(57)【要約】【課題】ＲＦロスを減らし、ＮＭＲ測定感度を向上させ、磁場均一性を向上させる高周波コイルおよびコイルアセンブリを提供する。【解決手段】核磁気共鳴（ＮＭＲ）プローブ用高周波（ＲＦ）コイルは、シートにより形成された端部リングを連結する丸形縦コンダクタを含む。丸形コンダクタは、カールされたシートまたはワイヤによって形成され得る。丸形コンダクタは、コイルウインドウ縁でのＲＦロスを減らし、それによってコイル感度を増す。丸形コンダクタはまた、直交コイルにより生じる磁場への透過率を増すことにより、前記直交コイルのコイル感度を増す。単一のエッチングを施したシートの縦セクションをカールしてチューブ状縦コンダクタを形成することにより、カールシートＲＦコイルを製造できる。【選択図】図２−Ａ
2005508004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）１対の縦に離間配置されたほぼ横の導電シートリングと、
前記リングを電気的に相互接続する複数個のカールシート縦コンダクタとを含む第１横磁場高周波コイルと、
ｂ）前記第１コイルに対して実質的に直交方向に且つ同軸状に配置された第２横磁場高周波コイルとを備えた、
核磁気共鳴プローブ用核磁気共鳴コイルアセンブリ。
【請求項２】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項３】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項４】
前記縦コンダクタの各々が前記導電シートリングに対して外側にカールされている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項５】
前記第１コイルが前記第２コイルによって横方向に包囲されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項６】
前記第２コイルが前記第１コイルによって横方向に包囲されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項７】
前記導電シートリングと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項８】
前記単一の導電シートが磁化率補償されている、請求項７に記載のコイルアセンブリ。
【請求項９】
前記縦コンダクタの各々と前記導電シートリングの各々とが磁化率補償されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１０】
前記縦コンダクタの各々の横寸法は、前記導電シートリングの横寸法の少なくとも５分の１よりも小さい、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１コイルが縦円筒状誘電支持体をさらに含み、前記誘電支持体上に前記導電シートリングが装着されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１コイルが複数個の縦誘電支持ロッドをさらに含み、各縦コンダクタは前記縦誘電支持ロッドの１つの周囲に近接してカールされている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１コイルが、前記導電シートリングに関して内側に配置されており、前記縦コンダクタの縦方向の両側に位置し前記縦コンダクタから遠ざかる方向へ延びる、１対のサンプルシールドをさらに含む、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１コイルがサドル形コイルである、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１コイルがバードケージコイルである、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１６】
ａ）１対の縦に離間配置されたほぼ横の導電シートリングと、
ｂ）前記リングを電気的に相互接続する複数個のカールシート縦コンダクタとを含む、
核磁気共鳴プローブ用高周波コイル。
【請求項１７】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項１６に記載のコイル。
【請求項１８】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項１６に記載のコイル。
【請求項１９】
前記縦コンダクタの各々が前記導電シートリングに対して外側にカールされている、請求項１６に記載のコイル。
【請求項２０】
前記導電シートリングと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項１６に記載のコイル。
【請求項２１】
ａ）各々が、ほぼ縦の実質的にチューブ状の部分を有するカールシートを含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）前記縦コンダクタを相互接続する、１対の縦に離間配置されたほぼ横のシートコンダクタとを備えた、
核磁気共鳴測定を実施するための高周波コイル。
【請求項２２】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２３】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２４】
前記縦コンダクタの各々が前記横シートコンダクタに対して外側にカールされている、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２５】
前記横シートコンダクタと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２６】
ａ）各々が縦のほぼチューブ状の部分を有する、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）前記縦コンダクタを相互接続する、１対の縦に離間配置されたほぼ横のシートコンダクタとを備えた、
核磁気共鳴測定を実施するための高周波コイル。
【請求項２７】
前記各縦コンダクタがチューブ形の部分を有する、請求項２６に記載のコイル。
【請求項２８】
前記チューブ形の部分がソリッドワイヤから形成されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項２９】
前記ワイヤが磁化率補償されている、請求項２８に記載のコイル。
【請求項３０】
前記チューブ形の部分が横にカールされたシートから形成されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３１】
前記各縦コンダクタが、前記チューブ形の部分に接続された、カールされていない縦ストリップをさらに含む、請求項３０に記載のコイル。
【請求項３２】
前記チューブ形の部分が円形の横断面を有する、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３３】
前記チューブ形の部分が、前記横シートコンダクタに対して横方向外側に配置されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３４】
ａ）各々が、ほぼ縦の実質的円筒状部分を有するカールされた磁化率補償シートを含む、２対の平行でほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）第１の対の縦空隙により分離された２個の別々の第１セクションを有する第１のほぼ横の弓形磁化率補償シートコンダクタであって、各第１セクションは前記１対の縦コンダクタを電気的に相互接続している、第１シートコンダクタと、
ｃ）第２の対の縦空隙により分離された２個の別々の第２セクションを有する第２のほぼ横の弓形磁化率補償シートコンダクタであって、前記第２シートコンダクタは、前記縦コンダクタに関して前記第１シートコンダクタと縦方向反対側に配置されており、各第２セクションは、前記２対のうちの一方の対の縦コンダクタと前記２対のうちの他の対の縦コンダクタとを相互接続している、第２シートコンダクタとを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するための高周波コイル。
【請求項３５】
１対の円筒状サンプルシールドをさらに含み、各サンプルシールドは、前記弓形シートコンダクタの１個に関して内側に且つ同軸状に配置されており、前記サンプルシールドは、前記縦コンダクタの縦方向反対側に配置され且つ前記縦コンダクタから遠ざかる方向に延びている、請求項３４に記載のコイル。
【請求項３６】
当該コイルを支持するための円筒状でほぼ縦の誘電支持体をさらに含んでおり、前記支持体は縦内表面と縦外表面とを有しており、前記サンプルシールドは前記内表面上に装着されており、前記第１シートコンダクタと前記第２シートコンダクタとは前記外表面上に装着されている、請求項３５に記載のコイル。
【請求項３７】
ａ）サンプルをサンプル測定室内の静磁場に配置するためのサンプルホルダと、
ｂ）各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された、１対のほぼ横のシートコンダクタとを含む、
前記サンプルホルダに機械的に結合された第１の横磁場高周波コイル、とを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するための核磁気共鳴プローブ。
【請求項３８】
前記サンプルホルダに機械的に結合されており、そして前記第１のコイルに対して実質的に直交し且つ同軸状に配置された、第２の横磁場高周波コイルをさらに含む、請求項３７に記載のプローブ。
【請求項３９】
ａ）静磁場を生じさせるマグネットと、
ｂ）前記サンプルをサンプル測定室内の静磁場に配置するためのサンプルホルダと、
第１の横磁場高周波コイルであって、
各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された、１対のほぼ横のシートコンダクタとを含む、
前記サンプルホルダに機械的に結合された第１の横磁場高周波コイルとを有する、
前記マグネットの孔内に配置された核磁気共鳴プローブ、とを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するための核磁気共鳴分析器。
【請求項４０】
前記サンプルホルダに機械的に結合されており、そして前記第１のコイルに対して実質的に直交し且つ同軸状に配置された、第２の横磁場高周波コイルをさらに含む、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４１】
ａ）核磁気共鳴プローブ内に形成されたサンプル測定室内にサンプルを配置するステップであって、前記プローブは高周波コイルを含み、前記高周波コイルは
各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された、１対のほぼ横のシートコンダクタとを含む、ステップと、
ｂ）前記核磁気共鳴プローブを核磁気共鳴分析器のマグネットの孔内に配置するステップと、
ｃ）前記マグネットおよび前記高周波コイルを用いて、サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するステップとを含む、
核磁気共鳴測定方法。
【請求項４２】
ａ）１対の縦に離間配置されたほぼ横の導電シートリングを形成するステップと、
ｂ）前記リングを電気的に相互接続する複数個のカールシート縦コンダクタを形成するステップとを含む
核磁気共鳴用高周波コイルの製造方法。
【請求項４３】
ａ）導電シート上にコイルパターンを形成するステップであって、前記パターンは複数個のほぼ縦のコンダクタと前記縦コンダクタを相互接続する１対のほぼ横のコンダクタとを区画している、ステップと、
ｂ）前記シートを縦軸の周りに巻いて各横コンダクタにリング形状を与えるステップと、
ｃ）各縦コンダクタをカールしてチューブ状縦部分を含む形状にするステップとを含む、
核磁気共鳴用高周波コイルの製造方法。
【請求項４４】
前記チューブ状縦部分の横寸法が前記リング形の横コンダクタの横寸法の少なくとも５分の１よりも小さくなるように、前記カーリングステップを実施することを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
各縦コンダクタをカーリングするステップは、
ａ）各縦コンダクタを縦カーリング部材の縦スロット内に取り付けるステップと、
ｂ）各縦コンダクタを前記カーリング部材のまわりでカールするステップとを含む、
請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
ａ）コイルを定位置に保持する支持体と、
ｂ）前記支持体上に装着された縦に細長いカーリング部材とを含み、
前記カーリング部材は、前記縦コンダクタを挿入して定位置に取り付けできるような寸法の縦スロットを有しており、
前記スロットは前記縦コンダクタを受けるための開口先端を有しており、それによって前記縦コンダクタを当該スロット内に取り付けでき、
前記カーリング部材はその縦軸の周囲に回転自在であり、前記縦コンダクタを前記スロットに取り付けた状態で前記カーリング部材が回転して前記縦コンダクタを前記カーリング部材のまわりでカールする、
核磁気共鳴高周波コイルの縦コンダクタをカールするためのシートカーリングツール。
【請求項４７】
前記支持体が、
ａ）第１のほぼ横のプレートと、
ｂ）前記第１のプレートに対して縦に離間配置され且つそれ自体を貫通する１対の縦孔を有する第２のほぼ横のプレートと、
ｃ）前記第２のプレートの前記第１のプレートに関する縦移動をガイドして前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に前記コイルを取り付けるための、前記第１のプレートに結合され且つそれぞれ前記１対の縦孔を貫通して延びる１対の縦ガイドとを含む、
請求項４６に記載のシートカーリングツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴器（ＮＭＲ）に関し、特に、ＮＭＲ用高周波（ＲＦ）コイルおよびコイルアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析器は典型的には静磁場Ｂ0を生じる超伝導マグネットと、前記磁場Ｂ0と直交する時間変化磁場Ｂ1を生じ且つ印加された磁場へのサンプルの応答を検知するための１個またはそれ以上の特定目的高周波（ＲＦ）コイルとを含む。各ＲＦコイルは、サンプル中に存在する当該核のラーモア周波数で共鳴する。ＲＦコイルは、典型的にはＮＭＲプローブの一部として提供され、試験管またはフローセル中に置かれたサンプルの分析に使用される。静磁場Ｂ0の方向は一般にｚ軸と呼ばれ、一方、ｚ軸と直交する平面は、一般にｘ−ｙまたはθ平面と呼ばれる。下記の説明において、「縦」という言葉は通常ｚ方向を指すために使用され、一方、「横」という言葉はθ方向を指すために使用される。
【０００３】
ＮＭＲに使用される従来のＲＦコイルは、らせんコイル、サドル状コイル、共鳴キャビティおよびバードケージ共鳴器を含む。バードケージ共鳴器についての情報を得るには、たとえば下記特許文献１、下記特許文献２および下記特許文献３を参照されたい。サドル状コイルおよび他のコイルについての情報を得るには、たとえば下記特許文献４、下記特許文献５、下記特許文献６、下記特許文献７、下記特許文献８、下記特許文献９、下記特許文献１０および下記特許文献１１を参照されたい。
【０００４】
ＮＭＲコイルによって達成される測定感度は、コイル特性係数Ｑおよびその充填係数（フィルファクター）ｎと共に増加する。特性係数Ｑは、コイルロスを減少させることにより最大化できる。充填係数ｎは、サンプルに対するコイル寸法を小さくすることにより増大させ得る。同時に、サンプルに対するコイル寸法を小さくすると、磁場の不均一性が増す。ＲＦ磁場の不均一性は、測定感度に悪い影響を与える。さらに、コイルデザインとコイルの大きさとは、コイルを所望の周波数範囲内で共鳴させねばならないことにより限定される。目的とする共鳴周波数は、目的とする核と印加する静磁場Ｂ0の強さとにより決定される。
