JPS6148752A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents

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像（ＮＭＲ）を用いた検査装置、
特に生体中の水素やリンなどの核磁気共鳴信号を計測し
、核の緩和時間分布を求める装置に係る。

〔発明の背景〕

従来１人体の頭部、腹部などの内部構造を非破共鳴現象
を用いて同様の検査を行う試みが成功し、Ｘ線ＣＴや超
音波撮像装置では得られない情報を取得できることが明
らかになって来た。核磁気共鳴現象を用いた検査装置に
おいては、検査物体からの信号を物体各部に対応させて
分離・識別する必要がある。その１つに、検査物体に傾
斜磁場を印加し、物体各部の置かれた静磁場を異ならせ
。

これにより各部の共鳴周波数あるいはフェーズエンコー
ド旦を異ならせることで位置の情報を得る方法がある。

後者はフーリエイメージング法と言われており、現在広
く用いられている方法である。ところで、この方法では
フーリエ変換を２段階（２次元フーリエ変換）あるいは
３段階（３次元フーリエ変換）に渡って行なうが、いず
れも最終結果の表示法には、２通りの方法がある。１つ
は結果の実部あるいは虚部のみを表示する場合であり、
他の１つは結果の絶対値を表示する場合である。前者に
おいては、信号のサンプリングを開始する時間にずれが
あると、画像に明暗が生じるため、測定前に傾斜磁場の
印加タイミングあるいはサンプリング開始タイミングの
調整を必要とする。一方、後者においては絶対値を求め
るので、このような明暗は生じず、さらに背景雑音を画
像の最低値に設定できるため、画像が見易くなる利点が
ある。しかし例えば、Ｔ１強調像と密度像とからＴ画像
を求める場合に、負の値を持つ磁化を識別できないため
に、緩和時間Ｔ１が短かい領域に対しては、正確なＴ１
像を計算できないという問題点があった。

より詳細に説明すると、従来用いられてし）るＴ□分布
像の計算は、１８０＠　ｒｆパルスの照射役、ｔｄ工あ
るいはｔｄ、待ってから９０＠　ｒｆ／く／レスと１８
０°　ｒｆパルスを照射して、信号を観測し、得られた
２枚の画像から計算により求めるものである。すなわち
、１８０°　ｒｆパルスを照射後ｔｄ□待ってから観測
した場合に得られる信号は。

で与えられ、同じ（ｔｄ、待ってから観測した場合には
。

の座標を表わし、５Ｏ（Ｘ＋ｙ）は最初に１８ｏ。

パルスを照射しない場合に得られる信号を表わす。

式（１）、（２）よりＴ１（ｘ　＋　ｙ　）を求めたも
のがＴ１分布像と言われるものである。ところで。

フーリエイメージング法においては、画像を絶対値で表
示すると便利なことは先に述べたが、この場合得られる
像はｌ　５ｄｔｘ（ｘ＋ｙ）　ｌ　＋　ｌ　Ｓｄｔ、（
ｘ、ｙ）　ｌとなるため、これらの画像よりＴｘ　（ｘ
　＋　ｙ　）を求めることはできない。第１図は異なる
緩和時間Ｔｌ’　（ｘ＋　ｙ）とＴｉ’　（ｘ＋　ｙ）
（ただし、Ｔ工′＞’ｒｔ’）を有する画素の緩和曲線
を実線で、またその絶対値を点線で示すが、ｔ＝ｔｄの
時点においては、両者は全（同し値となるため、′ｒ、
′　とＴｉ′を識別できないことが分かる。

〔発明の目的〕

本発明は上記′：＄情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、画像を絶対値で求めた当合でも、正
確な縦緩和時間分布像を算出ずろこと〔発明の概要〕 フーリエイメージング法で画像を再描成する場合、２段
階のフーリエ変換を必要とする。ただしここでの説明は
２次元に限定して行うが、本発明はこれには限定されな
い。フーリエ変換の結果は複素数で与えられるので、そ
れを Ｒｅ（ｋ、ｕ）＋、ｊ　１．（ｋ、Ａ）　　　　−（３
）とおく。ところで、いま測定すべき磁化分布をρ（ｋ
、Ｑ）とすれば Ｒｅ（ｋ、Ｕ）＝Ａρ（ｋ、　Ｑ）ｃａｓｅ　　−（４
）１、（ｋ、Ｑ）＝Ａρ（ｋ、Ｑ）ｓｉｎＯ＝１５）な
る関係が成立する。ただし、Ａは比例定数であり、Ｏは
信号をサンプリングするタイミングあるいは傾斜磁場を
制御するタイミングのずれにより生じる位相回転を表わ
し、一般に画素（ｋ、　＋１）に対しては で与えられる。ただし、γは核磁気回転比、Ｇは信号検
出時に印加する傾斜磁場、Δｔは信号のピークとサンプ
リングの中心との時間差であり、Ｇはｋが変化する方向
を向いているものとする。

式（４）と（５）から、ｌＡρ（ｌｃ、Ｒ）ｉを求める
には （（Ｒｅ（ｋ、Ｑ））”＋　（１，（ｋ、Ｑ））　”］
”　　−（７）を計算すればよいことが分かる。すなわ
ち、フーリエ変換したデータの絶対値が、ＩＡρ（ｋ、
Ｑ）１となることが分かる。ただし、符号に関する情報
は失なわれてしまっている。この符号情報はＴ、ｆｆｋ
を算出する時に必要であるが、式（６）で与えられるＯ
により生じる符号とはこのままでは区別することができ
ない。そこで本発明では、まず （１）はぼ均一なファントムをイメージングする。

得られた画像を Ｐ、（ｋ、　１２）　＋ｊＰｔ　（ｋ２．Ｑ）　　　　
・・・（８）とし、また、その絶対値像を Ｐ、（ｋ、Ｑ）＝Ｃ（ｐ、（ｋ、Ｑ　ン）”＋（ｐ、（
ｋ、　　氾　））′岱・・・（９） とする。式（８）、（９）より が求まる。ここで０　（ｋ、　Ｑ）は画素（ｋ、Ｒ）に
対し、タイミングずれによって生じ、た位相回転を表わ
す。

次に、 （２）被ｄＩＱ定休をイメージングし、得られた画像の
絶対値をＩＡρ　（ｋ、　Ｑ）ｌとする。実際の磁化分
布像は次式で与えられる。

ｌ　Ａρ（ｋ、Ｑ）ｌｓｉＨｎ　（ｃｏｓ（θ（ｋ、Ｑ
））　）　・・（１１）ここで、ｓｉＦ、ｎ（ｘ）はＸ
の符号を表わす。

以上（１）と（２）の段階により、絶対値像から符号付
の磁化分布像を計算できることが分かる。

なお、特別の場合として、被測定体自身のθ（ｋ、ｕ）
を用いることも可能である。これは、サンプリングのタ
イミングなどを調整して、装置固有の位相回転がない状
態で測定を行なえばよい。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
６第２図は本発明の一実施例である検査装置の構成を示
すものである。

制御装置１は各装置へ種々の命令を一定のタイミングで
出力する。高周波パルス発生器２の出力は増幅器３で増
幅され、コイル４を励振する。コイル４は同時に受信コ
イルを兼用しており、受イａされた信号成分は増幅器５
を通り、検波器６で検波後、信号処理装置７で画像に変
換される。高周波パルス発生器２の出力は、検波器６で
直角位相検波する時の基準信号としても用いられる。Ｚ
方向およびそれに直角な方向の傾斜磁場の発生はそれぞ
れコイル８，９．１０で行い、これらのコイルはそれぞ
れ増幅器１１，１２．１３により駆動される。静磁場の
発生はコイル１４で行い、コイル１４は電＠１５により
駆動される。コイル９はコイル１０とほぼ同じ形状をな
し、コイル１ｏとはＺ軸のまわりに９０’回転させた関
係にあり。

互いに直交する傾斜磁場を発生する。検査対象である人
体１６はベッド１７上に置かれ、ベッド１７は支持台１
８上を移動する。

次に、信号処理装置７について少し詳細に述べる。信号
処理装置７では２次元フーリエ変換を行なった後、次の
処理を行なう。まず、検査対象を測定するのと同じ条件
で、検査対象あるいは検査領域を包含するファントムを
イメージングし、得られた画像をメモリＰＲ（ｋ、Ｆ、
）とＰＩ　　（ｋ。

Ｑ）に格納する。ここで、ｌ＜ｋ＜Ｋ、ｌ＜ｆｌ＜Ｌと
する。メモリＰＲ（ｋ、Ｑ）とＰＩ　　（ｋ、　　Ｑ）
の内容をロードし、ＦＡ（ｋ、　　Ｑ）＝　（（ＰＲ（
１（。

Ｑ））”＋　（ＰＩ　（ｋ、　Ｑ））”）”を計算して
、結果を再びメモリＰＩ　（ｋ、　Ｑ）に格納する。次
に、メモリＰＲ（ｋ、１２）とＰＩ　　（ｋ、Ｑ）の内
容をロードして、割算ＰＲ（ｋ、Ｑ）／ＰＩ（ｋ、　　
α）を行ない、結果の符号だけをメモリＰＲ（ｋ、１＋
）に格納する。

さて、次に検査対象をイメージングするのであるが、そ
の順序はどちらが先であってもかまわない。

検査対象から得られた画像を前述した手順と同様に処理
して得た絶対値像をメモリＡ　（ｋ、　Ｑ）に格納する
。さて５メモリＰＲ（ｋ、　Ｑ）とＡ　（ｋ、Ｑ）をロ
ードし、両者の積を求めてから再びメモリＰＲ（ｋ、　
Ｑ）　　に格納する。

以上の処理により得られた像は、装置の不備にもとづく
位相口伝が修復された符号付の像となる。

従って、同様の手順で前述した式（１）、（２）に対応
するＳｔｄ工とＳ　ｔｄ、を求めることができ、それよ
りＴＩ像を正確に求めることが可能になった。

なお、これまで記述した例では、ｃｏｓ　（θ　（ｋ。

Ｑ））として全ての（ｋ、Ｑ）に対する値を用いて被検
体に対する像を補正しているが、必ずしも全ての値を用
いる必要はなく、その一部、例えば信号ｉ開時に印加す
る傾斜磁場に平行な線上の値だけを用いることも可能で
ある６ 〔発明の効果〕 本発明によれば、核磁気共鳴を用いた検査装置において
、絶対値像とレフアンスのデータとから符号付の像を得
ることができ、Ｔ１値を正確に算出することが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁化の回復過程を示す図であり、第２図は本発
明で用いる装置の概要を示す図である。 石　１　口 ５益。 □ ■　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各磁場発生手
   段と、検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する信号検
   出手段と、該信号検出手段の検出信号の演算を行う計算
   機および該計算機による演算結果の出力手段を有する核
   磁気共鳴を用いた検査装置において、あらかじめ撮像し
   た参照用の像から得た位相情報により、検査対象に対し
   て絶対値表示した像に符号付けを行なうことを特徴とす
   る核磁気共鳴を用いた検査装置。 ２、信号観測時に印加する傾斜磁場に平行で、視野のほ
   ぼ中心に位置する領域の位相情報だけを参照用画像から
   抽出し、それを用いて検査対象に対して絶対値表示した
   像に符号付けを行なうことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置。 ３、参照用画像と検査対象からの画像とが等しいことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の核磁気共鳴を
   用いた検査装置。