JPS59190643A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴（以下、「ＮＭＲＪという）を用い
た検査装置に関し、特にＮＭＲイメージングにおいて画
質劣化の原因となる静磁場の不均一さおよび傾斜磁場の
非直線性の影響を完全に補正可能なＮＭＲを用いた検査
装置に関する。

〔発明の背景〕

ＮＭＲを用いた検査装置（以下、単に「検査装置」とい
う）は、ＮＭＲ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ＪＶ破壊的に求めることに
より、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。

第１図に検査装置の概略構成を示す。図にお（・て、ｌ
は静磁場Ｈ８を発生させる磁石、２＆工対象物体、３は
高周波磁場を発生させると同時に対象物体２から生ずる
信号を検出するための検出コイル、４　ｘ　＝　４　ｚ
はそれぞれＸ、Ｚ方向の傾斜磁場を発生させるだめのコ
イルである。これらのコイルおよびｙ方向の傾斜磁場を
発生させるコイル５には、それぞれ駆動装置６，７．８
により電流力（供給される。これらの駆動装置６，７．
δ＆工、計算機９からの信号により動作する。コイル５
とじては互いに逆向きに電流が流れるように配線された
円線輪を用いる。上記コイル４ｘ　＝　４ｚ　、５　ｋ
Ｃより発生する傾斜磁場の強度は、対象物体の大きさを
検出する装置１１あるいは本装置の操作者からの指令に
より、変化させることができる。

核スピンを励振する高周波磁場はシンセサイザ１２によ
り発生させた高周波を変調装置１３で波形整形・電力増
幅し、前記コイル３に電流を供給することにより発生さ
せる。対象物体２からの信号は上記コイル３により受信
され、増幅装置１４を通った後、検波器１５で直交検波
され計算機９に入力される。計算機９は信号処理後、核
スビ／の密度分布あるいは緩和時間分布に対応する画像
をＣＲＴディスプレイ１６に表示する。

ここで、３次元に分布した対象物体（以下、「被検体」
という）の核スピンの密度分布あるいは緩和時間分布に
対応する画像は、通常、次のいずれかの方法により計測
される。

（１）投影−再構成法・を用いる方法 この方法を用いる場合には、まず、特定の２次面を選び
出す。これには（１）選択照射法（例えば、Ｐ。

ＭａｕｓｆｉｅＡ！ｄ他、”　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｉｗａ
ｇｉｎｇ　ｂｙ　ＮＭ　Ｒ”、Ｂｒ１ｔｉｓｈ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ７ｏｇｙ、　５０ｐｐ　１
８１３〜１９４（１９７７）参照）、（２）振動傾斜磁
場を用いる方法（例えば、Ｗ　、　Ｓ　、　Ｍｏｏｒｅ
他、”　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｓｉｄｅｒａ
ｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ　ａ　ｗ
ｈｏｌｅ　ｂｏｄｙｍｕｌｔｉｐｌｅ　５ｅｎｓｉｔｉ
ｖｅ　ｐｏｉｎｔ　ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ″
、Ｐｈｉ／、Ｔｒａｎｓ、　）Ｌ。

Ｓｏｃ、Ｌｏｎｄ、Ｂ　２８９．５１１〜５１８（１９
８０）参照）が知られている。選び出された２次元面を
画像とするには、投影−再構成法が用いられる。

（２）直接計測法 この方法は、被検体内の核スピン分布および緩和時間分
布等の７−リエ変換の直交座標点を直接計測する方法で
あり、例えば、Ａ、Ｋｕｍａｒ他提案の７−リエ・ズー
グマトグラフイー法（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　Ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　１３．６９〜８３１９７
５参照）　、　Ｗ、Ａ、Ｅｄｅ７？５ｔｅｉｎ他提案の
スピンワープ法Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎ
ｅ　＆　Ｂｉｏｌｏｇ５ｒ　２５．７５１〜７５６ｔ１
９８ｏ参照）等が知られている。

上記いずれの方法も、静磁場の強度分布が不均一である
場合、あるいは傾斜磁場の強度分布が非直線的である場
合には、これにより出力される画像に歪を生ずるため、
これらに対する補正を行わなければならないという問題
がある。

上記（１）の投影−再構成法を用いる撮像におゆる静磁
場の不均一さおよび傾斜磁場の非直線性の影響を補正可
能とした検査装置については、本出願人が先に特願昭５
８−２３５４７号に提案した「核磁気共鳴を用いた検査
装置」を参照することができる。

