JPS622143A - Nmr撮像装置の自動利得調整装置 - Google Patents

Nmr撮像装置の自動利得調整装置

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JPS622143A
JPS622143A JP60141890A JP14189085A JPS622143A JP S622143 A JPS622143 A JP S622143A JP 60141890 A JP60141890 A JP 60141890A JP 14189085 A JP14189085 A JP 14189085A JP S622143 A JPS622143 A JP S622143A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、核磁気共鳴(nuclear magnet
ic  rasonance :以下これをNMRと略
称する)現象を利用して被検体内における特定原子核分
布等を被検体外部より知るようにしたNMRI11m装
置におけるNMR検出信号の最適受信を行うための自動
利得調整装置に関する。
(従来の技術) 従来よりこの種のNMRIfi像装置はよく知られてお
り、更にNMR信号を測定する一つの手法であるマルチ
エコー法もよく知られている。第4図はそのマルチエコ
ー法の一例を示すパルスシーケンスの図である。2次元
マルチエコー法について簡単に説明すれば次の通りであ
る。被検体に静磁場を与えた状態において、同図に示す
ように、2勾配m m G z−を与えると其に90″
RFパルスを印加して選択励起する。その後Gz+をt
Z2時間だけ印加すると共に、X勾配磁場GxとY勾配
磁場Gyを印加する。この場合、GZについては、9 
z 盲  ・ t z 盲  /  2  : C2Z
  2   ・ tZまただし、Gz+G、tGz″″
の強さ、tZIはQz+の印加時間、 GZ2はGz+の強さ、 t、Z2はGZ2の印加時間 であり、 また、Gyについては、 gy=gyoXn ただし、nはビュー数で、 −N、−N−÷1....−1.0.1゜2、、、、、
Nまで可変 である。
さて、90°パルス印加から1時間後に、分散中のスピ
ンを180°回転させるための180°パルスを印加す
る。なお、180°パルス印加の時は総べての勾配磁場
の印加を中止しておく。
その後X勾配磁場Gxを印加するが、180°パルス印
bnから1時間後に最大となるような第1のエコー信号
が発生する。この場合、X勾配磁場印加において、 くコx1 ・jx+ =gX2 ・tXまただし、gx
+ 、 gX2はGxの強さ、tXlはgx+の印加時
間、 tz2はQX2の印加時間 である。
次のステップでは、前記第1の−Fココ−号のピーク時
を始点として1時間後に第2の180°パルスを印加し
く第1のエコー信号を観測中はX勾配磁場QX2を連続
して印加している。)、この第2の180°パルス印加
から1時間後に第2の1コ一イz号を得る。この場合の
X勾配磁場の印加は第4図に示すように磁場強W gX
 2でtX2の印加時間である。
以下同様にして、180”パルスを与えてはスピンを反
転させてエコー信号を発生させる。このようにして1つ
のビューについて多数のエコー信号を得る。
他のビューについては、順次Y勾配磁場Gyの大きさを
変えて、上記と同様な動作によりマルチエコーを観測す
ることができる。このように、ビューごとに 180°
パルスを繰返し印加することによって多数のエコー信号
を発生させこれを観測するのがマルチエコー法である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この様なマルチエコー法では、時間的に
減衰するエコー信号(第4図の(ホ)の鎖線参照)を固
定されたレンジでアナログパデジタル変換(以下AD変
換と略す)していたため次のような問題点があった。
■AD変換を行うAD変換器に広いダイナミックレンジ
が要求される。
■エコー信号ごとに画像再構成を行うため、第1エコー
の画像は明るく(信号強度が大きい)、第2エコーの画
像、第3エコーの画像となるに従い暗くなり(信号強度
が小さくなり)、同一ディスプレイ上で観察するにも困
同が伴う。
なお、その対策としてディスプレイの輝度調整を領域分
割して制御するような試みもなされているが、操作の煩
雑さを伴うという問題がある。
■データを対数に圧縮してダイナミックに圧縮してダイ
ナミックレンジを広くとる等の工夫も考案されているが
、構成が複雑になるきらいがある。
本発明の目的は、この様な点に鑑み、どのようなレベル
の信号も検出端(AD変換の萌段)にダイナミックに自
動利v′)調整<AGC>を行い、総べての画像を同一
レベルで観察可能とすると共に、ADのダイナミックレ
ンジも小さくてIみ、コストダtクンや画像処理の簡易
さを図り得るNMRtfl像装置を提供することにある
(問題点を解決するための手段) この様な目的を達成するために本発明では、利得が可変
の受信アンプを備え、1繰返し期間内のエコー信号をそ
れぞれ独立に測定する測定手段と、 i像スキトンの実行t)aに搬像スキャンと同じスキャ
ンパラメータを用いた疑似スキャンを実行するシーケン
ス機能と、前記受信アンプに制御信号を与えてその利得
を制御する機能と、前記測定手段を介して測定された疑
似スキャンにおけるエコー信号から受信アンプの望まし
い利1りを求める機能を有した制御手段と を具備し、撮像スキャンにおいて、前記受信アンプの利
得が疑似スキャン、の実行を経て求められた望ましい利
1坪となるように、前記制御手段の制御により各エコー
信号測定期間ごとに受信アンプの利得をダイナミックに
切替えるようにしたことを特徴とする。
(実施例) 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。第1図は本
発明に係るNMR撮像装置における自動利得調整装置の
一実施例を示す要部構成図である。
同図において、1は処理装置く以下CPUと略す)、2
はメモリ、3は送信アンプ、4は送受信切替回路、5は
送受信コイル、10は受信アンプ、20はデータ収集装
置である。
CPU 1は、シーケンサとしての機能を有し、勾配磁
場印加及びR「パルス印加を制御する。すなわち、勾配
vA場Gz 、Gx、Gyの制御(磁場強麿及び印加時
間の制御I)のための制御信号CGz 、CGx 、C
Gyを送出すると共に、90°パルス信号及び180°
パルス信号を発生する。32i信7ンプ3は、このパル
ス信号を適宜増幅し送受信切替回路4を経由して送受信
コイル5に加え駆動する。この送受信コイル5はエコー
信号を受信することもできるようになっており、受信し
た[コー信号は受信アンプ10に送られる。
受信アンプ10は、CPU 1から与えられる外部信号
によりゲインが制御されるようになっている。例えば、
図示のように1.受信アンプ10は複数個の抵抗器が直
列接続されてなる帰還抵抗R+。
R2、R3を有する増幅器OPで形成されていて、その
帰還抵抗の各々にはCPLJlにより駆動されるオン・
オフ型のスイッチS+ 、82.83が並列接続されて
いる。
データ収集装置20は、cpuiからのトリガー信号に
より起動し、受信アンプ10を経て与えられる1コ一信
号をデジタル変換して読み取るもので、その出力はCP
U1に送られる(このデータを使用して再構成像が求め
られる。)。CPUは、生データ及び再構成後の画像デ
ータを必要に応じてメモリ2に蓄えておく。求められた
再構成像はCPU1の制御のもとに表示装置(図示せず
)にて表示される。
このJ:うな構成における動作をタイムチャートを参照
しながら次に説明する。本発明では、利得調整のために
、撮像スキャンの実行前に疑似スキャン(複数回が望ま
しい)を実行して受信アンプの適切な利得を求めるよう
にしIC特殊なシーケンスを有する。この疑似スキャン
は例えば第2図に示すように、第4図に示す搬像スキャ
ンと同様のパルスシーケンスによりワープ」〈位相エン
コード量)零にて各工=1−信号を発生させこれを測定
する。この時の受信アンプの利得は、エコー信号の測定
においてオーバーレンジとならない程度の適切な利得に
設定しておく。
1tI4返し時間内のエコー信号はそれぞれ独立に測定
され、メ七り2に順次格納される。なお、このようにし
て測定したエコー信号は像再構成用のデータとしては用
いない。
この疑似スキャンを数回(実施例では10回)繰返し、
そのエコー信号をメモリ2に格納した後、CPU1によ
り第1エコー、第2エコー、第3エコーごとにその平均
値を求め、その平均値をもとにして各エコー信号測定期
間における受信アンプの最適な利1〔1(調整利得)を
針幹により求める。
更に詳述すれば、この調整利得は受信アンプの設定可能
なゲインに制限されるが、例えば第2図に示すように第
1エコー信号測定時に【よゲイン1、第2エコー信号測
定時にはゲイン2、第3エコー信号測定時にはゲイン3
が最適な利得として求まったとすると、CPU 1から
のスイッチSt”S3の制御により、ゲイン1を得る時
はスーイツチS1をオフにすると共にスイッチS2と8
3をオンにし、ゲイン2を得る時はスイッチS2をオフ
にすると共にスイッチS1と83をオンにし、ゲイン3
を得る時はスイッチS3をオフにすると共にスイッチS
+とS2をオンにする。通常のマルチエコー受信では、
ゲイン1の方が小さく、ゲイン3の方が大きくなる。
このようにして各測定期間における利得が決定された後
、画像再構成のための1li(lIスキャンを実行する
。撮像スキャンは第3図に示すようにワーブ爵を変えな
がらく0〜N−1のみ図示する)、第4図と同様のパル
スシーケンスによりスキャンし、エコー信号を測定する
。この場合受信アンプは、CPU1の制御により、各シ
ーケンスごとに第1エコー信号測定期間ではゲイン1に
、第2エコー信号測定期間ではゲイン2に、第31コー
信号測定期間ではゲイン3にそれぞれダイナミックに切
替えられ、どのエコー信号も適切なレベル(同一レベル
)で受信し、これをデータ収集装置20に送りこむ。 
なお、このようにして得られたデータはそのままでは絶
対値が分らず、画像ごとに絶対値が変って真の値が分か
らなくなると不便であるので、エコー信号と利得との関
係を記憶しておき、絶対値比較ができるようにしておく
のが望ましい。例えば、1コ一信号の生データに必ず利
得の値を付加する等の手法を用いる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、受信信号がどの
エコー信号についても均一になるので、AD変換のダイ
ナミックレンジが小さくてよく、また、特別な再構成処
理を行うことなくどの画像も均一な明るさが得られると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るNMRI像装買における自動利得
調整装置の一実施例を示す要部構成図、第2図及び第3
図は本発明の詳細な説明するためのタイムチャート、第
4図はマルチエコー法の一例を示すパルスシーケンスで
ある。 1・・・CPU、2・・・メモリ、3・・・送信アンプ
、4・・・送受信切替回路、5・・・送受信コイル、1
0・・・受信アンプ、20・・・データ収集装置、Ro
〜R1・・・抵抗、S+・〜S3・・・スイッチ、OP
・・・増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 マルチエコー法やマルチスライス法等のように1回の繰
    返し時間内に複数のエコー信号を測定し対象物に関連し
    た画像を得るNMR撮像装置に使用されるものであって
    、 利得が可変の受信アンプを備え、1繰返し期間内のエコ
    ー信号をそれぞれ独立に測定する測定手段と、 撮像スキャンの実行前に撮像スキャンと同じスキャンパ
    ラメータを用いた疑似スキャンを実行するシーケンス機
    能と、前記受信アンプに制御信号を与えてその利得を制
    御する機能と、前記測定手段を介して測定された疑似ス
    キャンにおけるエコー信号から受信アンプの望ましい利
    得を求める機能を有した制御手段と、 前記利得を記憶する記憶手段と、 を具備し、撮像スキャンにおいて、前記受信アンプの利
    得が疑似スキャンの実行を経て求められた望ましい利得
    となるように、前記制御手段の制御により各エコー信号
    測定期間ごとに受信アンプの利得をダイナミックに切替
    えるようにしたことを特徴とするNMR撮像装置の自動
    利得調整装置。
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