專利名稱：磁共振成像用射頻線圈及磁共振成像設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適用于磁共振成像的射頻線圈以及采用此種射頻線圈的磁共振成像設備，更具體地說，涉及馬鞍型磁共振成像射頻線圈及采用此種磁共振成像射頻線圈的磁共振成像設備的磁場均勻區(qū)、開放性及頻率調整的改進。
磁共振成像設備利用核磁共振現象，測量準備檢查的人體或樣品希望檢查的部分的密度分布、松弛時間分布等，并由測得的數據以圖像形式顯示被檢查的人體斷面。
將待檢查的人體放在一個產生均勻強大靜磁場的設備內，人體的核自旋會以取決于靜磁場強度的頻率(拉莫爾頻率)，在作為軸向的靜磁場方向上進動。這樣，當從外部施加一個頻率等于拉莫爾頻率的高頻脈沖時，自旋被激發(fā)而躍遷轉入高能態(tài)。在這里這就叫做＂核磁共振現象＂。當施加的高頻脈沖結束時，經過與其狀態(tài)有關的時間常數后，自旋便返回原來的低能態(tài)。這時，就會向外界發(fā)出電磁波。發(fā)出的電磁波用調諧在該頻率上的高頻接收線圈(RF線圈)檢測。這時，把三維梯度磁場加到靜磁場空間，其目的在于把位置信息加入該空間中。結果，可以以頻率信息的形式識別所述空間中的位置信息。
在這種類型的磁共振成像設備中，用于向被檢查的人體施加高頻旋轉磁場或接受人體中產生的電磁波的射頻線圈，將人體保持在其中，并允許高頻電流流過人體周圍的線圈(元件)部分。
作為射頻線圈的一種結構，可以舉出一種做成馬鞍型的線圈(馬鞍型線圈)。射頻線圈的一個例子(下文簡稱＂馬鞍型線圈＂)1具有圖24所示的馬鞍型結構。馬鞍型線圈1是以這樣的方式將兩組馬鞍組合構成，即，稱為鞍峰的各部分彼此向外擴展，作為整體形成一個圓柱形。
在馬鞍型線圈1中，被檢查的人體被放置在馬鞍型線圈1所環(huán)繞的空間內。這里，沿Z軸方向擴展的相鄰的主分支1a和1b設計成使它們如圖24所示具有相同的電流方向。
類似地，相鄰的主分支1c和1d分別設計成使其電流方向與上述主分支1a和1b的相反。另外，連接分支1e，1f，1g和1h將這些主分支彼此連接，分別成形為園弧或倒U型框。
由于主分支1a，1b，1c和1d中流過的電流，在X方向上產生磁場B1。
在這種類型的馬鞍型線圈中，已經存在或考慮一種增大元件寬度的方法，以減少為進行所需要的激勵所需的高頻功率。之所以增大每個元件的寬度可以減小高頻功率，其原因可以指出這樣的事實，馬鞍型線圈周圍的屏蔽件中產生的渦流的磁場影響，可以由寬元件本身的屏蔽效應加以抑制。
然而，采用寬元件引起了另一個問題。就是，既然在每個寬元件內電流沿著最短距離流動，在圖24所示的馬鞍形構型的情況下，電流分布在靠近各個元件的內側得到加強。
圖25是一個視圖，顯示從Y方向看去的馬鞍型線圈1的結構。圖25顯示主分支1a和連接分支1e和1g內形成的電流分布，以及主分支1b及連接分支1f和1h內形成的電流分布。
由于上述的原因，電流分布在主分支1a和1b的內側達到最大。在這個圖中，每個電流分布達到最大的相鄰處用箭頭表示。但是，即使不是相鄰處也有電流流過，主分支的外側電流通路或通道(彼此相對的位置)電流值變小。
圖26是一條特性曲線，顯示主分支1a，1b，1c和1d產生的磁場B1。磁場強度是在沿著Z軸方向由主分支1a直至1d彼此相隔相等距離的各個點上測量出來的。
如圖27所示，在主分支長度Z0彼此相等的條件下，在主分支1a和1b以及連接分支1e，1f，1g和1h均由寬元件(其各自寬度為W2)構成的馬鞍型線圈(見圖27(a))與主分支1a和1b以及連接分支1e，1f，1g和1h均由薄或窄元件(其各自寬度為W1)構成的馬鞍型線圈(見圖27(b))做了比較。
磁場強度所得結果用歸一化的相對值表示，使其最大峰值變成0分貝。
例如，如果把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍，定義為磁場均勻區(qū)，那么，在通常的窄元件的情況下，磁場均勻區(qū)域仍舊為Z1，而采用寬元件時用Z2(＜Z1)表示，變窄了。
這是由于產生磁場B1的馬鞍型線圈工作起來就好象其尺寸大大減小了似的，因為，如圖25所示，電流分布向內側移動了。
這樣便發(fā)生了一個問題，與實際馬鞍型線圈1的尺寸相比，采用所述馬鞍型線圈1后，所得到的磁場均勻區(qū)變窄了。還出現了另一個問題，由于均勻區(qū)變窄，圖像出現了陰影。
人們提出采用圖28所示的磁裝置20，以改善磁共振成像設備內對被檢查的人體的開放性。
圖28所示的磁共振成像設備，包括在垂直方向上彼此相對的基本磁軛22a和22b、在其圓周邊沿支持基本磁軛22a和22b的柱狀磁軛23a和23b、裝在垂直方向上彼此相對的基本磁軛22a和22b的相對的表面上的永久磁鐵28a(未示出)和28b，以及調整永久磁鐵磁場用的磁分路器或調整板29a(未示出)和19b。
這樣，用位于基本磁軛22a和22b圓周邊沿上的相當于兩個柱子的柱狀磁軛23a和23b來支持基本磁軛的結構，與普通四柱磁共振成象設備的磁裝置相比增強了開放性。
然而，即使在采用這樣一種提供高度開放性的雙柱式磁裝置的情況下，還是出現了問題，圖24已經顯示的馬鞍形線圈1的安裝使開放性受到損害。
在磁共振成象用的射頻線圈中，將頻率調諧在準備采用的頻率上的電容(微調電容)是裝在元件內部的。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，可能會出現這樣的情況，即依磁共振成象用的射頻線圈安裝情況的不同，外圍裝置(射頻屏蔽裝置等)與磁共振成象用的射頻線圈之間的間距變成了與預期不同的值。因此，調諧頻率往往偏離預期值。
在這種情況下，就要利用電容量可變的電容器，例如微調電容，精細地調整磁共振成象用的射頻線圈里使用的每個調整電容，來校正和處理頻率的偏移。
然而，如果上述的頻率偏移變動很大，就有可能超出微調電容等電容量可變的電容允許微調的頻率范圍。
另外，只有在安裝了磁共振成象設備之后，才會發(fā)現由于磁共振成象用的射頻線圈與射頻屏蔽裝置之間的間距的不同所造成的頻率偏差或偏移。在發(fā)現頻率偏移無法用微調電容來調整之后，已經沒有可能進行加裝(或拆除)外加電容這一類工作。因此，頻率偏移的增大，給它的調整工作造成了困難。
鑒于上述情況，本發(fā)明的一個目的(下文稱第一目的)是，提供一種使用馬鞍形線圈的能夠使電流分布最佳化并且擴展磁場均勻區(qū)的磁共振成象用的射頻線圈。
本發(fā)明的另一個目的(下文稱第二目的)是，提供一種使用馬鞍形線圈而能提供優(yōu)異的開放性，能夠優(yōu)化元件的電流分布，擴展磁場均勻區(qū)的磁共振成象用的射頻線圈。
本發(fā)明的再一個目的(下文稱第三目的)是，提供一種很容易調整大或寬的頻率范圍的磁共振成象用的射頻線圈。
本發(fā)明的再一個目的(下文稱第四目的)是，提供一種開放性優(yōu)異的、很容易調整大或寬的頻率范圍的、使用能達此目的的磁共振成象用的射頻線圈的磁共振成象設備。
本申請的發(fā)明人，為了改進普通磁共振成象用的射頻線圈磁場均勻區(qū)的問題進行了廣泛的研究。結果，本發(fā)明人發(fā)現了調整利用寬元件的磁共振成象用的射頻線圈的電流分布的位置，以優(yōu)化磁場均勻區(qū)的新方法，從而完成達到第一目的的發(fā)明。
以下(1)至(3)段描述了達到第一目的的發(fā)明(1)達到第一目的的第一個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它包括彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈在連接分支相應地連接到主分支的區(qū)域附近具有狹縫。
按照該磁共振成象用的射頻線圈，因為在連接分支相應地連接到主分支的區(qū)域附近具有狹縫，主分支的電流分布在狹縫附近擴展了。相應地，電流分布的位置得到了調整，從而使磁場均勻區(qū)擴展了。
