专利名称:磁共振成像装置的制作方法磁共振成像装置(MRI装置)为通过观测在向被检体(subject)发射RF脉冲后从被检体发射的回波信号(MR回波信号)来取得被检体的剖面图像的装置。一般在MRI装置中,为了取得一幅图像而需要多个回波信号。能够通过解析多个回波信号的频率以及相位来取得剖面图像。因此,需要在取得这多个回波信号时分别发射的RF脉冲的频率是固定的。在RF脉冲的发射中使用发送线圈(transmissioncoil),在回波信号的接收中使用接收线圈(reception coil)。由美国专利第5,384,536号说明书(以下,称为文献1)可知如下所述的方式通过无线传输使用模拟数字(Analog Digital)转换器(ADC)将接收线圈接收到的回波信号数字化所取得的数字信号,使接收线圈无线化。在像这样地使回波信号数字化时,需要使用于驱动ADC的时钟信号(以下,称为第 2时钟信号)的频率与为了生成RF脉冲而使用的时钟(clock)信号(以下,称为第1时钟信号)的频率一致。在该第1以及第2时钟信号的频率互不相同时,被数字化的回波信号的相位产生偏移,由该回波信号所重建的剖面图像的精度劣化。在文献1中,将第1时钟信号作为参考(reference)信号进行无线传输,并将该参考信号作为基准而生成第2时钟信号。在使用文献1的方式时,如果无劣化地传输参考信号,则能够高精度地使第2时钟信号与第1时钟信号同步。然而,一般在无线传输中,通过经由与无线传输有关的各种装置,对传输信号相加了噪音(noise)。另外,在无线传输的期间,传输信号受到所谓多径衰落 (multipath fading)或多普勒(Doppler)变动的失真。作为这些情况的结果,不使参考信号劣化地进行无线传输是困难的,将劣化了的参考信号作为基准而生成的第2时钟信号与第1时钟信号有可能频率不同。鉴于这种情况,希望抑制由于在使磁共振回波信号数字化时产生的相位偏移的影响所产生的剖面图像的精度下降。
本发明提供一种磁共振成像装置,包括第1时钟生成部,生成第1时钟信号;脉冲生成部,基于上述第1时钟信号生成激励脉冲信号;发送线圈,基于上述激励脉冲信号无线发送激励脉冲;接收线圈,分别在从上述发送线圈无线发送的上述激励脉冲到来时输出对应于该激励脉冲的高频信号、在通过上述激励脉冲的作用从被检体发射的磁共振回波到来时输出对应于该磁共振回波的高频信号;第2时钟生成部,生成第2时钟信号;数字转换部,使上述高频信号或对上述高频信号实施规定处理后的信号与上述第2时钟信号同步地进行数字化而取得高频数据;脉冲检测部,从上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据;相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及校正部,为了补偿在上述数字转换部中的数字化时在上述磁共振回波中产生的相位偏移,基于通过上述相位检测部检测出的相位校正上述高频数据。图1为表示与第1实施方式相关的MRI装置的结构的图。图2为图1中的线圈侧装置以及校正单元的框图。图3为表示成像时使用图2中的接收线圈所取得的高频信号的一例的图。图4为放大表示图3所示的高频信号(radio frequency signal)的一部分的图。图5为表示因图2中的ADC的饱和电平的影响而饱和的高频信号的一例的图。图6为表示在第1校正处理例中所设定的校正量(correctionvalue)的变化的一例的图。图7为表示在第2校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图8为表示在第3校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图9为表示与第2实施方式相关的MRI装置的重要部分的结构的框图。图10为与第3实施方式相关的MRI装置的重要部分的结构的框图。图11为与第4实施方式相关的MRI装置的结构的图。图12为图11中的校正单元以及线圈侧装置的框图。图13为与第5实施方式相关的MRI装置中的校正单元以及线圈侧装置的框图。图14为表示与第6实施方式相关的MRI装置的结构的图。图15为图14中的线圈侧装置的框图。图16为与第7实施方式相关的MRI装置中的线圈侧装置的框图。图17为与第8实施方式相关的MRI装置中的线圈侧装置的框图。图18为与第9实施方式相关的MRI装置的重要部分的框图。图19为表示RF脉冲信号的波形的一例的图。图20为图19中的RF脉冲信号的一部分的放大图。图21为表示被检波的信号的波形的一例的图。图22为表示被检波的信号的波形的一例的图。图23为表示关于2个相位值的差的特性的图。图24为表示检测RF脉冲信号的相位的原理的图。图25为表示检测RF脉冲信号的相位的原理的图。图26为表示第1至第9实施方式的变形例的框图。图27为表示第1至第9实施方式的变形例的框图。图28为表示在第4校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图29为表示在第5校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图30为表示在第6校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。
