JP4762432B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気共鳴撮像(MRI、MRイメージング)装置に関するものであり、より特定的には、磁気共鳴撮像結果の画像(以下、MR画像)の画質(IQ・イメージクォリティ)を低下させ、アーチファクトの要因となるノイズの影響を低減する磁気共鳴撮像装置(MRI装置)とその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
MRI装置は、マグネットシステムの内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間(ガントリ)内に被検体、たとえば、被検者を導き入れ(導入し)、勾配(傾斜)磁場および高周波(RF)磁場を被検者に印加して被検体内に磁気共鳴信号を発生させ、マグネットシステムの受信コイルで受信した磁気共鳴信号を信号処理して被検体のMR画像を生成する。
【0003】
MRI装置において、マグネットアセンブリは電磁波および磁気をしゃへいしたガントリに設置され、RFコイルで受信した磁気共鳴信号はガントリの外部に取り出されて、ガントリから離れた場所に設置された信号処理装置に伝送路を経由して伝送される。
RFコイルで検出された磁気共鳴信号は数μVであり、それをガントリの外部に設置された増幅回路で数mV程度まで増幅した後、伝送路を経由して信号処理装置に伝送される。
増幅回路から信号処理装置に伝送される磁気共鳴信号は、高周波の数mV程度の低レベルのアナログ信号なので、伝送路においてノイズの影響を受けやすい。
【0004】
MR撮像はパラメータをすこし変更しただけで被検体の組織のコントラストを簡単に変化させることができるという特徴を持つ。その反面、たくさんのパラメータがあるので、パラメータの設定をすこし間違えただけでMR画像にアーチファクトが発生する可能性がある。アーチファクトはMR画像から被検者の健康状態などを診断するときに誤診を招く可能性があるので、極力アーチファクトが発生しないような方法および発生したアーチファクトを低減する方法が種々試みられている。
【0005】
アーチファクトはいくつかの種類に分類できる。たとえば、被検者の体動に起因するアーチファクト、被検者の呼吸に起因するアーチファクト、磁化率の不均衡に起因するアーチファクトなどが知られている。
オペレータによるパラメータの操作で防止できるアーチファクトもあれば、そのような操作ではアーチファクトの発生を防止できないものもある。
【0006】
このようなMR撮像本来の原因に起因して発生するアーチファクトに加えて、伝送路において検出した磁気共鳴信号が不規則なノイズの影響で起こるMR画像の画質の低下が無視できない。そのようなMR画像の画質の低下も1種のアーチファクトとなる可能性がある。
再現性のない不規則なノイズに起因して発生したアーチファクトはオペレータによるパラメータの操作で修復できないので特に問題となる。
【0007】
これまで信号処理手段、たとえば、コンピュータおよび電子回路またはいずれか一方で処理する信号に対するノイズを低減するまたはノイズを削減する対策が種々提案され、実行されてきた。
そのような対策の1つの方法として、ノイズ帯域の対接地(対グランド)経路のインピーダンスを低減する方法が知られている。
【0008】
ノイズ対策の他の方法として、本願出願人は平成12年2月18日に出願した特願2000−40488号において、受信コイルで検出した高周波・低レベルのアナログの磁気共鳴信号を、MRI装置内のガントリの外部のガントリの近傍のスキャンルーム内で、画像処理装置に伝送する前にディジタル信号に変換し、符号化して伝送路におけるノイズの影響を受けにくくしてスキャンルーム内を経由して操作室まで伝送し、そのような信号を受信した操作室内の画像処理装置において符号化した信号を復号したのち、MR画像を生成する方法を提案している。
このような方法によれば、ディジタル信号がアナログ信号に比べてノイズの影響を受けにくいこと、および、符号化する際誤り訂正などの処理を施すとかりに符号化された磁気共鳴信号に一過性のノイズが重畳した場合でも正常な磁気共鳴信号を再生できるという利点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ノイズ帯域の対接地(対グランド)経路のインピーダンスを低減するというノイズ対策の第1の方法は、MRI装置を設置した病院などの施設のGND系の強弱に耐ノイズ特性が左右されるという問題がある。
【0010】
近年は病院などのMRI装置が設置される諸施設には多数のコンピュータおよコンピュータを用いた種々の装置またはいずれか一方が設けられており、それらの装置から大地に各種の接地電流が流れ込む。そのような接地電流が大地電位を変動させ、そのような接地場所の近傍にインピーダンスを低減する目的でMRI装置の接地をとると、逆に接地線からMRI装置の電子回路、マイクロコンピュータなどに不規則なノイズが入り込み、受信コイルで検出した磁気共鳴信号にノイズが重畳されることがある。そのような不規則なノイズが重畳された磁気共鳴信号を画像処理してMR画像を生成した場合、MR画像の画質が安定しないという問題に遭遇する。
【0011】
特願2000−40488号で開示した方法は、MRI装置内のガントリの外部の近傍にアナログ・ディジタル変換回路、符号化回路などを収容した電子装置を配設する必要があり、そのような電子装置を駆動する電力を給電することも考慮すると、ガントリの装置構成が複雑になるという不利益がある。
【0012】
特願2000−40488号で開示した方法において、符号化の際、誤り訂正符号を付加した場合一過性のノイズに対しては効果があるが、ノイズは通常不規則な連続信号として重畳される場合が多く、そのようなノイズに対しては誤り訂正の効果は制限される。
【0013】
このように、MRI装置において外部要因に影響を受けず、ノイズの影響を排除した正確な被検者のMR画像を生成することが望まれている。
【0014】
したがって、発明の課題は、スキャンルーム内に配置されているガントリと操作室に配設されている画像処理装置との間の伝送路において磁気共鳴信号がディジタル信号に変換され、符号化されているか否かに係わらず、ノイズの影響によってアーチファクトに発生するようなMR画像の画質の低下が発生しないか、発生するアーチファクトが無視できる程度に抑制できる磁気共鳴撮像装置(MRI装置)を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
課題を解決する発明の第1の観点によれば、磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を画像処理する第1の信号処理手段における処理以外の磁気共鳴撮像に関係する他の信号処理を行うクロックを基準に動作する第2の信号処理手段として、そのクロック周波数および動作速度の周波数またはいずれか一方が、ラーモア周波数より高い周波数のコンピュータおよび電子回路またはいずれか一方を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置が提供される。
【0016】
