JPS62229405A - シ−ケンス制御回路 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はシーケンス制御回路に係り、特に磁気共鳴映像
装置のように複数のイベントを同時（こ実行する装置に
有用なシーケンス制御回路に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴映像法は、固有のスピンとこれに付随する核磁
気能率の集団が強度Ｈ８の一様な静磁場中に置かれたと
きに、静磁場の方向と垂直な面内でω０−γＨ，（γは
核磁気回転比と呼ばれる、原子核の種類の固有の定数で
ある）で決まる角速度で回転する高周波磁界のエネルギ
ーを共鳴的に吸収することを利用して、分子の化学的お
よび物理的な微視的情報を得ることを可能とする方法で
ある。

磁気共鳴映像法を用いて被検体内の特定原子核（水およ
び脂肪中の水素原子核等）の空間的分布を画像化する手
法が種々提案されている。例えば画像化すべき断面を選
択するためには、選択励起法が用いられ、その断面を二
次元画像にするためには二次元フーリエ変換法等が用い
られる。

これらの方法を用いて画像を得るために、例えばスピン
エコー法による共鳴映像装置では第５図に示すように、
９０°および１８０°選択励起パルスと勾配磁場Ｇｓ、
ＧＥ、ＧＲを用いることによって、スピンエコーを取得
し、それをＡ／Ｄ変換した後計算機で処理することによ
って、画像を得る。

磁気共鳴映像３゛ミ置では、このような一連のシーケン
スを実現するために、パルスシーケンサと呼ばれるシー
ケンス制御回路を備えている。この場合、シーケンスは
必ずしも一定ではなく、画像化のモード等によって種々
異なるため、パルスシーケンサはプログラム可能である
ことが必要である。

従って、パルスシーケンサとしてはマイクロコンピュー
タが従来より使用されてきた。

しかしながら、マイクロコンピュータの処理速度は、今
後発展すると予想される高速イメージング等で必要なシ
ーケンスを実行するのに十分とはいえない。−また、勾
配磁場発生のようなイベントは、時間的に同時に実行さ
せることが好ましい場合があるが、マイクロコンピュー
タを用いたパルスシーケンサでは同時に複数のイベント
を実行させることができず、同時が望ましい場合でも若
干の時間ずれを許容していたのが実状であった。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の磁気共鳴映像装置におけるパルスシー
ケンサのようなシーケンス制御回路では高速の制御が困
難であり、また同時に複数のイベントを実行させること
が難しいという問題があった。

本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、高速のシーケンス制御が可能であり、しか
も同時に曳数のイベントを実行させることが可能なシー
ケンス制御回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明に係るシーケンス制御回路は、制御すべきイベン
ト名と該イベントを実行させる時刻および該イベントの
実行に必要な制御データを１組として複数組記憶する記
憶手段を設け、刻時手段から発生される時々刻々の基準
時刻データが変化しない間に、イベント実行時刻データ
を順次読出して基準時刻データと比較し、イベント実行
時刻データが基準時刻データと一致した組のイベント名
および制御データに基づいて、制御対象を制御するよう
にしたものである。

（作用） 本発明では基準時刻データが変わる毎に、その基準時刻
データと記憶手段内のイベント実行時刻データとの比較
が複数回なされ、両時刻データが一致した組のイベント
名および制御データに基づいて制御対象が制御される。

すなわち、マイクロコンピュータを使用した場合のよう
に予め定めたプログラムに従ってシーケンス制御がなさ
れるのでなく、時間の進行とともに各時刻で実行すべき
一つないし複数のイベント名と、そのイベントを実行す
るのに必要な制御データが取出され、それに従ってシー
ケンス制御が行なわれる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係るシーケンス制御回路の
ブロック図である。同図において、イベントメモリ１は
第２図に示すようにイベント名と、イベント発生時刻デ
ータ、およびイベントの実行に必要な制御データの３つ
のデータを１組として複数組記憶したものである。この
イベントメモリ１は例えばＲＡＭであり、そのデータの
書込みは、シーケンス制御に先立ち外部の電子計算機に
よって行なわれるものとする。勿論、イベントメモリ１
はＲＯＭ化されていても構わない。

クロック発生器２は一定周波数のクロック信号（第１の
クロック信号）ＣＬＫＩを発生する。この第１のクロッ
ク信号ＣＬＫＩは分周器３により１／Ｎ１例えば１１５
に分周されて第２のクロック信号ＣＬＫ２となり、時計
回路（刻時手段）４に入力される。時計回路４は第２の
クロック信号ＣＬＫ２の周期に等しい時間間隔で変化す
る基準時刻データを発生する。

時計回路４から発生される基準時刻データは、比較器５
の一方の入力端に与えられる。比較器５の他方の入力端
には、イベントメモリ１から読出されるイベント実行時
刻データが与えられる。比較器５の出力は常時は低レベ
ルで、再入力データが一致すると高レベルとなる。この
比較器５の出力は、ゲート回路（アンドゲート）６の一
方の入力端に与えられる。ゲート回路６の他方の入力端
には、クロック発生器２からの第１のクロック信号ＣＬ
　Ｋ　２が入力されている。ゲート回路６の出力は、イ
ベントメモリ１のアドレス指定を行なうアドレスカウン
タ７のクロック入力端に入力される。

アドレスカウンタ７のアドレス指定によりイベントメモ
リ１から読出される３種のデータのうち、イベント実行
時刻データは上述したように比較器５に入力され、イベ
ント名はデコーダ８に入力され、制御データはデータラ
ッチ回路１０に入力される。デコーダ８はイベントの数
と同数の出力端子を有し、イベントメモリ１から読出さ
れたイベント名に対応した一つの出力端子に“１″を出
す。

ラッチ回路９はイベント数と同数の単位ラッチ（Ｄ−フ
リップフロップ）からなり、比較器５からの一致判定出
力がラッチパルスとして与えられると、デコーダ８の複
数の出力端子の状態をラッチする。また、データラッチ
回路１０もイベント数と同数の単位データラッチからな
り、比較器５からの一致判定出力がラッチパルスとして
与えられることにより、イベントメモリ１から読出され
た制御データをラッチする。

次に、第１図のシーケンス制御回路の動作を第３図に余
すフローチャートを参照して説明する。

まず、外部からスター！・指令が与えられると（ステッ
プ３１）、クロック発振器２が起動されるとともに、イ
ベントメモリ１の最初のアドレスが指定され、その最初
のアドレスから読出されたイベント発生時刻データと、
時計回路４から発生される基準時刻データとが比較器５
で比較され、両時刻データが一致したかどうかが判定さ
れる（ステップ３２）。ステップ３２で両時刻データが
一致したと判定されると、そのときにイベントメモリ１
から読出されているイベント名がデコーダ８でデコード
された後、ラッチ回路９でラッチされるとともに、制御
データがデータラッチ回路１０でラッチされる（ステッ
プ３３）。そして、アドレスカウンタ７がカウントアツ
プされる（ステップ３４）。

一方、図示してないが、例えばクロック発生器２が起動
されると同時にスタートとしてクロック発生器２からの
クロック信号ＣＬＫＩをカウントするクロックカウンタ
が設けられ、このクロックカウンタのカウント値ｉがＮ
−１に達したかどうかがステップ３５で判定され、達し
ない場合はステップ３２に戻る。また、ステップ３２で
イベント発生時刻と基準時刻の両データが不一致と判定
された場合は、このステップ３５に直接ジャンプする。

ステップ３５で１−Ｎ−１と判定されると、ラッチ回路
９，１０にラッチされていたイベント名および制御デー
タに従って、一つないし複数のイベントがｉ−Ｎのタイ
ミングで実行される（ステップ３６）。

ステップ３２〜３４までの動作は、ステップ３２で両時
刻データが一致と判定される限りＮ−１回まで繰返され
、従ってステップ３６においても最大Ｎ−１個のイベン
トを同時に実行することが可能である。ここに、Ｎは分
周器３の分周比であり、例えばＮ−５とすれば、４個ま
でのイベントを同時に実行できることになる。イベント
が実行される毎に、そのイベントがストップイベントか
どうかがステップ３７で判定され、ストップイベントで
ない場合は再びステップ３２に戻るとともに、ｉ−１に
セットされ、ストップイベントの場合は全ての動作が終
了する（ステップ３８）。

上述した本発明のシーケンス制御回路は、例えば第４図
に示すような磁気共鳴映像装置におけるパルスシーケン
サに適用することが可能である。

第４図において、静磁場生成コイル１２は励磁用電源１
３からの通電により励磁されることによって、被検体（
生体）１１の撮像領域において一様な静磁場を発生する
。一方、パルスシーケンサ１４によって制御されるＲＦ
パルス発生器１５から矩形状、ガウス状あるいは５ｉｎ
ｅ状等に変調されたＲＦパルスが出力され、ＲＦ増幅器
１６により所定レベルまで増幅された後、デュプレクサ
１７を介してコイル１８に印加されることによって、被
検体１１内において磁気共鳴を誘起させるための回転磁
界が形成される。この回転磁界の印加によって生じる横
磁化が、コイル１８の両端に磁気共鳴信号として誘起さ
れる。なお、この例では回転磁界発生のためｃつ送信コ
イルと、磁気共鳴信号受信のための受信コイルに、単一
のコイル１８を共用している。

コイル１８に誘起された磁気共鳴信号は、デュプレクサ
１７を介してＲＦ増幅器１９に入力され、所定レベルま
で増幅された後、直交位相検波のような位相敏感検波回
路２０によって検波され、ビデオ帯域の信号となる。こ
の検波回路２０の出力信号はビデオ増幅器２１により電
圧増幅され、さらに低域通過フィルタ２２によって高域
雑音成分が除去される。低域通過フィルタ２２の出力信
号はＡ／Ｄ変換器２３によってディジタル信号に変換さ
れた後、インターフェース２４を介して電子計算機２５
に取込まれ、画像再構成用データとして蓄積される。な
お、電子計算機２５はインターフェース２６を介してパ
ルスシーケンサ１４の制御も行なう。

被検体１１内のスライス面の決定１位相エンコード（被
検体１１内の位置情報の、磁気共鳴信号の位相への変換
）は、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加す
ることによって行なわれる。

この勾配磁場のスイッチングのタイミングは、パルスシ
ーケンサ１４によって制御される。

一方、勾配磁場の強度、パルス形状は、勾配磁場コント
ローラ２７によって制御される。すなわち、勾配磁場コ
ントローラ２７によってｘ、ｙおよび２方向の磁場勾配
に対応する電力増幅器２８ａ〜２８ｃを制御し、これら
の電力増幅器２８ａ〜２８ｃにより勾配磁場生成コイル
２９を駆動することによって、所定の強度２時間変化を
有する勾配磁場を被検体１１の撮像領域近傍に生成する
。

ハチソン（Ｈｕｔｃｂｌｓｏｎ）等により提案されたス
ピンワーブ法を用いて断層ＭＲ画像を得る場合のパルス
シーケンスをｍ５図に示した。スライス面の決定は勾配
磁場ＧＳによって、また第１の方向に関する位置情報の
位相エンコードは勾配磁場ＧＥによって、さらに第１の
方向に直交する第２の方向に関する位置情報の周波数エ
ンコードは勾配磁場ＧＲによってそれぞれ行なわれる。

なお、第５図中、ＲＦはＲＦパルス発生器１５からコイ
ル１８を介して印加されるＲＦパルス（９００パルスお
よび１８０°パルス）のタイミングを示し、またＳＩＧ
、は磁気共鳴信号（図ではエコー信号が示されている）
を示す。

」１記構成の磁気共鳴映像装置において、本発明に係る
シーケンス制御回路は、第４図におけるパルスシーケン
サ１４に適用される。その場合、電子計算機２５がイン
ターフェース２６を通してパルスシーケンサ１４内のイ
ベントメモリ１　（第１図参照）に、第５図に示したＲ
Ｆパルス、勾配磁場ＧＳ、Ｇε、ＧＲ等のイベント名と
、そのイベントを実行させる時刻およびイベントの実行
に必要な制御データ（例えば波形あるいは瞬時振幅値等
のデータ）を書込むことになる。

そして、ある時刻（基準時刻）で、例えばスライス面を
決定する勾配磁場Ｇｓを発生するイベントに関するデー
タ（イベント名、イベント実行時刻、制御データ）がイ
ベントメモリ１から順次読出されたとすると、イベント
名（勾配磁場ＧＳ発生）はデコーダ８を介してラッチ回
路９の対応する単位ラッチに、制御データ（勾配磁場ａ
Ｓの瞬時振幅値等）はデータラッチ回路１０の対応する
単位データラッチにそれぞれラッチされる。そして、こ
れらのデータが基準時刻の変わらない間に勾配磁場コン
トローラ１７に読取られ、勾配磁場ａＳが発生されるこ
とになる。また、第５図では勾配磁場ＧＥとＧＲが時間
的に同時に発生する場合があるが、本発明によるシーケ
ンスをパルスシーケンサ１４に用いれば、このような複
数のイベントを同時に実行させる制御も可能となる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
可能である。

例えば実施例では時計回路４を駆動する第２のクロック
信号ＣＬＫＩとアドレスカウンタ７を駆動する第２のク
ロック信号ＣＬＫＩとの周波数比Ｎを１：５としたが、
ハードウェアの動作速度が許す限りで大きくとることが
でき、それによりさらに多くのイベントを同時に実行す
ることができる。

また、イベントメモリ１の内容としては、イベント名、
イベント実行時刻、制御データのほか、さらに付加的な
データが含まれていてもよい。

さらに、デコーダ８．ラッチ回路９およびデータラッチ
回路１０等は必ずしもシーケンス制御回路内に備える必
要はなく、例えばイベントメモリ１の内容とアドレスカ
ウンタ７の内容を勾配磁場コントローラ２７等の制御対
象に出力し、そこでデコード、ラッチ等を行なう構成と
してもよい。

［発明の効果］ 本発明によるシーケンス制御回路は、マイクロコンピュ
ータを用いた場合に比べて高速のシーケンス制御が可能
であり、しかも複数のイベントを同時に実行させること
ができるため、高速イメージング方式の磁気共鳴映像装
置におけるパルスシーケンサ等に特に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るシーケンス制御回路の
構成を示すブロック図、第２図は同実施例におけるイベ
ントメモリの内容を模式的に示す図、第３図は同実施例
の動作を説明するためのフローチャート、第４図は本発
明のシーケンス制御回路をパルスシーケンサに使用した
磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図、第５図は同
装置におけるパルスシーケンスの一例を示すタイムチャ
ートである。 １・・・イベントメモリ（記憶手段）、２・・・クロッ
ク発生器、３・・・分周器、４・−・時計回路　（刻時
手段）、５・・・比較器、６・・・ゲート回路、７・・
・アドレスカウンタ、８・・・イベント名月デコーダ、
９・・・イベント名用ラッチ回路、１０・・・制御デー
タ用データラッチ回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１　囚 第２図 第３　図 第４　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）制御すべきイベント名と該イベントを実行させる
   時刻および該イベントの実行に必要な制御データを１組
   として複数組記憶する記憶手段と、時々刻々の基準時刻
   データを発生する刻時手段と、この基準時刻データが変
   化しない間に、前記記憶手段に記憶されているイベント
   実行時刻データを順次読出して前記基準時刻データと比
   較する比較手段と、この比較手段によりイベント実行時
   刻が基準時刻データと一致したと判定された組のイベン
   ト名および制御データに基づいて制御対象を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とするシーケンス制御回路
   。
2. （２）前記刻時手段は前記記憶手段のアドレスを指定す
   るアドレスカウンタを駆動する第１のクロック信号の１
   ／Ｎの周波数を有する第２のクロック信号によって駆動
   されるものであり、前記比較手段は前記記憶手段から読
   出されたイベント実行時刻データが前記基準時刻データ
   と一致したとき、一致したと判定された組のイベント名
   および制御データに基づく制御動作を前記制御手段に対
   して許容するとともに、上記アドレスカウンタを前記第
   １のクロック信号によりカウントアップさせるものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシーケ
   ンス制御回路。