JP2017189609A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた患者の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号を再構成して画像を生成する撮像装置である。 A magnetic resonance imaging apparatus excites a patient's nuclear spin placed in a static magnetic field with a radio frequency (RF) signal of Larmor frequency, and reconstructs the magnetic resonance signal generated from the subject upon excitation. An imaging apparatus that generates an image.
近年の磁気共鳴イメージング装置では、例えば、高画質な画像の取得のため、あるいは高速撮像のため、被検体から発生する磁気共鳴信号を受信するＲＦコイルのチャネル数が増加傾向にある。 In recent magnetic resonance imaging apparatuses, for example, the number of channels of RF coils that receive magnetic resonance signals generated from a subject tends to increase for acquiring high-quality images or for high-speed imaging.
従来の磁気共鳴イメージング装置では、ＲＦコイルのチャネル数増加に対して、ＲＦコイルで受信した信号を多重化し、多重化されたアナログ信号をアナログフィルタで受信チャネルごとに分離していた。 In the conventional magnetic resonance imaging apparatus, in response to an increase in the number of channels of the RF coil, signals received by the RF coil are multiplexed, and the multiplexed analog signal is separated for each reception channel by an analog filter.
このような従来の磁気共鳴イメージング装置では、アナログ回路の部品点数が多くなるため、コストの増加につながる。 In such a conventional magnetic resonance imaging apparatus, the number of parts of the analog circuit increases, leading to an increase in cost.
本発明が解決しようとする課題は、低コストでＲＦコイル装置のチャネル数増加に対応する手段を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide means that can cope with an increase in the number of channels of an RF coil device at low cost.
実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦ（Radio Frequency）コイル装置と、受信器とを有する。ＲＦコイル装置は、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数のコイルエレメントで磁気共鳴信号を受信し、前記磁気共鳴信号の周波数を前記チャネルごとに異ならせ、前記周波数を異ならせた磁気共鳴信号を前記複数のチャネルに亘って合成したアナログの多重化信号を出力する。受信器は、前記アナログの多重化信号をディジタルの多重化信号に変換するアナログディジタル変換回路と、前記周波数を異ならせた磁気共鳴信号の合成に関する前記チャネルのチャネル数に基づいて前記ディジタルの多重化信号を分離する所定の数の分離チャネルとを有し、前記所定の数の分離チャネルのうち、前記ディジタルの多重化信号の分離の処理に用いられない分離チャネルでの前記処理を停止する。 The magnetic resonance imaging apparatus of the embodiment includes an RF (Radio Frequency) coil apparatus and a receiver. The RF coil device receives a magnetic resonance signal by a plurality of coil elements respectively corresponding to a plurality of channels, varies the frequency of the magnetic resonance signal for each channel, and outputs the plurality of magnetic resonance signals having the different frequencies. An analog multiplexed signal synthesized over a plurality of channels is output. A receiver configured to convert the analog multiplexed signal into a digital multiplexed signal; and the digital multiplexing based on the number of channels of the channels relating to the synthesis of the magnetic resonance signals having different frequencies. A predetermined number of separation channels for separating signals, and the processing in the separation channels that are not used for the separation processing of the digital multiplexed signal among the predetermined number of separation channels is stopped.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体構成を示すブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１００、寝台５００、制御キャビネット３００、コンソール４００、ＷＢ（Whole Body）コイル１２、ＲＦ（Radio Frequency）コイル装置２０を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to the present embodiment. The magnetic resonance imaging apparatus 1 includes a magnet stand 100, a bed 500, a control cabinet 300, a console 400, a WB (Whole Body) coil 12, and an RF (Radio Frequency) coil device 20.
磁石架台１００は、静磁場磁石１０、傾斜磁場コイル１１、およびＷＢコイル１２を有しており、これらの構成は略円筒状の筐体に収納されている。寝台５００は、寝台本体５０と天板５１を有している。 The magnet mount 100 includes a static magnetic field magnet 10, a gradient magnetic field coil 11, and a WB coil 12, and these configurations are housed in a substantially cylindrical casing. The couch 500 has a couch body 50 and a top board 51.
制御キャビネット３００は、静磁場用電源３０、傾斜磁場電源３１（Ｘ軸用３１ｘ、Ｙ軸用３１ｙ、Ｚ軸用３１ｚ）、ＲＦ受信器３２、ＲＦ送信器３３、及びシーケンスコントロール回路３４を備えている。 The control cabinet 300 includes a static magnetic field power supply 30, a gradient magnetic field power supply 31 (31x for X axis, 31y for Y axis, 31z for Z axis), an RF receiver 32, an RF transmitter 33, and a sequence control circuit 34. Yes.
磁石架台１００の静磁場磁石１０は、略円筒形状をなしており、被検体、例えば患者、が搬送されるボア内に静磁場を発生させる。ボアとは、磁石架台１００の円筒内部の空間のことである。静磁場磁石１０は、例えば超電導コイルを内蔵する。液体ヘリウムによって超電導コイルは極低温に冷却されている。 The static magnetic field magnet 10 of the magnet mount 100 has a substantially cylindrical shape, and generates a static magnetic field in a bore in which a subject, for example, a patient is transported. The bore is a space inside the cylinder of the magnet mount 100. The static magnetic field magnet 10 incorporates a superconducting coil, for example. The superconducting coil is cooled to a very low temperature by liquid helium.
静磁場磁石１０は、励磁モードにおいて静磁場用電源３０から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生する。その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源３０は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石１０は長時間、例えば１年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石１０を超電導磁石として説明したが、超電導磁石に限らず、永久磁石を用いて静磁場を形成してもよい。さらには、静磁場磁石１０は、略円筒形状に限らず、開放型の形状で構成してもよい。 The static magnetic field magnet 10 generates a static magnetic field by applying a current supplied from the static magnetic field power supply 30 to the superconducting coil in the excitation mode. Thereafter, when the mode is changed to the permanent current mode, the static magnetic field power supply 30 is disconnected. Once in the permanent current mode, the static magnetic field magnet 10 continues to generate a large static magnetic field for a long time, for example, for one year or more. In addition, although the static magnetic field magnet 10 was demonstrated as a superconducting magnet, you may form a static magnetic field not only using a superconducting magnet but using a permanent magnet. Furthermore, the static magnetic field magnet 10 is not limited to a substantially cylindrical shape, and may be configured in an open shape.
傾斜磁場コイル１１も略円筒形状をなし、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１１は、傾斜磁場電源（３１ｘ、３１ｙ、３１ｚ）から供給される電流によりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向に傾斜磁場を被検体に印加する。 The gradient coil 11 also has a substantially cylindrical shape and is fixed inside the static magnetic field magnet 10. The gradient magnetic field coil 11 applies a gradient magnetic field to the subject in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by current supplied from a gradient magnetic field power supply (31x, 31y, 31z).
寝台５００の寝台本体５０は天板５１を上下方向及び水平方向に移動することができる。寝台本体５０は、撮像前に天板５１に載置された被検体を所定の高さまで移動させる。その後、寝台本体５０は、撮像時には天板５１を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。 The bed body 50 of the bed 500 can move the top 51 in the vertical direction and the horizontal direction. The bed body 50 moves the subject placed on the top 51 to a predetermined height before imaging. Thereafter, the bed body 50 moves the subject in the bore by moving the top 51 in the horizontal direction during imaging.
ＷＢコイル１２は全身用コイルとも呼ばれ、傾斜磁場コイル１１の内側に被検体を取り囲むように略円筒形状に固定されている。ＷＢコイル１２は、ＲＦ送信器３３から伝送されるＲＦパルスを被検体に向けて送信する一方、また、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号、即ちＭＲ（Magnetic Resonance）信号を受信する。 The WB coil 12 is also called a whole body coil, and is fixed in a substantially cylindrical shape so as to surround the subject inside the gradient magnetic field coil 11. The WB coil 12 transmits an RF pulse transmitted from the RF transmitter 33 toward the subject, and also outputs a magnetic resonance signal, that is, an MR (Magnetic Resonance) signal emitted from the subject by excitation of hydrogen nuclei. Receive.
磁気共鳴イメージング装置１は、ＷＢコイル１２の他、図１に示すようにＲＦコイル装置２０を備える。ＲＦコイル装置２０は、被検体の体表面に近接して載置されるコイルを有する。ＲＦコイル装置２０は、例えば頭部コイルや、膝用コイル、腹部用コイル、肩用コイル、乳房用コイル、足用コイルなど有する。ＲＦコイル装置２０は、送受信兼用ＲＦコイル装置として構成されてもよいし、受信専用ＲＦコイル装置として構成されてもよい。ＲＦコイル装置２０は複数のコイルエレメントを備えている。ＲＦコイル装置２０の詳細な構成については後述する。 In addition to the WB coil 12, the magnetic resonance imaging apparatus 1 includes an RF coil device 20 as shown in FIG. The RF coil device 20 has a coil placed close to the body surface of the subject. The RF coil device 20 includes, for example, a head coil, a knee coil, an abdominal coil, a shoulder coil, a breast coil, and a foot coil. The RF coil device 20 may be configured as a transmission / reception RF coil device or a reception-only RF coil device. The RF coil device 20 includes a plurality of coil elements. The detailed configuration of the RF coil device 20 will be described later.
ＲＦ送信器３３は、シーケンスコントロール回路３４からの指示に基づいてＲＦパルスを生成する。生成したＲＦパルスはＷＢコイル１２または、ＲＦコイル装置２０に伝送され、被検体に印加される。ＲＦパルスの印加によって被検体からＭＲ信号が発生する。このＭＲ信号をＷＢコイル１２またはＲＦコイル装置２０が受信する。
なお、図１では、ＲＦ送信器３３は、ＷＢコイル１２に向けてＲＦパルスを供給するように示しているが、例えば、ＲＦコイル装置２０がＲＦパルスを送信可能なように構成してもよい。
The RF transmitter 33 generates an RF pulse based on an instruction from the sequence control circuit 34. The generated RF pulse is transmitted to the WB coil 12 or the RF coil device 20 and applied to the subject. An MR signal is generated from the subject by applying the RF pulse. The WB coil 12 or the RF coil device 20 receives this MR signal.
In FIG. 1, the RF transmitter 33 is shown to supply an RF pulse toward the WB coil 12. However, for example, the RF coil device 20 may be configured to transmit an RF pulse. .
