JPH0811112B2 - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents

核磁気共鳴を用いた検査装置

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JPH0811112B2
JPH0811112B2 JP60046552A JP4655285A JPH0811112B2 JP H0811112 B2 JPH0811112 B2 JP H0811112B2 JP 60046552 A JP60046552 A JP 60046552A JP 4655285 A JP4655285 A JP 4655285A JP H0811112 B2 JPH0811112 B2 JP H0811112B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴(NMR)を用いて物体を無侵襲
で計測する装置に係り、特に生体のケミカルシフトに関
する情報の体内分布を高速測定するに好適な手法及び装
置に関する。
〔発明の背景〕
最近、磁場勾配を等間隔で同期的に連続反転する高速
ケミカルシフトイメージング法が開発された(松井茂
他,第23回NMR討論会要旨集pp263−266,鳴子,1984)。
この方法において、ケミカルシフト軸の帯域は上記磁場
勾配の反転周期の逆数により規定される。前記の方法を
より一般的に適用可能にするには、このケミカルシフト
軸の帯域は可能な限り広げ得ることが必要であるため、
より短い磁場勾配の反転周期が要求される。しかしなが
ら、単に上記の反転周期を短くしたのでは、有限な磁場
勾配のスイツチング時間によつて、最終的に得られるケ
ミカルシフトを識別したNMR画像の空間分解能が低下す
る。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、正負で強度の異なる磁場勾配を非等
間隔に連続反転することにより、上記空間分解能の低下
をまねくことなくケミカルシフト軸の帯域を広げた核磁
気共鳴を用いた検査方法及び検査装置を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
NMRイメージングにおいては、静磁場に3方向の勾配
をそれぞれ生じさせるために3種の磁場勾配GX,GY,GZ
用いる。松井らによる従来の方法では第1図に示すよう
に信号観測の状態でこの磁場勾配のうちのひとつ例え
ば、GXを一定間隔2τで反転する。この際得られるスピ
ンエコートレイン信号を第2図に示すようにデータ処理
後2次元フーリエ変換することによりケミカルシフト情
報(tS)とX軸に関する位置情報(tX)を一挙に得よう
とするものである。他のY軸、Z軸に関する位置情報
は、マウズレイ(Maudsley)らがジヤーナル・オブ・マ
グネテイツク・レゾナンス(Journal of Magnetic Reso
nance)誌第51巻(1983)147頁に示した方法と同様に
GY,GZをパルス的に印加して位相エンコーデイングを行
う(第1図GZ,GYを参照)。従来法においては、第2図
に示すtS軸の最小時間単位が磁場勾配の反転周期である
4τとなつているため、tS軸のフーリエ変換に相当する
ケミカルシフト軸の帯域は1/(4τ)となる。この帯域
は、磁場強度が高い場合あるいは31P等のような広いケ
ミカルシフト分布を持つ核種に対しては特に広く設定す
る必要がある。本発明の方法においては、第3図に示す
ように、反転磁場勾配の負強度を正強度のn倍に設定
し、{2τ、2τ/n、2τ、2τ/n、…}のように、GX
を繰り返し印加する、即ち省略して書くとGXを{2τ−
2τ/n}のように連続反転する。このようにして得られ
たエコートレイン信号を第2図に示すと同様に、奇数番
目と偶数番目のエコーを個別に並べかえる。この時tS
の最小時間単位は磁場勾配反転の周期である2(n+
1)τ/nとなり、nを大きくすることで最小2τまで縮
めることが可能である。この結果本方法により、画像の
空間分解能を犠牲にすることなく、ケミカルシフト軸の
帯域を最高従来の2倍広げることが可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例の構成及び動作の説明を行う。
第4図に本装置のブロツクダイアフラムを示す。本装置
はCPU11の管理のもとに動作するシーケンサ12、送信系1
3、受信系14、磁場勾配発生系16、及び信号処理系17と
静磁場発生磁石15から成る。シーケンサは本発明の方式
に必要な種々の命令を各装置に送る。送信系は高周波発
振器131、変調器132、高周波増幅器133を含み、命令に
従つて振幅変調された高周波パルスが高周波コイル134
に供給されることにより高周波磁場(H1)が対象物体20
に印加される。磁場勾配発生系は、x,y,zの3方向に巻
かれた勾配磁場コイル160と、それぞれのコイルのドラ
イバー161とから成りシーケンサの命令に従つて上記3
方向の磁場勾配GX,GY,GZを対象物体20に印加する。これ
らの磁場印加に対する応答は前述のコイル134を通じて
受信系14にて受信される。受信系は、増幅器141、位相
検波器142、A/D変換器143を有し、シーケンサ12の命令
によるタイミングでサンプリングされたデータが信号処
理系に送られる。信号処理系17では、フーリエ変換及び
像再構成等の処理を行い、任意断面の信号強度分布、あ
るいは複数の信号に適当な演算を行つて得られた分布を
画像化し、例えばCRTデイスプレイ171に表示する。
本方法を実施するには、松井らの述べた方法と同様に
データ処理手法として、多次元フーリエ変換を適用する
方法及び投影再構成を適用する方法の2種類があるが、
本例では多次元フーリエ変換による方法を取り上げ、2
次元面のケミカルシフトイメージングを行う場合につい
て述べる。
第3図に示したパルスシーケンスは3次元物体のケミ
カルシフトイメージングを行うためのものであるので、
2次元物体に対しては良く知られているように、例えば
Z方向の磁場勾配GZと帯域制限高周波パルスにより対象
面を選択励起する必要がある。更に、得られたエコート
レイン信号を第2図のようにデータ処理する際には、反
転磁場勾配が正の強度を持つ状態で観測される奇数番目
のエコーのみから成るデータを用いる。エコートレイン
信号のサンプリング間隔は一定であるので、偶数番目の
エコーのみから成るデータは、奇数番目のものに対して
同一の空間分解能で(1/n)の視野幅をもつ画像を与え
る。しかしながら、奇数番目のエコーデータの信号帯域
に相当するフイルターを通して信号を受信し、奇数番目
のエコーデータのみを用いてデータ処理するのが実際的
である。この際、偶数番目のエコーデータは上記フイル
ターにより真の信号波形を与えない。
また、第3図のパルスシーケンスにおいて、時刻 でスピン位置に対する反転磁場勾配の効果が常にゼロと
なるよう磁場勾配の反転タイミングを微調する必要があ
る。しかしながら、本方法において受信器のフイルター
を奇数番目のエコーの帯域に設定した場合には、偶数番
目のエコーについて上記の微調を行うのは実際上困難で
あり、便宜的に奇数番目のエコーについてのみ微調を行
えばよい。
3次元フーリエ変換等の更に詳細なデータ処理に関し
ては、松井らによりすでに述べられているのでここでは
省略する。
〔発明の効果〕
以上のようにして得られる奇数番目のエコーデータを
用いることによつて、有限の磁場勾配のスイツチング時
間に起因する画像の空間分解能の更なる低下を伴うこと
なくケミカルシフト軸の帯域を従来に比べ2n/(n+
1)倍に拡大することが可能となる。このことにより、
松井らによる高速ケミカルシフトイメージング法の適用
性を著しく拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の3次元物体ケミカルシフトイメージング
の測定パルスシーケンス例、第2図は従来法、本方法に
共通のデータ処理を示すもの、第3図は新しい3次元物
体のケミカルシフトイメージングの測定パルスシーケン
ス例、第4図は本測定に用いる装置のブロツクダイヤグ
ラム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩野 英己 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 河野 秀樹 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特公 平5−85172(JP,B2)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の静磁場、勾配磁場及び高周波磁場を
    対象物に印加して該対象物の核スピン信号を計測する核
    磁気共鳴を用いた検査装置において、前記高周波磁場の
    印加により前記対象物の核スピンを励起した後、前記対
    象物に印加される前記勾配磁場が、勾配の向きを連続的
    に反転することによりエコー列を生成し、前記勾配磁場
    の第1の向きの磁場勾配と第2の向きの磁場勾配の絶対
    値が異なり、かつ上記第1の向きの磁場勾配の保持期間
    と第2の向きの磁場勾配の保持期間とが異なるように周
    期的に反転させて反転磁場勾配を発生するシーケンス制
    御手段を有し、少なくとも前記対象物のケミカルシフト
    情報を得ることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装
    置。
  2. 【請求項2】前記シーケンス制御手段は、前記エコー列
    の計測期間中の磁場勾配の反転を空間的に一定の方向で
    行ない、かつ前記一定の方向と異なる方向の磁場勾配
    を、前記核スピンの励起から前記計測期間の開始までの
    期間に印加し、前記異なる方向の磁場勾配の強度もしく
    は印加時間を変化させて、前記核スピンの励起から前記
    エコー列の計測までのシーケンスを繰り返すことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の核磁気共鳴を用い
    た検査装置。
  3. 【請求項3】前記反転磁場勾配のうち前記保持期間の長
    い方の磁場勾配をもつ状態に対応する核スピン信号を受
    信して前記ケミカルシフト情報を画像として得ることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の核磁気共鳴を
    用いた検査装置。
  4. 【請求項4】前記反転磁場勾配のうち前記保持期間の長
    い方の磁場勾配をもつ状態に対応する核スピン信号の信
    号帯域に相当するフイルターを通して、前記反転磁場勾
    配のうち前記保持期間の長い方の磁場勾配をもつ状態に
    対応する核スピン信号を受信して前記ケミカルシフト情
    報を画像として得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を用いた検査装置。
  5. 【請求項5】前記対象物に印加する90゜パルス高周波磁
    場と180゜パルス高周波磁場との間隔をτ、前記反転
    磁場勾配の第1の向きの磁場勾配の保持時間を2τ、前
    記反転磁場勾配の第2の向きの磁場勾配と第1の磁場勾
    配の比の絶対値をn、Nを0及び正の整数とし、前記90
    ゜パルス高周波磁場の印加から、{2τ+2τN(1
    +1÷n)}の時刻で、前記対象物の核スピン位置に対
    する前記反転磁場勾配の効果がゼロとなるように前記反
    転磁場勾配の印加のタイミングを選んだことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の核磁気共鳴を用いた検
    査装置。
  6. 【請求項6】前記反転磁場勾配のうち前記保持期間の短
    い方の磁場勾配をもつ状態に対応する核スピン信号を受
    信して前記対象物の空間上方情報を画像として、前記対
    象物のケミカルシフト情報と同時に得ることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の核磁気共鳴を用いた検
    査装置。
JP60046552A 1985-03-11 1985-03-11 核磁気共鳴を用いた検査装置 Expired - Lifetime JPH0811112B2 (ja)

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JPS61205853A JPS61205853A (ja) 1986-09-12
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