JPS60187852A - Νｍｒ ｃｔ装置における静磁場発生装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はＮＭＲＣＴ装置における静磁場発生装置に関し
、更に詳しくは、常伝導マグネットによって上述の静磁
場を発生する装置に桐する。

（ロ）従来技術 一般に、ＮＭＲＣＴ装置によるイメージングにおける画
像の優劣は静磁場安定性に依るところが大きい。ＮＭＲ
信号を得る為の静磁場の発生には、永久磁石、常伝導マ
グネットおよび超伝導マグネットを用いる方式がある。

このうち、常伝導マグネットを用いる方式は他の２つの
方式に比して時間安定性が悪い。その為、常伝導マグネ
ットを用いる分析用ＮＭＲ装置では、磁場の安定化の為
に磁場ロックなる方式を採用している。この方式は、静
磁場内にサンプルを挿入し、このサンプルからのＮＭＲ
信号が磁場変動により変化するのを検出し、フィードバ
ックループで磁場を補正する、完成された技術である。

しかし、ＮＭＲＣＴ装置においては、ＮＭＲ信号に空間
情報を与える為の傾斜磁場の発生により、上述の磁場ロ
ック方式を同様に適用することはできない。以下にその
理由とともにＮＭＲＣＴ装置におけるイメージングにつ
いて簡単に説明する。

第１図はＮＭＲＣＴ装置における静磁場と傾斜磁場との
作る磁場を空間座標上に示したもので、静磁場Ｈａは通
常Ｚ軸と平行にとられる。傾斜磁場は３成分有り、それ
ぞれＸ、Ｙ、Ｚ方向をＱｘ。

ｃｒｔ、ｃｚとすると、例えばＧｘは第１図の如くＸ軸
の位置によりＺ方向の磁場強度が変化する磁場であり、
これらは通常直線勾配が選ばれる。この傾斜磁場は静磁
場ＨＯに重畳される。人体はＺ軸方向を体軸として入る
。イメージング法の一方法であるスピンワープ法を例に
とって、Ｘ−Ｙ平面と平行な断Ｎ像を得る為の高周波磁
場（ＲＦパルス）およびＩＩ］′！斜磁場のかけ方を第
２図に示す。

この１シーケンスを必要回数繰り返してＣＰＵにＮ　Ｍ
　Ｒ信号を取り込み、画像化する。この第２図から明ら
かなように、上述の磁場ロック方式を採用しようとして
も、■シーケンス内における休止期間では静磁場変動を
検出することばできても、信号採集期間では磁場が複雑
に入り乱れて静磁場変動のみの検出は不能となる。

また、従来の通當の電流検出による磁場安定化方式では
、約１０ｐｐｍ前後の安定度は得られるものの、これで
は未だ画像化には充分でない。

（ハ）目的 本発明は上記に鑑みてなされたもので、傾斜磁場の発生
の有無に拘らず、常に静磁場変動のみを検出して、マグ
ネットの電源をフィードバンク制御し得るＮＭＲＣＴ装
置における静磁場発生装置の提供を目的としている。

（ニ）構成 本発明の特徴とするところは、発生された静磁場内の床
空間の中心を対称の中心とする少くとも２点に配設され
たプローブと、その各プローブを周波数掃引方式で励起
する高周波発生手段と、上記各プローブからのＮＭＲ信
号を検波する手段と、その検波された各ＮＭＲ信号の時
間位相差を検出する比較手段と、その比較手段の出力が
Ｏとなるよう上記マグネットの電源に制御信号を供給す
る手段を備え、上記球空間内における静磁場の変動を補
正し得るよう構成したことにある。

（ホ）実施例 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第３図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。

静磁場発生用のコイル群１は、静磁場電源２から供給さ
れる電流により、Ｚ軸方向の静磁場を発生する。この静
磁場内の床空間の原点Ｏを対称の中心とする２点、　Ｐ
　（Ｘ、　Ｙ、　Ｚ）およびＰ′（−Ｘ、　−Ｙ、−Ｚ
）には、それぞれＮＭＲプローブ３ａおよび３ｂが配設
されている。これらＮＭＲプローブ３ａおよび３ｂの高
周波励起信号は、それぞれ高周波発生器４ａおよび４ｂ
から発生されるが、その周波数は周波数掃引信号発生器
５からの出力によって周波数掃引される。このとき、一
方の高周波発生器４ａと周波数掃引信号発生器５との間
に位相器６を介在させることにより、それぞれの掃引信
号を互いに逆位相としておく。高周波発生器４ａ、４ｂ
の出力はまた、それぞれ検波・低周波増中器７ａ、７ｂ
に入力される。検波・低周波増中器７ａ、７ｂの出力は
ＮＭＲ吸収波形を示すが、この波形から正しい共鳴点を
検出する為に微分・整形回路８ａ、８ｂに入力される。

この微分・整形回路８ａ、８ｂの出力はＮＭＲ分散波形
となり、この出力と検波・低周波増中器７ａ。

７ｂの出力との関係を第４図に示す。ＮＭＲ分散波形の
正負反転点は共鳴点と明確に一致する。

微分・整形回路８ａおよび８ｂの出力は比較回路９に入
力される。比較回路９では、これらの入力からＮＭＲプ
ローブ３ａおよび３ｂの共鳴点の時間位相差を検出して
、その位相差に応じたアナログ信号をサンプリング回路
１０に供給する。すンプリング回路１０は、次の共鳴点
が発生されるまでの間、そのアナログ信号をホールドし
て、上述の位相差が０となるような、すなわち、静磁場
変動を打消すような向きの信号を静磁場電源２に供給し
、静磁場電源２の出力電流を制御するよう構成されてい
る。

次に作用を述べる。第５図（ａｌは、球空間に静磁場Ｈ
Ｄのみがかかった状態で、かつ、その静磁場ＨＯが安定
状態にあるときの各ＮＭＲプローブ３ａ。

３ｂの周波数掃引信号Ａ、Ｂと共鳴点の関係を示してい
る。同一核種の核磁気共鳴周波数は磁場強度によって一
義的にめられるから、このような状態における各プロー
ブ３ａ、３ｂからの信号は、いずれもａ、ｂ、ｃ点を共
鳴点として互いの位相差はない。

今、静磁場がＨＯからΔＨ，だげ変動した場合、第５図
（ｂｌに示ず如く、ＮＭＲプローブ３ａからの信号はａ
ｌ、ｂｌ、ｃ１点で共鳴し、ＮＭＲプローブからの信号
はａ２．ｂ２．ｃ２点で共鳴することになり、共鳴点に
時間的ずれが生ずる。

静磁場ＨＯに傾斜磁場Ｇｘが重畳したとき、点Ｐ　（Ｘ
、　Ｙ、Ｚ）における傾斜磁場の強さをΔＧｘとすれば
、点Ｐ′　（−Ｘ、−Ｙ、−Ｚ）は原点０を対称の中心
として点対称であるから、その点Ｐ′における傾斜磁場
の強さは一ΔＧｘとなる。従って、第５図ｉｃ）に示す
如く、プローブ３ａからの信号の共鳴点ａ１．ｂ１．ｃ
ｌと、プローブ３ｂからの信号の共鳴点ａ２．ｂ２．ｃ
２とに時間的ずれは生しない。

従って、比較回路９への入力信号は、時間軸に関して静
磁場ｆ（０の変動分のみの影響を受けており、この位相
差に応じた信号で静磁場電源２の出力電流を制御してや
れば、球空間内の静磁場の変動を補正することができる
。

なお、以上の本発明実施例において、各プローブ３ａ、
３ｂへの高周波励起は、本来の断層像採集に影響を及ぼ
さないよう、その外側を高周波シールドする。あるいは
プローブ試料の核種を断層像採集すべき核種と相違させ
ることによっても、その影響を除去することができる。