(第3检测例)ADC7c 一般在可表现的振幅电平上有限。并且,当如例如图5的Rl那样对应于回波信号的最大振幅A2来调整该可表现的振幅电平的范围时,RF数据表示的RF信号例如如图5所示的区间Pll那样地一部分区间饱和。利用这个性质,RF脉冲检测部13a以在RF数据表示的RF信号饱和后、该饱和被解除的定时来识别正在输入表示RF脉冲的RF数据,并将该RF数据作为表示RF脉冲的数据而检测出。然后,通过相位检测部1 检测RF脉冲检测部13a所检测出的RF脉冲中的基准定时的相位、即RF实际相位。另外,在RF数据表示的RF脉冲信号的波形如图5所示地饱和时,该饱和的部分波形产生失真。存在当相位检测部1 使用这样失真了的波形检测相位时,其检测结果中产生误差的情况。因此,在相位检测部13b中,优选使用像图5中的区间P12那样地不产生饱和的区间的波形。在相位检测部13b中,在RF脉冲的频率明确时,能够通过进行该频率分量与RF脉冲检测部13a检测出的RF脉冲信号之间的相关计算求出相位。然后,相位校正部13c基于由相位检测部1 检测出的RF实际相位,校正应当补偿RF数据表示的信号中产生的相位偏移的RF数据。相位校正部13c中的处理只要是减少 RF数据表示的信号中产生的相位偏移的处理任何处理都可以。可以适用例如如下处理。(第1校正处理例)相位校正部13c,当使用相位检测部13b重新检测RF实际相位时,求出该RF实际相位相对于RF正规相位的相位差。并且,相位校正部13c设定能够减去该相位差的校正量。 典型而言,将与RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的绝对值相同方向不同的量作为校正量。也就是说,如果RF实际相位相对于RF正规相位的相位差为+30度,则相位校正部 13c将校正量设定为-30度。并且相位校正部13c到下一检测RF实际相位为止的期间都使用这样设定的校正量,并以使其相位变化该校正量的方式来校正RF数据。图6为表示在第1校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图6以RF 正规相位以及RF实际相位的时间变化特性为图3所示的特性为前提。在这种情况下,在定时Tl检测出的RF实际相位Pbl与RF正规相位Pal —致,RF 实际相位Pbl相对于RF正规相位I^l的相位差为0。因此,相位校正部13c在到下一检测 RF实际相位的定时T3为止的期间将校正量设为0。这样,对回波信号El不进行相位校正。在定时T3检测出的RF实际相位PId2相对于RF正对相位Pa2的相位差为PDl。因此,相位校正部13c在到检测下一 RF实际相位的定时T5为止的期间将校正量设为-PDl。 这样,以使其相位延迟PDl大小的方式对回波信号E2进行校正。这样,在第1校正处理例中,将基于某RF脉冲信号所检测的RF实际相位相对于 RF正规相位的相位差视为在该RF脉冲信号的紧后面产生的回波信号中的相位偏移量,来设定用于补偿回波信号中的相位偏移的校正量。但是,如图3所示,既存在因为检测RF实际相位的定时与回波信号的定时不同所以回波信号的相位偏移量与RF实际相位相对于RF 正规相位的相位差不同的情况,又存在在一次回波信号中相位偏移量也随时间而变动的情况。例如图3中,关于RF实际相位相对于RF正规相位的相位差,定时T2比定时Tl大、定时T4比定时T3大、定时T6比定时T5大。然而,由于从停止RF脉冲信号的发射到回波信号产生的期间、产生一次回波信号的期间很短,所以此期间中的相位偏移量也很小。因此能够通过第1校正处理例充分地减少回波信号中的相位偏移。(第2校正处理例)相位校正部13c至少事先保持一个由相位检测部1 过去检测出的RF实际相位。 优选该相位校正部13c保持的RF实际相位包含最最近检测出的相位。当使用相位检测部 13b重新检测RF实际相位时,相位校正部13c通过对该新的RF实际相位与上述保持的过去的RF实际相位的插值处理,判定从RF实际相位的前次检测定时到本次检测定时的RF实际相位的变化特性。接着,相位校正部13c基于上述变化特性推定回波信号到来的定时附近的定时中的RF实际相位。进而相位校正部13c求出所推定出的RF实际相位相对于RF正规相位的相位差。然后,相位校正部13c设定能减去该相位差的校正量。但是,在此设定的校正量是应该适用到从RF实际相位的前次检测定时到本次检测定时数据接收部12所接收的RF数据中的校正量。因此,相位校正部13c至少存储与RF脉冲信号的重复周期对应的量的RF数据。并且,以使从其相位变化上述那样地重新设定的校正量的方式,对从RF实际相位的前次检测定时到本次检测定时数据接收部12所接收的RF数据进行校正。图7为表示在第2校正处理例中所设定的校正量的变化的一例的图。图7以RF 正规相位以及RF实际相位的时间变化特性为图3所示的特性为前提。此时,相位校正部13c基于在定时Tl检测的RF实际相位Pbl与在定时T3检测的 RF实际相位1^2,如图7所示地推定从定时Tl到定时T3的期间中的RF实际相位的变化特性。基于该特性,相位校正部13c求出定时Tll中的RF实际相位与RF正规相位之间的相位差PDl 1,并将定时T3到定时T5的校正量设为-PDl 1。并且,在该期间,以使在定时TI至定时T3的期间数据接收部12所接收的RF数据的相位延迟PDll的方式进行校正。也就是说,以使其相位延迟PDll的方式。对回波信号El进行校正。这样,在第2校正处理例中,基于基于多个RF脉冲信号分别检测出的多个RF实际相位来推定回波信号到来的定时附近的定时中的相位偏移量,从而设定用于补偿回波信号中的相位偏移量的校正量。但是,如图3所示,存在在一次回波信号中相位偏移量也随时间变动的情况。然而,因为一次回波信号产生的期间很短,因此此期间中的相位偏移量也很小。因此,通过第2校正处理例能够充分地减少回波信号中的相位偏移。(第3校正处理例)相位校正部13c与第2校正处理例的情况同样地,判定从RF实际相位的前次检测定时到本次检测定时的RF实际相位的变化特性。接着,相位校正部13c基于RF实际相位的变化特性求出校正量的变化特性作为使RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的变化特性的倾斜的反转的特性。并且,相位校正部13c根据上述校正量的变化特性设定从RF实际相位的本次检测定时到下一检测定时中的校正量。进而,相位校正部13c与第2校正处理例的情况同样地使用上述设定的校正量来校正事先存储的RF数据。图8为表示在第3校正处理例中设定的校正量的变化的一例的图。图8以RF正规相位以及RF实际相位的时间变化特性为如图3所示的特性为前提。在这种情况下,相位校正部13c基于在定时Tl检测的RF实际相位I^bl与在定时 T3检测的RF实际相位1^2,如图8所示地推定从定时Tl至定时T3期间中的RF实际相位的变化特性。基于该特性,相位校正部13c使用图8所示的变化特性一边变更一边设定从定时Tl至定时T5的校正量。并且,该期间中,以使其相位延迟利用上述变化特性设定的校正量的方式,对在定时Tl至定时T3的期间数据接收部12所接收的RF数据进行校正。