KR20020092201A - 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치 및 핵스핀단층 촬영 장치 - Google Patents

핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치 및 핵스핀단층 촬영 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치 및 핵스핀 단층 촬영 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 영상을 제공하는 핵스핀 단층 촬영 장치(1)용 고주파 코일 장치(13)는 검사 물체(3)를 감싸기 위한 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)을 갖는다. 상기 두 개의 코일(23, 25)은 고주파 신호의 동일한 제 1 분극 성분(B1x)을 수신하기 위해 형성된다. 바람직하게는 상기 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)을 교대로 비작동시키거나 및/또는 작동시키기 위한 전환 장치(41)가 존재한다. 상기 양 코일(23, 25)은 바람직하게는 공통의, 특히 휘어진 지지 구조물(27) 위에 배치된다.

Description

핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치 및 핵스핀 단층 촬영 장치 {HIGHFREQUENCY COIL ARRANGEMENT FOR A NUCLEAR SPIN TOMOGRAPHY SYSTEM AND NUCLEAR SPIN TOMOGRAPHY SYSTEM}
본 발명은 자기 공명 기술, 특히 영상을 제공하는 핵스핀 단층 촬영 분야에 관한 것이다.
본 발명은 검사 물체로부터 나온 전자석 고주파 신호를 수신하고 상기 검사 물체를 감싸기에 적합한 적어도 하나의 도체 루프를 갖는 루프 코일을 포함하는, 핵스핀 단층 촬영 장치, 특히 영상을 제공하는 핵스핀 단층 촬영 장치에서 검사 물체, 특히 환자를 검사하기 위한 고주파 코일 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 환자 축에 대해 수직으로 향하게 되는 정자계를 생성하기 위한 수단을 포함하는, 환자를 검사하기 위한 핵스핀 단층 촬영 장치에 관한 것이다.
의료용, 특히 의료 진단용 핵스핀 단층 촬영 장치에서 검사될 환자는 통상적으로 수평으로 평평하게 누워서 검사 영역 안으로 들어가게 된다. 이러한 검사 영역에서 필요한 강한 정자계는 영구 자석에 의해 생성되거나, 전기 코일, 바람직하게는 초전도 코일에 의해 생성된다. 작거나 평균적인 전계 강도를 생성하기 위해 사용되는 영구 자석을 갖는 핵스핀 단층 촬영 장치에서, 환자를 의학적인 이유로 해서 수평으로 눕힘으로써 야기되는 자석의 최단 설치에 따라 자계는 수직으로 향하게 된다. 이를 수직 자계 장치라고 부른다. 이에 반해, 특히 높은 자계 강도를 달성할 수 있는 전기 자석 코일을 사용할 때 정자계는 환자 축에 대해 평행하게, 즉 수평으로 향하게 된다.
고주파 펄스를 검사 물체로 전송하고 검사 물체로부터 나온 전자석 고주파 신호를 수신하기 위해 전송 코일 또는 수신 코일이 사용된다. 사용된 코일들의 대부분은 자계 분포에 관련하여 두 개의 종류로 나누어진다. 즉, 한편으로는 코일 내부 영역에서 균일한 자계를 생성하는 부피 코일이고 다른 한편으로는 코일 외부에서 다소간 불균일한 자계를 생성하는 표면 코일이다. 따라서, 상기 부피 코일에서 검사 물체는 통상적으로 코일 내부에 배치되는 반면, 표면 코일은 대개 검사 물체의 표면에 제공되거나 표면 상에 놓이게 된다. 내부에 광범위하고 균일한 자계 분포를 갖는 전형적인 부피 코일은 예컨대 솔레노이드, 즉 환자 축에 대해 동축으로 실린더 표면 위로 감겨진 권선이다. 상기 솔레노이드는 다수의 도체 루프를 갖는 루프 코일로서 표기될 수도 있다. 단지 하나 또는 매우 적은 도체 루프를 갖는루프 코일은 표면 코일로서 사용될 수 있거나, 다른 한편으로는 특히 도체 루프가 검사 물체를 감싸게 될 경우 감소된 자계 균일성을 갖는 부피 코일로도 표기될 수 있다.
측정 부피에 대한 가급적 균일한 자계 분포를 달성하기 위해, 고주파 펄스를 전송하기 위해서는 통상적으로 부피 코일 또는 균일한 자계 분포를 갖는 이에 상응하는 다른 안테나가 사용된다.
부피 코일은 특히, 검사 물체, 특히 인체의 특정 부분 영역 만이 영상화되어야 할 경우에, 적은 채움 인자(filling factor)로 인해 핵공명 검사의 신호 대 잡음비에 불리한 작용이 미친다는 단점을 갖는다. 따라서, 수신 코일로서, 특히 검사될 부분 영역을 코일이 감싸지 못할 경우에는 표면 코일이 사용된다. 즉, 큰 채움 인자를 위해 고주파수 수신 특성의 균일성이 일부 희생됨으로써, 가급적 양호한 신호 대 잡음비가 유지될 수 있다.
수직 자계 장치에서는 원분극(circular polarization)(자계 성분)을 가지며 검사 물체로부터 나온 영상을 제공하는 전자석 고주파 신호는 수평으로 방향 설정된다. 원분극을 갖는 고주파 신호의 수신 방법은, 두 개의 직교 성분, 즉 여기서는 환자 축에 대해 평행한 제 1 분극 성분 및 환자 축에 대해 수직인 제 2 분극 성분이 별도로 수신되는데 있다.
환자 축에 대해 평행하게 방향 설정된 제 1 분극 성분을 수신하기 위해 환자의 전 신체 또는 검사될 사지를 감싸는 루프 코일이 사용될 수 있다. 이 경우, 검사될 물체의 직경은 루프 코일에 의해 감싸인 내부 영역에 의해 상부로 제한된다.따라서, 지금까지는 상이한 직경을 갖는 루프 코일이 사용되었으며, 개별 환자에게 매칭되는 코일이 선택되었다. 이러한 작업은 의료진들에게 성가신 일이다. 왜냐하면, 개별 전기 접촉부가 새롭게 제조되어야만 하기 때문이다. 또한 심한 비만 환자에게 매칭되는 충분한 직경을 갖는 코일은 존재하지 않는다. 이와 같은 문제점은 특히 척추를 표시할 때 나타난다. 왜냐하면, 여기서는 루프 코일이 사지(팔이나 다리) 뿐만 아니라 환자의 전 신체를 감싸야만 하기 때문이다.
본 발명의 목적은 필요한 수신 코일의 교체 수를 줄이고 특히 심한 비만 환자를 검사하기에도 적합한 고주파 코일 장치를 제공하는데 있다. 또한 이에 상응하는 핵스핀 단층 촬영 장치도 제공되어야만 한다.
도 1은 본 발명에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치의 개략도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치.
도 3은 제 2 실시예에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치.
도 4는 제 3 실시예에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치.
도 5는 고주파 코일 장치의 수신 채널의 전기 접속을 위한 제 1 실시예.
도 6은 고주파 코일 장치의 수신 채널의 전기 접속을 위한 제 2 실시예.
도 7은 제 4 실시예에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치용 고주파 코일 장치.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1핵스핀 단층 촬영 장치3환자, 검사 물체
5침대7써포트
9영구 자석11개구
12환자 축13고주파 코일 장치
15예비 증폭기16접속 지점
17증폭기19아날로그-디지털 변환기
23표면 코일23A, 23B코일 부분
25루프 코일27지지 구조물
27A베이스 부분27B링 부분
29도체 루프33접속 수단
35플러그37부시
39라인41전환 장치
43, 45발진 회로51, 53도체 루프
61부가의 표면 코일63예비 증폭기
6590°커플러67, 69, 71예비 증폭기
73, 75승산기
상기 목적은 본 발명에 따른 서두에 언급된 고주파 코일 장치에 관련하여, 루프 코일에 부가해서 표면 코일이 제공되며, 상기 표면 코일 및 루프 코일이 고주파 신호의 동일한 제 1 분극 성분을 수신하기 위해 형성됨으로써 달성된다.
"표면 코일"과 "루프 코일"이라는 개념에 대해서는 서두에 설명되어 있다. 표면 코일은 특히 평평하게 형성되고 검사될 물체나 환자의 상부에 놓이거나 측면에 놓이기에 적합하다. 상기 루프 코일은 특히 검사 물체를 감싸기에 적합하다. 이러한 의미에서 상기 루프 코일은 부피 코일이라고도 표기될 수 있다. 와인딩수, 그리고 이러한 와인딩수 만큼 중심 코일축을 따라 제공된 루프 코일의 연장부는 바람직하게 폭 연장부 보다 훨씬 적다. 즉, 루프 코일도 마찬가지로 평평하게 형성된다. 상기 루프 코일은 예컨대 단 하나의 코일 또는 -특히 작은 코일에서는- 2, 3, 4 또는 10개 미만의 도체 루프를 갖는다.
바람직하게는 양 코일은 동시에 핵스핀 단층 촬영 장치에 전기 및/또는 기계적으로 접속된다. 본 발명에 따른 고주파 코일 장치에서는 표면 코일 및 루프 코일-교대로 또는 동시에-이 수신을 위해 하나의 동일한 분극 성분을 포함함으로써, 부피가 큰 검사 물체에서도 항상 적어도 하나의 사용가능한 수신 코일이 존재한다는 장점이 제시된다. 이것이 바로 표면 코일이다.
상기 표면 코일은, 루프 코일과 비교해 볼 때 특히 마른 환자에 있어서 더욱 낮은 신호-잡음비가 달성된다는 단점을 지닌다. 이러한 단점은 물론, 표면 코일이 존재함으로써 본 발명에 따른 고주파 코일 장치가 루프 코일이 더 이상 사용될 수 없을 경우에도 핵스핀 단층 촬영 검사용 고주파 신호를 공급한다는 장점과 함께 나타난다. 이는 예컨대 심한 비만 환자나 부상당한 환자, 또는 붕대를 감고 있는 환자에서는 더 이상 가능하지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 고주파 코일 장치는 그 용도로 볼 때 환자 부피의 크기나 상태에 의해 제한되지 않는다. 다른 한편으로는 마른 환자에 있어서는 (변형되지 않는) 높은 영상 품질을 갖는 루프 코일이 사용될 수 있다.
제 1 분극 성분은 표면 코일 또는 루프 코일에 의해 교대로 측정될 수 있다. 그러나, 상기 제 1 분극 성분은 특히 검사 물체의 부피가 작을 때에는 양 코일과 함께 동시에 측정될 수도 있다.
상기 표면 코일은 바람직하게는 버터플라이 코일이나 새들(saddle) 코일로서형성된다. 이러한 변형된 코일에 대한 자세한 사항은 Marinus Ir.Vlaardingerbroek, Jacques A. den Boer, "Magnetic Resonance Imaging", Springer Berlin, 1996, 32에서 38페이지에 기술되어 있다.
고주파 코일 장치의 바람직한 개선예에 따르면 상기 고주파 코일 장치는 고주파 신호의 제 2 분극 성분을 수신하기 위해 형성된 부가의 표면 코일을 가지며, 상기 제 2 분극 성분은 제 1 분극 성분에 대해 수직으로 방향 설정되며, 상기 부가의 표면 코일은 바람직하게 버터플라이 코일이나 새들 코일로서 형성된다. 부가의 표면 코일이 존재할 때, 원분극을 갖는 전자석 고주파 신호의 자계 부분에 있는 두 개의 자계 성분이 검출될 수 있다는 장점이 제시된다.
바람직한 실시예에 따르면 표면 코일의 수신 신호 및 루프 코일의 수신 신호는 공통의 전기 라인을 통해 방출된다. 상기 두 개의 코일은 또한 공통의 접촉점을 갖는다. 그럼으로써, 바람직한 방식으로 더 간단하고 고주파수에 더욱 적합한 회로 설계가 달성될 수 있다.
표면 코일의 수신 신호 및 루프 코일의 수신 신호는 예컨대 공통의 전기 라인에 접속되는 특히 공통의 증폭기, 특히 공통의 예비 증폭기로 공급된다. 그럼으로써, 경우에 따라 전기 부품이 절약될 수 있다.
매우 바람직한 실시예에 따르면 표면 코일 및 루프 코일, 그리고 선택적으로 제공되는 부가의 표면 코일은 바람직하게 휘어지는 공통의 지지 구조물 위에 제공된다. 그럼으로써, 바람직하게는 국부적으로 사용된 고주파 코일 장치가 간단하게 조작될 수 있고 경우에 따라서는 상이한 환자 표면에 매칭될 수 있다.
따라서, 루프 코일이 검사 물체를 감싸는 것이 지지 구조물이 휘어짐으로써 달성될 수 있도록 상기 루프 코일이 상기 지지 구조물 위에 배치될 경우에 특히 바람직하다. 예컨대 고주파 코일 장치는 지지 구조물이 휘어지지 않을 경우나 평평한 상태에서 환자 위에 놓거나 환자의 아래로 밀어 넣기에 적합하다. 상기 루프 코일은 휘어진 상태로 형성된다. 그럼으로써, 조작자에 의해 조작될 수 있는 하나의 동일한 지지 구조물에 의해 표면 코일 및 환자의 둘레를 감싸는 코일이 구현된다는 장점이 달성된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 분리될 수 있는 접속 수단, 특히 플러그가 루프 코일의 전기 흐름을 폐쇄하거나 및/또는 중단하기 위해 하나 또는 다수의 도체 루프 내로 통합된다. 그럼으로써, 예컨대 지지 구조물이 휘어질 때 마주놓인 측면의 상응하는 부시 내로 플러그가 삽입됨으로써 하나 또는 다수의 도체 루프가 폐쇄되어서 상기 루프 코일이 영상을 제공할 수 있는 것이다. 상기 하나 또는 다수의 도체 루프의 "플러그-인"에 의해 코일을 감지 않고도 환자를 감쌀 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 고주파 코일 장치는 표면 코일 및 루프 코일을 교대로 비작동시키거나 및/또는 작동시키기 위한 전환 장치를 갖는다. 여기서 또한 루프 코일이나 표면 코일이 작동된다. 따라서, 두 개의 공명 코일의 상호 방해 작용은 중단된다.
바람직하게는 상기 전환 장치는 표면 코일 내 전류 흐름을 중단시키거나 감소시키기 위한 차단 수단을 갖는다. 상기 차단 수단은 특히 차단 발진 회로로서 형성된다. 예컨대 상기 발진 회로는 표면 코일을 비작동시키기 위해 차단된다.
상기 전환 장치는 예컨대 제어 장치에 의해 자동으로 동작되는 스위치를 갖는다.
또한 분리될 수 있는 접속 수단은 루프 코일의 전기 흐름을 폐쇄하거나 및/또는 중단하기 위해 전환 장치 내로 통합되는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는 -특히 수동으로 야기된- 플러그-인 접속을 제조함으로써 전환이 이루어진다.
상기 전환 장치는 바람직하게는, 루프 코일이 접속 수단에 의해 폐쇄될 때 차단 수단이 차단되는 방식으로 형성된다. 그럼으로써, 양 코일 중 단지 하나의 코일 만이 작동되는 것이 보장된다.
특히 실용적인 실시예에 따르면, 전환 장치는 다수의 접촉부 및 이에 상응하는 부시를 포함하는 플러그를 가지며, 상기 접촉부의 적어도 일부는 루프 코일의 접속 수단의 구성 부분이고 상기 접촉부의 적어도 일부는 표면 코일의 차단 수단에 속한다. 예컨대 플러그를 부시 내로 삽입함으로써 하기의 작용이 실행된다. 즉,
a) 루프 코일의 폐쇄(작동)
b) 특히 언급된 발진 회로 중 하나를 폐쇄함으로써 달성되는 표면 코일의 비작동.
이러한 작동이 예컨대 수동으로 실행가능한 폐쇄 과정에 의해서만 이루어짐으로써 핵스핀 단층 촬영 장치의 EDV 장치에 의한 제어는 요구되지 않는다.
전환 장치에 대한 대안으로서 또는 전환 장치에 부가해서 고주파 코일 장치는 루프 코일로부터 표면 코일을 전기적으로 분리시키기 위한 장치를 가질 수 있다. 이는 특히 표면 코일 및 루프 코일이 동시에 동작될 경우에 바람직하다.
양 코일의 전기적 분리를 위한 장치는 예컨대 공통의 인덕턴스가 (정확하게) 보정되도록 선택된 공통의 커패시턴스를 포함한다.
표면 코일 및 루프 코일로부터 나온 수신 신호를 동시에 처리하기 위해 바람직하게는 가산 장치가 존재하며, 상기 가산 장치에 언급된 신호가 -특히 가중되어- 더해진다.
핵스핀 단층 촬영 장치에 관련한 본 발명에 따른 목적은 본 발명에 따른 고주파 코일 장치가 존재함으로써 달성된다.
상기 핵스핀 단층 촬영 장치는 바람직하게는 수직 자계 장치이다.
그리고 나서, 표면 코일 및 루프 코일은 바람직하게는 환자 축에 대해 평행하게 방향 설정된 제 1 분극 성분을 수신하기 위해 형성된다.
본 발명에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치에서, 특히 위에 언급된 부가의 표면 코일도 존재하고 상기 부가의 표면 코일은 바람직하게 정자계의 방향에 대해 수직으로, 그리고 환자 축에 대해 수직으로 방향 설정된 제 2 분극 성분을 수신하기 위해 형성된다.
위에 언급된 지지 구조물을 갖는 본 발명에 따른 핵스핀 단층 촬영 장치에서 상기 지지 구조물은 조작자를 위해, 그리고 환자의 국부적 검사를 위해 바람직하게는 이동가능하게, 특히 붙잡을 수 있도록 형성된다.
본 발명에 따른 고주파 코일 장치 및 핵스핀 단층 촬영 장치의 다수의 실시예는 하기에 도 1 내지 도 7에 의해 더 자세히 설명된다.
도 1은 전체적으로 도면 부호 1로 표기된 핵스핀 단층 촬영 장치를 도시하며, 상기 핵스핀 단층 촬영 장치(1)에 의해 검사 물체나 환자(3)의 영역은 영상을 제공하도록 검사되어야만 한다. 환자는 검사에 들어가기 전의 상태로 도시되며, 이러한 상태에서 환자는 써포트(7)에 의해 지지되어, 수평으로 이동가능한 침대(5) 위에 놓여있다.
핵스핀 단층 촬영 장치(1)는 정자계(B0)를 생성하기 위해 영구 자석(9)을 가지며, 상기 영구 자석(9)의 개구(11)에는 원래의 검사 장치가 제공된다. 명확하게 도시되지 않은 전송 코일에 의해 고주파 펄스는 개구(11) 내로 삽입된 환자(3) 내로 방출된다. 환자(3)로부터 나온 반향 펄스는 고주파 코일 장치(13)에 의해 수용되어, 예비 증폭기(15) 및 증폭기(17)를 거쳐 아날로그-디지털-변환기(19)로 공급된다. 도 1에서 후속하는 도면을 위한 기준점으로서 접속 지점(16)이 도시된다.
고주파 코일 장치(13)로부터 수신되는 고주파 자계는 그것의 자계 부분에 의해 수평면(x-y)에서 원분극을 갖는다. 이에 상응하는 자계 성분은 제 1 분극 성분(B1x) 및 제 2 분극 성분(B1y)으로 표기된다.
도 2에서는 제 1 실시예에 따른 도 1의 고주파 코일 장치(13)가 도시된다. 상기 고주파 코일 장치(13)는 버터플라이 코일로서 형성된 표면 코일(23) 및 단 하나의 루프를 갖는 루프 코일(25)을 포함한다. 양 코일(23, 25)은 연한 가요성 재료, 바람직하게는 플라스틱으로 이루어진 공통의 지지 구조물(27) 위에 제공된다.
상기 지지 구조물(27)은 평평한 베이스 부분(27A) 및 세로로 연장된 링 부분(27B)을 포함한다. 상기 표면 코일(23)은 베이스 부분(27A) 내에 제공된다.상기 루프 코일(25)은 상기 베이스 부분(27A) 및 링 부분(27B)을 통해 연장되며, 도 2에서도 평평하게 도시된 링형 부분(27B)이 (좌표 평면으로부터) 링 쪽으로 휘어짐으로써 루프 코일(25)의 도체 루프(29)가 폐쇄될 수 있다.
이를 위해, 전기 접촉부(K1, K2, K3, K4)를 포함하는 링 부분(27B)의 단부측에 고정된 플러그(35), 그리고 이에 매칭된 대향 접촉부(G1, G2, G3, G4)를 포함하며 베이스 부분(27A)에 고정된 부시(37)를 갖는 접속 수단(33)이 존재한다. 루프 코일(25)이 삽입되거나 접속될 때 접촉부(K3)는 이에 상응하는 대향 접촉부(G3)에 접속됨으로써, 포인트(P1, P2, P3, P4)를 갖는 약간 링형인 도체 루프(29)가 형성된다.
표면 코일(23)은 거의 "8"의 형태로 교차되는 라인에 의해 서로 접속되는 왼쪽 코일 부분(23A) 및 오른쪽 코일 부분(23B)을 포함한다(버터플라이 코일).
상기 표면 코일(23) 및 루프 코일(25) 내로 예컨대 200pF의 커패시턴스를 갖는 소위 단축 커패시터(CK1, CK2, CK3, CK4, CK5,CK6, CK7)가 통합된다.
라인 섹션(P1-P2-P3-P4)은 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)의 일부이다. 상기 포인트(P2, P3)에서 양 코일(23, 25)로부터 나온 수신 신호가 공통의 라인(39)을 통해 방출될 수 있다. 상기 코일(23, 25)에 대한 라인(39)의 임피던스 매칭을 위해 공통의 매칭 커패시터(CS)가 존재한다. 공통의 매칭 커패시터(CP-, CP+)는 고주파수 자계의 라모아 주파수(Larmor frequency)에 코일 공명 주파수가 매칭되는 것을 보장한다.
수신 신호는 라인(39)을 통해 예비 증폭기(15)로 공급될 수 있다. 도 2에서 라인(39)은 개관이 용이함을 위해 도 1에도 도시되어 있는 포인트(16)에서 끝나도록 도시된다.
플러그(35) 및 부시(37)를 포함하는 이미 언급된 접속 수단(33)은 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)을 교대로 비작동시키거나 및/또는 작동시키는 전환 장치(41)의 구성 부분이다. 이러한 전환 장치(41)의 기능은 후속해서 루프 코일(25)의 작동과 동시에 표 면 코일(23)의 비작동이 이루어지는 예에서 설명된다. 즉, 부시(37) 내로 플러그(35)가 삽입됨으로써 -이미 언급한 바와 같이- 접촉부(K3) 및 대향 접촉부(G3)에 의해 루프 코일(25)의 도체 루프(29)가 접속된다. 따라서, 루프 코일(25)은 영상을 제공하도록 작동된다. 상기 표면 코일(23)의 비작동을 위해 접촉부(K1 내지 K4) 및 대향 접촉부(G1 내지 G4)가 사용된다. 이를 위해, 전환 장치(41)는 플러그(35) 내에 있는 각각 2개의 접촉부(K1, K2 및 K3, K4) 사이에 접속되는 제 1 차단 코일(L1)(L1 0.08μF) 및 제 2 차단 코일(L2)(L2 0.08μF)을 포함한다. 상기 플러그(35)가 부시(37) 내로 삽입됨으로써 발진 회로(43, 45)가 접속되며, 상기 발진 회로(43, 45)는 단축 커패시터(CK1) 및 제 1 차단 코일(L1)로 형성되거나, 단축 커패시터(CK2) 및 제 2 차단 코일(L2)로 형성된다. 핵스핀 단층 촬영 장치(1)의 공명 주파수에 매칭된 발진 회로(43, 45)((L1·CK1)-1/2=(L2·CK2)-1/2=wLarmor=2πfLarmor)는 차단 회로로서 작용함으로써, 표면 코일(23) 내의 전류 흐름을 중단시킨다. 왼쪽 발진 회로(43)에 의해 왼쪽 코일 부분(23A)이 차단되고 오른쪽 발진 회로(45)에 의해 별도로 오른쪽 코일 부분(23B)이 차단된다. 그리고 나서, 표면 코일(23)은 동조되지 않고 더 이상은 영상을 제공하기 위해 작동되지 않는다.
표면 코일(23) 내 차단 작용을 달성하기 위해 발진 회로(43, 45)에 대해 교대로 기계적 차단기, 예컨대 스위치나 푸시버튼(pushbutton)이 존재할 수 있으며, 상기 스위치나 푸시버튼은 예컨대 플러그(35)가 부시(37) 내로 삽입될 때 동작된다.
표면 코일(23)의 폭(b)은 대략 250mm이고 길이(l)도 마찬가지로 대략 250mm이다. 루프 코일(25)의 최대 둘레를 결정하는 도체 루프(29)의 길이(L)는 대략 560mm이다.
도 3에 도시된 고주파 코일 장치(13)의 제 2 실시예는 도 2에 도시된 실시예와 전체적으로 일치한다. 이 예에서 루프 코일(25)은 물론 서로 연속으로 연결되는 2개의 도체 루프(51, 53)를 가지며, 상기 도체 루프(51, 53)는 접촉부(K2) 및 대향 접촉부(G2)에 의해, 또는 접촉부(K3) 및 대향 접촉부(G3)에 의해 별도로 플러그-인 될 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서 라인 섹션 (P1-P2-P3-P4) 및 (P5-P6)은 표면 코일(23) 뿐만 아니라 루프 코일(25)에도 속한다.
도 4에 도시된, 본 발명에 따른 고주파 코일 장치(13)에 대한 제 3 실시예에서 제 1 분극 성분(B1x)(환자 축(12)에 대해 평행한)의 검출을 위해 사용된 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)에 부가해서, 마찬가지로 버터플라이 코일로서 형성된 부가의 표면 코일(61)이 존재한다. 이러한 양 표면 코일(23, 61)은 교차되고 서로에 대해 90°만큼 회전되도록 배치됨으로써, 부가의 표면 코일(61)에 의해 위에 언급된 제 2 분극 성분(B1y)이 검출될 수 있다.
도 4에는 기판 내에서나 기판 위에서 화학적 에칭에 의해 구현될 수 있는 것과 같은 형태의 고주파 코일 장치(13)가 개략적으로 도시된다. 포인트(P2, P3)에서 제 1 분극 성분(B1x)을 위한 코일(23, 25)의 수신 신호가 제거되며, 별도의 포인트(P7, P8)에서는 제 2 분극 성분(B1y)을 위한 코일(61)에 의해 생성된 신호가 제거된다. 도 4의 개략적인 도에서는 개관의 용이함을 위해 커패시터와 같은 회로의 세부 사항 및 전환 장치(41)는 생략되어 있다. 또한 도체 루프(29)의 길이(L)는 정확한 척도로 도시된 것이 아니다.
도 5 및 도 6에는 도 4에 도시된 전체적으로 3개의 코일(23, 25, 61)을 갖는 고주파 코일 장치(13)에서 수신 신호가 어떻게 부가 처리되는지가 도시된다. 도 5 및 도 6에서 코일(23, 25, 61)의 배선은 세부적인 전자 부품의 제시없이 단지 기능적으로만 도시된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)의 출력 신호는 전환 장치(41)를 사용하여 교대로 예비 증폭기(15)에 공급된다. 부가의 표면 코일(61)의 수신 신호는 거기에 배치된 별도의 예비 증폭기(63)를 거쳐90°커플러(90°콤바이너)(65)로 공급되며, 상기 90°커플러(65)는 양 분극 성분(B1x, B1y) 사이의 90°위상 이동에 관련된다.
도 6은 코일(23, 25)이 제 1 분극 성분(B1x)을 측정하기 위해 동시에 동작되도록 형성된 실시예를 도시한다. 상기 코일(23, 25)의 출력 신호는 예비 증폭기(67 및 69)에 의해 증폭된다. 여기서, 배선은 도 2 및 도 3의 접속과 구별된다. 증폭된 신호는 승산기(73 및 75)에서 가중 인자(weighting factor)(A, B)와 곱해져서, 가산 장치(77)로 공급된다. 상기 가산 장치(77)의 출력 신호는 부가의 표면 코일(61)에 배치된 별도의 예비 증폭기(71)의 출력 신호와 함께 90°커플러(65)로 공급된다.
제 1 분극 성분(B1x)을 측정하기 위한 동시에 공명하는 코일(23, 25)은 서로에 대해 불리한 영향을 미치지 않기 때문에, 양 코일(23, 25)의 전기적 분리를 위한 장치(79)가 존재한다. 전기적 분리를 위한 장치(79)는 예컨대 공통의 인덕턴스가 보정되도록 선택된 값을 갖는 커패시터를 포함한다.
그리고 나서, 전기적 분리를 위한 장치(79)는 도 5에 도시된 바와 같이 코일(23, 25)이 전환 장치(41)에 의해 교대로 영상을 제공하도록 작동될 경우에 제공될 수 있다. 이는 도 7에서 도 2에 도시된 실시예의 상응하는 변형예에서 도시된다.
본 발명에 의해 필요한 수신 코일의 교체 수를 줄이고 특히 심한 비만 환자를 검사하기에도 적합한 고주파 코일 장치가 제공된다. 또한 이에 상응하는 핵스핀 단층 촬영 장치도 제공된다.

Claims (20)

  1. 검사 물체(3)를 감싸기에 적합한 적어도 하나의 도체 루프(29; 51, 53)를 가지며 상기 검사 물체(3)로부터 나온 전자석 고주파 신호를 수신하기 위한 루프 코일(25)을 포함하는,
    핵스핀 단층 촬영 장치(1), 특히 영상을 제공하는 핵스핀 단층 촬영 장치(1)에서 검사 물체(3)를 검사하기 위한 고주파 코일 장치에 있어서,
    하나의 표면 코일(23)이 제공되며, 상기 표면 코일(23) 및 루프 코일(25)이 고주파 신호의 동일한 제 1 분극 성분(B1x)의 수신을 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표면 코일(23)은 버터플라이 코일 또는 새들 코일로서 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 고주파 신호의 제 2 분극 성분(B1y)을 수신하기 위해 형성된 부가의 표면 코일(61)이 제공되며, 상기 제 2 분극 성분(B1y)은 상기 제 1 분극 성분(B1x)에 대해 수직으로 방향 설정되고 부가의 표면 코일(61)은 바람직하게 버터플라이 코일또는 새들 코일로서 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 코일(23)의 수신 신호 및 상기 루프 코일(25)의 수신 신호는 공통의 전기 라인(39)을 통해 방출되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 코일(23)의 수신 신호 및 상기 루프 코일(25)의 수신 신호는 공통의 증폭기, 특히 공통의 예비 증폭기(15)로 공급되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 코일(23) 및 상기 루프 코일(25), 그리고 옵션으로 제공되는 부가의 표면 코일(61)이 공통의, 바람직하게는 휘어진 지지 구조물(27) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 루프 코일(25)은, 상기 루프 코일(25)이 검사 물체(3)를 감싸는 것이 상기 지지 구조물(27)이 휘어짐으로써 달성될 수 있도록 상기 지지 구조물(27) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리될 수 있는 접속 수단(33), 특히 플러그(35)가 상기 루프 코일(25)의 전기 흐름을 폐쇄하거나 및/또는 중단시키기 위해 하나 또는 다수의 루프 코일(29; 51, 53) 내로 통합되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표면 코일(23) 및 상기 루프 코일(25)을 교대로 비작동시키거나 및/또는 작동시키기 위한 전환 장치(41)가 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 전환 장치(41)는 상기 표면 코일(23) 내 전류 흐름을 중단시키거나 감소시키기 위한 차단 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 차단 수단은 차단될 발진 회로(43, 45)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전환 장치(41)는 상기 루프 코일(25)의 전기 흐름을 폐쇄하거나 및/또는 중단시키기 위해 분리될 수 있는 접속 수단, 특히 플러그(35)를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  13. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전환 장치(41)는, 상기 루프 코일(25)이 상기 접속 수단(33)에 의해 폐쇄될 경우 상기 차단 수단이 차단되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 전환 장치(41)는 다수의 접촉부(K1, K2, K3, K4) 및 이에 상응하는 부시(37)를 포함하는 플러그(35)를 가지며, 상기 접촉부(K3; K3, K3)의 적어도 일부, 상기 루프 코일(25)의 접속 수단(33)의 구성 부분, 그리고 상기 접촉부(K1, K2, K3, K4)의 적어도 일부는 상기 표면 코일(23)의 차단 수단에 속하는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 루프 코일(25)로부터 상기 표면 코일(23)을 전기적으로 분리하기 위한 장치(79)가 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 표면 코일(23)의 수신 신호를 상기 루프 코일(25)의 수신 신호에 특히 가중해서 더하는 가산 장치(77)가 제공되는 것을 특징으로 하는 고주파 코일 장치.
  17. 환자 축(12)에 대해 수직으로 향하게 되는 정자계(B0)를 생성하기 위한 수단을 포함하는, 환자(3)를 검사하기 위한 핵스핀 단층 촬영 장치(1)에 있어서,
    청구항 제 1항 내지 제 16항 중 한 항에 따른 고주파 코일 장치(13)를 갖는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 표면 코일(23) 및 상기 루프 코일(25)은 상기 환자 축(12)에 대해 평행하게 방향 설정된 제 1 분극 성분(B1x)을 수신하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치.
  19. 제 17항 또는 제 18항에 있어서,
    상기 고주파 코일 장치(13)는 청구항 3항에 상응하여 개선되며, 부가의 표면 코일(61)은 정자계(B0)의 방향에 대해 수직으로, 그리고 환자 축(12)에 대해 수직으로 방향 설정된 제 2 분극 성분(B1y)을 수신하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치.
  20. 제 17항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 코일 장치(13)는 청구항 6항에 상응하여 개선되며, 상기 지지 구조물(27)은 환자(3)의 국부적 검사를 위해 이동가능하게, 특히 붙잡을 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 핵스핀 단층 촬영 장치.
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