JP2014039868A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルを冷却する技術に関する。 The present invention relates to a technique for cooling a gradient magnetic field coil of a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング装置(以下、「MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置」と呼ぶ。)は、磁気共鳴現象を利用して被検体内の画像を撮像する装置であり、撮像領域に静磁場を発生させるための静磁場磁石や、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加するための傾斜磁場コイル、傾斜磁場が印加された被検体から磁気共鳴信号を受信するための高周波コイルなど、撮像を行うための各種のユニットを備えている。 A magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an “MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus”) is an apparatus that captures an image in a subject using a magnetic resonance phenomenon, and generates a static magnetic field in an imaging region. Imaging, such as a static magnetic field magnet, a gradient magnetic field coil for applying a gradient magnetic field to a subject placed in the static magnetic field, and a high frequency coil for receiving a magnetic resonance signal from the subject to which the gradient magnetic field is applied It has various units to do.
かかるユニットの中には、撮像中に熱を発生するものが存在する。特に、傾斜磁場コイルは、パルスシーケンス(RFパルス、傾斜磁場パルスのON/OFF、振幅などを示す一連のタイムチャート)に応じてパルス電流が繰り返し供給されるため撮像中の発熱が顕著である。そのため、通常、MRI装置には、傾斜磁場コイルを冷却するための冷却装置(チラー)が備えられる。この冷却装置は、例えば、熱交換器や循環ポンプを有し、傾斜磁場コイルに設けられた冷却管に水などの冷媒を循環させることによって、傾斜磁場コイルを冷却する(例えば、特許文献1参照。)。 Some of these units generate heat during imaging. In particular, since a gradient current is repeatedly supplied to a gradient coil according to a pulse sequence (a series of time charts indicating ON / OFF of a gradient magnetic field pulse, amplitude, etc.), heat generation during imaging is remarkable. Therefore, normally, the MRI apparatus is provided with a cooling device (chiller) for cooling the gradient magnetic field coil. This cooling device has, for example, a heat exchanger and a circulation pump, and cools the gradient coil by circulating a coolant such as water in a cooling pipe provided in the gradient coil (see, for example, Patent Document 1). .)
ここで、上記した傾斜磁場コイルには、撮像領域内の静磁場不均一を補正するための鉄シムが設けられる場合があるが、この鉄シムは、傾斜磁場コイルの温度が変動すると、その影響で透磁率が変化する。そして、鉄シムの透磁率が変化すると、撮像領域内の静磁場均一度に変化が生じ、特に、磁気共鳴の中心周波数(f0)の変化が顕著に生じる。 Here, there is a case where the above-described gradient magnetic field coil is provided with an iron shim for correcting the static magnetic field inhomogeneity in the imaging region, and this iron shim is affected when the temperature of the gradient magnetic field coil fluctuates. The permeability changes. When the magnetic permeability of the iron shim changes, the static magnetic field uniformity in the imaging region changes, and particularly, the magnetic resonance center frequency (f0) changes significantly.
中心周波数(f0)の変動は、脂肪抑止の妨げや、画像にアーティファクトを生じさせる原因となることが知られている。したがって、安定した画質の画像を得るためには、鉄シムの温度の変動を抑えることが重要となる。そこで、通常、MRI装置では、図8に示すように、温度センサーなどを用いて傾斜磁場コイル20の温度Tを検出し、検出した温度Tの変化に応じて冷却装置400をフィードバック制御することによって、傾斜磁場コイルの温度の変動を抑えている。
It is known that fluctuations in the center frequency (f0) cause obstruction of fat suppression and cause artifacts in images. Therefore, in order to obtain an image with stable image quality, it is important to suppress fluctuations in the temperature of the iron shim. Therefore, normally, in the MRI apparatus, as shown in FIG. 8, the temperature T of the gradient
しかしながら、フィードバック制御による冷却では、制御に遅れが生じるため、鉄シム温度の変動幅が大きくなり、中心周波数(f0)の変動が大きくなってしまう。このため、制御の遅れに起因する鉄シム温度の変動幅を低減する技術が求められている。 However, in the cooling by feedback control, since the control is delayed, the fluctuation range of the iron shim temperature becomes large, and the fluctuation of the center frequency (f0) becomes large. For this reason, the technique which reduces the fluctuation range of the iron shim temperature resulting from control delay is calculated | required.
