JPS5934137A - 核磁気共鳴映像法 - 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】 この発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）映像法に関し、さら
に詳しくは、磁界の変動による位置（ρう出のズレを補
償することができるＮＭＲ映像法に関する。

従来のＮＭＲ映像法の＃ｌとんどのものでは、測定空間
の位置に応じて大きざが異なる磁界を用いることにより
、ＮＭＲ個号とその発生位１ｉ、’ｔとを対応づけてい
る。　そこでｆｉｌ記磁界磁界きさが周囲温度や電源電
圧変動で変動すると、（１’ｔ、Ｉｉ￥検出のズレを生
じることになる。　位ｉｉｊ’／検出のズレけ、歪。

ボケ、チラッキ等として映像上にあられれる。

具体例をあけて説明すると、スピンワーブ法のある種の
ものでは、ＮＭＲ（ｉｉ号検出時に、ｉｌｌす定空間の
基準位置で０となりかつその前後で向きが俊わシ大きさ
が直線的に変化する勾配磁界と、位菅に関係しない一様
磁界とを加え合せた合成勾配磁界が印加される。　励起
信号は、一様磁界に対応したラーモア周波数の信号を用
いている。　そこで基準位１１′？からのＮＭＲ信号は
励起信号と同じ周波数となり、基準位置から変位した位
ｆｒ〆ｔからのＮＭＲ信号は励起信号の周波数から変位
による磁場勾配分だけ偏移した周波数になる。　つまり
、ＮＭＲ信号は、周波数偏移の形で、基準位１１１から
の変位として発生位１ｉ’／情報を含んでいる。　実際
に観測されるＮＭＲ信号は、多くの位置からのＮＭＲ信
号が重なシ合ったものとなるので、これを周波数で成分
に分け、励起信号を基準信号とじてその周波数と各成分
の周波数とを比較し、その周波数偏移から各成分の発生
位置の基準位置からの変位を検出している。　ところが
、磁界が変動したとすると、ＮＭＲ信号の周波数もこれ
に応じて変動するから、基準位置からのＮＭＲ信号の周
波数が励起信号の周波数と一致しなくなり、見かけ上の
基準位「ｔが変動し、その結果すべての位置検出がズし
て行われることになる。

そこで従来上記位置検出のズレを防ぐために、磁界を発
生するコイルの流度コントロールを行ったり、コイル電
流を安定化して磁界の変動を抑えることが行われている
が、装ｆｉ’ｔ　ＢＩ′ｉ成が複舛になる割には十分効
果を挙げられていない。　ｆ　ｆｔ　、磁気センサーと
帰還回路とを設けてコイル電流を負帰還制御し、磁界を
一定に保つことも提案されているが、装置の複雑化を招
くのでほとんど実施さ、　れていない。

この発明は、このような事情に貴みてなされたものであ
って、磁界の変動による位（１）７検出の変動を防止で
き、しかも装置ａの祖雑化を招かずに容易に実施できる
ＮＭＲ映像法を提供するものである。

すなわち、この発明は、位１１′Ｉに関係なく大きさが
一定の一様磁界のみを被測定物体に印加して核磁気共鳴
信号を得るステップ、その核磁気共鳴信号に基いて基準
信号を求めてこれを記憶するステップ、測定空間の基準
位置で大きさが０になりかつその前後位置で向きが逆に
なる勾配磁界と前記一様磁界とを共に被測定物体に印加
して核磁気共鳴信号を得るステップ、およびその核磁気
共鳴信号を前記基準信号と比較して核磁気共鳴信号の位
置を検出し被測定物体中のスピン密度分布を得るステッ
プからなる核磁気共鳴映像法を提供する。

以下、図面を参照しながら、この発明を詳１１１１に説
明する。　なお、測定空間は本来８次元であるが、公知
の方法で所定の２次元空間に限定され、さらにその２次
元空間のうちの成る１次元空間に公知の方法で限定され
たものとする。　捷だ、これら１次元空間の合成により
２次元空間すなわち映像を得るものとする。

第１図はこの発明の方法を実施するＮＭＲ映像装置の一
構成例を示すものであり、第２図はその作動の概略フロ
ーチャート図である。

ＮＭＲ映像装首（１）において、制御部旧１は、まず一
様磁界回路（３）および励起信号回路（４）を作動する
。

一様磁界回路（３）は、第８図罠示すように、測定空間
（Ｓ）での位ｔｆｆに関係なく大きざが一定値Ｈ，の一
様磁界（Ｍ２）を発生する。　励起信号回路（４）は、
一様磁界（Ｍ、）の大きさＨｏに応じたラーモア周波数
の高周波パルスを励起信号として発生する。

高周波パルスが印加されると、ＮＭＲ（、ｎ号が発生さ
れるので、これを受信してスペクトル分析部（５）で周
波数成分に分ける。　一様磁界（Ｍ、）の大きさけＨｏ
であるから％ＮＥＡＲ個号の周波鶴はラーモア周波数と
一致する。　以上の一理の処理１１第２図ｃ！ｌｌ　＠
に対応している。

次に制御部０１）は、基準周波数メモリー（Ｈ）に」二
記一様磁界（Ｍ、）下でのＮＭＩＩイ１ｆ−シＪの周波
数を記１．ごフさせる。　この処理Ｖｉ第２図ｔ２３１
に対応している。

次に制御部（Ｉｌ＋は、一様磁界回路（３）および励起
イ１１号回路（４）を作動し、その後、勾配磁界回路（
２１を作動させなからＮＭＲ信号を受信する。　勾配４
ｊ’Ｇ界回路（２）は、第８図に示すように、測定空間
（Ｓ）の規準位置（Ｐｌ）で０になりかつその前後で向
きが逆になり太きζが直線的に変化する勾配磁界（Ｍｌ
）を発生する。　そこで前記一様磁界（Ｍ２）と加え合
わざって第８図（Ａ）に示す合成勾配磁界（Ｍ３）が測
定空間（Ｓ）に印加これることになる。　　ＮＭｒＬ信
号は合成勾配磁界（Ｍ３）によって光生位１１′ｌに応
じた周波数偏移を受けζ受信されるＮＭＲ信号はそれら
の重ね合された信号となる。　スペクトル分析部（５）
は、受信され−ｆｃＮ　Ｍ　Ｒ信号を周波数成分に分け
、比較位置検出部（６）に送る。　比較位置検出部（６
）は、各成分の周波数と前記メモリー０１に記憶してい
た周波数とを比較し、偏移の大きさから発生位置を検出
する。　すなわち、偏移が０である成分を基準位置から
のＮＭＲ信号とみなし、偏移の大きさで基準位置からの
変位を相対的に決定する。　以上の一連の処理は第２図
ｔ２４１　（２５１■に対応している。

画像処理部（７）は、基準位置からの変位および対、応
するＮＭＲ信号をメモリー（９）に記憶し、１つの１次
元空間情報とする。　この処理は第２回置に対応してい
る。

画像処理部（７）は、１つの２次元空間を合成しうるだ
けの上記１次元空間情報を得るまで上記処理を繰返す。

　それから、それら１次元空間情報を合成する。　これ
らの処理は第２図（２）（２９１に対応している。

１次元空間情報を合成して２次元空間を構成する非常に
簡単なモデルを第５図に示す。　０１）〜ｌ３７１が１
次元空間情報であり、（ａ）〜（１）　１よプロトン密
度が非常に高い部分であるとする。　たとえば１次元空
間情報賄）によれば基ｎｊ＋位買（Ｐｌ）に高Ｗｉ度点
（ａ）があり、まｆＣたとえば１次元空間情報ｅｌｌｌ
によれば基準位置（Ｐ＋）より−δおよび＋ａだけ変位
した点に高密度点（ｄ）（ｅ）がある。　その他も同様
で、２次元空間として観れば、ひし形状に高密度点（ａ
ｌ〜Ｃ１）が分布していることが分る。

合成されｆｃ２次元空間すなわち画イタ；情報は、表示
部（８）で映像化される。　この処理は第２回国に対応
している。

さて、磁界が変動した場合について考えるが、一般に勾
配磁界（Ｍ□）よりも一様磁界（Ｈ２）の変動が問題で
ある。　これは磁界の大きさが比較にならないほど大き
いからである。　そこで第４図に示すように、一様磁界
（Ｍりの大きさがＨｏからＨ６＋△に増加した場合を考
える。

一様磁界（Ｈ２）だけを印加してＮＭＲ伯号を測定する
と、磁界の大きさが増加しているので、ＮＭＲ信号の周
波数も励起信号の周波数より大きい方に偏移した周波数
となる。　次に合成勾配磁界（Ｈ３）を印加してＮＭＲ
信号を測定すると、同じ位置から発生しｆｃＮ　Ｍ　Ｒ
信号でおっても磁界が増加しないときに比べてＦｉ９波
数が大きい方に偏移した周波数となる。　位「でｔ検出
では、一様磁界（Ｍ、）だけを印加して測定しｉＮＭＲ
信号の周波数を基準とし、合成勾配磁界（Ｈ３）を印加
して測定したＩＪＭＲ信号の各周波数成分の周波数偏移
を求めるから、磁界が増加したことで生じた周波数偏移
は結局相殺されてし捷う。　つまり同じ位置から発生し
六ＮＭＲ信号に対応する周波数偏移は、磁界の増加の影
響を受けないことになる。

一方、従来は、励起信号の周波数すなわち磁界の増加の
ないときの一様磁界（Ｈ２）の大きさＨ８に対応したラ
ーモア周波数を基準として周波数偏移を求めていたから
、磁界が増加したときには、同じ位１１！１から発生し
たＮＭＲ信号に対応する周波数偏移も増加してしまう。

　そこで、第４図に示すように、合成勾配磁界（Ｈ３）
の大きさがＨ６となる位’Ｃ，（ｐｇ）を基準位置と判
断してしまい、真の基準位置（Ｐｌ）を前記見かけ上の
ノ、イ準位１ｉ”１．　（Ｐ２　）からδだけ変位した
位置と判ｔｒｒしてし１うことになる。　第６図は、−
次元空間情鰻（３３°）で磁界の増加が生じたものを従
来方法で映像化したモデルを示している。　第６図を見
れば明らかなように、従来方法では映像に歪を生じてい
るが、この発明の方法によれば映像に歪を生じない。

他の実施態様としては、第２図において処理（財）から
処理２＋１へ戻らずに処理（２４）に戻るもの、つ才り
１つの画像情報を測定する前に１回だＶ）一様磁界下で
ＮＭＲ信号を測定しそれを基１９℃信号とするものが挙
げられる。　−１：た、１連の測定の直ネ１１．中間、
直後に一様磁界下でＮＭＲ信号ｒ測定しそ１１らを補間
按分処理し、１連の測定で得られた各結果に対して各々
別個に基準を設定するものなどが挙げられる。

一様磁界下でＴｈＴ　Ｍ　Ｒ信号を測定するタイミング
や回数および得られたＮＭＲ佃号から、す；３（／（イ
ｊ、７号を得る処理は、磁界の変動傾向を考慮して、上
記実施態様の中からおよび当業者が考えうる他の実施態
様の中から適宜選択される。

以上の説明から理１解されるように、この発明は、一様
磁界だけを加えてＮＭＲ信号を測定することと、それに
より得られたＮＭＲ信号を基準信号とすることとを特徴
とするものであシ、これによって磁界変動による位置検
出のズレを補正できるから、画像上の歪を防止できる外
、多数の画像の比較や加算、減算を誤差なく行うことが
でき、また、磁界を安定化するための装置的負担を軽減
することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施する装置の一例の構成説
明図、第２図は第１図に示す装置の作動のフローチャー
ト、第８図および第４図は測定空間における位１１°イ
と磁界の強きのグラフ、第５図および第６図は映像の模
式図である。 （１）・・・核磁気共鳴映像装置、（２）・・・勾配磁
界回路、側部、（０）・・・被測定物体、（Ｍ　ｓ　）
・・勾配磁界、（Ｍ２）・・・一様磁界、（Ｍ３）・・
・合成勾配磁界４ｓ＞・・・測定空間、（Ｐｌ）・・・
基準位置。 代理人　弁理士　野河信太部　゛ 第３図 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、位置に関係なく大きさが一定の一様磁界のみを被測
   定物体に印加して核磁気共鳴信号を得るステップ、 その核磁気共１！９伯号に基いて基準信号を求めてこれ
   を記憶するステップ、 測定空間の基準位置で大きさが０になりかつその前後位
   置で向きが逆になる勾配磁界と前記一様磁界とを共に被
   測定物体に印加して核磁気共鳴信号を得るステップ、お
   よび その核磁気共鳴信号を前記基準信号と比較して核磁気共
   鳴信号の位置を検出し被測定物体中のスピン密度分布を
   得るステップからなる核磁気共鳴映像法。 ２、核磁気共鳴信号と基準信号の比較が、周波数におけ
   る比較であり、周波截の偏移により核磁気共鳴信号の位
   「ｔを検出するｊＩ’Ｉ求の範囲第１項記載の核磁気共
   鳴映像法。