【０００５】
従来のコイルの導電部は、典型的には、丸い横断面を有するワイヤかまたは薄いシートからなる導電パターンにより形成されている。シートからなるコイルは、一定のコイル寸法と共鳴周波数に対し、比較的高い分散キャパシタンスを有し、従って比較的低いインダクタンスを有しうる。典型的なシートコンダクタコイルにより達成できる測定感度は、コイルロスにより制約される。
【０００６】
ＮＭＲプローブは多数のＮＭＲコイルを含んでよく、ＮＭＲコイルのそれぞれは異なる当該核のＮＭＲ測定を行うようにチューニングされている。たとえば、あるＮＭＲプローブはプロトンについてＮＭＲ測定を行う１個のコイルと、13Ｃまたは15Ｎのような他の対象とする核のＮＭＲ測定を行うもう１個のコイルとを含むことができる。このようなＮＭＲプローブにおいて、１個のコイルのデザインは、他のコイルの測定能力に影響を与える。２個のコイル間のカップリングを減らすために、これらのコイルは直角（クワドラチャ）状に配置され、その結果これらのコイルによって生じる磁場は互いに直交する。この構成は、コイル間の相互インダクタンスを最小にする。
【０００７】
コイルコンダクタに磁化率補償ワイヤまたはシートを使用することにより、静磁場およびＲＦ磁場の均一性を向上させることができる。サンプル付近での磁化率の急変は、サンプル領域における磁場均一性を大いに低下させる。磁化率補償コイルは、一般には空気または真空であるコイル環境の磁化率と等しい磁化率を有する。磁化率補償シートコイルは、２層またはそれ以上の多層のサンドイッチにより形成できる。その場合の複数層の材料および厚さは、コイルにとって所望の効果的な磁化率を生じるように選択される。たとえば、常磁性層と反磁性層とを共に積層すると、単一層それぞれの磁化率よりも絶対値においてきわめて低い効果的な磁化率を生じ得る。磁化率補償を効果的に行うためには、ＲＦコイル厚さが制限される。たとえばゼロに近い効果的なコイル磁化率を達成するには、比較的薄いシートが必要であろう。磁化率補償ＮＭＲコイルに関するさらなる情報については、下記特許文献１２および下記特許文献１３を参照されたい。
【０００８】
上記の説明から明らかなように、ＮＭＲに使用するＲＦコイルのデザインは、多数のパラメータにより高度に制約される。ＲＦコイルまたはコイルアセンブリの測定感度を最大化するには、種々のデザインパラメータの効果をバランスよくしなければならない。システムデザイナーに大きなデザインフレキシビリティを与えるコイルデザインは、感度の高いＭＮＲシステムを可能にするであろう。
【特許文献１】
米国特許第４，６９２，７０５号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，２３６，２０６号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，２８５，１８９号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，３９８，１４９号明細書
【特許文献５】
米国特許第４，３８８，６０１号明細書
【特許文献６】
米国特許第４，５１７，５１６号明細書
【特許文献７】
米国特許第４，６４１，０９８号明細書
【特許文献８】
米国特許第４，８４０，７００号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，１９２，９１１号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５，８１８，２３２号明細書
【特許文献１１】
米国特許第６，２０１，３９２号明細書
【特許文献１２】
米国特許第３，０９１，７３２号明細書
【特許文献１３】
米国特許第６，０５４，８５５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ＲＦロスを減らし、ＮＭＲ測定感度を向上させ、磁場均一性を向上させる高周波コイルおよびコイルアセンブリを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ＮＭＲプローブおよび分析器のための高周波コイルは、１対の縦に離間配置されたほぼ横のリング状コンダクタを相互接続する複数個の丸縁縦コンダクタを含む。現在の好ましい実施形態において、各丸縁縦コンダクタは、チューブ状または円筒状部を含むほぼ縦のカールシートから形成される。カールシートおよび横リング形コンダクタは、単一の磁化率補償シートから形成できる。他の実施形態において、各縦コンダクタは、チューブ状ソリッドワイヤから形成される。ＲＦコイルは、バードケージコイルまたはサドル形コイルであってもよい。丸縁シートコイルは、この丸縁コイルに直交し且つ同軸状に配置された追加高周波コイルを含むコイルアセンブリの一部として提供することができる。
【００１１】
横シートコンダクタは比較的大きい分散キャパシタンスを提供し、一方、丸形縦コンダクタはコイルロスを減らし且つ直交する磁場に対する透過性を増加させることができる。コイル縁をコイルウインドウの周囲で丸くすることにより、コイル縁でのＲＦ電流の集中を減らし、それによってコイル内のＲＦロスを減らすことができる。ＲＦロスが減少すると、測定感度が向上する。縦コンダクタの丸い形状もまた、追加直交コイルにより生じる磁場に対する縦コンダクタの透過性を増加させることができる。
【００１２】
回転自在のスロット入り縦カーリング部材を含むシートカーリングツールを用いると、単一シートから丸形コンダクタコイルを簡単に製造できる。カーリング部材は、カールされるべきシートコンダクタを保持するための、カーリング部材に沿って延びる縦スロットを有している。スロットの終端は、カーリング部材の縦端部の開口先端に存在する。開口先端は、シートコンダクタをカーリング部材内へ挿入し、またカーリング部材から抜き出すことを可能にする。カーリング部材は、２個の縦に離間配置されたほぼ横の平行なプレートを有する支持体上に装着されている。２個のプレートの一方の上に１対の縦ガイドが装着されている。縦ガイドは他方のプレートの対応する孔を貫通しており、それによって２枚のプレートは縦に滑動して両プレート間に配置されたパターンシートを把持することができる。いったんシートが固着されると、パターンシートのウイングがカーリング部材の縦スロット内に挿入され、カーリング部材がその縦軸の周囲に回転されてウイングを円筒状にカールする。
【００１３】
上記本発明の局面および特徴は、添付図面を参照した下記の詳細な説明によりよりよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
下記の説明において、引用した部材および構造は、一体構造または一体構造の一部として形成されるかまたは多数の別々の構造から形成されていてもよい。「カールされた」すなわち「丸形」コンダクタは、コンダクタが属するコイルの全体的曲率半径よりも小さい曲率半径を有する少なくとも一部分を含むものと理解される。「カールされた」すなわち「丸形」コンダクタは、シートの厚さよりも大きいカールまたは丸形の曲率半径を有するものと理解される。コイルはサンプルホルダに機械的に連結されているという文章は、コイルがサンプルホルダに固定状態で保持されているという意味である。このようなコイルは、中間支持構造を介してターゲットホルダに間接的に連結されていてもよい。第１コイルが第２コイルに対し直交状態に配置されているということは、第１および第２コイルにより形成される磁場が互いにほぼ直交することを意味する。第１コイルは第２コイルに対し同軸状に配置されているということは、これらの２個のコイルがほぼ一致する縦（長手方向の）軸を有するという意味である。「リング」という用語は、スロットを有する（不連続の）リングおよび断面が円形でないリングを含むものと理解される。「チューブ」という用語は、ソリッド（中実）チューブ（たとえばワイヤ製チューブ）および中空チューブ（カールしたシートで形成したチューブ）を含むものと理解される。
【００１５】
次に、本発明の実施形態を例を介して説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
図１は、本発明による核磁気共鳴（ＮＭＲ）分析器１２の概略図である。分析器１２は、マグネット１６と、マグネット１６の孔内に挿入されたＮＭＲプローブ２０と、マグネット１６およびプローブ２０とに電気的に接続された制御/取得システム１８とを含む。プローブ２０は、サンプル２２の測定時に目的とするサンプル２２を保持する従来のサンプルホルダすなわちサンプル保持部材を含む。プローブ２０は、フロースループローブまたは静止サンプルプローブであってもよい。フロースループローブにおいては、サンプル２２は典型的にはフローセル内に保持される。静止サンプルプローブでは、サンプル２２は、典型的には試験管内に保持される。
【００１６】
マグネット１６は、サンプルに静止縦磁場Ｂ0を印加する。制御/取得システム１８は、プローブ２０に所望の高周波パルスを与え且つプローブ２０内のサンプルの核磁気共鳴特性を示すデータを取得する電子部材を含む。プローブ２０はサンプル２２に横高周波磁場Ｂ1を印加するための、および/または印加された磁場に対するサンプルの反応を測定するための１個またはそれ以上の高周波（ＲＦ）コイル（共鳴器）３０ａ―ｂを有するコイルアセンブリを含む。同一コイルを、ＲＦ磁場を印加するためと印加された磁場に対するサンプルの反応を測定するためとの両方に使用できる。または、１個のコイルをＲＦ磁場の印加に使用し、もう１個のコイルを印加された磁場に対するサンプルの反応を測定するために使用してもよい。
【００１７】
各ＲＦコイル３０ａ―ｂは、サンプル２２に電磁的に結合されており、且つ制御/取得システム１８に電気的に接続されている。ＲＦコイル３０ａ―ｂは、好ましくはプローブ２０の縦軸に対し同軸状に配置されている。ＲＦコイル３０ａ―ｂは、好ましくは互いに直交して配置され且つ互いに直交する横磁場を生じる。各ＲＦコイル３０ａ―ｂは、目的とするＮＭＲ測定に影響しないように選択された水晶やサファイヤのような材料からなる支持体上に装着され得る。
【００１８】
各ＲＦコイル３０ａ―ｂは、異なる共鳴周波数を有することができる。たとえば、コイル３０ａ―ｂの１個は、1ＨのＮＭＲ測定を行うために同調され、他方は13ＣのＮＭＲ測定のために同調されていてもよい。コイル３０ａ―ｂは、一般に、19Ｆや31Ｐのような他の目的とする核の測定に使用できる。この実施形態において、下記に説明する、内側の丸形シートによるコイル３０ａは、1ＨのＮＭＲ測定を行うために使用され、また外側の直交ワイヤコイル３０ｂは、13ＣのＮＭＲ測定を行うために使用される。この実施形態において、外側のワイヤコイル３０ｂは、磁化率補償ワイヤにより作られた従来のサドル形コイルである。
【００１９】
図２−Ａは、本発明の好ましい実施形態による丸形シート高周波（ＲＦ）コイル３０ａの導電部の等角投影図である。コイル３０ａの導電部は、図２−Ｂに示された円筒状誘電支持体６０上に装着されている。図２−Ａに戻ると、コイル３０ａは、導電性中心構造３２と、この中心構造３２の縦方向両側に配置された１対の円筒状導電性フローティングシールド３４ａ―ｂとを含む。各シールド３４ａ―ｂの中心軸は、中心構造３２の縦中心軸と一致している。測定室３６が、中心構造３２の中心のシールド３４ａ―ｂ間に形成されている。測定室３６は、フローセルの円筒状サンプルチューブに保持された目的とするＮＭＲサンプルを次々に収容する。シールド３４ａ―ｂは、測定室３６に隣接するシールド３６ａ―ｂ表面の少なくとも一部分に沿って中心構造３２に結合されている。シールド３４ａ―ｂは、コイルリードまたは他の導電構造からのＲＦピックアップによるＮＭＲサンプルの寄生励起を減少させ且つ望まない外部電界からＮＭＲサンプルをシールドする役割を果たす。シールド３４ａ―ｂはまた、コイル３０ａに追加の分散キャパシタンスを与える。
【００２０】
中心構造３２は、測定室３６から遠ざかりシールド３４ａの先端に向かって縦に延びる１対の外側縦リード３８ａ−ｂを含む。リード３８ａ−ｂは、制御/測定エレクトロニクス１８（図１参照）に電気的接続させる。中心構造３２はさらに、１対のリング状横コンダクタ（リング）４０ａ−ｂと、リング４０ａ−ｂを相互接続する４個１組の端部丸形縦コンダクタ５２ａ−ｄとを含む。
【００２１】
リング４０ａ−ｂは、測定室３６に関して反対側に配置されており、且つシールド３４ａ―ｂの近接端の周囲に配置されている。リング４０ａは、それを貫通する１対の縦空隙４４ａ−ｂを有する。空隙４４ａ−ｂは、リング４０ａの反対側に位置する。リング４０ａを別個の弓形リングセクション４６ａ−ｂに分けるために、空隙４４ａ−ｂはリング４０ａの縦長さ全体にわたって延びている。空隙４４ａ−ｂは、電流がリング４０ａの全円周にわたって流れることを防ぐ。リング４０ｂは、それを貫通する１対の縦空隙４８ａ−ｂを有する。空隙４８ａ−ｂは、リング４０ｂの軸に関して反対側で、空隙４４ａ−ｂに対してほぼ９０度をなして位置する。リング４０ａを別個の弓形リングセクション５０ａ−ｂに分けるために、空隙４８ａ−ｂはリング４０ｂの縦長さ全体にわたって延びている。空隙４８ａ−ｂは、電流がリング４０ｂの全円周にわたって流れることを防ぐ。
【００２２】
複数個の細長い、縦カールシート導電セグメント（桟、コンダクタ）５２ａ−ｄは、リング４０ａ−ｂを相互接続している。縦セグメント５２ａ−ｄは、リング４０ａ−ｂ間の測定室３６に沿って延びている。縦セグメント５２ａ−ｄは、チューブ状で、好ましくは円筒状の閉鎖型縦コンダクタである。各縦セグメント５２ａ−ｂは、セクション４６ａをセクション５０ａ−ｂにそれぞれ連結している。各縦セグメント５２ｃ−ｄは、セクション４６ｂをセクション５０ａ−ｂにそれぞれ連結している
好ましくは、各縦セグメント５２ａ−ｄは、リング４０ａ−ｂの外側で、リング４０ａ−ｂに関して横方向外側に配置されている。各セグメント５２ａ−ｄは、外向きにカールしており、各セグメント５２ａ−ｄの曲率の符号は、対応するリングセクション４６，５０のそれの逆であることが好ましい。セグメント５２ａ−ｄとリング４０ａ−ｂとを形成するシートの曲率は、セグメント５２ａ−ｄとリング４０ａ−ｂとの間のインタフェースにおいて符号が変わる。したがって、コイル３０ａは、異なる曲率の２領域、すなわち比較的大きい曲率半径を有する、リング４０ａ−ｂによって限定された横コンダクタ領域と、比較的小さい曲率半径を有し且つ逆の曲率符号を有する、セグメント５２ａ−ｄによって限定された縦コンダクタ領域とを有する。セグメント５２ａ−ｄを外側に配置することによって、コイルの製造が比較的容易になる。これとは逆に、縦セグメント５２ａ−ｄを内側にカールさせてリング４０ａ−ｂの内側に配置してもよい。
【００２３】
リング４０ａ−ｂおよびセグメント５２ａ−ｄは横（ｘまたはｙ）方向に沿ってＲＦ磁場５４を形成するために、その方向に沿って互いに向き合う２個のループを形成している。電流は２個のループを同一方向（時計回りまたは反時計回り）に通り抜け、その結果２個のループにより形成されたＲＦ磁場は互いに強め合う。外部電圧がリード３８ａ−ｂに印加されると、電流は、リード３８ａからリングセクション４６ａ、縦セグメント５２ａ−ｂを通り、リングセクション５０ａ−ｂ、縦セグメント５２ｃ−ｄおよびリングセクション４６ｂを通りリード３８ｂへ流れる。コイル３０ａを流れる電流は図２−Ａに矢印５４で示された横ＲＦ磁場を生じる。
【００２４】
リング４０ａ−ｂと縦コンダクタ５２ａ−ｄとを含む中心構造３２は、単一の薄い磁化率補償シートから形成される。この実施形態において、中心構造３２とシールド３４ａ―ｂとは、厚さ約０．００２インチの磁化率補償パラジウムメッキ銅で作られている。一般に、中心構造３２およびシールド３４ａ―ｂには、アルミニウム、プラチナ、銅およびこのような材料の積層が適している。たとえば、Ａｌ−Ｃｕの磁化率補償サンドイッチが使用できる。逆の符号の磁化率を有する他の材料は、空気または真空の磁化率と等しいコイル３０ａの磁化率を生じさせるために使用できる。
【００２５】
本実施形態において、リング４０ａ−ｂとシールド３４ａ―ｂとの全体的な横寸法は、１ｃｍのオーダであり、各縦コンダクタ５２ａ−ｂの横寸法は約１ｍｍである。典型的なＮＭＲ適用には、コイル３０ａの横コイルサイズは数ｍｍから数ｃｍの範囲が可能であり、縦コンダクタ５２ａ−ｂの横寸法は１０分の数ｍｍから数ｍｍの範囲が可能である。縦コンダクタ５２ａ−ｂとリング４０ａ−ｂとの縦長さは数ｃｍのオーダであってもよい。
【００２６】
各縦コンダクタ５２ａ−ｄのチューブ状部の横寸法と曲率半径とは、リング４０ａ−ｂの横寸法および曲率半径よりもきわめて小さい（たとえば１/５より小さいかまたは１/１０より小さい）ことが好ましい。同時に、各縦コンダクタ５２ａ−ｄの曲率半径は、その縦コンダクタを形成しているシ−トの厚さよりも大きい。縦コンダクタ５２ａ−ｄの横寸法を小さくすると、縦コンダクタ５２ａ−ｄが外側直交ＲＦコイル３０ｂにより生じる磁場を妨害する程度が小さくなり、外側直交ＲＦコイル３０ｂの感度が改善できる。同時に、縦コンダクタ５２ａ−ｄの境界特性の横寸法を過度に小さくすると、縦コンダクタ５２ａ−ｄのいずれかの鋭利な縁にＲＦ電流が集中するため、縦コンダクタ５２ａ−ｄにおけるＲＦロスが大きくなる。
【００２７】
図２−Ｂは、コイル３０ａの導電部を支持するのに適した誘電コイル支持体６０の等角投影図である。支持体６０は、中空円筒状シェルの形状を有しており、サンプルチューブまたは目的とするフローセルを受容する縦内孔６６を有している。内孔６６は、支持体６０の上端から下端まで延びている。支持体６０は縦外表面６２と縦内表面６４とを有している。シールド３４ａ―ｂ（図２−Ａに示す）は内表面６４に取り付けられ且つ内表面６４に接している。リング４０ａ−ｂおよびリード３８ａ―ｂ（図２−Ａに示す）は、外表面６２に取り付けられ且つ外表面６２に接している。支持体６０は、好ましくは水晶やサファイヤなどのＮＭＲ測定に干渉しない誘電体材料からなる。支持体６０は、その縦方向の両端がコイル３０ａを含むプローブの構造に取り付けられている。
【００２８】
コイル３０ａの導電部のための他の誘電支持体は、複数個の細い縦ロッドを含んでいてもよく、その場合の各ロッドは、縦コンダクタ５２ａ−ｄの１個の内部を貫通し且つ内部に接する。ロッドは、図２−Ｂに示したような内部円筒状誘電支持体に取り付けられた横端部構造により支持されてもよい。このようなロッドは、コイル３０ａの製造時に縦コンダクタ５２ａ−ｄをロッドの周りに回転させるのに役立つ。
【００２９】
図３−Ａは、コイル３０ａと組み合わせてコイルアセンブリにおいて使用するのに適した、従来のマルチターンサドル形ＲＦコイル３０ｂの導電部の概略等角投影図である。図３−Ａのコンダクタは、従来の磁化率補償サドル形ワイヤであってもよい。コイル３０ｂが生じる横ＲＦ磁場の方向は、矢印７８によって示されている。コイル３０ｂが生じる磁場は、コイル３０ａが生じる磁場と直交する。
【００３０】
図３−Ｂは、コイル３０ｂのコンダクタを支持するのに適した従来のコイル支持体８２の等角投影図である。コイル支持体８２は、２個の平行な横装着プレート８６ａ−ｂと横装着プレート８６ａ−ｂを連結する複数個の縦ロッド８８とを含む。装着プレート８６ａ−ｂは、コイル３０ａと目的とするサンプルとを受け入れる内側コイルスペース９０を形成する、対応して直線上に並んだ中心孔を有している。縦ロッド８８は、装着プレート８６ａ−ｂの中心孔の周囲に配置されている。図３−Ａに示されたワイヤの各縦コンダクタは、１個または多数個の点において縦ロッド８８の１個に取り付けられている。装着プレート８６ａ−ｂは、コイル３０ｂを含むプローブの構造に取り付けられている。
【００３１】
図４−Ａおよび４−Ｂは、内側カールシートコイルおよび外側ワイヤコイルを含むコイルアセンブリと、２個のコイルにより生じた磁場を示す合成的に形成された磁場の向きの線との横断面図である。図４−Ａは内側カールシートコイルにより生じた磁場を示し、図４−Ｂは外側ワイヤコイルにより生じた磁場を示す。磁場の向きの線は、コイルアセンブリによって区画された測定室を貫通するほぼ中央横断面に対応する。磁場計算は、横コイル寸法がＲＦ電界の波長よりもきわめて小さいと仮定して、図４−Ａおよび４−Ｂに示された形状に配置された非常に長い縦コンダクタについてなされている。図示目的のために、８００ＭＨｚの周波数が数十センチメートルの波長に対応しているが、これは、１ｃｍのオーダである典型的な横コイル寸法よりもきわめて大きい。
【００３２】
図４−Ｃおよび４−Ｄは、先行技術の内側フラットシートコイルと先行技術の外側ワイヤコイルとを含むコイルアセンブリの横断面図である。内側コイルは比較的フラットですなわちカールされていない。内側コイルの縦コンダクタの曲率半径は、コイル全体の横半径に等しい。図４−Ｃは内側フラットシートコイルにより生じた磁場を示し、図４−Ｄは外側ワイヤコイルにより生じた磁場を示す。図示された磁場の向きの線は、上記の図４−Ａおよび４−Ｂに関する非常に長いコンダクタと小さいコイル寸法との仮定を用いて計算された。図４−Ｃおよび４−Ｄについて述べた「先行技術の」という語は、図に示された特別の磁場の向きの線の計算よりもむしろ示された一般的なコイル形状を意味する。
【００３３】
図４−Ｄに示されたように、内側フラットシートコイルにより提供された比較的大きい表面積は、外側ワイヤコイルにより生じた磁場の測定室への侵入を制限する。したがって、内側フラットシートコイルは、外側ワイヤコイルで達成される感度を大いに制限し得る。さらに、内側フラットシートコイルの比較的鋭利な縁は、電流をこれらの縁に集中させる。電流の集中によりＲＦロスが大きくなり、したがって内側フラットシートコイルの感度を低下させる。
【００３４】
この好ましい実施形態において、図２−Ａに示された縦コンダクタ５２ａ−ｄは、カール（丸形）シートコイルの少なくとも一部からなる。図４−Ａおよび図４−Ｂに示したように各セグメント５２ａ−ｄの外部境界は、丸い形状を有している。好ましくは、セグメント５２ａ−ｄの外部境界は円形または円形に準ずる形状を有し、鋭利な縁を含まない。円形に準ずる形状とは間隙を有する円のように完全に閉じていない円を含み得る。
【００３５】
再度図２―Ａを参照して、測定室３６周囲のコイル３０ａの窓およびスロットの周縁を丸形にすると、測定室３６のＲＦ場の均一性を向上できるとともに、コイル３０ａによるＲＦパワーの消散を減らすことができる。鋭利な縁を有する比較的フラットなシートにおいて、ＲＦ電流は、シート縁に集中しがちである。この電流集中によって、印加されたＲＦパルスに対するＲＦパワーロスが増加し且つ測定感度が低下する。丸形縁コイルにおいては、ＲＦ電流が比較的均一に分散される。比較的均一な電流分散によって、パワーのロスが減少し、測定感度が増す。コイル縁を丸形にすることによって達成されるコイル効率の向上は、所望するならば磁場の均一性と交換（トレード・オフ）できる。たとえば、コイル３０ａの全体的な横寸法を増すことにより、コイル３０ａに関する感度が低下するが、両方のコイル３０ａ−ｂに対応する磁場の均一性を増すことも可能である。
【００３６】
コイル３０ａを製造するために、まず、所望の材料のフラットなシートにおいて適切なパターンが公知の方法で切断される。フラットなパターンはガラスまたは水晶チューブの周囲に巻き付けられてコイル３０ａの端部リング４０ａ−ｂを形成する。それによって、巻かれたコイルは、１組のフラットな縦セクションすなわちウイングを有し、これらはカールされて縦コンダクタ５２ａ−ｄを形成する。コイルは下記のシートカーリングツールに挿入され、シートカーリングツールは、フラットな各縦セクションをカールしてチューブ状コンダクタにするのに使用される。
【００３７】
図５は、本発明の好ましい実施形態によるシートカーリングツールの等角投影図である。カーリングツール１２０は、支持体１２４と、支持体１２４上に装着された縦長のカーリング部材１３０とを含む。支持体１２４は、２個の平行なほぼ横方向のプレート１３２ａ−ｂと、下部プレート１３２ｂに装着された２個の平行な縦ガイドすなわちレール１３４ａ−ｂと、上部プレート１３２ａに連結された高さ制御部１３６とを含む。上部プレート１３２ａには、２個の縦孔が貫通形成されている。これらの孔の寸法は、ガイド１３４ａ−ｂが上部プレート１３２ａを貫通して滑動できるように決定されている。高さ制御部１３６は、上部プレート１３２ａ内に突入してガイド１３４ａに接触し、それによって上部プレート１３２ａを下部プレート１３２ｂに対する位置にロックできるネジである。ガイド１３４ａ−ｂの長さは、製造すべきコイルの高さよりも大きい。
【００３８】
カーリング部材１３０は、上部プレート１３２ａを貫通して着脱自在に装着され得る。カーリング部材１３０は、細長い円柱形状を有しており、カーリング部材１３０の先端（上端）から近接端（下端）まで延びる細い縦スロット１５０を有している。スロット１５０の幅は、カールされるシートがスロット１５０にしっかりと嵌め込まれるように選択されている。たとえば、カールされるシートの厚さが０．００２インチである本実施形態においては、シートをカールするために使用される対応するスロット１５０は、０．００４〜０．００５インチの厚さを有する。カーリング部材３０の直径は、カールされた縦コイルコンダクタの所望の直径と等しいように選択される。回転自在のカーリング制御部すなわちノブ１７０は、カーリング部材１３０に取り付けられている。ノブ１７０は、カーリング部材１３０の縦軸まわりの回転を制御するために使用される。
【００３９】
シートカーリングツール１２０の作動を開始するために、制御部１３６をゆるめて上部プレート１３２ａをガイド１３４ａ−ｂから取り外す。次にコイル３０ａを下部プレート１３２ｂ上に配置し、上部プレート１３２ａをガイド１３４ａ−ｂ上に下降させる。コイル３０ａは、円筒状ガラス支持体６０の周囲に巻き付けたシートコンダクタを含んでいる。このシートコンダクタは、巻かれた本体から延びる４個のフラットな縦セクションすなわちウイングを含む。分かり易くするために、図５にはフラットな縦セクションは図示されていない。コイル３０ａをプレート１３２ａ−ｂ間に固定すると、上部プレート１３２ａの下部プレート１３２ｂに関する縦方向移動を防ぐために制御部１３６を上部プレート１３２ａ内にねじ込む。
【００４０】
次にカーリング部材１３０を上部プレート１３２ａから挿入し、カーリング部材１３０を定位置に下降させながら、コイル３０ａのフラットな縦セクションの１個をスロット１５０に挿入する。次にカーリング部材１３０をその縦軸のまわりに回転させ、コイル３０ａのフラットセクションをカーリング部材１３０の周囲でカールさせる。このカーリングステップにおいて、コイル３０ａの横リングを回転させてもよい。フラットセクションをカールしてチューブが形成されると、チューブの２つの縦側部を１滴の接着ハンダを用いて互いに固着できる。次にカーリング部材１３０をチューブから縦方向に抜き出し、コイル３０ａを回転させて別のフラットセクションをカーリング位置に配置し、前記ステップを繰り返す。
【００４１】
図６は、本発明の他の実施形態による丸形シートＲＦコイル２３０の中心横断面図である。コイル２３０は、対称的に配置された４個の縦コンダクタ２５２を含む。コンダクタ２５２は、図２−Ａに示した横リングを含む大きいシートの一部である。図６を再度参照すると、各コンダクタ２５２は、丸形のチューブ状部２７０とそれに隣接するほぼフラット部（ストリップ）２７２とを含む。コイル２３０により生じるＲＦ磁場の方向は、矢印２５４で示されている。チューブ状部２７０により提供される丸い縁によって、コイル２３０におけるコイルパワーのロスを減らすことができる。ストリップ２７２はコイル２３０により生じる磁場をほとんど妨害しない。フラット部を有するコイルは、別の直交コイルを含まないプローブにおける使用に特に適している。直交コイルを含むプローブの磁場はフラット部により妨害される。
【００４２】
図７は、本発明の他の実施形態による丸形シートＲＦコイルの中心横断面図である。コイル３３０は、対称的に配置された４個の縦コンダクタ３５２を含む。コンダクタ３５２は、図２−Ａに示した横リングを含む大きいシートの一部である。図７を再度参照すると、各コンダクタ３５２は、カール部３７０とそれに隣接するフラット部（ストリップ）３７２とを含む。コイル３３０により生じるＲＦ磁場の方向は、矢印３５４で示されている。カール部３７０は、１８０度以上カールしており、コイル３３０の縦縁をコイル３７０の前部ウインドウにおける高磁場領域からコイル３３０側の低磁場領域へ移すことができる。
【００４３】
本発明のコイルは必ずしも４個の縦コンダクタを有する必要はない。特に所望のコイルの形状およびコイルの巻き数に応じて、４個よりも少数または多数の縦コンダクタを使用してもよい。さらに、カールシート縦コンダクタの代わりに、丸形断面を有するソリッドワイヤ縦コンダクタを使用してもよい。異なる磁化率を有する多数の同心材料からなる磁化率補償ワイヤは、当技術において公知である。このようなワイヤコンダクタは、図２−Ａに示したリングのようなシート状横リングに取り付けることができる。フラットなシート状横コンダクタは比較的高い分散キャパシタンスを提供し、また丸形ワイヤ縦コンダクタはコイルの鋭利な縁の周の長さを減らし且つコイルの直交磁場に対する透過率を増すことができる。同時にワイヤコンダクタとシートリングとの間のアタッチメントインタフェースは、コイルにおけるさらなるＲＦロスを生じ得る。さらに、ワイヤコンダクタをシートリングに取り付ける必要のあるコイルは、図２−Ａに示したコイル形状よりも製造しにくい。
【００４４】
図８−Ａ〜８−Ｃは、本発明による３個の丸形コンダクタＲＦコイル４３０ａ−ｃの中心横断面図である。コイル４３０ａ−ｃは、それぞれ、複数個の縦ソリッドワイヤコンダクタのセット４５２ａ―ｃを含む。縦コンダクタ４５２ａ―ｃは、端部において図２−Ａに示したような横シートコンダクタに取り付けられる。図８−Ａ〜８−Ｃを再度参照すると、コイル４３０ａ―ｃにより生じる磁場の方向は、それぞれ矢印４５４ａ―ｃにより示されている。特別のコイル設計を望むならば、多数の丸形縦コンダクタを使用してもよい。
【００４５】
図９は、本発明によるカールシートバードケージＲＦコイル５３０の導電部の等角投影図である。コイル５３０は、導電中心構造５３２と、この中心構造５３２に容量結合されている１対のシールド５３４とを含む。中心構造５３２は、１対のスロット付き横導電リング５４０ａ―ｂと、前記リング５４０ａ―ｂを相互接続した複数個のカールシート縦コンダクタ５５２と、リング５４０ｂに連結された２対の対向して離間配置された導電リード５３８とを含む。
【００４６】
中心構造５３２は、円の周囲に９０度の間隔で装着された４個の別々のコンダクタにより形成されている。リング５４０ａは、４個の縦スロットにより分離された４個の別々の導電セクション５５６を含む。同様に、リング５４０ｂは、４個の縦スロットにより分離された４個の別々の導電セクション５５８を含む。各セクション５５６は、縦コンダクタ５５２を介して対応して直線状に並んだセクション５５８に連結されている。各導電リード５３８は、対応するセクション５５８に連結されている。コイル５３０は、リード５３８を介して駆動される。２対の対向して離間配置されたリード５３８は、印加された駆動電流における相対的位相シフトにより駆動されてもよい。当業者には明らかなように、実際にはバードケージコイルは４個以上のセクションを含んでよい。
【００４７】
本発明の範囲から逸脱することなく上記実施形態をさまざまに変更できることは、当業者には明らかであろう。丸形コンダクタを有するＲＦコイルは、測定対象が生きている人間の組織すなわち人体部分である磁気共鳴画像（ＭＲＩ）のような磁気共鳴用途に利用できる。本発明のコイルの縦セグメントの外部境界の適切な横断面形状は、楕円や楕円に準ずる形を含む。縦コンダクタの内部横断面は、重大ではない。本発明の丸形コンダクタシートコイルは、従来の直交ワイヤもしくはシートコイル、または別の直交丸形コンダクタシートコイルと組み合わせて使用できる。直交コイルは、丸形コンダクタコイルの外側または内側に配置できる。測定室に隣接する横リング状コンダクタの横側の端部もまた内側または外側にカールすることができる。それによって測定室は、円形縦断面を有する導電トロイドにより境界を限定される。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその法的均等物により決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明によるＮＭＲ分析器の概略図である。
【図２−Ａ】本発明による丸形コンダクタＲＦコイルの導電部の等角投影図である。
【図２−Ｂ】本発明による、図２−Ａの導電部を支持する誘電支持体の等角投影図である。
【図３−Ａ】本発明による、図２−Ａのコイルと結合して使用するのに適した、コイルのサドル形導電部の等角投影図である。
【図３−Ｂ】本発明による、図３−Ａの導電部を支持する支持体の等角投影図である。
【図４−Ａ】本発明による、図２−Ａに示したような内側コイルを含むコイルアセンブリと、内側コイルにより生じた計算された磁場との中心横断面図である。
【図４−Ｂ】本発明による、図２−Ａに示したような内側コイルを含むコイルアセンブリと、外側コイルにより生じた計算された磁場との中心横断面図である。
【図４−Ｃ】先行技術のフラット（カールされていない）シート内側コイルと先行技術の外側ワイヤコイルとを含むコイルアセンブリと、内側コイルにより生じた計算された磁場との中心横断面図である。
【図４−Ｄ】先行技術のフラット（カールされていない）シート内側コイルと先行技術の外側ワイヤコイルとを含むコイルアセンブリと、外側コイルにより生じた計算された磁場との中心横断面図である。
【図５】本発明によるシートカーリングツールの等角投影図である。
【図６】本発明による他の丸形コンダクタＲＦコイルの中心部の中心横断面図である。
【図７】本発明によるさらに他の丸形コンダクタＲＦコイルの中心部の中心横断面図である。
【図８−Ａ】本発明によるさらに他の丸形コンダクタＲＦコイルの中心部の中心横断面図である。
【図８−Ｂ】本発明によるさらに他の丸形コンダクタＲＦコイルの中心部の中心横断面図である。
【図８−Ｃ】本発明によるさらに他の丸形コンダクタＲＦコイルの中心部の中心横断面図である。
【図９】本発明による丸形コンダクタバードケージコイルの１例の等角投影図である。
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図３−Ａ】
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【図３−Ｂ】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図４−Ｃ】
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【図４−Ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−Ａ】
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【図８−Ｂ】
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【図８−Ｃ】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月7日(2003.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）１対の縦に離間配置されたほぼ横の導電シートリングと、
前記リングを電気的に相互接続する複数個のカールシート縦コンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は、前記１対のリングのうちの第１リングに接続された第１端部と、前記１対のリングのうちの第２リングに接続された第２端部とを有しており、且つ前記縦コンダクタの各々は、縦軸のまわりにカールされたほぼ縦の部分を有している、縦コンダクタとを含む、第１横磁場高周波コイルと、
ｂ）前記第１コイルに対して実質的に直交方向に且つ同軸状に配置されており、前記第１コイルとは異なる第２横磁場高周波コイルとを備えた、
核磁気共鳴プローブ用核磁気共鳴コイルアセンブリ。
【請求項２】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項３】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項４】
前記縦コンダクタの各々が前記導電シートリングに対して外側にカールされている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項５】
前記第１コイルが前記第２コイルによって横方向に包囲されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項６】
前記第２コイルが前記第１コイルによって横方向に包囲されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項７】
前記導電シートリングと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項８】
前記単一の導電シートが磁化率補償されている、請求項７に記載のコイルアセンブリ。
【請求項９】
前記縦コンダクタの各々と前記導電シートリングの各々とが磁化率補償されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１０】
前記縦コンダクタの各々の横寸法は、前記導電シートリングの横寸法の少なくとも５分の１よりも小さい、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１コイルが縦円筒状誘電支持体をさらに含み、前記誘電支持体上に前記導電シートリングが装着されている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１２】
前記第１コイルが複数個の縦誘電支持ロッドをさらに含み、各縦コンダクタは前記縦誘電支持ロッドの１つの周囲に近接してカールされている、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１３】
前記第１コイルが、前記導電シートリングに関して内側に配置されており、前記縦コンダクタの縦方向の両側に位置し前記縦コンダクタから遠ざかる方向へ延びる、１対のサンプルシールドをさらに含む、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１４】
前記第１コイルがサドル形コイルであり、前記各リングがスロットを有する、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１５】
前記第１コイルがバードケージコイルであり、前記各リングが連続している、請求項１に記載のコイルアセンブリ。
【請求項１６】
ａ）１対の縦に離間配置されたほぼ横の導電シートリングと、
ｂ）前記リングを電気的に相互接続する複数個のカールシート縦コンダクタであって、前記縦コンダクタの各々はほぼ縦のチューブから形成され、前記縦コンダクタの各々は前記１対のリングのうちの第１リングに接続された第１端部と、前記１対のリングのうちの第２リングに接続された第２端部とを有している、縦コンダクタとを含む、
核磁気共鳴プローブ用高周波コイル。
【請求項１７】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項１６に記載のコイル。
【請求項１８】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項１６に記載のコイル。
【請求項１９】
前記縦コンダクタの各々が前記導電シートリングに対して外側にカールされている、請求項１６に記載のコイル。
【請求項２０】
前記導電シートリングと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項１６に記載のコイル。
【請求項２１】
ａ）各々が、縦軸の周囲にカールされた、ほぼ縦の実質的にチューブ状の部分を有するカールシートを含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）前記縦コンダクタを相互接続する、１対の縦に離間配置されたほぼ横のシートコンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は前記１対の横コンダクタのうちの第１横コンダクタに接続された第１端部と、前記１対の横コンダクタのうちの第２横コンダクタに接続された第２端部とを有している、横コンダクタとを備えた、
