JP6956597B2 - Magnetic resonance imaging device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置が有する傾斜磁場電源は、増幅器から傾斜磁場コイルへ電力を供給する出力チャネル数に応じて、増幅器の電源として使用される電力供給器からの出力の数を設定する。この時、従来の傾斜磁場電源は、電力供給器からの出力電流の割り振りをハードウェア制御で行っている。 The magnetic resonance imaging (MRI) device has a gradient magnetic field power supply, the number of outputs from the power supply used as the power supply for the amplifier, depending on the number of output channels that power the gradient magnetic field coil from the amplifier. To set. At this time, in the conventional gradient magnetic field power supply, the output current from the power supply is allocated by hardware control.
しかしながら、ハードウェア制御を行う傾斜磁場電源は、制御対象であるアナログ信号が多いため、複雑な構成となる。 However, the gradient magnetic field power supply that performs hardware control has a complicated configuration because there are many analog signals to be controlled.
本発明が解決しようとする課題は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することである。 The problem to be solved by the present invention is to control the allocation of the output current from the power supply by using software.
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、電力の供給を受けて複数軸の傾斜磁場を生成する複数の傾斜磁場コイルと、電力を供給する傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、複数の傾斜磁場コイルにそれぞれ接続される複数の増幅器と、複数の増幅器に電流を供給する電力供給器と、複数の増幅器に印加される電圧を計測する計測器と、電圧に基づいて、電力供給器から増幅器に供給される電流を制御する電力制御回路とを有する。電力制御回路は、複数の増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較する比較部と、比較部による比較結果と、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を有するメモリとを備える。 The magnetic resonance imaging apparatus according to the embodiment includes a plurality of gradient magnetic field coils that receive power supply to generate a gradient magnetic field of a plurality of axes, and a gradient magnetic field power supply that supplies power. The gradient magnetic field power supply includes a plurality of amplifiers connected to a plurality of gradient magnetic field coils, a power supply device that supplies current to the plurality of amplifiers, a measuring instrument that measures the voltage applied to the plurality of amplifiers, and a voltage. Based on this, it has a power control circuit that controls the current supplied from the power supply to the amplifier. The power control circuit is composed of a comparison unit that compares the voltage applied to the plurality of amplifiers with the threshold voltage, the comparison result by the comparison unit, and the current supplied to each of the plurality of amplifiers corresponding to the plurality of gradient magnetic field coils. It includes a memory having correspondence information that associates with the ratio of the currents supplied to the plurality of amplifiers to the total sum.
以下、図面を参照しながら、MRI装置の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the MRI apparatus will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、一実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、一実施形態に係るMRI装置100は、静磁場磁石101と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源105と、寝台107と、寝台制御回路109と、送信回路113と、送信コイル115と、受信コイル117と、受信回路119と、撮像制御回路121と、インタフェース123と、ディスプレイ125と、記憶装置127と、処理回路129とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an MRI apparatus according to an embodiment. For example, as shown in FIG. 1, the
静磁場磁石101は、例えば中空の略円筒形状に形成された磁石である。静磁場磁石101は、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石101としては、例えば、超伝導磁石などが使用される。尚、静磁場磁石101は、開放型の形状で構成されてもよい。
The static
傾斜磁場コイル103は、中空の円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル103は、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するX、Y、Zの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成される。Z軸方向は、静磁場の方向と同方向であるとする。また、Y軸方向は、鉛直方向とし、X軸方向は、Z軸、およびY軸に垂直な方向とする。傾斜磁場コイル103における3つのコイルは、傾斜磁場電源105から個別に電力の供給を受けて、X、Y、Zの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。
The gradient
傾斜磁場コイル103によって発生するX、Y、Z各軸の傾斜磁場は、例えば、周波数エンコード用傾斜磁場(リードアウト傾斜磁場ともいう)、位相エンコード用傾斜磁場、およびスライス選択用傾斜磁場を形成する。周波数エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じてMR信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴(Magnetic Resonance:以下、MRと呼ぶ)信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場は、撮像断面を決めるために利用される。
