[go: up one dir, main page]

JP2002085369A - Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system - Google Patents

Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system

Info

Publication number
JP2002085369A
JP2002085369A JP2000277577A JP2000277577A JP2002085369A JP 2002085369 A JP2002085369 A JP 2002085369A JP 2000277577 A JP2000277577 A JP 2000277577A JP 2000277577 A JP2000277577 A JP 2000277577A JP 2002085369 A JP2002085369 A JP 2002085369A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
eddy
magnetic field
compensator
resonance system
magnetic resonance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000277577A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshimori Kasai
由守 葛西
Masaaki Yamanaka
正昭 山中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000277577A priority Critical patent/JP2002085369A/en
Publication of JP2002085369A publication Critical patent/JP2002085369A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】渦磁場補償を安定に且つ精度良く行うととも
に、渦磁場の所謂、クロスターム補償を行う場合であっ
ても、回路規模の増大化を抑制する。 【解決手段】静磁場に重畳させる傾斜磁場を発生させる
手段を有する磁気共鳴イメージング装置の渦補償装置で
ある。この装置は、傾斜磁場の発生に伴って発生する渦
磁場を補償する渦補償器21を備え、この補償器21を
デジタル信号で処理するように構成している。補償器2
1は具体的には、傾斜磁場の制御波形データを一定間隔
でサンプリングしてデジタル化するサンプリング回路3
1及びA/D変換器32と、このデジタルデータに基い
て時定数とゲインとにより渦補償データを演算する補償
回路33と、この渦補償データを制御波形データに加算
する加算器34とを備える。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To stably and accurately perform eddy magnetic field compensation and suppress an increase in circuit scale even when so-called cross-term compensation of eddy magnetic fields is performed. An eddy compensator for a magnetic resonance imaging apparatus having means for generating a gradient magnetic field to be superimposed on a static magnetic field. This device is provided with an eddy compensator 21 for compensating for an eddy magnetic field generated with the generation of a gradient magnetic field, and the compensator 21 is configured to process digital signals. Compensator 2
1 is a sampling circuit 3 for sampling and digitizing the control waveform data of the gradient magnetic field at regular intervals.
1 and an A / D converter 32; a compensation circuit 33 for calculating eddy compensation data based on the digital data based on a time constant and a gain; and an adder 34 for adding the eddy compensation data to control waveform data. .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴現象に基
づいて画像化やスペクトル分析を行う磁気共鳴システム
において、傾斜磁場パルスにより誘導される渦電流に因
る磁場変動(傾斜磁場波形の歪み)を補償(補正)する
渦補償装置及び渦補償方法に関する。
The present invention relates to a magnetic field fluctuation (distortion of a gradient magnetic field waveform) caused by an eddy current induced by a gradient magnetic field pulse in a magnetic resonance system for performing imaging and spectrum analysis based on a magnetic resonance phenomenon. The present invention relates to a vortex compensation device and a vortex compensation method for compensating (correcting) a vortex.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング(MRI)装置
は、今や医療現場において必須のモダリティとして多用
されている。
2. Description of the Related Art Magnetic resonance imaging (MRI) apparatuses are now widely used as essential modalities in medical practice.

【0003】この装置により実行される磁気共鳴イメー
ジングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを
そのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、こ
の励起に伴って発生するエコー信号などのMR信号から
画像を再構成する撮像法である。この磁気共鳴イメージ
ングは、人体の解剖学的な断面図を非侵襲的に得る手法
として極めて有効である。とくに、骨に覆われた脳など
の中枢神経系の診断法として広く活用されている。
[0003] Magnetic resonance imaging performed by this apparatus magnetically excites a nuclear spin of an object placed in a static magnetic field with a high frequency signal of the Larmor frequency, and generates an echo signal generated by the excitation. This is an imaging method for reconstructing an image from the MR signal of FIG. This magnetic resonance imaging is extremely effective as a method for noninvasively obtaining an anatomical sectional view of a human body. In particular, it is widely used as a diagnostic method for the central nervous system such as the brain covered by bone.

【0004】その一方で、磁気共鳴イメージングには渦
電流に因る問題が付きまとう。磁気共鳴イメージングを
行うときに必要な傾斜磁場は、傾斜磁場コイル及び傾斜
磁場電源(アンプ)によりパルス状磁場として発生され
ることから、傾斜磁場コイルの周辺に電気導体(例えば
静磁場磁石の熱シールド体など)が存在すると、傾斜磁
場パルスの立ち上がり時及び立下り時にその導体に渦電
流が発生し、この渦電流は、いわゆる渦磁場と呼ばれる
変動する磁場を発生させる。この渦磁場が発生すると、
傾斜磁場はシーケンサで指令した制御値通りの波形には
ならずに、歪んでしまう。傾斜磁場波形が歪むと、位相
エンコード方向に画像が流れたり、画像にアーチファク
トが発生したり、分解能が低下するなど、画質を劣化さ
せてしまう。
On the other hand, magnetic resonance imaging is accompanied by a problem due to eddy current. Since a gradient magnetic field required for performing magnetic resonance imaging is generated as a pulse-like magnetic field by a gradient magnetic field coil and a gradient magnetic field power supply (amplifier), an electric conductor (for example, a heat shield of a static magnetic field magnet) is provided around the gradient magnetic field coil. Eddy currents occur in the conductor when the gradient magnetic field pulse rises and falls, and the eddy currents generate a fluctuating magnetic field called an eddy magnetic field. When this eddy magnetic field is generated,
The gradient magnetic field is distorted instead of having a waveform according to the control value commanded by the sequencer. When the gradient magnetic field waveform is distorted, the image quality deteriorates, for example, an image flows in the phase encoding direction, an artifact occurs in the image, and the resolution decreases.

【0005】この渦磁場(即ち渦電流)には、その物理
的な性質から、空間的に零次及び1次の成分を初めとし
て、2次以上の高次の成分も含まれる。なお、零次の成
分とは、空間分布を持たずに、あたかも中心周波数が時
間変動したように振舞う渦磁場成分を言う。渦磁場の強
度や時定数は、次数にも拠るが、通常、複数の成分が合
成されて成る。時定数は典型的には数msecから数s
ecまで広い範囲にわたっている。
[0005] Due to its physical properties, this eddy magnetic field (ie, eddy current) includes spatially zero-order and first-order components, as well as second-order and higher-order components. The zero-order component refers to an eddy magnetic field component that has no spatial distribution and behaves as if the center frequency fluctuated with time. The strength and time constant of the eddy magnetic field depend on the order, but are usually composed of a plurality of components. The time constant is typically a few milliseconds to a few seconds
ec.

【0006】この渦磁場の影響を最小限に抑えて画質を
向上させることは磁気共鳴イメージングでは重要な課題
の一つであるため、パルスシーケンスに拠る改善、渦電
流補償回路、シールド付き傾斜磁場コイル、コイル設計
など、渦磁場の次数や性質に合せて各種の対策が施され
ている。
Since it is one of the important issues in magnetic resonance imaging to improve the image quality by minimizing the influence of the eddy magnetic field, improvement based on a pulse sequence, an eddy current compensation circuit, a shielded gradient magnetic field coil Various measures are taken according to the order and properties of the eddy magnetic field, such as coil design.

【0007】このうち、1次の渦磁場成分は、傾斜磁場
波形を制御することで抑え込めることが知られている。
このため、可変時定数の積分器と可変ゲインのアンプと
を有するアナログ回路を複数設けた渦補償回路を傾斜磁
場アンプ内に備える。この渦補償回路に、制御値に対応
した傾斜磁場制御波形を入力させ、この波形を使って各
時定数と各ゲインとに拠る指数減衰波形を形成させる。
この複数の指数減衰波形は傾斜磁場制御波形に重畳さ
れ、この結果、傾斜磁場制御波形の立ち上がり及び立下
りの部分に指数減衰波形で成る渦磁場を補償する波形成
分が重畳される。
It is known that the primary eddy magnetic field component can be suppressed by controlling the gradient magnetic field waveform.
For this reason, a eddy compensation circuit provided with a plurality of analog circuits each having an integrator having a variable time constant and an amplifier having a variable gain is provided in the gradient magnetic field amplifier. A gradient magnetic field control waveform corresponding to the control value is input to the eddy compensation circuit, and an exponential decay waveform based on each time constant and each gain is formed using this waveform.
The plurality of exponential decay waveforms are superimposed on the gradient magnetic field control waveform. As a result, waveform components for compensating for the eddy magnetic field formed of the exponential decay waveform are superimposed on the rising and falling portions of the gradient magnetic field control waveform.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た渦補償回路はアナログ回路で構成されているため、積
分器を形成する回路素子の温度に拠る変化やばらつきが
大きいと言う問題がある。また、磁気共鳴イメージング
装置の据え付け時には渦補償のための時定数やゲインを
調整する必定があるが、この手動調整に手間が掛かると
いう問題もあった。
However, since the above-mentioned eddy compensation circuit is composed of an analog circuit, there is a problem that the temperature of circuit elements forming an integrator greatly varies and varies. Further, at the time of installation of the magnetic resonance imaging apparatus, it is necessary to adjust a time constant and a gain for eddy compensation, but there is a problem that the manual adjustment is troublesome.

