JPS63171549A - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

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】 本発明は、ＲＦ磁場を発生させるための２個のコイルお
よび電気接続手段を伴う送信器／受信器を有して、ＲＦ
電磁場を発生させかつ検出する装置を具える磁気共鳴撮
影装置に関するものである。

この種の磁気共鳴撮影装置は、ヨーロッパ特許出願筒１
１４．４０５号から知られる。このヨーロッパ特許出願
筒１１４．４０５号においては、２個の別個のコイルシ
ステムがＲＦ信号の送信および受信のために用いられて
いる。ＲＦ送信（器）コイルとＲＦ検出コイルとの間の
相互影響を避けるために非結合回路（ｕｎｃｏｕｐｌｉ
ｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ）を用いなければならず、この非
結合回路によって、例えば前記送信（器）コイルを有す
る回路がその送信（器）コイルの作動中の間に実質的に
高い自己周波数に調節される。他方、この送信（器）コ
イルは受信（器）（検出）コイルによる検出の間におい
て低抵抗短絡回路によって短絡され得る。したがって、
受信されるＲＦ信号はもはや阻害されない。“Ｎｕｃｌ
ｅａｒＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａ
ｇｉｎｇ”　（Ｓａｕｎｄｅｒ’　５Ｃｏｎ＋ｐａｎｙ
出版、フィラデルフィア、　１９８３年）には、送信（
器）コイルおよび受信（器）コイルが送信（器）／受信
（器）コイルを構成するように結合され得ることが述べ
られている。したがって、明らかに、前述された問題は
解消される。２個の相互に垂直なコイルシステムが用い
られる場合には、回転磁場を発生することができる。こ
の場合に、これらのコイルシステムの供給端子は、信号
が各コイルに正しい位相で供給されることを確実にする
ために、１／４λ波長のリード線を介して接続されなけ
ればならない。しかしながら、そのようなコイルシステ
ムの活性化（送信）および受信のための供給端子は同一
ではない。したがって、２個の供給端子が必要とされる
。第１の供給端子が送信器に接続されると、第２の供給
端子は受信器から非結合状態にされなければならない。

同様に、受信器が第２の供給端子に接続されると、送信
器は第１の供給端子から非結合状態にされる。

前述したことは、速い切換えが必要とされることを意味
する。これは、その組立て体が磁気共鳴撮影装置に含ま
れる場合には目立って困難である。

したがって、普通のスイッチをその目的に用いることは
できない。

本発明の目的は、供給端子を送信器または受信器に、送
信器または受信器を供給端子に接続したり（結合状態）
接続を解いたり（非結合状態）する機械的切換え接触を
必要とすることなく、ＲＦ回転磁場を発生し得、同時に
同一コイルシステムによって検出され得る磁気共鳴撮影
装置を提供することにある。

これを成すために、本発明による磁気共鳴撮影装置は、
冒述したものにおいて、 ＲＦ回転磁場を発生させるために前記コイルによって発
生する磁場が互いに垂直に延出するとともに、 第１のコイルの第１の供給端子は１／４λ波長のリード
線を介して他方のコイルに接続されている第２の供給端
子に接続され、 前記第１および第２の供給端子は接続手段を介して前記
送信器／受信器に接続されている第１および第２の接続
点火々に、位相偏位接続手段を介して接続され、 前記第１の接続点は、前記送信器による送信の間、また
前記受信器による受信の間、前記第２の接続点から電気
的手段によって非結合状態にされる ことを特徴とするものである。

次に、本発明による磁気共鳴撮影装置の具体的一実施例
につき、図面を参照しつつ説明する。

第１図に示されている磁気共鳴撮影装置は、一様な静磁
場ＨＯを発生させるための磁気システム２と、勾配磁場
を発生させるための磁気システム４と、これら磁気シス
テム２．４夫々の供給電力源６．８とを有している。磁
気コイル１０はＲＦ交番磁場を発生させる働きをする。

このために、磁気コイル１０はＲＦ供給源１２に接続さ
れている。検査される物体にＲＦ送信（器）磁場によっ
て発生するスピン共鳴信号の検出のために、検出コイル
１３が設けられている。情報を読出すために、この検出
コイル１３は信号増巾器１４に接続されている。

