JPH0553495B2 - - Google Patents
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- JPH0553495B2 JPH0553495B2 JP57149773A JP14977382A JPH0553495B2 JP H0553495 B2 JPH0553495 B2 JP H0553495B2 JP 57149773 A JP57149773 A JP 57149773A JP 14977382 A JP14977382 A JP 14977382A JP H0553495 B2 JPH0553495 B2 JP H0553495B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
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- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 6
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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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、核磁気共鳴現象を利用して、被検体
中に存在する特定の原子核のスピン密度又は緩和
時間の分布を画像化するスピンエコー法を用いた
核磁気共鳴装置に関するものである。
中に存在する特定の原子核のスピン密度又は緩和
時間の分布を画像化するスピンエコー法を用いた
核磁気共鳴装置に関するものである。
（従来の技術と解決すべき課題）
近年発達の著しい画像再構成の可能な核磁気共
鳴装置は、検出した核磁気共鳴信号を、その周波
数情報及び位相情報を利用する必要上、互いに位
相が90°異なる参照波で位相検波する。検波して
得られた２種の核磁気共鳴信号F′c(t)、F′s(t)は、
ρ（ω）をフーリエ逆変換した、原子核のスピン
密度又は緩和時間を反映した周波数スペクトルρ
（ω）と第１式及び第２式に示す関係にある。
鳴装置は、検出した核磁気共鳴信号を、その周波
数情報及び位相情報を利用する必要上、互いに位
相が90°異なる参照波で位相検波する。検波して
得られた２種の核磁気共鳴信号F′c(t)、F′s(t)は、
ρ（ω）をフーリエ逆変換した、原子核のスピン
密度又は緩和時間を反映した周波数スペクトルρ
（ω）と第１式及び第２式に示す関係にある。
F′c(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）cos（ωt＋Δθ）dω……(
1) F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）sin（ωt＋Δθ）dω……(
2) ここで ρ（ω）；正確な信号の周波数スペクトル（原子核
のスピン密度、緩和時間に対応する） ω；角周波数 ｔ；時間 Δθ；検波時の参照波と受信信号の位相差 しかしながら、前記第１式及び第２式に示す関
係を有する２信号F′c(t)、F′s(t)をそのまま複素フ
ーリエ変換すると、例えば第１図ｂ及び第１図ｃ
に示すF′c(t)、F′s(t)から合成しフーリエ変換する
ことにより第１図ｄに示すようなρ（ω）が得ら
れ、位相差Δθのために画像化に必要な第１図ａ
のような正確なρ（ω）を得ることができない。
これは、検波における参照波の位相と受信する核
磁気共鳴信号の位相とは必ずしも一致しないため
第１式及び第２式中に位相差Δθが加わつている
ことによる。そこで、従来の核磁気共鳴装置にお
いて、フーリエ変換後の周波数スペクトルを観測
しながら、検波時の参照波と核磁気共鳴信号との
位相を移送器により手動で調整していた。しかし
ながら、手動による調整では個人差があり、ま
た、調整に極めて長い時間がかかり、実用的でな
い。
1) F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）sin（ωt＋Δθ）dω……(
2) ここで ρ（ω）；正確な信号の周波数スペクトル（原子核
のスピン密度、緩和時間に対応する） ω；角周波数 ｔ；時間 Δθ；検波時の参照波と受信信号の位相差 しかしながら、前記第１式及び第２式に示す関
係を有する２信号F′c(t)、F′s(t)をそのまま複素フ
ーリエ変換すると、例えば第１図ｂ及び第１図ｃ
に示すF′c(t)、F′s(t)から合成しフーリエ変換する
ことにより第１図ｄに示すようなρ（ω）が得ら
れ、位相差Δθのために画像化に必要な第１図ａ
のような正確なρ（ω）を得ることができない。
これは、検波における参照波の位相と受信する核
磁気共鳴信号の位相とは必ずしも一致しないため
第１式及び第２式中に位相差Δθが加わつている
ことによる。そこで、従来の核磁気共鳴装置にお
いて、フーリエ変換後の周波数スペクトルを観測
しながら、検波時の参照波と核磁気共鳴信号との
位相を移送器により手動で調整していた。しかし
ながら、手動による調整では個人差があり、ま
た、調整に極めて長い時間がかかり、実用的でな
い。
この発明は、前記事情に鑑みてなされたもので
あり、スピンエコー法によつて得られた核磁気共
鳴信号をその共鳴周波数であつて互いに90°位相
の異なる２つの参照波で位相検波した後、参照波
の一方と核磁気共鳴信号との位相の違いによる影
響を自動的に補正することのできる実用的な核磁
気共鳴装置を提供することを目的とする。
あり、スピンエコー法によつて得られた核磁気共
鳴信号をその共鳴周波数であつて互いに90°位相
の異なる２つの参照波で位相検波した後、参照波
の一方と核磁気共鳴信号との位相の違いによる影
響を自動的に補正することのできる実用的な核磁
気共鳴装置を提供することを目的とする。
ところで、NMRの公知文献として知られてい
る「パルス及びフーリエ変換NMR」（フアラ
ー・ベツカー、1976年６月25日第１刷）には「フ
ーリエ変換NMRにおいて、位相検波器の調節の
狂いから位相誤差が表われ、補正の必要性がある
こと」が記載されている（同文献P100）。そし
て、この補正の一例として、周波数スペクトルを
ωの一次関数として近似式次式のように表現す
る。
る「パルス及びフーリエ変換NMR」（フアラ
ー・ベツカー、1976年６月25日第１刷）には「フ
ーリエ変換NMRにおいて、位相検波器の調節の
狂いから位相誤差が表われ、補正の必要性がある
こと」が記載されている（同文献P100）。そし
て、この補正の一例として、周波数スペクトルを
ωの一次関数として近似式次式のように表現す
る。
「ρ＝ρ0＋ρ1（ω−ω0）…（５−10）式を用い
ること」が示される。
ること」が示される。
しかしながら、前記文献記載の技術は、FID信
号の計測に基づくもので、90°パルスとFID信号
とが重なる部分の信号は得ることができず、信号
の欠落が生じてしまう。この場合に前記５−10式
を用いて、周波数にのみ依存している位相誤差を
補正するものであり、本発明の如き、スピンエコ
ー法による計測の場合の位相誤差の補正に適用す
ることはできない。
号の計測に基づくもので、90°パルスとFID信号
とが重なる部分の信号は得ることができず、信号
の欠落が生じてしまう。この場合に前記５−10式
を用いて、周波数にのみ依存している位相誤差を
補正するものであり、本発明の如き、スピンエコ
ー法による計測の場合の位相誤差の補正に適用す
ることはできない。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するために本発明は、スピン・
エコー法を用いた核磁気共鳴現象により核磁気共
鳴信号を誘起する手段と、誘起された前記核磁気
共鳴信号の共鳴周波数の位相を互いに90°異なる
２つの参照波で直交検波して、２信号F′c(t)及び
F′s(t)に分離する手段と、前記信号F′c(t)及びF′s
(t)をそれぞれデジタル化して信号F′c(i)及びF′s(i)
を得る手段と、入力する前記デイジタル化した検
波信号を処理して磁化ベクトルＭの大きさの２乗
値｛F′c(i)2＋F′s(i)2｝を演算し、このＭの２乗和
が最大となる時刻を求め、この時刻の複素信号の
位相Δθを位相差として補正する位相補正処理手
段と、補正された前記信号F′c(i)及びF′s(i)に基づ
いて、特定の原子核のスピン密度及び緩和時間の
少なくともいずれか一方を画像化する手段とを有
することを特徴とするものである。
エコー法を用いた核磁気共鳴現象により核磁気共
鳴信号を誘起する手段と、誘起された前記核磁気
共鳴信号の共鳴周波数の位相を互いに90°異なる
２つの参照波で直交検波して、２信号F′c(t)及び
F′s(t)に分離する手段と、前記信号F′c(t)及びF′s
(t)をそれぞれデジタル化して信号F′c(i)及びF′s(i)
を得る手段と、入力する前記デイジタル化した検
波信号を処理して磁化ベクトルＭの大きさの２乗
値｛F′c(i)2＋F′s(i)2｝を演算し、このＭの２乗和
が最大となる時刻を求め、この時刻の複素信号の
位相Δθを位相差として補正する位相補正処理手
段と、補正された前記信号F′c(i)及びF′s(i)に基づ
いて、特定の原子核のスピン密度及び緩和時間の
少なくともいずれか一方を画像化する手段とを有
することを特徴とするものである。
（作用）
本願発明では、スピンエコー法を用いた核磁気
共鳴診断装置の参照波と核磁気共鳴信号との位相
差を自動補正する位相補正処理手段によつて、検
波信号のF′c(t)2＋F′s(t)2即ち（磁化ベクトルＭの
大きさ）2が最大になるときの時刻をtnaxとし、そ
のときのtan-1F′s（tnax）／F′c（tnax）を位相差Δ
θとしてρ （ω）を求める方法及びρ（ω）の実関数であるこ
とを応用しその虚部が０であることからΔθを演
算しρ（ω）を求める方法とを呈示している。
共鳴診断装置の参照波と核磁気共鳴信号との位相
差を自動補正する位相補正処理手段によつて、検
波信号のF′c(t)2＋F′s(t)2即ち（磁化ベクトルＭの
大きさ）2が最大になるときの時刻をtnaxとし、そ
のときのtan-1F′s（tnax）／F′c（tnax）を位相差Δ
θとしてρ （ω）を求める方法及びρ（ω）の実関数であるこ
とを応用しその虚部が０であることからΔθを演
算しρ（ω）を求める方法とを呈示している。
（実施例）
先ず、この発明の原理について説明する。
実際に観測される信号は、前記第１式及び第２
式で表わされる。前記第１式及び第２式を展開す
ると、 F′c(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）（cosωtcosΔθ−sinωtsin
Δθ）dω＝cosΔθFc(t)−sinΔθFs(t)……(1)′ F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）（sinωtcosΔθ−sinωtsin
Δθ）dω＝cosΔθFs(t)＋sinΔθFc(t)……(2)′ ここで、 Fc(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）cosωtdω ……(3) F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）sinωtdω ……(4) であり、Fc(t)、Fs(t)は共に位相差のない理想の
直交検波信号を表わす。
式で表わされる。前記第１式及び第２式を展開す
ると、 F′c(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）（cosωtcosΔθ−sinωtsin
Δθ）dω＝cosΔθFc(t)−sinΔθFs(t)……(1)′ F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）（sinωtcosΔθ−sinωtsin
