JPH04327834A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置（ＭＲＩ装置）、特に送信ＲＦ信号を増幅するＲＦ増
幅器の非直線性の補正手段を備えたＭＲＩ装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】原子核を静磁場中に置くと、原子核は磁
界の強さと原子核の種類によって異なる定数に比例した
角速度で歳差運動をする。この静磁場に垂直な軸に前記
の周波数の高周波磁場を印加すると、前記定数を有する
特定の原子核の集団が共鳴条件を満足する高周波磁場に
よって準位間の遷移を生じ、エネルギー準位の高い方の
準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された原子核は
低い準位に戻ってエネルギーの放射を行う。これを核磁
気共鳴現象といい、ＭＲＩ装置はこの特定の原子核によ
る核磁気共鳴現象を利用して被検体の断層像を映像化す
る装置である。

【０００３】ＭＲＩ装置においてフーリエ変換法では、
高周波磁場およびスライス選択用傾斜磁場をパルス的に
印加して所定のスライス面を励起した後、周波数エンコ
ード用傾斜磁場をパルス的に印加するとともに位相エン
コード用傾斜磁場をパルス的に印加する。その後、高周
波磁場およびスライス選択用傾斜磁場をパルス的に印加
して前記スライス面での磁化を反転させ、もう一度、周
波数エンコード用傾斜磁場をパルス的に印加するととも
に前記スライス面の映像化に必要な核磁気共鳴信号を収
集して映像化する。

【０００４】上記のＭＲＩ装置において、ＭＲＩ装置開
発初期では高周波励起パルスや高周波反転パルスとして
用いる波形には、ガウス波形やＳＩＮＣ波形などが用い
られていた。ところが、これらの波形をもちいたとき、
スライス選択磁場により作られる各オフセット周波数に
おける磁化の振舞い（以下スライスプロファイルという
）は、理想的なスライスプロファイルとはかなり異なっ
ている。そのため、種々の方法を用いて、限られた高周
波印加時間内で得られるスライスプロファイルを理想的
なスライスプロファイルに近づけるための研究が行われ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、得られたス
ライスプロファイルが理論値に対し誤差を生じた場合、
スライス厚が厚くなることで隣合うスライス間のクロス
トークが発生し、また、狭くなることでＳ／Ｎが低下す
ることにより、画質が低下する。あらかじめ、設計され
たＲＦ波形に誤差を生じる原因は、変調されたＲＦパル
ス信号を電力増幅して送信コイルから被検体に送り込む
ためのＲＦ増幅器の増幅特性の非直線性によるものであ
る。ＲＦ増幅器の直線性の改善策として、ＲＦ増幅器側
に何等かのハードウエアを備える方法が取られていたが
、コストが高くついてしまうという問題があった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
、その目的は、特別な費用をかけることなく、スライス
面内を励起するために出力されるＲＦ電圧が設計通りの
正確なＲＦ波形として出力され高周波コイルに印加され
るように、ＲＦ増幅器の直線性を維持させることのでき
るＭＲＩ装置を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、ＲＦ増幅器の非直線性を計測する手段と、
この計測手段の計測データより非直線性補正データを作
成し記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された補
正データに基づいて前記ＲＦ増幅器に印加されるＲＦパ
ルスの波形を補正する手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】計測手段はＲＦパルスを電力増幅して送信用コ
イルにＲＦ信号を供給するＲＦ増幅器の非直線性をあら
かじめ計測する。記憶手段は計測手段の計測データを処
理して求められた非直線性補正データをテーブル化して
補正テーブルとして格納する。補正手段は撮像時にＲＦ
増幅器に与えられるＲＦパルスの形状を記憶手段に格納
された補正テーブルを参照して補正する。

【０００９】したがって、ＲＦ増幅器には直線性が得ら
れるように補正された波形（形状および振幅）のＲＦパ
ルスが印加されるので、ＲＦ増幅器は設計どおりの波形
を、正確に出力し、送信用コイルに印加する。その結果
、設計通りの正しいＲＦパルス波形による撮像が行な得
、良質の撮像画像が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
を詳細に説明する。図１は、本発明による磁気共鳴イメ
ージング装置の全体構成を示すブロック図である。この
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の断層像を得るもので、図１に示す
ように静磁場発生マグネット１と、傾斜磁場発生系２と
、高周波系３と、シーケンサ４と、コンピュータ５とを
備えてなる。　　上記静磁場発生マグネット１は、被検
体６の周りに強くて均一な静磁場を発生させるもので、
上記被検体６のある広がりをもった空間に磁場発生手段
が配置されている。傾斜磁場発生系２は、Ｘ，Ｙ，Ｚの
直交３軸方向に磁場を発生するための傾斜磁場コイル７
と、それに電流を供給する傾斜磁場電源８とからなり、
後述のシーケンサ４からの命令に従ってそれぞれのコイ
ルの傾斜磁場電源８を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ
の３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを被検体６に印
加するようになっている。そして、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。

【００１１】高周波系３は、高周波発信器９と変調器１
０とＲＦ増幅器１１と高周波コイル１２とプリアンプ１
３と直交位相検波器１４とＡ／Ｄ変換器１５とスイッチ
Ａ１６とスイッチＢ１７と減衰器１８からなり、核磁気
共鳴を起こし、その信号を検出させるものである。上記
シーケンサ４から出力されるＲＦパルス波形と上記高周
波発信器９から出力された高周波とを変調器１０で振幅
変調し、この振幅変調されたＲＦパルスをＲＦ増幅器１
１で増幅したのち、通常の撮像ではスイッチＡ１６のａ
接点を経て、高周波コイル１２により、被検体６に照射
される。

【００１２】被検体６で核磁気共鳴現象が起こり、その
信号を前記高周波コイル１２にて検出し、プリアンプ１
３で増幅し、通常の撮像ではスイッチＢ１７のａ接点を
経て、直交位相検波器１４にて直交位相検波し、Ａ／Ｄ
変換器１５にてディジタル信号に変換され、コンピュー
タ５に取り込まれる。コンピュータ５では、入力信号を
画像再構成して断層像を得る。また、シーケンサ４は、
コンピュータ５の制御で動作し、被検体６の断層像のデ
ータ収集に必要な種々の命令を傾斜磁場系２および高周
波系３に送り、上記磁気共鳴信号を計測するシーケンス
を発生する手段となるものである。

【００１３】ここで、本発明においては、スイッチＡ１
６とスイッチＢ１７とでａ接点につなぐことにより通常
の撮像が可能であり、また、ｂ接点につなぐことでＲＦ
増幅器１１の出力信号を減衰器１８を通して、直接、直
交位相検波器１４に取り込むことができ、ＲＦ増幅器１
１の非直線性データの計測と、このデータを処理してＲ
Ｆ増幅器１１の非直線性の補正データを記憶手段に格納
することが可能となる。

【００１４】次に、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。通常の撮像動作においては、スイ
ッチＡ１６とスイッチＢ１７とはａ接点と接続されてい
る。 オペレータは、撮像シーケンス、撮像タイミング、ＲＦ
パルスの選択などの選択を行う。コンピュータ５はこれ
らから自動的に撮像に必要な様々な命令をシーケンサ４
に送る。シーケンサ４は傾斜磁場系２を制御して所定の
パルスシーケンスの傾斜磁場を作らせ、また、高周波系
３にはＲＦパルス用波形を供給し、高周波発信器９で発
振し出力されたＲＦ波形と変調器１０により変調される
。

【００１５】この被変調ＲＦ信号はＲＦ増幅器１１にお
いて電力増幅され、スイッチＡ１６のａ接点を経て、高
周波コイル１２から送信されて、静磁場発生マグネット
１により生ずる静磁場中において、傾斜磁場とともに印
加され特定の原子核を共鳴させる。

【００１６】共鳴によって生じた信号は高周波コイル１
２により受信され、プリアンプ１３によって増幅された
後、スイッチＢ１７のａ接点を経て、直交位相検波器１
４に入力される。直交位相検波器１４は、高周波発信器
９の出力を参照信号として、磁気共鳴信号をＡ／Ｄ変換
器１５に送る。Ａ／Ｄ変換器１５によって変換されたデ
ィジタル信号はコンピュータ５に送り込まれる。コンピ
ュータ５は、入力信号を画像再構成したのち、断面像を
得る。

【００１７】上記のような動作において、変調器１０に
よって変調されたＲＦパルス波形は、ＲＦ増幅器１１の
非直線性によって正しいパルス形状を保ち得ないで送信
される。したがって、正しい形状のＲＦパルス波形を送
信するため、ＲＦ増幅器１１の直線性の補正テーブルを
作成する。

【００１８】図２にしめすＲＦ増幅器１１の直線性補正
データテーブルの作成手順を示すフローチャートを参照
して補正テーブル作成手順を説明する。

【００１９】スイッチＡ１６とスイッチＢ１７をともに
ｂ接点に接続しＲＦ増幅器１１の出力が減衰器１８を通
って直交位相検波器１４に直接とりこめるようにし（ス
テップ１）、ＲＦ増幅器１１の入力電圧Ｖｉｎを０にし
て（ステップ２）、ＲＦ増幅器１１の出力値Ｖｏｕｔ　
を測定する（ステップ３）。つぎに、ＲＦ増幅器１１の
入力電圧ＶｉｎをＶｓｔｅｐだけ増やし（ステップ４）
、測定が終了していないなら、ステップ３へ戻る（ステ
ップ５）。

【００２０】得られた測定結果からＲＦ増幅器１１の入
力電圧Ｖｉｎ＝０のときの出力値Ｖｏｕｔを基準として
、逆に出力値Ｖｏｕｔ　を得るには入力電圧Ｖｉｎをい
くらにしなければならないかの非直線性補正データ（＝
補正テーブル）を作成し、格納する（ステップ６）。ス
イッチＡ１６とスイッチＢ１７をともに元のａ接点に接
続することにより、補正データの作成手順が終了する。

【００２１】以上の補正テーブル作成工程は、少なくと
もステップ２からステップ６までは、コンピュータ５に
より制御され自動的に行われ、補正テーブルはコンピュ
ータ５のメモリに格納される。

【００２２】次に撮像において使用するＲＦパルス波形
の形状をその振幅と補正テーブルを参照して、撮像まで
の自動的に補正する工程を図３に示すフローチャートに
より説明する。

【００２３】まず、診断上の要求に基づいて、撮像シー
ケンス、撮像タイミング、ＲＦパルスの選択、励起フリ
ップ角度などの設定を行う（ステップ１）。上記設定に
より撮像に用いるＲＦパルス波形ひとつひとつについて
、ＲＦパルス波形および励起フリップ角度などの設定か
らＲＦパルスに必要なＲＦ増幅器の出力値を求め、ＲＦ
パルス波形の各時点における振幅をすでに格納してある
補正テーブルの参照により補正する（ステップ２）。 なお、補正テーブルの補正データによるＲＦパルス波形
の補正はコンピュータ５で行なわれる。撮像に用いるす
べてのＲＦパルス波形について終了しなければ、ステッ
プ２へ戻る。

【００２４】すべての補正されたＲＦパルス波形はシー
ケンサ４に送られる。撮像時には、前記補正されたＲＦ
パルス波形はそれぞれのタイミングで変調器１０により
変調され、ＲＦ増幅器１１で増幅されて高周波コイル１
２に印加され、撮像されるので、設計通りの正しいＲＦ
波形による撮像を行うことができ、撮像シーケンスの終
了で撮像が終了する。

【００２５】以上説明したように本実施例によれば、Ｒ
Ｆ増幅器の非直線性を自動的に補正することができて、
設計通りの正しいＲＦ波形による撮像を行うことができ
る。なお、本実施例では補正テーブルを作成する場合、
スイッチＡ１６とスイッチＢ１７により信号が減衰器１
８を通るのか高周波コイル１２を通るのかを切り替えて
いるが、補正テーブル作成は一度行えば良いため、線の
接続を変えるのみでもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ハードウエアの付加などの費用を掛けることなくＲ
Ｆ増幅器の非直線性を補正でき、設計通りの正しいＲＦ
波形による撮像を行うことができるようになり、画像の
劣化を防ぐことができ、良質な撮像画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示す装置においてＲＦ増幅器の非直線性
補正テーブルの作成手順を示すフローチャートである。

【図３】直線性補正テーブルにもとづきＲＦパルス波形
の形状を自動的に補正し、撮像する工程のフローチャー
トである。

【符号の説明】

１　　静磁場発生磁石　　　　　　　　　　　　　　１
０　　変調器２　　傾斜磁場発生系　　　　　　　　　
　　　　　１１　　ＲＦ増幅器３　　高周波系　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１２　　高周波コイ
ル（送信用コイル）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ＲＦパルスを電力増幅して送信用コイ
   ルにＲＦ信号を供給するＲＦ増幅器の非直線性を計測す
   る手段と、この計測手段によって得られたデータより前
   記ＲＦ増幅器の非直線性の補正データを格納する記憶手
   段と、撮像時に前記ＲＦ増幅器に印加されるＲＦパルス
   を前記記憶手段に格納された補正データにより補正する
   手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング
   装置。