好ましくは、前記第1の信号処理手段が磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を前記第1の信号処理手段に読み込む間は、前記第2の信号処理手段は、例外割り込み処理などの前記コンピュータおよび前記電子回路またはいずれか一方の動作速度を不規則にする処理動作を行わない。
さらに好ましくは、前記第1の信号処理手段が磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を前記第1の信号処理手段に読み込む間は、前記第2の信号処理手段はテーブルなど低速動作する制御対象の処理を停止する。
【0017】
課題を解決する発明の第2の観点によれば、磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を画像処理する第1の信号処理手段が磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を前記第1の信号処理手段に読み込む間は、前記第1の信号処理手段における処理以外の磁気共鳴撮像に関係する他の信号処理を行うクロックを基準に動作する第2の信号処理手段は、磁気共鳴撮像装置内のテーブルなど低速動作する制御対象の処理を停止する、磁気共鳴撮像装置が提供される。
【0018】
課題を解決する発明の第3の観点によれば、磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を画像処理手段に入力する間、磁気共鳴撮像装置内のテーブルなど低速動作する制御対象の処理を停止する、磁気共鳴撮像方法が提供される。
【0019】
第1実施の形態
図1〜図5を参照して課題を解決する発明の磁気共鳴撮像装置(MRI装置)の第1実施の形態について述べる。図1はMRI装置の主要部の配置を図解した図である。図2はMRI装置の主要な要素の構成を図解した図である。
【0020】
図1に図解したように、MRI装置は、スキャンルームと、操作室に分離されて配設されている。たとえば、スキャンルームには、各種のコイルが配設されているガントリが配設されている。操作室には、医師、技師などが磁気共鳴撮像のために各種パラメータを設定し、テーブル、クレードルなどの操作を行う各種スイッチ、画像処理結果が表示される表示装置などが搭載されている操作部(または操作卓(コンソール))、各種の信号処理装置などが配置されている。
図2に図解したMRI装置は、マグネットシステム100を収容し、被検者が乗るクレードルを搭載したテーブル500を移動可能にした内腔を有するガントリと、ガントリの内部に収容された静磁場を提供する主磁場コイル部102と、勾配コイル部106と、RFコイル部108からなるマグネットシステム100と、被検体300を載置してガントリの内腔内を移動するテーブル500を有する。クレードルに被検者が乗せたテーブルは操作者の指示に応じてガントリの内腔内を搬送されたり、ガントリから排出される。
MRI装置はまた、勾配コイル部106に駆動信号を印加する勾配コイル駆動部130と、RFコイル部108に駆動信号を印加するRFコイル駆動部140と、RFコイル部108で受信(検出)した磁気共鳴信号を受信するデータ収集部150と、制御部160と、データ処理部170と、表示部180と、操作部(操作卓)190とを有する。
MRI装置はさらに、被検者300が搭載されるテーブル500と、テーブル500を駆動するテーブル駆動部210と、操作制御装置200を有する。
データ収集部150と、制御部160と、データ処理部170が本発明の第1の信号処理手段に相当する。
操作部190および操作制御装置200が本発明の第1の信号処理手段に相当する。
【0021】
スキャンルーム内のガントリは被検者300について磁気共鳴撮影を行う部分であり、その内部に主磁場コイル部102、勾配コイル部106およびRFコイル部108が収容されている。
ガントリには、被検者300に検査状態を表示しおよび指示するまたはいずれか一方を行う各種表示器、たとえば、発光ダイオード(LED)、被検者300に検査状態を通報するための音声出力装置などが設けられている。
【0022】
操作部190はMRI装置の操作者(オペレータ)、たとえば、医師、技師などが、被検者のMR画像を撮像するに際して、各種パラメータを設定したり、テーブル500の搬送操作を指示したり、撮像されて画像処理された表示部180に表示されたMR画像を見るなどのMRI装置との対話処理を行う部分であり、操作者の指示を設定する各種スイッチ、MRI装置の動作状態などを指示および表示する各種のデバイスが搭載されている。表示部180も操作部190に搭載さている場合が多い。
【0023】
データ処理部170は操作部190から設定された操作者の指令に応じて制御部160を制御する。
制御部160はデータ処理部170からの指令に応じて、勾配コイル駆動部130およびRFコイル駆動部140に制御信号を出力し、勾配コイル駆動部130およびRFコイル駆動部140からそれぞれ勾配コイル部106およびRFコイル部108を励起する駆動電流を出力させる。
【0024】
データ収集部150はRFコイル部108で検出した信号を受信してデータ処理部170に送出する。なお、RFコイル部108で検出(受信)した磁気共鳴信号は数μV程度と非常に低レベルの信号であるから、通常は、スキャンルーム内のガントリの外部またはガントリの外部の近傍に高周波増幅回路(図示せず)を設置して、たとえば、数mV程度まで増幅した後、データ収集部150に伝送することが多い。
データ処理部170はまた、データ収集部150から送出された信号を受信して、所定の信号処理および画像信号処理を行い、被検者300のMR画像を生成して表示部180に表示する。
【0025】
操作制御装置200は、被検者300のMR画像の撮像時、必要に応じてデータ処理部170と協動して、さらに必要に応じては制御部160と協動して、テーブル駆動部210を駆動してガントリの内腔内にテーブル500に乗っている被検者300を移動させ、撮像状況に応じてガントリの内部を被検者300を移動させ、撮像後、被検者300をガントリの外部に移動させる。
テーブル500には、テーブル駆動部210の駆動信号に応じて移動させるためのモータ、駆動機構などが設置されている。
操作制御装置200はまた、上述したように、ガントリに設置されたLEDなどの表示器、音声出力装置を駆動制御する。
【0026】
図1を参照して述べたように、第1実施の形態のMRI装置においては、ガントリに設置されている勾配コイル部106およびRFコイル部108を駆動制御し、RFコイル部108で検出した磁気共鳴信号を受信して信号処理して表示部180にMR画像を表示するデータ処理部170と、テーブル駆動部210を介してモータなどが設置されているテーブル500を搬送駆動制御する操作制御装置200とが分離されている。
データ処理部170は検出した磁気共鳴信号に各種の信号処理を施し、表示部180にMR画像を表示させるための画像信号処理を行うため、高速信号処理装置、たとえば、ディジタル信号プロセッサ(DSP)およびマイクロコンピュータなどが内蔵されている。
操作制御装置200もテーブル駆動部210を介してテーブル500の搬送制御などを行い、データ処理部170と協動するため、マイクロコンピュータが内蔵されている。しかしながら、テーブル駆動部210の駆動制御は、データ処理部170における程の高速信号処理ではないから、MRI装置の価格を低価格にする観点から、操作制御装置200に内蔵されるマイクロコンピュータの動作速度は低速度のものにしている。すなわち、操作制御装置200のクロック周波数および動作速度は、データ処理部170のクロック周波数および動作速度より低い。このマイクロコンピュータが本発明の第2の信号処理手段に該当する。
