JP2000350711A - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents

磁気共鳴診断装置

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JP2000350711A
JP2000350711A JP11163882A JP16388299A JP2000350711A JP 2000350711 A JP2000350711 A JP 2000350711A JP 11163882 A JP11163882 A JP 11163882A JP 16388299 A JP16388299 A JP 16388299A JP 2000350711 A JP2000350711 A JP 2000350711A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、光励起タイミングを高精度に
制御できる磁気共鳴診断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明は、静磁場磁石2と、傾斜磁場コイ
ル3と、傾斜磁場を発生するために傾斜磁場コイル3に
電流を供給する傾斜磁場アンプ5と、高周波磁場コイル
4と、高周波磁場を発生するために高周波磁場コイル4
に高周波電流を供給するRFアンプ6と、高周波磁場コ
イル4又は他の高周波磁場コイルを介して受信された被
検体からの磁気共鳴信号を増幅する信号アンプ7と、分
子を励起するための励起光を被検体に照射する光照射ユ
ニット8とを具備することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴現象を利
用して被検体の体内情報を体外から測定する磁気共鳴診
断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に従来磁気共鳴診断装置の構成を示
している。同図において、ガントリ101は、静磁場磁
石102と、傾斜磁場コイル103と、RFコイル10
4とからなる。傾斜磁場コイル103は、傾斜磁場アン
プ105から電流供給を受けて傾斜磁場を発生する。こ
の傾斜磁場は、静磁場磁石102による一様な静磁場に
重畳される。RFコイル104は、RFアンプ105か
ら高周波電流の供給を受けて、高周波磁場を発生する。
この高周波磁場により励起された原子核は、高周波磁場
が切られた後、横緩和、縦緩和という2種類の緩和過程
を経て初期状態に復元していく。この間、RFコイル1
04には磁気共鳴信号が誘起される。この磁気共鳴信号
は、信号アンプ107を介して図示しない計算機に送ら
れる。計算機は、磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴画
像を再構成する。
【0003】リアルタイムシステム108は、リアルタ
イムシーケンサ109と波形発生器110とRFコント
ローラ111と前置プロセッサ112と傾斜磁場コント
ローラ113とからなり、高周波磁場及び傾斜磁場の発
生タイミング、高周波磁場及び傾斜磁場の波形、磁気共
鳴信号のサンプリングタイミング等が例えばテキスト形
式で記述された基本的パルスシーケンスデータをワーク
ステーション114からのユーザインストラクションに
従って前置プロセッサ112で解読、変更及び編集し、
この解読、変更及び編集したパルスシーケンスデータに
従ってリアルタイムシーケンサ109から波形発生器1
10に高周波磁場の波形信号、傾斜磁場の波形信号が送
られ、またRFコントローラ111に高周波磁場のトリ
ガ信号が送られ、傾斜磁場コントローラ113に傾斜磁
場のトリガ信号が送られ、これにより図6に示すような
所望のパルスシーケンスが実行されるようになってい
る。
【0004】ところで、光励起により起こるCIDNP
(Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization)
等の現象を磁気共鳴信号(MRI−SIGNAL)の強
度やスペクトラムの変動により捉えて、これを医学的な
診断に活用しようとする試みが検討されており、今後の
動向が大いに注目されるところである。
【0005】しかし、これらCIDNP現象等の光励起
現象によって信号変動が生じる期間は非常に短く、この
ため高周波磁場や傾斜磁場の発生タイミングや磁気共鳴
信号のサンプリングタイミングに対する光励起のタイミ
ング制御が非常に難しいものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光励
起タイミングを高精度に制御できる磁気共鳴診断装置を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)本発明は、静磁場
磁石と、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場を発生するために
前記傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場アンプ
と、高周波磁場コイルと、高周波磁場を発生するために
前記高周波磁場コイルに高周波電流を供給するRFアン
プと、前記高周波磁場コイル又は他の高周波磁場コイル
を介して受信された被検体からの磁気共鳴信号を増幅す
る信号アンプと、分子を励起するための励起光を前記被
検体に照射する光照射ユニットとを具備することを特徴
としている。
【0008】(2)本発明は、(1)の装置において、
前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高周波磁場の発生
タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記高周波磁場の波
形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミングと共に、前記
励起光の発生タイミング及び継続期間が記述されたパル
スシーケンスデータに従って、前記傾斜磁場アンプ、前
記RFアンプ及び前記信号アンプと共に、前記光発生ユ
ニットを制御するリアルタイムシーケンサをさらに備え
たことを特徴としている。
【0009】(3)本発明は、(1)の装置において、
前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高周波磁場の発生
タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記高周波磁場の波
形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミングと共に、前記
励起光をプリパルスとして発生するタイミング及び継続
期間が記述されたパルスシーケンスデータに従って、前
記傾斜磁場アンプ、前記RFアンプ及び前記信号アンプ
と共に、前記光発生ユニットを制御するリアルタイムシ
ーケンサをさらに備えたことを特徴としている。
【0010】(4)本発明は、(1)の装置において、
前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高周波磁場の発生
タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記高周波磁場の波
形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミングと共に、前記
励起光を繰り返し発生するタイミング及び継続期間が記
述されたパルスシーケンスデータに従って、前記傾斜磁
場アンプ、前記RFアンプ及び前記信号アンプと共に、
前記光発生ユニットを制御するリアルタイムシーケンサ
をさらに備えたことを特徴としている。
【0011】(5)本発明は、(1)の装置において、
前記分子の励起による前記磁気共鳴信号の変動に基づい
て前記励起光の発生を制御して前記分子の励起状態を調
整する手段をさらに備えたことを特徴としている。
【0012】(6)本発明は、(1)の装置において、
前記励起光の発生タイミングの時間的な誤差を修正する
ためも遅延手段をさらに備えたことを特徴としている。
【0013】(7)本発明は、(1)の装置において、
前記励起光を照射した状態で収集した磁気共鳴信号に基
づいて再構成した画像から、前記励起光を照射しない状
態で収集した磁気共鳴信号に基づいて再構成した画像を
差分する手段をさらに備えたことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の磁
気共鳴診断装置を好ましい実施形態により詳細に説明す
る。図1は本実施形態に係る磁気共鳴診断装置のブロッ
ク図である。同図において、ガントリ1は、静磁場磁石
2と、傾斜磁場コイル3と、RFコイル4とを有してい
る。このガントリ1には被検体が挿入される円筒形状の
撮影領域が設けられている。この撮影領域内の被検体に
対して、CIDNP(Chemically Induced Dynamic Nucl
ear Polarization)現象を誘起するための励起光(Irradi
ation)を任意の向きで、任意の位置に、任意の範囲に照
射できるように光照射ユニット8がガントリ1の円筒内
に又は撮影室内のいずれかの場所に設けられている。な
お、光照射ユニット8で発生する励起光としては、特定
波長のパルスレーザー、キセノンランプからフィルタを
透過した特定波長光等が用いられる。なお、超短波長の
パルスレーザーでは広帯域で励起することができる。ま
た、光照射の制御は、光源のオン/オフだけに関わら
ず、光照射ユニット8内の光学系に対して行うものであ
っても良い。
【0015】この撮影領域内には、静磁場磁石2により
発生する静磁場が形成されている。この静磁場には、傾
斜磁場アンプ5から電流供給を受けた傾斜磁場コイル3
から発生する傾斜磁場(スライス選択用傾斜磁場パルス
(SLICE) 、読み出し用傾斜磁場パルス(RO)、位相エンコ
ード用傾斜磁場パルス(PE))が重畳される。RFコイル
4は、RFアンプ6から高周波電流の供給を受けて、高
周波磁場(Rf)を発生する。この高周波磁場により励起さ
れた原子核は、高周波磁場が切られた後、横緩和、縦緩
和という2種類の緩和過程を経て初期状態に復元してい
く。この間、RFコイル4には磁気共鳴信号が誘起され
る。この磁気共鳴信号は、信号アンプ7を介してワーク
ステーション17に送られる。ワークステーション17
では、CIDNP現象等による磁気共鳴信号の変動に基
づいて、臨床上有効な情報が生成される。
【0016】リアルタイムシステム9は、光照射コント
ローラ10と、リアルタイムシーケンサ11と、波形発
生器12と、RFコントローラ13と、前置プロセッサ
14と、傾斜磁場コントローラ15とからなり、高周波
磁場及び傾斜磁場の発生タイミング、高周波磁場及び傾
斜磁場の波形、磁気共鳴信号のサンプリングタイミン
グ、さらには励起光の発生タイミング、励起光の継続時
間、励起光の発生回数等が例えばテキスト形式で記述さ
れた基本的パルスシーケンスデータをワークステーショ
ン17からのユーザインストラクションに従って前置プ
ロセッサ14で解読、変更及び編集し、この解読、変更
及び編集したパルスシーケンスデータに従ってリアルタ
イムシーケンサ11から波形発生器110に高周波磁場
の波形信号、傾斜磁場の波形信号が送られ、またRFコ
ントローラ13に高周波磁場のトリガ信号が送られ、傾
斜磁場コントローラ15に傾斜磁場のトリガ信号が送ら
れ、さらに光照射コントローラ10に励起光のトリガ信
号が送られる。
【0017】これにより図2、図3、図4に示すような
所望のパルスシーケンスが実行されるようになってい
る。図2においては、高周波磁場パルス(Rf)及びスライ
ス選択用傾斜磁場パルス(SLICE) に同期して、励起光(I
rradiation)が、シングルショットで発生される。図3
においては、高周波磁場パルス(Rf)及びスライス選択用
傾斜磁場パルス(SLICE) に同期して、励起光(Irradiati
on1、Irradiation2)が、複数、ここでは2ショットで
発生される。また、図4においては、励起光(Irradiati
on)が、高周波磁場パルス(Rf)及びスライス選択用傾斜
磁場パルス(SLICE)に先だって、プリパルスとして発生
される。なお、プリパルスとしての励起光は、分子の励
起状態や電子伝達等をコントロールしたり、光の吸収飽
和現象を利用してより深い場所での光励起を促進するの
に有効である。これら図2、図3、図4では、パルスシ
ーケンスの一例としてフィールドエコー(FE)法を示
しているが、もちろんこれに限定されることなく、現在
用いられている様々なパルスシーケンスのいずれも適用
可能である。
【0018】なお、本実施形態では、光照射コントロー
ラ10からのトリガ信号と傾斜磁場コントローラ15か
らのトリガ信号は、遅延コントローラ16を介して光照
射ユニット8と傾斜磁場アンプ5とにそれぞれ供給され
るようになっていて、傾斜磁場パルスに対する励起光の
発生タイミングの時間的な誤差を修正することが比較的
容易にできるようになっている。
【0019】上記RFコイル4又は受信専用のRFコイ
ルを介して受信された磁気共鳴信号は信号アンプ7及び
RFコントローラ13を介してワークステーション17
に取り込まれる。ワークステーション17では、CID
NP現象等による磁気共鳴信号の変動に基づいて、臨床
上有効な情報が生成される。例えば、励起光を照射しな
い状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像
(参照画像)を再構成すると共に、上述の図2等のパル
スシーケンスにより励起光を照射した状態で収集した磁
気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像(変動画像)を再構
成する。そして、変動画像から、参照画像をフレーム間
で差分することにより、変動分が抽出された臨床上有効
な情報としての新規な画像を生成する。
【0020】以上のように本実施形態では、磁気共鳴診
断装置に静磁場磁石2と傾斜磁場コイル3と高周波磁場
コイル4等と共に、分子を励起するための励起光を被検
体に照射する光照射ユニット8が装備されているので、
傾斜磁場コイル3と高周波磁場コイル4等と共に光照射
ユニット8をパルスシーケンスデータに従って制御し
て、傾斜磁場や高周波磁場に対して励起光の発生タイミ
ングを高精度に調整することができる。
【0021】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、種々変形して実施可能である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、磁気共鳴診断装置に静
磁場磁石と傾斜磁場コイルと高周波磁場コイル等と共
に、分子を励起するための励起光を被検体に照射する光
照射ユニットが装備されているので、傾斜磁場コイルと
高周波磁場コイル等と共に光照射ユニットを制御して、
傾斜磁場や高周波磁場に対して励起光の発生タイミング
を高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る磁気共鳴診断装置の
構成を示すブロック図。
【図2】本実施形態による光単照射を伴うフィールドエ
コーパルスシーケンスを示す図。
【図3】本実施形態による光複照射を伴うフィールドエ
コーパルスシーケンスを示す図。
【図4】本実施形態による光プリ照射を伴うフィールド
エコーパルスシーケンスを示す図。
【図5】従来の磁気共鳴診断装置の構成を示すブロック
図。
【図6】従来のフィールドエコーパルスシーケンスを示
す図。
【符号の説明】
1…ガントリ、 2…静磁場磁石、 3…傾斜磁場コイル、 4…RFコイル、 5…傾斜磁場アンプ、 6…RFアンプ、 7…信号アンプ、 8…光照射ユニット、 9…リアルタイムシステム、 10…光照射コントローラ、 11…リアルタイムシーケンサ、 12…波形発生器、 13…RFコントローラ、 14…前置プロセッサ、 15…傾斜磁場コントローラ、 16…遅延コントローラ、 17…ワークステーション。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静磁場磁石と、 傾斜磁場コイルと、 傾斜磁場を発生するために前記傾斜磁場コイルに電流を
    供給する傾斜磁場アンプと、 高周波磁場コイルと、 高周波磁場を発生するために前記高周波磁場コイルに高
    周波電流を供給するRFアンプと、 前記高周波磁場コイル又は他の高周波磁場コイルを介し
    て受信された被検体からの磁気共鳴信号を増幅する信号
    アンプと、 分子を励起するための励起光を前記被検体に照射する光
    照射ユニットとを具備することを特徴とする磁気共鳴診
    断装置。
  2. 【請求項2】 前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高
    周波磁場の発生タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記
    高周波磁場の波形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミン
    グと共に、前記励起光の発生タイミング及び継続期間が
    記述されたパルスシーケンスデータに従って、前記傾斜
    磁場アンプ、前記RFアンプ及び前記信号アンプと共
    に、前記光発生ユニットを制御するリアルタイムシーケ
    ンサをさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の磁
    気共鳴診断装置。
  3. 【請求項3】 前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高
    周波磁場の発生タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記
    高周波磁場の波形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミン
    グと共に、前記励起光をプリパルスとして発生するタイ
    ミング及び継続期間が記述されたパルスシーケンスデー
    タに従って、前記傾斜磁場アンプ、前記RFアンプ及び
    前記信号アンプと共に、前記光発生ユニットを制御する
    リアルタイムシーケンサをさらに備えたことを特徴とす
    る請求項1記載の磁気共鳴診断装置。
  4. 【請求項4】 前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高
    周波磁場の発生タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記
    高周波磁場の波形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミン
    グと共に、前記励起光を繰り返し発生するタイミング及
    び継続期間が記述されたパルスシーケンスデータに従っ
    て、前記傾斜磁場アンプ、前記RFアンプ及び前記信号
    アンプと共に、前記光発生ユニットを制御するリアルタ
    イムシーケンサをさらに備えたことを特徴とする請求項
    1記載の磁気共鳴診断装置。
  5. 【請求項5】 前記分子の励起による前記磁気共鳴信号
    の変動に基づいて前記励起光の発生を制御して前記分子
    の励起状態を調整する手段をさらに備えたことを特徴と
    する請求項1記載の磁気共鳴診断装置。
  6. 【請求項6】 前記励起光の発生タイミングの時間的な
    誤差を修正するためも遅延手段をさらに備えたことを特
    徴とする請求項1記載の磁気共鳴診断装置。
  7. 【請求項7】 前記励起光を照射した状態で収集した磁
    気共鳴信号に基づいて再構成した画像から、前記励起光
    を照射しない状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて再
    構成した画像を差分する手段をさらに備えたことを特徴
    とする請求項1記載の磁気共鳴診断装置。
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