JP3279378B2 - Mr装置 - Google Patents

Mr装置

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JP3279378B2
JP3279378B2 JP06314393A JP6314393A JP3279378B2 JP 3279378 B2 JP3279378 B2 JP 3279378B2 JP 06314393 A JP06314393 A JP 06314393A JP 6314393 A JP6314393 A JP 6314393A JP 3279378 B2 JP3279378 B2 JP 3279378B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、NMR(核磁気共
鳴)現象を利用してイメージング(MRI)やスペクト
ロスコピー(MRS)を行うMR装置に関し、とくにそ
のRF信号発生器の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】MR装置では、被検体を励起するRF信
号を磁場強度に応じた共鳴周波数の正弦波としなければ
ならず、また受信NMR信号の直交検波回路の参照信号
として周波数および位相が正確にコントロールされたR
F信号が必要である。そのため、従来より、レジスタ、
加算器、波形ROM、D/A変換器からなるダイレクト
デジタルシンセサイザ(以下DDSと称する)が用いら
れている。
【0003】このDDSは特開平3−118044号公
報(とくにその第4図)に示されているように、ROM
に正弦波などの波形データを保持させておいて、このR
OMのアドレスを加算器の出力で順次指定して波形デー
タを読み出し、その加算器の出力レートは一定クロック
に応じて同一のものとしながら、加算によるその出力の
ステップアップ幅を任意に定めることにより、所望の周
波数の波形データを得るものである。すなわち、ROM
に格納されている正弦波の波形データの点数がたとえば
32個/1サイクルであるとし、加算器が1MHzの速
度で順次加算出力を生じるものとすると、加算出力のス
テップアップ幅を「4」とすれば8個の加算出力で1サ
イクル分の波形データが得られるので、125KHzの
波形データが得られ、これをD/A変換することにより
正確に125KHzの正弦波が得られる。加算出力のス
テップアップ幅を「2」とすれば16個の加算出力で1
サイクル分の波形データが得られるので、62.5KH
zの波形データが得られ、これをD/A変換することに
より正確に62.5KHzの正弦波が得られる。
【0004】そしてレジスタにはROMの初期アドレス
と加算ステップアップ幅とを格納しておく。加算ステッ
プアップ幅により上記のように周波数が決まり、ROM
の初期アドレスにより位相が決まるため、これらをそれ
ぞれ格納する周波数レジスタと位相レジスタの2種類の
レジスタが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
DDSでは、マルチスライスの各スライスに対応した共
鳴周波数のRF信号を、スライスの切り換えに同期し
て、連続した位相関係で順次得ることができないという
問題がある。すなわち、このような場合、図4で示すよ
うに、第1〜第3スライスについて、そのスライス位置
の磁場強度に対応した周波数のRF信号イ、ロ、ハを、
スライスの切り換え時点T1〜T6に同期して発生させ
るが、どれも0度の位相からのスタートになる(a、
b、c、d、e、f)ため、これらを連続させて出力す
ると図4のニのようになり、位相関係が連続しない。
【0006】そして、MR装置の撮像シーケンスによっ
ては、マルチスライスの各スライスごとにRF信号の周
波数を切り換え、それらの位相関係を連続させる必要が
あるので、問題である。あえてこのような連続位相関係
を保ちながら各スライスに応じた周波数のRF信号を得
ようとするなら、複数個のDDSを用いる必要がある。
【0007】この発明は、上記に鑑み、1個のDDS
で、連続位相関係を保ちながら各スライスに応じた周波
数のRF信号を得ることができるように改善したRF信
号発生器を備えるMR装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるMR装置においては、磁場を発生す
る手段と、RF信号発生手段と、RF信号を増幅して照
射する手段と、NMR信号を受信する手段と、受信した
NMR信号からデータを収集する手段とからなり、上記
RF信号発生手段は、波形データを記憶している記憶手
段と、中心周波数を定める値が設定される手段と、マル
チスライスの各スライスに対応したオフセット周波数が
設定される手段と、初期位相を定める値が設定される手
段と、マルチスライスの各スライスの間の切り換え時点
での位相の変位量を定める値が設定される手段と、中心
周波数を定める値とオフセット周波数を定める値とを加
算する手段と、その加算値を一定周期で累積していく手
段と、初期位相を定める値と各スライスの間の切り換え
時点での位相変位量を定める値とを加算する手段と、こ
