JP2000296121A - Rf回路および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Rf回路および磁気共鳴撮像装置

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JP2000296121A
JP2000296121A JP11106142A JP10614299A JP2000296121A JP 2000296121 A JP2000296121 A JP 2000296121A JP 11106142 A JP11106142 A JP 11106142A JP 10614299 A JP10614299 A JP 10614299A JP 2000296121 A JP2000296121 A JP 2000296121A
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JP
Japan
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circuit
magnetic field
voltage
unit
switch
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JP11106142A
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English (en)
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Koji Suga
浩治 菅
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続状態の適否を事前に検出する機能を備え
たRF回路、および、そのようなRF回路を用いる磁気
共鳴撮像装置を実現する。 【解決手段】 RF信号を切換器504を通じて複数の
出力経路506,508に択一的に供給するに当たり、
切換器への入力経路をRFチョーク回路514でコモン
に接続し、複数の出力経路にそれぞれ抵抗522(53
2)とRFチョーク回路524(534)の直列回路を
通じて直流電圧を供給し、抵抗とRFチョーク回路の直
列接続点の電圧を弾圧監視手段30で監視する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、RF(radio
frequency)回路および磁気共鳴撮像装置に
関し、特に、切換器を通じて複数の出力経路に接続され
た複数のRFコイル(coil)にRF信号を択一的に
供給するRF回路、および、そのようなRF回路を用い
る磁気共鳴撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴撮像装置では、RF信号の出力
経路を複数系統設けてそれぞれ所定のRFコイルを予め
接続しておき、撮像目的に応じて切換器によりいずれか
1つを選択して使用することが行われる。例えば、ボデ
イコイル(body coil)とヘッドコイル(he
ad coil)を予め接続しておき、体幹部等の撮像
にはボデイコイルを用い、頭部の撮像にはヘッドコイル
を用いるようにしている。また、ボデイコイルとサーフ
ェースコイル(surface coil)を予め接続
しておいて、ボデイコイルで送信してサーフェースコイ
ルで受信し脊椎部撮像等を行うこともある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような磁気共鳴
撮像装置は、切換器によるRFコイルの選択状態を事前
に調べる手段を持たないという問題があった。
【0004】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、接続状態の適否を事前に検
出する機能を備えたRF回路、および、そのようなRF
回路を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1)上記の課題を解決
する第1の観点での発明は、RF信号を切換器を通じて
複数の出力経路に接続された複数のRFコイル択一的に
供給するRF回路であって、前記切換器への前記RF信
号の入力経路に直列に設けた直流阻止回路と、前記直流
阻止回路よりも前記切換器側において前記入力経路をコ
モンに接続するRFチョーク回路と、前記複数の出力経
路にそれぞれ直列に設けた複数の直流阻止回路と、前記
直流阻止回路よりも前記切換器側において前記複数の出
力経路にそれぞれ抵抗およびRFチョーク回路の直列回
路を通じて直流電圧を供給する複数の直流電圧供給手段
と、前記複数の直流電圧供給手段における前記抵抗およ
び前記RFチョーク回路の直列接続点の電圧を監視する
電圧監視手段とを具備することを特徴とするRF回路で
ある。
【0006】(2)上記の課題を解決する第2の観点で
の発明は、前記複数の直流電圧供給手段は前記直列接続
点をコモンに接続するRFフィルタを有することを特徴
とする(1)に記載のRF回路である。
【0007】(3)上記の課題を解決する第3の観点で
の発明は、被検体を収容した空間に静磁場を形成する静
磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁
場形成手段と、前記空間にRF磁場を形成するRF磁場
形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定
手段と、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生
成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であっ
て、前記RF磁場形成手段として(1)または(2)に
記載のRF回路を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像
装置である。
【0008】第1の観点での発明ないし第3の観点での
発明のうちのいずれか1つにおいて、前記複数のRFコ
イルのうちの少なくとも1つはコネクタにより着脱自在
であることが、多様なRFコイルに適応する点で好まし
い。
【0009】(作用)本発明では、切換器で選択された
出力経路がRFチョーク回路を通じてコモンに接続され
る。これによって、その出力経路に直流電圧を与えてい
る直流電圧供給手段における抵抗とRFチョーク回路の
直列接続点の電圧レベルが低下し、選択状態にあること
を示す。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に磁気共鳴撮像装置の
ブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【0011】図1に示すように、本装置は概ね円筒状の
静磁場発生部2を有する。静磁場発生部2は、本発明に
おける静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁
場発生部2は例えば超電導電磁石等により構成される。
静磁場発生部2は、その内部空間に静磁場を発生する。
【0012】静磁場発生部2の内部空間に概ね円筒状の
勾配コイル部4が設けられ、その内側にボデイコイル
(body coil)部62、ヘッドコイル(hea
d coil)部64およびサーフェースコイル(su
rface coil)部66が設けられる。ボデイコ
イル部62、ヘッドコイル部64およびサーフェースコ
イル部66は、本発明のRFコイルの実施の形態の一例
である。ボデイコイル部62、ヘッドコイル部64およ
びサーフェースコイル部66の内部空間に被検体8が収
容される。
【0013】勾配コイル部4には勾配駆動部16が接続
されている。勾配駆動部16は勾配コイル部4に駆動信
号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コイル部4およ
び勾配駆動部16からなる部分は、本発明における勾配
磁場形成手段の実施の形態の一例である。発生する勾配
磁場は、スライス(slice)勾配磁場、読み出し勾
配磁場および位相エンコード(encode)勾配磁場
の3種である。
【0014】ボデイコイル部62およびヘッドコイル部
64には送信部18が接続されている。送信部18はボ
デイコイル部62またはヘッドコイル部64に駆動信号
を与えてRF磁場を発生させ、それによって、被検体8
の体内のスピン(spin)を励起する。ボデイコイル
部62、ヘッドコイル部64および送信部18からなる
部分は、本発明のRF回路の実施の形態の一例である。
また、本発明におけるRF磁場形成手段の実施の形態の
一例である。ボデイコイル部62、RF回路の詳細な構
成につては、後にあらためて説明する。
【0015】ボデイコイル部62、ヘッドコイル部64
またはサーフェースコイル部66は、被検体8から発生
する磁気共鳴信号を検出して受信部20に入力する。す
なわち、ボデイコイル部62およびヘッドコイル部64
はRF信号の送受信に使用される。サーフェースコイル
部66はRF信号の受信に使用される。
【0016】ボデイコイル部62、ヘッドコイル部64
またはサーフェースコイル部66は受信部20の入力側
に接続され、受信信号を受信部20に入力する。受信部
20の出力側はアナログ・ディジタル(analog
to digital)変換部22の入力側に接続され
ている。アナログ・ディジタル変換部22は受信部20
の出力信号をディジタル信号に変換する。アナログ・デ
ィジタル変換部22の出力側はコンピュータ(comp
uter)24に接続されている。
【0017】コンピュータ24はアナログ・ディジタル
変換部22からディジタル信号を入力し、図示しないメ
モリ(memory)に記憶する。ボデイコイル部6
2、ヘッドコイル部64、サーフェースコイル部66、
受信部20、アナログ・ディジタル変換部22およびコ
ンピュータ24からなる部分は、本発明における測定手
段の実施の形態の一例である。
【0018】メモリ内にはデータ(data)空間が形
成される。データ空間はフーリエ(Fourier)空
間を構成する。コンピュータ24は、フーリエ空間のデ
ータを逆フーリエ変換して画像を再構成する。コンピュ
ータ24は、本発明における画像生成手段の実施の形態
の一例である。
【0019】コンピュータ24は制御部30に接続され
ている。制御部30は勾配駆動部16、送信部18、受
信部20およびアナログ・ディジタル変換部22に接続
されている。制御部30は、コンピュータ24から与え
られる指令に基づいて勾配駆動部16、送信部18、受
信部20およびアナログ・ディジタル変換部22をそれ
ぞれ制御し、磁気共鳴撮像を実行する。
【0020】コンピュータ24には表示部32および操
作部34が接続されている。表示部32は、コンピュー
タ24から出力される再構成画像および各種の情報を表
示する。操作部34は、操作者によって操作され、各種
の指令や情報等をコンピュータ24に入力する。
【0021】図2および図3にRF回路のブロック図を
示す。図2は、ボデイコイル部62とヘッドコイル部6
4を用いるRF回路のブロック図、図3は、ボデイコイ
ル部62とサーフェースコイル部66を用いるRF回路
のブロック図である。図2に示すRF回路では、RF電
力増幅器502が出力するRF信号を、切換器504を
通じて、ボデイコイル部62が接続されている第1の出
力経路506、または、ヘッドコイル部64が接続され
ている第2の出力経路506に選択的に与える構成にな
っている。切換器504は本発明における切換器の実施
の形態の一例である。第1の出力経路506および第2
の出力経路506は、本発明における複数の出力回路の
実施の形態の一例である。切換器504は制御部30に
よって制御される。
【0022】RF電力増幅器502の出力信号を切換器
504に入力する信号経路にはキャパシタ(capac
itor)512が直列に接続されている。この信号経
路は、キャパシタ512と切換器504の間がインダク
タ(inductor)514を通じてコモン(com
mon)に接続されている。キャパシタ512は、RF
的にはインピーダンス(impedance)がほぼ0
で、直流的には抵抗がきわめて大きなものであり、本発
明における直流阻止回路の実施の形態の一例である。以
下に述べる全てのキャパシタも同様である。インダクタ
514はRF的にはインピーダンス(impedanc
e)がきわめて大きく、直流的には抵抗がほぼ0であ
り、本発明におけるRFチョーク(choke)回路の
実施の形態の一例である。以下に述べる全てのインダク
タも同様である。
【0023】第1の出力経路506および第2の出力経
路508にはキャパシタ516,518がそれぞれ直列
に接続されている。キャパシタ516,518は本発明
における複数の直流阻止回路の実施の形態の一例であ
る。第2の出力経路508においてキャパシタ518と
切換器504の間にコネクタ(connector)5
20が設けられている。これによってヘッドコイル部6
4が第2の出力経路508に対して着脱可能になってい
る。
【0024】第1の出力経路506において、キャパシ
タ516と切換器504の間に抵抗522とインダクタ
524の直列回路を通じて図示しない直流電源の電圧が
与えられる。抵抗522とインダクタ524の直列回路
および図示しない直流電源からなる回路は、本発明にお
ける直流電圧供給手段の実施の形態の一例である。抵抗
522は本発明における抵抗の実施の形態の一例であ
る。インダクタ524は本発明におけるRFチョーク回
路の実施の形態の一例である。
【0025】抵抗522とインダクタ524の直列接続
点はキャパシタ526を通じてコモンに接続されてい
る。キャパシタ526は、本発明におけるRFフィルタ
(filter)の実施の形態の一例である。抵抗52
2とインダクタ524の直列接続点の電圧V1が制御部
30に入力される。電圧V1は第1の出力経路の直流電
圧レベル(level)を表す。制御部30は、本発明
における電圧監視手段の実施の形態の一例である。
【0026】第2の出力経路508においては、図示し
ない直流電源の電圧が、抵抗532およびインダクタ5
34の直列回路を通じて、コネクタ520の図における
左半分側の所定の接触子に与えられる。コネクタ520
の右半分側の対応する接触子は第2の出力経路中の接触
子と共通接続されており、これによって、キャパシタ5
18とコネクタ520の間の出力信号経路に直流電源か
ら電圧が与えられる。抵抗532とインダクタ534の
直列回路および図示しない直流電源からなる回路は、本
発明における直流電圧供給手段の実施の形態の一例であ
る。抵抗532は本発明における抵抗の実施の形態の一
例である。インダクタ534は本発明におけるRFチョ
ーク回路の実施の形態の一例である。抵抗532とイン
ダクタ534の直列接続点はキャパシタ536を通じて
コモンに接続され、また、この直列接続点の電圧V2が
制御部30に入力される。電圧V2は第2の出力経路の
直流電圧レベルを表す。キャパシタ536は、本発明に
おけるRFフィルタの実施の形態の一例である。
【0027】コネクタ520の右半分側では別な2つの
接触子が共通接続されており、コネクタ520の左半分
側では、対応する2つの接触子のうちの一方に抵抗54
2を通じて図示しない直流電源の電圧が与えられ、他方
はコモンに接続されている。抵抗542の直流電源とは
反対側の端部はキャパシタ546を通じてコモンに接続
されている。キャパシタ546は、本発明におけるRF
フィルタの実施の形態の一例である。抵抗542の端部
の電圧V3が制御部30に入力される。電圧V3は実質
的に0となり、これによってコネクタ520の右側に接
続されているものがヘッドコイル部64であることが示
される。