ＲＦコイル装置２０で受信したＭＲ信号、より具体的には、ＲＦコイル装置２０内の各コイルエレメントで受信したＭＲ信号は、ＲＦコイル装置２０と寝台本体５０とを接続するケーブルを介してＲＦ受信器３２に出力される。ＲＦ受信器３２は、ＭＲ信号をＡＤ（Analog to Digital）変換して、シーケンスコントロール回路３４に出力する。ＭＲ信号をＡＤ変換するための具体的な構成については、ＲＦコイル装置２０の詳細な構成と併せて後述する。ディジタル化されたＭＲ信号は、生データ（Raw Data）と呼ばれることもある。また、このＭＲ信号は、フーリエ変換によって実空間データに変換される前の空間周波数データであるため、ｋ空間データと呼ばれることもある。 The MR signal received by the RF coil device 20, more specifically, the MR signal received by each coil element in the RF coil device 20 is RF-received via a cable connecting the RF coil device 20 and the bed body 50. Is output to the device 32. The RF receiver 32 performs AD (Analog to Digital) conversion of the MR signal and outputs it to the sequence control circuit 34. A specific configuration for AD converting MR signals will be described later together with a detailed configuration of the RF coil device 20. The digitized MR signal is sometimes referred to as raw data. Further, since this MR signal is spatial frequency data before being converted into real space data by Fourier transform, it is sometimes called k-space data.
シーケンスコントロール回路３４は、コンソール４００による制御のもと、傾斜磁場電源３１、ＲＦ送信器３３およびＲＦ受信器３２をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。スキャンによってＲＦ受信器３２から生データを受信すると、シーケンスコントロール回路３４は、受信した生データをコンソール４００に送信する。 The sequence control circuit 34 scans the subject by driving the gradient magnetic field power supply 31, the RF transmitter 33, and the RF receiver 32 under the control of the console 400. When raw data is received from the RF receiver 32 by scanning, the sequence control circuit 34 transmits the received raw data to the console 400.
シーケンスコントロール回路３４は、処理回路（図示を省略）を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサである。「プロセッサ」とは、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、プロセッサの回路内に組み込まれた記憶領域または記憶回路４１からプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。なお、各実施形態におけるプロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。 The sequence control circuit 34 includes a processing circuit (not shown). This processing circuit is, for example, a processor that executes a predetermined program. The “processor” is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an application specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple Programmable Logic)). Device: SPLD), Complex Programmable Logic Device (CPLD), Field Programmable Gate Array (FPGA)) and other circuits. The processor implements a function by reading and executing a program from a storage area or a storage circuit 41 incorporated in the processor circuit. Note that the processor in each embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may be configured as a single processor by combining a plurality of independent circuits to realize the function. .
コンソール４００は、処理回路４０、記憶回路４１、ディスプレイ４２、入力インターフェイス回路４３、および通信インターフェイス回路４４を備えている。コンソール４００は、ホスト計算機として機能する。 The console 400 includes a processing circuit 40, a storage circuit 41, a display 42, an input interface circuit 43, and a communication interface circuit 44. The console 400 functions as a host computer.
記憶回路４１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路４１は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路４０が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。 The storage circuit 41 is a storage medium including an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an optical disk device in addition to a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The storage circuit 41 stores various types of information and data, as well as various programs executed by the processor included in the processing circuit 40.
入力インターフェイス回路４３は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。 The input interface circuit 43 is, for example, a mouse, a keyboard, a trackball, a touch panel, and the like, and includes various devices for an operator to input various information and data. The display 42 is a display device such as a liquid crystal display panel, a plasma display panel, or an organic EL panel.
処理回路４０は、例えば、プロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路４１に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。また、処理回路４０は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組わせて、各種の機能を実現することもできる。 The processing circuit 40 is a circuit including a processor, for example. The processor implements various functions to be described later by executing various programs stored in the storage circuit 41. The processing circuit 40 can also realize various functions by combining software processing by a processor and a program and hardware processing.
通信インターフェイス回路４４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等のネットワークを介して、外部の機器や、カスタマーサービスセンタ等の施設と情報の授受を行う。 The communication interface circuit 44 exchanges information with external devices and facilities such as a customer service center via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
図２は、本実施形態に係るＲＦコイル装置２０に関する詳細な構造を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a detailed structure relating to the RF coil device 20 according to the present embodiment.
ＲＦコイル装置２０は、コイルエレメント２０１と、増幅器２０２と、乗算器２０３と、発振器２０４と、フィルタ２０５と、加算器（合成回路）２０６と、端子２１とを有する。具体的には、ＲＦコイル装置２０は、複数のチャネルにそれぞれ対応する複数のコイルエレメントで磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴信号の周波数を前記チャネルごとに異ならせ、周波数を異ならせた磁気共鳴信号を前記複数のチャネルに亘って合成したアナログの多重化信号をＲＦ受信器３２に出力する。図２では、ＲＦコイル装置２０が４つのコイルエレメントを有する構成を示し、以下でもＲＦコイル装置２０が４つのコイルエレメントを有することを前提に説明するが、コイルエレメントの数を４に限定することは意図していない。 The RF coil device 20 includes a coil element 201, an amplifier 202, a multiplier 203, an oscillator 204, a filter 205, an adder (synthesis circuit) 206, and a terminal 21. Specifically, the RF coil device 20 receives a magnetic resonance signal with a plurality of coil elements respectively corresponding to a plurality of channels, and varies the frequency of the magnetic resonance signal for each channel, and magnetic resonance with different frequencies. An analog multiplexed signal obtained by combining the signals over the plurality of channels is output to the RF receiver 32. FIG. 2 shows a configuration in which the RF coil device 20 has four coil elements, and the following description is based on the assumption that the RF coil device 20 has four coil elements. However, the number of coil elements is limited to four. Is not intended.
コイルエレメント２０１は、被検体から発生するＭＲ信号を受信する。図２では、ＲＦコイル装置２０は、４つのコイルエレメント２０１１、２０１２、２０１３、２０１４を有する。なお、コイルエレメント２０１とは、図２において破線で囲った複数のコイルエレメントの総称である。なお、受信されたＭＲ信号が通るＲＦコイル装置２０内の信号経路を受信チャネルと呼び、コイルエレメント２０１１、２０１２、２０１３、２０１４に対応する受信チャネルを、それぞれ受信チャネル１、受信チャネル２、受信チャネル３、受信チャネル４と呼ぶこととする。 The coil element 201 receives MR signals generated from the subject. In FIG. 2, the RF coil device 20 has four coil elements 2011, 2012, 2013 and 2014. The coil element 201 is a general term for a plurality of coil elements surrounded by a broken line in FIG. The signal path in the RF coil device 20 through which the received MR signal passes is called a reception channel, and the reception channels corresponding to the coil elements 2011, 2012, 2013, and 2014 are the reception channel 1, the reception channel 2, and the reception channel, respectively. 3 and called reception channel 4.
増幅器２０２は、コイルエレメント２０１がそれぞれ受信したＭＲ信号を増幅する。図２では、ＲＦコイル装置２０は、４つの増幅器２０２１、２０２２、２０２３、２０２４を有する。なお、増幅器２０２とは、図２において破線で囲った複数の増幅器の総称である。 The amplifier 202 amplifies the MR signals received by the coil elements 201, respectively. In FIG. 2, the RF coil device 20 includes four amplifiers 2021, 2022, 2023, and 2024. The amplifier 202 is a general term for a plurality of amplifiers surrounded by a broken line in FIG.
発振器２０４は、所定の周波数の信号を生成する。発振器２０４で生成される信号は、ローカル信号とも呼ばれる。各チャネルに供給されるローカル信号は、互いに異なる周波数成分を有する。なお、発振器２０４は、ＲＦコイル装置２０で独立して設けられる構成に限定することを意図しない。例えば、ＲＦ受信器３２において発生させられるローカル信号を取得することにより、ＲＦ受信器３２と発振器２０４とは共通化されて構成されてもよい。 The oscillator 204 generates a signal having a predetermined frequency. The signal generated by the oscillator 204 is also called a local signal. Local signals supplied to each channel have different frequency components. The oscillator 204 is not intended to be limited to a configuration that is provided independently by the RF coil device 20. For example, the RF receiver 32 and the oscillator 204 may be configured in common by acquiring a local signal generated in the RF receiver 32.
乗算器２０３は、増幅器２０２から出力される信号と、発振器２０４から供給されるローカル信号とを乗算して乗算結果を出力する。具体的には、乗算器２０３は、乗算回路であって、チャネルごとに周波数が異なる複数のローカル信号各々を、チャネルからそれぞれ出力された複数の前記磁気共鳴信号各々に、チャネルごとに乗算する。図２では、ＲＦコイル装置２０は、４つの乗算器２０３１、２０３２、２０３３、２０３４を有する。なお、乗算器２０３とは、図２において破線で囲った複数の乗算器の総称である。 Multiplier 203 multiplies the signal output from amplifier 202 by the local signal supplied from oscillator 204 and outputs the multiplication result. Specifically, the multiplier 203 is a multiplication circuit, and multiplies each of the plurality of magnetic resonance signals output from the channel by a plurality of local signals having different frequencies for each channel for each channel. In FIG. 2, the RF coil device 20 includes four multipliers 2031, 2032, 2033, and 2034. Note that the multiplier 203 is a general term for a plurality of multipliers surrounded by a broken line in FIG.
フィルタ２０５は、乗算器２０３からそれぞれ出力される信号のうち、所定の周波数成分のみを通過させて出力する。図２では、ＲＦコイル装置２０は、４つのフィルタ２０５１、２０５２、２０５３、２０５４を有する。なお、フィルタ２０５とは、図２において破線で囲った複数のフィルタの総称である。 The filter 205 passes and outputs only a predetermined frequency component among the signals output from the multiplier 203. In FIG. 2, the RF coil device 20 includes four filters 2051, 2052, 2053, and 2054. The filter 205 is a general term for a plurality of filters surrounded by a broken line in FIG.
加算器２０６は、フィルタ２０５からそれぞれ出力される信号を加算する。加算器２０６から出力される信号を多重化信号と呼ぶ。 The adder 206 adds the signals output from the filters 205, respectively. A signal output from the adder 206 is called a multiplexed signal.
端子２１は、加算器２０６から出力された多重化信号を、寝台５００を介してＲＦ受信器３２に伝送するため、寝台本体５０に接続される部品である。端子２１は１つまたは複数の信号線を有しており、多重化信号を伝送する。 The terminal 21 is a component connected to the bed body 50 in order to transmit the multiplexed signal output from the adder 206 to the RF receiver 32 via the bed 500. The terminal 21 has one or a plurality of signal lines and transmits a multiplexed signal.
ここで、ＲＦコイル装置２０において、被検体から発生したＭＲ信号をコイルエレメント２０１で受信して、端子２１から寝台本体５０に信号が出力されるまでの流れを図３のフローチャートを用いながら説明する。 Here, in the RF coil apparatus 20, the flow from when the MR signal generated from the subject is received by the coil element 201 until the signal is output from the terminal 21 to the bed body 50 will be described with reference to the flowchart of FIG. .
ステップＳ１１では、コイルエレメント２０１がＭＲ信号を受信する。 In step S11, the coil element 201 receives the MR signal.
