JPH0618562B2 - Ｎｍｒスライス選択を行う方法と装置 - Google Patents
Ｎｍｒスライス選択を行う方法と装置Info
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- JPH0618562B2 JPH0618562B2 JP3055629A JP5562991A JPH0618562B2 JP H0618562 B2 JPH0618562 B2 JP H0618562B2 JP 3055629 A JP3055629 A JP 3055629A JP 5562991 A JP5562991 A JP 5562991A JP H0618562 B2 JPH0618562 B2 JP H0618562B2
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Description
【０００１】
【発明の背景】この発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）作像、
更に具体的に云えば、ＮＭＲ装置内のスイッチ・モ―ド
勾配電力増幅器を利用しながらスライスの選択を行なう
新規な方法と装置に関する。
更に具体的に云えば、ＮＭＲ装置内のスイッチ・モ―ド
勾配電力増幅器を利用しながらスライスの選択を行なう
新規な方法と装置に関する。
【０００２】ＮＭＲ作像装置で線形勾配電力増幅器を使
うことは今日では周知である。高速ＮＭＲ作像を目指す
今日の傾向により、現存の線形勾配電力増幅器には更
に、一般的に厳しい要求が課せられている。こう云うエ
ネルギ効率の悪い線形増幅器は、ＮＭＲ作像（ＭＲＩ）
設備に於ける高価な電力の主な消費源である。必要とす
る勾配磁界信号の各々を発生する為に効率の高いスイッ
チ・モ―ドの電力増幅器を使うことが提案されている。
研究によって生まれた幾つかのスイッチ・モ―ドの勾配
電力増幅器は、線形勾配電力増幅器よりも消費電力が少
ないながら、一層強力で一層急速な勾配磁界を発生する
かなりの将来性があることが判った。しかし、この様な
スイッチ・モ―ドの電力増幅器を使うことに伴う今日受
入れることの出来ない１つの問題は、増幅器のスイッチ
ング周波数（例えば、大体１０乃至５００kHz の周波数
範囲内）に一般的に振幅が約１％乃至約１０％のリップ
ルが存在することであり、このリップルが勾配波形に現
れ、従って勾配磁界に現れる。この勾配磁界のリップル
は、標準的なスライス選択パルスによって作られるスラ
イスの輪郭を劣化させる。従って、スライスを選択する
時の、スイッチ・モ―ドの勾配電力増幅器のリップルの
影響を少なくとも減少する方法並びに装置が非常に望ま
しい。
うことは今日では周知である。高速ＮＭＲ作像を目指す
今日の傾向により、現存の線形勾配電力増幅器には更
に、一般的に厳しい要求が課せられている。こう云うエ
ネルギ効率の悪い線形増幅器は、ＮＭＲ作像（ＭＲＩ）
設備に於ける高価な電力の主な消費源である。必要とす
る勾配磁界信号の各々を発生する為に効率の高いスイッ
チ・モ―ドの電力増幅器を使うことが提案されている。
研究によって生まれた幾つかのスイッチ・モ―ドの勾配
電力増幅器は、線形勾配電力増幅器よりも消費電力が少
ないながら、一層強力で一層急速な勾配磁界を発生する
かなりの将来性があることが判った。しかし、この様な
スイッチ・モ―ドの電力増幅器を使うことに伴う今日受
入れることの出来ない１つの問題は、増幅器のスイッチ
ング周波数（例えば、大体１０乃至５００kHz の周波数
範囲内）に一般的に振幅が約１％乃至約１０％のリップ
ルが存在することであり、このリップルが勾配波形に現
れ、従って勾配磁界に現れる。この勾配磁界のリップル
は、標準的なスライス選択パルスによって作られるスラ
イスの輪郭を劣化させる。従って、スライスを選択する
時の、スイッチ・モ―ドの勾配電力増幅器のリップルの
影響を少なくとも減少する方法並びに装置が非常に望ま
しい。
【０００３】
【発明の要約】この発明では、勾配信号の振幅のリップ
ルによるスライスの輪郭の劣化を減少する方法が、勾配
信号のリップルの振幅を感知し、指令された勾配の振幅
に応答して、感知されたリップル信号の振幅を正規化
し、ＲＦ信号の振幅を、振幅を調節したリップル信号を
用いて変調して、実効磁界（即ち、今の場合は、Ｚ軸で
ある静磁界の周りをＮＭＲの共鳴周波数で回転する基準
フレ―ム内にあって、Ｚ成分が勾配磁界によって発生さ
れ、Ｘ及びＹ成分がＲＦ磁界によって発生される磁界）
が、スライス選択期間の間、リップルのない勾配磁界に
よって形成される実効磁界ベクトルと略同じ方向を指す
様にする工程を含む。
ルによるスライスの輪郭の劣化を減少する方法が、勾配
信号のリップルの振幅を感知し、指令された勾配の振幅
に応答して、感知されたリップル信号の振幅を正規化
し、ＲＦ信号の振幅を、振幅を調節したリップル信号を
用いて変調して、実効磁界（即ち、今の場合は、Ｚ軸で
ある静磁界の周りをＮＭＲの共鳴周波数で回転する基準
フレ―ム内にあって、Ｚ成分が勾配磁界によって発生さ
れ、Ｘ及びＹ成分がＲＦ磁界によって発生される磁界）
が、スライス選択期間の間、リップルのない勾配磁界に
よって形成される実効磁界ベクトルと略同じ方向を指す
様にする工程を含む。
【０００４】現在好ましいと考えられる実施例では、ス
ライスの輪郭の劣化を減少する装置は、勾配増幅器の入
力信号によって制御される減衰器に、入力信号を供給す
る電流監視センサにより、勾配信号増幅器の出力から得
られたリップル包絡線を用いてＲＦ信号を変調し、振幅
を制御したリップル信号及びＲＦ信号パルスを、ＲＦ電
力増幅器の前に、変調器手段に印加する。
ライスの輪郭の劣化を減少する装置は、勾配増幅器の入
