JPH0718919B2 - 核磁気共鳴用観察コイルの疑似共鳴制御装置 - Google Patents
核磁気共鳴用観察コイルの疑似共鳴制御装置Info
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- JPH0718919B2 JPH0718919B2 JP63504228A JP50422888A JPH0718919B2 JP H0718919 B2 JPH0718919 B2 JP H0718919B2 JP 63504228 A JP63504228 A JP 63504228A JP 50422888 A JP50422888 A JP 50422888A JP H0718919 B2 JPH0718919 B2 JP H0718919B2
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- coil
- common potential
- coupled
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3628—Tuning/matching of the transmit/receive coil
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、核磁気共鳴装置及び方法の一般的な分野に関
し、更に詳しくは、係る装置の観察コイルの高周波特性
の改善に関する。
し、更に詳しくは、係る装置の観察コイルの高周波特性
の改善に関する。
従来技術 広帯域核磁気共鳴装置は、試料中のスピン遷移によって
放出された高周波信号を、受信サブシステムのプリアン
プに供給するために配設された受信コイル（観察コイ
ル）を有する。このコイルは、第1a図及び第1b図に示さ
れる従来技術の平衡及び不平衡回路の例に類似したコン
デンサ・ネットワークによって調整された共鳴特性を有
する同調LC回路である。このタイプの理想的な同調回路
は、所望の共鳴周波数において１つの鋭い吸収ピークを
有するよう設計された広帯域の応答範囲にわたって、平
坦な応答を生み出す。実際の同調回路は、コイルのアー
スに対して分配された容量のために、更に複雑な応答を
示す。１つの結果は、より高い周波数において別の共鳴
ピークが観察されることである。第２図は、100MHzのC
13の分析に対して同調された実際の回路の周波数応答を
示す。コイルに試料を含む試料管を挿入することによっ
て、負荷がかけられた場合、より高い寄生周波数の共鳴
は更に複雑である。試料及び試料管の誘電特性により、
試料の誘電特性に依存したより高い（又はより低い）周
波数において高周波共鳴が発生する。
放出された高周波信号を、受信サブシステムのプリアン
プに供給するために配設された受信コイル（観察コイ
ル）を有する。このコイルは、第1a図及び第1b図に示さ
れる従来技術の平衡及び不平衡回路の例に類似したコン
デンサ・ネットワークによって調整された共鳴特性を有
する同調LC回路である。このタイプの理想的な同調回路
は、所望の共鳴周波数において１つの鋭い吸収ピークを
有するよう設計された広帯域の応答範囲にわたって、平
坦な応答を生み出す。実際の同調回路は、コイルのアー
スに対して分配された容量のために、更に複雑な応答を
示す。１つの結果は、より高い周波数において別の共鳴
ピークが観察されることである。第２図は、100MHzのC
13の分析に対して同調された実際の回路の周波数応答を
示す。コイルに試料を含む試料管を挿入することによっ
て、負荷がかけられた場合、より高い寄生周波数の共鳴
は更に複雑である。試料及び試料管の誘電特性により、
試料の誘電特性に依存したより高い（又はより低い）周
波数において高周波共鳴が発生する。
核磁気共鳴装置では、（例えば）プロトン−C13の結合
の摂動をおこさせるため、第２の高周波RFの放射が一般
的に使用される。この目的のための高周波電源は、所望
の減結合を達成するために独立したコイルを介して第２
の高周波電源から供給される。減結合コイルは、一般的
なシステムでは、受信コイルの外部すなわち減結合コイ
ルと試料の間の受信コイルと共に配設されている。
の摂動をおこさせるため、第２の高周波RFの放射が一般
的に使用される。この目的のための高周波電源は、所望
の減結合を達成するために独立したコイルを介して第２
の高周波電源から供給される。減結合コイルは、一般的
なシステムでは、受信コイルの外部すなわち減結合コイ
ルと試料の間の受信コイルと共に配設されている。
減結合放射の効果は、受信コイルによって得られるシー
ルドによって、試料の位置で低減する。受信コイルが、
高周波の減結合放射に対して、共鳴を示す場合には、こ
の低減はかなり大きな程度になる。
ルドによって、試料の位置で低減する。受信コイルが、
高周波の減結合放射に対して、共鳴を示す場合には、こ
の低減はかなり大きな程度になる。
従来技術において、受信コイルによるこの低減を最少に
するための１つの方法は、受信コイルに近接して配設さ
れた薄いシート状の導電体で減結合コイルを構成するこ
とである。受信コイルの有効インダクタンスは、受信コ
イルを円筒状の導体で取り囲むことによって減少する。
このコイルのインダクタンスは、共鳴周波数（ω＝1/L
C）が増加するにしたがって減少する。減結合周波数帯
域を超えてこの共鳴が十分に移動することによって、減
結合放射の損失の一部が軽減される。この効果は、望ま
しくない受信コイルのＱを相当程度に引下げることを代
償にして得られるものである。
するための１つの方法は、受信コイルに近接して配設さ
れた薄いシート状の導電体で減結合コイルを構成するこ
とである。受信コイルの有効インダクタンスは、受信コ
イルを円筒状の導体で取り囲むことによって減少する。
このコイルのインダクタンスは、共鳴周波数（ω＝1/L
C）が増加するにしたがって減少する。減結合周波数帯
域を超えてこの共鳴が十分に移動することによって、減
結合放射の損失の一部が軽減される。この効果は、望ま
しくない受信コイルのＱを相当程度に引下げることを代
償にして得られるものである。
発明の概要 本発明では、離散コンデンサが受信コイルの中心からア
ースに加えられる。このコンデンサの値は、高周波共鳴
の位置を減結合放射の周波数より高い周波数に限定する
ように選択される。
ースに加えられる。このコンデンサの値は、高周波共鳴
の位置を減結合放射の周波数より高い周波数に限定する
ように選択される。
図面の簡単な説明 第１図は、従来技術による代表的な理想化されたコイル
回路図である。
回路図である。
第２図は、第１図のコイル回路に対する一般的な周波数
応答を示す。
応答を示す。
第３図は、本発明の動作を示すブロック図である。
第４図は、本発明の好適実施例である平衡回路（ａ）、
他の実施例である不平衡回路（ｂ）及び他の実施例であ
る平衡回路（ｃ）を示す。
他の実施例である不平衡回路（ｂ）及び他の実施例であ
る平衡回路（ｃ）を示す。
発明の詳細な説明 第３図に、典型的な核磁気共鳴データ捕捉装置の部分が
図示されている。捕捉及び制御用プロセッサ10は、高周
波発信器12、変調器14、A/D変換器18をゆうする受信器1
6及び別のプロセッサ20と接続されている。変調された
高周波電力は、プローブ22を介して磁界中の対象物（図
示せず）に高周波を放射し、プローブ22によって捕捉さ
れた対象物に対する応答は受信器16に伝えられる。この
応答は一般的に、しばしば時間領域波形と称せられる遷
移振動信号の形をとる。この遷移波形が規則的な間隔で
サンプルされサンプルはA/D変換器18によってディジタ
ル化される。ディジタル化された時間領域波形は、そこ
でプロセッサ20によってさらに処理される。このような
処理の性質は、時間領域波形を多くのこのような同様の
波形で平均化することを含み、平均時間領域波形を周波
数領域に変形することによってスペクトル分布関数が作
られ、それが出力装置24に入力される。この出力装置
は、分析結果及びデータを表示するために適当な台数設
けることができる。
図示されている。捕捉及び制御用プロセッサ10は、高周
波発信器12、変調器14、A/D変換器18をゆうする受信器1
6及び別のプロセッサ20と接続されている。変調された
高周波電力は、プローブ22を介して磁界中の対象物（図
示せず）に高周波を放射し、プローブ22によって捕捉さ
れた対象物に対する応答は受信器16に伝えられる。この
応答は一般的に、しばしば時間領域波形と称せられる遷
移振動信号の形をとる。この遷移波形が規則的な間隔で
サンプルされサンプルはA/D変換器18によってディジタ
ル化される。ディジタル化された時間領域波形は、そこ
でプロセッサ20によってさらに処理される。このような
処理の性質は、時間領域波形を多くのこのような同様の
波形で平均化することを含み、平均時間領域波形を周波
数領域に変形することによってスペクトル分布関数が作
られ、それが出力装置24に入力される。この出力装置
は、分析結果及びデータを表示するために適当な台数設
けることができる。
試料を極性化する磁界21は、図示しないソレノイド中
で、超伝導状態を保持するため、クライオスタット23内
で第１図に示す適当な手段によって作られる。クライオ
スタットは、プローブ及び試料を常温で収容する孔23a
によって構成されている。
で、超伝導状態を保持するため、クライオスタット23内
で第１図に示す適当な手段によって作られる。クライオ
スタットは、プローブ及び試料を常温で収容する孔23a
によって構成されている。
第４図を参照して、ここには本発明のプローブが示され
ているがこのプローブは、並列同調LC回路を形成するコ
ンデンサ62の付いた受信コイル60を有している。コイル
60の一端は、直接アースに接続されているか（第4b
図）、又はコンデンサ64を介してアースに接続されてい
る（第4a図）。同調組合せコイルLCの他端は、コンデン
サ66を介して図にはないプレアンプに接続されている。
本発明は、更にコンデンサ68をコイル60のほぼ中央でタ
ップして共通電位、即ちアースに接続することによって
達成される。コンデンサ68の値は、測定において使用さ
れる減結合放射のような、あらゆる放射周波数より低い
周波数領域へ、寄生共鳴の位置を移動させるべく、慎重
に選択される。実用上、この選択は、所定の場所に配設
された試料管及び決められた減結合周波数によって行わ
れる。この試料管には、更に実際の条件に近づけるた
め、一般的な溶剤を充填してもよく、必要なら特定の試
料を入れてもよい。
ているがこのプローブは、並列同調LC回路を形成するコ
ンデンサ62の付いた受信コイル60を有している。コイル
60の一端は、直接アースに接続されているか（第4b
図）、又はコンデンサ64を介してアースに接続されてい
る（第4a図）。同調組合せコイルLCの他端は、コンデン
サ66を介して図にはないプレアンプに接続されている。
本発明は、更にコンデンサ68をコイル60のほぼ中央でタ
ップして共通電位、即ちアースに接続することによって
達成される。コンデンサ68の値は、測定において使用さ
れる減結合放射のような、あらゆる放射周波数より低い
周波数領域へ、寄生共鳴の位置を移動させるべく、慎重
に選択される。実用上、この選択は、所定の場所に配設
された試料管及び決められた減結合周波数によって行わ
れる。この試料管には、更に実際の条件に近づけるた
め、一般的な溶剤を充填してもよく、必要なら特定の試
料を入れてもよい。
一般的に、コンデンサ68の値は、整合コンデンサ62より
も小さいか同程度であり、一方コンデンサ68の容量値は
アースに結合された分散コンデンサよりも大きい。
も小さいか同程度であり、一方コンデンサ68の容量値は
アースに結合された分散コンデンサよりも大きい。
第4a図の平衡回路において、コンデンサ68の大きさに対
する制約はより小さいものである。本発明は、またこの
点からアースへ直結する平衡回路によっても達成され得
る。
する制約はより小さいものである。本発明は、またこの
点からアースへ直結する平衡回路によっても達成され得
る。
第4b図において、コンデンサ68に対する制約は、コンデ
ンサ62のコンデンサ68に対する比率に関連している。コ
ンデンサ68がコンデンサ62よりも小さい場合、回路は通
常の状態で動作する。コンデンサ68の容量値がコンデン
サ62の容量値よりも大きい場合、この回路は信号対ノイ
ズ比の減少により、最適な状態では動作しない。
ンサ62のコンデンサ68に対する比率に関連している。コ
ンデンサ68がコンデンサ62よりも小さい場合、回路は通
常の状態で動作する。コンデンサ68の容量値がコンデン
サ62の容量値よりも大きい場合、この回路は信号対ノイ
ズ比の減少により、最適な状態では動作しない。
上に説明した構成には多くの変形が可能であり、明らか
に広範囲にわたって異なる多くの本発明の実施例を、本
発明の範囲から逸脱することなく構成することが可能で
あるから、上に説明し添付図に示した事柄は全て説明を
意図するものであると解釈されるべきで、限定的な意味
を有するものではない。
に広範囲にわたって異なる多くの本発明の実施例を、本
発明の範囲から逸脱することなく構成することが可能で
あるから、上に説明し添付図に示した事柄は全て説明を
意図するものであると解釈されるべきで、限定的な意味
を有するものではない。
Claims (3)
- 【請求項１】平衡並列共振LC回路を含み、共通電位に対
する誘導信号を検出するためのNMRプローブであって、 並列同調回路を形成するよう並列に接続されたコイル及
び第１コンデンサと、 前記コイル及び第１コンデンサの各分岐点にそれぞれ結
合する第２及び第３コンデンサであって、前記第３コン
デンサの他端が前記共通電位に結合され、前記第２コン
デンサは信号を引き出すべく接続されているところの第
２及び第３コンデンサと、 前記コイルの実質的に中央部と前記共通電位との間に結
合される第４コンデンサであって、これにより寄生容量
共鳴周波数が測定において使用される減結合放射等のあ
らゆる周波数より低い周波数に制限される、ところの第
４コンデンサと、 から成るNMRプローブ。 - 【請求項２】並列共振LC回路を含み、共通電位に対する
誘導信号を検出するためのプローブであって、 並列同調回路を形成するよう並列に接続され、各々２つ
の端子を有するコイルおよび第１コンデンサと、 前記コイル及び前記第１コンデンサが接続する分岐点に
結合する第２コンデンサであって、前記コイルの他端は
前記共通電位に結合され、前記第１コンデンサの他端は
前記共通電位に結合され、前記第２コンデンサは信号を
引き出すべく接続されているところの第２コンデンサ
と、 前記コイルの実質的に中央部と前記共通電位との間に結
合される第３コンデンサであって、これにより寄生容量
共鳴周波数が測定において使用される減結合放射等のあ
らゆる周波数より低い周波数に制限される、ところの第
３コンデンサと、 から成るプローブ。 - 【請求項３】平衡並列共振LC回路を含み、共通電位に対
する誘導信号を検出するためのNMRプローブであって、 並列同調回路を形成するよう並列に接続されたコイル及
び第１コンデンサと、 前記コイル及び第１コンデンサの各分岐点にそれぞれ結
合する第２及び第３コンデンサであって、前記第３コン
デンサの他端が前記共通電位に結合され、前記第２コン
デンサは信号を引き出すべく接続されているところの第
２及び第３コンデンサと、 前記コイルの実質的に中央部と前記共通電位との間を直
結する導体手段であって、これにより寄生容量共鳴周波
数が測定において使用される減結合放射等のあらゆる周
波数より低い周波数に制限される、ところの導体手段
と、 から成るNMRプローブ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/044,382 US4751465A (en) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | Spurious resonance control for NMR observe coils |