The gradient magnetic fields of the X, Y, and Z axes generated by the gradient
傾斜磁場電源105は、撮像制御回路121の制御により、傾斜磁場コイル103に電流を供給する電源装置である。傾斜磁場電源105の詳細な説明は後述する。
The gradient magnetic
寝台107は、被検体Pが載置される天板107aを備えた装置である。寝台107は、寝台制御回路109による制御のもと、被検体Pが載置された天板107aを、ボア111内へ挿入する。寝台107は、例えば、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように、本MRI装置100が設置された検査室内に設置される。
The
寝台制御回路109は、寝台107を制御する回路であり、インタフェース123を介した操作者の指示により寝台107を駆動することで、天板107aを長手方向および上下方向へ移動させる。寝台制御回路109は、寝台制御部の実現手段の一例である。
The
送信回路113は、撮像制御回路121の制御により、ラーモア周波数などに対応する高周波パルス(RF(Radio Frequency)パルス)を送信コイル115に供給する。送信回路113は、送信部の実現手段の一例である。
The
送信コイル115は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRFコイルである。送信コイル115は、送信回路113からRFパルスの供給を受けて、高周波磁場に相当する送信RF波を発生する。送信コイルは、例えば、全身用コイル(whole body coil:WBコイル)である。WBコイルは、送受信コイルとして使用されてもよい。
The
受信コイル117は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRFコイルである。受信コイル117は、高周波磁場によって被検体Pから放射されるMR信号を受信する。受信コイル117は、受信されたMR信号を受信回路119へ出力する。受信コイル117は、例えば、1以上、典型的には複数のコイルエレメントを有するコイルアレイである。なお、図1において送信コイル115と受信コイル117とは別個のRFコイルとして記載されているが、送信コイル115と受信コイル117とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、被検体Pの撮像対象に対応し、例えば、頭部コイルのような局所的な送受信RFコイルである。
The
受信回路119は、撮像制御回路121の制御により、受信コイル117から出力されたMR信号に基づいて、デジタル化された複素数データであるデジタルのMR信号を生成する。具体的には、受信回路119は、受信コイル117から出力されたMR信号に対して各種信号処理を施した後、各種信号処理が施されたデータに対してアナログ/デジタル(A/D(Analog to Digital))変換を実行する。受信回路119は、A/D変換されたデータを標本化(サンプリング)する。これにより、デジタルのMR信号(以下、MRデータと呼ぶ)を生成する。受信回路119は、生成されたMRデータを、撮像制御回路121に出力する。受信回路119は、受信部の実現手段の一例である。
The
撮像制御回路121は、処理回路129から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源105、送信回路113、および受信回路119などを制御し、被検体Pに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源105により傾斜磁場コイル103に供給される電流の大きさを示す傾斜磁場波形、傾斜磁場電源105により電流が傾斜磁場コイル103に供給されるタイミング、送信回路113により送信コイル115に供給されるRFパルスの大きさ、送信回路113により送信コイル115にRFパルスが供給されるタイミング、受信コイル117によりMR信号が受信されるタイミングなどが定義されている。撮像制御回路121は、撮像制御部の実現手段の一例である。
The image
インタフェース123は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける回路を有する。インタフェース123は、例えば、マウスなどのポインティングデバイス、あるいはキーボードなどの入力デバイスに関する回路を有する。なお、インタフェース123が有する回路は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品に関する回路に限定されない。例えば、インタフェース123は、本MRI装置100とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路を有していてもよい。
The
ディスプレイ125は、処理回路129におけるシステム制御機能129aによる制御のもとで、画像生成機能により生成された各種MR画像、撮像および画像処理に関する各種情報などを表示する。ディスプレイ125は、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、または当技術分野で知られている他の任意のディスプレイ、モニタなどの表示デバイスである。
The
記憶装置127は、画像生成機能129bを介してk空間に充填されたMRデータ、画像生成機能129bにより生成された画像データなどを記憶する。記憶装置127は、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件などを記憶する。記憶装置127は、処理回路129で実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。記憶装置127は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクドライブ(hard disk drive)、ソリッドステートドライブ(solid state drive)、光ディスクなどである。また、記憶装置127は、CD−ROMドライブやDVDドライブ、フラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置などであってもよい。記憶装置127は、記憶部の実現手段の一例である。
The
処理回路129は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROM(Read−Only Memory)やRAMなどのメモリなどを有し、本MRI装置100を制御する。処理回路129は、システム制御機能129aおよび画像生成機能129bを有する。システム制御機能129aおよび画像生成機能129bにて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶装置127へ記憶されている。処理回路129は、これら各種機能に対応するプログラムを記憶装置127から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路129は、図1の処理回路129内に示された複数の機能などを有することになる。処理回路129は、処理部の実現手段の一例である。
The
なお、図1においては単一の処理回路129にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路129を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。
Although it has been described in FIG. 1 that these various functions are realized by a
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))などの回路を意味する。 The term "processor" used in the above description refers to, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit: ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device). Circuits such as programmable logic devices (Single Programmable Logical Devices: SPLDs), composite programmable logic devices (Complex Programmable Logic Devices: CPLDs), and field programmable gate arrays (field programmable gate arrays (FPGAs)).
