JPS6363443A

JPS6363443A - Receiving probe for nmr

Info

Publication number: JPS6363443A
Application number: JP61205857A
Authority: JP
Inventors: 潔依田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1988-03-19

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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コこの発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）用受信プローブに関
し、特に、実験用に局所の磁気共鳴スペクトル又は高分
解能の磁気共鳴画像などを取得するなめに用いられるＮ
ＭＲ用受信プローブに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a receiving probe for NMR (nuclear magnetic resonance), and in particular, for acquiring local magnetic resonance spectra or high-resolution magnetic resonance images for experiments. N used for licking
This relates to a receiving probe for MR.

［従来の技術］第６図は、例えば「化学物理レターズ（Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ）」、第９９巻、第
４号、第３１０〜３１５頁（１９８３年）に記載された
、従来のＮ　ＦｖＩ　Ｒ用送信プローブ及び受信プロー
ブを示す回路図である。[Prior Art] Figure 6 shows, for example, "Chemical Physics Letters".
99, No. 4, pp. 310-315 (1983); FIG.

図において、く１）はサーフェス形の送信コイルであり
、入力端〈１ａ）及び（１ｂ）を介して高周波送信器（
図示せず）からの高周波パルスが印加されるようになっ
ている。（２）は送信コイル（１）に直列に挿入された
クロスダイオード　（逆並列接続された一対のダイオー
ド）であり、受信時に残留雑音による送信コイル（１）
の送信磁場を低減するようになっている。又、クロスダ
イオード（２〉は、回路インピーダンスの平衡性を保つ
ため、入力端（１ａ）及び〈１ｂ）から最遠位置に挿入
されている。In the figure, 1) is a surface-type transmitting coil, and a high-frequency transmitter (
(not shown) is applied. (2) is a cross diode (a pair of anti-parallel connected diodes) inserted in series with the transmitter coil (1), and the transmitter coil (1) is affected by residual noise during reception.
It is designed to reduce the transmitted magnetic field. Further, the cross diode (2) is inserted at the farthest position from the input terminals (1a) and (1b) in order to maintain circuit impedance balance.

（３ａ）及び（３ｂ）は高周波送信器と送信コイル（１
）とのインピーダンスを整合するための可変コンデンサ
であり、一方の可変コンデンサ（３ａ）は送信コイル（
１）に直列に挿入され、他方の可変コンデンサ（３ｂ）
は可変コンデンサ（３ａ）の一端と入力端（１ａ）との
間に挿入されている。(3a) and (3b) are the high frequency transmitter and the transmitting coil (1
) is a variable capacitor for matching the impedance with the transmitting coil (3a).
1) in series with the other variable capacitor (3b)
is inserted between one end of the variable capacitor (3a) and the input end (1a).

以上の送信コイル（１）、クロスダイオード（２）、可
変コンデンサ（３ａ）及び（３ｂ）は、送信プローブを
構成している。The above transmitting coil (1), cross diode (2), variable capacitors (3a) and (3b) constitute a transmitting probe.

（４）はＮＭＲ信号を受信し、給電端（４ａ）、（４ｂ
）を介して受信器（図示せず）に出力するサーフェス形
の受信コイルであり、送信コイル（１）と同心的に配置
されている。（５）は受信コイル（４）に直列に挿入さ
れた同調用の可変容量素子例えば可変コンデンサであり
、可変コンデンサ（５）の両端は給電端（４ａ）、（４
ｂ）に接続されている。（６）は可変コンデンサ（５）
に並列接続されたクロスダイオードである。(4) receives the NMR signal, and the feeding end (4a), (4b
) is a surface-shaped receiving coil that outputs to a receiver (not shown) via a coil (1), and is arranged concentrically with the transmitting coil (1). (5) is a variable capacitance element for tuning, such as a variable capacitor, inserted in series with the receiving coil (4), and both ends of the variable capacitor (5) are feeding terminals (4a), (4).
b) connected to. (6) is a variable capacitor (5)
It is a cross diode connected in parallel with.

以上の受信コイル（４）、可変コンデンサ（５）及びク
ロスダイオード（６）は受信プローブを構成している。The above receiving coil (4), variable capacitor (5), and cross diode (6) constitute a receiving probe.

次に、第６図に示した従来のＮ　Ｍ　Ｒ用送信プローブ
及び受信プローブの動作について説明する。Next, the operation of the conventional NMR transmitting probe and receiving probe shown in FIG. 6 will be explained.

高周波送信器からの高周波送信パルスが印加されると、
送信コイル（１）は高周波磁場を発生する。When a high frequency transmission pulse from a high frequency transmitter is applied,
A transmitting coil (1) generates a high frequency magnetic field.

この磁場は受信コイル（４）にも鎖交するため、受信コ
イル（４）に誘導電圧が発生する。このとき、受信コイ
ル（１）及び可変コンデンサ（５）は、高周波送信パル
スの周波数で同調をとっており、大きな共振電流が流れ
ようとするが、誘導電圧によりクロスダイオード（６）
が導通するため、共振電流は抑制されて比較的小さい電
流が受信コイル（４）に流れる。Since this magnetic field also interlinks with the receiving coil (4), an induced voltage is generated in the receiving coil (4). At this time, the receiving coil (1) and the variable capacitor (5) are tuned to the frequency of the high-frequency transmission pulse, and a large resonant current attempts to flow, but the induced voltage causes the cross diode (6) to flow.
conducts, the resonant current is suppressed and a relatively small current flows through the receiving coil (4).

この結果、受信コイル（４）の誘導電流による、送信コ
イル（１）に送信された高周波磁場に対して外乱として
作用する高周波磁場の影響は、クロスダイオードく６）
を設けたことにより低減される。As a result, the influence of the high-frequency magnetic field that acts as a disturbance on the high-frequency magnetic field transmitted to the transmitting coil (1) due to the induced current in the receiving coil (4) is reduced by the cross diode.
This is reduced by providing .

しかしそれでも、各コイル（１〉及び（４）間のデカッ
プリングが十分ではなく、受信コイル（４）の高周波磁
場による影響は無視できない程度に残っている。However, even then, the decoupling between the coils (1> and (4)) is not sufficient, and the influence of the high frequency magnetic field of the receiving coil (4) remains to an extent that cannot be ignored.

［発明が解決しようとする問題点］従来のＮ　Ｍ　Ｒ用受信プローブは以上のように、可変
コンデンサ（５）に並列接続されたクロスダイオード（
６）を用いて、受信コイル（４）に発生する誘導電流の
影響を低減していたので、送信コイル（１）で発生した
磁場が受信コイル（４）に流れる誘導電流により空間的
に乱される欠点を完全に解決できないという問題点があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the conventional NMR receiving probe has a cross diode (
6) was used to reduce the influence of the induced current generated in the receiving coil (4), so the magnetic field generated in the transmitting coil (1) was spatially disturbed by the induced current flowing in the receiving coil (4). There was a problem in that the drawbacks could not be completely resolved.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、受信コイルに流れる誘導電流を更に低減でき
るＮＭＲ用受信プローブを得ることを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain an NMR receiving probe that can further reduce the induced current flowing through the receiving coil.

［問題点を解決するための手段］この発明に係るＮＭＲ用受信プローブは、受信コイルに
ピンダイオードを用いたスイッチを挿入し、ピンダイオ
ードをオンオフ制御するための制御端子を設けたもので
ある。[Means for Solving the Problems] The NMR receiving probe according to the present invention has a switch using a pin diode inserted into the receiving coil, and a control terminal for controlling on/off of the pin diode.

［作用］この発明においては、ＮＭＲ信号の受信時にピンダイオ
ードをオフすることにより受イＺコイルを開放状態とし
、共振電流を著しく低減する。[Operation] In the present invention, the receiving Z coil is placed in an open state by turning off the pin diode when receiving an NMR signal, thereby significantly reducing the resonance current.

［実施例コ以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示す回路図であり、（４）及
びく５〉は前述の従来例と同様のものである。尚、送信
プローブの構成については第６図に示したものと同様な
ので省略する。[Example 1] An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and (4) and (5) are similar to the conventional example described above. Note that the configuration of the transmitting probe is the same as that shown in FIG. 6, so a description thereof will be omitted.

（７ａ）及び（７ｂ）は各アノードを介して直列逆接続
された一対のビンダイオードであり、受信コイル（４）
に直列に挿入されて、この受信コイル（４）を導通又は
遮断するスイッチを構成している。又、これらビンダイ
オード（７ａ）及び（７ｂ）は、回路インピーダンスの
平衡性を保ち受信効率を最大にするため、給電端（４＆
）及び（４ｂ）から最遠位置に挿入されている。(7a) and (7b) are a pair of bin diodes connected in reverse series through each anode, and the receiving coil (4)
The receiving coil (4) is inserted in series to constitute a switch that conducts or cuts off the receiving coil (4). In addition, these bin diodes (7a) and (7b) are connected to the feeding end (4&
) and (4b).

（８ａ）〜（８ｃ）は、ビンダイオード（７ａ）及び（
７ｂ）の接続点、ビンダイオード（７ａ）のカソード、
ビンダイオード（７ｂ）のカソードにそれぞれ接続され
た高周波阻止用のインダクタンスであり、直流のバイア
ス電流のみを通すようになっている。(8a) to (8c) are the bin diodes (7a) and (
7b) connection point, the cathode of the bin diode (7a),
These are high-frequency blocking inductances connected to the cathodes of the bin diodes (7b), and are configured to allow only DC bias current to pass therethrough.

（９）はインダクタンス（８＆）の一端に設けられた制
御端子であり、インダクタンス（８＆）を介して、それ
ぞれビンダイオード（７＆）及びインダクタンス（８ｂ
）と、ビンダイオード（７ｂ）及びインダクタンス（８
ｃ）とにバイアス電流ｉ４．１２を流し、ビンダイオー
ド（７ａ）及び（７ｂ）からなるスイッチをオンオフ制
御するようになっている。(9) is a control terminal provided at one end of the inductance (8&), which connects the bin diode (7&) and inductance (8b), respectively, via the inductance (8&).
), bin diode (7b) and inductance (8
A bias current i4.12 is passed through (c) and (7a) and (7b) to control on/off of the switch consisting of bin diodes (7a) and (7b).

（１０ａ）、（１０ｂ）はビンダイオード（７ａ）及び
（７ｂ）をはさんで受信コイル（４）に挿入された直流
阻止用のコンデンサであり、高周波の受信信号のみを通
すようになっている。(10a) and (10b) are DC blocking capacitors inserted in the receiving coil (4) across the bin diodes (7a) and (7b), and are designed to pass only high-frequency received signals. .

次に、第１図に示したこの発明の一実施例の動作につい
て説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be explained.

まず、送信コイル（１）（第６図参照）から高周波磁場
Ｂが発生して受信コイル（４）を鎖交すると、前述と同
様に受信コイル（４）に誘導起電力が発生して誘導電流
が流れようとする。First, when a high-frequency magnetic field B is generated from the transmitting coil (1) (see Figure 6) and interlinks with the receiving coil (4), an induced electromotive force is generated in the receiving coil (4) as described above and an induced current is generated. is about to flow.

しかし、このとき、制６［子（９）にバイアス電流１１
．１２を流さないようにしておくと、ビンダイオード（
７ａ）、（７ｂ）のインピーダンスは典型的には１０に
Ω程度となり、受信コイル（４）は開放状態となる。従
って、受信コイル（４）には誘導電流がほとんど流れな
い、尚、制御端子（９）に逆バイアス電圧を印加すると
、ビンダイオード（７ａ）及び（７ｂ）のインピーダン
スを４０にΩ〜４００にΩ程度に上げることができ、受
信コイル（４）の遮断性が更に向上する。However, at this time, the bias current 11 is applied to the control 6 [child (9)].
．． If you do not allow 12 to flow, the bin diode (
The impedance of 7a) and (7b) is typically about 10Ω, and the receiving coil (4) is in an open state. Therefore, almost no induced current flows through the receiving coil (4). Furthermore, when a reverse bias voltage is applied to the control terminal (9), the impedance of the bin diodes (7a) and (7b) changes from 40Ω to 400Ω. This further improves the blocking performance of the receiving coil (4).

次に、Ｎ　Ｍ　Ｒ信号を受信する場合は、制御端子（９
）に０．１Ａ程度のバイアス電流ｉ１、ｉｚを流す、従
って、ビンダイオード（７ａ）及び（７ｂ）のインピー
ダンスが０．３Ω程度となって、受信コイル（４）は導
通状態となり、通常の受信コイルとして作用する。Next, when receiving the NMR signal, connect the control terminal (9
), the impedance of the bin diodes (7a) and (7b) becomes approximately 0.3Ω, the receiving coil (4) becomes conductive, and normal reception is performed. Acts as a coil.

尚、上記実施例では可変容量素子として可変コンデンサ
（５）を用いたが、第２図に示すように、各アノードを
介して直列接続された一対の可変容量ダイオード（５ａ
）、（５ｂ）を用いてもよい、第２図において、（１１
）は可変容量ダイオード（５ａ）、（５ｂ）の静電容量
を変化させるための制御端子であり、ビンダイオード（
７ａ）、（７ｂ）用の制御端子（９）とは分離制御可能
となっている。　（１２）は制御端子（１１）と各可変
容量ダイオード（５ａ）及び（５ｂ）のカソードとの間
にそれぞれ挿入された高周波阻止用の抵抗器である。又
、一方の給電端（４ａ）は可変容量ダイオード（５ａ）
のカソードに接続され、他方の給電端（４ｂ）は各可変
容量ダイオード（５ａ）及び（５ｂ）の接続点に接続さ
れている。In the above embodiment, a variable capacitor (5) was used as the variable capacitance element, but as shown in FIG.
), (5b) may be used. In Figure 2, (11
) is a control terminal for changing the capacitance of the variable capacitance diodes (5a) and (5b), and the bottle diode (
It can be controlled separately from the control terminal (9) for 7a) and (7b). (12) is a high frequency blocking resistor inserted between the control terminal (11) and the cathode of each variable capacitance diode (5a) and (5b). Also, one feeding end (4a) is a variable capacitance diode (5a)
The other feeding end (4b) is connected to the connection point of each variable capacitance diode (5a) and (5b).

又、ビンダイオード（７ａ〉及び（７ｂ）を各アノード
を介して直列接続したが、第３図に示すように、各カソ
ードを介して直列接続してもよい、この場合、各バイア
ス電流ｉ、、ｉ２の向きが逆転するのみで、ビンダイオ
ード（７ａ）、（７ｂ）のスイッチング動作については
第１図の場合と全く変わらない。Also, although the bin diodes (7a> and (7b) are connected in series through each anode, they may be connected in series through each cathode as shown in FIG. 3. In this case, each bias current i, , i2 are reversed, and the switching operations of the bin diodes (7a) and (7b) are completely the same as in the case of FIG. 1.

更に、受信コイル（４）に挿入されるスーイツチとして
一対のビンダイオード（７ａ）及び（７ｂ）を用いたが
、第４図に示すように、１個のビンダイオード（７）を
用いてもよい、この場合、制御端子（９）からのバイア
ス電流ｉは第５図に示すようになる。即ち、ＮＭＲ信号
の受信時にバイアス電流ｉを流す点は前述の各実施例と
同様であるが、高周波送信時には、高周波磁場の鎖交に
より受信コイルく４）に発生する起電力でビンダイオー
ド（７）がオンしないように、逆バイアス電圧（−ＶＲ
）を十分大きく設定する必要がある。Furthermore, although a pair of Bin diodes (7a) and (7b) were used as a switch inserted into the receiving coil (4), a single Bin diode (7) may also be used as shown in Fig. 4. In this case, the bias current i from the control terminal (9) becomes as shown in FIG. That is, the point that the bias current i is passed when receiving the NMR signal is the same as in each of the above-mentioned embodiments, but when transmitting a high frequency signal, the electromotive force generated in the receiving coil 4) due to the linkage of the high frequency magnetic field causes the bin diode (7) to flow. ) to prevent the reverse bias voltage (-VR
) must be set sufficiently large.

