DE3522401A1 - Probenkopf fuer die nmr-tomographie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Probenkopf für die NMR- Tomographie mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, dessen äußerer zylindrischer Mantel aus im wesentlichen durch­ gehendem elektrisch leitendem Material besteht, dessen innerer zylindrischer, den Probenraum umgebender Mantel mit einer Mehrzahl von parallelen und axial verlaufenden elek­ trischen Leitern versehen ist und dessen zwischen den Mänteln angeordnete Stirnflächen wechselstromdurchlässig und mit dem äußeren Mantel elektrisch leitend verbunden sind, wobei eine Koppelanordnung zum Erzeugen elektrischer, hoch­ frequenter Ströme in den Leitern vorgesehen ist.

Ein derartiger Probenkopf ist aus der EP-OS 00 84 946 bekannt.

Bei dem bekannten Probenkopf besteht der äußere zylindrische Mantel aus Metallblech und ist durchgehend mit den ebenfalls aus Metallblech bestehenden Stirnseiten verbunden. Der innere zylindrische Mantel wird von einem Kunststoffrohr gebildet, das an seinem, den Stirnflächen benachbarten Enden jeweils einen raumfesten, umlaufenden und elektrisch leiten­ den Streifen aufweist. Im Inneren des in dieser Weise all­ seitig gekapselten Zwischenraumes zwischen den Mänteln befindet sich eine torusförmige, kurzgeschlossene Spule. Die Spule ist aus Koaxialkabel gewickelt, dessen Außenmantel im Bereich der jeweils inneren Windung über eine Länge entfernt ist, die dem Abstand zwischen den leitfähigen Streifen auf dem Kunststoffrohr entspricht. An einem dieser isolierten Innenleiter ist eine Koppelanordnung in Gestalt eines parallel geführten Koaxialkabels befestigt, das an seinem einen Ende zu einem Steckkontakt in einer Stirnfläche führt und dessen Innenleiter am anderen Ende mit der gegenüber­ liegenden Stirnfläche verbunden ist.

Bei dem bekannten Probenkopf soll erreicht werden, daß die Komponenten des elektrischen bzw. magnetischen Feldes der kurzgeschlossenen torusförmigen Spule mit Ausnahme des Bereiches des freiliegenden Innenleiters vollkommen abge­ schirmt ist. Nur im Bereich dieses freiliegenden Innen­ leiters soll durch das Kunststoffrohr hindurch in dem vom inneren zylindrischen Mantel umgrenzten Probenraum ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt werden, das über den gesamten Probenraum senkrecht zur Längsachse des Proben­ kopfes ausgerichtet und sehr homogen ist.

Der bekannte Probenkopf hat jedoch den Nachteil, daß er sehr kompliziert im Aufbau ist und vor allem erhebliche Justage­ probleme auftreten, weil die einzelnen, voneinander beab­ standeten Windungen der torusförmigen Spule hochgenau posi­ tioniert sein müssen, was in der Praxis zu erheblichen Problemen führen dürfte, weil die einzelnen Windungen ledig­ lich mit ihrem Außenmantel an die elektrisch leitenden Streifen bzw. die umgebenden Stirnflächen und den äußeren zylindrischen Mantel angelötet sind. Diese praktischen Schwierigkeiten begrenzen auch die Zahl der möglichen Win­ dungen auf beispielsweise 24 Windungen, so daß auch der erzielbaren Homogenität des Hochfrequenz-Feldes hierdurch eine Grenze gesetzt ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Probenkopf der eingangs genannten Art dahingehend weiter­ zubilden, daß bei möglichst einfachem mechanischem Aufbau, der möglichst keiner Justage bedarf, ein ebenfalls zur Längsachse orthogonales Hochfrequenz-Magnetfeld mit sehr guter Homogenität über den gesamten Probenraum erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die freien Enden der Leiter mit den Stirnflächen jeweils wechselstromgekoppelt sind.

Die zugrundeliegende Aufgabe wird damit vollkommen gelöst, weil die Leiter auf diese Weise räumlich festliegen können und keinerlei Justageprobleme auftreten können, wie sie sich bei den Spulenwindungen nach dem Stand der Technik ein­ stellen. Als Rückleiter dienen nach der Erfindung nämlich die Stirnflächen sowie der äußere zylindrische Mantel, die auf einfache konstruktive Art starr und raumfest ausgebildet werden können, so daß weder bei der Herstellung noch bei der Benutzung des Probenkopfes irgendwelche Justagen erforder­ lich sind.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die freien Enden der Leiter mit den Stirnflächen jeweils über Kondensatoren verbunden.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die axiale Länge des Probenkopfes, auch unter Berücksichtigung der Frequenz des Hochfrequenzstromes je nach Bedarf eingestellt werden kann, weil die Dimensionierung der Kondensatoren u.a. die elek­ trische Länge festlegt, beispielsweise in Form eines λ/2-Resonators oder auch kürzer oder länger.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Leiter als Leiterbahnen einer geätzten Kupfer­ kaschierung eines rohrförmigen Tragekörpers ausgebildet.

Auch diese Maßnahme hat den Vorteil einer hohen mechanischen Stabilität, außerdem ergibt sich insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung der Vorteil, daß die Zahl der axial verlaufenden Leiter sehr hoch gewählt werden kann, beispielsweise 120 und mehr. Hierdurch wird die Homogenität des erzielten Hochfrequenz-Feldes weiter erhöht.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist im Zwischenraum zwischen den Mänteln eine um eine zur Achse des hohlzylindrischen Gehäuses parallele Achse drehbare Schleifenantenne angeordnet, deren Fläche parallel zur Achse des hohlzylindrischen Gehäuses liegt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Hochfrequenzenergie, die zum Anregen der Kernresonanz in der Probe erforderlich ist, eingespeist werden kann, wobei gleichzeitig ein Abgleich des Probenkopfes je nach den physikalischen Eigen­ schaften der zu messenden Probe möglich ist.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung sind mindestens zwei um 90° über den Umfang des Probenkopfes verteilte Koppelanordnungen vorgesehen, deren Hochfrequenz-Speise­ ströme um 90° phasenverschoben sind.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß im Probenraum eine zirkularpolarisierte Anregung erzeugt werden kann, die insbesondere durch die vorstehend genannte Drehung einer Schleifenantenne um ihre Achse fein justiert werden kann. Bei der Verwendung einer zirkularpolarisierten Anregung ergibt sich jedoch bekanntlich in der Kernresonanz eine höhere Signalausbeute bzw. ein besseres Signal/Rausch­ verhältnis, weil sowohl die Anregungsenergie besser genutzt als auch das Kernresonanzsignal besser empfangen werden kann, da beide Vorgänge im "rotierenden System" (rotating frame) erfolgen.

Besonders bevorzugt ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Variante, bei der die Koppelanordnungen aus einer gemein­ samen Hochfrequenz-Stromquelle gespeist werden, wobei die Versorgungsleitung für eine der Koppelanordnungen um 90° elektrisch länger als die Versorgungsleitung der anderen Koppelanordnung ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil eines besonders einfachen elektrischen Aufbaus, was deswegen möglich ist, weil Proben­ köpfe der hier interessierenden Art üblicherweise bei einer einzigen festen Frequenz betrieben werden, so daß ein Kabel einer bestimmten Länge eine definierte Phasenverschiebung erzeugt.

Bei weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist mindestens ein rohrförmiger, elektrisch leitfähiger Abschnitt im inneren Mantel axial verschiebbar angeordnet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine einfache Abstimmung durch Beeinflussung des Randfeldes möglich ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn bei einer Variante dieses Ausfüh­ rungsbeispiels zwei Abschnitte im inneren Mantel im Bereich der Stirnflächen angeordnet sind.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, daß der äußere Mantel mit Beobachtungsöffnungen versehen ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die zu messende Probe während der Messung beobachtet werden kann, was insbesondere bei lebenden Meßobjekten wichtig sein kann. Außerdem hat das Vorsehen einer Beobachtungsöffnung auch Vorteile bei Ganz­ kopfmessungen, weil der Patient, dessen Kopf sich gesamthaft im Probenkopf befindet, wenigstens etwas nach außen blicken kann und sich deshalb Unruhegefühle beim Patienten weniger einstellen werden.

Besonders bevorzugt ist schließlich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Probenkopf so dimensioniert ist und die Koppelanordnungen so ausgelegt sind, daß sich bei gegebener Frequenz des Hochfrequenz-Speisestromes eine stehende Welle im Probenkopf von weniger als einer halben Wellenlänge ausbildet, derart, daß ein Maximum des magneti­ schen Hochfrequenz-Feldes sich auf halber axialer Länge des Probenkopfes einstellt.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Probe mit maximalem magnetischen Hochfrequenz-Feld angeregt wird und daher sowohl die Anregung mit geringstmöglicher Hochfrequenz­ leistung erfolgen kann wie auch die Signalausbeute beim Empfangen des Signales optimal ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch geschilderten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch jeweils in Alleinstellung sowie in anderen Kombinationen verwendet werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs­ gemäßen Probenkopfes, teilweise aufgebrochen;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1, in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III von Fig. 1, ebenfalls in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der sich erfindungs­ gemäß einstellenden Verteilung des magnetischen Feldes im Probenkopf;

Fig. 6 eine Darstellung zu Fig. 5, jedoch in axialer Richtung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des elektrischen Anschlusses von Koppelanordnungen bei einem erfindungsgemäßen Probenkopf.

In Fig. 1 bezeichnet 1 insgesamt einen Probenkopf für die NMR-Tomographie, wobei die Buchstaben NMR für "Nuclear Magnetic Resonance" stehen.

Die Längsachse des im wesentlichen zylindrischen Proben­ kopfes 1 ist mit z, und die dazu orthogonalen Achsen sind mit x und y bezeichnet. Es ist bekannt, derartige Proben­ köpfe 1 für die NMR-Tomographie in einem Magnetfeld hoher Feldstärke und Homogenität anzuordnen, dessen Richtung mit der Achse z des Probenkopfes 1 zusammenfällt.

Eine Probe, insbesondere eine lebende Probe, beispielsweise ein Kopf oder Gliedmaßen eines Menschen oder Tieres, werden in einen Probenraum 10 des Probenkopfes 1 gebracht und dort einem magnetischen Hochfrequenz-Feld ausgesetzt, das im wesentlichen senkrecht zur Achse z des konstanten magneti­ schen Feldes verläuft. Probenköpfe 1 für die NMR-Tomographie dienen daher generell dazu, ein Hochfrequenz-Magnetfeld auf die Probe einzustrahlen, das senkrecht zur Richtung des Konstant-Magnetfeldes gerichtet und möglichst homogen ist.

Der Probenkopf 1 gemäß Fig. 1 umfaßt ein hohlzylindrisches Gehäuse 11 mit einem äußeren Mantel 12 und einem inneren Mantel 13 sowie geschlossenen Stirnflächen 14, die den Zwischenraum 15 zwischen den Mänteln 12, 13 überbrücken.

Die Oberfläche 16 des äußeren Mantels 12 und die Ober­ fläche 17 des inneren Mantels 13 sind elektrisch leitend ausgebildet. Die Stirnflächen 14 sind radial unterteilt. Ein äußerer kreisbogenförmiger Bereich 18 verfügt über eine ebenfalls elektrisch leitfähige Oberfläche 19, die mit einer umlaufenden Lötstelle 20 mit der leitenden Oberfläche 16 des äußeren Mantels 12 verbunden ist. Ein innerer Bereich 21 der Stirnflächen 14 ist hingegen nichtleitend.

Die leitende Oberfläche 17 des inneren Mantels 13 ist nur in einer Richtung parallel zur Achse z des Gehäuses 11 elek­ trisch leitend, weil sie in axiale Leiter 22 unterteilt ist. Jeder der Leiter 22 ist mit einem radial verlaufenden leit­ fähigen Streifen 23 auf dem inneren Bereich 21 der Stirn­ flächen 14 verbunden. Von den Streifen 23 führen Konden­ satoren 24 zum äußeren, leitfähigen Bereich 18 der Stirn­ fläche 14.

Im Bereich der Stirnfläche 14 ist in den inneren Mantel 13 ein rohrförmiger, ebenfalls elektrisch leitender Abschnitt 25 eingeschoben, der in Richtung der Achse z verschiebbar ausgebildet ist.

Die vorstehende Schilderung bezog sich auf nur eine Stirn­ seite 26 des Probenkopfes 1, es versteht sich jedoch, daß auch die gegenüberliegende Stirnseite 26 a, die in Fig. 1 nicht im einzelnen dargestellt ist, in entsprechender Weise ausgebildet ist, so daß der Probenkopf 1 insgesamt symme­ trisch aufgebaut ist.

Um elektrische Energie in den Probenkopf 1 einzukoppeln, sind vier über den Umfang verteilte Koppelanordnungen vorge­ sehen, von denen nur eine mit 27 im einzelnen dargestellt ist. Zum Justieren der Koppelanordnungen 27 sind Stangen 28, 29 vorgesehen, die den Zwischenraum 15 parallel zur Achse z durchsetzen. An einem Ende laufen die Stangen 28, 29 in Griffe 30, 31, 32, 33 aus, die in Richtung der eingezeich­ neten Doppelpfeile verdrehbar sind. Die entgegengesetzten Enden der Stangen 28, 29 ruhen in Lagern 34, 35, 36, 37 der gegenüberliegenden Stirnfläche 14, wobei die Lager 34, 35, 36, 37 gleichzeitig als Anschlüsse dienen, wie bei 38 und 39 angedeutet.

Von den Anschlüssen 38, 39 führt eine axiale Leitung 40 zu einer im wesentlichen in der axialen Mitte der Stangen 28, 29 angeordneten Schleifenantenne 41, deren Einzelheiten weiter unten zu Fig. 4 noch erläutert werden.

Schließlich ist im äußeren Mantel 12 noch eine Beobachtungs­ öffnung 43 vorgesehen, durch die ein Blick in das Innere des Probenkopfes und auch in den Probenraum 10 in Richtung eines Pfeiles 44 möglich ist.

In Fig. 2 sind die Einzelheiten der Mäntel 12, 13 darge­ stellt.

Man erkennt zunächst, daß der Mantel 12 aus einem Trage­ körper 50 und einer Kupferkaschierung 51 besteht. Der Trage­ körper 50 kann aus Glas, Keramik oder Kunststoff bestehen.

Als besonders geeignet hat sich ein glasfaserverstärkter Kunststoff erwiesen, der eine Dielektrizitätszahl ε von 3,8 und einen Verlustfaktor tan w von 0,15 bei 50 Hz aufweist.

Statt der Kupferkaschierung 51 kann selbstverständlich auch jede andere leitfähige Oberfläche verwendet werden, bei­ spielsweise eine Bedampfung, ein Leitlack o.ä. Auch kann die Kupferkaschierung 51 oder die andere leitfähige Oberfläche ebenso an der Innenseite des Tragekörpers 50 angebracht sein, wie mit 51 a angedeutet.

Der innere Mantel 13 besteht ebenfalls aus einem Trage­ körper 52 und einer Kupferkaschierung 53, die gleichfalls an der Innenseite bei 53 a angeordnet sein kann. Durch Ätzen oder eine andere an sich bekannte Technik werden Leiter­ bahnen 54 mit dazwischen liegenden Zwischenräumen 55 in die Kupferkaschierung 53 eingebracht.

Als Material für den Tragekörper 52 des inneren Mantels 13 kann ebenfalls Glas, Keramik oder Kunststoff verwendet werden, als besonders geeignet hat sich ein Polyvinylchlorid (PVC) erwiesen, der eine Dielektrizitätszahl ε von 3,5 und einen Verlustfaktor tan δ von 0,03 bei 1 MHz aufweist.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 sind die Verhältnisse im Bereich der Stirnflächen 14 im einzelnen dargestellt.

Man erkennt, daß die Stirnflächen 14 ebenfalls aus einem Tragekörper 56 und einer Kupferkaschierung 57 im äußeren Bereich 18 bestehen. Das aus äußerem Bereich 18, innerem Bereich 21 und Streifen 23 bestehende Muster kann durch Ätzen u.dgl. der Kupferkaschierung 57 erzeugt werden.

Man erkennt aus Fig. 3 noch deutlich die umlaufende Löt­ stelle 20, die die Verbindung zwischen dem äußeren Bereich 18 und der Kupferkaschierung 51 herstellt sowie eine Lötstelle 59, mit der die Streifen 23 an die Kupferkaschie­ rung 53 des inneren Mantels 13 angeschlossen sind.

Als Material für den Tragekörper 56 kann wiederum Glas, Keramik oder Kunststoff verwendet werden, als besonders geeignet hat sich das bereits für den Tragekörper 52 erwähnte Polyvinylchlorid erwiesen.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Probenkopfes 10 bestand die Kupferkaschierung 51 des äußeren Mantels 12 aus einem Kupferblech von 0,3 mm Dicke, das auf die Außenseite des Tragekörpers 50 aufgewickelt und entlang einer Mantellinie verlötet wurde. Als Kupferkaschie­ rung 53 des inneren Mantels 13 wurde bei einem praktischen Auführungsbeispiel ein flexibles Leiterplattenmaterial verwendet, dessen leitfähige Oberfläche aus einer Kupfer­ schicht von 35 µm Dicke bestand.

Auf diese Weise wurde ein Probenkopf von 250 mm Länge, einem Außendurchmesser von ca. 250 mm und einem Innendurchmesser von ca. 160 mm aufgebaut. Es wurden 120 äquidistante Leiter 22 auf den inneren Mantel 13 aufgebracht und jeweils mit einem Kondensator von 2,7 pF an beiden Seiten an die Stirnflächen angeschlossen, wobei der Probenkopf für eine Meßfrequenz von 100 MHz ausgelegt war.

Zur Abstimmung des Probenkopfes 10 gemäß Fig. 1 bis 3 dient zum einen der axial in Richtung eines Pfeiles 60 in Fig. 3 verschiebbare rohrförmige Abschnitt 25, der an jeder Stirn­ fläche eine einstellbare Kapazität von ca. 100 pF bildet, wobei der Tragekörper 52 als Dielektrikum dient. Die Kupfer­ kaschierung 53 ist in diesem Falle die Gegenelektrode. Zur weiteren Abstimmung bei der Ankopplung dient die bereits zu Fig. 1 erwähnte Schleifenantenne 41, wie sie im einzelnen in Fig. 4 dargestellt ist.

Man erkennt, daß in die Stirnfläche 14 eine Koaxialbuchse 70 eingesetzt ist, deren innere Anschlußleiter 71 nach außen weist. Das auf Masse liegende Gehäuse 72 der Koaxial­ buchse 70 ist mit Schrauben 73 leitend mit der Kupfer­ kaschierung 57 verbunden. In ein zylindrisches Steckteil 74 der Koaxialbuchse 70 ist die Stange 28 eingesteckt, so daß sie in Richtung des Doppelpfeiles am Griff 30 verdreht werden kann.

Mit dem Anschlußleiter 71 ist ein Innenleiter 75 verbunden, der axial durch die Stange 28 führt und im wesentlichen in der axialen Mitte der Stange 28 zu der Schleifenantenne 41 umgebogen ist. Von der Schleifenantenne 41 führt dann ein Außenleiter 76 zu einer Lötstelle 77 am mit Masse verbun­ denen Steckteil 74.

Wie Fig. 5 im radialen Schnitt durch den Probenkopf 1 deut­ lich zeigt, ergibt sich bei einer Stellung der Schleifen­ antenne 41 in radialer Richtung ihrer Fläche eine Ankopp­ lung, bei der sich eine Feldverteilung des magnetischen Feldes 78 einer TEM-Dipolwelle einstellt, die im Proben­ raum 10 in hohem Maße senkrecht zur Längsachse verläuft und gleichzeitig sehr homogen ist. Im Zwischenraum 15 schließen sich die Linien des magnetischen Feldes 78, wobei sie im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufen. Sie durchsetzen damit die Schleifenantenne 41 praktisch senkrecht, wobei geringfügige Störungen durch Drehen der Schleifenantenne 41 kompensiert werden können. Besonders effektiv läßt sich das magnetische Feld gemäß Fig. 5 dann anregen, wenn um 180° gegeneinander versetzt zwei Schleifenantennen 41, 41 a ange­ ordnet sind, die gleichphasig mit Hochfrequenz-Strom ge­ speist werden.

In axialer Richtung betrachtet verläuft die Amplitude des magnetischen Feldes entlang einer Charakteristik, wie sie Fig. 6 zeigt. Man erkennt, daß ein "Feldbauch" 80 in der Mittelebene des Probenkopfes 1 auftritt, wobei die Dimen­ sionierung, die Ankopplung und insbesondere der elektrische Abschluß an den Stirnflächen 14 des Probenkopfes 1 so gewählt ist, daß aus dem axialen Verlauf gemäß Fig. 6 nur ein Abschnitt 81 von maximaler Amplitude des magnetischen Feldes erfaßt wird.

Fig. 7 zeigt schließlich eine Variante, bei der, wie bereits zu Fig. 1 angedeutet, vier Koppelanordnungen um jeweils 90° gegeneinander versetzt über einen Umfang im Zwischenraum 15 des Probenkopfes 1 angeordnet sind.

Ein Sender/Empfänger 90 dient zum Einspeisen von Hoch­ frequenz-Strom in den Probenkopf 1 und zum Empfangen von Kernresonanzsignalen. Zur Weiterverarbeitung dieser Signale ist der Sender/Empfänger 90 mit einem an sich bekannten Tomographen verbunden, wie mit einem Pfeil 91 angedeutet.

Der Sender/Empfänger 90 arbeitet auf ein aus einer ersten Leitung 93 und einem einstellbaren Kondensator 92 gebildetes Ankopplungsnetzwerk, mit dem beispielsweise ein Innenwider­ stand von 50 Ω des Probenkopfes 1 eingestellt werden kann, so daß der Probenkopf 1 optimal an einen üblichen Sender/ Empfänger 90 angepaßt ist.

Die erste Leitung 93 führt zu einem ersten Knotenpunkt 94, von dem symmetrisch eine zweite Leitung 95 und eine dritte Leitung 96 jeweils gleicher Länge ausgehen. Die Lei­ tungen 95, 96 führen zu einem Anschluß 97 bzw. dem bereits zu Fig. 1 erläuterten Anschluß 39. Die Anschlüsse 97 und 39 werden daher mit gleicher Phase angesteuert, wie bereits zu den Koppelanordnungen 41, 41 a in Fig. 5 erläutert.

Weiterhin führt vom ersten Knotenpunkt 94 eine vierte Lei­ tung 98 weg, deren Länge so bemessen ist, daß sie für die Betriebsfrequenz des Probenkopfes 1 gerade eine Phasenver­ schiebung von 90° ergibt. Die vierte Leitung 98 führt zu einem zweiten Knotenpunkt 99, von dem, wiederum symmetrisch, eine fünfte Leitung 100 und eine sechste Leitung 101 aus­ gehen. Die Leitungen 100, 101 führen zu einem Anschluß 102 sowie zu einem diametral gegenüberliegenden Anschluß 38, der bereits zu Fig. 1 erwähnt wurde.

Auf diese Weise werden die Anschlüsse 97 und 39 gleichphasig und die Anschlüsse 102, 38 ebenfalls gleichphasig, jedoch gegenüber den Anschlüssen 97, 39 um 90° phasenversetzt angesteuert. Im Probenraum 10 ergibt sich somit eine Über­ lagerung zweier linear polarisierter, jedoch räumlich und elektrisch um 90° versetzter Wellen, was bekanntlich eine zirkulare Polarisation ergibt.

Claims (10)

1. Probenkopf für die NMR-Tomographie mit einem hohl­ zylindrischen Gehäuse (11), dessen äußerer zylindri­ scher Mantel (12) aus im wesentlichen durchgehendem, elektrisch leitendem Material besteht, dessen innerer, zylindrischer, den Probenraum (10) umgebender Mantel (13) mit einer Mehrzahl von parallelen und axial verlaufenden elektrischen Leitern (22) versehen ist und dessen zwischen den Mänteln (12, 13) angeordnete Stirnflächen (14) wechselstromdurchlässig und mit dem äußeren Mantel (12) elektrisch leitend verbunden sind, wobei eine Koppelanordnung (27) zum Erzeugen elektri­ scher hochfrequenter Ströme in den Leitern (22) vorge­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Leiter (22) mit den Stirnflächen (14) je­ weils wechselstromgekoppelt sind.

2. Probenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Leiter (22) mit den Stirn­ flächen (14) jeweils über Kondensatoren (24) verbunden sind.

3. Probenkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leiter (22) als Leiterbahnen (54) einer geätzten Kupferkaschierung (53) eines rohr­ förmigen Trägerkörpers (52) ausgebildet sind.

4. Probenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum (15) zwischen den Mänteln (12, 13) eine um eine zur Achse (z) des hohl­ zylindrischen Gehäuses (11) parallele Achse drehbare Schleifenantenne (41) angeordnet ist, deren Fläche parallel zur Achse (z) des hohlzylindrischen Gehäuses (11) liegt.

5. Probenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei um 90° über den Umfang des Probenkopfes (10) verteilte Koppelanord­ nungen (27) vorgesehen sind, deren Hochfrequenz- Speiseströme um 90° phasenverschoben sind.

6. Probenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelanordnungen aus einer gemeinsamen Hoch­ frequenz-Stromquelle (90) gespeist werde, wobei die Versorgungsleitung (93, 95) für eine der Koppelanord­ nungen (27) um 90° elektrisch länger als die Versor­ gungsleitungen (93, 98, 100) der anderen Koppelanord­ nung (27) ist.

7. Probenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein rohrförmiger, elektrisch leitfähiger Abschnitt (25) im inneren Mantel (13) axial verschiebbar angeordnet ist.

8. Probenkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abschnitte (25) im inneren Mantel (13) im Bereich der Stirnflächen (14) angeordnet sind.

9. Probenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (12) mit Be­ obachtungsöffnungen (43) versehen ist.

10. Probenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er so dimensioniert und die Koppelanordnungen (27) so ausgelegt sind, daß sich bei gegebener Frequenz des Hochfrequenz-Speisestromes eine stehende Welle im Probenkopf von weniger als einer halben Wellenlänge ausbildet, derart, daß ein Maximum des magnetischen Hochfrequenz-Feldes sich auf halber axialer Länge des Probenkopfes (1) einstellt.