JPH07171129A

JPH07171129A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH07171129A
Application number: JP5321597A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Kimura; 光良木村; Tadashi Onihira; 正鬼平
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は傾斜磁場発生系の変化及び変更
に伴う傾斜磁場発生系の伝達関数の変化に対してハード
ウエアの構成変更なしに高精度をもって渦電流補償を行
うことができる磁気共鳴イメ−ジング装置を提供するこ
とにある。【構成】渦電流効果発生部２２での渦電流の発生を考慮
に入れた、傾斜磁場発生系２の伝達関数の逆関数を表す
デジタル信号を傾斜磁場発生系用電源１のデジタル演算
部１１で発生させ、これをＤＡＣ部１２によりアナログ
信号に変換して、ドライバ−部１３を通して電流−磁界
変換部２１（傾斜磁界コイル）に与え、渦電流の補償を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイメ−ジング装置、特に
被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（以下「ＮＭ
Ｒ」という）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分
布等を映像化するＮＭＲ現象を用いた磁気共鳴イメージ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメ−ジング装置において傾斜
磁場波形の歪みを発生させる主因は傾斜磁場コイルの近
傍に発生する渦電流であり、この渦電流は傾斜磁場が時
間的に高速で変化することにより、傾斜磁場コイルの近
傍にある金属部材に誘起し発生する。磁気共鳴イメージ
ング装置においては、静磁場を発生する磁石を用いるこ
とが原理的に必要であり、渦電流は主にこの静磁場を発
生する磁石の金属製構成部材に発生する。このため全て
の磁気共鳴イメージング装置において渦電流による傾斜
磁場波形の歪みが発生するが、特にアクティブ・シール
ド型傾斜磁場コイルを使用しない磁気共鳴イメージング
装置において顕著にその影響が現れる。従って、渦電流
による傾斜磁場波形の歪みをできるだけ少なくすること
が、全ての磁気共鳴イメージング装置において要求され
る。渦電流の発生を含んだ傾斜磁場システムを回路的に
表す伝達関数は（数１）であることが知られており、渦
電流補償は（数１）にもとづいて行われる。

【０００３】

【数１】ここで、ＨG（ｓ）は傾斜磁場システムの伝達関数Ｔiは時定数（Ｔi＞０）ｋiは渦電流の大きさを表す係数（ｋi≧０）ｓはラプラス変数Ｎは渦電流発生要素の数（正整数）磁気共鳴イメージング装置の渦電流補償に関する技術は
米国特許第４，５８５，９９５号明細書などに開示され
ている。これは渦電流発生要因を表す伝達関数を補償す
る逆伝達関数を（数２）に示す多項近似する方法を採用
している。

【０００４】

【数２】この多項式近似の方法では、一般に渦電流発生要素であ
る傾斜磁場系の数Ｎ，Ｔi，ｋiと渦電流補償系の数
Ｎ'，Ｔi'，ｋi'は異なっている。前記の補償方法を改
善した（数１）の逆関数を発生する技術は米国特許第
５，１５０，０５５号明細書に開示されている。この逆
関数法では実際の渦電流の時定数Ｔiとｋiを直接使用で
き、最小の調整箇所数で回路的に完全な渦電流補償が期
待できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の補償方
法はいずれもアナログ的な回路演算で（数１）、（数
２）の関数を発生して傾斜磁場波形の歪みを補償するも
ので、予め決められた渦電流発生要素の数Ｎの（数３）
で示す回路演算要素を物理的に回路上に設けておかなけ
ればならない。

