JPH03272740A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴（Ｎ　Ｍ　Ｒ：　Ｎｕｃｌｅａｒ
Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）現象を応用し
た磁気共鳴イメージング装置に係わり、特に、磁気共鳴
信号を得るための励起用高周波パルスを発生し、検出さ
れた磁気共鳴信号を処理する送受信回路系に関する。

（従来の技術） 核磁気共鳴現象は、磁場中におかれた原子核が特定波長
の電磁波エネルギーを共鳴吸収して、次いでこのエネル
ギーを電磁波として放出する現象である。この現象を利
用して生体の診断を行う磁気共鳴イメージング装置は、
上述の原子核、特に、プロトンから放出される電磁波を
検知して、検知された信号を処理して、原子核（プロト
ン）密度、縦緩和時間Ｔ１、横緩和時間Ｔ２、流れ、化
学シフト等の情報が反映された被検者の断層像等の診断
情報が得られる。

ところで、この磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中
に横臥した被検者から磁気共鳴信号を励起させるための
励起用高周波パルスを送信すると共に高周波コイルで検
出された信号から磁気共鳴信号を検波する送受信回路系
を有する。この送受信回路系では、励起用高周波パルス
の搬送波発生時（送信時）および磁気共鳴信号の検波時
（受信時）に関係なく、検波用参照波が常に出力され続
ける回路構成となっている。

従って、被検者に印加される静磁場の中心から離れた被
検者の部位からの磁気共鳴信号を収集する場合には、励
起用高周波パルスの搬送波と磁気共鳴信号の検波用参照
波との周波数が異なるために互いに干渉を起こしてしま
う。この干渉が生じると、高周波パルスの出力波形は、
ビート波か畳重されてその包路線が波打ち、スライス毎
の波高値が変動する波形の乱れか生じ、磁気共鳴信号の
信号値がばらつく不都合がある。

また、この干渉が生じると、搬送波の基本周波数（ｆｏ
　）成分が磁気共鳴信号に混入してしまい、静磁場の中
心から離れた部位の画像に中心の部位の画像が重なる不
都合も生じる。

その結果、得られる画像の品位が低下し、正確な診断に
支障が生じる問題がある。

（発明が解決しようとする課＠） 上述したように、従来の磁気共鳴イメージング装置の送
受信回路系においては、励起用高周波パルスの送信時お
よび磁気共鳴信号の受信時に関係なく検波用参照信号が
常に出力され続ける回路構成となっているために、励起
用高周波パルスの搬送波と磁気共鳴信号の検波用参照波
とが干渉を起こし、その結果、得られる画像の品位が低
下し、正確な診断に支障が生じる問題がある。

本発明の目的は、励起用高周波パルスの搬送波と磁気共
鳴信号の検波参照波とが干渉せず、磁気共鳴信号に悪影
響を与えずに画像品位が低下しない磁気共鳴イメージン
グ装置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、静磁場中に横臥した被検者に対して印加する
励起用高周波パルスを発生する送信回路系と、この送信
回路系と接続されて印加された励起用高周波パルスによ
り高周波磁場を発生すると共に誘起された信号を検出す
る高周波コイルと、高周波コイルと接続されて検出され
た信号から検波用参照波により磁気共鳴信号を受信する
受信回路系と、傾斜磁場電源に接続されて磁気共鳴信号
が誘起された部位の位置情報を得るための傾斜磁場を発
生する傾斜磁場発生コイルと、得られた磁気共鳴信号を
ディジタル信号に変換する変換手段と、前記送信回路系
、受信回路系および傾斜磁場電源の動作を制御すると共
に、変換されたディジタル信号を得られた位置情報に基
づいて処理し、画像を合成するコンピュータシステムと
を備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記送信
回路系が、励起用高周波パルスを印加している間には検
波用参照波を遮断し、磁気共鳴信号を受信している間に
は検波用参照波を出力するスイッチング手段を有するこ
とを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。

（作　用） 本発明の磁気共鳴イメージング装置では、送信回路系が
、高周波パルスを印加している間には検波用参照波を遮
断し、磁気共鳴信号を受信している間には検波用参照波
を出力するスイッチング手段を有するので、励起用高周
波パルスの搬送波と磁気共鳴信号の検波用参照波との干
渉が生じることがなく、磁気共鳴信号の波形の乱れがな
く、画像の品位が低下せず、鮮明な画像が得られる。

このスイッチング手段としては、入出力抵抗が夫々５０
Ωであって、数ｍ５ｅｃ以内に切換えられるものであれ
ば用いることができる。このスイッチング手段は、数十
ＭＨｚのアナログ信号の遮断、導通を行うものであるこ
とから、アナログスイッチであることが好ましい。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の実施例による核磁気共鳴イメージング装
置の概略の構成を示すブロック図である。第１図に示す
様に、この磁気共鳴イメージング装置（１）は、静磁場
中に横臥した被検者に対して印加する励起用高周波パル
スを発生するための送信回路（２）と、この送信回路（
２）と接続されて、印加された励起用高周波パルスによ
り高周波磁場を発生すると共に誘起された磁気共鳴信号
を検出する高周波コイル（３〉と、高周波コイル（３）
と接続されて磁気共鳴信号を受信する受信回路り４）と
、傾斜磁場電源り５）に接続されて磁気共鳴信号が誘起
された部位の位置情報を得るための傾斜磁場を発生する
傾斜磁場発生コイル（６）と、送信回路（２）、受信回
路（４）および傾斜磁場電源（５）の動作をシステムコ
ントローラ（７）を介して制御すると共に、ディジタル
信号に変換された磁気共鳴信号を処理し、画像に変換す
るコンピュータシステム（８）とを備える。また、この
装置（１）は、コンピュータシステム（８）で得られた
画像信号に基づいた画像を映出するデイスプレィ（９）
を備える。この送信回路（２）には、磁場中心における
対象核種に対するラーモア周波数（ｆｏ）を作り出すシ
ンセサイザ（ｌＯ）が接続されて、ｆｏの周波数を有す
る高周波が入力される。また、この送信回路（２）と高
周波コイル（３）との間には、送信回路（２）で発生さ
れた高周波パルスを増幅する電力増幅器（１１）および
高周波コイル（３）の入力インピーダンスとマツチング
を行うための同調回路（１２）が接続されている。この
高周波コイル（３〉と受信回路（４）との間には、高周
波コイル（３）で検出された信号を増幅する前段増幅器
（１３）が接続されている。また、被検者が横臥する天
板を有する寝台（１４）がシステムコントローラ（７）
に接続されて、コンピュータシステム（８）により、制
御されている。

ところで、この送信回路（２）は、シンセサイザ（１０
）からの高周波に基づいて検波参照波を受信回路（４）
に印加すると共にシステムコントローラ（７）からの制
御の下に高周波パルスの搬送波を発生する第１ミキサ（
２ａ）および第１ミキサ（２ａ）からの搬送波（ｆｃ　
）とシステムコントローラ（７）からの振幅変調のため
のシンク関数とにより高周波パルスを発生する第２ミキ
サ（２ｂ）から構成される。

この第１ミキサ（２ａ）は、高周波パルスの搬送波と磁
気共鳴信号の検波用参照波との干渉を防止するスイッチ
ング素子を有する。即ち、この第１ミキサ（２ａ）は、
第２図に示す様に、シンセサイザ（１０）からの基本周
波数（ｆｏ　、角周波数ω０）の高周波を同相で分配す
る第１分配器（ＰＤ　：Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｖｉｄｅｒ）
（２１）、この第１分配器（２１〉の一方の出力が印加
され、互いに９０″だけ位相がずれた高周波ｃｏｓωｏ
ｔおよびｓｉｎωｏｔを出力する第２分配器（Ｐ　Ｄ　
：　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｖｌｄｅｒ）（２２）、この第２
分配器（２２）の出力およびシステムコントローラ（７
）からのスライス条件を設定する周波数を有し互いに位
相か９０″ずれた高周波ｃｏｓω１ｔおよびｓｉｎω】
　ｔが印加される第１および第２のダブルバランスドミ
キサ（Ｄ　Ｂ　Ｍ　：　ＤｏｕｂｌｅＢａｌａｎｃｅｄ
　Ｍｉｘｅｒ）（２３）、（２４）、この第１および第
２のダブルバランスドミキサ（２３）、（２４）の出力
であるＣＯ５ωＯ１ＸｃＯ５ω１　ｔおよび±ｓｉｎω
。ｔＸｓｉｎω、１の高周波を合成する合成器（ＰＣ：
Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏａ＋ｂｉｎｅｒ）（２５）　、この合
成器（２５）の出力を増幅して高周波パルスの搬送波と
する第２増幅器（２６）を有する。また、この第１ミキ
サ（２ａ）は、分配器（２１）の他の出力が印加され、
検波参照波を出力する第１増幅器（２７）および第１分
配器（２１）と第１増幅器（２７）との間に設けられた
スイッチング素子（Ｓ　Ｗ　：　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　
Ｅｌｅｍｅｎｔ）　（２８）を有する。

このスイッチング素子（２８）は、高周波パルスの出力
が無い場合に電力増幅器（１１）の動作を停止するため
の使用している信号を利用してシステムコントローラ（
７）から印加されるゲート信号により、高周波パルスを
印加している間には検波用参照波を遮断し、磁気共鳴信
号を受信している間には検波用参照波を出力する。

このスイッチング素子（２８）は高周波パルスを印加し
ている間には検波用参照波を遮断し、磁気共鳴信号を受
信している間には検波用参照波を出力するので、従来の
送信回路において第１増幅器（２７）の電源に混入した
基本周波数成分（ｆｏ　）が第２増幅器（２６）の電源
に入ることや第１増幅器（２７）で増幅された基本周波
数成分（ｆｏ　）が第２増幅器（２Ｂ）の人力および出
力信号に混入することにより生じていた高周波パルスの
搬送波と検波用参照波との干渉が効果的に防止できる。

このスイッチング素子（２８〉は、数十ＭＨｚで、ピー
クからピークまでの電圧（Ｖｐｐ）が数Ｖのアナログ信
号を遮断する作用を有するので、アナログスイッチで構
成することが好ましい。

この様な磁気共鳴イメージング装置（１）では、静磁場
中に横臥した被検者に対して励起用高周波パルスが高周
波コイル（３）から印加し、被検体から誘起された信号
を高周波コイルで検出し、この信号から検波参照波を用
いて受信回路（４）で検波して磁気共鳴信号を得る。こ
の磁気共鳴信号は、システムコントローラ（７）内にお
けるＡ／Ｄ変換部でディジタル信号に変換される。この
ディジタル信号は、コンピュータシステム（８）におい
て、傾斜磁場コイル（６）の位置情報に基づいて画像に
変換され、この画像がデイスプレィ（９）に映出される
。しかも、映出される画像は、上述した様に、高周波パ
ルスの搬送波と検波用参照波との干渉がスイッチング素
子により効果的に防止されるので、鮮明なものとなる。

この装置（１）において、送信回路（２）、システムコ
ントローラ（７〉の一部、シンセサイザ（１０）、電力
増幅器（１１）、同調器（１２〉が高周波パルスを発生
する送信回路系を構成する。また、受信回路（４）、シ
ステムコントローラ（７）の一部、前段増幅器（１３）
が磁気共鳴信号を受信する受信回路系を構成する。

上記実施例では、第１分配器（２１〉と第１増幅器（２
７）との間にスイッチング素子（２８〉を設けて、検波
用参照波を遮断および導通させることにより、搬送波に
対して悪影響を与えることなく、搬送波と検波用参照波
との干渉を効果的に防止できる効果を有する。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、励起用高周波パルスの搬
送波と磁気共鳴信号の検波参照はとが干渉せず、磁気共
鳴信号に悪影響を与えずに画像品位が低下しない磁気共
鳴イメージング装置を提供することことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による磁気共鳴イメージング装
置の構成を示すブロック図、第２図は第１図の第１ミキ
サを示す回路図である。 １・・・磁気共鳴イメージング装置、 ２・・・受信回路、２ａ・・・第１ミキサ、２ｂ・・・
第２ミキサ、　　　　３・・・高周波コイル、４・・・
受信回路、　　　　５・・・傾斜磁場電源、６・・・傾
斜磁場コイル、 ７・・・システムコントローラ、 ８・・・コンピュータシステム、 ９・・・デイスプレィ、　　１０・・・シンセサイザ、
１１・・・電力増幅器、　　　１２・・・同調器、１３
・・・前段増幅器、　　　１４・・・寝台、２１・・・
第１分配器、　　　２２・・・第２分配器、２３・・・
第１のダブルバランスドミキサ、２４・・・第２のダブ
ルバランスドミキサ、２５・・・合成器、　　　　　２
６・・・第２増幅器、２７・・・第１増幅器、 ２８・・・スイッチング素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静磁場中に横臥した被検者に対して印加する励起用高周
   波パルスを発生する送信回路系と、この送信回路系と接
   続されて印加された励起用高周波パルスにより高周波磁
   場を発生すると共に誘起された信号を検出する高周波コ
   イルと、高周波コイルと接続されて検出された信号から
   検波用参照波により磁気共鳴信号を受信する受信回路系
   と、傾斜磁場電源に接続されて磁気共鳴信号が誘起され
   た部位の位置情報を得るための傾斜磁場を発生する傾斜
   磁場発生コイルと、得られた磁気共鳴信号をディジタル
   信号に変換する変換手段と、前記送信回路系、受信回路
   系および傾斜磁場電源の動作を制御すると共に、変換さ
   れたディジタル信号を得られた位置情報に基づいて処理
   し、画像を合成するコンピュータシステムとを備えた磁
   気共鳴イメージング装置において、前記送信回路系が、
   励起用高周波パルスを印加している間には検波用参照波
   を遮断し、磁気共鳴信号を受信している間には検波用参
   照波を出力するスイッチング手段を有することを特徴と
   する磁気共鳴イメージング装置。