JPS60143752A - Νｍｒ画像診断装置 - Google Patents
Νｍｒ画像診断装置Info
- Publication number
- JPS60143752A JPS60143752A JP58249159A JP24915983A JPS60143752A JP S60143752 A JPS60143752 A JP S60143752A JP 58249159 A JP58249159 A JP 58249159A JP 24915983 A JP24915983 A JP 24915983A JP S60143752 A JPS60143752 A JP S60143752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- coil
- nmr
- detection coil
- field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/323—Detection of MR without the use of RF or microwaves, e.g. force-detected MR, thermally detected MR, MR detection via electrical conductivity, optically detected MR
- G01R33/326—Detection of MR without the use of RF or microwaves, e.g. force-detected MR, thermally detected MR, MR detection via electrical conductivity, optically detected MR involving a SQUID
-
- 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
- G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
Landscapes
- Physics & Mathematics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の利用分野）
本発明は、核磁気共鳴（ＮｕＣｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ１以下これをＮＭＲと略称す
る）現象を利用して、被験体内における特定原子核分布
等を被翳体外部より知るようにしたＮＭＲｉ！ｉ像診断
装置の改良に関するものである。
ｉｃ Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ１以下これをＮＭＲと略称す
る）現象を利用して、被験体内における特定原子核分布
等を被翳体外部より知るようにしたＮＭＲｉ！ｉ像診断
装置の改良に関するものである。
（従来技術）
ＮＭＲ画像診断装置は一般に被験体に一様静磁場を与え
るとともに被験体に核磁気共鳴を誘起させる周波数の電
磁波を印加し、更に前記被験体にこの被験体からの核磁
気共鳴信号（ＮＭＲ信号−ＦＩＤ（Ｆｒｅｅ １ｎｄｕ
ｃｔｉｏｎ Ｑｅｃａｙ）信号ともいう）の放射部分を
特定するための磁場を与え、前記ＮＭＲ信号を検知した
復信号処理するとともに所定の演算を行って断層像を１
ｑている。
るとともに被験体に核磁気共鳴を誘起させる周波数の電
磁波を印加し、更に前記被験体にこの被験体からの核磁
気共鳴信号（ＮＭＲ信号−ＦＩＤ（Ｆｒｅｅ １ｎｄｕ
ｃｔｉｏｎ Ｑｅｃａｙ）信号ともいう）の放射部分を
特定するための磁場を与え、前記ＮＭＲ信号を検知した
復信号処理するとともに所定の演算を行って断層像を１
ｑている。
従来ＮＭＲ信号の検出には通常のコイルとＲＦアンプを
用いているが、その分解能は１Ｏ−１２（Ｗｂ）程度で
十分ではない。ＮＭＲ画像診断装置の像の解像瓜を上げ
るには、強磁界をあたえてＮＭＲ信号を大きくする方法
がとられているが、強磁界を用いると製作が難しくなり
、コスト高、大型化、消費電力大等の問題を生じる。従
ってできるだけ弱い磁界で分解能即ち解像度をあげるこ
とが必要となる。
用いているが、その分解能は１Ｏ−１２（Ｗｂ）程度で
十分ではない。ＮＭＲ画像診断装置の像の解像瓜を上げ
るには、強磁界をあたえてＮＭＲ信号を大きくする方法
がとられているが、強磁界を用いると製作が難しくなり
、コスト高、大型化、消費電力大等の問題を生じる。従
ってできるだけ弱い磁界で分解能即ち解像度をあげるこ
とが必要となる。