力信号によって制御される減衰器に、入力信号を供給す
る電流監視センサにより、勾配信号増幅器の出力から得
られたリップル包絡線を用いてＲＦ信号を変調し、振幅
を制御したリップル信号及びＲＦ信号パルスを、ＲＦ電
力増幅器の前に、変調器手段に印加する。
【０００５】従って、この発明の目的は、スイッチ・モ
―ド勾配磁界発生用の電力増幅器の出力にあるリップル
が原因で起るスライスの輪郭の劣化を減少する新規な方
法と装置を提供することである。
―ド勾配磁界発生用の電力増幅器の出力にあるリップル
が原因で起るスライスの輪郭の劣化を減少する新規な方
法と装置を提供することである。
【０００６】この発明の上記並びにその他の目的は、以
下図面について詳しく説明する所を読めば明らかになろ
う。
下図面について詳しく説明する所を読めば明らかになろ
う。
【０００７】
【発明の詳しい説明】図１は磁石の中孔部分の斜視図、
図２はこの発明を用いるのに適したＮＭＲ作像装置の主
な部品の簡略ブロック図である。装置１は汎用ミニコン
ピュ―タ２で構成されており、これがディスク記憶装置
２ａ及びインタ―フェ―ス装置２ｂに機能的に結合され
ている。ＲＦ送信機３、信号平均装置４、及びＸ，Ｙ及
びＺ勾配コイル１２−１，１２−２，及び１２−３を夫
々付勢する勾配電源５ａ，５ｂ及び５ｃが、全てインタ
―フェ―ス装置２ｂを介してコンピュ―タ２に結合され
ている。
図２はこの発明を用いるのに適したＮＭＲ作像装置の主
な部品の簡略ブロック図である。装置１は汎用ミニコン
ピュ―タ２で構成されており、これがディスク記憶装置
２ａ及びインタ―フェ―ス装置２ｂに機能的に結合され
ている。ＲＦ送信機３、信号平均装置４、及びＸ，Ｙ及
びＺ勾配コイル１２−１，１２−２，及び１２−３を夫
々付勢する勾配電源５ａ，５ｂ及び５ｃが、全てインタ
―フェ―ス装置２ｂを介してコンピュ―タ２に結合され
ている。
【０００８】ＲＦ送信機３はコンピュ―タ２からのパル
ス包絡線を用いてゲ―トして、被検体に核磁気共鳴を励
振するのに必要な変調を持つＲＦパルスを発生する。Ｒ
ＦパルスがＲＦ電力増幅器６で、作像方法に応じて１０
０ワット乃至数キロワットまでのレベルまで増幅され、
送信コイル１４−１に印加される。全身作像の様な大き
なサンプル容積には、一層高い電力レベルが必要であ
り、ＮＭＲ周波数の大きい帯域幅を励振する為に持続時
間の短いパルスが必要とする場合もそうである。
ス包絡線を用いてゲ―トして、被検体に核磁気共鳴を励
振するのに必要な変調を持つＲＦパルスを発生する。Ｒ
ＦパルスがＲＦ電力増幅器６で、作像方法に応じて１０
０ワット乃至数キロワットまでのレベルまで増幅され、
送信コイル１４−１に印加される。全身作像の様な大き
なサンプル容積には、一層高い電力レベルが必要であ
り、ＮＭＲ周波数の大きい帯域幅を励振する為に持続時
間の短いパルスが必要とする場合もそうである。
【０００９】ＮＭＲ信号を受信コイル１４−２で感知
し、低雑音前置増幅器９で増幅し、更に増幅、検波及び
フィルタ作用を行なう為に受信機１０に印加される。そ
の後信号がディジタル化され、信号平均装置４によって
平均されると共に、コンピュ―タ２によって処理され
る。前置増幅器９及び受信器１０は、送信の間のＲＦパ
ルスから、能動形ゲ―ト作用又は受動形フィルタ作用に
よって保護される。
し、低雑音前置増幅器９で増幅し、更に増幅、検波及び
フィルタ作用を行なう為に受信機１０に印加される。そ
の後信号がディジタル化され、信号平均装置４によって
平均されると共に、コンピュ―タ２によって処理され
る。前置増幅器９及び受信器１０は、送信の間のＲＦパ
ルスから、能動形ゲ―ト作用又は受動形フィルタ作用に
よって保護される。
【００１０】コンピュ―タ２が、ＮＭＲパルスに対する
ゲ―ト作用及び包絡線変調と、前置増幅器及びＲＦ電力
増幅器に対する消去作用と、勾配電源に対する電圧波形
とを供給する。コンピュ―タはフ―リエ変換、像の再
生、デ―タのフィルタ作用、像の表示及び記憶作用（こ
れら全てはこの発明の範囲外である）の様なデ―タ処理
をも行なう。
ゲ―ト作用及び包絡線変調と、前置増幅器及びＲＦ電力
増幅器に対する消去作用と、勾配電源に対する電圧波形
とを供給する。コンピュ―タはフ―リエ変換、像の再
生、デ―タのフィルタ作用、像の表示及び記憶作用（こ
れら全てはこの発明の範囲外である）の様なデ―タ処理
をも行なう。
【００１１】希望によっては、送信及び受信ＲＦコイル
は１個のコイル１４で構成することが出来る。この代り
に、電気的に直交する別々の２つのコイルを用いてもよ
い。こうすると、パルス送信の間、受信機に対するＲＦ
パルスの突破が減少すると云う利点がある。何れの場合
も、コイルは、磁石手段３０によって発生される静磁界
Ｂ0 の方向に対して直交している。コイルは、ＲＦ遮蔽
ケ―ジ内に封入することにより、装置の他の部分から隔
離することが出来る。
は１個のコイル１４で構成することが出来る。この代り
に、電気的に直交する別々の２つのコイルを用いてもよ
い。こうすると、パルス送信の間、受信機に対するＲＦ
パルスの突破が減少すると云う利点がある。何れの場合
も、コイルは、磁石手段３０によって発生される静磁界
Ｂ0 の方向に対して直交している。コイルは、ＲＦ遮蔽
ケ―ジ内に封入することにより、装置の他の部分から隔
離することが出来る。
【００１２】サンプル容積にわたって単調で線形の勾配
Ｇx ，Ｇy 及びＧz を発生する為に、磁界勾配コイル１
２−１，１２−２及び１２−３が必要である。多数の値
を持つ勾配磁界により、ＮＭＲ信号デ―タにエイリアシ
ングと呼ばれる劣化が起り、これは像に著しい人為効果
を招く。勾配が非線形であると、像の幾何学的な歪みの
原因になる。主磁石１１は中心の円柱形の中孔１１ａを