像这样地,在第3校正处理例中,以基于RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的变化特性而追随相位偏移量的变化的方式设定校正量。因此,由于能够考虑到检测出RF 实际相位的定时与回波信号的定时之间的偏移、由于一次回波信号在某程度期间内持续而产生的相位偏移量的变化来进行补偿,因此可以高精度减少回波信号中的相位偏移。另外,在图7以及图8中,作为用于求出RF实际相位的变化特性的插值处理示出了采用线性插值的例子。其中,能够任意采用基于最小平方曲线的插值、样条(spline)插值等其他插值方法。如上根据第1实施方式,通过ADC7c使回波信号以及RF脉冲信号都数字化,并基于该数字化时RF脉冲信号中产生的相位偏移,设定用于补偿回波信号中数字化时产生的相位偏移的校正量,以该校正量来校正回波信号的相位。因此,即使在第1时钟信号与第2 时钟信号之间存在频率偏移的情况下,也能够减少由此引起的回波信号的相位偏移。并且, 由此,能够进行基于相位偏移量小的回波信号的高精度图像的重建。(第2实施方式)第2实施方式中的MRI装置102的概略构成与第1实施方式MRI装置101 —样。 其中,MRI装置102与MRI装置101的不同点在于线圈侧装置7以及校正单元12的构成。图9为表示MRI装置102的重要部分的结构的框图。另外,在图9中,对与图1以及图2相同的部分添加同一符号,其详细说明省略。MRI装置102中的线圈侧装置7具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、天线7e、 RF脉冲检测部7f以及数据发送部7g。S卩,MRI装置102中的线圈侧装置7代替MRI装置 101中的线圈侧装置7中的数据发送部7d而具备数据发送部7g,并且追加具备RF脉冲检测部7f0在脉冲检测部7f中,输入从ADC7c输出的RF数据。RF脉冲检测部7f通过与第1 实施方式中的RF脉冲检测部13a的同样的处理从RF数据表示的RF信号中检测RF脉冲信号。数据发送部7g通过与数据发送部7d同样的处理来取得传输用信号。其中,数据发送部7g基于在RF脉冲检测部7f中的检测结果,只基于从ADC7c输出的RF数据中的包含表示RF脉冲信号以及回波信号的部分的一部分来生成传输用信号。MRI装置102中的校正单元13具备相位检测部13b以及相位校正部13c。即MRI 装置102中的校正单元13不具有MRI装置101的校正单元13中的RF脉冲检测部13a。并且,从数据接收部12输出的RF数据被输入至相位检测部13b。在该MRI装置102中,关于在第1实施方式中所说明的为了补偿回波信号的相位偏移而校正RF数据的处理,在使用线圈侧装置7只进行RF脉冲信号的检测这一点上与MRI 装置101不同。这样,通过该第2实施方式,也能取得与第1实施方式同样的效果。进而,根据第2实施方式,关于RF数据中的不表示RF脉冲信号以及回波信号的区间不进行无线传输。因此,可以削减无线传输的数据量。即,与数据发送部7d相比可以消减数据发送部7g的数据的传输速率。
但是,在第2实施方式中,为了具备RF脉冲检测部7f,线圈侧装置7与第1实施方式相比可能大型化。因此,与降低数据的传输速率相比使线圈侧装置7小型化优先时,与第 2实施方式相比第1实施方式较为合适。(第3实施方式)第3实施方式中的MRI装置103的概略构成与第1实施方式MRI装置101 —样。 并且,MRI装置103与MRI装置101不同点在于线圈侧装置7以及校正单元13的构成。图10为表示MRI装置103的重要部分的结构的框图。另外,在图10中,对与图1 以及图2相同的部分添加同一符号,其详细说明省略。MRI装置103中的线圈侧装置7具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、天线7e、 RF脉冲检测部几、相位检测部7i以及数据发送部7j。S卩,MRI装置103中的线圈侧装置7 代替MRI装置101的线圈侧装置7中的数据发送部7d而具备数据发送部7j,并且追加具备 RF脉冲检测部以及相位检测部7i。在RF脉冲检测部几中,输入从ADC7c输出的RF数据。RF脉冲检测部几通过与第1实施方式中的RF脉冲检测部13a同样的处理从RF数据表示的RF信号中检测RF脉冲信号。相位检测部7i通过与第1实施方式中的相位检测部13b同样的处理,检测由RF 脉冲检测部检测出的RF脉冲的相位,并输出表示其相位值的相位数据。数据发送部7j通过与数据发送部7d同样的处理来取得传输用信号。但是,数据发送部7g只基于从ADC7c输出的RF数据中的包含表示回波信号的部分的一部分来生成传输用信号。另外,数据发送部7d生成基于相位检测部7i输出的相位数据的传输用信号。MRI装置103中的校正单元13具备相位校正部13c。即,IOR装置103中的校正单元13不具有MRI装置101中的校正单元13中的RF脉冲检测部13a以及相位检测部13b。 并且,从数据接收部12输出的RF数据以及相位数据被输入至相位校正部13c。在该MRI装置103中,关于在第1实施方式中所说明的为了补偿回波信号的相位偏移而校正RF数据的处理,使用线圈侧装置7进行RF脉冲的检测与RF实际相位的检测这一点与MRI装置101不同。这样,通过该第3实施方式,也能取得与第1实施方式同样的效果。进而,根据第3实施方式,在不表示RF数据中的回波信号的区间不进行无线传输。 因此,可以消减无线传输的数据的量。即,与数据发送部7d相比可以降低数据发送部7i的数据的传输速率。另外,根据第3实施方式,除了 RF数据之外还需要无线传输相位数据,但相位数据只要表示一个相位值就可以,因此数据大小可以变小,无线传输的数据的量比第1 以及第2实施方式都减少了。但是,在第3实施方式中,由于具备RF脉冲检测部以及相位检测部7i,线圈侧装置7有可能比第1以及第2实施方式大型化。因此,在与降低数据的传输速率相比使线圈侧装置7小型化优先时,与第3实施方式相比第1或第2实施方式较为合适。(第4实施方式)图11为表示与第4实施方式相关的MRI装置104的结构的图。另外,对于与图1 相同的部分添加同一符号,其详细说明省略。