JPH0462736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は磁気共鳴（MR：magnetic
resonance）現象を用いて被検体中に存在する特
定原子核のスピン密度及び化学シフト等の情報を
得る磁気共鳴測定装置に関する。

（従来の技術） 例えば従来の診断用磁気共鳴測定装置では、第
６図に示す被検体Ｐの所定部位Ｓの断層を得るよ
うにしているが、その所定部位Ｓ内の局所的部位
S₁のMR信号のみを抽出して磁気回転分光分析に
基づく共鳴周波数を以つて診断に供するという要
請が強まつている。

かかる局所的部位のみのMR信号を検出するた
めの方法として例えば以下の２種類の方法が用い
られていた。

その１つは第７図に示すように、静磁場B₀中
に局所的に均一磁場部分B₀′を生じさせ、その部
分のみにMR現象を起させてMR信号を検出する
TMR（Topical Magnetic Resonance）法であ
る。

他の１つはサーフエイスコイル法と呼ばれるも
のであり、これは被検体の目的部位表面にサーフ
エイスコイルを配置し、そのコイルから得られる
受信MR信号が第８図に示すように深さ方向Ｄと
ｘ軸との関係において中心部D₁が最も強く、周
辺が弱くなるという現象が生ずるので、その中心
領域のMR信号を得ることによつて目的を達成し
ようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来法にはそれぞれ問題があ
る。即ち、TMR法では静磁場の分布を変えるた
めにコイルの電流範囲を変えたり、被検体の位置
を変えたりしなければならず、複雑化は免れない
という問題があり、サーフエイスコイル法では被
検体の表面及びその近傍の信号の受信には効果が
あるが、深い部位には適用できないという問題が
ある。

そこで本発明は、装置の複雑化を招くことがな
く、しかも、局所部位の位置の如何を問わずその
磁気共鳴信号にデータのみを短時間に得ることが
できる磁気共鳴装定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］ （問題点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、所定スラ
イス面における局所部位の磁気共鳴信号を取り込
み、この信号に基づいて磁気回転共鳴分光分析を
行う磁気共鳴測定装置において、勾配磁場を印加
すると共に局所部位に隣接する隣接領域を選択励
起した後、前記勾配磁場に続けてその終了時の磁
場強度を急激に高めることにより前記隣接領域の
横磁化成分を飽和させ、この後局所部位及び隣接
領域を非選択励起することにより、局所部位のみ
からの磁気共鳴信号を得るパルスシーケンスを実
行する制御手段を有することを特徴とするもので
ある。

（作 用） この装置の制御手段は、まず、勾配磁場を印加
すると共に局所部位に隣接する隣接領域を選択励
起し、磁気共鳴現象を生じさせると共に、この
後、勾配磁場に続けてその終了時の磁場強度を急
激に高めることにより隣接領域の横磁化成分を飽
和させる。次に、制御手段は、局所部位及び隣接
領域を非選択励起する。これにより、局所部位の
みからの磁気共鳴信号を得ることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例磁気共鳴測定装置の
ブロツク構成図である。

マグネツトアセンブリ１は、この内部に挿入さ
れた被検体に一定強度の主磁場を印加する静磁場
コイル２と、被検体にｘ方向、ｙ方向及びｚ方向
の勾配磁場を印加する勾配コイル３と、原子核の
スピンを励起するための高周波パルスを与える励
起コイル４と、被検体内からの磁気共鳴信号を検
出するための検出コイル５とを備えている。

データ処理計算機１１は、表示装置１２と、制
御手段たるコントローラ１３とに接続される。コ
ントローラ１３は、勾配磁場制御回路１４とゲー
ト回路１７とに接続される。勾配磁場制御回路１
４は、勾配コイル３に接続される。静磁場制御回
路１５は、静磁場コイル２に接続される。高周波
発振器１６は、ゲート回路１７に接続される。ゲ
ート回路１７は電力増幅器１８に接続される。電
力増幅器１８は励起コイル４に接続される。検出
コイル５はプリアンプ１９に接続される。プリア
ンプ１９は位相検波回路２０に接続される。位相
検波回路２０は波形メモリ２１に接続される。波
形メモリ２１はデータ処理計算機１１に接続され
る。

コントローラ１３は、磁気共鳴信号の観測デー
タを収集するためのタイミング信号を発生し、勾
配磁場制御回路１４及びゲート回路１７の動作を
制御する。これにより、コントローラ１３は、勾
配磁場Gx，Gy，Gzや高周波パルスRFの発生シ
ーケンスを制御する。

勾配磁場制御回路１４は、勾配コイル３の電流
を制御し、被検体に勾配磁場を印加する。

静磁場制御回路１５は、静磁場コイル２の供給
電流を制御し、被検体に静磁場H₀を印加する。

高周波発振器１６はコントローラ１３により周
波数を制御された高周波信号を発生する。ゲート
回路１７は、コントローラ１３からのタイミング
信号により、高周波発振器１６の出力した高周波
信号を変調し、高周波パルスを生成する。電力増
幅器１８は、ゲート回路１７の出力した高周波パ
ルスを電力増幅し、励起コイル４に供給する。

プリアンプ１９は、検出コイル５からの磁気共
鳴信号を増幅する。位相検波回路２０は、この増
幅された磁気共鳴信号を位相検波する。波形メモ
リ２１は、位相検波された波形信号を記憶する。

データ処理計算機１１は、コントローラ１３の
動作の制御、コントローラ１３からの時間情報の
受信及び波形メモリ２１からの読出しを行い、観
測された磁気共鳴による信号処理を行う。また、
データ処理計算機１１は、操作者に対する操作の
指示を、表示装置１２に表示することもできる。

前記高周波信号は、例えば局所部位の中心周波
数f₀の他そのf₀を挟む異なる周波数f₁，f₂，f₃，
f₄，f₅，f₆であり、コントローラ１３によりその
周波数が選択され、ゲート回路１７によりそれら
の帯域が制御されるようになつている。

また、勾配磁場信号Gx，Gy，Gzは所定の強度
の信号を出力した後、続けて急激に高くなる強度
の信号を出力するようになつている。

次に第２図乃至第５図を参照して前記装置の動
作を説明する。ここで第２図は前記装置に用いら
れるパルスシーケンスの一例を示す図であり、第
３図、第４図、第５図はそれぞれ被検体のスキヤ
ンフオーマツトを示す図である。

先ず、被検体の特定位置における断層像を得る
ために、静磁場制御回路１５を介して静磁場コイ
ル２に電流を流して図示ｚ軸方向に均一な静磁場
H₀を与える。これにより磁化がｚ軸方向に向う。
次に磁化の向きとスライス位置を特定するための
信号を付加するわけであるが、以下の説明では便
宜上回転座標系x′，y′，z′を対象とする。

磁化を回転座標系において−x′方向に90゜倒す
ためにy′方向に選択励起パルスRFを印加する。
このとき同時にｙ軸方向にスライス用勾配磁場
Gyを付与する。前記選択励起パルスRFは周波数
の異なる２つのキヤリアf₁，f₂を含んでいる。即
ち、第３図において、被検体Ｐの中央部に目的と
する局所部位があると仮定した場合、その局所部
位を含む領域を励起するための特定周波数の中心
がf₀であれば、それを挟む両側領域３１，３２
（第３図における上下のハツチング部分）を選択
するための２つの周波数f₁，f₂を含むRFパルスと
すればよい。f₁，f₂は共に中心周波数を示してお
り、幅はΔf₁，Δf₂によつて決められる。このよ
うに、所望の領域を選択するために異なる周波数
を使用すればよいことは次式(1)から明らかであ
る。

f₀＝γ／2π・B₀ …(1) （γは磁気回転比） また、上記勾配磁場Gyは通常の強さを有するス
ライス用磁場をある時間τ₁だけ加えた後にスライ
ス終了後はより大きな強度の磁場を所定時間τ₂加
える。後半の磁場はスポイラーSPと称されるも
のであり、これにより横磁化成分が分散し、横方
向成分が消えることになる。

ここでｙ方向の各領域３１，３２のスライス厚
Δt₁，Δt₂は次式(2)、(3)によつて決まる。

Δt₁＝Δf₁／γGy …(2) Δt₂＝Δf₂／γGy …(3) 次に上記同様の原理に基づいて第４図に示す図
示左右領域３３，３４の励起について説明する。
回転座標系において磁化をy′方向に90゜倒すため
にx′方向に90゜RFパルスを加え、同時にスライス
用勾配磁場Gxを加える。この場合、前記同様目
標部位を含む中心周波数f₀を挟む如き異なる２つ
の周波数f₃，f₄（帯域がΔf₃，Δf₄）を有するRFパ
ルスを用いると共に、勾配磁場Gxは前半τ₁が通
常のスライス用磁場強度、後半τ₂が大きな強度
（スポイラーSP）となるようにすることは言うま
でもない。従つて、一旦励起された領域３３，３
４が最終的には消失していることになる。

次に上記同様の原理に基づいて第５図に示す図
示左右領域３５，３６の励起について説明する。
z′方向に90゜パルスを加え、同時にスライス用勾
配磁場Gzを加える。この場合、前記同様目標部
位を含む中心周波数f₀を挟む如き異なる２つの周
波数f₅，f₆（帯域がΔf₅，Δf₆）を有するRFパルス
を用いると共に、勾配磁場Gzは前記τ₁が通常の
スライス用磁場強度、後半τ₂が大きな強度（スポ
イラーSP）となるようにする。従つて一端励起
された領域３５，３６が最終的には消失している
ことになる。

最後に、第５図の空白部として示した局所部位
S₁だけが消失されずに残つているので、この局所
部位S₁にx′方向又はy′方向又はz′方向の非選択
90゜RFパルスを加えて励起してFID信号を得るこ
とにより局所部位S₁のデータのみを収集すること
ができる。

収集は検出コイル５によつて行われ、プリアン
プ１９を介して伝送され位相検波回路２０によつ
てスペクトルの分析が行われる。その後計算機１
１で画像が再構成される。

以上のようにして局所部位の所望厚みのデータ
を収集することが可能となる。特に本発明方式で
は90゜RFパルスのみを使用し、180゜RFパルスを使
用しないのでシーケンスが簡便であるという利点
も有し、T₂の短い核に対してＳ／Ｎを劣化させ
ずに信号収集できる。更に、FID信号を得るとき
勾配磁場を加えないため磁場のばらつきがなく正
確なFID信号が得られる。

本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形
実施が可能である。

例えば前記実施例では先ずy′軸方向にスライス
を行い、次にx′軸方向についてスライスを行い、
次にz′軸方向についてスライスを行うこととした
が、この順序を変えても結果は同じである。

また、局所部位を中心位置と仮定してその中心
周波数f₀としたが、これに限らず中心から外れた
位置を局所部位として選ぶようにしてそれに応じ
てその中心周波数を異なつた周波数とすることが
できる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、装置の複雑化を
招くことがなく、しかも、局所部位の位置の如何
を問わずその磁気共鳴信号に基くデータのみを短
時間に得ることができる磁気共鳴測定装置を提供
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装置のブロツク図、
第２図はそのパルスシーケンスの一例を示す説明
図、第３図乃至第５図はその動作説明のためのス
キヤンフオーマツト図、第６図は局所部位のデー
タ収集説明図、第７図は従来のTMR法の説明
図、第８図は同じく従来のサーフエイスコイル法
の説明図である。 ２…静磁場コイル、３…勾配コイル、４…励起
コイル、５…検出コイル、１３…コントローラ
（制御手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定スライス面における局所部位の磁気共鳴
   信号を取り込み、この信号に基づいて磁気回転共
   鳴分光分析を行う磁気共鳴測定装置において、勾
   配磁場を印加すると共に局所部位に隣接する隣接
   領域を選択励起した後、前記勾配磁場に続けてそ
   の終了時の磁場強度を急激に高めることにより前
   記隣接領域の横磁化成分を飽和させ、この後局所
   部位及び隣接領域を非選択励起することにより、
   局所部位のみからの磁気共鳴信号を得るパルスシ
   ーケンスを実行する制御手段を有することを特徴
   とする磁気共鳴測定装置。 ２ 前記隣接領域の選択励起は、その隣接領域に
   対応する両周波数信号を含む選択励起パルスによ
   り行うものである請求項１記載の磁気共鳴測定装
   置。