JPS6250650A - 核磁気共鳴を用いた検査方法 - Google Patents
核磁気共鳴を用いた検査方法Info
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- JPS6250650A JPS6250650A JP60189652A JP18965285A JPS6250650A JP S6250650 A JPS6250650 A JP S6250650A JP 60189652 A JP60189652 A JP 60189652A JP 18965285 A JP18965285 A JP 18965285A JP S6250650 A JPS6250650 A JP S6250650A
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- magnetic resonance
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites
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- G—PHYSICS
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- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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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。
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（以下、ｒＮＭＲＪという）を用
いた検査装置に関し、特にケミカルシフトイメージング
を高速で行なうことが可能なＮＭＲを用いた検査方法に
関する。
いた検査装置に関し、特にケミカルシフトイメージング
を高速で行なうことが可能なＮＭＲを用いた検査方法に
関する。
従来１人体の頭部、腹部などの内部構造を非破壊的に検
査する装置として、Ｘ＠ＣＴや超音波撮像装置が広く利
用されて来ている。近年、核磁気共鳴現象を用いて同様
の検査を行う試みが成功しＸ１ｉＣＴ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。
査する装置として、Ｘ＠ＣＴや超音波撮像装置が広く利
用されて来ている。近年、核磁気共鳴現象を用いて同様
の検査を行う試みが成功しＸ１ｉＣＴ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・エンコード量を異な
らせることで位置の情報を得る方法がある。
、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・エンコード量を異な
らせることで位置の情報を得る方法がある。
その基本原理については、ジャーナル・オン・マグネテ
ィック・レゾナンス誌（Ｊ 、 Ｍａｇｎ。
ィック・レゾナンス誌（Ｊ 、 Ｍａｇｎ。
Ｒｅ５ｏｎ、 ）第１８巻、第６９頁（１９７５年）に
、あるいはフィジックス・オン・メデイシン・アンド・
バイオロジー誌（Ｐｈｙｓ、 Ｍｅｄ、 ＆ Ｂｉｏｌ
、 ）第２５巻、第７５１頁（１９８０年）に報告され
ている。
、あるいはフィジックス・オン・メデイシン・アンド・
バイオロジー誌（Ｐｈｙｓ、 Ｍｅｄ、 ＆ Ｂｉｏｌ
、 ）第２５巻、第７５１頁（１９８０年）に報告され
ている。
このようなイメージングの１方法として、ケミカルシブ
トイメージングがある。ケミカルシフトとは、同一の核
種であっても各スピンの感じる磁場がその周囲の分子構
造の相違により異なるため、各スピンの共鳴周波数が分
子構造上での位置に応じて変化する現象である。ケミカ
ルシフトは被測定体の分子構造に関する情報を与えてく
れるため、極めて重要な現象である。ケミカルシフト量
をイメージングする方法としては、これまで（、）マウ
ズレイ（Ｍａｕｄｓｌｅｙ）らにより報告されたフーリ
エイメージング法の拡張法（ジャーナル・オン・マグネ
ティック・レゾナンス誌、第５１巻、第１４７頁（１９
８３年）、（ｂ）ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）により提案
された方法（ラジオグラフィ誌（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）
を第１５３巻、第１８９頁（１９８４年））などが代
表例としてあげられる。
トイメージングがある。ケミカルシフトとは、同一の核
種であっても各スピンの感じる磁場がその周囲の分子構
造の相違により異なるため、各スピンの共鳴周波数が分
子構造上での位置に応じて変化する現象である。ケミカ
ルシフトは被測定体の分子構造に関する情報を与えてく
れるため、極めて重要な現象である。ケミカルシフト量
をイメージングする方法としては、これまで（、）マウ
ズレイ（Ｍａｕｄｓｌｅｙ）らにより報告されたフーリ
エイメージング法の拡張法（ジャーナル・オン・マグネ