Δθ）dω＝cosΔθFs(t)＋sinΔθFc(t)……(2)′ ここで、 Fc(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）cosωtdω ……(3) F′s(t)＝∫∞ -∞ρ（ω）sinωtdω ……(4) であり、Fc(t)、Fs(t)は共に位相差のない理想の
直交検波信号を表わす。
核磁気共鳴信号と参照波との位相差Δθによる
周波数スペクトルρ（ω）の歪をなくすためには
必ず、位相差Δθの値を数字的にて求めなければ
ならない。
周波数スペクトルρ（ω）の歪をなくすためには
必ず、位相差Δθの値を数字的にて求めなければ
ならない。
位相差Δθの値を知るために２種類の方法があ
る。
る。
その１
F′c(t)2＋F′s(t)2は、核磁気共鳴信号を誘起する
磁化の大きさのＭの２乗値を示す。
磁化の大きさのＭの２乗値を示す。
ここで、F′c(t)2＋F′s(t)2は(1)′、(2)′式より展
開
して F′c(t)2＝cos2ΔθFc(t)2＋sin2ΔθFs(t)2−2cosΔθ
sinΔθFc(t)Fs(t)……(a) F′s(t)2＝cos2ΔθFs(t)2＋sin2ΔθFc(t)2＋2cosΔθ
sinΔθFc(t)Fs(t)……(b) ゆえに、 F′c(t)2＋F′s(t)2＝cos2Δθ＋sin2Δθ）Fc(t)2
＋（cos2Δθ＋sin2Δθ）Fs(t)2＝Fc(t)2＋Fs(t)2……
(c) 従つて、 F′c(t)2＋F′s(t)2とFc(t)2＋Fs(t)2とは等しいこと
がわかる。
開
して F′c(t)2＝cos2ΔθFc(t)2＋sin2ΔθFs(t)2−2cosΔθ
sinΔθFc(t)Fs(t)……(a) F′s(t)2＝cos2ΔθFs(t)2＋sin2ΔθFc(t)2＋2cosΔθ
sinΔθFc(t)Fs(t)……(b) ゆえに、 F′c(t)2＋F′s(t)2＝cos2Δθ＋sin2Δθ）Fc(t)2
＋（cos2Δθ＋sin2Δθ）Fs(t)2＝Fc(t)2＋Fs(t)2……
(c) 従つて、 F′c(t)2＋F′s(t)2とFc(t)2＋Fs(t)2とは等しいこと
がわかる。
ρ（ω）≧０なので、前記第(3)、(4)式を代入して
以下の不等式が導き出される。
以下の不等式が導き出される。
Fc(t)2＋Fs(t)2
＝（∫ρ（ω）cosωtdω）2＋（∫ρ（ω）sinωtd
ω）2 ＝（∫ρ（ω）cosωtdω＋j∫ρ（ω）sinωtdω） ・（∫ρ（ω）cosωtdω−j∫ρ（ω）sinωtdω） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）e-j〓tdω
） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）ｅ -j〓t dω
） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）ej〓tdω
） ＝‖（∫ρ（ω）ej〓tdω‖2≦（∫ρ（ω）dω）
2 ここでｔ＝０で上記不等式の等号が成立する。
従つて、(d)、(e)式より(f)式が成立する。
ω）2 ＝（∫ρ（ω）cosωtdω＋j∫ρ（ω）sinωtdω） ・（∫ρ（ω）cosωtdω−j∫ρ（ω）sinωtdω） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）e-j〓tdω
） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）ｅ -j〓t dω
） ＝（∫ρ（ω）ej〓tdω）・（∫ρ（ω）ej〓tdω
） ＝‖（∫ρ（ω）ej〓tdω‖2≦（∫ρ（ω）dω）
2 ここでｔ＝０で上記不等式の等号が成立する。
従つて、(d)、(e)式より(f)式が成立する。
Fc（０）＝∫∞ -∞ρ（ω）dω ……(d)
Fs（０）＝０ ……(e)
Fc（０）2＋Fs（０）2＝｛∫∞ -∞ρ（ω）dω
｝2
……(f) 故にF′c(t)2＋F′s(t)2もｔ＝０で最大となる。そ
のときのF′c(t)、F′s(t)は、 F′c（０）＝cosΔθ∫∞ -∞ρ（ω）dω……(g) F′s（０）＝sinΔθ∫∞ -∞ρ（ω）dω……(h) ｛∫∞ -∞ρ（ω）dω｝2＝磁化の大きさの最大値 これらより第２図が導かれる。
｝2
……(f) 故にF′c(t)2＋F′s(t)2もｔ＝０で最大となる。そ
のときのF′c(t)、F′s(t)は、 F′c（０）＝cosΔθ∫∞ -∞ρ（ω）dω……(g) F′s（０）＝sinΔθ∫∞ -∞ρ（ω）dω……(h) ｛∫∞ -∞ρ（ω）dω｝2＝磁化の大きさの最大値 これらより第２図が導かれる。
位相差ΔθはF′c(t)及びF′s(t)から第５式に従つ
て求めることができる。
て求めることができる。
Δθ＝tan-1［F′s（tnax）／F′c（tnax）］…
…(5) tnax：F′c(t)2＋F′s(t)2が最大のときの時刻であ
り、理想状態でない場合一般的に０とは違う値を
取る。
…(5) tnax：F′c(t)2＋F′s(t)2が最大のときの時刻であ
り、理想状態でない場合一般的に０とは違う値を
取る。
その２
前記第1′式及び第2′式よりF′c(t)及びF′s(t)を解
くと、第６式及び第７式が得られる。
くと、第６式及び第７式が得られる。
Fc(t)＝cosΔθF′c(t)＋sinΔθF′s(t)……(6)
Fs(t)＝−sinΔθF′c(t)＋cosΔθF′s(t) ……(7)
Fc(t)及びFs(t)を複素空間座標で示すと、第８
式のようになる。
式のようになる。
Fc(t)＋jFs(t)＝（F′c(t)＋jF′s(t)）exp（−jΔθ）
……(8) ここでｊは虚数単位 ここで、 Ｆ(t)＝Fc(t)＋jFs(t)、 F′(t)＝F′c(t)＋jF′s(t) とおくと、第８式は第９式となる。
……(8) ここでｊは虚数単位 ここで、 Ｆ(t)＝Fc(t)＋jFs(t)、 F′(t)＝F′c(t)＋jF′s(t) とおくと、第８式は第９式となる。
Ｆ(t)＝F′(t)exp（−jΔθ） ……(9)
第９式を複素フーリエ変換すると周波数スペク
トルρ（ω）は次のように表わされる。ただしΔθ
はωの０次としている。
トルρ（ω）は次のように表わされる。ただしΔθ
はωの０次としている。
ρ（ω）＝∫∞ -∞Ｆ(t)exp（−jωt）dt＝exp（−jΔ
θ）∫∞ -∞F′(t)exp（−jωt）dt＝exp（−jΔθ）（
ρ′R（ω）＋jρ′I（ω））
……(10) ここで、ρ′R（ω）、ρ′I（ω）はそれぞれF′(t)
を複
素フーリエ変換した実数部、及び虚数を部を表わ
す。また第10式を変形すると、 ρ（ω）＝exp（−jΔθ）（ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）） ＝ρ′R（ω）cosΔθ＋ρ′I（ω）sinΔθ＋ｊ（
−ρ′R
（ω）sinΔθ＋ρ′I（ω）cosΔθ） ……(11) ρ（ω）は実関数であるから、第11式の虚数部
は０となるので、 −ρ′R（ω）sinΔθ＋ρ′I（ω）cosΔθ）＝
０ よりΔθを求めることができる。
θ）∫∞ -∞F′(t)exp（−jωt）dt＝exp（−jΔθ）（
ρ′R（ω）＋jρ′I（ω））
……(10) ここで、ρ′R（ω）、ρ′I（ω）はそれぞれF′(t)
を複
素フーリエ変換した実数部、及び虚数を部を表わ
す。また第10式を変形すると、 ρ（ω）＝exp（−jΔθ）（ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）） ＝ρ′R（ω）cosΔθ＋ρ′I（ω）sinΔθ＋ｊ（
−ρ′R
（ω）sinΔθ＋ρ′I（ω）cosΔθ） ……(11) ρ（ω）は実関数であるから、第11式の虚数部
は０となるので、 −ρ′R（ω）sinΔθ＋ρ′I（ω）cosΔθ）＝
０ よりΔθを求めることができる。
Δθ＝tan-1ρ′I（ω）／ρ′R（ω）……(12
) 以上の２種の方法により求めたΔθにより、組
み合わせた次の３方法による位相差の補正をして
Δθの影響を除去した周波数スペクトルを得るこ
とがきる。
) 以上の２種の方法により求めたΔθにより、組
み合わせた次の３方法による位相差の補正をして
Δθの影響を除去した周波数スペクトルを得るこ
とがきる。
その１（第４図参照）。
第５式で求めたΔθと観測された信号F′c(t)、
F′s(t)とから第６式及び第７式に従つて位相補正
された核磁気共鳴信号Fc(t)、Fs(t)を求め、次い
でFc(t)、Fs(t)をフーリエ変換することにより周
波数スペクトルρ（ω）を求める。
F′s(t)とから第６式及び第７式に従つて位相補正
された核磁気共鳴信号Fc(t)、Fs(t)を求め、次い
でFc(t)、Fs(t)をフーリエ変換することにより周
波数スペクトルρ（ω）を求める。
その２（第５図参照）
観測された信号F′c(t)、F′s(t)を複素空間座標系
に変換した後フーリエ変換し、ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）
を出力し、第５式で求めたΔθを第11式の実数部
に代入することにより周波数スペクトルρ（ω）
を求める。
に変換した後フーリエ変換し、ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）
を出力し、第５式で求めたΔθを第11式の実数部
に代入することにより周波数スペクトルρ（ω）
を求める。
その３（第６図参照）
観測された信号F′c(t)、F′s(t)を複素空間座標系
に変換した後フーリエ変換し、ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）
を出力し、第11式の虚数部より求めたΔθを実数
部に代入することにより周波数スペクトルρ（ω）
を求める。
に変換した後フーリエ変換し、ρ′R（ω）＋jρ′I（
ω）
を出力し、第11式の虚数部より求めたΔθを実数
部に代入することにより周波数スペクトルρ（ω）
を求める。
その１とその２は前記Δθを(5)式によつて求め
る方法に対応し、その３(11)式の虚部＝０によつて
求める方法に対応している。又、その１はΔθを
補正してからフーリエ変換するのに対し、その２
とその３は受信した核磁気共鳴信号をフーリエ変
換してからρ（ω）を補正する方法を提供してい
る。
る方法に対応し、その３(11)式の虚部＝０によつて
求める方法に対応している。又、その１はΔθを
補正してからフーリエ変換するのに対し、その２
とその３は受信した核磁気共鳴信号をフーリエ変
換してからρ（ω）を補正する方法を提供してい
る。
次に、前記原理を具体化したこの発明の一実施
例について図面を参照しながら説明する。
例について図面を参照しながら説明する。
第３図において、被検体１は、静磁場HO内に
配置されると共に、静磁場HOと直交する磁場を
誘起するように巻回された送受信コイル２内に配
置される。同調器３は、送信系４で発生する電磁
波から特定周波数の電磁波を選択し、被検体１中
の特定核種例えばH′に同調するように励起パル
スを送受信コイル２に印加する。増幅器５は、送
受信コイル２で受信した核磁気共鳴信号を増幅
し、２個の位相検波器６Ａ，６Ｂに出力する。参
照信号発生器７は、位相器７Ａ及び90°位相変換
器７Ｂを有し、核磁気共鳴信号と同じ周波数を有
すると共に互いに位相が90°異なる２種の参照波
を発生し、参照波それぞれが位相検波器６Ａ，６
Ｂに出力するように構成されている。２個の位相
検波器６Ａ，６Ｂそれぞれは、核磁気共鳴信号を
参照波で位相検波してアナログの２信号F′c(t)、
F′s(t)に分離する。分離された２信号F′c(t)、F′s
(t)は、増幅器８Ａ，８Ｂで増幅され、ローパスフ
イルタ９Ａ，９Ｂで高周波成分を除去した後、
Ａ／Ｄ変換器１０Ａ，１０Ｂでデジタル化された
２信号F′c(i)、F′s(i)は位相補正処理器１１に入力
される。位相補正処理器１１は、参照波と受信し
た核磁気共鳴信号との位相差を算出し、位相差に
よる影響をなくした周波数スペクトルを出力する
デジタル演算装置であり、前記３方法による位相
補正をするように第４図乃至第６図に示すいずれ
かの手順に従つて演算を実行し、投影データρ(i)
を画像処理装置１２に出力するように構成されて
いる。
配置されると共に、静磁場HOと直交する磁場を
誘起するように巻回された送受信コイル２内に配
置される。同調器３は、送信系４で発生する電磁
波から特定周波数の電磁波を選択し、被検体１中
の特定核種例えばH′に同調するように励起パル
スを送受信コイル２に印加する。増幅器５は、送
受信コイル２で受信した核磁気共鳴信号を増幅
し、２個の位相検波器６Ａ，６Ｂに出力する。参
照信号発生器７は、位相器７Ａ及び90°位相変換
器７Ｂを有し、核磁気共鳴信号と同じ周波数を有
すると共に互いに位相が90°異なる２種の参照波
を発生し、参照波それぞれが位相検波器６Ａ，６
Ｂに出力するように構成されている。２個の位相
検波器６Ａ，６Ｂそれぞれは、核磁気共鳴信号を
参照波で位相検波してアナログの２信号F′c(t)、
F′s(t)に分離する。分離された２信号F′c(t)、F′s
(t)は、増幅器８Ａ，８Ｂで増幅され、ローパスフ
イルタ９Ａ，９Ｂで高周波成分を除去した後、
Ａ／Ｄ変換器１０Ａ，１０Ｂでデジタル化された
２信号F′c(i)、F′s(i)は位相補正処理器１１に入力
される。位相補正処理器１１は、参照波と受信し
た核磁気共鳴信号との位相差を算出し、位相差に
よる影響をなくした周波数スペクトルを出力する
デジタル演算装置であり、前記３方法による位相
補正をするように第４図乃至第６図に示すいずれ
かの手順に従つて演算を実行し、投影データρ(i)
を画像処理装置１２に出力するように構成されて
いる。
第４図に示す手順は、次のとおりである。すな
わち、位相補正処理器１１に入力するF′c(i)、F′s
(i)につき、√′(i)2＋′(i)2が最大値Maxとな
る
ときのF′c（inax）、F′s（inax）を求める。次いで、
Maxを算出し、F′s（inax）とMaxとからsinΔθを、
F′c（inax）とMaxとからcosΔθを求め、cosΔθ、
sinΔθ、F′c(i)及びF′s(i)から第６式及び第７式に
従つてFc(i)、Fs(i)を求める。尚、NFFTはフー
リエ変換点数であり、例えばＮ回の計算を行う
と、フーリエ変換をすべきFc(1)、Fc(2)…Fc(N)、
Fs(1)、Fs(2)…Fs(N)のデータを得ることができる。
得られたFc(i)、Fs(i)は、第４図に示されていな
いフーリエ変換処理をされた後、Δθの影響のな
い周波数スペクトルρ(i)に変換される。この第４
図に示す手順は、原理説明のところで紹介した第
12頁記載の「その１」の方法に対応するものであ
る。
わち、位相補正処理器１１に入力するF′c(i)、F′s
(i)につき、√′(i)2＋′(i)2が最大値Maxとな
る
ときのF′c（inax）、F′s（inax）を求める。次いで、
Maxを算出し、F′s（inax）とMaxとからsinΔθを、
F′c（inax）とMaxとからcosΔθを求め、cosΔθ、
sinΔθ、F′c(i)及びF′s(i)から第６式及び第７式に
従つてFc(i)、Fs(i)を求める。尚、NFFTはフー
リエ変換点数であり、例えばＮ回の計算を行う
と、フーリエ変換をすべきFc(1)、Fc(2)…Fc(N)、
Fs(1)、Fs(2)…Fs(N)のデータを得ることができる。
得られたFc(i)、Fs(i)は、第４図に示されていな
いフーリエ変換処理をされた後、Δθの影響のな
い周波数スペクトルρ(i)に変換される。この第４
図に示す手順は、原理説明のところで紹介した第
12頁記載の「その１」の方法に対応するものであ
る。
第５図に示す手順は、原理説明のところで紹介
した「その２」の方法に対応するものである。す
なわち、先ず位相補正処理器１１に入力するF′c
(i)、F′s(i)につき、第４図に示す手順と同様にし
てMax計算によりsinΔθ、cosΔθを求める。次い
で、F′c(i)及びF′s(i)を複素空間座標系に変換した
後フーリエ変換する。そして、得られたρ′R(i)、
ρ′I(i)、cosΔθ及びsinΔθから、第11式の実数部に
従つてρ(i)を求める。尚、NDATAは信号点数
であり、例えばＮ回の計算を行うと、周波数スペ
クトルとしてρ(1)、ρ(2)、…ρ(N)が得られる。
した「その２」の方法に対応するものである。す
なわち、先ず位相補正処理器１１に入力するF′c
(i)、F′s(i)につき、第４図に示す手順と同様にし
てMax計算によりsinΔθ、cosΔθを求める。次い
で、F′c(i)及びF′s(i)を複素空間座標系に変換した
後フーリエ変換する。そして、得られたρ′R(i)、
ρ′I(i)、cosΔθ及びsinΔθから、第11式の実数部に
従つてρ(i)を求める。尚、NDATAは信号点数
であり、例えばＮ回の計算を行うと、周波数スペ
クトルとしてρ(1)、ρ(2)、…ρ(N)が得られる。
第６図に示す手順は、原理説明のところで紹介
した「その３」の方法に対応するものである。す
なわち、位相補正処理器１１に入力するF′c(i)及
びF′s(i)を複素空間座標系に変換した後第９式及
び第10式に従つてフーリエ変換する。次いで、第
11式の虚数部を０と置くことによりsinΔθ、
cosΔθを求める。そして、前記フーリエ変換によ
つて得られたρ′R(i)、ρ′I(i)を求めたsinΔθ、cos
Δθ
から第11式の実数部に従つてρ(i)を求める。
した「その３」の方法に対応するものである。す
なわち、位相補正処理器１１に入力するF′c(i)及
びF′s(i)を複素空間座標系に変換した後第９式及
び第10式に従つてフーリエ変換する。次いで、第
