JPH0530462B2 - - Google Patents
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- JPH0530462B2 JPH0530462B2 JP63198018A JP19801888A JPH0530462B2 JP H0530462 B2 JPH0530462 B2 JP H0530462B2 JP 63198018 A JP63198018 A JP 63198018A JP 19801888 A JP19801888 A JP 19801888A JP H0530462 B2 JPH0530462 B2 JP H0530462B2
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- gradient magnetic
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- coil
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- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は磁気共鳴イメージング装置に関し、特
に安定した振幅を有する共振傾斜磁場の発生が可
能であり、高速にて高い空間分解能を有する被検
体の画像情報を収集可能な磁気共鳴イメージング
装置に関する。
に安定した振幅を有する共振傾斜磁場の発生が可
能であり、高速にて高い空間分解能を有する被検
体の画像情報を収集可能な磁気共鳴イメージング
装置に関する。
（従来の技術）
磁気共鳴イメージング装置（MRI）は次のよ
うな方法で被検体の生理学的、解剖学的情報を得
るものである。すなわち一様静磁場中に置かれた
被検体に対し、スライシング用傾斜磁場を印加し
た状態で、励起用無線周波磁場を印加し、磁場強
度が所定の値をもち、対象核種、例えばプロト
ン、のラーモア周波数が前記励起用無線周波磁場
の周波数に等しい断層内対象核種を選択的に励起
することによりスライシングが行われる。そして
スピンの位置座標情報を後述の磁気共鳴信号の位
相にエンコードするため前記スライシング用傾斜
磁場に垂直に、また互いに直角をなす２方向に傾
斜磁場を印加する。
うな方法で被検体の生理学的、解剖学的情報を得
るものである。すなわち一様静磁場中に置かれた
被検体に対し、スライシング用傾斜磁場を印加し
た状態で、励起用無線周波磁場を印加し、磁場強
度が所定の値をもち、対象核種、例えばプロト
ン、のラーモア周波数が前記励起用無線周波磁場
の周波数に等しい断層内対象核種を選択的に励起
することによりスライシングが行われる。そして
スピンの位置座標情報を後述の磁気共鳴信号の位
相にエンコードするため前記スライシング用傾斜
磁場に垂直に、また互いに直角をなす２方向に傾
斜磁場を印加する。
その後、スピンの静磁場方向への自由誘導減衰
（FID）により生じる電磁波放射を磁気共鳴
（MR）信号として受信コイルで受信する。
（FID）により生じる電磁波放射を磁気共鳴
（MR）信号として受信コイルで受信する。
受信されたMR信号は、インタフエイス、中央
情報処理装置（CPU）および記憶装置等から構
成されるコンピユータ系で断層面像情報へと再構
成され、また記憶装置内に格納される。さらに、
断層画像情報はモニタ上に表示され観察がなさ
れ、被検体に関する生理学的ならび解剖学的情報
を与える。
情報処理装置（CPU）および記憶装置等から構
成されるコンピユータ系で断層面像情報へと再構
成され、また記憶装置内に格納される。さらに、
断層画像情報はモニタ上に表示され観察がなさ
れ、被検体に関する生理学的ならび解剖学的情報
を与える。
一方MRI、特に高速MRIにおいては被検体か
らのMR信号は非常に高速に収集される。この信
号は時間的に変化するものとして収集・処理され
るが、プロトンの被検体内２次元的あるいは３次
元的分布の情報を有するように、この信号上にプ
ロトン分布情報がエンコード（空間エンコード）
されている必要がある。
らのMR信号は非常に高速に収集される。この信
号は時間的に変化するものとして収集・処理され
るが、プロトンの被検体内２次元的あるいは３次
元的分布の情報を有するように、この信号上にプ
ロトン分布情報がエンコード（空間エンコード）
されている必要がある。
この空間エンコードを高速に行うための手段と
して印加中の傾斜磁場の強度を所定の態様にて、
例えばインダクタンスとキヤパシタンスとの共振
現象を利用して時間に対し正弦波的に変化させる
方式、すなわち共振傾斜磁場方式が知られてい
る。
して印加中の傾斜磁場の強度を所定の態様にて、
例えばインダクタンスとキヤパシタンスとの共振
現象を利用して時間に対し正弦波的に変化させる
方式、すなわち共振傾斜磁場方式が知られてい
る。
一般にこのような共振傾斜磁場としては次のよ
うな特性を有していることが要求される。
うな特性を有していることが要求される。
波形の振幅が安定し時間的に変動しないこと
始時および印加終了時に過渡振動を起さず過
渡特性のすぐれていることおよび、 大きな出力を有すること。
渡特性のすぐれていることおよび、 大きな出力を有すること。
前記共振傾斜磁場法における傾斜磁場波形とし
てはさまざまの形のものが用いられてきたが、
Richard R.Rzedzianその他によるUS特許No.
4628264は正弦波のみならず余弦波も発生できる
点で特徴的であり、また、傾斜磁場の出力を増加
させるために、第２図に示されるように例えば傾
斜磁場コイル２ｂに並列にコンデンサ３ｂを接続
し傾斜磁場コイル２ｂのインダクタンスと並列共
振を起すように構成し、増幅器４ｂ出力が小さな
ものですむようになされている。さらに、傾斜磁
場印加開始時にあらかじめコンデンサ３ｂに電荷
を蓄えておくことにより、また、傾斜磁場コイル
に流れる電流が零のとき傾斜磁場印加を終了する
ように設定することにより傾斜磁場印加開始時お
よび終了時の過渡特性をも向上するようになされ
ている。
てはさまざまの形のものが用いられてきたが、
Richard R.Rzedzianその他によるUS特許No.
4628264は正弦波のみならず余弦波も発生できる
点で特徴的であり、また、傾斜磁場の出力を増加
させるために、第２図に示されるように例えば傾
斜磁場コイル２ｂに並列にコンデンサ３ｂを接続
し傾斜磁場コイル２ｂのインダクタンスと並列共
振を起すように構成し、増幅器４ｂ出力が小さな
ものですむようになされている。さらに、傾斜磁
場印加開始時にあらかじめコンデンサ３ｂに電荷
を蓄えておくことにより、また、傾斜磁場コイル
に流れる電流が零のとき傾斜磁場印加を終了する
ように設定することにより傾斜磁場印加開始時お
よび終了時の過渡特性をも向上するようになされ
ている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら上に述べた従来技術には次のよう
な問題がある。すなわち、この方法では傾斜磁場
として要求される前記特性の実現ないし改良に
対しては特に対策がとられていない。したがつて
例えば温度変化等の原因により共振回路のＱフア
クターが変動すれば、それにより共振傾斜磁場の
態様が所定のものから大きくずれたものとなつて
しまう。
な問題がある。すなわち、この方法では傾斜磁場
として要求される前記特性の実現ないし改良に
対しては特に対策がとられていない。したがつて
例えば温度変化等の原因により共振回路のＱフア
クターが変動すれば、それにより共振傾斜磁場の
態様が所定のものから大きくずれたものとなつて
しまう。
すなわち、例えばＱフアクターは傾斜磁場コイ
ル２ｂを流れる電流と増幅器４ｂの出力電流の比
という意味を有するが、増幅器２ｂの出力電流値
には上限があるから、Ｑフアクターが減少した場
合傾斜磁場コイル２ｂには所期のものより小さな
電流しか流れずしたがつて十分な傾斜磁場強度が
得られなくなるという事態が生じる。
ル２ｂを流れる電流と増幅器４ｂの出力電流の比
という意味を有するが、増幅器２ｂの出力電流値
には上限があるから、Ｑフアクターが減少した場
合傾斜磁場コイル２ｂには所期のものより小さな
電流しか流れずしたがつて十分な傾斜磁場強度が
得られなくなるという事態が生じる。
この場合、所期の空間エンコードは行われない
から、正確なプロトン分布情報を得ることはでき
なくなる。
から、正確なプロトン分布情報を得ることはでき
なくなる。
本発明は従来技術におけるこのような問題を解
決するためになされたものであり、安定した傾斜
磁場強度の変化態様を有し、高速にて高い空間分
解能を有する被検体スライス画像情報を収集可能
な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目
的とする。
決するためになされたものであり、安定した傾斜
磁場強度の変化態様を有し、高速にて高い空間分
解能を有する被検体スライス画像情報を収集可能
な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目
的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の磁気共鳴イメージング装置は上記目的
を達成するために、傾斜磁場を発生する傾斜磁場
コイルと、傾斜磁場発生のための電力を供給する
電力供給回路と、共振傾斜磁場を発生するため傾
斜磁場コイルに接続されるコンデンサ回路と、傾
斜磁場の強度を検出する傾斜磁場強度検出手段
と、傾斜磁場強度検出手段の検出結果を入力し共
振傾斜磁場の振幅が一定であるように電力供給回
路の供給電力を制御する供給電力制御手段等を有
するものである。
を達成するために、傾斜磁場を発生する傾斜磁場
コイルと、傾斜磁場発生のための電力を供給する
電力供給回路と、共振傾斜磁場を発生するため傾
斜磁場コイルに接続されるコンデンサ回路と、傾
斜磁場の強度を検出する傾斜磁場強度検出手段
と、傾斜磁場強度検出手段の検出結果を入力し共
振傾斜磁場の振幅が一定であるように電力供給回
路の供給電力を制御する供給電力制御手段等を有
するものである。
（作用）
傾斜磁場強度検出手段は傾斜磁場コイルとコン
デンサ回路との共振により発生する共振傾斜磁場
強度を測定・検出し、供給電力制御手段はこの傾
斜磁場強度検出手段からの信号にもとずき電力供
給手段の供給する電力を制御する。すなわち共振
傾斜磁場の振幅が増大傾向にあるときは電力供給
手段の供給電力を減少させ、あるいは共振傾斜磁
場の振幅が減少傾向にあるときは電力供給手段の
供給電力を増加させることによつて結果的に共振
傾斜磁場の振幅を一定値に保つ。
デンサ回路との共振により発生する共振傾斜磁場
強度を測定・検出し、供給電力制御手段はこの傾
斜磁場強度検出手段からの信号にもとずき電力供
給手段の供給する電力を制御する。すなわち共振
傾斜磁場の振幅が増大傾向にあるときは電力供給
手段の供給電力を減少させ、あるいは共振傾斜磁
場の振幅が減少傾向にあるときは電力供給手段の
供給電力を増加させることによつて結果的に共振
傾斜磁場の振幅を一定値に保つ。
（実施例）
以下図面を参照しつつ本発明の実施例について
説明する。
説明する。
第１図に本発明の実施例のMRI装置における
傾斜磁場発生装置１ａの構成を示す。
傾斜磁場発生装置１ａの構成を示す。
本実施例のMRI装置は、傾斜磁場発生装置１
ａの他に従来公知のように静磁場発生装置、RF
送信および受信コイル、RF受信コイルを通じて
受信されたMR信号を入力し、サンプリング、
Ａ／Ｄ変換、高速フーリエ変換等の処理を行い、
画像情報を再構成するインタフエイス、処理プロ
グラムおよび再構成された画像情報等の記憶を行
う記憶装置およびMRI装置全体の制御を行う
CPU等を有する。
ａの他に従来公知のように静磁場発生装置、RF
送信および受信コイル、RF受信コイルを通じて
受信されたMR信号を入力し、サンプリング、
Ａ／Ｄ変換、高速フーリエ変換等の処理を行い、
画像情報を再構成するインタフエイス、処理プロ
グラムおよび再構成された画像情報等の記憶を行
う記憶装置およびMRI装置全体の制御を行う
CPU等を有する。
第１図に示されるように、本実施例における傾
斜磁場発生装置１ａは、傾斜磁場コイル２ａ、傾
斜磁場コイル２ａと共振を生じるためのコンデン
サ３ａ、入力信号Viの電力増幅を行う増幅器４
ａ、傾斜磁場の印加開始・終了用のスイツチ回路
５ａ、フイードバツク要素６、電流検出用抵抗７
等を有する。
斜磁場発生装置１ａは、傾斜磁場コイル２ａ、傾
斜磁場コイル２ａと共振を生じるためのコンデン
サ３ａ、入力信号Viの電力増幅を行う増幅器４
ａ、傾斜磁場の印加開始・終了用のスイツチ回路
５ａ、フイードバツク要素６、電流検出用抵抗７
等を有する。
ここで増幅器４、電流検出用抵抗７、フイード
バツク要素６がそれぞれ特許請求の範囲で述べた
電力供給回路、傾斜磁場強度検出手段、供給電力
制御手段に相当する。
バツク要素６がそれぞれ特許請求の範囲で述べた
電力供給回路、傾斜磁場強度検出手段、供給電力
制御手段に相当する。
傾斜磁場コイル２ａにおける共振傾斜磁場発生
時、増幅器４ａには図示されない正弦波発生部か
らの正弦波信号が入力信号Viとして入力される。
時、増幅器４ａには図示されない正弦波発生部か
らの正弦波信号が入力信号Viとして入力される。
スイツチ回路５ａにより傾斜磁場コイル２ａと
切り離された状態にあるコンデンサ３ａに、所定
の量の静電エネルギーが蓄えられた後、スイツチ
回路５ａを閉じることにより、共振傾斜磁場の被
検体への印加が開始される。
切り離された状態にあるコンデンサ３ａに、所定
の量の静電エネルギーが蓄えられた後、スイツチ
回路５ａを閉じることにより、共振傾斜磁場の被
検体への印加が開始される。
電流検出用抵抗７の値は、コンデンサ３ａのキ
ヤパシタンスと傾斜磁場コイル２ａのインダクタ
ンスによるLC並列共振回路のＱフアクターを減
少させ、傾斜磁場強度を弱めることのないよう可
能な限り低い値に設定される。
ヤパシタンスと傾斜磁場コイル２ａのインダクタ
ンスによるLC並列共振回路のＱフアクターを減
少させ、傾斜磁場強度を弱めることのないよう可
能な限り低い値に設定される。
本傾斜磁場発生装置１ａは、ネガテイブフイー
ドバツグ法により傾斜磁場コイル２ａ中の電流変
化振幅の安定化を図る。
ドバツグ法により傾斜磁場コイル２ａ中の電流変
化振幅の安定化を図る。
すなわち、電流検出用抵抗７を通じて検出され
た傾斜磁場コイル２ａを流れる電流に対応する信
号はフイードバツク要素６においてゲインコント
ロールを受け増幅器４ａにフイードバツクされ
る。増幅器４ａにおいて傾斜磁場コイル２ａを流
れる電流の振幅が基準の値を下回つていれば増幅
器４ａの増幅率は高められ、逆に検出された傾斜
磁場コイル２ａを流れる電流が基準の値を上回つ
ていれば増幅率は低められ、したがつて常に安定
した振幅にて傾斜磁場コイル２ａ中の電流が変化
するように自動的に調節がなされる。
た傾斜磁場コイル２ａを流れる電流に対応する信
号はフイードバツク要素６においてゲインコント
ロールを受け増幅器４ａにフイードバツクされ
る。増幅器４ａにおいて傾斜磁場コイル２ａを流
れる電流の振幅が基準の値を下回つていれば増幅
器４ａの増幅率は高められ、逆に検出された傾斜
磁場コイル２ａを流れる電流が基準の値を上回つ
ていれば増幅率は低められ、したがつて常に安定
した振幅にて傾斜磁場コイル２ａ中の電流が変化
するように自動的に調節がなされる。
したがつて傾斜磁場コイル２ａは常に安定した
振幅の共振傾斜磁場を発生するので、高分解能の
MR信号を収集することができる。
振幅の共振傾斜磁場を発生するので、高分解能の
MR信号を収集することができる。
共振傾斜磁場の被検体への印加は、すべての共
振エネルギーがコンデンサ３ａに移動した時点で
スイツチ回路５ａを開くことによつて終了され
る。
振エネルギーがコンデンサ３ａに移動した時点で
スイツチ回路５ａを開くことによつて終了され
る。
本発明の実施態様としては上記されたところの
ものに限られないのであつて、例えば傾斜磁場の
変化振幅の安定化を達成するための傾斜磁場コイ
ル電流の検出方法としては上記検出用抵抗を用い
るものの他に種々の方法が可能であり、また傾斜
磁場強度を直接測定し、この測定結果にもとずき
増幅器の増幅率を傾斜磁場強度変化の振幅が一定
となるように調節するように構成してもよい。
ものに限られないのであつて、例えば傾斜磁場の
変化振幅の安定化を達成するための傾斜磁場コイ
ル電流の検出方法としては上記検出用抵抗を用い
るものの他に種々の方法が可能であり、また傾斜
磁場強度を直接測定し、この測定結果にもとずき
増幅器の増幅率を傾斜磁場強度変化の振幅が一定
となるように調節するように構成してもよい。
［発明の効果］
安定した共振傾斜磁場が得られ、高速に高い空
間分解能を有する磁気共鳴信号の収集が可能とな
り、撮影時間の短縮化および断層画像の高分解能
化が達成される。
間分解能を有する磁気共鳴信号の収集が可能とな
り、撮影時間の短縮化および断層画像の高分解能
化が達成される。
第１図は本発明の実施例の磁気共鳴イメージン
グ装置における傾斜磁場発生装置に対するブロツ
ク構成図、第２図は従来技術の傾斜磁場発生装置
に対するブロツク構成図である。 １ａ，１ｂ……傾斜磁場発生装置、２ａ，２ｂ
……傾斜磁場コイル、３ａ，３ｂ……コンデン
サ、４ａ，４ｂ……増幅器、５ａ，５ｂ……スイ
ツチ回路、６……フイードバツク要素、７……電
流検出用抵抗。
グ装置における傾斜磁場発生装置に対するブロツ
ク構成図、第２図は従来技術の傾斜磁場発生装置
に対するブロツク構成図である。 １ａ，１ｂ……傾斜磁場発生装置、２ａ，２ｂ
……傾斜磁場コイル、３ａ，３ｂ……コンデン
サ、４ａ，４ｂ……増幅器、５ａ，５ｂ……スイ
ツチ回路、６……フイードバツク要素、７……電
流検出用抵抗。
Claims (1)
- １ 傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、傾斜
磁場発生のための電力を供給する電力供給回路
と、共振傾斜磁場を発生するため傾斜磁場コイル
に接続されるコンデンサ回路と、傾斜磁場の強度
を検出する傾斜磁場強度検出手段と、傾斜磁場強
度検出手段の検出結果を入力し共振傾斜磁場の振
幅が一定であるように電力供給回路の供給電力を
制御する供給電力制御手段等を有することを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198018A JPH0246827A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63198018A JPH0246827A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246827A JPH0246827A (ja) | 1990-02-16 |
| JPH0530462B2 true JPH0530462B2 (ja) | 1993-05-10 |
Family
ID=16384148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63198018A Granted JPH0246827A (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0246827A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9411030B2 (en) | 2008-06-20 | 2016-08-09 | Weinberg Medical Physics Llc | Apparatus and method for decreasing bio-effects of magnetic gradient field gradients |
| ES2907993T3 (es) | 2008-06-20 | 2022-04-27 | Irving Weinberg | Procedimiento para disminuir los efectos biológicos de los gradientes de campo magnético |
| US9612308B2 (en) | 2008-06-20 | 2017-04-04 | Weinberg Medical Physics Inc | Ultra-fast magnetic field for electron paramagnetic resonance imaging used in monitoring dose from proton or hadron therapy |
| US9726738B2 (en) | 2013-06-21 | 2017-08-08 | Weinberg Medical Physics Inc. | Energy-saving method of generating time-varying magnetic gradients for use in MRI |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63198018A patent/JPH0246827A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246827A (ja) | 1990-02-16 |
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