【０００６】

【数３】Ｈi（ｓ)＝ｋi・ｓ／（１＋Ｔi・ｓ）このため、磁石構造の種類、傾斜磁場環境の変化などで
要素の数Ｎが増減する場合には、回路を変更しなければ
ならないので簡単に対処することができない。又、アク
ティブシールド型傾斜磁場コイルにおいては、（数１）
に示すｋiが負となる場合があるが、従来方法ではこの
歪みを補償できないという問題を有している。更に、回
路上で渦電流補償装置のバラツキを無くすための調整箇
所が多い。本発明の目的は上記問題点に鑑み、自在に渦
電流補償の伝達関数を発生し高精度の渦電流補償を行う
ことができる磁気共鳴イメ−ジング装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、被検体
が配置される静磁場、この静磁場に重畳されるべき傾斜
磁場及び高周波パルスを発生させる手段がそれぞれ備え
られる。被検体は高周波パルスが傾斜磁場の存在下で印
加されることによって励起され、これによって検体から
は核磁気共鳴信号が発生される。傾斜磁場発生手段は傾
斜磁場発生系とこの傾斜磁場発生系用電源とを備えてい
る。傾斜磁場発生系は傾斜磁場にもとづく渦電流が発生
するように構成されており、傾斜磁場発生系用電源は傾
斜磁場発生系の、渦電流の発生を考慮に入れた伝達関数
の逆関数を表すデジタル信号を発生させる手段とそのデ
ジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅する手段とを
備えている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、傾斜磁場発生系用電源は傾斜
磁場発生系の、渦電流の発生を考慮に入れた伝達関数の
逆関数を表すデジタル信号を発生させ、このデジタル信
号をアナログ信号に変換し、増幅して傾斜磁場発生系に
導入することになる。したがって、磁石構造の種類、傾
斜磁場環境の変化などで渦電流発生要素の数が変わって
も、これに対してはソフトウエアで対応することができ
るようになり、したがって、従来のように回路変更の必
要がなくなる。換言すれば、自在に渦電流補償の伝達関
数を発生し、高精度の渦電流補償を行うことができるよ
うになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に従って本発明による磁気共鳴イメー
ジング装置の渦電流補償部の構成を原理的に説明する。
図１において、１は伝達関数を構成する各要素をブロッ
ク図として示した傾斜磁場発生系用電源であり、２は磁
気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルによって形成
された傾斜磁場発生系をブロック図として表現したもの
である。図１に示される回路構成はＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の
各々の傾斜磁場発生系について成立するものである。傾
斜磁場発生系用電源１には入力信号として電流出力命令
であるデジタル信号Ｖinが与えられ、傾斜磁場発生系用
電源１はこの命令に対して複数段の所定の変換演算を実
行し、電流出力命令Ｖinに対応した電流信号Ｉoutを出
力する。傾斜磁場発生系用電源１は、デジタル信号演算
部１１、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１２，ド
ライバー部１３から構成される。デジタル信号演算部１
１は傾斜磁場発生系２で発生する渦電流に起因して生じ
る磁場影響を相殺する目的で設けられた演算要素であ
り、その伝達関数はＡ1・Ｈc（ｚ）で与えられる。この
伝達関数においてＡ1は係数であり、離散系伝達関数Ｈc
（ｚ）は後述される関係にもとづいて与えられる渦電流
を補償するための逆関数に対応した離散系の伝達関数で
ある。ＤＡＣ１２はデジタル演算部１１で発生され出力
されるデジタル信号としての傾斜磁場波形信号をアナロ
グ信号に変換する機能を有する。Ｆ＊はデジタル信号を
連続的なアナログ信号に変換する演算子または変換方法
であり、Ａ2はその係数である。ドライバー部１３はＤ
ＡＣ１２で変換した信号を増幅し、これにより傾斜磁場
コイルを励磁するための電流信号Ｉoutとして出力す
る。伝達関数Ａ3はそのための変換係数である。したが
って、ＶinからＩoutに至る傾斜磁場発生系電源１全体
の伝達関数Ｈｐ（ｓ）は次に示される（数４）で表され
る。