この信号増巾器１４は、中央制御処理装置１８に接続さ
れた位相感応整流器１６に接続されている。この中央制
御処理装置１８はまた、ＲＦ供給源１２のための変調器
（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２０と、勾配磁場コイルのため
の供給電力源８と、表示のためのモニタ２２とを制御す
る。ＲＦ発振器２４は、測定信号を処理する位相感応整
流器１６と変調器２０とを制御する。磁気システム２お
よび磁気システム４内に配される送信（器）（磁気）コ
イル１０は、医療診察目的の装置の筐体に患者を収納す
るに十分な広々とした測定空間２８を囲んでいる。こう
して、一様な静磁場ＨＯと、撮影される部分（ｓｌｉｃ
ｅ）の位置選択のための勾配磁場と、空間的に一様なＲ
Ｆ交番磁場が、測定空間２８内に発生され得る。検出コ
イル１３はその測定空間２８内に配される。

第２図は送信（器）（磁気）コイル１０および検出コイ
ル１３の、それら送信（器）（磁気）コイル１０および
検出コイル１３の相対位置における透視画図である。簡
略化のために、この第２図に示されている共通方向は垂
直方向として定められる。この理由は、送信（器）（磁
気）コイル１０および検出コイル１３の巻きによって定
められる面がその位置に対してほぼ垂直であるためであ
る。この送信（器）（磁気）コイル１０はＲＦ供給源１
２に接続された２個の巻線Ｚｌ、Ｚ２を有している。検
出コイル１３は信号増巾器１４に接続された２個の巻線
ＤＩ、Ｄ２を有している。送信器（ＲＦ供給源）１２と
検出器（信号増巾器）１４との間の接続手段ＭＺ、　Ｍ
Ｄは、送信器（ＲＦ供給源）１２および送信（器）（磁
気）コイル１０と、検出器（信号増巾器）１４および検
出コイル１３とが永久的に用いることができる同軸ケー
ブルによって習慣的に構成されている。

したがって、送信（器）（磁気）コイル１０は送信する
ことだけができ、また検出コイル１３は検出することだ
けができる。示されているコイル配列を用いると、供給
端子Ｃ，Ｄが１／４λ波長のリード線（同軸ケーブル）
を介して接続され、スイッチがリード線ＭＺとリード線
ＭＤとに含まれている場合には、ＲＦ回転磁場もまた発
生して検出され得る。リード線ＭＤのスイッチが開成で
あると、ＲＦ回転磁場は４個の巻線Ｚｌ、Ｚ２．Ｄｉ、
Ｄ２によって送信器（ＲＦ供給源）１２によって発生さ
せることができる。続いて、リード線ＭＺのスイッチが
開成されてリード線ＭＤのスイッチが閉成されると、Ｒ
Ｆ回転磁場が４個の巻線Ｚｌ、Ｚ２、ＤＩ、Ｄ２および
検出器（信号増巾器）１４によって検出され得る。この
ＲＦ回転磁場は、ＲＦ送信（器）磁場によって励起され
たスピン共鳴信号によって発生する。リード線ＭＺ、Ｍ
Ｄのスイッチの切換えはわずられしいことが経験される
。

この理由は、この手順が非常に速＜（ｍｓりまた磁場の
存在下で実行されなければならないからである（第１図
参照）。

第３図には、前述されたスイッチの機能が制御電圧によ
って阻止状態または導通状態にされるＰＩＮダイオード
で部分的に置き換えられた実施例が示されている。第３
図に示されている回路はまた一方の供給端子Ｃおよび供
給端子りと、また他方の接続点Ｅおよび接続点Ｆとの間
に位相偏移接続手段を有している。点Ｃと点Ｅとの間、
点りと点Ｆとの間、および点Ｅと点Ｆとの間には１／４
λ波長のリード線が設けられている。これらリード線の
夫々は（理想状態において）９０度の移相偏移を生じる
。完全目的のために、注意されるべきことは点Ｃと点り
との間の１／４λ波長のリード線の特性インピーダンス
の半分にそれ以外の３個の１／４λ波長のリード線の特
性インピーダンスがなることである。これら％λ波長の
リード線および接続手段（リード線）ＭＴ、ＭＤの遮蔽
被筒は第３図においてＡで示された場所で接地されてい
る。

