JP2833488B2 - Magnetic resonance tomography equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、磁気共鳴断層撮影装
置に係り、特に熱シールド板で覆われた内容器の、極低
温寒剤中に浸漬された超電導マグネットによって発生し
た静磁場中に、波形発生器からの所定形状の波形信号に
基づく傾斜磁場パルスを発生する第1傾斜磁場コイル
と、前記第1傾斜磁場コイルに付設されて、前記第1傾
斜磁場コイルの外方に発生する漏洩磁場を打ち消すため
に前記漏洩磁場とは逆向きの磁場を発生する第2傾斜磁
場コイルとからなるアクティブシールド型傾斜磁場コイ
ルを備えるとともに、前記波形信号に基づいてこれと異
なる時定数の減衰波形信号を減衰波形信号生成手段で生
成し、前記波形信号と前記減衰波形信号とに基づく補正
波形信号を補正波形信号生成手段で生成し、この生成さ
れた補正波形信号を前記第1傾斜磁場コイルに与えるこ
とによって、前記第1傾斜磁場コイルの漏洩磁場に起因
する前記傾斜磁場パルスの波形歪みを補正する補正回路
を備えた磁気共鳴断層撮影装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance tomography apparatus, and more particularly to a magnetic resonance tomography apparatus. A first gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field pulse based on a waveform signal of a predetermined shape from a generator; and a leakage magnetic field that is attached to the first gradient magnetic field coil and that is generated outside the first gradient magnetic field coil. An active shield type gradient magnetic field coil comprising a second gradient magnetic field coil for generating a magnetic field in a direction opposite to the leakage magnetic field for canceling, and attenuating an attenuated waveform signal having a time constant different from this based on the waveform signal A correction waveform signal generated by the waveform signal generation means, and a correction waveform signal based on the waveform signal and the attenuated waveform signal is generated by the correction waveform signal generation means; By providing the serial first gradient coil, a magnetic resonance imaging apparatus having a correction circuit for correcting the waveform distortion of the gradient magnetic field pulses due to leakage magnetic field of the first gradient coil.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の装置について、図6を参
照して説明する。この図は、この装置に使用されている
ガントリの低温容器の縦断面図である。被検体Mの体軸
方向に静磁場を発生させる超電導マグネット7は、極低
温寒剤を充填した内容器10に内蔵されている。さらに
超電導マグネット7の周囲には、静磁場の漏洩を防止す
るシールド用コイル9が配設されている。内容器10
は、アルミニウムなどの熱伝導性の高い材料で形成され
た2層からなる第1熱シールド板11および第2熱シー
ルド板12で覆われている。これらは貫通孔を有する真
空容器13に収められ、貫通孔には被検体Mに対して傾
斜磁場パルスを照射するための傾斜磁場コイル14が配
設されている。この内部には被検体Mが挿入され、波形
発生器からの所定形状の波形信号(例えば、図7(a)
に示すような方形波)が傾斜磁場電源を介して傾斜磁場
コイル14に入力され、被検体Mに傾斜磁場パルスが印
加される。この傾斜磁場パルスの印加とほぼ同時に図示
しないRFコイルから高周波パルスを照射して被検体M
の関心領域を選択励起し、この関心領域からの共鳴信号
をRFコイルで検出する。2. Description of the Related Art A conventional apparatus of this type will be described with reference to FIG. This figure is a longitudinal sectional view of a gantry cryocontainer used in this apparatus. The superconducting magnet 7 for generating a static magnetic field in the body axis direction of the subject M is built in the inner container 10 filled with a cryogenic cryogen. Further, around the superconducting magnet 7, a shielding coil 9 for preventing leakage of a static magnetic field is provided. Inner container 10
Is covered with a first heat shield plate 11 and a second heat shield plate 12 made of two layers made of a material having high thermal conductivity such as aluminum. These are accommodated in a vacuum vessel 13 having a through hole, and a gradient magnetic field coil 14 for irradiating a subject M with a gradient magnetic field pulse is provided in the through hole. A subject M is inserted into the inside of the device, and a waveform signal of a predetermined shape from a waveform generator (for example, FIG. 7A)
Is input to the gradient magnetic field coil 14 via the gradient magnetic field power supply, and a gradient magnetic field pulse is applied to the subject M. Almost simultaneously with the application of the gradient magnetic field pulse, a high-frequency pulse is irradiated from an RF coil (not shown) to
Is selectively excited, and a resonance signal from this region of interest is detected by the RF coil.
【0003】しかしながら、傾斜磁場パルスを印加する
と傾斜磁場コイル14からの漏洩磁場によって内容器1
0および第1,第2熱シールド板11,12に渦電流が
発生し、この渦電流によって前記傾斜磁場パルスを妨げ
る方向に磁場が発生する。特に内容器10は、極低温寒
剤で冷却されて電気抵抗が非常に小さくなっているの
で、渦電流が長時間(例えば、秒オーダー)にわたって
発生し易く、さらに内容器10の周囲に配設されている
第1,第2熱シールド板11,12もそれによって冷却
されているので同様である。よって、傾斜磁場コイル1
4から発生する傾斜磁場パルスは、その立ち上がり/立
ち下がり部分になまりが発生することになる(図8
(b))。この傾斜磁場パルスの漏洩磁場に起因する特
性劣化(以下、正向きの特性劣化と称する)は選択励起
に影響し、結果として共鳴信号から得られた再構成画像
に劣化を生じるという問題点がある。However, when a gradient magnetic field pulse is applied, the inner container 1 is caused by a leakage magnetic field from the gradient magnetic field coil 14.
An eddy current is generated in the zero and first and second heat shield plates 11 and 12, and the eddy current generates a magnetic field in a direction that obstructs the gradient magnetic field pulse. In particular, the inner container 10 is cooled by the cryogenic cryogen and has a very low electric resistance, so that eddy current is likely to be generated for a long time (for example, on the order of seconds), and is further disposed around the inner container 10. The first and second heat shield plates 11 and 12 are cooled by this, and the same is true. Therefore, the gradient magnetic field coil 1
The gradient magnetic field pulse generated from No. 4 is rounded at the rising / falling portion (FIG. 8).
(B)). The characteristic degradation caused by the leakage magnetic field of the gradient magnetic field pulse (hereinafter, referred to as forward characteristic degradation) affects the selective excitation, and as a result, there is a problem that the reconstructed image obtained from the resonance signal is deteriorated. .
【0004】そこで、この問題点を解決するための第1
の方法として、波形発生器と傾斜磁場電源との間に補正
回路を設けて上記の傾斜磁場パルスの正向きの特性劣化
を補正することが行われる。この補正を行う補正回路に
ついて図8を参照して説明する。[0004] Therefore, a first method for solving this problem is as follows.
As a method of (1), a correction circuit is provided between the waveform generator and the gradient magnetic field power supply to correct the above-described characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse in the positive direction. A correction circuit for performing this correction will be described with reference to FIG.
【0005】この補正回路20は、1次補正部21ない
し4次補正部24および補正波形信号生成部25によっ
て構成されている。各補正部21〜24は、波形発生器
からの波形信号を入力され、可変抵抗と反転増幅器で構
成されたゲイン調整部21a〜24aでその信号強度を
調整し、コンデンサと可変抵抗および非反転増幅器で構
成された減衰波形信号生成部21b〜24bで波形信号
の立ち上がり/立ち下がり部分をそれと異なる時定数の
減衰波形信号に調整するようになっている。これら減衰
波形信号生成部21b〜24bは、それぞれ異なる値の
静電容量のコンデンサと可変抵抗、すなわち、時定数が
それぞれ異なるように構成されている。これは内容器1
0および各熱シールド板11,12の各電気抵抗が〔そ
れぞれの温度が異なるために〕異なるので、それぞれに
発生する渦電流の減衰時間が異なり、これらの影響を個
別に補正するためである。また、各補正部21〜24
は、1次補正部21から順に時定数が小さくなるように
構成されており、各補正部21〜23が内容器10およ
び各熱シールド板11,12の影響を補正するようにな
っている。なお、4次補正部24は、1次補正部21〜
3次補正部23によっても補正できない場合を考慮して
予備的に付加されている。これらの各補正部21〜24
の出力は、非反転増幅器から構成される補正波形信号生
成部25によって波形発生器からの波形信号と重畳され
て出力(補正波形信号)されるようになっている。[0005] The correction circuit 20 comprises a primary correction unit 21 to a fourth correction unit 24 and a correction waveform signal generation unit 25. Each of the correction units 21 to 24 receives the waveform signal from the waveform generator, adjusts the signal strength in gain adjustment units 21 a to 24 a including a variable resistor and an inverting amplifier, and obtains a capacitor, a variable resistor, and a non-inverting amplifier. The rising / falling portion of the waveform signal is adjusted to an attenuated waveform signal having a time constant different from that by the attenuated waveform signal generators 21b to 24b. These attenuated waveform signal generators 21b to 24b are configured such that capacitors and variable resistors having different values of capacitance, that is, time constants are different from each other. This is inner container 1
Since the electric resistances of the heat shield plates 11 and 12 are different from each other (because the respective temperatures are different), the decay times of the eddy currents generated differ from each other, and these effects are individually corrected. In addition, each of the correction units 21 to 24
Are configured so that the time constant decreases in order from the primary correction unit 21, and the correction units 21 to 23 correct the effects of the inner container 10 and the heat shield plates 11 and 12. The quaternary correction unit 24 includes primary correction units 21 to 21.
It is preliminarily added in consideration of the case where the correction cannot be performed by the tertiary correction unit 23. Each of these correction units 21 to 24
Is superimposed on the waveform signal from the waveform generator and output (corrected waveform signal) by the corrected waveform signal generator 25 composed of a non-inverting amplifier.
【0006】この補正回路20を波形発生器と傾斜磁場
電源との間に介在させることによって、波形発生器から
の波形信号(図9(a))に、1次補正回路21ないし
4次補正回路24のそれぞれ異なる減衰波形信号を重畳
し(図9(b))、傾斜磁場コイル14の漏洩磁場に起
因する傾斜磁場パルスの正向きの特性劣化を補うことが
できる。すなわち、波形信号(図7(a))から劣化に
よって欠如した面積S1 (図7(b))に相当する面積
S1 ’(図9(b))を波形信号に予め付加するととも
に、波形信号(図7(a))から劣化によって増大した
面積S2 (図7((b))に相当する面積S2 ’((図
9(b))を波形信号から予め差し引いた補正波形信号
を傾斜磁場電源に与えることによって傾斜磁場パルスの
正向きの特性劣化を補うものである。By interposing the correction circuit 20 between the waveform generator and the gradient magnetic field power supply, the waveform signal (FIG. 9A) from the waveform generator is converted into a primary correction circuit 21 through a fourth correction circuit. By superimposing the 24 different attenuated waveform signals (FIG. 9B), it is possible to compensate for the deterioration in the forward characteristic of the gradient magnetic field pulse caused by the leakage magnetic field of the gradient magnetic field coil. That is, an area S 1 ′ (FIG. 9 (b)) corresponding to an area S 1 (FIG. 7 (b)) missing from the waveform signal (FIG. 7 (a)) due to deterioration is added to the waveform signal in advance, and A corrected waveform signal is obtained by subtracting an area S 2 ′ ((FIG. 9 (b)) corresponding to an area S 2 (FIG. 7 (b)) increased by deterioration from the signal (FIG. 7 (a)) from the waveform signal in advance. By applying the gradient magnetic field power to the gradient magnetic field power supply, the characteristics of the gradient magnetic field pulse in the forward direction are compensated.
【0007】また、第2の方法として、傾斜磁場コイル
14からの磁場の漏洩を阻止するコイルを設けて傾斜磁
場パルスの正向きの特性劣化を防止することが行われ
る。これは傾斜磁場コイル14を、被検体Mに傾斜磁場
パルスを照射するためのインナーコイル141 と、イン
ナーコイル141 から発生する傾斜磁場パルスとは逆向
きの磁場であって、その外方に漏洩する磁場と同じ強度
の磁場(打ち消し用磁場パルス)を発生するアウターコ
イル142 で構成することによって行われる。このよう
な構成の傾斜磁場コイルは、アクティブシールド型傾斜
磁場コイルと呼ばれている。このアウターコイル142
は、インナーコイル141 の外方に付設され(図6参
照)、インナーコイル141 から被検体Mに照射される
傾斜磁場パルスを妨げることなくその外方の漏洩磁場だ
けを打ち消すようにインナーコイル141 から所定間隔
を隔てて付設されている。As a second method, a coil for preventing leakage of a magnetic field from the gradient magnetic field coil 14 is provided to prevent the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse. This gradient coils 14, the inner coil 14 1 for irradiating a gradient magnetic field pulses to the subject M, a magnetic field opposite to the gradient magnetic field pulse generated by the inner coil 14 1, to the outside generating a magnetic field of the same strength and the leakage magnetic field (cancellation for magnetic field pulse) is performed by configuring outer coil 14 2. The gradient magnetic field coil having such a configuration is called an active shield type gradient magnetic field coil. This outer coil 14 2
Is attached to the outside of the inner coil 14 1 (see FIG. 6), the inner coil so as to cancel only the leakage magnetic field of the outer without interfering with the gradient magnetic field pulses emitted from the inner coil 14 1 to the subject M It is attached from 14 1 at a predetermined distance.
【0008】上述したように、傾斜磁場パルスの正向き
の特性劣化を防止する方法として第1の方法と第2の方
法とがあるが、第2の方法(アクティブシールド型傾斜
磁場コイル)だけでは完全に傾斜磁場コイルの漏洩磁場
を防止することができないので、通常、第1の方法(補
正回路)と併用して傾斜磁場パルスの正向きの特性劣化
を防止するようにしている。As described above, there are the first method and the second method as a method for preventing the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse, but only the second method (active shield type gradient coil). Since the leakage magnetic field of the gradient magnetic field coil cannot be completely prevented, usually, the first method (correction circuit) is used in combination to prevent the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述したような第1の
方法である補正回路と第2の方法であるアクティブシー
ルド型傾斜磁場コイルとを併用して傾斜磁場パルスの正
向きの特性劣化を防止および補正する場合には、次のよ
うな問題点がある。By using the above-described correction method of the first method and the active shield type gradient coil of the second method together, it is possible to prevent the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse. When the correction is made, there are the following problems.
