JP2010142531A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】D/D変換するときの累積誤差が大きくなるのを防止することにより、MRI画像の画質の低下を防止可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】N(>M)ビットのデジタルデータを生成したとき、Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、上位Mビットのデジタルデータに変換し、切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを変換の度に積算し、積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算し、積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達し、その後に、データ生成部がNビットのデジタルデータを生成し、上位Mビットのデジタルデータに変換したとき、変換されたMビットのデジタルデータに数値1を加算する。
【選択図】図2The present invention provides a magnetic resonance imaging apparatus capable of preventing a reduction in image quality of an MRI image by preventing an increase in accumulated error during D / D conversion.
When N (> M) -bit digital data is generated, the lower (NM) bits of the N-bit digital data are truncated to be converted into upper M-bit digital data. When (NM) bit digital data is integrated at every conversion, and the integrated value reaches the maximum value of the lower (NM) bits + 1 or more, the lower (NM) bit maximum from the integrated value. After subtracting the value +1, a new integration is performed, and the integration value reaches the maximum value +1 or more of the lower (N−M) bits. Thereafter, the data generation unit generates N-bit digital data, and the upper M bits. When converted into digital data, the numerical value 1 is added to the converted M-bit digital data.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、デジタルデータをアナログデータに変換し、アナログデータを励磁電流として出力し、励磁電流により磁場の強さを段階的に変化させた傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルを有する磁気共鳴イメージング装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and in particular, converts digital data into analog data, outputs analog data as an excitation current, and generates a gradient magnetic field in which the magnetic field strength is changed stepwise by the excitation current. The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus having a magnetic field coil.
磁気共鳴イメージング装置において、傾斜磁場と、傾斜磁場に対応する所定範囲の周波数をもつ電磁波とを被検体に加えると、磁場の強さ及び電磁波の周波数に関係する磁気回転比をもつ特定の原子核が共鳴する(MR現象)。共鳴したときの周波数から例えば水素原子核の位置を特定し、その水素原子核の位置の情報から被検体のMRI画像を得ることができる。MR現象は、電磁波の周波数、原子核の種類、磁場の強さに応じて、起きたり、起きなかったりする。磁場の強さBと、磁気回転比(原子核固有の定数)γと、共鳴周波数ωとの関係は、式(ω=γB)で表すことができる。 In a magnetic resonance imaging apparatus, when a gradient magnetic field and an electromagnetic wave having a frequency in a predetermined range corresponding to the gradient magnetic field are added to a subject, a specific nucleus having a magnetic rotation ratio related to the strength of the magnetic field and the frequency of the electromagnetic wave is obtained. Resonates (MR phenomenon). For example, the position of a hydrogen nucleus can be identified from the frequency at the time of resonance, and an MRI image of the subject can be obtained from information on the position of the hydrogen nucleus. The MR phenomenon may or may not occur depending on the frequency of the electromagnetic wave, the type of atomic nucleus, and the strength of the magnetic field. The relationship between the magnetic field strength B, the gyromagnetic ratio (constant specific to the nucleus) γ, and the resonance frequency ω can be expressed by the equation (ω = γB).
例えば、従来の技術としては、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部と、生成されたNビットのデジタルデータをアナログデータに変換し、アナログデータを励磁電流として出力するNビットD/A変換器と、入力された前記励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルとを有する磁気共鳴イメージング装置がある。Nビットが16ビットであるとき、16ビットD/A変換器は、高速で安価であるという利点を有する。 For example, as a conventional technique, a data generation unit that generates N-bit digital data, and an N-bit D / A conversion that converts the generated N-bit digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current And a magnetic resonance imaging apparatus having a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field by the input excitation current. When N bits are 16 bits, the 16-bit D / A converter has the advantage of being fast and inexpensive.
D/A変換器の分解能によって、電流の分解能が決まっている。したがって、16ビットD/A変換器では、より高い電流分解能の要求に対応できない。 The resolution of the current is determined by the resolution of the D / A converter. Therefore, the 16-bit D / A converter cannot meet the demand for higher current resolution.
高い電流分解能の要求に対応するためには、Nビットを20ビットとし、20ビットD/A変換器を用いる。それにより、高い電流分解能となり、高い精度で傾斜磁場を発生させることができ、それにより、高い精度で原子核の位置を知ることができ、MRI画像の画質を向上させることが可能となる。 In order to meet the demand for high current resolution, N bits are set to 20 bits and a 20-bit D / A converter is used. As a result, a high current resolution can be obtained, and a gradient magnetic field can be generated with high accuracy, whereby the position of the nucleus can be known with high accuracy, and the image quality of the MRI image can be improved.
また、高速で安価であるという利点、及び高い電流分解を要求されたとき、従来の技術(例えば、特許文献1)としては、データ生成部により生成された20ビットデジタルデータを、セレクタにより上位16ビットと下位16ビットとに分け、上位16ビットを第1の16ビットD/A変換器によりアナログデータに変換し、下位16ビットを第2の16ビットD/A変換器によりアナログデータに変換し、第1のD/A変換器の出力値と第2のD/A変換器の出力値とを加算器により加算する磁気共鳴イメージング装置がある。 Further, when the advantage of high speed and low cost and high current decomposition are required, as a conventional technique (for example, Patent Document 1), 20-bit digital data generated by a data generation unit is converted into upper 16 by a selector. Dividing into 16 bits and lower 16 bits, upper 16 bits are converted to analog data by the first 16-bit D / A converter, and lower 16 bits are converted to analog data by the second 16-bit D / A converter There is a magnetic resonance imaging apparatus that adds an output value of a first D / A converter and an output value of a second D / A converter by an adder.
なお、20ビットのデジタルデータを16ビットのデジタルデータにD/D変換するときに誤差が累積していく場合、その累積誤差が大きくなるのを抑えることにより、MRI画像の画質の低下を防止できることが分かってきた。 When errors are accumulated when D / D conversion is performed from 20-bit digital data to 16-bit digital data, deterioration of the image quality of the MRI image can be prevented by suppressing the accumulated error from increasing. I understand.
さらに、16ビットD/A変換器を有する磁気共鳴イメージング装置から20ビットD/A変換器を有する磁気共鳴イメージング装置へのアップグレードを簡単な構成により可能とすることは、ユーザー及びメーカーにとって好都合である。 Furthermore, it is convenient for users and manufacturers to enable an upgrade from a magnetic resonance imaging apparatus having a 16-bit D / A converter to a magnetic resonance imaging apparatus having a 20-bit D / A converter with a simple configuration. .
