JPH08299302A - Mrイメージング装置 - Google Patents

Mrイメージング装置

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JPH08299302A
JPH08299302A JP7129815A JP12981595A JPH08299302A JP H08299302 A JPH08299302 A JP H08299302A JP 7129815 A JP7129815 A JP 7129815A JP 12981595 A JP12981595 A JP 12981595A JP H08299302 A JPH08299302 A JP H08299302A
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JP
Japan
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frequency
data
signal
converter
signals
Prior art date
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Application number
JP7129815A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Miura
嘉章 三浦
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フェーズドアレーコイル方式の受信系の構成
を簡単にする。 【構成】 4つの受信コイル21〜24からの信号を、
その帯域幅の16倍の周波数でマルチプレクサ25にお
いて順次切り換え、中間周波数の信号に変換した後所定
のオフセット周波数Fofを持つ信号としてA/D変換
および検波部34に送り、上記の16倍の周波数でサン
プリングしてA/D変換し、デジタルシグナルプロセシ
ング技術によって位相検波データを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、核磁気共鳴現象を利
用してイメージングを行なうMRイメージング装置に関
し、とくにフェーズドアレーコイル方式の受信系を備え
るMRイメージング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】フェーズドアレーコイル(Phased Array
Coil )方式の受信系を備えるMRイメージング装置で
は、複数個の受信コイルを同時に用いて共鳴信号を検出
する。このMRイメージング装置では、複数の受信コイ
ルのそれぞれからの受信信号を独立に処理する必要があ
るため、従来では、各受信コイルごとにそれぞれ独立の
受信系を持たせるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように各受信コイルに対してそれぞれ独立に受信系を持
たせる構成をとる場合、構成が複雑化して高価になる
上、受信系で処理した各データについても複雑な処理を
施して画像化処理を行なう必要があるという問題があ
る。
【0004】この発明は、上記に鑑み、受信系の構成が
複雑とならないように改善した、フェーズドアレーコイ
ル方式の受信系を備えるMRイメージング装置を提供す
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イメージング装置においては、
磁場発生装置と、高周波送信装置と、受信装置と、これ
らを制御するシーケンスコントローラと、受信装置から
得られたデータを処理するデータ処理装置とが備えら
れ、上記の受信装置は、4個の受信コイルと、これら受
信コイルを、受信信号の帯域幅の16倍の周波数で順次
切り換える第1の切換器と、切換器の出力をいったん中
間周波数に変換した後、上記帯域幅の1.5倍のオフセ
ット周波数を持つ信号に変換する周波数変換器と、該周
波数変換器の出力を上記帯域幅の16倍のサンプリング
周波数でサンプリングしてデジタルデータに変換するA
/D変換器と、該A/D変換器からの出力データを、各
受信コイルごとに2系統に交互に振り分ける第2の切換
器と、振り分けられた一方の系統のデータを、受信コイ
ルごとにデジタルフィルタ処理することにより一方の位
相検波出力データを得る第1のFIRシステムと、振り
分けられた他方の系統のデータを、受信コイルごとにデ
ジタルフィルタ処理することにより他方の位相検波出力
データを得る第2のFIRシステムとからなることが特
徴となっている。
【0006】
【作用】信号帯域幅の16倍の周波数でA/D変換が行
なわれるが、このA/D変換器の入力信号というのは、
4個の受信コイルからの信号を上記と同じ信号帯域幅の
16倍の周波数で順次切り換えたものであるから、1個
の受信コイルからの信号に関しては4倍オーバーサンプ
リングしたことになる。そして、このように4倍オーバ
ーサンプリングして得た各受信コイルごとのデータを2
系統に交互に振り分けて、それぞれでデジタルフィルタ
処理することによって0°と90°の位相検波出力デー
タを得るので、その0°と90°の位相検波出力データ
の各々については2倍オーバーサンプリングのデータが
用いられたことになる。A/D変換器によって得たデー
タはデジタルシグナルプロセシング技術によって処理す
るので、A/D変換器までの系統とは独立に処理するこ
とができ、受信コイルごとに多重に処理系統を設ける必
要がない。A/D変換器までの信号系統は、1つの信号
系統を時分割することにより4個の受信コイルからの信
号で共用するため、信号系統の多重化は不要である。
【0007】
【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イメージング装置は、図1に示すような
受信装置を備えており、この図1で示したA/D変換お
よび検波部34は図2のように構成される。そして、M
Rイメージング装置としての全体の構成は図3のように
なっている。
【0008】説明の便宜上、全体の構成から説明する
と、図3に示すように、磁場発生装置11と、RF送信
装置12と、受信装置13とが備えられる。磁場発生装
置11は、静磁場およびこれに重畳する傾斜磁場を発生
するものである。この磁場中に被検体(図示しない)が
配置され、RF送信装置12はこの被検体にRFパルス
を照射してその核スピンを励起する。励起された被検体
から発生するNMR信号が受信装置13によって受信さ
れる。シーケンスコントローラ14は傾斜磁場のパルス
波形と発生タイミングを制御し、RFパルスのキャリア
の周波数、エンベロープ波形およびその発生タイミング
をコントロールし、さらに、受信装置13にタイミング
信号などを与えてこれを制御する。受信装置13におい
て得られたデータはコンピュータ15に取り込まれて、
画像再構成のための処理が行なわれる。
【0009】この図3で示した受信装置13は、図1の
ように構成される。図1に示すように、フェーズドアレ
イ構成の4個の受信コイル21〜24が備えられてお
り、それらによって受信された信号がマルチプレクサ2
5によって順次切り換えられる。その切換制御信号とし
てシーケンスコントローラ14(図3)から周波数Fs
の信号が送られてきている。この周波数Fsは信号帯域
幅の16倍の周波数となっている。このマルチプレクサ
25による切り換えにより、図4に示すように、コイル
21〜24からの信号が時間幅ΔT(=1/Fs)ごと
にコイル21、コイル22、コイル23、コイル24の
順で順次切り換えられて、マルチプレクサ25から出力
されることになる。
【0010】各コイル21〜24からの信号は、図5の
(a)に示すように共鳴周波数に等しい周波数Frを中
心として、ある帯域幅を持っている。この帯域幅をFa
とする。バンドパスフィルタ26は、このような帯域幅
を有する周波数Frの信号のみを通過させるようにその
周波数特性が定められたものである。このバンドパスフ
ィルタ26を通った信号は、増幅器27を経て、ヘテロ
ダイン方式により2段の中間周波数に変換される。増幅
器27を経た信号はミキサー28に送られ、適当な周波
数の高周波信号とミキシングされて第1段の中間周波数
に変換される。この中間周波数をFiとすると、ミキシ
ングされる高周波信号の周波数はFr+Fiである。ミ
キサー28から出力される信号の周波数特性は図5の
(b)に示すようなものとなる。この信号はバンドパス
フィルタ29および増幅器30を経てつぎのミキサー3
1に送られて、ミキサー31において周波数Fi+Fo
fの信号とミキシングされ、図5の(c)で示すような
オフセット周波数Fofを持つ信号に変換される。この
オフセット周波数Fofは帯域幅Faの1.5倍とされ
ている。
【0011】このミキサー31からの信号は、エイリア
ジング除去用のハイパスフィルタ32とローパスフィル
タ33とを経てA/D変換および検波部34に送られ
る。これら、ハイパスフィルタ32とローパスフィルタ
33の周波数特性は、図5の(c)で示すような帯域幅
Faの信号のみが通過するようなものとして適当に定め
られる。
【0012】A/D変換および検波部34は図2に示す
ように構成されており、ハイパスフィルタ32およびロ
ーパスフィルタ33を経た信号が、まずA/D変換器4
1において、サンプリング周波数Fsでサンプリングさ
れてデジタルデータに変換されるようになっている。こ
れにより、ΔT(=1/Fs)ごとにサンプリングされ
たデータが得られるのであるが、A/D変換器41の入
力信号は、上記のようにコイル21、22、23、24
からの信号が順次切り換えられたものであるから、図4
に示すようなデータ1a,2a,3a,4a,1b,2
b,3b,4b,1c,2c,…が得られることにな
り、これは1つのコイルからの信号について見れば、Δ
Tの4倍の期間Δtごとにサンプリングされたものとな
る。そのため、4つのコイル21〜24のそれぞれから
の信号については、4倍オーバーサンプリングがなされ
たことと等価である。つまり、1つのコイルからの信号
については図5の(c)に示すように、帯域幅Faの4
倍の周波数Fs’でサンプリングされたものと見ること
ができる。
【0013】このA/D変換器41からの出力データ
は、マルチプレクサ42によって2系統のバッファ4
4、45に交互に振り分けられる。これらのバッファ4
4、45は0°と90°のデータ用であるから、Iバッ
ファ44およびQバッファ45と呼ぶこととする。これ
らのバッファ44、45は4ページのページング構造を
とるFIFO群などから構成される。マルチプレクサ4
2は、周波数Fsの信号を計数回路43で計数すること
により1/4の周波数に落とした信号に基づいて切り換
えられる。すなわち、図4の期間Δtごとに交互にIバ
ッファ44側とQバッファ45側とに切り換えられる。
これにより、たとえば4つのデータ1a,2a,3a,
4aがIバッファ44側に、つぎの4つのデータ1b,
2b,3b,4bがQバッファ45側に、その後の4つ
のデータ1c,2c,3c,4cがIバッファ44側
に、というような交互の切り換えがなされる。
【0014】そして、これらIバッファ44およびQバ
ッファ45へのラッチ信号は、周波数Fsの信号であ
り、このラッチ信号ごとにページ1、ページ2、ページ
3、ページ4へとサイクリック(巡回)してデータが格
納される。たとえば、コイル21からのデータ1a,1
b,1c,1d,1e,…は、マルチプレクサ42の切
り換えによって、Iバッファ44のページ1と、Qバッ
ファ45のページ1に交互に格納される。Iバッファ4
4のページ1に格納されるデータは図6の(a)のよう
になり、Qバッファ45のページ1に格納されるデータ
は図6の(b)のようになる。この図6で、×印は、マ
ルチプレクサ42が他方の側に切り換えられているとき
にラッチしたデータであって、無意味なものである。I
バッファ44、Qバッファ45のそれぞれに格納される
有意なデータとしては、期間Δt(周波数Fs/8)ご
とにサンプリングされたものとなる。Iバッファ44に
格納されたデータとQバッファ45に格納されたデータ
との間には時間差Δtがあるから、帯域幅の2倍の周波
数(2Fa)で、90゜位相をずらしてサンプリングし
たものとなる。
【0015】そこで、FIR(Finite Impulse Respons
e)システム46、47において、Iバッファ44、Qバ
ッファ45の各ページごとのデータについて1つ置きに
間引いて(有意なデータのみについて)、係数RAM4
8から読み出した係数を乗算し、さらに、その係数の符
号をデータの2個置きに(間引いた後のデータに関して
は1個置きに)反転させる。このような乗和演算によ
り、すべてのデータについて乗和演算を行なった場合に
比較して、FIRシステム46、47におけるフィルタ
処理を、半分の演算処理で済ますことができる。そし
て、0゜のデータか、90゜のデータかの違いは、0項
目から乗算を始めるか、1項目から乗算をはじめるかの
相違によって実現できる。
【0016】こうしてFIRシステム46、47におけ
るフィルタ処理によって得られた位相検波出力データで
あるIデータおよびQデータは、コンピュータ15(図
3)に送られて、各コイルごとに所定の生データ領域に
おいて配列され、2次元フーリエ変換されることによ
り、各コイルごとの画像が再構成される。
【0017】なお、上の説明は一つの実施例に関するも
のであって、具体的な構成などはこの発明の趣旨を逸脱
しない範囲で種々に変更できることはもちろんである。
たとえば、マルチプレクサ42によって振り分けれたデ
ータを各コイルごとに一時的に格納してFIRシステム
46、47に引き渡すIバッファ44、Qバッファ45
の構成などは他のものを採用できる。
【0018】
【発明の効果】以上実施例について述べたように、この
発明のMRイメージング装置によれば、A/D変換器ま
での1つの信号系統を時分割することにより4個の受信
コイルからの信号で共用し、かつA/D変換器によって
得たデータはデジタルシグナルプロセシング技術によっ
て処理するので、A/D変換器までの系統とは独立に処
理することができ、受信コイルごとに多重に処理系統を
設ける必要がなく、受信系の構成を簡単にすることがで
きる。また、処理後のデータも時分割で出力されるの
で、特別なバス調停などの機能を必要とすることなく、
簡単に処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるMRイメージング
装置の受信装置を示すブロック図。
【図2】図1の受信装置におけるA/D変換および検波
部34の詳しい構成を示すブロック図。
【図3】同実施例の全体の構成を示すブロック図。
【図4】同実施例における信号およびタイミングを示す
タイムチャート。
【図5】同実施例の各部の信号の周波数特性図。
【図6】図2のIバッファ44とQバッファ45におけ
る格納データを示す図。
【符号の説明】
11 磁場発生装置 12 RF送信装置 13 受信装置 14 シーケンスコントローラ 15 コンピュータ 21〜24 受信コイル 25、42 マルチプレクサ 26、29 バンドパスフィルタ 27、30 増幅器 28、31 ミキサー 32 ハイパスフィルタ 33 ローパスフィルタ 34 A/D変換および検波部 41 A/D変換器 43 計数回路 44 Iバッファ 45 Qバッファ 46、47 FIRシステム 48 係数RAM

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁場発生装置と、高周波送信装置と、受
    信装置と、これらを制御するシーケンスコントローラ
    と、受信装置から得られたデータを処理するデータ処理
    装置とを備え、上記の受信装置は、4個の受信コイル
    と、これら受信コイルを、受信信号の帯域幅の16倍の
    周波数で順次切り換える第1の切換器と、切換器の出力
    をいったん中間周波数に変換した後、上記帯域幅の1.
    5倍のオフセット周波数を持つ信号に変換する周波数変
    換器と、該周波数変換器の出力を上記帯域幅の16倍の
    サンプリング周波数でサンプリングしてデジタルデータ
    に変換するA/D変換器と、該A/D変換器からの出力
    データを、各受信コイルごとに2系統に交互に振り分け
    る第2の切換器と、振り分けられた一方の系統のデータ
    を、受信コイルごとにデジタルフィルタ処理することに
    より一方の位相検波出力データを得る第1のFIRシス
    テムと、振り分けられた他方の系統のデータを、受信コ
    イルごとにデジタルフィルタ処理することにより他方の
    位相検波出力データを得る第2のFIRシステムとから
    なることを特徴とするMRイメージング装置。
JP7129815A 1995-04-29 1995-04-29 Mrイメージング装置 Pending JPH08299302A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139287A1 (ja) * 2008-05-12 2009-11-19 株式会社 日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置及び信号伝送方法
CN102551722A (zh) * 2012-01-12 2012-07-11 辽宁开普医疗系统有限公司 一种基于全数字化谱仪的磁共振成像系统
JP2012176044A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 信号処理装置および磁気共鳴イメージング装置

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