JPH0368341A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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】 （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検体のイメージ
ングを行う磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＨＩと
いう）に関するものであり、詳しくは、勾配磁場コイル
の設置及び勾配磁場の制御に改良を加えたＭＨＩに関す
るものである。

（従来の技術） 従来のＭＲＩを第４図乃至第６図に示す、第４図におい
て４はテーブルであり、その長手方向がＸ方向、短手方
向がＸ方向、鉛直方向がＸ方向となている。５はＸ方向
に静磁場を発生させる静磁場マグネットである。そして
、ＭＲＩは、静磁場に重畳させて勾配磁場を発生させる
複数の勾配磁場コイルを備え、これら勾配磁場コイルを
励磁するそれぞれのパワーアンプを備えている。その様
な勾配コイルの一例を第５図に示す。１ｅは静磁場（即
ちＺ）方向に直角な（即ちｘ’Ｐｙ）方向の勾配磁場Ｇ
ｅを生じさせる勾配磁場コイルの概要を示すものである
。勾配ｒｒＡ場コイル１ｅは静磁場に重畳させて矢印ｅ
で示ずようなＸ方向の磁場を発生するものであるか、そ
の勾配磁場Ｇｅのベクトルで示される方向に強さが変化
している。従来のＭＲＩは、ｘ、ｙ、及びＸ方向の勾配
磁場コイル１ｘ、　１ｙ１Ｚを倫え、それぞれの勾配磁
場コイルを励磁して第６図に示すように勾配磁場Ｇｘ、
　Ｇｙ等を得ている。

これらの勾配磁場はスライス勾配、読出し勾配、及び位
相勾配となり、読出し勾配及び位相勾配の勾配の方向は
イメージング（画１象再楕或）の軸となる。

ところで、ＭＨＩにおいて、マイクロスコピーや、デイ
フュージョン／バフニージョンの測定、又は超高速イメ
ージング等を行う場合、大きな読出し勾配や位相勾配が
必要となる。そこで、勾配コイルを励磁するそれぞれの
パワーアンプの負担の増加を最少限に抑えて且つ大きな
勾配磁場を得るために、イメージングの軸を通常の方向
がら傾けることかできる。即ち、ｘｙ平面内においてイ
メージングをする場合、Ｘ方向の勾配磁場コイルとｙ方
向の勾配磁場コイルによる勾配磁場を合成して、Ｘ方向
、ｙ方向からそれぞれ４５°頗けた方向の勾配磁場を発
生させる。この様にすれば、発生する合成の勾配磁場は
、それぞれのパワーアンプによる１つの勾配磁場コイル
で発生される最大の勾配磁場のｉ’２　（？；の大きさ
を得ることができる。

この様に合成された読出し勾配や位相勾配の方向、即ち
イメージングの軸はＸ方向、ｙ方向に対して傾いている
。従って、傾いたイメージングの軸による傾いた再構成
画像を元に戻して表示していた。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来のＭＨＩでは上記の様に大きな勾配磁場を
得ようとすると、傾いたイメージングの軸による傾いた
再構成画像を元に戻して表示するため、画像の回転に起
因する画像ビクセルの補間演算に時間がかがり又空間分
解能が低下するという問題があった。

本発明は上記に鑑みて成されたものであり、その目的は
、パワーアンプの負担の増加を最少限に抑え且つ画像表
示における上記の不都合を生じさせることのないもので
あって、大きな勾配磁場を発生することができるＭＲＩ
を実現するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するＭＨＩは、ＭＨＩのテーブルの長手
方向、短手方向及び両方向に垂直な鉛直方向のうちいず
れかの方向に一致し互いに直交するＸ方向及びｙ方向に
対し、該２方向とは異なるｘｙ平面内の２方向にそれぞ
れ勾配磁場を発生ずる２つの勾配磁場コイルを備え、制
御部は前記２つの勾配磁場コイルのそれぞれの勾配磁場
を制御してＸ方向の勾配磁場を合成する演算手段、及び
同様にしてｙ方向の勾配磁場を合成する演算手段を備え
た制御部である梢成となっている。

又、テーブルの長手方向と、静磁場方向と、Ｘ方向及び
ｙ方向に直交するＸ方向とが等しい方向であることが望
ましい。

（作用） パワーアンプの負担を最少限に抑えながらＸ方ｒｂ＋又
はｙ方向に大きな勾配磁場を発生させる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明について詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、第４図乃至第６図と同じ記号は同一意
味を示す。

１ａ及び１ｂは、Ｘ方向及びｙ方向とは異なるｘｙ平面
内の２方向にそれぞれ勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂを発生する
勾配磁場コイルである。第２図に示すように、この勾配
コイル１ａ、　１ｂはその勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂの方向
かそれぞれＸ方向及びｙ方向に対して同方向にθ−４５
″回転した角度になるように設置されている。又、図示
しないかＸ方向の勾配コイルら価えている。ａ及び２ｂ
は、それぞれ勾配コイル１ａ１ｂを励磁するためのパワ
ーアンプである。３はパワーアンプ２ａ、　２ｂを調節
して勾配磁場を制御ずろ制御部である。制御部３には、
発生させるべき勾配磁場Ｇｘ、　Ｇｙに対して勾配コイ
ルｌａ、　ｔｂで発生させる勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂを、
式 Ｇａ＝ｃｏｓθ−ＧＸ＋ｓｉｎθ・ＧｙＧｂ　−＝　　
−ｓｉｎ　θ−ＧＸ＋ＣＯ３θ−Ｇ　ｙ（但し　θ−４
５°）　　　　　　　　　　・・・■に従って求めるた
めの演算手段３０を備えている。

即ち、演算手段３０は、発生させるべきＸ方向の勾配磁
Ｊ’Ｘ５　Ｇ　ｘの大きさに対して該勾配磁場Ｇｘを合
成するのに必要な勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂの大きさを求め
る清算−Ｆ段と、勾配磁場ＧＶを合成するのに必要な勾
装置４　ｊ１４　Ｇａ　、　Ｇｂの大きさを求める演算
手段を備えている。

このように構成された実施例の動作について説明する。

Ｘ方向の勾配磁場ＧＸを発生させるときは、演算・１″
、段３０は、弐〇により勾配コイル１ａ、　１ｂに励磁
するべき勾配ｍ　ｊｔＦ＋　Ｇａ　＝　ＧＸ／　ｌ’２
　、Ｇｂ　＝　　Ｇｘ／　ｈの大きさを求める。それに
従って、制御部３はパワーアンプ２ａ、２ｂを調節し、
勾配コイル１ａ、　１ｂに励磁される２Ｊ配磁場Ｇａ、
　Ｇｂを制御する。第２図（ａ）に示すように、勾配磁
場Ｇａ、　Ｇｂは合成されて勾配磁場Ｇｘとなる。それ
ぞれの勾配コイル１ａ、　Ｉｂ及び゛パワーアンプ２ａ
、　２ｂにより発生しなければならない勾配磁場Ｇａ、
　Ｇｂの絶対値は、Ｘ方向の勾配磁場Ｇｘの１／ｌ／ｆ
ｉなので、パワーアンプ２ａ、　２ｂの容量等の負担か
軽減される。従って、パワーアンプ２ａ、　２ｂの容量
のに倍の大きさの勾配磁場Ｇｘを発生させることかでき
る。

Ｘ方向については、第２図（ｂ）に示すが、Ｘ方向の場
合と同様である。

このようにして合成された勾配磁場Ｇｘ、　Ｇｙの方向
、即ちイメージングの軸はＸ方向又はＸ方向に一致して
いるので、再構成画像を回転させる必要はない。

本実施例においては、θ＝４５゛となっていたが、４５
°には劣るものの３０°〜６０”の範囲で同様な効果を
得ることができる。

第３図は本発明の第２の実施例を示す桶成図である１図
において、他の図と同じ記号は同一意味を示す、第２の
実施例と先の実施例では、勾配コイル１ａ、　Ｉｂの方
向か相違する。先の実施例では、第２図に示すように勾
配コイル１ａ、　１ｂの方向がそれぞれＸ方向及びＸ方
向に対してθ＝４５°の角度になるように設置されてい
る。一方、第２の実施ρ］でＣｔ、第３図に示すように
、勾配コイル１ａはその方向がＸ方向に対してψ−６０
°回転した角度になるように設置されていて、勾配コイ
ル１ｂはＸ方向に対して９０°−ψ−３０°に設置され
ている。そして、演算手段３０は、勾配コイル１ａ、　
１ｂによって発生させるべき勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂを、
弐〇ａ、＝　　０．５５ｅｃ−−Ｇｘ＋０．５　ｃｏｓ
ｅｃφ−ＧＶＧｂ＝−０，５５ｅｃ１ＧＸ＋０．５　ｃ
ｏｓｅｃψ−ｃＶ−−−■に従って求めるものである。

この様な実施例においては、Ｘ方向の勾配磁場Ｇｘを発
生させるときは、勾配コイル１ａ、　１ｂに励磁するべ
き勾配磁場Ｇａ、　ＧｂはＧａ＝Ｇｘ、　Ｇｂ＝−Ｇｘ
となり、Ｘ方向の勾配磁場ＧＶを発生させるときは、Ｇ
ａＧｙ／４．Ｇｂ＝Ｇｙ／７となる。勾配コイル１ａ、
　１ｂ及びパワーアンプ２ａ、　２ｂにより発生しなけ
ればなｊ′）ない勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂの絶対値は、Ｘ
方向に関しては勾配磁場Ｇｘと等しく、Ｘ方向に関して
は１／凸倍となる。従って、パワーアンプ２ａ、　２ｂ
の容量の８倍の大きさの勾配磁場ＧＶを発生させること
ができる。この様な実施例は、位相勾配、読出し勾配等
の一方のみに大きな勾配磁場が必要な場合に有効である
。

また、ψ−６０”となっていたが、０°以外、９０°以
外であれは他の角度でもよい。この場合、Ｘ方向又はＸ
方向の一方の勾配磁場Ｇｘ又はＧｙか勾配磁場Ｇａ、　
Ｇｂよりも小さくなり、他方の勾配磁場Ｇｘ又はＧＶが
勾配磁場Ｇａ、　Ｇｂの２倍近くまで大きくなることが
ある。ＭＲＩによる診断の種類により、一方の勾配磁場
は小さくてよく他方に大きな勾配磁場が必要な場合に、
この様な角度にすることが有効である。

尚、実施例においては、テーブルの長手方向と２方向が
専しいが、これは、ＭＲＩのイメージングにおいてアキ
シャル像をイメージングする場合か比較的多いことによ
るものである。又、実施例において、テーブルの長手方
向とＺ方向と静磁場方向が等しいが、これは、勾配コイ
ル１ａ、　Ｉｂの設置が、従来の勾配コイル１ｘ、　１
ｙと同じ形状のものを所定の角度回転するだけでよいと
いう製造上の利点があることによる。

又、本発明は上記実施例に限定するものではなく、ｘ、
ｙ、Ｘ方向が上記実施例と異なることもできる。この場
合、勾配コイル１ａ、　１ｂの形状に工夫が必要である
。又、演算手段３０はハードウェアで構成してもよく、
又、メモリによるルックアップテーブル若しくはマイク
ロプロセッサ等を用いたソフトウェアで構成してもよい
。

（発明の効果） 以上の説明の通り、本発明のＭＲＩは、ＭＲＩのテーブ
ルの長手方向、短手方向及び両方向に垂直な鉛直方向の
うちいずれかの方向に一致し互いに直交するＸ方向及び
ｙ方向とは異なるｘｙ平面内の２方向にそれぞれ勾配磁
場を発生する２つの勾配磁場コイルを備え、制御部は前
記２つの勾配磁場コイルのそれぞれの勾配磁場を制御し
てＸ方向の勾配磁場を合成する演算手段、及び同様にし
てｙ方向の勾配磁場を合成する演算手段を備えた制御部
である構成となっている。従って、パワーアンプの負担
の増加を最少限に押えて大きな勾配磁場を発生すること
ができる。ス、画像表示における画像の回転が不要なた
め、余分な処理時間がかからず、空間分解能の低下もな
い。

又、テーブルの長手方向と、静磁場方向と、Ｘ方向及び
ｙ方向に直交するＸ方向とを等しい方向としたので、ア
キシャル像のイメージングにおける撮像の軸方向の勾配
磁場を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示ず構成図、第
３図は本発明の第２の実施例を示す構成図、第４図乃至
第６図は従来例を示す構成図である。 Ｉａ、　１ｂ、　１ｘ、　１ｙ、　１ｅ−・・勾配コイ
ル、２ａ、２ｂ　−・・パワーアンプ、３・・・制御部
、３０・・・演算手段、４・・・テーブル、５・・・静
磁場マグネット。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静磁場空間に勾配磁場を重畳する複数の勾配磁場
   コイルと、それぞれの勾配磁場コイルを励磁する複数の
   パワーアンプと、パワーアンプの出力を調節して勾配磁
   場を制御する制御部と、前記静磁場空間に被検体を載置
   するテーブルとを備えた磁気共鳴イメージング装置にお
   いて、ｘ方向及びｙ方向とは異なるｘｙ平面内の２方向
   にそれぞれ勾配磁場を発生する２つの勾配磁場コイルを
   備え、制御部は前記２つの勾配磁場コイルのそれぞれの
   勾配磁場を制御してｘ方向の勾配磁場を合成する演算手
   段、及び同様にしてｙ方向の勾配磁場を合成する演算手
   段を備えた制御部であることを特徴とする磁気共鳴イメ
   ージング装置、 但し、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向は互いに直交し、それ
   ぞれ、テーブルの長手方向、短手方向及び両方向に垂直
   な鉛直方向のうちいずれかの方向に一致する。
2. （２）テーブルの長手方向と、静磁場方向と、ｚ方向が
   等しい方向である請求項（１）記載の磁気共鳴イメージ
   ング装置。