JPS60201242A - Νmr断層像撮影装置 - Google Patents

Νmr断層像撮影装置

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Publication number
JPS60201242A
JPS60201242A JP59058949A JP5894984A JPS60201242A JP S60201242 A JPS60201242 A JP S60201242A JP 59058949 A JP59058949 A JP 59058949A JP 5894984 A JP5894984 A JP 5894984A JP S60201242 A JPS60201242 A JP S60201242A
Authority
JP
Japan
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magnetic field
gradient magnetic
data
points
coil
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Pending
Application number
JP59058949A
Other languages
English (en)
Inventor
Akinori Fujita
明徳 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp, Shimazu Seisakusho KK filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP59058949A priority Critical patent/JPS60201242A/ja
Publication of JPS60201242A publication Critical patent/JPS60201242A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G01R33/485NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • High Energy & Nuclear Physics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、人体等の生体の断層面の全ての点のケミカル
シフト量を測定し得る装置に関する。
(ロ)従来技術 現在、核磁気共鳴現象(以下、NMRと云う)を用いて
生体の断層像を撮映する装置では、主に生体内のIHや
21P等の原子核の密度分布や、TI(縦緩和時間)、
T2(横緩和時間)の値を断層像にしている。最近、生
体組織の生化学的性質を更に詳しく調べる為、上述した
元素等について、同じ元素でもその結合状態(分子)の
相異によって共鳴周波数に差が生ずる、ケミカルシフト
量の測定も着手されつつある。
生体内の着目した元素のケミカルシフトを得る装置とし
ては、局所核磁気共鳴(TMR)による装置が既に提案
されている。このTMRを用いた装置によれば、生体の
ある小領域についてのみ磁場強度を変化させ(焦点磁場
法)、その点のみがらNMR信号を得る。このような装
置によれば、1点からの信号測定が故にS/Nが悪く、
信号の積算を要する。更に、断層面全体のケミカルシフ
トを得る為には、生体の機械的移動を必要とする。
また、A、 Kumarらの3次元フーリエ変換所層法
を変形して各点のケミカルシフトを得る手法もIに案さ
れている。この手法のパルスシーケンスを第1図に示す
。すなわち、この手法によると、住体内の所定の断面を
選択励起して得られたFID信号(自由誘導減衰信号)
を、その断面において直交する2方向の勾配磁場(GX
、G)I)の大きさを変化させてサンプリングすること
により、2次元位相コーディングして断面円位置情報を
付加し、残る1つの次元の情報で各点のケミカルシフト
をめる。従って、この手法では、2次元位相コーディン
グした情報を取り込む為、その信号成分が小さくなり、
やはりS/Hの小さいデータしか得られない。
FfD信号等のNMR信号は本来S/Nが悪く、測定法
を工夫して何頭に大きな信号を得るかが大切であるが、
生体の断層面内のケミカルシフトを測定する場合には、
特にこの点が重要である。
(ハ)目的 本発明は上記に鑑みてなされたもので、生体の断層面内
の全ての点のケミカルシフト情報を、従来の手法に比べ
て良好なS/Nのもとに測定し得る装置の提供を目的と
している。
(ニ)構成 本発明の構成を第2図に示す機能ブロック図に基づいて
説明する。
静磁場発生手段は3次元空間で均一な静磁場を発生して
被検体に作用させる。勾配磁場発生手段Gx、Gy、G
zは、それぞれその静磁場に互いに直交する方向の勾配
磁場を重畳させることができる。RF磁界発生手段は、
被検体に所定周波数の90°パルスを与える。選択励起
手段は、被検体の着目する断面内の元素の磁化を励起す
べく、その断面に直交する方向(例えばZ方向)に係る
勾配磁場発生手段Gzによる勾配磁場を静磁場に重畳さ
せた状態で90°パルスを発生させる。その選択励起に
よって発生したNMR信号(FID信号)は受信手段に
よって検波される。
勾配磁場回転手段は、上述の断面内において互いに直交
する方向の勾配磁場発生手段Gx、 Gyによる発生磁
場の大きさをそれぞれ関連して制御することにより、そ
の断面内における勾配磁場の方向を所定角度づつM回に
亘って回転させる。位相コーディング手段は、その勾配
磁場の各方向において、その勾配磁場の大きさをN回変
化させることにより、NMR信号を1次元位相コーディ
ングする。フーリエ変換処理手段は、その各勾配磁場の
大きさにおいて受信手段によって検波されるNMR信号
から、それぞれL点のデータをサンプリングしてLXN
点のマトリクス状データ群をめ、これを2次元フーリエ
変換する。このようにして2次元フーリエ変換して得ら
れたM組各方向のデータセットは、投影復元法計算処理
手段により、L点のデータ各1点づつ各方向からのN点
のデータで投影復元法で計算され、被検体の着目する断
面内のNXN点の各点に対してL点のデータからなるケ
ミカルシフト情報を得る。
(ホ)実施例 本発明の実施例を、以下に図面に基づいて説明する。
第3図は本発明実施例の構成を示すブロック図である。
生体の体軸方向を2軸として、断層面をx−y平面にと
った直交座標系で説明する。
主コイル1はZ方向の均一な静磁場を作り、Gxコイル
2.Gyコイル3およびGzコイル4はそれぞれX軸方
向、y軸方向およびz軸方向の傾斜磁場を作る。これら
のコイルはそれぞれの電源部la、2a、3aおよび4
aからの出力電流を制御することにより、所望の大きさ
の磁場を作ることができる。
RFコイル5は、送信器6から発生されたRF電力によ
り、被検体内の核磁気モーメントを励起させるためラー
モア周波数の磁界を発生ずるとともに、被検体からのN
MR信号を観測して受信器7に送信するよう構成されて
いる。
以上のようなコイル群の中に被検体たる生体8が静置さ
れる。各コイルの電源部1a、2a、3a。
4aおよび送信器6は、インターフェース回路9を介し
てコンピュータ10によって駆動制御される。また、受
信器7によって検波されたN M R信号は、A/D変
換器11.インターフェース回路9を介して所定のタイ
ミングでコンピュータ10にサンプリングされる。コン
ピュータ10は、NMR信号のサンプリングデータを処
理してディスプレイ12にii!1IuR表示する。
第4図に本発明実施例のパルスシーケンスのタイムチャ
ートを示し、これに基づいて本発明実施例の作用を説明
する。
まず、2方向の勾配磁場Gzを、生体8の着目する断面
を中心として静磁場に重畳せしめ、その状態でRFコイ
ル5によって90”パルスを発生する。これにより、そ
の断面内の磁化だけが選択励起される。
次に、 Gxy (θ)=Gx−cos θ+Gy−sin θ
−(11(ただしGX=07) で示される勾配磁場Gxy (θ)を、所定のθのもと
に発生させるよう、Gxコイル2およびcyコイル3の
電源部2aおよび3aに駆動信号を発する。そしてその
θのもとに、(l)式におけるGxおよびGyを等量づ
つN回変化させることによってθ方向における勾配磁場
の大きさを変化させて1次元位相コーディングし、その
各大きさにおいてFID信号をL回づつサンプリングす
る。これにより、θ方向の勾配磁場において第5図(a
lに示す如きLXN点のマトリクス状データを得ること
になる。これをコンピュータ10で2次元フーリエ変換
すれば、第5図(b)に示すように、横軸はケミカルシ
フトを表わす周波数軸に、縦軸はGxy(θ)の位相コ
ーディングの効果によって断層面内のθ方向の位置に対
応する座標軸となったようなデータセットを得る。すな
わち、第5図(blで示されるケミカルシフトデータの
セットは、断層面内のθ方向と直交する方向について分
離されていない第6図に示すようなθ方向と直交する方
向に平行な帯状部分の周波数分布の積算値を示すものと
なる。
そこで、次に、勾配磁場Gxy (θ)の方向θを所定
角度変化させて、同様なデータセントを得る。この変化
を断面の一周に亘って、M回変化せしめ、第5図(b)
に示すようなデータセントをM組得る。
このようにして得られたM組のデータセントについて、
コンピュータ10によって、その各点につき公知の投影
復元法を適用して画像化データ処理を行うと、第7図に
示す如き断層面(x−y平面)内の各点に対応したケミ
カルシフト情報を得て、ディスプレイ12に表示するこ
とができる。
この第7図におい°ζば、任意の(x、y)座標におい
てのケミカルシフト情報がその位置における周波数軸方
向の軸上に載った状態の画像となり、例えば各周波数成
分の強さは画像の厘淡等によって表わすことも可能であ
るが、ディスプレイ12上でカーソル等の移動によって
、任意の座標におけるケミカルシフト情報を呼び出し、
スペクトル−強度のグラフ状に表示することもできる。
なお、以上の実施例においては、勾配磁場Qxy(θ)
の大きさを所定のθのもとにN回変化させて各回におい
てL点のデータをとり、更にこれをM回方向を変化させ
て繰り返すので、1回の勾配磁場Gxy (θ)の大き
さにおけるデータ収集インタバルを50.□m5ec、
、N=64.M=32としても約17分間を要する。こ
の為、断層面内の点数を増すと測定に長時間を要し、空
間分解能を向上することが困難となる。しかし、体内の
断層面内における関心領域のみに感度を上げるサーフェ
イスコイルでデータを採取すれば、実質的に分解能を上
げることができる。また、分解能をそれほど上げる必要
のないときには、逆に測定時間を短縮することできる。
(へ)効果 以上説明したように、本発明によれば、従来のNMR断
層像撮影装置の測定部をハード的に全く変更せずに、コ
ンピュータの制御手順(パルスシーケンス)を変更する
だけで、生体の断層面内各点のケミカルシフトを測定す
ることができる。
従来のTMRを用いた装置のように生体の機械的な移動
をすることなく、本発明では生体断層面内の全ての点の
ケミカルシフトを得ることができ、しかもTMHのよう
に一点からの信号を測定するのではなく、断層面全体か
らの信号を測定するから、S/Nも向上する。更に、3
次元フーリエ変換法を変形した従来の手法のように、N
MR信号(FID信号)を2次元位相コーディングせず
に、1次元位相コーディングしているから、この手法に
比べてもS/Nが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は3次元フーリエ変換法を変形した従来の断層内
ケミカルシフト測定手法のパルスシーケンスを示すタイ
ムチャート、第2図は本発明の構成を示す機能ブロック
図、第3図は本発明実施例の構成を示すブロック図、第
4図はそのパルスシーケンスを示すタイムチャート、第
5図、第6図および第7図は本発明実施例の作用説明図
である。 1−主コイル 2−・・Gxコイル 3−G yコイル 4・・−Gzコイル5・−RFコイ
ル 6−・・送信器 7−受信器 9−インターフェース回路10−コンピュ
ータ 11−A −D変換器 12−ディスプレイ 特許出願人 株式会社島津製作所 代理人 弁理士西田新 第1図 −廂・司 qO’/ぐルス 第2図 第4図 %ハ1ルス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被検体に所定強度の静磁場を付加する手段と、その静磁
    場に、互いに直交する第1.第2および第3の方向の勾
    配磁場を重畳させる第1.第2および第3の勾配磁場発
    生手段と、被検体に所定周波数の90°パルスを与える
    RF磁界発生手段と、被検体より発生するNMR信号を
    受信する受信手段と、被検体の着目する断面内の元素の
    磁化を励起すべく、上記第1の方向の勾配磁場を重畳さ
    せた状態で上記90°パルスを発生させる選択励起手段
    と、上記第2および第3の勾配磁場発生手段による磁場
    の強さを制御することにより、上記断面内における勾配
    磁場の方向を所定角度づづM回に亘って回転させる手段
    と、その勾配磁場の各方向においζ、当該勾配磁場の大
    きさをN回変化させて、上記NMR信号を1次元位相コ
    ーディングする手段と、その各勾配磁場の大きさにおい
    て上記受信手段によって検波されたNMR信号から、そ
    れぞれL点のデータをサンプリングし、LXN点のマト
    リクス状データをめ、このデータ群を2次元フーリエ変
    換する手段と、その2次元フーリエ変換されたM組のデ
    ータセットに基づき、上記り点のデータ各1点ごとにつ
    いてそれぞれ上記各方向からのN点のデータを投影復元
    法で計算処理する手段を備え、被検体の上記断面内のN
    XN点の各点に対してL点のデータからなるケミカルシ
    フト情報を得るよう構成されたNMR断層像撮影装置。
JP59058949A 1984-03-26 1984-03-26 Νmr断層像撮影装置 Pending JPS60201242A (ja)

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JP59058949A JPS60201242A (ja) 1984-03-26 1984-03-26 Νmr断層像撮影装置

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Publications (1)

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JPS60201242A true JPS60201242A (ja) 1985-10-11

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ID=13099076

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JP (1) JPS60201242A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63192427A (ja) * 1987-02-04 1988-08-09 株式会社日立製作所 Nmrスペクトロスコピックイメージング装置
CN107891070A (zh) * 2017-11-24 2018-04-10 湖州织里川蜀机械有限公司 一种铝型材挤压装置的校准结构

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63192427A (ja) * 1987-02-04 1988-08-09 株式会社日立製作所 Nmrスペクトロスコピックイメージング装置
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