プロセッサは、記憶装置127に保存されたプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。なお、記憶装置127にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路109、送信回路113、受信回路119、撮像制御回路121なども同様に、上記プロセッサなどの電子回路により構成される。
The processor realizes various functions by reading and executing a program stored in the
処理回路129は、システム制御機能129aにより、MRI装置100を制御する。具体的には、処理回路129は、記憶装置127に記憶されているシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本MRI装置100の各回路を制御する。例えば、処理回路129は、システム制御機能129aにより、インタフェース123を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。なお、処理回路129は、撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを生成してもよい。処理回路129は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。システム制御機能129aを実行する処理回路129は、システム制御部の実現手段の一例である。
The
処理回路129は、画像生成機能129bにより、リードアウト傾斜磁場の強度に従って、k空間のリードアウト方向に沿ってMRデータを充填する。処理回路129は、k空間に充填されたMRデータに対してフーリエ変換を行うことにより、MR画像を生成する。処理回路129は、MR画像を、ディスプレイ125や記憶装置127に出力する。画像生成機能129bを実行する処理回路129は、画像生成部の実現手段の一例である。
The
以上が一実施形態に係るMRI装置100の全体構成についての説明である。次に、傾斜磁場電源105の構成について、図2を用いて詳しく説明する。
The above is the description of the overall configuration of the
図2は、一実施形態における傾斜磁場電源などの構成を示す図である。例えば、図2に示すように、一実施形態における傾斜磁場電源105は、内部電源ユニット10と、増幅器20とを備える。内部電源ユニット10は、電力供給器11と、計測器12と、電力制御回路13とを備える。増幅器20は、X軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、X軸キャパシタバンクと呼ぶ)21xと、Y軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、Y軸キャパシタバンクと呼ぶ)21yと、Z軸傾斜磁場コイル用キャパシタバンク(以下、Z軸キャパシタバンクと呼ぶ)21zと、X軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、X軸増幅器と呼ぶ)22xと、Y軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、Y軸増幅器と呼ぶ)22yと、Z軸傾斜磁場コイル用増幅器(以下、Z軸増幅器と呼ぶ)22zとを備える。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a gradient magnetic field power supply and the like in one embodiment. For example, as shown in FIG. 2, the gradient magnetic
電力供給器11は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zにそれぞれエネルギーを供給する電源の役割を持つ装置である。電力供給器11は、電力制御回路13の制御の下で、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する。電力供給器11は、例えば、図示しないAC/DCコンバータ、フルブリッジ回路、およびパルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)制御回路などにより構成される。AC/DCコンバータは、交流電源から出力された交流を整流する。フルブリッジ回路は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zにそれぞれ電力を供給する。PWM制御回路は、電力制御回路13から受け取った補正量を駆動信号として複数のフルブリッジ回路のそれぞれにおける複数のスイッチング素子を制御する。
The
電力供給器11は、例えば、CV(Constant Voltage)/CC(Constant Current)特性を有する直流電源である。CV/CC特性を有する直流電源の場合、電力供給器11は、後段の負荷が大きい場合には定電流源として機能し、後段の負荷が小さい場合には定電圧源として機能する。しかし、以下の実施形態中で説明する状況においては、後段の負荷が大きいので、電力供給器11は、定電流源として機能する。
The
計測器12は、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zのそれぞれに供給される電流および当該電流に対応する電圧を計測する計測器である。計測器12は、X軸増幅器22xへ供給される第1の電流に対応する第1の電圧と、Y軸増幅器22yへ供給される第2の電流に対応する第2の電圧と、Z軸増幅器22zへ供給される第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する。
The measuring
具体的には、計測器12は、X軸計測器12xと、Y軸計測器12yと、Z軸計測器12zとを有する。X軸計測器12xは、X軸増幅器22xへ供給される第1の電流および当該第1の電流に対応する第1の電圧を計測する。Y軸計測器12yは、Y軸増幅器22yへ供給される第2の電流および当該第2の電流に対応する第2の電圧を計測する。Z軸計測器12zは、Z軸増幅器22zへ供給される第3の電流および当該第3の電流に対応する第3の電圧を計測する。X軸計測器12x、Y軸計測器12y、およびZ軸計測器12zは、それぞれ計測した電流および電圧の値を電力制御回路13へ出力する。
Specifically, the measuring
電力制御回路13は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROMやRAMなどのメモリなどを有し、電力供給器11を制御する。電力制御回路13は、X軸計測器12x、Y軸計測器12y、およびZ軸計測器12zから、計測された電流および電圧の値を受け取る。電力制御回路13は、受け取った電流および電圧の値を用いて、電力供給器11からX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ出力される電流量の比率(以下、電流比率と呼ぶ)を制御する機能(以下、電流比率制御機能と呼ぶ)を有する。電流比率とは、電力供給器11が供給する電流量の総和(以下、総電流量と呼ぶ)に対する目標電流の比率である。換言すると、電力制御回路13は、電流比率制御機能により、計測器12によって計測された第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへ供給される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。
The
電流比率制御機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ(或いは記憶装置127)に記憶されている。電力制御回路13は、電流比率制御機能に対応するプログラムをメモリなどから読み出し、実行することで電流比率制御機能を実現するプロセッサである。電力制御回路13は、電力制御部の実現手段の一例である。
The current ratio control function is stored in a memory (or storage device 127) in the form of a program that can be executed by a computer. The
概説すると、電力制御回路13は、計測された電圧と閾値電圧とを比較することによって、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zの充電が完了しているか否かを判定する。電力制御回路13は、前述の判定結果の組合せに対応した電流比率を決定する。電力制御回路13は、電流比率に応じた電流量に対して、PI(Propotional Integral)制御、或いはPID(Propotional Integral Differential)制御などのフィードバック制御を用いて、電力供給器11におけるフルブリッジ回路を制御するための補正量を決定する。電力制御回路13は、決定した補正量を用いて電力供給器11を制御する。
Generally speaking, the
X軸増幅器22xに対して優先的に電流を供給する場合、電力制御回路13は、例えば、X軸増幅器22xに対して電流比率92%の電流を供給し、Y軸増幅器22yおよびZ軸増幅器22zに対してそれぞれ電流比率4%の電流を供給する。Y軸増幅器22yおよびZ軸増幅器22zに対して供給する電流(ここでは電流比率4%)は、増幅器自体を稼働させるための電流(以下、アイドリング電流と呼ぶ)であり、増幅器の性能に応じて適切な電流量に設定される。