この発明は、上述した従来技術による課題を解消するためになされたものであり、冷却制御の遅れに起因する鉄シム温度の変動幅を少なくし、中心周波数(f0)の変動を低減することができる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 has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and can reduce the fluctuation range of the iron shim temperature due to the delay in cooling control and reduce the fluctuation of the center frequency (f0). It is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus that can be used.
本発明の一態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、静磁場内に置かれた被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイルを冷却する冷却装置と、前記冷却装置を制御する制御部とを備え、前記制御部は、磁気共鳴の中心周波数(f0)の変動量に基づいて前記冷却装置を制御する。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an aspect of the present invention controls a gradient magnetic field coil that applies a gradient magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, a cooling device that cools the gradient magnetic field coil, and the cooling device. A control unit, and the control unit controls the cooling device based on a fluctuation amount of a center frequency (f0) of magnetic resonance.
本発明によれば、冷却装置のフィードバック制御の遅れに起因する傾斜磁場コイルの温度変動を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature fluctuation of a gradient magnetic field coil resulting from the delay of feedback control of a cooling device can be reduced.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例では、冷却管を循環させる冷媒として、水(以下、「冷却水」と呼ぶ)を用いた場合について説明するが、本実施例はこれに限られるわけではなく、他の種類の冷媒を用いた場合でも同様に適用することが可能である。 Exemplary embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment described below, the case where water (hereinafter referred to as “cooling water”) is used as the coolant circulating in the cooling pipe will be described. However, the present embodiment is not limited to this, The same application is possible even when this kind of refrigerant is used.
まず、本実施例1に係る冷却装置の制御方法について説明する。図1は、本実施例1に係る冷却装置の制御方法を説明するための説明図である。同図に示すように、この冷却装置200は、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を行う。ここで、フィードフォワード制御とは、フィードバックループがなく、所定の制御プランに従って行う制御のことである。このフィードフォワード制御では、パルスシーケンスの実行前に冷却装置の冷却動作を開始する。
First, the control method of the cooling device according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the cooling device control method according to the first embodiment. As shown in the figure, the
傾斜磁場コイル20はパルスシーケンスに従って印加される電流パルスによって発熱する。したがって、パルスシーケンスに関する情報があれば傾斜磁場パルス発生に必要な電流パルスの情報を特定することによって撮像前に傾斜磁場コイル20の発熱量を予測することができ、傾斜磁場コイル20の温度がどこまで上がるかを予測することができる。
The
そこで、本実施例1では、計算機システム90からパルスシーケンスに関する情報を取得し、パルスシーケンスに関する情報および現在の傾斜磁場コイル20の温度Tに基づいて傾斜磁場コイル20の温度の最大値を予測する。そして、最大値が所定の上限値以上の場合には、傾斜磁場コイル温度Tを下げる制御を開始する。
Therefore, in the first embodiment, information regarding the pulse sequence is acquired from the
このように、本実施例1では、パルスシーケンスに関する情報および現在の傾斜磁場コイル20の温度Tに基づいて冷却装置をフィードフォワード制御することによって、フィードバック制御による制御の遅れに起因する傾斜磁場コイル温度Tの変動幅の増加を低減することができる。
As described above, in the first embodiment, by performing feedforward control of the cooling device based on the information related to the pulse sequence and the current temperature T of the gradient
なお、パルスシーケンスは、TE、TRなどの撮像パラメータ、撮像方法の種類などの撮像条件から作成され、撮像条件は、撮像計画時に設定される。また、傾斜磁場コイルには、能動遮蔽型傾斜磁場コイル(ASGC:Active Shield Gradient Coil)、非遮蔽型傾斜磁場コイル(NSGC:Non-Shieled Gradient Coil)がある。ASGCは、傾斜磁場を発生するメインコイルと、メインコイルと直列に接続されたシールドコイルとから構成され、それぞれに逆向きの電流が供給されることで、メインコイルの外側に漏洩する磁場を相殺させて渦電流の発生を抑制する。NSGCにはシールドコイルはない。したがって、電流パルスの情報は、ASGCの場合はメインコイル、シールドコイルの双方に流す電流(すなわち傾斜磁場パルスと傾斜磁場相殺パルスを発生させるための電流)の情報であり、NSGCの場合はメインコイルに流す電流(すなわち傾斜磁場パルスを発生させるための電流)だけの情報である。 The pulse sequence is created from imaging parameters such as TE and TR, and imaging conditions such as the type of imaging method, and the imaging conditions are set at the time of imaging planning. The gradient magnetic field coil includes an active shield gradient coil (ASGC) and a non-shielded gradient coil (NSGC). The ASGC is composed of a main coil that generates a gradient magnetic field and a shield coil connected in series with the main coil, and by supplying a reverse current to each, the magnetic field leaking outside the main coil is canceled out. To suppress the generation of eddy currents. NSGC has no shield coil. Therefore, in the case of ASGC, the information on the current pulse is information on the current (that is, the current for generating the gradient magnetic field pulse and the gradient magnetic field canceling pulse) that flows through both the main coil and the shield coil. In the case of NSGC, This is information only about the current flowing through the current (that is, the current for generating the gradient magnetic field pulse).
また、冷却装置は、計算機システム90からパルスシーケンスに関する情報の代わりに、傾斜磁場パルス発生に必要な電流パルスの情報あるいは撮像条件を取得するようにすることもできる。
In addition, the cooling device can acquire information on current pulses or imaging conditions necessary for generating a gradient magnetic field pulse from the
次に、本実施例1に係るMRI装置100の構成について説明する。図2は、本実施例1に係るMRI装置100の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このMRI装置100は、静磁場磁石10と、傾斜磁場コイル20と、RFコイル30と、天板40と、傾斜磁場電源50と、送信部60と、受信部70と、シーケンス制御装置80と、計算機システム90と、冷却装置200とを有する。
Next, the configuration of the
静磁場磁石10は、概略円筒形状の真空容器11と、真空容器11の中で冷却液に浸漬された超伝導コイル12とを有し、撮像領域であるボア(静磁場磁石10の円筒内部の空間)内に静磁場を発生させる。
The static
傾斜磁場コイル20は、概略円筒形状をなし、静磁場磁石10の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル20は、傾斜磁場電源50から供給される電流によりX軸,Y軸,Z軸の方向に傾斜磁場を印加するメインコイル21と、メインコイル21の漏洩磁場をキャンセルするシールドコイル22とを有している。
The gradient
ここで、メインコイル21とシールドコイル22との間には、シムトレイ挿入ガイド23が形成されている。このシムトレイ挿入ガイド23には、ボア内の磁場不均一を補正するための鉄シム25を収納したシムトレイ24が挿入される。かかる傾斜磁場コイル20の構造については、後に詳細に説明する。
Here, a shim
RFコイル30は、傾斜磁場コイル20の内側に、被検体Pを挟んで対向するように固定されている。このRFコイル30は、送信部60から送信されるRFパルスを被検体Pに照射し、また、水素原子核の励起によって被検体Pから放出される磁気共鳴信号を受信する。
The
天板40は、図示していない寝台に水平方向へ移動可能に設けられており、撮影時には被検体Pが載置されてボア内へ移動される。傾斜磁場電源50は、シーケンス制御装置80からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル20に電流を供給する電源である。
The
送信部60は、シーケンス制御装置80からの指示に基づいて、RFコイル30にRFパルスを送信する装置である。受信部70は、RFコイル30によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化して得られる生データをシーケンス制御装置80に対して送信する。
The
シーケンス制御装置80は、計算機システム90による制御のもと、傾斜磁場電源50、送信部60および受信部70をそれぞれ駆動することによって被検体Pのスキャンを行う装置であり、スキャンを行った結果、受信部70から生データが送信されると、その生データを計算機システム90に送信する。
The
計算機システム90は、MRI装置100全体を制御する装置であり、操作者から各種入力を受け付ける入力部や、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御装置80にスキャンを実行させるシーケンス制御部、シーケンス制御装置80から送信された生データに基づいて画像を再構成する画像再構成部、再構成された画像などを記憶する記憶部、再構成された画像など各種情報を表示する表示部、操作者からの指示に基づいて各機能部の動作を制御する主制御部などを有する。
The
冷却装置200は、傾斜磁場コイル20に設けられた冷却管に水を循環させることによって、傾斜磁場コイル20を冷却する。この冷却装置200は、冷却装置200を制御する制御部210を有する。なお、制御部210の詳細については後述する。
The
次に、図2に示した傾斜磁場コイル20の構造について詳細に説明する。図3は、傾斜磁場コイル20の構造を示す斜視図である。同図に示すように、傾斜磁場コイル20は、概略円筒形状をなすメインコイル21と、シールドコイル22とを有している。そして、これら二つのコイルの間には、シムトレイ挿入ガイド23が形成されている。
Next, the structure of the
シムトレイ挿入ガイド23は、それぞれ、傾斜磁場コイル20の両端面に開口を形成する貫通穴であり、傾斜磁場コイル20の長手方向に全長にわたって形成されている。各シムトレイ挿入ガイド23は、メインコイル21およびシールドコイル22に挟まれた領域に、互いに平行となるように円周方向に等間隔に形成されている。そして、これらシムトレイ挿入ガイド23には、それぞれ、シムトレイ24が挿入されている。
The shim tray insertion guides 23 are through holes that form openings on both end faces of the gradient
シムトレイ24は、それぞれ、非磁性かつ非電導性材料である樹脂にて作製され、概略棒状をなしている。これらシムトレイ24には、それぞれ、所定の数の鉄シム25が収納されている。そして、各シムトレイ24は、シムトレイ挿入ガイド23に挿入されて、それぞれ傾斜磁場コイル20の中央部に固定されている。
Each of the
また、図3では図示を省略しているが、傾斜磁場コイル20には、円筒形状に沿って、螺旋状に冷却管が埋設されている。図4は、傾斜磁場コイル20の内部構造を示す構造図である。同図は、傾斜磁場コイル20の一部分を示しており、同図における上側が円筒形状の外側を示しており、下側が円筒形状の内側を示している。
Although not shown in FIG. 3, the gradient
同図に示すように、傾斜磁場コイル20には、シムトレイ挿入ガイド23の内側および外側、すなわち、シムトレイ挿入ガイド23とメインコイル21との間、および、シムトレイ挿入ガイド23とシールドコイル22との間に、螺旋状に冷却管26が埋設されている。この冷却管26には、冷却装置200から送られる冷却水が流入し、流入した冷却水は、冷却管26を通って傾斜磁場コイル20の内部を循環したうえで傾斜磁場コイル20の外へ流出する。こうして、冷却管26を通って傾斜磁場コイル20の内部を冷却水が循環することによって、傾斜磁場コイル20が冷却される。
As shown in the figure, the gradient
次に、図2に示した制御部210の詳細について説明する。図5は、制御部210の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この制御部210は、フィードフォワード制御部211と、フィードバック制御部212と、温度調整部213とを有する。
Next, details of the
フィードフォワード制御部211は、計算機システム90からパルスシーケンスのパワーデューティおよび撮影時間を取得し、冷却装置200をフィードフォワード制御する。ここで、パワーデューティとは、パルスシーケンスで傾斜磁場コイル20に供給される平均電流値の2乗であり、最大値を100%とする百分率で表わされる。
The
