JPH03267043A - 磁気共鳴イメージング装置の高周波パルスの波形歪補償法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、核磁気共鳴を利用して被検 体の所望の断層面を映像化する磁気共鳴イメージング装
置（以下、ＭＨＩ装置と略す）において被検体に照射さ
れる高周波パルスの改良をはかってなるＭＨＩ装置に関
するものである。

［従来の技術］ ＭＲＩ装置では被検体の特定原子核に 共鳴する高周波パルス（以下、ＲＦパルスと略す）を照
射して励起し、共鳴した原子核より放出される高周波信
号（これをＮＭＲ信号という）を検出し、これをもとに
画像の再構成を行なう。上記高周波パルスを照射する高
周波送信系のブロック図を第２図に示す。特定原子核に
共鳴する高周波信号は高周波発振器１７から出力され、
被検体に照射するＲＦパルスはこの高周波信号を変調器
１８により振幅変調して生成するが、この振幅はメモリ １に記憶されており、振幅のデータはデジタル−アナロ
グ（Ｄ／Ａ）変換器２によりＤ／Ａ変換され変調器１８
に送られる。

一般にこの変調の振幅は断層面のスライス特性を良くす
るために図６に示すような５ｉｎｅ関数（ｓ　ｉ　ｎ　
（ｘ）　／ｘ）の数波分が使われる（第６図の場合は３
波）。変調器１８により振幅変調されたＲＦパルスは高
周波増幅器１９で増幅され高周波送信コイル２０ａに印
加され、被検体に照射される。図４は増幅器１９から出
力されるＲＦパルスの概略図である。尚、高周波増幅器
１９、高周波送信コイル２０ａ間に挿入されているクロ
スダイオード３はＲＦパルス印加時には低インピーダン
スとなるが受信時には高インピーダンスとなり、受信時
に送信コイルと受信コイルの結合を防ぐ役割をしている
。これにより送受信間の干渉を無くせるため、良好な画
像が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のようにメモリー に記憶させた波形が通常の５ｉｎｃ関数である場合には
増幅器１９から照射されるＲＦパルスの波形は５ｉｎｅ
関数であるが、送信コイル２０ａに直列に挿入されてい
るクロスダイオード３の順方向電圧のためにＤＣ成分が
カットされ、実際に照射される波形は図５に示すように
０レベル付近で歪んだ波形となりスライス特性が悪くな
り、規定のスライス厚が得られなかったり、ギャップレ
スのマルチスライスの撮像を行なった場合にはスライス
間で干渉が発生し画質の劣化が起こるというような問題
がある。

本発明は、上述したような問題点を解 消するためになされたものであり、波形歪の無い、正常
なＲＦパルス波形シ照射するＭＨＩ装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この問題を解決する手段として、予め クロスダイオードによってカットされるＤＣオフセント
成分を計測し、ＲＦパルスの包絡線振幅の符号と同一符
号のＤＣオフセットをこの包絡線振幅に加算する回路を
付加することとした。

［作用］ 本発明によれば、ＤＣオフセット加算 回路によりＲＦパルスの包絡線振幅（ Ｓｉｎｅ関数）に予めＤＣオフセット成分が加えられて
、変調器によってオフセント補償用ＲＦパルスが形成さ
れ、増幅器によって送信用高周波コイルに印加される。

従って、クロスダイオードによってＤＣ成分がカットさ
れても、実際に被検体に照射されるＲＦパルスの包絡線
振幅は正常なＳｉ　ｎｃ関数となり被検体の断層面のス
ライス特性が改善される。

また、一般に信号のＳＮ比を最良にす るために各種の受信コイル毎に５ｉｎｅ関数の振幅を変
化させる必要があるが、本発明は上記振幅を変えても加
算されるＤＣオフセット成分は一定であるため、受信コ
イルが変わっても常に最良な高周波パルスの照射が可能
であるという特徴がある。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に基 づいて詳細に説明する。

第７図は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の全
体構成図を示すブロック図である。この核磁気共鳴イメ
ージング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して
被検体６の断層画像を得るもので、静磁場発生磁石１０
と、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１と、シー
ケンサ１２と送信系１３と、勾配磁場発生系１４と、受
信系１５と、信号処理系１６とからなる。上記静磁場発
生磁石１０は、被検体６の周りにその体軸と直交する方
向に強く均一な静磁場を発生させるもので、上記被検体
６の周りのある広がりをもった空間に永久磁石方式又は
常伝導方式あるいは超伝導方式の磁場発生手段が配置さ
れている。

」二記シーケンサ１２は、ＣＰ　Ｕｌｌの制御で動作し
、被検体６の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令
を送信系１３及び勾配磁場発生系１４並びに受信系１５
に送るものである。上記送信系１３は、高周波発振器１
７と変調器１８と高周波増幅器１９と送信側の高周波コ
イル２０ａとからなり、上記高周波発振器１７から出力
された高周波信号をシーケンサ１２の命令で出方された
振幅の値で変調器１８により振幅変調し、この振幅変調
された高周波パルスを高周波増幅器１９で増幅した後に
被検体６に近接して配置された高周波送信コイル２０ａ
に供給することにより、電磁波が上記被検体６に照射さ
れるようになっている。上記勾配磁場発生系１４は、ｘ
、ｙ、ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル２１とそ
れぞれのコイルを即動する傾斜磁場電源２２とからなり
、上記シーケンサ１２がらの命令に従ってそれぞれのコ
イルの傾斜磁場電源２２を駆動することにより、Ｘ。

ｙ、ｚの３軸方向の傾斜磁場Ｇ　Ｘ　＋　Ｇｙ＋　Ｇ　
ｚを被検体６に印加するようになっている。

この傾斜磁場の加え方により、被検体６に対するスライ
ス面を設定することができる。上記受信系１５は、受信
側の高周波コイル２０ｂと増幅器２３と直交位相検波器
２４とＡ／Ｄ変換器２５とからなり、上記送信系の高周
波コイル２０ａから照射された電磁波による被検体６の
応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体６に近接して配置
された高周波受信コイル２０ｂで検出され、増幅器２３
及び直交位相検波器２４を介してＡ／Ｄ変換器２５に入
力してデジタル量に変換され、さらにシーケンサ１２か
らの命令によるタイミングで直交位相検波器２４により
サンプリングされた２系統の収集データとされ、その信
号が信号処理系１６に送られるようになっている。この
信号処理系１６は、ＣＰＵＩＩと、磁気ディスク２６及
び磁気テープ２７等の記録装置と、ＣＲＴ等のデイスプ
レィ２８とがらなり上記ＣＰＵＩＩでフーリエ変換、補
正係数計算、画像再構成等の処理を行ない、任意断面の
信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行なっ
て得られた分布を画像化してデイスプレィ２８に表示す
るようになっている。

尚、第７図において、送信側及び受信 側の高周波コイル２０ａ、　２０ｂと傾斜磁場コイル２
１は、被検体１の周りの空間に配置された静磁場発生磁
石１ｏの磁場空間内に配置されている。

本発明に係る高周波送信系のＤＣオフ セット加算回路は第１図に示すように比較器３０と利得
調整器３１および加算器３２とより構成され、動作は次
のように行なわれる。即ち、メモリー１に記憶された振
幅のデータはＤ／Ａ変換器２によりアナログ信号（５ｉ
ｎｃ関数）に変換される。

この信号は比較器３０によってグランドレベル（Ｏｖ）
と比較され、５ｉｎｅ波形が正の電圧の時には正のＤＣ
電圧が、負の電圧の時には負のＤＣ電圧が出方する（図
工中）　利得調整器３１はこのＤＣパルスをＲＦパルス
印加時にクロスダイオードによってカットされる量に相
当する値に調整する。加算器３２は上記５ｉｎｅ波形と
振幅調整されたＤＣパルスとの加算を行なうが、５ｉｎ
ｅ波形が正の時には正のＤＣ電圧が、負の時には負のＤ
Ｃ成分が加算されるため、加算器の出方には図中に示し
たようなオフセット補償用ＲＦパルスの包絡線振幅の波
形が出力される。

この振幅波形で変調器１８により変調をしたオフセット
補償用ＲＦパルスを図３に示す。このＲＦパ′ルスは高
周波増幅器１９によって増幅されクロスダイオード３を
通り、高周波送信コイル２０ａに印加されるが、ＲＦパ
ルスのＤＣオフセットは、クロスダイオード３によりカ
ットされるため、被検体６に照射されるＲＦパルスは正
常な５ｉｎｅ関数の波形のパルスが照射されることにな
る。

なお、上記実施例では、コイルに直列 に接続されたクロスダイオードの数が１個の場合を示し
たが、特にこの数は規定されずダイオードの数に応じて
、加えるＤＣオフセットの値を利得調ＩＩＩ器３１によ
り変化させ、照射される波形が５ｉｎｅ関数となるよう
に調整すればよい。また、被検体に照射するＲＦパルス
の波形は ５ｉｎｅ関数の場合だけでなく、どのような波形でも適
用可能である。さらに、変調器１８や増幅器１９のリニ
アリティが悪く非直線性特性をもつ場合にはこれらを含
めてＤＣオフセットとして加えることにより高周波送信
系全体で発生するＲＦパルスの波形歪の補償も可能であ
る。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、ＲＦパル スの包絡線振幅の符号を検出し、これと同符号のＤＣオ
フセット成分を５ｉｎｅ関数の振幅の符号と同符号にし
て予め加え、クロスダイオードによってカットされるＤ
Ｃ成分を補償しているため、実際に被検体に照射される
ＲＦパルスの包絡線振幅が正常なＳ］ｎｃ関数となり被
検体の断層面のスライス特性が改善されるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＤＣオフセット加算 回路を含めたＲＦパルスの送信部実施例図、第２図は従
来のＲＦパルスの送信部の実施例図、第３図は本発明の
増幅器により出力されるＲＦパルスの概略図、第４図は
本発明の照射されるＲＦパルスの概略図、及び、従来の
増幅器により出力されるＲＦパルスの概略図、第５図は
従来のＲＦパルスの照射波形の概略図、第６図はメモリ
ーに記憶された従来のＲＦパルスの包絡線振幅（５ｉｎ
ｃ関数）の概略図、第７図は本発明のＭＲＩ装置の実施
例図、である。 １・・・メモリー、２・・・Ｄ／Ａ変換器、３クロスダ
イオード、１７・・高周波発振器、１８・・・変調器、
１９・・・高周波増幅器、２０ａ・高周波送信コイル、
３０・・・比較器、３１・・・利得調整器、３２・・加
算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被検体に均一な静磁場を与える手段と、傾斜磁場を与
   える手段と、前記被検体の組織を構成する原子の原子核
   に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を与える高
   周波パルス送信手段と、前記核磁気共鳴による信号を検
   出する核磁気共鳴信号検出手段と、該共鳴信号を用いて
   画像再構成演算を行なう演算手段と、より成る磁気共鳴
   イメージング装置において、上記高周波パルス送信手段
   は高周波パルスの包絡線振幅のデータを記憶したメモリ
   ーと、該データをアナログ信号に変換するデジタル−ア
   ナログ（ＤＡ）変換器と、ＤＣオフセット加算回路と、
   上記アナログ信号で高周波信号を振幅変調し高周波パル
   スを生成する変調器と、該高周波パルスを増幅する高周
   波増幅器と、上記被検体に該高周波パルスを照射する高
   周波送信コイルと、より構成され、上記ＤＣオフセット
   加算回路は、照射される高周波パルスのクロスオーバー
   歪分を補償する高周波パルスの包絡線振幅の符号と同符
   号のＤＣオフセット成分を加算する回路を持つことを特
   徴とする磁気共鳴イメージング装置の高周波パルスの波
   形歪補償法。