KR100231254B1

KR100231254B1 - Mr장치에 있어서의 rf구동회로

Info

Publication number: KR100231254B1
Application number: KR1019940700971A
Authority: KR
Inventors: 카즈야 호시노
Original assignee: 지이 요꼬가와 메디칼 시스템즈 가부시끼가이샤
Priority date: 1991-10-14
Filing date: 1992-10-13
Publication date: 1999-11-15
Also published as: DE69223981D1; EP0608426A4; DE69223981T2; JP3142613B2; EP0608426A1; JPH0595929A; US5424646A; EP0608426B1; WO1993007805A1

Abstract

본 발명의 목적은, 쿼드러츄어 언밸런스의 보정까지 포함해서 RF코일의 구동전압을 제어할 수가 있도록 한 MR장치에 있서서의 RF구동회로를 제공하는 데 있다.

본 발명의 MR장치에 있어서의 RF구동회로, MR장치의 RF코일을 쿼드러츄어 드라이브하는 RF구동회로에 있어서, RF코일의 0° 포트 및 90° 포트의 전압을 모니터하는 전압모니터 수단과, 모니터란 0° 포트의 전압 및 90° 포트의 전압으로부터 RF코일중에 생기는 회전자계로서 스핀계와 커플링하는 회전방향의 성분에 대응한 전압을 피드백 전압으로서 생성하는 피드백 전압 생성수단과, 상기 피드백 전압에 의거해서 RF코일로 공급하는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어수단을 구비한 것을 구성상의 특징으로 하는 것이다.

Description

[발명의 명칭]

MR장치에 있어서의 RF구동회로

[기술분야]

본 발명은, MR장치에 있어서의 RF구동회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, MR장치에서 스핀을 여기(勵杞)시키기 위한 RF 회전자계의 진폭을 부하 인피던스의 여하에 불구하고 규정치로 유지할 수가 있는 RF구동회로에 관한 것이다.

[배경기술]

제5도에, 종래의 MR장치에서의 RF구동회로의 한 예를 도시한다.

이 RF구동회로(51)에 있어서, 입력단자(IN)에는, 소정의 엔벨로프를 가지는 RF펄스가 가해된다..이 RF펄스는, 분배기(2)를 통과하여, 가변 게인엠프(3)에 입력된다. 가변 게임앰프(3) 및 파워앰프(4)는, 상기 RF펄스를 소정의 구동전압으로 증폭하여, 쿼드러츄어 하이브리드(5)에 입력한다.

쿼트리츄어 하이브리드(5)는, 상기 구동전압으로부터 0° 성분의 구동전압과 90° 성분 구동전압을 생성하여, RF코일(6)의 0° 포트와 90° 포트에 각각 기한다. 이와같은 2성분에 의한 구동으로, RF코일(6)은 그 내부공간에 RF회전자계를 발생시킨다.

전압 모니터수단(52)은, 파워 앰프(4)의 출력전압을 모니터하여, 엔벨로프 취출회로(53)에 가한다. 엔벨로프 취출회로(53)는, 모니터한 구동전압의 엔벨로프를 꺼낸다.

한편, 분배기(2)에 접속된 엔벨로프 취출회로(11)는, 분배기(2)로부터 얻은 RF펄스의 엔벨로프를 꺼낸다. 비교기(12)는, RF펄스의 엔벨로프와, 파워앰프(4)의 출력전압의 엔벨로프를 비교하여, 그 비교결과에 의거해서 가변 게인앰프(3)의 게인을 제어하고, 부하(RF코일(6)의 내부공간에 배치되는 환자의 인피던스)에 관계없이 파워앰프(4)의 출력전압이 규정치가 되도록 제어한다.

상기 종래의 RF 구동회로(51)에서는, 파워앰프(4)의 출력전압은 규정치로 제어되나, RF코일(6)의 0° 포트, 90° 포트에 가해지는 전압의 밸런스는 제어하지 않고 있다.

이 때문에, RF코일(6)의 0° 포트, 90° 포트의 인피던스가 달라서 밸런스가 무너졌을 때, 쿼드러츄어 언밸런스 즉 RF회전자계 생성의 조건이 변화하여, 스핀을 여기시킬 때의 플리프앵글이 변화하여 버린다는 문제점이 있다.

