JPS6179145A - Nmr image device - Google Patents

Nmr image device

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Publication number
JPS6179145A
JPS6179145A JP59202451A JP20245184A JPS6179145A JP S6179145 A JPS6179145 A JP S6179145A JP 59202451 A JP59202451 A JP 59202451A JP 20245184 A JP20245184 A JP 20245184A JP S6179145 A JPS6179145 A JP S6179145A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
gradient magnetic
pulse
applying
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP59202451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideto Iwaoka
秀人 岩岡
Hiroyuki Matsuura
裕之 松浦
Sunao Sugiyama
直 杉山
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.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority to JP59202451A priority Critical patent/JPS6179145A/en
Publication of JPS6179145A publication Critical patent/JPS6179145A/en
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
    • G01R33/54Signal 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
    • G01R33/561Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences

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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)
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Abstract

PURPOSE:To reduce scan time by maintaining forcibly and exactly all of the inside and outside magnetizations of a slice plane in a thermally equilibrium state at the point of the time when the sequence for one view ends. CONSTITUTION:Electric current is passed from a control circuit 2 to a coil 1 for a static magnetic field to apply the static magnetic field to an object to be inspected and in this state electric current is passed to a coil 3 for a gradient magnetic field via a control circuit 4 by a controller 20 to apply the gradient magnetic field to said object. The nuclear magnetic resonance signal obtd. from a detecting coil 8 is inputted via a preamplifier 9, a phase detector 10 and a wave memory 11 to a computer 13 and is subjected to prescribed processing, by which a tomographic image is formed. The magnetization is directed forcibly toward the Z-axis direction by the circuit 4 and is maintained in the thermally equilibrium state at the point of the time when the sequence for one view ends.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、「発明の目的」 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴(nuclear magnet
ic resonance)  (以下これをrNMR
Jと略称する)現象を利用して、被検体内における特定
原子核分布等を被検体外部より知るようにしたNMr’
?@像装置に関するものである。特に、医療用装置に適
するNMR画像装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to nuclear magnetic resonance
ic resonance) (hereinafter referred to as rNMR)
NMr' which utilizes the phenomenon (abbreviated as J) to know the distribution of specific atomic nuclei inside the subject from outside the subject.
? @Relates to image devices. In particular, it relates to improvements in NMR imaging devices suitable for medical equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

NMR画像装置は、生体く通常は患者)をある磁場中に
おく。そして、生体に所定のパルス状の電磁波を印加し
、生体を構成している各種の原子の中で、対象とする特
定の原子核のみを励起する。
NMR imagers place a living body, usually a patient, in a magnetic field. Then, a predetermined pulsed electromagnetic wave is applied to the living body to excite only a specific atomic nucleus of interest among the various atoms that make up the living body.

いったん励起さ°れた原子核は、再びもとのエネルギー
状態に復帰するが、このとき、外部に、吸収したエネル
ギーを電磁波として放出する。NMR画像装置では、こ
の放出される磁界をコイルで検出する。この検出信号が
核磁気共鳴信号(NMR信号−X :l−信号とFID
信号: free 1nductiondecayとが
ある)と言われ、対象とする原子核について種々の情報
を含んでいる。NMR画像装置は、これを解析し、生体
の一部を断層画像として映像化し、生体の診察、治療等
に役立てる装置である。
Once excited, the atomic nucleus returns to its original energy state, but at this time it emits the absorbed energy to the outside as electromagnetic waves. In an NMR imager, this emitted magnetic field is detected by a coil. This detection signal is a nuclear magnetic resonance signal (NMR signal-X: l-signal and FID signal).
The signal is called free induction decay) and contains various information about the target atomic nucleus. An NMR imaging device is a device that analyzes this and visualizes a part of a living body as a tomographic image, which is useful for diagnosis, treatment, etc. of the living body.

初めにNMRの原理について概略を説明する。First, an outline of the principle of NMR will be explained.

原子核は、陽子と中性子とからなっており、これらは全
体として、核スピン角運動IHで回転(自転)している
と見なされる。
The atomic nucleus consists of protons and neutrons, and these as a whole are considered to be rotating (rotating) with nuclear spin angular motion IH.

第2図は、水素の原子核(+−1>を示したもので、(
イ)に示すように1個の陽子Pからなり、スピン量子数
1/2で表わされる回転をしている。陽字Pは、(ロ)
に示すように正の電荷e+を持っているので、原子核の
回転に従い、磁気モーメントJが生じ、一つ一つの水素
の原子核は、それぞれ小さな磁石と見なせる。
Figure 2 shows the hydrogen nucleus (+-1>).
As shown in (b), it consists of one proton P and rotates as expressed by the spin quantum number 1/2. Positive character P is (b)
As shown in , since it has a positive charge e+, a magnetic moment J is generated as the nucleus rotates, and each hydrogen nucleus can be regarded as a small magnet.

第3図は、この点を模式的に示した説明因で、鉄のよう
な強磁性体では、この微小磁石の方向が(イ)に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合は、微小磁石の方向(磁気モーメ
ントの向き)は(0)に示すようにランダムであって、
全体として磁化は見られない。
Figure 3 schematically illustrates this point. In a ferromagnetic material such as iron, the directions of these micromagnets are aligned as shown in (a), and magnetization is observed as a whole. . On the other hand, in the case of hydrogen, etc., the direction of the micromagnets (the direction of the magnetic moment) is random as shown in (0),
No magnetization is seen as a whole.

ここで、このような物質に2方向の静磁場H0を印加す
ると、各原子核がHoの方向に°揃う。
When a static magnetic field H0 in two directions is applied to such a substance, each atomic nucleus aligns in the Ho direction.

第4図(イ)は水素原子核について、この様子を示した
ものである。水素原子核のスピン量子数は1/2である
から、第4図(ロ)に示すように、−1/2と+1/2
の2つのエネルギー順位に分かれる。2つのエネルギー
順位間のエネルギー差ΔEは、く1)式で表わされる。
Figure 4 (a) shows this situation for a hydrogen nucleus. Since the spin quantum number of a hydrogen nucleus is 1/2, as shown in Figure 4 (b), -1/2 and +1/2
It is divided into two energy rankings. The energy difference ΔE between the two energy ranks is expressed by the following equation (1).

ΔE=γf’+Ho            (1)γ
:磁気回転比(原子核種ごとに固有の定数)ち:h/2
π hニブランク定数 ここで、各原子核には、静磁場Hoによって1.7×汀
ΔE=γf'+Ho (1) γ
:Gyromagnetic ratio (constant specific to each atomic nuclide) h/2
π h blank constant where each nucleus has a static magnetic field Ho of 1.7×.

なる力が加わるので、原子核は、Z軸の回りを(2)式
で示すような角速度ωで歳差運動(みそすり運動)をす
る。
As a result of this force, the atomic nucleus precesses around the Z-axis at an angular velocity ω as shown in equation (2).

ω−γHo  (ラーモア角速度)    (2)即ち
、原子核の種類ごとに、それぞれ異なったラーモア角速
度ωmで歳差運動をしている。
ω-γHo (Larmor angular velocity) (2) That is, each type of atomic nucleus precesses at a different Larmor angular velocity ωm.

このように静磁場H0中におかれた生体に、例えばラー
モア角速度ω1に対応した周波数(f+−ω+/2π)
の電磁波(通常はラジオ波)を印加すると、この周波数
f1に相当した歳差運動をしている原子核に共鳴が起り
、原子核は(1)式で示されるエネルギー差ΔEに相当
するエネルギーを吸収して、高い方のエネルギー順位に
遷移する。
For example, a frequency (f+-ω+/2π) corresponding to the Larmor angular velocity ω1 is applied to a living body placed in a static magnetic field H0.
When an electromagnetic wave (usually a radio wave) is applied, resonance occurs in the precessing atomic nucleus corresponding to this frequency f1, and the atomic nucleus absorbs energy corresponding to the energy difference ΔE shown by equation (1). and then transitions to a higher energy ranking.

ここで、通常、生体は複数種類の原子核で構成されてい
るが、静磁場H0の環境下で、印加された周波数f、の
電磁波と共鳴する原子核は、1種類のみである。従って
、生体に印加する静磁場ト1oの強さと、印加する周波
数fとを選択することにより、特定の種類の原子核の共
鳴のみを取出すことができる。
Here, although a living body is normally composed of multiple types of atomic nuclei, only one type of atomic nucleus resonates with the applied electromagnetic wave of frequency f under the environment of the static magnetic field H0. Therefore, by selecting the strength of the static magnetic field 1o applied to the living body and the applied frequency f, it is possible to extract only the resonance of a specific type of atomic nucleus.

ここで共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在量を知る
ことができる。また、高い順位へ励起された原子核は、
共鳴後、緩和時間と呼ばれる時定数で定まる時間の後に
、低い順位へ戻る。このとき、吸収したエネルギーを外
部へ放出するので、共鳴の強さの時間的変化を測定すれ
ば、以下に述べる時間を知ることができる。
By measuring the strength of the resonance, we can determine the amount of nuclei present. In addition, the atomic nucleus excited to a higher order is
After resonance, it returns to a lower rank after a time determined by a time constant called relaxation time. At this time, the absorbed energy is released to the outside, so by measuring the temporal change in the resonance intensity, the time described below can be determined.

緩和時間は、スピン−格子緩和時間(縦緩和時間)T+
と、スピン−スピン緩和時間(横緩和時間)丁2とに分
類される。この緩和時間を観測することにより物質分布
のデータを得ることができる。一般に固体では、横緩和
時間下2は短く核磁気共鳴で得たエネルギーは、まずス
ピン系に行渡ってから、格子系に移って行く。従って、
縦緩和時間T+は、T2に比べて著しく大きい。これに
対して、液体では分子が自由に運動しているので、スピ
ン同士と、スピンと分子系(格子)とのエネルギー交換
の起りやすさは同程度である。従って、時間T+ とT
2はほぼ等しい値になる。
The relaxation time is spin-lattice relaxation time (longitudinal relaxation time) T+
and spin-spin relaxation time (transverse relaxation time). By observing this relaxation time, data on material distribution can be obtained. In general, in solids, the transverse relaxation time is short and the energy obtained by nuclear magnetic resonance is first distributed to the spin system and then transferred to the lattice system. Therefore,
The longitudinal relaxation time T+ is significantly larger than T2. On the other hand, in a liquid, molecules move freely, so the likelihood of energy exchange between spins and between spins and the molecular system (lattice) is about the same. Therefore, time T+ and T
2 becomes almost equal value.

ここでは、水素原子核(H)について説明したが、この
他にも核スピン角運動口をもつ原子核で同様の測定を行
なうことが可能であり、リン原子核(P)、炭素原子核
(C)、ナトリウム原子核(Na)、等に適用可能であ
る。
Here, we have explained hydrogen nuclei (H), but it is also possible to perform similar measurements with other nuclei that have a nuclear spin angular motion port, such as phosphorus nuclei (P), carbon nuclei (C), and sodium nuclei. It is applicable to atomic nuclei (Na), etc.

このように、NMRによって、特定原子核の存在口及び
その緩和時間を測定することができるので、物質内の特
定原子核について種々の化学的情報を得ることにより、
被検体内に種々の検査を行なうことができる。
In this way, NMR allows the existence of specific atomic nuclei and their relaxation times to be measured, so by obtaining various chemical information about specific atomic nuclei within substances,
Various tests can be performed within the subject.

従来より、NMR信月の位相情報を利用して、被検体の
組織に関する画像を得るフーリエ変換(fourier
 transformation)法によるNMR画像
装置がある。
Conventionally, Fourier transform (Fourier transform) has been used to obtain an image of the tissue of a subject using phase information of NMR Shingetsu.
There is an NMR imaging device using the transformation method.

第5図は、このフーリエ変換法による従来装置の検査手
法の一例を説明するための動作波形図である。
FIG. 5 is an operational waveform diagram for explaining an example of an inspection method for a conventional apparatus using this Fourier transform method.

初めに、Z軸方向に平行で一様な強さの静磁場H0中に
配置した被検体へ、第5図(ロ)に示すように2勾配隘
場Gzと、(イ)に示すように狭い周波数スペクトルf
、の高周波パルス、即ち、RFパルス(90’パルス)
を印加する。
First, a two-gradient field Gz as shown in Fig. 5 (B) and a two-gradient field Gz as shown in Fig. 5 (B) are applied to the subject placed in a static magnetic field H0 of uniform strength parallel to the Z-axis direction. narrow frequency spectrum f
, i.e., RF pulse (90' pulse)
Apply.

生体の2軸方向には、勾配磁場 Gzが印加されており
、プロトンは、磁場の強さに比例した周期で歳差運動を
している。ここで2軸の成る位置(Ho+ΔGz)にお
ける断面部だけは、印加されたRFパルスの周波数(ω
、=2πfj)と同一のラーモア角速度 ω4−γ(Ho+ΔGz) で歳差運動をしている。従って、この周波数を中心周波
数とする近傍の角速度で歳差運動をしているプロトンだ
けが励起される。即ち、z軸方向の勾配磁場Gzは、生
体のスライス面位置決定のために作用する。
A gradient magnetic field Gz is applied in two axial directions of the living body, and protons precess at a period proportional to the strength of the magnetic field. Here, only the cross section at the position (Ho + ΔGz) where the two axes form is the frequency of the applied RF pulse (ω
, =2πfj) and the same Larmor angular velocity ω4-γ(Ho+ΔGz). Therefore, only protons that are precessing at an angular velocity near this frequency as the center frequency are excited. That is, the gradient magnetic field Gz in the z-axis direction acts to determine the position of the slice plane of the living body.

なお、ここでは17i層面として、Z軸に直交する面を
とるように説明するが、勾配磁場を変えることにより任
意の面を映像化できる。
Note that, although the 17i layer surface will be described here as a surface perpendicular to the Z axis, any surface can be visualized by changing the gradient magnetic field.

そして励起されたプロトンの磁化Mを、第6図(イ)に
示すような角速度ωで回転する回転座標系上に示せば、
y′軸方向に90°向きを変えたものとなる。言替える
と、x−y平面に平行なスライス面上のプロトンの磁化
Mは、全てy′軸方向を向いている。
If the magnetization M of the excited proton is expressed on a rotating coordinate system rotating at an angular velocity ω as shown in Figure 6 (a), then
The direction is changed by 90° in the y' axis direction. In other words, all of the proton magnetizations M on the slice plane parallel to the xy plane are oriented in the y'-axis direction.

続いて、第5図(ハ)に示すようにX軸方向の勾配磁場
Gxを所定の時間txだけ加える。この勾配磁場Gxに
より、上記の生体のスライス面は、第7図(イ)のよう
に、X方向に関しては、磁場の強度が傾斜した状態とな
る。ここで、第7図(イ)のスライス面を債に分割した
コラムで考える。各コラムと直交する区域(y軸に平行
)のプロトンで見ると、勾配磁場Gxのため各直交区域
ごとに磁場の強さが興なる。従って、(2)式に基づい
て、勾配磁場Crxの強い所の区域に含まれるプロトン
のスピンは早く回り、磁場の弱い所の区域におけるスピ
ンはゆっくりと回る。
Subsequently, as shown in FIG. 5(c), a gradient magnetic field Gx in the X-axis direction is applied for a predetermined time tx. Due to this gradient magnetic field Gx, the slice plane of the living body is brought into a state where the strength of the magnetic field is inclined in the X direction, as shown in FIG. 7(A). Here, consider the column in which the slice plane in Figure 7 (a) is divided into bonds. When looking at the protons in the area perpendicular to each column (parallel to the y-axis), the strength of the magnetic field increases in each orthogonal area due to the gradient magnetic field Gx. Therefore, based on equation (2), the spins of protons included in areas where the gradient magnetic field Crx is strong rotate quickly, and the spins in areas where the magnetic field is weak rotate slowly.

そして、第5図(ハ)に示すように時間Lx後に、勾配
磁場Gxは零となるので、第7図(イ)のX@力方向磁
場の強さは均一に戻る。従って、第7図(イ)に示した
スライス面に在る全てのスピンの回転速度は同じになる
。しかし、時間tXの間は、回転速度が各区域ごとに異
なっていたので、勾配磁場Gxを取去った後も、第7図
(イ)に示す如く、Gxによって生じた位相の差を保持
したまま同じ速度で回転する。
Then, as shown in FIG. 5(c), after time Lx, the gradient magnetic field Gx becomes zero, so the strength of the magnetic field in the X@force direction in FIG. 7(a) returns to uniformity. Therefore, the rotational speeds of all spins on the slice plane shown in FIG. 7(a) are the same. However, during time tX, the rotational speed was different for each area, so even after the gradient magnetic field Gx was removed, the phase difference caused by Gx was maintained, as shown in Figure 7 (a). It rotates at the same speed.

このようにして、この勾配磁JJj G xによって、
スライス面の磁化Mのスピンの位相は、X軸方向に関し
て目盛り付け(位相コード化)された状態になる。Gx
の大きさはプロジェクションごとにnを変えて(3)式
に従って変化させる。
In this way, by this magnetic gradient JJj G x,
The phase of the spin of the magnetization M on the slice plane is calibrated (phase coded) in the X-axis direction. Gx
The size of is changed according to equation (3) by changing n for each projection.

γLx ftKGxcJ t−27rn      (
3)ただし、 γ:磁気回転比 Lx:X方向のII像領域の長さ GX:被積分関数               (t
x:積分範囲 0、+l、・・・ 凡−1) N:X方向の分割数 続いて、第5図(二ンに示すようにy軸方向の勾配m 
WaG yを印加し、この環境下で第5図(ホ)。
γLx ftKGxcJ t-27rn (
3) However, γ: gyromagnetic ratio Lx: length of II image area in the X direction GX: integrand function (t
x: Integral range 0, +l, ... approximately -1) N: Number of divisions in the
WaG y is applied and under this environment Figure 5 (e).

に示すようにNMR信号を検出する。この勾配磁場Gy
の印加強度と印加時間は、各ブOジェクシミンごとに同
一であり、また、勾配磁場Gyは、Gxと異なりN M
 R(! 号を検出している間中も印加されている。
Detect the NMR signal as shown in . This gradient magnetic field Gy
The applied strength and application time of are the same for each block, and the gradient magnetic field Gy, unlike Gx, is N M
It is applied even while the R(!) is being detected.

今度は、第7図(ロ)で示す方向にスライス面へ、勾配
磁場Gyが印加されているので、各コラムごとに、スピ
ンの回転速度は異なる。そして、この1つのコラム内に
おいては、同一の回転速度で、スピンは回転しているが
、コラム内のX軸方向の原子核におけるスピンの回転位
相は、上述した勾配!i!!A G xのためにズした
ものとなっている。
This time, since the gradient magnetic field Gy is applied to the slice plane in the direction shown in FIG. 7(b), the rotational speed of the spins differs for each column. The spins rotate at the same rotational speed within this one column, but the rotational phase of the spins in the atomic nuclei in the X-axis direction within the column has the above-mentioned gradient! i! ! It was lost because of A G x.

そこで、得られたNMR信号を1つのデータとする。そ
して、位相コード化の量を変えて繰り返し、上述と同様
なデータを集め、これを2次元フーリエ変換すれば、2
次元領域の各位置におけるプロトンを判別することがで
き、各位置のプロトンの情報を得ることができる。
Therefore, the obtained NMR signal is treated as one piece of data. Then, if we repeat the process by changing the amount of phase encoding, collect the same data as above, and perform a two-dimensional Fourier transform on this, we can obtain 2
Protons at each position in the dimensional region can be determined, and information about protons at each position can be obtained.

言替えると、各コラムごとに、スピンの周波数が異なり
、更に1つのコラム内では、スピンの周波数は同一であ
るが、位相コード化の量により、回転の位相がコラムの
奥行きの各部位ごとに異なっている。従って、検出した
信号を2次元フーリエ変換すれば、スライス面の各ビク
セル情報を識別することができる。
In other words, for each column the frequency of the spins is different, and within a column the frequency of the spins is the same, but the amount of phase encoding causes the phase of rotation to be different for each part of the depth of the column. It's different. Therefore, if the detected signal is subjected to two-dimensional Fourier transform, each pixel information on the slice plane can be identified.

ここで、磁化Mは、第6図<0>に示すように磁場の不
均一性によって、x”、y−面内で矢印方向へ次第に分
散してゆくので、やがて、NMR信号は減少し、第5図
(ホ)に示すようにτ時間を経過して無くなる。
Here, as shown in FIG. 6 <0>, the magnetization M gradually disperses in the direction of the arrow in the x'', y-plane due to the non-uniformity of the magnetic field, so the NMR signal eventually decreases. As shown in FIG. 5(e), it disappears after a period of τ.

以下、熱平衡状態に戻るまでτ′時間持って、次のシー
ケンスを繰り返す。この際、X軸方向の勾配磁場Gxを
印加する所定時間1xは、(3)式で決まる値で位相コ
ード化の量を変えながらN回繰り返される。そして、N
回のシーケンスで得られたNMR信号を2次元フーリエ
変換することによって、面内のプロトン密度画像を得る
ことができる。
Thereafter, the following sequence is repeated after a period of τ' until the state returns to thermal equilibrium. At this time, the predetermined time 1x for applying the gradient magnetic field Gx in the X-axis direction is repeated N times while changing the amount of phase encoding with the value determined by equation (3). And N
An in-plane proton density image can be obtained by performing two-dimensional Fourier transform on the NMR signals obtained in this sequence.

このような動作をなすフーリエ変換法による従来装置に
おいては、第5図において、NMR信号が無くなるまで
の時間では、10〜20m5であるが、次のシーケンス
に移るまでの所定時間τ′は、縦緩和時間T+ため1 
sec程度は必要となる。それゆえに、X軸方向の分割
数Nを例えば100程度とすれば、その測定に少なくと
も2分以上の長い時間を必要とし、高速化を実現する際
の大きな障害の一つとなっている。
In the conventional device using the Fourier transform method that operates in this way, the time required until the NMR signal disappears is 10 to 20 m5 in Fig. 5, but the predetermined time τ' until moving to the next sequence is vertically Relaxation time T + 1
About sec is required. Therefore, if the number of divisions N in the X-axis direction is set to about 100, for example, the measurement requires a long time of at least 2 minutes, which is one of the major obstacles in realizing high speed.

このような障害を解決すべく、NMR分析計用に提案さ
れている公知技術(DEFT法; drivenequ
ilibrium Fourier transfor
m)を利用して、高速のNMR画像装置を製作した場合
を考察すると、次のような欠点がある。結論としては、
NMR画像装置にDEFT法を用いることは、不適切で
ある。なお、NMR画像装置にDEFT法を使用すると
した公知技術例はない。
In order to solve this problem, a known technique (DEFT method;
ilibrium Fourier transform
Considering the case where a high-speed NMR imaging device is manufactured using m), there are the following drawbacks. As conclusion,
It is inappropriate to use the DEFT method in NMR imagers. Note that there is no known technology example that uses the DEFT method in an NMR imaging device.

このNMR分析計用に提案されているDEFT法は、(
[パルス及びフーリエ変*NMRJ  )7ラー、ベラ
カー著:古岡書店)に記載されている。このDEFT法
は高速化のためのパルスシーケンスであり、(90’x
・・・τ・・・180’y・・・τ・・・90−x・・
・Td)”で構成されるものである。
The DEFT method proposed for this NMR analyzer is (
[Pulse and Fourier Variant *NMRJ) 7 Ra, written by Beraker: Furuoka Shoten). This DEFT method is a pulse sequence for speeding up (90'x
...τ...180'y...τ...90-x...
・Td)".

このDEFT法で2次元のイメージングを行なう場合、
90’パルスは、選択励起法(勾配磁場を同時に印加)
を用いて特定のスライス面内だけを励起するが、これに
ついては問題はない。
When performing two-dimensional imaging using this DEFT method,
90' pulse is a selective excitation method (gradient magnetic field is applied simultaneously)
is used to excite only a specific slice plane, but there is no problem with this.

しかし、180°パルスは選択と非選択励起の両方が考
えられる。
However, the 180° pulse can be used for both selective and non-selective excitation.

第10図は、第1の90°パルスの直前の2軸上の磁化
Mzのスライスの厚さ方向の分布をBlochの方程式
を用いて、計I1機でシミュレーションした結果を示し
たものである。第10図では、DEFT法における18
o°パルスの選択と非選択の場合及び本発明の場合の3
つのシミュレーション結果を示した。ここでは、選択励
起するため90’パルスはガウシアン変調しである。こ
れは、生体の平均的TI、T2及びTr=100mS(
繰り返し時間)を用!11て計算したものである。
FIG. 10 shows the results of simulating the distribution of the magnetization Mz on the two axes in the slice thickness direction immediately before the first 90° pulse using Bloch's equation using a total of 1 machines. In Figure 10, 18 in the DEFT method
Case 3 of selection and non-selection of o° pulse and case of the present invention
We presented two simulation results. Here, the 90' pulse is Gaussian modulated for selective excitation. This is the average TI, T2 and Tr of the living body = 100 mS (
repetition time)! 11.

M2は、パルスシーケンスを実行する前のMzを1とし
ていて、M2の大きさは、NMR信号強度に対応してい
る。
For M2, Mz before executing the pulse sequence is set to 1, and the magnitude of M2 corresponds to the NMR signal intensity.

(a)  DEFT法の非選択の180″′パルスの場
合、第10図(a>に示すように、スライス面外のMz
が非常に小さくなってしまう。
(a) In the case of a non-selected 180'' pulse in the DEFT method, as shown in Figure 10 (a), the Mz outside the slice plane
becomes very small.

一般に、パルスシーケンスの待ち時間Tdの間に、他の
複数のスライス面に対して同一なパルスシーケンスを順
次はどこし、その間の十分に長いTdのため、MzがT
1縦緩和して大きくなってから、最初のスライス面の次
のビュー(v i ew)を行なうというマルチスライ
ス法が行なわれている。これはNMR信号(M zの大
きざ)の減少をなくして、同時に複数面のデータが得ら
れるため、疑似高速法として効果的である。しかし、マ
ルチスライス法は、スライス面外のMzが、他のスライ
ス面励起の影響を受けずに、大きいことが条件となる。
Generally, during the waiting time Td of a pulse sequence, the same pulse sequence is sequentially applied to multiple slice planes, and because the interval Td is sufficiently long, Mz is
A multi-slice method is used in which the next view (view) of the first slice plane is performed after the first slice plane has been made larger by one longitudinal relaxation. This is effective as a quasi-high-speed method because it eliminates the decrease in the NMR signal (the magnitude of Mz) and allows data on multiple planes to be obtained simultaneously. However, the multi-slice method requires that Mz outside the slice plane be large without being influenced by excitation of other slice planes.

このような条件から見ると、非選択の180’  ”パ
ルスを用いたDEFT法(第10図(a ) ) ハ、
スライス面外のMzが小さくなってしまうためマルチス
ライス法を併用できない欠点がある。実際のスライス形
状は、第10図のMzにスライス形状の関数(ここでは
ガウシアン形)を乗じたものとなり、それを第11図に
示す。
Viewed from these conditions, the DEFT method using non-selected 180''' pulses (Figure 10(a)) c.
There is a drawback that the multi-slice method cannot be used in combination because the Mz outside the slice plane becomes small. The actual slice shape is obtained by multiplying Mz in FIG. 10 by a function of the slice shape (in this case Gaussian shape), which is shown in FIG. 11.

(b)  DEFT法の選択励起の180°パルスの場
合、第10図の(b)に示すように、Mzはスライス面
外では大きいので問題ない。しかし、第11図では、ス
ライス形状が3つの山状となることが欠点となる。これ
は、スライス境界の磁化Mが選択励起の18o°パルス
の際、複雑な動作をするため各Mのベクトル方向がばら
ばらになり、結果として信号が減少するためである。
(b) In the case of a 180° pulse for selective excitation in the DEFT method, as shown in FIG. 10(b), Mz is large outside the slice plane, so there is no problem. However, the disadvantage of FIG. 11 is that the slice shape has three mountain shapes. This is because the magnetization M at the slice boundary performs a complicated operation during the 18° pulse of selective excitation, so the vector directions of each M become different, and as a result, the signal decreases.

以上のように公知の技術であるDEFT法をそのままN
MR画像装置に使用することは、不適切である。
As mentioned above, the DEFT method, which is a well-known technique, can be used as it is with N
It is unsuitable for use in MR imaging devices.

(解決しようとする問題点) 本発明は、以上のような従来の2次元フーリ工変換法に
よるNMR画像装置が有していた応答性の悪さを改善し
、得られる画像の質を落さずにスキャンタイムを短縮し
たNMR画像装置を提供することを目的とする。
(Problems to be Solved) The present invention improves the poor responsiveness of the conventional NMR imager using the two-dimensional Foury transform method as described above, and does not reduce the quality of the images obtained. An object of the present invention is to provide an NMR imaging device with shortened scan time.

口、「発明の構成」 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記問題点を解決すめために、次のカッコに
示すようなシーケンスm能を有した制御手段を備えるよ
うにしたものである。
``Structure of the Invention'' [Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention includes a control means having a sequence function as shown in the following parentheses. It is something.

この制御手段の働きにより、縦緩和時間T1を経過して
磁化Mが熱平衡状態(Mが2軸方向を向く)になるまで
持たず、磁化Mを2′軸方向へ強制的に向けるようにす
ることができる。
Due to the action of this control means, the magnetization M is not held until the longitudinal relaxation time T1 has elapsed and the magnetization M reaches a thermal equilibrium state (M points in the 2-axis direction), and the magnetization M is forcibly directed in the 2'-axis direction. be able to.

