JPH02305548A

JPH02305548A - Ｍｒｉ装置の送信系

Info

Publication number: JPH02305548A
Application number: JP1125301A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Usui; 臼井　嘉行
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-19
Also published as: JPH0579330B2

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、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｓａｇｎｅｔｌｃｒａ
ｓｏｎａｎｃａ　）現象を利用して被検体（生体）のス
ライス画像等の形態情報やスペクトロスコピー等の機能
情報を得るＭＲＩ装置の送信系に関する。

（従来の技術）磁気共鳴信号は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω（）（ωｏ−２πシ０．シ０
　；ラーモア周波数）で共鳴する。

ω０−γＨＯここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈｏは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行うこの種のＭＲＩ装
置は、上述の共鳴吸収の後に誘起される」−記と同じ周
波数の電磁波を信号処理して、原子核密度、縦緩和時間
Ｔ１．横緩和時（５Ｔ　２　、流れ。

化学シフト等の情報が反映された診断情報例えば被検体
のスライス像等を無侵襲で得るようにしている。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定の部
位に対する励起とその信号収集とを行うようにしている
。

この場合、イメージング対象とする特定部位は、一般に
ある厚さを持ったスライス部位であるのが通例であり、
このスライス部位からのエコー信号やＦＩＤ信号の磁気
共鳴信号（ＭＲ倍信号を多数回のデータエンコード過程
を実行することにより収集し、これらデータ群を、例え
ば２次元フーリエ変換法により画像再構成処理すること
により前記特定スライス部位の画像を生成するようにし
ている。

このようなＭＲＩ装置において、送信系により生体に印
加される励起用磁場であり且つ選択スライス特性を決定
する高周波パルスは、次のように作られ、そして生体に
放射される。すなわち、第５図はＭＲ１装置の送信系を
示すブロック図であり、５ＩＮＣ関数の一部である９０
’　ＳＥＰ波形や１８０”　ＳＥＰ波形を示すディジタ
ルデータは、予めＲＯＭ又はＲＡＭ等のディジタルメモ
リ１に格納されており、該データはディジタル／アナロ
グ変＃！！３　（Ｄ／Ａ−Ｃ）２に読出され且つアナロ
グ態様の９０”　ＳＥＰ波形（又は１８０”　ＳＥＰ波
形）に生成される。この生成信号は変調信号として変調
器３に与えられる。

一方、変調器３には、図示しない高周波発生器より数メ
ガＨｚ〜数十メガＨｚの高周波信号が彼変８′Ｊ８波と
して与えられ、これらは変調され変調波出力が得られる
。この変調器３から出力される変調波は、自動出力制御
（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ　　
；　Ａ　Ｐ　Ｃ）部４に被制御量として入力され、一方
、図示しないシステムコントローラからは自動出力制御
（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　
　；ＡＰＣ）データが与えられ、該データにより被制御
量である変調波は調整される。このＡＰＣＰ２Ｏ３高周
波パルス出力を、生体の大きさや組成に応じて増幅前の
段階にて調整するものである。従って、ＡＰＣデータは
、生体の大きさや組成に応じた減衰制御量に対応するも
のである。

ＡＰＣＰ２Ｏ３メガＨｚ〜数十メガＨｚのＳＥＰ波形出
力は、ＲＦアンプ５により数キロワラトル十数キロワッ
トまで増幅され、コイル６に与えられて生体に放射され
る。

（発明が解決しようとする課題）上述した従来の送信系において用いられるＲＦアンプ５
は、メガＨｚ帯の信号をキロワットレベルまで増幅する
高周波大電力増幅器である。

このような高周波大電力増幅器は、一般に、ゲインリニ
アリティーが悪い。つまり、増幅後のＳＥＰ波形のエン
ベロープは、増幅前のそれと異なったものとなってしま
う。第６図の実線はＲＦアンプ５の入出力における特性
を示しており、破線は理想特性を示しており、このよう
に現状にあっては、典型的にはＳ字形状カーブを描く非
直線特性となっている。

このような非直線特性を持つＲＦアンプ５による高周波
パルス出力によれば、選択スライス特性が損なわれたも
のとなってしまい、また、９０″ＳＥＰ波形と１８０”
　ＳＥＰ波形とを用いるスピンエコー法のシーケンスに
あっては、両者の比１；２の関係が損なわれるので、エ
コー信号の収集の度合いが低下したものとなり、Ｓ／Ｎ
比の低下を招いていた。

以上の現象は、特に生体である被検者が替る（体格等の
相違）と、いっそう顕著になり、問題であった。

このような問題に対し、フィードバック制御方式を採用
しリニアリティーの優れた高周波大電力増幅器を用いる
対策法があるが、コスト上昇を招く点で実用的でなかっ
た。

そこで本発明の目的は、コスト上昇を招くことなく、選
択スライス特性や信号収集特性の向上を図り得るＭＲＩ
装置の送信系を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するだめに次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、請求項１にかかる発明は、ディジタル態様の
ＳＥＰ波形データをディジタル／アナログ変換器により
アナログ態様に変換し、該変換データを高周波信号によ
り変調し、該変調信号を高周波増幅器により増幅し、該
増幅信号を磁気共鳴イメージングのための励起用高周波
パルスとしてコイルにより生体に放射するＭＲＩ装置の
送信系において、前記高周波増幅器の入出力における非
直線特性をディジタル信号処理により相殺するディジタ
ル補正手段を前記ディジタル／アナログ変換器の前段に
置いたことを特徴とする請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明におけ
る前記ディジタル補正手段として、前記生体の大きさや
組成に応じて前記コイルからの出力を調整するため前記
ディジタル態様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含
んでなることを特徴とする請求項３にかかる発明は、ディジタル態様のＳＥＰ波形
データをディジタル／アナログ変換器によりアナログ態
様に変換し、該変換データを高周波信号により変調し、
該変調信号を高周波増幅器により増幅し、該増幅信号を
磁気共鳴イメージングのための励起用高周波パルスとし
てコイルにより生体に放射するＭＲＩＷｉｆの送信系に
おいて、前記高周波増幅器の入出力における非直線特性
をアナログ信号処理により相殺するアナログ補正手段を
前記ディジタル／アナログ変換器の後段に置いたことを
特徴とする請求項４にかかる発明は、請求項３にかかる発明におけ
る前記アナログ補正手段として、前記生体の大きさや組
成に応じて前記コイルからの出力を調整するため前記ア
ナログ態様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含んで
なることを特徴とする。

（作　用）このような手段を講じた結果、請求項１の発明によれば
、前記高周波増幅器の入出力における非直線特性は、デ
ィジタル信号処理により相殺されるので、理想的なＳＥ
Ｐ波形の高周波パルスを生体に放射することができ、よ
って、選択スライス特性や信号収集特性の向上が図られ
る。

また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明の作用
に加え、相殺のためのディジタル信号処理において、デ
ィジタル態様のＳＥＰ波形データを調整するので、効果
的にＡＰＣを行うことができる。

さらに、請求項３の発明によれば、前記高周波増幅器の
入出力における非直線特性は、アナログ信号処理により
相殺されるので、理想的なＳＥＰ波形の九周波パルスを
生体に放射することができ、よって、選択スライス特性
や信号収集特性の向上が図られる。

また、請求項４の発明によれば、請求項３の発明の作用
に加え、相殺のためのアナログ信号処理において、アナ
ログ態様のＳＥＰ波形データを調整するので、効果的に
ＡＰＣを行うことができる。

（実施例）以下本発明にかかるＭＲＩ装置の送信系の第１の実施例
を、第５図と同一部分には同一符号を付した第１図を参
照して説明する。

第１図に示すように、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のディジタル
メモリ１は、Ｓ　ＩＮＣ関数の一部である９０’　ＳＥ
Ｐ波形や１８０’　ＳＥＰ波形を示すディジタルデータ
を予め格納してなり、図示しないシステムコントローラ
からのパルスシーケンスに応じて一つのＳＥＰ波形とし
て９０’　ＳＥＰ波形（又は１８０°ＳＥＰ波形）が選
択されて読出され、ディジタル乗算器７に与える。

ディジタル乗算器７は、ＡＰＣ部４に相当するものであ
り、図示しないシステムコントローラからＡＰＣデータ
が与えられ、該データに応じて波制御童である９０”　
ＳＥＰ波形（又は１８０”ＳＥＰ波形）を示すディジタ
ルデータを調整するものである。この調整により、高周
波パルス出力の基である９０”ＳＥＰ波形（又は１８０
＠ＳＥＰ波形）を示すディジタルデータは、生体の大き
さや組成に応じて増幅前の段階にて調整される。この調
整された９０”　ＳＥＰ波形（又は１８０’　ＳＥＰ波
形）を示すディジタルデータは、ディジタル補正器８に
与えられる。

ディジタル補正器８は、調整された９０゜ＳＥＰ波形（
又は１８０”　ＳＥＰ波形）を示すディジタルデータに
対し、ＲＦアンプ５の入出力における非直線特性を、デ
ィジタル信号処理により相殺するべく補正処理を行うも
のであり、第６図の一点鎖線で示す特性の補正データが
予め格納されている。この補正データは、ＲＦアンプ５
の入出力における理想特性を基準に、非直線特性を逆に
した特性を示すものである。なお、第６図の一点鎖線で
示す本実施例の補正のための特性で、図示区間！及び区
間■においては、ＲＦアンプ５の現状特性のゲインは理
想特性のものよりも大きいので、実施例の補正特性では
予め入力レベルを小さくしておき、区間■においては、
ＲＦアンプ５の現状特性のゲインは理想特性のものより
も小さいので、実施例の補正特性では予め入力レベルを
大きくしておくものとする。

このディジタル補正器８の具体例としては、２方式あり
、第２図は、入力と出力とを対応させるデータを保持す
るメモリ８Ａｌと、加算器８Ａ２とからなる加算方式デ
ィジタル補正器であり、第３図は、人力とゲインとを対
応させるデータを保持するメモリ８Ｂｌと、乗算器８Ｂ
２とからなる乗算方式ディジタル補正器である。この補
正処理された９０’　ＳＥＰ波形（又は１８０”ＳＥＰ
波形）を示すディジタルデータは、ディジタル／アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ−Ｃ）２に供給される。

ディジタル／アナログ変換３　（Ｄ／Ａ−Ｃ）２は、補
正処理された９０’　ＳＥＰ波形（又は１８０’　ＳＥ
Ｐ波形）を示すディジタルデータをアナログ態様の９０
’　ＳＥＰ波形（又は１８０゜ＳＥＰ波形）に生成する
。この生成信号は変調信号として変：Ｊ８器３に与えら
れる。

一方、変：Ａ器３には、図示しない高周波発生器より数
メガＨｚ〜数十メガＨｚの高周波信号が被変調波として
与えられ、これらは変調され変調波出力が得られる。こ
の変調器３から出力される変調波出力は、ＲＦアンプ５
により数キロワラトル十数キロワットまで増幅され、コ
イル６に与えられて生体に放射される。

このような構成によれば、ＲＦアンプ４で増幅される前
に、ＲＦアンプ４の入出力における非直線特性を補償す
るように、予め、９０’ＳＥＰ波形（又は１８０’　Ｓ
ＥＰ波形）を示すディジタルデータを補正しているので
、ＲＦアンプ４における増幅時には、ＲＦアンプ４の非
Ｉｎ線特性は、増幅後の９０’ＳＥＰ波形（又は１８０
＠ＳＥＰ波形）に現れなくなる。これにより、理想的な
ＳＥＰ波形の高周波パルスを生体に放射することができ
る。従って、選択スライス特性の向上を図ることができ
、また、９０＠ＳＥＰ波形と１８０”　ＳＥＰ波形とを
用いるスピンエコー法のシーケンスにあっては、両者の
比１：２の関係が正しく設定できるので、エコー信号の
収集の度合いが向上したものとなり、Ｓ／Ｎ比の向上を
図ることができる。

また、ＡＰＣを、ディジタル態様のＳＥＰ波形データに
て行なうようにしているので、ディジタル信号処理に伴
う高精度で効果的なＡＰＣを行うことができる。

次に本発明の第２の実施例を、第１図及び第５図と同一
部分には同一符号を付した第４図を参照して説明する。

第１図に示すように、ＲＯＭ又はＲＡＭ等のディジタル
メモリ１は、５ＩＮＣ関数の一部である９０”　ＳＥＰ
波形や１８０＠ＳＥＰ波形を示すディジタルデータを予
め格納してなり、図示しないシステムコントローラから
のパルスシーケンスに応じて一つのＳＥＰ波形として９
０”ＳＥＰ波形（又は１８０’　ＳＥＰ波形）が選択さ
れて読出され、ディジタル／アナログ変換Ｈ（Ｄ／Ａ−
Ｃ）２に与える。

ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ−Ｃ）２は、ディ
ジタル態様の９０’　ＳＥＰ波形（又は１８０”　ＳＥ
Ｐ波形）を示すデータを、アナログ態様の９０°ＳＥＰ
波形（又は１８０’　ＳＥＰ波形）に生成する。この生
成信号はＡＰＣの被制御口として減衰器９に与えられる
。この減衰器９は、ＡＰＣ部４に相当するものであり、
図示しないシステムコントローラからＡＰＣデータが与
えられ、該データに応じて被制御量である９０”ＳＥＰ
波形（又は１８０°ＳＥＰ波形）を示すアナログデータ
を調整するものである。この調整により、高周波パルス
出力の基である９０°ＳＥＰ波形（又は１８０’　ＳＥ
Ｐ波形）を示すアナログデータは、生体の大きさや組成
に応じて増幅前の段階にて調整される。この調整された
９０’ＳＥＰ波形（又は１８０”　ＳＥＰ波形）を示す
アナログデータは、アナログ補正器１０に与えられる。

アナログ補正器１０は、調整された９０″ＳＥＰ波形（
又は１８０”　ＳＥＰ波形）を示すアナログデータに対
し、ＲＦアンプ５の入出力における非直線特性を、アナ
ログ信号処理により相殺するべく補正処理を行うもので
あり、第６図の一点鎖線で示す特性にて入力を補正し該
補正値を出力する。この補正特性は、ＲＦアンプ５の入
出力における理想特性を基準に、非直線特性を逆にした
特性を示すものである。なお、第６図の一点鎖線で示す
本実施例の補正のための特性で、図示区間Ｉ及び区間■
においては、ＲＦアンプ５の現状特性のゲインは理想特
性のものよりも大きいので、実施例の補正特性では予め
入力レベルを小さくしておき、区間■においては、ＲＦ
アンプ５の現状特性のゲインは理想特性のものよりも小
さいので、実施例の補正特性では予め入力レベルを大き
くしておくものとする。これは第１の実施例と同様であ
る。アナログ補正器１０の出力は、変調器３に対して変
調信号として与えられる。

ディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ−Ｃ）２は、補正
処理された９０＠ＳＥＰ波形（又は１８０’　ＳＥＰ波
形）を示すディジタルデータをアナログ態様の９０’　
ＳＥＰ波形（又は１８０”ＳＥＰ波形）に生成する。こ
の生成信号は変調信号として変調器３に与えられる。

変調器３には、図示しない高周波発生器より数メガＨｚ
〜数十メガＨｚの高周波信号が被変調波として与えられ
、これらは変調され変調波出力が得られる。この変調器
３から出力される変調波出力は、ＲＦアンプ５により数
キロワラトル十数キロワットまで増幅され、コイル６に
与えられて生体に放射される。

このような構成によれば、ＲＦアンプ４で増幅される前
に・、ＲＦアンプ４の入出力における非直線特性を補償
するように、予め、９０°ＳＥＰ波形（又は１８０°Ｓ
ＥＰ波形）を示すアナログデータを補正しているので、
ＲＦアンプ４における増幅時には、ＲＦアンプ４の非直
線特性は、増幅後の９０’　ＳＥＰ波形（又は１８０’
　ＳＥＰ波形）に現れなくなる。これにより、理想的な
ＳＥＰ波形の高周波パルスを生体に放射することができ
る。

従って、選択スライス特性の向上を図ることができ、ま
た、９０”　ＳＥＰ波形と１８０”　ＳＥＰ波形とを用
いるスピンエコー法のシーケンスにあっては、両者の比
１：２の関係が正しく設定できるので、エコー信号の収
集の度合いが向上したものとなり、Ｓ／Ｎ比の向上を図
ることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。

［発明の効果］以上のように請求項１にかかる発明では、高周波増幅器
の入出力における非直線特性をディジタル信号処理によ
り相殺するディジタル補正手段を、ディジタル態様のＳ
ＥＰ波形データをアナログ態様に変換するディジタル／
アナログ変換器の前段に置いたことにより、高周波増幅
器の入出力における非直線特性は、ディジタル信号処理
により相殺されるので、理想的なＳＥＰ波形の高周波パ
ルスを生体に放射することができ、よって、選択スライ
ス特性や信号収集特性の向上が図られる。

また、請求項２にかかる発明では、請求項１にかかる発
明におけるディジタル補正手段として、生体の大きさや
組成に応じてコイルからの出力を調整するためディジタ
ル態様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含んでなる
ので、請求項１の発明の作用に加え、相殺のためのディ
ジタル信号処理において、ディジタル態様のＳＥＰ波形
データを調整するので、効果的にＡＰＣを行うことがで
きる。

さらに、請求項３にかかる発明では、高周波増幅器の入
出力における非直線特性をアナログ信号処理により相殺
するアナログ補正手段を、ディジタル態様のＳＥＰ波形
データをアナログ態様に変換するディジタル／アナログ
変ｔｔｌｌ器の後段に置いたことにより、高周波増幅器
の入出力における非直線特性は、アナログ信号処理によ
り相殺されるので、理想的なＳＥＰ波形の高周波パルス
を生体に放射することかでき、よって、選択スライス特
性や信号収集特性の向上が図られる。

また、請求項４にかかる発明では、請求項３にかかる発
明におけるアナログ補正手段として、生体の大きさや組
成に応じてコイルからの出力を調整するためアナログ態
様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含んでなるので
、請求項３の発明の効果に加え、相殺のためのアナログ
信号処理において、アナログ態様のＳＥＰ波形データを
調整するので、効果的にＡＰＣを行うことができるもの
である。

よって、本発明によれば、コスト上昇を招くことなく、
選択スライス特性や信号収集特性の向上を図り得るＭＲ
Ｉ装置の送信系を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるＭＲＩ装置の送信系の第１の実
施例の構成を示すブロック図、第２図及び第３図は同実
施例におけるディジタル補正器の具体例を示すブロック
図、第４図は本発明にかかるＭＲＩ装置の送信系の第２
の実施例の構成を示すブロック図、第５図は従来例の構
成を示すブロック図、第６図はＲＦアンプの特性及び補
正器の特性との関係を示す図である。１・・・ディジタルメモリ、２・・・ディジタル／アナ
ログ変換器（Ｄ／Ａ−Ｃ）　、３・・・変調器、５・・
・ＲＦアンプ、６・・・コイル、７・・・ディジタル乗
算器、８・・・ディジタル補正器、９・・・減衰器、１
０・・・アナログ補正器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦ｎ絹値号ｊＩ　ｌ　図ｊＩ　２　図第３図 η期発号第４図１！５　　図第６ｓ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディジタル態様のＳＥＰ波形データをディジタル
／アナログ変換器によりアナログ態様に変換し、該変換
データを高周波信号により変調し、該変調信号を高周波
増幅器により増幅し、該増幅信号を磁気共鳴イメージン
グのための励起用高周波パルスとしてコイルにより生体
に放射するＭＲＩ装置の送信系において、前記高周波増
幅器の入出力における非直線特性をディジタル信号処理
により相殺するディジタル補正手段を前記ディジタル／
アナログ変換器の前段に置いたことを特徴とするＭＲＩ
装置の送信系。
（２）前記ディジタル補正手段は、前記生体の大きさや
組成に応じて前記コイルからの出力を調整するため前記
ディジタル態様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含
んでなることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置
の送信系。
（３）ディジタル態様のＳＥＰ波形データをディジタル
／アナログ変換器によりアナログ態様に変換し、該変換
データを高周波信号により変調し、該変調信号を高周波
増幅器により増幅し、該増幅信号を磁気共鳴イメージン
グのための励起用高周波パルスとしてコイルにより生体
に放射するＭＲＩ装置の送信系において、前記高周波増
幅器の入出力における非直線特性をアナログ信号処理に
より相殺するアナログ補正手段を前記ディジタル／アナ
ログ変換器の後段に置いたことを特徴とするＭＲＩ装置
の送信系。
（４）前記アナログ補正手段は、前記生体の大きさや組
成に応じて前記コイルからの出力を調整するため前記ア
ナログ態様のＳＥＰ波形データを調整する手段を含んで
なることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置の送
信系。