JPS5885145A - Nmr−ct装置における撮像方法 - Google Patents

Nmr−ct装置における撮像方法

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JPS5885145A
JPS5885145A JP56184211A JP18421181A JPS5885145A JP S5885145 A JPS5885145 A JP S5885145A JP 56184211 A JP56184211 A JP 56184211A JP 18421181 A JP18421181 A JP 18421181A JP S5885145 A JPS5885145 A JP S5885145A
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JP
Japan
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discrete
nmr
magnetic field
imaging method
section
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JP56184211A
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English (en)
Inventor
Hidetomo Takase
高瀬 英知
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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】 発明の技術分野 本発明は、核磁気共鳴(NMR; nucl@arma
gn@tlc r@5onane・〜以下「蘭」と称す
る)現象を用いて、被検体のおる断面における特定の原
子核スピン密度の分布をいわゆるコンビエータ断層法(
CT : comput@d tomography 
)によりCT 像(comput@d tomogra
m )として画儂イヒするNMR−CT装置(核磁気共
鳴コンビエータ断層装置)における撮像方法に関するも
のである。
発明の技術的背景 例えば診断用NMR−CT装置では、被検体の特定な位
置の断層像を得るために第1図に示すように被検体?に
図示z軸方向に沿う非常に均一な静磁場H・を作用させ
、一対の傾斜磁場コイル1ムexnKより静磁場H・に
2軸方向についての線型磁場勾配を付加する。静磁場H
0に対して特定゛の原子核は次式で示される角周波数ω
・で共鳴する。
ω・−IH・  ・・・・・・(1) (1)式においてVは磁気回転比であ夛、原子核の種類
に固有のものである。特定の原子核のみ共鳴させる角周
波数ω・で回転磁場H1を一対の送信コイル2ム、jB
を介して、前記線型磁場勾配を利用して設定される図示
x −y平面内について被検体Pに作用させ、断層像を
得る特定のスライス部分S(平面状の部分であるが現実
にはある厚みをもっている)のみに曳現象を生ぜしめる
。NMRjJ象は一対の受信コイル3ム・IBを介して
自由誘導減衰(FID ’、 fr@elsducti
on as@ay )信号(以下r FID信号」と称
する)として観測され、この信号をフーリエ変換するこ
とによシ特定の原子核スピンの回転周波数についての単
一のスペクトルが得られる。
断層像をCT像として得るためには、スライス部分Sの
1−7平面内の多方向についての投影像が必要である。
そのためにスライス部分Sを励起してNMR現象を生じ
させた後、第2図に示すように磁場H,にX′軸方向(
X軸よ勺θ0回転した座標系)に直線的な傾斜を持つ線
型磁場勾配Gxyを作用させると、被検体のスライス部
分S内の等磁場線Eは直線となシ、その線上の特定の原
子核スピンの回転周波数は(1)式によりあられさ゛れ
る。ここで説明の便宜上等磁場線Eの各各(El〜En
とする)より信号DI−−(一種のFID信号)を生ず
ると考える。信号Dl−Dnの振幅はそれぞれスライス
部分Sを貫く勢磁場線E1−En上の原子核スピン密度
に比例することになる。ところが実際に観測されるFI
D信号−リエ変換することによシ、スライス部分SのX
′軸への投影情報(1次元像) PDが得られる。
このX′軸をX −7面内で回転させることにょシ、前
述と同様にしてX −F平面内の各方向への投影情報が
得られ、これらの情報に基づいてCT俸を合成すること
ができる。
ところで通常のファンビーム回転方式ニよる診断用X 
ii CT親装置は診断を精密に行うためにxII源を
被検体に近づけることにょシ、例えば断層像を撮る部位
のスライス面の大きさに応じて再構成画像の撮像領域の
大きさを変化させ結果的に空間分解能を変化させて診断
精度を向上することができる。ところが、上述した診断
用NMR−CT装置では同様の空間分解能の制御を実現
する方法が無かった。
発明の目的 本発明は、被検体の断層像の空間分解能の可変制御を実
現し得る蘭−CT装置における撮像方法を提供すること
を目的としている。
発明の構成 本発明に係る第1の発明の特徴とするところは、協侃に
より被検体のある断面上における多方向についての線型
磁場勾配に対応するFID信号を検出しこれらを離散7
−リエ変換して特定原子核スピン密度分布の多方向につ
いての投影情報を得、これら投影情報に基づく画像再構
成処理により当該@面における前記特定原子核スピンの
重度分布gIt−得るNMR−CT装置における連像方
法において、前記FID信号検出時に前記被検体に作用
させる前記線型磁場勾配の大きさを変化させて再構成画
像の撮像領域の大きさおよび空間分解能を変化させるこ
とにある。
また、本発明に係る第2の発明の特徴とするところは、
NMRにより被検体のある断面上における多方向につい
ての線型磁場勾配に対応するFID信号を検出しこれら
を離散フーリエ変換して特定原子核スピン密度分布の多
方向についての投影t*報を得、これら投影情報に基づ
く画像再構成処理によシ当該断面における前記特定原子
核スピンの密度分布像を得るNMR−CT装置における
撮像方法において、前記離散7一リエ変換時の離散点間
の時間間隔を変化させて再構成画像の撮像領域の大きさ
および空間分解能を変化させ、ることにある。
そして、本発明に係る第3の発明の特徴とするところa
、 NMRにょシ被検体のある断面上における多方向に
′:)いての線型磁場勾配に対応するFID信号を検出
しこれらを離散7−リエ変換して特定原子核スピン密度
分布の多方向についての投影情報を得、これら投影情報
に基づく画像再構成処理によ)当該断面における前記%
屋原子核スピンの密度分布像を祷るNMR−CT装置に
おける撮曹方法において、前記離散フーリエ変換時の離
°散点数を変化させて再構成画像の空間分解能を変化さ
せることにある。
さらに本発明に係る第4の発明の特徴とするところは、
ヌ侃にょプ被検体のある断面上における多方向について
の線型磁場勾配に対応するFID信号を検出しこれらを
離散フーリエ変換して特定原子被スピン密度分布の多方
向についての投影情報を得、これら投影情味に基づく画
像再構成処理により当該断面における前記特定原子核ス
ピンの密度分布像を得る高化−CT装蓋における撮像方
法において、前記FID信号検出時に前記被検体に作用
させる前記#3!型磁場勾配の大きさ、前記離散7一リ
エ変換時の離散点間の時間間隔および離散点数のうち少
なくとも21M索を共に変化させて再構成画像の撮像領
域の大きさおよび空間分解能を変化させることにある。
発明の実施例 第2図において被検体の断層像を得ようとするスライス
部分Sの蛾、大径をtとする。*型磁場勾配Gzy(大
きさ; Gzy )をスライス部分lに作用することψ
よ)得られる信号D1〜D の存在し得る帯域幅F、1
.は次式で示される。
F、1、=Gxy−t・・曲(2) 7−リエ変換は通常の場合、デジタル計算機により高速
7−リエ変換(FFT; fast Fouri@rt
ransform 〜以下r FFT Jと称する)法
によ)実施される。−FFT法のごとき離散7−リエ変
換(DFT : d1acr@t@Fourier t
ransform 〜以下「DFT Jと称する)は時
間領域の離散的な値によ)計算されるため変換後の周波
数領域での周波数帯域幅F。、は有限となる。時間領域
の離散点間の時間間隔をjtとすると周波数帯域幅F2
.。
は次式で示される・ F、、、 −m 1/ A t   、−、、、(3)
この帯域@ F、、、と上記帯域l1lii&Fwig
とがp   wx (−J’、、、   ・・・・・・
(4)FFT (但し、C亀比例定数(Ca2)) なる関係にTo)、比例定数Cが5程度のときと1.7
程度のとき01投影情報FDをそれぞれ第3図(、)と
(b) K示す、比例定数Cが5程度の値のときは第3
図(a)のようにFFT後に得られる投影悄@PDは周
波数(角速度ω)軸上で縮んでしまい、Cが1.7程度
の値のときは、第3図(b)のように、同図(、)のと
きより投影情報PDは拡がる。比例定数Cによ)高速7
−リメ変換後に示される撮像領域の幅りは次式で示され
る。
L=C−4−−−−・・(5) (4)、(5)式よ)次式が導かれる。
L:□ 、、、、、、ch’+ GXF・jt (6)式より、線型磁場勾配G’xyまたはFFTにお
ける離散点間の時間間隔Δtを増せば撮像領域の幅りは
小さくなり、投影情報PDは第3図(b)のように周波
数軸で拡げることができる。また線型磁場勾配Gxyま
たは時同間隔Δtを小さくすれば111g Lは増大し
て投影情報PDは第3図(、)のように周波数軸上で縮
まる。FFTの離散点数をNとすると空間分解能ΔLは
次式で示される。
ΔL=、−・・・・・・(7) 離散点数Nを一定とすれば撮像領域の幅りを小さくして
投影情報PDの幅を拡げると、ΔLは小さくなシ空間分
解能は向上する。また幅りを一定にして離散点数Nのみ
を増せば(FFTでのデータ収集時間を長くとるあるい
はそれに代えてOデータを付加してNを増す)、再構成
像の大きさを変えずに、空間分解能を向上することがで
きる。
このようにして、線型磁場勾配GX7の大きさまたはF
FTの離散点間の時間間隔Δtを変えれば撮像領域の大
きさを変え結果的に空間分解能を変えることができ、F
FTの離散点数Nを変えれば撮像領域の大きさを変えず
に空間分解能を変えることができ、I!型磁場勾配Gx
yの大きさおよびFFTの離散点間の時間間隔Δtの少
なくとも一方とFFT t)離散点数Nの両方を変えれ
ば撮像領域の大きさを変えると同時に空間分解能を極め
て広範囲に変えることが可能となる。
もちろん、実施に当っては上記Gzyの大きさ、jtお
よびN□うちいずれか一つを変化させるようにしてもよ
く、これらのうち二つ以上を組み合わせてもよい。
なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例にのみ限定
されることなくその要旨を変更しない範囲内で種々変形
して実施することができる。
例えば上述の実行例においてはDFTとしてFFTを行
なうものとして説明したが、FFTでない一般的なりF
Tを行なう場合であっても同様の効果が得られる。
°もちろん、診断用NMR−CT装置に限らず他の目的
のNMR−CT装置にも適用することができる。
発明の効果 本発明によれば、空間分解能の可変制御または断層像の
撮像領域の大きさおよび空間分解能O可変制御を実現し
得る穐1−CT装置の撮像方法を提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は診断用NMR−CT装置の一例の原理構成図、
第2図は核磁気共鳴現象により投影情報を得る原理およ
び本発明の一実施例を説明するための図、第3図(、)
および(b)はそれぞれ撮像領域の幅を拡げたときの投
影情報および撮像領域の幅を狭くしたときの投影像情報
を示す図である。 P・・・被検体、H・・・・静磁場、1ム、JR・・・
傾斜磁場コイル、H!・・・回転磁場、zA、2B・・
・送信コイル、S−断層像を得るスライス部分、3A。 JB・・・受信;イル、Gxy・・・線型磁場勾配、t
・・・スライス部分Bの最大径。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  核磁気共鳴によル被検体のある断面上におけ
    る多方向についての線型磁場勾配に対応する自由誘導減
    衰信号を検出しこれらを離散7−リエ変換して譬定厘子
    核スピン密度分布の多方向についての投影情報を得、こ
    れら投影情報に基づく画像再構成処理によシ当該断面に
    おける前記特定原子核スピンの密度分布像を得るNMR
    −CT装置における撮像方法において、前記自由n−導
    波減衰信号検出時前記被検体に作用させる前記線型磁場
    勾配の大きさを変化させて再構成画像の撮像領域の大き
    さおよび空間分解能を変化させることを特徴とするNM
    R−CT装置における撮像方法。
  2. (2)  離散7−リエ変換は高速フーリエ変換である
    特許請求の範囲第1項記載のNMR−CT装置における
    撮像方法。
  3. (3)核磁気共鳴により被検体のある断面上における多
    方向についての線型磁場勾配に対応する自由誘導減衰信
    号を検出しこれらを離散7−リエ変換して特定原子核ス
    ピン密度分布の多方向についての投影情報を得□、これ
    ら投影情報に基づく画像再構成処理によシ当該断面にお
    ける前記特定原子核スピンの密度分布像を得る蘭−CT
    装置における撮像方法において、前記離散フーリエ変換
    時の離散点間の時間間隔を変化させて再構成画像の撮像
    領域の大きさおよび空間分解能を変化させることを特徴
    とするNMR−CT装置における撮像方法。
  4. (4)離散フーリエ変換は高速フーリエ変換である時W
    tf請求の範囲第3項記載のNMR”−CT装置におけ
    る撮像方法。
  5. (5)核磁気共鳴によシ被検体のある断面上における多
    方向についての線型磁場勾配に対応する自由誘導減衰信
    号を検出しこれらを離散7−リエ変換して特に原子核ス
    ピン密度分布の多方向についての投影情報を得、これら
    投影情報に゛基づく画像再構成処理によシ轟該断面にお
    ける前記特定原子核スピンの密度分布像を得るNMR−
    CT装置における撮像方法において前記離散7一リエ変
    換時の離散点数を変化させて再構成画像の空間分解能を
    変化させることを特徴とするNMR−CT装置における
    撮像方法。
  6. (6)  離散7−リエ変換は高速7−リエ変換である
    墳許請求の範囲第5項記載のNMR−CT装置における
    撮像方法。
  7. (7)核磁気共鳴によシ被検体のある断面上における多
    方向についての線型磁場勾配に対応する自由誘導減衰信
    号を検出しこれらを離散フーリエ肇換して特定原子核ス
    ピンが度分布の多方向についての投影情報を得、これら
    投影情報に基づく画像再構成処理により当該断面におけ
    る前記特定原子核スピンの密度分布像を得る厩−CT装
    置における撮像方法において、前記自由誘導減衰信号検
    出時に前記被検体に作用させる前記線型磁場勾配の大き
    さ、前記離散フーリエ変換時の離散点間の時間間隔およ
    び離散点数のうち少なくとも2袂素を共に変化させて再
    構成画像の′?4像領域の大きさおよび空間分解能を変
    化させることを特徴とするNMR−CT装置における撮
    像方法。
  8. (8)  離散フーリエ変換は高速フーリエ変換である
    %lt’fillf求の範囲第7項記載のNMR−CT
    装置における撮像方法。
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Cited By (3)

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