JPH04102442A

JPH04102442A - 磁気共鳴スペクトロスコピー装置

Info

Publication number: JPH04102442A
Application number: JP2219949A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sugiura; 聡杉浦
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1992-04-03

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１）（を用いてイメージングを行ない、他核種
を用いてスペクトル分析を行なう磁気共鳴スペクトロス
コピー装置に関する。

（従来の技術）このような磁気共鳴スペクトロスコピー装置は、磁場強
度可変型のマグネットを使用し、静磁場強度を例えば１
．５ＴにしてＩＨの磁気共鳴信号を収集してこれに基づ
いてイメージングを行い、静磁場強度を例えば２．ＯＴ
に上げて１Ｈ以外Ｓｉｐ、１３Ｃ１２９ｐ等の他核種の
磁気共鳴信号を収集してスペクトル分析を行なっている
。他核種の信号収集の時に静磁場強度を増加するのは、
他核種の元素は量が少ないので、感度が低いからである
。

ユニで、静磁場強度を変化させた直後は、超電導コイル
の特性により磁場強度の初期減衰が生じ、磁場が安定し
ていない状態である。そのため、この時に他核種のスペ
クトルを収集し、分析のためにスペクトルの加算平均処
理を行なっても、磁場強度が変動しているために、スペ
クトルの線幅が広がり、分析結果の分解能が悪いものと
なってしまう。したがって、従来では、分解能の良いス
ペクトロスコピーを得るためには、イメージングが終わ
り磁場強度を変化させてから、静磁場強度が安定するよ
うに数時間待つ必要があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、磁場強度の増加直後からスペクトルデ
ータの収集が可能な磁気共鳴スペクトロスコピー装置を
提供することである。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明による磁気共鳴スペクトロスコピー装置は、ＩＨ
以外の他核種の信号収集期間内に１Ｈ倍信号収集する手
段と、収集した１Ｈ信号ら静磁場強度を検出する手段と
、検出結果に応じて静磁場強度を制御する手段とを具備
する。

また、本発明による磁気共鳴スペクトロスコピー装置は
、ｌＨ以外の他核種の信号収集期間内に１Ｈ信号収集す
る手段と、収集した１Ｈ信号ら他核種の共鳴周波数のず
れを検出する手段と、検出結果に応じて前記地核種信号
の収集のための基準信号の周波数を制御する手段とを具
備する。

（作用）本発明によれば、他核種のデータ収集の期間内に１Ｈ信
号収集し、ＩＨの共鳴周波数のずれから静磁場強度を検
出し、検出結果に応じて静磁場強度を制御する、あるい
はさらに静磁場強度から地核種信号の共鳴周波数のずれ
を検出し、検出結果によりスペクトルの基準周波数をず
らすことにより、常に他核種のスペクトルの周波数を一
定に保つことができ、スペクトルの線幅が広がり分解能
が低下することが防止され、磁場強度の変更直後からス
ペクトル分析が可能である。

（実施例）以下図面を参照して本発明による磁気共鳴スペクトロス
コピー装置の実施例を説明する。第１図は第１実施例の
構成を示すブロック図である。

ＩＨ用のＲＦコイル１０と３１ｐ用のＲＦコイル１２か
らなる二重同調ＲＦコイル１４が設けられている。コイ
ル１０．１２はそれぞれ１Ｈ１３１ｐの共鳴周波数に同
調されている。送信回路１６からの信号がＲＦパワーア
ンプ１８を介して１人力・２出力の切換器２０の入力端
に供給される。切換器２０の第１出力端２０ａからの信
号がクロス接続ダイオード２２．２４を介してＩＨコイ
ル１０と３１ｐコイル１２に供給される。そのため、切
換器２０を切り換えることにより、１Ｈコイル１０、ま
たはＳｉｐミルコイル１らＲＦパルスを発生することが
できる。

一方、ＩＨコイル１ｏと３１ｐコイル１２で受信された
信号がそれぞれプリアンプ２６．２８を介して２人力・
１出力の切換器３０の第１、第２入力端３０ａ、３０ｂ
に供給される。プリアンプ２６．２８の入力端はクロス
接続ダイオード３２．３４を介して接地される。なお、
ダイオード２２、３２間、およびダイオード２４、３４
間のケーブル長はλ／４（λは１Ｈ，３１ｐの共鳴周波
数に対応する波長）の奇数倍に設定されている。切換器
３０の出力が受信回路３６に供給される。受信回路３６
の出力は実施例の全体を制御する制御回路３８に供給さ
れる。送信回路１６、受信回路３６には基準信号発生器
４０からの基準周波数信号が供給される。送信回路１６
、基準信号発生器４０、切換器２０．３０は制御回路３
８により制御される。

また、制御回路３８にはＺＯシム電源４２、Ｈｏ静磁場
電源４４、傾斜磁場アンプ４６も接続される。電源４２
．４４にはそれぞれＺｏシムコイル４８、Ｈｏコイル５
０が接続され、傾斜磁場アンプ４６には傾斜磁場コイル
５２が接続される。

次に、第２図に示したパルスシーケンスを参照して第１
実施例の動作を説明する。この実施例の動作モードはイ
メージングモードとスペクトロスコピーモードとに分け
られ、イメージングモードでは静磁場強度を例えば１．
５Ｔに設定し、ｔＨのＭＲ倍信号収集してイメージング
を行ない、スペクトロスコピーモードでは静磁場強度を
例えば２．０丁に設定して他核種、ここではｌｌｐのＭ
Ｒ倍信号収集して用いてスペクトル分析を行なう。

第２図は、スペクトロスコピーモードの際のパルスシー
ケンスである。ここでは、！ｉｐのＭＲ倍信号一定周期
ＴＲ毎に収集される。すなわち、周期ＴＲ毎に、基準信
号発生器４０の発振周波数が３１ｐの共鳴周波数ｆＰに
設定されるとともに、切換器２０、３０が３Ｌｐコイル
１２側に接続され、送信回路１６からの信号が３ＬＰコ
イル１２に供給され、３１ｐの共鳴周波数に同調された
ＲＦパルスが発生される。この後、傾斜磁場コイル５２
から傾斜磁場磁場ＧＳ、Ｇｅが発生されると、３１Ｐコ
イル１２によりＭＲ倍信号受信され、受信信号が受信回
路３６を介して制御回路３８に入力される。

この信号がスペクトル分析され、スペクトロスコピーが
得られる。

スペクトロスコピーのくりかえし期間ＴＲは３１ｐの場
合は数秒であるが、動作モードがイメージングモードか
らスペクトロスコピーモードに切換わり静磁場強度が切
換った直後では、　１スペクトロスコピ一期間と次のス
ペクトロスコピー期間とでは静磁場強度が変動している
可能性がある。

そのため、この実施例では、各スペクトロスコピー期間
内に静磁場強度の変動を検出して、その変動を補償して
いる。

実施例では、特別な静磁場強度センサは用いずに、数秒
間の各スペクトロスコピー期間内の３１Ｐ信号の収集に
影響を与えない時に１Ｈ信号収集して、これをフーリエ
変換して、水のピーク周波数の変動から磁場の変動分を
検出している。３１Ｐ信号は各スペクトロスコピー期間
ＴＲの最初に収集されるので、各期間の終了時付近でｌ
Ｈ倍信号収集する。そのため、制御回路３８はｉｔｐコ
イル１２で受信された信号が受信回路３６を介して制御
回路３８内に取り込まれた後、基準信号発生器４０の発
振周波数を１）（の共鳴周波数ｆ。に設定するとともに
、切換器２０、３０をＩＨコイル１０側に切り換える。

そして、送信回路１６からの信号がＩＨコイル１０に供
給され、ＩＨの共鳴周波数に同調されたＲＦパルスが発
生される。この後、傾斜磁場コイル５２から傾斜磁場磁
場Ｇｓが発生されると、１）（コイル１０によりＭＲ倍
信号受信され、受信信号が受信回路３６を介して制御回
路３８に入力される。この信号がフーリエ変換される。

以下、この検出原理を説明する０例えば、スペクトロス
コピーのために理想的な静磁場強度を８０とすると、こ
の時の１）（の共鳴周波数ｆ）Ｉはγゎ・ＳＯ（γｉは
１）１の磁気回転比）となり、３１ｐの共鳴周波数ｆ、
はγ、・ＢＯ（γ、はＳｉｐの磁気回転比）となる。

ここで、基準となる磁場強度Ｂ０に対して、実際の磁場
強度が８０＋ΔＢであったとすると、ＩＨの共鳴周波数
は（、＋　−γＨ（ＢＯ＋ΔＢ）＝γ７・Ｂ０＋γお・ΔＢ＝ｆＨ＋ΔｆＨとなる、ここで、制御回路３８は収集した１Ｈ信号フー
リエ変換によりＩＨの共鳴周波数の変動分ΔｆＨを検出
し、これから磁場の変動分ΔＢ＝ΔｆＨ／γ９を求める
ことができる。制御回路３８はこの値ΔＢをシム電源４
２にフィードバックすることにより、７０次の特性を持
つシムコイル４８から一ΔＢの静磁場を発生させて、静
磁場強度を基準値Ｂ０に保つように制御する。そのため
、あるスペクトロスコピー期間ＴＲで静磁場強度が基準
・値からずれていたとしても、次に３１Ｐの信号を収集
する期間では、静磁場強度はＢｏに設定されているので
、３１ｐの信号は周波数ｆ、で共鳴する。

上述の動作を３１ｐの信号収集の繰り返し期間ＴＲ毎に
繰り返すことにより、静磁場強度を常に一定の値Ｂ０に
保つことができるので、従来技術の問題点であった静磁
場強度可変型のマグネットを使用し磁場強度変更直後か
らすぐスペクトル収集を開始した場合でも、スペクトル
の線幅が広がり分析結果の分解能が悪くなることがない
。このため、イメージングの終了直後からスペクトル分
析を開始することができる。

次に、この発明の第２実施例を説明する。第２実施例の
ブロック図は第１図に示した第１実施例のものと同一で
あるので、図示は省略する。二二では、磁場の変動分を
検出した後、３１ｐ信号の共鳴周波数のずれを計算し、
これに基づいて基準信号発生器４０の発振周波数を制御
して、３１ｐのスペクトルが常に一定の周波数となるよ
うにしている。すなわち、スペクトルの周波数は相対的
な値であるので、基準周波数をずらすことによっても、
各スペクトルの周波数を一定にすることができる。

このため、制御回路３８は検出したｌＨの共鳴周波数の
ずれΔｆＨからリンの特定の物質、例えばＰＣｒ（クレ
アチンリン酸）の共鳴周波数ｆ、′を次式により計算す
る。

ｆ、　　＝γＰ０・Ｂｏ＝γＰ０・Ｂ０＋γ・Ｐｏ・ΔＢ＝γＰ０・Ｂ０＋γ・Ｐｏ（ｆ）ｌ／γ駒そして、次の
スペクトル収集期間ＴＲでは基準信号発生器４０の発振
周波数をｆ、ではなくｆ。

に設定し３１ｐの信号を収集すれば、得られるスペクト
ロスコピーでは３１ｐのピークが常に一定の周波数とな
る。

この操作を３ｉｐ信号の収集の繰り返し時間ＴＲ毎に行
なうことにより、これらの信号を加算平均する、あるい
は位相エンコードを行いフーリエ変換により空間的位置
情報を付加する等の操作を行なっても、スペクトルの線
幅の広がりによる分解能の劣化等の不都合を生じること
がない。

なお、本発明は上述した実施例に限定されずに種々変形
可能である。実施例では、静磁場強度の検出を他核種の
信号収集の期間毎に行なったが、数回毎に検出するだけ
でもよい、あるいは、スペクトロスコピーモードの開始
時から所定回数だけ行なってもよい。スペクトロスコピ
ーはｚｉｐ信号により行なったが、１３Ｃ１１９Ｆ等の
他核種の信号により行なってもよい、第１実施例では静
磁場強度を制御するためにシムコイルを用いたが、静磁
場コイルそのものを用いて制御してもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、スペクトロスコピ
ーのための他核種の信号収集のくりかえし期間内にｌＨ
の磁気共鳴信号を収集し、これに基づいて静磁場強度の
変動を検出し、静磁場強度、または基準発振周波数を制
御することにより、他核種のスペクトルのピーク周波数
を常に一定の周波数とすることができる。これにより、
イメージングからスペクトロスコピーへの切換時間が短
くなり、スペクトルの線幅の広がりを小さくすることが
できるので分解能が向上し、その結策　精度が向上する
。また、１Ｈ信号基づいて静磁場の強度を検出している
ので、磁場センサ等の特別なハードウェアを付加する必
要がない利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気共鳴スペクトロスコピー装置
の第１実施例の構成を示すブロック図、第２図は第１実
施例の動作を示すためのパルスシーケンスを示す図であ
る。１０・・・ＩＨ用ＲＦコイル、　１２・・・ｓｓｐ用Ｒ
Ｆコイル、　１６・・・送信回路、　２０．３０・・・
切換器、　３８・・・制御回路、４８・・・シムコイル
、５０・・・静磁場コイル、　５２・・・傾斜磁場コイ
ル。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１Ｈの磁気共鳴信号によりイメージングを行い、
１Ｈ以外の他核種の磁気共鳴信号によりスペクトル分析
を行なう磁気共鳴スペクトロスコピー装置において、１
Ｈ以外の他核種の信号収集期間内に１Ｈ信号を収集する
手段と、収集した１Ｈ信号から静磁場強度を検出し、検
出結果に応じて静磁場強度を制御する手段とを具備する
ことを特徴とする磁気共鳴スペクトロスコピー装置。
（２）１Ｈの磁気共鳴信号によりイメージングを行い、
１Ｈ以外の他核種の磁気共鳴信号によりスペクトル分析
を行なう磁気共鳴スペクトロスコピー装置において、１
Ｈ以外の他核種の信号収集期間内に１Ｈ信号を収集する
手段と、収集した１Ｈ信号から他核種信号の共鳴周波数
のずれを検出し、検出結果に応じて前記他核種信号の収
集のための基準信号の周波数を制御する手段とを具備す
ることを特徴とする磁気共鳴スペクトロスコピー装置。