JPS60149954A - 核磁気共鳴測定方法及び装置 - Google Patents

核磁気共鳴測定方法及び装置

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JPS60149954A
JPS60149954A JP59005995A JP599584A JPS60149954A JP S60149954 A JPS60149954 A JP S60149954A JP 59005995 A JP59005995 A JP 59005995A JP 599584 A JP599584 A JP 599584A JP S60149954 A JPS60149954 A JP S60149954A
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magnetic field
coil
static magnetic
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pulse
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JP59005995A
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Keiji Eguchi
江口 恵二
Hidejiro Ogawa
小川 秀次郎
Masahiro Umeda
梅田 雅宏
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/483NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は核磁気共鳴測定方法及び装置に関し、特にある
容積を占める試料中の特定の測定対象部からの共鳴信号
のみを選択的に取出すことのできる方法及び装置に関づ
るものである。
「従来技術」 近゛時、ハツカネズミ、−しルモット等の生体系不均一
試料について、試料内の特定部位例えば肝臓。
腎臓等の特定臓器のみを核磁気共鳴測定することが行わ
れている。その場合、臓器を取出して測定するのではな
く、生きたままの状態で測定を行えることが望まれてお
り、そのため、試料内の特定部位からの共鳴信号を選択
的に取出す工夫が、以下に示すように種々なされている
a、試料に、静磁界とは別にX、Y、Zの3方向から交
流振動磁界を加え、3つの振動磁界が零になる特定部位
から共鳴信号を得る振動磁界法。
b、特定部位のみ均一磁界にし、その部位からの共鳴倍
量を検出する星状或いは棒状焦点磁界法。
C3特定部位の表面に観測用コイルを取付け、そのコイ
ル近傍の部位からの共鳴信号のみを検出するサーフェス
コイル法。
d、サーフェスコイル法と焦点磁界法を絹合わせIcT
MR法。
しかしながら、振動磁界あるいは非直線磁界を用いる方
法では、肝腎な特定部位において磁界が不均一になり分
解能が低下してしまうことは避けられないし、磁界分布
をシャ:7プに変化させることは困難であるため、選択
性にも問題がある。又、サーフェスコイル法では、表面
測定の場合は良いが、試料内部を測定する場合にはコイ
ルを内部に差し込まねばならないし、コイルの大きさの
関係で選択性にも問題があり、いずれの方法でも選択性
及び感度の面で十分に満足できる段階には至っていない
のが現状である。
[発明の目的コ 本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、静磁
界は均一にしておき、傾斜を持った高周波磁界を直交す
る2方向から照射することにより選択性良くしかも高分
解能で特定部位からの共鳴信号のみを検出でき〜る核磁
気共鳴測定方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
[発明の構成1 本発明は、静磁界内に配置された試料に、(a)該試料
の測定対象部においてのみ観測核の磁化を180°回転
させる時間幅と強度を持った高周波パルスとなるような
高周波パルスを照射すること、(b)該第1の高周波パ
ルス照射後静磁界の均一性を短時間乱すこと、(C)上
記測定対象部においてのみ観測核の磁化を180°回転
させる時間幅と強度を持つ第2の高周波パルスを前記第
1の高周波パルス照射方向と直交する方向から照射する
こと、(d)該第2の高周波パルス照射後静磁界の均一
性を短時間乱すこと、(e)上記測定対象部においての
み観測核の磁化を90°回転させる時間幅と強度が与え
られた観測用高周波パルスを照射すること、(f)上記
観測用高周波パルス照射後発生する自由誘導減衰信号を
検出すること、を特徴としている。以下、図面を用いて
本発明を詳述する。
[実施例1] 第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
り、図において1は静磁界を発生ずるための磁石、2は
該静磁界の均一性を高めるためのシムコイル(例えばX
軸方向シムコイル)である。
シムコイル2によって均一にされた静磁界内には、静磁
界の方向(図におけるZ方向)に対し直交する方向の高
周波磁界を発生する2組のコイル3゜4が配置され、こ
のコイル3.4に囲まれた領域に試料が配置される。こ
の2組のコイルは、ターン数の異なった2つのコイルを
対向させたものを1組として、Z軸の回りに直交するよ
うに配置されている。
5は観測核の共鳴周波数の高周波を発生する発振器で、
該高周波はゲート6を介して高周波パルスとして前記コ
イル3又は4へ供給されて試料に□照射される。7は高
周波パルスをコイル3又は4へ切換えて送るための切換
スイッチである。試料内で発生した核磁気共鳴によって
コイル4に誘起−された共鳴信号は、ゲート8を介して
復調回路9へ送られて復調される。復調により得られた
F[D信号は、A−D変換器10を介してデジタル信号
に変換され、コンピュータ11へ送られて記憶された後
、フーリエ変換等の処理を受ける。12は前記シムコイ
ル2へ補正用直流電流を供給するための可変電源、13
は磁界の均一度を乱すための電流を発生づるための別の
電源、14は該電源13からの電流を可変電源12から
シムコイル2へ供給される電流に重畳するだめの加算器
、15は加算器14と電源13との接続を011−OF
Fするだめのスイッチ、16は前記ゲート6.8の0N
−OFF、スイッチ7.15の切換え、及びA−D変換
器10のサンプリングの開始、停止を制御する制御回路
である。
上述の如き構成において、コイル3.4は対向配置され
るコイルのターン数が異なることから、高周波電流が供
給された場合、コイルで囲まれた領域内には−、例えば
第2図に示ず(うに、ターン数が多いコイルから少ない
コイルへ向けて強度が減少する傾斜高周波磁界が形成さ
れる。コイル3と4は直交していることから、コイル3
が発生ずる高周波磁界とコイル4が発生する高周波磁界
とでは、磁界の方向も傾斜の方向も90°異なったもの
になることは言うまでもない。このような傾斜高周波磁
界の分布を予め測定しておけば、コイルで囲まれた領域
の任意の部位だけに特定の強度の高周波磁界が印加され
、他の部位にはそれと巽なった強度の高周波磁界が印加
されるようにすることができる。従って、高周波磁界の
印加時間、換言すれば高周波パルスのパルス幅も(71
せて適宜選定することにより、コイルで囲まれた領域の
任意の部位だけに906パルス(観測核の磁化を90°
回転させる強度とパルス幅を持った高周波パルス)とな
り、他の部位には90°パルスとならない高周波パルス
を印加することができる。同様に、特定の領域の任意の
部位だけに180″パルス(観測核の磁化を180°回
転させる強度とパルス幅を持った高周波パルス)となり
、他の部位には180°パルスとならない高周波パルス
を印加することも可能である。
そして、制御回路16は予めプログラムされているシー
ケンスに従って以下のように測定を行う。
即ち、時刻]−〇に測定開始が指令されると、スイッチ
7は第3図(a)に示すように接点a側に倒されると共
に、ゲート6が同図(b)に示すように期間W1の間聞
かれるため、同図(C)に示すにうなパルス幅W1の高
周波パルス1〕1がコイル3へ供給される。この高周波
パルスP1は、先に説明した通り、コイル3,71で囲
まれた領域内で着目した特定部位についてのみ180°
パルスとなるパルス幅及び強度−が与えられており、従
って、該特定部位の磁化のみ180°倒され、その他の
部位の磁化は180°よりも大きいか又は小さい角度側
される結果となる。
この高周波パルスP1の層側直後の時刻T1から、スイ
ッチ15は第3図(d)に示すように短時間例えば数ミ
リ秒程度ONどなるため、シムコイル2へ供給され全電
#慰その期間だけ適性補正値から大幅にずらされる。そ
のため、静磁界の均一度はその期間だけ乱される(ホモ
スポイルされる)ことになり、それにより回転系のX−
Y平面の磁化ベクトルがランダムにされ、横方向磁化成
分が零にされる。これにより、コイルに対し平行なZ軸
方向に倒されていた前記特定部位の磁化ベクトルのみが
残る。
その直後の時刻T2から、ゲート6が第3図(b)に示
すように期間W2の間聞かれるため、同図(e)に示づ
ようなパルス幅W2の高周波パルスP2が、同図(a)
に示づようにこの時折取に接点す側に倒されているスイ
ッチ7を介してコイル4へ供給され、試料に原則される
。この高周波パルスP2は、コイル4から試料に原則さ
れた時、先に着目した特定部位について180°パルス
となるパルス幅及び強度が与えられており、従って、先
に残っていた該特定部位の磁化ベクトルのみ更に180
°倒され、その結果360°回転りることになる。
この高周波パルスP2の照射直後の時刻T3から、スイ
ッチ15は第3図(d)に示すように再び短時間例えば
数ミリ秒程度ONとなるため、静磁界の均一度は再びそ
の期間だけ乱される(ホモスポイルされる)ことになり
、それにより再び回転系のX、−Y平面の磁化ベタ1〜
ルがランダムにされ、横方向磁化成分が零にされる。こ
れにより、=1イルに対し平行な磁化ベタ1〜ル即ち前
記’4Sj定部位の磁化ベクトルのみが残る。
このようにして残された特定部位の磁化ベクトルは、次
に与えられる観測用の90’パルスによって観測するこ
とができる。即ち、ゲート6は第3図(b)に示すよう
に時刻T4から期間W2/2の間開かれるため、同図(
e)に示すようなパルス幅W2/2の高周波パルスP3
がコイル4へ供給され、試別に照射される。この高周波
パルスP3は、パルス幅がW2の半分になっていること
から分るように前記特定部位について90°パルスとな
り、この90°パルスによって90°倒された特定部位
の磁化ベクトルの回復過程においてコイル4に誘起され
る自由誘導減衰信号Fは、90°パルスP3照用直後第
3図(「)に示すように適宜な期間W3の間開かれるゲ
ート8と復調回路9を介して取出され、同じ期間w3の
間サンプリングを行うA−D変換器10を介してコンピ
ュータ11へ送られて記憶される。従って、この自由誘
導減衰信号をフーリエ変換づることによって得られる核
磁気共鳴スペクトルは、前記特定部位からの情報のみを
選択的に取出したものどなり、このスペクトルに基づい
て特定部位に含まれる物質を分析することができる。
[効果] このように、本発明においては高周波磁界の勾配を用い
て測定部位を選択するため、均一な静磁界を使用ザるこ
とができ、従来の振動磁界や焦点磁界を用いる方法ては
避【ブられなかった測定部位にお【プる磁界均−磨の乱
れを避りることか可能となり、分解能を向上させること
ができる。
又、高周波磁界の分布は静磁界よりもシャープに変化さ
せることができるため、高周波磁界の傾斜を十分大きく
することができる。そのため、測定部位のみに選択的に
180°パルスあるいは906パルスとなる高周波パル
スを照射でき、従って振動磁界や焦点磁界を用いる方法
に比べ、本発明では選択性も極めて良好なものになる。
更に、本発明では高周波パルスPi 、P2及び2回の
ホモスポイルによって3606回転させた測定部位の磁
化ベクトルのみを観測づることにより、測定部位以外の
磁化の影響を除いており、これによって選択性は更に高
められる結果どなる。
[実施例2] 第4図は本発明の他の実施例の構成の要部を示すブロッ
ク図であり、本実施例では期間W3において自由誘導減
衰信号を検出する1=めに専用の対称型コイル17を設
けている。高周波磁界勾配を発生層るコイル4(コイル
3でも良い)を検出コイルとして兼用した第1図の実施
例では、コイル4を構成する2つのコイルのターン数が
異なるため、測定部位によっては核磁気共鳴によって生
じた情報を必り“しも効率良く検出できない場合がある
。その点、本実施例では、検出コイルとして同じターン
数の2つのコイルを対向させた通常の検出コイル17を
用いており、測定部位がコイル3゜4.17によって囲
まれたどの位置にあっても、核磁気共鳴によって生じた
情報を効率良く検出覆ることができる。
尚、上記説明ではX軸方向シムコイルに電流を重畳して
ホモスポイルを行ったが、Y軸方向シムコイルを用いて
も良く、両方のシムコイルに電流を重畳してホモスポイ
ルを行っても良い。
又、第1図におりるコイル3.4の高さを可変すること
により、Z軸方向の測定領域長を可変できる。
又、高周波パルスP1.P2.P3に含まれる高周波の
位相をOo、90’ 180°、270’と変えて4回
測定を行い、結果を積算すれば、コヒーレントなノイズ
を除去することができる。その4回の測定を1サイクル
として測定を更に繰返せば、積算効果を更に高めること
ができる。
又、ホモスポイルの期間及びタイミングを複数回の測定
でランダムに変えることも、コヒーレントなノイズ除去
に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本郭明の一実施例の構成を示すプロツり図、第
2図は高周波磁界の勾配を説明するための図、第3図は
第1図の装置の動作を説明するための波形図、第4図は
本発明の他の実R例の構成の要部を示すブロック図であ
る。 1:磁石、2ニジムコイル、 3.4:傾斜高周波磁界発生用コイル、5:高周波発振
器、6.8二ゲート、 7.15:スイッチ、9:復調回路、 10:A−D変換器、11:゛コンビコータ、12:可
変電源、13:電源、14:加算器、16:制御回路。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 伊藤 −夫 / 為PXシ覧ノン6tダ界タ 鎌ど

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)静磁界内に配置された試料に、 (a>該試料の測定対象部においてのみ観測核の磁化を
    180°回転させる時間幅と強度を持った高周波パルス
    となるような高周波パルスを照射すること、 (b)該第1の高周波パルス照射後静磁界の均一性を短
    時間乱ずこと、 (C)上記測定対象部においてのみ観測核の磁化を18
    0°回転させる時間幅と強度を持つ第2の高周波パルス
    を前記第1の高周波パルス照射方向と直交する方向から
    照射すること、 (d)該第2の高周波パルス照射後静磁界の均一性を短
    時間乱すこと、 (e)上記測定対象部においてのみ観測核の磁化を90
    ’回転させる時間幅と強度が与えられた観測用高周波パ
    ルスを照射すること、 (f)上記観測用高周波パルス照射後発生する自由誘導
    減衰信号を検出すること、 より成る核磁気共鳴測定方法。
  2. (2)静磁界を発生ずる手段と、静磁界内に配置された
    試料に上記静磁界に直交し且つお互いに直交する方向か
    ら勾配を持った高周波磁界を照射するための第1及び第
    2のコイルと、静磁界の均一度を短時間乱すための手段
    と、上記第1及び第2のコイルに夫々高周波パルスを供
    給するための手段と、試料に観測用の高周波磁界を照射
    する手段と、観測用高周波磁界照射により発生する自由
    誘導減衰信号を検出する手段とを備えた核磁気共鳴装置
  3. (3)前記試料に観測用の高周波磁界を照射する手段と
    観測用高周波磁界照射により発生する自由誘導減衰信号
    を検出する手段として、前記第1又は第2の′コイルを
    用いたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の核
    磁気共鳴装置。
JP59005995A 1984-01-17 1984-01-17 核磁気共鳴測定方法及び装置 Granted JPS60149954A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119843A (ja) * 1988-06-10 1990-05-07 Univ Leland Stanford Jr 磁気共鳴スピンエコー像形成装置
JPH04250137A (ja) * 1990-06-29 1992-09-07 Univ California 時間的に区切られた付加磁界を利用する磁気共鳴映像方法および装置
JPH0678895A (ja) * 1992-02-19 1994-03-22 Univ California 補助挿入傾斜磁場コイルを用いて強い補助傾斜磁場パルスを発生させる磁気共鳴イメージング

Cited By (4)

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