JPH04500620A - 核共鳴全身断層撮影法又は位置依存生体内核共鳴分光法用試料ヘッド - 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】 「核共鳴全身断層撮影法又は位１依存生体内核共鳴分光法用試料ヘッドＪ 本発明は、高周波電流の方向で交互に前後に配置された金属帯の形の若干数の誘 導部分と容量部分とをそれぞれ含み、高周波コイルにより発生した高周波磁場の 力線が高周波コイルにより定義された軸と平行に走るようになった核共鳴全身断 層撮影法又は位置依存生体内核共鳴分光法用試料ヘッドに関する。前記種類の試 料へラドがドイツ特許公開明細書第３５１２６８２号により知られている。

核共鳴全身断層撮影法では人体は全体として又は人体の一部として高い磁場強度 と大きな均質性とを有する定磁場とその力線が定磁場の力線に垂直に向いた高周 波磁場とに鳴される。好適な方法により、断層面の特定の点状空間範囲で核共鳴 を励起して測定することにより人体又はその一部の断層像を生成することができ る。

核共鳴全身断層撮影法の細部は利用する測定法に関してもこれに必要な装置類に 関してもクー・エイチ・ハウサー、エイチ・アール・カルピッツアーのドイツ語 書籍、ｒ　ＮＭＲフェア・メディツィーナ・ラント・ビオローゲン」、スズリン ガ−出版、１９８９年、又はヴエールリ、ダブりニー・フェリックス、デレク・ ショウ、ジェイ・ブルース・クネーランドの米国の書籍、バイオメディカル・マ グネチック・リゾナンス・イメージング、・ＶＣＨ出版社、　１９８８年、から 読み取ることができる。

冒頭挙げたドイツ特許公開明細書第３５１２６８２号により周知の試料ヘッドで は、２個の折り畳対称に互いに配置した鞍形コイルからなる「開口式」高周波コ イル配置が使用される。鞍形コイル自身は金属ストリップの縦長部分から構成し てあり、個々の部分は両端が絶縁要素により互いに結合しである。Ｉｆ形ココイ ルそれぞれ２つの垂直な、互いに平行に配！した金属ストリ・ツブからなり、該 ストリツブは上端が円弧状に延びた金属ストリップで互いに結合しである。各鞍 形コイルのそれぞれ一方の垂直な金属ストリップは横に延びた金属ストリップに より下端を互いに結合して電極としてあり、その他の２つの垂直な金属ストリッ プの下端は更に別の２つの円弧状金属ストリップの一端と結合してあり、それら の反対側末端はやはり更に別の横に延びた金属ストリップと結合して第２電極と してあり、この電極は最初に指摘した電極の近傍にこれと平行に配！しである。

こうして生成した二重鞍形コイルに両電極を介し電流を流すと、高周波磁場の方 向は、両鞍形コイルにより定義され且つ互いに平行に配置されたコイル面に垂直 となる。コイルは確かに８つの部分から構成されるが、しかし本出願の意味では 金属帰還のない２つの４閏隙コイルの前後接続である。

周知コイル配置では金属ストリップの末端閏の絶縁体が容量素子として働き、金 属ストリップ自身は誘導素子として働く、この場合絶縁体として固体又は気体又 はコンデンサを使用することができる。

Ｉｆｉ知配置では簡素な構造を達成できるが、それは電気的に互いに絶縁した金 属ストリップを互いに容易に接合することができ、その際導体として働く鋼管□ 片を曲げて二重鞍形コイルを製造する必要がないからである。

米国特許明細書第　４７３３１９０号により、別の核共鳴結像法用高周波コイル 配置が知られている。

この周知配置では１対の高周波コイルが使用され、その個別コイルは互いに平行 に軸方向で間隔を置いて配置しである。コイル対の各個別コイルは３つの周方向 金属帯からなり、金属帯は末端を内側に曲げ、各隣接帯の折り曲げた末端から一 定の距離に保たれる。こうしてやはり金属帯により誘導部分が、そして折り曲げ た帯端により形成した空隙により容量部分が形成される。

この周知コイ・ル装置ではコイル配置が間隙コイルとして働くよう個別コイルに 通電される。即ち、高周波磁場の力線は個別コイルを軸方向に貫通し、但し反対 方向では両個別コイル間の空隙に進入する。従って全体として高周波磁場の一合 成方向は両個別コイル閏の間隙内ではコイル配置の軸に対し垂直となる。

それ故間隙コイルはその対称軸を定磁場の方向にして使用することができるが、 それは被検物体を両個別コイル間の間隙に挿入するとそこで高周波磁場の力線が 被検物体を貫通し、この力線はコイル配！の対称軸を横切り、従って定磁場の力 線に対し垂直であるからである。

欧州特許公開明細置県　１６０９４２号により更に別の核共鳴結像法用コイル配 置が知られている。

この周知コイル配置では２つの金属帯が楕円形断面の中空円筒の外面と内面とに 設けである。こうして形成した物体の幅側で両側に大きな窓があり、この窓を通 して物体の内部空間に自由に入出できる。

この周知配置では高周波電流が物体の長手軸方向に流れ、その結果高周波磁場の 力線はこの物体の内部空間を、長手軸に垂直な方向で貫通する。

米国特許明細置県　４７５１４６４号により知られているような別のコイル配置 にも同じことが云える。この周知コイル配置では１６個という多数の導体が円筒 形遮蔽ケーシングの内部で中空円筒の想定壁土に配置しである。ここでも導体は 軸方向に高周波電流を通し、この電流は容量性結合素子を介し遮蔽ゲージングの 正面から導体に入力される。

この方法でも高周波磁場の力線の勾配が現れ、前記力線はコイル配置の長手軸に 垂直に走る。

更に別のコイル配置が欧州特許公開明細置県　２６８０８３号に記載してあり、 そこでは帯状電気導体の単一の巻層により表面共鳴器が形成される。この表面共 鳴器は漏斗形状であり、大径又は小径の穴でもって表面コイルとしての被測定物 体に嵌着することができる。

最後になおドイツ特許公開明細置県　３２３７２５０号により電子スピン共鳴測 定用共鳴器が知られている。マイクロ波範囲で使用されるこの共鳴器は２個の中 空円筒切片状素子を含み、この素子は円筒形遮蔽ケーシングの長手軸を中心に対 称にケーシング内に配置しである。中空円筒切片状素子と遮蔽ケーシングの壁と の距離は素子の半径にほぼ等しい、これに関連して４個の中空円筒切片状素子を 有する配置も記載してあり、この素子はそれぞれ中空円筒の約９０°の扇形を構 成する。しかし多重共鳴測定を行うためそれぞれ１８０°で対向した素子に１つ の高周波源から、つまり配置全体には２つの高周波源で供給するようになってい る。

既に触れたように最後に挙げた配置はマイであるので、この配置の寸法は数１以 下の範囲で変化する。

上述の配置には、それらがそもそも核共鳴全身断層像測定に使用可能であるかぎ り、なかんずく以下の本質的欠点が伴っている：最新の核共鳴全身断層撮影法は 約６〜６０　ＭＨｚの陽子共鳴周波数に応じて約０．１５〜１．５Ｔの静磁場を 利用する。１３０〜１７０ＭＨｚの陽子共鳴周波数に応じて、それより本質的に 高い３〜４Ｔオーダの磁場は位置依存生体内分光法に使用されるが、それはスペ クトルの分解能が化学シフトの故に場の強度に伴い線形に増加するからである。

この場合実務上なかんずく以下の諸問題が現れるニ 一方で、かかる場の強度の場合、寸法数１という所要の大きな試料空間内に所要 の定磁場を希望する強さで、だがまた希望する均質さでも、発生することが益々 困難になる。しかし０．３７より上、即ち鉄の飽和限界よりはるか上の高磁場磁 石は超伝導技術でのみ構成することができる、それ故、前記オーダの測定空間が 問題であるときには場の強度を高めるのに伴い経費がはるかに過比例的に増加す ることが明白である。

それ故業界では一般に、超伝導磁気系の有効空間が被測定人体より、まさに必要 なだけ大きくなるよう、冒頭述べた種類の試料ヘッドをできるだけ小さく構成す るよう努められる。

過去にはしばしば認められなかったか又は過小評価された別の問題として人体は 断層像測定時定磁場だけでなく高周波磁場にも曝される。

今日業界では、補助器械（例えばべ、−スメーカ）への間接的反作用を度外視す るなら、定磁場も高周波磁場も生理的障害を生じない点で考えが一致しているが 、各電磁高周波磁場が高周波電場も含み、この電場が必然的に人体のｔＩ！ＴＫ 体と相互作用し、殊に双極子相互作用を介し、周知の如く人体の半分以上を構成 する水の分子と相互作用する点を考慮しなければならない。

この場合特に危険な点として誘電損失、即ち高周波電場から人体物質へのエネル ギー伝達は電場強度の倍の割合で増加する。これは電場強度が倍になると誘電損 失が４倍になることを意味する。しかしこの誘電損失は２つの理由からきわめて 障害である。第１に、測定試料の不均質性、ここでは人体の不均質性の故に損失 が空間的にきわめて不均一であることから高周波場が歪められ、付加的アーチフ ァクトを生じ又画質に否定的に作用する。

第２に、体重１ｋｇ当たりＩＷオーダとなる吸収エネルギーが局所的加熱を生じ る。このエネルギーは医学的観点からなお確実に無害であると考えられるものの ほぼ限界である。しかし他方で、測定感度を高め且つ核共鳴断層撮影法の撮影時 間を短縮するうえで高周波磁層 誘電損失は場の強度に伴っても又高周波場の周波数に伴っても増加するので、　 ６０　ＭＨｚの陽子共鳴周波数に応じて上に挙げた１、５Ｔの実際的上限は１１ 珊的に追及される（一層）高い磁場強度又は測定周波数と誘電損失に基づきなお 許容可能なそれらとの間での妥協である。この損失を下げることに成功するなら ゛核スピン断層撮影法はより高い場に広げることができ、従って医学診断にとっ てきわめて重要なパラメータ、空間分解能と測定時間をなお一層改善することが できる。

冒頭詳しく述べた先行技術による各種の試料ヘッドではこの観点に全く注意が向 けられていない、高周波電場の力線は高周波電流を軸方向に通す共鳴器（米国特 許明細書第４７５１４６４号と欧州特許公開明細１第　１６０９４２号）の場合 例えば試料空間を長手軸に垂直な方向に貫通し、被測定体は全範囲がこの力線に 曝される。

−だが特にドイツ特許公開明細置県３５１２６８２号により周知の配置は欠点と してそれが「開口」配置として働き、つまり実際には、高周波電場の力線と高周 波磁場の力線がコイル配置のはるか外側で多少偶然的に部材を介し周囲内で閉じ るアンテナとして働く、かかる「開口」コイル配置では、コイル内部での力線の 系中が「開口」構造の故に不可能であるので、構造緻密化の要望を満たすことが できない、それ故この構造では希望する電場強度又は磁場強度は高周波電流の増 加により、それに伴うあらゆる欠点と一緒に達成せねばならない。

そこで本発明は、冒頭述べた種類の試料ヘッドを改良し、小さな構造において高 周波磁場強度が高いままで高周波電場強度が最小値となるような試料空間が用意 されるようにすることを課題とする。

この課題が本発明によれば、高周波コイルが外被とでユニットを形成し、誘導部 分及び容量部分の数が、それがまさに成る限界値より下となるよう設計してあり 、この限界値を超えると高周波コイルにより生成した高周波電場の力線の分布が 、各誘導部分と軸との間に高周波電場の強度がゼロとなる平面がある第１分布か ら、高周波電場の強度が誘導部分の数に依存することなく軸を中心に実質的に回 転対称となり且つ軸から高周波コイルの方に線形に上昇している第２分布へと反 転することにより解決される。

本発明の根底にある課題がこうして完全に解決される。

つまり本発明の枠内で見い出されたのであるが、意外なことに、ｙ４導部分の数 を増やし従って又容量部分の数も増やすと回路の品質が高まるだけでなく、むし ろ、これらの部分の数を増やしたときに得られる高周波電場の力線の分布ではコ イル中心にごく僅かな電場強度が存在するだけであることが判明した。

但し、これに付属した熟慮及び研究の過程で任意に増やすことはできない、むし ろこの数には成る限界値が存在し、この限界値まではコイル中心の電場強度が徐 々に減少するが、更に数を増やしていくと突然高周波電場の力線の分布が完全に 反転し、部分の数を増やすたびに前記力線の分布が実質的に一定して劣化するよ うになる。この分布のとき厳密なコイル中心では電場強度の値がやはりゼロであ 、るが、しかし電場強度はそこから、コイルを形成する誘導部分及び容量部分に 至るまでほぼ線形に上昇する。

それ故本発明の根底には、コイル内部での高周波電場の大幅な減少を最大限利用 できるよう容量部分及び誘導部分の数を前記限界値のすぐ下に調整するとの考え がある。

実用試験で判明したようにコイル中心から半径の約３分の１までの範囲ではこう して電場強度を約１オーダ減らすことができる。しかし既に触れたように人体内 での誘電損失は電場強度の倍の副台で変化するので、本発明は核共鳴全身断層像 測定や位置依存生体内核共鳴分光測定において人体内での誘電損失を劇的に減ら すことが容易にわかる。

つまり本発明処置では、やはり意外なことであるが、高周波交流磁場の力線分布 が殆ど不変であり、力線は高周波コイルの内部空間を引き続き軸方向に、きわめ て高い均質性で貫通する。

