JPS6219699B2 - - Google Patents
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- JPS6219699B2 JPS6219699B2 JP55079391A JP7939180A JPS6219699B2 JP S6219699 B2 JPS6219699 B2 JP S6219699B2 JP 55079391 A JP55079391 A JP 55079391A JP 7939180 A JP7939180 A JP 7939180A JP S6219699 B2 JPS6219699 B2 JP S6219699B2
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- G—PHYSICS
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- G01R33/387—Compensation of inhomogeneities
- G01R33/3873—Compensation of inhomogeneities using ferromagnetic bodies ; Passive shimming
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- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
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- Signal Processing (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴（nuclear
magneticresonance）（以下「NMR」と略称す
る）を利用して、被検体内の特定原子核密度分布
等を被検体外部より無侵襲に計測する核磁気共鳴
装置に関するものである。
magneticresonance）（以下「NMR」と略称す
る）を利用して、被検体内の特定原子核密度分布
等を被検体外部より無侵襲に計測する核磁気共鳴
装置に関するものである。
従来の診断用NMR装置の磁場形成部付近の構
成を第１図に示す。図のように、一様な静磁場を
作るための一対の電磁石１により各々の磁極２の
間に一様静磁場が形成される。（この磁場の方向
をＺ方向とする。）また、傾斜磁場を作るための
一対の電磁石３によりＺ方向に傾斜磁場が重畳さ
れる。この様子を第２図に示す。第２図で横軸は
Ｚ方向の位置であり、縦軸は各位置での磁場強度
である。前記一様静磁場のみでは、破線H1にて
示すようにＺ方向の位置にかかわらず一定である
が仮想線H2で示す傾斜磁場を加えると実線H3で
示すように磁場強度が位置によつて変わりＺ方向
について磁場強度分布の傾斜がつく。すなわち、
例えば第１図に示すような一部分（図示４ａ部
分）水素原子核密度が低いフアントム（被検体モ
デル）４を用いて測定を行なうと、核磁気共鳴信
号強度は磁場強度に対して、第３図ａに示すよう
になる。第２図に示したように磁場強度とＺ方向
の位置が対応しているから、これは、断層面内で
Ｚ方向に対して垂直な方向の投影情報となつてい
る。多方向からの投影情報が得られれば、CT
（コンピユータ断層法）の場合と同様にして、断
層面内の特定原子核（例えば水素原子核）の密度
分布像を再構成することができる。これを実現す
るために、従来は、被検体例えばフアントム４を
磁石系に対して回転させながら情報を得ていた。
例えば、第１図のフアントム４を90゜回転させた
場合の信号は、第３図ｂに示すようになる。第１
図でフアントム４の周囲に巻回したコイル５は、
被検体に高周波を加え核磁気共鳴信号を検出する
ためのものである。
成を第１図に示す。図のように、一様な静磁場を
作るための一対の電磁石１により各々の磁極２の
間に一様静磁場が形成される。（この磁場の方向
をＺ方向とする。）また、傾斜磁場を作るための
一対の電磁石３によりＺ方向に傾斜磁場が重畳さ
れる。この様子を第２図に示す。第２図で横軸は
Ｚ方向の位置であり、縦軸は各位置での磁場強度
である。前記一様静磁場のみでは、破線H1にて
示すようにＺ方向の位置にかかわらず一定である
が仮想線H2で示す傾斜磁場を加えると実線H3で
示すように磁場強度が位置によつて変わりＺ方向
について磁場強度分布の傾斜がつく。すなわち、
例えば第１図に示すような一部分（図示４ａ部
分）水素原子核密度が低いフアントム（被検体モ
デル）４を用いて測定を行なうと、核磁気共鳴信
号強度は磁場強度に対して、第３図ａに示すよう
になる。第２図に示したように磁場強度とＺ方向
の位置が対応しているから、これは、断層面内で
Ｚ方向に対して垂直な方向の投影情報となつてい
る。多方向からの投影情報が得られれば、CT
（コンピユータ断層法）の場合と同様にして、断
層面内の特定原子核（例えば水素原子核）の密度
分布像を再構成することができる。これを実現す
るために、従来は、被検体例えばフアントム４を
磁石系に対して回転させながら情報を得ていた。
例えば、第１図のフアントム４を90゜回転させた
場合の信号は、第３図ｂに示すようになる。第１
図でフアントム４の周囲に巻回したコイル５は、
被検体に高周波を加え核磁気共鳴信号を検出する
ためのものである。
このように、従来の診断用NMR装置では、一
方向にのみ傾斜磁場を加えているため、被検体断
層面についての投影信号を得るためには、“(イ)被
検体を磁石系に対して回転させながら、信号を得
るようにする”か、または、“(ロ)磁石系を被検体
に対して回転させながら、信号を得るようにす
る。”かしなければならず、これらのいずれの操
作のための回転走査機構が必要であつた。この場
合、走査に多くの時間を要するばかりでなく、(イ)
の場合には被検体を動かすため回転に伴なつて被
検体自体が別の動きをするおそれがあり、また必
ずしも健康体でない被検体を動かすことは好まし
くないという欠点を有している。また、(ロ)の場合
には、磁石系は一般にかなりの重量を有している
ため、回転機構が大がかりになり、高速に回転さ
せることも、困難であるという欠点を有する。
方向にのみ傾斜磁場を加えているため、被検体断
層面についての投影信号を得るためには、“(イ)被
検体を磁石系に対して回転させながら、信号を得
るようにする”か、または、“(ロ)磁石系を被検体
に対して回転させながら、信号を得るようにす
る。”かしなければならず、これらのいずれの操
作のための回転走査機構が必要であつた。この場
合、走査に多くの時間を要するばかりでなく、(イ)
の場合には被検体を動かすため回転に伴なつて被
検体自体が別の動きをするおそれがあり、また必
ずしも健康体でない被検体を動かすことは好まし
くないという欠点を有している。また、(ロ)の場合
には、磁石系は一般にかなりの重量を有している
ため、回転機構が大がかりになり、高速に回転さ
せることも、困難であるという欠点を有する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、機械的回転動作なしに被検体断層面内の特
定原子核密度分布および、その緩和時間の相違の
少なくとも一方を計測することのできる核磁気共
鳴装置を提供することを目的としている。すなわ
ち、本発明の特徴とするところは、磁極間に一様
静磁場を形成する磁石装置と、この磁石装置から
発生する磁場に磁力線方向に対して直角な一方向
について磁場強度分布の傾斜をつけるため前記磁
石装置の磁極部に設けられる磁性体からなるシム
と、前記磁石装置による静磁場に重ねて磁力線に
沿う方向について傾斜する磁場強度分布を有する
傾斜磁場を形成し且つ該傾斜磁場の磁場傾斜を可
変とした傾斜磁場用電磁石装置と、測定すべき原
子核の核磁気共鳴条件に対応する周波数の発振器
と、この発振器の出力を電磁波として被検体に印
加するため被検体周囲に巻回されるコイルと、こ
のコイルを介して得られた核磁気共鳴信号を受信
検出する受信器と、前記傾斜磁場用電磁石を制御
して前記磁石装置および前記シムによつて形成さ
れる傾斜磁場と前記傾斜磁場用電磁石によつて形
成される傾斜磁場との和の傾斜磁場の等磁場面を
被検体の予定の断層面に沿つて回動させる傾斜磁
場制御器と、この傾斜磁場制御器による等磁場面
の複数の傾斜方向についてそれぞれ前記受信器に
よつて受信される核磁気共鳴信号強度を前記等磁
場面に垂直な方向についての位置に対応させて記
録する記録器と、この記録器に記録された各方向
についての核磁気共鳴信号強度より被検体の前記
断層面内の特定原子核密度分布を再構成する再構
成器と、この再構成器による再構成結果を表示す
る表示器とを具備することにある。
ので、機械的回転動作なしに被検体断層面内の特
定原子核密度分布および、その緩和時間の相違の
少なくとも一方を計測することのできる核磁気共
鳴装置を提供することを目的としている。すなわ
ち、本発明の特徴とするところは、磁極間に一様
静磁場を形成する磁石装置と、この磁石装置から
発生する磁場に磁力線方向に対して直角な一方向
について磁場強度分布の傾斜をつけるため前記磁
石装置の磁極部に設けられる磁性体からなるシム
と、前記磁石装置による静磁場に重ねて磁力線に
沿う方向について傾斜する磁場強度分布を有する
傾斜磁場を形成し且つ該傾斜磁場の磁場傾斜を可
変とした傾斜磁場用電磁石装置と、測定すべき原
子核の核磁気共鳴条件に対応する周波数の発振器
と、この発振器の出力を電磁波として被検体に印
加するため被検体周囲に巻回されるコイルと、こ
のコイルを介して得られた核磁気共鳴信号を受信
検出する受信器と、前記傾斜磁場用電磁石を制御
して前記磁石装置および前記シムによつて形成さ
れる傾斜磁場と前記傾斜磁場用電磁石によつて形
成される傾斜磁場との和の傾斜磁場の等磁場面を
被検体の予定の断層面に沿つて回動させる傾斜磁
場制御器と、この傾斜磁場制御器による等磁場面
の複数の傾斜方向についてそれぞれ前記受信器に
よつて受信される核磁気共鳴信号強度を前記等磁
場面に垂直な方向についての位置に対応させて記
録する記録器と、この記録器に記録された各方向
についての核磁気共鳴信号強度より被検体の前記
断層面内の特定原子核密度分布を再構成する再構
成器と、この再構成器による再構成結果を表示す
る表示器とを具備することにある。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第４図に本発明の一実施例の構成を示す。
第４図において、６は高周波を発生する出力強
度（振幅）可変の発振器、７は、発振器６の出力
を用いて被検体ＰのNMR信号を検出するための
ブリツジ型の受信器、８は被検体Ｐに受信器７を
介して発振器６からの高周波（電磁波）を印加し
且つ被検体ＰからNMR信号を取り出し受信器７
に与えるため被検体Ｐの周囲に巻回したコイル、
９は受信器７から出力されたNMR信号を増幅す
る増幅器、１０は増幅器９で増幅されたNMR信
号を記録するための記録器、１１は記録器１０に
記録されたNMR信号に基づいて特定原子核の密
度分布像を再構成する再構成器、１２は再構成器
１１で再構成された像を表示する表示器、１３は
磁極間に一様静磁場を発生させる磁石装置として
の一対の電磁石、１４は電磁石１３用の直流安定
化電源、１５は電磁石１３の磁極部材、１６は傾
斜磁場形成用に磁極部材１５の磁極面に突設され
た磁性体からなるシム、１７は前記静磁場に重畳
して交流磁場を形成するための交流電磁石装置を
構成する電磁石コイル、１８は電磁石コイル１７
用の交流電源、１９は前記静磁場に重畳して傾斜
磁場を形成する傾斜磁場用電磁石装置としての一
対の傾斜磁場用コイル、２０は傾斜磁場用コイル
１９を駆動し且つ傾斜磁場の回動を制御する傾斜
磁場制御器としての制御電源である。
度（振幅）可変の発振器、７は、発振器６の出力
を用いて被検体ＰのNMR信号を検出するための
ブリツジ型の受信器、８は被検体Ｐに受信器７を
介して発振器６からの高周波（電磁波）を印加し
且つ被検体ＰからNMR信号を取り出し受信器７
に与えるため被検体Ｐの周囲に巻回したコイル、
９は受信器７から出力されたNMR信号を増幅す
る増幅器、１０は増幅器９で増幅されたNMR信
号を記録するための記録器、１１は記録器１０に
記録されたNMR信号に基づいて特定原子核の密
度分布像を再構成する再構成器、１２は再構成器
１１で再構成された像を表示する表示器、１３は
磁極間に一様静磁場を発生させる磁石装置として
の一対の電磁石、１４は電磁石１３用の直流安定
化電源、１５は電磁石１３の磁極部材、１６は傾
斜磁場形成用に磁極部材１５の磁極面に突設され
た磁性体からなるシム、１７は前記静磁場に重畳
して交流磁場を形成するための交流電磁石装置を
構成する電磁石コイル、１８は電磁石コイル１７
用の交流電源、１９は前記静磁場に重畳して傾斜
磁場を形成する傾斜磁場用電磁石装置としての一
対の傾斜磁場用コイル、２０は傾斜磁場用コイル
１９を駆動し且つ傾斜磁場の回動を制御する傾斜
磁場制御器としての制御電源である。
次に、このような構成における動作について説
明する。
明する。
電磁石１３に安定化電源１４からの直流電流を
流し、図示Ｚ方向に一様静磁場H0を作る。ここ
で磁極部材１５に楔形のシム１６を取りつけたこ
とにより、該静磁場が乱されて図示ｙ方向に磁場
傾斜ができる。こうして傾斜磁場Ｇy（ｙ）が形
成される。この様子を第５図ａ，ｂに示す。第５
図ａ，ｂのようにシム１６による傾斜磁場Ｇy
（ｙ）（磁場傾斜分）によつて静磁場H0に傾斜が
付加されて、磁力線の方向がＺ方向で且つ磁場強
度分布がｙ方向に傾斜した磁場が形成される。さ
らに、一対の傾斜磁場用コイル１９に制御電源２
０により各々互いに反対の方向に電流を流して第
６図ａのように磁場強度分布がＺ方向に傾斜した
傾斜磁場Ｇz（ｚ）を形成する。この傾斜磁場Ｇz
（ｚ）を静磁場H0に重畳した場合の磁場強度分布
を第６図ｂに示す。この傾斜磁場Ｇz（ｚ）は磁
力線の方向がＺ方向であり、中央で磁場強度が零
となり、その両側で磁力線の方向が反転する形の
傾斜磁場である。これら、２種の傾斜磁場を併用
すると、第７図に示すように磁力線ＭがＺ方向を
向き且つ磁場強度の傾斜が、ｙ−ｚ面上の特定方
向を向いた傾斜磁場を静磁場に重ねた形の磁場を
形成することができる。すなわち、静磁場H0、
シム１６による傾斜磁場Ｇyおよびコイル１９に
よる傾斜磁場Ｇzにより、ｙ−ｚ座標上の点
（ｙ，ｚ）における磁場強度Ｈ（ｙ，ｚ）は、 Ｈ（ｙ，ｚ）＝H0＋Ｇy（ｙ）＋Ｇz（ｚ） ……(1) であらわされ、また傾斜磁場が線形な範囲では、 （ただしＺ軸は磁極間中央を原点にとる。）と
あらわせる。
流し、図示Ｚ方向に一様静磁場H0を作る。ここ
で磁極部材１５に楔形のシム１６を取りつけたこ
とにより、該静磁場が乱されて図示ｙ方向に磁場
傾斜ができる。こうして傾斜磁場Ｇy（ｙ）が形
成される。この様子を第５図ａ，ｂに示す。第５
図ａ，ｂのようにシム１６による傾斜磁場Ｇy
（ｙ）（磁場傾斜分）によつて静磁場H0に傾斜が
付加されて、磁力線の方向がＺ方向で且つ磁場強
度分布がｙ方向に傾斜した磁場が形成される。さ
らに、一対の傾斜磁場用コイル１９に制御電源２
０により各々互いに反対の方向に電流を流して第
６図ａのように磁場強度分布がＺ方向に傾斜した
傾斜磁場Ｇz（ｚ）を形成する。この傾斜磁場Ｇz
（ｚ）を静磁場H0に重畳した場合の磁場強度分布
を第６図ｂに示す。この傾斜磁場Ｇz（ｚ）は磁
力線の方向がＺ方向であり、中央で磁場強度が零
となり、その両側で磁力線の方向が反転する形の
傾斜磁場である。これら、２種の傾斜磁場を併用
すると、第７図に示すように磁力線ＭがＺ方向を
向き且つ磁場強度の傾斜が、ｙ−ｚ面上の特定方
向を向いた傾斜磁場を静磁場に重ねた形の磁場を
形成することができる。すなわち、静磁場H0、
シム１６による傾斜磁場Ｇyおよびコイル１９に
よる傾斜磁場Ｇzにより、ｙ−ｚ座標上の点
（ｙ，ｚ）における磁場強度Ｈ（ｙ，ｚ）は、 Ｈ（ｙ，ｚ）＝H0＋Ｇy（ｙ）＋Ｇz（ｚ） ……(1) であらわされ、また傾斜磁場が線形な範囲では、 （ただしＺ軸は磁極間中央を原点にとる。）と
あらわせる。
したがつて、この場合
Ｈ（ｙ，ｚ）＝H0＋Ｇy0・ｙ＋Ｇz0・ｚ ……(3)
が成立する。
ここで、等磁場となる所は、(3)式における第２
項および第３項の和が等しい箇所であるから、 Ｇy0・ｙ＋Ｇz0・ｚ＝Ｃ（一定） ……(4) とおくと ｙ＝−Ｇｚ０／Ｇｙ０ｚ＋Ｃ／Ｇｙ０ ……(5) となり、傾き−Ｇｚ０／Ｇｙ０の直線となる。
項および第３項の和が等しい箇所であるから、 Ｇy0・ｙ＋Ｇz0・ｚ＝Ｃ（一定） ……(4) とおくと ｙ＝−Ｇｚ０／Ｇｙ０ｚ＋Ｃ／Ｇｙ０ ……(5) となり、傾き−Ｇｚ０／Ｇｙ０の直線となる。
ここで、傾斜磁場用コイル１９の制御電源２０
からの出力電流を制御することにより、Ｇz0の値
を変えることができるので、等磁場線（面）FE
の傾きを可変制御することができる。さらに交流
磁場用の電磁石コイル１７およびその交流電源１
８によつて、全体の磁場を交流的に変化させるこ
とができる。一方、発振器６より一定周波数の高
周波を発生させて、ブリツジ型の受信器７、コイ
ル８を介して、被検体Ｐに高周波をかける。ここ
で受信器７中の可変コンデンサＣを予じめ調整し
ておいて、NMR信号がない場合に、受信器７か
らの出力が零になるようにしておく。こうして、
前述の傾斜磁場を印加しておき、さらに、交流磁
場を加えると、交流磁場の周期に応じて、順次コ
イル８で定まる断層面における各等磁場線上の特
定原子核の積分量が得られる。すなわち、核断層
面についての、特定原子核分布の等磁場線に沿う
一方向への投影情報が得られる。これを増幅器９
で増幅した後、記録器１０で一方向の投影情報を
記録する。この投影情報の記録の際、交流磁場と
の位相同期をとり、投影情報の記録を投影位置に
対応させるため交流磁場用の電磁石コイル１７の
交流電源１８より同期信号を得る。得られた信号
の信号―雑音比（Ｓ／Ｎ）が充分でない場合は、
交流磁場の数周期分の信号を積算するようにして
もよい。
からの出力電流を制御することにより、Ｇz0の値
を変えることができるので、等磁場線（面）FE
の傾きを可変制御することができる。さらに交流
磁場用の電磁石コイル１７およびその交流電源１
８によつて、全体の磁場を交流的に変化させるこ
とができる。一方、発振器６より一定周波数の高
周波を発生させて、ブリツジ型の受信器７、コイ
ル８を介して、被検体Ｐに高周波をかける。ここ
で受信器７中の可変コンデンサＣを予じめ調整し
ておいて、NMR信号がない場合に、受信器７か
らの出力が零になるようにしておく。こうして、
前述の傾斜磁場を印加しておき、さらに、交流磁
場を加えると、交流磁場の周期に応じて、順次コ
イル８で定まる断層面における各等磁場線上の特
定原子核の積分量が得られる。すなわち、核断層
面についての、特定原子核分布の等磁場線に沿う
一方向への投影情報が得られる。これを増幅器９
で増幅した後、記録器１０で一方向の投影情報を
記録する。この投影情報の記録の際、交流磁場と
の位相同期をとり、投影情報の記録を投影位置に
対応させるため交流磁場用の電磁石コイル１７の
交流電源１８より同期信号を得る。得られた信号
の信号―雑音比（Ｓ／Ｎ）が充分でない場合は、
交流磁場の数周期分の信号を積算するようにして
もよい。
なお、後述するパルス法によるNMR測定で
は、パルス印加後、被検体Ｐの緩和時間T1の３
〜５倍待つ必要があるが、上述のように連続波で
行なう場合は、断熱的に核磁子を変化させている
ので、連続させて信号をとり出せるという利点が
ある。
は、パルス印加後、被検体Ｐの緩和時間T1の３
〜５倍待つ必要があるが、上述のように連続波で
行なう場合は、断熱的に核磁子を変化させている
ので、連続させて信号をとり出せるという利点が
ある。
上述のように、一方向についての投影情報を得
た後、該投影情報を記録器１０から再構成器１１
に傾斜磁場用コイル１９の制御電源２０から得ら
れる等磁場線の傾きに対応する信号と共に入力す
る。次いで等磁場線を制御電源２０で一定角度回
動させ、再び前述と同様の手順で投影情報を採取
する。このようにして、各方向より得た投影情報
を再構成器１１で、画像再構成する。この再構成
法はＸ線CTにおける再構成と同様のアルゴリズ
ムにより行なえばよい。この結果を表示器１２に
表示する。こうして、被検体Ｐの断層面中の特定
原子核密度分布像を得ることができる。
た後、該投影情報を記録器１０から再構成器１１
に傾斜磁場用コイル１９の制御電源２０から得ら
れる等磁場線の傾きに対応する信号と共に入力す
る。次いで等磁場線を制御電源２０で一定角度回
動させ、再び前述と同様の手順で投影情報を採取
する。このようにして、各方向より得た投影情報
を再構成器１１で、画像再構成する。この再構成
法はＸ線CTにおける再構成と同様のアルゴリズ
ムにより行なえばよい。この結果を表示器１２に
表示する。こうして、被検体Ｐの断層面中の特定
原子核密度分布像を得ることができる。
一方、上述の特定原子核の緩和時間T1の相違
が、人体組織の生化学的状態に関する情報（例え
ば、正常組織と悪性腫瘍部との相違）を担つてい
ることが知られている。そして、上述の構成にお
いては、発振器６の出力を変化させることによ
り、緩和時間の違いを識別し得る。
が、人体組織の生化学的状態に関する情報（例え
ば、正常組織と悪性腫瘍部との相違）を担つてい
ることが知られている。そして、上述の構成にお
いては、発振器６の出力を変化させることによ
り、緩和時間の違いを識別し得る。
ブロツホ（Bloch）の方程式の定常解のうち吸
収項υは、 υ∝−γＨＲ／１／Ｔ２＋γ２（Ｈ０−Ｈ１）２Ｔ２＋
γ２ＨＲ ２Ｔ１…(6) であらわされる。
収項υは、 υ∝−γＨＲ／１／Ｔ２＋γ２（Ｈ０−Ｈ１）２Ｔ２＋
γ２ＨＲ ２Ｔ１…(6) であらわされる。
〔ここで、γ：磁気回転比，
H0：静磁場強度，
ＨR：回転磁場強度（発振器６の出力に比
例）， T1：スピン―格子緩和時間， T2：スピン―スピン緩和時間である。〕 発振器６の出力強度が低ければ、第８図ａのよ
うに半値幅が１／T2のローレンツ型吸収線が、
点像に対する投影信号として得られるが、発振器
６の出力を増していくに従い、T1が長い部分で
は、(6)式における分母の第３項γ2HR 2T1の項が
大きくなつて第８図ｂのように吸収線の高さが低
下する（共鳴の飽和）。すなわち、発振器出力を
増すに従い、緩和時間T1の長い原子核からの
NMR信号の振幅が低下するので、発振器６出力
の異なる再構成像を比較すれば、緩和時間の相違
を判別できる。
例）， T1：スピン―格子緩和時間， T2：スピン―スピン緩和時間である。〕 発振器６の出力強度が低ければ、第８図ａのよ
うに半値幅が１／T2のローレンツ型吸収線が、
点像に対する投影信号として得られるが、発振器
６の出力を増していくに従い、T1が長い部分で
は、(6)式における分母の第３項γ2HR 2T1の項が
大きくなつて第８図ｂのように吸収線の高さが低
下する（共鳴の飽和）。すなわち、発振器出力を
増すに従い、緩和時間T1の長い原子核からの
NMR信号の振幅が低下するので、発振器６出力
の異なる再構成像を比較すれば、緩和時間の相違
を判別できる。
また、一様静磁場を作る磁石装置としては、安
定化電源を持つた一対の電磁石１３を用いる他、
一対の永久磁石等を用いてもよい。また傾斜磁場
を作るシムを楔形以外の形状としてもよい。
定化電源を持つた一対の電磁石１３を用いる他、
一対の永久磁石等を用いてもよい。また傾斜磁場
を作るシムを楔形以外の形状としてもよい。
このようにすれば、シムによる傾斜磁場と、電
磁石による傾斜磁場を組み合わせることにより、
被検体および磁石系を回転させることなしに、被
検体の断層面内の特定原子核分布密度像を得るこ
とができる。また、それら原子核の緩和時間の相
違に関する情報も容易に得ることができる。
磁石による傾斜磁場を組み合わせることにより、
被検体および磁石系を回転させることなしに、被
検体の断層面内の特定原子核分布密度像を得るこ
とができる。また、それら原子核の緩和時間の相
違に関する情報も容易に得ることができる。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例に
のみ限定されることなく、その要旨を変更しない
範囲内で種々変形して実施することができる。
のみ限定されることなく、その要旨を変更しない
範囲内で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施例ではいわゆる連続波法を用
いてNMRの測定を行なうようにしたが、いわゆ
るパルス法を用いる場合は次のようにすればよ
い。
いてNMRの測定を行なうようにしたが、いわゆ
るパルス法を用いる場合は次のようにすればよ
い。
発振器６から定常高周波のかわりにパルス状の
高周波を発生させ、コイル８を介して被検体Ｐに
パルス状の電磁波を印加する。この時パルス幅ｔ
pを γH1tp＝π／２ （90゜パルス） ……(7) となるようにすると、パルス照射後コイル８に誘
導される自由誘導減衰信号（FID信号）は、各周
波数成分に対するNMR信号のフーリエ
（Fourier）変換信号であるので、上述した傾斜磁
場をかけたまま、前記FID信号を受信器７で受信
し、増幅器９で増幅すれば、投影情報をフーリエ
変換した信号が得られる。（この場合、分布情報
が直接的に得られるので、位置走査の必要はな
く、第４図に示した交流磁場印加用の電磁石コイ
ル１７、交流電源１８は不要である。）画像再構
成の際には一般的な再構成のアルゴリズムでは投
影情報を一旦フーリエ変換するので、このパルス
法を用いれば、再構成器１１内での処理が簡単に
なり、またパルス法によれば信号―雑音比（Ｓ／
Ｎ）が、同じ測定時間で比較した場合、連続波法
より向上するという利点がある。
高周波を発生させ、コイル８を介して被検体Ｐに
パルス状の電磁波を印加する。この時パルス幅ｔ
pを γH1tp＝π／２ （90゜パルス） ……(7) となるようにすると、パルス照射後コイル８に誘
導される自由誘導減衰信号（FID信号）は、各周
波数成分に対するNMR信号のフーリエ
（Fourier）変換信号であるので、上述した傾斜磁
場をかけたまま、前記FID信号を受信器７で受信
し、増幅器９で増幅すれば、投影情報をフーリエ
変換した信号が得られる。（この場合、分布情報
が直接的に得られるので、位置走査の必要はな
く、第４図に示した交流磁場印加用の電磁石コイ
ル１７、交流電源１８は不要である。）画像再構
成の際には一般的な再構成のアルゴリズムでは投
影情報を一旦フーリエ変換するので、このパルス
法を用いれば、再構成器１１内での処理が簡単に
なり、またパルス法によれば信号―雑音比（Ｓ／
Ｎ）が、同じ測定時間で比較した場合、連続波法
より向上するという利点がある。
以上、詳述したように、本発明によれば、機械
的回転動作なしに被検体断層面内の特定原子核密
度分布およびその緩和時間の相違の少なくとも一
方を計測することの可能な核磁気共鳴装置を提供
することができる。
的回転動作なしに被検体断層面内の特定原子核密
度分布およびその緩和時間の相違の少なくとも一
方を計測することの可能な核磁気共鳴装置を提供
することができる。
第１図は従来装置の一例の構成を説明するため
の図、第２図および第３図ａ，ｂは同例について
説明するための図、第４図は本発明の一実施例の
構成を示すブロツク図、第５図ａ，ｂ、第６図
ａ，ｂ、第７図および第８図ａ，ｂは同実施例を
説明するための図である。 ６……発振器、７……受信器、８……コイル、
９……増幅器、１０……記録器、１１……再構成
器、１２……表示器、１３……電磁石、１４……
直流安定化電源、１５……磁極部材、１６……シ
ム、１７……電磁石コイル、１８……交流電源、
１９……傾斜磁場用コイル、２０……制御電源。
の図、第２図および第３図ａ，ｂは同例について
説明するための図、第４図は本発明の一実施例の
構成を示すブロツク図、第５図ａ，ｂ、第６図
ａ，ｂ、第７図および第８図ａ，ｂは同実施例を
説明するための図である。 ６……発振器、７……受信器、８……コイル、
９……増幅器、１０……記録器、１１……再構成
器、１２……表示器、１３……電磁石、１４……
直流安定化電源、１５……磁極部材、１６……シ
ム、１７……電磁石コイル、１８……交流電源、
１９……傾斜磁場用コイル、２０……制御電源。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 磁極間に一様静磁場を形成する磁石装置と、
この磁石装置から発生する磁場に磁力線方向に対
して直角な一方向について磁場強度分布の傾斜を
つけるため前記磁石装置の磁極部に設けられる磁
性体からなるシムと、前記磁石装置による静磁場
に重ねて磁力線に沿う方向について傾斜する磁場
強度分布を有する傾斜磁場を形成し且つ該傾斜磁
場の磁場傾斜を可変とした傾斜磁場用電磁石装置
と、測定すべき原子核の核磁気共鳴条件に対応す
る周波数の発振器と、この発振器の出力を電磁波
として被検体に印加するため被検体周囲に巻回さ
れるコイルと、このコイルを介して得られた核磁
気共鳴信号を受信検出する受信器と、前記傾斜磁
場用電磁石を制御して前記磁石装置および前記シ
ムによつて形成される傾斜磁場と前記傾斜磁場用
電磁石によつて形成される傾斜磁場との和の傾斜
磁場の等磁場面を被検体の予定の断層面に沿つて
回動させる傾斜磁場制御器と、この傾斜磁場制御
器による等磁場面の複数の傾斜方向についてそれ
ぞれ前記受信器によつて受信される核磁気共鳴信
号強度を前記等磁場面に垂直な方向についての位
置に対応させて記録する記録器と、この記録器に
記録された各方向についての核磁気共鳴信号強度
より被検体の前記断層面内の特定原子核密度分布
を再構成する再構成器と、この再構成器による再
構成結果を表示する表示器とを具備してなる核磁
気共鳴装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴装置
において、磁石装置により形成される静磁場に重
ねて交流磁場を形成する交流電磁石装置を設け、
前記交流磁場の位相に対応させて記録器による記
録を行なう構成としたことを特徴とする核磁気共
鳴装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴装置
において、一様静磁場を形成する磁石装置は直流
安定化電源により駆動される電磁石装置であるこ
とを特徴とする核磁気共鳴装置。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１
項に記載の核磁気共鳴装置において、発振器の発
振出力振幅を可変としたことを特徴とする核磁気
共鳴装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の核磁気共鳴装
置において、発振器からパルス状の高周波を発生
させて自由誘導減衰信号を得、再構成器はこの自
由誘導減衰信号を用いて被検体断層面内の特定原
子核密度分布を再構成するようにしたことを特徴
とする核磁気共鳴装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7939180A JPS574541A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| US06/265,240 US4422042A (en) | 1980-06-12 | 1981-05-19 | Nuclear resonance apparatus including means for rotating a magnetic field |
| DE8181302586T DE3175333D1 (en) | 1980-06-12 | 1981-06-10 | Nuclear resonance apparatus including means for rotating the gradient of a magnetic field |
| EP81302586A EP0042254B2 (en) | 1980-06-12 | 1981-06-10 | Nuclear resonance apparatus including means for rotating the gradient of a magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7939180A JPS574541A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Nuclear magnetic resonance apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS574541A JPS574541A (en) | 1982-01-11 |
| JPS6219699B2 true JPS6219699B2 (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=13688556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7939180A Granted JPS574541A (en) | 1980-06-12 | 1980-06-12 | Nuclear magnetic resonance apparatus |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4422042A (ja) |
| EP (1) | EP0042254B2 (ja) |
| JP (1) | JPS574541A (ja) |
| DE (1) | DE3175333D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62143164A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Casio Comput Co Ltd | 式記憶機能を備えた小型電子式計算機 |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576347A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Toshiba Corp | Nuclear magnetic resonator |
| JPS6051056B2 (ja) * | 1980-06-13 | 1985-11-12 | 株式会社東芝 | 核磁気共鳴装置 |
| JPS5838539A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | 株式会社東芝 | 診断用核磁気共鳴装置 |
| JPS58223048A (ja) * | 1982-06-21 | 1983-12-24 | Toshiba Corp | 磁気共鳴励起領域選択方法、および、該方法が実施し得る磁気共鳴イメージング装置 |
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| EP2711940A4 (en) | 2011-05-18 | 2015-04-08 | Univ Kyushu Nat Univ Corp | SUPERCONDITIONING MAGNET AND BIN SPRINNING DEVICE WITH IT |
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-
1980
- 1980-06-12 JP JP7939180A patent/JPS574541A/ja active Granted
-
1981
- 1981-05-19 US US06/265,240 patent/US4422042A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-06-10 DE DE8181302586T patent/DE3175333D1/de not_active Expired
- 1981-06-10 EP EP81302586A patent/EP0042254B2/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0042254A3 (en) | 1982-06-23 |
| EP0042254B1 (en) | 1986-09-17 |
| JPS574541A (en) | 1982-01-11 |
| EP0042254A2 (en) | 1981-12-23 |
| EP0042254B2 (en) | 1991-08-07 |
| US4422042A (en) | 1983-12-20 |
| DE3175333D1 (en) | 1986-10-23 |
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