JPH0666626U - Ｍｒｉの勾配磁場電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数軸間の勾配磁場コイル間でのクロストー
クによる悪影響の問題が生じることのないＭＲＩの勾配
磁場電源装置を実現する。 【構成】 各軸毎の勾配磁場コイル１２，２２，３２の
それぞれに対して、フィードバック系１５，２５，３５
によりフィードバック制御を行いながら電流を供給する
勾配磁場電源装置において、勾配磁場電源１１，２１，
３１に対しての入力の変化があったときにはフィードバ
ック系１５，２５，３５の入出力を通常状態でフィード
バック制御を行い、勾配磁場電源１１，２１，３１に対
しての入力の変化がないときにはフィードバック系１
５，２５，３５の入力をサンプルアンドホールドしてフ
ィードバック制御を行うよう制御する制御手段１４，２
４，３４を備えたことを特徴とするＭＲＩの勾配磁場電
源装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はＭＲＩの勾配磁場コイルにおける磁気的結合によるクロストークに起 因する誤動作の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のＭＲＩ装置には、空間に３軸の直交軸を設け、この直交軸の座標に依存 する勾配磁場コイルを配置する。各軸の勾配磁場コイルは、計測領域内部ではそ れぞれの座標が独立（直交する）であり、しかも静磁界Ｂ０に平行であり各軸の 座標に比例した強度を発生させる。これは、シールド形勾配磁場コイルにあって も同様である。

【０００３】 これらのコイルには、その電流源として専用の電源装置（勾配磁場電源）が付 属している。一般には電流量がパルスシーケンスに忠実に比例するようにコイル に直列に電流検出抵抗を付加し、勾配磁場電源にフィードバックすることで制御 を行なっている。

【０００４】 図６は従来のＭＲＩ装置の勾配磁場電源装置の構成を示す構成図である。この 図の勾配磁場電源１１から勾配磁場コイルに電源が供給される。このときＸ軸に ついては、コイル電流検出抵抗器１３に発生する電圧がフィードバック信号とし て勾配磁場電源１１にフィードバックされる。Ｙ軸，Ｚ軸についても同様の動作 が行われる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

以上のような場合に、次のような問題を生じることになる。 各軸の勾配磁場コイル１２，２２，３２は測定領域において静磁界Ｂ０に平行 となる成分に着目して設計される。このとき静磁界に平行でない磁界成分は静磁 界Ｂ０に対して無視できる強さであるとされる。

【０００６】 従って、３軸の勾配磁場コイル１２，２２，３２は基本的に磁気カップリング をおこしている。更に、他の軸成分のカップリング強度は、その強さに一次比例 するものではない。

【０００７】 また、高い忠実性を保持するためのフィードバック系は全ての周波数帯域を網 羅するものではない。一般には、ＤＣ〜１ｋＨｚ程度をカバーするのみである。 従って、立ち上がり、立ち下がりの周波数帯域が広がる部分を完全に補償する ものではない。

【０００８】 更に、各軸のコイル特性は直流領域で所望の磁界を発生させる設計になってお り、交流特性は必ずしも設計意図に適したものとはなっていない。インピーダン スの周波数依存性は非常に大きいものであり、電源電圧と電流検出器の出力電圧 を用いるフィードバック回路によっては完全な勾配磁界強度を補償することはで きない。従って、電気的なフィードバックシステムでは勾配磁場の忠実性を完全 に補償することができない。

【０００９】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数軸間の勾配磁場 コイル間でのクロストークによる悪影響の問題が生じることのないＭＲＩの勾配 磁場電源装置を実現することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

前記の課題は、各軸毎の勾配磁場コイルに対して、フィードバック系により制 御を行いながら電流を供給する勾配磁場電源装置において、 勾配磁場電源に対しての入力の変化があったときにはフィードバック系の入出 力を通常状態でフィードバック制御を行い、勾配磁場電源に対しての入力の変化 がないときにはフィードバック系の入力をサンプルアンドホールドしてフィード バック制御を行うよう制御する制御手段を備えたことを特徴とするＭＲＩの勾配 磁場電源装置により解決される。

【００１１】

【作用】

制御手段は、勾配磁場電源に対しての入力の変化があったときにはフィードバ ック系の入出力を通常状態でフィードバック制御を行うように制御し、勾配磁場 電源に対しての入力の変化がないときにはフィードバック系の入力をサンプルア ンドホールドしてフィードバック制御を行うよう制御する。

【００１２】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は本考案の第一の実施例のＭＲＩの勾配磁場電源装置の概略構成を示す構 成図である。この図において、既に説明したと同一のものについては同一番号を 付してある。この実施例では、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸毎に制御が独立している場合である 。入力信号変化検出回路１４は、入力信号が変化したか否かを検出する回路であ り、入力信号に変化があったときにのみサンプルアンドホールド回路１５をスル ー状態にして、コイル電流検出抵抗器１３で検出した実測値を勾配磁場電源１１ に供給する。入力信号に変化が無くなったときには、入力信号変化検出回路１４ の指示により、サンプルアンドホールド回路１５はサンプリングしたデータをホ ールドして勾配磁場電源１１に供給するものである。

【００１３】 このように構成することで、入力信号変化検出回路１４が入力信号の変化を検 出したときのみ、コイル電流検出抵抗器１３で検出した実測値をフィードバック 信号として勾配磁場電源１１に供給する。これにより、通常のフィードバック制 御が行われた状態になっている。また、このときの実測値をサンプルアンドホー ルド回路１５は常にサンプリングしている。

【００１４】 そして、入力信号の変化が検出されなくなると、コイル電流検出抵抗器１３で 実測値の変化が検出されたとしても、サンプルアンドホールド回路１５がサンプ ルアンドホールド状態になっており、コイル電流検出抵抗器１３での検出値は勾 配磁場電源１１には供給されない。このため、入力信号の変化のないときに他の 勾配磁場コイル２２若しくは３２からのクロストークにより勾配磁場コイル１２ で磁場の変動が存在したとしても、これによりフィードバックは行われず、クロ ストークに起因する悪影響は発生しない。尚、他の軸の動作も同じである。

【００１５】 図２は入力信号変化検出回路１４の構成を示す構成図である。この入力信号変 化検出回路１４は、サイクリック動作で交互に入力信号を格納するサンプルアン ドホールド部１４ｂ，１４ｃと、これらサンプルアンドホールド部に格納された データを比較して変化を検出する差分検出用コンパレータ１４ｄを備えている。 そして、入力信号の変化／無変化に応じて規格化アンプ１４ｅから入力値変化検 出信号を出力する。

【００１６】 図３はサンプルアンドホールド回路１５の構成を示す構成図である。このサン プルアンドホールド回路１５は、前述の入力値変化検出信号とクロック１５ａか らのクロック信号を受けてサンプルアンドホールド部１５ｃのホールド状態を制 御するアンド回路１５ｂを備えている。このサンプルアンドホールド回路１５は 、サンプルアンドホールド動作状態以外は、常に自励的にサンプリングを行なっ ている。これにより、入力値変化検出信号がホールド状態にあるときは、サンプ ルアンドホールド部１５ｃはそれまでのサンプル値をホールドして出力する。

【００１７】 図４は本考案の他の実施例の構成を示す構成図である。この図に示すものは、 ３軸のそれぞれの動作が独立性を保たないことを特徴とするものである。 この実施例では、入力信号変化検出回路１６，２６，３６がそれぞれインヒビ ット信号を介して結合されている。このため、１軸の入力信号が変化する場合に のみフィードバック回路に実測データが供給される。そして、他の軸に対しては 入力信号変化検出回路経由でインヒビット信号が供給され、他の軸のフィードバ ック系は動作を停止しホールド状態にする。また、２軸以上で同時にデータが入 力されると、インヒビット信号自体がマスクされることになる。

【００１８】 図５は入力信号変化検出回路１６の構成を示す構成図である。既に図２に示し た入力信号変化検出回路１４と異なる点は、差分検出用コンパレータ１６ｄの出 力を規格アンプ１６ｅを介してインヒビット信号として他の軸の入力信号変化検 出回路２６，３６に供給し、また差分検出用コンパレータ１６ｄの出力と他の軸 のインヒビット信号とをＮＡＮＤ回路で受けて入力値変化検出信号を生成してい ることである。尚、他の軸の入力信号変化検出回路２６，３６も同様に構成され ている。

