JPS5956154A - 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴による検査方法及び検査装置Info
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- JPS5956154A JPS5956154A JP57166143A JP16614382A JPS5956154A JP S5956154 A JPS5956154 A JP S5956154A JP 57166143 A JP57166143 A JP 57166143A JP 16614382 A JP16614382 A JP 16614382A JP S5956154 A JPS5956154 A JP S5956154A
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- magnetic field
- pulse
- signal
- axis direction
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- 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
- G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
- G01R33/482—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a Cartesian trajectory
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- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はN核磁気共鳴(nucl@ar mag++e
tlc resonance)(以下これを[mta
Jと略称する)現象を利用して、被検体内における特定
原子核分布等を被検体外部より知るようにした核磁気共
鳴による検査方法及び検査装置に関するものである。
tlc resonance)(以下これを[mta
Jと略称する)現象を利用して、被検体内における特定
原子核分布等を被検体外部より知るようにした核磁気共
鳴による検査方法及び検査装置に関するものである。
本発明の説明に先だって、はじめにNMRの原理につい
て概略を説明する。
て概略を説明する。
原子核は、陽子と中性子とからなっており、これらは全
体として、核スピン角運動量!で回転しているとみなさ
れる。
体として、核スピン角運動量!で回転しているとみなさ
れる。
第1図は、水素の原子核(IH)を示したもので、(イ
)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン月子数1
/2で表わされる回転をしている。ここで陽子Pは、(
ロ)に示すように正の電荷6+をもっているので、原子
核の回転に従い、磁気モーメントμが生ずる。すなわち
、一つ一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さ
な磁石とみなせる。
)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン月子数1
/2で表わされる回転をしている。ここで陽子Pは、(
ロ)に示すように正の電荷6+をもっているので、原子
核の回転に従い、磁気モーメントμが生ずる。すなわち
、一つ一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さ
な磁石とみなせる。
第2図は、この点を模式的に示した説明図で、鉄のよう
な強磁性体では、この微小磁石の方向が(イ)に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合、微小磁石の方向(磁気モーメン
トの向き)は(ロ)に示すようにランダムであって、全
体として磁化は見られない。
な強磁性体では、この微小磁石の方向が(イ)に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合、微小磁石の方向(磁気モーメン
トの向き)は(ロ)に示すようにランダムであって、全
体として磁化は見られない。
ここで、このような物質に、2方向の静磁場H。
を印加すると、各原子核がHOの方向に揃う(核のエネ
ルギー準位が2方向に量子化される)。
ルギー準位が2方向に量子化される)。
第5図(イ)は、水素原子核についてこの様子を示した
ものである。水素原子核のスピン−1子数は1Aである
から、第5図(ロ)に示すように、−1/2と+1/2
の二つの準位に分かれる。二つのエネルギー準位間のエ
ネルギー差ΔEは、(1)式で表わされる。
ものである。水素原子核のスピン−1子数は1Aである
から、第5図(ロ)に示すように、−1/2と+1/2
の二つの準位に分かれる。二つのエネルギー準位間のエ
ネルギー差ΔEは、(1)式で表わされる。
ΔE=γkIIo・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(1)ただし、γ:磁気回転比 tL=h/2r hニブランク定数 ここで各原子核には、静磁場Hoによってμ X )
T。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(1)ただし、γ:磁気回転比 tL=h/2r hニブランク定数 ここで各原子核には、静磁場Hoによってμ X )
T。
なる力が加わるので、原子核はZ軸のまわりを、(2)
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
ω=γHa (ラーモア角速度)・・・・・・・・・
(2)この状態の系に角速度ωに対応する周波数の′I
F磁波(通常ラジオ波)を印加すると、共鳴がおこり、
原子核は(1)式で示されるエネルギー差ΔEに相当す
るエネルギーを吸収して、高い方のエネルギー準位に遷
移する。核スピン角運動量を持つ原子核が数種i混在し
ていても、各原子核によって磁気回転比γが異なるため
、共鳴する周波数が異なり、したがって特定の原子核の
共鳴のみをとりだすことができるCまた、その共鳴の強
さを測定すれば、原子核の存在量も知ることができる。
(2)この状態の系に角速度ωに対応する周波数の′I
F磁波(通常ラジオ波)を印加すると、共鳴がおこり、
原子核は(1)式で示されるエネルギー差ΔEに相当す
るエネルギーを吸収して、高い方のエネルギー準位に遷
移する。核スピン角運動量を持つ原子核が数種i混在し
ていても、各原子核によって磁気回転比γが異なるため
、共鳴する周波数が異なり、したがって特定の原子核の
共鳴のみをとりだすことができるCまた、その共鳴の強
さを測定すれば、原子核の存在量も知ることができる。
また、共鳴後、緩和時間と呼ばれる時定数で定まる時間
の後に、高い準位へ励起された原子核は、低い準位へも
どる。この緩和時間のうち、特にT1と呼ばれるスピン
−格子間緩和時間(縦緩和時間)は、各化合物の結合の
仕方に依存している時定数であリ、正常組線:と悪性腫
瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
の後に、高い準位へ励起された原子核は、低い準位へも
どる。この緩和時間のうち、特にT1と呼ばれるスピン
−格子間緩和時間(縦緩和時間)は、各化合物の結合の
仕方に依存している時定数であリ、正常組線:と悪性腫
瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
ここでは、水素原子核(II)について説明したが、こ
の他にも核スピン角運動htをもつ原子核で同様の測定
を行なうことが可能であり、水素原子核以外にリン原子
核(”I))、炭素原子核(13c)、ナトリウム原子
核(”Na)、フッ素原子核(19F)、酸素原子核(
170)等に適用可能である。
の他にも核スピン角運動htをもつ原子核で同様の測定
を行なうことが可能であり、水素原子核以外にリン原子
核(”I))、炭素原子核(13c)、ナトリウム原子
核(”Na)、フッ素原子核(19F)、酸素原子核(
170)等に適用可能である。
このように、NMRによって、特定原子核の存在畦およ
びその緩和時間を測定することができるので、物質内の
特定原子核についての種々の化学的情報を得ることによ
り、被検体内の種々の検査を行なうことができる。
びその緩和時間を測定することができるので、物質内の
特定原子核についての種々の化学的情報を得ることによ
り、被検体内の種々の検査を行なうことができる。
従来より、このようなNMRを利用した検査装置として
、X線CTと同様な原理で、被検体の仮想輪切り部分の
プロトンを励起し、各プロジェクションに対応するNM
R共鳴信号を、被検体の数多くの方向について求め、被
検体の各位置におけるN111R共鳴信号強度を再構成
法によって求めるものがある。
、X線CTと同様な原理で、被検体の仮想輪切り部分の
プロトンを励起し、各プロジェクションに対応するNM
R共鳴信号を、被検体の数多くの方向について求め、被
検体の各位置におけるN111R共鳴信号強度を再構成
法によって求めるものがある。
第4図は、このような従来装置における検査手法の一例
を説明するための動作波形図である。
を説明するための動作波形図である。
被検体に1はしめに第4図(ロ)に示すように2勾配磁
場Gy、十と、(r)に示すように細い周波数スペクト
ル(f)のRFパルス(90°パルス)を印加スる。こ
の場合、ラーモア角速度ω”” 7’ (Ho+ΔGz
)となる面だけのプロトンが励起され、磁化Mを第5
図(イ)に示すようなωで回転する回転座標系上に示せ
ば、〆軸方向に90°向きを変えたものとなる。続いて
、第4図(ハ)、に)に示すようにX勾配磁場Gxとy
勾配磁場G)lを加え、これによって2次元勾配磁場を
作り、611に示すよりなNMR共鳴信号を検出する。
場Gy、十と、(r)に示すように細い周波数スペクト
ル(f)のRFパルス(90°パルス)を印加スる。こ
の場合、ラーモア角速度ω”” 7’ (Ho+ΔGz
)となる面だけのプロトンが励起され、磁化Mを第5
図(イ)に示すようなωで回転する回転座標系上に示せ
ば、〆軸方向に90°向きを変えたものとなる。続いて
、第4図(ハ)、に)に示すようにX勾配磁場Gxとy
勾配磁場G)lを加え、これによって2次元勾配磁場を
作り、611に示すよりなNMR共鳴信号を検出する。
ここで、磁化Mは第5図(ロ)に示すように、磁場の不
