JPH0421490B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0421490B2
JPH0421490B2 JP59228571A JP22857184A JPH0421490B2 JP H0421490 B2 JPH0421490 B2 JP H0421490B2 JP 59228571 A JP59228571 A JP 59228571A JP 22857184 A JP22857184 A JP 22857184A JP H0421490 B2 JPH0421490 B2 JP H0421490B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
gradient magnetic
pulse
applying
sequence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59228571A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60166852A (en
Inventor
Hideto Iwaoka
Hiroyuki Matsura
Sunao Sugyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP59228571A priority Critical patent/JPS60166852A/en
Publication of JPS60166852A publication Critical patent/JPS60166852A/en
Publication of JPH0421490B2 publication Critical patent/JPH0421490B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

イ 「発明の目的」 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴(nuclear magnetic
resonance)(以下これを「NMR」と略称する)
現象を利用して、被検体内における特定原子核分
布等を被検体外部より知るようにしたNMR画像
装置に関するものである。特に、医療用装置に適
するNMR画像装置の改良に関する。 〔従来の技術〕 NMR画像装置は、生体(通常は患者)をある
磁場中におく。そして、生体に所定のパルス状の
電磁波を印加し、生体を構成している各種の原子
の中で、対象とする特定の原子核のみを励起す
る。いつたん励起された原子核は、再びもとのエ
ネルギー状態に復帰するが、このとき、外部に、
吸収したエネルギーを電磁波として放出する。
NMR画像装置では、この放出される磁界をコイ
ルで検出する。この検出信号が核磁気共鳴信号
(NMR信号…エコー信号とFID信号:free
induction decayとがある)と言われ、対象とす
る原子核について種々の情報を含んでいる。
NMR画像装置は、これを解析し、生体の一部を
断層画像として映像化し、生体の診察、治療等に
役立てる装置である。 初めにNMRの原理について概略を説明する。 原子核は、陽子と中性子とからなつており、こ
れらは全体として、核スピン角運動量I→で回転
(自転)していると見なされる。 第2図は、水素の原子核( 1H)を示したもの
で、イに示すように1個の陽子Pからなり、スピ
ン量子数1/2で表わされる回転をしている。陽子
Pは、ロに示すように正の電荷e+を持つているの
で、原子核の回転に従い、磁気モーメントμ→が生
じ、一つ一つの水素の原子核は、それぞれ小さな
磁石と見なせる。 第3図は、この点を模式的に示した説明図で、
鉄のような強磁性体では、この微小磁石の方向が
イに示すように揃つており、全体として磁化が観
測される。これに対して、水素等の場合は、微小
磁石の方向(磁気モーメントの向き)はロに示す
ようにランダムであつて、全体として磁化は見ら
れない。 ここで、このような物質にZ方向の静磁場H0
を印加すると、各原子核がH0の方向に揃う。 第4図イは水素原子核について、この様子を示
したものである。水素原子核のスピン量子数は1/
2であるから、第4図ロに示すように、−1/2と+
1/2の2つのエネルギー順位に分かれる。2つの
エネルギー順位間のエネルギー差△Eは、(1)式で
表わされる。 △E=γ〓H0 (1) γ:磁気回転比(原子核種ごとに固有の定数) 〓:h/2π h:プランク定数 ここで、各原子核には、静磁場H→0によつて、 μ→×H→0 なる力が加わるので、原子核は、Z軸の回りを(2)
式で示すような角速度ωで歳差運動(みそすり運
動)をする。 ω=γH0(ラーモア角速度) (2) 即ち、原子核の種類ごとに、それぞれ異なつた
ラーモア角速度ωnで歳差運動をしている。 このように静磁場H0中におかれた生体に、例
えばラーモア角速度ω1に対応した周波数(f1
ω1/2π)の電磁波(通常はラジオ波)を印加す
ると、この周波数f1に相当した歳差運動をしてい
る原子核に共鳴が起り、原子核は(1)式で示される
エネルギー差△Eに相当するエネルギーを吸収し
て、高い方のエネルギー順位に遷移する。 ここで、通常、生体は複数種類の原子核で構成
されているが、静磁場H0の環境下で、印加され
た周波数f1の電磁波と共鳴する原子核は、1種類
のみである。従つて、生体に印加する静磁場H0
の強さと、印加する周波数fとを選択することに
より、特定の種類の原子核の共鳴のみを取出すこ
とができる。 ここで共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在
量を知ることができる。また、高い順位へ励起さ
れた原子核は、共鳴後、緩和時間と呼ばれる時定
数で定まる時間の後に、低い順位へ戻る。このと
き、吸収したエネルギーを外部へ放出するので、
共鳴の強さの時間的変化を測定すれば、以下に述
べる時間を知ることができる。 緩和時間は、スピン−格子緩和時間(縦緩和時
間)T1と、スピン−スピン緩和時間(横緩和時
間)T2とに分類される。この緩和時間を観測す
ることにより物質分布のデータを得ることができ
る。一般に固体では、横緩和時間T2は短く核磁
気共鳴で得たエネルギーは、まずスピン系に行渡
つてから、核子系に移つて行く。従つて、縦緩和
時間T1は、T2に比べて著しく大きい。これに対
して、液体では分子が自由に運動しているので、
スピン同志と、スピンと分子系(核子)とのエネ
ルギー交換の起りやすさは同程度である。従つ
て、時間T1とT2はほぼ等しい値になる。 ここでは、水素原子核( 1H)について説明し
たが、この他にも核スピン角運動量をもつ原子核
で同様の測定を行なうことが可能であり、リン原
子核( 31P)、炭素原子核( 13C)、ナトリウム原
子核( 23Na)、等に適用可能である。 このように、NMRによつて、特定原子核の存
在量及びその緩和時間を測定することができるの
で、物質内の特定原子核について種々の化学的情
報を得ることにより、被検体内に種々の検査を行
なうことができる。 従来より、NMR信号の位相情報を利用して、
被検体の組織に関する画像を得るフーリエ変換
(fourier transformation)法によるNMR画像装
置がある。 第5図は、このフーリエ変換法による従来装置
の検査手法の一例を説明するための動作波形図で
ある。 初めに、z軸方向に平行で一様な強さの静磁場
H0中に配置した被検体へ、第5図ロに示すよう
にZ勾配磁場Gzと、イに示すように狭い周波数
スペクトルfjの高周波パルス、即ち、RFパルス
(90°パルス)を印加する。 生体のZ軸方向には、勾配場界Gzが印加され
ており、プロトンは、磁場の強さに比例した周期
で歳差運動をしている。ここでZ軸の或る位置
(H0+△Gz)における断面部だけは、印加された
RFパルスの周波数(ωj=2πfj)と同一のラーモ
ア角速度 ωj=γ(H0+△Gz) で歳差運動をしている。従つて、この周波数を中
心周波数とする近傍の角速度で歳差運動をしてい
るプロトンだけが励起される。即ち、Z軸方向の
勾配磁場Gzは、生体のスライス面位置決定のた
めに作用する。 なお、ここで断層面として、z軸に直交する面
をとるように説明するが、勾配磁場を変えること
により任意の面を映像化できる。 そして励起されたプロトンの磁化Mを、第6図
イに示すような角速度ωで回転する回転座標系上
に示せば、y′軸方向に90°向きを変えたものとな
る。言替えると、x−y平面に平行なスライス面
上のプロトンの磁化Mは、全てy′軸方向を向いて
いる。 続いて、第5図ハに示すようにx軸方向の勾配
磁場Gxを所定の時間txだけ加える。この勾配磁場
Gxにより、上記の生体のスライス面は、第7図
イのように、x方向に関しては、磁場の強度が傾
斜した状態となる。ここで、第7図イのスライス
面を横に分割したコラムで考える。各コラムと直
交する区域(y軸に平行)のプロトンで見ると、
勾配磁場Gxのため各直交区域ごとに磁場の強さ
が異なる。従つて、(2)式に基づいて、勾配磁場
Gxの強い所の区域に含まれるプロトンのスピン
は早く回り、磁場の弱い所の区域におけるスピン
はゆつくりと回る。 そして、第5図ハに示すように時間tx後に、勾
配磁場Gxは零となるので、第7図イのx軸方向
の磁場の強さは均一に戻る。従つて、第7図イに
示したスライス面に在る全てのスピンの回転速度
は同じになる。しかし、時間txの間は、回転速度
が各区域ごとに異なつていたので、勾配磁場Gx
を取去つた後も、第7図イに示す如く、Gxによ
つて生じた位相の差を保持したまま同じ速度で回
転する。 このようにして、この勾配磁場Gxによつて、
スライス面の磁化Mのスピンの位相は、x軸方向
に関して目盛り付け(位相コード化)された状態
になる。Gxの大きさはプロジエクシヨンごとに
nを変えて(3)式に従つて変化させる。 γLxtxGxdt=2πn (3) ただし、 γ:磁気回転比 Lx:x方向の撮像領域の長さ Gx:被積分関数 tx:積分範囲 n:整数(n=−N/2、N/2+1、…、−1、0、
+ 1、…、N/2−1) N:x方向の分割数 続いて、第5図ニに示すようにy軸方向の勾配
磁場Gyを印加し、この環境下で第5図ホに示す
ようにNMR信号を検出する。この勾配磁場Gy
印加強度と印加時間は、各プロジエクシヨンごと
に同一であり、また、勾配磁場Gyは、Gxと異な
りNMR信号を検出している間中も印加されてい
る。 今度は、第7図ロで示す方向にスライス面へ、
勾配磁場Gyが印加されているので、各コラムご
とに、スピンの回転速度は異なる。そして、この
1つのコラム内においては、同一の回転速度で、
スピンは回転しているが、コラム内のx軸方向の
原子核におけるスピンの回転位相は、上述した勾
配磁場Gxのためにズレたものとなつている。そ
こで、得られたNMR信号を1つのデータとす
る。そして、位相コード化の量を変えて繰り返
し、上述と同様なデータを集め、これを2次元フ
ーリエ変換すれば、2次元領域の各位置における
プロトンを判別することができ、各位置のプロト
ンの情報を得ることができる。 言替えると、各コラムごとに、スピンの周波数
が異なり、更に1つのコラム内では、スピンの周
波数は同一であるが、位相コード化の量により、
回転の位相がコラムの奥行きの各部位ごとに異な
つている。従つて、検出した信号を2次元フーリ
エ変換すれば、スライス面の各ピクセル情報を識
別することができる。 ここで、磁化Mは、第6図ロに示すように磁場
の不均一性によつて、x′、y′面内で矢印方向へ次
第に分散してゆくので、やがて、NMR信号は減
少し、第5図ホに示すようにτ時間を経過して無
くなる。 以下、熱平衡状態に戻るまでτ′時間待つて、次
のシーケンスを繰り返す。この際、x軸方向の勾
配磁場Gxを印加する所定時間txは、(3)式で決まる
値で位相コード化の量を変えながらN回繰り返さ
れる。そして、N回のシーケンスで得られた
NMR信号を2次元フーリエ変換することによつ
て、面内のプロトン密度画像を得ることができ
る。 このような動作をなすフーリエ変換法による従
来装置においては、第5図において、NMR信号
が無くなるまでの時間τは、10〜20msである
が、次のシーケンスに移るまでの所定時間τ′は、
縦緩和時間T1ため1sec程度は必要となる。それ
ゆえに、x軸方向の分割数Nを例えば100程度と
すれば、その測定に少なくとも2分以上の長い時
間を必要とし、高速化を実現する際の大きな障害
の一つとなつている。 このような障害を解決すべく、NMR分析計用
に提案されている公知技術{DEFT法;driven
equilibrium fourier transform}を利用して、
高速のNMR画像装置を製作した場合を考察する
と、次のような欠点がある。結論としては、
NMR画像装置にDEFT法を用いることは、不適
切である。なお、NMR画像装置にDEFT法を使
用するとした公知技術例はない。 このNMR分析計用に提案されているDEFT法
は、{「パルス及びフーリエ変換NMR」フアラ
ー、ベツカー著:吉岡書店}に記載されている。
このDEFT法は高速化のためパルスシーケンスで
あり、(90°x…τ…180°y…τ…90°-x…Tdnで構成
されるものである。このDEFT法で2次元のイメ
ージングを行なう場合、90°パルスは、選択励起
法(勾配磁場を同時に印加)を用いて特定のスラ
イス面内だけを励起するが、これについては問題
はない。 しかし、180°パルスは選択と非選択励起の両方
が考えらえる。 第10図は、第1の90°パルスの直前のz軸上
の磁化Mzのスライスの厚さ方向の分布をBloch
の方程式を用いて、計算機でシミユレーシヨンし
た結果を示したものである。第10図では、
DEFT法における180°パルスの選択と非選択の場
合及び本発明の場合の3つのシミユレーシヨン結
果を示した。ここでは、選択励起するための90°
パルスはガウシアン変調してある。これは、生体
の平均的T1、T2及びTr=100ms(繰り返し時
間)を用いて計算したものである。Mzは、パル
スシーケンスを実行する前のMzを1としていて、
Mzの大きさは、NMR信号強度に対応している。 (a) DEFT法の非選択の180°パルスの場合、第1
0図aに示すように、スライス面外のMzが非
常に小さくなつてしまう。 一般に、パルスシーケンスの待ち時間Td
間に、他の複数のスライス面に対して同一なパ
ルスシーケンスを順次ほどこし、その間の十分
に長いTdのため、MzがT1縦緩和して大きくな
つてから、最初のスライス面の次のビユー
(view)を行なうというマルチスライス法が行
なわれている。これはNMR信号(Mzの大き
さ)の減少をなくして、同時に複数面のデータ
が得られるため、疑似高速法として効果的であ
る。しかし、マルチスライス法は、スライス面
外のMzが、他のスライス面励起の影響を受け
ずに、大きいことが条件となる。 このような条件から見ると、非選択の180°パ
ルスを用いたDEFT法(第10図a)は、スラ
イス面外のMzが小さくなつてしまうためマル
チスライス法を併用できない欠点がある。実際
のスライス形状は、第10図のMzにスライス
形状の関数(ここではガウシアン形)を乗じた
ものとなり、それを第11図に示す。 (b) DEFT法の選択励起の180°パルスの場合、第
10図のbに示すように、Mzはスライス面外
では大きいので問題ない。しかし、第11図で
は、スライス形状が3つの山状となることが欠
点となる。これは、スライス境界の磁化Mが選
択励起の180°パルスの際、複雑な動作をするた
め各Mのベクトル方向がばらばらになり、結果
として信号が減少するためである。 以上のように公知の技術であるDEFT法をその
ままNMR画像装置に使用することは、不適切で
ある。 〔解決しようとする問題点〕 本発明は、以上のような従来の2次元フーリエ
変換法によるNMR画像装置が有していた、応答
性の悪さを改善し、得られる画像の質を落さずに
スキヤンタイムを短縮したNMR画像装置を提供
することを目的とする。 ロ 「発明の構成」 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決すめために、次の
カツコに示すようなシーケンス機能を有した制御
手段を備えるようにしたものである。 この制御手段の働きにより、縦緩和時間T1
経過して磁化Mが熱平衡状態(MがZ軸方向を向
く)になるまで待たず、磁化Mをz′軸方向へ強制
的に向けるようにすることができる。 制御手段のシーケンス機能とは 『まず、被検体の特定のスライス面に在る原子
核を、選択的に励起する第1の90°パルスを印加
し、 次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも
励起する第1の180°パルスを印加し、 次に前記スライス面と同一の特定のスライス面
に在る原子核を、選択的に励起する第2の90°パ
ルスを印加し、 次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも
励起する第2の180°パルスを印加し、 更に、第1の90°パルスと第1の180°パルスの
間の区間Ts1で、勾配磁場を与える手段を動作さ
せで、第1の勾配磁場と異なる方向の第2の勾配
磁場を印加して位相変化量を与え、更に勾配磁場
を与える手段を動作させて、第1、第2の勾配磁
場と異なる方向の第3の勾配磁場を極性の異なる
2値を切替てえ印加し、 更に第1の180°パルスと第2の90°パルスとの
区間Ts2で、前記区間Ts1における前記第2、第
3の勾配磁場と同方向の勾配磁場印加し、シーケ
ンスごとに第2の勾配磁場の強度、及び印加時間
を撮像に必要な値とするように動作させること』 〔実施例〕 以下、図面を用いて本発明を説明する。 第1図は、本発明に係る装置の一実施例の構成
を示すブロツク図である。同図において、1は一
様な静磁場H0(この場合の方向をZ方向とする)
を発生させるための静磁場用コイル、2はこの静
磁場用コイル1の制御回路で、例えば直流安定化
電源を含んでいる。静磁場用コイル1によつて発
生する磁束の密度H0は0.1T程度であり、また均
一度は10-4以上であることが望ましい。 3は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、
4はこの勾配磁場用コイル3の制御回路である。 本発明の装置においては、第1、第2、第3の
勾配磁場を発生させるが、単に第1、第2、第3
の勾配磁場と記載して説明すると抽象的であり、
発明が分りにくい。そこで、本明細書では、第1
の勾配磁場をz勾配磁場とし、第2の勾配磁場を
x勾配磁場とし、第3の勾配磁場をy勾配磁場と
して説明を行なう。ただし、この組合せは、どん
なものでも良く、第1、2、3のそれぞれの勾配
磁場が異なつた方向の磁場であれば良い。また、
前記x、y、z勾配磁場や、それ以外の他方向の
勾配磁場でも良く、また、それらの合成磁場でも
良い。 また、本明細書では、第1、第2、第3の勾配
磁場を発生させる手段として、それぞれ専用のコ
イル手段(z勾配磁場用コイル、x勾配磁場用コ
イル、y勾配磁場用コイル)が設けられている例
で説明するが、これに限定するわけではない。即
ち、第1、第2、第3の勾配磁場を発生させるの
に、例えば1つの手段で、それぞれ第1、第2、
第3の勾配磁場を発生させるようにしても良い。
具体例を上げれば、1つのコイル手段の位置を移
動させることにより、第1、2、3の勾配磁場を
発生させることもできる。 第8図イは勾配磁場用コイル3の一例を示す構
成図である。同図イに示すコイルは、z勾配磁場
用コイル31と、y勾配磁場用コイル32,33
とを含んでいる。更に、図示していないがy勾配
磁場用コイル32,33と同じ形であつて、90°
回転して設置されるx勾配磁場用コイルも含んで
いる。この勾配磁場用コイル3は、一様な静磁場
H0と同一方向で、x、y、z軸方向にそれぞれ
直線勾配をもつ磁場を発生する。制御回路4はコ
ントローラ20によつて制御される。 5は被検体に狭い周波数スペクトルfの高周波
パルス、即ち、RFパルスを電磁波として与える
励磁コイルで、その構成を第8図ロに示す。 6は測定しようとする原子核のNMR共鳴条件
に対応する周波数(例えばプロトンでは、42.6M
Hz/T)の信号を発生する発振器で、その出力
は、コントローラ20からの信号によつて開閉が
制御されるゲート回路30と、パワーアンプ7を
介して励磁コイル5に印加されている。8は被検
体におけるNMR信号を検出するための検出コイ
ルで、その構成は第8図ロに示す励磁コイルと同
じで、励磁コイル5に対して90°回転して設置さ
れている。なお、この検出コイル8は、被検体に
できるだけ近接して設置されることが望ましい
が、必要に応じて、励磁コイル5と兼用させても
よい。 9は検出コイル8から得られる核磁気共鳴信号
(NMR信号…FID信号・エコー信号)を増幅する
増幅器、10は位相検波回路、11は位相検波さ
れた増幅器9からの波形信号を記憶するウエーブ
メモリ回路で、A/D変換器を含んでいる。13
はウエーブメモリ回路11からの信号を例えば光
フアイバで構成される伝送路12を介して入力
し、所定の信号処理を施して断層像を得るコンピ
ユータ、14は得られた断層像を表示するテレビ
ジヨンモニタのような表示器である。また、コン
トローラ20からコンピユータ13へは、信号線
21により、必要な情報が伝送される。 コントローラ20は、勾配磁場Gz、Gx、Gy
RFパルスの振幅を制御するために必要な信号
(アナログ信号)及びRFパルスの送信やNMR信
号の受信に必要な制御信号(デジタル信号)を出
力することができるように構成されたものであ
る。このコントローラ20は、本発明に係る装置
の特徴とするシーケンス機能、即ち、RFパルス
の動作タイミングや各勾配磁場の動作タイミング
を制御する機能を有している。ただし、このシー
ケンス機能を果す素子は、コントローラ20に限
定するものでなく、他の素子、例えば、コンピユ
ータ13にこの機能をもたせても本発明は成立す
る。 このように構成された本発明の装置の動作を、
第9図及び第1表ないし第3表を参照し、段階を
追つて順次説明する。 <> 時点t0 時点t0は、制御回路2から静磁場用コイル1
に電流を流し、被検体(被検体は各コイルの円
筒内に設置)に静磁場H0を与えた状態におい
て、コントローラ20より制御回路4を介して
z勾配磁場用コイル31に電流を流し、第9図
ロに示すように、z勾配磁場Gzを与えた時点
である。 このとき、 スライス面中央(90°パルス印加により磁化
Mが正しく90°回転する部分)、 スライス面境界(90°パルス印加時に、磁化
Mがθ°回転し、また180°パルス印加時にはGz
0となつているため180°回転する部分)、 スライス面外(90°パルス印加では影響を受
けず、180°パルスによつて磁化Mの方向が反転
する部分) での各磁化Mの方向は、第9図のヘ,ト,チに
示すように、全てz軸の正方向(上向き)とな
つている。 続いて、Gzが与えられている下で、ゲート
回路30において選択し、出力された位相差0°
の所定の形(例えばガウシアン形)に変調され
たRF信号により、被検体の特定の一面(スラ
イス面)の原子核を励起する。即ち、第9図の
イのように第1の90°xパルスを与える。 <> 時点t1 続いて、x勾配磁場用コイル32を付勢し、
第9図のハに示すように所定の大きさの勾配磁
場gxを時間txの間印加する。この勾配磁場gx
より、スライス面の原子核は、第7図の所で既
述したような動作を行い、スピンの位相コード
化がなされる。この位相コード化の動作につい
ては、第7図の所で詳しく説明したので、ここ
では説明を省略する。 なお、x方向の勾配磁場Gxについては、印
加時間txを変えても良いし、磁場の強さgxを変
えてもよい。その理由は、位相ズレはtxとgx
積で表わされるからであり、この積を大きく取
ればスピンの位相のズレは大きくなる。 同時に、第9図のニに示すようにy勾配磁場
gyを印加する。gyは、例えばマイナス方向の勾
配磁場であり、この影響を受けてスライス面の
原子核のスピンは、第9図の時点t1におけるヘ
で示した収束状態から分散させられる。 次に時間tx後に、勾配磁場gyと反対の極性
(プラス方向)のy勾配磁場gy′を印加する。
gy′はgyと極性が反対であるため、gyのエネル
ギーを受けて移動(分散方向)していたスピン
は、逆の方向へ移動を開始する。即ち、収束の
方向に向かう。そして、第9図ニのgyで与えた
位相変化量と、gy′の位相変化量が等しくなつ
た時点において、再び、スピンはy軸上で位相
が一致し、第9図ホで示すように、第1のエコ
ー信号が最大となる。その後、更にスピンは、
移動を止めないので、y軸上で一致した位相
は、再び分散の方向へ向かい、第1のエコー信
号は消失する。 なお、上述では、gyをマイナス方向の勾配磁
場とし、gy′をプラス方向の勾配磁場として説
明したが、gyとgy′の極性が反対であれば、ど
ちらがプラスであつてもマイナスであつても良
い。その理由は、極性が反対であれば、一旦分
散したスピンを収束させることができるからで
ある。 既述したが、磁場gx、gyを印加する時点をt1
とすれば、この時点t1では、各部の磁化Mは第
9図ヘ,ト,チに示すような向きとなる。 上述した動作により生じた第1のエコー信号
は検出コイル8により検出され、その信号は増
幅器9を介し位相検波回路10に導かれ、ここ
で位相検波された後ウエーブメモリ回路11に
格納される。格納されたデータはコンピユータ
1により適宜のタイミングで読み取られる。 <> 時点t2 前記RFパルス(90°x)を印加してからTs1
間経過後にy勾配磁場用コイルの付勢を止め、
ゲート回路30において選択し出力される位相
差180°の矩形状に変調されたRF信号で被検体
を励起する。この場合、z勾配磁場Gzは動作
させず、第8図のイに示すように被検体全体に
第1の180°-xパルスを与える。従つて、前記特
定スライス面以外に在る原子核をも励起する。 <> 時点t3 前記180°-xパルスを与えた後に、勾配磁場
gy′を印加する。この時点をt3とする。磁化M
は、x軸を回転の中心として、反時計回りに
180°回転し、第9図ヘ,ト,チのようになる。 ここで、勾配磁場Gx、Gyのそれぞれの積分
値が、時点t2の前と時点t3の後とで同一になる
ように勾配磁場Gx、Gyの制御を行なう。この
ように制御することで、正確に時間Ts2後に磁
化Mが集合するからである。この勾配磁場Gx
Gyのそれぞれ積分値が、時間t2の前と時点t3
後で同一になるようにするには、一例として、
区間Ts1とTs2にて、時間軸を反転する如くGx
Gyを印加すれば良い。もちろん、このような
時間軸を反転する如く(対称となる如く)勾配
磁場Gx、Gyを制御しなくても、積分値が、時
点t2とt3の前後で同一ならば良い。 時点t3以降は、分散する方向に向かつていた
磁化Mが、180°パルスによつて向きが全て反転
し、集合する方向に向かう。従つて、検出コイ
ル8からは第9図ホに示すように次第に増大す
る第2のエコー信号が検出される。 更に、第9図の例では、t2とt3の中央の時刻
について対称となるように、時点t3からtp時間
後に勾配磁場gxとgyを第9図ハ,ニのように印
加する。もつとも、必ず対称となるように勾配
磁場gx、gyを加えなければならないわけではな
い。上述のように、積分値が同じになるように
すれば良いわけである。 <> 時点t4 時点t3からtp時間後に勾配磁場Gx=gyとGy
gyを加え、その後、時間txを経過後にGx=0、
Gy=0とした時点をt4とする。これは、t2とt3
の中央の時刻について勾配磁場Gx、Gyの積分
値が同じであり、途中に180°-xパルスのRF信
号が加えられているので、時点t1の磁化Mの方
向と、丁度180°反転した向きとなつている。従
つて、第9図ヘ,ト,チとなる。 時点t4の後、Gz -、Gz +を与え、その状態下
で、ゲート回路30において位相差180°で第1
の90°パルスと同様に変調されたRF信号を用い
て被検体に第2の90°-xパルスを与え、第1の
90°パルスで励起されたスライス面を再び励起
する。この励起の終りを時点t5とする。この
時、スライス面内、外、境界、つまり被検体全
部の磁化Mの向きが−z軸方向に揃う。 <> 時点t6 Gz +の印加終了後、ゲート回路30より位相
差0°で矩形波状に変調されて出力されるRF信
号にて被検体を励起する(180°パルス励起)。
即ち、z勾配磁場が無い状態だから、前記特定
のスライス面以外に在る原子核をも励起する。
この励起の終了時点をt6とする。 この第2の180°パルスの印加により磁化Mは
一斉に+z軸方向に向きが揃う。 このように時点t6で始めの時点t0と同じ状態
に復帰することになる。ただし、この方式で
は、物質のもつ縦緩和又は横緩和による緩和が
残り、t6の時点で磁化Mは完全には上向きにな
らない。そこで、時点t6の後にTdなる待ち時間
を設け、磁化Mが完全に上向きになるのを待つ
て1回のシーケンスを終了し、以後同様のシー
ケンスを繰り返す。
B. “Object of the invention” [Field of industrial application] The present invention is based on nuclear magnetic resonance (nuclear magnetic resonance)
resonance) (hereinafter abbreviated as "NMR")
This invention relates to an NMR imaging device that utilizes phenomena to determine the distribution of specific atomic nuclei within a subject from outside the subject. In particular, it relates to improvements in NMR imaging devices suitable for medical devices. [Prior Art] An NMR imaging device places a living body (usually a patient) in a certain magnetic field. Then, a predetermined pulsed electromagnetic wave is applied to the living body to excite only a specific atomic nucleus of interest among the various atoms that make up the living body. Once excited, the atomic nucleus returns to its original energy state, but at this time, external
It emits the absorbed energy as electromagnetic waves.
In an NMR imager, this emitted magnetic field is detected by a coil. This detection signal is a nuclear magnetic resonance signal (NMR signal...echo signal and FID signal: free
It is called induction decay) and contains various information about the target atomic nucleus.
An NMR imaging device is a device that analyzes this and visualizes a part of the living body as a tomographic image, which is useful for diagnosis, treatment, etc. of the living body. First, I will briefly explain the principle of NMR. The atomic nucleus consists of protons and neutrons, and these as a whole are considered to be rotating (rotating) with a nuclear spin angular momentum I→. Figure 2 shows a hydrogen nucleus ( 1 H), which consists of one proton P, as shown in A, and rotates as expressed by the spin quantum number 1/2. Since the proton P has a positive charge e + as shown in (b), a magnetic moment μ→ is generated as the nucleus rotates, and each hydrogen nucleus can be regarded as a small magnet. Figure 3 is an explanatory diagram schematically showing this point.
In a ferromagnetic material such as iron, the directions of these micromagnets are aligned as shown in A, and magnetization is observed as a whole. On the other hand, in the case of hydrogen, etc., the direction of the micromagnets (the direction of the magnetic moment) is random as shown in (b), and no magnetization is observed as a whole. Here, such a substance is subjected to a static magnetic field H 0 in the Z direction.
When applied, each atomic nucleus aligns in the direction of H 0 . Figure 4A shows this situation for a hydrogen nucleus. The spin quantum number of hydrogen nucleus is 1/
2, so as shown in Figure 4B, -1/2 and +
It is divided into two energy rankings of 1/2. The energy difference ΔE between the two energy ranks is expressed by equation (1). △E=γ〓H 0 (1) γ: gyromagnetic ratio (constant specific to each atomic nuclide) 〓: h/2π h: Planck's constant Here, each atomic nucleus is affected by the static magnetic field H→ 0 , Since the force μ→×H→ 0 is applied, the nucleus moves around the Z axis as (2)
It precesses at an angular velocity ω as shown in the equation. ω=γH 0 (Larmor angular velocity) (2) In other words, each type of atomic nucleus precesses at a different Larmor angular velocity ω n . In this way, a living body placed in a static magnetic field H 0 is given a frequency corresponding to the Larmor angular velocity ω 1 (f 1 =
When an electromagnetic wave (usually a radio wave) of ω 1 /2π) is applied, resonance occurs in the precessing atomic nucleus corresponding to this frequency f 1 , and the atomic nucleus experiences an energy difference △E shown by equation (1). absorbs energy equivalent to , and transitions to a higher energy ranking. Here, although a living body is normally composed of multiple types of atomic nuclei, only one type of atomic nucleus resonates with the applied electromagnetic wave of frequency f 1 under the environment of static magnetic field H 0 . Therefore, the static magnetic field H 0 applied to the living body
By selecting the strength of the atomic force and the applied frequency f, it is possible to extract only the resonance of a specific type of atomic nucleus. By measuring the strength of the resonance, we can determine the amount of nuclei present. Furthermore, the atomic nucleus excited to a higher order returns to a lower order after a time determined by a time constant called relaxation time after resonance. At this time, the absorbed energy is released to the outside, so
By measuring the temporal change in resonance strength, the following times can be determined. Relaxation time is classified into spin-lattice relaxation time (longitudinal relaxation time) T1 and spin-spin relaxation time (transverse relaxation time) T2 . By observing this relaxation time, data on material distribution can be obtained. In general, in solids, the transverse relaxation time T 2 is short and the energy obtained by nuclear magnetic resonance is first distributed to the spin system and then to the nucleon system. Therefore, the longitudinal relaxation time T 1 is significantly larger than T 2 . On the other hand, in a liquid, molecules move freely, so
The ease of energy exchange between spins and between spins and molecular systems (nucleons) is about the same. Therefore, times T 1 and T 2 have approximately equal values. Here, we have explained hydrogen nuclei ( 1 H), but similar measurements can be performed with other nuclei that have nuclear spin angular momentum, such as phosphorus nuclei ( 31 P), carbon nuclei ( 13 C), etc. , sodium nucleus ( 23Na ), etc. In this way, NMR can measure the abundance of specific atomic nuclei and their relaxation times, so by obtaining various chemical information about specific atomic nuclei within a substance, it is possible to carry out various tests within the subject. can be done. Traditionally, using the phase information of NMR signals,
There is an NMR imaging device that uses the Fourier transformation method to obtain images regarding the tissue of a subject. FIG. 5 is an operational waveform diagram for explaining an example of an inspection method for a conventional apparatus using this Fourier transform method. First, a static magnetic field of uniform strength parallel to the z-axis direction
A Z gradient magnetic field G z as shown in Figure 5B and a high frequency pulse with a narrow frequency spectrum f j as shown in Figure 5B, that is, an RF pulse (90° pulse) are applied to the object placed in H do. A gradient field G z is applied to the living body in the Z-axis direction, and the protons precess at a period proportional to the strength of the magnetic field. Here, only the cross section at a certain position (H 0 + △G z ) on the Z axis is
It precesses at the same Larmor angular velocity ω j =γ(H 0 +△G z ) as the frequency of the RF pulse (ω j =2πf j ). Therefore, only protons that are precessing at an angular velocity in the vicinity of this frequency as the center frequency are excited. That is, the gradient magnetic field Gz in the Z-axis direction acts to determine the position of the slice plane of the living body. It should be noted that although the explanation will be made here assuming that a plane perpendicular to the z-axis is taken as the tomographic plane, any plane can be visualized by changing the gradient magnetic field. If the magnetization M of the excited proton is shown on a rotating coordinate system rotating at an angular velocity ω as shown in FIG. In other words, all of the proton magnetizations M on the slice plane parallel to the xy plane are oriented in the y'-axis direction. Subsequently, as shown in FIG. 5C, a gradient magnetic field G x in the x-axis direction is applied for a predetermined time t x . This gradient magnetic field
Due to G x , the slice plane of the living body is in a state where the strength of the magnetic field is inclined in the x direction, as shown in FIG. 7A. Here, consider columns in which the slice plane in FIG. 7A is divided horizontally. Looking at the protons in the area perpendicular to each column (parallel to the y-axis),
Due to the gradient magnetic field G x , the magnetic field strength differs in each orthogonal area. Therefore, based on equation (2), the gradient magnetic field
The spins of protons in areas where G x is strong rotate quickly, and the spins in areas where the magnetic field is weak rotate slowly. Then, as shown in FIG. 5C, after time tx , the gradient magnetic field Gx becomes zero, so that the strength of the magnetic field in the x-axis direction in FIG. 7A returns to uniformity. Therefore, the rotational speeds of all the spins on the slice plane shown in FIG. 7A are the same. However, during time t x , the rotational speed was different for each zone, so the gradient magnetic field G x
Even after it is removed, it rotates at the same speed while maintaining the phase difference caused by G x , as shown in Figure 7A. In this way, due to this gradient magnetic field G x ,
The phase of the spin of the magnetization M on the slice plane is calibrated (phase coded) in the x-axis direction. The magnitude of G x is varied according to equation (3) by changing n for each projection. γL xtx G x dt=2πn (3) Where, γ: Magnetic rotation ratio L x : Length of imaging area in x direction G x : Integrand function t x : Integral range n: Integer (n=-N/ 2, N/2+1, ..., -1, 0,
+ 1, ..., N/2-1) N: Number of divisions in the x direction Next, as shown in Figure 5 D, a gradient magnetic field G y in the y axis direction is applied, and under this environment, the result as shown in Figure 5 H is applied. Detect the NMR signal as shown. The applied strength and application time of this gradient magnetic field G y are the same for each projection, and unlike G x , the gradient magnetic field G y is applied throughout the detection of the NMR signal. This time, move toward the slice surface in the direction shown in Figure 7 (b).
Since the gradient magnetic field G y is applied, the rotation speed of the spins differs for each column. And within this one column, at the same rotation speed,
Although the spins are rotating, the rotational phase of the spins in the x-axis direction nuclei in the column is shifted due to the gradient magnetic field G x described above. Therefore, the obtained NMR signal is treated as one piece of data. Then, by repeating the process by changing the amount of phase encoding, collecting the same data as above, and performing two-dimensional Fourier transform on this, it is possible to determine the protons at each position in the two-dimensional region, and information about the protons at each position. can be obtained. In other words, for each column, the spins have different frequencies, and within one column, the spins have the same frequency, but due to the amount of phase encoding,
The phase of rotation is different for each part of the depth of the column. Therefore, if the detected signal is subjected to two-dimensional Fourier transform, information on each pixel on the slice plane can be identified. Here, as shown in Figure 6B, the magnetization M gradually disperses in the direction of the arrow in the x', y' plane due to the non-uniformity of the magnetic field, so the NMR signal eventually decreases. As shown in FIG. 5E, it disappears after a period of τ. Thereafter, wait τ' time until the state returns to thermal equilibrium, and then repeat the next sequence. At this time, the predetermined time t x for applying the gradient magnetic field G x in the x-axis direction is repeated N times while changing the amount of phase encoding with a value determined by equation (3). Then, obtained by N sequence
By performing two-dimensional Fourier transform on the NMR signal, an in-plane proton density image can be obtained. In the conventional device using the Fourier transform method that operates in this way, the time τ until the NMR signal disappears is 10 to 20 ms in FIG. 5, but the predetermined time τ until moving to the next sequence is
Approximately 1 sec is required due to the longitudinal relaxation time T1 . Therefore, if the number of divisions N in the x-axis direction is set to about 100, for example, the measurement requires a long time of at least 2 minutes, which is one of the major obstacles to realizing high speed. In order to solve this problem, a known technique {DEFT method; driven
Using the equilibrium fourier transform},
When considering the case of manufacturing a high-speed NMR imaging device, there are the following drawbacks. As conclusion,
It is inappropriate to use the DEFT method in NMR imagers. Note that there is no known technology example that uses the DEFT method in an NMR imaging device. The DEFT method proposed for this NMR analyzer is described in {"Pulsed and Fourier Transform NMR" by Farrer and Betzker: Yoshioka Shoten}.
This DEFT method uses a pulse sequence for speeding up, and is composed of (90° x ...τ...180° y ...τ...90° -x ...T d ) n . When performing two-dimensional imaging using this DEFT method, the 90° pulse excites only a specific slice plane using a selective excitation method (simultaneously applying a gradient magnetic field), but there is no problem with this. However, the 180° pulse can be used for both selective and non-selective excitation. Figure 10 shows the distribution of magnetization Mz on the z-axis in the thickness direction of the slice immediately before the first 90° pulse.
This shows the results of a computer simulation using the equation. In Figure 10,
Three simulation results are shown for cases in which 180° pulses are selected and not selected in the DEFT method, and in the case of the present invention. Here, 90° for selective excitation
The pulses are Gaussian modulated. This was calculated using the average T 1 , T 2 and T r =100 ms (repetition time) of the living body. M z is M z before executing the pulse sequence is 1,
The magnitude of M z corresponds to the NMR signal intensity. (a) In case of 180° pulse with DEFT method not selected, the first
As shown in Figure 0a, M z outside the slice plane becomes extremely small. Generally, during the waiting time T d of a pulse sequence, the same pulse sequence is sequentially applied to multiple other slice planes, and because the interval T d is sufficiently long, M z becomes large due to longitudinal relaxation of T 1 . A multi-slice method is used in which the next view of the first slice plane is performed after the first slice. This is effective as a pseudo-high-speed method because it eliminates the decrease in the NMR signal (magnitude of M z ) and allows data from multiple planes to be obtained simultaneously. However, the multi-slice method requires that M z outside the slice plane be large and unaffected by excitation of other slice planes. Under these conditions, the DEFT method (FIG. 10a) using non-selected 180° pulses has the disadvantage that it cannot be used in conjunction with the multi-slice method because M z outside the slice plane becomes small. The actual slice shape is obtained by multiplying M z in FIG. 10 by a function of the slice shape (in this case Gaussian shape), which is shown in FIG. 11. (b) In the case of a 180° pulse for selective excitation in the DEFT method, as shown in FIG. 10b, M z is large outside the slice plane, so there is no problem. However, the disadvantage of FIG. 11 is that the slice shape has three mountain shapes. This is because the magnetization M at the slice boundary moves in a complicated manner during the 180° pulse of selective excitation, so the vector directions of each M become disjointed, resulting in a decrease in the signal. As described above, it is inappropriate to use the DEFT method, which is a known technique, as it is in an NMR imaging device. [Problems to be Solved] The present invention improves the poor responsiveness of the conventional NMR imaging device using the two-dimensional Fourier transform method as described above, without degrading the quality of the images obtained. The purpose of this research is to provide an NMR imaging device with reduced scan time. B "Structure of the invention" [Means for solving the problems] In order to solve the above problems, the present invention is equipped with a control means having a sequence function as shown in the following box. be. By the action of this control means, the magnetization M is forcibly directed in the z'-axis direction without waiting until the longitudinal relaxation time T 1 has elapsed and the magnetization M reaches a thermal equilibrium state (M points in the Z-axis direction). can do. What is the sequence function of the control means? ``First, a first 90° pulse is applied that selectively excites the atomic nuclei present in a specific slice plane of the object, and then the atomic nuclei present in other than the specific slice plane are applied. applying a first 180° pulse that excites the nuclei, then applying a second 90° pulse that selectively excites nuclei present in the same specific slice plane as the slice plane; Applying a second 180° pulse that also excites nuclei existing outside the slice plane, and further applying means for applying a gradient magnetic field in the interval T s1 between the first 90° pulse and the first 180° pulse. The operation applies a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field to provide a phase change amount, and further operates the means for applying a gradient magnetic field to apply a second gradient magnetic field in a direction different from the first and second gradient magnetic fields. A third gradient magnetic field is applied by switching between two values with different polarities, and further, in the interval T s2 between the first 180° pulse and the second 90° pulse, the second and second gradient magnetic fields in the interval T s1 are applied. Apply a gradient magnetic field in the same direction as the gradient magnetic field of step 3, and operate the second gradient magnetic field so that the intensity and application time of the second gradient magnetic field are set to the values necessary for imaging for each sequence. [Example] The following is a diagram using the drawings. The present invention will now be explained. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the apparatus according to the present invention. In the same figure, 1 is a uniform static magnetic field H 0 (the direction in this case is the Z direction)
A static magnetic field coil 2 for generating the static magnetic field coil 2 is a control circuit for the static magnetic field coil 1, and includes, for example, a DC stabilized power supply. It is desirable that the density H 0 of the magnetic flux generated by the static magnetic field coil 1 is about 0.1 T, and that the uniformity is 10 −4 or more. 3 shows a general overview of gradient magnetic field coils;
4 is a control circuit for this gradient magnetic field coil 3. In the apparatus of the present invention, first, second, and third gradient magnetic fields are generated, but only the first, second, and third gradient magnetic fields are generated.
It is abstract to describe it as the gradient magnetic field of
The invention is difficult to understand. Therefore, in this specification, the first
The following description will be made assuming that the gradient magnetic field is a z gradient magnetic field, the second gradient magnetic field is an x gradient magnetic field, and the third gradient magnetic field is a y gradient magnetic field. However, any combination may be used as long as the first, second, and third gradient magnetic fields are in different directions. Also,
The x, y, z gradient magnetic fields, gradient magnetic fields in other directions, or a composite magnetic field thereof may be used. Further, in this specification, dedicated coil means (z gradient magnetic field coil, x gradient magnetic field coil, y gradient magnetic field coil) are provided as means for generating the first, second, and third gradient magnetic fields. This will be explained using an example, but it is not limited to this. That is, in order to generate the first, second, and third gradient magnetic fields, for example, one means may be used to generate the first, second, and third gradient magnetic fields, respectively.
A third gradient magnetic field may also be generated.
For example, by moving the position of one coil means, the first, second, and third gradient magnetic fields can be generated. FIG. 8A is a configuration diagram showing an example of the gradient magnetic field coil 3. The coils shown in A in the figure include a z gradient magnetic field coil 31 and y gradient magnetic field coils 32 and 33
Contains. Furthermore, although not shown, it has the same shape as the y gradient magnetic field coils 32 and 33, and has a 90° angle.
It also includes a rotating x-gradient magnetic field coil. This gradient magnetic field coil 3 produces a uniform static magnetic field.
Generates a magnetic field with linear gradients in the x, y, and z axes in the same direction as H 0 . Control circuit 4 is controlled by controller 20. Reference numeral 5 denotes an excitation coil for applying a high frequency pulse of a narrow frequency spectrum f, that is, an RF pulse, to the subject as an electromagnetic wave, the configuration of which is shown in FIG. 8B. 6 is the frequency corresponding to the NMR resonance condition of the atomic nucleus to be measured (for example, 42.6M for protons)
Hz/T), the output of which is applied to the exciting coil 5 via a gate circuit 30 whose opening/closing is controlled by a signal from a controller 20 and a power amplifier 7. Reference numeral 8 denotes a detection coil for detecting the NMR signal in the subject, and its configuration is the same as the excitation coil shown in FIG. Although it is desirable that the detection coil 8 be installed as close to the subject as possible, it may also be used as the excitation coil 5 if necessary. 9 is an amplifier that amplifies the nuclear magnetic resonance signal (NMR signal...FID signal/echo signal) obtained from the detection coil 8, 10 is a phase detection circuit, and 11 is a wave memory that stores the phase-detected waveform signal from the amplifier 9. The circuit includes an A/D converter. 13
14 is a computer that inputs the signal from the wave memory circuit 11 via a transmission line 12 made of, for example, an optical fiber and performs predetermined signal processing to obtain a tomographic image; 14 is a television that displays the obtained tomographic image. It is a display device like a monitor. Further, necessary information is transmitted from the controller 20 to the computer 13 via a signal line 21. The controller 20 generates gradient magnetic fields G z , G x , G y ,
It is configured to be able to output signals (analog signals) necessary for controlling the amplitude of RF pulses and control signals (digital signals) necessary for transmitting RF pulses and receiving NMR signals. This controller 20 has a sequence function that is a feature of the device according to the present invention, that is, a function that controls the operation timing of the RF pulse and the operation timing of each gradient magnetic field. However, the element that performs this sequence function is not limited to the controller 20, and the present invention can be implemented even if other elements, such as the computer 13, have this function. The operation of the device of the present invention configured in this way is as follows:
A step-by-step explanation will be given with reference to FIG. 9 and Tables 1 to 3. <> Time t 0 At time t 0 , the control circuit 2 is connected to the static magnetic field coil 1.
A current is applied to the z gradient magnetic field coil 31 from the controller 20 via the control circuit 4 in a state where a static magnetic field H 0 is applied to the test object (the test object is installed inside the cylinder of each coil). As shown in FIG. 9B, this is the time when the z gradient magnetic field Gz is applied. At this time, the center of the slice plane (the part where the magnetization M rotates correctly by 90 degrees when a 90 degree pulse is applied), the slice surface boundary (the part where the magnetization M rotates θ degrees when a 90 degree pulse is applied, and G z = when a 180 degree pulse is applied)
0, so the direction of each magnetization M is as follows: , as shown in F, G, and H of FIG. Next, under the given Gz , the gate circuit 30 selects and outputs a phase difference of 0°.
An RF signal modulated in a predetermined shape (for example, Gaussian shape) excites the atomic nuclei on a specific surface (slice surface) of the object. That is, the first 90° x pulse is applied as shown in FIG. 9A. <> At time t 1 , the x gradient magnetic field coil 32 is energized,
As shown in FIG. 9C, a gradient magnetic field g x of a predetermined magnitude is applied for a time t x . Due to this gradient magnetic field g x , the atomic nuclei on the slice plane perform the operation as already described in FIG. 7, and the spins are phase encoded. Since this phase encoding operation was explained in detail in FIG. 7, the explanation will be omitted here. Note that regarding the gradient magnetic field G x in the x direction, the application time t x or the strength g x of the magnetic field may be changed. The reason for this is that the phase shift is expressed as the product of t x and g x , and the larger this product is, the larger the spin phase shift becomes. At the same time, the y gradient magnetic field is
Apply g y . g y is, for example, a gradient magnetic field in the negative direction, and under the influence of this, the spins of the atomic nuclei on the slice plane are dispersed from the convergent state shown by F at time t 1 in FIG. Next, after a time t x , a y gradient magnetic field g y ' having a polarity opposite to that of the gradient magnetic field g y (in the positive direction) is applied.
Since g y ′ has the opposite polarity to g y , the spins that were moving (in the dispersion direction) receiving the energy of g y start moving in the opposite direction. In other words, it is heading in the direction of convergence. Then, at the point when the amount of phase change given by g y in Figure 9D becomes equal to the amount of phase change in g y ', the spins are again in phase on the y-axis, as shown in Figure 9E. , the first echo signal becomes the maximum. After that, the spin is
Since the movement is not stopped, the matched phases on the y-axis go in the direction of dispersion again, and the first echo signal disappears. In addition, in the above explanation, g y is a gradient magnetic field in the negative direction and g y ′ is a gradient magnetic field in the positive direction, but if the polarities of g y and g y ′ are opposite, no matter which one is positive, it will be negative. It's okay to be. The reason for this is that if the polarities are opposite, the spins that were once dispersed can be converged. As mentioned above, the time point at which the magnetic fields g x and g y are applied is t 1
Therefore, at this time point t1 , the magnetization M of each part is oriented as shown in FIG. The first echo signal generated by the above operation is detected by the detection coil 8, and the signal is guided to the phase detection circuit 10 via the amplifier 9, where it is phase detected and then stored in the wave memory circuit 11. The stored data is read by the computer 1 at appropriate timing. <> At time t2 , after T s1 time has elapsed since the application of the RF pulse (90° x ), the energization of the y gradient magnetic field coil is stopped,
The subject is excited with an RF signal modulated into a rectangular shape with a phase difference of 180°, which is selected and output by the gate circuit 30. In this case, the z gradient magnetic field Gz is not operated, and the first 180° -x pulse is applied to the entire subject as shown in FIG. 8A. Therefore, atomic nuclei located outside the specific slice plane are also excited. <> Time t 3 After applying the 180° -x pulse, the gradient magnetic field
Apply g y ′. This time point is defined as t3 . Magnetization M
is rotated counterclockwise around the x-axis as the center of rotation.
Rotate 180° and it will look like F, T, and C in Figure 9. Here, the gradient magnetic fields G x and G y are controlled so that the respective integral values of the gradient magnetic fields G x and G y are the same before time t 2 and after time t 3 . This is because by controlling in this way, the magnetization M is gathered exactly after the time T s2 . This gradient magnetic field G x ,
For example, to make the integral values of G y the same before time t 2 and after time t 3 ,
In sections T s1 and T s2 , G x as if reversing the time axis,
Just apply Gy . Of course, it is not necessary to control the gradient magnetic fields G x and G y such that the time axes are reversed (so that they are symmetrical) as long as the integral values are the same before and after time points t 2 and t 3 . After time t 3 , the magnetization M, which had been oriented in the direction of dispersion, is completely reversed in direction by the 180° pulse and becomes oriented in the direction of convergence. Therefore, a second echo signal is detected from the detection coil 8, which gradually increases as shown in FIG. 9E. Furthermore, in the example of Fig . 9 , the gradient magnetic fields g Apply. However, it is not always necessary to apply the gradient magnetic fields g x and g y so that they are symmetrical. As mentioned above, it is sufficient to make the integral values the same. <> Time t 4 After time t p from time t 3 , the gradient magnetic field G x = g y and G y =
Add g y , then after time t x , G x = 0,
The time point when G y = 0 is set as t 4 . This is t 2 and t 3
The integral values of the gradient magnetic fields G x and G y are the same for the central time of The orientation is reversed. Therefore, it becomes F, G, and H in Fig. 9. After time t 4 , G z - and G z + are given, and under that condition, the gate circuit 30 generates the first signal with a phase difference of 180°.
A second 90° -x pulse is applied to the subject using a modulated RF signal similar to the 90° pulse of the first
Re-excite the slice plane that was excited with a 90° pulse. The end of this excitation is designated as time t5 . At this time, the direction of the magnetization M inside, outside, and at the boundary of the slice plane, that is, the entire object is aligned in the −z-axis direction. <> After the application of time t 6 G z + is completed, the subject is excited with an RF signal modulated into a rectangular waveform with a phase difference of 0° and output from the gate circuit 30 (180° pulse excitation).
That is, since there is no z-gradient magnetic field, atomic nuclei located outside the specific slice plane are also excited.
The end point of this excitation is defined as t6 . By applying this second 180° pulse, the magnetizations M are all aligned in the +z-axis direction. In this way, at time t 6 , the state returns to the same state as the initial time t 0 . However, in this method, relaxation due to longitudinal relaxation or transverse relaxation of the material remains, and the magnetization M does not completely turn upward at time t6 . Therefore, a waiting time T d is provided after time t 6 , one sequence is completed by waiting for the magnetization M to become completely upward, and the same sequence is repeated thereafter.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 なお、上述では、z勾配磁場Gxを印加するこ
とでスライス面の磁化Mの位相コード化を行い、
y勾配磁場Gyとして極性の異なるgyとgy′を印加
することで各コラムごとに異なる周波数の信号を
得るとして説明したが、x軸とy軸の関係を入替
えても発明の動作は成立することは、明白であ
り、このようにしても本発明の権利範囲に含まれ
る。即ち、y勾配磁場Gyによりスライス面の磁
化Mの位相のコード化を図り、x勾配磁場Gx
より各コラムごとに異なる周波数の信号を得るよ
うにしてもよい。 第9図において、Gz +、gx、gy、gy′を印加する
時刻は一実施例であり、gxを位相コード化の後、
gy′印加の下で信号を得れば良い。つまり、Gz -
とgxとgyが同時に印加されても良いし、多少ずれ
ても良い。 また、動的平衡状態が得られるまで、最初のシ
ーケンスから10回目位までは、得られたNMR信
号をデータとして使用しなくても良い。 なお、上述では、第9図ホに示す第1と第2の
NMR信号を検出し、これをフーリエ変換して、
画像の再構成に役立てると説明したが、この記載
に限定するわけではなく、例えば、次のような各
種の場合ても本発明は成立する。 <> 第1と第2のNMR信号のうち、いずれ
か一方を検出し、この検出信号を利用して画像
の再構成を行なう。 <> 第1と第2のNMR信号の両方を検出
し、このうち、いずれか一方の検出信号を利用
して画像の再構成を行なう。 <> 第1と第2のNMR信号の両方を検出
し、この2つの検出信号のデータを加算、平均
して画像の再構成を行なう。 <> 第1と第2のNMR信号の両方を検出
し、この2つの検出信号をフーリエ変換した後
に、プロジエクシヨンの状態で加算、平均して
画像の再構成を行なう。又は、2つの画像の状
態で加算、平均する方法。 このようなシーケンスにおいては、待ち時間
Tdは従来のものに加べて非常に短くなる。第1
3図はその様子を示すもので、被検体として卵白
(縦緩和時間T1=693ms、横緩和時間T2=262m
s)を使用し、Ts1+Ts2=30msとした場合を
図示してある。図において、横軸は待ち時間Td
縦軸は動的平衡状態に達した後の信号強度で、鎖
線の曲線Aが従来の方式での実測値(理論値と一
致)、実線の曲線Bが本発明の方式による場合の
実測値(理論値と一致)を表わす。図から明らか
なように、同じ信号強度を得るためには本発明の
方式による場合の方がはるかに短い時間(Td
で済むことがわかる。 なお、実施例では、1回のシーケンスにおい
て、印加するRFパルスを90°x…180°-x…90°-x
180°xとしたが、本発明に係る装置の特徴は、第
2の90°パルスで磁化Mを全て下方に向けること
にある。従つて、例えば、90°x…180°y…90°x
180°-x(180°yのRFパルスは、位相差90°のRF信号
を用いて作られる)の位相関係で、所定の原子核
にパルスを加えるようにしても良い。 ここで例えば、“90°-x”のRFパルスの表わす
意味は、このパルスが印加されると、磁化Mが、
x軸を回転軸として、反時計回りに90°回転した
位置へ移動することを意味する。 また、“90°y”は、磁化Mが、y軸を回転軸と
して、時計回りに90°回転した位置へ移動するこ
とを意味する。 なお、“90°x”のRFパルスとするか“90°y”と
するかは、RFパルスにおける高周波波形の位相
を調整することにより、選択することができる。
例えば、この2つのパルスの場合は、高周波の位
相を90°変えれば良い。通常、この選択は、第1
図のゲート回路30で行なつている。 次に本発明によれば、マルチスライスが併用で
きる旨の説明を第10図と第11図を用いて説明
する。 第10図は、第9図のパルスシーケンスをTr
=100ms(繰り返し時間)で連続的に実行し、動
的平衡状態に達した状態をコンピユータシミユレ
ーシヨンした結果で、第1の90°パルス直前のz
軸方向磁化Mzのスライス方向の分布を示してい
る。ここでは、T1、T2は生体の値を用いた。第
10図に示したMzは、スライス面内で得られる
NMR信号強度に対応している。また、面外のMz
は、マルチスライスを行なつた時の信号強度に対
応している。 第11図は、第10図のMzの状態に第1の90°
パルスとz勾配磁場Gzを印加して選択励起した
後のNMR信号強度を表わしたものである。そし
て、同図では、公知技術であるSR(saturation
recovery)法におけるTr≫T1とTr=100msと
した場合のデータも表示した。 従来例のところでも説明したが、DEFT法の欠
点である マルチスライスができない(第10図でスラ
イス面外のMzが小さい) スライス形状が3つの山となる(第11図)
の2と比較して、本出願のパルスシーケンスで
は第10図からスライス面外でもMzが大きい
のでマルチスライスが併用できる。更に第11
図から、スライス形状が矩形に近い形で良いな
ど改善されている。 一方、SR法による場合は、Tr=100msの時
に、信号強度が本発明の半分以下であること、ま
た、Tr≫T1の場合は、DEFT法の非選択の場合
と同じくスライス面外のMzが中心値と比較して
小さすぎるなどの欠点がある。 なお、第9図のパルスシーケンスにおいて、最
後の2つの90°と180°パルスの組合せを () 1つの選択励起の270°パルス () 1つの非選択励起の270°パルス のどちらかで置換えることは不可能である。その
理由は次の通りである。 ()では、第9図のト,チのt4時点のMの動
作を考えると、()の印加により、トはスライ
ス境界であるため、実際にRF磁界強度<270°と
なり、+z軸上には戻らない。また、スライス面
外チは、選択励起のため−z軸方向を向いたまま
である。 ()では、スライス境界トにも正確に270°パ
ルスの効果があるためMは回転しすぎて、+z軸
に戻らない。またスライス面外チでも同様Mが回
転しすぎる。これらは、DEFT法と同様、NMR
信号強度の低下、スライス形状の悪化となり、イ
メージング技術としては、不適である。 第12図は本発明に係る装置の別のパルスシー
ケンスを示す図である。第9図で示したパルスシ
ーケンスで得られるNMR信号は、エコー信号の
みであるが、第12図のパルスシーケンスから
は、FID信号も得られる。第12図のパルスシー
ケンスでは、勾配磁場Gyにおいて、gyの勾配磁
場を印加しない点が第9図と異なる点である。即
ち、第9図では、勾配磁場Gx=gxを印加してい
る期間txにおいて、勾配磁場Gy=gyを加えてい
る。これにより、収束している磁化Mを一旦分散
させ、その後、Gy=gy′を印加することで再び磁
化Mを収束させ、第1のエコー信号を得ている。 一方、第12図のシーケンスでは、Gy=gy
勾配磁場を印加していないので、第9図の第1の
エコーの代りに、直ちにFID信号が得られる。そ
して、このFID信号を検出し、画像の再構成に役
立てても本発明は成立する。第12図のその他の
動作は、第9図のシーケンスと同様なので説明を
省略する。 なお、第9図及び第12図では、第2の90°パ
ルスの直後に第2の180°パルスを印加しているよ
うに描いたが、これに限定するわけではない。例
えば、第2の90°パルスの直後でなく、時間Ts1
内に第2の180°パルスを加えるようにしても本発
明の効果は得られる。 ハ 「発明の効果」 以上述べたように、本発明によれば、第9図及
び第12図に示したパルスシーケンスにより、1
ビユー分のシーケンスが終了した時点で強制的
に、かつ正確にスライス面内外すべての磁化Mを
熱平衡状態(又はその近傍)にすることができ
る。そのため、従来法(例えば、SR法)のよう
にT1による自然緩和を待つ必要がなく、パルス
シーケンスの間隔を短縮でき、スキヤンタイムを
短縮することができる。
[Table] In the above, the magnetization M of the slice plane is phase encoded by applying the z gradient magnetic field G x ,
It has been explained that a signal with a different frequency is obtained for each column by applying g y and g y ' with different polarities as the y gradient magnetic field G y , but the operation of the invention will not work even if the relationship between the x and y axes is swapped. It is clear that this is true, and even this is within the scope of the rights of the present invention. That is, the phase of the magnetization M on the slice plane may be encoded using the y gradient magnetic field G y , and signals with different frequencies may be obtained for each column using the x gradient magnetic field G x . In FIG. 9, the times at which G z + , g x , g y , and g y ' are applied are just one example, and after phase encoding g x ,
It is sufficient to obtain a signal under the application of g y ′. That is, G z -
, g x and g y may be applied at the same time or may be slightly shifted. Further, until a dynamic equilibrium state is obtained, it is not necessary to use the obtained NMR signal as data from the first sequence to about the 10th sequence. Note that in the above description, the first and second
Detect the NMR signal, Fourier transform it,
Although it has been explained that the present invention is useful for image reconstruction, the present invention is not limited to this description, and the present invention can also be applied to various cases such as the following, for example. <> One of the first and second NMR signals is detected, and the detected signal is used to reconstruct an image. <> Both the first and second NMR signals are detected, and one of the detected signals is used to reconstruct an image. <> Both the first and second NMR signals are detected, and the data of these two detection signals are added and averaged to reconstruct an image. <> After both the first and second NMR signals are detected and the two detection signals are Fourier transformed, they are added and averaged in a projection state to reconstruct an image. Or, add and average the two images. In such a sequence, the waiting time
T d is much shorter than the conventional one. 1st
Figure 3 shows this situation, and the test object is egg white (longitudinal relaxation time T 1 = 693 ms, transverse relaxation time T 2 = 262 ms).
s) is used and T s1 +T s2 = 30 ms. In the figure, the horizontal axis is the waiting time T d ,
The vertical axis is the signal strength after reaching a dynamic equilibrium state, where the chain line curve A is the actual value measured using the conventional method (matching the theoretical value), and the solid line curve B is the actual value measured using the method of the present invention ( (consistent with theoretical value). As is clear from the figure, it takes a much shorter time (T d ) to obtain the same signal strength using the method of the present invention.
It turns out that you can get away with it. In addition, in the example, in one sequence, the applied RF pulse is 90° x ...180° -x ...90° -x
180° x , but the feature of the device according to the present invention is that the second 90° pulse directs the magnetization M entirely downward. Therefore, for example, 90° x ...180° y ...90° x
A pulse may be applied to a predetermined atomic nucleus with a phase relationship of 180° -x (a 180° y RF pulse is created using an RF signal with a phase difference of 90°). For example, the meaning of an RF pulse of "90° -x " is that when this pulse is applied, the magnetization M is
This means moving to a position rotated 90 degrees counterclockwise using the x-axis as the rotation axis. Moreover, "90° y " means that the magnetization M moves to a position rotated 90° clockwise with the y-axis as the rotation axis. Note that whether the RF pulse is “90° x ” or “90° y ” can be selected by adjusting the phase of the high frequency waveform in the RF pulse.
For example, in the case of these two pulses, it is sufficient to change the phase of the high frequency by 90 degrees. This selection is usually the first
This is performed by the gate circuit 30 shown in the figure. Next, the fact that multi-slices can be used in combination according to the present invention will be explained using FIGS. 10 and 11. Figure 10 shows the pulse sequence of Figure 9 as T r
z immediately before the first 90° pulse.
It shows the distribution of axial magnetization M z in the slice direction. Here, biological values were used for T 1 and T 2 . M z shown in Figure 10 is obtained within the slice plane.
Compatible with NMR signal intensity. Also, out-of-plane M z
corresponds to the signal strength when performing multi-slice. Figure 11 shows the first 90° state of M z in Figure 10.
It represents the NMR signal intensity after selective excitation by applying a pulse and a z gradient magnetic field Gz . In the same figure, the well-known technology SR (saturation
Data obtained when T r ≫ T 1 and T r = 100 ms in the recovery method are also displayed. As explained in the conventional example, the drawbacks of the DEFT method are: Multi-slice cannot be performed (M z outside the slice plane is small in Figure 10) The slice shape becomes three mountains (Figure 11)
Compared to 2, in the pulse sequence of the present application, M z is large even outside the slice plane as shown in FIG. 10, so multi-slice can be used in combination. Furthermore, the 11th
As can be seen from the figure, improvements have been made such as the slice shape can be close to a rectangle. On the other hand, when using the SR method, when T r = 100 ms, the signal strength is less than half of that of the present invention, and when T r ≫ T 1 , the signal strength is outside the slice plane as in the case where the DEFT method is not selected. It has drawbacks such as M z is too small compared to the center value. In addition, in the pulse sequence shown in Figure 9, replace the last two combinations of 90° and 180° pulses with either () one 270° pulse with selective excitation () or one 270° pulse with non-selective excitation. That is impossible. The reason is as follows. In (), considering the operation of M at time t 4 of G and H in Figure 9, by applying (), since G is the slice boundary, the RF magnetic field strength actually becomes <270°, and the RF magnetic field strength on the +z axis is I won't go back. Further, the edge outside the slice plane remains oriented in the −z-axis direction due to selective excitation. In (), the effect of the 270° pulse is also on the slice boundary, so M rotates too much and does not return to the +z axis. Similarly, M rotates too much on the outside of the slice plane. Similar to the DEFT method, these are NMR
This results in a decrease in signal strength and a deterioration in slice shape, making it unsuitable as an imaging technique. FIG. 12 shows another pulse sequence of the device according to the invention. The NMR signal obtained with the pulse sequence shown in FIG. 9 is only an echo signal, but an FID signal can also be obtained from the pulse sequence shown in FIG. 12. The pulse sequence of FIG. 12 differs from FIG. 9 in that the gradient magnetic field G y is not applied in the gradient magnetic field G y . That is, in FIG. 9, the gradient magnetic field G y =g y is applied during the period t x during which the gradient magnetic field G x =g x is applied. As a result, the converged magnetization M is once dispersed, and then, by applying G y = g y ', the magnetization M is converged again, and the first echo signal is obtained. On the other hand, in the sequence shown in FIG. 12, since the gradient magnetic field of G y = g y is not applied, an FID signal is immediately obtained instead of the first echo shown in FIG. The present invention can also be implemented by detecting this FID signal and using it for image reconstruction. The other operations in FIG. 12 are the same as the sequence in FIG. 9, so their explanation will be omitted. Although FIGS. 9 and 12 show that the second 180° pulse is applied immediately after the second 90° pulse, the present invention is not limited to this. For example, the effects of the present invention can be obtained even if the second 180° pulse is applied within the time T s1 instead of immediately after the second 90° pulse. C. "Effects of the Invention" As described above, according to the present invention, the pulse sequences shown in FIGS.
At the end of the view sequence, it is possible to forcibly and accurately bring all the magnetizations M inside and outside the slice plane into a thermal equilibrium state (or near it). Therefore, there is no need to wait for natural relaxation due to T 1 as in the conventional method (for example, SR method), and the pulse sequence interval can be shortened, and the scan time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例装置の構成図、第2図
は水素原子のスピンを説明する図、第3図は水素
原子の磁気モーメントを模式化した図、第4図は
水素原子の原子核が磁場の方向に揃う状態を説明
する図、第5図はフーリエ変換法による従来装置
の検査パルス波形の一例を示す図、第6図は磁化
Mを回転座標系に表示した図、第7図はフーリエ
変換法における磁化Mの位相コード化を説明する
ための図、第8図は磁場用コイルの一例を示す構
造図、第9図は本発明に係る装置のシーケンスを
説明するための動作波形及び磁化ベクトルの図、
第10図は第9図のシーケンスを連続的に実行し
動的平衡状態に達した状態をコンピユータシミユ
レーシヨンした結果を示した図、第11図は第1
0図のMzの状態に第1の90°パルスとz勾配磁場
Gzを印加して選択励起した後のNMR信号強度を
表わした図、第12図は本発明に係る装置におい
て別のシーケンス例を説明するための動作波形図
及び磁化ベクトルの図、第13図は待ち時間と信
号強度との関係を示す図である。 1……静磁場用コイル、2……静磁場用コイル
の制御回路、3……勾配磁場用コイル、4……勾
配磁場用コイルの制御回路、5……励磁コイル、
6……RF発振器、7……パワーアンプ、8……
検出コイル、9……増幅器、10……位相検波回
路、11……ウエーブメモリ回路、13……コン
ピユータ、14……表示器、20……コントロー
ラ、30……ゲート回路、31……z勾配磁場用
コイル、32,33……y勾配磁場用コイル。
Figure 1 is a configuration diagram of an embodiment of the device of the present invention, Figure 2 is a diagram explaining the spin of a hydrogen atom, Figure 3 is a schematic diagram of the magnetic moment of a hydrogen atom, and Figure 4 is a diagram showing the nucleus of a hydrogen atom. Figure 5 is a diagram showing an example of the test pulse waveform of a conventional device using the Fourier transform method. Figure 6 is a diagram showing magnetization M in a rotating coordinate system. Figure 7 is a diagram for explaining phase encoding of magnetization M in the Fourier transform method, FIG. 8 is a structural diagram showing an example of a magnetic field coil, and FIG. 9 is an operation waveform for explaining the sequence of the device according to the present invention. and a diagram of the magnetization vector,
Figure 10 shows the results of a computer simulation of the state in which the dynamic equilibrium state is reached by continuously executing the sequence in Figure 9.
The first 90° pulse and the z gradient magnetic field to the state of M z in Figure 0
FIG. 12 is a diagram showing the NMR signal intensity after selective excitation by applying Gz ; FIG. 12 is an operation waveform diagram and magnetization vector diagram for explaining another sequence example in the apparatus according to the present invention; FIG. 13 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between waiting time and signal strength. 1... Static magnetic field coil, 2... Static magnetic field coil control circuit, 3... Gradient magnetic field coil, 4... Gradient magnetic field coil control circuit, 5... Excitation coil,
6...RF oscillator, 7...power amplifier, 8...
Detection coil, 9...Amplifier, 10...Phase detection circuit, 11...Wave memory circuit, 13...Computer, 14...Display device, 20...Controller, 30...Gate circuit, 31...Z gradient magnetic field Coil for use, 32, 33... Coil for y gradient magnetic field.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 被検体に静磁場(H0)を与える手段と、被
検体に勾配磁場を与える手段と、被検体の組織を
構成する原子の原子核に核磁気共鳴を与えるため
の高周波パルスを印加する手段と、を備え、 生じた核磁気共鳴信号を利用して、被検体の組
織に関する画像を得る装置において、 以下のカツコに記載するシーケンス機能を有し
た制御手段を具備し、このシーケンスを繰り返す
とともに、各シーケンスごとに生じる核磁気共鳴
信号のうち必要な信号を、画像再構成のために利
用することを特徴とするNMR画像装置。 『前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第1
の勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パル
スを印加する手段から第1の90°パルスを印加し
て被検体の特定のスライス面に在る原子核を励起
し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルスを印加する手段から第1の
180°パルスを印加して、前記特定スライス面以外
に在る原子核をも励起し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させ、前
記第1の勾配磁場を印加するとともに、前記高周
波パルスを印加する手段から第2の90°パルスを
印加して、前記と同一の特定のスライス面に在る
原子核を励起し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルス印加する手段から第2の
180°パルスを印加して、特定スライス面以外に在
る原子核をも励起し、 前記第1の90°パルスと前記第1の180°パルス
との区間のTs1で、勾配磁場を与える手段を動作
させ、前記第1の勾配磁場と異なる方向の第2の
勾配磁場を印加して位相変化量を与え、更に前記
勾配磁場を与える手段を動作させて、第1、第2
の勾配磁場と異なる方向の第3の勾配磁場を極性
の異なる2値を切替えて印加し、 更に前記第1の180°パルスと前記第2の90°パ
ルスとの区間Ts2で、前記区間Ts1における前記
第2、第3の勾配磁場と同方向の勾配磁場をそれ
ぞれ印加し、シーケンスごとに第2の勾配磁場強
度、及び印加時間を撮像に必要な値とするシーケ
ンス機能。』 2 前記第1の90°パルスと前記第1の180°パル
スとの区間Ts1で、勾配磁場を与える手段を動作
させ、前記第1の勾配磁場と異なる方向の第2の
勾配磁場を印加して位相変化量を与え、続いて前
記勾配磁場を与える手段を動作させて、第1、第
2の勾配磁場と異なる方向の第3の勾配磁場を印
加し、 更に前記第1の180°パルスと前記第2の90°パ
ルスとの区間Ts2で、前記区間Ts1における前記
第2、第3の勾配磁場と同方向の勾配磁場をそれ
ぞれ印加し、シーケンスごとに第2の勾配磁場強
度、及び印加時間を撮像に必要な値とするシーケ
ンス機能をもつ制御手段を備えた特許請求の範囲
第1項記載のNMR画像装置。 3 前記4つの高周波パルスの位相関係を90°x
180°-x…90°-x…180°xとした特許請求の範囲第1項
又は第2項記載のNMR画像装置。 4 前記4つの高周波パルスの位相関係を90°x
180°y…90°x…180°-xとした特許請求の範囲第1項
又は第2項記載のNMR画像装置。
[Scope of Claims] 1. Means for applying a static magnetic field (H 0 ) to a subject, means for applying a gradient magnetic field to a subject, and high frequency for imparting nuclear magnetic resonance to the nuclei of atoms constituting the tissue of a subject. means for applying a pulse, and an apparatus for obtaining an image of a tissue of a subject using the generated nuclear magnetic resonance signal, comprising a control means having a sequence function described in the box below, An NMR imaging device characterized by repeating a sequence and using necessary signals among the nuclear magnetic resonance signals generated for each sequence for image reconstruction. ``Operating the means for applying the gradient magnetic field,
and applying a first 90° pulse from the means for applying a high-frequency pulse to excite the atomic nuclei present in a specific slice plane of the object, and then applying the means for applying the gradient magnetic field. the first one from the means for applying the high frequency pulse without being operated;
Applying a 180° pulse to excite nuclei existing outside the specific slice plane, and then operating the gradient magnetic field applying means to apply the first gradient magnetic field and at the same time apply the high frequency pulse. applying a second 90° pulse from the means for exciting the atomic nuclei present in the same specific slice plane as the above, and then applying the high frequency pulse without operating the means for applying the gradient magnetic field; from the second
means for applying a 180° pulse to excite nuclei existing outside a specific slice plane and applying a gradient magnetic field at T s1 in the interval between the first 90° pulse and the first 180° pulse; applying a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field to provide a phase change amount;
A third gradient magnetic field in a direction different from that of the gradient magnetic field is applied by switching two values with different polarities, and further, in the interval T s2 between the first 180° pulse and the second 90° pulse, the interval T A sequence function that applies gradient magnetic fields in the same direction as the second and third gradient magnetic fields in s1 , and sets the second gradient magnetic field strength and application time to values necessary for imaging for each sequence. 2. In the interval T s1 between the first 90° pulse and the first 180° pulse, the means for applying a gradient magnetic field is operated to apply a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field. to apply a phase change amount, then operate the gradient magnetic field applying means to apply a third gradient magnetic field in a direction different from the first and second gradient magnetic fields, and further apply the first 180° pulse. and the second 90° pulse, a gradient magnetic field in the same direction as the second and third gradient magnetic fields in the section T s1 is applied, and the second gradient magnetic field strength is set for each sequence, 2. The NMR imaging apparatus according to claim 1, further comprising a control means having a sequence function to set the application time to a value necessary for imaging. 3 The phase relationship of the four high-frequency pulses is 90° x ...
180° -x ... 90° -x ... 180° x The NMR imaging apparatus according to claim 1 or 2. 4 The phase relationship of the four high-frequency pulses is 90° x ...
180° y ...90° x ...180° -x The NMR imaging device according to claim 1 or 2.
JP59228571A 1984-10-30 1984-10-30 Nmr image apparatus Granted JPS60166852A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59228571A JPS60166852A (en) 1984-10-30 1984-10-30 Nmr image apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59228571A JPS60166852A (en) 1984-10-30 1984-10-30 Nmr image apparatus

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58190581A Division JPS6082841A (en) 1983-10-12 1983-10-12 Checking method and appratus utilizing nuclear magnetic resonance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60166852A JPS60166852A (en) 1985-08-30
JPH0421490B2 true JPH0421490B2 (en) 1992-04-10

Family

ID=16878445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59228571A Granted JPS60166852A (en) 1984-10-30 1984-10-30 Nmr image apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60166852A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6359944A (en) * 1986-01-31 1988-03-15 横河メディカルシステム株式会社 Scanning controller for nuclear magnetic resonance tomographic imaging apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPS60166852A (en) 1985-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4536712A (en) Method and apparatus for examination by nuclear magnetic resonance
JPH027655B2 (en)
US4651097A (en) Examination method and apparatus utilizing nuclear magnetic resonance
US4684892A (en) Nuclear magnetic resonance apparatus
JPH0222648B2 (en)
JPS6240658B2 (en)
JPH0421490B2 (en)
JPH0470013B2 (en)
JPH0245448B2 (en)
JPH0250728B2 (en)
JPS6082841A (en) Checking method and appratus utilizing nuclear magnetic resonance
JPH0421489B2 (en)
JPS6218863B2 (en)
JPH0322772B2 (en)
JPS6180035A (en) Nmr image apparatus
JPH0421491B2 (en)
JPS6249577B2 (en)
JPS6179145A (en) Nmr image device
JP2695594B2 (en) MRI equipment
JPH0311223B2 (en)
JPH0228820B2 (en)
JPS6240657B2 (en)
JPH0421488B2 (en)
JPH0250729B2 (en)
JPS5983039A (en) Inspecting method and apparatus utilizing nuclear magnetic resonance