| US44382 | 1987-04-30 | ||
| PCT/US1988/001129 WO1988008543A1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-07 | Spurious resonance control for nmr observe coils |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01501251A JPH01501251A (ja) | 1989-04-27 |
| JPH0718919B2 true JPH0718919B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=21932090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63504228A Expired - Lifetime JPH0718919B2 (ja) | 1987-04-30 | 1988-04-07 | 核磁気共鳴用観察コイルの疑似共鳴制御装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4751465A (ja) |
| EP (1) | EP0312586B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0718919B2 (ja) |
| DE (1) | DE3878528T2 (ja) |
| IL (1) | IL85886A (ja) |
| WO (1) | WO1988008543A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4918388A (en) * | 1985-08-14 | 1990-04-17 | Picker International, Inc. | Quadrature surface coils for magnetic resonance imaging |
| JPH03236829A (ja) * | 1990-02-14 | 1991-10-22 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US5296814A (en) * | 1992-04-15 | 1994-03-22 | General Electric Company | Tunable signal coupler for a magnetic resonance imaging system |
| JP5315556B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2013-10-16 | 株式会社 Ｊｅｏｌ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ | Ｎｍｒ検出器 |
| JP6677745B2 (ja) | 2015-04-15 | 2020-04-08 | 日本電子株式会社 | 磁気結合の高分解能核磁気共鳴プローブおよび使用法 |
| US10908239B1 (en) | 2020-04-14 | 2021-02-02 | Jeol Ltd. | Broad band inductive matching of a nuclear magnetic resonance circuit using inductive coupling |
| US11726152B1 (en) | 2022-08-26 | 2023-08-15 | Jeol Ltd. | Solid sample magnetic coupling high resolution nuclear magnetic resolution probe and method of use |
| US12422508B1 (en) | 2022-08-26 | 2025-09-23 | Jeol Ltd. | Sliding band capacitor inductive coupling in a low temperature nuclear magnetic resonance probe and methods of use |
| US12584981B2 (en) | 2024-03-08 | 2026-03-24 | Jeol Ltd. | Inductive tuning with a sliding band capacitor in a low temperature nuclear magnetic resonance probe and methods of use |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3242424A (en) * | 1963-10-31 | 1966-03-22 | Ibm | Inductive coupling circuit |
| US3402346A (en) * | 1966-04-22 | 1968-09-17 | Varian Associates | Coaxial receiver coil and capacitor structure for probes of uhf gyromagnetic spectrometers |
