JPH02209130A - 高周波出力調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａ
ｇｎｅｔｉｃ　　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）現象を応用した
磁気共鳴イメージング方法に係わり、特に、励起回転磁
場発生に供される送信パルス電力を被検体の属性に応じ
て変化させることにより、スピン系磁気モーメントの倒
れ角度を所定の値に調整する高周波出力調整方法に関す
る。

（従来の技術） 核磁気共鳴現象は、磁場中におかれた原子核が特定波長
の電磁波エネルギーを共鳴吸収して、次いてこのエネル
ギーを電磁波として放出する現象である。この現象を利
用して生体の診断を行う装置は、上述の原子核、特に、
プロトンから放出される電磁波（以下ＭＲ倍信号いう。

）を検知して、検知されたＭＲ倍信号処理して、原子核
（プロトン）密度、縦緩和時間Ｔ　１横緩和時間Ｔ２、
流れ、化学シフト等の情報が反映された被検体の断層像
等の診断情報が得られる。

ところで、この様な核磁気共鳴現象を利用してプロトン
からのＭＲ倍信号検知するためには、９０１′パルスお
よび１８０°と称される高周波パルスにより発生される
励起回転磁場により、被検体の被測定部位を選択的に励
起して、被測定部位におけるプロトンのスピン磁気モー
メントの倒れ角度を所定の値にする必要がある。ここで
、９０″パルスとは、磁気共鳴吸収を起こさせて原子核
のスピンの磁気モーメントを被検体が置かれた静磁場の
方向と平行な方向から垂直に立ち上がるまで９０゜回転
させる働きを有するものである。また、１８０°パルス
とは、磁気共鳴吸収を起こさせて原子核のスピンの磁気
モーメントを被検体が置かれた静磁場の方向と平行な方
向から１８０＠回転させる働きを有するものである。

これらの９０’パルスおよび１８０°パルスは、被測定
部位からのＭＲ倍信号検知に先立ち、パルスの大きさ等
の条件を予め設定する必要がある。しかしながら、この
高周波パルスの条件設定に際しては、被検体の形状等の
属性により電気的な特性であるストレーキャパシティー
Ｑが変化してしまうために、夫々のスライス位置で９０
″パルスまたハ１８０″ハルスの条件がずれてしまい、
スピンの磁気モーメントの倒れ角度が設定値と異なって
しまう。その結果、得られる信号は被検体の属性により
ばらついてしまう。特に、被測定部位が胸膜部の場合、
呼吸性運動により、胸膜部が体の前後に揺動すると共に
、横隔膜により身長方向に上下動することにより、スラ
イス位置が被測定部位に対して相対的にずれてしまい、
９０″パルスまたは１８０’パルスの条件がずれてしま
い、さらに、データ収集中にスピンの位相変化が生じ、
得られるＭＲ倍信号強度が変化してしまうという問題が
ある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、核磁気共鳴現象を利用して胸膜部の断
層像を得る場合、被測定部位からのＭＲ倍信号検知する
に先立ち行われる、９０°パルスまたは１８０＠パルス
の高周波出力の条件設定は、相対的なスライス位置がず
れてしまうために、９０″パルスまたは１８０”パルス
の条件がずれてしまい、スピンの磁気モーメントの倒れ
角度が設定値と異なってしまい、正確な信号が得られな
いという、問題点がある。

本発明の目的は、９０°パルスまたは１８０″パルスの
高周波出力の条件設定が正確に行え、正確な信号が得ら
れる高周波出力調整方法を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、静磁場中に配置された被検者から誘起された
磁気共鳴信号を検出して被検出部位の形態情報または機
能情報を得るに先立ち、励起回転磁場発生に供される送
信パルス電力を被検体の属性に応じて変化させることに
より、スピン系磁気モーメントの倒れ角度を所定の値に
調整する高周波出力調整方法において、スピン系磁気モ
ーメントの倒れ角度を所定の値に調整する時のスライス
厚を最大高周波コイルの均一領域全体を含む様に厚く設
定することを特徴とする高周波出力調整方法である。

（作　用） 本発明の高周波出力調整方法では、スピン系磁気モーメ
ントの倒れ角度を所定の値に調整する時のスライス厚を
最大高周波コイルの均一領域全体を含む様に厚く設定す
ることにより、高周波出力を設定するためにＭＲ倍信号
得る際に、高周波コイルの感度が均一な領域全体を選択
的に励起して、この領域のみからＭＲ倍信号得るために
、被検査部位が胸膜部の様に、呼吸性運動等によりスラ
イス位置がずれても、磁気共鳴現象を励起する９０゜パ
ルスおよび１８０’パルスの高周波出力調整が正確に行
え、正確な断層像が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は、本発明の実施例に用いられる核磁気共鳴イメージ
ング装置の構成を示す模式図である。第１図に示す様に
、この装置（１）は、磁気共鳴信号が誘起された部位の
位置情報を得るための傾斜磁場を発生するための傾斜磁
場発生コイル（２）および回転高周波磁場を放射すると
共に誘起された磁気共鳴信号を検出するための送受信系
である高周波コイル（３）を有する。この傾斜磁場発生
コイル（２）は、被検体（Ｐ）の身長方向の軸をＺ軸と
し、このＺ軸と夫々直交する軸をＸ軸およびＹ軸とする
と、これらの軸について傾斜磁場を発生するＸ軸傾斜磁
場発生コイル（２ａ）、Ｙ軸傾斜磁場発生コイル（２ｂ
）、Ｚ軸傾斜磁場発生コイル（２Ｃ）から構成される。

各傾斜磁場発生コイル（２ａ）、（２ｂ）、（２Ｃ）は
、図示を省略したＸ軸傾斜磁場、Ｙ軸傾斜磁場およびＺ
軸傾斜磁場用の各電源に、夫々接続されて磁場発生用の
電流が供給される。また、高周波コイル（３）は、後述
する様に、被検体（Ｐ）の胸膜部の位置に対応した位置
に被検体（Ｐ）を挾んで上下に配置されると共に、高周
波パルスを供給する送信器および被測定部位に誘起され
るＭＲ倍信号受信するために受信器に接続されている。

さらに、この装置（１）は、各傾斜磁場および９０°パ
ルス並びに１８０°パルスの高周波パルスのパルスシー
ケンスを実施するシーケンサ、並びに各電源、送信器、
受信器およびシーケンサてを制御すると共に検出信号の
信号処理を行うコンピュータシステムをも備える。この
コンピュータシステムで処理された信号はデイスプレィ
等で表示される。この装置（１）は、被検体（Ｐ）に対
してＺ軸方向に静磁場を発生する静磁場コイル（図示せ
ず）およびこの静磁場コイルに電流を供給する電源（図
示せず）をも備える。

次に、上述の構成を有するイメージング装置を用いて本
実施例の高周波出力調整方法について、説明する。まず
、第２図に示す様に、９０″パルスおよび１８０＠パル
スの高周波出力を設定するためのＭＲ倍信号得る際に、
予め、スライス用磁場である２軸傾斜磁場を調整するこ
とにより、第１図に斜線を付して示した領域であるスラ
イス幅Ｓを最大高周波コイルの感度が均一な領域となる
様にこれまでの調整方法に比べて厚く設定する。この様
な条件の下で、第３図（ａ）に示すスライス用傾斜磁場
を印加すると共に、第３図（ｂ）に示す様に９０１１パ
ルスおよび１８０°パルスを高周波コイルに印加して、
誘起されるＭＲ倍信号検知して、ＭＲ倍信号最大となる
様に各パルスの大きさを調整して、スピン系磁気モーメ
ントの倒れ角度が所定の値となる様に、各パルスの条件
を設定する。

この条件の設定に際して、各パルスの条件を自動的に設
定できる回路システムとして、例えば、第４図にブロッ
ク図を示したものが利用できる。

即ち、この回路システムは、送信パルス制御手段（１０
）、送信部（１１）および受信部（１２）から構成され
る。この送信パルス制御手段（ｌＯ）は例えば中央処理
装置などを中心に構成されたものであり、高周波コイル
（３）による励起回転磁場の発生に供される送信パルス
電力を、被検体の属性に応じて変化させることにより、
スピン系磁気モーメントの倒れ角度を所定の値に設定す
るものである。例えば、測定部位に誘起されたＭＲ倍信
号高周波コイルを介して受信しながら、送信パルス電力
を所定の範囲で変化させた際に受信したＭＲ倍信号ピー
ク値が最大となる送信パルス電力値を把握し、この値を
基に被検体の断層像の撮影の際の送信パルス電力を自動
的設定するものである。

また、送信部（１１）は各パルスを放射する高周波コイ
ル（３）に接続される。この送信部（１１）は連続波を
出力する発振手段（１３）、この発振手段（１３）より
の連続波を変調する変調手段（１４）、この変調手段（
１４）において連続波を変調するためのパルス波の振幅
、パルス幅を選択設定する選択手段（１５）、送信パル
ス制御手段（ｌＯ）の制御によって送信パルス電力を可
変するパワーコントローラ（ＡＰＣ）（１Ｂ）、このＡ
　Ｐ　Ｃ（１Ｂ）の出力を夫々増幅する第１の増幅手段
（ラジオ周波アンプ）　（１７）、第２の増幅手段（駆
動アンプ）　（１８）、第３の増幅手段（最終アンプ）
’　（１９）、インピーダンス整合を行うインピーダン
ス整合手段（２０）および高周波コイル（３）との同調
をとる同調手段（２１）から構成される。

さらに、受信部（１２）はこのパルスにより誘起された
ＭＲ倍信号受信する高周波コイル（３）に接続される。

高周波パルスの放射とＭＲ倍信号受信とを共通の高周波
コイル（３）で兼用している場合は、送信部（１１）と
受信部（１２）とをアイソレータ等により分離する必要
がある。また、本実施例の高周波出力調整方法において
は、スライス厚を最大高周波コイルの均一領域全体を含
む様に厚く設定しているために、各パルスの条件設定時
のＭＲ倍信号強度は、撮影時の信号強度に比べて大きく
なる。

従って、この受信部（１２）では、増幅器の利得を下げ
たり、適当な減衰器を設けてＭＲ信号レベルを下げ、適
正なＭＲ倍信号受信することが必要である。例えば、増
幅器の利得を下げるためには、第５図（ａ）に示す様に
、高周波コイル側の第１段の増幅器（２２）の利得を可
変できる様にしておき、出力設定に際してはこの利得を
下げておいたり、また、ＭＲ信号レベルを下げるために
は、第５図（ｂ）に示すように、第１段の増幅器（２２
）と第２段の増幅器（２３）との間に減衰器（２４）を
設けることができる。この回路システムの作用について
説明する。被検体の撮影に先立って行われる送信パルス
電力の設定は、オペレータのマニュアル操作によって、
予め、９０＠パルス条件および１８０＠パルス条件の疎
調整後、送信制御手段（１０）からの制御信号に基づき
送信部（１１）から高周波コイル（３）に９０＠パルス
および１８０°パルスが印加されることにより、高周波
コイル（３〉から被測定部位に励起回転磁場が印加され
る。被測定部位からのＭＲ倍信号高周波コイル（３）を
介して受信部（１２）によって受信され、送信パルス制
御手段（１０）に入力される。

送信パルス制御手段（ｌＯ）は、入力されたＭＲ倍信号
ピーク値を保持する。この後、Ａ　Ｐ　Ｃ（１Ｂ）内の
減衰器を可変して送信パルス電力を変えて、上述と同様
に異なる送信パルス電力におけるＭＲ倍信号受信して、
ＭＲ倍信号ピーク値を保持する。

この様に送信パルス電力を変えて収集された複数のＭＲ
倍信号基に、送信パルス制御手段（１０）はＭＲ倍信号
ピーク値が最大となる時の送信パルス電力、即ち、Ａ　
Ｐ　Ｃ（１Ｂ）内の減衰器の制御状態を認識する。これ
により、被検体の属性に応じた送信パルス電力が設定さ
れる。換言すれば、９０°パルスおよび１８０’パルス
の条件が被検体の属性に応じて適格に設定され、スピン
系磁気モーメントの倒れ角度が９０°および１８０°の
所定値に調整される。

しかも、本実施例の場合、さらに、スライス幅を最大高
周波コイルの感度・均一領域を含む様に厚くするので、
受信されるＭＲ倍信号強度が大きくなり、胸腹部の様に
呼吸性運動により、相対的なスライス位置の変化が、ス
ライス厚より小さくなり、ＭＲ倍信号強度の変化が小さ
くなるので、より正確に各パルス条件が設定できる。

上記実施例において、送信パルス電力を変化させる時、
パワーコントローラー（ＡＰＣ）（１Ｂ）を使用したが
、パルス波の振幅、パルス幅を選択設定する選択手段（
１５）を用いて、振幅を変化させて送信パルス電力を変
化させる等の種々の変形は行える。

また、送信パルスを流す高周波コイルの特性（均一領域
の大きさ、回転磁場発生の効率等）および疎調整後の９
０°パルス、１８０＠パルスの送信パルス電力値等、さ
らに受信部（１２）での増幅器の利得および減衰器の減
衰量等をコンピユーｊシステム等に予め保持させておく
ことも行える。

また、上記実施例では、９０’パルス−１８０°パルス
系列によって生じるＭＲ倍信号最大値を利用したが、ｔ
ａＯ°パルスのみを使用した場合に得られるＭＲ倍信号
最小値を利用する方法等も行える。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、９０″パルスまたは１８
０”パルスの高周波出力の条件設定が正確に行え、正確
な信号が得られる高周波出力調整方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いられる磁気共鳴イメージ
ング装置の構成を示す模式図、第２図は本発明の詳細な
説明するための特性図、第３図（ａ）は本実施例におけ
るスライス用傾斜磁場を示すグラフ、第３図（ｂ）は本
実施例におけるパルスシーケンスを示すグラフ、第４図
は本実施例に用いられるシステム回路を示すブロック図
、第５図（ａ）および第５図（ｂ）は本実施例に用いら
れる回路における受信部の主要部を示す回路図である。 ｌ・・・磁気共鳴イメージング装置、 ２・・・傾斜磁場発生コイル、 ３・・・高周波コイル ｌＯ・・・送信パルス制御手段 １１・・・送信手段、 １２・・・受信手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静磁場中に配置された被検者から誘起された磁気共鳴信
   号を検出して被検出部位の形態情報または機能情報を得
   るに先立ち、励起回転磁場発生に供される送信パルス電
   力を被検体の属性に応じて変化させることにより、スピ
   ン系磁気モーメントの倒れ角度を所定の値に調整する高
   周波出力調整方法において、スピン系磁気モーメントの
   倒れ角度を所定の値に調整する時のスライス厚を最大高
   周波コイルの均一領域全体を含む厚さに設定することを
   特徴とする高周波出力調整方法。