制御手段のシーケンス機能とは 「まず、被検体の特定のスライス面に在る原子核を、選
択的に励起する第1の90’″パルスを印加し、 次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも励起する
第1の180°パルスを印加し、次に前記スライス面と
同一の特定のスライス面に在る原子核を、選択的に励起
する第2の90゜パルスを印加し、 次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも励起する
第2の180”パルスを印加し、更に、第1の90°パ
ルスと第1の180@パルスとの間の区間下s1で、勾
配磁場を与える手段を動作させ、第1の勾配磁場と異な
る方向の第2の勾配磁場を印加して位相変化邑を与え、
更に勾配磁場を与える手段を動作させて、第1.第2の
勾配磁場と異なる方向の第3の勾配磁場を極性の異なる
2値を切替えて印加し、 更に第1の1800パルスと第2の90°パルスとの区
間TS2で、前記区間TS1における前記第一2.第3
の勾配磁場と同方向の勾配磁場をそれぞれ印加し、シー
ケンスごとに第2の勾配磁場強度、及び印加時間を撮像
に必要な値とするように動作させること」 (実施例〕 以下、図面を用いて本発明を説明する。
The sequence function of the control means is to "first apply a first 90'' pulse that selectively excites the atomic nuclei present in a specific slice plane of the object, and then applying a first 180° pulse that also excites the atomic planes, then applying a second 90° pulse that selectively excites nuclei present in the same specific slice plane as the slice plane; Apply a second 180" pulse that also excites nuclei existing outside the specific slice plane, and further apply a gradient magnetic field in the interval s1 between the first 90° pulse and the first 180@ pulse. operating the means to apply a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field to provide a phase change field;
Further, the means for applying a gradient magnetic field is operated to obtain the first. A third gradient magnetic field in a direction different from that of the second gradient magnetic field is applied by switching two values with different polarities, and further, in the interval TS2 between the first 1800 pulse and the second 90° pulse, 1st 2. Third
(Example) Hereinafter, using the drawings, the second gradient magnetic field strength and the application time are set to the values necessary for imaging. The present invention will now be explained.

第1図は、本発明に係る装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。同図において、1は一様な静磁場Ho
  (この場合の方向を2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
回路で、例えば直流安定化電源を含んでいる。静磁場用
コイル1によって発生する磁束の密度Hoは0.1T程
度であり、また均一度は104以上であることが望まし
い。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a device according to the present invention. In the figure, 1 is a uniform static magnetic field Ho
A static magnetic field coil 2 for generating a static magnetic field (directions in this case are defined as two directions) is a control circuit for the static magnetic field coil 1, which includes, for example, a DC stabilized power source. It is desirable that the density Ho of the magnetic flux generated by the static magnetic field coil 1 is about 0.1 T, and that the uniformity is 104 or more.

3は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、4はこの
勾配磁場用コイル3の制御回路である。
Reference numeral 3 generally indicates a gradient magnetic field coil, and 4 indicates a control circuit for this gradient magnetic field coil 3.

本発明の装置においては、第1.第2.第3の勾配磁場
を発生させるが、単に第1.第2.第3の勾配磁場と記
載して説明すると抽象的であり、発明が分りにくい。そ
こで、本明1i1では、第1の勾配磁場を2勾配磁場と
し、第2の勾配磁場をX勾配磁場とし、第3の勾配磁場
をy勾配磁場として説明を行なう。ただし、この組合せ
は、どんなものでも良く、第1.2.3のそれぞれの勾
配磁場が異なった方向の磁場であれば良い。また、x、
y、z勾配磁場や、それ以外の他の方向の勾配ll場で
も良く、また、それらの合成磁場でも良い。
In the apparatus of the present invention, first. Second. A third gradient magnetic field is generated, but only the first. Second. If it is described as a third gradient magnetic field, it will be abstract and the invention will be difficult to understand. Therefore, in the present invention 1i1, the description will be made assuming that the first gradient magnetic field is a 2-gradient magnetic field, the second gradient magnetic field is an X-gradient magnetic field, and the third gradient magnetic field is a y-gradient magnetic field. However, any combination may be used as long as the gradient magnetic fields 1, 2, and 3 are in different directions. Also, x,
It may be a y, z gradient magnetic field, a gradient ll field in other directions, or a composite magnetic field thereof.

また、本明細書では、第1.第2.第3の勾配磁場を発
生させる手段として、それぞれ専用のコイル手段(2勾
配磁場用コイル、X勾配磁場用コイル、y勾配磁場用コ
イル〉が設けられている例で説明するが、これに限定す
るわけではない。即ち、第1.第2.第3の勾配磁場を
発生させるのに、例えば1つの手段で、それぞれ第1.
第2゜第3の勾配磁場を発生させるようにしても良い。
In addition, in this specification, 1. Second. As means for generating the third gradient magnetic field, an example will be explained in which dedicated coil means (two gradient magnetic field coils, an X gradient magnetic field coil, a y gradient magnetic field coil) are provided, but the present invention is limited to this. That is, in order to generate the first, second, and third gradient magnetic fields, for example, one means may be used to generate the first, second, and third gradient magnetic fields, respectively.
A second and third gradient magnetic field may be generated.

具体例を上げれば、1つのコイル手段の位置を移動させ
ることにより、第1.2.’3の勾配磁場を発生させる
こともできる。
For example, by moving the position of one coil means, 1.2. It is also possible to generate a gradient magnetic field of '3.

第8図(イ)は勾配磁場用コイル3の一例を示す構成図
である。同図(イ)に示すコイルは、2勾配磁場用コイ
ル31と、y勾配磁場用コイル32.33とを含んでい
る。更に、図示していないがy勾配81@用コイル32
.33と同じ形であって、90”回転して設置されるX
勾配磁場用コイルも含んでいる。この勾配磁場用コイル
3は、一様な静!i揚H0と同一方向で、x、y、z軸
方向にそれぞれ直線勾配をもつ磁場を発生する。制御回
路4はコントローラ20によって制御される。
FIG. 8(A) is a configuration diagram showing an example of the gradient magnetic field coil 3. FIG. The coil shown in FIG. 2A includes a 2-gradient magnetic field coil 31 and a y-gradient magnetic field coil 32, 33. Furthermore, although not shown, a coil 32 for y gradient 81@
.. It has the same shape as 33, but is rotated 90" and installed
It also includes gradient field coils. This gradient magnetic field coil 3 is uniformly static! A magnetic field with linear gradients in the x, y, and z axis directions is generated in the same direction as the i-lift H0. The control circuit 4 is controlled by a controller 20.

5は被検体に狭い周波数スペクトルfの高周波パルス、
即ち、RFパルスを電磁波として与える励磁コイルで、
その構成を第8図(ロ)に示す。
5 is a high-frequency pulse with a narrow frequency spectrum f to the subject;
In other words, an excitation coil that provides RF pulses as electromagnetic waves,
Its configuration is shown in FIG. 8(b).

6は測定しようとする原子核のNMR共鳴条件に対応す
る周波数(例えばプロトンでは、42゜6MHz/T)
の信号を発生する発振器で、その出力は、コントローラ
20からの信号によって開閉が制御されるゲート回路3
0と、パワーアンプ7を介して励磁コイル5に印加され
ている。8は被検体におけるNMR信号を検出するため
の検出コイルで、その構成は第8図(ロ)に示す励磁コ
イルと同じで、励磁コイル5に対して90’回転して設
置されている。なお、この検出コイル8は、被検体にで
きるだけ近接してiiQmされることが望ましいが、必
要に応じて、励磁コイル5と兼用させてもよい。
6 is the frequency corresponding to the NMR resonance condition of the atomic nucleus to be measured (for example, 42°6 MHz/T for protons)
An oscillator that generates a signal, the output of which is connected to a gate circuit 3 whose opening and closing are controlled by signals from a controller 20.
0 is applied to the excitation coil 5 via the power amplifier 7. Reference numeral 8 denotes a detection coil for detecting the NMR signal in the subject, and its configuration is the same as the excitation coil shown in FIG. Although it is desirable that the detection coil 8 is iiQm as close as possible to the subject, it may also be used as the excitation coil 5 if necessary.

9は検出コイル8から得られる核磁気共鳴信号(NMR
信号・・・F■D信号・エコー信号)を増幅する増幅器
、10は位相検波回路、11は位相検波された増幅器9
からの波形信号を記憶するウェーブメモリ回路で、A/
D変換器を含んでいる。
9 is a nuclear magnetic resonance signal (NMR) obtained from the detection coil 8.
10 is a phase detection circuit, 11 is a phase-detected amplifier 9
A wave memory circuit that stores waveform signals from A/
Contains a D converter.

13はウェーブメモリ回路11からの信号を例えば光フ
ァイバで構成される伝送路12を介して入力し、所定の
信号処理を施して断層像を得るコンピュータ、14は得
られた断層像を表示するテレビジョンモニタのような表
示器である。また、コントローラ20からコンピュータ
13へは、信号1121により、必要な情報が伝送され
る。
13 is a computer that inputs the signal from the wave memory circuit 11 via a transmission line 12 made of, for example, an optical fiber, and performs predetermined signal processing to obtain a tomographic image; 14 is a television that displays the obtained tomographic image. It is a display device like a John monitor. Further, necessary information is transmitted from the controller 20 to the computer 13 by a signal 1121.

コントローラ20は、勾配磁場Gz、Gx、Gy、RF
パルスの振幅を&IJ litするために必要な信号(
アナログ信号)及びRFパルスの送信やNMR信号の受
信に必要な制wJ信号(デジタル信号)を出力すること
ができるように構成されたものである。このコントロー
ラ20は、本発明に係る装置の特徴とするシーケンス機
能、即ち、RFパルスの動作タイミングや各勾配磁場の
動作タイミングを制御する機能を有している。ただし、
このシーケンス機能を果す素子は、コントローラ2oに
限定するものでなく、他の素子、例えば、コンピュータ
13にこの機能をもたせても本発明は成立する。
The controller 20 generates gradient magnetic fields Gz, Gx, Gy, RF
The signal necessary to &IJ lit the amplitude of the pulse (
It is configured to be able to output a control wJ signal (analog signal) and a control wJ signal (digital signal) necessary for transmitting RF pulses and receiving NMR signals. This controller 20 has a sequence function that is a feature of the device according to the present invention, that is, a function that controls the operation timing of the RF pulse and the operation timing of each gradient magnetic field. however,
The element that performs this sequence function is not limited to the controller 2o, and the present invention can be implemented even if other elements, such as the computer 13, have this function.

このように構成された本発明の装置の動作を、第9図及
び第1表ないし第3表を参照し、段階を追って順次説明
する。
The operation of the apparatus of the present invention configured as described above will be explained step by step with reference to FIG. 9 and Tables 1 to 3.

(1)  時点t0 時点t0は、制御回路2から静磁場用コイル1に電流を
流し、被検体(被検体は各コイルの円筒内に設置)に静
tri jiA Hoを与えた状態において、コントロ
ーラ20より制御回路4を介して2勾配置1場用コイル
31に電流を流し、第9図(ロ)に示すように、2勾配
磁場Gzを与えた時点である。
(1) Time t0 At time t0, a current is passed from the control circuit 2 to the static magnetic field coil 1, and the controller 20 is in a state where static tri jiA Ho is applied to the subject (the subject is installed in the cylinder of each coil). This is the point in time when a current is passed through the control circuit 4 to the coil 31 for two gradients and one field, and a two-gradient magnetic field Gz is applied as shown in FIG. 9(b).

このとぎ、 スライス面中央(90°パルス印加により磁化Mが正し
く90°回転する部分)、 スライス面境界(9o°パルス印加時に、磁化Mがθ°
回転し、また180°パルス印加時にはGz=Oとなっ
ているため18o°回転する部分)、 スライス面外(90°パルス印加では影響を受けず、1
80°パルスによって磁化Mの方向が反転する部分) での各磁化Mの方向は、第9図の(へ)、(ト)。
At this point, the center of the slice plane (the part where the magnetization M correctly rotates 90 degrees by applying a 90 degree pulse), the boundary of the slice plane (the part where the magnetization M rotates θ° when the 90 degree pulse is applied),
(The part that rotates by 18o due to Gz=O when applying a 180° pulse), outside the slice plane (not affected by applying a 90° pulse, 1
The direction of each magnetization M in the part where the direction of magnetization M is reversed by the 80° pulse is shown in (f) and (g) in FIG.

(チ)に示すように、全てZ軸の正方向(上向き)とな
っている。
As shown in (h), all the directions are in the positive direction (upward) of the Z axis.

続いて、Gzが与えられている下で、ゲート回路30に
おいて選択し、出力された位相差O0の所定の形(例え
ばガウシアン形)に変調されたRF信号により、被検体
の特定の一面(スライス面)の原子核を励起する。即ち
、第9図の(イ)のように第1の90°Xパルスを与え
る。
Next, while Gz is given, a specific side (slice) of the object is detected by an RF signal modulated into a predetermined shape (for example, Gaussian shape) with a phase difference O0 selected and outputted by the gate circuit 30. excite the nucleus of the surface). That is, the first 90°X pulse is applied as shown in FIG. 9(a).

(11)  時点1゜ 続いてX勾配Il場用コイル32を付勢し、第9図の(
ハ)に示すように所定の大きさの勾配磁場Qxを時間t
xの間印加する。この勾配磁場gXにより、スライス面
の原子核は、第7図の所で既述したような動作を行い、
スピンの位相コード化がなされる。この位相コード化の
動作については、第7図の所で詳しく説明したので、こ
こでは説明を省略する。
(11) At time 1°, the X-gradient Il field coil 32 is energized, and (
As shown in c), a gradient magnetic field Qx of a predetermined magnitude is applied for a time t.
Apply for x. Due to this gradient magnetic field gX, the atomic nuclei on the sliced surface perform the movement as already described in FIG.
The spins are phase encoded. Since this phase encoding operation was explained in detail in FIG. 7, the explanation will be omitted here.

なお、X方向の勾配1ift jJA G xについて
は、印加時間txを変えても良いし、磁多場の強さQx
を変えてもよい。その理由は、位相ズレはtXとgxの
積で表わされるからであり、この積を大きく取ればスピ
ンの位相のズレは大ぎくなる。
Regarding the gradient 1ift jJA G x in the X direction, the application time tx may be changed, and the magnetic multifield strength Qx
may be changed. The reason for this is that the phase shift is expressed as the product of tX and gx, and the larger this product is, the greater the phase shift of the spins becomes.

同時に、第9図の(ニ)に示すようにy勾配磁場Qyを
印加する。Qyは、例えばマイナス方向の勾配磁場であ
り、この影響を受けてスライス面の原子核のスピンは、
第9図の時点1.における(へ)で示した収束状態から
分散させられる。
At the same time, a y gradient magnetic field Qy is applied as shown in FIG. 9(d). Qy is, for example, a gradient magnetic field in the negative direction, and under the influence of this, the spin of the nucleus on the slice plane is
Time 1 in Figure 9. It is dispersed from the convergence state shown in (to).

次に時間tX後に、勾配磁’!! Q yと反対の極性
(プラス方向)のy勾配磁場9y−を印加する。
Then, after time tX, the gradient magnetic '! ! Q Apply a y gradient magnetic field 9y- of polarity opposite to y (positive direction).

(Jy−はgyと極性が反対であるため、Qyのエネル
ギーを受けて移動(分散方向)していたスピンは、逆の
方向へ移動を開始する。即ち、収束の方向に向かう。そ
して、第9図(ニ)のQyで与えた位相変化mと、Qy
′の位相変化mが等しくなった時点において、再び、ス
ピンはy軸上で位相が一致し、第9図(ホ)で示すよう
に、第1のエコー信号が最大となる。その後、更にスピ
ンは、移動を止めないので、y軸上で一致した位相は、
再び分散の方向へ向かい、第1のエコー信号は消失する
(Since Jy- has the opposite polarity to gy, the spins that were moving (dispersion direction) by receiving the energy of Qy start moving in the opposite direction. In other words, they move in the direction of convergence. The phase change m given by Qy in Figure 9 (d) and Qy
At the time when the phase changes m of '' become equal, the spins are again in phase on the y-axis, and the first echo signal becomes maximum, as shown in FIG. 9(e). After that, the spins do not stop moving, so the phase that matches on the y-axis is
It goes in the direction of dispersion again, and the first echo signal disappears.

なお、上述では、Qyをマイナス方向の勾配磁場とし、
Qy”をプラス方向の勾配磁場として説明したが、gy
とgy′の極性が反対であれば、どちらがプラスであっ
てもマイナスであっても良い。その理由は、極性が反対
であれば、一旦分散したスピンを再び収束させることが
できるからである。
Note that in the above, Qy is a gradient magnetic field in the negative direction,
Qy" was explained as a gradient magnetic field in the positive direction, but gy
As long as the polarities of and gy' are opposite, either one may be positive or negative. The reason is that if the polarities are opposite, spins that have been dispersed can be reconverged.

既述したが、磁場Q x + Q yを印加する時点を
1、とすれば、この時点1.では、各部の磁化Mは第9
図(へ)、(ト)、(チ)に示すような向きどなる。
As mentioned above, if the time point at which the magnetic field Q x + Q y is applied is 1, then this time point 1. Then, the magnetization M of each part is the 9th
It roars in the directions shown in Figures (F), (G), and (H).

上述した動作により生じた第1のエコー信号は検出コイ
ル8により検出され、その信号は増幅器9を介し位相検
波回路10に導かれ、ここで位相     1検波され
た後ウェーブメモリ回路11に格納される。格納された
データはコンピュータ1により適宜のタイミングで読み
取られる。
The first echo signal generated by the above-mentioned operation is detected by the detection coil 8, and the signal is guided to the phase detection circuit 10 via the amplifier 9, where it is subjected to phase 1 detection and stored in the wave memory circuit 11. . The stored data is read by the computer 1 at appropriate timing.

(iti)  時点t2 前記RFパルス(90″X)を印加してからTs1時間
経過後にy勾配磁場用コイルの付勢を止め、ゲート回路
3oにおいて選択し出力される位相差180°の矩形状
に変調されたRF倍信号被検体を励起する。この場合、
2勾配置楊Gzは動作させず、第8図の(イ)に示すよ
うに被検体全体に第1の180”−xパルスを与える。
(iti) Time t2 After 1 time Ts has elapsed since the application of the RF pulse (90″ The modulated RF multiplied signal excites the object under test.In this case,
The two-gradient setting Gz is not operated, and the first 180''-x pulse is applied to the entire subject as shown in FIG. 8(A).

従って、前記特定スライス而以外に在る原子核をも励起
する。
Therefore, atomic nuclei existing outside the specific slice are also excited.

(iii)  時点t3 前記180”−xパルスを与えた後に、勾配磁場Qy−
を印加する。この時点をt3とする。磁化Mは、X軸を
回転の中心として、反時計回りにiso”回転し、第9
図(へ)、(ト)、(チ)のようになる。
(iii) Time t3 After applying the 180”-x pulse, the gradient magnetic field Qy-
Apply. This time point is defined as t3. The magnetization M rotates counterclockwise about the X axis as the center of rotation, and
It will look like Figures (F), (G), and (C).

ここで、勾配計i’UGx、Gyのそれぞれの積分値が
、時点t2の前と時点t3の後とで、同一にるように勾
配W1jiAGx 、 Gyの制御を行なう。このよう
に制御することで、正確に時間TS2後に磁化Mが集合
するからである。この勾配磁場Gx。
Here, the slopes W1jiAGx and Gy are controlled so that the respective integral values of the gradiometers i'UGx and Gy are the same before time t2 and after time t3. This is because by controlling in this way, the magnetization M is gathered exactly after the time TS2. This gradient magnetic field Gx.

Gyのそれぞれの積分値が、時間t2の前と時点t3の
後で同一になるようにするには、−例として、区間TS
1と丁s2にて、時間軸を反転する如<Gx、Gyを印
加すれば良い。もちろん、このように時間軸を反転する
如く(対称となる如く)勾配m’AGx、Gyを制御し
なくても、積分値が、時点t2とt3の前後で同一なら
ば良い。
In order for each integral value of Gy to be the same before time t2 and after time t3, - for example, in the interval TS
1 and s2, it is sufficient to apply Gx and Gy to reverse the time axis. Of course, it is not necessary to control the gradients m'AGx and Gy so as to reverse the time axis (so as to make them symmetrical) as long as the integral values are the same before and after time points t2 and t3.

時点t、以降は、分散する方向に向かっていた磁化Mが
、180°パルスによって向きが全て反転し、集合する
方向に向かう。従って、検出コイル8からは第9図(ホ
)に示すように次第に増大する第2のエコー信号が検出
される。
After time t, the magnetization M, which was heading in the direction of dispersion, is completely reversed in direction by the 180° pulse and moves in the direction of gathering. Therefore, a second echo signal is detected from the detection coil 8, which gradually increases as shown in FIG. 9(e).

更に、第9図の例では、t2とt3の中央の時刻につい
て対称となるように、時点t3から1p時間後に勾配磁
場gxとQyを第9図(ハ)、(ニ)のように印加する
。もっとも、必ず対称となるよう°に勾配磁場Qx、Q
yを加えなければならないわけではない。上述のように
、積分値が同じになるようにすれば良いわけである。
Furthermore, in the example of FIG. 9, gradient magnetic fields gx and Qy are applied as shown in FIGS. 9(C) and (D) 1p time after time t3 so as to be symmetrical about the central time of t2 and t3. . However, in order to ensure symmetry, the gradient magnetic fields Qx and Q
It is not necessary to add y. As mentioned above, it is sufficient to make the integral values the same.

〜) 時点t4 時点t3からtp待時間後勾配磁場Gx−QxとGy=
Qyを加え、その後、時間txを経過後にGx=O1G
y−0とした時点をt4とする。
~) Time t4 After tp waiting time from time t3, gradient magnetic field Gx-Qx and Gy=
Add Qy, then after time tx, Gx=O1G
The time point when y-0 is set is t4.

これは、t2とt、の中央の時刻について勾配磁場Gx
、Gyの積分値が同じであり、途中に180’ −Xパ
ルスのRF倍信号加えられているので、時点t1の磁化
Mの方向と、丁度180゛反転した向きとなっている。
This is the gradient magnetic field Gx for the middle time between t2 and t.
, Gy are the same, and since the RF multiplied signal of the 180'-X pulse is added in the middle, the direction is exactly 180° reversed from the direction of the magnetization M at time t1.

従って、第9図(へ)、(ト)、(チ)となる。Therefore, Fig. 9 (F), (G), and (H) are obtained.

時点t4の後、Gz−、Gz+を与え、その状態下で、
ゲート回路30において位相差180゜で第1の90”
パルスと同様に変調されたRF倍信号用いて被検体に第
2の90°−Xパルスを与え、第1の90″″パルスで
励起されたスライス面を再び励起する。この励起の終り
を時点t5とする。この時、スライス面内、外、境界、
つまり被検体全部の磁化Mの向きが一2軸方向に揃う。
After time t4, Gz-, Gz+ are given, and under that condition,
The first 90" with a phase difference of 180° in the gate circuit 30
A second 90°-X pulse is applied to the subject using an RF multiplied signal modulated in the same manner as the pulse, and the slice plane excited by the first 90'' pulse is re-excited. The end of this excitation is defined as time t5. At this time, inside the slice plane, outside, boundary,
In other words, the directions of magnetization M of all the objects to be examined are aligned in the 12-axis direction.

(Vil  時点t6 Gz+の印加終了後、ゲート回路3oより位相差O0で
矩形波状に変調されて出力されるRF倍信号て被検体を
励起する(180°パルス励起)。
(Vil Time t6 After the application of Gz+ is completed, the subject is excited by the RF multiplied signal modulated into a rectangular waveform with a phase difference of O0 and output from the gate circuit 3o (180° pulse excitation).

即ち、2勾配磁場が無い状態だから、前記特定のスライ
ス面以外に在る原子核をも励起する。この励起の終了時
点をt6とする。
That is, since there is no two-gradient magnetic field, atomic nuclei located outside the specific slice plane are also excited. The end point of this excitation is assumed to be t6.

この第2の1800パルスの印加により磁化Mは一斉に
+2軸方向に向きが揃う。
By applying this second 1800 pulses, the magnetization M is all aligned in the +2 axis direction.

このように時点t6で始めの時点1.と同じ状態に復帰
することになる。ただし、この方式では、物質のもつ縦
緩和又は横緩和による緩和が残り、t6の時点で磁化M
は完全には上向きにならない。
In this way, at time t6, the starting time 1. It will return to the same state. However, in this method, relaxation due to longitudinal relaxation or transverse relaxation of the material remains, and the magnetization M
is not completely upward.

そこで、時点t6の後にTdなる待ち時間を設け、磁化
Mが完全に上向きになるのを持って1回のシーケンスを
終了し、以後同様のシーケンスを繰り返す。
Therefore, a waiting time Td is provided after time t6, one sequence ends when the magnetization M becomes completely upward, and the same sequence is repeated thereafter.

第  1  表 第  2  表 第  3  表 なお、上述では、X勾配lfi場Gxを印加することで
スライス面の磁化Mの位相コード化を行い、y勾装置1
場Gyとして極性の異なるQyとQy′を印加すること
で各コラムごとに異なる周波数の信号を得るとして説明
したが、y軸とy軸の関係を入替えても発明の動作は成
立することは、明白であり、このようにしても本発明の
権利範囲に含まれる。即ら、y勾配Vn @G yによ
りスライス面の磁化Mの位相のコード化を図り、X勾配
磁場GXにより各コラムごとに異なる周波数の信号゛を
得るようにしてもよい。
Table 1 Table 2 Table 3 In the above description, the magnetization M of the slice plane is phase-encoded by applying the X-gradient lfi field Gx, and the y-gradient device 1
Although it has been explained that a signal with a different frequency is obtained for each column by applying Qy and Qy' with different polarities as the field Gy, the operation of the invention can be realized even if the relationship between the y-axes is switched. This is obvious and is within the scope of the present invention. That is, the phase of the magnetization M of the slice plane may be encoded using the y gradient Vn@G y, and a signal with a different frequency may be obtained for each column using the X gradient magnetic field GX.

第9図において、Gz”、Qx、Qy+ gy′を印加
する時刻は一実施例であり、Qxを位相コード化の後、
gy′印加の下で信号を得れば良い。
In FIG. 9, the times at which Gz'', Qx, and Qy+gy' are applied are just one example, and after phase encoding Qx,
It is sufficient to obtain a signal while applying gy'.

つまり、Gz−と9xとQyが同時に印加されても良い
し、多少ずれても良い。
That is, Gz-, 9x, and Qy may be applied at the same time, or may be applied with some deviation.

また、動的平衡状態が得られるまで、最初のシーケンス
から10回目位までは、得られたNMR信号をデータと
して使用しなくても良い。
Further, until a dynamic equilibrium state is obtained, the obtained NMR signal may not be used as data from the first sequence to about the 10th sequence.

なお、上述では、第9図(ホ)に示す第1と第2のNM
R信号を検出し、これをフーリエ変換して、画像の再構
成に役立てると説明したが、この記載に限定するわけで
はなく、例えば、次のような各種の場合でも本発明は成
立する。
Note that in the above description, the first and second NMs shown in FIG.
Although it has been described that the R signal is detected and Fourier transformed to be used to reconstruct an image, the present invention is not limited to this description, and the present invention can be applied to various cases such as the following, for example.

(i)  第1と第2のNMR信号のうち、いずれか一
方を検出し、この検出信号を利用して画像の再構成を行
なう。
(i) Detecting one of the first and second NMR signals and reconstructing an image using this detection signal.

(11)  第1と第2のNMR信号の両方を検出し、
このうち、いずれか一方の検出信号を利用して画像の再
構成を行なう。
(11) detecting both the first and second NMR signals;
The image is reconstructed using one of these detection signals.

佃) 第1と第2のNMR信号の両方を検出し、この2
つの検出信号のデータを加算、平均して画像の再構成を
行なう。
Tsukuda) Detect both the first and second NMR signals, and
The data of the two detection signals are added and averaged to reconstruct the image.

(酌 第1と第2のNMR信号の両方を検出し、この2
つの検出信号をフーリエ変換した後に、プロジェクショ
ンの状態で加算、平均して画像の再構成を行なう。又は
、2つの画像の状態で加算、平均する方法。
(Detect both the first and second NMR signals, and
After Fourier transforming the two detection signals, they are added and averaged in the projection state to reconstruct the image. Or, add and average the two images.

このようなシーケンスにおいては、持ち時間Tdは従来
のものに比べて非常に短くなる。第13図はその様子を
示すもので、被検体として卵白(縦緩和時間T+−69
3m5.横緩和時間T2=262ms)を使用し、Ts
 + +Ts 2 =30msとした場合を図示しであ
る。図において、横軸は持ち時間Td、縦軸は動的平衡
状態に達した後の信号強度で、鎖線の曲線Aが従来の方
式での実測値(理論値と一致)、実線の曲線Bが本発明
の方式による場合の実測li!(理論値と一致)を表わ
す。図から明らかなように、同じ信号強度を得るために
は本発明の方式による場合の方がはるかに短い時間(T
d)で済むことがわかる。
In such a sequence, the holding time Td is much shorter than in the conventional sequence. Figure 13 shows this situation, and the sample used is egg white (longitudinal relaxation time T+-69
3m5. Transverse relaxation time T2 = 262ms) is used, and Ts
The figure shows a case where + +Ts 2 =30 ms. In the figure, the horizontal axis is the duration Td, and the vertical axis is the signal strength after reaching a dynamic equilibrium state. The dashed line curve A is the actual value measured using the conventional method (matching the theoretical value), and the solid line curve B is the measured value (corresponding to the theoretical value). Actual measurement li! when using the method of the present invention! (consistent with the theoretical value). As is clear from the figure, it takes a much shorter time (T
It turns out that d) is sufficient.

なお、実施例では、1回のシーケンスにおいて、印加す
るRFパルスを90°X・・・180°−X・・・90
°−X・180”xとしたが、本発明に係る装置の特徴
は、第2の90°パルスで磁化Mを全て下方に向けるこ
とにある。従って、例えば、90°X・・・180°y
・・・906×・180’−x(180°yのRFパル
スは、位相差90”のRF倍信号用いて作られる)の位
相関係で、所定の原子核にパルスを加えるようにしても
良い。
In addition, in the example, in one sequence, the applied RF pulse is 90°X...180°-X...90
° - y
A pulse may be applied to a predetermined atomic nucleus with a phase relationship of .

ここで例えば、“90°−X″のRFパルスの表わす意
味は、このパルスが印加されると、磁化Mが、X軸を回
転軸として、反時計回りに90”回転した位置へ移動す
ることを意味する。
Here, for example, the meaning of the RF pulse "90°-X" is that when this pulse is applied, the magnetization M moves to a position rotated 90" counterclockwise with the X axis as the rotation axis. means.

また、90°y ”は、磁化Mが、y軸を回転軸として
、時計回りに90”回転した位置へ移動することを意味
する。
Further, 90°y'' means that the magnetization M moves to a position rotated 90'' clockwise with the y-axis as the rotation axis.

なお、”90’x”のRFパルスとするか”90’y”
とするかは、RFパルスに一′3ける高周波波形の位相
を調整することにより、選択することができる。例えば
、この2つのパルスの場合は、高周波の位相を90’変
えれば良い。通常、この選択は、第1図のゲート回路3
oで行なっている。
In addition, the RF pulse should be "90'x" or "90'y".
It can be selected by adjusting the phase of the high frequency waveform of the RF pulse. For example, in the case of these two pulses, the high frequency phase may be changed by 90'. Normally, this selection is made by gate circuit 3 in FIG.
This is done at o.

次に本発明によれば、マルチスライスが併用できる旨の
説明を第1o図と第11図を用いて説明する。
Next, the fact that multi-slices can be used in combination according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1o and 11.

第10図は、第9図のパルスシーケンスをTτ−100
m5(繰り返し時間)で連続的に実行し、動的平衡状態
に達した状態をコンピュータシミュレーションした結果
で、第1の90″パルス直前の2軸方向磁化Mzのスラ
イス方向の分布を示している。ここでは、T I 、T
 2は生体の値を用いた。第10図に示したMzは、ス
ライス面内で得られるNMR信号強度に対応している。
Figure 10 shows the pulse sequence of Figure 9 at Tτ-100.
This is the result of a computer simulation of a state in which dynamic equilibrium is reached by continuous execution at m5 (repetition time), and shows the distribution of the biaxial magnetization Mz in the slice direction immediately before the first 90'' pulse. Here, T I , T
For 2, biological values were used. Mz shown in FIG. 10 corresponds to the NMR signal intensity obtained within the slice plane.

また、面外のMzは、マルチスライスを行なった時の信
号強度に対応している。
Furthermore, the out-of-plane Mz corresponds to the signal intensity when multi-slicing is performed.

第11図は、第10図のMzの状態に第1の90”パル
スと2勾配磁場Gzを印加して選択励起した後のNMR
信号強度を表わしたものである。
Figure 11 shows NMR after selective excitation by applying the first 90'' pulse and two gradient magnetic fields Gz to the Mz state in Figure 10.
It represents the signal strength.

そして、同図では、公知技術である5R(SatLIr
atiOn recOVerl/ )法におけるT r
 > T +とT r = 100 m Sとした場合
のデータも表示した。
In the same figure, 5R (SatLIr
T r in the atiOn recOVerl/) method
> T + and T r = 100 mS are also shown.

従来例のところでも説明したが、DEFT法の欠点であ
る ■ マルチスライスができない(第10図でスライス面
外のMzが小さい) ■ スライス形状が3つの山となる(第11図)の2と
比較して、本出願のパルスシーケンスでは第10図から
スライス面外でもMzが大きいのでマルチスライスが併
用できる。更に第11図から、スライス形状が矩形に近
い形で良いなど改善されている。
As explained in the conventional example, the disadvantages of the DEFT method are ■ Multi-slice is not possible (Mz outside the slice plane is small in Figure 10) ■ Slice shape becomes three peaks (2 and 2 in Figure 11) In comparison, in the pulse sequence of the present application, Mz is large even outside the slice plane as shown in FIG. 10, so multi-slice can be used in combination. Further, from FIG. 11, improvements have been made such as the slice shape can be close to a rectangle.

一方、SR法による場合は、TT−100mSの時に、
信号強度が本発明の半分以下であること、また、TT>
 T、の場合は、DEFT法の非選択の場合と同じくス
ライス面外のMzが中心値と比較して小さすぎるなどの
欠点がある。
On the other hand, when using the SR method, at TT-100mS,
The signal strength is less than half that of the present invention, and TT>
In the case of T, there is a drawback that Mz outside the slice plane is too small compared to the central value, as in the case where the DEFT method is not selected.

なお、第9図のパルスシーケンスにおいて、最後の2つ
の90°と180゛パルスの組合せを(1) 1つの選
択励起の270°パルス(II)  1つの非選択励起
の270°パルスのどちらかで置換えることは不可能で
ある。その理由は次の通りである。
In addition, in the pulse sequence shown in Fig. 9, the last two combinations of 90° and 180° pulses are either (1), one selective excitation 270° pulse (II), or one non-selective excitation 270° pulse. It is impossible to replace. The reason is as follows.

(1)では、第9図の(ト)、(チ)のt4時点のMの
動作を考えると、(1)の印加により、(ト)はスライ
ス境界であるため、実際にRF磁界強度く270°とな
り、+2軸上には戻らない。
In (1), considering the operation of M at time t4 in (g) and (h) in Figure 9, the application of (1) actually increases the RF magnetic field strength because (g) is the slice boundary. It becomes 270° and does not return to the +2 axis.

また、スライス面外(チ)は、選択励起のため一2軸方
向を向いたままである。
Furthermore, the area outside the slice plane (h) remains oriented in the 12-axis direction due to selective excitation.

(If)では、スライス境界(ト)にも正確に270゛
パルスの効果があるためMは回転しすぎて、+2軸に戻
らない。またスライス面外(チ)でも同様Mが回転しす
ぎる。これらは、DEFT法と同様、NMR信号強度の
低下、スライス形状の悪化となり、イメージング技術と
しては、不適である。
In (If), since the effect of the 270° pulse also exists on the slice boundary (G), M rotates too much and does not return to the +2 axis. Similarly, M rotates too much outside the slice plane (H). Similar to the DEFT method, these methods result in a decrease in NMR signal intensity and a deterioration in slice shape, and are unsuitable as an imaging technique.

第12図は本発明に係る装置の別のパルスシーケンスを
示す図である。第9図で示したパルスシーケンスで得ら
れるNMR信号は、エコー信号のみであるが、第12図
のパルスシーケンスからは、FrO信号も得られる。第
12図のパルスシーケンスでは、勾配磁場Gyにおいて
、Qyの勾配磁場を印加しない点が第9図と異なる点で
ある。即ち、第9図では、勾配磁場Gx−Qxを印加し
ている期間txにおいて、勾配磁場Gy=にJyを加え
るでいる。これにより、収束している磁化Mを一旦分散
させ、その後、Gy=gy−を印加することで再び磁化
Mを収束させ、第1のエコー(8号を得ている。
FIG. 12 shows another pulse sequence of the device according to the invention. The NMR signal obtained by the pulse sequence shown in FIG. 9 is only an echo signal, but the FrO signal is also obtained from the pulse sequence shown in FIG. 12. The pulse sequence of FIG. 12 differs from that of FIG. 9 in that a gradient magnetic field of Qy is not applied in the gradient magnetic field Gy. That is, in FIG. 9, Jy is added to the gradient magnetic field Gy= during the period tx during which the gradient magnetic field Gx-Qx is applied. As a result, the converged magnetization M is once dispersed, and then, by applying Gy=gy-, the magnetization M is converged again, and the first echo (No. 8) is obtained.

一方、第12図のシーケンスでは、Gy−Qyの勾配磁
場を印加していないので、第9図の第1のエコーの代り
に、直ちにFID信号が得られる。
On the other hand, in the sequence shown in FIG. 12, since no Gy-Qy gradient magnetic field is applied, an FID signal is immediately obtained instead of the first echo shown in FIG.

そして、このF[D信号を検出し、画像の再構成に役立
てても本発明は成立する。第12図のその他の動作は、
第9図のシーケンスと同様なので説明を省略する。
The present invention can also be achieved by detecting this F[D signal and using it for image reconstruction. Other operations in Figure 12 are as follows:
Since this sequence is similar to the sequence shown in FIG. 9, the explanation will be omitted.

ハ、[本発明の効果j 以上述べたように、本発明によれば、第9図及び第12
図に示したパルスシーケンスにより、1ビユ一分のシー
ケンスが終了した時点で強制的に、かつ正確にスライス
面内外すべての磁化Mを熱平衡状態(又はその近傍)に
することができる。そのため、従来法(例えば、SR法
〉のように丁。
c. [Effects of the present invention j As described above, according to the present invention, FIGS. 9 and 12
By the pulse sequence shown in the figure, it is possible to forcibly and accurately bring all the magnetizations M inside and outside the slice plane into a thermal equilibrium state (or near it) at the time when the sequence for one view is completed. Therefore, the conventional method (for example, the SR method) is difficult.

による自然緩和を持つ必要がなく、パルスシーケンスの
間隔を短縮でき、スキャンタイムを短縮することができ
る。
It is not necessary to have natural relaxation due to the pulse sequence, and the interval between pulse sequences can be shortened, and the scan time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例装置の溝成図、第2図は水素原
子のスピンを説明する図、第3図は水素原子の磁気モー
メントを模式化した図、第4図は水素原子の原子核が磁
場の方向に揃う状態を説明する図、第5図はフーリエ変
換法による従来装置の検査パルス波形の一例を示す図、
第6図は磁化Mを回転座標系に表示した図、第7図はフ
ーリエ変換法における磁化Mの位相コード化を説明する
ための図、第8図は磁場用コイルの一例を示す構造図、
第9図は本発明に係る装置のシーケンスを説明するため
の動作波形及び磁化ベクトルの図、第10図は第9図の
シーケンスを連続的に実行し動的平衡状態に達した状態
をコンピュータシミュレーションした結果を示した図、
第11図は第10図のMzの状態に第1の90”パルス
と2勾配磁場G2を印加して選択励起した後のNMR信
号強度を表わした図、第12図は本発明に係る装置にお
いて別のシーケンス例を説明するための動作波形図及び
磁化ベクトルの図、第13図は持ち時間と信号強度との
関係を示す図である。 1・・・静磁場用コイル、2・・・静磁場用コイルの制
御回路、3・・・勾配磁場用コイル、4・・・勾配磁場
用コイルの制御回路、5・・・励磁コイル、6・・・R
F発振器、7・・・パワーアンプ、8・・・検出コイル
、9・・・増幅器、10・・・位相検波回路、11・・
・ウェーブメモリ回路、13・・・コンピュータ、14
・・・表示器、20・・・コントローラ、30・・・ゲ
ート回路、31・・・2勾配磁場用コイル、32.33
・・・y勾配磁場用コイル。 M2図 (イ)        (ロ) (イ)          (ロ) 尾5図 第6図 (イ)            (ロ)第 (イ) 箪8 (イ) (ロ) 弱 図 (ロ)
Figure 1 is a diagram of the groove diagram of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram explaining the spin of a hydrogen atom, Figure 3 is a schematic diagram of the magnetic moment of a hydrogen atom, and Figure 4 is a diagram of a hydrogen atom. A diagram explaining the state in which the atomic nuclei are aligned in the direction of the magnetic field, and Figure 5 is a diagram showing an example of the test pulse waveform of a conventional device using the Fourier transform method.
FIG. 6 is a diagram showing magnetization M in a rotating coordinate system, FIG. 7 is a diagram for explaining phase encoding of magnetization M in the Fourier transform method, and FIG. 8 is a structural diagram showing an example of a magnetic field coil.
Fig. 9 is a diagram of operating waveforms and magnetization vectors to explain the sequence of the device according to the present invention, and Fig. 10 is a computer simulation of a state in which the sequence of Fig. 9 is continuously executed and a dynamic equilibrium state is reached. A diagram showing the results of
FIG. 11 is a diagram showing the NMR signal intensity after selective excitation by applying the first 90" pulse and two gradient magnetic fields G2 to the Mz state in FIG. 10, and FIG. FIG. 13 is a diagram of an operation waveform and a magnetization vector for explaining another sequence example, and a diagram showing the relationship between duration and signal strength. 1... Static magnetic field coil, 2... Static magnetic field coil. Control circuit for magnetic field coil, 3... Coil for gradient magnetic field, 4... Control circuit for gradient magnetic field coil, 5... Excitation coil, 6...R
F oscillator, 7... Power amplifier, 8... Detection coil, 9... Amplifier, 10... Phase detection circuit, 11...
・Wave memory circuit, 13... Computer, 14
...Display device, 20...Controller, 30...Gate circuit, 31...2 gradient magnetic field coil, 32.33
...Y gradient magnetic field coil. Figure M2 (A) (B) (B) (B) Tail 5 Figure 6 (A) (B) No. 8 (B) Weak view (B)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被検体に静磁場(H_0)を与える手段と、被検
体に勾配磁場を与える手段と、被検体の組織を構成する
原子の原子核に核磁気共鳴を与えるための高周波パルス
を印加する手段と、を備え、生じた核磁気共鳴信号を利
用して、被検体の組織に関する画像を得る装置において
、 以下のカッコに記載するシーケンス機能を有した制御手
段を具備し、このシーケンスを繰り返すとともに、各シ
ーケンスごとに生じる核磁気共鳴信号のうち必要な信号
を、画像再構成のために利用することを特徴とするNM
R画像装置。 「前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第1の勾配磁
場を印加するとともに、前記高周波パルスを印加する手
段から第1の90°パルスを印加して被検体の特定のス
ライス面に在る原子核を励起し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させずに、前記高
周波パルスを印加する手段から第1の180°パルスを
印加して、前記特定スライス面以外に在る原子核をも励
起し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させ、前記第1の
勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パルスを印加
する手段から第2の90°パルスを印加して、前記と同
一の特定のスライス面に在る原子核を励起し、 次に前記勾配磁場を与える手段を動作させずに、前記高
周波パルスを印加する手段から第2の180°パルスを
印加して、特定スライス面以外に在る原子核をも励起し
、 前記第1の90°パルスと前記第1の180°パルスと
の区間T_S_1で、勾配磁場を与える手段を動作させ
、前記第1の勾配磁場と異なる方向の第2の勾配磁場を
印加して位相変化量を与え、更に前記勾配磁場を与える
手段を動作させて、第1、第2の勾配磁場と異なる方向
の第3の勾配磁場を極性の異なる2値を切替えて印加し
、 更に前記第1の180°パルスと前記第2の90°パル
スとの区間T_S_2で、前記区間T_S_1における
前記第2、第3の勾配磁場と周方向の勾配磁場をそれぞ
れ印加し、シーケンスごとに第2の勾配磁場強度、及び
印加時間を撮像に必要な値とするシーケンス機能。」
(1) Means for applying a static magnetic field (H_0) to the subject, means for applying a gradient magnetic field to the subject, and means for applying high-frequency pulses for imparting nuclear magnetic resonance to the nuclei of atoms constituting the tissue of the subject. An apparatus for obtaining an image of a tissue of a subject using the generated nuclear magnetic resonance signals, comprising a control means having a sequence function described in parentheses below, repeating this sequence, and NM characterized in that necessary signals among nuclear magnetic resonance signals generated for each sequence are used for image reconstruction.
R image device. "The means for applying a gradient magnetic field is operated to apply a first gradient magnetic field, and at the same time, a first 90° pulse is applied from the means for applying a high-frequency pulse so that atomic nuclei present in a specific slice plane of the object are and then apply a first 180° pulse from the high-frequency pulse applying means without operating the gradient magnetic field applying means to also excite atomic nuclei located outside the specific slice plane. , Next, the means for applying a gradient magnetic field is operated to apply the first gradient magnetic field, and a second 90° pulse is applied from the means for applying a high frequency pulse to obtain the same specific slice as described above. A second 180° pulse is applied from the high-frequency pulse applying means without operating the gradient magnetic field applying means to excite the atomic nuclei existing on the plane, and then to excite the atomic nuclei existing outside the specific slice plane. and in a section T_S_1 between the first 90° pulse and the first 180° pulse, operate means for applying a gradient magnetic field, and generate a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field. is applied to give a phase change amount, and the means for applying a gradient magnetic field is operated to apply a third gradient magnetic field in a direction different from the first and second gradient magnetic fields by switching two values of different polarities. , Furthermore, in the interval T_S_2 between the first 180° pulse and the second 90° pulse, the second and third gradient magnetic fields and the circumferential gradient magnetic field in the interval T_S_1 are respectively applied, and the gradient magnetic field in the circumferential direction is applied for each sequence. A sequence function that sets the second gradient magnetic field strength and application time to the values necessary for imaging.
(2)前記第1の90°パルスと前記第1の180°パ
ルスとの区間T_S_1で、勾配磁場を与える手段を動
作させ、前記第1の勾配磁場と異なる方向の第2の勾配
磁場を印加して位相変化量を与え、続いて前記勾配磁場
を与える手段を動作させて、第1、第2の勾配磁場と異
なる方向の第3の勾配磁場を印加し、 更に前記第1の180°パルスと前記第2の90°パル
スとの区間T_S_2で、前記区間T_S_1における
前記第2、第3の勾配磁場と同方向の勾配磁場をそれぞ
れ印加し、シーケンスごとに第2の勾配磁場強度、及び
印加時間を撮像に必要な値とするシーケンス機能をもつ
制御手段を備えた特許請求の範囲第1項記載のNMR画
像装置。
(2) In the interval T_S_1 between the first 90° pulse and the first 180° pulse, the means for applying a gradient magnetic field is operated to apply a second gradient magnetic field in a direction different from the first gradient magnetic field. to apply a phase change amount, then operate the gradient magnetic field applying means to apply a third gradient magnetic field in a direction different from the first and second gradient magnetic fields, and further apply the first 180° pulse. and the second 90° pulse, a gradient magnetic field in the same direction as the second and third gradient magnetic fields in the section T_S_1 is applied, and the second gradient magnetic field intensity and application are applied for each sequence. 2. The NMR imaging apparatus according to claim 1, further comprising a control means having a sequence function for setting time to a value necessary for imaging.
(3)前記4つの高周波パルスの位相関係を90°x…
180°−x…90°−x… …180°xとした特許請求の範囲第1項又は第2項記
載のNMR画像装置。
(3) The phase relationship of the four high-frequency pulses is 90°x...
180°-x...90°-x...180°x NMR imaging apparatus according to claim 1 or 2.
(4)前記4つの高周波パルスの位相関係を90°x…
180°y…90°x…180°−xとした特許請求の
範囲第1項又は第2項記載のNMR画像装置。
(4) The phase relationship of the four high-frequency pulses is 90°x...
180°y...90°x...180°-x NMR imaging apparatus according to claim 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0421490A (en) * 1990-05-16 1992-01-24 Nitto Denko Corp Thermal transfer sheet

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