こうして本発明は核共鳴全身断層撮影法及び位置依存生体内核共鳴分光法に全く 新しい利用可能性を切り開くが、それは、従来の試料ヘッドに比べ被検人体内で の誘電損失が高まることもなく高周波交流磁場の強度を約１オーダ高めることが できるからである。

更に別の意外な成果が本発明では高周波コイルと外被とでユニットを形成するこ とから生じるが、それはつまりこのことにより場の気中が起き、そこでは高周波 コイルから進出した力線が試料ヘッドの内部空間に限定されて留まり、放射損失 が現れないからである。

この処１は本来達成不可能な回路品質をもたらすが、そのことはなお後に測定値 を基に示すことにする。

電子スピン共鳴分光法のマイクロ波技術の方から知られている共鳴器とは対照的 に、高周波コイルの外面と外被の内面との間にも比較的小さな距離を保つだけで よい、それ故本発明による試料ヘッドは構造寸法がきわめて小さく、本発明によ る試料ヘッドはきわめて高い磁場を利用するような断層撮影機器にも適している 。

既に触れたように容量部分の数を増やすと高周波電流用誘導部分の有効長が短く なり、従って抵抗損失も減少するので誘導部分及び容量部分の数の増加は品質向 上も意味する。

従って本発明は比較的簡単な処置で、従来の試料ヘッドに比べ、予見不可能であ った３つの本質的利点を一挙に達成する。

本発明の好ましい１構成では容量部分が高周波磁場の力線と平行に走った閏隙と して構成しである。

この処置の利点として、電気的高周波磁場の力線が定磁場の力線に対し厳密に９ ０°の角度で延びた明確な場の分布が得られる。

その際この間隙に誘電体を充填しておくのが好ましい。

この処１の利点として誘導部分が機械的に橋絡してあり、従って配置の安定性も 高まる。

更に前記実施例において金属帯の間隙に隣接した縁を高周波コイルの内部空間か ら離れる方に曲げて容量部分が内部空間の外にくるようにするのが好ましい。

それ自体知られているこの処１は、容量部分を内部空間から運び出すことにより 内部空間内の電場強度を更に低減することができる利点を有する。

本発明の実施に例では帯が平らである。

この処置の利点として高周波コイルは一種の多角形として精成することができ、 このことが個々の場合に設計上の諸利点をもたらす、また平らな帯は容易且つ安 価に製造することができる。

し、かしその代案として湾曲した帯を使用することも可能であり、その場合帯は 好ましくは高周波電流の方向に湾曲しである。

こうして、それ自体知られているような環状高周波コイルを実現することができ る。帯に選択的に又は付加的にその長手軸を横切る湾曲を付与すると５機械的に 格別安定した形成物が得られる。

本発明の実施語例では金属帯が容量部分で互いに剛性結合しである。

この処１は既にかなり前に触れたように自己支持性も有する格別安定した高周波 コイルが生じるという利点を有する。

この実施例の変形態様では金属帯を接着剤により互いに接着することができ、こ の場合好ましくはこの接着剤が誘電体を形成する。

こうしてかなり前に述べたように機械的結合と電気的向上が同時に達成される。

畳 だがまた選択的実施語例において金属帯を互いに螺着することも可能であり、こ れには勿論非伝導性ねじ、例えば合成樹脂ねじ又はＰＴＦＥねじを使用すること ができる。

別の実施例群では高周波電流の方向での間隙幅が高周波コイル周長のｏ、１ト２ ％、好ましくは０，５％である。

この数値範囲が実用上特に有利であることが判明したが、それは一方で誘導素子 及び容量素子の希望する分布を達成するこ゛とができ、だが他方で誘導範囲内で の抵抗損失を減らすため高周波電流の方向で容量部分が可能なかぎり広くされる からである。

別の実施例群では高周波電流の方向での金属帯の第１寸法がこれに垂直な第２寸 法の４倍を超えない。

この処置の利点として、高周波電流の伝搬方向を横切る方向に見て格別「幅広の ｊ帯を使用することにより抵抗損失をやはり低く抑えることができるが、それは 帯の有効断面が大きく選定しであるからであ゛る。

別の実施例群では高周波電流の方向に垂直に見た金属帯の寸法が高周波コイルの 直径の１０％〜５０％、好ましくは２０°％である。

この数値範囲も実用上特に有利であり、複数の個別コイルを有する配置を使用す るとき特にそうであることが判明した。

本発明の実施語例では外被が実質的に円筒形状であり、且つ高周波コイルの直径 の５％〜２０％、好ましくは１０％の距離を置いて高周波コイルを取り囲む。

ここに記載した□数値範囲により、高周波コイルと外被との間のごく小さな空隙 で十分な帰還が、従って力線の集中が可能となるという既にかなり上で示唆した 利点を格別明確な仕方で達成することができる。こうして共鳴器全体は可能なか ぎり小さな構造寸法に保たれる。

更に別の実施例群では試料ヘッドが、それ自体知られているヘルムホルツ配置の ２個の高周波コイルを含む。

更に、試料ヘッドが４個の高周波コイルを含み、そのうち各２個がヘルムホルツ 配置の対を成し、この対の軸が互いに直交するのが格別好ましい。

かかる配置の本質的利点としてそれはいわゆるブロッホ配置として誘導測定を可 能とし、この場合一方のコイル対を介し励起される核スピンが他方のコイル対中 に測定信号を誘起し、又同時に両コイル対間に極端な電気的減結合が与えられて いる。だが他方でかがる配置は被検物質に位相位置の興なる２種の励起信号を同 時に加えることができる利点も有し、測定物質中に円偏向励起場が発生し、直角 受信器で測定信号の検出が可能となる。

ヘルムホルツ配置を使った前記実施詫例では高周波コイルを周知の如く鞍形コイ ルとして構成するのが特に好ましい。

つまりこの処置の利点として、ここで関心のある種類の試料ヘッドでは高周波コ イルの長手軸が定磁場方向を横切り、従って定磁場を発生するのに超伝導性ソレ ノイドコイルを使用した場合高周波コイルの長手軸に垂直な方向からの人出が必 要となるので、コイルの内部空間への人出が容易となる。

更に、２対のへルムホルツコイルを有する配置では一方の対の各鞍形コイルを少 なくとも１箇所で各他方の対の両鞍形コイルに当接させ且つそこに固着するのが 格別好ましい。

この処置の利点として合計４個の高周波コイルの自己支持形配！が得られ、コイ ルは合計８！！１所で立体的に接触し、これでもって安定した骨組みを形成する 。

本発明の格別好ましい１実施例は、鞍形コイルが２つの円環切片状帯と２つの縦 長の、好ましくは長手方向及び／又は横方向で湾曲した帯とを含み、湾曲帯の道 端を円環切片状帯に対し９０°の角度で延ばすことにより形成される。

この特徴の利点として、通常の低温恒温槽を有する超伝導磁気系に利用すること のできる格別簡単な配置が得られる。

更になお、接地として働く少なくとも１つの高周波電流用導線を金属帯用ホルダ として遮蔽クーリングに形成しておくのが好ましい０この処置の利点として、場 の勾配を乱し得るような付加的ホルダを使用することなく安定性を更に高めるこ とが可能である。試料ヘッドの高周波コイルの対称性と高周波電場の分布とから 試料ヘッドの内部には高周波電場強度がゼロとなる平面が現れることになる。

つまりそこで懸念なく接地することができ、それ故このことは試料ヘッドが大き い場合回路内に希望する振動モードのみ励起されるのを確実にするうえで望まし い、この接地は同時にホルダとしても利用することができる。

最後に、本発明による試料ヘッドは有利には表面コイルとして使用することがで きる。

その他の諸利点は明細書及び添付図面から明らかとなる。

以上指摘した特徴及び以下なお説明する特徴はその都度記載した組合せにおいて だけでなく、本発明の枠を逸脱することなく別の組合せや単独でも勿論適用する ことができる。

本発明の実施例を図面に示し、以下詳しく説明する。

第１図は、高周波コイルを有し、中空円筒切片状素子と高周波コイルとで一体な ユニットを形成する外被とを有する二重溝付き配置からなる試料ヘッドを一部切 欠いて示す斜視図。

第２図は第２図に示す配置の平面図。

第３図は第１図と類似の、但し四重溝付き高周波コイルを有する別の試料ヘッド 。

第４図は第２図と同様の、但し第３図の試料ヘッドについての図。

第５図は第１．３図と類似の、但しへ重渭付き高周波コイルを有する試料ヘッド 。

第６図は第２．４図のものと類似の、但し第５図の試料ヘッドについての図。

第７図は第１．３．５図と類似の、但し１６重渭付き高周波コイルを有する更に 別の試料へ　ッ　ド　。

第８図は第２．４．６図と類似の、但し第７図の試料ヘッドについての図。

第９図は第１図の試料ヘッドにおいて高周波コイルの半径方向横断面にわたる電 場強度値の勾配を示す斜視図。

第１０図は第９図と類似の、但し第３図の試料ヘッドについての図示。

第１１図は第９１θ図と類似の、但し第５図の試料へ／ドについての図示。

第１２図はＷ９．ＩＯ１】１図と類似の、但し第７図の試料へｌドについての図 示。

第１３図は７．第１．３’、５．７図に示す種類の共鳴器内で高周波コイルの軸 から所定の距離を！いて電４強度が高周波コイルの溝数に依存することと説明す るため実際に測定した測定値のグラフ。

第１４図は、第１．３．５．７図に示す共鳴器の高周波コイルにおいて品質と溝 数との依存関係を説明する、実際に測定した測定値のグラフ。

第１５図は、核共鳴断層像の定磁場内にヘルムホルツ配置の２つの高周波コイル を有する別の試料ヘッドの斜視図。

第１６図は第３，４図に示す構造と類似の動作可能な共鳴器を一部切欠いて示す 斜視図。

第１７図は第１６図に示す共鳴器の半径方向断面口。

第１８図は、円偏向と直角検出とを使った実験を実施し又は誘導実験を実施する ２対の高周波コイルを示す斜視図。

第１９図は、高周波コイルを、平らな帯を有する一種の多角形として形成した試 料ヘッドの別の実施例を示す斜視図。

第２０図は平らな帯を有する一種の１６角形として構成した更に別の試料ヘッド 用の高周波コイルの側面図。

第２１図は第２０図に示す高周波コイルの斜視畳 図　。

第２２図は第１８図のそれと類似の、但し４個の互いに嵌合し互いに固着した第 ２０．２１図に示す高周波コイルからなる試料ヘッド。

第２３図は本発明による試料ヘッドの高周波コイル用誘導部分の第１実施態様を 示す細部０第２４図は第２３図の細部の変形態様。

第２５図は第２３図の細部の別の変形態様。

核共鳴断層撮影法用に大きな試料ヘッド又は共鳴器を開発するには５０〜５ｍの 波長に応じて６〜６０ＭＨｚの周波数が、そして位置依存生体内分光法用には約 ４〜１．５ｍの波長に応じて８０〜２００ＭＨｚの周波数が試料ヘッド内に必要 とされる。だが波長が短くなるのに伴い好適な試料ヘッド又はそこに使用する共 鳴器の設計が一層困難となり、更に測定空間内に配置した測定対象にとって有害 な高周波エネルギーの吸収が増す、この吸収は測定空間内の高周波電場内で損失 電流の原因となる測定対象の伝導性によって引き起こされる。

この事情を説明するため第１．２図に示す第１試料ヘツド１０が高周波コイル１ １を有し、これを円筒形外被１２が取り囲んでいる。

高周波コイル１１は２つの帯１３．１４からなり、帯は中空円筒の切片又は２つ の半殻として構成しである。帯１３．１４間にはそれらの道端に各１つの間隙１ ５又は１６がある。接地として働く導線１７が半径方向で第１帯１３に、そして 接地として働く別の導線１８が半径方向で第２帯１４に接続しである。

高周波技術的に見て高周波コイル１１は金属帯１３．１４により形成する誘導部 分と間隙１５．１６により形成する容量部分とからなる。

高周波コイル１１には周知の如く高周波エネルギーが供給され、その際通常の結 合が利用されるが、これは第１図では、後続の図でも同様に見通しよくするため 省いである。高周波結合は通常通り誘導法でループを介し高周波磁場空間内で行 うことができる。この場合発振回路の構造は希望する高周波磁場が強制され、特 に上述の如く導線１７．１８を介し回路を対称に接地した場合にはそうである。

高周波コイル１１の軸を符号２１とすると、得られる力線１９．２０の分布２２ は高周波磁場Ｈ７の力線２０が軸２１と平行に、そして高周波電場Ｅ。

の力線１９が軸２１に垂直に走ったものとなる。

高周波磁場Ｈ１の力線２０はこの場合高周波コイル１１の内部空間を実質的に均 質に貫通し、他方高周波電場Ｅ１の力線１９は半径平面上で不均質な分布２２と なるが、それはこの力線がそれぞれ非扁平な電極、つまり第１帯１３から別の非 扁平な電極、つまり第２帯１４へと走るからである。

第３，４図に第２試料ヘツド３０について同様の事情が示してあり、そこでもや はり高周波コイル３１が外被３２内に収容しである。

この試料ヘッド３０ではしかし高周波コイル３１が４つの帯３３〜３６を有し、 帯間に間隙３７〜４０が形成しである。第４図から明らかとなるように接地線４ １．４２はそれぞれ帯３３．３５の一方にのみ接続しである。高周波電場Ｅ１の 力線４３と高周波磁場Ｈ３の力線４４はやはり軸４５に垂直又はそれと平行に走 り、第４図に見られる分布４６である。

第５．６図には第３試料ヘツド５ｏについて同様の事情が示してあり、そこでも やはり高周波コイル５１を円筒形外被５２が取り囲んでいる。

この試料ヘッド５０ではしかし高周波コイル５１が８つの帯５３〜６０と８つの 間隙６１〜６８とがらなり、接地線６９．７０が図では帯５３又はそれとは反対 側の帯５７にだけ接続しであるが、しかしそれは４つの帯又は全ての帯に接続し ておくこともできる。

高周波電場Ｅ、の力線７１と高周波磁場Ｈ】の力線７２は第６図から認められる 分布５６であり、高周波コイル５１の軸２４に垂直又はそれと平行に走る。

高周波電場Ｅ、の分布７５かられかるように。

ｒ５隙数ｎに応じて、高周波電場強度Ｅ、がゼロとなるｎ／２個の平面が現れる 。このことは実用試験において例えば４つの間隙を有する配置の場合に測定技術 的は検証することができた。この測定が第１６図に示しである。

次に第７．８図に示す第４試料ヘツド８０はやはり円筒形遮蔽ケーシング８２内 に収容した高周波コイル８１を有する。

この高周波コイル８１は１６の帯を含み、その幾つかに第７．８区では符号８３ 〜８８が付けである。それに応じて１６の間隙８９〜９４が設けである。

接地線９５．９６は先に第６図について説明したようにやはり例えば直径上で対 向した帯８３等に接続しておくことができる。

高周波電場Ｅ１の力線９７はやはり高周波コイル８１の軸９９に垂直に走る。

次に第９〜１２図に比較のため再度試料ヘッド１Ｏ１３０，５０又は８０につい て高周波電場Ｅ、の分布２２．４６．７５又は９８用力線１９．４３．７１又は ９７が示しである。

第９〜１１図からはっきり認められるように二重溝付き高周波コイル１１の場合 の分布２２は普通まず四重溝付き高周波コイル３１の場合の分布４６に、そして 次にへ重渭付き高周波コイル５１の場合の分布７５に変化する。

第９．１０．１１図の場合それぞれ破線で示唆した平面が定義してあり、この平 面はそれぞれ誘導部分の中心から軸へと引いてあり又この平面上で電場強度が全 体としてゼロとなる、二重溝付き高周波コイル（第９図）の場合かかる平面が１ つ存在し、四重溝付きコイル（第１０図）の場合かかる平面が２つあり、へ重渭 付きコイル（第１１区）の場合には符号７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄとした ４つのかかる平面をはっきり認めることができる。明確にするため平面７６ｃが はっきり描き出してあり、この平面は第３帯５５により象徴した誘導部分の中心 から軸７４へと引いてあり、電場強度がゼロとなる空間点だけ含むことが認めら れる。

ここで付記しておくなら、ここでの説明は帯又は間隙の数が２の累乗である場合 に限定されておらず、むしろ６重、　１０重、場合によってはなお！２重苓の渭 付き高周波コイルについても同様の検討を行うことができる。基本的には奇数の 間隙数（３重、５重、７重、９重、１１重）も可能であり、しかしこれらの配置 は対称性が乏しいので一般にあまり有利ではないであろう。

第９〜１１図の図示に電場強度がそれぞれ示しである。

第９　、１０．１１図の分布２２．４６，７５を比較してはっきりするように高 周波コイルの部分の数が増すのに伴ってコイルの中心範囲では電場強度の勾配が 益々平らになる。第１１図にこのことが範囲フ３で示唆してあり、この範囲は第 ６５！Ｊにも記入してあり、二〇Ｎ囲内では電場強度が最小値に低下している。

中心範囲７３での電場強度の低下は、高周波電場Ｅ１の力線１９．４３スは７】 が任！の角度で湾曲して延びることはできないというように説明することができ る。前記力線は、この限定的湾曲の故に、第２．４．６図を比較してもはっきり 認めることができるように容量部分及び誘導部分の数が増すのに伴い高周波コイ ルの内部空間に入り込むのが益々少なくなる、というのも容量部分又は誘導部分 により定義された横断面の扇形は中心角が益々小さくなるからである。

しかし次に第８．１２図を検討すると、この展開を無制限にｍ続することはでき ないことが明白となる。

つまり高周波コイルの誘導部分又は容量部分の数を限界値を超えて更に高め、第 ７，８図の事例で１６にまで高めると、高周波電場Ｅｌの力１１９フの分布９８ は急激に変化し、第１２図に見禰れる劣化した形状となることがわかる。

この分布９８の場合確かに電場強度が高周波コイル８１の厳密な中心、即ち軸９ ９上にあり、やはりゼロではあるが、しかし電場強度は中心かに事実上線形に１ 回転対称な分布９８で高周珊 波コイル８１の周辺に向かつて上昇する。この分布９８は前記限界値より上では 事実上もはや部分の数に依存することなく変化する。

従って第５．６区に示すへ重渭付き高周波コイル５１の分布７５とは対照的に、 大きな空間内で電場強度がごく小さくなった中心範囲はもはや存在しない。

上述の事情は第１３図からも認めることができ、そこには軸から所定距離におけ る電場強度Ｅが縦軸に、そして高周波コイル°の誘導部分又は容量部分の数ｎが 横軸に任意の単位で記入しである。

電場強度Ｅの測定は各高周波コイルの中心から測ってほぼ半径の５分の１の箇所 で行った。

第１３図に示した勾配かられかるように電場強度Ｅは二重溝付きコイルから四重 清付きコイル及びへ重渭付きコイルにかけて急激に低下しそして次に１６重渭付 きコイルの場合急激に上昇し、そこでなお高い数ｎの場合はぼ一定に留まる。

従って第１３図に示した測定は、高周波電場の力線の分布がまず規則的に変化し そして次に急激に別の分布形状に移行し、なお高いｎ値の場合もはや変化しない ことをはっきり裏付ける。

更に第１３図は、二重溝付き高周波コイルからへ重溝付き高周波コイルに移行す ると電場強度が概ね１オーダ低下することを示す、冒頭触れたように誘電損失が 電場強度の２倍に依存することを考慮するなら、第１３図は約２オーダの誘電損 失の低下を達成できることをはっきり示す。

第１３図においてｎｋは誘導部分又は容量部分の臨界数である。この臨界数りは 規則的形状の分布２２．４６．７５から劣化した定分布９８への移行を象徴する ものである。

この臨界数ｎｈが正確にどこにあるかは個々の場合に高周波コイルに依存する。

しかしながら実用試験及び理論的検討から判明したように臨界数Ｅｌｋは一穀に １０であり、殆どの場合最適な結果が達成されるのは数ｎを１度８（第５．６図 の配置）と選定するときである。

この場合、最も低い電場強度の最適に大きな範囲７３と、誘電損失が全く現れな いか又は極端に少ない大きな測定範囲が得られる。

第１４図は比較のため品質Ｑを数ｎに依存して記録した別の測定結果を示す、第 １４図がはっきり示すように品質は２倍ごとに記入した数ｎにわたって直線的に 増加するが、このことの原因は高周波を流の路長が既に述べたように容量部分の 数を増すと減少することにある。

このことを承知して再び第５，６図の最適な実施例に立ち返ると、そこに示され た試料ヘッド５０の実際的寸法設計に照らし以下のことが明らかとなる： 具体的に説明するため直径Ｄ　＝　８０Ｃ１１の特徴的例を計算することにする 。つまりこのため必要となる、定磁場を発生する磁石は直径が１ｍを超えねばな らない。

Ｒを半径（Ｒ＝　Ｄ／２）、ａを軸方向で測定した帯５３〜６０の幅とすると高 周波コイル５１のインダクタンスは Ｌ　＝　ｊｏＲ（ｉｎ　８Ｒ／ａ　−２）となる。

Ｌができるだけ小さくなるよう幅ａはできるだけ大きくするのが有利であるが、 それは特徴的抵抗ｖ’　Ｌ／Ｃをできるだけ小さくすべきであるからである。更 に、幅広の帯（高いａ値）は高周波磁場Ｈ１の均質性と回路品質Ｑに有利に作用 する。Ｒ＝０．４ｍ、ａ　＝　０．１６ｍとすると上記の式でＬ　＝　５．０３ ・１０−’　Ｈとなる。

これに対応するのが、周波数１００Ｍ）Ｉｚの場合容量値Ｃ＝　５　ＰＦである 。

ここでは容量部分を直列に接続したへ重渭付き回路を問題にしているので、間隙 ６１〜６８ごとに直前に計算したＣ値の８倍の値、つまりＣｍ　＝４０ｐＦを利 用しなければならない。

間隙６１〜６８がそれぞれに板コンデンサを形成するので間隙幅ｄは周知の式で 計算することができる： ＣＢ＝　ｔ　Ｏｔ　Ｆ／ｄ＝　ｔ　Ｏｔ　ａｂ／ｄ板コンデンサの容量は、帯５ ３〜６０の厚さｂを１１と仮定すると以下のとおりとなる：ｆ／ＭＨｚ　Ｃｍ／ ｐＦ　ｄｏ（ｆ１■）／ｍｍ　ｄ（ＰＴＦＥ）／ｍ’５２００　１０　１．４１ ５　２．８３ １・００　４０　０．３５４　０．７０８５０　１６０　０．０８８５　０．１ ７７第４欄の数値は第３欄の数値より２倍大きいが、それはＰＴＦＨの誘電率が ２であり、従って同じ容量値を達成するのに幅ｄを倍にしなければならないから である。

１００ＭＨｚのとき波長は３ｍ、回路周長は２，５１ｍである。つまり周長は波 長より多少短い。

８つの間隙の場合側々の帯の長さ３１．４ｃｍは波長の約１０％である。

ヘルムホルツ配置（これについては後になお説明する。）の２つの高周波コイル ５１を使用すると配置全体は２　Ｘ　１６ｃｍに例えば２４ｃｍの距離を加算し た高さ、つまり全体で５６１の高さであり、波長の６分の１より多少大きい。

これら全ての理由から共鳴回路は多数のアンテナが有効となることのないよう外 被で遮蔽しなければならない、この理由から外被５２は磁気環流を維持するため 不可避的に必要である。外被５２と高周波コイル５１との距離Ｃはこの事例では １０１にすぎず、従って直径りとの関係で電子スピン共鳴分光法のマイクロ波配 置の場合の当該相対距離より少なくとも１オーダ低い。

第１５図に示す第５実施例の試料ヘッド１００は第１高周波コイル１０１　と第 ２高周波コイル１０２を有する。コイル１０１．１０２はやはり外被１０３内に ある。高周波磁場Ｈ８の力線１０４は両コイル１０１．１０２を軸方向に貫通し 、なかんずくコイル１０１．１０２間の空隙１０６で場の分布が格別均質である 。

この空隙１０６はいわゆるヘルムホルツ条件を満たすためコイル１０１．１０２ の直径りの半分より小さいｌＮ１ｇで寸法設計しである。

１０５はコイル１０１．１０２の軸に垂直に走る定磁場ＨＯの方向である。

１、は両コイル１０１．１０２に同一位相で供給される高周波電流である。

第１６．１７図に試料ヘッド１１０の第６実施例が示しである。

試料へラド１１０が第１高周波コイル１１１と第２高周波コイル１１２とを有し 、これらがやはり円筒形外被１１３の内部に配置しである。

第１高周波コイル１１１が４つの帯１１４〜１１７を含み、第２高周波コイル】 １２がやはり４つの帯１１８〜１２１を含み、これらの帯は互いに折り畳対称に 配！しである。

１２２でもって帯１１４〜１２１間にそれぞれ間隙が設けであることが示唆して あり、このことは既に先に説明したとおりであり又後に第２３〜２５図を基に詳 しく説明する。

帯１１４，１１６．１１８．１２０は円環板切片として形成してあり、帯１１５ ，１１７゜１１９．１２１は平らな帯又は僅かに湾曲した帯として形成しである 。

最後に挙げた帯の湾曲はその長手軸の方向か又はこれに垂直な方向のいずれかで 行うことがで訃る。

こうして各高周波コイル１１１．１１２はコイルの内部空間への良好な人出を保 証した鞍形コイルとして構成しである。更に、コイル１１１゜１１２はへルムホ ルツ配置内にある。

第１導線１２３と第２導線１２４とを介しコイル１１１．１１２が接地される。

１２５で示唆した高周波電場Ｈ１の力線は試料ヘッド１１０の軸に垂直に走る。

他方、試料へラド１１０の軸と平行に走る定磁場Ｈｏが力線１２６で示唆しであ る。

高周波コイル１１１．１１２を接地するため各１つの接地母線１２７が設けてあ り、これは一方で帯１１７．１２１を、そしてそのうち第２のものは帯１１５． １１９を電気的又機械的に接続する。

１３５、１３６で第１６図に示した２つの平面において電場強度がゼロであり、 このことは電場た第１０図に示す事例に一致している。

第１７図がこのため別の細部で示すように第１導線１２３と反対側の第２導線１ ２４は１２９の箇所で遮蔽ケーシング１１３とはんだ付けしてあり、後者は１３ ０に示唆したように接地しである。

既に触れたように鞍形コイルはコイル内部空間への良好な人出を、特にヘルムホ ルツ配置の場合可能とする。

このため第１６．１７図が１３１の箇所に帯１１４゜１１６．１１８．１２０の 円環切片形状により形成した開口を示しており、これは外被１１３の一方又は両 方の正面に設けた１個又は２個の開口１３２と一列に並ぶ。

