JPS61266945A - 核磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

核磁気共鳴撮像装置

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JPS61266945A
JPS61266945A JP60109541A JP10954185A JPS61266945A JP S61266945 A JPS61266945 A JP S61266945A JP 60109541 A JP60109541 A JP 60109541A JP 10954185 A JP10954185 A JP 10954185A JP S61266945 A JPS61266945 A JP S61266945A
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slice
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Takaaki Hirata
隆昭 平田
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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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
    • G01R33/50—NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、核磁気共鳴撮像装置(以下核磁気共鳴をNM
Rと略す)に関し、特に計算画像を求める際等の種々の
計算に用いられる信号強度の理論式の改善に関するもの
である。
(従来の技術) 従来より、NMRII像装置において、測定した画像か
ら医学上有用とされている縦緩和時間T1値に関する画
像(TI像)や横緩和時間T2111に関する画像(T
 2像)、プロトン密度ρに関する画像等を求める技法
があった。
これらの画像は、各種のパルスシーケンスにJ5いて求
められるが、一般に、NMR信号を観測して得た原画像
と、NMR信号の強度を表わす信号強度の理論式とを用
いて、TI * 72 *ρに関ずる計算画像を求めて
いる。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記理論式はスライスによる影響(スラ
イス方向で磁化が90°倒れないことによる影響)を含
まない理論式であり、正確な計算画像が得られないとい
う問題があった。
本発明の目的は、この様な点に鑑み、スライスの影響を
含んだ信号強度の理論式を用いることにより、正確なT
 + + 72 *ρの値を求め得るNMR撮像装置を
提供することにある。
この様な目的を達成するために本発明では、下記(イ)
ないし(ニ)の手順によりスライスによる影響を含んだ
理論式を得ると共に、原画像とこの理論式とから緩和時
間(T+ 、T2 )又はプロトン密度(ρ)の値を求
め得る機能を有する制御手段を具備したことを特徴とす
る。
記 (イ)90°パルスにより磁化の倒れる角度がα°のと
きの信号強度を求める。
(ロ)スライス中央からの距離2の点における、90°
パルスにより磁化が倒れる角度αを求める。
(ハ)前記(イ)で求めた信号強度を前記(ロ)を用い
て2で積分し、スライスの影響を含んだ信号強度を求め
る。
(ニ)前記(ハ)の値からスライスの影響を含んだ理論
式を求める。
(実施例) 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。第1図は本
発明に係るNMR11像装置の一実施例を示す要部構成
図である。図において、1はマグネットアセンブリで、
内部には対象物を挿入するための空間部分(孔)が設け
られ、この空間部分を取巻くようにして、対象物に一様
静磁場Hoを印加する主磁場コイル2と、勾配磁場を発
生するための勾配磁場コイル3(個別に勾配磁場を発生
することができるように構成されたX勾配磁場コイル、
X勾配磁場コイル、2勾配磁場コイルより構成される)
と、対象物内の原子核のスピンを励起するための高周波
パルスを与えるRF送信コイル4と、対象物からのNM
R信号を検出する受信用コイル5等が配置されている。
主磁場コイルは静磁場制御回路15に、G X +Gy
、Gz各勾配磁場コイルは勾配磁場制御回路14に、R
F送信コイルは電力増幅器18に、そしてNMR信号の
受信用コイルはプリアンプ19に、それぞれ接続されて
いる。
13はコントローラで、勾配磁場や高周波磁場の発生シ
ーケンスを制御すると共に得られたNMR信号を波形メ
モリ21に取込むために必要な制御を行う。
17はゲート変調回路、16は高周波信号を発生する高
周波発振器である。ゲート変調回路17は、コントロー
ラ13からの制御信号により高周波発振器16が出力し
た高周波信号を適宜に変調し、所定の位相の高周波パル
スを生成する。この高周波パルスはRF電力増幅器18
を通してRF送信コイル4に加えられる。
19は検出コイル5から得られるNMR信号を増幅する
プリアンプ、20は高周波発振器の出力信号を参照して
NMR信号を位相検波する位相検波回路、21は位相検
波されたプリアンプからの波形信号を記憶する波形メモ
リで、ここにはA/D変換器を含んでいる。
11は波形メモリ21からの信号を受け、所定の信号処
理を施して断層像を御るコンピュータ、12は得られた
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。
この様な構成において、計算画像作成の場合を例にとっ
てその手順を次に説明する。
例えば、5R8E法によるパルスシーケンスにおける3
枚の原画像から、計算画像を求める場合を例にとる。こ
こで5R8E法とは飽和回復法(S aturatio
n  Recovery法:SR法と略す)トスヒンエ
゛コー法(3pin  E also法:SE法と略す
)とを合せたパルスシーケンスである。
■スキャンパラメータ等の条件が予め設定されたコント
ローラ13の制御により、ゲート変調回路17を通して
第2図(イ)に示すようなガウシアン変調された90°
パルスを得、これを電力増幅器18を介してRF送信コ
イル4に与え、対象物を励起する。この時同時に勾配磁
場Gzも印加して(同図(ロ))、特定のスライス面内
にあるスピンのみを選択励起する。
次に、勾配磁場Gyにより位相エンコードを行い、それ
と同時に勾配磁場Gxを印加して(同図(ニ))、エコ
ーを観測する準備をしておく。
続いて、勾配磁場の印加を停止し、180°パルスを印
加しスピンを反転させる。その後同図(二:に示すよう
にGxを印加しながら発生するエコー信号(同図(ホ)
)を受信コイル5で検出し、観測する。受信コイルで検
出されたスピンエコー信号は、プリアンプ19、位相検
波回路2oを経て波形メモリ21に蓄えられる。
■上記■の方法で位相エンコード量の異なる多数の信号
から原画像(画像データ)を得る。
■必要ならば画像に空間フィルタをかける。すなわち、
濃度分解能(S/N)が空間分解能に比べ悪い場合は、
空間フィルタにより画像の濃度分解能を上げる。
■上記■(又は■)により得た3枚の原画像と理論式(
詳細は後述する)から、例えば反復補正最小2乗法など
により、T I * T2 *ρの計算画像を得る。
以上の手順により、TI + T2 *ρの計算画像を
正確に得ることができる。
次に、上記で使用した理論式の求め方について説明する
。スライスの影響を含まない理論式をF n (Tr、
Ts、T1、Tz、 f )とする。
Fn  (Tr、Ts、T1、Tz、、/’ )イ)磁
化の倒れる角度がα゛のときの信号強度はとなる。
口)ガウシアン90°パルスを用いていれば、スライス
中央から距離2の点でのαは Q(−(z/2 )exp (−22)       
            −−−(2!)となる。
ハ) (1)式を(2)式により2で積分すればスライ
スの影響を含んだ信号強度が求まり、次式となる。
(3)式の積分は(T+/Tr)のみの関数であるので
、この値をCs+;Sr:(TI /Tr )と書く。
二) 05$25SはTt/Trのみの関数なので、必
要なT + / T rの範囲で数値積分によりC5監
εを求め、この値からC5&SEをT + / T r
の多環式として求めることができる。
以上から、スライスの影響を含んだ理論式Fs(Tr、
T、、T;、T2. f )は、Fnと、スライスの影
響を表わす係数Cs*sEとの積として求まる。
F s  (K、Ts、丁、、T2 、r)= F n
  (Tr、Ts汀+、Tz、f’ ) C3g5B 
(T + / T r )ここで、C3Rsf:は、例
えば0.2< T I/ Ty <10.0の場合には C5g5r:W8.1S37E−6(工1Tr)’−2
,(150g6 F −4(駒1)5十4.2’7Gr
15 E −3(工/ T? )’−3,l’7’(0
2E −2(工/T?)”十1.29242 E−−1
(T、/T、)2−2J5’54 E −1(τ、/T
;)+  1.Q557 以上は5R8E法の場合での理論式であるが、パルスシ
ーケンスが1つの90°パルスとを数個の180’パル
スから構成されたものである場合には、スライスの影響
を表わす係数は前記C31!SLと同じである。
パルスシーケンスが1つの906パルスと偶数個の18
06パルスから構成されたものである場合には(例えば
、第3図に示すように5R8E法において各ビューごと
に180°パルスを2回ずつ加えるようにした5R2S
E法、あるいは反転回復法(I nVersion  
Recovary法=IR法)とSE法を組合せた第4
図に示すようなIR8E法など)、スライスの影響を含
まない理論式をFnとすれば、磁化が倒れる角度がα°
のときの信号強度は5ift改 となり、以下上述の場合と同様に計算可能である◎例え
ば、ガウシアン90°パルスを用いていhGf、0・2
<TI/T、? <10.0で、スライスの影響を表わ
す係数Cは C,=  −2,4203E−−5・(T、/丁r)5
+5.6g61 F −4・(Ti /Tp)’−3.
65231− −3・(丁−/Tr)3−1.0011
石−2・(Tl/Tr)2+3.2162 E −1・
(Tll′T−)+Q、ql’78 である。
以上がガウシアン90”パルスを用いた場合の計算であ
るが、他の90″パルスを用いた場合でもスライス中央
から距離2の点での90’″パルスにより磁化が倒れる
角度αが求まれば同様に計算できる。
この角度αはNMRjl像装置においてスライス方向に
勾配磁場を加えたときの信号から実験により求めても良
い。
以上のようにして求められた理論式を用いて計算画像を
得る方式は、スライスによる影響を含まない理論式を使
用して求めた計算画像に対して後からスライスの影響に
よる補正を施すようにする場合に比べて、計算が簡単で
、かつ正確な計算画像を得ることができる利点がある。
特に最小2乗法により計算する場合、スライスの影響を
含んだ理論式を用いなければ間違った関数でカーブフィ
ッティングを行うことになる。
なお、実施例では最終的に計算画像を求める場合を例に
とって説明したが、必ずしも最終結果が画像である必要
はない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、スライスの影響
を含んだ信号強度の理論式を用いることにより、T l
 # T 21ρなどの値が正確に計算できる特徴があ
る。
また、特にパルスシーケンスが1つの90”パルスと1
80°パルス(180’パルスはなくてもよい)から構
成されている場合には、上記信号強度の理論式はスライ
スの影響によるずれが丁r / T rのみの関数とな
り簡単にTI/T?の多項式で表わされるものとなり、
そのような理論式は簡単に求められるという利点がある
。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るNMRII像装置の一実施例を示
す構成図、第2図は動作を説明するための、タイムチャ
ート、第3図ないし第4図は他のパルスシーケンスを示
す図である。 1・・・マグネットアセンブリ、2・・・主磁場コイル
、3・・・勾配磁場コイル、4・・・RF送信コイル、
5・・・受信用コイル、11・・・コンピュータ、12
・・・表示器、13・・・コントローラ、14・・・勾
配磁場制御回路、15・・・静磁場制御回路、16・・
・^周波発振器、17・・・ゲート変調回路、18・・
・電力増幅回路、19・・・プリアンプ、20・・・位
相検波回路、21・・・波形メモリ。 第10

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)対象物に高周波パルスおよび磁場を印加して核磁気
    共鳴信号を発生させ、この信号を用いて対象物の組織に
    関する画像を得るようにした核磁気共鳴撮像装置におい
    て、 下記(イ)ないし(ニ)の手順によりスライスによる影
    響を含んだ理論式を得ると共に、原画像とこの理論式と
    から緩和時間(T_1、T_2)又はプロトン密度(ρ
    )の値を求め得る機能を有する制御手段を具備したこと
    を特徴とする核磁気共鳴画像装置。 記 (イ)90°パルスにより磁化の倒れる角度がα°のと
    きの信号強度を求める。 (ロ)スライス中央からの距離Zの点における、90°
    パルスにより磁化が倒れる角度αを求める。 (ハ)前記(イ)で求めた信号強度を前記(ロ)を用い
    てZで積分し、スライスの影響を含んだ信号強度を求め
    る。 (ニ)前記(ハ)の値からスライスの影響を含んだ理論
    式を求める。
JP60109541A 1985-05-22 1985-05-22 核磁気共鳴撮像装置 Granted JPS61266945A (ja)

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