When the current is preferentially supplied to the
X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11とX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zとの間に接続される。X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11と共にX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zに電力を供給する。即ち、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11では補うことのできない電力供給を負担する電池の役割をするコンデンサである。具体的には、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zは、電力供給器11から流入した電力を一時的に貯蔵し、貯蔵した電力を、必要に応じてX軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zに出力する。
The
ここで、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zの役割は、以下の通りである。例えば、短時間にX軸傾斜磁場コイル103x、Y軸傾斜磁場コイル103y、およびZ軸傾斜磁場コイル103zの全てに大電流を流すことが必要となった場合、一時的に電力供給器11が供給することのできる電力を必要な電力供給量が上回ることがある。このような場合でも、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに電力を貯蔵しておくことによって、傾斜磁場電源105は、X軸傾斜磁場コイル103x、Y軸傾斜磁場コイル103y、およびZ軸傾斜磁場コイル103zに対して安定した電力を供給することができる。
Here, the roles of the
X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zは、傾斜磁場波形を大電流パルスに増幅する。X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zは、増幅された大電流パルスを傾斜磁場コイル103に出力する。
The
以上のように、傾斜磁場電源105は、撮像に必要な電流を傾斜磁場コイル103に供給する。以下、傾斜磁場電源105についてより詳細に説明する。
As described above, the gradient magnetic
図3は、一実施形態における傾斜磁場電源の回路構成を示す図である。図3は、説明を簡略化するため、X軸傾斜磁場コイル103xに関する構成を示し、Y軸傾斜磁場コイル103yに関する構成およびZ軸傾斜磁場コイル103zに関する構成は省略している。例えば、図3に示すように、X軸傾斜磁場コイル103xに対応する傾斜磁場電源105は、電力供給器11と、X軸計測器12xと、電力制御回路13と、X軸キャパシタバンク21xと、X軸増幅器22xとを備える。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a gradient magnetic field power supply in one embodiment. FIG. 3 shows a configuration relating to the X-axis gradient
X軸計測器12xは、電力供給器11からX軸増幅器22xに出力される電流の値および当該電流に対応する電圧の値を計測する。例えば、X軸計測器12xは、電圧計12xaおよび電流計12xbを備える。電圧計12xaは、電圧の値を計測する。電圧計12xaは、計測した電圧の値を電力制御回路13に出力する。電流計12xbは、電流の値を計測する。電流計12xbは、計測した電流の値を電力制御回路13に出力する。
The
電力制御回路13は、X軸計測器12xから電圧(Vout_x)の値および電流(Iout_x)の値を受け取る。電力制御回路13は、電圧の値および電流の値を用いて、後述するソフトウェア制御によって電力供給器11を制御する。
The
X軸キャパシタバンク21xは、電力供給器11とX軸増幅器22xとの間に設けられる。X軸キャパシタバンク21xは、電力供給器11からの出力に対して並列接続される。X軸キャパシタバンク21xは、電力供給器11と共に、傾斜磁場コイル103に電力を供給する。
The
X軸増幅器22xは、撮像制御回路121から受け取った傾斜磁場波形を大電流パルスに増幅する。X軸増幅器22xは、増幅した大電流パルスを、X軸傾斜磁場コイル103xに出力する。X軸増幅器22xに印加される電源電圧は、電力供給器11によって生成された直流電圧である。
The
図4は、一実施形態における電力制御回路13に関連するソフトウェア構成を示す図である。例えば、図4に示すように、一実施形態における電力制御回路13は、電流比率制御機能を実現するために、第1の比較機能210xと、第2の比較機能210yと、第3の比較機能210zと、決定機能220と、フィードバック制御機能230とを有する。
FIG. 4 is a diagram showing a software configuration related to the
電力制御回路13のメモリは、比較機能により生成された値と電流比率とを対応付けたルックアップテーブル(Look Up Table:LUT)、閾値電圧(Vth)、および参照電圧(Vref)などを記憶する。閾値電圧は、リプルノイズを考慮し、参照電圧よりも低く設定される。LUTについては後ほど詳述する。
The memory of the
第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、第3の比較機能210z、決定機能220、およびフィードバック制御機能230にて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で電力制御回路13におけるメモリ(或いは記憶装置127)に記憶されている。電力制御回路13は、これら各種機能に対応するプログラムをメモリから読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の電力制御回路13は、図4の電力制御回路13内に示された複数の機能などを有することになる。
The various functions performed by the
なお、図4においては単一の電力制御回路13にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて電力制御回路13を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。
Although it has been described in FIG. 4 that these various functions are realized by a single
電力制御回路13は、第1の比較機能210xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果(Vx)を生成する。第1の比較結果は、例えば、第1の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vx=1)に対応する信号であり、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vx=0)に対応する信号である。尚、「第1の電圧が閾値電圧以上」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第1の電圧が閾値電圧未満」は、「X軸キャパシタバンク21xの充電を必要としている状態(充電モード)」に相当する。第1の比較機能210xを実行する電力制御回路13は、第1の比較部の実現手段の一例である。
The
電力制御回路13は、第2の比較機能210yにより、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の比較結果(Vy)を生成する。第2の比較結果は、例えば、第2の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vy=1)に対応する信号であり、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vy=0)に対応する信号である。尚、「第2の電圧が閾値電圧以上」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第2の電圧が閾値電圧未満」は、「Y軸キャパシタバンク21yの充電を必要としている状態(充電モード)」に相当する。第2の比較機能210yを実行する電力制御回路13は、第2の比較部の実現手段の一例である。
The
電力制御回路13は、第3の比較機能210zにより、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の比較結果(Vz)を生成する。第3の比較結果は、例えば、第3の電圧が閾値電圧以上の場合、真理値が1(Vz=1)に対応する信号であり、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、真理値が0(Vz=0)に対応する信号である。尚、「第3の電圧が閾値電圧以上」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電が完了している状態(充電完了モード)」に相当し、「第3の電圧が閾値電圧未満」は、「Z軸キャパシタバンク21zの充電を必要としている状態(充電モード)」に相当する。第3の比較機能210zを実行する電力制御回路13は、第3の比較部の実現手段の一例である。
