JPS62333A - 磁気共鳴イメ−ジング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメ−ジング装置

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JPS62333A
JPS62333A JP60139360A JP13936085A JPS62333A JP S62333 A JPS62333 A JP S62333A JP 60139360 A JP60139360 A JP 60139360A JP 13936085 A JP13936085 A JP 13936085A JP S62333 A JPS62333 A JP S62333A
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static magnetic
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、磁気共鳴現象を利用して生体各組織の特定原
子核(通常は水素原子核)の密度分布、緩和時定数分布
及び化学シフト計測を生体外部から無侵襲に測定し、医
学的診断のための画像情報等を得る診断用磁気共鳴イメ
ージング装置の如きの磁気共鳴イメージング装置(以下
MRI装置と称する)にかかり、特に、静磁場発生装置
の負帰還制御を改良して安定した静磁場が得られように
したMRI装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
この種MRI装置では、静磁場発生装置により高強度静
磁場を発生させ、この静磁場中に被接体を配置し、この
静磁場に所定の信号収集のパルスシークエンスに従い傾
斜磁場を重畳し且つ励起回転磁場を印加することにより
、上記被検体の予定断層面部分に磁気共鳴現象が生じる
。この磁気共鳴現象に伴って誘起された磁気共鳴信号を
検出し、該検出信号に所定の画像処理を施すことにより
、上記被検体の断層面における或る特定の原子核のスピ
ン密度分布及び緩和時定数分布の少なくとも一方が反映
された画像情報が得られる。
このようなMRI装置にあっては、良質の、即ち空間分
解能の優れたMR画像情報を得るには、MR共嗅条件の
安定化が望まれる。そのためには、先ず・上記静磁場の
島安定性が要求される。従来、上述の静磁場の高安定化
を実現する手段として、磁場ロック制御を行う構成(特
願昭58−76424号)が見受けられる。
磁場ロック制御は以下のようなものである。即ち、静磁
場に重畳して用いる傾斜磁場として撮像対象面に垂直な
方向についての傾斜磁場のみを用いて、MRエコー信−
号を検出し、それをフーリエ変換して得られる投影信号
のピークを検出することにより、周波数のずれΔωを検
出し、静磁場変動分ΔHOを下記式による算出する。
ΔH1+−Δω/γ (γ:11気回転比)この静磁場
変動分ΔHaを静磁場電源(静磁場発生装置f)に負帰
還することにより静磁場t−1oを調整し、上記周波数
を合せるようにする。
このように磁場ロック制御は、wi像対象面に垂直な方
向についての傾斜磁場のみを用いなければならないこと
から、静磁場変動分ΔHaは予め圃影前に検出するもの
であり、これにより制御値を設定し負帰還制御を行う。
従って、撮影時間の長短とは無関係に撮影時間中はずっ
とその設定値を保持するようにしている。このため、長
時間の撮影の場合には撮影前の設定値が保たれない場合
が生じ、静磁場の安定化という点では問題であった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、長時間の撮影の場合にも静磁場の高安
定化が図られ、ひいては良質のMR画像情報を得ること
が可能なMRI装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するために本発明は、静磁場発生装置
により発生させた静磁場に被検体を配置し、この静磁場
に所定の信号収集のパルスシークエンスに従い傾斜磁場
を重畳し且つ励起回転磁場を印加し、上記被検体の予定
断層面部分に磁気共鳴現象を生じせしめ、誘起された磁
気共鳴信号に基づき上記被検体の断層面における或る特
定の原子核のスピン密度分布及び緩和時定数分布の少な
くとも一方が反映された画像情報を得る磁気共鳴イメー
ジング装置において、発光手段と、この発光手段からの
光を導入しその偏面波を一定にする偏光子と、上記静磁
場内に貫通して配置され上記偏光子の出力光を導入する
ファラデー効果を有する光ファイバと、この光ファイバ
からの出力光を導入しその偏光面が互いに直交する2つ
の光に分離するウォラストンプリズムと、このウォラス
トンプリズムからの2つの光出力を電気出力に変換する
光検出手段と、この光検出手段からの2つの電気出力を
所定の演算を行うことにより上記光ファイバ内での偏面
波が上記静磁場の磁場強度に比例して受けたファラデー
効果に伴うファラデー回転角を示す信号を得る演算手段
と、この演算手段からの出力信号に基づき上記静磁場発
生装置により発生する磁場強度を制御する制御手段とを
具備し、撮影中にあっても静磁場の磁場強度を制御可能
としたことを特徴とする。
(発明の実施例) 以下本発明にかかるMRI装置の一実施例を第1図を参
照して説明する。
第1図において、1はシールドルーム2内に設置された
MRI装置の静磁場コイルであり、この静磁場コイル(
静磁場磁石)1は静磁場電源装置3によりN源が供給さ
れる。ここで、このMHI装置は図示しない傾斜!i場
ココイルびその電源装置、プローブヘッド、送受信系、
信号処理系等を有している。
また、第1図において、4は発光ダイオ−F、5は光フ
ァイバーで、この発光ダイオード4の出力光を導入する
。6は光学系光で、ファイバー5の出力光に集束等を施
す、、7は光学系6からの出力光の偏面波を一定にする
偏光子、8は光学系で、偏光子7により偏面波が一定に
された光を導入する。これらはシールドルーム2の外部
に設置される。
9は静磁場コイル1を貫通し静磁場内に配置されたファ
ラデー効果を有する光ファイバーである。
ここで、ファラデー効果について説明する。即ち、第2
図は第1図の要部を模式的に示したものであり、磁場H
D中に重フリントガラスの鉛ガラス等よりなる光ファイ
バー9を配置し、その一端から図示の如くの偏面波の光
を入射すると、この光は磁場HOの強度に比例した偏波
面回転(ファラデー回転角θ)を受け、出力光となる。
ここで、回転角θは、磁場強度Haと相互作用する距1
1Rの積に比例し、光の進行方向と(a場)(+Iの方
向とが平行な場合に最大値θ−βVd Hoとなる。た
だし、Vdは物質固有−のベルデ定数である。本実施例
では、このファラデー効果に伴うファラデー回転角θか
ら磁場Haを知ることができる、ということを利用する
ものである。
10は光学系で、光ファイバー9内でファラデー回転角
θを受けた光を導入する。11は光学系10からの出力
光を偏光面が互いに直交する2つの光に分離するウォラ
ストンプリズムである。ここで、偏光子7とウォラスト
ンプリズム11との主軸のなす角はπ/4 (rad 
) 45°に設定されているものとする。12a、12
bは夫々光学系で、ウォラストンプリズム11により偏
光面が互いに直交する光を夫々導入する。13a、13
bは夫々光ファイバーで、光学系12a、12bの出力
光を導入する。14a、14bは夫々光ファイバー13
a、13bからの出力光を電気出力Pt。
P2に変換するフォトダイオード等の光検出器である。
15は光検出器14a、14bからの電気出力P1.P
2に対し演算<Pl −P2 )/ (Pt +P2 
)を実行し、出力Eを得る演算回路、16は演算回路1
5の出力Eを2系統に切換出力するアナログスイッチで
、パルスシークエンス毎に切換作動する。17a、17
bは夫々アナログスイッチ16の出力をパルスシークエ
ンス毎にデータ(HD、Ha ’ )をホールドする記
憶回路である。
18は記憶回路17a、17bの出力HO。
HO’を受け、その差分ΔHa −Ha −Ha ’を
得る比較器である。19は比較器18からの差分値ΔH
+に基づきパルスシークエンス毎に静磁場電源装置3の
電流設定値を制御する制御回路である。20はアナログ
スイッチ16、記憶回路17a、17b、制御回路19
にパルスシークエンス毎の制御信号を与える計算機であ
り、通常のM R■装置の信号処理系を構成する計算機
の機能の一部を用いてもよい。
次ぎに上記の如く構成された本実施例の動作について説
明する。
即ち、偏光子7で偏面波が一定となった光は、静磁場H
D内に配置されたファラデー効果を有する光ファイバー
9でそのms強度に比例してファラデー回転θを受けた
後、ウォラストンプリズム11により、偏光面が互いに
直交する2つの光に分離され、夫々の光は光検出器14
a、14bにより電気出力Pr 、P2に変換される。
ここで、偏光子7とウォラストンプリズム11との主軸
のなす角はπ/4(rad>45°に設定されているの
で、その出力は、 Pl−Pa CO32(θ−π/4) P2=P口cos2(θ+π/4) となる。この出力PI 、P2に対し演算回路15で演
算を施すと、 E −(Ps  −P2  ) / (PI  +P2
  )  =sin  2θとなる。この出力E=si
n2θは光源強度の変化。
光ファイバ等における偏光状態と無関係、つまりファラ
デー回転角θだけの信号となる。そして、この出力E−
sin2θは、 θ−ffVdH+ θ=5in4E/2 Ho  =Sin’  E/2j2Vdとなり、磁場H
Oを直接に反映したしたものであることがわかる。
第3図に示すような回転磁場、傾斜1場のパルスにより
MR倍信号収集するパルスシークエンスが実行されもの
であれば、このパルスシークエンスの1実行毎にアナロ
グスイッチ16が切換動作することから、記憶回路17
aには、第1回目のパルスシークエンスの際の傾斜磁場
が印加されていない時刻に、出力Ha  (E)が保持
され、次ぎに撮影が開始(MR倍信号収集)されると記
憶回路17bに切換わり、次ぎの回のパルスシークエン
スの際の傾斜磁場が印加されていない時刻に、出力HO
’(E’)が保持される。
即ち、各パルスシークエンスの傾斜磁場が印加されてい
ない時刻に、記憶回路17a、17bの値が更新し保持
される。そして、比較器18により記憶回路17a、1
7bの出力Ho 、 HO’を受け、その差分ΔH+ 
−HD −HO’を得、制御回路19ではこの差分値Δ
Haに基づきパルスシークエンス毎に静磁場Ni!lV
