JPH10501724A - 磁気共鳴装置用のｒｆコイル配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 装置は長手方向に延在する中心軸（３５）を有し、主に円筒状の表面に亘って中心軸に平行に延在する多数の軸方向導電体要素（３７）からなる主に円箇状のＲＦコイル（９）と、軸方向導電体要素の端に近い中心軸の周りに延在する端導電体要素とを含む。軸方向導電体要素（３７）はゼロ位置（３９）に関して所定の位置を占めるように円箇の周に亘って分布する。ＲＦコイル（９）は円筒の軸（３５）に垂直の向きの実質的に均一なＲＦ磁界の発生及び／又は受信を可能にするためにゼロ位置（３９）に関するこの位置の角度（α）として表される円筒の周上の軸方向導電体要素（３７）の位置の関数として実質的に正弦波状の電流密度分布を発生するよう配置される。各端導電体要素は多数のループ導電体区域（４３）からなり、各ループ導電体区域は２つの軸導電体要素（３７）の対応する端を相互接続する。軸導電体要素（３７）の少なくとも幾つかはそれらの端に接続されるループ導電体区域と共に長い導電体（４５）の多数のターンで構成されるコイル要素（４４）を形成し、斯く形成された全てのコイル要素は電気的に直列に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】 磁気共鳴装置用のＲＦコイル配置 本発明は長手方向に延在する中心軸を有し、主に円筒形の表面に亘って中心軸 に平行に延在する多数の軸方向導電体要素からなる主要な円筒形ＲＦコイルと、 軸方向導電体要素の端に近い中心軸の周りに延在する端導電体要素とを更に含み 、軸方向導電体要素はゼロ位置に関して所定の位置を占めるように円筒の円周を 横切るように分布し、ＲＦコイルは円筒の軸に垂直の向きの実質的に均一なＲＦ 磁界の発生及び／又は受信を可能にするためにゼロ位置に関するこの位置の角度 として表される円筒の周上の軸方向導電体要素の位置の関数として実質的に正弦 波状の電流密度分布を発生するよう配置された磁気共鳴装置に関する。 このような磁気共鳴装置の例はＥＰ−Ｂ−０１４１３８３から知られている。 容量性要素は知られた装置では軸方向導電体要素に含まれる。ＲＦコイルは多数 の同一の要素からなる梯子型ネットワークとして表され、その各々は自己インダ クタンスと容量の結合からなる。容量の値は軸方向導電体要素に含まれるコンデ ンサの値により主に決定され、自己インダクタンスの値はＲＦコイルを構成する 導電体の自己インダクタンスにより主に決定され、これらの間の相互インダクタ ンスにより決定される。ＲＦコイルが用いられる周波数を決定する梯子型ネット ワークの共振周波数はネットワークの該要素での容量及び自己インダクタンスの 値を適切に選択することにより設計者により決定される。知られているように共 振周波数は自己インダクタンス及び容量の積の平方根に逆比例する。知られてい る装置ではそれから共振周波数が選択されうる値の範囲は限定されている。何故 ならば容量の値は任意に高くできず、ＲＦコイルの所定の寸法で自己インダクタ ンスの値が変化するのは実質的に不可能 であるからである。故に知られている装置はＲＦコイルが比較的低周波数になら なければならないいわゆる低磁場ＭＲＩに対して適切ではない。いわゆるオーバ ーハウザー効果を用いる実験でも低周波数をまた用いる。例えばＥＰ−Ａ−０４ ０９２９２を参照。このような測定に対してＲＦコイルの望ましい共振周波数は 数百ｋＨｚのオーダーの値である。 本発明の目的はＲＦコイルの共振周波数はこのコイルの寸法に比較的独立に選 択しうる上記の装置を提供することであり、それにより、比較的低共振周波数が また可能になる。この目的を達成するために本発明による装置は各端導電体要素 は多数のループ導電体区域からなり、各ループ導電体区域は２つの軸導電体要素 の対応する端を相互接続し、軸導電体要素の少なくとも幾つかはそれらの端に接 続されるループ導電体区域と共に長い導電体の多数のターンで構成されるコイル 要素を形成し、斯くして形成された全てのコイル要素は電気的に直列に接続され ることを特徴とする。