JPS61186841A - Nmrプロ−ブ用コイル装置 - Google Patents

Nmrプロ−ブ用コイル装置

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JPS61186841A
JPS61186841A JP60026719A JP2671985A JPS61186841A JP S61186841 A JPS61186841 A JP S61186841A JP 60026719 A JP60026719 A JP 60026719A JP 2671985 A JP2671985 A JP 2671985A JP S61186841 A JPS61186841 A JP S61186841A
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博 池田
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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1 本発明は核磁気共鳴装置(NMR装置)のプローブに用
いられるコイル装置に関し、特に感度を高めることので
きるコイルの構造に関するものである。
[従来技術] N M R装置では、試料を収容したプローブを一様な
静磁場内に配置し、プローブ内の試料に近接して配置さ
れたコイルから励起用高周波磁界を照射すると共に、試
料からの共鳴信号をこのコイルによって受信し、受信回
路を介してコンピュータへ送り、フーリエ変換処理によ
りNMRスペクトルを得ている。その際、コイルと試料
の共鳴子との結合の良否がNMR装置の感度を大きく左
右するため、コイルの形状や構造には大きな注意が払わ
れている。超伝導磁石を用いるNMR装置の場合、例え
ば第8図に示すような円筒状の鞍形コイルが通常用いら
れて来た。第8図の鞍形コイルは、試料を収容した試料
管が配置される半径Rの円筒状領域の周囲に、2つの渦
巻状巻線コイル部分1゜2が円筒軸Zの回りに対称に配
置されている。このwA巻状巻線コイル部分は、円筒軸
Zに平行な直線状部分1A、2Aと、円筒軸2に直角な
平面内にある円弧状部分IB、2Bとから成っている。
第9図は上記直線状部分へを円筒軸Zに直交する面で切
断した断面図を示し、半径Rの円周上に直線状部分1Δ
、2AがY平面を挟んで対称に配置され、このコイルに
よってX方向に高周波磁界が発生する。
上述の如き従来のコイルに共通した考え方は、等しい形
状をした2つの渦巻状巻線コイル部分1゜2を円筒状領
域を挟んで両側から対向配置するということであり、従
ってコイルのターン数は2゜4.6.8.  ・・・と
偶数ターンになる。
ところで、近時超伝導磁石によって強度の大きな静磁場
が得られるようになり、それに伴って観測周波数も40
0MH2程度から500MHz。
600MH2へと高められて来ている。このように観測
周波数を高めるには、試料コイルとしてはインダクタン
スが小さくて同調周波数を^められ、しかもQが高<S
N比及び感度を高められるものが要求される。
従来は、最もターン数が少なくインダクタンスを最小に
できる第4図の2ターンのコイルがそのような場合に使
われている。しかしながら、このにうなコイルを使用し
てもインダクタンスを十分に小さくすることはできず、
従来は好ましくないことを承知の上でこのコイルを使用
せざるを1qなかった。
そこで本発明者は、上述した従来の考え方からは決して
配置されることのない第9図のY軸上に巻線を配置する
第10図に示すような1ターンの新規なコイルを提案し
た。第10図(a)は導体板から押し抜かれた時の形状
を示し、第10図(b)はそれを円筒状に形成した時の
状態を示す。
第10図(a)、(b)において、コイルは円筒軸Zに
平行な直線状導体11.L2と、この直線状導体L1 
、L2を直列に接続してコイルを形成するための円弧状
導体L3 、L4と、第2の円弧状I!!体L5〜L8
と、コイルを外部の回路と接続するためのリードL9.
LIOとから構成される。
上記第2の円弧状導体L5〜L8は、互いに接続されて
いないことからも分るように、コイルとしての役割は持
っておらず、試料が配置される円筒領域の中心原点0を
挟んで第1の円弧状導体と対称t【位置に略同−形状の
導体を配置することにより、静磁場の均一度の乱れを補
償する目的で設けられている。
このような提案コイルによれば、従来の2ターンのコイ
ルよりもインダクタンスの小さな1ターンのコイルが実
現される。しかもこの提案コイルでは、コイルとしての
役割を果す直線状導体L1゜L2が高周波磁界の軸(X
軸)に直角なYZ平面に配置されるが、この位置に配置
される直線状導体が、試料の配置される円筒領域の中心
原点OにおいてX軸方向に発生させる高周波磁界強度は
、直線状導体が他のどんな位置に置かれた場合よりも強
いため、コイルとしてのQが高い。
従って、この提案コイルによりインダクタンスが小さく
Qの高いコイルが実現されるが、この提案コイルを実際
の装置に使用しても同調回路のQは期待されたほど高く
ならなかった。その理由は、実際のNMRプローブでは
、提案コイルを静磁場の中心に配置すると共に、このコ
イルからリード線を伸ばし、コイルから離れた位置にお
いて同調用コンデンサを接続して共振回路を形成してい
るからであり、このリード線のインダクタンスや浮、遊
容吊によって同調回路(共振回路)のQが期待されたほ
ど良くならなかったのである。
そこで本発明の目的は、上記提案コイルの中に同調用コ
ンデンサを組込むことにより、同調回路のQを高めるこ
とのできるコイル装置を実現することを目的としている
[問題点を解決するための手段] この目的を達成づるため、本発明にかかるNMRプロー
ブ用コイル装置円筒状の試料領域の周囲に巻回され、該
円筒の軸に直交する方向の高周波磁界を発生させるコイ
ル装置であって、上−2円筒軸に平行な方向に伸び該円
筒軸を挟んで略対称に配置される1対の直線状の導電性
部片と、該1対の直線状導電性部片の先端部同士を接続
しコイルを形成するための第1の円弧状導電性部片と、
該1対の直線状導電性部片の他端部同士を接続するため
の第2の円弧状導電性部片とを備え、該第2の円弧状導
電性部片の途中にコンデンサを介挿したことを特徴とし
ている。
[作用〕 本発明は、上記提案コイルにおいて、第1の円弧状導体
L3.L4の存在を補償するために第2の円弧状導体L
5〜L8が設けられていることに着目し、この第2の円
弧状導体に同調用コンデンサを介挿したことを特徴とし
ている。このようにすれば、コイル構造体単独で同調回
路(共振回路)が形成されるため、リード線を伸ばして
同調用コンアン1ノを接続していた従来に比べ同調回路
のQは飛躍的に高められることになる。
[実施例] 以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳述する。
第1図は本発明を実施したNMRプローブ用コイル装置
例を示す斜視図である。このコイル装置が第10図(b
)の提案コイルと異なるのは、円弧状導体L5とL6の
間及びL7とL8との間に夫々コンデンサが介挿されて
いる点である。本実施例では、コイルを第2の円弧状導
体の位置で円筒軸Zに直交する面で切断した断面図を示
す第2図から分るように、円弧状導体L5とL6及びL
7とL8の間に重なり合う部分を設け、その重なり部分
に誘電体フィルムFを挟み込んで絶縁することにより、
その重なり部分に容量を持たせコンデンサとしている。
従って、第1図のコイルを等価回路で表わすと第3図の
如くなり、直線状導体Ll 、L2が主に寄与するイン
ダクタンスとコンデン1101 、 C2の合成容量と
C並列」ζ循回路が構成される。この共振回路は従来の
ようにコイルとコンデンサとの間にリード線等が存在せ
ず、言わばコイルの中に同調用コンデンサが組込まれて
いることになるため、共振回路のQは極めて高い。
本発明の他の実施例として、第1の円弧状導体L3.L
4の方も第2図と全く同じ構造とすることによりコンデ
ンサC3、C4を介挿することが考えられる。その場合
のコイルを等価回路で表わすと第4図の如くなり、コイ
ルにコンデンサC3゜C4が直列接続されるため、コイ
ルのインダクタンスが03,04によってキャンセルさ
れるかたちとなって実質的に減少するので、第1図のコ
イルよりも共振周波数(同調周波数)を上昇させること
が可能である。
第5図は本発明の更に他の実施例を示し、本実施例では
第1図の構成に加えて市販の小型チップコンデンサ05
.CGを円弧状導体L5.L6に夫々取付け、このコン
デンサC5,06同士を第3の円弧状導体L11で接続
し、この円弧状導体L11からリード[12を引出して
いる。それに伴い、第1図のコイルにおけるリードLI
Oは除かれている。
本実施例のコイルを等価回路で表わすと第6図の如くな
り、コイルのインダクタンスがコンデンサC5によって
キャンセルされるかたちとなって実質的に減少するので
、第1図のコイルよりも共振周波数(同調周波数)を上
背させることが可能である。
尚、第5図の実施例において、第4図の実施例と同様に
第1の円弧状導体L3.L4にもコンデンサC3、C4
を介挿すれば、等価回路は第7図の如くなり、共振周波
数(同調周波数)を更に上昇させることが可能である。
尚、上記各実施例において誘電体フィルムFを円弧状導
体で挟んで構成したコンデンサを、第5図の実施例で一
部使用した小型チップコンデンサで置換するようにして
も良いことは言うまでもない。
又、本発明のコイルは、上述した導体板からの押し抜き
の伯、ボビンに導体ワイヤを張付けたり、ボビンの表面
に蒸着技術で形成したり、柔軟性を持つあるいは持たな
い基板上にプリント回路として形成したりして製作する
ことができる。
又、上記実施例では直線状導体を7軸に対して正確に対
称に配置したが、直線状導体は略対称に配置されれば良
く、若干のずれは許容される。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によればインダクタンスが小
さくて高い周波数まで使用できると共に、高い共振回路
のQを持ったNMRプローブ用コイル装置が実現される
ため、NMR装置の観測周波数が更に高められると共に
感度を飛躍的に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施したNMRプローブ用コイル装置
の一例を示ず斜視図、第2図はコイルを第2の円弧状導
体L5〜L8の位置で円筒軸2に直交する面で切断した
断面図、第3図は第1図のコイルの等価回路を示す図、
第4図は本発明の偕の実施例の等価回路を示す図、第5
図は本発明の更に他の実施例を示ケ斜視図、第6図は第
5図のコイルの等価回路を示す図、第7図は本発明の他
の実施例の等価回路を示す図、第8図及び第9図は従来
の鞍型コイルを説明するための図、第10図は本発明者
が提案した新規なコイルを説明するための図である。 11、 L2 :直線状導体 13〜L8:円弧状導体 F:誘電体フィルム C1〜C6:コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)円筒状の試料領域の周囲に巻回され、該円筒の軸
    に直交する方向の高周波磁界を発生させるコイル装置で
    あつて、上記円筒軸に平行な方向に伸び該円筒軸を挟ん
    で略対称に配置される1対の直線状の導電性部片と、該
    1対の直線状導電性部片の先端部同士を接続しコイルを
    形成するための第1の円弧状導電性部片と、該1対の直
    線状導電性部片の他端部同士を接続するための第2の円
    弧状導電性部片とを備え、該第2の円弧状導電性部片の
    途中にコンデンサを介挿したことを特徴とするNMRプ
    ローブ用コイル装置。
  2. (2)前記導電性部片は板状導体で形成される特許請求
    の範囲第1項記載のコイル。
  3. (3)前記第1及び第2の円弧状導電性部片は試料領域
    を挟んで対称に夫々1対設けられ、該1対の第2の円弧
    状導電性部片の夫々にコンデンサが介挿される特許請求
    の範囲第1項乃至第2項のいずれかに記載のNMRプロ
    ーブ用コイル装置。
  4. (4)前記第1の円弧状導電性部片にもコンデンサが介
    挿される特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに
    記載のNMRプローブ用コイル装置。
JP60026719A 1985-02-14 1985-02-14 Nmrプロ−ブ用コイル装置 Granted JPS61186841A (ja)

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JP60026719A JPS61186841A (ja) 1985-02-14 1985-02-14 Nmrプロ−ブ用コイル装置
US06/828,196 US4737715A (en) 1985-02-14 1986-02-10 Coil system for nuclear magnetic resonance spectrometer probe

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JPS61186841A true JPS61186841A (ja) 1986-08-20
JPH0431069B2 JPH0431069B2 (ja) 1992-05-25

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60224076A (ja) * 1984-04-23 1985-11-08 Mitsubishi Electric Corp 高周波磁場発生・検出器
JPS6195234A (ja) * 1984-10-09 1986-05-14 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr用無線周波コイル

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60224076A (ja) * 1984-04-23 1985-11-08 Mitsubishi Electric Corp 高周波磁場発生・検出器
JPS6195234A (ja) * 1984-10-09 1986-05-14 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr用無線周波コイル

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JPH0431069B2 (ja) 1992-05-25

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