JPH0222652B2 - - Google Patents
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- JPH0222652B2 JPH0222652B2 JP58037014A JP3701483A JPH0222652B2 JP H0222652 B2 JPH0222652 B2 JP H0222652B2 JP 58037014 A JP58037014 A JP 58037014A JP 3701483 A JP3701483 A JP 3701483A JP H0222652 B2 JPH0222652 B2 JP H0222652B2
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- Japan
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- circuit
- signal
- pulse
- preamplifier
- nmr
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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
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
-
- 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
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- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3642—Mutual coupling or decoupling of multiple coils, e.g. decoupling of a receive coil from a transmission coil, or intentional coupling of RF coils, e.g. for RF magnetic field amplification
- G01R33/3657—Decoupling of multiple RF coils wherein the multiple RF coils do not have the same function in MR, e.g. decoupling of a transmission coil from a receive coil
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transceivers (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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 magnetic
resonance，以下これを「NMR」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たNMR装置
における受信回路の改良に関するものである。
resonance，以下これを「NMR」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たNMR装置
における受信回路の改良に関するものである。
NMRは、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
象によつ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。
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
象によつ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。
NMR装置は前述のように高周波エネルギーを
被検体に照射するが、このときの高周波エネルギ
ーが前述のNMR信号を検出する受信回路の動作
に悪影響を与える。すなわち、受信回路において
高周波増幅器の飽和やこれに伴なう応答の遅れ、
さらには破壊などを生じさせる。
被検体に照射するが、このときの高周波エネルギ
ーが前述のNMR信号を検出する受信回路の動作
に悪影響を与える。すなわち、受信回路において
高周波増幅器の飽和やこれに伴なう応答の遅れ、
さらには破壊などを生じさせる。
第１図はこの問題に対処した従来の回路例を示
すブロツク図である。NMR用受信回路１におい
て、２はNMR信号を検出する受信コイル部、３
はこの受信コイル部２からの信号を増幅するプリ
アンプ、４はこのプリアンプ３からの出力の後段
への伝達を制御して高周波送信パルスの影響によ
る高周波増幅回路の飽和を防ぐゲート回路、５は
前記プリアンプ３からの出力をゲート回路４を介
して入力し増幅する高周波増幅器、６はこの高周
波増幅回路５からの出力を入力して種々の信号処
理を行なう信号処理回路、７はNMR装置全体の
シーケンスを制御するパルスプログラマで、前記
ゲート回路４へ制御信号を出力する。NMR装置
において、送信コイルから送出される高周波送信
パルスとしては、（90゜，180゜パルスのように）パ
ルス幅の異なるパルス変調波や、ガウシアン波形
のように複雑な波形で変調された送信波が使用さ
れており、前記パルスプログラマ７はこのような
送信波のパルス長に応じた信号を発生させる必要
がある。また受信回路における受信信号のパルス
長は送信コイルと受信コイルのダンピング特性や
コイル内に入る被検体の大きさで変化するＱの値
などに依存し、一般に送信コイルへ印加した励振
信号のパルス長より長くなる。したがつて前記ゲ
ート回路４へ加わる、パルスプログラマ７からの
制御信号のパルス長は、上記のような送受信系の
変化に対応して常に調整を行う必要があり、複雑
な処理が必要になるという欠点を有する。
すブロツク図である。NMR用受信回路１におい
て、２はNMR信号を検出する受信コイル部、３
はこの受信コイル部２からの信号を増幅するプリ
アンプ、４はこのプリアンプ３からの出力の後段
への伝達を制御して高周波送信パルスの影響によ
る高周波増幅回路の飽和を防ぐゲート回路、５は
前記プリアンプ３からの出力をゲート回路４を介
して入力し増幅する高周波増幅器、６はこの高周
波増幅回路５からの出力を入力して種々の信号処
理を行なう信号処理回路、７はNMR装置全体の
シーケンスを制御するパルスプログラマで、前記
ゲート回路４へ制御信号を出力する。NMR装置
において、送信コイルから送出される高周波送信
パルスとしては、（90゜，180゜パルスのように）パ
ルス幅の異なるパルス変調波や、ガウシアン波形
のように複雑な波形で変調された送信波が使用さ
れており、前記パルスプログラマ７はこのような
送信波のパルス長に応じた信号を発生させる必要
がある。また受信回路における受信信号のパルス
長は送信コイルと受信コイルのダンピング特性や
コイル内に入る被検体の大きさで変化するＱの値
などに依存し、一般に送信コイルへ印加した励振
信号のパルス長より長くなる。したがつて前記ゲ
ート回路４へ加わる、パルスプログラマ７からの
制御信号のパルス長は、上記のような送受信系の
変化に対応して常に調整を行う必要があり、複雑
な処理が必要になるという欠点を有する。
本発明は上記の問題を解消するためになされた
もので、簡単な構成で、大電力送信パルスによる
受信回路内の高周波増幅回路などの飽和を、送受
信系の変化などにも対応して防ぐことのできる受
信回路を実現することを目的とする。
もので、簡単な構成で、大電力送信パルスによる
受信回路内の高周波増幅回路などの飽和を、送受
信系の変化などにも対応して防ぐことのできる受
信回路を実現することを目的とする。
本発明によればNMR装置用受信回路において
サーチコイルで送信パルスを検出し、この検出信
号に対応して制御信号回路で発生する制御信号に
よりプリアンプのゲイン切換およびまたはゲート
回路のオンオフを行なうことにより上記の目的を
達成できる。
サーチコイルで送信パルスを検出し、この検出信
号に対応して制御信号回路で発生する制御信号に
よりプリアンプのゲイン切換およびまたはゲート
回路のオンオフを行なうことにより上記の目的を
達成できる。
〔実施例の説明〕
以下図面にもとづいて本発明を説明する。第２
図は本発明に係るNMR装置用受信回路の１実施
例を示すブロツク図である。第１図と同一の部分
には同一の符号を附している。２はNMR信号を
検出する信号コイル部、１３はこの受信コイル部
２からの信号を増幅するプリアンプ、１４はこの
プリアンプ１３からの出力の後段への伝達を制御
するゲート回路、５は前記プリアンプ１３からの
出力をゲート回路１４を介して入力し増幅する高
周波増幅器、６はこの高周波増幅回路５からの出
力を入力して種々の信号処理を行なう信号処理回
路、８は高周波送信パルスを検出するサーチコイ
ル、９はこのサーチコイル８から得られる検出信
号を入力してこの検出信号（時間軸上の）長さに
対応した長さの制御信号パルスを発生し、前記プ
リアンプ１３およびゲート回路１４を制御する制
御信号発生回路である。
図は本発明に係るNMR装置用受信回路の１実施
例を示すブロツク図である。第１図と同一の部分
には同一の符号を附している。２はNMR信号を
検出する信号コイル部、１３はこの受信コイル部
２からの信号を増幅するプリアンプ、１４はこの
プリアンプ１３からの出力の後段への伝達を制御
するゲート回路、５は前記プリアンプ１３からの
出力をゲート回路１４を介して入力し増幅する高
周波増幅器、６はこの高周波増幅回路５からの出
力を入力して種々の信号処理を行なう信号処理回
路、８は高周波送信パルスを検出するサーチコイ
ル、９はこのサーチコイル８から得られる検出信
号を入力してこの検出信号（時間軸上の）長さに
対応した長さの制御信号パルスを発生し、前記プ
リアンプ１３およびゲート回路１４を制御する制
御信号発生回路である。
第３図は第２図の制御信号発生回路９およびゲ
ート回路１４の具体例を示した電気回路図であ
る。
ート回路１４の具体例を示した電気回路図であ
る。
制御信号発生回路９においてD1，D2，D3はサ
ーチコイル８の出力が加えられる直列接続のダイ
オード、C1はその一端がこのダイオードD3のア
ノードに接続し、その他端がコモンに接続するキ
ヤパシタ、r1はこのキヤパシタの前記一端にその
一端が接続する抵抗、Ｌはその一端がこの抵抗r1
の他端に接続しその他端が電源電圧Vccに接続す
る高周波用インダクタンス、Ｑはそのベース端子
が前記キヤパシタC1の前記一端に接続するトラ
ンジスタ、r2はその一端がこのトランジスタＱの
コレクタ端子に接続しその他端が前記インダクタ
ンスＬの前記一端に接続するコレクタ電流制限用
抵抗、D4はそのカソード端子、アノード端子が
前記トランジスタＱのベース端子、エミツタ端子
にそれぞれ接続する順バイアス防止用保護ダイオ
ードである。ゲート回路１４はリング変調器を基
本とした電流制御アツテネータを構成し、１４１
はプリアンプ１３からの出力が加わる入力端子、
T1はその１次側の一端がこの入力端子に接続し、
他端がコモンに接続し、その２次側の中点に前記
制御信号発生回路９のトランジスタＱのエミツタ
端子が接続する入力側トランス、D5〜D8はそれ
ぞれ互いにアノード端子とカソード端子とを接続
して環状に構成したダイオードで、ダイオード
D5およびダイオードD7のアノード端子に前記ト
ランスT1の２次側の一端および他端がそれぞれ
接続している。T2は前記ダイオードD7および前
記ダイオードD5のカソード端子がその１次側の
一端および他端にそれぞれ接続しその一次側の中
間端子がコモンに接続する出力側トランス、１４
２はこのトランスT2の２次側の一端が接続する
出力端子である。キヤパシタC2と抵抗r3は前記ト
ランスT1の２次側の中点とコモンの間に接続す
る直列回路を構成し、ゲート回路１４をこの点で
高周波的に終端化させる効果がある。
ーチコイル８の出力が加えられる直列接続のダイ
オード、C1はその一端がこのダイオードD3のア
ノードに接続し、その他端がコモンに接続するキ
ヤパシタ、r1はこのキヤパシタの前記一端にその
一端が接続する抵抗、Ｌはその一端がこの抵抗r1
の他端に接続しその他端が電源電圧Vccに接続す
る高周波用インダクタンス、Ｑはそのベース端子
が前記キヤパシタC1の前記一端に接続するトラ
ンジスタ、r2はその一端がこのトランジスタＱの
コレクタ端子に接続しその他端が前記インダクタ
ンスＬの前記一端に接続するコレクタ電流制限用
抵抗、D4はそのカソード端子、アノード端子が
前記トランジスタＱのベース端子、エミツタ端子
にそれぞれ接続する順バイアス防止用保護ダイオ
ードである。ゲート回路１４はリング変調器を基
本とした電流制御アツテネータを構成し、１４１
はプリアンプ１３からの出力が加わる入力端子、
T1はその１次側の一端がこの入力端子に接続し、
他端がコモンに接続し、その２次側の中点に前記
制御信号発生回路９のトランジスタＱのエミツタ
端子が接続する入力側トランス、D5〜D8はそれ
ぞれ互いにアノード端子とカソード端子とを接続
して環状に構成したダイオードで、ダイオード
D5およびダイオードD7のアノード端子に前記ト
ランスT1の２次側の一端および他端がそれぞれ
接続している。T2は前記ダイオードD7および前
記ダイオードD5のカソード端子がその１次側の
一端および他端にそれぞれ接続しその一次側の中
間端子がコモンに接続する出力側トランス、１４
２はこのトランスT2の２次側の一端が接続する
出力端子である。キヤパシタC2と抵抗r3は前記ト
ランスT1の２次側の中点とコモンの間に接続す
る直列回路を構成し、ゲート回路１４をこの点で
高周波的に終端化させる効果がある。
第４図は第２図のプリアンプ１３の具体例を示
した電気回路図である。抵抗R1，R2と演算増幅
器Ａとは反転増幅器を構成し、抵抗R2と並列に
ゲイン制御用のスイツチＳ（例えば高周波用ソリ
ツドリレー）が接続している。
した電気回路図である。抵抗R1，R2と演算増幅
器Ａとは反転増幅器を構成し、抵抗R2と並列に
ゲイン制御用のスイツチＳ（例えば高周波用ソリ
ツドリレー）が接続している。
以下に上記の受信回路の動作について説明す
る。第３図において高周波送信パルスがないとき
はサーチコイル８に起電力が発生しないので、ダ
イオードD1，D2，D3はカツトオフとなり、キヤ
パシタC1が抵抗r1を介して電源電圧Vccによつて
充電される。この結果ベース端子電圧が上昇して
トランジスタＱはオンとなり電源電圧Vccと抵抗
r2で決まる電流i1がゲート回路１４へ供給され、
ダイオードD5，D7をオンとする。この結果ゲー
ト回路１４はオンの状態となり入力端子１４１に
加えられたプリアンプ１３からの高周波信号は出
力端子１４２に伝達される。高周波送信パルスが
印加されると、負のパルスのときダイオードD1，
D2，D3は導通状態となりキヤパシタC1に充電さ
れていた電荷は放電される。正のパルスではダイ
オードは再び非導通状態となるがC1r1の時定数は
高周波送信パルスの１周期に対して充分大きいの
で、高周波送信パルスが印加されている間中キヤ
パシタC1の電位は負となる。したがつてこの期
間トランジスタＱはオフとなり、ゲート回路１４
へ電流が供給されないので、ゲート回路１４はオ
フの状態となり、プリアンプ１３からの出力信号
はここで遮断される。高周波信号パルスがなくな
るとトランジスタＱは時定数r1C1で決まる一定の
遅れの後再びオンとなりゲート回路１４を導通状
態とする。このゲート回路は前記制御電流のオン
オフで入出力の減衰比を50dB以上とれる。
る。第３図において高周波送信パルスがないとき
はサーチコイル８に起電力が発生しないので、ダ
イオードD1，D2，D3はカツトオフとなり、キヤ
パシタC1が抵抗r1を介して電源電圧Vccによつて
充電される。この結果ベース端子電圧が上昇して
トランジスタＱはオンとなり電源電圧Vccと抵抗
r2で決まる電流i1がゲート回路１４へ供給され、
ダイオードD5，D7をオンとする。この結果ゲー
ト回路１４はオンの状態となり入力端子１４１に
加えられたプリアンプ１３からの高周波信号は出
力端子１４２に伝達される。高周波送信パルスが
印加されると、負のパルスのときダイオードD1，
D2，D3は導通状態となりキヤパシタC1に充電さ
れていた電荷は放電される。正のパルスではダイ
オードは再び非導通状態となるがC1r1の時定数は
高周波送信パルスの１周期に対して充分大きいの
で、高周波送信パルスが印加されている間中キヤ
パシタC1の電位は負となる。したがつてこの期
間トランジスタＱはオフとなり、ゲート回路１４
へ電流が供給されないので、ゲート回路１４はオ
フの状態となり、プリアンプ１３からの出力信号
はここで遮断される。高周波信号パルスがなくな
るとトランジスタＱは時定数r1C1で決まる一定の
遅れの後再びオンとなりゲート回路１４を導通状
態とする。このゲート回路は前記制御電流のオン
オフで入出力の減衰比を50dB以上とれる。
前記トランジスタＱからの電流パルス出力は第
４図のプリアンプ１３の制御にも用いられ、トラ
ンジスタＱがオフのときはスイツチＳをオンとし
てゲインをゼロにする。
４図のプリアンプ１３の制御にも用いられ、トラ
ンジスタＱがオフのときはスイツチＳをオンとし
てゲインをゼロにする。
上記のような構成の受信回路において、抵抗r1
およびキヤパシタC1を適当な値に選べば送受信
系のダンピングフアクタを考慮した制御が可能と
なる。すなわち大電力の高周波の送信パルスが印
加されたとき自動的にゲート回路をオフにし、プ
リアンプのゲインをゼロにすることにより高周波
増幅回路の飽和を防ぎ、飽和によるNMR信号検
出の遅れを防止することができる。なお抵抗r1と
して可変トリマ抵抗を用いるか、複数の異なる抵
抗をスイツチで切換えるようにすれば、送受信系
のダンピング特性や被検体の大きさの影響などに
対してよりきめ細かく対応できる。
およびキヤパシタC1を適当な値に選べば送受信
系のダンピングフアクタを考慮した制御が可能と
なる。すなわち大電力の高周波の送信パルスが印
加されたとき自動的にゲート回路をオフにし、プ
リアンプのゲインをゼロにすることにより高周波
増幅回路の飽和を防ぎ、飽和によるNMR信号検
出の遅れを防止することができる。なお抵抗r1と
して可変トリマ抵抗を用いるか、複数の異なる抵
抗をスイツチで切換えるようにすれば、送受信系
のダンピング特性や被検体の大きさの影響などに
対してよりきめ細かく対応できる。
またパルスプログラマの暴走により高周波送信
パルスが連続的に印加されたときにも高周波増幅
器などの飽和や破壊を防ぐことができるという利
点もある。（これは従来のパルスプログラマ方式
では不可能。） また上記の回路はサーチコイルを用いずにプリ
アンプ部にリミツタ回路をもうけた従来の方法に
比べても次のような利点がある。すなわち制御信
号を用いて、プリアンプ部のみでなくゲート回路
も制御しているので、より高周波ノイズ抑制の効
果がある。
パルスが連続的に印加されたときにも高周波増幅
器などの飽和や破壊を防ぐことができるという利
点もある。（これは従来のパルスプログラマ方式
では不可能。） また上記の回路はサーチコイルを用いずにプリ
アンプ部にリミツタ回路をもうけた従来の方法に
比べても次のような利点がある。すなわち制御信
号を用いて、プリアンプ部のみでなくゲート回路
も制御しているので、より高周波ノイズ抑制の効
果がある。
第５図は本発明の第２の実施例を示すブロツク
図である。第１の実施例と異なる点は、制御信号
発生回路９からの出力をバツフア１０を介して高
周波増幅回路１５、信号処理回路１６（例えば位
相検波器、フイルタアンプ等）にも与えている部
分で、より完全に高周波ノイズを抑制できる。
図である。第１の実施例と異なる点は、制御信号
発生回路９からの出力をバツフア１０を介して高
周波増幅回路１５、信号処理回路１６（例えば位
相検波器、フイルタアンプ等）にも与えている部
分で、より完全に高周波ノイズを抑制できる。
以上述べたように本発明によれば、大電力の高
周波送信パルスによる受信回路の飽和などを、送
受信系の変化などにも対応して防ぐことのできる
受信回路を簡単な構成で実現できる。
周波送信パルスによる受信回路の飽和などを、送
受信系の変化などにも対応して防ぐことのできる
受信回路を簡単な構成で実現できる。
第１図は従来のNMR受信回路の一例を示すブ
ロツク図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図、第４図は第２図の部分の具体例
を示す電気回路図、第５図は本発明の第２の実施
例を示すブロツク図である。 ２……受信コイル、８……サーチコイル、９…
…制御信号発生回路、１３……プリアンプ、１４
……ゲート回路。
ロツク図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図、第４図は第２図の部分の具体例
を示す電気回路図、第５図は本発明の第２の実施
例を示すブロツク図である。 ２……受信コイル、８……サーチコイル、９…
…制御信号発生回路、１３……プリアンプ、１４
……ゲート回路。
Claims (1)
- １ 送信コイルから送出される高周波送信パルス
を被検体に照射して生じるNMR共鳴信号を受信
コイル部で検出し、プリアンプで増幅し、後段回
路への伝達をゲート回路で制御するNMR装置用
受信回路において、高周波送信パルスを検出する
サーチコイルと、このサーチコイルから出力され
る検出信号を入力してこの検出信号の開始により
直ちに開始し前記検出信号の終了後所定のタイミ
ングで終了するパルス状の制御信号を発生する制
御信号発生回路とを備え、前記制御信号で前記プ
リアンプのゲイン切換および前記ゲート回路のオ
ンオフを行なうことにより前記高周波送信パルス
に基づく信号が前記後段回路へ到達しないように
構成したことを特徴とするNMR装置用受信回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037014A JPS59164041A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ｎｍｒ装置用受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037014A JPS59164041A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ｎｍｒ装置用受信回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59164041A JPS59164041A (ja) | 1984-09-17 |
| JPH0222652B2 true JPH0222652B2 (ja) | 1990-05-21 |
Family
ID=12485815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037014A Granted JPS59164041A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Ｎｍｒ装置用受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59164041A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2753283B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1998-05-18 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒ装置 |
| ATE412189T1 (de) * | 2003-09-10 | 2008-11-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Magnetresonanzabbildungs-empfangskette mit dynamischer verstärkung und drahtloser empfängerspule |
| JP5422453B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2014-02-19 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置 |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP58037014A patent/JPS59164041A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59164041A (ja) | 1984-09-17 |
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