JPS6162454A - 核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置 - Google Patents
核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置Info
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- JPS6162454A JPS6162454A JP60180397A JP18039785A JPS6162454A JP S6162454 A JPS6162454 A JP S6162454A JP 60180397 A JP60180397 A JP 60180397A JP 18039785 A JP18039785 A JP 18039785A JP S6162454 A JPS6162454 A JP S6162454A
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- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
- G01R33/3657—Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の分野
本発明は核磁気共鳴走査装置に関するものであり、更に
詳細に述べれば当該領域に渡シ無線周波数（ＦＬＦ）ハ
ルスを与えると共に低レベルのＲＦ信号を受信する改良
された核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置に関する
ものである。
詳細に述べれば当該領域に渡シ無線周波数（ＦＬＦ）ハ
ルスを与えると共に低レベルのＲＦ信号を受信する改良
された核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置に関する
ものである。
（２）先行技術についての説明
医療−の適用例では、核磁気共鳴（ＮＭ几）によって、
患者の身体内の当該スライスすなわち体積中の原子物質
についてその分布の変化を表わすことができる。そのよ
うな変化は、コンピユータ化きれたＸ線断層撮影装置に
よって提供される分布と同じ態様で表示することができ
る。
患者の身体内の当該スライスすなわち体積中の原子物質
についてその分布の変化を表わすことができる。そのよ
うな変化は、コンピユータ化きれたＸ線断層撮影装置に
よって提供される分布と同じ態様で表示することができ
る。
核磁気共鳴による検査では、身体の走査がＸ、ｌではな
く磁界およびＲＦ磁界によって行なわれる。これらの磁
界が生じる共鳴は、一つ以上の検出コイル装置で誘起さ
れた信号として検出される。次いでこれらのコイルから
の出力は、記憶され、分析されて、ＮＭＲの分布を表示
することができる。
く磁界およびＲＦ磁界によって行なわれる。これらの磁
界が生じる共鳴は、一つ以上の検出コイル装置で誘起さ
れた信号として検出される。次いでこれらのコイルから
の出力は、記憶され、分析されて、ＮＭＲの分布を表示
することができる。
これらの写像をつくシ出す技術は先行技術で周知のもの
であり、種々の印刷された刊行物、および米国特許にお
いて開示きれている。これらの手法を利用する装置はい
くつかの提案がなされておシ、例えば米国特許第４，４
５４，４７４号、第４，３８４，２５５号、および第４
．３７９．２６２号に具体化されている。
であり、種々の印刷された刊行物、および米国特許にお
いて開示きれている。これらの手法を利用する装置はい
くつかの提案がなされておシ、例えば米国特許第４，４
５４，４７４号、第４，３８４，２５５号、および第４
．３７９．２６２号に具体化されている。
上記先行技術の特許で開示された技術としては、身体内
の当該プレーナスライスの選択、および該スライスに垂
直な方向の強い磁界勾配の印加とがある。この磁界は、
前記スライス面に垂直な方向に振られる。該振りの方向
は、前記刊行物で開示された手順によって連子的に変化
される。
の当該プレーナスライスの選択、および該スライスに垂
直な方向の強い磁界勾配の印加とがある。この磁界は、
前記スライス面に垂直な方向に振られる。該振りの方向
は、前記刊行物で開示された手順によって連子的に変化
される。
この振９の効果は、当該スライス内の構造に特有の態様
で元の振９のない状態に戻る核共鳴周波数の分散？導入
することである。異なる方向に対してこの手順を繰返す
ことによって、当該の各スライスに対して多くの信号を
与えることができるが、該信号は、次いで患者のスライ
スの内部的構造を表わす断面像を形成するのに利用され
る。
で元の振９のない状態に戻る核共鳴周波数の分散？導入
することである。異なる方向に対してこの手順を繰返す
ことによって、当該の各スライスに対して多くの信号を
与えることができるが、該信号は、次いで患者のスライ
スの内部的構造を表わす断面像を形成するのに利用され
