JPH0373132A - 核磁気共鳴画像情報導出装置 - Google Patents

核磁気共鳴画像情報導出装置

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JPH0373132A
JPH0373132A JP2104601A JP10460190A JPH0373132A JP H0373132 A JPH0373132 A JP H0373132A JP 2104601 A JP2104601 A JP 2104601A JP 10460190 A JP10460190 A JP 10460190A JP H0373132 A JPH0373132 A JP H0373132A
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magnetic field
coil
static magnetic
main static
solenoid coil
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JP2104601A
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Hideo Toyoshima
豊島 日出夫
Masaya Yamashita
昌哉 山下
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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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】 「産業上の利用分野」 この発明は核磁気共鳴信号を用いて被験体から画像情報
を導出する装置に関し、特にその静磁場と、高周波磁場
と、被験体との関係配置に係わる。
「従来の技術」 核磁気共鳴(以下、NMRと記す)信号を用いて被験体
から画像情報を導出する装置(以下、NMR−CTと記
す〉については、例えば特開昭57−6347号公報、
昭和57年秀潤社発行雑誌「画像診断」2巻1号20〜
42頁などに示されている。
そもそもNMR現象は、ある原子核を静磁場中に置いた
とき、これらが静磁場の強さに比例した特定の周波数を
持つ高周波磁場(以下、RFと記す)の、静磁場と垂直
な成分と共鳴し、原子核が静磁場の印加方向を軸として
そのまわりを前記周波数(共鳴周波数)で歳差運動する
事により、そのエネルギーを吸収して励起され、さらに
RFによる励起が終わると、吸収したRFエネルギーの
一部をNMR信号として放出しながら緩和するという事
実に依るものである。この共鳴周波数は、ラーモアの周
波数として知られており、ω。−T・+(、により与え
られる。ただし、γは原t′−核の磁気回転比、H8は
静磁場の強きである。
そこで方向は主静磁場と同しであり、かつ、ある特定の
方向に沿って強さが変化する磁場、いわゆる傾斜磁場を
、空間的に均一な生酔るR場に重畳して印加すると、R
Fにより前記特性方向の各座標にある原子核(以下、核
スピンど紀す)は異なった周波数で歳差運動をする事に
なる。
この性質を工5みに利用する事で、N M R信号に含
まれている情報(核スピンの密度・緩和時間等)の空間
分布を求めるのが、N M R−CTであると言ってよ
い。第3図は、N M R−CTの構成要素をブlコッ
ク図によって具体的に示り、たものである。
主静磁場発生磁石11により被験体(図、I夫セず)に
主静磁場が与えられ、さらに傾斜磁場発生コイル12に
より傾斜磁場が被験体にりえられる。この傾斜磁場の向
きは前記主静磁場と1Til〜・方向であり、かつ互い
に交差した三つの方向において強さが傾斜したものであ
り、この+i場構構成より被験体の空間情報を弁別でき
るようにされる。送信機13から共鳴周波数帯域のPF
電力がRFコイル14に供給され、RFコイル14から
前記to磁場と垂直なRF磁場を被験体に印加し、その
結果、発生した被験体からのNMR(、djはRFコイ
ル14で受信されて受信機15へ供給される。受(3機
15でNMR信号は増幅検波された後、A / I)変
)?Rit16°でデジタルイス1号に変換される。そ
のデジタル悟性は計算m17に人力されて画像再構成等
の計算がされ、この剖算で映像化された画像は表711
器18に表示される。主静磁場発生手段11は静磁場発
生f段19より励磁され、また傾斜磁場発生コイル12
は傾斜VA場発生手段21により励磁される。
主静磁場発生磁石11及び傾斜磁場発生コイル12より
それぞれ発生ずる磁場の方fil] (以下、2静磁場
方向己記す)がRFコイルI4で発生または検出するR
F[場の方向(以)’、RF方向と記す)と直交する様
な磁場発生構造のときに、最も効率よ< RFの印加及
び検出が可能となる。この条件を満た寸゛ために、NM
R−C′rは1.磁場発生構造上から二つのグループに
大別される。グループlは、主静磁場発生手段(f11
石)による+0磁場方向と被験体をその主静磁場内に導
入導出する方向とが乗直な場合であり、グループ2はこ
れら両方向が写、いに平行な場合である。
現在NMR−CT用として考えられる主静磁場発生手段
(磁石)を分iすると、第4図に示す様になる。この内
、永久磁【Iた鉄心電磁イiとはその構造1−グループ
1になり、超電導磁石(形状がコイル状になっている)
はグループ2にならざるを得ないと言われている。この
点、常電71!磁而は設計上、グループlにもグループ
2にもなり得る。
これに対しRFコイルは、先に述べた様に+0磁場方向
とRF力方向の直交条件があるため、使用する磁石がグ
ループ1の場合ソレノイドコイルを用い、グループ2の
場合鞍(くら)型コイルを用いる事が多い。
NMR信号を検出するl’?Fコイルの感度は、当然N
MR−CTのS/Nを決める重要な要素の一つである6
NMII−CTにおけるS/Nを決める他の要素として
は、例えば、磁場強度、イメージング方式等が挙げられ
る。ソレノイドコイルは鞍型コイルより、RF検出感度
の面で約3倍優れているが、最近さらに高い検出感度を
求める要求が強<3.検査部位(体表面に近い部位に限
る)によっては、−ICにす・−フェスコイルと呼ばれ
るR F検出用のコイルを用いる事が多くなってきてい
る。
このザー°ノ1丁スコイルは通常第5図に示す様に、X
I−簡約で渦巻状の形をしており、サーフェスご2イル
により検出するR Fの方1ii1はそのコイル平面に
対して垂直力1i+1である。従ってlJ′−フ五スコ
イルは、通常このコイル平面を検査部位の表面に対し゛
C並行にあてがうような形で用いられる。
NMR−CTにおける被験体は、そのはとんとか人体で
ある。サーフェスコイルを用いて人体を検査する場合1
.その主な検査部位は、眼、乳房、を椎、心臓、肝藏、
腎臓等である。人体は横断面において前後力向より左右
方向の寸法が大きい楕円型であり、かつこの横断面の寸
法より身長方向の寸法が圧倒的に大きいという形状であ
る。また、NMR−CTでは、被験者が水平にあおむけ
、またはうつぶせになって横たわった状態で検査を受け
るのが普通である。これらの事を考え合わせると、サー
フェスコイルはそのコイル平面を前記のように横たわっ
た人体の前面または背面に並行にあてがい、検出するR
F力方向鉛直になるようにして使用することが好ましい
「発明が解決しようとする課題」 サーフェスコイルの検出するRF力方向鉛直とするには
、先に述べた静VjL場方向と該RF力方向直交条件に
より、静磁場方向を水平にしなくてはならない。
主静磁場と、それと同一方向でかつ互いに交差した三つ
の方向において強さが傾斜した傾斜磁場を用いた磁場勾
配法によるNMR−CTにおいては、グループ2の磁石
系における主静磁場方向は、横たわった人体の体軸と並
行であっても、もともと水平方向である。しかしながら
、グループ1の磁石系の場合、従来主静磁場方向が鉛直
方向の物しか造られていない、すなわち永久磁石を用い
た主静磁場発生手段は第6図に示すように永久磁石の異
なる磁極22.23は互いに対向して上下に配されると
共に磁気ヨーク24で互いに連結され、磁極22.23
の対向面間に鉛直方向の主静磁場25が形成される。こ
の主静磁場25内に例えばRFFソレノイドコイル26
が配され、ソレノイドコイル26は軸心は水平でかつ主
静磁場25に車面とされている。ソレノイドコイル26
内に台板27がソレノイドコイル26の軸心と平行に出
入自在に水平に配され、台板27上に被験体28が配さ
れる。また常電導磁石を用いた主静磁場発生手段は第7
図に示すように主静磁場コイル31゜32が上下に対向
して配され、これら主静磁場コイル31.32の軸心は
鉛直でかつ同一線上にあり、これらコイル31.32間
に図に示してないが例えばRFソレノイドコイルが配さ
れ、また台板27が配される。
このように従来のグループ1の磁石系では、静磁場方向
が鉛直方向であるため、サーフェスコイルのR,F方向
を鉛直にして用いる事ができず、その特性を有効に発揮
することができないと言う問題があった。
この発明の目的は、鞍型コイルよりRFF出感度が約3
倍優れているソレノイドコイルを使う事ができるグルー
プ1の磁石系において、該ソレノイドコイルと人体表面
近くの検査に有効なサーフェスコイルを高い検出感度で
選択使用可能なNMR−CTを提供する事にある。
「課題を解法するための手段」 前記目的を達成するための本発明の核磁気共鳴画像情報
導出装置は、主静磁場を形成する主静磁場発生手段と、
主静磁場と同一方向でかつ互いに交差した三つの方向に
おいて傾斜した傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と
、高周波磁場用ソレノイドコイルとを備えた核磁気共鳴
画像導出装置において、 前記主静磁場発生手段の主静磁場は水平方向に形成され
、前記ソレノイドコイルは前記主静磁場内に配置される
と共に、その軸方向が前記主静磁場とはX垂直に交差し
た水平方向とされ、画像情報を導出する際に、前記ソレ
ノイドコイルと該ソレノイドコイル内に導入される被験
体の水平表面にコイル平面をあてがって使用するための
高周波磁場用のサーフェスコイルとを選択できるように
構成したことを特徴とする核磁気共鳴画像導出装置。
本発明における主静磁場発生手段としては永久磁石、電
磁石のいずれも使用することができる。
傾斜磁場形成手段としては一般にコイルが使用される。
NMR信号を検出するRFコイルとしては、前述のよう
に検出感度の高いソレノイドコイルが使用される。この
ソレノイドコイルは通常RF発発生上しても共用される
。ただし、RF光発生限れば検出感度を問題にする必要
はないので鞍型コイル等でもよい。
サーフェスコイルとしては、第5図に示したような平面
的で渦巻状の形をしたものが好適に用いられる、一般に
サーフェスコイルは被験体の表向局部を検査するための
比較的小さな一4法のコイルであるから、通常はNMR
信号を検出するために用いられる。従っC、サーフェス
コイルを使用するときはRF発生用にはml記ソレノイ
ドコイル等が用いられる。
NMR信号を検出し、画像情報を導出する際に、前記ソ
レノイドコイルとサーフェスコイルをm 択するには、
ソレノイドコイルの出力と別途用意されるサーフェスコ
イルの出力の配線替えを象ることによって容易に行える
。また、その配線替えを切換スイッチで行ってもよい。
「実施例1j 第1図はこの発明に、↓、るNMR−CTにおいて永久
磁石による主静磁場形成手段によって、主静磁場を形成
する例を示す。(WCお、幀斜磁陽形成手段は別途コイ
ルを使用するが図中省絡され°ζいる。)この実施例で
は永久磁石の異なる磁極31゜32が7g−いに対向し
て水平方向に配列し、て設けられ、磁極31.32の対
向面間に水平方向の主静磁場33が形成される。この主
静磁場33内にR1パ用ソレノイドコイル26が配され
る。ソレノイドコイル26の軸方向は水平力向であり、
かつ主静磁場33の方向と垂直に交差している。ソレノ
イドコイル26内の台板27がその軸プJ向と平行な方
向に出入自在に配され、台板27上に被験体28が配さ
れる。つまり被験体28は水平力向から主静磁場33と
垂直にその主静磁場33内に環入、導出される。磁極3
1.32は磁気ヨーク34で互いに連結されている。つ
まり対向する磁極31.32が人体(被験体)28に対
し°ζhも′に配置され、主静磁場33の方向が水平と
され、さらに被験体28の体軸に対し、て垂直とされて
いる。
この構成であるため1.′fJj1.!!!体280頭
と力1司2=かの断層像全体を均一に撮影する場合は、
高感度でRF検出のできるソレノイドコイル26を用い
る事ができ、また狭い範囲を重点的に検査する場合には
、サーフェスコイル35の平面を被験体2))の下にひ
いたり正に乗セて、同様に高感度でR1−’検出をする
ことができる。
「実施例2」 主静磁場形成手段として常電導磁Ziを用いる場合は、
例えば第2図にホずように静磁場コイル36.37は水
平力間にtJ 1i11 して配列され、その軸心は水
′1Lとされて水平ノノ向に主静磁場が形成され、これ
ら静磁場コイル36.37開にRF用ソレノイド:1イ
ル26、台板27が配される。1]静磁場コイル36.
37は電源38により励磁される。
なお、X、”I/、Z方向のそれぞれの傾斜磁場形成手
段としては、図示されていない三つのコイ5し及びそれ
らの電源等によって横1戊されている。
「発明の効果」 以J:述べたように、この発明のNMR−CTにおいて
は、検出感度が高いソレノイドコイル及びサーフェスコ
イルの両者のいずれの特性も有効に発揮させて用いる事
ができる。従って常に検査部位にR適なRFコイルを選
択して使用する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は永久磁石を用いた場合のこの発明のNM R−
CTの要部を示ず図、第2図は常電導磁11を用いた場
合のこの発明のN M R−Ci”の要部を;Jkず図
、第3図はN M R−、、−CTの一例を示すブUノ
ク図、第4図は静fti場発11ミ丁・段(磁石)の分
類を示す図、第5図はサーフェスコイルの形状を示す図
、第6図は従来のN M R−CT用永久磁石をホず図
、第7図は従来のN M R−CT用常電導磁イ1を示
す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主静磁場を形成する主静磁場形成手段と、その主
    静磁場と同一方向でかつ互いに交差した三つの方向にお
    いて傾斜した傾斜磁場を形成する傾斜磁場形成手段と、
    高周波磁場用ソレノイドコイルとを備えた核磁気共鳴画
    像情報導出装置において、 前記主静磁場形成手段の主静磁場は水平方向に形成され
    、前記ソレノイドコイルは前記主静磁場内に配置される
    と共に、その軸方向が前記主静磁場とほゞ垂直に交差し
    た水平方向とされ、画像情報を導出する際に、前記ソレ
    ノイドコイルと該ソレノイドコイル内に導入される被験
    体の水平表面にコイル平面をあてがって使用するための
    高周波磁場用のサーフェスコイルとを選択できるように
    構成したことを特徴とする核磁気共鳴画像導出装置。
JP2104601A 1990-04-20 1990-04-20 核磁気共鳴画像情報導出装置 Granted JPH0373132A (ja)

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