送信器（ＲＦ供給源）１２が作動中である場合には、点
Ｅおよび点りで発生する電圧は対向される。

二の場合に、点Ｆの電圧は理想状態において零ボルトに
なる。この点Ｆは送信器（ＲＦ供給源）１２、あるいは
送信器（器）（磁気）または受信（器）（検出）のコイ
ル１０．１３に阻害されることなく接地Ａに接続される
ことができる。同様に、送信器（ＲＦ供給源）１２が作
動中でない場合には、受信（送信（器）（磁気）コイル
１０および受信（器）（検出）コイル１３によって検出
された共鳴信号）に際して生じる電圧は点Ｃおよび点Ｆ
において対向される電圧を形成する。この結果として、
点Ｅは理想状態において電圧を担わない。この理想状態
は次の条件下のみに到達される。

ａ）全てのリード線が正確に％λ波長の長さを有するこ
と。

ｂ）これら１／４λ波長のリード線が無損失であること
。

Ｃ）送信（器）（磁気）コイル１０および受信（器）（
検出）コイル１３が正確にそれらリード線の特性インピ
ーダンスを有すること。

ｄ）これら１／４λ波長のリード線の特性インピーダン
スが正確であること。

実際には、これは成し得ることができない。したがって
、送信器（ＲＦ供給源）１２が作動中である場合には接
続点ＦはＰＩＮダイオードＤＦを介して接地Ａに接続さ
れる。このために、リード線ＭＤを抵抗Ｒ２を介して直
流電圧供給源Ｖ＋に接続するトランジスタＴ２のベース
には制御電圧θが付与される。したがって、ＰＩＮダイ
オードＤＦは導通して接続点Ｆを接地Ａに接続する。コ
ンデンサＣ１４，ＧＥは、受信器（検出器）１４および
ＰＩＮダイオードＤＥ夫々を直流電圧供給源ｖ十から接
続を解く（非結合状態にする）ために設けられている。

受信の間において、トランジスタＴ２の制御信号は零■
になる。これに対して、トランジスタＴ１のベースには
制御電圧Ｔが付与される。したがって、リード線ＭＴは
抵抗Ｒ１を介して直流電圧供給源■＋に接続され、また
ＰＩＮダイオードＤＥは接続点Ｅを接地Ａに接続する。

受信器（ＲＦ供給源）１２はコンデンサＣ１２によって
直流電圧供給源Ｖ＋から非結合状態にされる。

第４図には（図示されていない）コイルシステム１０／
１３への送信器１２／受信器１４の好適な接続が示され
ている。これら送信器１２および受信器１４は（例えば
第３図に示されているのと同一方法で遮蔽された同軸ケ
ーブルのような）単一接続手段ＭＴＤを利用する。第４
図に示されている接続において、接続点Ｆと接続点Ｅと
の間の１／４λ波長のリード線は、次に説明されるよう
になしで済ますことができる。点Ｅと点Ｃとの間、点Ｆ
と点りとの間および点Ｃと点りとの間の１／４λ波長接
続、並びに供給端子Ｃおよび供給端子りに接続されるコ
イル形態１０．１３は同じである。しかしながら、同軸
ケーブルＭＴＤの端は２個のＰＩＮダイオード夫々から
成る２つの並直列接続を介して一方で接地Ａに接続され
ている。ＰＩＮダイオードＤＥ１およびＰＩＮダイオー
ドＤＰＩの整流方向は、ＰＩＮダイオードＤＥ２および
ＰＩＮダイオードＤＦ２の整流方向と同様に対向される
。直列接続のＰＩＮダイオードＤＥＩおよびＰＩＮダイ
オードＤＥ２と、ＰＩＮダイオードＤＰＩおよびＰＩＮ
ダイオードＤＦ２のいずれもが導通しない。

リード線ＭＴＤが抵抗Ｒを介して直流供給電圧■−に接
続される場合には、ＰＩＮダイオードＤＥｌ、ＤＦ２は
導通して、点Ｆは接地Ａに接続される。この状態におい
て、送信器１２は作動中であり得る。次に、直流供給電
圧■＋が抵抗Ｒに印加される場合には、ＰＩＮダイオー
ドＤＦＩ、ＤＥ２は導通状態になる。この場合に、接続
点Ｅは接地Ａに接続されて、受信器１４は同軸ケーブル
ＭＴＤおよび（導通状態にある）ＰＩＮダイオードＤＦ
１を介して送信（器）（磁気）コイル１０および検出コ
イル１３によって検出された共鳴信号を受は取る。注意
されるべきことは、ＰＩＮダイオードＤＥｌ、ＤＥ２．
ＤＦＩ、ＤＦ２と、１／４λ波長のリード線とは、同軸
ケーブル（ＭＴＤ）に接続され得る一個のユニットを構
成するように、送信（器）（磁気）コイル１０および検
出コイル１３と結合され得ることである。したがって、
簡単に交換され得る送信（器）／受信（器）コイルシス
テムが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明による磁気共鳴撮影装置の
具体的一実施例を説明するための図面であって、 第１図は本発明による磁気共鳴撮影装置の全体図、 第２図は受信器／送信器コイルシステムの透視図、 第３図は受信器／送信器コイルシステムの接続の一例を
示す回路図、 第４図は送信器／受信器コイルシステムの好適な接続を
示す回路図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＲＦ磁場を発生させるための２個のコイルおよび電
   気接続手段を伴う送信器／受信器を有して、ＲＦ電磁場
   を発生させかつ検出する装置を具える磁気共鳴撮影装置
   において、 ＲＦ回転磁場を発生させるために前記コイルによって発
   生する磁場が互いに垂直に延出するとともに、 一方のコイルの第１の供給端子１／４λ波長のリード線
   を介して他方のコイルに接続されている第２の供給端子
   に接続され、 前記第１および第２の供給端子は接続手段を介して前記
   送信器／受信器に接続されている第１および第２の接続
   点夫々に、位相偏移接続手段を介して接続され、 前記第１の接続点は、前記送信器による送信の間、また
   前記受信器による受信の間、前記第２の接続点から電気
   的手段によって非結合状態にされることを特徴とする磁
   気共鳴撮影装置。 ２、前記位相偏移接続手段は１／４λ波長のリード線で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁
   気共鳴撮影装置。 ３、前記第１の供給端子と前記第２の供給端子との間の
   １／４λ波長のリード線の特性インピーダンスは、前記
   第１の接続点および前記第２の接続点と、前記第１の供
   給端子および前記第２の供給端子との間夫々の１／４λ
   波長のリード線の特性インピーダンスの２倍であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
   の磁気共鳴撮影装置。 ４、前記電気的手段は前記第１の接続点を前記第２の接
   続点に接続する１／４λ波長のリード線によって構成さ
   れ、 前記第１および第２の接続点は前記送信器および受信器
   に夫々接続されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の磁気共鳴撮影装置。 ５、前記第１および第２の接続点は、同一導通方向に接
   続され、かつ前記送信器から前記第１の接続点への、ま
   た前記第２の接続点から前記受信器への夫々の送信リー
   ド線および受信リード線に印加される電圧によって制御
   され得るＰＩＮダイオード夫々を介して接地されること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第４項のうちの
   いずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。 ６、前記送信リード線および受信リード線は第１の半導
   体スイッチおよび第２の半導体スイッチ夫々を介して供
   給電圧に接続されるとともに、 前記第１および第２の半導体スイッチは受信または送信
   の間において導通状態にあることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項に記載の磁気共鳴撮影装置。 ７、前記第１の接続点は第１または第２のＰＩＮダイオ
   ードを介して前記送信器に接続され、また接地されると
   ともに、 前記第２の接続点は第３または第４のＰＩＮダイオード
   を介して前記受信器に接続され、また接地され、 前記第１および第３のＰＩＮダイオードの導通方向は反
   対であり、 前記第２および第４のＰＩＮダイオードの導通方向は反
   対であり、 前記第１および第２のＰＩＮダイオードの直列接続と、
   前記第３および第４のＰＩＮダイオードの直列接続は導
   通状態にないことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第４項のうちのいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。 ８、前記第１および第２の接続点は前記第１および第３
   のＰＩＮダイオードを介して同軸リード線により前記送
   信器および受信器に接続されるとともに、 前記第１および第３のＰＩＮダイオードは同軸リード線
   を介して制御されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項に記載の磁気共鳴撮影装置。 ９、前記送信器および受信器の前記同軸リード線は直流
   的に非結合状態にされるとともに、正電位源または負電
   位源に接続され得ることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項に記載の磁気共鳴撮影装置。