MRI装置104具备静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈2、倾斜磁场电源3、床4、床控制部5、发送线圈单元6、时钟生成部8、RF脉冲生成部9、RF脉冲/倾斜磁场控制部10、天线11、 数据接收部12、校正单元13、数据处理部14、重建系统15、存储部16、显示部17、输入部18、 主控制部19、线圈侧装置20以及数据发送部21。即,MRI装置104代替MRI装置101中的线圈侧装置7而具备线圈侧装置20。进而,MRI装置104追加具备数据发送部21。线圈侧装置20或被载置在床板如上,或被安装在被检体200上。并且,成像时, 与被检体200 —起被插入成像空间内,接受包含从被检体200发射的磁共振回波、从发送线圈单元6发射的RF脉冲的电磁波从而取得电RF信号。线圈侧装置20无线传输包含将RF 信号数字化而取得的RF数据的上行传输用信号。在数据发送部21中,从主控制部19给予RF参数。数据发送部21生成包含RF参数的下行传输用信号,并将该下行传输用信号供给到天线11。另外,下行传输用信号利用 FDD (frequency divisionduplex 步页分双工)、TDD (time division duplex:时分双工)或 ⑶D(Code division duplex 码分双工)等周知的双向通信方式能够与上行传输用信号分离。天线11也可以在数据接收部12与数据发送部21中分别准备。此时,天线成为2个以上。图12为校正单元13以及线圈侧装置20的框图。另外,在图12中,对于与图1、图 2以及图9相同的部分添加同一符号。线圈侧装置20具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、天线7e、RF脉冲检测部 7f、数据发送部7g、数据接收部20a、相位检测部20b以及时钟控制部20。S卩,线圈侧装置 20在第2实施方式中的线圈侧装置7具备的要素上进行追加而具备数据接收部20a、相位检测部20b以及时钟控制部20c。天线7e也可以在数据接收部20a与数据发送部7d中分别准备。此时,天线成为2个以上。数据接收部20a经由天线7e接受经由天线11通过数据发送部21无线发送的下行传输用信号,并从该下行传输用信号中提取RF参数。数据接收部20a将所提取出的RF 参数给予时钟控制部20c。相位检测部20b通过与第1实施方式中的相位检测部13b同样的处理,检测由RF 脉冲检测部7f检测出的RF脉冲的相位,并输出表示其相位值的相位数据。在时钟控制部20c中,被从主控制部19经由数据发送部21、天线ll、7e以及数据接收部20a给予与被给予RF脉冲生成部9相同的RF参数。时钟控制部20c求出RF参数所示的相位与由相位检测部20b检测出的相位之间的相位差的时间变化倾向,并以基于此时间变化倾向调整第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。在该MRI装置104中,与第2实施方式同样地进行用于补偿回波信号中在ADC7c 中的数字化时产生的相位偏移的RF数据的校正。这样,通过该第4实施方式,也能够取得与第1实施方式同样的效果。不过,当RF实际相位相对于RF正规相位的相位偏移量超过士 180度时,将无法正确判定其相位偏移量。例如,+190度的相位旋转与-170度的相位旋转成为相同的相位,因此无法区别这2个状态。将这种无法区别相位的状态称为相位的不确定性,在该不确定性时,相位校正部13c不能进行适当的校正。然而,在MRI装置104中,时钟控制部20c监视由相位检测部20b所检测的RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的时间变化倾向。并且,时钟控制部20c以如果处于该相位差随时间而增加的倾向则降低第2时钟信号的频率、如果处于随时间而减少的倾向则提高第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。由此,能够较小地保持第1时钟信号与第2时钟信号之间的频率差,能够降低RF 实际相位相对于RF正规相位的相位偏移量超过士 180度的可能性,能够降低相位的不确定性产生的可能性。因此,能够提高可使用相位校正部13c进行适当的校正的可能性。(第5实施方式)第5实施方式中的MRI105的概略构成与第4实施方式MRI装置104—样。并且, MRI装置105与MRI装置104的不同在于校正单元13以及线圈侧装置20的构成。图13为校正单元13以及线圈侧装置20的框图。另外,在图13中,对于与图1、图 2以及图10相同的部分添加同一符号。线圈侧装置20具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、天线7e、RF脉冲检测部几、相位检测部7i、数据发送部7j、数据接收部20d以及时钟控制部20e。S卩,线圈侧装置 20在第3实施方式中的线圈侧装置7具备的要素上进行追加而具备数据接收部20d以及时钟控制部20e。数据接收部20d经由天线7e接受经由天线11而通过数据发送部21无线传输的下行传输用信号,从该下行传输用信号中提取RF脉冲。数据接收部20d将所提取出的RF 参数给予时钟控制部20e。在时钟控制部20e中,被从主控制部19经由数据发送部21、天线ll、7e以及数据接收部20d给予与被给予RF脉冲生成部9的相同的RF参数。时钟控制部20e求出RF参数所示的相位与由相位检测部7i所检测出的相位之间的相位差的时间变化倾向,并以基于此时间变化倾向调整第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。在该MRI装置105中,用于补偿回波信号中在ADC7c中的数字化时产生的相位偏移的RF数据的校正与第3实施方式同样进行。这样,通过该第5实施方式,也能够取得与第1实施方式同样的效果。进而,在MRI装置105中,时钟控制部20e监视由相位检测部7i检测出的RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的时间变化倾向。