【0027】
信号伝送ケーブルについて述べる。
勾配コイル駆動部130と勾配コイル部106との間、RFコイル駆動部140とRFコイル部108との間、および、RFコイル部108とデータ収集部150との間は、それぞれ、伝送路として、同軸ケーブルC1,C2,C3で布線されている。
【0028】
操作部190とデータ処理部170との間の信号は通常、数V程度の、たとえば、TTL信号である。同様に、操作部190と操作制御装置200との間の信号も通常、数V程度の、たとえば、TTL信号である。したがって、ケーブルC4およびC13は電子装置間を接続する通常の信号ケーブルを使用している。
【0029】
操作制御装置200からテーブル・クレードル駆動部210へ各種の駆動制御信号を伝送するケーブルC11も、各種の駆動制御信号が数V程度の、たとえばTTL信号であるから電子装置間を接続する通常の信号伝送ケーブルを使用している。テーブル駆動部210からテーブル500の状態検出信号などを操作制御装置200に伝送するケーブルC12も状態検出信号などが数V程度の、たとえばTTL信号であるから、電子装置間を接続する通常の信号伝送ケーブルを使用している。
操作制御装置200から、直接または、テーブル駆動部210を経由して、MRI装置のLED表示器、音声通報装置などに駆動信号を伝送するケーブル(図示せず)も、それらの駆動信号などが数V程度の、たとえば、TTL信号であるから電子装置間を接続する通常の信号ケーブルを使用している。しかしながら、音声通報装置の電源が、たとえばAC100Vの場合は、電子装置に給電を行う低電源ケーブルを用いる。
【0030】
テーブル500の移動にはモータ、たとえば、ステッピングモータを使用する。そのため、テーブル駆動部210に内蔵された電源を介して、あるいは別置の電源を介して直接、テーブル500にモータを駆動するためのケーブルC15で給電が行われる。モータの駆動用の電圧はAC100V〜AC200V程度であるから、テーブル500を駆動するモータへの給電用ケーブルC15は低圧電源ケーブルを用いる。
【0031】
上述したように、本実施の形態のMRI装置においては、課題を解決する発明の第1の信号処理手段に対応するデータ処理部170系と、課題を解決する発明の第2の信号処理手段に対応する操作制御装置200系とに分離しているが、データ処理部170と操作制御装置200とは近接した位置に配設されているのが一般的であり、ケーブルC1〜C3と、ケーブルC11、C12、給電ケーブルC15は、スキャンルーム内のガントリまで接近して布線されることも多い。
【0032】
図2に図解したMRI装置におけるノイズとその対策について述べる。
【0033】
第1のノイズとその対策
操作制御装置200とテーブル駆動部210との間を伝送される信号はRFコイル部108からデータ収集部150に伝送される信号に比較すると低周波の信号であるがスイッチング信号が多く、RFコイル部108からデータ収集部150に伝送される低レベルの磁気共鳴信号に対してスイッチングノイズとなる可能性が高い。
このようなノイズに対する対策として、ケーブルC3を同軸ケーブルにしている。さらに好ましくは、同軸ケーブルC1〜C3を電磁・静電しゃへいケーブル内に収容して、ケーブルC11、C12もしゃへいケーブル内に収容し、両者のしゃへいケーブル同士を極力離間させる。
【0034】
同様に、テーブルおよびクレードル500を移動させるモータの回転を開始させたり、モータの回転を停止させたり、移動の向きを変更させるための駆動用スイッチング信号が印加される。このような駆動用スイッチング信号は低周波であるが、電圧レベルは、たとえばAC100V程度と高く、モータはテーブル500に搭載されてガントリの内腔内を移動するから、RFコイル部108で検出した非常に低レベルの磁気共鳴検出信号に影響を与える可能性が高い。
このようなノイズに対する対策は、基本的には、上記同様、ケーブルC3を同軸ケーブルにした上でテーブル500に乗っているモータなどの駆動信号が外部に漏洩しないように、ケーブルC16をしゃへいケーブルにする。さらに好ましくは、同軸ケーブルC1〜C3をしゃへいケーブル内に収容して、ケーブルC15、C16もしゃへいケーブル内に収容し両者のしゃへいケーブル同士を極力離間させる。
【0035】
第2のノイズとその対策
上述した第1のノイズ対策に対して、あるいは、第1のノイズ対策を講じた上で、有効な第2のノイズ対策は、すくなくとも、勾配コイル部106およびRFコイル部108を駆動してMR信号を受信している期間は、上述したスイッチング動作を起こさないことである。
換言すれば、操作制御装置200は、データ処理部170、および、必要に応じて、制御部160と協動して動作タイミングの調整を行い、データ処理部170および制御部160の動作により勾配コイル駆動部130およびRFコイル駆動部140を介して勾配コイル部106およびRFコイル部108を駆動し、RFコイル部108で検出し、MRI装置の外部の高周波増幅回路でRFコイル部108で検出した微弱な磁気共鳴信号を増幅したのち、データ収集部150で受信し、データ処理部170に取り込む期間(本明細書において、これをMR撮像期間と呼ぶ)は、テーブル駆動部210を介してテーブル500を搬送動作させることを停止する。さらに、操作制御装置200はガントリに設置されているLED表示器、音声通報装置などの付属装置の動作も停止する。
本明細書において、データ処理部170および制御部160が、磁気共鳴撮像のために勾配コイル部106およびRFコイル部108を駆動制御し、データ収集部150がその結果を読み込むまでの期間を、「MR撮像期間」と呼ぶ。
このような方法によれば、すくなくともMR撮像期間は上述した高周波スイッチング信号の影響は受けない。
その結果、データ収集部150を経由して磁気共鳴信号を信号処理し画像化したMR画像はノイズの影響を受けない高い品質のMR画像となる。
【0036】
なお第2のノイズ対策を行うと、上述した第1のノイズ対策を行う必要がないか、あるいは、厳格な方法で第1のノイズ対策を行う必要がなくなり、設備価格が非常に安価になり、布線作業も簡単になるという利点がある。
【0037】
第3のノイズとその対策
テーブル500に搭載されているモータなどに給電される電流は、RFコイル部108で検出した低レベルの磁気共鳴信号、および、高周波増幅回路で増幅後の磁気共鳴信号に対して、低レベルの磁気共鳴検出信号へ電磁誘導ノイズになる可能性が高い。
このようなノイズに対する対策としてケーブルC3として同軸ケーブルを用いている。
さらに好ましくは、同軸ケーブルC1〜C3をしゃへいケーブル内に収容して、給電ケーブルC15、および、駆動制御ケーブルC16もしゃへいケーブル内に収容し、両者のしゃへいケーブル同士を極力離間させている。
【0038】
第4のノイズとその対策
上述したように、MRI装置は、検出した磁気共鳴信号に各種の信号処理を施し、表示部180にMR画像を表示させるための画像信号処理を行うため、高速信号処理装置、たとえばディジタル信号プロセッサ(DSP)およびマイクロコンピュータなどが内蔵されているデータ処理部170と、テーブル駆動部210を介してテーブルの搬送制御などを行い、データ処理部170と協動するためマイクロコンピュータが内蔵されている操作制御装置200とを独立に設けている。