均一性によって、X’ r V’面内で矢印方向に次第
に分散してゆくので、やがてNPvIR共鳴信号は減少
し、第4図(ホ)に示すようにτ時間経過して無くなる
。このようにして得られたNMR共鳴信号をフーリエ変
換すれば、X勾配磁場Gx、 y勾配磁場Gyにより
合成された勾配磁場と直角方向のプロジェクションとな
る。
均一性によって、X’ r V’面内で矢印方向に次第
に分散してゆくので、やがてNPvIR共鳴信号は減少
し、第4図(ホ)に示すようにτ時間経過して無くなる
。このようにして得られたNMR共鳴信号をフーリエ変
換すれば、X勾配磁場Gx、 y勾配磁場Gyにより
合成された勾配磁場と直角方向のプロジェクションとな
る。
以下、同じようにして、所定の時間τ′だけ待って、次
のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、G
x、 Gyを少しづつ変える。これによって、各プロジ
ェクションに対応するNMR共鳴信号を被検体の数多く
の方向について求めることができる。
のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、G
x、 Gyを少しづつ変える。これによって、各プロジ
ェクションに対応するNMR共鳴信号を被検体の数多く
の方向について求めることができる。
このような動作をなす従来装置ift においては、第
4図において、Nん1R共鳴信号が無くなるまでの時間
τは、10〜20m5であるが、次のシーケンスに移る
までの所定時間τ′は、緩和時間T、のため1 sec
程度は必要となる。それ故に、一つの被検体断面を、例
えば128プロジエクシヨンで再構成するものとすれば
、その測定には少なくとも2分以上の長い時間を必要と
する。
4図において、Nん1R共鳴信号が無くなるまでの時間
τは、10〜20m5であるが、次のシーケンスに移る
までの所定時間τ′は、緩和時間T、のため1 sec
程度は必要となる。それ故に、一つの被検体断面を、例
えば128プロジエクシヨンで再構成するものとすれば
、その測定には少なくとも2分以上の長い時間を必要と
する。
ここにおいて、本発明は、従来の手法および装置におけ
るこのような欠点を除去することを目的になされたもの
である。
るこのような欠点を除去することを目的になされたもの
である。
本発明に係る方法は、磁化Mが緩和時間THにより熱平
衡状態(Mが2′軸方向を向く)になるまで待たず、パ
ルス系列を用いて、磁化Mを2′方向へ強制的に向ける
ようにした点、および投影復元法(projeetlo
n rocons tractlon)によって各プロ
ジェクションのデータを得るようにした点に特徴がある
。
衡状態(Mが2′軸方向を向く)になるまで待たず、パ
ルス系列を用いて、磁化Mを2′方向へ強制的に向ける
ようにした点、および投影復元法(projeetlo
n rocons tractlon)によって各プロ
ジェクションのデータを得るようにした点に特徴がある
。
第6図は本発明の手法を実現するだめの装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。図において、1は一様
静磁場11o (この磁場の方向を2方向とする)を発
生させるための静磁場用コイル、2けこの静磁場用コイ
ル1の制御回路で、例えば直流安定化電源を含んでいる
。静磁場用コイル1によって発生する磁束の密度Too
は、o、+’p程度であり、また均一度は10 以上
であることが望ましい。
の構成を示すブロック図である。図において、1は一様
静磁場11o (この磁場の方向を2方向とする)を発
生させるための静磁場用コイル、2けこの静磁場用コイ
ル1の制御回路で、例えば直流安定化電源を含んでいる
。静磁場用コイル1によって発生する磁束の密度Too
は、o、+’p程度であり、また均一度は10 以上
であることが望ましい。
5は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、4はこの
勾配磁場用コイル3の制御回路である。
勾配磁場用コイル3の制御回路である。
第7図(イ)は勾配磁場用コイル3の一例を示す構成図
で、2勾配磁場用コイル31.y勾配磁場用コイル52
.55.図示してないがy勾配磁場用コ・fル52.5
5と同じ形であって、90°回転して設置されるX勾配
磁場用コイルを含んでいる。この勾配磁場用コイル6は
、一様靜磁場11uと同一・−ツノ白磁場で、x、y、
z軸方向にそれぞれ直線勾配をもつ磁場を発生する。6
0は制御回路4のコントローラである。
で、2勾配磁場用コイル31.y勾配磁場用コイル52
.55.図示してないがy勾配磁場用コ・fル52.5
5と同じ形であって、90°回転して設置されるX勾配
磁場用コイルを含んでいる。この勾配磁場用コイル6は
、一様靜磁場11uと同一・−ツノ白磁場で、x、y、
z軸方向にそれぞれ直線勾配をもつ磁場を発生する。6
0は制御回路4のコントローラである。
5は被検体に細い周波数スペクトルfのRF’パルスを
電磁波として与える励磁コイルで、その構成を第7図(
ロ)に示す。
電磁波として与える励磁コイルで、その構成を第7図(
ロ)に示す。
6は測定しようとする原子核のNMR共鳴条件に対応す
る周波数(例えばプロトンでは、42.6MHz/T)
