JPH01232242A - Ｎｍｒ用高周波プローブ - 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］ この発明は、核磁気共鳴（Ｎ　Ｍ　Ｒ：　Ｎ　ｕｃｌｅ
ａｒＭａｇｎｅｔｉｃ　　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ＞（以下
、ＮＭＲという。）を利用した断層像撮像装置の高周波
プローブに関するもので、特にプローブ内の感度分布の
均一度を改善したＮＭＲ用高同高周波プローブするもの
である。

「従来の技術］ 第８図は、例えば［ジャーナル・オブ・マグネティツク
ルゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉ４ａｇｎｅｔｉ
ｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）」（１９７９年、第３６巻）
の第４４７〜４５１頁に示された従来のＮＭＲ用高同高
周波プローブす斜視図である。

第８図において、（１）は略中空円筒が形成されるよう
に配置され、かつ非突出部（１ａ）および２箇所の突出
部（１ｂ）を有した略Ｈ字形の一対の導体板例えば銅板
、く２）はこれら銅板（１）の対向する突出部（１ｂ）
間に半田付けされて、一対の銅板（１）を容量結合して
いる４個の固定コンデンサ、〈３）は突出部（１ｂ）の
内側に図示しない絶縁層を介して配置された上下一対の
電界シールド用の導体環である。なお、銅板（１）、固
定コンデンサく２）および導体環（３）は、立体回路を
構成して、等測的にＬＣ直列共振回路を形成している。

また、非突出部（１ａ）、突出部（１ｂ）、導体環（３
ａ）および導体環（３ｂ）は、それぞれバーチカル・バ
ンド、ウィング、トップ・ガード　リングおよびボトム
・ガード・リングと呼ばれている。

次に、上述した従来例の動作を説明する。

まず、高周波パルス電圧Ｖが、銅板（１）に印加される
と同時に、傾斜磁場パルス（１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ＞が
、図示しないＮＭＲ装置によって矢印Ｚ方向に印加され
る。高周波パルス電圧Ｖにより高周波パルス電流１が、
固定コンデンサ（２）を挟む上下の各突出部（１ｂ）と
各非突出部（１ａ）とにより形成されたループを流れる
。従って、高周波パルス電流ｉによって発生させられた
高周波磁場パルス（ＩＯＭＨｚ〜１００ＭＩＩｚ）が、
矢印Ｙ方向に印加される。

そして、ＮＭＲ現象によりプローブ内の人体等。

の検体に発生したＮＭＲ信号が、ＮＭＲ用高層高周波プ
ローブって検出されて、図示しないＮＭＲ画像処理装置
によってＮＭＲ画像が形成される。

なお、発生高周波磁場による検体内の誘電損失が、導体
環（３）によって低減させられている。

し発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来のＮＭＲ用高層高周波プローブ、銅
板（１）の両端が開口部となっているため、高周波磁場
パルスの発生磁場強度が歪んでＺ方向の空間分布が均一
でなく、また感度分布も均一でないという問題点があっ
た。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、高周波磁場パルスの発生磁場強度を改善してＺ
方向の空間分布の均一度を向上でき、また感度分布の均
一度を向上できる高周波プローブを得ることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るＮＭＲ用高層高周波プローブ対称形を有
する少なくとも一対の導体手段、誘電体物質を挟んだ複
数の導体からなり上記一対の導体手段の一端間を結合し
た短絡手段、および上記−対の導体手段の他端間を結合
したコンデンサを備えたものである。

［作用］ この発明においては、短絡手段により、一対の導体手段
の端面のエツジ効果が低減されるので、高周波磁場パル
スのＺ方向における発生磁場強度の空間分布の均一度が
向上される。

［実施例］ 第１図は、この発明の第１実施例を示す斜視図である。

第１−図において、（１八）、（２＾）および（５）で
コイルが構成され、（１＾）は導体手段であって、この
第１実施例では一端に電極部（１ｘ）を有して略逆丁字
形を形成し、かつ略円筒形に対称に配置された一対の銅
板、（２＾）は電極部（１×）間に半田付けされた２個
の共振用コンデンサ、（３＾）は電極部（ｌｘ）の内側
に配置された銅環、（４）はこの銅環（３＾）のスリッ
トに挿入されたコンデンサ、（５）は短絡手段であって
、この第１実施例では略円盤形で各銅板（１＾）の他端
に結合された短絡面である。

なお、電極部（１ｘ）と銅環（３＾）との間は、図示し
ていないがポリエチレンやテフロン等の絶縁体によって
絶縁されている。また、銅板（１＾）および銅環（３＾
）は、その厚さが３０〜２００μｌ程度である。

第２図（ａ）および（ｂ）は、第１の短絡面〈５）を示
す斜視図、および同図（ａ）で示すｓ−ｓ’線における
部分断面図である。

第２図において、（６）と（７）で短絡面（５）が構成
され、（６）は短冊形の銅箔、（７）は各銅箔（６）の
間に挿入されたポリエチレンやテフロン等からなる短冊
形の誘電体箔である。同図（ｂ）に示すように、銅箔（
６）の一部が誘電体箔（７）を介して重ね合わされてい
る。また、同図（ａ）に示すように、矢印Ｉの方向に電
流が流れるようＧ、：短絡面（５）が銅板〈１＾）の他
端に結合されている。

次に、上述した第１実施例の動作を第３図を参照しなが
ら説明する。第３図はＺ方向と発生磁場強度Ｈの関係を
示す特性図である。第３図において、横軸はＺ方向の位
置、縦軸は発生磁場強度Ｈを示し、横軸位置”　ｏ　”
はコイル（Ｎ　Ｍ　Ｒ用高周波プローブ）内の真中、横
軸位置“＋７０”は短絡面（５）側を示す。

まず、高周波パルス電圧Ｖが、電極部（１ｘ）に印加さ
れると同時に、傾斜磁場パルス（１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ
）が、図示しないＮＭＲ装置によってＺ方向に印加され
る。高周波パルス電圧Ｖにより高周波パルス電流ｉが、
銅板（１＾）、電極部（１×）、共振用コンデンサ（２
＾）および短絡面（５）からなるループを流れる。ここ
で、銅板（１八）、電極部（１×）、および短絡面（５
）ならびに共振用コンデンサ（２Δ）が、インダクタン
スＬならびにＲ′ｐ電容ｔｃを形成して、１．Ｃ直列共
振回路を構成している。

高周波パルス電流ｉによって発生させられた高周波磁場
パルス（１０Ｍｌｉｚ〜１００ＭＨｚ）のエツジ効果が
、短絡面（５）によって低減されている。従って、第３
図に示すように、十Ｚ。側における高周波磁場パルスの
発生磁場強度ト（は、従来のＮＭＲ用高層高周波プロー
ブ生磁場強度Ｈの曲線β（点線）に比べて、減衰が少な
く空間分布の均一度が向上された曲線α（実線）となる
。

こうして、高周波磁場パルスが、Ｙ方向に印加される。

そして、Ｎ　ＭＲ現象によりプローブ内の検体に発生し
ｆ、ＨＮ　Ｍ　Ｒ信号が、コイルによって検出されて、
電極部（１ｘ）を介して導かれて図示しないＮＭＲ画像
処理装置によってＮＭＲ画像が形成される。

このとき、感度分布の均一度が短絡面（５）によって向
上されているので、ＮＭＲ画像の輝度むらが改善されて
いる。

なお、コンデンサ（４）の容量を０，０１μＦ以上にす
れば、ＮＭＲ用高層高周波プローブ周波特性に影響を与
えずに、コンデンサ（４）によって銅環（３＾）上に発
生する渦電流が防止される。

また、短絡面（５）を構成している短冊形の銅箔（６）
の幅を細くしておけば、短絡面（５）に発生ずるＺ方向
の傾斜磁場パルスによる渦電流が防止され、短絡面（５
）側における発生高周波磁場１−１の空間分布の均一度
が向上する。

さらに、矢印Ｉの方向に電流が流れるように短絡面（５
）が結合されると、ＮＭＲ用高層高周波プローブ周波ロ
スが一番小さくなる。

次に、他の実施例の構成を説明する。各実施例の動作は
Ｌ述した第１実施例と同一であるので省略する。

第４図は、この発明の第２実施例を示す斜視図であり、
（２八）、（３＾）、（４）および（５）は第１実施例
のものと同一である。第４図において、（１Ｂ〉、（２
＾）および（５）でコイルが構成され、（ＩＢ）は導体
手段であって、この第２実施例では一端に電極部（１ｙ
）を有して略逆丁字形を形成し、かつ５本の銅棒（銅線
、銅バイブ、細い短冊状の銅板等）からなり略円筒形に
対称に配置された一対の銅棒群である。

第５図は、この発明の第３実施例を示す斜視図であり、
（２＾）、（３＾）および（４）は第１実施例のものと
同一である。なお、共振用コンデンサ（２＾）は４個結
合されている。第４図において、（ＩＣ）、（２Δ）お
よび（５＾）でコイルが構成され、（ＩＣ）は導体手段
であって、この第３実施例では一端に電極部（ｌｚ）を
有して略逆丁字形を形成し、かつ略円筒形に対称に配置
された二対（４片）の銅板、（５Ａ）は短絡手段であっ
て、この第３実施例では略円磐形で各銅板（ＩＣ）の他
端に結合された短絡面である。

第６図は、この発明の第４実施例を示す斜視図であり、
（２＾）、（３Δ）、（４）および（５＾）は第３実施
例のものと同一である。第６図において、（ＩＤ）、（
２＾）および（５＾）でコイルが構成され、（ＩＤ）は
導体手段であって、この第４実施例では一端に電極部（
ｌｕ）　ｅ有して略逆丁字形を形成し、かつ４本の銅棒
（銅線、銅パイプ、細い短冊状の銅板等）からなり略円
筒形に対称に配置された二対く４群）の消棒群である。

なお、第５図および第６図に示す第３実施例および第４
実施例は、回転磁場を発生するＮＭＲ用高層高周波プロ
ーブしている。

第７図（ａ）および（ｂ）は、第２の短絡面（５＾）を
示す斜視図および部分断面図である。

第７図において、短絡面（５＾）は、（８）〜（１０）
で構成され、（８）および（１０）は導体層、（９）は
導体Ｍ（８）とり１０）の間に挿入された誘電体層であ
る。

導体層（８）および（１０）は、（１１）と（１２）で
構成され、（１１）は導電領域、（１２）はこの導電領
域（１１）を仕切る空間からなる非導電領域である。導
電領域（］１）は、その大きさが２ｃｍＸ２ｅ…程度で
、かつ厚さが３０〜２００μｌ程度の銅片からなる８誘
電体層く９）は、その厚さが１０へ・１００ノ１１１程
度のポリエチレンまたはテフロン等からなる。なお、導
体層（８）と（１０）の導電領域（１１）は、第７図（
ｂ）に示すよ゛うに、互いにずらして配置されている。

上述した第２の短絡面（５＾）を第１実施例および第２
実施例に使用しても同様の動作を期待できる。

また、上述した第２実施例および第４実施例では、銅棒
群（ＩＢ）、（ＩＤ）が５本および４本で構成されてい
る場合を示したが、何本で構成してもよい。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、対称形を有する少な
くとも一対の導体手段、誘電体物質を挟んだ複数の導体
からなり上記一対の導体手段の一端間を結合した短絡手
段、および上記一対の導体手段の他端間を結合したコン
デンサを備え、上記一対の導体手段、上記短絡手段およ
び上記コンデンサによってＬＣ直列共振回路を形成し、
かつ高周波磁場を発生させるコイルを構成したので、高
周波磁場パルスの発生磁場強度を改善してＺ方向の発生
高周波磁場の空間分布の均一度を向上でき、また感度分
布の均一度を向上できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す斜視図、第２図（
ａ）、（ｂ）は第１実施例および第２実施例で使用され
る第１の短絡面を示す斜視図、部分断面図、第３図はＺ
方向の位置と発生磁場強度の関係を示す特性図、第４図
はこの発明の第２実施例を示す斜視図、第５図はこの発
明の第３実施例を示す斜視図、第６図はこの発明の第４
実施例を示す斜視図、第７図（ａ）、（ｂ）は第３実施
例および第４実施例で使用される第２の短絡面を示す斜
視図、部分断面図、第８図は従来のＮＭＲ用高同高周波
プローブす斜視図である。 図において、（１＾）、（ＩＣ）・・・　銅板、（ＩＢ
〉、（ＩＤ）・・・　銅棒群 （２＾）・・・　　　　共振用コンデンサ、（３＾）・
・・　　　　銅環、 〈４）・・・　　　　コンデンサ、 （５）、（５＾）・・・　短絡面、 （６）・・・　　　　銅箔、 （７）・・・　　　　誘電体箔、 （８）、（１０）・・・　導体層、 （９）・・・　　　　誘電体層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 １：・二で個

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対称形を有する少なくとも一対の導体手段、誘電体物質
   を挟んだ複数の導体からなり上記一対の導体手段の一端
   間を結合した短絡手段、および上記一対の導体手段の他
   端間を結合したコンデンサを備え、上記一対の導体手段
   、上記短絡手段および上記コンデンサによってＬＣ直列
   共振回路を形成しかつ高周波磁場を発生させるコイルを
   構成したことを特徴とするＮＭＲ用高周波プローブ。