11式の虚数部を０と置くことによりsinΔθ、
cosΔθを求める。そして、前記フーリエ変換によ
つて得られたρ′R(i)、ρ′I(i)を求めたsinΔθ、cos
Δθ
から第11式の実数部に従つてρ(i)を求める。
以上のいずれかの手順により位相補正された２
信号が画像処理装置１２に入力され、画像処理装
置１２は、特定原子核例えばH′のスピン密度、
緩和時間の画像化処理をするように構成されてい
る。
信号が画像処理装置１２に入力され、画像処理装
置１２は、特定原子核例えばH′のスピン密度、
緩和時間の画像化処理をするように構成されてい
る。
以上詳述した構成によると、核磁気共鳴信号
を、その共鳴周波数であつて位相が互いに90°異
なる２つの参照波で検波し、デジタル化した２信
号F′c(i)、F′s(i)あるいは２信号Fc(i)、Fs(i)をフ
ーリエ変換して得られる周波数スペクトルρ(i)に
ついて、参照波と核磁気共鳴信号との位相Δθの
影響を自動的に補正することができる。
を、その共鳴周波数であつて位相が互いに90°異
なる２つの参照波で検波し、デジタル化した２信
号F′c(i)、F′s(i)あるいは２信号Fc(i)、Fs(i)をフ
ーリエ変換して得られる周波数スペクトルρ(i)に
ついて、参照波と核磁気共鳴信号との位相Δθの
影響を自動的に補正することができる。
以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で適宜に変形して
実施することができるのはいうまでもない。
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で適宜に変形して
実施することができるのはいうまでもない。
［発明の効果］
この発明によれば、検波時の参照波と共鳴信号
の位相差があるときもその影響を自動的に演算を
し、かつ迅速に補正することのできる実用的な核
磁気共鳴装置を提供することができる。又、ρ
（ω）を正確に補正するため、Δθを２通りの方法
を使つて求め組み合わせることにより、多種の位
相補正方法を提供することができる。
の位相差があるときもその影響を自動的に演算を
し、かつ迅速に補正することのできる実用的な核
磁気共鳴装置を提供することができる。又、ρ
（ω）を正確に補正するため、Δθを２通りの方法
を使つて求め組み合わせることにより、多種の位
相補正方法を提供することができる。
第１ａは核磁気共鳴信号の周波数スペクトルを
示す説明図、第１図ｂ及びｃは検波時の参照波と
核磁気共鳴信号との位相が異なるときに観測され
た２種の核磁気共鳴信号を示す説明図、第１図ｄ
は前記２種の核磁気共鳴信号をそのままフーリエ
変換して求めた周波数スペクトルを示す説明図、
第２図は磁化と観測される２種の核磁気共鳴信号
との関係を示す説明図、第３図この発明の一実施
例を示すブロツク図、第４図は本発明における位
相補正の一態様を示すフロー図、並びに、第５図
及び第６図はそれぞれ本発明における位相補正の
他の態様を示すフロー図である。 １１……位相補正処理器。
示す説明図、第１図ｂ及びｃは検波時の参照波と
核磁気共鳴信号との位相が異なるときに観測され
た２種の核磁気共鳴信号を示す説明図、第１図ｄ
は前記２種の核磁気共鳴信号をそのままフーリエ
変換して求めた周波数スペクトルを示す説明図、
第２図は磁化と観測される２種の核磁気共鳴信号
との関係を示す説明図、第３図この発明の一実施
例を示すブロツク図、第４図は本発明における位
相補正の一態様を示すフロー図、並びに、第５図
及び第６図はそれぞれ本発明における位相補正の
他の態様を示すフロー図である。 １１……位相補正処理器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スピン・エコー法を用いた核磁気共鳴現象に
より核磁気共鳴信号を誘起する手段と、誘起され
た前記核磁気共鳴信号の共鳴周波数の位相を互い
に90°異なる２つの参照波で直交検波して、２信
号F′c(t)及びF′s(t)に分離する手段と、前記信号
F′c(t)及びF′s(t)をそれぞれデジタル化して信号
F′c(i)及び信号F′s(i)を得る手段と、入力する前記
デイジタル化した検波信号を処理して磁化ベクト
ルＭの大きさの２乗値 ｛F′c(i)2＋F′s(i)2｝ を演算し、このＭの２乗和が最大となる時刻を求
め、この時刻の複素信号の位相Δθを位相差とし
て補正する位相補正処理手段と、補正された前記
信号F′c(i)及びF′s(i)に基づいて、特定の原子核の
スピン密度及び緩和時間の少なくともいずれか一
方を画像化する手段とを有することを特徴とする
核磁気共鳴装置。 ２ 前記位相補正処理手段が、入力する前記デイ
ジタル化した検波信号について位相補正処理を
し、次いでフーリエ変換するデイジタル演算装置
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の核磁気共鳴装置。 ３ 前記位相補正処理手段が、入力する前記デジ
タル化した検波信号をにフーリエ変換をし、次い
で位相補正処理をするデイジタル演算装置である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
核磁気共鳴装置。 ４ スピン・エコー法を用いた核磁気共鳴現象に
より核磁気共鳴信号を誘起する手段と、誘起され
た前記核磁気共鳴信号の共鳴周波数の位相を互い
に90°異なる２つの参照波で直交検波して、２信
号F′c(t)及びF′s(t)に分離する手段と、検波された
核磁気共鳴信号に基づいて複素フーリエ変換し、
得られたρ（ω）の虚部が０となる条件から位相
差Δθを求め、求められた位相差Δθを用いて前記
核磁気共鳴信号を補正する位相補正処理手段と、
補正された前記核磁気共鳴信号信号に基づいて、
特定の原子核のスピン密度及び緩和時間の少なく
ともいずれか一方を画像化する手段とを有するこ
とを特徴とする核磁気共鳴装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149773A JPS5938636A (ja) | 1982-08-28 | 1982-08-28 | 核磁気共鳴装置 |
| EP83304971A EP0107294B1 (en) | 1982-08-28 | 1983-08-26 | Reception signal processing apparatus in nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus |
| DE8383304971T DE3380072D1 (en) | 1982-08-28 | 1983-08-26 | Reception signal processing apparatus in nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus |
| US06/527,565 US4611172A (en) | 1982-08-28 | 1983-08-29 | Reception signal processing apparatus in nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149773A JPS5938636A (ja) | 1982-08-28 | 1982-08-28 | 核磁気共鳴装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5938636A JPS5938636A (ja) | 1984-03-02 |
| JPH0553495B2 true JPH0553495B2 (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=15482411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57149773A Granted JPS5938636A (ja) | 1982-08-28 | 1982-08-28 | 核磁気共鳴装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4611172A (ja) |
| EP (1) | EP0107294B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5938636A (ja) |
| DE (1) | DE3380072D1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938637A (ja) * | 1982-08-28 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | 核磁気共鳴装置 |
| US4766382A (en) * | 1984-05-17 | 1988-08-23 | Jeol Ltd. | Two-dimensional nuclear magnetic resonance spectrometry |
| JPS61745A (ja) * | 1984-06-13 | 1986-01-06 | Toshiba Corp | 核磁気共鳴装置 |
| JPS6117054A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-25 | Yokogawa Medical Syst Ltd | 核磁気共鳴断層撮影装置 |
| US4724388A (en) * | 1985-06-07 | 1988-02-09 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imaging method |
| JPS628747A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-16 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
| NL8502871A (nl) * | 1985-10-22 | 1987-05-18 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het fasecorrigeren van mri-beelden. |
| JPS62198741A (ja) * | 1986-02-26 | 1987-09-02 | Jeol Ltd | 核磁気共鳴装置における自動位相補正方式 |
| JPH0821114B2 (ja) * | 1986-12-10 | 1996-03-04 | 三洋電機株式会社 | 自動販売機の売上げデ−タ制御装置 |
| NL8701195A (nl) * | 1987-05-19 | 1988-12-16 | Philips Nv | M.r.i.-inrichting met digitale zender/ontvanger. |
| DE3855288T2 (de) * | 1987-06-24 | 1996-09-19 | Picker Int Inc | Verfahren und Apparat zur Bilderzeugung mittels magnetischer Resonanz |
| US4881033A (en) * | 1987-06-24 | 1989-11-14 | Picker International, Inc. | Noise-reduced synthetic T2 weighted images |
| JP2598038B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
| JP2642362B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1997-08-20 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
| NL8702701A (nl) * | 1987-11-12 | 1989-06-01 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor automatische fasecorrectie van complexe nmr spectra. |
| US4857846A (en) * | 1988-03-31 | 1989-08-15 | The Regents Of The University Of California | Rapid MRI using multiple receivers producing multiply phase-encoded data derived from a single NMR response |
| JPH0228713A (ja) * | 1988-04-26 | 1990-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | 信号取得装置及び方法 |
| DE69033071T2 (de) * | 1989-02-23 | 1999-09-23 | Toshiba Kawasaki Kk | Verfahren zur Kernspindarstellung |
| US5510711A (en) * | 1994-08-05 | 1996-04-23 | Picker International, Inc. | Digital combination and correction of quadrature magnetic resonance receiver coils |
| CN103135079B (zh) * | 2011-11-30 | 2015-11-25 | 西门子(深圳)磁共振有限公司 | 磁共振信号的接收方法、接收系统及磁共振成像系统 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2758219A (en) * | 1955-05-25 | 1956-08-07 | Frank N Miller | Single-control variable phase-shift network |
| US3634760A (en) * | 1970-06-22 | 1972-01-11 | Electronique Informatique Soc | Frequency spectrum analyzer with fft computer |
| US4171511A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-16 | Varian Associates, Inc. | Automatic field-frequency lock in an NMR spectrometer |
| GB1584949A (en) * | 1978-05-25 | 1981-02-18 | Emi Ltd | Imaging systems |
| US4471305A (en) * | 1978-07-20 | 1984-09-11 | The Regents Of The University Of Calif. | Method and apparatus for rapid NMR imaging of nuclear parameters with an object |
| JPS5516229A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-04 | Hitachi Ltd | Fourier transformation type nuclear magnetic resonance device |
| GB2037999B (en) * | 1978-12-13 | 1983-01-06 | Emi Ltd | Imaging systems |
| JPS5828542B2 (ja) * | 1979-07-16 | 1983-06-16 | 日本電子株式会社 | 掃引型核磁気共鳴装置 |
| GB2076540B (en) * | 1980-05-21 | 1984-02-01 | Emi Ltd | Sampling arrangement for nmr imaging apparatus |
| JPS5890154A (ja) * | 1981-11-25 | 1983-05-28 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
-
1982
- 1982-08-28 JP JP57149773A patent/JPS5938636A/ja active Granted
-
1983
- 1983-08-26 DE DE8383304971T patent/DE3380072D1/de not_active Expired
- 1983-08-26 EP EP83304971A patent/EP0107294B1/en not_active Expired
- 1983-08-29 US US06/527,565 patent/US4611172A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938636A (ja) | 1984-03-02 |
| US4611172A (en) | 1986-09-09 |
| DE3380072D1 (en) | 1989-07-20 |
| EP0107294A2 (en) | 1984-05-02 |
| EP0107294A3 (en) | 1985-11-06 |
| EP0107294B1 (en) | 1989-06-14 |
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