JPH0357980A

JPH0357980A - 高周波出力調整方法

Info

Publication number: JPH0357980A
Application number: JP1194516A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Hagiwara; 政幸萩原; Hiroshi Takai; 博司高井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1991-03-13

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　：　Ｎｕｃｌｅ
ａｒＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を応
用した磁気共鳴イメージング方法に係わり，特に，励起
回転磁場発生に供される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
法に関する。

（従来の技術）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て、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、上述の原子核、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）密度、縦緩和時間
Ｔ１、横緩和時間Ｔ２、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してプロトン
からの磁気共鳴信号（エコー信号）を検知するためには
、スピンエコー法において、９０″パルスおよび１８０
゜と称される高周波パルスにより発生される励起回転磁
場により、被検体の被測定部位を選択的に励起して、被
測定部位におけるプロトンのスピン磁気モーメントの倒
れ角度を所定の値にする必要がある。ここで、９０″パ
ルスとは、磁気共鳴吸収を起こさせて原子核のスピンの
磁気モーメントを被検体が置かれた静磁場の方向と平行
な方向から垂直に立ち上がるまで９０゜回転させる働き
を有するものである。また，ｌ８０゜バルスとは、磁気
共鳴吸収を起こさせて原子核のスピンの磁気モーメント
を被検体が置かれた静磁場の方向と平行な方向から１８
０゜回転させる働きを有するものである。

これらの９０″パルスおよび１８０”パルスの高周波パ
ルスは、被測定部位からのエコー信号の検知に先立ち、
その大きさ等の条件（高周波パワー）を予め最適な値に
設定する必要がある．従来、この高周波パワーの調整は
、９０゜バルスおよび１８０″′パルスに相当する位置
の高周波パルスの大きさを順次大きくし、この時得られ
るエコー信号が最大となる時を最適条件としている。こ
の調整法について、具体的に、第４図および第５図を用
いて説明する。原子核のスピンの核磁気モーメントが静
磁場の方向から傾く角度をθとすると、第４図に示す様
に、スピンエコー法における９０゜パルスおよび１８０
゜パルスが印加される位置に相当する位置を００パルス
および２θ゜パルスとしてあり，この時に得られるのが
エコー信号である。この０は、発生する高周波パワー（
高周波磁＠）をＨ１とすると、以下の式で表される。

ここで、γは磁気回転比、では高周波パルスのパルス幅
を表わす。この式から分かる様に、高周波バワーＨエを
大きくするとθも大きくなり、　０とＨエはリニアな関
係がある。また、この高周波パルスを印加した時に得ら
れるエコー信号は，θ＝９０゜の時に最大となる。従っ
て、高周波パワーの調整は、高周波パワーＨエを順次大
きくし、第５図に示す様に、高周波パワー値とエコー信
号値とをプロットし、エコー信号が最大となる点（Ｅ−
ａｘ）を最適高周波パワー条件としている。

しかしながら，この調整法では，最適条件を求めるため
に、高周波パワーを順次小刻みに大きくして数多くの測
定値を収集しなければならず、時間を要する問題がある
。この問題は、核磁気共鳴現象を利用した磁気共鳴装置
（ＭＲＩ）の普及に伴い、患者のスループットの向上が
一つの大きな課題であり、撮影時間の短縮が必要となり
、大きなデメリットとなりつつある．この高周波パルスの出力調整法に関し、特開昭６３　−
　２９６７３８号公報には、表示装置の画面上のカーソ
ルの位置に応じて高周波パルスの振幅を変化させて、カ
ーソルの位置に相当する振幅の高周波パルスによるエコ
ー信号の強度を前記表示装置の画面上に表示させて最適
パルスを求める出力調整法が示されている。

（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，高周波パワーを順次小刻みに
大きくして数多くの測定値を収集しなければならず、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者から誘起された
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、所定の大きさ
を有する複数の高周波パルスを印加し、誘起された磁気
共鳴信号を測定し、得られた測定データを用いて高周波
パルス電力と磁気共鳴信号の値との関係を表わす曲線を
決定し、この曲線に基づいて，高周波パルス電力の最適
値を求め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、所定の大きさを有す
る複数の高周波パルスを印加し、磁気共鳴信号の値を測
定し、得られたデータを用いて高周波パルス電力と磁気
共鳴信号の値との関係を表わす曲線を決定し、この曲線
に基づいて，高周波パルス電力の最適値を求めるので、
従来の調整法の様ｆに、数多くの測定データを必要とし
ないので，短時間で高周波パルスの最適条件が求められ
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ｌ
図は，本発明の実施例に用いられる磁気共鳴イメージン
グ装置の構戊を示す模式図である。第１図に示す様に、
この装置（１）は、磁気共鳴信号（以下、エコー信号と
称する．）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
に誘起されたエコー信号を検出するための送受信系であ
る高周波コイル■を有する。この傾斜磁場発生コイル■
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軸とすると、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）がら構成される．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■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
れるエコー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■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０、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（８）をも備える。この
コンピュータシステム■で処理された信号はディスプレ
イυ）で表示される．この装置（１）は、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、第２図を用いて
説明する。第２図は、高周波出力を調整するための調整
回路系（１０）の構或の一例を示す回路図である。この
調整回路系（１０）は、高周波パルスを増幅するための
送信回路系■内の高周波増幅器（５ａ）、この高周波増
幅器（５ａ）からの高周波パルスを所定の大きさに調整
するための減衰器（５ｂ）を有する。また、この調整回
路系（１０）は、減衰信号により減衰器（５ｂ）を制御
するものであって、シーケンサ０よりの制御に基づき駆
動される制御器（５ｃ）をも備える。この減衰器（５ｃ
）は、所定の大きさに調整された高周波パルスが印加さ
れる様に、高周波コイル■に接続されている。さらに，
この調整回路系（１０）は、受信回路系■内の検出器（
６ａ）をも含む．この検出器（６ａ）は、高周波コイル
■に接続されて、高周波パルスにより誘起されたエコー
信号を検出する。この検出器（６ａ）で得られた信号は
、コンピュータシステム東に伝達される。

この様な調整回路系（１０）を用いて行う高周波出力調
整方法について説明する．まず，スピンエコー法におい
て９０°パルスおよび１８０”パルスが印加される位置
に相当する位置の高周波パルスについて，減衰器（５ｂ
）により調整され、その大きさ（パワー）が１＝２の比
率の一連の高周波パルスを印加し、エコー信号を検出す
る。この測定を５種類の大きさの一連の高周波パルスを
印加し、夫々のエコー信号を測定する．次に、印加された高周波パルスの高周波パワー（θ）お
よびその時得られたエコー信号値（Ｅ）を用いて第３図
に示す様に、コンピュータシステム（８）により、高周
波パワー（０）とエコー信号値（Ｅ）との関係が３次関
数で表わされると仮定し、３次関数にカーブフィットし
て、その３次関数を決定する．この決定された３次関数
で表わされる曲線におけるエコー信号値の最大値（　Ｅ
　ｒｍａｘ）を求める。

エコー信号値が最大値となる時の高周波パワーが９０″
パルスの大きさに相当する。

このカーブフィットは、例えば，高周波パワー（θ）と
エコー信号値（Ｅ）との関係を表わす曲線として、最大
値を有し．Ｅ＝Ａθ’＋Ｂθ”＋Ｃθ＋Ｄの式で表わさ
れる３次関数と仮定し，この式に、上記測定により得ら
れた高周波パワー（θ）とエコー信号値（Ｅ）とを用い
て、各係数Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄを算出することにより行うこ
とができる。

この調整方法を磁気共鳴装置Ｍ　Ｒ　Ｔ−２００を用い
て頭部について実施して得られた２θバルスの高周波パ
ワーの結果を表に示した。この表には、比較のために、
従来の方法で得られたものも合わせて示した．（以下余白）この表から分かる様に，本実施例は、従来の調整方法に
対して平均０．１５ＫＷ　（約３％）程の差しかなく、
短時間に効率良く行うことができた。また、本実施例の
場合、従来の調整方法が設定値に大きなふらつきがある
のに対して、安定した値をとることが分かる。

上記実施例においては、エコー信号値と高周波パワーと
の関係を表わす関係式、即ち、カーブフィットする曲線
として、３次関数としたが、本発明では、この他に、２
次関数等の数次関数や三角関数等、最大値を有する曲線
であれば、用いることができる。実用的には，　エコー
信号値と高周波パワーとをグラフで表わした場合に、電
力が０．４Ｗ／ｋｇ以下の高周波パワーを印加する範囲
において、エコー信号値が最大値を有する曲線であるこ
とが好ましい。

〔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
を説明するため高周波出力調整の調整回路系を示す回路
図、第３図は本実施例におけるエコー信号値（Ｅ）と高
周波パワー（θ）との関係を表わすグラフ、第４図は高
周波出力調整方法を説明するためのパルスシーケンスを
示すグラフ、第５図は従来の高周波出力調整方法におけ
るエコー信号値（Ｅ）と高周波パワー（θ）との関係を
表わすグラフである．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，
５・・・送信回路系、５ｂ・・・減衰器、６・・・受信回路系、７・・・シーケンサ、１０・・・調整回路系。５ａ・・・高周波増幅器，５ｃ・・・制御器、６ａ・・・検出器，８・・・コンピュータシステム、

Claims

【特許請求の範囲】

静磁場中に配置された被検者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
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、所定の大きさを有する複
数の高周波パルスを印加し、誘起された磁気共鳴信号を
測定し、得られた測定データを用いて高周波パルス電力
と磁気共鳴信号の値との関係を表わす曲線を決定し、こ
の曲線に基づいて、高周波パルス電力の最適値を求める
ことを特徴とする高周波出力調整方法。