JP6817775B2 - 補正装置、補正方法及び磁気共鳴画像装置 - Google Patents
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Description
また、実施形態の補正方法は、コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置のおける補正方法であって、前記コイルの第1の信号を測定し、前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定し、前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、前記推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する。
第1の実施形態について図1乃至図5を参照して説明する。
傾斜磁場コイル110の端子間には、電圧信号を測定する電圧計3と、傾斜磁場コイル110に流れる電流の電流信号を測定する電流計4を備える。また、傾斜磁場に流れる電流の電流信号をフィルタリングするフィルタを有し、電圧計3、電流計4及びフィルタを用いて得られたデータから推定されるM12di2/dtを積分してM12i2を得る積分器25(積分回路)を備える。Cは、フィードバック制御器である。Cは、生成部22、多段ブリッジ回路23、LPF24の機能を含んでおり制御指令信号(後述する図5)に基づいたPWM信号を出力する。G1は、傾斜磁場コイル110である。フィルタリングとは、特定の周波数帯域以外の信号を除却して、特定の周波数帯域の信号のみを残すことである。周波数帯域は、例えば、特定の周波数と周波数の幅として設定しても良いし、特定の周波数以上あるいは特定の周波数以下として設定しても良い。
M12di2/dtを推定する際のフィルタの設定に用いる傾斜磁場コイルの抵抗R1とインダクタンスL1は、予めインピーダンスアナライザーで測定した低周波における値を用いても良い。
渦電流補正の計算は、制御部の制御周期よりも短い制御周期で行う。これにより、ローパスフィルタ26、ハイパスフィルタ27、積分器29の離散化による位相の遅れをできるだけ小さくする。また、電流センサ及び電圧センサのノイズ、ゲイン誤差やオフセット等により、図5に示す積分器25では渦電流補正値がドリフトしてしまう可能性がある。そのため実験装置では、積分器25を数Hzといった極低周波数領域にカットオフ周波数ωiを持つローパスフィルタに変更し、低周波数領域では積分特性を持たせないようにして渦電流の補正値のドリフトを防止している。
第2の実施形態について図16を参照して説明する。
本実施形態にかかる補正装置1は、傾斜磁場コイル110の抵抗R1を同定するために傾斜磁場コイル110にインパルス状の信号を入力し、そのインパルス応答から抵抗R1を同定する。抵抗値R1をハイパスフィルタ27であるω(L1s+R1)/(s+ω)に適用することで、抵抗値R1をタイムリーに同定した渦電流の推定が可能となる。インパルス状の信号とは、時間幅が0に近く、ある瞬間に値を有する信号である。
インパルス入力を加えた時の傾斜磁場コイルの端子間電圧vtmと電流imをサンプリング周期Tsで計測したときのN点のデータをそれぞれ式(5)、(6)とする。
第3の実施形態では、第1または2の実施形態にかかる補正装置を用いたMRI装置について説明する。まず、MRI装置の構成について簡単に説明する。
図17に示すように、MRI装置200は、静磁場を形成する筒状の静磁場磁石210と、静磁場磁石210の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル220と、傾斜磁場コイル230と、RFコイル240と、制御装置250と、被検体Hが乗せられる寝台260とを有する。制御装置250は、例えば、静磁場電源260と、シムコイル電源270と、傾斜磁場電源280と、RF送信器290と、RF受信器300と、寝台駆動装置310と、シーケンスコントローラ320と、コンピュータ330とを含む。
2 制御部
3 電圧計
4 電流計
5 A/D変換部
21 演算部
22 生成部
23 多段ブリッジ回路
24 LPF
25 積分器
26 ローパスフィルタ
27 ハイパスフィルタ
28 ゲイン調整器
29 積分器
100 指令部
110 傾斜磁場コイル
200 MRI装置
210 静磁場磁石
220 シムコイル
230 傾斜磁場コイル
231 X軸傾斜磁場コイル
232 Y軸傾斜磁場コイル
233 Z軸傾斜磁場コイル
240 RFコイル
250 制御装置
260 静磁場電源
270 シムコイル電源
280 傾斜磁場電源
281 X軸傾斜磁場電源
282 Y軸傾斜磁場電源
283 Z軸傾斜磁場電源
290 RF送信器
300 RF受信器
310 寝台駆動装置
320 シーケンスコントローラ
330 コンピュータ
331 画像生成装置
332 位置取得装置
333 補正装置
Claims (12)
- コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置であって、
前記コイルの第1の信号を測定する第1の測定部と、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた前記第1の信号と前記第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、その推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する制御部と、
前記制御部は前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号の差分を積分する積分回路と、を備える補正装置。 - 前記制御部は、前記積分回路で積分された前記差分の信号にゲインを乗じるゲイン調整器を更に備える請求項1に記載の補正装置。
- コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置であって、
前記コイルの第1の信号を測定する第1の測定部と、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の信号の高周波数成分を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号の低周波数成分を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた前記第1の信号と前記第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、その推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する制御部と、を備える補正装置。 - コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置であって、
前記コイルの第1の信号を測定する第1の測定部と、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた前記第1の信号と前記第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、その推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記コイルのインダクタンス及び抵抗値に基づいて前記推定結果を得る補正装置。 - コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置であって、
前記コイルの第1の信号を測定する第1の測定部と、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた前記第1の信号と前記第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、その推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する制御部と、を備え、
前記第1の測定部は、前記第2の測定部と前記コイルの間に接続される補正装置。 - コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置であって、
前記コイルの第1の信号を測定する第1の測定部と、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定する第2の測定部と、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた前記第1の信号と前記第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、その推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する制御部と、を備え、
前記推定結果は、前記第1の信号をv 1 とし、前記前記第2の信号をi 1 とし、前記コイルのインダクタンスをL 1 とし、前記コイルの抵抗をR 1 とし、前記導体部を流れる電流をi 2 とし、前記コイルと前記導体部の相互インダクタンスをM 12 とすると、
- コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置の補正方法であって、
前記コイルの第1の信号を測定し、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定し、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号との差分の積分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、前記推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する補正方法。 - 積分された前記差分の信号にゲインを乗じる請求項7に記載の補正方法。
- コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置の補正方法であって、
前記コイルの第1の信号を測定し、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定し、
前記第1の信号の高周波数成分を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号の低周波数成分を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、前記推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する補正方法。 - コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置の補正方法であって、
前記コイルの第1の信号を測定し、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定し、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号との差分、前記コイルのインダクタンス、及び抵抗値に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、前記推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御する補正方法。 - コイルと、前記コイルの近傍に位置する導体部とを備える装置に用いられ、前記コイルに電流が流れる場合に前記導体部が生じる磁場の影響を補正する補正装置の補正方法であって、
前記コイルの第1の信号を測定し、
前記コイルの前記第1の信号とは異なる第2の信号を測定し、
前記第1の信号を第1のフィルタでフィルタリングし、前記第2の信号を第2のフィルタでフィルタリングし、前記フィルタリングされた第1の信号と第2の信号との差分に基づいて前記コイルに作用する前記導体部の磁場の影響を推定し、前記推定結果に基づいて前記コイルに電流を流すための指令信号を制御し、
前記推定結果は、前記第1の信号をv 1 とし、前記前記第2の信号をi 1 とし、前記コイルのインダクタンスをL 1 とし、前記コイルの抵抗をR 1 とし、前記導体部を流れる電流をi 2 とし、前記コイルと前記導体部の相互インダクタンスをM 12 とすると、
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の補正装置と、
ガントリと画像生成装置の少なくとも一方を含む磁気共鳴画像装置。
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