JPH1099289A - 核磁気共鳴検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮像パルスシーケンスの検証や異常の判定を
容易に行なうことができるようにする。 【解決手段】 シーケンスコントローラ１２によって、
ＲＦパルス制御部１５を制御して一つの傾斜磁場パルス
系列についての情報に基づいて波形およびタイミングを
定めたＲＦ信号をＲＦ発生部３１より発生させ、専用経
路４１を通じて受信部３４に入力させ、信号処理部３５
を経て得られたデータから実時間の波形・タイミングを
再現し、元の情報と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、核磁気共鳴現象
（ＭＲ現象）を利用してイメージングやスペクトロスコ
ピー測定を行なう核磁気共鳴検査装置に関し、とくに撮
像パルスシーケンスの検証を容易に行なうことができる
ようにした核磁気共鳴検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴検査装置では、被検体（人
体）を静磁場中に配置し、その磁場強度に対応する共鳴
周波数に一致する周波数のＲＦ電力のパルス的な照射を
行なって被検体中の核スピンを励起する。その後、被検
体に生じるＮＭＲ信号を受信してデータを収集する。そ
の際、受信データに位置情報を付加するため、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のパルスを発生させる。

【０００３】これらの各タイミングは数μ秒間隔で撮像
パルスシーケンスの全体にわたって精度よく実行する必
要がある。パルスシーケンスが設計者の意図した通りに
実際に精度よく実行されているか否かの検証は、従来で
は、付加的に測定器を用いて観測したり、あるいは得ら
れた画像の善し悪しから判定するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような測定器を用いた検証では最近の撮像パルスシーケ
ンスの複雑化・高精度化にともない困難性が増してきて
いる。また、なんらかの不具合でいずれかのパルスシー
ケンスの実行に障害が発生した場合など、その原因究明
等の調査も非常に困難になってきている。画像の善し悪
しからは結果的になんらかの不具合があることが分かる
のみで、同様に、原因究明は困難である。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、撮像パルスシー
ケンスの検証や異常の判定を容易に行なうことができる
とともに、原因の特定も容易にできるように改善した、
核磁気共鳴検査装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、静磁場を発生する手段と、該静
磁場に重畳するよう３方向の傾斜磁場をそれぞれ発生す
る手段と、ＲＦ送信手段と、ＲＦ受信手段と、上記３方
向の傾斜磁場発生手段およびＲＦ送信手段を制御し、そ
れらのパルス波形およびタイミングを定めて撮像シーケ
ンスを行なう撮像シーケンス制御手段とを備える核磁気
共鳴検査装置において、シーケンス構成要素情報を格納
する記憶手段と、このシーケンス構成要素情報を乗せた
ＲＦ信号を発生するよう上記ＲＦ送信手段を制御する手
段と、該ＲＦ信号を上記受信手段に受信させるための専
用信号伝達手段と、受信されたＲＦ信号から上記のシー
ケンス構成要素情報を再現し上記の記憶手段に格納され
たシーケンス構成要素情報と比較する手段とがさらに具
備されることが特徴となっている。

【０００７】核磁気共鳴検査装置において、撮像シーケ
ンスは、３方向の傾斜磁場およびＲＦ送信の各々につい
て、定められたタイミングでつぎつぎにパルスを発生す
ることにより行われる。これら４軸の時間系列について
のパルス波形およびタイミングはあらかじめ設計された
撮像シーケンスにより決められる。そこで、ある撮像シ
ーケンスを実行しようとするとき、撮像シーケンス制御
手段は、その撮像シーケンスの構成要素情報、つまり波
形に関する情報、コマンドの種類を表わす情報、それら
のタイミングについての情報を取り込んで、その情報に
基づいて３方向の傾斜磁場発生手段およびＲＦ送信手段
を制御することになる。

【０００８】このシーケンス構成要素情報をＲＦ信号に
乗せて発生させ、これを専用の信号伝達手段を経て受信
手段に受信させ、受信されたＲＦ信号から上記のシーケ
ンス構成要素情報を再現し元のシーケンス構成要素情報
と比較すれば、撮像シーケンス制御手段が、パルス波形
を元の情報通り正しく制御しているか、その波形やコマ
ンドを元の情報通りのタイミングで正しく発生するよう
制御しているか、の検証が可能となる。受信され再現さ
れたシーケンス構成要素情報と元のシーケンス構成要素
情報との比較により、どこに不具合があるかも容易に分
かるため、原因の究明の役に立つ。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１におい
て、シーケンスコントローラ１２は、ホストコンピュー
タ１１から取り込んだ撮像パルスシーケンスの情報に基
づき、傾斜磁場制御部１４、ＲＦパルス制御部１５、受
信部３４、信号処理部３５などの全体のシーケンシャル
な動作を制御し、撮像パルスシーケンスの実行を司る。
傾斜磁場制御部１４は、Ｇｘ電源２１、Ｇｙ電源２２、
Ｇｚ電源２３を制御し、所定のパルス波形の駆動電流が
Ｇｘコイル２４、Ｇｙコイル２５、Ｇｚコイル２６に流
れるようにする。こうして、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの各傾斜
磁場パルスが発生させられる。この傾斜磁場パルスは、
図示しない静磁場発生装置によって発生させられる均一
な静磁場に重畳するように発生させられる。

【００１０】この静磁場および傾斜磁場が発生させられ
る空間には図示しない被検体が配置される。ＲＦパルス
制御部１５は、ＲＦ発生部３１において、上記の静磁場
における被検体の共鳴周波数に対応する周波数の搬送波
が発生させられ、この搬送波が所定のパルス波形にＡＭ
変調されるように制御する。ＲＦ発生部３１において発
生させられたＲＦパルス（搬送波をＡＭ変調したもの）
は、送信コイル３２を経て被検体に照射される。

【００１１】その後、被検体において発生したＮＭＲ信
号は受信コイル３３で受信され、受信部３４に送られて
周波数変換、Ａ／Ｄ変換を受け、さらに信号処理部３５
に送られて位相検波される。こうして得られた受信デー
タは記憶部（メモリ）３６に蓄積された後、シーケンス
コントローラ１２を経てホストコンピュータ１１に送ら
れ、２次元フーリエ変換などの画像再構成アルゴリズム
によって処理される。

【００１２】撮像パルスシーケンスはたとえば図２に示
すようなものである。この図２の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すような波形のＲＦパルス、Ｇｚパ
ルス、Ｇｘパルス、Ｇｙパルスが所定のタイミングで順
次発生させられる。図２の（ｅ）は種々のコマンドの発
生タイミングのみを示す。

【００１３】このような撮像パルスシーケンスを実行し
ようとするとき、シーケンスコントローラ１２は、この
撮像パルスシーケンスを表わす情報をホストコンピュー
タ１１から取り込み、それに基づいて４軸の時間系列
（ＲＦ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）のシーケンスを同時実行し
ていく。その情報には、４軸の時間系列ごとの、波形に
関する情報、コマンドの種類に関する情報、波形やコマ
ンドのタイミングに関する情報が含まれている。すなわ
ち、このシーケンスの構成要素情報には、傾斜磁場制御
部１４やＲＦパルス制御部１５にどのようなコマンドを
どのタイミングで与えてどのような動作をどの時点で行
なわせるかのコマンド種類、コマンド発生時期、コマン
ド間隔などの情報、そしてパルス発生する場合のその波
形の形状（波高値）や、波形点数、波形点間間隔、波形
の発生時期、波形間インターバルなどの情報が含まれ
る。

【００１４】以上の構成は通常の核磁気共鳴検査装置と
同様であるが、この発明では、シーケンスコントローラ
１２が取り込んだ撮像パルスシーケンス情報を記憶する
記憶部（メモリ）１３が設けられる。そして、シーケン
スコントローラ１２には上記のような実際の撮像パルス
シーケンスを実行する機能とは別に、つぎに述べるよう
なシーケンスの検証動作を行なう機能が設けられる。

【００１５】この検証動作は、記憶部１３に記憶した情
報に基づいて４軸の時間系列の１軸ずつ単独に行われ
る。たとえばＧｘの時間系列については、図２の（ｃ）
に示すような波形のパルスを順次正確なタイミングで発
生すればよいのであるが、このＧｘパルスを実際にＧｘ
コイル２４から発生するのではなく、ＲＦパルス制御部
１５を制御することによってＲＦ発生部３１からそのＧ
ｘパルスの波形で搬送波をＡＭ変調したＲＦパルスを発
生させる。

【００１６】このＲＦパルスは、この検証のために設け
られた専用の経路４１を通じて直接受信部３４に入力さ
れる。受信部３４では、実際に撮像パルスシーケンスが
行われたときと同様に、受信した信号の周波数変換、Ａ
／Ｄ変換がなされる。その後信号処理部３５に送られ、
位相検波されることも同様であり、信号処理部３５から
得られるデータは記憶部３６に格納される。

【００１７】このとき、Ａ／Ｄ変換の開始タイミングお
よびサンプリング間隔を可変として、図２の（ｃ）で示
すように順次発生させられる複数のパルスの全体をサン
プリングしてＡ／Ｄ変換するよう、シーケンスコントロ
ーラ１２が受信部３４を制御する。そして、このときの
開始タイミング情報およびサンプリング間隔情報を用い
れば、記憶部３６に格納されたデータから実時間のパル
ス波形を再現できる。これがシーケンスコントローラ１
２において行われ、再現されたパルス波形が記憶部１３
に記憶されていたパルスシーケンス構成要素情報と比較
され、この時間系列におけるパルスシーケンスが元の情
報通りに行われたかどうかの検証がなされる。

【００１８】その結果、元の情報と再現されたパルス波
形との差違が検出されれば、その部分の波形あるいはタ
イミングが正しく実行されていないことが分かり、異常
を容易に判断することが可能となる。

【００１９】なお、上記は一つの例に関するものであ
り、この発明が上記に限定される趣旨でないことはもち
ろんである。撮像パルスシーケンスは図２に示したもの
以外にも採用できるし、具体的な構成も図１で示したも
のだけでなく、種々に変更可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の核磁気
共鳴検査装置によれば、撮像パルスシーケンスの設計者
が意図し、記述した通りに、実際の撮像パルスシーケン
スが正確に制御されているか否かの動作検証を、特別な
測定器等を用いることなく、容易かつ高精度に行なうこ
とができる。これにより核磁気共鳴検査装置の動作不良
等の発見に役立てることができる。さらに、新たな撮像
パルスシーケンスの開発を容易にし、ひいては患者（被
検者）の負担を軽減して良好な診断画像を得ることも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図。

【図２】撮像パルスシーケンスを示すタイムチャート。

【符号の説明】

１１ ホストコンピュータ １２ シーケンスコントローラ １３、３６ 記憶部 １４ 傾斜磁場制御部 １５ ＲＦパルス制御部 ２１ Ｇｘ電源 ２２ Ｇｙ電源 ２３ Ｇｚ電源 ２４ Ｇｘコイル ２５ Ｇｙコイル ２６ Ｇｚコイル ３１ ＲＦ発生部 ３２ 送信コイル ３３ 受信コイル ３４ 受信部 ３５ 信号処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場を発生する手段と、該静磁場に重
   畳するよう３方向の傾斜磁場をそれぞれ発生する手段
   と、ＲＦ送信手段と、ＲＦ受信手段と、上記３方向の傾
   斜磁場発生手段およびＲＦ送信手段を制御し、それらの
   パルス波形およびタイミングを定めて撮像シーケンスを
   行なう撮像シーケンス制御手段とを備える核磁気共鳴検
   査装置において、シーケンス構成要素情報を格納する記
   憶手段と、このシーケンス構成要素情報を乗せたＲＦ信
   号を発生するよう上記ＲＦ送信手段を制御する手段と、
   該ＲＦ信号を上記受信手段に受信させるための専用信号
   伝達手段と、受信されたＲＦ信号から上記のシーケンス
   構成要素情報を再現し上記の記憶手段に格納されたシー
   ケンス構成要素情報と比較する手段とをさらに具備する
   ことを特徴とする核磁気共鳴検査装置。