持ち、その中で典型的には軸方向又はデカルト座標のＺ
方向に静磁界Ｂ0 が発生される。３つのコイル１２−１
乃至１２−３の様な１組のコイル１２が、入力接続部１
２ａを介して電気信号を受取り、中孔１１の容積内に少
なくとも１つの勾配磁界Ｇを発生する。更に中孔１１の
中にはＲＦコイル１４が配置されており、これは少なく
とも１つの入力ケ―ブル１４ａを介してＲＦエネルギを
受取り、典型的にはＸ−Ｙ平面内のＲＦ磁界Ｂ1 を発生
する。図１に示したコイル及び磁界の使い方は、今日で
はＮＭＲ作像（ＭＲＩ）の分野で周知である。
Ｇx ，Ｇy 及びＧz を発生する為に、磁界勾配コイル１
２−１，１２−２及び１２−３が必要である。多数の値
を持つ勾配磁界により、ＮＭＲ信号デ―タにエイリアシ
ングと呼ばれる劣化が起り、これは像に著しい人為効果
を招く。勾配が非線形であると、像の幾何学的な歪みの
原因になる。主磁石１１は中心の円柱形の中孔１１ａを
持ち、その中で典型的には軸方向又はデカルト座標のＺ
方向に静磁界Ｂ0 が発生される。３つのコイル１２−１
乃至１２−３の様な１組のコイル１２が、入力接続部１
２ａを介して電気信号を受取り、中孔１１の容積内に少
なくとも１つの勾配磁界Ｇを発生する。更に中孔１１の
中にはＲＦコイル１４が配置されており、これは少なく
とも１つの入力ケ―ブル１４ａを介してＲＦエネルギを
受取り、典型的にはＸ−Ｙ平面内のＲＦ磁界Ｂ1 を発生
する。図１に示したコイル及び磁界の使い方は、今日で
はＮＭＲ作像（ＭＲＩ）の分野で周知である。
【００１３】次に図３について説明すると、多くのＭＲ
Ｉ手順では９０°スライス選択パルス信号が利用され
る。このパルス信号は、磁界勾配Ｇの部分１６と、ＲＦ
磁界Ｂ1 の部分１８とで構成されており、これは最初の
時刻ｔ0 と時刻ｔ1 の間の、勾配パルスの略一定振幅部
分１６ａが発生される間に存在する。ＲＦ磁界パルス１
８は、図面に示した截頭 sin（ｘ）／ｘ形のＲＦ信号パ
ルス１８の様な任意の選ばれた形にすることが出来、振
幅が減少した先行及び後続ロ―ブ１８ａ／１８ｂを有す
る。スライス選択の作業を実行した後、ＲＦパルス信号
は、時刻ｔ1 の後、略一定の（略ゼロの振幅の）部分１
８ｃを持つ。勾配磁界Ｇパルスはゼロに戻るのに有限の
時間（時刻ｔ1 から時刻ｔ2 まで）を必要とし、後縁１
６ｂを有する。実際のスライス選択勾配部分１６の後、
反対の振幅を持つ補償部分２０が続いていてよい。これ
は前縁２０ａ（時刻ｔ3 に終る）を持ち、それが略一定
振幅部分２０ｂ（時刻ｔ4 に終る）に通じ、その後に後
縁２０ｃ（時刻ｔ5 に終り、その時振幅ゼロの部分２０
ｄに達する）が続く。関係する振幅（例えば勾配磁界Ｇ
では±１ガウス／cmであり、ＲＦ磁界信号Ｂ1 では１ガ
ウス未満）は比較的小さいが、種々の変化する特徴に関
係する期間は比較的短く（典型的には１ミリ秒未満）、
従って現存の線形勾配電力増幅器を用いて勾配磁界を発
生するのは比較的困難である。正しく発生すれば、励振
された横方向の磁化は、空間的に比較的狭いスライス２
２（図４）である位置に対して正規化された振幅（Ｍtr
／Ｍ0 ) を持つと共に、図５に示す様に、位相φ対位置
関数２４を有する。
Ｉ手順では９０°スライス選択パルス信号が利用され
る。このパルス信号は、磁界勾配Ｇの部分１６と、ＲＦ
磁界Ｂ1 の部分１８とで構成されており、これは最初の
時刻ｔ0 と時刻ｔ1 の間の、勾配パルスの略一定振幅部
分１６ａが発生される間に存在する。ＲＦ磁界パルス１
８は、図面に示した截頭 sin（ｘ）／ｘ形のＲＦ信号パ
ルス１８の様な任意の選ばれた形にすることが出来、振
幅が減少した先行及び後続ロ―ブ１８ａ／１８ｂを有す
る。スライス選択の作業を実行した後、ＲＦパルス信号
は、時刻ｔ1 の後、略一定の（略ゼロの振幅の）部分１
８ｃを持つ。勾配磁界Ｇパルスはゼロに戻るのに有限の
時間（時刻ｔ1 から時刻ｔ2 まで）を必要とし、後縁１
６ｂを有する。実際のスライス選択勾配部分１６の後、
反対の振幅を持つ補償部分２０が続いていてよい。これ
は前縁２０ａ（時刻ｔ3 に終る）を持ち、それが略一定
振幅部分２０ｂ（時刻ｔ4 に終る）に通じ、その後に後
縁２０ｃ（時刻ｔ5 に終り、その時振幅ゼロの部分２０
ｄに達する）が続く。関係する振幅（例えば勾配磁界Ｇ
では±１ガウス／cmであり、ＲＦ磁界信号Ｂ1 では１ガ
ウス未満）は比較的小さいが、種々の変化する特徴に関
係する期間は比較的短く（典型的には１ミリ秒未満）、
従って現存の線形勾配電力増幅器を用いて勾配磁界を発
生するのは比較的困難である。正しく発生すれば、励振
された横方向の磁化は、空間的に比較的狭いスライス２
２（図４）である位置に対して正規化された振幅（Ｍtr
／Ｍ0 ) を持つと共に、図５に示す様に、位相φ対位置
関数２４を有する。
【００１４】更に高速のＮＭＲ作像手順では、現存の線
形勾配電力増幅器をスイッチ・モ―ド電力増幅器に置換
えることにより、勾配磁界Ｇの一層速い過渡的な変化を
発生することが出来る。考えられる１つのスイッチ・モ
―ド電力増幅器３０の実施例が図６に示されている。増
幅器３０は第１及び第２の出力３０ａ，３０ｂを持ち、
その間に現存の１つの勾配コイル１２が接続される。コ
イル１２の勾配磁界Ｇが、勾配電流Ｉg がそれに流れた
ことに応答して形成される。この電流は入力３０ｃに入
力信号が存在し、別の入力３０ｄにゲ―ト付能信号が存
在することに応答して発生される。入力及びゲ―ト信号
が、駆動手段３４の別々の入力３４ａ，３４ｂに供給さ
れる。この駆動手段は、電流監視センサ３６からのフィ
―ドバック信号を入力３４ｃに受取ることも出来る。こ
れらの全ての入力信号に応答して、駆動手段の出力３４
ｅ乃至３４ｈに４つの出力信号が発生される。これらの
