JPS59157548A - Ｎｍｒ−ｌｏｃｋ装置 - Google Patents
Ｎｍｒ−ｌｏｃｋ装置Info
- Publication number
- JPS59157548A JPS59157548A JP58031429A JP3142983A JPS59157548A JP S59157548 A JPS59157548 A JP S59157548A JP 58031429 A JP58031429 A JP 58031429A JP 3142983 A JP3142983 A JP 3142983A JP S59157548 A JPS59157548 A JP S59157548A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- signal
- component
- deviation
- nmr
- Prior art date
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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
- G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
- G01R33/389—Field stabilisation, e.g. by field measurements and control means or indirectly by current stabilisation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば磁場中に置かれた原子核の核磁気共
鳴現象を利用して、その原子の空間的密度分布や化学的
結合状態の情報を断層画像として得るＮＭＲ−ＣＴ装置
に用いられ、電磁石が発生する磁場の強度を自動的に制
御するＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置に関するものである。
鳴現象を利用して、その原子の空間的密度分布や化学的
結合状態の情報を断層画像として得るＮＭＲ−ＣＴ装置
に用いられ、電磁石が発生する磁場の強度を自動的に制
御するＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置に関するものである。
〈背景〉
磁場中に置かれたある種の原子（原子番号か質量数のど
ちらかが奇数であるような原子）の核磁気共鳴周波数ｆ
は、その時の磁場強度Ｈに比例することが知られている
。この性質を利用して、従来から電磁石が発生する磁場
強度を知るだめに、その磁場中に基準原子核（通常多く
の場合、水素原子核）を置き、その核磁気共鳴信号から
、基準磁場強度に対する偏差を検知して、その偏差を補
正するように前記電磁石の電源を制御するＮＭＲ−Ｌ
ＯＣＫ装置が存在している。
ちらかが奇数であるような原子）の核磁気共鳴周波数ｆ
は、その時の磁場強度Ｈに比例することが知られている
。この性質を利用して、従来から電磁石が発生する磁場
強度を知るだめに、その磁場中に基準原子核（通常多く
の場合、水素原子核）を置き、その核磁気共鳴信号から
、基準磁場強度に対する偏差を検知して、その偏差を補
正するように前記電磁石の電源を制御するＮＭＲ−Ｌ
ＯＣＫ装置が存在している。
従来のＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置においては、前記基準原子
核（例えば水素原子核）の基準磁場強度′（例えば０．
１ Ｔｅ５ｌａ ）における核磁気共鳴周波数（前記例
においては４．３ Ｍ １−１７． ）で発振している
基準ＲＦ（高周波）発振器を用意し、この出力信号で前
記基準原子核から実際に得られた核磁気共鳴信号（前記
例においては、４３±△ｆ Ｍ ｌ］Ｚ）を検波する。
核（例えば水素原子核）の基準磁場強度′（例えば０．
１ Ｔｅ５ｌａ ）における核磁気共鳴周波数（前記例
においては４．３ Ｍ １−１７． ）で発振している
基準ＲＦ（高周波）発振器を用意し、この出力信号で前
記基準原子核から実際に得られた核磁気共鳴信号（前記
例においては、４３±△ｆ Ｍ ｌ］Ｚ）を検波する。
この検波信号はＡＣ（交流）成分として△ｆの周波数を
持ち、との△ｆが実際の磁場強度と基準磁場強度との偏
差に相当することを利用して電磁石の電源を制御してい
る。
持ち、との△ｆが実際の磁場強度と基準磁場強度との偏
差に相当することを利用して電磁石の電源を制御してい
る。
ところが前記核磁気共鳴信号は、数十ｍ５ｅｃの時定数
で減衰する性質を有するため、−回の核磁気共鳴信号か
らその検波信号の周波数（△ｆ）を、数Ｈｚのオーダ寸
で直接測定して知ることは極めて離しい。このため、従
来は特開昭５７−６３４．６号公報に示すように変調用
ＡＦ（低周波）発振器の発振周波数（例えば５ Ｋ Ｈ
７，）でゲートをＯＮ。
で減衰する性質を有するため、−回の核磁気共鳴信号か
らその検波信号の周波数（△ｆ）を、数Ｈｚのオーダ寸
で直接測定して知ることは極めて離しい。このため、従
来は特開昭５７−６３４．６号公報に示すように変調用
ＡＦ（低周波）発振器の発振周波数（例えば５ Ｋ Ｈ
７，）でゲートをＯＮ。
ＯＦＦし、核ＩＩ社気共鳴信号の励起と核磁気共鳴信号
の受信とを周期的（前記例においては１００μ冠ごと）
にくりかえして、信号の減衰をふせいている。
の受信とを周期的（前記例においては１００μ冠ごと）
にくりかえして、信号の減衰をふせいている。
とのような方式の従来のＮ Ｍ Ｒ−Ｔ、 ＯＣＫ装置
を、Ｎ Ｍ Ｒ−ＣＴ装置の電磁石制御用に利用した場
合、ＮＭＲ−Ｃ′Ｆ装置本体か被検体（通常多くの場合
人間）から、核磁気共鳴信号を受信している時間帯（例
えば１６ｒｎ就）の中に、Ｎ Ｍ Ｒ−ＬＯＣＫ装置用
の励起用パルスが送信され、しかもＮ Ｍ Ｒ−ＣＴ装
置、ＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置共に対象核が水素原子核であ
るために、信号周波数が重々って、ＮＭＲ−ＣＴ装置の
受信信号の中にＮＩＶＩＲ−Ｌ ＯＣＫ装置の励起用パ
ルスがノイズとなって現われる。
を、Ｎ Ｍ Ｒ−ＣＴ装置の電磁石制御用に利用した場
合、ＮＭＲ−Ｃ′Ｆ装置本体か被検体（通常多くの場合
人間）から、核磁気共鳴信号を受信している時間帯（例
えば１６ｒｎ就）の中に、Ｎ Ｍ Ｒ−ＬＯＣＫ装置用
の励起用パルスが送信され、しかもＮ Ｍ Ｒ−ＣＴ装
置、ＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置共に対象核が水素原子核であ
るために、信号周波数が重々って、ＮＭＲ−ＣＴ装置の
受信信号の中にＮＩＶＩＲ−Ｌ ＯＣＫ装置の励起用パ
ルスがノイズとなって現われる。
〈発明の概要〉
この発明の目的はパルス雑音が入るおそれがないＮＭＲ
−ＬＯＣＫ装置を提供することにある。
−ＬＯＣＫ装置を提供することにある。
この発明によればＮ Ｍ Ｒ−Ｌ ＯＣＫ用の基準原子
核から得た核磁気共鳴信号を、基準ＲＦ発振器の信号で
検波し、その検波信号をその信号が減衰するより短い一
定の時間ΔＴ（例えば２Ｑ ｍ ｓｅｃ ）の間積分す
ることにより、△ｆに対応する情報を得て、磁場制御を
する。この際、前記検波信号からＤＣ（直流）成分を差
し引いて、ＡＣ成分のみを信号として積分することによ
り、△ｆに対応する情報の積分精度を上げることができ
る。そして△ｆが零の時に、前記検波信号のＡＣ成分が
零となるように検波器に入力する基準ＲＦ発振器の信号
位相が調整される。これによって前記ＡＣ成分の立ち上
がり微分係数は、△ｆの大小・符号に対応して変化し、
△ｆが十分小さい範囲で、前記ＡＣ成分を一定時間積分
した結果が、△ｆすなわち実際の磁場強度と基準磁場強
度との偏差と一対一で対応するわけである。このように
することによシ、核磁気共鳴信号が減衰するよシ十分短
い時間内に、数ｔ（ｚのオーダの△ｆを識別することが
可能となり、従来技術の欠点を克服することができる。
核から得た核磁気共鳴信号を、基準ＲＦ発振器の信号で
検波し、その検波信号をその信号が減衰するより短い一
定の時間ΔＴ（例えば２Ｑ ｍ ｓｅｃ ）の間積分す
ることにより、△ｆに対応する情報を得て、磁場制御を
する。この際、前記検波信号からＤＣ（直流）成分を差
し引いて、ＡＣ成分のみを信号として積分することによ
り、△ｆに対応する情報の積分精度を上げることができ
る。そして△ｆが零の時に、前記検波信号のＡＣ成分が
零となるように検波器に入力する基準ＲＦ発振器の信号
位相が調整される。これによって前記ＡＣ成分の立ち上
がり微分係数は、△ｆの大小・符号に対応して変化し、
△ｆが十分小さい範囲で、前記ＡＣ成分を一定時間積分
した結果が、△ｆすなわち実際の磁場強度と基準磁場強
度との偏差と一対一で対応するわけである。このように
することによシ、核磁気共鳴信号が減衰するよシ十分短
い時間内に、数ｔ（ｚのオーダの△ｆを識別することが
可能となり、従来技術の欠点を克服することができる。
さらにこの発明によれば、ＮＭＲ−ＬＯＣＫ用の送受信
を、間欠的に（例えば１秒に１回ずつ）行なうだけで、
△ｆを十分高い精度で検出することが可能となり、ＬＯ
ＣＫ用励起パルスを、ＮＭＲ−ＣＴ用の送受信が行なわ
れていないタイミングに同期をとって送信することもで
きる。このためＮＭＲ−ＣＴ装置からの信号に影響され
ることなく正しく制御することができる。
を、間欠的に（例えば１秒に１回ずつ）行なうだけで、
△ｆを十分高い精度で検出することが可能となり、ＬＯ
ＣＫ用励起パルスを、ＮＭＲ−ＣＴ用の送受信が行なわ
れていないタイミングに同期をとって送信することもで
きる。このためＮＭＲ−ＣＴ装置からの信号に影響され
ることなく正しく制御することができる。
しかし、Ｉ〕Ｃ成分を差し引いてＡＣ成２分を単に積分
するだけで磁場強度の偏差が大き過ぎ△ｆが高くなり、
これが積分時間△Ｔの逆数の半分を越えると（△ｆ＞２
−１ｓＴ前記例においては、△―２０ｍ就であるから△
ｆ＞ ２５ ｔ（ｚ ）、積分時間内にＡＣ成分の正負
が逆転した信号を含むようになるため、積分結果がかえ
