JPS60117138A - 核スピン共鳴機器用の高周波装置 - Google Patents

核スピン共鳴機器用の高周波装置

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JPS60117138A
JPS60117138A JP59234848A JP23484884A JPS60117138A JP S60117138 A JPS60117138 A JP S60117138A JP 59234848 A JP59234848 A JP 59234848A JP 23484884 A JP23484884 A JP 23484884A JP S60117138 A JPS60117138 A JP S60117138A
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Japan
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conductor pieces
axis
surface coil
frequency
pieces
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JP59234848A
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ノルベルト、クラウゼ
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、基底磁場磁石によって作られた磁場内の少
くとも部分的に均等な磁場区域内部において被検体に直
接接するかあるいはその近くに置かれる高周波表面コイ
ルを備える核スピン共鳴機器（特に医療用のもの）にお
いて高周波磁場の発生あるいは高周波信号の受信あるい
はその双方を行なう装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の高周波装置の一例は１９８３年８月米国サンフ
ランシスコで開催された”　３ｅｃｏｎｄ　Ａｎ−ｎｕ
ａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｏｃｉｅｔｙ
　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔ−ｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｙｔｅｔ　
ｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ”　の報告書から知ることがで
きる。
医術の分野では被検体内のスピン密度分布又は緩和時間
分布から特定の元素の積分核スピン共鳴信号を計算又は
測定によって分析する診断法が開発されている。これに
対応する診断法は核スピントモグラフィ（ＮＭＲ）モグ
ラフイ）又はツオイグマトグラフイと呼ばれている。
核スピントモグラフィを可能にする前提条件は基底磁場
磁石によって作られた強力な磁場が予め定められた広さ
の区域においてできるだけ均等であることで、この磁場
に被検体又はその一部分が一般に基底磁場軸に沿って置
かれる。更に被検体の特定の元素の原子核を励起して歳
差運動を起させるために一つの特別なコイルが必要であ
る。このコイルにより高周波交流磁場を短時間発生させ
ると同時に特別な測定コイルが設けられない場合には被
検体からの高周波信号を受信する。基底磁場は必蜀に応
じて局部的に変化させ、表面コイルの高周波信号によっ
て励起される区域を限定することができる。（Ｔｏｐｏ
ｌｏｇｉｃａｌ　ＮＭＲ；　５ｅｎｓｉ−ｔｉｖｅ　Ｐ
ｏ１ｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄｅ　）　。
例えば人体内でＨ核に比べて少数の　Ｐ核又は＋Ｓ　Ｃ
核を励起するかそれらの核スピン共鳴信号を受信する特
殊装置に対しては高感度とするため、被検体の表面近く
に設けられ特に被検体表面に接触させる高周波コイルが
公知である。この表面コイルと呼ばれる高周波コイルと
しては一般に円環状の単巻又は複巻のコイルが使用され
る。
しかしこの種の表面コイルはその最大感度部分が表面近
くの区域にあるから被検体の深部区域の検査に使用する
と感度が低くなり、目的とする共鳴信号には常に表面近
くの区域からの比較的強い信号が重ねられる。従って信
号の分析が困難となり、多くの場合被検体深部の状態に
関して明確な言明は不可能となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明の目的は、冒頭に挙げた高周波装置を改良して
その表面コイルの感度が深さ方向において調整され、特
に被検体の深部から比較的強い共鳴信号が得られるよう