これらの段階の結果としてコイル要素の数及びコイル要素 当たりのターン数は意のままに選択可能である。従ってこれらのパラメータに依 存するＲＦコイルの自己誘導はまた意のままに選択可能である。要求される正弦 波状の電流密度分布はそこからこれらの各導電体要素が部分をなすターンの数に 依存する軸方向導電体要素の位置を適切に選択することにより確立されうる。更 なる利点は必要ならば軸方向導電体要素の位置はＲＦコイル内に配列された対象 の所定の部分はＭＲ装置による検査中により容易にアクセス可能になるよう選択 されうることである。 本発明による装置の好ましい実施例はコイル要素の直列接続は少なくともその 端の一つを介して容量性要素に接続されることを特徴とする。本発明に従って構 成されたＲＦコイルは例えば可変容量の単一の容量性要素のみにより同調されう るものである。故に構成は多数の容量性要素を必要とする知られたＲＦコイルの それより実質 的により簡単である。 コイル要素は電気絶縁材料の予め形成された又は柔軟な支持体上の導電体とし てそれぞれ又は共に形成されうる。この目的に対してプリント回路基板（ＰＣＢ ）の製造に対して一般に用いられる技術が用いられ得る。しかしながら本発明に よる装置の好ましい実施例では各コイル要素は電気的絶縁シースで被覆された少 なくとも一つの導電性ワイヤで巻かれる自己支持型サブコイルとして形成される ことを特徴とする。ＲＦコイルのこの実施例は非常に簡単に製造可能であり、例 えばコイル要素当たりのターン数、コイル要素数、軸方向導電体要素の位置に関 して設計を変更することは特に容易である。最も簡単な構造はＲＦコイルが中心 軸に関して直径方向（ダイアゴナル）に配置される２つのコイル要素からなると きに得られる。 望ましい正弦波状電流分布は種々の方法で達成される。第一の方法を用いる本 発明による装置の実施例は各コイル要素でのターンの状態は各軸方向導電体要素 がゼロ位置に関する問題の軸方向導電体要素の位置を示す角度の正弦の絶対値に 比例するターン数の一部分を形成するよう選択されることを特徴とする。この実 施例では軸方向導電体要素の位置は比較的任意に選択でき、それによりＲＦコイ ルはその位置が例えばＲＦコイル内で測定され配置される対象（例えば検査され る患者）の最適なアクセス性が達成されるような方法で適切に選択される多数の 開口からなる。第二の方法を用いる本発明による装置の実施例は各コイル要素で のターンの状態は各軸方向導電体要素が同じターン数の一部分を形成し、軸方向 導電体要素とゼロ位置との間の角度の絶対値が増加するにつれて円筒の周の方向 の順次の軸方向導電体要素間の距離が減少するよう選択され、ＲＦコイル内の軸 方向電流密度がゼロ位置に関するＲＦコイル内の位置を示す角度の正弦に実質的 に比例するように配置されることを特徴とする。この実施例はＲＦコイルの半径 方向の寸法が小さく（単一の導電体の厚さと等しい）、それは制限された空間の みがＲＦコイ ルに対して利用可能である場合に重要である。 多くの場合に送信及び／又は受信されたＲＦ磁界の回転は好ましい。そのよう な場合にいわゆる直交位相コイルシステムがしばしば用いられ、このシステムは ９０°の相互の位相差で励起され及び／又は読み取られる相互に垂直な方向のＲ Ｆ磁界を発生及び／又は受信する２つのＲＦコイルからなる。この目的に適切な 本発明による装置の実施例は該装置は第一の及び第二のＲＦコイルからなり、第 一及び第二のＲＦコイルは本質的に同じ構成を有し、第一のＲＦコイルの第一の コイル接続に関して第二のＲＦコイルの第一のコイル接続は中心軸に関して９０ °の角度で回転され、第一及び第二のＲＦコイルの第一のコイル接続は９０°の 位相差を有する相互に垂直な向きのＲＦ磁界が発生され及び／又は受信されるこ とを可能にするために９０°の相互位相差を有するＲＦ信号を供給及び／又は受 信するよう配置されるＲＦ送信及び／又は受信装置のそれぞれの接続に接続され るような方法で同心に配置されることを特徴とする。第一と第二のＲＦコイルは 好ましくは同じ直径を有する。 本発明のこれらのそして他の特徴を以下に図を参照して詳細に説明する。 図１は本発明による磁気共鳴装置の実施例の概略を示す図である。 