の信号を発生する発振器で、その出力は、コントローラ
60からの信号によって開閉が制御されるゲート回路6
1、パワーアンプ62を介して励磁コイル5に印加され
ている。7は被検体におけるNMR共鳴信号を検出する
ための検出コイルで、その構成は第7図仲)に示す励磁
コイルと同じで、励磁コイル5に対して90°回転して
設置されている。なお、この検出コイルは、被検体にで
きるだけ近接して設置されることが望ましいが、必要に
応じて、励磁コイルと兼用させてもよい。
る周波数(例えばプロトンでは、42.6MHz/T)
の信号を発生する発振器で、その出力は、コントローラ
60からの信号によって開閉が制御されるゲート回路6
1、パワーアンプ62を介して励磁コイル5に印加され
ている。7は被検体におけるNMR共鳴信号を検出する
ための検出コイルで、その構成は第7図仲)に示す励磁
コイルと同じで、励磁コイル5に対して90°回転して
設置されている。なお、この検出コイルは、被検体にで
きるだけ近接して設置されることが望ましいが、必要に
応じて、励磁コイルと兼用させてもよい。
71は検出コイル7から得られるN&lR共鳴信号(1
’rD : free 1nduction deca
y)を増幅する増幅器、72は位相検波回路、75は位
相検波された増幅器71からの波形信号を記憶するつ、
−プメモリ回路で、A/D変換器を含んでいる0、8は
ウェーブメモリ回路7Sからの]言置を例えば光ファイ
バで構成される伝送路74を介して入力し、所定の信号
処理を施して断層像を得るコンピュータ、9は得られた
断層像を表示するテレビジョンモニターのような表示器
である。
’rD : free 1nduction deca
y)を増幅する増幅器、72は位相検波回路、75は位
相検波された増幅器71からの波形信号を記憶するつ、
−プメモリ回路で、A/D変換器を含んでいる0、8は
ウェーブメモリ回路7Sからの]言置を例えば光ファイ
バで構成される伝送路74を介して入力し、所定の信号
処理を施して断層像を得るコンピュータ、9は得られた
断層像を表示するテレビジョンモニターのような表示器
である。
このように構成した装置の動作を、次に第8図〜1 M
12図を参照しながら説明する。
12図を参照しながら説明する。
まず、はじめに、制御回wJ2は静磁場用コイル1に電
流を流し、被検体(被検体は各コイルの円筒内に設置さ
れる)に静磁場Hoを与えた状態とする。この状態にお
いて、コントローラ60は、Vtじめに制御回路4を介
して2勾配磁場用コイル51に電流を流し、l’i、
B図(ロ)に示すように2勾配置B場Gz“を与える。
流を流し、被検体(被検体は各コイルの円筒内に設置さ
れる)に静磁場Hoを与えた状態とする。この状態にお
いて、コントローラ60は、Vtじめに制御回路4を介
して2勾配磁場用コイル51に電流を流し、l’i、
B図(ロ)に示すように2勾配置B場Gz“を与える。
これによって第10図に示すように2軸に対して垂直な
面PLを切り出す。また、Gz が与えられている下
で、ゲート回路61を開とし、発振器6からの信号を増
幅器62を介して励磁コイル5に印加し、第8図(イ)
に示すように細いスペクトルを持った90°パルスで、
被検体の1面を励起する。
面PLを切り出す。また、Gz が与えられている下
で、ゲート回路61を開とし、発振器6からの信号を増
幅器62を介して励磁コイル5に印加し、第8図(イ)
に示すように細いスペクトルを持った90°パルスで、
被検体の1面を励起する。
なお、第8図(ロ)において、Gt に続(Gz−は
、Sハ比を良好にするためであって、公知の手法である
。
、Sハ比を良好にするためであって、公知の手法である
。
この時点t。に畿いては、磁化Mは第9図(イ)の回転
座標系に示すようにy′軸方向に90’向きを変える。
座標系に示すようにy′軸方向に90’向きを変える。
続いて、X勾配磁場用コイルおよびy勾配磁場用コイル
32.55に電流を流し、第8図(ハ)、に)に示すよ
うに所定の大きさの磁場Gx、 Gyを印加する。
32.55に電流を流し、第8図(ハ)、に)に示すよ
うに所定の大きさの磁場Gx、 Gyを印加する。
第11図はこの状態を図示化したものである。ここでI
rBは被検体を示す。この状態の下で、検出コイル7か
ら得られる第8図04に示すようなNMR共鳴信号を検
出する。tJMR共鳴信号が検出されている時点(例え
ばtlの時点)では、磁化Mは第9図(ロ)に示すよう
に、X/ 、 77面内で破線矢印方向に次第に分散し
てゆく途中にある。検出コイル7で検出されるNMR共
鳴信号は、時間とともに次第に減衰する本ので、この信
号は、増幅器71で増幅され、位相検波回j1i572
で位相検波され、ウェーブメモリ回路73を介してコン
ピータ8に印加される。ここで、NMR共鳴信号はフー
リエ変換され、1プロジエクシツンの信号となる。第1
21図はこの状1A4合図示化したものである。すなわ
ち、2つの勾配磁場の和が存在する状態の信号をフーリ
エ変換することにより、面の投影がスペクトル分布とし
て得られる。これまでの動作は従来装置ηと同様である
。
rBは被検体を示す。この状態の下で、検出コイル7か
ら得られる第8図04に示すようなNMR共鳴信号を検
出する。tJMR共鳴信号が検出されている時点(例え
ばtlの時点)では、磁化Mは第9図(ロ)に示すよう
に、X/ 、 77面内で破線矢印方向に次第に分散し
てゆく途中にある。検出コイル7で検出されるNMR共
鳴信号は、時間とともに次第に減衰する本ので、この信
号は、増幅器71で増幅され、位相検波回j1i572
で位相検波され、ウェーブメモリ回路73を介してコン
ピータ8に印加される。ここで、NMR共鳴信号はフー
リエ変換され、1プロジエクシツンの信号となる。第1
21図はこの状1A4合図示化したものである。すなわ
ち、2つの勾配磁場の和が存在する状態の信号をフーリ
エ変換することにより、面の投影がスペクトル分布とし
て得られる。これまでの動作は従来装置ηと同様である
。
N1t4R共鳴信号が無くなる−までのτ時間経過後、
コントローラ60は、再び2勾配磁場用コイル31に電
流を流し、第8図(ロ)に示すようIt” z勾配磁場
に2+を与えるとともに、ゲート回路61を開とし、励
jfjコイル5に電流を流し、今廉し1第8図(イ)に
示rように同−而に180°−Xパルス(180’−x
は発振器6からの1a号の位相を反転したもの)を印加
する。続いて、第8図(ハ)、に)に示すようICx勾
配(市場用コイルおよびy勾配磁場用コイルに′電流を
流し、011回と同様の所定の大きさの磁場bZ *
(ryを同時に印加させる。
コントローラ60は、再び2勾配磁場用コイル31に電
流を流し、第8図(ロ)に示すようIt” z勾配磁場
に2+を与えるとともに、ゲート回路61を開とし、励
jfjコイル5に電流を流し、今廉し1第8図(イ)に
示rように同−而に180°−Xパルス(180’−x
は発振器6からの1a号の位相を反転したもの)を印加
する。続いて、第8図(ハ)、に)に示すようICx勾
配(市場用コイルおよびy勾配磁場用コイルに′電流を
流し、011回と同様の所定の大きさの磁場bZ *
(ryを同時に印加させる。
180°−Xパルスを印加すると、分融した磁化へ1け
、第9図(ハ)に示すように再び集合し始め、検出コイ
ル7からは、第8図(ホ)に示すように次第にjf+大
するNMIt共鳴信号(この信号をエコ−1a号とu−
pふ)が検出される。180°−Xパルスを印加してか
ら−1時間経過後、エコー信号は第8図(ホ)に示すよ
うに最大となる。このエコー信号は、1時間の間、被検
体の状態が変わらないものとすれば、けじめに出力され
たhJMR共鳴信号と時間軸に対して対称な信号波形と
なる。この時点t3で、ゲート回路61を開とし、Gz
の下で励磁コイル5に電流を流し、今度は第819
(イ)に示すようIc 90°パルスを印加し、磁化M
を2′軸方向に強制的に向ける。この時点t3では、磁
化Mは、第9図に)に示すように、緩和時間T2のため
lcz’軸に一致せず、少し分散した状態にある。
、第9図(ハ)に示すように再び集合し始め、検出コイ
ル7からは、第8図(ホ)に示すように次第にjf+大
するNMIt共鳴信号(この信号をエコ−1a号とu−
pふ)が検出される。180°−Xパルスを印加してか
ら−1時間経過後、エコー信号は第8図(ホ)に示すよ
うに最大となる。このエコー信号は、1時間の間、被検
体の状態が変わらないものとすれば、けじめに出力され
たhJMR共鳴信号と時間軸に対して対称な信号波形と
なる。この時点t3で、ゲート回路61を開とし、Gz
の下で励磁コイル5に電流を流し、今度は第819
(イ)に示すようIc 90°パルスを印加し、磁化M
を2′軸方向に強制的に向ける。この時点t3では、磁
化Mは、第9図に)に示すように、緩和時間T2のため
lcz’軸に一致せず、少し分散した状態にある。
この状態から少しの時間τ0経過後、緩和によって磁化
Mは2′軸に一致する。ここで、t3の時点から、磁化
Mが2′軸に一致するまでの時間τ0は、t3の時点で
は磁化Mが2′軸から僅かに分散しているだけであると
ころから、緩和時間TIK比較して十分短かく、例えば
50+nS程度でよい。
Mは2′軸に一致する。ここで、t3の時点から、磁化
Mが2′軸に一致するまでの時間τ0は、t3の時点で
は磁化Mが2′軸から僅かに分散しているだけであると
ころから、緩和時間TIK比較して十分短かく、例えば
50+nS程度でよい。
τdl過しだ時点で、■1回目のシーケンスが終了し、
以後、Irl+1様のシーケンスを繰り返す。各シーケ
ンスでは、被検体に与えるGに、Gyの大きさを少しづ
つ変え、これによって勾配磁場を前回より少し回転し、
それぞれのシーケンスについて、すなわち、それぞれの
グロジェクシコンについて、検出コイルからmiR共鳴
信号およびエコー信号を得る。
以後、Irl+1様のシーケンスを繰り返す。各シーケ
ンスでは、被検体に与えるGに、Gyの大きさを少しづ
つ変え、これによって勾配磁場を前回より少し回転し、
それぞれのシーケンスについて、すなわち、それぞれの
グロジェクシコンについて、検出コイルからmiR共鳴
信号およびエコー信号を得る。
コ/ピ一一夕8は、各シーケンスにおいて、例えばけじ
めに出力されるNMR共鳴信号を7−リエ変換し、X線
CTと同様な公知の手法(filtered back
projection )によって再構成演算を行ない
、断層けを得、これを表示器9に表示する。
めに出力されるNMR共鳴信号を7−リエ変換し、X線
CTと同様な公知の手法(filtered back
projection )によって再構成演算を行ない