【0009】さらに、傾斜磁場のチャンネル相互間で発
生する渦磁場を補償する、いわゆるクロスターム補償を
行う場合、回路構成が特に著しく複雑化するという問題
もあった。
Further, when so-called cross-term compensation for compensating for the eddy magnetic field generated between the channels of the gradient magnetic field, there is a problem that the circuit configuration becomes particularly complicated.

【0010】さらにまた、従来の渦補償回路は、短い時
定数の渦磁場に焦点を当てた構成であったため、傾斜磁
場制御波形の立上がり及び立下がり部分は何とか補償で
きた。しかし、より高画質のMR画像を得ようとする
と、これでは不充分で、長い時定数の渦成分も補償する
必要がある。従来のアナログ回路による渦補償の場合、
時定数が長くなると、経時変化などに因って渦補償の精
度がそれだけ低下していた。
Furthermore, since the conventional eddy compensation circuit focuses on the eddy magnetic field having a short time constant, the rising and falling portions of the gradient magnetic field control waveform can be compensated for. However, in order to obtain a higher quality MR image, this is insufficient and it is necessary to compensate for a vortex component having a long time constant. In the case of eddy compensation using a conventional analog circuit,
When the time constant becomes longer, the accuracy of the eddy compensation decreases due to a change over time.

【0011】本発明は、このような従来技術が有する問
題を改善するためになされたもので、渦磁場補償を安定
に且つ精度良く行うことを、第1の目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and it is a first object of the present invention to stably and accurately perform eddy magnetic field compensation.

【0012】また、渦磁場補償を安定に且つ精度良く行
うとともに、渦磁場の所謂、クロスターム補償を行う場
合であっても、回路規模の増大化を抑制することを、第
2の目的とする。
It is a second object of the present invention to stably and accurately perform eddy magnetic field compensation and to suppress an increase in circuit scale even when so-called cross-term compensation of eddy magnetic fields is performed. .

【0013】さらに、渦補償の時定数やゲインを調整す
るときに、その調整を自動的に行って調整の手間を軽減
させることを、第3の目的とする。
A third object of the present invention is to automatically adjust the time constant and gain of the eddy compensation when the time constant and gain are adjusted, thereby reducing the trouble of the adjustment.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る磁気共鳴システムの渦補償装置は、静
磁場に重畳させる傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手
段を有し、前記傾斜磁場の発生に伴って発生する渦磁場
を補償する渦磁場補償手段を備え、この渦磁場補償手段
をデジタル信号で処理するように構成したことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, a magnetic resonance system eddy compensator according to the present invention comprises a gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field superimposed on a static magnetic field. And a eddy magnetic field compensating means for compensating for an eddy magnetic field generated in accordance with the generation of the eddy magnetic field.

【0015】好適な一例によれば、前記渦磁場補償手段
は、前記傾斜磁場の制御波形データを一定間隔でサンプ
リングしてデジタル化するデジタル化手段と、このデジ
タルデータに基いて時定数とゲインとにより渦補償デー
タを演算する演算手段と、この渦補償データを前記制御
波形データに加算する加算手段とを備える。
According to a preferred embodiment, the eddy magnetic field compensating means includes a digitizing means for sampling the control waveform data of the gradient magnetic field at regular intervals and digitizing the data, and a time constant and a gain based on the digital data. And an adding means for adding the eddy compensation data to the control waveform data.

【0016】また別の好適な一例によれば、前記渦磁場
補償手段は、前記傾斜磁場の制御波形データを一定間隔
でサンプリングしてデジタル化されたデジタルデータに
基いて時定数とゲインとにより渦補償データを演算する
演算手段と、この渦補償データを前記制御波形データに
加算する加算手段とを備える。
According to another preferred example, the eddy magnetic field compensating means samples the control waveform data of the gradient magnetic field at a fixed interval and digitizes the control waveform data based on digital data to obtain a eddy magnetic field by a time constant and a gain. Computing means for computing compensation data and adding means for adding the eddy compensation data to the control waveform data are provided.

【0017】例えば、前記演算手段は前記時定数の指数
減衰波形を生成するデジタルタイプの積分器を有する。
また、前記演算手段は前記時定数としての複数の異なる
時定数それぞれについて指数減衰波形を生成するデジタ
ルタイプの複数の積分器を有することができる。
For example, the arithmetic means has a digital type integrator for generating an exponential decay waveform of the time constant.
Further, the calculation means may include a plurality of digital-type integrators for generating exponential decay waveforms for each of the plurality of different time constants as the time constant.

【0018】さらに、前記傾斜磁場発生手段は複数チャ
ンネルの傾斜磁場発生手段から成り、前記演算手段は、
自己チャンネルに対する前記渦補償データを演算する自
己チャンネル演算手段と、他チャンネルに対する前記渦
補償データを演算する他チャンネル演算手段とを有する
ことができる。前記自己チャンネル演算手段及び前記他
チャンネル演算手段は、夫々、前記時定数としての複数
の異なる時定数それぞれについて指数減衰波形を生成す
るデジタルタイプの複数の積分器を有していてもよい。
Further, the gradient magnetic field generating means comprises a plurality of channels of gradient magnetic field generating means, and the calculating means comprises:
The apparatus may include a self-channel operation unit for calculating the eddy compensation data for the own channel and another channel operation unit for calculating the eddy compensation data for another channel. The self-channel calculating means and the other-channel calculating means may each include a plurality of digital-type integrators each generating an exponential decay waveform for each of the plurality of different time constants as the time constant.

【0019】また好適には、前記積分器は、4μsのク
ロック周期で少なくとも10秒間分の積分演算を連続的
に行うように構成される。前記積分器は、前記指数減衰
波形の生成を、クロック毎に、1クロック前の積分デー
タに前記時定数を掛ける掛け算に置換して行う演算器で
あることが望ましい。また、別の例として、前記積分器
は前記制御波形データに対して8ビット以上の冗長性を
持たせた積分器であることが望ましい。
Preferably, the integrator is configured to continuously perform an integration operation for at least 10 seconds at a clock cycle of 4 μs. It is preferable that the integrator is an arithmetic unit that replaces the generation of the exponential decay waveform with a multiplication of the integrated data of one clock before by the time constant for each clock. Further, as another example, it is preferable that the integrator is an integrator having redundancy of 8 bits or more with respect to the control waveform data.

【0020】さらに好適な一例によれば、前記渦磁場を
補償するための所定の時定数及びゲインの元で前記渦磁
場の時定数と強度の測定を指令する測定指令手段と、こ
の測定結果から前記渦磁場が許容値に収束したか否かを
判断する判断手段と、この判断の結果が未収束であると
きには、前記時定数及び/又はゲインを修正して前記測
定を再度実行させる再測定指令手段とを備え、前記渦磁
場補償手段は、前記測定に使用する傾斜磁場の制御波形
データを一定間隔でサンプリングしてデジタル化するデ
ジタル化手段と、このデジタルデータに基いて前記測定
に指名された時定数とゲインとにより渦補償データを演
算する演算手段と、この渦補償データを前記制御波形デ
ータに加算する加算手段とを備えることである。
According to a further preferred example, measurement command means for commanding measurement of the time constant and intensity of the eddy magnetic field under a predetermined time constant and gain for compensating the eddy magnetic field, and Determining means for determining whether or not the eddy magnetic field has converged to an allowable value; and a re-measurement command for correcting the time constant and / or gain and performing the measurement again when the result of the determination is not converged. Means, the eddy magnetic field compensating means is digitized by sampling control waveform data of the gradient magnetic field used for the measurement at regular intervals and digitized, and the measurement is designated based on the digital data. It is provided with a calculating means for calculating eddy compensation data based on a time constant and a gain, and an adding means for adding the eddy compensation data to the control waveform data.

【0021】上述した各構成において、例えば、前記渦
磁場は1次の渦磁場成分である。
In each of the above-described configurations, for example, the eddy magnetic field is a primary eddy magnetic field component.