図２Ａは図１に示された装置のＲＦコイルの第一実施例を示す斜視図である。 図２Ｂは図２Ａに示された装置のＲＦコイルの軸断面方向の概略を示す図であ る。 図３は図２Ａ及び２Ｂに示されたＲＦコイルの回路図である。 図４Ａは図１に示された装置のＲＦコイルの第二実施例の概略の側面図である 。 図４Ｂは図４Ａに示された型のコイル要素で構成されたＲＦコイルの概略の軸 断面図である。 図５は図１に示された装置のＲＦコイルの第三実施例のコイル要 素の概略を示す図である。 図６Ａは図１に示された装置のＲＦコイルの第二実施例の斜視図である。 図６Ｂは図６Ａに示されたＲＦコイルの軸断面方向の概略を示す図である。 図７は図１に示された装置の直交位相コイルシステムの第一の実施例の軸断面 方向の概略を示す図である。 図８は図７に示された直交位相コイルシステムの回路図を示す。 図９及び１０は図１に示された装置の直交位相コイルシステムの第二の実施例 の軸面方向の概略及び回路図を示す。 図１に概略的に示す磁気共鳴装置は定常な磁界Ｈを発生する第一の磁石システ ム１と、傾斜磁界を発生する第二の磁石システム３と、第一の磁石システム１及 び第二の磁石システム３それぞれに対する電源７とからなる。無線周波数（ＲＦ ）コイル９はＲＦ交番磁界を発生させるために供される；この目的のためにそれ はＲＦ源１１に接続される。検査されるべき対象（図示せず）内に送信されたＲ Ｆ磁界により発生されたスピン共鳴信号の検出のためにＲＦコイル９がまた用い られえ、その目的でそれは信号増幅器１３からなるＲＦ受信装置に接続される。 信号増幅器１３の出力は中央制御装置１７に接続される検出回路１５に接続され る。中央制御装置１７はまたＲＦ源１１に対する変調器１９と、電源７と、表示 のためのモニター２１とを制御する。ＲＦ発振器２３は測定信号を処理する検出 器１５と同様に変調器１９を制御する。必要なら第一の磁石システム１の磁石コ イルを冷却するために冷却ダクト２７を含む冷却装置２５が設けられる。この種 の冷却システムは抵抗性コイルに対しては水冷システムで、高磁界が必要とされ る場合は例えば超伝導磁石コイルに対する液体ヘリウム冷却システムで構成され うる。磁石システム１及び３内に配置されたＲＦコイル９は測定空間２９内に収 容され、該空間は医学診断測定のための装置内では検査されるべき 患者、または検査されるべき患者の一部分、例えば頭部及び首を収容するのに充 分広い。斯くして定常磁界Ｈと、対象のスライスを選択する傾斜磁界と、空間的 に均一なＲＦ交番磁界とが測定空間２９内で発生されうる。ＲＦコイル９は送信 コイル及び測定コイルの機能を結合しうる。その代わりに異なるコイルが、例え ば表面コイルの形で測定コイルが該２つの機能に対して用いられうる。以下では 通常ＲＦコイル９は測定コイルとしてのみ考える。必要ならコイル９はＲＦ磁界 を遮蔽するためにファラデー箱３１により密閉される。 図２Ａ，２Ｂは図１に示された装置のＲＦコイル９の第一実施例のそれぞれ斜 視図及び軸断面図である。ＲＦコイル９は円筒形の形状を有し、例えば等しい円 筒形のコイル巻型３３上に配置される。該円筒は一点鎖線により示される中心軸 ３５を有する。ＲＦコイル９は中心軸３５に平行に延在し、円筒表面を横切り、 ゼロ位置３９に関して対をなすように対称な位置を占めるようにこの実施例では 円筒表面に亘って規則的に分布する多数の軸方向導電体要素３７からなる。この ゼロ位置は図２Ａでコイル巻型３３の表面に破線で表され、図２Ｂで極座標の０ 度軸として示される。座標系４１では各軸方向導電体要素３７の位置はゼロ位置 ３９に関するこの位置の角度αにより示される。図２Ｂでは軸方向導電体要素３ ７に対する角度はそれぞれ符号α₁、α₂で表される。共に対を形成する２つの軸 方向導電性要素３７は位置αと−αに存在する。円筒の同じ端にある軸方向導電 性要素３７の端（図２Ａで上の両端又は下の両端）は以下に対応する端と称する 。軸方向導電体要素３７の各対の対応する端はループ導電体区域４３により相互 接続される。円柱の一端でのループ導電体区域４３は図２Ｂに示されるように閉 ループである必要はない端導電体要素を共に形成する。 その端に接続されるループ導電体区域４３に関連して軸方向導電体要素３７の 幾つかは長い導電体４５の多数のターンとして構成されるコイル要素４４を形成 する。導電体４５は例えば円筒形状を得 るように後で曲げることにより基板上に設けられる銅の層の選択的エッチングに よりプリント回路基板（ＰＣＢ）の製造用に通常用いられる方法で形成された平 坦な電気的な絶縁基板上を辿る導電体である。しかしながら導電体４５は絶縁シ ースで被覆された又はその様なワイヤの束から形成されたリッツ（ｌｉｔｚｅ） ワイヤと称される導電性ワイヤからなり、コイル要素４４はコイルの巻取りで慣 行として用いられる方法で自己保持型サブコイルとしてそれから巻かれる。円筒 軸３５の同じ側に位置する軸方向導電体要素３７とループ導電体区域４３は好ま しくは共に巻かれ、最初に第一のコイルリードアウト４７から始まるコイル要素 ４４の内側部分が巻かれ、次に更に外側に位置する部分が巻かれる。図２Ａでは この方法で形成された第一のコイル要素４４はコイル巻型３３の前方に見える。 第一のコイル要素４の外側部分は第二のコイルリードアウト４９で終端する。同 様に形成された第二のコイル要素４４はコイル巻型３３の後方に位置する。該第 二のコイル要素の軸方向導電体要素３７の位置は破線により示される。第一のコ イル要素４４の第二のコイルリードアウト４９は第二のコイル要素の第一のコイ ルリードアウト（見えない）に電気的に接続される。この接続は同じワイヤを用 いて第一のコイル要素の直後に第二のコイル要素４４を巻くことにより、又は２ つのコイル要素を別に巻、例えばコイル巻型３３に設けるときにはんだ付けによ り第一のコイル要素の第二のコイルリードアウト４９を第二のコイル要素の第一 のコイルリードアウトに接続することにより確立される。あるいは図２Ａにコイ ル要素４４の内側及び外側部分が別の、自己保持型コイル要素として示される部 分を巻くことが可能であり、組立の時にだけＲＦコイル９に関して全てのコイル 要素を相互接続することも可能である。ＲＦコイル９は同一であり、故にそれぞ れがＲＦコイルの軸方向導電体要素３７の数の半分からなる２つの自己保持型コ イル要素４４からなる。これら２つのコイル要素は中心軸３５に関して直径方向 上に配置され、 電気的に直列に接続される。第二のコイル要素４４は図２Ａに示されるように引 き出されている第二のコイルリードアウト５１で終端する。第一のコイル要素４ ４の第一のコイルリードアウト４７及び第二のコイル要素の第二のコイルリード アウト５１はＲＦコイル９の第一の接続点５３と第二の接続点５５をそれぞれ形 成する。 前記から明らかなように各コイル要素４４のターンは問題のコイル要素のルー プ導電体区域４３と軸方向導電体要素３７を共に形成する。各コイル要素４４の ターンの状態は各軸方向導電体要素３７がゼロ位置３９に対する問題の軸方向導 電体要素３７の位置を示す角度αの正弦の絶対値に比例するターンの数の部分を 形成するように選択される。各コイル要素４４の全てのターンが電気的に直列に 接続される故に各軸方向導電体要素３７全体の電流はｓｉｎαに比例し、ｓｉｎ αの符号は電流の向きを示す。斯くしてＲＦコイル９は軸方向導電体要素３７で 概略正弦波形の電流密度分布を形成する。軸方向導電体要素３７の数が多いほど より良く近似されることは無論である。示されている実施例ではこの数は８に等 しくそれは実際に正弦波状の電流密度分布の適切な近似を提供することが見いだ された。所望ならば軸方向導電体要素３７の数は増加しうる。図２Ｂでは与えら れた瞬間での軸方向導電体要素３７の電流方向が従来の方法で示される。×印は 電流が観察者から去ってゆく方向に向いていることを意味し、点は電流が観察者 に向かっていることを示す。 図３は上記ＲＦコイル９の電気回路図を示す。動作状態では第一の接続点５３ はＲＦ源１１又は信号増幅器１３（図１）の端子に接続される。第二の接続点は 容量性要素５７を介して接地端子５９に接続され、それにＲＦ源１１及び信号増 幅器１３の第二の接続（図示せず）がまた接続される。コイル要素４４の４つの 直列接続された部分は連続し、第一の接続点５３から開始し、第一のコイル要素 の内及び外の部分４４₁、４４₂と第二のコイル要素の内及び外の部分４４₃、４ ４₄とを有する。図３にまた示される各部分の巻数 は４つの部分４４₁、４４₂、４４₃、４４₄のそれぞれに対してＮ₁、Ｎ₂、Ｎ₃、 Ｎ₄であり、ここで Ｎ₁＝Ａ｜ｓｉｎα₁｜、Ｎ₂＝Ａ｜ｓｉｎα₂｜ （１） である。 Ａは比例定数、Ｎ₁、Ｎ₂は実際の実施例でそれぞれ８と２０であり、α₁、α₂ はそれぞれ２１．６８°，６７．５°である。各コイル要素４４の自己誘導は就 中ターン数及びコイル要素の部分間の相互誘導に依存し、それによりＲＦコイル ９の全体の自己誘導Ｌはコイル要素の構成を適切に選択することにより影響され うる。第二の接続点５５に接続される容量性要素５７は容量Ｃを有し、コイル要 素４４の直列接続と組み合わされて共振回路を構成する。容量性要素５７は例え ば固定又は可変コンデンサである。直列接続の共振周波数はＬとＣの値の適切な 選択により所望の値に調整可能である。非常に広い共鳴周波数範囲内のどの値で も原理的には可能である。何故ならばＣとＬの値は実質的に非常に広範な範囲内 で意のままに選択可能であるからである。故にＲＦコイル９は所望の周波数に容 易に調整可能である。実際にＲＦ源１１及び信号増幅器１３は同じ周波数に調整 される。 図２Ａ、２Ｂを参照して記載された実施例ではコイル要素４４はゼロ点３９に 対して対称に配置される。これは位置αにある各軸方向導電体要素３７に対して 軸方向導電性要素が位置−αに存在し、該軸方向導電体要素の両方は同じターン 数の部分を形成する。しかしながらこれは以下の第二の実施例に基づく以下の説 明における絶対的な条件ではない。図４Ａは第二の実施例のコイル要素４４を示 し、図４Ｂはその様なコイル要素を用いて製造されたＲＦコイル９を軸方向で見 た図である。図２Ａ、２Ｂで用いられたのと同じ符号が用いられる。コイル要素 は再び自己支持型構造として内側から外側に巻かれ、第一のコイルリードアウト ４７から開始し、第二のコイルリードアウト４９で終了する。軸方向導電体要素 ３７は連続的 に８、５、２、３、７、５ターン（図４Ａの右から左へ）の部分を形成する。故 にゼロ位置３９の各側へ軸方向に延在する導電体の数は１５である。第二のコイ ルリードアウト４９は図４Ａに示されるコイル要素４４の鏡像である第二のコイ ル要素の第一のリードアウトに接続され、対称の軸は符号６０により示される。 故に第二のコイル要素はその最も右側で５つの導電体からなる軸方向導電体要素 からなり、それは示されるコイル要素４４の最も左側の軸方向導電体要素３７と 共に１０の導電体からなる組み合わされた軸方向導電体要素を構成する。これら ２つのコイル要素の組合せはＲＦコイル９を生じ、その軸断面の図は概略的に図 ４Ｂに示される。軸方向導電性要素３７の位置は各軸方向導電体要素内の導電体 の数（問題の軸方向導電体要素が部分をなすところからのターン数に等しい）が ゼロ位置３９に関する位置を示す角度αのｓｉｎの絶対値に比例するように選択 される。故に図４Ａのコイル要素４４は図２Ａに示されるものとは軸方向導電体 要素３７がゼロ位置３９に関して対をなすように対称ではなく、軸方向導電体要 素の幾つかの一端が１以上のループ導電体区域４３に接続される点で異なる。し かしながら後者はまた軸方向導電体要素３７が図５を参照して以下に説明される ようにゼロ位置３９に関して対をなすように対称である場合に可能である。 図５はコイル要素４４の第三の実施例を示し、同じ符号をまた使用する。コイ ル要素は上記実施例と同様に巻かれ、ゼロ位置に関して対をなすように対称に配 置され左から右に見たときにそれぞれ５、２、２、５の導電体からなる４つの軸 方向導電体要素３７からなる。図５の下と同様に上で３つのループ導電体区域４ ３があり、これは第一と第三、第一と第四、第二と第四の軸方向導電体要素３７ の対応する端をそれぞれ相互接続する。実施例からコイル要素４４の形は高度に ランダムに選択しうることが示されることが明らかである。故に形成されるＲＦ コイル９の種々の特性は実質的に独立に最適化 されうる。その様な特性は例えば軸方向導電体要素３７間の開口の位置（ＲＦコ イル内に配置される対象のアクセス性の観点から）、自己誘導及びコイル品質で ある。 図６Ａ，６Ｂは図１に示される装置のＲＦコイル９の第四実施例のそれぞれ斜 視図と軸断面図を示す。対応する要素はまた図２Ａ、２Ｂで使われたのと同じ符 号により示される。図１に示される装置の本実施例でのＲＦコイル９はまた２つ のコイル要素４４からなり、これは前の実施例のコイル要素と同じ技術を用いて 電気的に直列に接続される多数のターンからなるよう形成される。各コイル要素 ４４は多数の電気的に直列に接続されたターンからなる。しかしながら各軸方向 導電体要素３７はここでは同じ数のターンの部分を形成し、示される実施例では １つのターンである。明らかにこの数はまた２以上である。同じターンに含まれ る軸方向導電体要素３７の幾つかは図６Ｂでわかりやすく示すために破線６１に より相互接続される。円筒の周の方向での軸方向導電体要素３７間の距離は軸方 向導電性要素とゼロ位置３９との間の角度αの絶対値が増加するにつれて減少す る。従ってＲＦコイル９の軸方向電流密度がｓｉｎαの値が増加するにつれて増 加する。軸方向電流密度Ｊはここで円筒の周の方向で測定した距離の単位当たり の軸方向電流Ｉ_axを意味すると理解できる。Ｒが軸方向導電体要素３７が配置さ れる円筒の半径であり、角度αがラジアンで測定される場合に２つの位置α₁、 α₂（図６Ｂを参照）間の距離ｄはＲ（α₂−α₁）に等しい。α₁とα₂との間の 中間の位置α₀に関する軸方向電流密度Ｊは以下のようになる： 軸方向導電体要素３７間の距離はαの絶対値が増加するにつれて減少する故にα が大きくなるにつれて単位距離当たりの軸方向導電体 要素がより多くなる。上記で説明したように全ての軸方向導電体要素３７は同じ 数の導電体を含み、それにより各軸方向導電体要素は同じ電流Ｉ_axを流す。式（ ２）では和の値は距離ｄにわたり延在する軸方向導電体要素３７の数に比例する 。ｄが一定に保たれる場合にはＪはこの数に比例する。順次の軸方向導電体要素 ３７の間の距離がｓｉｎαの絶対値に反比例する場合には固定された距離ｄに亘 る軸方向導電体要素３７の数は｜ｓｉｎα｜に比例する。それで軸方向電流密度 Ｊの変化は正弦波状である。軸方向導電体要素３７は離散的な位置にある故に正 弦波状電流分布は近似的であるのみであるのは無論であり、近似はコイル要素４ ４当たりのターン数が大きくなる程良くなる。コイル要素４４当たり６つのター ンからなる示された実施例が適切に用いうる近似を提供することがわかった。 図７は図１に示すような装置に用いるのに適切な第一のＲＦコイル１０９と第 二のＲＦコイル２０９の組合せを示す。第一と第二のＲＦコイル１０９、２０９ は例えば図２Ａ、２Ｂを参照して説明された型である。それらは共通の中心軸３ ５の周りに同軸的に配置されるが第二のＲＦコイル２０９は第一のＲＦコイル１ ０９に関して該軸の周りに９０°の角度回転されている。これはそれぞれ第一の ＲＦコイル１０９及び第二のＲＦコイル２０９の対応する軸方向導電体要素１３ ７、２３７がそれぞれ９０°の位置の差を示す。例によると相互に２つの対応す る軸方向導電体要素１３７（１）と２３７（１）の位置は図７に示される。 ＲＦコイルにより発生された磁界の最適な均一性を得るために、一般に円筒の 周を横切って可能な限り規則的に軸方向導電体要素を分布することが望ましい。 故にＲＦコイルがＲＦコイル１０９、２０９のような８つの導電体要素からなる 場合には同じＲＦコイルの順次の軸方向導電体要素間の位置の差は好ましくは４ ５°である。これは第一のＲＦコイル１０９の軸方向導電体要素１３７（１）か ら９０°の距離で同じＲＦコイルの他の軸方向導電体要素１３７ （２）は配置されなければならない。上記ですでに説明したように第二のＲＦコ イル２０９の軸方向導電体要素２３７（２）もまたその位置に配置されなければ ならないという衝突が生ずる。この衝突は第二のＲＦコイル２０９の直径を第一 のＲＦコイル１０９のそれより大きくするよう選択することにより解決可能であ る。しかしなからこの解決策は多数の欠点を有する。第一に全体の構造の厚さは 増加し、それによりそれはより空間を占有する。第二に２つのＲＦコイル１０９ 、２０９は異なる構成を有さねばならない；これはコスト増加を引き起こす。