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JPH10165392A - 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

Info

Publication number
JPH10165392A
JPH10165392A JP8352417A JP35241796A JPH10165392A JP H10165392 A JPH10165392 A JP H10165392A JP 8352417 A JP8352417 A JP 8352417A JP 35241796 A JP35241796 A JP 35241796A JP H10165392 A JPH10165392 A JP H10165392A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
phase
detection
reference high
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8352417A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Osawa
透 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP8352417A priority Critical patent/JPH10165392A/ja
Publication of JPH10165392A publication Critical patent/JPH10165392A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 NMR信号の検波回路における位相精度の悪
さに起因する画像劣化を低減した磁気共鳴イメ−ジング
装置を提供する。 【解決手段】 受信コイル(14)で検出したNMR信
号を増幅器(15)で増幅し、前段ミキサ(22)およ
び直交検波を行う検波ミキサ(23a、23b)で検波
した後、ADC(17)でA/D変換してCPU(1)
で画像再構成する受信系において、高周波発振器(8)
からの基準高周波信号を直交位相分配器(24)で90
°の位相差のある成分に分離した後検波ミキサ(23
a、23b)に入力する前に、直交位相分配器(24)
による位相誤差を、長さのことなる遅延線パタ−ン(2
7a〜27c)を有する位相補正回路(25)を通して
位相誤差の補正を行う。位相誤差は基準高周波信号を直
接ADC(17)に入力してその出力からCPU(1)
で判定し、CPU(1)が位相補正回路(25)を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメ−ジ
ング装置(以下、MRI装置という)に係り、特に、M
RI装置の受信コイルからの核磁気共鳴信号(以下、N
MR信号という)に対し周波数交換を行う検波回路の改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来例について図3および図4により説
明する。図3はMRI装置の構成例、図4は従来の受信
系の構成例を示す。
【0003】図3において、MRI装置は大別して、中
央処理装置(以下、CPUと略称する)1と、シ−ケン
サ2と、送信系3と、静磁場発生用磁石4と、受信系5
と、信号処理系6とから構成されている。
【0004】CPU1は、予め定められたプログラムに
従って、シ−ケンサ2、送信系3、受信系5、信号処理
系6を制御するようになっている。シ−ケンサ2は、C
PU1からの制御指令に基づいて動作し、被検体7の断
層面の画像のデ−タ収集に必要な種々の命令を送信系
3、傾斜磁場発生系21、受信系5に送るようになって
いる。
【0005】送信系3は、高周波発振器8と、変調器9
と、高周波コイルとしての照射コイル11とを備え、シ
−ケンサ2の指令により高周波発振器8からの基準高周
波パルスを変調器9で振幅変調し、この振幅変調された
高周波パルスを高周波増幅器10を介して増幅して照射
コイル11に供給することにより、所定のパルス状の電
磁波を被検体7に照射するようになっている。
【0006】静磁場発生用磁石4は、被検体7の周りに
所定の方向に均一な静磁場を発生させるためのものであ
る。この静磁場発生用磁石4の内部には、照射コイル1
1と、傾斜磁場コイル13と、受信コイル14とが配置
されている。傾斜磁場コイル13は傾斜磁場発生系21
に含まれ、傾斜磁場電源12より電流の供給を受け、シ
−ケンサ2の制御のもとに傾斜磁場を発生させる。
【0007】受信系5は、高周波コイルとして受信コイ
ル14と、受信コイル14に接続された増幅器15と、
検波回路16と、アナログ・ディジタル変換器(以下、
ADCという)17とを備え、被検体7からのNMR信
号を受信コイル14が検出すると、そのNMR信号を増
幅器15、検波回路16、ADC17を介してディジタ