【0022】また、本発明に係る磁気共鳴システムの渦
補償方法は、静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる磁
気共鳴システムに適用され、前記傾斜磁場の制御波形デ
ータを一定間隔でサンプリングしてデジタル化し、この
デジタルデータに基いて時定数とゲインとにより渦補償
データし、この渦補償データを前記制御波形データに加
算して前記傾斜磁場発生用の指令信号を形成することを
特徴とする。
Further, the eddy compensation method for a magnetic resonance system according to the present invention is applied to a magnetic resonance system for generating a gradient magnetic field superimposed on a static magnetic field. The eddy compensation data is obtained by a time constant and a gain based on the digital data, and the eddy compensation data is added to the control waveform data to form a command signal for generating the gradient magnetic field.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る1つの実施の
形態を、図1〜図5参照して説明する。なお、この実施
形態では、本発明に係る磁気共鳴システムとして実施し
た磁気共鳴イメージング(MRI)装置を説明するが、
磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)装置や磁気共鳴
スペクトロスコピック・イメージング(MRSI)装置
に実施することもできる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus implemented as a magnetic resonance system according to the present invention will be described.
The present invention can be applied to a magnetic resonance spectroscopy (MRS) device or a magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI) device.

【0024】この実施形態に係る磁気共鳴イメージング
装置の概略構成を図1に示す。この磁気共鳴イメージン
グ装置は、機能的に、被検体としての患者Pを載せる寝
台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に
位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信
号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロー
ル及び画像再構成を担う制御・演算部と、被検体Pの心
時相を表す信号としてのECG信号を計測する心電計測
部と、患者Pに息止めを指令するための息止め指令部と
を備えている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to this embodiment. This magnetic resonance imaging apparatus functionally includes a bed portion on which a patient P as a subject is placed, a static magnetic field generating portion for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field generating portion for adding positional information to the static magnetic field, A transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a high-frequency signal; a control and arithmetic unit for controlling the entire system and image reconstruction; an electrocardiographic measuring unit for measuring an ECG signal as a signal representing a cardiac phase of the subject P; And a breath-hold command unit for commanding the user to hold his / her breath.

【0025】静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石
1と、この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備
え、被検体Pが遊挿される円筒状の開口部(診断用空
間)の軸方向(Z軸方向)に静磁場Hを発生させる。
この磁石部にはシムコイル14が設けられている。この
シムコイル14には、後述するホスト計算機の制御下
で、シムコイル電源15から静磁場均一化のための電流
が供給される。寝台部は、被検体Pを載せた天板を磁石
1の開口部に退避可能に挿入できる。
The static magnetic field generation unit includes, for example, a superconducting magnet 1 and a static magnetic field power supply 2 for supplying a current to the magnet 1, and has a cylindrical opening (diagnostic space) into which the subject P is loosely inserted. the axial direction (Z axis direction) to generate a static magnetic field H 0.
The magnet part is provided with a shim coil 14. The shim coil 14 is supplied with a current for homogenizing a static magnetic field from a shim coil power supply 15 under the control of a host computer described later. The couch part can retreatably insert the top plate on which the subject P is placed into the opening of the magnet 1.

【0026】傾斜磁場発生部は、磁石1に組み込まれた
傾斜磁場コイルユニット3を備える一方で、このユニッ
ト3に接続される傾斜磁場電源4を備える。
The gradient magnetic field generator includes a gradient magnetic field coil unit 3 incorporated in the magnet 1 and a gradient magnetic field power supply 4 connected to the unit 3.

【0027】この傾斜磁場コイルユニット3は、互いに
直交するX、Y及びZ軸方向の傾斜磁場を発生させるた
めの3組(種類)のx,y,zコイル3x〜3zを備え
る。傾斜磁場電源4は、後述するシーケンサ5の制御の
もとで、x,y,zコイル3x〜3zに傾斜磁場を発生
させるためのパルス電流を供給する。
The gradient magnetic field coil unit 3 includes three sets (types) of x, y, and z coils 3x to 3z for generating gradient magnetic fields in X, Y, and Z axis directions orthogonal to each other. The gradient magnetic field power supply 4 supplies a pulse current for generating a gradient magnetic field to the x, y, and z coils 3x to 3z under the control of a sequencer 5 described later.

【0028】このパルス電流の波形は、後述する如く、
本発明に拠る渦補償を受けて形成されるもので、所望の
制御値に対応した波形面積を有する制御波形に、本発明
に拠る渦補償成分が重畳されている。
The waveform of this pulse current is, as described later,
The eddy compensation component according to the present invention is formed by receiving eddy compensation according to the present invention, and is superimposed on a control waveform having a waveform area corresponding to a desired control value.

【0029】傾斜磁場電源4からx,y,zコイル3x
〜3zに供給されるパルス電流を制御することにより、
物理軸である3軸X,Y,Z方向の傾斜磁場を合成し
て、互いに直交するスライス方向傾斜磁場G、位相エ
ンコード方向傾斜磁場G、および読出し方向(周波数
エンコード方向)傾斜磁場Gの各論理軸方向を任意に
設定・変更することができる。スライス方向、位相エン
コード方向、および読出し方向の各傾斜磁場は、静磁場
に重畳される。
The x, y, z coils 3x from the gradient magnetic field power supply 4
By controlling the pulse current supplied to ~ 3z,
The gradient magnetic fields in the three axes X, Y, and Z directions, which are physical axes, are combined, and the slice gradient magnetic field G S , the phase encode direction gradient magnetic field G E , and the readout direction (frequency encode direction) gradient magnetic field G R are orthogonal to each other. Can be arbitrarily set and changed in each logical axis direction. Slice direction, phase encoding direction, and gradient magnetic fields in the readout direction are superimposed on the static magnetic field H 0.

【0030】送受信部は、磁石1内の撮像空間にて被検
体Pの近傍に配設されるRFコイル7と、このコイル7
に接続された送信器8T及び受信器8Rとを備える。こ
の送信器8T及び受信器8Rは、後述するシーケンサ5
の制御のもとで動作する。送信器8Tは、核磁気共鳴
(NMR)を起こさせるためのラーモア周波数のRF電
流パルスをRFコイル7に供給する。受信器8Rは、R
Fコイル7が受信したエコー信号などのMR信号(高周
波信号)を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、
位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信
号処理を施した後、A/D変換してMR信号に応じたデ
ジタル量のエコーデータ(生データ)を生成する。
The transmitting / receiving section includes an RF coil 7 disposed near the subject P in the imaging space in the magnet 1,
And a transmitter 8T and a receiver 8R, which are connected to each other. The transmitter 8T and the receiver 8R are connected to a sequencer 5 described later.
It operates under the control of. The transmitter 8T supplies the RF coil 7 with an RF current pulse having a Larmor frequency for causing nuclear magnetic resonance (NMR). The receiver 8R has R
The F-coil 7 receives an MR signal (high-frequency signal) such as an echo signal, and pre-amplifies the signal, intermediate frequency conversion,
After performing various kinds of signal processing such as phase detection, low frequency amplification, and filtering, A / D conversion is performed to generate digital amount of echo data (raw data) according to the MR signal.

【0031】さらに、制御・演算部は、シーケンサ(シ
ーケンスコントローラとも呼ばれる)5、ホスト計算機
6、演算ユニット10、記憶ユニット11、表示器1
2、及び入力器13を備える。
The control / arithmetic unit includes a sequencer (also called a sequence controller) 5, a host computer 6, an arithmetic unit 10, a storage unit 11, and a display unit 1.
2 and an input device 13.

【0032】この内、ホスト計算機6は、記憶したソフ
トウエア手順により、装置全体の動作を統括する一方、
シーケンサ5にパルスシーケンス情報を指令してスキャ
ンを実行させ、且つ演算ユニット10に画像再構成のた
めのタイミングなどの必要情報を指令する。パルスシー
ケンスとしては、2次元又は3次元スキャンに拠る、F
E(グラジェントエコー)法、FFE(高速FE)法、
SE(スピンエコー)法、FSE(高速SE)法、FA
SE(高速Asymmetric SE:すなわち、高
速SE法にハーフフーリエ法を組み合わせたイメージン
グ法)法、EPI(エコープラナーイメージング)法な
どに拠るパルス列が用いられる。
Among them, the host computer 6 controls the operation of the entire apparatus by the stored software procedure,
The sequencer 5 is instructed to execute pulse scanning by instructing pulse sequence information, and the arithmetic unit 10 is instructed with necessary information such as timing for image reconstruction. As the pulse sequence, F based on two-dimensional or three-dimensional scanning
E (gradient echo) method, FFE (fast FE) method,
SE (spin echo) method, FSE (fast SE) method, FA
A pulse train based on the SE (high-speed Asymmetric SE: imaging method in which the half-Fourier method is combined with the high-speed SE method), the EPI (echo planar imaging) method, or the like is used.

【0033】シーケンサ5は、CPUおよびメモリを備
えており、ホスト計算機6から送られてきたパルスシー
ケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電
源4、送信器8T、受信器8Rの動作を制御するととも
に、受信器8Rが出力したMR信号のエコーデータ(デ
ジタル量)を一旦入力し、これを演算ユニット10に転
送するように構成されている。ここで、パルスシーケン
ス情報とは、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜
磁場電源4、送信器8Tおよび受信器8Rを動作させる
ために必要な全ての情報であり、例えばx,y,zコイ
ル3x〜3zに印加するパルス電流の強度、印加時間、
印加タイミングなどに関する情報を含む。
The sequencer 5 has a CPU and a memory, stores pulse sequence information sent from the host computer 6, and controls the operations of the gradient magnetic field power supply 4, the transmitter 8T, and the receiver 8R according to the information. At the same time, the echo data (digital amount) of the MR signal output from the receiver 8R is input once and transferred to the arithmetic unit 10. Here, the pulse sequence information is all information necessary for operating the gradient magnetic field power supply 4, the transmitter 8T, and the receiver 8R in accordance with a series of pulse sequences, for example, x, y, and z coils 3x to 3z. The intensity of the pulse current applied to the
It contains information about the application timing and the like.

【0034】また、演算ユニット10は、受信器8Rが
出力したエコーデータ(生データ)を、シーケンサ5を
通して入力し、その内部メモリ上の2次元又は3次元の
k空間(フーリエ空間又は周波数空間とも呼ばれる)に
エコーデータを配置し、このエコーデータをその各組毎
に2次元又は3次元フーリエ変換に付して実空間の画像
データに再構成する。演算ユニット10はまた、必要に
応じて、画像に関するデータの合成処理、差分演算処理
などを行うことができる。
The arithmetic unit 10 receives the echo data (raw data) output from the receiver 8R through the sequencer 5, and inputs a two-dimensional or three-dimensional k-space (both a Fourier space and a frequency space) on its internal memory. ), And the two-dimensional or three-dimensional Fourier transform is applied to each set of the echo data to reconstruct the image data in the real space. The arithmetic unit 10 can also perform a process of synthesizing data relating to the image, a difference operation process, and the like as necessary.

【0035】記憶ユニット11は、再構成された画像デ
ータのみならず、上述の合成処理や差分処理が施された
画像データを保管することができる。表示器12は、再
構成画像を表示する。また入力器13を介して、オペレ
ータが希望する撮像条件(撮像パラメータ)、パルスシ
ーケンス、画像合成や差分演算に関する情報をホスト計
算機6に入力できる。このため、入力器13及び表示器
12によりユーザーインタフェースが形成されている。
The storage unit 11 can store not only reconstructed image data but also image data that has been subjected to the above-described synthesizing processing and differential processing. The display 12 displays the reconstructed image. In addition, information regarding imaging conditions (imaging parameters), pulse sequences, image synthesis, and difference calculation desired by the operator can be input to the host computer 6 via the input device 13. For this reason, the input device 13 and the display device 12 form a user interface.

【0036】一方、息止め法のスキャンが必要なときの
息止め指令部の一要素として音声発生器16を備える。
この音声発生器16は、ホスト計算機6から指令があっ
たときに、息止め開始および息止め終了のメッセージを
音声として発することができる。
On the other hand, the voice generator 16 is provided as an element of the breath-hold command unit when a scan by the breath-hold method is required.
The voice generator 16 can emit a breath-hold start and a breath-hold end message as voice when instructed by the host computer 6.

【0037】さらに、心電計測部は、被検体の体表に付
着させてECG信号を電気信号として検出するECGセ
ンサ17と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各
種の処理を施してホスト計算機6およびシーケンサ5に
出力するECGユニット18とを備える。この心電計測
部による計測信号は、心電同期法によるスキャンを実行
するときにシーケンサ5又はホスト計算機6により用い
られる。これにより、心電同期法に拠る同期タイミング
を適切に設定できる。
Further, the electrocardiogram measuring section is provided with an ECG sensor 17 for detecting an ECG signal as an electric signal by attaching the ECG signal to the body surface of the subject, and performing various processes including digitizing process on the sensor signal to obtain a host computer. 6 and an ECG unit 18 for outputting to the sequencer 5. The measurement signal from the electrocardiogram measurement unit is used by the sequencer 5 or the host computer 6 when performing a scan by the electrocardiogram synchronization method. Thereby, the synchronization timing based on the ECG synchronization method can be set appropriately.

【0038】次に、本発明に係る傾斜磁場に因る渦磁場
に対する補償を行う機能を備えた傾斜磁場電源4を、そ
の動作と共に更に詳述する。ここで補償する渦磁場は空
間的に1次の渦磁場であるとする。
Next, the gradient magnetic field power supply 4 having the function of compensating for the eddy magnetic field due to the gradient magnetic field according to the present invention will be described in further detail together with its operation. Here, the eddy magnetic field to be compensated is a spatially first-order eddy magnetic field.

【0039】この傾斜磁場電源4は、図1に示す如く、
シーケンサ5から出力されたX,Y,Zチャンネルの傾
斜磁場の制御波形(パルスシーケンス情報に基く傾斜磁
場パルスの波形)を受けて、この制御波形に渦補償を施
す渦補償器21と、この渦補償器21の出力側に設けた
各チャンネル毎のD/A変換器22X〜22Zと、この
変換器の出力側に設けた各チャンネル毎の傾斜磁場アン
プ23X〜23Zとを備える。
As shown in FIG. 1, this gradient magnetic field power supply 4
A vortex compensator 21 that receives a control magnetic field gradient waveform (waveform of a gradient magnetic field pulse based on pulse sequence information) output from the sequencer 5 and performs eddy compensation on the control waveform, D / A converters 22X to 22Z for each channel provided on the output side of the compensator 21 and gradient magnetic field amplifiers 23X to 23Z for each channel provided on the output side of the converter.

【0040】なお、渦補償器21及びD/A変換器22
X〜22Zは傾斜磁場電源4から分離独立させて、1つ
のユニットとして、傾斜磁場電源4及びシーケンサ5間
に介在させてもよいし、シーケンサ5内に採り込んで構
成してもよい。
The eddy compensator 21 and the D / A converter 22
X to 22Z may be separated and independent from the gradient magnetic field power supply 4 and may be interposed between the gradient magnetic field power supply 4 and the sequencer 5 as a single unit, or may be incorporated in the sequencer 5.

【0041】渦補償器21は、図2に示す如く、渦補償
をCPUを搭載したプロセッサを含むデジタル回路で、
しかも、所謂、クロスターム補償を行い得るように構成
されている。
As shown in FIG. 2, the eddy compensator 21 is a digital circuit including a processor equipped with a CPU for eddy compensation.
Moreover, the so-called cross-term compensation can be performed.

【0042】詳しくは、傾斜磁場のXチャンネルの制御
波形GXin,Yチャンネルの制御波形GYin,及び
Zチャンネルの制御波形GZinをそれぞれ入力してサ
ンプリングするサンプリング回路31X,31Y,31
Zと、このサンプリング回路それぞれの出力側に置いた
A/D変換器32X,32Y,32Zとを備える。
More specifically, sampling circuits 31X, 31Y, 31 for inputting and sampling the X-channel control waveform G Xin , the Y-channel control waveform G Yin , and the Z-channel control waveform G Zin of the gradient magnetic field, respectively.
Z, and A / D converters 32X, 32Y, and 32Z disposed on the output side of each of the sampling circuits.

【0043】Xチャンネル側のA/D変換器32は更
に、自己のXチャンネルの渦補償回路33及び他チャ
ンネルであるYチャンネル及びZチャンネルに対する渦
補償回路33X−Y及び33X−Zに夫々接続されてい
る。同様に、Yチャンネル側のA/D変換器32は更
に、自己のYチャンネルの渦補償回路33及び他チャ
ンネルであるXチャンネル及びZチャンネルに対する渦
補償回路33Y−X及び33Y−Zに夫々接続されてい
る。更に同様に、Zチャンネル側のA/D変換器32
は更に、自己のZチャンネルの渦補償回路33及び他
チャンネルであるXチャンネル及びYチャンネルに対す
る渦補償回路33Z−X及び33Z−Yに夫々接続され
ている。
[0043] Furthermore A / D converter 32 X of X channel side, eddy compensation circuit for the Y channel and the Z channel eddy compensation circuit 33 X and another channel of the own X channel 33 X-Y and 33 X-Z Connected to each other. Similarly, A / D converter 32 Y of the Y channel side further eddy compensation circuit for X-channel and Z-channel eddy compensation circuit 33 Y and other channels of its own Y channel 33 Y-X and 33 Y-Z Connected to each other. Similarly, the A / D converter 32 Z on the Z channel side
It is further respectively connected to the eddy compensation circuit 33 Z-X and 33 Z-Y against X channel and Y channel eddy compensation circuit 33 Z and other channels of its own Z channels.

