JPH03272741A - 高周波出力調整方法 - 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、核磁気共鳴（Ｎ　Ｍ　Ｒ：　Ｎｕｃｌｅａｒ
Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）現象を応用し
た磁気共鳴イメージング方法に係ｊつり、特に、励起磁
場の発生に供される励起用高周波パルス電力を被検体の
属性に応じて変化させることにより、スピン系磁気モー
メン１への倒れ角度を所定の値に調整する高周波出力調
整方法に関する。

（従来の技ｍ） 核磁気共鳴現象は、磁場中におかれた原子核が特定波長
の電磁波エネルギーを共鳴吸収し１次いでこのエネルギ
ーを電磁波として放出する現象である。この現象を利用
して生体の診断を行う装置は、−Ｌ述の原子核、特に、
プロトンから放出される電磁波を検知して、検知された
信号を処理して、原子核（プロトン）１５度、縦緩和時
間′■′１、横緩和時間１゛２、流れ、化学シフト等の
情報が反映された被検体の断層像等の診断情報が得られ
る。

ところで、この様な核磁気共鳴現象を利用する磁気共鳴
イメージング装置を用いて被検体の断層像を撮影する場
合、被検体内の原子核スピンを任意の角度（通常は９０
°や１８０°）に倒す必要がある。このためには、励起
磁場の発生に供される励起用高周波パルスの強度、即ち
、印加時間およびパルスの振幅と原子核スピンのフリッ
プ角との関係付けを行う必要がある。この関係は被検体
自体の違いや被検体の撮影部位により異なり、一義的に
は決まらない。そこで、この関係付けを行うために自動
出力制御（Ａ、　Ｐ　、　Ｃ，：　Ａｕｔｏ　Ｐｏｗｅ
ｒＣｏｎｔｒｏｌ）が行われている。

この自動出力調整方法は、原子核スピンのフリップ角が
９０＠どなる大きさの高周波パルス（９０＠パルス）の
条件を決定するために、まず、高周波パルスを被検体に
印加して、誘起される磁気共鳴信号が大きくなる高周波
パルスの条件を探す。次に、磁気共鳴信号が大きく出る
条件の近傍で、再度、高周波パルスを数回印加して、得
られる磁気共鳴信号が最大となる条件を見出だし、この
条件を満足するものを９０°パルスとして用いる。

この９０°パルスの条件に対して２倍の条件が、原子核
スピンのフリップ角が１８０°となる大きさの高周波パ
ルスである１８０’パルスの条件となる。

しかしながら、この出力調整方法は、　Ｔ１緩和時間を
待ちながら数回の高周波パルスを被検体に印加する必要
があるため、９０°パルスおよび１８０°　　パルスの
条件決定に約３０程度度の時間を要する。この所要時間
は、超高速磁気共鳴イメージング装置による画像のリア
ルタイム化の観点から長い。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、従来の高周波パルスの出力調整法は、
最適条件を求めるために、比較的長い時間を要する問題
がある。

本発明の目的は、短時間で高周波パルスの最適条件が求
められる高周波出力調整法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、静磁場中に配置された被検体から誘起された
磁気共鳴信号を検出して被検出部位の形態または機能情
報を得るに先立ち、励起回転磁場発生に供される高周波
パルスの強度を被検体の属性に応じて変化させることに
より、スピン系磁気モーメントの倒れ角度を所定の値に
調整する高周波出力調整方法において、既知であって、
異なる強度を有する少なくとも２つの高周波パルスを印
加して、スナップショットフラッシュ撮影において夫々
得られる定常状態の磁気共鳴信号の強度を夫々測定し、
この測定された夫々の磁気共鳴信号の強度を用いて、ス
ピン系磁気モーメントの倒れ角度が所定の角度となる高
周波パルスの条件を決定することを特徴とする高周波出
力調整方法である。

（作用） 本発明の高周波出力調整方法では、スナップショットフ
ラッシュ撮影において得られる定常状態の磁気共鳴信号
の強度を、予め強度が分かつていて、その強度が異なる
少なくとも２つの高周波パルスを印加した上で測定し、
この測定された定常状態の磁気共鳴信号の強度を用いて
、９０°パルスおよび１８０″′パルスの条件を決定で
きるので、従来の調整方法に比べて短時間で最適条件が
決定できる。しかも、この調整方法は、超高速磁気共鳴
イメージング装置による画像のリアルタイム撮影にも十
分対応することができる。

本発明の高周波出力調整方法の原理について、説明する
。

スナップショットフラッシュ撮影において得られる磁気
共鳴信号の強度ｓｎ（α）は、（１）式で表わされるこ
とが知られている。

Ｓｎ（α）”［１−ｅ−′ｒＶ″ｒ１（１−ｃｏｓｃｚ
）　（１−（ｅ−””ｃｏｓａ）””）　／（１−ｅ−
””ｃｏｓａ）］Ｘ５ｉｎαｅ−”””　　−（ｆ）（
１）式において、ＴＲは印加する高周波パルスの繰返時
間、Ｔ□はスピン−格子緩和時間、Ｔ２＊は磁場の不均
一性を考慮したスピン−スピン緩和時間、αは原子核ス
ピンのフリップ角、ＴＥは高周波パルスを印加してから
磁気共鳴信号がピークの値となるまでの時間（エコー時
間）、ｎは高周波パルスの印加回数である。

このスナップショットフラッシュ撮影において、高周波
パルスの印加回数を増加すると、０　＜　ｅ−””ｃｏ
ｓαく１であるので、磁気共鳴信号の強度は、（２）式
で表わされる定常状Ｍヒなる。

Ｓｎ＋ｏｏ（α）”’−”！’５ｉｎａ・（１−ｅ−”
””）／（１−ｅ−””ｅｏｓｃｈ）・・・■ 本発明の高周波出力調整方法は、このスナップショット
フラッシュ撮影において得られる磁気共鳴信号の強度が
定常状態となる現象を利用して、この定常状態における
磁気共鳴信号の強度を測定し、この測定された信号強度
の値を用いて、９０゛パルスの条件を決定するものであ
る。以下に、さらに、説明する。

核磁気共鳴現象においては、印加される励起用の高周波
パルスのパルス幅を一定とした場合は、２つのフリップ
角αおよびβは、印加される高周波パルスの振幅Ａαお
よびＡβに比例することから、■式の関係が戒り立つこ
εは知られている４α／β＝Ａα／　Ａ　ａ　　　　　
　　　　・・・　■また。この時得られる磁気共鳴信号
の強度比Ｃ８ａ／Ｓβ）は０式から（４）式の通り表わ
される。

ここで、高周波パルスの振幅ＡαおよびＡβは既知であ
り、磁気共鳴信号の強度比（Ｓα／Ｓ、すを測定により
、求めることにより、上記■式および０式から、フリッ
プ角αが０式から求められる。

・・・■ 従って、高周波パルスの振幅（強度）　Ａ（１，Ａ、ａ
とフリップ角α、βとが求められるので、フリップ角９
０°の高周波パルスの振幅Ａ１．°は、最終的に、以下
０式の様に決定できる。

Ａ、、７　＝（９０°／α）・Ａ３　　　　　　　・・
・０以上の様に、本発明の高周波出力調整方法は。

ｒ、緩和時間を待つことなくスナップショットフラッシ
ュ撮影において得られる磁気共鳴信号の強度を測定する
ことにより、従来の高周波出力調整方法の１、／１０以
トの短時間内で行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は５本発明の実施例に用いられる磁気共鳴イメージン
グ装置の構成を示す模式図である。第１図に示す様に、
この装置Ｉ■は、磁気共鳴信号が誘起された部位の位置
情報を得るための傾斜磁場を発生するための傾斜磁場発
生コイル■および高周波パルスにより生じる回転高周波
磁場を放射すると共に誘起された磁気共鳴信号を検出す
る高周波コイル■を有する。この傾斜磁場発生コイル（
２）は、被検体（Ｐ）の身長方向の軸をＺ軸とし、この
Ｚ軸と夫々直交する軸をＸ軸およびＹ軸とするＬ、これ
らの軸について傾斜磁場を発生するＸ軸傾斜磁場発生コ
イル（２ａ）、Ｙ軸傾斜磁場発生コイル（２ｂ）、　Ｚ
、軸傾斜磁場発生コイル（２ｃ〉から構成される。各傾
斜磁場発生コイル（２ａ）、（２ｂ）、（２ｃ）は、Ｘ
軸傾斜磁場電源（４ａ）、Ｙ軸傾斜磁場電源（４ｂ）お
よびＺ軸傾斜磁場電源（４ｃ）に、夫々接続されて磁場
発生用の電流が供給される。また、高周波コイル（３）
は、高周波パルスを供給する送信回路系■および被測定
部位に誘起される磁気共鳴信号を受信するための受信回
路系０に接続されている。

さらに、この装置１０）は、各傾斜磁場および９０＠パ
ルス並びに１８０″パルスの高周波パルスのパルスシー
ケンスを実施するシーケンサω、並びに各電源（４ａ）
、（４ｂ）、（４ｃ）、送信回路系■、受信回路系０お
よびシーケンサ０の全てを制御すると共に検出信号の信
号処理を行うコンピュータシステム■をも備える。この
コンピュータシステム（ロ）で処理された信号はデイス
プレィ０で表示される。この装置（ホ）番よ、被検体（
Ｐ）に対してＺ軸方向に静磁場を発生する静磁場コイル
（図示せず）およびこの静磁場コイルに電流を供給する
電源（図示せず）をも備える。

次に、上述の構成を有するイメージング装置を用いて本
実施例の高周波出力調整方法について。

説明する。まず、予め振幅（強度）がＡ。、Ａβと分か
っている高周波パルスをスナップショットフラッシュ撮
影に基づいて得られる磁気共鳴信号の強度が定常状態と
なるまで印加する。この時のパルスシーケンスを第２図
に示す。このパルスシーケンスにおいて、エコー時間Ｔ
Ｅおよび繰返時間ＴＲは、夫々、２　ｍ５ｅｃおよび４
　ｍ５ｅｃであった・磁気共鳴信号の強度が定常状態と
なるまでの高周波パルスの印加回数は、上記の式から分
かる様に、高周波パルスの振幅、即ち、フリップ角αと
ＴＲおよびＴ工に依存している。第１表に、ＴＲ＝４ｍ
ｓｅｃ、　Ｔ１＝７５０＋ｍ５ｅｃとして、α＝５１１
＋　β＝１０°の場合について、高周波パルスの印加回
数（ｎ）とその時と定常状態との磁気共鳴信号の縦磁化
成分の比（ＭＴ（ｎ）／　ＭＴ（ｏｏ））を示した。Ｍ
Ｔ（ｎ）およびＭ　Ｔ　（ω）は、夫々、高周波パルス
の印加回数ｎの時および定常状態における磁気共鳴信号
の縦磁化成分を表わす。

（以下余白） 第１表 従来の調整方法での９０°パルスの条件の決定精度は約
±３％であり、この精度と同等以上の調整精度を得るた
めには、第１表から分かる様に、α＝５″の場合はｎ＝
４００回、時間にして約１６００ｍ５ｅｃ、α＝１０”
の場合はｎ　＝２５０回、時間にして約１０００１００
Ｏとなる。

次に、磁気共鳴信号が定常状態に達した後に、第３図（
Ａ）に示す様に、所定の振幅Ａαの高周波パルスを印加
して数回磁気共鳴信号を受信し、磁気共鳴信号の強度Ｓ
αを測定する。この場合、数回受信した磁気共鳴信号の
信号強度を加算する。

これは、フリップ角が小さい場合、得られる磁気共鳴信
号の強度が小さいので、測定誤差を低減するためである
。第３図（Ｂ）に示す様に、同様な手順を異なった振幅
Ａ６の高周波パルスを用いて、磁気共鳴信号の強度Ｓβ
を得る。　この場合、高周波パルスの印加時間は等しく
することが好ましい。

この高周波パルスの振幅ＡαおよびＡβと得られた磁気
共鳴信号の強度Ｓ。およびＳβを用いて、上記０式から
フリップ角αが求められ、さらに、上記０式から９０＠
パルスの条件が決定される。

この実施例の高周波出力調整方法は、３秒以下の時間で
行え、従来の高周波出力調整方法の約工／１０以下の時
間で終了することができた。

〔発明の効果〕

以上の様に、本発明によれば、短時間で高周波パルスの
最適条件が求められる高周波出力調整法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いられる磁気共鳴イメージ
ング装置の構成を示す模式図、第２図は本発明の実施例
に用いられるパルスシーケンスを示すダイヤグラム、第
３図（Ａ）および（Ｂ）は本実施例における得られる磁
気共鳴信号の強度を示すグラフである。 １・・・磁気共鳴イメージング装置、 ２・・・傾斜磁場発生コイル、３・・・高周波コイル、
４ａ・・・Ｘ軸傾斜磁場電源、４ｂ・・・Ｙ軸傾斜磁場
電源、４ｃ・・・Ｚ軸傾斜磁場電源、５・・・送信回路
系、６・・・受信回路系、　　　７・・・シーケンサ、
８・・・コンピュータシステム、９・・・デイスプレィ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静磁場中に配置された被検体から誘起された磁気共鳴信
   号を検出して被検出部位の形態情報または機能情報を得
   るに先立ち、励起回転磁場発生に供される高周波パルス
   の強度を被検体の属性に応じて変化させることにより、
   スピン系磁気モーメントの倒れ角度を所定の値に調整す
   る高周波出力調整方法において、既知であって、異なる
   強度を有する少なくとも２つの高周波パルスを印加して
   、スナップショットフラッシュ撮影において得られる定
   常状態の磁気共鳴信号の強度を夫々測定し、この測定さ
   れた夫々の磁気共鳴信号の強度を用いて、スピン系磁気
   モーメントの倒れ角度が所定の角度となる高周波パルス
   の条件を決定することを特徴とする高周波出力調整方法
   。