(2)達到第一目的的第二個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它包括多個主分支和用于把這些主分支彼此連接起來用的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，相鄰主分支之間的間距在其兩端和中間位置是不同的。
按照該磁共振成象用的射頻線圈，因為相鄰主分支之間的間距在其兩端和中間位置是不同，所以主分支的電流分布在主分支兩端處的間距變窄。相應地，主分支兩端處的磁場增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(3)達到第一目的的第三個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它包括彼此平行的主分支和用于把這些主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，每個主分支的長度擴展，使其大于連接分支之間的間距。
按照該磁共振成象用的射頻線圈，因為每個主分支的長度擴展，使其大于連接分支之間的間距，所以主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了。相應地，主分支兩端處的磁場擴展了，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
作為達到上述第一目的的發(fā)明，還包括以下(4)至(10)段備描述的，與(1)至(3)段所描述的發(fā)明不同的發(fā)明。
(4)達到第一目的的第四個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈具有與主分支平行的狹縫，后者被限定在連接分支相應地連接到主分支的區(qū)域附近。
按照該磁共振成象用的射頻線圈，因為與主分支平行的狹縫設置在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近，所以主分支的電流分布在主分支的方向上得以擴展。相應地，電流分布的位置得到調整，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(5)達到第一目的的第五個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有彼此平行的主分支和用于主分支彼此連接起來的連接分分，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈具有分別被限定在主分支上的，在垂直于主分支的方向上伸展的狹縫。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，在與主分支垂直的方向上延伸的狹縫是分別被限定在主分支上的。所以，主分支處的電流分布在主分支兩端的間距變窄。相應地，主分支兩端的磁場增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(6)達到第一目的的第六個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈具有設置在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近的狹縫，這些狹縫是由與主分支平行伸展的狹縫以及在與主分支垂直的方向上伸展的狹縫組合而成的。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，這些狹縫由與主分支平行伸展的狹縫以及在與主分支垂直的方向上伸展的狹縫組合而成，并設置在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近。所以，主分支處的電流分布在主分支的方向上擴展了，并在主分支兩端的空間變窄。所以，主分支兩端的磁場得以延伸和增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(7)達到第一目的的第七個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈具有與主分支平行的狹縫以及在與主分支垂直的方向上延伸的狹縫。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，這些與主分支平行的狹縫以及在與主分支垂直的方向上伸展的狹縫，都設置在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近。所以，主分支處的電流分布在主分支的方向上擴展了，并且主分支兩端的空間或間距變窄。相應地，主分支兩端的磁場得以延伸和增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(8)達到第一目的的第八個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該射頻線圈在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近具有在由主分支與連接分支分構成的角的基本上等分線方向上延伸的狹縫。
按照這種磁共振成象用的射頻線圈，因為這些狹縫是在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近，在由主分支與連接分支分構成的角的基本上等分線方向上延伸的，所以，主分支處的電流分布在主分支的方向上擴展了，并且主分支兩端的空間變窄。相應地，主分支兩端的磁場得以延伸和增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(9)達到第一目的的第九個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有多個主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，相鄰主分支之間的間距在其兩端和中間位置是不同的，該射頻線圈在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近具有狹縫。
按照這種類型的磁共振成象用的射頻線圈，因為相鄰主分支之間的間距在其兩端和中間位置是不同，而且在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近又有狹縫，所以主分支的電流分布在狹縫的周圍擴展，并且在主分支的兩端的空間中變窄。相應地，主分支兩端處的磁場得以擴展和增強，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
(10)達到第一目的的第十個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射線圈，它具有彼此平行的主分支和用于把主分支彼此連接起來的連接分支，其中的元件構造成馬鞍形，該主分支的長度擴展，使得該長度大于連接分支之間的間距，并且該射頻線圈在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近具有狹縫。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，因為每個主分支的長度擴展，使得該長度大于連接分支之間的間距，并且該射頻線圈在連接分支分別連接到主分支的區(qū)域附近具有狹縫，所以，主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了，并且，在主分支的端部，主分支之間的間隔變窄了。相應地，主分支兩端處的磁場擴展了，使磁場均勻區(qū)得以擴展。
本申請的發(fā)明人為改進普通馬鞍形線圈的開放性的問題進行了廣泛的研究。結果，本發(fā)明人在這些發(fā)現的基礎上完成了達到第二目的的發(fā)明，優(yōu)化了馬鞍形線圈連接分支的形狀，避免犧牲磁場的均勻性。
