JPH0237172B2 - - Google Patents
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- JPH0237172B2 JPH0237172B2 JP58048460A JP4846083A JPH0237172B2 JP H0237172 B2 JPH0237172 B2 JP H0237172B2 JP 58048460 A JP58048460 A JP 58048460A JP 4846083 A JP4846083 A JP 4846083A JP H0237172 B2 JPH0237172 B2 JP H0237172B2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 8
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/58—Calibration of imaging systems, e.g. using test probes, Phantoms; Calibration objects or fiducial markers such as active or passive RF coils surrounding an MR active material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Indicating Measured Values (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は被撮像物体の任意断面のNMR像を表
示するようにしたNMR映像装置に関する。
示するようにしたNMR映像装置に関する。
近時、NMRの技術を利用して、生体断面のプ
ロトンスピン密度を映像化する研究が盛んに行わ
れている。通常のNMR装置では、試料に一様磁
場を印加した状態で共鳴信号を検出しているが、
このプロトンスピン密度の映像化においては、被
撮像物体に該一様磁場に重畳させて空間的に強度
の異なつた勾配磁場を印加し、この状態で発生す
る共鳴信号を電子計算機で処理して、該被撮像物
体の任意断面の像を得ている。
ロトンスピン密度を映像化する研究が盛んに行わ
れている。通常のNMR装置では、試料に一様磁
場を印加した状態で共鳴信号を検出しているが、
このプロトンスピン密度の映像化においては、被
撮像物体に該一様磁場に重畳させて空間的に強度
の異なつた勾配磁場を印加し、この状態で発生す
る共鳴信号を電子計算機で処理して、該被撮像物
体の任意断面の像を得ている。
本発明は上述した如き、被撮像物体の断面像を
得るためのNMR映像装置の改良に関するもの
で、得られた断面像の大きさ等の情報を容易に判
断することができるNMR映像装置を提供するこ
とを目的とする。
得るためのNMR映像装置の改良に関するもの
で、得られた断面像の大きさ等の情報を容易に判
断することができるNMR映像装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明に基づくNMR映像装置は、被撮像物体
に空間的に強度が異なる勾配磁場を印加した状態
で該物体からのNMR信号を得、該信号に基づい
て該物体の断面の像を表示手段上に表示するよう
にしたNMR映像装置において、該物体に印加さ
れる勾配磁場の方向軸上で、所定の磁束密度毎に
発生させたマーク又は該物体に印加される勾配磁
場の方向軸上で、所定の単位磁束密度の範囲に対
応する長さを与えたマークを該表示手段に該像と
共に表示するようにしたことを特徴としている。
に空間的に強度が異なる勾配磁場を印加した状態
で該物体からのNMR信号を得、該信号に基づい
て該物体の断面の像を表示手段上に表示するよう
にしたNMR映像装置において、該物体に印加さ
れる勾配磁場の方向軸上で、所定の磁束密度毎に
発生させたマーク又は該物体に印加される勾配磁
場の方向軸上で、所定の単位磁束密度の範囲に対
応する長さを与えたマークを該表示手段に該像と
共に表示するようにしたことを特徴としている。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述
する。
する。
第1図において、1は一様磁場を発生する超電
導マグネツトであり、該マグネツトによる一様磁
場の中には、被撮像物体2が配置されている。該
物体2には、更に、電源3から一対のX方向勾配
コイル4に印加される電流に応じて、X方向にお
ける強度の異つた勾配磁場が印加される。又、該
物体2には、電源5とY方向勾配コイル6、電源
7とZ方向勾配コイル8の組合せによつて、夫々
Y方向の勾配磁場、Z方向の勾配磁場が印加され
るように構成されている。該各コイルは、磁場均
一化のために通常用いられているシムコイルと同
様な構造のコイルであり、該コイルに印加する電
流値に応じて勾配の強度(勾配の傾き)が変化す
るようにされている。尚、該各電源から各コイル
に供給される電流値は、電子計算機9からの指令
によつて変化させられ、任意の勾配強度の磁場が
被撮像物体2に印加される。該物体2の周囲に
は、更にコイル10が巻回されており、該コイル
10には送信器11からの高周波パルスが印加さ
れる。該コイル10への高周波パルスの印加に伴
ない発生した自由誘導減衰(FID)信号は受信器
12によつて検出され、検波器13によつて検波
された後、A−D変換器14によつてA−D変換
されて電子計算機9に供給される。該電子計算機
9は供給される多数のFID信号について、フーリ
エ変換を含む所定の処理を施し、該物体2の任意
断面のプロトンスピン密度の映像信号を作成して
いる。該電子計算機で得られた映像信号は陰極線
管15に供給され、該陰極線管に該物体2の
NMR像が表示される。該陰極線管15には、該
電子計算機9からの映像信号と共に、マーク信号
発生器16からのマーク信号も供給されている。
このマーク信号発生器16は、X,Y,Z軸方向
変換テーブル17X,17Y,17Z、掛算器1
8X,18Y,18Z、マーカ信号作成回路19
X,19Y,19Z、合成回路20とから構成さ
れている。
導マグネツトであり、該マグネツトによる一様磁
場の中には、被撮像物体2が配置されている。該
物体2には、更に、電源3から一対のX方向勾配
コイル4に印加される電流に応じて、X方向にお
ける強度の異つた勾配磁場が印加される。又、該
物体2には、電源5とY方向勾配コイル6、電源
7とZ方向勾配コイル8の組合せによつて、夫々
Y方向の勾配磁場、Z方向の勾配磁場が印加され
るように構成されている。該各コイルは、磁場均
一化のために通常用いられているシムコイルと同
様な構造のコイルであり、該コイルに印加する電
流値に応じて勾配の強度(勾配の傾き)が変化す
るようにされている。尚、該各電源から各コイル
に供給される電流値は、電子計算機9からの指令
によつて変化させられ、任意の勾配強度の磁場が
被撮像物体2に印加される。該物体2の周囲に
は、更にコイル10が巻回されており、該コイル
10には送信器11からの高周波パルスが印加さ
れる。該コイル10への高周波パルスの印加に伴
ない発生した自由誘導減衰(FID)信号は受信器
12によつて検出され、検波器13によつて検波
された後、A−D変換器14によつてA−D変換
されて電子計算機9に供給される。該電子計算機
9は供給される多数のFID信号について、フーリ
エ変換を含む所定の処理を施し、該物体2の任意
断面のプロトンスピン密度の映像信号を作成して
いる。該電子計算機で得られた映像信号は陰極線
管15に供給され、該陰極線管に該物体2の
NMR像が表示される。該陰極線管15には、該
電子計算機9からの映像信号と共に、マーク信号
発生器16からのマーク信号も供給されている。
このマーク信号発生器16は、X,Y,Z軸方向
変換テーブル17X,17Y,17Z、掛算器1
8X,18Y,18Z、マーカ信号作成回路19
X,19Y,19Z、合成回路20とから構成さ
れている。
上述した如き構成において、各電源3,5,7
から各コイル4,6,8に供給する電流を制御し
つつ、該送信器11からコイル10を介して多数
回高周波パルスを該物体2に照射し、得られた
FID信号を電子計算機9によつて処理すれば、該
物体のNMR像を陰極線管15に表示することが
できる。ここで、NMRの共鳴条件は共鳴周波数
をω0、一様磁場強度をH0、磁気回転比をγとす
ると、 ω0=γ・H0 と表わすことができる。すなわち、この条件にお
いては、第2図に示す試料(内径がdの試料管2
0に入れられた水)の共鳴信号は第3図に示す如
く、鋭い波形となる。次に、試料20に一様磁場
H0の他にX方向に空間的線形勾配を有した磁場
GXを印加すると、共鳴条件は、 ω0=γ・H0+γ・GX となり、共鳴信号の線幅は、GXの大きさに依存
することになる。すなわち、第2図の試料から得
られた共鳴信号は、第4図に示す如く、幅W(mm)
を有したものとなるが、この幅Wは、印加された
X方向の勾配磁場の大きさ(Gauss/mm)と試料
のX方向の幅d(mm)に対応している。該勾配磁
場の大きさは、勾配コイルの巻数とコイルに印加
する電流の大きさで決められる。つまり、一様磁
場の強さ、試料の大きさが一定ならば、勾配磁場
印加時の共鳴信号の線幅は、勾配コイルに印加す
る電流の大きさに比例することになる。
から各コイル4,6,8に供給する電流を制御し
つつ、該送信器11からコイル10を介して多数
回高周波パルスを該物体2に照射し、得られた
FID信号を電子計算機9によつて処理すれば、該
物体のNMR像を陰極線管15に表示することが
できる。ここで、NMRの共鳴条件は共鳴周波数
をω0、一様磁場強度をH0、磁気回転比をγとす
ると、 ω0=γ・H0 と表わすことができる。すなわち、この条件にお
いては、第2図に示す試料(内径がdの試料管2
0に入れられた水)の共鳴信号は第3図に示す如
く、鋭い波形となる。次に、試料20に一様磁場
H0の他にX方向に空間的線形勾配を有した磁場
GXを印加すると、共鳴条件は、 ω0=γ・H0+γ・GX となり、共鳴信号の線幅は、GXの大きさに依存
することになる。すなわち、第2図の試料から得
られた共鳴信号は、第4図に示す如く、幅W(mm)
を有したものとなるが、この幅Wは、印加された
X方向の勾配磁場の大きさ(Gauss/mm)と試料
のX方向の幅d(mm)に対応している。該勾配磁
場の大きさは、勾配コイルの巻数とコイルに印加
する電流の大きさで決められる。つまり、一様磁
場の強さ、試料の大きさが一定ならば、勾配磁場
印加時の共鳴信号の線幅は、勾配コイルに印加す
る電流の大きさに比例することになる。
今、仮に、X方向に10mmの幅を有する試料から
勾配磁場印加の下で、線幅5kHzの信号が得られ
た場合、勾配磁場の勾配強度は、5kHz/10mm=
500Hz/mmとなるが、これは、磁場強度が
4.7Tesla、周波数が200MHzの共鳴条件のプロト
ンが測定対象の場合では、117.5mG/mmとなる。
この時の勾配コイルに流される電流値が3Aとす
ると、電流値を1/2の1.5Aとすれば、勾配磁場の
勾配強度は58.75mG/mmとなり、得られる共鳴
信号の線幅は2.5kHzとなる。このことは、逆に、
電流が1.5Aつまり、勾配強度が58.75mG/mmの
下で得られた未知試料からの信号の線幅が2.5kHz
であつた場合には、その試料の幅は10mmであると
いうことが明らかとなり、得られた信号の線幅が
10kHzでは、試料の幅は40mmであることが判明す
る。尚、ここまでの説明では、主としてX方向に
ついて述べてきたが、Y方向、Z方向もX方向と
同様に取扱うことができる。
勾配磁場印加の下で、線幅5kHzの信号が得られ
た場合、勾配磁場の勾配強度は、5kHz/10mm=
500Hz/mmとなるが、これは、磁場強度が
4.7Tesla、周波数が200MHzの共鳴条件のプロト
ンが測定対象の場合では、117.5mG/mmとなる。
この時の勾配コイルに流される電流値が3Aとす
ると、電流値を1/2の1.5Aとすれば、勾配磁場の
勾配強度は58.75mG/mmとなり、得られる共鳴
信号の線幅は2.5kHzとなる。このことは、逆に、
電流が1.5Aつまり、勾配強度が58.75mG/mmの
下で得られた未知試料からの信号の線幅が2.5kHz
であつた場合には、その試料の幅は10mmであると
いうことが明らかとなり、得られた信号の線幅が
10kHzでは、試料の幅は40mmであることが判明す
る。尚、ここまでの説明では、主としてX方向に
ついて述べてきたが、Y方向、Z方向もX方向と
同様に取扱うことができる。
このように、コイルに印加する電流、すなわ
ち、勾配磁場の勾配強度と、信号の線幅とは比例
関係にあり、例えばX方向に基準の長さ(例えば
10mm)を持つ試料をある勾配強度とそれの2倍の
勾配強度で測定する場合について得られるNMR
像を比較すると、勾配強度が2倍の場合は線幅も
2倍となつて、表示されるNMR像の上での試料
のX方向の長さも2倍になる。従つて、勾配磁場
の方向軸上で実寸法上の基準の長さに対応して予
め定められた磁束密度毎に発生させたマーク(目
盛)あるいは、勾配磁場の方向軸上で実寸法上の
基準の長さに対応して予め定められた単位磁束密
度の範囲に対応する長さを与えたマークをNMR
像に重畳して表示すれば、勾配強度の変化に応じ
て基準の長さを示すマーカ(目盛)間隔が変化、
あるいは勾配強度の変化に応じて基準の長さを示
すマーカの長さが伸び縮みするため、NMR像と
実寸法上の基準の長さを示すマーカとの対比によ
り、未知試料の実寸法を正確に把握できる。
ち、勾配磁場の勾配強度と、信号の線幅とは比例
関係にあり、例えばX方向に基準の長さ(例えば
10mm)を持つ試料をある勾配強度とそれの2倍の
勾配強度で測定する場合について得られるNMR
像を比較すると、勾配強度が2倍の場合は線幅も
2倍となつて、表示されるNMR像の上での試料
のX方向の長さも2倍になる。従つて、勾配磁場
の方向軸上で実寸法上の基準の長さに対応して予
め定められた磁束密度毎に発生させたマーク(目
盛)あるいは、勾配磁場の方向軸上で実寸法上の
基準の長さに対応して予め定められた単位磁束密
度の範囲に対応する長さを与えたマークをNMR
像に重畳して表示すれば、勾配強度の変化に応じ
て基準の長さを示すマーカ(目盛)間隔が変化、
あるいは勾配強度の変化に応じて基準の長さを示
すマーカの長さが伸び縮みするため、NMR像と
実寸法上の基準の長さを示すマーカとの対比によ
り、未知試料の実寸法を正確に把握できる。
第1図に示した実施例においては、電子計算機
9から各コイル電源3,5,7に供給される各コ
イルに流す電流値を指定する制御信号に対応する
信号、即ちX,Y,Z各方向の勾配強度に対応す
る信号Bx,By,Bzが、マーク信号発生回路16
内の変換テーブル17X,17Y,17Zへ供給
される。各変換テーブルには、勾配強度の値と、
その時に実寸法上の基準の長さを示すマーカを画
面上でどの程度の長さで表示すれば良いかを表わ
すテーブルが、上述した比例関係に基づいてある
いは実測に基づいて予め作成され格納されてい
る。
9から各コイル電源3,5,7に供給される各コ
イルに流す電流値を指定する制御信号に対応する
信号、即ちX,Y,Z各方向の勾配強度に対応す
る信号Bx,By,Bzが、マーク信号発生回路16
内の変換テーブル17X,17Y,17Zへ供給
される。各変換テーブルには、勾配強度の値と、
その時に実寸法上の基準の長さを示すマーカを画
面上でどの程度の長さで表示すれば良いかを表わ
すテーブルが、上述した比例関係に基づいてある
いは実測に基づいて予め作成され格納されてい
る。
そして、各変換テーブルに勾配強度に対応する
信号Bx,By,Bzが供給されると、角変換テーブ
ルからは表示すべきマーカの長さを示す情報Lx,
Ly,Lzが出力される。マーカ信号作成回路19
X,19Y,19Zは、この情報Lx,Ly,Lzに
基づいてマーカ信号を作成する。作成されたマー
カ信号は、合成回路20を介して陰極線管15へ
送られ、その結果、陰極線管15の画面15a上
にNMR像に重畳してマーカが表示される。
信号Bx,By,Bzが供給されると、角変換テーブ
ルからは表示すべきマーカの長さを示す情報Lx,
Ly,Lzが出力される。マーカ信号作成回路19
X,19Y,19Zは、この情報Lx,Ly,Lzに
基づいてマーカ信号を作成する。作成されたマー
カ信号は、合成回路20を介して陰極線管15へ
送られ、その結果、陰極線管15の画面15a上
にNMR像に重畳してマーカが表示される。
第5図は表示例を示し、画面15a上に直交す
る2方向のマークM1,M2が合成されてNMR像
Iと共に表示される。この第5図は、Z軸に直交
するX−Y平面に沿つた断面を示すNMR像Iを
表示した例を示し、M1がX方向のマークであり、
M2がY方向のマークである。この場合、Z方向
のマークを表示する必要がないため、計算機9か
ら変換テーブル17Zへ信号Bzが供給されてい
ない。従つて、Z方向のマーカ信号は作成され
ず、マーカ信号作成回路19X,19Yで作成さ
れたX方向及びY方向マーカ信号のみが合成回路
20において合成される。
る2方向のマークM1,M2が合成されてNMR像
Iと共に表示される。この第5図は、Z軸に直交
するX−Y平面に沿つた断面を示すNMR像Iを
表示した例を示し、M1がX方向のマークであり、
M2がY方向のマークである。この場合、Z方向
のマークを表示する必要がないため、計算機9か
ら変換テーブル17Zへ信号Bzが供給されてい
ない。従つて、Z方向のマーカ信号は作成され
ず、マーカ信号作成回路19X,19Yで作成さ
れたX方向及びY方向マーカ信号のみが合成回路
20において合成される。
上記マークM1,M2には、単位長さを表わす目
盛Cがつけられており、勾配強度の変化に伴なう
NMR像Iの大きさの変化に応じて、該マークの
長さ及び目盛Cの間隔が変化するため、被撮像物
体の大きさを正しく認識することができる。
盛Cがつけられており、勾配強度の変化に伴なう
NMR像Iの大きさの変化に応じて、該マークの
長さ及び目盛Cの間隔が変化するため、被撮像物
体の大きさを正しく認識することができる。
尚、陰極線管に表示される像の倍率を勾配磁場
の変化によらずに、電子計算機9内の処理によつ
て変化させる場合には、その倍率の情報mがマー
ク信号発生器16内の掛算器18X〜18Zへ供
給され、変換テーブルから出力されるマーカの長
さを示す情報Lx,Ly,Lzにその倍率mを掛合わ
せてマーカ信号作成回路19X〜19Zへ送るた
め、常に、表示される像の大きさに対応したマー
クが画面上に表示されることになる。
の変化によらずに、電子計算機9内の処理によつ
て変化させる場合には、その倍率の情報mがマー
ク信号発生器16内の掛算器18X〜18Zへ供
給され、変換テーブルから出力されるマーカの長
さを示す情報Lx,Ly,Lzにその倍率mを掛合わ
せてマーカ信号作成回路19X〜19Zへ送るた
め、常に、表示される像の大きさに対応したマー
クが画面上に表示されることになる。
X−Z平面に沿つた断面を示すNMR像を表示
する場合には、Y方向のマークを表示する必要が
ないため、X方向及びZ方向マーク信号を合成し
たマークを表示すれば良く、同様にY−Z平面に
沿つた断面を示すNMR像を示する場合には、X
方向及びZ方向マーク信号を合成したマークを表
示すれば良いことは言うまでもない。
する場合には、Y方向のマークを表示する必要が
ないため、X方向及びZ方向マーク信号を合成し
たマークを表示すれば良く、同様にY−Z平面に
沿つた断面を示すNMR像を示する場合には、X
方向及びZ方向マーク信号を合成したマークを表
示すれば良いことは言うまでもない。
以上詳述した如く、本発明においては、表示手
段上にNMR像と共に、勾配磁場の方向軸上で所
定の磁束密度毎に発生させたマーク、あるいは該
物体に印加される勾配磁場の方向軸上で所定の単
位磁束密度の範囲に対応する長さを与えたマーク
を表示することにより、勾配磁場の勾配強度に応
じて間隔あるいは長さが変化し常に被撮像物体の
実寸法上の基準の長さを示すマークを表示するよ
うにしているため、オペレータは表示されている
象の大きさを常に正しく認識することが可能とな
る。
段上にNMR像と共に、勾配磁場の方向軸上で所
定の磁束密度毎に発生させたマーク、あるいは該
物体に印加される勾配磁場の方向軸上で所定の単
位磁束密度の範囲に対応する長さを与えたマーク
を表示することにより、勾配磁場の勾配強度に応
じて間隔あるいは長さが変化し常に被撮像物体の
実寸法上の基準の長さを示すマークを表示するよ
うにしているため、オペレータは表示されている
象の大きさを常に正しく認識することが可能とな
る。
尚、本発明は上述した実施例に限定されること
なく幾多の変形が可能である。例えば、上記実施
例では全長が基準の長さに対応するマークM1,
M2と、間隔が基準の長さに対応する目盛を同時
に表示したが、どちらか一方のみを表示するよう
