JPH0636791B2 - Ｎｍｒ信号位相補正方式 - Google Patents
Ｎｍｒ信号位相補正方式Info
- Publication number
- JPH0636791B2 JPH0636791B2 JP59223917A JP22391784A JPH0636791B2 JP H0636791 B2 JPH0636791 B2 JP H0636791B2 JP 59223917 A JP59223917 A JP 59223917A JP 22391784 A JP22391784 A JP 22391784A JP H0636791 B2 JPH0636791 B2 JP H0636791B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- magnetic field
- nmr
- phase correction
- nmr signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴（Nuclear Magnetic Resonance、
以下ＮＭＲと呼ぶ）現象を利用した体内断層撮影装置に
関し、特にＮＭＲ信号位相補正方式に関するもので、医
学診断、治療に使用し得る。
以下ＮＭＲと呼ぶ）現象を利用した体内断層撮影装置に
関し、特にＮＭＲ信号位相補正方式に関するもので、医
学診断、治療に使用し得る。
1946年にBloch及びPurce11により、それぞれ独立に創始
されたＮＭＲは、以後急速に発展し、物質の構造解析を
始めとし、物理化学の分野では不可欠な分析手段となつ
ている。
されたＮＭＲは、以後急速に発展し、物質の構造解析を
始めとし、物理化学の分野では不可欠な分析手段となつ
ている。
このＮＭＲは、原子核の有する磁気モーメントと外界と
の磁気的相互作用であり、その特徴は、エネルギーがＸ
線の１０-9程度と、極めて低いことにある。このため、
被測定系に対してほとんど状態の変化をもたらさず、無
侵襲の生体計測技術として、注目を集めている。
の磁気的相互作用であり、その特徴は、エネルギーがＸ
線の１０-9程度と、極めて低いことにある。このため、
被測定系に対してほとんど状態の変化をもたらさず、無
侵襲の生体計測技術として、注目を集めている。
1970年代に入つて、ＮＭＲをイメージングとして処理す
る研究がLauterberによつて新しく始められた。得られ
る情報は、被検体の特定の核種のプロトンスピン密度、
緩和時間等を画像化したもので、Ｘ線ＣＴや超音波画像
とは異なつた体内情報を得ることができる。
る研究がLauterberによつて新しく始められた。得られ
る情報は、被検体の特定の核種のプロトンスピン密度、
緩和時間等を画像化したもので、Ｘ線ＣＴや超音波画像
とは異なつた体内情報を得ることができる。
上記イメージング装置において検出される信号がＮＭＲ
信号と呼ばれるもので、核スピンが共鳴信号で励起され
たエネルギー準位から基底状態のエネルギー準位に戻る
時に発生する。
信号と呼ばれるもので、核スピンが共鳴信号で励起され
たエネルギー準位から基底状態のエネルギー準位に戻る
時に発生する。
ＮＭＲ信号は、次式で表わされる。
Ｓ(t)＝keｉφ∫Ｍ(t,x)exp(-iω0t)dx …(1) ここで、ｋ：比例定数（実数） φ：検出系等の特性による位相回り角度。
Ｍ(t,x)：磁場強度 ω０：静磁場に対応するラーモア周波数 φの値は、装置の特性によつて定まり、一般に未知の値
である。このφの値は一般に零でなく、信号の位相がず
れる原因となるものである。
である。このφの値は一般に零でなく、信号の位相がず
れる原因となるものである。
従来は、計測された(1)式の信号をフーリエ変換する
と、吸収モードのスペクトルが得られることに着目し、
目で見て最適な位相補正角度を求めるか、あるいはスペ
クトルの積分値が最大となる値を計算して補正角度を算
出していた。
と、吸収モードのスペクトルが得られることに着目し、
目で見て最適な位相補正角度を求めるか、あるいはスペ
クトルの積分値が最大となる値を計算して補正角度を算
出していた。
いずれの方法においても、計測信号をフーリエ変換する
必要があり、処理時間を要した。また、目で見て求める
方法は、人間が介在するため特に求めるまでに時間を要
する問題があつた。
必要があり、処理時間を要した。また、目で見て求める
方法は、人間が介在するため特に求めるまでに時間を要
する問題があつた。
本発明の目的は、フーリエ変換処理することなく、高速
に位相補正角度を求める方式を提供することにある。
に位相補正角度を求める方式を提供することにある。
(1)式のＮＭＲ信号Ｓ(t)は、通常、直交検波(Quadratur
e Phase Detection)され、次式の複素数信号Ｓ(t)とし
て検出される。
e Phase Detection)され、次式の複素数信号Ｓ(t)とし
て検出される。
ここで、ｋ：比例定数（実数） Ａ(x)：磁場強度（振幅） Ｔ２：スピン−スピン緩和時間 θ(x)：断面内の各点における初期位相角度。
φ：検出系等の特性による位相回り角度。
ωh(x)：傾斜磁場によつて発生する回転周波数。
従つて、ｔ＝０の信号は、次式で与えられる。
Ｓ(0)＝ＳA(0)＋ｉＳB(0) ＝k∫Ａ(x)〔θ(x)＋φ）＋isin（θ(x)＋φ）〕dx θ(x)＝０の初期値を与えてやると、 Ｓ(0)＝ｋ〔cosφ＋isinφ〕∫Ａ(x)dx ＝ＳA(0)＋iＳB(0) …(5) (5)式より位相回り角度θは、 （−πφ＜π） で与えられる。ここでＳｇａ(・)は、引数の符号を与え
る関数である。
る関数である。
(6)式より明らかなように、計測信号のｔ＝０の時の値
Ｓ(0)＝ＳA(0)＋iＳB(0)を用いて、位相回り角度θを求
めることが可能となる。
Ｓ(0)＝ＳA(0)＋iＳB(0)を用いて、位相回り角度θを求
めることが可能となる。
(6)式で与えられる角度で補正を行うと(5)式は、 と、信号の実数部は最大となる。この信号は、∫Ａ(x)
ｄｘ、すなわち、磁場強度の積分を表わしているので、
計測信号のフーリエ変換した結果の積分を最大にするこ
とと等価になる。
ｄｘ、すなわち、磁場強度の積分を表わしているので、
計測信号のフーリエ変換した結果の積分を最大にするこ
とと等価になる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。第１図
は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図である。
１は、システム全体のコントロールおよび、計測したデ
ータに基づき画像再構成を行う処理装置、２は、被検体
からＮＭＲ信号を検出するために発生させる各種パルス
及び検出する信号をコントロールするシーケンス制御
部、３は、被検体の特定の核種を共鳴させるために発生
させる高周波磁場をコントロールするＲＦ制御部、４
は、３で発生させる高周波磁場の周波数及び振幅の少な
くとも一方を変調し、その周波数成分を帯域制限するこ
とで領域の選択を行う信号を発生させる選択励起変調
部、５は、３および４で得られた信号に基づきコイルに
電流を流す送信器、６は、被検体から発生するＮＭＲ信
号を検波し、ＦＩＤ信号を取り出す受信器、７は、６で
得られた信号をＡ／Ｄ変換するデータ取込部、８は、目
的に応じた任意の傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場
制御部、９は、ｘ方向，ｙ方向，ｚ方向それぞれ独立に
制御できる傾斜磁場コイル用電源、１０，１１，１２は
それぞれ、ｘ方向，ｙ方向，ｚ方向の磁場発生用コイ
ル、１３は、ＮＭＲ信号の共鳴周波数を決定する静磁場
を発生させる静磁場制御部、１４は、そのコイルの電
源、１５は、処理装置１で処理した結果をＣＲＴに表示
したり、あるいは、ライトペン、キーボード等の入力装
置をコントロールするＣＲＴ操作卓制御部、１６は、再
構成画像を表示するためのＣＲＴデイスプレイである。
は、本発明の一実施例の構成を示すブロツク図である。
１は、システム全体のコントロールおよび、計測したデ
ータに基づき画像再構成を行う処理装置、２は、被検体
からＮＭＲ信号を検出するために発生させる各種パルス
及び検出する信号をコントロールするシーケンス制御
部、３は、被検体の特定の核種を共鳴させるために発生
させる高周波磁場をコントロールするＲＦ制御部、４
は、３で発生させる高周波磁場の周波数及び振幅の少な
くとも一方を変調し、その周波数成分を帯域制限するこ
とで領域の選択を行う信号を発生させる選択励起変調
部、５は、３および４で得られた信号に基づきコイルに
電流を流す送信器、６は、被検体から発生するＮＭＲ信
号を検波し、ＦＩＤ信号を取り出す受信器、７は、６で
得られた信号をＡ／Ｄ変換するデータ取込部、８は、目
的に応じた任意の傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場
制御部、９は、ｘ方向，ｙ方向，ｚ方向それぞれ独立に
制御できる傾斜磁場コイル用電源、１０，１１，１２は
それぞれ、ｘ方向，ｙ方向，ｚ方向の磁場発生用コイ
ル、１３は、ＮＭＲ信号の共鳴周波数を決定する静磁場
を発生させる静磁場制御部、１４は、そのコイルの電
源、１５は、処理装置１で処理した結果をＣＲＴに表示
したり、あるいは、ライトペン、キーボード等の入力装
置をコントロールするＣＲＴ操作卓制御部、１６は、再
構成画像を表示するためのＣＲＴデイスプレイである。
以上の構成における本発明の実施方法を、第２図〜第３
図を用いて以下に説明する。ここでは、もつとも一般的
なスピン・エコー法によるパルスシーケンスで、投影再
構成を用いて、第２図のフローチヤートで示した手順で
画像を再構成する例について述べる。
図を用いて以下に説明する。ここでは、もつとも一般的
なスピン・エコー法によるパルスシーケンスで、投影再
構成を用いて、第２図のフローチヤートで示した手順で
画像を再構成する例について述べる。
第２図におけるステツプ２０１ではＲＦ制御部３で生成
された、第３図の９０°パルス３０１を、送信器５を通
して照射すると同時に、傾斜磁場制御部８で、コイル１
２を用いてｚ方向に傾斜磁場Ｇｚ３０２を印加する。こ
のパルスにより、特定スライス内の核スピンだけが、９
０°倒れる。
された、第３図の９０°パルス３０１を、送信器５を通
して照射すると同時に、傾斜磁場制御部８で、コイル１
２を用いてｚ方向に傾斜磁場Ｇｚ３０２を印加する。こ
のパルスにより、特定スライス内の核スピンだけが、９
０°倒れる。
ステツプ２０２ではτ時間後に、同じくＲＦ制御部３で
生成された、第３図の１８０°パルス３０３を送信器５
を通して照射し、スピンを１８０°反転させる。
生成された、第３図の１８０°パルス３０３を送信器５
を通して照射し、スピンを１８０°反転させる。
ステツプ２０３では、τ時間後に、傾斜磁場制御部８で
ｘ方向，ｙ方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ３０４をコイル１
０，１１を用いて印加すると同時に、受信器６を通して
ＮＭＲ信号３０５を計測し、データ取込み部７で直交検
波し、サンプリングする。
ｘ方向，ｙ方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ３０４をコイル１
０，１１を用いて印加すると同時に、受信器６を通して
ＮＭＲ信号３０５を計測し、データ取込み部７で直交検
波し、サンプリングする。
ステツプ２０４では(5)式の複素数信号として得られた
計測信号から、(6)式に従つて位相回り角度を算出す
る。その角度をφとすると、位相補正後の信号 は、次式で求めることができる。
計測信号から、(6)式に従つて位相回り角度を算出す
る。その角度をφとすると、位相補正後の信号 は、次式で求めることができる。
ステツプ２０５では前段で得られた位相補正後の計測デ
ータを用いて通常の画像再構成処理を行なう。すなわ
ち、 フイルタ関数との積演算を行う。
ータを用いて通常の画像再構成処理を行なう。すなわ
ち、 フイルタ関数との積演算を行う。
フーリエ変換を行う。
パツクプロジエクシヨンを行う。
の手順で再構成処理を行う。
以上のステツプ２０１〜ステツプ２０５までを、投影方
向数だけ、繰り返して行うか、一巡後次のステツプ２０
１を開始するタイミングは、前回の磁場の影響がなくな
る充分長いｔτ時間後となる。
向数だけ、繰り返して行うか、一巡後次のステツプ２０
１を開始するタイミングは、前回の磁場の影響がなくな
る充分長いｔτ時間後となる。
投影方向は、ステツプ２０３における傾斜磁場強度
Ｇｘ，Ｇｙを変化させて設定する。
Ｇｘ，Ｇｙを変化させて設定する。
本発明によれば、フーリエ変換することなく位相補正角
度を求めることができるので、処理時間を大幅に短縮す
ることができる。また、データを取り込むと同時に補正
角度を算出することができるので、リアルタイム位相補
正が可能となる。
度を求めることができるので、処理時間を大幅に短縮す
ることができる。また、データを取り込むと同時に補正
角度を算出することができるので、リアルタイム位相補
正が可能となる。
第１図は本発明の画像再構成を実現する実施例のシステ
ム構成ブロック図、第２図は本発明の処理手順を示した
フローチヤート、第３図はパルス・エコー法によるデー
タ計測パルスシーケンスを示した図である。
ム構成ブロック図、第２図は本発明の処理手順を示した
フローチヤート、第３図はパルス・エコー法によるデー
タ計測パルスシーケンスを示した図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特公 平３−40608（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−49419（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−53495（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の発生
手段と、発生した磁場内におかれた検査対象物からのＮ
ＭＲ信号を検出する検出手段と、検出した信号から対象
物に関する画像の再構成を行う処理手段を有する核磁気
共鳴イメージング装置において、上記検出手段の特性等
によって生じる上記ＮＭＲ信号の位相のずれを、ＮＭＲ
信号の時刻Ｏに相当する計測信号の実数部の値が最大と
なり虚数部が零となるように補正することを特徴とする
ＮＭＲ信号位相補正方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223917A JPH0636791B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Ｎｍｒ信号位相補正方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59223917A JPH0636791B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Ｎｍｒ信号位相補正方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61102546A JPS61102546A (ja) | 1986-05-21 |
| JPH0636791B2 true JPH0636791B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=16805735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59223917A Expired - Lifetime JPH0636791B2 (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | Ｎｍｒ信号位相補正方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636791B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5676986A (en) * | 1994-12-22 | 1997-10-14 | University Of Alaska | Food products made from protease enzyme containing fish, methods of making same, and methods to inactivate protease enzyme in fish |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP59223917A patent/JPH0636791B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61102546A (ja) | 1986-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |