JPH1099290A - 核磁気共鳴検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像パルスシーケンスのタイミングの確実性
を向上させる。 【解決手段】 タイミング生成部４１からコマンドアド
レス生成部４２、インターバルアドレス生成部４４、エ
レメントアドレス生成部５１に制御信号を出してこれら
を動作させてコマンドメモリ４３、インターバルメモリ
４５、エレメント管理テーブル５２等からコマンド情報
やインターバル情報などをロードするとき、それらの動
作に合わせて同期信号をタイミング生成部４１に戻し、
タイミング生成部４１でその同期信号のずれを監視す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、核磁気共鳴現象
（ＭＲ現象）を利用してイメージングやスペクトロスコ
ピー測定を行なう核磁気共鳴検査装置に関し、とくに撮
像パルスシーケンスの制御性を向上させた核磁気共鳴検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴検査装置では、被検体（人
体）を静磁場中に配置し、その磁場強度に対応する共鳴
周波数に一致する周波数のＲＦ電力のパルス的な照射を
行なって被検体中の核スピンを励起する。その後、被検
体に生じるＮＭＲ信号を受信してデータを収集する。そ
の際、受信データに位置情報を付加するため、Ｘ，Ｙ，
Ｚの直交３軸の各方向に磁場強度が傾斜している傾斜磁
場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚのパルスを発生させる。

【０００３】これらの各タイミングは数μ秒間隔で撮像
パルスシーケンスの全体にわたって精度よく実行する必
要がある。すなわち、時系列分解能に換算してＴＲ（イ
ンターバル時間）に対する最小コマンドインターバル＝
１ｐｐｍ以下という仕様を満たさなければならず、非常
に困難である。そこで、従来では、通常、撮像パルスシ
ーケンスの最小構成単位である１ラインの最初にシステ
ム全体をリセットすることで、その後に続く１ラインの
間の時系列分解能を確保するようにしている。

【０００４】

【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１ラインの最初にシステム全体をリセットする方
式では、外乱雑音や、システムの置かれた周囲環境の変
化などにより基準クロックに少しの乱れでも生じた場合
には、時系列分解能が保たれず、結果として、得られた
画像にゴースト等のアーティファクトが現れたりコント
ラストが低下したりするなどの画質劣化が生じる、とい
う問題がある。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、撮像パルスシー
ケンスの時系列のずれを監視することができるよう改善
し、もって良好な画質の画像を得ることができるように
する、核磁気共鳴検査装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による核磁気共鳴検査装置においては、静
磁場を発生する手段と、該静磁場に重畳するよう３方向
の傾斜磁場をそれぞれ発生する手段と、ＲＦ送信手段
と、ＲＦ受信手段と、内部の各機能モジュールの動作の
過程で同期信号を発生させてこれを監視しながら、上記
３方向の傾斜磁場発生手段およびＲＦ送信手段を制御
し、それらのパルス波形およびタイミングを定めて撮像
シーケンスを行なう撮像シーケンス制御手段とが備えら
れることが特徴となっている。

【０００７】撮像シーケンス制御手段は、メモリに格納
された撮像シーケンス情報、つまり傾斜磁場やＲＦ信号
の波形に関する情報、コマンドの種類を表わす情報、そ
れらのタイミングについての情報を、読み出して、対応
するデバイスの設定、実行という処理手順を繰り返し
て、撮像シーケンスを実行する。この処理手順を各ステ
ートとして定義し、このステートの一連の繰り返しの中
に同期信号発生というステートを設ける。撮像シーケン
ス制御手段の中の各機能モジュールが、メモリからの読
み出し、デバイス設定、実行という動作の過程でそれぞ
れ同期信号を発生し、その同期信号を監視用の機能モジ
ュールで監視することにより、同期信号のずれを検出す
る。これによって各動作の実行タイミングのずれが検出
でき、これが検出されたときには、ウェイト、リトライ
等のあらかじめ設定された動作を行なうことができ、時
間系列の分解能の劣化を補償して、アーティファクトや
コントラスト劣化等の画質低下を防ぐことなどが可能と
なる。

【０００８】たとえば傾斜磁場やＲＦ信号の波形発生に
ついては、波形メモリから波形情報を読み出して傾斜磁
場やＲＦ信号の波形を生成し、これを所定のタイミング
で発生するとともに、制御コマンドを所定のタイミング
で発生する。これら波形の発生や制御コマンドの発生な
どのイベントのタイミングを、それらの発生時期、発生
間隔、種類等の情報が格納されたメモリを一定手順でア
クセスすることにより生成する。この手順の中で同期信
号を発生させ、これを監視することによりタイミングの
状況を知り、タイミングの良否を検出する。これにより
撮像シーケンス動作の確実性を向上させる。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、こ
の発明を適用したシーケンスコントローラの傾斜磁場波
形制御部を示すものである。このシーケンスコントロー
ラを含む核磁気共鳴検査装置の全体の構成は図２に示す
ようなものとなっている。説明の便宜上、図２から説明
すると、シーケンスコントローラ１２は、ホストコンピ
ュータ１１から取り込んだ撮像パルスシーケンスの情報
に基づき、傾斜磁場制御部１４、ＲＦパルス制御部１
５、受信部３４、信号処理部３５などの全体のシーケン
シャルな動作を制御し、撮像パルスシーケンスの実行を
司る。傾斜磁場制御部１４は、Ｇｘ電源２１、Ｇｙ電源
２２、Ｇｚ電源２３を制御し、所定のパルス波形の駆動
電流がＧｘコイル２４、Ｇｙコイル２５、Ｇｚコイル２
６に流れるようにする。こうして、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの
各傾斜磁場パルスが発生させられる。この傾斜磁場パル
スは、図示しない静磁場発生装置によって発生させられ
る均一な静磁場に重畳するように発生させられる。

【００１０】この静磁場および傾斜磁場が発生させられ
る空間には図示しない被検体が配置される。ＲＦパルス
制御部１５は、ＲＦ発生部３１において、上記の静磁場
における被検体の共鳴周波数に対応する周波数の搬送波
が発生させられ、この搬送波が所定のパルス波形にＡＭ
変調されるように制御する。ＲＦ発生部３１において発
生させられたＲＦパルス（搬送波をＡＭ変調したもの）
は、送信コイル３２を経て被検体に照射される。

【００１１】その後、被検体において発生したＮＭＲ信
号は受信コイル３３で受信され、受信部３４に送られて
周波数変換、Ａ／Ｄ変換を受け、さらに信号処理部３５
に送られて位相検波される。こうして得られた受信デー
タは記憶部（メモリ）３６に蓄積された後、シーケンス
コントローラ１２を経てホストコンピュータ１１に送ら
れ、２次元フーリエ変換などの画像再構成アルゴリズム
によって処理される。

【００１２】ここで、シーケンスコントローラ１２の傾
斜磁場波形制御部は図１のように構成されており、タイ
ミング生成部４１は、データアクジションシステム内で
共通に使用されるシステムクロックを基準に各々のタイ
ミングを生成する。まず、コマンドアドレス生成部４２
に対してコマンド情報のロードに関する制御信号を送
り、これからコマンドアドレスを発生させてコマンドメ
モリ４３をアクセスし、コマンドメモリ４３から読み出
したコマンド情報をタイミング生成部４１にロードさせ
る。このとき、コマンドアドレス生成部４２の動作に合
わせて同期信号を発生させてこれをタイミング生成部４
１に返すようにする。

【００１３】また、タイミング生成部４１は、インター
バルアドレス生成部４４につぎのコマンドのロードまで
の間隔を表わすインターバル情報のロードに関する制御
信号を送り、これからインターバルアドレスを発生させ
てインターバルメモリ４５をアクセスしてこれから読み
出したインターバル情報をインターバルカウンタ４６に
ロードさせる。このインターバルカウンタ４６から生じ
るキャリー信号に基づいて、つぎのコマンドロードのタ
イミングが生成され、上記のようなコマンドロードが繰
り返される。このとき、インターバルアドレス生成部４
４の動作に合わせて同期信号を発生させてこれをタイミ
ング生成部４１に返すようにしている。

【００１４】こうしてコマンド情報が所定のインターバ
ルでロードされることによってタイミング生成部４１は
タイミング生成し、それに応じてエレメント情報のロー
ドに関する制御信号をエレメントアドレス生成部５１お
よびエレメント管理テーブル（メモリ）５２に送る。エ
レメント管理テーブル５２には、波形データアドレスや
スイープ、波形点数、ゲインなどの波形に関するエレメ
ント情報が納められており、エレメントアドレス生成部
５１はそれらのアドレスを生成して、その各々の情報を
読み出す。読み出された各エレメント情報は、タイミン
グ生成部４１からのレジスタロード命令に応じてレジス
タ５３の各々にロードされる。ここで、エレメントアド
レス生成部５１は、その動作に応じた同期信号をタイミ
ング生成部４１に返すように構成されている。

【００１５】このレジスタ５３の各々にロードされた各
エレメント情報はカウンタ５４の各々に送られ、これら
カウンタ５４の動作によって所定のタイミングに分割さ
れて波形メモリ５５に送られてこれをアクセスする。こ
うして、波形メモリ５５から読み出し動作が行われ、波
形が生成されて出力される。

【００１６】これらの動作は基本的には、アドレス設
定、メモリよりレジスタへのロード、レジスタより
カウンタへのロード、カウント動作、メモリアクセ
スによる波形情報の読み出し、波形出力、という６段
階程度のステートの動作となっている。この動作が繰り
返されて撮像パルスシーケンスが実行されることにな
る。なお、コマンドメモリ４３、インターバルメモリ４
５、波形メモリ５５等のメモリには、実行する撮像パル
スシーケンスが決まったときホストコンピュータ１１か
ら各々の情報がセットされる。

【００１７】ここで、このステート列に上記のように同
期信号発生という１段のステートを追加してタイミング
生成部４１に返すようにしている。タイミング生成部４
１では各々返された同期信号の時間的ずれを監視してお
り、そのずれが生じた場合はタイミングエラー信号をホ
ストコンピュータ１１（図２）に返す。そこで、タイミ
ングエラー発生に応じて、ホストコンピュータ１１で
は、適当なタイミングでリトライ命令を発生したり、あ
るいはウェイト、ストップ、続行などの動作命令を発生
するなど、あらかじめ決められた処理が行われる。

【００１８】このように撮像パルスシーケンスにおける
各タイミングについて、波形の発生タイミングやコマン
ドの発生タイミング等の基本的なタイミング生成におい
て生じる何らかの誤動作の発生を検出することができ、
撮像パルスシーケンス動作の確実性を向上させて、得ら
れるＭＲ画像の画質を高めることが可能である。

【００１９】なお、上では傾斜磁場パルスの波形発生に
ついて説明したが、ＲＦパルスの波形発生などについて
も同様に構成される。具体的な構成としては上記のもの
に限らずこの発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更
できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の核磁気
共鳴検査装置によれば、撮像パルスシーケンスの時系列
のずれを監視しているので撮像パルスシーケンスの時系
列分解能の低下を防止でき、撮像パルスシーケンス動作
の確実性を向上させて良好なＭＲ画像を得ることなどが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。

【図２】核磁気共鳴検査装置の全体を示すブロック図。

【符号の説明】

１１ ホストコンピュータ １２ シーケンスコントローラ １４ 傾斜磁場制御部 １５ ＲＦパルス制御部 ２１ Ｇｘ電源 ２２ Ｇｙ電源 ２３ Ｇｚ電源 ２４ Ｇｘコイル ２５ Ｇｙコイル ２６ Ｇｚコイル ３１ ＲＦ発生部 ３２ 送信コイル ３３ 受信コイル ３４ 受信部 ３５ 信号処理部 ３６ 記憶部 ４１ タイミング生成部 ４２ コマンドアドレス生成部 ４３ コマンドメモリ ４４ インターバルアドレス生
成部 ４５ インターバルメモリ ４６ インターバルカウンタ ５１ エレメントアドレス生成
部 ５２ エレメント管理テーブル ５３ レジスタ ５４ カウンタ ５５ 波形メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場を発生する手段と、該静磁場に重
   畳するよう３方向の傾斜磁場をそれぞれ発生する手段
   と、ＲＦ送信手段と、ＲＦ受信手段と、内部の各機能モ
   ジュールの動作の過程で同期信号を発生させてこれを監
   視しながら、上記３方向の傾斜磁場発生手段およびＲＦ
   送信手段を制御し、それらのパルス波形およびタイミン
   グを定めて撮像シーケンスを行なう撮像シーケンス制御
   手段とを備えることを特徴とする核磁気共鳴検査装置。