JPS6252443A - Mr装置のプロ−ブ同調回路 - Google Patents
Mr装置のプロ−ブ同調回路Info
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- JPS6252443A JPS6252443A JP60191779A JP19177985A JPS6252443A JP S6252443 A JPS6252443 A JP S6252443A JP 60191779 A JP60191779 A JP 60191779A JP 19177985 A JP19177985 A JP 19177985A JP S6252443 A JPS6252443 A JP S6252443A
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- JP
- Japan
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- capacitance
- cable
- tank circuit
- preamplifier
- length
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
-
- G—PHYSICS
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- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3628—Tuning/matching of the transmit/receive coil
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
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】
[発明の技術分野]
本発明は磁気共鳴(MR−Maanetic Re5
onance)現象を利用して被検体の特定断面からの
磁気共鳴信号を効果的に検出するMR装置のプローブ同
調回路に関するものである。
onance)現象を利用して被検体の特定断面からの
磁気共鳴信号を効果的に検出するMR装置のプローブ同
調回路に関するものである。
[発明の技術的背景]
MR装置においてMR信号検出部は、通常被検体からの
磁気信号を受信する受信用コイルとこの受信用コイルと
ともにタンク回路を形成するコンデンサとからなる同調
回路と、この同調回路の出力信号を伝達するための同軸
ケーブル等からなるケーブルとこのケーブルを介して前
記出力信号を取り込み増幅処理する前置増幅器(プリア
ンプ)とから構成されている。
磁気信号を受信する受信用コイルとこの受信用コイルと
ともにタンク回路を形成するコンデンサとからなる同調
回路と、この同調回路の出力信号を伝達するための同軸
ケーブル等からなるケーブルとこのケーブルを介して前
記出力信号を取り込み増幅処理する前置増幅器(プリア
ンプ)とから構成されている。
この場合、受信用コイルとプリアンプとを電気的に接続
することは、この受信用コイル自体が持つQ(共振尖鋭
度)を低下させ、しかもMR倍信号S/N比はCに比例
することから、プリアンプを接続することに伴なって生
じる影響(Qの低下)を極力おさえなければならないと
いう要請があった。
することは、この受信用コイル自体が持つQ(共振尖鋭
度)を低下させ、しかもMR倍信号S/N比はCに比例
することから、プリアンプを接続することに伴なって生
じる影響(Qの低下)を極力おさえなければならないと
いう要請があった。
一方、受信用コイルにプリアンプを直結しない場合(例
えば表面コイル、特殊コイル)で、かつ、受信用コイル
とプリアンプ間にケーブルを用いそのケーブルの特性イ
ンピーダンスとプリアンプの入力インピーダンスとを整
合させない場合には、ケーブル長をできるだけ長くとり
たいという実装上の要求があるにもかかわらずケーブル
自体のもつ分布容量がタンク回路の同調容量として関与
するため、ケーブル長をむやみに長くすることはできな
い。
えば表面コイル、特殊コイル)で、かつ、受信用コイル
とプリアンプ間にケーブルを用いそのケーブルの特性イ
ンピーダンスとプリアンプの入力インピーダンスとを整
合させない場合には、ケーブル長をできるだけ長くとり
たいという実装上の要求があるにもかかわらずケーブル
自体のもつ分布容量がタンク回路の同調容量として関与
するため、ケーブル長をむやみに長くすることはできな
い。
[背景技術の問題点]
従来のプローブ同調回路の一例を第4図に示す。
このプローブ同調回路は、受信用コイル(インダクタン
スL)1とこのコイル自体の抵抗及び被検体による等価
抵抗からなる合成抵抗(抵抗値R1)2と固定コンデン
サ(容ff1Ct>3と可変容量コンデンサ(共振時の
容ff1ct>4とからタンク回路を形成するとともに
、可変容量コンデンサ4と受信用コイル1の接続点をケ
ーブル5の導体を介してプリアンプ6の+側入力端子に
、可変容量コンデンサ4と固定コンデンサ3との接続点
をケーブル5のシールド線を介してプリアンプ6の一側
入力端子に接続することにより構成されている。
スL)1とこのコイル自体の抵抗及び被検体による等価
抵抗からなる合成抵抗(抵抗値R1)2と固定コンデン
サ(容ff1Ct>3と可変容量コンデンサ(共振時の
容ff1ct>4とからタンク回路を形成するとともに
、可変容量コンデンサ4と受信用コイル1の接続点をケ
ーブル5の導体を介してプリアンプ6の+側入力端子に
、可変容量コンデンサ4と固定コンデンサ3との接続点
をケーブル5のシールド線を介してプリアンプ6の一側
入力端子に接続することにより構成されている。
尚、同図においてケーブル5の長さを11とし、このと
きのケーブル5の分布容量をCcとする。
きのケーブル5の分布容量をCcとする。
また、同図中Rはプリアンプ6の+側入力端子に接続さ
れた高抵抗、Zinはプリアンプ6の入力インピーダン
ス、AVCは前記コンデンサ4のバイアスを制御するた
めの自動同調制御電圧をそれぞれ表している。
れた高抵抗、Zinはプリアンプ6の入力インピーダン
ス、AVCは前記コンデンサ4のバイアスを制御するた
めの自動同調制御電圧をそれぞれ表している。
このようなプローブ同調回路の固定コンデンサ3の容量
C1及び可変容量コンデンサ4の容量C2は通常タンク
回路の同調のとりやすさを考慮し01←C2となるよう
に設定される。
C1及び可変容量コンデンサ4の容量C2は通常タンク
回路の同調のとりやすさを考慮し01←C2となるよう
に設定される。
また、前記タンク回路の共振周波数foは下記(1)式
で表わすことができる。
で表わすことができる。
しかしながら、上述した01→C2という条件は必ずし
も受信用コイル1にプリアンプ6が接続されたときのQ
の値の低下を最小のもののにするとは限らず、また(1
)式から、明らかなように共振周波数foを与える(1
)式にケーブル5の分布容量CCを含むため共振条件か
らケーブル5の長さ11に自ずから制限が生じていた。
も受信用コイル1にプリアンプ6が接続されたときのQ
の値の低下を最小のもののにするとは限らず、また(1
)式から、明らかなように共振周波数foを与える(1
)式にケーブル5の分布容量CCを含むため共振条件か
らケーブル5の長さ11に自ずから制限が生じていた。
[発明の目的]
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、タンク
回路を形成するコンデンサの容量分布を適切に設定する
ことにより受信用コイルのQの低下防止とケーブル長の
増大を図ることができるMR装置のプローブ同調回路を
提供することを目的とするものである。
回路を形成するコンデンサの容量分布を適切に設定する
ことにより受信用コイルのQの低下防止とケーブル長の
増大を図ることができるMR装置のプローブ同調回路を
提供することを目的とするものである。
[発明の概要]
上記目的を達成するための本発明の概要は、被検体の磁
気共鳴現象によるMR信丹を受信用コイルを含むタンク
回路の共振条件下で受信し、このMR低信号ケーブルを
介してプリアンプに伝送するようにしたMR装置のプロ
ーブ同調回路において、前記タンク回路は固定コンデン
サの容量及びケーブルの分布容量からなる並列容量と、
この並列容量に直列接続される可変容量とを含んで構成
され、このタンク回路の共振条件を前記可変容量を調整
することにより設定するようにしたことを特徴とするも
のである。
気共鳴現象によるMR信丹を受信用コイルを含むタンク
回路の共振条件下で受信し、このMR低信号ケーブルを
介してプリアンプに伝送するようにしたMR装置のプロ
ーブ同調回路において、前記タンク回路は固定コンデン
サの容量及びケーブルの分布容量からなる並列容量と、
この並列容量に直列接続される可変容量とを含んで構成
され、このタンク回路の共振条件を前記可変容量を調整
することにより設定するようにしたことを特徴とするも
のである。
[発明の実施例]
以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、本発明の基本原理を第2図及び第3図を参照して
説明する。
説明する。
第2図は第4図に示す回路を等価的にかつそれぞれの素
子をインダクタンス、抵抗値、容量値を用いて表したも
のである。
子をインダクタンス、抵抗値、容量値を用いて表したも
のである。
第2図において並列容量C加はケーブル5の分布容量C
Cと第4図における可変容量ダイオード4の容量C2と
の和を表し、また、プリアンプ6の入力インピダンスZ
irlを純抵抗rとみなしている。
