JPS61148357A - Nmrイメ−ジング装置 - Google Patents

Nmrイメ−ジング装置

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JPS61148357A
JPS61148357A JP59270405A JP27040584A JPS61148357A JP S61148357 A JPS61148357 A JP S61148357A JP 59270405 A JP59270405 A JP 59270405A JP 27040584 A JP27040584 A JP 27040584A JP S61148357 A JPS61148357 A JP S61148357A
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宗孝 津田
Kazutoshi Higuchi
和俊 樋口
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    • 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
    • G01R33/4833NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
    • G01R33/4835NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
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    • G01R33/50NMR imaging systems based on the determination of relaxation times, e.g. T1 measurement by IR sequences; T2 measurement by multiple-echo sequences

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴現象を用いて被検体から医学的に
有効な診断情報すなわち被検体の断層像を同時に複数枚
得る核磁気共鳴イメージング装置に関する。
〔発明の背景〕
核磁気共鳴く以下NMRという)は有機化合物の構造解
析や物性物理の研究に用いられ重要な分析手段となって
いる。1971年に米国の])amadianが、ラッ
トの腫瘍の割出組織についてT1緩和時間をNMRで測
定して、悪性組織は正常組織よりもT s 、緩和時間
が長いことをみいだし、緩和時間測定が両者の鑑別に役
立つことを示唆した。その後1973年おなし米国のL
auterburが、傾斜磁場を用いて2次元的NM几
画像を得る方法を提案した。これらの研究によpNMR
イメージング診断が世界的にクローズアップされた。、
特に、T1緩和時間をパラメータにとったNMR画儂が
医学の診断に有効であることが、その後の臨床研究でも
明らかになってきた。しかし、生体中の核スピンのT1
緩和時間はおおよそ100 ミIJ秒から1秒の間に分
布しておシ、このTI緩和時間をNM几両画像して1枚
分計測するには10数分の時間を要している。このため
被検体である患者は計測のためNMR,イメージング装
置内に比較的長い時間置かれることが多かった。
これを改善するため実質的な平面スライスではなく、被
検体の体積の計測に関する技術が開発された。この技術
開発の結果、1枚のスライス計測時間内に診断に必要な
関心部位の複数のスライスが得られ、広く利用されてい
るX線CTに匹敵するスルーグツトが得られるようにな
った(特開昭57−I27834号公報)。この方法に
よれば、T1緩和時間をNMRM像上に反映するための
核スピンを反転させる高周波磁界のπパルスは被検体の
選択された特定部位でなく高周波磁場発生コイル内にあ
る全域に印加される。それから一定時間経過後、複数の
特定部位のスライスを選択するために、それぞれの傾斜
磁場を有する一連の高周波磁界のπ/2パルスを印加し
て核磁気共鳴現象を起こし、実質的に1枚の計測時間内
に複数のスライスのNMR画儂を得ている。ここで、核
スピンの反転用に用いた高周波磁界のπパルスは全スラ
イス面に同時に印加されるので、計測のためその後に印
加される一連の高周波磁界のπ/2パルスとの時間的間
隔がスライスごとに異なる。このためTI緩和時間のパ
ラメータはスライスごとに高周波磁界のπ/2パルスの
時間間隔ずつ変化することになシ、同質のN M R1
1が得られず、医学的な診断にあたって不都合となって
いる。
なお、このような従来技術を示すものとしては特開昭5
7−12783号等がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、TI緩和時間のエンノ・ンス値を同じ
にしたNMRM像を同時に複数枚撮影することにより、
被検体の検査時間を短縮して被検者の苦痛を軽減し、か
つ装置のスループットを向上させたNMRMメージング
装置を提供することである。
〔発明の概要〕
本発明は、傾斜磁場を印加した条件のもとでNMRM象
を起こさせる高周波磁界の周波数がf±mΔf (m=
o、1.2・・・)であることを用いて、被検体の特定
スライス位置を選択するものである。
まず、核スピンを反転する高周波磁界のπパルスとして
傾斜磁場の印加と共に周波数fの高周波磁界のパルスを
用い、一定時間後に同じ傾斜磁場の印加と共に周波数(
f+Δf)あるいは(f−Δf)の高周波磁界のパルス
を印加する。これには必要スライス枚数分だけ±2Δf
、±3Δfと周波数オフセット分を増減した高周波磁界
のπパルスを用いる。
次に、核スピンの反転回復時間を待ってNMFtイざ号
を検出するための高周波磁界のπ/2パルスについても
、同様に傾斜磁場の印加と共に周波数fの高周波磁界パ
ルスを用い、πパルスと同じ一定時間後に同じ傾斜磁場
の印加と共に周波数(f+Δfiるいは(f−Δf)の
高周波磁界のパルスを印加する。
さらに、必要スライス枚数分だけ±2Δf、±3Δfと
周波数オフセット分を増減した高周波磁界のπ/2パル
スを用いる。一連の高周波磁界のπ/2パルス後に得ら
れるNMRM号を順次計算機にファイルし、それぞれ画
儂化すれば、TI緩和時間が各スライスで均等にエンノ
ーンスされたNM几両画像得られる。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明によるNMRMメージング装置の一実施
例の構成を示す。被検体である患者3は、静磁場を発生
する磁石コイル4、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル
5、高周波磁界を発生する高周波コイル6、NMRM号
を検出する検出器7内に配置される。磁気コイル4け磁
石電源8で励磁され1500ガウスの磁場を発生してい
る。このときの水素核の共鳴周波数は6.375MHz
であるので、周波数シンセサイザー9は6.375 M
 Hzの連続波を発生しており、その高周波信号は送信
器10で増幅されるとともにパルス変調される。このパ
ルス変調はシステム制御部11の信号によって行なわれ
る。パルス変調された高周波信号は振幅変調器12で5
INC関数に変調されて、高周波成力増幅器13で必要
な電力に増幅され、先の高周波コイル6に印加される。
これと同時にシステム制御器11の別の信号によりスラ
イス用傾斜磁場を発生させるため、2傾斜磁場亀源14
が傾斜磁場コイル5を励磁する。NM几の信号は噴出器
7で検出され、プリアンプ15と受信器16で増屯され
て検波器17に印加される。検波器17では送這器10
からの高周波信号を参照信号として検波し、可聴帯域の
電気信号に変換してオーディオアンプ18に印加する。
この時スライス面内の位置的情報をNM&信号に盛り込
むために、システム制御部11で制御されたX傾斜磁場
域[19とY#4斜磁場電[20が傾斜磁場コイル5を
励磁する。オーディオアンプ18で増幅されたNMR信
号は人/Dコンバーター21でディジタル量となってシ
ステム制御部11に入シ、ここに一時蓄えられて信号の
時間平均化等が行なわれたのち、コンピューター22で
演算処理され断層像に再構成される。この信号は再びシ
ステム制御部11を介してモニター23に表示される。
ここでシステム制御部11は、第2図に示すパルス列を
発生するために、周波数クンセサイザ9に周波数制御信
号を印加できるように接続されている。
以下、パルス列の相互関係を第2図により説明する。a
lのスライス位置に対応する共鳴周波数6.375 M
Hzの周波数のπパルスを印加する。次に、第2のスラ
イス位置に対応する共鳴周波数6.3763MHzのπ
パルスを印加、同様に第3スライスとして6.3776
MHzのπパルス、ig4スライスとして6.3789
MHzのπパルスを印加する。
このときのパルス間隔は59m1eOである。第1のπ
パルスから400m(8)の時点で周波数6.375M
 Hzのπ/2パルスとπパルス対を印加する。
1@次、周波数&3763MHzのπ/2パルスとπパ
ルスの対を印加、周波数6.3776MHzのπ/2パ
ルスとπパルスの対を印加、周波数6.3789MHz
のπ/2パルスとπパルスの対を印加する。
このときの各対のパルスの間隔は50mB!10とする
以上を一連のパルス列として、第1のπパルス印加から
1400m(8)後に再び繰返して計測する。
ここで、高周波磁場とスライス位置の関係を第3図によ
り説明する。被検体1のX軸方向に傾斜磁場を印加する
とX軸方向の空間距離に対して磁場強度は図のようにな
る。ここで、高周波を5INC関数で撮幅変調したパル
ス波の周波数特性は、ある定めらルた帯域を待つので、
これを被検体lに印加すると斜線部2のみがNM几現象
を示す。高周波磁界の周波数を変化させれば、被検体l
のNM几現象を示す斜線部がX軸に沿って平行移動する
ことになる。
第4図は従来から用いられているI8像1400/40
0のパルス列を示す。ただし、この図には、スライス用
の傾斜磁場を示してδシ、スライス面内の縦・横の2次
元の清報を定める傾斜磁場については記載してない。こ
こで、πパルスとスライス用傾斜磁場の印加で特定面の
核スピンが熱平衡の状態から180°反転する。400
m(8)の間に核スピンはそれぞれのTs値によって緩
和の過程をたどる。その後π/2パルスで核スピンの磁
化t9G@倒し、すぐ180°パルスを印加してエコー
として信号を覗測する。十分に核スピンが熱平衡状態に
戻る時間として最初のπパルスから1400m5eoの
間をおいて測定マ) IJクスに対応する回数256を
繰9返す。計測された256個のNMR信号を偉再構成
して先の特定面の断ノー像を得る。
第2図の周波数6.375MHzのみの高周波磁界のパ
ルス列を抽出すると、第4図のパルス列と一致すること
が解る。さらに、周波数6.3763 MHz 。
6.3776 MHz 、 6.3789 MHzの各
高周波磁界についても同様である。このようにして、核
スピンの熱平衡状態の戻シ時間内に他の部位の計測を行
なうことで、1枚の断層像計測時間とほぼ同一時間内に
複数枚の断層惨が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、選択された1枚の計測時間内にT1値
のエンハンス量が同一な複数枚のNMR像が得られ、被
検体の検査時間が短くなることから、被検者の苦痛が軽
減され、装置のスループットが向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第2
図は本発明装置におけるパルス列の相互関係を示す図、
第3図はスライス位置と傾斜磁場と周波数の関係を示す
図、第4図はIR像を1枚得るパルス列を示す図である
。 1・・・被検体、2・・・斜線部、3・・・患者(被検
者)、4・・・磁石コイル、5・・・傾斜磁場コイル、
6・・・高周波コイル、7・・・検出器、8・・・磁石
電源、9・・・周波数シンセサイザ、lO・・・送信器
、11・・・システム制御部、12・・・撮幅変調器、
13・・・高周波電力増幅器、14・・・2煩斜磁場電
源、15・・・プリアンプ、16・・・受信器、17・
・・検波器、18・・・オーディオアンプ、19・・・
X傾斜磁場電源、20・・・Y傾斜磁場t#、21−A
/Dコンバータ、22・・・コンピュータ、23・・・
モニタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被検体に均一な静磁界を印加する磁場発生手段と位
    置によつて強度の異なる傾斜磁界を発生する磁場発生手
    段とを組合わせ被検体に核磁気共鳴現象を起こさせる高
    周波磁界発生手段と、核磁気共鳴信号を検出する検出器
    と、信号を増幅する増幅器と、増幅された信号を演算処
    理する計算機と、演算処理された信号を表示する表示手
    段とを有するNMRイメージング装置において、高周波
    磁界発生手段が、被検体の少なくともひとつの選択され
    た特定部位の核スピンを反転させるために用いる傾斜磁
    場を含む一連の相続く高周波磁界パルスと、前記核スピ
    ンが反転した少なくともひとつの選択された特定部位に
    核磁気共鳴現象を起こすためにそれぞれの傾斜磁場を含
    む一連の相続く高周波磁界パルスとを被検体に順次印加
    することを特徴とするNMRイメージング装置。 2、特許請求の範囲第1項において、二つの一連の相続
    く高周波磁界パルスの相続く時間間隔が同じであること
    を特徴とするNMRイメージング装置。
JP59270405A 1984-12-21 1984-12-21 Nmrイメ−ジング装置 Expired - Lifetime JPH0738849B2 (ja)

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