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、受信コイルにビンダイ
オードを用いたスイッチを挿入すると共に、ビンダイオ
ードを制御するための制御端子を設け、受信時にはビン
ダイオードをオフするようにしたので、送信時の高周波
磁場の空間的均一度を向上させたＮＭＲ用受信プローブ
が得られる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a switch using a bin diode is inserted in the receiving coil, a control terminal for controlling the bin diode is provided, and the bin diode is turned off during reception. Therefore, it is possible to obtain an NMR receiving probe in which the spatial uniformity of the high-frequency magnetic field during transmission is improved.

[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はこ
の発明の第２の実施例を示す回路図、第３図はこの発明
の第３の実施例を示す回路図、第４図はこの発明の第４
の実施例を示す回路図、第５図は第４図内の制６１端子
に流すバイアス電流を示す波形図、第６図は従来のＮＭ
Ｒ用送信プローブ及び受信プローブを示す回路図である
。（４）・・・受信コイル　　　（４ａ）、（４ｂ）・・
・給電端（５）・・・可変コンデンサ（５ａ）、（５ｂ）・・・可変容量ダイオード（７ａ）
、（７ｂ）・・・一対のビンダイオード（７）・・・１
つのビンダイオード（８ａ）〜（８ｃ）・・・インダクタンス（９）・・・
制御端子ｉ、ｉｌ、ｉ、・・・バイアス電流 −ｖＲ・・・逆バイアス電圧尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。４　、　受信フィル４ａ、４ｂ　　：　　鈴電埠５　°　可変コ−７“−ブ７ａ、７ｂ　　：　　ビニタイオード＆１〜８ｃ　ユ　インダクタンス９　　　％′Ｊ柳塙手ｉ＋、ｔ＞　　：　　ハ゛イ了ス電箋７　　ピーダイ↑−ドＬ　二　バイア入電は屹邦５図手続補正書「自発」FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the invention. Figure 4 is the fourth figure of this invention.
5 is a waveform diagram showing the bias current flowing to the control terminal 61 in FIG. 4, and FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the conventional NM.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an R transmitting probe and a receiving probe. (4)...Receiving coil (4a), (4b)...
・Feeding end (5)...Variable capacitor (5a), (5b)...Variable capacitance diode (7a)
, (7b)...a pair of bin diodes (7)...1
Two bin diodes (8a) to (8c)...Inductance (9)...
Control terminals i, il, i, . . . bias current -vR . . . reverse bias voltage. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. 4. Receiving filters 4a, 4b: Suzudenbo 5° Variable code 7"-B 7a, 7b: Vinyl diode & 1~8c U inductance 9%'J Yanagihante i+, t>: High rate electric note 7 PB ↑-DoL 2 Bahia incoming call is ``Voluntary'' amendment to the procedure of the 5th figure

Claims

[Claims]

(1) NM equipped with a receiving coil that receives an NMR signal and a variable capacitance element inserted into the feeding end of this receiving coil
In the R receiving probe, a switch using a pin diode is inserted in series in the receiving coil, and a control terminal for controlling on/off of the pin diode is provided, so that the pin diode is turned off when receiving the NMR signal. An NMR receiving probe characterized by:

(2) The NMR receiving probe according to claim 1, wherein the variable capacitance element is a variable capacitor or a variable capacitance diode.

(3) The NMR receiving probe according to claim 1 or 2, wherein the switch is disposed at the farthest position from the feeding end.

(4) The NMR receiving probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the switch comprises a pair of pin diodes connected in reverse series.

(5) The NMR receiving probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the switch is composed of one pin diode.

(6) The control terminal passes a bias current through the pin diode during reception, and passes a zero bias current or a reverse bias current through the pin diode during transmission. NM described in Crab
Receiving probe for R.

(7) The NMR receiving probe according to claim 6, wherein the control terminal allows a bias current to flow through an inductance for high frequency blocking.