にすることである。
〔問題点の解決手段〕
この目的は表面コイルを複数の巻回から構成し、それら
を少くとも部分的に閉結した形で種々の空間位置に配置
し、更に巻回の少くとも大部分を単一の導体片又は一つ
の群にまとめられた複数の導体片から構成し、隣り合せ
た巻回な流れる電流の方向を互に逆向きにすることによ
って達成される。
〔効果〕
この発明による高周波装置の構成の長所は、特に巻回の
個数と幾何学的形状と配置位置の外にそれを構成する導
体片の個数を適当に選定することにより被検体の表面に
垂直な深さ方向において際立った指向特性を示すことで
ある。こねによって被検体の深さに関して感度が高い特
性領域と低い特性領域とを作ることができる。
この発明による高周波装置の有利な実施態様は特許請求
の範囲第２項以下に示さ几ている。
〔実施例〕
図面についてこの発明を更に詳細に説明する。
第４図は本願と同時に出願された本出願人の別の出願の
発明の対象となっている表面コイルの構成の概略を示す
。ヱとして示されているコイルは単巻であって、それを
構成する導体片は被検体又はその部分４の表面の点０に
対して対称的に配置されている。被検体部分４は核スピ
ン共鳴機器の基底磁場磁石が作る少くとも部分的に均等
な基底磁場Ｂ。内に置かれる。点０を原点とする直角座
標系の２軸は基底磁場Ｂ０の方向に一致する。図面には
ｘｙ面とｙｚ面がそれぞれＥ　ＸＹ＋　Ｅｙ　ｚとして
示さ几ている。表面コイルスに高周波交流■を流すと、
共鳴実験に必要な強さＢ、の短時間高周波磁場が作られ
る。この場合表面コイルは高周波磁場の遮断後に到着す
る被検体深部からの高周波信号の受信にも使用される。
図に示した表面コイルスは矩形であるが、円形長円形又
は円環状にすることも可能である。図示の形態ではコイ
ルスは互に平行する縦導体片７と８を備え、それらの間
に横導体片９と１０が置かれている。コイル２はその縦
導体片が少くとも近似的に基底磁場Ｂ。の方向に垂直に
なるようＣ二層かれる。従って縦導体片７．８゛に比べ
て著しく短い横導体片９．１０は基底磁場Ｂ。にほぼ平
行となる。縦導体片７．８のこのような配向により総て
のｙｚ断面において高周波信号の発信に際して近似的に
等しい磁場特性が達成される。受信に際しても同様な利
点が得られる。これによって受信した高周波信号は縦導
体片の間の平面の幾何学的の拡がりによって限定さルた
区域に一義的に対応させることができる。
縦導体片７．８は少くとも横導体片９．１０の３倍の長
さとすると有利である。コイル２の縁端効果を低減させ
るためには、横導体片９．１０を被検体表面３から引き
上げ、被検体４内の信号源からの距離が縦導体片よりも
大きくなるようにすると有利である。図面に示されてい
るこれらの縁　′端効果低減手段の外に別の手段、例え
ば横導体片の高周波遮蔽を採用することも可能である。
表面コイル旦による強度Ｂ１の高周波磁場には著しく強
大な基底磁場Ｂ。が重ねられるから、基底磁場と同じ方
向の弱い高周波磁場の作用は実際上認知されない。表面
コイル旦が受信する高周波信号に対しては、例えば横方
向のｘｙ面Ｅｘｙ内において第５図に示すような有効信
号強度一定の曲線が得られる。第５図には任意単位の位
置座標をもって受信した高周波信号の比強度曲線が示さ
れている。ここで信号強度はＢ１　とｓｉｎ　（ｃ−Ｂ
、１（ｃ：定数）の積で与えられる。
第５図の曲線から容易に推定されるように第４図に示し
た表面コイルヱ近くに信号強度最大の区域があり、最高
感度は比較的小さいｙ値即ち被検体の表面近くにある。
これに基く被検体深部の検査の困難性はこの発明による
高周波表面コイルの構成により著しく軽減される。この
ようなコイルの実施例を第１図に示す。第４図に対応す
る部分は同じ符号と番号がつけである。
被検体の深さに関しての指向特性を改善するため第１図
の実施例では複数の巻回が設けられ、各巻回は単一の導
体片あるいは群にまとめられた複数の導体片から構成さ
れる。これらの巻回は少くとも部分的に閉結した形で互
に間隔を保って設けられる。第１図に１２として示さｎ
ている表面コイルは矩形形状から出発しているが、円形
、長円形又は円環状としてもよい。コイル１２はＸ方向
に長く引き伸はさｔｔ、　ｘ軸に平行な縦導体片１３乃
至２２は対応する横導体片２４乃至３２より著しく長く
少くとも３倍の長さになっている。更５二横導体片は被
検体の表面から第４図に示すように引き上げられるかあ
るいは遮蔽され、引き上げられるか遮蔽された導体片を
含む領域Ｚ１　と２２の間では表面コ・ｒル］２はその
縦導体片１３乃至２２だけが被検体表面の能動領域Ｚａ
に置か八る。この場合縦導体片＋３乃至２２は直接被検
体３の表面に接触しているかあるいはそれから数Ｃ４度
の近距離に設けられる。
表面コイルＬ？の各巻回の能動部分は並び合うか重なり
合って群にまとめられた縦導体片から構成され、これら
の導体片に同じ向きの電流が流れる。コイルは縦導体片
１６と１７および１８と１９から構成される二つの群Ｇ
１　とＧＩ′を含み、これらはｘ軸から平均距離ｄ１だ
け離れて対称的に設けられる。これらの群の縦導体片の
個数なｎｌと下る。縦導体片】６乃至】りは破線で示し
た内側部分巻線し旦を構成し、外側部分巻線で包囲され
ている。外側部分巻線の能動部分は縦導体片】３乃至１
５と２０乃至２２で構成さ几る二つの群Ｇ２と０２′か
ら成る。このｎ２−３の縦導体片を含む群はｘ軸から平
均距離ｄ２を保つ。＠縦導体片１３乃至２２は矢印で示
した電流方向が各群の縦導体片では同じになるように横
導体丼２４乃至３２を通して結ば八る。しかし隣り合っ
た群では逆向きの電流が流ａする。
第１図に示した表面コイル１２において重要なのは、能
動領域ＺａのＸ方向の拡がりＬが間隔ｄ２又はｄ、より
も著しく大きく選ばれていることである。これによって
実質上高周波磁場Ｂ、のｙ成分だけが有効となる。更に
各群のＸ方向の実効長も異る太きさとし、ＮＧ、とＧｌ
’の実効長を群Ｇ２　と０２′の実効長よりも大きくし
たり小さくしたりすることができる。更に間隔ｄ、とＢ
２が導体片の個数ｎｌ、ｎ２ζ二比例し ｄ、、　ｎ。
ｄ、ｎ２ となるように選ばれると、装置の中心即ちｆ％４ｐＱ系
原点においての磁場が実質上完全に消滅し、最高感度の
領域が被検体の深部に移され、その部分で磁場の強度の
貯魚が形成されるという利点がある。
この佇点は（ｄ、＋ｄ２　）／４の距離（二ある。この
ような事情に基き例えば医術の分野においては被検体の
深部例えば内臓について明確な診断を下すことができる
。
各群に所属する縦導体片の関数１１が２である実施例は
第２図の曲線を基本にする。この図は第５図と同様にｘ
ｙ切断面においての等信号強度曲線を示すもので、第５
図と比較することにより感度の最大はｙ値が比較的小さ
いＸ軸通＜ｃ′−はなく、ｙ値の大きい方に移動してい
ることが明らかである。この移動は感度最大点が被検体
の深部に移動したことを示している。
第１図に示した表面コイルの実施例は、各導体群の縦導
体片が総て被検体４の対象段ＷＪ３上のＸｘｙ面内にな
ければならないという事実から出発するものである。こ
のような配置は必ずしも必要ではない。第３図に概略を
示したｘｙ切断面から分るよう（二それぞれの群に属す
る縦導体片も異った平面円に置くことができる。第３因
では導体片群の二対Ｇｓ　−Ｇｓ’が三つの縦導体片３
６乃至３８又は３９乃至４］を含み、この中縦導体片３
８と４１だけが被検体４の表面３に、又はその近くにあ
るものとしである。
表面コイル」は第１図に示すように二つの導体灯群対Ｇ
、−Ｇ、’　およびＧｌ　Ｇ２’で構成さ几るが、その
外にＸ軸から遠く離れた縦導体片群を備えるコイルを設
けることができる。その場合この遠く離れた群の縦導体
片の個数ｎは必ずしもＸ軸からの距離の増大と共に増す
必要はない。しかし一般には少くともＸ軸に最も近い両
群Ｇｌ　とＧ２又はＱ、／とＧ、′では縦導体片の数を
増してｎ　ａ　）　ＨユとＴるのが効果的である。
各縦導体片は第１図に示す特殊な直列接続の外に各コイ
ルを並列接続することも原理的には可能である。しかし
その場合被検体が不均一構成のときコイルに流れる電流
が各コイルに非対称的に分配さ几ることも起り得ること
を注意しなけルばならない。
【図面の簡単な説明】
第１図と第２図はこの発明による高周波表面コイルの構
成図とその信号磁場等強度曲線図、第３図はこの発明に
よる表面コイルの別の構成を示す図面、第４図は本願と
同時に出願された発明の対象となっている高周波表面コ
イルの構成を示す図面、第５図は第４図のコイルの一〇
の断面における高周波信号磁場の等強度曲線図である。 第１図において１２は表面コイル、】３乃至２２は縦導
体片、２４乃至３２は横導体片、Ｇ、乃至Ｇ、とＧｌ’
乃至Ｇ　Ｂ　’　は導体片群、Ｂｏは基底磁場である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）基底磁場磁石によって作られた磁場の少くとも一部
    の均等磁場区域内部において直接被検体上に設けられる
    か少くともその近く（＝設けられる高周波表面コイル（
    １２）が少くとも部分的に閉結した形で種々の空間位置
    に設けられた複数の巻回を備え、各巻回の少くとも大部
    分が単一の導体片又は一つの群（ＧＩＨＧ＋’乃至Ｇ、
    、Ｇ、ｌ）にまとめられた複数の導体片（１３乃至２２
    ．３６乃至４１）から成り、隣り合わせた巻回の電流通
    流方向が互に逆向きであることを特徴とする核スピン共
    鳴機器において高周波磁場を発生しあるいは高周波信号
