JPH0647018A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】それぞれの受信コイルに印加する電圧を適当な
値として各受信コイルの共振周波数を同一にする。 【構成】複数の受信コイルとこれら各受信コイルにそれ
ぞれ接続され電圧印加による該電圧値に応じた容量変化
がなされる可変容量を備えてなり各受信コイルのそれぞ
れの出力を合成して出力感度を向上させる磁気共鳴イメ
ージング装置において、前記可変容量のそれぞれに独立
に電圧をその電圧値を変化させて印加する手段と、それ
ぞれの可変容量において変化する電圧値に対して各受信
コイルから最大の出力信号が得られる際の該電圧値を検
出する手段と、それぞれの可変容量に前記検出手段によ
って検出された電圧値を印加させて各受信コイルを駆動
させる手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置に係り、特に、その受信系の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、生体組織
を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせ、それによっ
て発生する磁気共鳴信号を受信コイル部で受信するよう
になっている。そして、受信された前記磁気共鳴信号に
いわゆるフーリエ変換を行い画像に再構成するもので、
人体の任意個所における断層像を得るために広く利用さ
れている。そして、前記受信コイル部における磁気共鳴
信号の受信は、同調を利用して行うようになっている。
このため、前記受信コイルは、予め基準となる核磁気共
鳴を起こす共鳴周波数に同調するようにしておく必要が
ある。

【０００３】したがって、このようなことから、従来の
受信コイル部は、図５のように構成されていた。同図に
おいて、まず、受信コイル１ａがあり、この受信コイル
１ａと並列に、インピーダンス整合容量２ａと共振周波
数調整容量３ａの直列接続体が接続されている。そし
て、前記共振周波数調整容量３ａの両端から磁気共鳴信
号を図示しないプリアンプを介して取り出すようにして
いる。前記インピーダンス整合容量２ａは、前記プリア
ンプとのインピーダンスの整合を図るための容量であ
る。また、前記インピーダンス整合容量２ａおよび共振
周波数調整容量３ａは、ともに可変できるものである
が、被検体が装置に収納されていない状態で調整された
ものであり、かつ、装置内に組み込まれたものであって
被検体が装置に収納されている状態では外部から調整で
きないようになっている。

【０００４】さらに、前記共振周波数調整容量３ａと並
列に可変容量５ａが接続されている。この可変容量５ａ
はその両端に印加される電圧値によって任意に容量を可
変できるようになっている。装置に収納される被検体
は、その個人差によって、身体の厚みあるいは大きさの
異なることが原因で、共振点がずれてしまうのを前記可
変容量によって調整しょうとするものである。

【０００５】そして、さらに、前記受信コイル１ａとは
別の受信コイル１ｂが該受信コイル１ａと直交して配置
されている。この受信コイル１ｂにおいても前記受信コ
イル１ａと同様の回路構成となっており、インピーダン
ス整合容量２ｂ、共振周波数調整容量３ｂ、可変容量４
ｂ、可変容量５ｂを備えたものとなっている。これら二
つの受信コイル１ａ、１ｂを備えるのは、それぞれの各
出力をそれぞれ別個のプリアンプで増幅した後、それら
を合成することによって感度を向上させようとしたもの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された磁気共鳴イメージング装置の受信コイル
部は、可変容量ダイオード５ａ、５ｂの容量を調整する
制御系が一系統であったために、該可変容量ダイオード
５ａ、５ｂにはそれぞれ同一の値の電圧が印加されるよ
うになっていた。

【０００７】このために、可変容量ダイオード５ａ、５
ｂの個体差による電圧対容量特性の違い、あるいは可変
容量ダイオード５ａ、５ｂと並列に接続されているイン
ピーダンス整合容量２ａ、２ｂ、周波数調整容量３ａ、
３ｂとの容量比の差により、それぞれの受信コイル１
ａ、１ｂの共振周波数を同一にできず、これにより画像
の画質の向上が図れないといった問題点が残されてい
た。

【０００８】すなわち、図６に示すように、横軸に可変
容量ダイオード５ａ、５ｂに印加する電圧を、縦軸に周
波数をとった場合、それぞれの受信コイル１ａ、１ｂに
よってグラフの傾きが異なり、たとえばそれぞれの受信
コイル１ａ、１ｂを同一の周波数に同調させるにはそれ
ぞれの受信コイル１ａ、１ｂ側に印加する電圧に電圧差
Ｖをもたせなければならないことになる。

【０００９】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、その目的とするところのものは、それ
ぞれの受信コイルに印加する電圧を適当な値として各受
信コイルの共振周波数を同一にできるようにした磁気共
鳴イメージング装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、複数の受信コイルと
これら各受信コイルにそれぞれ接続され電圧印加による
該電圧値に応じた容量変化がなされる可変容量を備えて
なり各受信コイルのそれぞれの出力を合成して出力感度
を向上させる磁気共鳴イメージング装置において、前記
可変容量のそれぞれに独立に電圧をその電圧値を変化さ
せて印加する手段と、それぞれの可変容量において変化
する電圧値に対して各受信コイルから最大の出力信号が
得られる際の該電圧値を検出する手段と、それぞれの可
変容量に前記検出手段によって検出された電圧値を印加
させて各受信コイルを駆動させる手段とを備えることを
特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このように構成した磁気共鳴イメージング装置
によれば、まず、複数の受信コイルにそれぞれ接続され
た可変容量にそれぞれ独立した状態で電圧をその電圧値
を変化させて印加するようにしたものである。これによ
って各受信コイルの周波数が変化し磁気共鳴周波数にな
ったことに伴う各受信コイルの出力の最大値における前
記可変容量に印加した電圧値が判ることになる。したが
って、それぞれの受信コイルにおける可変容量に該電圧
値の電圧を印加した状態にすることによって、それぞれ
の受信コイルの共振周波数を同一にすることができ、そ
れぞれの受信コイルを駆動させることによりそれぞれの
受信コイルの出力の合成値として最大のものが得られる
ようになる。

【００１２】

【実施例】まず、図２は本発明による磁気共鳴イメージ
ング装置の全体構成を示すブロック説明図である。この
磁気共鳴イメージング装置は、大別すると、中央処理装
置（ＣＰＵ）１１と、シーケンサ１２と、送信系１３
と、静磁場発生磁石１４と、受信系１５と、信号処理系
１６とを備えて構成されている。

【００１３】中央処理装置（ＣＰＵ）１１は、予め定め
られたプログラムに従ってシーケンサ１２、送信系１
３、受信系１５、信号処理系１６の各々を制御するもの
である。シーケンサ１２は、中央処理装置１１からの制
御指令に基づいて動作し、被検体６の断層画像のデータ
収集に必要な種々の命令を送信系１３、静磁場発生磁石
１４の磁場勾配発生系２１、受信系１５に送るようにし
ている。

【００１４】送信系１３は、高周波発信器１７と変調器
１８と高周波コイル２０ａを有し、シーケンサ１２の指
令により高周波発信器１７からの高周波パルスを変調器
１８で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを
高周波増幅器１９を介して増幅して高周波コイル２０ａ
に供給することにより、所定のパルス状の電磁波を被検
体６に照射するようにしている。

【００１５】静磁場発生磁石１４は、被検体６の回りに
任意の方向に均一な静磁場を発生させるためのものであ
る。この静磁場発生磁石１４の内部には、高周波コイル
２０ａのほか、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル２
１と、受信系１５の受信コイルである高周波コイル２０
ｂ、２０ｃが設置されている。傾斜磁場発生系１４は互
いに直交するデカルト座標軸方向、すなわちＸ軸方向、
Ｙ軸方向、およびＺ軸方向にそれぞれ独立に傾斜磁場を
印加できる構成を有する傾斜磁場コイル２１と傾斜磁場
コイルに電流を供給する傾斜磁場電源２２と、傾斜磁場
電源２２を制御するシーケンサ１２により構成する。

【００１６】受信系１５は、高周波コイル２０ｂと該高
周波コイル２０ｂに接続されたオペアンプ２３ａと直交
位相検波器２４とＡ／Ｄ変換器２５とを有し、被検体６
からＮＭＲ信号を高周波コイル２０ｂが検出すると、そ
の信号をオペアンプ２３ａ、直交位相検波器２４、Ａ／
Ｄ変換器２５を介しデジタル量に変換するとともに、シ
ーケンサ１２からの指令によるタイミングで直交位相検
波器２４によってサンプリングされた二系列の収集デー
タに変換して中央処理装置１１に送るようにしている。
なお、前記高周波コイル２０ｂにはアンプ２９ａを介し
て電圧が印加されるようになっており、この電圧は高周
波コイル２０ｂ内に組み込まれている図示しない可変容
量ダイオードに印加されるようになっている。

【００１７】また、前記高周波コイル２０ｂと直交して
配置される高周波コイル２０ｃがある。そして、該高周
波コイル２０ｃに接続されたオペアンプ２３ｂと直交位
相検波器２４とＡ／Ｄ変換器２５とを有し、被検体６か
らＮＭＲ信号を高周波コイル２０ｃが検出すると、その
信号をオペアンプ２３ｂ、直交位相検波器２４、Ａ／Ｄ
変換器２５を介しデジタル量に変換するとともに、シー
ケンサ１２からの指令によるタイミングで直交位相検波
器２４によってサンプリングされた二系列の収集データ
に変換して中央処理装置１１に送るようにしている。な
お、前記高周波コイル２０ｃにはアンプ２９ｂを介して
電圧が印加されるようになっており、この電圧は高周波
コイル２０ｃ内に組み込まれている図示しない可変容量
ダイオードに印加されるようになっている。

【００１８】ここで、高周波コイル２０ｂ、および高周
波コイル２０ｃの詳細な構成を図１を用いて説明する。
同図において、まず、受信コイル１ａがあり、この受信
コイル１ａと並列に、インピーダンス整合容量２ａと共
振周波数調整容量３ａの直列接続体が接続されている。
そして、前記共振周波数調整容量３ａの両端から磁気共
鳴信号を図示しないプリアンプを介して取り出すように
している。前記インピーダンス整合容量２ａは、前記プ
リアンプとのインピーダンスの整合を図るための容量で
ある。また、前記インピーダンス整合容量２ａおよび共
振周波数調整容量３ａは、ともに可変できるものである
が、被検体が装置に収納されていない状態で調整された
ものであり、かつ、装置内に組み込まれたものであって
被検体が装置に収納されている状態では外部から調整で
きないようになっている。

【００１９】さらに、前記共振周波数調整容量３ａと並
列に可変容量５ａが接続されている。この可変容量５ａ
はその両端に印加される電圧値によって任意に容量を可
変できるようになっている。装置に収納される被検体
は、その個人差によって、身体の厚みあるいは大きさの
異なることが原因で、共振点がずれてしまうのを前記可
変容量によって調整しょうとするものである。

【００２０】そして、さらに、前記受信コイル１ａとは
別の受信コイル１ｂが該受信コイル１ａと直交して配置
されている。この受信コイル１ｂにおいても前記受信コ
イル１ａと同様の回路構成となっており、インピーダン
ス整合容量２ｂ、共振周波数調整容量３ｂ、可変容量４
ｂ、可変容量５ｂを備えたものとなっている。

【００２１】中央処理装置１１からは、電圧がその電圧
値を変化させてアンプ２９ａを介して可変容量ダイオー
ド４ａ、５ａに印加されるようになっている。そして、
中央処理装置１１は、この際における受信コイル１ａか
らの出力を逐次検出するとともに最大の出力信号が得ら
れる際の該電圧値を検出するようになっている。そし
て、その後、中央処理装置１１は、受信コイル１ａが最
大の出力信号が得られる際の該電圧値を印加させた状態
で受信コイル１ａを駆動させるようになっている。この
ような中央処理装置１１の動作は、高周波コイル２０ｃ
側においても同様になされるようになっている。

【００２２】すなわち、中央処理装置１１におけるこの
ような動作は、図３のフロチャートに示すようになって
いる。同図において、

【００２３】ステップ１． 高周波コイル２０ｂに供給
電圧（たとえば最初は０Ｖ）をΔＶだけ加算して印加す
る。

【００２４】ステップ２． ステップ１で印加した電圧
で前記高周波コイル２０ｂが検出する出力信号を検出す
る。

【００２５】ステップ３． ステップ２で検出した出力
信号の出力値をメモリに記憶する。

【００２６】ステップ４． 高周波コイル２０ｂに印加
している供給電圧が所定の電圧値であるか否かを判定す
る。所定の電圧値でない場合はステップ１．に戻り高周
波コイル２０ｂへの供給電圧をさらにΔＶだけ加算して
上述したステップを繰り返す。所定の電圧値である場合
は次のステップに進む。

【００２７】ステップ５． 前記メモリに記憶されてい
る出力信号値からその最大値に対応した印加電圧を検出
する。

【００２８】ステップ６． ステップ５で検出した印加
電圧を高周波コイル２０ｂに印加する。

【００２９】ステップ７． 高周波コイル２０ｃに対し
ても同様の操作（ステップ１．ないしステップ６．）を
行う。

【００３０】ステップ８． 受信を開始する。

【００３１】さらに、信号処理系１６は、磁気ディスク
２６、磁気テープ２７等の外部記憶装置と、ＣＲＴ等か
らなるディスプレイ２８とを有し、受信系１５からのデ
ータが中央処理装置１１に入力されると、該中央処理装
置１１が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その
結果の被検体６の所望の断面像をディスプレイ２８に表
示するとともに、外部記憶装置の磁気ディスク２６等に
記憶する。

【００３２】上述した実施例のように構成した磁気共鳴
イメージング装置によれば、まず、各受信コイル１ａ、
１ｂにそれぞれ接続された可変容量ダイオード５ａ、５
ｂにそれぞれ独立した状態で電圧をその電圧値を変化さ
せて印加するようにしたものである。これによって各受
信コイル１ａ、１ｂの周波数が変化し磁気共鳴周波数に
なったことに伴う各受信コイル１ａ、１ｂの出力の最大
値における前記可変容量ダイオード５ａ、５ｂに印加し
た電圧値が判ることになる。したがって、それぞれの受
信コイル１ａ、１ｂにおける可変容量ダイオード５ａ、
５ｂに該電圧値の電圧を印加した状態にすることによっ
て、それぞれの受信コイル１ａ、１ｂの共振周波数を同
一にすることができ、それぞれの受信コイル１ａ、１ｂ
を駆動させることによりそれぞれの受信コイル１ａ、１
ｂの出力の合成値として最大のものが得られるようにな
る。

【００３３】図４は、このような状態を示したグラフで
ある。高周波コイル２３ａ、２３ｂはそれぞれ特性が異
なっており、それぞれの高周波コイル２３ａ、２３ｂに
電圧値Ｖ₁、Ｖ₂を印加することによって、それぞれの高
周波コイル２３ａ、２３ｂはともに磁気共鳴周波数に同
調されることになる。

【００３４】上述した実施例は、受信コイルを二個備え
たものについて説明したものであるが、これに限定され
ることはなく、それ以上備えたものにあっても適用でき
るものである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、それ
ぞれの受信コイルに印加する電圧を適当な値として各受
信コイルの共振周波数を同一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の一
実施例を示す説明図で、特に受信コイル部を示した構成
図である。

【図２】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の一
実施例を示す概略構成図である。

【図３】 本発明による磁気共鳴イメージング装置に組
み込まれるＣＰＵの動作を示したフローチャートであ
る。

【図４】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の効
果を示す説明図である。

【図５】 従来の磁気共鳴イメージング装置における受
信コイル部の一例を示した構成図である。

【図６】 従来の磁気共鳴イメージング装置の問題点を
示した説明図である。

【符号の説明】

１ａ 受信コイル １ｂ 受信コイル ５ａ 可変容量ダイオード ５ｂ 可変容量ダイオード ２３ａ オペアンプ ２３ｂ オペアンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の受信コイルとこれら各受信コイルに
   それぞれ接続され電圧印加による該電圧値に応じた容量
   変化がなされる可変容量を備えてなり各受信コイルのそ
   れぞれの出力を合成して出力感度を向上させる磁気共鳴
   イメージング装置において、前記可変容量のそれぞれに
   独立に電圧をその電圧値を変化させて印加する手段と、
   それぞれの可変容量において変化する電圧値に対して各
   受信コイルから最大の出力信号が得られる際の該電圧値
   を検出する手段と、それぞれの可変容量に前記検出手段
   によって検出された電圧値を印加させて各受信コイルを
   駆動させる手段とを備えることを特徴とする磁気共鳴イ
   メージング装置。