【００１０】

【数４】Ｈp（ｓ）＝Ａ1・Ａ2・Ａ3・Ｆ＊・Ｈc
（ｚ）（数４）ではデジタル演算部１１、ＤＡＣ１２及びドラ
イバー部１３の応答は理想的としたが、実際上後述され
る傾斜磁場発生系２における渦電流効果発生部の応答速
度よりも高速にすることができるので上記のように理想
化して取り扱うことは可能である。次いで傾斜磁場発生
系２について説明する。傾斜磁場発生系２において、２
１は電流−磁場変換部、２２は渦電流効果発生部、２３
は加算器であり、この加算器２３ではこれに直結された
電流−磁場変換部２１の出力Ｇ0と渦電流効果発生部２
２の出力Ｇeとの和が求められる。傾斜磁場発生系２が
かかる構成で表現されるのは、傾斜磁場発生系２は渦電
流効果がない場合の傾斜磁場Ｇ0と渦電流にもとづいて
発生する反対極性の磁場Ｇeとの和として表現できるか
らである。電流−磁場変換部２１は実際上は傾斜磁場コ
イルを意味し、電流信号Ｉoutを入力し、この電流信号
で励磁されて所要の傾斜磁場を発生する。Ｂ1は励磁電
流Ｉoutと傾斜磁場Ｇ0との間を関係づける変換係数であ
る。また、傾斜磁場Ｇoutは実際には渦電流による磁場
の作用を受けるため、図示の如く渦電流効果発生部２２
を信号ブロックとして含ませる必要がある。渦電流効果
発生部２２の伝達関数Ｂ2・Ｈe（ｓ）は渦電流に起因し
て発生する磁場を伝達関数として表したものである。そ
こで、図１にもとづき傾斜磁場発生系２において入力側
の電流信号Ｉoutと傾斜磁場Ｇoutとの間の関係を決める
傾斜磁場発生系２の伝達関数ＨG（ｓ）を求めると、次
の（数５）のようになる。

【００１１】

【数５】ＨG（ｓ）＝Ｂ1・｛１＋Ｂ2・Ｈｅ（ｓ）｝したがって、電流出力命令Ｖinから傾斜磁場Ｇoutに至
る伝達関数ＨT（ｓ）は、前記（数４）と（数５）とに
より次式（数６）で与えられる。

【００１２】

【数６】ＨT（ｓ）＝Ａ1・Ａ2・Ａ3・Ｂ1・Ｆ＊・ＨC（ｚ）・｛１＋Ｂ2・Ｈｅ（ｓ）｝電流出力命令Ｖinで指示される波形を傾斜磁場Ｇoutが
有するためには、傾斜磁場発生系用電源１のデジタル演
算部１１とＤＡＣにおける係数Ａ1とＡ2を除いた伝達関
数要素Ｆ＊・Ｈc（ｚ）が、傾斜磁場系２の係数Ｂ１を
除いた伝達関数要素の逆関数となる必要がある。この関
係を次式（数７）に示す。

【００１３】

【数７】Ｆ＊・Ｈc（ｚ）＝１／｛１＋Ｂ2・Ｈe（ｓ）｝

【００１４】渦電流補償部が上記

【数７】を満足すれば傾斜磁場系２における渦電流の効
果は完全に除去することができる。このように、上述し
た原理を磁気共鳴イメージング装置に適用すれば渦電流
の補償を高精度で行うことができるので、磁気共鳴イメ
ージング装置の画像として良質なものを得ることができ
る。電磁気学の理論に従えば、渦電流を支配する偏微分
方程式は次の（数８）と（数９）に示される通りであ
る。

【００１５】

【数８】△Ｈe＝(４・π・μ・σ/ｃ²)・(∂Ｈe/∂ｔ)

【００１６】

【数９】∇×Ｈe＝（４π／ｃ）・Ｊe ここで、上記式における μ，σ，ｃ，Ｈｅ，Ｊｅは、
それぞれ透磁率，導電率，光速度，磁場ベクトル，電流
密度ベクトルを表し、演算子△，∇はそれぞれラプラシ
アンとナブラを表している。上記の（数８）は渦電流が
作り出す磁場しか考慮に入れていないので、さらに下式
の如く渦電流をつくる源としての外磁場の項を付加する
必要がある。

【００１７】

【数１０】 △Ｈe＝（４・π・μ・σ／ｃ²）・（∂Ｈe／∂ｔ） −（４・π・μ・σ／ｃ²）・（∂Ｈ0／∂ｔ）この（数１０）におけるＨe，Ｈ0を場所の関数と時間の
関数とに変数分離して、場所の関数に対してフーリエ変
換を施し、時間の関数に対してラプラス変換を施し、そ
の係数を整理すれば、次の（数１１）を得ることができ
る。

【００１８】

【数１１】Ｈm（ｐ，ｑ，ｒ）・Ｌe（ｓ）＝Ｋ・｛Ｔs／（Ｔs＋１）｝・Ｈ0（ｐ，ｑ，ｒ）・Ｌ0（ｓ）この（数１１）にもとづけば、渦電流効果を含んだ傾斜
磁場発生系２を集中定数回路系として取り扱う場合にお
いて、入力Ｌ0（ｓ）に対する出力Ｌe（ｓ）は、次の
（数１２）で示されることが明らかとなる。

【００１９】

【数１２】Ｈe（ｓ）＝Ｋ・Ｔs／（Ｔs＋１）また、渦電流が流れる磁石部材の個数、形状、境界条件
を考慮すると、次式（数１３）が総合的な渦電流効果を
表す伝達関数として与えられる。

【００２０】

【数１３】（数１３）を（数５）に代入すると、次の式が得られ
る。

【００２１】

【数１４】この式に負符号を付したのは渦電流を発生させる磁場が
元となる傾斜磁場に対し反対の方向を向いているからで
ある。以上の説明で明らかなように、（数７）に示され
る如く、渦電流の効果を含む傾斜磁場発生系２の伝達関
数（数５）を原関数とする逆関数を傾斜磁場発生系電源
１のデジタル演算部１１とＤＡＣ１２において発生させ
れば、理論的に完全な渦電流補償が可能となる。次に図
２、図３を用いて、傾斜磁場発生系２の電流−磁場変換
部２１としてアクティブ・シールド型傾斜磁場コイルを
使用する際の補償方法を説明する。図２はアクティブ・
シールド型傾斜磁場コイル（以下ＡＳＧＣと称す）２１
０を使用する際の渦電流発生の概略説明を行うもので、
ＡＳＧＣは被測定空間２１４を取り囲むように、インナ
ーＧＣ２１１とアウターＧＣ２１２から構成され、磁石
ボア内に実装されており、従って、磁石内部の導電性部
材２１３に囲まれている。ＡＳＧＣは、インナーＧＣ
２１１が発生する磁界Ｈ0とアウターＧＣ２１２が発生
する磁界Ｈ1を足し合わせたものが、磁石内部の導電性
部材２１３において零となるようにコイル形状，寸法等
が決められていおり、磁石内部の導電性部材２１３上に
は渦電流は誘起されないので、傾斜磁場波形の歪みは発
生せず磁気共鳴イメージング装置として理想的な傾斜磁
場を発生せず、渦電流補償は必要がない。なお、ＧＣは
傾斜磁場コイルを表す。

【００２２】しかしながら、実際には導電性部材は１個
ではなく、超電導磁石の場合、２０Ｋ熱シールド，８０
Ｋ熱シールド，真空容器など複数個存在することやコイ
ル製作誤差があるために、図２に示すようにインナーＧ
Ｃ２１１が導電性部材に誘起する渦電流に起因して発生
する磁界Ｈe1と、アウターＧＣ２１２が導電性部材に誘
起する渦電流に起因して発生する磁界Ｈe2が、測定対象
空間に存在するので、所定の性能を達成するためには渦
電流補償が必要となる。図３はＡＳＧＣを用いた際に行
う渦電流補償を説明するもので、図３の（ａ）,（c）,
（d）,（e），（b），（ｆ）はそれぞれインナーＧＣ２
１１の発生する磁場Ｈ0の波形,はアウターＧＣが発生す
る磁場Ｈ1の波形，Ｈ0に起因して発生する渦電流効果に
よる磁場Ｈe0の波形,Ｈ1に起因して発生する渦電流効果
による磁場Ｈe1の波形、傾斜磁場電源１がＡＳＧＣ２１
に流す励磁電流Ｉoutの波形及び測定対象空間での総合
的の斜磁場ＨTの波形を示している。このように総合の
傾斜磁場ＨTの波形のようにオーバ・シュートするのは
前述した理想状態からのずれによる。本図ではオーバ・
シュート波形の場合を示したが、磁石構造及びＡＳＧＣ
の巻き線形状によりアンダー・シュート波形となる。こ
れは、インナーＧＣ２１１と導電性部材２１３との間
の距離（ｄ2−ｄ0)、アウターＧＣ２１２と導電性部材
２１３との間の距離（ｄ2−ｄ1）、インナーＧＣ２１１
と測定対象空間２１４との間の距離ｄ0及びアウターＧ
Ｃ２１２と測定対象空間２１４との間の距離d1にも依存
する。従って、傾斜磁場電源２の渦電流補償部の機能と
しては、アンダー・シュート波形だけでなくオーバー・
シュート波形が発生する際にも補償を実行出来なければ
ならない。このことは、（数１４）における渦電流効果
の係数ｋiが１＞ｋi＞−１のように負値をとる場合があ
ることを示しているので、渦電流補償部はこれに対応す
る逆関数を発生出来なければならない。ここで、ｋiの
下限値を−１，上限値を１としたのは、渦電流効果によ
り発生する磁界は受動的な発生原理である電磁誘導で発
生し、発生の源であるインナーＧＣ２１１またはアウタ
ーＧＣ２１２の作り出す磁界よりも小さいからである。

【００２３】図４と図５を用いて、渦電流補償のための
逆関数を発生させるように構成した傾斜磁場発生系電源
１の、デジタル信号演算部とＤＡＣ部の構成を具体的に
説明する。

【００２４】図４において、中央処理部７２で磁気共鳴
イメージング装置全体の運営及び管理を行い、操作部７
３により装置の操作を行い撮影結果を表示部７４に表示
する。シーケンス制御部７１は撮影シーケンスの発生及
びデータの取り込みを行い、傾斜磁場電源１に傾斜磁場
波形に関するデータを送り、傾斜磁場電源１が出力する
励磁電流により電流磁場変換部（ＧＣ）２１は所定の傾
斜磁場波形を発生する。さらに、シーケンス制御部７１
はＮＭＲ現象を引き起こすＲＦ（高周波）パルスデータ
をＲＦパルス発生部５３に出力し、ＲＦアンプ５２で増
幅しＲＦコイル５０により、静磁場発生装置６０により
発生される静磁場中に配置される被検体への照射を行
う。この照射により発生したＮＭＲ信号をＲＦコイル５
０と受信機５１で受信し、シーケンス制御部７１に送
る。図５において傾斜磁場発生系電源１のデジタル演算
部１１とＤＡＣ部１２を示し、上述のシーケンス制御部
７１から一定の時間間隔で送られてくる傾斜磁場の波形
データであるデジタル信号Ｖinを処理し、渦電流補償の
逆関数を発生する構成を説明する。Ｖinをラッチ１１３
で一時的に受け、このデータをＤＳＰ（デジタル信号プ
ロセッサ）１１１は内部に取り込んでデジタル演算処理
を行い渦電流の逆関数を発生する。演算式、アルゴリズ
ムに基づいたプログラム及び演算に必要なパラメータは
メモリ１１２に保存してあり、ＤＳＰはこのメモリ１１
２の内容に従って演算動作を行う。ＤＳＰ１１１による
計算の結果はラッチ１１４とラッチ１１５に送られ、そ
れぞれ波形信号発生のＤＡＣ１２１とゲイン可変のため
の乗算型ＤＡＣ１２２に送られる。このようにＤＳＰ１
１１の出力データを波形データとゲインデータに分けて
出力する理由は、ＭＲイメージングに必要な傾斜磁場の
分解能の達成には、渦電流補償分を上乗せする必要があ
るためであり、このビットの上乗せはＤＳＰ内の演算器
のビット数を大きくすることにより達成される。図５に
おいて、傾斜磁場入力データは１６ビットで、これをも
とにしてデジタル演算を行うＤＳＰの演算ビット数は２
４ビットである。上記で必要なゲインの可変は乗算型Ｄ
ＡＣ１２２と演算増幅器１２３により達成され、コンデ
ンサＣ1は、乗算型ＤＡＣ１２２と演算増幅器１２３で
構成される可変ゲイン部の安定性を持たせるために用い
る。マルチプレキサ１１６と１１７はデータ・バス切り
替えの目的で設ける。マルチプレキサ１１６はシーケン
ス制御部７１からのデータＶinやメモリ１１２の内容
を、中央演算処理部７２で読みとれるようにする目的で
設ける。これにより、シーケンス制御部の動作をリアル
タイムで自己診断のためのモニターが可能となり、信頼
性の高い動作が可能となる。また、マルチプレキサ１１
７は、中央演算処理部が演算式、アルゴリズムに基づい
たプログラム及び演算に必要なＴｉ，ｋｉ，Ｎなどのパ
ラメータをメモリ１１２に書き込めるようにするために
設けられており、これにより傾斜磁場環境の変化や変更
に伴う補正演算式，プログラム及びパラメータの変更が
自在に可能となる。図６と図７において、渦電流補償に
用いるデジタル系渦電流補償関数をインパルス不変法を
用いて連続系の渦電流関数から発生させる信号フロ−を
得る方法を説明する。

【００２５】図６（ａ）は渦電流発生要素の数Ｎが２個
の場合におけるの渦傾斜磁場系の伝達関数（数１４）を
用いて、電流補償のための逆関数を発生させる信号フロ
−を示す。入力ＩＮは加算演算要素２００に入力し、別
の加算演算要素２０１の出力と加算され、出力ＯＵＴを
発生する。ここで、加算演算要素２０１の出力は渦電流
発生要素が２個の場合における渦電流の発生を表す２個
の不完全微分演算２１０と２１１の出力を加算演算要素
２０１により加算して得られたものである。また、これ
らの不完全微分要素の入力としては、出力ＯＵＴをゲイ
ン要素２２０によって２倍したものを用いる。図６
（ｂ）は図６（ａ）を変形してデジタル演算の可能な関
数に変換しやすいようにしたものである。図６（ａ）に
おける２個の不完全微分要素２１０、２１１をゲイン２
２１、２２２と加算演算要素２０２、２０３と１次遅れ
要素２１２、２１３とで表している。

【００２６】インパルス応答不変法にもとづいたラプラ
ス関数のＺ関数への変換は次の式（数１５）に示す変換
であることが知られている。

【００２７】

【数１５】（１／Ｔi）／（ｓ＋１／Ｔi） →（１／Ｔi）／｛１−ｅｘｐ（−Ｔｓ／Ｔi）・１／Ｚ｝ここで、Ｔはサンプリング時間間隔Ｔｉは時定数ｉ＝１，２図６（ａ）におけるラプラス変換で表した１次遅れ要素
２１２と２１３について（数１５）の関係を用いると、
図７（ａ）が得られる。ここでは、図６（ｂ）の加算演
算要素２００、２０１、２０２、２０３はそれぞれ加算
演算２５０、２５１、２５２、２５３に置き換えられ、
ゲイン要素２２０、２２１、２２２はそれぞれ乗算２６
０、２６１、２６２に置き換えられる。

【００２８】図７（ｂ）は図７（ａ）の演算要素２７０
を乗算２６４、２６６と加算２５４と１回サンプリング
遅れ２８０に分解して表し、図７（ａ）の演算要素２７
１を乗算２６５、２６７と加算２５５と１回サンプリン
グ遅れで表し、前記ＤＳＰ１１１によるデジタル演算が
可能なように変形したものである。ここで、１／Ｚ２８
０、２８１は１次サンプリング期間の遅れ要素、Ｔｓは
サンプリングの時間間隔を示す。第Ｌ番目のサンプリン
グデ−タＩＮが加算演算２５１の結果と加算演算２５０
で加算され、第Ｌ番目の出力ＯＵＴを発生する。また、
加算演算２５１の入力は図７（ｂ）に示す信号フロ−に
従って演算される。

【００２９】このようにインパルス不変法を用いて図７
（ｂ）に示す信号フロ−を得ればデジタル演算に容易に
渦電流補償の逆関数を得ることが出来る。また、Ｍをサ
ンプリング時間間隔Ｔｓと演算時間Ｔｏｐで（数１６）
の関係で制限される最大の正整数と定義する。

【００３０】

【数１６】Ｔｓ／Ｔｏｐ≧Ｍ図６と図７では渦電流の要素数Ｎが２個である場合を示
したが、上述の手法を用いることにより要素数Ｎを０個
からＭ個まで変えることが出来るので、傾斜磁場環境の
変更及び変化に対する対応が自在に出来る。

【００３１】上記では、インパルス不変法にもとづいて
連続系伝達関数からサンプリング系伝達関数を得たが、
ほかにもステップ不変法、双線形変換法及び最少自乗法
に基づいたＦＩＲ系伝達関数への変換などの方法がある
が、デジタル演算の柔軟性により適用出来るので、サン
プリング関数への諸々の変換方法は本発明を制限するも
のではない。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、自在に渦電流補償の伝達関数を発生し、かつ高
精度の渦電流補償を行うことができる磁気共鳴イメ−ジ
ング装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく一実施例の磁気共鳴イメ−ジ
ング装置の主要部である渦電流補償の原理を説明するた
めのブロック図

