(57)【要約】  磁気共鳴信号ＭＲをデジタル化するデジタイザが本書により開示される。このデジタイザは、電気的に並列に接続され、上記磁気共鳴信号を増幅するよう構成される少なくとも２つのアナログ増幅器であって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、少なくとも２つのアナログ増幅器１０２１、１０２２...１０２ｎと、上記磁気共鳴信号の特性を測定するよう構成される測定ユニットと、上記測定された特性に基づき選択信号ＳＳを生成するように構成されるサンプル選択モジュール１０８と、上記選択信号に基づき、上記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つからの上記増幅された磁気共鳴信号をデジタル化するよう構成される第１のアナログデジタル変換器１０４とを有する。
2010529864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザであって、
電気的に並列に接続され、前記磁気共鳴信号を増幅するよう構成される少なくとも２つのアナログ増幅器であって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、少なくとも２つのアナログ増幅器と、
前記磁気共鳴信号の特性を測定するよう構成される測定ユニットと、
前記測定された特性に基づき、選択信号を生成するように構成されるサンプル選択モジュールと、
前記選択信号に基づき、前記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つからの前記増幅された磁気共鳴信号をデジタル化するよう構成される第１のアナログデジタル変換器とを有する、デジタイザ。
【請求項２】
前記測定ユニットが、単一の位相エンコーディングステップの間、前記磁気共鳴信号の特性を測定するよう構成される、請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザ。
【請求項３】
前記測定された特性が、前記少なくとも２つのアナログ増幅器による増幅前の前記磁気共鳴信号の振幅である、請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザ。
【請求項４】
前記測定された特性が、前記少なくとも２つのアナログ増幅器による増幅前の前記磁気共鳴信号の信号対ノイズ比である、請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザ。
【請求項５】
前記測定ユニットが、前記第１のアナログデジタル変換器の前記出力での前記磁気共鳴信号の前記特性を測定する、請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザ。
【請求項６】
前記少なくとも２つのアナログ増幅器に電気的に並列に接続され、前記磁気共鳴信号を増幅するように構成される追加的なアナログ増幅器と、
フィルタリングされた信号を生成するため、前記追加的なアナログ増幅器からの前記増幅された磁気共鳴信号をフィルタリングするように構成されるアンチエイリアスフィルタと、
前記フィルタリングされた信号をデジタル化するよう構成される第２のアナログデジタル変換器とを更に有する、請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザ。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気共鳴信号をデジタル化するデジタイザを含む磁気共鳴システムであって、
検査下の対象者からの前記磁気共鳴信号を受信する無線周波受信コイルと、
前記無線周波数受信コイルに電気的に並列に接続され、前記磁気共鳴信号を増幅するよう構成される少なくとも２つのアナログ増幅器であって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、少なくとも２つのアナログ増幅器と、
前記磁気共鳴信号の特性を測定する測定ユニットと、
前記測定された特性に基づき、選択信号を生成するよう構成されるサンプル選択モジュールと、
前記選択信号に基づき、前記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つからの前記増幅された磁気共鳴信号をデジタル化するよう構成される第１のアナログデジタル変換器とを有する、磁気共鳴システム。
【請求項８】
磁気共鳴信号をデジタル化する方法において、
電気的に並列に接続される１つ又は複数の少なくとも２つのアナログ増幅器を用いて、前記磁気共鳴信号を増幅するステップであって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、ステップと、