就是說，以下(11)至(14)段將描述達到第二目的的發(fā)明(11)達到第二目的的第十一個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，其中，這些 包括彼此平行的主分支和把主分支彼此連接起來的連接分支的元件構造成馬鞍形，射頻線圈設計成這樣，連接分支包括空間距相等的連接分支和空間距離不等的連接分支，沿前者相對的元件彼此平行伸展，后者用來分別將主分支的兩端連接至前者，間距相等的連接分支之間的間距變得比每個主分支的長度窄，空間距離相等的連接分支沿著磁裝置的兩個柱狀磁軛設置，磁裝置中，基本磁軛裝有在垂直方向上彼此相對的磁鐵，基本磁軛由其圓周邊沿上的兩個柱狀磁軛支持。
在這種類型的磁共振成象用的射頻線圈中，因為每個主分支的長度擴展，使得該長度大于連接分支之間的間距，所以，主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了。相應地，主分支兩端處的磁場變寬，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
另外，因為空間距離相等的連接分支沿著由兩個柱狀磁軛支撐的磁裝置的兩個柱狀磁軛設置，所以本線圈在開放性上比傳統(tǒng)的馬鞍形線圈優(yōu)越，而且雙柱磁裝置的開放性不受損害。
(12)達到第二目的的第十二個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，其特征在于，在前段(11)所述發(fā)明中，主分支和空間距離不等的連接分支沿著在垂直方向上相對的磁鐵配置，而空間距離相等的連接分支則沿著用于支撐在其圓周邊沿上備有磁鐵的基本磁軛的兩個柱狀磁軛配置。
在該磁共振成象用的射頻線圈中，每個主分支的長度擴展，使得該長度大于連接分支之間的間距。這樣，主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了。相應地，主分支兩端處的磁場擴展，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
在由兩個柱狀磁軛支撐的磁裝置中，主分支和空間距離不等的連接分支沿著在垂直方向上相對的磁鐵配置，而空間距離相等的連接分支則沿著兩個柱狀磁軛配置。所以，本線圈在開放性上比傳統(tǒng)的馬鞍形線圈優(yōu)越，而且雙柱磁裝置的開放性不受損害。
(13)達到第二目的的第十三個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，其特征在于，在前段(11)所述發(fā)明中，主分支的兩端、空間距離不等的連接分支和空間距離相等的連接分支沿著在垂直方向上相對的磁鐵配置，而空間距離相等的連接分支的中心部分則沿著用于支撐在其圓周邊沿上備有磁鐵的基本磁軛的兩個柱狀磁軛配置。
在該磁共振成象用的射頻線圈中，每個主分支的長度擴展，使得該長度大于連接分支之間的間距。這樣，主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了。相應地，主分支兩端處的磁場擴展，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
在由兩個柱狀磁軛支持的磁裝置中，主分支的兩端、空間距離不等的連接分支和空間距離相等的連接分支沿著在垂直方向上相對的磁鐵配置，而空間距離相等的連接分支的中心部分則沿著柱狀磁軛配置。所以，本線圈在開放性上比傳統(tǒng)的馬鞍形線圈優(yōu)越，而且設計得沿橫向擴展的雙柱磁裝置的開放性不受損害。
(14)順便指出，按照(11)至(13)段所描述的發(fā)明，每個磁共振成象用的射頻線圈相鄰的主分支之間的間距，可以設置成在其兩端和中間是不同的。磁場均勻區(qū)可以進一步展寬。
另外，按照(11)至(13)段所描述的發(fā)明，每個磁共振成象用的射頻線圈的在連接分支與主分支彼此連接處附近，可以設置狹縫。磁場均勻區(qū)可以進一步展寬。
本申請的發(fā)明人為改進采用傳統(tǒng)磁共振成象用的射頻線圈所用頻率的調整方面出現的問題，進行了廣泛的研究。結果，本發(fā)明人發(fā)現了改變每個調諧電容的電容量的新方法，從而導致能達到第三目的的發(fā)明的完成。
就是說，以下(15)至(16)段將描述達到第三目的的發(fā)明(15)達到第三目的的第十五個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有分別附在元件上的調諧電容，它包括電氣上接在元件之間的調諧電容、可從元件切斷的布線圖案，以及電氣上連接在布線圖案之間從而變成與元件之間的調諧電容并聯(lián)的調諧電容。
在這種類型的磁共振成象設備用的射頻線圈中，除了預先連接在元件之間的調諧電容外，還連接能從元件切離的布線圖案調諧電容。
這樣，就可以實現通過在電氣上將可切斷的布線圖案從元件切離，便能調整調諧電容的電容量，并很容易調整大或寬的頻率范圍的磁共振成象設備用的射頻線圈。
(16)達到第三目的的第十六個發(fā)明提供一種磁共振成象用的射頻線圈，它具有分別附在元件上的調諧電容，它包括電氣上接在元件之間的調諧電容，以及位置上與該連接在元件之間的調諧電容并聯(lián)，但對元件而言在電氣上可通過開關裝置實現連接和切斷的調諧電容。
作為該開關裝置，可以采用跳線針和跳線開關的組合，以及諸如乒乓開關、雙列直插式開關或繼電器等各種開關。
在該磁共振成象設備用的射頻線圈中，除了預先連接在元件之間的調諧電容之外，還接有在電氣上可連接并可切離的電容，后者通過開關裝置在電氣上既可與元件斷開，又可與元件連接。
這樣，就可以實現通過斷開或閉合每個開關裝置即可對每個調諧電容大幅度調整電容量，并很容易調整大或寬的頻率范圍的磁共振成象設備用的射頻線圈。
另外，下面(17)和(18)段將描述達到第四目的的發(fā)明(17)達到第四目的的第十七個發(fā)明提供一種磁共振成象設備，它包括由上、下兩個裝有在垂直方向上彼此相對的磁鐵的基本磁軛和在其圓周邊緣上支持基本磁軛的兩個柱狀磁軛組成的磁裝置，以及其元件包括彼此平行的主分支和把主分支彼此連接起來的連接分支，構造成馬鞍形，并裝在該磁裝置內的磁共振成象設備用的射頻線圈，其中連接分支包括相對的元件沿著其方向平行伸展的空間間隔相等的連接分支和用來連接主分支兩端和空間間隔相等的連接分支的空間距離不等的連接分支，空間距離相等的連接分支之間的間距設計成小于每個主分支的長度，并沿著磁裝置的柱狀磁軛配置。
在該磁共振成象設備中，每個主分支的每個構成元件的長度延伸得比連接分支之間的間距還大。所以，主分支的電流分布在主分支的方向上擴展了。相應地，主分支兩端處的磁場變寬，從而使磁場均勻區(qū)得以擴展。
因為空間間隔相等的連接分支是沿著由兩個柱狀磁軛支持的磁裝置的柱狀磁軛配置的，所以，本磁共振成象設備在開放性上優(yōu)于采用馬鞍形線圈的傳統(tǒng)的磁共振成象裝置，而且雙柱式磁裝置的開放性不會受到損害。
(18)達到第四目的的第十八個發(fā)明提供一種磁共振成象設備，它包括由上、下兩個裝有在垂直方向上彼此相對的磁鐵的基本磁軛和在其圓周邊緣上支持基本磁軛的兩個柱狀磁軛組成的磁裝置，以及其元件包括彼此平行的主分支和把主分支彼此連接起來的連接分支，構造成馬鞍形，并裝在該磁裝置內的磁共振成象設備用的射頻線圈；調諧電容放置在元件的任意位置上；調諧電容連接在布線圖案之間，使其通過可與元件斷開的布線圖案或者電氣上可斷開和可閉合的開關裝置，與連接在元件之間的調諧電容并聯(lián)，其中磁共振成象設備用的射頻線圈的連接分支包括相對的元件沿著其方向平行伸展的空間間隔相等的連接分支和用來在主分支和空間間隔相等的連接分支的端部之間提供連接的空間間隔不等的連接分支，空間間隔相等的連接分支之間的間距設計成小于每個主分支的長度，并沿著磁裝置的柱狀磁軛配置。