【0044】上述した9個の渦補償回路33〜3
,33X−Y,33X−Z,33 −X,33
Y−Z,33Z−X,33Z−Yの夫々は、図3に示す
如く、プロセッサ及びレジスタを用いて構成された5個
の渦補償用の積分器331A〜331E、及び、デジタ
ル回路で構成され且つこれらの積分器の出力信号を相互
に加算する1個の加算器332とを備えている。
The nine vortex compensation circuits 33 X to 3 described above.
3 Y, 33 X-Y, 33 X-Z, 33 Y -X, 33
Y-Z, 33 Z-X , of 33 Z-Y, respectively, as shown in FIG. 3, the five integrators 331A~331E for vortex compensation is configured using a processor and a register, and, in the digital circuit And one adder 332 configured to mutually add the output signals of these integrators.

【0045】5個の積分器331A〜331Eには夫
々、時定数τ(τ1〜τ5)とゲインg(g1〜g5)
とが独立して設定される。時定数τ1〜τ5とゲインg
1〜g5は渦磁場の減衰状態に応じて設定されるもの
で、精度良く渦補償するためには、時定数及びゲインの
単一の組よりも、このように独立に設定可能な複数種の
組を設定できることが望ましい。なお、ゲインgはある
時定数を持つ減衰成分の制御波形高さに対する寄与率と
して認識される量である。
The five integrators 331A to 331E have a time constant τ (τ1 to τ5) and a gain g (g1 to g5), respectively.
Are set independently. Time constants τ1 to τ5 and gain g
1 to g5 are set in accordance with the decay state of the eddy magnetic field. In order to accurately perform eddy compensation, a plurality of types of independently settable constants and gains are set rather than a single set of time constant and gain. It is desirable to be able to set pairs. The gain g is an amount recognized as a contribution ratio of the attenuation component having a certain time constant to the control waveform height.

【0046】このため、各積分器331(331A〜3
31E)は、与えられた時定数τ(τ1〜τ5)及びゲ
インg(g1〜g5)を用いて、「制御入力×τn・s
×g」の演算を行って、渦補償分としての指数減衰波形
成分を求める。ここで、n:毎秒の演算回数、s:渦補
償分を演算させる継続時間である。一例として、演算の
クロック周期=4μsのときには、n=250,000
回となり、そのときの継続時間sは例えばs=3秒に設
定される。
Therefore, each of the integrators 331 (331A to 331A)
31E) is obtained by using the given time constant τ (τ1 to τ5) and gain g (g1 to g5), “control input × τ n · s
× g ”to obtain an exponential decay waveform component as an eddy compensation component. Here, n is the number of calculations per second, and s is the continuation time for calculating the eddy compensation. As an example, when the operation clock cycle = 4 μs, n = 250,000
And the duration s at that time is set to, for example, s = 3 seconds.

【0047】但し、各積分器331はクロック毎に上述
の演算を行う代わりに、この演算と等価な掛け算を行
う。つまり、最初のクロック1で、「制御入力×τ×g
(=M1)」を、次のクロック2で、「M1×τ(=M
2)」を、次のクロック3で、「M2×τ(=M3)」
を、次のクロック4で、「M3×τ(=M4)」を、…
といった具合に、前のクロックで演算した値をレジスタ
に記憶させておきながら、次のクロックではこの値に時
定数τを掛けるだけの掛け算を「n・s」回繰り返す。
これにより、制御入力が矩形波のときに基本的に指数減
衰関数で表される補正量をより簡単に、高速に、且つ連
続して求めることができる。
However, each integrator 331 performs a multiplication equivalent to this operation instead of performing the above-described operation for each clock. That is, at the first clock 1, “control input × τ × g
(= M1) ”is changed to“ M1 × τ (= M
2) is changed to “M2 × τ (= M3)” at the next clock 3.
At the next clock 4, “M3 × τ (= M4)”
In such a manner, while the value calculated by the previous clock is stored in the register, the multiplication of multiplying this value by the time constant τ is repeated “ns” times in the next clock.
Thus, when the control input is a rectangular wave, the correction amount basically expressed by the exponential decay function can be obtained more easily, quickly, and continuously.

【0048】本実施形態では、空間的に1次の渦磁場に
対して、その長い時定数の渦磁場成分を含めて補償する
ことを目的としているため、上述の渦補償分の演算を最
低でも3秒、好ましくは10秒程度、連続的に行うこと
が望ましい。このため、各積分器331を固定小数点方
式のプロセッサで構成する場合、時定数τについては、
前回クロック時のデータを残しておきながら3秒間連続
して演算するには、クロック周期=4μs(25万回/
秒)として、各積分器331には全体で26ビット(1
8ビット+誤差分(冗長分)8ビット)のビット長が設
定される。これを10秒間連続して演算するには、各積
分器331には全体で28ビットのビット長が設定され
る。これにより、長い時定数の渦磁場成分の補償に対す
る十分なビット数、すなわち計算精度が確保される。
The purpose of this embodiment is to compensate for the spatially primary eddy magnetic field, including the eddy magnetic field component having a long time constant. It is desirable to carry out continuously for 3 seconds, preferably about 10 seconds. Therefore, when each integrator 331 is configured by a fixed-point processor, the time constant τ is
To calculate continuously for 3 seconds while retaining the data of the previous clock, the clock cycle = 4 μs (250,000 times /
), Each integrator 331 has a total of 26 bits (1
A bit length of 8 bits + 8 bits of error (redundancy) is set. To calculate this continuously for 10 seconds, a bit length of 28 bits is set in each integrator 331 as a whole. As a result, a sufficient number of bits for compensating the eddy magnetic field component having a long time constant, that is, the calculation accuracy is secured.

【0049】なお、各積分器331は、ソフトウエアが
必要になるが、浮動小数点方式のプロセッサで構成する
こともできる。その場合、回路規模の抑制の点では固定
小数点方式の場合よりも有利である。
Although each integrator 331 requires software, it can be constituted by a floating point type processor. In this case, it is more advantageous than the fixed-point method in terms of suppressing the circuit scale.

【0050】一方、各積分器331におけるゲインg
は、ハード面とも密接に絡む量であり、コイルの巻き方
などによって変わる。一般的には、制御波形高さに対し
て3%程度に収まるので、14ビット程度が割り当てら
れる。
On the other hand, the gain g in each integrator 331
Is an amount that is closely entangled with the hard surface, and varies depending on how the coil is wound. Generally, since it is within about 3% of the control waveform height, about 14 bits are allocated.

【0051】この結果、各渦補償回路33では、5個の
積分器331A〜331Eによって、与えられた時定数
τ(τ1〜τ5)及びゲインg(g1〜g5)に応じた
指数減衰波形で表される渦補償成分CP1〜CP5が演
算される。この渦補償成分CP1〜CP5は加算器33
2により相互に加算されて、1つの渦補償成分Ged
dy(Geddy(x)、Geddy(Y)、G
eddy(Z)、Geddy( x―Y)、G
eddy(X−Z)、Geddy(Y−X)、G
eddy(Y−Z 、Geddy(Z−X)、G
eddy(Z―Y))に合成される。この結果、自チャ
ンネルの渦補償回路33,33,33からは、傾
斜磁場制御波形に拠って自チャンネルに発生する渦磁場
の影響を補償する(相殺する)ための渦補償成分の指令
値が生成される。一方、クロスタームチャンネルの補償
回路33G x―Y、33X−Z、33Y−X、33
Y−Z、33Z−X、33Z―Yからは、自チャンネル
の傾斜磁場制御波形によって他チャンネルに発生する渦
磁場の影響を補償するための渦補償成分の指令値が生成
される。
As a result, in each eddy compensation circuit 33, five
Time constants given by the integrators 331A to 331E
τ (τ1 to τ5) and gain g (g1 to g5)
The eddy compensation components CP1 to CP5 represented by exponential decay waveforms perform
Is calculated. The eddy compensation components CP1 to CP5 are added to an adder 33.
2 and one eddy compensation component Ged
dy(Geddy (x), Geddy (Y), G
eddy (Z), Geddy ( xy), G
eddy (XZ), Geddy (YX), G
eddy (YZ ), Geddy (ZX), G
eddy (ZY)). As a result,
Channel eddy compensation circuit 33X, 33Y, 33ZFrom the tilt
Eddy magnetic field generated in own channel by gradient magnetic field control waveform
Of eddy compensation component for compensating (cancelling) the effect of vortex
A value is generated. Meanwhile, cross-term channel compensation
Circuit 33G xy, 33X-Z, 33Y-X, 33
YZ, 33Z-X, 33ZYFrom your own channel
Vortices generated in other channels by the gradient magnetic field control waveform of
Generates eddy compensation component command values to compensate for magnetic field effects
Is done.

【0052】図2に示す渦補償器21に戻ると、同図に
示す如く、その出力側に3個のデジタルタイプの加算器
34X〜34Zが設けられている。
Returning to the eddy compensator 21 shown in FIG. 2, as shown in the figure, three digital type adders 34X to 34Z are provided on the output side.

【0053】この内、1つ目の加算器34XにはA/D
変換器32X及び3個の渦補償回路33,3
Y−X,33Z−Xの出力信号が入力し、この4入力
が加算されて信号GXoutが生成される。この信号G
XoutはXチャンネルの傾斜磁場の渦補償された制御
波形信号として、その後段のD/A変換器22Xでアナ
ログ信号に戻され、次いで傾斜磁場アンプ23Xに出力
される。この結果、所定のパルスシーケンスに基づき且
つ自チャンネルの渦磁場及び他チャンネルからの渦磁場
に対して渦補償された傾斜磁場パルス電流が傾斜磁場ア
ンプ23Xからxコイル3x、3xに印加される。
Of these, the first adder 34X has an A / D
Converters 32X and three eddy compensation circuit 33 X, 3
3 Y-X, the output signal of the 33 Z-X are input, the signal G Xout is generated this four inputs are added together. This signal G
Xout is returned as an analog signal by a D / A converter 22X at the subsequent stage as a control waveform signal in which the eddy of the gradient magnetic field of the X channel is compensated, and then output to the gradient magnetic field amplifier 23X. As a result, a gradient magnetic field pulse current is applied to the x coils 3x, 3x from the gradient magnetic field amplifier 23X based on a predetermined pulse sequence and eddy compensated for the eddy magnetic field of its own channel and the eddy magnetic field from another channel.

【0054】同様に、2つ目の加算器34YにはA/D
変換器32Y及び3個の渦補償回路33X−Y,3
,33Z−Yの出力信号が入力し、この4入力が加
算されて信号GYoutが生成される。この信号G
YoutはYチャンネルの傾斜磁場の渦補償された制御
波形信号として、その後段のD/A変換器22Yでアナ
ログ信号に戻され、次いで傾斜磁場アンプ23Yに出力
される。この結果、所定のパルスシーケンスに基づき且
つ自チャンネルの渦磁場及び他チャンネルからの渦磁場
に対して渦補償された傾斜磁場パルス電流が傾斜磁場ア
ンプ23Yからxコイル3y、3yに印加される。
Similarly, A / D is added to the second adder 34Y.
A converter 32Y and three vortex compensation circuits 33 XY , 3
Output signals of 3 Y and 33 Z−Y are input, and the four inputs are added to generate a signal G Yout . This signal G
Yout is returned as an analog signal by the subsequent D / A converter 22Y as a control waveform signal in which the eddy of the gradient magnetic field of the Y channel is eddy, and then output to the gradient magnetic field amplifier 23Y. As a result, a gradient magnetic field pulse current based on a predetermined pulse sequence and eddy-compensated for the eddy magnetic field of the own channel and the eddy magnetic field from another channel is applied to the x coils 3y and 3y from the gradient magnetic field amplifier 23Y.

【0055】さらに同様に、3つ目の加算器34Zには
A/D変換器32Z及び3個の渦補償回路33X−Z
33Y−Z,33の出力信号が入力し、この4入力が
加算されて信号GZoutが生成される。この信号G
ZoutはZチャンネルの傾斜磁場の渦補償された制御
波形信号として、その後段のD/A変換器22Zでアナ
ログ信号に戻され、次いで傾斜磁場アンプ23Zに出力
される。この結果、所定のパルスシーケンスに基づき且
つ自チャンネルの渦磁場及び他チャンネルからの渦磁場
に対して渦補償された傾斜磁場パルス電流が傾斜磁場ア
ンプ23Zからzコイル3z、3zに印加される。
Similarly, the third adder 34Z includes an A / D converter 32Z and three eddy compensation circuits 33 XZ ,
Output signals of 33 YZ and 33 Z are input, and these four inputs are added to generate a signal G Zout . This signal G
Zout is returned to the analog signal by the D / A converter 22Z at the subsequent stage as a control waveform signal in which the eddy of the gradient magnetic field of the Z channel is compensated, and then output to the gradient magnetic field amplifier 23Z. As a result, the gradient magnetic field pulse current based on the predetermined pulse sequence and eddy-compensated for the eddy magnetic field of the own channel and the eddy magnetic field from another channel is applied to the z coils 3z, 3z from the gradient magnetic field amplifier 23Z.

【0056】この結果、X、Y、Zチャンネルの傾斜磁
場コイル3x〜3zから発生する傾斜磁場パルスに拠る
空間的な1次の渦磁場が、上述した渦磁場補償成分の印
加により、極めて有効に抑制される。従って、収集され
るMR信号に含まれる1次の渦磁場の影響も極めて少な
くなり、画質が著しく改善される。
As a result, the spatial primary eddy magnetic field due to the gradient magnetic field pulses generated from the gradient magnetic field coils 3x to 3z of the X, Y and Z channels can be extremely effectively changed by the application of the eddy magnetic field compensation component described above. Is suppressed. Therefore, the influence of the first-order eddy magnetic field included in the acquired MR signal is extremely reduced, and the image quality is significantly improved.

【0057】本実施形態によれば、上述のように空間的
に1次の渦磁場に対して渦補償されるため、渦磁場の抑
制による画質改善のほかに、従来のアナログタイプの渦
補償器を設けた場合に比べて、種々の著しい利点を享受
することができる。すなわち、渦補償器はデジタル処理
回路で構成されているため、アナログ素子に比べて、回
路素子の温度に拠る変化やばらつきが小さく、安定した
動作をさせることができる。また、デジタル処理回路で
構成しているため、傾斜磁場のチャンネル相互間で発生
する渦磁場を補償する、いわゆるクロスターム補償を行
う場合でも、アナログ回路を用いる場合に比べて、回路
構成や回路規模の増大化及び複雑化を抑制することがで
きる。
According to this embodiment, since the eddy magnetic field is spatially compensated for the primary eddy magnetic field as described above, in addition to improving the image quality by suppressing the eddy magnetic field, a conventional analog type eddy compensator is used. Various remarkable advantages can be enjoyed as compared with the case where. That is, since the eddy compensator is constituted by a digital processing circuit, changes and variations due to the temperature of the circuit element are smaller than those of the analog element, and stable operation can be performed. In addition, since it is configured with a digital processing circuit, even when performing so-called cross-term compensation, which compensates for eddy magnetic fields generated between channels of the gradient magnetic field, the circuit configuration and circuit size are larger than when an analog circuit is used. Increase and complexity can be suppressed.

【0058】さらに、デジタル処理回路を用いること
で、傾斜磁場制御波形を一定間隔でサンプリングしてデ
ジタル化し、このデジタルデータに基いて、指数関数的
に減少する波形で表される渦補償成分を精度良く連続的
に演算できるようにしたため、従来のアナログ回路にみ
られたような経時変化に因る補償精度の悪化とは無縁と
なり、長い時定数の渦成分であってもこれを高精度に補
償することができる。これにより、渦補償に拠るMR画
像の画質向上の威力を倍化させることができる。
Further, by using a digital processing circuit, the gradient magnetic field control waveform is sampled at regular intervals and digitized, and based on this digital data, an eddy compensation component represented by an exponentially decreasing waveform is accurately calculated. Because it can perform continuous calculations well, it does not suffer from deterioration of compensation accuracy due to aging as seen in conventional analog circuits, and compensates for eddy components with long time constants with high accuracy can do. Thereby, the power of improving the image quality of the MR image based on eddy compensation can be doubled.

【0059】なお、上述した実施形態では特に振れてい
ないが、シーケンサ5に図4にその概要を示す処理を実
行させることにより、渦補償の自動化を達成することが
できる。
Although there is no particular swing in the above-described embodiment, automation of eddy compensation can be achieved by causing the sequencer 5 to execute the processing outlined in FIG.

