JPH09206286A - Nuclear magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

Nuclear magnetic resonance imaging equipment

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Publication number
JPH09206286A
JPH09206286A JP8015916A JP1591696A JPH09206286A JP H09206286 A JPH09206286 A JP H09206286A JP 8015916 A JP8015916 A JP 8015916A JP 1591696 A JP1591696 A JP 1591696A JP H09206286 A JPH09206286 A JP H09206286A
Authority
JP
Japan
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magnetic field
gradient magnetic
eddy current
gradient
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP8015916A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akinobu Maekawa
晃伸 前川
Akihiro Ishikawa
亮宏 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Filing date
Publication date
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜磁場中心より対称な位置における渦電流
の影響を測定・観察できるようにする。 【解決手段】 被測定傾斜磁場の方向で、傾斜磁場中心
に対して対称な位置に2個の渦電流測定用サンプル4、
4′を置き、渦電流測定用パルスシーケンスを実行して
NMR信号を発生させ、NMR信号をフーリェ変換器1
2でフーリェ変換して周波数情報を得て、データ処理機
構13で2個のサンプル4、4′の傾斜磁場中心より対
称位置における周波数情報を取り出し、表示器14に表
示するようにした。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To enable measurement and observation of the effect of an eddy current at a position symmetrical with respect to the center of a gradient magnetic field. SOLUTION: Two eddy current measurement samples 4 are arranged at positions symmetrical with respect to the center of the gradient magnetic field in the direction of the gradient magnetic field to be measured,
4 ′ is placed, an eddy current measurement pulse sequence is executed to generate an NMR signal, and the NMR signal is converted into a Fourier transformer 1.
In step 2, Fourier transform is performed to obtain frequency information, and the data processing mechanism 13 extracts the frequency information at the symmetrical position from the center of the gradient magnetic field of the two samples 4, 4 ', and displays it on the display 14.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はNMR(核磁気共
鳴)現象を利用してイメージングやスペクトロスコピー
測定を行う核磁気共鳴イメージング装置、特に、傾斜磁
場により発生する渦電流を測定する機能を有する核磁気
共鳴イメージング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus for performing imaging or spectroscopy measurement by utilizing the NMR (nuclear magnetic resonance) phenomenon, and more particularly, a nuclear magnetic resonance imaging apparatus having a function of measuring an eddy current generated by a gradient magnetic field. The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】核磁気共鳴イメージング装置(MRI装
置)では、被検体の断層像を観測するために、被検体を
超電導マグネット等によって作り出される静磁場中に置
き、静磁場方向と直角な面内で回転する高周波磁場を加
え、被検体の特定原子核密度分布によるNMR信号を得
るようにしている。また、NMR信号に空間的位置情報
を付加すると共に被検体の撮影方向や断層面を選択する
ため、静磁場に重畳するX、Y、Zの直交3軸の各方向
に磁場強度が傾斜している傾斜磁場Gx、Gy、Gzを
パルス状に発生させる。なお、傾斜磁場の発生は傾斜磁
場電源より傾斜磁場コイルに電流を与えるようにしてい
る。傾斜磁場Gx、Gy、Gzの各々はパルス状である
ため、静磁場発生用の超電導マグネットの恒温槽(例え
ば、恒温槽を構成するシールド材、超電導マグネットを
支持する支持部材、フレーム等)などの傾斜磁場コイル
の周辺に配置されている導体構造物に渦電流が誘起され
る。この渦電流によって、Gx、Gy、Gzの各コイル
に流す電流波形をパルス波形としても、実際に生じる磁
場の波形は理想的な傾斜磁場に対し歪んだものとなる。
例えば、傾斜磁場コイルに矩形電流パルスを印加する間
並びにその後、傾斜磁場の指数関数形の上昇及び減衰が
観察される。
2. Description of the Related Art In a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus), in order to observe a tomographic image of a subject, the subject is placed in a static magnetic field created by a superconducting magnet or the like, and in a plane perpendicular to the static magnetic field direction. A high-frequency magnetic field rotating at is applied to obtain an NMR signal according to the specific nuclear density distribution of the subject. Further, in order to add the spatial position information to the NMR signal and select the imaging direction and the tomographic plane of the subject, the magnetic field strength is inclined in each of the three orthogonal X, Y and Z axes superimposed on the static magnetic field. The generated gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz are generated in a pulse shape. The gradient magnetic field is generated by applying a current from the gradient magnetic field power supply to the gradient magnetic field coil. Since each of the gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz has a pulse shape, a constant temperature bath of a superconducting magnet for generating a static magnetic field (for example, a shield material that constitutes the constant temperature bath, a support member that supports the superconducting magnet, a frame, etc.) Eddy currents are induced in the conductor structure arranged around the gradient coil. Due to this eddy current, the waveform of the magnetic field actually generated becomes distorted with respect to the ideal gradient magnetic field even if the current waveforms flowing through the Gx, Gy, and Gz coils are pulse waveforms.
For example, an exponential rise and decay of the gradient field is observed during and after applying a rectangular current pulse to the gradient coil.

【0003】したがって、MRI装置を適正に作動させ
るためには、このような渦電流の影響による傾斜磁場の
歪みを補償する必要がある。そのためにこの種MRI装
置では、傾斜磁場電源内に調整自在の指数関数形減衰部
品(通常コンデンサや抵抗)を含む電流波形整形回路が
設けられており、これによりGx、Gy、Gzの各コイ
ルに流す電流波形を、渦電流の影響を考慮した波形とし
て理想的な傾斜磁場が得られるようにしている。この電
流波形整形回路による電流波形の調整による渦電流補償
調整のため、渦電流の影響を測定する必要がある。
Therefore, in order to properly operate the MRI apparatus, it is necessary to compensate the distortion of the gradient magnetic field due to the influence of such eddy current. Therefore, in this type of MRI apparatus, a current waveform shaping circuit including an adjustable exponential function type attenuation component (usually a capacitor or a resistance) is provided in the gradient magnetic field power source, and thereby, each of Gx, Gy, and Gz coils is provided. An ideal gradient magnetic field is obtained by setting the current waveform to be flowed in consideration of the effect of eddy current. The effect of eddy current must be measured for eddy current compensation adjustment by adjusting the current waveform by the current waveform shaping circuit.

【0004】そこで従来は、この渦電流の影響による傾
斜磁場の歪みを測定するために、傾斜磁場コイル中の勾
配ゼロの点より、一定の距離に小さなNMR動作サンプ
ルを置き、このサンプルの少なくとも1つの次元の軸線
に沿って勾配パルスを印加し、該勾配パルスを印加して
から予定の時間内に前記サンプルにRF励起パルスを照
射してNMR信号を発生させ、前記勾配パルスを印加し
てからの合計時間の関数として前記NMR信号の位相を
測定し、測定された位相を前記勾配パルスのインパルス
応答に対して関係づけ、該インパルス応答を用いて、勾
配磁場による渦電流を観測している(特開昭62−18
9057)。
Therefore, conventionally, in order to measure the distortion of the gradient magnetic field due to the influence of the eddy current, a small NMR operation sample is placed at a certain distance from the point of zero gradient in the gradient magnetic field coil, and at least one of the samples is placed. Applying a gradient pulse along an axis of one dimension, and within a predetermined time after applying the gradient pulse, irradiating the sample with an RF excitation pulse to generate an NMR signal and applying the gradient pulse; The phase of the NMR signal is measured as a function of the total time of, the measured phase is related to the impulse response of the gradient pulse, and the impulse response is used to observe the eddy current due to the gradient magnetic field ( JP-A-62-18
9057).

【0005】ところが、超電導(静磁場)マグネットお
よび傾斜磁場コイルの形状、ないし両者の実際の製作
上、機械的に非対称になる誤差が避けられないことか
ら、磁場系の中心から対称な位置でかならずしも同じ渦
電流による磁場が生じていることは限らないことから、
傾斜磁場中心より左右等距離で発生する渦電流の影響を
測定し、それぞれのバランスを観察しながら、傾斜磁場
電源内に設置された電流波形整形回路の調節自在の指数
関数減衰部品を使用し、傾斜磁場コイルに印加される電
流を整形する必要がある。そのために、従来では、調整
しようとする傾斜磁場系の方向に、中心から数cm程度離
れた位置に小さなサンプルを配置して上記のような測定
を行ない、それに基づき渦電流補償調整を行ない、その
後は中心から同じ距離だけ逆方向に離れた位置にサンプ
ルを置いて再度同様に測定し、渦電流補償調整を行な
い、双方ともバランス良く調整された状態にするように
している。
However, in the shapes of the superconducting (static magnetic field) magnet and the gradient magnetic field coil, or in the actual manufacture of both, an error that is mechanically asymmetrical is unavoidable, so that the position is always symmetrical with respect to the center of the magnetic field system. Since the magnetic field due to the same eddy current is not always generated,
Using the adjustable exponential decay component of the current waveform shaping circuit installed in the gradient magnetic field power supply, measuring the effect of eddy currents generated at equal distances from the center of the gradient magnetic field and observing the balance of each, It is necessary to shape the current applied to the gradient coil. Therefore, conventionally, in the direction of the gradient magnetic field system to be adjusted, a small sample is placed at a position several cm away from the center, and the above measurement is performed. Puts the sample at the same distance in the opposite direction from the center, and again performs the same measurement to make eddy current compensation adjustments so that both are in a well-balanced state.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにサンプルを傾斜磁場中心から対称な位置に交互に
置き換えながら渦電流の影響の測定・観察、ならびに渦
電流補償調整を繰り返えし行なうのでは、渦電流の測定
ないし補償に手間と時間がかかると共に、傾斜磁場中心
より左右等距離における渦電流の影響を同時に測定・観
察できないので、左右のバランスをとる調整が非常に困
難である、という問題があった。
However, the measurement / observation of the influence of the eddy current and the eddy current compensation adjustment are repeatedly performed while the sample is alternately replaced from the center of the gradient magnetic field to a symmetrical position as in the conventional case. Therefore, it takes time and effort to measure or compensate the eddy current, and since it is not possible to measure and observe the effect of the eddy current at the same distance from the center of the gradient magnetic field at the same time, it is very difficult to adjust the left and right balance. There was a problem.

【0007】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
のであって、渦電流測定用サンプルを左右交互に置き換
えることなく、傾斜磁場中心より対称な位置における渦
電流の影響の測定・観察を同時に行ない、これによって
両位置でのバランスの良い渦電流補償調整を一挙に行な
うことを可能とする、核磁気共鳴イメージング装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and simultaneously measures and observes the influence of the eddy current at a position symmetrical with respect to the center of the gradient magnetic field without replacing the eddy current measuring sample with the right and left alternately. It is an object of the present invention to provide a nuclear magnetic resonance imaging apparatus capable of performing well-balanced eddy current compensation adjustments at both positions all at once.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明における核磁気共鳴イメージング装置に
おいては、所定の傾斜磁場方向で磁場中心から等距離の
対称位置に渦電流測定用サンプルを配置し、傾斜磁場発
生手段の渦電流補償用の波形整形回路で波形整形度合が
調整されるごとに渦電流測定用パルスシーケンスを実行
し、それにより受信された前記サンプルからのNMR信
号を周波数解析し、その周波数解析結果を表示するよう
にしたことが特徴となっている。
In order to achieve the above object, in the nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, an eddy current measuring sample is placed at symmetrical positions equidistant from the magnetic field center in a predetermined gradient magnetic field direction. The pulse sequence for eddy current measurement is executed every time the waveform shaping degree is adjusted by the waveform shaping circuit for eddy current compensation of the gradient magnetic field generating means, and the NMR signal from the sample received thereby is subjected to frequency analysis. The feature is that the frequency analysis result is displayed.

【0009】この構成によれば、傾斜磁場発生手段の波
形整形回路の調整部品(通常抵抗、および、コンデン
サ)の調整で波形整形度合が調整されるごとに調整用パ
ルスシーケンスが実行され、その都度、磁場中心から等
距離の対称位置に配置された両渦電流測定用サンプルか
らのNMR信号が受信され、受信されたNMR信号は、
周波数解析手段で周波数解析される。この周波数解析に
より傾斜磁場による渦電流の影響が共鳴周波数に対する
周波数のズレとして現れる。
According to this structure, the adjustment pulse sequence is executed every time the waveform shaping degree is adjusted by the adjustment of the adjustment parts (normal resistance and capacitor) of the waveform shaping circuit of the gradient magnetic field generating means, and each time the adjustment pulse sequence is executed. , NMR signals from both eddy current measurement samples arranged at symmetrical positions equidistant from the magnetic field center are received, and the received NMR signals are
The frequency is analyzed by the frequency analysis means. By this frequency analysis, the effect of the eddy current due to the gradient magnetic field appears as a frequency shift with respect to the resonance frequency.

【0010】したがって、周波数解析結果を表示するこ
とで磁場中心から左右等距離で発生する渦電流の影響が
同時に測定・観測でき、渦電流測定時に周波数のズレが
最小値となった波形整形度合の調整値に傾斜磁場発生手
段の渦電流補償用の波形整形回路の調整部品を設定する
ことで渦電流の影響を補償、すなわち、渦電流による傾
斜磁場の歪みを補正でき、その補償も短時間で、且つ、
正確に行い得る。なお、周波数解析手段による周波数解
析としては、デジタル化されたNMR信号をフーリェ変
換して、周波数情報を取り出し、その周波数情報のピー
ク値を検出するとか、フーリェ変換された周波数情報の
ピーク値を検出せずに信号強度のコントラストとするよ
うにしてもよい。
Therefore, by displaying the frequency analysis result, it is possible to simultaneously measure and observe the influence of the eddy current generated at the same distance from the center of the magnetic field, and the waveform shaping degree at which the frequency deviation becomes the minimum value at the time of measuring the eddy current is obtained. The effect of eddy current can be compensated by setting the adjustment component of the waveform shaping circuit for eddy current compensation of the gradient magnetic field generation means, that is, the distortion of the gradient magnetic field due to the eddy current can be corrected, and the compensation can be performed in a short time. ,and,
Can be done accurately. In the frequency analysis by the frequency analysis means, the digitized NMR signal is subjected to Fourier transform to take out frequency information and the peak value of the frequency information is detected, or the peak value of the Fourier transformed frequency information is detected. Instead, the signal strength contrast may be used.

【0011】これにより、2個の渦電流測定用サンプル
の周波数情報を取り出し、それを表示することで、磁場
中心より等距離における渦電流の影響を把握できる。ま
た、磁場中心より等距離における渦電流の影響を把握で
きるようにするには、2個の渦電流測定用サンプルのN
MR信号を区別して識別表示することが不可欠であり、
このためには、2個の渦電流測定用サンプルの大きさを
異ならしめるとか、一方が水で他方が油のように共鳴周
波数の異なるサンプルとし、NMR信号の周波数情報の
ピーク値、ないし、NMR信号の周波数情報に強度差を
持たせるようにすればよい。
Thus, by extracting the frequency information of the two eddy current measurement samples and displaying the information, it is possible to grasp the influence of the eddy current at the same distance from the magnetic field center. In order to understand the effect of eddy currents at the same distance from the center of the magnetic field, N of two eddy current measurement samples should be used.
It is essential to distinguish and display MR signals,
For this purpose, the two eddy current measurement samples are made different in size, or one having water and the other having different resonance frequencies such as oil is used, and the peak value of the frequency information of the NMR signal or the NMR signal is used. The frequency information of the signal may have a strength difference.

【0012】さらに、表示に際しては、周波数情報のピ
ーク値を検出する場合には、そのまま表示するか、2個
の渦電流測定用サンプルのNMR信号をより明確に識別
表示するために、2個の渦電流測定用サンプルのピーク
値の信号強度の差に応じて色別表示するようにしてもよ
く、また、周波数情報のピーク値を検出しない場合に
は、信号強度のコントラストとして表示するようにすれ
ばよい。
Further, in displaying, when the peak value of the frequency information is detected, it is displayed as it is or in order to more clearly identify and display the NMR signals of the two eddy current measurement samples, two eddy current measurement samples are displayed. Color-coded display may be performed according to the difference in the signal intensity of the peak value of the eddy current measurement sample, and if the peak value of the frequency information is not detected, it may be displayed as the signal intensity contrast. Good.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】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説明する。この発明の一
実施例にかかるMRI装置は図1に示すように構成され
ている。図1に示すMRI装置において、1は一様な静
磁場を発生する超電導マグネットで、その内側にNMR
信号に空間的位置情報を付加するための一様静磁場に重
畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル2が設置さ
れている。この傾斜磁場コイル2は3組のコイルよりな
り、その各々により、X、Y、Zの3軸方向に磁場強度
がそれぞれ傾斜する3つの傾斜磁場Gx、Gy、Gzが
発生させられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The MRI apparatus according to the embodiment of the present invention is configured as shown in FIG. In the MRI apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 is a superconducting magnet that generates a uniform static magnetic field, and an NMR
A gradient magnetic field coil 2 for generating a gradient magnetic field to be superimposed on a uniform static magnetic field for adding spatial position information to a signal is installed. This gradient magnetic field coil 2 is composed of three sets of coils, and each of them generates three gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz whose magnetic field strengths are respectively inclined in the three axial directions of X, Y, Z.

【0014】傾斜磁場コイル2の各組のコイルには、傾
斜磁場電源7から所定波形の電流(電流パターン)がそ
れぞれ供給される。傾斜磁場波形発生器5は、所望電流
波形(電流パターン)のGs、Gr、Gpパルスを作成
するために必要なGx、Gy、Gzについてのパルス波
形の電流パターンを発生し、電流波形整形回路6に送
る。電流波形整形回路6は、渦電流の影響を相殺(補
償)するため、傾斜磁場波形発生器5の電流パターンを
整形し、傾斜磁場電源7に送る。傾斜磁場電源7は波形
整形されたパルス波形の電流を増幅してGx、Gy、G
zの3組のコイルにそれぞれ供給する。なお、傾斜磁場
コイル2、傾斜磁場波形発生器5、電流波形整形回路
6、傾斜磁場電源7でもってこの発明における傾斜磁場
発生手段を構成している。
The gradient magnetic field power source 7 supplies a current (current pattern) of a predetermined waveform to each coil of the gradient magnetic field coil 2. The gradient magnetic field waveform generator 5 generates a current pattern of a pulse waveform for Gx, Gy, and Gz necessary for creating Gs, Gr, and Gp pulses of a desired current waveform (current pattern), and the current waveform shaping circuit 6 Send to. The current waveform shaping circuit 6 shapes the current pattern of the gradient magnetic field waveform generator 5 and sends it to the gradient magnetic field power supply 7 in order to cancel (compensate) the influence of the eddy current. The gradient magnetic field power supply 7 amplifies the pulse-shaped current of which the waveform has been shaped to Gx, Gy, G
Each of the three coils of z is supplied. The gradient magnetic field coil 2, the gradient magnetic field waveform generator 5, the current waveform shaping circuit 6, and the gradient magnetic field power supply 7 constitute the gradient magnetic field generating means in the present invention.

【0015】静磁場及び傾斜磁場が発生する傾斜磁場コ
イル2の内側には、撮影時には被検体(通常人体)に、
渦電流の測定時には渦電流測定用サンプル(以下、サン
プルという)4、4′にRF励起パルスを照射しNMR
現象を起こさせると共に、特定原子核密度分布による被
検体、ないし、サンプル4、4′で発生したNMR信号
を受信するための高周波磁界送受信コイル(以下、RF
コイルという)3が配置されている。RFコイル3は発
振器8に接続されており、それより発生した高周波パル
スが供給されてRF励起パルスを照射する。
Inside the gradient magnetic field coil 2 for generating a static magnetic field and a gradient magnetic field, a subject (usually a human body) is exposed to a subject during imaging.
During eddy current measurement, eddy current measurement samples (hereinafter referred to as "samples") 4 and 4'are irradiated with an RF excitation pulse to perform NMR.
A high-frequency magnetic field transmission / reception coil (hereinafter, referred to as RF) for causing a phenomenon and receiving an NMR signal generated in the subject or the samples 4 and 4'according to the specific nuclear density distribution.
3) is arranged. The RF coil 3 is connected to an oscillator 8 and is supplied with a high frequency pulse generated from the oscillator 8 to irradiate an RF excitation pulse.

【0016】また、RFコイル3には、NMR信号を受
信する受信器10、受信されたNMR信号をデジタルデ
ータに変換するA/D変換器11が受信系として接続さ
れている。デジタルデータはフーリェ変換器12でフー
リェ変換されてデータ処理機構13に送られる。データ
処理機構13はフーリェ変換後のデータのピーク値を検
出し、2個のサンプルの磁場中心より等距離における周
波数情報を取り出し、その周波数情報は表示器14に送
られ表示される。なお、フーリェ変換器12、データ処
理機構13は、この発明における周波数解析手段に相当
する。
A receiver 10 for receiving an NMR signal and an A / D converter 11 for converting the received NMR signal into digital data are connected to the RF coil 3 as a receiving system. The digital data is Fourier transformed by the Fourier transformer 12 and sent to the data processing mechanism 13. The data processing mechanism 13 detects the peak value of the data after the Fourier transform, extracts the frequency information at the same distance from the magnetic field centers of the two samples, and the frequency information is sent to the display 14 and displayed. The Fourier transformer 12 and the data processing mechanism 13 correspond to the frequency analysis means in this invention.

【0017】9は被検体の断層画像を再構成するための
データを収集する撮像用パルスシーケンスと、渦電流測
定するためのデータを収集する渦電流測定用パルスシー
ケンスを実行するのに必要な種々の命令を送信系、受信
系及び傾斜磁場発生系に送るタイミングコントローラで
ある。すなわち、傾斜磁場波形発生器5、発振器8等に
命令を送り、RFパルスと傾斜磁場パルスの発生タイミ
ング及びRFパルス、傾斜磁場パルスの波形を制御す
る。
Reference numeral 9 indicates various types of pulse sequences for imaging for collecting data for reconstructing a tomographic image of a subject and pulse sequences for measuring eddy current for collecting data for eddy current measurement. Is a timing controller that sends the command of (1) to the transmission system, the reception system and the gradient magnetic field generation system. That is, a command is sent to the gradient magnetic field waveform generator 5, the oscillator 8 and the like to control the generation timing of the RF pulse and the gradient magnetic field pulse and the waveforms of the RF pulse and the gradient magnetic field pulse.

【0018】渦電流測定時に使用される2個のサンプル
4、4′は、水や油などのNMR現象を起こす特定原子
核を有する物質で、渦電流測定時に前記高周波磁界送受
信コイル3の内側に、磁場勾配中心(一般には、傾斜磁
場コイル2の幾何的中心)より、高周波磁界送受信コイ
ル3の感度をそこなわないよう左右等距離(例えば右に
80mm、左に80mm)に置かれる。この2個のサンプル
4、4′は、より正確な位置からのNMR信号を得るた
め、できるだけ小型のものを使用するのが望ましい。ま
た、これらサンプル4、4′は、大きさが等しくてもよ
いし、どちらかが大きくどちらかが小さいような異なっ
た大きさのものを使用しても、水と油のように共鳴周波
数の異なる物質を使用してもよい。
The two samples 4 and 4'used at the time of eddy current measurement are substances having specific atomic nuclei which cause an NMR phenomenon such as water and oil, and inside the high frequency magnetic field transmission / reception coil 3 at the time of eddy current measurement, The magnetic field gradient center (generally, the geometrical center of the gradient magnetic field coil 2) is placed at equal left and right distances (for example, 80 mm to the right and 80 mm to the left) so as not to impair the sensitivity of the high frequency magnetic field transmission / reception coil 3. It is desirable that the two samples 4 and 4'be as small as possible in order to obtain an NMR signal from a more accurate position. The samples 4 and 4'may have the same size, or may have different sizes such that one of them is larger and the other is smaller. Different substances may be used.

【0019】これら左右サンプル4、4′による違いは
データ処理機構13による周波数データ処理(NMR信
号の周波数解析)に現れる。超電導マグネット1の恒温
槽等の傾斜磁場コイルの周辺に配置されている周辺の導
体構造物に発生する渦電流は、傾斜磁場の変化する瞬間
に発生する。この渦電流は磁場の変化を妨げる方向に磁
場を発生させるので、パルス状の電流波形を傾斜磁場コ
イル2に加えると、電流波形の立ち上がりと立ち下がり
の部分で指数関数的に電流波形がなまる。この電流波形
のなまりを上記電流波形整形回路6によって強制的に整
形する。電流波形整形回路6は、周知のようにポテンシ
ョメータや可変抵抗器と可変コンデンサよりなり、この
調整部品の値を変化させることによって、傾斜磁場電源
7に出力する電流波形の形状を整形することができる。
The difference between these left and right samples 4, 4'appears in the frequency data processing (frequency analysis of NMR signals) by the data processing mechanism 13. The eddy current generated in the peripheral conductor structure arranged around the gradient magnetic field coil such as the constant temperature bath of the superconducting magnet 1 is generated at the moment when the gradient magnetic field changes. Since this eddy current generates a magnetic field in a direction that disturbs the change of the magnetic field, when a pulse-shaped current waveform is applied to the gradient magnetic field coil 2, the current waveform becomes exponentially blunt at the rising and falling portions of the current waveform. . The rounding of the current waveform is forcibly shaped by the current waveform shaping circuit 6. As is well known, the current waveform shaping circuit 6 is composed of a potentiometer, a variable resistor, and a variable capacitor, and the shape of the current waveform output to the gradient magnetic field power supply 7 can be shaped by changing the value of this adjusting component. .

【0020】この整形された電流波形により、傾斜磁場
は整形された電流波形に従い発生する。このように電流
波形整形回路6を調整して渦電流の影響を相殺するよう
に傾斜磁場波形発生器5より出力される電流波形を整形
することが渦電流の補償なのであるが、渦電流の影響
は、磁場中心より左右等距離の位置において、均等に現
れるわけではなく、超電導マグネット1や傾斜磁場コイ
ル2の形状等によっては、左右どちらかに渦電流の影響
が強く出る。そこで渦電流の補正を行なう時は、左右の
バランスを観察しながら、電流波形整形回路6で電流波
形の整形を行う必要がある。
With this shaped current waveform, a gradient magnetic field is generated according to the shaped current waveform. In this way, the current waveform shaping circuit 6 is adjusted to shape the current waveform output from the gradient magnetic field waveform generator 5 so as to cancel the influence of the eddy current. Does not appear evenly at positions equidistant from the center of the magnetic field to the left and right, and depending on the shape of the superconducting magnet 1 and the gradient magnetic field coil 2, the eddy current is strongly influenced on either the left or the right. Therefore, when correcting the eddy current, it is necessary to shape the current waveform by the current waveform shaping circuit 6 while observing the left-right balance.

【0021】この発明では、渦電流の測定時に2個のサ
ンプルを使用し、傾斜磁場による渦電流の影響を両サン
プルから得られるNMR信号に反映させ、且つ、得られ
たNMR信号を周波数解析することによって、磁場中心
より左右等距離における渦電流の影響を同時に測定・観
察することが可能となり、対称な2点でのバランスの良
い渦電流補償調整が行な得る。つぎに、渦電流の影響の
測定動作、ならびに、電流波形整形回路6による渦電流
補償調整について説明する。渦電流の測定に先立ち、2
個のサンプル4、4′が測定しようとする傾斜磁場方向
で、磁場中心に対し左右等距離の対称な位置に配置され
る。図1ではGxを測定するため、X方向に配置されて
いる。
In the present invention, two samples are used when measuring the eddy current, the influence of the eddy current due to the gradient magnetic field is reflected in the NMR signals obtained from both samples, and the obtained NMR signals are subjected to frequency analysis. This makes it possible to simultaneously measure and observe the effect of eddy currents at equal distances from the center of the magnetic field, and eddy current compensation adjustment at well-balanced two points can be performed. Next, the measurement operation of the influence of the eddy current and the eddy current compensation adjustment by the current waveform shaping circuit 6 will be described. Before measuring the eddy current, 2
The samples 4, 4'are arranged at symmetrical positions equidistant to the center of the magnetic field in the gradient magnetic field direction to be measured. In FIG. 1, it is arranged in the X direction in order to measure Gx.

【0022】渦電流の測定時には、タイミングコントロ
ーラ9が図2(イ)に示すタイミング信号を傾斜磁場波
形発生器5と発振器8に送る。タイミング信号を受けた
傾斜磁場波形発生器5と発振器8は、図2(ロ)に示す
ようなタイミングで電流波形と高周波パルスを発生し、
この図2の渦電流測定用パルスシーケンスは、電流波形
整形回路6で電流波形の整形度合が、例えば所定のステ
ップ量で変化される毎に繰り返えし実行される。傾斜磁
場波形発生器5より出力された電流波形は、電流波形整
形回路6を経て傾斜磁場電源7より傾斜磁場コイル2に
電流が供給される。これにより、傾斜磁場コイル2は電
流波形に従った傾斜磁場を発生する。
When measuring the eddy current, the timing controller 9 sends the timing signal shown in FIG. 2A to the gradient magnetic field waveform generator 5 and the oscillator 8. The gradient magnetic field waveform generator 5 and the oscillator 8 which have received the timing signal generate the current waveform and the high frequency pulse at the timings shown in FIG.
The pulse sequence for eddy current measurement in FIG. 2 is repeatedly executed by the current waveform shaping circuit 6 every time the degree of shaping of the current waveform is changed by a predetermined step amount. The current waveform output from the gradient magnetic field waveform generator 5 is supplied to the gradient magnetic field coil 2 from the gradient magnetic field power supply 7 through the current waveform shaping circuit 6. As a result, the gradient magnetic field coil 2 generates a gradient magnetic field according to the current waveform.

【0023】図2(a)に示す電流波形に従った電流が
供給されると、その立上がりと立ち下がりの部分で傾斜
磁場は、渦電流の影響によるなまりが生じる。図2
(b)に示すようなタイミングでは、電流の立ち下がり
直後に発振器8より高周波パルスを発生している。発振
器8によって出力された高周波パルスは、RFコイル3
によって高周波磁界となる。サンプルは、前記高周波磁
界によってNMR現象を起こし、高周波磁界を止めた瞬
間より高周波エネルギーを放出する。この高周波エネル
ギーをRFコイル3がアンテナとなり、受信器10がN
MR信号として受信する。これによって2個のサンプル
4、4′の傾斜磁場発生直後より渦電流の影響が消える
までのNMR信号を得ることができる。このNMR信号
には、渦電流の影響が周波数のずれとして含まれてい
る。
When a current according to the current waveform shown in FIG. 2 (a) is supplied, the gradient magnetic field is blunted by the effect of the eddy current at the rising and falling portions. FIG.
At the timing as shown in (b), the high frequency pulse is generated from the oscillator 8 immediately after the fall of the current. The high frequency pulse output by the oscillator 8 is generated by the RF coil 3
Creates a high frequency magnetic field. The sample causes an NMR phenomenon by the high frequency magnetic field, and emits high frequency energy from the moment when the high frequency magnetic field is stopped. The RF coil 3 serves as an antenna and the receiver 10 receives this high frequency energy as N.
It is received as an MR signal. This makes it possible to obtain NMR signals immediately after the generation of the gradient magnetic field of the two samples 4 and 4 ′ until the influence of the eddy current disappears. This NMR signal contains the effect of eddy current as a frequency shift.

【0024】受信器10によって得られたNMR信号
は、A/D変換器11によって図2(c)に示すような
サンプリング間隔でデジタルデータに変換され、このデ
ータをフーリェ変換器12がフーリェ変換によって周波
数データに変換する。この周波数データ(周波数情報)
は、サンプル4、4′の大きさによって帯域を持つの
で、データ処理機構13によって各サンプル4、4′の
周波数データの最大値を検出し、2個のサンプル4、
4′の磁場中心より等距離における周波数情報を取り出
す。データ処理機構13によって得られた周波数情報を
表示器14によって表示し、傾斜磁場による磁場勾配中
心より左右等距離の渦電流の状態を把握する。この表示
データを元に周波数のズレが最小となる波形整形度合に
電流波形整形回路6を調節することで、渦電流による傾
斜磁場の歪みを補正、すなわち、対称点での渦電流補償
調整をバランス良く一挙に行なうことができる。
The NMR signal obtained by the receiver 10 is converted into digital data by the A / D converter 11 at a sampling interval as shown in FIG. 2 (c), and this data is converted by the Fourier transform unit 12 by the Fourier transform. Convert to frequency data. This frequency data (frequency information)
Has a band depending on the size of the samples 4 and 4 ′, the data processing mechanism 13 detects the maximum value of the frequency data of the samples 4 and 4 ′, and the two samples 4 and
Frequency information at the same distance from the center of the magnetic field 4'is extracted. The frequency information obtained by the data processing mechanism 13 is displayed on the display unit 14 to grasp the state of the eddy current equidistant from the center of the magnetic field gradient due to the gradient magnetic field. The distortion of the gradient magnetic field due to the eddy current is corrected by adjusting the current waveform shaping circuit 6 to the degree of waveform shaping that minimizes the frequency shift based on this display data, that is, the eddy current compensation adjustment at the point of symmetry is balanced. You can do it all at once.

【0025】図3に磁場勾配中心より左右Xmmの距離に
置いた大きさの異なるサンプル4と、サンプル4′より
得られるNMR信号をフーリェ変換した時の結果を示
す。図3に示されるようにフーリェ変換後の各サンプル
より得られたNMR信号は、磁場勾配中心における中心
周波数fよりそれぞれΔfずれた周波数データとなる。
これは、図4に示すように、磁場勾配中心からの距離に
比例して渦電流の影響が大きくなることによって、+X
mmと−Xmmに置いたサンプルの共鳴周波数がずれること
が原因となる。渦電流の無い状態では、サンプルの共鳴
周波数は、図3に示すfの位置にくる。このことは、A
/D変換器11がNMR信号を取り込むA/Dサンプリ
ングが進につれ2個のサンプルによるNMR信号の周波
数スペクトルが、中心周波数に近づくことになる。ここ
でこの周波数のずれが中心周波数に近づく様子を表示器
14によって表示すれば渦電流の影響を測定・観察する
ことができる。
FIG. 3 shows the results of Fourier transform of the NMR signals obtained from the sample 4 ′ and the sample 4 of different sizes placed at a distance of X mm to the left and right from the center of the magnetic field gradient. As shown in FIG. 3, the NMR signal obtained from each sample after the Fourier transform is frequency data that is deviated from the central frequency f at the center of the magnetic field gradient by Δf.
This is because the influence of the eddy current increases in proportion to the distance from the magnetic field gradient center, as shown in FIG.
The cause is that the resonance frequencies of the samples placed in mm and -Xmm shift. In the absence of eddy currents, the resonance frequency of the sample comes to the position of f shown in FIG. This means that A
As the A / D sampling in which the / D converter 11 takes in the NMR signal progresses, the frequency spectrum of the NMR signal by the two samples approaches the center frequency. If the display 14 shows how the frequency shift approaches the center frequency, the effect of the eddy current can be measured and observed.

【0026】磁場勾配中心より左右等距離に置ける渦電
流の影響を、表示器によって同時に表示する方法には、
いくつか考えられるが、実施例においてはその表示すべ
きNMR信号の周波数データをデータ処理機構13で処
理する。図3に示すようなサンプルを使用した場合、デ
ータ処理機構13は、+Xmmと−Xmmの位置を正確につ
かむため、サンプル4とサンプル4′の周波数データの
ピーク値を取り出し、これを表示器14に送る。周波数
データのピーク値を検出するには、信号強度を周波数の
関数として周波数の微分を取ることによって、ピーク値
を得ることができる。
A method for simultaneously displaying the influence of eddy currents that can be placed equidistant from the center of the magnetic field gradient on a display is as follows:
In some embodiments, the data processing mechanism 13 processes the frequency data of the NMR signal to be displayed. When the sample as shown in FIG. 3 is used, the data processing mechanism 13 takes out the peak value of the frequency data of the sample 4 and the sample 4'to accurately grasp the positions of + Xmm and -Xmm, and displays the peak value on the display 14 Send to. To detect the peak value of the frequency data, the peak value can be obtained by taking the derivative of the frequency as a function of the frequency.

【0027】また、左右のサンプルによるピーク値を区
別するため、図3に示すような大きさの異なる2個のサ
ンプルを使用し、各周波数データのピーク値の信号強度
に差をつけるとか、この差を色で表現するなどの方法に
よって、+Xmmと−Xmmにおける渦電流の影響を区別し
表示する。左右のNMR信号を区別する方法としては、
前記実施例の他に、水と油をサンプルとして組み合わ
せ、その共鳴周波数による違いをデータ処理機構13に
よって処理し、表示すればよい。また、左右2個のサン
プルを同じ大きさにし、データ処理機構13において周
波数データのピークを探さず、フーリェ変換したデータ
をそのまま表示し、信号強度のコントラストとして表現
することもできる。いずれの場合にせよサンプルには、
できるだけ小型のものを使用することが望ましい。
Further, in order to distinguish the peak value by the left and right samples, two samples having different sizes as shown in FIG. 3 are used to make a difference in the signal intensity of the peak value of each frequency data. The effect of eddy current in + Xmm and -Xmm is distinguished and displayed by the method of expressing the difference by color. As a method of distinguishing the left and right NMR signals,
In addition to the above-described embodiment, water and oil may be combined as a sample, and the difference due to the resonance frequency may be processed by the data processing mechanism 13 and displayed. It is also possible to make the two left and right samples the same size, display the Fourier-transformed data as it is without searching for the peak of the frequency data in the data processing mechanism 13, and express it as the contrast of the signal intensity. In any case, the sample
It is desirable to use the smallest possible size.

【0028】さらに、傾斜磁場発生手段の電流波形整形
回路の波形整形度合を自動的に変更し、変更毎に渦電流
測定用パルスシーケンスを実行する手段を設けると共に
周波数ズレの最小の波形整形度合の調整値を検索する手
段を設ければ、自動的に渦電流補償調整が行な得る。
Further, a means for automatically changing the waveform shaping degree of the current waveform shaping circuit of the gradient magnetic field generating means and executing a pulse sequence for eddy current measurement for each change is provided, and a waveform shaping degree with a minimum frequency deviation is provided. If a means for searching the adjustment value is provided, the eddy current compensation adjustment can be automatically performed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の核磁気
共鳴イメージング装置によれば、測定しようとする傾斜
磁場の方向で対称な2点での渦電流の影響を同時に測定
・観察でき、対称点での渦電流補償調整をバランス良く
一挙に行なうことが可能となる。そのため、渦電流補償
調整の時間を短縮し、作業を容易化できる。
As described above, according to the nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, it is possible to simultaneously measure and observe the effects of eddy currents at two points which are symmetrical in the direction of the gradient magnetic field to be measured. It becomes possible to perform eddy current compensation adjustment at points in a good balance at once. Therefore, the eddy current compensation adjustment time can be shortened and the work can be facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る核磁気共鳴イメー
ジング装置の構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】渦電流測定用パルスシーケンスを示すタイムチ
ャート。
FIG. 2 is a time chart showing a pulse sequence for eddy current measurement.

【図3】渦電流測定用サンプルとNMR信号との関係を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an eddy current measurement sample and an NMR signal.

【図4】傾斜磁場勾配と渦電流による傾斜磁場勾配との
関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a gradient magnetic field gradient and a gradient magnetic field gradient due to an eddy current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:超電導マグネット 2:傾斜磁
場コイル 3:高周波磁界送受信コイル(RFコイル) 4、4′:渦電流測定用サンプル 5:傾斜磁
場波形発生器 6:電流波形整形回路 7:傾斜磁
場電源 8:発振器 9:タイミ
ングコントローラ 10:受信器 11:A/
D変換器 12:フーリェ変換器 13:デー
タ処理機構 14:表示器
1: Superconducting magnet 2: Gradient magnetic field coil 3: High frequency magnetic field transmission / reception coil (RF coil) 4, 4 ': Eddy current measurement sample 5: Gradient magnetic field waveform generator 6: Current waveform shaping circuit 7: Gradient magnetic field power supply 8: Oscillator 9: Timing controller 10: Receiver 11: A /
D converter 12: Fourier converter 13: Data processing mechanism 14: Display

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場を発生する手段と、所定の方向に
磁場強度が傾斜している傾斜磁場を前記静磁場に重畳し
て発生する傾斜磁場コイルを有する傾斜磁場発生手段
と、磁場中にRF励起パルスを照射するRF照射手段
と、NMR信号を受信する受信手段とを備え、前記傾斜
磁場発生手段は傾斜磁場コイルに印加する電流波形を整
形する渦電流補償用の波形整形回路を有する核磁気共鳴
イメージング装置であって、所定の傾斜磁場方向で磁場
中心から等距離の対称位置に置かれた渦電流測定用サン
プルと、前記波形整形回路で波形整形度合が調整される
ごとに渦電流測定用パルスシーケンスを実行する手段
と、渦電流測定用パルスシーケンスの実行により受信さ
れた前記サンプルからNMR信号を周波数解析する手段
と、周波数解析結果を表示する手段とを備えたことを特
徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
1. A means for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field generating means having a gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field having a magnetic field strength inclined in a predetermined direction by superimposing the gradient magnetic field on the static magnetic field. A core having an RF irradiating means for irradiating an RF excitation pulse and a receiving means for receiving an NMR signal, wherein the gradient magnetic field generating means has a waveform shaping circuit for eddy current compensation for shaping a current waveform applied to the gradient magnetic field coil. A magnetic resonance imaging apparatus, wherein an eddy current measurement sample placed at a symmetrical position equidistant from a magnetic field center in a predetermined gradient magnetic field direction, and an eddy current measurement every time the waveform shaping degree is adjusted by the waveform shaping circuit Means for executing a pulse sequence for measurement, a means for frequency-analyzing an NMR signal from the sample received by the execution of the pulse sequence for eddy current measurement, and a frequency analysis result are displayed. And a magnetic resonance imaging apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012251984A (en) * 2011-06-03 2012-12-20 Etsuo Ban Free radical measuring instrument using magnetic modulation scheme continuous wave hf band magnetic resonance device and radical chemical reaction aging variation measuring method using the same
JP2013176672A (en) * 2007-12-20 2013-09-09 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus

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