JPH0322171B2 - - Google Patents
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- JPH0322171B2 JPH0322171B2 JP57022749A JP2274982A JPH0322171B2 JP H0322171 B2 JPH0322171 B2 JP H0322171B2 JP 57022749 A JP57022749 A JP 57022749A JP 2274982 A JP2274982 A JP 2274982A JP H0322171 B2 JPH0322171 B2 JP H0322171B2
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- gradient magnetic
- coil
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- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 claims description 8
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- 238000012937 correction Methods 0.000 description 11
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
- F16L27/12—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
-
- 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
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3875—Compensation of inhomogeneities using correction coil assemblies, e.g. active shimming
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴現象を用いた検査装置に
係り、特に傾斜磁場の非線形性に起因する再生像
の劣化の補正を容易にした検査装置に関するもの
である。
係り、特に傾斜磁場の非線形性に起因する再生像
の劣化の補正を容易にした検査装置に関するもの
である。
従来、人体などの内部構造を非破壊的に検査す
る方法として、Ｘ線CTや超音波撮像装置が広く
利用されて来ている。近年、これに更に、核磁気
共鳴現象を利用し同様の検査を行う試みが成功
し、Ｘ線CTや超音波撮像装置では得られない情
報を取得できることが明らかになつてきた。
る方法として、Ｘ線CTや超音波撮像装置が広く
利用されて来ている。近年、これに更に、核磁気
共鳴現象を利用し同様の検査を行う試みが成功
し、Ｘ線CTや超音波撮像装置では得られない情
報を取得できることが明らかになつてきた。
核磁気共鳴を用いた検査装置（以下、単に「検
査装置」という。）は、核磁気共鳴現象を利用し
て対象物体中の核スピンの密度分布，緩和時間分
布等を非破壊的に求めることにより、Ｘ線CTと
同様の手法で対象物体の所望の検査部位の断面像
を構成・出力するものである。このような検査装
置においては、検査対象物体からの信号を核物体
各部に対応させて、分離・識別する必要がある。
その１つに、検査対象物体に傾斜磁場を印加し、
物体各部の置かれた静磁場を異ならせ、これによ
り各部の共鳴周波数を異ならせることで位置の情
報を得る方法がある。第１図はその原理を説明す
るための図である。検査対象物体１に傾斜磁場
G1を印加すると、該傾斜磁場G1に垂直な線上に
ある核スピンからの信号を積分した信号強度分布
２が、静磁場Ｈの関数として得られる。核磁気共
鳴においては、 ＝γH／（2π） の関係が成立するので、前記信号強度は共鳴周波
数ｆの関数であるとも言える。なお、上式におい
て、γは核磁気回転比であり、核スピンに固有の
値である。次に、傾斜磁場の印加方向を変えて傾
斜磁場G2を印加すると信号強度分布３が得られ
る。傾斜磁場の印加方向を種々変化させて同様な
信号強度分布、すなわち射影データを求めれば、
Ｘ線CTと同様のアルゴリズムを用いて検査対象
物体中の核スピンの密度分布あるいは緩和時間分
布などを再構成することができる。この原理は、
ネイチヤー（Nature）誌，第242巻，第190〜191
頁に記載されている。
査装置」という。）は、核磁気共鳴現象を利用し
て対象物体中の核スピンの密度分布，緩和時間分
布等を非破壊的に求めることにより、Ｘ線CTと
同様の手法で対象物体の所望の検査部位の断面像
