとπパルスとデカップリングパル
ス（図１６（ｂ）参照）が必要とされる。デカップリン
グパルスは表面コイルで発生できるものの( π／２) パ
ルスとπパルスは表面コイルのもつ高周波磁場の均一範
囲が非常に狭いという特徴のため、正しく発生できな
い。

【００１１】このように結合した２種類の核種がある時
に、観測したい核種の感度を高めるため、観測対象核に
結合した非観測核に対し、一つのコイルで空間的に均一
な高周波磁場と、デカップリングなどのようにある程度
連続的に発生される高周波磁場の両方を発生させようと
すると、生体の加温が生じたり、あるいは不均一な高周
波磁場しか出せないという問題があった。

【００１２】また、磁気共鳴診断装置は固有の磁気モー
メントを持つ原子核の集団が一様な静磁場中に置かれた
ときに、特定の周波数で回転する高周波磁場のエネルギ
ーを共鳴する現象を利用して、物質の化学的及び物理的
な微視的な情報を映像化したり、あるいは化学シフトス
ペクトルを観測する装置である。このような磁気共鳴診
断装置においては、被検体の関心領域に高周波磁場を照
射したり、それによって生じる磁気共鳴信号を検出する
ための高周波コイルが必要不可欠である。

【００１３】磁気共鳴診断装置によって³¹Ｐ（リン）や
¹³Ｃ（カーボン）等の化学シフトスペクトルを得る場
合、位置決めや磁場均一性補正のために、 ¹Ｈ（プロト
ン）の画像を取得することが行なわれる。このような場
合、高周波磁場の発生及び磁気共鳴信号の収集のための
高周波コイルとしては、³¹Ｐや¹³Ｃ及び ¹Ｈのそれぞれ
の磁気共鳴周波数で同調するコイルが必要である。この
ようなコイルを２重同調高周波（ＲＦ）コイルという。
従来の２重同調ＲＦコイルに、高周波磁場の均一発生及
び磁気共鳴信号の検出感度の均一化が可能な高周波コイ
ルとして鳥かご型２重同調ＲＦコイルが知られている。

【００１４】高周波コイルは高周波電力の効率や、画像
及び化学シフトスペクトルデータの検出感度向上のため
に、受信では被検体にできるだけ密着して行われ、送信
では高周波磁場が均一に発生されることが望ましい。受
信用コイルとしては、被検体の関心部位へ密着させて設
置され密着部位周辺の信号を高感度で検出できる表面コ
イルが、従来用いられている。しかし、被検体の所定領
域全体にわたって高均一に高周波磁場を発生することが
できない。一方、送信用コイル及び送受信兼用コイルと
しては、高周波磁場の高均一発生及び磁気共鳴信号の検
出感度の均一化が可能で２つの原子核の磁気共鳴周波数
で同調する上記記載の鳥かご型２重同調ＲＦコイルがあ
る。

【００１５】図３８（ａ）は従来の鳥かご型２重同調Ｒ
Ｆコイルの構造を示したものである。所定の間隔で対向
配置された一対のループ導体１１４、１１５の間に、こ
れの軸方向に平行に複数（図では８本）の導体１１６が
接続されている。ループ導体１１４に接続された導体１
１６の各一端が接続された接続点間にはキャパシタンス
素子１１７が並列にそれぞれ接続され、またループ導体
１１５に接続された導体１１６の各他端が接続された接
続間にも同様にキャパシタンス素子１１８が並列にそれ
ぞれ接続されている。つまり、ループ導体１１４、１１
５の周方向にＬＣの梯子型回路が形成され、そのＬＣの
梯子型回路の一つのループの周方向にさらにキャパシタ
ンス素子１１７、１１８が挿入されている。一方導体１
１６の途中は分断されており、それらの分断部に導体１
１６と直列にキャパシタンス素子１１９が接続されてい
る。

【００１６】図３８（ｂ）は鳥かご型２重同調ＲＦコイ
ルの別の例を示したもので、図３８（ａ）の例と異なる
点は、ループ導体１１４、１１５の周方向のＬＣの梯子
型コイルにおいて、同回路の１ループとループ導体１１
４または１１５を結ぶ導体に直列にキャパシタンス素子
１２０、１２１がそれぞれ挿入されている点にある。

【００１７】図３８（ｃ）は鳥かご型２重同調ＲＦコイ
ルの一例を示したもので、図３８（ａ）と異なる点は、
周方向に付加したＬＣの梯子型コイルをループ導体１１
４、１１５に対して同半径で軸方向に延長して接続する
のではなく、同軸長で半径方向に延長あるいは短縮する
ことで、２つの共鳴周波数におけるコイルの感度領域が
なるべく等しくなるように配置したことである。図３８
（ｂ）の場合の鳥かご型２重同調ＲＦコイルについても
同様に、ＬＣの梯子型コイルを同軸長で半径方向に延長
あるいは短縮して配置した場合の構成があり得る。

【００１８】図３８（ｄ）は図３８（ａ）乃至（ｃ）ま
でのコイルの一つのエレメントの等価回路である。Ｌ１
は導体１１４の接続点間のインダクタンスで、Ｃ１はキ
ャパシタンス素子１１８、１１９の容量、Ｌ２は導体１
１６のそれぞれのインダクタンス、Ｃ２はキャパシタン
ス素子１１７の容量である。Ｌ１、Ｃ１によって並列共
振回路が構成され、Ｌ２、Ｃ２によって直列共振回路が
構成される。そして、図３８（ｄ）のエレメントがＮ個
（図では８個）の梯子型に接続され、鳥かご型２重同調
ＲＦコイルを構成している。

【００１９】上記構成において所望の磁気共鳴周波数を
ωH 、ωL とすると、高い方の周波数ωH で、Ｌ１、Ｃ
１の並列共振回路が容量性、Ｌ２、Ｃ２の直列共振回路
が誘導性となり、また低い方の周波数ωL でＬ１、Ｃ１
の並列共振回路が誘導性、Ｌ２、Ｃ２の直列共振回路が
容量性となるように選ばれる。従ってコイルは周波数ω
H において高通過型特性、ωL において低域通過型特性
となる。この場合、ωH とωL は（３）式、（４）式の
ように表される。

【００２０】 ωH ＝（ａ＋ｂ^1/2 ）^1/2 …（３） ωL ＝（ａ−ｂ^1/2 ）^1/2 …（４） 但し、ａ＝（ω１² ＋ω２² ）／２＋（２×Ｌ２×Ｃ
１）^-1×（ｓｉｎ² π／Ｎ）^-1 ｂ＝（ω１² ーω２² ）² ／４＋（ω１² ＋ω２² ）／
（２×Ｌ２×Ｃ１）×（ｓｉｎ² π／Ｎ）^-1＋（４×Ｌ
２² ×Ｃ１² ）^-1×（ｓｉｎ⁴ π／Ｎ）^-1 ω１² ＝（Ｌ１×Ｃ１）^-1、 ω２² ＝（Ｌ２×Ｃ２）^-1 Ｎ：コイルのエレメント数 しかし、鳥かご２重同調ＲＦコイルは、表面コイルほど
被検体に密着して設置することができないので、受信時
の高Ｓ／Ｎ検出は出来ない。

【００２１】上記記載の鳥かご型２重同調ＲＦコイルと
表面コイルの特性を生かして、送信時には鳥かご型２重
同調ＲＦコイルを用いて、受信時には表面コイルを用い
ることにより、高周波磁場を均一に発生することがで
き、磁気共鳴信号を高感度に検出するという極めて有用
な高周波コイルが実現できる。

【００２２】上記記載の高周波コイルの場合、鳥かご型
２重同調ＲＦコイルは送信時のみに用いられ、受信時に
は受信用コイルの検出感度を低下させないように、受信
用コイルの磁気共鳴周波数から離調させる手段を付加す
ることでカップリングをなくし、より高性能なコイルが
実現すると考えられるが、このようなものは提案されて
いない。

【００２３】このように従来の鳥かご型２重同調ＲＦコ
イルでは、送信専用に用いた場合、受信用表面コイルと
カップリングをなくし受信用コイルに悪影響を与えない
ようにすることが難しいという問題があった。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、高周波コイルを送受信兼用に用いて送信時には高Ｑ
値で、受信時には低Ｑ値で広帯域とすることの可能な磁
気共鳴診断装置を提供することである。

【００２５】本発明の第２の目的は、一連のパルスシー
ケンスの中で必要に応じて広範囲にわたって均一な高周
波磁場と、生体の加温の軽減することの可能な高周波磁
場を使い分けることのできる磁気共鳴診断装置を提供す
ることである。

【００２６】本発明に第３の目的は、２つの原子核の磁
気共鳴周波数で均一な高周波磁場を発生でき、しかも受
信時には受信用コイルとカップリングして検出感度を下
げることがない多重同調ＲＦコイルを提供することを目
的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
被検体に静磁場を印加する手段と、前記被検体に勾配磁
場を印加する手段と、高周波コイルと、前記被検体に高
周波磁場を印加するために前記高周波コイルに高周波電
流を供給する送信手段と、前記被検体からの磁気共鳴信
号を前記高周波コイルを介して検出し増幅する低入力イ
ンピーダンスの増幅手段と、送信時に前記高周波コイル
に前記送信手段を接続し、受信時に前記高周波コイルに
前記増幅手段を接続する送受信切替手段と、前記磁気共
鳴信号を用いて画像データを生成する画像データ生成手
段とを具備し、前記送受信切替手段は、前記高周波コイ
ルと前記増幅手段とを使用波長λに関して等価的にλ／
２の整数倍の電気長を隔てて接続する第１の接続手段
と、前記第１の接続手段の前記高周波コイルから任意の
電気長の第１の点と前記送信手段とを第１のスイッチ手
段を介して接続する第２の接続手段と、前記第１の点か
ら電気長λ／４＋ｎ×λ／２（ｎは１以上の整数）の第
２の点で第２のスイッチ手段を介して接地する手段とを
含むことを特徴とする。

【００２８】請求項２に係る発明は、被検体に静磁場を
印加する手段と、前記被検体に勾配磁場を印加する手段
と、第１の核種の磁気共鳴周波数に相当する第１の周波
数の高周波磁場を前記被検体に送信すると共に、前記第
１の核種から発生した磁気共鳴信号を検出するための手
段と、第２の核種の磁気共鳴周波数に相当する第２の周
波数の高周波磁場を前記被検体に送信するための第１の
高周波コイルと、前記第２の周波数の高周波磁場を前記
被検体に送信するための第２の高周波コイルと、前記磁
気共鳴信号を用いて画像データを生成する画像データ生
成手段とを具備し、一連のパルスシーケンスの中で高周
波磁場の種類に応じて前記第１の高周波コイルと前記第
２の高周波コイルとを使い分けることを特徴とする。

【００２９】請求項５に係る多重同調ＲＦコイルは、略
同軸上に設けられた少なくとも３つのループ状の第１の
導体と、前記第１の導体間を接続する第２の導体と、前
記第１の導体及び前記第２の導体と共に共鳴周波数の異
なる複数の共振回路を構成するように前記第１の導体と
前記第２の導体との少なくとも一方に挿入されるキャパ
シタンス素子と、前記複数の共振回路のうち少なくとも
２つの共振回路に設けられるスイッチ素子とを具備す
る。

【００３０】請求項６に係る多重同調ＲＦコイルは、略
同軸上に設けられた少なくとも３つのループ状の第１の
導体と、前記第１の導体間を接続する第２の導体と、前
記第１の導体及び前記第２の導体と共に共鳴周波数の異
なる複数の共振回路を構成するように前記第１の導体と
前記第２の導体との少なくとも一方に挿入されるキャパ
シタンス素子と、前記複数の共振回路のうち１つの共振
回路に設けられるスイッチ素子とを具備する。

【００３１】

【作用】請求項１に係る発明によれば、高周波コイルを
送受信切替手段を介して受信時には低入力インピーダン
スの増幅手段に接続することにより、受信時のＱ値を低
下させて、周波数帯域を広帯域にすることができ、送信
時には送受信切替手段により高周波コイルを増幅手段か
ら分断し高いＱ値を維持することができる。

【００３２】請求項２に係る発明によれば一連のパルス
シーケンスの中で同じ核種に対する高周波磁場をその種
類に応じて第１の高周波コイルと第２の高周波コイルと
を使い分けることができる。したがって、第１の高周波
コイルとして比較的広い範囲にわたって略均一な高周波
磁場を送信することの可能なコイルを用い、また第２の
高周波コイルとして比較的狭い範囲のみに略均一な高周
波磁場を送信することの可能な局所コイルを用いると、
一連のパルスシーケンスの中で必要に応じて広範囲にわ
たって均一な高周波磁場と、生体の加温の軽減すること
の可能な高周波磁場を使い分けることが可能となる。

【００３３】請求項５に係る発明によれば、複数の共振
回路のうち少なくとも２つの共振回路に設けられるスイ
ッチ素子は順方向電流の場合は単なる抵抗に近い素子に
なり、逆バイアス時には微小な容量のキャパシタンス素
子と抵抗とからなる並列回路に近似でき、数十キロオー
ム以上のインピーダンス素子のようになる。したがっ
て、受信時に逆バイアスをかけることにより、少なくと
も２つの共振回路の共鳴周波数を同時に変化させて、原
子核の共鳴周波数から離調させて、受信用コイルとのカ
ップリングを回避することが可能となる。

【００３４】請求項６に係る発明によれば、複数の共振
回路のうち１つの共振回路に設けられるスイッチ素子は
順方向電流の場合は単なる抵抗に近い素子になり、逆バ
イアス時には微小な容量のキャパシタンス素子と抵抗と
からなる並列回路に近似でき、数十キロオーム以上のイ
ンピーダンス素子のようになる。したがって、受信時に
逆バイアスをかけることにより、必要とされる特定の１
つの共振回路の共鳴周波数のみを変化させて、原子核の
共鳴周波数から離調させて、受信用コイルとのカップリ
ングを回避することが可能となる。つまり、多種の共鳴
周波数を持つ多重同調ＲＦコイルを送信専用に用いる場
合、別途設けられた受信用コイルと受信時にカップリン
グしないためには、受信用コイルと同じ１種の共鳴周波
数のみを離調し、他の共鳴周波数は離調しない方が好ま
しい場合がある。なぜなら多種の共鳴周波数全てを同時
に離調した場合、受信する共鳴周波数以外の周波数の離
調に伴って、受信用コイルと同じ１種の共鳴周波数の離
調効果が低減し、受信コイルとのカップリングが生じる
可能性があるからである。

【００３５】また、受信時に少なくとも受信用コイルの
共鳴周波数から離調する場合のうち、鳥かご型２重同調
ＲＦコイルが従来技術の図３８（ａ）のように構成され
ている場合で、共鳴する２つの周波数のうち、高い方の
周波数の成分を離調する場合は、ＬＣ梯子型回路のルー
プとループ導体をつなぐ軸に平行な導体に直列にピンダ
イオードを挿入し、さらにピンダイオードの駆動電流の
経路上にあたるキャパシタンス素子には、これに並列に
インダクタンス素子を接続したことを特徴とする。

【００３６】また、低い方の周波数の成分を離調する場
合は、ループ導体に直列にピンダイオードを挿入し、さ
らにピンダイオードの駆動電流の経路上にあたるキャパ
シタンス素子には、これに並列にインダクタンス素子を
接続したことを特徴とする。また、鳥かご型２重同調Ｒ
Ｆコイルが従来の図３８（ｂ）と同様に構成されている
場合で、高い方の周波数成分を離調する場合は、ＬＣ梯
子型回路のループ上あるいは、ＬＣ梯子型回路のループ
とループ導体をつなぐ導体上に直列にピンダイオードを
挿入し、さらにピンダイオードの駆動電流の経路上にあ
たるキャパシタンス素子には、これに並列にインダクタ
ンス素子を接続したことを特徴とする。また、低い方の
周波数成分を離調する場合は、ループ導体に直列にピン
ダイオードを挿入し、さらにピンダイオードの駆動電流
の経路上にあたるキャパシタンス素子には、これに並列
にインダクタンス素子を接続したことを特徴とする。こ
の際、ピンダイオードへの給電は、上記コイルにおける
一対のループ状導体の片方からあるいは、それに接続さ
れた梯子型回路から行う。

【００３７】それにより、本発明の鳥かご型２重同調Ｒ
Ｆコイルは、従来の鳥かご型２重同調ＲＦコイルにピン
ダイオードとインダクタンス素子を挿入することによ
り、コイルの受信時にコイルを２つの共鳴周波数から同
時に離調させる、あるいは少なくともいずれか一方の共
鳴周波数から離調させることができる。そして、この２
重同調鳥かご型コイルはその形状から２種類の共鳴周波
数を持ち、高周波磁場の均一性に優れた特性が得られ
る。

【００３８】

【実施例】以下本発明の好ましい実施例を図面を参照し
て説明する。 （第１実施例）図１は、第１実施例に係る磁気共鳴診断
装置の構成を示すブロック図である。図１において、静
磁場磁石１は、寝台５上の被検体４に一様な静磁場を印
加する。勾配磁場コイル２はシーケンスコントローラ１
１によって制御される駆動回路３によって駆動され、被
検体４に対して、その磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚ方向に直線
的に変化する勾配磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。被
検体４にはさらにシーケンスコントローラ１１による制
御下で、送信部６からの高周波パルスが送受信切替器７
を通して送受信用コイル（送受信兼用高周波コイル）８
に印加されることによって発生される高周波磁場が印加
される。送受信切替器７は、送信時には送受信用コイル
８を送信部６に接続し、受信時には送受信用コイル８の
接続を送信部６から受信部９に切替える。

【００３９】送受信用コイル８に被検体４から誘起され
た磁気共鳴信号は送受信切替器７を通して受信部９に導
かれ、増幅及び検波された後シーケンスコントローラ１
１の制御の下、データ収集部１０へと送られる。データ
収集部１０ではシーケンスコントローラ１１の制御下で
入力された磁気共鳴信号を収集し、Ａ／Ｄ変換した後、
計算機１２に送る。計算機１２はコンソール１３により
制御され、データ収集部１０から入力された磁気共鳴信
号の画像再構成処理を行い、シーケンスコントローラ１
１の制御も行う。計算機１２により得られた画像データ
はディスプレイ１４に伝達され画像が表示される。

【００４０】図２は送受信切替器７の詳細図を示す。送
受信用コイル８と、受信部９の前置増幅器２７とを接続
する第１の接続手段としてのケーブル１６，１７，１８
はその全体長が使用波長をλとして、等価的にλ／２の
整数倍の電気長に設定される。送受信用コイル８から任
意の電気長ｌ₀ ＋λ／４のケーブル１６を隔てた第１の
点Ｐ1 には、第１のスイッチ手段としてのクロスダイオ
ード１９を介して第２の接続手段としてのケーブル１５
が接続される。ケーブル１５には送信部６が接続され
る。第１の点Ｐ1 から電気長λ／４＋ｎ×λ／２（ｎは
１以上の整数）のケーブル１７を隔てた第２の点Ｐ2
は、第２のスイッチ手段としてのクロスダイオード２０
を介して接地される。第２の点Ｐ2 から、電気長ｎ´×
λ／２−ｌ₀（ｎ´は１以上の整数）のケーブル１８を
介してコイル２３と前置増幅器２７が順に接続される。

【００４１】送信時には、送信部６から送られる高周波
パルスはケーブル１５からクロスダイオード１９、ケー
ブル１６を通り、ケーブル１５と同じ特性インピーダン
スＺ0 に整合された送受信用コイル８に伝達される。こ
のときクロスダイオード２０が短絡状態になり、ケーブ
ル１７の長さが使用波長をλとして、（λ／４＋ｎ×λ
／２）に設定されているため、ケーブル１７の送受信用
コイル８側から見たインピーダンスは非常に高くなり、
受信部９へ高周波パルスは洩れにくくなり、効率的な送
信が可能である。

【００４２】受信時にはクロスダイオード１９、２０が
解放状態となる。この際の回路動作は、特公平４ー４２
９３７号公報にも記載されている。送受信用コイル８の
インダクタンス素子２１のインダクタンスＬ１、コンデ
ンサ素子２４の容量Ｃ1 、コンデンサ素子２５の容量Ｃ
2 は、共鳴周波数ω0 を実現するように（５）式の関係
に設定される。

【００４３】 ω0 〜＝１／｛（Ｌ１×Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２) ）｝^1/2 …（５） なお、“〜＝”はニアリイコールを意味する。

【００４４】また、インダクタンス素子２２のインダク
タンスＬ2 とコンデンサ素子２５の容量Ｃ2 とは共鳴周
波数ω0 を実現するように（６）式の関係に設定され
る。

【００４５】 ω0 ＝１／（Ｌ２×Ｃ２) ^1/2 …（６） さらにケーブル１６の側から見たインピーダンスがＺ0
になるように（７）式のよう調整されている。

【００４６】 Ｌ２×ω0 ＝１／（Ｃ２×ω0 ）＝（Ｚ0 ×Ｒ）^1/2 …（７） 前置増幅器２７の入力インピーダンスは数Ω程度と非常
に低く設定されており、ケーブル１６、１７、１８の全
長が、ｎ，ｎ´を１以上の整数として、λ／２の整数倍
（（１＋ｎ＋ｎ´）×λ／２）に設定されているため、
送受信用コイル８の入力端が前置増幅器２７の入力イン
ピーダンスとほぼ同じになる。これによりコンデンサ素
子２５の両端のインピーダンスが高くなり、送受信用コ
イル８のＱ値が見掛上低下する。

【００４７】図３に送受信切替器７の変形例の構成を示
す。ケーブル２８、２９、３０の全長はやはりλ／２の
整数倍になっているが、λ／４分の振り分けが図２と異
なる。つまり、ケーブル１６は任意の電気長ｌ₀ に、ケ
ーブル１７はλ／４＋ｎ×λ／２に、ケーブル１８はλ
／４＋ｎ´×λ／２−ｌ₀ にそれぞれ設定される。

【００４８】図４（ａ），（ｂ）は送受信用コイル８の
変形例の構成を示す。図４（ａ）でインダクタンス素子
２１とコンデンサ素子２４とからなる共振回路はω0 で
の共鳴条件にあり、直列に特性インピーダンスＺで長さ
λ／４のケーブル２８を挿入し、入力インピーダンスが
Ｚ0 になるように調整したものである。図４（ｂ）はイ
ンダクタンス素子２１と２つのコンデンサ素子２４，２
５とからなる共振回路はやはりω0 での共鳴条件にあ
り、さらに長さｌ´のケーブル２９を接続することによ
り入力インピーダンスがＺ0 になるように調整したもの
である。もちろん、図４（ａ）ではケーブル２９のコイ
ル端、図４（ｂ）ではケーブル２９に並列に接続された
コンデンサの両端が、送受信切替器７と受信部９が接続
したとき、高いインピーダンスを持つ。

【００４９】図４（ｃ）は送受信切替器７の変形例の構
成を示す。クロスダイオードの替わりにピンダイオード
３４、３５を用いて送受信の切り替えを行う。コンデン
サ素子３１、３２、３３はピンダイオード３４、３５の
駆動電流を遮断するためのものであり、駆動は端子３６
とグランドの間で行われる。 （第２実施例）図５は第２実施例に係る磁気共鳴診断装
置の構成を示すブロック図である。図５において、静磁
場磁石４１は、被検体５７に一様な静磁場を印加する。
勾配磁場コイル４２はシーケンスコントローラ５４によ
って制御される駆動回路４３によって駆動され、寝台５
８上の被検体５７に対して、その磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚ
方向に直線的に変化する勾配磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印
加する。被検体５７にはさらにシーケンスコントローラ
５４による制御下で、第２の核種としての非観測核であ
る核Ａの核Ａ用送信部４７からの高周波パルスがコイル
切替器４６を通して第１の高周波コイルとしての核Ａ用
送信コイル４４又は第２の高周波コイルとしての核Ａ用
送信コイル４５に印加される。また第１の核種としての
観測核である核Ｂの核Ｂ用送信部５０から送受信切替器
４９を通して核Ｂ用送受信コイル４８へ高周波磁場が印
加される。被検体５７から誘起された核Ｂからの磁気共
鳴信号は核Ｂ用送受信コイル４８、送受信切替器４９を
通して核Ｂ用受信部５１に導かれ、増幅及び検波された
後シーケンスコントローラ５４の制御の下、データ収集
部５２へと送られる。データ収集部５２ではシーケンス
コントローラ５４の制御下で入力された磁気共鳴信号を
収集し、Ａ／Ｄ変換した後、計算機５３に送る。計算機
５３はコンソール５６により制御され、データ収集部５
２から入力された磁気共鳴信号の画像再構成処理を行
い、シーケンスコントローラ５４の制御も行う。計算機
５３により得られた画像データはディスプレイ５５に伝
達され画像が表示される。送受信切替器は自動的に切り
替わるように受動素子にて構成することもできるが、シ
ーケンスコントローラの制御下で動作させることもでき
る。

【００５０】図６は図５の磁気共鳴診断装置の磁石アセ
ンブリの断面図である。測定対象を頭部と考えた場合、
第１の核Ａ用送信コイル４４と核Ｂ用送受信コイル４８
は頭部全体にわたって比較的広範囲に均一な高周波磁場
を発生できるように頭部を覆う程度の大きさを持ち、励
起用高周波磁場（９０°パルス）及び再結像用高周波磁
場（１８０°パルス）を印加する際に、シーケンスコン
トローラ５４の制御により選択される。第２の核Ａ用送
信コイル４５は、比較的狭い範囲にのみ均一な高周波磁
場を発生する局所コイルであり、デカップリングなど連
続的に高周波を発生し被検体への加温効果が問題になり
そうな高周波磁場を印加する際に、シーケンスコントロ
ーラ５４の制御により、第１の核Ａ用送信コイル４４か
ら切り替えて用いられる。

【００５１】図７はさらに被検体５７とコイルの組み合
わせの１例を示す断面図である。ここで用いられている
第１の核Ａ用送信コイル４４の構造を図８（ａ）に示
す。第１の核Ａ用送信コイル４４と第２の核Ａ用送信コ
イル４５は同じ共鳴周波数を持つので、少なくとも第２
の核Ａ用送信コイル４５使用時には第１の核Ａ用送信コ
イル４４を離調しておく必要があるため、ピンダイオー
ド５９が第１の核Ａ用送信コイル４４に直列に挿入され
ている。第１の核Ａ用送信コイル４４へ高周波を伝達す
るときは少なくともピンダイオード５９はＯＮ状態にな
っている。この制御はシーケンスコントローラ５４から
ピンダイオード５９の両端の制御端子を通して行われ
る。ピンダイオード５９は第１の核Ａ用送信コイル４４
に直列に入れる必要はなく、並列に挿入しても良い。核
Ｂ用送受信コイルとしては種々のコイルが使える。図８
（ａ）においてピンダイオード５９の挿入されてない鞍
型コイルや、スロッテッドチューブレゾネータなど通常
の画像化に用いられるコイルを使えばよい。

【００５２】図８（ｂ），（ｃ）は第２の核Ａ用送信コ
イル４５の構造を示す図である。図８（ａ）の第１の核
Ａ用送信コイル４４と同様にコイルの同調状態・離調状
態を制御するピンダイオード６０が挿入されている。
Ｌ’とＣ’は核Ａの共鳴周波数で共振するように設定さ
れており、ピンダイオード６０をＯＮすることにより離
調状態、ＯＦＦにより同調状態となる。図８（ｃ）はピ
ンダイオードをコイルに直列に挿入したものでピンダイ
オードＯＮにより同調し、ＯＦＦにより離調する。核Ｂ
用送受信コイル４８はいわゆる鞍型コイル、つまり図８
（ａ）のピンダイオード５９の無い構成のものでよい。
配置の上で重要なのは、核Ｂ信号観測中にデカップリン
グパルスなど連続的な高周波磁場を発生する第２の核Ａ
用送信コイル４５は核Ｂ用送受信コイル４８と電気的カ
ップリングが少ない配置になっていることである。

【００５３】このように２核種の送信あるいは受信を行
う装置では、図９のようにフィルターを設けた方が望ま
しい場合が多い。第１の核Ａ用フィルター６２と第２の
核Ａ用フィルター６３は、核Ａの共鳴周波数の高周波を
通すバンドパスフィルター、ローパスフィルター又はハ
イパスフィルターで、核Ａ用送信部４７から送られてく
る核Ｂの磁気共鳴周波数に相当するノイズ成分を除去す
る。ここでは２つ挿入されてるが、コイル切替器４６と
核Ａ送信部４７の間に１つ挿入して済ますこともでき
る。核Ｂ用フィルター６４は、核Ｂ用送信部５０から送
られてくる核Ａの磁気共鳴周波数に相当するノイズ成分
を除去するとともに、核Ｂの信号受信時に第２核Ａ用送
信コイル４５から送信され核Ｂ用送受信用コイル４８に
混入してくる核Ａの共鳴周波数の高周波を除去する。

