JPH06254072A - Ｍｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サンプリングパルス発生器からの一連のサン
プリングパルス発生中にインターバル時間を変更したり
複数のＲＦコイルの切り換え制御信号を出したりする。 【構成】 インターバルカウンタ６１はメモリ６５から
読み出したインターバル時間が経過したときに次のデー
タの読み出しタイミング信号を出力し、ワードカウンタ
６２がメモリ６５からブロック終了命令をカウントする
までこれを繰り返し、ワードカウンタ６２の値が所定値
になったときにこの繰り返しを終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気共
鳴）現象を利用してイメージング（ＭＲＩ）やスペクト
ロスコピー（ＭＲＳ）を行うＭＲ装置に関し、とくにそ
のＭＲ装置においてデータを収集するために使われるサ
ンプリングパルス発生器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＲ装置のサンプリングパルス発
生器は、図８に示すようにインターバルカウンタ６１と
ワードカウンタ６２とコントローラ６３とから構成され
るのが普通である。インターバルカウンタ６１にはイン
ターバル（時間間隔）に相当するカウント値が初期設定
され、ワードカウンタ６２にはワード（サンプリング点
数）に相当するカウント値が初期設定される。コントロ
ーラ６３に外部（主としてパルスシーケンスを規定する
タイミング発生器）より起動信号が入力されると、コン
トローラ６３が、インターバルカウンタ６１によるクロ
ック信号のカウント動作を開始させ、初期設定されたカ
ウント値によって決まるインターバル時間ごとにサンプ
リングパルスを発生する。このサンプリングパルスはワ
ードカウンタ６２でカウントされ、初期値からのカウン
トダウンが進んで０になったとき、このワードカウンタ
６２が信号をコントローラ６３に送り、コントローラ６
３はインターバルカウンタ６１の動作を終了させる。こ
うして、初期設定されたインターバル時間ごとに、初期
設定された数のサンプリングパルスが発生させられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サンプリングパルス発生回路では、初期設定された数の
サンプリングパルスの発生が終了するまではインターバ
ル時間は一定であり、その途中でインターバル時間を変
更することなどはできず、エコープレーナ法などで使用
される非等間隔サンプリングに対応することができない
という問題がある。

【０００４】また、複数のＲＦコイル（アンテナコイ
ル）を並べて、サンプリングパルスを発生しながら、そ
のＲＦコイルの選択を順次切り換えていくことによりＲ
Ｆコイルが並べられた広い領域でのデータを収集しよう
とするとき、従来のサンプリングパルス発生回路ではそ
のＲＦコイル選択信号まで発生することはできない。そ
こで、このような場合、従来では、パルスシーケンスを
規定するタイミング発生器でそのＲＦコイル選択の制御
を行わなければならず、タイミング発生器の負担が増す
とともに、パルスシーケンスが複雑化し、パルスシーケ
ンスの柔軟性も失われる。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、一連のサンプリ
ングパルス発生中にインターバル時間を変更したり複数
のＲＦコイルの切り換え制御信号を出したりすることが
できるように改善したサンプリングパルス発生器を備え
るＭＲ装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によると、磁場を発生する手段と、ＲＦ信
号を照射する手段と、ＮＭＲ信号を受信する手段と、受
信したＮＭＲ信号をＡ／Ｄ変換してデータを収集する手
段と、Ａ／Ｄ変換用のサンプリングパルス発生手段とか
らなるＭＲ装置において、サンプリングパルス発生手段
を、サンプリングパルス発生命令と外部用制御信号とイ
ンターバル時間とブロック終了命令を含んだ一連のデー
タが格納された記憶手段と、該記憶手段から読み出され
たインターバル時間が経過したときにつぎのデータを読
み出すことを上記ブロック終了命令の読み出しまで繰り
返す手段と、ブロック終了命令が所定数カウントされる
まで上記ブロック終了命令までの一連のデータ読み出し
を繰り返す手段とから構成したことが特徴となってい
る。

【０００７】

【作用】サンプリングパルス発生命令と外部用制御信号
とインターバル時間とブロック終了命令を含んで１フィ
ールドのデータが構成され、これが複数記憶される。ブ
ロック終了命令は複数フィールドからなるブロックが終
了したことを表すものである。１フィールドのデータが
読み出されると、そこに含まれているサンプリングパル
ス発生命令と外部用制御信号とに応じてサンプリングパ
ルスと制御信号とが出力され、そこに含まれているイン
ターバル時間の後につぎのフィールドの読み出し動作が
行われる。ブロック終了命令が読み出されたときはふた
たび最初のフィールドから読み出すことを繰り返し、ブ
ロック終了命令をカウントし、そのカウント値が所定数
になったとき、その繰り返しを終了する。ブロック終了
命令により数フィールドのデータをブロック化でき、こ
のブロックを繰り返して読み出すことによりメモリの使
用量の増大を防ぐ。記憶する各フィールドのデータおよ
びその読み出し順序は任意に定め得るので、任意パター
ンのサンプリングパルスを発生することができ、非等間
隔サンプリングなどに対応できることができるととも
に、サンプリングパルスの発生途中に複数ＲＦコイルを
切り換える信号などの制御信号を出力することも可能に
なる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の
一実施例にかかるサンプリングパルス発生器を示すもの
で、この図に示すように、インターバルカウンタ６１と
ワードカウンタ６２とコントローラ６３とを有する点は
図８と同様であるが、さらにアドレスカウンタ６４とメ
モリ６５とを備えている。インターバルカウンタ６１は
そのカウント値がメモリ６５からのインターバル時間情
報により初期設定される。ワードカウンタ６２はメモリ
６５に蓄えられていたブロック終了命令をカウントして
初期値からカウントダウンする。メモリ６５には、これ
らのインターバル時間に関する情報、ブロック終了命
令、およびＲＦコイル選択コードが各アドレスごとに格
納されており、アドレスカウンタ６４で生成されたアド
レスにより読み出されるようになっている。

【０００９】この図１に示すサンプリングパルス発生器
はたとえば図２に示すようなＭＲＩ装置に組み込まれて
いる。この図２ではサンプリングパルス発生器には番号
２４が付けられている。図２において、主マグネット１
１は静磁場を発生するためのもので、この静磁場に重畳
するように傾斜磁場コイル１２によって傾斜磁場が印加
される。傾斜磁場コイル１２はＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に
磁場強度がそれぞれ傾斜する傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ
を発生するように配置されている。この静磁場及び傾斜
磁場が加えられる空間に、図示しない被検体（患者）が
配置され、その被検体にＲＦコイル１３が取り付けられ
る。この実施例ではＲＦコイル１３は複数のＲＦコイル
を並べたものからなる。

【００１０】傾斜磁場コイル１２には傾斜磁場電源２１
が接続され、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各傾斜磁場発生用電力
が供給される。この傾斜磁場電源２１には波形発生器２
２からの波形信号が入力されてＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各傾
斜磁場波形が制御される。ＲＦコイル１３にはＲＦパワ
ーアンプ３３からＲＦ信号が供給され、これにより被検
体へのＲＦ信号照射が行なわれる。このＲＦ信号は、Ｒ
Ｆ信号発生器３１より発生させられたＲＦ信号を、変調
器３２で、波形発生器２２から送られてきた波形に応じ
てＡＭ変調したものとなっている。

【００１１】被検体で発生したＮＭＲ信号はＲＦコイル
１３により受信され、プリアンプ４１を経て切換器４４
に送られる。この切換器４４はサンプリングパルス発生
器２４からのＲＦコイル選択信号により制御されてい
る。この切換器４４により選択されたＲＦコイルからの
信号が位相検波器４２に送られる。位相検波器４２にお
いて、受信信号はＲＦ信号発生器３１からのＲＦ信号を
参照信号として位相検波され、検波出力がＡ／Ｄ変換器
４３に送られる。このＡ／Ｄ変換器４３にはサンプリン
グパルス発生器２４からサンプリングパルスが入力され
ており、このサンプリングパルスに応じて検波出力のデ
ジタルデータへの変換が行なわれる。そのデジタルデー
タはホストコンピュータ５１に取り込まれる。

【００１２】ホストコンピュータ５１は、取り込まれた
データを処理して画像を再構成するとともに、タイミン
グ発生器２３を介してシーケンス全体のタイミングを定
める。すなわち、タイミング発生器２３は、ホストコン
ピュータ５１の制御の下に、波形発生器２２、ＲＦ信号
発生器３１、サンプリングパルス発生器２４等にタイミ
ング信号を送り、波形発生器２２から各波形信号が出力
されるタイミングを定めるとともに、ＲＦ信号発生器３
１からのＲＦ信号発生タイミングを定め、さらにサンプ
リングパルス発生器２４からのサンプリングパルス発生
開始タイミングを定める。また、ホストコンピュータ５
１は、波形発生器２２に波形情報を送り、Ｇｘ、Ｇｙ、
Ｇｚの各傾斜磁場パルスの波形、強度等を制御するとと
もに、ＲＦコイル１３から被検体に照射するＲＦ信号の
エンベロープを定め、さらにＲＦ信号発生器３１に信号
を送ってＲＦ信号の周波数や位相を制御する。

【００１３】サンプリングパルス発生器２４には、ホス
トコンピュータ５１から所望パターンのサンプリングパ
ルスを選ぶ指示とサンプリングパルスの数を設定する信
号とが与えられる。所望パターンのサンプリングパルス
を選ぶ指示は、サンプリングパルス発生器２４のアドレ
スカウンタ６４に初期値として設定される。サンプリン
グパルスの数を設定する信号によりワードカウンタ６２
の初期設定がなされる。

【００１４】メモリ６５には図３に示すような構造のデ
ータを、図４のように順次格納しておいて、所定パター
ンのサンプリングパルスを示すようにしておく。図４の
ような複数のブロックのデータが異なるアドレスに格納
されているので、その先頭アドレスを指定し、順次読み
出すことにより、メモリ６５に格納されている複数パタ
ーンの中から希望のパターンを選んで、そのパターンに
したがったサンプリングパルスを出力することができ
る。

【００１５】図３に示すデータ構造では、ＲＦコイル選
択コードＳ１〜Ｓ８用の部分と、サンプリングパルス発
生命令ＳＰＬ用の部分と、ブロック終了命令ＥＮＤ用の
部分と、インターバル時間用の部分とにより１フィール
ドのデータが構成されている。このようなデータが図４
に示すように先頭アドレスから順に格納される。この図
４では設定されたデータのみしか記していないが、先頭
アドレスにはＳ１のＲＦコイル選択コードとインターバ
ル時間ｔａを表す情報とが格納され、つぎのアドレスに
はサンプリングパルス発生命令ＳＰＬとインターバル時
間ｔｂを表す情報とが格納され、３番目のアドレスには
Ｓ２のＲＦコイル選択コードとインターバル時間ｔａを
表す情報とが格納され、さらに、４番目のアドレスには
サンプリングパルス発生命令ＳＰＬとブロック終了命令
ＥＮＤとインターバル時間ｔｃを表す情報とが格納され
る。先頭アドレスのからこのＥＮＤが含まれているアド
レスまでがブロック化される。

【００１６】ホストコンピュータ５１からコントローラ
６３に、この図４で示したデータブロックの先頭アドレ
スが与えられた後、コントローラ６３にタイミング発生
器２３から起動信号が与えられると、コントローラ６３
はアドレスカウンタ６４にその先頭アドレスを初期値と
して設定する。これによりアドレスカウンタ６４はまず
その値をアドレスとしてメモリ６５に送る。メモリ６５
からは図４の一番上のデータが読み出され、ＲＦコイル
選択コードがＳ１となっているので、それに応じたＲＦ
コイル選択信号が切換器４４に送られるとともに、イン
ターバル時間ｔａを表す情報が読み出される。

【００１７】このインターバル時間ｔａがインターバル
カウンタ６１に初期値として設定される。インターバル
カウンタ６１はクロック信号をカウントし、その設定さ
れた初期値からのカウントダウンが始まり、０になった
ときコントローラ６３に信号を発生する。すると、コン
トローラ６３はアドレスカウンタ６４の初期値から１つ
だけカウントアップする。したがってメモリ６５のつぎ
のアドレスに格納されていた図４の上から２番目のデー
タが読み出される。この２番目のデータにはＳＰＬが含
まれているため、サンプリングパルスが発生する。そこ
で、図５に示すようにＳ１に対応するＲＦコイル選択信
号が出されてから時間ｔａの後に、サンプリングパルス
が発生することになる。３番目のデータにはＳ２が含ま
れているため、Ｓ２に対応するＲＦコイル選択信号が出
されるが、２番目のデータではインターバル時間はｔｂ
となっていることから、図５で示すように、サンプリン
グパルスの発生から時間ｔｂの後にこのＲＦコイル選択
信号が出力されることになる。

【００１８】つぎに４番目のデータが読み出されてＳＰ
Ｌに対応してサンプリングパルスが出力されるが、３番
目のデータではインターバル時間はｔａとなっているの
で、図５に示すように、Ｓ２に対応するＲＦコイル選択
信号とサンプリングパルスとの時間間隔はｔａとなる。
この４番目のデータに含まれるブロック終了命令ＥＮＤ
はワードカウンタ６２に送られてこれをカウントダウン
させる。このワードカウンタ６２には、ホストコンピュ
ータ５１からコントローラ６３を介してサンプリングパ
ルス数が初期値として設定されているため、この初期値
から１だけカウントダウンされる。また４番目のデータ
ではインターバル時間はｔｃとなっているため、サンプ
リングパルス発生より時間ｔｃが経過したときにインタ
ーバルカウンタ６１からコントローラ６３に信号が出さ
れる。コントローラ６３は、ＥＮＤによりワードカウン
タ６２がカウント動作したことを識別し、インターバル
カウンタ６１からの信号のタイミングで、アドレスカウ
ンタ６４を初期値に戻す。

【００１９】そこで、ふたたび図４で示すブロックの先
頭からの読み出しが始まって、図５で示すようにＳ１に
対応するＲＦコイル選択信号出力から始まる周期が繰り
返される。こうして時間（２ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）を１周
期とする繰り返し周期が＃１、＃２、＃３、…と順次行
われる。ｔａはＲＦコイルを選択してからサンプリング
パルスを発生するまでの時間であり、切換器４４がその
切り換えから安定するまでの時間をとっている。同様に
ｔｂはサンプリングパルス発生後、切換器４４を切り換
えるまでの時間である。サンプリング周期は、ある特定
のＲＦコイルに着目したときのサンプリング間隔である
から、この場合は上記の（２ｔａ＋ｔｂ＋ｔｃ）とな
る。ｔｃは、このサンプリング周期を所望の値に調整す
るためのものである。

【００２０】ワードカウンタ６２には上記のように一つ
のＲＦコイルについてのサンプリング点数が初期値とし
て設定されており、ＥＮＤが読み出されるごとにカウン
トダウンするので、その設定されたサンプリング点数
（たとえば２５６）だけ、上記の動作周期が繰り返され
る。その結果、たとえば２５６点ずつのデータがＲＦコ
イルごとに収集されることになる。

【００２１】このように繰り返し周期の一つを規定する
データをブロック化してメモリ６５に格納してこのブロ
ックを繰り返し読み出すようにしたため、サンプリング
点数すべてのデータをメモリ６５に格納しておく必要が
なくなり、メモリ６５の使用量を減少させることができ
るとともに、データを格納する際の前処理時間も非常に
短いものとなる。

【００２２】図６は非等間隔サンプリングを行う場合の
メモリ６５の格納内容を示している。この図６ではＲＦ
コイル選択コードは省略し、サンプリングパルス発生命
令ＳＰＬとインターバル時間のみが表されている。この
場合、ワードカウンタ６２の初期設定値は１とし、各サ
ンプリングパルスごとにそれぞれ異なるインターバル時
間ｔ１、ｔ２、ｔ３、…をすべてのサンプリングパルス
に関して格納することになる。サンプリングパルスは、
図７で示すように読み出されたインターバル時間ｔ１、
ｔ２、ｔ３、…を順次置きながら、順次発生する。メモ
リ６５の使用効率は悪くなるが、１つずつのサンプリン
グパルスにつきインターバル時間を完全に定めることが
できるため、まったく自由なサンプリング間隔を実現で
きる。

【００２３】なお、図３に示したデータ構造は一例であ
り、ＲＦコイル選択コードやサンプリングパルス発生命
令などの外部用のデータはこれらに限定されず、追加や
変更も可能である。

【００２４】

【発明の効果】この発明のＭＲ装置のサンプリングパル
ス発生器によれば、サンプリングパルスの発生時にＲＦ
コイルを切り換える動作を制御でき、タイミング発生器
などに負担をかけることがなくなり、タイミング発生器
等に規定するパルスシーケンスが複雑化することを避け
ることが可能である。さらにサンプリング間隔の自由度
がきわめて大きく、どのような非等間隔サンプリングに
も対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるＭＲ装置のサンプ
リングパルス発生器のブロック図。

【図２】同実施例のＭＲＩ装置の全体のブロック図。

【図３】同実施例のメモリに格納するデータの構造を示
す図。

【図４】同実施例のメモリに格納されたデータブロック
の一例を示す図。

【図５】図４の場合の出力タイミングを示すタイムチャ
ート。

【図６】同実施例のメモリに格納されたデータブロック
の他の例を示す図。

【図７】図６の出力タイミングを示すタイムチャート。

【図８】従来例のＭＲ装置のサンプリングパルス発生器
のブロック図。

【符号の説明】

１１ 主マグネット １２ 傾斜磁場コイル １３ ＲＦコイル ２１ 傾斜磁場電源 ２２ 波形発生器 ２３ タイミング発生器 ２４ サンプリングパルス発生器 ３１ ＲＦ信号発生器 ３２ 変調器 ３３ ＲＦパワーアンプ ４１ プリアンプ ４２ 位相検波器 ４３ Ａ／Ｄ変換器 ４４ 切換器 ５１ ホストコンピュータ ６１ インターバルカウンタ ６２ ワードカウンタ ６３ コントローラ ６４ アドレスカウンタ ６５ メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁場を発生する手段と、ＲＦ信号を照射
   する手段と、ＮＭＲ信号を受信する手段と、受信したＮ
   ＭＲ信号をＡ／Ｄ変換してデータを収集する手段と、Ａ
   ／Ｄ変換用のサンプリングパルス発生手段とからなり、
   サンプリングパルス発生手段は、サンプリングパルス発
   生命令と外部用制御信号とインターバル時間とブロック
   終了命令を含んだ一連のデータが格納された記憶手段
   と、該記憶手段から読み出されたインターバル時間が経
   過したときにつぎのデータを読み出すことを上記ブロッ
   ク終了命令の読み出しまで繰り返す手段と、ブロック終
   了命令が所定数カウントされるまで上記ブロック終了命
   令までの一連のデータ読み出しを繰り返す手段とを備え
   ることを特徴とするＭＲ装置。