并且,时钟控制部20e以如果处于该相位差随时间而增加的倾向则降低第2时钟信号的频率、如果处于随时间而减少的倾向则提高第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。由此,能够较小地保持第1时钟信号与第2时钟信号之间频率差,可以降低RF实际相位相对于RF正规相位的相位偏移量超过士 180的可能性,可以降低相位的不确定性产生的可能性。因此,能够提高相位校正部13c可进行适当的校正的可能性。(第6实施方式)图14为表示与第6实施方式相关的MRI装置106的结构的图。另外,对于与图1 相同的部分添加同一符号,其详细说明省略。MRI装置106具备静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈2、倾斜磁场电源3、床4、床控制部 5、发送线圈单元6、时钟生成部8、RF脉冲生成部9、RF脉冲/倾斜磁场控制部10、天线11、 数据接收部12、数据处理部14、重建系统15、存储部16、显示部17、输入部18、主控制部19、 线圈侧装置22以及数据发送部23。
即,MRI装置106代替MRI装置101中的线圈侧装置7而具备线圈侧装置22。进而,MRI装置106不具备校正单元13,并且追加具备数据发送部23。由于不具备校正单元 13,因此从数据接收部12输出的RF数据被输入至数据处理部14。线圈侧装置22被载置在床板如上、被安装在被检体200上。并且,成像时,与被检体200 —起被插入成像空间内,并接受包含从被检体200发射的磁共振回波、从发送线圈单元6发射的RF脉冲的电磁波从而取得电RF信号。在该RF信号中,包含表示磁共振回波的磁共振回波信号(以下,记述为回波信号)以及表示RF脉冲的RF脉冲信号。线圈侧装置22无线传输包含使RF信号数字化并且实施与在第1实施方式中使用校正单元13进行的相同的校正处理所取得的RF数据的上行传输用信号。在数据发送部23中,从主控制部19给予RF参数。数据发送部23生成包含RF参数的下行传输用信号,并将该下行传输用信号供给到天线11。另外,下行传输用信号利用 FDD (frequency divisionduplex 步页分双工)或 TDD (time division duplex 时分双工) 等周知的双向通信方式能够与上行传输用信号分离。图15为线圈侧装置22的框图。另外,在图15中,对于与图1以及图2相同的部分添加同一符号。线圈侧装置22具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、数据发送部7g、天线7e、 数据接收部22a、RF脉冲检测部22b、相位检测部22c以及相位校正部22d。即,线圈侧装置 22在第1实施方式中的线圈侧装置7具备的要素上进行追加而具备数据接收部22a、RF脉冲检测部22b、相位检测部22c以及相位校正部22d。数据接收部2 经由天线7e接受经由天线11通过数据发送部23无线发送的下行传输用信号,从下行传输用信号中提取RF参数。数据接收部2 将所提取出的RF参数给予相位校正部22d。RF脉冲检测部22b通过与第1实施方式中的RF脉冲检测部13a同样的处理从RF 数据表示的RF信号中检测RF脉冲信号。相位检测部22c通过与第1实施方式中的相位检测部13b同样的处理,检测由RF 脉冲检测部22b所检测出的RF脉冲的相位,并输出表示其相位值的相位数据。在相位校正部22d中,被从主控制部19经由数据发送部23、天线ll、7e以及数据接收部2 给予与被给予至RF脉冲生成部9相同的RF参数。相位校正部22d基于RF参数所示的相位与由相位检测部22c检测出的相位,算出RF数据表示的回波信号中在ADC7c 中的数字化时产生的相位偏移量。相位校正部22d以补偿上述算出的相位偏移量的方式校正RF数据。由相位校正部22d校正后的RF数据被给予到数据发送部7d。在该MRI装置106中,使用线圈侧装置22进行在MRI装置101中使用校正单元13 进行的全部处理。并且,该处理与使用校正单元13进行的处理一样。但是,由于需要使主控制部19所生成的RF参数合适于相位校正部22d,因此通过数据发送部23、天线ll、7e以及数据接收部2 来无线传输RF参数。这样,通过该第6实施方式,也能够取得与第1实施方式同样的效果。另外,在第6实施方式中,在系统侧装置中不需要与由接收线圈7a所接收的RF脉冲有关的数据。因此,数据发送部7d也可以生成只包含RF数据中的回波信号的一部分数据的上行传输用信号。并且,由此,与第1实施方式相比可以消减无线传输的数据的量。艮口,与第1实施方式相比可以降低数据发送部7d的数据的传输速率。但是,在第6实施方式中,由于具备数据接收部22a、RF脉冲检测部22b、相位检测部22c以及相位校正部22d,因此线圈侧装置22有可能比线圈侧装置7大型化。因此,在与降低数据的传输速率相比使线圈侧装置小型化优先时,与第6实施方式相比第1实施方式较为合适。(第7实施方式)第7实施方式MRI装置107的概略构成与第6实施方式MRI装置106—样。并且, MRI装置107与MRI装置106的不同在于线圈侧装置22的构成。图16为线圈侧装置22的框图。另外,在图16中,对于与图1、图2以及图15相同的部分添加同一符号。线圈侧装置22具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、数据发送部7d、天线7e、 数据接收部22a、RF脉冲检测部22b、相位检测部22c、相位校正部22d以及时钟控制部22e。 即,线圈侧装置22在第6实施方式中的线圈侧装置22具备的要素上进行追加而具备时钟控制部2&。在时钟控制部22e中,被从主控制部19经由数据发送部23、天线ll、7e以及数据接收部2 给予与被给予至RF脉冲生成部9的相同的RF参数。时钟控制部2 求出RF 参数所示的相位与由相位检测部22c检测出的相位之间的相位差的时间变化倾向,并以基于此时间变化倾向调整第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。在该MRI装置107中,与第6实施方式同样地进行用于补偿回波信号中在ADC7c 中的数字化时产生的相位偏移的RF数据的校正。这样,通过该第7实施方式,也能够取得与第1实施方式同样的效果。进而,在MRI装置107中,时钟控制部2 监视由相位检测部22c所检测的RF实际相位相对于RF正规相位的相位差的时间变化倾向。并且,时钟控制部22e以如果处于该相位差随时间而增加的倾向则降低第2时钟信号的频率、如果处于随时间而减少的倾向则提高第2时钟信号的频率的方式控制时钟生成部7b。由此,较小地保持第1时钟信号与第2时钟信号之间的频率差,可以降低RF实际相位相对于RF正规相位的相位偏移量超过士 180的可能性,可以降低相位的不确定性产生的可能性。因此,能够提高使用相位校正部22d可进行适当的校正的可能性。(第8实施方式)第8实施方式中的MRI装置108的概略构成与第6实施方式MRI装置106 —样。 并且,MRI装置108与MRI装置106的不同在于线圈侧装置22的构成。图17为线圈侧装置22的框图。另外,在图17中,对于与图1、图2以及图15相同的部分附加同一符号。线圈侧装置22具备接收线圈7a、时钟生成部7b、ADC7c、数据发送部7d、天线7e、 数据接收部22a、RF脉冲检测部22b、相位检测部22c以及时钟控制部22e。S卩,线圈侧装置 22不具备第6实施方式中的线圈侧装置22所具备的要素中的相位校正部22d。并且,由于不具备校正单元13,因此从ADC7c输出的RF数据被输入至数据发送部7d。在该MRI装置108中,不进行用于补偿回波信号中在ADC7c中的数字化时产生的相位偏移的RF数据的校正。
然而,与第6实施方式同样地进行用于减少第1时钟信号与第2时钟信号之间的频率差的第2时钟信号的频率的调整。因此,将较小地保持第1时钟信号与第2时钟信号之间频率差,也将较小地保持回波信号中在ADC7c中的数字化时产生的相位偏移。并且,由此,能够进行基于相位偏移小的回波信号的高精度图像的重建。另外,在第8实施方式中,被重建的图像的精度与第1乃至第7实施方式相比恶化。但是,由于在第8实施方式中不进行RF数据的校正,因此第8实施方式与第1乃至第 7实施方式相比能够通过简易的构成来实现。(第9实施方式)第9实施方式中的MRI装置109的构成与第1实施方式MRI装置101大致一样。 并且,MRI装置109与MRI装置101的不同在于相位检测部13b的构成。图18为MRI装置109的重要部分的框图。另夕卜,对于与图1以及图2相同的部分添加同一符号,其详细说明省略。MRI装置109的相位检测部13b具备第1相位测定部(f irstmeasuring unit) 131、 第2相位测定部(second measuring) 132、偏置选择部(offset selector) 133以及相位输出部(phase value outputunit) 134。第1相位测定部131使用通过相对于RF正规相位错开了偏移T。ff的SINC函数除从RF脉冲检测部13a输出的RF脉冲信号中的第1区间内的信号后的信号来测定第1相位值。第1相位测定部131关于多个不同的偏移T。ff分别测定第1相位值。第2相位测定部132使用通过相对于RF正规相位错开了偏移T。ff的SINC函数除从RF脉冲检测部13a输出的RF脉冲信号中的第2区间内的信号后的信号来测定第2相位值。第2相位测定部132针对与第1相位测定部131使用的相同的多个偏移T。ff分别测定第2相位值。偏移选择部133分别针对多个偏移T。ff求出与同一 T。ff有关的第1相位值与第2 相位值之间的差的绝对值,并从多个偏移T。ff中选择该差为最小的偏移T。ff_min。相位输出部134输出与偏移T。ff_min有关的第1相位值作为由RF脉冲检测部13a 所检测出的RF脉冲的相位值。接下来,对以上构成的MRI装置109的动作进行说明。另外,由于除了相位检测部 13b的动作以外与上述第1实施方式中的MRI装置101的动作一样,因此省略其说明。并且,在此针对相位检测部13b的动作进行详细说明。那么,如在第1实施方式中所说明的那样,在RF脉冲信号的频率明确时,能够通过相关计算来计算相位。但是,RF脉冲信号并不是仅仅由某固定的频率分量构成的信号,而是进行了一些调制的信号。例如,RF脉冲信号通过SINC函数与SIN函数的积来表示。此时,可以将RF脉冲信号作为时间t的函数如式(1)所表示。Fef (t) = sine (2 π · t · fs) · sin (2 π · t · fc) (1)在第1时钟信号的频率与第2时钟信号的频率不存在偏移时,在式(1)中,使用 ADC7c采样取得的信号被观测为在所有RF脉冲中基本相同的信号。另一方面,在第1时钟信号的频率与第2时钟信号的频率存在偏移时,根据其偏移量而使采样定时产生延迟或提前。作为其结果,在对某RF脉冲进行采样取得的信号与对下一 RF脉冲进行取得信号之间产生偏移。在采样定时的偏移有△ T时,在采样周期Ts_采样取得的信号使用式( 来表Fef [k] = FEF(kTs+AT)= sin c (2 π · (kTs+ Δ Τ) · fs) · sin (2 π · (kTsamp+ Δ Τ) · fc)= sin c (2 π · (kTs+ Δ Τ) · fs) · sin (2 π · kTsamp · fc+2 π · Δ T · fc) (2)在式O)中,2 π · Δ T *fc为相位偏移项。因此,该信号通过与如上所述地对与具有相同频率的信号、即频率为fc的信号进行相关运算,可以算出上述相位偏移项。当将此用公式来表示时成为式(3)。但是,angle (.)表示计算将一个复数值的实部与虚部分别分配到二维平面的2个轴上时的矢量(vector)相位的运算。angleX{FRF_pulse[k]-e-^27r-kTsamp-fcenter} ( 3 )在基于式(3)的相位偏移的检测中,在进行相关运算的采样内SINC函数项几乎没有发生变化的情况下,即fs充分小的情况下,可以高精度检测相位偏移。另一方面,在进行相关运算的采样内SINC函数项较大变化的情况下,即fs大的情况下,存在随着SINC函数的变化而波形产生失真、所检测的相位偏移值产生误差的情况。相反而言,如果在除去SINC 函数项之后进行相关运算,则能够避免SINC函数的影响。图19为表示RF脉冲信号的波形的一例的图。如图19所示,RF脉冲信号通过SINC函数对固定频率的SIN信号Sl进行振幅调制而形成。因此,RF脉冲信号的包络线的振幅通过SINC函数项来表示,并如包络线Ell那样随时间而变化。图20为图19中的区域Rll内的RF脉冲信号的放大图。RF脉冲信号由于具有包络线E11,因此如果利用与该包络线Ell完全相同的函数除RF脉冲信号,则包络线的振幅变为固定,因此可以取得图21所示的波形的信号。另一方面,在利用从包络线Ell稍微偏移的包络线E12所表示的函数除RF脉冲信号时,除法运算后的信号的包络线的振幅不固定,可以取得例如图22所示的波形的信号。在图21所示的信号中,SINC函数项大致可以完全除去,如果基于该信号则能够高精度地测定RF脉冲信号的相位值。然而,在图22所示的信号中由于残留不少SINC函数项的影响,因此无法彻底避免上述SINC函数的影响,RF脉冲信号的相位值的测定精度下降。这样,在从RF脉冲信号中除去SINC函数的分量时,希望尽可能地使RF脉冲信号中的SINC函数与除法运算使用的SINC函数的定时接近。然而,从RF脉冲检测部13a输出的RF脉冲信号的相位未知,因此SINC函数的分量的定时也未知。在此,使用式(4)来表示相位值,其中所述相位值是使用通过从规定的基准定时偏移定时T。ff的SINC函数进行除法运算所取得的信号,对RF脉冲信号的第1 个采样至第 k0+kw个采样进行相关运算而检测出的相位值。 从此前的说明可知,使用式⑷求出的相位值在RF脉冲信号中的SINC函数的分量的定时与上述基准定时之间的偏移ΔΤ与T。ff相等时为最高精度。相反而言,在ΔΤ与
(4)
22T。ff不相等时,在通过式(4)求出的相位值上乘有误差。另外,其误差量、正负极性根据在进行相关运算的范围内信号受到的波形失真而变化。例如,在分别针对图20中的区间P21 与区间P22进行基于式(4)的相位值的算出时,在ΔΤ与1; 相等时,在区间P21、P22的任意一个中都能进行基于图21所示的信号的适当的相位检测。因此,在区间P21、P22的每一个中算出的相位值的差接近于0。另一方面,在ΔΤ与T。ff不相等时,在区间P21、P22中分别进行基于图22所示的信号的相位检测,但由于在区间P21、P22的每一个中波形的失真不同,因此在区间P21、P22的每一个中算出的相位值的差变大。这样,一般存在ΔΤ与1; 之间的差的绝对值越大,在时间上互相偏移的2个区间中分别测定的相位值彼此之间的差的绝对值越大的倾向。图23为表示ΔΤ与T。ff之间的差与在2个区间所测定的相位值的差的绝对值之间关系的图。在图23中,横轴表示ΔΤ与1; 之间的差,纵轴表示在2个区间所测定的相位值的差的绝对值。由图23可知,随着Δ T与T。ff之间的差接近于0,在2个区间所测定的相位值的差的绝对值急剧减少。当利用该性质时,可以通过核查在2个区间所测定的相位值的差的绝对值变得最小的T。ff,判定接近于ΔΤ的值。如果用公式来表示该值则成为如下公式(5)。
1.一种磁共振成像装置,其特征在于,包括 第1时钟生成部,生成第1时钟信号;脉冲生成部,基于上述第1时钟信号生成激励脉冲信号; 发送线圈,基于上述激励脉冲信号无线发送激励脉冲;接收线圈,分别在从上述发送线圈无线发送的上述激励脉冲到来时输出对应于该激励脉冲的高频信号、在通过上述激励脉冲的作用从被检体发射的磁共振回波到来时输出对应于该磁共振回波的高频信号;第2时钟生成部,生成第2时钟信号;数字转换部,使上述高频信号或对上述高频信号实施规定处理后的信号与上述第2时钟信号同步地进行数字化而取得高频数据;脉冲检测部,从上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据; 相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及校正部,为了补偿在上述数字转换部中的数字化时在上述磁共振回波中产生的相位偏移,基于通过上述相位检测部检测出的相位校正上述高频数据。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括调整部,基于通过上述相位检测部所检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括第2相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及调整部,基于通过上述第2相位检测部所检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
4.一种磁共振成像装置,其特征在于,包括 第1时钟生成部,生成第1时钟信号;脉冲生成部,基于上述第1时钟信号生成激励脉冲信号; 发送线圈,基于上述激励脉冲信号无线发送激励脉冲;接收线圈,分别在从上述发送线圈无线发送的上述激励脉冲到来时输出对应于该激励脉冲的高频信号、在通过上述激励脉冲的作用从被检体发射出的磁共振回波到来时输出对应于该磁共振回波的高频信号;第2时钟生成部,生成第2时钟信号;数字转换部,使上述高频信号或对上述高频信号实施规定处理后的信号与上述第2时钟信号同步地进行数字化而取得高频数据;脉冲检测部,从上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据; 相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及调整部,基于通过上述相位检测部检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
5.一种磁共振成像装置,其特征在于,包括第1时钟生成部,生成第1时钟信号; 脉冲生成部,基于上述第1时钟信号生成激励脉冲信号; 发送线圈,基于上述激励脉冲信号无线发送激励脉冲; 天线,输出对应于从上述发送线圈无线发送的上述激励脉冲的高频信号; 接收线圈,输出对应于通过上述激励脉冲的作用从被检体发射出的磁共振回波的高频信号;第2时钟生成部,生成第2时钟信号;数字转换部,使上述天线以及上述接收线圈输出的上述高频信号或对该高频信号实施规定处理后的信号与上述第2时钟信号同步地进行数字化而取得高频数据; 脉冲检测部,从上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据; 相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及校正部,为了补偿在上述数字转换部中的数字化时在上述磁共振回波中产生的相位偏移,基于通过上述相位检测部检测出的相位校正上述高频数据。