の加算値に上記累積値に加えた値を上記記憶手段の読み
出しアドレス指定信号として該記憶手段に与える加算手
段と、上記記憶手段からの波形データ出力をアナログ信
号に変換する手段とが備えられることが特徴となってい
る。
【0009】
【作用】中心周波数を定める値とオフセット周波数を定
める値とが別個の設定手段に設定されるため、これらを
加算した値を一定速度で累積させて、波形データを読み
出すアドレス指定信号として使用すれば、マルチスライ
スの各スライスに対応した周波数の波形データを、その
スライスの切り換え時点に応じて得ることができる。ま
た、初期位相を定める値とマルチスライスの各スライス
の間の切り換え時点での位相変位量を定める値とが別個
の設定手段に設定され、これらを加算した値を上記の累
積値に加えるようにすれば、スライス間で周波数が切り
換えられるとき、後のRF信号の位相が前のRF信号の
位相に連続するよう、後のRF信号の位相を定めること
ができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。、図1はこの発明
の一実施例にかかるRF信号発生器を示すもので、この
RF信号発生器はこの図に示すように、5個のレジスタ
61〜65と、4個の加算器71〜74と、ROMおよ
びアドレスデコーダからなる正弦波/余弦波発生器81
と、2個のD/A変換器82、83とからなる。正弦波
/余弦波発生器81のROMには正弦波/余弦波の波形
データが格納されており、入力信号をアドレスデコーダ
でアドレスに変換することにより、各アドレスに格納さ
れている波形データを読み出す。レジスタ61には中心
周波数に相当する値が設定され、レジスタ62にはその
中心周波数からのオフセット周波数に相当する値が設定
される。レジスタ63は初期位相を定める値を保持する
ものであり、レジスタ64は位相の増加分に相当する値
を保持するものである。レジスタ65は加算器72の出
力を保持することにより、加算器72とともに積算回路
をなすものである。
【0011】この図1に示すRF信号発生器はたとえば
図2に示すようなMRI装置に組み込まれている。この
図2ではRF信号発生器には番号31が付けられてい
る。図2において、主マグネット11は静磁場を発生す
るためのもので、この静磁場に重畳するように傾斜磁場
コイル12によって傾斜磁場が印加される。傾斜磁場コ
イル12はX、Y、Zの3軸方向に磁場強度がそれぞれ
傾斜する傾斜磁場Gx、Gy、Gzを発生するように配
置されている。この静磁場及び傾斜磁場が加えられる空
間に、図示しない被検体(患者)が配置され、その被検
体にRFコイル13が取り付けられる。
【0012】傾斜磁場コイル12には傾斜磁場電源21
が接続され、Gx、Gy、Gzの各傾斜磁場発生用電力
が供給される。この傾斜磁場電源21には波形発生器2
2からの波形信号が入力されてGx、Gy、Gzの各傾
斜磁場波形が制御される。RFコイル13にはRFパワ
ーアンプ33からRF信号が供給され、これにより被検
体へのRF信号照射が行なわれる。このRF信号は、R
F信号発生器31より発生させられたRF信号を、変調
器32で、波形発生器22から送られてきた波形に応じ
てAM変調したものとなっている。
【0013】被検体で発生したNMR信号はRFコイル
13により受信され、プリアンプ41を経て位相検波器
42に送られる。位相検波器42において、受信信号は
RF信号発生器31からのRF信号を参照信号として位
相検波され、検波出力がA/D変換器43に送られる。
このA/D変換器43にはサンプリングパルス発生器2
4からサンプリングパルスが入力されており、このサン
プリングパルスに応じて検波出力のデジタルデータへの
変換が行なわれる。そのデジタルデータはホストコンピ
ュータ51に取り込まれる。
【0014】ホストコンピュータ51は、取り込まれた
データを処理して画像を再構成するとともに、タイミン
グ発生器23を介してシーケンス全体のタイミングを定
める。すなわち、タイミング発生器23は、ホストコン
ピュータ51の制御の下に、波形発生器22、RF信号
発生器31、サンプリングパルス発生器24等にタイミ
ング信号を送り、波形発生器22から各波形信号が出力
されるタイミングを定めるとともに、RF信号発生器3
1からのRF信号発生タイミングを定め、さらにサンプ
リングパルス発生器24からのサンプリングパルス発生
タイミングを定める。また、ホストコンピュータ51
は、波形発生器22に波形情報を送り、Gx、Gy、G
zの各傾斜磁場パルスの波形、強度等を制御するととも
に、RFコイル13から被検体に照射するRF信号のエ
ンベロープを定め、さらにRF信号発生器31に信号を
送ってRF信号の周波数や位相を制御する。
【0015】このホストコンピュータ51からRF信号
発生器31に送られるRF信号の周波数に関する制御情
報および位相に関する制御情報によりレジスタ61〜6
4が設定される。すなわち、この実施例のMRI装置で
は3つのスライスについてその切り換えに同期して順
次、その各スライス位置での共鳴周波数に相当する周波
数のRF信号を発生するようにしており、そのため、そ
れら3つの周波数の中心周波数に相当する値をレジスタ