[발명의 개시]

그래서, 본 발명의 목적은, 쿼드러츄어 언벨런스의 보정까지도 포함해서 RF코일의 구동전압을 제어할 수가 있도록 한 MR장치에서의 RF 구동회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 MR장치에서의 RF구동회로는, MR장치의 RF코일을 쿼드러츄어 드라이브하는 RF구동회로에서, RF코일의 0° 포트 및 90° 포트의 전압을 모니터하는 전압 모니터 수단과, 모니터한 0° 포트의 전압 및 90° 포트의 전압으로부터 RF코일중에 생기는 회전자계로서 스핀계와 커플링하는 회전방향의 성분에 대응한 전압을 피드백전압으로서 생성하는 피드백 전압 생성수단과, 상기 피드백 전압에 의거해서 RF코일로 공급하는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어수단을 구비한 것을 구성상의 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 MR장치에 있어서의 RF구동회로에서는, RF코일의 0° 포트 및 90° 포트의 전압을 모니터하여, RF코일중에 생기는 회전자계로서 스핀계와 커플링하는 회전방향의 성분에 대응한는 피드백 전압을 생성하고, 이 피드백전압에 의해서 RF코일로 공급하는 구동전압을 제어한다.

이 때문에, RF코일의 0° 포트, 90° 포트의 인피던스가 언벨런스가 되어도, 0그 언벨런스가 보정되어, 스핀의 여기에 기여하는 RF자계는 항상 적정하게 유지된다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본발명의 한 실시예의 RF 구동회로의 블록도이다.

제2도는 회전자계의 설명도이다.

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 RF구동회로의 블록도이다.

제4도는 제3도의 있어서의 쿼드러츄어 하이브리드의 동작의 설명도이다.

제5도는 종래의 MR장치에 있어서의 RF구동회로의 한 예의 블록도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하에, 도시하는 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

또, 이에 의해서 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

제1도는 본 발명의 한 실시예의 MR장치에서의 RF구동회로(1)의 블록도이다.

이 RF구동회로(1)에서는, 입력 단자(IN)에는, 소정의 엔벨로프를 가지는 RF펄스가 가하여진다. 그 RF펄스는, 분배기(2)를 통과하여,가변 게인앰프(3)에 입력된다. 가변 게인앰프(3) 및 파워앰프(4)는, 상기 RF펄스를 소정의 구동전압으로 증폭하여, 쿼트로츄어 하이브리드(5)에 입력한다. 쿼드러츄어 하이브리드(5)는, 상기 파워앰프(4)의 출력전압으로부터 0°성분의 구동전압과 90° 성분의 구동전압을 생성하여, RF코일(6)의 0°포트와 90°포트에 각각 가한다. 여기까지의 구성은, 제5도의 것과 공통이다.

전압 모니터(7A)는, RF코일(6)의 90°포트의 전압을 모니터하여, 엔벨로프 취출회로(8)에 공급한다. 또, 하나의 전압모니터(7B)는, RF코일의 0°포트의 전압을 모니터하여, 엔벨로프 취출회로(9)에 가한다. 엔벨로프 취출회로(8,9)는 RF코일(6)의 0°포트 전압 및 90°의 포트 전압의 엔벨로프를 꺼내어, 가산기(10)에 입력한다. 가산기(10)는, RF코일(6)의 0°포트의 전압 및 90°의 포트 전압의 엔벨로프를 가산하여, 비교기(10)에 입력한다.한편, 분배기(2)에 접속된 엔벨로프 취출회로(11)는, 분배기(2)로부터 얻은 RF펄스의 엔벨로프를 꺼내어 비교기(10)에 입력한다.

비교기(12)는, RF펄스의 엔벨로프와, 파워앰프(4)의 출력전압의 엔벨로프를비교하고, 그 비교결과에 의거해서 가변 게인앰프(3)의 게인을 제어하여, 부하(환자의 인피던스)에 관계없이 RF코일(6)의 0° 포트 전압 및 90° 포트의 전압의 엔벨로프의 합이 규정치가 되도록 제어한다.

다음에, 상기 MR장치에서의 RF구동회로(1)의 작동원리를 설명한다.