6.根据权利要求5所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括调整部,基于通过上述相位检测部检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
7.根据权利要求5所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括第2相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及调整部,基于通过上述第2相位检测部检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
8.—种磁共振成像装置,其特征在于,包括 第1时钟生成部,生成第1时钟信号;脉冲生成部,基于上述第1时钟信号生成激励脉冲信号; 发送线圈,基于上述激励脉冲信号无线发送激励脉冲; 天线,输出对应于从上述发送线圈无线发送的上述激励脉冲的高频信号; 接收线圈,输出对应于通过上述激励脉冲的作用从被检体发射出的磁共振回波的高频信号;第2时钟生成部,生成第2时钟信号;数字转换部,使上述天线以及上述接收线圈输出的上述高频信号或对该高频信号实施规定处理后的信号与上述第2时钟信号同步进行数字化而取得高频数据;脉冲检测部,从上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据; 相位检测部,检测通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;以及调整部,基于通过上述相位检测部检测出的相位的随时间变化调整上述第2时钟信号的频率。
9.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于 上述磁共振成像装置包括系统侧装置与线圈侧装置,上述系统侧装置具备上述第1时钟生成部、上述脉冲生成部、上述发送线圈、上述脉冲检测部、上述相位检测部以及上述校正部;上述线圈侧装置具备上述接收线圈、上述第2时钟生成部以及上述数字转换部; 上述线圈侧装置还具备无线发送上述高频数据的无线发送部; 上述系统侧装置还具备接收通过上述无线发送部无线发送的上述高频数据的无线接收部;上述脉冲检测部从由上述无线接收部接收的上述高频数据中检测相当于上述激励脉冲的激励脉冲数据;上述校正部校正由上述无线接收部接收的上述高频数据。
10.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于 上述磁共振成像装置包括系统侧装置与线圈侧装置;上述系统侧装置具备上述第1时钟生成部、上述脉冲生成部、上述发送线圈、上述相位检测部以及上述校正部;上述线圈侧装置具备上述接收线圈、上述第2时钟生成部,上述数字转换部以及上述脉冲检测部;上述线圈侧装置还具备无线发送上述高频数据以及通过上述脉冲检测部检测出的激励脉冲数据的无线发送部;上述系统侧装置还具备接收通过上述无线发送部无线发送的上述高频数据以及上述激励脉冲数据;上述相位检测部检测由上述无线接收部接收的上述激励脉冲数据所表示的脉冲的相位;上述校正部校正由上述无线接收部接收的上述高频数据。
11.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于 上述磁共振成像装置包括系统侧装置与线圈侧装置;上述系统侧装置具备上述第1时钟生成部、上述脉冲生成部、上述发送线圈以及上述校正部;上述线圈侧装置具备上述接收线圈、上述第2时钟生成部、上述数字转换部、上述脉冲检测部以及上述相位检测部;上述线圈侧装置还具备无线发送上述高频数据以及表示通过上述相位检测部检测出的相位的相位数据的无线发送部;上述系统侧装置还具备接收通过上述无线发送部无线发送的上述高频数据以及上述相位数据的无线接收部;上述校正部基于由上述无线接收部接收的上述相位数据所表示的相位,校正由上述无线接收部接收的上述高频数据。
12.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于 上述磁共振成像装置包括系统侧装置与线圈侧装置;上述系统侧装置具备上述第1时钟生成部、上述脉冲生成部以及上述发送线圈; 上述线圈侧装置具备上述接收线圈、上述第2时钟生成部、上述数字转换部、上述脉冲检测部、上述相位检测部以及上述校正部;上述线圈侧装置还具备无线发送通过上述校正部校正后的高频数据的无线发送部; 上述系统侧装置还具备接收通过上述无线发送部无线发送的上述高频数据的无线接收部。
13.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括 时钟发送部,无线发送上述第1时钟信号;以及时钟接收部,接收通过上述时钟发送部无线发送的上述第1时钟信号; 上述第2时钟生成部与通过上述时钟接收部接收的上述第1时钟信号同步生成而上述第2时钟信号。
14.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还包括 设定部,设定上述脉冲生成部生成上述激励脉冲信号的定时;上述脉冲检测部基于通过上述设定部设定的上述定时检测上述激励脉冲数据。
15.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于上述脉冲检测部将上述高频数据所表示的信号电平变成了规定电平以上的时刻作为上述激励脉冲数据的开始时刻。
16.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于上述数字转换部具有比上述激励脉冲到来时的上述接收线圈的输出信号的最大电平小、且比上述磁共
磁共振成像装置制作方法
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