    を受信する装置。 ２）表面コイルの巻回、が円形特に円環の形であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３）表面コイル（１２）がほぼ矩形であり、その平行す
    る縦導体片（１３乃至２２）がそれに直交する横導体片
    （２４乃至３２）よりも相当に長いこと、縦導体片（１
    ３乃至２２）が基底磁場コイルによって作られる磁場（
    Ｂ。 ）の方向に対して少くとも近似的に垂直であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４）表面コイル（１２）が少くとも部分的に閉結した巻
    回を少くとも二つ持つこと、内部巻回（３５）の導体片
    （１６乃至１９）の数ｎ。 がそれを包囲する外部巻回の導体片（１３乃至１５．２
    ０乃至２２）の数ｎ２より小さいことを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の装置。 ５）　表面コイル（１２）が一つの軸（Ｘ）に対して対
    称的な縦導体片の群＜　Ｇ、　−Ｇ、’、　Ｇ２−Ｇ２
    ’　）の二対を備えていることを特徴とする特許請求の
    範囲第３項又は第４項記載の装置。 ６）　軸（Ｘ）に近い群ＣＧ＋　−Ｇ％　）がそれぞれ
    二つの縦導体片（１６，１７，１８，１９１を備え、軸
    （ｘ）から遠い群（Ｇ、、、Ｇ２’）がそれぞれ三つの
    縦導体片（１３乃至１５：２０乃至２２）を備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７）軸（Ｘ）に近い群（Ｇｌ　、Ｇ、’）の軸（Ｘ）か
    らの距離（ｄ、）と軸から遠い群（Ｇ２゜０２′）の対
    応する距離（Ｇ２　）との関係が少くとも近似的に次の
    関係式： ％式％ を満たすように選定さハていることを特徴とする特許請
    求の範囲第５項又は第６項記載の装置。 ８）表面コイル（上１）の最も短い縦導体片（１３乃至
    ２２）がそれに対応する横導体片【２４乃至３２）の少
    くとも３倍の長さであることを特徴とする特許請求の範
    囲第３項乃至第７項の一つに記載の装置。 ９）横導体片（２４乃至３２）が外部に対して高周波遮
    蔽さ几ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項乃
    至第８項の一つに記載の装置。 １０〕　横導体片（２４乃至３２）が縦導体片（１３乃
    至２２）よりも被検体（４）の表面（３）から遠く離れ
    て設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第３
    項乃至第８項の一つに記載の装置。 １１〕　一つの巻線の一つの群ＣＧ３１Ｇｓ／）を構成
    する導体片（３６乃至３８；３９乃至４２〕の少くとも
    一部が異った平面に設けられていることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項乃至第１０項の一つに記載の装置。
JP59234848A 1983-11-08 1984-11-07 核スピン共鳴機器用の高周波装置 Pending JPS60117138A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3340384.8 1983-11-08
DE19833340384 DE3340384A1 (de) 1983-11-08 1983-11-08 Hochfrequenz-einrichtung einer kernspinresonanz-apparatur mit einer oberflaechenspule

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60117138A true JPS60117138A (ja) 1985-06-24

Family

ID=6213765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59234848A Pending JPS60117138A (ja) 1983-11-08 1984-11-07 核スピン共鳴機器用の高周波装置

Country Status (4)

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US (1) US4592363A (ja)
EP (1) EP0142077B1 (ja)
JP (1) JPS60117138A (ja)
DE (2) DE3340384A1 (ja)

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