t置3の電流設定値を制御する。尚、IIIII=前に
は、従来と同様に磁場ロックによる磁場制御を行うもの
である。
以上詳述したように本実施例によれば以下の如くの作用
効果を奉するものである。
■ 本実施例によれば、ファラデー効果を利用すること
により、静磁場Ho内にノイズを持込むことなく、また
回転磁場の影響を受けることなしに磁場Haの値が検出
できる。これにより、磁場強度のフィードバック制御が
行なえ、静磁場Haの高安定化が実現でき、ひいては空
間分解能の優れたMR画像情報が得られる。
■ 本実施例によれば、磁場の検出信号はパルスシーク
エンスの実行毎に更新され、その差分値に基づき制御で
きることから、長時間の鍜影でも、その撮影の間は高安
定の磁場が保持され、空間分解能の優れたMR画像情報
が得られる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるものであ
る。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、発光手段と、この発
光手段からの光を導入しその偏面波を一定にする偏光子
と、静磁場内に貫通して配置され上記偏光子の出力光を
導入するファラデー効果を有する光ファイバと、この光
ファイバからの出力光を導入しその偏光面が互いに直交
する2つの光に分離するウォラストンプリズムと、この
ウォラストンプリズムからの2つの光出力を電気出力に
変換する光検出手段と、この光検出手段からの2つの電
気出力を所定の演算を行うことにより上記光ファイバ内
での偏面波が上記静磁場の磁場強度に比例して受けたフ
ァラデー効果に伴うファラデー回転角を示す信号を得る
演算手段と、この演算手段からの出力信号に基づき上記
静磁場発生装置により発生する磁場強度を制御する制御
手段とを具備し、撮影中にあっても静磁場の磁場強度を
制御可能としたので、長時間の搬彰の場合にも静磁場の
高安定化が図られ、ひいては良質のMR画像情報を得る
ことが可能なMRr装置が提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるMRI装置の一実施例を示す図、
第2図はファラデー効果を説明するための模式図、第3
図はパルスシークエンスの一例を示すタイムチャートで
ある。 1・・・静IIコイル、2・・・シールドルーム、3・
・・静磁場電源装置、4・・・発光ダイオード、5゜1
3a、13b−・・光ファイバー、6.8.10゜12
、a、12b・・・光学系、7・・・偏光子、9・・・
ファラデー効果を有する光ファイバー、11・・・ウォ
ラストンプリズム、14a、14b・・・光検出器、1
5・・・演算回路、16・・・アナログスイッチ、17
8.17b・・・サンプルホールド回路、18・・・比
較器、1つ・・・制御回路、20・・・計算機。 出願人代理人  弁理士 鈴江武彦 第2図 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)静磁場発生装置により発生させた静磁場に被検体
    を配置し、この静磁場に所定の信号収集のパルスシーク
    エンスに従い傾斜磁場を重畳し且つ励起回転磁場を印加
    し、上記被検体の予定断層面部分に磁気共鳴現象を生じ
    せしめ、誘起された磁気共鳴信号に基づき上記被検体の
    断層面における或る特定の原子核のスピン密度分布及び
    緩和時定数分布の少なくとも一方が反映された画像情報
    を得る磁気共鳴イメージング装置において、発光手段と
    、この発光手段からの光を導入しその偏面波を一定にす
    る偏光子と、上記静磁場内に貫通して配置され上記偏光
    子の出力光を導入するファラデー効果を有する光ファイ
    バと、この光ファイバからの出力光を導入しその偏光面
    が互いに直交する2つの光に分離するウォラストンプリ
    ズムと、このウォラストンプリズムからの2つの光出力
    を電気出力に変換する光検出手段と、この光検出手段か
    らの2つの電気出力を所定の演算を行うことにより上記
    光ファイバ内での偏面波が上記静磁場の磁場強度に比例
    して受けたファラデー効果に伴うファラデー回転角を示
    す信号を得る演算手段と、この演算手段からの出力信号
    に基づき上記静磁場発生装置により発生する磁場強度を
    制御する制御手段とを具備したことを特徴とする磁気共
    鳴イメージング装置。
  2. (2)制御手段は、上記パルスシークエンスの実行毎に
    演算手段からの出力信号を更新し、この更新値に基づき
    上記パルスシークエンスの実行毎に上記静磁場発生装置
    により発生する磁場強度を制御するものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の磁気共鳴イメ
    ージング装置。
JP60139360A 1985-06-26 1985-06-26 磁気共鳴イメ−ジング装置 Granted JPS62333A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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