JPH01110354A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＨＩ装置
という）に関し、特に静磁場に重畳印加する傾斜磁場を
発生させる傾斜磁場系の改良する技術に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MHI apparatus), and in particular to a gradient magnetic field system that generates a gradient magnetic field that is superimposed on a static magnetic field. Concerning technology to improve.
（従来の技術）
周知のように、ＭＲＴ装置においては静磁場下で直交す
るＸ、Ｖ、Ｚの３方向に傾斜磁場を重・瞥印加させるた
め、Ｘチャンネル、Ｙチャンネル及びＺチャンネルの３
系統の傾斜磁場系が使用される。(Prior Art) As is well known, in an MRT device, in order to apply gradient magnetic fields in three orthogonal directions of X, V, and Z under a static magnetic field, three channels of X, Y, and Z channels are used.
A system of magnetic field gradients is used.
従来、その３系統の傾斜磁場系は、各系統毎に傾斜磁場
コイルの両端子間に駆動用電源を接続し、その傾斜磁場
コイルにより所望の磁場強度乃至セトリング時間を得る
ようになされている。Conventionally, in the three gradient magnetic field systems, a driving power source is connected between both terminals of the gradient magnetic field coils for each system, and a desired magnetic field strength or settling time is obtained by the gradient magnetic field coils.
そのため、傾斜ｌｉｉ＆場コイルにて発生させる傾斜磁
場について磁場強度を強く、またセトリング時間を短く
しようとするときには、駆動用Ｎ源として機能される傾
斜磁場コイル駆動用の電力増幅器（以下傾斜磁場アンプ
という）を変更させる必要が生じる。Therefore, when trying to increase the magnetic field strength and shorten the settling time of the gradient magnetic field generated by the gradient field coil, it is necessary to use a power amplifier (hereinafter referred to as a gradient magnetic field amplifier) for driving the gradient magnetic field coil, which functions as a driving N source. ) will need to be changed.
この傾斜磁場アンプの変更の態様は、傾斜磁場コイルの
特性をどのように変更するかによって変わるが、いづれ
にせよ、次の３態様のどれかに属することになる。The mode of changing this gradient magnetic field amplifier varies depending on how the characteristics of the gradient magnetic field coil are changed, but in any case, it belongs to one of the following three modes.
（１）出力電圧を変更せずに、出力電流を大きくする。(1) Increase the output current without changing the output voltage.
（２）出力電流を変更せずに、出力電圧を大きくする。(2) Increase the output voltage without changing the output current.
（３）出力電流及び出力電圧をともに大きくする。(3) Increase both the output current and output voltage.
そし“Ｃ１上述した従来構成の傾斜磁場系の場合、３チ
ヤンネルの傾斜磁場系全体として大電流化を図ったり、
高電圧化を図ったりするか、もしくはその両方を図るこ
とが必要となる。"C1" In the case of the gradient magnetic field system with the conventional configuration described above, it is possible to increase the current of the entire 3-channel gradient magnetic field system,
It is necessary to increase the voltage, or both.
この必要性は、数式により次のように証明することがで
きる。This necessity can be proved mathematically as follows.
説明の簡単のために傾斜磁場アンプの出力電流■ｏｕｔ
の波形を台形とすると、傾斜磁場アンプの出力電圧ｙ
ｏｕｔは、
Ｖｏｕｔ ＝ Ｌ Ｉｏｕｔ ／ＴＳ −Ｒ１ｏｕｔ−
・・・・・（１）となる。For ease of explanation, the output current of the gradient magnetic field amplifier ■ out
If the waveform of is trapezoidal, the output voltage y of the gradient magnetic field amplifier is
out is Vout = L Iout /TS -R1out-
...(1).
但し、１−二傾斜磁場コイルのインダクタンスＲ：傾斜
磁場コイルの抵抗
ＴＳ：セトリング時間
この場合、ＩｏｕｔとＶｏｌｔとの関係は、第５図の如
く表わすことができる。1-2 Inductance R of the gradient magnetic field coil: Resistance TS of the gradient magnetic field coil: Settling time In this case, the relationship between Iout and Volt can be expressed as shown in FIG.
