JPH01201243A - コイル磁界変動抑制方法 - Google Patents
コイル磁界変動抑制方法Info
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- JPH01201243A JPH01201243A JP63026999A JP2699988A JPH01201243A JP H01201243 A JPH01201243 A JP H01201243A JP 63026999 A JP63026999 A JP 63026999A JP 2699988 A JP2699988 A JP 2699988A JP H01201243 A JPH01201243 A JP H01201243A
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- coil
- coils
- magnetic field
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/389—Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はコイル磁界変動抑制方法にかかり、詳しくは、
ＮＭＲないしＭＨＩ画像診断装置と称される核磁気共鳴
現象を利用した画像診断装置等において、勾配コイル（
傾斜コイル）により生成される勾配磁界（傾斜磁界）の
変動を抑制する方法に関する。
ＮＭＲないしＭＨＩ画像診断装置と称される核磁気共鳴
現象を利用した画像診断装置等において、勾配コイル（
傾斜コイル）により生成される勾配磁界（傾斜磁界）の
変動を抑制する方法に関する。
（従来の技術）
周知のように、この種の診断装置においては、高周波磁
界を発生させるＲＦコイル及び静磁界を発生させる主磁
界コイルと共に１位置座標に比例して直線的に変化する
磁界分布により、ＮＭＲ信号の周波数及び位相を変化さ
せるための勾配コイルが備えられている。
界を発生させるＲＦコイル及び静磁界を発生させる主磁
界コイルと共に１位置座標に比例して直線的に変化する
磁界分布により、ＮＭＲ信号の周波数及び位相を変化さ
せるための勾配コイルが備えられている。
このうち、勾配コイルの電源（一種の増幅器）としては
従来からリニアアンプが広く用いられており、また、近
年においてはスイッチング方式のＰＷＭ（パルス幅変Ｉ
ｉ）インバータが使用されてきている。このうちリニア
アンプによる電源はその動作原理上、出力のリプルが少
なく、また、ＰＷＭインバータによる電源は、容量が比
較的小さく、かつ出力周波数が高周波であるためリプル
はさほど問題となっていない。
従来からリニアアンプが広く用いられており、また、近
年においてはスイッチング方式のＰＷＭ（パルス幅変Ｉ
ｉ）インバータが使用されてきている。このうちリニア
アンプによる電源はその動作原理上、出力のリプルが少
なく、また、ＰＷＭインバータによる電源は、容量が比
較的小さく、かつ出力周波数が高周波であるためリプル
はさほど問題となっていない。
しかるに、近時に至って、この種の画像診断装置は高磁
場、高速処理のものが要請されつつあり、これに伴って
勾配コイル用電源自体も高速かつ大容量のものが要求さ
れるようになってきている。
場、高速処理のものが要請されつつあり、これに伴って
勾配コイル用電源自体も高速かつ大容量のものが要求さ
れるようになってきている。
かかる観点から、勾配コイル用電源としては、小形、低
損失、高速、高精度等の利点を有するスイッチング方式
のＰＷＭインバータが将来的にも有利といわれている。
損失、高速、高精度等の利点を有するスイッチング方式
のＰＷＭインバータが将来的にも有利といわれている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このスイッチング方式では、コイルによ
る誘導性負荷の高速応答出力を得るために直流電圧を高
くする必要がある一方、出力電流の立ち上げ及び立ち下
げ時以外では直流電圧はさほど高くなくてよいという相
反する能力が要求される。このため、通常は前者に合わ
せて直流電圧が高く設定されることから、コイル電流の
リプルが大きくなり、これに伴って勾配磁界が変動する
という不都合を生じていた。
る誘導性負荷の高速応答出力を得るために直流電圧を高
くする必要がある一方、出力電流の立ち上げ及び立ち下
げ時以外では直流電圧はさほど高くなくてよいという相
反する能力が要求される。このため、通常は前者に合わ
せて直流電圧が高く設定されることから、コイル電流の
リプルが大きくなり、これに伴って勾配磁界が変動する
という不都合を生じていた。
この不都合を解消するためには、例えばＰＷＭインバー
タの出力側にインバータ自体よりも更に大形のフィルタ
回路を設ける必要があり、電源装置の小形化というスイ
ッチング方式固有の特徴を損なうものであった。
タの出力側にインバータ自体よりも更に大形のフィルタ
回路を設ける必要があり、電源装置の小形化というスイ
ッチング方式固有の特徴を損なうものであった。
本発明は上記課題を解決するために提案されたもので、
その目的とするところは、ＰＷＭインバータを用いたコ
イル用電源装置において、大形のフィルタ等を用いるこ
となくコイル電流のリプルを除去し、これに伴う磁界変
動を解消するようにしたコイル磁界変動抑制方法を提供
することにある。
その目的とするところは、ＰＷＭインバータを用いたコ
イル用電源装置において、大形のフィルタ等を用いるこ
となくコイル電流のリプルを除去し、これに伴う磁界変
動を解消するようにしたコイル磁界変動抑制方法を提供
することにある。
（１１題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明は、各ｎ（ｎは正の整
数）個のコイルを平面直交座標系の各象限にそれぞれ配
置し、これらのコイルへの供給電流のリプルが相殺され
る位置関係にて前記コイルを部分してそれぞれ２Ｂ個の
コイルからなる第１及び第２のコイル群（例えば第１象
限及び第３象限に配置されたコイル群と第２象限及び第
４象限に配置されたコイル群）を形成すると共に、互い
に９０°の位相差を持つキャリア波形を有する電圧形Ｐ
ＷＭインバータから前記第１及び第２のコイル群にそれ
ぞれ給電することを特徴とする。
数）個のコイルを平面直交座標系の各象限にそれぞれ配
置し、これらのコイルへの供給電流のリプルが相殺され
る位置関係にて前記コイルを部分してそれぞれ２Ｂ個の
コイルからなる第１及び第２のコイル群（例えば第１象
限及び第３象限に配置されたコイル群と第２象限及び第
４象限に配置されたコイル群）を形成すると共に、互い
に９０°の位相差を持つキャリア波形を有する電圧形Ｐ
ＷＭインバータから前記第１及び第２のコイル群にそれ
ぞれ給電することを特徴とする。
（作用）
本発明によれば、第１及び第２のコイル群に対して、互
いに９０’の位相差を持つキャリア波形を有する電圧形
ＰＷＭインバータからそれぞれ給電される。このとき、
個々のコイル毎には電流のリプルが残ることとなるが、
すべてのコイル電流の合成電流は、第１及び第２のコイ
ル群の位置関係によってリプルが少ないものとなり、そ
の結果、発生磁界の変動も少なくなる。
いに９０’の位相差を持つキャリア波形を有する電圧形
ＰＷＭインバータからそれぞれ給電される。このとき、
個々のコイル毎には電流のリプルが残ることとなるが、
すべてのコイル電流の合成電流は、第１及び第２のコイ
ル群の位置関係によってリプルが少ないものとなり、そ
の結果、発生磁界の変動も少なくなる。
（実施例）
以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。
まず、第１図はこの実施例が適用される勾配磁界発生装
置の要部を示すものである。同図においてＩＡ、 ＩＢ
、 ＩＣ，１０は図示されていない主磁界コイル内に配
置される４ｎ（ｎ＝１）個のコイル（勾配コイル）であ
り、各コイルＩＡ−１０は２つの学内部分とこれらを結
ぶ直線部分とからなっている。ここで、３次元の座標軸
Ｘ、Ｙ、ＺのうちＹ軸及びＺ軸を含む平面座標系を考え
ると、コイルＩＡはこの平面の第１象限に、コイルＩＢ
は第２象限に、コイルＩＣは第３象限に、また、コイル
ＩＤは第４象限においてそれぞれの直線部分がＺ軸に沿
うように対称的に配置されている。
置の要部を示すものである。同図においてＩＡ、 ＩＢ
、 ＩＣ，１０は図示されていない主磁界コイル内に配
置される４ｎ（ｎ＝１）個のコイル（勾配コイル）であ
り、各コイルＩＡ−１０は２つの学内部分とこれらを結
ぶ直線部分とからなっている。ここで、３次元の座標軸
Ｘ、Ｙ、ＺのうちＹ軸及びＺ軸を含む平面座標系を考え
ると、コイルＩＡはこの平面の第１象限に、コイルＩＢ
は第２象限に、コイルＩＣは第３象限に、また、コイル
ＩＤは第４象限においてそれぞれの直線部分がＺ軸に沿
うように対称的に配置されている。
また、各コイルＩＡ、 １Ｂ、 ＩＣ，１０の両端には
、単相の電圧形ＰＷＭインバータ（以下、単にインバー
タという）２Ａ、 ２Ｂ、 ２Ｃ，２Ｄがそれぞれ接続
されている。なお、インバータの出力側には必要に応じ
てフィルタ回路が設けられるが、便宜上、これらの図示
は省略されている。そして、上述したインバータ２Ａ〜
２Ｄにより、各コイルＩＡ〜ＩＤにはある瞬間において
図示の方向の電流が流れ、このコイル電流により、図示
する如くＹ軸方向に沿った勾配磁界が発生するようにな
っている。
、単相の電圧形ＰＷＭインバータ（以下、単にインバー
タという）２Ａ、 ２Ｂ、 ２Ｃ，２Ｄがそれぞれ接続
されている。なお、インバータの出力側には必要に応じ
てフィルタ回路が設けられるが、便宜上、これらの図示
は省略されている。そして、上述したインバータ２Ａ〜
２Ｄにより、各コイルＩＡ〜ＩＤにはある瞬間において
図示の方向の電流が流れ、このコイル電流により、図示
する如くＹ軸方向に沿った勾配磁界が発生するようにな
っている。
ここで、すべてのコイルＩＡ−１０を部分し、第１象限
及び第３象限に属するコイルＩＡ、 ＩＣを第１のコイ
ル群、第２象限及び第４象限に属するコイルＩＢ、 １
０を第２のコイル群に区分すると、第２図及び第３図に
示すように、第１のコイル群に対応するインバータ２Ａ
、 ２Ｃの三角波のキャリア（変調波）波形は同一位相
、また第２のコイル群に対応するインバータ２Ｂ、 ２
Ｄの三角波のキャリア波形も同一位相であり、かつこれ
らのキャリア波形間には電気角で９０°の位相差が保有
されている。
及び第３象限に属するコイルＩＡ、 ＩＣを第１のコイ
ル群、第２象限及び第４象限に属するコイルＩＢ、 １
０を第２のコイル群に区分すると、第２図及び第３図に
示すように、第１のコイル群に対応するインバータ２Ａ
、 ２Ｃの三角波のキャリア（変調波）波形は同一位相
、また第２のコイル群に対応するインバータ２Ｂ、 ２
Ｄの三角波のキャリア波形も同一位相であり、かつこれ
らのキャリア波形間には電気角で９０°の位相差が保有
されている。
次に、この作用を第２図及び第３図を参照しつつ説明す
る。
る。
いま、インバータのキャリア波形と比較される制御信号
（直流レベル）を第２図のように設定してインバータの
出力電圧を低く設定したとする。このときのインバータ
２Ａ、 ２Ｃのスイッチング素子に対する点弧パルス及
びインバータ２Ｂ、 ２Ｄのスイッチング素子に対する
点弧パルスは第２図に示すとおりとなり、これに対応し
て各インバータ２Ａ、２Ｃ及び２８．２Ｄの出力電流、
すなわちコイルＩＡ、 ＩＣ及びＩＢ、 １０を流れる
電流のリプル分のみを抽出すると、図示するごとく各コ
イルを個別に見ればリプル分は比較的大きくなる。
（直流レベル）を第２図のように設定してインバータの
出力電圧を低く設定したとする。このときのインバータ
２Ａ、 ２Ｃのスイッチング素子に対する点弧パルス及
びインバータ２Ｂ、 ２Ｄのスイッチング素子に対する
点弧パルスは第２図に示すとおりとなり、これに対応し
て各インバータ２Ａ、２Ｃ及び２８．２Ｄの出力電流、
すなわちコイルＩＡ、 ＩＣ及びＩＢ、 １０を流れる
電流のリプル分のみを抽出すると、図示するごとく各コ
イルを個別に見ればリプル分は比較的大きくなる。
しかるに、各コイルＩＡ、 ＩＣ及びＩＢ、 １０の電
流はキャリア波形の位相差によって互いに９０°ずれて
いるため、これらの合成電流のリプル分は、第２図最下
段に示すように個別の電流よりも緩和されたものとなる
。従って、この合成コイル電流に基づく勾配磁界を、キ
ャリア波形に起因する変動が比較的少ないものとするこ
とができる。
流はキャリア波形の位相差によって互いに９０°ずれて
いるため、これらの合成電流のリプル分は、第２図最下
段に示すように個別の電流よりも緩和されたものとなる
。従って、この合成コイル電流に基づく勾配磁界を、キ
ャリア波形に起因する変動が比較的少ないものとするこ
とができる。
また、この作用は、第３図に示すように制御信号を大き
くしてインバータの出力電圧を低く設定した場合もほぼ
同様であり、合成電流のリプルが緩和されて磁界変動も
比較的少なくなる。ここで。
くしてインバータの出力電圧を低く設定した場合もほぼ
同様であり、合成電流のリプルが緩和されて磁界変動も
比較的少なくなる。ここで。
第３図におけるインバータのキャリア波形及び各インバ
ータの点弧パルスは、第２図と同一の線種番こよって示
されている− なお、上記実施例では各コイルＩＡ−１０ごとにそれぞ
れインバータ２Ａ〜２Ｄを接続しであるが、インバータ
は第１のコイル群（コイルＩＡ、 Ｉｃ）につき１台、
第２のコイル群（コイルＩＢ、 １０）につき１台とす
ることも可能である。また、上記実施例ではコイルの総
数４ｎを４個（ｎ−１）としたが１本発明は、例えばｎ
＝ ２として総数８個のコイルを２個ずつ各象限に配
置し、これらの２個のコイルにそれぞれ同一のインバー
タから給電するように構成してもよい。
ータの点弧パルスは、第２図と同一の線種番こよって示
されている− なお、上記実施例では各コイルＩＡ−１０ごとにそれぞ
れインバータ２Ａ〜２Ｄを接続しであるが、インバータ
は第１のコイル群（コイルＩＡ、 Ｉｃ）につき１台、
第２のコイル群（コイルＩＢ、 １０）につき１台とす
ることも可能である。また、上記実施例ではコイルの総
数４ｎを４個（ｎ−１）としたが１本発明は、例えばｎ
＝ ２として総数８個のコイルを２個ずつ各象限に配
置し、これらの２個のコイルにそれぞれ同一のインバー
タから給電するように構成してもよい。
更に、本発明は、上述した勾配磁界発生装置ばかりでな
く、汎用ＰＷＭインバータを用いた種々の磁界発生装置
にも適用可能である。
く、汎用ＰＷＭインバータを用いた種々の磁界発生装置
にも適用可能である。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、複数のコイルを部分して
各コイル群毎にキャリア波形が９０＠の位相差をもつイ
ンバータから給電するようにしたから、各コイルの合成
電流は個別のコイル電流よりもリプルが少なくなり、こ
の合成電流に基づく磁界の変動を好適に抑制することが
できる。
各コイル群毎にキャリア波形が９０＠の位相差をもつイ
ンバータから給電するようにしたから、各コイルの合成
電流は個別のコイル電流よりもリプルが少なくなり、こ
の合成電流に基づく磁界の変動を好適に抑制することが
できる。
また、装置構成として新たに付加されるものもないため
経済的であると共に、インバータの出力側にフィルタを
設けてコイル電流のリプルを一層低減させる場合でも、
小形のフィルタで足りることから電源装置全体の小形化
が可能である等の効果を有する。
経済的であると共に、インバータの出力側にフィルタを
設けてコイル電流のリプルを一層低減させる場合でも、
小形のフィルタで足りることから電源装置全体の小形化
が可能である等の効果を有する。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は勾配磁界発生装置の要部を示す構成図、第２図
及び第３図はこの実施例の作用を説明するためのキャリ
ア、点弧パルス、コイル電流、合成電流の波形図であり
、第２図は低出力電圧時、第３図は高出力電圧時をそれ
ぞれ示す。 ＩＡ〜ＩＤ・・・コイル ２Ａ〜２Ｄ・・・電圧形ＰＷＭインバータ第１図 １Ａ〜１Ｄ−・−−−クイル ２Ａ−２Ｄ・−−−−１ワ己形ＰＷＭイ＞／Ｉ−タ１に
２図
第１図は勾配磁界発生装置の要部を示す構成図、第２図
及び第３図はこの実施例の作用を説明するためのキャリ
ア、点弧パルス、コイル電流、合成電流の波形図であり
、第２図は低出力電圧時、第３図は高出力電圧時をそれ
ぞれ示す。 ＩＡ〜ＩＤ・・・コイル ２Ａ〜２Ｄ・・・電圧形ＰＷＭインバータ第１図 １Ａ〜１Ｄ−・−−−クイル ２Ａ−２Ｄ・−−−−１ワ己形ＰＷＭイ＞／Ｉ−タ１に
２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電圧形ＰＷＭインバータを電源とした４ｎ（ｎは正の
整数）個のコイルにより形成される合成磁界の変動抑制
方法において、 各ｎ個の前記コイルを平面直交座標系の各象限にそれぞ
れ配置し、これらのコイルへの供給電流のリプルが相殺
される位置関係にて前記コイルを二分してそれぞれ２ｎ
個のコイルからなる第１及び第２のコイル群を形成する
と共に、互いに９０°の位相差を持つキャリア波形を有
する前記インバータから前記各コイル群にそれぞれ給電
することを特徴とするコイル磁界変動抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026999A JPH01201243A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | コイル磁界変動抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63026999A JPH01201243A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | コイル磁界変動抑制方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201243A true JPH01201243A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12208847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63026999A Pending JPH01201243A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | コイル磁界変動抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01227747A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| US4893581A (en) * | 1984-12-28 | 1990-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming method |
| JP2007014361A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Hitachi Medical Corp | 電源装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63026999A patent/JPH01201243A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4893581A (en) * | 1984-12-28 | 1990-01-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming method |
| JPH01227747A (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| JP2007014361A (ja) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Hitachi Medical Corp | 電源装置及びこれを用いた磁気共鳴イメージング装置 |
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