〔発明の目的〕

本発明は上記（２）の直接計測法を用いる撮像における
静磁場の不均一さおよび／または傾斜磁場の非直線性の
影響を補正可能とした検査装置を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、直接計測法を用いる撮像を行う検査装
置におい・て、視野内における静磁場の強度分布および
／または傾斜磁場の強度分布を予め測定しておき、この
データを用いて、上記静磁場および傾斜磁場の下で得た
画像を、該画像上の各点ごとに補正するようにした点に
ある。

これについて、以下、若干補足的説明を行う。

説明を簡単にするために、２次元で、静磁場の強度分布
の不均一さに対する補正を行う場合を、フーリエ・ズー
グマトグラフイー法を例にとって説明する。

Ｃ（ｘ、ｙ）を対象の分布、Ｅ（ｘ、ｙ）を静磁場の分
布の基準量からのずれ、Ｇｘ、ＧｙをそれぞれＸ方向、
Ｘ方向の傾斜磁場の傾斜の大きさとすると、計測データ
は Ｓ　（ｔｘ＊　ｔｙ）＝ｆＣ（’ｘ、　ｙ）ｅｘｐ［−
２ｇｊｒ（１（ｘ、ｙ）十ＧｘＸ）ｔＸ＋（Ｅ（Ｘ−ｙ
）　十Ｇｙｙ）　ｔｙ）］　ｄｘｄｙ（１） で表わされる。なお、ここでは緩和の項は無視している
。また、γは核磁気回転比、ｔｘ、ｔｙはそれぞれＸ方
向、Ｘ方向への傾斜磁場を印加している時間である。

ここで、積分変数を に従って変換すると、（１）式は Ｓ（ｔｘｌ　ｔｙ）＝ｆＣ’（ｘ’、ｙ’）ｅｘｐ［−
２ｙｒｊ　ｒ（Ｇ）（ｘ’ｔｘ十Ｇ　ｙ　Ｙ’　ｉ　ｙ
　）　］　ｄ　ｘ”　ｙ’　　　　　　　　　　　　（
３）となる。ここで、 （４） である。

また、ここで、ｆ　Ｉ（Ｘ’　＋　Ｙ’）＋　’２　（
”Ｌ　Ｙ’）　　は（２）式を逆に解いた結果を””　
ｆＨ（Ｘ’＋　Ｖ’）ｙ　ｙ＝＝ｆ。

（Ｘ’ｙ　ｙ’）と表記したものである。

通常傾斜磁場は の条件で印加されるので、（４）式は Ｃ′（ｙ′、ｙ′）≠Ｃ（ｆ＋　（ｘ’ｔ　ｙ’）ｔ　
ｆ２（ｘ’＊　ｙ’）　）（６） と置くことができる。

さて、計測データ５（ｔＸ、ｔｙ）を２次元逆フーリエ
変換するとＣ’（ｘ’、　ｙ’）を得る。このＣ’（ｘ
’　、　ｙ’）は（６）式により、もとの分布Ｃ（ｘ、
ｙ）を（２）式に従って座標変換したものに等しい。す
なわち視野内での静磁場分布により画像は（２）式で示
されるゆがみを受ける。

実際、現状の装置では、傾斜磁場の大きさは０．２〜０
．３ガラス／ｃＩＩＬ程度であり、また、現実に得られ
る最高性能のマグネットでも、４０ｃＩｒＬ視野におい
て３ＸＩＯ”程度の不均一さを持つ。この場合、ｘ−ｘ
’キＬ５絵素ｔ　　Ｙ　　Ｙ’中１．５絵素であるので
、２絵素程度のゆがみをうけることになる。

本発明は、前述の如く、視野内における靜磁楊分布Ｅ（
ｘ、ｙ）を予め測定しておき、このデータを用いて、静
磁場分布の影響を受けた画像Ｃ’（ｘ’。

ｙ’　）を（２）式で示された（Ｘ、ｙ）と（ｙ′、ｙ
′）の対応関係を利用して補正するものである。

〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

まず、２次元面をイメージングする場合を例にとって、
７−リエ・ズーグマトグラフイー法の原理と本発明を２
次元のフーリエ・ズーグマトグラフイー法に適用した例
について述べる。

第２図は、被検体のある断面を選択照射法によって選択
し、その断面を２次元のフーリエ・ズーグマトグラフイ
ー法によりイメージングするための照射パルスと、ｘ、
ｙ、ｚ方向の傾斜磁場と、核スピンからの信号のタイミ
ングを示すものである。ここでは、（ｘＩＶ）面に平行
なある断面を選択するものとしている。図において、Ｒ
Ｆは上記照射パルスを、Ｇ２．Ｇ、およびＧｘはそれぞ
れｚ、ｙおよびＸ方向の傾斜磁場を示している。また、
ＮＳは核スピンからの信号を示し、■〜■は処理区間で
ある。