【図２】傾斜磁場発生系の電流−磁場変換部としてのア
クテイブ・シ−ルド型傾斜磁場コイル周辺の断面図

【図３】本発明にもとづく、渦電流補償を説明するため
の各部の発生磁場及び電流波形を示す図

【図４】本発明にもとづく一実施例の磁気共鳴イメ−ジ
ング装置のシステム構成図

【図５】本発明にもとづく一実施例の磁気共鳴メ−ジン
グ装置の傾斜磁場発生系用電源の渦電流補償部であるデ
ジタル演算部とＤＡＣ部を説明するためのブロック図

【図６】本発明にもとづく渦電流補償用逆関数を発生す
るための信号発生フロ−図

【図７】本発明にもとづく渦電流補償用逆関数を発生す
るためのもう一つの信号発生フロ−図である。

【符号の説明】

１・・・傾斜磁場発生系用電源、１１・・・デジタル演
算部、１１１・・・ＤＳＰ、１１２・・・メモリ、１１
３、１１４、１１５・・・ラッチ、１１６、１１７・・
・マルチプレキサ、１２・・・ＤＡＣ部、１２１・・・
ＤＡＣ、１２２・・・乗算型ＤＡＣ、１２３・・・演算
増幅器、１３・・・ドライバー部、２・・・傾斜磁場発
生系系、２１・・・電流−磁場変換部、２１１・・・イ
ンナーＧＣ、２１２・・・アウターＧＣ、２１３・・・
導電性部材、２１４・・・測定対象空間、２２・・・渦
電流効果発生部、２３・・・加算、５０・・・ＲＦコイ
ル、５１・・・ＲＦ受信機、５２・・・ＲＦアンプ、５
３・・・ＲＦパルス発生部、７１・・・シーケンス制御
部、７２・・・中央演算処理部、７３・・・操作部、７
４・・・表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体が配置される静磁場を発生させる手
段と、その静磁場に重畳されるべき傾斜磁場を発生させ
る手段と、高周波パルスを発生させる手段と、前記被検
体を励起してこの被検体から核磁気共鳴信号を発生させ
るように前記傾斜磁場の存在下で前記被検体に前記高周
波パルスを印加する手段とを備え、前記傾斜磁場発生手
段は傾斜磁場発生系とこの傾斜磁場発生系用電源とを備
え、前記傾斜磁場発生系は前記傾斜磁場にもとづく渦電
流が発生するように構成されており、前記傾斜磁場発生
系用電源は前記傾斜磁場発生系の、前記渦電流の発生を
考慮に入れた伝達関数の逆関数を表すデジタル信号を発
生させる手段とそのデジタル信号をアナログ信号に変換
し、増幅する手段とを備えていることを特徴とする磁気
共鳴イメ−ジング装置。
【請求項２】被検体が配置される静磁場を発生させる手
段と、その静磁場に重畳されるべき傾斜磁場を発生させ
る手段と、高周波パルスを発生させる手段と、前記被検
体を励起してこの被検体から核磁気共鳴信号を発生させ
るように前記傾斜磁場の存在下で前記被検体に前記高周
波パルスを印加する手段と、前記核磁気共鳴信号にもと
づいて前記被検体の像を生成する手段とを備え、前記傾
斜磁場発生手段は傾斜磁場発生系とこの傾斜磁場発生系
用電源とを備え、前記傾斜磁場発生系は前記傾斜磁場を
発生させるコイル部と前記傾斜磁場にもとづいて渦電流
が発生する渦電流発生部とを備え、前記傾斜磁場発生系
用電源は前記傾斜磁場発生系の、前記渦電流の発生を考
慮に入れた伝達関数の逆関数を表すデジタル信号を発生
させる手段とそのデジタル信号をアナログ信号に変換
し、増幅して、前記コイル部に導くドライバ−部とを備
えていることを特徴とする磁気共鳴イメ−ジング装置。
【請求項３】前記デジタル信号は次の式で与えられる、
前記傾斜磁場系の伝達関数HG(s)の逆関数を離散系伝達
関数に変換して得られることを特徴とする請求項２に記
載されたイメ−ジング装置ただし、１＞ｋｉ＞−１，Ｔｉ≧０，Ｎ≧０ここで、Ｋｉは渦電流の大きさを表す係数、Ｔｉは渦電
流の時定数、ｓはラプラス変数、Ｎは前記コイル部の渦
電流発生要素の数、Ｂ１は前記コイル部の変換係数、Ｂ
２は前記渦電流発生部の伝達関数の係数である。
【請求項４】前記ｋi及び前記Ｔiは可変であることを特
徴とする請求項３に記載された磁気共鳴イメージング装
置。
【請求項５】前記Ｎが可変であることを特徴とする請求
項３に記載された磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】前記デジタル信号発生部の出力デジタル信
号の１サンプルを構成するビットは波形成分とゲイン成
分に分けて出力されることを特徴とする請求項３に記載
された磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】前記波形成分はデジタル−アナログ（Ｄ
Ａ）変換器に送られ、前記ゲ−ン成分はゲイン可変の可
変増幅器に送られることを特徴とする請求項６に記載さ
れた磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】前記離散系伝達関数は有限インパルス応答
（ＦＩＲ）フイルタ−関数で近似して得られることを特
徴とする請求項３に記載された磁気共鳴イメージング装
置。