作為開關裝置，可以采用跳線針與跳線開關的組合，以及諸如乒乓開關、雙列直插式開關或繼電器等各種開關。
在磁共振成象設備中，除了已經預先連接在元件之間的調諧電容之外，還連接了在電氣上可從元件切離的調諧電容。這樣，就能夠實現通過可切斷的布線圖案或開關裝置進行電氣上的切離，大幅度地調整調諧電容的電容量，從而容易調整大的或寬的頻率范圍的磁共振成象設備。
結合附圖，通過下面的描述和后附的權利要求書，本發(fā)明的上述的和其他的目的、特點和優(yōu)點，會變得更加清楚。在附圖中，以舉例的方式表示本發(fā)明的推薦的實施例。
下面將參照附圖描述本發(fā)明，其中

圖1是視圖，顯示本發(fā)明的利用分別與主分支平行的狹縫的第一個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖2是說明具有圖1所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖3是視圖，顯示本發(fā)明的利用分別與連接分支平行的狹縫的第二個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖4是說明具有圖3所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖5是視圖，顯示本發(fā)明的利用分別與主分支平行的狹縫和分別與連接分支平行的狹縫的第三個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖6是說明具有圖5所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖7是視圖，顯示本發(fā)明的利用分別與主分支垂直和平行的狹縫的第四個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖8是說明具有圖7所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖9是視圖，顯示本發(fā)明的利用分別把在主分支與連接分支彼此連接處形成的角分成相等部分的狹縫的第五個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖10是說明具有圖9所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖11是視圖，顯示本發(fā)明的利用主分支之間間距變化的結構的第六個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖12是說明具有圖11所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖13是視圖，顯示本發(fā)明的利用主分支擴展了的結構的第七個實施例的馬鞍形線圈的結構。
圖14是說明具有圖13所示結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，與傳統(tǒng)例子所得的特性進行比較。
圖15是視圖，顯示圖13所示馬鞍形線圈整個結構。
圖16是顯示本發(fā)明第九個實施例的線圈的結構視圖，該實施例利用了這樣一種結構，即其中主分支長度延長，相鄰的空間間隔相等的連接分支之間的間距變窄。
圖17是表示圖16所示線圈連同雙柱式磁裝置的結構視圖。
圖18是視圖，說明本發(fā)明第十二個實施例的線圈的結構，該實施例利用了這樣一種結構，即其中主分支長度延長，相鄰的空間間隔相等的連接分支之間的間距變窄。
圖19是視圖，說明本發(fā)明第十三個實施例的線圈連同雙柱式磁裝置的結構，該實施例利用了這樣一種結構，即其中主分支長度延長，相鄰的空間間隔相等的連接分支之間的間距變窄。
圖20是視圖，說明本發(fā)明第十四個實施例的線圈主要部分的結構，該實施例設置了可切斷的布線圖案裝置。
圖21是視圖，說明圖20所示線圈主要部分的另一種結構。
圖22是視圖，說明本發(fā)明第十五個實施例的線圈主要部分的結構，該實施例設置了跳線。
圖23是視圖，說明圖22所示線圈主要部分的另一種結構。
圖24是透視圖，說明傳統(tǒng)馬鞍形線圈的總體結構。
圖25是視圖，說明傳統(tǒng)馬鞍形線圈的結構。
圖26是說明具有傳統(tǒng)結構的馬鞍形線圈在磁場均勻區(qū)方面特性的曲線圖，就不同的元件寬度進行比較。
圖27是視圖，說明具有不同寬度的傳統(tǒng)馬鞍形線圈彼此進行比較的方法。
圖28是表示傳統(tǒng)的馬鞍形線圈連同雙柱式磁裝置的結構視圖。
下面將參照附圖，對本發(fā)明的最佳實施例進行詳細的描述。順便指出，本發(fā)明并不限于這些實施例，或者受它們限制。
“達到第一目的的實施例改變主分支”為了達到本發(fā)明的第一個目的，下面(1)至(8)段描述一些實施例，其中，狹縫限定在主分支內或改變主分支。
(1)分別被限定在連接分支內的沿著主分支方向伸展的狹縫圖1是一個視圖，說明本發(fā)明第一實施例的結構。與圖25所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，狹縫2g平行于主分支1a，從連接分支伸入主分支1a與連接分支1g彼此連接的區(qū)域附近。狹縫2e平行于主分支1a，從連接分支伸入主分支1a與連接分支1e彼此連接的區(qū)域附近。這些狹縫2g和2e被限定在它們各自向外伸展的方向。
在本說明書中，在主分支1a(具有寬度W2)一端方向上伸出的圖1虛線包圍的區(qū)域，亦即連接分支1e和1g(各具有寬度W2)與主分支連接的長W2和寬W2的矩形區(qū)域，稱為“連接分支與主分支彼此連接的區(qū)域”。主分支1b以及顯示不出來的主分支1c和1d亦與主分支1a相似。
狹縫2h平行于主分支1b，從連接分支伸入主分支1b與連接分支1h彼此連接的區(qū)域附近。狹縫2f平行于主分支1b，從連接分支伸入主分支1b與連接分支1f彼此連接的區(qū)域附近。這些狹縫2h和2f被限定在它們各自向外伸展的方向。
這樣，因為電流是這樣流動的，即，如上所述，電流分布在最短路徑處達到最大值，所以，狹縫的設置為在設置狹縫的區(qū)域附近的最短路徑處造成最大的電流分布創(chuàng)造了條件。
所以，提供最大值的電流分布如圖1的箭頭所示，于是電流分布在每個主分支的方向上擴展。故可明白，在主分支的兩端處的電流分布，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比是擴展了。
這樣，如果將磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍，定義為磁場均勻區(qū)，那么，如圖2所示，在無狹縫的寬元件情況下磁場均勻區(qū)為Z2，而在有狹縫的寬元件情況下，由于在平行于主分支的方向上電流分布擴展了，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z3(＞Z2)表示。
因為各狹縫2g，2e，2h和2f可以做得窄，元件對屏蔽作用的影響小。所以，與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的作用仍舊不變。
(2)分別被限定在主分支內的沿著連接分支方向伸展的狹縫圖3是一個視圖，說明本發(fā)明第二實施例的結構。與圖1所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，狹縫2a平行于連接分支1g，從連接分支伸入主分支1a與連接分支1g彼此連接的區(qū)域附近。狹縫3a平行于連接分支1e，被限定在主分支1a與連接分支1e彼此連接的區(qū)域附近。
狹縫4a被限定在主分支1a元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1b相對的一側沿著連接分支1g(1e)的方向延伸。