제2도와 같이, RF코일(6)의 0° 포트에 a · cos(t )의 전압이 가하여지고, 90° 포트에 b · cos(t-π/2)의 전압이 가하여질 때, RF코일(6)의 내부공간에 발생하는 RF회전지계는, 단위전압당 발생자계 진폭계수를 η로 하면,

가 되며, 우측변의 제1항에서 표시되는 정방향 회전자계와, 제2항에서 표시되는 역방향 회전자계가 생긴다. 통상적인 MR장치에서는, 정방향 회전지게가 스핀게와 커플링하도록 되어 있다. 또, 환자의 인피던스가 변하면, 위 식의 a,b가 변화한다.

쿼드러츄어 밸런스가 항상 취해지고 있으면, a=b가 되어서 역방향 회전자게를 발생시키지 않으므로, 제5도와 같은 종래의 제어로서 가하다. 그러나, 환자 인피던스의 변화등에 의해서 쿼드러츄어 밸런스가 변화하면, a≠b가 되어서 역방향 회전지계를 발생시키므로, 제5도의 제어로서는 쿼드러츄어 효율의 저하에 의한 플리프앵글의 오차가 생긴다.

이에 대하여, 제1도의 RF구동회로(1)에서는, RF코일(6)의 90° 포트의 전압의 엔벨로프 b와, 0° 포트 전압의 엔벨로프 a를 꺼내어, 그 합(a+b)을 피드백 전압으로서 비교기(12)로 보내고, 입력된 RF펄스의 엔벨로프와 합치하도록 가변 게인앰프(3)의 게인을 제어하고 있다. 즉, 쿼드러츄어 밸런스가 무너진 경우에도, (a+b)가 규정치로 되도록 제어하고 있다. 이 때문에, 결국은, 스핀을 여기시키기 위한 RF회전 자계의 진폭이 환자에 의하지 않고, 적정하게 유지되어, 플립앵글을 규정치로 유지할 수 있게 된다.

다음에, 제3도는, 본 발명의 다른 실시예의 RF구동회로(21)를 나타내는 블록도이다. 이 RF구동회로(21)가 제1도의 RF구동회로(1)와 다른 점은, 제1도의 엔벨로프 취출회로(8,9) 및 가산기(10) 대신에, 쿼드러츄어 하이브리드(22) 및 엔벨로프 취출회로(23)를 사용하고 있는 점이다. 제4도와 같이, 쿼드러츄어 하이브리드(22)는, RF코일(6)의 90° 포트의 전압 b·cos (t-π/2)및 0° 포트의 전압 a·cos(t)를 입력하였을때,

를 각각 출력한다.

그래서, 상기 2 식에서 나타나는 출력전압의 엔벨로프를 꺼내면, (a+b)에 비례하는 피드백 전압이 얻어진다. 따라서, 이 RF구동회로(21)에 의해서도, 스핀을 여기하기 위한 RF회전자계의 진폭을 환자에 의하지 않고 적정하게 유지할 수가 있다.

그리고, 쿼드러츄어 하이브리드(22)를 사용한 상기 RF구동회로(21)에 의하면, RF코일(6)의 0°포트의 전압과 90°포트의 전압의 직교성이 엇갈렸을 경우의 쿼드러츄어 효율의 저하에도 대응할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 다른 실시예로서는, 제3의 쿼드러츄어 하이브리드(22)대신에, 페이즈시프터와 0° 하이브리드를 사용하는 것을 들 수 있다.

본 발명의 MR장치에 있어서의 RF구동회로에 의하면, 쿼드러츄어 밸런스의 보정을 포함하여, 스핀을 여기하기 위한 RF회전자계의 진폭을 적정하게 유지할 수가 있다.

Claims

MR장치의 RF코일을 쿼트로츄어 드라이브하는 RF구동회로에 있어서, RF코일의 0° 포트 및 90° 포트의 전압을 모니터하는 전압 모니터 수단과, 모니터한 0° 포트의 전압 및 90° 포트의 전압으로부터 RF코일중에 생기는 회전자계이고 스핀계와 커플링하는 회전방향의 성분에대응한 전압을 피드백 전압으로서 생성하는 피드백전압 생성수단과, 상기 피드백 전압에 의거해서 RF코일에 공급하는 구동전압을 제어하는 구동전압 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 MR장치에 있어서의 RF구동회로.