The
電力制御回路13は、決定機能220により、第1の比較結果、第2の比較結果、および第3の比較結果の組合せとLUTとに基づいて、電流比率を決定する。電力制御回路13は、決定された電流比率に応じた三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を生成する。決定機能220を実行する電力制御回路13は、決定部の実現手段の一例である。
The
LUTは、第1の組合せと第2の組合せとを対応付ける対応表である。第1の組合せは、第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、および第3の比較機能210zによって生成される三つの出力値(各真理値に対応する信号)である。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、当該総和に対する第2の電流の第2比率、および当該総和に対する第3の電流の第3比率の組合せである。尚、メモリは、LUTの代替として、比較部(第1の比較部、第2の比較部、および第3の比較部)による比較結果と、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を記憶してもよい。
The LUT is a correspondence table that associates the first combination with the second combination. The first combination is three output values (signals corresponding to each truth value) generated by the
電力制御回路13は、フィードバック制御機能230により、三つの目標電流(Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_z)を用いて、電力供給器11から出力される第1の電流と、第2の電流と、第3の電流に対してフィードバック制御を実行する。フィードバック制御機能230を実行する電力制御回路13は、フィードバック制御部の実現手段の一例である。
The
フィードバック制御機能230は、第1のPID制御機能231xと、第2のPID制御機能231yと、第3のPID制御機能231zと、第4の比較機能232xと、第5の比較機能232yと、第6の比較機能232zと、第4のPID制御機能233xと、第5のPID制御機能233yと、第6のPID制御機能233zとを有する。
The
以下、電力供給器11における、X軸増幅器22xへの出力に関するフィードバック処理(X軸フィードバック処理)、Y軸増幅器22yへの出力に関するフィードバック処理(Y軸フィードバック処理)、およびZ軸増幅器22zへの出力に関するフィードバック処理(Z軸フィードバック処理)について説明する。
Hereinafter, in the
(X軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第1のPID制御機能231xにより、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第1の電圧とを用いて、第1の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第1の補正電流(Iref_x)を生成する。
(X-axis feedback processing)
The
電力制御回路13は、第4の比較機能232xにより、第1の補正電流と第1の目標電流(Ilimit_x)とを比較することによって、第1の参照電流(iref_x)を生成する。第1の参照電流は、例えば、第1の補正電流が第1の目標電流以下の場合、第1の補正電流(即ち、iref_x=Iref_x第4のPID制御機能233x)となり、第1の補正電流が第1の目標電流よりも大きい場合、第1の目標電流(即ち、iref_x=Ilimit_x)となる。
The
電力制御回路13は、第4のPID制御機能233xにより、X軸計測器12xから第1の電流(Iout_x)を受け取る。電力制御回路13は、第1の参照電流と第1の電流とを用いて、第1の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第1の補正量を生成する。第1の補正量は、例えば、X軸増幅器22xに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。
The
(Y軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第2のPID制御機能231yとして、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第2の電圧とを用いて、第2の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第2の補正電流(Iref_y)を生成する。
(Y-axis feedback processing)
The
電力制御回路13は、第5の比較機能232yとして、第2の補正電流と第2の目標電流(Ilimit_y)とを比較することによって、第2の参照電流(iref_y)を生成する。第2の参照電流は、例えば、第2の補正電流が第2の目標電流以下の場合、第2の補正電流(即ち、iref_y=Iref_y)となり、第2の補正電流が第2の目標電流よりも大きい場合、第2の目標電流(即ち、iref_y=Ilimit_y)となる。
The
電力制御回路13は、第5のPID制御機能233yにより、Y軸計測器12yから第2の電流(Iout_y)を受け取る。電力制御回路13は、第2の参照電流と第2の電流とを用いて、第2の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第2の補正量を生成する。第2の補正量は、例えば、Y軸増幅器22yに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。
The
(Z軸フィードバック処理)
電力制御回路13は、第3のPID制御機能231zとして、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)を受け取る。電力制御回路13は、参照電圧と第3の電圧とを用いて、第3の電圧に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、第3の補正電流(Iref_z)を生成する。
(Z-axis feedback processing)
The
電力制御回路13は、第6の比較機能232zとして、第3の補正電流と第3の目標電流(Ilimit_z)とを比較することによって、第3の参照電流(iref_z)を生成する。第3の参照電流は、例えば、第3の補正電流が第3の目標電流以下の場合、第3の補正電流(即ち、iref_z=Iref_z)となり、第3の補正電流が第3の目標電流よりも大きい場合、第3の目標電流(即ち、iref_z=Ilimit_z)となる。
The
電力制御回路13は、第6のPID制御機能233zにより、Z軸計測器12zから第3の電流(Iout_z)を受け取る。電力制御回路13は、第3の参照電流と第3の電流とを用いて、第3の電流に関するフィードバック制御を実行する。電力制御回路13は、フィードバック制御の結果として、フルブリッジ回路を制御するための第3の補正量を生成する。第3の補正量は、例えば、Z軸増幅器22zに電力を供給するためのフルブリッジ回路における複数のスイッチング素子各々への駆動信号である。
The
電力供給器11は、PWM制御回路により、第1の補正量を用いて、X軸増幅器22xに対応するフルブリッジ回路を制御する。また、電力供給器11は、PWM制御回路により、第2の補正量を用いて、Y軸増幅器22yに対応するフルブリッジ回路を制御する。さらに、電力供給器11は、PWM制御回路により、第3の補正量を用いて、Z軸増幅器22zに対応するフルブリッジ回路を制御する。電力供給器11は、上記のそれぞれの制御により、X軸増幅器22x、Y軸増幅器22y、およびZ軸増幅器22zへそれぞれ電流を供給する。
The
図5は、一実施形態における電力制御回路にて実行される処理を示すフローチャートである。以下、電力制御回路13による電流比率制御機能の処理について説明する。
FIG. 5 is a flowchart showing a process executed by the power control circuit in one embodiment. Hereinafter, the processing of the current ratio control function by the
始めに、磁気共鳴イメージング装置100は、システム制御機能129aにより、操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。磁気共鳴イメージング装置100は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。この時、傾斜磁場電源105の電力制御回路13は、被検体Pに対する撮像の開始と同時に、ステップS501の動作を開始する。
First, the magnetic
(ステップS501)
電力制御回路13は、X軸計測器12xから第1の電圧(Vout_x)の値を取得し、Y軸計測器12yから第2の電圧(Vout_y)の値を取得し、Z軸計測器12zから第3の電圧(Vout_z)の値を取得する。
(Step S501)
The power control circuit 13 acquires the value of the first voltage (V out_x ) from the
(ステップS502)
電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)に値が入力されているか否かを判定する(Vx=null?)。Vxに値が入力されていない場合、処理はステップS503へ進む。また、Vxに値が入力されている場合、処理はステップS507へ進む。
(Step S502)
The
(ステップS503)
電力制御回路13は、変数jにxを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_xおよびVj=Vxとして処理を行う。
(Step S503)
The
(ステップS504)
電力制御回路13は、第1の比較機能210xにより、第1の電圧(Vout_x)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第1の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第1の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。
(Step S504)
The
変数jにyが代入されている場合、電力制御回路13は、第2の比較機能210yにより、第2の電圧(Vout_y)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第2の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第2の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。
When y is assigned to the variable j, the
変数jにzが代入されている場合、電力制御回路13は、第3の比較機能210zにより、第3の電圧(Vout_z)が閾値電圧(Vth)以上か否かを判定する。第3の電圧が閾値電圧以上の場合、処理はステップS505へ進む。また、第3の電圧が閾値電圧未満の場合、処理はステップS506へ進む。
When z is assigned to the variable j, the
(ステップS505)
第1の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)を「1」として生成する。
(Step S505)
Since the first voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)を「1」として生成する。
When y is assigned to the variable j, since the second voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧以上であるため、電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)を「1」として生成する。ステップS505の後、処理はステップS502に戻る。
When z is assigned to the variable j, since the third voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the
(ステップS506)
第1の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第1の比較結果(Vx)を「0」として生成する。
(Step S506)
Since the first voltage is less than the threshold voltage, the
変数jにyが代入されている場合、第2の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)を「0」として生成する。
When y is assigned to the variable j, the second voltage is less than the threshold voltage, so the
変数jにzが代入されている場合、第3の電圧が閾値電圧未満であるため、電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)を「0」として生成する。ステップS506の後、処理はステップS502に戻る。
When z is assigned to the variable j, since the third voltage is less than the threshold voltage, the
(ステップS507)
電力制御回路13は、第2の比較結果(Vy)に値が入力されているか否かを判定する(Vy=null?)。Vyに値が入力されていない場合、処理はステップS508へ進む。また、Vyに値が入力されている場合、処理はステップS509へ進む。
(Step S507)
The
(ステップS508)
電力制御回路13は、変数jにyを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_y、Vj=Vyとして処理を行う。
(Step S508)
The
(ステップS509)
電力制御回路13は、第3の比較結果(Vz)に値が入力されているか否かを判定する(Vz=null?)。Vzに値が入力されていない場合、処理はステップS510へ進む。また、Vzに値が入力されている場合、処理はステップS511へ進む。
(Step S509)
The
(ステップS510)
電力制御回路13は、変数jにzを代入し、処理はステップS504へ進む。この代入により、以降のステップS504〜S506の間、電力制御回路13は、Vout_j=Vout_z、Vj=Vzとして処理を行う。
(Step S510)
The
(ステップS511)
電力制御回路13は、決定機能220により、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の第1の組合せに対応する出力モード(Ilimit_x、Ilimit_yおよびIlimit_z)をLUTから読み出す。
(Step S511)
The
ステップS511の後、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の値はリセットされ、処理は終了する。「第1の比較結果の値がリセットされる」は、「Vx=null」に相当し、「第2の比較結果の値がリセットされる」は、「Vy=null」に相当し、「第3の比較結果の値がリセットされる」は、「Vz=null」に相当する。尚、以上の処理は、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zのいずれもが充電完了モードになるまで、繰り返し実行される。
After step S511, the values of the first comparison result (V x ), the second comparison result (V y ), and the third comparison result (V z ) are reset, and the process ends. "The value of the first comparison result is reset " corresponds to "V x = null", and "the value of the second comparison result is reset " corresponds to "V y = null". "The value of the third comparison result is reset " corresponds to "V z = null". The above processing is repeatedly executed until all of the
なお、ステップS502からステップS510までの処理は、並列処理されてもよい。また、ステップS511は、第1の比較結果(Vx)、第2の比較結果(Vy)、および第3の比較結果(Vz)の第1の組合せが揃った時点で決定機能220による処理が行われる。
The processes from step S502 to step S510 may be processed in parallel. Further, step S511 is performed by the
図6は、一実施形態におけるLUTを示す図である。例えば、図6に示すように、一実施形態に係るLUT600は、Vx、Vy、およびVzの第1の組合せと、Ilimit_x、Ilimit_y、およびIlimit_zの第2の組合せとが対応付けられている。第1の組合せは、第1の比較機能210x、第2の比較機能210y、および第3の比較機能210zによりそれぞれ生成される三つの出力値(各真理値に対応する信号)である。第2の組合せは、電力供給器11から出力される第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和(総電流量)に対する第1の電流の第1比率、送電流量に対する第2の電流の第2比率、および送電流量に対する第3の電流の第3比率をそれぞれ整数の百分率(%)で表している。
FIG. 6 is a diagram showing a LUT in one embodiment. For example, as shown in FIG. 6, in the