第 三にＲＦコイル１０９、２０９の導電体要素１３７と２３７を一方が他方の上に なるように配置することはＲＦコイル間に比較的強い容量性結合を引き起こす。 この結合は望ましくなく、例えばコイル間にスペーサを挿入することで減少させ るべきであるが、それにより全体の直径は更に増加する。故に示された実施例が 選ばれ、それは軸方向導電体要素１３７、２３７はＲＦコイル１０９、２０９の 周を横切って正確に規則的ではなく分布される。結果として軸方向導電体要素１ ３７（１）と１３７（２）との間の角度α₁＋α₂は９０°より若干大きく、軸方 向導電体要素１３７（１）と１３７（３）との間の角度α₁＋α₃は若干小さい。 斯くして２つのＲＦコイル１０９、２０９は比較的小さな空間を占有するように 一方が他方に滑り込む。第二のＲＦコイル２０９は第一のＲＦコイル１０９と同 じ直径を有し、上記の欠点は回避された。１３７（１）と２３７（１）のような すぐに隣接する軸方向導電体要素間の容量性結合は一方が他方の上に配置される 軸方向導電体要素間のそれより実質的に小さい。軸方向導電体要素１３７、２３ ７の位置と「理想的な」位置との間の変動はこれらの要素のそれぞれで導電体の 数を適合することにより補正しうる。これは例を参照して説明したように容易に 達成可能である。一方を他方の上に巻くときに、ループ導電体区域１４３、２４ ３はある容量性結合をなお生ずる。これが問題になる場合にはループ導電性区域 はスペー サ（図示せず）により相互に分離され、構造の直径は若干増加する。容量性結合 を減少するためにその代わりにループ導電体区域１４３、２４３を相互に隣接す るように巻くことが可能であり、それにより構造の寸法は軸方向に若干増加する 。 図８はＲＦコイル１０９、２０９の回路図を示す。各ＲＦコイル１０９、２０ ９の回路図は図３に示す単一のＲＦコイルのそれに対応する。しかしながらここ ではそれに２つのＲＦコイル１０９、２０９が接続されるＲＦ送信装置１１及び ／又はＲＦ受信装置は知られているハイブリッドネットワーク６３からなり、こ れは第一の接続６５と第二の接続６７と第三の接続６９とからなる。ハイブリッ ドネットワーク６３は送信機装置１１により第三の接続６９へ渡されたＲＦ信号 を９０°の位相差を示す第一と第二のＲＦ信号に分割し、これらの信号を第一の 接続６５と第二の接続６７を介してそれぞれ利用可能にするよう配列される。そ れはまたこれらの信号の一つを９０°位相シフトするようにし、第三の接続６９ を介してＲＦ受信装置の信号増幅器１３に結合された信号を印加するようにその 第一の接続６５と第二の接続６７とを介してそれぞれ第一の信号と第二の信号を 受信するようまた配列される。第一と第二のＲＦコイル１０９、２０９は斯くし て９０°の位相差を有する相互に垂直に向けられたＲＦ磁界を発振及び／又は受 信しうる直交コイルシステムを共に構成するＲＦ送信及び／又は受信装置に接続 される。円偏向されたＲＦ磁界は斯くして発生され及び／又は受信される。 図９、１０は直交位相コイルシステムからなる第一のＲＦコイル３０９と第二 のＲＦコイル４０９の組合せの更なる実施例を示す。この実施例では第一のコイ ル３０９はコイル要素３４４（１）、３４４（２）、３４４（３）、３４４（４ ）からなり、第二のコイルはコイル要素４４４（１）、４４４（２）、４４４（ ３）、４４４（４）からなる。これらのコイル要素は図１０に示されるように容 量性要素３５７、４５７及びＲＦ電流Ｉ₁、Ｉ₂の２つのソースに 接続される。電流源Ｉ₁、Ｉ₂は９０°の位相差を示すＲＦ電流を供給する。容量 性要素３５７と４５７は２つのコイル３０９、４０９の間の寄生容量からなる。 それらはまた別の容量からなる。コイル要素３４４（１）と３４４（２）で得ら れた電流Ｉ_res1はコイル要素３４４（３）、３４４（４）での電流と同じである 。同様にコイル要素４４４（１）と４４４（２）で得られた電流Ｉ_res2はコイル 要素４４４（３）、４４４（４）での電流と同じである。Ｉ_res1とＩ_res2は直交 位相システムに要求されるように９０°の位相差を示す。 明らかに直交位相コイルシステムはまた図６Ａ，６Ｂに示される型の第一と第 二のＲＦコイルにより形成されうる。