【００５４】図１０に示すように、観測核である核Ｂの
励起と核Ｂからの信号受信とを別々のコイルで行っても
よい。核Ｂ用送信部５０から送られる高周波パルスは核
Ｂ用送信コイル７０へ導かれる。被検体から核Ｂ用受信
コイル７１に誘起される磁気共鳴信号は核Ｂ用受信部５
１へ導かれる。図１１は図１０の例における被検体５
７、コイルの組み合わせの例を示す断面図である。第１
の核Ａ用送信コイル４４と核Ｂ用送信コイル７０が被検
体を取り囲むように互いに直交するように配置されてお
り、それぞれ鞍型コイルで構成することができる。少な
くとも送信時にコイルをＯＮ状態にするためにピンダイ
オードが挿入されている。第２の核Ａ用送信コイル４５
と核Ｂ用受信コイル７１は被検体に対してほぼ同じ領域
に対してそれぞれ高周波磁場を印加したり信号受信した
りできるように配置されている。但し、互いに電気的な
カップリングが少ない構成にすべきである。例えば、第
２の核Ａ用送信コイル４５を図８（ｂ），（ｃ）のよう
に構成した場合、核Ｂ用受信コイル７１は図１２（ａ）
のような８字型コイルにするか同図（ｂ）のような差分
型コイルにするとよい。これらのコイルは構造的に図８
（ｂ）のようなループコイルとのカップリングを防ぐこ
とができる。核Ｂ用送信コイル７０から高周波磁場を印
加している間、不感状態にしておくため、クロスダイオ
ードとインダクタンス素子、コンデンサ素子からなるト
ラップ回路を備えている。クロスダイオードの替わりに
ピンダイオードを用いることもできる。第２の核Ａ用送
信コイル４５の形状を図１２（ａ），（ｂ）の８字型コ
イルや差分型コイルに選んでもよい。その場合には、ク
ロスダイオードの替わりに、ピンダイオードを用いてシ
ーケンスコントローラ５４の制御下でＯＮ−ＯＦＦ制御
する。そして、核Ｂ用受信コイルとしては図１２（ｃ）
のようなループコイルを用いることができる。

【００５５】核Ｂの信号受信時に第２の核Ａ用送信コイ
ル４５から送信され核Ｂ用受信コイル７１に混入してく
る核Ａの共鳴周波数の高周波を除去するため、図９では
フィルターを用いる例を示したが、さらに核Ｂ用受信コ
イルに核Ａの共鳴周波数のトラップ回路を付ける方法も
ある。図１３（ａ）は核Ｂ用受信コイル７１に核Ａの共
鳴周波数について１／４波長の同軸ケーブル８０を一端
で短絡して、反対側をコイルに直列に接続するものであ
る。図１３（ｂ）は核Ａの共鳴周波数で共振するインダ
クタンス素子Ｌ”とコンデンサ素子Ｃ”の並列共振回路
８１を核Ｂ用受信コイル７１に直列に挿入したものであ
る。この場合、第２の核Ａ用送信コイル４５と並列共振
回路８１がカップリングしないようにシールドした方が
よい。また図１３（ａ），（ｂ）のようなトラップ回路
は、図５の核Ｂ用送受信コイル４８に取り付けても効果
がある。

【００５６】ここまで非観測核である核Ａを励起するコ
イルは送信のみの役割であったが、送受信可能であると
便利な場合がある。例えば核Ａが１H 原子核、核Ｂが１
３C原子核の場合、実際上コイル系を被検体にセットし
たとき１３C の信号を観測する前に観測位置の確認のた
め１H 画像を通常必要とする。すると、コイル系を一度
設置するだけで１H 画像を取得でき、なおかつ１３C か
らの信号観測ができると都合がよい。図１４はそのため
の送受信切替器９３をコイル切替器９２と核Ａ用送信部
９４の間に配置したもので、受信時には送受信切替器９
３から核Ａ用受信部へ信号が送られる。２つのコイル1
９０とコイル2 ９１のどちらかが受信機能を持っていて
もよいし、両方持っていても構わない。核Ａ用送（受）
信コイル1 ９０で送信し、第２の核Ａ用送信コイル９１
を受信にも兼用してもよい。これらは送受信切替器９３
とコイル切替器９２をシーケンスコントローラで制御す
ることにより決定できる。この場合送受信切替器９３は
受動的な切替回路でも使用できる。図１５は送受信切替
器1 ９６と送受信切替器2 ９７を、それぞれ、第１のコ
イル切替器９８と第１の核Ａ用送（受）信コイル９０の
間または第２のコイル切替器９９と第２の核Ａ用送
（受）信コイル９１の間に配置した例である。受信した
いコイルが決まっていればそちらの経路のみ送受信切替
器を配置すればよい。

【００５７】図１６は本実施例により効果のある１３C
観測用パルスシーケンスである。ＩＮＥＰＴと呼ばれる
分極移動法のパルスシーケンスで、非観測核である核Ａ
に相当するのが１H 原子核、観測核である核Ｂに対応す
るのが１３C 原子核である。τは１／４Ｊに設定され
る。ここでＪは１H 原子核と１３C 原子核のスピン結合
を示す定数である。またΔは同じくＪに関連し例えば１
／２Ｊに設定される。本実施例の一例である図５のブロ
ック図にしたがって説明すると、１H 共鳴周波数の高周
波パルス、( π／２) ｘパルスとπｘパルス、( π／
２) ｙパルスはコイル切替器４６により第１の核Ａ用送
信コイル４４により発生される。次に、発生される１H
デカップリングパルスはシーケンスコントローラの制御
のもとっでコイル切替器４６が切り替えられ、第２の核
Ａ用送信コイル４５より発生させられる。１３C 側につ
いてはπｘパルスと( π／２) ｘパルスが核Ｂ用送受信
コイル４８により発生されると共に、信号観測も同じコ
イルによってなされる。デカップリングパルスには種々
のものが用いられるが、良く用いられるのはＷＡＬＴＺ
と呼ばれるパルスシーケンスで、帯域の広い複合πパル
スを適当な位相順序で並べて印加するものである。別の
例としては図３４に示す帯域の広い変調πパルス１００
をもとにする方法もある。この際、信号観測開始時点で
は、変調πパルス１００の振幅最大となる部分から始め
ると都合がよい。 （第３実施例）第３実施例は磁気共鳴診断装置に用いら
れる高周波コイル（ＲＦコイル）に係り、特に少なくと
も２種の共振周波数で共振する送信専用に鳥かご型多重
同調ＲＦコイルに関する。

【００５８】図１７（ａ）は従来の図３８（ａ）の鳥か
ご型二重同調ＲＦコイルに、離調手段を特徴的に追加し
た本実施例に係る送信専用の鳥かご型の多重同調ＲＦコ
イルの構成図である。少なくとも３つのループ導体１０
６、１０７、１１１、１１２が所定の間隔で対向配置さ
れる。これらループ導体１０６、１０７、１１１、１１
２は軸方向に平行な複数（図では８本）の導体１０１で
接続されている。ループ導体１０７に接続された導体１
０１と、ループ導体１１１との複数の接続点の間にはキ
ャパシタンス素子１０９が並列にそれぞれ接続され、ま
たループ導体１０６に接続された導体１０１と、ループ
導体１１２との複数の接続点の間にも同様にキャパシタ
ンス素子１０８が並列にそれぞれ接続されている。つま
り、ループ導体１０６、１０７の周方向にＬＣの梯子型
回路が形成され、そのＬＣの梯子型回路の一つのループ
の周方向にさらにキャパシタンス素子１０９、１０８が
挿入されている。導体１０１の複数箇所で分断されてお
り、それらの分断部に導体１０１と直列にキャパシタン
ス素子１０２が接続されている。

【００５９】Ｚ軸方向に平行な複数の導体１０１（図で
は８本）のうちのいずれか少なくとも四重極対称の位置
に導体１０１に直列に挿入されているキャパシタンス素
子１０２の分断部とは別の箇所で導体１０１が分断さ
れ、その分断部に離調用のスイッチ素子としてのピンダ
イオード１０３が直列に挿入されている。挿入されたピ
ンダイオード１０３を配置する向きは、全ピンダイオー
ド１０３の半分はＺ方向がアノードになる向きに配置
し、ピンダイオード１０３の残りの半分は逆に−Ｚ方向
にカソードを配置する。