パワーデューティと撮影時間から、パルスシーケンスにより傾斜磁場コイル20に発生する発熱量を予測することができる。そこで、フィードフォワード制御部211は、パワーデューティおよび撮影時間から傾斜磁場コイル20に発生する発熱量を予測し、予測した発熱量と現在の傾斜磁場コイル20の温度から傾斜磁場コイル20の温度の最大値を予測する。そして、傾斜磁場コイル20の温度の最大値が所定の上限値以上になると予測される場合には、プレスキャン開始時あるいはプレスキャン開始の所定時間前に傾斜磁場コイル20に通水するように制御する。
From the power duty and imaging time, the amount of heat generated in the gradient
なお、ここでは、フィードフォワード制御としてプレスキャン開始時に傾斜磁場コイル20に通水するように制御することとしたが、プレスキャン開始の所定時間前に傾斜磁場コイル20に通水するように制御することもできる。また、傾斜磁場コイル20の温度の予測最大値と所定の上限値との差に基づいて傾斜磁場コイル20の温度を下げるようにフィードフォワード制御を行うようにすることもできる。
In this case, the feedforward control is controlled so that water flows through the gradient
あるいは、パルスシーケンスの情報と現在の傾斜磁場コイル20の温度に基づいて冷却装置200の制御プランを作成し、制御プランに基づいて冷却装置200をフィードフォワード制御するようにすることもできる。
Alternatively, a control plan of the
フィードバック制御部212は、温度センサーを用いて傾斜磁場コイル20の温度を検出し、検出した温度の変化に応じて、傾斜磁場コイル20の冷却管に流入される冷却水の温度の変更量を決定する。
The
温度調整部213は、フィードバック制御部212によって決定された温度の変更量に基づいて、傾斜磁場コイル20の冷却管に流入される冷却水の温度を変化させる装置であり、例えば、熱交換器などを用いて実現される。
The
具体的には、この温度調節部213は、フィードバック制御部212から温度の変更量Tinが通知されると、単位時間当たりに変化量Tinだけ温度が変化するように冷却水の温度を変化させる。そして、温度調節部213は、温度を変化させた冷却水を、傾斜磁場コイル20の冷却管に流入させる。
Specifically, when temperature change amount T in is notified from
また、この温度調整部213は、フィードフォワード制御部211およびフィードバック制御部212から通水開始や通水停止の指示を受け、冷却装置200への通水開始や通水停止を行う。
In addition, the
次に、フィードフォワード制御部211の処理手順について説明する。図6は、フィードフォワード制御部211の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、フィードフォワード制御部211は、計算機システム90からパルスシーケンスのパワーデューティおよび撮影時間を取得し、傾斜磁場コイル20の発熱量を算出する(ステップS1)。
Next, a processing procedure of the
そして、傾斜磁場コイル20の現在の温度から傾斜磁場コイル20の温度の最大値を予測し(ステップS2)、最大値が所定の上限値以上であるか否かを判定する(ステップS3)。その結果、所定の上限値以上である場合には、プレスキャン開始時に温度調整部213に対して通水開始を指示する(ステップS4)。
Then, the maximum value of the temperature of the
上述してきたように、本実施例1では、フィードフォワード制御部211が、パルスシーケンスのパワーデューティおよび撮影時間ならびに傾斜磁場コイル20の現在の温度に基づいて傾斜磁場コイル20の最大値を予測する。そして、最大値が所定の上限値以上になる場合にはプレスキャン開始時に冷却装置200の通水を開始するように制御する。したがって、フィードバック制御の遅れによる傾斜磁場コイル20の過熱を防ぐことができ、中心周波数f0の変動を低減することができる。
As described above, in the first embodiment, the
ところで、上記実施例1では、中心周波数(f0)を変動させないように、傾斜磁場コイル20の温度に基づいて冷却装置を制御する場合について説明した。しかしながら、中心周波数(f0)の値に直接基づいて冷却装置を制御するようにすることもできる。そこで、本実施例2では、中心周波数(f0)に基づいて冷却装置を制御する場合について説明する。
By the way, in the said Example 1, the case where a cooling device was controlled based on the temperature of the gradient
図7は、本実施例2に係る冷却装置の制御部の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは説明の便宜上、図5に示した各部と同様の役割を果たす機能部については同一符号を付すこととしてその詳細な説明を省略する。 FIG. 7 is a functional block diagram illustrating the configuration of the control unit of the cooling device according to the second embodiment. Here, for convenience of explanation, functional units that play the same functions as the respective units shown in FIG.
図7に示すように、この制御部310は、図5に示した制御部210と比較して、フィードフォワード制御部211の代わりに中心周波数制御部311を有する。中心周波数制御部311は、シーケンス制御装置80から中心周波数(f0)の変動量を取得し、中心周波数(f0)の変動量に基づいて冷却水の温度を制御する。
As illustrated in FIG. 7, the
具体的には、冷却水温度の温度変化(ΔT)と中心周波数の変動量(Δf0)の関係をあらかじめ求めておく。即ち、ΔT=α×Δf0における定数(α)を求めておく。中心周波数制御部311は、中心周波数(f0)の変動量から冷却水温度の変更量(−α×Δf0)を算出し、変更量だけ冷却水の温度を変化させるように温度調整部213に指示する。
Specifically, the relationship between the temperature change (ΔT) of the cooling water temperature and the fluctuation amount (Δf0) of the center frequency is obtained in advance. That is, a constant (α) at ΔT = α × Δf0 is obtained. The center
このように、本実施例2では、中心周波数制御部311が中心周波数(f0)の変動量に基づいて冷却水の温度を制御することとしたので、より正確に中心周波数(f0)を制御することができる。
As described above, in the second embodiment, the center
なお、本実施例1および2では、冷却装置に制御部を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却装置と別に制御装置を設ける場合にも同様に適用することができる。 In the first and second embodiments, the case where the control unit is provided in the cooling device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where the control device is provided separately from the cooling device. be able to.
また、上記実施例1では、傾斜磁場コイル20は、傾斜磁場を発生させるメインコイル21と、メインコイル21の外側に漏洩する磁場をキャンセルするシールドコイル22とを有するASGCである。また、フィードフォワード制御部211は、被検体の撮像に用いられるパルスシーケンスの撮像パラメータから算出され、メインコイル21およびシールドコイル22に供給される電流のパワーデューティに基づいて冷却装置200を制御する。
In the first embodiment, the gradient
一般的に、ASGCは、メインコイルによって発生する磁場とシールドコイルによって発生する磁場とが打ち消し合うので、撮像に必要な強さの傾斜磁場を発生させるためには、シールドコイルを有さないNSGCと比べてより大きな電流が必要になる。さらに、近年では、体格が大きな被検体でも撮像できるように、大口径のASGCが求められており、それにともなって、メインコイルとシールドコイルとの間が狭くなる傾向にある。メインコイルとシールドコイルとの間が狭くなると、打ち消される磁場の量が大きくなるので、さらに大きな電流が必要になる。 In general, in the ASGC, the magnetic field generated by the main coil and the magnetic field generated by the shield coil cancel each other. Therefore, in order to generate a gradient magnetic field having a strength necessary for imaging, an NSGC without a shield coil is used. A larger current is required. Furthermore, in recent years, a large-diameter ASGC has been demanded so that even a subject having a large physique can be imaged, and accordingly, the space between the main coil and the shield coil tends to become narrower. If the space between the main coil and the shield coil becomes narrower, the amount of magnetic field to be canceled becomes larger, so that a larger current is required.
そこで、例えば、フィードフォワード制御部211は、被検体の撮像に用いられるパルスシーケンスが操作者によって設定されたのちに、設定されたパルスシーケンスの撮像パラメータの設定値を計算機システム90から取得する。そして、フィードフォワード制御部211は、取得した撮像パラメータの設定値に基づいて、メインコイル21およびシールドコイル22に供給される電流のパワーデューティを算出する。さらに、フィードフォワード制御部211は、算出したパワーデューティから傾斜磁場コイル20の発熱量を予測し、予測した発熱量に基づいて冷却装置200を制御する。
Therefore, for example, after the pulse sequence used for imaging the subject is set by the operator, the
通常、MRI装置は、T1強調画像撮像、T2強調画像撮像、MRA(Magnetic Resonance Angiography)、DWI(Diffusion Weighted Imaging)およびFLAIR(FLuid Attenuated Inversion Recovery)などの各種の撮像プロトコルを設定することで、撮像を行う。しかし、撮像プロトコルの種類が同じであっても、操作者によって設定される撮像パラメータの設定値に応じて、傾斜磁場コイル20に供給される電流のパワーデューティは異なる。そのため、撮像プロトコルの種類が同じであっても、撮像中における傾斜磁場コイル20の発熱量は異なる。
Usually, MRI device, T 1 weighted images captured, T 2 weighted images captured, MRA (Magnetic Resonance Angiography), by setting the various imaging protocols, such as DWI (Diffusion Weighted Imaging) and FLAIR (FLuid Attenuated Inversion Recovery) And imaging. However, even if the imaging protocol types are the same, the power duty of the current supplied to the
これに対し、実施例1に係るMRI装置100は、パルスシーケンスの撮像パラメータからパワーデューティを算出し、算出したパワーデューティに基づいて冷却装置200を制御する。したがって、実施例1に係るMRI装置100によれば、撮像プロトコルの種類にかかわらず、撮像中における傾斜磁場コイル20の発熱量を精度よく予測することが可能になり、傾斜磁場コイル20を適切に冷却することができる。
On the other hand, the
また、MRI装置による撮像法には、診断用の画像を生成するための本スキャンの前に、本スキャンに必要なデータを収集するためのプレスキャンが行われるものもある。例えば、高速撮像法のひとつであるエコープラナーイメージングの場合、本スキャンでは、1回の核磁気励起に対してリードアウト用の傾斜磁場を連続的に反転させることで1画像分の複数のエコー信号が収集され、プレスキャンでは、位相エンコード用の傾斜磁場を印加しない状態でエコー信号が収集される。 In some imaging methods using an MRI apparatus, a pre-scan for collecting data necessary for the main scan is performed before the main scan for generating a diagnostic image. For example, in the case of echo planar imaging, which is one of the high-speed imaging methods, in this scan, a plurality of echo signals for one image are obtained by continuously reversing the gradient magnetic field for readout with respect to one nuclear magnetic excitation. In the pre-scan, echo signals are collected without applying a gradient magnetic field for phase encoding.
そこで、例えば、エコープラナーイメージングのように本スキャンの前にプレスキャンが行われる撮像法が実行される場合には、フィードフォワード制御部211は、プレスキャン開始時あるいはプレスキャン開始の所定時間前に冷却装置200を制御する。これにより、プレスキャンおよび本スキャンを含む撮像法が実行される場合でも、撮像全体を通して、傾斜磁場コイルを適切に冷却することができる。
Therefore, for example, when an imaging method in which a pre-scan is performed before the main scan, such as echo planar imaging, is performed, the
また、上記実施例2では、中心周波数(f0)の値に基づいて冷却装置を制御する場合について説明したが、例えば、MRI装置による撮像では、1回の検査で複数のパルスシーケンスが続けて実行される場合もある。ここで、通常、パルスシーケンスの種類によって、傾斜磁場コイルが発生させる傾斜磁場の強さや形状は異なる。そのため、傾斜磁場コイルの発熱量もパルスシーケンスの種類によって変化する。このことから、複数のパルスシーケンスが続けて実行される場合には、個々のパルスシーケンスが実行されるごとに、中心周波数(f0)が変動することもある。 In the second embodiment, the case where the cooling device is controlled based on the value of the center frequency (f0) has been described. For example, in imaging by an MRI apparatus, a plurality of pulse sequences are continuously executed in one inspection. Sometimes it is done. Here, normally, the strength and shape of the gradient magnetic field generated by the gradient coil vary depending on the type of the pulse sequence. For this reason, the amount of heat generated by the gradient magnetic field coil also varies depending on the type of pulse sequence. Therefore, when a plurality of pulse sequences are continuously executed, the center frequency (f0) may fluctuate every time each pulse sequence is executed.
そこで、例えば、MRI装置100が、被検体の撮像に用いられる複数のパルスシーケンスを設定し、設定した複数のパルスシーケンスそれぞれを実行する前に、中心周波数(f0)の変動量を取得し、取得した中心周波数(f0)の変動量に基づいて冷却装置200を制御するようにしてもよい。
Therefore, for example, the
その場合、例えば、計算機システム90は、操作者から入力された撮像条件に基づいて、被検体の撮像に用いられる複数のパルスシーケンスを設定する。また、中心周波数制御部311は、計算機システム90によって設定された複数のパルスシーケンスそれぞれを実行する前に、中心周波数(f0)の変動量を取得する。そして、中心周波数制御部311は、中心周波数(f0)の変動量を取得するごとに、取得した中心周波数(f0)の変動量に基づいて冷却装置200を制御する。これにより、1回の撮像で複数のパルスシーケンスが続けて実行される場合でも、中心周波数(f0)の変動に応じて、より適切に傾斜磁場コイルを冷却することができる。
In this case, for example, the
なお、この場合には、例えば、シーケンス制御装置80は、各パルスシーケンスを実行する前に、中心周波数検出用のスキャンを行う。そして、中心周波数制御部311は、中心周波数検出用のスキャンが行われるごとに、そのスキャンによって収集されたデータに基づいて中心周波数(f0)を検出し、その変動量を算出する。
In this case, for example, the
また、例えば、MRI装置100が、中心周波数(f0)を計測可能な周波数計測器を備えている場合もある。その場合には、中心周波数制御部311は、シーケンス制御装置80によってパルスシーケンスが実行される前に、周波数計測器によって計測された中心周波数(f0)を取得し、その変動量を算出する。
For example, the
以上のように、本発明は、MRI装置の傾斜磁場コイルの冷却に有用である。 As described above, the present invention is useful for cooling the gradient magnetic field coil of the MRI apparatus.
10 静磁場磁石
11 真空容器
12 超伝導コイル
20 傾斜磁場コイル
21 メインコイル
22 シールドコイル
23 シムトレイ挿入ガイド
24 シムトレイ
25 鉄シム
26 冷却管
30 RFコイル
40 天板
50 傾斜磁場電源
60 送信部
70 受信部
80 シーケンス制御装置
90 計算機システム
100 MRI装置(磁気共鳴イメージング装置)
200,400 冷却装置
210,310 制御部
211 フィードフォワード制御部
212 フィードバック制御部
213 温度調整部
311 中心周波数制御部
DESCRIPTION OF
200, 400
Claims (2)
前記傾斜磁場コイルを冷却する冷却装置と、
前記冷却装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、磁気共鳴の中心周波数(f0)の変動量に基づいて前記冷却装置を制御する、
磁気共鳴イメージング装置。 A gradient coil for applying a gradient magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A cooling device for cooling the gradient coil;
A control unit for controlling the cooling device,
The control unit controls the cooling device based on a fluctuation amount of a center frequency (f0) of magnetic resonance.
Magnetic resonance imaging device.
前記制御部は、前記設定部によって設定された前記複数のパルスシーケンスそれぞれを実行する前に、前記中心周波数の変動量を取得し、取得した中心周波数の変動量に基づいて前記冷却装置を制御する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A setting unit for setting a plurality of pulse sequences used for imaging the subject;
The control unit acquires a variation amount of the center frequency before executing each of the plurality of pulse sequences set by the setting unit, and controls the cooling device based on the acquired variation amount of the center frequency. ,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
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