JPS60348A - 核磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents

核磁気共鳴イメ−ジング装置

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JPS60348A
JPS60348A JP58097406A JP9740683A JPS60348A JP S60348 A JPS60348 A JP S60348A JP 58097406 A JP58097406 A JP 58097406A JP 9740683 A JP9740683 A JP 9740683A JP S60348 A JPS60348 A JP S60348A
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Yasuto Takeuchi
康人 竹内
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GE Healthcare Japan Corp
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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    • 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
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution

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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】 本発明は、核磁気共鳴(N uclear M agn
eticResonance :以下これをNMRと呼
ぶ)現象を利用して、被検体内における特定原子核分布
等を外部より知るようにしたNMRイメージング装置に
関し、特にNMR信号(F ID ; Free 1n
duc −ation [)ecay)をフーリエ変換
−してこれをプロジェクションデータとして利用づるフ
ーリエ変換方式のNMRイメージング装置の改良に関す
る。
NMR手法を用いて特定原子核に注目した被検体の断層
像を得るNMRイメージング装置は従来から知られてい
る。このNMRイメージング装置の原理の概要をまず簡
単に説明覆る。
水素等の特定の物質に対し、l軸方向のYp磁場Hoを
印加すると、その・原子核はl軸のまわりを次式で示す
ような角速度ωで歳差運8する。
ω=γ1」o〈ラーモア角速度〉 但し・γ:磁気回転比 この状態の系に角速度ωに対応1−る周波、数の電磁波
(通常ラジオ波:RF信@)を印加覆ると共鳴がおこり
、原子核はスピン量子数によって定まったエネルギー準
位の高い方のエネルギー準位に遷移づ“る。核スピン角
運動量を持つ原子核が数秒類混在していても、各原子核
によって磁気回転比γが異なるため、共鳴する周波数が
灰なり、従つ″C特定の原子核の共鳴のみを取り出づ′
ことが可能である。又、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。又、共鳴後、緩和
時間と呼ばれる時定数で定まる時間の間に、高い単位へ
励起された原子核は低い準位へ戻る。この緩和時間の内
、特にT1と呼ばれるスピン−格子間緩和時間は、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、値が大きく異なることが知られて
いる。
そこで、このNMRを利用し、X線CTと同様な原理で
、被検体の仮想輪切り部分のプロトンを励起し、各プロ
ジェクションの対応JるNMR信号を、被検体の数多く
の方向についてめ、被検体の各位置にあけるNMR信号
強度を再溝戒法によってめれば、特定原子核に着目した
被検体の断層像を得ることができる。
第1図はこのような従来装置における検査手法の一例を
説明するだめの波形図である。被検体に、はじめに第1
図(ロ)に示すようにl勾配磁場GZ+と、(イ)に示
1J:うに細い周波数スペクトル(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(ト1o→−△Gz)となる面だけのプロトン
が励起され、磁化Mを第2図(イ)に示J゛ようなωで
回転ターる回転座標系上に示せば、V′軸方向に90’
向きを変えたものとなる。続いて、第1図(ハ)、(ニ
)に示すようにX勾配磁場GXとy勾配磁場GVを加え
、これによって2次元勾配磁場を作り、(ホ)に示すよ
うなNMR信号を検出する。ここで、磁化Mは第2図(
ロ)に示1ように、磁場の不均一性にJ:つて、x’、
y’面内で矢印方向に次第に分散していくので、やがて
NMR信号は減少し、第1図(ホ)に示づ」;うにτ時
間経過して無くなる。このようにして1ワられたN M
 R(g号をフーリエ変換Jれば、X勾配磁場GX 、
V勾配磁場Gyにより合成された勾配l11Mと直角方
向のプロジェクションどなる。
以下、同じようにして、所定の時間τ′だけ持って、次
のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、Q
x 、GVを少しずつ変える。これによって、各プロジ
ェクションに対応リ−るN M R信号を被検体の数多
くの方向についてめることができる。
ところで、従来のフーリエ変換方式のNMRイメージン
グ装置では、上述のようなFED信号そのものをフーリ
エ変換の対象としているか、このFfD信号はその名の
とおり減衰していくもので、エンベロープとしては指数
関数的である。従って、必然的にダイナミックレンジは
大きく、又そit故にフーリエ変換に付すにあたっては
データ飴の分解能を大きくとることを必要とし、更にそ
のような処理を通して結果に寄与するのはもともと振幅
の大なる部分Iどけであり、尻尾の部分の寄与率は加速
度的に低下している。従って、従来装置では、とれるべ
き情報を−1−分にとっておらず、時間効率が悪いとい
うことになる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その
目的は、FID信号の利用できる品質をもった区間はす
べて利用し、もってイメージングの時間を刈縮し得るN
MRイメージング装置を提供り゛ることにある。
この目的を達成する本発明は、被検体に一様静磁場を与
えると共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、更に前記被検体にこの被検体からの核磁
気共鳴信号の放射部分を特定するための磁場を与え、前
記被検体の特定部分からの核磁気共鳴信号を用いて所望
の像を得る核磁気共鳴イメージング装置において、核磁
気共鳴信号にレベル均一化処理を施した後、そのS/N
比が予定値より大ぎい区間のデータを像再措成用データ
として利用するようにしたことを特徴とするものである
以下、図面を参照し本発明の実施例を詳細に説明する。
第3図は本発明の一実施例の構成を示タブロック図であ
る。図において、1は一様静磁場H。
(この磁場の方向を7方向とする)を発生させるための
静磁場用コイル、2はこの静磁場用コイル1の制御回路
、3はl勾配磁場用Qz ” 、 Qz −を発生させ
るための勾配磁場用コイルとX勾配磁場用コイルとX勾
配磁場用コイルとからなる勾配磁場用コイル、4はその
制御回路である。5は被検体(各コイルの円筒内に設置
される)に細い周波数スペクトルfのRFパルスを電磁
波として与える励磁コイル、6は測定使用とする原子核
の核磁気共鳴条件に対応り゛る周波数の信号を発生する
発J辰器で、その出力は、コントローラ7からの信号に
よって開閉が制御されるゲート回路8とパワーアンプ9
を介して励磁コイル5に印加されている。10は被検体
にお()るNMR信号を検出するための検出コイル、2
0は検出コイル10から得られるN M R信号を増幅
する増幅回路である。この増幅回路20自体は自動ゲイ
ン制御(AGC)或いは自動レベル制御(ALC)の行
われる公知の回路で、例えば第4図の如きものである。
第4図の構成では、NMR信号は初段アンプ21を経た
後、可変アテネータ22を経由してハイゲインのプロレ
スアンプ23に導かれる。プロレスアンプ23の出力は
ダイオードでなる検波回路24で検波され、fi!を分
器25に与えられ、塁準電圧Vre[との差電圧が積分
器25にて積分され、積分器25への入力の差電圧が零
となるようにその積分出力ににつて可変アテネータ22
を制御している。
これにより、プロセスアンプ23の出力は一定電圧に抑
えられたNMR信号を出力することになり、そのNMR
信号はAD変換器26を介してディジタル信号に変換さ
れ出力される。
又、使方のAD変換器27は、後述覆るように像再構成
時に投影データの処理上必要となるゲインの大ぎさを知
るために可変アテネータ22を制御している制御電圧を
ディジタル変換して出ツノする。
尚、プロセスアンプ23の出力は、RF信号のままでA
D変換器26に与えているが、平衡検波回路を挿入接続
しRF信号を検波した後AD変換器26へ与えるように
してもにい。ぞの場合は次段の検波回路は不要である。
31は検波回路(゛、増幅回路20の出力を検波増幅す
る。32は検波回路31の出力を一旦記憶しておくため
のメモリ、33はメモリ32 /Js +らの信号を入
力し、所定の信号処理を施して像再構成を行うコンピュ
ータ、34は得られた…i層画仏を表示するテレビジョ
ン七二夕のような表示器である。
このにうに構成した装置の動作を、次に第1図及び第5
図を参照しながら説明J゛る。
まず、はじめに、制御回路2は静磁場用コイル1に電流
を流し、被検体(被検体は各コイル円筒内に設置される
)に静磁場Hoを与えた状態とづる。この状態において
、コントローラ7は、はじめに制御回路4を介してl勾
配磁場用コイルに電流を流し、第5図(ロ)に示りにう
にl勾配磁場Gz+を与える。又、Qz+が与えられて
いる下で、グー1〜回路8を間とし、発振器6からの信
号をパワーアンプ9を介して励磁コイル5に印加し、第
5図(イ)に示すにうに細いスペクトルを持った90’
パルスで、被検体の1面を励起J−る。尚、第5図(ロ
)において、GZ+に続<Gz−は、S/N比を良好に
覆るためである。
続いて、X勾配磁場用コイル及びX勾配磁場用コイルに
電流を流し、第5図(ハ)、(ニ)に示J゛ように所定
の大きさの磁場Gx 、 Gyを印加し、検出コイル1
0から得られる第5図(小)に示JにうなN M R信
号を検出づる。検出されるN M R信号は第5図(ホ
)に示づように時間と共に次第に減衰づ“るが、増幅回
路20にて八〇〇がかりられると第5図(へ)に示づよ
うに強制的に一定振幅となる。この信号は検波回路31
を介してメ七り32に取り込まれる。メモリ32に取り
込み利用するデータの範囲(よ、上述のようにレベル均
一化処理を施した時のS/N化がある予定値以上の区間
のものとする。S/N比が予定値以上かどうかはAD変
換器27を介して得られる制御電圧の大ぎさににつてコ
ンピュータ33で判別している。
このようにして得られたNMR信号をもと、に公知のフ
ーリエ変換手法に基づく再構成手法ににリコンピュータ
33で被検体の@層像を得て、表示器34にその画像を
表示す°る。
以上のにうにNMR信号にレベル均一化処理を施して利
用することにより、従来振幅が小ざいばかりに利用でき
ないとして切り捨てていた部分のNMR信号を有効に利
用することができ・、データの利用区間が広がり、結果
としてイメージングの時間を短縮°りることができる。
尚、増幅回路20としては第4図に示すようなAGC回
路に限らず、第6図に示Jような時間ゲイン制御(T(
、C)回路としてもよい。即ち、時間と共に変化する信
号を発生ずるTGC関数発生器61を設け、この出力を
制御電圧として可変アテネータ22を制御し、NMR信
号の減衰を補(Rしてプロセスアンプ23からは常に一
定レベルのNMR信号が発生づるJ:うに構成づる。こ
のTGC関数発生器61はコンピュータ33より付勢さ
れ、又、NMRデータのメモリ32への取り込み区間は
コンビコータ33での時間管理にJ:り決定される。関
数発生器61としてはバッファメモリとDΔ変換器で構
成したものを使用づることがでさる。投影データを取り
込む前にコンピュータ側からバッファメモリに関数デー
タを設定して置き、すべての投影データ採取に対し同じ
関数形の制御電圧が発生するように指定してよい。
以上)本べたようなNMR信号のレベル均一化処理を施
づことにより、NMR信号から19られる情報量が従来
装置の場合と化較して、第7図に示されるにうに増加J
ることが分る。即ち、第7図(イ)の従来のものでは、
利用できるデータ区間は等価的にtoから11までであ
るのに対し、本発明では、第7図(ロ)に示すようにt
oから12までの区間となり、1試行当り約2倍程度に
増加する。それ故、同じ品質のイメージを得るためのデ
ータ採取時間は約半分となる。
以上説明したように、本発明によれば、FID信号の利
用できる品質を持った区間はずべて利用できるようにし
た/jめ、イメージングの時間短縮を図ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のNMR装置にお(プる検査手法を説明す
るための波形図、第2図は第1図の装置での磁化Mの方
向を説明するだめの図、第3図は本発明のNMR装置の
一実施例の要部を示す構成図、第4図は増幅回路の一例
を示゛リ−11へ成因、第5図は第3図の動作を説明す
るための波形図、第6図は増幅回路の他の実施例を示す
構成図、第7図は従来装置と本発明装置とにおけるNM
R信号の利用区間を示−J説明図である。 1・・・静磁場用コイル 2・・・静Ii場用コイル制御回路 3・・・勾配磁場用コイル 5・・・励磁コイル 7・・・コン1〜ローラ10・・
・検出コイル 33・・・コンピュータ萬3図 第4図 357− 革5図 To t2

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検体に一様静磁場を与えると共に被検体に核磁
    気共鳴を誘起させる周波数の電磁波を印加し、更に前記
    被検体にこの被検体からの核磁気共鳴信号の放射部分を
    特定するための磁場を与え、前記被検体の特定部分から
    の核磁気共鳴信号を用いて所望の像を得る核磁気共鳴イ
    メージング装置において、核磁気共鳴信号にレベル均一
    化処理を施した後、そのS/N比が予定値より大ぎい区
    間のデータを像再構成用データとして利用するようにし
    たことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。
  2. (2)前記レベル均一化処理は自動ゲイン制御若しくは
    自動レベル制御をかけて行うようにしたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の核磁気共鳴イメージング
    装置。“
  3. (3)前記レベル均一化処理は、時間と共に変化する関
    数信号によって核磁気共鳴信号をレベル制御することに
    より行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    核磁気共鳴イメージング装置。
JP58097406A 1983-06-01 1983-06-01 核磁気共鳴イメ−ジング装置 Granted JPS60348A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622143A (ja) * 1985-06-28 1987-01-08 Yokogawa Electric Corp Nmr撮像装置の自動利得調整装置
JP2018112547A (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ装置および電流センサ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS622143A (ja) * 1985-06-28 1987-01-08 Yokogawa Electric Corp Nmr撮像装置の自動利得調整装置
JPH039733B2 (ja) * 1985-06-28 1991-02-12 Yokokawa Denki Kk
JP2018112547A (ja) * 2017-01-11 2018-07-19 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ装置および電流センサ装置

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JPH0230254B2 (ja) 1990-07-05

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