JPH0489032A - Ｎｍｒ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】

この発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を利用してイメージ
ングを行ったりスペクトロコピを行う装置に関する。

【従来の技術】

核磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた被検体に対して
高周波パルスを与えたとき、その高周波パルスの周波数
が、その磁場強度に比例した、特定の核スピンの歳差運
動の周波数に一致したものである場合に、その核スピン
にエネルキー準位の遷移が生じ、緩和時間の後にもとの
準位に戻り、そのときにエネルギーが共鳴信号として放
出される現象である。そして、イメージングあるいはス
ペクトロスコピにおいては共鳴信号の周波数分析を行う
ため、被検体か置かれる領域ての静磁場の空間的均一性
がきわめて重要となる。 そのため、従来より静磁場の均一性を高めるために主マ
グネットの形状や電流分布などに種々の工夫が施されて
いる。一方、主マグネットの製作精度や温度条件、ある
いは被検体の配置などによって静磁場の均一性が乱れる
ことが避けられないという事情がある。 そこで、静磁場に沿って複数の円形コイルやサドル形コ
イル群を同心円的に配置して、これらを補正コイルとし
、とくにＮＭＲスペク）〜ロスコピなどの静磁場の高均
一性が要求される場合に、これらに電流を流して補正磁
場を作り、静磁場の均一性を高めるようにしている。す
なわち、データの採取前に、ある適当な間隔で励起パル
スを被検体に対して照射し、核磁気共鳴を引き起こして
、そのときの共鳴信号（Ｆ　Ｉ　Ｄ信号〉の状態を観測
し、各補正コイルに流す補正電流を決定する。そして、
データ採取のためのシーケンスを行うときに、補正電流
を各補正コイルに流して静磁場の乱れを補正するように
しているのである。

【発明が解決しようとする課題］ しかしなから、上記のようにデータ採取に先だって実際
の静磁場の乱れを測定しそれに応じて補正コ・イルに流
す電流を決定することは、たしかに被検体が静止したも
のであるときには有効であるが、被検体は通常人体であ
って呼吸などの運動によって動いているため、かならず
しも正確な静磁場補正を行ったことにならないという問
題がある。 この発明は、上記に鑑み、静磁場の空間的不均一性を、
被検体の体動にもかかわらず正確に補正することができ
るように改善した、ＮＭＲ装置を提供することを目的と
する。 【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するため、この発明によるＮＭＲ装置
においては、静磁場を発生する手段と、該静磁場の誤差
磁界成分を補正するための磁場を発生する補正磁場発生
手段と、上記静磁場中に配置された被検体に対して励起
パルスを照射するとともに被検体から発生したＮＭＲ信
号を受信する手段と、データ採取のために被検体を上記
静磁場中に実際に配置した状態で、該データ採取に先立
って、該被検体の体動の少なくとも１周期以上の間、比
較的短い間隔で励起・受信のシーケンスを繰り返して静
磁場の誤差磁界に関する情報を得、この情報に基づいて
補正磁場を決定し、続いて行われるデータ採取のための
励起・受信のシーケンスにおいて上記の決定された補正
磁場が、上記補正磁場発生手段から発生するように上記
補正磁場発生手段を制御する制御手段とが備えられてい
る。

【作　　用】

被検体を実際に静磁場中に配置して、データ採取のため
の励起・受信のシーケンスを行うことに先立って、その
状態で、被検体の体動の少なくとも１周期以上の間、比
較的短い間隔で励起・受信のシーケンスを繰り返す。 これにより、体動の各時相ごとに静磁場の誤差磁界に関
する情報が得られ、その情報か体動に応じてどのように
変化しているかが分かる。 そこで、各時相ごとに最適な補正磁場を求めることがで
き、体動に応じて補正磁場が変化し、つねに最適な補正
磁場を発生するように制御することができる。あるいは
その誤差磁界に関する、体動に応じて変化する情報より
、一定の最適補正磁場を求めて、それに応じて補正磁場
を制御することなどができる。 そのため、体動にもかかわらず、実際の被検体に関して
求めた最適な補正磁場を与えなから、データ採取のため
の励起・受信のシーケンスを行うことができ、体動の影
響を受けないデータを採取することができる。

【実　施　例】

以下、この発明の一実施例について図面を参照しなから
詳細に説明する。第１図はこの発明の一実施例にがかる
ＮＭＲ装置のシステム構成を示すものである。この第１
図に示すように、被検体１１に対して送受信コイル１２
が装着され、これらは主マグネット１３により形成され
る静磁場及びそれに重畳して傾斜コイル１４により形成
される傾斜磁場内に配置される。さらに、静磁場の空間
的均一性を補正するための複数の補正コイル１５が配置
される。傾斜コイル１４はたとえば直交３軸ｘ、ｙ、ｚ
方向の各方向に磁場強度が傾斜している傾斜磁場をそれ
ぞれ独立に発生することができるように構成されている
。傾斜コイル１４には傾斜磁場電源２２から電流が供給
され、各方向の傾斜磁場が形成される。傾斜コイル１４
により所定の波形の傾斜磁場が形成されるように、この
傾斜磁場電源２２の供給電流波形は傾斜磁場制御装置２
１により制御されている。 他方、複数の補正コイル１５には、補正磁場制御装置２
３によって制御された複数の補正磁場電源２４よりそれ
ぞれ所定の波形の補正電流が送られる。 また、送受信コイル１２には、ＲＦ送信回路２５から出
力される、所定の周波数帯域のキャリア信号が所定の波
形に振幅変調されたＲＦパルスが、切換回路２６を経て
送られるようになっている。 送受信コイル１２で受信したＮＭＲ信号は切換回路２６
を経て受信装置２７に送られて検波され、次にＡ／Ｄ変
換器２８でデジタル信号に変換されてシーケンスコント
ローラ３１を経てホストコンピュータ３２に取り込まれ
る。 シーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場制御装置２１
に傾斜磁場の波形情報と発生タイミング情報を与え、補
正磁場制御装置２３に各補正コイル１５に流す補正電流
の波形情報と発生タイミング情報とを与え、さらにＲＦ
送信回路２５にキャリア信号の周波数に関する情報、Ｒ
Ｆパルスの波形情報及び発生タイミング情報を与えると
ともに、Ａ／Ｄ変換器２８を制御する。 ホストコンピュータ３２には、表示装置とキーボード装
置などの入力装置とを有するコンソール３３か接続され
ている。ホストコンピュータ３２に取り込まれたデータ
はフーリエ変換されることによりスペクトルが求められ
、あるいは画像が再構成され、そのスペクトルまたは画
像がコンソール３３の表示装置に表示される。 このようなＮＭＲ装置において、実際に被検体１１を静
磁場中に配置して、画像再構成のための、あるいはスペ
クトロスコピのためのデータを採取する高周波励起・Ｎ
ＭＲ信号受信のパルスシーケンスを行う際、まず、その
シーケンスに先立って、つぎのような呼吸運動などの体
動に応じた静磁場の誤差磁界に関する情報を得るための
シーケンスを行う。すなわち、第２図に示すように、高
周波励起パルスとスライス選択用の傾斜磁場パルスとを
同時に照射することによって、関心領域でのＦＩＤ信号
を受信し、このＦＩＤ信号をフーリエ変換してスペクト
ルを求める。この励起・受信のシーケンスを比較的短い
間隔で少なくとも体動の１周期以上繰り返し、その各々
でスペクトルを得る。 すると、被検体１１が体動によって変動している場合、
第３図に示すように、体動に応じて被検体１１の形状が
変化するとともに、その被検体１１と送受心コイル１２
との位置関係も変化し、その結果、送受心コイル１２の
負荷条件等が変動し、送受心コイル１２の特性が変動し
て受信されるＦＩＤ信号が変化することになる。そこで
、各シーケンスで得られるスペクトルも、その最大値及
び半値幅につき、体動に応じて変化することになる。 この各スペクトルを、時系列に沿って並べると第４図の
ようになり、そのピーク値の変動をトレースすることに
より体動周期を求めることができる。そして、この求め
た体動周期は、その直後であれば引き続いて同じ周期を
繰り返すものと推定することができる。 一方、上記の各スペクトルの最大値及び半値幅に関する
情報に基づき補正磁場を変化させ、最も最大値が大きく
、半値幅が狭い状態にすれば、静磁場の誤差磁界成分を
最適に補正する補正磁場か、補正コイル１５から実際に
発生させられたことになる。こうして、体動周期の各時
相ごとに最適な補正磁場を発生させるための情報を得る
ことができる。 そこで、上記のように推定した体動周期に同期して、最
適補正磁場を変動させることができる。 すなわち、被検体１１に対しである必要なデータ採取の
シーケンスを行おうとする場合、それに先だって最適補
正磁場に関する情報を得るシーケンスを、ホストコンピ
ュータ３２の制御のちとに行い、これによってホストコ
ンピュータ３２において得た最適補正磁場に関する情報
を補正磁場制御装置２３に与えることにより、それに引
き続いて行われる上記の必要なデータ採取のシーケンス
中に、補正磁場を体動に応じて変動させて、体動にもか
かわらず、体動に影響されずに静磁場の空間的不均一性
の正確な補正を常に行うことか可能となる。 なお、上記では補正磁場を体動に応じて変動させたが、
体動の各時相ごとに求めたスペクトルより、体動周期の
間の平均的な最適補正磁場を求め、これを一定の補正磁
場として補正コイル１５から与えるよう補正磁場制御装
置２３を制御するよう構成することも可能である。

【発明の効果】

この発明のＮＭＲ装置によれは、被検体の一部でのＮＭ
Ｒスペクトロスコピを行う場合のようにきわめて高い静
磁場の空間的均一性が要求される場合に、被検体の呼吸
運動等の体動に影響されることを軽減し、これらの動き
にもかかわらす正確に静磁場の補正を行うことができ、
良好な子−タを採取することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のシステム構成を示すブロ
ック図、第２図はパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト、第３図は体動の各時相での位置関係、ＦＩＤ信号及
びスペクトルの間の関係を示す模式図、第４図はスペク
トルの時間的変化を示すタイムチャートである。 １１・・・被検体、１２・・・送受信コイル、１３・・
・主マグネット、１４・・・傾斜コイル、１５・・・補
正コイル、２１・・・傾斜磁場制御装置、２２・・・傾
斜磁場電源、２３・・・補正磁場制御装置、２４・・補
正磁場電源、２５・・・Ｒ，Ｆ送信回路、２６・・・切
換回路、２７・・・受信装置、２８・・・Ａ　／’　Ｄ
変換器、３１・・・シーケンスコントローラ、３２・・
・ホストコンピュータ、３３・・・コンソール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静磁場を発生する手段と、該静磁場の誤差磁界成
   分を補正するための磁場を発生する補正磁場発生手段と
   、上記静磁場中に配置された被検体に対して励起パルス
   を照射するとともに被検体から発生したＮＭＲ信号を受
   信する手段と、データ採取のために被検体を上記静磁場
   中に実際に配置した状態で、該データ採取に先立って、
   該被検体の体動の少なくとも１周期以上の間、比較的短
   い間隔で励起・受信のシーケンスを繰り返して静磁場の
   誤差磁界に関する情報を得、この情報に基づいて補正磁
   場を決定し、続いて行われるデータ採取のための励起・
   受信のシーケンスにおいて上記の決定された補正磁場が
   、上記補正磁場発生手段から発生するように上記補正磁
   場発生手段を制御する制御手段とを備えることを特徴と
   するＮＭＲ装置。