JPS59164042A - Nmr装置用送信回路 - Google Patents

Nmr装置用送信回路

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JPS59164042A
JPS59164042A JP58038638A JP3863883A JPS59164042A JP S59164042 A JPS59164042 A JP S59164042A JP 58038638 A JP58038638 A JP 58038638A JP 3863883 A JP3863883 A JP 3863883A JP S59164042 A JPS59164042 A JP S59164042A
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high frequency
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健治 藤野
秀人 岩岡
裕之 松浦
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、核磁気共鳴(Nuclear Magnet
ic Re5o−nance 、以下これを「NMRJ
と略称する)現象を利用して、被検体内における特定原
子核分布等を被検体外部より知るようにし九NMR装置
における送信回路の改良に関するものである。
〔従来技術〕
NMRけ、原子核の磁気的性質を用いて、化学的情報を
得る方法である。つまり、静磁場中の原子核を、高周波
エネルギーで励起すると、共鳴現象によって発生する共
鳴信号(以下NMR信号と呼ぶ)からその原子の密度や
、まわりとの結合状態を知ることができる。この原理を
用いたNMR装置は、解剖学的情報と機能的情報を与え
る診断装置として最近注目されているものである。
パルスNMR装置の送信回路において、入力変調パルス
によりパルス変調された高周波をパワーアンプを通し、
送信コイルに大電力を供給する場合、送信コイルおよび
受信コイルのダンピング特性により、入力変調パルスを
OFFにしだ後にも高周波が長く尾を引くという現象を
生じる。このため、入力変調パルス完了直後に発生する
微弱なNMR信号が大電力パルスにより隠されてしまい
、結果的にNMR信号の受信開始時間が遅れ、S/Nの
低下をもたらす。このような現象を防ぐために、高周波
出力パルスが速やかな立上シ、立下9%性を持つふ とが従来から要求されていた。
従来例としては、入カバルスの直後に1800位相の反
転したパルスを加え、残留高周波をキャンセルする方式
が提案されている(ホール) : Fastrecov
ery、 high 5ensitivity NMR
probe and preampli−fier; 
Rev、 Sci、 istrum、、 Feb、 1
97950 (2) )。この方式は、あらかじめ位相
反転パルスのパルス長を実験によシ求めておき、パルス
プログラマに記憶しておくもので、パルス長およびパル
ス電力を変えた場合に位相反転パルスの最適長が変化す
るため、パルスプログラマのコントロールが複雑になる
という欠点を有する。
第2の従来例はアバディーン大学により行なわれだもの
で、第1図に示すように、サーチコイル1で検出した残
留高周波を検波器2を通過後比較増幅器3で変調パルス
入力と比較・増幅し、その出力で送信コイル4から出力
する送信パワーを制御する方式である。この場合には高
周波パルス出力の位相を簡単に変えられないという欠点
がちる。
〔目的〕
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
、入力パルス変調波形に忠実な高周波パルス出力を得る
ことができるとともに、高周波パルス出力の位相を簡単
に変えることのできるNMR装置用送信回路を実現する
ことを目的とする。
〔概要〕
前記の目的を達するだめの本発明の要旨とするところは
、高周波搬送波入力に関係する信号を入力してこれと同
一位相の信号とその反転信号とを出力するスプリッタ回
路と、前記信号と前記反転信号のどちらかを選択して出
力する選択手段と、この選択手段からの出力を変調する
変調器と、この変調器からの出力に関連する出力が加え
らiする送信コイル表、この送信コイルからの高周波パ
ルス出力を検出するサーチコイルと、このサーチコイル
からの検出信号と変調パルス入力との差を得る引算回路
と、この引算回路からの出力の絶対値を出力する絶対値
回路とを有し、前記引算回路からの出力の極性に応じて
前記選択手段の出力を切換えるとともに、前記絶対値回
路からの出力を前記変調器の変調入力とすることによシ
立上がシ立下がりの速やかな前記高周波パルス出力を得
るようにするとともに、前記選択手段に加わる外部信号
で前記高周波搬送波入力に対する前記高周波パルス出力
の位相差を選択できるようにしたことを特徴とするNM
R装置用送信回路に存する。
〔実施例の説明〕
第2図は本発明に係るNli!R装置用送信回路の一実
施例を示す構成ブロック図である。第1・図と同一部分
には同一番号を符しである。5は高周波搬送波が加えら
れる搬送波入力端子、6はこの搬送波入力端子5からの
高周波搬送波を入力し、これを0°位相の基本波(高周
波搬送波入力と同一位相の信号と180°位相シフト波
(反転信号)とに分離するスプリッタ回路(以下スプリ
ッタと呼ぶ)、7はこのスゲリッタ6から出力される前
記基本波と反転波のどちらかを選択して出力する選択手
段、8はこの選択手段7からの出力を搬送入力とする9
からの被変調波出力を入力として電力増幅を行、なうパ
ワーアンプ、4はこのパワーアンプIQからの出力が加
えられて大電力の被変調高周波を被検体に向けて出力す
る送信コイル、1はこの送信コイル4からの高周波パル
ス出力を検出するサーチコイル、2はこのサーチコイル
1からの検圧信号を検波する検波器である。11は変調
パルスが加えられる変調パルス入力端子、3はこの変調
ノくルス入力端子からの変調パルスと前記検波器2から
の検波出力とを入力して両者の差を得る引算回F@甘た
は比較増幅回路、12けこの比較増幅回路3からの誤差
出力の絶対値を得てその絶対値出力が前記変調器8の変
調入力となる絶対値回路である。13け前記選択手段7
からの高周波出力の前記高周波搬送波入力に対する位相
差を選択するための外部信号(位相差選択信号)が加え
られる選択信号入力端子である。前記選択手段7におい
て、C1は前記変調パルス入力端子からの変調パルス入
力を加えられその正の値を検出する第1の比較器、C2
は前記比較増幅回路3からの誤差出力が加えられ、その
負の値を検出する第2の比較器である。G1け前記スプ
リッタ6から出力される基本波が加えられその通過をオ
ンオフする第1のゲート回路、G2け前記スプリッタ6
から出力される反転波が加えられその通過をオンオフす
る第2のゲート回路、K1は前記ゲート回路Gl、 G
2のどちらかを通過した高周波を前記変調器已に出力す
る結合器、Slは前記位相差選択信号によって前記比較
回路C1,C2からの比較出力の前記ゲート回路Gl、
 G2への印加状態を切り換える切換スイッチである。
14は前記比較回路C1,C2からの比較出力のORを
とるOR回路でその出力が第3のゲート回路9に加えら
れる。
上記のような回路構成においてその動作を次に説明する
。第3図は第2図の回路の各部の波形を示すタイムチャ
ートである。端子11に変調パルス入力が加わっていな
い状態では、比較器C1,C2の出力は0なのでゲー)
 Gl、 G2. G3は全てオフの状態となシ、パワ
ーアンプ10からは高周波が出力されない。端子11に
変調パルス入力(A)が加えられると、加えられている
期間比較器C1の出力が(E)が1となりゲートG1が
オンとなる。同時にOR回路14の出力(G)も1と々
リゲート9もオンとなる。この結果、高周波搬送波入力
に対して位相差0°の高周波が変調器8において変調パ
ルスによる変調を受けた後送信コイル4に供給される。
変調パルス入力(A)、が1の間はこの状態を続ける。
変調パルス入力(A)がOKなると比較器C1の出力(
E) IdすぐKOとなシゲートG1はオフとなる。し
かしサーチコイル1で検出される高周波パルスは送受信
コイル(4,1)のダンピング特性により、00位相差
の高周波が(減衰しながらも)持続し、検波器2の出力
(B)もパルスの立下が、9に遅れ特性をもつ。このた
め比較増幅器3の出力(C)は負となシ、シたがって比
較器C2の出力(F)が1とな)、ゲートG2をオンに
する。
ゲート9はOR回路14の出力(G)が1となるので引
続きオンとなる。比較増幅器3の負出力(C)は絶対値
回路12で反転され正の出力(D)となって変調器に加
えられる。この結果高周波搬送波入力と180°位相差
のある高周波が変調器8において前記絶対値回路12の
出力(D) Kよって変調を受けた後、ゲート9゜パワ
ーアンプ10を介して送信コイル4に供給される。この
180°位相差の高周波と前記00位相差の残留高周波
とは互いに逆相なので、キャンセルし合い、残留高周波
は急激に減衰する。残留高周波が0に減衰すると検波器
2の出力(B)は0となり比較器C2の出力(F)も0
となるのでゲート回路G2,9がオフとなる。ゲート回
路9は高周波パルス出力のオンオフ比を高める働きをし
ている。
なお第2図では位相差選択信号で00位相差の高周波パ
ルスを選択しているが、180°位相差の高周波パルス
出力を必要とするとき(NMRの励振方式こよってはし
ばしば必要となる)は、位相差選択信号で、切換スイッ
チS1の2つの接点を反対側へ切り換えればよい。この
場合には180°位相差の残留高周波を00位相差の高
周波でキャンセルすることになる。
まだ上記の説明では変調パルス入力として矩形パルスの
場合を示しているが、これに限らず、正弦波形パルス、
GAUSSIAN形パルスなど種々の波形の変調パルス
入力を用いることが可能である。
上記のような構成のNMR装置用送信回路によれば、高
周波パルス出力の大きさやパルス幅によらず、常に自動
的にダンピングがかけられるので変調パルス人力に忠実
な変調を簡単に実現できる。
第4図(A)はサーチコイルによるフィードバックがな
い場合の遅れを伴なった高周波パルス波形、第4図(B
)は第2図の回路によシ立上シ、立下りを鋭くした高周
波パルス波形である。
またパルスNMR装置でしばしば必要となる180’シ
フト高周波パルスを位相差選択信号のみで簡単に切換え
でき、しかも同一のダンピング特性を実埃できる。
第5図は本発明の第2の実施例を示すブロック図で選択
できる位相差を4種類に増加したもので相差の成分を出
力する第1のスプリッタ、62ハこのスプリッタ61か
らの0°位相差出力に対し更KOOおよび1800位相
差の出力を得る第2のスプリッタ、63は前記スプリッ
タ61からの90’位相差出力に対し更にOoおよび1
800位相差の出力を得る第3のスゲリッタ、17は前
記スプリッタ62からの(高周波搬送波入力に対して)
Ooおよび180°位相差出力と、前記スプリンタ63
からの(高周波搬送波入力に対して)90°および27
0°位相差出力のうちから互いに反転の位相関係にある
任意の2つの高周波の間を切換えて出力する選択手段、
131.132はほこの選択手段171Cおける前記2
つの高周波の組合わせを選択する位相差選択信号(2ビ
ツトの2値信号ンが加えられる選択信号入力端子である
。選択手段17において、 Gll、 G12. G1
3. G14は前記スゲリッタ62および63からの0
°、180°、90°、270°位相の出力をそれぞれ
オンオフするゲート回路、K2はこれらのゲート回路G
ll〜G14のうちオンとなったゲ−l−回路からの出
力を変調器8に加える結合器、S1’L、 812は前
記位相差選択信号によって選ばれた互いに位相反転関係
にある前記2つの高周波に対応したゲート回路を比較器
CI、 C2からの出力にもとづいて切換える切換スイ
ッチでおる。
第5図において、端子131.1.32に加わる位相差
選択信号によって切換スイッチ1311. 、S12は
90°と270°位相の高周波を選択している。すなわ
ち比較器C1の出力でゲート回路G13がオンになり、
比較器C2の出力でゲート回路G14がオンとなり、9
0’位相の高周波パルスの残留高周波を270’位相の
高周波でキャンセルする。位相差選択信号によりOoと
180’、 180°と00. 90°と270°、2
70°と90°のいこのように位相をシフトした種々の
搬送波を用いればNMR励振方式によっては非常に便利
である。
なお、第5図の例□ではスプリッタ61においてOoと
900位相に分離したが、その他の位相同志の組合わせ
も可能で、1だ組合わせの数を増やすこともできる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、入力・くルス変調波
形に忠実な高周波パルス出力を得ることができるととも
に、高周波パルス出力の位相を簡単に変えることのでき
るNMR装置用送信回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のNMR装置用送信回路の一例を示すブロ
ック図、第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、
第6図は第2図の回路の各部の動作を示すタイムチャー
ト、第4図は高周波ノシルス出力波形を示す欽5明図、
第5図は本発明の第2の実施例を示すブロック図である
。 1・・・サーチコイル、3・・・引算回路、4・・、・
送信コイル、6.62.63・・・スプリッタ回路、7
.17・・・選択手段、8・・・変調器、12・・・絶
対値回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高周波搬送波入力に関係する信号を入力してこれと同一
    位相の信号とその反転信号とを出力するスプリッタ回路
    と、前記信号と前記反転信号のどちらかを選択して出力
    する選択手段と、z’sx択;I’段t/この選択手段
    からの出力を変調する変調器と、この変調器からの出力
    に関連する出力が加えられる送信コイルと、この送信コ
    イルからの高周波パルス出力を検出するサーチコイルと
    、このサーチコイルからの検出信号と変調パルス入力と
    の差を得る引算回路と、この引算回路からの出力の絶対
    値を出力する絶対値回路とを有し、前記引算回路からの
    出力の極゛性に応じて前記選択手段の出力を切換えると
    ともに、前記絶対値回路からの出力を前記変調器の変調
    入力とすることによシ立上がυ立下がシの速やかな前記
    高周波パルス出力を得るようにするとともに、前記選択
    手段に加わる外部信号で前記高周波搬送波入力に対する
    前記高周波パルス出力の位相差を選択できるようにした
    ことを特徴とするNMR装置用送信回路。
JP58038638A 1983-03-09 1983-03-09 Nmr装置用送信回路 Granted JPS59164042A (ja)

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JP2010256220A (ja) * 2009-04-27 2010-11-11 Jeol Ltd スピン磁気共鳴装置および方法

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