前記磁気共鳴信号の特性を測定するステップと、
前記測定された特性に基づき、選択信号を生成するステップと、
前記選択信号に基づき、前記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つを選択するステップと、
第１のアナログデジタル変換器を用いて、前記選択されたアナログ増幅器からの前記磁気共鳴信号をデジタル化するステップとを有する、方法。
【請求項９】
磁気共鳴信号をデジタル化するためのコンピュータプログラムであって、
電気的に並列に接続される１つ又は複数の少なくとも２つのアナログ増幅器を用いて、前記磁気共鳴信号を増幅するステップであって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、ステップと、
前記磁気共鳴信号の特性を測定するステップと、
前記測定された特性に基づき、選択信号を生成するステップと、
前記選択信号に基づき、前記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つを選択するステップと、
第１のアナログデジタル変換器を用いて、前記選択されたアナログ増幅器から前記磁気共鳴信号をデジタル化するステップとに関する命令を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）の分野に関し、特にＭＲシステムにおいて使用されるデジタイザに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第6621433 B1号は、ＭＲイメージングシステムの共鳴信号の受信機について述べる。そこでは、複数のパラレルチャネルにおける生の共鳴信号を分割することにより、受信機が画像処理に関するベースバンド信号を生成する。分割された各信号は、個別の利得で増幅される。デジタルチャネルセレクタは、任意の所与の瞬間での、更に処理されることになる最低歪みチャネルを決定する。振幅及び位相エラー補償は、複素乗算器を用いてデジタル的に処理される。これは、単純なラーモアオシレータに基づかれる較正により得られる。この較正は、サンプルを必要とすることなく、かつ測定条件が変更されるとき繰り返すことなく実行されることができる。
【０００３】
特定の実施形態では、利得設定モジュールが、利得テーブルに基づき複数の増幅信号のうちのある増幅信号を選択するためスイッチを制御する。利得テーブルは、ピーク共鳴信号振幅を位相エンコーディングレベルと相関させる利得テーブル較正手順を介して作成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術において、特定の位相エンコーディングレベルに関して選択される利得設定は、特定のプロファイルの間一定である。特定の位相エンコーディングレベルの間、取得されるＭＲ信号の強度における変化が説明されることができないので、特定のプロファイルの間一定の利得をセットする斯かる方法は、最終画像における次善最適な結果をもたらす可能性がある。従って、特定の位相エンコーディングレベルの間も同様に利得設定を変化させることができる、ＭＲ信号をデジタル化するためのデジタイザを持つことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、ＭＲ信号をデジタル化するデジタイザが本書に開示される。このデジタイザは、電気的に並列に接続され、上記ＭＲ信号を増幅するよう構成される少なくとも２つのアナログ増幅器であって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、少なくとも２つのアナログ増幅器と、上記ＭＲ信号の特性を測定するよう構成される測定ユニットと、上記測定された特性に基づき選択信号を生成するように構成されるサンプル選択モジュールと、上記選択信号に基づき、上記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つからの上記増幅されたＭＲ信号をデジタル化するよう構成される第１のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）とを有する。
【０００６】
ＭＲ信号の特性、例えばその振幅、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）等が、測定ユニットにより測定される。典型的なＭＲ取得において、上記信号振幅は、特定の位相エンコードレベル内だけでなく異なる位相エンコードレベルの間でも変化する。後者の例は、エコー信号が取得される場合である。各位相エンコードレベルに対して、エコーは、ノイズレベルで又はノイズレベルの近くで始まり、特定の最大値まで増加し、及び再度ノイズレベルへと又はノイズレベルを下回るまで減少するだろう。信号振幅又はＳＮＲを測定し、測定された特性に基づき適切な利得設定でアナログ増幅器を選択することにより、全体のＭＲ信号がより正確にデジタル化されることができる。測定された特性に基づき利得を設定する斯かる方法は、「サンプル依存の増幅」と呼ばれることができる。
【０００７】
ＭＲ信号をデジタル化するデジタイザに加えて、ＭＲ信号をデジタル化する方法も本願明細書に開示される。この方法は、電気的に並列に接続される１つ又は複数の少なくとも２つのアナログ増幅器を用いて、上記ＭＲ信号を増幅するステップであって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、ステップと、上記ＭＲ信号の特性を測定するステップと、上記測定された特性に基づき、選択信号を生成するステップと、上記選択信号に基づき、上記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つを選択するステップと、第１のＡＤＣを用いて、上記選択されたアナログ増幅器から上記ＭＲ信号をデジタル化するステップとを有する。
【０００８】
更に、ＭＲ信号をデジタル化するためのコンピュータプログラムも本願明細書に開示される。このコンピュータプログラムは、電気的に並列に接続される１つ又は複数の少なくとも２つのアナログ増幅器を用いて、上記ＭＲ信号を増幅するステップであって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、ステップと、上記ＭＲ信号の特性を測定するステップと、上記測定された特性に基づき、選択信号を生成するステップと、上記選択信号に基づき、上記少なくとも２つのアナログ増幅器の１つを選択するステップと、第１のＡＤＣを用いて、上記選択されたアナログ増幅器から上記ＭＲ信号をデジタル化するステップとに関する命令を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＭＲ信号の特性が測定され、デジタイザにおける適切な利得値を選択するために使用される、本願明細書に開示されるデジタイザの実施形態を図式的に示す図である。
【図２】複数のＡＤＣを用いて実現されるデジタイザの実施形態を図式的に示す図である。
【図３】本願明細書に開示されるデジタイザを利用するＭＲシステムを図式的に示す図である。
【図４】本願明細書に開示されるＭＲ信号をデジタル化する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
これらの及び他の側面が、添付の図面を参照して、以下の実施形態に基づき、以下例示を介して詳述されることになる。
【００１１】
さまざまな図面において使用されるとき、対応する参照符号は、図面において対応する要素を示す。
【００１２】
ＭＲ信号は広ダイナミックレンジを持つ。即ち、取得の間、信号強度は大量に、しばしば大きさの２又はこれ以上のオーダで変化する。飽和効果を回避するため及び量子化ノイズを減らすため、アナログのＭＲ信号をデジタル表現に変換すると共に、斯かる広ダイナミックレンジを処理することができるデジタイザを持つことが重要である。
【００１３】
ＡＤＣにより導入される量子化ノイズを最小化するため、アナログ増幅器のアナログ利得値が、ＡＤＣのフルダイナミックレンジを利用するように調整される必要がある。しかしながら、特にＳＮＲが低いとき、容易に入手可能な（既製の）ＡＤＣ素子で実現されるシンプルな固定利得受信機は、量子化ノイズの許容できないレベルをそれでももたらす場合がある。従って、何らかの形式の可変利得が必要とされる。斯かる可変利得設定を実現するための手法は、複数のアナログ増幅器を持つものである。各増幅器は、許容可能な量子化ノイズレベルを備える動作範囲に対応する異なる利得値を割り当てられる。その後、複数のアナログ増幅器の１つの出力が、最適な動作範囲に基づき選択される。
【００１４】
本願は、広ダイナミックレンジを適切に持つ無線周波数（ＲＦ）デジタル受信機トポロジの別の実現について述べる。ダイレクトデジタルレシーバ（ＤＤＲ）に基づかれるトポロジは、ＭＲ信号の動的利得をデジタイザの動的利得に適合させる１つ又は複数のアナログＲＦ増幅器と、直接（即ち中間周波数に対するミキシングなしに）ＭＲ信号をサンプリングするＡＤＣと、ディジタルフィルタリング技術と組み合わせてベースバンド周波数に復調することにより、サンプル信号のサンプルレートをＭＲ信号帯域幅のサンプルレートに適合させるデジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）とを含む。結果として生じるデジタイザの実現は、図１及び２を参照して後述するように、デジタイザが高(high)ダイナミックレンジのＭＲ信号をより正確にデジタル化することを可能にする広(wide)ダイナミックレンジを持つ。サンプル選択がデジタル化の前に発生するようなこの特定のトポロジも、遅延ミスマッチに対する高い感度（即ち、アナログ位相）、低電力消費、温度での変動がないこと、及び低デジタルゲートカウントの利点を持つが、このトポロジは、他のいくつかのトポロジより実現するのが複雑となる場合がある。
【００１５】
一般に、デジタイザに対する正しい利得値を選択するための多くの可能な方法が存在する。斯かる方法の１つは、「プロファイル依存の増幅」（ＰＤＡ）方法である。その場合、利得値が、位相エンコーディングレベルに基づき選択され、特定の位相エンコーディングレベルの間一定のままである。ＰＤＡ法に関する更なる情報は、米国特許第5023552号から得られることができる。ＰＤＡ法は、ＭＲ信号の信号強度及び／又はＳＮＲにおいて予想される変化を考慮することにより改善されることができる。例えば、ＭＲ信号は、しばしば再フォーカスエコーとして受信される。読出し傾斜を用いてデータを取得する通常の処理と共に再フォーカスの処理は、再フォーカスエコーの信号強度がノイズレベルで始まって、読出し傾斜パルスの中央周辺で最大に増加し、ノイズレベルまで落ちることを示す。信号強度における増加及び減少は、通常はモノラル又はマルチ指数曲線に従い、取得タイプ（２次元対３次元）、パルスシーケンスタイプ（スピンエコー対高速フィールドエコー）、パルスシーケンスパラメータ（エコー時間又はＴＥ、繰り返し時間又はＴＲ）等の画像取得パラメータを考慮する予測モデルを用いて計算されることができる。こうして、信号強度の変化のエンベロープは、既知である。従って、利得設定は、信号強度において予想される変化の数学的モデルに基づき、特定の位相エンコーディングレベルの間、所定の態様において変化されることができる。
【００１６】
より正確な方法は、実際の又は測定された信号レベルに基づき利得をセットすることである。図１に示されるように、アナログ信号がＡＤＣによりデジタル形式に変換される前又はその後のいずれかに、実際の信号レベルが測定されることができる。前者の測定が実線Ａ−ＡＮＬＧにより示され、後者は破線Ａ−ＤＩＧＬにより示される。ＭＲ信号は、並列に接続されるさまざまなアナログ増幅器１０２１、１０２２...１０２ｎ、により受信され、さまざまなアナログ増幅器の個別のアナログ利得設定に基づき増幅される。サンプル選択モジュール（ＳＳＭ）１０８は、最も適切なアナログ増幅器の出力を選択するためにスイッチ１１０を制御するため、選択信号ＳＳを生成する。第１のＡＤＣ１０４は、選択及び増幅されたアナログ信号を受信し、それをデジタル表現に変換する。選択信号ＳＳは、信号選択モジュール１０８によりもたらされる遅延及び第１のＡＤＣ１０４によりもたらされる遅延を適合させる遅延整合回路１０６にも供給される。遅延線１１２、１１４及び有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ１１６を含む、サンプル遅延及び利得補償ユニット１２２は、ＡＤＣからのデジタル化されたＭＲ信号及び遅延整合回路１０６からの遅延整合信号の両方を受信し、デジタルダウンコンバータ（ＤＤＣ）１２０に信号を出力する。
【００１７】
矢印Ａ−ＡＮＬＧにより表されるように、アナログＭＲ信号の特性（例えば、強度又はＳＮＲ）を測定して、サンプル選択モジュール１０８にそれを供給することは、本願明細書に開示されるデジタイザの「高速な」実現を与える。この特定の実現は「高速である」と言われる。なぜなら、デジタル形式への変換後ＭＲ信号の特性を測定することを含む実現よりも、反応時間が一般に高速となるからである。更に、後者の実現は、ＡＤＣ及びサンプル選択ロジックにおける遅延により、取得されることになる信号の帯域幅を制限することもできる。「高速な」実現は通常、アナログ信号のエンベロープを検出するため、短い動作開始時間及び緩和された減衰時間を持つピーク検出器から実現される。
【００１８】
デジタル領域において選択されたサンプルを処理するために、単一の受信機における各ＡＤＣチャネルの遅延が、整合されるべきである。複数のチャネルがある場合、さまざまなチャネルにおける遅延が、同様に整合されることを必要とする。遅延は、ＦＩＲフィルタ１１６として実現されるサブサンプル遅延時間に加えて、単位サンプルクロック（遅延線１１２、１１４として示される）において制御されることができる。
【００１９】
