JPS6029685A - 核磁気共鳴による検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴による検査装置Info
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- 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
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- 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
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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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、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。
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。
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（’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。
）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。
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。
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。
ここで、このような物質に、Ｚ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。すなわち
核のエネルギー準位がＺ方向に量子化される。
核のエネルギー準位がＺ方向に量子化される。
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。
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。
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。
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＝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。
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。
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。
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。
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
。
、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
。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
勾配磁場用コイル３の制御回路である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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。
説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、１回のシーケンスの周期を短縮することができる。
つぎに本発明の他の実施例への応用について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
この方法にも同様に本発明を実施することができる。
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。
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。
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。
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
。
＋ＴＳ２ について、Ｋ−１として計算した結果を第１５図に示す
。
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。
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。
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
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
Claims (1)
- （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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138479A JPS6029685A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138479A JPS6029685A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029685A true JPS6029685A (ja) | 1985-02-15 |
| JPH0222648B2 JPH0222648B2 (ja) | 1990-05-21 |
Family
ID=15223030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138479A Granted JPS6029685A (ja) | 1983-07-28 | 1983-07-28 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029685A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239150A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Yokogawa Electric Corp | 核磁気共鳴撮像装置 |
| JPS6211439A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-20 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒイメージング方法 |
| US4769603A (en) * | 1985-08-19 | 1988-09-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the operation of a nuclear magnetic resonance apparatus |
| EP0288861A1 (de) * | 1987-04-30 | 1988-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Kernspin-Tomographiegerät |
| JPWO2020235505A1 (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0659660U (ja) * | 1993-02-01 | 1994-08-19 | 帝国ピストンリング株式会社 | 組合せオイルリングの回り止め構造 |
-
1983
- 1983-07-28 JP JP58138479A patent/JPS6029685A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239150A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Yokogawa Electric Corp | 核磁気共鳴撮像装置 |
| JPS6211439A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-20 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒイメージング方法 |
| US4769603A (en) * | 1985-08-19 | 1988-09-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for the operation of a nuclear magnetic resonance apparatus |
| EP0288861A1 (de) * | 1987-04-30 | 1988-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Kernspin-Tomographiegerät |
| JPWO2020235505A1 (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | ||
| WO2020235505A1 (ja) * | 2019-05-17 | 2020-11-26 | 国立大学法人新潟大学 | 核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴イメージング方法、及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222648B2 (ja) | 1990-05-21 |
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