JPH07299045A - Ｍｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際の検査スキャンごとにただちにＡ／Ｄ変
換器の入力範囲を最適なものとする。 【構成】 コンピュータ５１が、検査のためのパルスシ
ーケンスに先立ってプリスキャンのシーケンスを行なっ
てＮＭＲ信号強度を求め、その信号強度に応じてダイナ
ミックレンジ可変型Ａ／Ｄ変換器４３のダイナミックレ
ンジを切り換える。

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やＮＭＲスペクトロス
コピ等を行なうＭＲ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲ装置では、被検体をＲＦ信号で励起
し、そこから生じるＮＭＲ信号をＲＦコイルによって受
信し、検波した後Ａ／Ｄ変換してデジタルデータとし、
コンピュータに取り込んで画像再構成などを行なう。こ
の場合、ＮＭＲ信号の信号量は、ＲＦコイルの特性や撮
像部位、撮像条件等によって変化する。そこで、従来よ
り、ＲＦコイルの特性や撮像部位、撮像条件等のそれぞ
れの条件ごとにあらかじめチューニングのためのスキャ
ンを行ない、受信回路系のゲインを変化させることによ
り、Ａ／Ｄ変換器の入力信号が、その入力範囲となるよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような、Ａ／Ｄ変換器の入力信号のダイナミックレンジ
のチューニングでは、実際の撮像時にかならずしも最適
なゲインの入力信号がＡ／Ｄ変換器に与えられるわけで
はないという問題がある。すなわち、従来のような受信
回路系のゲインのチューニングのためのスキャンを行な
うことは撮像時間の延長にもなるため、すべての撮像条
件でこれを行なうことは実際上難しい。そのため、ある
設定された撮像条件でチューニングのためのスキャンを
行なって受信回路系のゲインを定め、これによって他の
撮像条件での実際の撮像スキャンを行なわざるを得な
い。この場合、実際の撮像スキャンではチューニング時
よりもＮＭＲ信号がかなり小さくなるときがあり、その
ようなときはＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジの一部
しか使用しないこととなり、たとえばその上位ビットを
使用せず下位ビットのみ使用するというようなこととな
り、受信信号の十分な分解能が得られない。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、実際の検査スキ
ャンごとにただちにＡ／Ｄ変換器の入力範囲が最適なも
のとなるように改善したＭＲ装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【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ＭＲ装置においては、ＲＦパルスに
より被検体を励起するＲＦ印加手段と、傾斜磁場パルス
を印加する手段と、被検体から生じたＮＭＲ信号を受信
する手段と、該受信信号を検波する手段と、検波後の信
号をサンプリングしＡ／Ｄ変換してデジタルデータを得
る、ダイナミックレンジ可変型Ａ／Ｄ変換手段と、検査
のためのパルスシーケンスに応じて上記ＲＦ印加手段、
傾斜磁場印加手段およびＡ／Ｄ変換手段を制御するとと
もに、その検査のためのパルスシーケンスに先立ってプ
リスキャンのシーケンスを行なってＮＭＲ信号強度を求
め、その信号強度に応じて上記のＡ／Ｄ変換手段のダイ
ナミックレンジを切り換える制御手段とが備えられるこ
とが特徴となっている。

【０００６】なお、傾斜磁場印加手段は、スライス選択
用傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相エンコード用
傾斜磁場パルスを印加する手段と、読み出し用および周
波数エンコード用傾斜磁場パルスを印加する手段とから
構成してもよい。

【０００７】また、検査のためのパルスシーケンスとし
て、イメージングシーケンスを採用するときは、上記の
制御手段は、そのイメージングシーケンスに先立って、
位相エンコード用傾斜磁場パルスを印加しないだけで他
はそのイメージングシーケンスと同じであるプリスキャ
ンを１回行ない、そこで得たＮＭＲ信号強度に応じて上
記のＡ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを切り換える
ようにする。

