JPH0337046A - 磁気共鳴撮像装置の磁場状態検出方法 - 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】 イ）産業上の利用分野 本発明は核磁気共鳴現象を利用して被験体の断層画像を
得る磁気共鳴撮像装置の磁場状態検出方法に関する。

口）従来の技術 永久磁石型磁気共鳴撮像装置では、磁石の温度変化によ
り静磁場の分布が変化し静磁場方向（２軸）に−次の不
均一が生じる。この不均一は、補正用コイルに流れる電
流値を調整することによって補正されるが、その不均一
を測定する手段として次の２つの方法を採用している。

■　静磁場の空間的分布を直接測定する。

■　核磁気共鳴（ＮＭＲ）の自由誘導減衰（ＦＩＤ）信
号を観測し均一性を測定する。

この内で■の方法は、ＮＭＲガウスメータ等の地場測定
器を用い撮像領域内の静磁場強度を３次元的に複数の位
置で測定し、そのデータより計算し均一性を求める方法
である。一方■の方法は均一な物質でできた調整用被験
体（ファントム）にＲＦ磁場を印加し、その後に生じる
ＮＭＲのＦＩＤ信号を観測し、その信号の継続時間を測
定することにより均一性を評価する方法である。この場
合は、均一性がよい程ファントムから生じるＮＭＲ信号
の位相がそろった状態が続くためＦＩＤ信号が長く継続
する。さらに、このＦＩＤ信号をフーリエ変換して得ら
れる単一ピークのスペクトル波形の半値幅の大きさによ
り均一性を評価する方法である。この場合は、均一性が
よい程ファントムから生じるＮＭＲ信号の周波数がそろ
うためスペクトルの半値幅が小さくなる。

ハ）発明が解決しようとする課題 上記■の方法には、磁場測定器のセツティングが通常の
検査を行っている状態では難しい、また測定に時間がか
かるという不都合がある。

また、上記■の方法では経験をたよりに試行錯誤を繰り
返す必要があり手間がかかる。さらに、調整の精度も人
間の熟練度に依存するという問題もある。

二）課題を解決するための手段 本発明は、このような点に鑑みて為されたものであって
、少なくとも３つのファントムを上記磁場空間内に配置
し、ＲＦ磁場を印加してファントムからの核磁気共鳴信
号を受けてファントム画像を生威し、これ等のファント
ムのずれ状態に基づいて静磁場の不均一性を求めている
。

ホ）作用 ファントム画像のずれに基づいて静磁場のＸ方向、ｙ方
向、２方向の磁場の不均一性が正確に検出される。

へ）実施例 第６図は本発明の磁場状態検出方法が利用される磁気共
鳴撮像装置（以下、ＭＨＩと云う）のブロック図であっ
て、（１）はＸ方向の静磁場生成用の永久磁石、（８）
は勾配磁場電源（７）からの電力により勾配磁場を作成
する勾配磁場コイル、（９）は磁場のゆがみを補正する
ための磁場抽圧用コイルを示し、磁場補正用電源（７）
により動作する。

（１２）は高周波磁場パルスを発生する励起コイルであ
って、高周波送信器（３）からの信号により高周波磁場
パルスを発生して被験体に印加する。（１０）は上記高
周波パルスにより励起された被験体内の水素原子核の共
鳴信号を検出する検出コイルを示し、検出された信号は
高周波受信器（２）に与えられる。（５）はこれ等勾配
磁場電源（４）、磁場補正用電源（７）、高周波送信器
（３）及び高周波受信器（２）に結ばれたシーケンス制
御部、（６）はこうしたシーケンス制御部（７）に接続
された演算部であって、高周波受信器（２）からの信号
により被験体の断層画像を作成する画像生成手段や、予
め調整用被験体の断層画像情報等を記憶しておく記憶手
段や、調整用被験体の撮像断層画像と実際の断層画像を
比較して補正コイルへの電流を求める比較手段を有して
いる。（１３）は上記計算５（６）で生成された断層画
像を表示するイメージモニタ、（１４）は操作用のキー
ボードである。

このようなＭＲＩにおいて、磁場調整用被験体として使
用するファントム（１１）の１例を第３図に示す。ファ
ントムは少なくとも３つ以上の小さな容器に入れられた
水溶液から溝底されており、それらが３次元的に配置さ
れている。第３図においては３つの小さな立方体７アン
トムがそれぞれ位置（Ｘ＋＋Ｖ＋＋Ｚ＋）＋（Ｘｔ＋ｙ
ｚ　Ｚり＋（Ｘｓ、ｙｊ＋Ｚｓ）となっている。本発明
において、ファントムの形状については大きさが著しく
大きいものでなければ、例えば、球状でも何ら問題では
ない。また、位置については２つのファントムの位置（
ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）＊（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）に対し、ｘ
ｍ＝ｘｎかつｙｍ＝ｙｎでなければ、特に制限はない。

ところで、ＭＲ’Ｉ画像における静磁場の不均一性によ
る画像の歪みは式■で与えられる。

△ｘｆ　　＝　　ΔＨａ／Ｇｆ △Ｘφ　＝　０　　　　　　　・・・　■Δｘｆ、△Ｘ
φ：画像の周波数エン コード、位相エンコード 方向に対する歪み　（ｃｎ） ΔＨｏ：静磁場の不均一　（Ｇａｕｓｓ）Ｇｆ　：周波
数エンコード（リードアウト）勾配磁場強度　（Ｇａｕ
ｓｓ／ａｍ）式■より、静磁場の不均一性の影響は周波
数エンコード方向の画像の歪みとなって現れ、この歪み
を測定することで劣化の大きさを求めることができるこ
とがわかる。

第１図、第２図は本発明で用いるパルスシーケンスの例
であり、第１図は非選択ＲＦパルスを用いた場合、第２
図は選択ＲＦパルスを用いた場合である。両シーケンス
とも勾配磁場の反転によりエコー信号を得ているが１８
０°パルスを用いてエコー信号を作るスピンエコー法を
用いても同じである。こうしたシーケンスはシーケンス
制御部（５）で制御される。通常の検査に用いるパルス
シーケンスと異なる点は、被験体内のスピンを列記する
区間１である。本発明の検出方法では、検査に用いる１
０ｍｌ１１．５ｍｍのスライス厚ではなく、スライス選
択を行わない、もしくは信号が生じるファントムの領域
をすべて励起するようにスライス厚を設定している。

上述の第１図若しくは第２図のパルスシーケンスを用い
第３図に示したファントムを撮像した画像例を第４図、
第５図に示す。第４図はあらかじめ静磁場の均一性のよ
い磁場状態で得られた画像の例であり、この画像は計算
機（６）内のメモリに記憶されている。第５図は不均一
な磁場状態で得られた画像例である。以下、この２つの
画像を用いて行う静磁場の不均一性の検出方法を示す。

本発明で考える静磁場の半均−戊分（△Ｇｘ。

ΔＧＹ、△Ｇｚ）が生じた場合、ある位置（ｘ、ｙ、ｚ
）における半均−性△Ｈｏは、 ΔＨｏ＝ΔＧｘ−ｘ＋△ＧＹ−Ｙ＋△Ｇｚ＋・ｚ・・・
　■ △Ｇｘ、△Ｇｙ、△Ｇｚ：　ｘ、ｙ、ｚ方向−に対する
１次の平均−戒分　（Ｇａｕｓｓ／ｍｍ）で与えられる
。式■を式■に代入すると、画像の歪みと静磁場の平均
−戒分（△Ｇｘ、△Ｇｙ、ΔＧｚ）との関係は■式のよ
うに表すことができる。

Δｘｆ　＝　ΔＨｏ／Ｇｆ　＝△ＧＸ−Ｘ＋Δａｙ−ｙ
＋ΔＧｚ−ｚｆ ΔＸφ　＝　Ｏ・・・　■ ここで、第４図における３つのファントムの位置を（ｘ
　ｆ＋＋　ｘ　−＋）、　（ｘ　ｆｅｅ　Ｘ−））、（
Ｘｆｓ＋Ｘ−り、第５図における対応するファントムの
位置を（ｘｆ＋’ｌｘφＩ’）ｌ（Ｘ　ｆｌ’＋　ｘ　
＄ｍ’）、（ｘ　ｔｓ’＋　ｘφ、′）とすると式■よ
り、 ・・・　■ が戊り立ち、静磁場の平均−戊分ΔＧｘ、ΔＧＹ。

△Ｇｚは、Δｘｆ＋＋Δｘｆ□△Ｘ　ｆｓ＋（Ｘ　ｌ＋
　ｙｌ＋　２　＋）＋（Ｘ　ｔ＊　Ｖ　１Ｚ　ｔ）＊（
Ｘ　ｊｙ　）Ｆ　ｍｅ　Ｚ　Ｉ）、Ｇｒが決まれば、こ
の３元連立方程式を解くことで求めることができる。こ
こで、Ｇ　ｌ、（ｘ　Ｉｎ　Ｙ　ｌ＋　Ｚ　ｌ）＋（Ｘ
　＊＋　Ｙ　１＋　ｚｓ）＋　（Ｘ　ｓｒ　’ｌ　ｉ　
Ｚ　ｓ）は既知であり、Δｘ　ｆ、、ΔｘＬ＋Δｘｆ、
は２枚の画像から求めることができる。こうした演算操
作は計算機（６）によって行われ、求まった半均−戊分
（△Ｇｘ、△Ｇｙ、△Ｇｚ）はこの計算機（６）内のメ
モリに記憶される。

このようにして求まった不均一の補正は、例えば、勾配
電流（４）のオフセット電流値をΔｉα　＝　ａα・Δ
Ｇα　　　　・・・　■α　：　ｘ、ｙ、ｚ ａαニジステム固有の定数 だけ変更することで容易に行える。またこれは専用の磁
場補正用コイル（９）を用いて磁場の補正を行っても良
い。

もちろん、この方法で求めたΔＧαを鉄片等を用いて補
正することもできる。

また、第３図における３つのファントムの位置をそれぞ
れ（Ｘ＋、０．０）、（０，ｙｔ、Ｏ）、（０，０，ｚ
、）と配置すれば、０式は、 となり、さらに容易に半均−成分△Ｇｘ、△Ｇｙ、△Ｇ
ｚを求めることができる。

ト）発明の効果 以上述べた如く、本発明時期共鳴撮像装置の磁場状態検
出方法は、７アントム画像のずれに基づいて、静磁場の
Ｘ方向、ｙ方向、２方向の磁場の不均−性が検出される
ので、ファントムをセットするだけで自動的にかつ正確
に磁場の不均一性が検出され、そのまま磁場補正用に信
号として利用出来る。。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明で利用されるファントム撮像用
のパルスシーケンス、第３図はファントム配置の一例を
示す斜視図、第４図、第５図はファントム撮像による画
像の模式図、第６図は磁気共鳴撮像装置のブロック図で
ある。 （１）・・・永久磁石、（５）・・・シーケンス制御部
、（６）・・・計算機、（８）・・・勾配磁場コイル、
（９）・・・磁場補正用コイル、（１０）・・・検出コ
イル、（１１）（１１）・・・ファントム、（１２）励
起コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）静磁場内に配置された被験体に勾配磁 場、ＲＦ磁場を所定のシーケンスに従って印加し、被験
   体から発せられる核磁気共鳴信号を検出して被験体に関
   する画像を再構成する磁気共鳴撮像装置において、少な
   くとも３つの調整用被験体（フアントム）を上記磁場空
   間内に配置し、ＲＦ磁場を印加して上記調整用被験体か
   らの核磁気共鳴信号を受けて上記被験体画像を生成する
   とともに、これ等の被験体のずれ状態に基づいて静磁場
   の不均一性を求めることを特徴とした磁気共鳴撮像装置
   の磁場状態検出方法。