【0060】具体的には、シーケンサ5は、この磁気共
鳴イメージング装置を据え付けたり、保守点検するとき
の渦調整時において、所定の調整用パルスシーケンスを
起動させ(図4、ステップS1)、RFコイル7及び受
信器8Rを介して得たMR信号を収集する(ステップS
2)。次いで、シーケンサ5は、このMR信号から従来
周知の手法を用いて渦磁場(強度及び時定数)を演算す
る(ステップS3)。次いで、この演算した渦磁場が予
め定めてあるしきい値範囲に入るか否かを判断すること
で、渦磁場が許容値に収束したか否かを判断する(ステ
ップS4)。この判断の結果、収束していないときに
は、別の時定数τ及びゲインgを修正する(ステップS
5)。再び、調整用シーケンスを起動させ、上述の処理
を繰り返させる。この繰返しを行う中で、渦磁場を許容
値に自動的に収束させることができる。
Specifically, the sequencer 5 activates a predetermined adjustment pulse sequence (step S1 in FIG. 4) at the time of eddy adjustment when the magnetic resonance imaging apparatus is installed or maintenance and inspection is performed. 7 and the MR signals obtained via the receiver 8R are collected (step S
2). Next, the sequencer 5 calculates an eddy magnetic field (intensity and time constant) from the MR signal by using a conventionally known method (step S3). Next, by determining whether or not the calculated eddy magnetic field falls within a predetermined threshold range, it is determined whether or not the eddy magnetic field has converged to an allowable value (step S4). If the result of this determination is that they have not converged, another time constant τ and gain g are corrected (step S
5). The adjustment sequence is started again, and the above processing is repeated. During this repetition, the eddy magnetic field can be automatically converged to an allowable value.

【0061】この結果、据え付け時や保守点検時におい
て、従来のように渦補償のための時定数やゲインを手動
で調整する必要も無くなり、その労力を大幅に省力化す
ることができる。
As a result, there is no need to manually adjust the time constant and the gain for eddy compensation as in the prior art during installation and maintenance and inspection, and the labor involved can be greatly reduced.

【0062】またなお、シーケンサ5は、パルスシーケ
ンス情報を、渦補償器で必要とするクロック周期のデジ
タル信号として出力するように構成すれば、図2に示し
た各チャンネル毎のサンプリング回路及びA/D変換器
を省くこともできる。
If the sequencer 5 is configured to output pulse sequence information as a digital signal having a clock cycle required by the eddy compensator, the sampling circuit and the A / D converter for each channel shown in FIG. The D converter can be omitted.

【0063】さらに、前述した実施形態にあっては、渦
磁場として空間的に1次の渦磁場を補償する例について
説明したが、この補償法を0次の渦磁場についても適用
することができる。0次の渦磁場の場合は、かかるデジ
タル処理を同様に行ってその制御量を送受信器で扱うキ
ャリア周波数の中心周波数f及び位相とすればよい。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the first-order eddy magnetic field is spatially compensated as the eddy magnetic field. However, this compensation method can be applied to the zero-order eddy magnetic field. . In the case of the zero-order eddy magnetic field, such digital processing may be performed in the same manner, and the control amount may be set to the center frequency f 0 and the phase of the carrier frequency handled by the transceiver.

【0064】なお、本発明は上述した実施形態の構成に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に要旨に基づ
き、さらに種々の形態に変形可能なことは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made based on the gist of the claims.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
渦磁場を補償するための渦補償成分をデジタル処理によ
り生成するようにしたため、渦磁場補償を安定に且つ精
度良く行うことができる。また、渦磁場の所謂、クロス
ターム補償を行う場合であっても、回路規模の増大及び
複雑化を抑制することができる。さらに、渦測定と渦補
償との手法を用いることで、据え付け時や保守点検時
に、渦補償の時定数やゲインを自動的に調整することが
でき、その調整の手間を大幅に軽減させることができ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the eddy compensation component for compensating the eddy magnetic field is generated by digital processing, the eddy magnetic field compensation can be performed stably and accurately. Further, even when so-called cross-term compensation of the eddy magnetic field is performed, an increase in circuit scale and complexity can be suppressed. Furthermore, by using the eddy measurement and eddy compensation techniques, the time constant and gain of eddy compensation can be automatically adjusted during installation and maintenance, greatly reducing the time and effort required for adjustment. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング
装置の構成の一例を示す概略ブロック図。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an example of a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】渦補償器を中心とした渦補償の概要を示す機能
ブロック図。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an outline of eddy compensation centering on an eddy compensator.

【図3】各渦補償回路をより具体的に表す機能ブロック
図。
FIG. 3 is a functional block diagram showing each eddy compensation circuit more specifically.

【図4】渦補償の自動化ルーチンを概略的に示すフロー
チャート。
FIG. 4 is a flowchart schematically showing an automatic vortex compensation routine;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁石 3 傾斜磁場コイルユニット 4 傾斜磁場電源 5 シーケンサ 6 ホスト計算機 7 RFコイル 8T 送信器 8R 受信器 10 演算ユニット 11 記憶ユニット 13 入力器 21 渦補償器 22X〜22Z D/A変換器 31X〜31Z サンプリング回路 32X〜32Z A/D変換器 33 渦補償回路 34X〜34Z 加算器 331A〜331E 積分器 332 加算器 Reference Signs List 1 magnet 3 gradient magnetic field coil unit 4 gradient magnetic field power supply 5 sequencer 6 host computer 7 RF coil 8T transmitter 8R receiver 10 arithmetic unit 11 storage unit 13 input device 21 vortex compensator 22X-22Z D / A converter 31X-31Z sampling Circuit 32X-32Z A / D converter 33 Eddy compensation circuit 34X-34Z Adder 331A-331E Integrator 332 Adder

