JPS649859B2 - - Google Patents

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JPS649859B2
JPS649859B2 JP58040377A JP4037783A JPS649859B2 JP S649859 B2 JPS649859 B2 JP S649859B2 JP 58040377 A JP58040377 A JP 58040377A JP 4037783 A JP4037783 A JP 4037783A JP S649859 B2 JPS649859 B2 JP S649859B2
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JP
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JP58040377A
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Satoshi Sugiura
Michio Mitomi
Hirokazu Suzuki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • GPHYSICS
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は磁気共鳴現象を利用して被検体中に存
在する或る特定の原子核のスピン密度または緩和
時定数あるいはこれらに関連した情報を得て、こ
れらの反映された画像に得る磁気共鳴イメージン
グ装置に係り、特にその信号収集に関するももの
である。
[発明の技術的背景] 磁気共鳴イメージング装置(以下「磁気共鳴
(現象)」は単に「MR」と略称する)において、
受信コイルに誘起されたMR信号は適宜増幅され
た後、基準位相と同位相の同相(0゜)成分(実数
部)と、これに対応して90゜位相のずれた90゜成分
(虚数部)とを取り出すため、2系統に分割され
直角二位相検波(QD:quadrature detection〜
「直交検波」などとも称される)が行なわれる。
検波された2系統の信号は再び増幅され、ローパ
スフイルタを経てA/D(アナログ/デイジタル)
変換され計算機に入力され、複素フーリエ変換等
画像形成のための処理に供される。
この場合、受信系特に位相検波後の信号系に、
低周波の周期性ノイズである交流電源のハムノイ
ズが混入すると、この検波信号を複素フーリエ変
換し画像構成を行つたときに再構成画像の中心部
にアーテイフアクト(偽像)を生ずる。
上述の点について、従来方式の具体的な構成を
例示してさらに詳細に説明する。
第1図は直角二位相検波方式を用いた磁気共鳴
イメージング装置の従来の一例の要部の構成を示
すブロツク図である。
第1図において、MR信号Sを2系統に分割し
位相検波器1A,1Bにより互に90゜の位相差の
ある0゜と90゜の参照信号r(0)、r(90)でそれぞ
れ位相検波(同期検波)して、信号x,yを得
る。参照信号r(0)、r(90)は送信側と共通の
基準発振器2の出力をもとに90゜位相器3で作ら
れるもので、励起用の高周波パルスと同一の周波
数である。信号x,yはさらに増幅器4A,4
B、ローパスフイルタ5A,5Bを経てA/D変
換器6A,6Bに格別に入力される。そして、
A/D変換器6A,6Bの出力が(電子)計算機
7に入力される。ここで、増幅器4A、ローパス
フイルタ5A,A/D変換器6Aからなる信号系
全体の利得をα、増幅器4B、ローパスフイルタ
5B、A/D変換器6Bからなる信号系全体の利
得をβとすれば、A/D変換器6A,6Bの出力
はそれぞれαx、βyとなる。このαx、βyをそれぞ
れ信号の実数部、虚数部として計算機7で複素フ
ーリエ変換し周波数領域での情報を得る。
そしてこのような装置において、位相検波器1
A,1Bによる位相検波後の信号系に、低周波の
周期ノイズである交流電源のハムノイズが混入す
ると、複素フーリエ変換し画像再構成を行なう際
に画像中心部あるいはその近傍にリング状等のア
ーテイフアクトを生じる。
ところが、このような交流電源のハムノイズの
混入を完全に防止することは困難であり、またこ
のような交流電源のハムノイズは、本来得ようと
する検波出力信号の周波数帯域内にあり、ローパ
スフイルタ5A,5Bのようなフイルタ等で除去
することは不可能である。このため、このような
ノイズによるアーテイフアクトは磁気共鳴イメー
ジング装置における画質向上に対する大きな障害
となつていた。
[発明の目的] 本発明の目的とするところは、MR信号の検波
を位相検波によつて行なう磁気共鳴イメージング
装置において、位相検波後の信号系に混入する交
流電源のハムノイズを容易に且つ効果的に低減ま
たは除去し得る磁気共鳴イメージング装置を提供
することにある。
[発明の概要] 本発明は、励起用の高周波パルスを、位相検波
後の信号系に混入する交流電源のハムノイズに同
期させて発生するようにし、MR信号の受信に際
しては、MR信号を180゜位相の異なる2種の参照
信号で位相検波し、得られる2種の相対応する検
波出力を、一方を極性反転して相互に加算し、上
記ハムノイズ成分を抑圧した検波情報を得る構成
としたことを特徴としている。
[発明の実施例] 本発明の一実施例の構成を第2図に示す。
第2図において、第1図と同様の部分には同符
号を付して示している。
この場合、基準発振器2は計算機7により発振
周波数等が制御され、この基準発振器2の出力が
励機パルス送信部8に与えられる。励起パルス送
信部8は基準発振器2の高周波出力を所定のごと
く振幅変調するなどして励起用の高周波パルスを
生成し且つ増幅してプローブヘツドに供給するも
ので、この励起パルス送信部8における高周波パ
ルスの発生は例えば計算機7による制御等によ
り、検波後の受信系に混入する低周波の同期性ノ
イズである交流電源のハムノイズに同期させる。
この交流電源は、図示していないが、少なくと
も、受信系の要素の電源としているものである。
プローブヘツドはこの場合送受信コイル9と同調
回路10で構成され、励起パルス送信部8で発生
した高周波パルスは同調回路10を介して送受信
コイル9より送信される。この高周波パルスによ
り励起されて被検体に生じたMRは、やはり送受
信コイル9と同調回路10からなるプローブヘツ
ドでMR信号として受信検出される。このMR信
号は増幅器11で増幅された後、位相検波器1
A,1Bにてそれぞれ検波される。検波後の信号
はそれぞれさらに増幅器4A,4Bで増幅され、
ローパスフイルタ5A,5Bを介してA/D変換
器6A,6Bでデイジタル化されて計算機7に入
力される。
180゜分配器12は基準発振器2の出力を位相反
転し位相の180゜異なる2つの基準発振出力φ1,φ2
を出力するもので、これら2出力φ1,φ2は切換
器13に与えられる。切換器13は両信号φ1
φ2の一方を選択して90゜移相器3に供給するもの
で、その選択(切換)は計算機7によつて、前記
高周波パルス発生毎に切換制御される。90゜移相
器3は入力信号φ1またはφ1と大位相の信号およ
びこの信号と90゜の位相差を有する信号をそれぞ
れ参照信号r(0)およびr(90)として出力す
る。これら互いに90゜の位相差を有する2信号r
(0)およびr(90)は直角二位相検波の検波参照
波としてそれぞれ位相検波器1Aおよび1Bに供
給される。したがつて、位相検波器1A,1Bに
供給される検波参照波は切換器13で信号φ1
選択しているときのr(0)、r(90)すなわちr
(0)1、r(90)1と、信号φ2を選択しているときの
r(0)、r(90)すなわちr(0)2、r(90)2の4
種類(各々2種類ずつ)となる。
このような構成において、位相検波後の信号系
に、交流電源のハムノイズが混入した場合を考え
る。
すなわち、第3図はMR信号x(t)とこれに
混入したハムノイズn(t)の関係をハムノイズ
n(t)を強調して示したものである。
このようなハムノイズn(t)を相殺する原理
を詳細に説明する。
まず、相殺すべきハムノイズn(t)の発生源
である交流電源に、高周波パルスの発生タイミン
グを同期させる。これは励起パルス送信部8を計
算機7により制御することなどによつて行なう。
このようにすると、MR信号にあらわれるハムノ
イズは、送信を行ない、次いで、MR信号を受信
を行なう毎に、常に、同位相であらわれる。
ここで、まず180゜分配器12の2出力φ1,φ2
一方φ1を切換器13で選択し、90゜移相器3から
信号φ1に基づく参照r(0)、r(90)1を位相検波
器1A,1Bにに与えてMR信号のの測定を行な
い、参照波r(0)、r(90)1による位相検波を行
なう。このときの状態が第3図に対応し、同図の
MR信号x(t)とハムノイズn(t)の合成信号
が検波抽出される。
次に、切換器13で180゜分配器12の出力φ2
選択してMR信号の測定を行なう。この信号φ2
上述した1回目の信号φ1と180゜位相が異なり、し
たがつて、位相検波器1A,1Bに与えられる参
照波も(r(0)1、r(90)1とはそれぞれ180゜位相
の異なる)r(0)2、r(90)2となつて、MR信号
は1回目とは180゜異なる異相すなわち逆位相で検
波される。すなわち、このとき検波されるMR信
号は1回目とは逆極性の第4図の−x(t)のよ
うな信号となり、位相検波後の信号系に誘導され
るハムノイズは、先に説明した通り常に同位相と
なるので、第4図のn(t)のように1回目と同
位相であらわれる。
すなわち、検波されるMR信号のみの極性が反
転する。
これら2回の測定(送信)により計算機7にお
いて得られた信号の一方、例えば第4図に示した
−x(t)とn(t)の合成波からなる2回目の信
号に計算機7内で−1を乗じて極性を反転して、
第5図に示したような信号x(t)と−n(t)の
合成法の形とし、やはり計算機7内で1回目の信
号に加算する。したがつて、第3図と第5図を加
え合せることになり、MR信号成分はx(t)+x
(t)=2x(t)すなわち2倍となり、ハムノイズ
はn(t)−n(t)となつて相殺される。
さらに、S/N(信号対雑音比)を向上させる
ため、同じ条件で複数回信号収集を行なつてこれ
らを加算することが、この種の磁気共鳴イメージ
ング装置ではしばしば行われているが、このよう
な方式を採用する場合には、信号φ1に基づく検
波による測定と、信号φ2に基づく検波による測
定とを同一回数ずつ行い、一方で得られた信号を
極性反転して他方と加算すればよい。
なお、上述において極性反転する側としない側
を入れ替えた場合、ノイズ成分は同様に相殺され
るが、得られる信号の極性が反転することにな
る。
このようにして、位相検波後の信号系に混入す
るハムノイズを効果的に抑圧できる。また、この
ようにするとハムノイズのみならず信号系に含ま
れる直流分も相殺されるので、増幅器4A,4B
等に望ましくない直流オフセツトが存在する場合
にもこれを効果的に抑圧できる。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例に
のみ限定されることなくその要旨を変更しない範
囲内で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施例においては、180゜異なる2
種の参照波による2種の検波信号の一方を反転し
他方と加算する信号処理をいずれも計算機7内で
−1を乗じて加算することによつて行うこととし
たが、計算機7に入力させる以前にハードウエア
処理で実現するようにしてもよい。すなわち、
A/D変換器6A,6Bの前段に極性反転器(イ
ンバータ)を挿脱して極性反転を行なつたり、
A/D変換器6A,6Bの後段に符号反転用のコ
ードコンバータを挿脱して極性反転を行なつたり
してもよく、また計算機7の前段に累積器を設け
て、加算を実現したりしてもよい。この他、極性
反転は位相検波後で且つハムノイズ混入後ならば
どの個所でどのようにして行なつてもよく、加算
も反転後ならばこのようにして行なつてもよい。
また、直角二位相検波に限らず、単純な位相検
波など位相検波(同期検波)を行なうものならば
どのようなものについても本発明は適用でき、上
述と同様の効果が得られる。
[発明の効果] 本発明によれば、MR信号の検波を位相検波に
よつて行なう磁気共鳴イメージング装置におい
て、位相検波後に混入する交流電源のハムノイズ
を容易に且つ効果的に抑圧し得る磁気共鳴イメー
ジング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一例における要部構成を示
すブロツク図、第2図は本発明の一実施例の要部
構成を示すブロツク図、第3図〜第5図は同実施
例を説明するための波形図である。 1A,1B……位相検波機、2……基準発振
器、3……90゜移相器、4A,4B,11……増
幅器、5A,5B……ローパスフイルタ、6A,
6B……A/D変換器、7……計算機、8……励
起パルス送信部、9……送受信コイル、10……
同調回路、12……180゜分配器、13……切換
器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 磁気共鳴現象により誘起される信号を用い被
    検体内の特定原子核のスピン密度または緩和時定
    数あるいはこれらに関連した情報を得て画像化す
    る磁気共鳴イメージング装置において、被検体に
    印加すべき励起用の高周波パルスを、位相検波後
    の信号系に混入する交流電源のハムノイズに同期
    させて発生する送信回路と、上記高周波パルスを
    被検体に印加し且つ被検体からの磁気共鳴信号の
    検出を行う送受信部と、この送受信部で受信され
    た磁気共鳴信号を位相検波する位相検波器と、こ
    の位相検波器に同期検波の参照信号として供給す
    るため、上記励起のための高周波パルスと同一周
    波数で且つ同期した信号を発生する参照信号発生
    回路と、この参照信号発生回路の出力参照信号の
    位相を、前記励起用の高周波パルスを発生する毎
    に180゜切換える位相切換手段と、上記位相の180゜
    異なる2種の参照信号によりそれぞれ上記位相検
    波器で検波された2種の検波出力の一方を極性反
    転する極性反転手段と、この極性反転手段を介し
    て得られた上記2種の相対応する検波出力を加算
    して検波情報を得る加算手段とを具備したことを
    特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
JP58040377A 1983-03-11 1983-03-11 磁気共鳴イメージング装置 Granted JPS59166846A (ja)

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EP84301626A EP0119802B1 (en) 1983-03-11 1984-03-09 Nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus
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