信号が、増幅器の両側にある上側及び下側のゲ―ト駆動
手段３８ａ−１，３８ｂ−１，３８ａ−２，３８ｂ−２
のタ―ンオン及びタ―ンオフを正しい位相にする。増幅
器の夫々左側及び右側にあるゲ―ト駆動器３４ａ又は３
４ｂがその間で連絡して、どんな時も上側又は下側ゲ―
ト駆動器の１つだけオンになる様に保証する。この為、
スイッチング装置４０ａ−１又は４０ａ−２と４０ｂ−
１又は４０ｂ−２が排他的に動作する。この為、両波ブ
リッジ・スイッチ・モ―ド電力増幅器３０は、勾配コイ
ルのインダクタンスＬg に流れる電流Ｉg に極めて急速
な変化を発生することが出来る。
形勾配電力増幅器をスイッチ・モ―ド電力増幅器に置換
えることにより、勾配磁界Ｇの一層速い過渡的な変化を
発生することが出来る。考えられる１つのスイッチ・モ
―ド電力増幅器３０の実施例が図６に示されている。増
幅器３０は第１及び第２の出力３０ａ，３０ｂを持ち、
その間に現存の１つの勾配コイル１２が接続される。コ
イル１２の勾配磁界Ｇが、勾配電流Ｉg がそれに流れた
ことに応答して形成される。この電流は入力３０ｃに入
力信号が存在し、別の入力３０ｄにゲ―ト付能信号が存
在することに応答して発生される。入力及びゲ―ト信号
が、駆動手段３４の別々の入力３４ａ，３４ｂに供給さ
れる。この駆動手段は、電流監視センサ３６からのフィ
―ドバック信号を入力３４ｃに受取ることも出来る。こ
れらの全ての入力信号に応答して、駆動手段の出力３４
ｅ乃至３４ｈに４つの出力信号が発生される。これらの
信号が、増幅器の両側にある上側及び下側のゲ―ト駆動
手段３８ａ−１，３８ｂ−１，３８ａ−２，３８ｂ−２
のタ―ンオン及びタ―ンオフを正しい位相にする。増幅
器の夫々左側及び右側にあるゲ―ト駆動器３４ａ又は３
４ｂがその間で連絡して、どんな時も上側又は下側ゲ―
ト駆動器の１つだけオンになる様に保証する。この為、
スイッチング装置４０ａ−１又は４０ａ−２と４０ｂ−
１又は４０ｂ−２が排他的に動作する。この為、両波ブ
リッジ・スイッチ・モ―ド電力増幅器３０は、勾配コイ
ルのインダクタンスＬg に流れる電流Ｉg に極めて急速
な変化を発生することが出来る。
【００１５】都合の悪いことに、スイッチ・モ―ド電力
増幅器を使った結果の１つとして、典型的には勾配の振
幅全体の１％乃至１０％程度のリップルの振幅が、スラ
イス選択勾配信号パルス１６′（図７）のパルスの上側
部分１６ａ′に発生される。このリップルは中心のスラ
イス選択用の輪郭２２′から離れた空間的な位置の所に
変調側波帯４４ａ，４４ｂ（図８）を発生する様に作用
する。空間的な側波帯は、リップル周波数に比例する距
離だけ（例えば１．２ミリ秒にわたって２０サイクル）
中心パルス２２′から離れた所にある。望ましくないエ
イリアシング応答を発生し、除去しなければならないの
は、この空間的な輪郭の有害な側波帯４４である。
増幅器を使った結果の１つとして、典型的には勾配の振
幅全体の１％乃至１０％程度のリップルの振幅が、スラ
イス選択勾配信号パルス１６′（図７）のパルスの上側
部分１６ａ′に発生される。このリップルは中心のスラ
イス選択用の輪郭２２′から離れた空間的な位置の所に
変調側波帯４４ａ，４４ｂ（図８）を発生する様に作用
する。空間的な側波帯は、リップル周波数に比例する距
離だけ（例えば１．２ミリ秒にわたって２０サイクル）
中心パルス２２′から離れた所にある。望ましくないエ
イリアシング応答を発生し、除去しなければならないの
は、この空間的な輪郭の有害な側波帯４４である。
【００１６】この発明では、スイッチ・モ―ド電力増幅
器によって誘発される様な、スライス選択パルス信号の
勾配磁界信号パルスに対する振幅のリップルの有害なエ
イリアシングを招く空間側波帯効果を除去する為、ＲＦ
磁界Ｂ1 信号を変調して、パルスの軌跡全体にわたり、
実効磁界ベクトルが、正常な（リップルのない）パルス
で磁界ベクトルが指すのと同じ方向を指す様にする。こ
の為、ＲＦ波形信号の振幅を磁界勾配信号と同じリップ
ルで変調して、実効磁界ベクトルの振幅も変調される
が、約２０％未満のリップルの振幅では、相対的な横方
向の磁化に対して目立つ程の影響を持たない様にする。
勾配波形に対して絶対的な制御作用が出来れば、パルス
の時間増分の位相及び持続時間は、実効磁界ベクトルの
変化する振幅を補償する様に変えることが出来、この結
果共鳴を正確に補償することが出来る。
器によって誘発される様な、スライス選択パルス信号の
勾配磁界信号パルスに対する振幅のリップルの有害なエ
イリアシングを招く空間側波帯効果を除去する為、ＲＦ
磁界Ｂ1 信号を変調して、パルスの軌跡全体にわたり、
実効磁界ベクトルが、正常な（リップルのない）パルス
で磁界ベクトルが指すのと同じ方向を指す様にする。こ
の為、ＲＦ波形信号の振幅を磁界勾配信号と同じリップ
ルで変調して、実効磁界ベクトルの振幅も変調される
が、約２０％未満のリップルの振幅では、相対的な横方
向の磁化に対して目立つ程の影響を持たない様にする。
勾配波形に対して絶対的な制御作用が出来れば、パルス
の時間増分の位相及び持続時間は、実効磁界ベクトルの
変化する振幅を補償する様に変えることが出来、この結
果共鳴を正確に補償することが出来る。
【００１７】この方法が装置５０を用いて実施される。
その現在好ましいと考えられる実施例が図１０に示され
ている。装置５０はスイッチ・モ―ド勾配電力増幅器３
０及び現存のＲＦ電力増幅器５２と共に作用する。頂部
が平坦な勾配駆動信号パルス１６が勾配増幅器の入力３
０ｃに印加され、その出力から所望の勾配コイル電流Ｉ
g が流れる様にする。波形５６は信号パルスの上に望ま
しくないリップルを有する。勾配コイル電流パルス５６
の振幅を電流センサ３６で感知する。これが（手段３
６′に於ける随意選択の増幅並びに／又は処理を用い
て）標本化勾配電流信号Ｉg ′を発生する。この信号が
勾配増幅器のフィ―ドバック入力３０ｆにフィ―ドバッ
クされると共に、可変減衰器手段５８の信号入力５８ａ
に印加される。可変減衰器手段５８の出力５８ｂが、制
御入力５８ｃにある制御信号ＸＴＲＬの振幅によって決
定された振幅を持つ正規化勾配出力信号を発生する。正
規化勾配信号は直接的に、又は可変位相設定手段６０を
介して、ＲＦ変調手段６２の第１の入力６２ａに印加す
ることが出来る。変調手段６２の第２の入力６２ｂが入
力ＲＦ信号パルス１８を受取る。更にＲＦ増幅手段６４
を用いてもよい。位相を調節して、振幅を正規化した勾
配リップル信号がＲＦ信号を変調し、リップルで変調さ
れたＲＦ信号が変調手段の出力６２ｃに現れ、電力増幅
器ＰＡ手段５２で増幅され、ＲＦコイル１４に印加する
為のリップルで変調されたＲＦ電力信号パルス６６とな
る。可変減衰器の制御信号ＸＴＲＬが、両波整流器（Ｆ
ＷＲ）手段４８の出力に発生される。この手段は勾配入
力信号パルス１６を受取る。必要があれば、増幅器手段
７０によって勾配信号パルス１６を更に増幅してもよ
い。
その現在好ましいと考えられる実施例が図１０に示され
ている。装置５０はスイッチ・モ―ド勾配電力増幅器３
０及び現存のＲＦ電力増幅器５２と共に作用する。頂部
が平坦な勾配駆動信号パルス１６が勾配増幅器の入力３
０ｃに印加され、その出力から所望の勾配コイル電流Ｉ
g が流れる様にする。波形５６は信号パルスの上に望ま
しくないリップルを有する。勾配コイル電流パルス５６
の振幅を電流センサ３６で感知する。これが（手段３
６′に於ける随意選択の増幅並びに／又は処理を用い
て）標本化勾配電流信号Ｉg ′を発生する。この信号が
勾配増幅器のフィ―ドバック入力３０ｆにフィ―ドバッ
クされると共に、可変減衰器手段５８の信号入力５８ａ
に印加される。可変減衰器手段５８の出力５８ｂが、制
御入力５８ｃにある制御信号ＸＴＲＬの振幅によって決
定された振幅を持つ正規化勾配出力信号を発生する。正
規化勾配信号は直接的に、又は可変位相設定手段６０を
介して、ＲＦ変調手段６２の第１の入力６２ａに印加す
ることが出来る。変調手段６２の第２の入力６２ｂが入
力ＲＦ信号パルス１８を受取る。更にＲＦ増幅手段６４
を用いてもよい。位相を調節して、振幅を正規化した勾
配リップル信号がＲＦ信号を変調し、リップルで変調さ
れたＲＦ信号が変調手段の出力６２ｃに現れ、電力増幅
器ＰＡ手段５２で増幅され、ＲＦコイル１４に印加する
為のリップルで変調されたＲＦ電力信号パルス６６とな
る。可変減衰器の制御信号ＸＴＲＬが、両波整流器（Ｆ
ＷＲ）手段４８の出力に発生される。この手段は勾配入
力信号パルス１６を受取る。必要があれば、増幅器手段
７０によって勾配信号パルス１６を更に増幅してもよ
い。
【００１８】図１１について説明すると、スイッチ・モ
―ド電力増幅器３０を使うことによってスライス選択勾
配信号パルス１６′は振幅リップル５６′を持つパルス
頂部１６ａ″を持つが、ＲＦ信号パルス６６の振幅、並
びにそのサイドロ―ブ６６ａ／６６ｂ（それがあれば）
は、振幅並びに位相を制御したリップル部分６６′で変
調される。これは、ＲＦ信号の振幅によって傾斜角が９
０°（図示の場合）であるか或いはそれ未満であるか、
或いは反転或いは再集束の為に１８０°の傾斜が生ずる
程大きい場合でも、そうなる。信号ＸＴＲＬがスイッチ
・モ―ド勾配増幅器３０より前に得られるから、リップ
ル信号Ｉg ′に加えられる減衰は、指令された（所望
の）勾配信号の振幅に比例する。両波整流器手段を使う
ことにより、信号の減衰が勾配信号パルスの極性に無関
係になることが保証される。通常、リップルの周期に較
べて、回路の遅延は十分小さいので、勾配波形及びＲＦ
リップル波形の間に目立つ移相が導入されず、移相手段
６０は必要でないことがある。実際にリップルの遅延が
十分小さければ、変調されたＲＦ磁界は影響を受けた磁
界ベクトルが、パルスの軌跡全体にわたって、リップル
のない勾配パルスの場合に磁界ベクトルが指すのと同じ
方向に保つことが出来る。この結果得られた正規化され
た空間的な磁化の輪郭７５が図１２に示されている。有
害な空間的なエイリアシングを招く側波帯７６ａ／７６
ｂが略ゼロの振幅であることに注意されたい。受入れる
ことの出来る位相作用（図１３）が達成される。
―ド電力増幅器３０を使うことによってスライス選択勾
配信号パルス１６′は振幅リップル５６′を持つパルス
頂部１６ａ″を持つが、ＲＦ信号パルス６６の振幅、並
びにそのサイドロ―ブ６６ａ／６６ｂ（それがあれば）
は、振幅並びに位相を制御したリップル部分６６′で変
調される。これは、ＲＦ信号の振幅によって傾斜角が９
０°（図示の場合）であるか或いはそれ未満であるか、
或いは反転或いは再集束の為に１８０°の傾斜が生ずる
程大きい場合でも、そうなる。信号ＸＴＲＬがスイッチ
・モ―ド勾配増幅器３０より前に得られるから、リップ
ル信号Ｉg ′に加えられる減衰は、指令された（所望
の）勾配信号の振幅に比例する。両波整流器手段を使う
ことにより、信号の減衰が勾配信号パルスの極性に無関
係になることが保証される。通常、リップルの周期に較
べて、回路の遅延は十分小さいので、勾配波形及びＲＦ
リップル波形の間に目立つ移相が導入されず、移相手段
６０は必要でないことがある。実際にリップルの遅延が
十分小さければ、変調されたＲＦ磁界は影響を受けた磁
界ベクトルが、パルスの軌跡全体にわたって、リップル
のない勾配パルスの場合に磁界ベクトルが指すのと同じ
方向に保つことが出来る。この結果得られた正規化され
た空間的な磁化の輪郭７５が図１２に示されている。有
害な空間的なエイリアシングを招く側波帯７６ａ／７６
ｂが略ゼロの振幅であることに注意されたい。受入れる
ことの出来る位相作用（図１３）が達成される。
【００１９】図１４及び１５には、リップル周波数に於
ける目立った回路遅延の影響が示されている。正規化さ
れた空間的な磁化の輪郭は、所望の中心のスライス選択
ピ―ク８０を持つが、エイリアシング作用を持つ側波帯
８２ａ，８２ｂが存在している。実際、遅延を最悪の場
合に対して調節すれば、望ましくない側波帯８２ａ，８
２ｂの振幅は、ＲＦ信号の変調なしの場合、即ちもとの
場合に得られる側波帯４４ａ／４４ｂ（図８）の振幅の
２倍になることがある。この為、可変位相調節手段６０
を設けることが望ましく、空間的な側波帯を最小限に抑
え、こうしてエイリアシングの人為効果を最小限に抑え
る為に、（ファントムの予備的な作像等により）装置５
０の特定の形式に対してその調節が必要になることがあ
る。
ける目立った回路遅延の影響が示されている。正規化さ
れた空間的な磁化の輪郭は、所望の中心のスライス選択
ピ―ク８０を持つが、エイリアシング作用を持つ側波帯
８２ａ，８２ｂが存在している。実際、遅延を最悪の場
合に対して調節すれば、望ましくない側波帯８２ａ，８
２ｂの振幅は、ＲＦ信号の変調なしの場合、即ちもとの
場合に得られる側波帯４４ａ／４４ｂ（図８）の振幅の
２倍になることがある。この為、可変位相調節手段６０
を設けることが望ましく、空間的な側波帯を最小限に抑
え、こうしてエイリアシングの人為効果を最小限に抑え
る為に、（ファントムの予備的な作像等により）装置５
０の特定の形式に対してその調節が必要になることがあ
る。
【００２０】この発明の現在好ましいと考えられる幾つ
かの実施例を詳しく説明したが、当業者には種々の変更
が考えられよう。従ってこの発明は特許請求の範囲のみ
によって限定されるものであって、こゝで説明の為に示
した特定の細部によって制約されないことを承知された
い。
かの実施例を詳しく説明したが、当業者には種々の変更
が考えられよう。従ってこの発明は特許請求の範囲のみ
によって限定されるものであって、こゝで説明の為に示
した特定の細部によって制約されないことを承知された
い。
【図１】図１はＭＩＲ磁石の中孔、その中に用いる勾配
及びＲＦコイルの斜視図である。
及びＲＦコイルの斜視図である。
【図２】図２はＭＲＩ装置の簡略ブロック図である。
【図３】図３は典型的なＮＭＲ手順のスライス選択信号
パルスを発生する為に使われる勾配及びＲＦ磁界を示す
時間軸を合せた１対のグラフである。
パルスを発生する為に使われる勾配及びＲＦ磁界を示す
時間軸を合せた１対のグラフである。
【図４】図４は図３の通常のスライス選択パルスに対す
る励振された横方向磁化の振幅を空間的な位置に対して
示すグラフである。
る励振された横方向磁化の振幅を空間的な位置に対して
示すグラフである。
【図５】図５は図３の通常のスライス選択パルスに対す
る励振された横方向磁化の位相を位置に対して示すグラ
フである。
る励振された横方向磁化の位相を位置に対して示すグラ
フである。
【図６】図２はスイッチ・モ―ド勾配電力増幅器の考え
られる１形式の回路図である。
られる１形式の回路図である。
【図７】図７はスイッチ・モ―ド勾配電力増幅器を用い
たＭＲＩ装置によって発生されるスライス選択信号パル
スの勾配及びＲＦ磁界を示す時間軸を合せた１対のグラ
フである。
たＭＲＩ装置によって発生されるスライス選択信号パル
スの勾配及びＲＦ磁界を示す時間軸を合せた１対のグラ
フである。
【図８】図８は図７のリップルを含むスライス選択信号
パルスに対する励振されて正規化された横方向磁化の振
幅を空間的な位置に対して示したグラフである。
パルスに対する励振されて正規化された横方向磁化の振
幅を空間的な位置に対して示したグラフである。
【図９】図９は図７のリップルを含むスライス選択信号
パルスに対する励振されて正規化された横方向磁化の位
相を位置に対して示すグラフである。
パルスに対する励振されて正規化された横方向磁化の位
相を位置に対して示すグラフである。
【図１０】図３はスライス選択パルス信号に対するスイ
ッチ・モ―ド勾配電力増幅器の出力信号のリップルの影
響を減少する装置の簡略ブロック図である。
ッチ・モ―ド勾配電力増幅器の出力信号のリップルの影
響を減少する装置の簡略ブロック図である。
【図１１】図１１は図１０の装置によって発生されるス
ライス選択信号パルスの勾配及び修正ＲＦ磁界の時間軸
を合せて示す１対のグラフである。
ライス選択信号パルスの勾配及び修正ＲＦ磁界の時間軸
を合せて示す１対のグラフである。
【図１２】図１２は図１１のスライス選択パルス信号に
対する励振されて正規化された横方向磁化の振幅を示す
グラフである。
対する励振されて正規化された横方向磁化の振幅を示す
グラフである。
【図１３】図１３は図１１のスライス選択パルス信号に
対する励振されて正規化された横方向磁化の位相を示す
グラフである。
対する励振されて正規化された横方向磁化の位相を示す
グラフである。
【図１４】図１４は図１１のスライス選択パルス中のＲ
Ｆ信号の変調が正しくない位相である場合の励振されて
正規化された横方向磁化の振幅を示すグラフである。
Ｆ信号の変調が正しくない位相である場合の励振されて
正規化された横方向磁化の振幅を示すグラフである。
【図１５】図１５は図１１のスライス選択パルス中のＲ
Ｆ信号の変調が正しくない位相である場合の励振されて
正規化された横方向磁化の位相を示すグラフである。
Ｆ信号の変調が正しくない位相である場合の励振されて
正規化された横方向磁化の位相を示すグラフである。
３６ 電流センサ ５８ 可変減衰器 ６２ 変調器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/62 ３９０ Ｃ 9287−5Ｌ 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/02 Ｋ 9118−2Ｊ 24/06 Ｇ (72)発明者 オトワード・マリア・ミューラー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボール ストン・レイク、スウィート・ロード、96 番
Claims (19)
- 【請求項１】 磁界勾配信号の振幅のリップルによるＮ
ＭＲ作像の劣化を減少する方法に於て、（イ）勾配信号
の振幅のリップルの大きさを感知し、（ロ）指令された
勾配の振幅に応答して感知されたリップル信号の振幅を
正規化し、（ハ）勾配信号と共に用いられるＲＦ信号を
正規化した振幅を持つ感知されたリップル信号で変調し
て、実効磁界が、リップルのない勾配信号を用いて形成
された実効磁界ベクトルと略同じ方向を指すベクトルを
持つ様にする工程を含む方法。 - 【請求項２】 工程（イ）が勾配磁界を形成する電流の
振幅のリップルを感知する工程を含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 工程（ロ）が指令された勾配の振幅によ
って決定される量だけ、感知されたリップル信号を減衰
させる工程を含む請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 工程（ロ）が指令された勾配の振幅の絶
対値に応答して減衰量を設定する工程を含む請求項３記
載の方法。 - 【請求項５】 それを用いてＲＦ信号を変調する前に、
正規化されたリップル信号の位相を調節して、劣化を所
望の通り減少させる工程を含む請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 それを用いてＲＦ信号を変調する前に、
正規化されたリップル信号の位相を調節して、劣化を所
望の通り減少させる工程を含む請求項３記載の方法。 - 【請求項７】 それを用いてＲＦ信号を変調する前に、
正規化されたリップル信号の位相を調節して、劣化を所
望の通り減少させる工程を含む請求項２記載の方法。 - 【請求項８】 それを用いてＲＦ信号を変調する前に、
正規化されたリップル信号の位相を調節して、劣化を所
望の通り減少させる工程を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 工程（ハ）が電力増幅並びに装置のＲＦ
アンテナへの伝送の前に、入力ＲＦ信号を変調する工程
を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 指令された勾配が、スライス選択信号
のある段階の間に発生する請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 ＲＦ信号の振幅が９０°までの傾斜角
を作る請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 ＲＦ信号の振幅が約１８０°の傾斜角
を生ずる請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 磁界勾配の振幅のリップルによるＮＭ
Ｒ作像の劣化を減少する装置に於て、勾配信号の振幅の
リップルの大きさを感知する手段と、指令された勾配の
振幅に応答して、感知されたリップル信号の振幅を正規
化する手段と、勾配信号と共に用いられるＲＦ信号を振
幅を正規化した、感知されたリップル信号を用いて変調
して、ＲＦ及び勾配磁界が、リップルのない勾配信号を
用いて形成された実効磁界ベクトルと略同じ方向を指す
実効ベクトルとなる様にする手段とを有する装置。 - 【請求項１４】 前記感知する手段が、勾配磁界を形成
する構造に対する勾配電流出力中のリップルの大きさを
感知する請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 前記構造がＮＭＲ磁石の中孔の中に配
置された勾配コイルである請求項１４記載の装置。 - 【請求項１６】 正規化する手段が、指令された勾配の
振幅によって決定される量だけ、感知された電流リップ
ルの振幅を減衰させる手段を含む請求項１４記載の装
置。 - 【請求項１７】 正規化する手段が、指令された勾配の
振幅の絶対値に応答して、減衰量を設定する手段を含む
請求項１６記載の装置。 - 【請求項１８】 それを用いてＲＦ信号を変調する前
に、正規化されたリップル信号の位相を調節して、劣化
を所望の通り減少させる手段を有する請求項１７記載の
装置。 - 【請求項１９】 変調手段からの出力信号が増幅され
て、装置のＲＦアンテナに印加される請求項１３記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US489,124 | 1990-03-05 | ||
| US07/489,124 US5027071A (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Method of, and apparatus for, NMR slice selection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220237A JPH04220237A (ja) | 1992-08-11 |
| JPH0618562B2 true JPH0618562B2 (ja) | 1994-03-16 |
Family
ID=23942509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3055629A Expired - Lifetime JPH0618562B2 (ja) | 1990-03-05 | 1991-02-28 | Ｎｍｒスライス選択を行う方法と装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5027071A (ja) |
| EP (1) | EP0445960A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0618562B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9100138A (nl) * | 1991-01-28 | 1992-08-17 | Philips Nv | Magnetische resonantie werkwijze en inrichting ter reductie van beeldfouten in een magnetisch resonantiebeeld. |
| GB2311387B (en) * | 1996-03-23 | 2000-03-22 | Oxford Magnet Tech | Regulated resonant converter |
| ITSV20020014A1 (it) | 2002-04-09 | 2003-10-09 | Esaote Spa | Metodo e dispositivo per la compensazione di campi magnetici di disturbo in volumi di spazio e macchina per il rilevamento di immagini in ri |
| US6930483B2 (en) * | 2003-08-01 | 2005-08-16 | General Electric Company | Method/system for switched frequency ripple reduction in MRI gradient coils |
| WO2006023195A2 (en) * | 2004-07-23 | 2006-03-02 | The Regents Of The University Of California | Metamaterials |
| US20070031156A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Robotham W S Jr | Amplification of TTL RF oscillator signals with digital logic and power switching technology for CO2 laser RF power supplies |
| US9594144B2 (en) | 2014-04-23 | 2017-03-14 | General Electric Company | Low-noise magnetic resonance imaging using low harmonic pulse sequences |
| US10634744B2 (en) | 2017-09-19 | 2020-04-28 | General Electric Company | Magnetic resonance imaging gradient driver systems and methods |
| US10557901B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-02-11 | General Electric Company | Systems and methods for providing gradient power for an MRI system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2041537B (en) * | 1979-01-25 | 1983-07-27 | Emi Ltd Nmr | Imaging systems |
| JPH0763455B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1995-07-12 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
| IL86231A (en) * | 1988-04-29 | 1991-07-18 | Elscint Ltd | Correction for eddy current caused phase degradation |
-
1990
- 1990-03-05 US US07/489,124 patent/US5027071A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-02-27 EP EP91301603A patent/EP0445960A1/en not_active Ceased
- 1991-02-28 JP JP3055629A patent/JPH0618562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04220237A (ja) | 1992-08-11 |
| EP0445960A1 (en) | 1991-09-11 |
| US5027071A (en) | 1991-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19941122 |