JP2015150181A - Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor - Google Patents
Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015150181A JP2015150181A JP2014026022A JP2014026022A JP2015150181A JP 2015150181 A JP2015150181 A JP 2015150181A JP 2014026022 A JP2014026022 A JP 2014026022A JP 2014026022 A JP2014026022 A JP 2014026022A JP 2015150181 A JP2015150181 A JP 2015150181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- gradient magnetic
- power source
- field power
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、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.
磁気共鳴イメージング(以下、MRIと記す)装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生する核磁気共鳴(以下、NMRと記す)信号を計測し、被検体の撮影位置、例えば頭部や腹部、四肢、等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。MRI装置による上述の画像化のための撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されると共に周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることによりMRI画像が生成される。予定したMRI撮影に要する時間が短縮できれば、被検者の負担が軽減されるし、さらに操作者の業務の効率向上にも役立つ。MRI装置の撮影シーケンスの高速化に伴う傾斜磁場発生装置の高速化に関係する技術が特許文献1に記載されている。 A magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI) apparatus measures a nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) signal generated by a nuclear spin that constitutes a subject, in particular, a tissue of a human body. It is an apparatus that images the form and function of the head, abdomen, limbs, etc. two-dimensionally or three-dimensionally. In imaging for the above-described imaging by the MRI apparatus, the NMR signal is given a phase encoding that differs depending on the gradient magnetic field, is frequency-encoded, and is measured as time-series data. The measured NMR signal is subjected to two-dimensional or three-dimensional Fourier transform to generate an MRI image. If the time required for scheduled MRI imaging can be shortened, the burden on the subject can be reduced, and further the efficiency of the operator's work can be improved. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 describes a technique related to speeding up of the gradient magnetic field generator accompanying speeding up of the imaging sequence of the MRI apparatus.
近年MRI装置の撮影動作の高速化に関する要望が大きく、高速化を実現するための提案が、例えば特許文献1に記載の如く、なされている。特許文献1は、制御系の時間遅れを補償して傾斜磁場強度の応答性を改善する技術を開示している。この技術はたいへん有効な技術であるが、さらなる改善の要望があり、MRI装置の高速化に伴う課題を解決し、市場ニーズに答えることが大変重要である。
In recent years, there has been a great demand for speeding up the imaging operation of an MRI apparatus, and a proposal for realizing speeding up has been made, for example, as described in
MRI装置では、一般的に、撮影動作を高応化しようとすると、得られるMRI画像の質が低下する恐れがある。MRI装置では、撮影動作の速度を単に図るのではなく、撮影画像の質の低下を抑制しつつ、あるいは望ましくは高速化に加えて撮影画像の質の向上が図られることが望ましい。 In general, in an MRI apparatus, there is a fear that the quality of an obtained MRI image may be lowered if an attempt is made to enhance the imaging operation. In the MRI apparatus, it is desirable not only to speed up the photographing operation, but also to improve the quality of the photographed image while suppressing deterioration in the quality of the photographed image, or preferably in addition to increasing the speed.
本発明の目的は、撮影動作の高速化に伴う画質低下の抑制、あるいは画質の維持または向上が可能となるMRI装置、あるいはその制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an MRI apparatus capable of suppressing deterioration in image quality due to high-speed imaging operations, or maintaining or improving image quality, or a control method thereof.
上記課題を解決するために、本発明が適用された磁気共鳴イメージング装置は、被検体を収容する計測空間に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記計測空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと前記傾斜磁場コイルへ電流を供給する傾斜磁場電源を有する傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する照射コイルと、前記高周波磁場の照射に基づいて前記被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、受信した前記核磁気共鳴信号に基づいて生成した画像を表示するディスプレイと、前記傾斜磁場電源のゲインを決定してゲイン情報を出力するゲイン決定部と、を有し、前記ゲイン決定部が出力したゲイン情報が前記傾斜磁場電源に入力され、前記傾斜磁場電源は前記決定されたゲインで動作して前記傾斜磁場コイルへ供給する電流を発生する、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a magnetic resonance imaging apparatus to which the present invention is applied includes a static magnetic field generation unit that generates a static magnetic field in a measurement space that houses a subject, and a gradient magnetic field that generates a gradient magnetic field in the measurement space. A gradient magnetic field generator having a gradient magnetic field power source for supplying current to the coil and the gradient magnetic field coil, an irradiation coil for generating a high frequency magnetic field to be irradiated to the subject, and the subject generated based on the irradiation of the high frequency magnetic field A receiving coil for receiving the nuclear magnetic resonance signal, a display for displaying an image generated based on the received nuclear magnetic resonance signal, a gain determining unit for determining gain of the gradient magnetic field power source and outputting gain information The gain information output from the gain determination unit is input to the gradient magnetic field power supply, and the gradient magnetic field power supply operates with the determined gain and the gradient Generating a current supplied to the field coil, characterized in that.
撮影動作の高速化に伴う画質低下の抑制、あるいは画質の維持または向上が可能となるMRI装置、あるいはその制御方法を得ることができる。 It is possible to obtain an MRI apparatus or a control method thereof that can suppress the deterioration of the image quality accompanying the increase in the speed of the photographing operation or can maintain or improve the image quality.
以下、添付図面に従って本発明が適用されたMRI装置の一実施形態(以下、実施例と記す)について説明する。以下に説明の実施例において、略同一の機能あるいは略同一の構成、略同一の作用を有するものには同一符号を付しており、これらについての説明の繰り返しを省略する場合がある。また、以下に説明の実施例は、色々な作用を為し色々な課題を解決し、また色々に効果を奏する。以下の実施例により解決される課題は、上述の発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容に止まるものではなく、それ以外の課題もいろいろ解決することができる。従って以下の実施例では、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載の内容以外の課題の解決に付いても記載している。また以下に記載の実施例は、上述した発明の効果の欄に記載した内容以外の効果も合わせて奏することができる。発明の効果の欄に記載の内容だけでなく、以下の実施例が奏する効果に付いて、以下の実施例中で説明する。 Hereinafter, an embodiment (hereinafter referred to as an example) of an MRI apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, components having substantially the same function, substantially the same configuration, and substantially the same action are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted. In addition, the embodiments described below perform various functions, solve various problems, and have various effects. Problems to be solved by the following embodiments are not limited to the contents described in the column of problems to be solved by the above-described invention, and various problems can be solved. Therefore, in the following embodiments, the present invention also describes solutions for problems other than those described in the column of problems to be solved by the invention. In addition, the embodiments described below can also exhibit effects other than the contents described in the column of the effects of the invention described above. In addition to the contents described in the “Effects of the Invention” section, the effects of the following embodiments will be described in the following embodiments.
