JPH01185253A - 保護回路付き核磁気共鳴映像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は核磁気共鳴装置に係り、特に生体および装置に
対する保護回路を有する保護回路付き核磁気共鳴映像装
置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴映像法は、固有のスピンとこれに付随する核磁
気能率の集団が強度式の一様な静磁場中に置かれたとき
に、静磁場の方向と垂直な面内でω０＝γＨ，（γは核
磁気回転比と呼ばれる、原子核の種類の固有の定数であ
る）で決まる角速度で回転する高周波磁界のエネルギー
を共鳴的に吸収することを利用して、分子の化学的およ
び物理的な微視的情報を得ることを可能とする方法であ
る。

磁気共鳴映像法を用いて被検体内の特定原子核（水およ
び脂肪中の水素原子核等）の空間的分布を画像化する手
法が種々提案されている。例えば画像化すべき断面を選
択するためには、選択励起法が用いられ、その断面を二
次元画像にするためには二次元フーリエ変換法等が用い
られる。

これらの方法を用いて画像を得るために、例えばスピン
エコー法による共鳴映像装置では第５図に示すように、
９σおよび１８０°選択励起パルス（ＳＥＰパルス）の
期間のみ発生する高周波磁界（ＲＦパルス）と勾配磁場
ＧＳ、ＧＥ、Ｇｌを用いることによって、スピンエコー
を取得し、それをＡ／Ｄ変換した後計算機で処理するこ
とによって、画像を得る。

（発明が解決しようとする課題） 前述し九ように磁気共鳴映像装置によって生体の画像を
得るためには、短かく強力な高周波磁界を生体に印加す
る必要がある。

もし、第５図に示すシーケンスの作成時に、作成を誤っ
たり、装置の誤動作によって強力な高周波磁界が長い期
間にわたシ持続して発生したシ、高周波磁界のパワー、
定められたパワーよりさらに大きくなった場合、増巾器
等の装置内の回路が破壊される。さらに重大な問題は前
述したような高周波磁界が生体に印加され大きなエネル
ギーが吸収されることによシ生体に大きな損傷を与える
ことである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る核磁気共鳴映像装置はＲＦ増巾器またはデ
ュプレクサから直接ＲＦを引き出す回路、またはＲＦパ
ルスを検出するコイルを回路、ＲＦパルスを２乗する回
路、その結果とあらかじめきめられた値とを比較する回
路、Ｒ，Ｆパルスの発生時間を計測するカウンタ、前記
カウンタとあらかじめきめられた時間とを比較する比較
回路、前記２乗回路の出力を積分する回路と積分値とあ
らかじめ決められた値とを比較する回路と比較回路の出
力によってＲＦパルスの出力を停止する回路を設けてい
る。

（作用） 検出したＲＦパルスを２乗入力することによってパワー
を求め、比較回路によυ過大なパワーを検出する。また
カウンタによＪＲＦの持続時間を測定し、比較回路によ
シ長い期間にわたＪ）ＲＦパルスが発生したことを検出
し、積分回路によりＲＦ　ハルツのエネルギーを計算し
比較回路によシ過大なエネルギーを検出する。前述した
各回路の動作によシ過大なパワー、長期間にわたるＲＦ
パルスの発生、過大なエネルギーによる危険を予知し、
ＲＦパルスの出力を停止する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係る保護回路１のブロック
図である。

ＲＦ　ハルツが発生するとコイル２に第２図ａに示す信
号が誘起する。この信号はＲＦパルスと信号持続時間は
一致し振巾は比例している。コイル２は２乗回路３に結
合し、第２図ａの信号は２乗され第２図すに示す信号と
なシ、この回路によりパワーを示す信号が得られる。包
絡線回路４は第２図すの信号の包絡線を取り第２図Ｃに
示す信号を出力する。比較器５はこの信号の電圧とＯボ
ルト電圧を比較し、第２図ｄに示す矩形波を出力する。

この信号はゲート回路６に入力され、クロックジ＝ネレ
ータフのクロックとＡＮＤされる。ゲート回路６の出力
はカウンタ８に入力される。ゲート回路６の出力はＲＦ
が出力されている間クロックをカウンタ８に入力されて
いるため、ＲＦの持続時間を計測することができる。こ
のカウンタ８の出力は比較器９によってあらかじめ定め
られた時間Ｔと比較され、もしカウンタ８の出力が大な
らば比較器９はＯＲゲート１０を通してＲＦ遮断回路１
１に入力される。ＲＦ遮断回路１１はＲＦ増巾器１２を
ＯＦＦすることによってＲＦパルスの出力を停止する。

このようにしてＢ、Ｆパルスが一定時間持続するとＲＦ
パルスの出力を停止することが可能となる。第３図ＲＦ
遮断回路１１の回路を示す。フリップフロップ３１は、
ＯＲゲートｌＯの出力によシセットされ、出力はＦＥＴ
３２のケートに入力される。ＦＥＴ３２はＲＦ増巾器１
２がＯＦＦする電圧■、を発生する。なお比較器５の出
力によってモノマルチバイブレータ１３がパルスを発生
し、このパルスがカウンタ８のリセットに使用される。

またフリップ７０ツブ３１はマニュアルによって発生さ
れたリセットパルスによってリセットされる。

２乗回路３の出力は比較器１４に入力され電圧Ａｒｐと
比較される。比較器１４は２乗回路３の出力が入より大
きいとパルスを出力する。このパルスはＯＲゲー）１０
を通してＢＰ’遮断回路１１にされ、ＲＦパルスの出力
を停止する。このようにして瞬時でも大きなパワーが出
力されるとＲＦパルスを停止することが可能となる。

２乗回路３の出力は積分器１５によって積分される。積
分器１５の出力は比較器１６に入力され、電圧■、と比
較される。積分器１５の出力が電圧りよりも大きい場合
比較器はパルスを発生する。このパルスはＯＲゲート１
０を通してＲＦ遮断器１１に入力され、几Ｆパルスを停
止する。すなわち大きなエネルギーが出力されると、Ｒ
Ｆパルスの出力を停止することが可能になった。

上述した保護回路は例えば第４図に示すよう核磁気共鳴
映像装置に使用される。

第４図において、静磁場生成コイル４０は励磁用電源４
１からの通電によシ励磁されることによって、被検体（
生体）４２の撮像領域において一様な静磁場を発生する
。一方、ＭＲＩ用シーケンスコントローラ４３によって
制御されるＲ　Ｆ　パルス発生器４４から矩形状、カラ
ス状あるいは５ｉｎｅ状等に変調されたＲＦパルスが出
力され、ＲＦ増幅器１２によシ所定レベルまで増幅され
た後、デュプレクサ４６を介してコイル４７に印加され
ることによって、被検体４２内において磁気共鳴を誘起
させるための回転磁界が形成される。この回転磁界の印
加によって生じる横磁化が、コイル４７の両端に磁気共
鳴信号として誘起される。またコイル２の両端にも電圧
があられれ保護回路が働く。なお、この例では回転磁界
発生のための送信コイルと、磁気共鳴信号受信のための
受信コイルに、単一のコイル４７を共用している。

コイル４７に誘起された磁気共鳴信号は、デュプレクサ
４６を介してＲ，Ｆ増幅器４８に入力され、所定レベル
まで増幅された後、直交位相検波のような位相敏感検波
回路４９によって検波され、ビデオ帯域の信号となる。

この検波回路４９の出力信号はビデオ増幅器５０によシ
ミ圧増幅され、さらに低域通過フィルタ５１によって高
域雑音成分が除去される。低域通過フィルタ５１の出力
信号はＡ／Ｄ変換器５２によってディジタル信号に変換
された後、インターフェース５３を介して電子計算機５
４に取込まれ、画像再構成用データとして蓄積される。

なお、電子計算機５４はインターフェース５７を介して
ＭＲ，Ｉ用シーケンスコントローラ４３の制御も行なう
。

被検体４２内のスライス面の決定、位相エンコード（被
検体４２内の位置情報の磁気共鳴信号の位相への変換）
は、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加する
ことによって行なわれる。

この勾配磁場のスイッチングのタイミングは、ＭＲＩ用
シーケンスコントローラ４３によって制御される。

一方、勾配磁場の強度、パルス形状は、ＭＲＩ用シーケ
ンスコントローラ４３によって制御される。すなわち、
Ｍ几■用シーケンスコントローラ４３によってｘ、ｙお
よび２方向の磁場勾配に対応する電力増幅器５８８〜５
８Ｃを制御し、これらの電力増幅器５８ａ〜５８Ｃにょ
シ勾配磁場生成コイル５９を駆動することによって、所
定の強度、時間変化を有する勾配磁場を被検体４２の撮
像領域近傍に生成する。

本発明は上述した実施例に限定されたものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
可能である。

例えばＲＦパルスを停止するために゛は第４図のＲＦパ
ルス発生器４４デユープレクサ４６あるいはＭＲＩ用シ
ーケンスコントローラ４３を制御してもよい。またＲ、
Ｆパルス発生器４４やＲ，Ｆ増巾器１２内にゲートを設
けて制御してもよい。

ＲＦパルスの検出はＲＦ増巾器１２と２乗回路３を直結
することによっても可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば高周波磁界の長期間にわたる発生や高周
波磁界の強力なパワーによって生ずる過大なエネルギー
による装置の破壊を防ぐことができる。さらに重要な効
果は高周波磁界による生体の損傷を防ぐことができ、核
磁気共鳴映像装置のような医用機器にとってもっとも重
要な安全対策を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る保護回路の構成を示す
ブロック図、第２図はＲＦパルスの持続時間計測時の波
形を示す図、第３図はＲ，Ｆ遮断回路の回路図、第４図
は核磁気共鳴映像装置のブロック図、第５図は同装置に
おけるパルスシーケンスの一例を示すタイムチャートで
ある。 １・・・保護回路、２・・・コイル、３・・・２乗回路
、４・・・包絡線回路、５・・・比較器、６・・・ＡＮ
Ｄゲート、７・・・クロックジュネレータ、８・・・カ
ウンタ、９・・・比較器、１０・・・ＯＲゲート、１１
・・・ＲＦ遮断回路、１２・・・ＲＦ増巾器、１３・・
・モノマルチバイブレータ、１４・・・比較器、１５・
・・積分器、１６・・・比較器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体に一様な静磁場を印加するとともに、パルス
   的に高周波磁界を印加する核磁気共鳴映像装置において
   、高周波磁界を検出する回路と、過大な高周波磁界エネ
   ルギーが印加されたことを検出する回路と、高周波磁界
   の印加を中止する回路を具備することを特徴とする保護
   回路付き核磁気共鳴映像装置。
2. （２）検出した高周波磁界を２乗する回路と具備するこ
   とを特徴とする請求項１記載の保護回路付き核磁気共鳴
   映像装置。
3. （３）２乗回路の出力継続時間を計測する回路と前記時
   間と定められた時間とを比較する手段を有することを特
   徴とする請求項２記載の保護回路付き核磁気共鳴映像装
   置。
4. （４）２乗回路の出力を積分する回路と前記回路の出力
   と定められた値と比較することを特徴とする請求項２記
   載の保護回路付き核磁気共鳴映像装置。
5. （５）２乗回路の出力と定められた値とを比較する回路
   を有することを特徴とする請求項２記載の保護回路付き
   核磁気共鳴映像装置。