、断層けを得、これを表示器9に表示する。
なお、上記ではコンピュータ8Vi、エコー1g号を利
用しないことを想定したものであるが、各7−ケンスに
おいて、はじめに出力されるNNIR共鳴信号(これを
単にNMR信号と略す)と、続いて出力されるエコー信
号の両方を利用してもよい。この場合、利用の仕方とし
ては例えば次のようなものがある。
用しないことを想定したものであるが、各7−ケンスに
おいて、はじめに出力されるNNIR共鳴信号(これを
単にNMR信号と略す)と、続いて出力されるエコー信
号の両方を利用してもよい。この場合、利用の仕方とし
ては例えば次のようなものがある。
(i) NMIt信号とエコー信号の時間軸を反転し
た信号との平均値を演算し、これを1グロジエクシ四ン
のデータとして、再構成演算を行ない、ひとつの断層像
を得る。
た信号との平均値を演算し、これを1グロジエクシ四ン
のデータとして、再構成演算を行ない、ひとつの断層像
を得る。
(ii) NMR信号を利用してプロトン密度画像を
得るとともに、1G4R信号とエコー信号の時間軸を反
転した信号との差信号を演算し、これを1グロジエクシ
ジンのデータとして再構成演算を行ない、T2と呼ばれ
る嘴緩和時間(T2は近傍の電子核同志のスピンの相互
作用に起因している)に基づく72画像の両方へ画像を
得る。
得るとともに、1G4R信号とエコー信号の時間軸を反
転した信号との差信号を演算し、これを1グロジエクシ
ジンのデータとして再構成演算を行ない、T2と呼ばれ
る嘴緩和時間(T2は近傍の電子核同志のスピンの相互
作用に起因している)に基づく72画像の両方へ画像を
得る。
(110前記(11)において、プロトン密度画像と7
2画像とを合成して他の別の画像を得る。
2画像とを合成して他の別の画像を得る。
0φ 複数のシーケンスのNMR信号とエコー信号をい
くつか平均し、これを1プロジエクシ冒ンのデータとす
る。
くつか平均し、これを1プロジエクシ冒ンのデータとす
る。
これらの手法をとることによって、S/N比を良好にし
、良質の画像を得ることができる。また、診断の目的に
応じて、これらの手法を選択することにより、目的に適
した断層像を得ることができる。
、良質の画像を得ることができる。また、診断の目的に
応じて、これらの手法を選択することにより、目的に適
した断層像を得ることができる。
なお、上記の説明において、被検体に印加する電磁波の
パルス系列として、(90’ +X)→(180’ −
x’ )→(90°+x) の場合を説明したが、こ
れに代えて、(90°+x)→(1800y′)→(9
0’−X)の電磁波のパルス系列を使用してもよい。
パルス系列として、(90’ +X)→(180’ −
x’ )→(90°+x) の場合を説明したが、こ
れに代えて、(90°+x)→(1800y′)→(9
0’−X)の電磁波のパルス系列を使用してもよい。
第15図は、(90°+ x ) −+ (180’
y”)−>(90’ −x )の電磁波のパルス系列
を1史用した場合、第8図に示す各時点to、 J 、
L2 # t3における磁化へ1の向きを示したもの
である。この場合、エコー信号が最大となる時点t3で
、9oDパルスを印加すると、磁化Mは第13図に)に
示すようにy′軸側から2′軸方向に強制的に向けられ
ることとなる。
y”)−>(90’ −x )の電磁波のパルス系列
を1史用した場合、第8図に示す各時点to、 J 、
L2 # t3における磁化へ1の向きを示したもの
である。この場合、エコー信号が最大となる時点t3で
、9oDパルスを印加すると、磁化Mは第13図に)に
示すようにy′軸側から2′軸方向に強制的に向けられ
ることとなる。
ここで、tso’y’パルスは、発振器6がらの信号の
位相を90’遅れさせたものであり、90’−Xパルス
は、発振器6からの信号の位相を18o0遅Itさせた
ものを表わしている。
位相を90’遅れさせたものであり、90’−Xパルス
は、発振器6からの信号の位相を18o0遅Itさせた
ものを表わしている。
M14図は本発明に係る手法の曲の例4:示す動作波形
図である。この手法は、第8図に示す手法において、9
0’パルスを被検体に印加する前(74時間前)に、第
14図(イ)に示すように1800パルスを印加するよ
うにしたものである。なお、180″パルスと同時に、
第14図(ロ)K示すようにGz+を与える。
図である。この手法は、第8図に示す手法において、9
0’パルスを被検体に印加する前(74時間前)に、第
14図(イ)に示すように1800パルスを印加するよ
うにしたものである。なお、180″パルスと同時に、
第14図(ロ)K示すようにGz+を与える。
ここで、180°パルスを印加してから90°パルスを
印加するまでの時間τ〃は、180°パルスによって方
向が180°反転した磁化Mが、もとに戻るまでの時間
が必要である。この手法によれば、τ〃間のT、の緩和
により、N1tlft信号の強度が変わり、これから1
1画像を得ることができる。
印加するまでの時間τ〃は、180°パルスによって方
向が180°反転した磁化Mが、もとに戻るまでの時間
が必要である。この手法によれば、τ〃間のT、の緩和
により、N1tlft信号の強度が変わり、これから1
1画像を得ることができる。
第15図は、3次元PR法と呼ばれる手法に適用した場
合である。ここでは、被検体に印加する電磁波として第
15図(イ)に示すように矩形波状のパルス信号を使用
するとともに、被検体のグロジェクシ冒ン方向を特定す
るだめの磁場Gz+ Gx * Gyを、第15図(ロ
)、(ハ)、に)にそれぞれ示すように、同時に被検体
に与えるようにしている。これによって、3次元室体の
、ある特定方向のグロジェクシ冒ンのデータを得ること
ができ、再構成演算によって、3次元像を得ることがで
きる。
合である。ここでは、被検体に印加する電磁波として第
15図(イ)に示すように矩形波状のパルス信号を使用
するとともに、被検体のグロジェクシ冒ン方向を特定す
るだめの磁場Gz+ Gx * Gyを、第15図(ロ
)、(ハ)、に)にそれぞれ示すように、同時に被検体
に与えるようにしている。これによって、3次元室体の
、ある特定方向のグロジェクシ冒ンのデータを得ること
ができ、再構成演算によって、3次元像を得ることがで
きる。
以上説明したように、本発明に係る手法は、少すくとも
3種のパルス(90°パルス、180°パルス。
3種のパルス(90°パルス、180°パルス。
90°パルス)の系列によって、磁化Mの向きを強制的
に変え、短時間で磁化Mを熱平衡状態へ戻すようにした
もので、短時間で、被検体内の特定1ば子核分布等に関
連する断層像を得ることができる。
に変え、短時間で磁化Mを熱平衡状態へ戻すようにした
もので、短時間で、被検体内の特定1ば子核分布等に関
連する断層像を得ることができる。
また、被検体からはNMR信号およびエコ・−fa号を
得ることができるので、これらの各信号を利用すること
によって、Sハ比が良好で、分解能の良い断層像を得る
ことができる。
得ることができるので、これらの各信号を利用すること
によって、Sハ比が良好で、分解能の良い断層像を得る
ことができる。
第1図は核磁気モーメントを説明するための説明図、第
2図は核磁気モーメントの配列について説明するための
説明図、第5図は静磁場による核磁気モーメントの整列
について説明するための図、第4図は従来の手法の一例
を説明するだめの動作波形図、第5図は第4図の手法に
よる磁化h1の方向を説明するための説明図、第6図は
本発明に係る手法を実現するだめの装置の一例を示すブ
ロック図、第7図(イ)は第6図装#に用いられている
勾配磁場コイルの一例を示す構成図、(ロ)は同じく励
磁コイルの構成図、第8図は本発明に係る手法のひとつ
を説明するための動作波形図、第9図は本発明の手法に
よるそれぞれの時点での磁化材の方向を回転座標系上に
示した説明図、第10図〜第12図は被検体に勾配磁場
を与えた場合の切り出し面を図示化した説明図、第13
図は本発明に係る手法において、他のパルス系列を使用
した場合のそれぞれの時点での磁化Mの方向を示【また
説明図、第14図および第15図は本発明の手法の他の
例を示す動作波形図である。 1・・・静磁場用コイル、2・・・静磁場用コイル制御
回路、3・・・勾配磁場用コイル、5・・・励磁コイル
、60川コントローラ、7−・検出コイル、8・・働コ
ンビエータ0 オ 1 (4) 第2 (イ) オ 3 (イ) Hθ (ロ) 閏 (ロ) 図 (ロ) \ 区;0く
2図は核磁気モーメントの配列について説明するための
説明図、第5図は静磁場による核磁気モーメントの整列
について説明するための図、第4図は従来の手法の一例
を説明するだめの動作波形図、第5図は第4図の手法に
よる磁化h1の方向を説明するための説明図、第6図は
本発明に係る手法を実現するだめの装置の一例を示すブ
ロック図、第7図(イ)は第6図装#に用いられている
勾配磁場コイルの一例を示す構成図、(ロ)は同じく励
磁コイルの構成図、第8図は本発明に係る手法のひとつ
を説明するための動作波形図、第9図は本発明の手法に
よるそれぞれの時点での磁化材の方向を回転座標系上に
示した説明図、第10図〜第12図は被検体に勾配磁場
を与えた場合の切り出し面を図示化した説明図、第13
図は本発明に係る手法において、他のパルス系列を使用
した場合のそれぞれの時点での磁化Mの方向を示【また
説明図、第14図および第15図は本発明の手法の他の
例を示す動作波形図である。 1・・・静磁場用コイル、2・・・静磁場用コイル制御
回路、3・・・勾配磁場用コイル、5・・・励磁コイル
、60川コントローラ、7−・検出コイル、8・・働コ
ンビエータ0 オ 1 (4) 第2 (イ) オ 3 (イ) Hθ (ロ) 閏 (ロ) 図 (ロ) \ 区;0く
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)被検体に一様静磁場を与えるとともに被検体に核
磁気共鳴を誘起させる周波数の電磁波を印加し、夏に前
記被検体に該被検体の2軸方向に勾配磁場を印加すると
ともにX軸、Y軸方向にもそれぞれ勾配磁場を同時に印
加して前記被検体からの核磁気共鳴信号(NMR信号)
の放射部分を特定し、前記被検体の特定部分からのNM
R信号をフーリエ変換するようにした検査方法において
、 前記被検体に印加する電磁波として、はじめに被検体に
90’パルスを印加し被検体を励損後、180°パルス
を印加してエコー信号を作り、前記エコー16号が最大
の時点で再び90’パルスを印加して磁化を熱平衡状態
へ戻すようにし、以後、前記のシーケンスを所定間隔で