Ｅ間■においては、Ｇ２を印加しつつ選択照射９０°パ
ルスを照射し、（Ｘ１Ｍ）面に平行な特定断面の核スピ
ンを９０°倒す。なお、選択照射パルスにライては、Ｐ
、Ｍａｎｓｆｉｅｌ！ｄ他“ＭｅｄｉｃａｌＩｍａ−ｇ
ｉｎｇ　ｂｙ　ＮＭＲ″Ｂｒ１ｔｉｓｈ　Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ７ｏｇｙ５０．１８８〜１９４（
１９７７）を参照されたい。次いで、Ｅ間■においては
、上記選択照射９００ハルス照射から時間τ経過後に、
選択熱射１８０°パルスを照射して、区間Φにおいて選
択された断面内のスピンを１８０°反転させる。これは
９０’パルス印加から時間２τ後にエコーの形で信号を
観測するためである。区間■ではＸ方向の傾斜磁場を時
間ｔｙだげ印加する。区間■では、区間■におけるＸ方
向の傾斜磁場を切った直後からＸ方向の傾斜磁場を印加
し、同時に信号計測をはじめる。Ｘ方向の傾斜磁場の印
加開始からの時間をｔｘとする。

このような計測をＸ方向の傾斜磁場の印加時間ｔ、を変
えて行った結果得られる２次元信号５（１Ｘ、１ｙ）は
、前記選択断面の核スピン分布Ｃ（ｘ。

ｙ）との間に ５（ｔｘ、ｔｙ）−ｆＣ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ（−２πｊγ
（Ｇｘｘｔｘ十Ｇｙ　ｙ　ｔ　ｙ月ｄ　Ｘａ　、　　　
　　　　　　　　　（７）の関係がある。ただし、（力
式は傾斜が直線的で静磁場が均一である場合にのみ成り
立つものであり、また、緩和の項は無視している。（７
）式からもわかる通り、選択断面の核スピン分布Ｃ（ｘ
、ｙ）は５（ｔＸ、ｔ、）を２次元フーリエ逆変換する
ことにより求まる。以上がフーリエ・ズーグマトグラフ
イー法の原理である。

さて、もし、視野内で静磁場が均一ではなく、ある分布
を持っている場合には５（ｔｘ、ｔ、）とＣ（ｘ、ｙ）
の関係は（７）式ではなく前記（１）式で表わされる。

そして、計測信号５（ｔｘ、ｔｙ）を２次元フーリエ逆
変換して得られる画像はＣ’（ｘ’ｅ　ｙ’）であり、
これは（６）式に示される如く、もとの分布Ｃ（ｘ、ｙ
）に（２）式で示される座標変換をほどこしたものに等
しい。すなわち、点（ｘ、ｙ）における核スピン分布Ｃ
（ｘ、ｙ）に対応する画像濃度は、再生画像においては
、（２）式で示される点（ｙ′、ｙ′）に再生されるこ
とになる。

本発明はこのことを利用しＣ′（ｙ′、ｙりからもとの
分布Ｃ（ｘ、ｙ）に対応した（すなわち、静磁場の不均
一さの影響のない）画像を得るものである。

実際にはＣ（ｘ、ｙ）は離散点で求めるので、画像をＮ
ｘＮのマトリックスで計算するものとして、前記Ｃ（ｘ
、ｙ）をＣ（Ｉ、Ｊ）（Ｉ＝Ｏ，ｌ、・・・Ｎ−１；Ｊ
＝０．１．・・・Ｎ−１）と表記する。また、画素点（
Ｉ、Ｊ）上の静磁場の規準値からのずれも（ｘ、ｙ）の
値をＥ（Ｉ、Ｊ）と書く。再生画像データＣ’　（ｘ’
、　ｙ’）も離散点で求まるので、Ｃ′（ｙ′。

Ｊ　／　）と前記する。

さて、画素点（Ｉ、Ｊ）における静磁場不均一の影響を
補正した後の画像の、画素点（１，Ｊ）における値Ｃ（
Ｉ、Ｊ）は、再生画像においてによって計算される点（
ξ、η）におゆる画像濃度に等しい。ところで点（ξ、
η）は、一般には再生像が計算されている画素点（ｙ′
、Ｊ′）（Ｉ′＝０．１．・・・、Ｎ−１；Ｊ’＝Ｏ，
ｌ、・−・、Ｎ−１’）とは一致しない。従って、再生
像ｃ’（ｇ’、η′）の値を点（ξ′、η′）を囲む４
点で補間して求める。

すなわち、 とする。ここで記号［］は、［コの中の値を越えない最
大の整数を意味するものとする。（９）式の結果を用い
て Ｉ−（１−△１）（１−△２）”（１，Ｊ）＋（１−△
、）Δｃ／（ｉ、ｊ＋Ｄ十Δ、（ｌ−Δ２）　Ｃ’（ｔ
　＋ｌ　、Ｊ　）＋Δ１△２　Ｃ’（ｉ＋ｌ　、　ｊ　
＋１　）（１０） を計算し、 Ｃ（Ｉ　、　Ｊ　）＝９（１１） とする。このよう・にして得られたＣ（Ｉ、Ｊ）は、補
間誤差を無視すれば静磁場不拘−を補正しだものである
。

また、傾斜磁場が非直線的である場合も全（同様にして
補正できる。すなわち、この場合に（ま、傾斜磁場をｘ
　ｒ　’ｊ力方向対して、それぞれと表記する。ここで
、ｈｌ　ｙ　ｈ２はＸ方向、Ｘ方向の傾斜磁場の直線か
らずれた成分を表わす。このとき、計測された２次元信
号３（ｔｘ、ｔ、）＋ｉＳ　（ｔ、＝　ｔｙ）＝Ｊ”Ｃ
（ｘ、ｙ）ｅｘｐ［−２ｙｒｊｒ（（Ｅ（ｘ　、　ｙ）
＋）Ｉｔ　ＣＸｅＹ）＋ＧｘＸ）　ｔｘ＋（Ｅ（ＸＩＹ
）　＋　Ｊ（ｘ＋ｙ）十ＧｙＹ）“ｙ）」“・“ｙ（１
３） で表わされる。ここで、積分変数を とすると（３）式が得られる。この場合には、（８）式
のかわりに を用いることにより、静磁場の不均一さおよび傾斜磁場
の直線性からのずれの影響を補正できる。

第３図に本発明の一実施例である検査装置の構成図を示
す。図において、記号１〜１６は第１図に示したと同じ
構成要素を示しており、１７．１８は記憶装置（以下、
「メモリ」という）である。

メモリ１７には補正前の前記画像ｃ　／　（’　Ｉ　／
　、　Ｊ／　＞が格納されており、メモリ１８には（９
）式から計算された、すべての画素点（Ｉ、Ｊ）に対応
する（ｉ。

ｊ）および（Δ１．△２）が格納されている。この（ｉ
、ｊ）、（△１．△２）の計算には、静磁場のみの補正
の場合は（８）式を、傾斜磁場の直線性からのずれの補
正まで含める場合は（１５）式を用いることは言うまで
もない。上記式中のＥ（Ｉ、Ｊ）、ｈｌ（Ｉ、Ｊ）およ
びｈ２（Ｉ、Ｊ）については実際の測定値を用いる。こ
れらの測定値から（９）式を用いて（ｉ、ｊ）および（
・△ｌ、△２）をすべての画素点（Ｉ、Ｊ）について計
算するのは、大型計算機を用いて、予め行っておけば良
い。

上述の如く構成された検査装置において、計算機９は補
正後の画素点（Ｉ、Ｊ）に対する画像データＣ（Ｉ、Ｊ
）を計算する場合に、まず、画素点（Ｉ、Ｊ）に対する
（ｉ、ｊ）および（△１．△２）を前記メモリ１８から
ロードし、ｉ＋ｌ、ｊ＋１゜１−△１および１−Δ２を
計算する。次に、メモリ１７からＣ’（１ｒ　ｊ　）ｔ
　Ｃ’（ｔ＋１．　ｊ　Ｌ　Ｃ’（ｉｔｊ＋１）および
Ｃ’（ｉ＋ｌ　、　ｊ＋１　）をロードし、（１０）式
を計算し、計算結果を画素点（Ｉ、Ｊ）における補正後
の画像データＣ（Ｉ、Ｊ）とする。上述の計算をすべて
の画素点（Ｉ、Ｊ）について行い、その結果をＣＲＴデ
ィスプレイ１６に表示する。

上記実施例においては、メモリ１８に格納する（ｉ　、
　ｊ　）および（△１．Δ２）を他の大型計算機を用い
て予め計算しておく例を示したが、計算機９に十分な能
力がある場合には、この処理を計算機９に行わせても良
い。この場合には、メモリ１８には、磁場データＥ（Ｉ
、Ｊ）、ｈｌ（Ｉ、Ｊ）およびｈ２（Ｉ、Ｊ）が格納さ
れることになり、Ｃ（Ｉ。

Ｊ）の計算に際しては、まず、画素点（Ｉ、Ｊ）に対す
る磁場データＥ（Ｉ、Ｊ）、ｈ、（Ｉ、Ｊ）およびｈ２
（Ｉ、Ｊ）をメモリ１８からロードし、次に（８）式あ
るいは（１５）式を用いて（ξ、η）を計算し、更に（
９）式を用いて（ｉ、ｊ）および（△１．△２）を計算
することになる。

以上、フーリエ・ズーグマトグラフイー法を例にとって
本発明を説明したが、被検体分布の７−リエ変換の直交
座標点を計測する他の方法である前記スピンワープ法で
は、次のようにして本発明を適用する。

第４図は２次元のスピンワープ法忙よりイメージングす
る操作を示すもので、第２図（フーリエ・ズーグマトグ
ラフイーの説明図）に対応するものである。記号は第２
図に準じて用いている。前述のフーリエ・ズー・グマト
グラフイー法との相異は、Ｅ間■にある。すなわち、７
−リエ・ズーグマトグラフイー法の場合には、Ｅ間■に
おいてｙ方向の傾斜磁場の印加時間ｔｙを変えて計測を
行ったが、スピンワープ法の場合には、上記ｔ、を変え
るのではなく、印加時間はｔ。で一定として、傾斜の大
きさＧ。を種々の値に変化させて、核からの信号を観測
する。この結果得られる２次元信号５（Ｇｏ、ｔｘ）は
、もとの核スピン分布Ｃ（ｘ、ｙ）との間に ５（Ｇｏ、　ｔｘ）＝Ｊ”Ｃ（ｘｓｙ）ｅｘｐ［２πｊ
γ（（Ｅ（ｘ、ｙ）十ｈ＋　（ｘ、ｙ）　十Ｇ）（Ｘ）
”Ｘ＋（”’（ｘ、ｙ）　十〇□（ｙ＋ε（ｘ、ｙ））
ｔｏ）ｄＸｄｙ（１６） の関係がある。ここで、緩和の項は無視しており、ｙ方
向の傾斜磁場をＧ。ｙ十Ｇｏε（ｘ、ｙ）で表わした。

この（１６）式を変形すると、 ［−２πｊγ（（Ｅ（ｘ、ｙ）十ｈ１（Ｘ、ｙ）十Ｇｘ
Ｘ）ｔｘ＋Ｇｏｔｏ（ｙ十ε（ｘ、ｙ）））ｄｘｄｙ　
　　　　　　　（１７）となり、 ｘ’＝ｘ＋−！−（Ｅ（ｘ、ｙ）＋ｂｓ（ｘｔｙ））Ｇ
ｘ ｙ’＝ｙ十ε（ｘ　、　ｙ　）　　　　　　　　　　　
　　Ｑｓ）と座標変換をすれば、 ５（（ｒｏ、ｔｘ）＝Ｊ”Ｃ（ｘ’、ｙ’）ｅｘｐ［２
πｊｒ（ＧｘＸ′ｔｘとなる。

（１８）式を逆に解いた関係を と表記すれば、Ｃ′（ｘ′、ｙ′）は Ｃ’（ｘｔ　ｙ’）　−Ｃ（，９１（ｘ’ｒ　ｙ’）ｔ
、７−２πＪ　ｒＥ（、ｐ＋　（ｘ’＋　ｙ’）　＊　
、！ｉ’２　（ｘ’ｙ　ｙ’））　ｔ□ｌ２（Ｘ、ｙ）
）ｅ （２１） を得る。画像の絶対値をとると、 １ｃ’（ｘ’、ｙ’）ｌ＝ｌｃ（Ｌ（ｘ’、ｙ’）、Ｌ
（ｘ’、ｙ′））１（２２） を得る。（２２）式は静磁場の不均一さおよび傾斜磁場
の直線性からのずれによって、画像の絶対値がゆがみを
受けることを示している。このゆがみは前述のフーリエ
・ズーグマトグラフイー法の場合と全く同様に、ただし
、（８）式のかわりにを用いることにより補正できる。

上記補正処理は、第３図に示した検査装置を用いる場合
、メモリ１７には補正前の画像Ｃ′（Ｉ−Ｊ′）を、メ
モリ１８には上記（オ）式および（９）式を用いて計算
した（ｉ、ｊ）および（△１．△２）が格納される。ま
た、（２３）式中のＥ（Ｉ、Ｊ）、ｈ（Ｉ、Ｊ）および
ε（Ｉ、Ｊ）は実際の測定値を用いることは言うまでも
ない。

なお、すべての画素点について測定値を得る忙は、測定
に多大の時間を要するので、何点かおきに測定し、その
間の値を補間により求めても良く、また、視野内におけ
る静磁場あるいは傾斜磁場の分布が何等かの関数で近似
できる場合には、上記例にあげた両方法に必要なＥ（Ｉ
　、　Ｊ　）、　ｈ、　（ＬＪ）ｈ２（１，Ｊ）および
ε（Ｉ、　Ｊ）をこれらの近似関数を用いて計算しても
良いことも言うまでもない。

さて、以上の取扱いでは（５）式の成立を仮定して説明
を行って来たが、静磁場の不均一さが非常に大きい場合
には（５）式が成立せず、（４）式の分母も補正しなげ
ればならない。このような場合について以下説明する。

まず（４）式の分母をＷと定義する。

上式を連続変数（ｘ、ｙ）から離散変数（Ｉ。

Ｊ）に変更すると、 （２５） となる。ここで、△Ｘ、△ｙは画素のＸ　ｓ　Ｙ方向の
幅である。Ｅ（、Ｉ、Ｊ）の値として実際の測定値もし
くは補間により求めた値等を用いることは前述の通りで
ある。

画素点（１，Ｊ）における補正後の画像Ｃ（Ｉ。

Ｊ）を求めるには、前記（８）式（７−リエ・ズーグマ
トグラフイー法の場合）もしくは（２３）式（スピンワ
ーブ法の場合）を基に、（９式から（ｉ、ｊ）および（
Δ１．△２）を求め、これから（１０式の９の値を計算
し、次に（２５）式に従ってＷの値を計算し、 Ｃ（Ｉ、Ｊ）＝ｉＷ　　　　　　　　　（２６）を求め
る。このようにして、（５）式が成立しないような大き
な不均一さを持った静磁場の影響をも補正することがで
きる。

ここで、視野内における磁場の分布を測定する方法につ
いて補足的に説明しておく。本発明が対象とする静磁場
の不均一さおよび傾斜磁場の非直線性は、静磁場強度の
０．００１％程度のものを指している。このような高精
度の測定は従来の磁場測定器具では不可能（例えば、ガ
ウスメータの測定精度は静磁場強度のＯ，１％程度であ
る）であり、以下に述べる如きＮＭＲを用いる方法によ
って実現することができる。すなわち、イメージしたい
物質（例えば、水）の入った直径１關程度の細い試料管
に信号検出用コイルを巻いた測定子により、視野内の各
位置における共鳴信号の周波数を測定する。共鳴信号の
周波数ｆは磁場強度Ｈと比例関係にあり、その比例定数
は核磁気回転比である。

従って共鳴信号の周波数ｆを知れば、その位置における
磁場強度Ｈの値を高精度に求めることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、静磁場、傾斜磁場お
よび高周波磁場内におけるＮＭＲ現象を利用する検査装
置において、前記静磁場および／または傾斜磁場の視野
内における強度分布あるいはこれから計算されたデータ
を格納するメモリを設けて、上記静磁場および傾斜磁場
の下で得た画像を、上記メモリから読出したデータを用
いて、上記画像上の各点ごとに補正するようＫしたので
、静磁場の不均一さ、および／または傾斜磁場の非直線
性の影響を完全に補正することが可能な検査装置を実現
できるという顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の検査装置の概略構成を示す図、第２図は
７−リエ・ズーグマトグラフイー法を説明するための図
、第３図は本発明の一実施例である検査装置の概略構成
を示す図、第４図はスピンワープ法を説明するための図
である。 １：静磁場発生用磁石、２：対象物体、３＝高周波磁場
発生用コイル、４Ｘ、４２．５：傾斜磁場発生用コイル
、６，７．８：コイル駆動装置、９：計算機、１２：シ
ンセサイザ、１３：変調装置、１４：増幅装置、１５：
検波器、１６：ＣＲＴディスプレイ、１７．１８：メモ
リ。 第　　　１　　　図 第　　　２　　　図 第　　　３　　　図 第４図 手続補正書（自発） １、小作の表示 昭和　５８年　特　　許願第６６０３８　　号２、　発
明の名称　　　　核磁気共鳴を用いた検査装置３、　補
正をする者 蜀１件との関係　　特許出願人 ４、代理人 制 御 ５、←　補正により増加する発明の数　　　　　な　し
く１）「発明の詳細な説明」の欄の記載を下記の通り補
正する。 １）第９頁第１０行「第２図は、」から第１０頁第１６
〜１７行「ｔＸとする。」までを、下記の通り補正する
。 「第２図は２次元のフーリエ・ズーグマトグラフィー法
を実施するための照射パルスと、Ｘ・ｙ方向の傾斜磁場
と、核スピンからの信号のタイミングを示すものである
。 ここでは、（ｘ、ｙ）面に平行なある断面を選択するも
のとしている。図において、ＲＦは上記照射パルスを、
Ｇ　およびＧ　はそれぞれ、ｙおｙ　　　　　　　　　
　ｘ よびＸ方向の傾斜磁場を示している。また、ＮＳは核ス
ピンからの信号を示している。 まず、９０°パルスを印加し、試料内の核スピンを９０
°倒す。その直後に、上記傾斜磁場Ｇｙを時間ｔｙだけ
印加し、続けて傾斜磁場Ｇｘ　を印加してＮＭＲ信号の
観測を始める。」 ２）第１７頁第１０行「以上、」から第１９頁第１４行
「を得る。」までを、下記の通り補正する。 「以上、２次元フーリエ・ズーグマトグラフィー法を例
にとって本発明を説明したが、本発明は２次元に限られ
るものではない。また、被検体分布のフーリエ変換の直
交座標点を計測する他の方法である前記スピンワープ法
では、次のようにして本発明を適用する。 第４図は２次元のスピンワープ法によりイメージングす
る操作を示すもので、第２図に対応するものである。記
号は第２図に準じて用いている。 前述のフーリエ・ズーグマトグラフィー法との相異は区
間■にある。すなわち、フーリエ・ズーグマトグラフィ
ー法の場合には、区間■においてＸ方向の傾斜磁場の印
加時間ｔ　を変えて計測を行ったが、スピンワープ法の
場合には、上記ｔｙを変えるのではなく、印加時間はｔ
　で一定として、傾斜磁場の大きさＧｙ　を種々の値に
変化させて、核からの信号を観測する。 この結果、得られる２次元信号Ｓ（Ｇ　、ｔ）ｙ　　　
　　ｘ は、もとの核スピン分布ｃ　（ｘ　ｒ　ｙ　）との間に
次の如き関係を有するものである。 ＋　ｈｌ（ＸＩ　ｙ）＋　ａ、　ｘ）　ｔｘ＋　Ｅ（Ｘ
Ｉ　ｙ）　ｔ。 ＋Ｇｙ（ｙ＋ｇ（ｘ、　ｙ））　ｔｏ））　ｄｘｄｙ　
　　　　　　αゆここで、緩和の項は無視しており、Ｘ
方向の傾斜磁場をＧ　　（ｙ＋ａ（ｘ、ｙ））で表わし
た。また、ｔ　は９０°パルスからスピンエコーの観測
開始までの時間間隔である。この（１６）式を変形する
と、ｅｘｐ　（−２ｙｒｊ　ｒ（（Ｅ　（ＸＩ　ｙ）＋
　ｈ、Ｃｘ＋　ｙ）＋Ｇｘ幻ｔｘ＋Ｇｙｔｏ（ｙ＋ε（
ｘ、　蜘）　）　ｄｘｄｙ　　　　　　αづとなり。 ｙ’−ｙ＋ε（ＸＩ　ｙ） と座標変換すれば、 ＋　Ｑｙｙ’　ｔｏ）　）　ｄｘｄｙ　　　　　　　　
　　　αりとなる。 （１８）式を逆に解いた関係を 、１’　＝　ｇ２　（Ｘ′＋　３’′）と表記すれば、
Ｃ′（ｙ′、ｙ′）は Ｃ’　Ｃ：”＋　ｙ′）”−Ｃ（ｇｌ　（Ｘ′＋　ｙ’
）　＋”２　（ｘｌ＋　　ｙｌ）ｅ−２πＪγ　Ｅ　（
ｇｉ　（ｘ／、ｙす＋　ｇ２　（Ｘ′＋　　３’′）ｔ
ｃｏの を得る。」 ３）第２０頁第７行「補正できる。」の後に、行を変え
て次の文を挿入する。 「以上の実施例の説明においては、フーリエ・ズーグマ
トクラフィー法、スピンワープ法とも、提案者のオリジ
ナルのシーケンスを用いた場合を説明したが、現在では
、この他に、これらを改良したシーケンスが用いられて
いる。以下、上記改良シーケンスを用いる場合について
、本発明の詳細な説明する。 第５図、第６図は上記改良シーケンスの例を示すもので
、これらのシーケンスの特徴は、１８０゜パルスを用い
てスピンエコーを形成する点にある。 以下、区間ごとに第５図のシーケンスを例として説明す
る。 区間のにおいては、Ｚ方向の傾斜磁場Ｇ　を印加しつつ
選択照射９０°パルスを照射し、（ｘ、ｙ）面に平行な
特定断面の核スピンヲ９０°倒す。なお、選択照射パル
スについては、Ｐ　、　Ｍａｎ５ｆｉｅｌｄ他、”Ｍｅ
ｄｉｃａｌ　Ｉｍａｇｉｎｇ　ｂｙ　ＮＭＲ”Ｂｒ１ｔ
ｉｓｈ　Ｊ、　ｏｆＲａｄｉｏｇｒａｐｈｙ　５０．１
８８−１９４（１９７７）を参照されたい。 次いで、区間■においては、上記選択照射９０’パルス
照射から時間τ経過後に、選択照射１８０゜パルスを照
射して、区間■において選択された断面内のスピンを１
８０’反転させる。これは９０″パルス印加から時間２
τ後にエコーの形で信号を観測するためである。 区間■ではＸ方向の傾斜磁場を時間ｔ　だけ印加する。 区間■では、区間■におけるＸ方向の傾斜磁場を切った
直後からＸ方向の傾斜磁場を印加し、同時に信号計測を
開始する。 このような計測をＸ方向の傾斜磁゛場の印加時間ｔ　を
変えて行った結果得られる２次元信号ｙ Ｓ（ｔ、ｔ）は、 ｘ　　　　　　ｙ Ｓ　（ｔｘ＋　ｔｙ）＝、Ｊ”Ｃ（”＋　ｙ）ｅｘｐ　
Ｃ−２πｊγ（Ｇｙｙ　ｔｙ＋（Ｅ（ｘ、　ｙ）＋Ｇｘ
ｘ）ｔＸ）　）　ｄｘｄｙ　　　　　　Ｈとなる。ここ
で注意すべきことは、ｙ方向に対しては、静磁場の影響
が全くないことである。これは、前記入ピンワープ法と
も異なる点であり、１８０°パルスを用いてエコーを形
成しているためである。スピンワープ法では、傾斜磁場
の反転を用いてエコーを形成するため、静磁場の影響が
位相誤差の形で入り込んでしまう。 第６図にシーケンスが第５図のシーケンスと異なる点は
、Ｇ　の印加時間を一定にし、振幅を変えている点であ
る。上述の理由により、この場合も、 Ｓ　（ｔＸ、Ｇｙ）＝　Ｊ’Ｃ’（ＸＩ　ｙ）ｅｘｐｃ
−２πｊγ（Ｇｙｙｔ。 ”　（Ｅ　（＋　ｙ）　＋Ｇｘ　Ｘ）ｔｘ　）　：’　
ｄＸｄｙ　　　　　　　Ｈとなり、やはり、ｙ方向は静
磁場の不均一性に影響されない。従って、第５図、第６
図のシーケンスとも、スピンワープ法における絶対値画
像に対する補正と全く同様な補正、すなわち、　（２３
，）式を利用することにより、静磁場の影響を除去する
ことが可能である。」 （２）「図面の簡単な説明」の欄の記載を下記の通り補
正する。 １）第２４頁第５〜６行「フーリエ・ズーグマトグラフ
ィー法を説明するための図、」を、［フーリエ・ズーグ
マトグラフィー法のオリジナルのシーケンスを示す図、
」と補正する。 ２）同第７〜８行「スピンワープ法を説明するための図
である。」を、「スピンワープ法のオリジナルのシーケ
ンスを示す図、第５図は改良されたフーリエ・ズーグマ
トグラフィー法のシーケンスを示す図、第６図は改良さ
れたスピンワープ法のシーケンスを示す図である。」と
補正する。 （３）図面を以下の通り補正する。 ■）第２図を添付のものに補正する。 ２）第４図を添付のものに補正する。 ３）第５図、第６図を追加する。 第２図 ■ （ （ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各磁場発生手段と
   、検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する信号検出手
   段と、該信号検出手段の検出信号の演算を行う計算機お
   よび該計算機による演算結果の出力手段を有し、前記検
   査対象のフーリエ空間における直交座標点を計測する如
   く構成された核磁気共鳴を用いた検査装置において、前
   記静磁場の強度分布および／または傾斜磁場の強度分布
   の測定値あるいはこれから計算された値を格納するメモ
   リを設げて、前記計算機による磁場の強度分布の影響を
   含む演算結果を、前記メモリから読出したデータを用い
   て補正する如く構成されたことを特徴とする核磁気共鳴
   を用いた検査装置。