にしても良い。また、上記実施例では、マーク信
号発生器を用いて表示装置上に所望のマークを入
れるようにしたが、電子計算機内での信号処理の
過程で該マーク信号を作成し、該電子計算機から
の映像信号中にマーク信号を含ませるようにして
も良い。
なく幾多の変形が可能である。例えば、上記実施
例では全長が基準の長さに対応するマークM1,
M2と、間隔が基準の長さに対応する目盛を同時
に表示したが、どちらか一方のみを表示するよう
にしても良い。また、上記実施例では、マーク信
号発生器を用いて表示装置上に所望のマークを入
れるようにしたが、電子計算機内での信号処理の
過程で該マーク信号を作成し、該電子計算機から
の映像信号中にマーク信号を含ませるようにして
も良い。
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図乃
至第4図は第1図の実施例を説明するための図、
第5図は陰極線管上に表示されたNMR像とマー
クとを示す図である。 1……超電導マグネツト、2……被撮像物体、
3,5,7……コイル電源、4,6,8……勾配
コイル、9……電子計算機、10……コイル、1
1……送信器、12……受信器、13……検波
器、14……A−D変換器、15……陰極線管、
16……マーク信号発生器。
至第4図は第1図の実施例を説明するための図、
第5図は陰極線管上に表示されたNMR像とマー
クとを示す図である。 1……超電導マグネツト、2……被撮像物体、
3,5,7……コイル電源、4,6,8……勾配
コイル、9……電子計算機、10……コイル、1
1……送信器、12……受信器、13……検波
器、14……A−D変換器、15……陰極線管、
16……マーク信号発生器。
Claims (1)
- 1 被撮像物体に空間的に強度が異なる勾配磁場
を印加した状態で該物体からのNMR信号を得、
該信号に基づいて該物体の断面の像を表示手段上
に表示するようにしたNMR映像装置において、
該物体に印加される勾配磁場の方向軸上で、所定
の磁束密度毎に発生させたマーク又は該物体に印
加される勾配磁場の方向軸上で、所定の単位磁束
密度の範囲に対応する長さを与えたマークを該表
示手段に該像と共に表示するようにしたNMR映
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048460A JPS59173739A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Nmr映像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048460A JPS59173739A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Nmr映像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173739A JPS59173739A (ja) | 1984-10-01 |
| JPH0237172B2 true JPH0237172B2 (ja) | 1990-08-22 |
Family
ID=12803973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58048460A Granted JPS59173739A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | Nmr映像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173739A (ja) |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP58048460A patent/JPS59173739A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59173739A (ja) | 1984-10-01 |
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