JPH07163547A - 磁気共鳴装置用の二重共鳴アンテナ装置 - Google Patents

磁気共鳴装置用の二重共鳴アンテナ装置

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JPH07163547A
JPH07163547A JP6235655A JP23565594A JPH07163547A JP H07163547 A JPH07163547 A JP H07163547A JP 6235655 A JP6235655 A JP 6235655A JP 23565594 A JP23565594 A JP 23565594A JP H07163547 A JPH07163547 A JP H07163547A
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antenna device
resonance
antenna
magnetic resonance
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JP6235655A
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Helmut Kess
ケス ヘルムート
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Siemens AG
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    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
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    • G01R33/34Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 それぞれ異なる2つの周波数で駆動するため
の切換素子が設けられていなくても作動可能であって、
両方の動作周波数におけるアンテナ特性が十分に均質で
ある、磁気共鳴装置用の二重共鳴アンテナ装置を提供す
る。 【構成】 キャパシタンス素子36,36a,36bと
インダクタンス素子38,38a,38bから成る直列
接続回路が、導体部24の少なくとも一部分に並列接続
されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、診断領域を規定する少
なくとも1つの導体部を有する、磁気共鳴装置用の二重
共鳴アンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医学診断法において、画像生成のために
もスペクトロスコピーのためにも磁気共鳴装置が使用さ
れる。その際、画像生成に際して原子核を励起するため
には、スペクトロスコピーの場合とは別の動作周波数が
必要とされる。つまりこの動作周波数は、画像生成に際
して1.5Tの基本磁場において64MHzであり、他
方、たとえば燐のスペクトロスコピーのためには26M
Hzが必要とされる。動作周波数にこのように大きな差
異があるため、相応の共振周波数を有するアンテナ装置
が必要とされる。この場合、両方の動作周波数に設定さ
れたまたは設定調整可能なアンテナ装置を用いるのが好
適である。
【0003】2つの動作周波数を有するアンテナ装置を
実現するために種々異なる試みが存在する。アメリカ合
衆国特許第5038105号には、第1の動作周波数の
ための第1の端子と第2の動作周波数のための第2の端
子とが設けられたアンテナ装置について記載されてい
る。このためこのアンテナ装置は、いずれの端子を介し
て送信信号が供給されるかまたは受信信号が取り出され
るかに依存して、種々異なる共振特性を有する。この場
合に欠点となるのは、2つの端子が設けられていること
であって、これによりアンテナ装置へ2つの端子線路を
敷設しなければならないことである。
【0004】ヨーロッパ特許出願公開第0256370
号公報に記載されているアンテナ装置の場合、外部から
制御されるチューニング素子により種々異なる動作周波
数が生成される。この場合にはたしかにすべての周波数
に共通の1つの端子が設けられてはいるが、チューニン
グ素子を切り換えるための付加的な制御線路が必要とさ
れる。
【0005】PCT国際公開第90/12328号に
は、二重共鳴”かご形”アンテナ装置について記載され
ている。かご形アンテナ装置が他のアンテナ装置と異な
る点は、0゜〜360゜までのコイルの周囲における離
散的な位相分布が守られなければならないことである。
ここに記載されたアンテナ装置は2つの動作周波数のた
めにただ1つの端子を有しており、このアンテナ装置は
切換素子を設けることなく二重共鳴である。このこと
は、かご形アンテナ装置を成す個々の素子が、低い周波
数では低域通過フィルタとして動作し、高い周波数では
高域通過フィルタとして動作するようにしたことによっ
て達成される。これは帯域通過フィルタ式かご形アンテ
ナ装置の場合にも帯域消去フィルタ式かご形アンテナ装
置においても、リアクタンス素子を加えることで達成で
きる。この形式のかご形アンテナ装置における欠点は、
両方の動作周波数のいずれか一方に対してしか十分に均
質なアンテナ特性を達成できないことである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、切換素子が設けられていなくても作動可能であっ
て、両方の動作周波数におけるアンテナ特性が十分に均
質な二重共鳴アンテナ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および利点】本発明によれ