図1は、本発明が適用されたMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。MRI装置100は、NMR現象を利用して被検体11の断層画像や立体画像を含む2次元や3次元の色々な画像を得るための装置であり、被検体11に対して計測空間を生成するために磁場発生部20が設けられている。磁場発生部20は静磁場発生部22と傾斜磁場発生部30を有しており、傾斜磁場発生部30は傾斜磁場を発生するための電流を供給する傾斜磁場電源32と供給された電流に基づいて傾斜磁場を発生するための傾斜磁場コイル34を備えている。傾斜磁場コイル34はさらにX軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344、Z軸傾斜磁場コイル346を有し、これらにそれぞれ電流を供給するために傾斜磁場電源32はX軸傾斜磁場電源322やY軸傾斜磁場電源324、Z軸傾斜磁場電源326を有している。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus to which the present invention is applied. The
MRI装置100は、さらに撮影動作などのNMR現象を発生するための制御やNMR現象に基づいて発生したNMR信号を検出するための制御を行うシーケンサ12と、シーケンサ12の信号に基づいて高周波パルス(Radio Frequency Pulse:以下、RFパルスと記す)を発生する送信部40と、NMR信号を受信するための受信部50と、中央処理装置(以下、CPUと記す)14を有し、MRI画像を生成する処理やMRI装置100における色々な制御を行う処理部60と、を備えている。MRI装置100にはさらに、被検体11を載置して計測空間に対して所定の位置関係に被検体11を移動するための天板82を備えた寝台80が設けられている。
The
磁場発生部20には、上述のように静磁場発生部22と傾斜磁場発生部30が設けられており、また垂直磁場方式や水平磁場方式などがある。垂直磁場方式であれば静磁場発生部22は、被検体11の周りの空間にその体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させる。一方水平磁場方式であれば静磁場発生部22は、体軸方向に均一な静磁場を発生させる。上記両方式において、静磁場発生部22として、被検体11の周りに永久磁石方式、常電導方式、あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。本願発明はこれらの方式を含む色々な方式に適用できる。
The
傾斜磁場発生部30は、MRI装置100の座標系、例えば静止座標系であるX軸とY軸とZ軸の3軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル34と、傾斜磁場コイル34を駆動する傾斜磁場電源32を備えている。座標系の一例と被検体11との関係を図2に示す。図2に示す例では、被検体11を載置した寝台80の天板82の長手方向の移動軸である被検体11の体軸方向をZ軸方向とし、被検体11の重力方向をY軸方向、被検体11の左右方向をX軸方向としている。本願発明の適用は座標系に特定されるものではなく、色々な座標系に適用可能であるが、図2に示す座標系を代表例として以下説明する。
The gradient magnetic
傾斜磁場発生部30は、X軸とY軸とZ軸の3軸方向の傾斜磁場を発生するために、傾斜磁場コイル34としてX軸傾斜磁場コイル342とY軸傾斜磁場コイル344とZ軸傾斜磁場コイル346を備えている。また傾斜磁場発生部30は、傾斜磁場電源32として、X軸傾斜磁場コイル342を駆動するためのX軸傾斜磁場電源322とY軸傾斜磁場コイル344を駆動するためのY軸傾斜磁場電源324とZ軸傾斜磁場コイル346を駆動するためのZ軸傾斜磁場電源326を備えている。X軸傾斜磁場コイル342とY軸傾斜磁場コイル344とZ軸傾斜磁場コイル346が発生する各傾斜磁場により、所定の撮影断面のMRI撮影が可能となる。撮影断面であるスライス面は、X軸やY軸、Z軸の何れの軸に対しても設定することが可能であり、例えばX軸に垂直な面をスライス面とするとY軸あるいはZ軸方向が位相エンコード方向あるいは周波数エンコード方向となる。また例えばZ軸に垂直な面をスライス面とするとX軸あるいはY軸が位相エンコード方向あるいは周波数エンコード方向となる。
The gradient magnetic
シーケンサ12から、傾斜磁場電源32のX軸傾斜磁場電源322やY軸傾斜磁場電源324、Z軸傾斜磁場電源326へ、上述した傾斜磁場である傾斜磁場パルスを発生するための目標電流値指令がそれぞれ送られる。これによりX軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344、Z軸傾斜磁場コイル346はそれぞれ傾斜磁場パルスを発生する。撮影断面に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルスGsを発生して被検体11に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルスGpと周波数エンコード方向傾斜磁場パルスGfを発生する。この結果、照射コイル48が発生するRFパルスに基づき被検体11が発生するNMR信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードすることが可能となり、エンコードされた位置情報に基づき、受信したNMR信号からMRI画像を生成することが可能となる。
A target current value command for generating a gradient magnetic field pulse, which is the gradient magnetic field described above, is sent from the
シーケンサ12は、設定された撮影条件で定まるシーケンスに従って傾斜磁場電源32や送信部40を繰り返し制御し、上記シーケンスに従って高周波磁場パルスであるRFパルスと傾斜磁場パルスが繰り返し発生して被検体11に印加される。さらにシーケンサ12は、被検体11の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を受信部50へも送り、受信部50は被検体11が発生するNMR信号を受信して信号処理し、画像の生成などを行うためにデジタルデータとして処理部60に送信する。なお、MRI装置100全体は、CPU14を備えた処理部60の制御に従って動作し、シーケンサ12は処理部60からの指令に従って動作する。
The
送信部40は、被検体11の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、シーケンサ12に従って被検体11に対しRFパルスを照射する。送信部40は高周波発振器42と変調器44と高周波増幅器46と照射コイル48を有している。高周波発振器44から出力されたRFパルスは、シーケンサ12からの指令によるタイミングで変調器44により振幅変調され、振幅変調されたRFパルスは高周波増幅器46により増幅され、被検体11に近接して配置された照射コイル48に供給することにより、照射コイル48から被検体11が位置する計測空間にRFパルスが照射される。RFパルスの照射に従い被検体11の生体組織を構成する原子がNMR信号を発生する。
The transmission unit 40 irradiates the subject 11 with an RF pulse according to the
受信部50は、NMR信号を受信するための受信コイル52と、受信した高周波信号を増幅する信号増幅器54と、直交位相検波器56と、A/D変換器58と、を有する。送信部40の照射コイル48から照射された電磁波によって被検体11が発生するNMR信号が、被検体11に近接して配置された受信コイル52によって検出され、信号増幅器54によって増幅される。増幅されたNMR信号は、シーケンサ12からの指令によるタイミングで直交位相検波器56により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器58によってアナログからデジタル量に変換され、画像生成機能を有する処理部60に送られる。
The receiving
なお一例をあげると、図1において、送信側の照射コイル48と傾斜磁場コイル34は、被検体11が挿入される静磁場発生部22の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体11に対向して、水平磁場方式であれば被検体11を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の受信コイル52は、被検体11に対向して、或いは取り囲むようにして、設置されている。
As an example, in FIG. 1, the irradiation coil 48 and the gradient
処理部60は、MRI装置100の全体に関わる制御や、撮影に基づく画像の生成を含む各種データ処理、処理結果の表示、画像を含む各種データなどの保存、各種入力に関する処理、他のシステムとの情報の送受、等を行う。処理部60は色々な装置を備えているが、代表的な構成を挙げると、光ディスク62や磁気ディスク64等を備える外部記憶装置61や、内部メモリ66や、液晶あるいはCRT(ブラウン管)等を備えるディスプレイ98やプリンタ99を有する出力装置96、ポインティングデバイス92やキーボード94や図示を省略するがディスプレイ98に設けられたタッチパネルを備える入力装置91、制御や演算を行うCPU14、などを有する。なお入力装置91と出力装置96は入出力装置90を構成する。
The processing unit 60 controls the
例えば入出力装置90から入力した撮影条件に従ってシーケンサ12から傾斜磁場電源32や変調器44へ制御信号が送られ、照射コイル48から照射されたRFパルスに従って被検体11からNMR信号が出力されると、受信コイル52はNMR信号を受信し、信号増幅器54や直交位相検波器56、A/D変換器58の動作により、受信部50から画像に関するデータがCPU8に入力される。CPU14は、入力された画像に関するデータの信号処理や画像の生成等の処理を実行し、その結果である被検体11の断層画像等の画像をディスプレイ98に表示する処理を行う。また必要に応じ外部記憶装置61の光ディスク62あるいは磁気ディスク64等に必要なデータを設定に従ってあるいは操作者の指示に従って記録する。
For example, when a control signal is sent from the
上記被検体11の画像の撮影に関して、撮影条件やデータの処理条件、撮影動作の処理は、ディスプレイ98に設けられた図示しないタッチパネルを含む入力装置91の操作により行われる。これらの操作においては、操作者はディスプレイ98の表示内容を見ながらインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御することができる。またディスプレイ98には操作を助ける情報が状態に合わせて表示され、ディスプレイ98に表示された内容に基づいて指示を入力することにより、操作が行われる。このように動作状態に合わせた表示が行われ、表示に合わせた入力が行われることにより、誤操作の低減や誤操作の検知が容易となる。 Regarding the imaging of the image of the subject 11, imaging conditions, data processing conditions, and imaging operations are performed by operating an input device 91 including a touch panel (not shown) provided on the display 98. In these operations, the operator can interactively control various processes of the MRI apparatus while viewing the display contents on the display 98. Further, information that assists the operation is displayed on the display 98 according to the state, and the operation is performed by inputting an instruction based on the content displayed on the display 98. As described above, display according to the operation state is performed, and input according to the display is performed, so that it is easy to reduce erroneous operations and detect erroneous operations.
本発明が適用されたMRI装置100を含む一般に使用されているMRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトンの密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の計測位置の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像することができる。
A radionuclide to be imaged of a commonly used MRI apparatus including the
図3は図1に記載の傾斜磁場電源32の一例を示すブロック図であり、傾斜磁場電源32は、X軸傾斜磁場コイル342へ供給電流3234を供給するX軸傾斜磁場電源322と、Y軸傾斜磁場コイル344へ供給電流3254を供給するY軸傾斜磁場電源324と、Z軸傾斜磁場コイル346へ供給電流3274を供給するZ軸傾斜磁場電源326と、を有している。各傾斜磁場電源は、一例として図3に示すようにそれぞれ同様の回路構成を備えており、X軸傾斜磁場電源322は、ゲイン決定部3222と、遅延回路3226と、電流制御回路3228と、電流増幅器3232と、電流検出器3236を有している。またY軸傾斜磁場電源324は、ゲイン決定部3242と、遅延回路3246と、電流制御回路3248と、電流増幅器3252と、電流検出器3256を有している。さらにZ軸傾斜磁場電源326は、ゲイン決定部3262と、遅延回路3266と、電流制御回路3268と、電流増幅器3272と、電流検出器3276を有している。
3 is a block diagram showing an example of the gradient magnetic
なお電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268は、一例として以下で説明する如く、それぞれフィードバック制御の一種であるPID(比例・積分・微分)制御回路を有している。それぞれの傾斜磁場電源が有するゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262が決定したゲインを表すゲイン情報が、ゲイン指令3224やゲイン指令3244、ゲイン指令3264として、それぞれに対応する電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268が有するPID制御回路に入力されて設定される。ゲインに関するこれらの設定動作により、電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268がそれぞれ有するPID制御回路のゲインがそれぞれ定まり、各PID制御回路は設定されたゲインに従って動作する。
Note that each of the
MRI装置100の撮影条件に従ってCPU14から撮影を行うための制御指令がシーケンサ12へ送られると、シーケンサ12からX軸傾斜磁場電源322やY軸傾斜磁場電源324、Z軸傾斜磁場電源326へ、それぞれの軸における傾斜磁場を発生するための目標電流指令が送られる。X軸やY軸、Z軸の3方向の傾斜磁場はそれぞれ、スライス選択傾斜磁場や位相エンコード傾斜磁場、周波数エンコード傾斜磁場のどの役割を果たすかが定められて、役割に対応した目標電流値指令がシーケンサ12において作られ、目標電流値指令3202や目標電流値指令3204、目標電流値指令3206として、X軸傾斜磁場電源322やY軸傾斜磁場電源324やZ軸傾斜磁場電源326へ送られる。
When a control command for performing imaging from the
X軸傾斜磁場やY軸傾斜磁場、Z軸傾斜磁場が、スライス選択傾斜磁場や位相エンコード傾斜磁場、周波数エンコード傾斜磁場の役割のどの役割を果たすかは、操作者により入力され設定された撮影条件に従って定まる。MRIの撮影条件に基づいて定まった上記役割の基に、撮影を行うための動作を実行するために、CPU14からシーケンサ12へ制御指令が送られ、シーケンサ12から上述の役割に従って対応する傾斜磁場電源に目標電流指令が送られる。X軸傾斜磁場電源322には割り当てられた上述の役割に従って目標電流指令3202がシーケンサ12から送られ、Y軸傾斜磁場電源324には割り当てられた上述の役割に従って目標電流指令3204がシーケンサ12から送られ、Z軸傾斜磁場電源326には割り当てられた上述の役割に従って目標電流指令3206がシーケンサ12から送られる。
The X-axis gradient magnetic field, the Y-axis gradient magnetic field, and the Z-axis gradient magnetic field play a role of the slice selection gradient magnetic field, phase encode gradient magnetic field, or frequency encode gradient magnetic field. It is decided according to. A control command is sent from the
各傾斜磁場電源はそれぞれの傾斜磁場コイルに供給する供給電流3234や供給電流3254、供給電流3274の応答性の向上あるいは精度の改善のために、各傾斜磁場電源が有する電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268の内の少なくとも1つのゲインを、あるいは全ての電流制御回路のゲインを、撮影条件に従って、あるいは各傾斜磁場コイルへ供給する供給電流の状態に従って制御する。各傾斜磁場コイルへ供給する供給電流に従って電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268のゲインを制御する例としては、各傾斜磁場コイルへ供給する供給電流の変化率あるいは目標電流値が挙げられる。供給電流の変化率あるいは目標電流値の情報を、シーケンサ12あるいはCPU14からゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262がそれぞれ受け取っても良いし、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262がそれぞれシーケンサ12からの目標電流値指令3202や目標電流値指令3204、目標電流値指令3206を受け、受け取った目標電流値指令を基にして傾斜磁場コイルへ供給する供給電流の変化率あるいは目標電流値を演算し、演算結果に基づいて各ゲイン決定部がゲインを決定するようにしても良い。
Each gradient magnetic field power supply has a
MRI装置100では、撮影予定の被検体11の部位により、あるいは撮影条件により、X軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344、Z軸傾斜磁場コイル346に供給する目標電流値が異なる。例えばスライス幅を小さく設定する場合には、スライス選択の役割をなす傾斜磁場コイルへ供給する目標電流値が大きくなり、高速で大電流を立ち上げて傾斜磁場コイルへ供給する制御が行われる。一方撮影条件等により、小電流を高精度に立ち上げる状態が生じる場合がある。目標電流値の精度は、撮影位置の精度や画質に影響を及ぼす。従ってMRI装置100では微小電流から大電流まで、広範囲において各傾斜磁場コイルへ供給する電流値を高精度に制御することが求められる。本発明が適用された装置では、このような要求に十分対応できる効果が得られる。
In the
本実施例では、X軸傾斜磁場電源322やY軸傾斜磁場電源324、Z軸傾斜磁場電源326は、略同じ構成であり、同じように動作するので、X軸傾斜磁場電源322を代表例として、X軸傾斜磁場電源322だけでなく、Y軸傾斜磁場電源324やZ軸傾斜磁場電源326の動作を説明する。シーケンサ12から、各傾斜磁場コイルへ供給電流3234や供給電流3254や供給電流3274を供給するための目標電流値指令3202や目標電流値指令3204、目標電流値指令3206が、各傾斜磁場電源に供給されると、各傾斜磁場電源のゲイン決定部はそれぞれ電流の変化量を検知する。
In the present embodiment, the X-axis gradient magnetic
図4は、X軸傾斜磁場コイル342を駆動する供給電流3234を供給するためのX軸傾斜磁場電源322の一具体例を示すブロック図であり、Y軸傾斜磁場コイル344を駆動するY軸傾斜磁場電源324やZ軸傾斜磁場コイル346を駆動するZ軸傾斜磁場電源326も同様の構成で同様の動作をする。このためX軸傾斜磁場電源322を代表例として説明する。ゲイン決定部3222は、計算処理や検索処理などを含む処理を行う演算部3302とデータを例えばデータベースの形で記憶しているデータ記憶部3304を有している。
FIG. 4 is a block diagram showing a specific example of the X-axis gradient magnetic
Y軸傾斜磁場電源324のゲイン決定部3242やZ軸傾斜磁場電源326のゲイン決定部3262も同様に演算部3302とデータ記憶部3304とをそれぞれ備えている。各傾斜磁場電源、例えば代表例とするX軸傾斜磁場電源322では、シーケンサ12からの目標電流値指令3202に基づいてゲイン決定部3222が目標電流値の大きさを検知する。目標電流値の大きさの検知では、目標電流値の最大値そのものを検知しても良いが、代わりにシーケンサ12からX軸傾斜磁場電源322へ供給される目標電流値指令3202の電流パターンの変化量を検知しても良い。シーケンサ12からの指令である目標電流値指令3202は、例えば図8に示す電流パターンAや電流パターンBのような、X軸傾斜磁場コイル342へ供給する電流パターを表す波形をなしている。目標電流値がI2である電流パターンBより大きい目標電流値がI1である電流パターンAの方が電流の変化量が大きい。電流の変化量は電流パターンの目標電流値に対応しており、目標電流値の最大値そのものを検知するより、電流の変化量を検出することにより電流の変化量に対応している目標電流値I1や目標電流値I2の最大値を得る方が、演算部3302は速やかに目標電流値の最大値を検知することができる。この構成や作用、効果はX軸傾斜磁場電源322のゲイン決定部3222も、Y軸傾斜磁場電源324のゲイン決定部3242も、Z軸傾斜磁場電源326のゲイン決定部3262も同様であり、シーケンサ12からの目標電流値指令3204や目標電流値指令3206の傾きから目標電流値を求める方式の方が、速やかに目標電流値を検知でき、速やかに目標電流値に対応したゲインを決定することができる。
Similarly, the
またデータ記憶部3304に記憶されているデータベースの例を図5や図6、図7に記載する。X軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344、Z軸傾斜磁場コイル346により発生する各傾斜磁場が、スライス選択用の傾斜磁場や位相エンコード用の傾斜磁場、周波数エンコード用の傾斜磁場に、撮影条件に基づいてCPU14により、それぞれ割り当てられる。図5〜図7に記載するデータベースは、検索項目3306として、スライス選択用電流(以下、スライス軸と記す)や位相エンコード用電流(以下、位相軸と記す)、周波数エンコード用電流(以下、周波数軸と記す)のそれぞれの項目を有している。各傾斜磁場コイルが発生する磁場が、スライス選択用の傾斜磁場や位相エンコード用の傾斜磁場、周波数エンコード用の傾斜磁場のどの磁場に割り当てられるかにより、検索項目3306の項目であるスライス軸や位相軸や周波数軸の内の対応する項目が検索パラメータとして選択される。
Examples of databases stored in the
また電流制御回路3228は、一例としてPID制御回路を有しており、各PID制御回路は比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316を有している。検索項目3306の項目であるスライス軸や位相軸や周波数軸が選択されると、選択された項目における比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316の項目3308にそれぞれ従ってゲインに関する記憶データが検索される。
The
電流制御回路3228のゲイン、例えば電流制御回路3228が有するPID制御回路が動作するためのゲインは、さらに撮影条件により選択される。例えば一般的な撮影条件の場合には、図5に記載のデータベースが選択されて、検索によりゲインが決定される。図5に関する一般的な撮影条件より高速の撮影を行う場合には、図6に記載のデータベースが選択され、ゲインが検索される。撮影条件に基づきシーケンサ12が制御する撮影シーケンスが、所定閾値より高速の場合には高速撮影シーケンスと判断されて、図6に記載のデータベースが選択される。一方撮影シーケンスが前記所定閾値より低速の場合には、一般的な撮影シーケンスと判断されて、図5に記載の低速撮影シーケンス用データベースが選択される。図5や図6に記載のデータベースは、図8に記載の電流パターンを対象としており、傾斜磁場コイルへ供給する電流の目標値、すなわち電流パターンの最大電流値、が略一定である。一方図9に記載の電流パターンのように、傾斜磁場コイルへ供給する電流の目標値が略一定状態を示すのではなく、図9に記載のパターンのように、電流の目標値が変化する場合には、特殊シーケンスに分類され、図7に記載のデータベースが選択されて使用される。
The gain of the
上述の如く撮影条件に従って図5から図7に記載のデータベースの一つが選択された後、さらに電流の目標値(本明細書では目標電流値と記す場合がある)が、電流の大きさに関してどのレベルであるかが検知され、目標電流値の電流レベル3310に従って使用するゲインの値が検索される。電流レベル3310の決定のために、複数の電流値あるいは複数の変化量を電流レベル3310のレベル大やレベル中やレベル小に分類する。例えば2つの閾値を設け、最大のレベルをレベル大、最低レベルをレベル小、間のレベルをレベル中とする。電流目標値に関する電流レベル3310を検索項目としてデータベースからゲインを検索することにより、比例分や積分分や微分分などの項目3308に対応した各ゲインが検索される。
After one of the databases shown in FIG. 5 to FIG. 7 is selected according to the shooting conditions as described above, the current target value (which may be referred to as the target current value in this specification) further depends on the magnitude of the current. It is detected whether it is a level, and a gain value to be used is searched according to the
上述したように検査条件に従って図5から図7に記載するゲインのデータベースが選択され、さらにZ軸傾斜磁場電源326が例えばスライス選択用に割り当てられた場合には、検索項目3306により、スライス軸項目が選択され、さらに電流レベル3310を検索パラメータとして検索され、比例分や積分分、微分分の各ゲインが検索され、決定される。決定された比例分や積分分、微分分の各ゲインは、Z軸傾斜磁場電源326のゲイン決定部3262から電流制御回路3268へ送られ、電流制御回路3268が有する比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316のゲインがそれぞれ設定される。
As described above, when the gain database shown in FIGS. 5 to 7 is selected according to the inspection conditions and the Z-axis gradient magnetic
このような動作は、Y軸傾斜磁場電源324のゲイン決定部3242やX軸傾斜磁場電源322のゲイン決定部3222においても同様であり、位相軸あるいは周波数軸の内の対応する項目および電流レベル3310に従ってそれぞれ、比例分や積分分、微分分のゲインが検索され、決定される。決定された比例分や積分分、微分分の各ゲインは、対応する電流制御回路3228あるいは電流増幅器3252にそれぞれ設定される。
Such an operation is the same in the
ここで電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268は、それぞれ略同様の構成で、略同様の動作をする。PID制御回路3228を代表例として具体的な構成の一例を示すと、図4の構成をなしている。PID制御回路3228は、比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316を備え、これらの出力の合計値の電流が電流増幅器3232に供給される。供給電流3234から供給された供給電流3234が電流検出器3236で計測され、計測結果が加え合わせ点3318へ印加される。加え合わせ点3318では、電流増幅器3232の出力と目標電流値指令3202からの指令値との差が演算され、差がゼロとなるように制御される。
Here, the
以上は、X軸傾斜磁場電源322に付いて述べたが、Y軸傾斜磁場電源324の電流制御回路3248やZ軸傾斜磁場電源326の電流制御回路3268においても構成や作用は略同様である。図4で検索により求められた比例分のゲインKPや積分分のゲインKI、微分分のゲインKDは、電流制御回路3228の比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316へそれぞれ送られる。これにより比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316のゲインがそれぞれ決定され、決定されたゲインに基づいて比例回路3312や積分回路3314、微分回路3316が動作し、目標電流値指令3202を忠実に表した電流がX軸傾斜磁場コイル342に供給される。
The above has been described with reference to the X-axis gradient magnetic
このようにして図3に記載の回路において、目標電流値指令3202や目標電流値指令3204、目標電流値指令3206に基づき、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262により、電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268のゲインが目標電流値に従った適切な値に設定される。なお、遅延回路3226や遅延回路3246、遅延回路3266は、電流制御回路3228や電流制御回路3248、電流制御回路3268のゲインの設定が確実に行われようにするために設けられているが、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262の動作が速やかに行われる場合には、設ける必要が無い。
In this way, in the circuit shown in FIG. 3, current control is performed by the
上述の例では、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242やゲイン決定部3262により、目標電流値指令3202や目標電流値指令3204や目標電流値指令3206に基づいて、検索パラメータを演算し、データ記憶部3304に保持されているデータベースを検索したが、CPU14やシーケンサ12から図4の演算部3302で演算される検索パラメータである検索項目3306や項目3308や電流レベル3310を直接演算部3302へ提供して、データ記憶部3304に記憶されている図5から図7に示すデータベースを検索しても良い。また図5から図7に示すデータベース自信を処理部60やシーケンサ12に設け、処理部60やシーケンサ12で上述した方法で検索して適切なゲインを求め、求めたゲインをCPU14やシーケンサ12から電流制御回路3228や電流制御回路3248や電流制御回路3268へそれぞれ直接入力しても良い。
In the above-described example, the search parameter is calculated based on the target
図5や図6、図7に記載のデータベースは、図4に記載のデータ記憶部3304に保持されているデータの例であり、図5は通常の撮影条件に関する電流制御回路のゲインのデータベースを説明する説明図である。シーケンサ12からの目標電流値が大きいほど比例分のゲインKPや積分分のゲインKIや微分分のゲインKDのゲインが大きくなる傾向のデータが記憶されている。
The databases described in FIGS. 5, 6, and 7 are examples of data held in the
図6は撮影条件が高速撮影の場合の電流制御回路3228や電流制御回路3248や電流制御回路3268のゲインを記憶するデータベースで有り、演算部3302で高速撮影かどうかの判断の閾値を超える場合に、図6に示すデータベースが検索対象とされる。一方上記閾値以下では、図5に示すデータベースが検索される。図6に示すデータベースでは、シーケンサ12からの目標電流値指令の電流値や電流変化量が大きくなるほど比例分のゲインKPや積分分のゲインKIや微分分のゲインKDが大きくなる傾向であるが、さらに周波数軸の例えば比例分のゲインKPあるいは微分分のゲインKDのゲインが、スライス軸あるいは位相軸のゲインより大きくい値となっている。このように周波数軸の例えば比例分のゲインKPあるいは微分分のゲインKDのゲインを大きくすることで、より好ましい供給電流の制御が可能となる。
FIG. 6 is a database that stores the gains of the
図7はスライス軸であるスライス選択用傾斜磁場を発生するための電流が、図9に示す特殊な電流パターンを示す場合の電流制御回路のゲインを示すデータベースである。このデータベースでは、シーケンサ12からの目標電流値指令の電流値や電流変化量が大きくなるほど比例分のゲインKPや積分分のゲインKIや微分分のゲインKDが大きくなる傾向であるが、さらにスライス軸であるスライスを選択するための電流を発生する電流制御回路の例えば積分分のゲインKIが、位相軸である位相エンコード用電流あるいは周波数軸である周波数エンコード用電流を発生する電流制御回路のゲインより大きい値を有している。この方がより好ましい制御が可能となる。
FIG. 7 is a database showing the gain of the current control circuit when the current for generating the slice selection gradient magnetic field, which is the slice axis, shows the special current pattern shown in FIG. In this database, as the current value and current change amount of the target current value command from the
図9はスライス選択のためのスライス選択傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルへ供給する電流パターンの特殊な例を示す。この例では、スライス選択傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルへ供給する電流パターンの目標電流が一定ではなく、例えばその中央部の時間域において目標電流が少し小さくなっている。このような場合、上記電流パターンである目標電流値指令の目標電流値と傾斜磁場コイルへ供給する供給電流との定常偏差を、位相軸電流や周波数軸電流に比較してより、スライス軸に関して少なくする、すなわちより高精度にすることが望ましい。このためスライス軸の積分分のゲインKIをより大きくすることが望ましい。この方法とは異なる方法として、例えば比例分のゲインKPの値を大きくして、スライス軸の精度を向上させようとすると、発振現象が生じる可能性が大きくなる。図9に記載のようにスライス選択用の電流の目標電流値が一定ではなく、変化するパターンの場合には、図7に記載のように、スライス軸の積分分のゲインを大きくすることが望ましい。 FIG. 9 shows a special example of a current pattern supplied to a gradient magnetic field coil that generates a slice selection gradient magnetic field for slice selection. In this example, the target current of the current pattern supplied to the gradient magnetic field coil that generates the slice selection gradient magnetic field is not constant. For example, the target current is slightly smaller in the central time zone. In such a case, the steady-state deviation between the target current value of the target current value command, which is the current pattern, and the supply current supplied to the gradient magnetic field coil is less for the slice axis than for the phase axis current and the frequency axis current. In other words, it is desirable to achieve higher accuracy. For this reason, it is desirable to increase the gain KI corresponding to the integral of the slice axis. As a method different from this method, for example, if the value of the proportional gain KP is increased to improve the accuracy of the slice axis, the possibility of an oscillation phenomenon increases. As shown in FIG. 9, when the target current value of the current for slice selection is not constant and changes, it is desirable to increase the gain corresponding to the integral of the slice axis as shown in FIG. .
図3に記載したゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262の動作を、図10に記載のフローチャートを用いて説明する。ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262の動作はほぼ同じであり、代表してゲイン決定部3222について説明する。ステップS102で、シーケンサ12からの目標電流値指令3202を受け取る。ステップS104で、ゲイン決定部3222は受け取った目標電流値指令3202の分析を演算部3302により行う。例えば目標電流値指令3202の変化量または目標電流値を、演算部3302による演算により求める。
Operations of the
ステップS106で、演算した変化量または目標電流値に従ってゲインを演算して求める。具体的には上述したようにデータ記憶部3304からゲインを検索して求める。ステップS108で求めたゲインを電流制御回路3228に入力して設定する。X軸傾斜磁場電源322について説明したが、Y軸傾斜磁場電源324やZ軸傾斜磁場電源326も同様である。ステップS106やステップS108は、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262と同様の作用をなし、傾斜磁場を発生するために傾斜磁場コイルにそれぞれ供給する供給電流に適したゲインを決定し、決定したゲインを電流制御回路にそれぞれ設定する作用を有するゲイン決定部として動作する。
In step S106, the gain is calculated according to the calculated change amount or the target current value. Specifically, the gain is retrieved from the
図10に記載のフローチャートでは、シーケンサ12から受け取った目標電流値指令3202を分析して目標電流値指令3202の変化量または目標電流値を求めた。しかし、目標電流値指令3202の変化量または目標電流値をデータとして、シーケンサ12からゲイン決定部3222へ送信しても良い。このように図10の他の実施例を図11に示す。図11のステップS202でシーケンサ12は撮影条件に基づいてX軸傾斜磁場電源322へ送る目標電流値指令3202の変化量または目標電流値を求め、求めた変化量または目標電流値を図4に記載の演算部3302へ送る。演算部3302は受け取った変化量または目標電流値をパラメータとしてデータ記憶部3304を検索し、検索により求めたゲインをPID制御回路3228へ送り、設定する。電流制御回路3228にゲインの設定が行われた後に、目標電流値指令3202である電流パターンを電流制御回路3228に印加する。このケースでは、ゲインの設定が確実に終了してから目標電流値指令3202が電流制御回路3228に印加されるので、遅延回路3226は不要となる。
In the flowchart illustrated in FIG. 10, the target
この方法では、ゲイン決定部3222による動作遅れを少なくでき、電流制御回路3228のゲイン決定時間を短縮することができる。ステップS206やステップS208は、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262として動作し、傾斜磁場を発生するために傾斜磁場コイルにそれぞれ供給する供給電流に適したゲインを決定し、決定したゲインを電流制御回路にそれぞれ設定する作用を有するゲイン決定部として動作する。
In this method, the operation delay by the
図12は、図10や図11に記載の処理方式のさらに他の実施例であり、図3に破線で示した方式である。ステップS302および304はシーケンサ12またはCPU14が行う処理であり、ステップS302で撮影条件に基づいて傾斜磁場コイルに供給する電流パターンを演算により求める。ここで演算の概念は四則演算だけでなく、データベースの検索により、必要なデータを求める処理も含む。さらにステップ304で電流パターンに対応したゲインを演算により求める。得られたゲインをそのままステップS308に記載のようにシーケンサ12又はCPU14から対応する電流制御回路へ送信して設定しても良い。
FIG. 12 shows still another embodiment of the processing method described in FIG. 10 or FIG. 11, and is the method indicated by the broken line in FIG. Steps S302 and 304 are processes performed by the
ここでさらに他の実施例として、X軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344、Z軸傾斜磁場コイル346は仮に量産したとしても、各傾斜磁場コイルは、同じX軸傾斜磁場コイル342であってもそれぞれ特性が少し異なったり、あるいは経時変化したりする場合がある。このような場合にゲインを微調整するデータを、図4に記載のデータ記憶部3304に保持しても良い。このように微調整データを保持している場合には、ステップS306で微調整し、ステップS308で微調整されたゲインを対応する電流制御回路へそれぞれ入力し、設定する。ステップS306で使用する微調整用のデータベースはどこに保存しても良いが、例えば各傾斜磁場電源のゲイン決定部に保存しておくことができる。このようにすることにより、より高精度にゲインを設定することが可能となる。
As yet another embodiment, even if the X-axis gradient
図12に記載の実施例では、ステップS304やステップS306によりPID制御回路3228のゲインが決定される。決定されたゲインは、ステップS308によりPID制御回路3228に入力され設定される。ステップS304やステップS306、ステップS308は、ゲイン決定部3222やゲイン決定部3242、ゲイン決定部3262と同様の作用をなし、ゲイン決定部として動作する。
In the embodiment shown in FIG. 12, the gain of the
図3や図4に記載のブロックの動作や図10から図12に記載のフローチャートの動作をX軸傾斜磁場電源322に特化して説明したが、Y軸傾斜磁場電源324やZ軸傾斜磁場電源326に付いても同様である。スライス選択用傾斜磁場や位相エンコード用傾斜磁場、周波数エンコード用傾斜磁場を発生するための傾斜磁場コイルが、CPU14の処理により、それぞれ撮影条件に基づいてX軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344やZ軸傾斜磁場コイル346に割り付けられる。前記割り付けの情報が撮影条件の情報に含まれる状態で、CPU14からシーケンサ12へ送られ、撮影条件の情報に基づいて各傾斜磁場コイルに供給する電流パターンの情報が、目標電流値指令3202や目標電流値指令3204や目標電流値指令3206として、シーケンサ12からX軸傾斜磁場電源322周波数エンコード傾斜磁場や電流制御回路3248、電流制御回路3268へ送られる。
The operations of the blocks shown in FIGS. 3 and 4 and the operations of the flowcharts shown in FIGS. 10 to 12 have been described specifically for the X-axis gradient magnetic
この場合、シーケンサ12から送られるスライス選択用傾斜磁場や位相エンコード用傾斜磁場、周波数エンコード用傾斜磁場を発生するための目標電流値指令としての電流パターンはそれぞれ、スライス選択用傾斜磁場や位相エンコード用傾斜磁場、周波数エンコード用傾斜磁場の上記割り付けに従って、対応するX軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344やZ軸傾斜磁場コイル346の対応する傾斜磁場電源へ送られる。また各傾斜磁場電源の電流制御回路に対するゲインを決定するためのゲイン決定部や図10から図12に記載の演算には、図5から図7に記載の項目のスライス軸や位相軸や周波数軸の内の上記割り付けに従った軸電流が、データベースの検索のためのパラメータとして選ばれる。
In this case, the current pattern as the target current value command for generating the slice selection gradient magnetic field, the phase encoding gradient magnetic field, and the frequency encoding gradient magnetic field sent from the
上述の各実施例では、各傾斜磁場コイルへ供給する供給電流を発生する傾斜磁場電源が有する電流制御回路のゲインを、上記供給電流の目標値の大きさに応じた値で設定できるので、高精度に供給電流を制御できる。さらに上記電流制御回路の応答性を改善できるので、撮影の高速化に対応できる。 In each of the above-described embodiments, the gain of the current control circuit included in the gradient magnetic field power source that generates the supply current to be supplied to each gradient coil can be set with a value corresponding to the magnitude of the target value of the supply current. The supply current can be controlled with high accuracy. Furthermore, since the responsiveness of the current control circuit can be improved, it is possible to cope with high-speed shooting.
さらに撮影条件が一般の場合や高速撮影の場合、あるいは特殊撮影の場合に対応して図5や図6、図7に記載のゲインに関するデータベースを有するので、上記電流制御回路の特性を撮影条件に適応した特性とすることが可能となり、質の高い画像を得ることができる。 Furthermore, since the database relating to gain shown in FIGS. 5, 6, and 7 is provided corresponding to the case of general shooting conditions, high-speed shooting, or special shooting, the characteristics of the current control circuit are used as shooting conditions. It is possible to achieve an adapted characteristic, and a high-quality image can be obtained.
個々の装置に対応してゲインのデータベースを作成し記憶することができ、個々の装置のX軸傾斜磁場コイル342やY軸傾斜磁場コイル344やZ軸傾斜磁場コイル346に適応したゲインで、電流制御回路3228や電流制御回路3248や電流制御回路3268を動作させることができる。これにより傾斜磁場コイルへ供給する電流の更なる精度の向上が可能となる。各装置の調整や経時変化の調整のために微調整データベースを設け、図12に記載のステップS306のように、ゲインを微調整データベースに基づき、微調整することが可能である。これにより傾斜磁場コイルへ供給する電流の更なる精度の向上が可能となる。
A gain database can be created and stored corresponding to each device, and the gain is adapted to the X-axis gradient
11:被検体、12:シーケンサ、14:CPU、20:磁場発生部、22:静磁場発生部、30:傾斜磁場発生部、32:傾斜磁場電源、34:傾斜磁場コイル、40:送信部、42:高周波発振器、44:変調器、46:高周波増幅器、48:照射コイル、50:受信部、52:受信コイル、54:信号増幅器、56:直交位相検波器、58:A/D変換器、60:処理部、61:外部記憶装置、62:光ディスク、64:磁気ディスク、66:内部メモリ、80:寝台、90:入出力装置、91:入力装置、92:ポインティングデバイス、94:キーボード、96:出力装置、98:ディスプレイ、99:プリンタ、100:MRI装置、322:X軸傾斜磁場電源、324:Y軸傾斜磁場電源、326:Z軸傾斜磁場電源、342:X軸傾斜磁場コイル、344:Y軸傾斜磁場コイル、346:Z軸傾斜磁場コイル、3202:目標電流値指令、3204:目標電流値指令、3206:目標電流値指令、3222:ゲイン決定部、3226:遅延回路、3228:電流制御回路、3232:電流増幅器、3234:供給電流、3236:電流検出器、3242:ゲイン決定部、3246:遅延回路、3248:電流制御回路、3252:電流増幅器、3254:供給電流、3256:電流検出器、3262:ゲイン決定部、3266:遅延回路、3268:電流制御回路、3272:電流増幅器、3274:供給電流、3276:電流検出器、3224:ゲイン指令、3244:ゲイン指令、3264:ゲイン指令、3302:演算部、3304:データ記憶部、3306:検索項目、3318:加え合わせ点、3312:比例回路、3314:積分回路、3316:微分回路、3308:項目、3310:電流レベル。 11: subject, 12: sequencer, 14: CPU, 20: magnetic field generator, 22: static magnetic field generator, 30: gradient magnetic field generator, 32: gradient magnetic field power supply, 34: gradient magnetic field coil, 40: transmitter 42: high-frequency oscillator, 44: modulator, 46: high-frequency amplifier, 48: irradiation coil, 50: receiver, 52: receiver coil, 54: signal amplifier, 56: quadrature phase detector, 58: A / D converter, 60: processing unit, 61: external storage device, 62: optical disk, 64: magnetic disk, 66: internal memory, 80: bed, 90: input / output device, 91: input device, 92: pointing device, 94: keyboard, 96 : Output device, 98: display, 99: printer, 100: MRI device, 322: X axis gradient magnetic field power source, 324: Y axis gradient magnetic field power source, 326: Z axis gradient magnetic field power source, 342: X-axis gradient magnetic field coil, 344: Y-axis gradient magnetic field coil, 346: Z-axis gradient magnetic field coil, 3202: Target current value command, 3204: Target current value command, 3206: Target current value command, 3222: Gain determination unit, 3226 : Delay circuit, 3228: current control circuit, 3232: current amplifier, 3234: supply current, 3236: current detector, 3242: gain determination unit, 3246: delay circuit, 3248: current control circuit, 3252: current amplifier, 3254: Supply current, 3256: Current detector, 3262: Gain determination unit, 3266: Delay circuit, 3268: Current control circuit, 3272: Current amplifier, 3274: Supply current, 3276: Current detector, 3224: Gain command, 3244: Gain Command, 3264: gain command, 3302: calculation unit, 3304: data storage unit, 3306: command Search item, 3318: addition point, 3312: proportional circuit, 3314: integration circuit, 3316: differentiation circuit, 3308: item, 3310: current level.
Claims (10)
前記計測空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと前記傾斜磁場コイルへ電流を供給する傾斜磁場電源を有する傾斜磁場発生部と、
前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する照射コイルと、
前記高周波磁場の照射に基づいて前記被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する受信コイルと、
受信した前記核磁気共鳴信号に基づいて生成した画像を表示するディスプレイと、
前記傾斜磁場電源のゲインを決定してゲイン情報を出力するゲイン決定部と、
を有し、
前記ゲイン決定部が出力したゲイン情報が前記傾斜磁場電源に入力され、前記傾斜磁場電源は前記決定されたゲインで動作して前記傾斜磁場コイルへ供給する電流を発生する、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A static magnetic field generator that generates a static magnetic field in a measurement space that houses the subject;
A gradient magnetic field generator having a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field in the measurement space, and a gradient magnetic field power source for supplying a current to the gradient magnetic field coil;
An irradiation coil for generating a high-frequency magnetic field for irradiating the subject;
A receiving coil for receiving a nuclear magnetic resonance signal generated by the subject based on irradiation of the high-frequency magnetic field;
A display for displaying an image generated based on the received nuclear magnetic resonance signal;
A gain determining unit that determines gain of the gradient magnetic field power source and outputs gain information;
Have
Gain information output by the gain determination unit is input to the gradient magnetic field power supply, and the gradient magnetic field power supply operates with the determined gain to generate a current to be supplied to the gradient magnetic field coil.
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記傾斜磁場コイルへ供給する供給電流に関する情報を検索パラメータとしてゲイン情報に関するデータベースを記憶する記憶装置を備え、
前記傾斜磁場コイルへ供給する供給電流に関する情報に従って前記記憶装置に記憶された前記データベースが検索され、検索により得られたゲイン情報に従って前記傾斜磁場電源は前記傾斜磁場コイルへ供給する電流を発生する、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
A storage device for storing a database relating to gain information using information relating to a supply current supplied to the gradient coil as a search parameter;
The database stored in the storage device is searched according to information on a supply current supplied to the gradient coil, and the gradient power supply generates a current to be supplied to the gradient coil according to gain information obtained by the search.
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記傾斜磁場発生部は、前記傾斜磁場コイルとして、X軸傾斜磁場コイルとY軸傾斜磁場コイルとZ軸傾斜磁場コイルを有し、
前記傾斜磁場発生部は、さらに前記傾斜磁場電源として、前記X軸傾斜磁場コイルへ電流を供給するX軸傾斜磁場電源と、前記Y軸傾斜磁場コイルへ電流を供給するY軸傾斜磁場電源と、前記Z軸傾斜磁場コイルへ電流を供給するZ軸傾斜磁場電源とを備え、
前記データベースは、検索パラメータとして、スライス軸項目と位相エンコード軸項目と周波数エンコード軸項目を有し、
前記スライス軸項目に基づいて検索されたゲイン情報に従って前記X軸傾斜磁場電源や前記Y軸傾斜磁場電源や前記Z軸傾斜磁場電源の内の前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源にゲインが設定され、
前記位相エンコード軸項目に基づいて検索されたゲイン情報に従って前記X軸傾斜磁場電源や前記Y軸傾斜磁場電源や前記Z軸傾斜磁場電源の内の前記位相エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源にゲインが設定され、
前記周波数エンコード軸項目に基づいて検索されたゲイン情報に従って前記X軸傾斜磁場電源や前記Y軸傾斜磁場電源や前記Z軸傾斜磁場電源の内の前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源にゲインが設定される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The gradient magnetic field generation unit has an X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field coil, and a Z-axis gradient magnetic field coil as the gradient magnetic field coil,
The gradient magnetic field generator further includes, as the gradient magnetic field power supply, an X-axis gradient magnetic field power supply for supplying current to the X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field power supply for supplying current to the Y-axis gradient magnetic field coil, A Z-axis gradient magnetic field power source for supplying a current to the Z-axis gradient coil,
The database has, as search parameters, a slice axis item, a phase encode axis item, and a frequency encode axis item,
Gain to the gradient magnetic field power source allocated for slice selection among the X-axis gradient magnetic field power source, the Y-axis gradient magnetic field power source, or the Z-axis gradient magnetic field power source in accordance with the gain information retrieved based on the slice axis item Is set,
In accordance with the gain information retrieved based on the phase encoding axis item, the gradient magnetic field power source allocated for phase encoding among the X axis gradient magnetic field power source, the Y axis gradient magnetic field power source, and the Z axis gradient magnetic field power source. Gain is set,
In accordance with the gain information searched based on the frequency encode axis item, the gradient magnetic field power source allocated for frequency encoding among the X axis gradient magnetic field power source, the Y axis gradient magnetic field power source, or the Z axis gradient magnetic field power source. Gain is set,
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記X軸傾斜磁場電源や前記Y軸傾斜磁場電源や前記Z軸傾斜磁場電源はそれぞれ、PID制御回路を備え、前記データベースの検索により、比例分と積分分と微分分のゲインがそれぞれ検索され、前記X軸傾斜磁場電源や前記Y軸傾斜磁場電源や前記Z軸傾斜磁場電源が有する前記各PID制御回路に前記検索された比例分と積分分と微分分のゲインがそれぞれ入力されて設定される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
Each of the X-axis gradient magnetic field power source, the Y-axis gradient magnetic field power source, and the Z-axis gradient magnetic field power source includes a PID control circuit, and by searching the database, the proportional component, the integral component, and the gain of the derivative component are respectively retrieved The retrieved proportional, integral and differential gains are respectively input and set in the respective PID control circuits of the X-axis gradient magnetic field power source, the Y-axis gradient magnetic field power source and the Z-axis gradient magnetic field power source. ,
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記ゲインに関する情報を記憶するデータベースは、前記スライス軸項目や前記位相エンコード軸項目や前記周波数エンコード軸項目に加え、シーケンサから各傾斜磁場電源に供給される目標電流値指令の変化量の大きさあるいは目標電流値の大きさに基づいて検索され、前記目標電流値指令の第1変化量あるいは第1目標電流値に従って検索された第1のゲインに対して、前記目標電流値指令の第1変化量あるいは第1目標電流値より大きい第2変化量あるいは第2目標電流値に従って検索された第2のゲインの方が、その値が大きい、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
The database for storing information related to the gain includes the amount of change in the target current value command supplied from the sequencer to each gradient magnetic field power supply in addition to the slice axis item, the phase encode axis item, and the frequency encode axis item, or The first change amount of the target current value command is searched for based on the magnitude of the target current value and the first change amount of the target current value command or the first gain searched according to the first target current value. Alternatively, the second gain that is searched according to the second change amount or the second target current value that is larger than the first target current value has a larger value.