を構成・出力するものである。このような検査装
置においては、検査対象物体からの信号を核物体
各部に対応させて、分離・識別する必要がある。
その１つに、検査対象物体に傾斜磁場を印加し、
物体各部の置かれた静磁場を異ならせ、これによ
り各部の共鳴周波数を異ならせることで位置の情
報を得る方法がある。第１図はその原理を説明す
るための図である。検査対象物体１に傾斜磁場
G1を印加すると、該傾斜磁場G1に垂直な線上に
ある核スピンからの信号を積分した信号強度分布
２が、静磁場Ｈの関数として得られる。核磁気共
鳴においては、 ＝γH／（2π） の関係が成立するので、前記信号強度は共鳴周波
数ｆの関数であるとも言える。なお、上式におい
て、γは核磁気回転比であり、核スピンに固有の
値である。次に、傾斜磁場の印加方向を変えて傾
斜磁場G2を印加すると信号強度分布３が得られ
る。傾斜磁場の印加方向を種々変化させて同様な
信号強度分布、すなわち射影データを求めれば、
Ｘ線CTと同様のアルゴリズムを用いて検査対象
物体中の核スピンの密度分布あるいは緩和時間分
布などを再構成することができる。この原理は、
ネイチヤー（Nature）誌，第242巻，第190〜191
頁に記載されている。
ところで、射影データを得るために印加する前
記傾斜磁場は空間的に線形ではなく、非線形の領
域を含んでいる。
記傾斜磁場は空間的に線形ではなく、非線形の領
域を含んでいる。
このように、非線形な傾斜磁場を用いて射影デ
ータを得た場合、再構成される画像はボケたもの
となり、画像劣化の大きさ要因となつていた。こ
の点につき、図面を用いて、更に詳細に説明す
る。第２図中の実線４は空間的に線形な傾斜磁場
を示し、その時対象物体１′から得られる射影デ
ータを実線５とする。これに対し、破線６のよう
に空間的に非線形であれば、その射影データは破
線７となり、歪んだ射影データが得られる。この
ような歪んだ射影データを再構成するとボケた像
になり、傾斜磁場の非線形性が大きな画質劣化を
もたらす。しかしながら、この非線形性が射影の
角度によらず常に一定であれば、傾斜磁場の空間
分布をあらかじめ求めておくことで補正すること
が可能である。
ータを得た場合、再構成される画像はボケたもの
となり、画像劣化の大きさ要因となつていた。こ
の点につき、図面を用いて、更に詳細に説明す
る。第２図中の実線４は空間的に線形な傾斜磁場
を示し、その時対象物体１′から得られる射影デ
ータを実線５とする。これに対し、破線６のよう
に空間的に非線形であれば、その射影データは破
線７となり、歪んだ射影データが得られる。この
ような歪んだ射影データを再構成するとボケた像
になり、傾斜磁場の非線形性が大きな画質劣化を
もたらす。しかしながら、この非線形性が射影の
角度によらず常に一定であれば、傾斜磁場の空間
分布をあらかじめ求めておくことで補正すること
が可能である。
その場合、画像が例えば128×128のマトリツク
スからなるとすれば、少なくとも16万点の補正デ
ータを必要とする。ところが、従来のように傾斜
磁場の回転を、２組のコイルに流す電流により行
なう方式では、各射影毎に非線形性が変化するた
め、補正に要するデータは、128×128×（射影数）
となり、射影数も通常128程度必要であるためメ
モリーを始め演算に要する時間も膨大なものとな
つてしまう欠点があつた。
スからなるとすれば、少なくとも16万点の補正デ
ータを必要とする。ところが、従来のように傾斜
磁場の回転を、２組のコイルに流す電流により行
なう方式では、各射影毎に非線形性が変化するた
め、補正に要するデータは、128×128×（射影数）
となり、射影数も通常128程度必要であるためメ
モリーを始め演算に要する時間も膨大なものとな
つてしまう欠点があつた。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは従来の検査装置の上述の
如き欠点を除去し、傾斜磁場の非線形体の補正を
容易にした検査装置を提供することにある。
その目的とするところは従来の検査装置の上述の
如き欠点を除去し、傾斜磁場の非線形体の補正を
容易にした検査装置を提供することにある。
かかる目的を達成するために本発明は、傾斜磁
場発生用コイルを各射影ごとに回転させることに
より、上記傾斜磁場の印加方向を変えることを特
徴とする。
場発生用コイルを各射影ごとに回転させることに
より、上記傾斜磁場の印加方向を変えることを特
徴とする。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第３図は本発明の一実施例である検査装置の概
略構成を示すものである。制御装置８は各装置へ
種々の命令を一定のタイミングで出力する。高周
波パルス発生器９の出力は電力増幅器１０で増幅
され、高周波磁場発生用コイル１１を励振する。
該コイル１１は同時に受信用コイルを兼ねてお
り、該コイル１１で検出された信号成分は増幅器
１２を通り、検波器１３で検波後、信号処理装置
１４で画像に変換，表示される。高周波パルス発
生器９からの他の出力は、検波器１３で直角位相
検波を行うときの基準信号として用いられる。Ｚ
方向及びそれに垂直な方向の傾斜磁場の発生は傾
斜磁場発生用コイル１５で行ない、該コイルは電
源１６，１７で駆動される。電源１６はＺ方向の
傾斜磁場用、電源１７はＺ方向に垂直な方向の傾
斜磁場用である。検査対象である人体１８はベツ
ド１９上に置かれ、支持台２０上を移動する。静
磁場は静磁場発生用コイル２１で発生させ、この
コイルは電源２２で駆動される。前記傾斜磁場発
生用コイル１５はベルト２４を通じてモータ２３
によりＺ軸を中心に回転させられる。ここで、傾
斜磁場発生用コイル１５の形状について詳細に説
明する。第４図はＺ方向に垂直な方向の傾斜磁場
発生用コイルの１例を示しており、静磁場はＺ軸
に平行に印加されているものとする。なお、Ｚ方
向傾斜磁場用コイルは図が複雑になるので第５図
に別に示すこととする。コイルへの電流の供給は
コイルのベース２５上に巻いたスリツプリング２
６，２７及びそれらに接触するブラシ２８，２９
により行なう。このようにすれば、コイル１５を
射影毎に回転させても電流の供給は容易である。
図中矢印は電流の向きを表わしており、第４図の
位置にコイルが来た時には、Ｙ方向の傾斜磁場が
発生している。第５図は第４図に示したコイル１
５と同じものである。図を見易すくするためにＺ
方向の傾斜磁場を発生するコイルのみを示してい
る。なおベルト２４とモーター２３は第４図と同
じなので省略してある。スリツプリング２６′，
２７′へ接触するブラシ２８′，２９′により電流
を供給する機構も第４図の場合と同様である。
略構成を示すものである。制御装置８は各装置へ
種々の命令を一定のタイミングで出力する。高周
波パルス発生器９の出力は電力増幅器１０で増幅
され、高周波磁場発生用コイル１１を励振する。
該コイル１１は同時に受信用コイルを兼ねてお
り、該コイル１１で検出された信号成分は増幅器
１２を通り、検波器１３で検波後、信号処理装置
１４で画像に変換，表示される。高周波パルス発
生器９からの他の出力は、検波器１３で直角位相
検波を行うときの基準信号として用いられる。Ｚ
方向及びそれに垂直な方向の傾斜磁場の発生は傾
斜磁場発生用コイル１５で行ない、該コイルは電
源１６，１７で駆動される。電源１６はＺ方向の
傾斜磁場用、電源１７はＺ方向に垂直な方向の傾
斜磁場用である。検査対象である人体１８はベツ
ド１９上に置かれ、支持台２０上を移動する。静
磁場は静磁場発生用コイル２１で発生させ、この
コイルは電源２２で駆動される。前記傾斜磁場発
生用コイル１５はベルト２４を通じてモータ２３
によりＺ軸を中心に回転させられる。ここで、傾
斜磁場発生用コイル１５の形状について詳細に説
明する。第４図はＺ方向に垂直な方向の傾斜磁場
発生用コイルの１例を示しており、静磁場はＺ軸
に平行に印加されているものとする。なお、Ｚ方
向傾斜磁場用コイルは図が複雑になるので第５図
に別に示すこととする。コイルへの電流の供給は
コイルのベース２５上に巻いたスリツプリング２
６，２７及びそれらに接触するブラシ２８，２９
により行なう。このようにすれば、コイル１５を
射影毎に回転させても電流の供給は容易である。
図中矢印は電流の向きを表わしており、第４図の
位置にコイルが来た時には、Ｙ方向の傾斜磁場が
発生している。第５図は第４図に示したコイル１
５と同じものである。図を見易すくするためにＺ
方向の傾斜磁場を発生するコイルのみを示してい
る。なおベルト２４とモーター２３は第４図と同
じなので省略してある。スリツプリング２６′，
２７′へ接触するブラシ２８′，２９′により電流
を供給する機構も第４図の場合と同様である。
第６図にコイルの回転と射影データの取り込み
のタイミングを示す。モータ２３としてパルスモ
ータを用い制御装置８からのパルスａにより１射
影毎に180／Ｎ度回転する。ここでＮは射影の数
となる。回転数τ時間経過し、コイルが完全に停
止した時点で、制御装置８からのパルスｂにより
信号検出が開始される。
のタイミングを示す。モータ２３としてパルスモ
ータを用い制御装置８からのパルスａにより１射
影毎に180／Ｎ度回転する。ここでＮは射影の数
となる。回転数τ時間経過し、コイルが完全に停
止した時点で、制御装置８からのパルスｂにより
信号検出が開始される。
ここでコイル１５を回転させる理由について少
し詳しく述べる。先に述べたように、傾斜磁場を
対象物体に印加し、その射影データから対象物体
中の核スピンの密度分布などを精度よく得るに
は、傾斜磁場として線形性の優れたものが必要で
ある。第７図ａは第４図に示すコイルにより発生
する傾斜磁場の一例を示す等高線図であるが、コ
イルの中心から離れるに従い線形からのずれが大
きくなつている。このような傾斜磁場を用いた場
合の射影３２は第７図ｂに示すが、周波数1の信
号成分は等高線３０に対応する対射物体３１中の
核スピンからの信号の積分値となる。このように
積分経路がわん曲している場合、あらかじめその
経路が知られていれば、射影データから元の核ス
ピン密度分布を再生することは可能である。例え
ば、バツクプロジエクシヨン法により再生する場
合、通常行なわれている直線経路ではなくわん曲
した経路にデータを分配すればよい。いまxy面
を128×128に分割して像再生を行うとする。それ
に必要な傾斜磁場分布データへ約16000点となる。
これらのデータは１つの射影に必要な補正データ
であるが、従来のように傾斜磁場の回転を電気的
に行なおうとすると、各射影毎にこれらの補正デ
ータが必要となり、メモリーや演算時間が膨大と
なる。傾斜磁場を電気的に回転させるためには、
第４図に示すコイルの他に、それをＺ軸を中心に
90゜回転させたコイルを用い、両者の電流値をI1，
I2とした時、次式を満足するようにすればよい。
し詳しく述べる。先に述べたように、傾斜磁場を
対象物体に印加し、その射影データから対象物体
中の核スピンの密度分布などを精度よく得るに
は、傾斜磁場として線形性の優れたものが必要で
ある。第７図ａは第４図に示すコイルにより発生
する傾斜磁場の一例を示す等高線図であるが、コ
イルの中心から離れるに従い線形からのずれが大
きくなつている。このような傾斜磁場を用いた場
合の射影３２は第７図ｂに示すが、周波数1の信
号成分は等高線３０に対応する対射物体３１中の
核スピンからの信号の積分値となる。このように
積分経路がわん曲している場合、あらかじめその
経路が知られていれば、射影データから元の核ス
ピン密度分布を再生することは可能である。例え
ば、バツクプロジエクシヨン法により再生する場
合、通常行なわれている直線経路ではなくわん曲
した経路にデータを分配すればよい。いまxy面
を128×128に分割して像再生を行うとする。それ
に必要な傾斜磁場分布データへ約16000点となる。
これらのデータは１つの射影に必要な補正データ
であるが、従来のように傾斜磁場の回転を電気的
に行なおうとすると、各射影毎にこれらの補正デ
ータが必要となり、メモリーや演算時間が膨大と
なる。傾斜磁場を電気的に回転させるためには、
第４図に示すコイルの他に、それをＺ軸を中心に
90゜回転させたコイルを用い、両者の電流値をI1，
I2とした時、次式を満足するようにすればよい。
I1＝I0cosθ
I2＝I0sinθ
ここでθは傾斜磁場の回転角度である。各々の
コイルにより発生する傾斜磁場をG1，G2とし、
ｘ，ｙ方向の単位ベクトルをｉ，ｊとすると、両
者の合成磁場Ｇは Ｇ＝G1j＋G2i＝Ｋ（I1j＋I2i） ＝KI0（cosθj＋sinθi） となる。ここでＫは比例定数であり、コイルの形
状と巻数により決まる値である。従つて、 ｜Ｇ｜＝KI0 となり、傾斜の大きさは常に一定で、その向きだ
けが変わる磁場が得られる。ところが第７図ａに
示すように各々のコイルにより発生する傾斜磁場
は非線形であるため、θが変われば合成磁場の等
高線も変化することになる。像再生を行なう時に
わん曲した経路を補正データとして用いるために
は、以上の理由により各射影毎のデータが必要と
なるのである。しかし、本発明のように射影角度
と対応させて傾斜磁場発生用コイルを回転させれ
ば、その補正データは１つの射影だけのものでよ
く、２桁程度に減少するという利点が生じる。そ
れ故電気的な回転に比べより精度の高い補正も可
能となり、良質な再生像が得られるわけである。
コイルにより発生する傾斜磁場をG1，G2とし、
ｘ，ｙ方向の単位ベクトルをｉ，ｊとすると、両
者の合成磁場Ｇは Ｇ＝G1j＋G2i＝Ｋ（I1j＋I2i） ＝KI0（cosθj＋sinθi） となる。ここでＫは比例定数であり、コイルの形
状と巻数により決まる値である。従つて、 ｜Ｇ｜＝KI0 となり、傾斜の大きさは常に一定で、その向きだ
けが変わる磁場が得られる。ところが第７図ａに
示すように各々のコイルにより発生する傾斜磁場
は非線形であるため、θが変われば合成磁場の等
高線も変化することになる。像再生を行なう時に
わん曲した経路を補正データとして用いるために
は、以上の理由により各射影毎のデータが必要と
なるのである。しかし、本発明のように射影角度
と対応させて傾斜磁場発生用コイルを回転させれ
ば、その補正データは１つの射影だけのものでよ
く、２桁程度に減少するという利点が生じる。そ
れ故電気的な回転に比べより精度の高い補正も可
能となり、良質な再生像が得られるわけである。
以上説明した如く本発明によれば、傾斜磁場の
空間的非線形性に起因する再生像の劣化を、１つ
の射影角度における補正データだけで全射影デー
タを補正することが可能となり、著しく再生像を
向上させる効果がある。さらに、電気的に傾斜磁
場を回転させる場合に比べコイル数が１組減るの
で、コイルの製作も高精度で行なえるという利点
もある。
空間的非線形性に起因する再生像の劣化を、１つ
の射影角度における補正データだけで全射影デー
タを補正することが可能となり、著しく再生像を
向上させる効果がある。さらに、電気的に傾斜磁
場を回転させる場合に比べコイル数が１組減るの
で、コイルの製作も高精度で行なえるという利点
もある。
なお、実施例には示さなかつたが、コイルを回
転させる機構としては、コイルボビンに歯車で力
を伝達させることも可能なことは勿論である。い
ずれの場合にも伝達機構には非磁性体を用いるこ
とが必要である。
転させる機構としては、コイルボビンに歯車で力
を伝達させることも可能なことは勿論である。い
ずれの場合にも伝達機構には非磁性体を用いるこ
とが必要である。
また、第３図の実施例ではＺ方向の傾斜磁場を
発生するコイルも回転させていたが、このコイル
はＺ方向のスライスを決めるためのものであり、
必ずしも回転させる必要はない。
発生するコイルも回転させていたが、このコイル
はＺ方向のスライスを決めるためのものであり、
必ずしも回転させる必要はない。
第１図は射影データを得るための原理を説明す
るための図、第２図は傾斜磁場の非線形性と射影
データとの関係を示す図、第３図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第４，５図は傾斜磁場発
生用コイルの構造を示す図、第６図はコイルの回
転と信号検出の関係を示すタイムチヤート、第７
図ａ，ｂは傾斜磁場の等高線と射影データとの関
係を示す図である。
るための図、第２図は傾斜磁場の非線形性と射影
データとの関係を示す図、第３図は本発明の一実
施例を示すブロツク図、第４，５図は傾斜磁場発
生用コイルの構造を示す図、第６図はコイルの回
転と信号検出の関係を示すタイムチヤート、第７
図ａ，ｂは傾斜磁場の等高線と射影データとの関
係を示す図である。
Claims (1)
- １ 検査対象に静磁場，傾斜磁場および高周波磁
場の各磁場を印加して、上記検査対象からの核磁
気共鳴信号を検出してなる核磁気共鳴を用いた検
査装置において、上記傾斜磁場を発生するコイル
を各射影ごとに回転させる手段を設けてなること
を特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022749A JPS58140628A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57022749A JPS58140628A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58140628A JPS58140628A (ja) | 1983-08-20 |
| JPH0322171B2 true JPH0322171B2 (ja) | 1991-03-26 |
Family
ID=12091335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57022749A Granted JPS58140628A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58140628A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2693429B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1997-12-24 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2683381B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-11-26 | 東芝機械株式会社 | 複数配列図形の描画方法 |
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-
1982
- 1982-02-17 JP JP57022749A patent/JPS58140628A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58140628A (ja) | 1983-08-20 |
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