しかしながら、上記特許文献1に記載された後者の従来技術では、20ビットのデジタルデータを上位16ビットと下位16ビットとに分けるセレクタ、及び上位16ビットの第1の16ビットD/A変換器の出力値と下位16ビットの第2の16ビットD/A変換器の出力値とを加算するための加算器等、多くの構成を必要とするという問題点があった。 However, in the latter prior art described in Patent Document 1, a selector that divides 20-bit digital data into upper 16 bits and lower 16 bits and a first 16-bit D / A converter with upper 16 bits. There is a problem that many configurations such as an adder for adding the output value and the output value of the lower 16-bit second 16-bit D / A converter are required.
この発明は、上記の問題を解決するものであり、多ビットのデジタルデータをアナログデータに変換する構成と、多ビットのデジタルデータを少ビットのデジタルデータに変換してからアナログデータに変換する他の構成とを採ることが可能であり、多ビットのデジタルデータを少ビットのデジタルデータに変換するときの累積誤差が大きくなるのを防止することにより、MRI画像の画質の低下を防止可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problem, and includes a configuration for converting multi-bit digital data to analog data, and converting multi-bit digital data to small-bit digital data and then converting to analog data. The magnetic field that can prevent the deterioration of the image quality of the MRI image by preventing the cumulative error when converting the multi-bit digital data into the low-bit digital data is prevented. An object is to provide a resonance imaging apparatus.
上記課題を解決するため、この発明は、Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、上位Mビットのデジタルデータに変換するとき、誤差が累積し、累積誤差が予め定められた量となった場合、上位Mビットのデジタルデータに含ませることにより、予め定められた量より累積誤差が大きくなるのを防止することに着目した。
具体的に、この発明の第1の形態は、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部と、該生成されたNビットのデジタルデータをNビットより少ない上位Mビットのデジタルデータに変換するD/D変換器と、該変換された上位Mビットのデジタルデータをアナログデータに変換し、該アナログデータを励磁電流として出力するD/A変換器と、入力された前記励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴イメージング装置において、前記D/D変換器は、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを前記変換の度に積算し、該積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算する積算部と、前記積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達し、その後に、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成し、前記端数処理部が前記Mビットのデジタルデータに変換したとき、該変換された前記Mビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部と、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
また、この発明の第2の形態は、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部と、該生成されたNビットのデジタルデータをNビットより少ない上位Mビットのデジタルデータに変換するD/D変換器と、該変換された上位Mビットのデジタルデータをアナログデータに変換し、該アナログデータを励磁電流として出力するD/A変換器と、入力された前記励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴イメージング装置において、前記D/D変換器は、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを積算し、該積算値が(N−M)ビットの最大値よりも小さい、予め決められた一定値以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算する積算部とを有し、前記端数処理部は、前記積算値が決められた一定値以上に達し、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成し、前記端数処理部が前記Mビットのデジタルデータに変換したとき、該変換された前記Mビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
さらに、この発明の第3の形態は、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部と、該生成されたNビットのデジタルデータをNビットより少ない上位Mビットのデジタルデータに変換するD/D変換器と、該変換された上位Mビットのデジタルデータをアナログデータに変換し、該アナログデータを励磁電流として出力するD/A変換器と、入力された前記励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴イメージング装置において、前記D/D変換器は、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを次に生成したとき、該次に生成された前記Nビットのデジタルデータに、前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを加算する加算部と、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
さらに、この発明の第4の形態は、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部と、該生成されたNビットのデジタルデータをNビットより少ない上位Mビットのデジタルデータに変換するD/D変換器と、該変換された上位Mビットのデジタルデータをアナログデータに変換し、該アナログデータを励磁電流として出力するD/A変換器と、入力された前記励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴イメージング装置において、前記D/D変換器は、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを次に生成したとき、該次に生成された前記Nビットのデジタルデータから、前記端数処理部により変換された前記上位Mビットのデジタルデータを減算する減算部と、前記減算部が減算したとき、該減算された前記デジタルデータを積算し、該積算されたデジタルデータを前記端数処理部に出力する積算部と、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
In order to solve the above problems, the present invention accumulates errors when converting lower digital (N−M) bits of N-bit digital data into upper M-bit digital data, and the accumulated error is predetermined. In this case, attention was paid to preventing the accumulated error from becoming larger than a predetermined amount by including it in the upper M-bit digital data.
Specifically, according to a first aspect of the present invention, a data generation unit that generates N-bit digital data, and a D that converts the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data smaller than N bits. / D converter, D / A converter that converts the converted upper M-bit digital data into analog data, and outputs the analog data as an excitation current, and generates a gradient magnetic field by the input excitation current In the magnetic resonance imaging apparatus, the D / D converter includes a subordinate (NM) of the N-bit digital data when the data generation unit generates the N-bit digital data. ) By rounding down the bits, the fraction processing unit converts the digital data of the upper M bits, and the fraction processing unit rounds down the bits. The digital data of the lower (NM) bits is integrated at each conversion, and when the integrated value reaches the maximum value of the lower (NM) bits + 1 or more, the lower (NM) from the integrated value. After subtracting the maximum bit value +1, the integration unit newly adds, and the integration value reaches the maximum value +1 of the lower (NM) bits, and then the data generation unit performs the N-bit digital And a data adding unit that adds a numerical value of 1 to the converted M-bit digital data when the fraction processing unit converts the digital data to the M-bit digital data. An imaging device.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a data generation unit for generating N-bit digital data, and a D / D for converting the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data having fewer than N bits. A converter; a D / A converter that converts the converted upper M-bit digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient that generates a gradient magnetic field by the input excitation current In the magnetic resonance imaging apparatus having a magnetic field coil, the D / D converter, when the data generator generates the N-bit digital data, the lower (NM) bits of the N-bit digital data Is rounded down to the upper M-bit digital data, and the fraction processing unit When digital data of (N−M) bits is integrated, and the integrated value reaches a predetermined value that is smaller than the maximum value of (N−M) bits, the lower order (N− M) a subtracting unit that newly accumulates after subtracting the maximum bit value +1, and the fraction processing unit reaches a predetermined value or more, and the data generating unit includes the N bits. And an addition unit that adds a numerical value 1 to the converted M-bit digital data when the fraction processing unit converts the digital data into the M-bit digital data. An imaging device.
Further, according to a third aspect of the present invention, a data generation unit that generates N-bit digital data, and a D / D that converts the generated N-bit digital data into higher-order M-bit digital data that is smaller than N bits. A converter; a D / A converter that converts the converted upper M-bit digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient that generates a gradient magnetic field by the input excitation current In the magnetic resonance imaging apparatus having a magnetic field coil, the D / D converter, when the data generator generates the N-bit digital data, the lower (NM) bits of the N-bit digital data The fraction processing unit for converting the digital data into the upper M bits and the data generation unit An adder for adding the lower-order (NM) bit digital data rounded down by the fraction processing unit to the next generated N-bit digital data, This is a magnetic resonance imaging apparatus.
Furthermore, a fourth aspect of the present invention is a data generation unit that generates N-bit digital data, and a D / D that converts the generated N-bit digital data into higher-order M-bit digital data smaller than N bits. A converter; a D / A converter that converts the converted upper M-bit digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient that generates a gradient magnetic field by the input excitation current In the magnetic resonance imaging apparatus having a magnetic field coil, the D / D converter, when the data generator generates the N-bit digital data, the lower (NM) bits of the N-bit digital data The fraction processing unit for converting the digital data into the upper M bits and the data generation unit When the next Tal data is generated, a subtracting unit for subtracting the upper M-bit digital data converted by the fraction processing unit from the N-bit digital data generated next, and the subtracting unit subtracts And a summing unit that sums up the subtracted digital data and outputs the summed digital data to the fraction processing unit.
この発明の第1の形態によると、端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを積算し、積算された下位(N−M)ビットのデジタルデータは、誤差として累積する。積算された下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達した時、その後、生成されたNビットのデジタルデータをMビットのデジタルデータに変換したとき、そのMビットのデジタルデータに数値1を加算したので、累積された誤差が大きくなるのを抑えることが可能となる。それにより、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the lower (NM) bit digital data rounded down by the fraction processing unit is integrated, and the integrated lower (NM) bit digital data is accumulated as an error. . When the accumulated lower limit (NM) bit maximum value +1 or more is reached, and then the generated N-bit digital data is converted to M-bit digital data, the M-bit digital data has a numerical value 1 Therefore, it is possible to suppress the accumulated error from increasing. Thereby, it is possible to prevent the image quality of the MRI image from being deteriorated.
また、積算された値が下位(N−M)ビットの最大値以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算するので、累積された誤差が小さなうちに、その累積誤差を減少させることができる。この点からも、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。 Further, when the accumulated value reaches or exceeds the maximum value of the lower (NM) bits, the maximum value of the lower (NM) bits + 1 is subtracted from the accumulated value, and then the new value is accumulated. While the generated error is small, the accumulated error can be reduced. From this point as well, it is possible to prevent deterioration of the image quality of the MRI image.
以上の第1の形態によれば、累積誤差は、Nビットのデジタルデータを積算した数値を常に下回ることとなり、MRI画像の画質の輝度が例えば低めに常に片寄るため、MRI画像の画質をさらに向上させるときに支障となる。 According to the first embodiment described above, the accumulated error is always lower than the numerical value obtained by integrating the N-bit digital data, and the brightness of the image quality of the MRI image is always offset, for example, lower, so that the image quality of the MRI image is further improved. It will be a hindrance when letting
これに対し、この発明の第2の形態によると、積算値が(N−M)ビットの最大値よりも小さい、予め決められた一定値以上に達した時であって、生成されたNビットのデジタルデータをMビットのデジタルデータに変換したとき、そのMビットのデジタルデータに数値1を加算したので、累積誤差は、Nビットのデジタルデータを積算した数値を上回ったり、下回ったりすることとなり、例えばMRI画像の画質の輝度が低めに片寄ったり、高めに片寄ったりせず、MRI画像の画質をさらに向上させることができる。 On the other hand, according to the second embodiment of the present invention, when the integrated value reaches a predetermined value or more which is smaller than the maximum value of (N−M) bits, the generated N bits When the digital data is converted to M-bit digital data, the numerical value 1 is added to the M-bit digital data, so the accumulated error may be higher or lower than the numerical value obtained by integrating the N-bit digital data. For example, the image quality of the MRI image can be further improved without causing the brightness of the image quality of the MRI image to be shifted slightly lower or higher.
また、この発明の第3の形態によると、データ生成部がNビットのデジタルデータを次に生成したとき、次に生成されたNビットのデジタルデータに、切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを加算部が加算したので、簡単な構成により、累積誤差が大きくなるのを抑えることが可能となる。また、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。 According to the third aspect of the present invention, when the data generation unit next generates N-bit digital data, the N-bit bits that are truncated to the next generated N-bit digital data. Since the adding unit adds the digital data, it is possible to suppress an increase in accumulated error with a simple configuration. In addition, it is possible to prevent deterioration of the image quality of the MRI image.
さらに、この発明の第4の形態によると、Nビットのデジタルデータを次に生成したとき、次に生成された前記NビットのデジタルデータからMビットのデジタルデータを減算部が減算し、減算したとき、減算された前記デジタルデータを積算し、積算されたデジタルデータを端数処理部に出力したので、同じく簡単な構成により、累積誤差が大きくなるのを抑えることが可能となる。それにより、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, when N-bit digital data is generated next, the subtracting unit subtracts and subtracts M-bit digital data from the next generated N-bit digital data. At this time, since the subtracted digital data is integrated and the integrated digital data is output to the fraction processing unit, it is possible to suppress an increase in accumulated error with the same simple configuration. Thereby, it is possible to prevent the image quality of the MRI image from being deteriorated.
[第1の実施の形態]
(構成)
この発明の第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)の構成について図1を参照して説明する。図1は、MRI装置の構成図である。
[First Embodiment]
(Constitution)
A configuration of a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of an MRI apparatus.
先ず、MRI装置を構成する傾斜磁場コイル駆動電源部10について説明する。傾斜磁場コイル駆動電源部10は、Nビットのデジタルデータを生成するデータ生成部11と、生成されたNビットのデジタルデータをNビットより少ないMビットのデジタルデータに変換するD/D変換器12と、変換されたMビットのデジタルデータをアナログデータに変換するD/A変換器13と、アナログデータを励磁電流として出力する電流増幅部14と、入力された励磁電流により傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル22と、を有する。傾斜磁場コイル駆動電源部10を有するMRI装置を図1に示す。
First, the gradient coil drive
次に、D/D変換器12について図2を参照してさらに詳細に説明する。図2はD/D変換器の構成図である。
Next, the D /
D/D変換器12は、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成したとき、20ビットのデジタルデータの下位4ビットを切り捨てることにより、16ビットのデジタルデータに変換する端数処理部121と、端数処理部121により切り捨てられた下位4ビットのデジタルデータを出力する減算部122、出力された下位4ビットのデジタルデータを、変換の度に積算し、積算された下位4ビットのデジタルデータの最上位ビットデータが切り上げられたとき、端数処理部121により切り捨てられた下位4ビットのデジタルデータを数値0に戻してから新たに積算する積算部123と、積算された下位4ビットのデジタルデータの最上位ビットデータが切り上がり、その後に、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成し、端数処理部121が16ビットのデジタルデータに変換したとき、変換された16ビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部124と、遅延部125とを有する。
The D /
なお、減算部122、積算部123及び加算部124は、端数処理部121に含まれていても、含まれていなくても良い。加算部124を含む端数処理部121を図2に示す。
Note that the
加算部124は、積算部123の出力が0x0000F(下位4ビットの最大値)以下であれば、16ビットのデジタルデータに加算せずに切り捨て、0x00010以上であれば、0x00010(下位4ビットの最大値+1)を16ビットのデジタルデータに加算する(16ビットのデジタルデータに数値1を加算する)。遅延部125を設けることにより、積算部123から出力された結果は、切り上げるか否かの加算部124による次の決定に使用される。
The
次に、MRI装置の全体的な構成について図1を参照にして説明する。 Next, the overall configuration of the MRI apparatus will be described with reference to FIG.
図1に示すMRI装置は、傾斜磁場コイル駆動電源部10、静磁場磁石21、傾斜磁場コイル22、寝台24、寝台制御部25、RFコイルユニット26a、26b、26c、送信部27、選択回路28、受信部29および制御コンピュータ部31、さらに、この制御コンピュータ部31に接続した記憶部32、入力部34、表示部33を具備する。
The MRI apparatus shown in FIG. 1 includes a gradient magnetic field coil drive
また、傾斜磁場コイル駆動電源部10は、制御コンピュータ部31からの指示により傾斜磁場コイル22の駆動に関するデジタル情報を発生するデータ生成部11、このデジタルデータをビット数の少ないデジタルデータに変換するD/D変換器12、このデジタルデータをアナログ値に変換し、このアナログ値を励磁電流として傾斜磁場コイル22に出力するD/A変換器13を具備する。
In addition, the gradient coil drive
静磁場磁石21は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石21としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
The static
傾斜磁場コイル22は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石21の内側に配置される。傾斜磁場コイル22は、互いに直交するX、Y、Zの各軸に対応する3種のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル22は、上記の3種のコイルが傾斜磁場コイル駆動電源部10からそれぞれ個別に電流供給を受けて、磁場強度がX、Y、Zの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Z軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。X、Y、Z各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場およびリードアウト用傾斜磁場にそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場は、任意に撮影断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
The
被検体Pは、寝台24の天板24aに載置された状態で傾斜磁場コイル22の空洞(撮影口)内に挿入される。寝台24は、寝台制御部25により駆動され、天板24aをその長手方向(図1における左右方向)および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石21の中心軸と平行になるように寝台24が設置される。
The subject P is inserted into the cavity (imaging port) of the
RFコイルユニット26aは、1つまたは複数のコイルを円筒状のケースに収容して構成される。RFコイルユニット26aは、傾斜磁場コイル22の内側に配置される。RFコイルユニット26aは、送信部27から高周波パルス(RFパルス)の供給を受けて、高周波磁場を発生する。
The RF coil unit 26a is configured by housing one or more coils in a cylindrical case. The RF coil unit 26 a is disposed inside the gradient
RFコイルユニット26b、26cは、天板24a上に載置されたり、天板24aに内蔵されたり、あるいは被検体Pに装着される。そして撮影時には、被検体Pとともに傾斜磁場コイル22の空洞内に挿入される。RFコイルユニット26b、26cは、それぞれ複数の要素コイルを備えるアレイコイルが利用され、被検体Pから放射される磁気共鳴信号を受信する。要素コイルのそれぞれの出力信号は、個別に選択回路28に入力される。
The
送信部27は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこの結果として送信部27は、ラーモア周波数に対応するRFパルスをRFコイルユニット26aに供給する。 The transmission unit 27 includes an oscillation unit, a phase selection unit, a frequency conversion unit, an amplitude modulation unit, and a high frequency power amplification unit. The oscillation unit generates a high-frequency signal having a resonance frequency unique to the target nucleus in the static magnetic field. The phase selection unit selects the phase of the high-frequency signal. The frequency conversion unit converts the frequency of the high-frequency signal output from the phase selection unit. The amplitude modulation unit modulates the amplitude of the high-frequency signal output from the frequency modulation unit, for example, according to a sync function. The high frequency power amplification unit amplifies the high frequency signal output from the amplitude modulation unit. As a result, the transmitter 27 supplies an RF pulse corresponding to the Larmor frequency to the RF coil unit 26a.
選択回路28は、RFコイルユニット26b、26cから出力される多数の磁気共鳴信号からいくつかを選択する。そして選択回路28は、選択した磁気共鳴信号を受信部29へ与える。どのチャネルを選択するかは、制御コンピュータ部31から指示される。
The
受信部29は、前段増幅器、位相検波器およびアナログデジタル変換器を有する処理系を複数チャネル備えている。これら複数チャネルの処理系へは、選択回路28が選択する磁気共鳴信号がそれぞれ入力される。前段増幅器は、磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログデジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をデジタル信号に変換する。受信部29は、各処理系により得られるデジタル信号をそれぞれ出力する。
The receiving
制御コンピュータ部31は、図示していないCPUやメモリ等を有しており、本実施形態のMRI装置を総括的に制御し、インタフェース部、データ収集部、再構成部および制御部の各機能部を有して構成されている。インタフェース部は、傾斜磁場コイル駆動電源部10、寝台制御部25、送信部27、選択回路28、受信部29等の接続される各部間で授受される信号の入出力を行う。データ収集部は、受信部29から出力されるデジタル信号を収集し、この収集結果、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部32に格納する。再構成部は、記憶部32に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体P内の所望の核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを得ることができる。
The
記憶部32は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。
The
表示部33は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を制御コンピュータ部31の制御部の制御下で表示する。表示部33としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
The
入力部34は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部34は、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切り替えスイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。
The
(動作)
次に、20ビットのデジタルデータを受けたD/D変換器12の動作について、図3を参照にして説明する。図3は、D/D変換器12における各部のデータ値の一例を示す説明図である。説明を簡単にするために、20ビットのデジタルデータは一定とする。
(Operation)
Next, the operation of the D /
時刻t0にて、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464が端数処理部121に入力されたとする。初期状態では積算部123の出力が0x00000であったとすると、端数処理部121で切り捨てとなり、端数処理部121の出力は0x1146となる。出力0x1146がD/A変換器13に入力される。積算部123には、減算部122の出力0x00004(=0x11464−0x1146)が記憶される。
It is assumed that the digital data 0x11464 generated by the data generation unit 11 is input to the
時刻t1では、次に、データ生成部11がデジタルデータ0x11464を生成すると、積算部123の出力0x0000F以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、端数処理部121の出力は0x1146となる。出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00008(=0x00004+0x00004)が記憶される。
At time t1, next, when the data generation unit 11 generates the digital data 0x11464, the output is 0x0000F or less of the
時刻t2でも、次に、データ生成部11がデジタルデータ0x11464を生成すると、積算部123の出力0x0000F以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、端数処理部121の出力は0x1146となる。出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x0000C(=0x00008+0x00004)が記憶される。
Even at time t2, when the data generation unit 11 next generates the digital data 0x11464, the output of the
時刻t3でも、次に、データ生成部11がデジタルデータ0x11464を生成すると、積算部123の出力0x0000F以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、端数処理部121の出力は0x1146となる。出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00010(=0x0000C+0x00004)が記憶される。
Even at time t3, when the data generation unit 11 next generates the digital data 0x11464, the output from the
時刻t4では、次に、データ生成部11がデジタルデータ0x11464を生成すると、積算部123の出力0x00010以上なので、端数処理部121で切り上げとなり、加算部124は、切り上げた0x00010を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する(数値1を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する)。端数処理部121から0x1147(=0x00010+0x1146)がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0xFFFF4(=0x11464−0x1147)が加算される。積算部123には、0x00004(=0x00010+0xFFFF4)が記憶される。結果的に、積算部123は、下位4ビットのデジタルデータが切り上げられたとき、積算値から4ビットの最大値+1(=0x00010)を減算してから、新たに0x00004を積算する。
At time t4, next, when the data generation unit 11 generates the digital data 0x11464, the output of the
以下、時刻t5から時刻t8までの動作を図3に示す。時刻t1から時刻t8までの動作で分かるように、時刻t5から時刻t8までの動作は、時刻t1から時刻t4までの動作と同じである。すなわち、第1の実施形態に係るD/D変換器12は、時刻t1から時刻t4までの動作を繰り返す。
The operation from time t5 to time t8 is shown in FIG. As can be seen from the operation from time t1 to time t8, the operation from time t5 to time t8 is the same as the operation from time t1 to time t4. That is, the D /
図3では、積算部123の出力が累積誤差を表している。上記D/D変換器12の動作を説明したように、切り捨てによる累積誤差が指定したしきい値を超えると切り上げとなり、累積誤差を減らすように動作する。従って、誤差が累積し続けることはない。
In FIG. 3, the output of the integrating
それにより、20ビットのデジタルデータを16ビットのデジタルデータに変換するときの累積誤差が大きくなるのを抑えることとなり、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。生成された20ビットのデジタルデータと、その20ビットのデジタルデータに近づけた16ビットのデジタルデータとを図4に示す。図4は、D/D変換器12の出力データをグラフで示す説明図である。
As a result, an increase in accumulated error when converting 20-bit digital data into 16-bit digital data is suppressed, and deterioration of the image quality of the MRI image can be prevented. FIG. 4 shows the generated 20-bit digital data and 16-bit digital data close to the 20-bit digital data. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the output data of the D /
[第2の実施の形態]
(構成)
この発明の第2の実施形態に係るD/D変換器12の構成について説明する。第2の実施形態のD/D変換器12の構成は、図2に示す第1の実施形態のD/D変換器12の構成と基本的に同じである。以下、第1の実施形態のD/D変換器12と異なる構成について説明する。なお、D/D変換器12以外の各構成については、第1の実施形態の各構成と同じであり、それらの各構成の説明を省略する。
[Second Embodiment]
(Constitution)
A configuration of the D /
第2の実施形態に係るD/D変換器12は、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成したとき、20ビットのデジタルデータの下位4ビットを切り捨てることにより、16ビットのデジタルデータに変換する端数処理部121と、端数処理部121により切り捨てられた下位4ビットのデジタルデータを積算する積算部123とを有する。
端数処理部121は、積算部の積算値が、(N−M)ビットの最大値よりも小さい予め決められた一定値以上に達した時であって、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成し、端数処理部121が16ビットのデジタルデータに変換したとき、変換された16ビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部124を有する。
When the data generation unit 11 generates 20-bit digital data, the D /
The
前記第1の実施形態では、積算された下位4ビットのデジタルデータの最大値+1(0x00010となる)以上のとき、変換された16ビットのデジタルデータ(0x1146)に加算部124が数値1を加算する(0x1146+0x00010)。
In the first embodiment, the
これに対し、この第2の実施形態では、積算部の積算値が、(N−M)ビットの最大値よりも小さい予め決められた一定値以上に達した時(0x00008のとき)、変換された16ビットのデジタルデータ(0x1146)に加算部124が数値1を加算する(0x1146+0x00010)。
On the other hand, in the second embodiment, the integration value of the integration unit is converted when it reaches or exceeds a predetermined value that is smaller than the maximum value of (N−M) bits (when 0x00008). The adding
(動作)
次に、20ビットのデジタルデータを受けたD/D変換器12の動作について、図5を参照にして説明する。図5は、D/D変換器12における各部のデータ値の一例を示す説明図である。説明を簡単にするために、20ビットのデジタルデータは一定とする。
(Operation)
Next, the operation of the D /
時刻t0にてデジタルデータ0x11464が入力されたとする。初期状態では積算部123の出力が0x00000であったとすると、端数処理部121で切り捨てとなり、出力は0x1146となる。これがD/A変換器13に入力される。積算部123には、減算部122の出力0x00004(=0x11464−0x1146)が記憶される。
Assume that digital data 0x11464 is input at time t0. If the output of the integrating
時刻t1では、積算部123の出力0x00008以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00008(=0x00004+0x00004)が記憶される。
At time t1, since the output of the accumulating
時刻t2では、積算部123の出力0x00008以上なので、端数処理部121で切り上げとなり、加算部124は、切り上げた0x00010を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する(数値1を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する)。端数処理部121から0x1147(=0x00010+0x1146)がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0xFFFF4(=0x11464−0x1147)が加算される。積算部123には、0xFFFFC(=0x00008+0xFFFF4)が記憶される。
At time t2, since the output of the integrating
時刻t3では、積算部123の出力0x00008以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00000(=0xFFFFC+0x00004)が記憶される。
At time t3, since the output of the accumulating
時刻t4では、時刻t0と同じく、積算部123の出力0x00008以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00004(=0x00000+0x00004)が記憶される。
At time t4, similarly to time t0, the output of the accumulating
以下、時刻t5では、時刻t1と同じく、積算部123の出力0x00008以下なので、端数処理部121で切り捨てとなり、0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0x00008(=0x00004+0x00004)が記憶される。
Thereafter, at time t5, as with time t1, the output of the accumulating
時刻t6では、時刻t2と同じく、積算部123の出力0x00008以上なので、端数処理部121で切り上げとなり、加算部124は、切り上げた0x00010を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する(数値1を16ビットのデジタルデータ0x1146に加算する)。端数処理部121から0x1147(=0x00010+0x1146)がD/A変換器13に入力される。このとき、積算部123には0xFFFF4(=0x11464−0x1147)が加算される。積算部123には、0xFFFFC(=0x00008+0xFFFF4)が記憶される。
At time t6, since the output of the accumulating
以上の時刻t1から時刻t6までの動作の説明で分かるように、第2の実施形態に係るD/D変換器12は、時刻t3の動作を挟んで、時刻t0から時刻t2までの動作を繰り返す。
As can be seen from the description of the operation from time t1 to time t6, the D /
ここで、指定したしきい値である0x00008に積算部123の出力がなると、D/D変換器12の出力が0x00147(=0x00010+0x1146)となるので、累積誤差が、20ビットのデジタルデータを積算した数値を上回ったり、下回ったりする。それにより、例えばMRI画像の画質の輝度が低めに片寄ったり、高めに片寄ったりせず、MRI画像の画質をさらに向上させることができる。20ビットのデジタルデータと、その20ビットのデジタルデータを上回ったり、下回ったりする16ビットのデジタルデータとを図6に示す。図6は、D/D変換器の出力データをグラフで示す説明図である。
Here, if the output of the
[第3の実施の形態]
(構成)
この発明の第3の実施形態に係るD/D変換器12の構成について図7を参照して説明する。図7は、D/D変換器12の構成図である。なお、D/D変換器12以外の各構成については、第1の実施形態の各構成と同じであり、それらの各構成の説明を省略する。
[Third Embodiment]
(Constitution)
A configuration of a D /
第3の実施形態に係るD/D変換器12は、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成したとき、20ビットのデジタルデータの下位4ビットを切り捨てることにより、16ビットのデジタルデータに変換する端数処理部121と、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを次に生成したとき、次に生成された20ビットのデジタルデータに、端数処理部121により切り捨てられた下位4ビットのデジタルデータを加算する加算部124とを有している。
When the data generation unit 11 generates 20-bit digital data, the D /
また、端数処理部121に入力された20ビットのデジタルデータに対し、端数処理部121により変換された16ビットのデジタルデータを減算する減算部122を有している。減算部122が20ビットのデジタルデータから16ビットのデジタルデータを減算することにより、下位4ビットのデジタルデータを生成する。
In addition, it has a
なお、20ビットのデジタルデータの下位4ビットを取り出すことにより、下位4ビットのデジタルデータを生成するようにしても良い。 Note that the lower 4 bits of digital data may be generated by extracting the lower 4 bits of the 20-bit digital data.
また、遅延部125を有している。遅延部125を設けることにより、減算部122から出力された結果は、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを次に生成した時、下位4ビットのデジタルデータを加算する。
In addition, a
(動作)
次に、20ビットのデジタルデータを受けたD/D変換器12の動作について、図8を参照にして説明する。図8は、D/D変換器12における各部のデータ値の一例を示す説明図である。説明を簡単にするために、20ビットのデジタルデータは一定とする。
(Operation)
Next, the operation of the D /
時刻t0にて、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464が加算部124に入力されたとする。初期状態では遅延部125の出力が0x00000であったとすると、加算部124の出力は0x11464となる。加算部124の出力0x11464は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。減算部122の出力は、0x00004(=0x11464−0x11460)となる。
It is assumed that the digital data 0x11464 generated by the data generation unit 11 is input to the
時刻t1では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に遅延部125を経た減算部122の出力0x00004が、加算部124にて加算され、加算部124の出力は、0x11468(=0x11464+0x00004)となり、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。減算部122の出力は、0x00008(=0x11468−0x11460)となる。
At time t1, the output 0x00004 of the
時刻t2では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に遅延部125を経た減算部122の出力0x00008が、加算部124にて加算され、加算部124の出力は、0x1146C(=0x11468+0x00004)となり、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。減算部122の出力は、0x0000C(=0x1146C−0x11460)となる。
Next, at time t2, the output 0x00008 of the
時刻t3では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に遅延部125を経た減算部122の出力0x0000Cが、加算部124にて加算され、加算部124の出力は、0x11470(=0x1146C+0x00004)となり、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1147となる。端数処理部121の出力0x1147がD/A変換器13に入力される。減算部122の出力は、0x00000(=0x11470−0x11470)となる。
At time t3, next, the output 0x0000C of the
時刻t4では、結果として、時刻t0と同じである。すなわち、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に遅延部125を経た減算部122の出力0x00000が、加算部124にて加算され、加算部124の出力は0x11464となる。加算部124の出力0x11464は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。減算部122の出力は、0x00004(=0x11464−0x11460)となる。
At time t4, the result is the same as time t0. That is, next, the output 0x00000 of the
以上の時刻t0から時刻t4までの動作で分かるように、第3の実施形態に係るD/D変換器12は、時刻t0から時刻t3までの動作を繰り返す。
As can be seen from the operation from time t0 to time t4, the D /
図8では、端数処理部121により切り捨てられた下位4ビットのデータが累積誤差を表している。上記D/D変換器12の動作を説明したように、下位4ビットのデータの最上位が切り上げられると、累積誤差が0となるように動作する。従って、誤差が累積し続けることはない。
In FIG. 8, the lower 4 bits of data truncated by the
それにより、20ビットのデジタルデータを16ビットのデジタルデータに変換するときの累積誤差が大きくなるのを抑えることとなり、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。また、減算部122及び遅延部125を設けた簡単な構成にすることが可能となる。
As a result, an increase in accumulated error when converting 20-bit digital data into 16-bit digital data is suppressed, and deterioration of the image quality of the MRI image can be prevented. Further, a simple configuration in which the
データ生成部11により生成された20ビットのデジタルデータと、その20ビットのデジタルデータに近づけた16ビットのデジタルデータとを図9に示す。図9は、D/D変換器12の出力データをグラフで示す説明図である。
FIG. 9 shows 20-bit digital data generated by the data generation unit 11 and 16-bit digital data close to the 20-bit digital data. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the output data of the D /
[第4の実施の形態]
(構成)
この発明の第4の実施形態に係るD/D変換器12の構成について図10を参照して説明する。図10は、D/D変換器12の構成図である。D/D変換器12以外の各構成については、第1の実施形態の各構成と同じであり、それらの各構成の説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
(Constitution)
A configuration of a D /
第4の実施形態に係るD/D変換器12は、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを生成したとき、20ビットのデジタルデータの下位4ビットを切り捨てることにより、16ビットのデジタルデータに変換する端数処理部121と、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを次に生成したとき、次に生成された20ビットのデジタルデータから、端数処理部121により変換された16ビットのデジタルデータを減算する減算部122と、減算部122が減算したとき、減算された前記デジタルデータを積算し、積算されたデジタルデータを端数処理部121に出力する積算部123とを有している。
When the data generation unit 11 generates 20-bit digital data, the D /
また、遅延部125を有している。遅延部125を設けることにより、データ生成部11が20ビットのデジタルデータを次に生成した時、端数処理部121から出力された結果を減算する。
In addition, a
(動作)
次に、20ビットのデジタルデータを受けたD/D変換器12の動作について、図11を参照にして説明する。図11は、D/D変換器12における各部のデータ値の一例を示す説明図である。説明を簡単にするために、20ビットのデジタルデータは一定とする。
(Operation)
Next, the operation of the D /
時刻t0にて、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464が減算部122に入力されたとする。初期状態では遅延部125の出力が0x00000であったとすると、減算部122の出力は0x11464となる。積算部123の出力は0x11464となる。積算部123の出力0x11464は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x11464から端数処理部121の出力0x1146を減算した値0x00004となる。
It is assumed that the digital data 0x11464 generated by the data generation unit 11 is input to the
時刻t1では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に対し、遅延部125を経た端数処理部121の出力0x1146が、減算部122にて減算され、減算部122の出力は0x00004(0x11464−0x1146)となる。積算部の出力は0x11468(=0x11464+0x00004)となる。積算部123の出力0x11468は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x11468から端数処理部121の出力0x1146を減算した値0x00008となる。
Next, at time t1, the output 0x1146 of the
時刻t2でも、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に対し、遅延部125を経た端数処理部121の出力0x1146が、減算部122にて減算され、減算部122の出力は0x00004(0x11464−0x1146)となる。積算部の出力は0x1146C(=0x11468+0x00004)となる。積算部123の出力0x1146Cは、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x1146Cから端数処理部121の出力0x1146を減算した値0x0000Cとなる。
At time t2, next, the output 0x1146 of the
時刻t3では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に対し、遅延部125を経た端数処理部121の出力0x1146が、減算部122にて減算され、減算部122の出力は0x00004(0x11464−0x1146)となる。積算部の出力は0x11470(=0x1146C+0x00004)となる。積算部123の出力0x11470は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1147となる。端数処理部121の出力0x1147がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x11470から端数処理部121の出力0x1147を減算した値0x00000となる。
Next, at time t3, the output 0x1146 of the
時刻t4では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に対し、遅延部125を経た端数処理部121の出力0x1147が、減算部122にて減算され、減算部122の出力は0xFFFF4(0x11464−0x1147)となる。積算部の出力は0x11464(=0x11470+0xFFFF4)となる。積算部123の出力0x11464は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x11464から端数処理部121の出力0x1146を減算した値0x00004となる。
Next, at time t4, the output 0x1147 of the
時刻t5では、次に、データ生成部11により生成されたデジタルデータ0x11464に対し、遅延部125を経た端数処理部121の出力0x1146が、減算部122にて減算され、減算部122の出力は0x00004(0x11464−0x1146)となる。積算部の出力は0x11468(=0x11464+0x00004)となる。積算部123の出力0x11468は、端数処理部121で切り捨てられ、端数処理部121の出力は0x1146となる。端数処理部121の出力0x1146がD/A変換器13に入力される。このとき、累積誤差は、積算部123の出力0x11468から端数処理部121の出力0x1146を減算した値0x00008となる。これは、時刻t1の動作と同じである。
Next, at time t5, the output 0x1146 of the
以上の時刻t0から時刻t5までの動作で分かるように、第4の実施形態に係るD/D変換器12は、時刻t1から時刻t4までの動作を繰り返す。
As can be seen from the operation from time t0 to time t5, the D /
図11では、積算部123の出力値から端数処理部の出力を減算した値として累積誤差を表している。上記D/D変換器12の動作を説明したように、一定の時刻毎に累積誤差が0となるように動作する。従って、誤差が累積し続けることはない。それにより、MRI画像の画質の低下を防止可能となる。
In FIG. 11, the accumulated error is expressed as a value obtained by subtracting the output of the fraction processing unit from the output value of the integrating
上記各実施形態において、D/D変換器12をフィールドプログラマブルゲートアレイにより構成しておけば、ROM(リードオンリーメモリー)の交換により、16ビットのD/A変換器を20ビットのD/A変換器に容易に交換可能となる。それにより、電流高分解能を要求するアップグレードに容易に対応する、傾斜磁場系を提供することが可能となる。
In each of the above embodiments, if the D /
なお、前記実施形態では、Mビットを16ビットとし、Nビットを20ビットとした。しかし、この発明では、MビットがNビットより少なければ良く(M<N)、例えば、Mビットを18ビットとし、Nビットを24ビットとしても良い。また、D/A変換器13と電流増幅部14とを別個に設けたが、D/A変換器13に電流増幅部14を含ませても良い。
In the embodiment, the M bit is 16 bits and the N bit is 20 bits. However, in the present invention, it is sufficient that M bits is smaller than N bits (M <N). For example, M bits may be 18 bits and N bits may be 24 bits. Further, although the D /
10 傾斜磁場コイル駆動電源部 11 データ生成部 12 D/D変換器
13 D/A変換器 14 電流増幅部 121 端数処理部 122 減算部
123 積算部 124 加算部 125 遅延部
21 静磁場磁石 22 傾斜磁場コイル 24 寝台 24a 天板
25 寝台制御部 26a、26b、26c RFコイルユニット
27 送信部 28 選択回路 29 受信部
31 制御コンピュータ部 32 記憶部 33 表示部 34 入力部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記D/D変換器は、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、
前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを前記変換の度に積算し、該積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算する積算部と、
前記積算値が下位(N−M)ビットの最大値+1以上に達し、その後に、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成し、前記端数処理部が前記Mビットのデジタルデータに変換したとき、該変換された前記上位Mビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部と、
を有する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A data generation unit for generating N-bit digital data, a D / D converter for converting the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data smaller than N bits, and the converted upper M bits In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a D / A converter that converts digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field using the input excitation current ,
The D / D converter is:
When the data generation unit generates the N-bit digital data, a fraction processing unit that converts the lower (NM) bits of the N-bit digital data into the upper M-bit digital data by truncating the N-bit digital data;
The lower (NM) bit digital data rounded down by the fraction processing unit is integrated every time the conversion is performed, and when the integrated value reaches the maximum value of the lower (NM) bits + 1 or more, the integrated value An accumulation unit for newly accumulating after subtracting the maximum value +1 of the lower (NM) bits from +1,
The integrated value reaches the maximum value of the lower (N−M) bits + 1 or more, and thereafter, the data generation unit generates the N-bit digital data, and the fraction processing unit converts the digital data to the M-bit digital data. An adding unit that adds a numerical value 1 to the converted upper M-bit digital data;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記D/D変換器は、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、
前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを積算し、該積算値が(N−M)ビットの最大値よりも小さい、予め決められた一定値以上に達した時、積算値から前記下位(N−M)ビットの最大値+1を減算した後、新たに積算する積算部と、
を有し、
前記端数処理部は、前記積算値が決められた一定値以上に達し、前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成し、前記端数処理部が前記上位Mビットのデジタルデータに変換したとき、該変換された前記上位Mビットのデジタルデータに数値1を加算する加算部を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A data generation unit for generating N-bit digital data, a D / D converter for converting the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data smaller than N bits, and the converted upper M bits In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a D / A converter that converts digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field using the input excitation current ,
The D / D converter is:
When the data generation unit generates the N-bit digital data, a fraction processing unit that converts the lower (NM) bits of the N-bit digital data into the upper M-bit digital data by truncating the N-bit digital data;
When digital data of lower (NM) bits rounded down by the fraction processing unit is integrated, and the integrated value is smaller than the maximum value of (NM) bits and reaches a predetermined value or more An integration unit for newly integrating after subtracting the maximum value +1 of the lower order (NM) bits from the integrated value;
Have
When the fraction processing unit reaches the predetermined value or more, the data generation unit generates the N-bit digital data, and the fraction processing unit converts the digital data to the upper M bits. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: an adder that adds a numerical value 1 to the converted upper M-bit digital data.
前記D/D変換器は、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを次に生成したとき、該次に生成された前記Nビットのデジタルデータに、前記端数処理部により切り捨てられた下位(N−M)ビットのデジタルデータを加算する加算部と、
を有する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A data generation unit for generating N-bit digital data, a D / D converter for converting the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data smaller than N bits, and the converted upper M bits In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a D / A converter that converts digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field using the input excitation current ,
The D / D converter is:
When the data generation unit generates the N-bit digital data, a fraction processing unit that converts the lower (NM) bits of the N-bit digital data into the upper M-bit digital data by truncating the N-bit digital data;
When the data generation unit next generates the N-bit digital data, the N-bit digital data rounded down by the fraction processing unit to the N-bit digital data generated next. An adder for adding
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記D/D変換器は、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを生成したとき、該Nビットのデジタルデータの下位(N−M)ビットを切り捨てることにより、前記上位Mビットのデジタルデータに変換する端数処理部と、
前記データ生成部が前記Nビットのデジタルデータを次に生成したとき、該次に生成された前記Nビットのデジタルデータから、前記端数処理部により変換された前記上位Mビットのデジタルデータを減算する減算部と、
前記減算部が減算したとき、該減算された前記デジタルデータを積算し、該積算されたデジタルデータを前記端数処理部に出力する積算部と、
を有する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A data generation unit for generating N-bit digital data, a D / D converter for converting the generated N-bit digital data into upper M-bit digital data smaller than N bits, and the converted upper M bits In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a D / A converter that converts digital data into analog data and outputs the analog data as an excitation current; and a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field using the input excitation current ,
The D / D converter is:
When the data generation unit generates the N-bit digital data, a fraction processing unit that converts the lower (NM) bits of the N-bit digital data into the upper M-bit digital data by truncating the N-bit digital data;
When the data generation unit next generates the N-bit digital data, the upper M-bit digital data converted by the fraction processing unit is subtracted from the next generated N-bit digital data. A subtraction unit;
When the subtraction unit subtracts, the integration unit that integrates the subtracted digital data and outputs the integrated digital data to the fraction processing unit;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008324946A JP2010142531A (en) | 2008-12-22 | 2008-12-22 | Magnetic resonance imaging apparatus |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015123108A (en) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 株式会社東芝 | Magnetic resonance imaging system |
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- 2008-12-22 JP JP2008324946A patent/JP2010142531A/en not_active Withdrawn
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