JPS5938636A - 核磁気共鳴装置 - Google Patents

核磁気共鳴装置

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JPS5938636A
JPS5938636A JP57149773A JP14977382A JPS5938636A JP S5938636 A JPS5938636 A JP S5938636A JP 57149773 A JP57149773 A JP 57149773A JP 14977382 A JP14977382 A JP 14977382A JP S5938636 A JPS5938636 A JP S5938636A
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    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3621NMR 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
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    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console

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、核磁気共鳴現象を利用して、波検体中に存在
する特定の原子核のスピン密度または緩和時間の分布を
画像化する核磁気共鳴装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
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、その周波数情報および位
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。検波して得た2種の核磁気共鳴信
号Fc(t)、Fs(1)は、原子核のスピン密度また
は緩和時間を反映した周波数スペクトルp(ω)と第1
式および第2式に示す関係にある。
ここでp(ω);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;検波時の参照波と信号の位相差 しかしながら、前記第1式および第2式に示す関係を有
する2信号Fc(t)、Fs(1)をそのまま複素フー
リエ変換すると、たとえば第1図(b)および第1図(
c)に示すFc(t)、Fs(t)から第1図(d)に
示すようなp(ω)が得られ、画像化に必要な第1図(
a)のよりなp(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式および第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
共鳴装置においては、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
の位相を移相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、調整にき
わめて長い時間がかかり、実用的でない。
〔発明の目的〕
この発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、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
と核共鳴信号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
を目的上する。
〔発明の概要〕
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、核磁気共
鳴現象により誘起される核磁気共鳴信号を、その共鳴周
波数の位相が互いに90°異なる2つの参照波で位相検
波して、2信号に分離した後、前記信号をデジタル化す
ることにより、特定の原子核のスピン密度および緩和時
間を画像化する核磁気共鳴装置において、入力する前記
デジタル化した検波信号を処理して周波数スペクトルを
出力する際に、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を具備することを特徴とす
るものである。
〔発明の実施例) 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式および第2式で表
わされる。前記第1式および第2式を展開すると、 核磁気共鳴信号と参照波との位相差Δ0による周波数ス
ペクトルp(ω)の歪をなくするためには先ず、位相差
Δ0の値を求めなければならない。
位相差Δθの値を知るために2種の方法がある。
その1 pc(t)2−+vW(o2は、核磁気共鳴信号を誘起
する磁化の大きさに比例した値を示す。
したがつてFc(t)2+Fs(t)2とF。(t)2
−1−Fg(t)2は同一である。
p(ω)≧0なので2B(1)、(4)式よりt=oで
(d)、(e)式より’c(t)2+Fg(t)21j
最大となる。
ゆえにF≦(t)2=Hパ≦(t)2もt=oで最大と
なる。そのときのF≦(t)、F≦(りは、 これらより第2図が導かれる。
位相差Δ0はF簀t)およびF:3(t)から第5式に
従つて求めることができる。
tmax:Fc(t)2+Fs(t)2が最大のときの
時刻その2 前記第1式および第2′式よりFe(t)およびF、(
t)を解くと、第6式および第7式が得られる。
F(!(t)およびF’、(t)を複素空間座標で示す
と、第8式のようになる。
ここでjは虚数単位 ここで、F(t)=Fc(t)+jFs(t)、r’(
t)””Fc(t)+jr’;(t)とおくと、第8式
は第9式となる。
第9式を複素フーリエ変換すると周波数スペクトルp(
w)は次のように表わされる。
ここでpA(ω)、p;<、、、)はそれぞれF算)を
複素フーリエ変換した実数部、および虚数部を表わす。
また第10式を変形すると、 p(ω)は実関数であるから、第11式の虚数部は0と
なるので、 求めることができる。
以上の方法により求めたΔθにより、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
トルを得ることができる。
そのl 第5式で求めたΔθと観測された信号F≦(t、)、F
;(t)とから第6式および第7式に従つてF(!(t
)、Fs(t)を求め、次いでp’c(t)−FR(t
)をフーリエ変換することにより周波数スペクトルを求
める。
その2 観測された信号FI′(t)、Fシ(t)を複素空間座
標系に変換した後フーリエ変換し、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
トルを求める。
その3 観測された信号F≦(t)、F≦(1)を複素空間座標
系に変換した後フーリエ変換し、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
トルを求める。
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。
第3図においで、被検体lは、静磁場H、内に配置され
ると共に、静磁場H6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中の特定核種たとえば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および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、6B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
Fc(t)、Fs(1)に分離する。分離された2信号
Fc(t)、Fs(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10A10Bでデジタル化された2
信号Fc(t)、Fs(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〜第6図
に示すいずれかの手順に従つた演算を実行し、投影デー
タp(i)を画像処理装置12に出力するよう溝成され
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Fc(1)、Fs(i)に
つき、が最大値MaxとなるときのFe(imax)、
Fs(imax)を求める。次いで、Maxを算出し、
Fa(imax)とMaxとからsmΔθを、Fc(i
max)とMaxとからC−θを求め、郭Δ0、stn
Δθ。
F二(i)およびF≦(i)から第6式および第7式に
従ツてFC(i)rFB(1)を求める。なおNFFT
はフーリエ変換点数であり、たとえばN回の計算を行な
うと、フーリエ変換をすべきFe(t)、Fc(z)・
・・Fc(N)、Fp(1)、Fs(2)・・・Fs(
N)のデータを得ることができる。得られたFc(+)
、Fs(’)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P
(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「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Fc(i)!Fs(i)
につき、第4図に示す手順と同様にしてC肯ΔθlCQ
9Δθを求める。次いで、F訳i)およびF二(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、
得られた直(1)*pH(t)lμsΔθおよび副Δθ
から、第11式の実数部に従つてp(i)を求める。な
お、NDATAは信号点数であり、たとえばN回の計算
を行なうと、周波数スペクトルとしてp(1)、p(2
)・・・p(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Fe(i)およびFs(+)を
複素空間座標系に変換した後第9式および第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、萌Δθを求める。そして
、前記フーリエ変換によつて得られたPR(1)IpH
(1)、求めたS石Δθ、鳴Δθから第11式の実数部
に従つてp(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
原子核たとえばH’のスピン密度、緩和時間の画像処理
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Fe(i)、Fa(
1)あるいは2信号FC(i)、Fg(1)をフーリエ
変換して得られる周波数スペクトルp(i)について、
参照波と核磁気共鳴信号との位相差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。
〔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。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)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)および(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図は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図および第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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁気共鳴現象により誘起される核磁気共鳴信号を
    、その共鳴周波数の位相が互いに90°異なる2つの参
    照波で位相検波して、2信号に分離した後、前記信号を
    デジタル化することにより、特定の原子核のスピン密度
    および緩和時間を画像化する核磁気共鳴装置において、
    入力する前記デジタル化した検波信号を処理して周波数
    スペクトルを出力する際に、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を具備するこ
    とを特徴とする核磁気共鳴装置。
  2. (2)前記位相補正処理手段が、入力する前記デジタル
    化した検波信号について位相補正処理をし、次いでフー
    リエ変換するデ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. (3)前記位相補正処理手段が、入力する前記デジタル
    化した検波信号をフーリエ変換し、次いで位相補正をす
    るデジモ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。
JP57149773A 1982-08-28 1982-08-28 核磁気共鳴装置 Granted JPS5938636A (ja)

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