異なる利得設定を持つ異なるアナログ増幅器からのサンプルが、振幅に関して整列又はスケール化される必要もある。斯かるスケーリングは、ＦＩＲフィルタ１１６において係数バンクから異なるセットの係数を選択することにより実現されることができる。係数は、サンプル選択モジュール１０８により生成される選択信号ＳＳに基づき、（測定された信号強度又はＳＮＲにより決定される）チャネルにおける各増幅器の動作利得を用いてプログラムされることができる。選択信号は、Ａ−ＡＮＬＧ又はＡ−ＤＩＧＬにより表される測定された特性に基づき順に生成される。どの特定のサンプルが選択されたか、即ち、どのアナログ増幅器が第１のＡＤＣ１０４に対してスイッチ１１０により接続されたかに関する情報が、ＡＤＣ−遅延整合回路１０６を介してサンプルデータと共に伝送され、係数選択信号ＣＳにより表されるように、サンプル毎にＦＩＲフィルタ１１６の係数を選択するのに使用される。ＡＤＣ−遅延整合回路１０６は、デジタル化処理の間、第１のＡＤＣによりもたらされる追加的な遅延を整合させるために使用される。遅延は、選択されたアナログ増幅器の利得設定に基づき変化する。こうして、各場合において、どの利得設定（即ち、どのアナログ増幅器）が選択されたかに関する情報が、適切なＦＩＲフィルタ係数を選択するために、デジタル領域に対して通信されなければならない。
【００２０】
図２は、「精細な」経路における固定された利得及び「粗い」経路における選択可能な利得を持つ２つの分離したＡＤＣからなるからなるデジタイザの実施形態を示す。本実施形態において、図１の実施形態のような並列に接続される複数のアナログ増幅器１０２１、１０２２...１０２ｎ、に加えて、追加的なアナログ増幅器２０２も、複数のアナログ増幅器１０２１、１０２２...１０２ｎに並列に接続される。追加的なアナログ増幅器の出力は、アンチエイリアスフィルタ（ＡＡＦ）２０７を介して、第２のＡＤＣ２０５に接続される。サンプル利得及び遅延補償（ＳＧＤＣ）回路１２２と第２のＡＤＣ２０５との両方の出力が、サンプル選択及びスケーリング（ＳＣＬ）回路２１０を介してダウンコンバージョンのためＤＤＣ１２０に供給される。
【００２１】
第２のＡＤＣ２０５は、デジタイザの「高利得」又は「精細な」経路にあると考えられる。アンチエイリアスフィルタ２０７によって、そうでなければサブサンプリングの原理と干渉する場合があるミラー周波数が抑圧される。注目する信号帯域が比較的狭いので、帯域制限されたサブサンプリングが使用されることができるが、ミラー周波数でのノイズは十分に抑圧される必要がある。しかしながら急峻なアンチエイリアスフィルタはアナログ領域における自動利得選択の使用を妨げる。なぜなら、実際的な実現において、フィルタは増幅器とＡＤＣとの間にあるからである。斯かるフィルタの応答時間は、あまりに長すぎてサンプル当たり利得の選択を可能にすることができない。
【００２２】
他のＡＤＣ１０２１、１０２２...１０２ｎは、デジタイザの「低利得」又は「粗い」経路にあると考えられることができる。この経路においては利得レベルがより低いので、ＡＤＣの量子化ノイズが支配的になる。結果として、アンチエイリアスフィルタが必要とされることはない。結果的に、正しい利得を選択するのに必要とされる時間がかなり短縮される。この経路において（自動）動的利得選択を使用することは、大きな振幅サンプルのＳＮＲを改善し、これにより、結果として生じる画像における可視アーチファクトを減らす。
【００２３】
本願明細書に開示されるさまざまな実施形態の１つの利点は、さまざまなアナログ増幅器の遅延が整合されるので、自動的に選択された利得設定が、ｋ空間においてＡＤＣから等距離のサンプルを生み出すということである。これは、動作利得設定とは独立して作動する。単一のデジタル復調器１２０が一定の利得の等間隔で配置された（ｋ空間における）サンプルの連続ストリーム上で作動することを可能にするため、振幅（利得）及び位相（遅延）訂正が復調の前に実行される。この利得及び遅延訂正は、正確なアナログ伝搬遅延及び利得が測定される１回限りの較正を必要とする。遅延補償の前の利得訂正に関するこの方法の利点は、ＡＤＣとデジタル領域との間のインタフェースのビット幅が増加せず、ＡＤＣのビット幅に等しいままであるということである。送信される必要のある唯一の追加的な情報は、選択情報に関する２、３ビットである。これは、複数のチャネルに関して結合されることができる。
【００２４】
単一のデジタイザにおける異なるアナログ増幅器から生じるサンプルを適合させるため利得訂正が必要とされる点に留意されたい。追加的に、遅延補償は、単一のデジタイザに含まれる異なるＡＤＣから、又は異なるデジタイザから生じるサンプルを整合させる必要がある場合がある。単一のＡＤＣトポロジにおいて、追加的な遅延補償は要求されない。本願明細書に提案される実施形態において、ＦＩＲフィルタは、前述の利得及び遅延補償の両方を実現するために有効な方法を与える。
【００２５】
粗い経路における追加的なアナログ増幅器が、固定又は可変のアナログ利得を持つことができる点にも留意されたい。単一及び二重のＡＤＣでの実施形態だけが示されたが、２つ以上のＡＤＣからなる実施形態を同様にカバーするため本願明細書に開示される概念を拡張することが可能である。
【００２６】
サンプル毎の自動選択は、アナログフロントエンドにおける非常に良好な遅延整合を必要とする。単一のＡＤＣ前の利得設定間の遅延差は、十分に小さくなければならない。温度に依存性がある（チャネル間の又は受信機間の遅延差が、動作温度範囲にわたり変化する）場合、実際の温度を測定し、遅延変化のモデルに基づき、ＦＩＲフィルタ係数におけるこの差を訂正する必要がある場合がある。この手法は、例えば図２に示されるようなマルチＡＤＣトポロジに対してのみ適用可能である。
【００２７】
こうして本願明細書に開示されるデジタイザの実施形態は、アナログ入力での自動又は半自動の利得選択及びデジタル領域における利得の訂正（単一のＡＤＣトポロジの場合）、又は利得及び遅延両方の訂正（マルチＡＤＣトポロジの場合）を与える。ユニットとして考えられると、斯かるデジタイザは、ほぼ一定の利得及び大きなダイナミックレンジを持つデジタルサンプルを供給する。
【００２８】
図３は、本願明細書に開示されるデジタイザを利用するＭＲシステムの可能な実施形態を示す。ＭＲシステムは、一組の主コイル３０１と、傾斜駆動ユニット３０６に接続される複数の傾斜磁場コイル３０２と、ＲＦコイル駆動ユニット３０７に接続されるＲＦコイル３０３とを有する。ボディコイルの形で磁石に一体化されることができるか、又は分離した表面コイルとすることができるＲＦコイル３０３の機能は、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ３１３により更に制御される。複数の傾斜磁場コイル３０２及びＲＦコイルは、電源供給ユニット３１２により電力を供給される。運搬システム３０４、例えば患者テーブルは、ＭＲイメージングシステムに含まれる対象物３０５、例えば患者を配置するために使用される。制御ユニット３０８は、ＲＦコイル３０３及び傾斜磁場コイル３０２を制御する。単一のユニットとして示されるが、制御ユニット３０８は複数のユニットとして同様に実現されることができる。制御ユニット３０８は、更に再構成ユニット３０９の動作を制御する。制御ユニット３０８は、例えばモニタ画面又はプロジェクタといったディスプレイユニット３１０、データ記憶装置３１５、及び例えばキーボード、マウス、トラックボール等のユーザ入力インタフェースユニット３１１も制御する。
【００２９】
主コイル３０１は、例えば磁場強度１Ｔ、１．５Ｔ又は３Ｔの安定した及び一様な静磁場を生成する。開示されるデジタイザは、他の電界強度でも同様に使用されることができる。通常はトンネル形状の検査空間を囲むという態様で、主コイル３０１は配置される。検査空間には、対象者３０５が誘導されることができる。別の共通の構成は、間にエアーギャップを持つ対向する磁極面を有するものである。対向する磁極面には、対象者３０５が運搬システム３０４を使用することにより誘導されることができる。ＭＲイメージングを可能にするため、静磁場上に重畳される時間的に可変の傾斜磁場が、傾斜駆動ユニット３０６により供給される電流に応答して、複数の傾斜磁場コイル３０２により生成される。電子傾斜増幅回路に適合される電源供給ユニット３１２が、複数の傾斜磁場コイル３０２に電流を供給する。この結果、傾斜パルス（傾斜パルス波形とも呼ばれる）が生成される。制御ユニット３０８は、適切な傾斜波形を作成するために傾斜磁場コイルを流れる電流の特性、特にそれらの強度、持続時間及び方向を制御する。ＲＦコイル３０３は、対象者３０５におけるＲＦ励起パルスを生成し、ＲＦ励起パルスに応答して対象者３０５により生成されるＭＲ信号を受信する。ＲＦコイル駆動ユニット３０７は、ＲＦ励起パルスを送信するためにＲＦコイル３０３に電流を供給し、ＲＦコイル３０３により受信されるＭＲ信号を増幅する。ＲＦコイル３０３又は一組のＲＦコイルの送信及び受信機能は、Ｔ／Ｒスイッチ３１３を介して、制御ユニット３０８により制御される。Ｔ／Ｒスイッチ３１３は、送信及び受信モード間でＲＦコイル３０３を切替える電子回路を具備し、ＲＦコイル３０３及び他の関連する電子回路をブレイクスルー又は他のオーバーロード等から保護する。送信されたＲＦ励起パルスの特性、特にそれらの強度及び持続時間は、制御ユニット３０８により制御される。
【００３０】
本実施形態において送信及び受信コイルは１つのユニットとして示されるが、送信及び受信のためにそれぞれ分離したコイルを持つことも可能な点に留意されたい。更に、送信又は受信又はその両方のための複数のＲＦコイル３０３を持つことも可能である。ＲＦコイル３０３は、ボディコイルの形で磁石に一体化されることができるか、又は分離した表面コイルとすることができる。ＲＦコイルは、異なるジオメトリ、例えば、鳥かご構成又は単純なループ構成等を持つことができる。制御ユニット３０８は、好ましくは、例えばマイクロプロセッサといったプロセッサを含むコンピュータの形式である。制御ユニット３０８は、Ｔ／Ｒスイッチ３１３を介して、ＲＦパルス励起の印加、及びエコー、自由誘導減衰等を有するＭＲ信号の受信を制御する。キーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックボール等といったユーザ入力インタフェースデバイス３１１は、オペレータがＭＲシステムと対話することを可能にする。
【００３１】
ＲＦコイル３０３で受信されるＭＲ信号は、画像化される対象者３０５の関心領域におけるローカルスピン密度に関する実際の情報を含む。受信されるＭＲ信号は、本願明細書に開示されるデジタイザによりデジタル化され、再構成ユニット３０９に送信される。再構成ユニット３０９は、受信される信号から１つ又は複数のＭＲ画像又はスペクトルを再構成し、ディスプレイユニット３１０上にそれらを表示する。代替的に、更なる処理を待つ間、再構成ユニット３０９からの信号をストレージユニット３１５に記憶することが可能である。再構成ユニット３０９は有利には、ＲＦコイル３０３から受信されるＭＲ信号を得るようプログラムされるデジタル画像処理ユニットとして構築される。
【００３２】
制御ユニット３０８は、コンピュータ上で実行されるときに、コンピュータが本願明細書に開示される方法のさまざまな側面を実行することを可能にする命令を有するコンピュータプログラムをロードし、実行することできる。本願明細書に開示されるコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フロッピー（登録商標）ディスク、メモリースティック、磁気テープ又はコンピュータにより読み出し可能な他の任意の有形媒体といったコンピュータ可読媒体に存在することができる。コンピュータプログラムは、ダウンロードされる、又はそうでなければ例えばインターネットを介してコンピュータに転送されるダウンロード可能プログラムとすることもできる。転送手段は、光学ドライブ、磁気テープドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、ＵＳＢ又は他のコンピュータポート、イーサネット（登録商標）ポート等とすることができる
【００３３】
図４は、本願明細書に開示されるＭＲ信号をデジタル化する方法を示す。この方法は、電気的に並列に接続される１つ又は複数の少なくとも２つのアナログ増幅器を用いて磁気共鳴信号を増幅するステップ（４０２）であって、各アナログ増幅器が異なるアナログ利得値を持つ、ステップと、磁気共鳴信号の特性を測定するステップ（４０４）と、測定された特性に基づき選択信号を生成するステップ（４０６）と、選択信号に基づき少なくとも２つのアナログ増幅器の１つを選択するステップ（４０８）と、第１のアナログデジタル変換器を用いて、上記選択されたアナログ増幅器から磁気共鳴信号をデジタル化するステップ（４１０）とを含む。
【００３４】
開示された方法の上述の実現における順序は、必須でない。当業者は、開示された概念を逸脱することなく、ステップの順序を変化させるか、又はスレッディングモデル、マルチプロセッサシステム又は複数の処理を用いてこれらのステップを同時に実行することができる。
【００３５】
上述された実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者であれば、添付された請求項の範囲から逸脱することなく、他の多くの実施形態をデザインすることができるであろう点に留意されたい。請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。「有する」という語は、請求項に記載される以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。ある要素に先行する「ａ」又は「ａｎ」という語は、斯かる要素が複数存在することを除外するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて実現されることができる。複数の手段を列挙するシステムクレームにおいて、これらの手段のいくつかは、コンピュータ可読ソフトウェア又はハードウェアの全く同一のアイテムにより実現されることができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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