另外，狹縫2b平行于連接分支1h，從連接分支伸入主分支1b與連接分支1h彼此連接的區(qū)域附近。狹縫3b平行于連接分支1f，被限定在主分支1b與連接分支1f彼此連接的區(qū)域附近。
另外，狹縫4b被限定在主分支1b元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1a相對的一側沿著連接分支1h的方向延伸。
這樣，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比，在每個設置了狹縫的區(qū)域附近，在最短路徑處電流分布達到最大值。所以，電流分布變成這樣的情況，即彼此相對的主分支之間的間距，如圖3箭頭所示，在主分支的兩端處變小了。
結果，彼此相對的主分支1a與1b之間的距離，在主分支兩端附近變短了，于是，主分支兩端形成的磁場變強了。隨著彼此相對的電流分布之間的距離愈向主分支的中心部分附近愈大，每個中心部分的磁場強度略微減小。
這樣，如圖4所示，如果將磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍，定義為磁場均勻區(qū)，那么，如圖2所示，在無狹縫的寬元件情況下磁場均勻區(qū)為Z2，而在有狹縫的寬元件情況下，由于每個主分支接近兩端處磁場強度上升，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z4(＞Z2)表示。
因為各狹縫2a至4a可以做得窄，元件對屏蔽作用的影響小。所以，與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的作用仍舊不變。
(3)分別被限定在連接分支內沿著主分支方向伸展的狹縫與分別被限定在主分支內沿著連接分支方向伸展的狹縫
圖5是一個視圖，表示本發(fā)明第三實施例的結構。與圖1和圖3所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，狹縫2g平行于主分支1a，而狹縫2a平行于連接分支1g，設置在主分支1a與連接分支1g彼此相連的區(qū)域附近。
另外，狹縫2e平行于主分支1a，而狹縫3a平行于連接分支1e，設置在主分支1a與連接分支1e彼此相連的區(qū)域附近。
另外，狹縫4a被限定在主分支1a元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1b相對的一側沿著連接分支1g(1e)的方向延伸。
再另外，狹縫2h平行于主分支1b，狹縫2b平行于連接分支1h，設置在主分支1b與連接分支1h彼此相連的區(qū)域附近。
再另外，狹縫2f平行于主分支1b，狹縫3b平行于連接分支1f，設置在主分支1b與連接分支1f彼此相連的區(qū)域附近。
再另外，狹縫4b確定在主分支1b元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1a相對的一側沿著連接分支1h(1f)的方向延伸。
這樣，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比，在每個設置了狹縫的區(qū)域附近，在最短路徑處電流分布達到最大值。所以，如圖5箭頭所示，在每個主分支的方向上電流分布擴展了，而且彼此相對的主分支之間的間距，在主分支的兩端處變小了。
結果，在與每個主分支平行的方向上電流分布擴展了，而且彼此相對的主分支1a與1b之間的距離，在主分支兩端附近變短了，于是，如圖6所示，主分支兩端形成的磁場擴展了、變強了。隨著彼此相對的電流分布之間的距離愈向主分支的中心部分附近愈大，每個中心部分的磁場強度略微減小。
這樣，當把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍定義為磁場均勻區(qū)時，在無狹縫的寬元件情況下磁場均勻區(qū)為Z2，而在有狹縫的寬元件情況下，由于每個主分支接近兩端處磁場強度上升，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z5(＞Z2)表示。
因為各狹縫2g，2e，2h，2f以及狹縫2a至4a和2b至4b可以做得窄，元件對屏蔽作用的影響小。所以，與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的效果仍舊不變。
(4)分別被限定在連接分支內先沿著主分支方向伸展后轉向的L型狹縫圖7是一個視圖，表示本發(fā)明第四實施例的結構。與圖1、圖3和圖5所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，L型狹縫5a有一槽平行于主分支1a的方向向外伸展，而一槽從上一槽的前端向另一主分支1b，沿著平行于連接分支1g的方向伸展，并設置在主分支1a與連接分支1g彼此相連的區(qū)域附近。
類似地，L型狹縫6a有一槽平行于主分支1a的方向向外伸展，而一槽從上一槽的前端向另一主分支1b，沿著平行于連接分支1e的方向伸展，并設置在主分支1a與連接分支1e彼此相連的區(qū)域附近。
另外，L型狹縫5b有一槽平行于主分支1b的方向向外伸展，而一槽從上一槽的前端向另一主分支1a，沿著平行于連接分支1h的方向伸展，并設置在主分支1b與連接分支1h彼此相連的區(qū)域附近。
另外，L型狹縫6b有一槽平行于主分支1b的方向向外伸展，而一槽從上一槽的前端向另一主分支1a，沿著平行于連接分支1f的方向伸展，并設置在主分支1b與連接分支1f彼此相連的區(qū)域附近。
另外，狹縫4a設置在主分支1a的元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1b相對的一側沿著連接分支1g(1e)的方向延伸。
另外，狹縫4b設置在在主分支1b元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1a相對的一側沿著連接分支1h(1f)的方向延伸。
這樣，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比，在每個設置了狹縫的區(qū)域附近，在最短路徑處電流分布達到最大值。所以，如圖7箭頭所示，在每個主分支的方向上電流分布擴展了，而且彼此相對的主分支之間的間距，在主分支的兩端處變小了。
結果，在與每個主分支平行的方向上電流分布擴展了，而且彼此相對的主分支1a與1b之間的距離，在主分支兩端附近變短了，于是，如圖6所示，主分支兩端形成的磁場擴展了、變強了。隨著彼此相對的電流分布之間的距離愈向主分支的中心部分附近愈大，每個中心部分的磁場強度略微減小。
這樣，當把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍定義為磁場均勻區(qū)時，在無狹縫的寬元件情況下磁場均勻區(qū)為Z2，而在有狹縫的寬元件情況下，由于每個主分支接近兩端處磁場強度上升，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z6(＞Z2)表示。
因為各狹縫5a，5b，6a，6b以及狹縫4a至4b可以做得窄，元件對屏蔽作用的影響小。所以，與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的效果仍舊不變。
因為該狹縫是沿著連接分支的方向伸展的，甚至與圖5所示的情況相比也可以看到，該狹縫進一步向外伸展，彼此相對的主分支1a和1b之間的間距，在主分支的兩端處變小了，可以獲得很大的效果。相應地，磁場均勻區(qū)還要更大地擴展。
(5)沿著傾斜方向伸展的狹縫和沿著連接分支方向伸展的狹縫分別被限定在主分支內圖9是一個視圖，表示本發(fā)明第五實施例的結構。與圖1、圖3和圖5所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，狹縫7a在主分支1a與連接分支1g彼此相連的區(qū)域附近從內側形成，沿著把由主分支1a和連接分支1g形成的角分成兩個相等部分的方向伸展。類似地，狹縫8a在主分支1a與連接分支1e彼此相連的區(qū)域附近從內側形成，沿著把由主分支1a和連接分支1e形成的角分成兩個相等部分的方向伸展。
另外，狹縫7b在主分支1b與連接分支1h彼此相連的區(qū)域附近從內側形成，沿著把由主分支1b和連接分支1h形成的角分成兩個相等部分的方向伸展。
類似地，狹縫8b在主分支1b與連接分支1f彼此相連的區(qū)域附近從內側形成，沿著把由主分支1b和連接分支1f形成的角分成兩個相等部分的方向伸展。
另外，狹縫4a設置在主分支1a元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1b相對的一側沿著連接分支1g(1e)的方向延伸。
另外，狹縫4b設置在主分支1b元件長度的中心部分附近，從與另一主分支1a相對的一側沿著連接分支1h(1f)的方向延伸。
這樣，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比，在每個設置了狹縫的區(qū)域附近，在最短路徑處電流分布達到最大值。所以，如圖9箭頭所示，在每個主分支的方向上電流分布擴展了，而且類似于圖7所示，彼此相對的主分支之間的間距，在主分支的兩端處變小了。
結果，由于在與每個主分支平行的方向上電流分布擴展了，而且彼此相對的主分支1a與1b之間的距離，在主分支兩端附近變短了的緣故，于是，主分支兩端形成的磁場擴展了、變強了。隨著彼此相對的電流分布之間的距離愈向主分支的中心部分附近愈大，每個中心部分的磁場強度略微減小。
這樣，當把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍定義為磁場均勻區(qū)時，在無狹縫的寬元件情況下磁場均勻區(qū)為Z2，而在有狹縫的寬元件情況下，由于每個主分支接近兩端處磁場強度顯示出上升和擴展，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z7(＞Z2)表示。
因為各狹縫7a，7b，8a，8b以及狹縫4a和4b的寬度可以是窄的，元件對屏蔽作用的影響小。所以，與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的效果仍舊不變。
因為該狹縫是沿著連接分支的方向伸展的，甚至與圖5所示的情況相比也可以看到，該狹縫進一步向外伸展，彼此相對的主分支1a和1b之間的間距，在主分支的兩端處變小了，可以獲得類似于圖7的很大的效果。相應地，磁場均勻區(qū)亦大大地擴展了。
(6)改變主分支以及主分支之間的間距圖11是一個視圖，表示本發(fā)明第六實施例的結構。與圖1所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
本結構表示這樣一種情況，即改變主分支1a和主分支1b本身，以改變電流分布。在圖11中，電流分布構造得與圖3所示者大體相同。
就是說，作為采用圖3所示結構的狹縫的替代方案，使相對的主分支1a′和1b′的距離在其兩端處接近縮小，而在主分支1a′和1b′中心部分附近的距離增大。
在本結構中，每個主分支均呈折線型，但也可以做成圓形。另外，主分支也可以成型為多邊形一部分的形狀。作為另一方案，主分支也可以呈部分圓形、部分多邊形的形狀。
這樣，與圖25所示的采用寬元件的線圈相比，在每個改變了的元件的最短路徑處電流分布達到最大值。所以，如圖11箭頭所示，彼此相對的主分支之間的間距，在主分支的兩端處變小。
結果，彼此相對的主分支1a′與1b′之間的距離，在主分支兩端附近變短了，于是，主分支兩端形成的磁場增強了。另外，彼此相對的電流分布之間的距離，在主分支的中心部分附近增大，每個中心部分的磁場強度略微減小。
這樣，如圖12所示，當把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍定義為磁場均勻區(qū)時，在主分支不改變的采用寬元件情況下磁場均勻區(qū)仍為Z2，而在主分支做了改變的寬元件情況下，由于每個主分支接近兩端處磁場強度顯示出上升，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z7(＞Z2)表示。
因為這種情況下，不設置狹縫，每個元件對屏蔽作用與傳統(tǒng)元件的作用基本相同，而與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的效果仍舊不變。
(7)主分支延伸圖13是一個表示本發(fā)明第七實施例的結構的視圖。與圖11所示者相同的結構元件用相同的標號表示。
在本結構中，使主分支1a和主分支1b本身延伸，使得主分支元件的長度比連接分支之間的間距(相當于構成一對連接分支的間距(下文稱作連接分支之間的間距))大。另外，對連接分支做了修改，以改變電流分布。
在圖13所示的結構中，電流分布構造得與圖1所示者大體相同。就是說，作為采用圖1所示結構的狹縫的替代方案，使相對的主分支1a和1b的長度增大，而如此構造連接分支1g’，1e’，1h’和1f’分別連接至主分支的部分，使得這些部分延伸。
這樣，與圖25所示寬元件的線圈相比，如圖13中箭頭所示，在主分支的方向上電流分布擴展了。
結果，當把磁場強度落在0分貝和-3分貝之間的范圍定義為磁場均勻區(qū)時，在主分支不擴展的采用寬元件情況下磁場均勻區(qū)仍為Z2，而在主分支擴展了的寬元件情況下，如圖14所示，由于在與主分支平行的方向上電流分布擴展了，所以磁場均勻區(qū)寬了，用Z9(＞Z2)表示。
因為這種情況下，不設置狹縫，每個元件對屏蔽作用與傳統(tǒng)元件的作用基本相同，而與傳統(tǒng)的例子相比，允許高頻功率降低的效果仍舊不變。
順便指出，利用主分支擴展的元件的磁共振成象用的馬鞍形射頻線圈示于圖15。
(8)順便指出，上述實施例描述的結構，粗略地分成兩類，設置狹縫的結構和主分支擴展或修改的結構。但是，配置狹縫可以與主分支長度增大及改變結合起來。在各種結構結合起來的情況下，它們的效果也結合為一。
由于設置狹縫或改變主分支，與傳統(tǒng)的形狀簡單的寬元件相比，L分量顯著增大。在這種情況下，如果采用同樣的調諧頻率，C分量可能減小。
這樣，因為阻塞阻抗Q(＝ωL/R＝1/ωCR，式中R為總電阻分量)可以增大，所以，阻塞效率可以提高，射頻功率的損失可以減小。
由于提高阻塞效率的效果和上述增大磁場均勻區(qū)的效果的疊加效果，磁共振成象設備所得的圖像的質量，與傳統(tǒng)的相比還要進一步提高。
在上述實施例中，主分支和連接分支的元件寬度描述為W2。但是，主分支和連接分支可以做得比傳統(tǒng)的寬度W1更寬，也不必做成同樣的寬度。
利用上述磁共振成象用的射頻線圈來構造磁共振成象設備，就能實現所采用的馬鞍形線圈電流分布優(yōu)化了，而且磁場均勻區(qū)擴大了的磁共振成象設備。相應地，就可以達到本發(fā)明的第四個目的。
“達到第二目的的實施例改進連接分支”下面在(9)至(13)段將描述一些實施例，它們每一個都說明一種通過設計連接分支的形狀，達到本發(fā)明第二目的來考慮開放性的磁共振成象設備用的射頻線圈。
(9)主分支擴展，各具有比主分支的長度窄的間距的連接分支沿著雙柱式磁裝置的兩個柱狀磁軛配置進一步改變圖13和15所示的磁共振成象用的馬鞍形射頻線圈的連接分支，空間間隔相等的連接分支是這樣構造的，使得它們沿著圖28所示磁裝置的兩個柱狀磁軛配置。以這樣的方法構造的本發(fā)明的磁共振成象用的馬鞍形射頻線圈示于圖16。
在磁共振成象用的射頻線圈10中，采用了兩對馬鞍形，其鞍峰部分彼此向外擴展。另外，該部分之間的間距做窄，并平行放置，該部分結合起來這樣構型，使沿著X-Y方向擴展的空間呈矩形。
相應地，圖16所示的磁共振成象用的射頻線圈10，在電氣上的作用與圖24所示的傳統(tǒng)的馬鞍形線圈相同。順便指出，射頻線圈10設計成由功率源部分15提供功率。
準備檢查的人體放置在射頻線圈10所包圍的空間內，Z方向為射頻線圈10的縱向。
現在，沿著Z軸伸展的每個相鄰的主分支11a和11b設計成具有相同的電流方向。類似地，每個相鄰的主分支11c和11d設計成其電流方向與每個主分支11a和11b的電流方向相反。
流過構成主分支11a，11b，11c及11d的每個元件的電流，在圖16所示X方向上，產生一個磁場B1。
另外，用于將這些主分支彼此連接起來的連接分支，包括沿其路徑彼此相對的元件平行伸展的空間距離相等的連接分支13a和13a′，13b和13b′，以及用來把主分支的兩端和空間間隔相等的連接分支連接起來的空間間隔不相等的連接分支12a至12d′。另外，主分支和空間間隔不相等的連接分支形成半圓形或三角形。
這樣，已如圖14所示，如果在采用寬元件而不擴展主分支的情況下，磁場均勻區(qū)仍舊是Z2，那么，在采用寬元件又擴展主分支的情況下，由于在與主分支平行的方向上電流分布擴展了，磁場均勻區(qū)變寬了，用Z9(＞Z2)表示。
就是說，因為該磁共振成象用的射頻線圈10的主分支的長度延長得比連接分支之間的間距還長，所以，主分支的電流分布在與主分支平行的方向上擴展了。這樣，每個主分支的兩端處的磁場擴展，使磁場均勻區(qū)擴大了。
分別與主分支兩端相連的空間間距不等的連接分支，最好與主分支成直角相連。如圖16所示，空間間距不等的連接分支，為了在其使主分支彼此相連處成直角相連，最好采用圓形，并將主分支與彼此間間距狹窄的空間間距相等的連接分支連接起來。
由于主分支與空間間距相等的連接分支基本上成直角相連，故它們彼此之間不是磁耦合的。所以，有可能防止每個空間間距不等的連接分支產生的磁場影響主分支。
這樣，如圖17所示，主分支11a和11b是沿著磁裝置20基本磁軛22a側的磁分流調整板布置的。主分支11c和11d是沿著磁裝置20基本磁軛22b側的磁分流調整板29b布置的?？臻g間隔相等的連接分支13a和13a′是沿著柱狀磁軛23a布置的，而空間間隔相等的連接分支13b和13b′是沿著柱狀磁軛23b布置的。
就是說，在磁裝置20中，高端和低端基本磁軛22a和22b是由兩個柱狀磁軛23a和23b支撐的。在該磁裝置中，由于空間間隔相等的連接分支13a和13a′以及13b和13b′構型得沿著兩個柱狀磁軛23a和23b配置的，所以本磁裝置在開放性上比外形呈圓柱性的馬鞍形線圈優(yōu)異，因而不會損害雙柱式磁裝置20的開放性。
相應地，利用能夠優(yōu)化電流分布并擴大磁場均勻區(qū)的馬鞍形線圈，就可以實現開放性優(yōu)異的磁共振成象用的射頻線圈。
在圖16所示的結構中，形成空間間隔不等的連接分支12c′和12d′彼此重疊的部分。但是，這部分最好做得形成得薄一些，以免在重疊處產生不必要的靜電電容。另外，這部分最好用厚的材料制成以免由于這樣的薄結構使電阻增大。
(10)在段(9)所述的磁共振成象用的射頻線圈10的各連接分支與各主分支分別彼此連接處附近，可以設置圖1，3，5，7和9所示的狹縫。這對于擴大磁場均勻區(qū)是有效的。
(11)另外，在段(9)所述的磁共振成象用的射頻線圈10相鄰的主分支之間的間距(相當于主分支11a和11b之間的間距以及主分支11c和11d之間的間距)可以這樣構造，使得如圖11所示，該間距在兩端和在中間處彼此不同。這對于擴大磁場均勻區(qū)是有效的。
(12)另外，本射頻線圈可以設計成這樣一種類型的磁共振成象用的射頻線圈，如圖18所示，使得空間間距不等的連接分支12a至12d’設計成直線形，而不是圓形，主分支與空間間距不等的連接分支成三角形。
就是說，按照磁裝置20的上、下基本磁軛的形狀設計射頻線圈。這樣，即使在這種情況下，也能利用能夠優(yōu)化電流分布并擴大磁場均勻區(qū)的馬鞍形線圈，就可以實現開放性優(yōu)異的磁共振成象用的射頻線圈。
即使在圖18所示的磁共振成象用的射頻線圈中，主分支之間的間距在中心部分和在兩端也可以改變。另外，在主分支與空間距離不等的連接分支彼此連接處，也可以設置狹縫。這樣就可以獲得擴大磁場均勻區(qū)的效果。
(13)另外，如圖19所示，按照磁裝置20’的外形，其中柱狀磁軛23a和23b橫向(亦即X軸方向)擴展，磁共振成象用的射頻線圈10’的空間間隔相等的連接分支甚至可以沿著X軸的方向設置，亦即沿著基本磁軛伸展。
就是說，本實施例與段(9)描述的實施例基本相同，其長度比主分支短的空間間距相等的連接分支可以設計成沿著磁裝置的柱狀磁軛配置。
由于這樣的結構，本射頻線圈與其外形為圓柱形的馬鞍形線圈相比，開放性優(yōu)異。這樣就不會損害雙柱式磁裝置20’的開放性。相應地，利用能夠優(yōu)化電流分布并擴大磁場均勻區(qū)的馬鞍形線圈，就可以實現開放性優(yōu)異的磁共振成象用的射頻線圈。
另外，即使在圖18所示的磁共振成象用的射頻線圈的情況下，空間間距相等的連接分支也可以設計成沿X軸的方向伸展。這樣，利用能夠優(yōu)化電流分布并擴大磁場均勻區(qū)的馬鞍形線圈，就可以實現開放性優(yōu)異的磁共振成象用的射頻線圈。
由于在雙柱式磁裝置20中，采用了上述的磁共振成象用的射頻線圈，利用能夠優(yōu)化電流分布并擴大磁場均勻區(qū)的馬鞍形線圈，就可以實現開放性優(yōu)異的磁共振成象設備。相應地，可以達到本發(fā)明的第四個目的。
“達到第三個目的改進頻率調整的實施例”為了改進傳統(tǒng)的磁共振成象用的射頻線圈頻率調整的問題，下面段(14)至(16)將描述幾個實施例，各說明一個具有進行頻率調整的新結構的磁共振成象設備用的射頻線圈。
(14)設置可切斷的布線圖案本實施例將參照圖20進行描述?，F將以放大的方式描述圖16所示磁共振成象用的射頻線圈電容部分14a附近的情況。順便指出，在結構上，電容部分14a′，14b和14b′與電容部分14a相同。
在圖20所示的實施例中，三個電容140作為調諧電容平行地設置在構成空間間距相等的連接分支13a的元件之間。這里用舉例的方式表示芯片的一部分，端子140a和140b焊在它們相應的空間間距相等的連接分支13a上。
另外，擴展分支130a和130b與其縱向成直角地附在它們對應的空間間距相等的連接分支13a上。另外，四個調諧電容設置在擴展分支130a和130b上，并進一步焊接成與該三個周諧電容平行。
這樣，預先設置的電容，提供比預期值大的靜電容，而擴展分支130a和130b的布線圖案，在調整級上用虛線表示的任意位置上斷開，以此把這些電容器的總電容量往下調。
結果，與利用可變電容，例如，微調電容相比，可以獲得大的調整范圍。這樣，就可以實現容易作大或高的頻率范圍的的磁共振成象用的射頻線圈。
順便指出，這里顯示的電容數量，只是作為一個例子說明的，可以根據需要改變。如果擴展分支130a和130b是用薄銅箔圖案構成，那么，它們很容易用剪刀等工具切斷。相應地，調整工作就能容易地進行。
如圖21所示，地131A至131C可以這樣提供，即并聯(lián)的電容組(圖20中7個)可以彼此串聯(lián)。圖21表示不配置電容的情況。在本實施例中，7個并聯(lián)的電容組可以接成4串的組合。因為在這里做成串并組合，所以容量可以根據組合的結果進行微調。
(15)設置開關裝置現參照圖22描述利用跳線針和跳線開關的實施例?，F將以放大的方式描述圖16所示磁共振成象用的射頻線圈電容部分14a附近的情況。順便指出，在結構上，其他電容部分14a′，14b和14b′與電容部分14a相同。
在圖22所示的實施例中，三個電容140作為調諧電容平行地設置在空間間距相等的連接分支13a的元件之間。因為這里用舉例的方式表示芯片的一部分，電容140的端子焊在它們相應的空間間距相等的連接分支13a上。
另外，地132A和132B在與連接分支13a的縱向相垂直的位置上附在它們相應的空間間距相等的連接分支13a上。順便指出，地132A和132B在電氣上不連接到相應的空間間距相等的連接分支13a上，而每個電容140都焊在地132A和132B之間。
跳線針133A在電氣上連接到地132A上。另外，跳線針133A′在電氣上連接到與跳線針133A相對一側上的上述空間間距相等的連接分支13a上。
類似地，跳線針133B在電氣上連接到地132B上。另外，跳線針133B′在電氣上連接到與跳線針133B相對一側上的上述空間間距相等的連接分支13a上。
另外，用跳線開關134A使跳線針133A和133A′導通，并用跳線開關134B將跳線針133B和133B′導通，使總共四個電容140彼此并聯(lián)起來。
這樣，就可以實現這樣一種磁共振成象用的射頻線圈，其中，在電氣上可連接并可切斷的電容，通過跳線針和跳線開關，連接到空間間距相等的連接分支上，同時還有預先接在元件之間的三個電容，通過連接和斷開跳線開關可以調整調諧電容的電容量，從而容易地調整大的頻率范圍。
在這種情況下，電容之間的連接和分離可以自由地重復，而不像上述通過切割進行分離。另外，調整操作極其容易，因為插、拔跳線針即可。
因為如圖23所示，還可以并聯(lián)若干個調諧電容，還可以提供地和跳線針。這樣做可以進一步擴大調整范圍。另外，這樣并聯(lián)的電容器組可以用串聯(lián)組合的方式連接。
除了這里敘述的跳線針和跳線開關之外，作為開關裝置，可以采用乒乓開關、雙列直插式開關或繼電器等各種開關。
在各種可用于磁共振成象設備所用的高頻磁場中的頻率(拉莫爾頻率)的各種開關的情況下，除了這里說明的開關以外的其他開關亦可采用。
(16)設置(金屬化)通孔在通過段(14)所描述的可切斷的布線圖案以及通過段(15)所描述的跳線來調整頻率的情況下，如果圖20至23所示的每個空間間距相等的連接分支13a的反面調整時的可操作性良好，則通過在每個空間間距相等的連接分支13a上設置通孔，并在反面設置布線圖案或跳線，可以布置(額外提供的)調諧電容。
就是說，以這樣的方式提供調諧電容，即固定調諧電容，并在反面提供可切斷的布線圖案和跳線，使可操作性令人滿意。
在擴展分支上的調諧電容和地上的調諧電容設置在與空間間距相等的連接分支13a上的調諧電容在同一面上。在這種情況下，在反面設置布線圖案和跳線針。
也可以在兩面都設置擴展分支，并增加調諧電容的的數目供擴展，這樣做可以進一步增大調整范圍。
(17)通過調整段(14)至(16)所描述的調諧電容的電容量，就可以根據射頻屏蔽之間的間距，單獨地調整圖16所示四個點上的各電容部分(14a至14b′)的電容量。
(18)由于利用上面所述每一種磁共振成象用的射頻線圈，形成磁共振成象設備，可以實現很容易調整大的頻率范圍的磁共振成象設備。相應地，可以達到本發(fā)明的第四個目的。
順便指出，上面的描述涉及采用雙柱式磁裝置的情況。因為調諧電容可以在柱狀磁軛的中心部分附近調整，故操作性令人滿意。
就是說，即使安裝磁共振成象設備之后，分別在兩個柱狀磁軛中心部分附近安裝罩子或其他外蓋，就可以調整調諧電容。這樣，因為每個柱狀磁軛可以在一個地方裝一個罩子，在結構上射頻線圈就可以簡化。既然通過切割擴展分支或操作開關，就可以調整調諧電容，罩子的尺寸就可以縮小。
即使在使用四個柱狀磁軛的傳統(tǒng)磁裝置或其他磁裝置中，使用本發(fā)明每一個實施例提出的磁共振成象用的射頻線圈，并利用擴展分支或開關裝置來調整調諧電容，就能帶來有益的效果，即擴大頻率范圍、改進可操作性。
盡管本發(fā)明是參照說明性的實施例來描述的，但這種描述并不打算看作是限制性的。對熟識本行的人來說，參照這些說明，顯然可以對這些說明相應的實施例或本發(fā)明的其他實施例進行各種修改。所以，想用后附的權利要求書覆蓋本發(fā)明的真正范圍以內的任何修改和實施例。
權利要求
1.一種適用于磁共振成象的射頻線圈，其中，線圈包括彼此平行的多個主分支和用來將所述多個主分支彼此連接的連接分支，該線圈做成馬鞍形，其特征在于所述射頻線圈包括設置在所述連接分支分別與所述主分支連接的區(qū)域附近的多個狹縫。
2.一種適用于磁共振成象的射頻線圈，所述線圈包括彼此平行的多個主分支和用來將所述多個主分支彼此連接的連接分支，該線圈做成馬鞍形，所述射頻線圈的特征在于相鄰的主分支之間的間距這樣設置，使得主分支的兩端處與其中心處的間距是不同的。
3.一種適用于磁共振成象的射頻線圈，所述線圈包括彼此平行的多個主分支和用來將所述多個主分支彼此連接的連接分支，該線圈做成馬鞍形，所述射頻線圈的特征在于使得每個主分支的長度比連接分支之間限定的間距大。
4.一種適用于磁共振成象的射頻線圈，所述線圈包括彼此平行的多個主分支和用來將所述多個主分支彼此連接的連接分支，該線圈做成馬鞍形，其特征在于所述連接分支包括空間間距相等的連接分支和空間間距不等的連接分支，沿著前者所述線圈的相對的元件彼此平行地延伸，后者用來連接主分支和空間間距相等的連接分支，所述空間間距相等的連接分支這樣設計，使得所述空間間距相等的連接分支之間的間距比所述每個主分支的長度小，并沿著磁裝置的兩個柱狀磁軛配置，在所述磁裝置中，基本磁軛帶有安裝成彼此在垂直方向上相對的磁鐵，并由在其圓周邊沿上的兩個柱狀磁軛支撐。
5.一種權利要求4提出的射頻線圈，其特征在于主分支和所述空間間距不等的連接分支分別沿著在垂直方向上相對的磁鐵配置，而所述空間間距相等的連接分支則至少沿著所述柱狀磁軛配置。
6.一種用于磁共振成象的包括其上附有調諧電容的元件的射頻線圈，其特征在于所述線圈包括連接在所述元件之間的調諧電容，可從所述元件切斷的布線圖案，以及這樣地連接所述布線圖案之間的調諧電容，使其與連接在所述元件之間的調諧電容并聯(lián)。
7.一種用于磁共振成象的包括其上附有調諧電容的元件的射頻線圈，其特征在于所述線圈包括連接在所述元件之間的調諧電容，在電氣上可打開和可閉合的開關裝置，以及這樣地通過所述開關裝置配置的調諧電容，使其與連接在所述元件之間的調諧電容并聯(lián)。
8.一種磁共振成象設備，其特征在于包括具有在圓周邊沿上支撐所述基本磁軛的兩個柱狀磁軛的磁裝置，所述基本磁軛備有安裝成在垂直方向上彼此相對的磁鐵，以及裝在所述磁裝置內的磁共振成象用的射頻線圈，所述射頻線圈包括多個彼此平行配置的主分支，多個把所述多個主分支彼此連接起來的連接分支，所述射頻線圈做成馬鞍形，所述連接分支包括空間間距相等的連接分支和空間間距不等的連接分支，沿著前者所述線圈的相對的元件彼此平行地延伸，后者用來連接主分支和空間間距相等的連接分支。
9.一種磁共振成象設備，其特征在于包括具有在圓周邊沿上支持所述基本磁軛的兩個柱狀磁軛的磁裝置，所述基本磁軛備有安裝成在垂直方向上彼此相對的磁鐵，以及裝在所述磁裝置內的磁共振成象用的射頻線圈，所述射頻線圈包括多個彼此平行配置的主分支，多個把所述多個主分支彼此連接起來的連接分支，所述射頻線圈做成馬鞍形，所述連接分支包括空間間距相等的連接分支和空間間距不等的連接分支，沿著前者所述線圈的相對的元件彼此平行地延伸，而其間距小于所述主分支的長度，后者用來連接主分支和空間間距相等的連接分支，連接在磁共振成象用的射頻線圈用的元件之間的調諧電容，按這樣的方式配置的調諧電容，即，通過可從所述元件切離的布線圖案，或通過在電氣上對所述元件可連接并可切離的開關裝置，該調諧電容與連接在所述元件之間的上述調諧電容并聯(lián)。
全文摘要
一種利用寬元件馬鞍形線圈的可以優(yōu)化電流分布和擴大磁場均勻區(qū)的磁共振成象用的射頻線圈,以及使用該射頻線圈的磁共振成象設備。該磁共振成象用的射頻線圈包括彼此平行的主分支1a和1b,以及將主分支彼此連接起來的連接分支1e,1f,1g和1h,該線圈做成馬鞍形,在連接分支與主分支連接的區(qū)域附近設置了狹縫2e,2f,2g和2h。
文檔編號G01R33/32GK1169539SQ9610059
公開日1998年1月7日 申請日期1996年6月27日 優(yōu)先權日1996年6月27日
發(fā)明者佐藤健志, 古田修, 中村直樹, 石黑孝至 申請人:通用電器橫河醫(yī)療系統(tǒng)株式會社