(57)【要約】【課題】ＨＦ共振回路の共振周波数の微調整のために棒状導体１１にＬＣ回路を付加する従来の方法を採用しないことにより、ＨＦ付近に意図しない共振成分が発生することのない核磁気共鳴装置の複同調回路を提供する。【解決手段】第１のばね１５で中空棒状導体１４と棒状導体１１との間の電気的接触を保ちながら、また、第２のばね１８で接地用電極１７と接地された筒状電極１６との間の電気的接触を保ちながら、それぞれ摺動させて、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和（すなわち和インダクタンス）で決まるＨＦの共振周波数を可変させ、ＨＦ側の同調を取るようにした。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部Ａ、Ｂを備えたサンプルコイルと、
一端がサンプルコイルの端部Ａに接続され、他端が容量素子を介して、または直接接地された、第１の導体と、
一端がサンプルコイルの端部Ｂに接続され、他端が容量素子を介して、または直接接地された、第２の導体と、
第１の高周波のための整合回路および同調回路と、
第２の高周波のための整合回路および同調回路と、
第１の導体と第２の導体を囲繞する接地された筒状電極と
を備えた核磁気共鳴装置の複同調回路において、
前記筒状電極の内側と前記第１の導体との両方に接触を保ちながら、前記第１の導体の軸方向に摺動できる第３の導体と、
前記筒状電極の内側と前記第２の導体との両方に接触を保ちながら、前記第２の導体の軸方向に摺動できる第４の導体と
を設け、
該第３の導体および第４の導体を、前記第１の導体および第２の導体の軸方向に摺動させることにより、前記第１の導体と第３の導体を合わせたインダクタンスの和の値、および前記第２の導体と第４の導体を合わせたインダクタンスの和の値を可変させるようにしたことを特徴とする核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項２】
前記第１の導体と第３の導体の和インダクタンスと、第２の導体と第４の導体の和インダクタンスは、それぞれ第１の高周波の１／４波長共振器を形成していることを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項３】
前記第３の導体と前記第４の導体は、容量素子を介して接続されていることを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項４】
前記第３の導体と筒状電極の間、および前記第４の導体と筒状電極の間は、直接、または容量素子を介して、接触を保ちながら摺動することを特徴とする請求項１記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項５】
第２の高周波のための同調素子は、サンプルコイルと第１の導体の接続部または接続部よりも導体寄りの所定の位置、および、サンプルコイルと第２の導体の接続部または接続部よりも導体寄りの所定の位置に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項６】
前記第１の導体と第３の導体の和インダクタンスと、第２の導体と第４の導体の和インダクタンスは、前記第２の高周波のための同調素子を含めた全体で、それぞれ第１の高周波の１／４波長共振器を形成していることを特徴とする請求項５記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【請求項７】
第１の高周波は、第２の高周波よりも周波数が高いことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の核磁気共鳴装置の複同調回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴装置の複同調回路に関し、特に、平衡動作することにより、ＲＦ電圧に対する耐圧性を高めた核磁気共鳴装置の複同調回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、核磁気共鳴装置における従来の複同調回路の例（特願２００１−３１７７１６号）について説明する。尚、以下の説明においては、便宜上、２種類の核磁気共鳴用高周波のうち、周波数が高い方をＨＦ（高周波数）、周波数が低い方をＬＦ（低周波数）と呼ぶ。
【０００３】
図１は、従来の核磁気共鳴装置の複同調回路の一例を示したものである。図中、１と２は導体である。この例では、導体１、２によって平行線路を構成する。そして、ＨＦ共振時、入力電力のサンプルコイル３への分配率の調整は、この導体１、２で構成される平行線路共振器の特性インピーダンスを調整することによって行なわれる。尚、この導体１、２は、伝送路として動作すれば良いので、必ずしも棒状導体に限定されるものではなく、ヘリカルコイルや、外部導体を接地した同軸線なども使用可能である。
【０００４】
導体１、２の上端には、ＬＦ同調用のバリコン４、５を介して、ソレノイドコイルやサドルコイルなどから成るサンプルコイル３が接続されている。導体２の下端は直接接地され、導体１の下端はコンデンサー６を介して間接的に接地されている。尚、これは逆に、導体１の下端が直接接地され、導体２の下端がコンデンサー６を介して間接的に接地されていても良いし、あるいは、図２のように、導体１の下端と導体２の下端の両方が、２つのコンデンサー６、６’を介して間接的に接地されていても良い。いずれも回路的には等価である。
【０００５】
導体２の中途の任意の位置には、ＨＦ整合用のコンデンサー７とバリコン８とで構成されたＨＦ整合回路が接続されている。また、導体１の中途の任意の位置には、ＨＦ同調用のバリコン９が接続されている。尚、バリコン９は、導体２側の中途の任意の位置に接続されていても良いし、あるいは、図３のように、導体１の中途の任意の位置と導体２の中途の任意の位置との間を結ぶ形に接続しても良い。いずれも回路的には等価である。
【０００６】
また、この例では、導体１と、ＬＦ同調用のバリコン４とを含めた全体で、１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。また、同時に、導体２と、ＬＦ同調用のバリコン５とを含めた全体で、もう１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。また、導体１とコンデンサー６との接続点には、ＬＦ整合用のバリコン１０が接続されている。
【０００７】
図４は、従来例をより実際に近い形に書き改めたものである。図中、１１は、棒状導体である。この例では、２本の棒状導体１１によって平行線路を構成する。そして、ＨＦ共振時、入力電力のサンプルコイル３への分配率の調整は、この２本の棒状導体１１で構成される平行線路共振器の特性インピーダンスを調整することによって行なわれる。
【０００８】
棒状導体１１の上端には、ＬＦ同調用のバリコン４、５を介して、ソレノイドコイルやサドルコイルなどから成るサンプルコイル３が接続されている。また、２本の棒状導体１１の間は、コンデンサー６によって接続されている。また、２本の棒状導体１１のうち、図面で右側に位置するものは直接接地され、図面で左側に位置するものはＨＦ同調用のバリコン９を介して間接的に接地されている。尚、これは逆に、棒状導体１１のうち、図面で左側に位置するものが直接接地され、図面で右側に位置するものがＨＦ同調用のバリコン９を介して間接的に接地されていても良いし、あるいは、２本の棒状導体１１の間が、ＨＦ同調用のバリコン９を介して間接的に接続されていても良い。いずれも回路的には等価である。
【０００９】
また、この例では、右側の棒状導体１１と、ＬＦ同調用のバリコン４とを含めた全体で、１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。また、同時に、左側の棒状導体１１と、ＬＦ同調用のバリコン５とを含めた全体で、もう１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。
【００１０】
左側の棒状導体１１の中途の任意の位置には、ＬＦの周波数成分が漏れないようにするためのＬＦ阻止フィルター１２とＨＦ整合用のバリコン８とで構成されたＨＦ整合回路が接続されている。また、同じ左側の棒状導体１１の下端には、ＨＦの周波数成分が漏れないようにするためのＨＦ阻止フィルター１３とＬＦ整合用のバリコン１０とで構成されたＬＦ整合回路が接続されている。
【００１１】
尚、図４では、ＨＦ整合回路とＬＦ整合回路は、ともに左側の棒状導体１１に設けられているが、これは、ともに右側の棒状導体１１に設けられていても良く、あるいは、２つの整合回路のうち、一方の整合回路が左側の棒状導体１１に、他方の整合回路が右側の棒状導体１１に設けられていても良い。いずれも回路的には等価である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成において、従来の複同調回路では、ＨＦ同調用のバリコン９自身の容量と、ＨＦ同調用のバリコン９の引き出し線が持っているインダクタンス成分とにより、ＨＦ付近に意図しない共振成分が発生し、それが、本来のＨＦ共振回路（サンプルコイル３、ＬＦ同調用のバリコン４、５、棒状導体１１、コンデンサー６、ＬＦ阻止フィルター１２、ＨＦ整合用のバリコン８で構成される共振回路）の共振に干渉して、ＨＦ回路の性能が出ないという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、ＨＦ共振回路の共振周波数の微調整のために棒状導体１１にＬＣ回路を付加する従来の方法を採用しないことにより、ＨＦ付近に意図しない共振成分が発生することのない核磁気共鳴装置の複同調回路を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかる核磁気共鳴装置の複同調回路は、
端部Ａ、Ｂを備えたサンプルコイルと、
一端がサンプルコイルの端部Ａに接続され、他端が容量素子を介して、または直接接地された、第１の導体と、
一端がサンプルコイルの端部Ｂに接続され、他端が容量素子を介して、または直接接地された、第２の導体と、
第１の高周波のための整合回路および同調回路と、
第２の高周波のための整合回路および同調回路と、
第１の導体と第２の導体を囲繞する接地された筒状電極と
を備えた核磁気共鳴装置の複同調回路において、
前記筒状電極の内側と前記第１の導体との両方に接触を保ちながら、前記第１の導体の軸方向に摺動できる第３の導体と、
前記筒状電極の内側と前記第２の導体との両方に接触を保ちながら、前記第２の導体の軸方向に摺動できる第４の導体と
を設け、
該第３の導体および第４の導体を、前記第１の導体および第２の導体の軸方向に摺動させることにより、前記第１の導体と第３の導体を合わせたインダクタンスの和の値、および前記第２の導体と第４の導体を合わせたインダクタンスの和の値を可変させるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
また、前記第１の導体と第３の導体の和インダクタンスと、第２の導体と第４の導体の和インダクタンスは、それぞれ第１の高周波の１／４波長共振器を形成していることを特徴としている。
【００１６】
また、前記第３の導体と前記第４の導体は、容量素子を介して接続されていることを特徴としている。
【００１７】
また、前記第３の導体と筒状電極の間、および前記第４の導体と筒状電極の間は、直接、または容量素子を介して、接触を保ちながら摺動することを特徴としている。
【００１８】
また、第２の高周波のための同調素子は、サンプルコイルと第１の導体の接続部または接続部よりも導体寄りの所定の位置、および、サンプルコイルと第２の導体の接続部または接続部よりも導体寄りの所定の位置に設けられていることを特徴としている。
【００１９】
また、前記第１の導体と第３の導体の和インダクタンスと、第２の導体と第４の導体の和インダクタンスは、前記第２の高周波のための同調素子を含めた全体で、それぞれ第１の高周波の１／４波長共振器を形成していることを特徴としている。
【００２０】
また、第１の高周波は、第２の高周波よりも周波数が高いことを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図５は、本発明にかかる核磁気共鳴装置の複同調回路の一実施例を示したものである。図中、１１は、棒状導体である。この例では、２本の棒状導体１１によって平行線路を構成する。そして、ＨＦ共振時、入力電力のサンプルコイル３への分配率の調整は、この２本の棒状導体１１で構成される平行線路共振器の特性インピーダンスを調整することによって行なわれる。
【００２２】
棒状導体１１の上端には、ＬＦ同調用のバリコン４、５を介して、ソレノイドコイルやサドルコイルなどから成るサンプルコイル３が接続されている。また、棒状導体１１の下方には、所定の長さを持った２本の中空棒状導体１４が設けられ、該２本の中空棒状導体１４の間は、コンデンサー６によって接続されている。また、２本の中空棒状導体１４は、２本の棒状導体１１それぞれの外壁上を、棒状導体１１の軸方向に向けて摺動させることによって、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの総和を可変させ、結果的に棒状導体１１と中空棒状導体１４のインダクタンスの和の値を可変させることができるように構成されている。また、棒状導体１１と中空棒状導体１４の間は、第１のばね１５により、常時接触が保たれ、両者の間の電気的な導通が維持される仕組みになっている。
【００２３】
また、２本の棒状導体１１と２本の中空棒状導体１４を囲繞する形で、接地された筒状電極１６が設けられている。また、２本の棒状導体１１および２本の中空棒状導体１４と、筒状電極１６との間の電気的な導通を維持するために、２本の中空棒状導体１４を囲繞する形で、２本の中空棒状導体１４と電気的に接続された接地用電極１７が設けられている。この接地用電極１７の外縁部には、第２のばね１８が設けられ、接地用電極１７と接地された筒状電極１６との間の電気的な導通を常時維持している。
【００２４】
これにより、この例では、右側の棒状導体１１と右側の中空棒状導体１４とで合成された和インダクタンスと、ＬＦ同調用のバリコン４とを含めた全体で、１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。また、同時に、左側の棒状導体１１と左側の中空棒状導体１４とで合成された和インダクタンスと、ＬＦ同調用のバリコン５とを含めた全体で、もう１つのＨＦの１／４波長共振器を形成している。
【００２５】
左側の中空棒状導体１４の中途の任意の位置には、ＬＦの周波数成分が漏れないようにするためのＬＦ阻止フィルター１２とＨＦ整合用のバリコン８とで構成されたＨＦ整合回路が接続されている。また、同じ左側の中空棒状導体１４の下端には、ＨＦの周波数成分が漏れないようにするためのＨＦ阻止フィルター１３とＬＦ整合用のバリコン１０とで構成されたＬＦ整合回路が接続されている。
【００２６】
尚、図５では、ＨＦ整合回路とＬＦ整合回路は、ともに左側の中空棒状導体１４に設けられているが、これは、ともに右側の中空棒状導体１４に設けられていても良く、あるいは、２つの整合回路のうち、一方の整合回路が左側の中空棒状導体１４に、他方の整合回路が右側の中空棒状導体１４に設けられていても良い。また、これら２つの整合回路は、中空棒状導体１４の摺動に伴って、いっしょに移動できるように構成されていても良い。いずれも回路的には等価である。
【００２７】
本実施例では、サンプルコイル３、ＬＦ同調用のバリコン４、５、棒状導体１１、コンデンサー６、第１のばね１５、中空棒状導体１４、接地用電極１７、第２のばね１８、接地された筒状電極１６、ＨＦ阻止フィルター１３、ＬＦ整合用のバリコン１０で構成されるＬＦ共振回路が、ＬＦ周波数付近で共振する。また、サンプルコイル３、ＬＦ同調用のバリコン４、５、棒状導体１１、コンデンサー６、第１のばね１５、中空棒状導体１４、接地用電極１７、第２のばね１８、接地された筒状電極１６、ＬＦ阻止フィルター１２、ＨＦ整合用のバリコン８で構成されるＨＦ共振回路が、ＨＦ周波数付近で共振する。
【００２８】
このような構成において、異なる２つの周波数に回路を同調させる場合には、以下のような調整を行なう。
【００２９】
まず、ＬＦ同調用のバリコン４、５を可変させて、ＬＦ側の同調を取る。すると、ＬＦ同調用のバリコン４、５は、ＨＦ共振回路の中にあるため、ＬＦ同調用のバリコン４、５を可変させたことに伴って、ＨＦ側の共振周波数も変化する。そこで、次に、第１のばね１５、中空棒状導体１４、コンデンサー６、接地用電極１７、第２のばね１８が一体となったＨＦの周波数調整部材を動かして、ＨＦ側の共振周波数の同調を取る。すなわち、第１のばね１５で中空棒状導体１４と棒状導体１１との間の電気的接触を保ちながら、また、第２のばね１８で接地用電極１７と接地された筒状電極１６との間の電気的接触を保ちながら、それぞれ摺動させて、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和（すなわち和インダクタンス）で決まるＨＦの共振周波数を可変させ、ＨＦ側の同調を取る。
【００３０】
このとき、ＬＦ側は、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さでその共振周波数が決まっている訳ではないので、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和を変化させても、ＬＦ側の共振周波数はほとんど変化しない。その結果、ＨＦとＬＦの両方の周波数に、回路の共振周波数を同調させることができる。
【００３１】
尚、本発明には、さまざまな変形が可能である。例えば、図５において、ＬＦ同調用のバリコン４、５を用いない構成、あるいは、バリコンの代わりにコイル（インダクター）を用いる構成を取ることも可能である。また、これらのＬＦ同調素子は、サンプルコイル３と棒状導体１１の接続部に設けられることに限定されるものではなく、例えば、接続部よりも棒状導体１１寄りの所定の位置（例えば、棒状導体１１の途中）に設けられていても良い。
【００３２】
また、上記実施例では、ＬＦ同調用のバリコン４、５の可変操作と、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和（すなわち和インダクタンス）の可変操作を別々に行なったが、ＬＦ同調用のバリコン４、５の可変時に、容量の可変量に応じて、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和（すなわち和インダクタンス）を同時可変させる構成にしても良い。
【００３３】
また、図５では、中空棒状導体１４と接地用電極１７との間を直接接続したが、あるいは図６のように、コンデンサー６を介して接続しても良い。また、図５および図６において、コンデンサー６を複数に分割させても良い。
【００３４】
また、図６（ａ）において、ＬＦ阻止フィルター１２、ＨＦ整合用バリコン８、及び／または、ＨＦ阻止フィルター１３、ＬＦ整合用バリコン１０を、接地用電極１７に固定して、接地用電極１７と同時に動かす構成にしても良い。
【００３５】
また、上記実施例では、棒状導体１１の外壁面を摺動する中空棒状導体１４を使用したが、これは、逆に、棒状導体１１の方が中空であって、その中空部の内壁面を、中空でない棒状導体１４が摺動する構成にしても良いことは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の核磁気共鳴装置の複同調回路によれば、第１のばね１５で中空棒状導体１４と棒状導体１１との間の電気的接触を保ちながら、また、第２のばね１８で接地用電極１７と接地された筒状電極１６との間の電気的接触を保ちながら、それぞれ摺動させて、棒状導体１１と中空棒状導体１４の長さの和（すなわち和インダクタンス）で決まるＨＦの共振周波数を可変させ、ＨＦ側の同調を取るようにしたので、ＨＦ共振回路の共振周波数の微調整のためのＬＣ回路を付加することなくＨＦに対する同調が取れ、ＨＦ付近に意図しない共振成分が発生することのない核磁気共鳴装置の複同調回路を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の核磁気共鳴装置の複同調回路を示す図である。
【図２】従来の核磁気共鳴装置の複同調回路を示す図である。
【図３】従来の核磁気共鳴装置の複同調回路を示す図である。
【図４】従来の核磁気共鳴装置の複同調回路を示す図である。
【図５】本発明にかかる核磁気共鳴装置の複同調回路の一実施例を示す図である。
【図６】本発明にかかる核磁気共鳴装置の複同調回路の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・導体、２・・・導体、３・・・サンプルコイル、４・・・ＬＦ同調用バリコン、５・・・ＬＦ同調用バリコン、６・・・コンデンサー、６’・・・コンデンサー、７・・・ＨＦ整合用コンデンサー、８・・・ＨＦ整合用バリコン、９・・・ＨＦ同調用バリコン、１０・・・ＬＦ整合用バリコン、１１・・・棒状導体、１２・・・ＬＦ阻止フィルター、１３・・・ＨＦ阻止フィルター、１４・・・中空棒状導体、１５・・・第１のばね、１６・・・筒状電極、１７・・・接地用電極、１８・・・第２のばね。
【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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