JP4418288B2 - レシーバ・モジュール、多チャンネル・レシーバおよびmri装置 - Google Patents
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Description
しかし、合成器に設けた並列入力端子の数または参照信号発生器で発生しうる異なる周波数の参照信号の数までしか周波数変換モジュールを増設できない問題点がある。
なお、合成器に設けた並列入力端子の数または参照信号発生器で発生しうる異なる周波数の参照信号の数を初めから十分多くしておくと、少ないチャネル数で稼働する場合に無駄が大きくなる問題点を生じる。
そこで、本発明の目的は、複数の入力信号を1つの合成信号にするために用いるレシーバ・モジュールであって入力信号数の増加に容易に対応することが出来るレシーバ・モジュール、そのレシーバ・モジュールを用いた多チャンネル・レシーバおよびMRI装置を提供することにある。
上記第1の観点によるレシーバ・モジュールでは、第2信号と入力参照信号を乗算することによって入力参照信号の周波数分だけ第2信号の周波数帯域をシフトしてから第1信号を加算するので、第1信号と第2信号とを周波数帯を異ならせて合成することが出来る。そして、このレシーバ・モジュールを複数個、前段の第1信号として後段の出力信号を入力し、前段の出力参照信号を後段の入力参照信号として入力するように、直列に結合すれば、レシーバ・モジュールの増設だけで、入力信号数の増加に容易に対応できる。また、従来のような問題点を生じない。
上記第2の観点によるレシーバ・モジュールでは、コネクタを用いているため、既存のレシーバ・モジュールと増設したレシーバ・モジュールの結合が容易になる。
上記第3の観点による多チャンネル・レシーバでは、レシーバ・モジュールの数をn(≧2)個とするとき、第1信号〜第(n+1)信号を好適に合成できる。
上記第4の観点によるレシーバ・モジュールでは、第2信号と出力参照信号を乗算することによって出力参照信号の周波数分だけ第2信号の周波数帯域をシフトしてから第1信号を加算するので、第1信号と第2信号とを周波数帯を異ならせて合成することが出来る。そして、このレシーバ・モジュールを複数個、前段の第1信号として後段の出力信号を入力し、前段の出力参照信号を後段の入力参照信号として入力するように、直列に結合すれば、レシーバ・モジュールの増設だけで、入力信号数の増加に容易に対応できる。また、従来のような問題点を生じない。
上記第5の観点によるレシーバ・モジュールでは、コネクタを用いているため、既存のレシーバ・モジュールと増設したレシーバ・モジュールの結合が容易になる。
上記第6の観点による多チャンネル・レシーバでは、レシーバ・モジュールの数をn(≧2)個とするとき、第1信号〜第(n+1)信号を好適に合成できる。
上記第7の観点によるMRI装置では、受信コイル数を3以上に増やしたい場合、レシーバ・モジュールの増設だけで容易に対応できる。また、受信コイル数が2のままでも大きな無駄は生じない。
上記第8の観点によるMRI装置では、受信コイル数をm以上に増やしたい場合、レシーバ・モジュールの増設だけで容易に対応できる。また、受信コイル数がmのままでも大きな無駄は生じない。
本発明のMRI装置によれば、受信コイル数を増やしたい場合に、レシーバ・モジュールの増設だけで容易に対応できる。また、受信コイル数が少ない場合でも大きな無駄は生じない。
このレシーバ・モジュール11は、第1コネクタ6を介して外部から入力された第1信号S1と内部で発生した内部信号Q1とを加算し第2コネクタ7から外部へ出力信号B1として出力する加算器1と、第3コネクタ8を介して外部から入力された第2信号S2と第4コネクタ9を介して外部から入力された入力参照信号Srとを乗算する乗算器2と、乗算器2の出力の振幅を2倍に増幅して内部信号Q1を出力する増幅器3と、入力参照信号Srを1/2分周し出力参照信号Sr-1として第5コネクタ10から外部へ出力する分周器4とを、ボード5に搭載したものである。
Q1=A2・(1/2){cos(2π(Fc-Fo)t)+cos(2π(Fc+Fo)t)}×2
=A2・cos(2π(Fc-Fo)t)+A2・cos(2π(Fc+Fo)t)
となり、図2の(b)に示すようになる。ここで、入力参照信号Srの周波数Foは、例えば第2信号S2の周波数幅の10〜100倍程度の周波数である。
この多チャンネル・レシーバ20は、実施例1に係るレシーバ・モジュール11を2個、前段のレシーバ・モジュール11−1の第3コネクタ8と後段のレシーバ・モジュール11−2の第2コネクタ7とを結合し、前段のレシーバ・モジュール11−1の第5コネクタ10と後段のレシーバ・モジュール11−2の第4コネクタ9とを結合して、直列に結合したものである。
前段のレシーバ・モジュール11−1の第1コネクタ6に第1信号S1を入力し、後段のレシーバ・モジュール11−2の第1コネクタ6に第2信号S2を入力し、後段のレシーバ・モジュール11−2の第3コネクタ8に第3信号S3を入力する。
入力参照信号Sr=cos(2π・Fo・t)とすると、後段のレシーバ・モジュール11−2における入力参照信号Sr−1=cos(2π・Fo/2・t)であるから、後段のレシーバ・モジュール11−2における内部信号Q2は、
Q2=A3・cos(2π(Fc-Fo/2)t)+A2・cos(2π(Fc+Fo/2)t)
となり、図4の(b)に示すようになる。
図4の(d)に示すように、後段のレシーバ・モジュール11−2における出力信号B2=A2・cos(2π・Fc・t)+A3・cos(2π(Fc-Fo/2)t)+A3・cos(2π(Fc+Fo/2)t)となる。
Q1=A3・cos(2π(Fc-3Fo/2)t)+A2・cos(2π(Fc-Fo)t)+A3・cos(2π(Fc-Fo/2)t)+A3・cos(2π(Fc+Fo/2)t)+A2・cos(2π(Fc+Fo)t)+A3・cos(2π(Fc+3Fo/2)t)となる。
実施例1に係るレシーバ・モジュール11では入力参照信号Srを乗算器2に入力していたが、実施例3に係るレシーバ・モジュール11’では入力参照信号Srを分周器4で分周後の出力参照信号Sr−1を乗算器2に入力している。
この多チャンネル・レシーバ20’は、実施例3に係るレシーバ・モジュール11’を2個、前段のレシーバ・モジュール11’−1の第3コネクタ8と後段のレシーバ・モジュール11’−2の第2コネクタ7とを結合し、前段のレシーバ・モジュール11’−1の第5コネクタ10と後段のレシーバ・モジュール11’−2の第4コネクタ9とを結合して、直列に結合したものである。
前段のレシーバ・モジュール11’−1の第1コネクタ6に第1信号S1を入力し、後段のレシーバ・モジュール11’−2の第1コネクタ6に第2信号S2を入力し、後段のレシーバ・モジュール11’−2の第3コネクタ8に第3信号S3を入力する。
このMRI装置100において、マグネットアセンブリ101は、内部に被検体を挿入するための空間部分(ボア)を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル101Cと、X軸,Y軸,Z軸の勾配磁場(X軸,Y軸,Z軸の組み合わせによりスライス軸,位相エンコード軸,リード軸が形成される)を発生するための勾配コイル101Gと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのRFパルスを与える送信コイル101Tと、被検体からのNMR信号を受信するための「n+1」チャンネルの受信コイル101(1),101(2),…,101(n+1)とが配置されている。
静磁場コイル101C,勾配コイル101G,送信コイル101Tは、それぞれ静磁場電源102,勾配コイル駆動回路103,RF電力増幅器104に接続されている。また、受信コイル101(1),101(2),…,101(n+1)は、それぞれ前置増幅器105(1),105(2),…,105(n+1)に接続されている。
なお、静磁場コイル101Cの代わりに永久磁石を用いてもよい。
表示装置106は、画像やメッセージを表示する。
多チャンネル・レシーバ21は、nを2以上の整数とし、iを2からnまでの整数とするとき、実施例1に係るレシーバ・モジュール11をn個、前段のレシーバ・モジュール11−(i-1)の第3コネクタ8と後段のレシーバ・モジュール11−iの第2コネクタ7とを結合し、前段のレシーバ・モジュール11−(i-1)の第5コネクタ10と後段のレシーバ・モジュール11−iの第4コネクタ9とを結合して、直列に結合したものである。
第1段のレシーバ・モジュール11−1の第1コネクタ6に第1信号S1を入力し、第i段のレシーバ・モジュール11−iの第1コネクタ6に第i信号Siを入力し、第n段のレシーバ・モジュール11−nの第3コネクタ8に第(n+1)信号S(n+1)を入力する。
また、AD変換モジュール30のコネクタ38を計算機107に接続する。
このレシーバ・モジュール11’は、実施例3に係るレシーバ・モジュール11’を直列に結合したものである。
本発明のMRI装置は、複数の受信コイルを用いてMR撮像する場合に好適である。
2 乗算器
3 増幅器
4 分周器
5 ボード
6 第1コネクタ
7 第2コネクタ
8 第3コネクタ
9 第4コネクタ
10 第5コネクタ
11,11’ レシーバ・モジュール
21,21’ 多チャンネル・レシーバ
30 AD変換モジュール
31 AD変換器
32 参照信号発生器
100 MRI装置
Claims (8)
- 外部から入力された第1信号と内部で発生した内部信号とを加算し出力信号として外部へ出力する加算手段と、外部から入力された第2信号と外部から入力された入力参照信号とを乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力の振幅を2倍に増幅して前記内部信号を出力する増幅手段と、前記入力参照信号を1/2分周し出力参照信号として外部へ出力する分周手段とを具備したことを特徴とするレシーバ・モジュール。
- 請求項1に記載のレシーバ・モジュールにおいて、前記第1信号を入力するための第1コネクタと、前記出力信号を出力するための第2コネクタと、前記第2信号を入力するための第3コネクタと、前記入力参照信号を入力するための第4コネクタと、前記出力参照信号を出力するための第5コネクタとを具備したことを特徴とするレシーバ・モジュール。
- 請求項2に記載のレシーバ・モジュールを複数個、前段の第3コネクタと後段の第2コネクタを結合し、前段の第5コネクタと後段の第4コネクタを結合して、直列に結合したことを特徴とする多チャンネル・レシーバ。
- 外部から入力された第1信号と内部で発生した内部信号とを加算し出力信号として外部へ出力する加算手段と、外部から入力された入力参照信号を1/2分周し出力参照信号として外部へ出力する分周手段と、外部から入力された第2信号と前記出力参照信号とを乗算する乗算手段と、前記乗算手段の出力の振幅を2倍に増幅して前記内部信号を出力する増幅手段とを具備したことを特徴とするレシーバ・モジュール。
- 請求項4に記載のレシーバ・モジュールにおいて、前記第1信号を入力するための第1コネクタと、前記出力信号を出力するための第2コネクタと、前記第2信号を入力するための第3コネクタと、前記入力参照信号を入力するための第4コネクタと、前記出力参照信号を出力するための第5コネクタとを具備したことを特徴とするレシーバ・モジュール。
- 請求項5に記載のレシーバ・モジュールを複数個、前段の第3コネクタと後段の第2コネクタを結合し、前段の第5コネクタと後段の第4コネクタを結合して、直列に結合したことを特徴とする多チャンネル・レシーバ。
- 第1受信コイルと、第2受信コイルと、前記第1受信コイルで得た受信信号を第1信号とし且つ前記第2受信コイルで得た受信信号を第2信号とする請求項1,2,4,5に記載のレシーバ・モジュールと、前記レシーバ・モジュールに入力する入力参照信号を発生する参照信号発生器とを具備したことを特徴とするMRI装置。
- n≧2、1≦m≦n+1、i=1,2,…,mとするとき、第1から第mの受信コイルと、n段のレシーバ・モジュールを有し且つ第i受信コイルで得た受信信号を第i信号とし且つ最前段のレシーバ・モジュールからアナログ信号の出力信号を出力する請求項3または請求項6に記載の多チャンネル・レシーバと、前記出力信号をデジタル信号に変換して出力するAD変換器および前記最前段のレシーバ・モジュールに入力する入力参照信号を発生する参照信号発生器を具備したAD変換モジュールとを具備したことを特徴とするMRI装置。
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