JPH0311223B2 - - Google Patents

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JPH0311223B2
JPH0311223B2 JP60081120A JP8112085A JPH0311223B2 JP H0311223 B2 JPH0311223 B2 JP H0311223B2 JP 60081120 A JP60081120 A JP 60081120A JP 8112085 A JP8112085 A JP 8112085A JP H0311223 B2 JPH0311223 B2 JP H0311223B2
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JP
Japan
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magnetic field
gradient magnetic
applying
magnetic resonance
nuclear magnetic
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JP60081120A
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JPS61239150A (ja
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Takaaki Hirata
Hiroyuki Matsura
Hideto Iwaoka
Keiki Yamaguchi
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GE Healthcare Japan Corp
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences

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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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(nuclear magnetic
resonance:以下これをNMRと略称する)現象
を利用して、被検体内における特定原子核分布等
を被検体外部より知るようにしたNMR撮像装置
に関するものである。
(従来の技術) 従来より、NMR現象を利用して被検体の組織
に関する画像を得るNMR撮像装置には各種の方
式によるものがあるが、いずれもスキヤンタイム
が長く、このため高速スキヤンのNMR撮像装置
の出現が強く望まれている。
本発明の目的は、この様な点に鑑み、パルスシ
ーケンスに工夫をこらすことにより高速スキヤン
を可能としたNMR撮像装置を提供することにあ
る。
(問題点を解決するための手段) 記 この様な目的を達成するために本発明では、次
のようなシーケンス機能を有した制御手段を備え
ることを特徴とするものである。
(イ) 前記高周波パルスを印加する手段から90゜パ
ルスを印加し励起する。
(ロ) 次に、前記勾配磁場を印加する手段から勾配
磁場を印加する。
(ハ) 次に前記(ロ)と反対極性の勾配磁場を印加し分
散中のスピンを収束する。
(ニ) 次に前記(ロ)と同極性の勾配磁場を印加し分散
中のスピンを収束する。
(ホ) 前記(ハ)ないし(ニ)を所定の回数繰返した後スピ
ンが収束した時点で勾配磁場印加を止める。
(ヘ) 前記(イ)ないし(ホ)を毎回90゜パルスの位相を
180゜変化させながら所定の回数繰返す。
(ト) 得られた核磁気共鳴信号のうち所望の信号を
用い画像を再構成する。
また、本発明における動作の特徴は次の通りで
ある。
前記(イ)ないし(ホ)の工程において信号を得る間
に縦緩和した磁化を用い、次の工程で信号を得
る。このため、180゜パルスは用いずに、勾配反
転によりエコー信号を得ている。
前記(ホ)で収束したスピンは次の工程の180゜位
相の変化した90゜パルスにより熱平衡状態に戻
す。
(実施例) 以下、図面を用いて本発明を説明する。第1図
は、本発明に係る装置の一実施例の構成を示すブ
ロツク図である。同図において、1は一様な静磁
場H。(この場合の方向をz方向とする)を発生
させるための静磁場用コイル、2はこの静磁場用
コイル1の制御回路で、例えば直流安定化電源を
含んでいる。静磁場用コイル1の均一度は10-5
上であることが望ましい。
3は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、
4はこの勾配磁場用コイル3の制御回路である。
本発明の装置においては、第1、第2の勾配磁
場を発生させるが、単に第1、第2の勾配磁場と
記載して説明すると抽象的であり、発明が分りに
くい。そこで、本明細書では、第1の勾配磁場を
z勾配磁場とし、第2の勾配磁場をx勾配磁場と
y勾配磁場との合成の磁場として説明を行なう。
ただし、この組合せは、どんなものでもよく、第
1と第2の勾配磁場が異なつた方向の勾配磁場で
あれば良い。また、前記x,y,z勾配磁場以外
の他方向の勾配磁場を組合せても良い。
また、本明細書では、第1、第2の勾配磁場を
発生させる手段として、それぞれ専用のコイル手
段(z勾配磁場用コイル、x勾配磁場用コイル、
y勾配磁場用コイル)が設けられている例で説明
するが、これに限定するわけではない。すなわ
ち、第1、第2の勾配磁場を発生させるのに、例
えば、1つの手段で第1、第2の勾配磁場の両方
を発生させるようにしても良い。
この勾配磁場用コイル3は、一様な静磁場Ho
と同一方向で、x,y,z軸方向にそれぞれ直線
勾配をもつ磁場を発生する。制御回路4はコント
ローラ20によつて制御される。
5は被検体に幅の狭い周波数スペクトルの高
周波パルス、すなわち、RFパルスを電磁波とし
て与える励磁コイルである。
6は測定しようとする原子核のNMR共鳴条件
に対応する周波数(例えばプロトンでは、42.6M
Hz/T)の信号を発生する発振器で、その出力
は、コントローラ20からの信号によつて開閉が
制御されるゲート回路30と、パワーアンプ7を
介して励磁コイル5に印加されている。
8は被検体におけるNMR信号を検出するため
の検出コイルで、励磁コイル5に対して90゜回転
して設置されている。なお、この検出コイル8
は、被検体にできるだけ近接して設置されること
が望ましいが、必要に応じて、励磁コイル5と兼
用させてもよい。
9は検出コイル8から得られる核磁気共鳴信号
(NMR信号…FID信号/エコー信号)を増幅する
増幅器、10は位相検波回路、11は位相検波さ
れた増幅器9からの波形信号を記憶するウエーブ
メモリ回路で、A/D変換器を含んでいる。
13はウエーブメモリ回路11からの信号を伝
送路12を介して入力し所定の信号処理を施して
断層像を得るコンピユータ、14は得られた断層
像を表示するテレビジヨンモニタのような表示器
である。また、コントローラ20からコンピユー
タ13へは、信号線21により、必要な情報が伝
送される。
コントローラ20は、第1と第2の勾配磁場
(勾配磁場Gz,Gx,Gy)、RFパルスの振幅を制御
するために必要な信号(アナログ信号)、及びRF
パルスの送信やNMR信号の受信に必要な制御信
号(デジタル信号)を出力することができるよう
に構成されたものである。このコントローラ20
は、本発明に係る装置の特徴とするシーケンス機
能、すなわち、RFパルスの動作タイミングや第
1と第2の勾配磁場の動作タイミングを制御する
機能を有している。ただし、このシーケンス機能
を果す素子は、コントローラ20に限定するもの
ではなく、他の素子、例えば、コンピユータ13
にこの機能を持たせても本発明は成立する。
この様な構成における動作を第2図のパルス系
列を参照して次に説明する。第2図は本実施例装
置によるスピンワープ法でエコー信号のみを1回
観測する場合のタイムチヤートである。
1 制御回路2から静磁場用コイル1に電流を流
し、被検体(被検体は各コイルの円筒内に設
置)に静磁場Hoを与える。
2 コントローラ20より制御回路4を介してz
勾配磁場用コイルに電流を流し、第2図のロに
示すようにz勾配磁場Gz +を与えた状態で、ゲ
ート回路30において選択し出力された90゜xパ
ルスを被検体に与えそのスライス面のスピンを
励起する(ta)。この励起直前では、磁化Mは
第2図ヘのに示すような方向に向いている
が、90゜xパルスの印加によりに示すような方
向に90゜回転する。
3 次に、y勾配磁場を与えて位相エンコードを
行うと共に負方向のx勾配磁場Gx -を与えてス
ピンを分散させ、エコー信号観測の準備をして
おく(tb)。
4 続いて、Gz,Gyは印加しないで正方向のx
勾配磁場(Gx +)のみを与える(tc)。これによ
り、分散方向に移動していたスピンは逆の方向
へ移動を開始する。すなわち収束の方向に向か
う。そして、第2図ニに示すGx -による位相変
化量とGx +の位相変化量が等しくなつた時点に
おいて、再びスピンはy軸上で位相が一致し、
エコー信号が最大になる。その後、更にスピン
は移動を続け、y軸上で一致した位相は再び分
散の方向へと向かい、エコー信号は消滅してゆ
く。要するに、期間tcの間ではスピンの縦緩和
(T1緩和)及び横緩和(T2緩和)が起こる。
なお、実施例におけるGxは、Gyを与えて位
相エンコードを行うときには負方向の勾配磁
場、そしてその後に与える磁場は正方向の勾配
磁場としてるが、一旦分散したスピンを再び収
束させることができればよいから、逆に位相エ
ンコードを行うときは正方向の勾配磁場を与
え、その後には負方向の勾配磁場を与えるよう
にしてもよい。
上述の動作により生じたエコー信号は検出コ
イル8により検出され、その信号はプリアンプ
9を介し位相検波回路10に導かれ、ここで位
相検波された後ウエーブメモリ回路11に格納
される。格納されたデータはコンピユータ13
により読取られる。
5 次に、信号観測を終了し、Gz -及びGyを与え
ると共に、Gxを反転して与え、磁化Mを集め
る(td)。これはスピン緩和過程を途中で打切
り、再び励起するもので、通常、Tr≪T1,T2
とすることができる。
磁化Mは第2図ヘのに示す方向に向く。
6 続いて、Gz +を与えた状態で90゜−xパルスを
印加する(te)。これにより、Trの間にT1緩和
した磁化が励起され、また5)で集められた磁
化のy成分が熱平衡状態に戻される。
7 再びGyを与えて位相エンコードを施すと共
にGx -を与えてスピンを分散させて、測定の準
備をしておく(tf)。
8 前記4)と同様にGx +印加でエコー信号を観
測する(Tg)。
9 次に、信号観測を終了し、5)と同様にGx
Gy,Gzを与えてスピンを集める。磁化Mの方
向は第2図ヘのに示す方向に向く。これは
の初期状態と同一である。
以下前記2)から9)の動作を繰返しエコー信
号を観測する。
なお、Gyの大きさとその印加時間の積で決ま
る位相変化量を各ビユーごとに適宜変化させてエ
コー信号を観測することは言うまでもない。
なお、上記のように横緩和が完全に進行しない
うちに次のパルスを印加してゆくと、信号強度は
縦緩和時間T1と横緩和時間T2に関係する一つの
平衡状態となる。この様な平衡状態のときには、
その直前のTr期間においてT2緩和により減少し
た量と次のTr期間においてT1緩和により増加す
る量とが等しくなる。
上記のようなシーケンスによれば、180゜パルス
を用いていないためTrの間T1緩和中の磁化は反
転させられることなく緩和し、高速スキヤンが実
現できる。例えば、Tr=0.02secとすれば、256ビ
ユーで5.12secの全スキヤンタイムとなる。
なお、早く動的平衡状態にするために最初に
45゜パルスを印加するようにしてもよい。
第3図は本実施例装置による投影再構成法で、
スピンエコー信号のみを1回観測する場合のタイ
ムチヤートである。第3図において、GyをGx
同様に印加する点を除いては、RFパルスや勾配
磁場の印加は第2図の場合と同様である。この例
では、勾配磁場Gx及びGyの強度を変化させなが
ら測定を繰返し、投影データを得る。
第4図は本実施例装置によるエコプレーナー法
で観測する場合のタイムチヤートである。第4図
では、弱いGxを印加しながらGyの符号を変化さ
せ信号を観測した後、Gxを反転しスピンを収束
させて再び励起する。RFパルスの印加はは第2
図の場合と同様である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、180゜パ
ルスを使用しないことにより、緩和と測定を同時
に行うことができ、T1,T2緩和時間よりも十分
短い間隔で次々とワープ量を変えてエコー信号を
観測することができるので、高速のスキヤンが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るNMR撮像装置の一実施
例を示す構成図、第2図は本発明に係る装置のシ
ーケンスを説明するための動作波形図及び磁化ベ
クトルを説明するための図、第3図及び第4図は
本発明に係る装置における他のシーケンスを説明
するための動作波形図及び磁化ベクトルを説明す
るための図である。 1……静磁場用コイル、2……静磁場用コイ
ル、3……勾配磁場用コイル、4……勾配磁場用
制御回路、5……励磁コイル、6……RF発振器、
7……パワーアンプ、8……検出コイル、9……
プリアンプ、10……位相検波回路、11……ウ
エーブメモリ回路、13……コンピユータ、14
……表示器、20……コントローラ、30……ゲ
ート回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検体に静磁場を与える手段と、被検体に勾
    配磁場を与える手段と、被検体の組織を構成する
    原子の原子核に核磁気共鳴を与えるための高周波
    パルスを印加する手段とを備え、生じた核磁気共
    鳴信号を利用して被検体の組織に関する画像を得
    る核磁気共鳴撮像装置において、 下記(イ)ないし(ト)の機能を有する制御手段を具備
    したことを特徴とする核磁気共鳴撮像装置。 記 (イ) 前記高周波パルスを印加する手段から90゜パ
    ルスを印加し励起する。 (ロ) 次に、前記勾配磁場を印加する手段から勾配
    磁場を印加する。 (ハ) 次に前記(ロ)と反対極性の勾配磁場を印加し分
    散中のスピンを収束する。 (ニ) 次に前記(ロ)と同極性の勾配磁場を印加し分散
    中のスピンを収束する。 (ホ) 前記(ハ)ないし(ニ)を所定の回数繰返した後スピ
    ンが収束した時点で勾配磁場印加を止める。 (ヘ) 前記(イ)ないし(ホ)を毎回90゜パルスの位相を
    180゜変化させながら所定の回数繰返す。 (ト) 得られた核磁気共鳴信号のうち所望の信号を
    用い画像を再構成する。 2 前記勾配磁場の印加において、前記(ロ)に続い
    て(ハ)ないし(ニ)を繰返し、その繰返しの最後に印加
    する勾配磁場を、それ以前の勾配磁場よりもその
    強度において強めると共にその印加時間において
    短くし、このとき得られるエコー信号のみを観測
    するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の核磁気共鳴撮像装置。 3 前記核磁気共鳴信号を得るときに、与えるべ
    き勾配磁場を適宜に定め、投影再構成法又はスピ
    ンワープ法又はエコープレーナー法のうちのいず
    れかで画像再構成ができるようにしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の核磁気共鳴撮
    像装置。
JP60081120A 1985-04-16 1985-04-16 核磁気共鳴撮像装置 Granted JPS61239150A (ja)

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JPS61239150A JPS61239150A (ja) 1986-10-24
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2545872B2 (ja) * 1987-08-31 1996-10-23 株式会社島津製作所 Nmr信号採取法
JPH02200242A (ja) * 1989-01-31 1990-08-08 Shimadzu Corp Mri画像撮像法
JPH02200241A (ja) * 1989-01-31 1990-08-08 Shimadzu Corp Mri画像撮像装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6029685A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Yokogawa Hokushin Electric Corp 核磁気共鳴による検査装置
JPS6039539A (ja) * 1983-08-15 1985-03-01 Hitachi Ltd 核磁気共鳴を用いた検査装置

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