ティック・レゾナンス誌、第５１巻、第１４７頁（１９
８３年）、（ｂ）ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）により提案
された方法（ラジオグラフィ誌（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ）
を第１５３巻、第１８９頁（１９８４年））などが代
表例としてあげられる。
（ａ）の方法は、イメージングの次元を１つ高めること
により、ケミカルシフト量の分離・測定を可能にする方
法である。この方法では、通常、２次元平面を対象にす
る場合被測定体をＬＸＭの画素に分割し、その各々に対
してＮ個の信号点をサンプリングすることが行なわれる
。ＬあるいはＭは空間分解能に応じて決められるが、例
えばＬ＝Ｍ＝１２８とすればＬＸＭ回測定、３８４とな
る。
により、ケミカルシフト量の分離・測定を可能にする方
法である。この方法では、通常、２次元平面を対象にす
る場合被測定体をＬＸＭの画素に分割し、その各々に対
してＮ個の信号点をサンプリングすることが行なわれる
。ＬあるいはＭは空間分解能に応じて決められるが、例
えばＬ＝Ｍ＝１２８とすればＬＸＭ回測定、３８４とな
る。
１回の測定でＮ個の信号点をサンプリングできるが、次
の測定までには被測定体の縦緩和時間程度（生体の場合
約１秒）待たなければならず、結局、ＬＸＭ回測定する
ためには、４．６時間の測定時間を要すことになる。こ
れに対しくｂ）の方法は。
の測定までには被測定体の縦緩和時間程度（生体の場合
約１秒）待たなければならず、結局、ＬＸＭ回測定する
ためには、４．６時間の測定時間を要すことになる。こ
れに対しくｂ）の方法は。
９０°−τ□−１８０°−τ２（信号計測）なるパルス
シーケンスにおいて、τ１＝τ２とτλ神τ２の２枚の
画像の和と差から、特定のケミカルシフトの情報だけを
含む画像を構成する方法である。ここで、９０″および
１８０°は各々スピンを９０°、１８０°倒す周波数磁
場を表わしている。この方法は、計測に要する時間が１
枚の画像の２倍で済むため、極めて実用的な方法である
。
シーケンスにおいて、τ１＝τ２とτλ神τ２の２枚の
画像の和と差から、特定のケミカルシフトの情報だけを
含む画像を構成する方法である。ここで、９０″および
１８０°は各々スピンを９０°、１８０°倒す周波数磁
場を表わしている。この方法は、計測に要する時間が１
枚の画像の２倍で済むため、極めて実用的な方法である
。
しかし、ケミカルシフト量は静磁場の不均一と同程度か
あるいはそれよりも小さいため、τ１−で２の画像にお
いては、静磁場の不均一に基づく位相誤差の方がケミカ
ルシフト量に基づく位相誤差よりも大きくなる場合が生
じる。これに対し、ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）らは複素
フーリエ変換後、実部と虚部の２乗和の平方根すなわち
絶対膜を計算することにより、静磁場不均一の影響を除
去している。しかし、この場合、２つのケミカルシフト
量に対応するスピン数の大小いかんによっては両者を区
別できない場合が生じる。
あるいはそれよりも小さいため、τ１−で２の画像にお
いては、静磁場の不均一に基づく位相誤差の方がケミカ
ルシフト量に基づく位相誤差よりも大きくなる場合が生
じる。これに対し、ディクソン（Ｄｉｘｏｎ）らは複素
フーリエ変換後、実部と虚部の２乗和の平方根すなわち
絶対膜を計算することにより、静磁場不均一の影響を除
去している。しかし、この場合、２つのケミカルシフト
量に対応するスピン数の大小いかんによっては両者を区
別できない場合が生じる。
さらに、２つのケミカルシフト像を得るには。
２回の異なった条件下での測定が必要であった。
本発明はこのような欠点に鑑がみてなされたもので、そ
の目的はケミカルシフトイメージングにおいて、シフト
数が２本の場合、１回の測定でケミカルシフト像を得る
ことを可能にした検査方法の提供を目的とする。
の目的はケミカルシフトイメージングにおいて、シフト
数が２本の場合、１回の測定でケミカルシフト像を得る
ことを可能にした検査方法の提供を目的とする。
本発明の要点は、フーリエイメージング法を用いた検査
方法において、静磁場の不均一に起因する位相誤差およ
び装置固有の位相オフセットを補正することにより、２
本のケミカルシフト間の位相差をπ／２の奇数倍とする
ような高周波パルスシーケンスで得られるたった１回の
測定データから、ケミカルシフト像が得られるようにし
た点にある。これについて、以下、若干の補足的説明を
行なう。
方法において、静磁場の不均一に起因する位相誤差およ
び装置固有の位相オフセットを補正することにより、２
本のケミカルシフト間の位相差をπ／２の奇数倍とする
ような高周波パルスシーケンスで得られるたった１回の
測定データから、ケミカルシフト像が得られるようにし
た点にある。これについて、以下、若干の補足的説明を
行なう。
まず、２次元面をイメージングする場合を例にとって、
変形スピンワープ法の原理と本発明を２次元変形スピン
ワープ法に適用した例について述べる。第１図は２次元
の変形スピンワープ法を実施するための照射パルスと、
ＸｙＹ方向の傾斜磁場と核スピンからの信号のタイミン
グを示すものである。ここでは、（ｘｔ ｙ）面に平行
なある断面を選択するものとしている。図においてＲＦ
は上記照射パルスを、Ｇ、およびＧ８はそれぞれｙおよ
びＸ方向の傾斜磁場を示している。また、Ｓは核スピン
からの信号を示している。
変形スピンワープ法の原理と本発明を２次元変形スピン
ワープ法に適用した例について述べる。第１図は２次元
の変形スピンワープ法を実施するための照射パルスと、
ＸｙＹ方向の傾斜磁場と核スピンからの信号のタイミン
グを示すものである。ここでは、（ｘｔ ｙ）面に平行
なある断面を選択するものとしている。図においてＲＦ
は上記照射パルスを、Ｇ、およびＧ８はそれぞれｙおよ
びＸ方向の傾斜磁場を示している。また、Ｓは核スピン
からの信号を示している。
まず、９０’ＲＦパルスを照射し、試料内の核スピンを
９０°倒す。その直後に、上記傾斜磁場Ｇ２を時間ｔｚ
だけ印加する。次に９０＠ＲＦパルスの中心から時間τ
ａが経過した時点でその中心がくるように１８０＠ＲＦ
パルスを照射する。
９０°倒す。その直後に、上記傾斜磁場Ｇ２を時間ｔｚ
だけ印加する。次に９０＠ＲＦパルスの中心から時間τ
ａが経過した時点でその中心がくるように１８０＠ＲＦ
パルスを照射する。
信号の観測はＧｙを印加しながら行なう。なお１８０°
ＲＦパルスの中心からスピンエコーのピークまでの時間
をτｂとすると通常のイメージングではτ８＝τ１とな
るように設定する。
ＲＦパルスの中心からスピンエコーのピークまでの時間
をτｂとすると通常のイメージングではτ８＝τ１とな
るように設定する。
また、Ｇ！においては９０＠ＲＦパルスの後に反転区間
ｔｚａを設けているが、これは１８０゜ＲＦパルスの後
に非反転区間ｔｕｂを設けても同じ効果が得られる。同
様にＧ７においては１８０゜ＲＦパルスの後に反転区間
ｔｙゎを設けているが。
ｔｚａを設けているが、これは１８０゜ＲＦパルスの後
に非反転区間ｔｕｂを設けても同じ効果が得られる。同
様にＧ７においては１８０゜ＲＦパルスの後に反転区間
ｔｙゎを設けているが。
これは９０°ＲＦパルスの後に非反転区間ｔｂａを設け
ても同様の効果が得られる。なお、ｔ！８とｆ！ｂｔｉ
７ａとｔｙゎの区間の傾斜磁場の積分値は等しくなけれ
ばならない。
ても同様の効果が得られる。なお、ｔ！８とｆ！ｂｔｉ
７ａとｔｙゎの区間の傾斜磁場の積分値は等しくなけれ
ばならない。
このような計測をＸ方向の傾斜磁場の大きさを変化させ
て行なった結果得られる２次元信号５（Ｇｘｙｆア）は
、前記選択断面の核スピン分布ρ （ｘｐｙ）との間に ５（Ｇｘ、ｔ ｙ）＝ ρ（ｘ、ｙ） ｅＸｐ （−
ｊｙ（Ｇ Ｘ ｘｔ）（＋Ｇ ｙ ｙｔｙ））ａｘｐ（
ｊθ０）ｄｘｄｘ の関係がある。ただし、（１）式は静磁場に不均一がな
いものとし、またケミカルシフトも無視した場合である
。なお、θ０は装置に固有の位相オフセットを表わす。
て行なった結果得られる２次元信号５（Ｇｘｙｆア）は
、前記選択断面の核スピン分布ρ （ｘｐｙ）との間に ５（Ｇｘ、ｔ ｙ）＝ ρ（ｘ、ｙ） ｅＸｐ （−
ｊｙ（Ｇ Ｘ ｘｔ）（＋Ｇ ｙ ｙｔｙ））ａｘｐ（
ｊθ０）ｄｘｄｘ の関係がある。ただし、（１）式は静磁場に不均一がな
いものとし、またケミカルシフトも無視した場合である
。なお、θ０は装置に固有の位相オフセットを表わす。
さて、本発明においては第１図のシーケンスにてτ８と
てゎを異ならせて、例えばτ８＝Δτ＋τｂとして計測
を行なう。測定対象とする試料にケミカルシフトが２本
（σ１とσ２）存在し、それらに対応するスピン密度を
ρ□ （ｘｔ ｙ）＋ρ２ （ｘｔ ｙ） 、また、静
磁場の不均一をＥ （ｘ。
てゎを異ならせて、例えばτ８＝Δτ＋τｂとして計測
を行なう。測定対象とする試料にケミカルシフトが２本
（σ１とσ２）存在し、それらに対応するスピン密度を
ρ□ （ｘｔ ｙ）＋ρ２ （ｘｔ ｙ） 、また、静
磁場の不均一をＥ （ｘ。
ｙ）とすると、τ８＝Δτ十τゎのもとで得られる信号
は次式で与えられる。
は次式で与えられる。
ｓ （ｃ ｘ、 ｔ ｙ）＝Σｐ ｋ（ｘ、ｙ） ｅＸ
ｐ （−ｊｙ［Ｇｘｘｔ）（＋Ｇｙｙｔｙ＋（Ｅ（ｘ、
ｙ）＋σｋ） （ｔ ｙ＋Δｒ））） ｅｘｐ （ｊθ
１）ｄｘｄｘここで、θ１は装置固有の位置オフセット
である。（２）式を変形すると ５（Ｇｘ、 ｔ ｙ）＝Σ ｐ ｈ’ （ｘ、ｙ） ｅ
Ｘｐ （−ｊｙ（Ｇｘｘｔｘ十（Ｇｙｙ）ＣＩｌｌ ＋（Ｅ（ｘ、ｙ）＋σｋ） ｔ ｙ）） ｅｘｐ （ｊ
θ１）ｄｘｄｘが得られる。ここで、 ｐ ｗ’ （ＸＩＹ）＝７） ｋ（ｘ、ｙ） ｅＸｐ
（−ｊｙ（Ｅ（ｘ、ｙ）＋ｃｒ ｋ）Δτ）さて、積分
変数を ｘ’＝ｘ とすると、次式が得られる。
ｐ （−ｊｙ［Ｇｘｘｔ）（＋Ｇｙｙｔｙ＋（Ｅ（ｘ、
ｙ）＋σｋ） （ｔ ｙ＋Δｒ））） ｅｘｐ （ｊθ
１）ｄｘｄｘここで、θ１は装置固有の位置オフセット
である。（２）式を変形すると ５（Ｇｘ、 ｔ ｙ）＝Σ ｐ ｈ’ （ｘ、ｙ） ｅ
Ｘｐ （−ｊｙ（Ｇｘｘｔｘ十（Ｇｙｙ）ＣＩｌｌ ＋（Ｅ（ｘ、ｙ）＋σｋ） ｔ ｙ）） ｅｘｐ （ｊ
θ１）ｄｘｄｘが得られる。ここで、 ｐ ｗ’ （ＸＩＹ）＝７） ｋ（ｘ、ｙ） ｅＸｐ
