JPS59166846A - 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

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JPS59166846A
JPS59166846A JP58040377A JP4037783A JPS59166846A JP S59166846 A JPS59166846 A JP S59166846A JP 58040377 A JP58040377 A JP 58040377A JP 4037783 A JP4037783 A JP 4037783A JP S59166846 A JPS59166846 A JP S59166846A
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signal
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magnetic resonance
nuclear magnetic
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聡 杉浦
Michio Mitomi
三富 道夫
Hirokazu Suzuki
宏和 鈴木
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • GPHYSICS
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は核磁気共鳴現象を用いて、被検体中に存在する
成る特定の原子核のスピン密度または緩和時定数あるい
はこれらに関連した情報を得て、これらの反映された画
像を得る核磁気共鳴映像装置に係り、特にその信号収集
に関するものである。
〔発明の技術的背景〕
診断用核磁気共鳴映像装置(以下「核磁気共鳴(現象)
」は単にr NMRjと略称する)において、受信コイ
ルに誘起されたNMR信号は適宜増幅された後、基準位
相と同位相の同相(0°)成分(実数部)と、これに対
応して900位相のずれた90°成分(虚数部)とを取
り出すだめ、2系統に分割され直角二位相検波(QD:
 quadraturedetection〜「直交検
波」などとも称される)が行なわれる。検波された2系
統の信号は再び増幅され、ロー・ぐスフィルタを経てA
/b(アナログ/ディジタル)変換され計算機に入力さ
れ、複素フーリエ変換等画像形成のだめの処理に供され
る。
この場合、受信系特に検波後の信号系に交流電源の誘導
ハム等のごとき低周波のノイズが誘導されると、この検
波信号を複素フーリエ変換し画像再構成を行ったときに
再構成画像の中心部にアーティファクト(偽像)を生ず
る。
上述の点について、従来方式の具体的な構成を例示して
さらに詳細に説明する。
第1図は直角二位相検波方式を用いたNMR映像装置の
従来の一例の要部の構成を示すブロック図である。
第1図において、罵信号Sを2系統に分割し位相検波器
IA、IBにより互に90°の位相差のある0°と90
°の参照信号r(0) 、 r(90)でそれぞれ位相
検波(同期検波)して、信号X + yを得る。参照信
号r(0) 、 r(90)は送信側と共通の基準発振
器2の出力をもとに900位相器3で作られるもので、
励起信号と同一の周波数である。
信号x、yはさらに増幅器4に、4B、ロー/4’スフ
イルタ5に、5Bを経てい変換器6A。
6Bに各別に入力される。そして、ψ変換器6に、6B
の出力が(電子)計算機7に入力される。ここで、増幅
器4A、ローパスフィルタ5A、A/D変換器6Aから
なる信号系全体の利得ヲα、増幅器4B、ローパスフィ
ルタ5B。
い変換器6Bからなる信号系全体の利得をβとすれば、
ψ変換器6A、6Bの出力はそれぞれαX、βyとなる
。このαX、βyをそれぞれ信号の実数部、虚数部とし
て計算機7で複素フーリエ変換し周波数領域での情報を
得る。
そしてこのような装置において、位相検波器11’、、
IBによる検波後の信号系に交流電源の誘導ハム等の低
周波の周期性ノイズが混入すると、複素フーリエ変換し
画像再構成を行なう際に画像中心部あるいはその近傍に
リング状等のアーティファクトを生じる。
ととるが、このような電源ハム等の混入を完全に防止す
ることは困難であり、まだこのような低周波のノイズは
本来得ようとする検波出力信号の周波数帯域内にあり、
ローパスフィルタ5A、5Bのようなフィルタ等で除去
することは不可能である。このため、このよう々ノイズ
によるアーティファクトはNJviR映像装置における
画質向上に対する大きな障害となっていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、NIviR信号の検波を
位相検波によって行なう膿映像装置において、検波後に
混入する低周波の周期性ノイズを容易に且つ効果的に低
減または除去し得るNMFt映像装置を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
本発明は、NMRを励起するだめの高周波励起パルスを
、検波後の信号系に混入する低周波の周期性ノイズに同
期させ、受信mm信号を1800位相の異なる2種の参
照信号で位相検波し、得られる2種の相対応する検波出
力を、一方を極性反転して相互に加算し、上記周期性ノ
イズ成分を抑圧した検波情報を得る構成としたことを特
徴としている。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例の構成を第2図に示す。
第2図において、第1図と同様の部分には同符号を付し
て示している。
この場合、基準発振器2は計算機7にょシ発振周波数等
が制御され、との基準発振器2の出力が励起・やルス送
信部8に与えられる。励起・そルス送信部8は基準発振
器2の高周波出方を所定のごとく振幅変調するなどして
高周波励起・ぞルスを生成し且つ増幅してグローブヘッ
ドに供給するもので、この励起パルス送信部8における
励起パルスの発生は例えば計算機7による制御等により
、検波後の受信系に混入する低周波ノイズ成分に同期さ
せる。プローブヘッドはこの場合送受信コイル9と同調
回路1oで構成され、励起パルス送信部8で発生した高
周波励起パルスは同調回路10を介して送受信コイル9
よシ送信される。この高周波励起パルスにより励起され
て被検体に生じたNMRは、やはり送受信コイル9と同
調回路10から々るプローブヘッドでNMR信号として
受信検出される。このNMR信号は増幅器11で増幅さ
れた後、位相検波器IA、IBにてそれぞれ検波される
。検波後の信号はそれぞれさらに増幅器4A、4Bで増
幅され、ローパスフィルタ5に、5Bを介してい変換器
6に、6Bでディジタル化されて計算機7に入力される
。180°分配器12は基準発振器2の出力を位相反転
し位相の180°異なる2つの基準発振出力φ1.φ2
を出力するもので、これら2出力φ1.φ2は切換器1
3に与えられる。切換器13は両信号φ!、φ2の一方
を選択して90°移相器3に供給するもので、その選択
は計算機7によって制御される。90°移相器3は入力
信号φ1またはφlと同位相の信号およびこの信号と9
0°の位相差を有する信号をそれぞれ参照信号r(0)
およびr(90)として出力する。これら互いに90°
の位相差を有する2信号r(0)およびr(90)は直
角二位相検波の検波参照波としてそれぞれ位相検波器I
AおよびIBに供給される。したがって、位相検波器J
A、IBに供給される検波参照波は切換器13で信号φ
lを選択しているときのr(0)、 r(90)すなわ
ちr(0)+ 、 r(90)+と、信号φ2を選択し
ているときのr(0) 、 r(90)すなわちr(0
)z 。
r(90)2の4種類(各々2種類ずつ)となる。
このような構成において、位相検波後の信号系に交流電
源のハム等の一定周期の低周波ノイズが混入した場合を
考える。
すなわち、第3図はNMR信号X(1)とこれに混入し
た低周波ノイズn、(t)の関係を低周波ノイズn(L
)を強調して示しだものである。
このような低周波ノイズn(1)を相殺する原−理を詳
細に説明する。
まず、相殺すべき一定周期の低周波ノイズn(1)の発
生源すなわち電源ハムの場合は交流電源に高周波励起ノ
eルスを同期させる。これは励起・やルス送信部8を計
算機7により制御することなどによって行なう。電源ノ
・人以外のノイズの場合もそのノイズの発生源あるいは
そのノイズの影響が最も顕著にあられれる個所からノイ
ズ成分を検出しそれに高周波励起パルスを同期させる。
このようにすると励起ieルス後のNMR侶号について
は上記低周波ノイズは常に同位相であられれる。
ここで、丑ず、180°分配器12の2出力φlφ2の
一方φ1を切換器13で選択し、900移相器3から信
号φ1に基づく参照波r(0)1. r(90)1を位
相検波器IA、IBに与えてNMR信号の測定を行ない
、参照波r(0)+ 、r(90)+による位相検波を
行なう。このときの状態が第3図に対応し、同図の信号
、(1)とノイズn(1)の合成信号が検波抽出される
次に、切換器13で180°分配器12の出力φ2を選
択してNMR信号の測定を行なう。この信号φ2は上述
した1回目の信号φlと180°位相が異なり、したが
って、位相検波器JA、IBに与えられる参照波も(r
 (O)1. r(90)tとはそれぞれ180°位相
の異なる) r(0:h 、 r(90)z hなって
、NMR(i号は1回目とは180°異なる位相すなわ
ち逆位相で検波される。すなわち、このとき検波される
毘信号は1回目とは逆極性の第4図の−、(1)のよう
な信号となシ、検波後の信号系に誘導される一定周期の
低周波ノイズ成分は、先に説明した通り常に同位相とな
るので第4図のn(1)のように1回目と同位相であら
れれる。
(すなわち、検波されるNMR信号のみの極性が反転す
る。) これら2回の測定によシ計算機7において得られた信号
の一方例えば第4図に示したー、(1)とn(1)の合
成波からなる2回目の信号に計算機7内で−1を乗じて
極性を反転して、第5図に示したような信号、(1)と
−n(1)の合成波の形とし、やはり計算機7内で1回
目の信号に加算する。したがって、第3図と第5図を加
え合せることになシ、miu信号成分はx(t)+x(
t)−:2x(t)すなわち2倍となシ、低周波の周期
的ノイズ成分はn(1)−n(1)となって相殺される
さらに、S/′N(信号対雑音比)を向上させるため、
同じ条件で複数回信号収集を行なってこれらを加算する
ことが、この種の曳映像装置ではしばしば行われている
が、このような方式を採用する場合には、信号φlに基
づく検波による測定と、信号φ2に基づく検波による測
定とを同一回数ずつ行い、一方で得られた信号を極性反
転して他方と加pLすればよい。
なお、上述において極性反転する側としない側を入れ替
えた場合、ノイズ成分は同様に相殺されるが、得られる
信号の極性が反転することKなる。
このようにして、検波後の信号系に生ずるイ氏周波の周
期性ノイズ成分を効果的に抑圧できる。
まだ、このようにすると低周波ノイズ分のみならず、信
号系に含まれる直流分も相殺されるので、増幅器4A、
4B等に望ましくない直流オフセットが存在する場合に
もこれを効果的に抑圧できる。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されることなくその要旨を変更し々い範囲内で種々変形
して実施することができる。
例えば、上記実施例においてdコ、1800異なる2種
の参照波による2種の検波信号の一方を反転し他方と加
算する信号処理をいずれも計算機7内で−1を乗じて加
算することによって行うこととしだが、計算機7に入力
させる以前にハードウェア処理で実現するようにしても
よい。
すなわち、の変換器6に、6Bの前段に極性反転器(イ
ンバータ)を挿脱して極性反転を行なったり、め変換器
6に、6Bの後段に符号反転用のコードコンバータを挿
脱して極性反転を行なったりしてもよく、また計算機7
の前段に累算器を設けて、加算を実現したりしてもよい
。この他、極性反転は検波後で且つノイズ混人後ならば
どの個所でどのようにして行なってもよく、加算も反転
後ならばどの個所でどのようにして行なってもよい。
さらに、上述では予め高周波励起パルスをノイズ成分に
同期させて発生することとしたが、ノイズ成分の周波数
さえわがっていれば、励起パルスのタイミングを漸次変
化させつつ測定を行なうことによりノイズが最小となる
タイミングを探すようにして、直接ノイズ成分を検出す
ることなくノイズ成分に励起パルスを同期させることも
可能である。
また、直角二位相検波に限らず、単純な位相検波など位
相検波(同期検波)を行なうものならばどのようなもの
についても本発明は適用でき、」二連と同様の効果が得
られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、NMR信号の検波を位相検波によって
行なう即映像装置において、検波後に混入する低周波の
周期性ノイズおよび直流オフセットを容易に且つ効果的
に抑圧し得るNMR映像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一例における要部構成を示すブロッ
ク図、第2図は本発明の一実施例の要部構成を示すブロ
ック図、第3図〜第5図は同実施例を説明するだめの波
形図である。 Ifi、、IB・・・位相検波器、2・・・基準発振器
、3・・・90°移相器、4に、4B、11・・・増幅
器、5A。 5B・・ローパスフィルタ、6に、6B・・・N勺変換
器、7・・・計算機、8・・・励起・モルス送信部、9
山送受信コイル、1o・・・同調回路、12・・・18
0o分配器、13・・・切換器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 核磁気共鳴現象により誘起される信号を用い被検体内の
    特定原子核のスピン密度または緩和時定数あるいはこれ
    らに関連した情報を得て画像化する核磁気共鳴映像装置
    において、核磁気共鳴を励起するため被検体に印加すべ
    き高周波Aルスを受信系に誘起されるノイズ成分に同期
    させて発生する送信回路と、上記高周波・ぞルスを被検
    体に印加し且つ被検体からの核磁気共鳴信号の検出を行
    う送受信部と、この送受信部で受信された核磁気共鳴信
    号を位相検波する位相検波器と、この位相検波器に同期
    検波の参照信号として供給するため、上記励起信号と同
    一周波数で且つ同期した信号を発生する参照信号発生回
    路と、この参照信号発生回路の出力参照信号の位相を1
    80°切換える位相切換手段と、この位相切換手段を制
    御して、上記位相検波器に与えられる参照信号の位相切
    換制御を行なう切換制御手段と9、上記位相の180°
    異なる2種の参照信号によりそれぞれ上記位相検波器で
    検波された2種の検波出力の一方を極性反転する極性反
    転手段と、この極性反転手段を介して得られた上記2種
    の相対応する検波出力を加算して検波情報を得る加算手
    段とを具備したことを特徴とする核磁気共鳴映像装置。
JP58040377A 1983-03-11 1983-03-11 磁気共鳴イメージング装置 Granted JPS59166846A (ja)

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US06/587,974 US4604580A (en) 1983-03-11 1984-03-09 Nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus
EP84301626A EP0119802B1 (en) 1983-03-11 1984-03-09 Nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus

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DE3478345D1 (en) 1989-06-29
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