JPH0316855B2 - - Google Patents

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JPH0316855B2
JPH0316855B2 JP60139360A JP13936085A JPH0316855B2 JP H0316855 B2 JPH0316855 B2 JP H0316855B2 JP 60139360 A JP60139360 A JP 60139360A JP 13936085 A JP13936085 A JP 13936085A JP H0316855 B2 JPH0316855 B2 JP H0316855B2
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JP
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magnetic field
static magnetic
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light
optical fiber
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JP60139360A
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JPS62333A (ja
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Motoji Harato
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気共鳴現象を利用して生体各組織
の特定原子核(通常は水素原子核)の密度分布、
緩和時定数分布及び化学シフト計測を生体外部か
ら無侵襲に測定し、医学的診断のための画像情報
等を得る診断用磁気共鳴イメージング装置の如き
の磁気共鳴イメージング装置(以下MRI装置と
称する)にかかり、特に、静磁場発生装置の負帰
還制御を改良して安定した静磁場が得られるよう
にしたMRI装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
この種MRI装置では、静磁場発生装置により
高強度静磁場を発生させ、この静磁場中に被検体
を配置し、この静磁場に所定の信号収集のパルス
シークエンスに従い傾斜磁場を重畳し且つ励起回
転磁場を印加することにより、上記被検体の予定
断層面部分に磁気共鳴現象が生じる。この磁気共
鳴現象に伴つて誘起された磁気共鳴信号を検出
し、該検出信号に所定の画像処理を施すことによ
り、上記被検体の断層面における或る特定の原子
核のスピン密度分布及び緩和時定数分布の少なく
とも一方が反映された画像情報が得られる。
このようなMRI装置にあつては、良質の、即
ち空間分解能の優れたMR画像情報を得るには、
MR共鳴条件の安定化が望まれる。そのために
は、先ず、上記静磁場の高安定性が要求される。
従来、上述の静磁場の高安定化を実現する手段と
して、磁場ロツク制御を行う構成(特願昭58−
76424号)が見受けられる。
磁場ロツク制御は以下のようなものである。即
ち、静磁場に重畳して用いる傾斜磁場として撮像
対象面に垂直な方向についての傾斜磁場のみを用
いて、MRエコー信号を検出し、それをフーリエ
変換して得られる投影信号のピークを検出するこ
とにより、周波数のずれΔωを検出し、静磁場変
動分ΔH0を下記式による算出する。
ΔH0=Δω/γ(γ:磁気回転比) この静磁場変動分ΔH0を静磁場電源(静磁場
発生装置)に負帰還することにより静磁場H0
調整し、上記周波数を合せるようにする。
このように磁場ロツク制御は、撮像対象面に垂
直な方向についての傾斜磁場のみを用いなければ
ならないことから、静磁場変動分ΔH0は予め撮
影前に検出するものであり、これにより制御値を
設定し負帰還制御を行う。従つて、撮影時間の長
短とは無関係に撮影時間中はずつとその設定値を
保持するようにしている。このため、長時間の撮
影の場合には撮影前の設定値が保たれない場合が
生じ、静磁場の安定化という点では問題であつ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、長時間の撮影の場合に
も静磁場の高安定化が図られ、ひいては良質の
MR画像情報を得ることが可能なMRI装置を提供
することにある。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するために本発明は、静磁場
発生装置により発生させた静磁場中に被検体を配
置し、所定のパルスシーケンスに従い信号収集の
ため傾斜磁場および励起回転磁場を前記静磁場に
重畳し、上記被検体の予定断層面部分に磁気共鳴
現象を生じせしめ、誘起された磁気共鳴信号に基
づき上記被検体の断層面における或る特定の原子
核のスピン密度分布及び緩和時定数分布の少なく
とも一方が反映された画像情報を得る磁気共鳴イ
メージング装置において、 発光手段と、 この発光手段からの光を導入しその偏向波を一
定にする偏向子と、 上記静磁場内に貫通して配置され上記偏光子の
出力光を導入するフアラデー効果を有する光フア
イバと、 この光フアイバからの出力光を導入しその偏向
面が互いに直交する2つの光に分離するウオラス
トンプリズムと、 このウオラストンプリズムからの2つの出力光
を電気出力に変換する光検出手段と、 この光検出手段からの2つの電気出力について
所定の演算を行うことにより上記光フアイバ内に
おる偏向波が上記静磁場の磁場強度に比例して受
けたフアラデー効果に伴うフアラデー回転角を示
す信号を得る演算手段と、 第1、第2の記憶手段と、 前記演算手段と前記第1、第2の記憶手段との
間に設けられてなるものであつて、1つの信号収
集が終わると前記演算手段の出力を前記第1、第
2の記憶手段に更新しつつ記憶すべく切換え動作
する切換手段と、 前記第1、第2の記憶手段それぞれに記憶され
たデータに基づき前記信号収集間における前記静
磁場の磁場強度の差分値を算出し該差分値に基づ
き前記静磁場発生装置により発生する静磁場の磁
場強度を制御する制御手段と、 を具備し、撮影中にあつても静磁場の磁場強度を
制御可能としたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明にかかるMRI装置の一実施例を第
1図を参照して説明する。
第1図において、1はシールドルーム2内に設
置されたMRI装置の静磁場コイルであり、この
静磁場コイル(静磁場磁石)1は静磁場電源装置
3により電源が供給される。ここで、このMRI
装置は図示しない傾斜磁場コイル及びその電源装
置、プローブヘツド、送受信系、信号処理系等を
有している。
また、第1図において、4は発光ダイオード、
5は光フアイバーで、この発光ダイオード4の出
力光を導入する。6は光学系で、フアイバー5の
出力光に集束等を施す。7は光学系6からの出力
光の偏面波を一定にする偏光子、8は光学系で、
偏光子7により偏面波が一定にされた光を導入す
る。これらはシールドルーム2の外部に設置され
る。
9は静磁場コイル1を貫通し静磁場内に配置さ
れたフアラデー効果を有する光フアイバーであ
る。ここで、フアラデー効果について説明する。
即ち、第2図は第1図の要部を模式的に示したも
のであり、磁場H0中に重フリントガラスの鉛ガ
ラス等よりなる光フアイバー9を配置し、その一
端から図示の如くの偏面波の光を入射すると、こ
の光は磁場H0の強度に比例した偏波面回転(フ
アラデー回転角θ)を受け、出力光となる。ここ
で、回転角θは、磁場強度H0と相互作用する距
離lの積に比例し、光の進行方向と磁場H0の方
向とが平行な場合に最大値θ=lVdH0となる。た
だし、Vdは物質固有のベルデ定数である。本実
施例では、このフアラデー効果に伴うフアラデー
回転角θから磁場H0を知ることができる、とい
うことを利用するものである。
10は光学系で、光フアイバー9内でフアラデ
ー回転角θを受けた光を導入する。11は光学系
10からの出力光を偏光面が互いに直交する2つ
の光に分離するウオラストンプリズムである。こ
こで、偏光子7とウオラストンプリズム11との
主軸のなす角はπ/4(rad)45゜に設定されてい
るものとする。12a,12bは夫々光学系で、
ウオラストンプリズム11により偏光面が互いに
直交する光を夫々導入する。13a,13bは
夫々光フアイバーで、光学系12a,12bの出
力光を導入する。14a,14bは夫々光フアイ
バー13a,13bからの出力光を電気出力P1
P2に変換するフオトダイオード等の光検出器で
ある。
15は光検出器14a,14bからの電気出力
P1,P2に対し演算(P1−P2)/(P1+P2)を実
行し、出力Eを得る演算回路、16は演算回路1
5の出力Eを2系統に切換出力するアナログスイ
ツチで、パルスシークエンスに従い1つの信号収
集が終わると切換作動する。17a,17bは
夫々アナログスイツチ16の出力をパルスシーク
エンス毎にデータ(H0、H0′)をホールドする記
憶回路である。
18は記憶回路17a,17bの出力H0
H0′を受け、その差分ΔH0=H0−H0′を得る比較
器である。19は比較器18からの差分値ΔH0
に基づきパルスシークエンス毎に静磁場電源装置
3の電流設定値を制御する制御回路である。20
はアナログスイツチ16、記憶回路17a,17
b、制御回路19にパルスシークエンス毎の制御
信号を与える計算機であり、通常のMRI装置の
信号処理系を構成する計算機の機能の一部を用い
てもよい。
次ぎに上記の如く構成された本実施例の動作に
ついて説明する。
即ち、偏光子7で偏面波が一定となつた光は、
静磁場H0内に配置されたフアラデー効果を有す
る光フアイバー9でその磁場強度に比例してフア
ラデー回転θを受けた後、ウオラストンプリズム
11により、偏光面が互いに直交する2つの光に
分離され、夫々の光は光検出器14a,14bに
より電気出力P1,P2に変換される。
ここで、偏光子7とウオラストンプリズム11
との主軸のなす角はπ/4(rad)45゜に設定され
ているので、その出力は、 P1=P0cos2(θ−π/4) P2=P0cos2(θ+π/4) となる。この出力P1,P2に対し演算回路15で
演算を施すと、 E=(P1−P2)/(P1+P2)=sin2θ となる。この出力E=sin2θは光源強度の変化、
光フアイバ等における偏光状態と無関係、つまり
フアラデー回転角θだけの信号となる。そして、
この出力E=sin2θは、 θ=lVd H0 θ=Sin-1E/2 H0=Sin-1E/2lVd となり、磁場H0を直接に反映したしたものであ
ることがわかる。
第3図に示すような回転磁場、傾斜磁場のパル
スによりMR信号を収集するパルスシークエンス
が実行されるものであれば、このパルスシークエ
ンスの1実行毎にアナログスイツチ16が切換動
作することから、記憶回路17aには、第1回目
のパルスシークエンスの際の傾斜磁場が印加され
ていない時刻に、出力H0(E)が保持され、次ぎ
に撮影が開始(MR信号の収集)されると記憶回
路17bに切換わり、次ぎの回のパルスシークエ
ンスの際の傾斜磁場が印加されていない時刻に、
出力H0′(E′)が保持される。
即ち、各パルスシークエンスの傾斜磁場が印加
されていない時刻に、記憶回路17a,17bの
値が更新し保持される。そして、比較器18によ
り記憶回路17a,17bの出力H0,H0′を受
け、その差分ΔH0=H0−H0′を得、制御回路19
ではこの差分値ΔH0に基づきパルスシークエン
ス毎に静磁場電源装置3の電流設定値を制御す
る。尚、撮影前には、従来と同様に磁場ロツクに
よる磁場制御を行うものである。
以上詳述したように本実施例によれば以下の如
くの作用効果を奏するものである。
本実施例によれば、フアラデー効果を利用す
ることにより、静磁場H0内にノイズを持込む
ことなく、また回転磁場の影響を受けることな
しに磁場H0の値が検出できる。これにより、
磁場強度のフイードバツク制御が行なえ、静磁
場H0の高安定化が実現でき、ひいては空間分
解能の優れたMR画像情報が得られる。
本実施例によれば、磁場の検出信号はパルス
シークエンスの実行毎に更新され、その差分値
に基づき制御できることから、長時間の撮影で
も、その撮影の間は高安定の磁場が保持され、
空間分解能の優れたMR画像情報が得られる。
本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できるものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、 発光手段と、 この発光手段からの光を導入しその偏向波を一
定にする偏向子と、 上記静磁場内に貫通して配置された上記偏光子
の出力光を導入するフアラデー効果を有する光フ
アイバと、 この光フアイバからの出力光を導入しその偏向
面が互いに直交する2つの光に分離するウオラス
トンプリズムと、 このウオラストンプリズムからの2つの出力光
を電気出力に変換する光検出手段と、 この光検出手段からの2つの電気出力について
所定の演算を行うことにより上記光フアイバ内に
おる偏向波が上記静磁場の磁場強度に比例して受
けたフアラデー効果に伴うフアラデー回転角を示
す信号を得る演算手段と、 第1、第2の記憶手段と、 前記演算手段と前記第1、第2の記憶手段との
間に設けられてなるものであつて、1つの信号収
集が終わると前記演算手段の出力を前記第1、第
2の記憶手段に更新しつつ記憶すべく切換え動作
する切換手段と、 前記第1、第2の記憶手段それぞれに記憶され
たデータに基づき前記信号収集間における前記静
磁場の磁場強度の差分値を算出し該差分値に基づ
き前記静磁場発生装置により発生する静磁場の磁
場強度を制御する制御手段と、 を具備し、撮影中にあつても静磁場の磁場強度を
制御可能としたので、長時間の撮影の場合にも静
磁場の高安定化が図られ、ひいては良質のMR画
像情報を得ることが可能なMRI装置が提供でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるMRI装置の一実施例を
示す図、第2図はフアラデー効果を説明するため
の模式図、第3図はパルスシークエンスの一例を
示すタイムチヤートである。 1……静磁場コイル、2……シールドルーム、
3……静磁場電源装置、4……発光ダイオード、
5,13a,13b……光フアイバー、6,8,
10,12a,12b……光学系、7……偏光
子、9……フアラデー効果を有する光フアイバ
ー、11……ウオラストンプリズム、14a,1
4b……光検出器、15……演算回路、16……
アナログスイツチ、17a,17b……サンプル
ホールド回路、18……比較器、19……制御回
路、20……計算機。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 静磁場発生装置により発生させた静磁場中に
    被検体を配置し、所定のパルスシーケンスに従い
    信号収集のため傾斜磁場および励起回転磁場を前
    記静磁場に重畳し、上記被検体の予定断層面部分
    に磁気共鳴現象を生じせしめ、誘起された磁気共
    鳴信号に基づき上記被検体の断層面における或る
    特定の原子核のスピン密度分布及び緩和時定数分
    布の少なくとも一方が反映された画像情報を得る
    磁気共鳴イメージング装置において、 発光手段と、 この発光手段からの光を導入しその偏向波を一
    定にする偏向子と、 上記静磁場内に貫通して配置された上記偏光子
    の出力光を導入するフアラデー効果を有する光フ
    アイバと、 この光フアイバからの出力光を導入しその偏向
    面が互いに直交する2つの光に分離するウオラス
    トンプリズムと、 このウオラストンプリズムからの2つの出力光
    を電気出力に変換する光検出手段と、 この光検出手段からの2つの電気出力について
    所定の演算を行うことにより上記光フアイバ内に
    おる偏向波が上記静磁場の磁場強度に比例して受
    けたフアラデー効果に伴うフアラデー回転角を示
    す信号を得る演算手段と、 第1、第2の記憶手段と、 前記演算手段と前記第1、第2の記憶手段との
    間に設けられてなるものであつて、1つの信号収
    集が終わると前記演算手段の出力を前記第1、第
    2の記憶手段に更新しつつ記憶すべく切換え動作
    する切換手段と、 前記第1、第2の記憶手段それぞれに記憶され
    たデータに基づき前記信号収集間における前記静
    磁場の磁場強度の差分値を算出し該差分値に基づ
    き前記静磁場発生装置により発生する静磁場の磁
    場強度を制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージン
    グ装置。
JP60139360A 1985-06-26 1985-06-26 磁気共鳴イメ−ジング装置 Granted JPS62333A (ja)

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JPS62333A JPS62333A (ja) 1987-01-06
JPH0316855B2 true JPH0316855B2 (ja) 1991-03-06

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5523499A (en) * 1978-08-05 1980-02-19 Emi Ltd Method and apparatus for magnetogyric resonance test
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