JPH01284238A - Ｍｒｉ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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲと略す）を利用して被検
体の所望個所を映像化するＮＭＲイメージング装置（以
下１ＭＲＩ装置と略す）、特に受信部の改良をはかって
なるＭＨＩ装置に関する。

［従来の技Ｉ！］ ＮＭＲイメージング装置では、原子核を高周波を照射し
て励起し、共鳴した原子核より放出される高周波信号（
これをＮＭＲ信号という）を検出する。高周波信号の検
出には通常、コイルが使用され、サドル型、ソレノイド
型及びそれらを変形した種々のコイルが考えられている
。この検出コイルの感度が再構成された画像のＳＮ比に
直接影響するため、その研究改良が多くなされている。

励起されたスピンは小さな磁極片が同一平面上を回転し
ているようにふるまうため、この点に着目してＣ，Ｎ、
ＣＨＥＮ他は、直交した２つのコイル系で検出する直交
コイル（Ｑ　ｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｃｏｉｌ）を提案し
ており（Ｃ，Ｎ、ＣＨＥＮ他「ジャーナルオブ　マグネ
チック　レゾナンス」　（Ｊ′○ＦＭＡＧＮＥＴＩＣＲ
ＥＳＯＮＡＮＣＥ）５３−３２４−３２７、１９８３参
照、アカデミツクブレス社発行）原理的にはＳＮ比がＶ
２倍に向上するといわれている。第７図は、この直交コ
イルの原理を示す図であり、ここでは説明を簡単にする
ため同調回路などは省略している０図において、１つの
平面内で回転している磁化は、コイル１とコイル２に９
０゜の位相差を伴った同一の信号を誘起する。ここで。

コイル１とコイル２は、軸方向が直交しているため、互
いに独立なランダムノイズを伴って信号が検出される。

ノイズ源となり得るものは、コイル１．２の抵抗、被検
体とコイル１，２の磁気的結合および電気的結合などに
起因する被検体からの等価抵抗などである０両コイル１
，２の信号の位相を位相シフタ３などで合わせて合成器
４で加算すると、信号は２倍、ノイズはＶ２倍となり、
結果としてＳＮ比はｆ２倍に向上する。たべしこの結果
は、コイル１とコイル２の感度が等しい場合に成立する
もので、このためにはコイル１，２の寸法形状が等しく
、さらに前記した被検体からの等価抵抗も等しくする必
要がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来例では、実際上、２つのコイル１と２
との感度を一致させることは事実上困難である。例えば
、前記従来例に沿ったソレノイド型コイルの例を第５図
に示す。一方のコイルであるソレノイド型コイル５を被
検体６に近接した形状とし１軸側に採用したとする。こ
の軸に直交した軸側では、被検体のくび及び胸部がコイ
ル設置の障害となってしまい、同様の感度を持つコイル
を設置することはできない、従って、設置するコイルは
、第８図に示すようにサドル型のコイル７となり、コイ
ル５と６との感度のアンバランスはますます大となる。

このため、上記最適条件（コイル１，２、又は５，７の
感度が等しいこと）を満足することはできない。この結
果、直交コイルによるＳＮ比の改善度が低く、良質の画
像が得られないとの問題がある。

本発明は、上述したような問題点を解消するためになさ
れたもので、ＳＮ比が高く、良質の画像が得られる核磁
気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、核磁気共鳴信号検出手段に特徴を有し、この
手段を、共鳴原子のスピン回転面と垂直な方向の中心軸
上でそれぞれが固定され、且つそれぞれが被検体の体軸
方向と約４５°の角度を持つ構造となる第１．第２のソ
レノイド型受信コイルと、該第１．第２のソレノイド型
受信コイルで検出される２つの核磁気共鳴信号の位相差
を補正する位相シフタと、該位相補正された２つの核磁
気共鳴信号を加算する加算手段と、より構成した。

［作用］ 本発明によれば、直交コイルの２つの受信コイルに感度
の等しいソレノイド型コイルを用い、これらの出力を位
相シフタで位相差を補正して加算することにより、ＳＮ
比が改善され、良質な画像が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第２図は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の全
体構成図を示すブロック図である。この核磁気共鳴イメ
ージング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して
被検体６の断層画像を得るもので、静磁場発生磁石１０
と、中央処理装置（以下ＣＰＵという）　１１と、シー
ケンサ１２と、送信系１３と、磁場勾配発生系１４と、
受信系１５と、信号処理系１６とからなる。上記静磁場
発生磁石１０は、被検体６の周りにその体軸と直交する
方向に強く均一な静磁場を発生させるもので、上記被検
体６の周りのある広がりをもった空間に永久磁石方式又
は常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置
されている。上記シーケンサ１２は、ＣＰＵ１１の制御
で動作し、被検体６の断層画像のデータ収集に必要な種
々の命令を送信系１３及び磁場勾配発生系１４並びに受
信系１５に送るものである。上記送信系１３は、高周波
発振器１７と変調器１８と高周波増幅器１９と送信側の
高周波コイル２０ａとからなり、上記高周波発振器１７
から出力された高周波パルスをシーケンサ１２の命令に
従って変調器１８で振幅変調し、この振幅変調された高
周波パルスを高周波増幅器１９で増幅した後に被検体６
に近接して配置された高周波コイル２０ａに供給するこ
とにより、電磁波が上記被検体６に照射されるようにな
っている。上記磁場勾配発生系１４は、ｘ、ｙ、ｚの三
軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル２１と、それぞれのコ
イルを駆動する傾斜磁場電源２２とからなり、上記シー
ケンサ１２からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜
磁場電源２２を駆動することにより。

Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、　Ｇｙ、　Ｇｚ
を被検体６に印加するようになっている。この傾斜磁場
の加え方により、被検体６に対するスライス面を設定す
ることができる。上記受信系１５は。

受信側の高周波コイル２０ｂと増幅器２３と直交位相検
波器２４とＡ／Ｄ変換器２５とからなり、上記送信側の
高周波コイル２０ａから照射された電磁波による被検体
６の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体６に近接して
配置された高周波コイル２０ｂで検出され、増幅器２３
及び直交位相検波器２４を介してＡ／Ｄ変換器２５に入
力してデジタル量に変換され、さらにシーケンサ１２か
らの命令によるタイミングで直交位相検波器２４により
サンプリングされた二系統の収集データとされ、その信
号が信号処理系１６に送られるようになっている。この
信号処理系１６は、ＣＰＵＩＩと、磁気ディスク２６及
び磁気テープ２７等の記録装置と、ＣＲＴ等のデイスプ
レィ２８とからなり、上記ＣＰ　Ｕｌｌでフーリエ変換
、補正係数計算、像再構成等の処理を行ない、任意断面
の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行な
って得られた分布を画像化してデイスプレィ２８に表示
するようになっている。

なお、第２図において、送信側及び受信側の高周波コイ
ル２０ａ、２０ｂと傾斜磁場コイル２１は、被検体１の
周りの空間に配置された静磁場発生磁石１０の磁場空間
内に配置されている。

ここで、本発明に係る高周波コイル２０ｂは第１図で示
したような直交コイル８，９である。この２つのコイル
は第４図、第５図に示すように、共鳴原子のスピン回転
面（ＸＹ平面）と垂直な方向の中心軸（Ｚ）上で、被検
体６の体軸（Ｙ）方向と約４５度の角度をもってそれぞ
れが固定された状態で直交に配置されたソレノイド型コ
イル８，９であり、共に感度が等しいことが重要である
。この直交配置とは角度が９０度であるということでは
なく、コイル同士がカップリングを起こさない状態をい
う。

この２つのコイルを共鳴周波数に同調させ、その出力を
第３図に示す受信系の入力３０．３１に接続し、それぞ
れの信号をプリアンプ３２．３３により増幅する。この
とき、出力波形は第６図Ａ、Ｂに示すような位相差を伴
ったものである。この位相差は直交状態となるコイルの
配置角度によって異なるが、約９０度となる。そこでプ
リアンプ３３の出方に位相差を補正するための位相シフ
タ３４を通しく波形Ｃ）、その後に加算器３５で加算（
Ａ＋Ｃ）し、出力３６に出力する（波形Ｄ）。

本発明における直交コイルは、静磁場が体軸と垂直な方
向である場合に限られる。静磁場が体軸方向であると、
スピン回転面がＸＺ平面となり、コイルの中心軸が体軸
と一致し、実現不可能となるからである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、ＮＭＲ信号を、直交する２
つの軸上で各々検出する検出手段（直交コイル）におい
て、２つのコイル間の特性上のアンバランスをなくり、
、ＳＮ比の改善量を高めることができ、良質の画像が得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のソレノイド型受信コイルの実施例図、
第２図は本発明のＭＨＩ装置の実施例図、第３図は本発
明の位相シフトのための実施例図、第４図、第５図は本
発明のソレノイド型受信コイルの配置の説明図、第６図
は位相シフトの波形図、第７図及び第８図は従来例図で
ある。 ８．９・・・ソレノイド型コイル、３４・・・位相シフ
タ。 特許出願人　株式会社　日立メディコ 代理人　弁理士　秋　本　正　実（外１名）第１図 ８ソレノイド１′多コイル　　　９ソレノイド升多コイ
ル第　３　口 ３５加耳ｋ　　　３６航刀 第　４　図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検体の体軸方向と垂直な方向に静磁場を与える手
   段と、傾斜磁場を与える手段と、前記被検体の組織を構
   成する原子の原子核に核磁気共鳴を起させるために高周
   波を与える手段と、前記核磁気共鳴による信号を検出す
   る核磁気共鳴信号検出手段と、該共鳴信号を用いて画像
   再構成演算を行う演算手段と、より成ると共に、上記核
   磁気共鳴信号検出手段は、共鳴原子のスピン回軸面と垂
   直な方向の中心軸上でそれぞれが固定され、且つそれぞ
   れが被検体の体軸方向と約４５゜の角度を持つ構造とな
   る第１、第２のソレノイド型受信コイルと、該第１、第
   ２のソレノイド型受信コイルで検出される２つの核磁気
   共鳴信号の位相差を補正する位相シフタと、該位相補正
   された２つの核磁気共鳴信号を加算する加算手段と、よ
   り成るＭＲＩ装置。