(57)【要約】【課題】設置スペース小さくて済み、製造も容易な、ＭＲＩ装置用のプリント基板型アーストラップユニットを提供する。【解決手段】絶縁基板12と、この絶縁基板の両面に形成された外部導体パターン14A、14Bと、絶縁基板の内部に形成された中心導体パターン16とを備える。外部導体パターン及び中心導体パターンはそれぞれ、ループ部18、24と、くびれ部20、26と、端子部22、28とを有している。両面の外部導体パターン14A、14Bは中心導体パターン16の両側でスルーホール30により電気的に接続され、同軸ケーブルが構成されている。中心導体パターンの端子部28及び外部導体パターンの端子部22はそれぞれ、同軸コネクタの中心導体及び外部導体が接続できるように形成されている。片面の外部導体パターン14Aのくびれ部20には２本の導体に跨るように共振用のコンデンサ42が実装されている。【選択図】  図１
2007167163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、この絶縁基板の両面に同じパターンで形成された外部導体パターンと、前記絶縁基板の内部の、両面の外部導体パターンの中間に形成された中心導体パターンとを備え、
前記外部導体パターン及び中心導体パターンはそれぞれ、１ターンのループを描くように形成されたループ部と、このループ部の両端から２本の導体がループ部外へ伸び出すように形成されたくびれ部と、このくびれ部の先に形成された２つの端子部とを有しており、
両面の外部導体パターンは中心導体パターンよりも幅が広く、中心導体パターンは外部導体パターンの幅方向の中央部を通るように形成され、両面の外部導体パターンは中心導体パターンの両側でスルーホールにより電気的に接続されており、
中心導体パターンの端子部及び外部導体パターンの端子部はそれぞれ、同軸コネクタの中心導体及び外部導体が接続できるように形成されており、
片面又は両面の外部導体パターンのくびれ部には２本の導体に跨るように共振用のコンデンサが実装されている、
ことを特徴とするプリント基板型アーストラップユニット。
【請求項２】
ループ部における両面の外部導体パターンを接続するスルーホールは、外部導体パターンの両側縁の内側に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板型アーストラップユニット。
【請求項３】
ループ部における両面の外部導体パターンを接続するスルーホールは、外部導体パターンの両側縁の外側に出っ張り部を設けて、この出っ張り部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板型アーストラップユニット。
【請求項４】
中心導体パターンの端子部には中心導体スルーホールが形成され、外部導体パターンの端子部には前記中心導体スルーホールを囲むように複数の外部導体スルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板型アーストラップユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ（核磁気共鳴イメージング）装置に使用されるアーストラップユニットに関し、特にプリント基板型のコンパクトなアーストラップユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置において、ＲＦ信号（核磁気共鳴励起信号）を被検体に送信し、被検体から発せられるＲＦ信号（共鳴信号）を受信するコイルは、同軸ケーブルによって送信機・受信機に接続されている。この同軸ケーブルの中心導体と外部導体の間にＲＦ信号が伝送されている。外部導体に流れる電流が、浮遊容量を介して同軸ケーブル以外に流れると、同軸ケーブルの接地電位が不安定になり、結果として信号電圧が不安定になる。信号電圧が不安定になると、ＭＲＩ画像上には本来無いはずの濃淡などを生じることがある。これを防止するため、同軸ケーブルの外部導体からＲＦ電流がケーブル外に漏洩するのを阻止することを、ここでは「アーストラップ」という。
【０００３】
ＭＲＩ装置のＲＦコイルには、高い感度と、高いＲＦパワー効率性と、高いＳ／Ｎ比が要求されるが、前述のように、信号伝送用の同軸ケーブルの外部導体に流れる電流が、浮遊容量を介して外部に漏洩すると、特性の悪化、感度の低下が引き起こされる。
【０００４】
このためＭＲＩ装置には、同軸ケーブルの外部導体に流れるＲＦ電流が外部に漏洩するのを阻止するアーストラップ手段が設けられる。図６にその概略構成を示す。アーストラップ手段２は通常、ＲＦコイル１とＴ／Ｒスイッチ（送受信切替スイッチ）３の間に設けられる。ＲＦコイル１には、パワーアンプ４で増幅された核磁気共鳴用の励起信号がＴ／Ｒスイッチ３、アーストラップ手段２を介して供給される。またＲＦコイル１で検出された共鳴信号は、アーストラップ手段２、Ｔ／Ｒスイッチ３を介してプリアンプ５に送られ、そこで増幅されてイメージング処理が行われる。なお、図６のＲＦコイル１は送受信兼用であるが、ＲＦコイルは送信専用、受信専用の場合もあり、その場合にもアーストラップ手段が同様に設けられる。
【０００５】
従来のアーストラップ手段は、信号伝送用の同軸ケーブルをコイル状に巻いたもので構成されている（特許文献１の図５参照）。このアーストラップ手段は、同軸ケーブルの中心導体と外部導体に同様に流れるＲＦ電流（同相電流）に対してインダクタンスを構成し、浮遊容量を介して接地電位に流れる漏洩電流を阻止する。その結果、同軸ケーブルの外部導体の電位が安定し、信号電位が安定することになる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３０９１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、同軸ケーブルをコイル状に巻いたアーストラップ手段は、嵩ばるため、大きな設置スペースを必要とする。その結果、アーストラップ手段をＲＦコイルの直近に設置することが難しく、浮遊容量の影響を十分に阻止することができないという問題があった。また同軸ケーブルをコイル状に巻いたり、巻いた状態を正確に保持したりするには手間がかかるため、製造が面倒である。
