JPH01250236A - 磁気共鳴映像装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴映像装置に係り、特にサーフェイス
コイルを用いて高Ｓ／Ｎな画像を取得する画像構成手段
を備えた磁気共鳴映像装置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴映像装置は、ｌＨの画像化に関しては、撮像時
間が数分程度かかるとしても、はぼ完成されていると考
えられる。臨床的にも静止又は遅い動きを伴う部位の撮
像においては、実用上はとんど問題ない程度に良質の画
像を提供している。

しかし、近年、動きの早い部位（心臓など）の撮像を可
能とする高速イメージング（撮像時間〜５０ｍ５程度）
や、ＩＨ以外の３ｉｐ、１９Ｆ。

１３０．２３Ｎ等の核種のイメージングへの要求が大き
くなっている。この場合、技術的には、Ｓ／Ｎの向上が
大きな課題となる。例えば、高速イメージングにおいて
は撮像時間が短くなることによるＳ／Ｈの劣化があり、
３１Ｐに関しては体内存在量がＩＨの１０２６程度と極
めて微量であることによるＳ／Ｎ不足が挙げられる。

Ｓ／Ｎを良くするために、従来より高周波受信用コイル
にサーフェイスコイルを用いることが行なわれている。

サーフェイスコイルは、被検体の関心部位へ密着させて
設置され、密着部位周辺の信号を高Ｓ／Ｎで検出できる
ものであるが、密着部位周辺の画像しか得られないとい
う欠点があり、被検体の所定断面を全域にわたって高Ｓ
／Ｎで画像化することができない。

また、一つのサーフェイスコイルの配置を順次換えて撮
像し、各々の配置で得られた画像を合成して所定断面の
画像を合成する方法もあるが、サーフェイスコイルの配
置換えのために装置の調整が必要であり作業が煩雑にな
る。

（発明が解決しようとする課題） このように高速イメージングや微量の核種のイメージン
グにおいて、高Ｓ／Ｎ画像を得る場合、単一のサーフェ
イスコイルを用いる従来の技術では、所定の広い領域に
わたる画像を容易に得ることは難しいという問題があっ
た。

本発明の目的は、高速イメージングや微量の核種のイメ
ージングにおいて、広い領域にわたって高Ｓ／Ｎの画像
が得られるようにした磁気共鳴映像装置を提供すること
である。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、被検体の画像化すべ
き所望領域を取囲むように複数個の信号検出用コイルを
配置して、これら複数個の信号検出用コイルを介して被
検体からの磁気共鳴信号を順次検出し、検出された磁気
共鳴信号について各々画像化処理を行なった後、各画像
から信号検出用コイルの配置状態に応じて個別に定めら
れた撮像部位の画像成分を抽出して合成することにより
、所望領域の画像を得るようにしたものである。

また、本発明においては複数個の信号検出用コイルを介
して被検体からの磁気共鳴信４号を順次検出する際、所
望の画像マトリックスと信号観測時間とで決まるサンプ
リング時間の間に、複数個の信号検出用コイルを順次磁
気共鳴周波数に同調させて磁気共鳴信号を検出する動作
を信号観測時間の間に繰返す。

さらに、本発明では複数個の信号検出用コイルのうち、
磁気共鳴信号を検出するコイルのみを所定の磁気共鳴周
波数に同調させ、他のコイルを該磁気共鳴周波数から離
調させる手段を付加することが望ましい。

（作　用） 本発明のように被検体の画像化すべき所望領域を取囲む
ように配置した複数個の信号検出用コイル、いわゆるサ
ーフェイスコイルを介して磁気共鳴信号を順次検出した
上で、各々のコイルに定められた撮像部位の画像成分の
みを抽出して合成すると、サーフェイスコイルを用いた
ことによる画像の高Ｓ／Ｎ化の特長を生かしながら、単
一のサーフェイスコイルでは検出できない広い領域にわ
たる画像が高Ｓ／Ｎで得られる。

また、複数個の信号検出用コイルを順次磁気共鳴周波数
に同調させて磁気共鳴信号を検出する動作を信号観測時
間の間に繰返すことによって、−枚の画像データを得る
のと同じ時間内に、複数個の信号検出用コイルにより検
出された磁気共鳴信号の画像化がなされ、短時間で所望
の広い領域の画像化が達成される。

さらに、磁気共鳴信号を検出する状態の信号検出用コイ
ルのみを所定の磁気共鳴周波数に同調させ、他のコイル
は該磁気共鳴周波数から離調させることにより、信号検
出時のコイルと他のコイルとのカップリングによるＳ／
Ｎの劣化が防止される。また、この選択的な同調・離調
手段は、上述した一枚の画像データを得るのと同じ時間
内に、複数個の信号検出用コイルにより順次検出された
磁気共鳴信号の画像化を行なう場合にも有効となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴映像装置の構
成を示すブロック図である。

同図において、静磁場磁石１および勾配磁場コイル３は
システムコントローラ１０により制御される励磁用電源
２および駆動回路４によってそれぞれ駆動され、寝台６
上の被検体５（例えば人体）に対して、−様な静磁場と
、注目する所望の断層面内の直交するｘ、ｙの二方向、
およびそれに垂直な２方向に磁場強度が直線的に変化す
る勾配磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。

被検体５にはさらにシステムコントローラ１１の制御下
で、送信部７からの高周波信号により送信用コイル８か
ら発生される高周波磁場が印加される。

信号検出用マルチサーフェイスコイル９により。

受信された磁気共鳴信号は、受信部１０で増幅および検
波された後、システムコントローラ１１の制御の下でデ
ータ収集部１２に送られる。データ収集部１２では受信
部１０を介して取出された磁気共鳴信号を、システムコ
ントローラ１１の制御の下で収集し、それをＡ／Ｄ変換
した後、電子計算機１３に送る。

電子計算機１３はコンソール１４により制御され、デー
タ収集部１２から入力された磁気共鳴信号について画像
再構成処理を行ない、画像データを得る。また、電子計
算機１３はシステムコントローラ１１の制御をも行なう
。電子計算機１３により画像データは画像デイスプレィ
１５に供給され、画像表示される。

ここで、マルチサーフェイスコイル９は第２図に示すよ
うに、複数個（この例では５個）のサーフェイスコイル
（以下、信号検出用コイルという）９ａ〜９ｅを被検体
５の画像化すべざ所望領域を取囲むように配置したもの
である。

また、第２図においては２つの送信用コイル８ａ、８ｂ
が被検体５を挾んで対向して配置されている。送信用コ
イル８ａ、８ｂは被検体５の画像化すべき領域全体に対
して高周波磁場を印加するためのもので、鞍型コイルや
分布定数型コイルが使用される。

第３図に第１図における受信部１０の詳細を示す。各信
号検出用コイル９ａ〜９ｏには、互いのカップリングを
防ぐために離調手段を備えた同調及び整合回路２１ａ〜
２１ｅが接続されており、システムコントローラ１１か
らの制御信号によりどのコイルが磁気共鳴信号を検出す
るかが選択される。同調及び整合回路２１ａ〜２１ｅを
通過したコイル９ａ〜９ｅからの信号は、それぞれプリ
アンプ２２ａ〜２２ｅで増幅された後、加算回路２３で
合成される。

加算回路２３の出力信号は、検波回路２４に入力され、
例えば位相同期検波される。検波回路２４には基準信号
発生器２５から装置に起因する０次の位相シフトを補正
するための位相補正回路２６を介して検波用の基準信号
が入力される。各各のコイル９ａ〜９ｅにより、０次の
位相シフト量は異なるため、その位相シフト量をあらか
じめ計測しておいて、実際に信号を観測する時には、シ
ステムコントローラ１１によって、位相補正量（シフト
量）を各コイル９ａ〜９ｅ毎に制御すればよい。検波回
路２４の出力信号はデータ収集部１２に送られ、Ａ／Ｄ
変換器２７によりディジタル信号となり、画像化用デー
タとして使用される。

第４図〜第６図は同調及び整合回路２１ａ〜２１ｅの具
体例を示している。第４図及び第５図では可変容量ダイ
オード３１を同調用コンデンサ３２に直列または並列に
付加している。信号を検出するときは、あるコイルだけ
所定の磁気共鳴周波数（ｒｏ）に同調させておき、他の
コイルは可変容量ダイオード３１にシステムコントロー
ラ１１から適当なバイアス電圧を加えて容量変化させ、
コイルの共鳴周波数をｆ’ｏがら離調させることにより
、ｒｏという周波数に対して不感状態にする。

これにより、特定のコイルからのみを選択的に検出され
た信号は、例えば５０Ω整合用コンデンサ３３．３４を
介してプリアンプ２２ａ〜２２ｅに供給される。

第６図は可変容量ダイオード３１のかわりにＰＩＮダイ
オード３５を用いた例であり、のように、Ｌｌ、Ｌｌ、
Ｃ１，Ｃ２の値が決められているｏＬｌはコイル９ａ　
　（９ｂ〜９ｅ）のインダクタンス、Ｌｌはｒｏトラッ
プ用ココイル３６インダクタンス、Ｃ，、Ｃ２はＩ’ｏ
同調用コンデンサ３２ａ、３２ｂの容量である。

信号を検出する場合は、ＰＩＮダイオード３５をＯＦＦ
状態にしてＬｌ−Ｃ１−Ｃ２の回路で共鳴させる。検出
しない場合は、ＰＩＮダイオード３５をＯＮ状態にする
。このときはＬｌ−０２の回路で共鳴するため、Ｃ２の
両端は高インピーダンス状態となり、Ｌｌ　　ｃ、　　
Ｃ２の回路には電流が流れにくくなる。

なお、信号を検出しているときは、信号検出用コイル９
ａ〜９ｅと送信用コイル８ａ、８ｂとのカップリングも
防ぐ必要があるため、送信用コイル８ａ、８ｂにも同様
の回路が必要となる。このためには、例えば第４図また
は第５図の回路において、大電力の送信に耐えられるよ
うに、可変容量ダイオード３１をＰＩＮダイオードに置
換えた回路を用いればよい。

次に、本実施例における画像化の手順を説明する。まず
、信号検出用コイル９ａ〜９ｅのうちの１つを選択し、
通常の画像化シーケンスに従って、信号を観Δ−１する
。画像化シーケンスの一例を第７図に示す。この画像化
シーケンスは高周波磁場として９０”パルス−１８０’
パルスを用いた公知のスピンエコー法により２次元画像
を得るためのパルスシーケンスであり、Ｇｓはスライス
方向の勾配磁場、Ｇｒはリード方向の勾配磁場、Ｇｅは
エンコード方向の勾配磁場の印加タイミングをそれぞれ
示す。

第８図（ａ）はこの画像化シーケンスによって、１つの
信号検出用コイルからの信号に基いて得られる画像を示
す。コイル近傍付近が高Ｓ／Ｎ画像（斜線部７１ａ）で
得られるが、他の領域７２にノイズが広がっている。各
々のコイル９ａ〜９ｅによって得られる５つの画像をそ
のまま合成すると、所定の領域の画像が得られる。しか
しこの場合、ノイズはヤｒ３］５になってしまう。そこ
で、第８図（ｂ）のようにコイル近傍以外の部分を例え
ば計算機１３内でフィルタリングによって落としてから
第８図（ｅ）のように５つの画像７１ａ〜７１ｅを合成
すれば、ノイズの少ない高Ｓ／Ｎの画像が得られること
になる。

この方法によると、１シーケンス終了するのに時間Ｔか
かるとして、ｎ個の信号検出用コイルを用いて１つの画
像を合成するのに０１１Ｔの時間がかかることになるが
、これを時間Ｔで終了することも可能である。第７図の
シーケンスで、ＮｘＮのマトリクスの二次元画像を得る
場合、信号観ａ？Ｊ時間ｔとすると信号のサンプリング
時間は＾１−ｔ／Ｎとなる。ｎ個の信号検出用コイルの
各々から上の条件でデータをサンプリングするには、時
間Δｔの間にコイルを順次選択的に所定の磁気共鳴周波
数に同調させてデータを１点ずつサンプリングする動作
を時間Δを毎にＮ回繰返せばよく、どのコイルからも観
ａＰ１時間ｔ、サンプリング時間Δｔ　−ｔ　／Ｎのデ
ータが得られることになる。

第９図に５個の信号検出用コイル９ａ〜９ｅを用いた場
合のタイムチャートを示す。同図において、（ａ）〜（
ｅ）は信号検出用コイル９ａ。

９ｅに接続された同調・整合回路２１ａ〜２１ｅの動作
を示したもので、斜線は離調状態にある期間を表わし、
他は同調状態にある期間を表わす。

また、同図（「）はシステムコントローラ１１から位相
補正回路２６に供給され位相制御信号がコイル９ａ〜９
ｅの信号検出動作に対応して変化する様子を示し、（ｇ
）はＡ／Ｄ変換器２７のサンプリングクロックを示して
いる。そして、同図（ｈ）〜（１）はコイル９ａ〜９ｂ
により検出された磁気共鳴信号のサンプルタイミングを
それぞれ示している。同図に示すように、所望の画像マ
トリックス（Ｎ　ｘ　Ｎ）と信号観Δｐ１時間ｔとで決
まるサンプリング時間Δｔの間に、信号検出用コイル９
ａ〜９ｅにより磁気共鳴信号が順次１回ずつ検出され、
この動作が信号観測時間時間ｔの間に繰返し行なわれる
。

なお、Ａ／Ｄ変換後のデータは、コイル９ａ〜９ｅから
の信号に基いて得られたデータが順番に並んで繰返され
ているめ、画像化する場合には各コイル毎のデータを分
けて画像化する必要がある。

各コイル毎の画像が得られたら、以後、第８図で説明し
た手順に従って最終的な画像を合成することになる。

［発明の効果］ 本発明によれば、被検体の画像化すべき所望領域を取囲
むように配置した複数個の信号検出用コイルを介して被
検体からの磁気共鳴信号を順次検出し、検出された磁気
共鳴信号について各々画像化処理を行ない、各画像から
信号検出用コイルの配置状態に応じて個別に定めらけた
撮像部位の画像成分を抽出して合成することにより、広
い領域の画像を高いＳ／Ｎで得ることができる。

また、所望の画像マトリックスと信号観ａＰＪ時間とで
決まるサンプリング時間の間に、複数個の信号検出用コ
イルを順次磁気共鳴周波数に同調させて磁気共鳴信号を
検出する動作を信号観測時間の間に繰返すことによって
、短い時間で広い嶺域全体の画像化が可能である。

さらに、磁気共鳴信号を検出するコイルのみを所定の磁
気共鳴周波数に同調させ、他のコイルを該磁気共鳴周波
数から離調させる手段を付加するコトによって、・信“
号検出時のコイルが他のコイルとカップリングすること
がなく、−層Ｓ／Ｎの良好な画像が得られる。

このように本発明は高速イメージングや、被検体内に微
量しか存在しない核種のイメージングを行なう場合に、
広い領域にわたりＳ／Ｎの良い画像を得ることができる
。しかも、単一のサーフェイスコイルを用いた場合に必
要としたコイルの位置換えのような煩雑な操作を必要と
せずに、電子的な処理のみで所望の領域の画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴映像装置の構
成を示すブロック図、第２図は信号検出用マルチサーフ
ェイスコイルの配置例を示す図、第３図は第１図におけ
る受信部の詳細を示すブロック図、第４図〜第６図は第
２図における同調・整合回路の具体例を示す図、第７図
は同実施例における画像化のためのパルスシーケンスの
一例を示す図、第８図は信号検出用コイルより得られた
信号より画像を構成する手順を示す図、第９図は同実施
例の動作を説明するためのタイムチャートである。 １・・・静磁場磁石、２・・・励磁用電源、３・・・勾
配磁場生成コイル、４・・・駆動回路、５・・・被検体
、６・・・寝台、７・・・送信部、８．８ａ、８ｂ・・
・送信用コイル、９・・・信号検出用マルチサーフェイ
スコイル、９ａ〜９ｅ・・・信号検出用コイル、１０・
・・受信部、１１・・・システムコントローラ、１２・
・・データ収集部、１３・・・電子計算機、１４・・・
コンソール、１５・・・画像デイスプレィ、２１ａ〜２
１ｃ・・・同調・整合回路、２２ａ〜２２ｅ・・・プリ
アンプ、２３・・・加算回路、２４・・・検波回路、２
５・・・基準信号発生器、２６・・・位相補正回路、２
７・・・Ａ／Ｄ変換器、３１・・・可変容量ダイオード
、３２．３２ａ。 ３２ｂ・・・ｆｏＱ調用コンデンサ、３３．３４・・・
５０Ω整合用コンデンサ、３５・・・ＰＩＮダイオード
、３６・・・ｃｏトラップ用ココイル出願人代理人　　
弁理士　鈴江武彦 第１図 システムコントローラへ 第４図 Ｖスデムコントローラへ 第５図 莞６図 を 第７図 （ａ）（ｂ） （Ｃ） 第８図 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に高周波磁場を印加するとともに、勾配磁
   場パルス及び高周波磁場を印加する手段と、被検体の画
   像化すべき所望領域を取囲むように配置された複数個の
   信号検出用コイルと、これら複数個の信号検出用コイル
   を介して被検体からの磁気共鳴信号を順次検出する手段
   と、この手段により検出された磁気共鳴信号について画
   像化処理を行なう手段と、この手段により得られた各画
   像から、前記信号検出用コイルの配置状態に応じて定め
   られた撮像部位の画像成分を抽出して合成することによ
   り、前記所望領域の画像を得る手段とを備えたことを特
   徴とする磁気共鳴映像装置。
2. （２）前記複数個の信号検出用コイルを介して被検体か
   らの磁気共鳴信号を順次検出する手段は、所望の画像マ
   トリックスと信号観測時間とで決まるサンプリング時間
   の間に、前記複数個の信号検出用コイルを順次磁気共鳴
   周波数に同調させて磁気共鳴信号を検出する動作を前記
   信号観測時間の間に繰返すことを特徴とする請求項１に
   記載の磁気共鳴映像装置。
3. （３）前記複数個の信号検出用コイルのうち、磁気共鳴
   信号を検出するコイルのみを所定の磁気共鳴周波数に同
   調させ、他のコイルを該磁気共鳴周波数から離調させる
   手段を付加したことを特徴とする請求項１または２に記
   載の磁気共鳴映像装置。