JP2686112B2 - Ｍｒｉのｒｆ送信コイルのｒｆ同調時におけるｍｒｉのｒｆコイルペアの拡張されたデカプリング - Google Patents
Ｍｒｉのｒｆ送信コイルのｒｆ同調時におけるｍｒｉのｒｆコイルペアの拡張されたデカプリングInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、概して核磁気共鳴（NMR）現象を用いる磁
気共鳴イメージング（MRI）の技術に対するものであ
る。特に、MRIの共振RF送信コイルのセットアップ同調
時におけるMRIのRF受信コイルの特有のデチューニング
を拡張するための方法および装置に対するものである。
気共鳴イメージング（MRI）の技術に対するものであ
る。特に、MRIの共振RF送信コイルのセットアップ同調
時におけるMRIのRF受信コイルの特有のデチューニング
を拡張するための方法および装置に対するものである。
［従来の技術］ 市販されているMRIシステムにおいては、電気的に制
御し得るRF受信コイルと関連してRFチューニング／カプ
リングキャパシタンスを設けることは従来より行なわれ
ている。例えば、そのような電気制御キャパシタンスは
逆バイアスされたバラクタダイオードとして実現され
る。そのようなバラクタダイオードは、典型的には、ダ
イオードにかかる逆電圧の大きさが減少するにつれてキ
ャパシタンスが増大し、あるいは、逆に、ダイオードに
かかる逆バイアス電圧の大きさが増大するにつれてキャ
パシタンスが減少するような、キャパシタンス対電圧曲
線を示す。
御し得るRF受信コイルと関連してRFチューニング／カプ
リングキャパシタンスを設けることは従来より行なわれ
ている。例えば、そのような電気制御キャパシタンスは
逆バイアスされたバラクタダイオードとして実現され
る。そのようなバラクタダイオードは、典型的には、ダ
イオードにかかる逆電圧の大きさが減少するにつれてキ
ャパシタンスが増大し、あるいは、逆に、ダイオードに
かかる逆バイアス電圧の大きさが増大するにつれてキャ
パシタンスが減少するような、キャパシタンス対電圧曲
線を示す。
商用のMRIシステムは、洗練されたコンピュータ制御
能力を用いるから、それらが既にそのようなバラクタダ
イオードにかかる逆バイアス電圧を適宜制御することに
よりこれら受信コイルの自動コンピュータ制御チューニ
ングを提供していることは当然理解し得る。送受信コイ
ルの共振周波数およびＱ（クオリティファクタ）は、MR
Iプロシージャすなわちイメージング手続きの間、該コ
イルにカプリングされる患者の組織の個々の特性にによ
り影響されるから、典型的には、コイルがMRI磁石等の
内部に特定の患者の体に対して配置された後に初期「セ
ットアップ」手続きが行なわれる。実際のイメージング
シーケンスに先立って、この初期セットアップフェイズ
の間、オペレータは、通常、送信コイル可変キャパシタ
を所望の共振および最大のカプリング（すなわち、RF送
信ラインと送信機との整合インピーダンス条件）が得ら
れるようにチューンする。
能力を用いるから、それらが既にそのようなバラクタダ
イオードにかかる逆バイアス電圧を適宜制御することに
よりこれら受信コイルの自動コンピュータ制御チューニ
ングを提供していることは当然理解し得る。送受信コイ
ルの共振周波数およびＱ（クオリティファクタ）は、MR
Iプロシージャすなわちイメージング手続きの間、該コ
イルにカプリングされる患者の組織の個々の特性にによ
り影響されるから、典型的には、コイルがMRI磁石等の
内部に特定の患者の体に対して配置された後に初期「セ
ットアップ」手続きが行なわれる。実際のイメージング
シーケンスに先立って、この初期セットアップフェイズ
の間、オペレータは、通常、送信コイル可変キャパシタ
を所望の共振および最大のカプリング（すなわち、RF送
信ラインと送信機との整合インピーダンス条件）が得ら
れるようにチューンする。
当該技術において良く知られた種々の理由により、も
しも、分離されたRF受信コイルが使用されるならば、上
記セットアップチューニング手続きの間、該コイルを送
信コイルからデカプルすることが望ましい。例えば、送
信コイルのセットアップチューニングの間受信コイルバ
ラクタに供給される逆バイアス電圧を最小の大きさ（す
なわちゼロボルト）に減少させることが、これまで習慣
的に行なわれている。この手法によれば、該バラクタダ
イオードの有効キャパシタンスが（うまくいけば）、効
果上、チューンされる送信コイルから受信コイルをデチ
ューニングし且つデカプリングするのに十分に増大され
る。
しも、分離されたRF受信コイルが使用されるならば、上
記セットアップチューニング手続きの間、該コイルを送
信コイルからデカプルすることが望ましい。例えば、送
信コイルのセットアップチューニングの間受信コイルバ
ラクタに供給される逆バイアス電圧を最小の大きさ（す
なわちゼロボルト）に減少させることが、これまで習慣
的に行なわれている。この手法によれば、該バラクタダ
イオードの有効キャパシタンスが（うまくいけば）、効
果上、チューンされる送信コイルから受信コイルをデチ
ューニングし且つデカプリングするのに十分に増大され
る。
しかしながら、もしもチューンされた受信コイルが既
にゼロボルトに近い逆バイアスを用いていれば、デチュ
ーニングの効果は所望の程度まで達成されないかも知れ
ない。この所望のデチューニング効果の欠落の可能性
は、たとえば複数のバラクタが並列に（すなわちより大
きなチューニング範囲を得るために）接続されている場
合には、チューンされたコイルバラクタ電圧は、概して
低いことが望ましいので、一層顕著になる。
にゼロボルトに近い逆バイアスを用いていれば、デチュ
ーニングの効果は所望の程度まで達成されないかも知れ
ない。この所望のデチューニング効果の欠落の可能性
は、たとえば複数のバラクタが並列に（すなわちより大
きなチューニング範囲を得るために）接続されている場
合には、チューンされたコイルバラクタ電圧は、概して
低いことが望ましいので、一層顕著になる。
［発明が解決しようとする課題］ そのような従来の自動チューニング技法を用いて、一
般的に最大ほぼ2MHzだけ（例えば約15KHzの共鳴すなわ
ち共振周波数から、それより低い約13MHzの非共振周波
数へ）受信コイルをデチューンすることができる。この
ことは、送信コイルのチューニングの間受信コイルのい
くらかの無視できないデカプリングを与えるので、さら
に付加的なデカプリングが望まれる。そして、それは複
数の並列接続バラクタダイオードの使用を可能とするの
に都合がよい。このようなデカプリングを実現するのが
本発明の目的である。
般的に最大ほぼ2MHzだけ（例えば約15KHzの共鳴すなわ
ち共振周波数から、それより低い約13MHzの非共振周波
数へ）受信コイルをデチューンすることができる。この
ことは、送信コイルのチューニングの間受信コイルのい
くらかの無視できないデカプリングを与えるので、さら
に付加的なデカプリングが望まれる。そして、それは複
数の並列接続バラクタダイオードの使用を可能とするの
に都合がよい。このようなデカプリングを実現するのが
本発明の目的である。
［課題を解決するための手段および作用］ そこで、われわれは、送信コイルのチューニング手続
きの間受信コイルのバラクタダイオードに対する適宜な
る順バイアス電圧を印加するだけの単純な手段によりそ
のような目的を達成し得ることを見いだした。換言すれ
ば、バラクタダイオードバイアス電圧の正常な（すなわ
ち、ダイオードを逆バイアスするための）極性が（すな
わち、ダイオードを順バイアスするように）反転される
ことにより、受信コイルの拡張されたデカプリングおよ
びデチューニングを達成する。また、望ましいデカプリ
ングおよびデチューニング効果がバラクタダイオードに
対する順バイアス電圧の大きさの増大によって増大する
ことも見いだされた。
きの間受信コイルのバラクタダイオードに対する適宜な
る順バイアス電圧を印加するだけの単純な手段によりそ
のような目的を達成し得ることを見いだした。換言すれ
ば、バラクタダイオードバイアス電圧の正常な（すなわ
ち、ダイオードを逆バイアスするための）極性が（すな
わち、ダイオードを順バイアスするように）反転される
ことにより、受信コイルの拡張されたデカプリングおよ
びデチューニングを達成する。また、望ましいデカプリ
ングおよびデチューニング効果がバラクタダイオードに
対する順バイアス電圧の大きさの増大によって増大する
ことも見いだされた。
また、（全チューン可能キャパシタンスの増大を達成
するため）並列接続キャパシタンスの使用が、上記新た
なデチューニング手続きにより容易になることも見いだ
された。
するため）並列接続キャパシタンスの使用が、上記新た
なデチューニング手続きにより容易になることも見いだ
された。
これらばかりでなく、本発明によるその他の目的およ
び利点が、以下の本発明の望ましい実施例についての詳
細な記述を図面を参照して注意深く検討することにより
一層完全に理解されるであろう。
び利点が、以下の本発明の望ましい実施例についての詳
細な記述を図面を参照して注意深く検討することにより
一層完全に理解されるであろう。
［実施例］ 第１図に典型的なMRIシステムのいくつかの構成要素
を示す。例えば、患者10は、一般に送信コイル12および
受信コイル14にカプリングされている。両コイルは、組
み合わされた並列キャパシタンスCPにより適宜なる共鳴
すなわち共振周波数にチューニングされ、直列キャパシ
タンスCSを介してRF送信機16およびRF受信機18に合うよ