る。
無線周波の振シ（摂動）は、当該の前記断面内の巨視的
磁化すなわち磁気運動を再整列させることによって原子
核を励起させる。このＲＦ付勢はラーモア周波数で行な
われる。この周波数は、当該領域を構成する原子核を表
わす定数と、および摂動中与えられる磁界勾配とに関係
している。
磁化すなわち磁気運動を再整列させることによって原子
核を励起させる。このＲＦ付勢はラーモア周波数で行な
われる。この周波数は、当該領域を構成する原子核を表
わす定数と、および摂動中与えられる磁界勾配とに関係
している。
ＮＭ几写像の経験によって、走査時間の短縮、およびこ
の磁界を更に高いレベルに増大することによるＮＭＲ像
の空間的分解能の増大が可能であることが判る。所与の
原子核のラーモア周波数は磁界の強さに正比例するので
、この磁界の強さの増大には凡Ｆ付勢用の高周波が伴わ
なければならない。先行技術では、この付勢が、摂動磁
界を生ずる適切に構成された付勢コイルによって達成さ
れると共に、ある場合には、当該領域内に設定された共
振によって発生される信号を検出するのに利用されるこ
ともある。
の磁界を更に高いレベルに増大することによるＮＭＲ像
の空間的分解能の増大が可能であることが判る。所与の
原子核のラーモア周波数は磁界の強さに正比例するので
、この磁界の強さの増大には凡Ｆ付勢用の高周波が伴わ
なければならない。先行技術では、この付勢が、摂動磁
界を生ずる適切に構成された付勢コイルによって達成さ
れると共に、ある場合には、当該領域内に設定された共
振によって発生される信号を検出するのに利用されるこ
ともある。
ＮＭ几写像用ＲＦ信号の送信および受信を行なうのに、
しばしばＲＦコイルと称するいくつかの規準に適合する
共振放射構造体が必要である。
しばしばＲＦコイルと称するいくつかの規準に適合する
共振放射構造体が必要である。
前記構造体の共振点を十分高くして当該周波数で適当な
同調が可能となるようにしなければならず、更に、前記
構造体は十分高いｒＱＪを有していて受信モードで良好
なＳＮ比を与えなければならない。
同調が可能となるようにしなければならず、更に、前記
構造体は十分高いｒＱＪを有していて受信モードで良好
なＳＮ比を与えなければならない。
一般Ｋ、小型の核磁気共鳴装置では、不平衡給電装置お
よびコイル構成が用いられる。単純なりアクタンス素子
がインピーダンス整合成分として利用されると共に、第
２のりアクタンス素子がコイル構造体と並列で使用され
、該コイルを適当な周波数に同調させる。
よびコイル構成が用いられる。単純なりアクタンス素子
がインピーダンス整合成分として利用されると共に、第
２のりアクタンス素子がコイル構造体と並列で使用され
、該コイルを適当な周波数に同調させる。
しかしながら、頭部走査装置のような大型の核磁気共鳴
の適用例では、平衡コイル装置が望ましい。これは、該
平衡コイル装置がサンプルコーディング中非対象の装置
はど影響を受けることがないためである。
の適用例では、平衡コイル装置が望ましい。これは、該
平衡コイル装置がサンプルコーディング中非対象の装置
はど影響を受けることがないためである。
しかしながら、動作周波数が上昇するにつれて、対称的
整合装置の有効性が種々のファクタによって制限される
。リアクタンス成分は、制御しにくい程小さくなり、非
常に高いピーク・電圧にもさらされる。ＲＦコイル回路
網の漂遊容量によって、結果的に、前記回路が有効なイ
ンピーダンスに整合できないようになってしまう。
整合装置の有効性が種々のファクタによって制限される
。リアクタンス成分は、制御しにくい程小さくなり、非
常に高いピーク・電圧にもさらされる。ＲＦコイル回路
網の漂遊容量によって、結果的に、前記回路が有効なイ
ンピーダンスに整合できないようになってしまう。
適正な付勢周波数の達成における問題の外に、犬型ＲＦ
コイルの使用は、摂動が行なわれようとする領域に渡っ
て均一磁界全達成する際に問題を生ずる。
コイルの使用は、摂動が行なわれようとする領域に渡っ
て均一磁界全達成する際に問題を生ずる。
前記刊行物には、改良された新規のＲ１”付勢／検出コ
イルを提供する種々の先行技術による提案が開示されて
いる。ンユナイダーならびにジュレンコツ著「溝付管状
共振器：高観測周波数における新規のＮＭＲプローブヘ
ッド」と題する刊行物は、高周波数で使用する共振器に
ついて説明している。この著書は、ＮＭＲ共振器の構造
を説明する、同じ先行技術による多数の刊行物のうち、
最初に発行されたものである。しかしながら、この著書
の大部分は、頭部断面を写像する際遭遇する困難とは比
較しえないような非常に小さな寸法の構造体を扱ったも
のである。
イルを提供する種々の先行技術による提案が開示されて
いる。ンユナイダーならびにジュレンコツ著「溝付管状
共振器：高観測周波数における新規のＮＭＲプローブヘ
ッド」と題する刊行物は、高周波数で使用する共振器に
ついて説明している。この著書は、ＮＭＲ共振器の構造