また上述したように、テーブル駆動部210の駆動制御は、データ処理部170における程の高速信号処理ではないから、MRI装置の価格を低価格にする観点から、操作制御装置200に内蔵されるマイクロコンピュータは動作速度が低速度のものにしている。そのようなマイクロコンピュータの基準クロック周波数は、10〜30MHz程度で充分であった。
【0039】
本願発明者は、操作制御装置200に内蔵されているマイクロコンピュータおよび電子回路またはいずれか一方がノイズ源になることを見いだした。
通常、操作制御装置200とデータ処理部170とは近傍に配設されている。操作制御装置200に内蔵されている基準クロック周波数が10〜30MHz程度のマイクロコンピュータの動作信号が高周波ノイズとして、データ処理部170に伝搬・放射してデータ収集部150から受信してデータ処理部170内で信号処理されている信号に重畳し、画像処理信号の品質を低下させ、最終的に、データ処理部170で画像処理したMR画像の画質(IQ、イメージクォリティ)が低下するという問題を見いだした。
したがって、このノイズは、特願2000−40488号に提案した符号化方法を採用した場合でも問題となる。以下その詳細を述べる。
【0040】
MRIにおけるラーモア周波数ωφは下記式で定義される。
【0041】
【数1】
ωφ=γ・Bφ ・・(1)
ここで、γは磁気回転比であり、
Bφは外部磁場の大きさである(単位はテスラT)。
【0042】
プロトンが外部磁場Bφを中心として歳差運動を行い、この歳差運動の周波数は磁場強度に比例する。
この歳差運動の周波数を共鳴周波数またはラーモア周波数と呼ぶ。このように、ラーモア周波数は外部磁場Bφの大きさに比例する。
プロトンの磁気回転比γは42.56MHz/Tである。
【0043】
現在主流のMRI装置のコイルの外部磁場の強度は0.2T〜1.5Tであり、そのラーモア周波数は8.512〜63.84MHzとなる。このようなラーモア周波数の磁気共鳴信号がRFコイル部108で検出され、データ処理部170で信号処理される。したがって、操作制御装置200からこのラーモア周波数帯域の外部に周波数を持つパルス信号、スイッチング信号などが出力されていることが望ましい。しかしながら、現在、操作制御装置200に使用している低価格のマイクロコンピュータの基準クロック周波数が10MHz〜30MHz程度であるから、基準クロックの周波数自体が帯域が8.512〜63.84MHzのラーモア周波数の帯域に入り、課題を解決する発明の第2の信号処理手段としての操作制御装置200内のマイクロコンピュータがノイズ源となる。もちろん、このような周波数の信号でもそのレベルに応じてノイズの程度は異なる。
【0044】
さらに操作制御装置200内のマイクロコンピュータにおいて1つの命令を実行処理するのに、1〜数クロック分の時間が必要となる。したがって、操作制御装置200内のマイクロコンピュータの実際の動作速度は、(基準クロック周波数)/(1命令を実行するのに必要なクロック数)となる。
基準のクロック周波数fCLK が10MHzで1命令を実行するとき2クロック必要な場合、実質的な動作速度は5MHzとなる。基準クロック周波数fCLK が30MHzで1命令を実行するとき2クロック必要な場合、実質的な動作速度の周波数fOPは15MHzとなる。
さらに、例外割り込み処理や入力待ちのカウンタ処理などの不規則な動作が加わるとマイクロコンピュータの実質的な動作速度の周波数fOPは、上述した値からさらに低下する。
【0045】
たとえば、クロック周波数fCLK が30MHzのマイクロコンピュータを用いると、上述したラーモア周波数帯域内に基準のクロック周波数fCLK が30MHz、2クロック分で1命令実行時の実質的な動作速度の周波数fOP、たとえば12〜15MHzの周波数fOPの2つの周波数の信号が入る。
3クロック分で1命令を実行するときの実質的な動作速度の周波数fOPは、たとえば8〜9MHzになる。この場合は、上述したラーモア周波数帯域内に3つの周波数の周波数が入る。
【0046】
操作制御装置200内のマイクロコンピュータなどの電子回路の動作周波数がラーモア周波数帯域に入っていなくてもラーモア周波数と接近した周波数の信号はノイズとなる可能性が高い。
【0047】
このようなノイズに対する対策として、かりに従来方法と同様に、ノイズ帯域の対接地(グランド)経路のインピーダンスを低減する方法を採用すると仮定した場合、上述した問題に加えてそのようなノイズ成分全てに対してノイズ処理を施すと非常に大変である。
このように現在主流になっている外部磁場0.2T〜1.5TのMR装置におけるラーモア周波数8.5〜63MHzの帯域で低速度のマイクロコンピュータを動作させた場合、その放射・伝導ノイズの除去対策には面倒な作業と、莫大な費用が必要となる。
とくに、ノイズ源となる信号の周波数とラーモア周波数が接近している場合、問題が大きくなる。
【0048】
またマイクロコンピュータの動作時の信号波形は単一の正弦波とはならないため、クロック周波数fCLK の整数倍の周波数のところに高調波スペクトルが出現する。このため、かりにマイクロコンピュータの動作周波数を低くしたとしても、そのような高調波の信号がラーモア周波数の帯域に入り込んでくるのでそのような方法が有効な対策とは言えない。
【0049】
図3(A)、(B)はその状況を図解したグラフである。図3(A)、(B)において、横軸は周波数を示し、縦軸は信号(および、ノイズ)のレベルを示している。
信号レベルが高いスペクトルはクロック周波数fCLK の信号を示し、信号レベルが低くなる順に実質動作速度の周波数fOPを示し、さらに基準クロック周波数より高い部分に上記高調波スペクトルを示す。
【0050】
上述した課題の解決方法として、課題を解決する発明の実施の形態においては下記の対策を講じた。
【0051】
(1)クロック周波数fCLK がラーモア周波数帯域よりも高い、本発明の第2の信号処理手段としてのマイクロコンピュータおよび電子回路またはいずれか一方(以下、マイクロコンピュータ、および/または、電子回路と記す)を操作制御装置200に使用すること。たとえば、クロック周波数fCLK が300MHzのコンピュータあるいはマイクロコンピュータを操作制御装置200に内蔵して上記制御動作を行わせる。コンピュータまたはマイクロコンピュータに代えて操作制御装置200にそのような電子回路、たとえばASIC(Applied Spesific Integrated Circuit 、特定用途型集積回路)を用いて構成した電子回路を用いてもよい。
クロック周波数fCLK が300MHzのコンピュータあるいはマイクロコンピュータは、たとえば現在、携帯用パーソナルコンピュータとして汎用されているから、そのようなコンピュータを操作制御装置200に適用することは容易である。
【0052】
(2)実質的な動作速度の周波数fOPもラーモア周波数よりも高いマイクロコンピュータおよび/または電子回路を操作制御装置200に使用すること。
【0053】
(3)クロック周波数fCLK および周波数fOPの整数倍の高調波スペクトルが非常に低レベルになるマイクロコンピュータおよび/または電子回路を操作制御装置200に使用すること。
【0054】
図4(A)、(B)はその状況を図解したグラフである。図4(A)、(B)において、横軸は周波数を示し、縦軸は信号(および、ノイズ)のレベルを示している。
信号レベルが高いスペクトルはクロック周波数fCLK を示し、信号レベルが低くなる順に実質動作速度の周波数fOPを示し、さらに基準クロック周波数より高い部分に上記高調波スペクトルを示す。
図4(A)、(B)においては、代表的な3本のスペクトルについて例示したが、実際はさらに多数のスペクトルが存在する。その場合でも解決方法は変わらず、MR撮像期間中に動作している部分はラーモア周波数以上の周波数で動作させ、ラーモア周波数以上の動作速度で動作させ、ラーモア周波数以下かその高調波周波数がラーモア周波数帯域に入った場合は動作を停止し、動的な制御は行わない。
【0055】
たとえば、操作制御装置200に内蔵するマイクロコンピュータのクロック周波数fCLK を300MHzとし、外部磁場1.5TでMR装置の操作制御装置200の回路設計をする場合、300MHz/63.84MHz≒4.7クロックとなるから、4クロック以内(周波数fOP=75MHz)で1命令を処理するように操作制御装置200内のマイクロコンピュータを設計する。
【0056】
また操作制御装置200内に200MHz程度の動作速度で動作するマイクロコンピュータなどの電子回路を置く場合は、図4(A)に図解したようなスペクトルとなる。
200MHzの高調波、たとえば400MHz、600MHzの信号はMR撮像期間中は発生しない。ゆえに撮像中に存在するノイズスペクトルは実質的動作速度の周波数fOP以上となり、MR画像の画質(IQ)に直接影響を与えない。
【0057】
上述したように、外部磁場が0.2T〜1.5T用のMRI装置の場合はラーモア周波数が8.512MHz〜63.84MHzであったが、外部磁場が0.1T〜3Tの場合は、図5に図解したようにラーモア周波数は4.256〜127.68MHzとなる。したがって、操作制御装置200に用いる電子回路および/またはマイクロコンピュータの基準クロックの周波数および実質的な動作速度がこのラーモア周波数帯域から離れるような電子回路および/またはマイクロコンピュータを用いる。
【0058】
さらに好ましくは下記の対策を付帯的に行う。
【0059】
(a)MR撮像期間中は、操作制御装置200において例外割り込み処理などのマイクロコンピュータの動作速度を不規則にするような処理は行わない。不規則な動作はスイッチングノイズの要因となるからである。
【0060】
(b)MR撮像期間中は、テーブルおよびクレードル500など低速動作を必要とする制御対象の処理は行わない。操作制御装置200内の電子回路および/またはマイクロコンピュータ自身のスペクトルおよびその高調波はラーモア周波数帯域まで延びる。そのため、この部分はMR撮像期間中は動的な制御は行わないことで、高周波ノイズの発生を防止できる。
【0061】
第2実施の形態
上述した第1実施の形態は、特願2000−40488号に提案されているように、スキャンルーム内でガントリの外部に設けた高周波増幅回路において微弱なRFコイル部108で検出した磁気共鳴信号を増幅した後、符号化しない場合について述べたが、特願2000−40488号に提案しているように、符号化してノイズ耐性を向上させた場合でも、データ収集部150でそのような信号を受信した後、データ収集部150またはデータ処理部170において復号した後、データ処理部170において信号処理する時に、第4のノイズ、すなわち、操作制御装置200に内蔵されたマイクロコンピュータなどの動作周波数のノイズの影響は受ける。したがって、特願2000−40488号に提案した方法でノイズ耐性を向上させた場合においても、第4のノイズ対策は有効である。
【0062】
図2に図解したMRI装置の構成は例示であり、課題を解決する発明は図解した構成に限定される訳ではない。たとえば、データ処理部170とデータ収集部150とは一体構成してもよいし、データ処理部170と制御部160とを一体構成してもよい。
【0063】
上述した数値は例示であり、課題を解決する発明を実施するに際して上述した数値例に限定される訳ではないことは当業者にとって自明である。
【0064】
【発明の効果】
課題を解決する発明によれば、磁気共鳴撮像のために各種コイルを駆動制御しその結果を画像処理する第1の信号処理手段における処理以外の磁気共鳴撮像に関係する他の信号処理を行うクロックを基準に動作する第2の信号処理手段のクロック周波数または動作周波数をラーモア周波数より充分高くすることにより、MR撮像期間中に磁気共鳴信号に影響するノイズを実質的に排除することができる。その結果、MR画像の画質が向上する。
【0065】
課題を解決する発明によれば、第2の信号処理手段による制御対象の動作を、MR撮像期間の間停止させることにより、磁気共鳴信号に影響するノイズを実質的に排除することができる。その結果、MR画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は課題を解決する発明の実施の形態の磁気共鳴撮像装置の各部分の配置を示す図である。
【図2】 図2は課題を解決する発明の実施の形態の磁気共鳴撮像装置(MRI装置)の構成図である。
【図3】 図3(A)、(B)は外部磁場が0.2T〜1.5Tの場合のラーモア周波数の帯域と、ラーモア周波数帯域に操作制御装置内のマイクロコンピュータのクロック周波数が入っているか、近傍に存在する場合のスペクトルを図解したグラフである。
【図4】 図4(A)、(B)は外部磁場が0.2T〜1.5Tの場合のラーモア周波数の帯域と、課題を解決する発明の実施の形態による操作制御装置内のマイクロコンピュータの駆動周波数の関係を示したグラフである。
【図5】 図5は外部磁場が0.1T〜3Tの場合のラーモア周波数の帯域と、操作制御装置内にクロック周波数fCLK が300MHz程度の動作速度で動作するマイクロコンピュータを用いた場合のスペクトルを図解したグラフである。
【符号の説明】
100・・マグネットシステム
102・・主磁場コイル部
106・・勾配コイル部
108・・RFコイル部
130・・勾配コイル駆動部
140・・RFコイル駆動部
150・・データ収集部
160・・制御部
170・・データ処理部
180・・表示部
190・・操作部
200・・操作制御装置
210・・テーブル駆動部
300・・被検者
500・・テーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI, MR imaging) apparatus. More specifically, the present invention reduces the image quality (IQ / image quality) of an image (hereinafter referred to as MR image) of a magnetic resonance imaging result, thereby reducing artifacts. The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) and a method for reducing the influence of noise as a factor.