【００６０】図１７（ｂ）は図１７（ａ）のコイルの一
つのエレメントの等価回路である。従来の図３８（ｄ）
の構成にピンダイオード１０３が付加されている回路構
成である。このピンダイオード１０３は、送信時には対
象２核種の２つの共鳴周波数に同調した２種の共鳴周波
数で発振し、受信時には対象２核種の２種の共鳴周波数
を同時に離調、つまり対象２核種の２種の共鳴周波数と
異なる共鳴周波数に変化させることができるようにＯＦ
Ｆ状態にされるべきスイッチ手段（離調手段）を実現す
る。これはピンダイオード１０３の特性で順方向電流の
場合（送信時）は単なる抵抗に近い素子になり、逆バイ
アス時（受信時）には微小な容量のキャパシタンス素子
と抵抗とからなる並列回路に近似でき、数十キロオーム
以上のインピーダンス素子のようになることを利用した
ものである。Ｌ１は導体１０７の接続点間のインダクタ
ンスで、Ｃ１はキャパシタンス素子１０２、１０８の容
量、Ｌ２は導体１０１のそれぞれのインダクタンス、Ｃ
２はキャパシタンス素子１０９の容量である。Ｌ１，Ｃ
１によって並列共振回路が構成され、Ｌ２，Ｃ２によっ
て直列共振回路が構成される。そして、図１７（ｂ）の
エレメントがＮ個（図１７（ａ）では８個）の梯子型に
接続され、送信専用鳥かご型二重同調ＲＦコイルを構成
している。

【００６１】図１８は図１７（ａ）の変形例であり、図
３８（ｂ）の鳥かご型二重同調ＲＦコイルに離調手段と
してのピンダイオード１０３を備え、送信時には図３８
（ｂ）と同様の鳥かご型二重同調ＲＦコイルの特性を示
し、受信時には、ピンダイオード１０３により２種の共
鳴周波数から同時に離調することが可能である。

【００６２】図１９は図１７（ａ）のピンダイオード１
０３の配列及びピンダイオード１０３への駆動電力を供
給する説明するための展開図である。ピンダイオード１
０３の配列法について、Ｚ方向がアノードの場合とカソ
ードの場合と同数で互い違いになるようにする。

【００６３】ピンダイオード１０３への駆動電力を供給
する方法について、全ピンダイオード１０３への駆動電
力は一点から供給する。そのためには、回路構成を全ピ
ンダイオード１０３に駆動電力が供給されるように直流
電流が周回できるようにする必要がある。その方法は、
ピンダイオード１０３が接続された導体１０１に直列に
接続された全てのキャパシタンス素子１０２に並列にイ
ンダクタンス素子１０４をそれぞれ接続させる。このと
き、インダクタンス素子１０４のインピーダンスは、直
流電流は流し、且つ共振条件をくずさないようにキャパ
シタンス素子１０２と比較して十分高いインピーダンス
にする。実際はキャパシタンス素子１０２と所定の磁気
共鳴周波数で共鳴するように計算したインダクタンスの
容量の約５〜１０倍大きい容量にする。

【００６４】ピンダイオード１０３を駆動する直流電流
は、大きなインピーダンスを持つインダクタンス素子１
０５又は図２０に示すようなＬＣ共振回路を通し、さら
にループ導体１０６又は１０７のいずれか一方を介して
供給される。あるいは、点線で示しているように、駆動
電力をキャパシタンス素子１０８または１０９を含むＬ
Ｃ梯子型回路の導体に接続して供給する方法もある。電
流入出のため、少なくとも二箇所にピンダイオード１０
３のアノードとカソードに接続している導体にそれぞれ
供給される。図２１は給電点に関して、別の例が示され
ている。

【００６５】ループ導体１０６，１０７に発生するうず
電流を防ぐために通常挿入されるキャパシタンス素子１
２１の挿入位置は、ピンダイオード１０３へ供給する電
流の経路を決める上で重要である。その方法は、図１９
の場合、ループ導体１０７に二箇所、ループ導体１０６
に一箇所を分断し、その分断部に直列にキャパシタンス
素子１１０を接続する。このとき二つのループ導体１０
６、１０７に挿入されたキャパシタンス素子１１０は、
全てのピンダイオード１０３に電流が供給されるように
配置する。キャパシタンス素子１１０の容量は挿入によ
り鳥かご型二重同調ＲＦコイルの二つの磁気共鳴周波数
に大きな変化を与えない程度に十分大きな容量でなけれ
ばならない。図２２にピンダイオード１０３の駆動電流
の流れる様子を示す。

【００６６】図２３は、図１８のコイルの展開図を示
す。ピンダイオードの配列法やその給電については図１
９と同様である。ピンダイオード駆動のための給電は図
２３に示されているように、ループ導体１０６、１０７
にのみ可能である。

【００６７】多種の共鳴周波数を持つ多重同調ＲＦコイ
ルを送信専用に用いる場合、別途設けられた受信用コイ
ルと受信時にカップリングしないためには、受信用コイ
ルと同じ１種の共鳴周波数のみを離調し、他の共鳴周波
数は離調しない方が好ましい場合がある。なぜなら多種
の共鳴周波数全てを同時に離調した場合、受信する共鳴
周波数以外の周波数の離調に伴って、受信用コイルと同
じ１種の共鳴周波数の離調効果が低減し、受信コイルと
のカップリングが生じる可能性があるからである。

【００６８】図２４は従来の図３８（ａ）の鳥かご型二
重同調ＲＦコイルにおいて、高い方の共鳴周波数のみを
離調するための手段を備えた本実施例に関わる鳥かご型
二重同調ＲＦコイルの一例を示したものである。図２５
はその展開図である。

【００６９】ＬＣ梯子型回路のループ１１１、１１２と
ループ導体１０６、１０７をつなぐ軸に平行な導体１１
３に直列にピンダイオード１０３が挿入されている。こ
のピンダイオード１０３によりコイルは、受信時に少な
くとも高い方の共鳴周波数から離調できるような切り替
え手段を持つようになる。挿入されるピンダイオード１
０３の数は離調できればいくつでもよい。全ピンダイオ
ード１０３への駆動電力を一点から供給し、全ピンダイ
オード１０３の駆動電流が周回できるように、駆動電流
の経路上にあたるキャパシタンス素子１０２にはこれに
並列にインダクタンス素子１０４を接続する。このと
き、インダクタンス素子１０４のインピーダンスは、直
流電流は流し、共振条件をくずさないようにキャパシタ
ンス素子１０２と比較して十分高いインピーダンスにす
る。電流入出のために実線で示したループ導体１０６、
１０７のどちらか一方に少なくとも二箇所に供電点を持
つ。ピンダイオード１０３への駆動電流は大きなインピ
ーダンスを持つインダクタンス素子１０５または、図２
０に示すようなＬＣ共振回路を通して行なう。また、渦
電流を防ぐために通常挿入されるキャパシタンスの挿入
位置は、全てのピンダイオード１０３に電流が供給され
るように、各ループ導体１０６、１０７のそれぞれ少な
くとも一箇所を分断し、その分断部に直列にキャパシタ
ンス素子１１０を挿入する。このキャパシタンス素子１
１０の容量は、挿入により鳥かご型二重同調ＲＦコイル
の二つの磁気共鳴周波数に大きな変化を与えない程度に
十分大きな容量でなければならない。図２６にピンダイ
オード１０３の駆動電流が流れる様子を示した。また、
図２７にはピンダイオード１０３の挿入の別の方法とそ
の駆動電流の供給の方法を展開図で示した。

