Europâisches Patenta mt (19) j » European Patent Office Numéro de publication: © Numéro de dépôt: 85401265.5 © Date de dépôt: 25.06.85 @ Priorité: 10.07.84 FR 8410939 @ Date de publication de la demande: 05.02.86 Bulletin 86/6 © Etats contractants désignés: DE GB IT NL 170 A1 Office européen des brevets DEMANDE 0 DE BREVET EUROPEEN © Int. Cl.*: G 01 G 01 N 24/04 N 24/08 {rj) Demandeur: THOMSON-CGR 13, square Max-Hymans F-75015Paris(FR) © Inventeur: Chesneau, André THOMSON-CSF SCP1 173, bld Haussmann F-75379 Paris Cedex 08{FR) © Inventeur: Prevot, Claude THOMSON-CSF SCP1 173, bld Haussmann F-75379 Paris Cedex 08(FR) ©) Mandataire: Grynwald, Albert et al, THOMSON-CSF SCP1 173, Bld Haussmann F-75379 Paris Cedex 08(FR) © Dispositif de création et/ou de réception d'un champ magnétique alternatif pour appareil exploitant la résonance magnétique nucléaire. L'invention concerne un dispositif pour créer un champ d'excitation dans un appareil mettant en oeuvre la résonance magnétique nucléaire. La structure permettant la création de ce champ comporte un nombre de conducteurs (1 - 12) répartis régulièrement à la périphérie d'un cylindre circulaire. Ce qui caractérise l'invention c'est que pour produire un champ homogène à l'intérieur de ce cylindre il suffit de faire parcourir dans ces conducteurs un courant dont l'intensité est proportionnelle au cosinus de l'angle qui repère ce conducteur par rapport à un système d'axes de référence (x'x, y'y). Application: imagerie médicale par résonance magnétique nuciéaire. 558 L'invention la résonance de création un dispositif objet d'un champ magnétique réception tant a pour alternatif nucléaire. magnétique et/ou pour appareils Il trouve de exploi- son a p p l i c a t i o n p a r t i c u l i è r e m e n t dans le domaine m é d i c a l . Un appareil de mesure de la résonance nucléaire magnétique comporte essentiellement des moyens de création d'un champ o r i e n tateur inductif BO dirigé selon un axe Z'Z, des moyens de c r é a t i o n d'un premier gradient de champ selon ce même axe et des moyens d e création d'un deuxième de champ gradient selon diculaire à cet axe. Avec ces champs constants une dans ligne magnétiques des orientés le par une tranche d'un d'un noyaux volume leur orientateur, champ on peut d i s c r i m i n e r d'examen. Les m o m e n t s à ces soumis corps un plan p e r p e n - mise étant champs est précession en obtenue au moyen d'un champ magnétique alternatif d'excitation. La fréquence de ce champ d'excitation l'intensité du champ précession libre des moments orientateur. teslas et 2 teslas cette Pour une structure orientateur fréquence d'excitation orthogonal au champ d'excitation sont est à la vitesse des une moyens intensité Le imposée. contenues donnée champ Les lignes dans des entre 0,15 6 MHz et 80 M H z . création de de de ce c h a m p variant évolue entre orientateur. donc induction une fréquence pour correspond en fonction de des noyaux sous l'effet pour donnée donc et Elle orientateur. Typiquement est déterminée de du champ celui-ci, d'excitation la est de champ du c h a m p plans parallèles à la direction du deuxième gradient de c h a m p . La caractéristique homogénéité. En effet, essentielle il convient noyaux du corps qui se trouvent du champ d'exciter d'excitation pareillement est son tous les dans le volume, la tranche, ou la Un dispositif décrit ligne, soumis à investigation. européenne de brevet n°82 dans la d e m a n d e apte à une s t r u c t u r e 107332.7 présente créer un tel champ. Elle comporte quatre fils conducteurs, sensiblement et situés parallèles, sur les arêtes d'un parallèlépipède rec- tangle. Deux conducteurs situés de part et d'autre d'une face de c e parallèlépipède sont parcourus par un courant de sens mais égal inverse au courant qui parcourt les deux conducteurs situés de p a r t de la face opposée à cette et d'autre d'excitation autres faces de l'inhomogénéité, sensiblement est produit face. tant en intensité magnétique aux deux déterminer que de champ perpendiculaire On parallèlépipède. ce Le champ peut direction, qu'en ce d'excitation créé est de l'ordre de 10% dans un volume réduit de 50% par rapport au volume du parallélépipède. Dans un appareil exploide résonance tant le phénomène d'émission cédée sert les par d'antenne noyaux nucléaire magnétique de réception leur pendant la s t r u c t u r e pour la mesure de l'énergie retour à l'état orienté. En conséquence l'inhomogénéité à l'émission se retrouve également à la réception. Il en résulte une inhomogénéité du signal reçu de l'ordre de 20%. L'un des buts de la présente invention consiste à a m é l i o r e r l'homogénéité du champ alternatif d ' e x c i t a t i o n . Par ailleurs, ment, le champ dans la zone utile lélépipède), reste toujours une représentation direction d'intensité (celle qui est orienté universellement constante constante, peut être circonscrite dans une seule précédem- par le p a r a l - direction. admise un champ en deux symétrique par décomposé d'orientation que défini tel d'excitation Selon alternatif de composantes. rapport à ce champ alternatif, et tournant sur elles-mêmes en des sens opposés. Or, pour tournantes l'excitation des est utile. C'est noyaux, seule une la composante de ces composantes qui tourne dans un sens convenable par rapport au sens d'orientation du champ B0. En conséquence, à l'émission, pour une intensité donnée du c h a m p d'excitation, il en résulte une excitation deux fois moins grande des noyaux. De même à la réception pour une précession noyaux la mesure de l'énergie cédée est proportionnelle donnée des à la m o i t i é de cette En conséquence, précession. à l'émission à la puissance mise en jeu est supérieure sance autant utile, la puisà la autant la puissance reçue est inférieure à la puissance émise par noyaux. La perte d ' e f f i c a c i t é à l'émission peut être n é g l i g é e réception les émission doive être que la puissance de cette encore des raisons d'ordre le corps quand le défaut Par contre humain. corps physiologiques de sensibilité réduite examiné pour est un en réception se du signal reçu ce qui est très g ê n a n t traduit par un affaiblissement même des signaux émis par les noyaux. En pratique, l'énergie mesurée est de l'ordre de 150dB sous le w a t t . du fait de la faiblesse La présente a pour objet de remédier invention nients cités en proposant un champ d'excitation une structure d'excitation aux i n c o n v é - propre à c r é e r plus homogène et par ailleurs propre à c r é e r et à recevoir un champ d'excitation t o u r n a n t . L'invention concerne un dispositif de création et/ou de r é c e p - tion d'un champ magnétique résonance magnétique alternatif dans nucléaire, pour appareil lequel des fils exploitant la conducteurs sensiblement parallèles sont parcourus par un courant c o r r e s p o n d a n t à un champ magnétique homogène dans le volume qu'il c i r c o n s c r i vent, caractérisé parcourir en ce qu'il dans les conducteurs comporte un courant des moyens pour dont l'intensité faire est une fonction trigonométrique des coordonnées polaires de chacun de ces conducteurs par rapport à un système d'axes de référence o r t h o g o n a l aux c o n d u c t e u r s . L'invention concerne également un dispositif de création e t / o u de réception d'un champ magnétique alternatif pour appareil exploitant la résonance magnétique nucléaire dans lequel des c o n d u c t e u r s sensiblement parallèles sont parcourus par un courant c o r r e s p o n d a n t à un champ magnétique homogène dans le volume qu'ils c i r c o n s c r i vent caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour produire des rotations entre les phases des différents courants pour c o r r e s p o n d r e à un champ magnétique t o u r n a n t . L'invention sera mieux comprise à la lecture de la d e s c r i p t i o n qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Cette donnée est description à titre l'invention. Sur les figures indicatif les mêmes et nullement répères limitatif désignent de les m ê m e s éléments. Elles r e p r é s e n t e n t : la - figures !b : et répartition une des particulière fils conducteurs du dispositif de l'invention ; Ic et - figures ld : une variante préférée de la r é p a r t i t i o n précédente ; - figure 2 : un schéma d'un circuit d'alimentation particulier conforme à l'invention ; 3a à 3c : une variante du circuit d'alimentation de la - figure figure p r é c é d e n t e ; - figure 4 : circuit un d'alimentation des fils conducteurs propre à créer un champ t o u r n a n t . La figure la représente une structure en perspective de fils conducteurs numérotés de 1 à 12. Ces conducteurs sont s e n s i b l e m e n t parallèles entre orientateur eux et à un axe Z'Z. L'axe Z'Z est l'axe du c h a m p B0 d'un appareil exploitant la résonance magnétique nucléaire. Cet appareil est représenté symboliquement par ses deux bobines de champ orientateur ensembles non représentés, parce que bien connus et i n d é p e n d a n t s de l'invention, de circuits 13 et 14. Il comporte par ailleurs des ainsi qu'un ensemble g é n é r a l de bobines de gradient d'émission-réception est perpendiculaire et t r a i t e m e n t à un système d'axes de signal. L'axe Z'Z de référence X'X et Y'Y. Par rapport à ce système d'axes chacun des conducteurs est r e p é r é polaires ρ et @. par ses coordonnées Ce qui caractérise l'invention c'est que, pour produire un champ magnétique alternatif homogène à l'intérieur courant du volume électrique trigonométrique chaque circonscrit par les conducteurs, qui parcourt ces conducteurs l'intensité du est une f o n c t i o n de leurs coordonnées polaires. Autrement dit, dans conducteur passe un courant particulier. Dans le cas où le volume 15 circonscrit par les conducteurs est un cylindre c i r c u l a i r e dont les g é n é r a t r i c e s nométrique égard s'appuient sur un cercle 16 la fonction t r i g o est I0 cos 8 . Dans ce cas p a r t i c u l i è r e m e n t simple, eu à l'homogénéité, l'intensité est même indépendante du m o - dule e de repérage de chacun des c o n d u c t e u r s . 1 b, vue en coupe selon un plan parallèle à X'X-Y'Y La figure permet de donner une explication dérons deux 17 et parallèles plaques 18 de largeur L parcourues +I0 et -I0. Les courants par un courant respectivement simple de ce phénomène. C o n s i ± I0 s o n t u n i f o r m é m e n t répartis dans la section de chaque plaque ; le p r e m i e r s'éloigne de l'observateur (trace d'empennage de flèche) le second se de l'observateur rapproche électrique surface. Sur cette Le les Le c h a m p plaques est perpendiculaire lignes de champ les figure de flèche). de pointe à leur sont électrique en tirets et les lignes de champ magnétique en t r a i t s représentées pleins. entre produit (trace magnétique, champ tous en points perpendiculaire au champ électrique ainsi qu'aux courants ± I0, comporte des s e g m e n t s de de lignes tels champ 19 qui que sont rectilignes. Pour donnée de la largeur L il est possible de déterminer dimension volume, r e l a t i v e m e n t tous les segments petit par rapport une un à la largeur L, pour lequel rectilignes de champ magnétique sont p a r a l l è l e s entre eux et correspondent à un champ d'égale intensité. Ce c h a m p magnétique est alors parfaitement homogène puisque le champ électrique entre les plaques est u n i f o r m e . L'esprit de l'invention consiste à remplacer les deux plaques 17 et 18 par suffisamment être ensemble un proches conducteurs tels que 20 les uns des autres. Ces conducteurs et 21 doivent chacun quence un même état ment fils par un courant d'intensité convenable p o u r le même état de champ électrique uniforme. En c o n s é - parcourus reproduire de reproduit. ce champ L'intensité magnétique convenable qui homogène sera é g a l e chacun parcourt des conducteurs est liée aux coordonnées de l'endroit où ces c o n d u c t e u r s coupent un contour 22. Les coordonnées des points du contour 22 sont repérées par rapport au centre 23 de la section 24 du volume où l'on cherche à produire le champ magnétique homogène. P o u r obtenir un champ électrique (20,21), il convient de régler donné entre deux conducteurs a p p a i r é s la différence de potentiel qui r è g n e entre ces deux conducteurs au prorata de la distance qui les s é p a r e . Ou encore, en considérant chaque conducteur isolément, il c o n v i e n t de rendre différence cette tance d qui sépare section 24. Eu de potentiel ce conducteur égard à ρ cos @. Donc de e c o s e .A résistance égale qui circule la différence dans chacun de ρ cos@ : de potentiel de tous une fonction distance d cette 23, doit doit égale dépendante être alors à la est les conducteurs, des conducteurs c'est-à-dire moyen 25 sécant d'un plan centre au à la dis- proportionnelle le c o u r a n t être fonction du r e p é r a g e trigonométrique de ce c o n d u c t e u r . Dans une réalisation particulière le cercle répartis 16 de la figure la; conducteurs sont sur le pourtour du volume cylindrique les uns des autres par rapport symétriquement au plan Y'Y-Z'Z. pondant les le contour 22 est un c e r c l e : Dans l'exemple régulièrement 15 ; ils sont placés au plan 25 c o r r e s où le nombre représenté des conducteurs est de 12, la différence d'angle au centre qui r e p è r e deux conducteurs adjacents vaut 30°. Dans ces conditions on o b t i e n t un défaut d'homogénéité de l'ordre de 1% dans un volume réduit de 50% par rapport au volume du cylindre. à La zone d'homogénéité 10% se trouve alors augmentée sensiblement de 50% par rapport au cas précédent. L'homogénéité augmentant le nombre sitions cylindriques que encore peut des conducteurs. circulaires être augmentée en d'autres dispo- Cependant, peuvent être retenues pour le volume 15. Ce qui est important c'est de créer un champ é l e c t r i q u e uniforme entre magnétique tous les conducteurs correspondant de manière à créer un c h a m p homogène. Dans ce cas le courant dans chaque conducteur est de type I0 ρ c o s @ . Les figures réalisation ensemble de de la 1c et Id r e p r é s e n t e n t structure conducteurs des variante conducteurs. numérotés cylindre 67 s'appuyant, en partie, une 60 à 66 Sur préférée celles-ci circonscrivent de un un sur un contour 68. Le cylindre 67 comporte de plus une face plane 69. La face 69 est m a t é r i a l i s é e p a r la surface d'un plateau porte patient métallique 70. Ce plateau 70 est le p l a t e a u de l'appareil de résonance magnétique nucléaire. Ce plateau se trouve à l'endroit du plan 25 de la figure lb. La p r é s e n c e de ce plateau métallique la mesure dans se justifie où on r é a l i s e ainsi une surface équipotentielle. On place cette surface é q u i p o t e n tielle dans le champ électrique décrit par la figure lb, de telle f a ç o n qu'il ne perturbe pas ce champ. On s'affranchit alors de la n é c e s s i t é de créer le champ électrique dans le volume masqué par ce p l a t e a u et ceci rend inutile l'existence d'un jeu symétrique des c o n d u c t e u r s . En effet le courant de retour s'effectue par le plateau lui-même. La présence d'une face métallique plane impose une surface é q u i p o t e n tielle, donc un champ uniforme électrique à cette perpendiculaire surface et par conséquent un champ magnétique homogène p a r a l l è l e à cette surface. Cette variante, bien dans le dispositif qui intègre d'excitation la présence du plateau porte patient, montre la v a r i é t é des solutions possible pour les contours sur lesquels s'appuient les génératrices du c y l i n d r e . Pour des raisons qui seront expliquées plus loin le cylindre 67 est contenu dans essentiellement une de Faraday 27. cage La cage 27 comporte deux arceaux métalliques 29 et 30 reliés entre eux par un jeu de barres métalliques telles que 28. Les arceaux r e p o s e n t par ailleurs à leurs bases sur les bords 71 et 72 du plateau 70. Le plateau fait partie intégrante de cette cage de Faraday : il la f e r m e . La figure Id montre, en coupe selon un plan XY, le dispositif de la figure lc. La cage 27 y a un profil en forme de portion de cercle 73 centré dont en 74. Le plateau 70 constitue l'angle conducteurs au sont vaut centre répartis environ la corde d'un arc de c e r c l e 120° : sur le contour 68 angle 72-74-71. qui a sensiblement Les la forme d'une ellipse dont le grand axe, parallèle au plateau 70, passe par le centre 74. Le grand diamètre H de cette ellipse est inférieur à la largeur K du plateau. Les conducteurs 60 et 66 les plus proches du plateau 70, passent sensiblement contour 68. Le petit diamètre dans le plan du grand de l'ellipse est sensiblement axe du égal au double de la distance qui sépare le centre 74 du plateau 70. Dans c e s conditions le courant qui passe dans chacun de ces conducteurs a une intensité sensiblement la moitié de celle qui passe dans le c o n - ducteur 63 le plus éloigné du p l a t e a u . La figure 2 représente des conducteurs un dispositif d'alimentation é l e c t r i q u e la. Un dispositif d'alimentation de la figure simi- laire peut être mis en oeuvre pour les conducteurs de la figure lc. On a vu p r é c é d e m m e n t que chaque conducteur devait être a l i m e n t é par une source de courant dont l'intensité est une fonction des coordonnées référence. polaires des fils par Il faut bien entendu à un système rapport d'axe de que toutes ces sources de c o u r a n t soient en phase par rapport à la fréquence d'oscillation du c h a m p magnétique alternatif ainsi créé. Dans un circuit d'alimentation en décrit tension par la figure 2 cette moyen d'un seul générateur : tiques supplémentaires variation être alimentation est obtenue au le générateur 26. Une des c a r a c t é r i s - de l'invention consiste à r e m a r q u e r que la de l'intensité en fonction du repérage du conducteur p e u t simplement en alimentant obtenue d'une ligne hyperfréquence. dans la ligne est fonction ces conducteurs au m o y e n On sait que l'amplitude de l'onde c r é é e des coordonnées de chaque point de la ligne par rapport à l'origine de cette ligne. En effet, amplitude A est une fonction du cosinus du rapport de l'abscisse d ' u n point considéré à la longueur d'onde. C e c i cette peut s ' é c r i r e : où r e p è r e la distance qui sépare un point de la ligne de l'origine de cette ligne. Cette formule n'est valable bien entendu que si la ligne est une ligne désadaptée et que si donc son taux d'onde s t a t i o n n a i r e est infini. Dans le circuit d'alimentation de la figure 2 la ligne e s t enroulée autour du cercle 16. La longueur d'onde dont il est q u e s t i o n est déterminée considérée d'une part par la fréquence et d'autre part par la vitesse de l'onde alternative de propagation de c e t t e onde dans la ligne. Aux fréquences considérées, comprises entre 6 e t 80 MFz, la longueur d'onde dans le vide ou dans l'air est c o m p r i s e entre 20m et 3,75m. Par contre, la circonférence du cercle 16 e s t de l'ordre de 2m. En effet, le diamètre de ce c e r c l e généralement vaut environ 0,6m : il est calculé pour pouvoir y introduire le corps d'un p a t i e n t . solutions Deux alors sont tion, utilisant les conditions dans le vide, consistera bifilaire, des de propagation à faire onduler ondes solu- électriques une ligne h y p e r f r é q u e n c e de longueur coaxiale, par exemple Une première envisageables. à la longueur adaptée d'onde dans le vide, de manière à ce que la base des ondulations s o i t projetée cercle 16 à l'endroit le sur Une deuxième conducteurs. localisées. des raccordement à réaliser consiste solution à constantes hyperfréquence du solution Cette une fils ligne qui est la solution préférée est représentée sur la figure 2. on met à p r o f i t Pour la réalisation de la ligne hyperfréquence l'existence d'une cage de Faraday 27 qui est normalement réalisée autour de l'ensemble des conducteurs d'excitation. L'existence de la de cage Faraday 27 est imposée par nécessité la d'empêcher le champ d'excitation de venir perturber le f o n c t i o n n e m e n t des bobines de champ orientateur ainsi que des bobines de gradient. La cage de Faraday est réalisée à claire voie de manière, par contre, à laisser pénétrer volume est ces comme la structure jusque gradient de réalisation 15. Dans un exemple réalisée, ou de orientateurs champs cette dans le de F a r a d a y cage au moyen de b a r r e s d'excitation, métalliques telles que 28 raccordées entre elles à chaque e x t r é m i t é par deux couronnes 29 et 30 coaxiales au cylindre 15. Le d i a m è t r e de ces couronnes est légèrement supérieur au diamètre du cercle 16. Dans un exemple nombre cercle des le nombre conducteurs. des barres 28 est égal au double du sépare les couronnes du L'espace qui 16 est sensiblement égal à la moitié de la distance qui s é p a r e deux conducteurs adjacents sur le c y l i n d r e . La part ligne de la hyperfréquence couronne 29 inductance-capacité cercle d'alimentation et d'autre m.-c.. part d'un Les inductances 16 perpendiculairement aux est constituée ensemble de d'une cellules m. sont placées sur le génératrices du cylindre. Les ci relient radialement chaque conducteur à la couronne 29. Le calcul de ces inductances et de ces capacités est donné capacités par les é q n a t i o n s s u i v a n t e s : Dans ces formules, Zc est l'impédance caractéristique de la ligne égale à l'impédance de sortie du g é n é r a t e u r 26, M et C sont les inductances et les capacités apparentes de la ligne, y est la v i t e s s e de phase ou vitesse de propagation de l'onde dans la ligne, fo est l a fréquence de l'onde alternative, et λ est la longueur d'onde r é e l l e créée. En définitive, pour que l'onde se propage d'un point de la ligne à l'autre, compte tenu du fait que la longueur de cette ligne e s t (elle imposée est à la c i r c o n f é r e n c e égale du cercle 16) c'est vitesse de phase de l'onde créée qui doit être adaptée. la Autrement dit, c o n n a i s s a n t À qui est égal à la c i r c o n f é r e n c e du cercle 16 on e n déduit une vitesse de phase v. Connaissant du générateur 26 on peut calculer caractéristique déduit par ailleurs l ' i m p é d a n c e les valeurs alors M et C. O n de m. et de c. de ces valeurs de M et C et du nombre de conducteurs que l'on désire m e t t r e en p l a c e . Les conducteurs sont reliés à une de leurs extrémités aux mi-ci : au point de connexion de l'inductance et de la capacité. A leur autre extrémité ils sont reliés à la couronne 30 par cellules des capacités c.. La présence des capacités der les lignes représentées par c. a pour objet d ' a c c o r les conducteurs de manière à les faire résonner. Les capacités c. sont d é t e r m i n é e s par la longueur des conducteurs relativement à la longueur d'onde dans le vide de l'onde d'excitation. La longueur des conducteurs doit être inférieure à la moitié de cette longueur d'onde dans le v i d e . De manière Y'Y-Z'Z soient (cosinus π - @ = - à ce que les conducteurs situés à droite du p l a n par un courant en opposition de p h a s e cosinus @) la ligne est alimentée en opposition de parcourus phase en deux points d i a m è t r a l e m e n t opposés. La ligne se c o m p o s e alors de quatre éléments quart d'onde : un premier élément entre le conducteur 1 et le conducteur 4, un deuxième élément entre le conducteur 4 et le conducteur 7, un troisième élément entre le conducteur 7 et le conducteur 10, et un q u a t r i è m e élément entre le le conducteur 10 et conducteur 1. L'alimentation appliquée aux bornes de la ligne, en opposition tension en de phase, est entre le conducteur 4 et la couronne 29 d'une part et entre le conducteur 10 et la couronne 29 d'autre Les part. conducteurs 7, à leur 1 et extrémité connectée à la ligne sont c o u r t - c i r c u i t é s à la couronne 29. assurent un noeud de tension Ces court-circuits aux ventres rapport tion. Dans de tension qui existent conditions ces aux points d ' a l i m e n t a - retrouve on se en ces points par des avec conducteurs les paires 2-12, 3-11,4-10,5-9,et 6-8. Les conducteurs appairés, 7 sont "appairés" avec eux-mêmes. On constate que 1 et les c o u r a n t s dans chacun des conducteurs appairés sont égaux entre eux mais de Les courants dans les conducteurs 8 à 12 sont en signes contraires. de sens inverse au courant dans les conducteurs 2 à 6. Les intensités de ces courants suivent la loi 10 cos e . Il en résulte le permanence champ au sein du volume 15 circonscrit attendu homogène par les conducteurs. Dans la variante décrite plus haut il n'y a qu'une seule phase à alimenter. L'alimentation peut L'alimentation hyperfréquence. se faire ici aussi avec une ligne se fait entre le conducteur 63 et la couronne 29. Les noeuds de tension sont assurés en raccordant les bords 71 et 72 du plateau à la couronne 29. L'avantage qui résulte de n'alimenter qu'une phase consiste à n'avoir à accorder qu'un seul jeu de capacités cj puisqu'il n'y a plus qu'un jeu de c o n d u c t e u r s . Les figures 3a à 3c représentent un autre mode d ' a l i m e n t a t i o n des conducteurs. l'alimentation Il s'agit en tension d'une alimentation de la figure 2. La en courant ligne duale de hyperfréquence d'alimentation est réalisée dans les mêmes conditions et à partir des mêmes équations de base. La structure des conducteurs est l é g è r e ment différente : chaque conducteur est constitué ments. Ainsi, par exemple le conducteur 3 comporte et un segment 32. De même seg- un segment 31 le c o n d u c t e u r 4 comporte ment 33 et un segment 34, etc..... un seg- Dans une réalisation préférée le mi sont disposées sensiblement au milieu des conducElles sont raccordées par un pôle à une extrémité d'un inductances teurs. de deux segment d'un conducteur et par leur autre pôle à une e x t r é m i t é d'un segment complémentaire d'un conducteur adjacent. Comme l'indique la 3b, les figure troisième ci sont raccordées d'une part à une circulaire 35 et d'autre part à l'une des e x t r é - capacités couronne mités de l'inductance mi ou é v e n t u e l l e m e n t même au point milieu de celle-ci. La couronne 35 est placée à mi-hauteur du cylindre et d o n c à mi-longueur des conducteurs. Ces r a c c o r d e m e n t s sont Ils équivalents. reviennent à remplacer des capacités ci les mi-ci est appliquée à la e n π par des cellules mi-ci en T. L'alimentation ligne par couplage inductif du champ créé par l'âme 36 d'un câble coaxial 37. La figure cellules une boucle de 3c représente ce c o u p l a g e inductif. L'âme 36 forme une boucle 38 induisant l'onde d ' e x c i t a t i o n dans la bobine m.. L'extrémité 39 de l'âme 36 est connectée, a p r è s la boucle, à la couronne 35. De même la tresse 40 du câble 37 e s t connectée à la couronne 35. L'avantage procuré par c e t t e alimentation par couplage réside dans la simplicité qu'il y a à également alimenter situation les conducteurs en phase ou en opposition de phase. D'une à l'autre boucle 38 autour il suffit d'inverser le sens de l'inductance mi pour courant qui circule dans les c o n d u c t e u r s . s'enroulement changer de la la polarité du L'alimentation en courant par la boucle 38 simplifie les m o d e s du générateur 26 puisqu'il n'est plus nécessaire de r a c c o r d e m e n t disposer de symétriseurs pour attaquer deux points de de la ligne en opposition de phase. Il est utile de remarquer que dans la figure 3a comme dans la figure 2 il existe un deuxième diamétralement point d ' a l i m e n t a t i o n opposé à celui décrit. Ce deuxième point n'est pas représenté ici pour ne pas surcharger le dessin. Un autre avantage de l'alimentation en courant par rapport l'alimentation l'endroit de en la tension de la figure 2 réside dans détermine ventre couronne 35 on un le fait de à qu'à courant puisque l'alimentation est en courant. En conséquence, à l'endroit de la couronne 35 il y a un noeud de tension donc un champ é l e c t r i q u e nul. Le champ électrique est donc inversé à l'endroit de la c o u r o n ne 29 par rapport au champ électrique à l'endroit de la couronne 30. les intensités de ces deux champs électriques En conséquence, sont inférieures de moitié au champ électrique au droit de la couronne 29 de la figure 2. Ce qui diffère encore de la structure de la figure 2 que tous les segments de conducteurs sont reliés, à l e u r e x t r é m i t é qui n'est pas reliée aux inductances mi, aux couronnes 29 et 30 par des capacités de résonance c.. Dans la r é a l i s a t i o n c'est les préférée, segments complémentaires d'un conducteur sont de longueur égale. Ceci n'est cependant nullement une obligation m a i s se réfère à la réduction du champ électrique dans le corps e x a m i n é . L'alimentation en courant est à fait tout applicable à la v a r i a n t e Les conducteurs 60 à 66 de celle-ci prennent la place des préférée. 1 à 7 de conducteurs la figure 3a : il n'y a plus seule qu'une alimentation. La figure 4 représente un ensemble de moyens aptes à créer un d'excitation champ Elle tournant. est 3a. On y distingue en particulier l'alimentation figure de l a simplifiée une figure par c o u p l a g e mi raccordée de part et d'autre aux segments de 31 et 34. Elle comporte également comme il a é t é de l'inductance conducteurs évoqué précédemment tralement un couplage inductance d'une n. diamé- à l'inductance mi. On remarquera que les d e u x à partir du- câble coaxial 37 d'une part et à partir d'un opposée couplages câble coaxial 41 d'autre part, émanant tous deux d'une dérivation 42, sont réalisés en opposition de phase : les boucles 38 et 52 des â m e s de ces câbles coaxiaux étant d'orientation inversée. Ce qui c a r a c t é rise la création conducteurs d'un champ tournant sont alimentés avec dans l'invention une phase variable c'est que les dépendant de leur position repérée sur le c y l i n d r e . Ainsi le générateur 26 coupleur à 3dB. tivement 45 et 46. On sait Le est coupleur 44 raccordé à une comporte deux que les deux sorties entrée 43 sorties d'un respec- d'un tel c o u p l e u r présentent l'une par rapport à l'autre un déphasage de 90°. Les o n d e s qui en émergent ailleurs d'égale sont donc en quadrature intensité. L'onde de phase. Elles sont qui émerge de la sortie 46 par est dirigée vers le dérivateur 42 pour alimenter les deux inductances ni et mi .L'onde qui sort de la sortie 45 est dirigée vers un d é r i v a - qui alimente teur 47 coaxiaux deux inductances similaires, dispositions des câbles par 48 et 49, selon des ki d i a m é t r a l e m e n t hi et et disposées à angle droit de l ' a l i g n e m e n t opposées l'une de l'autre des inductances ni-mi. Du fait de la structure p a r f a i t e m e n t s y m é circulaire de la structure d'excitation de la figure 3a c e c i trique revient à faire dans chaque parcourir conducteur dont un courant l'intensité est donnée par : L'intensité dans du courant phase du courant dans chaque du conducteur. repère dont correspond à la fréquence de décalages phase la vitesse du champ sont est un champ agencés de égale distribution alternatif. dans Bien des d'intensité tournant de rotation manière alors I0 : la à l'angle de vaut montrer que cette à produire à 10 et proportionnelle conducteur On peut de nature est courants conducteur chaque l'espace entendu à faire les tourner le champ dans le sens convenable par rapport au sens de précession des moments magnétiques des noyaux. la réalisation Dans points. Il est cependant les déphasant décrite possible les sources la ligne est unes de par alimentée l'alimenter rapport aux en en q u a t r e N points autres en succes- sivement d'une quantité de 2 π / N . La réalisation représentée sur la figure 4 présente l'avantage d'être propice à l'excitation d'un c h a m p tournant et par ailleurs d'être adaptée à la réception d'un tel c h a m p . En effet, après la phase d'excitation des noyaux, pour la mesure du signal de retour des noyaux à la précession libre, on utilise la m ê m e structure comportant la ligne hyperfréquence, les circuits de cou- plage des âmes des câbles coaxiaux, les dérivateurs, et le c o u p l e u r à 3db. On interpose teur 26 un cependant duplexeur 50 qui entre oriente le coupleur 44 et le g é n é r a les récepteur 51. Ce récepteur 51 représente signaux reçus symboliquement vers un tous les t r a i t e m e n t s effectués sur ces signaux en vue de la mise en é v i d e n c e de l'information qu'ils contiennent. du duplexeur 50 à destination En définitive, du récepteur 51 est le signal qui s o r t d'intensité deux fois plus élevée que celui l'on que aurait reçu si le des moyens pour créer d'excitation n'avait pas comporté dispositif un c h a m p tournant. Les moyens pour créer un champ tournant qui sont décrits ici comme un p e r f e c t i o n n e m e n t des moyens pour créer un champ a l t e r natif homogène peuvent cependant de considérations toutes applications être employés En d'homogénéité. indépendamment particulier dans des où l'on cherche plutôt une réponse en volume du corps étudié, l'homogénéité peut être négligée au profit d'un gain de 3dB à la réception. Ainsi, une structure à trois conducteurs alimentés a v e c des décalages sommet d'un conducteurs de phase triangle parallèles ces deux conducteurs. respectivement équilatéral tournant est de 2 TΓ/3, équivalente très homogène par contre il serait tournant. conducteurs serait un générateur alimenté répartis au à un couple de autour d'un axe situé au milieu de Dans ces conditions on continuerait à utiliser et après le champ ne serait pas Dans cette r é a l i s a t i o n unique et chacun des t r o i s passage du signal d'excitation dans un premier puis dans un deuxième déphaseur de 2 TT/3. 1. Dispositif de création et/ou de réception d'un champ m a g n é tique (19) alternatif magnétique sensiblement pour appareil nucléaire dans lequel sont parallèles la r é s o n a n c e (13, 14) exploitant des disposés fils sur (1 - 12) autre que conducteurs un cylindre circulaire et sont parcourus par un courant (26) correspondant à un magnétique champ homogène caractérisé dans le volume (15) qu'ils circons- des moyens (mi, ci) pour faire parcourir dans les conducteurs un cou-ant dont l'intensité e s t crivent, une fonction chacun en ce qu'il comporte ρ cos @ des coordonnées polaires de trigonométrique de ces conducteurs à un système par rapport (X'X, Y'Y) d'axes de référence orthogonal aux c o n d u c t e u r s . 1 c a r a c t é r i s é en ce que les 2. Dispositif selon la revendication conducteurs portant sont répartis sur la surface une face plane (69) métallique d'un cylindre (67) (70) peur servir com- de p l a t e a u p o r t e - p a t i e n t à l'appareil. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 c a r a c t é r i s é en ce que les moyens d'alimentation électrique c o m p o r t e une ligne hyperfréquence (mi, ci, 29) orthogonale aux conducteurs e t dont la vitesse de phase (v) est adaptée à la longueur ( λ ) d'un contour (22) sur lequel s'appuient les conducteurs (1-12). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la r e v e n d i c a t i o n 3 caractérisé en ce que les moyens d'alimentation électrique c o m p o r tent une ligne hyperfréquence à constantes localisées (mi, c.) dont la vitesse de phase (v) détermine p é r i m è t r e du contour une longueur (16) sur lequel s'appuient d'onde (λ ) égale au les g é n é r a t r i c e s du cylindre (15) et en ce que cette ligne est alimentée en au moins un premier (4-29) endroit et est c o u r t - c i r c u i t é e en deux deuxièmes (129, 7-29) endroits d i a m é t r a l e m e n t opposés et disposés à angle d r o i t du premier e n d r o i t . 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 c a r a c t é r i s é en ce que les moyens d'alimentation électrique c o m p o r tent une ligne hyperfréquence (35) déployée sur le contour sur l e q u e l s'appuie le cylindre qui enferme le volume circonscrit, à c o n s t a n t e s localisées (mi), et dont la vitesse de phase détermine une l o n g u e u r d'onde correspondant ( λ /2)à la longueur de ce contour, et en ce que cette ligne insérées comporte un ensemble de bobines d'induction (m.) en série entre deux segments (31, 34) c o m p l é m e n t a i r e s d e deux conducteurs adjacents et en ce que cette ligne est a l i m e n t é e (37) en au moins un troisième (31,34) e n d r o i t . 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l e troisième endroit est situé à mi-hauteur du cylindre. 7. Dispositif caractérisé selon l'une quelconque 3 à 6 des revendications en ce que les lignes sont constituées de cellules en T (Fig 3b). 8. Dispositif caractérisé en ce selon l'une quelconque que les constituées sont lignes 3 à 6 des revendications de cellules en π (Fig 3b). 9. Dispositif caractérisé selon l'une quelconque en ce que l'ensemble 1 à 8 des revendications des fils conducteurs est contenu dans une cage (27) de Faraday et en ce que les extrémités conducteurs sont reliés à cette cage par des capacités (c.). des fils 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9 c a r a c t é r i s é en ce que le circuit d'alimentation de la ligne c o m p o r t e des câbles coaxiaux (37) dont l'âme (36) d'une extrémité est c o u p l é e (38) m a g n é t i q u e m e n t à la ligne et dont la tresse (40) de blindage e s t raccordée é l e c t r i q u e m e n t à la ligne. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (44) de rotation de phase pour alimenter différents endroits (hi,ki,mi,ni) de la ligne a v e c des phases décalées d'une manière à produire un champ m a g n é t i q u e d'excitation qui soit tournant ( 2 π fo). 12. Dispositif selon les revendications ce que la ligne est alimentée respectivement en quadrature sièmes (mi, ni) endroits. 11 et 5 caractérisé en deux quatrièmes de phase par en (hi, ki) e n d r o i t s rapport à deux troi- 13. Dispositif selon les revendications ce que des rotations de phase de π coupleur (44) directif 11 et 12, caractérisé e n /2 sont obtenues en insérant un dans une voie d'alimentation et en s é p a r a n t - (42, 47) chacune des deux voies (37, 41, 48, 49) de sortie du c o u p l e u r en deux voies en opposition de phase. 1 à 13 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications caractérisé en ce qu'il comporte créer des moyens (70) pour une surface (69) équipotentielle et en ce que la fonction t r i g o n o m é t r i q u e qui module l'intensité dans chaque conducteur est proportionnelle à la distance ( e cosEJ) qui sépare chaque conducteur de cette s u r f a c e équipotentielle. 15. magnétique (19) création de Dispositif alternatif pour et/ou de appareil d'un réception 14) (13, champ exploitant la résonance magnétique nucléaire, dans lequel des conducteurs (1, 12) sensiblement parallèles sont parcourus (26) par un courant corres- pondant à un champ magnétique homogène dans le volume (15) qu'il circonscrivent, produire des et comportant rotations de des phase moyens ( π différents courants pour être adapté nant, caractérisé en ce que ces /2) (38, 42, entre à un champ moyens de 44, les 47) pour des phases magnétique tour- de phase rotation comportent un coupleur à 3dB (44) interposé entre un duplexeur (50) et les c o n d u c t e u r s . 16. Dispositif selon la revendication 15, c a r a c t é r i s é les moyens pour de rotation alimenter de phase comportent en opposition de phase des moyens des conducteurs lement opposés sur le volume qu'ils c i r c o n s c r i v e n t . en ce que (38, 52) diamétra-