ル量に変換すると共に、シ−ケンサ2からの指令による
タイミングでADC17によってサンプリングされた収
集デ−タに変換して、CPU1に送るようになってい
る。
【0008】信号処理系6は、磁気ディスク20、光デ
ィスク19などの外部記憶装置と、CRTなどからなる
ディスプレイ18とを備え、受信系5からのデ−タがC
PU1に入力されると、CPU1が信号処理、画像再構
成などの処理を実行し、その結果である被検体7の所望
の断層面の画像をディスプレイ18に表示すると共に、
外部記憶装置の磁気ディスク20などに記憶するように
なっている。
【0009】図4には従来のMRI装置の受信系の詳細
を示す。図4において、受信コイル14は被検体7から
放出されたNMR信号を検出する。受信コイル14で検
出されたNMR信号は、増幅器15で増幅された後、検
波回路16の前段ミキサ22に入力される。この前段ミ
キサ22によって、画像情報として用いられるNMR信
号は周波数変換される。前段ミキサ22からの出力に
は、中間周波数である高周波成分と画像再構成に必要と
される低周波成分とが含まれ、次段の検波ミキサ23
a、23bによって検波され、低周波成分のみが取り出
される。低周波成分からなるNMR信号は、ADC17
a、17bによってディジタル化され、CPU1に入力
され、CPU1ではこのNMR信号から画像再構成し、
被検体7の断層面の画像を得る。
【0010】上記において、検波ミキサ23a、23b
には、高周波発振器8からの基準高周波信号が入力され
るが、直交検波を行うために両検波ミキサに入力される
基準高周波信号は直交位相分配器24により90゜の位
相差をもたされている。これらの基準高周波信号は直交
位相分配器24で位相変換される際に位相誤差を含む場
合があり、この位相誤差を補正するため位相補正回路2
5a、25bを通った後に検波ミキサ23a、23bに
入力されている。位相補正回路25a、25bにはLC
回路が使用されており、一方の位相補正回路のみLC回
路の中に可変コンデンサを挿入し、この可変コンデンサ
を手動で調整して位相誤差の補正を行っていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の検波回
路では、直交位相分配器24の位相誤差の補正をLC回
路の可変コンデンサにて手動で調整しなければならず、
調整を行う作業者の技量により、作業ばらつきがあり、
補正精度が大きく違うという問題があった。
【0012】そこで、本発明では、このような問題点に
対処し、簡単な構成により調整作業を自動化し、位相精
度の悪さに起因する画像劣化を低減したMRI装置を提
供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のMRI装置は、被検体からのNMR信号を
検出する受信コイルと、該受信コイルで検出された高周
波のNMR信号を中間周波数のNMR信号に変換する第
1の検波ミキサと、前記中間周波数のNMR信号に対し
直交検波を行いオ−ディオ周波数のNMR信号に変換す
る第2の検波ミキサと、前記第1の検波ミキサおよび前
記第2の検波ミキサに基準高周波信号を送出する基準高
周波発振回路と、前記基準高周波信号を90゜の位相差
をもつ2つの基準高周波信号に分離する直交位相分配回
路と、前記オ−ディオ周波数のNMR信号をディジタル
信号に変換するオ−ディオ・ディジタル変換回路と、該
ディジタル信号に基づいて画像再構成を行うと共に、各
種の制御を行う中央処理装置とを備え、前記第2の検波
ミキサは前記中間周波数のNMR信号と前記90゜の位
相差をもつ2つの基準高周波信号の各々とをミキシング
することにより、90゜の位相差のあるオ−ディオ周波
数のNMR信号に変換するように構成されている磁気共
鳴イメ−ジング装置において、前記直交位相分配回路と
前記第2の検波ミキサの間に複数個の長さの異なる遅延
線パタ−ンと任意の遅延線パタ−ンを選択する選択手段
とを有する位相補正回路を備え、前記遅延線パタ−ンの
うちの1つを選択して前記基準高周波信号の位相誤差を
補正するものである(請求項1)。
【0014】更に、本発明のMRI装置は、前記直交位
相分配回路の出力をオ−ディオ・ディジタル変換回路に
切り換える信号切換手段を備え、該信号切換手段を切り
換えることにより前記基準高周波信号を直接ディジタル
化し、該ディジタル情報から前記基準高周波信号の位相
情報を取り出し、該位相情報に基づき前記位相補正回路
の遅延線パタ−ンを選択するものである(請求項2)。
【0015】このように構成されたMRI装置では、直
交位相分配回路のもつ位相誤差を、基準高周波信号の位
相情報として中央処理装置がとらえ、この誤差を最小に
するために、2つの基準高周波信号はそれぞれどの長さ
の遅延線パタ−ンを通るべきかを中央処理装置が判断す
る。その結果、直交位相分配回路の位相誤差が補正さ
れ、位相精度の悪さに起因する断層画像の劣化が大幅に
改善される。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1〜図
3を参照して説明する。図3は、本発明が適用されるM
RI装置の一例で、従来の技術の欄で説明したものであ
り、従来のMRI装置と同じ構成をしている。このMR
I装置にて、本発明が適用される部分は受信系5であ
る。
【0017】本発明の要部である受信系5の詳細を図1
に示す。図1において、受信コイル14は被検体7が放
出するNMR信号を検出する。受信コイル14で検出さ
れたNMR信号は微弱な高周波信号であるので、高周波
の増幅器15にて増幅された後、検波回路16の前段ミ
キサ22に入力される。この前段ミキサ22によって、
画像情報として用いられるNMR信号は周波数変換され
る。この前段ミキサ22からの出力は、中間周波数であ
る高周波成分と画像再構成に必要とされる低周波成分と
を含んでいる。この出力は次段の検波ミキサ23a、2
3bに入力され、ここで検波されて、前記の低周波成分
のみが取り出される。
【0018】検波ミキサ23a、23bでは直交検波が
行われるため、90゜の位相差をもつ基準高周波信号が
入力される。この基準高周波信号には高周波発振器8で
発生された基準高周波信号が用いられる。高周波発振器
8から放出された基準高周波信号は、直交位相分配器2
4にて90゜の位相差をもつ2つの基準高周波信号とし
て出力され、検波ミキサ23aと23bに入力される。
ここで、直交位相分配器24の出力である90゜の位相
差をもつ2種類の基準高周波信号は、位相誤差を含む場
合があるので、本実施例では、一方の検波ミキサ23a
に入力される90゜の位相差をもつ基準高周波信号の
み、位相補正回路25にて位相の補正を行った後に検波
ミキサ23aに入力される。位相補正回路25は、長さ
の異なる複数個の遅延線パタ−ン27a〜27cと、そ
れらの遅延線パタ−ンを選択するリレ−スイッチ28
a、28bとを備え、リレ−スイッチ28a、28bが
遅延線パタ−ン27a〜27cの両端に配置されてい
る。CPU1からの制御信号によって、リレ−スイッチ
28a、28bを切り換えることにより、任意の遅延線
パタ−ン27を選択できるように構成されている。
【0019】次に、遅延線パタ−ン長と位相差について
説明する。高周波発振器8が発生する基準高周波信号の
周波数を10MHzとすると、5.56cmの遅延線パ
タ−ン長の差が1゜の位相差に相当する。一方、直交位
相分配器24の位相誤差は最大3゜程度であるので、位
相誤差を1゜以内の精度で調整したい場合には、基準長
の遅延線パタ−ン27bと、基準長より5.56cm、
11.11cm、16.67cm長い遅延線パタ−ン2
7aと、基準長より5.56cm、11.11cm、1
6.67cm短い遅延線パタ−ン27cを用意すること
になる。これらの遅延線パタ−ン27a〜27cのいず
れかをCPU1からの制御信号によりリレ−スイッチ2
8a、28bにて選択できるようにしておく。このよう
に構成することにより、90゜の位相差をもつ成分は±
3゜以内の補正が可能となる。
【0020】上記のことは、本発明の一実施例を示した
ものであり、要求される調整精度、直交位相分配器24
の位相誤差精度などにより、種々の長さの遅延線パタ−
ン27を用意することができる。
【0021】直交位相分配器24にて分離された基準高
周波信号は、NMR信号の計測時には検波ミキサ23
a、23bに入力されるが、位相誤差の補正時にはリレ
ー26a、26bを切り換えて直接ADC17a、17
bに入力される。ADC17a、17bは、例えば1M
Hzのタイミングでサンプリングが行われるが、ここ
で、タイミングは0゜成分の信号が入力されるADC1
7bの出力がゼロとなるようにスタ−トする。
【0022】ADC17a、17bにおけるサンプリン
グについて図2を用いて説明する。図2は、1MHzで
のサンプリングの例を示したもので、図2(A)は任意
のタイミングでサンプリングしたもの、図2(B)は出
力がゼロになるタイミングでサンプリングしたものを示
している。本実施例では、ディジタル化される基準高周
波信号は10MHzのみの信号であるから、100ns
ごとに同じ位相で収集される。つまり、ディジタル化さ
れた基準高周波信号は、直流としてとらえられる。この
ため、1MHzでサンプリングされた信号のADC17
a、17bの出力の大きさは、サンプリング時の位相に
対応する値である。従って、ADC17a、17bのサ
ンプリング時の出力を見ることにより、位相差を判定す
ることができる。この方法では、±2%以内の精度で判
定することができる。また、位相差の判定手段として
は、再構成画像の歪み具合を見て判定することも可能で
ある。
【0023】一方、ADC17aに入力される90°の
位相差をもつ基準高周波信号は、ADC17bに入力さ
れる位相差0°の基準高周波信号がサンプリングされる
上記スタ−トのタイミングより50ns遅れてサンプリ
ングされるように構成する。このようにすることによ
り、両信号の位相差が正確に90°であれば、90°の
位相差をもつ基準高周波信号が入力されるADC17a
の出力はゼロとなる。
【0024】そこで、CPU1は、90°の位相差をも
つ基準高周波信号のADC17aにおける出力がゼロと
なるように、位相補正回路25内のリレ−28a、28
bに制御信号を送って、遅延線パタ−ン27a〜27c
の切り換えを行うことにより、精度の良い位相調整を自
動的に行うことができる。
【0025】本実施例では、ADC17の性能について
詳しく説明しないが、このADC17は必要に応じサン
プルホ−ルド回路などが付属され、10MHzの信号が
離散的に収集できるものとする。
【0026】上記により、検波ミキサ23a、23bに
よって検波された低周波成分からなる信号は、ADC1
7a、17bによってディジタル化され、CPU1に入
力される。CPU1では上記の低周波成分からなる信号
に基づき画像再構成し、被検体7の断層面の画像を得る
ことができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によるMRI
装置によれば、検波回路に入力する基準高周波信号の位
相誤差を精度良く、自動的に補正することができるの
で、検波回路での位相精度の悪さに起因する画像劣化を
大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の要部である受信系の詳細を示す図。
【図2】1MHzでのサンプリングの例。
【図3】MRI装置の構成例。
【図4】従来のMRI装置の受信系の構成例。
【符号の説明】
1 CPU 2 シ−ケンサ 3 送信系 4 静磁場発生用磁石 5 受信系 6 信号処理系 7 被検体 8 高周波発振器 9 変調器 10 増幅器 11 照射コイル 12 傾斜磁場電源 13 傾斜磁場コイル 14 受信コイル 15 増幅器 16 検波回路 17,17a,17b ADC 18 ディスプレイ 19 光ディスク 20 磁気ディスク 21 傾斜磁場発生系 22 前段ミキサ 23a,23b 検波ミキサ 24 直交位相分配器 25,25a,25b 位相補正回路 26a,26b リレ− 27a〜27c 遅延線パタ−ン 28a,28b リレ−スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体からの高周波の核磁気共鳴信号
    (以下、NMR信号という)を検出する受信コイルと、
    該受信コイルで検出された高周波のNMR信号を中間周
    波数のNMR信号に変換する第1の検波ミキサと、前記
    中間周波数のNMR信号に対し直交検波を行いオ−ディ
    オ周波数のNMR信号に変換する第2の検波ミキサと、
    前記第1の検波ミキサおよび前記第2の検波ミキサに基
    準高周波信号を送出する基準高周波発振回路と、前記基
    準高周波信号を90゜の位相差をもつ2つの基準高周波
    信号に分離する直交位相分配回路と、前記オ−ディオ周
    波数のNMR信号をディジタル信号に変換するオ−ディ
    オ・ディジタル変換回路と、該ディジタル信号に基づい
    て画像再構成を行うと共に、各種の制御を行う中央処理
    装置とを備え、前記第2の検波ミキサは前記中間周波数
    のNMR信号と前記90゜の位相差をもつ2つの基準高
    周波信号の各々とをミキシングすることにより、90゜
    の位相差のあるオ−ディオ周波数のNMR信号に変換す
    るように構成されている磁気共鳴イメ−ジング装置にお
    いて、前記直交位相分配回路と前記第2の検波ミキサの
    間に複数個の長さの異なる遅延線パタ−ンと任意の遅延
    線パタ−ンを選択する選択手段とを有する位相補正回路
    を備え、前記遅延線パタ−ンのうちの1つを選択して前
    記基準高周波信号の位相誤差を補正することを特徴とす
    る磁気共鳴シメ−ジング装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気共鳴イメ−ジング装
    置において、前記直交位相分配回路の出力をオ−ディオ
    ・ディジタル変換回路に切り換える信号切換手段を備
    え、該信号切換手段を切り換えることにより前記基準高
    周波信号を直接ディジタル化し、該ディジタル情報から
    前記基準高周波信号の位相情報を取り出し、該位相情報
    に基づき前記位相補正回路の遅延線パタ−ンを選択する
    ことを特徴とする磁気共鳴イメ−ジング装置。
JP8352417A 1996-12-13 1996-12-13 磁気共鳴イメージング装置 Pending JPH10165392A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6680611B2 (en) * 2001-01-19 2004-01-20 Jeol Ltd. Local signal-supplying device for NMR spectrometer
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