| US3529234A (en) * | 1967-12-13 | 1970-09-15 | Atomic Energy Commission | Vapor quality measuring device |
| US3771055A (en) * | 1972-03-17 | 1973-11-06 | Varian Associates | Double nuclear magnetic resonance coil |
| US4075552A (en) * | 1975-04-24 | 1978-02-21 | Traficante Daniel D | Wide-band nuclear magnetic resonance spectrometer |
| US4129822A (en) * | 1975-04-24 | 1978-12-12 | Traficante D | Wide-band nuclear magnetic resonance spectrometer |
| GB2015165B (en) * | 1978-02-09 | 1983-01-12 | Koa Oil Co Ltd | Detecting capacitively corrosion of pipes |
| US4450408A (en) * | 1981-12-11 | 1984-05-22 | General Electric Company | Low loss wide band front end for NMR receiver |
| WO1984000214A1 (en) * | 1982-06-28 | 1984-01-19 | Oxford Res Syst | Radiofrequency transducer and method of using same |
| US4633181A (en) * | 1983-08-11 | 1986-12-30 | Regents Of The University Of Calif. | Apparatus and method for increasing the sensitivity of a nuclear magnetic resonance probe |
| DE3579773D1 (de) * | 1984-07-31 | 1990-10-25 | Oxford Research Systems Ltd | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von magnetischen kernresonanzspektren und darin verwendbare spulen. |
| US4682125A (en) * | 1986-02-10 | 1987-07-21 | The Regents Of The University Of California | RF coil coupling for MRI with tuned RF rejection circuit using coax shield choke |
-
1987
- 1987-04-30 US US07/044,382 patent/US4751465A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-03-28 IL IL85886A patent/IL85886A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-04-07 JP JP63504228A patent/JPH0718919B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-07 DE DE8888904768T patent/DE3878528T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-07 WO PCT/US1988/001129 patent/WO1988008543A1/en not_active Ceased
- 1988-04-07 EP EP88904768A patent/EP0312586B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01501251A (ja) | 1989-04-27 |
| IL85886A (en) | 1991-06-30 |
| IL85886A0 (en) | 1988-09-30 |
| DE3878528T2 (de) | 1993-09-16 |
| DE3878528D1 (de) | 1993-03-25 |
| EP0312586B1 (en) | 1993-02-17 |
| WO1988008543A1 (en) | 1988-11-03 |
| US4751465A (en) | 1988-06-14 |
| EP0312586A4 (en) | 1990-10-24 |
| EP0312586A1 (en) | 1989-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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