を説明する、同じ先行技術による多数の刊行物のうち、
最初に発行されたものである。しかしながら、この著書
の大部分は、頭部断面を写像する際遭遇する困難とは比
較しえないような非常に小さな寸法の構造体を扱ったも
のである。
小さな構造体の分析に使用する共振器のコイルをＮＭ几
の医療用写滓に適した装置へと変換する作業は、この先
行技術を単純に延長させたものではない。
の医療用写滓に適した装置へと変換する作業は、この先
行技術を単純に延長させたものではない。
本発明によってＮＭＲ写像に使用する３０〜９５メガヘ
ルツ（ＭＨｚ）の範囲の高周波エネルギーを送信し、か
つ受信する核＄気共鳴写像用無線周波アンテナ装置が提
供されるが、前記装置は、円筒状の絶縁基板と、３０〜
９５ ＭＨｚの範囲の共振周波数を有すると共て夫々が
所定の円弧をなしている一対の正反対の円弧状導電体を
備えたアンテナイア−１造体を形成する前記基板上の笠
鵜フォイルと、その−一μ、）が前記導体と相互接続し
ている短絡回路ストリップと、その他端が各導体の各側
から外周上に延びている丸形ストリップと、および各導
体の翼形ストリップと相互接続すると共に翼形ストリッ
プ面に対して横方向の面にある心電フィードストリップ
とを備え付けていることを特徴とする。
ルツ（ＭＨｚ）の範囲の高周波エネルギーを送信し、か
つ受信する核＄気共鳴写像用無線周波アンテナ装置が提
供されるが、前記装置は、円筒状の絶縁基板と、３０〜
９５ ＭＨｚの範囲の共振周波数を有すると共て夫々が
所定の円弧をなしている一対の正反対の円弧状導電体を
備えたアンテナイア−１造体を形成する前記基板上の笠
鵜フォイルと、その−一μ、）が前記導体と相互接続し
ている短絡回路ストリップと、その他端が各導体の各側
から外周上に延びている丸形ストリップと、および各導
体の翼形ストリップと相互接続すると共に翼形ストリッ
プ面に対して横方向の面にある心電フィードストリップ
とを備え付けていることを特徴とする。
好適な実施例における前記導体は、その中心から各端部
に向けて増分する断面積を夫々有する、外周上に間隔を
置いて並べられた平行な導゛ 体ストリップとなってい
る。前記導体ストリップのこの構成は、磁界の均一性を
増大する一方、該構造体の同調性には影響を及はさない
。
に向けて増分する断面積を夫々有する、外周上に間隔を
置いて並べられた平行な導゛ 体ストリップとなってい
る。前記導体ストリップのこの構成は、磁界の均一性を
増大する一方、該構造体の同調性には影響を及はさない
。
本発明は、また、本発明による核磁気共鳴写像用無線周
波アンテナ装置、または他のコイル装置を高周波発生器
に結合してＮＭ几定走査装置使用する磁界変化装置を形
成することができる新規の形式によるインターフェイス
回路も提供するが、該インターフェイス回路には、調節
可能な容量性結付回路と、および前記二つのフィードス
トリップとに渡って１詰合される前記発生器の出力イン
ピーダンス（ｉ−変化する同軸ケーブルが設けられてお
り、前記ケーブルは、＠記谷量性回路とｍ分わされて前
記二つのフィードストリップに平衡付勢を与える。本発
明によるアンテナ装置は、また検出コイルとして使用す
ることも可能であり、その結果、思考の当該スライス内
の共鳴によって電気信号が誘起され、該電気信号が検出
され、増＠されて、ＮＭＲ像の形成に利用される。
波アンテナ装置、または他のコイル装置を高周波発生器
に結合してＮＭ几定走査装置使用する磁界変化装置を形
成することができる新規の形式によるインターフェイス
回路も提供するが、該インターフェイス回路には、調節
可能な容量性結付回路と、および前記二つのフィードス
トリップとに渡って１詰合される前記発生器の出力イン
ピーダンス（ｉ−変化する同軸ケーブルが設けられてお
り、前記ケーブルは、＠記谷量性回路とｍ分わされて前
記二つのフィードストリップに平衡付勢を与える。本発
明によるアンテナ装置は、また検出コイルとして使用す
ることも可能であり、その結果、思考の当該スライス内
の共鳴によって電気信号が誘起され、該電気信号が検出
され、増＠されて、ＮＭＲ像の形成に利用される。
（３） 実施例
添付の図面を参照しながら好適な実施例について以下説
明する。
明する。
まず、第１図では、ＮＭ几走査装置１０用の写像台が開
示されている。前記走査装置１０に（′ｆ１患者用開口
１４内に１．５〜２テスラ間の磁界を発生する大型の外
包磁石１２が設けられている。
示されている。前記走査装置１０に（′ｆ１患者用開口
１４内に１．５〜２テスラ間の磁界を発生する大型の外
包磁石１２が設けられている。
該磁石１２に近接してヘッドレスト１８を有する患者用
寝台１６が位置決めされている。患者は、うつ向きに前
記寝台上に位置決めされ、次いで患者用開口１４内へと
移動されてＮＭ几走査を受ける。
寝台１６が位置決めされている。患者は、うつ向きに前
記寝台上に位置決めされ、次いで患者用開口１４内へと
移動されてＮＭ几走査を受ける。
頭部走査中、プローブコイルすなわち共振器２０がロー
２２２上を移動して、患者の頭部を前記コイル２０内に
位置決めする。核磁気共鳴写像技術では周知の先行技術
によって、前記磁石１２が付勢され、勾配を有する強磁
界を生じ、当該患者のスライス、すなわち領域を選択す
る。
２２２上を移動して、患者の頭部を前記コイル２０内に
位置決めする。核磁気共鳴写像技術では周知の先行技術
によって、前記磁石１２が付勢され、勾配を有する強磁
界を生じ、当該患者のスライス、すなわち領域を選択す
る。
プローブコイル２０ば、患者の頭部を取シ囲むようにし
て、当該領域の磁界を変化させる時間を設定する高周波
の（３０〜９５ ＭＨｚ間の）信号によって付勢される
。先行技術によって、ＮＭＲＭ像に利用することのでき
る重要な共鳴情報を生ずる態様で前記プローブコイルに
パルスを与える種々の技術は周知である。開示された前
記グローブコイル２０の特定の構成によって、前記磁石
１２が発生する高磁界にスピン装置を共鳴させるのに必
要な高周波の付勢が可能となる。
て、当該領域の磁界を変化させる時間を設定する高周波
の（３０〜９５ ＭＨｚ間の）信号によって付勢される
。先行技術によって、ＮＭＲＭ像に利用することのでき
る重要な共鳴情報を生ずる態様で前記プローブコイルに
パルスを与える種々の技術は周知である。開示された前
記グローブコイル２０の特定の構成によって、前記磁石
１２が発生する高磁界にスピン装置を共鳴させるのに必
要な高周波の付勢が可能となる。
そのような高周波で前記の開示されたグローブコイル２
０により均一な磁界が発生され、サンプルローディング
による過度のＱ劣化を示さない。
０により均一な磁界が発生され、サンプルローディング
による過度のＱ劣化を示さない。
次に、第２図から第４図では、前記プローブコイルの構
成を詳細に説明する。アクリル物質によって形成された
円筒状の基部６０によって、金属フォイルを付着するこ
とのできる表面が形成される。該基部３０は、前記基部
と、および高磁界の発生に関連して付勢されるプローブ
コイル２０との中に患者の頭部を挿入することができる
ような寸法を有している。ｃＬ０６３５ミリメートルの
厚さを有する二つの銅フォイル共振器部分３２が第２図
に図示の構成で前記基部３０の外側表面に付着されてい
る。前記フォイルは、基部６０へ付着する前に除去され
る裏張り層によって自着される。第３図は、基部３０に
取シ付ける前のフォイル部分６２の一方を平面図で示し
たものである。図中の数字は、このフォイルの寸法を示
している。
成を詳細に説明する。アクリル物質によって形成された
円筒状の基部６０によって、金属フォイルを付着するこ
とのできる表面が形成される。該基部３０は、前記基部
と、および高磁界の発生に関連して付勢されるプローブ
コイル２０との中に患者の頭部を挿入することができる
ような寸法を有している。ｃＬ０６３５ミリメートルの
厚さを有する二つの銅フォイル共振器部分３２が第２図
に図示の構成で前記基部３０の外側表面に付着されてい
る。前記フォイルは、基部６０へ付着する前に除去され
る裏張り層によって自着される。第３図は、基部３０に
取シ付ける前のフォイル部分６２の一方を平面図で示し
たものである。図中の数字は、このフォイルの寸法を示
している。
前記フォイルの厚さは、共振周波数で約７倍の表皮厚さ
となるよう選択されている。この厚さ全使用することに
よって、磁石１２が生じた高磁界勾配に対して前記共振
器２０は実質的に透過性を有するようになる。このこと
によって、この高磁界勾配による前記フォイル内の渦電
流の発生が最小化されるが、このことは、前記の誘起さ
れた渦電流によって所望の均−Ｒ，Ｆ磁界の外にセルら
自身の磁界が生じることがあるため望ましくない。
となるよう選択されている。この厚さ全使用することに
よって、磁石１２が生じた高磁界勾配に対して前記共振
器２０は実質的に透過性を有するようになる。このこと
によって、この高磁界勾配による前記フォイル内の渦電
流の発生が最小化されるが、このことは、前記の誘起さ
れた渦電流によって所望の均−Ｒ，Ｆ磁界の外にセルら
自身の磁界が生じることがあるため望ましくない。
各フォイル構成３２には、短絡回路ストリップ５４と、
および翼形ス） ＋Ｊツブ３６とが備え付けられている
。これらの二つのストリップ３４゜６６は、互いに平行
な、かつそれらの長さに沿って幅の不均一な導体ストリ
ップ３Ｂによって相互接続されている。これらの導体ス
トリップ３８は、中央部が狭くなっておシ、短絡回路ス
トリップ３４および翼形ストリップ５６に接近するにつ
れ幅が広がっていることが望ましい。
および翼形ス） ＋Ｊツブ３６とが備え付けられている
。これらの二つのストリップ３４゜６６は、互いに平行
な、かつそれらの長さに沿って幅の不均一な導体ストリ
ップ３Ｂによって相互接続されている。これらの導体ス
トリップ３８は、中央部が狭くなっておシ、短絡回路ス
トリップ３４および翼形ストリップ５６に接近するにつ
れ幅が広がっていることが望ましい。
第２図に図示の如く、前記二つのフォイル部分３２け、
前記基部３０の外側表面に付着されると、短絡回路スト
リップ６４の両端で互いに接触すると共に、翼形ストリ
ップ３６の両端間には１センチメートルの間隙を区定す
る。
前記基部３０の外側表面に付着されると、短絡回路スト
リップ６４の両端で互いに接触すると共に、翼形ストリ
ップ３６の両端間には１センチメートルの間隙を区定す
る。
各翼形５６の端部５６ａは、銅製ストリップ（図示せず
）によってインターフェイス回路１１０（第５図参照）
と接続される中間点４２を有するフィードバー４０によ
って接続されている。前記フィードバーの双方によって
、前記プローブが付勢されると共に、患者の当該領域内
から発生した共鳴信号が送信される。前記フィードバー
４０は、フォイルと同じ厚さを夫々有する２ＩＭ１＠の
半円形を形成し、アルカリ物質に取）付けられる。
）によってインターフェイス回路１１０（第５図参照）
と接続される中間点４２を有するフィードバー４０によ
って接続されている。前記フィードバーの双方によって
、前記プローブが付勢されると共に、患者の当該領域内
から発生した共鳴信号が送信される。前記フィードバー
４０は、フォイルと同じ厚さを夫々有する２ＩＭ１＠の
半円形を形成し、アルカリ物質に取）付けられる。
共振器２０は、送信機１１２からの高周波出力忙よって
付勢される。好適な送信機としてアンブリファイア・リ
サーチ社のモデル第２（１０） ａ ＭＬａ番が利用可
能であるが、該送信機は振幅が数百ボルトの交流電圧を
発生する。共振器２０を標準の３０オームの不平衡電送
線１１４にインターフェイスするため、半波長バラン１
１５（第４図および第５図参照）が利用される。前記バ
ラン１１５は、α８０またはｃＬ６６の速度ファクタで
３０オームの同軸ケーブルから形成される＠バランの全
長ｔｄ 、 ６４ ＭＨｚでＱ、８０の速度ファクタを
用いて１．８７５メートルにしている。このケーブル内
を移動する信号は半波長だけ遅延されるので、前記ケー
ブルの一端における電圧の移相は、もう一方の端部から
１８０度ずれている。よって、前記ケーブルの各端部に
おける電圧の振幅は等しく、かつ移相は反対になる。入
力結合点１１６における“電流は、前記負荷およびパラ
ン整相線間で等しく分割される。よって、共振器整合回
路網は、入力電圧の２倍の電圧となり、与えられた電流
の部分の−Ｋ ｋＪｌ、い電流となる。
付勢される。好適な送信機としてアンブリファイア・リ
サーチ社のモデル第２（１０） ａ ＭＬａ番が利用可
能であるが、該送信機は振幅が数百ボルトの交流電圧を
発生する。共振器２０を標準の３０オームの不平衡電送
線１１４にインターフェイスするため、半波長バラン１
１５（第４図および第５図参照）が利用される。前記バ
ラン１１５は、α８０またはｃＬ６６の速度ファクタで
３０オームの同軸ケーブルから形成される＠バランの全
長ｔｄ 、 ６４ ＭＨｚでＱ、８０の速度ファクタを
用いて１．８７５メートルにしている。このケーブル内
を移動する信号は半波長だけ遅延されるので、前記ケー
ブルの一端における電圧の移相は、もう一方の端部から
１８０度ずれている。よって、前記ケーブルの各端部に
おける電圧の振幅は等しく、かつ移相は反対になる。入
力結合点１１６における“電流は、前記負荷およびパラ
ン整相線間で等しく分割される。よって、共振器整合回
路網は、入力電圧の２倍の電圧となり、与えられた電流
の部分の−Ｋ ｋＪｌ、い電流となる。
このことによって、整合回路網の出力におけるインピー
ダンスが入力線のインピーダンスの４倍になる。
ダンスが入力線のインピーダンスの４倍になる。
三つの調節可能なコンデンサ１２２．１２４．１２６を
有する整合回路網１２０が、共振器２０を同調させ、２
０１’１オームの平衡入力で高インピーダンス共振器２
０をインピーダンス整合させるのに使用される。カリフ
ォルニア州、サンホセの米国ＩＴＴ Ｊｅｎｎｉｎｇｓ
社製真空コンデンサ モデルＣＡＣＡ１２５が好適であ
る。これらのコンデンサ適正な値は、並列コンデンサ１
２２に対してハロ０ピコフアラド、二つの直列コンデン
サ１２４．１２６に対しては１２ピコフアラドである。
有する整合回路網１２０が、共振器２０を同調させ、２
０１’１オームの平衡入力で高インピーダンス共振器２
０をインピーダンス整合させるのに使用される。カリフ
ォルニア州、サンホセの米国ＩＴＴ Ｊｅｎｎｉｎｇｓ
社製真空コンデンサ モデルＣＡＣＡ１２５が好適であ
る。これらのコンデンサ適正な値は、並列コンデンサ１
２２に対してハロ０ピコフアラド、二つの直列コンデン
サ１２４．１２６に対しては１２ピコフアラドである。
これらの適正な容量値によって、共振器２０の性能を最
適化するよう同調される。
適化するよう同調される。
共鳴器２０を送信機および受信機双方に利用するため、
マルチプレックサ回路１３０（第５図参照）は、該共振
器ならび罠平衡回路網を送信機１１２および前置増幅器
１３２の双方く結合しているｈ前記マルチプレックサ回
路網には、複数のダイオード１３４と二つの四分の一波
長ケーブル１５６．１５８とが設けられている。
マルチプレックサ回路１３０（第５図参照）は、該共振
器ならび罠平衡回路網を送信機１１２および前置増幅器
１３２の双方く結合しているｈ前記マルチプレックサ回
路網には、複数のダイオード１３４と二つの四分の一波
長ケーブル１５６．１５８とが設けられている。
送信モードでは、送信機１１２からの大信号によって、
ダイオード１５４は順方向にバイアスがかけられる。前
記四分の一波長ケーブル１６６によって終端インピーダ
ンスが反転され、前置増幅器１３２には送信機からの信
号が一切到達しないので、前記ケーブル１３６ハ何らの
有効電力も消費しない。
ダイオード１５４は順方向にバイアスがかけられる。前
記四分の一波長ケーブル１６６によって終端インピーダ
ンスが反転され、前置増幅器１３２には送信機からの信
号が一切到達しないので、前記ケーブル１３６ハ何らの
有効電力も消費しない。
受信モードでは、最終目的は、共振器２０中に誘起され
た信号を前置増幅器１５２に結合することである。これ
らの信号は、二つの四分の一波長ケーブル１５６．１３
８が単一の半波長ケーブルとして働くので半波長ケーブ
ルとなる。
た信号を前置増幅器１５２に結合することである。これ
らの信号は、二つの四分の一波長ケーブル１５６．１３
８が単一の半波長ケーブルとして働くので半波長ケーブ
ルとなる。
雑音フィルタ回路１４０（第６図参照）は、送信機１１
２をマルチプレックサ回路１３０に結合すると共に、複
数のダイオード１４２と二つの四分の一波長ケーブル１
４４・１４６とを備えているが、該ダイオード１４２お
よび該四分の一波長ケーブルＬ４４．１４６１ｄ、マル
チプレックサ回路１３０のダイオード１３４卦よびケー
ブル１３６，１３８と同じ態様で機能する。送信モード
では、ダイオードが順方向にバイアスをかけられ、ケー
ブル１４６を四分の一波長ケーブル１４４に短絡する。
２をマルチプレックサ回路１３０に結合すると共に、複
数のダイオード１４２と二つの四分の一波長ケーブル１
４４・１４６とを備えているが、該ダイオード１４２お
よび該四分の一波長ケーブルＬ４４．１４６１ｄ、マル
チプレックサ回路１３０のダイオード１３４卦よびケー
ブル１３６，１３８と同じ態様で機能する。送信モード
では、ダイオードが順方向にバイアスをかけられ、ケー
ブル１４６を四分の一波長ケーブル１４４に短絡する。
ケーブル１４４Ｖｉ、何らの純電力も消費しない。
受信モードでは、前記二つのケーブル１４４．１４６が
単一の半波長ケーブルとして働く。送信機からの雑音は
、半波長ケーブルが仮想短絡を示すため、いずれも阻止
される。
単一の半波長ケーブルとして働く。送信機からの雑音は
、半波長ケーブルが仮想短絡を示すため、いずれも阻止
される。
前置増幅器１５２ば、先行の核磁気共鳴技術で周知の他
の装置と結合され、共振器からの信号を写像に適した信
号に変換する。共振器２０は、約３（１０）の無負荷時
のＱと、および約３０の負荷時のＱとを有している。３
０オームの電送線に対する非常に良好な整合は、反射電
力レベルが２チ以下で達成される◇ 第７図〜第９図には磁界の均一性が示してあシ、第１図
に定められたＸ、ＹならびにＺ方向の位置における磁界
の強さ、およびその変化のプロットが開示されている。
の装置と結合され、共振器からの信号を写像に適した信
号に変換する。共振器２０は、約３（１０）の無負荷時
のＱと、および約３０の負荷時のＱとを有している。３
０オームの電送線に対する非常に良好な整合は、反射電
力レベルが２チ以下で達成される◇ 第７図〜第９図には磁界の均一性が示してあシ、第１図
に定められたＸ、ＹならびにＺ方向の位置における磁界
の強さ、およびその変化のプロットが開示されている。
この座標軸の原点は、短絡導体ならびに翼形導体間の中
間にある共振器２０内に中心づけられた点である。第７
図から第９図に示したデータは、６４．ｓＭＨｚのプロ
ーブコイル付勢と、２６０の無負荷時のＱと、および５
５の負荷時のＱとによって発生されたものである。磁界
におけるＸおよびＹの均一性が特にすぐれておシ、Ｚ＠
釦沿って共振器２０を適切に位置決めすることＫよって
、磁石１２の磁界勾配により区定された当該領域内の均
一性を達成することができる。
間にある共振器２０内に中心づけられた点である。第７
図から第９図に示したデータは、６４．ｓＭＨｚのプロ
ーブコイル付勢と、２６０の無負荷時のＱと、および５
５の負荷時のＱとによって発生されたものである。磁界
におけるＸおよびＹの均一性が特にすぐれておシ、Ｚ＠
釦沿って共振器２０を適切に位置決めすることＫよって
、磁石１２の磁界勾配により区定された当該領域内の均
一性を達成することができる。
本発明によって開示された構成は、１．５テスラの磁界
の強さにおける高品質の頭部写像に対する全ての必要条
件を満たしている。しかしながら、共振器２０の動作パ
ラメータは、本発明を制限するものではなく、８５ Ｍ
Ｈｚの共振周波数が可能な４、ものとして理解されたい
。
の強さにおける高品質の頭部写像に対する全ての必要条
件を満たしている。しかしながら、共振器２０の動作パ
ラメータは、本発明を制限するものではなく、８５ Ｍ
Ｈｚの共振周波数が可能な４、ものとして理解されたい
。
第１図は核磁気共鳴走査装置の写像台の斜視図であり、
第２図は患者の頭部に近接してＲＦ信号を発生する本発
明による核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置の斜視
図であシ、第３図は第２図のアンテナ装置を形成するよ
う構成されたフォイル最上部の平面図であシ、第４図は
同Ｈｂよびインピーダンス整合用の三つの調節可能なコ
ンデンサを備えたインターフェイス回路を介して発生器
に結合された前記アンテナ装置の回路図であり、第５図
は当該領域内からの共振信号の送信ならびに受信双方を
行なう本発明による前記核磁気共鳴写像用無線周波アン
テナおよび結合装置を示す図であり、第６図は送信機の
雑音を低減するフィルタを示す図で１）、更に第７図〜
第９図は前記アンテナ装置に取り囲まれた領域の磁界の
均一性を示すグラフの好例を示したものである。 図中、１０は核磁気共鳴走査装置の写像台、１２は磁石
、１４は患者用開口、１６は患者用寝台、１８はヘッド
レスト、２０は共振器（グローブコイル）、２２はロー
ラー、３０ｄ円筒状基板、３２は銅フオイル共振器部分
、３４は短絡回路ストリップ、５６Ｖｉ翼形ストリツプ
、イス回ａ、１１２は送信機、１１４は電送線、１１５
は半波長バラン、１１６は入力結合点、１２２〜１２６
はコンデンサ、１３０１−ｊマルチプレックサ回路、１
５２は前置増幅器、１３４はダイオード、１３６および
１６８は四分の一波長ケーブル、を夫々示す。 特許出願人 ビカー インターナショナルインコーポ
レイテッド
第２図は患者の頭部に近接してＲＦ信号を発生する本発
明による核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置の斜視
図であシ、第３図は第２図のアンテナ装置を形成するよ
う構成されたフォイル最上部の平面図であシ、第４図は
同Ｈｂよびインピーダンス整合用の三つの調節可能なコ
ンデンサを備えたインターフェイス回路を介して発生器
に結合された前記アンテナ装置の回路図であり、第５図
は当該領域内からの共振信号の送信ならびに受信双方を
行なう本発明による前記核磁気共鳴写像用無線周波アン
テナおよび結合装置を示す図であり、第６図は送信機の
雑音を低減するフィルタを示す図で１）、更に第７図〜
第９図は前記アンテナ装置に取り囲まれた領域の磁界の
均一性を示すグラフの好例を示したものである。 図中、１０は核磁気共鳴走査装置の写像台、１２は磁石
、１４は患者用開口、１６は患者用寝台、１８はヘッド
レスト、２０は共振器（グローブコイル）、２２はロー
ラー、３０ｄ円筒状基板、３２は銅フオイル共振器部分
、３４は短絡回路ストリップ、５６Ｖｉ翼形ストリツプ
、イス回ａ、１１２は送信機、１１４は電送線、１１５
は半波長バラン、１１６は入力結合点、１２２〜１２６
はコンデンサ、１３０１−ｊマルチプレックサ回路、１
５２は前置増幅器、１３４はダイオード、１３６および
１６８は四分の一波長ケーブル、を夫々示す。 特許出願人 ビカー インターナショナルインコーポ
レイテッド
Claims (10)
- （１）核磁気共鳴写像に使用する３０〜９５メガヘルツ
の範囲の高周波エネルギーを送信および受信する核磁気
共鳴写像用無線周波アンテナ装置において、前記装置は
円筒状の絶縁基板（３０）と、３０〜９５メガヘルツの
範囲の共振周波数を有すと共に夫々が所定の円弧を成し
ている一対の正反対の円弧状電導体（３８）を備えたア
ンテナ構造体を形成する前記基板上の金属フォイル（３
２）と、その一端で前記導体と相互接続する短絡回路ス
トリップ（３４）と、その他端において各導体の各側か
ら外周上に延びている翼形ストリップ（３６）と、およ
び各導体の翼形ストリップと相互接続すると共に前記翼
形ストリップ面に対して横方向の面にある導電フィード
ストリップ（４０）とによつて構成されていることを特
徴とする上記核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （２）特許請求の範囲第第１項記載の装置において、前
記導体（３８）の夫々は写像に使用中発生された磁界を
強めるよう構成されていることを特徴とする上記核磁気
共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
導体（３８）の夫々はその長さの中心から各端部に向け
て断面積が夫々増大する複数の外周上に間隔を置いて並
べられた平行な導体ストリップ（３８）となるように整
形されていることを特徴とする上記核磁気共鳴写像用無
線周波アンテナ装置。 - （４）特許請求の範囲の前記いずれか一項に記載の装置
において、前記の各導体（３８）は７５°〜８５°の円
弧をなしていることを特徴とする上記核磁気共鳴写像用
無線周波アンテナ装置。 - （５）特許請求の範囲の前記いずれか一項に記載の装置
において、前記アンテナ装置はインターフェイス回路を
介して高周波の電気信号を発生し、前記アンテナ装置を
インピーダンス整合すると共に同調させる発生器（１１
２）に結合されており、前記インターフェイス回路は調
節可能な容量性結合回路（１２２、１２４、１２６）お
よび前記二つのフィードストリップと結合される前記発
生器の出力インピーダンスを変化させるよう同軸ケーブ
ル（１１５）が備え付けてあり、かつ前記容量性回路と
組合わされた前記同軸ケーブルは前記二つのフィードス
トリップに対して平衡付勢を与えることを特徴とする上
記核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
装置は送信機および受信機双方の役割を果たすと共にマ
ルチプレクサ（１３０）を介して前記発生器に結合して
いることを特徴とする上記核磁気共鳴写像用無線周波ア
ンテナ装置。 - （７）特許請求の範囲第６項記載の装置において、前記
発生器は電気的に不平衡であることを特徴とする上記核
磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （８）核磁気共鳴走査装置に使用する磁界変更装置にお
いて、前記装置は高周波の電気信号を発生する発生器（
１１２）と、前記発生器に結合された二つの入力を有し
、前記高周波の電気信号を当該の体積にわたる磁界へと
変化させるＲＦ信号コイル（２０）と、および前記発生
器（１１２）を前記コイル（２０）に結合して前記コイ
ルをインピーダンス整合すると共に同調させるインター
フェイス回路とによつて構成されており、前記インター
フェイス回路には調節可能な容量性結合回路（１２２、
１２４、１２６）ならびに前記二つの入力と結合される
前記発生器の出力インピーダンスを変化させるよう同軸
ケーブル（１１５）が備え付けてあり、かつ前記同軸ケ
ーブルは前記容量性回路と組み合わさつて前記二つのコ
イル入力に対して平衡付勢を行なうことを特徴とする上
記核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記
コイル（２０）は送信機および受信機双方の役割を果た
すと共に付加的にマルチプレクサ（１３０）を備えてお
り、前記コイルにＲＦ信号を送信すると共に前記コイル
から該ＲＦ信号を受信することを特徴とする上記核磁気
共鳴写像用無線周波アンテナ装置。 - （１０）特許請求の範囲第９項記載の装置において、前
記発生器（１１２）は電気的に不平衡であることを特徴
とする上記核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US641570 | 1984-08-16 | ||
| US06/641,570 US4634980A (en) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Nuclear magnetic resonance radio frequency antenna |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162454A true JPS6162454A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0580210B2 JPH0580210B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=24572945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60180397A Granted JPS6162454A (ja) | 1984-08-16 | 1985-08-16 | 核磁気共鳴写像用無線周波アンテナ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634980A (ja) |
| EP (1) | EP0171972B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6162454A (ja) |
| CA (1) | CA1230922A (ja) |
| DE (1) | DE3580949D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151711U (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-19 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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