[0002]
[Prior art]
An MRI apparatus introduces (introduces) a subject, for example, a subject into an internal space of a magnet system, that is, a space (gantry) in which a static magnetic field is formed, a gradient (gradient) magnetic field, and a radio frequency (RF) magnetic field. Is applied to the subject to generate a magnetic resonance signal in the subject, and the magnetic resonance signal received by the receiving coil of the magnet system is signal-processed to generate an MR image of the subject.
[0003]
In an MRI apparatus, a magnet assembly is installed in a gantry that shields electromagnetic waves and magnetism, and a magnetic resonance signal received by an RF coil is taken out of the gantry and transmitted to a signal processing apparatus installed at a location away from the gantry. Is transmitted via.
The magnetic resonance signal detected by the RF coil is several μV, amplified to about several mV by an amplifier circuit installed outside the gantry, and then transmitted to the signal processing device via the transmission line.
Since the magnetic resonance signal transmitted from the amplifier circuit to the signal processing device is a low-level analog signal having a high frequency of several mV, it is easily affected by noise in the transmission path.
[0004]
MR imaging has the feature that the contrast of the tissue of the subject can be easily changed by only slightly changing the parameters. On the other hand, since there are many parameters, there is a possibility that artifacts may occur in the MR image even if the parameters are set incorrectly. Since artifacts may cause misdiagnosis when diagnosing the health condition of a subject from MR images, various methods have been tried to prevent artifacts as much as possible and to reduce the generated artifacts.
[0005]
Artifacts can be classified into several types. For example, there are known artifacts caused by body movement of the subject, artifacts caused by the subject's breathing, artifacts caused by magnetic susceptibility imbalance, and the like.
Some artifacts can be prevented by operating the parameters by the operator, while other artifacts cannot be prevented by such an operation.
[0006]
In addition to the artifacts caused by the original cause of MR imaging, the deterioration of the image quality of MR images caused by the influence of irregular noise in the magnetic resonance signal detected in the transmission path cannot be ignored. Such a degradation of the image quality of the MR image can also be a kind of artifact.
Artifacts caused by irregular noise with no reproducibility are particularly problematic because they cannot be repaired by parameter manipulation by the operator.
[0007]
Various measures for reducing noise or reducing noise for a signal processed by a signal processing means such as a computer and / or an electronic circuit have been proposed and implemented.
As one method of such measures, a method of reducing the impedance of a noise band to ground (to ground) path is known.
[0008]
As another method for dealing with noise, the applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-40488 filed on Feb. 18, 2000, a high-frequency, low-level analog magnetic resonance signal detected by a receiving coil in an MRI apparatus. In the scan room near the gantry outside the gantry, it is converted into a digital signal before being transmitted to the image processing device, encoded, and operated via the scan room, making it less susceptible to noise in the transmission path A method has been proposed in which an MR image is generated after a signal transmitted to a room is decoded and a signal encoded by an image processing apparatus in the operation room that has received such a signal is decoded.
According to such a method, the digital signal is less susceptible to noise than the analog signal, and the encoded magnetic resonance signal is transiently processed by performing error correction or the like when encoding. There is an advantage that a normal magnetic resonance signal can be reproduced even when the above noise is superimposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The first noise countermeasure method of reducing the impedance of the noise-to-ground (to-ground) path of the noise band has a problem that the noise resistance characteristics are affected by the strength of the GND system of a facility such as a hospital where an MRI apparatus is installed. is there.
[0010]
In recent years, facilities such as hospitals where MRI apparatuses are installed are equipped with a large number of computers and / or various apparatuses using computers, and various ground currents flow from these apparatuses to the ground. If such a ground current fluctuates the ground potential and the MRI apparatus is grounded for the purpose of reducing the impedance in the vicinity of such a grounding place, conversely, the MRI apparatus's electronic circuit, microcomputer, etc. are not connected to the ground line. Regular noise may enter and be superimposed on the magnetic resonance signal detected by the receiving coil. When an MR image is generated by performing image processing on such a magnetic resonance signal on which irregular noise is superimposed, a problem that the image quality of the MR image is not stable is encountered.
[0011]
The method disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-40488 requires that an electronic device containing an analog / digital conversion circuit, an encoding circuit, etc. be disposed in the vicinity of the outside of the gantry in the MRI apparatus. In consideration of supplying power for driving the gantry, there is a disadvantage that the device configuration of the gantry becomes complicated.
[0012]
In the method disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-40488, when an error correction code is added at the time of encoding, it is effective for transient noise, but the noise is usually superimposed as an irregular continuous signal. In many cases, the effect of error correction is limited for such noise.
[0013]
As described above, it is desired to generate an accurate MR image of a subject who is not affected by external factors and eliminates the influence of noise in the MRI apparatus.
[0014]
Therefore,Problems of the InventionRegardless of whether the magnetic resonance signal is converted into a digital signal and encoded in the transmission path between the gantry disposed in the scan room and the image processing device disposed in the operation room. An object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) capable of suppressing deterioration of the image quality of an MR image that occurs in an artifact due to the influence of noise or suppressing the generated artifact to a negligible level.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
Invention that solves the problemAccording to the first aspect of the present invention, the clock for performing other signal processing related to magnetic resonance imaging other than the processing in the first signal processing means for driving and controlling various coils for magnetic resonance imaging and image processing the results. As a second signal processing means that operates based on the above, a computer and / or an electronic circuit whose clock frequency and / or operating frequency is higher than the Larmor frequency is used. An imaging device is provided.
[0016]
Preferably, while the first signal processing unit drives and controls various coils for magnetic resonance imaging and reads the result into the first signal processing unit, the second signal processing unit performs exception interrupt processing. The processing operation that makes the operation speed of the computer and / or the electronic circuit or the like irregular is not performed.
More preferably, while the first signal processing means drives and controls various coils for magnetic resonance imaging, and the results are read into the first signal processing means, the second signal processing means is a table or the like. Stop the process of the control target that operates.
[0017]
Invention that solves the problemAccording to the second aspect of the present invention, the first signal processing means for driving and controlling various coils for magnetic resonance imaging and image processing the results drives and controls the various coils for magnetic resonance imaging, While being read into the first signal processing means, the second signal processing means operating on the basis of a clock for performing other signal processing related to magnetic resonance imaging other than the processing in the first signal processing means is magnetic resonance. Provided is a magnetic resonance imaging apparatus that stops processing of a control target that operates at a low speed, such as a table in the imaging apparatus.
[0018]
Invention that solves the problemAccording to the third aspect, while controlling various coils for magnetic resonance imaging and inputting the results to the image processing means, processing of a controlled object such as a table in the magnetic resonance imaging apparatus is stopped. A magnetic resonance imaging method is provided.
[0019]
First embodiment
With reference to FIGS.Invention that solves the problemA first embodiment of the magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating the arrangement of main parts of an MRI apparatus. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of main elements of the MRI apparatus.
[0020]
As illustrated in FIG. 1, the MRI apparatus is arranged separately in a scan room and an operation room. For example, a gantry in which various coils are disposed is disposed in the scan room. In the operation room, doctors, technicians, etc. set various parameters for magnetic resonance imaging, various switches for operating the table, cradle, etc., operation unit equipped with a display device that displays image processing results, etc. (Or a console), various signal processing devices, and the like are arranged.
The MRI apparatus illustrated in FIG. 2 accommodates a
The MRI apparatus also has a gradient
The MRI apparatus further includes a table 500 on which the subject 300 is mounted, a
The
The
[0021]
The gantry in the scan room is a part that performs magnetic resonance imaging of the subject 300, and the main magnetic field coil unit 102, the gradient coil unit 106, and the RF coil unit 108 are accommodated therein.
In the gantry, various indicators that display and / or instruct the examination state to the subject 300, for example, a light emitting diode (LED), a voice output device for reporting the examination state to the subject 300 Etc. are provided.
[0022]
When the operator (operator) of the MRI apparatus, for example, a doctor, an engineer, or the like, picks up an MR image of a subject, the
[0023]
The
The
[0024]
The
The
[0025]
The
The table 500 is provided with a motor, a driving mechanism, and the like for moving in accordance with a driving signal from the
As described above, the
[0026]
As described with reference to FIG. 1, in the MRI apparatus according to the first embodiment, the gradient coil unit 106 and the RF coil unit 108 installed in the gantry are driven and controlled, and the magnetism detected by the RF coil unit 108 is detected. A
The
The
[0027]
The signal transmission cable will be described.
Between the gradient
[0028]
A signal between the
[0029]
The cable C11 that transmits various drive control signals from the
Cables (not shown) that transmit drive signals from the
[0030]
A motor, such as a stepping motor, is used to move the table 500. Therefore, power is supplied via the cable C15 for driving the motor to the table 500 via a power source built in the
[0031]
As described above, in the MRI apparatus of the present embodiment,Invention that solves the problemA
[0032]
Noise and countermeasures in the MRI apparatus illustrated in FIG. 2 will be described.
[0033]
First noise and countermeasures
A signal transmitted between the
As a countermeasure against such noise, the cable C3 is a coaxial cable. More preferably, the coaxial cables C1 to C3 are accommodated in the electromagnetic / electrostatic shielding cable, the cables C11 and C12 are also accommodated in the shielding cable, and the two shielding cables are separated as much as possible.
[0034]
Similarly, a driving switching signal for starting rotation of a motor that moves the table and the
As a countermeasure against such noise, basically, the cable C16 is a shielded cable so that a drive signal of a motor or the like riding on the table 500 is not leaked to the outside after the cable C3 is a coaxial cable as described above. To do. More preferably, the coaxial cables C1 to C3 are accommodated in the shielding cable, and the cables C15 and C16 are also accommodated in the shielding cable so that the shielding cables are separated as much as possible.
[0035]
Second noise and countermeasures
For the first noise countermeasure described above or after taking the first noise countermeasure, at least the effective second noise countermeasure is to drive the MR coil section 106 and the RF coil section 108 by driving the gradient coil section 106 and the RF coil section 108. The period in which the signal is received does not cause the switching operation described above.
In other words, the
In this specification, the
According to such a method, at least the MR imaging period is not affected by the above-described high-frequency switching signal.
As a result, the MR image obtained by processing the magnetic resonance signal through the
[0036]
If the second noise countermeasure is performed, it is not necessary to perform the first noise countermeasure described above or it is not necessary to perform the first noise countermeasure by a strict method, and the equipment price becomes very low. There is an advantage that the wiring work is also simplified.
[0037]
Third noise and countermeasures
The current supplied to the motor or the like mounted on the table 500 is low in level with respect to the low level magnetic resonance signal detected by the RF coil unit 108 and the magnetic resonance signal amplified by the high frequency amplifier circuit. There is a high possibility of electromagnetic induction noise in the resonance detection signal.
As a countermeasure against such noise, a coaxial cable is used as the cable C3.
More preferably, the coaxial cables C1 to C3 are accommodated in the shielding cable, the feeding cable C15 and the drive control cable C16 are also accommodated in the shielding cable, and the shielding cables are separated as much as possible.
[0038]
Fourth noise and countermeasures
As described above, the MRI apparatus performs various kinds of signal processing on the detected magnetic resonance signal and performs image signal processing for displaying the MR image on the
Further, as described above, the drive control of the
[0039]
The inventor of the present application has found that a microcomputer and / or an electronic circuit built in the
Usually, the
Therefore, this noise becomes a problem even when the encoding method proposed in Japanese Patent Application No. 2000-40488 is adopted. Details will be described below.
[0040]
The Larmor frequency ωφ in MRI is defined by the following equation.
[0041]
[Expression 1]
ωφ = γ · Bφ (1)
Where γ is the gyromagnetic ratio,
Bφ is the magnitude of the external magnetic field (unit: Tesla T).
[0042]
The proton precesses around the external magnetic field Bφ, and the frequency of this precession is proportional to the magnetic field strength.
This precession frequency is called the resonance frequency or Larmor frequency. Thus, the Larmor frequency is proportional to the magnitude of the external magnetic field Bφ.
Proton gyromagnetic ratio γ is 42.56 MHz / T.
[0043]
The strength of the external magnetic field of the coil of the current mainstream MRI apparatus is 0.2T to 1.5T, and its Larmor frequency is 8.512 to 63.84 MHz. Such a Larmor frequency magnetic resonance signal is detected by the RF coil unit 108 and processed by the
[0044]
Further, it takes one to several clocks to execute one instruction in the microcomputer in the
Reference clock frequency fCLK If two clocks are required when one instruction is executed at 10 MHz, the actual operation speed is 5 MHz. Reference clock frequency fCLK When two instructions are required when executing one instruction at 30 MHz, the frequency fOPIs 15 MHz.
Further, when an irregular operation such as exception interrupt processing or counter processing waiting for input is added, the frequency f of the substantial operating speed of the microcomputer is obtained.OPFurther decreases from the above-mentioned value.
[0045]
For example, the clock frequency fCLK When a microcomputer with a frequency of 30 MHz is used, the reference clock frequency f is within the Larmor frequency band described above.CLK Is the frequency f of the actual operating speed when one instruction is executed at 30 MHz for two clocks.OPFor example, a frequency f of 12 to 15 MHzOPSignals of two frequencies are entered.
