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JP5122864B2 - RF coil drive circuit and MRI apparatus - Google Patents
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Description

本発明は、RF(Radio Frequency)コイル駆動回路およびMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。詳しくは、パワーアンプ(Power Amplifier)の消費電力を低減できるRFコイル(Coil)駆動回路、およびそのRFコイル駆動回路を用いたMRI装置に関する。   The present invention relates to an RF (Radio Frequency) coil driving circuit and an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. More specifically, the present invention relates to an RF coil (Coil) driving circuit capable of reducing power consumption of a power amplifier, and an MRI apparatus using the RF coil driving circuit.

携帯電話や無線LAN(Local Area Network)では、バッテリ(Battery)駆動という制限があるため、RFアナログ(Analog)回路の低消費電力化が強く望まれている。RFアナログ回路では、特にパワーアンプの消費電力が大きく、その消費電力を低減することができれば、低消費電力化に効果的である。   In cellular phones and wireless LANs (Local Area Networks), there is a limitation of battery driving, and thus low power consumption of RF analog circuits is strongly desired. In the RF analog circuit, if the power consumption of the power amplifier is particularly large and the power consumption can be reduced, it is effective for reducing the power consumption.

そこで、基地局や無線LANまでの距離が近ければRF送信信号が弱くても通信できることに着目し、基地局や無線LANまでの距離に応じてRF送信信号の強度を調整することが行われる。
しかし、パワーアンプで消費される電力は、RFコイルから送信されるRF送信信号の電力とパワーアンプの電源電圧と直流バイアス(Bias)電圧で決まる。また、RFコイルから送信されるRF送信信号の電力に応じて必要な電源電圧と直流バイアス電圧は異なる。
このため、パワーアンプから出力されるRF送信信号の電力または振幅を検出し、その電力または振幅に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧が調整される(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, paying attention to the fact that communication is possible even if the RF transmission signal is weak if the distance to the base station or the wireless LAN is short, the intensity of the RF transmission signal is adjusted according to the distance to the base station or the wireless LAN.
However, the power consumed by the power amplifier is determined by the power of the RF transmission signal transmitted from the RF coil, the power supply voltage of the power amplifier, and the DC bias (Bias) voltage. Further, the necessary power supply voltage and the DC bias voltage are different depending on the power of the RF transmission signal transmitted from the RF coil.
Therefore, the power or amplitude of the RF transmission signal output from the power amplifier is detected, and the power supply voltage and bias voltage supplied to the power amplifier are adjusted according to the power or amplitude (see, for example, Patent Document 1). .

MRI装置では、RFコイルから送信されるRF送信信号の電力が大きいため、RF送信信号を増幅するパワーアンプの消費電力が大きい。MRI装置にはバッテリ駆動という制限はないが、MRI装置でも携帯電話や無線LANと同様にパワーアンプの低消費電力化が重要である。
なお、MRI装置では、RFコイルから送信されるRF送信信号はRFパルス(Pulse)とも呼ばれる。以下では、MRI装置において、RFコイルから送信されるRF送信信号をRFパルスという。
米国特許6,148,220号明細書
In the MRI apparatus, since the power of the RF transmission signal transmitted from the RF coil is large, the power consumption of the power amplifier that amplifies the RF transmission signal is large. The MRI apparatus is not limited to battery drive, but it is important to reduce the power consumption of the power amplifier in the MRI apparatus as well as the mobile phone and the wireless LAN.
In the MRI apparatus, the RF transmission signal transmitted from the RF coil is also called an RF pulse (Pulse). Hereinafter, in the MRI apparatus, an RF transmission signal transmitted from the RF coil is referred to as an RF pulse.
US Pat. No. 6,148,220

MRI装置では、撮像される患者の体重、RFコイルの大きさ、撮像対象である患部の体表からの深さ等によって撮像するために必要なRFパルスの強度が変わる。例えば、頭部用コイルや手首コイルから送信されるRFパルスの電力は、ボディコイル(Body Coil)から送信されるRFパルスの電力よりも小さい。そこで、パワーアンプの消費電力を低減するという観点から撮像するために必要なRFパルスの電力に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧を調整することが望ましい。   In the MRI apparatus, the intensity of the RF pulse necessary for imaging varies depending on the weight of the patient to be imaged, the size of the RF coil, the depth from the body surface of the affected area to be imaged, and the like. For example, the power of the RF pulse transmitted from the head coil or the wrist coil is smaller than the power of the RF pulse transmitted from the body coil. Therefore, it is desirable to adjust the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier according to the power of the RF pulse necessary for imaging from the viewpoint of reducing the power consumption of the power amplifier.

また、RFパルスの電力が小さいときには、パワーアンプの電源電圧も小さくて良いが、電源電圧と直流バイアス電圧がRFパルスの電力が最大のときと同一であると、余分な熱が発生する。この無駄に発生する熱を冷やすためにパワーアンプを冷却する必要がある。パワーアンプの発熱を抑えるという観点からも撮像するために必要なRFパルスの電力に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧を調整することが望ましい。   When the power of the RF pulse is small, the power supply voltage of the power amplifier may be small. However, if the power supply voltage and the DC bias voltage are the same as when the power of the RF pulse is the maximum, extra heat is generated. In order to cool this wasteful heat, the power amplifier needs to be cooled. From the viewpoint of suppressing heat generation of the power amplifier, it is desirable to adjust the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier according to the power of the RF pulse necessary for imaging.

しかし、パワーアンプは電源電圧が変わると利得が変わる。すなわち、パワーアンプは、入力される信号の振幅が同じであっても電源電圧が低下すると、増幅された出力信号の振幅が減少する。また、パワーアンプの利得は、温度等周囲の環境の影響によっても変化する。   However, the gain of the power amplifier changes as the power supply voltage changes. That is, the power amplifier decreases the amplitude of the amplified output signal when the power supply voltage decreases even if the amplitude of the input signal is the same. The gain of the power amplifier also changes due to the influence of the surrounding environment such as temperature.

以上から、RFコイルから送信されるRFパルスの電力に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧を調整することができ、電源電圧等の変動によるパワーアンプの利得の変化を補償して撮像するために必要な電力のRFパルスをRFコイルに印加できるRFコイル駆動回路、およびそのRFコイル駆動回路を用いたMRI装置が要望されている。   From the above, it is possible to adjust the power supply voltage and bias voltage supplied to the power amplifier according to the power of the RF pulse transmitted from the RF coil, and to compensate for changes in the gain of the power amplifier due to fluctuations in the power supply voltage etc. There is a demand for an RF coil driving circuit that can apply an RF pulse of power necessary for imaging to an RF coil, and an MRI apparatus using the RF coil driving circuit.

本発明のRFコイル駆動回路は、出力する電源電圧の大きさを変更できる可変電圧電源部と、RF送信信号を生成するRF送信信号生成部と、供給される前記電源電圧が低下すると消費電力が減少し、前記電源電圧が変化すると利得が変化し、当該変化した利得で前記RF送信信号を増幅してRFコイルに印加する増幅部と、前記RFコイルに印加されるRF送信信号の電力または振幅を検出する検出部と、電力目標値または振幅目標値と前記検出された電力または振幅が一致するように前記増幅部に入力されるRF送信信号の振幅を調整する振幅調整部とを有し、前記電源電圧が変化すると、前記増幅部に入力されるRF送信信号の振幅が調整され、前記RFコイルに印加されるRF送信信号の電力または振幅が電力目標値または振幅目標値に近づく。   The RF coil drive circuit according to the present invention includes a variable voltage power supply unit that can change the magnitude of the output power supply voltage, an RF transmission signal generation unit that generates an RF transmission signal, and power consumption when the supplied power supply voltage decreases. When the power supply voltage is decreased, the gain is changed. The amplification unit that amplifies the RF transmission signal with the changed gain and applies the RF transmission signal to the RF coil; and the power or amplitude of the RF transmission signal applied to the RF coil A detection unit that detects a power target value or an amplitude target value, and an amplitude adjustment unit that adjusts an amplitude of an RF transmission signal input to the amplification unit so that the detected power or amplitude matches. When the power supply voltage changes, the amplitude of the RF transmission signal input to the amplification unit is adjusted, and the power or amplitude of the RF transmission signal applied to the RF coil is the power target value or the amplitude target. Closer to.

好ましくは、本発明のRFコイル駆動回路は、前記可変電圧電源部が、直流定電圧を出力する直流定電圧源と、当該直流定電圧を当該直流定電圧より低い直流電圧に変換するDC−DCコンバータを含む。   Preferably, in the RF coil driving circuit of the present invention, the variable voltage power supply unit outputs a DC constant voltage source that outputs a DC constant voltage, and a DC-DC that converts the DC constant voltage to a DC voltage lower than the DC constant voltage. Includes converter.

好ましくは、本発明のRFコイル駆動回路は、前記可変電圧電源部が、前記直流定電圧を前記DC−DCコンバータに供給して前記DC−DCコンバータに前記直流定電圧より低い直流電圧を前記電源電圧として出力させるか、または前記DC−DCコンバータを停止させて前記直流定電圧を前記電源電圧として出力させるか選択する選択部を含む。   Preferably, in the RF coil drive circuit of the present invention, the variable voltage power supply unit supplies the DC constant voltage to the DC-DC converter, and supplies the DC-DC converter with a DC voltage lower than the DC constant voltage. A selection unit configured to select whether to output as a voltage or to stop the DC-DC converter and output the DC constant voltage as the power supply voltage;

好ましくは、本発明のRFコイル駆動回路は、前記増幅部が、直流バイアス電圧を低下させると消費電力が減少するパワーアンプである。   Preferably, the RF coil driving circuit of the present invention is a power amplifier in which power consumption is reduced when the amplifying unit lowers a DC bias voltage.

好ましくは、本発明のRFコイル駆動回路は、前記直流バイアス電圧を前記電源電圧に応じた電圧に調整するバイアス電圧調整部を有する。   Preferably, the RF coil driving circuit of the present invention includes a bias voltage adjusting unit that adjusts the DC bias voltage to a voltage corresponding to the power supply voltage.

また、本発明のMRI装置は、RFパルスを送信するRFコイルと、前記RFコイルに前記RFパルスを印加するRFコイル駆動回路とを有し、前記RFコイル駆動回路が、出力する電源電圧の大きさを変更できる可変電圧電源部と、RFパルスを生成するRFパルス生成部と、供給される前記電源電圧が低下すると消費電力が減少し、前記電源電圧が変化すると利得が変化し、当該変化した利得で前記RFパルスを増幅してRFコイルに印加する増幅部と、前記RFコイルに印加されるRFパルスの電力または振幅を検出する検出部と、電力目標値または振幅目標値と前記検出された電力または振幅が一致するように前記増幅部に入力されるRFパルスの振幅を調整する振幅調整部とを含み、前記電源電圧が変化すると、前記増幅部に入力されるRFパルスの振幅が調整され、前記RFコイルに印加されるRFパルスの電力または振幅が電力目標値または振幅目標値に近づく。   The MRI apparatus of the present invention includes an RF coil that transmits an RF pulse, and an RF coil drive circuit that applies the RF pulse to the RF coil, and the RF coil drive circuit outputs a power supply voltage that is output from the RF coil. A variable voltage power supply unit that can change the length, an RF pulse generation unit that generates an RF pulse, and when the supplied power supply voltage decreases, power consumption decreases, and when the power supply voltage changes, a gain changes and the change An amplification unit that amplifies the RF pulse with a gain and applies it to the RF coil, a detection unit that detects power or amplitude of the RF pulse applied to the RF coil, a power target value or an amplitude target value, and the detected An amplitude adjustment unit that adjusts the amplitude of the RF pulse input to the amplification unit so that the power or the amplitude matches, and when the power supply voltage changes, the input to the amplification unit The amplitude of the RF pulse is to adjust the power or amplitude of the RF pulses applied to the RF coil approaches the power target value or amplitude target value.

好ましくは、本発明のMRI装置は、前記可変電圧電源部が、直流定電圧を出力する直流定電圧源と、当該直流定電圧を当該直流定電圧より低い直流電圧に変換するDC−DCコンバータを含む。   Preferably, in the MRI apparatus of the present invention, the variable voltage power supply unit includes a DC constant voltage source that outputs a DC constant voltage, and a DC-DC converter that converts the DC constant voltage to a DC voltage lower than the DC constant voltage. Including.

好ましくは、本発明のMRI装置は、前記可変電圧電源部が、前記直流定電圧を前記DC−DCコンバータに供給して前記DC−DCコンバータに前記直流定電圧より低い直流電圧を前記電源電圧として出力させるか、または前記DC−DCコンバータを停止させて前記直流定電圧を前記電源電圧として出力させるか選択する選択部を含む。   Preferably, in the MRI apparatus of the present invention, the variable voltage power supply unit supplies the DC constant voltage to the DC-DC converter, and the DC-DC converter uses a DC voltage lower than the DC constant voltage as the power supply voltage. And a selection unit that selects whether to output the DC constant voltage as the power supply voltage by stopping the DC-DC converter.

好ましくは、本発明のMRI装置は、前記増幅部が、直流バイアス電圧を低下させると消費電力が減少するパワーアンプである。   Preferably, the MRI apparatus of the present invention is a power amplifier in which power consumption is reduced when the amplifying unit lowers a DC bias voltage.

好ましくは、本発明のMRI装置は、前記直流バイアス電圧を前記電源電圧に応じた電圧に調整するバイアス電圧調整部を有する。   Preferably, the MRI apparatus of the present invention includes a bias voltage adjustment unit that adjusts the DC bias voltage to a voltage corresponding to the power supply voltage.

以上のように、本発明によれば、RFコイルから送信されるRFパルスの電力に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧を調整することができ、電源電圧等の変動によるパワーアンプの利得の変化を補償して撮像するために必要な電力のRFパルスをRFコイルに印加することができる。   As described above, according to the present invention, the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier can be adjusted according to the power of the RF pulse transmitted from the RF coil, and the power amplifier due to fluctuations in the power supply voltage or the like Thus, an RF pulse having a power necessary for imaging while compensating for a change in gain can be applied to the RF coil.

図1は、MRI装置を示す図である。MRI装置10は、図1に示すように、マグネットシステム(Magnet System)11、クレードル(Cradle)12、傾斜磁場駆動回路13、RFコイル駆動回路14、データ収集回路15、制御部16、オペレータコンソール(Operator Console)17を有している。   FIG. 1 is a diagram showing an MRI apparatus. As shown in FIG. 1, the MRI apparatus 10 includes a magnet system 11, a cradle 12, a gradient magnetic field drive circuit 13, an RF coil drive circuit 14, a data collection circuit 15, a control unit 16, an operator console ( (Operator Console) 17.

マグネットシステム11は、図1に示すように、概ね円柱状の内部空間(ボア、Bore)111を有し、ボア111内には、クッション(Cushion)を介して被検体20を載せたクレードル12が図示しない搬送部によって搬入される。   As shown in FIG. 1, the magnet system 11 has a generally cylindrical inner space (Bore) 111, and a cradle 12 on which the subject 20 is placed via a cushion is placed in the bore 111. It is carried in by a transport unit (not shown).

マグネットシステム11内には、図1に示すように、ボア111内のマグネットセンタ(Magnet Center、走査する中心位置)の周囲に、静磁場発生部112、傾斜磁場コイル部113、及びRFコイル部114が配置されている。   In the magnet system 11, as shown in FIG. 1, a static magnetic field generation unit 112, a gradient magnetic field coil unit 113, and an RF coil unit 114 are arranged around a magnet center (Magnet Center, center position for scanning) in the bore 111. Is arranged.

静磁場発生部112は、ボア111内に静磁場を形成する。静磁場の方向は、例えば、被検体20の体軸方向と平行である。ただし、静磁場の方向は被検体20の体軸方向と垂直であっても良い。   The static magnetic field generator 112 generates a static magnetic field in the bore 111. The direction of the static magnetic field is, for example, parallel to the body axis direction of the subject 20. However, the direction of the static magnetic field may be perpendicular to the body axis direction of the subject 20.

傾斜磁場コイル部113は、RFコイル部114が受信する磁気共鳴信号に3次元の位置情報を持たせるために、静磁場発生部112が形成した静磁場の強度に勾配を付ける傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル部113が発生する傾斜磁場は、スライス(Slice)選択傾斜磁場、周波数エンコード(Encode)傾斜磁場及び位相エンコード傾斜磁場の3種類であり、これら3種類の傾斜磁場に対応して傾斜磁場コイル部113は3系統の傾斜磁場コイルを有する。   The gradient magnetic field coil unit 113 generates a gradient magnetic field that gives a gradient to the strength of the static magnetic field formed by the static magnetic field generation unit 112 so that the magnetic resonance signal received by the RF coil unit 114 has three-dimensional position information. . There are three types of gradient magnetic fields generated by the gradient magnetic field coil unit 113: a slice selection gradient magnetic field, a frequency encoding (Encode) gradient magnetic field, and a phase encoding gradient magnetic field. The coil unit 113 has three types of gradient magnetic field coils.

RFコイル部114は、RFパルスを送信し、静磁場発生部112が形成した静磁場空間内で被検体20の体内のプロトン(Proton)のスピン(Spin)を励起して磁気共鳴信号を発生させる。また、RFコイル部114は、被検体20の発する磁気共鳴信号を受信する。なお、RFコイル部114は、送信用RFコイルと受信用RFコイルを別々に設ける構造であっても良いし、RFパルスの送信と磁気共鳴信号の受信を同じRFコイルで行う構造であっても良い。   The RF coil unit 114 transmits an RF pulse, and generates a magnetic resonance signal by exciting protons (Spin) in the body of the subject 20 in the static magnetic field space formed by the static magnetic field generation unit 112. . Further, the RF coil unit 114 receives a magnetic resonance signal emitted from the subject 20. The RF coil unit 114 may have a structure in which a transmission RF coil and a reception RF coil are separately provided, or may have a structure in which transmission of an RF pulse and reception of a magnetic resonance signal are performed by the same RF coil. good.

傾斜磁場駆動回路13は、制御部16の指示に基づいて駆動信号DRを傾斜磁場コイル部113に与えて傾斜磁場を発生させる。傾斜磁場駆動回路13は、傾斜磁場コイル部113の3系統の傾斜磁場コイルに対応して、図示しない3系統の駆動回路を有する。   The gradient magnetic field drive circuit 13 gives a drive signal DR to the gradient magnetic field coil unit 113 based on an instruction from the control unit 16 to generate a gradient magnetic field. The gradient magnetic field drive circuit 13 has three drive circuits (not shown) corresponding to the three gradient magnetic field coils of the gradient coil unit 113.

RFコイル駆動回路14は、後述するRFパルス生成回路とパワーアンプを含んでいる。RFパルス生成回路はRFパルスを生成し、パワーアンプはオペレータコンソール17から指定される送信条件に従ってRFパルスを増幅する。送信条件は、例えば、パワーアンプの電源電圧とRFコイル部114に印加されるRFパルスの電力の目標値である。増幅されたRFパルスはRFコイル部114に与えられる。   The RF coil drive circuit 14 includes an RF pulse generation circuit and a power amplifier, which will be described later. The RF pulse generation circuit generates an RF pulse, and the power amplifier amplifies the RF pulse in accordance with a transmission condition specified from the operator console 17. The transmission condition is, for example, the target value of the power voltage of the power amplifier and the power of the RF pulse applied to the RF coil unit 114. The amplified RF pulse is applied to the RF coil unit 114.

データ(Data)収集回路15は、RFコイル部114によって受信された磁気共鳴信号を取り込み、デジタル(Digital)信号に変換してオペレータコンソール17のデータ処理部171に出力する。   The data (Data) collection circuit 15 takes in the magnetic resonance signal received by the RF coil unit 114, converts it into a digital signal, and outputs it to the data processing unit 171 of the operator console 17.

制御部16は、所定のパルスシーケンス(Pulse Sequence)に従って傾斜磁場駆動回路13とRFコイル駆動回路14を制御し、駆動信号DRとRFパルスを生成させる。更に、制御部16は、データ収集回路15を制御する。   The control unit 16 controls the gradient magnetic field drive circuit 13 and the RF coil drive circuit 14 according to a predetermined pulse sequence (Pulse Sequence), and generates a drive signal DR and an RF pulse. Further, the control unit 16 controls the data collection circuit 15.

オペレータコンソール17は、図1に示すように、データ処理部171、画像データベース(Data Base)172、操作部173、及び表示部174を有している。
データ処理部171は、MRI装置10全体の制御や画像再構成処理等を行う。データ処理部171には、制御部16が接続されており、データ処理部171は制御部16を統括する。
また、データ処理部171には、画像データベース172、操作部173、及び表示部174が接続されている。画像データベース172は、例えば記録再生可能なハードディスク(Hard Disk)装置等を含み、再構成された再構成画像データ等を記録する。操作部173はキーボード(Keyboard)やマウス(Mouse)等を含み、表示部174はグラフィックディスプレイ(Graphic Display)等を含んでいる。
As shown in FIG. 1, the operator console 17 includes a data processing unit 171, an image database (Data Base) 172, an operation unit 173, and a display unit 174.
The data processing unit 171 performs overall control of the MRI apparatus 10, image reconstruction processing, and the like. A control unit 16 is connected to the data processing unit 171, and the data processing unit 171 controls the control unit 16.
In addition, an image database 172, an operation unit 173, and a display unit 174 are connected to the data processing unit 171. The image database 172 includes, for example, a hard disk (Hard Disk) device that can be recorded and reproduced, and records the reconstructed reconstructed image data and the like. The operation unit 173 includes a keyboard, a mouse, and the like, and the display unit 174 includes a graphic display.

図2は、本発明の一実施形態に係るRFコイル駆動回路の例を示すブロック図である。
RFコイル駆動回路14Aは、可変電圧電源回路31Aと、RFパルス生成回路32と、パワーアンプ33と、バイアス電圧調整部34と、振幅調整部35と、検出回路36とを有している。RFコイル駆動回路14Aは、図1のRFコイル駆動回路14の一例である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an RF coil driving circuit according to an embodiment of the present invention.
The RF coil drive circuit 14A includes a variable voltage power supply circuit 31A, an RF pulse generation circuit 32, a power amplifier 33, a bias voltage adjustment unit 34, an amplitude adjustment unit 35, and a detection circuit 36. The RF coil drive circuit 14A is an example of the RF coil drive circuit 14 of FIG.

可変電圧電源回路31Aは、直流定電圧源311とDC−DCコンバータ(Direct−Current−to−Direct−Current Converter)312を含んでいる。
オペレータコンソール17から制御部16を介して電源電圧の電圧値が指定されると、可変電圧電源回路31Aは指定された電圧値の電源電圧を生成し、パワーアンプ33に供給する。直流定電圧源311は直流の定電圧をDC−DCコンバータ312に供給する。DC−DCコンバータ312は、供給される直流定電圧をより低い直流電圧に変換する。変換された直流電圧は、パワーアンプ33に電源電圧として供給される。電源電圧を下げることによって、パワーアンプ33の消費電力を減少させることができる。
The variable voltage power supply circuit 31 </ b> A includes a DC constant voltage source 311 and a DC-DC converter (Direct-Current-to-Direct-Current Converter) 312.
When the voltage value of the power supply voltage is specified from the operator console 17 via the control unit 16, the variable voltage power supply circuit 31 </ b> A generates a power supply voltage of the specified voltage value and supplies it to the power amplifier 33. The DC constant voltage source 311 supplies a DC constant voltage to the DC-DC converter 312. The DC-DC converter 312 converts the supplied DC constant voltage into a lower DC voltage. The converted DC voltage is supplied to the power amplifier 33 as a power supply voltage. By reducing the power supply voltage, the power consumption of the power amplifier 33 can be reduced.

図3は、RFパルス生成回路の一例を示すブロック図である。
RFパルス生成回路32は、ダイレクトデジタルシンセサイザ(Direct Digital Synthesizer、以下、DDSという。)41と、包絡線信号生成器42と、デジタルミキサ(Digital Mixer)43と、デジタル/アナログ変換器(Digital−to−Analog Converter、以下、D/A変換器という。)44と、ローパスフィルタ(Low−Pass Filter、以下、LPFという。)45とを有している。
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of an RF pulse generation circuit.
The RF pulse generation circuit 32 includes a direct digital synthesizer (hereinafter referred to as DDS) 41, an envelope signal generator 42, a digital mixer (Digital Mixer) 43, and a digital / analog converter (Digital-to-digital converter). -Analog Converter (hereinafter referred to as D / A converter) 44 and a low-pass filter (hereinafter referred to as LPF) 45.

DDS41は、位相記憶部411と位相累算部412と波形テーブル(Table)413を含む。
位相記憶部411には位相増加量が記憶されている。位相累算部412は、クロック(Clock)周期ごとに位相増加量を加算することによって、累算位相を計算する。ここで、クロック周期はD/A変換器44のサンプリング(Sampling)周波数の逆数である。累算位相は波形テーブル413に入力される。
波形テーブル413は、例えば、ROM(Read Only Memory)で構成され、累算位相に対応する搬送波信号のデジタル値が記憶されている。累算位相はROMのアドレス(Address)に入力され、ROMからはそのアドレスに記憶されている搬送波信号のデジタル値が出力される。
包絡線信号生成器42は包絡線信号を生成する。デジタルミキサ43は、搬送波信号を包絡線信号で変調し、所定の帯域幅を持ったRFパルス信号を生成する。
RFパルス信号は、D/A変換器44によってアナログのRFパルスに変換される。D/A変換器44から出力されるRFパルスは高調波を含んでいるため、LPF45によって高調波成分が除去される。
The DDS 41 includes a phase storage unit 411, a phase accumulation unit 412, and a waveform table (Table) 413.
The phase storage unit 411 stores a phase increase amount. The phase accumulation unit 412 calculates an accumulation phase by adding a phase increase amount for each clock period. Here, the clock cycle is the reciprocal of the sampling frequency of the D / A converter 44. The accumulated phase is input to the waveform table 413.
The waveform table 413 is composed of, for example, a ROM (Read Only Memory), and stores a digital value of a carrier wave signal corresponding to the accumulated phase. The accumulated phase is input to the address (Address) of the ROM, and the digital value of the carrier wave signal stored at the address is output from the ROM.
The envelope signal generator 42 generates an envelope signal. The digital mixer 43 modulates the carrier wave signal with the envelope signal, and generates an RF pulse signal having a predetermined bandwidth.
The RF pulse signal is converted into an analog RF pulse by the D / A converter 44. Since the RF pulse output from the D / A converter 44 includes harmonics, the LPF 45 removes the harmonic components.

パワーアンプ33は、RFパルス生成回路32から出力されるRFパルスを増幅する。パワーアンプ33によって増幅されたRFパルスはRFコイルに印加される。MRI装置10ではパワーアンプ33によって増幅される前と増幅された後でRFパルスの波形が保たれていることが重要である。RFパルスの波形がひずむと、再構成画像にアーチファクト(Artifact)が生じる等の不都合が生じる。
一方、A級アンプ(Amplifier)は、広い入出力範囲において線形に動作するため、波形ひずみの問題が生じない。このため、MRI装置10のパワーアンプ33にはA級アンプが用いられることが多い。
The power amplifier 33 amplifies the RF pulse output from the RF pulse generation circuit 32. The RF pulse amplified by the power amplifier 33 is applied to the RF coil. In the MRI apparatus 10, it is important that the RF pulse waveform is maintained before and after being amplified by the power amplifier 33. When the waveform of the RF pulse is distorted, problems such as artifacts appear in the reconstructed image.
On the other hand, the class A amplifier (Amplifier) operates linearly in a wide input / output range, so that the problem of waveform distortion does not occur. For this reason, a class A amplifier is often used as the power amplifier 33 of the MRI apparatus 10.

A級アンプは、電源電圧の他に直流バイアス電圧を下げても消費電力が減少する。
また、A級アンプでは、電源電圧が変わると増幅できる入出力範囲を広くするという観点からも、直流バイアス電圧を変えることが望ましい。例えば、パワーアンプ33がエミッタ(Emitter)接地のバイポーラトランジスタ(Bipolar transistor)で作られているときは、ベース(Base)に印加される直流バイアス電圧を最適な動作点に設定することが望ましい。すなわち、電源電圧が低くなったときは、それに合わせてベースに印加される直流バイアス電圧を下げることが望ましい。
同様に、パワーアンプ33がソース(Source)接地の電界効果トランジスタで作られているときは、ゲート(Gate)に印加される直流バイアス電圧を最適な動作点に設定することが望ましい。すなわち、電源電圧が低くなったときは、それに合わせてゲートに印加される直流バイアス電圧を下げることが望ましい。
The power consumption of the class A amplifier decreases even if the DC bias voltage is lowered in addition to the power supply voltage.
In the class A amplifier, it is desirable to change the DC bias voltage from the viewpoint of widening the input / output range that can be amplified when the power supply voltage changes. For example, when the power amplifier 33 is made of an emitter-grounded bipolar transistor (Bipolar transistor), it is desirable to set the DC bias voltage applied to the base (Base) to an optimum operating point. That is, when the power supply voltage becomes low, it is desirable to reduce the DC bias voltage applied to the base accordingly.
Similarly, when the power amplifier 33 is made of a source-grounded field effect transistor, it is desirable to set the DC bias voltage applied to the gate (Gate) to an optimum operating point. That is, when the power supply voltage becomes low, it is desirable to reduce the DC bias voltage applied to the gate accordingly.

バイアス電圧調整部34は、可変電圧電源回路31Aからパワーアンプ33に供給される電源電圧に基づいて最適な直流バイアス電圧を算出し、その直流バイアス電圧をパワーアンプ33に設定する。バイアス電圧調整部34は、例えば、増幅できる入出力範囲が最も広くなる電圧を直流バイアス電圧として算出する。   The bias voltage adjustment unit 34 calculates an optimum DC bias voltage based on the power supply voltage supplied from the variable voltage power supply circuit 31 </ b> A to the power amplifier 33, and sets the DC bias voltage in the power amplifier 33. For example, the bias voltage adjustment unit 34 calculates a voltage that maximizes the input / output range that can be amplified as the DC bias voltage.

しかし、A級アンプは、電源電圧が変わると利得が変わる。A級アンプは、入力される信号の振幅が同じであっても電源電圧が低下すると、増幅された出力信号の振幅が減少する。また、A級アンプの利得は、温度等周囲の環境の影響によっても変化する。   However, the gain of the class A amplifier changes when the power supply voltage changes. In the class A amplifier, even when the amplitude of the input signal is the same, the amplitude of the amplified output signal decreases when the power supply voltage decreases. The gain of the class A amplifier also changes due to the influence of the surrounding environment such as temperature.

検出回路36は、パワーアンプ33によって増幅されたRFパルスの電力を検出する。検出回路36は、例えば、増幅後のRFパルスをRFコイルに印加する配線に接続されたコンデンサ(Condenser)と、そのコンデンサと接地電位の間に接続される非常に高い抵抗値の抵抗とで作ることができる。RFパルスの電力は、抵抗の両端に生じる電圧を測定することによって求められる。パワーアンプ33によって増幅されたRFパルスは検出回路36を介してRFコイルに印加される。   The detection circuit 36 detects the power of the RF pulse amplified by the power amplifier 33. The detection circuit 36 is made of, for example, a capacitor (Condenser) connected to a wiring for applying the amplified RF pulse to the RF coil, and a resistor having a very high resistance value connected between the capacitor and the ground potential. be able to. The power of the RF pulse is determined by measuring the voltage generated across the resistor. The RF pulse amplified by the power amplifier 33 is applied to the RF coil via the detection circuit 36.

振幅調整部35は、パワーアンプ33に入力されるRFパルスの振幅を調整する。オペレータコンソール17から指定される電源電圧の電圧値が変更されると、可変電圧電源回路31Aからパワーアンプ33に供給される電源電圧が変化する。電源電圧が変わるとパワーアンプ33の利得が変わる。このため、パワーアンプ33に入力されるRFパルスの振幅が一定であると、電源電圧が変化する前後でパワーアンプ33から出力されるRFパルスの振幅が変化する。
オペレータコンソール17から制御部16を介してRFコイルに印加されるRFパルスの電力の目標値(以下、電力目標値という。)が指定される。振幅調整部35は、この電力目標値に基づいてRFパルスの振幅の初期値を算出する。その際、オペレータコンソール17から指定される電源電圧も考慮して計算することとしても良い。
RFパルス生成回路32で生成されたRFパルスの振幅は、まず振幅の初期値に増幅(または減衰)されてパワーアンプ33に入力される。検出回路36によってパワーアンプ33で増幅されたRFパルスの電力(以下、電力検出値という。)が検出される。振幅調整部35は、電力検出値と電力目標値を比較し、それらの差が所定の範囲に入るまでパワーアンプ33に入力されるRFパルスの振幅を変更してRFパルスの増幅を繰り返す。これにより、RFコイルに印加されるRFパルスの電力が電力目標値に近づく。
The amplitude adjustment unit 35 adjusts the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33. When the voltage value of the power supply voltage designated from the operator console 17 is changed, the power supply voltage supplied from the variable voltage power supply circuit 31A to the power amplifier 33 is changed. When the power supply voltage changes, the gain of the power amplifier 33 changes. For this reason, if the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33 is constant, the amplitude of the RF pulse output from the power amplifier 33 changes before and after the power supply voltage changes.
A target value of power of the RF pulse applied to the RF coil from the operator console 17 via the control unit 16 (hereinafter referred to as a power target value) is designated. The amplitude adjusting unit 35 calculates an initial value of the amplitude of the RF pulse based on the power target value. At this time, the calculation may be performed in consideration of the power supply voltage designated from the operator console 17.
The amplitude of the RF pulse generated by the RF pulse generation circuit 32 is first amplified (or attenuated) to the initial value of the amplitude and input to the power amplifier 33. The detection circuit 36 detects the power of the RF pulse amplified by the power amplifier 33 (hereinafter referred to as a power detection value). The amplitude adjustment unit 35 compares the power detection value with the power target value, changes the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33 until the difference between them falls within a predetermined range, and repeats the amplification of the RF pulse. Thereby, the power of the RF pulse applied to the RF coil approaches the power target value.

なお、バイアス電圧調整部34と振幅調整部35は、全てをハードウエア(Hardware)で実現しても良いし、それらの一部の機能をコンピュータ(Computer)で実行されるソフトウエア(Software)として実現しても良い。   Note that the bias voltage adjustment unit 34 and the amplitude adjustment unit 35 may all be realized by hardware (hardware), or some of those functions may be implemented as software (software) executed by a computer (computer). It may be realized.

図4は、本発明の一実施形態に係るRFコイル駆動回路の処理を示す図である。
最初に、可変電圧電源回路31Aが生成するパワーアンプ33の電源電圧と、パワーアンプ33で増幅されるRFパルスの電力目標値がオペレータコンソール17から制御部16を介して指定される(ステップST1)。
パワーアンプ33は、広い入出力範囲において線形に動作するが、出力電力が大きくなり過ぎても小さくなり過ぎても出力波形がつぶれ、増幅されたRFパルスの波形がひずむ。RFパルスの波形がひずむと、再構成画像にアーチファクト等が生じ、画質が劣化する。再構成画像を目視チェック(Check)した結果、画質が悪い場合には電力目標値に比べて電源電圧が低く設定されており、増幅されたRFパルスの波形がひずんでいる可能性がある。
そこで、本実施形態では、再構成画像の画質が悪い場合にはより高い電源電圧を指定して図4に示される処理を再度実行し、撮像し直すことを可能とするために、電源電圧と電力目標値を指定することとしている。ただし、初回の撮像時は電力目標値に基づいて電源電圧を算出し、再構成画像を目視チェックした結果、画質が悪いときに電源電圧と電力目標値を指定することとしても良い。
FIG. 4 is a diagram showing processing of the RF coil driving circuit according to the embodiment of the present invention.
First, the power supply voltage of the power amplifier 33 generated by the variable voltage power supply circuit 31A and the power target value of the RF pulse amplified by the power amplifier 33 are designated from the operator console 17 via the control unit 16 (step ST1). .
The power amplifier 33 operates linearly in a wide input / output range, but the output waveform is crushed when the output power becomes too large or too small, and the waveform of the amplified RF pulse is distorted. When the waveform of the RF pulse is distorted, artifacts or the like occur in the reconstructed image, and the image quality deteriorates. As a result of the visual check (Check) of the reconstructed image, if the image quality is poor, the power supply voltage is set lower than the power target value, and the waveform of the amplified RF pulse may be distorted.
Therefore, in the present embodiment, when the image quality of the reconstructed image is poor, a higher power supply voltage is specified and the processing shown in FIG. 4 is executed again to enable re-imaging. The power target value is specified. However, the power supply voltage may be specified based on the power target value at the time of the first imaging, and the power supply voltage and the power target value may be designated when the image quality is poor as a result of visually checking the reconstructed image.

次に、可変電圧電源回路31Aが生成する電源電圧に基づいてバイアス電圧調整部34が最適な直流バイアス電圧を算出してパワーアンプ33に設定する(ステップST2)。
また、電力目標値に基づいて振幅調整部がパワーアンプ33に入力するRFパルスの振幅の初期値を算出する(ステップST3)。
そして、RFパルス生成回路32が生成したRFパルス振幅を、振幅の初期値に増幅(または減衰)してパワーアンプ33に入力する。パワーアンプ33によって増幅されたRFパルスの電力を検出回路36で検出する(ステップST4)。
Next, the bias voltage adjustment unit 34 calculates an optimum DC bias voltage based on the power supply voltage generated by the variable voltage power supply circuit 31A and sets it in the power amplifier 33 (step ST2).
Further, the amplitude adjustment unit calculates the initial value of the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33 based on the power target value (step ST3).
Then, the RF pulse amplitude generated by the RF pulse generation circuit 32 is amplified (or attenuated) to the initial value of the amplitude and input to the power amplifier 33. The power of the RF pulse amplified by the power amplifier 33 is detected by the detection circuit 36 (step ST4).

振幅調整部35は、電力検出値と電力目標値の差が所定の範囲内に収まっているか否か判定する(ステップST5)。
電力検出値と電力目標値の差が所定の範囲内に収まっているとき、振幅調整部35は制御部16を介してオペレータコンソール17に撮像許可を出力し(ステップST6)、オペレータコンソール17内のデータ処理部171の制御によって撮像が行われる(ステップST7)。
電力検出値と電力目標値の差が所定の範囲外であるとき、振幅調整部35は所定の再試行回数を超えているか否か判定する(ステップST8)。
所定の再試行回数を超えているとき、振幅調整部35は制御部16を介してオペレータコンソール17にエラー(Error)を出力し、終了する(ステップST9)。例えば、電力目標値に比べて電源電圧が極度に低いため、充分な電力を得ることができず、電力検出値が電力目標値に達することが不可能な場合にステップST9が実行される。
所定の再試行回数内であるとき、振幅調整部35はパワーアンプ33に入力されるRFパルスの振幅を変更し(ステップST10)、再度ステップST4の電力検出処理に戻る。
The amplitude adjustment unit 35 determines whether or not the difference between the power detection value and the power target value is within a predetermined range (step ST5).
When the difference between the detected power value and the target power value is within a predetermined range, the amplitude adjustment unit 35 outputs an imaging permission to the operator console 17 via the control unit 16 (step ST6). Imaging is performed under the control of the data processing unit 171 (step ST7).
When the difference between the power detection value and the power target value is outside the predetermined range, the amplitude adjustment unit 35 determines whether or not a predetermined number of retries has been exceeded (step ST8).
When the predetermined number of retries has been exceeded, the amplitude adjustment unit 35 outputs an error (Error) to the operator console 17 via the control unit 16 and ends (step ST9). For example, since the power supply voltage is extremely lower than the power target value, sufficient power cannot be obtained, and step ST9 is executed when the power detection value cannot reach the power target value.
When it is within the predetermined number of retries, the amplitude adjuster 35 changes the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33 (step ST10), and returns to the power detection process of step ST4 again.

なお、可変電圧電源回路31Aは本発明の可変電圧電源部の例であり、RFパルス生成回路32は本発明のRF送信信号生成部とRFパルス生成部の例であり、パワーアンプ33は本発明の増幅部とパワーアンプの例であり、バイアス電圧調整部34は本発明のバイアス電圧調整部の例であり、振幅調整部35は本発明の振幅調整部の例であり、検出回路36は本発明の検出部の例であり、直流定電圧源311は本発明の直流定電圧源の例であり、DC−DCコンバータ312は本発明のDC−DCコンバータの例である。   The variable voltage power supply circuit 31A is an example of the variable voltage power supply unit of the present invention, the RF pulse generation circuit 32 is an example of the RF transmission signal generation unit and the RF pulse generation unit of the present invention, and the power amplifier 33 is the present invention. The bias voltage adjustment unit 34 is an example of the bias voltage adjustment unit of the present invention, the amplitude adjustment unit 35 is an example of the amplitude adjustment unit of the present invention, and the detection circuit 36 is the present example. It is an example of the detection part of the invention, the DC constant voltage source 311 is an example of the DC constant voltage source of the present invention, and the DC-DC converter 312 is an example of the DC-DC converter of the present invention.

図5は、本発明の他の実施形態に係るRFコイル駆動回路の例を示すブロック図である。
RFコイル駆動回路14Bは、可変電圧電源回路31Bと、RFパルス生成回路32と、パワーアンプ33と、バイアス電圧調整部34と、振幅調整部35と、検出回路36とを有している。図2と図5における同一の符号は同一の構成要素を示す。
RFコイル駆動回路14Bは、図1のRFコイル駆動回路14の一例である。RFコイル駆動回路14AとRFコイル駆動回路14Bは、可変電圧電源回路31Aと可変電圧電源回路31Bが異なるのみであり、他のブロック(Block)は同一である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an RF coil driving circuit according to another embodiment of the present invention.
The RF coil drive circuit 14B includes a variable voltage power supply circuit 31B, an RF pulse generation circuit 32, a power amplifier 33, a bias voltage adjustment unit 34, an amplitude adjustment unit 35, and a detection circuit 36. 2 and 5 indicate the same components.
The RF coil drive circuit 14B is an example of the RF coil drive circuit 14 of FIG. The RF coil drive circuit 14A and the RF coil drive circuit 14B differ only in the variable voltage power supply circuit 31A and the variable voltage power supply circuit 31B, and the other blocks are the same.

可変電圧電源回路31Bは、直流定電圧源311と、DC−DCコンバータ312と、選択スイッチ(Switch)313とを含んでいる。
選択スイッチ313は、直流定電圧源311から出力される直流定電圧をDC−DCコンバータ312に供給してDC−DCコンバータ312に直流定電圧より低い直流電圧を電源電圧として出力させるか、またはDC−DCコンバータ312を停止させて直流定電圧源311から出力される直流定電圧を電源電圧として出力させるかを選択する。
オペレータコンソール17から制御部16を介して直流定電圧源を選択することが指定されると、選択スイッチ313によって直流定電圧源311とパワーアンプ33が直接接続され、DC−DCコンバータ312は停止する。直流定電圧源を選択することが指定されているとき、振幅調整部35は停止する。すなわち、振幅調整部35は、図4のステップST5とステップST6とステップST8とステップST9とステップST10の処理を行わない。
The variable voltage power supply circuit 31 </ b> B includes a DC constant voltage source 311, a DC-DC converter 312, and a selection switch (Switch) 313.
The selection switch 313 supplies the DC constant voltage output from the DC constant voltage source 311 to the DC-DC converter 312 and causes the DC-DC converter 312 to output a DC voltage lower than the DC constant voltage as a power supply voltage, or DC -Select whether to stop the DC converter 312 and output the DC constant voltage output from the DC constant voltage source 311 as the power supply voltage.
When the selection of the DC constant voltage source is specified from the operator console 17 via the control unit 16, the DC constant voltage source 311 and the power amplifier 33 are directly connected by the selection switch 313, and the DC-DC converter 312 is stopped. . When it is designated to select the DC constant voltage source, the amplitude adjusting unit 35 stops. That is, the amplitude adjustment unit 35 does not perform the processes of step ST5, step ST6, step ST8, step ST9, and step ST10 of FIG.

撮像される画像の種類によっては、DC−DCコンバータ312から発生するノイズ(Noise)が再構成画像の画質を劣化させる場合がある。このような場合に、直流定電圧源311からパワーアンプ33に直接電源電圧を供給し、DC−DCコンバータ312を停止させる。これにより、DC−DCコンバータ312からノイズが発生することを防ぐことができる。
また、RFコイルから送信されるRFパルスの電力が大きく、DC−DCコンバータ312を使用することによる消費電力低減効果が無い場合にオペレータコンソール17から直流定電圧源を選択することを指定し、DC−DCコンバータ312を停止させても良い。DC−DCコンバータ312もわずかではあるが、電力を消費する。この電力を削減できる効果がある。
Depending on the type of image to be captured, noise (Noise) generated from the DC-DC converter 312 may degrade the image quality of the reconstructed image. In such a case, the power supply voltage is directly supplied from the DC constant voltage source 311 to the power amplifier 33, and the DC-DC converter 312 is stopped. Thereby, it is possible to prevent noise from being generated from the DC-DC converter 312.
Further, when the power of the RF pulse transmitted from the RF coil is large and there is no effect of reducing the power consumption by using the DC-DC converter 312, it is specified that the DC constant voltage source is selected from the operator console 17, and the DC -The DC converter 312 may be stopped. The DC-DC converter 312 is also slightly consuming power. This has the effect of reducing power.

なお、可変電圧電源回路31Bは本発明の可変電圧電源部の例であり、選択スイッチ313は本発明の選択部の例である。   The variable voltage power supply circuit 31B is an example of the variable voltage power supply unit of the present invention, and the selection switch 313 is an example of the selection unit of the present invention.

上記実施形態では、検出回路36が増幅されたRFパルスの電力を検出し、振幅調整部35が電力検出値と電力目標値の差が所定の範囲内に収まっているか否か判定するとしたが、検出回路36が増幅されたRFパルスの振幅を検出し、振幅調整部35が振幅検出値と振幅目標値の差が所定の範囲内に収まっているか否か判定しても良い。この場合、オペレータコンソール17からは振幅目標値が指定される。振幅検出値と振幅目標値の差が所定の範囲内に収まっているとき、振幅調整部35は撮像許可を出力する。一方、振幅検出値と振幅目標値の差が所定の範囲外であるとき、振幅調整部35はパワーアンプ33に入力されるRFパルスの振幅を変更してRFパルスを増幅し、再度振幅検出処理を行う。   In the above embodiment, the detection circuit 36 detects the power of the amplified RF pulse, and the amplitude adjustment unit 35 determines whether or not the difference between the power detection value and the power target value is within a predetermined range. The detection circuit 36 may detect the amplitude of the amplified RF pulse, and the amplitude adjustment unit 35 may determine whether or not the difference between the amplitude detection value and the amplitude target value is within a predetermined range. In this case, an amplitude target value is designated from the operator console 17. When the difference between the amplitude detection value and the amplitude target value is within a predetermined range, the amplitude adjustment unit 35 outputs an imaging permission. On the other hand, when the difference between the amplitude detection value and the amplitude target value is outside the predetermined range, the amplitude adjustment unit 35 amplifies the RF pulse by changing the amplitude of the RF pulse input to the power amplifier 33, and performs amplitude detection processing again. I do.

このように、本発明のRFコイル駆動回路によれば、RFコイルから送信されるRFパルスの電力に応じてパワーアンプに供給される電源電圧とバイアス電圧を調整することができ、電源電圧等の変動によるパワーアンプの利得の変化を補償して撮像するために必要な電力のRFパルスをRFコイルに印加することができる。このため、パワーアンプの消費電力を低減することができる。また、パワーアンプの冷却にかかるコストを低減することができる。   Thus, according to the RF coil drive circuit of the present invention, the power supply voltage and the bias voltage supplied to the power amplifier can be adjusted according to the power of the RF pulse transmitted from the RF coil. It is possible to apply an RF pulse of electric power necessary to compensate for a change in the gain of the power amplifier due to fluctuations and capture an image to the RF coil. For this reason, the power consumption of the power amplifier can be reduced. Further, the cost for cooling the power amplifier can be reduced.

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれると理解されるべきである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and combinations necessary for design reasons and other factors are described in the inventions described in the claims and the specific embodiments described in the embodiments of the invention. It should be understood that it falls within the scope of the invention corresponding to the examples.

また、MRI装置に含まれるRFコイル駆動回路を例として説明したが、本発明は、携帯電話や無線LANのRFアナログ回路に含まれるパワーアンプを駆動する回路についても同様に適用することができる。   Further, although the RF coil driving circuit included in the MRI apparatus has been described as an example, the present invention can be similarly applied to a circuit for driving a power amplifier included in an RF analog circuit of a mobile phone or a wireless LAN.

MRI装置を示す図である。It is a figure which shows an MRI apparatus. 本発明の一実施形態に係るRFコイル駆動回路の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the RF coil drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. RFパルス生成回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of RF pulse generation circuit. 本発明の一実施形態に係るRFコイル駆動回路の処理を示す図である。It is a figure which shows the process of the RF coil drive circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るRFコイル駆動回路の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the RF coil drive circuit which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…MRI装置、31A、31B…可変電圧電源回路、32…RFパルス生成回路、33…パワーアンプ、34…バイアス電圧調整部、35…振幅調整部、36…検出回路、311…直流定電圧源、312…DC−DCコンバータ、313…選択スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... MRI apparatus, 31A, 31B ... Variable voltage power supply circuit, 32 ... RF pulse generation circuit, 33 ... Power amplifier, 34 ... Bias voltage adjustment part, 35 ... Amplitude adjustment part, 36 ... Detection circuit, 311 ... DC constant voltage source , 312 ... DC-DC converter, 313 ... selection switch

Claims (8)

出力する電源電圧の大きさを変更できる可変電圧電源部と、
RF送信信号を生成するRF送信信号生成部と、
供給される前記電源電圧が低下すると消費電力が減少し、前記電源電圧が変化すると利得が変化し、当該変化した利得で前記RF送信信号を増幅してRFコイルに印加する増幅部と、
前記RFコイルに印加されるRF送信信号の電力または振幅を検出する検出部と、
電力目標値または振幅目標値と前記検出された電力または振幅が一致するように前記増幅部に入力されるRF送信信号の振幅を調整する振幅調整部と
を有し、
前記電源電圧が変化すると、前記増幅部に入力されるRF送信信号の振幅が調整され、前記RFコイルに印加されるRF送信信号の電力または振幅が電力目標値または振幅目標値に近づくRFコイル駆動回路であって、
前記可変電圧電源部が、
直流定電圧を出力する直流定電圧源と、
当該直流定電圧を当該直流定電圧より低い直流電圧に変換するDC−DCコンバータと、
を含むRFコイル駆動回路。
A variable voltage power supply that can change the magnitude of the output power supply voltage;
An RF transmission signal generator for generating an RF transmission signal;
When the power supply voltage to be supplied decreases, power consumption decreases, and when the power supply voltage changes, the gain changes, and the amplification unit that amplifies the RF transmission signal with the changed gain and applies it to the RF coil;
A detection unit for detecting power or amplitude of an RF transmission signal applied to the RF coil;
An amplitude adjustment unit that adjusts the amplitude of the RF transmission signal input to the amplification unit so that the power target value or the amplitude target value matches the detected power or amplitude, and
When the power supply voltage changes, the amplitude of the RF transmission signal input to the amplifying unit is adjusted, and the RF transmission signal applied to the RF coil approaches the power target value or the amplitude target value. A circuit,
The variable voltage power supply unit is
DC constant voltage source that outputs DC constant voltage;
A DC-DC converter that converts the DC constant voltage to a DC voltage lower than the DC constant voltage;
An RF coil driving circuit including:
前記可変電圧電源部が、
前記直流定電圧を前記DC−DCコンバータに供給して前記DC−DCコンバータに前記直流定電圧より低い直流電圧を前記電源電圧として出力させるか、または前記DC−DCコンバータを停止させて前記直流定電圧を前記電源電圧として出力させるか選択する選択部を含む
請求項1に記載のRFコイル駆動回路。
The variable voltage power supply unit is
The DC constant voltage is supplied to the DC-DC converter to cause the DC-DC converter to output a DC voltage lower than the DC constant voltage as the power supply voltage, or the DC-DC converter is stopped to stop the DC constant voltage. The RF coil drive circuit according to claim 1, further comprising a selection unit that selects whether to output a voltage as the power supply voltage.
前記増幅部が、直流バイアス電圧を低下させると消費電力が減少するパワーアンプである
請求項1又は2に記載のRFコイル駆動回路。
The RF coil driving circuit according to claim 1, wherein the amplifying unit is a power amplifier whose power consumption is reduced when the DC bias voltage is lowered.
前記直流バイアス電圧を前記電源電圧に応じた電圧に調整するバイアス電圧調整部を有する
請求項3に記載のRFコイル駆動回路。
The RF coil drive circuit according to claim 3, further comprising a bias voltage adjustment unit that adjusts the DC bias voltage to a voltage corresponding to the power supply voltage.
RFパルスを送信するRFコイルと、
前記RFコイルに前記RFパルスを印加するRFコイル駆動回路と
を有し、
前記RFコイル駆動回路が、
出力する電源電圧の大きさを変更できる可変電圧電源部と、
RFパルスを生成するRFパルス生成部と、
供給される前記電源電圧が低下すると消費電力が減少し、前記電源電圧が変化すると利得が変化し、当該変化した利得で前記RFパルスを増幅してRFコイルに印加する増幅部と、
前記RFコイルに印加されるRFパルスの電力または振幅を検出する検出部と、
電力目標値または振幅目標値と前記検出された電力または振幅が一致するように前記増幅部に入力されるRFパルスの振幅を調整する振幅調整部と
を含み、
前記電源電圧が変化すると、前記増幅部に入力されるRFパルスの振幅が調整され、前記RFコイルに印加されるRFパルスの電力または振幅が電力目標値または振幅目標値に近づくMRI装置であって、
前記可変電圧電源部が、
直流定電圧を出力する直流定電圧源と、
当該直流定電圧を当該直流定電圧より低い直流電圧に変換するDC−DCコンバータと、を含むMRI装置。
An RF coil for transmitting RF pulses;
An RF coil driving circuit for applying the RF pulse to the RF coil,
The RF coil drive circuit is
A variable voltage power supply that can change the magnitude of the output power supply voltage;
An RF pulse generator for generating an RF pulse;
When the power supply voltage to be supplied decreases, power consumption decreases, and when the power supply voltage changes, a gain changes, and an amplification unit that amplifies the RF pulse with the changed gain and applies it to the RF coil;
A detection unit for detecting power or amplitude of an RF pulse applied to the RF coil;
An amplitude adjustment unit that adjusts the amplitude of the RF pulse input to the amplification unit so that the power target value or amplitude target value matches the detected power or amplitude, and
When the power supply voltage changes, the amplitude of the RF pulse input to the amplification unit is adjusted, and the power or amplitude of the RF pulse applied to the RF coil approaches an electric power target value or an amplitude target value. ,
The variable voltage power supply unit is
DC constant voltage source that outputs DC constant voltage;
A DC-DC converter that converts the DC constant voltage to a DC voltage lower than the DC constant voltage.
前記可変電圧電源部が、
前記直流定電圧を前記DC−DCコンバータに供給して前記DC−DCコンバータに前記直流定電圧より低い直流電圧を前記電源電圧として出力させるか、または前記DC−DCコンバータを停止させて前記直流定電圧を前記電源電圧として出力させるか選択する選択部を含む
請求項5に記載のMRI装置。
The variable voltage power supply unit is
The DC constant voltage is supplied to the DC-DC converter to cause the DC-DC converter to output a DC voltage lower than the DC constant voltage as the power supply voltage, or the DC-DC converter is stopped to stop the DC constant voltage. The MRI apparatus according to claim 5, further comprising a selection unit that selects whether to output a voltage as the power supply voltage.
前記増幅部が、直流バイアス電圧を低下させると消費電力が減少するパワーアンプである
請求項5又は6に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 5, wherein the amplification unit is a power amplifier that reduces power consumption when a DC bias voltage is reduced.
前記直流バイアス電圧を前記電源電圧に応じた電圧に調整するバイアス電圧調整部を有する
請求項7に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 7, further comprising a bias voltage adjustment unit that adjusts the DC bias voltage to a voltage corresponding to the power supply voltage.
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