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場に重畳させる傾斜磁場を発生させ
る傾斜磁場発生手段を有する磁気共鳴システムの渦補償
装置において、 前記傾斜磁場の発生に伴って発生する渦磁場を補償する
渦磁場補償手段を備え、この渦磁場補償手段をデジタル
信号で処理するように構成したことを特徴とする磁気共
鳴システムの渦補償装置。
1. An eddy compensator for a magnetic resonance system having a gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field superimposed on a static magnetic field, wherein the eddy magnetic field compensation means for compensating for the eddy magnetic field generated with the generation of the gradient magnetic field is provided. A vortex compensator for a magnetic resonance system, wherein the eddy magnetic field compensating means is configured to process the digital signal.
【請求項2】 請求項1記載の磁気共鳴システムの渦補
償装置において、 前記渦磁場補償手段は、前記傾斜磁場の制御波形データ
を一定間隔でサンプリングしてデジタル化するデジタル
化手段と、このデジタルデータに基いて時定数とゲイン
とにより渦補償データを演算する演算手段と、この渦補
償データを前記制御波形データに加算する加算手段とを
備えた磁気共鳴システムの渦補償装置。
2. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 1, wherein the eddy magnetic field compensating means samples the control waveform data of the gradient magnetic field at a constant interval and digitizes the data. An eddy compensator for a magnetic resonance system, comprising: an arithmetic means for calculating eddy compensation data based on a time constant and a gain based on data; and an adding means for adding the eddy compensation data to the control waveform data.
【請求項3】 請求項1記載の磁気共鳴システムの渦補
償装置において、 前記渦磁場補償手段は、前記傾斜磁場の制御波形データ
を一定間隔でサンプリングしてデジタル化されたデジタ
ルデータに基いて時定数とゲインとにより渦補償データ
を演算する演算手段と、この渦補償データを前記制御波
形データに加算する加算手段とを備えた磁気共鳴システ
ムの渦補償装置。
3. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 1, wherein said eddy magnetic field compensating means samples control waveform data of said gradient magnetic field at regular intervals and digitizes the data based on digital data. An eddy compensator for a magnetic resonance system, comprising: an arithmetic means for calculating eddy compensation data based on a constant and a gain; and an adding means for adding the eddy compensation data to the control waveform data.
【請求項4】 請求項2又は3記載の磁気共鳴システム
の渦補償装置において、 前記演算手段は前記時定数の指数減衰波形を生成するデ
ジタルタイプの積分器を有する磁気共鳴システムの渦補
償装置。
4. An eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 2, wherein said calculating means has a digital type integrator for generating an exponential decay waveform of said time constant.
【請求項5】 請求項2又は3記載の磁気共鳴システム
の渦補償装置において、 前記演算手段は前記時定数としての複数の異なる時定数
それぞれについて指数減衰波形を生成するデジタルタイ
プの複数の積分器を有する磁気共鳴システムの渦補償装
置。
5. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 2, wherein said arithmetic means generates a plurality of digital type integrators for generating exponential decay waveforms for each of a plurality of different time constants as said time constant. Eddy compensator for a magnetic resonance system having a magnetic field.
【請求項6】 請求項2又は3記載の磁気共鳴システム
の渦補償装置において、 前記傾斜磁場発生手段は複数チャンネルの傾斜磁場発生
手段から成り、 前記演算手段は、自己チャンネルに対する前記渦補償デ
ータを演算する自己チャンネル演算手段と、他チャンネ
ルに対する前記渦補償データを演算する他チャンネル演
算手段とを有する磁気共鳴システムの渦補償装置。
6. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 2, wherein said gradient magnetic field generating means comprises a plurality of channels of gradient magnetic field generating means, and said arithmetic means outputs the eddy compensation data for its own channel. An eddy compensator for a magnetic resonance system, comprising: a self-channel calculating means for calculating; and another-channel calculating means for calculating the eddy compensation data for another channel.
【請求項7】 請求項2又は3記載の磁気共鳴システム
の渦補償装置において、 前記自己チャンネル演算手段及び前記他チャンネル演算
手段は、夫々、前記時定数としての複数の異なる時定数
それぞれについて指数減衰波形を生成するデジタルタイ
プの複数の積分器を有する磁気共鳴システムの渦補償装
置。
7. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 2, wherein the self-channel operation unit and the other-channel operation unit each have an exponential decay for each of the plurality of different time constants as the time constant. An eddy compensator for a magnetic resonance system having a plurality of digital-type integrators for generating a waveform.
【請求項8】 請求項4、5、又は7に記載の磁気共鳴
システムの渦補償装置において、 前記積分器は、4μsのクロック周期で少なくとも10
秒間分の積分演算を連続的に行うように構成されている
磁気共鳴システムの渦補償装置。
8. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 4, 5 or 7, wherein the integrator has at least 10 clock cycles of 4 μs.
An eddy compensator for a magnetic resonance system configured to continuously perform integral operations for seconds.
【請求項9】 請求項4、5、又は7に記載の磁気共鳴
システムの渦補償装置において、 前記積分器は、前記指数減衰波形の生成を、クロック毎
に、1クロック前の積分データに前記時定数を掛ける掛
け算に置換して行う演算器である磁気共鳴システムの渦
補償装置。
9. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 4, 5 or 7, wherein the integrator converts the generation of the exponential attenuation waveform into integrated data one clock before every clock. An eddy compensator for a magnetic resonance system, which is an arithmetic unit that is replaced by multiplication by a time constant.
【請求項10】 請求項4、5、7、8、又は9に記載
の磁気共鳴システムの渦補償装置において、 前記積分器は前記制御波形データに対して8ビット以上
の冗長性を持たせた積分器である磁気共鳴システムの渦
補償装置。
10. The vortex compensator for a magnetic resonance system according to claim 4, wherein the integrator has at least 8 bits of redundancy for the control waveform data. Eddy compensator for magnetic resonance system, which is an integrator.
【請求項11】 請求項1記載の磁気共鳴システムの渦
補償装置において、 前記渦磁場を補償するための所定の時定数及びゲインの
元で前記渦磁場の時定数と強度の測定を指令する測定指
令手段と、この測定結果から前記渦磁場が許容値に収束
したか否かを判断する判断手段と、この判断の結果が未
収束であるときには、前記時定数及び/又はゲインを修
正して前記測定を再度実行させる再測定指令手段とを備
え、 前記渦磁場補償手段は、前記測定に使用する傾斜磁場の
制御波形データを一定間隔でサンプリングしてデジタル
化するデジタル化手段と、このデジタルデータに基いて
前記測定に指名された時定数とゲインとにより渦補償デ
ータを演算する演算手段と、この渦補償データを前記制
御波形データに加算する加算手段とを備えた磁気共鳴シ
ステムの渦補償装置。
11. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 1, wherein a measurement commanding a measurement of the time constant and intensity of the eddy magnetic field under a predetermined time constant and gain for compensating the eddy magnetic field. Commanding means; determining means for determining whether or not the eddy magnetic field has converged to an allowable value based on the measurement result; and when the result of the determination has not converged, correcting the time constant and / or the gain. Re-measurement command means for executing the measurement again, the eddy magnetic field compensation means digitizes control waveform data of the gradient magnetic field used for the measurement by sampling at regular intervals, and digitizing the digital data. A magnetic means comprising: arithmetic means for calculating eddy compensation data based on the time constant and gain designated for the measurement based on the measurement; and addition means for adding the eddy compensation data to the control waveform data. Vortex compensator tinnitus systems.
【請求項12】 請求項1乃至11の何れか一項記載の
磁気共鳴システムの渦補償装置において、 前記渦磁場は1次の渦磁場成分である磁気共鳴システム
の渦補償装置。
12. The eddy compensator for a magnetic resonance system according to claim 1, wherein the eddy magnetic field is a primary eddy magnetic field component.
【請求項13】 静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させ
るようにした磁気共鳴システムの渦補償方法において、 前記傾斜磁場の制御波形データを一定間隔でサンプリン
グしてデジタル化し、このデジタルデータに基いて時定
数とゲインとにより渦補償データし、この渦補償データ
を前記制御波形データに加算して前記傾斜磁場発生用の
指令信号を形成することを特徴とした磁気共鳴システム
の渦補償方法。
13. A vortex compensation method for a magnetic resonance system in which a gradient magnetic field superimposed on a static magnetic field is generated, wherein control waveform data of the gradient magnetic field is sampled at regular intervals and digitized, and based on the digital data. An eddy compensation method for a magnetic resonance system, comprising: performing eddy compensation data based on a time constant and a gain; and adding the eddy compensation data to the control waveform data to form a command signal for generating the gradient magnetic field.
JP2000277577A 2000-09-13 2000-09-13 Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system Pending JP2002085369A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000277577A JP2002085369A (en) 2000-09-13 2000-09-13 Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000277577A JP2002085369A (en) 2000-09-13 2000-09-13 Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002085369A true JP2002085369A (en) 2002-03-26

Family

ID=18762885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000277577A Pending JP2002085369A (en) 2000-09-13 2000-09-13 Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002085369A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104613A1 (en) * 2003-05-20 2004-12-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital magnetic resonance gradient pre-emphasis
JP2014013255A (en) * 2007-05-04 2014-01-23 Tecella Llc Subsystem and method for use in patch clamp system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07171129A (en) * 1993-12-21 1995-07-11 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging device
JPH1189817A (en) * 1997-09-22 1999-04-06 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging equipment
WO1999050681A1 (en) * 1998-03-30 1999-10-07 Varian, Inc. Digital eddy current compensation
JP2000185029A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Siemens Ag Method for detecting eddy currents in a nuclear spin resonance apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07171129A (en) * 1993-12-21 1995-07-11 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging device
JPH1189817A (en) * 1997-09-22 1999-04-06 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging equipment
WO1999050681A1 (en) * 1998-03-30 1999-10-07 Varian, Inc. Digital eddy current compensation
JP2000185029A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Siemens Ag Method for detecting eddy currents in a nuclear spin resonance apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104613A1 (en) * 2003-05-20 2004-12-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital magnetic resonance gradient pre-emphasis
US7239143B2 (en) 2003-05-20 2007-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Digital magnetic resonance gradient pre-emphasis
JP2014013255A (en) * 2007-05-04 2014-01-23 Tecella Llc Subsystem and method for use in patch clamp system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5558737B2 (en) Magnetic resonance imaging system
KR101644364B1 (en) Optimization of a pulse sequence for a magnetic resonance system
CN103099619B (en) MR imaging apparatus
US8649846B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
US6028428A (en) Multiband selective RF pulse construction for NMR measurement sequences
JP5366484B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and analysis method of fat suppression effect in the magnetic resonance imaging apparatus
CN107024670A (en) The bearing calibration of magnetic resonance system and device
CN101907692A (en) Magnetic resonance imaging device and magnetic resonance imaging method
JP5678163B2 (en) Magnetic resonance imaging system
EP1642151A1 (en) Control of specific absorption rate (asr) in mri
JP2010508054A (en) MRIRF encoding using multiple transmit coils
JPH09253068A (en) Gradient magnetic field pulse setting method and magnetic resonance imaging method
Stich et al. Field camera versus phantom-based measurement of the gradient system transfer function (GSTF) with dwell time compensation
WO2010047245A1 (en) Magnetic resonance imaging device and method
JPS62189056A (en) Method for improving homogeneity of magnetic field
JP2002085369A (en) Eddy compensation device and eddy compensation method for magnetic resonance system
US7176686B2 (en) Parallel MR imaging method
JP3848005B2 (en) Magnetic resonance imaging system
CN115144803B (en) Magnetic resonance imaging system, main magnetic field correction method thereof and storage medium
EP4012434A1 (en) Dixon-type water/fat separation mr imaging
JP3507586B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JPH11290288A (en) Magnetic resonance diagnostic equipment
EP4343356A1 (en) Mr imaging with water/fat/b0 mapping
Sengupta et al. Software compensation of eddy current fields in multislice high order dynamic shimming
JP2564428B2 (en) Nuclear magnetic resonance equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100831

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101228