うに適宜調整される。RF送信機16およびRF受信機18はMR
IのRF部20に組み合わされており、該RF部20は一般にMRI
制御処理ユニット22により制御される。MRIイメージン
グシーケンスの間、該制御ユニット22は、適宜なる磁場
勾配コイル（図示せず）を介して静磁場H0内に適宜なる
磁場勾配が生成される間に、RFパルスが、プログラムさ
れたシーケンスに従って、送信コイル12を介して患者10
の組織内に送信されるようにする。NMRのRFレスポンス
は、受信コイル14を介して受信され、モニタ24に画像を
生成するように（および／または画像データの格納等を
するように）処理される。全体のシステムは一般に適宜
なるオペレータコンソール26を介して制御される。
を示す。例えば、患者10は、一般に送信コイル12および
受信コイル14にカプリングされている。両コイルは、組
み合わされた並列キャパシタンスCPにより適宜なる共鳴
すなわち共振周波数にチューニングされ、直列キャパシ
タンスCSを介してRF送信機16およびRF受信機18に合うよ
うに適宜調整される。RF送信機16およびRF受信機18はMR
IのRF部20に組み合わされており、該RF部20は一般にMRI
制御処理ユニット22により制御される。MRIイメージン
グシーケンスの間、該制御ユニット22は、適宜なる磁場
勾配コイル（図示せず）を介して静磁場H0内に適宜なる
磁場勾配が生成される間に、RFパルスが、プログラムさ
れたシーケンスに従って、送信コイル12を介して患者10
の組織内に送信されるようにする。NMRのRFレスポンス
は、受信コイル14を介して受信され、モニタ24に画像を
生成するように（および／または画像データの格納等を
するように）処理される。全体のシステムは一般に適宜
なるオペレータコンソール26を介して制御される。
先に述べたように、商業的に入手可能なMRIシステム
は、直列キャパシタンスおよび／または並列チューニン
グキャパシタンスを有するRF受信コイルを（少なくとも
一部において）適宜逆バイアスされるバラクタダイオー
ドにより一般に既に実現している。そのようなバイアス
制御は、在来のMRIセットアップ手続きにおけるインピ
ーダンス整合および共振のための自動または手動チュー
ニングの間一般的にライン30を介して提供される。上述
したように、制御ユニット22が、ライン30を介して供給
される適宜なるバラクタダイオードバイアス電圧の変化
により、もし必要ならば（例えば送信コイルのチューニ
ングの間）、分離された受信コイルと組み合わされたバ
ラクタダイオードを同期的にデチューンすることも行な
われている。従来は、そのようなライン30上のデチュー
ニングバイアス電圧は、逆バイアス電圧の大きさを最小
値に減少させる形（うまくいけば、実質的にキャパシタ
ンスを増大させ且つ受信コイル14の共振周波数を低下さ
せる）で行なわれていた。
は、直列キャパシタンスおよび／または並列チューニン
グキャパシタンスを有するRF受信コイルを（少なくとも
一部において）適宜逆バイアスされるバラクタダイオー
ドにより一般に既に実現している。そのようなバイアス
制御は、在来のMRIセットアップ手続きにおけるインピ
ーダンス整合および共振のための自動または手動チュー
ニングの間一般的にライン30を介して提供される。上述
したように、制御ユニット22が、ライン30を介して供給
される適宜なるバラクタダイオードバイアス電圧の変化
により、もし必要ならば（例えば送信コイルのチューニ
ングの間）、分離された受信コイルと組み合わされたバ
ラクタダイオードを同期的にデチューンすることも行な
われている。従来は、そのようなライン30上のデチュー
ニングバイアス電圧は、逆バイアス電圧の大きさを最小
値に減少させる形（うまくいけば、実質的にキャパシタ
ンスを増大させ且つ受信コイル14の共振周波数を低下さ
せる）で行なわれていた。
しかしながら、第１図に示されるように、本発明にお
いては、受信コイルバラクタダイオードへのライン30を
介してのデチューニング制御は、該バラクタダイオード
を順バイアスするようにそして送信コイルのチューニン
グ手続きの間のデチューニングの程度を拡張してデチュ
ーニングさせるように実質的に極性を反転させる。
いては、受信コイルバラクタダイオードへのライン30を
介してのデチューニング制御は、該バラクタダイオード
を順バイアスするようにそして送信コイルのチューニン
グ手続きの間のデチューニングの程度を拡張してデチュ
ーニングさせるように実質的に極性を反転させる。
在来の商業的に入手可能なMRIシステムは、一般に既
に送信コイルのチューニングの間の受信コイルの（例え
ば、受信コイルに組み合わされたバラクタダイオードに
供給されるバイアス電圧を同期的に自動的な変化をさせ
ることによる）自動デチューニングを備えているから、
制御ユニット22の制御アルゴリズム内でそのような自動
制御がどのようにプログラムされるかという詳細な説明
についての検討をここであえて行なうことは必要である
とは思えない。むしろ、そのような在来の制御アルゴリ
ズムはライン30を介して供給されるデチューニングバイ
アス電圧の極性を反転させるため−−そして該バイアス
電圧を適切な大きさに制御するため−−に若干変更され
ることのみが必要である。
に送信コイルのチューニングの間の受信コイルの（例え
ば、受信コイルに組み合わされたバラクタダイオードに
供給されるバイアス電圧を同期的に自動的な変化をさせ
ることによる）自動デチューニングを備えているから、
制御ユニット22の制御アルゴリズム内でそのような自動
制御がどのようにプログラムされるかという詳細な説明
についての検討をここであえて行なうことは必要である
とは思えない。むしろ、そのような在来の制御アルゴリ
ズムはライン30を介して供給されるデチューニングバイ
アス電圧の極性を反転させるため−−そして該バイアス
電圧を適切な大きさに制御するため−−に若干変更され
ることのみが必要である。
従来の典型的なMRIのRF受信コイル回路は第2A図に示
される。バラクタダイオードD1〜D7は、カプリング／マ
ッチングキャパシタンスCSおよび並列チューニングキャ
パシタンスCPの少なくとも一部を与えるように設けられ
る。抵抗Ｒは、RF回路から直流バラクタダイオードバイ
アス回路を切り離す。スイッチS1は、通常、CPおよびCS
キャパシタンスの個別の調整のためポテンショメータ62
および64により調整可能なバッテリ60からの逆バイアス
源に該ダイオードD1〜D7を接続する。制御コンピュータ
からデチューン命令を受けると、リレーK1がスイッチS1
の接点をバラクタD1〜D7のバイアス制御リードを接地さ
せ逆バイアスを最小のゼロ値に（あるいはその他の相対
的に小さな逆バイアスの大きさに）減少させるように動
作させる。
される。バラクタダイオードD1〜D7は、カプリング／マ
ッチングキャパシタンスCSおよび並列チューニングキャ
パシタンスCPの少なくとも一部を与えるように設けられ
る。抵抗Ｒは、RF回路から直流バラクタダイオードバイ
アス回路を切り離す。スイッチS1は、通常、CPおよびCS
キャパシタンスの個別の調整のためポテンショメータ62
および64により調整可能なバッテリ60からの逆バイアス
源に該ダイオードD1〜D7を接続する。制御コンピュータ
からデチューン命令を受けると、リレーK1がスイッチS1
の接点をバラクタD1〜D7のバイアス制御リードを接地さ
せ逆バイアスを最小のゼロ値に（あるいはその他の相対
的に小さな逆バイアスの大きさに）減少させるように動
作させる。
当該技術者は本発明による逆極性および大きさの制御
が多くの異なる方法で達成できることをもちろん認める
であろうが、一つの可能な構成が第2B図に示される。第
2B図からわかるように、バラクタダイオードD1〜Ｄ″７
は、受信コイル14に組み合わされるカプリング／整合キ
ャパシタンスCSおよび並列チューニングキャパシタンス
CP（の少なくとも一部）を与えるように配設される。適
宜な直流バイアス制御回路もまたしかるべく配置される
抵抗ＲによりRFから絶縁される。リレーK1およびスイッ
チS1の接点は、通常、ポテンショメータ62および64によ
り大きさが調整し得る逆バイアス電圧（最小同調バイア
スは抵抗62′および64′により決定され、この場合約３
ボルトの最小同調バイアスとなる）となるようにバラク
タに接続される。しかしながら、制御コンピュータから
のデチューン命令がリレーコイルK1を作動させると、ス
イッチS1の接点は、この場合、バッテリ70からバラクタ
に24ボルトの順バイアスを供給する。
が多くの異なる方法で達成できることをもちろん認める
であろうが、一つの可能な構成が第2B図に示される。第
2B図からわかるように、バラクタダイオードD1〜Ｄ″７
は、受信コイル14に組み合わされるカプリング／整合キ
ャパシタンスCSおよび並列チューニングキャパシタンス
CP（の少なくとも一部）を与えるように配設される。適
宜な直流バイアス制御回路もまたしかるべく配置される
抵抗ＲによりRFから絶縁される。リレーK1およびスイッ
チS1の接点は、通常、ポテンショメータ62および64によ
り大きさが調整し得る逆バイアス電圧（最小同調バイア
スは抵抗62′および64′により決定され、この場合約３
ボルトの最小同調バイアスとなる）となるようにバラク
タに接続される。しかしながら、制御コンピュータから
のデチューン命令がリレーコイルK1を作動させると、ス
イッチS1の接点は、この場合、バッテリ70からバラクタ
に24ボルトの順バイアスを供給する。
第2B図において、そのような順バイアス電圧は、固定
されたレベルで与えられる。しかしながら、当該技術者
ならばわかるように、受信コイルのデチューニング期間
の間バラクタダイオードへの順バイアスの大きさも制御
可能とするように逆極性バイアス電圧に対して適宜なる
付加的な制御可能なアッテネータを設けてもよい。
されたレベルで与えられる。しかしながら、当該技術者
ならばわかるように、受信コイルのデチューニング期間
の間バラクタダイオードへの順バイアスの大きさも制御
可能とするように逆極性バイアス電圧に対して適宜なる
付加的な制御可能なアッテネータを設けてもよい。
第2B図からわかるように、各バラクタD1〜D7は、それ
らに並列に接続された同様なバラクタＤ′、Ｄ″の付加
的な対を有している。この構成は、バイアス電圧の小さ
な範囲に対してチューン可能なキャパシタンスをより大
きな範囲で制御可能とする。それは、また、並列チュー
ニングキャパシタンス内により小さな固定キャパシタン
スCP1を使用することを可能とする。
らに並列に接続された同様なバラクタＤ′、Ｄ″の付加
的な対を有している。この構成は、バイアス電圧の小さ
な範囲に対してチューン可能なキャパシタンスをより大
きな範囲で制御可能とする。それは、また、並列チュー
ニングキャパシタンス内により小さな固定キャパシタン
スCP1を使用することを可能とする。
第３図に示すように、バラクタダイオードのキャパシ
タンスは、通常逆バイアスの大きさが増大するにつれて
減少する。バラクタダイオードに対する逆バイアス動作
の（従来および本発明の両方の構成に関する）典型的な
範囲は第３図に示されている。第３図のように、典型的
な従来技術の最小デチューニングバイアス電圧（例えば
０ボルト）はバイアス電圧の可能なチューニング範囲と
若干重複している。また、第３図に示される曲線はバラ
クタダイオードに関連し得るRF損失も示している。図示
のように、そのようなRF損失はダイオードが逆バイアス
されている限り明らかに低いレベルで残っている（在来
の通常の動作の間も同様に存在する）。
タンスは、通常逆バイアスの大きさが増大するにつれて
減少する。バラクタダイオードに対する逆バイアス動作
の（従来および本発明の両方の構成に関する）典型的な
範囲は第３図に示されている。第３図のように、典型的
な従来技術の最小デチューニングバイアス電圧（例えば
０ボルト）はバイアス電圧の可能なチューニング範囲と
若干重複している。また、第３図に示される曲線はバラ
クタダイオードに関連し得るRF損失も示している。図示
のように、そのようなRF損失はダイオードが逆バイアス
されている限り明らかに低いレベルで残っている（在来
の通常の動作の間も同様に存在する）。
しかしながら、ここで提案する本発明によれば、デチ
ューニング期間の間、バラクタダイオードの極性が十分
な値（例えば、−５ボルト、−10ボルト、−40ボルト等
に）まで（例えばダイオードを順バイアスするように）
反転される。第３図から概ね読み取れるように、バラク
タダイオードがさらに一層順バイアスされてゆくにつれ
て、バラクタのキャパシタンスは増大し続け、しかも、
該キャパシタンスに伴うRF損失は劇的に増大する。
ューニング期間の間、バラクタダイオードの極性が十分
な値（例えば、−５ボルト、−10ボルト、−40ボルト等
に）まで（例えばダイオードを順バイアスするように）
反転される。第３図から概ね読み取れるように、バラク
タダイオードがさらに一層順バイアスされてゆくにつれ
て、バラクタのキャパシタンスは増大し続け、しかも、
該キャパシタンスに伴うRF損失は劇的に増大する。
４つの異なるバラクタダイオードバイアス電圧に対す
る送信および受信コイルの間のカプリングを描く図が第
４図に示されている。図のように、中心周波数14.5MHz
（例えば、送信コイルの中心共振周波数）において、ゼ
ロのバラクタダイオードバイアス電圧は、コイル間にほ
ぼ−15dBの分離を生ずる。しかしながら、バラクタダイ
オードが順バイアスされる（例えば、第２図の回路にお
いて接地に対して負の電圧により）と、デカプリングの
大きさは増大する。例えば、−５ボルトにおいて、コイ
ル間のカプリングは−20dBまで減少する。−24ボルトに
おいては、コイルのカプリングは、さらに減少しほぼ−
28dBにまで達する。そして、40ボルトの大きさの順バイ
アスでは、デカプリングはさらに増大し、ほぼ−36dBに
まで達する。これらの順バイアスによるデカプリンング
の度合は全て従来のデチューニング技術を用いて得られ
る値より実質的に大きい（したがって、一層望まし
い）。
る送信および受信コイルの間のカプリングを描く図が第
４図に示されている。図のように、中心周波数14.5MHz
（例えば、送信コイルの中心共振周波数）において、ゼ
ロのバラクタダイオードバイアス電圧は、コイル間にほ
ぼ−15dBの分離を生ずる。しかしながら、バラクタダイ
オードが順バイアスされる（例えば、第２図の回路にお
いて接地に対して負の電圧により）と、デカプリングの
大きさは増大する。例えば、−５ボルトにおいて、コイ
ル間のカプリングは−20dBまで減少する。−24ボルトに
おいては、コイルのカプリングは、さらに減少しほぼ−
28dBにまで達する。そして、40ボルトの大きさの順バイ
アスでは、デカプリングはさらに増大し、ほぼ−36dBに
まで達する。これらの順バイアスによるデカプリンング
の度合は全て従来のデチューニング技術を用いて得られ
る値より実質的に大きい（したがって、一層望まし
い）。
このような、拡張されたデカプリングに付随して、送
信コイルの共振周波数から離れた受信コイルの共振周波
数の拡張されたデチューニングも達成される。例えば、
デチューンされた受信コイルの共振レスポンスが、３つ
の異なるバラクタダイオード電圧について第５図に示さ
れる。図のように、ゼロのバラクタダイオードバイアス
電圧では、受信コイルの共振レスポンスが、公称中心周
波数（例えば、15MHz）からほぼ2.1MHz（例えば、在来
の技術により達成されるものと大差ない）だけデチュー
ンされる。しかしながら、バラクタダイオードが５ボル
トの大きさで順バイアスされると、受信コイルの共振レ
スポンスは、中心周波数からほぼ4.6MHzだけずれる。−
10ボルトのバラクタダイオードのバイアスでは、受信コ
イルの共振レスポンスは、中心周波数からさらにずれて
ほぼ5.4MHzに達する。
信コイルの共振周波数から離れた受信コイルの共振周波
数の拡張されたデチューニングも達成される。例えば、
デチューンされた受信コイルの共振レスポンスが、３つ
の異なるバラクタダイオード電圧について第５図に示さ
れる。図のように、ゼロのバラクタダイオードバイアス
電圧では、受信コイルの共振レスポンスが、公称中心周
波数（例えば、15MHz）からほぼ2.1MHz（例えば、在来
の技術により達成されるものと大差ない）だけデチュー
ンされる。しかしながら、バラクタダイオードが５ボル
トの大きさで順バイアスされると、受信コイルの共振レ
スポンスは、中心周波数からほぼ4.6MHzだけずれる。−
10ボルトのバラクタダイオードのバイアスでは、受信コ
イルの共振レスポンスは、中心周波数からさらにずれて
ほぼ5.4MHzに達する。
ここで、明らかにされたように、送信コイルのチュー
ニング手続きの間受信コイルに与えられるバラクタダイ
オードバイアス電圧の極性を反転させる（そして大きさ
を適宜制御する）という単純な手法により、送信コイル
からの受信コイルの効果的に拡張されたデチューニング
およびデカプリングが提供される。そして、正常なチュ
ーニングバイアス電圧範囲を制限する（例えば、０から
25ボルトよりもむしろ３から25ボルトに）ことにより、
拡張されたデチューニング効果も達成できる。
ニング手続きの間受信コイルに与えられるバラクタダイ
オードバイアス電圧の極性を反転させる（そして大きさ
を適宜制御する）という単純な手法により、送信コイル
からの受信コイルの効果的に拡張されたデチューニング
およびデカプリングが提供される。そして、正常なチュ
ーニングバイアス電圧範囲を制限する（例えば、０から
25ボルトよりもむしろ３から25ボルトに）ことにより、
拡張されたデチューニング効果も達成できる。
次に表は従来技術によるデチューニングに対するアプ
ローチを本発明によるものと比較している。
ローチを本発明によるものと比較している。
もしも従来技術の受信コイルのチューニング（デチュ
ーニングでない）電圧が（しばしば生じるように）ゼロ
ボルトに近くなることがあれば、デチューニング効果
が、もしもあっても、充分に得られないことは明らかで
ある。
ーニングでない）電圧が（しばしば生じるように）ゼロ
ボルトに近くなることがあれば、デチューニング効果
が、もしもあっても、充分に得られないことは明らかで
ある。
本発明のただひとつの実施例について詳細に述べた
が、当該技術者は、この実施例をもとにして本発明の新
規な特徴および利点を持つ種々の変形および変更が可能
であることはわかるであろう。したがって、そのような
変形および変更の施された実施も本発明の範囲である。
が、当該技術者は、この実施例をもとにして本発明の新
規な特徴および利点を持つ種々の変形および変更が可能
であることはわかるであろう。したがって、そのような
変形および変更の施された実施も本発明の範囲である。
［発明の効果］ 本発明によれば、RF受信コイルの拡張されたデカプリ
ングおよびデチューニングを達成することが可能とな
る。
ングおよびデチューニングを達成することが可能とな
る。
第１図は本発明を実施するために変形されたMRIシステ
ムの模式図、 第2A図はデチューニングのために接地されたリード線を
用いてコンピュータ制御によるスイッチされるバイアス
電圧源を有する典型的な従来の構成によるバラクタダイ
オードを備えた受信コイルの詳細な模式図、 第2B図は並列接続バラクタダイオードおよび本発明の望
ましい実施例に従ったスイッチされる極性のデチューニ
ングバイアス電源を備えた受信コイルの詳細な模式図、 第３図は典型的なバラクタダイオードデバイスにおける
キャパシタンスとそれに伴うRF損失が印加されるバイア
ス電圧の関数として変化する様子の模式的な図、 第４図は異なるバラクタダイオードバイアス電圧につい
ての送受信コイル対の間の相対的カプリングのグラフを
示す図、 第５図はいくつかの選択された異なるバラクタダイオー
ド順バイアス電圧についてのデチューンされる受信コイ
ルの共振レスポンスの図である。 12…送信コイル、14…受信コイル、16…RF送信機、18…
RF受信機、20…MRIのRF部、22…MRIの制御処理ユニッ
ト、24…イメージモニタ、26…オペレータコンソール。
ムの模式図、 第2A図はデチューニングのために接地されたリード線を
用いてコンピュータ制御によるスイッチされるバイアス
電圧源を有する典型的な従来の構成によるバラクタダイ
オードを備えた受信コイルの詳細な模式図、 第2B図は並列接続バラクタダイオードおよび本発明の望
ましい実施例に従ったスイッチされる極性のデチューニ
ングバイアス電源を備えた受信コイルの詳細な模式図、 第３図は典型的なバラクタダイオードデバイスにおける
キャパシタンスとそれに伴うRF損失が印加されるバイア
ス電圧の関数として変化する様子の模式的な図、 第４図は異なるバラクタダイオードバイアス電圧につい
ての送受信コイル対の間の相対的カプリングのグラフを
示す図、 第５図はいくつかの選択された異なるバラクタダイオー
ド順バイアス電圧についてのデチューンされる受信コイ
ルの共振レスポンスの図である。 12…送信コイル、14…受信コイル、16…RF送信機、18…
RF受信機、20…MRIのRF部、22…MRIの制御処理ユニッ
ト、24…イメージモニタ、26…オペレータコンソール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブレンドダ・ジー・ニコルス アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94110，サンフランシスコ、デロアース ナンバー１ 1185 (56)参考文献 特開 昭62−43547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288848（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】MRIのRF送信コイルのセットアップチュー
ニングの間、MRIのRF受信コイルを該RF送信コイルから
デカプリングする方法において、 上記RF受信コイルに並列チューニングキャパシタンスを
与えるように回路的に接続されて受信のためのRF同調回
路を形成する少なくとも１つのバラクタダイオードエレ
メントに順バイアスを印加することにより、当該RF同調
回路を低いＱでデチューンするステップ を有する方法。 - 【請求項２】請求項１の方法において、 上記受信コイルは、少なくとも１対の並列接続されたバ
ラクタダイオードに並列同調回路を構成して接続され、
且つ他の少なくとも１対の並列接続されたバラクタダイ
オードを含むRFカプリング回路にも接続され、 上記バラクタダイオードは、所定の電圧で逆バイアスさ
れたときに所定のキャパシタンスを与え、 上記印加するステップは、上記複数のバラクタダイオー
ドエレメントに、キャパシタンスおよびその抵抗損失を
顕著に増大させるような順バイアスの印加を有する方
法。 - 【請求項３】可変回路素子を含んでRF送信のためのチュ
ーニング可能な同調回路を形成するRF送信コイルと、 上記RF送信コイルを所定のRF周波数において共振させ且
つインピーダンスマッチングされた状態とするようにセ
ットアップチューニングするための制御手段と、 並列チューニングキャパシタンスを与えるバラクタダイ
オードエレメントを含んでRF受信のための電気的にチュ
ーンし得る同調回路を形成するRF受信コイルと を具備し、且つ 上記制御手段は、上記バラクタダイオードエレメントに
順バイアスを印加することにより、上記RF送信コイルの
上記セットアップチューニングの間、該RF受信コイルを
低Ｑの非共振状態とすべくデチューンするための手段を
含むMRIシステム。 - 【請求項４】請求項３のMRIシステムにおいて、 上記RF受信コイルは、 インダクタンスと、 チューニングバイアス電圧接続を備えた複数の並列接続
バラクタダイオードを含む並列チューニングキャパシタ
ンスと、 各々チューニングバイアス電圧接続を備えた複数の並列
接続バラクタダイオードを含む１対のバランス直列キャ
パシタンスと、 を具備し、且つ 上記制御手段は、RF受信コイルのチューニングバイアス
電圧接続に供給される電圧の極性を反転するための手段
を含むシステム。 - 【請求項５】RF受信コイルと、当該RF受信コイルに回路
的に接続され且つ自己の両端に接続される逆バイアス電
圧の関数として決まるキャパシタンスを呈する少なくと
も１個のバラクタダイオードとを有するRF受信コイル組
立と、 上記バラクタダイオードを順バイアスして上記受信RFコ
イル組立をデチューンすべく上記バイアス電圧の極性を
反転させるための手段と を具備してなり、 上記バラクタダイオードは、順バイアスされたとき上記
RF受信コイルに対してその両端を短絡する位置に接続さ
れており、デチューン状態において上記RF受信コイル組
立のRF損を増大させて低いＱにする ことを特徴とするMRI装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US115,723 | 1987-11-02 | ||
| US07/115,723 US4855680A (en) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | Enhanced decoupling of MRI RF coil pairs during RF tuning of MRI RF transmit coil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH021240A JPH021240A (ja) | 1990-01-05 |
| JP2686112B2 true JP2686112B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=22363051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278496A Expired - Lifetime JP2686112B2 (ja) | 1987-11-02 | 1988-11-02 | Ｍｒｉのｒｆ送信コイルのｒｆ同調時におけるｍｒｉのｒｆコイルペアの拡張されたデカプリング |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4855680A (ja) |
| EP (1) | EP0315382B1 (ja) |
| JP (1) | JP2686112B2 (ja) |
| AT (1) | ATE123344T1 (ja) |
| DE (1) | DE3853907D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100397092C (zh) * | 2004-06-17 | 2008-06-25 | 西门子（中国）有限公司 | 磁共振成像系统的接收线圈回路 |
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1987
- 1987-11-02 US US07/115,723 patent/US4855680A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-10-28 AT AT88310165T patent/ATE123344T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-10-28 DE DE3853907T patent/DE3853907D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-10-28 EP EP88310165A patent/EP0315382B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-02 JP JP63278496A patent/JP2686112B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH021240A (ja) | 1990-01-05 |
| EP0315382A2 (en) | 1989-05-10 |
| US4855680A (en) | 1989-08-08 |
| ATE123344T1 (de) | 1995-06-15 |
| EP0315382A3 (en) | 1990-08-22 |
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