JPH01136646A - 高周波コイル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴（以下ＮＭＲと略す）を利用し、
垂直磁場装置を備えた検査装置において、高周波磁場の
送受信用に用いる高周波コイルに関し、特に、永久磁石
等から構成された磁極を対向して配置した垂直磁場装置
においても、クロスコイル方式、あるいはＱＤ構成が可
能な高周波コイルに関する。

〔従来技術〕

従来、人体の頭部、あるいは腹部等の内部構造を非破壊
的に検査する装置として、Ｘ線ＣＴや超音波撮像装置が
広く利用されている。さらに、核磁気共鳴現象を用いて
同様の検査を行うことにより、Ｘ線ＣＴや超音波撮像装
置では得られない情報を得ることが可能となっている。

この核磁気共鳴現象を利用した検査装置では、検査物体
からの信号を物体各部に対応させて分離・識別する必要
がある。

また、その方法としては、例えば検査物体に傾斜磁場を
印加し、物体各部に置かれた静磁場を異ならせ、これに
よって各部の共鳴周波数、あるいはフェーズ・エンコー
ド量を異なるせることにより、位置情報を得る方法があ
る。

なお、この種の装置の基本原理に関連するものには、例
えば１１ジヤーナル・オブ・マグネテイツク・レゾナン
ス誌、第１８巻（１９７５年）、第６９頁（Ｊ、Ｍａｇ
ｎ、　Ｒｅ５ｏｎ、、’Ｎｎｌ　８．１９７５．　ｐ、
　ｐ６９）′″、あるいは、″フイジクス・オブ・メデ
イシン・アンド・バイオロジー誌、第２５巻（１，９８
０年）、第７５１頁（Ｐｈｙｓ、　Ｍｅｄ、　＆Ｂｉｏ
１．．．　Ｎｏ２５゜１９８０、ｐ、ｐ７５１）”が挙
げられる。

また、このような装置で用いられる静磁場発生用磁石に
は、水平型と垂直型の２種類がある。

水平型では、静磁場の方向が床に平行であり、また、垂
直型では静磁場の方向が床に垂直である。

また、垂直型では高周波磁場の送受信は通常、ソレノイ
ドコイル、あるいは鞍型コイルを用いて行われる。

なお、ソレノイドコイルを用いた装置として関連するも
のには、例えば１′ジヤーナル・オブ・フィジクス、イ
ー：サイエンティフィック　インストルメン１へ、第１
３巻、１９８０年、第９４７頁（Ｊ、Ｐｈｙｓ、、　Ｅ
　：　Ｓｃｉ、Ｉｎｓｔｒｕｍ、　Ｖｏｌ、１３，１９
８０、ｐ、ｐ９４７）”が挙げられる。

さらに、このソレノイドコイル、あるいは鞍型コイルを
用いた装置では、高周波領域で利用する場合、コイルの
線間容量、あるいはコイルと周囲物体との浮遊容量によ
り、特性が劣化するという問題がある。

このため、アルダ−マンとグランドらによりスコツ１−
レゾネータと呼ばれるコイルが提案されている。

このスロットレゾネータは、第６図のように、内部にガ
ーＩくリング電極６］を備え、外部のウィング電極６２
はコンデンサ６３により、互いに直列接続されている。

また、上下のウィング電極６２はパーティカルパンドロ
４で結ばれている。

さらに、電源供給端子６５に電圧を印加すると、矢印の
方向に高周波磁場が発生し、逆に矢印の方向に高周波磁
場が印加されると、コイル端子には電圧が発生する。

このような構造のスロットレゾネータでは、ガードリン
グ電極６１とウィング電極６２とが形成する分布容量、
およびコンデンサ６３がコイルの共鳴周波数を規定する
。

従って、コイルの周囲環境の影響を受は難く、さらに、
ガードリング電極６１−によりコイル内に置かれた被検
体の誘電損失の影響を受は難い。このため、高周波領域
でも特性が劣化することはなし１゜ なお、スロットレゾネータについては、例えば“ジャー
ナル・オブ・マグネティック・レゾナンス誌。

第３６巻、１９７９年、第４４７頁（Ｊ、Ｍａｇｎ。

Ｒｅ５ｏｎ、　Ｖｏｌ、、　３６．１９７９．　ｐ、　
ｐ４４．７）”において論じられている。

また、このスロットレゾネータを垂直型磁石に適用する
場合には、高周波磁場の送受信方向は静磁場に垂直であ
る必要がある。

さらに、ＮＭＲ信号の検出感度を高めるため、スロット
レゾネータを２組直交させて用いる場合には、それらの
スロッ１へレゾネータの送受信方向は、ともに静磁場に
垂直で、かつ、互いに直交する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、例えば、永久磁石等により磁極を対
向して配置し、垂直な静磁場を発生させる磁場装置にお
いて、スロットレゾネータを利用する場合、スロットレ
ゾネータの設置方向が限定されるため、スロットレゾネ
ータを２組直交させて、静磁場に垂直で、かつ、互いに
直交する最大感度軸を得ることが難しいという問題があ
る。

例えば、第７図のように、上下の磁極７７．７８と、そ
れらを支持する部分７９とから構成された静磁場発生用
磁石を備えた垂直磁場装置では、静磁場は磁極７７から
磁極７８、あるいはその逆方向、つまりＸ軸方向を向い
ている。また、スロッ１へレゾネータはこの静磁場に対
し、垂直方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）に感度を有する配
置である必要があるため、パーティカルパント６４　（
第６図参照）が磁極７７．７８の方向を向くように置か
れ、矢印の方向（Ｙ軸方向）の感度を有する。なお、人
体はスコツ１−レゾネータの出入ロアロを通ってコイル
内を出入りする。

このように、シンクルのスロットレゾネータを用いた装
置では、設置方向は限定される。

また、スロットレゾネータを２組直交させて用いる場合
がある。

つまり、送信と受信に異なるコイルを用いるクロスコイ
ル方式、および、送信と受信の少くとも一方で２個の直
交したコイルを用いた構成（ＱＤ構成）による直交検出
コイル方式である。

何れの場合にも、静磁場の方向と２個のコイルの最大感
度軸、つまり、発生する磁場の方向、あるいは検出感度
が最大となる方向は、３方向とも互いに垂直である必要
がある。

このような条件を満たすためには、第７図におけるＸ軸
方向に最大感度軸を有するスロットレゾネータが必要で
ある。

しかし、従来のスロットレゾネータでは、設置方向が限
定されるため、この方向に磁場を発生するように構成す
ることは困難であった。

本発明の目的は、このような問題点を改善し、永久磁石
等から構成された磁極を対向して配置し、垂直な静磁場
を発生させる垂直磁場装置において、高周波による性能
の劣化を防止し、クロスコイル方式、およびＱＤ構成を
実現することが可能な高周波コイルを提供することにあ
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の高周波コイルは、高
周波の送受信方向と平行に対向して設置され、複数に分
割された内側の電極と、コンデンサを介して互いに接続
された外側の電極とを備え、内側電極を外側電極のコン
デンサに対向して配置することにより、永久磁石等から
なる磁極を対向して配置した垂直磁場装置に対しても適
用できる一７＝ ことに特徴がある。

〔作用〕

本発明においては、スロットレゾネータのウィング部（
ガー１くリング６１．ウィング電極６２）（第６図参照
）の片側を、開口部６６が構成する平面に対して平行に
なるように折り曲げ、さらに、ウィング部とパーティカ
ルパントで囲まれた開口部分を、被写体に応じて円形、
あるいは楕円形等に変形して新たに開口部とする。

こうして構成された高周波コイルと従来のスロットレゾ
ネータとを重ねて用いることにより、永久磁石等から構
成された磁極を対向して配置した垂直磁場装置において
、静磁場に垂直で、かつ互いに直交した最大感度軸を有
することができる。

このため、その垂直磁場装置においてクロスコイル方式
、あるいはＱＤ構成が可能である。また、従来のスロッ
１〜レゾネータに比へてウィング部が短くなるため、垂
直型磁石の狭いギャップ内でも設置することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例における高周波コイル
の構成図、第５図は本発明の第１の実施例における高周
波コイルと、従来のスロットレゾネータとを重ね合わせ
た高周波コイルの説明図である。

本実施例の高周波コイルは、ガードリング１、ウィング
電極２、コンデンサ３、電源供給端子５、および開口部
９を備え、Ｘ軸方向に最大感度軸を有し、かつ、被検体
が自由に出入りすることができる。

次に、本実施例の高周波コイルの形状の導出過程を述べ
る。

第６図に示した従来のスロッ１〜レゾネータは電源供給
端子６５に対し、図中の点線Ａ−Ｃ，Ｂ−Ｄを境にして
対称な構造となっている。

従って、点線Ａ−Ｃ，Ｂ−Ｄを横切って電流が流れるこ
とはないため、この点線部からコイルを２個に分割する
ことができる。また、スロツ１−レゾネータでは、２個
に分割したコイルの相互インダクタンスは片側のコイル
の相互インダクタンスの１０％程度と小さいため、分割
による性能の変化は無視できる。

このため、点線Ａ−Ｃ，Ｂ−Ｄが示す線を境として分割
したコイルの片側だけを変形することができる。

さらに、こうして得た片側のコイルを平面状のコイルと
し、その平面コイルにおいて、ウィング部とパーティカ
ルパンドロ４によって囲まれた開口部分が構成する平面
に対し、ウィング部が垂直になるように折り曲げる。次
に、この開口部分の形状を円形、あるいは楕円形等、被
検体に応じて変形する。この場合、その開口部分は第１
図における開口部９に対応する。

従って、電源供給端子５に電圧を印加した場合、発生す
る磁場の方向は開口部９が示す平面に垂直な方向（Ｘ軸
方向）である。つまり、この高周波コイルの最大感度軸
は開口部９の方向を向いている。