って減少しはじめて適切々制御ができなく々るおそれが
ある。すなわち、磁場強度の偏差（言い換えれば△ｆ）
がある上限を越えると、制御性が急激に悪化するわけで
ある。
するだけで磁場強度の偏差が大き過ぎ△ｆが高くなり、
これが積分時間△Ｔの逆数の半分を越えると（△ｆ＞２
−１ｓＴ前記例においては、△―２０ｍ就であるから△
ｆ＞ ２５ ｔ（ｚ ）、積分時間内にＡＣ成分の正負
が逆転した信号を含むようになるため、積分結果がかえ
って減少しはじめて適切々制御ができなく々るおそれが
ある。すなわち、磁場強度の偏差（言い換えれば△ｆ）
がある上限を越えると、制御性が急激に悪化するわけで
ある。
この欠点をも克服するためには、検波信号のＡ、 Ｃ成
分を積分する際に、そのＡＣ成分の絶対値をとり、その
絶対値を一定時間積分し、偏差の方向（極性）は検波時
の位相情報から検出すればよい。
分を積分する際に、そのＡＣ成分の絶対値をとり、その
絶対値を一定時間積分し、偏差の方向（極性）は検波時
の位相情報から検出すればよい。
このようにすることによって磁場偏差の広い範囲に渡っ
て制御可能なＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置が実現できる。
て制御可能なＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置が実現できる。
〈実施例〉
以下に、この発明の実施例について説明する。
図に示すように基準ＲＦ発振器１１の出力は、送信増幅
器１２で増幅された後、送信ゲート１３において、コン
ピュータより々る制御部１４の指示するタイミングでパ
ルス変調される。電磁石１５が発生する磁場内にプロー
ブ１６が置かれ、プローブ１６に送信ゲート１３を通過
した高周波パルスが供給てれ、プローブ１６中の原子核
スピンを９０倒すように励起する。送信ゲート１３が閉
になった後、プローブ１６から得られる核磁気共鳴信号
は、受信増幅器１７で増幅されて検波器１８へ供給され
る。基準ＲＦ発振器１］の出力は移相器１９で位相調整
され、基準信号として検波器１８へ供給され、受信増幅
器１７の出力が検波される。
器１２で増幅された後、送信ゲート１３において、コン
ピュータより々る制御部１４の指示するタイミングでパ
ルス変調される。電磁石１５が発生する磁場内にプロー
ブ１６が置かれ、プローブ１６に送信ゲート１３を通過
した高周波パルスが供給てれ、プローブ１６中の原子核
スピンを９０倒すように励起する。送信ゲート１３が閉
になった後、プローブ１６から得られる核磁気共鳴信号
は、受信増幅器１７で増幅されて検波器１８へ供給され
る。基準ＲＦ発振器１］の出力は移相器１９で位相調整
され、基準信号として検波器１８へ供給され、受信増幅
器１７の出力が検波される。
この時、移相器１９は、プローブ１６よシの核磁気共鳴
信号の周波数が基準ＲＦ発振器１１０周波数と等しい場
合に、検波器１８の検波信号のＡＣ成分が苓になるよう
に調節されている。
信号の周波数が基準ＲＦ発振器１１０周波数と等しい場
合に、検波器１８の検波信号のＡＣ成分が苓になるよう
に調節されている。
検波器１８の出力はＡＤ変換器２１でテジタル信号に変
換されて制御部１４に取り適寸れる。制御部１４はこの
取り込丑れだ検波信号のＡＣ成分に対し、その絶対値に
ついてのみ積分し、更に演算処理をほどこして、その処
理結果の出力が、検波信号のＡＣ成分の周波数と一対一
に対応するようにする。この演算処理の結果は、ＤＡ変
換器２２でアナログ信号に変換されて電磁石電源２３に
供給され、電磁石１５の磁場強度の基準磁場強度に対す
る偏差がなくなるように電磁石電源２３が制御される。
換されて制御部１４に取り適寸れる。制御部１４はこの
取り込丑れだ検波信号のＡＣ成分に対し、その絶対値に
ついてのみ積分し、更に演算処理をほどこして、その処
理結果の出力が、検波信号のＡＣ成分の周波数と一対一
に対応するようにする。この演算処理の結果は、ＤＡ変
換器２２でアナログ信号に変換されて電磁石電源２３に
供給され、電磁石１５の磁場強度の基準磁場強度に対す
る偏差がなくなるように電磁石電源２３が制御される。
このようにして広いダイナミックレンジをもつ磁場制御
が可能となる。
が可能となる。
制御部１４の演算処理として、単に検波信号のＡＣ成分
の絶対値を積分するだけでなく、積分結果がＡＣ成分の
周波数の一次関数（あるいは電磁石制御に最適な関数）
に々るような補正処理をすることにより、磁場制御を広
い範囲にわたって最適化することもできる。この補正処
理は例えばメモリの中に書き込脣れているテーブルを参
照して行うことができる。
の絶対値を積分するだけでなく、積分結果がＡＣ成分の
周波数の一次関数（あるいは電磁石制御に最適な関数）
に々るような補正処理をすることにより、磁場制御を広
い範囲にわたって最適化することもできる。この補正処
理は例えばメモリの中に書き込脣れているテーブルを参
照して行うことができる。
〈効果〉
以上説明したように、この発明によれば、磁場の偏差の
広い範囲にわたって最適制御可能々ＮＭＲ−Ｌ ＯＣＫ
装置を実現することができる。
広い範囲にわたって最適制御可能々ＮＭＲ−Ｌ ＯＣＫ
装置を実現することができる。
図はこの発明によるＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置の一例を示す
ブロック図である。 １１：基準ＲＦ発振器、１３：送信ゲート、１４：制御
部、１５：電磁石、１６：プローブ、１８：検波器、１
９：移相器、２１：ＡＤ変換器、２２：ＤＡ変換器、２
３：電磁石電源。 特許出願人 旭化成工業株式会社 代理人 草野 卓
ブロック図である。 １１：基準ＲＦ発振器、１３：送信ゲート、１４：制御
部、１５：電磁石、１６：プローブ、１８：検波器、１
９：移相器、２１：ＡＤ変換器、２２：ＤＡ変換器、２
３：電磁石電源。 特許出願人 旭化成工業株式会社 代理人 草野 卓
Claims (3)
- （１）電磁石が発生する磁場中に置かれた原子核から、
核磁気共鳴信号を受信し、その信号から前記磁場の強度
変化を検知して、前記磁場強度の変動分を補正するよう
に前記電磁石の電源を制御」するＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置
において、前記核磁気共鳴信号を、基準発振器の信号で
検波する検波器と、その検波信号から直流成分を差し引
く手段と、その直流分が差し引かれた残シの交流成分を
一定時間積分して前記電磁石電源を制御する信号を得る
積分手段とを具備することを特徴とするＮＭＲ−ＬＯＣ
Ｋ装置。 - （２）前記積分手段は前記交流成分の絶対値を一定時間
積分し、交流取分の位相情報から磁場の変動方向を検出
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のＮＭＲ−ＬＯＣＫ装置。 - （３）特許請求の範囲第１項及び第２項記載の発明にお
いて、前記検波信号のＡＣ成分（あるいはその絶対値）
を一定時間積分した後、その値によって最適なフィード
バック量を得て、電源を制御することを特徴とするＮＭ
Ｒ−ＬＯＣＫ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031429A JPS59157548A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Ｎｍｒ−ｌｏｃｋ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58031429A JPS59157548A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Ｎｍｒ−ｌｏｃｋ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59157548A true JPS59157548A (ja) | 1984-09-06 |
| JPH0475471B2 JPH0475471B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=12330993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58031429A Granted JPS59157548A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Ｎｍｒ−ｌｏｃｋ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59157548A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54155089A (en) * | 1978-04-14 | 1979-12-06 | Varian Associates | Method and device for automatically fixing relation between magnetic field and frequency in nmr spectrometer |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58031429A patent/JPS59157548A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54155089A (en) * | 1978-04-14 | 1979-12-06 | Varian Associates | Method and device for automatically fixing relation between magnetic field and frequency in nmr spectrometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475471B2 (ja) | 1992-11-30 |
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