例えば、同一のインダクタンス、抵抗を有する傾斜磁場
コイルにおいて、磁場強度を強くするためにはｌ ０Ｌ
ｌｔを大きくすればよい。しかし、１ｏｕｔを大きくす
ると、式（１）からも判るようにｙｏｕｔも大きくなる
。また、磁場強度が同じままでもセトリング時間を短く
させると、同じようにｖｏｕｔが大きくなる。For example, in gradient magnetic field coils with the same inductance and resistance, in order to increase the magnetic field strength, l 0L
It is sufficient to increase lt. However, as 1out increases, yout also increases, as can be seen from equation (1). Furthermore, if the settling time is shortened even if the magnetic field strength remains the same, vout similarly increases.
こうした関係は、磁場強度を強くさせたい場合や、セト
リング時間を短くさせたい場合に、傾斜磁場アンプとし
て、高い出力電圧を得ることができるもの用意しなけれ
ばならないことを意味する。This relationship means that when it is desired to increase the magnetic field strength or to shorten the settling time, it is necessary to prepare a gradient magnetic field amplifier that can obtain a high output voltage.
更に、上記（１）式に基づき傾斜磁場系について考察を
進展させると、傾斜磁場アンプの出力電圧■ｏｕｔを低
くするためには、傾斜磁場コイルとじてり、Ｒの小さい
コイルを使用すれば良いということになる。Furthermore, if we further consider the gradient magnetic field system based on the above equation (1), in order to lower the output voltage ■out of the gradient magnetic field amplifier, it is sufficient to use a coil with a small radius and R of the gradient magnetic field coil. It turns out that.
しかし、Ｌが小さいコイルを実現するためには、ターン
数を減らさねばならず、また傾斜磁場アンプの出力電圧
Ｖｏｕｔを低くしても同一の磁場強度の傾斜磁場を傾斜
磁場コイルから発生させるためには、より大きな電流を
傾斜磁場アンプから傾斜磁場コイルへ供給しなければな
らない。However, in order to realize a coil with small L, the number of turns must be reduced, and even if the output voltage Vout of the gradient magnetic field amplifier is lowered, the gradient magnetic field with the same magnetic field strength can be generated from the gradient magnetic field coil. requires a larger current to be supplied from the gradient amplifier to the gradient coil.
従って、Ｌ、Ｒの小さいコイルを傾斜磁場コイルとして
使用することは、傾斜磁場アンプの出力電圧を低く抑え
ることに対して有効であるが、その代りに傾斜磁場アン
プに出力電流の大きなものが要求されることになる。Therefore, using a coil with small L and R as a gradient magnetic field coil is effective in keeping the output voltage of the gradient magnetic field amplifier low, but in exchange, the gradient magnetic field amplifier is required to have a large output current. will be done.
更に、傾斜磁場アンプから傾斜磁場コイルへ供給する出
力電流を大きくするためには、傾斜磁場アンプの電流制
御素子としてパワーの大きなものを採用するか、または
その電流制御素子の並列接続数を増加してやればよいが
、並列接続することができる数には限度がある。Furthermore, in order to increase the output current supplied from the gradient magnetic field amplifier to the gradient magnetic field coil, it is necessary to use a current control element with a large power as the gradient magnetic field amplifier's current control element, or increase the number of parallel connections of the current control element. However, there is a limit to the number that can be connected in parallel.
また、傾斜磁場アンプにより傾斜磁場コイルへ印加する
出力電圧を大きくするためには、電流制御素子として耐
電圧の大きなものを採用するか、または電流制御素子の
複数個を直列に接続すればよいが、耐電圧を向上させる
ことに限界がある。In addition, in order to increase the output voltage applied to the gradient magnetic field coil by the gradient magnetic field amplifier, it is possible to use a current control element with a high withstand voltage, or to connect multiple current control elements in series. However, there is a limit to improving the withstand voltage.
そこぐ、先に、傾斜磁場アンプの出力電圧を低くしても
傾斜磁場にて発生させる傾斜磁場について磁場強度を強
く、またセトリング時間を短くさせることを目的とした
提案がなされている。Recently, proposals have been made for the purpose of increasing the magnetic field strength and shortening the settling time of the gradient magnetic field generated by the gradient magnetic field even if the output voltage of the gradient magnetic field amplifier is lowered.
この従来技術の場合、傾斜磁場コイルが通常２組あるい
は４組のコイル素から構成されていることに着目し、例
えば第６図に示すようにコイル素１〜４が１つの傾斜磁
場アンプ５により駆動されていたのを、第７図に示すよ
うにコイル素１〜４を別々の傾斜磁場アンプ５８〜５ｄ
にて駆動しようとするものである。In the case of this prior art, focusing on the fact that the gradient magnetic field coil is usually composed of two or four sets of coil elements, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, coil elements 1 to 4 are driven by separate gradient magnetic field amplifiers 58 to 5d.
It is intended to be driven by
この第７図に示す如くの従来技術の構成の場合、各々の
傾斜磁場アンプが出力すべき出力電圧は、第６図に示す
構成の場合と比較して分割数分の１にて済み、そのため
１／４の出力電圧で済むことになる。In the case of the configuration of the prior art as shown in FIG. 7, the output voltage that each gradient magnetic field amplifier should output is 1/1 of the number of divisions compared to the configuration shown in FIG. This means that only 1/4 of the output voltage is required.
従って、第７図に示すように傾斜磁場系を構成しておけ
ば、磁場強度を強くしたり、セトリング時間を短くした
場合、もしくは、その両方を達成したい場合に、傾斜ｒ
ａｍコイルの分割数を多くすることにより、実質的に傾
斜磁場アンプの出力電圧に関する制約がなくなる。Therefore, by configuring the gradient magnetic field system as shown in Figure 7, the gradient r
By increasing the number of divisions of the am coil, there is virtually no restriction on the output voltage of the gradient magnetic field amplifier.
しかしながら、各コイル素のそれぞれに電気的な独立性
を確保するために、次のような問題点を包含することに
なる。However, in order to ensure electrical independence of each coil element, the following problems arise.
（１）傾斜！＆場ココイル分割数は、当該傾斜磁場コイ
ルの構成により制約を受ける。即ち、通常、４の倍数（
Ｘ、Ｙチャンネル）か２の倍数（Ｚチャンネル）しか分
割することができない。(1) Slope! & The number of field coil divisions is restricted by the configuration of the gradient magnetic field coil. That is, usually a multiple of 4 (
X, Y channels) or a multiple of 2 (Z channel) can only be divided.
（２）分割した各コイル素系の傾斜磁場アンプの出力電
流の大きさく入力に対するゲイン）を厳密に一致させね
ばならない。その大きさが不一致の場合には傾斜磁場の
線形性が崩れてしまう。(2) The magnitude of the output current and the gain relative to the input of the gradient magnetic field amplifier of each divided coil element system must be exactly matched. If the magnitudes do not match, the linearity of the gradient magnetic field will collapse.
（発明が解決しようとする問題点）
前述したように、１つの傾斜＠場アンプで１つの傾斜コ
イルを形成する各コイル素全体を駆動させる場合、傾斜
ｌａ場の１１場強度を強くするか、もしくはセトリング
時間を短くするか、または両者ともに実現しようとする
ときに、傾斜磁場アンプの出力性能（出力電流、出力電
圧）を変更することを必要とした。(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, when driving each coil element forming one gradient coil with one gradient @ field amplifier, it is necessary to increase the intensity of the 11 field of the gradient LA field or Alternatively, in order to shorten the settling time, or to achieve both, it is necessary to change the output performance (output current, output voltage) of the gradient magnetic field amplifier.
また、傾斜磁場コイルを直列的に分割し、この分割によ
る複数のコイル素のそれぞれを対応する各傾斜磁場アン
プにより駆動する場合には、各コイル素のそれぞれに電
気的な独立性を確保するために、コイル素の数や各コイ
ル素毎の傾斜磁場アンプの出力電流の均等化等の制限を
受けるという不具合があった。In addition, when dividing the gradient magnetic field coil in series and driving each of the multiple coil elements resulting from this division by the corresponding gradient magnetic field amplifier, it is necessary to ensure electrical independence for each coil element. Another disadvantage is that there are limitations on the number of coil elements and the equalization of the output current of the gradient magnetic field amplifier for each coil element.
本発明は１．上記の問題点を解決するためになされたも
ので、その目的とするところは、傾斜磁場アンプの出力
性能を変更することなく、傾斜磁場の磁場強度をより強
く、またセトリング時間をより短くすることを容易に行
なえる構成のＭＲＩ装置を提供することにある。The present invention consists of 1. This was done to solve the above problems, and its purpose is to make the magnetic field strength of the gradient magnetic field stronger and to shorten the settling time without changing the output performance of the gradient magnetic field amplifier. An object of the present invention is to provide an MRI apparatus having a configuration that allows easy operation.