核磁気共鳴測定を実施するための高周波コイル。
【請求項２２】
前記縦コンダクタの各々がほぼ円形の横断面を有する、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２３】
前記縦コンダクタの各々がほぼ閉じた横断面を有する、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２４】
前記縦コンダクタの各々が前記横シートコンダクタに対して外側にカールされている、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２５】
前記横シートコンダクタと前記縦コンダクタとが単一の導電シートから形成されている、請求項２１に記載のコイル。
【請求項２６】
ａ）各々が縦のほぼチューブ状の部分を有する、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）前記縦コンダクタを相互接続する１対の縦に離間配置されたほぼ横のシートコンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は前記１対のシートコンダクタのうちの第１シートコンダクタに接続された第１端部と、前記１対のシートコンダクタのうちの第２シートコンダクタに接続された第２端部とを有している、横コンダクタとを備えた、
核磁気共鳴測定を実施するための高周波コイル。
【請求項２７】
前記各縦コンダクタがチューブ形の部分を有する、請求項２６に記載のコイル。
【請求項２８】
前記チューブ形の部分がソリッドワイヤから形成されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項２９】
前記ワイヤが磁化率補償されている、請求項２８に記載のコイル。
【請求項３０】
前記チューブ形の部分が横にカールされたシートから形成されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３１】
前記各縦コンダクタが、前記チューブ形の部分に接続された、カールされていない縦ストリップをさらに含む、請求項３０に記載のコイル。
【請求項３２】
前記チューブ形の部分が円形の横断面を有する、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３３】
前記チューブ形の部分が、前記横シートコンダクタに対して横方向外側に配置されている、請求項２６に記載のコイル。
【請求項３４】
ａ）各々が、ほぼ縦の実質的円筒状部分を有するカールされた磁化率補償シートを含む、２対の平行でほぼ縦のコンダクタと、
ｂ）第１の対の縦空隙により分離された２個の別々の第１セクションを有する第１のほぼ横の弓形磁化率補償シートコンダクタであって、各第１セクションは前記１対の縦コンダクタを電気的に相互接続している、第１シートコンダクタと、
ｃ）第２の対の縦空隙により分離された２個の別々の第２セクションを有する第２のほぼ横の弓形磁化率補償シートコンダクタであって、前記第２シートコンダクタは、前記縦コンダクタに関して前記第１シートコンダクタと縦方向反対側に配置されており、各第２セクションは、前記２対のうちの一方の対の縦コンダクタと前記２対のうちの他の対の縦コンダクタとを相互接続しており、前記縦コンダクタの各々は、前記第１シートコンダクタに接続された第１端部と第２シートコンダクタに接続された第２端部とを有する、第２シートコンダクタ、とを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するためのサドル形高周波コイル。
【請求項３５】
１対の円筒状サンプルシールドをさらに含み、各サンプルシールドは、前記弓形シートコンダクタの１個に関して内側に且つ同軸状に配置されており、前記サンプルシールドは、前記縦コンダクタの縦方向反対側に配置され且つ前記縦コンダクタから遠ざかる方向に延びている、請求項３４に記載のコイル。
【請求項３６】
当該コイルを支持するための円筒状でほぼ縦の誘電支持体をさらに含んでおり、前記支持体は縦内表面と縦外表面とを有しており、前記サンプルシールドは前記内表面上に装着されており、前記第１シートコンダクタと前記第２シートコンダクタとは前記外表面上に装着されている、請求項３５に記載のコイル。
【請求項３７】
ａ）サンプルをサンプル測定室内の静磁場に配置するためのサンプルホルダと、
ｂ）各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された、１対のほぼ横のシートコンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は、前記１対のシートコンダクタのうちの第１シートコンダクタに接続された第１端部と前記１対のシートコンダクタのうちの第２シートコンダクタに接続された第２端部とを有している、１対のほぼ横のシートコンダクタ、とを含む、
前記サンプルホルダに機械的に結合された第１の横磁場高周波コイル、とを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するための核磁気共鳴プローブ。
【請求項３８】
前記サンプルホルダに機械的に結合されており、そして前記第１のコイルに対して実質的に直交し且つ同軸状に配置された、第２の横磁場高周波コイルをさらに含む、請求項３７に記載のプローブ。
【請求項３９】
ａ）静磁場を生じさせるマグネットと、
ｂ）前記サンプルをサンプル測定室内の静磁場に配置するためのサンプルホルダと、
第１の横磁場高周波コイルであって、
各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された１対のほぼ横のシートコンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は、前記１対のシートコンダクタのうちの第１シートコンダクタに接続された第１端部と前記１対のシートコンダクタのうちの第２シートコンダクタに接続された第２端部とを有している、１対のほぼ横のシートコンダクタ、とを含む、
前記サンプルホルダに機械的に連結された第１の横磁場高周波コイルとを有する、
前記マグネットの孔内に配置された核磁気共鳴プローブ、とを備えた、
サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するための核磁気共鳴分析器。
【請求項４０】
前記サンプルホルダに機械的に結合されており、そして前記第１のコイルに対して実質的に直交し且つ同軸状に配置された、第２の横磁場高周波コイルをさらに含む、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４１】
ａ）核磁気共鳴プローブ内に形成されたサンプル測定室内にサンプルを配置するステップであって、前記プローブは高周波コイルを含み、前記高周波コイルは、
各々が、前記サンプル測定室に沿って延びる縦の、実質的にチューブ形の部分を含む、複数個のほぼ縦のコンダクタと、
前記縦コンダクタを相互接続し且つ前記サンプル測定室の縦方向反対側に配置された、１対のほぼ横のシートコンダクタであって、前記縦コンダクタの各々は、前記１対のシートコンダクタのうちの第１シートコンダクタに接続された第１端部と前記１対のシートコンダクタのうちの第２シートコンダクタに接続された第２端部とを有している、１対のほぼ横のシートコンダクタとを含む、ステップと、
ｂ）前記核磁気共鳴プローブを核磁気共鳴分析器のマグネットの孔内に配置するステップと、
ｃ）前記マグネットおよび前記高周波コイルを用いて、サンプルに対し核磁気共鳴測定を実施するステップとを含む、
核磁気共鳴測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005508004.tif 000051
【国際調査報告】
2005508004.tif 000052
2005508004.tif 000053
2005508004.tif 000054