その場合には第一のＲＦコイルは比較的大 きな直径を有する円筒表面上に設けられ、第二のＲＦコイルは比較的小さな直径 の同心の円筒表面上に配置される。２つのＲＦコイルの回路図は図８に示される 回路図と同じである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 れる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 長手方向に延在する中心軸（３５）を有し、主に円筒状の表面に亘って中 心軸に平行に延在する多数の軸方向導電体要素（３７）からなる主に円筒状のＲ Ｆコイル（９）と、軸方向導電体要素の端に近い中心軸の周りに延在する端導電 体要素とを含み、軸方向導電体要素はゼロ位置（３９）に関して所定の位置を占 めるように円筒の周に亘って分布し、ＲＦコイルは円筒の軸に垂直の向きの実質 的に均一なＲＦ磁界の発生及び／又は受信を可能にするためにゼロ位置に関する この位置の角度（α）として表される円筒の周上の軸方向導電体要素の位置の関 数として実質的に正弦波状の電流密度分布を発生するよう配置された磁気共鳴装 置であって、各端導電体要素は多数のループ導電体区域（４３）からなり、各ル ープ導電体区域は２つの軸導電体要素（３７）の対応する端を相互接続し、軸導 電体要素の少なくとも幾つかは、それらの端に接続されるループ導電体区域と共 に、長い導電体（４５）の多数のターンで構成されるコイル要素（４４）を形成 し、斯く形成された全てのコイル要素は電気的に直列に接続されることを特徴と する磁気共鳴装置。 ２． コイル要素（４４）の直列接続は少なくともその端の一つを介して容量性 要素（５７）に接続されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴装置。 ３． 各コイル要素（４４）は電気的絶縁シースで被覆された少なくとも一つの 導電性ワイヤ（４５）で巻かれる自己支持型サブコイルとして形成されることを 特徴とする請求項１又は２記載の磁気共鳴装置。 ４． ＲＦコイル（９）は中心軸（３５）に関して直径方向上に配置される２つ のコイル要素（４４）からなることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれ か１項記載の磁気共鳴装置。 ５． 各コイル要素（４４）でのターンの状態は各軸方向導電体要 素（３７）がゼロ位置（３９）に関する問題の軸方向導電体要素（３７）の位置 を示す角度（α）の正弦の絶対値に比例する多数のターンの一部分を形成するよ う選択されることを特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載の磁気 共鳴装置。 ６． 各コイル要素（４４）でのターンの状態は各軸方向導電体要素（３７）が 同じターン数の一部分を形成し、軸方向導電体要素（３７）とゼロ位置（３９） との間の角度（α）の絶対値が増加するにつれて円筒の周の方向の順次の軸方向 導電体要素（３７）間の距離が減少するよう選択され、ＲＦコイル（９）内の軸 方向電流密度がゼロ位置に関するＲＦコイル内の位置を示す角度（α）の正弦に 実質的に比例するように配置されることを特徴とする請求項１乃至４のうちのい ずれか１項記載の磁気共鳴装置。 ７． 該装置は第一及び第二のＲＦコイル（１０９，２０９）からなり、第一及 び第二のＲＦコイルは本質的に同じ構成を有し、第二のＲＦコイル（２０９）が 第一のＲＦコイル（１０９）に関して中心軸の周りに９０°の角度回転され、第 一及び第二のＲＦコイルの第一のコイル接続は９０°の位相差を有する相互に垂 直な向きのＲＦ磁界が発生され及び／又は受信されることを可能にするために、 ９０°の相互位相差を有するＲＦ信号を供給及び／又は受信するよう配置される ＲＦ送信及び／又は受信装置のそれぞれの端子（６５、６７）に接続されるよう に中心軸（３５）の周りに同心に配置されることを特徴とする請求項１乃至６の うちのいずれか１項記載の磁気共鳴装置。 ８． 第一及び第二のＲＦコイル（１０９、２０９）は同じ直径を有することを 特徴とする請求項７記載の磁気共鳴装置。