JPH024330A - Automatic impedance adjusting device for mri device - Google Patents
Automatic impedance adjusting device for mri deviceInfo
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- JPH024330A JPH024330A JP63155701A JP15570188A JPH024330A JP H024330 A JPH024330 A JP H024330A JP 63155701 A JP63155701 A JP 63155701A JP 15570188 A JP15570188 A JP 15570188A JP H024330 A JPH024330 A JP H024330A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的1
(産業上の利用分野)
本発明は、プローブヘッドのインピーダンスを特性イン
ピーダンスに等しく調整するMRI装置のインピーダン
ス自動調整装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention 1 (Industrial Application Field) The present invention relates to an automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus that adjusts the impedance of a probe head to be equal to the characteristic impedance.
(従来の技術)
MRI装置で被検体から送られるMR倍信号受信するた
めのアンテナとしてプローブヘッドが用いられる。第5
図はこのプローブヘッドの等価回路の一例を示すもので
、このプローブヘッドには給電線(特性インピーダンス
Zc、多くの場合50Ω)が接続され診断態様に応じて
引き回される。(Prior Art) A probe head is used as an antenna for receiving an MR multiplied signal sent from a subject in an MRI apparatus. Fifth
The figure shows an example of an equivalent circuit of this probe head, and a power supply line (characteristic impedance Zc, 50Ω in most cases) is connected to this probe head and routed according to the diagnosis mode.
ここで、C1、C2は可変コンデンサ、しはコイル、R
はコイルの等価的並列抵抗、Ziは入力側からみだイン
ピーダンスである。ところでこのプローブヘッドを用い
る場合は次の2つの理由により、その入力側からみたイ
ンピーダンス(以下単にインピーダンスと称する−)z
iを特性インピーダンスZcに等しく調整する必要があ
る。■Z+Zcの場合は給電線でMR倍信号伝送損失が
生じるので、S/N特性が劣化する。■MRI装置で使
用される低雑音アンプは多くの場合入力インピーダンス
がZc″″C設計されているので、71−Zcの場合即
ちzC以外の信号源インピーダンスを持つ信号源と接続
した場合は、ノイズフィギュアマツチングを犠牲にする
ことになるため必ずしも低雑音が保証されない。Here, C1 and C2 are variable capacitors, coils, and R
is the equivalent parallel resistance of the coil, and Zi is the impedance visible from the input side. By the way, when using this probe head, the impedance seen from the input side (hereinafter simply referred to as impedance) z is due to the following two reasons.
It is necessary to adjust i to be equal to the characteristic impedance Zc. (2) In the case of Z+Zc, MR multiplied signal transmission loss occurs in the feeder line, resulting in deterioration of S/N characteristics. ■Low-noise amplifiers used in MRI equipment are often designed with an input impedance of Zc''''C, so in the case of 71-Zc, that is, when connected to a signal source with a signal source impedance other than ZC, noise Since figure matching is sacrificed, low noise is not necessarily guaranteed.
第5図の等価回路において、可変コンデンサC2、C1
とインピーダンスziとの関係は次式のように示される
。In the equivalent circuit of Fig. 5, variable capacitors C2 and C1
The relationship between z and impedance zi is expressed by the following equation.
上記(1)、 (2)式から明らかなように、ziを大
きくするとC2は小さくなり、C1は大きくなる。As is clear from the above equations (1) and (2), when zi is increased, C2 becomes smaller and C1 becomes larger.
即ち、R,Lが一定の基ではC2を小さ(すれば(勿論
C1もそれに合わせて少し大きくする)、純抵抗になる
ように合わせたプローブヘッドのインピーダンスZiは
大きくすることができる。That is, if R and L are constant, if C2 is made small (of course, C1 is made a little large accordingly), the impedance Zi of the probe head adjusted to be a pure resistance can be made large.
次に点線内の回路部分のインピーダンスZxを計算する
と次式のようになる。Next, the impedance Zx of the circuit portion within the dotted line is calculated as shown in the following equation.
(但しR,zrは実数)
また、2つのC2の回路部分のインピーダンスZYは次
式で示される。(However, R and zr are real numbers.) Also, the impedance ZY of the two C2 circuit parts is expressed by the following equation.
・・・(4)
即ち、上記式(3)、 (4)から明らかなように、Z
iはCI 、R,Lによって形成されるZ×と2つの0
2によって形成されるZYとから構成され、Ziを純抵
抗にするためには(3)式における虚部(インダクテイ
ブなりアクタンス分)を(4)式で示される虚部(キャ
パシティブなリアクタンス分)によって相殺して零にす
ればよいことがわかる。...(4) That is, as is clear from the above formulas (3) and (4), Z
i is CI, Z× formed by R, L and two 0s
ZY formed by It turns out that you can cancel it out and make it zero.
以上の事実に基き、前記したようにZi =Zcの条件
を満足させるためには、Zi <7:cの関係にある場
合はC2を小さく調整し且つそのとき生じた虚部を相殺
するようにC1を大きく調整することにより、ziを大
きくなるように調整すればよい。またzi>zcの場合
は逆にC2を大きく且つC1を小さく調整することによ
りzlを小さくするように調整すればよい。Based on the above facts, in order to satisfy the condition of Zi = Zc as described above, if there is a relationship of Zi <7:c, C2 should be adjusted small and the imaginary part generated at that time should be canceled out. By adjusting C1 to a large value, zi may be adjusted to become large. If zi>zc, conversely, zl may be adjusted to be smaller by adjusting C2 larger and C1 smaller.
ところで、プローブヘッド単体ではQが高いことが要求
され、かつ撮影時には被検体がプローブヘッドに接近す
るために、実際の撮影時のプローブヘッドの第1次近似
としての等価回路は第5図と具なって第6図のように示
される。ここで、(:、s 、C’Sは人体とコイル間
の浮遊容量、RPは人体の等価的抵抗である。従って、
インピーダンスziもZ′iに変化してしまうようにな
る。第6図は第7図のように等価変換することができ、
さらに第8・図のように簡略化することもできる。第7
図でC’sはC3、C’S、Rpを並列変換したときの
等価的容屋、R’pはCちと同様に変換したとぎの等価
的容量である。但し、
である。このような第8図の等価回路において、1”:
=lcの条件から可変コンデンサC2、C’tとインピ
ーダンスZcとの関係は、前記(1)、 (2)式に準
じて次式にように示される。By the way, the probe head alone is required to have a high Q, and since the subject approaches the probe head during imaging, the equivalent circuit as a first approximation of the probe head during actual imaging is as shown in Figure 5. The result is shown as shown in FIG. Here, (:, s, C'S is the stray capacitance between the human body and the coil, and RP is the equivalent resistance of the human body. Therefore,
The impedance zi also changes to Z'i. Figure 6 can be equivalently transformed as shown in Figure 7,
Furthermore, it can be simplified as shown in Fig. 8. 7th
In the figure, C's is the equivalent capacity when C3, C'S, and Rp are converted in parallel, and R'p is the equivalent capacity after conversion in the same way as C. However, . In such an equivalent circuit of FIG. 8, 1":
From the condition of =lc, the relationship between the variable capacitors C2, C't and the impedance Zc is expressed by the following equation based on equations (1) and (2) above.
(ω=2πf;f(R2)はMR倍信号共鳴周波数)従
って、第5図の場合と同様にC’1.02を調整するこ
とによりZi =Zcの条件を満足させることができる
。(ω=2πf; f(R2) is the MR multiplied signal resonance frequency) Therefore, by adjusting C'1.02 as in the case of FIG. 5, the condition of Zi =Zc can be satisfied.
従来この調整は出力インピーダンスがZc (純抵抗
)の発振器を用意し、これとプローブヘッド間に方向性
結合器を挿入することにより反射電力が零になるところ
を試行錯誤で見つけるようにして行われていた。Conventionally, this adjustment was done by preparing an oscillator with an output impedance of Zc (pure resistance) and inserting a directional coupler between it and the probe head to find the point where the reflected power becomes zero through trial and error. was.
〈発明が解決しようとする課題)
ところで従来の調整方法では、手作業による場合は、2
つの可変コンデンサを同時に調整することが要請され、
調整操作に勘や経験に頼るとことがあるため効率が悪い
という問題がある。この手作業1こ代ってマイクロプロ
セッサ等を用いた自動調整法が提案されているが、マイ
クロプロセッサの判断機能に頼る部分が多く効率が悪か
った。<Problem to be solved by the invention> However, in the conventional adjustment method, when manual adjustment is performed, 2
It is required to adjust two variable capacitors at the same time,
There is a problem in that efficiency is low because adjustment operations sometimes rely on intuition and experience. An automatic adjustment method using a microprocessor or the like has been proposed as an alternative to this manual adjustment method, but it is inefficient because many parts rely on the judgment function of the microprocessor.
本発明は以上のような事情に対処して成されたもので、
効率が良い調整が簡単なハードウェアで自動的に行える
MRI装置のインピーダンス自動調整装置を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention was made in response to the above circumstances.
It is an object of the present invention to provide an automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus that can automatically perform efficient adjustment using simple hardware.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために本発明は、実部調整用及び虚
部調整用の回路素子、例えば、可変容量コンデンサを等
価的に並列配置に含むプローブヘッドのインピーダンス
を実部と虚部とに分けて電圧として検出する検出部と、
実部と虚部との電圧に応じて前記各回路素子の値を調整
し、インピーダンスZiを特性インピーダンスZcに整
合させる制御信号、例えば負帰還信号をプローブヘッド
に送るコントロール部とを有するものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides circuit elements for real part adjustment and imaginary part adjustment, such as variable capacitors, which are equivalently arranged in parallel. a detection unit that divides the impedance of the probe head including a real part and an imaginary part and detects it as a voltage;
It has a control section that adjusts the values of each of the circuit elements according to the voltages of the real part and the imaginary part and sends a control signal, for example, a negative feedback signal, to the probe head to match the impedance Zi to the characteristic impedance Zc. .
(作 用〉
上記構成の本発明によれば、検出部によりプローブヘッ
ドのインピーダンスが実部と虚部とに分けて電圧として
検出され、この検出結果に基づき、コントロール部から
プローブヘッドに対して、実部調整用及び虚部調整用の
回路素子く例えばいずれも可変容量コンデンサ)の値を
調整する制御信号(例えば負帰還信号)が送られ、これ
によりインピーダンスZiの値が特性インピーダンスZ
cの値に自動的に整合される。(Function) According to the present invention having the above configuration, the impedance of the probe head is detected as a voltage by the detection section, divided into a real part and an imaginary part, and based on this detection result, the control section sends the impedance to the probe head. A control signal (for example, a negative feedback signal) is sent to adjust the value of the real part adjustment circuit element and the imaginary part adjustment circuit element (for example, both are variable capacitors), so that the value of the impedance Zi becomes the characteristic impedance Z.
automatically matched to the value of c.
〈実施例) 先ず本発明の詳細な説明する。<Example) First, the present invention will be explained in detail.
”RF expo east (Nov、10−12.
1986.Boston。“RF expo east (Nov, 10-12.
1986. Boston.
Massachusetts ”で紹介されている論文
”A Com−plex Impedance Met
er (Carl G、 Lodstroem、Dov
−Key )licrowave Corporati
on 1110 Mark AvenueCarpri
nteria、 CA 93013−2918)”によ
ると、第4図に示すように発振器1く出力インピーダン
スZc )と負荷2(インピーダンスZL)間にλ/8
ケーブルを接続することにより、負荷2のインピーダン
スが実部(Re: Rea! part)と虚部(Im
:Imaginary part)とに分けて電圧に対
応した形で容易に検出できることが示されている。尚、
DI 。A paper introduced in “A Com-plex Impedance Met”
er (Carl G, Lodstroem, Dov
-Key) licrowave Corporation
on 1110 Mark Avenue Carpri
nteria, CA 93013-2918)”, as shown in Figure 4, there is a λ/8
By connecting the cable, the impedance of load 2 becomes the real part (Re: Rea! part) and the imaginary part (Im
: Imaginary part) and can be easily detected in a form corresponding to the voltage. still,
DI.
D2 、D3 、D4はダイオード、R1,R2は可変
抵抗、3は実部に対応した直流電圧計、4は虚部に対応
した直流電圧計、5は減衰器(発振器1の出力インピー
ダンスを正確にZc (=50Ω)にするためのもの)
である。D2, D3, D4 are diodes, R1, R2 are variable resistors, 3 is a DC voltmeter corresponding to the real part, 4 is a DC voltmeter corresponding to the imaginary part, 5 is an attenuator (accurately adjusts the output impedance of oscillator 1 by Zc ( = 50Ω)
It is.
λ/8ケーブルが正確にケーブル長に合っている場合、
負荷2としてZL =Zcの値のものを接続し電圧計3
,4の指示がどちらも○(v)となるように、予め可変
抵抗器(トリムボット型)R1゜R2を調整して初期状
態を設定しておくものとする。この状態で例えば実部(
Re)がZcより小さい場合は実部電圧計3は正の電圧
を示し、Zcより大きい場合は負の電圧を示す。また、
虚部(Im)がインダクティブな場合は虚部電圧計4は
正の電圧を示し、キャパシティブな場合は負の電圧を示
す。従って実部電圧計3及び虚部電圧計4の指示を観察
することにより、負荷のインピーダンスZcの値が大小
のいずれの方向にずれているかを把握することができる
。なおλは発振器1の周波数によって決定される。If the λ/8 cable matches the cable length exactly,
Connect a load with a value of ZL = Zc as load 2 and measure the voltage with a voltmeter 3.
, 4 are both ○(v) by adjusting the variable resistors (trimbot type) R1°R2 in advance to set the initial state. In this state, for example, the real part (
When Re) is smaller than Zc, the real part voltmeter 3 shows a positive voltage, and when larger than Zc, it shows a negative voltage. Also,
When the imaginary part (Im) is inductive, the imaginary part voltmeter 4 shows a positive voltage, and when it is capacitive, it shows a negative voltage. Therefore, by observing the indications of the real part voltmeter 3 and the imaginary part voltmeter 4, it is possible to grasp in which direction, larger or smaller, the value of the load impedance Zc deviates. Note that λ is determined by the frequency of the oscillator 1.
本発明はこのような原理を基になされたもので以下図面
を参照して説明する。The present invention is based on such a principle and will be explained below with reference to the drawings.
第1図は本発明実施例のMRI装置のインピーダンス自
動調整装置を示すブロック図で、出力インピーダンスが
Zcの発振器1とプローブヘッド6間に検出部7が接続
され、この検出部7とプローブヘッド6間にコントロー
ル部8が接続される。FIG. 1 is a block diagram showing an automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus according to an embodiment of the present invention. A control unit 8 is connected between them.
検出部7の構成は第4図と同様にλ/8ケーブルを用い
ることにより、プローブヘッド6のインピーダンスzi
を実部(Re)と虚部(Im)とに分けて各々の電圧計
によって電圧として検出するようになっている。またコ
ントロール部8は、例えば後述の第2図に示す実部側8
A、虚部側8Bのような構成になっており、前記検出部
7によって検出された実部電圧と虚部電圧に応じて各電
圧を零に調整するための制御信号をプローブヘッド6の
回路素子としての可変容量コンデンサC3、C4(以下
、rc3J 、rc4Jという)に供給するようになっ
ている。The configuration of the detection unit 7 uses a λ/8 cable as shown in FIG. 4, so that the impedance zi of the probe head 6 can be adjusted.
is divided into a real part (Re) and an imaginary part (Im) and detected as voltage by each voltmeter. Further, the control section 8 includes, for example, a real section 8 shown in FIG.
A, the imaginary part side 8B is configured such that a control signal for adjusting each voltage to zero according to the real part voltage and imaginary part voltage detected by the detection part 7 is sent to the circuit of the probe head 6. The power is supplied to variable capacitors C3 and C4 (hereinafter referred to as rc3J and rc4J) as elements.
ここで、第3図<a>に示すプローブヘッド6の等価回
路を参照し、C3、C4とインピーダンスziとの関係
について考察する。Here, with reference to the equivalent circuit of the probe head 6 shown in FIG. 3 <a>, the relationship between C3, C4 and impedance zi will be considered.
尚、同図中、Lはプローブヘッド6のインダクタンス、
rはプローブヘッド6の等価直列抵抗であり、また、角
周波数をωとする。In addition, in the same figure, L is the inductance of the probe head 6,
r is the equivalent series resistance of the probe head 6, and the angular frequency is ω.
通常プローブヘッド6のインピーダンスZiは特性イン
ピーダンスZc(多くの場合、50Ω)に整合される。Usually, the impedance Zi of the probe head 6 is matched to the characteristic impedance Zc (50Ω in most cases).
Zi =Zc
=Zに
れより、
jωl+r+2/JωC4
■を代入して
■式より
2/C4=ω2 (L−C3rZc) ・・・
00式を0式に代入して、
Zc−ω2LC32C
+C3Zc・(t)2(L−C3rZc)−r=0Zc
−ω2 LC3Zc
+ω2 LC3Zc−ω2 C32rzc 2−r=Q
C3)Oより
即ち、C3、C4を■、■式のような値にすれば、プロ
ーブヘッド6のインピーダンスZiは特性インピーダン
スzCと一致させることができる。From Zi = Zc = Z, jωl + r + 2/JωC4 Substitute ■ and from formula ■ 2/C4 = ω2 (L-C3rZc)...
Substituting the 00 formula into the 0 formula, Zc-ω2LC32C +C3Zc・(t)2(L-C3rZc)-r=0Zc
-ω2 LC3Zc +ω2 LC3Zc-ω2 C32rzc 2-r=Q
From C3)O, that is, by setting C3 and C4 to values as shown in formulas 1 and 2, the impedance Zi of the probe head 6 can be made to match the characteristic impedance zC.
ところで、多くの場合、Zcは50[Ω]であり、プロ
ーブヘッド6の等価直列抵抗は周波数にも依存するが、
数Ω以下である。つまり、r < z cとみなすこと
ができる。この事実及び■、■より03 、C4の近似
式を求めると、
■より
Ca =
ω2 L−ω2 C3rZc
・・・■
■よりC3の値はインダクタンスしによらず、且つZc
に依存することから、プローブヘッド6のインピーダン
スZi (=RL+jXL )の実部(=RL)の変
化に主に寄与することがわかる。By the way, in many cases, Zc is 50 [Ω], and the equivalent series resistance of the probe head 6 also depends on the frequency.