【００１９】 ここで、この図４及び図５を参照して動作説明を行なう。例えば、入力値変化 検出信号がＨでホールド状態になるとする。差分検出用コンパレータ１６ｄは、 入力値変化無しでＬレベルを出力しており、他の軸からのインヒビット信号を考 慮しなければ、ＮＡＮＤ回路にてＨレベルが出力され、サンプルアンドホールド 回路１５はホールド状態になる。また、差分検出用コンパレータ１６ｄは入力値 変化有りでＨレベルを出力しており、他の軸からのインヒビット信号を考慮しな ければ、ＮＡＮＤ回路にてＬレベルが出力され、サンプルアンドホールド回路１ ５はスルー状態になる。従って、フィードバック系が実測値により動作する。

【００２０】 ここで、他の軸からのインヒビット信号（Ｌ）が印加されると、ＮＡＮＤ回路 の一方の端子はＬになるため、ＮＡＮＤ回路の出力は強制的にＨレベルになり、 サンプルアンドホールド回路１５はホールド状態になる。従って、フィードバッ ク系は既にサンプリングされてホールドされているデータにより動作することに なる。この結果、いずれかの軸の入力値が変化した場合には、他の軸はホールド 状態に移行する。これにより、ある軸に勾配磁場の変化が生じた場合でも、クロ ストークにより生じる他の軸への影響を抑えることが可能になる。

【００２１】 尚、Ｈ，Ｌの論理レベル及びＮＡＮＤ回路は一例であり、他の論理状態で同様 の動作を行うことも可能である。

【００２２】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案では、パルスシーケンスの要求及び他の軸 の状態を参照して、勾配磁場生成のためのフィードバック系を動作させるように 構成したことで、複数軸間の勾配磁場コイル間でのクロストークによる悪影響の 問題が生じることのないＭＲＩの勾配磁場電源装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す構成図である。

【図２】本考案の一実施例の主要部の構成を示す構成図
である。

【図３】本考案の一実施例の主要部の構成を示す構成図
である。

【図４】本考案の他の実施例の構成を示す構成図であ
る。

【図５】本考案の他の実施例の主要部の構成を示す構成
図である。

【図６】従来の装置の構成を示す構成図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１ 勾配磁場電源 １２，２２，３２ 勾配磁場コイル １３，２３，３３ コイル電流検出抵抗器 １４，２４，３４ 入力信号変化検出回路 １５，２５，３５ サンプルアンドホールド回路 １６，２６，３６ 入力信号変化検出回路

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数軸の勾配磁場コイル（１２，２２，
   ３２）のそれぞれに対して、フィードバック系（１５，
   ２５，３５）によりフィードバック制御を行いながら電
   流を供給する勾配磁場電源装置において、 電源手段（１１，２１，３１）に対しての入力の変化が
   あったときにはフィードバック系（１５，２５，３５）
   の入出力を通常状態にしてフィードバック制御を行い、
   電源手段（１１，２１，３１）に対しての入力の変化が
   ないときにはフィードバック系（１５，２５，３５）の
   入力をホールド状態にしてフィードバック制御を行うよ
   う制御する制御手段（１４，２４，３４）を備えたこと
   を特徴とするＭＲＩの勾配磁場電源装置。
2. 【請求項２】 複数軸の勾配磁場コイル（１２，２２，
   ３２）のそれぞれに対して、フィードバック系（１５，
   ２５，３５）によりフィードバック制御を行いながら電
   流を供給する勾配磁場電源装置において、 電源手段（１１，２１，３１）に対しての入力の変化が
   あったときにはフィードバック系（１５，２５，３５）
   の入出力を通常状態にしてフィードバック制御を行い、
   勾配磁場電源（１１，２１，３１）に対しての入力の変
   化がないときにはフィードバック系（１５，２５，３
   ５）の入力をホールド状態にしてフィードバック制御を
   行うよう制御すると共に、ある軸において入力の変化が
   あったときには他の軸ではホールドしてフィードバック
   制御を行うよう制御する制御手段（１６，２６，３６）
   を備えたことを特徴とするＭＲＩの勾配磁場電源装置。