JPH0664131B2 - Ｒｆ周波数を自動的に調節する方法及び装置 - Google Patents
Ｒｆ周波数を自動的に調節する方法及び装置Info
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- JPH0664131B2 JPH0664131B2 JP63104458A JP10445888A JPH0664131B2 JP H0664131 B2 JPH0664131 B2 JP H0664131B2 JP 63104458 A JP63104458 A JP 63104458A JP 10445888 A JP10445888 A JP 10445888A JP H0664131 B2 JPH0664131 B2 JP H0664131B2
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- G—PHYSICS
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- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
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- 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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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気共鳴（MR）方式に関する。更に具体的に
言えば、本発明は、RF送信機（トランスミッタ）及び受
信機（レシーバ）を最適のラーモア周波数に自動的に調
節することに関する。本発明は、特に磁気共鳴作像に用
いることができるが、それに限られない。
言えば、本発明は、RF送信機（トランスミッタ）及び受
信機（レシーバ）を最適のラーモア周波数に自動的に調
節することに関する。本発明は、特に磁気共鳴作像に用
いることができるが、それに限られない。
発明の背景 従来、磁気共鳴現象は、構造化学者によって、化学的な
組成の構造を解析するために、解像度の高い磁気共鳴分
光装置で利用されてきた。最近、MRは解剖学的な部分の
作像や、生体内の非侵入形の分光解析に用途を有する医
療用の診断モードとして開発されている。現在ではよく
知られているが、MR現象は、均質な分極磁界Ｂ０内に配
置された患者のようなサンプル物体内で、この物体をラ
ーモア周波数の無線周波（RF）エネルギで照射すること
によって励振することができる。医療用診断の用途で
は、これは典型的には、検査すべき患者を円筒形状を有
するRFコイルの磁界内に位置決めし、RF電力増幅器でRF
コイルを付勢する（RFコイルにエネルギを与える）こと
により達成される。RF励振を中断したときに、同じ又は
異なるRFコイルを用いて、RFコイルの磁界内に横たわっ
ている患者から発生するMR信号、大抵はスピンエコーを
検出する。完全なMR走査の過程では、複数のMR信号を観
測するのが典型的である。これらのMR信号を用いて、作
像又は検査されている患者に関するMR作像情報又は分光
情報を取り出す。
組成の構造を解析するために、解像度の高い磁気共鳴分
光装置で利用されてきた。最近、MRは解剖学的な部分の
作像や、生体内の非侵入形の分光解析に用途を有する医
療用の診断モードとして開発されている。現在ではよく
知られているが、MR現象は、均質な分極磁界Ｂ０内に配
置された患者のようなサンプル物体内で、この物体をラ
ーモア周波数の無線周波（RF）エネルギで照射すること
によって励振することができる。医療用診断の用途で
は、これは典型的には、検査すべき患者を円筒形状を有
するRFコイルの磁界内に位置決めし、RF電力増幅器でRF
コイルを付勢する（RFコイルにエネルギを与える）こと
により達成される。RF励振を中断したときに、同じ又は
異なるRFコイルを用いて、RFコイルの磁界内に横たわっ
ている患者から発生するMR信号、大抵はスピンエコーを
検出する。完全なMR走査の過程では、複数のMR信号を観
測するのが典型的である。これらのMR信号を用いて、作
像又は検査されている患者に関するMR作像情報又は分光
情報を取り出す。
各々のMR走査を開始する前に、励振磁界が最適のラーモ
ア周波数になるように保証するために、RF送信機及び受
信機の周波数を調節するのが普通である。これは、ある
MR測定において所望の像のコントラスト効果を得るため
に、並びにスライス選択の位置の精度を保証するために
必要である。例えば、人体では、MR信号は、主に水及び
脂肪分子内の陽子によって発生される。これらの２種類
の物質内にある陽子のラーモア周波数は若干異なってお
り、両者のラーモア周波数は患者ごとに、並びに非均質
性のために、１人の患者内でも位置によって若干異な
る。従来のMRスキャナでは、較正順序（シーケンス）を
実施することが普通である。このとき、最初にMR順序
（シーケンス）を実行し、MR信号を処理してRF周波数に
対する信号の振幅の図をCRTスクリーンに発生する。そ
の後、オペレータがこの図を検査し、RF受信機の周波数
を所望の値に手動で調節する。例えば、表示されるMR信
号は、２つのピーク、即ち１つは脂肪の陽子に対するラ
ーモア周波数におけるピーク、もう１つは水の陽子に対
するラーモア周波数におけるピークを示すことがある。
オペレータは、実行する特定のMR測定に応じて、いずれ
かの周波数又はそれらの中間の周波数を選択することが
できる。
ア周波数になるように保証するために、RF送信機及び受
信機の周波数を調節するのが普通である。これは、ある
MR測定において所望の像のコントラスト効果を得るため
に、並びにスライス選択の位置の精度を保証するために
必要である。例えば、人体では、MR信号は、主に水及び
脂肪分子内の陽子によって発生される。これらの２種類
の物質内にある陽子のラーモア周波数は若干異なってお
り、両者のラーモア周波数は患者ごとに、並びに非均質
性のために、１人の患者内でも位置によって若干異な
る。従来のMRスキャナでは、較正順序（シーケンス）を
実施することが普通である。このとき、最初にMR順序
（シーケンス）を実行し、MR信号を処理してRF周波数に
対する信号の振幅の図をCRTスクリーンに発生する。そ
の後、オペレータがこの図を検査し、RF受信機の周波数
を所望の値に手動で調節する。例えば、表示されるMR信
号は、２つのピーク、即ち１つは脂肪の陽子に対するラ
ーモア周波数におけるピーク、もう１つは水の陽子に対
するラーモア周波数におけるピークを示すことがある。
オペレータは、実行する特定のMR測定に応じて、いずれ
かの周波数又はそれらの中間の周波数を選択することが
できる。
発明の要約 本発明は、各々のMR走査の直前に実施される順序（シー
ケンス）の間にRF周波数の調節を自動的に行うMRスキャ
ナの改良に関する。更に具体的に言えば、MRスキャナは
第１の広帯域のMR測定を実施し、このときに被検体内の
関心のある領域におけるMR信号内の最高ピークの周波数
を決定し、RF送信及び受信周波数をこの決定された周波
数に設定し、第２の狭帯域のMR測定を行って、関心のあ
る領域から第２のMR信号を求める。このMR信号を解析し
て、MR信号内の脂肪及び水のピークの周波数を決定し、
これらの決定された周波数に対して、RF送信機及びRF受
信機の周波数を設定する。
ケンス）の間にRF周波数の調節を自動的に行うMRスキャ
ナの改良に関する。更に具体的に言えば、MRスキャナは
第１の広帯域のMR測定を実施し、このときに被検体内の
関心のある領域におけるMR信号内の最高ピークの周波数
を決定し、RF送信及び受信周波数をこの決定された周波
数に設定し、第２の狭帯域のMR測定を行って、関心のあ
る領域から第２のMR信号を求める。このMR信号を解析し
て、MR信号内の脂肪及び水のピークの周波数を決定し、
これらの決定された周波数に対して、RF送信機及びRF受
信機の周波数を設定する。
本発明の全般的な目的は、各々のMR走査の前に、RF周波
数を自動的に調節することである。多数の他の走査前の
較正及び調節機能を実行する記憶プログラムに応答し
て、第１及び第２のMR測定を実施する。第２の狭帯域の
MR測定からのMR信号を、同じ記憶プログラムの指示のも
とに自動的に処理すると共に解析し、その周波数を制御
する信号をRF送信機及びRF受信機に対して出力する。オ
ペレータの唯一の入力は、測定されたピーク周波数に対
して、送信機及び受信機の周波数をどこに設定すべきか
を手動で選択したときの指示である。
数を自動的に調節することである。多数の他の走査前の
較正及び調節機能を実行する記憶プログラムに応答し
て、第１及び第２のMR測定を実施する。第２の狭帯域の
MR測定からのMR信号を、同じ記憶プログラムの指示のも
とに自動的に処理すると共に解析し、その周波数を制御
する信号をRF送信機及びRF受信機に対して出力する。オ
ペレータの唯一の入力は、測定されたピーク周波数に対
して、送信機及び受信機の周波数をどこに設定すべきか
を手動で選択したときの指示である。
本発明の他の目的は、患者のスループットを増加させる
と共に、オペレータの誤りを少なくすることである。測
定及び調節シーケンスは素早く実施され、オペレータの
判断又は手動入力情報は殆んどない。本発明の好ましい
実施例では、オペレータは、RF周波数を脂肪若しくは水
の共振周波数、中点若しくは図形中心周波数、又はピー
ク周波数のうちの最も高い周波数のうちのどれに設定す