第１６．１７図から更にはっきり認めることができるように高周波コイル１１１ ．１１２は自己支持形配置を形成しており、しかもこの配置は給電線１２３．１ ２４により外被１１３内で、付加的支持要素を必要とすることなく機械的に安定 保持しである。

ここで付としておくなら、最後に述べた第１５〜１７図の２つの実施例で四重溝 付き高周波コイルに限定したのは単に簡略化の理由で選択したものであり、最適 であると認められたへ重渭付き配置から逸脱すべきであることを表現したもので は決してない、このことは以下に述べる実施例についても同じであり、そこでも やはり理解し易いよう一部では小さな第・１８図に示す第７実施例の本発明試料 へラド１４０は第１対の高周波コイル１４１．１４２と第２対の高周波コイル１ ４３．１４４を有する。

高周波磁場）１１ｍ又はＨｌｙの軸１４５．１４６は相互に９０°の角度で、そ して定磁場ＨＯの方向にある第３デカルト軸１４７に対しやはり９０″″の角度 で延びている。

第１８図の配置により測定試料は更にさまざこれらの測定方式の一つでは位相位 置が異なるが同一周波数の励起信号が両肘に供給され、測定空間内（第１８図の 図の座標原点）に円偏向高周波磁場が発生する。かかる円偏向場は有利な形で直 角検出式測定に利用することができる。

別の測定方式では高周波コイル対の一方を介し励起され、他方の高周波コイル対 は受信器として働く、いわゆるブロッホ測定法によるかかる誘導配置では両回路 （送信器と受信器との）相互の良好な減結合が達成され、励起場の強度が高い場 合送信器から受信器に達するのは測定信号だけであり、減結合された漏れ信号が 達することはない。

第１９図に示す第８実施例の本発明７試料ヘツド１５０ではやはりへルムホルツ 配置の２つの高周波コイル１５１．１５２が使用される。

この試料ヘッド１５０の特徴は高周波コイル１５１、１５２が平らな帯１５３〜 １６０で形成しであることにあり、第１９図に認めることのできる帯間の曲折箇 所は同時に詳しく図示していない側面図において第１９図の配置は正八角形であ ろう、しカルこの配置は、各２つの前側帯１５５、１５９を（測定空間の方向に 見て）後方を向いた帯１５３．１５７に対しｙだけずらしそして残りの帯１５４ ，１５６．１５８．１６０で前記帯との接続を実現することにより、やはり２つ の鞍形コイルが生じるよう選定しである。

第１９図において１６２は高周波磁場Ｈ！の力線１、そして１６３は定磁場Ｈｏ の力線である。

試料ヘッドの第９実施例１７０が第２０．２１図に示しである。

この実施例では試料へラド１７０が高周波コイル１７１を含み、これが１６の帯 １７２〜１８７を有し、この帯は第１９図の配置と同様に、第２１図の斜視図が 示すように一種の鞍形コイルとして構成しである。この鞍形状はここでも両帯１ ７６、１ｇ４に対する両＄　１７２．１８０間の軸方向オフセットｙから生じる 。

この高周波コイル１７１の特徴は、短い帯片を介し道端で互いに結合した各４つ の長い帯１７２．１７６．１８０，１８４を使用することにある。この短い帯片 の場合帯１７４．１７８，１８２，１８６は互いに対称且つ中心軸を中心に対称 に配！した平らな部分を形成する。

このことから第１８図のそれと同様に双極子ヘルムホルツ配置を構成することが でき、このことが第２２図に示しである。

そこに斜視図で認めることのできる第１０実施例の試料ヘッド１９０は第２０． ２１図に示す４個の高周波コイル１７１から構成しである。

この場合配？！！　１７４，１７８，１８２．１８６が平らに且つ対称に配置し であることから、前記平らな部分が重なり合い、だが機械的に絶縁されて互いに 結合され得るよう４個のコイル１７１を入り組ませることができる。勿論これで もって各コイル１７１間には機械的結合だけ設けてあり、電気的相互作用は設け てない。

こうして高周波磁場Ｈ１□、Ｈ１ｙの力線用に２つの軸１９１．１９２を有する 二重へルムホルツ配置がやはり得られる。

第２３区は間隙の実際的構成を、第１６．１７図に示す試料ヘッド１１０の高周 波コイル１１１の間隙１２２について示す詳細図である。

第２３図の拡大詳細図から認められるように帯１１７は上端がアングル部分２０ ０となって成端し、これが帯】１４と平行に走る。その間に形成された間隙１２ ２に誘電体２０１が充填しである。誘電体２０１はＰＴＦＥとすることができ、 その際その誘電率εが約２となるよう配慮しなければならない。

こうして、間隙１２２の範囲内で容量部分が定義しであるだけでなく、アングル ２００と帯１１４との間の機械的結合も可能である。

第２４図の詳細図も同様であり、そこには第５．６図に示した試料ヘッド５０の 高周波コイル５１の帯５４．５５が例示しである。

帯５４．５５はその間に間隙６３を形成し、その道端がカント部２０５．２０６ となって成端し、その間に誘電体２０７が含まれ、カント部は半径方向外方に、 即ち高周波コイル５１の内部空間２０８から離れる方に延びている。

こうして電気力線が更に外方に引かれ、内部空間２０８を負荷することが少な、 くなる。

最後になお第２５図は第２４図の変形態様を示した詳細図である。帯５５°、５ ６°はこの場合型なり合った金属ストリップ２１０で覆われている。ストリップ ２１０と帯５５’、　５６°との間にやはり誘電体２１１がある０間隙６３′は 空いたままとするか又はやはり誘電体を充填しておくことができる。

誘電体２１１はこの場合、第２３．２４図に示した場合も同様に、誘電体の電気 的性質と機械的結合も同時に保ゴする接着剤により形成することもできる。

選択的に又は付加的に、第２５図に符号２１２で示唆したように螺着も可能であ る。この場合電気絶縁ねじ、例えばＰＴＦＥ製ねじを使用することは自明である 。

この場合にもコイル５１°の内部空間２１３は殆ど電気力線から開放される。

国際調査報告 −一−−−−−−鵬−，ＰＣＴ／ＤＥ　９０１００４７９国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．核共鳴全身断層撮影法又は位置依存生体内核共鳴分光法用試料ヘッドであっ て、高周波コイル（１１；３１；５１；８１；１０１，１０２；１１１，１１２ ；１４１〜１４４；１５１，１５２；１７１）を備え、該コイルは高周波電流（ Ｉ１）の方向で交互に前後に配置された金属帯（１３，１４；３３〜３６；５３ 〜６０；８３〜８８；１１４〜１２１；１５３〜１６０；１７２〜１８７）の形 の若干数（ｎ）の誘導部分と容量部分とをそれぞれ含み高周波コイル（１１；３ １；５１；８１；１０１，１０２；１１１，１１２；１４１〜１４４；１５１， １５２；１７１）により発生した高周波磁場（Ｈ１）の力線（２０；４４；７２ ；１０４；１２５；１４５，１４６；１６２；１９１，１９２）が高周波コイル （１１；３１；５１：８１；１０１，１０２；１１１，１１２；１４１〜１４４ ；１５１，１５２；１７１）により定義された軸（２１；４５；７４；１２６） と平行に走るようになったものにおいて、高周波コイル（３１；５１；８１；１ ０１，１０２；１１１，１１２；１４１〜１４４；１５１，１５２；１７１）が 外被（３２；５２；８２；１０３；１１３）とでユニットを形成し、誘導部分及 び容量部分の数（ｎ）が、それがまさに或る限界値（ｎ×）より下となるよう設 計してあり、この限界値を超えると高周波コイル（１１；３１；５１；８１；１ ０１，１０２；１１１，１１２；１４１〜１４４；１５１，１５２；１７１）に より生成した高周波電場（Ｅ１）の力線（１９；４３；７１；９７）の分布（２ ２；４６；７４）が、各誘導部分（帯５５）と軸（７４）とめ間に高周波電場（ Ｅ１）の強度がゼロとなる平面（７６）がある第１分布（２２；４６；７５）か ら、高周波電場（Ｅ１）の強度が誘導部分の数（ｎ）に依存することなく軸（９ ９）を中心に実質的に回転対称となり且つ軸（９９）から高周波コイル（８１） の方に線形に上昇している第２分布（９８）へと反転することを特徴とする試料 ヘッド。 ２．容量部分が高周波磁場（Ｈ１）の力線（４４；７２；１０４；１２５；１４ ５，１４６；１６２；１９１，１９２）と平行に走った間隙（３７〜４０；６１ 〜６８；８９〜９４；１２２；１６１）として構成してあることを特徴とする請 求の範囲１記載の試料ヘッド。 ３．間隙（６３；１２２）に誘電体（２０１；２０７；２１１）を充填したこと を特徴とする請求の範囲２記載の試料ヘッド。 ４．金属帯（５４，５５）の間隙（６３）に隣接した縁を高周波コイル（５１） の内部空間（２０８）から離れる方に曲げて容量部分が内部空間（２０８）の外 側にくるようにしたことを特徴とする請求の範囲２又は３記載の試料ヘッド。 ５．帯（１５３〜１６０；１７２〜１８７）が平らであることを特徴とする請求 の範囲１〜４のいずれか１項又は複数項記載の試料ヘッド。 ６．帯（３３〜３６；５３〜６０；８３〜８８；１１４〜１２１）が湾曲し、好 ましくは高周波電流（Ｉ１）の方向に湾曲していることを特徴とする請求の範囲 １〜４のいずれか１項又は複数項記載の試料ヘッド。 ７．金属帯（５３〜６０；１１４〜１２１；１５３〜１６０；１７２〜１８７） が容量部分で互いに剛性結合してあることを特徴とする請求の範囲１〜６のいず れか１項又は複数項記載の試料ヘッド。 ８．金属帯（５５′，５６′）が接着剤により互いに接着してあることを特徴と する請求の範囲７記載の試料ヘッド。 ９．接着剤が誘電体（２１１）を形成することを特徴とする請求の範囲８記載の 試料ヘッド１０．金属帯（５５′，５６′）が互いに絶縁して螺着してあること を特徴とする請求の範囲７記載の試料ヘッド。 １１．高周波電流（Ｉ１）の方向に見て間隙（６１〜６８）の幅ｄが高周波コイ ル（５１）の周長の０．１％〜２％、好ましくは０．５％であることを特徴とす る請求の範囲２〜１０のいずれか１項又は複数項記載の試料ヘッド。 １２．高周波電流（Ｉ１）の方向に見て金属帯（５３〜６０）の第１寸法（１） がこれに垂直な第２寸法（ａ）の４倍を超えないことを特徴とする請求の範囲１ 〜１１のいずれか１項又は複数項記載の試料ヘッド。 １３．高周波電流（Ｉ１）の方向に垂直に見て金属帯（５３〜６０）の寸法（ａ ）が高周波コイル（５１）の直径（Ｄ）の１０％〜５０％、好ましくは２０％で あることを特徴とする請求の範囲１２記載の試料ヘッド。 １４．外被（５２）が実質的に円筒形状であり、且つ高周波コイル（５１）の直 径（Ｄ）の５％〜２０％、好ましくは１０％の距離（ｃ）を置いて高周波コイル （５１）を取り囲んだことを特徴とする請求の範囲１３記載の試料ヘッド。 １５．試料ヘッドがヘルムホルツ配置の２つの高周波コイル（１０１，１０２， １１１，１１２；１４１，１４２；１４３，１４４；１５１，１５２；１７１） を含むことを特徴とする請求の範囲１〜１４のいずれか１項又は複数項記載の試 料ヘッド。 １６．試料ヘッドが４つの高周波コイル（１４１〜１４４；１７１）を含み、そ のうち各２つ（１４１／１４２，１４３／１４４）がヘルムホルツ配置の対を成 し、対（１４１／１４２，１４３／１４４）の軸（１４５，１４６）が互いに直 交することを特徴とする請求の範囲１〜１５のいずれか１項又は複数項記載の試 料ヘッド。 １７．高周波コイル（１１１，１１２；１５１，１５２；１７１）を鞍形コイル として構成したことを特徴とする請求の範囲１５又は１６記載の試料ヘッド。 １８．一方の対の各鞍形コイルが少なくとも１箇所で各他方の対の両鞍形コイル に当接し且つそこに固着されるよう鞍形コイルを構成し且つ相互に配置したこと を特徴とする請求の範囲１６、１７記載の試料ヘッド。 １９．鞍形コイルが２つの円環切片状帯（１１４，１１６，１１８，１２０）と ２つの縦長の、好ましくは長手方向及び／又は横方向に湾曲した帯（１１５，１ １７，１１９，１２１）とを含み、湾曲帯の遊端が円環切片状帯（１１４，１１ ６，１１８，１２０）に向かって９０°の角皮で延びたことを特徴とする請求の 範囲１７記載の試料ヘッド。 ２０．高周波電流（Ｉ１）用に接地として働く少なくとも１つの導縁（１２３， １２４）を金属帯（１１４〜１２１）用ホルダとして外被（１１３）に形成した ことを特徴とする請求の範囲１〜１９のいずれか１項又は複数項記載の試料ヘッ ド。 ２１．表面コイルとしてそれを使用することを特徴とする請求の範囲１〜２０の いずれか１項又は複数項記載の試料ヘッド。