【0010】すなわち、アクティブシールド型傾斜磁場
コイル14のアウターコイル142は、インナーコイル
141 によって発生する傾斜磁場パルスの、インナーコ
イル141 の外方に生じる漏洩磁場だけを打ち消すよう
に構成されてはいるが、実際にはインナーコイル141
とアウターコイル142 との組立て誤差が生じたり、そ
れぞれの磁場強度分布が異なる場合がある。このような
場合にはインナーコイル141 の外方に生じている漏洩
磁場よりも打ち消し用磁場パルスの方が強くなることに
なる。するとその差分である磁場は、打ち消し用磁場パ
ルスとなってインナーコイル141 の漏洩磁場の向きと
は逆向きとなるので、傾斜磁場パルスはその立ち上がり
部分が漏洩磁場に起因する渦電流による磁場とは逆向き
の〔打ち消し用磁場パルスに起因する渦電流による〕磁
場(すなわち、傾斜磁場パルスと同じ向きの磁場)によ
って強められてオーバーシュートするとともに、立ち下
がり部分がアンダーシュートすることになる(図10参
照)。すなわち、立ち上がり部分では面積S3 だけ余分
に付加され、立ち下がり部分では面積S4 だけ余分に差
し引かれた状態に傾斜磁場パルスの特性劣化(以下、逆
向きの特性劣化と称する)が発生することになる。[0010] That is, the outer coil 14 2 of the active shield gradient coil 14, the gradient magnetic field pulse generated by the inner coil 14 1, is configured to cancel only the leakage magnetic field generated outside of the inner coil 14 1 Yes, but actually the inner coil 14 1
Or cause an assembly error of the outer coil 14 2 and, in some cases each of the magnetic field intensity distribution is different. So that the direction of magnetic field pulse for canceling than leakage magnetic field occurring outside the inner coil 14 1 is stronger in such a case. Then the magnetic field is the difference, since the opposite direction to the magnetic field pulse and turned by inner coil 14 1 of the direction of the leakage magnetic field cancellation, gradient pulses and the magnetic field due to eddy currents rising portion thereof is due to the leakage magnetic field Is enhanced by a magnetic field in the opposite direction (due to the eddy current caused by the canceling magnetic field pulse) (that is, the magnetic field in the same direction as the gradient magnetic field pulse) and overshoots, and the falling portion undershoots (see FIG. 10). That is, characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse (hereinafter referred to as characteristic deterioration in the opposite direction) occurs in a state where an extra area S 3 is added in the rising part and an extra area S 4 is subtracted in the falling part. become.
【0011】ところで、第1の方法である補正回路は、
傾斜磁場パルスの立ち上がり部分では面積S1 ’だけ余
分に付加し、立ち下がり部分では面積S2 ’だけ差し引
くことによって傾斜磁場パルスの正向きの特性劣化を補
正するものである。したがって、第2の方法であるアク
ティブシールド型傾斜磁場コイル14を使用して上記の
ような逆向きの特性劣化が発生した場合には、第1の方
法である補正回路で傾斜磁場パルスを補正することがで
きないという問題点がある。By the way, the correction circuit which is the first method is as follows.
In the rising portion of the gradient magnetic field pulse, an extra area S 1 ′ is added, and in the falling portion, the area S 2 ′ is subtracted to correct the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse. Accordingly, when the above-described characteristic deterioration in the opposite direction occurs using the active shield type gradient coil 14 which is the second method, the gradient magnetic field pulse is corrected by the correction circuit which is the first method. There is a problem that it is not possible.
【0012】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、アクティブシールド型傾斜磁場コイ
ルによって傾斜磁場パルスに逆向きの特性劣化が発生し
ても、その特性劣化を補正することができる磁気共鳴断
層撮影装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and even if an active shield type gradient coil causes characteristic degradation in a gradient magnetic field pulse in the opposite direction, the characteristic degradation is corrected. It is an object of the present invention to provide a magnetic resonance tomography apparatus capable of performing the above.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明に係る磁気共鳴断層撮影装置は、熱シール
ド板で覆われた内容器の、極低温寒剤中に浸漬された超
電導マグネットによって発生した静磁場中に、波形発生
器からの所定形状の波形信号に基づく傾斜磁場パルスを
発生する第1傾斜磁場コイルと、前記第1傾斜磁場コイ
ルに付設されて、前記第1傾斜磁場コイルの外方に発生
する漏洩磁場を打ち消すために前記漏洩磁場とは逆向き
の打ち消し用磁場パルスを発生する第2傾斜磁場コイル
とからなるアクティブシールド型傾斜磁場コイルを備え
るとともに、前記波形信号に基づいてこれと異なる時定
数の減衰波形信号を減衰波形信号生成手段で生成し、前
記波形信号と前記減衰波形信号とに基づく補正波形信号
を補正波形信号生成手段で生成し、この生成された補正
波形信号を前記第1傾斜磁場コイルに与えることによっ
て、前記第1傾斜磁場コイルの漏洩磁場に起因する前記
傾斜磁場パルスの波形歪みを補正する補正回路を備えた
磁気共鳴断層撮影装置において、前記補正回路は、前記
波形発生器からの波形信号の極性を反転する信号反転手
段と、前記波形発生器と前記減衰波形信号生成手段との
間に介在して、前記波形発生器からの波形信号と前記反
転した波形信号とを切り換えて前記減衰波形信号生成手
段に入力する切り換え手段とを備えたことを特徴とする
ものである。The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, the magnetic resonance tomography apparatus according to the present invention provides a container having a predetermined shape from a waveform generator in a static magnetic field generated by a superconducting magnet immersed in a cryogenic cryogen of an inner container covered with a heat shield plate. A first gradient magnetic field coil for generating a gradient magnetic field pulse based on a waveform signal; and the leakage magnetic field provided to the first gradient magnetic field coil for canceling a leakage magnetic field generated outside the first gradient magnetic field coil. Comprises an active shield type gradient magnetic field coil comprising a second gradient magnetic field coil for generating a canceling magnetic field pulse in the opposite direction, and based on the waveform signal, generates an attenuated waveform signal having a different time constant from the attenuated waveform signal generation means. And a correction waveform signal based on the waveform signal and the attenuated waveform signal is generated by a correction waveform signal generation means. In the magnetic resonance tomography apparatus having a correction circuit for correcting the waveform distortion of the gradient magnetic field pulse caused by the leakage magnetic field of the first gradient magnetic field coil by applying the correction signal to the first gradient magnetic field coil, the correction circuit includes: Signal inverting means for inverting the polarity of the waveform signal from the waveform generator; and interposing between the waveform generator and the attenuated waveform signal generating means, the waveform signal from the waveform generator and the inverted waveform Switching means for switching between signals and inputting the signals to the attenuated waveform signal generating means.
【0014】[0014]
【作用】この発明の作用は次のとおりである。すなわ
ち、第2傾斜磁場コイルからの打ち消し用磁場パルスの
強度が、第1傾斜磁場コイルからの漏洩磁場の強度より
も弱い場合は、漏洩磁場によって熱シールド板や内容器
に渦電流が発生し、この渦電流によって第1傾斜磁場コ
イルの傾斜磁場パルスを妨げる向きの磁場を発生して傾
斜磁場パルスに波形歪み(正向きの特性劣化)が生じ
る。この場合は、波形発生器からの波形信号が減衰波形
信号生成手段に入力されるように切り換え手段を切り換
える。これにより減衰波形信号生成手段は、波形信号と
は異なる時定数の減衰波形信号を生成する。そして補正
波形信号生成手段は、波形発生器からの波形信号と減衰
波形信号とに基づく補正波形信号を生成し、この補正波
形信号を第1傾斜磁場コイルに与えることによって、第
1傾斜磁場コイルの漏洩磁場に起因する傾斜磁場パルス
の波形歪み(正向きの特性劣化)を補正することができ
る。The operation of the present invention is as follows. That is, when the intensity of the canceling magnetic field pulse from the second gradient magnetic field coil is lower than the intensity of the leakage magnetic field from the first gradient magnetic field coil, an eddy current is generated in the heat shield plate or the inner container by the leakage magnetic field, The eddy current generates a magnetic field in a direction that obstructs the gradient magnetic field pulse of the first gradient magnetic field coil, and waveform distortion (positive forward characteristic deterioration) occurs in the gradient magnetic field pulse. In this case, the switching means is switched so that the waveform signal from the waveform generator is input to the attenuated waveform signal generating means. Thereby, the attenuation waveform signal generation means generates an attenuation waveform signal having a time constant different from the waveform signal. The correction waveform signal generating means generates a correction waveform signal based on the waveform signal from the waveform generator and the attenuation waveform signal, and applies the correction waveform signal to the first gradient magnetic field coil to thereby generate a correction signal for the first gradient magnetic field coil. Waveform distortion of a gradient magnetic field pulse (positive characteristic deterioration) caused by a leakage magnetic field can be corrected.
【0015】さらに、第2傾斜磁場コイルからの打ち消
し用磁場パルスの強度が、第1傾斜磁場コイルの漏洩磁
場の強度よりも強い場合は、打ち消し用磁場パルスによ
って熱シールド板や内容器に渦電流が発生し、この渦電
流によって第1傾斜磁場コイルの傾斜磁場パルスを強め
る向きの磁場を発生して傾斜磁場パルスに波形歪み(逆
向きの特性劣化)が生じる。この場合は、波形発生器か
らの波形信号が信号反転手段に入力されるように切り換
え手段を切り換えて、波形信号を反転する。この反転し
た波形信号に基づいて減衰波形信号生成手段は、打ち消
し用磁場パルスの強度が漏洩磁場の強度よりも小さい場
合とは逆向きであって、波形信号とは異なる時定数の減
衰波形信号を生成する。そして補正波形信号生成手段
は、波形信号と減衰波形信号とに基づく補正波形信号を
生成し、これを第1傾斜磁場コイルに与えることによっ
て、第1傾斜磁場コイルの傾斜磁場パルスと同じ向きの
〔第2傾斜磁場コイルの打ち消し用磁場パルスで発生す
る渦電流による〕磁場に起因する傾斜磁場パルスの波形
歪み(逆向きの特性劣化)を補正することができる。Further, when the intensity of the canceling magnetic field pulse from the second gradient magnetic field coil is stronger than the strength of the leakage magnetic field of the first gradient magnetic field coil, the eddy current is applied to the heat shield plate or the inner container by the canceling magnetic field pulse. Is generated, and a magnetic field is generated by the eddy current in a direction in which the gradient magnetic field pulse of the first gradient magnetic field coil is strengthened, thereby causing waveform distortion (reverse characteristic deterioration) in the gradient magnetic field pulse. In this case, the switching means is switched so that the waveform signal from the waveform generator is input to the signal inversion means, and the waveform signal is inverted. Based on the inverted waveform signal, the attenuated waveform signal generation means generates an attenuated waveform signal having a time constant different from the waveform signal in a direction opposite to the case where the intensity of the canceling magnetic field pulse is smaller than the intensity of the leakage magnetic field. Generate. Then, the correction waveform signal generation means generates a correction waveform signal based on the waveform signal and the attenuation waveform signal, and supplies the correction waveform signal to the first gradient magnetic field coil, thereby generating a correction waveform signal having the same direction as the gradient magnetic field pulse of the first gradient magnetic field coil. The waveform distortion of the gradient magnetic field pulse due to the magnetic field (due to eddy current generated by the canceling magnetic field pulse of the second gradient magnetic field coil) (reverse characteristic deterioration) can be corrected.
【0016】[0016]
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1は、実施例に係る磁気共鳴断層撮影装置
の概略構成を示す斜視図である。図中、符号1は、断層
像の撮影の際に被検体Mが挿入されるガントリである。
このガントリ1の内部には超電導マグネット用低温容器
2(以下、単に低温容器2と記す)が内挿されている。
低温容器2は図中点線で示しているように筒状体として
形成されており、その空洞部分は被検体Mを挿入するた
めの貫通孔3となっている。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the magnetic resonance tomography apparatus according to the embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes a gantry into which the subject M is inserted when capturing a tomographic image.
Inside the gantry 1, a cryogenic container 2 for a superconducting magnet (hereinafter simply referred to as a cryogenic container 2) is inserted.
The low-temperature container 2 is formed as a cylindrical body as shown by a dotted line in the figure, and a hollow portion thereof is a through hole 3 for inserting the subject M.
【0017】ガントリ1の正面側には、貫通孔3に対し
て進退移動するベッド4が基台6を介して床面に設置さ
れている。基台6内にはベッド4の進退移動を行う図示
しない移動機構が備えられており、ベッド4上に横臥し
た被検体Mは、ベッド4の進行移動によって貫通孔3内
に案内され、磁気共鳴断層撮影が行われる。On the front side of the gantry 1, a bed 4 that moves forward and backward with respect to the through hole 3 is installed on the floor via a base 6. The base 6 is provided with a moving mechanism (not shown) for moving the bed 4 forward and backward. The subject M lying on the bed 4 is guided into the through-hole 3 by the moving movement of the bed 4, and is subjected to magnetic resonance. Tomography is performed.
【0018】次に低温容器2の縦断面図および制御回路
のブロック図を示した図2を参照して説明する。被検体
Mが挿入される貫通孔3内に、被検体Mの体軸方向に均
一な静磁場を発生させるソレノイド形の超電導マグネッ
ト7が低温容器2の筒軸上に沿って複数個併設されてい
る。各超電導マグネット7の外周面部を覆うように、筒
状の磁気シールド板8が設けられており、磁気シールド
板8の外周部には、静磁場とは逆向きの磁場を発生する
2個のシールド用コイル9が、磁気シールド板8の筒軸
上に沿って並列配置されている。これら超電導マグネッ
ト7及び、磁気シールド板8、シールド用コイル9は、
超電導マグネット7の超電導状態を維持するための極低
温寒剤(例えば、液体ヘリウム)を充填した内容器10
の中に収納されている。Next, a description will be given with reference to FIG. 2 showing a longitudinal sectional view of the cryogenic container 2 and a block diagram of a control circuit. In the through hole 3 into which the subject M is inserted, a plurality of solenoid-type superconducting magnets 7 that generate a uniform static magnetic field in the body axis direction of the subject M are provided along the cylinder axis of the low-temperature container 2. I have. A cylindrical magnetic shield plate 8 is provided so as to cover the outer peripheral surface of each superconducting magnet 7, and two shields that generate a magnetic field opposite to the static magnetic field are provided on the outer peripheral portion of the magnetic shield plate 8. Coils 9 are arranged in parallel along the cylinder axis of the magnetic shield plate 8. The superconducting magnet 7, the magnetic shield plate 8, and the shielding coil 9
Inner vessel 10 filled with a cryogenic refrigerant (for example, liquid helium) for maintaining superconducting state of superconducting magnet 7
It is stored inside.
【0019】内容器10の周囲は、アルミニウムなどの
熱伝導性の高い材料で形成された第1熱シールド板11
によって覆われ、第1熱シールド板11の周囲は、同様
の材料で形成された第2熱シールド板12によって覆わ
れている。第1熱シールド板11は、図示しない冷凍機
の冷却作用によって約20Kに維持され、第2熱シール
ド板12は約80Kに維持されている。内容器10及び
第1,第2熱シールド板11,12は、常温の真空容器
13内に収納されている。A first heat shield plate 11 made of a material having high thermal conductivity such as aluminum is provided around the inner container 10.
The periphery of the first heat shield plate 11 is covered with a second heat shield plate 12 formed of a similar material. The first heat shield plate 11 is maintained at approximately 20K by the cooling action of a refrigerator (not shown), and the second heat shield plate 12 is maintained at approximately 80K. The inner container 10 and the first and second heat shield plates 11 and 12 are housed in a vacuum container 13 at room temperature.
【0020】貫通孔3には、その内周面に沿うようにソ
レノイド形の傾斜磁場コイル14が配設されている。こ
の傾斜磁場コイル14は、通常、超電導マグネット7に
よる静磁場中で3次元方向(X,Y,Z方向(被検体M
の体軸方向))にそれぞれ直交する傾斜磁場を発生させ
るために3つの傾斜磁場コイルが配設されるが、説明
上、簡略化して1つの傾斜磁場コイル14で代用する。
この傾斜磁場コイル14は、第1傾斜磁場コイルに相当
するインナーコイル141 と第2傾斜磁場コイルに相当
するアウターコイル142 との二重構造となっている。
被検体Mに傾斜磁場パルスを照射するのは、インナーコ
イル141 であり、インナーコイル141の外周面に併
設されているアウターコイル142 は、このインナーコ
イル141からその外方へ漏れる漏洩磁場を打ち消すた
めに、傾斜磁場パルスとは逆向きの磁場(打ち消し用磁
場パルス)を照射するためのものである。このような打
ち消し磁場パルスを発生するような二重構造の傾斜磁場
コイルは、アクティブシールド型傾斜磁場コイルと呼ば
れている。The through hole 3 is provided with a solenoid type gradient magnetic field coil 14 along the inner peripheral surface thereof. The gradient magnetic field coil 14 is usually moved in a three-dimensional direction (X, Y, Z directions (subject M) in a static magnetic field generated by the superconducting magnet 7.
In order to generate gradient magnetic fields orthogonal to each other in the direction of the body axis), three gradient magnetic field coils are provided, but for the sake of simplicity, one gradient magnetic field coil 14 is used for simplicity.
The gradient coil 14 has a double structure of the outer coil 14 2 corresponding to the inner coil 14 1 and the second gradient coil corresponding to the first gradient coil.
To illuminate the gradient magnetic field pulses to the subject M is a inner coil 14 1, the outer coil 14 2 that are parallel in the outer peripheral surface of the inner coil 14 1 is leaked from the inner coil 14 1 to its outward leakage This is for irradiating a magnetic field (a canceling magnetic field pulse) in a direction opposite to the gradient magnetic field pulse to cancel the magnetic field. A gradient magnetic field coil having a double structure that generates such a canceling magnetic field pulse is called an active shield type gradient magnetic field coil.
【0021】波形発生器15は、後述する補正回路20
に所定形状の波形信号(例えば、方形波)を与え、補正
回路20で傾斜磁場パルスの波形歪みを予め補正し、補
正回路20は、その補正した補正波形信号を傾斜磁場電
源30に与える。その補正波形信号に応じた電力を傾斜
磁場電源30が傾斜磁場コイル14に与えることによっ
て、所定形状の傾斜磁場パルスが傾斜磁場コイル14か
ら被検体Mに対して照射されるようになっている。The waveform generator 15 includes a correction circuit 20 described later.
, A waveform signal of a predetermined shape (for example, a square wave), and a correction circuit 20 previously corrects the waveform distortion of the gradient magnetic field pulse. The correction circuit 20 supplies the corrected waveform signal to the gradient power supply 30. The gradient magnetic field power supply 30 supplies the gradient magnetic field power supply 30 to the gradient magnetic field coil 14 so that the gradient magnetic field pulse of a predetermined shape is irradiated onto the subject M from the gradient magnetic field coil 14.
【0022】次に、図3に示した補正回路20の回路図
を参照する。補正回路20は、信号反転部19と、切り
換えスイッチS1 〜S4 と、1次補正部21ないし4次
補正部24と、補正波形信号生成部25とから構成され
ている。1次補正部21ないし4次補正部24の各構成
は共通しているので、ここでは1次補正部21を例に説
明する。1次補正部21は、ゲイン調整部21aと減衰
波形信号生成部21bとから構成されており、ゲイン調
整部21aは、波形発生器15からの波形信号または信
号反転部19で極性を反転された波形信号の電圧レベル
を調整する。このゲイン調整部21aは、可変抵抗R11
と反転増幅器OP11とによって構成され、可変抵抗R11
を可変して信号の電圧レベルを調整するようになってい
る。Next, reference will be made to the circuit diagram of the correction circuit 20 shown in FIG. Correction circuit 20 includes a signal inverter 19, the changeover switch S 1 to S 4, a primary correction unit 21 to the fourth order correction unit 24, and a correction waveform signal generator 25. Since the components of the primary correction unit 21 to the fourth correction unit 24 are common, the primary correction unit 21 will be described here as an example. The primary correction unit 21 includes a gain adjustment unit 21a and an attenuated waveform signal generation unit 21b. The gain adjustment unit 21a has the polarity inverted by the waveform signal from the waveform generator 15 or the signal inversion unit 19. Adjust the voltage level of the waveform signal. This gain adjustment unit 21a includes a variable resistor R 11
It is constituted by an inverting amplifier OP 11 and a variable resistor R 11
To adjust the voltage level of the signal.
【0023】ゲイン調整部21aで電圧レベルを調整さ
れた信号は、減衰波形信号生成部21bに与えられる。
減衰波形信号生成部21bは、コンデンサC1 と可変抵
抗R21とからなる微分回路と、微分された信号を増幅す
るための非反転増幅器OP21とから構成されている。こ
の減衰波形信号生成部21bでは、可変抵抗R21を可変
することによって微分波形の立ち上がり/立ち下がり部
分の時定数を調整し、入力された信号と異なる時定数の
減衰波形信号に調整するようになっている。The signal whose voltage level has been adjusted by the gain adjuster 21a is supplied to an attenuated waveform signal generator 21b.
Attenuation waveform signal generating unit 21b, and a capacitor C 1 and a differentiator circuit comprising a variable resistor R 21 Prefecture, Tokyo noninverting amplifier OP 21 for amplifying the differentiated signal. In the decay waveform signal generating unit 21b, so that a variable resistor R 21 to adjust the time constant of the rising / falling edge of the differential waveform by varying and adjusting the attenuation waveform signal of the time constant different from the input signal Has become.
【0024】1次補正部21はこのように構成され、2
次補正部22ないし4次補正部24も同様に構成されて
いる。但し、各補正部の時定数はそれぞれ異なるように
設定されており、例えば、1次補正部21から順に小さ
くなるように設定されている。すなわち、C1 R21>C
2 R22>C3 R23>C4 R24となるように各値が決めら
れている。なお、補正部が複数個で構成されているの
は、内容器10および各熱シールド板11,12の〔冷
却温度が異なるので〕各電気抵抗が異なり、よってそれ
ぞれに発生する渦電流の減衰時間が異なるので、これら
の影響を個別に補正するためである。1次補正部21は
最も低温で時定数の長い〔渦電流に起因する〕磁場を発
生する内容器10、2次補正部22は次いで低温の第1
熱シールド板11、3次補正部23は最も温度が高い第
2熱シールド板12による影響をそれぞれ補正するよう
になっている。なお、4次補正部24は、1次補正部2
1〜3次補正部23によっても補正できない場合を考慮
して予備的に付加されているものである。なお、各減衰
波形信号生成部21b〜24bは、それぞれこの発明に
おける減衰波形信号生成手段に相当する。The primary correction section 21 is configured as described above,
The secondary corrector 22 to the fourth corrector 24 are similarly configured. However, the time constants of the respective correction units are set to be different from each other. For example, the time constants are set so as to become smaller sequentially from the primary correction unit 21. That is, C 1 R 21 > C
2 R 22> C 3 values such that R 23> C 4 R 24 are determined. The reason why the plurality of correction units are constituted is that the electric resistance of the inner container 10 and the heat shield plates 11 and 12 (because the cooling temperature is different) is different, and thus the decay time of the eddy current generated respectively. Are different, so that these effects are individually corrected. The primary compensator 21 generates the magnetic field having the longest time constant (attributable to the eddy current) at the lowest temperature.
The heat shield plate 11 and the tertiary correction unit 23 correct the effects of the second heat shield plate 12 having the highest temperature. The quaternary correction unit 24 includes the primary correction unit 2
It is preliminarily added in consideration of a case where correction cannot be performed even by the first to third order correction units 23. Each of the attenuated waveform signal generators 21b to 24b corresponds to an attenuated waveform signal generator in the present invention.
