(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形の４辺を第１辺，第２辺，第３辺および第４辺とし、前記第１辺と前記第２辺が互いに対辺であり、前記第３辺と前記第４辺が互いに対辺であるとするとき、
前記第１辺を第１インダクタと第１コンデンサの直列回路とし、前記第１辺の中央点より一方側に前記第１インダクタを配置すると共に他方側に前記第１コンデンサを配置し、
前記第２辺を第２コンデンサと第２インダクタの直列回路とし、前記第２辺の中央点より一方側に前記第２コンデンサを配置すると共に他方側に前記第２インダクタを配置し、
前記第３辺を前記第１辺の一方側端と前記第２辺の一方側端を接続する導体とし、
前記第４辺を前記第１辺の他方側端と前記第２辺の他方側端を接続する導体とし、
前記長方形が前記第１辺側と前記第２辺側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第３辺の中央点と第４辺の中央点の間にダイオード回路を接続し、
前記長方形が前記第３辺側と前記第４辺側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第１辺の中央点の近傍まで前記第２辺の中央点からリード導体を配設し、前記第１辺の中央点およびその近傍の前記リード導体の端点から受信コイルのデカップリング部へ配線を引き出すようにしたことを特徴とする受信コイル用バラン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信コイル用バランに関し、さらに詳しくは、誘導された起電力で大電流が流れてしまうことを防止できるようにした受信コイル用バランに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の受信コイル用バランの一例を含む、ＭＲＩ（Ｍagnetic Ｒesonanse Imaging）装置のフェーズアレイ型受信回路を示す回路図である。
このフェーズアレイ型受信回路は、受信コイル１と、そのデカップリング部２と、受信コイル用バラン５３と、ダイオードスイッチ４と、低インピーダンスアンプ５と、バイアス切換スイッチ６とからなる複数の受信回路を備えている。
【０００３】
前記受信コイル用バラン５３は、長方形の４辺を第１辺Ｈ１，第２辺Ｈ２，第３辺Ｈ３および第４辺Ｈ４とし、前記第１辺Ｈ１と前記第２辺Ｈ２が互いに対辺であり、前記第３辺Ｈ３と前記第４辺Ｈ４が互いに対辺であるとするとき、前記第１辺Ｈ１を第１インダクタ１１と第１コンデンサ１２の直列回路とし、前記第１辺の一方端側に前記第１インダクタ１１を配置すると共に他方端側に前記第１コンデンサ１２を配置し、前記第２辺Ｈ２を第２コンデンサ２１と第２インダクタ２２の直列回路とし、前記第２辺の一方端側に前記第２コンデンサ２１を配置すると共に他方端側に前記第２インダクタ２２を配置し、前記第３辺Ｈ３を前記第１辺Ｈ１の一方端と前記第２辺Ｈ２の一方端を接続する導体とし、前記第４辺Ｈ４を前記第１辺Ｈ１の他方端と前記第２辺Ｈ２の他方端を接続する導体とし、前記第１インダクタ１１と前記第１コンデンサ１２の間および前記第２コンデンサ２１と前記第２インダクタ２２の間から前記デカップリング部２へ配線を引き出し、前記第２辺Ｈ２の両端から前記ダイオードスイッチ４へ配線を引き出す構成である。
【０００４】
次に、動作を説明する。
被検体にＲＦパルスを送信する時は、バイアス切換スイッチ６を図５の実線のように切り換える。すると、ダイオードスイッチ４は、受信コイル用バラン５３と低インピーダンスアンプ５を遮断する。また、ダイオードスイッチ４から第２インダクタ２２を介してデカップリング部２のダイオードのアノードに正電圧＋が印加され、ダイオードスイッチ４から第１インダクタ１１を介してデカップリング部２のダイオードのカソードに負電圧−が印加され、デカップリング部２のダイオードが導通し、図６の（ａ）に示す等価回路のように、デカップリング部２に並列共振回路が形成される。この並列共振回路は、ＲＦパルスの周波数に共振するため、ＲＦパルスに対する受信コイル１のインピーダンスが極めて大きくなる。従って、ＲＦパルスにより受信コイル１に誘導電流が流れることが防止される。
被検体からのＮＭＲ（Ｎuclear Ｍagnetic Ｒesonance）信号を受信する時は、バイアス切換スイッチ６を図５の破線のように切り換える。すると、ダイオードスイッチ４は、受信コイル用バラン５３と低インピーダンスアンプ５を接続する。また、ダイオードスイッチ４から第１インダクタ１１を介してデカップリング部２のダイオードのカソードに正電圧＋が印加され、ダイオードスイッチ４から第２インダクタ２２を介してデカップリング部２のダイオードのアノードに負電圧−が印加され、デカップリング部２のダイオードが遮断し、図６の（ｂ）に示す等価回路のように、デカップリング部２に並列共振回路が形成されなくなる。従って、被検体からのＮＭＲ信号によって受信コイル１に誘導電流が流れ、その誘導電流が受信用バラン５３を介して低インピーダンスアンプ５で検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の受信回路では、デカップリング回路２を設けているため、ＲＦパルスによる誘導電流が受信コイル１に流れることはない。
一方、図６の（ａ）に示すように、送信時、デカップリング部２のダイオードが導通状態となっているから、受信用バラン５３は、図７に示す等価回路となる。ここで、Ｌ１は第１インダクタ１１および第２インダクタ２２のインダクタンスであり、Ｃ１は第１コンデンサ１２および第２コンデンサ２１のキャパシタンスである。このＬ１，Ｃ１は、ラーモア周波数をωとするとき、
ω＝１／√｛Ｌ１・Ｃ１｝
の関係にある。従って、受信用バラン５３は、ＲＦパルスに対する２つの直列共振回路となる。
このため、ＲＦパルスによる大きな誘導電流が受信用バラン５３に流れることとなり、カップリングによる悪影響を生じたり、第１コンデンサ１２および第２コンデンサ２１が損傷したりする問題点があった。
そこで、本発明の目的は、誘導された起電力で大電流が流れてしまうことを防止できるようにした受信コイル用バランを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の受信コイル用バランは、長方形の４辺を第１辺，第２辺，第３辺および第４辺とし、前記第１辺と前記第２辺が互いに対辺であり、前記第３辺と前記第４辺が互いに対辺であるとするとき、前記第１辺を第１インダクタと第１コンデンサの直列回路とし、前記第１辺の中央点より一方側に前記第１インダクタを配置すると共に他方側に前記第１コンデンサを配置し、前記第２辺を第２コンデンサと第２インダクタの直列回路とし、前記第２辺の中央点より一方側に前記第２コンデンサを配置すると共に他方側に前記第２インダクタを配置し、前記第３辺を前記第１辺の一方側端と前記第２辺の一方側端を接続する導体とし、前記第４辺を前記第１辺の他方側端と前記第２辺の他方側端を接続する導体とし、前記長方形が前記第１辺側と前記第２辺側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第３辺の中央点と前記第４辺の中央点の間にダイオード回路を接続し、前記長方形が前記第３辺側と前記第４辺側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第１辺の中央点の近傍まで前記第２辺の中央点からリード導体を配設し、前記第１辺の中央点およびその近傍の前記リード導体の端点から受信コイルのデカップリング部へ配線を引き出すようにしたことを特徴とするものである。
上記第１の観点による受信コイル用バランでは、長方形が第１辺側と第２辺側とに２等分されるような幾何学的配置で第３辺の中央点と第４辺の中央点の間にダイオード回路を接続する。また、長方形が第３辺側と第４辺側とに２等分されるような幾何学的配置で第１辺の中央点の近傍まで第２辺の中央点からリード導体を配設し、第１辺の中央点およびその近傍の前記リード導体の端点から受信コイルのデカップリング部へ配線を引き出す。これにより、ＲＦパルスの送信時には、長方形が４つの面積の等しい小長方形に４分割され、互いに対角の位置にある小長方形が８の字形に導体で連続することになる。この８の字形に導体で連続している結果、互いに対角の位置にある小長方形でＲＦパルスによりそれぞれ誘導された起電力は互いに逆向きに加わることになり、誘導電流は流れない。すなわち、誘導された起電力で大電流が流れてしまうことを防止できるようになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態にかかる受信コイル用バランを含む、ＭＲＩ装置のフェーズアレイ型受信回路を示す回路図である。
このフェーズアレイ型受信回路は、受信コイル１と、そのデカップリング部２と、受信コイル用バラン３と、ダイオードスイッチ４と、低インピーダンスアンプ５と、バイアス切換スイッチ６とからなる複数の受信回路を備えている。
【０００９】
前記受信コイル用バラン３は、長方形の４辺を第１辺Ｈ１，第２辺Ｈ２，第３辺Ｈ３および第４辺Ｈ４とし、前記第１辺Ｈ１と前記第２辺Ｈ２が互いに対辺であり、前記第３辺Ｈ３と前記第４辺Ｈ４が互いに対辺であるとするとき、前記第１辺Ｈ１を第１インダクタ１１と第１コンデンサ１２の直列回路とし、前記第１辺Ｈ１の中央点ｍ１より一方側に前記第１インダクタ１１を配置すると共に他方側に前記第１コンデンサ１２を配置し、前記第２辺Ｈ２を第２コンデンサ２１と第２インダクタ２２の直列回路とし、前記第２辺Ｈ２の中央点ｍ２より一方側に前記第２コンデンサ２１を配置すると共に他方側に前記第２インダクタ２２を配置し、前記第３辺Ｈ３を前記第１辺Ｈ１の一方端と前記第２辺Ｈ２の一方端を接続する導体とし、前記第４辺Ｈ４を前記第１辺Ｈ１の他方端と前記第２辺Ｈ２の他方端を接続する導体とし、前記長方形が前記第１辺Ｈ１側と前記第２辺Ｈ２側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第３辺Ｈ３の中央点ｍ３と前記第４辺Ｈ４の中央点ｍ４の間にダイオード回路３１を接続し、前記長方形が前記第３辺Ｈ３側と前記第４辺Ｈ４側とに２等分されるような幾何学的配置で前記第１辺の中央点ｍ１の近傍まで前記第２辺Ｈ２の中央点ｍ２からリード導体Ａを配設し、前記第１辺Ｈ１の中央点ｍ１およびその近傍の前記リード導体Ａの端点から受信コイル１のデカップリング部２へ配線を引き出す構成である。
【００１０】
次に、動作を説明する。
被検体にＲＦパルスを送信する時は、バイアス切換スイッチ６を図１の実線のように切り換える。すると、ダイオードスイッチ４は、受信コイル用バラン３と低インピーダンスアンプ５を遮断する。また、ダイオードスイッチ４から第２インダクタ２２を介してデカップリング部２のダイオードのアノードに正電圧＋が印加され、ダイオードスイッチ４から第１インダクタ１１を介してデカップリング部２のダイオードのカソードに負電圧−が印加され、デカップリング部２のダイオードが導通し、図２に示す等価回路のように、デカップリング部２に並列共振回路が形成される。この並列共振回路は、ＲＦパルスの周波数に共振するため、ＲＦパルスに対する受信コイル１のインピーダンスが極めて大きくなる。従って、ＲＦパルスにより受信コイル１に誘導電流が流れることが防止される。
【００１１】
また、ダイオードスイッチ４からダイオード回路３１のアノード側に正電圧＋が印加され、ダイオードスイッチ４からダイオード回路３１のカソード側に負電圧−が印加され、ダイオード回路３１が導通し、図２に示す等価回路のように、第３辺Ｈ３の中央点ｍ３と第４辺Ｈ４の中央点ｍ４が短絡される。そこで、図３に示すように、長方形が４つの面積の等しい小長方形ａ，ｂ，ｃ，ｄに４分割され、互いに対角の位置にある小長方形ａとｂが８の字形に導体で連続すると共に小長方形ｃとｄが８の字形に導体で連続することになる。この８の字形に導体で連続している結果、互いに対角の位置にある小長方形ａとｂでＲＦパルスによりそれぞれ誘導された起電力は互いに逆向きに加わることになる。また、互いに対角の位置にある小長方形ｃとｄでＲＦパルスによりそれぞれ誘導された起電力は互いに逆向きに加わることになる。このため、誘導電流は流れない。すなわち、誘導された起電力で大電流が流れてしまうことが防止される。
【００１２】
被検体からのＮＭＲ信号を受信する時は、バイアス切換スイッチ６を図１の破線のように切り換える。すると、ダイオードスイッチ４は、受信コイル用バラン３と低インピーダンスアンプ５を接続する。また、ダイオードスイッチ４から第１インダクタ１１を介してデカップリング部２のダイオードのカソードに正電圧＋が印加され、ダイオードスイッチ４から第２インダクタ２２を介してデカップリング部２のダイオードのアノードに負電圧−が印加され、デカップリング部２のダイオードが遮断し、図４に示す等価回路のように、デカップリング部２に並列共振回路が形成されなくなる。また、ダイオードスイッチ４からダイオード回路３１のアノード側に負電圧−が印加され、ダイオードスイッチ４からダイオード回路３１のカソード側に正電圧＋が印加され、ダイオード回路３１が遮断し、図４に示す等価回路のように、ダイオード回路３１が存在しないことになる。従って、ＲＦパルスにより受信コイル１に誘導電流が流れ、その誘導電流が受信用バラン３を介して低インピーダンスアンプ５で検出される。
【００１３】
上記受信コイル用バラン３によれば、ＲＦパルスにより誘導された起電力で大電流が流れてしまうことを防止でき、ＲＦパルスの照射量の多いＭＲＩシーケンスでもコンデンサ１２，２１などが損傷することがなくなる。また、デカップリング部２のダイオードの導通，遮断を制御するための構成（バイアス切換スイッチ６など）を利用してダイオード回路３１の導通，遮断を制御できる利点もある。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の受信コイル用バランによれば、誘導された起電力で大電流が流れてしまうことを防止できる。従って、ＲＦパルスの照射量の多いＭＲＩシーケンスでも回路素子が損傷することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる受信コイル用バランを含む、ＭＲＩ装置のフェーズアレイ型受信回路を示す回路図である。
【図２】ＲＦパルス送信時における図１のデカップリング部と受信コイル用バランの等価回路図である。
【図３】本発明の受信コイル用バランの動作原理の説明図である。
【図４】ＮＭＲ信号受信時における図１のデカップリング部と受信コイル用バランの等価回路図である。
【図５】従来の受信コイル用バランの一例を含む、ＭＲＩ装置のフェーズアレイ型受信回路を示す回路図である。
【図６】（ａ）はＲＦパルス送信時における図５のデカップリング部と受信コイル用バランの等価回路図であり、（ｂ）はＮＭＲ信号受信時における図５のデカップリング部と受信コイル用バランの等価回路図である。
【図７】従来の受信コイル用バランの動作原理の説明図である。
【符号の説明】
１              受信用コイル
２              デカップリング回路
３              受信コイル用バラン
１１            第１インダクタ
１２            第１コンデンサ
２１            第２コンデンサ
２２            第２インダクタ
３１            ダイオード回路
Ｈ１            第１辺
Ｈ２            第２辺
Ｈ３            第３辺
Ｈ４            第４辺
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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