ばこの課題は、キャパシタンス素子とインダクタンス素
子から成る直列接続回路が、導体部の少なくとも一部分
に並列接続されていることにより解決される。
【0008】このことでアンテナ装置により、それぞれ
異なる2つ周波数で作動させるために切り換えの不要な
二重共鳴振動回路が形成される。
【0009】ここで考慮の対象としている動作周波数に
おいて、たとえば1.5Tの強さの基本磁場で64MH
z/26MHz(燐)、64MHz/17MHz(ナト
リウム)、64MHz/16MHz(13炭素)、64M
Hz/60MHz(弗素)において、インダクタンス素
子を、導体部の一部分に実質的に並列に配置された導体
として構成することができる。
【0010】有利な実施形態の場合、前記の直列接続回
路はすべり電気接点を介して導体と接続されており、そ
の結果、この直列接続回路が並列接続されている導体部
の一部分の長さを設定調整できる。このことによりアン
テナ装置を付加的に周波数に関して変化させることがで
きる。
【0011】さらに別の有利な実施形態の場合、上記の
導体部は少なくとも1つのバリオメータを有する。これ
により付加的な分離構成が得られる。
【0012】次に、3つの図面に基づき本発明を説明す
る。
【0013】
【実施例の説明】図1に示された、検査対象物体の画像
ならびにスペクトルを求めるための磁気共鳴装置の基本
構成図の場合、参照番号1,2,3,4でコイルが示さ
れており、これらのコイルによって基本磁場B0 が生成
され、医学的適用の場合にはこの磁場内に患者の被検査
部位5がおかれる。さらにこの基本磁場B0 に勾配コイ
ルが配属されており、これらのコイルは、座標軸6よる
方向x,y,zにおける互いに垂直な独立した磁場勾配
を生成させるために設けられている。図1の場合、見や
すくするために勾配コイル7と8だけが示されており、
これらの勾配コイルは、互いに対向する同じ形式の一対
の勾配コイルと共働して、x方向における勾配を生成す
るために用いられる。y方向における勾配を生成するた
めの図示されていない同じ形式の勾配コイルは、部位5
に対し平行にかつこの部位の上方ならびに下方に位置し
ている。z方向における勾配磁場のための勾配コイル
は、脚部端部ならびに頭部端部にその長手軸を横切る方
向で位置している。さらにこの装置は、磁気共鳴信号の
生成に用いられる全身アンテナ9も有する。磁気共鳴信
号を受信するために局部アンテナ19も設けられてお
り、これは磁気共鳴信号を励起するために全身アンテナ
9の代わりに選択的に使用できる。
【0014】実際の診断機器は、破線10で囲まれたコ
イル1,2,3,4,7,8ならびに全身アンテナ9お
よび/または局部アンテナ19により構成されている。
コイル1〜4を駆動するために電源装置11が設けられ
ている。勾配電流供給部12には、勾配コイル7および
8ならびに図示されていないその他の勾配コイルが接続
されている。プロセスコンピュータ17により制御され
る高周波送信機14はたとえばf1 =26MHzとf2
=64MHzの2つの動作周波数を発生可能であって、
これは全身アンテナ9と接続されている。局部アンテナ
19は信号増幅器15を介して全身アンテナ9と同様に
プロセスコンピュータ17と結合されており、スペクト
ルの画像またはデータを出力するためにこのプロセスコ
ンピュータにディスプレイスクリーン装置18が接続さ
れている。コンポーネント14と15により、信号発生
と信号受信用の送/受信ユニットが形成される。
【0015】図2に示されている二重共鳴アンテナ装置
22は寸法はともかくも基本構成からすれば、たとえば
体における診断のために、全身アンテナ9としても局部
アンテナ19としても使用するのに適している。この二
重共鳴アンテナ22はここでは円偏波を行うアンテナ装
置22として構成されており、これはアメリカ合衆国特
許第4506224号に記載されているように、簡単な
共鳴装置を前提としている。シリンダ外被には、4つの
同じ導体部24が軸線方向に配置されている。これらの
導体部24は互いに等しい間隔を有しており、その結
果、2つの導体部24はそれぞれシリンダ外被の1/4
の部分の境界を成している。導体部24のそれぞれ一方
の端部は環状の導体26と直接的に導電接続されてい
る。導体部24の他方の端部は、それぞれ1つのコンデ
ンサ28を介して第2の環状導体26と導電接続されて
いる。このようにしてこれらの導体部24は環状導体2
6をも含めて、診断領域の範囲を画定しその領域を規定
している。
【0016】互いに対向して配置されたそれぞれ2つの
導体部24により部分アンテナ30ならびに32が形成
され、これらは互いに90゜だけ旋回されている。部分
アンテナ30と32に90゜だけ位相のずれされた送信
信号を供給すると、円偏波された高周波磁場が診断領域
に生成される。これとは反対に、互いに90゜だけ受信
信号の位相をずらし続いて加算を行った後には、改善さ
れたS/N比が得られる。
【0017】円偏波を行う本発明によるアンテナ装置2
2の場合にはたしかに、90゜だけ位相のずらされた信
号のために2つの端子34が設けられてはいるが、それ
ぞれ異なる動作周波数の信号のためにさらに別の端子は
設けられていない。各部分アンテナ30,32は、これ
らが二重共鳴であるにもかからわず、ただ1つの端子3
4しか有していない。
【0018】アンテナ装置22の二重共鳴特性は、キャ
パシタンス素子36とインダクタンス素子38から成る
直列接続回路が各導体部24の一部分に並列接続されて
いる構成により得られる。インダクタンス素子38は実
質的に直線の導体から成り、これはそれぞれ導体部24
に並列に配置されている。これにより各導体部24はコ
ンデンサ28ならびに上記の直列接続回路とともに、共
振周波数f1 およびf2 を有する二重共鳴振動回路を形
成する。つまり比較的低い共振周波数f1 の場合、キャ
パシタンス素子36とインダクタンス素子38から成る
直列接続回路は、実質的にインダクタンスとしてはたら
く導体24がコンデンサ28とともに1つの共振回路を
形成する程度に高抵抗である。比較的高い共振周波数f
2 の場合、キャパシタンス素子36とインダクタンス素
子38から成る直列接続回路により1つの直列共振回路
が形成され、その結果、周波数f2 ではコンデンサは、
直列接続回路36,38ならびにこの直列接続回路3
6,38によって橋絡されていない導体部24の部分と
ともに共振するようになる。
【0019】両方の部分アンテナ30と32を互いに磁
気的に分離するために、各導体部24および各導体部2
4の間の環状導体26の区間中に、それぞれ1つのバリ
オメータ40が挿入されている。これらのバリオメータ
40により、相応の導体部24と環状導体26の区間の
インダクタンスを変えることができる。
【0020】導体部24に、図3に基づき以下で述べる
それぞれ1つのすべり接点を設ければ、導体部24の長
さを、つまりは下方の動作周波数へチューニングするた
めのインダクタンスを設定調整できる。キャパシタンス
素子36とインダクタンス素子38から成る、図2に示
されている直列接続回路は、ここでは2つの並列の直列
接続回路に分けられており、これらの回路はそれぞれキ
ャパシタンス素子36aないし36bおよびインダクタ
ンス素子38aないし38bから成る。導体部24に対
し並列に配置された2つの直列接続回路へ分割すること
の利点は、シリンダ外被上で大きな被覆角度を得ること
ができ、その際に同時に導体部24の磁場が並列回路を
良好に貫通するようにできる。インダクタンス素子38
のただ1つの幅の広い導体路により、並列接続回路を設
けることなく同じ被覆角度を得ようとするならば、導体
部24の磁場はこの導体路中のうず電流により変形され
てしまう。
【0021】コンデンサ36aと36bは一方の側でそ
れぞれ1つのすべり接点42aおよび42bと接続され
ており、これらのすべり接点により導体部24の長さを
設定調整できる。導体部24の一部分はここでも、改善
された磁場支配率であるため並列接続回路に置き換えら
れる。
【0022】
【発明の効果】本発明による磁気共鳴装置用の二重共鳴
アンテナ装置の場合、それぞれ異なる2つの周波数で駆
動するための切換素子が設けられていなくても作動させ
ることができ、両方の動作周波数におけるアンテナ特性
が十分に均質になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像生成ならびにスペクトロスコピーのための
磁気共鳴装置の構成を示す図である。
【図2】円偏波を行うアンテナとして構成された二重共
鳴アンテナ装置を示す図である。
【図3】導体部の長さを変えるためのすべり接点の構成
を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3,4 コイル 7,8 勾配コイル 9 全身アンテナ 11 電源 12 勾配電流供給部 17 プロセスコンピュータ 19 局部アンテナ 24 導体部 26 環状導体 30,32 部分アンテナ 36,36a,36b キャパシタンス素子 38,38a,38b インダクタンス素子 40 バリオメータ 42a,42b すべり接点

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 診断領域を規定する少なくとも1つの導
    体部(24)を有する、磁気共鳴装置用の二重共鳴アン
    テナ装置において、 キャパシタンス素子(36)とインダクタンス素子(3
    8)から成る直列接続回路が、前記導体部(24)の少
    なくとも一部分に並列接続されていることを特徴とす
    る、磁気共鳴装置用の二重共鳴アンテナ装置。
  2. 【請求項2】 前記インダクタンス素子(38)は実質
    的に直線の導体として構成されており、前記導体部(2
    4)の一部分に実質的に並列に配置されている、請求項
    1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記直列接続回路はすべり電気接点(4
    2a,42b)を介して導体部と接続されており、該直
    列接続回路が並列接続されている導体部(24)の一部
    分の長さを設定調整可能である、請求項1または2記載
    の装置。
  4. 【請求項4】 前記導体部(24)は少なくとも1つの
    バリオメータ(40)を有する、請求項1〜3のいずれ
    か1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 4つの同じ導体部(24)がシリンダ外
    被上に等間隔で軸線方向に配置されており、これらの導
    体部は同じ端部でそれぞれ1つの導体(26)を介して
    接続されている、請求項1〜4のいずれか1項記載の装
    置。
  6. 【請求項6】 各導体部の一方の端部にそれぞれ1つの
    コンデンサが接続されている、請求項1〜5のいずれか
    1項記載の装置。
JP6235655A 1993-09-29 1994-09-29 磁気共鳴装置用の二重共鳴アンテナ装置 Pending JPH07163547A (ja)

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DE4333182A DE4333182A1 (de) 1993-09-29 1993-09-29 Doppeltresonante Antennenanordnung für ein Magnetresonanzgerät
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