繰り返すことを特徴とする核磁気共鳴にょる検査方法。 (2) 被検体に一様静磁場を与えるとともに被検体
に核磁気共鳴を誘起させる周波数の電磁波を印加し、更
に前記被検体に’Z軸方向に勾配磁場を印加するととも
にX軸、Y4j11方向にもそれぞれ勾配磁場を印加(
7て前記被検体からの核磁気共鳴信号(NMR信号)の
放射部分を特定し、前記被検体の特定部分からのNIV
IIj信号をフーリエ変換するようK した検査方法に
おいて、 前記被検体に印加する電磁波として、はじめに被検体に
18o0パルスを印加し、所定時間経過後90°パルス
を印加し被検体を励起]2、その後180°パルスを印
加してエコー1ぎ号を作り、前記エコー信号が最大の時
点で再び90’パルスを印加して磁化f熱平衡状態へ戻
すようにし、以後前記のシーケンスをP)r’N間隔で
繰り返し、各シーケンスでイ)Iられた核磁気共鳴信号
を利用して所定の演)Iを行なってi’+ 1llIi
像を得るようにしたことを特徴とする特許共鳴による検
査方法。 (5)被検体に一様靜磁場を与える静磁場形成手段、前
記被検体に該被検体の2軸方向、X軸方向及びY軸方向
にそれぞれ勾配をもつ磁場を発生し被検体からの核磁気
共鳴信号の放射部分を特定する磁場発生手段、前記被検
体にパルス状の電磁波を印加するための励振手段、この
励振手段に与える信号を制御する制御手段、前記被検体
からの核磁気共鳴信号(NMR信号)を検知する手段、
この検知手段からの信号をフーリエ変換するとともに所
定の演算を行なって断層像を得る演算手段を具備し、前
記磁場発生手段及び前記制御手段は、前記励振手段を介
して、はじめに被検体に90゜パルスを印加し被検体を
励起させ、続いてX軸方向とY軸方向の勾配磁場を同時
に印加し、その後18o0パルスを印加し、前記と同一
々X軸方向とY軸方向の勾配磁場を印加してエコー信号
を作り、前記エコー信号が最大の時点で再び90’パル
スを印加して磁化を熱平衡状へ戻すようにし、以後、前
記のシーケンスを所定間隔で繰り返す動作をなすことを
特徴とする核磁気共鳴による検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166143A JPS5956154A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57166143A JPS5956154A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956154A true JPS5956154A (ja) | 1984-03-31 |
| JPH0228821B2 JPH0228821B2 (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=15825838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57166143A Granted JPS5956154A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956154A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214745A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-12-04 | アルバ−ト・マコフスキ− | 高速nmr像形成システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5520495A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-13 | Univ California | Method and apparatus for mapping atomic nuceus density within object by using nucear magnetic resonance |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP57166143A patent/JPS5956154A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5520495A (en) * | 1978-07-20 | 1980-02-13 | Univ California | Method and apparatus for mapping atomic nuceus density within object by using nucear magnetic resonance |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59214745A (ja) * | 1983-02-18 | 1984-12-04 | アルバ−ト・マコフスキ− | 高速nmr像形成システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0228821B2 (ja) | 1990-06-26 |
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