NL8500138A - HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors - Google Patents
HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors Download PDFInfo
- Publication number
- NL8500138A NL8500138A NL8500138A NL8500138A NL8500138A NL 8500138 A NL8500138 A NL 8500138A NL 8500138 A NL8500138 A NL 8500138A NL 8500138 A NL8500138 A NL 8500138A NL 8500138 A NL8500138 A NL 8500138A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- conductors
- coil
- antenna conductors
- antenna
- grounded
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
-1- #-1- #
I JI J
Hoogfrequente spoel voor toepassing in magnetische kernspin-resonantie-apparatuur.High frequency coil for use in magnetic core spin resonance equipment.
De uitvinding heeft betrekking op een hoogfrequente spoel voor toepassing in magnetische kernspinresonantie-apparatuur, welke spoel voorzien is van een cilindrisch lichaam uit elektrisch isolerend materiaal, op de wand waarvan een aantal 5 stralende geleiders, in hoofdzaak evenwijdig met de hartlijn van het cilindrische lichaam, is gepositioneerd met in hoofdzaak onderling gelijke tussenafstanden.The invention relates to a high-frequency coil for use in magnetic nuclear magnetic resonance equipment, which coil is provided with a cylindrical body of electrically insulating material, on the wall of which a number of radiant conductors, substantially parallel to the axis of the cylindrical body, is positioned at substantially equally spaced intervals.
Een dergelijke hoogfrequente spoel is beschreven in de Europese octrooiaanvrage 0 047 065. Bij deze bekende spoel 10 is een coaxiale kabel in de vorm van een platte toroide rond het spoellichaam aangebracht en de genoemde stralende geleiders worden gevormd door de binnenste windingsdelen van deze toroide, waar de binnengeleiders van de coaxiale kabel ontdaan zijn van buitenmantel en eventuele diëlektrische laag.Such a high-frequency coil is described in European patent application 0 047 065. In this known coil 10, a coaxial cable in the form of a flat toroid is arranged around the coil body and the said radiating conductors are formed by the inner winding parts of this toroid, where the inner conductors of the coaxial cable are stripped of outer sheath and any dielectric layer.
15 De spoel is verder ter weerszijden van deze toroide voorzien van op het spoellichaam aangebrachte manchetten uit elektrisch geleidend materiaal. De buitenmanteldelen van de toroide zijn nabij de uiteinden telkens verbonden met deze manchetten.The coil is further provided on either side of this toroid with cuffs of electrically conductive material arranged on the coil body. The outer casing parts of the toroid are each connected to these cuffs near the ends.
Het signaal wordt in deze spoel ingekoppeld door middel van •20 een open geleidende draad, die langs een van de stralende geleiders is geplaatst. Verder is rond het spoellichaam onder de stralende geleiders een Faraday-kooiconstructie aanwezig, bestaande uit ringen van elektrisch geleidend materiaal, die rond het spoellichaam zijn aangebracht en waarvan de helft 25 galvanisch is verbonden met de ene manchet en de andere helft galvanisch is verbonden met de andere manchet met behulp van daartoe bestemde geleidende strippen.The signal is coupled into this coil by means of an open conducting wire placed along one of the radiating conductors. Furthermore, a Faraday cage structure is provided around the coil body below the radiant conductors, consisting of rings of electrically conductive material, which are arranged around the coil body and half of which are galvanically connected to one cuff and the other half are galvanically connected to the other cuff using conductive strips intended for that purpose.
Doordat de toroïdevormig gewikkelde coaxkabel gesloten is wordt de lengte daarvan een bepalende factor voor de resonan-30 tiefrequentie, waarmee de spoel gaat zenden en ontvangen.Because the toroidally wound coaxial cable is closed, its length becomes a determining factor for the resonant frequency with which the coil starts to transmit and receive.
85 0 0 1 3 885 0 0 1 3 8
ί II
-2--2-
De open stukken van de kabel staan in interactie met de omgeving. De capacitieve en inductieve invloeden van de omgeving, en in het bijzonder van de Faraday-kooi, zorgen dat de reso-nantiefrequentie verder daalt.The open sections of the cable interact with the environment. The capacitive and inductive influences of the environment, and in particular of the Faraday cage, cause the resonance frequency to drop further.
5 De uitvinding heeft nu ten doel de homogeniteit van het magnetische veld, dat met een dergelijke spoel wordt opgewekt, over een zo groot mogelijk volume te optimaliseren en tevens de kwaliteitsfactor van de spoel zo hoog mogelijk te maken.The object of the invention is now to optimize the homogeneity of the magnetic field generated with such a coil over as large a volume as possible and also to maximize the quality factor of the coil.
Het magnetische veld van de spoel moet loodrecht staan op de 10 hartlijn van het spoellichaam en kan lineair gepolariseerd zijn maar moet bij voorkeur circulair gepolariseerd zijn.The magnetic field of the coil must be perpendicular to the axis of the coil body and may be linearly polarized but preferably circularly polarized.
De homogeniteit moet zowel wat amplitude als richting betreft groot zijn. De reden om te streven naar optimalisatie van zowel de kwaliteitsfactor als de homogeniteit van het magne-15 tische veld in vorm en grootte zijn respectievelijk het verkorten van de meettijd, zodat patiënten, die met magnetische kernspinresonantie-apparatuur worden behandeld, zo min mogelijk ongerief wordt bezorgd, en het verbeteren van de kwaliteit van de met de apparatuur gemaakte opnamen.The homogeneity must be high in both amplitude and direction. The reason for striving to optimize both the quality factor and the homogeneity of the magnetic field in shape and size, respectively, is to shorten the measurement time, so that patients treated with magnetic nuclear magnetic resonance equipment are minimized as much as possible. and improving the quality of the recordings made with the equipment.
20 De uitvinding verschaft nu een hoogfrequente spoel voor toepassing in magnetische kernspinresonantie-apparatuur, welke spoel voorzien is van een cilindrisch lichaam uit elektrisch isolerend materiaal, op de wand waarvan een aantal stralende antennegeleiders in hoofdzaak evenwijdig met de hartlijn van 25 het cilindrische lichaam is gepositioneerd met in hoofdzaak onderling gelijke tussenafstanden, welke hoogfrequente spoel volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de antennegeleiders bestaan uit afzonderlijke draden met een lengte ongeveer gelijk aan de halve golflengte van de werkfrequentie van 30 de spoel. Bij voorkeur wordt signaal ingekoppeld via condensatoren aan de uiteinden van twee diametraal tegenover elkaar gelegen antennegeleiders, waarvan de middens geaard zijn.The invention now provides a high-frequency coil for use in magnetic nuclear magnetic resonance equipment, which coil comprises a cylindrical body of electrically insulating material, on the wall of which a number of radiating antenna conductors are positioned substantially parallel to the axis of the cylindrical body at substantially mutually equal intervals, the high-frequency coil according to the invention is characterized in that the antenna conductors consist of separate wires with a length approximately equal to half the wavelength of the operating frequency of the coil. Preferably, signal is coupled through capacitors at the ends of two diametrically opposed antenna conductors, the centers of which are grounded.
Verder verschaft de uitvinding een hoogfrequente spoel voor toepassing in magnetische kernspinresonantie-apparatuur, 35 welke spoel voorzien is van een cilindrisch lichaam uit elek- 8500138 * * -3- trisch isolerend materiaal, op de wand waarvan een aantal antennegeleiders in hoofdzaak evenwijdig met de hartlijn van het cilindrische lichaam is gepositioneerd, en voorzien is van manchetten van elektrisch geleidend materiaal rond de spoel 5 aangrenzend aan de uiteinden van de antennegeleiders, welke spoel volgens de uitvinding het kenmerk draagt, dat de uiteinden van de antennegeleiders via rond het lichaam verlopende cirkelvormige geleidende draden met elkaar zijn verbonden, waarbij de manchetten beide geaard zijn. Bij voorkeur wordt 10 signaal ingekoppeld via een condensator, die verbonden is met een van de cirkelvormige geleidende draden, waarbij niet noodzakelijk maar wel wenselijk is, dat de condensator op een knooppunt met een van de antennegeleiders verbonden is.The invention furthermore provides a high-frequency coil for use in magnetic nuclear magnetic resonance equipment, which coil is provided with a cylindrical body of electrically insulating material, on the wall of which a number of antenna conductors are substantially parallel to the center line. of the cylindrical body, and is provided with sleeves of electrically conductive material around the coil 5 adjacent to the ends of the antenna conductors, which coil according to the invention is characterized in that the ends of the antenna conductors are provided with circular conductive conductors extending around the body wires are connected, with the cuffs both grounded. Preferably, a signal is coupled through a capacitor, which is connected to one of the circular conductive wires, it being not necessary, but desirable, that the capacitor is connected at one node to one of the antenna conductors.
Verder verschaft de uitvinding een hoogfrequente spoel 15 voor toepassing in magnetische kernspinresonantie-apparatuur, welke spoel voorzien is van een cilindrisch lichaam uit elektrisch isolerend materiaal, op de wand waarvan een aantal antennegeleiders in hoofdzaak evenwijdig met de hartlijn van het cilindrische lichaam is gepositioneerd, en voorzien is 20 van manchetten van elektrisch geleidend materiaal rond de spoel aangrenzend aan de uiteinden van de antennegeleiders, welke spoel volgens de uitvinding het kenmerk draagt dat de uiteinden van de antennegeleiders via condensatoren zijn verbonden met de respectievelijke aangrenzende manchet, en dat een der man-25 chetten geaard is en de andere niet geaard is. Eventueel kunnen in plaats van condensatoren zelfinducties gebruikt worden, maar condensatoren hebben de voorkeur. Bij voorkeur ook wordt signaal ingekoppeld via een condensator, die aangesloten is op het verbindingspunt tussen een antennegeleider en de daarmee 30 verbonden condensator aan de zijde van de geaarde manchet. Een andere methode is bijvoorbeeld inductief inkoppelen.The invention further provides a high-frequency coil 15 for use in magnetic nuclear magnetic resonance equipment, which coil comprises a cylindrical body of electrically insulating material, on the wall of which a number of antenna conductors are positioned substantially parallel to the axis of the cylindrical body, and is provided with sleeves of electrically conductive material around the coil adjacent to the ends of the antenna conductors, which coil according to the invention is characterized in that the ends of the antenna conductors are connected via capacitors to the respective adjacent sleeve, and that one of the sleeves 25 chets are grounded and the other is ungrounded. Inductors may be used instead of capacitors, but capacitors are preferred. Preferably, signal is also coupled through a capacitor, which is connected to the junction between an antenna conductor and the associated capacitor on the side of the grounded sleeve. Another method is, for example, inductive coupling.
Verder verschaft de uitvinding een hoogfrequente spoel voor toepassing in magnetische kernspinresonantie-apparatuur, welke spoel voorzien is van een cilindrisch lichaam uit elek-35 trisch isolerend materiaal, op de wand waarvan vier antenne- 8500138 -4-The invention further provides a high-frequency coil for use in magnetic nuclear magnetic resonance equipment, which coil is provided with a cylindrical body of electrically insulating material, on the wall of which four antenna 8500138-4-
• V• V
geleiders in hoofdzaak evenwijdig met de hartlijn van het cilindrische lichaam zijn gepositioneerd, en voorzien is van manchetten van elektrisch geleidend materiaal rond de spoel aangrenzend aan de uiteinden van de antennegeleiders, welke 5 spoel volgens de uitvinding het kenmerk draagt, dat de antennegeleiders de vorm hebben van een rooster van parallele geleidende draden, aan de boven en onderkant met elkaar verbonden door geleidende dwarsverbindingen, dat twee diagonale hoeken van elk rooster via condensatoren met de respectievelijke man-10 chetten zijn verbonden, en dat een der manchetten geaard is en de andere niet geaard is. Het gebruik van condensatoren heeft de voorkeur boven het gebruik van zelfinducties.conductors are positioned substantially parallel to the axis of the cylindrical body, and are provided with sleeves of electrically conductive material around the coil adjacent the ends of the antenna conductors, which coil according to the invention is characterized in that the antenna conductors have the shape of a grid of parallel conducting wires, connected at the top and bottom by conductive cross connections, that two diagonal corners of each grid are connected via capacitors to the respective sleeves, and that one of the sleeves is grounded and the other is not grounded. The use of capacitors is preferable to the use of self-inductors.
Bij voorkeur wordt signaal ingekoppeld via een condensator, die aangesloten is op het verbindingspunt tussen een rooster-15 antennegeleider en de daarmee verbonden condensator aan de zijde van de geaarde manchet.Preferably, signal is coupled through a capacitor connected to the junction between a grid-15 antenna conductor and the associated capacitor on the grounded cuff side.
De uitvinding zal in het volgende aan de hand van uitvoer-ingsvoorbeelden, weergegeven in de bijgaande figuren, nader worden verduidelijkt.The invention will be explained in more detail below with reference to illustrative embodiments shown in the accompanying figures.
20 Fig. 1 toont schematisch de positionering van de afzonder lijke antennegeleiders bij een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij in de figuur het cilindrische spoellichaam , waarop deze geleiders zijn bevestigd, niet is geïllustreerd.FIG. 1 schematically shows the positioning of the individual antenna conductors in a first embodiment of the invention, the figure not illustrating the cylindrical coil body on which these conductors are mounted.
Fig. 2 toont de positionering van de antennegeleiders en de 25 geleidende manchetten bij een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij ook het cilindrische spoellichaam, waarop deze componenten zijn bevestigd, niet is getoond.Fig. 2 shows the positioning of the antenna conductors and the conductive cuffs in a second embodiment of the invention, also not showing the cylindrical coil body on which these components are mounted.
Fig. 3 toont de positionering van de antennegelijders en de geleidende manchetten bij een derde uitvoeringsvorm van de 30 uitvinding, waarbij eveneens het spoellichaam, waarop deze componenten zijn gemonteerd, niet is getoond.Fig. 3 shows the positioning of the antenna guides and the conductive cuffs in a third embodiment of the invention, also not showing the coil body on which these components are mounted.
Fig. 4 toont de positionering van de roosterantennegelei-ders en de geleidende manchetten bij een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij eveneens het spoellichaam, 35 waarop deze componenten zijn bevestigd, niet is getoond.Fig. 4 shows the positioning of the grid antenna conductors and the conductive sleeves in a fourth embodiment of the invention, also not showing the coil body to which these components are mounted.
8500138 # i -5-8500138 # i -5-
Fig. 5 toont de positionering van de spoelen uit fig. 1 tot en met fig. 4 binnen een omhullende geaarde afscherming, die met de geaarde manchet of manchetten, als beide geaard zijn, verbonden is langs de gehele omtrek van het spoellichaam.Fig. 5 shows the positioning of the coils of FIGS. 1 through FIG. 4 within an enclosed grounded shield connected to the grounded cuff or cuffs, when both are grounded, along the entire circumference of the coil body.
5 Fig. 6 illustreert meetresultaten, verkregen met de uit voeringsvorm van fig. 3.FIG. 6 illustrates measurement results obtained with the embodiment of FIG. 3.
Fig. 1 toont schematisch de positionering van antennegelei-ders op een in de figuur niet zichtbaar cilindrisch spoellichaam uit elektrisch isolerend materiaal. De antennegeleiders, waar-10 van alleen al en a2 met een referentienummer zijn aangegeven, verlopen evenwijdig aan de hartlijn van het niet zichtbare spoellichaam en hebben onderling een gelijke tussenafstand.Fig. 1 schematically shows the positioning of antenna conductors on a cylindrical coil body of electrically insulating material which is not visible in the figure. The antenna conductors, 10 of which alone and a2 are designated with a reference number, extend parallel to the center line of the invisible coil body and are equally spaced from one another.
Het aantal antennegeleiders is even. Signaal wordt in deze spoel ingekoppeld via enerzijds de condensator c2, die verbonden is 15 met één uiteinde van de antennegeleider a2 en anderzijds via de condensator cl, die verbonden is met één uiteinde van de antennegeleider al. De middens van de beide genoemde antennegeleiders al en a2 zijn geaard en het signaal wordt toegevoerd via de klemmen kl en k2. Het ingekoppelde signaal op de klemmen 20 kl en k2 verschilt 180° in fase. Daardoor gaan de antennes al en a2 tegengestelde stromen voeren. De overige antennegeleiders, die dezelfde resonantiefrequentie hebben, worden door deze antennes al en a2 aangeslagen. De stroomverdeling langs de omtrek van de cilinder is een discrete bij benadering sinusvormige ver-25 deling. De resonantiefrequentie wordt bepaald door de lengte van de antennegeleiders en door de onderlinge afstand ervan.The number of antenna conductors is even. Signal is coupled into this coil via, on the one hand, the capacitor c2, which is connected to one end of the antenna conductor a2 and, on the other hand, via the capacitor c1, which is connected to one end of the antenna conductor a1. The centers of the two antenna conductors mentioned above are al and a2 are earthed and the signal is supplied via the terminals k1 and k2. The coupled signal on terminals 20 k1 and k2 differs 180 ° in phase. As a result, the antennas a1 and a2 will carry opposite currents. The other antenna conductors, which have the same resonant frequency, are excited by these antennas a1 and a2. The flow distribution along the circumference of the cylinder is a discrete approximately sinusoidal distribution. The resonant frequency is determined by the length of the antenna conductors and their mutual distance.
Hoe verder de antennes van elkaar liggen, des te hoger is de resonantiefrequentie. Dat de resonantiefrequentie niet alleen afhangt van de lengte van de antennegeleiders komt doordat de 30 antennes elkaar onderling capacitief en inductief beïnvloeden.The further the antennas are from each other, the higher the resonant frequency. The fact that the resonant frequency does not depend only on the length of the antenna conductors is because the 30 antennas influence each other capacitively and inductively.
Vanaf de ingang kijkend ziet men als het ware alle antennes met een bepaalde factor teruggetransformeerd naar de primaire antenne en gezamenlijk bepalen deze factoren de resonantiefrequentie. Voor een circulair gepolariseerd magnetisch veld moet 35 op de twee tegenover elkaar liggende antennes, die, gezien langs 8500138 -6- de cilinderomtrek, 90° verder liggen en dus geen stroom voeren, signaal ingekoppeld worden dat 90° uit fase is met het eerste signaal. Dit signaal is voor beide antennes ook weer 180° uit fase. De antennes kunnen verkort worden door bijvoorbeeld 5 condensatoren aan de uiteinden van de antennes naar geaarde manchetten aan te brengen. Hierdoor wordt de vorm uit figuur 3 verkregen met dit verschil dat nu beide manchetten geaard zijn, en op vier plaatsen wordt ingekoppeld.Looking from the entrance, one sees, as it were, all antennas with a certain factor transformed back to the primary antenna and together these factors determine the resonant frequency. For a circularly polarized magnetic field, 35 on the two opposing antennas, which, viewed along the cylinder circumference, are 90 ° further and thus do not carry any current, must be coupled with a signal that is 90 ° out of phase with the first signal . This signal is also 180 ° out of phase for both antennas. The antennas can be shortened by, for example, mounting 5 capacitors at the ends of the antennas to grounded cuffs. This gives the shape shown in Figure 3, with the difference that both cuffs are now grounded and are coupled in four places.
Fig. 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van de spoel 10 volgens de uitvinding, waarbij het spoellichaam zelf niet in de figuur is getekend. Rond het spoellichaam bevindt zich een regelmatige rangschikking van antennegeleiders, waarvan alleen de geleider a3 met name is aangegeven. Ook in dit geval lopen deze antennegelijders evenwijdig aan de hartlijn van het 15 spoellichaam op onderling regelmatige afstand van elkaar.Fig. 2 shows a second embodiment of the coil 10 according to the invention, wherein the coil body itself is not shown in the figure. Around the coil body there is a regular arrangement of antenna conductors, of which only the conductor a3 is specifically indicated. In this case too, these antenna guides run parallel to the center line of the coil body at a regular distance from one another.
De boven- respectievelijk onderuiteinden van de antennegeleiders zijn door middel van ringvormige gesloten geleiders r2 respectievelijk rl met elkaar verbonden. Nabij de ringgelei-der rl is de manchet ml uit elektrisch geleidend materiaal 20 aangebracht rond het spoellichaam. Een soortgelijke manchet m2 is aangebracht nabij de ringgeleider r2. Het signaal wordt aangeboden aan de aansluitingen k3 en ingekoppeld via de condensator c3, die aangesloten is op het knooppunt tussen a3 en r2. Beide manchetten ml en m2 zijn geaard.The top and bottom ends of the antenna conductors are connected to each other by means of annular closed conductors r2 and r1, respectively. Near the ring guide rl, the sleeve ml of electrically conductive material 20 is arranged around the coil body. A similar sleeve m2 is provided near the ring guide r2. The signal is applied to terminals k3 and coupled through capacitor c3, which is connected to the node between a3 and r2. Both cuffs ml and m2 are grounded.
25 Bij deze uitvoeringsvorm behoeft slechts op één plaats ingekoppeld te worden voor een lineair gepolariseerd veld.In this embodiment, it is only necessary to couple in one place for a linearly polarized field.
Voor een circulair gepolariseerd veld moet op twee plaatsen, die langs de omtrek van het spoellichaam 90° uit elkaar liggen, ingekoppeld worden. De lengte van de ringgeleiders rl en r2 30 is ongeveer twee keer zo groot als de lengte van een antenne-geleider. De werkelijke lengte hangt af van de invloed van de antennes op elkaar en op de ringen. Er moet uiteindelijk voor gezorgd worden dat in de ringen een gehele golflengte past en dat de antennes bij de gebruikte frequentie in resonantie zijn. 35 In fig. 2 zijn de stromen door de diverse geleiders schematisch 8500138 -7- aangegeven. Door de ringvormige geleiders in de vorm van een toroide rond het spoellichaam te leggen en de antennes door middel van zelfinducties of capaciteiten te verkorten, worden de afmetingen van de spoel voor de praktijk bruik-5 baarder.For a circularly polarized field, coupling must be done at two points that are 90 ° apart on the circumference of the coil body. The length of the ring conductors r1 and r2 30 is about twice as long as the length of an antenna conductor. The actual length depends on the influence of the antennas on each other and on the rings. Ultimately it must be ensured that an entire wavelength fits in the rings and that the antennas are resonant at the frequency used. In Fig. 2, the currents through the various conductors are indicated schematically 8500138-7. By placing the toroidal annular conductors around the coil body and shortening the antennas by self-inductances or capacities, the dimensions of the coil become more useful in practice.
Fig. 3 toont een derde uitvoeringsvorm van de hoogfrequente spoel volgens de uitvinding. Ook in deze figuur is het eigenlijke spoellichaam niet getoond. De antenne-geleiders, waarvan alleen a4 met name is aangegeven, ver-10 lopen weer evenwijdig aan de hartlijn van het spoellichaam met onderling gelijke afstand rond het spoellichaam. Nabij de uiteinden van de antennegeleiders zijn de geleidende manchetten m3 en m4 gepositioneerd op het spoellichaam.Fig. 3 shows a third embodiment of the high-frequency coil according to the invention. Also in this figure the actual coil body is not shown. The antenna conductors, of which only a4 is specifically indicated, again run parallel to the axis of the coil body with an equal distance around the coil body. The conductive sleeves m3 and m4 are positioned on the coil body near the ends of the antenna conductors.
De in fig. 3 onderste uiteinden van de antennegeleiders 15 zijn via condensatoren, waarvan er één met c4 is aangegeven, verbonden met de onderste manchet m4. De bovenste uiteinden van de antennegeleiders zijn via verdere condensatoren, waarvan er één met c6 is aangegeven, verbonden met de bovenste manchet m3. Voor afregeldoeleinden 20 is de met name aangegeven condensator c6 instelbaar uitgevoerd. In deze uitvoeringsvorm is de onderste manchet m4 niet geaard en de bovenste manchet wel geaard. Het signaal op de aansluitingen k4 wordt ingekoppeld via de regelbaar uitgevoerde condensator c5.The lower ends of the antenna conductors 15 in FIG. 3 are connected to the lower sleeve m4 via capacitors, one of which is indicated by c4. The upper ends of the antenna conductors are connected to the upper sleeve m3 by further capacitors, one of which is indicated by c6. The capacitor c6, which is specifically indicated, is adjustable for adjustment purposes. In this embodiment, the bottom cuff m4 is not grounded and the top cuff is grounded. The signal at terminals k4 is coupled via the controllable capacitor c5.
25 In deze uitvoeringsvorm vormen telkens twee tegenover elkaar liggende antennegeleiders samen met de vier bijbehorende condensatoren en de ongeaarde onderste manchet m4 een verkorte halve golflengteantenne. In ruimtelijke zin voeren de draden aan elkaar tegengestelde stromen. Deze 30 antenne stuurt de andere antennes aan over de galvanische koppeling via de manchet m4, waarover de spanning sinusvormig verloopt. De stroomverdeling is daardoor sinusvormig verdeeld rond de omtrek van de cilindrische configuratie. De resonantiefrequentie wordt bepaald door de 35 lengte van de antennegeleiders, de capaciteitswaarde van 8500138 -8- de condensatoren, de afstand tussen de antennegeleiders onderling en de inductieve en capacitieve invloeden uit de omgeving, zoals bijvoorbeeld het aangebrachte afscherm-lichaam rond de.gehele configuratie. Voor een circulaire 5 polarisatie moet weer op twee plaatsen worden ingekoppeld. Voor een optimale werking moeten de condensatoren c4 en c6 zo goed mogelijk aan elkaar gelijk zijn. De condensatoren c4 kunnen eventueel achterwege blijven, waarbij de antennegeleiders dan direct galvanisch verbonden worden 10 met de onderste manchet. Ook nu kunnen in plaats van condensatoren eventueel zelfinducties gebruikt worden.In this embodiment, two opposing antenna conductors together with the four associated capacitors and the ungrounded bottom sleeve m4 each form a shortened half wavelength antenna. Spatially, the wires carry opposite currents. This antenna controls the other antennas over the galvanic coupling via the sleeve m4, over which the voltage is sinusoidal. The flow distribution is therefore sinusoidally distributed around the circumference of the cylindrical configuration. The resonance frequency is determined by the length of the antenna conductors, the capacitance value of 8500138 -8- the capacitors, the distance between the antenna conductors and the inductive and capacitive influences from the environment, such as the shielding body applied around the overall configuration. . For a circular 5 polarization you have to connect again in two places. For optimal operation, capacitors c4 and c6 should be the same as possible. The capacitors c4 may optionally be omitted, the antenna conductors then being directly galvanically connected to the bottom sleeve. Even now inductors can be used instead of capacitors.
Fig. 4 toont een vierde uitvoeringsvorm van de hoogfrequente spoel volgens de uitvinding. Ook in deze figuur is het eigenlijke spoellichaam niet getoond. De rooster-15 antennegeleiders, waarvan alleen a5 met name is aangegeven, verlopen weer evenwijdig aan de hartlijn van het spoellichaam met onderling gelijke afstand rond het spoellichaam. Nabij de uiteinden van de roosterantennegeleiders zijn de geleidende manchetten m5 en m6 gepositioneerd op het spoel-20 lichaam. De in fig. 4 onderste uiteinden van de roosterantennegeleiders zijn via condensatoren, waarvan er één met c7 is aangegeven, verbonden met de onderste manchet m6, zodanig dat de condensatoren op een hoek van het rooster aangrijpen en de onderlinge afstand tussen de condensatoren 25 gelijk is. De bovenste uiteinden van de roosterantennegeleiders zijn via verdere condensatoren, waarvan er één met c9 is aangegeven, verbonden met de bovenste manchet m5, waarbij deze condensatoren diagonaal ten opzichte van de condensatoren c7 zijn gepositioneerd op de roosterantenne-30 geleiders. Voor afregeldoeleinden is de met name aangegeven condensator c9 instelbaar uitgevoerd. In deze uitvoeringsvorm is de onderste manchet mó niet geaard en de bovenste manchet m5 wel geaard. Het signaal op de aansluiting k5 wordt ingekoppeld via de regelbaar uitgevoerde condensator 35 c8.Fig. 4 shows a fourth embodiment of the high-frequency coil according to the invention. Also in this figure the actual coil body is not shown. The grid-15 antenna conductors, of which only a5 is indicated in particular, again run parallel to the axis of the coil body with an equal distance around the coil body. Near the ends of the grid antenna conductors, the conductive sleeves m5 and m6 are positioned on the coil body. The bottom ends of the grid antenna conductors shown in Fig. 4 are connected to the lower sleeve m6 via capacitors, one of which is indicated by c7, such that the capacitors engage at an angle of the grid and the mutual distance between the capacitors is equal . The upper ends of the grid antenna conductors are connected to the upper sleeve m5 via further capacitors, one of which is indicated by c9, these capacitors being positioned diagonally with respect to the capacitors c7 on the grid antenna conductors. The capacitor c9, which is specifically indicated, is adjustable for adjustment purposes. In this embodiment, the bottom cuff m5 is not grounded and the top cuff m5 is grounded. The signal at connection k5 is coupled through the controllable capacitor 35 c8.
8 5 G 0 1 3 8 -9-8 5 G 0 1 3 8 -9-
In deze uitvoeringsvorm vormen telkens twee tegenover elkaar liggende roosterantennegeleiders samen met de vier bijbehorende condensatoren en de ongeaarde manchet m6 een verkorte halve golflengteantenne. In ruimtelijke zin voe-5 ren de roosters aan elkaar tegengestelde stromen. Deze antenne stuurt de andere antenne niet aan omdat deze 90° verder langs de omtrek van de cilinder ligt. De resonantie-frequentie wordt bepaald door de lengte van de roosterantennegeleiders, de capaciteitswaarden van de condensatoren, 10 de afstand tussen de roosterantennegeleiders onderling en de inductieve en capacitieve invloeden uit de omgeving, zoals het aangebrachte afschermlichaam. Voor een circulaire polarisatie moet weer op twee plaatsen worden ingekoppeld. Ook nu kunnen in plaats van condensatoren even-15 tueel zelfinducties gebruikt worden. Voor een optimale werking moeten de condensatoren c7 en c9 zo goed mogelijk aan elkaar gelijk zijn.In this embodiment, two opposing grid antenna conductors together with the four associated capacitors and the unearthed sleeve m6 form a shortened half wavelength antenna. In a spatial sense, the grids carry opposite flows. This antenna does not control the other antenna because it is 90 ° further along the circumference of the cylinder. The resonance frequency is determined by the length of the grid antenna conductors, the capacitance values of the capacitors, the distance between the grid antenna conductors themselves and the inductive and capacitive influences from the environment, such as the shielding body applied. For a circular polarization you have to re-couple in two places. Even now inductors can be used instead of capacitors. For optimal operation, capacitors c7 and c9 should be the same as possible.
Fig. 5 toont schematisch de positionering van de vier uitvoeringsvormen van de uitvinding.binnen een omhullende 20 afscherming, die direct met de geaarde manchet, of geaarde manchetten indien er twee geaard zijn, galvanisch verbonden is. De geleidende afscherming is bij voorkeur langs de gehele omtrek met de geaarde manchet of manchetten galvanisch verbonden. In het geval dat er geen manchetten 25 aanwezig zijn, wordt de omhulling bijvoorbeeld met de geaarde middens van de antennegeleiders galvanisch verbonden.Fig. 5 schematically shows the positioning of the four embodiments of the invention within an enclosure shield galvanically connected directly to the grounded cuff, or grounded cuffs if two are grounded. The conductive shield is preferably galvanically connected along the entire circumference to the grounded sleeve or sleeves. In the event that no cuffs 25 are present, the enclosure is galvanically connected, for example, to the grounded centers of the antenna conductors.
De afscherming heeft tot doel stralingsverliezen te beperken. Een kwaliteitsverbetering is hiervan het gevolg. Het afschermlichaam is bij voorkeur cilindervormig.The shielding aims to limit radiation losses. A quality improvement is the result of this. The shielding body is preferably cylindrical.
30 Fig. 6 toont de meetresultaten, verkregen met een prak tisch uitvoeringsvoorbeeld van de in fig. 3 schematisch getoonde spoelconfiguratie. Het spoellichaam bestond uit een epoxyharscilinder met een wanddikte van ongeveer 4 mm en een diameter van 0,3 m. De lengte van de antennegelei-35 ders was 0,295 m. De afstand tussen de manchetten m3 en m4 85C0138 -10- bedroeg 0,304 m. De waarde van de condensatoren c4 en c6 was 8,2 pF en de variabel uitgevoerde condensator c6 was regelbaar tussen ongeveer 3 pF en ongeveer 16 pF. De waarde van de variabel uitgevoerde inkoppelcondensator c5 was regel-5 baar tussen ongeveer 3 pF en ongeveer 40 pF. Het aantal antennegeleiders, bestaande uit koperdraden met een diameter van 2 mm, was 40. De gehele configuratie werd gemonteerd binnen een koperen afscherming, die met een van de manchetten werd verbonden, namelijk de geaarde manchet. De diameter van 10 de afschermcilinder bedroeg 0,40 m en de lengte was 1,0 m.FIG. 6 shows the measurement results obtained with a practical embodiment of the coil configuration schematically shown in FIG. 3. The coil body consisted of an epoxy resin cylinder with a wall thickness of about 4 mm and a diameter of 0.3 m. The length of the antenna conductors was 0.295 m. The distance between the cuffs m3 and m4 85C0138-10- was 0.304 m. The value of capacitors c4 and c6 was 8.2 pF and the variable capacitor c6 was adjustable between about 3 pF and about 16 pF. The value of the variable output coupling capacitor c5 was adjustable between about 3 pF and about 40 pF. The number of antenna conductors, consisting of copper wires with a diameter of 2 mm, was 40. The entire configuration was mounted within a copper shield, which was connected to one of the cuffs, namely the grounded cuff. The diameter of the shielding cylinder was 0.40 m and the length was 1.0 m.
De resonantiefrequentie van de configuratie bedroeg 70,96 MHz en was regelbaar tussen 70,92 MHz en 71,72 MHz.The resonance frequency of the configuration was 70.96 MHz and was adjustable between 70.92 MHz and 71.72 MHz.
De onbelaste kwaliteitsfactor van de spoelconfiguratie was 525.The unloaded quality factor of the coil configuration was 525.
.Fig. 6 toont meetwaarden bij deze spoelconfiguratie in 15 een vlak loodrecht op de hartlijn van de configuratie en midden tussen de manchetten m3 en m4. De sterkte van het magnetische veld op de as in het midden tussen de manchetten bedroeg per ingestraald vermogen (6,80 ± 0,34)*10*"^ Tesla per 10 mWatt. De grootte nam af naar de manchetten toe en was 20 met een factor 0,3 verminderd op ongeveer 0,03 m vanaf het niveau van de manchetten. De waarde van de inkoppelcondensator c5 bij resonantie bedroeg (8,0 ± 0,l)pF..Fig. 6 shows measured values for this coil configuration in a plane perpendicular to the centerline of the configuration and midway between the cuffs m3 and m4. The magnitude of the magnetic field on the axis in the middle between the cuffs was (6.80 ± 0.34) * 10 * "Tesla per 10 mWatt per irradiated power. The size decreased towards the cuffs and was 20 by a factor of 0.3 decreased at about 0.03 m from the level of the cuffs The value of the coupling capacitor c5 at resonance was (8.0 ± 0.1) pF.
Door middel van streepjes is in fig. 6 de veldrichting aangegeven. De getallen geven de relatieve veldamplitude ten 25 opzichte van het hierboven gedefinieerde midden aan.The direction of the field is indicated in Fig. 6 by means of dashes. The numbers indicate the relative field amplitude relative to the center defined above.
85001388500138
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8500138A NL8500138A (en) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8500138 | 1985-01-21 | ||
| NL8500138A NL8500138A (en) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8500138A true NL8500138A (en) | 1986-08-18 |
Family
ID=19845389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8500138A NL8500138A (en) | 1985-01-21 | 1985-01-21 | HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL8500138A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4924184A (en) * | 1988-04-11 | 1990-05-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic resonance apparatus |
| US5196797A (en) * | 1990-10-31 | 1993-03-23 | Toshiba America Mri, Inc. | Method of correcting an asymmetry in an NMR radio frequency coil and an improved radio frequency coil having N-fold symmetry and reduced eddy current |
-
1985
- 1985-01-21 NL NL8500138A patent/NL8500138A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4924184A (en) * | 1988-04-11 | 1990-05-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Magnetic resonance apparatus |
| US5196797A (en) * | 1990-10-31 | 1993-03-23 | Toshiba America Mri, Inc. | Method of correcting an asymmetry in an NMR radio frequency coil and an improved radio frequency coil having N-fold symmetry and reduced eddy current |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4490966B2 (en) | High frequency MRI coil | |
| EP1687653B1 (en) | Rf coil system for super high field (shf) mri | |
| US4712067A (en) | R.F. coil system for generating and/or receiving alternating magnetic fields | |
| CA1254618A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus including a bird- cage r.f. coil | |
| US7205768B2 (en) | Connection lead for an electrical accessory device of an MRI system | |
| EP0047065B1 (en) | Distributed phase rf coil | |
| US4775837A (en) | Surface coil for high-frequency magnetic fields for magnetic resonance examinations | |
| JPH0217037A (en) | Operator for symmetrical high frequency antenna | |
| US5329233A (en) | Cylindrical local coil for nuclear magnetic resonance imaging | |
| EP0239147B1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus including an interference-poor r.f. coil | |
| EP0173363A1 (en) | MR-apparatus having a transmission-measuring coil for high frequencies | |
| US6870453B2 (en) | MR apparatus provided with an open magnet system and a quadrature coil system | |
| EP0721592B1 (en) | Rf coil arrangement for a magnetic resonance apparatus | |
| JPH06277194A (en) | Antenna device for nuclear spin laminagraph provided with shielding body | |
| NL8500138A (en) | HF coil inducing NMR - ensures homogeneous field with high Q=factor using straight antenna conductors linked at ends by toroidal conductors | |
| US5689188A (en) | Magnetic resonance apparatus | |
| EP3807666B1 (en) | Sheath wave barrier for magnetic resonance (mr) applications | |
| EP1576382A2 (en) | Self-shielded gradient coil arrangements with minimised risk of partial discharge | |
| JP3504968B2 (en) | Local coils for nuclear magnetic resonance imaging | |
| Hong et al. | Whole body Slotted Tube Resonator (STR) for proton NMR imaging at 2.0 Tesla | |
| EP3617730A1 (en) | Sheath wave barrier for magnetic resonance (mr) applications | |
| Fujita et al. | An optimized open quadrature distributed RF surface coil | |
| JP3134325B2 (en) | RF coil for MRI | |
| JPH0424019A (en) | High frequency probe for magnetic resonance apparatus | |
| JPS63177505A (en) | High-frequency coil for nuclear magnetic resonance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |