JP2872642B2 - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴を用いた検査装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴現象を用い、
対象物体中の核スピンの密度分布あるいは緩和時間分布
などを非破壊的に求める検査装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、人体などの内部構造を非破壊的に
検査する方法として、Ｘ線ＣＴや超音波装置が広く利用
されて来ている。しかし最近、核磁気共鳴現象を用い同
様の検査を行なう試みが成功し、Ｘ線ＣＴや超音波装置
では得られない情報を取得できることが明らかになっ
た。 【０００３】核磁気共鳴装置は、対象とする核スピンか
ら発生する高周波磁場をコイルで検出し、それをもとに
核スピンの密度あるいは緩和時間を位置の関数として表
示するものである。従来まで提案されている方法には、
投影再構成法やフーリエ変換法などがあるが、いずれも
投影角度を変えるか、あるいはフェーズエンコード量を
変えて１００〜２００回位の測定を行ない、得られたデ
−タを計算機で処理し、元の核スピン分布を求めるもの
である。この場合、１回の測定が終了してから次の測定
に移るまでに、対象物体の縦緩和測時間程度待たなけれ
ばならず、測定の大部分がこのために費やされていた。 【０００４】これに対して、Ｇ．Ｊｏｈｎｓｏｎらはエ
コーを次々と形成し、横緩和時間Ｔ2よりも十分短い時
間内に全ての測定を完了する方法を提案した（Ｊ．Ｍａ
ｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．５４，３７４（１９８３）を参照の
こと)。即ち、信号読み出し傾斜磁場の反転を繰り返し
てエコーを次々と形成し、かつエコーとエコーとの間で
フェーズエンコードを行なうことにより、１回のシーケ
ンスで全てのフェーズエンコードに対応した信号を測定
するものである。しかし、この方法は重大な欠点があ
る。それは、傾斜磁場の反転により回復するのは印加し
た傾斜磁場によって生じた核スピンの位相分散だけであ
り、静磁場の不均一により生じたの位相分散は累積する
一方であるため、エコーが時間とともに次第に減衰して
行くことである。 【０００５】勿論、対象物体自身の横緩和時間Ｔ2に応
じた核スピンの横緩和による減衰は、どのような方法で
も回復不可能であるため、この減衰も加わる。例えば、
対象物体が生体である場合、部位にもよるが平均的Ｔ2
は１００ｍｓ程度である。一方、静磁場の不均一による
減衰は次に示す手順で計算できる。 【０００６】いま対象物体内で静磁場にΔＨの不均一が
あり、検査すべき絵素数がＮ2の時、厚さ方向の不均一
を無視する１絵素あたりの不均一ΔｈはΔＨ／Ｎで与え
られる。ところが、実際には断面像を得る場合は、厚さ
１ｃｍ程度のスライスに限定して信号を得る。このた
め、１絵素あたりの不均一は、このスライスの厚さ方向
での不均一が支配的となり、ΔＨ／Ｎより１桁高い値に
なると考えられる。 【０００７】そこで、Δｈ＝１０・ΔＨ／Ｎと置くと、
Δｈによる減衰の時定数Ｔ2＊は、Ｔ2＊＝２／γΔＨと
なる。ここでγは核磁気回転比である。従って、静磁場
強度Ｈ0が０．５Ｔ、不均一が１０ｐｐｍ、Ｎ＝２５６
とすると、プロトンに対してはＴ2＊＝３８ｍｓとな
り、生体のＴ2に対して無視できない値となることが分
かる。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記した様に、傾斜磁
場の反転により次々とエコーを形成するＧ．Ｊｏｈｎｓ
ｏｎらの提案した方法では、静磁場の不均一による減衰
のために一連のデ−タを取得できない事態が生じるおそ
れがある。一方、１８０°ｒｆパルスを連続して照射し
て次々とエコーを形成する方法は、これらのｒｆパルス
が測定対象に悪影響を及ぼす（高周波磁場による加熱効
果等）、あるいは、１８０°ｒｆパルスの照射時間を確
保するためにエコー間の時間を長くせざるを得ない等の
欠点を有する。 【０００９】そこで本発明の目的は、静磁場の不均一に
よる減衰を受けず、かつｒｆパルスの連続照射で生じる
欠点をも解消して、複数のエコーを次々と形成し得る核
磁気共鳴を用いた検査方法及び装置を提供することにあ
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では所定の領域の核スピンを励起して、その
後複数のエコーを得るにあたり、１８０°ｒｆパルスの
印加によるエコー形成と、傾斜磁場の反転によるエコー
形成とを組み合わせて用いる。 【００１１】 【作用】即ち本発明は、静磁場の不均一による信号の減
衰は、１８０°ｒｆパルスにより回復させることが可能
であるという事実を利用し、傾斜磁場の反転により累積
した位相分散が無視しえなくなった時点において、１８
０°ｒｆパルスを照射することによってそれを回復させ
るものである。このような走査を繰り返せば、静磁場の
不均一による信号減衰を最小限におさえ、しかもｒｆパ
ルスの連続照射による対象への悪影響や、シーケンスの
長時間化を軽減して多数のエコーを計測することが可能
となる。 【００１２】なお、測定対象自身のＴ2による減衰は依
然として回復しない。これを考慮するなら、Ｔ2による
減衰が無視し得なくなった時点において、測定を中断
し、新しい磁化の回復を待って測定を繰り返す。ただ
し、この場合にはフェーズエンコードする量は繰り返し
間で均等ではなく、中断後の最初のエンコードに対して
は、それまでに印加したフェーズエンコード磁場の総和
に匹敵するフェーズエンコード磁場に次のエンコード磁
場を加えた磁場を印加しなければならない。勿論、この
方法によれば測定時間が長くなるが、その犠牲において
画質を向上させることが可能になるわけである。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１に本発明で用いる装置の構成を示す。制御装置
１は各装置へ種々の命令を一定のタイミングで出力す
る。高周波パルス発生器２の出力は電力増幅器３で増幅
され、コイル４を励振する。コイル４は同時に受信コイ
ルを兼用しており、信号成分は増幅器５を通り、検波器
６で検波後、信号処理装置７にで画像に変換される。高
周波パルス発生器２の他の出力は検波器６で直角位相検
波する時の基準信号として用いられる。ｚ方向及びｘ、
ｙ方向の傾斜磁場の発生は、それぞれコイル８、９、１
０で行ない、これらのコイルは増幅器１１、１２、１３
で駆動される。測定対象物１６はベッド１７上に横たわ
っており、ベッド１７は台１８上を移動する。 【００１４】図２に本発明の実施例の前提となる計測シ
ーケンスを示す。まず、９０°ｒｆパルスと傾斜磁場Ｇ
ｚとによりスライスを選択した後、区間１でＧｘ、Ｇｙ
を印加する。フェーズエンコードはＧｘにより行なう
が、Ｇｘの過渡応答の悪影響を除去するために、この区
間においてダミー磁場を印加しておく。続いて照射する
１８０°ｒｆパルスの後で印加するフェーズエンコード
は実質的には両者の差となるため、過渡応答によるエン
コード分は相殺される。従って、図３に示すように両者
の差は、同図斜線で示すように幅Δｔ、高さＧｘの矩形
波と見做すことができる。このような形状にエンコード
の増分を整えることは極めて有用である。 【００１５】それは、一連のシーケンスを複数ブロック
に分割し、最初のブロック終了後、次のブロックを始め
る時、それまで印加したフェーズエンコード磁場の総和
の次のステップに相当するフェーズエンコードを付与す
ることが著しく容易になるからである。ここに示したダ
ミー磁場は、次に照射する１８０°ｒｆパルスの直前に
も印加し、区間３における磁場と同様にその増分が矩形
波となるようにする。以後のシーケンスは、図２に示す
ように、区間２（実際には若干異なるが）を繰り返すこ
とになる。 【００１６】ただし、ここで重要な点は、ダミー磁場と
フェーズエンコード磁場との関係である。傾斜磁場が核
スピンに及ぼす効果は、１８０°ｒｆパルスにより逆の
働きをする性質があるため、図２の区間２の最初の部分
においては、傾斜磁場の時間積分は（数１）となり、実
質的にΔＳ1の磁場が印加されたのに等しい。 【００１７】 【数１】 ΔＳ1＝Ｓｂ−Ｓａ …（数１） 従って、最初の信号は、ΔＳ1によるエンコードを受け
たことになる。次に区間３では、（数２）となり、ΔＳ
1の２倍の磁場が符号反転して印加されたことになる。 【００１８】 【数２】 ΔＳ2＝Ｓｂ−Ｓａ−ΔＳ1＝２（Ｓａ−Ｓｂ）＝−２ΔＳ1 …（数２） 以後は、３ΔＳ1、−４ΔＳ1、５ΔＳ1、……のように
繰り返す。このシーケンスでは、静磁場の不均一による
減衰が１８０°パルス毎に回復させられるが、測定対象
自身の横緩和Ｔ2による減衰は次第に蓄積するだけであ
る。そのため、Ｔ2による減衰が無視し得なくなった時
点において、新しいブロックへと移らなければならな
い。この時、前述したように、それまでに印加したフェ
ーズエンコード磁場の総和の次のステップに相当するフ
ェーズエンコードを付与することから新しいブロックを
始める。 【００１９】図４は、その最初のステップに対するシー
ケンスを示す。それまでに印加した磁場の時間積分をｎ
ΔＳ（ただし、１８０°ｒｆパルスによる符号反転を考
慮）とすると、（数３）で示される関係を満足するよう
に、ｔ1〜ｔ4を選択すればよい（左辺の積分∫Ｇｘｄｔ
の範囲はｔ＝ｔ1〜ｔ2、積分∫Ｇｘｄｔ’の範囲はｔ’
＝ｔ3〜ｔ4である）。以後のシーケンスは、図２の区間
２に示すものと同じである。 【００２０】 【数３】 ∫Ｇｘｄｔ−∫Ｇｘｄｔ’＝（ｎ＋１）ΔＳ …（数３） 本発明の実施例を図５に示す。このシーケンスは、図２
にて説明したブロック毎に分割され、各ブロックで複数
のエコーを得るシーケンスを基本とし、その複数のエコ
ーを形成するのに、１８０°パルスと傾斜磁場の反転を
組み合わせたものである。即ち、１８０°パルスを図２
に示すように連続して照射することには、場合によって
は測定対象に悪影響を及ぼすのみならず、エコー間の時
間が長くなるという欠点がある。また、図２のシーケン
スでは、１８０°パルス毎にｚ方向に厚みを持つスライ
スの選択が繰り返されるが、そのスライス選択の特性が
理想的でない限り、実質的なスライス厚さが次第に減少
し、これによっても後のエコーほど信号が減衰する。 【００２１】それに対して、図５に示すように１８０°
パルスと傾斜磁場Ｇｙの反転の組み合わせを用いれば、
同じ数のエコーを得るのに１８０°パルスの数が減少
し、上記の欠点を解消できる。しかも図中の２回目の１
８０°パルス以後の第４、第５、第６エコー（図では省
略）では、その２回目の１８０°パルスの印加により次
第に静磁場の不均一による位相分散が回復してくるの
で、この位相分散による信号減衰分は回復する。従っ
て、解消できない対象自身の横緩和による信号減衰が無
視し得なくなるまで、この１８０°パルスと傾斜磁場の
反転の組み合わせによるパルス形成を繰り返す。 【００２２】なお、図５に示す例ではフェーズエンコー
ドするための磁場は、図６に示すように正負両極性を有
する磁場形状とする。これにより、図６の斜線部分の面
積は相殺し、その結果、フェーズエンコードに寄与する
磁場はΔｔＧｘとなり、先に述べたと同様にフェーズエ
ンコードの増分を矩形波とするこができる。１８０°パ
ルスと磁場反転の組み合わせ方は、被測定体のＴ2と静
磁場の不均一の大小関係で決まり、一般に静磁場の不均
一が大きい程、１８０°パルスの数を増やさなければな
らない。なお、図２および図５で照射する１８０°ｒｆ
パルスは、交互に位相を１８０°ずらすことにより、１
８０°ｒｆパルスの振幅の誤差により生じる信号の減衰
を低減させることができる。 【００２３】本発明の別の実施例を図７と図８に示す。
この実施例は、前述したブロック間の待ち時間を短縮す
る方法である。即ち、ブロックの終了した時点ｔｅに続
く区間において、それまでに付与された実効的なフェー
ズエンコード磁場と、信号のピーク以後に付与された傾
斜磁場の各々を相殺することにより、最後の測定で生じ
た核スピン間の位相分散を修復し、それを９０°ｒｆパ
ルスにより静磁場と同じ方向に強制的に向けてやるので
ある。この操作により、本来ならばあるブロックの測定
が完了してから測定対象の平均的Ｔ1程度の時間待たな
ければならないところを、９０°ｒｆパルスにより元に
戻した残留磁化の分だけ回復が早まり、ブロック間の待
ち時間を短縮することができる。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、１８０°高周波磁場パ
ルスの照射と傾斜磁場の反転とを組み合わせて次々とエ
コー信号を発生させることにより、静磁場不均一に基づ
く画質劣化を防止し、しかも高周波磁場の連続照射の悪
影響も軽減し、かつ測定時間を短縮することが可能にな
る。
対象物体中の核スピンの密度分布あるいは緩和時間分布
などを非破壊的に求める検査装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、人体などの内部構造を非破壊的に
検査する方法として、Ｘ線ＣＴや超音波装置が広く利用
されて来ている。しかし最近、核磁気共鳴現象を用い同
様の検査を行なう試みが成功し、Ｘ線ＣＴや超音波装置
では得られない情報を取得できることが明らかになっ
た。 【０００３】核磁気共鳴装置は、対象とする核スピンか
ら発生する高周波磁場をコイルで検出し、それをもとに
核スピンの密度あるいは緩和時間を位置の関数として表
示するものである。従来まで提案されている方法には、
投影再構成法やフーリエ変換法などがあるが、いずれも
投影角度を変えるか、あるいはフェーズエンコード量を
変えて１００〜２００回位の測定を行ない、得られたデ
−タを計算機で処理し、元の核スピン分布を求めるもの
である。この場合、１回の測定が終了してから次の測定
に移るまでに、対象物体の縦緩和測時間程度待たなけれ
ばならず、測定の大部分がこのために費やされていた。 【０００４】これに対して、Ｇ．Ｊｏｈｎｓｏｎらはエ
コーを次々と形成し、横緩和時間Ｔ2よりも十分短い時
間内に全ての測定を完了する方法を提案した（Ｊ．Ｍａ
ｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．５４，３７４（１９８３）を参照の
こと)。即ち、信号読み出し傾斜磁場の反転を繰り返し
てエコーを次々と形成し、かつエコーとエコーとの間で
フェーズエンコードを行なうことにより、１回のシーケ
ンスで全てのフェーズエンコードに対応した信号を測定
するものである。しかし、この方法は重大な欠点があ
る。それは、傾斜磁場の反転により回復するのは印加し
た傾斜磁場によって生じた核スピンの位相分散だけであ
り、静磁場の不均一により生じたの位相分散は累積する
一方であるため、エコーが時間とともに次第に減衰して
行くことである。 【０００５】勿論、対象物体自身の横緩和時間Ｔ2に応
じた核スピンの横緩和による減衰は、どのような方法で
も回復不可能であるため、この減衰も加わる。例えば、
対象物体が生体である場合、部位にもよるが平均的Ｔ2
は１００ｍｓ程度である。一方、静磁場の不均一による
減衰は次に示す手順で計算できる。 【０００６】いま対象物体内で静磁場にΔＨの不均一が
あり、検査すべき絵素数がＮ2の時、厚さ方向の不均一
を無視する１絵素あたりの不均一ΔｈはΔＨ／Ｎで与え
られる。ところが、実際には断面像を得る場合は、厚さ
１ｃｍ程度のスライスに限定して信号を得る。このた
め、１絵素あたりの不均一は、このスライスの厚さ方向
での不均一が支配的となり、ΔＨ／Ｎより１桁高い値に
なると考えられる。 【０００７】そこで、Δｈ＝１０・ΔＨ／Ｎと置くと、
Δｈによる減衰の時定数Ｔ2＊は、Ｔ2＊＝２／γΔＨと
なる。ここでγは核磁気回転比である。従って、静磁場
強度Ｈ0が０．５Ｔ、不均一が１０ｐｐｍ、Ｎ＝２５６
とすると、プロトンに対してはＴ2＊＝３８ｍｓとな
り、生体のＴ2に対して無視できない値となることが分
かる。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】上記した様に、傾斜磁
場の反転により次々とエコーを形成するＧ．Ｊｏｈｎｓ
ｏｎらの提案した方法では、静磁場の不均一による減衰
のために一連のデ−タを取得できない事態が生じるおそ
れがある。一方、１８０°ｒｆパルスを連続して照射し
て次々とエコーを形成する方法は、これらのｒｆパルス
が測定対象に悪影響を及ぼす（高周波磁場による加熱効
果等）、あるいは、１８０°ｒｆパルスの照射時間を確
保するためにエコー間の時間を長くせざるを得ない等の
欠点を有する。 【０００９】そこで本発明の目的は、静磁場の不均一に
よる減衰を受けず、かつｒｆパルスの連続照射で生じる
欠点をも解消して、複数のエコーを次々と形成し得る核
磁気共鳴を用いた検査方法及び装置を提供することにあ
る。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では所定の領域の核スピンを励起して、その
後複数のエコーを得るにあたり、１８０°ｒｆパルスの
印加によるエコー形成と、傾斜磁場の反転によるエコー
形成とを組み合わせて用いる。 【００１１】 【作用】即ち本発明は、静磁場の不均一による信号の減
衰は、１８０°ｒｆパルスにより回復させることが可能
であるという事実を利用し、傾斜磁場の反転により累積
した位相分散が無視しえなくなった時点において、１８
０°ｒｆパルスを照射することによってそれを回復させ
るものである。このような走査を繰り返せば、静磁場の
不均一による信号減衰を最小限におさえ、しかもｒｆパ
ルスの連続照射による対象への悪影響や、シーケンスの
長時間化を軽減して多数のエコーを計測することが可能
となる。 【００１２】なお、測定対象自身のＴ2による減衰は依
然として回復しない。これを考慮するなら、Ｔ2による
減衰が無視し得なくなった時点において、測定を中断
し、新しい磁化の回復を待って測定を繰り返す。ただ
し、この場合にはフェーズエンコードする量は繰り返し
間で均等ではなく、中断後の最初のエンコードに対して
は、それまでに印加したフェーズエンコード磁場の総和
に匹敵するフェーズエンコード磁場に次のエンコード磁
場を加えた磁場を印加しなければならない。勿論、この
方法によれば測定時間が長くなるが、その犠牲において
画質を向上させることが可能になるわけである。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を説明す
る。図１に本発明で用いる装置の構成を示す。制御装置
１は各装置へ種々の命令を一定のタイミングで出力す
る。高周波パルス発生器２の出力は電力増幅器３で増幅
され、コイル４を励振する。コイル４は同時に受信コイ
ルを兼用しており、信号成分は増幅器５を通り、検波器
６で検波後、信号処理装置７にで画像に変換される。高
周波パルス発生器２の他の出力は検波器６で直角位相検
波する時の基準信号として用いられる。ｚ方向及びｘ、
ｙ方向の傾斜磁場の発生は、それぞれコイル８、９、１
０で行ない、これらのコイルは増幅器１１、１２、１３
で駆動される。測定対象物１６はベッド１７上に横たわ
っており、ベッド１７は台１８上を移動する。 【００１４】図２に本発明の実施例の前提となる計測シ
ーケンスを示す。まず、９０°ｒｆパルスと傾斜磁場Ｇ
ｚとによりスライスを選択した後、区間１でＧｘ、Ｇｙ
を印加する。フェーズエンコードはＧｘにより行なう
が、Ｇｘの過渡応答の悪影響を除去するために、この区
間においてダミー磁場を印加しておく。続いて照射する
１８０°ｒｆパルスの後で印加するフェーズエンコード
は実質的には両者の差となるため、過渡応答によるエン
コード分は相殺される。従って、図３に示すように両者
の差は、同図斜線で示すように幅Δｔ、高さＧｘの矩形
波と見做すことができる。このような形状にエンコード
の増分を整えることは極めて有用である。 【００１５】それは、一連のシーケンスを複数ブロック
に分割し、最初のブロック終了後、次のブロックを始め
る時、それまで印加したフェーズエンコード磁場の総和
の次のステップに相当するフェーズエンコードを付与す
ることが著しく容易になるからである。ここに示したダ
ミー磁場は、次に照射する１８０°ｒｆパルスの直前に
も印加し、区間３における磁場と同様にその増分が矩形
波となるようにする。以後のシーケンスは、図２に示す
ように、区間２（実際には若干異なるが）を繰り返すこ
とになる。 【００１６】ただし、ここで重要な点は、ダミー磁場と
フェーズエンコード磁場との関係である。傾斜磁場が核
スピンに及ぼす効果は、１８０°ｒｆパルスにより逆の
働きをする性質があるため、図２の区間２の最初の部分
においては、傾斜磁場の時間積分は（数１）となり、実
質的にΔＳ1の磁場が印加されたのに等しい。 【００１７】 【数１】 ΔＳ1＝Ｓｂ−Ｓａ …（数１） 従って、最初の信号は、ΔＳ1によるエンコードを受け
たことになる。次に区間３では、（数２）となり、ΔＳ
1の２倍の磁場が符号反転して印加されたことになる。 【００１８】 【数２】 ΔＳ2＝Ｓｂ−Ｓａ−ΔＳ1＝２（Ｓａ−Ｓｂ）＝−２ΔＳ1 …（数２） 以後は、３ΔＳ1、−４ΔＳ1、５ΔＳ1、……のように
繰り返す。このシーケンスでは、静磁場の不均一による
減衰が１８０°パルス毎に回復させられるが、測定対象
自身の横緩和Ｔ2による減衰は次第に蓄積するだけであ
る。そのため、Ｔ2による減衰が無視し得なくなった時
点において、新しいブロックへと移らなければならな
い。この時、前述したように、それまでに印加したフェ
ーズエンコード磁場の総和の次のステップに相当するフ
ェーズエンコードを付与することから新しいブロックを
始める。 【００１９】図４は、その最初のステップに対するシー
ケンスを示す。それまでに印加した磁場の時間積分をｎ
ΔＳ（ただし、１８０°ｒｆパルスによる符号反転を考
慮）とすると、（数３）で示される関係を満足するよう
に、ｔ1〜ｔ4を選択すればよい（左辺の積分∫Ｇｘｄｔ
の範囲はｔ＝ｔ1〜ｔ2、積分∫Ｇｘｄｔ’の範囲はｔ’
＝ｔ3〜ｔ4である）。以後のシーケンスは、図２の区間
２に示すものと同じである。 【００２０】 【数３】 ∫Ｇｘｄｔ−∫Ｇｘｄｔ’＝（ｎ＋１）ΔＳ …（数３） 本発明の実施例を図５に示す。このシーケンスは、図２
にて説明したブロック毎に分割され、各ブロックで複数
のエコーを得るシーケンスを基本とし、その複数のエコ
ーを形成するのに、１８０°パルスと傾斜磁場の反転を
組み合わせたものである。即ち、１８０°パルスを図２
に示すように連続して照射することには、場合によって
は測定対象に悪影響を及ぼすのみならず、エコー間の時
間が長くなるという欠点がある。また、図２のシーケン
スでは、１８０°パルス毎にｚ方向に厚みを持つスライ
スの選択が繰り返されるが、そのスライス選択の特性が
理想的でない限り、実質的なスライス厚さが次第に減少
し、これによっても後のエコーほど信号が減衰する。 【００２１】それに対して、図５に示すように１８０°
パルスと傾斜磁場Ｇｙの反転の組み合わせを用いれば、
同じ数のエコーを得るのに１８０°パルスの数が減少
し、上記の欠点を解消できる。しかも図中の２回目の１
８０°パルス以後の第４、第５、第６エコー（図では省
略）では、その２回目の１８０°パルスの印加により次
第に静磁場の不均一による位相分散が回復してくるの
で、この位相分散による信号減衰分は回復する。従っ
て、解消できない対象自身の横緩和による信号減衰が無
視し得なくなるまで、この１８０°パルスと傾斜磁場の
反転の組み合わせによるパルス形成を繰り返す。 【００２２】なお、図５に示す例ではフェーズエンコー
ドするための磁場は、図６に示すように正負両極性を有
する磁場形状とする。これにより、図６の斜線部分の面
積は相殺し、その結果、フェーズエンコードに寄与する
磁場はΔｔＧｘとなり、先に述べたと同様にフェーズエ
ンコードの増分を矩形波とするこができる。１８０°パ
ルスと磁場反転の組み合わせ方は、被測定体のＴ2と静
磁場の不均一の大小関係で決まり、一般に静磁場の不均
一が大きい程、１８０°パルスの数を増やさなければな
らない。なお、図２および図５で照射する１８０°ｒｆ
パルスは、交互に位相を１８０°ずらすことにより、１
８０°ｒｆパルスの振幅の誤差により生じる信号の減衰
を低減させることができる。 【００２３】本発明の別の実施例を図７と図８に示す。
この実施例は、前述したブロック間の待ち時間を短縮す
る方法である。即ち、ブロックの終了した時点ｔｅに続
く区間において、それまでに付与された実効的なフェー
ズエンコード磁場と、信号のピーク以後に付与された傾
斜磁場の各々を相殺することにより、最後の測定で生じ
た核スピン間の位相分散を修復し、それを９０°ｒｆパ
ルスにより静磁場と同じ方向に強制的に向けてやるので
ある。この操作により、本来ならばあるブロックの測定
が完了してから測定対象の平均的Ｔ1程度の時間待たな
ければならないところを、９０°ｒｆパルスにより元に
戻した残留磁化の分だけ回復が早まり、ブロック間の待
ち時間を短縮することができる。 【００２４】 【発明の効果】本発明によれば、１８０°高周波磁場パ
ルスの照射と傾斜磁場の反転とを組み合わせて次々とエ
コー信号を発生させることにより、静磁場不均一に基づ
く画質劣化を防止し、しかも高周波磁場の連続照射の悪
影響も軽減し、かつ測定時間を短縮することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する核磁気共鳴検査装置の概略構
成図。 【図２】本発明の実施例の前提となる方法のパルス系列
を示す図。 【図３】図２の一部を詳細に示す図。 【図４】図２で示したブロックの次のブロックのパルス
系列を示す図。 【図５】本発明の実施例の方法のパルス系列を示す図。 【図６】図５の一部を詳細に示す図。 【図７】本発明の別の実施例の方法のパルス系列を示す
図。 【図８】本発明のさらに別の実施例の方法のパルス系列
を示す図。 【符号の説明】 １…制御装置、２…高周波パルス発生器、４…励振、受
信用コイル、６…検波器、７…信号処理装置、８、９、
１０…傾斜磁場発生用コイル、１４…静磁場発生用コイ
ル、１６…測定対象物体、ｒｆ…高周波磁場パルス波
形、Ｇｚ…スライス選択用傾斜磁場波形、Ｇｘ…フェー
ズエンコード用傾斜磁場波形、Ｇｙ…読み出し、及びエ
コー形成用傾斜磁場波形。
成図。 【図２】本発明の実施例の前提となる方法のパルス系列
を示す図。 【図３】図２の一部を詳細に示す図。 【図４】図２で示したブロックの次のブロックのパルス
系列を示す図。 【図５】本発明の実施例の方法のパルス系列を示す図。 【図６】図５の一部を詳細に示す図。 【図７】本発明の別の実施例の方法のパルス系列を示す
図。 【図８】本発明のさらに別の実施例の方法のパルス系列
を示す図。 【符号の説明】 １…制御装置、２…高周波パルス発生器、４…励振、受
信用コイル、６…検波器、７…信号処理装置、８、９、
１０…傾斜磁場発生用コイル、１４…静磁場発生用コイ
ル、１６…測定対象物体、ｒｆ…高周波磁場パルス波
形、Ｇｚ…スライス選択用傾斜磁場波形、Ｇｘ…フェー
ズエンコード用傾斜磁場波形、Ｇｙ…読み出し、及びエ
コー形成用傾斜磁場波形。
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フロントページの続き
(72)発明者 河野 秀樹
東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地
株式会社日立製作所中央研究所内
(56)参考文献 特開 昭59−83041（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−200145（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−67450（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】１． 所定の空間に静磁場を発生する手段と、前記静磁場
に対し複数方向に傾斜をつける傾斜磁場を発生する手段
と、前記空間に置かれた検査対象に高周波磁場を印加す
る手段と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出す
る手段と、前記傾斜磁場を発生する手段と前記高周波磁
場を印加する手段と前記核磁気共鳴信号を検出する手段
とを制御する制御手段と、前記核磁気共鳴信号を画像に
変換する信号処理手段とを有する核磁気共鳴を用いた検
査装置において、前記制御手段は、（１）前記検査対象
の所定の領域の核スピンを励起すること、（２）前記核
スピンの励起後に、前記検査対象に１８０°高周波磁場
パルスを所定の時間間隔で複数回印加し、前記各１８０
°高周波磁場パルスの印加後に、第１の方向の傾斜磁場
を所定の印加時間をもって、かつ交互に極性を反転させ
て複数回印加し、前記第１の方向の傾斜磁場の印加期間
中に、前記各１８０°高周波磁場の印加による第１のエ
コー信号の形成と、該第１のエコー信号の形成時を除く
時点で前記第１の方向の傾斜磁場の繰り返し印加による
複数の第２のエコー信号の形成とを行なうこと、（３）
前記第１及び第２のエコー信号のそれぞれに第２の方向
の傾斜磁場によって異なった位相エンコード量を付与す
ること、（４）前記第２の傾斜磁場によって前記位相エ
ンコード量が付与されたそれぞれの前記第１及び第２の
エコー信号を前記第１の方向の傾斜磁場の印加期間中に
検出すること、の制御を行ない、前記信号処理手段は前
記第１及び第２のエコー信号を変換して前記画像を得る
ことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。 ２．請求項１に記載の装置において、前記１８０°高周
波磁場パルスは交互に位相が１８０°反転して印加され
ることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。 ３．請求項１又は請求項２に記載の装置において、前記
１８０°高周波磁場パルスの数は前記静磁場の不均一の
度合いに応じて設定し得ることを特徴とする核磁気共鳴
を用いた検査装置。４． 請求項１から請求項３の何れかに記載の装置におい
て、前記制御手段は一連のシーケンスを複数のブロック
に分割して実行し前記各ブロックにおいて、前記（１）
から（４）を、それぞれの前記エコー信号に異なった前
記位相エンコード量を付与するようにしつつ繰り返し実
行することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。５． 所定の空間に静磁場を発生する手段と、前記静磁場
に対し複数方向に傾斜をつける傾斜磁場を発生する手段
と、前記空間に置かれた検査対象に高周波磁場を印加す
る手段と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出す
る手段と、前記傾斜磁場を発生する手段と前記高周波磁
場を印加する手段と前記核磁気共鳴信号を検出する手段
とを制御する制御手段を有する核磁気共鳴を用いた検査
装置において、前記制御手段は、一連のシーケンスを複
数のブロックに分割して実行し前記各ブロックにおい
て、（１）前記検査対象の所定の領域の核スピンを励起
すること、（２）前記核スピンの励起後に、前記検査対
象に１８０°高周波磁場パルスを所定の時間間隔で複数
回印加し、前記各１８０°高周波磁場パルスの印加後
に、第１の方向の傾斜磁場を所定の印加時間をもって、
かつ交互に極性を反転させて複数回印加し、前記第１の
方向の傾斜磁場の印加期間中に、前記各１８０°高周波
磁場の印加による第１のエコー信号の形成と、該第１の
エコー信号の形成時を除く時点で前記第１の方向の傾斜
磁場の繰り返し印加による複数の第２のエコー信号の形
成とを行なうこと、（３）前記第１及び第２のエコー信
号のそれぞれに第２の方向の傾斜磁場によって異なった
位相エンコード量を付与すること、（４）前記第２の傾
斜磁場によって前記位相エンコード量が付与されたそれ
ぞれの前記第１及び第２のエコー信号を前記第１の方向
の傾斜磁場の印加期間中に検出すること、の制御を行な
う ことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。６． 請求項５に記載の装置において、前記１８０°高周
波磁場パルスは交互に位相が１８０°反転して印加され
る ことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。７． 請求項５又は請求項６に記載の装置において、前記
１８０°高周波磁場パルスの数は前記静磁場の不均一の
度合いに応じて設定し得る ことを特徴とする核磁気共鳴
を用いた検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323795A JP2872642B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323795A JP2872642B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7310317A Division JP2760330B2 (ja) | 1995-11-29 | 1995-11-29 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09173318A JPH09173318A (ja) | 1997-07-08 |
| JP2872642B2 true JP2872642B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=18158706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8323795A Expired - Lifetime JP2872642B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2872642B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4431968A (en) * | 1982-04-05 | 1984-02-14 | General Electric Company | Method of three-dimensional NMR imaging using selective excitation |
| US4484138A (en) * | 1982-07-01 | 1984-11-20 | General Electric Company | Method of eliminating effects of spurious free induction decay NMR signal caused by imperfect 180 degrees RF pulses |
| JPS5983041A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8323795A patent/JP2872642B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09173318A (ja) | 1997-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |