(57)【要約】      （修正有）【課題】ＨＦ共鳴装置アセンブリを備える高感度な磁気共鳴装置を提供する。【解決手段】試験空間が長手方向の軸ｚに沿って延在し、上記共鳴装置アセンブリは、第１のＨＦ共鳴装置１０を形成するように接続される第１の対の平型コイル１１、１２であって、平型コイルが、互いに平行であり、かつ長手方向の軸ｚと平行で、試験空間Ｖの両側に配置される、第１のコイル支持板１３、１４上にある第１の対の平型コイル（１１、１２）と、第２のＨＦ共鳴装置２０を形成するように接続され、かつ第２のコイル支持板２３、２４上にある第２の対の平型コイルと、を備え、第１の対の平型コイルの平面部分の射影は、平面部分に垂直な方向から見た場合、部分的に重なり、第２の対の平型コイルの平面部分の射影は、平面部分に垂直な方向から見た場合、部分的に重なることを特徴とする、ＨＦ共鳴装置アセンブリ１００。【選択図】図１．ｂ）
2018109605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴装置の試験空間（Ｖ）において少なくとも２つの独立な交流磁場を発生するためのＨＦ共鳴装置アセンブリ（１００）であって、前記試験空間が長手方向の軸（ｚ）に沿って延在し、前記共鳴装置アセンブリは、
第１のＨＦ共鳴装置（１０）を形成するように接続され、かつその間にある平面部分にそれぞれ隣接する電気導体部分を備える、第１の対の平型コイル（１１、１２）であって、前記平型コイル（１１、１２）は、互いに平行でありかつ前記長手方向の軸（ｚ）と平行である第１のコイル支持板（１３、１４）上で、前記試験空間（Ｖ）の両側に配置される第１の対の平型コイル（１１、１２）と、
第２のＨＦ共鳴装置（２０）を形成するように接続され、かつその間にある平面部分にそれぞれ隣接する電気導体部分を備える第２の対の平型コイル（２１、２２）であって、前記平型コイル（２１、２２）は、互いに平行であり、前記長手方向の軸（ｚ）と平行であり、かつ前記第１のコイル支持板（１３、１４）に垂直である第２のコイル支持板（２３、２４）上で、前記試験空間（Ｖ）の両側に配置される第２の対の平型コイル（２１、２２）と、
隣接するコイル支持板（２３）のエッジ面（２）に面するコイル支持板（１３）の各端面（１）と、
を備え、
前記第１の対の平型コイル（１１、１２）の前記平面部分の射影は、前記平面部分に垂直な方向から見た場合、完全ではなく部分的に重なり、
前記第２の対の平型コイル（２１、２２）の前記平面部分の射影は、前記平面部分に垂直な方向から見た場合、完全ではなく部分的に重なる、
ことを特徴とする、ＨＦ共鳴装置アセンブリ（１００）。
【請求項２】
前記平型コイル（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）は、前記長手方向の軸（ｚ）に対して平行に延在する長手方向の導体要素（５）と、前記長手方向の軸（ｚ）を横断する横断方向の導体要素（６）とを有する導体構造から構築され、前記要素は、導体構造を持たない窓部（４）に隣接する請求項１に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項３】
前記平型コイル（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）は、金属、特に、銅、銀、もしくはアルミニウムから、および／または高温超伝導体、特に、希土類バリウム銅酸化物から作られる請求項１または２に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項４】
コイル支持板（１３、１４；２３、２４；３３、３４；４３、４４）は、以下の材料、すなわち、ガラス、石英、フルオロポリマー、特にポリテトラフルオロエチレン、セラミック、特に酸化マグネシウム、酸化アルミニウムもしくは窒化ホウ素、サファイア、特に結晶面、特にＲ面と平行な面を有するサファイアのうちの１つを備える請求項１から３のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項５】
平型コイル（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）は、コンデンサによって橋絡される断絶部を有する導体構造から構築され、前記コンデンサは、特に、互いに平行に延在する導体構造によって、および／または指状に互いに係合する分岐導体構造によって、および／またはコイル支持板（１３、１４；２３、２４；３３、３４；４３、４４）の両側に配置された重なる導体構造によって形成される請求項１から４のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項６】
ＨＦ共鳴装置（１０；２０）を形成するための前記接続は、前記平型コイル（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）のガルバニック接続および／またはトランス結合によって達成される請求項１から５のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項７】
前記第１のコイル支持板（１３、１４）の両側にあるさらなるコイル支持板（３３、３４）上に、さらなるＨＦ共鳴装置（３０）を形成するように接続される、少なくとも１つのさらなる対の平型コイル（３１、３２）を備え、前記さらなるコイル支持板は、互いに平行であり、かつ前記長手方向の軸（ｚ）と平行である請求項１から６のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項８】
前記さらなる対の平型コイル（３１、３２；４１、４２）は、前記さらなるコイル支持板（３３、３４；４３、４４）の前記端面に対して垂直に見た場合に、完全にまたは部分的に重なる請求項７に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項９】
第３のＨＦ共鳴装置（３０）を形成するように接続され、かつ互いに平行であって前記長手方向の軸（ｚ）と平行な第３のコイル支持板（３３、３４）上にある第３の対の平型コイル（３１、３２）と、第４のＨＦ共鳴装置（４０）を形成するように接続され、かつ互いに平行であって前記長手方向の軸（ｚ）と平行な第４のコイル支持板（４３、４４）上にある第４の対の平型コイル（４１、４２）と、を備え、
前記第１のＨＦ共鳴装置（１０）は、前記第２のＨＦ共鳴装置（２０）と前記第４のＨＦ共鳴装置（４０）との両方から誘導的にデカップリングされ、前記第３のＨＦ共鳴装置（３０）は、前記第２のＨＦ共鳴装置（２０）と前記第４のＨＦ共鳴装置（４０）との両方から誘導的にデカップリングされる請求項７または８に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項１０】
前記第３のコイル支持板（３３、３４）は、前記第１のコイル支持板（１３、１４）と平行に配置され、前記第４のコイル支持板（４３、４４）は、前記第２のコイル支持板（２３、２４）と平行に配置される請求項９に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ（１００）を備え、かつ少なくとも２つのＨＦ入力を備える測定プローブであって、第１のＨＦ入力が、第１のチューニングネットワークを介して高周波で前記第１のＨＦ共鳴装置（１０）に接続され、第２のＨＦ入力が、第２のチューニングネットワークを介して高周波で前記第２のＨＦ共鳴装置（２０）に接続される測定プローブ。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリ（１００）を備える、または請求項１１に記載の測定プローブを備える磁気共鳴装置。
【請求項１３】
前記第１のＨＦ共鳴装置（１０）および前記第２のＨＦ共鳴装置（２０）はそれぞれ、第１および第２のＨＦ送信ユニットへ、制御可能な方法で操作可能に接続される請求項１２に記載の磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴装置の試験空間において、少なくとも２つの独立な交流磁場を発生するためのＨＦ共鳴装置アセンブリに関し、この試験空間は、長手方向の軸に沿って延在する。他の態様では、本発明は、ＨＦ共鳴装置アセンブリを備える測定プローブと、ＨＦ共鳴装置アセンブリを備える磁気共鳴装置に関する。
【０００２】
この種のＨＦ共鳴装置アセンブリは、独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書から知られている。
【背景技術】
【０００３】
ＮＭＲ分光法（ＮＭＲは、核磁気共鳴を表す）は、機器分析法の一種であり、ＮＭＲ分光法によって、特に、試料の化学組成を判定できる。この過程では、強く均一な静磁場Ｂ０に置いた試料に高周波（ＨＦ）パルスを放射し、試料の電磁気的反応を測定する。
【０００４】
高周波パルスを放射し、同様に高周波レンジである反応を受信するのは、測定プローブである。一般的に、測定プローブは、均一な静磁場Ｂ０が「ボア」に沿って配向されている超伝導磁石システムにおいて利用される。
【０００５】
液体、粉体、ゲル状の物質だけでなく、組織試料、単結晶、ガラスまたは異なる物質の混合物からなる分析対象の試料は、筒形の容器、特に円筒形の容器内に通常装填される。この試料容器は、試料を受けるために設けられた測定プローブの凹部内に挿入される。測定プローブにおけるこの凹部の周囲に、ＨＦコイルまたはＨＦ共鳴装置の形態のＨＦ送受信機アセンブリが配置され、このアセンブリにＨＦ信号が印加されると、当該アセンブリは、凹部ひいては挿入された試料において交流電磁場を発生する。次いで、この励起に対する反応として試料の核スピンが放出した交流電磁場を、ＨＦ送受信機アセンブリの要素が受信する。磁気共鳴装置の試験空間は、均一な静磁場Ｂ０を有する空間、試料の占める空間、およびＨＦアセンブリの交流磁場が十分に強い空間の交差部分によって画定される。
【０００６】
従来、ＮＭＲ実験の際には、同じＨＦコイルおよび／または同じＨＦ共鳴装置を利用して、すなわち、送信機コイルおよび／または送信機共鳴装置として利用して、核スピンを励起し、またすなわち、受信機コイルおよび／または受信機共鳴装置として利用して、ＮＭＲ実験の後段階で信号検出もしていた。この際、ＮＭＲ分光計の対応するＨＦ経路は、ＨＦ送信機から前置増幅器およびＨＦ受信機へと対応して切り替えられる。対応するスイッチング装置は既知である。既知の相反原理によれば、試験空間における交流磁場の発生に適するＨＦ共鳴装置はまた、試験空間からの交流磁場の受信に適する。同様に、試験空間における交流電場の発生に適するＨＦ共鳴装置はまた、交流電場の受信に適する。
【０００７】
ＮＭＲ実験の際に測定しなければならない信号が極めて小さいために、コイルアセンブリの設計の際には、検出段階における感度の重要性が特に高くなる場合が多い。ＮＭＲ測定プローブは、検出に使用される、１つ、場合により２つの好ましい測定周波数を通常有する。さらなる測定周波数は、デカップリングパルスの送信と偏極移行とに主に利用される。
【０００８】
信号受信時、測定する核スピン（例えば、核種１Ｈ、１３Ｃ、１５Ｎ、２Ｈ、１９Ｆ）のＮＭＲ共振周波数にチューニングしたＨＦ共鳴装置は、感度が特に高い。一般的に、感度のためには、ＨＦ共鳴装置を試料に可能な限り近づけて配置することが好ましい。異なるＮＭＲ共振周波数を有する２つの異なる核種、例えば、１Ｈおよび１３Ｃまたは１Ｈおよび１９Ｆを、高感度で試験する場合、ＨＦ共鳴装置の幾何学的配置を適切にする必要がある。
【０００９】
用語
以下、重要な用語について、それらの用語が本明細書および特許請求の範囲で使用される場合の定義を提供する。
【００１０】
コイルは、連続的な導体、すなわち導体部分および容量部分を有する共振構造ならびに構成部品であり、ある領域の周囲に少なくとも１つの巻線で配置されると理解されたい。
【００１１】
平型コイルは、導体または導体部分が平坦面に沿って配置されたコイルであると理解されたい。この場合、コイルの１つ以上の巻線は、以下「平面部分」とも呼ばれる平坦面上の領域を取り囲む。この領域は、例えば、矩形または任意の多角形の形状であり得、場合により、丸い角を有する。幅広の条片状導体または複数の巻線がある場合、条片状導体上の電流集中または複数の巻線に隣接する導体要素の電流集中を考慮して、コイルの位置や寸法を決定すべきである。
【００１２】
用語コイルの軸は、周囲にコイルの巻線が配置される領域を通る軸であって、かつこの軸に対してコイルの巻回方向が定められる軸を意味すると理解されたい。通電したコイルが発生した磁場は、コイルの中心において、ほぼコイルの軸の軸方向に配向される。
【００１３】
板は、ある平面に対して平行な２つの方向が、その平面に垂直な第３の方向よりもより広い、平坦な構成部品であると理解されたい。板の端面は、板を画定し、かつ上記平面に対して実質的に平行に延在する、面であると理解されたい。板のエッジ面は、板を画定し、かつ端面ではない、面であると理解されたい。
【００１４】
従来技術
独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書は、図２５において、試験空間において２つの独立な交流磁場を発生するためのＨＦ共鳴装置アセンブリを開示している。試験空間は、筒形の試料管によって画定される、すなわち、長手方向の中心軸に沿って延在する。ＨＦ共鳴装置アセンブリは、共に試験空間の近くに配置された第１および第２の共鳴装置を備える。このＨＦ共鳴装置アセンブリは、第１のＨＦ共鳴装置を形成するように接続された、第１の対の平型コイルを備える。これらの平型コイルは、互いに平行であり、かつ長手方向の軸と平行である第１のコイル支持板上に配置される。これらの第１のコイル支持板は、試験空間の両側に配置される。ＨＦ共鳴装置アセンブリは、第２のＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつ互いに平行であり、かつ長手方向の軸と平行である第２のコイル支持板上にある第２の対の平型コイルをさらに備える。第２のコイル支持板は、第１のコイル支持板に垂直であり、試験空間の両側に同様に配置される。コイル支持板の各端面、すなわち、特定の平型コイルのコイル軸に垂直な面は、隣接するコイル支持板のエッジ面に面する。よって、４つのコイル支持板は、試験空間を取り囲む空間を画定し、四角形または矩形の底面を有する角柱の形状をしている。コイル支持板はそれぞれ、この底面を超えて異なる方向に突出している。独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書は、長手方向の軸と平行に延在する導体構造の群が、試験空間に可能な限り近づけて配置されるように、平型コイルをコイル支持板上に配置することを教示している。これにより、１つのＨＦ共鳴装置と連携する平型コイルが、上記平型コイルのコイル支持板に対して垂直に見た場合に長手方向の軸の一方の側の上にそれぞれ配置されたアセンブリが得られる。
【００１５】
独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書によって知られるこのＨＦ共鳴装置アセンブリによって、２つの独立なＨＦ共鳴装置の導体構造が試験空間に非常に近くなる。
【００１６】
典型的なＮＭＲ実験、例えば、生体分子を試験するためのＮＭＲ実験は、３つの異なる周波数（例えば、生体分子で重要な原子核１Ｈ、１３Ｃ、１５Ｎの共振周波数）で動作する、三重共鳴実験として知られる実験を使用する。測定を行う場合に、静磁場Ｂ０を純粋に監視し、一定に保つ（このプロセスは、同期制御ループと呼ばれる）ために、１つの核種（例えば、２Ｈ）および１つの関連ＨＦチャネルを設けることも従来行われてきた。さらに、試験空間において磁場勾配をパルス印加するために傾斜磁場コイルが典型的に使用される。すべてのこれらのさらなる要素は、試験空間に密接して取付けられなければならず、この点で、要素同士が競合する。ＨＦ共鳴装置アセンブリの一部分が小型設計であることは、ＨＦ共鳴装置アセンブリの残りの部分が、高感度、異なるＨＦチャネル間の低結合、または試験空間において発生した交流磁場の均一性などの他の望ましい特性を持つことと相容れないことが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＮＭＲ測定プローブにさらなるＨＦ共鳴装置を設けることが望ましい。
【００１８】
逆に言えば、本発明が対処する課題は、可能な限り費用効果的に、技術的費用を抑えて、磁気共鳴装置の試験空間において少なくとも２つの独立な交流磁場を発生するための、最初に指定した特徴を有し、従来技術の上述の欠点のうちの少なくとも１つを克服するＨＦ共鳴装置アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この課題は、請求項１に記載のＨＦ共鳴装置アセンブリによって解決される。
【００２０】
本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリは、磁気共鳴装置の試験空間において、少なくとも２つの独立な交流磁場を発生する。本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリは、
第１のＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつその間にある平面部分にそれぞれ隣接する電気導体部分を備える第１の対の平型コイルであって、平型コイルは、互いに平行でありかつ長手方向の軸と平行である第１のコイル支持板上で、試験空間の両側に配置される、第１の対の平型コイルと、
第２のＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつその間にある平面部分にそれぞれ隣接する電気導体部分を備える第２の対の平型コイルであって、平型コイルは、互いに平行であり、長手方向の軸と平行であり、かつ第１のコイル支持板に垂直である第２のコイル支持板上で、試験空間の両側に配置される第２の対の平型コイルと、
隣接するコイル支持板のエッジ面に面するコイル支持板の各端面と、
を備える。
【００２１】
本発明によれば、第１の対の平型コイルの平面部分の射影は、当該平面部分に垂直な方向から見た場合、完全ではなく部分的に重なり、第２の対の平型コイルの平面部分の射影は、上記平面部分に垂直な方向から見た場合、同様に、完全ではなく部分的に重なる。
【００２２】
平型コイルが部分的にのみ重なるという事実は、着目する平型コイルのうちの１つによって取り囲まれた領域が、それぞれ、他の平型コイルによって取り囲まれた領域と部分的に重なること、及び着目する平型コイルのそれぞれがまた、他の平型コイルと重ならない取り囲まれた領域の一部分を備えることを意味すると理解されたい。重なりに関しては、電流集中の線によって取り囲まれた領域が重なれば十分である。
【００２３】
驚くべきことに、このＨＦ共鳴装置アセンブリの感度は、第１および第２のＨＦ共鳴装置の共振周波数において、従来技術によって知られるアセンブリの感度よりも高くなる。さらに、試験空間において第１および第２のＨＦ共鳴装置が発生した交流磁場の均一性が高まる。このことには、ＨＦ共鳴装置によってＨＦパルスが印加された場合、核スピンが全試験空間において実質的に同じ偏向を経るという利点がある。長手方向の軸の周囲の円の周縁上でＨＦ共鳴装置が発生した磁場強度が周縁上での位置の関数とみなされる場合、従来技術と比べ、磁場強度の平均値からの磁場強度の偏差の減少を特定できる。
【００２４】
当業者にとって驚くべき、本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリのさらなる利点は、ＮＭＲ実験における前飽和による溶媒抑制のために、例えば１Ｈ共振周波数にチューニングしたＨＦ共鳴装置のうちの１つを用いた場合、溶媒のスペクトル線の特に効率的な抑制が可能になったことである。発明者は、試験空間の縁部では、本発明に係るアセンブリのＨＦ共鳴装置が発生した磁場分布は、それぞれ長手方向の軸に向けて急勾配で降下する磁場強度の縁部を有することを見いだした。磁場強度の縁部によって画定された移行領域では、前飽和パルスの抑制効果は十分に得られず、他方、残りの溶媒信号に対する残留感度がある。したがって、急勾配で降下する縁部を伴い、容積の小さい移行領域が有利である。
【００２５】
発明の好ましい実施形態
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、平型コイルは、長手方向の軸に対して平行に延在する長手方向の導体要素と、長手方向の軸を横断する横断方向の導体要素とを有する導体構造から構築され、これらの要素は、導体構造を持たない窓部に隣接する。
【００２６】
本実施形態は、平型コイルの特に簡素かつ効果的な形態である。動作時に通電される長手方向の導体要素は、長手方向の軸に対して垂直な方向に交流磁場を極めて効率的に発生する。送信の際、静磁場に対して垂直な交流磁場成分のみが作用する。従来のアセンブリでは、試験空間の長手方向の軸は、磁気共鳴装置の静磁場と平行である。横断方向の導体要素は、試験空間の縁部領域において回路を閉じることができる。本実施形態では、平型コイルの重なり部は、例えば導体構造を持たない窓部が重なるように、十分に大きいものであり得る。
【００２７】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、平型コイルは、金属、特に、銅、銀、もしくはアルミニウムから、金属合金から、または高温超伝導体、特に、希土類バリウム銅酸化物から作られる。より高い伝導率を有する金属を用いる、または高温超伝導体を用いることによって、共鳴装置の品質がより高くなり、ひいては、試験空間から信号を受信する際の感度がより高くなる。例えば、高温超伝導体は、イットリウムバリウム銅酸化物（ＹＢＣＯ）であり得る。
【００２８】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、コイル支持板は、以下の材料、すなわち、ガラス、石英、フルオロポリマー、特にポリテトラフルオロエチレン、セラミック、特に酸化マグネシウムもしくは窒化ホウ素、サファイア、特に結晶面、特にＲ面と平行な面を有するサファイアのうちの１つを備える。本実施形態では、ＨＦ共鳴装置の誘電損失は最小限に保たれ、その結果、信号受信時の感度が高くなる。Ｒ面と平行な面を有するサファイアは、導体層、特にＹＢＣＯ層のエピタキシャル成長に特に適する。
【００２９】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、平型コイルは、コンデンサによって橋絡される断絶部を有する導体構造から構築され、コンデンサは、特に、互いに平行に延在する導体構造によって、および／または指状に互いに係合する分岐導体構造によって、および／またはコイル支持板の両側に配置された重なる導体構造によって形成される。本実施形態では、平型コイルの少なくとも一部分は、それ自体が共振構造として既に形成されるが、それぞれの対のうちの他の平型コイルに接続されることによって所望の決定された共振周波数を有する第１および／または第２のＨＦ共鳴装置を形成するだけである。本実施形態では、分布させるコンデンサと平型コイルの巻線の数とを適切に決定することによって、平型コイルの外側寸法とはほぼ独立に、第１および第２のＨＦ共鳴装置の指定された共振周波数を広い値の範囲で達成できる。特に、コンデンサの配置は、自由に選択でき、対称と非対称との両方であり得る。
【００３０】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、ＨＦ共鳴装置を形成するための接続は、平型コイルのガルバニック接続および／またはトランス結合によって達成される。
【００３１】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態は、さらなるＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつ第１のコイル支持板の両側にあるさらなるコイル支持板上にある少なくとも１つのさらなる１対の平型コイルを備え、さらなるコイル支持板は、互いに平行であり、かつ長手方向の軸と平行である。本実施形態では、部分的に重なる第１および第２のＨＦ共鳴装置の平型コイルの利点は、指定されたコイル寸法の場合に、試験空間に関して第１のコイル支持板よりもさらに外側に向かう、さらなる平型コイルを、重ならない平型コイルの場合よりも試験空間の近くに取付けできることである。このことは、第１および第２の共鳴装置の感度が、さらなる共鳴装置を損なうまで上昇することはないことを意味する。反対に、さらなる共鳴装置の感度はまた、試験空間に位置が近いため、さらに上昇可能である。
【００３２】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、さらなる１対の平型コイルは、さらなるコイル支持板の端面に対して垂直に見た場合に、完全にまたは部分的に重なる。さらなる共鳴装置の１対の平型コイルを配置する場合、コイル軸の方向に見た場合に完全に重なるようにでき、このことは、ヘルムホルツ配置として知られる配置に対応する。このアセンブリでは、試験空間においてさらなるＨＦ共鳴装置が発生した交流磁場の均一性を最大限にできる。あるいは、平型コイルを部分的に重ねることと、さらなるコイル支持板をずらして配置することと、を選択でき、このことは、また別のさらなる（第４の）対の平型コイルを、試験空間に可能な限り近づけて取付ける場合に、特に好ましい。
【００３３】
ＨＦ共鳴装置アセンブリのさらなる実施形態は、第３のＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつ互いに平行であって長手方向の軸と平行な第３のコイル支持板上にある第３の対の平型コイルと、第４のＨＦ共鳴装置を形成するように接続され、かつ互いに平行であって長手方向の軸と平行な第４のコイル支持板上にある第４の対の平型コイルと、を備え、第１のＨＦ共鳴装置は、第２のＨＦ共鳴装置と第４のＨＦ共鳴装置との両方から誘導的にデカップリングされ、第３のＨＦ共鳴装置は、第２のＨＦ共鳴装置と第４のＨＦ共鳴装置との両方から誘導的にデカップリングされる。
【００３４】
驚くべきことに、ＨＦ共鳴装置が発生した磁場は、ＨＦ共鳴装置の誘導性デカップリングを達成するために測定空間において互いに直交する必要はない。よって、本実施形態によれば、第１および第３のＨＦ共鳴装置を含む群からの各ＨＦ共鳴装置は、第２および第４のＨＦ共鳴装置を含む群からの各ＨＦ共鳴装置から誘導的にデカップリングされる。
【００３５】
ＨＦ共鳴装置アセンブリの１つの実施形態では、第３のコイル支持板は、第１のコイル支持板と平行に配置され、第４のコイル支持板は、第２のコイル支持板と平行に配置される。このアセンブリでは、単にアセンブリを対称にすることによって、第１から第４の共鳴装置のほぼすべての対の組み合わせにおいて（第１の共鳴装置と第３の共鳴装置との対の組み合わせ、および第２の共鳴装置と第４の共鳴装置との対の組み合わせを除く）、相互誘導性デカップリングが実現される。
【００３６】
さらなる実施態様では、本発明は、本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリを備える測定プローブに関する。本発明に係る本測定プローブでは、第１のＨＦ入力が、第１のチューニングネットワークを介して高周波で第１のＨＦ共鳴装置に接続され、第２のＨＦ入力が、第２のチューニングネットワークを介して高周波で第２のＨＦ共鳴装置に接続される。本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリは、ユーザがすぐに使用できる形でこの種の測定プローブ、すなわち、ＮＭＲ試料ヘッドを提供する。チューニングネットワークは、誘導または容量結合カップリング要素によってＨＦ共鳴装置に接続され得る。特に、関連する１対の平型コイルへのトランス結合が考えられ、コイル対へのＨＦ接続が、誘導的に結合されるコイルによって達成され、ＨＦ共鳴装置側では、一方もしくは両方の平型コイル、または代替的にＨＦ共鳴装置と直列に接続される追加的なコイルが、チューニングネットワークの結合相手として働く。チューニングネットワークは、とりわけ、試験空間内に挿入された試料にも依存する、第１および第２のＨＦ共鳴装置の共振周波数を再調整できる調整可能な要素、例えばトリマを備え得る。同様に、共振周波数またはインピーダンスを適合させるために、調整可能な誘導的に結合される要素を提供できる。ＨＦ入力は、例えば、同軸ケーブルのための接続であり得る。
【００３７】
さらなる実施態様では、本発明は、本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリを備える、または本発明に係る測定プローブを備える、磁気共鳴装置に関する。ＨＦ共鳴装置アセンブリは、磁気共鳴装置に内蔵できる。磁気共鳴装置は、例えば、試験空間の長手方向の軸に平行な磁場方向を有する静磁場を発生するための装置を備え得る。
【００３８】
磁気共鳴装置の１つの実施形態では、第１のＨＦ共鳴装置および第２のＨＦ共鳴装置はそれぞれ、第１および第２のＨＦ送信ユニットへ、制御可能な方法で操作可能に接続される。本実施形態では、それぞれのＨＦ送信ユニットと対応するＨＦ共鳴装置との間の動作接続を適切にアクティブ化することによって、磁気共鳴装置の試験空間に、ひいては試験空間に配置された試料に、時間的なパルス交流磁場が誘導され得る。
【００３９】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１．ａ）】本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの断面図である。
【図１．ｂ）】本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの平面図である。
【図２】１つの実施形態に係る平型コイルの図である。
【図３】ＨＦ共鳴装置アセンブリの一実施形態の断面図である。
【図４．ａ）】ＨＦ共鳴装置アセンブリのさらなる実施形態の断面図である。
【図４．ｂ）】ＨＦ共鳴装置アセンブリのさらなる実施形態の断面図である。
【図５．ａ）】従来技術に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの断面図である。
【図５．ｂ）】従来技術に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１．ａ）は、本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの、長手方向の中心軸ｚに垂直な断面図である。コイル支持板１３、１４、２３、２４が、試験空間Ｖの周囲に配置される。コイル支持板のそれぞれの端面１は、隣接するコイル支持板のエッジ面２に面する。明確にするために、互いに向き合う端面１とエッジ面２との参照符号は、隣接するコイル支持板１３および２３だけに付けてある。第１のコイル支持板１３、１４は、長手方向の軸ｚに平行となるように、かつ互いに平行となるように、試験空間の両側にそれぞれ配置される。第２のコイル支持板２３、２４は、第１のコイル支持板に対して垂直に置かれる。第２のコイル支持板２３、２４は、同様に、長手方向の軸ｚに平行となるように、かつ互いに平行となるように、試験空間の両側にそれぞれ配置される。平型コイル１１、１２、２１、２２は、各コイル支持板上に配置される。図示の断面は、長手方向の軸に平行に延在する平型コイルの長手方向の導体要素にわたって延びる。
【００４２】
図１．ｂ）は、本発明に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの平面図である。本図の視線方向は、第１のコイル支持板１３および１４の端面に対して垂直である。平型コイル１１および１２の部分的な重なりを本図において見ることができる。この場合、この視線方向において、重なりは、試験空間の射影に正確に対応する。二重破線で概略的に示すように、平型コイル１１と平型コイル１２とは、第１のＨＦ共鳴装置１０を形成するように接続される。同様に、平型コイル２１と平型コイル２２とは、第２のＨＦ共鳴装置２０を形成するように接続される。試料を受けるための空間３は、この場合、長手方向の軸ｚと一致する円筒軸を有する円筒形の形状であり、長手方向に平型コイルを超えて延在する。試料を受けるための空間３は、例えばＨＦ共鳴装置アセンブリおよび試料を別々に温度制御するために、壁で区切ることもできるが、試料ホルダと試料容器の幾何形状によって画定することもできる。
【００４３】
図２は、１つの実施形態に係る平型コイル１１を示す。平型コイルは、コイル支持板１３に取付けられた導体構造から構築される。コイルは、複数の巻線を有する。電流集中の位置に従って、コイル窓部４が示されている。長手方向の導体要素５と横断方向の導体要素６とは、いかなる導体構造も含まない矩形領域に隣接する。ここで、長手方向の導体要素は、長手方向の軸ｚの左側で指状に互いに係合し、その結果、高周波で、導体構造間の断絶部を橋絡するコンデンサが形成される。図示の場合、コイル窓部は、試料を受けるための空間３を覆う。コイル窓部は、長手方向の軸に対して非対称であり、したがって、長手方向の軸に関して１８０°回転した同じ形状の平型コイル（図示せず）と部分的な重なりが生じる。
【００４４】
図３は、第１および第２のＨＦ共鳴装置に加えて、第３のＨＦ共鳴装置３０と第４のＨＦ共鳴装置４０とを備えるＨＦアセンブリの一実施形態の断面図である。この目的のために、第３の平型コイル３１、３２は、第３のコイル支持板３３、３４上に配置され、第４の平型コイル４１、４２は、第４のコイル支持板４３、４４上に配置される。ここに示すアセンブリでは、第３および第４の平型コイルはそれぞれ、それらのコイル支持板の端面に対して垂直な方向から見た場合に、完全に重なる、すなわち、ヘルムホルツ配置として知られる配置で配置される。ＨＦ共鳴装置１０および３０は、ＨＦ共鳴装置２０および４０から誘導的にデカップリングされ得る。
【００４５】
図４．ａ）および図４．ｂ）はそれぞれ、追加的な第３および第４のＨＦ共鳴装置を備えるＨＦアセンブリのさらなる実施形態の断面図である。明確にするために、ここでは、コイル支持板だけに参照符号を付けてある。これらの２つの実施形態では、第３および第４の平型コイルはそれぞれ、部分的に重なる、すなわち、試験空間の外側での配置である、第３および第４のＨＦ共鳴装置の互いに対する配置は、内側での、第１および第２の共鳴装置の配置と同じである。このとき、外側のアセンブリが形成したロゼットの回転方向は、図４．ａ）の場合は内側のアセンブリに対して正反対であり、図４．ｂ）の場合は両方のロゼットの回転方向が同じである。図４．ａ）および図４．ｂ）の両方において、ＨＦ共鳴装置１０および３０を含む群は、ＨＦ共鳴装置２０、４０を含む群から誘導的にデカップリングされ得る。
【００４６】
独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書において開示された従来技術に係るＨＦ共鳴装置アセンブリの、図５．ａ）は断面図であり、図５．ｂ）は平面図である。この場合、平型コイル１１および１２、また同様に平型コイル２１および２２は、重ならない。これは、独国特許出願公開第１０１１８８３５号明細書の教示によれば、試験空間の可能な限り近くに配置される長手方向の導体要素が各平型コイル上になければならないためである。
【符号の説明】
【００４７】
１  端面
２  エッジ面
３  試料を受けるための空間
４  コイル窓部
５  長手方向の導体要素
６  横断方向の導体要素
１０  第１のＨＦ共鳴装置
１１，１２  平型コイル（第１の対）
１３，１４  第１のコイル支持板
２０  第２のＨＦ共鳴装置
２１，２２  平型コイル（第２の対）
２３，２４  第２のコイル支持板
３０  第３のＨＦ共鳴装置
３１，３２  平型コイル（第３の対）
３３，３４  第３のコイル支持板
４０  第２のＨＦ共鳴装置
４１，４２  平型コイル（第４の対）
４３，４４  第４のコイル支持板
１００  ＨＦ共鳴装置アセンブリ
Ｖ  試験空間
ｚ  長手方向の軸
【図１．ａ）】
2018109605.tif 000003
【図１．ｂ）】
2018109605.tif 000004
【図２】
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【図３】
2018109605.tif 000006
【図４．ａ）】
2018109605.tif 000007
【図４．ｂ）】
2018109605.tif 000008
【図５．ａ）】
2018109605.tif 000009
【図５．ｂ）】
2018109605.tif 000010
【外国語明細書】
2018109605000001.pdf
2018109605000002.pdf
2018109605000003.pdf
2018109605000004.pdf