JPH07222725A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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- JPH07222725A JPH07222725A JP5144854A JP14485493A JPH07222725A JP H07222725 A JPH07222725 A JP H07222725A JP 5144854 A JP5144854 A JP 5144854A JP 14485493 A JP14485493 A JP 14485493A JP H07222725 A JPH07222725 A JP H07222725A
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Abstract
り照射される照射パワーが安全基準SARを越えないよ
うにする。 【構成】 高周波コイルの高周波増幅器13は、保護回
路として高周波増幅器13の出力及び電源電流をそれぞ
れ所定値と比較して、出力及び電源電流がそれぞれ所定
値を越えたときにエラー信号を発生する比較器32、3
6を備える。比較器32、36のいずれかからエラー信
号が出されると高周波増幅器13の電源23を遮断する
とともに、高周波増幅器13のバイアスON信号を遮断
する。
Description
NMRという)現象を利用して被検体の所望部位の断層
画像を得る磁気共鳴イメージング(以下、MRIとい
う)装置に関し、特に安全性を向上させたMRI装置に
関する。
に高周波コイルにより電磁波を照射して生体組織を構成
する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせ、それによっ
て発生する磁気共鳴信号(以下、NMR信号という)を
受信コイルで受信し、受信されたNMR信号にフーリエ
変換を行なって画像に再構成するもので、被検体の任意
箇所における断層像を得るために広く利用されている。
図3に示すように被検体1に静磁場を与える静磁場発生
磁石2と、被検体1に傾斜磁場を与える磁場勾配発生系
3と、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核に核
磁気共鳴を起こさせる高周波パルスを所定のパルスシー
ケンスで繰返し印加するシーケンサ7と、このシーケン
サ7からの高周波パルスにより被検体1の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴をおこさせるために高
周波磁場を照射する送信系4と、核磁気共鳴により放出
されるNMR信号を検出する受信系5と、この受信系5
で検出したNMR信号を用いて画像再構成演算を行う信
号処理系6とを備え、核磁気共鳴により放出されるNM
R信号の計測を繰返し行って断層像を得るようになって
いる。
12と、高周波増幅器13と、高周波コイル14とから
成り、高周波発振器11で発生された高周波パルスは、
変調器12で所定の周波数に変調された後、高周波増幅
器13で増幅されて高周波コイル14に印加される。こ
こで高周波コイル14による照射パワー、即ち電磁波の
出力が大きすぎると被検体1に悪影響を与える場合があ
り、その安全のための基準としてSAR(Specific Abs
orption Rate)(単位体重当りの照射パワー、w/kg)が
定められている。従って、従来のMRI装置では、高周
波増幅器13は、その最大能力で使用された場合でも照
射パワーがSARを越えないものを使用するか、または
高周波増幅器の能力を考慮に入れ、その出力がSARを
越えない程度の入力信号を増幅器に与えるように、ソフ
トウェアで制御する方法が採用されている。
増幅器の最大能力自体をSARを越えないものに制限し
た場合には、MRI装置の計測の高機能化に対応するこ
とができない。又、ソフトウェアで高周波増幅器への入
力を制限する方法では、ソフトウェアのエラーあるいは
暴走があった場合にはSARを越えてしまうおそれがあ
り、安全性を確保することができない。
決するためになされたもので、MRI装置の高機能化に
対応すべく、比較的高い高周波増幅器の能力を維持した
状態でしかも安全性を高めたMRI装置を提供すること
を目的とする。
る本発明のMRI装置は、静磁場内に置かれた被検体の
生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさ
せるために、高周波パルスを所定のパルスシーケンスで
印加するための高周波コイルと、高周波パルスを増幅す
るための高周波増幅器とを備えた磁気共鳴イメージング
装置において、高周波増幅器は高周波コイルの照射パワ
ーが所定の値を越えないようにする保護回路を備えたも
のである。保護回路は、第一の態様として、高周波増幅
器の出力パワーを検出し、検出された出力パワーが予め
設定された値を越えたときにエラー信号を発生する比較
器と、比較器からのエラー信号によって高周波増幅器の
高周波コイルへの出力を遮断するスイッチ手段とから成
るものである。更に第二の態様として、保護回路は、高
周波増幅器の電源電流を検出し、検出された電源電流が
予め設定された値を越えたときにエラー信号を発生する
比較器と、比較器からのエラー信号によって高周波増幅