【００７０】図２８は第１実施例の変形例を示す。従来
の図３８（ａ）の鳥かご型二重同調ＲＦコイルの一方の
低い方の共鳴周波数のみを離調するための手段を備えた
鳥かご型二重同調ＲＦコイルを示したものである。図２
９はその展開図である。図２４の場合と同様に、多種の
共鳴周波数を持つ多重同調ＲＦコイルを送信専用に用い
る場合、別途設けられた受信用コイルと受信時にカップ
リングしないためには、受信用コイルと同じ１種の共鳴
周波数のみを離調し、他の共鳴周波数は離調しない方が
好ましい場合がある。なぜなら多種の共鳴周波数全てを
同時に離調した場合、受信する共鳴周波数以外の周波数
の離調に伴って、受信用コイルと同じ１種の共鳴周波数
の離調効果が低減し、受信コイルとのカップリングが生
じる可能性があるからである。

【００７１】ループ導体１０６、１０７に直列に離調用
のピンダイオード１０３が挿入されている。図２４、図
２５と同様に全ピンダイオード１０３の駆動電流の経路
上にあたるキャパシタンス素子１０２にはこれに並列に
インダクタンス素子１０４を接続する。ピンダイオード
１０３の駆動電流も、図２４、図２５と同様に実線で示
したようにループ導体１０６、１０７に供給する場合
と、点線で示したようにＬＣ梯子型回路のループ１１
１、１１２に供給する場合がある。渦電流を防ぐために
挿入するキャパシタンス素子１１０は、図２４、図２５
と同様に全ピンダイオード１０３に駆動電流が周回する
ようにループ導体１０６、１０７に直列に挿入する。

【００７２】図３０は他の変形例である。高い方の共鳴
周波数を受信時に離調するために図３８（ｂ）に切り替
え手段を備えた鳥かご型二重同調ＲＦコイルである。図
３１はその展開図である。ＬＣの梯子型回路のループ導
体１１１、１１２とループ導体１０６、１０７をつなぐ
軸に平行な導体１１３に直列に離調用のピンダイオード
１０３が挿入されている。図２４、図２５と同様に全ピ
ンダイオード１０３の駆動電流の経路上にあたるキャパ
シタンス素子１０２にはこれに並列にインダクタンス素
子１０４を接続する。また、ピンダイオード１０３の駆
動法については、実線で示したようにループ導体１０
６、１０７のどちらか一方に供給する。渦電流を防ぐた
めに挿入するキャパシタンス素子１１０は、全ピンダイ
オード１０３に駆動電流が供給されるように、ＬＣ梯子
型回路のループ１１１、１１２とループ導体１０６、１
０７上それぞれに少なくとも一箇所以上に直列に挿入す
る。

【００７３】図３２はさらに他の変形例である。高い方
の共鳴周波数を受信時に離調するために図３８（ｂ）に
切り替え手段を備えた鳥かご型二重同調ＲＦコイルであ
る。図３３はその展開図である。ＬＣの梯子型回路のル
ープ１１１、１１２に直列に離調用のピンダイオード１
０３が挿入されている。図２４，図２５と同様に全ピン
ダイオード１０３の駆動電流の経路上にあたるキャパシ
タンス素子１０２にはこれに並列にインダクタンス素子
１０４を接続する。また、ピンダイオード１０３の駆動
法については、実線に示したようにＬＣ梯子型回路のル
ープ１１１、１１２のどちらかに一方に供給する。渦電
流を防ぐために挿入するキャパシタンス素子１１０は、
全ピンダイオード１０２に駆動電流が供給されるように
ＬＣ梯子型回路のループ１１１、１１２とループ導体１
０６、１０７上それぞれに直列に挿入する。

【００７４】図３４はさらに他の変形例である。高い方
の共鳴周波数を受信時に離調するために図３８（ｂ）に
切り替え手段を備えた鳥かご型二重同調ＲＦコイルであ
る。図３５はその展開図である。離調用のピンダイオー
ド１０３はループ導体１０６、１０７に直列に挿入され
ている。図２４図２５と同様に全ピンダイオード１０３
の駆動電流の経路上にあたるキャパシタンス素子１０２
にはこれに並列にインダクタンス素子１０４を接続す
る。また、ピンダイオード１０３の駆動法については、
実線で示したようにループ導体１０６、１０７のどちら
か一方に供給する。渦電流を防ぐために挿入するキャパ
シタンス素子１１０は、全ピンダイオード１０３に駆動
電流が供給されるようにＬＣ梯子型回路のループ１１
１、１１２とループ導体１０６、１０７上それぞれに直
列に挿入する。

【００７５】図３６は、図１７（ａ）において、ループ
導体１０６あるいは１０７の片側のみに、ＬＣ梯子型回
路のループ１１１を形成している。図３７はその展開図
である。Ｚ軸方向に平行な導体１０１に直列に離調用の
ピンダイオード１０３が挿入されている。挿入されるピ
ンダイオード１０３は離調できればいくつでもよい。全
ピンダイオード１０３への駆動電流は一点から供給し、
全ピンダイオード１０３の駆動電流が周回できるよう
に、駆動電流に経路上にあたるキャパシタンス素子１０
２にはこれに並列にインダクタンス素子１０４を接続す
る。このインダクタンス素子１０４は図１７（ａ）と同
様にキャパシタンス素子１０２と比較して十分高いイン
ピーダンスにする。電流入出のために実線あるいは点線
で示したようにループ導体１０６あるいはＬＣ梯子型回
路のループ１１１の少なくとも二箇所に給電点を持つ。
また、うず電流を防ぐために通常挿入されるキャパシタ
ンス素子１１０はループ導体１０６、１０７に直列に接
続される。図３６、図３７は図１７（ａ）に関しての変
形例を示したものであるが、図１８から図３５に関して
も、ループ導体１０６あるいは１０７のどちらか片側に
ＬＣ梯子型回路のループ１１１を接続し、ピンダイオー
ド１０３の挿入及びそれに伴う給電点、インダクタンス
素子１０４、キャパシタンス素子１１０を接続して同様
に実現できる。

【００７６】本発明は上述した実施例に限定されること
なく種々変形して実施可能である。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、高周波コ
イルを送受信切替手段を介して受信時には低入力インピ
ーダンスの増幅手段に接続することにより、受信時のＱ
値を低下させて、周波数帯域を広帯域にすることがで
き、送信時には送受信切替手段により高周波コイルを増
幅手段から分断し高いＱ値を維持することができる。

【００７８】請求項２に係る発明によれば一連のパルス
シーケンスの中で同じ核種に対する高周波磁場をその種
類に応じて第１の高周波コイルと第２の高周波コイルと
を使い分けることができる。したがって、第１の高周波
コイルとして比較的広い範囲にわたって略均一な高周波
磁場を送信することの可能なコイルを用い、また第２の
高周波コイルとして比較的狭い範囲のみに略均一な高周
波磁場を送信することの可能な局所コイルを用いると、
一連のパルスシーケンスの中で必要に応じて広範囲にわ
たって均一な高周波磁場と、生体の加温の軽減すること
の可能な高周波磁場を使い分けることが可能となる。

【００７９】請求項５に係る発明によれば、複数の共振
回路のうち少なくとも２つの共振回路に設けられるスイ
ッチ素子は順方向電流の場合は単なる抵抗に近い素子に
なり、逆バイアス時には微小なキャパシタンス素子と抵
抗とからなる並列回路に近似でき、数十キロオーム以上
のインピーダンス素子のようになるい。したがって、受
信時に逆バイアスをかけることにより、少なくとも２つ
の共振回路の共鳴周波数を同時に変化させて、原子核の
共鳴周波数から離調させて、受信用コイルとのカップリ
ングを回避することが可能となる。