べきかを選択しさえすればよい。残りのことは自動的に
実施される。
と共に、オペレータの誤りを少なくすることである。測
定及び調節シーケンスは素早く実施され、オペレータの
判断又は手動入力情報は殆んどない。本発明の好ましい
実施例では、オペレータは、RF周波数を脂肪若しくは水
の共振周波数、中点若しくは図形中心周波数、又はピー
ク周波数のうちの最も高い周波数のうちのどれに設定す
べきかを選択しさえすればよい。残りのことは自動的に
実施される。
本発明の他の目的は、MRスキャナによって発生される像
の品質を改善することである。本発明によれば、所望の
RF周波数を一層正確に決定することができ、患者内の関
心のある特定の領域に対して、周波数を精密に同調し
て、その特定の領域における所望の像のコントラスト効
果を達成することができる。
の品質を改善することである。本発明によれば、所望の
RF周波数を一層正確に決定することができ、患者内の関
心のある特定の領域に対して、周波数を精密に同調し
て、その特定の領域における所望の像のコントラスト効
果を達成することができる。
本発明の他の目的は、関心のある領域内のスライス選択
位置の精度を保証することである。スライスの配置は、
RF周波数の精度に依存しており、本発明の較正方式を用
いることにより、スライスの位置も較正される。
位置の精度を保証することである。スライスの配置は、
RF周波数の精度に依存しており、本発明の較正方式を用
いることにより、スライスの位置も較正される。
本発明の上述並びにその他の目的及び利点は、以下の説
明から明らかになろう。この説明は、図面について行う
が、この図面には本発明の好ましい実施例が示されてい
る。実施例は本発明の範囲全体を必ずしも表すものでは
ないが、本発明の範囲については特許請求の範囲を参照
されたい。
明から明らかになろう。この説明は、図面について行う
が、この図面には本発明の好ましい実施例が示されてい
る。実施例は本発明の範囲全体を必ずしも表すものでは
ないが、本発明の範囲については特許請求の範囲を参照
されたい。
実施例 最初に第１図について説明すると、本発明を取り入れ、
ゼネラル・エレクトリック・カンパニイから「SIGNA」
（シグナ：商標）で販売されている好ましいMRシステム
の主な部品がブロック図で示されている。システムの全
体的な動作は、全体的に参照番号100で示すホスト・コ
ンピュータ・システムによって制御される。システム10
0は主コンピュータ101（例えばデータ・ゼネラル社のMV
4000）を含んでいる。コンピュータにはインタフェイス
102が付設されており、複数のコンピュータの周辺装置
及びその他のMRシステムの部品が、インタフェイス102
を介して接続されている。コンピュータの周辺装置内に
は、磁気テープ駆動装置104が設けられており、磁気テ
ープ駆動装置104を主コンピュータの指示のもとに用い
て、患者のデータ及び像をテープに記録することができ
る。処理済みの患者データは像ディスク記憶装置110に
記憶することもできる。データの予備処理及び像の再生
のために、アレイ・プロセッサ106が利用されている。
像プロセッサ108の作用は、拡大、像の比較、グレイス
ケールの調節及び実時間のデータ表示のような対話形の
像の表示操作を行うことである。コンピュータ・システ
ムには、ディスク・データ記憶システム112を用いて生
のデータ（即ち、像を構成する前のデータ）を記憶する
手段が設けられている。オペレータ・コンソール116が
インタフェイス102を介してコンピュータに接続されて
いると共に、患者の検査に関連するデータ、並びに較
正、走査の開始及び終了のようなMRシステムの正しい動
作に必要なこの他のデータをオペレータが入力する手段
をもたらしている。オペレータ・コンソールは、ディス
ク又は磁気テープに記憶された像を表示するためにも用
いられている。
ゼネラル・エレクトリック・カンパニイから「SIGNA」
（シグナ：商標）で販売されている好ましいMRシステム
の主な部品がブロック図で示されている。システムの全
体的な動作は、全体的に参照番号100で示すホスト・コ
ンピュータ・システムによって制御される。システム10
0は主コンピュータ101（例えばデータ・ゼネラル社のMV
4000）を含んでいる。コンピュータにはインタフェイス
102が付設されており、複数のコンピュータの周辺装置
及びその他のMRシステムの部品が、インタフェイス102
を介して接続されている。コンピュータの周辺装置内に
は、磁気テープ駆動装置104が設けられており、磁気テ
ープ駆動装置104を主コンピュータの指示のもとに用い
て、患者のデータ及び像をテープに記録することができ
る。処理済みの患者データは像ディスク記憶装置110に
記憶することもできる。データの予備処理及び像の再生
のために、アレイ・プロセッサ106が利用されている。
像プロセッサ108の作用は、拡大、像の比較、グレイス
ケールの調節及び実時間のデータ表示のような対話形の
像の表示操作を行うことである。コンピュータ・システ
ムには、ディスク・データ記憶システム112を用いて生
のデータ（即ち、像を構成する前のデータ）を記憶する
手段が設けられている。オペレータ・コンソール116が
インタフェイス102を介してコンピュータに接続されて
いると共に、患者の検査に関連するデータ、並びに較
正、走査の開始及び終了のようなMRシステムの正しい動
作に必要なこの他のデータをオペレータが入力する手段
をもたらしている。オペレータ・コンソールは、ディス
ク又は磁気テープに記憶された像を表示するためにも用
いられている。
コンピュータ・システムは、システム制御装置118及び
勾配増幅器システム128によってMRシステムを制御す
る。コンピュータ100は、（イサーネット回線のよう
な）直列ディジタル通信回線103を介してシステム制御
装置118と通信するが、そのやり方は当業者に周知の通
りである。システム制御装置118は、パルス制御モジュ
ール（PCM）120、無線周波トランシーバ122、状態制御
モジュール（SCM）124、及び部品を付勢する（部品にエ
ネルギを与える）のに必要な全体を参照番号126で示す
電源のような、いくつかのサブシステムを含んでいる。
PCM120は、主コンピュータ101によって発生された制御
信号を利用して、勾配コイルの励磁を制御するディジタ
ル波形のようなディジタルのタイミング及び制御信号
や、RF励振パルスを変調するためにトランシーバ122で
用いられるRF包絡線波形を発生する。勾配波形がＧｘ、
Ｇｙ及びＧｚ増幅器（AMP）130、132及び134で構成され
ている勾配増幅器システム128に印加される。各々の増
幅器130、132及び134を用いて、磁石アセンブリ（集成
体）146の一部である全体を参照番号136で示すアセンブ
リにある対応する勾配コイルを励磁する。勾配コイルは
エネルギを与えられたときに、主分極磁界と同じ方向の
磁界の磁界勾配Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚを発生する。これら
の勾配はデカルト座標系の互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ
軸の方向である。即ち、主磁石（図面に示していない）
によって発生される磁界がＺ軸方向であって、Ｂ０とＺ
軸方向の合計磁界をＢＺで表せば、Ｇｘ＝∂Ｂｚ／∂
ｘ、Ｇｙ＝∂Ｂｚ／∂ｙ、及びＧｚ＝∂Ｂｚ／∂ｚであ
り、任意の点（x,y,z）における磁界は、Ｂ（x,y,z）＝
Ｂ０＋ＧｘＸ＋ＧｙＹ＋ＧｚＺである。
勾配増幅器システム128によってMRシステムを制御す
る。コンピュータ100は、（イサーネット回線のよう
な）直列ディジタル通信回線103を介してシステム制御
装置118と通信するが、そのやり方は当業者に周知の通
りである。システム制御装置118は、パルス制御モジュ
ール（PCM）120、無線周波トランシーバ122、状態制御
モジュール（SCM）124、及び部品を付勢する（部品にエ
ネルギを与える）のに必要な全体を参照番号126で示す
電源のような、いくつかのサブシステムを含んでいる。
PCM120は、主コンピュータ101によって発生された制御
信号を利用して、勾配コイルの励磁を制御するディジタ
ル波形のようなディジタルのタイミング及び制御信号
や、RF励振パルスを変調するためにトランシーバ122で
用いられるRF包絡線波形を発生する。勾配波形がＧｘ、
Ｇｙ及びＧｚ増幅器（AMP）130、132及び134で構成され
ている勾配増幅器システム128に印加される。各々の増
幅器130、132及び134を用いて、磁石アセンブリ（集成
体）146の一部である全体を参照番号136で示すアセンブ
リにある対応する勾配コイルを励磁する。勾配コイルは
エネルギを与えられたときに、主分極磁界と同じ方向の
磁界の磁界勾配Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚを発生する。これら
の勾配はデカルト座標系の互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ
軸の方向である。即ち、主磁石（図面に示していない）
によって発生される磁界がＺ軸方向であって、Ｂ０とＺ
軸方向の合計磁界をＢＺで表せば、Ｇｘ＝∂Ｂｚ／∂
ｘ、Ｇｙ＝∂Ｂｚ／∂ｙ、及びＧｚ＝∂Ｂｚ／∂ｚであ
り、任意の点（x,y,z）における磁界は、Ｂ（x,y,z）＝
Ｂ０＋ＧｘＸ＋ＧｙＹ＋ＧｚＺである。
勾配磁界は、トランシーバ122、RF増幅器128及びRFコイ
ル138によって発生される無線周波パルスと組み合わせ
て用いられて、検査する患者の領域から出るMR信号に空
間情報を符号化する。パルス制御モジュール120によっ
て発生された波形及び制御信号は、RF搬送波の変調及び
モード制御のためにトランシーバ・サブシステム122に
よって利用される。送信モードでは、送信機（トランス
ミッタ）はRF電力増幅器（AMP）123に対して、制御信号
に従って変調された無線周波波形を発生し、RF電力増幅
器123は、主磁石アセンブリ146内に配置されているRFコ
イル138にエネルギを与える。患者内の励起された原子
核によって放射されるNMR信号を、送信に用いたのと同
じ又は異なるRFコイルによって感知する。トランシーバ
122の受信機部で、信号を検出し、増幅し、復調し、瀘
波し、ディジタル化する。処理済み信号は、インタフェ
イス102及びトランシーバ122を結合している専用の一方
向高速ディジタル回線105を介して、処理のために主コ
ンピュータ101に伝送される。
ル138によって発生される無線周波パルスと組み合わせ
て用いられて、検査する患者の領域から出るMR信号に空
間情報を符号化する。パルス制御モジュール120によっ
て発生された波形及び制御信号は、RF搬送波の変調及び
モード制御のためにトランシーバ・サブシステム122に
よって利用される。送信モードでは、送信機（トランス
ミッタ）はRF電力増幅器（AMP）123に対して、制御信号
に従って変調された無線周波波形を発生し、RF電力増幅
器123は、主磁石アセンブリ146内に配置されているRFコ
イル138にエネルギを与える。患者内の励起された原子
核によって放射されるNMR信号を、送信に用いたのと同
じ又は異なるRFコイルによって感知する。トランシーバ
122の受信機部で、信号を検出し、増幅し、復調し、瀘
波し、ディジタル化する。処理済み信号は、インタフェ
イス102及びトランシーバ122を結合している専用の一方
向高速ディジタル回線105を介して、処理のために主コ
ンピュータ101に伝送される。
PCM120及びSCM124は独立のサブシステムであって、その
いずれもが主コンピュータ101、患者位置決めシステム1
52のような周辺システムと通信すると共に、直列通信回
線103を介して互いに通信する。PCM120及びSCM124はい
ずれも、16ビット・マイクロプロセッサ（例えばインテ
ル8086）によって構成されており、主コンピュータ101
からの指令を処理する。SCM124は、患者揺台の位置、及
び患者整合用の可動な扇形光ビーム（図面に示していな
い）の位置に関する情報を収集する手段を含んでいる。
主コンピュータ101はこの情報を用いて、像の表示及び
再生パラメータを修正する。SCM124は又、患者の搬送及
び整合システムの作動というような作用を開始する。
いずれもが主コンピュータ101、患者位置決めシステム1
52のような周辺システムと通信すると共に、直列通信回
線103を介して互いに通信する。PCM120及びSCM124はい
ずれも、16ビット・マイクロプロセッサ（例えばインテ
ル8086）によって構成されており、主コンピュータ101
からの指令を処理する。SCM124は、患者揺台の位置、及
び患者整合用の可動な扇形光ビーム（図面に示していな
い）の位置に関する情報を収集する手段を含んでいる。
主コンピュータ101はこの情報を用いて、像の表示及び
再生パラメータを修正する。SCM124は又、患者の搬送及
び整合システムの作動というような作用を開始する。
勾配コイルアセンブリ136、並びにRF送信及び受信コイ
ル138は、分極磁界を発生するために用いられている磁
石の中孔内に取り付けられている。磁石は主磁石アセン
ブリの一部であり、このアセンブリは、患者整合システ
ム148と、シム・コイル電源140と、主磁石電源142とを
含んでいる。シム電源140は、主磁石に関連するシム・
コイルにエネルギを与えるために用いられており、これ
らのシム・コイルは、分極磁界の非均質性を補正するた
めに用いられている。抵抗性磁石の場合、主磁石電源14
2を用いて、磁石に連続的にエネルギを与える。超導電
磁石の場合、主磁石電源142は、磁石によって発生され
る分極磁界を適正な動作用の強度にもってくるために利
用されており、その後切り離される。永久磁石の場合に
は、電源142の必要はない。患者整合システム148は、患
者揺台及び搬送システム150、並びに患者位置決めシス
テム152と組み合わさって作用する。外部の源からの干
渉を極力抑えるために、主磁石アセンブリと、勾配コイ
ルアセンブリと、RF送信及び受信コイルとで構成されて
いるMRシステムの部品、並びに患者取扱い装置が、全体
を参照番号144で示すRF遮蔽室内に囲まれている。この
遮蔽は一般的に、室全体を包み込んでいる銅又はアルミ
ニウムの網目（スクリーン・ネットワーク）で構成され
ている。この網目は、システムによって発生されたRF信
号を閉じ込めるように作用すると共に、室の外部で発生
されるRF信号からシステムを遮蔽する。63MHz〜64MHzの
動作周波数範囲では、約100dbの両方向減衰が典型的で
ある。
ル138は、分極磁界を発生するために用いられている磁
石の中孔内に取り付けられている。磁石は主磁石アセン
ブリの一部であり、このアセンブリは、患者整合システ
ム148と、シム・コイル電源140と、主磁石電源142とを
含んでいる。シム電源140は、主磁石に関連するシム・
コイルにエネルギを与えるために用いられており、これ
らのシム・コイルは、分極磁界の非均質性を補正するた
めに用いられている。抵抗性磁石の場合、主磁石電源14
2を用いて、磁石に連続的にエネルギを与える。超導電
磁石の場合、主磁石電源142は、磁石によって発生され
る分極磁界を適正な動作用の強度にもってくるために利
用されており、その後切り離される。永久磁石の場合に
は、電源142の必要はない。患者整合システム148は、患
者揺台及び搬送システム150、並びに患者位置決めシス
テム152と組み合わさって作用する。外部の源からの干
渉を極力抑えるために、主磁石アセンブリと、勾配コイ
ルアセンブリと、RF送信及び受信コイルとで構成されて
いるMRシステムの部品、並びに患者取扱い装置が、全体
を参照番号144で示すRF遮蔽室内に囲まれている。この
遮蔽は一般的に、室全体を包み込んでいる銅又はアルミ
ニウムの網目（スクリーン・ネットワーク）で構成され
ている。この網目は、システムによって発生されたRF信
号を閉じ込めるように作用すると共に、室の外部で発生
されるRF信号からシステムを遮蔽する。63MHz〜64MHzの
動作周波数範囲では、約100dbの両方向減衰が典型的で
ある。
特に第１図及び第２図について説明すると、トランシー
バ122は、電力増幅器123を介してコイル138AにRF励振磁
界Ｂ１を発生する部品と、コイル138Bに誘起されたMR信
号を受信する部品とを含んでいる。RF励振磁界の基本周
波数又は搬送波周波数が、周波数合成器200によって発
生される。周波数合成器200は、主コンピュータ101から
通信回線103を介して１組のディジタル信号（CF）を受
け取る。これらのディジタル信号は、１ヘルツの分解能
で、出力201に発生すべき周波数を示す。指令されたRF
搬送波は変調器202に印加され、変調器202で線203を介
して受け取った信号に応答して周波数及び振幅変調さ
れ、その結果得られたRF励振信号は、線204を介してPCM
120から受け取る制御信号に応答して、ターンオン及び
ターンオフされる。線205からのRF励振パルス出力の大
きさは、送信減衰回路206によって減衰させられる。送
信減衰回路206は、主コンピュータ101から通信回線103
を介してディジタル信号TAを受け取る。減衰させられた
RF励振パルスは、RF送信コイル138Aを駆動する電力増幅
器123に印加される。
バ122は、電力増幅器123を介してコイル138AにRF励振磁
界Ｂ１を発生する部品と、コイル138Bに誘起されたMR信
号を受信する部品とを含んでいる。RF励振磁界の基本周
波数又は搬送波周波数が、周波数合成器200によって発
生される。周波数合成器200は、主コンピュータ101から
通信回線103を介して１組のディジタル信号（CF）を受
け取る。これらのディジタル信号は、１ヘルツの分解能
で、出力201に発生すべき周波数を示す。指令されたRF
搬送波は変調器202に印加され、変調器202で線203を介
して受け取った信号に応答して周波数及び振幅変調さ
れ、その結果得られたRF励振信号は、線204を介してPCM
120から受け取る制御信号に応答して、ターンオン及び
ターンオフされる。線205からのRF励振パルス出力の大
きさは、送信減衰回路206によって減衰させられる。送
信減衰回路206は、主コンピュータ101から通信回線103
を介してディジタル信号TAを受け取る。減衰させられた
RF励振パルスは、RF送信コイル138Aを駆動する電力増幅
器123に印加される。
更に第１図及び第２図の説明を続けると、被検体によっ
て発生されたMR信号を受信コイル138Bによって拾い、受
信機207の入力に印加する。受信機207はMR信号を増幅
し、その後、主コンピュータ101から回線103を介して受
け取ったディジタル減衰信号（RA）によって決定された
分だけ減衰させられる。受信機207は又、PCM120から線2
08を介して送られる信号によってターンオン及びターン
オフされて、実施する特定の収集に必要な期間のみにわ
たって、MR信号が収集されるようにする。
て発生されたMR信号を受信コイル138Bによって拾い、受
信機207の入力に印加する。受信機207はMR信号を増幅
し、その後、主コンピュータ101から回線103を介して受
け取ったディジタル減衰信号（RA）によって決定された
分だけ減衰させられる。受信機207は又、PCM120から線2
08を介して送られる信号によってターンオン及びターン
オフされて、実施する特定の収集に必要な期間のみにわ
たって、MR信号が収集されるようにする。
受信されたMR信号は直角検波器209によって復調され、
２つの信号Ｉ及びＱを発生する。これらの信号はフィル
タを介して、全体を参照番号215で示す一対のアナログ
・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に供給される。これらの
Ａ／Ｄ変換器は制御線208によってイネーブルされ、有
効信号が存在するときにのみ、ディジタル化されたMRデ
ータを発生する。このデータは線105を介して、主コン
ピュータ101に出力される。Ａ／Ｄ変換器の入力にある
フィルタは、Ｉ及びＱの帯域幅を制限するように、主コ
ンピュータ101によって制御されている。直角検波器209
は又、第２の周波数合成器210からのRF基準信号を受け
取り、直角検波器209はこのRF基準信号を用いて、MR信
号のうち、送信機のRF搬送波と同相の成分の振幅と、MR
信号のうち、それに対して直角である成分の振幅とを感
知する。周波数合成器210は、復調信号の周波数を決定
するディジタル信号（CF）を回線103を介して受け取
る。２つの合成器200及び210の位相は、線211を介して
互いに固定されており、大抵の測定では、２つの合成器
の周波数は同じである。
２つの信号Ｉ及びＱを発生する。これらの信号はフィル
タを介して、全体を参照番号215で示す一対のアナログ
・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器に供給される。これらの
Ａ／Ｄ変換器は制御線208によってイネーブルされ、有
効信号が存在するときにのみ、ディジタル化されたMRデ
ータを発生する。このデータは線105を介して、主コン
ピュータ101に出力される。Ａ／Ｄ変換器の入力にある
フィルタは、Ｉ及びＱの帯域幅を制限するように、主コ
ンピュータ101によって制御されている。直角検波器209
は又、第２の周波数合成器210からのRF基準信号を受け
取り、直角検波器209はこのRF基準信号を用いて、MR信
号のうち、送信機のRF搬送波と同相の成分の振幅と、MR
信号のうち、それに対して直角である成分の振幅とを感
知する。周波数合成器210は、復調信号の周波数を決定
するディジタル信号（CF）を回線103を介して受け取
る。２つの合成器200及び210の位相は、線211を介して
互いに固定されており、大抵の測定では、２つの合成器
の周波数は同じである。
本発明は、トランシーバ122に設けられている合成器200
及び210によって発生されるRF搬送波周波数の自動的な
調節に関連する。このRF周波数は、MRスキャナから最適
の結果を得るために、精密に定められなけらばならな
い。最適のRF周波数は、走査ごとに変化するのが普通で
あり、本発明は、システムの他のパラメータも調節又は
較正する「走査前」シーケンスの一部として、毎回の走
査の初めに決まって実施される。例えば、このような１
つの調節が、1986年９月15日に出願された係属中の米国
特許出願番号第907519号（発明の名称「核磁気共鳴スキ
ャナにおける自動送信及び受信減衰プレスケーリン
グ」）に記載されている。走査前シーケンスは、１組の
記憶プログラム命令に応答して、主コンピュータ101に
よって実行され、その走査前シーケンスがディジタル信
号CF、TA及びRAを発生し、これらのディジタル信号を用
いて、上に述べたようにトランシーバ122を作動する。
及び210によって発生されるRF搬送波周波数の自動的な
調節に関連する。このRF周波数は、MRスキャナから最適
の結果を得るために、精密に定められなけらばならな
い。最適のRF周波数は、走査ごとに変化するのが普通で
あり、本発明は、システムの他のパラメータも調節又は
較正する「走査前」シーケンスの一部として、毎回の走
査の初めに決まって実施される。例えば、このような１
つの調節が、1986年９月15日に出願された係属中の米国
特許出願番号第907519号（発明の名称「核磁気共鳴スキ
ャナにおける自動送信及び受信減衰プレスケーリン
グ」）に記載されている。走査前シーケンスは、１組の
記憶プログラム命令に応答して、主コンピュータ101に
よって実行され、その走査前シーケンスがディジタル信
号CF、TA及びRAを発生し、これらのディジタル信号を用
いて、上に述べたようにトランシーバ122を作動する。
第３図について説明すると、走査前シーケンスに入る
と、ブロック250で示すように、必要な種々のデータ構
造が初期設定される。その後、ブロック251でループに
入り、このときに走査前シーケンスは、主走査プログラ
ムからの呼び出しを待つ。主走査プログラムが、走査に
よってMRデータを収集すべき関心のある領域の中心の位
置のようなデータを走査前シーケンスに対して供給す
る。次に判定ブロック252で、オペレータが自動周波数
調節の動作モードを選択したかどうかを判定する試験を
する。選択していなければ、走査前シーケンスは引き続
いて他の機能を遂行し、このとき、オペレータが現在の
周波数設定に満足しているか、又は自動的な走行前シー
ケンスの後に、若しくは走査の前に、RF周波数を手動で
調節しようとしていると想定する。そうでなければ、第
１の広帯域のMR測定を実施して、ブロック253で示すよ
うに、正しいRF周波数を大まかに決定する。後で詳しく
説明するが、この測定はMR信号を用いて、そのピーク振
幅の周波数を検出し、この周波数（CF１）をトランシー
バ122に出力する。その後、ブロック254で、前に引用し
た米国特許出願に記載されているようにして、最適の送
信機の減衰（TA）を計算する。搬送波周波数（CF１）又
は送信機の減衰（TA）を自動的に決定することができな
い場合には、このことが判定ブロック255で検出され、
プロセスは、オペレータに対して表示するため、ブロッ
ク256で誤りを記録するためにブランチ（分岐）する。
と、ブロック250で示すように、必要な種々のデータ構
造が初期設定される。その後、ブロック251でループに
入り、このときに走査前シーケンスは、主走査プログラ
ムからの呼び出しを待つ。主走査プログラムが、走査に
よってMRデータを収集すべき関心のある領域の中心の位
置のようなデータを走査前シーケンスに対して供給す
る。次に判定ブロック252で、オペレータが自動周波数
調節の動作モードを選択したかどうかを判定する試験を
する。選択していなければ、走査前シーケンスは引き続
いて他の機能を遂行し、このとき、オペレータが現在の
周波数設定に満足しているか、又は自動的な走行前シー
ケンスの後に、若しくは走査の前に、RF周波数を手動で
調節しようとしていると想定する。そうでなければ、第
１の広帯域のMR測定を実施して、ブロック253で示すよ
うに、正しいRF周波数を大まかに決定する。後で詳しく
説明するが、この測定はMR信号を用いて、そのピーク振
幅の周波数を検出し、この周波数（CF１）をトランシー
バ122に出力する。その後、ブロック254で、前に引用し
た米国特許出願に記載されているようにして、最適の送
信機の減衰（TA）を計算する。搬送波周波数（CF１）又
は送信機の減衰（TA）を自動的に決定することができな
い場合には、このことが判定ブロック255で検出され、
プロセスは、オペレータに対して表示するため、ブロッ
ク256で誤りを記録するためにブランチ（分岐）する。
第３図の説明を続けると、自動周波数調節モードが選択
されている場合には、システムは判定ブロック257でブ
ランチし、ブロック258で第２の狭帯域のMR測定を実施
して、正確なRF周波数の設定値（CF２）を決定する。後
で詳しく説明するが、この第２の測定、並びにMR信号の
この後の解析には、コンソール116（第１図）を介して
オペレータによって入力されたデータが用いられてい
る。更に具体的に言うと、RF周波数は、次に述べる周波
数のうちの任意の１つに設定することができる。
されている場合には、システムは判定ブロック257でブ
ランチし、ブロック258で第２の狭帯域のMR測定を実施
して、正確なRF周波数の設定値（CF２）を決定する。後
で詳しく説明するが、この第２の測定、並びにMR信号の
この後の解析には、コンソール116（第１図）を介して
オペレータによって入力されたデータが用いられてい
る。更に具体的に言うと、RF周波数は、次に述べる周波
数のうちの任意の１つに設定することができる。
WATER―水の分子に関連する原子核のラーモア周波数 FAT―脂肪分子に関連する原子核のラーモア周波数 MIDPOINT―WATERラーモア周波数とFAT ラーモア周波数との中間の周波数 PEAK―変換されたMR信号内の最大のピークを発生 する周波数 CENTROID―変換されたMR信号の加重中心周波 数 これらの選択された周波数のうちの１つを決定した後
に、走査前プロセスはブロック259で、受信機の減衰設
定値（RA）を決定する。CF２又はRAを決定することがで
きない場合には、システムは判定ブロック260でブラン
チして、誤りを表示する。そうでなければ、主コンピュ
ータ101は、参照番号261で示すように、計算値CF２、TA
及びRAをトランシーバ122に出力する。その後、走査前
プロセスはブロック251にループ状に戻り、主走査プロ
グラムからのもう１回の呼び出しを待つ。勿論、このと
きに主走査プログラムは、トランシーバ122を選択され
たRF周波数に微細同調して、プログラムされた走査の実
施に進む。
に、走査前プロセスはブロック259で、受信機の減衰設
定値（RA）を決定する。CF２又はRAを決定することがで
きない場合には、システムは判定ブロック260でブラン
チして、誤りを表示する。そうでなければ、主コンピュ
ータ101は、参照番号261で示すように、計算値CF２、TA
及びRAをトランシーバ122に出力する。その後、走査前
プロセスはブロック251にループ状に戻り、主走査プロ
グラムからのもう１回の呼び出しを待つ。勿論、このと
きに主走査プログラムは、トランシーバ122を選択され
たRF周波数に微細同調して、プログラムされた走査の実
施に進む。
実施すべき特定の走査に対する最適なRF周波数を決定す
るためには、２回のMR測定を実行することが必要であ
る。その１番目が第４図のパルスシーケンスによって示
されている。これは、粗周波数CF１を見つける手順の一
部として実行される。第２のMR測定が第５図のパルスシ
ーケンスによって示されており、これは、正確なRF周波
数CF２を見つける手順の一部として実行される。これら
のパルスシーケンスは、前に述べた走査前プログラムの
指示のもとに、パルス制御モジュール120（第１図）に
よって標準的に構成されている。
るためには、２回のMR測定を実行することが必要であ
る。その１番目が第４図のパルスシーケンスによって示
されている。これは、粗周波数CF１を見つける手順の一
部として実行される。第２のMR測定が第５図のパルスシ
ーケンスによって示されており、これは、正確なRF周波
数CF２を見つける手順の一部として実行される。これら
のパルスシーケンスは、前に述べた走査前プログラムの
指示のもとに、パルス制御モジュール120（第１図）に
よって標準的に構成されている。
第４図について説明すると、粗パルスシーケンスの初め
に、関心のある領域の中心を通る選択されたスライス内
のスピンを励振する。これは標準的には、勾配Ｇｚが印
加されている間に発生された90°励振パルスを用いて行
われる。その後、勾配Ｇｚを反転させて、スピンの位相
戻しを行い、Ａ／Ｄ変換器をイネーブルして、MR信号を
収集する。この信号を復調し、その直角位相Ｉ及びＱを
収集する。好ましい実施例では、信号Ｉ及びＱは4kHzの
サンプリング（標本化）速度でディジタル化し、256個
のサンプルを収集する。これらのサンプルは、時間の関
数としてのMR信号の成分の大きさを表しており、ファイ
ルＳ（ｔ）＝ＳＩ（ｔ）プラスjSＱ（ｔ）としてコンピ
ュータ・システムに記憶される。これらの信号を合わせ
たものは又、MR信号の位相を表示する。その後、複素デ
ータの高速フーリエ変換を用いて、ファイルＳ（ｔ）を
周波数領域に変換する。変換されたデータをファイルＦ
（）＝Ｆ１（）＋jFＱ（）として記憶する。次
に、変換された信号Ｆ の大きさを計算する。
に、関心のある領域の中心を通る選択されたスライス内
のスピンを励振する。これは標準的には、勾配Ｇｚが印
加されている間に発生された90°励振パルスを用いて行
われる。その後、勾配Ｇｚを反転させて、スピンの位相
戻しを行い、Ａ／Ｄ変換器をイネーブルして、MR信号を
収集する。この信号を復調し、その直角位相Ｉ及びＱを
収集する。好ましい実施例では、信号Ｉ及びＱは4kHzの
サンプリング（標本化）速度でディジタル化し、256個
のサンプルを収集する。これらのサンプルは、時間の関
数としてのMR信号の成分の大きさを表しており、ファイ
ルＳ（ｔ）＝ＳＩ（ｔ）プラスjSＱ（ｔ）としてコンピ
ュータ・システムに記憶される。これらの信号を合わせ
たものは又、MR信号の位相を表示する。その後、複素デ
ータの高速フーリエ変換を用いて、ファイルＳ（ｔ）を
周波数領域に変換する。変換されたデータをファイルＦ
（）＝Ｆ１（）＋jFＱ（）として記憶する。次
に、変換された信号Ｆ の大きさを計算する。
この結果得られた変換信号|F（）｜は、1986年にケン
ブリッジ・ユニバーシティ・プレスから出版されたウィ
リアムH.プレス等の著書「数値処方」第495頁〜第497頁
に記載されているように、一層高い周波数性能をディジ
タル・フィルタによって除くことにより平滑化される。
この変換信号が第６図のグラフに示されているが、この
波形の正確な形状は、各々のMR測定で異なることを承知
されたい。
ブリッジ・ユニバーシティ・プレスから出版されたウィ
リアムH.プレス等の著書「数値処方」第495頁〜第497頁
に記載されているように、一層高い周波数性能をディジ
タル・フィルタによって除くことにより平滑化される。
この変換信号が第６図のグラフに示されているが、この
波形の正確な形状は、各々のMR測定で異なることを承知
されたい。
次に第６図について具体的に説明すると、変換されたMR
信号を解析して、最高ピークの周波数を決定する。この
ために、変換されたMR信号の微分を求め、微分が正から
負の符号に変化する周波数を同定する。その後、これら
の各々の周波数における信号の大きさを測定して、最高
ピークの周波数を決定する。この周波数は、第１のパ
ス、即ち粗のRF周波数CF１として戻され、これがトラン
シーバ122に出力される。このときに、RF周波数は、２
回目のパスの間に一層解像度の高いMR測定を実施するこ
とができるように設定されている。
信号を解析して、最高ピークの周波数を決定する。この
ために、変換されたMR信号の微分を求め、微分が正から
負の符号に変化する周波数を同定する。その後、これら
の各々の周波数における信号の大きさを測定して、最高
ピークの周波数を決定する。この周波数は、第１のパ
ス、即ち粗のRF周波数CF１として戻され、これがトラン
シーバ122に出力される。このときに、RF周波数は、２
回目のパスの間に一層解像度の高いMR測定を実施するこ
とができるように設定されている。
RF周波数の第２のパスの調節の際に実施される第２のMR
測定に対するパルスシーケンスが第５図に示されてい
る。第１のパスの調節の結果として、励振磁界Ｂ１のRF
周波数が若干変化する他に、多数のその他の相違がこの
第２のMR測定には存在する。選択されたスライスを励振
し、90°のＢ１パルス及びＧｚパルスによって位相戻し
した後、励振されたスピンは、２つのＧ２勾配パルス30
1及び302の中間で発生される第２の励振パルス300によ
って、180°傾けられる。その結果、この後Ａ／Ｄ変換
器をターンオンしたときに、収集されるMR信号はエコー
パルスである。更に、参照番号303及び304で示すよう
に、Ｙ又はＸ方向のいずれかに勾配パルスを印加するこ
とにより、このMR信号は、選択されたスライス内の特定
の領域に更に位置を符号化する。関心のある領域の外側
であるが、選択された軸の一方に沿って、選択されたス
ライス内にかなりの組織がある場合に、これは特に有用
である。位置符号化によって除かないと、このような組
織はMR信号に影響し、関心のある領域のMR走査に最適な
RF周波数よりも低い周波数が用いられることがある。こ
れらの位置符号化勾配パルスは随意選択であるので、第
５図では破線で示してあるが、システムは、最も多くの
組織を有すると思われる次元に沿って、位置符号化勾配
パルスを自動的に印加する。
測定に対するパルスシーケンスが第５図に示されてい
る。第１のパスの調節の結果として、励振磁界Ｂ１のRF
周波数が若干変化する他に、多数のその他の相違がこの
第２のMR測定には存在する。選択されたスライスを励振
し、90°のＢ１パルス及びＧｚパルスによって位相戻し
した後、励振されたスピンは、２つのＧ２勾配パルス30
1及び302の中間で発生される第２の励振パルス300によ
って、180°傾けられる。その結果、この後Ａ／Ｄ変換
器をターンオンしたときに、収集されるMR信号はエコー
パルスである。更に、参照番号303及び304で示すよう
に、Ｙ又はＸ方向のいずれかに勾配パルスを印加するこ
とにより、このMR信号は、選択されたスライス内の特定
の領域に更に位置を符号化する。関心のある領域の外側
であるが、選択された軸の一方に沿って、選択されたス
ライス内にかなりの組織がある場合に、これは特に有用
である。位置符号化によって除かないと、このような組
織はMR信号に影響し、関心のある領域のMR走査に最適な
RF周波数よりも低い周波数が用いられることがある。こ
れらの位置符号化勾配パルスは随意選択であるので、第
５図では破線で示してあるが、システムは、最も多くの
組織を有すると思われる次元に沿って、位置符号化勾配
パルスを自動的に印加する。
第２のMR測定の間に、直角検波器209（第２図）から出
力されるＩ及びＱ信号を1kHzのサンプリング速度でサン
プリングしてディジタル化する。このようにディジタル
化した256個のサンプルを求め、上に述べたように処理
し、変換して、フィルタにかけたMR信号の大きさを有す
るファイル|F（）｜を発生する。この変換されたMR信
号のグラフ表示が第７図に示されており、サンプリング
速度が低いために、ずっと狭い周波数範囲がカバーされ
ていることがわかる。
力されるＩ及びＱ信号を1kHzのサンプリング速度でサン
プリングしてディジタル化する。このようにディジタル
化した256個のサンプルを求め、上に述べたように処理
し、変換して、フィルタにかけたMR信号の大きさを有す
るファイル|F（）｜を発生する。この変換されたMR信
号のグラフ表示が第７図に示されており、サンプリング
速度が低いために、ずっと狭い周波数範囲がカバーされ
ていることがわかる。
次に、第７図及び第８図について具体的に説明すると、
変換されたMR信号を次に解析して、最適の選択されたRF
周波数を決定する。最初に、参照番号270で示すよう
に、記憶された信号|F（）｜の微分をとり、この微分
が、ブロック271で示すように、正（プラス）から負
（マイナス）に変化する周波数を同定することにより、
波形のピークを見つける。その後、ブロック272に示す
ように、ピークが見つかった各々の周波数における振幅
を調べることにより、最大振幅のピークを見つける。
変換されたMR信号を次に解析して、最適の選択されたRF
周波数を決定する。最初に、参照番号270で示すよう
に、記憶された信号|F（）｜の微分をとり、この微分
が、ブロック271で示すように、正（プラス）から負
（マイナス）に変化する周波数を同定することにより、
波形のピークを見つける。その後、ブロック272に示す
ように、ピークが見つかった各々の周波数における振幅
を調べることにより、最大振幅のピークを見つける。
次に、脂肪又は水の原子核による、変換されたMR信号内
の他のピークを突止める。これはブロック273で、最大
ピークの両側の180Hz〜240Hzの範囲内にある実質的なす
べてのピークを同定することによって行われる。この範
囲が、第７図では、陰影線を施した区域310及び311によ
って示されている。実質的というためには、ピークはか
なりの振幅（少なくとも最大値の振幅の10％〜20％）を
有していなければならない。第７図の例では、２つのピ
ーク312及び313がこの判断基準を満たすが、いずれも見
つからなければ、システムは判定ブロック274でブラン
チする。判定ブロック275の判定により、２つ以上の他
のピークが見つかった場合には、ブロック276で、振幅
が大きい方のピーク313を選択することにより、選定が
行われる。２つのピークを同定したら、周波数が高い方
のピークをWATERと見なし、他方のピークをFATと見な
す。有効なピークの対が見つからない場合には、プロセ
スは最大ピークの周波数に戻り、参照番号277の所でオ
ペレータに対するメッセージを発生する。
の他のピークを突止める。これはブロック273で、最大
ピークの両側の180Hz〜240Hzの範囲内にある実質的なす
べてのピークを同定することによって行われる。この範
囲が、第７図では、陰影線を施した区域310及び311によ
って示されている。実質的というためには、ピークはか
なりの振幅（少なくとも最大値の振幅の10％〜20％）を
有していなければならない。第７図の例では、２つのピ
ーク312及び313がこの判断基準を満たすが、いずれも見
つからなければ、システムは判定ブロック274でブラン
チする。判定ブロック275の判定により、２つ以上の他
のピークが見つかった場合には、ブロック276で、振幅
が大きい方のピーク313を選択することにより、選定が
行われる。２つのピークを同定したら、周波数が高い方
のピークをWATERと見なし、他方のピークをFATと見な
す。有効なピークの対が見つからない場合には、プロセ
スは最大ピークの周波数に戻り、参照番号277の所でオ
ペレータに対するメッセージを発生する。
一旦FAT及びWATERのピークが突止められたら、選択され
たRF周波数を決定し、CF２として戻す。オペレータがFA
T又はWATERを選択した場合には、それぞれのブロック27
8又は279では、それ以上の計算は不必要である。MIDPOI
NTが選択された場合には、FAT及びWATEREのピークの周
波数の中間の周波数を計算し、ブロック280で出力す
る。PEAKが選択された場合には、FAT及びWATEREのピー
クの大きさを比較し、大きい方のピークの周波数をブロ
ック281で戻す。
たRF周波数を決定し、CF２として戻す。オペレータがFA
T又はWATERを選択した場合には、それぞれのブロック27
8又は279では、それ以上の計算は不必要である。MIDPOI
NTが選択された場合には、FAT及びWATEREのピークの周
波数の中間の周波数を計算し、ブロック280で出力す
る。PEAKが選択された場合には、FAT及びWATEREのピー
クの大きさを比較し、大きい方のピークの周波数をブロ
ック281で戻す。
オペレータがCENTROIDを所望のRF周波数として選択した
ときには、ブロック282で、一層複雑な計算が必要であ
る。具体的に言うと、第７図における変換されたMR信号
の波形を関数Ｆ（）と見なす。ここで、は周波数で
あり、−500〜＋500の範囲である。その後、図形中心
（重心）周波数ｃを次のように計算する。
ときには、ブロック282で、一層複雑な計算が必要であ
る。具体的に言うと、第７図における変換されたMR信号
の波形を関数Ｆ（）と見なす。ここで、は周波数で
あり、−500〜＋500の範囲である。その後、図形中心
（重心）周波数ｃを次のように計算する。
こうして計算された周波数ｃが最適なRF周波数CF２と
して戻される。
して戻される。
好ましい実施例で用いられるMRスキャナでは、トランシ
ーバのRF周波数は手動によって、又は主コンピュータ10
1からのディジタル指令信号によって制御することがで
きる。本発明は、患者の毎回の走査の前に、自動的な走
査前シーケンスを実施することにより、こういうことが
できるようにする。この走査前シーケンスは、走査に対
する最適なRF周波数を決定し、トランシーバのRF周波数
を設定するためにディジタル指令CF２を出力する。オペ
レータが、主オペレータ・コンソール116で４つの自動
周波数設定値のうちの任意の１つを選択することによ
り、この自動周波数較正の制御作用を維持する。勿論、
オペレータは、従来行われていたように、自動モードを
不作動にして、RF周波数を手動で設定することもでき
る。オペレータは更に、広帯域のMR測定を実施し、変換
されたMR信号をオペレータ・コンソール116に表示するR
F周波数の半自動較正を行うことを選択することもでき
る。オペレータは手動でCF１を設定し、このRF周波数を
用いて、第２の狭帯域のMR測定を行う。第２の測定によ
って得られた、変換されたMRデータをオペレータ・コン
ソール116に表示し、オペレータが所望のRF周波数CF２
を手動で選択する。
ーバのRF周波数は手動によって、又は主コンピュータ10
1からのディジタル指令信号によって制御することがで
きる。本発明は、患者の毎回の走査の前に、自動的な走
査前シーケンスを実施することにより、こういうことが
できるようにする。この走査前シーケンスは、走査に対
する最適なRF周波数を決定し、トランシーバのRF周波数
を設定するためにディジタル指令CF２を出力する。オペ
レータが、主オペレータ・コンソール116で４つの自動
周波数設定値のうちの任意の１つを選択することによ
り、この自動周波数較正の制御作用を維持する。勿論、
オペレータは、従来行われていたように、自動モードを
不作動にして、RF周波数を手動で設定することもでき
る。オペレータは更に、広帯域のMR測定を実施し、変換
されたMR信号をオペレータ・コンソール116に表示するR
F周波数の半自動較正を行うことを選択することもでき
る。オペレータは手動でCF１を設定し、このRF周波数を
用いて、第２の狭帯域のMR測定を行う。第２の測定によ
って得られた、変換されたMRデータをオペレータ・コン
ソール116に表示し、オペレータが所望のRF周波数CF２
を手動で選択する。
本発明の要旨の範囲内で、ここに説明した好ましい実施
例に種々の変化を加えることができる。例えば、各々の
MR測定が実際に、ここで図面に示して説明した２つのパ
ルスシーケンスで構成されていてもよい。２つのシーケ
ンスの90°励振パルスは180°位相がずれており、２つ
のMR信号を互いに減算して、システムのベースライン誤
差を除去する。好ましい実施例では90°励振パルスを用
いたが、これは絶対的な条件ではない。MR信号を発生す
るような任意の大きさを有する横方向磁化で十分であ
り、30°〜150°の範囲にわたる励振パルスでも十分に
作用する。勿論、180°エコー・パルス300は、当業者に
周知のように、エコー信号を発生するのに十分な精度が
なければならない。
例に種々の変化を加えることができる。例えば、各々の
MR測定が実際に、ここで図面に示して説明した２つのパ
ルスシーケンスで構成されていてもよい。２つのシーケ
ンスの90°励振パルスは180°位相がずれており、２つ
のMR信号を互いに減算して、システムのベースライン誤
差を除去する。好ましい実施例では90°励振パルスを用
いたが、これは絶対的な条件ではない。MR信号を発生す
るような任意の大きさを有する横方向磁化で十分であ
り、30°〜150°の範囲にわたる励振パルスでも十分に
作用する。勿論、180°エコー・パルス300は、当業者に
周知のように、エコー信号を発生するのに十分な精度が
なければならない。
第１図は本発明を用いたMRシステムのブロック図、 第２図は第１図のMRシステムの一部を形成しているトラ
ンシーバの電気ブロック図、 第３図は第１図のMRシステムによって実行される走査前
プログラムのフローチャート、 第４図は走査前のシーケンスの一部として実施されるMR
測定のパルスシーケンスを示すグラフ、 第５図は走査前シーケンスの一部として実施される第２
のMR測定のパルスシーケンスを示すグラフ、 第６図は第４図のMR測定から得られた、変換されたMR信
号を示すグラフ、 第７図は第５図のMR測定から得られた、変換されたMR信
号を示すグラフ、 第８図は第３図の走査プログラムの一部を更に詳しく示
すフローチャートである。
ンシーバの電気ブロック図、 第３図は第１図のMRシステムによって実行される走査前
プログラムのフローチャート、 第４図は走査前のシーケンスの一部として実施されるMR
測定のパルスシーケンスを示すグラフ、 第５図は走査前シーケンスの一部として実施される第２
のMR測定のパルスシーケンスを示すグラフ、 第６図は第４図のMR測定から得られた、変換されたMR信
号を示すグラフ、 第７図は第５図のMR測定から得られた、変換されたMR信
号を示すグラフ、 第８図は第３図の走査プログラムの一部を更に詳しく示
すフローチャートである。
Claims (12)
- 【請求項１】MRスキャナ・システムに設けられているト
ランシーバのRF周波数を自動的に調節する方法であっ
て、 MRスキャン・シーケンスの前に、MR信号を発生すると共
に収集する第１の広帯域MR測定を実施する工程と、 収集された前記MR信号を周波数領域に変換する工程と、 変換された前記MR信号が最大値に達する周波数CF１を決
定する工程と、 第２のMR信号を発生すべく、CF１に実質的に等しい周波
数を有するRF励振パルスを用いて第２の狭帯域MR測定を
実施する工程と、 前記第２のMR信号を周波数領域に変換する工程と、 変換された前記第２のMR信号内の一対のそれぞれのピー
クにより表される脂肪及び水に対するラーモア周波数を
決定すべく、該変換された第２のMR信号を解析する工程
と、 脂肪若しくは水の周波数ピーク、脂肪のラーモア周波数
と水のラーモア周波数との間の中間点における周波数、
又は前記変換された第２のMR信号の図形中心周波数から
の選択に基づいたRF周波数指令CF２を前記MRスキャナ・
システムのトランシーバに出力する工程とを備えたRF周
波数を自動的に調節する方法。 - 【請求項２】脂肪のラーモア周波数又は水のラーモア周
波数の所望のRF周波数を手動で選択する工程と、 前記所望の選択したRF周波数と、脂肪又は水の前記測定
されたラーモア周波数とに従って前記RF周波数指令CF２
を計算する工程とを含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記手動で選択したRF周波数は、脂肪又は
水のラーモア周波数のうち、MR信号の最大振幅を発生す
るラーモア周波数を含んでいる請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】前記変換された第２のMR信号を解析する工
程は、 前記変換された第２のMR信号を微分する工程と、 微分された前記信号の符号が変化するピーク周波数を同
定する工程と、 互いに所定の周波数範囲以内にある一対の前記ピーク周
波数を同定する工程とを含んでいる請求項１から請求項
３までのいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】前記第２のMR信号を変換する工程は、 周波数範囲＋から−までにわたる振幅Ｆ（ｆ）を有
する信号を発生する工程と、 次の式 に従って、前記変換された第２のMR信号Ｆ（）の図形
中心周波数Ｃを計算する工程と、 前記図形中心周波数Ｃに基づいたRF周波数指令CF２を
前記MRスキャナ・システムのトランシーバに出力する工
程とを含んでいる請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】磁界勾配が各々のMR測定の間に、前記MR信
号の源を関心のある選択された領域に局在化させるよう
に印加される請求項１から請求項５までのいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項７】MRスキャナ・システムに設けられているト
ランシーバのRF周波数を自動的に調節する装置であっ
て、 MRスキャン・シーケンスの前に、MR信号を発生すると共
に収集する第１の広帯域MR測定を実施する手段と、 収集された前記MR信号を周波数領域に変換する手段と、 変換された前記MR信号が最大値に達する周波数CF１を決
定する手段と、 第２のMR信号を発生すべく、CF１に実質的に等しい周波
数を有するRF励振パルスを用いて第２の狭帯域MR測定を
実施する手段と、 前記第２のMR信号を周波数領域に変換する手段と、 変換された前記第２のMR信号内の一対のそれぞれのピー
クにより表される脂肪及び水に対するラーモア周波数を
決定すべく、該変換された第２のMR信号を解析する手段
と、 脂肪若しくは水の周波数ピーク、脂肪のラーモア周波数
と水のラーモア周波数との間の中間点における周波数、
又は前記変換された第２のMR信号の図形中心周波数から
の選択に基づいたRF周波数指令CF２を前記MRスキャナ・
システムのトランシーバに出力する手段とを備えたRF周
波数を自動的に調節する装置。 - 【請求項８】脂肪のラーモア周波数又は水のラーモア周
波数の所望のRF周波数を手動で選択する手段と、 前記所望の選択したRF周波数と、脂肪又は水の前記測定
されたラーモア周波数とに従って前記RF周波数指令CF２
を計算する手段とを含んでいる請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】前記手動で選択したRF周波数は、脂肪又は
水のラーモア周波数のうち、MR信号の最大振幅を発生す
るラーモア周波数を含んでいる請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】前記変換された第２のMR信号を解析する
手段は、 前記変換された第２のMR信号を微分する手段と、 微分された前記信号の符号が変化するピーク周波数を同
定する手段と、 互いに所定の周波数範囲以内にある一対の前記ピーク周
波数を同定する手段とを含んでいる請求項７から請求項
９までのいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１１】前記第２のMR信号を変換する手段は、 周波数範囲＋から−までにわたる振幅Ｆ（ｆ）を有
する信号を発生する手段と、 次の式 に従って、前記変換された第２のMR信号Ｆ（）の図形
中心周波数Ｃを計算する手段と、 前記図形中心周波数Ｃに基づいたRF周波数指令CF２を
前記MRスキャナ・システムのトランシーバに出力する手
段とを含んでいる請求項７に記載の装置。 - 【請求項１２】各々のMR測定の間に、前記MR信号の源を
関心のある選択された領域に局在化させるように磁界勾
配を印加する手段を含んでいる請求項７から請求項11ま
でのいずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/043,862 US4806866A (en) | 1987-04-29 | 1987-04-29 | Automatic RF frequency adjustment for magnetic resonance scanner |
| US43862 | 1987-04-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63286141A JPS63286141A (ja) | 1988-11-22 |
| JPH0664131B2 true JPH0664131B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=21929258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63104458A Expired - Lifetime JPH0664131B2 (ja) | 1987-04-29 | 1988-04-28 | Ｒｆ周波数を自動的に調節する方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4806866A (ja) |
| EP (1) | EP0289360A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0664131B2 (ja) |
| KR (1) | KR910004654B1 (ja) |
| FI (1) | FI881301L (ja) |
| IL (1) | IL85683A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL82030A (en) * | 1987-03-27 | 1990-11-05 | Elscint Ltd | Separation of spectral components |
| US4885538A (en) * | 1988-08-19 | 1989-12-05 | The Regents Of The University Of California | Low data rate low noise serial digital communication link for magnetic resonance imaging systems |
| JPH0412734A (ja) * | 1990-05-07 | 1992-01-17 | Hitachi Ltd | 磁気共鳴イメージングの方法および装置 |
| US5107215A (en) * | 1990-06-25 | 1992-04-21 | General Electric | Rf power calibration for an nmr scanner |
| US5309102A (en) * | 1993-05-07 | 1994-05-03 | General Electric Company | Frequency calibration for MRI scanner |
| US5451876A (en) * | 1993-10-18 | 1995-09-19 | General Electric Company | MRI system with dynamic receiver gain |
| US5912558A (en) * | 1997-11-14 | 1999-06-15 | Picker International, Inc. | Automatic frequency tuning for MR scanners |
| US6025718A (en) * | 1998-04-07 | 2000-02-15 | Hushek; Stephen G. | RF power calibration for an MRI system using local coils |
| US6111411A (en) * | 1998-04-07 | 2000-08-29 | Generalelectric Company | RF power calibration for an MRI system using multiple axis projections |
| DE10055417C2 (de) * | 2000-11-09 | 2002-10-24 | Siemens Ag | Verfahren zum Erzeugen von Magnetresonanzbildern mit optimaler Einstellung von Sequenzparametern |
| US6621433B1 (en) | 2001-06-22 | 2003-09-16 | Fonar Corporation | Adaptive dynamic range receiver for MRI |
| US6943548B1 (en) | 2001-06-22 | 2005-09-13 | Fonar Corporation | Adaptive dynamic range receiver for MRI |
| JP3753668B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2006-03-08 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | Ｒｆパルスチューニング装置 |
| US6977502B1 (en) | 2002-11-04 | 2005-12-20 | Fonar Corporation | Configurable matrix receiver for MRI |
| JP3802891B2 (ja) * | 2003-07-02 | 2006-07-26 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | ゲイン調節方法および磁気共鳴撮影装置 |
| CN101322647B (zh) * | 2007-06-15 | 2010-09-29 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | 磁共振成像设备和射频发射增益设置方法 |
| US9097769B2 (en) * | 2011-02-28 | 2015-08-04 | Life Services, LLC | Simultaneous TX-RX for MRI systems and other antenna devices |
| CA2886775A1 (en) | 2012-10-04 | 2014-04-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Frequency location apparatus, methods, and systems |
| US9261470B2 (en) * | 2014-03-07 | 2016-02-16 | One Resonance Sensors, Llc | High precision elemental composition determination |
| TWI685668B (zh) * | 2016-09-29 | 2020-02-21 | 美商超精細研究股份有限公司 | 磁共振成像系統，以及搭配該磁共振成像系統使用之調諧系統 |
| DE102017201074A1 (de) * | 2017-01-24 | 2018-07-26 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Aufnahme von Magnetresonanzdaten, Magnetresonanzeinrichtung, Computerprogramm und Datenträger |
| US12007458B2 (en) * | 2019-07-08 | 2024-06-11 | Canon Medical Systems Corporation | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
| US10969451B1 (en) | 2019-09-23 | 2021-04-06 | GE Precision Healthcare LLC | Systems and methods for in-phase zero echo time magnetic resonance imaging |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3873909A (en) * | 1967-08-21 | 1975-03-25 | Varian Associates | Gyromagnetic apparatus employing computer means for correcting its operating parameters |
| US3609519A (en) * | 1967-11-22 | 1971-09-28 | Jeol Ltd | Apparatus for maintaining field frequency control in a gyromagnetic instrument |
| FR2205199A5 (ja) * | 1972-10-02 | 1974-05-24 | Sp Konstruktors | |
| US4171511A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-16 | Varian Associates, Inc. | Automatic field-frequency lock in an NMR spectrometer |
| US4411270A (en) * | 1978-11-20 | 1983-10-25 | Damadian Raymond V | Apparatus and method for nuclear magnetic resonance scanning and mapping |
| US4543529A (en) * | 1983-01-04 | 1985-09-24 | Nmr Imaging, Inc. | Method of tuning an NMR apparatus |
| US4585993A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-29 | General Electric Company | Method for selective NMR imaging of chemically-shifted nuclei |
| JPS6123953A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-02-01 | Jeol Ltd | 核磁気共鳴装置 |
-
1987
- 1987-04-29 US US07/043,862 patent/US4806866A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-03-10 IL IL85683A patent/IL85683A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-03-18 FI FI881301A patent/FI881301L/fi not_active Application Discontinuation
- 1988-04-28 JP JP63104458A patent/JPH0664131B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 KR KR1019880004890A patent/KR910004654B1/ko not_active Expired
- 1988-04-29 EP EP88303960A patent/EP0289360A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880013325A (ko) | 1988-11-30 |
| FI881301A7 (fi) | 1988-10-30 |
| EP0289360A2 (en) | 1988-11-02 |
| JPS63286141A (ja) | 1988-11-22 |
| EP0289360A3 (en) | 1990-04-25 |
| FI881301L (fi) | 1988-10-30 |
| US4806866A (en) | 1989-02-21 |
| KR910004654B1 (ko) | 1991-07-09 |
| IL85683A0 (en) | 1988-08-31 |
| IL85683A (en) | 1991-06-10 |
| FI881301A0 (fi) | 1988-03-18 |
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