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上記の目的を達成するため、静磁場に重畳印
加する傾斜磁場を発生させるために、複数並列のコイル
素のそれぞれ毎に各専用の駆動用電源を含む閉回路を形
成して前記各コイル素の相互間を電気的に分離させた傾
斜ＩＩ場ココイル、前記静磁場の発生空間に設置する構
成としたことを特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a method for each of a plurality of parallel coil elements in order to generate a gradient magnetic field to be superimposed on a static magnetic field. A gradient II field co-coil is formed in which a closed circuit including a dedicated drive power source is formed to electrically separate the coil elements from each other, and the coil element is installed in the space where the static magnetic field is generated. .
（作用）
本発明の構成であれば、各コイル素が独立に並列駆動さ
れるから、コイル素の数や駆動用電源相互の均−性等の
制約を受けることなく、傾斜磁場の磁場強度をより強く
、またセトリング時間をより短くしたいという要求を容
易に満足させることができる。(Function) With the configuration of the present invention, since each coil element is driven independently and in parallel, the magnetic field strength of the gradient magnetic field can be controlled without being constrained by the number of coil elements or the mutual homogeneity of driving power supplies. It is possible to easily satisfy the demand for higher strength and shorter settling time.
（実施例）
第２図は、本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略を示す
構成図である。(Example) FIG. 2 is a block diagram schematically showing an MRI apparatus to which the present invention is applied.
このＭＨＩ装置は、静磁場発生用の主磁石１１と、この
主磁石１１により得られる静磁場下で高周波励起パルス
（ＲＦパルス）の発信及び磁気共鳴信号（ＭＲ倍信号の
受信を行なうプローブ１２と、主磁石１１による静磁場
にＸ、Ｙ、Ｚの各チャンネル等の傾斜磁場を重畳印加す
る各傾斜磁場コイル１３と、これらプローブ１２及び各
傾斜磁場をパルスシーケンスに従って制御するとともに
、ＭＲ倍信号信号処理を行なう制御用コンピュータ１４
と、ＣＲＴ等のモニタ１５とを備えている。This MHI device includes a main magnet 11 for generating a static magnetic field, and a probe 12 for transmitting high frequency excitation pulses (RF pulses) and receiving magnetic resonance signals (MR multiplied signals) under the static magnetic field obtained by the main magnet 11. , gradient magnetic field coils 13 that superimpose gradient magnetic fields of each channel of X, Y, Z, etc. on the static magnetic field of the main magnet 11, control these probes 12 and each gradient magnetic field according to a pulse sequence, and control the MR multiplied signal signal. Control computer 14 that performs processing
and a monitor 15 such as a CRT.
このようなＭＲＩ装置の各傾斜磁場コイル１３は、Ｘ、
Ｙ、Ｚの各チャンネル毎に複数の傾斜磁場アンプにより
、以下のように駆動される構成にしＣいる。Each gradient magnetic field coil 13 of such an MRI apparatus has X,
The configuration is such that each Y and Z channel is driven by a plurality of gradient magnetic field amplifiers as follows.
第１図は、本発明の一実施例の傾斜磁場系の概略を示す
構成図であり、図示のように倒えばＸチャンネルの傾斜
！ｌ場ココイル３を４つのコイル素１３ａ〜１３ｄに並
列分割し、この４つのコイル素１３ａ〜１３ｄのそれぞ
れ毎に各専用の傾斜磁場アンプ１６８〜１６ｄを設ける
。また、傾斜磁場アンプ１６ａ〜１６ｄは、シーケンス
コントローラ１７からの出力を電力増幅して対応するコ
イル素１３ａ〜１３ｄへ加えるようになされている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gradient magnetic field system according to an embodiment of the present invention, and when it is tilted as shown, the X channel is tilted! The l-field coil 3 is divided into four coil elements 13a to 13d in parallel, and dedicated gradient magnetic field amplifiers 168 to 16d are provided for each of the four coil elements 13a to 13d. Further, the gradient magnetic field amplifiers 16a to 16d are configured to amplify the power of the output from the sequence controller 17 and apply it to the corresponding coil elements 13a to 13d.
そのため、４つのコイル素１３ａ〜１３ｄのそれぞれ毎
に各専用の傾斜磁場アンプ１６ａ〜１６ｄを含む閉回路
が共通のシーケンスコントローラ１７を介して形成され
、これにより傾斜磁場コイル１３は、４つのコイル素１
３ａ〜１３ｄの相互間を電気的に分離させたものとなる
。Therefore, a closed circuit including dedicated gradient magnetic field amplifiers 16a to 16d for each of the four coil elements 13a to 13d is formed via a common sequence controller 17, and thereby the gradient magnetic field coil 13 is connected to the four coil elements. 1
3a to 13d are electrically isolated from each other.