組合せ601は、(Vx,Vy,Vz)=(1,1,1)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電完了モードであることを意味する。組合せ601に対応する組合せ602は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。
Since the combination 601 is (V x , V y , V z ) = (1, 1, 1), the
組合せ603は、(Vx,Vy,Vz)=(1,1,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびY軸キャパシタバンク21yが充電完了モードであることを意味し、Z軸キャパシタバンク21zが充電モードであることを意味する。組合せ603に対応する組合せ604は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,4,92)であり、Z軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。
Since the
組合せ605は、(Vx,Vy,Vz)=(1,0,1)であるため、X軸キャパシタバンク21xおよびZ軸キャパシタバンク21zが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yが充電モードであることを意味する。組合せ605に対応する組合せ606は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,92,4)であり、Y軸キャパシタバンク21yに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。
Since the
組合せ607は、(Vx,Vy,Vz)=(1,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21xが充電完了モードであることを意味し、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zが充電モードであることを意味する。組合せ607に対応する組合せ608は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(4,48,48)であり、Y軸キャパシタバンク21yおよびZ軸キャパシタバンク21zに対して優先的に電流量を割り振ることを意味する。
Since the
組合せ609は、(Vx,Vy,Vz)=(0,0,0)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zが全て充電モードであることを意味する。組合せ609に対応する組合せ610は、(Ilimit_x,Ilimit_y,Ilimit_z)=(33,33,33)であるため、X軸キャパシタバンク21x、Y軸キャパシタバンク21y、およびZ軸キャパシタバンク21zに対してそれぞれ略等しい電流量を割り振ることを意味する。
In the
以上説明したように、一実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、電力の供給を受けて複数軸の傾斜磁場を生成する複数の傾斜磁場コイルと、電力を供給する傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、複数の傾斜磁場コイルにそれぞれ接続される複数の増幅器と、複数の増幅器に電流を供給する電力供給器と、複数の増幅器に印加される電圧を計測する計測器と、電圧に基づいて、電力供給器から増幅器に供給される電流を制御する電力制御回路とを有する。電力制御回路は、複数の増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較する比較部と、比較部による比較結果と、複数の傾斜磁場コイルに対応する複数の増幅器各々に供給される電流の、複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を有するメモリとを備える。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。
As described above, the magnetic
また、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルと、傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場電源は、電力供給器と、計測器と、電力制御回路とを有する。電力供給器は、X軸傾斜磁場コイルと、Y軸傾斜磁場コイルと、Z軸傾斜磁場コイルとにそれぞれ接続された三つの増幅器へ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する。計測器は、第1の電流に対応する第1の電圧と、第2の電流に対応する第2の電圧と、第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する。電力制御回路は、第1の電圧と、第2の電圧と、第3の電圧とを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とを制御する。電力制御回路は、第1の比較部と、第2の比較部と、第3の比較部と、メモリと、決定部とを有する。第1の比較部は、第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果を生成する。第2の比較部は、第2の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第2の比較結果を生成する。第3の比較部は、第3の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第3の比較結果を生成する。メモリは、第1の比較部、第2の比較部、および第3の比較部によりそれぞれ生成される三つの比較結果の第1の組合せと、第1の電流、第2の電流、および第3の電流の総和に対する第1の電流の第1比率、総和に対する第2の電流の第2比率、および総和に対する第3の電流の第3比率の第2の組合せとを対応付けたルックアップテーブルを記憶する。決定部は、第1の比較結果、第2の比較結果、および第3の比較結果の組合せとルックアップテーブルとに基づいて第2の組合せを決定する。電力制御回路は、決定された第2の組合せに従って、電力供給器を制御する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。
Further, the magnetic
また、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力制御回路において、決定された第2の組合せを用いて、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とに対してフィードバック制御を実行するフィードバック制御部をさらに有する。これにより、本磁気共鳴イメージング装置100は、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。
Further, the magnetic
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電力供給器からの出力電流の割り振りを、ソフトウェアを用いて制御することができる。 According to at least one embodiment described above, the allocation of output current from the power supply can be controlled by using software.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
12 計測器
100 磁気共鳴イメージング装置
101 静磁場磁石
103 傾斜磁場コイル
105 傾斜磁場電源
107 寝台
115 送信コイル
117 受信コイル
210x 第1の比較機能
210y 第2の比較機能
210z 第3の比較機能
230 フィードバック制御機能
232x 第4の比較機能
232y 第5の比較機能
232z 第6の比較機能
600 LUT
12
Claims (3)
前記電力を供給する傾斜磁場電源と
を具備し、
前記傾斜磁場電源は、
前記複数の傾斜磁場コイルにそれぞれ接続される複数の増幅器と、
前記複数の増幅器に電流を供給する電力供給器と、
前記増幅器に印加される電圧を計測する計測器と、
前記電圧に基づいて、前記電力供給器から前記増幅器に供給される前記電流を制御する電力制御回路とを有し、
前記電力制御回路は、
前記増幅器に印加される電圧と閾値電圧とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果と、前記複数の傾斜磁場コイルに対応する前記複数の増幅器各々に供給される電流の、前記複数の増幅器に供給される電流の総和に対する比率とを対応付ける対応情報を有するメモリと、
を備えた磁気共鳴イメージング装置。 Multiple gradient magnetic field coils that receive power to generate a multi-axis gradient magnetic field,
It is equipped with a gradient magnetic field power supply that supplies the power.
The gradient magnetic field power supply
A plurality of amplifiers connected to the plurality of gradient magnetic field coils, respectively,
A power supply that supplies current to the plurality of amplifiers,
A measuring instrument that measures the voltage applied to the amplifier,
It has a power control circuit that controls the current supplied from the power supply device to the amplifier based on the voltage.
The power control circuit
A comparison unit that compares the voltage applied to the amplifier with the threshold voltage,
A memory having correspondence information for associating the comparison result by the comparison unit with the ratio of the current supplied to each of the plurality of amplifiers corresponding to the plurality of gradient magnetic field coils to the total current supplied to the plurality of amplifiers. When,
A magnetic resonance imaging device equipped with.
前記傾斜磁場電源は、
前記X軸傾斜磁場コイルと、前記Y軸傾斜磁場コイルと、前記Z軸傾斜磁場コイルとにそれぞれ接続された三つの増幅器へ、第1の電流と、第2の電流と、第3の電流とをそれぞれ供給する電力供給器と、
前記第1の電流に対応する第1の電圧と、前記第2の電流に対応する第2の電圧と、前記第3の電流に対応する第3の電圧とをそれぞれ計測する計測器と、
前記第1の電圧と、前記第2の電圧と、前記第3の電圧とを用いて、前記第1の電流と、前記第2の電流と、前記第3の電流とを制御する電力制御回路と
を有し、
前記電力制御回路は、
前記第1の電圧と閾値電圧とを比較することによって、第1の比較結果を生成する第1の比較部と、
前記第2の電圧と前記閾値電圧とを比較することによって、第2の比較結果を生成する第2の比較部と、
前記第3の電圧と前記閾値電圧とを比較することによって、第3の比較結果を生成する第3の比較部と、
前記第1の比較部、前記第2の比較部、および前記第3の比較部によりそれぞれ生成される三つの比較結果の第1の組合せと、前記第1の電流、前記第2の電流、および前記第3の電流の総和に対する前記第1の電流の第1比率、前記総和に対する前記第2の電流の第2比率、および前記総和に対する前記第3の電流の第3比率の第2の組合せとを対応付けたルックアップテーブルを記憶したメモリと、
前記第1の比較結果、前記第2の比較結果、および前記第3の比較結果の組合せと前記ルックアップテーブルとに基づいて前記第2の組合せを決定する決定部と
を有し、
前記電力制御回路は、前記決定された第2の組合せに従って、前記電力供給器を制御する、磁気共鳴イメージング装置。 It includes an X-axis gradient magnetic field coil, a Y-axis gradient magnetic field coil, a Z-axis gradient magnetic field coil, and a gradient magnetic field power supply.
The gradient magnetic field power supply
The first current, the second current, and the third current are applied to the three amplifiers connected to the X-axis gradient magnetic field coil, the Y-axis gradient magnetic field coil, and the Z-axis gradient magnetic field coil, respectively. With a power supply that supplies each
A measuring instrument that measures a first voltage corresponding to the first current, a second voltage corresponding to the second current, and a third voltage corresponding to the third current, respectively.
A power control circuit that controls the first current, the second current, and the third current by using the first voltage, the second voltage, and the third voltage. And have
The power control circuit
A first comparison unit that generates a first comparison result by comparing the first voltage and the threshold voltage.
A second comparison unit that generates a second comparison result by comparing the second voltage with the threshold voltage.
A third comparison unit that generates a third comparison result by comparing the third voltage with the threshold voltage.
The first combination of the three comparison results generated by the first comparison unit, the second comparison unit, and the third comparison unit, and the first current, the second current, and the second current. With a second combination of the first ratio of the first current to the sum of the third currents, the second ratio of the second current to the sum, and the third ratio of the third current to the sum. The memory that stores the lookup table associated with
It has a determination unit that determines the second combination based on the combination of the first comparison result, the second comparison result, and the third comparison result and the look-up table.
The power control circuit is a magnetic resonance imaging device that controls the power supply according to the determined second combination.
をさらに有する、請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The power control circuit uses the determined second combination to provide a feedback control unit that executes feedback control on the first current, the second current, and the third current. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, further comprising.
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