JPH0376137B2 - - Google Patents

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JPH0376137B2
JPH0376137B2 JP62133889A JP13388987A JPH0376137B2 JP H0376137 B2 JPH0376137 B2 JP H0376137B2 JP 62133889 A JP62133889 A JP 62133889A JP 13388987 A JP13388987 A JP 13388987A JP H0376137 B2 JPH0376137 B2 JP H0376137B2
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JP
Japan
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voltage
antenna coil
output
frequency
memory
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JP62133889A
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Hideaki Uno
Yoshuki Ogawa
Koji Suga
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GE Healthcare Japan Corp
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、CPUに制御されるメモリに格納さ
れた変調信号源を有し、核磁気共鳴診断装置のア
ンテナコイルに高周波電力を供給する高周波電源
装置に関する。
(従来の技術) 磁気共鳴画像撮影装置は、静磁場に線形の磁場
勾配を重畳させて、位置によつて異なる強さの磁
場を与え、磁場の強さによつて変化するシステム
のラーモア周波数である共鳴周波数を変化させ
て、異なる位置の被検体内の特定の原子核を高周
波電磁波で励起させて断層像を得る装置である。
従つて、周波数の異なる多くの高周波信号が必要
であるため、高周波電源として周波数シンセサイ
ザを用い、波形メモリに格納してある波形と、振
幅メモリに格納してある振幅とにより周波数シン
セサイザの出力を変調して所望の高周波信号を
得、アンテナコイルに高周波電流を供給し、アン
テナコイル内に収容している被検体に高周波磁界
を印加している。
ここで、高周波電源からアンテナコイルに供給
する高周波電流の安定性について考察する。第2
図は高周波電源とアンテナとの関係を示すブロツ
ク図である。図において、1は高周波電源の最終
段の出力抵抗がRAである高周波増幅器で、ケー
ブル2を経て、アンテナコイル3に高周波電流を
供給している。アンテナコイル3はコイルLと共
振用コンデンサC1,C2で構成され、損失抵抗RS
が挿入されている。この損失抵抗RSはコイルの
抵抗と被検体による高周波電力損失の等価抵抗か
ら成るが、主として被検体による損失抵抗であ
る。従つて、損失抵抗RSは被検体の大きさ、物
性等で変化する。第3図に第2図の高周波電流回
路の等価回路を示す。図において、第2図と同等
の部分には同じ符号を付してある。高周波増幅器
1の出力電圧をVAとし、アンテナコイル3の負
荷抵抗RLに供給される電圧をVLとする。この等
価回路において、高周波増幅器1の出力抵抗RA
は有限値を有しているため、負荷に流れる電流に
よつて出力抵抗RAに電圧降下を生じ、負荷供給
電圧VLは次式の通りになる。
VL=RL・VA/(RA+RL)<VA 被検体の損失によるRLの変化に伴い、VAが一定
であつてもVLは変化してしまう。
今、アンテナコイル3の等価回路を第4図のよ
うに書き直すと負荷供給電圧VLが変化するとコ
イルLに流れる電流が変化し、アンテナコイル3
で作られる磁界強度が変化することが分る。
実際の使用に当つては、アンテナコイル3の中
にフアントムをおいて測定したときの負荷供給電
圧VLと、被検体を収容したときの負荷供給電圧
VLの変化を調べ、同じ負荷供給電圧VLが得られ
るように電源を調整する。第3図において、一般
に高周波増幅器1の出力抵抗RAは50Ω、アンテナ
コイル3の被検体を収容したときの負荷供給電圧
RLは30〜300Ωである。RL=300Ωの時のVLをVL
(300),RL=30Ωの時のVLをVL(30)とすれば、 VL(30)/VL(300) ={30/(50+30)} /{300/(50+300)} ≒0.44 となり、被検体によつては、高周波増幅器1の入
力が一定の時でも負荷供給電圧VLが大きく変化
し、被検体毎の高周波電源の出力の調整が必要と
なる。
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように負荷供給電圧VLが変化するため
被検体に印加する高周波磁界が変動し、良好な画
像が得られない。
負荷供給電圧VLを一定にするために高周波増
幅器1にエンベロープ帰還を掛ける方法が用いら
れているが、その帰還ループにも能動素子を用い
なければならないことから安定した系を作り出す
ことは困難である。又、従来は被検体のスキヤン
の前に振幅を書き込んであるメモリの内容を
CPUの操作で書き替えて被検体からエコー信号
を受信し、周波数スペクトル表示を見ながら最適
出力を決定するパルスチユーニングを行う方法も
多く用いられている。この調整には5分程度の時
間が必要で患者スループツトの低下の一要因とな
つている。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、被検体の交替による損失変動に拘ら
ず、アンテナコイルからの高周波磁界を一定に保
つための調整を簡単に自動的に速やかに行わせ、
又、そのために追加する回路も極めて小規模な高
周波電源装置を実現することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記の問題点を解決する本発明は、メモリに格
納された設定値によつて振幅が定まる高周波電圧
を、核磁気共鳴診断装置のアンテナコイルに供給
する高周波電源装置において、アンテナコイルに
フアントムを収容した状態で所定の励起が行われ
るように前記メモリに格納された設定値を調整す
る第1の電圧調整手段と、高周波電源の出力高周
波電圧を検出する電圧検出手段と、フアントムに
対して前記設定値が調整された状態における電圧
検出手段の出力信号を記憶する出力電圧記憶手段
と、アンテナコイルに被検体を収容した状態でア
ンテナコイルに高周波電圧を供給した時の電圧検
出手段の出力信号が前記出力電圧記憶手段に格納
された値と一致するようにメモリに格納された前
記設定値を調整する第2の電圧調整手段とを具備
することを特徴とするものである。
(作用) 高周波増幅の出力電圧を電圧検出手段により検
出し、アンテナコイルにフアントムを収容した時
と被検体を収容した時とを比較して同様な出力信
号を得るように高周波電圧の振幅を調節して、被
検体の変化に拘らず同等な高周波電力を供給す
る。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
第1図は本発明の一実施例のブロツク図であ
る。図において、第2図と同等の部分には同一の
符号を付してある。図中、4はケーブル2の端部
からアンテナコイル3に高周波電流を供給する給
電線、10はMRI装置を制御するCPU101か
らのデータのやりとりをするCPUデータバス、
11は12ビツトのデータ長を有し、CPUデータ
バスからの振幅に関するデータを格納し、アンテ
ナコイル3に供給する高周波信号の振幅を規制す
るための振幅メモリである。12はアンテナコイ
ル3に供給する高周波信号の波形を格納している
波形メモリである。振幅メモリ11の出力はDA
変換器13でアナログ信号に変換され、波形メモ
リ12の出力をアナログ信号に変換するDA変換
器14の電圧を制御する。15はCPUデータバ
ス10からの指令により必要な周波数の信号を出
力する周波数シンセサイザで、その出力信号は変
調器16において、前記DA変換器14の出力信
号によつて変調される。17は高周波増幅器1の
送信高周波信号から受信用増幅器18を保護する
受信保護回路である。受信用増幅器18はアンテ
ナコイル3からの核磁気共鳴信号を増幅する。1
9は高周波増幅器1の出力電圧を検出する電圧検
出器で可変減衰器20によつて適正レベルに調節
される。電圧検出器19の接続点からアンテナコ
イル3への高周波信号の供給線であるケーブル2
と給電線4の長さはそれぞれn・λ/2及びλ/
2にしてある。21は電圧検出器19からの信号
と受信用増幅器18からの信号とを切り替えて出
力するSPDTのスイツチで、可変減衰器20の出
力がA接点に、受信用増幅器18の出力がB接点
に入力されている。22は周波数シンセサイザ1
5からの高周波信号を0゜と−90゜の位相の2信号
に分割するスプリツタで、0゜位相の信号はI復調
器23に、−90゜の位相の信号はQ復調器24にそ
れぞれ入力される。25は変調器16と高周波増
幅器1との位相遅れ量と、電圧検出器19、可変
減衰器20、I復調器23とスプリツタ22との
位相遅れ量の代数和が等しくなるように設定する
位相シフタである。26,27はI復調器23と
Q復調器24の出力をそれぞれデイジタル信号に
変換し、CPUデータバス10を経てCPU101
に復調信号を送達するAD変換器である。
上記のように構成された実施例の装置の動作を
説明する。波形メモリ12には第5図の波形(エ
ンベロープ)が書き込まれている。これは12ビツ
トのデータ長で構成され、DA変換器14で200
点で読み出されている。振幅の最大値は振幅メモ
リ11からの出力をアナログ信号に変換したDA
変換器13の出力信号によつて規制され、振幅が
最大のときDA変換器14から±5Vの信号が変調
器16に出力される。
先ず、アンテナコイル3に被検体を模擬できる
フアントムを収容して、原子核の励起が正しく
90゜或いは180゜で行われるようにCPU101から
振幅メモリ11の内容を変え、最適出力を得るよ
うに調節しておく。
最適出力が得られた時点でスイツチ21をA接
点側に投入する。電圧検出器19から取り出され
た高周波増幅器1の出力は可変減衰器20を操作
することによつて適当なレベルに調整され、スイ
ツチ21のA接点を経て通常受信信号の検波を行
うのと同じI復調器23により復調され、AD変
換器26において、デイジタル信号に変換され
る。CPU101はCPUデータバス10を通じて
復調データを受取る。
電圧検出器19の出力からアンテナコイル3に
至るケーブル2と給電線4の長さはλ/2の整数
倍に選ばれているため、電圧検出器19の出力波
形とアンテナコイル3の給電点における波形とは
等しい。又、位相シフタ25の位相シフト量は既
述のように変調器16と高周波増幅器1の位相遅
れ量と電圧検出器19、可変減衰器20及びスプ
リツタ22の位相遅れ量の代数和とが等しくなる
ように調節されているので、I復調器23におけ
る受信信号の位相と、アンテナコイル3の給電点
における高周波信号とは位相が一致しており、I
復調器23の出力とDA変換器14の出力は互い
に相似の波形が得られる。
I復調器23の出力はAD変換器26におい
て、第6図に示すように最大65536点(16ビツト)
で数値化される。I復調器23,AD変換器26
の持つ直流のオフセツトは波形取得直前の無信号
レベル状態の値から補正される。このようにして
得られたAD変換器26の最大出力点の値を最適
出力D(REF)としてCPU101は適宜のメモリ
(図示せず)に記憶する。又、エンベロープの波
形は波形メモリ12に格納されている波形と照合
されて第6図の点線で示す高周波増幅器1の非直
線性成分が検出された場合、その誤差が最小にな
るように波形メモリ12に格納されている波形の
値を変更して、AD変換器26の出力が最適波形
となるようにする。更に、このときの可変減衰器
20の減衰量A(REF)もCPU101は記憶して
おく。最適出力が設定されてこれをD(REF)と
してCPUが記憶する際には、AD変換器26の波
形の読み出しを遅くして各点の出力が必ずデイジ
タル化されるように、又、変換も1回でなく数回
繰り返して行い、平均値を得ることにより正確に
数値化する。このようにして、CPUに記憶され
たA(REF)とD(REF)は一度決めたら通常の
保守点検時(6ケ月又は12ケ月)に更新する程度
で良い。
次にアンテナコイル3に被検体を収容して被検
体に合わせたパルスチユーニングを行う。このと
き、先ず、スイツチ21をA接点側に入れる。可
変減衰器20はフアントム収容時に設定した減衰
量A(REF)になるようにCPU101によつて自
動的に調整される。次いで高周波電源装置により
アンテナコイル3に高周波電圧が印加される。こ
の電圧は電圧検出器19によつて検出され、可変
減衰器20によつて設定量の減衰を受け、スイツ
チ21のA接点を経てI復調器23においてスプ
リツタ22からの0゜位相の参照信号により復調さ
れる。復調された信号はAD変換器26によりデ
イジタル信号に変換され、CPUデータバス10
を経由してCPU101に入力される。CPU10
1は入力された信号の振幅を先にメモリに格納し
てあつた最適出力D(REF)に等しくなるように
振幅メモリ11の内容を自動的に調整する。
以上詳細に述べたように、被検体によつて変動
するアンテナコイル3に供給する高周波電圧の最
適電圧をフアントムによつて予め測定してCPU
101内蔵のメモリに記憶させておき、被検体測
定時には、CPU101は前記メモリの内容に等
しい検出電圧を得るように調整を行う。このよう
に、従来のMRI装置に若干の追加を行うことで
被検体収容時の調整時間の短縮と、最適状態の維
持が可能になつた。
尚、本発明は上記実施例に限定するものではな
い。バードケージ型アンテナコイルを用いた
MRIでは、アンテナコイルで作る高周波磁界を
回転磁界にし、低電力で且つ高画質のイメージを
得る提案がなされている。この時アンテナコイル
には物理的に90゜ずれた2点に給電点を設け、互
いに90゜位相のずれた高周波信号で励起される。
それぞれの高周波信号は2台の高周波増幅器から
出力されるが、この場合も第7図に示すように2
系統の電圧検出器、可変減衰器及びスイツチで同
様に調整すればよい。構成、動作は1系統の場合
と全く同様なので説明は省略する。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように安定な磁界を簡単な
回路の追加で得ることが可能となり、又、そのた
めの調整が自動的にすみやかに行われるようにな
つて実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成ブロツク図、
第2図はアンテナコイルへの給電の説明図、第3
図は第2図の等価回路、第4図はアンテナコイル
の等価回路、第5図は波形メモリ12に書き込ま
れている波形の図、第6図はAD変換器26への
入力波形の図、第7図は本発明の他の実施例の図
である。 1,1′…高周波増幅器、2,2′…ケーブル、
3…アンテナコイル、4…給電源、11…振幅メ
モリ、12…波形メモリ、13,14…DA変換
器、15…周波数シンセサイザ、16…変調器、
18…受信用増幅器、19,19′…電圧検出器、
20,20′,30,30′…可変減衰器、21,
21′…スイツチ、22,22′…スプリツタ、2
3…I復調器、24…Q復調器、25…位相シフ
タ、26,27…AD変換器、101…CPU。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メモリに格納された設定値によつて振幅が定
    まる高周波電圧を核磁気共鳴診断装置のアンテナ
    コイルに供給する高周波電源装置において、アン
    テナコイルにフアントムを収容した状態で所定の
    励起が行われるように前記メモリに格納された設
    定値を調整する第1の電圧調整手段と、高周波電
    源の出力高周波電圧を検出する電圧検出手段と、
    フアントムに対して前記設定値が調整された状態
    における電圧検出手段の出力信号を記憶する出力
    電圧記憶手段と、アンテナコイルに被検体を収容
    した状態でアンテナコイルに高周波電圧を供給し
    た時の電圧検出手段の出力信号が前記出力電圧記
    憶手段に格納された値と一致するようにメモリに
    格納された前記設定値を調整する第2の電圧調整
    手段とを具備することを特徴とする高周波電源装
    置。
JP62133889A 1987-05-29 1987-05-29 高周波電源装置 Granted JPS63296737A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3142613B2 (ja) * 1991-10-14 2001-03-07 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 Mr装置におけるrf駆動回路

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JPS612047A (ja) * 1984-06-15 1986-01-08 Jeol Ltd 核磁気共鳴装置
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JPS62246356A (ja) * 1986-04-18 1987-10-27 株式会社日立製作所 核磁気共鳴を用いる検査装置

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