ステップＳ１２では、増幅器２０２が、ＭＲ信号を増幅する。受信チャネル１で受信されるＭＲ信号が増幅された時点における信号をＳＩＧ１とすると、ＳＩＧ１は、振幅Ａ１と、時刻ｔと、ＭＲ信号の周波数ｆｍｒとを用いて、次のように表現することができる。
ＳＩＧ１＝Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｍｒｔ）
なお、ｆｍｒはラーモア周波数に比例する磁場強度に応じた周波数である。
また、受信チャネル２、受信チャネル３、受信チャネル４についても、同様にして、ＭＲ信号が増幅された時点における信号ＳＩＧ２とＳＩＧ３とＳＩＧ４とを次のように表現することができる。
ＳＩＧ２＝Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｍｒｔ）
ＳＩＧ３＝Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｍｒｔ）
ＳＩＧ４＝Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｍｒｔ）
なお、Ａ２とＡ３とＡ４とは各チャネルの信号の振幅である。
In step S12, the amplifier 202 amplifies the MR signal. Assuming that the signal at the time when the MR signal received by the reception channel 1 is amplified is SIG 1 , SIG 1 uses the amplitude A 1 , the time t, and the frequency f mr of the MR signal as follows. Can be expressed.
SIG 1 = A 1 (t) cos (2πf mr t)
Note that f mr is a frequency according to the magnetic field intensity proportional to the Larmor frequency.
The receiving channel 2, the receiving channel 3, for the receive channel 4, in the same manner, the signal SIG 2 and SIG 3 and SIG 4 at the time the MR signal is amplified can be expressed as follows.
SIG 2 = A 2 (t) cos (2πf mr t)
SIG 3 = A 3 (t) cos (2πf mr t)
SIG 4 = A 4 (t) cos (2πf mr t)
A 2 , A 3, and A 4 are the amplitudes of the signals of the respective channels.
ステップＳ１３では、乗算器２０３が、増幅されたＭＲ信号と発振器２０４で生成されたローカル信号とを乗算する。乗算器２０３は、多重化信号に含まれる各受信チャネルの信号成分が区別できるように、各受信チャネルで周波数成分をずらしている。 In step S <b> 13, the multiplier 203 multiplies the amplified MR signal by the local signal generated by the oscillator 204. Multiplier 203 shifts the frequency component in each reception channel so that the signal components of each reception channel included in the multiplexed signal can be distinguished.
発振器２０４で生成される、受信チャネル１に供給されるローカル信号ＬＯ１は、例えば周波数（ｆＬ＋Δｆ１）の正弦波であり、次のように表現できる。
ＬＯ１＝ｃｏｓ｛２π（ｆＬ＋Δｆ１）ｔ｝
すると、ＭＲ信号ＳＩＧ１とローカル信号ＬＯ１とを乗算して得られる信号は、次のように表現できる。
ＳＩＧ１×ＬＯ１
＝Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２πｆｍｒｔ）×ｃｏｓ（２π（ｆＬ＋Δｆ１）ｔ）
＝１／２・Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋１／２・Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ＋（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
また、受信チャネル２、受信チャネル３、受信チャネル４についても、同様にして、ＭＲ信号とローカル信号とを乗算して得られる信号は次のように表現できる。
ＳＩＧ２×ＬＯ２
＝１／２・Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
＋１／２・Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ＋（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
ＳＩＧ３×ＬＯ３
＝１／２・Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
＋１／２・Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ＋（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
ＳＩＧ４×ＬＯ４
＝１／２・Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）
＋１／２・Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ＋（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）
なお、ＬＯ２とＬＯ３とＬＯ４とは各受信チャネルの信号と乗算されるローカル信号である。また、（ｆＬ＋Δｆ２）と（ｆＬ＋Δｆ３）と（ｆＬ＋Δｆ４）とは、各受信チャネルに供給されるローカル信号の周波数である。ただし、Δｆ１とΔｆ２とΔｆ３とΔｆ４とは互いに異なる値である。
The local signal LO 1 supplied to the reception channel 1 generated by the oscillator 204 is, for example, a sine wave having a frequency (f L + Δf 1 ), and can be expressed as follows.
LO 1 = cos {2π (f L + Δf 1 ) t}
Then, a signal obtained by multiplying the MR signal SIG 1 and the local signal LO 1 can be expressed as follows.
SIG 1 x LO 1
= A 1 (t) cos (2πf mr t) × cos (2π (f L + Δf 1 ) t)
= 1/2 · A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
+ 1/2 · A 1 (t) cos (2π (f mr + (f L + Δf 1 )) t)
Similarly, for the reception channel 2, the reception channel 3, and the reception channel 4, a signal obtained by multiplying the MR signal and the local signal can be expressed as follows.
SIG 2 × LO 2
= 1/2 · A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
+ 1/2 · A 2 (t) cos (2π (f mr + (f L + Δf 2 )) t)
SIG 3 x LO 3
= 1/2 · A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
+ 1/2 · A 3 (t) cos (2π (f mr + (f L + Δf 3 )) t)
SIG 4 × LO 4
= 1/2 · A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)
+ 1/2 · A 4 (t) cos (2π (f mr + (f L + Δf 4 )) t)
LO 2 , LO 3, and LO 4 are local signals that are multiplied by the signals of the respective reception channels. Further, (f L + Δf 2 ), (f L + Δf 3 ), and (f L + Δf 4 ) are frequencies of local signals supplied to the respective reception channels. However, Δf 1 , Δf 2 , Δf 3, and Δf 4 are different values.
ステップＳ１４では、フィルタ２０５が、乗算器２０３による乗算の結果得られる信号の特定の周波数帯域の信号のみを通過させる。受信チャネル１における乗算した結果得られる信号は、（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））と（ｆｍｒ＋（ｆＬ＋Δｆ１））の２つの周波数成分を有するが、所望の成分は低周波数成分である。フィルタ２０５１は、低周波成分のみを取り出す。この処理をダウンコンバージョンと呼び、ダウンコンバージョンによって得られる信号を中間周波数信号と呼ぶ。受信チャネル１における中間周波数信号ＩＦ１は、次のように表現できる。
ＩＦ１＝１／２・Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
また、受信チャネル２、受信チャネル３、受信チャネル４についても、同様にして、中間周波数信号ＩＦ２、ＩＦ３、ＩＦ４は、それぞれ次のように表現できる。
ＩＦ２＝１／２・Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
ＩＦ３＝１／２・Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
ＩＦ４＝１／２・Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）
In step S <b> 14, the filter 205 passes only a signal in a specific frequency band of a signal obtained as a result of multiplication by the multiplier 203. The signal obtained as a result of multiplication in the reception channel 1 has two frequency components (f mr − (f L + Δf 1 )) and (f mr + (f L + Δf 1 )), but the desired component is a low frequency. It is an ingredient. The filter 2051 extracts only the low frequency component. This process is called down conversion, and a signal obtained by down conversion is called an intermediate frequency signal. Intermediate frequency signal IF 1 in the receiving channel 1 can be expressed as follows.
IF 1 = 1/2 · A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
Similarly, with respect to the reception channel 2, the reception channel 3, and the reception channel 4, the intermediate frequency signals IF 2 , IF 3 , and IF 4 can be expressed as follows.
IF 2 = 1/2 · A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
IF 3 = 1/2 · A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
IF 4 = 1/2 · A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)
ステップＳ１５では、加算器２０６が、フィルタ２０５が出力する各中間周波数信号を加算して多重化信号を出力する。出力される多重化信号ＭＬＴは次のように表現できる。
ＭＬＴ＝１／２［Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
＋Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
＋Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）］
In step S15, the adder 206 adds the intermediate frequency signals output from the filter 205 and outputs a multiplexed signal. The output multiplexed signal MLT can be expressed as follows.
MLT = 1/2 [A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
+ A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
+ A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
+ A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)]
ステップＳ１６では、端子２１が、多重化信号ＭＬＴを出力する。 In step S16, the terminal 21 outputs the multiplexed signal MLT.
上述した、各コイルエレメントで受信したＭＲ信号は、それぞれ周波数成分を異ならせて多重化するので、ＲＦ受信器３２でチャネルごとに信号成分を分離することが可能となる。 Since the MR signals received by the coil elements described above are multiplexed with different frequency components, the RF receiver 32 can separate the signal components for each channel.
図４は、本実施形態に係るＲＦ受信器３２に関する詳細な構成を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration related to the RF receiver 32 according to the present embodiment.
ＲＦ受信器３２は、寝台本体５０に設けられたポート５０１からアナログの多重化信号を受信する。ＲＦ受信器３２は、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter、アナログディジタル変換器、アナログディジタル変換回路）３２１と、乗算器３２２と、発振器３２３と、フィルタ３２４と、を有する。乗算器３２２と、発振器３２３と、フィルタ３２４とは、所定の数の分離チャネルに相当する。分離チャネルは、前記周波数を異ならせた磁気共鳴信号の合成に関する受信チャネルのチャネル数に基づいてディジタルの多重化信号を分離する。ＲＦ受信器３２の一部または全ては、例えばＦＰＧＡなどで構成される。なお、ＲＦ受信器３２において、コイルエレメント２０１の受信チャネル１に対応するディジタル信号がシーケンスコントロール回路３４に出力される経路を、単にチャネル１と呼ぶこととする。同様にして、ＲＦコイル装置２０の残る受信チャネルに対応するＲＦ受信器３２の信号経路をチャネル２、チャネル３、チャネル４と呼ぶこととする。 The RF receiver 32 receives an analog multiplexed signal from a port 501 provided in the bed body 50. The RF receiver 32 includes an ADC (Analog-to-Digital Converter, analog-digital converter, analog-digital conversion circuit) 321, a multiplier 322, an oscillator 323, and a filter 324. The multiplier 322, the oscillator 323, and the filter 324 correspond to a predetermined number of separation channels. The separation channel separates the digital multiplexed signal based on the number of reception channels related to the synthesis of the magnetic resonance signals with different frequencies. Part or all of the RF receiver 32 is configured by, for example, an FPGA. In the RF receiver 32, a path through which a digital signal corresponding to the reception channel 1 of the coil element 201 is output to the sequence control circuit 34 is simply referred to as channel 1. Similarly, signal paths of the RF receiver 32 corresponding to the remaining reception channels of the RF coil device 20 are referred to as channel 2, channel 3, and channel 4.
ＡＤＣ３２１は、アナログ信号をディジタル信号に変換する回路である。ＡＤＣ３２１は、ポート５０１から出力されるアナログの多重化信号をディジタルの多重化信号に変換する。 The ADC 321 is a circuit that converts an analog signal into a digital signal. The ADC 321 converts the analog multiplexed signal output from the port 501 into a digital multiplexed signal.
発振器３２３は、所定の周波数の信号を生成する。発振器３２３で生成される信号は、ローカル信号とも呼ばれる。各チャネルに供給されるローカル信号は、互いに異なる周波数成分を有する。すなわち、発振器３２３は、チャネルごとに周波数が異なるローカル信号を生成する。 The oscillator 323 generates a signal having a predetermined frequency. A signal generated by the oscillator 323 is also called a local signal. Local signals supplied to each channel have different frequency components. That is, the oscillator 323 generates local signals having different frequencies for each channel.
乗算器３２２は、ＡＤＣ３２１から出力されるディジタルの多重化信号と発振器３２３で生成されるローカル信号とを乗算した結果の信号を出力する。図４では、ＲＦ受信器３２は、４つの乗算器３２２１、３２２２、３２２３、３２２４を有する。なお、乗算器３２２とは、図４において破線で囲った複数の乗算器の総称である。乗算器３２２は、ディジタルの多重化信号にローカル信号を乗算し、分離チャネル間で周波数帯域が共通となる信号を出力する乗算回路である。 The multiplier 322 outputs a signal obtained by multiplying the digital multiplexed signal output from the ADC 321 by the local signal generated by the oscillator 323. In FIG. 4, the RF receiver 32 includes four multipliers 3221, 3222, 3223, and 3224. The multiplier 322 is a general term for a plurality of multipliers surrounded by a broken line in FIG. The multiplier 322 is a multiplication circuit that multiplies a digital multiplexed signal by a local signal and outputs a signal having a common frequency band between the separation channels.
フィルタ３２４は、乗算器３２２からそれぞれ出力される信号のうち、所定の周波数成分のみを通過させて出力する。図４では、ＲＦ受信器３２は、４つのフィルタ３２４１、３２４２、３２４３、３２４４を有する。４つのフィルタは、共通な通過帯域を有する。なお、フィルタ３２４とは、図４において破線で囲った複数のフィルタの総称である。フィルタ３２４は、分離チャネル間で共通の通過帯域で、乗算回路から出力された信号を通過させる。 The filter 324 passes and outputs only a predetermined frequency component among the signals output from the multiplier 322. In FIG. 4, the RF receiver 32 has four filters 3241, 3242, 3243, 3244. The four filters have a common passband. The filter 324 is a general term for a plurality of filters surrounded by a broken line in FIG. The filter 324 passes the signal output from the multiplier circuit in a common pass band between the separation channels.
ここで、ＲＦ受信器３２において、ポート５０１で受信されたアナログの多重化信号がディジタル信号に変換されてからシーケンスコントロール回路３４に供給されるまでの流れを図５のフローチャートを用いながら説明する。 Here, the flow from the conversion of the analog multiplexed signal received at the port 501 into a digital signal in the RF receiver 32 until it is supplied to the sequence control circuit 34 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップＳ２１では、ＡＤＣ３２１がアナログの多重化信号ＭＬＴをディジタルの多重化信号ＤＭＬＴに変換する。ＡＤＣ３２１よりも後段の信号処理は、ディジタル信号処理となる。ディジタルの多重化信号ＤＭＬＴは次のように表現できる。
ＤＭＬＴ＝α［Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
＋Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
＋Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）］
なお、αは任意の係数である。
In step S21, the ADC 321 converts the analog multiplexed signal MLT into a digital multiplexed signal DMLT. The signal processing subsequent to the ADC 321 is digital signal processing. The digital multiplexed signal DMLT can be expressed as follows.
DMLT = α [A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
+ A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
+ A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
+ A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)]
Α is an arbitrary coefficient.
ステップＳ２２では、乗算器３２２が、チャネルごとに分配された多重化信号と、発振器３２３により生成される、チャネルごとに周波数成分が異なるローカル信号とを乗算する。発振器３２３で生成される、チャネル１に供給されるローカル信号ＤＬＯ１は、例えば周波数（ｆＤＬ＋Δｆ１）の正弦波であり、次のように表現できる。
ＤＬＯ１＝ｃｏｓ｛２π（ｆＤＬ＋Δｆ１）ｔ｝
すると、多重化信号ＤＭＬＴとローカル信号ＤＬＯ１とを乗算して得られる信号は、次のように表現できる。
ＤＭＬＴ×ＤＬＯ１
＝α［Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
＋Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
＋Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）］
×ｃｏｓ｛２π（ｆＤＬ＋Δｆ１）ｔ｝
＝１／２・α［Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−ｆＬ＋ｆＤＬ）ｔ）
＋Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−ｆＬ−ｆＤＬ−２Δｆ１）ｔ）
＋Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２）＋（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２）−（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３）＋（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３）−（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４）＋（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）
＋Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４）−（ｆＤＬ＋Δｆ１））ｔ）］
In step S22, the multiplier 322 multiplies the multiplexed signal distributed for each channel by the local signal generated by the oscillator 323 and having different frequency components for each channel. The local signal DLO 1 generated by the oscillator 323 and supplied to the channel 1 is, for example, a sine wave having a frequency (f DL + Δf 1 ), and can be expressed as follows.
DLO 1 = cos {2π (f DL + Δf 1 ) t}
Then, a signal obtained by multiplying the multiplexed signal DMLT and the local signal DLO 1 can be expressed as follows.
DMLT × DLO 1
= Α [A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
+ A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
+ A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
+ A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)]
× cos {2π (f DL + Δf 1 ) t}
= 1/2 · α [A 1 (t) cos (2π (f mr −f L + f DL ) t)
+ A 1 (t) cos ( 2π (f mr -f L -f DL -2Δf 1) t)
+ A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 ) + (f DL + Δf 1 )) t)
+ A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 ) − (f DL + Δf 1 )) t)
+ A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 ) + (f DL + Δf 1 )) t)
+ A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 ) − (f DL + Δf 1 )) t)
+ A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 ) + (f DL + Δf 1 )) t)
+ A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 ) − (f DL + Δf 1 )) t)]
ステップＳ２３では、フィルタ３２４が、乗算器３２２から出力された信号の特定の周波数帯域の信号のみを通過させる。チャネル１における乗算器３２２から出力された信号は、複数の周波数成分を有するが、所望の成分は、チャネル１以外のチャネルの情報を含まない周波数成分である。チャネル１における乗算器３２２から出力された信号のうち、フィルタ３２４は、例えば、周波数成分が（ｆｍｒ−ｆＬ＋ｆＤＬ）の信号のみを通過させる。このようにして、多重化信号からチャネル１の情報のみを抽出することが可能となる。他のチャネルについても、同様にして多重化信号から特定のチャネルの情報のみを抽出することができる。具体的には、チャネル２、３、４それぞれに周波数（ｆＤＬ＋Δｆ２）、（ｆＤＬ＋Δｆ３）、（ｆＤＬ＋Δｆ４）の周波数のローカル信号を供給し、多重化信号ＤＭＬＴと各ローカル信号を乗算した信号のうち周波数成分が（ｆｍｒ−ｆＬ＋ｆＤＬ）の信号のみを通過させればよい。 In step S <b> 23, the filter 324 passes only a signal in a specific frequency band of the signal output from the multiplier 322. The signal output from the multiplier 322 in channel 1 has a plurality of frequency components, but the desired component is a frequency component that does not include information on channels other than channel 1. Of the signals output from the multiplier 322 in the channel 1, the filter 324 passes only a signal having a frequency component (f mr −f L + f DL ), for example. In this way, only channel 1 information can be extracted from the multiplexed signal. For other channels as well, only specific channel information can be extracted from the multiplexed signal. Specifically, local signals of frequencies (f DL + Δf 2 ), (f DL + Δf 3 ), and (f DL + Δf 4 ) are supplied to the channels 2, 3, and 4, respectively, and the multiplexed signal DMLT and each local signal are supplied. It is only necessary to pass only a signal having a frequency component (f mr −f L + f DL ) among the signals multiplied by the signal.
ステップＳ２４では、フィルタ３２４からそれぞれ出力される、チャネルごとに分離された信号が、シーケンスコントロール回路３４に出力される。 In step S <b> 24, signals that are output from the filter 324 and separated for each channel are output to the sequence control circuit 34.
以上のステップに従い、多重化信号ＤＭＬＴは、各チャネルで異なるローカル信号と乗算され、共通の通過帯域のフィルタを通過させられることにより、ＲＦコイル装置２０の各受信チャネルに対応する信号に分離され、シーケンスコントロール回路３４に出力される。 In accordance with the above steps, the multiplexed signal DMLT is multiplied by a different local signal in each channel, and is passed through a filter having a common passband, thereby being separated into signals corresponding to the respective reception channels of the RF coil device 20, It is output to the sequence control circuit 34.
（変形例１）
上述した、多重化信号を各受信チャネルに対応する信号に分離してシーケンスコントロール回路３４に出力する流れにおいては、各チャネルにそれぞれ異なるローカル信号を供給し、ローカル信号と乗算された信号を共通の通過帯域のフィルタを介して通過させていたが、構成はそれに限らない。
(Modification 1)
In the above-described flow of dividing the multiplexed signal into signals corresponding to the respective reception channels and outputting them to the sequence control circuit 34, different local signals are supplied to the respective channels, and the signals multiplied by the local signals are shared. Although the signal is passed through a passband filter, the configuration is not limited thereto.
図６は、変形例１に係るＲＦ受信器３２に関する詳細な構成を示すブロック図である。図４で示した構成と異なる点は、各チャネルで異なるローカル信号を供給していない点にある。ポート５０１と、ＡＤＣ３２１は、上述した構成と同じである。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the RF receiver 32 according to the first modification. The difference from the configuration shown in FIG. 4 is that different local signals are not supplied for each channel. The port 501 and the ADC 321 have the same configuration as described above.
フィルタ３２４は、ＡＤＣ３２１から出力されるディジタルの多重化信号についての各チャネルに対応する通過帯域を有し、特定の周波数成分のみを通過させて出力する。 The filter 324 has a pass band corresponding to each channel of the digital multiplexed signal output from the ADC 321, and passes only a specific frequency component to output.
例えば、チャネル１、２、３、４に対応するフィルタの通過帯域は、それぞれ、（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））、（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））、（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））、（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））である。 For example, the passbands of the filters corresponding to the channels 1, 2, 3, and 4 are (f mr − (f L + Δf 1 )), (f mr − (f L + Δf 2 )), and (f mr − ( f L + Δf 3)), (f mr - a (f L + Δf 4)) .
ここで、変形例１に係るＲＦ受信器３２において、ポート５０１で受信されたアナログの多重化信号がディジタル信号に変換されてからシーケンスコントロール回路３４に供給されるまでの流れを図７のフローチャートを用いながら説明する。 Here, in the RF receiver 32 according to the first modification, the flow from when the analog multiplexed signal received at the port 501 is converted to a digital signal until it is supplied to the sequence control circuit 34 is shown in the flowchart of FIG. It will be explained while using.