以上の本発明実施例の構成において、２点Ｐ。

Ｐ′に置かれた各プローブ３ａ、３ｂの共鳴点は静磁場
の空間的均一度の状態によって若干ずれる。

このずれは、どちらか一方のプローブの周波数掃引信号
に直流オフセントを乗せることによってキャンセルする
ことができる。この直流オフセント量は静磁場の空間的
均一１度を示す尺度であるから、これを表示するよう構
成すれば静磁場の空間的均一度表示器として用いること
ができる。

また、サンプリング回路１０の出力を直接静磁場電源２
に入力せずに、放電時定数を持つ不完全積分器を介して
もこのような均一度表示器の回路系を動作させることが
できる。すなわち、静磁場の空間的均一度が、例えば地
震等の何等かの原因によって初期状態からずれた場合、
比較回路９の出力は定常的に発生することになり、従っ
て積分器出力をあるしきい値以上に押し上げる。故に、
画像化に必要な空間的均一度の許容値をこのしきい値と
合致させるよう構成すれば、均一度が崩れた状態を検出
することができ、再開整の要否判断に供することができ
る。

以上の実施例においては、プローブを２点に配置したが
、例えば点対称の４点にプローブを配置して２組の同様
な回路を構成し、比較回路の出力を加算すると感度を２
倍にすることができる。

更に、本発明によれば、傾斜磁場は直線勾配のみならず
、原点０を中心に対称な単調関数勾配であっもよい。

（へ）効果 以上説明したように、本発明によれば、傾斜磁場の発生
の有無に拘らず、常に静磁場の変動分のみを検出して静
磁場電源を制御することができ、しかも、その補正周期
は周波数掃引信号の周期ごとに行われるので、従来の常
伝導マグネフトを用いたＮＭＲＣＴ装置の静磁場発生装
置に比して、極めて高精度の補正を行うことができる。

また、プローブからのＮＭＲ信号の定常的な位相差を表
示し得るよう構成すれば、静磁場の空間的均一度表示を
も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＭＲイメージングにおける静磁場と傾斜磁場
の関係の説明図、第２図はスピンワープ法によるイメー
ジングにおける高周波磁場と傾斜磁場のかけ方を示すタ
イムチャート、第３図は本発明実施例の構成を示すブロ
ック図、第４図はＮＭＦ！吸収波形とＮＭＲ分散波形の
関係を示す図、第５図は本発明実施例め作用説明図であ
る。 １・−コイル群　２−静磁場電源 ３　ａ　、　３　ｂ−ＮＭＲプローブ ４ａ、４ｂ−高周波発生器 ５−周波数掃引信号発生器 ６−位相器 ７ａ、７ｂ−−一検波・低周波増中器 ８ａ、８ｂ・−微分・整形回路 ９−・比較回路　１０−サンプリング回路特許出願人　
株式会社島津製作所 代理人　弁理士西田新 Ｄ Ｙ　第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１Ｎ　Ｍ　ＲＣＴ装置において被写体からのＮＭＲ
   信号を得る為の静磁場を常伝導マグネットにより発生す
   る装置であって、発生された静磁場内の球空間の中心を
   対称の中心とする少くとも２点に配設されたプローブと
   、その各プローブを周波数掃引方式で励起する高周波発
   生手段と、上記各プローブからのＮＭＲ信号を検波する
   手段と、その検波された各ＮＭＲ信号の時間位相差を検
   出する比較手段と、その比較手段の出力が０となるよう
   上記マグネットの電源に制御信号を供給する手段を備え
   、上記球空間内における静磁場の変動を補正し得るよう
   構成したことを特徴とするＮＭＲＣＴ装置における静磁
   場発生装置。 （２）上記プローブの核種を、当該ＣＴ装置により撮影
   すべき核種と異ならしめたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のＮＭＲＣＴ装置における静磁場発生装
   置。 （３）上記核プローブからのＮＭＲ信号の定常的な位相
   差を表示するよう構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載のＮＭＲＣＴ装置における静
   磁場発生装置。