【0028】図3に示したRF回路は、コネクタ520
の右半分側がサーフェースコイル66を接続したものに
なっている他は図2に示したものと同一である。コネク
タ520の右半分側の接触子に対するサーフェースコイ
ル66の接続関係はヘッドコイル部64と同様になって
いる。しかし、コネクタ520の右半分側では、コネク
タ520の左半分側の抵抗542とキャパシタ546の
直列接続点が接続された接触子およびコモンに接続され
た接触子に対応する2つの接触子の間は開放になってい
る。このため電圧V3は直流電源電圧と同じレベルにな
り、これによってコネクタ520の右側に接続されてい
るものがサーフェースコイル部66であることが示され
る。
【0029】このように、第1の出力経路506および
第2の出力経路508に、それぞれ、ボデイコイル部6
2およびヘッドコイル部64が予め接続されている図2
の回路構成と、ボデイコイル部62およびサーフェース
コイル部66が予め接続されている図3の回路構成にお
いて、各RFコイルを使い分けてRF送受信を行う。そ
の場合の送受信のパターン(pattern)と制御部
30の入力電圧V1,V2,V3の関係を図4に示す。
【0030】同図に示すように、送受信のパターンは、
送受ともにボデイコイル部62を用いて行う場合(パタ
ーンA)、送受ともにヘッドコイル部64を用いて行う
場合(パターンB)、および、ボデイコイル部62で送
信しサーフェースコイル部66で受信する場合(パター
ンC)の3つのパターンがある。
【0031】パターンAによる送受信では、図2に実線
で示すように、制御部30は切換器504により第1の
出力経路506を選択する。このとき、第1の出力経路
506はインダクタ514を通じてコモンに接続される
状態になる。インダクタ514の抵抗値はほぼ0なの
で、直流的には第1の出力経路506はコモンに直結さ
れる。第1の出力経路506の直流電圧レベルは制御部
30の入力電圧V1に反映されているから、このとき電
圧V1の低レベル(L)となる。
【0032】これに対して、第2の出力経路508はコ
モンから浮いているので制御部30の入力電圧V2は高
レベル(H)である。また、入力電圧V3は低レベル
(L)である。このため、入力電圧V1,V2,V3の
レベルの組み合わせはL,H,Lとなる。制御部30
は、入力電圧V1,V2,V3のレベルの組み合わせが
この通りになっているかどうかを調べ、各RFコイルの
接続状態および切換器504の切換状態を確認する。も
しこの通りになっていなければRFコイルの接続状態ま
たは切換器504の異常であり、その旨をコンピュータ
24に通知する。コンピュータ24はこの通知に基づき
予定していた送信を中止する。
【0033】パターンBによる送受信では、図2に波線
で示すように、制御部30は切換器504により第2の
出力経路508を選択する。このとき、第2の出力経路
508はインダクタ514を通じてコモンに接続される
状態になる。インダクタ514の抵抗値はほぼ0なの
で、直流的には第2の出力経路508はコモンに直結さ
れる。第2の出力経路508の直流電圧レベルは制御部
30の入力電圧V2に反映されているから、このとき電
圧V2の低レベル(L)となる。
【0034】これに対して、第1の出力経路506はコ
モンから浮いているので制御部30の入力電圧V1は高
レベル(H)である。また、入力電圧V3は低レベル
(L)である。このため、入力電圧V1,V2,V3の
レベルの組み合わせはH,L,Lとなる。制御部30
は、入力電圧V1,V2,V3のレベルの組み合わせが
この通りになっているかどうかを調べ、各RFコイルの
接続状態および切換器504の切換状態を確認する。も
しこの通りにならなければRFコイルの接続状態または
切換器504の異常であり、その旨をコンピュータ24
に通知する。コンピュータ24はこの通知に基づき予定
していた送信を中止する。
【0035】パターンCによる送受信では、図3に実線
で示すように、制御部30は切換器504により第1の
出力経路506を選択する。このとき、第1の出力経路
506はインダクタ514を通じてコモンに接続される
状態になる。インダクタ514の抵抗値はほぼ0なの
で、直流的には第1の出力経路506はコモンに直結さ
れる。第1の出力経路506の直流電圧レベルは制御部
30の入力電圧V1に反映されているから、このとき電
圧V1の低レベル(L)となる。
【0036】これに対して、第2の出力経路508はコ
モンから浮いているので制御部30の入力電圧V2は高
レベル(H)である。また、入力電圧V3は高レベル
(H)である。このため、入力電圧V1,V2,V3の
レベルの組み合わせはL,H,Hとなる。制御部30
は、入力電圧V1,V2,V3のレベルの組み合わせが
この通りになっているかどうかを調べ、各RFコイルの
接続状態および切換器504の切換状態を確認する。も
しこの通りでなければRFコイルの接続状態または切換
器504の異常であり、その旨をコンピュータ24に通
知する。コンピュータ24はこの通知に基づき予定して
いた送信を中止する。
【0037】本装置の動作を説明する。本装置の動作は
制御部30による制御の下で進行する。磁気共鳴撮像の
具体例の1つとして、グラディエントエコー(grad
ient echo)法による撮像について説明する。