【００８０】請求項６に係る発明によれば、複数の共振
回路のうち１つの共振回路に設けられるスイッチ素子は
順方向電流の場合は単なる抵抗に近い素子になり、逆バ
イアス時には接合容量が非常に小さくなる。したがっ
て、受信時に逆バイアスをかけることにより、必要とさ
れる特定の１つの共振回路の共鳴周波数のみを変化させ
て、原子核の共鳴周波数から離調させて、受信用コイル
とのカップリングを回避することが可能となる。つま
り、多種の共鳴周波数を持つ多重同調ＲＦコイルを送信
専用に用いる場合、別途設けられた受信用コイルと受信
時にカップリングしないためには、受信用コイルと同じ
１種の共鳴周波数のみを離調し、他の共鳴周波数は離調
しない方が好ましい場合がある。なぜなら多種の共鳴周
波数全てを同時に離調した場合、受信する共鳴周波数以
外の周波数の離調に伴って、受信用コイルと同じ１種の
共鳴周波数の離調効果が低減し、受信コイルとのカップ
リングが生じる可能性があるからである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る磁気共鳴診断装置のブロック
図。

【図２】図１の送受信切替器の構成図。

【図３】送受信切替器の変形例の構成図。

【図４】図１の送受信用コイルの構成図。

【図５】第２実施例に係わる磁気共鳴診断装置のブロッ
ク図。

【図６】磁石アセンブリの断面図。

【図７】高周波コイル系の断面配置図。

【図８】核Ａ用送信コイルの構成図。

【図９】第２の実施例の磁気共鳴診断装置の変形例を示
すブロック図。

【図１０】核Ｂ用コイルを送信用と受信用に分けた場合
の構成図。

【図１１】図１０の場合の高周波コイル系の配置例を示
す図。

【図１２】図１１で用いることのできる核Ｂ用受信コイ
ルの構成図。

【図１３】図１１で用いることのできる核Ｂ用受信コイ
ルの他の例を示す図。

【図１４】第２実施例の変形例を示す図。

【図１５】第２実施例の他の変形例を示す図。

【図１６】第２実施例が効果的なパルスシーケンスを示
す図。

【図１７】第３実施例に係る鳥かご型の多重同調ＲＦコ
イルの構成図。

【図１８】図１７の変形例による多重同調ＲＦコイルの
構成図。

【図１９】図１７の展開図。

【図２０】図１７のインダクタンス素子に代用されるＬ
Ｃ共振回路を示す図。

【図２１】図１７とは別の給電点の配置を示す図。

【図２２】図１７のピンダイオードへの電流供給経路を
示す図。

【図２３】図１８の展開図。

【図２４】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図２５】図２４の展開図。

【図２６】図２４のピンダイオードへの電流供給経路を
示す図。

【図２７】図２４とは別のピンダイオードの挿入位置を
示す図。

【図２８】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図２９】図２８の展開図。

【図３０】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図３１】図３０の展開図。

【図３２】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図３３】図３２の展開図。

【図３４】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図３５】図３４の展開図。

【図３６】図１７のさらに他の変形例による多重同調Ｒ
Ｆコイルの構成図。

【図３７】図３６の展開図。

【図３８】従来の各種鳥かご型多重同調ＲＦコイルの構
成図。

【符号の説明】

１…静磁場磁石、 ２…勾配磁場コイ
ル、３…駆動回路、 ４…被検体、
５…寝台、 ６…送信部、７…
送受信切替器、 ８…送受信用コイル、
９…受信部、 １０…データ収集
部、１１…シーケンスコントローラ、 １２…計算
機、１３…コンソール、 １４…ディス
プレイ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に静磁場を印加する手段と、 前記被検体に勾配磁場を印加する手段と、 高周波コイルと、 前記被検体に高周波磁場を印加するために前記高周波コ
   イルに高周波電流を供給する送信手段と、 前記被検体からの磁気共鳴信号を前記高周波コイルを介
   して検出し増幅する低入力インピーダンスの増幅手段
   と、 送信時に前記高周波コイルに前記送信手段を接続し、受
   信時に前記高周波コイルに前記増幅手段を接続する送受
   信切替手段と、 前記磁気共鳴信号を用いて画像データを生成する画像デ
   ータ生成手段とを具備し、 前記送受信切替手段は、前記高周波コイルと前記増幅手
   段とを使用波長λに関して等価的にλ／２の整数倍の電
   気長を隔てて接続する第１の接続手段と、前記第１の接
   続手段の前記高周波コイルから任意の電気長の第１の点
   と前記送信手段とを第１のスイッチ手段を介して接続す
   る第２の接続手段と、前記第１の点から電気長λ／４＋
   ｎ×λ／２（ｎは１以上の整数）の第２の点で第２のス
   イッチ手段を介して接地する手段とを含むことを特徴と
   する磁気共鳴診断装置。
2. 【請求項２】被検体に静磁場を印加する手段と、 前記被検体に勾配磁場を印加する手段と、 第１の核種の磁気共鳴周波数に相当する第１の周波数の
   高周波磁場を前記被検体に送信すると共に、前記第１の
   核種から発生した磁気共鳴信号を検出するための手段
   と、 第２の核種の磁気共鳴周波数に相当する第２の周波数の
   高周波磁場を前記被検体に送信するための第１の高周波
   コイルと、 前記第２の周波数の高周波磁場を前記被検体に送信する
   ための第２の高周波コイルと、 前記磁気共鳴信号を用いて画像データを生成する画像デ
   ータ生成手段とを具備し、 一連のパルスシーケンスの中で高周波磁場の種類に応じ
   て前記第１の高周波コイルと前記第２の高周波コイルと
   を使い分けることを特徴とする磁気共鳴診断装置。
3. 【請求項３】前記第１の高周波コイルは比較的広い範囲
   にわたって略均一な高周波磁場を送信することの可能な
   コイルであり、前記第２の高周波コイルは比較的狭い範
   囲のみに略均一な高周波磁場を送信することの可能な局
   所コイルであることを特徴とする請求項２記載の磁気共
   鳴診断装置。
4. 【請求項４】前記第１の高周波コイルと前記第２の高周
   波コイルの少なくとも一方は前記第２の核種から発生し
   た磁気共鳴信号を検出する受信コイルを兼用することを
   特徴とする請求項２記載の磁気共鳴診断装置。
5. 【請求項５】略同軸上に設けられた少なくとも３つのル
   ープ状の第１の導体と、 前記第１の導体間を接続する第２の導体と、 前記第１の導体及び前記第２の導体と共に共鳴周波数の
   異なる複数の共振回路を構成するように前記第１の導体
   と前記第２の導体との少なくとも一方に挿入されるキャ
   パシタンス素子と、 前記複数の共振回路のうち少なくとも２つの共振回路に
   設けられるスイッチ素子とを具備することを特徴とする
   多重同調ＲＦコイル。
6. 【請求項６】略同軸上に設けられた少なくとも３つのル
   ープ状の第１の導体と、 前記第１の導体間を接続する第２の導体と、 前記第１の導体及び前記第２の導体と共に共鳴周波数の
   異なる複数の共振回路を構成するように前記第１の導体
   と前記第２の導体との少なくとも一方に挿入されるキャ
   パシタンス素子と、 前記複数の共振回路のうち１つの共振回路に設けられる
   スイッチ素子とを具備することを特徴とする多重同調Ｒ
   Ｆコイル。