JPH06254066A - Ｍｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスシーケンスの融通性を損なわず、各個
別波形ごとにゲイン値を変更することもできるようにし
ながら、複数個の波形についての波形データを連続的に
発生する。 【構成】 条件設定レジスタファイル６１に波形を規定
する諸条件に加えて連続波形指示フラグを設定し、起動
信号入力時にフリップフロップ６５にこのフラグを保持
させる。コントローラ６２は一つの波形についてのデー
タ出力が終了した時点でこのフラグの内容を調べ、自己
起動信号を発生してつぎの波形についてのデータ出力動
作を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気共
鳴）現象を利用してイメージング（ＭＲＩ）やスペクト
ロスコピー（ＭＲＳ）を行うＭＲ装置に関し、とくにそ
の傾斜磁場やＲＦ信号などの波形を生成する波形発生器
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＲ装置の波形発生器は、図５に
示すように条件レジスタファイル６１とコントローラ６
２と波形メモリ６３と振幅調整器６４とから構成される
のが普通である。波形メモリ６３には種々の波形データ
（各時点での波高値データ）が格納される。条件レジス
タファイル６１には、出力波形を規定するための、開始
アドレス、波形データ点数、波形データ出力インターバ
ル時間（個々の波形データの出力時間間隔）、ゲイン値
（一連の出力波形の振幅値を変更するための振幅利得）
などの諸条件が格納される。

【０００３】ホストコンピュータから希望の波形につい
てのこれらの諸条件が条件レジスタファイル６１に設定
された後、外部（通常はパルスシーケンスを規定するタ
イミング発生器）から起動信号（図６の白三角印）がコ
ントローラ６２に与えられると、コントローラ６２は条
件レジスタファイル６１より出力すべき波形の諸条件を
取り込み、タイミングをはかって波形メモリ６３にアド
レスを、振幅調整器６４にゲイン値を送る。これによ
り、波形メモリ６３から波形データが出力され、振幅調
整器６４でその振幅値の修正が行なわれて、図６の白丸
印のように順次外部に出力される。設定された波形デー
タ点数だけ波形データが出力されると、コントローラ６
２は波形発生動作を停止し、つぎの起動信号が入力され
るまで待機する。

【０００４】この場合、条件レジスタファイル６１に設
定されている波形群の中から複数個を選択し、これらの
データを途切れなく連続的に出力させようとするなら、
図６で示すように６点の波形データが出力されて波形１
が終了する時点（黒丸印）を狙って外部より起動信号を
白三角印のように与えるか、あるいは、選択された複数
個の波形を連続波形としてその全体を一つの波形として
再定義し、波形メモリ６３にその連続波形のデータを配
置し、一つの起動信号により読み出す、という構成をと
る必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
はいずれにしても問題である。複数の波形は分割された
まま扱い、一つの波形データが終了した時点で同時につ
ぎの波形生成のための起動信号を与える構成の場合、そ
のためにタイミング発生器等のパルスシーケンスを設定
する必要があり、各波形の生成時間が変わるとそのパル
スシーケンスを再定義しなければならず、融通性に乏し
い。また、選択された複数個の波形を結合させてその全
体を一つの波形として波形メモリ６３に配置する場合に
は、その処理や転送に時間を要し、波形メモリ６３の使
用効率を低下させる。さらに、ゲイン値は連続波形が一
つの波形として扱われる関係でその全体に作用すること
になるので、エンコード操作などのために部分的にゲイ
ン値を変更することができない。

【０００６】この発明は、上記に鑑み、パルスシーケン
スの融通性を損なったりすることなく、処理・転送時間
などもかからず、メモリの使用効率も向上させることが
でき、しかも各個別波形ごとにゲイン値を変更すること
もできるように改善した波形発生器を備えるＭＲ装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によると、磁場を発生する手段と、ＲＦ信
号を照射する手段と、ＮＭＲ信号を受信する手段と、受
信したＮＭＲ信号からデータを収集する手段と、波形発
生手段とからなるＭＲ装置において、この波形発生手段
を、各波形についての波形データを記憶している記憶手
段と、所望の波形を規定する諸条件に加えて、一つの波
形についての波形データ発生動作完了と同時につぎの波
形についての波形データが連続的に発生されるものであ
ることを指示する連続波形指示フラグを設定する手段
と、波形データ発生を開始させ外部からの起動信号の入
力時にこのフラグを保持させる手段と、起動信号の入力
時に上記設定された諸条件に応じて上記記憶手段をアク
セスして一つの波形についての波形データを順次出力さ
せるとともに、この一つの波形についての波形データ発
生動作完了時に上記の保持されたフラグの内容を調べて
自動的につぎの一つの波形についての波形データ発生動
作開始のための起動信号を自己発生する手段とから構成
したことが特徴となっている。

【０００８】

【作用】所望の波形を発生させるため、その波形を規定
する諸条件に加えて、連続波形指示フラグを設定するこ
とができる。この連続波形指示フラグは、その所望の一
つの波形についての波形データ発生動作完了と同時につ
ぎの波形についての波形データが連続的に発生されるも
のであることを指示するものである。そのため、外部か
ら起動信号がこの波形発生手段に与えられて、その所望
の波形についての設定内容が読み出されたとき、上記の
フラグを保持しておいて、その所望の一つの波形につい
ての波形データ発生動作完了時に上記の保持されたフラ
グの内容を調べることにより、自動的につぎの一つの波
形についての波形データ発生動作開始のための起動信号
を自己発生することができる。その結果、複数個の波形
のデータを連続的に出力させる場合に、外部からの起動
信号を各波形ごとに、前の波形データ出力終了時点に合
わせて入力させるということが不要になる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の
一実施例にかかる波形発生器を示すもので、この図に示
すように、条件レジスタファイル６１とコントローラ６
２と波形メモリ６３と振幅調整器６４とを有する点は図
５と同様であるが、さらにフリップフロップ６５とＯＲ
回路６６とを備えている。条件レジスタファイル６１、
コントローラ６２、波形メモリ６３および振幅調整器６
４の各機能は図５と同様であるが、条件レジスタファイ
ル６１には、前述の諸条件に加えて、連続波形指示フラ
グも格納するものとする。この連続波形指示フラグは、
一つの波形についての波形データ発生動作完了と同時に
つぎの波形についての波形データが連続的に発生される
ものであることを指示するもので、起動信号を受けて発
生する一つの波形の波形データが終了する時点で起動信
号を自己発生するよう要請するものである。

【００１０】この図１に示す波形発生器はたとえば図２
に示すようなＭＲＩ装置に組み込まれている。この図２
では波形発生器には番号２２が付けられている。図２に
おいて、主マグネット１１は静磁場を発生するためのも
ので、この静磁場に重畳するように傾斜磁場コイル１２
によって傾斜磁場が印加される。傾斜磁場コイル１２は
Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に磁場強度がそれぞれ傾斜する傾
斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生するように配置されてい
る。この静磁場及び傾斜磁場が加えられる空間に、図示
しない被検体（患者）が配置され、その被検体にＲＦコ
イル１３が取り付けられる。

【００１１】傾斜磁場コイル１２には傾斜磁場電源２１
が接続され、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各傾斜磁場発生用電力
が供給される。この傾斜磁場電源２１には波形発生器２
２からの波形信号が入力されてＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各傾
斜磁場波形が制御される。ＲＦコイル１３にはＲＦパワ
ーアンプ３３からＲＦ信号が供給され、これにより被検
体へのＲＦ信号照射が行なわれる。このＲＦ信号は、Ｒ
Ｆ信号発生器３１より発生させられたＲＦ信号を、変調
器３２で、波形発生器２２から送られてきた波形に応じ
てＡＭ変調したものとなっている。

【００１２】被検体で発生したＮＭＲ信号はＲＦコイル
１３により受信され、プリアンプ４１を経て位相検波器
４２に送られる。位相検波器４２において、受信信号は
ＲＦ信号発生器３１からのＲＦ信号を参照信号として位
相検波され、検波出力がＡ／Ｄ変換器４３に送られる。
このＡ／Ｄ変換器４３にはサンプリングパルス発生器２
４からサンプリングパルスが入力されており、このサン
プリングパルスに応じて検波出力のデジタルデータへの
変換が行なわれる。そのデジタルデータはホストコンピ
ュータ５１に取り込まれる。

【００１３】ホストコンピュータ５１は、取り込まれた
データを処理して画像を再構成するとともに、タイミン
グ発生器２３を介してシーケンス全体のタイミングを定
める。すなわち、タイミング発生器２３は、ホストコン
ピュータ５１の制御の下に、波形発生器２２、ＲＦ信号
発生器３１、サンプリングパルス発生器２４等にタイミ
ング信号を送り、波形発生器２２から各波形信号が出力
されるタイミングを定めるとともに、ＲＦ信号発生器３
１からのＲＦ信号発生タイミングを定め、さらにサンプ
リングパルス発生器２４からのサンプリングパルス発生
タイミングを定める。また、ホストコンピュータ５１
は、波形発生器２２に波形情報を送り、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇ
ｚの各傾斜磁場パルスの波形、強度等を制御するととも
に、ＲＦコイル１３から被検体に照射するＲＦ信号のエ
ンベロープを定め、さらにＲＦ信号発生器３１に信号を
送ってＲＦ信号の周波数や位相を制御する。

【００１４】この図２に示すように、ホストコンピュー
タ５１から波形発生器２２（の条件レジスタファイル６
１）に、出力波形を規定する開始アドレス、波形データ
点数、波形データ出力インターバル時間、ゲイン値など
の諸条件と、上記の連続波形指示フラグとが設定され、
タイミング発生器２３からの起動信号が波形発生器２２
（のＯＲ回路６６）に送られる。このフラグは波形を規
定する他の諸条件と独立に条件レジスタファイル６１に
設定できるが、開始アドレスなどの諸条件のうち、それ
に割り当てられたビット数をフルに使用していないもの
があれば、その空きビットを利用して設定できる。たと
えば波形データ点数レジスタとして１６ビット用意され
ていたとして、実際には１５ビット（３２７６８点）し
か使っていない場合には、残りの１ビットを、図３に示
すように連続波形指示フラグに使う。

【００１５】タイミング発生器２３からの起動信号が波
形発生器２２のＯＲ回路６６に送られると、このＯＲ回
路６６を経て起動信号がコントローラ６２に入力され
て、コントローラ６２は図５のコントローラ６２と同様
に、条件レジスタファイル６１より出力すべき波形の諸
条件を取り込み、タイミングをはかって波形メモリ６３
にアドレスを、振幅調整器６４にゲイン値を送る。これ
により、波形メモリ６３から波形データが出力され、振
幅調整器６４でその振幅値の修正が行なわれた後、この
データが図６の白丸印のように外部に順次出力され始め
る。図４はこの起動信号（白三角印）と発生データ（白
丸印）とのタイミング関係を示す。

【００１６】同時に、ＯＲ回路６６を経た起動信号はフ
リップフロップ６５に送られて、条件レジスタファイル
６１からの連続波形指示フラグを保持させる。最初の波
形（波形１）について設定された波形データ点数だけ波
形データが出力されたとき（図４の黒丸印）、コントロ
ーラ６２はフリップフロップ６５に保持されているフラ
グの内容を調べる。もしフラグの内容がオフならばコン
トローラ６２は波形発生動作を終了し、待機状態に入る
が、オンならばコントローラ６２は自己起動信号を生成
し、これをＯＲ回路６６を経てコントローラ６２自身に
入力させる。この自己起動信号は外部（タイミング発生
器２３）からの起動信号の代わりになるもので、外部か
ら新たに起動信号が入力されたと同様に、つぎの波形２
についての波形データ出力動作が上記と同じに行われ
て、図４で示すように波形２のデータが波形１に続いて
連続的に出力されることになる。この自己起動信号は図
４では黒三角印で示されている。

【００１７】この場合、タイミング発生器２３より一つ
の起動信号を波形発生器２２に与えるだけで、図４に示
すように波形１、波形２、波形３という３つの波形につ
いての波形データを連続的に出力させることができる。
そのため、タイミング発生器２３から、複数個の波形を
連続的に発生させるための起動信号を生成させるという
負担を解放させることができるとともに、パルスシーケ
ンスはそのままでよいのでパルスシーケンスの融通性も
確保される。そして、波形１、波形２、波形３の各波形
は結合して波形メモリ６３に配置するわけではなく、そ
れぞれ独立して定義され波形メモリ６３に保持されてお
り、これらが単に連続的に読み出されるというにすぎな
いので、各波形ごとにゲイン値を変更することもでき、
複雑なエンコード操作や装置ごとに波形の形状を一部修
正するような操作にも容易に対応できる。また、波形メ
モリ６３に保持される波形データは各波形ごとに独立し
て管理することができ、複数個の波形を結合して再構成
する必要もないので、それに要する処理や転送という前
処理過程の時間が不要となり、さらに波形メモリ６３の
使用効率も向上する。

【００１８】なお、波形メモリ６３には波形データのみ
でなく、他のデータも格納することが可能である。たと
えば一つの波形のデータ出力の終了を波形データ点数で
管理せずに、波形データの中に終端ビットを設けたり、
インターバル時間を実時間に切り換えるためのインデッ
クスを設けることなどができる。これらの信号は波形メ
モリ６３から読み出されてコントローラ６２に入力され
ることになる。

【００１９】

【発明の効果】この発明のＭＲ装置の波形発生器によれ
ば、複数個の波形についての波形データを連続的に発生
する場合に、タイミング発生器等のパルスシーケンスを
再定義したりすることやパルスシーケンスの融通性を損
なったりすることがなく、処理・転送時間などもかから
ず、メモリの使用効率も向上させることができ、しかも
各個別波形ごとにゲイン値を変更することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるＭＲ装置の波形発
生器のブロック図。

【図２】同実施例のＭＲＩ装置の全体のブロック図。

【図３】同実施例の条件レジスタファイル内のデータ構
造を示す図。

【図４】同実施例の波形データ出力動作を示すタイムチ
ャート。

【図５】従来例のＭＲ装置の波形発生器のブロック図。

【図６】従来例の波形データ出力動作を示すタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１１ 主マグネット １２ 傾斜磁場コイル １３ ＲＦコイル ２１ 傾斜磁場電源 ２２ 波形発生器 ２３ タイミング発生器 ２４ サンプリングパルス発生器 ３１ ＲＦ信号発生器 ３２ 変調器 ３３ ＲＦパワーアンプ ４１ プリアンプ ４２ 位相検波器 ４３ Ａ／Ｄ変換器 ５１ ホストコンピュータ ６１ 条件レジスタファイル ６２ コントローラ ６３ 波形メモリ ６４ 振幅調整器 ６５ フリップフロップ ６６ ＯＲ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9219−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/06 Ｈ 9219−2Ｊ 24/08 Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁場を発生する手段と、ＲＦ信号を照射
   する手段と、ＮＭＲ信号を受信する手段と、受信したＮ
   ＭＲ信号からデータを収集する手段と、波形発生手段と
   からなり、波形発生手段は、各波形についての波形デー
   タを記憶している記憶手段と、所望の波形を規定する諸
   条件に加えて、一つの波形についての波形データ発生動
   作完了と同時につぎの波形についての波形データが連続
   的に発生されるものであることを指示する連続波形指示
   フラグを設定する手段と、波形データ発生を開始させ外
   部からの起動信号の入力時にこのフラグを保持させる手
   段と、起動信号の入力時に上記設定された諸条件に応じ
   て上記記憶手段をアクセスして一つの波形についての波
   形データを順次出力させるとともに、この一つの波形に
   ついての波形データ発生動作完了時に上記の保持された
   フラグの内容を調べて自動的につぎの一つの波形につい
   ての波形データ発生動作開始のための起動信号を自己発
   生する手段とを備えることを特徴とするＭＲ装置。