JPH11290294A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁場発生手段の周囲の磁場環境変動による影
響を低減して、断層像の画質劣化を防止する。 【解決手段】 静磁場発生磁石２の近傍に、磁場センサ
２１を配置し、磁場環境Ｆを計測する。磁場環境Ｆが変
動すると、磁場センサ２１によりそれが検出され、検出
信号はＡ／Ｄ変換器２２を介してシーケンサ７へ入力さ
れる。シーケンサ７は磁場変動を周波数に換算し、送信
系４，受信系５へ磁場変動後の周波数信号を出力する。
周囲の磁場環境変動を打ち消すための、補正磁場コイ
ル，補正制御回路が不要となるため、設置性，コストが
大幅に改善できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を
利用して被検体の検査部位の画像を得る磁気共鳴イメー
ジング装置に関し、特に磁場発生手段の周囲の磁場環境
変動による影響を低減して断層像の画質劣化を防止する
ことができるＭＲＩ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のＭＲＩ装置は、その磁場発生手段
の周囲の磁場環境変動による影響を低減して断層像の画
質劣化を防止するため、当該装置全体の周囲六面をパー
マロイ，アモルファス金属等の高透磁率材料で囲んで磁
気シールドしていた。しかし、この方法では、一台のＭ
ＲＩ装置について、材料費及び工事費等が高額になると
共に、画質劣化の防止が完全とは言えなかった。

【０００３】これに対して、近年、特開平２−４５０３
５号公報に記載されているようなＭＲＩ装置が提案され
ている。すなわち、磁場発生手段の周囲の磁場環境変動
を磁場センサで検出し、この磁場センサで検出した出力
波形を増幅器で増幅し、この出力信号に応じて補正磁場
コイル電源で補正電流を生成し、この補正電流を静磁場
発生の磁気回路の内部に上下に対向して平行に設けられ
たループ状の補正磁場コイルに流し、これによって上記
磁場環境変動と逆向きの補正磁場を発生させ、この補正
磁場により、上記磁場環境変動を打ち消すものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＭＲＩ装置にお
いては、磁場センサの他に、補正制御回路，補正磁場コ
イルが必要であった。また、近年のオープン型ＭＲＩ装
置においては、ガントリー構造が複雑になり、補正磁場
コイルを機外に設置する方法も提案されているが、補正
磁場コイルを機外に設置すると、その補正磁場の影響
で、磁場センサの設置場所に制限を受けて、補正を正確
に行うことが困難であるという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、上記問題点を解決し
て、外来磁場の影響による画質低下をきたさないＭＲＩ
装置を提供することを目的とするため、磁場センサから
の信号を基に、被検体に核磁気共鳴を起こさせるための
照射電磁波及び、被検体の核磁気共鳴により放出される
電磁波を収集する受信系の検波器１６の周波数を、磁場
環境変動により共鳴周波数が変化した分だけシフトさせ
ることにより、画像劣化を防止する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるＭＲＩ装置は、被検体に静磁場及び傾
斜磁場を与える磁場発生手段と，上記被検体の生体組織
を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるため
に電磁波を照射する送信系と，上記の核磁気共鳴により
放出される電磁波を検出する受信系と，この受信系で検
出した電磁波の信号を用いて画像再構成演算を行う信号
処理系と，上記磁場発生手段の周囲の磁場環境変動を検
出する磁場センサと，を備えて成る磁気共鳴イメージン
グ装置において、上記磁場センサからの信号をもとに、
上記送信系から出力される照射電磁波の周波数と，受信
系の検波周波数とを同一となるように制御する手段を設
けたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明によるＭＲＩ装置の
実施例を示す全体構成のブロック図である。このＭＲＩ
装置は、核磁気共鳴現象を利用して、被検体の断層像を
得るもので、図１に示すように、静磁場発生磁石２と，
磁場勾配発生系（９，１０）と，送信系４と，受信系５
と，信号処理系６と，シーケンサ７と，中央処理装置
（ＣＰＵ）８と，磁場センサ２１とを備えて成る。

【０００８】上記静磁場発生磁石２は、被検体１の周り
にその体軸方向（水平方向）または体軸と直交する方向
（垂直方向）に均一な静磁場を発生させるもので、上記
被検体の１の周りのある広がりをもった空間に永久磁石
方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手
段によって静磁場を発生させる。なお、図１では、上記
静磁場の方向を図中の矢印Ａの向きで示している。磁場
勾配発生系は、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸方向に巻かれた傾斜磁
場コイル９と，それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電
源１０とから成り、上記シーケンサ７からの命令に従っ
てそれぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動すること
により、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，
Ｇｚを被検体１に印加するようになっている。この傾斜
磁場の加え方により、被検体１に対するスライス面を設
定することができる。

【０００９】送信系４は、被検体１の生体組織を構成す
る原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために電磁波
を照射するもので、高周波発振器１１と変調器１２と高
周波増幅器１３とを送信側の高周波コイル１４ａとから
成り、上記高周波発振器１１から出力された高周波パル
スをシーケンサ７の命令に従って変調器１２で振幅変調
し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１
３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波
コイル１４ａに供給することにより、電磁波が上記被検
体１に照射されるようになっている。

【００１０】また、受信系５は、被検体１の生体組織の
原子核の核磁気共鳴により放出される電磁波（ＮＭＲ信
号）を検出するもので、受信側の高周波コイル１４ｂと
増幅器１５と直交位相検波器１６とＡ／Ｄ変換器１７と
を有して成り、上記送信側の高周波コイル１４ａから照
射された電磁波による被検体１の応答の電磁波（ＮＭＲ
信号）は被検体１に近接して配置された高周波コイル１
４ｂで検出され、増幅器１５及び直交位相検波器１６を
介してＡ／Ｄ変換器１７に入力してディジタル量に変換
され、さらにシーケンサ７からの命令によるタイミング
で直交位相検波器１６によりサンプリングされた二系列
の収集データとされ、その信号が信号処理系６に送られ
るようになっている。

【００１１】この信号処理系６は、ＣＰＵ８と，磁気デ
ィスク１８及び磁気テープ１９等の記録装置と，ＣＲＴ
等のディスプレイ２０とから成り、上記ＣＰＵ８でフー
リエ変換，補正係数計算，画像再構成等の処理を行い、
任意断面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演
算を行って得られた分布を画像化してディスプレイ２０
に断層像として表示するようになっている。

【００１２】シーケンサ７は、ＣＰＵ８の制御で動作
し、被検体１の断層像のデータ収集に必要な種々の命令
を送信系４及び磁場勾配発生系（９，１０）並びに受信
系５に送り、上記ＮＭＲ信号を計測するシーケンスを発
生する手段となるものである。なお、図１において、送
信側の高周波コイル１４ａ及び受信側の高周波コイル１
４ｂ並びに傾斜磁場コイル９，９は、被検体１の周りの
空間に配置された静磁場発生磁石２の磁場空間内に配置
されている。

【００１３】磁場センサ２１は、前記静磁場発生磁石２
の周囲において、静磁場方向（矢印Ａの方向）の磁石環
境（磁場変動）Ｆを検出するものである。Ａ／Ｄ変換器
２２は、磁石センサ２１からの検出信号を変換し、シー
ケンサ７に送る。

【００１４】磁気共鳴周波数は、上記静磁場発生磁石２
の強度により与えられるので磁場環境Ｆが変わると、静
磁場発生磁石２の計測空間の磁場強度も変化してしま
い、共鳴周波数も変化する。したがって、計測中に磁場
環境Ｆが変化すると撮影位置がずれたり、撮影位置が定
まらず画像ボケとなる。

【００１５】そこで、本発明は、図２に示すように、磁
場センサ２１で磁場環境Ｆの変化を検出し、Ａ／Ｄ変換
器を介してシーケンサ７に入力する。シーケンサ７は、
ＣＰＵ８又は自身が所有するＭＰＵにより磁場環境Ｆの
変化から共鳴周波数の変化を算出し、磁気共鳴を起こさ
せるための電磁波の周波数を算出する。この求められた
共鳴周波数に対応する信号がシーケンサ７より出力さ
れ、高周波発振器１１の出力する信号をシーケンサ７の
出力信号に基いて変調器１２で変調し、高周波増幅器１
３で増幅して送信系高周波コイル１４ａに印加すること
により、被検体１へ電磁波（ＲＦパルス）を照射する。

【００１６】一方、受信系高周波コイル１４ｂは被検体
１からのＮＭＲ信号を検出するようになっている。そし
て、検出信号（ＮＭＲ信号）はプリアンプ２３，増幅器
２４で増幅された後、直交位相検波器１６に入力される
ようになっている。

【００１７】画像情報として用いられるＮＭＲ信号は、
直交位相検波器１６内のミキサ２５によって周波数変換
されるが、このミキサ２５にシーケンサ７で求められた
共鳴周波数の信号を入力する。これにより、送信信号
（ＲＦパルス）の周波数と検波の周波数とが磁場環境Ｆ
が変化しても同一のものとなるので、環境位置ずれや、
画像ボケが生ずることはなくなる。

【００１８】なお、送信系，受信系に入力する共鳴周波
数の補正は、ＮＭＲ信号収集の各パルスシーケンス実行
毎に行うのが最も良い方法であるが、数回のパルスシー
ケンス実行毎に１回程度行うことでも画像の改善効果は
得られる。

【００１９】また、本実施例では、磁場センサ２１の検
出方向を静磁場の発生方向と同じにしているが、静磁場
方向と直交する方向を検出しても同様の結果が得られ
る。

【００２０】シーケンサ７内に応答速度を可変する回路
を設ける（立上りを速く，又は遅くする）とより画質の
ボケを抑えることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されたの
で、静磁場発生手段の近傍に設けられた磁場センサによ
り磁場発生手段の周囲の磁場環境変動を検出し、共鳴周
波数の変動量に応じて上記シーケンサにより、照射電磁
波及び，受信系の検波器の周波数を同一になるように制
御するので、周囲の磁場環境変動による影響を低減して
画質劣化を防止することができる。

【００２２】また、従来技術のように、補正磁場コイ
ル，補正磁場が不要となるため、設置性，コストが大幅
に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の全体
を示す概略構成図。

【図２】実施例における周波数制御の構成図。

【符号の説明】

１ 被検体 ２ 静磁場発生磁石 ４ 送信系 ５ 受信系 ６ 信号処理系 ７ シーケンサ ８ ＣＰＵ ９ 傾斜磁場コイル １４ａ 送信側の高周波コイル １４ｂ 受信側の高周波コイル ２１ 磁場センサ ２２ ＡＤＣ ２５ ミキサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に静磁場及び傾斜磁場を与える磁
   場発生手段と，上記被検体の生体組織を構成する原子の
   原子核に核磁気共鳴を起こさせるために電磁波を照射す
   る送信系と，上記の核磁気共鳴により放出される電磁波
   を検出する受信系と，この受信系で検出した電磁波の信
   号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系と，上記磁
   場発生手段の周囲の磁場環境変動を検出する磁場センサ
   と，前記磁場環境変動があったときにこの磁場センサか
   らの検出信号をもとに、上記送信系から出力される照射
   電磁波の周波数と，上記受信系の検波周波数とを同一と
   なるように制御する手段を備えたことを特徴とする磁気
   共鳴イメージング装置。