また、本実施例の高周波コイルを利用することにより、
Ｘ軸方向、およびＹ軸方向に最大感度軸を有する高周波
コイルを構成することができる。

例えば、第５図のように、本実施例の高周波コイルａと
従来のスロッ１−レゾネータｂとを組み合わせて使用す
る。この場合、本実施例のスロットレゾネータａと従来
のスロットレゾネータｂとをＸ軸方向に揃えて重ね合わ
せることにより、この高周波コイルの最大感度軸は互い
に直交する。

なお、第５図では簡単にするため、２個のコイルは別々
に表示している。

第２図は、本発明の第２の実施例における高周波コイル
の構成図である。

本実施例の高周波コイルは、ガードリング１、ウィング
電極２、コンデンサ３．電源供給端子５、および開口部
９を備え、この形状は第１の実施例と同様の導出過程に
より得られる。

但し、本実施例ではスロットレゾネータを分割して得ら
れた両側とも用い、ウィング部を２箇所とも開口部分に
対して垂直に折り曲げた構造となっている。

この場合、分割したコイルの中心間のＤＨＨと一１］− コイルの半径Ｒとが、はぼ等しい場合、感度分布の均一
性が最良となる。これは、従来のへルムホルツコイルと
同じ条件である。

これにより、本実施例ではＸ軸方向に最大感度を有する
磁場について、より均一性を高めることができる。

また、第５図と同様に、従来のスロットレゾネータｂと
重ねて構成することにより、互いに垂直な最大感度軸を
有する高周波コイルを実現することができる。

第３図は、本発明の第３の実施例における高周波コイル
の構成図である。

本実施例の高周波コイルは、ガードリング１、ウィング
電極２、コンデンサ３、電源供給端子５、および開口部
９を備え、ウィング部のパーティカルパント部分にはス
リン１−１０を設けている。

また、第１の実施例と同様に、Ｘ軸方向に最大感度軸を
有する。

このような構成により、第５図と同様に、本実施例の高
周波コイルと従来のスロッＩ−レゾネータｂとをＸ方向
に揃えて重ね合わせた場合には、スリン１−１０により
、従来のスロットレゾネータｂが発生した磁場が本実施
例の高周波コイルの内部に侵入し易くなる。

なお、こうして構成した高周波コイルの最大感度軸は互
いに直交している。

また、このスリット１０は金属導体に穴を空けた電極か
、あるいは、銅棒を一定間隔で並べたものでもよい。

このような構成により、２個のコイルをクロスコイル方
式、あるいはＱＤ構成として動作させることができる。

第４図は、本発明の第４の実施例における高周波コイル
の構成図である。

本実施例の高周波コイルは、ガードリング１、ウィング
電極２、コンデンサ３、電源供給端子５、および開口部
９を備え、第１の実施例におけるウィング電極を円周に
沿って４個に分割している。

このため、パーティカルパント部分から漏れる電場で生
じる誘導体損失を、より減少させることができる。

なお、電源供給端子５は電極の端に位置するが、軸方向
の電極中心に移動することもできる。

これらの実施例では開口部９は円形であるが、被検体の
形状に応じて楕円など任意の形状を選ぶことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、永久磁石等から構成された磁極を対向
して配置した垂直磁場装置においても、高周波による性
能の劣化を防止し、クロスコイル方式、あるいはＱＤ構
成を実現することが可能になるため、コイルの性能を向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における高周波コイルの
構成図、第２図は本発明の第２の実施例における高周波
コイルの構成図、第３図は本発明の第３の実施例におけ
る高周波コイルの構成図、第４図は本発明の第４の実施
例における高周波コイルの構成図、第５図は本発明の第
１の実施例における高周波コイルと、従来のスロットレ
ゾネータとを重ね合わせた高周波コイルの説明図、第６
図は従来のスロットレゾネータの構成図、第７図は従来
のスロットレゾネータを用いた垂直磁場装置の構成側図
である。 １．６１：ガードリング電極、２．６２：ウイング電極
、３．６３：コンデンサ、５，６５：電源供給端子、９
，６６．７６：開口部、１０：スリッｈ、７０ニスロッ
トレゾネータ、７７．８：磁極、７９：支持部分。 第　　　１　　　図 ＝１６＝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高周波磁場を送受信する高周波コイルにおいて、高
   周波の送受信方向と平行に対向して設置され、複数に分
   割された電極と、該電極の外側に位置し、コンデンサを
   介して互いに接続された電極とを備え、内側の電極は、
   該コンデンサに対向して配置されることを特徴とする高
   周波コイル。 ２、上記高周波コイルには、該コイルの中心部を構成す
   る線状、管状、あるいは短冊状の導体を備えたことを特
   徴とする特許請求範囲第１項記載の高周波コイル。 ３、上記高周波コイルには、該高周波コイルと同心状に
   重ねたスロットレゾネータを備えたことを特徴とする特
   許請求範囲第１項記載の高周波コイル。 ４、上記高周波コイルを同一軸上に２個並べ、両者を並
   列接続したことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の
   高周波コイル。