JPH01303141A - 永久磁石磁気共鳴イメージング装置 - 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（Ｍ　Ｒ：　ｍａｇｎｅｔｉｅ　　ｒ
ｅｓｏｎａｎｃｅ　）現像を利用して被検体の生理学的
ないし解剖学的情報を収集・表示する永久磁石磁気共鳴
イメージング装置に関し、特に永久磁石の温度変化にか
かわらず鮮明で歪のない画像を提供可能な永久磁石磁気
共鳴イメージング装置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴イメージング装置ｆ（ＭＨＩ）は次のような方
法で被検体の生理学的、解剖学的情報を得るものである
。すなわち−様静磁場中に置かれた被検体に対し、スラ
イシング用傾斜磁場を印加した状態で、励起用無線周波
磁場を印加し、磁場強度が所定の値をもち、対象各種、
例えばプロトン、のラーモア周波数が前記励起用無線周
波１ａ場の周波数に等しい断層内対象各種を選択的に励
起することによりスライシングが行われる。そしてスピ
ンの位置座標情報を後述の磁気共鳴信号の位相にエンコ
ードするため前記スライシング用傾斜磁場に垂直に、ま
た互いに直角をなす２方向に傾斜磁場を印加する。

その後、スピンの静磁場方向への自由誘導減衰（ＦＩＤ
）により生じる電磁波放射を磁気共鳴（ＭＲ）信号とし
て受信コイルで受信する。

受信されたＭＲ倍信号、インタフェイス、中央情報処理
装置（ＣＰＵ）および記憶装置等から構成されるコンピ
ュータ系で断層画像情報へと再構成され、また記憶装置
内に格納される。ざらに、断層画像情報はモニタ上に表
示され観察がなされ、被検体に関する生理学的ならび解
剖学的情報を与える。

詳細には前記スライシングは次のようにして行われる。

すなわち、励起用無線周波磁場が第２図のようなスペク
トルを有する場合、Ｚを傾斜磁場方向の座標としたとき
磁場強度は座標２の関数日（２＞であり、ラーモアの関
係式 １式％（） により、２つの７座標Ｚ１および１２が定まるが、ｚ、
＜ｚ＜ｚ２　　　　　　　　　　・・・（※※）を満す
Ｚ座標を有する被検体断層領域内対象核種が、無線周波
磁場照射により励起される。

第２図において示されるｒＯすなわち、０でないスペク
トル強度を有する周波数領域の中心に相当する周波数を
無線周波磁場の中心周波数という。

第２図に示されるスペクトルを有する無線周波磁場の信
号は、無線周波発掘器において中心周波数ｆＯに等しい
周波数の搬送波の発振を行い、この搬送波に対し所定の
変調を行い、電力増幅を行うことによって得られる。

従来、このような原理にもとづ＜ＭＲＩ装置において、
均一な静磁場を作るための磁束発生源として永久磁石を
用いた永久磁石磁気共鳴イメージング装置がある。

ところでこのような永久磁石磁気共鳴イメージング装置
においては静磁場強度が温度とともに大きく変動すると
いう問題がある。これは、永久磁石の磁化率がキュリー
・ヴアイスの法則に従い変動することおよび、温度とと
もに永久磁石の形状ならびに位置が変動すること等によ
る。

しかしながら静磁場強度が変動すれば、それとともに被
検体各点でのラーモア周波数も変動するから、前記スラ
イシングが所定どうり行われず、表示される断層画像は
不鮮明で歪んだものとなってしまう。あるいは、極端な
場合にはＭＲ倍信号全く受信されなくなってしまう。

従来技術にあってはこのような問題に対処するため静磁
場強度の変動を避けるという見地から例えば大がかりな
空調設備を設は撮影室の温度を一定に保つようになし、
あるいは断熱手段を設は永久磁石の温度変化が生じない
ように行っていた。

また、現実に生じる磁場強度変動に対しては、前記無線
周波発掘器の発振周波数ｆｏを自動的に微調整する、い
わゆる［０口ツク機構を設けて対処していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような従来技術には次のような問題が
ある。

すなわち、空調設備を設けても高い精度で室温を一定に
保つことは実際上不可能であり、またそのための費用は
膨大なものとなる。

また、断熱手段を用いる方法にも同様に、完全な断熱は
不可能であり、この断熱手段をも含めた静磁場発生部の
容積が大きくなってしまうという問題がある。

さらに、このような方法では静ｌａ場強度が温度ととも
に変動するのを右、効に防ぐことはできず、静ｌａｓ強
度が大きく変動し、その結果ＭＲ低信号のものが観測さ
れなくなり、前記ｔｏロック機構は全く機能しなくなっ
てしまったりあるいは、ｆｏロックに要する時間が長く
なってしまうという事態がしばしば生じる。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
であり、撮影室もしくは永久磁石の温度変化に拘らず常
に鮮明で歪みのない断層画像″を表示可能な永久磁石磁
気共鳴イメージング装置を提供することを目的とするも
のである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の永久磁石磁気共鳴イメージング装置は上記目的
を達成するため永久磁石の温度測定を行う温度測定手段
と、この湿度測定手段による温度測定結果を入力し、無
線周波磁場の中心周波数を、永久磁石の温度変化にとも
なう磁場強度の変動を補償するように可変とするだめの
周波数可変発振手段とを有するものである。

（作用） このような構成を有する本発明の永久磁石磁気共鳴イメ
ージング装置においては永久磁石温度が変化し、静磁場
強度が変動した場合であっても、温度測定手段によって
永久磁石各部の温度が測定され、この温度測定結果にも
とずき、周波数可変発振手段おいて、発振周波数の調節
がなされ常に各断層画像撮影対象断層領域の磁場強度と
ラーモア周波数の関係にある中心周波数を有する無線周
波！ｉ場パルスの照射が行われ、所望の正確なスライシ
ングが行われ、表示される断層画像は鮮明で歪のないも
のとなる。

また、前記構成により断層画像撮影対象断層領域磁場強
度に対応するラーモア周波数と実際に印加される無線周
波磁場パルスの周波数はほとんど一致しているので、ｔ
ｏｏツク機構も常に所定の微調整機能を果し得、それに
要する時間も極めて短いものとなる。

（実施例） 以下図面を参照しつつ本発明の実施例の永久磁石磁気共
鳴イメージング装置について述べる。

第１図に本実施例の永久磁石磁気共鳴イメージング装置
のブロック構成を示す。づなわち本実施例の永久磁石磁
気共鳴イメージング装置は従来公知のように静磁場発生
用の永久磁石７と、無線周波（ＲＦ）磁場印加用の送信
用ＲＦコイル９と、入力される無線周波信号の電力増幅
を行うＲＦアンプ１１と、図示されていないＭＲ信号受
信用の受信用ＲＦコイルと、この受信用ＲＦコイルから
の信号を入力し、サンプリング、Ａ／Ｄ変換および高速
フーリエ変換等の信号処理を行うインターフェイス１３
と、プログラムおよび記憶部を有し装置全体の制御、信
号転送制御等の処理を行うコンピュータ１５と、後述の
周波数可変発振器３の出力に対する変調を行う変調器１
７と、図示されていないＣＲＴモニタとを有し、さらに
本発明の趣旨に沿い、温度測定手段としての熱電対を用
いた温度センサ１と、周波数可変発振器（ＳＳＧ）３と
、発振周波数制御用インタフェイス５とを有する。また
、コンピュータ１５は、その記憶部に制御データを有し
ており、この制御データにもとずき、発振周波数制御用
インタフェイス５を介し、磁場強度の変動を補償する所
定の周波数の発振が行われるように周波数可変発振器３
に対する制御を行う。

発振周波数制御用インタフェイス５と、前記制御データ
をその記憶部に有するコンピュータ１５と、周波数可変
発振器３とが特許請求の範囲で述べたところの周波数可
変発振手段を構成する。

このような構成を有する本実施例の永久磁石磁気共鳴イ
メージング装置において、永久磁石７の温度変化にとも
なう磁場強度の変動を補償するための処理が次のように
してなされる。

すなわち、永久磁石に付着された温度センサ１の出力信
号はインタフェイス１３に入力され、サンプリング、Ａ
／Ｄ変換を施される。

コンピュータ１５はインタフェイス１３から所定の信号
処理後の永久磁石温度測定結果を入力して、前記制御デ
ータを参照し、その時点で発振すべき周波数値に対応し
た制御信号値を発振周波数ｉｌｌ　ｆｉｌ用イフィンタ
フェイス５る。

発振周波数制御用インタフェイス５では送られてきた制
御信号値をＤ／Ａ変換して周波数制御信号１０１とし、
周波数可変発振器３に出力する。

周波数可変発振器３において、入力された周波数制御信
号１０１にもとすきその時点の磁場強度に適する周波数
値での発振が行われる。

こうして被検体のある部位について断層像を撮影する場
合、その時点でのその部位のｌａ磁場強度対し正確にラ
ーモアの関係式を満す中心周波数の発振が行われ、温度
変化による磁場強度変動が補償されるので、撮影対象部
位内のプロトンのみが正しく励起され、それにもとず＜
ＭＲ倍信号収集し、処理して得られる断層画像は鮮明で
歪のないものとなる。

前記コンピュータ１５内制御データの作成は、生体の代
りに水を用いＭＲ現象を生ぜしめ温度変動とともに共鳴
周波数がどのように変動するかを測定することによって
行われる。

［発明の効果］ 上述してきたところから明らかなように本発明により次
のような効果が奏される。

すなわち本発明の永久磁石磁気共鳴イメージング装置に
おいては、温度変化による磁場強度変動を補償するよう
に無線周波磁場の中心周波数を自動的に制御するので、
常に正確なスライシングが行われ、表示される断層画像
は鮮明で歪のないものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の永久磁石磁気共鳴イメージン
グ装置のブロック図、第２図は励起用無線周波磁場のス
ペクトル例を示す図である。 １・・・温度センサ　３・・・周波数可変発成器（ＳＳ
Ｇ）５・・・発振周波数制御用インタフェイス７・・・
永久磁石　９・・・送信用ＲＦコイル１１・・・ＲＦア
ンプ　１３・・・インタフェイス１５・・・コンピュー
タ　１０１・・・周波数制御信号代理人　弁理士　則　
近　　憲　佑 代理人　弁理士　近　藤　　　猛

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 永久磁石の発生する静磁場中に置かれた被検体に対し無
   線周波磁場を印加して得られる磁気共鳴信号を受信し、
   被検体の生理学的ならびに解剖学的情報の収集および表
   示等を行う永久磁石磁気共鳴イメージング装置であって
   、永久磁石の温度測定を行う温度測定手段と、この温度
   測定手段による温度測定結果を入力し、前記無線周波磁
   場の中心周波数を、永久磁石の温度変化にともなう磁場
   強度の変動を補償するように可変とするための周波数可
   変発振手段とを有することを特徴とする永久磁石磁気共
   鳴イメージング装置。