JPH04161142A

JPH04161142A - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JPH04161142A
Application number: JP2287999A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yamagata; 仁山形
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-25
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1992-06-04

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、生体の所定核種を選択励起してその核種の代
謝情報等を得る磁気共鳴イメージング装置（以下ｒＭＲ
Ｉ装置」という。）に関する。

（従来の技術）従来のＭＲＩ装置として、生体の複数の核種例えばＩ　
Ｈ，３１ｐ、　１３Ｃを順次選択励起して核種の代謝情
報等を得るものが知られている。このＭＲＩ装置は、例
えば３１ｐの核種についてのデータ収集が終わった後に
、１３Ｃ等の他の核種についてデータを収集するという
ようにシリアルにデータ収集を行うものである。このＭ
ＲＩ装置により１Ｈ以外の核種について代謝情報等を得
る場合は、この１Ｈ以外の核種からのＭＲ倍信号微弱で
あるため、複数回データ収集した後にその平均加算を行
って、データ収集に３０分以上掛けていた。

また従来の他のＭＲＩ装置として、特開昭６３−５７３
２号公報に開示されているものがある。このＭＲＩ装置
は、第１０図に示すように単峰共振特性を有するＲＦ送
受信コイルを用い、第１１図に示すように生体Ｐの複数
の断層面ＦＤ乃至Ｆ２を同時励起し、その各所層面ＦＯ
乃至Ｆ２からＭＲ倍信号同時収集するものである。すな
わち、第１０図の特性図中平坦な範囲Ｅ１は、具体的に
は中心周波数ｆＯに対し±２ｋＨｚ程度の範囲であり、
この範囲Ｅ１で複数（例えば第１２図に示すように３つ
）の励起周波数（共鳴周波数ともいう。）ｆＯ乃至ｆ２
を選択し、この励起周波数ｆＯ乃至ｆ２を搬送する１の
ＲＦＦパルス生体に向けて照射し、生体から麺１３図に
示すように１の周波数空間に１に属するＭＲ倍信号収集
する。

（発明が解決しようとする課題）上述したように核種の代謝情報等を得るＭＲ■装置にお
いては、シリアルにデータ収集を行っていたため、例え
ば、３１ｐ、　　１３（：についてデータを収集する場
合は、データ収集に１時間もかかり、データ収集時間が
長いという問題があった。

また、このデータ収集時間が長いと生体例えば患者にと
って苦痛となるという問題があった。

一方特開昭６３−５７３２号公報に開示されたＭＲｒ装
置では、励起周波数帯域が狭いため、数ＭＨｚ以上離れ
た各核種を同時励起できない。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、複数の核種について短時間に代謝情報等を得ること
のできるＭＨＩ装置を提供することを目的とするもので
ある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために本発明は、生体に対し所定共
鳴周波数のＲＦ波を送受信するＲＦコイルを備えたＭＲ
Ｉ装置において、複数の異なる周波数空間にそれぞれ属
する各共鳴周波数の和周波数のＲＦ波を送受信する送受
信手段を有することを特徴とするものである。またＲＦ
コイルは複峰共振特性を有するものとしてもよい。

（作　用）上記構成の装置の作用を説明する。

通常１の周波数空間の範囲は、数ｋＨｚであり、また生
体の各核種の共鳴周波数は、互いに数ＭＨｚ以上隔れて
いる。このため、各核種から代謝情報等を得ようとした
場合は、異なる周波数空間のＭＲ倍信号収集する必要が
ある。

そこでこの装置における送受信手段は、その数Ｍ　Ｈｚ
以上離れた各核種に対し同時にＲＦ波を送受信するので
データ収集時間の短縮化が図れる。

またＲＦコイルがＲＦ波を送受信する際に、そのＲＦコ
イルが各核種の複数の共鳴周波数に対応した複峰共振特
性を有している場合には、効率良＜ＲＦ波（ＭＲ倍信号
を送受信できる。

（実施例）以下に本発明の実施例を図面を参照して詳述する。

第１図は本発明の一実施例のＭＲＩ装置１の概略構成図
を示すものである。

本ＭＲＩ装置１は、生体Ｐが配置される場所に静磁場を
発生する静磁場発生部２と、ＲＦＦパルス生成するＲＦ
パルス生成部３（送受信手段）と、ＲＦパルス生成部３
からのＲＦＦパルス増幅して生体Ｐに与え、又生体Ｐか
らＭＲ倍信号受信するＲＦＦパルス受信部（送受信手段
）４と、静磁場に重畳し互いに直交する方向のスライス
用傾斜磁場Ｇｓ、エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリード
用傾斜磁場Ｇｒを発生する傾斜磁場発生部５と、ＲＦパ
ルス送送受郡部４受信したＭＲ倍信号収集する信号収集
部６と、ＭＲ倍信号基づいてフーリエ変換を実行して生
体Ｐのスライス面ＦにおけるＭＲ像の再構成又は所定核
種のスペクトル解析を行う画像作成部７と、この画像作
成部７により再構成されたＭＲ像又はスペクトルデータ
を可視表示する画像表示部８と、対象核種を選択し得る
操作部２０と、この装置１の動作を司るシステムコント
ローラ９とを備えるものである。

このシステムコントローラ９は、所定パルスシーケンス
により静磁場発生部２．ＲＦパルス送受信部４．傾斜磁
場発生部５．信号収集部６等を制御するものである。

前記ＲＦＦパルス成部３は、第２図にその概略構成を示
すように、複数（本例では２つ）の異なる励起周波数ω
１．ω２の信号（Ａ　ＩＣ０Ｓω１１）８１、信号（Ａ
２ｃｏｓω２ｔ）　Ｓ２を発生する各発振器１０．１１
と、両信号Ｓｌ、３２の加算を行い和信号Ｓ３を出力す
る混合器１２と、シンク関数Ｆｓの信号Ｓ４を発生する
シンク関数発生器１３と、この発生器１３からの信号Ｓ
４により混合器１２からの和信号Ｓ３を振幅変調してＲ
Ｆ倍信号　５　　（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｅｘｃｉｔａ
ｔｉｏｎ　Ｐｕ１ｓｅを略してｒｓＥＰ波」ともいう。

）を出力する変調器１４等を備えている。シンク関数発
生器１３が発生するシンク関数Ｆｓは、第３図に示すよ
うに例えば±４πと長い範囲としてスライス特性を良く
している。また各発振器１０．１１から出力された信号
Ｓｌ、Ｓ２の振幅Ａｌ、Ａ２は、各核種のスピンを倒す
角度により定まる。変調器１４から出力される信号Ｓ５
は第４図に示すように複数の周波数ω１．ω２か合成さ
れたものとなる。

前記ＲＦＦパルス受信部４は、変調器１４からのＲＦ信
号Ｓ５を増幅する図示しない増幅器と、第５図の回路図
に示す如く構成されたコイル系１５と、このコイル系１
５か受信したＭＲ信号Ｒ１を検波する図示しない検波回
路等を備えるものである。

前記コイル系１５は、Ｌｐ、Ｌｓで示すコイル形状に依
存するインピーダンスと、コンデンサ容量ＣＩ、Ｃ２と
、抵抗Ｒｇ、Ｒｓとを有している。

またＭはＬｐ、Ｌｓ間の結合インダクタンス（結合係数
にともいう。）を示し、励起周波数に応じて可変できる
ようになっている。またこのコイル系１５の等価回路は
、第６図に示す如く表せる。

第７図はコイル系１５の共振特性を示す図である。

このコイル系１５は、コイル間の結合係数ｋを調整する
ことで特性が可変できるようになっている。例えば、結
合係数ｋ・０１以下とすると単峰型となり、ｋ・０．２
とすると双峰型となる。また同図に示す特性図は、基準
周波数ｆＯに対する励起周波数ｆ（ｆ／ｆＯ）の比を正
規化したものであり、ゲイン調整等によりｋ・０．２の
特性曲線の一方のピークＰＩに核種１３Ｃの共鳴周波数
１［１，７ＭＨｚ　（１テスラの場合）を一致させ、他
方のピークＰ２に核種３１ｐの共鳴周波数１７．２ＭＨ
ｚ　（１テスラの場合）を一致させることができる。ま
たこの共振特性は、コイル形状等を適宜変更することに
より３峰、４峰等の復時型とすることができる。

前記検波回路が検波するＭＲ信号Ｒ１は、Ｂｌｃｏｓ（
ω１：＋φ１　）　、　Ｂ２ｃｏｓ　（ω２ｔ＋φ２）
の各々をｅ−Ｉｔ／７２ｍ１．　　ｅ−１１／Ｔ２ｂｌ
で各々振幅変調したものの和である。ここにＴ２ａ、　
Ｔ２ｂは、各核種に対応する横緩和時間をいう。この検
波回路は、このＭＲ信号Ｒ１を信号Ｒ２（Ｂｌｃｏｓ（
ωｌｌ＋φ１））と信号Ｒ３（Ｂ２ｃｏｓ（ω２ｊ＋φ
２））に公知技術のヘテロダイン方式等により分離する
ものである。

次に上記構成の実施例装置１の作用を第８図及び第９図
をも参照して説明する。

まず生体Ｐを静磁場中に配置する。システムコントロー
ラ９は、静磁場発生部２．ＲＦパルス生成部３．ＲＦパ
ルス送送受郡部４傾斜磁場発生部５、信号収集部６等を
制御して所定パルスシーケンスを実行する。

例えばオペレータが操作部２０を操作して１３Ｃ９３１
ｐの核種を選択すると、ＲＦパルス生成部３は、システ
ムコントローラ９の制御の下にその選択された１３Ｃ，
３１ｐの１テスラとした場合における励起周波数ｆ　１
１・ｌＯ，７ＭＨｚ　、　　ｆ　１２１７．２　ＭＨｚ
（第８図参照）を混合したＲＦ信号Ｓ５を生成する。

ＲＦパルス送送受郡部４、システムコントローラ９の制
御の下で第７図に示す双峰型の共振特性におけるピーク
点Ｐｉ、Ｐ２を周波数ｆ１１．ｆ１２に一致させる。次
にＲＦパルス送送受郡部４、コイル系１５からＲＦ信号
Ｓ５を増幅したＲＦＦパルス生体Ｐに向けて送信し、生
体Ｐ内の核種１３Ｃ９３１ｐを同時励起する。次にＲＦ
パルス送送受郡部４、システムコントローラ９により受
信用に切換えられ、生体Ｐ内の同時励起された核種１３
Ｃ９３１ｐからＭＲ信号Ｒ１をコイル系１５により受信
する。このＭＲ信号Ｒ１は、更にＲＦパルス送送受郡部
４検波器により核種１３０．３１ｐに対応する周波数ｆ
ｉ１．　　ｆ１２の信号Ｒ２，Ｒ３に分離する。

信号収集部６には、第９図に示すように、異なる周波数
空間ｋ１１．　　ｋ１２にそれぞれ属する各核種１３　
Ｃ、３１ｐについてのＭＲ信号Ｒ２，Ｒ３を収集する。

画像作成部７は、信号収集部６が収集したＭＲ信号Ｒ２
，Ｒ３に基づきＭＲ像又はスペクトルデータを作成し、
その作成結果を画像表示部８に表示する。

このような上記実施例装置１によれば、複数の核種を同
時励起するようにしているので、データ収集時間の短縮
化が図れ、患者への負担軽減が図れる。また、復時型の
共振特性を有するコイル系１５によりＲＦパルスの送信
及び受信を行うようにしているのでＲＦ倍信号ＭＲ倍信
号を効率良く送受信できる。

なお、本発明はその要旨を変更しない範囲内で変形実施
可能である。例えばコイル系は、送信専用と受信専用と
それぞれ有してもよい。またコイル系の共振特性を各核
種の励起周波数をカバーし得る広帯域の単峰型としても
よい。

［発明の効果コ以上詳述した本発明によれば、複数の核種について短時
間に代謝情報等を得ることのできるＭＲ１装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＭＲＩ装置の概略構成図、
第２図はこの装置のＲＦパルス生成部の概略構成図、第
３図及び第４図はこの装置のＲＦパルス生成部の出力例
を示す波形図、第５図はこの装置のコイル系の回路図、
第６図は第５図に示す回路図の等価回路図、第７図はこ
の装置のコイル系の共振特性図、第８図及び第９図はこ
の装置の作用を示す図、第１０図乃至第１３図は従来の
ＭＨＩ装置の作用を示す図である。１・・・ＭＲＩ装置、３・・・ＲＦパルス生成部（送受信手段）、４・・・Ｒ
Ｆパルス送受信部（送受信手段）、１５・・・コイル系
（ＲＦコイル）、ｋｌｌ；　　ｋ１２・・・周波数空間、　Ｐ・・・生体
。７ω１第　　５　　図第６図第　　７　　図（［“′ ｆＯ圃＝ｅ区ずＦｌ　７０　　、Ｆ２Ｉ　　１　　　　７第１３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）生体に対し所定共鳴周波数のＲＦ波を送受信する
ＲＦコイルを備えたＭＲＩ装置において、複数の異なる
周波数空間にそれぞれ属する各共鳴周波数の和周波数の
ＲＦ波を送受信する送受信手段を有することを特徴とす
るＭＲＩ装置。
（２）前記ＲＦコイルは複峰共振特性を有するものとす
る請求項１記載のＭＲＩ装置。