ステップＳ３１では、ＡＤＣ３２１がアナログの多重化信号ＭＬＴをディジタルの多重化信号ＤＭＬＴに変換する。ＡＤＣ３２１よりも後段の信号処理は、ディジタル信号処理となる。ディジタルの多重化信号ＤＭＬＴは図５のステップＳ２１で説明した表現と同様である。 In step S31, the ADC 321 converts the analog multiplexed signal MLT into a digital multiplexed signal DMLT. The signal processing subsequent to the ADC 321 is digital signal processing. The digital multiplexed signal DMLT is similar to the expression described in step S21 in FIG.
ステップＳ３２では、フィルタ３２４が、多重化信号ＤＭＬＴの特定の周波数帯域の信号のみを通過させる。各チャネルにおいて、フィルタ３２４を通過して出力される信号は、次のように表現できる。
チャネル１：α・Ａ１（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））ｔ）
チャネル２：α・Ａ２（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ２））ｔ）
チャネル３：α・Ａ３（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ３））ｔ）
チャネル４：α・Ａ４（ｔ）ｃｏｓ（２π（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ４））ｔ）
In step S32, the filter 324 passes only signals in a specific frequency band of the multiplexed signal DMLT. In each channel, the signal output through the filter 324 can be expressed as follows.
Channel 1: α · A 1 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 1 )) t)
Channel 2: α · A 2 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 2 )) t)
Channel 3: α · A 3 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 3 )) t)
Channel 4: α · A 4 (t) cos (2π (f mr − (f L + Δf 4 )) t)
ステップＳ３３では、フィルタ３２４からそれぞれ出力される、チャネルごとに分離された信号が、シーケンスコントロール回路３４に出力される。 In step S <b> 33, signals that are output from the filter 324 and separated for each channel are output to the sequence control circuit 34.
上述した第１の実施形態によれば、ＲＦコイル装置２０において複数の受信チャネルに亘って受信信号を多重化し、アナログ信号として多重化信号を出力する。ＲＦ受信器３２は、アナログの多重化信号をディジタルに変換した後に、チャネルごとに多重化信号を分離し、シーケンスコントロール回路３４に出力する。 According to the first embodiment described above, the RF coil device 20 multiplexes reception signals over a plurality of reception channels and outputs a multiplexed signal as an analog signal. The RF receiver 32 converts the analog multiplexed signal into a digital signal, then separates the multiplexed signal for each channel and outputs it to the sequence control circuit 34.
この構成によると、アナログの多重化信号をアナログ回路によってチャネルごとに分離してからディジタル信号に変換する場合と比較して、例えばＡＤＣなどのアナログ回路の点数が削減できるため、省コスト化を図ることができる。また、回路構成を簡素化することができる。 According to this configuration, the number of analog circuits such as ADCs can be reduced, for example, compared with the case where analog multiplexed signals are separated into digital signals after being separated for each channel by an analog circuit. be able to. In addition, the circuit configuration can be simplified.
また、第１の実施形態の受信器３２は、発振器３２３から各チャネルに、チャネルごとに異なるローカル信号を供給し、共通の通過帯域のフィルタ３２４で特定の周波数成分のみ通過させる。これによりあらかじめ記憶させておくことが求められるフィルタ３２４の種類を減らすことができるので、受信器３２を構成する、例えばＦＰＧＡに必要とされるメモリの容量を節約することができる。 Further, the receiver 32 of the first embodiment supplies a local signal different for each channel from the oscillator 323 to each channel, and allows only a specific frequency component to pass through the filter 324 having a common passband. As a result, the types of filters 324 that are required to be stored in advance can be reduced, so that it is possible to save the memory capacity required for, for example, the FPGA constituting the receiver 32.
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１は、ポート５０１に接続されたＲＦコイル装置２０が多重化信号を出力するＲＦコイル装置であるか否かを判定する機能を有する。本実施形態において、第１の実施形態と重複する内容は省略する。また、図面の符号についても、共通の箇所には同じ符号を付して説明する。
(Second Embodiment)
The magnetic resonance imaging apparatus 1 according to the second embodiment has a function of determining whether or not the RF coil apparatus 20 connected to the port 501 is an RF coil apparatus that outputs a multiplexed signal. In the present embodiment, the contents overlapping with those of the first embodiment are omitted. In addition, with respect to the reference numerals in the drawings, common portions are denoted by the same reference numerals.
以下、第１の実施形態と異なる構成として、端子２１と処理回路４０の判定機能４５について説明する。 Hereinafter, the determination function 45 of the terminal 21 and the processing circuit 40 will be described as a configuration different from the first embodiment.
端子２１は、１つまたは複数の信号線を有する。端子２１は、複数の信号線として多重化信号を伝送する信号線のほか、ＲＦコイル装置２０の識別情報を端子２１の接続先に認識させるための信号線を有する。ＲＦコイル装置２０の識別情報とは、例えば、ＲＦコイル２０により端子２１を介して出力される多重化信号がいくつのチャネルを多重化して出力されるものであるかを示す情報である。また、ＲＦコイル装置２０の識別情報は、多重化した受信チャネルの数を有する情報に限定されない。例えば、ＲＦコイル装置２０の識別情報をＲＦコイル装置２０の機種情報としてもよい。このとき、処理回路４０は、端子２１の接続先が読み出した機種情報を用いて、例えば、記憶回路４１にあらかじめ記憶させておいた、機種情報と多重化したチャネル数との対応表を参照する。これにより、処理回路４０は、多重化したチャネルがいずれのチャンネルであるか、またはいくつであるか、の情報を取得する。 The terminal 21 has one or a plurality of signal lines. The terminal 21 has a signal line for causing the connection destination of the terminal 21 to recognize the identification information of the RF coil device 20 in addition to a signal line for transmitting a multiplexed signal as a plurality of signal lines. The identification information of the RF coil device 20 is information indicating how many channels the multiplexed signal output from the RF coil 20 through the terminal 21 is multiplexed and output. Further, the identification information of the RF coil device 20 is not limited to information having the number of multiplexed reception channels. For example, the identification information of the RF coil device 20 may be model information of the RF coil device 20. At this time, the processing circuit 40 uses the model information read out by the connection destination of the terminal 21, for example, referring to a correspondence table between the model information and the number of multiplexed channels stored in advance in the storage circuit 41. . As a result, the processing circuit 40 acquires information on which channel is the number of multiplexed channels or how many.
図８は、ＲＦコイル装置２０の識別情報を端子２１に供給する例として、アナログ回路を用いた場合を示した図である。端子２１は、寝台５００の例えば寝台本体５０に設けられたポート５０１に接続される。図８では、端子２１が２つの信号線を有し、ポート５０１が端子２１の信号線に対応して２つの信号線を有する構成を例示した。２つの信号線をそれぞれ信号線１、信号線２と呼ぶこととする。 FIG. 8 is a diagram showing a case where an analog circuit is used as an example of supplying identification information of the RF coil device 20 to the terminal 21. The terminal 21 is connected to a port 501 provided in the bed body 50 of the bed 500, for example. FIG. 8 illustrates a configuration in which the terminal 21 has two signal lines and the port 501 has two signal lines corresponding to the signal lines of the terminal 21. The two signal lines are referred to as signal line 1 and signal line 2, respectively.
図８（Ａ）は、端子２１の信号線２がグランドＧＮＤに接続され、信号線１はグランドＧＮＤに接続されていない状態である。ポート５０１の信号線１の状態は、信号線がグランドＧＮＤに接続されていない状態を表す、電圧値が非ゼロの状態である。一方で、ポート５０１の信号線２の状態は、信号線がグランドＧＮＤに接続された状態を表す、電圧値がゼロの状態である。信号線の電圧値がゼロの場合を０、信号線の電圧値が非ゼロの場合を１と定義すれば、端子２１が接続先であるポート５０１に認識させる識別情報は、信号線１と信号線２の状態を「信号線１，信号線２」の形式の２進数で表すとすれば「１０」の情報となる。一方、図８（Ｂ）は、端子２１の信号線１がグランドＧＮＤに接続され、信号線２はグランドＧＮＤに接続されていない状態である。図８（Ａ）と同様に、信号線の接続状態から識別情報を求めると、「０１」となる。このように、ポート５０１は、識別情報に対応する端子２１の信号線の電圧値などの状態から、接続されているＲＦコイル装置２０の識別情報を認識することができる。 FIG. 8A shows a state where the signal line 2 of the terminal 21 is connected to the ground GND and the signal line 1 is not connected to the ground GND. The state of the signal line 1 of the port 501 is a state in which the voltage value is non-zero, which represents a state where the signal line is not connected to the ground GND. On the other hand, the state of the signal line 2 of the port 501 is a state where the voltage value is zero, which represents a state where the signal line is connected to the ground GND. If the voltage value of the signal line is zero, the identification information to be recognized by the port 501 to which the terminal 21 is connected is the signal line 1 and the signal. If the state of the line 2 is expressed by a binary number in the format of “signal line 1, signal line 2”, information of “10” is obtained. On the other hand, FIG. 8B shows a state in which the signal line 1 of the terminal 21 is connected to the ground GND and the signal line 2 is not connected to the ground GND. Similarly to FIG. 8A, when the identification information is obtained from the connection state of the signal line, “01” is obtained. Thus, the port 501 can recognize the identification information of the connected RF coil device 20 from the state of the voltage value of the signal line of the terminal 21 corresponding to the identification information.
上述した、ＲＦコイル装置２０の識別情報の取得においては、端子２１が識別情報のために信号線を２つ設けた場合を例示したが、信号線の数はこれに限らない。識別したいＲＦコイル装置２０の種類が増える場合には、識別情報用の信号線を増やすことによって対応することができる。また、端子２１からの識別情報に関する信号の供給方法は、アナログ回路として実現することに限らない。例えば、ＲＦコイル装置２０が例えばフラッシュストレージなどの記憶媒体を有し、この記憶媒体から識別情報が供給されるように構成してもよい。 In the acquisition of the identification information of the RF coil device 20 described above, the case where the terminal 21 is provided with two signal lines for identification information is illustrated, but the number of signal lines is not limited thereto. If the types of RF coil devices 20 to be identified increase, it can be dealt with by increasing the number of identification information signal lines. Further, the method for supplying the signal related to the identification information from the terminal 21 is not limited to being realized as an analog circuit. For example, the RF coil device 20 may have a storage medium such as a flash storage, and the identification information may be supplied from the storage medium.
図９に示すように、処理回路４０は、判定機能４５を有する。判定機能４５を除いて、磁気共鳴イメージング装置１の各構成は、図１で説明した構成と基本的に同一である。判定機能４５は、判定部の一例である。判定機能４５は、ＲＦコイル装置２０の識別情報に基づいて、ＲＦコイル装置２０が多重化信号を出力するＲＦコイル装置であるか否かを判定する。 As shown in FIG. 9, the processing circuit 40 has a determination function 45. Except for the determination function 45, each configuration of the magnetic resonance imaging apparatus 1 is basically the same as the configuration described in FIG. The determination function 45 is an example of a determination unit. The determination function 45 determines whether the RF coil device 20 is an RF coil device that outputs a multiplexed signal based on the identification information of the RF coil device 20.
例えば、処理回路４０は、判定機能４５により、端子２１から供給される識別情報を取得する。そして、処理回路４０は、識別情報と、ＲＦコイル装置２０が多重化信号を出力するか否かの情報との関係を読み出して判定する。識別情報と多重化信号出力の有無の関係は、記憶回路４１にあらかじめ記憶させておく。なお、ＲＦコイル装置２０が、多重化信号を出力するか否かの識別情報を供給する構成を有しない場合、つまり、処理回路４０が、判定機能４５によりＲＦコイル装置２０の識別情報を取得できない場合、処理回路４０は、判定機能４５によりＲＦコイル装置２０が多重化信号を出力しないコイルであると判定する。 For example, the processing circuit 40 acquires the identification information supplied from the terminal 21 by the determination function 45. Then, the processing circuit 40 reads and determines the relationship between the identification information and information on whether or not the RF coil device 20 outputs a multiplexed signal. The relationship between the identification information and the presence / absence of the multiplexed signal output is stored in the storage circuit 41 in advance. When the RF coil device 20 does not have a configuration for supplying identification information indicating whether to output a multiplexed signal, that is, the processing circuit 40 cannot acquire the identification information of the RF coil device 20 by the determination function 45. In this case, the processing circuit 40 determines by the determination function 45 that the RF coil device 20 is a coil that does not output a multiplexed signal.
さらに例えば、処理回路４０は、判定機能４５により、ＲＦコイル装置２０の識別情報を、入力インターフェイス回路４３や通信インターフェイス回路４４を介して取得して用いてもよい。そして、処理回路４０は、取得した識別情報に基づいて、ＲＦコイル装置２０が多重化信号を出力するか否かを判定してもよい。 Further, for example, the processing circuit 40 may acquire and use the identification information of the RF coil device 20 via the input interface circuit 43 or the communication interface circuit 44 by the determination function 45. Then, the processing circuit 40 may determine whether or not the RF coil device 20 outputs a multiplexed signal based on the acquired identification information.
処理回路４０は、判定機能４５により、さらに、ＲＦコイル装置２０から多重化信号が出力されていると判定した場合、ＲＦコイル装置２０が有するチャネルのうち、どのチャネルの信号が多重化されて出力されているかの情報を取得する。ＲＦコイル装置２０のどのチャネルにおける磁気共鳴信号が多重化されているかの情報は、ＲＦコイル装置２０に関する識別情報の一つとして、端子２１の信号線を介して取得されてもよいし、コンソール４００の記憶回路４１から読み出すことにより取得されてもよい。コンソール４００の記憶回路４１から読み出される情報は、例えば、入力インターフェイス回路４３や通信インターフェイス回路４４を介して取得、および入力される情報である。 When it is determined by the determination function 45 that the multiplexed signal is output from the RF coil device 20, the processing circuit 40 multiplexes and outputs which channel signal among the channels of the RF coil device 20. Get information about what is being done. Information regarding which channel of the RF coil device 20 the magnetic resonance signal is multiplexed may be acquired via the signal line of the terminal 21 as one of identification information regarding the RF coil device 20, or the console 400. It may be obtained by reading from the storage circuit 41. Information read from the storage circuit 41 of the console 400 is information acquired and input via the input interface circuit 43 or the communication interface circuit 44, for example.
処理回路４０は、判定機能４５により、多重化信号を出力しないＲＦコイル装置２０を識別可能であるが、以下に、ＲＦコイル装置２０とＲＦ受信器３２に関して、ＲＦコイル装置２０とは異なって多重化信号を出力しないＲＦコイル装置に対処する構成を説明する。 The processing circuit 40 can identify the RF coil device 20 that does not output a multiplexed signal by the determination function 45. Hereinafter, the RF coil device 20 and the RF receiver 32 are multiplexed differently from the RF coil device 20. A configuration for coping with an RF coil device that does not output an activation signal will be described.
ＲＦコイル装置２０は、複数の受信チャネルのうち１つの受信チャネルに供給されるローカル信号を十分小さくする。多重化信号を出力しないＲＦコイル装置は、ラーモア周波数の信号を出力するので、例えば、第１の実施形態において説明した受信チャネル１の中間周波数信号の周波数成分（ｆｍｒ−（ｆＬ＋Δｆ１））をｆｍｒに近づける。 The RF coil device 20 sufficiently reduces a local signal supplied to one reception channel among a plurality of reception channels. Since the RF coil device that does not output a multiplexed signal outputs a signal of Larmor frequency, for example, the frequency component (f mr − (f L + Δf 1 ) of the intermediate frequency signal of the reception channel 1 described in the first embodiment. ) Is brought closer to f mr .
ＲＦ受信器３２は、ＲＦコイル装置２０の各受信チャネルの周波数成分に対応した多重化信号の分離の処理を行う。このため、ＲＦ受信器３２は、少なくとも１つの受信チャネルが多重化信号を出力しないＲＦコイル装置の出力する信号の周波数を処理可能なように構成される。 The RF receiver 32 performs a process of separating a multiplexed signal corresponding to the frequency component of each reception channel of the RF coil device 20. For this reason, the RF receiver 32 is configured such that at least one reception channel can process the frequency of the signal output from the RF coil device that does not output the multiplexed signal.
ここで、多重化信号を出力するＲＦコイル装置２０、または多重化信号を出力しないＲＦコイル装置からの出力信号を処理可能なＲＦ受信器３２における処理の流れを、図１０のフローチャートを用いながら説明する。 Here, the processing flow in the RF receiver 32 that can process the output signal from the RF coil device 20 that outputs the multiplexed signal or the RF coil device that does not output the multiplexed signal will be described with reference to the flowchart of FIG. To do.
ステップＳ４１では、処理回路４０が、判定機能４５により、ＲＦコイル装置２０により多重化信号が出力されているか否かを判定する。例えば、処理回路４０は、ＲＦコイル装置２０からＲＦ受信器３２に出力されたアナログ信号が多重化信号であるか、あるいは単一のチャネルに対応する信号であるかを判定する。ＲＦコイル装置２０から多重化信号が出力されている場合は、ステップＳ４２に進み、ＲＦコイル装置２０から多重化信号が出力されていない場合は、ステップＳ４３へ進む。 In step S <b> 41, the processing circuit 40 determines whether the multiplexed signal is output from the RF coil device 20 by the determination function 45. For example, the processing circuit 40 determines whether the analog signal output from the RF coil device 20 to the RF receiver 32 is a multiplexed signal or a signal corresponding to a single channel. When the multiplexed signal is output from the RF coil device 20, the process proceeds to step S42, and when the multiplexed signal is not output from the RF coil device 20, the process proceeds to step S43.
ステップＳ４２では、処理回路４０が、判定機能４５により、ＲＦコイル装置２０の識別情報に基づいて、多重化信号を出力しているＲＦコイル装置２０のどの受信チャネルを使用した信号が多重化されているかについての情報を取得する。使用中の受信チャネルの情報は、ＲＦ受信器３２に供給される。 In step S42, the processing circuit 40 uses the determination function 45 to multiplex the signal using which reception channel of the RF coil device 20 outputting the multiplexed signal based on the identification information of the RF coil device 20. Get information about whether or not. Information on the reception channel in use is supplied to the RF receiver 32.
ステップＳ４３では、ＲＦ受信器３２が、使用中の受信チャネルに対応するチャネルに対して、信号処理を行う。使用中でないチャネルに対しては、例えば、チャネルの情報をゼロクリアする。 In step S43, the RF receiver 32 performs signal processing on the channel corresponding to the reception channel in use. For channels that are not in use, for example, the channel information is cleared to zero.
ステップＳ４４では、ＲＦ受信器３２がシーケンスコントロール回路３４に各チャネルの信号を出力する。 In step S44, the RF receiver 32 outputs a signal of each channel to the sequence control circuit 34.
上述したＲＦ受信器３２の構成は、一つのＲＦコイル装置２０がポート５０１に接続されている場合を説明しているが、それに限らない。例えば、寝台本体５０が複数のポート５０１を有していてもよい。ＲＦ受信器３２は、接続されている１つまたは複数のＲＦコイル装置２０に応じて、ＲＦ受信器３２における信号の処理を切り替える。 The configuration of the RF receiver 32 described above describes the case where one RF coil device 20 is connected to the port 501, but is not limited thereto. For example, the bed body 50 may have a plurality of ports 501. The RF receiver 32 switches processing of signals in the RF receiver 32 in accordance with the one or more RF coil devices 20 connected thereto.
例えば、複数のポート５０１にそれぞれ多重化信号を出力するＲＦコイル装置２０と多重化信号を出力しないＲＦコイル装置とが接続されている場合、ＲＦコイル装置ごとに、ＲＦ受信器３２における処理を切り替えることができる。さらに例えば、複数のポート５０１に、多重化しているチャネルの数が異なるＲＦコイル装置２０が接続されている場合、ＲＦコイル装置ごとに、ＲＦ受信器３２における処理を切り替えることができる。 For example, when the RF coil device 20 that outputs a multiplexed signal and the RF coil device that does not output a multiplexed signal are connected to a plurality of ports 501, the processing in the RF receiver 32 is switched for each RF coil device. be able to. Further, for example, when the RF coil device 20 having a different number of multiplexed channels is connected to the plurality of ports 501, processing in the RF receiver 32 can be switched for each RF coil device.
なお、上述したステップＳ４３において、使用中でないチャネルに対してゼロクリアすることを例示したがこれに限らない。例えば、使用中でないチャネルに対して、演算処理自体を行わないようにしても構わない。具体的には、処理回路４０は、磁気共鳴信号の多重化に関するチャネル数を示す識別情報をＲＦコイル装置２０から取得し、識別情報に基づいて周波数を異ならせた磁気共鳴信号の合成に関するチャネル数を判定し、所定の数の分離チャネルのうち、分離の処理を停止させる少なくとも一つの分離チャネルを特定する。これにより、ＲＦ受信器３２は、所定の数の分離チャネルのうち、ディジタルの多重化信号の分離の処理に用いられない分離チャネルでの分離の処理を停止する。 In the above-described step S43, zero clear is performed for a channel not in use, but the present invention is not limited to this. For example, the arithmetic processing itself may not be performed on a channel that is not in use. Specifically, the processing circuit 40 acquires identification information indicating the number of channels related to multiplexing of magnetic resonance signals from the RF coil device 20, and the number of channels related to synthesis of magnetic resonance signals with different frequencies based on the identification information. And at least one separation channel for stopping the separation process is specified from the predetermined number of separation channels. Thereby, the RF receiver 32 stops the separation process in the separation channel that is not used for the separation process of the digital multiplexed signal among the predetermined number of separation channels.
上述した第２の実施形態によれば、処理回路４０は、判定機能４５により、寝台本体５０に接続されたＲＦコイル装置２０の識別情報に基づいて、ＲＦ受信器３２における信号の処理を切り替える。 According to the second embodiment described above, the processing circuit 40 switches the signal processing in the RF receiver 32 based on the identification information of the RF coil device 20 connected to the bed body 50 by the determination function 45.
多重化信号を出力するＲＦコイル装置２０が寝台本体５０に接続されている場合は、ＲＦコイル装置２０の識別情報に基づいて、いくつの受信チャネルが多重化されているかの情報をＲＦ受信器３２が取得する。そして、ＲＦ受信器３２において多重化信号をチャネルごとに分離するときに、使用された受信チャネルの信号に対してのみ分離の処理を行う。これにより、ＲＦコイル装置２０において多重化されている受信チャネルに対応したチャネルに対してのみ、ＲＦ受信器３２が分離の処理を行うことができる。また、ＲＦ受信器３２は、多重化信号から必要なチャネルの分だけ分離の処理を行うので、計算量と、処理にかかる消費電力の低減を図ることができる。 When the RF coil device 20 that outputs a multiplexed signal is connected to the bed main body 50, information on how many reception channels are multiplexed based on the identification information of the RF coil device 20 is received by the RF receiver 32. Get. Then, when the multiplexed signal is separated for each channel in the RF receiver 32, only the signal of the used reception channel is separated. Thereby, the RF receiver 32 can perform the separation process only for the channel corresponding to the reception channel multiplexed in the RF coil device 20. Further, since the RF receiver 32 performs the separation process for the necessary channels from the multiplexed signal, it is possible to reduce the calculation amount and the power consumption for the process.
多重化信号を出力しないＲＦコイル装置２０が寝台本体５０に接続される場合に対応するために、多重化信号を出力するＲＦコイル装置２０の少なくとも１つの受信チャネルの信号の周波数を、多重化信号を出力しないＲＦコイル装置２０から出力された信号の周波数に合わせる。また、ＲＦ受信器３２は、ＲＦコイル装置２０の各受信チャネルに対応してチャネルごとに多重化信号の分離の処理を行う。これにより、ＲＦ受信器３２は、多重化信号を出力するか否かによらず、ＲＦコイル装置２０から出力された信号を処理することができる。 In order to cope with the case where the RF coil device 20 that does not output the multiplexed signal is connected to the bed body 50, the frequency of the signal of at least one reception channel of the RF coil device 20 that outputs the multiplexed signal is set to the multiplexed signal. Is adjusted to the frequency of the signal output from the RF coil device 20 that does not output. Further, the RF receiver 32 performs a process of separating multiplexed signals for each channel corresponding to each reception channel of the RF coil device 20. Accordingly, the RF receiver 32 can process the signal output from the RF coil device 20 regardless of whether or not to output a multiplexed signal.
また、多重化しているチャネル数の異なる複数のＲＦコイル装置２０、あるいは多重化信号を出力しているＲＦコイル装置２０と多重化信号を出力しないＲＦコイル装置が、寝台本体５０が複数のポート５０１にそれぞれ接続されている場合にも、ＲＦ受信器３２は接続されたＲＦコイル装置２０の種別に応じて、多重化信号の分離の処理ができる。つまり、多重化の有無や多重化した受信チャネルの数がどのような形態であっても、ＲＦ受信器３２は、ＲＦコイル装置から出力される信号を処理可能である。 In addition, the bed body 50 includes a plurality of ports 501 in a plurality of RF coil devices 20 with different numbers of channels, or an RF coil device 20 that outputs multiplexed signals and an RF coil device that does not output multiplexed signals. Even when each is connected to each other, the RF receiver 32 can perform the demultiplexing processing according to the type of the connected RF coil device 20. That is, the RF receiver 32 can process a signal output from the RF coil device regardless of the form of multiplexing and the number of multiplexed reception channels.
（変形例２）
本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１におけるＲＦコイル装置２０は、複数のコイルエレメント２０１と、第１のダイレクトディジタルシンセサイザ（Direct Digital Synthesizer：以下第１ＤＤＳと呼ぶ）と、ディジタルアナログ変換器（Digital to Analog Converter：以下ＤＡＣと呼ぶ）と、乗算器２０３と、加算器２０６とを有する。
(Modification 2)
The RF coil device 20 in the magnetic resonance imaging apparatus 1 according to this modification includes a plurality of coil elements 201, a first direct digital synthesizer (hereinafter referred to as a first DDS), a digital-analog converter (Digital to Digital). Analog Converter: DAC), a multiplier 203, and an adder 206.
複数のコイルエレメント２０１は、複数の受信チャネルにそれぞれ対応し複数の磁気共鳴信号をそれぞれ受信する。 The plurality of coil elements 201 respectively correspond to a plurality of reception channels and receive a plurality of magnetic resonance signals.
第１ＤＤＳは、複数の受信チャネルにそれぞれ対応する複数の第１周波数をそれぞれ有する複数の第１ローカル信号を、ディジタル信号として発生する。具体的には、第１ＤＤＳ各々は、積算器とメモリを有する。メモリは、１サイクル分の複数の位相値（角度）に対する１サイクル分の複数の振幅値の対応表と、第１周波数に対応する積算設定値とを記憶する。積算設定値は、第１ＤＤＳにおけるクロック信号の周波数と第１周波数とに応じて予め設定される。積算設定値は、クロック信号において積算されるクロック数を示すディジタルデータである。積算器は、クロック信号におけるクロック数を積算する。第１ＤＤＳは、積算したクロック数が積算設定値に到達するごとに、積算設定値を入力位相値として対応表を参照することにより、振幅値を出力する。第１ＤＤＳは、クロック数の積算および振幅値の出力を繰り返すことで、第１周波数を有するディジタル信号をＤＡＣに出力する。 The first DDS generates a plurality of first local signals each having a plurality of first frequencies respectively corresponding to a plurality of reception channels as digital signals. Specifically, each first DDS has an integrator and a memory. The memory stores a correspondence table of a plurality of amplitude values for one cycle with respect to a plurality of phase values (angles) for one cycle, and an integrated set value corresponding to the first frequency. The integrated set value is set in advance according to the frequency of the clock signal in the first DDS and the first frequency. The integration set value is digital data indicating the number of clocks integrated in the clock signal. The accumulator accumulates the number of clocks in the clock signal. The first DDS outputs an amplitude value by referring to the correspondence table using the integrated set value as an input phase value every time the number of integrated clocks reaches the integrated set value. The first DDS outputs a digital signal having the first frequency to the DAC by repeating the integration of the number of clocks and the output of the amplitude value.
第１ＤＤＳは、受信チャネルのチャネル数に対応する個数で、ＲＦコイル装置２０内に搭載される。例えば、図２に示すようにチャネル数が４つである場合、第１ＤＤＳの数は、４となる。また、図２において、複数の第１ＤＤＳは、発振器２０４に相当する。なお、ＲＦコイル装置２０に搭載される第１ＤＤＳの数は、受信チャネルの数に限定されない。例えば、複数の受信チャネルの内一つの受信チャネルによる磁気共鳴信号には第１ローカル信号が乗算されなくてもよい。このとき、第１ＤＤＳの数は受信チャネルの数より一つ少なくなる。 The first DDS is mounted in the RF coil device 20 in a number corresponding to the number of reception channels. For example, when the number of channels is four as illustrated in FIG. 2, the number of first DDS is four. In FIG. 2, the plurality of first DDSs correspond to the oscillator 204. Note that the number of first DDSs mounted on the RF coil device 20 is not limited to the number of reception channels. For example, the magnetic resonance signal from one of the plurality of reception channels may not be multiplied by the first local signal. At this time, the number of first DDS is one less than the number of reception channels.
また、一つの第１ＤＤＳで周波数ｆＬを有するディジタル信号を生成し、他の４つの第１ＤＤＳで周波数Δｆ１、周波数Δｆ２、周波数Δｆ３、周波数Δｆ４を有するディジタル信号をそれぞれ生成してもよい。このとき、第１ローカル信号は、周波数ｆＬを有するディジタル信号と周波数Δｆｎ（Ｎ＝１〜４）を有するディジタル信号とを乗算することにより、第１ローカル信号が生成される。このとき、第１ＤＤＳの数は受信チャネルの数より一つ多くなる。 Alternatively, a digital signal having a frequency f L may be generated by one first DDS, and a digital signal having a frequency Δf 1 , a frequency Δf 2 , a frequency Δf 3 , and a frequency Δf 4 may be generated by the other four first DDSs. Good. At this time, the first local signal is generated by multiplying the digital signal having the frequency f L by the digital signal having the frequency Δf n (N = 1 to 4). At this time, the number of first DDSs is one more than the number of reception channels.
ＤＡＣは、ディジタル信号をアナログの第１ローカル信号に変換する。ＤＡＣは、アナログの第１ローカル信号を乗算器に出力する。ＤＡＣは、発振器２０４と乗算器２０３との間に設けられる。 The DAC converts the digital signal into an analog first local signal. The DAC outputs an analog first local signal to the multiplier. The DAC is provided between the oscillator 204 and the multiplier 203.
乗算器２０３は、複数の乗算回路を有する。乗算器２０３は、複数の第１ローカル信号を複数の磁気共鳴信号にチャネルごとに乗算する。 The multiplier 203 has a plurality of multiplication circuits. The multiplier 203 multiplies a plurality of first local signals by a plurality of magnetic resonance signals for each channel.
加算器は、加算回路であって、第１ローカル信号を乗算した磁気共鳴信号をチャネルに亘って加算することにより、アナログの多重化信号を生成する。 The adder is an adder circuit, and generates an analog multiplexed signal by adding the magnetic resonance signals multiplied by the first local signal over the channels.
また、本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１におけるＲＦ受信器３２は、アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）３２１と、第２のダイレクトディジタルシンセサイザ（第２ＤＤＳ）と、乗算器３２２と、フィルタ３２４とを有する。 The RF receiver 32 in the magnetic resonance imaging apparatus 1 according to this modification includes an analog-digital converter (ADC) 321, a second direct digital synthesizer (second DDS), a multiplier 322, and a filter 324. Have.
ＡＤＣ３２１は、アナログの多重化信号をディジタルの多重化信号に変換する。 The ADC 321 converts the analog multiplexed signal into a digital multiplexed signal.
第２ＤＤＳは、複数の第１周波数にそれぞれ対応する複数の第２周波数をそれぞれ有する複数の第２ローカル信号を発生する。第２ＤＤＳの数は、好適には、受信チャネルの数に対応する。なお、第２ＤＤＳの数は、上述した第１ＤＤＳの数と同様に、受信チャネルの数に限定されない。また、図４において、複数の第２ＤＤＳは、発振器３２３に相当する。 The second DDS generates a plurality of second local signals each having a plurality of second frequencies respectively corresponding to the plurality of first frequencies. The number of second DDSs preferably corresponds to the number of reception channels. Note that the number of second DDSs is not limited to the number of reception channels, similar to the number of first DDSs described above. In FIG. 4, the plurality of second DDSs correspond to the oscillator 323.