Frequency f of substantial operation speed when executing one instruction in three clocksOPBecomes, for example, 8 to 9 MHz. In this case, three frequencies are included in the Larmor frequency band described above.
[0046]
Even if the operating frequency of an electronic circuit such as a microcomputer in the
[0047]
As a countermeasure against such noise, if it is assumed that the method of reducing the impedance of the anti-ground (ground) path of the noise band is adopted as in the conventional method, in addition to the above-mentioned problems, all such noise components are considered. On the other hand, it is very difficult to perform noise processing.
In this way, when a low-speed microcomputer is operated in a Larmor frequency band of 8.5 to 63 MHz in an MR apparatus having an external magnetic field of 0.2 T to 1.5 T, which is currently mainstream, the radiation and conduction noise is removed. Measures require troublesome work and enormous costs.
In particular, when the frequency of a signal that becomes a noise source is close to the Larmor frequency, the problem becomes large.
[0048]
Further, since the signal waveform during the operation of the microcomputer is not a single sine wave, the clock frequency fCLK A harmonic spectrum appears at a frequency that is an integer multiple of. For this reason, even if the operating frequency of the microcomputer is lowered, such a harmonic signal enters the Larmor frequency band, so that such a method is not an effective measure.
[0049]
3A and 3B are graphs illustrating the situation. 3A and 3B, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal (and noise) level.
A spectrum with a high signal level has a clock frequency fCLK The frequency f of the actual operating speed in order of decreasing signal level.OPFurther, the harmonic spectrum is shown in a portion higher than the reference clock frequency.
[0050]
Mentioned aboveTaskAs a solution forAn invention that solves the problemThe following measures were taken in the embodiment.
[0051]
(1) Clock frequency fCLK The
Clock frequency fCLK However, since a 300 MHz computer or microcomputer is currently widely used as a portable personal computer, for example, it is easy to apply such a computer to the
[0052]
(2) The frequency f of the substantial operating speedOPUse a microcomputer and / or electronic circuit higher than the Larmor frequency for the
[0053]
(3) Clock frequency fCLK And frequency fOPA microcomputer and / or an electronic circuit in which the harmonic spectrum of an integral multiple of is very low is used for the
[0054]
4A and 4B are graphs illustrating the situation. 4A and 4B, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the signal (and noise) level.
A spectrum with a high signal level has a clock frequency fCLK And the frequency f of the actual operating speed in the order of decreasing signal level.OPFurther, the harmonic spectrum is shown in a portion higher than the reference clock frequency.
In FIGS. 4A and 4B, three typical spectra are illustrated, but in reality there are many more spectra. Even in that case, the solution does not change, the part that is operating during the MR imaging period is operated at a frequency higher than the Larmor frequency, is operated at an operating speed higher than the Larmor frequency, and the Larmor frequency or its harmonic frequency is Larmor frequency. When it enters the band, the operation is stopped and dynamic control is not performed.
[0055]
For example, the clock frequency f of the microcomputer built in the
[0056]
When an electronic circuit such as a microcomputer that operates at an operation speed of about 200 MHz is placed in the
200 MHz harmonics, for example, 400 MHz and 600 MHz signals are not generated during the MR imaging period. Therefore, the noise spectrum present during imaging is the frequency f of the substantial operating speed.OPThus, the image quality (IQ) of the MR image is not directly affected.
[0057]
As described above, in the case of an MRI apparatus for an external magnetic field of 0.2T to 1.5T, the Larmor frequency was 8.512 MHz to 63.84 MHz, but when the external magnetic field is 0.1T to 3T, As illustrated in FIG. 5, the Larmor frequency is 4.256 to 127.68 MHz. Therefore, an electronic circuit and / or microcomputer in which the frequency of the reference clock and the substantial operating speed of the electronic circuit and / or microcomputer used in the
[0058]
More preferably, the following measures are additionally performed.
[0059]
(A) During the MR imaging period, the
[0060]
(B) During the MR imaging period, control target processing such as a table and
[0061]
Second embodiment
In the first embodiment described above, as proposed in Japanese Patent Application No. 2000-40488, the magnetic resonance signal detected by the weak RF coil unit 108 in the high-frequency amplifier circuit provided outside the gantry in the scan room is used. Although the case where encoding is not performed after amplification has been described, such a signal is received by the
[0062]
The configuration of the MRI apparatus illustrated in FIG. 2 is an example,Invention that solves the problemIs not limited to the illustrated configuration. For example, the
[0063]
The above figures are examples,Invention that solves the problemIt is obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to the numerical examples described above.
[0064]
【The invention's effect】
Invention that solves the problemAccording to the above, the operation is performed with reference to a clock for performing other signal processing related to magnetic resonance imaging other than the processing in the first signal processing means for driving and controlling various coils for magnetic resonance imaging and image processing the results. By making the clock frequency or operating frequency of the second signal processing means sufficiently higher than the Larmor frequency, it is possible to substantially eliminate noise that affects the magnetic resonance signal during the MR imaging period. As a result, the image quality of the MR image is improved.
[0065]
Invention that solves the problemAccordingly, by stopping the operation of the control target by the second signal processing unit during the MR imaging period, it is possible to substantially eliminate noise that affects the magnetic resonance signal. As a result, the image quality of the MR image is improved.
[Brief description of the drawings]
[FIG. 1] FIG.Invention that solves the problemIt is a figure which shows arrangement | positioning of each part of the magnetic resonance imaging device of embodiment.
[FIG. 2] FIG.Invention that solves the problemIt is a block diagram of the magnetic resonance imaging device (MRI apparatus) of the embodiment.
FIGS. 3A and 3B show the Larmor frequency band when the external magnetic field is 0.2 T to 1.5 T, and the clock frequency of the microcomputer in the operation control device in the Larmor frequency band. It is a graph illustrating a spectrum in the case of being in the vicinity.
4 (A) and 4 (B) show the Larmor frequency band when the external magnetic field is 0.2T to 1.5T;Invention that solves the problemIt is the graph which showed the relationship of the drive frequency of the microcomputer in the operation control apparatus by embodiment of this.
FIG. 5 shows the Larmor frequency band when the external magnetic field is 0.1T to 3T, and the clock frequency f in the operation control device.CLK Is a graph illustrating a spectrum when a microcomputer operating at an operating speed of about 300 MHz is used.
[Explanation of symbols]
100 ・ ・ Magnet system
102 .. Main magnetic field coil section
106 .. Gradient coil section
108 .. RF coil section
130 .. Gradient coil drive
140 .. RF coil drive
150..Data collection part
160 .. Control part
170 .. Data processing section
180 .. display part
190 .. Operation part
200 .. Operation control device
210 .. Table drive section
300 .. Subject
500 ... table
Claims (6)
Priority Applications (1)
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