（−ｊｙ（Ｅ（ｘ、ｙ）＋ｃｒ ｋ）Δτ）さて、積分
変数を ｘ’＝ｘ とすると、次式が得られる。
Ｓ（Ｇ ｘｐ ” ｙ）”Σ ρに’ （ｘ’ ｒｙ
ｋ） ｅｘｐ （−ｊ７（ＧｘＸ’ ｔｘｋｓｌｌ ＋Ｇｙｙ’ ｔ、ｙ）） Ｘ ｅｘｐ θθｔ）
ｄｘ’ ｄｙｋ’ここで、ｙｋは（５）式をｙに
ついて解いたものであり、またρよ’（ｘｐｙｋ）とρ
に’ｃＸｒｙｈ）との間には、次式で示される関係が成
立する。
ｋ） ｅｘｐ （−ｊ７（ＧｘＸ’ ｔｘｋｓｌｌ ＋Ｇｙｙ’ ｔ、ｙ）） Ｘ ｅｘｐ θθｔ）
ｄｘ’ ｄｙｋ’ここで、ｙｋは（５）式をｙに
ついて解いたものであり、またρよ’（ｘｐｙｋ）とρ
に’ｃＸｒｙｈ）との間には、次式で示される関係が成
立する。
ａ（ｘ、ｙ）／ａ（ｘ’ ｒｙ ｋ’ ）は積分の変数
変換で生じるヤコビアン（Ｊ ａｃｏｂｉａｎ）である
。Ｅ（ｘ。
変換で生じるヤコビアン（Ｊ ａｃｏｂｉａｎ）である
。Ｅ（ｘ。
ｙ）のｙ方向への変化率がＧｙに比べて下さく、かつ７
ｋ’：ｋｅ ｙが成立するならばρに’ （ＸｙＹ
ｋ’ ）＝ρよ’ （ｘ、ｙ） （８）が得
られる。従って、（６）式を逆フーリエ変換（Ｆ″″１
で表記する）すると次式が得られる。
ｋ’：ｋｅ ｙが成立するならばρに’ （ＸｙＹ
ｋ’ ）＝ρよ’ （ｘ、ｙ） （８）が得
られる。従って、（６）式を逆フーリエ変換（Ｆ″″１
で表記する）すると次式が得られる。
Ｆ −’ （Ｓ（Ｇｘ、 ｔ ｙ）） ＝Σ／’ ｈ’
（ＸｒＹ） ｅＸＰ Ｃ１θ１）（９）上式に（４）
式を代入すると結局次式が得られる。
（ＸｒＹ） ｅＸＰ Ｃ１θ１）（９）上式に（４）
式を代入すると結局次式が得られる。
Ｆ−” （Ｓ（Ｇｘ、ｔｙ））＝Σｐ ｋ（ｘ、ｙ）
ｅｘｐ （−ｊｙ（Ｅ（ｘ、ｙ）ａｌ ＋σｋ）Δτ）ｅｘｐθθ１） （ｌのここで
、Δτは温室時に設定するパラメータであり、σ□は測
定対象により決まる値である。そこで残された変数のう
ちの１つであるＥ（ｘ、ｙ）の求め方について述べる。
ｅｘｐ （−ｊｙ（Ｅ（ｘ、ｙ）ａｌ ＋σｋ）Δτ）ｅｘｐθθ１） （ｌのここで
、Δτは温室時に設定するパラメータであり、σ□は測
定対象により決まる値である。そこで残された変数のう
ちの１つであるＥ（ｘ、ｙ）の求め方について述べる。
まず、（ｌＯ）式において、σよ＝０すなわち化学シフ
トが１本（共鳴線が１本）の物質を対象にイメージング
すると、Ｆ−’ （ＳＣ（ＧＸＪｔ７）） ＝ｐ ｃ（
ｘ、ｙ） ｅＸｐ（−ｊｙＥ（ｘ、ｙ）Δｔ ｎ） ｅ
ｘｐ Ｃｊθｃ） （１１）が再生される。Ｆ−
１（ｓｃ（Ｇｘ、ｂｙ））は複素数であり、その実部お
よび虚部をそれぞれＥｒ（ｘ、ｙ）ｆ Ｅｉ（Ｘ、ｙ）
とすると、次式が得られる。
トが１本（共鳴線が１本）の物質を対象にイメージング
すると、Ｆ−’ （ＳＣ（ＧＸＪｔ７）） ＝ｐ ｃ（
ｘ、ｙ） ｅＸｐ（−ｊｙＥ（ｘ、ｙ）Δｔ ｎ） ｅ
ｘｐ Ｃｊθｃ） （１１）が再生される。Ｆ−
１（ｓｃ（Ｇｘ、ｂｙ））は複素数であり、その実部お
よび虚部をそれぞれＥｒ（ｘ、ｙ）ｆ Ｅｉ（Ｘ、ｙ）
とすると、次式が得られる。
（ｅｘｐ （−ｊｙＥ（ｘ、ｙ）Δ？ ｎ） ｅｘｐ
Ｃｊθ。）〕木上式中〔〕木は複素共役を表わす。（１
２）式を（１０）式に掛は合せると左辺をＰ（ｘ、ｙ）
として次式が成立する。
Ｃｊθ。）〕木上式中〔〕木は複素共役を表わす。（１
２）式を（１０）式に掛は合せると左辺をＰ（ｘ、ｙ）
として次式が成立する。
ｐ（ｘ、ｙ）＝Σｐ ５ｒ（Ｘ＋ ｙ） ｅｙｒｐ （
−ｊｙ ａ ｗΔτ）１ｌｌ ｅｘｐ（ｊ（θｔ −θｃ）） （１３）上式にお
いてＥ （Ｘ ｒ ｙ ）は消去されており、静磁場の
不均一よる位相誤差は補正されたことが分がる。ところ
で、σよは基準周波数からのずれを表わすだけであるか
ら、Δτ間に生じる位相は相対値としてしか意味を持た
ない。そのため、基準周波数の選び方により位相オフセ
ットとして変化する。
−ｊｙ ａ ｗΔτ）１ｌｌ ｅｘｐ（ｊ（θｔ −θｃ）） （１３）上式にお
いてＥ （Ｘ ｒ ｙ ）は消去されており、静磁場の
不均一よる位相誤差は補正されたことが分がる。ところ
で、σよは基準周波数からのずれを表わすだけであるか
ら、Δτ間に生じる位相は相対値としてしか意味を持た
ない。そのため、基準周波数の選び方により位相オフセ
ットとして変化する。
さて、Δτを次式で与えるとする。１
（１４）式を（１３）式に代入すると次式が得られる。
Ｐ（ｘ、ｙ）＝ （ｐ ｔ（ｘ、ｙ）＋ρ２（ｘ、ｙ）
ｅｘｐ （−ｊ・−））ｅｘｐ（−ｊγσ１Δｔ）Ｘ
ｅｘｐ （−ｊ（θ１−θｃ）） （１５）従って
、（１５）式の位相項ｅｘｐ（−ｊγσ１Δτ） ｅｘ
ｐ （−ｊ（θ１−θｃ））が一定値となるように位相
を設定できればＰ（ｘ、ｙ）は非常に簡単になる。次に
、上記位相項を決める方法として。
ｅｘｐ （−ｊ・−））ｅｘｐ（−ｊγσ１Δｔ）Ｘ
ｅｘｐ （−ｊ（θ１−θｃ）） （１５）従って
、（１５）式の位相項ｅｘｐ（−ｊγσ１Δτ） ｅｘ
ｐ （−ｊ（θ１−θｃ））が一定値となるように位相
を設定できればＰ（ｘ、ｙ）は非常に簡単になる。次に
、上記位相項を決める方法として。
σ１あるいはσ２のいずれか１つのシフトを有する物質
をイメージング視野内に設置する方法について述べる。
をイメージング視野内に設置する方法について述べる。
例えばσ、に対応する物質で満たした試料管を、第２図
に示すようにコイル４の内におく。さて、得られた画像
中で、この試料に対応する画像の中心部をＱ ｒ ＋
ｊ Ｑ ｉとした時、次式が成立する。
に示すようにコイル４の内におく。さて、得られた画像
中で、この試料に対応する画像の中心部をＱ ｒ ＋
ｊ Ｑ ｉとした時、次式が成立する。
（１６）式の共役複素数をＱｒ＝Ｑｉから求め、（１５
）式にかけると次式に示す補正像を得る。
）式にかけると次式に示す補正像を得る。
Ｔ（ｘ、ｙ）＝ρ１ （ｘ、ｙ）−ｊｐ ２（Ｘ、）Ｉ
） （１７）すなわち、Ｔ（ｘ、ｙ）の実部および
虚部が、それぞれ、σ、およびσ２に対応したケミカル
シフト像となることが分かる。さらに、ρｔ（ｘ、ｙ）
十ρｚ （ｘ ｒ ｙ ）あるいは（ρ１”（ｘ、ｙ）
＋ρ□”（ｘ、ｙ）） は通常のシーケンスで得られ
る像でもある。
） （１７）すなわち、Ｔ（ｘ、ｙ）の実部および
虚部が、それぞれ、σ、およびσ２に対応したケミカル
シフト像となることが分かる。さらに、ρｔ（ｘ、ｙ）
十ρｚ （ｘ ｒ ｙ ）あるいは（ρ１”（ｘ、ｙ）
＋ρ□”（ｘ、ｙ）） は通常のシーケンスで得られ
る像でもある。
なお、（１４）式において右辺が１／２πでない場合に
も画像処理が少々複雑になるが、同様のことを行なうこ
とができる。
も画像処理が少々複雑になるが、同様のことを行なうこ
とができる。
すなわち、
γ（σ２−σ１）Δτ＝θＰ （１ｇ）とす
ると、（■３）式は Ｐ（ｘ、ｙ）＝ （ｐ 、（ｘ、ｙ）＋ρｚ（ｘ、ｙ）
ｅｘｐ （−ｊθＰ））ｅｘｐ（−ｊγσ、Δτ）
ｅｘｐ （ｊ（θ□−θｃ）） （１９）となる。
ると、（■３）式は Ｐ（ｘ、ｙ）＝ （ｐ 、（ｘ、ｙ）＋ρｚ（ｘ、ｙ）
ｅｘｐ （−ｊθＰ））ｅｘｐ（−ｊγσ、Δτ）
ｅｘｐ （ｊ（θ□−θｃ）） （１９）となる。
従って、（１９）式のｅｘｐの項を前記方法により除去
すれば次式を得る。
すれば次式を得る。
Ｐ（ｘ、ｙ）＝ρｚ （ｘ、ｙ）＋ρ２（ｘ、ｙ） ｅ
Ｘｐ （−ｊθＦ） （２０）Ｐ（ｘ、ｙ）の実
部をＲｅ （Ｐ）、虚部をＩｍ（Ｐ）とすれば Ｒｅ（Ｐ）＝ρｔ（Ｘ、ｙ）＋ρ２（ｘ、ｙ） ｃｏｓ
（θＰ） （２１ａ）Ｉｍ（Ｐ）＝ｐ ２（
ｘ、ｙ） ｓｉｎ （θｐ ） （２
１ｂ）となる。（２１ａ）、 （２ｌ ｂ）式は、ρＬ
（” ｒ Ｖ ）ｙρ２（ｘ、ｙ）に関する連立１次
方程式であるので。
Ｘｐ （−ｊθＦ） （２０）Ｐ（ｘ、ｙ）の実
部をＲｅ （Ｐ）、虚部をＩｍ（Ｐ）とすれば Ｒｅ（Ｐ）＝ρｔ（Ｘ、ｙ）＋ρ２（ｘ、ｙ） ｃｏｓ
（θＰ） （２１ａ）Ｉｍ（Ｐ）＝ｐ ２（
ｘ、ｙ） ｓｉｎ （θｐ ） （２
１ｂ）となる。（２１ａ）、 （２ｌ ｂ）式は、ρＬ
（” ｒ Ｖ ）ｙρ２（ｘ、ｙ）に関する連立１次
方程式であるので。
これを実部像と虚部像の対応する画素について解けばρ
１（Ｘ＃Ｙ）ｌ ρ２ （ｘ ｒ ｙ ）を求めること
ができる。
１（Ｘ＃Ｙ）ｌ ρ２ （ｘ ｒ ｙ ）を求めること
ができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第３図は本発明の一実施例である検査装置の構成図で
ある。図において、１は計算機、２は高周波パルス発生
器、３は電力増幅器、４は高周波磁場を発生させると同
時に対象物体１６から生ずる信号°を検出するためのコ
イル（ｒｆコイル）、５は増幅器、６は検波器、７はデ
ィスプレイ装置である。また、８，９および１０はそれ
ぞれ２方向およびこれに直角の方向の傾斜磁場を発生さ
せるコイル（傾斜磁場コイル）、１１，１２゜１３はそ
れぞれ上記コイル８，９．１０を駆動する電源部である
。
。第３図は本発明の一実施例である検査装置の構成図で
ある。図において、１は計算機、２は高周波パルス発生
器、３は電力増幅器、４は高周波磁場を発生させると同
時に対象物体１６から生ずる信号°を検出するためのコ
イル（ｒｆコイル）、５は増幅器、６は検波器、７はデ
ィスプレイ装置である。また、８，９および１０はそれ
ぞれ２方向およびこれに直角の方向の傾斜磁場を発生さ
せるコイル（傾斜磁場コイル）、１１，１２゜１３はそ
れぞれ上記コイル８，９．１０を駆動する電源部である
。
計算機ｌは各装置に種々の命令を一定のタイミングで出
力する機能をも有するものである。高周波パルス発生器
２の出力は電力増幅器３で増幅され、上記コイル４を励
磁する。該コイル４は前述の如く受信コイルを兼ねてお
り、受信された（Ｂ号成分は増幅器５を通り検波器６で
検波後、計算機ｌに入力され信号処理後ディスプレイ装
＠７で画像に変換される。
力する機能をも有するものである。高周波パルス発生器
２の出力は電力増幅器３で増幅され、上記コイル４を励
磁する。該コイル４は前述の如く受信コイルを兼ねてお
り、受信された（Ｂ号成分は増幅器５を通り検波器６で
検波後、計算機ｌに入力され信号処理後ディスプレイ装
＠７で画像に変換される。
なお、静磁場の発生は電源１５により駆動される静磁場
コイル１４で行う。検査対象物体である人体１６はベッ
ド１７上に載置され、上記ベッド１′７は支持台１８上
を移動可能なように構成されている。また、１９．２０
は記憶装置（以下、「メモリ」という）である。メモリ
１９には（１０）式で示されるＦ−１（”（ＧＸ＋
ｆ ｙ））が格納され、メモリ２０には（１２）式で句
、えられる静磁場の不均一による位相項および（１６）
式で与えられる位相オフセットが格納される。
コイル１４で行う。検査対象物体である人体１６はベッ
ド１７上に載置され、上記ベッド１′７は支持台１８上
を移動可能なように構成されている。また、１９．２０
は記憶装置（以下、「メモリ」という）である。メモリ
１９には（１０）式で示されるＦ−１（”（ＧＸ＋
ｆ ｙ））が格納され、メモリ２０には（１２）式で句
、えられる静磁場の不均一による位相項および（１６）
式で与えられる位相オフセットが格納される。
次に第４図をも参照して本実施例の動作を、説明する。
まず、第４図に示すステップ４０１ではσよ＝０、すな
わち化学シフトが１本である試料を満たした容器をコイ
ル４の中におき、第１図に示すシーケンスのくり返しに
よりＮＭＲ償号の計測を行なう。なお目的とする被測定
体の化学シフトがσ□、σ２であるとき、（１４）式を
満たすようなΔτを求め、τ８＝Δτ＋τゎとなるよう
なタイミング設定を予めしておく。このシーケンスは被
測定体の計測に用いるのと全く同じであることが好まし
い。ただし上記の試料の緩和時間が、目的とする被測定
体の緩和時間より小さければ、第１図に示すくり返し周
期ｔｒより小さくすることができる。
わち化学シフトが１本である試料を満たした容器をコイ
ル４の中におき、第１図に示すシーケンスのくり返しに
よりＮＭＲ償号の計測を行なう。なお目的とする被測定
体の化学シフトがσ□、σ２であるとき、（１４）式を
満たすようなΔτを求め、τ８＝Δτ＋τゎとなるよう
なタイミング設定を予めしておく。このシーケンスは被
測定体の計測に用いるのと全く同じであることが好まし
い。ただし上記の試料の緩和時間が、目的とする被測定
体の緩和時間より小さければ、第１図に示すくり返し周
期ｔｒより小さくすることができる。
次にステップ４０１では上記の試料の像を再構成する２
次元フーリエ変換を計算機１で行ない。
次元フーリエ変換を計算機１で行ない。
（１１）式に示す像データを得る。次にステップ４０３
ではこの像データの実部Ｅｒ（ｘ、ｙ）及び虚部Ｅｉ（
ｘ、ｙ）から（１２）式により補正のための位相像を抽
出し、メモリ２０に格納する。
ではこの像データの実部Ｅｒ（ｘ、ｙ）及び虚部Ｅｉ（
ｘ、ｙ）から（１２）式により補正のための位相像を抽
出し、メモリ２０に格納する。
次にステップ４０４では、目的とする被測定体をコイル
中におき、再び第１図のシーケンスにてＮＭＲ信号を計
測する。この場合には被測定体の緩和時間に対してシー
ケンスのくり返し周期ｔｒを十分に長くとる必要がある
。次にステップ４０５では２次元フーリエ変換による像
再構成を行ない（１０）式で示される。イメージＦ ”
−１（Ｓ （Ｇ ｘ ｖ ｔ ｙ））を得てこれをメ
モリ１９に格納する。
中におき、再び第１図のシーケンスにてＮＭＲ信号を計
測する。この場合には被測定体の緩和時間に対してシー
ケンスのくり返し周期ｔｒを十分に長くとる必要がある
。次にステップ４０５では２次元フーリエ変換による像
再構成を行ない（１０）式で示される。イメージＦ ”
−１（Ｓ （Ｇ ｘ ｖ ｔ ｙ））を得てこれをメ
モリ１９に格納する。
なお、上記ステップ４０１〜４０３と、ステップ４０４
〜４０５のいずれを先に行なっても良いのは勿論である
。
〜４０５のいずれを先に行なっても良いのは勿論である
。
次にステップ４０６では被測定体の像の位相誤差を消去
する。すなわち、計算機１はメモリ２０より補正用位相
像１１２）式）を、またメモリ１９よりＦ−’ （ＳＣ
ａｘ＋ ｔ ｙ））をロードし、両者を掛は合せるこ
とにより（１５）式のＰ（ｘ。
する。すなわち、計算機１はメモリ２０より補正用位相
像１１２）式）を、またメモリ１９よりＦ−’ （ＳＣ
ａｘ＋ ｔ ｙ））をロードし、両者を掛は合せるこ
とにより（１５）式のＰ（ｘ。
ｙ）を計算する。この結果は再びメモリ１９に格納され
る。
る。
次にステップ４０７では装置に依存したオフセット位相
の消去を行なう。具体的には第２図に先に示した通り、
σ、あるいはσ２のいずれか１つのシフトを有する物質
で満たした試料管をコイル４の中におき、第１図のシー
ケンスにて計測を行ない、２次元フーリエイメージング
を行なって得られた画像のうち、試料管の中心部のデー
タをＱ ｒ ＋ ｊ Ｑ ｉを求めて（１６）式を得る
。さらにメモリ１９に格納されているＰ （ｘ ｔ ｙ
）をロードし、（１６）式の共役被素数をＰ（ｘ、ｙ
）にかけて（１７）式のＴ（ｘ、ｙ）を得る。これを再
びメモリ１９に格納する。
の消去を行なう。具体的には第２図に先に示した通り、
σ、あるいはσ２のいずれか１つのシフトを有する物質
で満たした試料管をコイル４の中におき、第１図のシー
ケンスにて計測を行ない、２次元フーリエイメージング
を行なって得られた画像のうち、試料管の中心部のデー
タをＱ ｒ ＋ ｊ Ｑ ｉを求めて（１６）式を得る
。さらにメモリ１９に格納されているＰ （ｘ ｔ ｙ
）をロードし、（１６）式の共役被素数をＰ（ｘ、ｙ
）にかけて（１７）式のＴ（ｘ、ｙ）を得る。これを再
びメモリ１９に格納する。
次にステップ４０８ではディスプレイ７に必要に応じて
結果を表示する。すなわち（１７）式の実部ρ１ （ｘ
ｚ ｙ ）を表示すれば、σ１に対応したケミカルシ
フト像となり、ρ２ （ｘ ｚ ｙ ）を表示すればσ
２に対応したケミカルシフト像となる。またρｌ （Ｘ
ｒ ｙ ）＋ρｚ（ｘ、ｙ）ｔあるいは（ρ１′（Ｘ
＋ｙ）＋ρ２’（Ｘ、ｙ）））を算出して表示すれば、
ケミカルシフトの区別のないスピン分布像が得られる。
結果を表示する。すなわち（１７）式の実部ρ１ （ｘ
ｚ ｙ ）を表示すれば、σ１に対応したケミカルシ
フト像となり、ρ２ （ｘ ｚ ｙ ）を表示すればσ
２に対応したケミカルシフト像となる。またρｌ （Ｘ
ｒ ｙ ）＋ρｚ（ｘ、ｙ）ｔあるいは（ρ１′（Ｘ
＋ｙ）＋ρ２’（Ｘ、ｙ）））を算出して表示すれば、
ケミカルシフトの区別のないスピン分布像が得られる。
以上述べた如く、本発明によれば、静磁場、傾斜磁場お
よび高周波磁場内におけるＮＭＲ現象を利用する検査装
置において、前記静磁場の不均一による位相回りおよび
装置固有の位相オフセットを各点ごとに補正するように
したので、１回の測定により２本のケミカルシフトに対
応した像を得ることが可能な方法および装置を実現でき
るという効果を奏するものである。
よび高周波磁場内におけるＮＭＲ現象を利用する検査装
置において、前記静磁場の不均一による位相回りおよび
装置固有の位相オフセットを各点ごとに補正するように
したので、１回の測定により２本のケミカルシフトに対
応した像を得ることが可能な方法および装置を実現でき
るという効果を奏するものである。
第１図は本発明で用いるパルスシーケンスを示す図であ
り、第２図は位相オフセット補正に用いる基準物質の配
置を示す図であり、第３図は本発明の実施例である検査
装置の概略植成を示す図で、第４図は本発明の実施例の
動作フローを示すフローチャートである。 １・・・計算機、２・・・高周波パルス発生器、３・・
・電力増幅器、４・・・ｒｆコイル、５・・・増巾器、
６・・・検波器、７・・・ディスプレイ装置、８，９．
１０・・・傾斜磁場コイル、１１，１２．１３・・・電
源部、１４・・・静磁場コイル、１５・・・電源、１９
．２０・・・メモリ。 第３目 第４図
り、第２図は位相オフセット補正に用いる基準物質の配
置を示す図であり、第３図は本発明の実施例である検査
装置の概略植成を示す図で、第４図は本発明の実施例の
動作フローを示すフローチャートである。 １・・・計算機、２・・・高周波パルス発生器、３・・
・電力増幅器、４・・・ｒｆコイル、５・・・増巾器、
６・・・検波器、７・・・ディスプレイ装置、８，９．
１０・・・傾斜磁場コイル、１１，１２．１３・・・電
源部、１４・・・静磁場コイル、１５・・・電源、１９
．２０・・・メモリ。 第３目 第４図
Claims (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し、前
記検査対象のフーリエ空間における直交座標点を計測す
る如く構成された核磁気共鳴を用いた検査装置において
、９０°高周波パルスと１８０°高周波パルスとの間隔
が、１８０°高周波パルスとエコー信号との間隔と異な
るように設定し、その結果、対象とする２本のケミカル
シフト間にほぼπ／２の奇数倍の位相差を生じさせて得
られた画像と、検査対象領域の１部あるいは全体の静磁
場不均一分布あるいはそれにより生じた位相誤差とから
ケミカルシフト像を演算により求めることを特徴とする
核磁気共鳴を用いた検査方法。 ２、前記特許請求範囲第１項に記載の演算において、信
号検出手段の一部である高周波コイルの近傍に設けた基
準試料の位相から求めた、装置固有の位相オフセットを
画像の位相補正に利用することを特徴とする核磁気共鳴
を用いた検査方法。 ３、前記請求範囲第２項に記載の基準試料として、検査
対象の有するケミカルシフトのうちのいずれか１本に対
応する共鳴周波数を有する物質を選んだことを特徴とす
る核磁気共鳴を用いた検査方法。 ４、特許請求範囲第１項に記載の演算で求められた２種
類のケミカルシフト像に対して、それらを合成すること
で新らしい像を得ることを特徴とする核磁気共鳴を用い
た検査方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18965285A JP2607466B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| US06/846,151 US4739265A (en) | 1985-04-01 | 1986-03-31 | NMR imaging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18965285A JP2607466B2 (ja) | 1985-08-30 | 1985-08-30 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7269717A Division JP2647066B2 (ja) | 1995-10-18 | 1995-10-18 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250650A true JPS6250650A (ja) | 1987-03-05 |