【０００８】
そこで特許文献１では、上記のようなアーストラップ手段を使用することなく、回路構成を変更することで、浮遊容量の影響を阻止する発明が提案されているが、回路構成を変更することは設計上面倒である。
【０００９】
本発明の目的は、以上のような問題点に鑑み、設置スペースが小さくて済み、製造が容易な、プリント基板型のアーストラップユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るプリント基板型アーストラップユニットは、絶縁基板と、この絶縁基板の両面に同じパターンで形成された外部導体パターンと、前記絶縁基板の内部の、両面の外部導体パターンの中間に形成された中心導体パターンとを備え、
前記外部導体パターン及び中心導体パターンはそれぞれ、１ターンのループを描くように形成されたループ部と、このループ部の両端から２本の導体がループ部外へ伸び出すように形成されたくびれ部と、このくびれ部の先に形成された２つの端子部とを有しており、
両面の外部導体パターンは中心導体パターンよりも幅が広く、中心導体パターンは外部導体パターンの幅方向の中央部を通るように形成され、両面の外部導体パターンは中心導体パターンの両側でスルーホールにより電気的に接続されており、
中心導体パターンの端子部及び外部導体パターンの端子部はそれぞれ、同軸コネクタの中心導体及び外部導体が接続できるように形成されており、
片面又は両面の外部導体パターンのくびれ部には２本の導体に跨るように共振用のコンデンサが実装されている、
ことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のアーストラップユニットにおいて、ループ部における両面の外部導体パターンを接続するスルーホールは、外部導体パターンの両側縁の内側に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明のアーストラップユニットにおいて、ループ部における両面の外部導体パターンを接続するスルーホールは、外部導体パターンの両側縁の外側に出っ張り部を設けて、この出っ張り部に形成されていることが、耐電圧を向上させる上で、より好ましい。
【００１３】
本発明のアーストラップユニットにおいて、中心導体パターンの端子部には中心導体スルーホールが形成され、外部導体パターンの端子部には前記中心導体スルーホールを囲むように複数の外部導体スルーホールが形成されていることが、同軸コネクタの取付けを簡単にする上で、好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るプリント基板型アーストラップユニットは、３層基板により信号伝送用の中心導体パターンと遮蔽用の外部導体パターンとをそれぞれループ状に構成し、前記外部導体パターンとコンデンサでＬＣ共振回路構成することにより、浮遊容量を介して接地電位に流れる漏洩電流を阻止するものである。したがって本発明に係るアーストラップユニットは、平面的で小型なものとなるので、狭いスペースに設置することができる。このため、アーストラップユニットをＲＦコイルの信号受信部（エレメント部）直近に設置することが可能となり、より効果的に漏洩電流を抑制することができる。また、本発明に係るアーストラップユニットは、平面的で小型であるので、ＲＦコイル全体の構造を柔軟に設計でき、広範な用途のＲＦコイルの製作が可能となる。また、本発明に係るアーストラップユニットは、プリント基板の製造技術で製造できるので、製造が簡単であり、安定した品質を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明の一実施形態を示す。このプリント基板型アーストラップユニット１０は、平板状の絶縁基板１２と、この絶縁基板１２の両面に同じパターンで形成された外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂと、前記絶縁基板１２の内部の、両面の外部導体パターン１４Ａと１４Ｂの丁度中間に形成された中心導体パターン１６とを備えている。
【００１６】
外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂは、図２（Ａ）に示すように、１ターンのループを描くように形成されたループ部１８と、このループ部１８の両端から２本の導体がループ部外へ伸び出すように形成されたくびれ部２０と、このくびれ部２０の先に形成された２つの端子部２２とを有している。また中心導体パターン１６も、図２（Ｂ）に示すように、１ターンのループを描くように形成されたループ部２４と、このループ部１８の両端から２本の導体がループ部外へ伸び出すように形成されたくびれ部２６と、このくびれ部２６の先に形成された２つの端子部２８とを有している。
【００１７】
両面の外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂは中心導体パターン１６よりも幅が広く、中心導体パターン１６は外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂの幅方向の中央部を通るように形成されている。また両面の外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂは、中心導体パターン１６の両側でスルーホール３０により電気的に接続されている。これにより外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂと中心導体パターン１６は偏平な同軸ケーブルを構成している。