It is several ohms or less. In other words, it can be considered that r < z c. Based on this fact and ■ and ■, we find the approximate formula for 03 and C4.
It can be seen that this mainly contributes to the change in the real part (=RL) of the impedance Zi (=RL+jXL) of the probe head 6.
また、■より
が導かれ、これは第3図(a)でr=oとしたときの共
振条件の式と一致する。即ち、C4の値はブローアヘッ
ド6のインピーダンスの虚部(XL >を○にすること
に主に寄与することがわかる。In addition, equation (2) is derived, which agrees with the resonance condition equation when r=o in FIG. 3(a). That is, it can be seen that the value of C4 mainly contributes to making the imaginary part of the impedance of the blow-ahead 6 (XL > ).
換言すれば、C3の値を増加させることは、特性インピ
ーダンスZcを小さくすること、即ち、プローブヘッド
6のインピーダンスZiの実部RLを大きくすることに
対応し、また、C3の値を減少させることは、特性イン
ピーダンスZcを大きくすること、即ち、実部RLを大
きくすることに対応する。In other words, increasing the value of C3 corresponds to decreasing the characteristic impedance Zc, that is, increasing the real part RL of the impedance Zi of the probe head 6, and also decreasing the value of C3. corresponds to increasing the characteristic impedance Zc, that is, increasing the real part RL.
一方、C4の値を増加させることは2/ωC4の値を小
さくし、プローブヘッド6の虚部(リアクタンス分>X
Lを増加させることを意味し、また、C4の値を減少さ
せることは、2/ωC4の値を大きくし、プローブヘッ
ド6の虚部XLを減少させることを意味する。On the other hand, increasing the value of C4 decreases the value of 2/ωC4, and the imaginary part of the probe head 6 (reactance >
Increasing L means increasing the value of C4, and decreasing the value of C4 means increasing the value of 2/ωC4 and decreasing the imaginary part XL of the probe head 6.
次に、コントロール部8の動作を詳述する。Next, the operation of the control unit 8 will be described in detail.
検出部7によって検出された実部電圧(Re側電圧)が
正の場合、前記本発明の原理からZi <Zcと判定で
きるので、プローブヘッド6のC3を小さくするような
制御信号を供給する。これによってziはZcより大と
なる方向に向かうので、実部電圧が0(v)になったと
き、C3に対する制御信号の供給を停止する。If the real part voltage (Re side voltage) detected by the detection unit 7 is positive, it can be determined that Zi <Zc according to the principle of the present invention, so a control signal is supplied to reduce C3 of the probe head 6. As a result, zi tends to become larger than Zc, so when the real voltage reaches 0 (v), the supply of the control signal to C3 is stopped.
検出部7によって検出された実部電圧が負の場合、前記
と逆にzi>Zcと判定できるので。If the real part voltage detected by the detection unit 7 is negative, it can be determined that zi>Zc, contrary to the above.
C3を大きくするような制御信号を供給する。これによ
ってZiはZcより小となる方向に向かうので、実部電
圧をO(V)にすることができる。A control signal that increases C3 is supplied. As a result, Zi tends to become smaller than Zc, so the real part voltage can be set to O(V).
検出部7によって検出された虚部電圧(Im側電圧)が
正の場合、前記本発明の原理からインダクティブと判定
できるので、C4を小さくするような制御信号を供給す
る。これによって虚部は相殺されてキャパシティブな方
向へ向かうので、虚部電圧がO(V)になったときC4
に対する制御信号の供給を停止する。If the imaginary part voltage (Im side voltage) detected by the detection unit 7 is positive, it can be determined that it is inductive based on the principle of the present invention, so a control signal that reduces C4 is supplied. As a result, the imaginary part is canceled out and goes in the capacitive direction, so when the imaginary part voltage becomes O(V), C4
Stop supplying control signals to.
検出部7によって検出された虚部電圧が負の場合、前記
と逆にキャパシティブと判定できるので、C4を大きく
するような制御信号を供給する。これによって虚部はイ
ンダクティブな方向へ向かうので、虚部電圧をO(V)
にすることができる。If the imaginary part voltage detected by the detection unit 7 is negative, it can be determined that the voltage is capacitive, contrary to the above, so a control signal for increasing C4 is supplied. As a result, the imaginary part moves in the inductive direction, so the imaginary part voltage is reduced to O(V)
It can be done.