【０００８】

【作用】Ａ／Ｄ変換手段はダイナミックレンジ可変型で
あり、制御手段によってそのダイナミックレンジが切り
換えられる。実際の被検体に対してイメージングシーケ
ンスなどを行なう場合、そのスキャンに先立ってプリス
キャンを行ない、そこで発生したＮＭＲ信号を受信し、
その信号強度を求める。そしてこの信号強度に応じて上
記のＡ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジが切り換えら
れるので、その実際の被検体について、まさに今から適
用しようとするシーケンスで得られるであろう信号強度
に応じたＡ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジ調整がで
きることになる。その結果、入力信号のゲインとＡ／Ｄ
変換手段の入力範囲との関係が適切なものとなり、小信
号時の分解能が向上する。この場合、プリスキャンは単
にダイナミックレンジ可変型Ａ／Ｄ変換手段のダイナミ
ックレンジを切り換えるための情報を得るためだけに行
なうものであるから、簡単なものでよく、時間もかから
ない。

【０００９】傾斜磁場印加手段として、スライス選択用
傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相エンコード用傾
斜磁場パルスを印加する手段と、読み出し用および周波
数エンコード用傾斜磁場パルスを印加する手段とを用い
るときは、イメージングシーケンスを行なうことができ
る。

【００１０】そして、そのようにイメージングシーケン
スを行なう場合、位相エンコード用傾斜磁場パルスを画
像マトリクスに対応する数だけ変化させてパルスシーケ
ンスを繰り返す必要があるが、プリスキャンにおいて
は、そのイメージングシーケンスと同じパルスシーケン
スであって、位相エンコード用傾斜磁場パルスを印加し
ないだけが異なるパルスシーケンスを１回だけ行なえば
よいので、余分にかかる時間はほとんど無視できるほど
である。

【００１１】

【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。この発明の一実施
例にかかるＭＲ装置は図１に示すように構成されてい
る。この図１において、マグネットアセンブリ１１に
は、静磁場を発生するための主マグネットと、この静磁
場に重畳する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルが含ま
れる。傾斜磁場は、傾斜磁場コイルにより、Ｘ、Ｙ、Ｚ
の３軸方向に磁場強度がそれぞれ傾斜するものとして発
生させられる。これら３軸方向の傾斜磁場の１つを選択
し、あるいはそれらを組み合わせて、後述のスライス選
択用傾斜磁場Ｇｓ、読み出し及び周波数エンコード用傾
斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐが任意の方
向のものとされる。

【００１２】この静磁場及び傾斜磁場が加えられる空間
には図示しない被検体が配置される。この被検体には、
ＲＦパルスを被検体に照射するとともにこの被検体で発
生したＮＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル１２が取
り付けられている。

【００１３】マグネットアセンブリ１１の傾斜磁場コイ
ルに加えられる傾斜磁場用電流は磁場制御回路２１によ
って制御され、図２に示すような波形のパルスとされた
各傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒが発生するようにされる。
そのパルス波形の各々は波形発生回路５３で発生されて
磁場制御回路２１に与えられる。ＲＦ発振回路３１で発
生したＲＦ信号は振幅変調回路３２に送られ、これが搬
送波となり、波形発生回路５３から送られてくる波形信
号に応じて振幅変調される。この振幅変調後のＲＦ信号
は、ＲＦ電力増幅器３３を経て増幅された後、ＲＦコイ
ル１２に加えられる。波形発生回路５３やＲＦ発振回路
３１のタイミングはシーケンスコントローラ５２により
定められる。

【００１４】ＲＦコイル１２によって受信されたＮＭＲ
信号は前置増幅器４１を経て位相検波回路４２に送られ
て位相検波される。この位相検波のためのリファレンス
信号として上記のＲＦ発振回路３１からのＲＦ信号が送
られている。位相検波によって得られた信号は、シーケ
ンスコントローラ５２によって制御されたＡ／Ｄ変換器
４３により所定のサンプリングタイミングでサンプルさ
れ、デジタルデータに変換される。Ａ／Ｄ変換器４３は
ダイナミックレンジが２段階にあるいは数段階に切り換
えられるダイナミックレンジ可変型のものとなってお
り、外部からそのダイナミックレンジが切り換えられる
ようになっている。Ａ／Ｄ変換器４３から得られたデー
タはコンピュータ５１に取り込まれる。コンピュータ５
１は、収集したデジタルデータから画像を再構成する処
理などを行なう。またこのコンピュータ５１は、種々の
撮像スキャンを構成するパルスシーケンスに応じて、シ
ーケンスコントローラ５２や波形発生回路５３に必要な
データをセットするとともに、ＲＦ発振回路３１を制御
してその周波数を定め、また前置増幅器４１や位相検波
回路４２を制御してこれらのゲインなどを定め、さらに
Ａ／Ｄ変換器４３のダイナミックレンジを切り換える。

【００１５】このようなＭＲ装置において、コンピュー
タ５１及びシーケンスコントローラ５２の制御の下にた
とえば図２に示すような撮像スキャンが行なわれる。こ
の図２に示す例では、撮像スキャンを構成するパルスシ
ーケンスとしてグラジェントエコー法が採用されてい
る。すなわち、９０°パルスを印加すると同時にスライ
ス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルスを加え、その後、読み出
し及び周波数エンコード用傾斜磁場Ｇｒのパルスを加え
るとともにスイッチングさせて、ＮＭＲ信号Ｓを発生さ
せる。このＮＭＲ信号Ｓの発生前に位相エンコード用傾
斜磁場Ｇｐのパルスを加える。このようなパルスシーケ
ンスを位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐのパルスの大きさ
を少しずつ変化させながら、画像マトリクスに対応した
数だけ繰り返すことにより撮像スキャンが行なわれる。

【００１６】このような撮像スキャンに先立って１回だ
けプリスキャンを行なう。このプリスキャンでは、上記
の撮像スキャンのパルスシーケンスと同じものを、単
に、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐのパルスを加えない
点だけ異ならせて、行なう。これにより発生したＮＭＲ
信号Ｓ０から位相方向の低周波成分のデータが得られる
が、ＮＭＲ信号は位相方向の低周波部分において最も大
きな信号となる。そこで、このＮＭＲ信号Ｓ０から最も
信号強度の大きな値を求める。これはコンピュータ５１
により行なわれ、コンピュータ５１はその最大値に応じ
てダイナミックレンジ可変型Ａ／Ｄ変換器４３のダイナ
ミックレンジを切り換える。この切り換えが終わった
後、上記の撮像スキャンが行なわれるため、実際の被検
体について、しかも実際に行なう撮像スキャンにおいて
得られるであろうＮＭＲ信号の最大値に応じたダイナミ
ックレンジ調整が行なわれたことになる。この場合、単
にダイナミックレンジ可変型Ａ／Ｄ変換器４３のダイナ
ミックレンジを切り換えるだけであるから、前置増幅器
４１等のゲインを調整する場合に比較してきわめて短時
間にその操作が終了する。

【００１７】なお、上記では撮像スキャンとしてグラジ
ェントエコー法に基づくパルスシーケンスを例示した
が、他にスピンエコー法などのあらゆる種類の撮像用パ
ルスシーケンスを採用できる。さらに、撮像スキャンの
みでなく、ＮＭＲスペクトロスコピなどの検査スキャン
でもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のＭＲ装置によれば、時間がかからず簡便にＮＭ
Ｒ信号強度に合わせたＡ／Ｄ変換手段のダイナミックレ
ンジ切り換えができる。そのため、実際に被検体につい
て撮像スキャンなどを行なおうとするときにその直前に
プリスキャンを１回だけ行なってそのダイナミックレン
ジ切り換えを行なうことができ、実際上、小信号時の信
号分解能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるＭＲ装置のブロッ
ク図。

【図２】同実施例のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１１ マグネットアセンブリ １２ ＲＦコイル ２１ 磁場制御回路 ３１ ＲＦ発振回路 ３２ 振幅変調回路 ３３ ＲＦ電力増幅器 ４１ 前置増幅器 ４２ 位相検波回路 ４３ ダイナミックレンジ可変型Ａ／
Ｄ変換器 ５１ コンピュータ ５２ シーケンスコントローラ ５３ 波形発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＲＦパルスにより被検体を励起するＲＦ
   印加手段と、傾斜磁場パルスを印加する手段と、被検体
   から生じたＮＭＲ信号を受信する手段と、該受信信号を
   検波する手段と、検波後の信号をサンプリングしＡ／Ｄ
   変換してデジタルデータを得る、ダイナミックレンジ可
   変型Ａ／Ｄ変換手段と、検査のためのパルスシーケンス
   に応じて上記ＲＦ印加手段、傾斜磁場印加手段およびＡ
   ／Ｄ変換手段を制御するとともに、その検査のためのパ
   ルスシーケンスに先立ってプリスキャンのシーケンスを
   行なってＮＭＲ信号強度を求め、その信号強度に応じて
   上記のＡ／Ｄ変換手段のダイナミックレンジを切り換え
   る制御手段とを備えることを特徴とするＭＲ装置。