61に設定し、その中心周波数に対する各オフセット周
波数を定める値をレジスタ62に設定する。また、初期
位相を定める値がレジスタ63に設定され、位相の増加
分に相当する値がレジスタ64に設定される。
【0016】そして、まず最初の第1スライスについて
のRF信号を発生する場合、そのスライスについてのオ
フセット周波数の値をレジスタ62に設定し、加算器7
1で中心周波数の値とオフセット周波数の値とを加算
し、その加算後の値を加算器72を介してレジスタ65
に保持させる。この加算器72は所定のクロックに応じ
て一定周期でレジスタ65の内容と加算器71の出力と
を加算する動作を繰り返しており、そのためレジスタ6
5の内容はクロックに応じて加算器71の出力を累積し
たものとなり、そのクロックの周期ごとに加算器71の
出力の幅でステップアップしていく。
【0017】このレジスタ65の出力は加算器73にお
いてレジスタ63の出力と加算される。レジスタ63に
は、第1のスライスに関する初期位相を表わす値が保持
されているので、これとレジスタ65の出力とが加算さ
れることにより、第1スライスについての周波数および
位相を定める値が正弦波/余弦波発生器81に入力され
ることになる。
【0018】つぎに、第2のスライスへの切り換え時点
になると、第2のスライスについてのオフセット周波数
を表わす値がレジスタ62に設定され、レジスタ65か
ら第2のスライスについての周波数を定める値が出力さ
れるようになる。またこの時点で、レジスタ64に設定
されていた第1スライスから第2スライスに対する位相
増加量が、加算器74において、レジスタ63の初期位
相を表わす値に加算され、この加算値でレジスタ63が
更新される。したがって、加算器73から正弦波/余弦
波発生器81に送られる値は、第2のスライスについて
の周波数を表わすとともに第1のスライスについてのR
F信号の位相と第2のスライスについてのRF信号の位
相とが連続するような位相を表わすものとなる。
【0019】第2のスライスから第3のスライスに切り
換えるときはレジスタ64に新たな値を設定するだけが
異なり他は同様であるから、結局、図3に示すように、
第1〜第3の各スライスについての周波数のRF信号
イ、ロ、ハを、各スライスの切り換え時点T1〜T6で
連続するような位相関係を保つように発生することがで
きる。これによりD/A変換器82、83から図3のニ
で示すような位相が連続した出力が得られる。なお、こ
の図3では位相関係が分かりやすいように時間軸(横
軸)を伸張させているが、実際にはT1、T2、T3、
…(a点、b点、c点、…)の各時間間隔では非常に多
数の周期となる。
【0020】
【発明の効果】この発明のMR装置のRF信号発生器に
よれば、マルチスライスの各スライスに応じた周波数の
RF信号を、各スライスの間の周波数切り換え時点でそ
れらの間で位相が連続するような位相関係を保ちなが
ら、得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるMR装置のRF信
号発生器のブロック図。
【図2】同実施例のMRI装置の全体のブロック図。
【図3】同実施例の動作説明のための波形を表わすタイ
ムチャート。
【図4】従来例の波形を表わすタイムチャート。
【符号の説明】
11 主マグネット 12 傾斜磁場コイル 13 RFコイル 21 傾斜磁場電源 22 波形発生器 23 タイミング発生器 24 サンプリングパルス発生器 31 RF信号発生器 32 変調器 33 RFパワーアンプ 41 プリアンプ 42 位相検波器 43 A/D変換器 51 ホストコンピュータ 61〜65 レジスタ 71〜74 加算器 81 正弦波/余弦波発生器 82、83 D/A変換器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁場を発生する手段と、RF信号発生手
    段と、RF信号を増幅して照射する手段と、NMR信号
    を受信する手段と、受信したNMR信号からデータを収
    集する手段とからなり、上記RF信号発生手段は、波形
    データを記憶している記憶手段と、中心周波数を定める
    値が設定される手段と、マルチスライスの各スライスに
    対応したオフセット周波数が設定される手段と、初期位
    相を定める値が設定される手段と、マルチスライスの各
    スライスの間の切り換え時点での位相の変位量を定める
    値が設定される手段と、中心周波数を定める値とオフセ
    ット周波数を定める値とを加算する手段と、その加算値
    を一定周期で累積していく手段と、初期位相を定める値
    と各スライスの間の切り換え時点での位相変位量を定め
    る値とを加算する手段と、この加算値に上記累積値に加
    えた値を上記記憶手段の読み出しアドレス指定信号とし
    て該記憶手段に与える加算手段と、上記記憶手段からの
    波形データ出力をアナログ信号に変換する手段とを備え
    ることを特徴とするMR装置。
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