| JP2607466B2 JP2607466B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=16244898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18965285A Expired - Lifetime JP2607466B2 (ja) | 1985-04-01 | 1985-08-30 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2607466B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296740A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-02 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ケミカルシフトイメ−ジの表示方法 |
| JPH01190342A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-31 | Toshiba Corp | 磁気共鳴映像装置 |
| JP2000070239A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Toshiba America Mri Inc | 磁気共鳴イメ―ジング方法および磁気共鳴イメ―ジング装置 |
| JP2010502302A (ja) * | 2006-08-28 | 2010-01-28 | ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン | 任意のｋ空間トラジェクトリーを用いたＭＲＩにおける化学種分離の一般化方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6234549A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-14 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメ−ジング方法 |
-
1985
- 1985-08-30 JP JP18965285A patent/JP2607466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6234549A (ja) * | 1985-08-07 | 1987-02-14 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴イメ−ジング方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296740A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-02 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ケミカルシフトイメ−ジの表示方法 |
| JPH0323048B2 (ja) * | 1987-05-29 | 1991-03-28 | Yokokawa Medeikaru Shisutemu Kk | |
| JPH01190342A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-31 | Toshiba Corp | 磁気共鳴映像装置 |
| JP2000070239A (ja) * | 1998-08-27 | 2000-03-07 | Toshiba America Mri Inc | 磁気共鳴イメ―ジング方法および磁気共鳴イメ―ジング装置 |
| JP4657405B2 (ja) * | 1998-08-27 | 2011-03-23 | トーシバ アメリカ エムアールアイ インコーポレイテッド | 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージングシステム |
| JP2010502302A (ja) * | 2006-08-28 | 2010-01-28 | ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン | 任意のｋ空間トラジェクトリーを用いたＭＲＩにおける化学種分離の一般化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2607466B2 (ja) | 1997-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |