JPS5954952A - 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴による検査方法及び検査装置Info
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- JPS5954952A JPS5954952A JP57165228A JP16522882A JPS5954952A JP S5954952 A JPS5954952 A JP S5954952A JP 57165228 A JP57165228 A JP 57165228A JP 16522882 A JP16522882 A JP 16522882A JP S5954952 A JPS5954952 A JP S5954952A
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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
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
- G01R33/482—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space using a Cartesian trajectory
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴(nuclear magnst
la reso−+ 51 nanee)(以下これを[NMRJと略称するY現象
を利用して、被検体内における特定原子核分布等を被検
体外部より知るようにした核磁気共鳴による検査方法及
び検査装置に関するものである。
la reso−+ 51 nanee)(以下これを[NMRJと略称するY現象
を利用して、被検体内における特定原子核分布等を被検
体外部より知るようにした核磁気共鳴による検査方法及
び検査装置に関するものである。
本発明の説明に先だって、はじめにNMRの原理につい
て概略を説明する。
て概略を説明する。
原子核は、陽子と中性子とからなっており、これらは全
体として、核スヒ“ン角運動量fで回転しているとみな
される。 □ 第1図は、水素の原子核(−H)を示したもので、(イ
)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン量子数1
/2で表わされる回転をしている。ここで陽子Pは、(
ロ)に示すように正の電荷e+をもっているので、原子
核の回転に従い、磁気モーメント7が生ずる。すなわち
、一つ一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さ
な磁石とみなせる。
体として、核スヒ“ン角運動量fで回転しているとみな
される。 □ 第1図は、水素の原子核(−H)を示したもので、(イ
)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン量子数1
/2で表わされる回転をしている。ここで陽子Pは、(
ロ)に示すように正の電荷e+をもっているので、原子
核の回転に従い、磁気モーメント7が生ずる。すなわち
、一つ一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さ
な磁石とみなせる。
第2図は、この点を模式的に示した説明図で、鉄のよう
な強磁性体では、この微小磁石の方向が(イ)に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合、微小磁(4) 石の方向(磁気モーメントの向き)は(ロ)に示すよう
にランダムであって、全体として磁化は見られない。
な強磁性体では、この微小磁石の方向が(イ)に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合、微小磁(4) 石の方向(磁気モーメントの向き)は(ロ)に示すよう
にランダムであって、全体として磁化は見られない。
ここで、このような物質に、2方向の静磁場HOを印加
すると、各原子核がHaの方向に揃う(核のエネルギ準
位が2方向釦量子化される)。
すると、各原子核がHaの方向に揃う(核のエネルギ準
位が2方向釦量子化される)。
第3図(イ)は、水素原子核についてこの様子を示した
ものである。水素原子核のスピン量子数は1/2である
から、′第3図(ロ)に示すようにミー1/2と+17
2の2つの準位に分かれる。2つのエネルギー準位間の
エネルギー差ΔEは、(1)式で表わされる。
ものである。水素原子核のスピン量子数は1/2である
から、′第3図(ロ)に示すようにミー1/2と+17
2の2つの準位に分かれる。2つのエネルギー準位間の
エネルギー差ΔEは、(1)式で表わされる。
iE’ ” rhHo ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(1)ただし、r:磁気回転比 h −ム72K hニブランク定数 ここで各原子核には、静磁場Haによって、μ X
1(。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(1)ただし、r:磁気回転比 h −ム72K hニブランク定数 ここで各原子核には、静磁場Haによって、μ X
1(。
なる力が加わるので、原子核はZ軸のまbつを、(2)
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
ω=γHo (ラーモア角速rt)・・・・・・・・・
・・・↓・・(2)この状態の系に角速度すに対応する
周波数の電磁波(通常ラジオ波)を印加すると、共鳴が
□おこり、原子核は(1)式で示されるエネルギー差Δ
Eに相当するエネルギーを吸収して、高い方のLr−3
F、ルギー準位に遷移する。核スピン角運動量を持つ原
子核が数種類混在していても、各原子核によって磁気回
転比rが異なるため、共鳴する廁疲数バ異なり、したが
って特定の原子核の共鳴のみをとりだすことができる6
また、その共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在量も
知ることができる。また、共鳴後、緩和時間と呼ばれる
時定数で定まる時間の後に高い準位へ励起された原子核
は、低い単位へもどる。この緩和時間の5ち、特にT1
と呼ばれるスピン−格子間緩和時間(縦緩和時間)は、
各化合物の結合の仕方に依存している時定数であり、正
常組織と悪性腫瘍とでは、瞳が大きく異なることが知ら
れている。
・・・↓・・(2)この状態の系に角速度すに対応する
周波数の電磁波(通常ラジオ波)を印加すると、共鳴が
□おこり、原子核は(1)式で示されるエネルギー差Δ
Eに相当するエネルギーを吸収して、高い方のLr−3
F、ルギー準位に遷移する。核スピン角運動量を持つ原
子核が数種類混在していても、各原子核によって磁気回
転比rが異なるため、共鳴する廁疲数バ異なり、したが
って特定の原子核の共鳴のみをとりだすことができる6
また、その共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在量も
知ることができる。また、共鳴後、緩和時間と呼ばれる
時定数で定まる時間の後に高い準位へ励起された原子核
は、低い単位へもどる。この緩和時間の5ち、特にT1
と呼ばれるスピン−格子間緩和時間(縦緩和時間)は、
各化合物の結合の仕方に依存している時定数であり、正
常組織と悪性腫瘍とでは、瞳が大きく異なることが知ら
れている。
ここでは、水素原子核(′H)について説明したが、こ
の他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定を
行なうことが可能であり、水氷原子核以外k、リン原子
核(51’P ”)”’ 、炭素原子核(13’r、
j’ :’ナトリウム原子核(28Nm )、フリ素原
子核(倉9ψ)す酸氷慮子核(it O’)等に適用可
能である。 □ □このように、NMRによっそ、特定原子核の存在量お
よびその緩蜘時間を測定することができるので、物質内
の特定原子核についての種々の化学的情報を得ることに
より;i績体内めi々の検査を行なうことができる。
の他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定を
行なうことが可能であり、水氷原子核以外k、リン原子
核(51’P ”)”’ 、炭素原子核(13’r、
j’ :’ナトリウム原子核(28Nm )、フリ素原
子核(倉9ψ)す酸氷慮子核(it O’)等に適用可
能である。 □ □このように、NMRによっそ、特定原子核の存在量お
よびその緩蜘時間を測定することができるので、物質内
の特定原子核についての種々の化学的情報を得ることに
より;i績体内めi々の検査を行なうことができる。
従来より、とのようなNMkを輌1用した検査装置とし
そ、X線CTと同様な原理で、被検体の仮想輪切り部分
島プ巳トンを励起し、各プロジェクシロレに対応するN
MR典鳴信号を、被検体の数多くの方向について求め、
被検体の各位置におけるNMR共鳴徊号強度を再構成法
によっ上京めるものがある。
そ、X線CTと同様な原理で、被検体の仮想輪切り部分
島プ巳トンを励起し、各プロジェクシロレに対応するN
MR典鳴信号を、被検体の数多くの方向について求め、
被検体の各位置におけるNMR共鳴徊号強度を再構成法
によっ上京めるものがある。
第4図は、このような従来装置における検査手法の一例
を□説明するための動作波形図である。
を□説明するための動作波形図である。
被検体に、はじめに第4図(ロ)に示すように2勾配磁
場GZと、(イ)に示すように細い周波数スペクト(7
) ル(f)のRFパルス(90°パルス)を印加する。こ
の場合、ラーモア角速度ω=γ(Ha+ΔG′z)とな
る面だけのプロトンが励起され、磁化Mを第5図に示す
ようなωで回転する回転所−系上に示せば、図示するよ
うにy′軸方向に90°向きを変えたものとなる。続い
て、第4図(ハ)に示すようにX軸方向勾配磁場aXを
所定の時間txだけ加え、これによ□うそ磁化Mの位相
を(3)式に示すjうにX軸方向に目盛付する。
場GZと、(イ)に示すように細い周波数スペクト(7
) ル(f)のRFパルス(90°パルス)を印加する。こ
の場合、ラーモア角速度ω=γ(Ha+ΔG′z)とな
る面だけのプロトンが励起され、磁化Mを第5図に示す
ようなωで回転する回転所−系上に示せば、図示するよ
うにy′軸方向に90°向きを変えたものとなる。続い
て、第4図(ハ)に示すようにX軸方向勾配磁場aXを
所定の時間txだけ加え、これによ□うそ磁化Mの位相
を(3)式に示すjうにX軸方向に目盛付する。
rLx、ft、edt−Gx = 2πn・・・・・・
―・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(3)ただし、r:磁気回転比 Lx:x方向の被検体長さ n:整数(n=−−−+1.・・・、−1゜o、+’1
.・・・、亙−1) N=x方向の分割数 続いて、第4図G)に示すようにy軸方向勾配磁場Gy
を印加し、この下で第4図(ホ)に示すようにNMR共
鳴信号を検出する。y軸方向は、ラーモア角速度で目盛
付けを行なう。ここで、磁化Mば、第5図(−)に示す
ように磁場の禾均−性によって、(8) X・、y・面内で矢印方向に次第に分散してゆくので、
やがて、mMu #−倍信号減少し、第4図(ホ)に示
す登うに1時間経過して無くなる。
―・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・(3)ただし、r:磁気回転比 Lx:x方向の被検体長さ n:整数(n=−−−+1.・・・、−1゜o、+’1
.・・・、亙−1) N=x方向の分割数 続いて、第4図G)に示すようにy軸方向勾配磁場Gy
を印加し、この下で第4図(ホ)に示すようにNMR共
鳴信号を検出する。y軸方向は、ラーモア角速度で目盛
付けを行なう。ここで、磁化Mば、第5図(−)に示す
ように磁場の禾均−性によって、(8) X・、y・面内で矢印方向に次第に分散してゆくので、
やがて、mMu #−倍信号減少し、第4図(ホ)に示
す登うに1時間経過して無くなる。
以下、熱平衡状態に戻る雀□でτ゛時間って、次のシー
ケンスを繰り□返す。この際、X軸方向勾配磁場Gxを
印加する所定時間txは、(6)式で決まる値÷N回繰
り返される。そして、N回のシーケンスで得られたNM
R共鳴信号を2次元フーリエ変換することによって、面
内のプロトン密度−像を得ることができる。
ケンスを繰り□返す。この際、X軸方向勾配磁場Gxを
印加する所定時間txは、(6)式で決まる値÷N回繰
り返される。そして、N回のシーケンスで得られたNM
R共鳴信号を2次元フーリエ変換することによって、面
内のプロトン密度−像を得ることができる。
このような動作をなす従来装置においては、第4図にお
いて、NMR共鳴信号が無くなるまでの時間τは、10
〜bOmBで元るが、次のシーケンスに移るまでの所定
□時間τ′は、緩和時間T1のため1sec程度は必要
となる。それ故に、X一方向の分割数Nを例□えば10
0程度とすれば、その測定に少なくとも2分以上の長い
時間を必要とする。
いて、NMR共鳴信号が無くなるまでの時間τは、10
〜bOmBで元るが、次のシーケンスに移るまでの所定
□時間τ′は、緩和時間T1のため1sec程度は必要
となる。それ故に、X一方向の分割数Nを例□えば10
0程度とすれば、その測定に少なくとも2分以上の長い
時間を必要とする。
ここにおいて、本発明は、従来の手法及び装置における
このような欠点を除去することを目的になされたもので
ある□。
このような欠点を除去することを目的になされたもので
ある□。
本発明に堡る方法を、工1.呼化1シが砂11時間T1
により熱平衡状態(Mやり’mif向ケ向≦)5なるま
で待たず、パルス系列を用いて、磁4H2をz’軸方向
へ強制的に向1するようにした点、及び、特定部分から
のNMR共鳴信号を2早上の次元アフー、リエ変換する
ようにした点に特徴かあ、る。、:。
により熱平衡状態(Mやり’mif向ケ向≦)5なるま
で待たず、パルス系列を用いて、磁4H2をz’軸方向
へ強制的に向1するようにした点、及び、特定部分から
のNMR共鳴信号を2早上の次元アフー、リエ変換する
ようにした点に特徴かあ、る。、:。
第6図は本発明の手法な壺現すヤチめの装置の一実施例
の構成を示すブロック甲で今歪。図にセいて、1は一様
静磁場Ho (この磁場や方向を2方向とする)を発生
させるための静磁!用コイル、2はこの静磁場用コイ、
ル1や制御回腎で、例えヅ直流安定化電源を含ん夕いる
。靜佛場用フィル1゜によって発生する磁束の声変T(
oは、s O,、,1’r程度であり、また均一度はり
一4以上であることが望ましい。
の構成を示すブロック甲で今歪。図にセいて、1は一様
静磁場Ho (この磁場や方向を2方向とする)を発生
させるための静磁!用コイル、2はこの静磁場用コイ、
ル1や制御回腎で、例えヅ直流安定化電源を含ん夕いる
。靜佛場用フィル1゜によって発生する磁束の声変T(
oは、s O,、,1’r程度であり、また均一度はり
一4以上であることが望ましい。
3は勾配呻場用コイルを総括的(祢したもつ、4はこの
勾配磁場用コイル30制御回路である。
勾配磁場用コイル30制御回路である。
第7図(イ)は勾配磁場用コイル3の一例を示す構成図
で、2勾配磁場用コイル”+ y仰配轡場用コイル5
2. s8.図示してないがy勾配磁場用コイル32、
53と同じ形であって、90°回転、して設置をれるX
勾配磁場用コイルを含んでいる。こや勾配磁場用コイル
5は、〒様1静磁場I■、oと同一方向磁帰で、x、、
y、z軸方向にそれぞれ直線勾配なシつ磁場を発生す、
る。60は制御回路4のコントローラである。、、。
で、2勾配磁場用コイル”+ y仰配轡場用コイル5
2. s8.図示してないがy勾配磁場用コイル32、
53と同じ形であって、90°回転、して設置をれるX
勾配磁場用コイルを含んでいる。こや勾配磁場用コイル
5は、〒様1静磁場I■、oと同一方向磁帰で、x、、
y、z軸方向にそれぞれ直線勾配なシつ磁場を発生す、
る。60は制御回路4のコントローラである。、、。
5は被検竺に細り周波数スペクトルfのREパルスを電
磁波として長える励磁コイルで、その構成を第7図(ロ
)Ic示す。
磁波として長える励磁コイルで、その構成を第7図(ロ
)Ic示す。
6は測足しよう、とする原子核のNMR共鳴条件に対応
する周波数(例えばプロトンでは、42.6 MH2/
、T)の信号を発生する発振器で、その出力は、コント
ローラ60からの信号によって開閉が制御されるゲート
回路61、パワーアンプ62を介して励磁コイル5に印
セロされ千いる。7&本被検体におけるNMR共鳴信号
を検出するための検出ヲィルで、その構成畔第7図(ロ
)に示す励磁コイルと同じで、励磁コイル5に対して9
0°回転して設置されている。
する周波数(例えばプロトンでは、42.6 MH2/
、T)の信号を発生する発振器で、その出力は、コント
ローラ60からの信号によって開閉が制御されるゲート
回路61、パワーアンプ62を介して励磁コイル5に印
セロされ千いる。7&本被検体におけるNMR共鳴信号
を検出するための検出ヲィルで、その構成畔第7図(ロ
)に示す励磁コイルと同じで、励磁コイル5に対して9
0°回転して設置されている。
なお、この検出コイルは、被検体にできるだけ近接して
設置されることが望ましいが、必要に応じて、励磁コイ
ルと兼用させてもよい。
設置されることが望ましいが、必要に応じて、励磁コイ
ルと兼用させてもよい。
(11)
71は検出フィル7を)ら得られるg、M、y共鳴、信
号(FID : free Induction de
c、ay、 )を!中下する増巾器、72は位相検波回
路、73は筋相検波亭埜た増巾器71からの波形信うを
記隼するつr、 −−yイモリ回路で、A/D変換器を
含んでいる。8畔つ、工下ブメモリ回路73からの信号
を例えば光ファイバで構成さリヤ・
1 伝送路74を介して入力し、所定の償竺処理を婢して断
層像を得るコンビーータ、9ワ雫られた暫、層像を表秤
するテレビジ、ン雪二、ター?ような表示器である。
号(FID : free Induction de
c、ay、 )を!中下する増巾器、72は位相検波回
路、73は筋相検波亭埜た増巾器71からの波形信うを
記隼するつr、 −−yイモリ回路で、A/D変換器を
含んでいる。8畔つ、工下ブメモリ回路73からの信号
を例えば光ファイバで構成さリヤ・
1 伝送路74を介して入力し、所定の償竺処理を婢して断
層像を得るコンビーータ、9ワ雫られた暫、層像を表秤
するテレビジ、ン雪二、ター?ような表示器である。
このよう′構盛した装置の動作を・:次〒第8図及び第
9図を参興しながらqq、、す、る。 、 。
9図を参興しながらqq、、す、る。 、 。
まず、はじめに、制御回路2は!卑場用了、イル′に電
流を流し、被検、体(被検体は雫・イルの一筒内に設置
される)に静磁場Hoを4些た状、態とする。この状態
において、コントO−Tう6.C1,4% 5.、はじ
めに制御回路4を介シで2勾配磁場用コイ、ル51に電
流を流し、第13[4(+−1に示、fようVcη勾配
磁場Gz+を与える。また、Gz十が与えら、撃ている
下で、ゲート回路61を開とし、発振器6からの信号を
増(12) 巾器62を介、して励磁コイルSVc印加し、軍8図(
イ)に示すように細いスペクトルを持った90°パルス
で、被検体の1回を励起する。なお、第8図(ロ)にお
いて、GZ+に続<、 Gz−は、S/N比を良好にす
るためでつって、公知の手法である。
流を流し、被検、体(被検体は雫・イルの一筒内に設置
される)に静磁場Hoを4些た状、態とする。この状態
において、コントO−Tう6.C1,4% 5.、はじ
めに制御回路4を介シで2勾配磁場用コイ、ル51に電
流を流し、第13[4(+−1に示、fようVcη勾配
磁場Gz+を与える。また、Gz十が与えら、撃ている
下で、ゲート回路61を開とし、発振器6からの信号を
増(12) 巾器62を介、して励磁コイルSVc印加し、軍8図(
イ)に示すように細いスペクトルを持った90°パルス
で、被検体の1回を励起する。なお、第8図(ロ)にお
いて、GZ+に続<、 Gz−は、S/N比を良好にす
るためでつって、公知の手法である。
この時点toにおいては、磁化Mは第9図(イ)の回転
座標系(示すようにy゛軸方向に90°向きケ変えろ。
座標系(示すようにy゛軸方向に90°向きケ変えろ。
続いて、X勾配磁場用コイル32に所定の時間tx1だ
げ電流を流し、第B図C→に示すように所定の大きさの
X軸方向勾配磁場Gx、を所定時間だけ印加する。これ
によって磁化Mの位相な(3)式に示すようにX軸方向
に1轡付する。続いて、第8図に)に示すようにy軸方
向勾配、磁場を印加し、この下で、第8図(ホ)に示す
ように検出コイル7によってNMR共鳴信号をデータE
1と(て検出する。ここで、NMlを共鳴信号、が検出
され千、いる時点(例えばtlの時点)では、磁化Mは
、第9図(口IVc示すように、破線矢印方向に次第に
、分散してゆく途中にあるので。
げ電流を流し、第B図C→に示すように所定の大きさの
X軸方向勾配磁場Gx、を所定時間だけ印加する。これ
によって磁化Mの位相な(3)式に示すようにX軸方向
に1轡付する。続いて、第8図に)に示すようにy軸方
向勾配、磁場を印加し、この下で、第8図(ホ)に示す
ように検出コイル7によってNMR共鳴信号をデータE
1と(て検出する。ここで、NMlを共鳴信号、が検出
され千、いる時点(例えばtlの時点)では、磁化Mは
、第9図(口IVc示すように、破線矢印方向に次第に
、分散してゆく途中にあるので。
検出コ、イル7で検出されるNMR共鳴信号は、時間と
ともに次第に減衰する。この信号は、増巾器71で増巾
され、位相検波回路72で位相□検波され、ウェーブメ
モリ回路73を介してフジピユータ8に印加される。な
お、y軸方向はラーモア周波数で目盛付される。これま
での動作&ま従来装置と同様で地る。
ともに次第に減衰する。この信号は、増巾器71で増巾
され、位相検波回路72で位相□検波され、ウェーブメ
モリ回路73を介してフジピユータ8に印加される。な
お、y軸方向はラーモア周波数で目盛付される。これま
での動作&ま従来装置と同様で地る。
NMR共鳴信号が無くなるまヤの7時間経過後、コント
ローラ60は、再び2勾配磁場用フイル31に電流を流
し、第8図(ロ)に示すようにi勾配磁場Gz+を与え
るとともに、ゲート回路61を開とし、励磁コイル5に
電流を流し、今度は第8図(イ)に示すように180°
−Xパルス(180°−Xは発振器2からの信号の位相
を反転したもの)を印加する。続いて、第8図(ニ)に
示すようたy勾配磁場用コイル潰電流を□流し、前回と
同様の*きさの磁場Gyを印加し、続いて、第8図(→
に示すようにX勾妃磁塙用コイルに前回と同様に所定時
間t工1だ(す電流を流し、第8図(ハ)に示すように
、X軸方向勾配磁場(ryeを所定時間txtだけ印加
させる。 1180°−Xパルスを印加すると、
分散した磁化Mは第9図(ハ)に示すように再び集合し
始め、検出フィル7かちは、第・6図(ホ)に示すよう
に次第に増大する持MR共鳴信号(この信号源エコー信
号と呼ぶ)が□検出される。1Ba°−Xパルスを印加
してから、7時間経過後、エコー信号は第8図(ホ)に
示すように最大とな□る。□このエコー信号はτ□待時
間間、被検体の状態が変らないものとすれば、はじめに
出力されたNMR共鳴信号と時間軸に対して対称な信号
波形となる。この時点t□3で、ゲート回路61を開と
し、CZ+の下で励磁コイル5に電流を流し、今度は第
8図(イ)に示すように90°ぶルスを印加し、磁化M
を2′軸方向に強制的に向は本。この時A t’sでは
、磁化Mは、第9図に)に示すように、緩和時間T2の
ために′zI軸に二数せず、少し分散した状:態にある
。
ローラ60は、再び2勾配磁場用フイル31に電流を流
し、第8図(ロ)に示すようにi勾配磁場Gz+を与え
るとともに、ゲート回路61を開とし、励磁コイル5に
電流を流し、今度は第8図(イ)に示すように180°
−Xパルス(180°−Xは発振器2からの信号の位相
を反転したもの)を印加する。続いて、第8図(ニ)に
示すようたy勾配磁場用コイル潰電流を□流し、前回と
同様の*きさの磁場Gyを印加し、続いて、第8図(→
に示すようにX勾妃磁塙用コイルに前回と同様に所定時
間t工1だ(す電流を流し、第8図(ハ)に示すように
、X軸方向勾配磁場(ryeを所定時間txtだけ印加
させる。 1180°−Xパルスを印加すると、
分散した磁化Mは第9図(ハ)に示すように再び集合し
始め、検出フィル7かちは、第・6図(ホ)に示すよう
に次第に増大する持MR共鳴信号(この信号源エコー信
号と呼ぶ)が□検出される。1Ba°−Xパルスを印加
してから、7時間経過後、エコー信号は第8図(ホ)に
示すように最大とな□る。□このエコー信号はτ□待時
間間、被検体の状態が変らないものとすれば、はじめに
出力されたNMR共鳴信号と時間軸に対して対称な信号
波形となる。この時点t□3で、ゲート回路61を開と
し、CZ+の下で励磁コイル5に電流を流し、今度は第
8図(イ)に示すように90°ぶルスを印加し、磁化M
を2′軸方向に強制的に向は本。この時A t’sでは
、磁化Mは、第9図に)に示すように、緩和時間T2の
ために′zI軸に二数せず、少し分散した状:態にある
。
この状態から少しの時間τ0経過後、緩和によって□磁
化Mばv’j軸に一致する。ここで、t3の時点から、
磁化Mが2″軸忙一致するまでの時間τ0は、t3の時
点では磁化Mがzl軸から僅かに分散しているだけであ
るところから、緩和時間T1に比較して十分短かく、例
えば50m5’程度でよい。 ′□(15) 11時間経過した時点で、第1回目のシーケンスが終了
し、以後、同様のシーケンスを繰り返す。
化Mばv’j軸に一致する。ここで、t3の時点から、
磁化Mが2″軸忙一致するまでの時間τ0は、t3の時
点では磁化Mがzl軸から僅かに分散しているだけであ
るところから、緩和時間T1に比較して十分短かく、例
えば50m5’程度でよい。 ′□(15) 11時間経過した時点で、第1回目のシーケンスが終了
し、以後、同様のシーケンスを繰り返す。
各シーケンスでは、被検体て与えるX軸方向勾配磁場G
xの印加時間txを(3)式の条件に従って変え、それ
ぞれのシーケンスについて、検出コイル7からNMR共
鳴信号及びエコー信号を得暮。 □コンピュータ8
は、各シーケンスにおいて、例えばはじめに出力される
NMR共鳴信号のデータE1゜効・・・・・・のN個を
ひとつのグループとして、2次元チーリ、変換演算を行
ない、画像を得、これを表示器ψに表示する。
−・ なお、上記ではコンビーータ日は、′臣コニa号を利用
しないことを想定したものであるが、各シーケンスにお
いて、はじめ1に出力されるNMR共鳴信号(これを単
にNMR信号と略す)と、続いて出力されるエコー信号
の両方を利用してもよい。この場合、利用の仕方として
は例えば次□のようなものがある。
xの印加時間txを(3)式の条件に従って変え、それ
ぞれのシーケンスについて、検出コイル7からNMR共
鳴信号及びエコー信号を得暮。 □コンピュータ8
は、各シーケンスにおいて、例えばはじめに出力される
NMR共鳴信号のデータE1゜効・・・・・・のN個を
ひとつのグループとして、2次元チーリ、変換演算を行
ない、画像を得、これを表示器ψに表示する。
−・ なお、上記ではコンビーータ日は、′臣コニa号を利用
しないことを想定したものであるが、各シーケンスにお
いて、はじめ1に出力されるNMR共鳴信号(これを単
にNMR信号と略す)と、続いて出力されるエコー信号
の両方を利用してもよい。この場合、利用の仕方として
は例えば次□のようなものがある。
(+1 NMRfi号とエコー信号の時間軸を反転し
た信号どの平均値を演算し、これをひとつのデ(16) −タとして、2次元フーリエ変換演算を行ない、ひとつ
の断層像を得為。
た信号どの平均値を演算し、これをひとつのデ(16) −タとして、2次元フーリエ変換演算を行ない、ひとつ
の断層像を得為。
(a1NMA信号を料量し忙プロトン密度画像を得ると
ともにJNMR信号とエコー信号の時間軸を反転した信
号との差信号を演i′L%′これをひとつのデータとし
てラーリエ変換演算を行ないJT2と呼ばれる横緩和時
間(’T2は近傍の電子核□同志のスピンの相互作用に
起因している)−基づ<12画像の両方の画像を得る。
ともにJNMR信号とエコー信号の時間軸を反転した信
号との差信号を演i′L%′これをひとつのデータとし
てラーリエ変換演算を行ないJT2と呼ばれる横緩和時
間(’T2は近傍の電子核□同志のスピンの相互作用に
起因している)−基づ<12画像の両方の画像を得る。
(ml 前記(It)において、プロトン密度画像と
12画像とを合成して桶の別の画像を得る。
12画像とを合成して桶の別の画像を得る。
(+v)複mのシーケンスのNMR信号とエコー信号を
いく”つか平均し、これ□をひとつのデ」夕とする。
いく”つか平均し、これ□をひとつのデ」夕とする。
これらの手法をとることによって、S/N比を良好にし
、良質の画像を得るごとができる。また、診゛断の目的
に応じて、これらの手法を選択することにより、ぽ的に
蓮し゛た断層像を得ることができる。 □ なお、上記□の説明において、被検体に印加する電磁波
のパルス系列として、(90°+x)→(180°−X
+ )→(90°+x−’)の場合を説明したが、これ
、に代えて、(9o7+x)→(180°y+ )→(
90°−x)の’41波のパルス系列を使用してもよい
。 。
、良質の画像を得るごとができる。また、診゛断の目的
に応じて、これらの手法を選択することにより、ぽ的に
蓮し゛た断層像を得ることができる。 □ なお、上記□の説明において、被検体に印加する電磁波
のパルス系列として、(90°+x)→(180°−X
+ )→(90°+x−’)の場合を説明したが、これ
、に代えて、(9o7+x)→(180°y+ )→(
90°−x)の’41波のパルス系列を使用してもよい
。 。
第10図は、(90°+x)→(180°y+ )→(
qa、’ −、、)の電磁波のパルス系列を使用した場
合、第8図に示す各時点to、 tl、、t21 t5
における磁化Mの向きを示したものである。この場合、
エコー信号1が最大となる時点t5で、90°パルスを
印加すると、磁化Mは第10図b)に示すようにy′軸
側から2′軸方向に強制的に向けられることとなる。
qa、’ −、、)の電磁波のパルス系列を使用した場
合、第8図に示す各時点to、 tl、、t21 t5
における磁化Mの向きを示したものである。この場合、
エコー信号1が最大となる時点t5で、90°パルスを
印加すると、磁化Mは第10図b)に示すようにy′軸
側から2′軸方向に強制的に向けられることとなる。
ここで、180°yIパルスは、発振、器6からの信号
の位相を90°遅れさせたものであり、9o0−xパル
スは、発振器6からの信号の位相を1800遅れさせた
ものを表わしている。
の位相を90°遅れさせたものであり、9o0−xパル
スは、発振器6からの信号の位相を1800遅れさせた
ものを表わしている。
第11図は本発明に係る手法の他の例を示す動作波形図
である。この手法は、第8図に示す手法において、90
6パルスを被検、体に印加す、る前(τ“時間前)に、
第11図(イ)に示すよ5に180°パルスを印加する
ようにしたものである6なお、180°パルスと同時圧
、第11図(ロ)に示すようにGZ+を与える。
である。この手法は、第8図に示す手法において、90
6パルスを被検、体に印加す、る前(τ“時間前)に、
第11図(イ)に示すよ5に180°パルスを印加する
ようにしたものである6なお、180°パルスと同時圧
、第11図(ロ)に示すようにGZ+を与える。
ここで、180°パルスを印加してから90°パルスを
印加するまでの時間τ#は、1800パルスによって方
向が180°反転した磁化Mが、もとに戻るまでの時間
が必要である。この手法によれば、τ“間のT1の緩和
により、NMR信号の強度が変わり、これからT1画像
を得ることができる。
印加するまでの時間τ#は、1800パルスによって方
向が180°反転した磁化Mが、もとに戻るまでの時間
が必要である。この手法によれば、τ“間のT1の緩和
により、NMR信号の強度が変わり、これからT1画像
を得ることができる。
ここで、印加する電磁波のパルス系列としては、次のよ
うな系列が使用可能である。
うな系列が使用可能である。
(180°)→(90°)→(180°=x’)→(9
0°−x、’ )(180°)→(90°−x’)→(
180°−x + )→(90°)(180°)→(9
0°−x)→(180°y)→(90°−x + )!
12図は、本発明に係る手法を、高速3次元フーリエ変
換法と呼ばれる手法に適用した場合の動作波形図である
。ここでは、被検体に印加する電磁波として、第14図
(イ)に示すように矩形波状のパルス信号を使用すると
ともに、被検体からのN4共鳴信号の放射部分を特定す
るための各勾配磁場Gz、 Gx、 Gyを第14図(
p)、(’−→、−)にそれぞれ示すように時間制御し
、順次被検体に与えるようにした(19 ) ものである。
0°−x、’ )(180°)→(90°−x’)→(
180°−x + )→(90°)(180°)→(9
0°−x)→(180°y)→(90°−x + )!
12図は、本発明に係る手法を、高速3次元フーリエ変
換法と呼ばれる手法に適用した場合の動作波形図である
。ここでは、被検体に印加する電磁波として、第14図
(イ)に示すように矩形波状のパルス信号を使用すると
ともに、被検体からのN4共鳴信号の放射部分を特定す
るための各勾配磁場Gz、 Gx、 Gyを第14図(
p)、(’−→、−)にそれぞれ示すように時間制御し
、順次被検体に与えるようにした(19 ) ものである。
第13図は、本発明尾係る手法、をスピンワーブ法と呼
ばれている千法忙適用した場合の動作波形図である。こ
こでは、第、13図回に示すように、、X軸方向勾配磁
場Gzを印加する時間txlエニ定とし、各シーケン不
くとに異なった大きさGxj 、 Gx2・・・とて
るようにしたものであや。また、Gxを印加している闇
、第15図に)(示すようにy軸方向勾配磁場Gy−を
印加するシうにしてり、Sる。Gxを、印加している下
で、Gy−を印加すると、磁化Mは拡弊し、第13図(
ホ)の破線に示すようにNMR共鳴信号は、減少し、す
ぐに消滅する。続、いて1.第13図に)に示すように
y軸方向勾配磁場cy+を印加すると、磁化、Mが再び
集合し、第13図(ト)に示すように変化するエコー信
号が表われ、Gy+を印加している下で、これを、デー
タE1.Ey’として検出する。:これま、で説明した
第8図、第11図、第12図に示す手法、のものが、い
ずれもデータとして休出するNMR,共鳴信号又はエフ
−信号は減少しつつある領域又は増大しつつある領域の
ものであって、81N比が良好でないとい(20) う欠点があるのに対し、ここに示す手法によるものは、
エコー信号が最大となる領域をデータとして検出するの
で、S/N比か良好にできる利点がある。なお、この手
法は第12図に示した3次元フーリエ変換法にも適用が
可能である。
ばれている千法忙適用した場合の動作波形図である。こ
こでは、第、13図回に示すように、、X軸方向勾配磁
場Gzを印加する時間txlエニ定とし、各シーケン不
くとに異なった大きさGxj 、 Gx2・・・とて
るようにしたものであや。また、Gxを印加している闇
、第15図に)(示すようにy軸方向勾配磁場Gy−を
印加するシうにしてり、Sる。Gxを、印加している下
で、Gy−を印加すると、磁化Mは拡弊し、第13図(
ホ)の破線に示すようにNMR共鳴信号は、減少し、す
ぐに消滅する。続、いて1.第13図に)に示すように
y軸方向勾配磁場cy+を印加すると、磁化、Mが再び
集合し、第13図(ト)に示すように変化するエコー信
号が表われ、Gy+を印加している下で、これを、デー
タE1.Ey’として検出する。:これま、で説明した
第8図、第11図、第12図に示す手法、のものが、い
ずれもデータとして休出するNMR,共鳴信号又はエフ
−信号は減少しつつある領域又は増大しつつある領域の
ものであって、81N比が良好でないとい(20) う欠点があるのに対し、ここに示す手法によるものは、
エコー信号が最大となる領域をデータとして検出するの
で、S/N比か良好にできる利点がある。なお、この手
法は第12図に示した3次元フーリエ変換法にも適用が
可能である。
以上説明したように、本発明に係る手法は、少すくとも
3種のパルス(90°パルス、180°パルス。
3種のパルス(90°パルス、180°パルス。
90°パルス)の系列によって、磁化Mの向きを強制的
に変え、短時間で磁化Mを熱平衡状態へ戻丁ようにした
もので、短時間で、被検体内の特定原子核分布等に関連
する断層像を得ることができる。
に変え、短時間で磁化Mを熱平衡状態へ戻丁ようにした
もので、短時間で、被検体内の特定原子核分布等に関連
する断層像を得ることができる。
また、被検体からはNMR信号及びエコー信号を得るこ
とができるので、これらの各信号を利用することによっ
て、8/N比が良好で、分、、解能の良い断層像を得る
ことができる。
とができるので、これらの各信号を利用することによっ
て、8/N比が良好で、分、、解能の良い断層像を得る
ことができる。
第1図は核磁気モーメントを説明するための説明図、第
2図は核磁気モーメントの配列について説明するための
説明図、第3図は静磁場による核磁気モーメントの整列
について説明するための図、第4図は従業の手法の一例
を説明するための動作波形図、第5図は第4図の手法に
よる磁化Mの方向を説明するための説明図、第6図は本
発明に係る手法を実現するための装置の一例を示すプ0
.7り図、第7図(イ)は第6図装置に用いられている
勾配磁場フィルの一例を示す構成図、(ロ)は同じく励
磁コイルの構成図、第8図は本発明に係る手法のひとつ
を説明するための動作波形図、第9図は本発明の手法に
よるそれぞれの時点での磁化Mの方向を回転座標系上に
示した説明図、第10図は本発明に係る手法において、
他のパルス系列を使用した場合のそれぞれの時点での磁
化Mの方向を示した説明図、第11図〜第13図は本発
明の手法の他の例を示す動作波形図である。 1・・・静磁場用コイル、2・・・静磁場用コイル制御
回路、3・・・勾配磁場用フィル、5・・・励磁フィル
、60・・・コントローラ、7・・・検出コイル、8・
・・コンピュータ。 (23) オ (イ) (イ) オ 3 (イ) 篇 l 図 1口) (口ン レロ (ロ)
2図は核磁気モーメントの配列について説明するための
説明図、第3図は静磁場による核磁気モーメントの整列
について説明するための図、第4図は従業の手法の一例
を説明するための動作波形図、第5図は第4図の手法に
よる磁化Mの方向を説明するための説明図、第6図は本
発明に係る手法を実現するための装置の一例を示すプ0
.7り図、第7図(イ)は第6図装置に用いられている
勾配磁場フィルの一例を示す構成図、(ロ)は同じく励
磁コイルの構成図、第8図は本発明に係る手法のひとつ
を説明するための動作波形図、第9図は本発明の手法に
よるそれぞれの時点での磁化Mの方向を回転座標系上に
示した説明図、第10図は本発明に係る手法において、
他のパルス系列を使用した場合のそれぞれの時点での磁
化Mの方向を示した説明図、第11図〜第13図は本発
明の手法の他の例を示す動作波形図である。 1・・・静磁場用コイル、2・・・静磁場用コイル制御
回路、3・・・勾配磁場用フィル、5・・・励磁フィル
、60・・・コントローラ、7・・・検出コイル、8・
・・コンピュータ。 (23) オ (イ) (イ) オ 3 (イ) 篇 l 図 1口) (口ン レロ (ロ)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 被検体に一様靜磁場を与えると、ともに被検
体に核磁気共鳴を誘起商せる周波数の電磁波を印加し、
更に前記被検体の2軸方、向の勾配磁場を印加し、続い
て前記被検体のX軸方向に所定大きさの勾配磁場を所定
時間だけ印加し、続いて被検体のY軸方向に勾配磁場を
印加し、前記被検体からの核磁気共鳴信号(NMR信号
)の放射部分を特定し、前記被検体の特定部分からのN
MR信号を得るようにした検査方法において、 前記被検体に印加する電磁波として、はじめに被検体に
・90°パルスを印加し被検体な励振後、180°パル
スを印加してエコー信号を作・す、前記エコー信号が最
大の時点で再び90゜パルスを印加して磁化を熱平衡状
態へ戻すようにし、以後、前記のシーケンスをX軸方向
“ 勾配磁場の印加時間又は大きさを少しづつ変□え
所定間隔で繰り返し、各シーケンスで得られたNMR信
号及び又はエコー信号に基ず(所定個数のデータをひと
つのグル1−ブとして2・以上の次元でフーリエ変換演
算し、画像を得ることを特徴とする核磁気共鳴による検
査方法。 (2)、被検体に一様靜磁場を与えるとともに被検体に
核磁気共鳴を誘起させる周波数の電磁波を・印加し、更
に前記被検体の2軸方向の勾配磁場を印加し、続いて前
記被検体のX軸方向、 に所定大きさの・勾配磁場を所
定時間だけ印加し、続いて被検体のY軸方向に勾配磁場
を印加し、前記被検、体からの核磁気共鳴信号(NjM
R信号)の放射部分を特足し、前記被検体の特定部分か
らのNMR信号、を得るよう圧した検査方法において、 前、記被検体に印加する電磁波として、はじめに・被検
体に180°パルスを印加し、所定時間・ 経過後90
°パルスを印加し被検体を励起し、その後180°パル
スを印加してエコー信、、号を作。 す、前記□−−−信号力;最犬の時点で再び906バル
スを印加して磁イヒを熱平衡状態へ・)+lすよ □う
、に、し、以後前記の、シーヶ、テスをX軸方向勾、。 配磁場の印加時間又は大きさを少しづつ変え所定間隔で
繰り返し、各シーケンスで得られた核磁気共鳴信号□及
び又□はエコー信号に基ずく所定個数のデータをひとつ
のダルーブとして2以上の次元でフーリエ変□換演算を
行なってT1画像を得るようにしたこと夛特徴□と斗る
核磁気共鳴による検査□方法馴 (5) 被検体にミー一磁場゛を与える静磁場形成手
段、前記被検体に該被検体め及一方諷、X軸方向及びY
edl不向、に:それぞ□れ勾配をもつ磁場を発1L−
被検”=・6.o核磁気、、非鳴12・17)i但部分
を特定する磁場発生手段、葦前記被検体にパルス状の電
年波ケ印加するための励振手段、この励振手段に与える
信号を制御する制御手段、前記被検体からの核磁気共鳴
信号()rMR信号)を検知する手段、この検知手段か
らの信号を入力するとともに所定の演算を行1□ 1
1 1 tcって断層像を得る演算手段を具備し、前記:・1−
i、□場1生手段及び制御手段は、はじめに被検体に2
軸方向の勾配磁場を印加するとともに/ 励振手段を介
して90°パルスを印加し被検体1 を励起させ、続い
てX軸方・向め勾装置磁場を所定時間だけ印加し、続い
てY軸方向の勾配磁場を印加し被検体の特定部分から核
磁気共鳴信号(nMR信号)′を作り、その後180°
′パルスを印加しエコー楢号を作り、続いソfli11
方向の勾配磁場を印加し、続いてX軸方向の勾配磁場を
所定時間だけ印書n L、前記=1−信号が最大の時点
で再び、し0°パルスを酊々口して磁、 化を熱平衡状
態へ戻讐ようにし、以後、前記O7−r 77.を子軸
方向勾配磁場0印カロ時間又は大きさを少しづつ変え所
定間隔で繰り返1・、す動作をなすことを特徴とする核
磁気共鳴による検査装置。・。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57165228A JPS5954952A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57165228A JPS5954952A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5954952A true JPS5954952A (ja) | 1984-03-29 |
JPH0228820B2 JPH0228820B2 (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=15808287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57165228A Granted JPS5954952A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 核磁気共鳴による検査方法及び検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5954952A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0531089A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査方法 |
JPH1052415A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-02-24 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51117692A (en) * | 1975-03-18 | 1976-10-15 | Varian Associates | Gyromagnetic resonance fourie transform zeugmatography |
-
1982
- 1982-09-22 JP JP57165228A patent/JPS5954952A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51117692A (en) * | 1975-03-18 | 1976-10-15 | Varian Associates | Gyromagnetic resonance fourie transform zeugmatography |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0531089A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-02-09 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査方法 |
JP2590641B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1997-03-12 | 株式会社日立製作所 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
JPH1052415A (ja) * | 1997-05-14 | 1998-02-24 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0228820B2 (ja) | 1990-06-26 |
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