A magnetic resonance imaging apparatus.
撮影シーケンスの制御を行うと共に前記撮影シーケンスに従って前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記位相エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令をそれぞれ供給するシーケンサをさらに設け、
前記シーケンサが第1撮影シーケンスで目標電流値指令を前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に供給する第1の場合に対し、前記シーケンサが前記第1撮影シーケンスより高速の第2撮影シーケンスで前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令を供給する第2の場合には、前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に対して、前記第1の場合より大きな値の微分分のゲインが設定される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
Control of the imaging sequence and the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection according to the imaging sequence, the gradient magnetic field power source allocated for the phase encoding, and the gradient magnetic field power source allocated for the frequency encoding A sequencer that supplies each target current command is further provided.
In the first case in which the sequencer supplies a target current value command to the gradient magnetic field power source assigned for frequency encoding in the first imaging sequence, the sequencer performs a second imaging sequence that is faster than the first imaging sequence. In the second case where a target current value command is supplied to the gradient magnetic field power source allocated for frequency encoding in the above, the gradient magnetic field power source allocated for frequency encoding is compared with the first case. The gain of the derivative with a large value is set.
A magnetic resonance imaging apparatus.
撮影シーケンスの制御を行うと共に前記撮影シーケンスに従って前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記位相エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令をそれぞれ供給するシーケンサをさらに設け、
前記シーケンサが第1撮影シーケンスで目標電流値指令を前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に供給する第1の場合に対し、前記シーケンサが前記第1撮影シーケンスより高速の第2撮影シーケンスで前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令を供給する第2の場合には、前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に対して、前記第1の場合より大きな値の比例分のゲインが設定される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
Control of the imaging sequence and the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection according to the imaging sequence, the gradient magnetic field power source allocated for the phase encoding, and the gradient magnetic field power source allocated for the frequency encoding A sequencer that supplies each target current command is further provided.
In the first case in which the sequencer supplies a target current value command to the gradient magnetic field power source assigned for frequency encoding in the first imaging sequence, the sequencer performs a second imaging sequence that is faster than the first imaging sequence. In the second case where a target current value command is supplied to the gradient magnetic field power source allocated for frequency encoding in the above, the gradient magnetic field power source allocated for frequency encoding is compared with the first case. A large proportional gain is set,
A magnetic resonance imaging apparatus.
撮影シーケンスの制御を行うと共に前記撮影シーケンスに従って前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記位相エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源や前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令をそれぞれ供給するシーケンサをさらに設け、
前記シーケンサが、電流パターンにおける最高電流値が略一定の目標電流値指令を前記周波数エンコード用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に供給する第1の場合に対し、前記シーケンサが、電流パターンにおける最高電流値が変化する標電流値指令を前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源へ供給する第2撮影シーケンスで、前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に目標電流値指令を供給する第2の場合には、前記スライス選択用に割り付けられた前記傾斜磁場電源に対して、前記第1の場合より大きな値の積分分のゲインが設定される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
Control of the imaging sequence and the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection according to the imaging sequence, the gradient magnetic field power source allocated for the phase encoding, and the gradient magnetic field power source allocated for the frequency encoding A sequencer that supplies each target current command is further provided.
In the first case where the sequencer supplies a target current value command having a substantially constant maximum current value in the current pattern to the gradient magnetic field power supply allocated for the frequency encoding, the sequencer determines the maximum current in the current pattern. A target current value command is supplied to the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection in a second imaging sequence in which a target current value command whose value changes is supplied to the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection. In the second case, a gain corresponding to an integral value larger than that in the first case is set for the gradient magnetic field power source allocated for the slice selection.
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記各傾斜磁場電源が電流の変化量あるいは目標電流値に従って前記ゲインを決定するゲイン決定部を有する、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8,
Each of the gradient magnetic field power supplies has a gain determination unit that determines the gain according to a current change amount or a target current value.
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記計測空間に傾斜磁場を発生するための傾斜磁場コイルと傾斜磁場電源を有する傾斜磁場発生部と、
前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する照射コイルと、
前記高周波磁場の照射に基づいて前記被検体が発生する核磁気共鳴信号を検出する受信コイルと、
受信した前記核磁気共鳴信号に基づいて生成した画像を表示するディスプレイと、
ゲイン決定部と、
を有する磁気共鳴イメージング装置の制御方法において、
設定された撮影条件に基づいて前記傾斜磁場電源のゲインを決定するゲイン決定ステップと、
前記ゲイン決定ステップで決定したゲインを前記傾斜磁場電源に設定するゲイン設定ステップと、
前記ゲイン設定ステップにより設定された前記傾斜磁場電源から前記傾斜磁場コイルへ前記設定された撮影条件に基づく電流が供給されることにより前記静磁場に重畳して前記傾斜磁場が前記計測空間に発生させ、前記照射コイルから高周波磁場を照射して撮影を行うステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御方法。 A static magnetic field generator that generates a static magnetic field in a measurement space that houses the subject;
A gradient magnetic field generator having a gradient coil and a gradient magnetic field power supply for generating a gradient magnetic field in the measurement space;
An irradiation coil for generating a high-frequency magnetic field for irradiating the subject;
A receiving coil for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated by the subject based on irradiation of the high-frequency magnetic field;
A display for displaying an image generated based on the received nuclear magnetic resonance signal;
A gain determination unit;
In a method for controlling a magnetic resonance imaging apparatus having:
A gain determining step for determining a gain of the gradient magnetic field power source based on set imaging conditions;
A gain setting step for setting the gain determined in the gain determination step in the gradient magnetic field power supply;
The gradient magnetic field generated in the measurement space is superimposed on the static magnetic field by supplying a current based on the set imaging condition from the gradient magnetic field power source set by the gain setting step to the gradient magnetic field coil. Irradiating a high-frequency magnetic field from the irradiation coil to perform imaging;
A method for controlling a magnetic resonance imaging apparatus, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014026022A JP2015150181A (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014026022A JP2015150181A (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015150181A true JP2015150181A (en) | 2015-08-24 |
Family
ID=53893074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014026022A Pending JP2015150181A (en) | 2014-02-14 | 2014-02-14 | Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015150181A (en) |
-
2014
- 2014-02-14 JP JP2014026022A patent/JP2015150181A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3160339B1 (en) | Positioning of a magnetic resonance imaging antenna within the homogeneous field zone | |
US9720066B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and control method thereof | |
JP5943159B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
US20190377044A1 (en) | Determination of higher order terms of the three-dimensional gradient impulse response function | |
JP6618988B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and RF shimming parameter setting method | |
JP6392141B2 (en) | Magnetic field uniformity adjustment method, magnetic field uniformity adjustment program, and magnetic field uniformity adjustment apparatus | |
JP5295536B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and preview image display apparatus | |
CN107427696A (en) | For carrying out the medicine equipment of sonicated to one group of target volume | |
US10046180B2 (en) | Reduced heating in overlapping near field regions of high intensity focused ultrasound | |
JP2011229632A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and shimming method | |
JP2015150181A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and control method therefor | |
JP6592353B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, pulse sequence generation program, pulse sequence generation method, and pulse sequence generation apparatus | |
JP2017192582A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP6203610B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP2018033893A (en) | Image processing apparatus | |
JP2009284958A (en) | Magnetic resonance imaging system and phantom | |
JP6546837B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method | |
JP2017113164A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP2011110131A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP5186698B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, image reconstruction method, and program | |
JP4969933B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP2013118969A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP2017213042A (en) | Magnetic resonance imaging device and multi-channel rf pulse generation method | |
JP2017121459A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP6747898B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and installation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160331 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160427 |