JPH0311227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気共鳴現象（以下MR現象と称す
る）を利用して被検体の断層面像情報を得る磁気
共鳴イメージング装置（以下MRI装置と略称す
る）に係り、特に、本体部と制御・信号処理部と
の間の信号伝送系を改良することにより計測精度
の向上を図るようにしたMRI装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

MRI装置は、コイル部、送受信部を備えた架
台及び被検体を載置する寝台部からなる本体部
と、この本体部に各種制御信号を与えると共に検
出されたMR信号に基き被検体の断層面の画像情
報を生成する制御・信号処理部等とから概略構成
されている。

上記コイル部は、静磁場発生コイル、傾斜磁場
発生コイル等からなり、このコイル部は送受信部
をなすプローブヘツドと共に被検体を囲むように
架台に夫々設けられている。そして、静磁場発生
コイルにより発生された一様静磁場中に、寝台部
を駆動して被検体を配置し、傾斜磁場発生コイル
により発生させた傾斜磁場傾斜を上記一様静磁場
に重畳し、且つプローブヘツドにより励起回転磁
場を印加して、上記被検体の予定断層面部分に磁
気共鳴現象を生じせしめ、誘起されたMR信号を
プローブヘツドにより検出するようになつてい
る。

この検出されたMR信号は、制御・信号処理部
に取込まれ、このMR信号に基き上記被検体の予
定断層面の投影情報を得て画像再構成を施すこと
により、上記被検体の断層面における或る特定の
原子核のスピン密度分布、及び緩和時定数分布の
少なくとも一方の反映された画像情報を生成する
ようにしている。また、この制御・信号処理部で
は、上記本体部との間でコイル励磁制御、寝台駆
動制御等の各種制御信号を授受すると共に、プロ
ーブヘツドの送受信信号、監視カメラからの信号
等も授受するようにしている。

〔背景技術の問題点〕

上記MRI装置において、プローブヘツドによ
り検出されるMR信号は微弱であり、且つ微妙で
ある。そして、このMR信号の検出精度が最終的
に得られる情報の精度を決定する。

従つて、上記MR信号がノイズに対して影響を
受けないように、本体部が接地される部屋には電
波シールドを施したり、また、上記制御信号、監
視カメラからの信号も含めプローブヘツドの送受
信信号の信号伝送系を同軸ケーブルにより構成
し、伝送中における電磁誘導雑音を軽減するよう
にしていた。しかし乍、同軸ケーブルによる信号
伝送系では、電磁誘導雑音を無視できる程度に軽
減することは不可能であり、その改善が望まれて
いた。また、MR信号の収集は、短時間にて大量
の情報を収集するものであつて、しかも早期に再
構成画像を表示したいという要請から、大量の情
報を効率よく伝送しなければならない。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基いてなされたもので、そ
の目的とするところは、本体部と制御・信号処理
部との間の信号伝送系を改良することにより計測
精度の向上と高効率の伝送とを可能としたMRI
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するために本発明による
MRI装置では、 外部から与えられる制御信号に応動し被検体に
静磁場及び傾斜磁場を印加し且つ励起回転磁場を
印加して前記被検体の予定断層面部分に磁気共鳴
現象を生じせしめ、誘起された磁気共鳴信号を収
集動作すると共に前記外部から与えられる制御信
号に応動し前記収集動作以外の動作が実行される
本体部と、 前記本体部が収集動作又は該動作以外の動作に
て実行されるための前記制御信号と前記収集動作
又は該動作以外の動作を識別する制御クロツクと
を生成すると共に前記収集動作によつて得られた
磁気共鳴信号を前記本体部から導入して前記被検
体の前記予定断層面部分の投影情報を得て画像再
構成を施すことにより、前記被検体の断層面にお
ける特定の原子核のスピン密度分布及び緩和時定
数の少なくとも一方の反映された画像情報を生成
する制御・信号処理部と、 前記本体部と前記制御・信号処理部との間に設
けられるものであつて、電気信号の前記制御信号
及び前記磁気共鳴信号を光信号に変換すると共に
該変換信号をシリアル形式の光信号にて授受する
光伝送系と、 前記光伝送系の前記制御・信号処理部側に設け
られるものであつて、前記制御・信号処理部にて
生成されたパラレル形式の前記制御信号を受けシ
リアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与え
ると共に前記光伝送系を介して得られたシリアル
形式の前記磁気共鳴信号をパラレル形式の信号に
変換して前記制御・信号処理部に与える制御・信
号処理部側信号変換手段と、 前記光伝送系の前記本体部側に設けられるもの
であつて、前記光伝送系を介して得られたシリア
ル形式の前記制御信号を受けパラレル形式の信号
に変換して前記本体部に与えると共に前記本体部
から得られたパラレル形式の前記磁気共鳴信号を
シリアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与
える本体部側信号変換手段と、 前記制御・信号処理部にて生成された制御クロ
ツクに基づき前記収集動作時にあつては前記制
御・信号処理部側信号変換手段及び本体部側信号
変換手段を起動し、前記信号収集動作以外の動作
時にあつては前記制御・信号処理部側信号変換手
段及び本体部側信号変換手段を停止する信号変換
制御手段と、 を具備したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明によるMRI装置を第１図に示す一
実施例に従い説明する。

第１図において、１はコイル部、送受信部を備
えた架台及び被検体を載置する寝台部からなる本
体部である。

２はこの本体部１に各種制御信号を与えると共
に検出されたMR信号に基き被検体の断層面の画
像情報を生成する制御・信号処理部（コンピユー
タシステム）である。

３は本体部インターフエイス３Ａと、制御・信
号処理部インターフエイス（Ｉ／Ｆ）３Ｂと、こ
れら両インターフエイス３Ａ，３Ｂにより生成さ
れた光出力を伝送する光フアイバケーブル３Ｃと
からなる光伝送系である。

本体部１のコイル部は、静磁場発生コイル、傾
斜磁場発生コイル等からなり、このコイル部は送
受信部をなすプローブヘツドと共に被検体を囲む
ように架台に夫々設けられている。そして、静磁
場発生コイルにより発生された一様静磁場中に、
寝台部を駆動して被体を配置し、傾斜磁場発生コ
イルにより発生させた傾斜磁場傾斜を上記一様静
磁場に重畳し、且つプローブヘツドにより励起回
転磁場を印加して、上記被検体の予定断層面部分
に磁気共鳴現象を生じせしめ、誘起されたMR信
号をプローブヘツドにより検出するようにしてい
る。

制御・信号処理部（コンピユータシステム）２
では、本体部１より検出されたMR信号を光伝送
系３を介して取込み、このMR信号に基き上記被
検体の予定断層面の投影情報を得て画像再構成を
施すことにより、上記被検体の断層面における或
る特定の原子核のスピン密度分布、及び緩和時定
数分布の少なくとも一方の反映された画像情報を
生成するようにしている。また、この制御・信号
処理部（コンピユータシステム）２では、本体部
１との間でコイル励磁制御、寝台駆動制御等の各
種制御信号を光伝送系３を介して授受すると共
に、プローブヘツドの送受信信号、監視カメラか
らの信号等も授受するようにしている。

光伝送系３の制御・信号処理部インターフエイ
ス（Ｉ／Ｆ）３Ｂでは、各種制御信号、プローブ
ヘツドの送受信信号、監視カメラからの信号等
を、光信号に変換（Ｅ／Ｏ変換）すると共に伝送
効率の向上を図るためにパラレルデータをシリア
ルデータに変換している。

この制御・信号処理部インターフエイス（Ｉ／
Ｆ）３Ｂで生成された上記シリアルデータは、光
フアイバケーブル３Ｃ１にて本体部インターフエ
イス３Ａに光伝送される。また、制御・信号処理
部インターフエイス（Ｉ／Ｆ）３Ｂでは、パラレ
ル／シリアル変換に用いた制御クロツク信号も光
信号に変換（Ｅ／Ｏ変換）すると共に伝送効率の
向上を図るためにパラレルデータをシリアルデー
タに変換し、光フアイバケーブル３Ｃ２にて本体
部インターフエイス３Ａに光伝送される。

本体部インターフエイス３Ａは、光フアイバケ
ーブル３Ｃ１からの光信号のシリアルデータを電
気信号のシリアルデータに変換するＯ／Ｅ変換回
路（Ｏ／Ｅ−Ｃ）３Ａ１、このＯ／Ｅ変換回路
（Ｏ／Ｅ−Ｃ）３Ａ１からの電気信号のシリアル
データをパラレルデータに変換するパラレル／シ
リアル変換回路（Ｓ／Ｐ−Ｃ）３Ａ２、このパラ
レル／シリアル変換回路（Ｓ／Ｐ−Ｃ）３Ａ２に
変換制御信号を与えるコントローラ３Ａ３、パラ
レル／シリアル変換回路（Ｓ／Ｐ−Ｃ）３Ａ２及
びコントローラ３Ａ３に制御クロツク信号を与え
る発振回路（O.S.C）３Ａ４から構成されてい
る。

ここで、発振回路（O.S.C）３Ａ４は例えば第
２図のように構成されている。第２図に示す発振
回路は、ナンド素子Ｇ１，Ｇ２、抵抗Ｒ、水晶振
動子CR、コンデンサＣ１，Ｃ２が図示の如く接
続されて構成され、入力信号INにより水晶振動
子CRからの出力信号OUTを制御可能とし、発振
回路の発振出力を、外部から与えられる信号、即
ち、制御・信号処理部インターフエイス（Ｉ／
Ｆ）３Ｂからの制御クロツク信号より、所望の時
に起動・停止可能としている。

尚、発振回路（O.S.C）３Ａ４は光信号の制御
クロツク信号を電気信号にすると共にシリアルデ
ータをパラレルデータに変換する機能を有してお
り、第２図の入力信号INとしては、電気信号の
上記制御クロツク信号が与えられるものである。

コントローラ３Ａ３では、ROM（Read Only
Memory）等を用いたマイクロ・シーケンスによ
り、発振回路（O.S.C）３Ａ４の出力を受けると
同時に上記マイクローシーケンスを起動して、デ
ータ形式を管理するようにしている。

第３図はコントローラ３Ａ３による３ビツトの
シリアルデータ転送の一例を示すものである。即
ち、第３図ａに示すクロツクコントロール信号に
より、第３図ｂのクロツク信号は発振する。この
クロツク信号によりマイクロ・シーケンスが起動
し、各回路の制御を行なう。この第３図ではクロ
ツク信号が既に発振状態であるのでデータは入力
されたパラレルデータに変換される。

この際、第３図ｃ，ｄに示すようにLowレベ
ルのスタートビツトＳの検出によりコントローラ
３Ａ４は変換のタイミングを検出し、第３図ｄに
示すようにLowレベルのスタートビツトＳに続
いて３ビツトのデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３を伝送す
るようにしている。このような手順が経過するこ
とにより、クロツクを任意に停止・発振させても
安定にデータの伝送は可能となる。

次に上記のごとく構成された本実施例の作用に
ついて説明する。

即ち、本体部１と制御・信号処理部（コンピユ
ータシステム）２との間の信号授受を光伝送系３
で行なつているので、信号伝送に伴つて雑音を出
したり、受けたりすることがない。また、データ
のシリアル／パラレル変換、パラレル／シリアル
変換におけるクロツクを任意に停止・発振させて
も安定したデータ伝送が可能であるので、MR信
号の収集動作時、この収集動作以外の動作として
本体部１の寝台駆動中等に応じてデータ伝送の起
動・停止が可能となり、データ伝送の効率化が図
られる共に制御クロツクによる雑音の影響も無視
できる程度に低減される。

従つて、プローブヘツドにより検出された微
弱、且つ微妙であるMR信号は雑音を受けること
なく制御・信号処理部（コンピユータシステム）
２に伝送され、この高精度のMR信号により最終
的に得られる情報を高精精度化することができ
る。また、この低雑音化の実現により、従来、同
軸ケーブルを用いての伝送におけ電波シールド等
が省略でき、コスト低減が可能となる。

また、光伝送系３により本体部１と制御・信号
処理部（コンピユータシステ）２とを接続してい
るので、本体部１と制御・信号処理部（コンピユ
ータシステム）２とは完全に絶縁化が施されるこ
とになる。従つて、本体部１と制御・信号処理部
（コンピユータシステム）２とは完全に分離した
接地が可能となり、装置の安定動作が期待でき
る。

さらに、光伝送系３を用いていることから、長
距離伝送が可能となり、本体部１と制御・信号処
理部（コンピユータシステム）２と間の距離制限
は緩和され、装置の設置条件を拡張することがで
きる。

また、検出されるMR信号は、5000ガウスの場
合、約26.6MHzであるので、発光素子としては
LEDを用いることができ、受光素子としてはSi
PIN PDをいることができ、経済的である。

本発明は上記図示し且つ記載した実施例に限定
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〕

以上述べたように本発明によれば、 外部から与えられる制御信号に応動し被検体に
静磁場及び傾斜磁場を印加し且つ励起回転磁場を
印加して前記被検体の予定断層面部分に磁気共鳴
現象を生じせしめ、誘起された磁気共鳴信号を収
集動作すると共に前記外部から与えられる制御信
号に応動し前記収集動作以外の動作が実行される
本体部と、 前記本体部が収集動作又は該動作以外の動作に
て実行されるための前記制御信号と前記収集動作
又は該動作以外の動作を識別する制御クロツクと
を生成すると共に前記収集動作によつて得られた
磁気共鳴信号を前記本体部から導入して前記被検
体の前記予定断層面部分の投影情報を得て画像再
構成を施すことにより、前記被検体の断層面にお
ける特定の原子核のスピン密度分布及び緩和時定
数の少なくとも一方の反映された画像情報を生成
する制御・信号処理部と、 前記本体部と前記制御・信号処理部の間に設け
られるものであつて、電気信号の前記制御信号及
び前記磁気共鳴信号を光信号に変換すると共に該
変換信号をシリアル形式の光信号にて授受する光
伝送系と、 前記光伝送系の前記制御・信号処理部側に設け
られるものであつて、前記制御・信号処理部にて
生成されたパラレル形式の前記制御信号を受けシ
リアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与え
ると共に前記光伝送系を介して得られたシリアル
形式の前記磁気共鳴信号をパラレル形式の信号に
変換して前記制御・信号処理部に与える制御・信
号処理部側信号変換手段と、 前記光伝送系の前記本体部側に設けられるもの
であつて、前記光伝送系を介して得られたシリア
ル形式の前記制御信号を受けパラレル形式の信号
に変換して前記本体部に与えると共に前記本体部
から得られたパラレル形式の前記磁気共鳴信号を
シリアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与
える本体部側信号変換手段と、 前記制御・信号処理部にて生成された制御クロ
ツクに基づき前記収集動作時にあつては前記制
御・信号処理部側信号変換手段及び本体部側信号
変換手段を起動し、前記信号収集動作以外の動作
時にあつては前記制御・信号処理部側信号変換手
段及び本体部側信号変換手段を停止する信号変換
制御手段と、 を具備したものであるので、計測精度の向上と高
効率の伝送とを可能としたMRI装置が提供でき
る。計測精度が向上したMRI装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるMRI装置の一実施例
を示すブロツク図、第２図は同実施例における発
振回路の詳細な回路図、第３図は同実施例におけ
るデータ伝送の一例を説明するためのタイミング
図である。 １……本体部、２……制御・信号処理部（コン
ピユータシステム）、３……光伝送系、３Ａ……
本体部インターフエイス、３Ｂ……点制御・信号
処理部インターフエイス（Ｉ／Ｆ）、３Ｃ１，３
Ｃ２……光フアイバケーブル、３Ａ１……Ｏ／Ｅ
変換回路（Ｏ／Ｅ−Ｃ）、３Ａ２……パラレル／
シリアル変換回路（Ｓ／Ｐ−Ｃ）、３Ａ３……コ
ントローラ、３Ａ４……発振回路（O.S.C）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部から与えられる制御信号に応動し被検体
   に静磁場及び傾斜磁場を印加し且つ励起回転磁場
   を印加して前記被検体の予定断層面部分に磁気共
   鳴現象を生じせしめ、誘起された磁気共鳴信号を
   収集動作すると共に前記外部から与えられる制御
   信号に応動し前記収集動作以外の動作が実行され
   る本体部と、 前記本体部が収集動作又は該動作以外の動作に
   て実行されるための前記制御信号と前記収集動作
   又は該動作以外の動作を識別する制御クロツクと
   を生成すると共に前記収集動作によつて得られた
   磁気共鳴信号を前記本体部から導入して前記被検
   体の前記予定断層面部分の投影情報を得て画像再
   構成を施すことにより、前記被検体の断層面にお
   ける特定の原子核のスピン密度分布及び緩和時定
   数の少なくとも一方の反映された画像情報を生成
   する制御・信号処理部と、 前記本体部と前記制御・信号処理部との間に設
   けられるものであつて、電気信号の前記制御信号
   及び前記磁気共鳴信号を光信号に変換すると共に
   該変換信号をシリアル形式の光信号にて授受する
   光伝送系と、 前記光伝送系の前記制御・信号処理部側に設け
   られるものであつて、前記制御・信号処理部にて
   生成されたパラレル形式の前記制御信号を受けシ
   リアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与え
   ると共に前記光伝送系を介して得られたシリアル
   形式の前記磁気共鳴信号をパラレル形式の信号に
   変換して前記制御・信号処理部に与える制御・信
   号処理部側信号変換手段と、 前記光伝送系の前記本体部側に設けられるもの
   であつて、前記光伝送系を介して得られたシリア
   ル形式の前記制御信号を受けパラレル形式の信号
   に変換して前記本体部に与えると共に前記本体部
   から得られたパラレル形式の前記磁気共鳴信号を
   シリアル形式の信号に変換して前記光伝送系に与
   える本体部側信号変換手段と、 前記制御・信号処理部にて生成された制御クロ
   ツクに基づき前記収集動作時にあつては前記制
   御・信号処理部側信号変換手段及び本体部側信号
   変換手段を起動し、前記信号収集動作以外の動作
   時にあつては前記制御・信号処理部側信号変換手
   段及び本体部側信号変換手段を停止する信号変換
   制御手段と、 を具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージン
   グ装置。 ２ 制御クロツクは、前記光伝送系を介して前記
   制御・信号処理部から前記本体部にシリアル伝送
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の磁気共鳴イメージング装置。