このようにコントロール部8は検出部7によって検出さ
れた実部電圧と虚部電圧に応じて、実部調整用の機能を
有するC3、虚部調整用の機能を有するC4の値を調整
し、インピーダンスZiを特性インピーダンスZcに整
合させる制御信号、即ち負帰還(NFB)信号をプロー
ブヘッド6のC3又はC4に供給するように動作する。In this way, the control unit 8 adjusts the values of C3, which has a real part adjustment function, and C4, which has an imaginary part adjustment function, according to the real part voltage and imaginary part voltage detected by the detection part 7, It operates to supply C3 or C4 of the probe head 6 with a control signal that matches the impedance Zi to the characteristic impedance Zc, that is, a negative feedback (NFB) signal.
但し、C3及びC4に対し同じ応答性を持つ負帰還をか
けた場合、ZiがZcに収束しないで振動してしまう可
能性が生ずる。このため、実部側か虚部側の一方を他方
より負帰還の応答速度を速く設定しておくことにより、
速い方が先に追従するので、Zc(Ω)又はj−0(Ω
)となるので振動は生じない。従って、ziをZcに収
束させることができる。However, if negative feedback with the same responsiveness is applied to C3 and C4, there is a possibility that Zi will not converge to Zc and will oscillate. Therefore, by setting the negative feedback response speed on either the real part or the imaginary part to be faster than the other,
Since the faster one follows first, Zc (Ω) or j-0 (Ω
), so no vibration occurs. Therefore, zi can be converged to Zc.
また、実部電圧か虚部電圧の一方が0(v)になった場
合、これら電圧に積分操作を加えることによりC3又は
C4の制御を自動的に停止させることができる。即ち、
いずれか一方の電圧を積分し、この積分値に1対1で対
応するようにC3又はC4を制御することにより、いず
れかの検出電圧がO(V)になったところでその制御を
自動的に停止させることができる。Further, when either the real part voltage or the imaginary part voltage becomes 0 (v), the control of C3 or C4 can be automatically stopped by adding an integral operation to these voltages. That is,
By integrating one of the voltages and controlling C3 or C4 in a one-to-one correspondence with this integrated value, the control is automatically performed when either of the detected voltages reaches O(V). It can be stopped.
第2図はコントロール部8の具体的構成を・示すブロッ
ク図で、8Aは実部側、8Bは虚部側を示し、9はバッ
ファ段、10は反転・増幅段、11は反転・積分段であ
る。反転・積分段11の各出力はインピーダンス整合後
A/Dコンバータで変換されて保持され、実部側8Aか
らはC2に対する制御電圧が出力されると共に、虚部8
BからはC1に対する制m?Ii圧が出力される。なお
応答性を異ならすために反転・積分段11における時定
数C1、R1,C2、R2の関係を、ClR1>C2R
2(又は02 R2>CIRl)に保つ必要がある。な
お、検出部7とプローブヘッド6の間にλ/2長の整数
倍のケーブル(又は等価回路)が接続されていてもかま
わない。FIG. 2 is a block diagram showing the specific configuration of the control section 8, where 8A shows the real part side, 8B shows the imaginary part side, 9 is a buffer stage, 10 is an inverting/amplifying stage, and 11 is an inverting/integrating stage. It is. Each output of the inverting/integrating stage 11 is converted and held by an A/D converter after impedance matching, and the real part 8A outputs a control voltage for C2, and the imaginary part 8A outputs a control voltage for C2.
Is there any control over C1 from B? Ii pressure is output. In order to make the response different, the relationship between the time constants C1, R1, C2, and R2 in the inverting/integrating stage 11 is set as ClR1>C2R.
2 (or 02 R2>CIRl). Note that a cable (or equivalent circuit) having an integral multiple of λ/2 length may be connected between the detection unit 7 and the probe head 6.
第3図(b)はプローブヘッド6の具体的構成を示すも
ので、C3及び2個のC4として可変容量ダイオードを
用いた例を示すものである。これら可変容量ダイオード
で構成されるC3 、Caに対しては第2図の実部側8
A及び虚部側8Bからの制御電圧が各々加えられる。可
変容量ダイオードは加えられる逆バイアス電圧が高いほ
ど容量は小さくなる(第3図)。FIG. 3(b) shows a specific configuration of the probe head 6, and shows an example in which variable capacitance diodes are used as C3 and two C4. C3 composed of these variable capacitance diodes, for Ca, the real part 8 in Fig. 2
Control voltages from A and imaginary side 8B are applied respectively. The higher the applied reverse bias voltage, the smaller the capacitance of a variable capacitance diode (Figure 3).
次に本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.
検出部7の実部電圧計3及び虚部電圧計4が0(V)l
!:なるように初期状態に設定した基で、実部電圧計3
及び虚部電圧計4の指示を観察する。The real part voltmeter 3 and the imaginary part voltmeter 4 of the detection unit 7 are 0 (V)l.
! : The real part voltmeter 3 is set to the initial state so that
and observe the indication of the imaginary part voltmeter 4.
実部電圧計3が正電圧の場合、コントロール部8によっ
てプローブヘッド6のC3に対し、この値を小さくする
ような負帰還をかけることにより、電圧はO(V)に調
整される。実部電圧計3が負電圧の場合、逆に03に対
してこの値を大きくするような負帰還をかけることによ
り、電圧はO(V)に調整される。When the real part voltmeter 3 shows a positive voltage, the voltage is adjusted to O(V) by applying negative feedback to C3 of the probe head 6 by the control unit 8 to reduce this value. When the real part voltmeter 3 indicates a negative voltage, the voltage is adjusted to O(V) by applying negative feedback to increase this value relative to 03.
虚0部電圧計4が正電圧の場合、コントロール部8によ
ってプローブヘッド6のC4に対してこの値を小さくす
るような負帰還をかけることにより、電圧はO(V)に
調整される。虚部電圧計4が負電圧の場合、逆にC4に
対してこの値を大きくするような負帰還をかけることに
より、電圧はO(V)に調整される。When the imaginary 0 part voltmeter 4 indicates a positive voltage, the voltage is adjusted to O(V) by applying negative feedback to C4 of the probe head 6 by the control unit 8 to reduce this value. When the imaginary part voltmeter 4 shows a negative voltage, the voltage is adjusted to O(V) by applying negative feedback to C4 to increase this value.
従って大部電圧計3及び虚部電圧計4が正電圧又は負電
圧を指示していても、最終的にいずれも自動的に0(v
)に調整される。これによって、Zi=Zcの条件を満
足するように自動的に調整される。Therefore, even if the majority voltmeter 3 and the imaginary voltmeter 4 indicate a positive voltage or a negative voltage, both will eventually automatically become 0 (v
) is adjusted. This automatically adjusts so that the condition of Zi=Zc is satisfied.
このように本実施例によれば、ブローアヘッド6のイン
ピーダンスZiを手作業によることなしに自動的に特性
インピーダンスZcに等しく調整できるので効率のよい
調整を行うことができる。As described above, according to the present embodiment, the impedance Zi of the blower head 6 can be automatically adjusted to be equal to the characteristic impedance Zc without manual operation, so that efficient adjustment can be performed.
また、調整装置の構成も簡単なので安価に製作すること
ができ、インピーダンスの自動調整化により患者のスル
ーブツトを向上させることもできる。Further, since the configuration of the adjustment device is simple, it can be manufactured at low cost, and the throughput of the patient can be improved by automatically adjusting the impedance.
プローブヘッド6におけるC3 、C4はバリコンを用
い、バリコン用アクチュエータの速度を検出電圧に比例
させて制御することもでき、これによって積分段を省略
することも可能である。なぜならば、バリコンの回転角
度は速度を積分したものに比例し、検出電圧がO(V)
になれば自動的にその角度を保持したままバリコンが停
止するからである。この場合検出電圧と回転方向とが負
帰還の関係を満たすように符号を調整する必要があるの
は言うまでもない。Variable capacitors can be used for C3 and C4 in the probe head 6, and the speed of the variable capacitor actuator can be controlled in proportion to the detected voltage, thereby making it possible to omit the integrating stage. This is because the rotation angle of the variable capacitor is proportional to the integral of the speed, and the detected voltage is O(V).
This is because the variable capacitor automatically stops while maintaining that angle. In this case, it goes without saying that the sign must be adjusted so that the detected voltage and the rotation direction satisfy a negative feedback relationship.
[発明の効果1
以上説明したように本発明によれば、プローブヘッドの
インピーダンスを実部と虚部とに分けて検出し、この検
出結果に基き実部調整用及び虚部調整用の回路素子を調
整するようにしたものであるからプローブヘッドのイン
ピーダンスを特性インピーダンスに自動的に整合させる
ことができるMRI装置のインピーダンス調整装置を提
供することができる。[Effect of the Invention 1] As explained above, according to the present invention, the impedance of the probe head is detected separately into the real part and the imaginary part, and based on the detection results, the circuit elements for real part adjustment and imaginary part adjustment are Therefore, it is possible to provide an impedance adjustment device for an MRI apparatus that can automatically match the impedance of the probe head to the characteristic impedance.
第1図は本発明実施例のMRI装置のインピーダンス自
動調整装置を示すブロック図、第2図は本実施例装置の
コントロール部の具体的構成を示すブロック図、第3図
(a)は第1図に示すプローブヘッドのみの拡大回路図
、第3図(b)は本実施例装置のプローブヘッドの具体
的構成を示す回路図、第4図は本発明の原理を示すブロ
ック図、第5図はプローブヘッドの等価回路、第6図は
撮影時のプローブヘッドの等価回路、第7図は第6図の
変換等価回路、第8図は第7図の変換等価回路である。
1・・・発振器、 3・・・実部電圧計、4・・・
虚部電圧計、 6・・・ブローアヘッド、7・・・検出
部、 8・・・コントロール部、8A・・・実部側
コントロール部、
゛宣FIG. 1 is a block diagram showing an automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 3(b) is an enlarged circuit diagram of only the probe head shown in the figure. FIG. 3(b) is a circuit diagram showing the specific configuration of the probe head of the device of this embodiment. FIG. 6 is an equivalent circuit of the probe head, FIG. 6 is an equivalent circuit of the probe head during imaging, FIG. 7 is a conversion equivalent circuit of FIG. 6, and FIG. 8 is a conversion equivalent circuit of FIG. 7. 1... Oscillator, 3... Real part voltmeter, 4...
Imaginary part voltmeter, 6... Blow-ahead, 7... Detection part, 8... Control part, 8A... Real part side control part,
Claims (3)
ンピーダンスZiの実部調整用の回路素子と虚部調整用
の回路素子とを等価的に並列配置に含むプローブヘッド
に対し、前記インピーダンスZiと、特性インピーダン
スZcとのインピーダンス整合を行うMRI装置のイン
ピーダンス自動調整装置であつて、プローブヘッドに信
号を供給する出力インピーダンスがZcの発振器と、プ
ローブヘッドと発振器間に接続されプローブヘッドのイ
ンピーダンスZiを実部と虚部とに分けて電圧として検
出する検出部と、実部と虚部の電圧に応じて前記各回路
素子の値を調整し、インピーダンスZiを特性インピー
ダンスZcに整合させる制御信号を前記プローブヘッド
に送るコントロール部とを備えたことを特徴とするMR
I装置のインピーダンス自動調整装置。(1) For a probe head whose impedance seen from the input side is Zi, and which includes a circuit element for adjusting the real part of this impedance Zi and a circuit element for adjusting the imaginary part in equivalent parallel arrangement, the impedance Zi and , an automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus that performs impedance matching with a characteristic impedance Zc, which includes an oscillator whose output impedance is Zc for supplying a signal to the probe head, and an oscillator connected between the probe head and the oscillator to adjust the impedance Zi of the probe head. a detection unit that detects the voltage as a voltage divided into a real part and an imaginary part; and a control signal that adjusts the value of each circuit element according to the voltage of the real part and the imaginary part and matches the impedance Zi to the characteristic impedance Zc. MR characterized by comprising a control section for sending data to a probe head.
Automatic impedance adjustment device for I equipment.
項1記載のMRI装置のインピーダンス自動調整装置。(2) The automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus according to claim 1, wherein each of the circuit elements is a variable capacitor.
のMRI装置のインピーダンス自動調整装置。(3) The automatic impedance adjustment device for an MRI apparatus according to claim 1, wherein the control signal is a negative feedback signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155701A JP2653476B2 (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Automatic impedance adjustment device for MRI equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63155701A JP2653476B2 (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Automatic impedance adjustment device for MRI equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024330A true JPH024330A (en) | 1990-01-09 |
| JP2653476B2 JP2653476B2 (en) | 1997-09-17 |
Family
ID=15611627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63155701A Expired - Lifetime JP2653476B2 (en) | 1988-06-22 | 1988-06-22 | Automatic impedance adjustment device for MRI equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2653476B2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6131978A (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic impedance matching adjusting device of nuclear magnetic resonance device |
| JPS62268542A (en) * | 1986-05-15 | 1987-11-21 | 三菱電機株式会社 | Magnetic resonance apparatus |
| JPS6365408U (en) * | 1986-10-21 | 1988-04-30 | ||
| JPH0578340A (en) * | 1991-09-19 | 1993-03-30 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | Production of glycidyl ester and polyvalent glycidyl ester produced thereby |
-
1988
- 1988-06-22 JP JP63155701A patent/JP2653476B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6131978A (en) * | 1984-07-24 | 1986-02-14 | Mitsubishi Electric Corp | Automatic impedance matching adjusting device of nuclear magnetic resonance device |
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| JPS6365408U (en) * | 1986-10-21 | 1988-04-30 | ||
| JPH0578340A (en) * | 1991-09-19 | 1993-03-30 | Nippon Oil & Fats Co Ltd | Production of glycidyl ester and polyvalent glycidyl ester produced thereby |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2653476B2 (en) | 1997-09-17 |
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