従って、この一実施例のように傾斜磁場系を構成してお
けば、各コイル素のそれぞれに電気的な独立性を確保す
るための処置が不要になる。Therefore, if the gradient magnetic field system is configured as in this embodiment, there is no need to take measures to ensure electrical independence of each coil element.
その結果、傾斜磁場コイル１３の分割数は、傾斜磁場コ
イルの構成により制約を受けることがなくなり、また分
割した各コイル素系の傾斜磁場アンプ１６ａ〜１６ｄを
厳密に一致させなくてもよいことになる。As a result, the number of divisions of the gradient magnetic field coil 13 is no longer restricted by the configuration of the gradient magnetic field coil, and the gradient magnetic field amplifiers 16a to 16d of each divided coil element system do not have to be made to match exactly. Become.
しかも、傾斜磁場コイル１３の４つのコイル素１３ａ〜
１３ｄは各専用の傾斜磁場アンプ１６８〜１６ｄにより
並列駆動されるから、その傾斜磁場アンプ１６ａ〜１６
ｄの各１台は対応するコイル素１３ａ〜１３ｄへ出力す
る電流を１／４にすることかできる。Moreover, the four coil elements 13a of the gradient magnetic field coil 13 are
13d is driven in parallel by dedicated gradient magnetic field amplifiers 168 to 16d, so the gradient magnetic field amplifiers 16a to 16
Each one of the coil elements d can reduce the current output to the corresponding coil elements 13a to 13d to 1/4.
このようなことから、この一実施例によれば、傾斜磁場
コイルの磁場強度を強くした場合、もしくはセトリング
時間を短くしたい場合、またはその各場合の両方を実現
したい場合にあっ“で、傾斜磁場コイルの分割数を多く
することにより、実質的に出力電流に関する制約がなく
なる。Therefore, according to this embodiment, when the magnetic field strength of the gradient magnetic field coil is increased, when the settling time is desired to be shortened, or when both of these cases are desired to be realized, the gradient magnetic field By increasing the number of coil divisions, there is virtually no restriction on the output current.
また、傾斜磁場アンプを設計変更することなく、傾斜磁
場アンプの総和の出力電流を大きくすることができるか
ら、傾斜磁場コイルのターン数を減らすことができる。Furthermore, since the total output current of the gradient magnetic field amplifiers can be increased without changing the design of the gradient magnetic field amplifiers, the number of turns of the gradient magnetic field coils can be reduced.
これにともない、傾斜磁場アンプの出力電圧を著しく大
きくすることなく傾斜磁場コイルから発生される傾斜磁
場の１＆場強度を強くすることができる。Accordingly, the field strength of the gradient magnetic field generated from the gradient magnetic field coil can be increased without significantly increasing the output voltage of the gradient magnetic field amplifier.
また、傾斜磁場コイルの分割数についでは何ら制約がな
く、しかも分割した各県にて傾斜磁場アンプの出力電流
の大きさに差が多少あっＣも各コイル素が互いに隣接し
あっているので、傾斜磁場の線形性に与える１ｔｅｌｌ
ｌが少ない。Furthermore, there are no restrictions on the number of divisions of the gradient magnetic field coils, and there is some difference in the magnitude of the output current of the gradient magnetic field amplifier in each divided prefecture, and each coil element is adjacent to each other. 1tell on the linearity of the gradient magnetic field
l is small.
次に、上述した本発明の一実施例と同様に傾斜磁場コイ
ルを並列分割して各コイル素子毎に専用の傾斜！ｉ場ア
ンプを設ける場合について、数値を用いて説明する。Next, similar to the embodiment of the present invention described above, the gradient magnetic field coils are divided in parallel to create a dedicated gradient for each coil element. The case where an i-field amplifier is provided will be explained using numerical values.
ここでは、傾斜磁場アンプとして、出力電流：１５０Ａ
、出力電圧：１０５Ｖの出力性能を有する定格の傾斜磁
場アンプを使用する場合を例に挙げる。Here, as a gradient magnetic field amplifier, output current: 150A
, Output voltage: Let us take as an example a case where a gradient magnetic field amplifier rated for output performance of 105V is used.
そして、この傾斜磁場アンプは、インダクタンス：約６
００μＨ１抵抗：約１００ｍΩなる傾斜磁場コイル、１
０００μｓのセトリング時間にＣ電流を供給することが
できるように製作されている。This gradient magnetic field amplifier has an inductance of approximately 6
00μH1 resistance: Gradient magnetic field coil with approximately 100mΩ, 1
It is constructed to be able to supply a C current with a settling time of 000 μs.
今、傾斜磁場コイルは、幾何学的形状、寸法は同一とい
う条件の基に、磁場強度を２倍、セトリング時間を１／
２の５００μｓにしよういう必要性が生じたとする。Now, based on the conditions that the gradient magnetic field coil has the same geometric shape and dimensions, the magnetic field strength is doubled and the settling time is 1/2.
Suppose that it becomes necessary to increase the time to 500 μs.
この場合、本発明が適用されると、第３図に示すように
、傾斜磁場コイルのターン数を１／４にするとともに、
これらを並列８分割にし、この並列８分割による各コイ
ル素１３ａ〜１３ｈに各専用に設ける傾斜磁場アンプ１
６ａ〜１６ｈのそれぞれを出力電流１５０Ａ、出力電圧
１０５Ｖの出力性能の傾斜磁場アンプとするだけでよい
。In this case, when the present invention is applied, as shown in FIG. 3, the number of turns of the gradient magnetic field coil is reduced to 1/4, and
These are divided into 8 parts in parallel, and a gradient magnetic field amplifier 1 is provided exclusively for each coil element 13a to 13h by this 8 parallel divisions.
It is only necessary to make each of 6a to 16h a gradient magnetic field amplifier with an output performance of 150 A of output current and 105 V of output voltage.
この本発明の構成に対し、従来の構成では種々の不都合
が生じる。In contrast to the configuration of the present invention, conventional configurations have various disadvantages.
なお、参考のため、傾斜磁場アンプ及び傾斜磁場コイル
が本発明を適用した場合と同一の数値条件で、磁場強度
を２倍、セトリング時間を１／２にする必要性が生じた
場合、第６図に示す従来構成ではどのような不都合が生
じるかを、以下述べる。For reference, if it is necessary to double the magnetic field strength and halve the settling time under the same numerical conditions as when the present invention is applied to the gradient magnetic field amplifier and the gradient magnetic field coil, the sixth What kind of inconvenience occurs in the conventional configuration shown in the figure will be described below.
（１）ＩｆＡ斜磁場コイルのターンを従来通りとする場
合
この場合、傾斜磁場コイルに流すべき電流が２倍となる
ので、コイル線材の太さもそれにみあっただけ太くする
。従って、傾斜磁場コイルの抵抗値は減少することにな
る。したがって抵抗値は、減少する。減少分をつぎのよ
うに見積ることとする。新しく使用するコイル線材の断
面積は従来のものの２倍とする。このとき抵抗値は従来
のものの１／２禦１００／２−５０ （隋Ω）となる。(1) When the IfA gradient magnetic field coil has the same turns as before In this case, the current to be passed through the gradient magnetic field coil is doubled, so the thickness of the coil wire is made thicker accordingly. Therefore, the resistance value of the gradient coil will decrease. Therefore, the resistance value decreases. The decrease will be estimated as follows. The cross-sectional area of the newly used coil wire will be twice that of the conventional one. At this time, the resistance value becomes 1/2 of the conventional one, 100/2-50 (Ω).
インダクタンスは厳密には線材の太さに依存するがほぼ
従来通りである。Strictly speaking, inductance depends on the thickness of the wire, but it is almost the same as before.
出力電圧■は、
Ｖ＝ Ｌ Ｉｏｕｔ ／Ｔｓ ＋ＲＩｏｕｔ＝３６０Ｖ
＋１５Ｖ
＝３７５Ｖ
したがって、この場合、出力電流で２倍、出力電圧で約
４倍の新しい傾斜磁場アンプを必要とした。The output voltage ■ is V=L Iout /Ts +RIout=360V
+15V = 375V Therefore, in this case, a new gradient magnetic field amplifier with twice the output current and about four times the output voltage was required.
（２）出力電流が１５ＯＡですむように、コイルのター
ン数を変える場合、ターン数をこの場合２倍にする必要
がある。このときインダクタンスはターン数の約２乗に
比例するから、６００μＨＸ２２＝２．４ｎ＋ ８１抵
抗はコイル線材の長さが２倍になるから２倍の２００ａ
Ωとなると見積る。(2) When changing the number of turns in the coil so that the output current is only 15 OA, the number of turns needs to be doubled in this case. At this time, inductance is proportional to the square of the number of turns, so 600μH x 22 = 2.4n + 81 resistance is 200a, which is twice as long as the length of the coil wire.
It is estimated to be Ω.
このとぎ出力電圧は
Ｖ＝７２０Ｖ＋３０Ｖ
＝７５０Ｖ
したがって、この場合、出力電流は従来通り１５０Ａ、
出力電圧は約８倍の新しい傾斜磁場アンプを必要とした
。This output voltage is V = 720V + 30V = 750V Therefore, in this case, the output current is 150A as before,
A new gradient amplifier with an output voltage of about 8 times was required.
（３）出力電圧が１０５Ｖですむように、コイルのター
ン数をかえる場合、
この例の場合、ターン数を１／４にすればよい。(3) When changing the number of turns in the coil so that the output voltage is only 105V, in this example, the number of turns should be reduced to 1/4.
そして、必要な電流は、８ｘｌ ５０Ａ＝１２０Ａ
インダクタンスは、６００Ｘ （１／４）２−３７．５
μＨ
抵抗は、１００ｍΩＸ （１／８）Ｘ （１／４）−３
，１２５積Ω
出力電圧Ｖは、
一９０Ｖ＋３．７５Ｖ
＝９３．７５Ｖ （＜１０５Ｖ）この場合、出力
電圧は従来通り、出力電流は約８倍の新しい傾斜磁場ア
ンプを必要どした。And the required current is 8xl 50A=120A Inductance is 600X (1/4)2-37.5
μH resistance is 100mΩX (1/8)X (1/4)-3
, 125 product Ω The output voltage V is -90V+3.75V =93.75V (<105V) In this case, the output voltage is the same as before, but a new gradient magnetic field amplifier with an output current of about 8 times is required.
このように、従来の構成によると種々の制約があるのに
対し、本発明の構成では、コイル素の数や傾斜磁場アン
プ相互の均−性等の制約を受けることなく、傾斜磁場強
度をより強く、またセトリング時間をより短くしたいと
いう要求を満足させることができるから、例えばエコー
プラナ−法等により超高速イメージングを行なうＭＲＩ
装置に好適な傾斜磁場系として採用することができる。In this way, while the conventional configuration has various restrictions, the configuration of the present invention can increase the gradient magnetic field strength without being subject to restrictions such as the number of coil elements or the mutual uniformity of the gradient magnetic field amplifiers. MRI, which performs ultra-high-speed imaging using the echo planar method, for example,
It can be employed as a gradient magnetic field system suitable for the device.
また、第４図に示すように、傾斜磁場コイルのコイル素
１３ｎと並列に拡張用のコイル素１３ｘを増設しておけ
ば、コイル素１３ｎの駆動用の傾斜磁場アンプ１６ｎと
並列に拡張用傾斜磁場アンプ１６ｘを設け、この拡張用
アンプをコイル素１３ｘに接続するだけで、磁場強度を
強くすることを簡単に行なえる。In addition, as shown in FIG. 4, if an expansion coil element 13x is installed in parallel with the coil element 13n of the gradient magnetic field coil, the expansion gradient coil element 13x can be installed in parallel with the gradient magnetic field amplifier 16n for driving the coil element 13n. The magnetic field strength can be easily increased by simply providing a magnetic field amplifier 16x and connecting this expansion amplifier to the coil element 13x.
このようにして、＾磁場化に対するニーズの進展に対応
させて拡張性の極めて高い傾斜磁場系を実現することが
できる。In this way, it is possible to realize a gradient magnetic field system with extremely high expandability in response to the development of needs for magnetic fields.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明のＭＲＩ装置は、静磁場発
生空間に設置する傾斜磁場コイルとして、複数並列のコ
イル素のそれぞれ毎に各専用の駆動用電源を含む閉回路
を形成して各コイル素の相互間を電気的に分離させた傾
斜磁場コイルを適用するから、次のような利点が得られ
る。[Effects of the Invention] As explained above, the MRI apparatus of the present invention has a closed circuit including a dedicated driving power source for each of a plurality of parallel coil elements as a gradient magnetic field coil installed in a static magnetic field generation space. By applying a gradient magnetic field coil in which the coil elements are electrically isolated from each other, the following advantages can be obtained.
（１）上記各専用の駆動用電源として機能される傾斜磁
場アンプに対して要求される出力性能に関するスペック
を緩和することができるので、従来の傾斜Ｔａ１２アン
プをそのまま使用することができる。(1) Since the specifications regarding the output performance required of the gradient magnetic field amplifiers functioning as the dedicated driving power sources described above can be relaxed, the conventional gradient Ta12 amplifier can be used as is.
（２）傾斜磁場コイルの分割数についての制約が無くな
る。(2) There is no restriction on the number of divisions of the gradient magnetic field coil.
（３）分割された各県でのゲインバランスに対する要求
は著しく緩和される。(3) Requirements for gain balance in each divided prefecture will be significantly relaxed.
（４）時代のニーズに即座に答えられる拡張性の極めて
高い傾斜ｌｌ場系を提供することができる。(4) It is possible to provide an extremely highly expandable gradient 1/1 field system that can immediately meet the needs of the times.
第１図は本発明の一実施例の傾斜磁場系の概略を示す構
成図、第２図は本発明が適用されるＭＲ１装置の概略を
示す構成図、第３図及び第４図は本発明の他実施例のそ
れぞれ概略を示す構成図、第５図は傾斜磁場アンプの出
力状況を模式的に示す波形図、第６図及び第７図は従来
のそれぞれ概略を示す構成図である。
１１・・・主磁石 １２・・・プローブ１３・・・傾
斜磁場コイル
１３ａ 〜１３ｈ 、１３ｎ 、１３Ｘ−：ｌ−１’ル
素１４・・・制御用コンピュータ １５・・・モンタ
１６ａ 〜１６ｈ、ｉ６ｎ、１６ｘ・・・傾斜磁場アン
プ
１７・・・シーケンスコントローラFIG. 1 is a block diagram schematically showing a gradient magnetic field system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram schematically showing an MR1 apparatus to which the present invention is applied, and FIGS. 3 and 4 are blocks according to the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram schematically showing the output status of the gradient magnetic field amplifier, and FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams showing the conventional configuration. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Main magnet 12... Probe 13... Gradient magnetic field coils 13a to 13h, 13n, 13X-: l-1' element 14... Control computer 15... Monter 16a to 16h, i6n , 16x... Gradient magnetic field amplifier 17... Sequence controller
Claims (2)
に、複数並列のコイル素のそれぞれ毎に各専用の駆動用
電源を含む閉回路を形成して前記各コイル素の相互間を
電気的に分離させた傾斜磁場コイルを、前記静磁場が発
生される空間に設置する構成としたことを特徴とする磁
気共鳴イメージング装置。(1) In order to generate a gradient magnetic field that is superimposed on the static magnetic field, a closed circuit including a dedicated driving power source is formed for each of the plurality of parallel coil elements, and the coil elements are connected electrically to each other. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that gradient magnetic field coils separated into two are installed in a space where the static magnetic field is generated.
て複数並列のコイル素にし、増設された前記拡張用コイ
ル素に専用の駆動用電源を含む閉回路を形成可能に構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
共鳴イメージング装置。(2) The gradient magnetic field coil is configured such that an expansion coil element is added to form a plurality of parallel coil elements, and a closed circuit including a dedicated drive power source can be formed in the expanded expansion coil element. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268134A JPH01110354A (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Magnetic resonance imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62268134A JPH01110354A (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Magnetic resonance imaging apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01110354A true JPH01110354A (en) | 1989-04-27 |
| JPH0528135B2 JPH0528135B2 (en) | 1993-04-23 |
Family
ID=17454363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62268134A Granted JPH01110354A (en) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | Magnetic resonance imaging apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01110354A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5144237A (en) * | 1989-06-29 | 1992-09-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus of nuclear magnetic resonance imaging with optimized gradient magnetic field power source |
| JPH0678895A (en) * | 1992-02-19 | 1994-03-22 | Univ California | Magnetic resonance imaging generating strong auxiliary gradient magnetic pulse by using auxiliary inserting gradient magnetic coil |
| US5406205A (en) * | 1989-11-08 | 1995-04-11 | Bruker Analytische Messtechnik Gmbh | Gradient-generation system, nuclear spin tomograph, and process for the generation of images with a nuclear-spin tomograph |
| US5568051A (en) * | 1992-05-12 | 1996-10-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic resonance imaging apparatus having superimposed gradient coil |
| JP2000271102A (en) * | 1999-03-23 | 2000-10-03 | Siemens Ag | Switchable vertical gradient coil |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60179645A (en) * | 1984-01-12 | 1985-09-13 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | Nmr tomographic device |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62268134A patent/JPH01110354A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60179645A (en) * | 1984-01-12 | 1985-09-13 | エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン | Nmr tomographic device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0528135B2 (en) | 1993-04-23 |
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