フィルタ３２４は、磁気共鳴信号の加算に関する受信チャネルのチャネル数にディジタルの多重化信号を分離する。 The filter 324 separates the digital multiplexed signal into the number of reception channels related to the addition of the magnetic resonance signals.
乗算器３２２は、分離前のディジタルの多重化信号または分離後のディジタルの多重化信号に、第２ローカル信号をチャネルごとに乗算する。すなわち、乗算器は、図４に示すように、フィルタ３２４とＡＤＣ３２１との間に設けられてもよいし、フィルタ３２４とシーケンスコントロール回路３４との間に設けられてもよい。 The multiplier 322 multiplies the second local signal for each channel by the digital multiplexed signal before separation or the digital multiplexed signal after separation. That is, as shown in FIG. 4, the multiplier may be provided between the filter 324 and the ADC 321, or may be provided between the filter 324 and the sequence control circuit 34.
以上に述べた構成によれば、前述の効果に加えて、以下の効果を奏する。
本変形例によれば、ＤＤＳを用いて、第１ローカル信号と第２ローカル信号とを、位相誤差なく発生させることができる。これにより、第１ローカル信号と第２ローカル信号とを完全に同期させることができる。すなわち、アナログ多重化信号の生成およびディジタルの多重化信号の分離を、誤差なく実行することができる。これらのことから、本変形例によれば、磁気共鳴信号の多重化による画質劣化を抑制した画像を生成することができる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained in addition to the above-described effects.
According to this modification, the first local signal and the second local signal can be generated without phase error using the DDS. Thereby, the first local signal and the second local signal can be completely synchronized. That is, the generation of the analog multiplexed signal and the separation of the digital multiplexed signal can be executed without error. For these reasons, according to the present modification, it is possible to generate an image in which image quality deterioration due to multiplexing of magnetic resonance signals is suppressed.
（変形例３）
本変形例と変形例２との相違は、ＲＦコイル装置２０に搭載された発振器２０４が、アナログの第１ローカル信号を発生することにある。発振器２０４は、例えば、水晶振動子を用いた発振回路と分周器などとを用いた水晶発振器、位相同期回路（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：以下、ＰＬＬ回路と呼ぶ）などにより実現される。本変形例のＲＦ受信器３２における発振器３２３は、ＤＤＳにより実現される。このとき、ＤＤＳは、クロック数の積算値を、第２ローカル信号の１周期ごとにゼロにリセットする位相リセット機能を有する。すなわち、位相リセット機能は、第２ローカル信号の１周期ごとに、第２ローカル信号を示す波形の位相値をゼロにリセットする機能である。位相リセット機能により、第２ローカル信号は、第１ローカル信号に完全に同期させることができる。これにより本変形例によれば、変形例２と同様な効果を得ることができる。
(Modification 3)
The difference between this modification and Modification 2 is that the oscillator 204 mounted on the RF coil device 20 generates an analog first local signal. The oscillator 204 is realized by, for example, a crystal oscillator using an oscillation circuit using a crystal resonator and a frequency divider, a phase-locked loop (hereinafter referred to as a PLL circuit), and the like. The oscillator 323 in the RF receiver 32 of this modification is realized by DDS. At this time, the DDS has a phase reset function that resets the integrated value of the number of clocks to zero for each period of the second local signal. That is, the phase reset function is a function that resets the phase value of the waveform indicating the second local signal to zero for each period of the second local signal. With the phase reset function, the second local signal can be completely synchronized with the first local signal. Thereby, according to this modification, the same effect as modification 2 can be acquired.
以上説明した少なくとも１つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、ＲＦコイル装置２０において複数の受信チャネルに亘って受信信号を多重化し、アナログ信号として多重化信号を出力する。ＲＦ受信器３２は、アナログの多重化信号をディジタルに変換した後に、受信チャネルに対応したチャネルごとに多重化信号を分離し、シーケンスコントロール回路３４に出力する。 According to the magnetic resonance imaging apparatus of at least one embodiment described above, the RF coil apparatus 20 multiplexes reception signals over a plurality of reception channels and outputs a multiplexed signal as an analog signal. The RF receiver 32 converts the analog multiplexed signal into digital, then separates the multiplexed signal for each channel corresponding to the reception channel, and outputs it to the sequence control circuit 34.
ＲＦコイル装置２０において複数の受信チャネルの信号が多重化されるので、受信チャネルの増加に伴ってケーブル本数が増加しない。また、受信チャネルの増加に伴って必要な信号線が増加しないので、ポートの形状の仕様変更を必要としない。 Since signals of a plurality of reception channels are multiplexed in the RF coil device 20, the number of cables does not increase with an increase in the reception channels. Further, since the necessary signal lines do not increase with the increase of the reception channels, it is not necessary to change the specification of the port shape.
ＲＦ受信器３２は、アナログの多重化信号をディジタルに変換した後に、チャネルごとに多重化信号を分離するので、アナログの多重化信号をアナログ回路によってチャネルごとに分離してからディジタル信号に変換する場合と比較して、例えばＡＤＣなどのアナログ回路の点数が削減できるため、省コスト化を図ることができる。また、回路構成を簡素化することができる。 Since the RF receiver 32 converts the multiplexed analog signal to digital and then separates the multiplexed signal for each channel, the analog multiplexed signal is separated for each channel by an analog circuit and then converted to a digital signal. Compared with the case, for example, the number of analog circuits such as ADC can be reduced, so that the cost can be reduced. In addition, the circuit configuration can be simplified.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…磁気共鳴イメージング装置、２０…ＲＦコイル装置、２０１…コイルエレメント、２０３…乗算器、２０５…フィルタ、２１…端子、３２…受信器、３２１…ＡＤＣ、３２２…乗算器、３２４…フィルタ、３４…シーケンスコントロール回路、５０１…ポート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic resonance imaging apparatus, 20 ... RF coil apparatus, 201 ... Coil element, 203 ... Multiplier, 205 ... Filter, 21 ... Terminal, 32 ... Receiver, 321 ... ADC, 322 ... Multiplier, 324 ... Filter, 34 ... sequence control circuit, 501 ... port.
Claims (9)
前記アナログの多重化信号をディジタルの多重化信号に変換するアナログディジタル変換回路と、前記周波数を異ならせた磁気共鳴信号の合成に関する前記チャネルのチャネル数に基づいて前記ディジタルの多重化信号を分離する所定の数の分離チャネルとを有し、前記所定の数の分離チャネルのうち、前記ディジタルの多重化信号の分離の処理に用いられない分離チャネルでの前記処理を停止する受信器と、
を備えた、磁気共鳴イメージング装置。 Magnetic resonance signals are received by a plurality of coil elements respectively corresponding to a plurality of channels, the frequency of the magnetic resonance signals is made different for each channel, and magnetic resonance signals having different frequencies are spread over the plurality of channels. An RF (Radio Frequency) coil device that outputs a synthesized analog multiplexed signal;
An analog-to-digital conversion circuit that converts the analog multiplexed signal into a digital multiplexed signal, and the digital multiplexed signal is separated based on the number of channels of the channels relating to the synthesis of the magnetic resonance signals with different frequencies A receiver having a predetermined number of separation channels, and stopping the processing in a separation channel that is not used for separation processing of the digital multiplexed signal among the predetermined number of separation channels;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 Identification information having the number of channels related to multiplexing of the magnetic resonance signal is acquired from the RF coil device, and the number of channels related to the synthesis is determined based on the identification information, and among the predetermined number of separation channels, A processing circuit for specifying at least one separation channel for stopping the processing;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF coil device further includes a multiplication circuit that multiplies each of the plurality of magnetic resonance signals output from the channel by a plurality of local signals having different frequencies for each channel, for each of the channels.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The processing circuit determines whether an analog signal output from the RF coil device to the receiver is the multiplexed signal or a signal corresponding to a single channel;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
前記分離チャネル各々は、
前記ディジタルの多重化信号に前記ローカル信号を乗算し、前記分離チャネル間で周波数帯域が共通となる信号を出力する乗算回路と、前記分離チャネル間で共通の通過帯域で、前記乗算回路から出力された信号を通過させるフィルタとを有する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The receiver further includes an oscillator that generates a local signal having a different frequency for each channel;
Each of the separation channels is
A multiplication circuit that multiplies the digital multiplexed signal by the local signal and outputs a signal having a common frequency band among the separation channels, and is output from the multiplication circuit in a common pass band between the separation channels. A filter that passes the filtered signal,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記アナログの多重化信号をディジタルの多重化信号に変換するアナログディジタル変換器と、前記第１周波数にそれぞれ対応する複数の第２周波数をそれぞれ有する複数の第２ローカル信号を発生するダイレクトディジタルシンセサイザとを有し、前記磁気共鳴信号の加算に関する前記チャネルのチャネル数に前記ディジタルの多重化信号を分離し、分離前の前記ディジタルの多重化信号または分離後の前記ディジタルの多重化信号に前記第２ローカル信号を前記チャネルごとに乗算する受信器と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。 A plurality of coil elements respectively corresponding to a plurality of channels and receiving a plurality of magnetic resonance signals; an oscillator for generating a plurality of first local signals each having a plurality of first frequencies respectively corresponding to the plurality of channels; A multiplier that multiplies the plurality of first local signals by the plurality of magnetic resonance signals for each channel, and analog multiplexing by adding the magnetic resonance signals multiplied by the first local signals over the channels. An RF coil device having a synthesis circuit for generating a digitized signal;
An analog-to-digital converter for converting the analog multiplexed signal into a digital multiplexed signal; and a direct digital synthesizer for generating a plurality of second local signals each having a plurality of second frequencies corresponding to the first frequencies, And demultiplexing the digital multiplexed signal into the number of channels of the channel related to the addition of the magnetic resonance signal, and the second multiplexed signal into the digital multiplexed signal before separation or the digital multiplexed signal after separation. A receiver that multiplies the local signal for each channel;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記ＲＦコイル装置は、前記ディジタル信号をアナログの前記第１ローカル信号に変換するディジタルアナログ変換器をさらに有する、
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The oscillator is a direct digital synthesizer that generates a digital signal corresponding to the first local signal;
The RF coil device further includes a digital-to-analog converter that converts the digital signal into the analog first local signal.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
前記ダイレクトディジタルシンセサイザは、前記第２ローカル信号の１周期ごとに、前記第２ローカル信号を示す波形の位相値をリセットする、
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The oscillator generates the analog first local signal;
The direct digital synthesizer resets a phase value of a waveform indicating the second local signal for each period of the second local signal;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The receiver includes a filter that separates the digital multiplexed signal using a passband corresponding to the second frequency.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6.
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