なお、磁気共鳴撮像はグラディエントエコー法に限るも
のではなく、例えばスピンエコー(spin ech
o)法やEPI(echo planar imagi
ng)等、他の適宜の手法で行って良い。
【0038】グラディエントエコー法による撮像には、
例えば図5に示すようなパルスシーケンス(pulse
sequence)が用いられる。パルスシーケンス
は、時間軸tに沿って左から右に進行する。パルスシー
ケンスの実行は制御部30によって制御される。
【0039】図5の(1)に示すように、α゜パルスに
よるRF励起が行われる。事前に各RFコイルの接続状
態および切換器504の切換状態の正常性を確認してい
るので、RF励起を正しく行うことができる。RF励起
時には、(2)に示すようにスライス勾配磁場Gsが印
加される。これによって、被検体8の所定の部位のスピ
ンが選択的に励起される。この選択励起に続いて勾配磁
場Gsによりスピンをリフェーズ(rephase)す
る。
【0040】次に、(4)に示すように位相エンコード
勾配磁場Gpにより位相エンコードを行う。次に、読み
出し勾配磁場Grによりスピンのディフェーズ(dep
hase)を行い、次いで勾配磁場の極性を反転して磁
気共鳴信号(グラディエントエコー:gradient
echo)の読み出しを行う。
【0041】このようなパルスシーケンスを所定の繰り
返し時間TR(repetition time)で繰
り返すことにより、逐一グラディエントエコーを収集す
る。TRごとに位相エンコード勾配磁場Gpの大きさが
変更され、複数のビューの磁気共鳴信号がメモリに収集
される。コンピュータ24はメモリに収集したデータに
つき2次元逆フーリエ変換を行い、撮像部位の断層像を
生成する。断層像は表示部32で表示される。
【0042】以上、RF信号の出力経路が2系統ある例
で説明したが、出力経路は2系統に限るものではなく、
3系統以上の適宜の系統であって良い。
【0043】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、接続状態の適否を事前に検出する機能を備えたR
F回路、および、そのようなRF回路を用いる磁気共鳴
撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図2】図1に示した装置におけるRF回路のブロック
図である。
【図3】図1に示した装置におけるRF回路のブロック
図である。
【図4】図2および図3に示した制御部の入力信号を示
す図である。
【図5】磁気共鳴撮像のパルスシーケンスの一例を示す
模式図である。
【符号の説明】
2 静磁場発生部 4 勾配コイル部 62 ボデイコイル部 64 ヘッドコイル部 66 サーフェースコイル部 8 被検体 16 勾配駆動部 18 送信部 20 受信部 22 アナログ・ディジタル変換部 24 コンピュータ 30 制御部 32 表示部 34 操作部 502 RF電力増幅器 504 切換器 506 第1の出力経路 508 第2の出力経路 512,516,518、526,536,546 直
流阻止回路 514,524,534 RFチョーク回路 520 コネクタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 RF信号を切換器を通じて複数の出力経
    路に接続された複数のRFコイルに択一的に供給するR
    F回路であって、 前記切換器への前記RF信号の入力経路に直列に設けた
    直流阻止回路と、 前記直流阻止回路よりも前記切換器側において前記入力
    経路をコモンに接続するRFチョーク回路と、 前記複数の出力経路にそれぞれ直列に設けた複数の直流
    阻止回路と、 前記直流阻止回路よりも前記切換器側において前記複数
    の出力経路にそれぞれ抵抗およびRFチョーク回路の直
    列回路を通じて直流電圧を供給する複数の直流電圧供給
    手段と、 前記複数の直流電圧供給手段における前記抵抗および前
    記RFチョーク回路の直列接続点の電圧を監視する電圧
    監視手段と、を具備することを特徴とするRF回路。
  2. 【請求項2】 前記複数の直流電圧供給手段は前記直列
    接続点をコモンに接続するRFフィルタを有する、こと
    を特徴とする請求項1に記載のRF回路。
  3. 【請求項3】 被検体を収容した空間に静磁場を形成す
    る静磁場形成手段と、 前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、 前記空間にRF磁場を形成するRF磁場形成手段と、 前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、 前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画
    像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であって、 前記RF磁場形成手段として請求項1または請求項2に
    記載のRF回路を用いる、ことを特徴とする磁気共鳴撮
    像装置。
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