【００１８】
外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂの端子部２２及び中心導体パターン１６の端子部２８はそれぞれ、同軸コネクタの中心導体及び外部導体が接続できるように形成されている。端子部２２、２８に接続される同軸コネクタは例えば図３（Ａ）又は（Ｂ）のような構成である。すなわち、これらの同軸コネクタ３２は、中心導体接続ピン３４のまわりに４本の外部導体接続ピン３６を有するものである。したがって中心導体パターン１６の端子部２８には、同軸コネクタ３２の中心導体接続ピン３４が挿入、半田付けされる中心導体スルーホール３８が形成され、外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂの端子部２２には、同軸コネクタ３２の外部導体接続ピン３６が挿入、半田付けされる４本の外部導体スルーホール４０が形成されている。
【００１９】
また、片面の外部導体パターン１４Ａのくびれ部２０には２本の導体に跨るようにコンデンサ４２が実装されている。このコンデンサ４２は、外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂのインダクタンスと共にＬＣ共振回路を構成するものである。
【００２０】
以上のように構成されたアーストラップユニット１０は、一方の端子部２２、２８が同軸ケーブルを介してＲＦコイルに接続され、他方の端子部２２、２８が同軸ケーブルを介してＴ／Ｒスイッチに接続される。
【００２１】
ＭＲＩ装置用として設計したアーストラップユニット１０の材質、サイズ等は例えば次のとおりである。絶縁基板１２はＰＰＯ基板（松下電工商品名Ｒ４７２６、比誘電率3.6）、導体パターン１４Ａ、１４Ｂ、１６は厚さ18μｍの銅箔である。絶縁基板１２の厚さは3.2mm、幅は23mm、長さは53mmである。中心導体パターン１６のループ部２４の幅は1.6mm、外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂのループ部１８の幅は3.0mmである。外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂのループ長は103.8mm、インダクタンスは112.8ｍＨである。共振用コンデンサ４２の容量は、300ＭＨｚ（７テスラのＭＲＩ装置でプロトンを見る場合の周波数）で、2.5ｐＦである。
【００２２】
このように、本発明に係るアーストラップユニット１０は、薄く、小型であり、設置スペースが小さくて済むため、ＲＦコイルの直近に設置して、浮遊容量に基づく漏洩電流を効率よく抑制することができる。
【００２３】
図４及び図５は本発明の他の実施形態を示す。図１及び図２の実施形態では、両面の外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂを接続するスルーホール３０を、外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂの両側縁の内側（幅内）に形成したが、この実施形態は、外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂの両側縁の外側に出っ張り部４４を設けて、この出っ張り部４４に両面の外部導体パターン１４Ａ、１４Ｂを接続するスルーホール３０を形成したものである。このようにすると、中心導体パターン１６とスルーホール３０との絶縁距離を大きくとれるので、耐電圧を向上させることができる。
【００２４】
上記以外の構成は図１及び図２に示したアーストラップユニット１０と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るアーストラップユニットの一実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）〜（Ｆ）はそれぞれ（Ａ）のＢ−Ｂ線〜Ｆ−Ｆ線における拡大断面図。
【図２】（Ａ）は図１のアーストラップユニットにおける外部導体パターンを示す平面図、（Ｂ）は同じく中心導体パターンを示す平面図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１のアーストラップユニットの端子部に接続される同軸コネクタを示す正面図。
【図４】本発明に係るアーストラップユニットの他の実施形態を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）〜（Ｆ）はそれぞれ（Ａ）のＢ−Ｂ線〜Ｆ−Ｆ線における拡大断面図。
【図５】（Ａ）は図４のアーストラップユニットにおける外部導体パターンを示す平面図、（Ｂ）は同じく中心導体パターンを示す平面図。
【図６】ＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２６】
１０：アーストラップユニット
１２：絶縁基板
１４Ａ、１４Ｂ：外部導体パターン
１６：中心導体パターン
１８：外部導体パターンのループ部
２０：外部導体パターンのくびれ部
２２：外部導体パターンの端子部
２４：中心導体パターンのループ部
２６：中心導体パターンのくびれ部
２８：中心導体パターンの端子部
３０：スルーホール
３２：同軸コネクタ
３８：中心導体スルーホール
４０：外部導体スルーホール
４２：コンデンサ
４４：出っ張り部
【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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