Cと第4図における可変容量ダイオード4の容量C2と
の和を表し、また、プリアンプ6の入力インピダンスZ
irlを純抵抗rとみなしている。
第2図の等価回路よりr=oo(理想的プリアンプ)の
場合の受信用コイル1のQは下記(2)式で表わすこと
ができる。
場合の受信用コイル1のQは下記(2)式で表わすこと
ができる。
Q=1/ωR(1/C1+1/C加) ・・・(2)こ
こで、第2図におけるインダクタンスL2合成抵抗Rt
、容量C1及び並列容IACzoからなるタンク回路
の共振条件を考慮すれば、一定周波数において1/C1
+1/C加=一定となる。
こで、第2図におけるインダクタンスL2合成抵抗Rt
、容量C1及び並列容IACzoからなるタンク回路
の共振条件を考慮すれば、一定周波数において1/C1
+1/C加=一定となる。
第3図(a)、(b)は第2図の等価回路に対しさらに
周波数成分(ω=2πf)を考慮した等価回路を示すも
のである。
周波数成分(ω=2πf)を考慮した等価回路を示すも
のである。
第3図(a)にお(ブるインダクタンスし、容量C1及
び合成抵抗R1の直列回路の抵抗分をZfb、リアクタ
ンス分をZ×1とすると、これらは下記(3)式で表わ
すことができる。
び合成抵抗R1の直列回路の抵抗分をZfb、リアクタ
ンス分をZ×1とすると、これらは下記(3)式で表わ
すことができる。
また、並列容1?、c2と純抵抗rとの並列回路におけ
る抵抗分をZr2、リアクタンス分をZ X2とすると
これらは下記(4)式で表すことができる。
る抵抗分をZr2、リアクタンス分をZ X2とすると
これらは下記(4)式で表すことができる。
一方、純抵抗rが有限(r<■)の場合の受信用コイル
1の共振尖鋭度Q−は、この回路の共振条件LCtot
a、& C2=−1(但し、1 /CtOtaJ =1
/CI +11020)を考慮すれば下記(5)式で表
すことができる。
1の共振尖鋭度Q−は、この回路の共振条件LCtot
a、& C2=−1(但し、1 /CtOtaJ =1
/CI +11020)を考慮すれば下記(5)式で表
すことができる。
Q ′= 1 /ωctotaf (Z R1+Z R
2)・・・(5) ここで、1くくC2C江A r 2であるから、ここで
、L=一定でおりかつ共振条件及び1 /C1otai
? = 1 /C1+ 1 /Cooを考慮すると、Q
−を大きくするためには以下の3つの条件が考えられる
。
2)・・・(5) ここで、1くくC2C江A r 2であるから、ここで
、L=一定でおりかつ共振条件及び1 /C1otai
? = 1 /C1+ 1 /Cooを考慮すると、Q
−を大きくするためには以下の3つの条件が考えられる
。
(1)抵抗値R1を小さくする。
(2)プリアンプの入力インピダンス、すなわち、純抵
抗Rの値を大ぎくる。
抗Rの値を大ぎくる。
(3)並列容置C江の値を大きくする。
しかしながら、(1)の条件は被検体の等価抵抗のほう
が受信用コイル1自体の抵抗よりも支配的であることか
ら自ら限界がある。
が受信用コイル1自体の抵抗よりも支配的であることか
ら自ら限界がある。
また、(2)の条件はプリアンプ6の初段に用いられる
能動素子固有の値であることからこれも一定の限界があ
る。
能動素子固有の値であることからこれも一定の限界があ
る。
結局、Q′の値を大きくするためには並列容量Cooの
値を大きくすればよいことがわかる。但しC1の値は1
/C1+1/CZO=一定の条件を満すように選ばれる
。
値を大きくすればよいことがわかる。但しC1の値は1
/C1+1/CZO=一定の条件を満すように選ばれる
。
次に上記原理に基く本発明の実施例を第1図を参照して
説明する。尚、第1図に示す回路において、第4図に示
すものと同一の機能を有するものには同一の符号を付し
、その詳細な説明は省略する。
説明する。尚、第1図に示す回路において、第4図に示
すものと同一の機能を有するものには同一の符号を付し
、その詳細な説明は省略する。
第1図に示す回路が第4図に示すものと異なる点は、固
定コンデンサ3の代りに可変容量コンデンサ13(共振
時の容ficx >を用いたこと、可変容量コンデンサ
4の代りに固定コンデンサ14(容量c2)を用いたこ
とである。ざらにこの固定コンデンサ14の容量C2及
びケーブル5Aの分布容量CCの並列容量C20(=0
2 十〇C)によりこの回路の共振条件(ωo :=F
1 刀ロー、但しC1<<C2+CC)を設定するよう
にしたことである。
定コンデンサ3の代りに可変容量コンデンサ13(共振
時の容ficx >を用いたこと、可変容量コンデンサ
4の代りに固定コンデンサ14(容量c2)を用いたこ
とである。ざらにこの固定コンデンサ14の容量C2及
びケーブル5Aの分布容量CCの並列容量C20(=0
2 十〇C)によりこの回路の共振条件(ωo :=F
1 刀ロー、但しC1<<C2+CC)を設定するよう
にしたことである。
この第1図に示す回路によれば、ケーブル5Aの分布容
量CCを大ぎくするほど、すなわち、ケーブル5Aの長
ざ12を長くするほど並列容量C江の値を大きくするこ
とができ、これにより共振時においてはケーブル5Aの
長さ12を従来のケーブル5の長さλ1よりも大きくと
ることが可能となり、これに伴ないプリアンプ6の接続
時におけるQ′の低下を防止でき、MR倍信号S/N比
の向上、画質の向上を図ることができる。この場合に、
ケーブル5Aの長ざ12を大きくするにしたがい共振条
件も変るが、他方のコンデンサとして可変容量コンデン
サ13を接続しているためその容量を適宜調整し共振条
件を満足する容量C1とすることは容易でおる。
量CCを大ぎくするほど、すなわち、ケーブル5Aの長
ざ12を長くするほど並列容量C江の値を大きくするこ
とができ、これにより共振時においてはケーブル5Aの
長さ12を従来のケーブル5の長さλ1よりも大きくと
ることが可能となり、これに伴ないプリアンプ6の接続
時におけるQ′の低下を防止でき、MR倍信号S/N比
の向上、画質の向上を図ることができる。この場合に、
ケーブル5Aの長ざ12を大きくするにしたがい共振条
件も変るが、他方のコンデンサとして可変容量コンデン
サ13を接続しているためその容量を適宜調整し共振条
件を満足する容量C1とすることは容易でおる。
ところで、受信用コイル1に誘起されるMR信号電圧e
inはこの回路の共振時においてQ−倍され、可変容量
コンデンサ13の容量C1と並列容1czoにより分圧
され、下記(7)式の電圧eがプリアンプ6に入力され
゛る。
inはこの回路の共振時においてQ−倍され、可変容量
コンデンサ13の容量C1と並列容1czoにより分圧
され、下記(7)式の電圧eがプリアンプ6に入力され
゛る。
e= (Ct / (C1+Czo ) ) ・ein
=(7)したがって、並列容量CJの値をむやみに
大きくするとプリアンプ6への入力信号レベルが低下す
るが、内部雑音レベルの低いプリアンプ6を用いること
によりこの問題を解決することができる。
=(7)したがって、並列容量CJの値をむやみに
大きくするとプリアンプ6への入力信号レベルが低下す
るが、内部雑音レベルの低いプリアンプ6を用いること
によりこの問題を解決することができる。
本発明は上述した実施例に限定されるものではなくその
要旨の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまで
もない。
要旨の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまで
もない。
「発明の効果]
以上詳述した本発明によれば、受信用コイルに誘起した
MR倍信号プリアンプに伝送するためのケーブルの長さ
制限を緩和し操作性の向上に寄与できるプローブ同調回
路を提供することができる。
MR倍信号プリアンプに伝送するためのケーブルの長さ
制限を緩和し操作性の向上に寄与できるプローブ同調回
路を提供することができる。
また、プリアンプ接続時のQの低下を防止しMR倍信号
S/N比の向上、画質の向上を図ることができるプロー
ブ同調回路を提供することができる。
S/N比の向上、画質の向上を図ることができるプロー
ブ同調回路を提供することができる。
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は本発明
の原理を示す等価回路図、第3図(a)。 (b)はそれぞれ第2図に示す回路に対し周波数成分を
考慮した場合の等価回路図、第4図は従来のプローブ同
調回路の回路図である。 1・・・受信用コイル、2・・・合成抵抗、5A・・・
ケーブル、6・・・プリアンプ、13・・・可変容量コ
ンデンサ、 14・・・固定コンデンサ。 VC 第2図
の原理を示す等価回路図、第3図(a)。 (b)はそれぞれ第2図に示す回路に対し周波数成分を
考慮した場合の等価回路図、第4図は従来のプローブ同
調回路の回路図である。 1・・・受信用コイル、2・・・合成抵抗、5A・・・
ケーブル、6・・・プリアンプ、13・・・可変容量コ
ンデンサ、 14・・・固定コンデンサ。 VC 第2図
Claims (1)
- 被検体の磁気共鳴現象によるMR信号を受信用コイルを
含むタンク回路の共振条件下で受信し、このMR信号を
ケーブルを介してプリアンプに伝送するようにしたMR
装置のプローブ同調回路において、前記タンク回路は固
定コンデンサの容量及びケーブルの分布容量からなる並
列容量と、この並列容量に直列接続される可変容量とを
含んで構成され、このタンク回路の共振条件を前記可変
容量を調整することにより設定するようにしたことを特
徴とするMR装置のプローブ同調回路。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191779A JPS6252443A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Mr装置のプロ−ブ同調回路 |
DE19863629356 DE3629356A1 (de) | 1985-08-30 | 1986-08-28 | Abstimmschaltung fuer ein kernmagnetresonanz-sende- und empfangssystem |
US06/901,737 US4691164A (en) | 1985-08-30 | 1986-08-29 | Nuclear magnetic resonance transmitter and receiver system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60191779A JPS6252443A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Mr装置のプロ−ブ同調回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6252443A true JPS6252443A (ja) | 1987-03-07 |
Family
ID=16280393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60191779A Pending JPS6252443A (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | Mr装置のプロ−ブ同調回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4691164A (ja) |
JP (1) | JPS6252443A (ja) |
DE (1) | DE3629356A1 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPH01201244A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-14 | Toshiba Corp | Mri装置のインピーダンス自動調整装置 |
NL8801077A (nl) * | 1988-04-26 | 1989-11-16 | Philips Nv | Magnetisch resonantie apparaat met ontkoppelde rf-spoelen. |
US4916398A (en) * | 1988-12-21 | 1990-04-10 | Spectroscopy Imaging Systems Corp. | Efficient remote transmission line probe tuning for NMR apparatus |
US5172061A (en) * | 1990-09-18 | 1992-12-15 | The Regents Of The University Of California | Q control for capacitively coupled MRI/MRSI RF coil |
US5166618A (en) * | 1990-10-22 | 1992-11-24 | Medical Advances, Inc. | NMR neck coil with passive decoupling |
US5450011A (en) * | 1992-05-07 | 1995-09-12 | U.S. Philips Corporation | Magnetic resonance apparatus having a wideband matching network |
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US6925328B2 (en) | 2000-04-20 | 2005-08-02 | Biophan Technologies, Inc. | MRI-compatible implantable device |
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US20020116028A1 (en) | 2001-02-20 | 2002-08-22 | Wilson Greatbatch | MRI-compatible pacemaker with pulse carrying photonic catheter providing VOO functionality |
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