このためにはＮＭＲ信号を高感度で検出することが必要
である。従来例としては高感度の５ＱＵＩＤ！ｉ束計を
用いたＢｅｒｇｍａｎｎの提案（Ｂ−ｉｏｍａｇｎｅｔ
ｉｓｍ（１９８１）Ｗａｆｔ 、−’ｅｒ ｄｅ Ｑｒ
ｕｙｔｅｒ ５３５１５４８）があるが、マイクロ波バ
イアスのＲＦＳＱＵＩＤを用いているため構成が非常に
難しく、特にコイルの構成が複雑で実用的でないという
欠点がある。
である。従来例としては高感度の５ＱＵＩＤ！ｉ束計を
用いたＢｅｒｇｍａｎｎの提案（Ｂ−ｉｏｍａｇｎｅｔ
ｉｓｍ（１９８１）Ｗａｆｔ 、−’ｅｒ ｄｅ Ｑｒ
ｕｙｔｅｒ ５３５１５４８）があるが、マイクロ波バ
イアスのＲＦＳＱＵＩＤを用いているため構成が非常に
難しく、特にコイルの構成が複雑で実用的でないという
欠点がある。
（発明の目的）
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、強磁界をもちいずに高解像度の実用的なＮＭＲｉｉ！
ｉｉ像診断装置を実視診断装置を目的としている。
、強磁界をもちいずに高解像度の実用的なＮＭＲｉｉ！
ｉｉ像診断装置を実視診断装置を目的としている。
（発明の概要）
本発明のＮＭＲ画像診断装置はＮＭＲ信号を検出する二
次微分形の磁束検出コイルと、この磁束検出コイルから
の検出信号が加わるＤＣＳＱ［ＪｒＤ磁束削とを備えた
事を特徴としている。
次微分形の磁束検出コイルと、この磁束検出コイルから
の検出信号が加わるＤＣＳＱ［ＪｒＤ磁束削とを備えた
事を特徴としている。
（実施例）
以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第１図は本発明に係わるＮＭＲｉ！ｉｉ像診断装置の一
実施例を示す要部構成図である。１は一様磁界を発生さ
せるための静磁界用コイル、２は勾配磁界用コイルを総
括的に示したもので、３は被験体に細い周波数スベク［
・ルのＲＦパルスを電磁波として与える励磁コイル、４
はＸ方向のＮＭＲ信号を検出づるくら形の二次微分形磁
束検出コイル、５はｏｃ ５ＱＵＩＤに磁束を入力する
入力コイル、６は直流成分をカットづ−るための抵抗、
７はジョゼフソン接合を２つ含む超伝導ループよりなる
ＤＣ５ＱＵＩＤである。８はＤＣ５ＱＵＩＤ７をバイア
スするだめの直流電源、９．１０は５０ Ｍ ）−１ｚ
で共振するＩ−Ｃ共振器、１１は１００ＭＨ２の帯域幅
をもつＲＦ アンプ、１２はロックイン検波器、１３は
ローパス・フィルタ、１４は５０ＭＨｚ程度の発振周波
数をもつ参照信号発生器、１５は帰還用コイル、１６は
磁気シールドである。ローパス・フィルタ１３からの磁
束計出力は演算装置に送られ公知の方法でＮＭＲ−ＣＴ
両画像得る。上記の５〜１６でＤＣ５ＱＵＩＤ磁束計１
７を構成している。勾配磁界用コイル２は二次微分形磁
束検出コイル４にかからないように配置されている。ま
た静磁界用コイル１、勾配磁界用コイル２、二次微分形
磁束検出コイル４は全て超伝導コイルである。
実施例を示す要部構成図である。１は一様磁界を発生さ
せるための静磁界用コイル、２は勾配磁界用コイルを総
括的に示したもので、３は被験体に細い周波数スベク［
・ルのＲＦパルスを電磁波として与える励磁コイル、４
はＸ方向のＮＭＲ信号を検出づるくら形の二次微分形磁
束検出コイル、５はｏｃ ５ＱＵＩＤに磁束を入力する
入力コイル、６は直流成分をカットづ−るための抵抗、
７はジョゼフソン接合を２つ含む超伝導ループよりなる
ＤＣ５ＱＵＩＤである。８はＤＣ５ＱＵＩＤ７をバイア
スするだめの直流電源、９．１０は５０ Ｍ ）−１ｚ
で共振するＩ−Ｃ共振器、１１は１００ＭＨ２の帯域幅
をもつＲＦ アンプ、１２はロックイン検波器、１３は
ローパス・フィルタ、１４は５０ＭＨｚ程度の発振周波
数をもつ参照信号発生器、１５は帰還用コイル、１６は
磁気シールドである。ローパス・フィルタ１３からの磁
束計出力は演算装置に送られ公知の方法でＮＭＲ−ＣＴ
両画像得る。上記の５〜１６でＤＣ５ＱＵＩＤ磁束計１
７を構成している。勾配磁界用コイル２は二次微分形磁
束検出コイル４にかからないように配置されている。ま
た静磁界用コイル１、勾配磁界用コイル２、二次微分形
磁束検出コイル４は全て超伝導コイルである。
この様な構成のＮＭＲｉｉ！ｉ像診断装置において、被
験体からのＸ方向のＮＭＲ信号は二次微分形磁束検出コ
イル４で検出されるが、静磁界および勾配磁界の和は１
方向、励磁界はＸ方向なので検出されない。勾配磁界用
コイル２からの漏れ磁界はＸ方向の成分をもつが、二次
微分形磁束検出コイル４を勾配磁界用コイル２同志の中
央に配置することにより互いに打消づことができる。外
来ノイズ磁界、ラインノイズ、地磁気変動などは二次微
分のバランスで打消されるとともにこれらは低周波であ
るから抵抗６によるフィルタ効果で減衰させられる。
験体からのＸ方向のＮＭＲ信号は二次微分形磁束検出コ
イル４で検出されるが、静磁界および勾配磁界の和は１
方向、励磁界はＸ方向なので検出されない。勾配磁界用
コイル２からの漏れ磁界はＸ方向の成分をもつが、二次
微分形磁束検出コイル４を勾配磁界用コイル２同志の中
央に配置することにより互いに打消づことができる。外
来ノイズ磁界、ラインノイズ、地磁気変動などは二次微
分のバランスで打消されるとともにこれらは低周波であ
るから抵抗６によるフィルタ効果で減衰させられる。
第２図は二次微分形磁束検出コイル４の動作を説明する
ための説明図である。４１．４２．４３．４４は二次微
分形磁束検出コイル４を構成するコイルで、Ｉ＋ 、＋
２、＋３はコイル４１とそれぞれコイル４２．４３．４
４との距離である。コイル４１．４２．４３．４４の断
面積をそれぞれＡ＋＋△２ ＋ Ａ ３ ＋ Ａ ａ
ｓ巻数をそれぞれＮ＋＋Ｎ２ 、Ｎ３ 、Ｎ４とずれば
、一様磁界でのバランス条件は Ａ４１’Ｊａ ＋Ａ＋ Ｎ＋ ＝Ａ２ Ｎ２ ＋Ａ３
Ｎ３であり、一様勾配磁界でのバランス条件は１３Ａ４
Ｎ４＝ｌ＋Ａ２Ｎ２＋１２Ａ：＊Ｎ３となる。巻数がす
べて同じとしたとき、△＋ ＝Ａ２＝Ａ３−Ａ４ で、かつ ＋Ｉ ＋＋２ ＝＋３ ならば一様磁界、一様勾配磁界は打ち消されて、近傍の
磁気ダイポールからの磁界をＳ／Ｎ比よく測定できる。
ための説明図である。４１．４２．４３．４４は二次微
分形磁束検出コイル４を構成するコイルで、Ｉ＋ 、＋
２、＋３はコイル４１とそれぞれコイル４２．４３．４
４との距離である。コイル４１．４２．４３．４４の断
面積をそれぞれＡ＋＋△２ ＋ Ａ ３ ＋ Ａ ａ
ｓ巻数をそれぞれＮ＋＋Ｎ２ 、Ｎ３ 、Ｎ４とずれば
、一様磁界でのバランス条件は Ａ４１’Ｊａ ＋Ａ＋ Ｎ＋ ＝Ａ２ Ｎ２ ＋Ａ３
Ｎ３であり、一様勾配磁界でのバランス条件は１３Ａ４
Ｎ４＝ｌ＋Ａ２Ｎ２＋１２Ａ：＊Ｎ３となる。巻数がす
べて同じとしたとき、△＋ ＝Ａ２＝Ａ３−Ａ４ で、かつ ＋Ｉ ＋＋２ ＝＋３ ならば一様磁界、一様勾配磁界は打ち消されて、近傍の
磁気ダイポールからの磁界をＳ／Ｎ比よく測定できる。
本実施例では１０００Ｇａｕｓｓ程度の静磁界で４．２
ＭＨ２のＮＭＲ信号を想定している。
ＭＨ２のＮＭＲ信号を想定している。
ＤＣ５ＱＵＩＤｉｉ束組は１０−”Ｗｂ／ｒ狂７以上の
磁束分解能を有し、帯域を５ＭＨｚとすれば２．２Ｘ１
０−”Ｗｂの分解能となり、ＮＭＲ信号の検出に通常の
コイルとＲＦアンプを用いる従来方式の分解能ｉｏ−’
２ｗｂに比べ、１０４程疫高感度である。静磁界の変動
によるノイズは、超伝導コイルによる静磁界の安定精度
１０ と・、静磁界と二次微分形石束検出コイル４の直
交精度１０−３と、二次微分形石束検出コイル４のバラ
ンス精度１０−３とが総合されたもので、１０”となる
。したがって１０００Ｇａｕｓｓの静磁界の変動による
ノイズは１０−Ｇａｕｓｓ （１０−”Ｔ）となる。
磁束分解能を有し、帯域を５ＭＨｚとすれば２．２Ｘ１
０−”Ｗｂの分解能となり、ＮＭＲ信号の検出に通常の
コイルとＲＦアンプを用いる従来方式の分解能ｉｏ−’
２ｗｂに比べ、１０４程疫高感度である。静磁界の変動
によるノイズは、超伝導コイルによる静磁界の安定精度
１０ と・、静磁界と二次微分形石束検出コイル４の直
交精度１０−３と、二次微分形石束検出コイル４のバラ
ンス精度１０−３とが総合されたもので、１０”となる
。したがって１０００Ｇａｕｓｓの静磁界の変動による
ノイズは１０−Ｇａｕｓｓ （１０−”Ｔ）となる。
二次微分形石束検出コイル４の面積を２．５×１０−５
ｍ２ とすると検出ノイズは２．５Ｘ１０°１６ｗｂと
なり、はぼ５ＱＵＩＤのノイズと同程度となる。
ｍ２ とすると検出ノイズは２．５Ｘ１０°１６ｗｂと
なり、はぼ５ＱＵＩＤのノイズと同程度となる。
このような構成のＮＭＲ画像診断装置によればＤＣ５Ｑ
ＵＩＤを用いているのでＲＦ ５ＱＵ１０を用いたもの
より高感反である。また交流信号もマイクロ波でなく５
０〜１００ＭＨｚの低い周波数で動作させることができ
るので構成も簡単となる。
ＵＩＤを用いているのでＲＦ ５ＱＵ１０を用いたもの
より高感反である。また交流信号もマイクロ波でなく５
０〜１００ＭＨｚの低い周波数で動作させることができ
るので構成も簡単となる。
また二次微分形石束検出コイル４の検出方向を静磁界お
よび勾配磁界の和の方向と直交させているので、磁界変
動によるノイズの影響が小さい。
よび勾配磁界の和の方向と直交させているので、磁界変
動によるノイズの影響が小さい。
また二次微分形石束検出コイル４に抵抗を挿入している
ので、電源などの低周波ノイズも小さい。
ので、電源などの低周波ノイズも小さい。
なお上記の実施例では二次微分形石束検出コイル４をＸ
方向に向けたがｙ方向に向けて励磁コイルと同一方向と
することも可能である。
方向に向けたがｙ方向に向けて励磁コイルと同一方向と
することも可能である。
また５（１１１１）は高感度であるので、ｆｉ？ＩＩ界
を１０〜１００ＧａｕＳＳとして周波数を／１２〜４２
０ ｋ ｌ−１ｚに下げることもできる。たどえば１０
Ｇａｕｓｓの場合を考えると１０ｃｃの水のＦＩＤ信号
は１０−’４Ｗｂとなる。これはＩ）Ｏ８（ｌｌｒ［）
の分解能を１０−”Ｗｂ／Ｅ■７どすると帯域５０ ｋ
ｌ−Ｉ Ｚ Ｔ−は２．２ｘ１０−”Ｗｂどなり、１
０４のＳ／Ｎが得られる。二次微分形石束検出コイル４
の効率を１％とすれば１０２のＳ／Ｎどなる。このよう
に１０Ｇａｕｓｓ程度の低磁界も可能である。
を１０〜１００ＧａｕＳＳとして周波数を／１２〜４２
０ ｋ ｌ−１ｚに下げることもできる。たどえば１０
Ｇａｕｓｓの場合を考えると１０ｃｃの水のＦＩＤ信号
は１０−’４Ｗｂとなる。これはＩ）Ｏ８（ｌｌｒ［）
の分解能を１０−”Ｗｂ／Ｅ■７どすると帯域５０ ｋ
ｌ−Ｉ Ｚ Ｔ−は２．２ｘ１０−”Ｗｂどなり、１
０４のＳ／Ｎが得られる。二次微分形石束検出コイル４
の効率を１％とすれば１０２のＳ／Ｎどなる。このよう
に１０Ｇａｕｓｓ程度の低磁界も可能である。
（発明の効果）
以上）ボべたように本発明によれば強磁界を用いずに高
解像度の実用的なＮＭＲ１ｉｉ像診断装Ｕを簡単な構成
で実現することができる。
解像度の実用的なＮＭＲ１ｉｉ像診断装Ｕを簡単な構成
で実現することができる。
第１図は本発明に係わるＮＭＲｉ！ｉｉ像診断装置の一
実施例を示す要部構成図、第２図は二次微分形石束検出
コイル４の動作を説明するための説明図である。 ４・・・二次微分形の磁束検出コイル、１７・・・ＤＣ
８ＱＬＩｒＤ磁束計
実施例を示す要部構成図、第２図は二次微分形石束検出
コイル４の動作を説明するための説明図である。 ４・・・二次微分形の磁束検出コイル、１７・・・ＤＣ
８ＱＬＩｒＤ磁束計
Claims (1)
- ＮＭＲ信弓を検出する二次微分形の磁束検出コイルと、
この磁束検出コイルからの検出信号が加わるＤＣ５ＱＵ
ＩＤ！ｉ束計とを備えたＮＭＲ画像診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249159A JPS60143752A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Νｍｒ画像診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58249159A JPS60143752A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Νｍｒ画像診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60143752A true JPS60143752A (ja) | 1985-07-30 |
Family
ID=17188780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58249159A Pending JPS60143752A (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | Νｍｒ画像診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60143752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63311945A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 核磁気共鳴断層像撮像装置 |
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP58249159A patent/JPS60143752A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63311945A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 核磁気共鳴断層像撮像装置 |
| US5021739A (en) * | 1988-11-02 | 1991-06-04 | Hitachi, Ltd. | Superconductor type radio frequency with adjustable inductance magnetic flux measuring circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Application of spin-exchange relaxation-free magnetometry to the cosmic axion spin precession experiment | |
| Hinshaw et al. | An introduction to NMR imaging: From the Bloch equation to the imaging equation | |
| JP5854736B2 (ja) | 核磁気共鳴イメージング装置及び核磁気共鳴イメージング方法 | |
| US8305078B2 (en) | Method of performing MRI with an atomic magnetometer | |
| McDermott et al. | SQUID-detected magnetic resonance imaging in microtesla magnetic fields | |
| US4697147A (en) | Blood flow imaging using a CW NMR technique | |
| JP5707495B2 (ja) | 磁気共鳴計測装置 | |
| US2975360A (en) | Magnetoabsorption flux meter and gradiometer | |
| Kernevez et al. | Description of a high sensitivity CW scalar DNP-NMR magnetometer | |
| Liu et al. | Construction of an Overhauser magnetic gradiometer and the applications in geomagnetic observation and ferromagnetic target localization | |
| Gerginov | Field-polarization sensitivity in rf atomic magnetometers | |
| JPS5940843A (ja) | 診断用核磁気共鳴装置 | |
| US5451874A (en) | Method and system for providing heterodyne pumping of magnetic resonance | |
| JPH01170446A (ja) | 核磁気共鳴画像診断装置の領域制限方法 | |
| JPS60143752A (ja) | Νｍｒ画像診断装置 | |
| JP2023553572A (ja) | Ｓｑｕｉｄに基づく低雑音ｒｆ検出及び取得システム、並びにこのシステムを含む機器アイテム | |
| US3559045A (en) | Nuclear magnetic resonance magnetic gradiometers | |
| JPS63311945A (ja) | 核磁気共鳴断層像撮像装置 | |
| RU2737726C1 (ru) | Способ измерения компонент магнитного поля | |
| Sager et al. | Using SQUIDs for AC measurements | |
| JPH05300896A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
| US4661776A (en) | Nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus | |
| Qian et al. | Integrated driving and readout circuits for orthogonal fluxgate sensor | |
| Aroca et al. | Spectrum analyzer for low magnetic field | |
| Kaplan et al. | New method for extracting signals generated by magnetoresistive sensors |