JPS6029685A - Inspecting method by nuclear magnetic resonance - Google Patents

Inspecting method by nuclear magnetic resonance

Info

Publication number
JPS6029685A
JPS6029685A JP58138479A JP13847983A JPS6029685A JP S6029685 A JPS6029685 A JP S6029685A JP 58138479 A JP58138479 A JP 58138479A JP 13847983 A JP13847983 A JP 13847983A JP S6029685 A JPS6029685 A JP S6029685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
gradient magnetic
time
gradient
application time
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.)
Granted
Application number
JP58138479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0222648B2 (en
Inventor
Hideto Iwaoka
秀人 岩岡
Hiroyuki Matsuura
裕之 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority to JP58138479A priority Critical patent/JPS6029685A/en
Publication of JPS6029685A publication Critical patent/JPS6029685A/en
Publication of JPH0222648B2 publication Critical patent/JPH0222648B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核磁気共鳴(nuclear magnet
ic reso−nance ) (以下これをrNM
RJ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および検査装置に関する。特に、
医療用装置に適するNMR画像装置の改良に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to nuclear magnetic resonance
ic reso-nance) (hereinafter referred to as rNM
It will be abbreviated as RJ. ) This invention relates to an inspection method and an inspection apparatus using nuclear magnetic resonance, in which the distribution of specific atomic nuclei within a subject can be known from outside the subject by utilizing the phenomenon. especially,
This invention relates to improvements in NMR imaging devices suitable for medical equipment.

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。
Before explaining the present invention, the principle of NMR will first be briefly explained.

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。
The atomic nucleus consists of protons and neutrons, which are considered to be rotating as a whole with nuclear spin angular momentum ■.

第1図は、水素の原子核(’H)を示したもので、(イ
)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン量子数騒
で表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e十を持っているので、原子核の
回転に従い、磁気モーメン −,7が住する。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。
Figure 1 shows a hydrogen nucleus ('H), which, as shown in (a), consists of one proton P and rotates as expressed by the spin quantum number. Here, proton P is (b)
As shown in , it has a positive charge e0, so as the nucleus rotates, a magnetic moment -,7 resides. In other words, each hydrogen nucleus can be thought of as a small magnet.

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、水素等の場合は、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。
Figure 2 is an explanatory diagram that schematically shows this point. In a ferromagnetic material such as iron, the directions of these micromagnets are aligned as shown in (a), and magnetization is observed as a whole. . On the other hand, in the case of hydrogen, etc., the direction of the micromagnets (the direction of the magnetic moment) is random as shown in (b),
No magnetization is seen as a whole.

ここで、このような物質に、Z方向の静磁場H。Here, such a substance is subjected to a static magnetic field H in the Z direction.

を印加すると、各原子核がHoの方向に揃う。すなわち
核のエネルギー準位がZ方向に量子化される。
When is applied, each atomic nucleus aligns in the direction of Ho. That is, the energy level of the nucleus is quantized in the Z direction.

第3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量子数は2であるから
、第3図(ロ)に示すように、−%と+2の2つのエネ
ルギー準位に分かれる。2つのエネルギー準位間のエネ
ルギー差ΔEは、(1)式で表される。
Figure 3 (a) shows this situation for a hydrogen nucleus. Since the spin quantum number of the hydrogen nucleus is 2, it is divided into two energy levels, -% and +2, as shown in Figure 3 (b). The energy difference ΔE between two energy levels is expressed by equation (1).

ΔE=77JHo −=−(]) ただし、γ:磁気回転比 ”Fq=h/2π 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、μXH。ΔE=77JHo −=−(]) However, γ: gyromagnetic ratio ”Fq=h/2π h blank constant Here, each atomic nucleus is given μXH by a static magnetic field Ho.

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。
Due to the force applied, the atomic nucleus moves around the Z axis, (2)
It precesses at an angular velocity ω as shown in the equation.

ω=rHo (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電磁波(通
禽ラジオ波)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類混在していても、
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
取り出すことができる。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。
ω=rHo (Larmor angular velocity) ・・・・・・(2)
When electromagnetic waves (bird radio waves) with a frequency corresponding to the angular velocity ω are applied to a system in this state, resonance occurs and the atomic nuclei (
1) It absorbs energy corresponding to the energy difference ΔE shown by the formula and transitions to a higher energy level. Even if several types of nuclei with nuclear spin angular momentum are mixed,
Since each atomic nucleus has a different gyromagnetic ratio γ, the resonance frequency differs, and therefore only the resonance of a specific atomic nucleus can be extracted. Furthermore, by measuring the strength of the resonance, it is possible to determine the amount of nuclei present. Further, after resonance, the atomic nucleus excited to a higher level returns to a lower level after a time determined by a time constant called relaxation time.