【0025】1次補正部21ないし4次補正部24の各
出力信号、すなわち、それぞれ異なる時定数の減衰波形
信号は、波形発生器15からの波形信号とともに補正波
形信号生成部25へ与えられる。補正波形信号生成部2
5は、非反転増幅器によって構成されており、それぞれ
異なる減衰波形信号と波形発生器15からの波形信号と
を合成・増幅して傾斜磁場電源30へ出力するようにな
っている。なお、補正波形信号生成部25は、この発明
における補正波形信号生成手段に相当する。The output signals of the first to fourth correction units 21 to 24, that is, the attenuated waveform signals having different time constants, are supplied to the corrected waveform signal generation unit 25 together with the waveform signal from the waveform generator 15. Correction waveform signal generator 2
Reference numeral 5 denotes a non-inverting amplifier, which combines and amplifies different attenuation waveform signals and waveform signals from the waveform generator 15 and outputs the combined signals to the gradient magnetic field power supply 30. Note that the correction waveform signal generator 25 corresponds to a correction waveform signal generator in the present invention.
【0026】各補正部21〜24の入力側であるゲイン
調整部21a〜24aは、それぞれ2入力1出力端子を
有する切り換えスイッチS1 〜S4 に接続されている。
各切り換えスイッチS1 〜S4 の一方の入力端子aに
は、波形発生器15の信号線が接続されており、他方の
入力端子bには、反転増幅器で構成されている信号反転
部19の出力端子が接続されている。したがって、各切
り換えスイッチS1 〜S4 を入力端子a側または入力端
子b側に切り換えることによって、各補正部21〜24
に波形信号またはその反転した波形信号を入力するよう
になっている。なお、各切り換えスイッチS1 〜S
4 は、それぞれこの発明における切り換え手段に相当
し、信号反転部19は信号反転手段に相当する。The gain adjusters 21a to 24a on the input side of the correctors 21 to 24 are connected to changeover switches S 1 to S 4 having two input and one output terminals, respectively.
The signal line of the waveform generator 15 is connected to one input terminal a of each of the changeover switches S 1 to S 4 , and the other input terminal b is connected to the signal inverting section 19 of an inverting amplifier. Output terminal is connected. Therefore, by changing each of the changeover switches S 1 to S 4 to the input terminal a side or the input terminal b side, each of the correction units 21 to 24 is changed.
Is input with a waveform signal or its inverted waveform signal. Each of the changeover switches S 1 to S
Reference numerals 4 correspond to switching means in the present invention, and the signal inverting section 19 corresponds to signal inverting means.
【0027】次に、図4の波形図を参照して、各補正部
で生成された減衰波形信号および波形信号と減衰波形信
号とを合成した補正波形信号について説明する。なお、
図4は全ての切り換えスイッチを入力端子b側(反転し
た波形信号を入力する側)にした場合を示している。Next, the attenuated waveform signal generated by each correction unit and the corrected waveform signal obtained by combining the waveform signal and the attenuated waveform signal will be described with reference to the waveform diagram of FIG. In addition,
FIG. 4 shows a case where all the changeover switches are set to the input terminal b side (the side to which the inverted waveform signal is input).
【0028】図4(a)は、波形発生器15の波形信号
(方形波)を示している。この波形信号は、信号反転部
19によってその極性が反転される。そしてこの反転さ
れた波形信号は、切り換えスイッチS1 を介して1次補
正部21に入力される。図4(b)は、このとき1次補
正部21の出力に現れる減衰波形信号の一例を示してい
る。図中、符号Lは信号の電圧レベルを示し、tは電圧
レベルが例えば1/e(約36%)となる〔時定数に関
連する〕時間を示している。電圧レベルLは、ゲイン調
整部21aの可変抵抗R11を可変することで調整され、
時間tは、減衰波形信号生成部21bの可変抵抗R21を
可変することで調整される。図4(c)には2次補正部
22の出力に現れる減衰波形信号の一例を示し、図4
(d),図4(e)のそれぞれに3次補正部23,4次
補正部24の出力に現れる減衰波形信号の一例を示す。
そして、これらの減衰波形信号が補正波形信号生成部2
5で合成・増幅された補正波形信号の一例を図4(f)
に示す。FIG. 4A shows a waveform signal (square wave) of the waveform generator 15. The polarity of this waveform signal is inverted by the signal inverting section 19. And this inverted waveform signal is input to the primary correction unit 21 via the changeover switch S 1. FIG. 4B shows an example of an attenuated waveform signal appearing at the output of the primary correction unit 21 at this time. In the figure, reference symbol L indicates a signal voltage level, and t indicates a time (related to a time constant) at which the voltage level becomes, for example, 1 / e (about 36%). Voltage level L is adjusted by varying the variable resistance R 11 of the gain adjustment section 21a,
Time t is adjusted by varying the variable resistance R 21 of the attenuation waveform signal generating unit 21b. FIG. 4C shows an example of an attenuated waveform signal appearing at the output of the secondary correction unit 22.
(D) and FIG. 4 (e) show an example of an attenuated waveform signal appearing in the outputs of the tertiary corrector 23 and the fourth corrector 24, respectively.
Then, these attenuated waveform signals are output to the corrected waveform signal generator 2.
FIG. 4 (f) shows an example of the corrected waveform signal synthesized and amplified in FIG.
Shown in
【0029】以上のように構成された磁気共鳴断層撮影
装置では、装置の組立てを行った時点で次のような調整
を行う。まず、貫通孔3に傾斜磁場パルスの波形信号を
測定する計測器を、ほぼ被検体Mの位置するところに配
置する。そして波形発生器15から所定形状、例えば、
方形波の波形信号を出力し、このとき傾斜磁場コイルか
ら出力される傾斜磁場パルスの信号波形を観測する。こ
のとき観測された傾斜磁場パルスの信号波形には、図7
(b)のように方形波の立ち上がり部分がなまる(面積
S1 だけ欠如)とともに立ち下がり部分が尾を引いて
(面積S2 だけ増加)歪み(正向きの特性劣化)が生じ
たとする。これはインナーコイル141 の漏洩磁場を打
ち消すためにアウターコイル142 から照射された打ち
消し用磁場パルスの磁場強度が、漏洩磁場よりも小さい
ために漏洩磁場を完全に打ち消すことができず、そのた
め漏洩磁場が内容器10,第1熱シールド板11,第2
熱シールド板12を横切って渦電流が発生し、この渦電
流によって傾斜磁場パルスを妨げる向きの磁場が発生し
たためである。この場合には、補正回路20の切り換え
スイッチS1 〜S4 を入力端子a側に設定し、1次補正
部21ないし4次補正部24の各可変抵抗を調整し、補
正波形信号として図9(b)の補正波形信号が得られる
ように調整する。すると傾斜磁場パルスとしては、図9
(c)に示すように信号波形と同じ傾斜磁場パルスの波
形を得ることができる。すなわち、漏洩磁場による傾斜
磁場パルスの正向きの特性劣化を補正することができ
る。In the magnetic resonance tomography apparatus configured as described above, the following adjustments are made when the apparatus is assembled. First, a measuring instrument for measuring the waveform signal of the gradient magnetic field pulse is disposed in the through hole 3 almost at the position where the subject M is located. And from the waveform generator 15, a predetermined shape, for example,
A waveform signal of a square wave is output, and at this time, a signal waveform of a gradient magnetic field pulse output from the gradient magnetic field coil is observed. FIG. 7 shows the signal waveform of the gradient magnetic field pulse observed at this time.
The rising portion of the square wave is rounded pulling falling portion with (by the area S 1 lack) of the tail (increased by the area S 2) distortion (positive direction of the characteristic degradation) occurs as shown in (b). This magnetic field strength of the magnetic field pulse for canceling emitted from the outer coil 14 2 in order to cancel the leakage magnetic field of the inner coil 14 1 can not be canceled completely the leakage magnetic field to less than the leakage magnetic field, therefore leakage Magnetic field is inner container 10, first heat shield plate 11, second
This is because an eddy current is generated across the heat shield plate 12, and the eddy current generates a magnetic field in a direction that prevents the gradient magnetic field pulse. In this case, the changeover switches S 1 to S 4 of the correction circuit 20 are set to the input terminal a side, and the respective variable resistances of the primary correction unit 21 to the quaternary correction unit 24 are adjusted to obtain a correction waveform signal as shown in FIG. The adjustment is performed so that the corrected waveform signal of (b) is obtained. Then, as a gradient magnetic field pulse, FIG.
As shown in (c), the same gradient magnetic field pulse waveform as the signal waveform can be obtained. That is, it is possible to correct the forward characteristic deterioration of the gradient magnetic field pulse due to the leakage magnetic field.
【0030】次に、傾斜磁場パルスの観測された信号波
形には、図10のように方形波の立ち上がり部分がオー
バーシュート(面積S3 だけ増加)するとともに立ち下
がり部分がアンダーシュート(面積S4 だけ欠如)して
歪み(逆向きの特性劣化)が生じたとする。これはコイ
ルの組立て誤差などによって、インナーコイル141の
漏洩磁場を打ち消すためにアウターコイル142 から照
射された打ち消し用磁場パルスの磁場強度が、漏洩磁場
よりも大きいために打ち消し用磁場パルスが内容器1
0,第1熱シールド板11,第2熱シールド板12を横
切って渦電流が発生し、この渦電流によって傾斜磁場パ
ルスを強める向きの磁場が発生したためである。あるい
は、アウターコイル142 とインナーコイル141 の磁
場強度分布が異なって、同様の渦電流が発生したためで
ある。この場合には、補正回路20の切り換えスイッチ
S1 〜S4 を入力端子b側に設定し、1次補正回路21
ないし4次補正回路24の各可変抵抗を調整し、補正波
形信号として図4(f)の波形が得られるように調整す
る。すなわち、傾斜磁場パルスの立ち上がり部分で増加
した面積S3 に相当する面積S3 ’を予め差し引くとと
もに、立ち下がり部分で欠如した面積S4 に相当する面
積S4 ’を予め付加した補正波形信号を傾斜磁場電源3
0に与えるようにする。これによって打ち消し用磁場パ
ルスの磁場強度が強すぎて傾斜磁場パルスに生じる、オ
ーバーシュートやアンダーシュートである逆向きの特性
劣化を補正することができる。Next, in the signal waveform in which the gradient magnetic field pulse is observed, the rising portion of the square wave has an overshoot (increased by an area S 3 ) and the falling portion has an undershoot (an area S 4 ) as shown in FIG. ) And distortion (reverse characteristic degradation) occurs. It such as by assembling errors of the coil, the magnetic field intensity of the irradiated cancellation for magnetic field pulse from the outer coil 14 2 in order to cancel the leakage magnetic field of the inner coil 14 1, the magnetic field pulse for canceling the order is larger than the leakage magnetic field contents Vessel 1
This is because an eddy current is generated across the first heat shield plate 11 and the second heat shield plate 12, and the eddy current generates a magnetic field in a direction to strengthen the gradient magnetic field pulse. Alternatively, the outer coil 14 2 and the inner coil 14 1 of the magnetic field intensity distribution is different, because the same eddy current is generated. In this case, the changeover switches S 1 to S 4 of the correction circuit 20 are set to the input terminal b side, and the primary correction circuit 21
In addition, each variable resistor of the quaternary correction circuit 24 is adjusted so that the waveform of FIG. 4F is obtained as a correction waveform signal. In other words, 'with subtracting previously, the area S 4 corresponding to the area S 4 which lacks the falling portion' area S 3 corresponding to the area S 3 that is increased at the rising portion of the gradient magnetic field pulses to advance additional correction waveform signal Gradient magnetic field power supply 3
0. As a result, it is possible to correct the reverse characteristic deterioration such as overshoot or undershoot that occurs in the gradient magnetic field pulse due to the magnetic field intensity of the canceling magnetic field pulse being too strong.
【0031】次に、逆向きの特性劣化の実際的な補正手
順について図5を参照して説明する。この図は、傾斜磁
場パルスの観測波形を示している。Next, a practical procedure for correcting characteristic deterioration in the opposite direction will be described with reference to FIG. This figure shows the observation waveform of the gradient magnetic field pulse.
【0032】補正はパルスの立ち下がり部分に着目して
行い、時定数の長い領域、すなわち、立ち下がり部分か
ら離れた領域から順に調整を行うようにする。まず、立
ち下がり部分から近いところ(すなわち、時定数が短い
補正部に相当)から領域t3,t2 ,t1 とすると、領
域t1 は1次補正部21、領域t2 は2次補正部22、
領域t3 は3次補正部23での調整領域に相当する。そ
こで、まず1次補正部21の可変抵抗R11,R21を可変
して、領域t1 で斜めに尾を引いている波形信号が接地
レベルで水平となるように調整する。次いで、2次補正
部22の可変抵抗R12,R22を可変して、領域t2 で斜
めに尾を引いている波形信号が接地レベルで水平となる
ように調整する。さらに、3次補正部23の可変抵抗R
13,R23を可変して、同様に領域t3 を対象に調整す
る。最後に、4次補正部24の可変抵抗R14,R24を可
変して、立ち上がり/立ち下がり部分の調整や1次補正
部21ないし3次補正部23で調整しきれなかった波形
の調整を行う。The correction is performed by paying attention to the falling part of the pulse, and the adjustment is performed in order from a region having a long time constant, that is, a region apart from the falling part. First, assuming that regions t 3 , t 2 , and t 1 are close to the falling portion (that is, corresponding to a correction unit having a short time constant), the region t 1 is the primary correction unit 21 and the region t 2 is the secondary correction unit. Part 22,
The region t 3 corresponds to an adjustment region in the tertiary correction unit 23. Therefore, by varying the variable resistance R 11, R 21 of first primary correction unit 21, a waveform signal which is pulling the tail diagonally in the region t 1 is adjusted to be horizontal at the ground level. Next, the variable resistances R 12 and R 22 of the secondary correction unit 22 are varied to adjust the waveform signal that is obliquely trailing in the region t 2 so as to be horizontal at the ground level. Further, the variable resistor R of the third-order correcting unit 23
13, and the R 23 variable, and likewise adjusted to target a region t 3. Finally, the variable resistors R 14 and R 24 of the quaternary correction unit 24 are varied to adjust the rising / falling portions and the waveforms that could not be adjusted by the primary correction unit 21 to the tertiary correction unit 23. Do.
【0033】なお、上述の説明では正向きと逆向きの特
性劣化が別々に生じた場合を例に採って説明したが、ア
クティブシールド型傾斜磁場コイル14の組立て誤差に
起因して正逆両方向の漏洩磁場が分布して存在すること
により、図5の二点鎖線で示すように両特性劣化が同時
に発生する場合がある。この図では、強い逆向きの特性
劣化と弱い正向きの特性劣化が同時に生じた場合の傾斜
磁場パルスの波形信号を示している。このような場合に
は、各切り換えスイッチS1 〜S4 を入力端子a側(正
向きの特性劣化)または入力端子b側(逆向きの特性劣
化)に適宜に切り換えて調整を行うようにすればよい。In the above description, the case where the characteristic deterioration in the forward direction and the reverse direction has occurred separately has been described as an example. However, due to the assembly error of the active shield type gradient coil 14, both the forward and reverse directions are deteriorated. Due to the distributed existence of the leakage magnetic field, both characteristics may deteriorate at the same time as shown by the two-dot chain line in FIG. This figure shows a waveform signal of a gradient magnetic field pulse when strong reverse characteristic deterioration and weak positive characteristic deterioration occur simultaneously. In such a case, be to perform appropriately switched adjusted to the changeover switch S 1 to S 4 of the input terminal a side or the input terminal b side (positive direction characteristic degradation) (reverse characteristic degradation) I just need.
【0034】なお、本実施例では補正回路20に4つの
補正部(1次補正部21〜4次補正部24)を設けるよ
うにしたが、特性劣化の度合いや所望する補正の程度に
よっては1つの補正部でもよく、また5つ以上の補正部
を設けるようにしてもよい。In this embodiment, the correction circuit 20 is provided with four correction units (primary correction units 21 to 24). However, depending on the degree of characteristic deterioration and the degree of desired correction, one correction unit may be used. One correction unit may be provided, or five or more correction units may be provided.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、波形発生器からの波形信号が信号反転手段
に入力されるように切り換え手段を切り換えて、波形信
号の極性を反転し、減衰波形信号生成手段は、この極性
が反転した波形信号に基づいて打ち消し用磁場パルスの
強度が漏洩磁場の強度よりも小さい場合(正向きの特性
劣化が生じる場合)とは逆向きであって、波形信号とは
異なる時定数の減衰波形信号を生成する。そして補正波
形信号生成手段は、波形信号と減衰波形信号とに基づく
補正波形信号を生成し、これを第1傾斜磁場コイルに与
えることによって、第1傾斜磁場コイルの傾斜磁場パル
スと同じ向きの〔第2傾斜磁場コイルの打ち消し用磁場
パルスで発生する渦電流による〕磁場に起因する傾斜磁
場パルスの波形歪みを補正することができる。したがっ
て、アクティブシールド型傾斜磁場コイルによって傾斜
磁場パルスに逆向きの特性劣化が発生しても、その特性
劣化を補正することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the switching means is switched so that the waveform signal from the waveform generator is input to the signal inversion means, and the polarity of the waveform signal is inverted. The attenuated waveform signal generating means is in the opposite direction to the case where the intensity of the canceling magnetic field pulse is smaller than the intensity of the leakage magnetic field (when the forward characteristic degradation occurs) based on the inverted waveform signal. , And generates an attenuated waveform signal having a time constant different from that of the waveform signal. Then, the correction waveform signal generation means generates a correction waveform signal based on the waveform signal and the attenuation waveform signal, and supplies the correction waveform signal to the first gradient magnetic field coil, thereby generating a correction waveform signal having the same direction as the gradient magnetic field pulse of the first gradient magnetic field coil. The waveform distortion of the gradient magnetic field pulse due to the magnetic field can be corrected by the eddy current generated by the canceling magnetic field pulse of the second gradient magnetic field coil. Therefore, even if the characteristics of the gradient magnetic field pulse are reversed in the opposite direction due to the active shield type gradient coil, the characteristic degradation can be corrected.
【図1】実施例に係る磁気共鳴断層撮影装置の概略構成
を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a magnetic resonance tomography apparatus according to an embodiment.
【図2】実施例に係る低温容器の縦断面図および制御回
路のブロック図を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a vertical cross-sectional view of a cryogenic container and a block diagram of a control circuit according to the embodiment.
【図3】実施例に係る補正回路の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a correction circuit according to the embodiment.
【図4】補正回路の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of a correction circuit.
【図5】特性劣化の補正手順の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram provided for describing a procedure for correcting characteristic deterioration.
【図6】従来例に係る低温容器の縦断面図である。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a low-temperature container according to a conventional example.
【図7】正向きの特性劣化の説明に供する図である。FIG. 7 is a diagram provided to explain forward characteristic deterioration.
【図8】従来例に係る補正回路の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a correction circuit according to a conventional example.
【図9】正向きの特性劣化の補正の説明に供する図であ
る。FIG. 9 is a diagram for explaining correction of characteristic deterioration in a forward direction;
【図10】逆向きの特性劣化の説明に供する図である。FIG. 10 is a diagram provided for explaining characteristic deterioration in the opposite direction.
14 … 傾斜磁場コイル 141 … インナーコイル 142 … アウターコイル 15 … 波形発生器 19 … 信号反転部 20 … 補正回路 21 … 1次補正部 22 … 2次補正部 23 … 3次補正部 24 … 4次補正部 25 … 補正波形信号生成部 21a,22a,23a,24a … ゲイン調整部 21b,22b,23b,24b … 減衰波形信号生
成部 30 … 傾斜磁場電源14 ... gradient magnetic field coil 14 1 ... inner coil 14 2 ... outer coil 15 ... waveform generator 19 ... signal inversion unit 20 ... correction circuit 21 ... primary correction unit 22 ... secondary correction unit 23 ... tertiary correction unit 24 ... 4 Next correction unit 25 ... Correction waveform signal generation unit 21a, 22a, 23a, 24a ... Gain adjustment unit 21b, 22b, 23b, 24b ... Attenuation waveform signal generation unit 30 ... Gradient magnetic field power supply
Claims (1)
温寒剤中に浸漬された超電導マグネットによって発生し
た静磁場中に、波形発生器からの所定形状の波形信号に
基づく傾斜磁場パルスを発生する第1傾斜磁場コイル
と、前記第1傾斜磁場コイルに付設されて、前記第1傾
斜磁場コイルの外方に発生する漏洩磁場を打ち消すため
に前記漏洩磁場とは逆向きの打ち消し用磁場パルスを発
生する第2傾斜磁場コイルとからなるアクティブシール
ド型傾斜磁場コイルを備えるとともに、前記波形信号に
基づいてこれと異なる時定数の減衰波形信号を減衰波形
信号生成手段で生成し、前記波形信号と前記減衰波形信
号とに基づく補正波形信号を補正波形信号生成手段で生
成し、この生成された補正波形信号を前記第1傾斜磁場
コイルに与えることによって、前記第1傾斜磁場コイル
の漏洩磁場に起因する前記傾斜磁場パルスの波形歪みを
補正する補正回路を備えた磁気共鳴断層撮影装置におい
て、前記補正回路は、前記波形発生器からの波形信号の
極性を反転する信号反転手段と、前記波形発生器と前記
減衰波形信号生成手段との間に介在して、前記波形発生
器からの波形信号と前記反転した波形信号とを切り換え
て前記減衰波形信号生成手段に入力する切り換え手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴断層撮影装置。1. A gradient magnetic field pulse based on a waveform signal of a predetermined shape from a waveform generator is generated in a static magnetic field generated by a superconducting magnet immersed in a cryogenic refrigerant in an inner container covered with a heat shield plate. A first gradient magnetic field coil that is generated, and a canceling magnetic field pulse that is attached to the first gradient magnetic field coil and that is opposite to the leakage magnetic field to cancel a leakage magnetic field that is generated outside the first gradient magnetic field coil. And an active shield type gradient magnetic field coil comprising a second gradient magnetic field coil for generating an attenuated waveform signal, wherein an attenuated waveform signal having a different time constant is generated by an attenuated waveform signal generating means based on the waveform signal, and Generating a correction waveform signal based on the attenuation waveform signal by a correction waveform signal generating means, and applying the generated correction waveform signal to the first gradient coil. Therefore, in a magnetic resonance tomography apparatus having a correction circuit for correcting waveform distortion of the gradient magnetic field pulse caused by a leakage magnetic field of the first gradient magnetic field coil, the correction circuit includes a correction circuit for converting a waveform signal from the waveform generator. Signal inverting means for inverting the polarity, and interposing between the waveform generator and the attenuated waveform signal generating means, switching between the waveform signal from the waveform generator and the inverted waveform signal to produce the attenuated waveform signal A magnetic resonance tomography apparatus comprising: a switching unit for inputting to the generation unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228951A JP2833488B2 (en) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | Magnetic resonance tomography equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228951A JP2833488B2 (en) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | Magnetic resonance tomography equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0866383A JPH0866383A (en) | 1996-03-12 |
| JP2833488B2 true JP2833488B2 (en) | 1998-12-09 |
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ID=16884421
Family Applications (1)
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| JP6228951A Expired - Fee Related JP2833488B2 (en) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | Magnetic resonance tomography equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833488B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5010623B2 (en) * | 2009-02-09 | 2012-08-29 | 株式会社東芝 | Coil device for magnetic resonance diagnostic equipment |
-
1994
- 1994-08-29 JP JP6228951A patent/JP2833488B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0866383A (en) | 1996-03-12 |
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