器の高周波コイルへの出力を遮断するスイッチ手段とか
ら成るものである。これら第1及び第2の態様による保
護回路は、いずれか一方のみを用いてもよいが、安全性
の確実にするために併用することが好ましい。
電圧に変換した値と、別の回路によって予め設定された
基準電圧とを比較器により比較し、電源電流に対応する
電圧値が基準電圧を越えた場合にはエラー信号を発生
し、スイッチ手段を介して高周波増幅器の電源及びバイ
アスON信号を遮断し、その動作を停止する。また高周
波増幅器の保護回路は、高周波増幅器の出力パワーを電
圧値に変換したものと、予め設定された基準の電圧値と
を比較器により比較し、出力パワーに対応する電圧値が
基準の電圧値を越えた場合にもエラー信号を発生し、ス
イッチ手段を介して同様に高周波増幅器の動作を停止す
る。これら電圧の基準値を適当に設定することにより、
照射パワーが安全基準SARを越えるのを防止すること
ができる。又、保護回路を、検出された出力パワーによ
り機能するものと、電源電流により機能するものと2系
統設けることにより、保護機能を確実にすることができ
る。
に説明する。本発明が適用される磁気共鳴イメージング
(MRI)装置は、その全体構成を図3のブロック図に
示すように、NMR現象を利用して被検体の断層像を得
るもので、静磁場発生磁石2と、磁場勾配発生系3と、
送信系4と、受信系5と、信号処理系6と、シーケンサ
7と、中央処理装置(CPU)8とを備えている。
意の方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1
の周りにある広がりをもった空間に永久磁石方式又は常
電導方式或いは超電導方式の磁場発生手段が配置されて
いる。磁場勾配発生系3は、互に直交するデカルト座標
軸方向、即ちX、Y、Zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場
コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜
磁場電源10とからなり、後述のシーケンサ7からの命
令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動
することにより、X、Y、Zの三軸方向の傾斜磁場を被
検体1に印加するようになっている。この静磁場の加え
方により被検体1に対するスライス面を設定することが
できる。
生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさ
せるために高周波磁場を照射するもので、高周波発振器
11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波
コイル14とから成り、高周波発振器11から出力され
た高周波パルスをシーケンサ7の命令に従って変調器1
2で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高
周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置
された高周波コイル14に供給することにより、電磁波
が被検体1に照射されるようになっている。
の核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信
号)を検出するもので、受信側の高周波コイル15と増
幅器16と直交位相検波器17と、A/D変換器18と
から成り、送信側の高周波コイル14から照射された電
磁波による被検体1の応答の電磁波(NMR信号)は被
検体1に近接して配置された高周波コイル15で検出さ
れ、増幅器16及び直交位相検波器17を介してA/D
変換器18に入力してディジタル量に変換され、更にシ
ーケンサ7からの命令によるタイミングで直交位相検波
器17によりサンプリングされた二系列の収集データと
され、その信号が信号処理系6に送られるようになって
いる。
ク19及び磁気テープ20等の記録装置と、CRT等の
ディスプレイ21、キーボード等の入力装置22とから
成り、CPU8でフーリエ変換、補正係数計算・像再構
成等の処理を行い、任意断面の信号強度分布或いは複数
の信号に適当な演算を行って得られた分布を画像化して
ディスプレイ21に断層像として表示するようになって
いる。尚、図3において、送信側及び受信側の高周波コ
イル14、15と傾斜磁場コイル9は、被検体1の周り
の空間に配置された静磁場発生磁石2の磁場空間内に配
置されている。
する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波パル
スをある所定のパルスシーケンスで繰返し印加するもの
で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層像のデー
タ収集に必要な種々の命令を、送信系4及び磁場勾配発
生系3並びに受信系5に送るようになっている。ここで
送信系4によって被検体1に印加される高周波パルス
が、安全基準SAR(Specific Absorption Rate)を越
えないために、このMRI装置は送信系4の高周波増幅
器13には、図1及び図2に示すように保護回路30が
設けられる。保護回路30は、高周波増幅器13の出力
パワーを検出し、検出された出力パワーが予め設定され
た値を越えたときにエラー信号を発生して高周波増幅器
13の高周波コイル14への出力を遮断する第1の系統
と、高周波増幅器の電源電流を検出し、検出された電源
電流が予め設定された値を越えたときにエラー信号を発
生して高周波増幅器13の高周波コイル14への出力を
遮断する第2の系統の2系統から成る。
3の出力を電圧に変換しアベレージングする整流器31
と、整流器31の出力と基準電圧とを比較し整流器31
の出力が基準電圧を越えたときにエラー信号を発生する
第1の比較器32と、第1の基準電圧発生回路33とを
備える。また第2の系統の保護回路は、その電源23の
電流を検出する検出器34と、検出器34で検出された
電流を電圧に変換する電流−電圧変換器35と、電流−
電圧変換器35の出力と基準電圧とを比較し電流−電圧
変換器35の出力が基準電圧を越えたときにエラー信号
を発生する第2の比較器36と、第2の基準電圧発生回
路37とを備えている。
ス等が用いられ、電源トランスの一次側あるいは二次側
の電流値又は電源23が安定化回路を備える場合にはそ
の出力の電流値のいずれを検出するようにしてもよい。
高周波増幅器の動作はパルス動作なので、電流−電圧変
換器35は、この電圧をアベレージングした電圧を出力
する。
(エラー信号)はともにオア回路38を介して高周波増
幅器13に入力されるともに、それぞれAC入力24と
電源23との間に設けられたスイッチ手段であるリレー
SSR1、SSR2に供給されリレーを駆動する。オア回
路38の出力は、スイッチ手段であるスイッチングトラ
ンジスタTRに入力される。スイッチングトランジスタ
TRは高周波増幅器13のバイアス信号制御用オペアン
プ25をスイッチングする。即ち、スイッチングトラン
ジスタTRのコレクタは、高周波増幅器13のバイアス
信号制御用オペアンプ25の(+)端子に接続されてお
り、スイッチングトランジスタTRがオンすることによ
り、コレクタ側がグランドGNDに落ちるとバイアス信
号制御用オペアンプ25の出力は0となり、バイアスO
N信号が遮断される。
れ高周波コイルからの照射パワーがSARを越えないよ
うな値に設定される。このような構成において、まず静
磁場発生磁石2及び磁場勾配発生系3により所定のスラ
イス面を設定して被検体1に0.02〜2テスラ程度の
静磁場が印加される。この時、被検体1中の原子の原子
核スピンは静磁場の強さによって決る周波数(ラーモア
周波数)で歳差運動を行なう。
測しようとする原子核のラーモア周波数に等しい周波数
の電磁波を印加し、その原子核に核磁気共鳴を起こさせ
る。この高周波磁場を打切るとスピンはそれぞれの状態
に応じた時定数でもとの低いエネルギー状態に戻り、こ
の時放出される電磁波(NMR信号)を高周波受信コイ
ル15で受信して増幅器16で増幅、波形整形した後、
A/D変換器18でデジタル化してCPU8に送る。C
PU8は、このデータを基に画像を再構成演算し、被検
体1の断層画像をディスプレイ21に表示する。
器11から出力された高周波パルスをシーケンサ7の命
令に従って変調器12で振幅変調し、この振幅変調され
た高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後高周波
コイル14に供給するが、高周波増幅器13の保護回路
30は、その電源23の電流を検出し、それを電圧に変
換した値が第2の基準電圧発生回路37で設定された電
圧値より大きい場合には比較器36からエラー信号が出
される。このエラー信号によりリレーSSR2が作動
し、高周波増幅器13の電源を遮断する。また、エラー
信号がオア回路38を介してスイッチングトランジスタ
TRに入力されるとスイッチングトランジスタTRをオ
ンにする。これによりバイアス信号制御用オペアンプ2
5の出力は0となり、バイアスON信号が遮断される。
従って、高周波増幅器13が停止し所定値以上の電流が
高周波コイル14に供給されるのを防止する。
出力を検出し、その電圧値が第1の基準電圧発生回路3
3で設定された電圧値よりも高い場合には比較器32か
らエラー信号が出される。このエラー信号によりリレー
SSR1が作動し、高周波増幅器13の電源を遮断す
る。また、エラー信号がオア回路38を介してスイッチ
ングトランジスタTRに入力されるとスイッチングトラ
ンジスタTRをオンにし、バイアスON信号を遮断す
る。これにより所定値以上の電流が高周波コイル14に
供給されるのを防止する。この場合、エラー信号によっ
て増幅器の動作を停止させると同時に、図示しない警告
灯や警告音等のアラームを動作させるようにすることも
可能である。
及び高周波増幅器出力が所定値を越えたときに、高周波
増幅器を停止するようにしたので、被検体へ照射する電
磁波パワーが安全基準SARを越えることがなくなり、
安全性を確保することができる。さらに保護回路として
2系統の保護回路を併用することにより動作を確実にし
安全性を向上させることができる。
統を備えたものについて説明したが、保護回路は1系統
であるものも本発明の範囲に含まれることは言うまでも
ない。また、保護回路から出されるエラー信号により、
電源の遮断と増幅器のバイアスON信号の遮断とをとも
に行うようにしているが、電源の遮断或いはバイアスO
N信号の遮断のいずれかを行うようにしてもよい。
明のMRI装置によれば、被検体へ電磁波を照射する高
周波コイルの高周波増幅器に照射パワーが所定値を越え
ないようにする保護回路を設けたので、被検体に安全基
準SARを越える電磁波が照射されるおそれがなく、M
RI装置の安全性を高めることができる。又、保護回路
として2系統の保護回路を用いた場合には更に安全性を
確実にできる。更に本発明のMRI装置によれば、高周
波増幅器の電源として能力の高いものを用いることがで
きるので計測の高機能化を図ることができる。
のブロック図。
ブロック図。
を示すブロック図。
Claims (1)
- 【請求項1】静磁場内に置かれた被検体の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために、
高周波パルスを所定のパルスシーケンスで印加するため
の高周波コイルと、前記高周波パルスを増幅するための
高周波増幅器とを備えた磁気共鳴イメージング装置にお
いて、前記高周波増幅器は前記高周波コイルの照射パワ
ーが所定の値を越えないように前記照射コイルへの出力
を遮断する保護回路を備えた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 |
---|---|---|---|
JP14485493A JP3335710B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14485493A JP3335710B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07222725A true JPH07222725A (ja) | 1995-08-22 |
JP3335710B2 JP3335710B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=15371962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14485493A Expired - Lifetime JP3335710B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3335710B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6759847B2 (en) * | 2001-10-11 | 2004-07-06 | Siemens Akiengesellschaft | Magnetic resonance imaging method with adherence to SAR limits |
US6762605B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-07-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance imaging method and apparatus with adherence to SAR limits in a scan using data from a previous scan |
US6812698B1 (en) * | 1999-09-08 | 2004-11-02 | Ge Yokogawa Medical Systems, Ltd | Imaging with spin excitation while keeping within a specific absorption ratio limit |
US6841999B2 (en) * | 2001-10-11 | 2005-01-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance imaging apparatus and method with adherence to SAR limits |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14485493A patent/JP3335710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN100379383C (zh) * | 2001-10-11 | 2008-04-09 | 西门子公司 | 在磁共振成像中保持sar边界值的方法 |
US6762605B2 (en) * | 2001-10-29 | 2004-07-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic resonance imaging method and apparatus with adherence to SAR limits in a scan using data from a previous scan |
CN100407989C (zh) * | 2001-10-29 | 2008-08-06 | 西门子公司 | 计入功率历史的磁共振成像方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3335710B2 (ja) | 2002-10-21 |
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