この緩和時間は、スピン−格子緩和時間(縦緩和時間)
T1と、スピン−スピン緩和時間(横緩和時間)T2と
に分類され、この緩和時間を観測することにより物質分
布のデータを得ることができる。一般に固体では、スピ
ンは結晶格子の上に決まった位置にほぼ固定されている
ので、スピン同士の相互作用が起こりやすい。したがっ
て緩和時間゛r2は短く、核磁気共鳴で得たエネルギー
は、まずスピン系にゆきわたってから格子系に移ってゆ
く。したがって時間T1はT2に比べて著しく大きい。
This relaxation time is the spin-lattice relaxation time (longitudinal relaxation time)
It is classified into spin-spin relaxation time (transverse relaxation time) T1 and spin-spin relaxation time (transverse relaxation time) T2, and data on material distribution can be obtained by observing this relaxation time. Generally, in solids, spins are almost fixed at fixed positions on the crystal lattice, so interactions between spins are likely to occur. Therefore, the relaxation time r2 is short, and the energy obtained by nuclear magnetic resonance is first transferred to the spin system and then to the lattice system. Therefore, time T1 is significantly larger than T2.

これに対して、液体では分子が自由に運動しているので
、スピン同士スピンと分子系(格子)のエネルギー交換
の起こりやすさは同程度である。したがって時間T1と
T2はほぼ等しい値になる。特に時間T1は、各化合物
の結合の仕方に依存している時定数であり、正雷組織と
悪性腫瘍とでは、値が大きく異なることが知られている
On the other hand, in a liquid, molecules move freely, so the likelihood of energy exchange between spins and the molecular system (lattice) is about the same. Therefore, times T1 and T2 have approximately equal values. In particular, the time T1 is a time constant that depends on the way each compound binds, and it is known that the value differs greatly between normal tissues and malignant tumors.

ここでは、水素原子核(’H)について説明したが、こ
の他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定を
行うことが可能であり、水素原子核以外に、リン原子核
(P)、炭素原子核(13C)、ナトリウム原子核(2
3Na、)フン素原子核(”F)、酸素原子核(0)等
に適用可能である。
Here, we have explained hydrogen nuclei ('H), but it is possible to perform similar measurements with other atomic nuclei that have nuclear spin angular momentum. (13C), sodium nucleus (2
3Na, ) fluorine atomic nucleus ("F), oxygen atomic nucleus (0), etc.

このように、NMRによって、特定原子核の存存置およ
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種々の化学的情報を得ることにより
、被検体内に種々の検査を行うことができる。
In this way, NMR allows the presence of specific atomic nuclei and their relaxation times to be measured, so by obtaining various chemical information about specific atomic nuclei within a substance, it is possible to conduct various tests inside the subject. I can do it.

従来より、このようなNMRを利用した検査装置として
、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NMR共鳴信号を、被検体の数
多くの方向についてめ、X線CTと同様の原理で、被検
体の各位置におけるNMR共鳴信号強度を再構成法によ
ってめるものがある。
Conventionally, inspection equipment using NMR excites protons in a virtual cross-section of the subject, and generates NMR resonance signals corresponding to each projection in numerous directions of the subject, similar to X-ray CT. Based on this principle, there is a method in which the NMR resonance signal intensity at each position of the object is determined by a reconstruction method.

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。
FIG. 4 is an operational waveform diagram for explaining an example of an inspection method in such a conventional device.

被検体に、はじめに第4図(ロ)に示すようにZ勾配磁
場Gz+ と、(イ)に示すように細い周波数スペクト
ル(flのRFパルス(9o°パルス)を印加する。こ
の場合、ラーモア角速度 ω=r (Ho+ΔG z ) −−−(31となる面
だけのプロトンがJiiI)起され、磁化Mを第5図(
イ)に示すような角速度ωで回転する回転座標系上に示
せば、y′軸方向90°向きを変えたものとなる。続い
て、第4図(ハ)、(ニ)に示すようにX勾配磁場Gx
とy勾配磁場cyを加え、これによって2次元勾配磁場
を作り、(ホ)に示すような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′、y′面内で矢印方向に次第に
分散して行くので、やがてNMR共鳴信号は減少し、第
4図(ホ)に示すようにτ時間を経過して無くなる。こ
のようにして得られたN M R共鳴信号をフーリエ変
換ずれば、X勾配磁場Gx、y勾配磁場cy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。
First, a Z gradient magnetic field Gz+ as shown in FIG. ω=r (Ho+ΔG z ) ---(Protons only on the plane 31 are generated JiiiI), and the magnetization M is shown in Fig. 5 (
If it is shown on a rotating coordinate system that rotates at an angular velocity ω as shown in a), the direction is changed by 90° in the y'-axis direction. Next, as shown in Fig. 4 (c) and (d), the X gradient magnetic field Gx
and y gradient magnetic field cy are applied, thereby creating a two-dimensional gradient magnetic field, and an NMR resonance signal as shown in (e) is detected. Here, as shown in FIG. 5(b), the magnetization M gradually disperses in the direction of the arrow in the X', y' plane due to the inhomogeneity of the magnetic field, so the NMR resonance signal eventually decreases. As shown in FIG. 4(E), the amount disappears after τ time has elapsed. If the NMR resonance signal obtained in this way is subjected to Fourier transformation, it becomes a projection in a direction perpendicular to the gradient magnetic field synthesized by the X gradient magnetic field Gx and the y gradient magnetic field cy.

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を少しずり変える。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
方向についてめることができる。
Thereafter, in the same way, wait a predetermined time τ' and repeat the next sequence. In each sequence, G
Change x and Gy slightly. This allows NMR resonance signals corresponding to each projection to be determined in many directions of the object.

このような動作をなす従来装置において、本発明者は、
前記RFパルス(90°パルス)を印加した後に磁化M
が緩和時間T1により熱平衡状態になるまで待たずに、
上記τ′の期間に反対極性の勾配磁界−Gxおよび−G
yを与えて、スピンの動きを反転させエコーを発生させ
て磁化Mを2軸方向に戻す方法を発明した(特願昭58
−)。第6図にこの方法の動作波形図を示す。スピン第
6図(イ)に示すように第一の高周波パルス(90°パ
ルス)を印加してから時間Ts1を経過してから、勾配
磁界の極性を反転させ、さらに時間]゛s2が経過して
から第二の高周波パルス(90’−xパルス)を印加す
ることにより1回のシーケンスを構成し、その後第三の
時間Tdを経過してから上記シーケンスを繰り返す。こ
の方法によれば、NMR信号強度を観測することにより
、緩和時間を待たずに緩和時間Tl、T2および原子核
密度を測定することができる。
In a conventional device that operates in this manner, the present inventor
After applying the RF pulse (90° pulse), the magnetization M
without waiting until it reaches a state of thermal equilibrium due to the relaxation time T1,
During the period of τ′ above, gradient magnetic fields −Gx and −G of opposite polarity
He invented a method to return the magnetization M to the biaxial direction by giving y and reversing the spin motion and generating an echo (Patent application 1983).
−). FIG. 6 shows an operational waveform diagram of this method. Spin As shown in Figure 6 (a), after time Ts1 has elapsed since the first high-frequency pulse (90° pulse) was applied, the polarity of the gradient magnetic field is reversed, and further time ]s2 has elapsed. Then, a second high-frequency pulse (90'-x pulse) is applied to form one sequence, and after a third time Td has elapsed, the above sequence is repeated. According to this method, by observing the NMR signal intensity, the relaxation times Tl and T2 and the nuclear density can be measured without waiting for the relaxation time.

このようにしてNMR信号を観測する方法において、本
発明者は勾配磁界の強度を制御すると、反対極性の勾配
磁界を印加する時間を短縮することができることに気付
いた。
In this method of observing NMR signals, the inventors have found that by controlling the strength of the gradient magnetic field, the time for applying the gradient magnetic field of opposite polarity can be shortened.

すなわち本発明は、複数の高周波パルスおよび勾配磁界
を印加するためのシーケンスを短縮し、核磁気共鳴によ
る検出を行う時間を短縮する方法を提供することを目的
とする。
That is, an object of the present invention is to provide a method that shortens the sequence for applying a plurality of high-frequency pulses and gradient magnetic fields, and shortens the time for detection by nuclear magnetic resonance.

本発明は、第一の高周波パルスを与えて勾配磁界を与え
、その勾配磁界の極性を反転してから被検体に印加する
勾配磁界の強度を大きくして、その反対極性の勾配磁界
を印加する時間を短縮することを特徴とする。
The present invention applies a gradient magnetic field by applying a first high-frequency pulse, reverses the polarity of the gradient magnetic field, increases the intensity of the gradient magnetic field applied to the subject, and applies a gradient magnetic field of the opposite polarity. It is characterized by shortening the time.

第7図は本発明の手法を実現するた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、■は一様
静磁場Ho (この場合の方向をZ方向とする。)を発
生させるための静磁場用コイル、2ばこの静磁場用コイ
ルI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1゛ル1によって発生ずる磁束の密度Ha
は、0.1T〜0.2T程度であり、また均一度はlO
以上であることが望ましい。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a device for implementing the method of the present invention. In the figure, ■ is a control circuit for a static magnetic field coil I for generating a uniform static magnetic field Ho (the direction in this case is the Z direction), and a control circuit for the static magnetic field coil I of 2-cigarettes, for example, a DC stabilized power supply. Contains. Density Ha of magnetic flux generated by static magnetic field coil 1
is about 0.1T to 0.2T, and the uniformity is lO
The above is desirable.

3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。
Reference numeral 3 generally indicates a gradient magnetic field coil, and 4 indicates a control circuit for this gradient magnetic field coil 3.

第8図(イ)は勾配磁場用コイル3の一例を示す構成図
で、Z勾配磁場用コイル3Ly勾配磁場用コイル32.
33、図示してないがy勾配磁場用コイル32.33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は、一様
静磁場Hoと同一方向磁界を発生ずるもので、x、y、
z軸方向にそれぞれ直線勾配をもつ磁場を発生ずる。6
0は制御回路4のコントローラである。
FIG. 8(A) is a configuration diagram showing an example of the gradient magnetic field coil 3, in which the Z gradient magnetic field coil 3Ly, the gradient magnetic field coil 32.
33. Although not shown, it includes an X-gradient magnetic field coil which has the same shape as the y-gradient magnetic field coil 32 and 33 and is installed with a 90" rotation. It generates a magnetic field in the same direction as the magnetic field Ho, x, y,
Each generates a magnetic field with a linear gradient in the z-axis direction. 6
0 is a controller of the control circuit 4.

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8図(ロ
)に示す。
Reference numeral 5 denotes an excitation coil that provides an RF pulse with a narrow frequency spectrum f as an electromagnetic wave to the subject, and its configuration is shown in FIG. 8 (b).

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
)の信号を発生ずる発振器で、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デー1−回
路61、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8図(ロ)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。
6 is the frequency corresponding to the NMR resonance condition of the atomic nucleus to be measured (for example, for protons, 42.6 MHz/T
), the output of which is applied to the excitation coil 5 via a data 1 circuit 61 whose opening and closing are controlled by signals from a controller 60 and a power amplifier 62. Reference numeral 7 denotes a detection coil for detecting an NMR resonance signal in the subject, and its configuration is the same as the excitation coil shown in FIG. Note that it is desirable that this detection coil be installed as close to the subject as possible;
If necessary, it may also be used as an excitation coil.

71は検出コイル7から得られるNMR共鳴信号(F 
I D : free 1nduction deca
y)を増幅する増幅器、72は位相検波回路、73は位
相検波された増幅器71からの波形信号を記憶するウェ
ーブメモリ回路で、A/D変換器を含んでいる。8はウ
ェーブメモリ回路73からの信号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ば得られた断層
像を表示するテレビジョンモニタのような表示器である
71 is an NMR resonance signal (F
ID: free 1induction deca
y), 72 is a phase detection circuit, and 73 is a wave memory circuit that stores the phase-detected waveform signal from the amplifier 71, and includes an A/D converter. 8 is a computer that inputs the signal from the wave memory circuit 73 via a transmission line 74 made of, for example, an optical fiber, and performs predetermined signal processing to obtain a tomographic image; 9 is a television that displays the obtained tomographic image. It is a display device like a John monitor.

このように構成した装置の動作を第9図を参照しながら
説明する。
The operation of the apparatus configured as described above will be explained with reference to FIG.

まず、はじめに制御回路2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、はしめに制御回路4を介して
Z勾配磁場用コイル31に電流を流し、第9図(ロ)に
示すようにZ勾配磁場Gz十を与える。また、Gz十が
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9図(伺に示すように細いスペクトルを持った9
0 ”パルスで、被検体の一面を励起する。なお、第9
図(ロ)において、Gz+に続<GZ−は、被検体の異
なる部分からのNMR共鳴信号の位相を一致させるため
の波形信号であって、この技術は公知の技術である。
First, the control circuit 2 applies a current to the static magnetic field coil 1 to apply a static magnetic field Ho to the subject (the subject is placed within the cylinder of each coil). In this state, the controller 60 finally supplies a current to the Z gradient magnetic field coil 31 via the control circuit 4 to provide a Z gradient magnetic field Gz0 as shown in FIG. 9(b). Also, with Gz 0 being given, the gate circuit 61 is opened and the signal from the oscillator 6 is applied to the excitation coil 5 via the amplifier 62. 9
0'' pulse to excite one side of the object.
In the figure (b), <GZ- following Gz+ is a waveform signal for matching the phases of NMR resonance signals from different parts of the subject, and this technique is a known technique.

この時点toにおいて磁化Mはy′の方向に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32.33に電流を流し、第9図(ハ)、(
ニ)に示すように所定の大きさの磁場Gx、Gyを印加
し、検出コイル7から得られる第9図(ホ)に示すよう
なNMR共鳴信号を検出する。
At this point to, the magnetization M changes direction by 90' in the y' direction. Next, current is applied to the X gradient magnetic field coil and the Y gradient magnetic field coil 32, 33, and as shown in FIG.
As shown in (d), magnetic fields Gx and Gy of a predetermined magnitude are applied, and an NMR resonance signal as shown in FIG. 9 (e) obtained from the detection coil 7 is detected.

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もので、この信号は増幅器71で増
幅され、位相検波回路72で位相検波され、ウェーブメ
モリ回路73を介してコンピュータ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
クシヨンの信号となる。これまでの動作は従来装置と同
様である。
The NMR resonance signal detected by the detection coil 7 gradually attenuates with time, and this signal is amplified by an amplifier 71, phase detected by a phase detection circuit 72, and applied to the computer 8 via a wave memory circuit 73. Ru. Here, the NMR resonance signal is Fourier transformed to become a signal of one projection. The operation up to now is the same as that of the conventional device.

NMR共鳴信号が無くなるまでのTs+時間経過後にコ
ントローラ60は、第9図(ハ)、(ニ)に示すように
X勾配磁場用コイルおよびy勾配磁場用コイルに反対極
性の電流であって、電流値の大きい電流を流し、被検体
に磁場Gx、Gyを同時に印加させる。
After Ts+ time has elapsed until the NMR resonance signal disappears, the controller 60 applies current of opposite polarity to the X gradient magnetic field coil and the Y gradient magnetic field coil, as shown in FIGS. 9(C) and (D). A large current is passed to simultaneously apply magnetic fields Gx and Gy to the subject.

これにより、分散した磁化Mは再び集合しはじめ、検出
コイル7からは、第9図(ボ)に示すように次第に増大
するNMR共鳴信号(この信号をエコー信号と呼ぶ。)
が検出される。
As a result, the dispersed magnetization M begins to gather again, and the detection coil 7 outputs an NMR resonance signal (this signal is called an echo signal) that gradually increases as shown in FIG. 9 (bo).
is detected.

ここで本発明の特徴とするところは、はしめの90°パ
ルスから勾配磁界の極性を反転するまでの時間Tslに
与える勾配磁界は時間T m 1でその強度はgXx、
gylであるが、勾配磁界の極性を反転してからつぎの
90°−Xパルスを与えるまでの時間T S 2に被検
体に与える勾配磁界の時間T m 2はその前の時間T
 m tより短くし、しかもその勾配flI!7の強度
gX2、g)’2は前の勾配磁界の強度gxt、gyt
より大きく制御するとごろにある。
Here, the feature of the present invention is that the gradient magnetic field applied to the time Tsl from the final 90° pulse until the polarity of the gradient magnetic field is reversed is T m 1 and its intensity is gXx,
gyl, the time T m 2 of the gradient magnetic field applied to the subject during the time T S 2 from reversing the polarity of the gradient magnetic field until applying the next 90°-X pulse is equal to the previous time T
m shorter than t, and its slope flI! 7's strength gX2, g)'2 is the strength of the previous gradient magnetic field gxt, gyt
It's about having more control.

このようにするとNMR信号は第9図(ホンに示すよう
に、時間T S 2で短い時間に集中的にエコー信号が
現れる。特に、勾配磁界を印加する時間と核磁気共鳴の
強度との関係を とすることにより、短時間でエコー信号を観測すること
ができるようになる。
When this is done, the NMR signal will be changed to an echo signal that appears intensively in a short period of time at time T S 2, as shown in Figure 9 (Hon).In particular, the relationship between the time of applying the gradient magnetic field and the intensity of nuclear magnetic resonance. By doing so, it becomes possible to observe the echo signal in a short time.

また、第一の高周波パルス(90°パルス)を印加して
から第二の高周波パルス(90°−Xパルス)を印加す
るまでの時間を短縮すると、被検体の緩和時間T2によ
るスピンの拡がりが少なくなり、次に観測するときの信
号が大きくなる。
In addition, if the time from applying the first high-frequency pulse (90° pulse) to applying the second high-frequency pulse (90°-X pulse) is shortened, the spin spread due to the relaxation time T2 of the specimen will be reduced. The signal decreases, and the next time you observe it, the signal will become larger.

この状態からある時間Tdを経過後に、緩和によって磁
化MばZ′軸に一致する。ここで、t3の時点から、磁
化MがZ′軸に一致するまでの時間Tdは、t3の時点
では磁化MがZ′軸から僅かに分散しているだけである
ことから、緩和時間T1に比較して十分短く、例えば4
 T s程度でよい。時間Tdが経過した時点で、第1
回目のシーケンスが終了し、以後同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Gx、Gy
を少しずつ変え、それぞれのシーケンスについて、すな
わち、それぞれのプロジェクションについて、検出コイ
ル7からNMR共鳴信号およびエコー信号を得る。
After a certain time Td elapses from this state, the magnetization M coincides with the Z' axis due to relaxation. Here, since the magnetization M is only slightly dispersed from the Z' axis at the time t3, the time Td from the time t3 until the magnetization M coincides with the Z' axis is equal to the relaxation time T1. It is sufficiently short in comparison, for example 4
It may be about Ts. When the time Td has elapsed, the first
The second sequence is completed, and the same sequence is repeated thereafter. In each sequence, Gx, Gy given to the subject
is changed little by little, and an NMR resonance signal and an echo signal are obtained from the detection coil 7 for each sequence, that is, for each projection.

コンピュータ8は、各シーケンスにおいて、例えば、は
じめに出力されるNMR共鳴信号または時間反転波であ
るエコー信号をフーリエ変換し、X線CTと同様な公知
の手法(例えばf i l teredback pr
ojction)によって再構成演算を行い、断M像を
得て、これを表示器9に表示する。
In each sequence, for example, the computer 8 performs Fourier transform on the first output NMR resonance signal or echo signal which is a time-reversed wave, and uses a known method similar to X-ray CT (for example, filteredback pr
A reconstruction calculation is performed by the following command (ojction) to obtain a cross-sectional M image, which is displayed on the display 9.

このようにして、本発明では得られる情報にかわりなく
、1回のシーケンスの周期を短縮することができる。
In this way, the present invention can shorten the period of one sequence, regardless of the information obtained.

つぎに本発明の他の実施例への応用について説明する。Next, application of the present invention to other embodiments will be explained.

第10図は二次元フーリエ法に適用する場合の本発明は
実施例方法のパルス系列を示す波形図である。この例は
第一の高周波パルス(90°パルス)を印加してから第
二の高周波パルス(90°−Xパルス)を印加するまで
の間に、正負の勾配磁界Gx、Gyを順次印加するもの
で、正負の勾配磁界の強度の変更はX方向の勾配磁界に
ついてのみ行えば十分である。この方法によっても同様
に全体の観測の周期を短縮することができる。
FIG. 10 is a waveform diagram showing a pulse sequence of an embodiment of the present invention when applied to a two-dimensional Fourier method. In this example, positive and negative gradient magnetic fields Gx and Gy are sequentially applied between applying the first high-frequency pulse (90° pulse) and applying the second high-frequency pulse (90°-X pulse). It is sufficient to change the strength of the positive and negative gradient magnetic fields only for the gradient magnetic field in the X direction. This method also allows the overall observation period to be shortened.

X方向の勾配磁界Gxは振幅が時間とともに次第に減少
し、X方向の勾配磁界cyは振]■が時間とともに次第
に増大するように制御される。
The gradient magnetic field Gx in the X direction is controlled so that its amplitude gradually decreases over time, and the gradient magnetic field cy in the X direction is controlled so that its amplitude gradually increases over time.

第11図はセレクティブ・エクサイテーション・ライン
法に適用する場合の本発明実施例方法のパルス系列波形
図である。この方法は、第一の高周波パルス(180°
パルス)に先立って90°パルスを与え、その90°パ
ルスと同時に2方向に勾配磁界Gzを与え、上記180
゛パルスと同時にX方向に勾配磁界Gxを与えるように
構成されたもので、この方法においても正負の勾配磁界
の強度の制御は、X方向の勾配磁界についてのみ行う。
FIG. 11 is a pulse sequence waveform diagram of the method according to the embodiment of the present invention when applied to the selective excitation line method. This method consists of a first high-frequency pulse (180°
A 90° pulse is applied prior to the 180° pulse, and a gradient magnetic field Gz is applied in two directions simultaneously with the 90° pulse.
It is configured to apply a gradient magnetic field Gx in the X direction at the same time as the pulse, and in this method as well, the strength of the positive and negative gradient magnetic fields is controlled only for the gradient magnetic field in the X direction.

この方法によっても同様に本発明を実施することができ
る。
The present invention can also be practiced using this method.

第12図は上記二次元フーリエ法の変形方法に本発明を
適用した場合の本発明実施例方法のパルス系列波形図で
ある。この例は第一のパルスを印加してから第二のパル
スを印加するまでの間に繰り返して、正負の勾配磁界を
印加する方法である。
FIG. 12 is a pulse sequence waveform diagram of a method according to an embodiment of the present invention when the present invention is applied to a modified method of the two-dimensional Fourier method. In this example, a positive and negative gradient magnetic field is repeatedly applied between applying the first pulse and applying the second pulse.

第13図は上記二次元フーリエ法の別の変形方法に本発
明を適用した場合のパルス系列波形図である。この方法
は、X方向の勾配磁界とX方向の勾配磁界とを交互に繰
り返し印加する方法であり、この方法にも同様に本発明
を実施することができる。
FIG. 13 is a pulse sequence waveform diagram when the present invention is applied to another modified method of the two-dimensional Fourier method. This method is a method in which a gradient magnetic field in the X direction and a gradient magnetic field in the X direction are repeatedly applied alternately, and the present invention can be similarly implemented with this method.

第14図は上記第12図または第13図で説明した二次
元フーリエ法の変形方法にインバージョン・すカバリ法
を併用する方法であって、第14図の破線の部分は第1
2図または第13図と同じものである。
FIG. 14 shows a method in which the two-dimensional Fourier method modification method explained in FIG. 12 or FIG. 13 is combined with the inversion/recovery method.
It is the same as FIG. 2 or FIG. 13.

この方法にも同様に本発明を実施することができる。The present invention can be implemented in this method as well.

数値の一例について検出した結果を示すと、信号の大き
さを■、被検体の縦緩和時間をT1、横緩和時間をT2
とすると、 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(5)なる関係
がある。数値の一例として、鶏卵の卵白について示すと
、 T1 =713mS、T2 = 124mS。
To show the results of detection for an example of numerical values, the magnitude of the signal is ■, the longitudinal relaxation time of the subject is T1, and the transverse relaxation time is T2.
Then, there is a relationship as follows (5). As an example of numerical values, for egg white of a chicken egg, T1 = 713 mS, T2 = 124 mS.

Tst = 10mS、、TS2 = LmS。Tst = 10mS, TS2 = LmS.

Td=5Qm3 とすると、 V=に×0.309 となる。一方従来例方法で、 Tsz = 10mS、、TS2 = 10mS。Td=5Qm3 Then, V=to×0.309 becomes. On the other hand, in the conventional method, Tsz = 10mS, TS2 = 10mS.

とすると、 V=KX0.209 となる。この例についていくつかの時間TS=TS1 
+TS2 について、K−1として計算した結果を第15図に示す
Then, V=KX0.209. For this example some time TS=TS1
FIG. 15 shows the results of calculations for +TS2 as K-1.

以上説明したように、本発明によれば1回のシーケンス
の中で反対極性の勾配磁界を印加する時間が短縮され、
全体としてシーケンスを短くすることができる。この時
間の短縮によっても、緩和時間および原子密度について
の情報は従来と同様に得られ、失われる情報はない。ま
た、時間の短縮により緩和時間T2によるスピンの拡が
りが少なくなり、次に観測するときの信号が大きくなる
利点がある。
As explained above, according to the present invention, the time for applying a gradient magnetic field of opposite polarity in one sequence is shortened,
The overall sequence can be shortened. Even with this time reduction, information about relaxation time and atomic density can be obtained in the same way as before, and no information is lost. Furthermore, the shortening of the time reduces the spread of spins due to the relaxation time T2, which has the advantage of increasing the signal at the next observation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は水素原子のスピンを説明する図。 第2図は水素原子の磁気モーメントを模式化した図。 第3図は水素原子の原子核が磁場の方向に揃う状態を説
明する図。 第4図はNMRによる検査パルス波形の一例を示す図。 第5図は磁化Mを回転座標系に表示する図。 第6図は磁場反転による磁化を熱平衡状態にもどすパル
ス系列波形図。 第7図は本発明実施例装置の構成図。 第8図は磁場用コイルの一例を示す構造図。 第9図は本発明実施例方法のパルス系列波形図。 第10図ないし第14図は本発明を各種の方法に実施し
た場合のパルス系列波形図。 第15図は本発明実施例方法による観測結果の一例をシ
ュミレーションにより示す図。 特許出願人 横河北辰電機株式会社 −代理人 弁理士
 井 出 直 孝
FIG. 1 is a diagram explaining the spin of a hydrogen atom. Figure 2 is a schematic diagram of the magnetic moment of a hydrogen atom. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the nuclei of hydrogen atoms are aligned in the direction of a magnetic field. FIG. 4 is a diagram showing an example of an inspection pulse waveform by NMR. FIG. 5 is a diagram showing magnetization M in a rotating coordinate system. Figure 6 is a pulse sequence waveform diagram that returns magnetization to a thermal equilibrium state due to magnetic field reversal. FIG. 7 is a configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a structural diagram showing an example of a magnetic field coil. FIG. 9 is a pulse sequence waveform diagram of the method according to the embodiment of the present invention. 10 to 14 are pulse sequence waveform diagrams when the present invention is implemented in various methods. FIG. 15 is a diagram showing, by simulation, an example of observation results obtained by the method of the embodiment of the present invention. Patent applicant: Yokogawa Hokushin Electric Co., Ltd. - Agent: Naotaka Ide, patent attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被検体に一様静磁場を印加し、 上記被検体の組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴
を与えるための第一の高周波パルスを印加し、 上記原子核に生じる核磁気共鳴信号を測定して、この原
子核が共鳴している高いエネルギーレベルから熱平衡状
態の低いエネルギーレベルに戻るまでの自由誘導振動の
測定を行い、 上記第一の高周波パルスを印加してから第一の時間Ts
の経過後に上記原子核に第二の高周波パルスを印加する
ことにより1回のシーケンスを構成し、 その後第二の時間Tdを経過してから、上記シーケンス
を繰り返し、 上記勾配磁界の印加は、上記シーケンスの上記第一の時
間Tsの時間中に設定された第一の勾配・磁界印加時間
Tmxに勾配磁界を印加し、その第一の勾配磁界印加時
間につづく第二の勾配磁界印加時間Tm2に上記勾配磁
界と反対極性の勾配磁界を印加するように行う 核磁気共鳴による検査方法において、 上記勾配磁界の印加は、上記第二の勾配磁界の印加時間
Tm2が上記第一の勾配磁界の印加時間Tmlより短く
なり、上記第二の勾配磁界の印加時間t2に印加する勾
配磁界の大きさが上記第一の勾配磁界の印加時間T m
 1に印加する勾配磁界の大きさより大き′(なるよう
に設定することを特徴とする核磁気共鳴による検査方法
(1) Applying a uniform static magnetic field to the subject, applying a first high-frequency pulse for imparting nuclear magnetic resonance to the nuclei of atoms constituting the tissue of the subject, and generating nuclear magnetic resonance signals in the nuclei. The free induced vibration is measured from the high energy level at which this atomic nucleus resonates to the low energy level at which it is in thermal equilibrium.
One sequence is constructed by applying a second high-frequency pulse to the atomic nucleus after the elapse of Td, and after a second time Td elapses, the above sequence is repeated. A gradient magnetic field is applied during the first gradient/magnetic field application time Tmx set during the first time Ts of , and the above gradient magnetic field is applied during the second gradient magnetic field application time Tm2 following the first gradient magnetic field application time. In a nuclear magnetic resonance inspection method in which a gradient magnetic field having a polarity opposite to that of the gradient magnetic field is applied, the application of the gradient magnetic field is such that the application time Tm2 of the second gradient magnetic field is equal to the application time Tml of the first gradient magnetic field. The magnitude of the gradient magnetic field applied during the application time t2 of the second gradient magnetic field is equal to the application time T m of the first gradient magnetic field.
1. An inspection method using nuclear magnetic resonance, characterized in that the magnetic field is set to be larger than the magnitude of the gradient magnetic field applied to
JP58138479A 1983-07-28 1983-07-28 Inspecting method by nuclear magnetic resonance Granted JPS6029685A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58138479A JPS6029685A (en) 1983-07-28 1983-07-28 Inspecting method by nuclear magnetic resonance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58138479A JPS6029685A (en) 1983-07-28 1983-07-28 Inspecting method by nuclear magnetic resonance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6029685A true JPS6029685A (en) 1985-02-15
JPH0222648B2 JPH0222648B2 (en) 1990-05-21

Family

ID=15223030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58138479A Granted JPS6029685A (en) 1983-07-28 1983-07-28 Inspecting method by nuclear magnetic resonance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6029685A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61239150A (en) * 1985-04-16 1986-10-24 Yokogawa Electric Corp Nuclear magnetic resonance image pickup device
JPS6211439A (en) * 1985-07-10 1987-01-20 株式会社日立製作所 NMR imaging method
US4769603A (en) * 1985-08-19 1988-09-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for the operation of a nuclear magnetic resonance apparatus
EP0288861A1 (en) * 1987-04-30 1988-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Nuclear magnetic resonance imaging apparatus
WO2020235505A1 (en) * 2019-05-17 2020-11-26 国立大学法人新潟大学 Nuclear magnetic resonance imaging device, nuclear magnetic resonance imaging method, and program

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0659660U (en) * 1993-02-01 1994-08-19 帝国ピストンリング株式会社 Anti-rotation structure of combined oil ring

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61239150A (en) * 1985-04-16 1986-10-24 Yokogawa Electric Corp Nuclear magnetic resonance image pickup device
JPS6211439A (en) * 1985-07-10 1987-01-20 株式会社日立製作所 NMR imaging method
US4769603A (en) * 1985-08-19 1988-09-06 Siemens Aktiengesellschaft Method for the operation of a nuclear magnetic resonance apparatus
EP0288861A1 (en) * 1987-04-30 1988-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Nuclear magnetic resonance imaging apparatus
WO2020235505A1 (en) * 2019-05-17 2020-11-26 国立大学法人新潟大学 Nuclear magnetic resonance imaging device, nuclear magnetic resonance imaging method, and program
JPWO2020235505A1 (en) * 2019-05-17 2020-11-26

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0222648B2 (en) 1990-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0222348B2 (en)
US4684892A (en) Nuclear magnetic resonance apparatus
JPS6029685A (en) Inspecting method by nuclear magnetic resonance
JPS6240658B2 (en)
JPH0252497B2 (en)
JPS59231438A (en) Inspection method and apparatus by nuclear magnetic resonance
JPS6024464A (en) Inspection method by employing nuclear magnetic resonance
JPS60146140A (en) Method and apparatus of inspection using nuclear magnetic resonance
JPH0470013B2 (en)
JPS6249577B2 (en)
JPS6240657B2 (en)
JPH0228820B2 (en)
JPS6218863B2 (en)
JP3473631B2 (en) Inspection device using nuclear magnetic resonance
JPH0311223B2 (en)
JPH0421491B2 (en)
JPS5956154A (en) Method and device for inspection by means of nuclear magnetic resonance
JPS5983039A (en) Inspecting method and apparatus utilizing nuclear magnetic resonance
JPS6020140A (en) Inspecting apparatus by nuclear magnetic resonance
JPS59105550A (en) Inspection method by nuclear magnetic resonance
JPS6029684A (en) Inspecting method and device by nuclear magnetic resonance
JPH0245450B2 (en)
JPH0255047B2 (en)
JPH0421488B2 (en)
JPS6180035A (en) Nmr image apparatus