JPS6267433A - Nmrイメ−ジング装置 - Google Patents

Nmrイメ−ジング装置

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JPS6267433A
JPS6267433A JP60207973A JP20797385A JPS6267433A JP S6267433 A JPS6267433 A JP S6267433A JP 60207973 A JP60207973 A JP 60207973A JP 20797385 A JP20797385 A JP 20797385A JP S6267433 A JPS6267433 A JP S6267433A
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signal
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nmr imaging
imaging apparatus
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Hiroyuki Matsuura
裕之 松浦
Hideto Iwaoka
秀人 岩岡
Toru Shimazaki
島崎 通
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GE Healthcare Japan Corp
Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Medical Systems Ltd
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    • 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
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56563Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the main magnetic field B0, e.g. temporal variation of the magnitude or spatial inhomogeneity of B0

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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、被検体中の対像原子核の密度分布等を核磁気
共鳴現象によって把握するNMRイメージング装置(核
磁気共鳴画像表示装置)に関し、更に詳しくは、被検体
の対象核種と同じ核種の核磁気共鳴現象に基づく信号を
出力する磁場検出センサを、被検体からデータを収集す
るときに印加する勾配磁場の影響を受けない静磁場内の
所定の位置に設置し、該磁場検出センサの検出信号で静
磁場の変動を補正するようにしたNMRイメージング装
置に関する。
(従来の技術) NMRイメージング装置は、一様な静磁場1−1 。
を作る静磁場コイル及び静磁場H8と同一方向磁場でx
、y、zの各方向に夫々直線勾配をもつ磁場を作る勾配
磁場コイルから成る磁石部、該磁石部で形成される磁場
内に設置する被検体に高周波パルス(高周波電磁波)を
加え、被検体からのNMR信号を検出づる送・受信部、
該送・受信部及び前記磁石部の動作を制御したり、検出
データの処理をして画像表示する制御・画像処理部等を
有している。
このようなNMRイメージング装置において、一般的に
、静磁場発生部(静磁場コイルを含む磁石部)のドリフ
トを零にすることは難しく、経時的に共鳴条件が所定の
条件から外れてゆくことが知られている。そして、共鳴
周波数のずれが大きくなるとNMRの励起が不可能にな
る。又、共鳴周波数のずれが小さい場合には、N1vl
の励起が行われるけれども、画像の解像度が低下したり
、アーヂファクトが現れたりして、画像の品質の低下を
(n <ことが知られている。
一方、磁石部による磁場は、静磁場と勾配磁場とが重畳
した合成磁場となっているため、静磁場のみの強度を所
定の値に制御するのは容易ではない。
従来、これらの課題を解決t!/υとしてなされたNM
Rイメージング装置として、例えば、特開昭60−11
1141号に開示されたものがある。
該NMRイメージング装置は、静磁場の変動に基づくア
ナログ信号を出力するプロトン磁力計と、プロトン磁力
計からの出力信号をディジタル信号に変換づるA/D変
換回路と、A/D変換回路の出力信号を入力し、ラッチ
制御回路からの信号によって動作するラッチ回路と、ラ
ッチ回路の出力信号をアナログ信号に変換するD/△変
換回路と、D/A変換回路からの信号によって静磁場発
生部を操作する磁界制御回路とを有している。
以上の構成において、ラッチ回路は、ラッチ制御回路か
らの制御信号によって、勾配磁界が印加される直前のA
/D変換回路の出力をホールドする。そして、勾配磁界
が印加されているとき、ボールドした信号を出力する。
更に、勾配磁界が印加されていないとき、A/D変換回
路のイム号を出力する。これにより、磁界制御回路は、
勾配磁界の影響を受けない信号を測定値とした制御動作
をすることができ、静1ifl場の安定化を図ることが
できる。
(発明が解決しJ:うとする問題点) しかし、従来のNMRイメージング装置にあっては、勾
配磁場が印加されているときの制御波峰の測定信号は過
去のデータ、即ち、勾配磁場印加直前のA/D変換器の
出力をホールドし、その値を測定信号としているため、
静磁場の制御性を高めるにも限界があった。従って、高
品質の画像を1qることが勤しいという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、高い品質の画像を1qることができるNMRイ
メージング装置を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成づる本発明のNMRイメージング装置は
、被検体の対象核種と同じ核種の核磁気共鳴現象に基づ
く信号を出力する磁場検出センサを、被検体からデータ
を収集するときに印加する勾配磁場の影響を受けない静
磁場内の所定の位置に設関し、該磁場検出センサの検出
信号で静磁場の変動を補正する構成となっている。
(実施例) 以下、図面を参照し本発明について詳細に説明する。
第1図及び第2図は、本発明の一実施例を示づ構成図で
あり、第1図は、NMRイメージング装置の構成図、第
2図は、磁場検出センサの設置位置説明図である。
NMRイメージング装置の磁石部は、静磁場]イル駆動
部1によって付勢される静磁場コイル2と、勾配磁場コ
イル駆動部3によって付勢される勾配li場]イル4と
で構成される。勾配磁場コイル4は、x、y、zの各軸
のコイルを備え、各コイルの付勢モードは、勾配Ia場
ココイル駆動部を操作するコントローラ5の制御信号に
従う。静磁場コイル駆動部1のスタート・ストップはコ
ントローラ5からの信号による。磁場検出センサ6は、
被検体の対象核種と同じ核種、例えば、水素原子核を対
象とする場合、水1−120、又は、水に常磁性イオン
(緩和時間調整用)を加えたものが収納された容器6A
と、この容器6Aの周囲に巻回するコイル6Bとで構成
されている。又、磁場検出センサ6は、被検体7の近傍
で、画像領域8の外で、かつ、被検体7からデータを収
集するために印加する勾配置場による影響を受けない位
置に設置され、しかも、被検体7におけるNMR信号を
検出する検出コイル10と同一方向の磁界に感度を有す
るようになっている(しかし、被検体のNfl信号を検
出しない)。例えば、第2図に示すように、la場検出
センサ7は、イメ−ジングのためX勾配磁場を加えてデ
ータを収集する場合(プロジェクション勾配はGxでX
方向に被検体のプロジェクションがとられる場合)、x
=0の箇所(×勾配による磁場強度変化のない点)に設
置される。
尚、NMRイメージング装置にお【Jる勾配磁場は、画
像領域の中心Oを原点として、その左右、又は、上下で
符号(向き)が変わり、大きさが直線的変化するように
与えられる。
励起コイル9及び検出コイル10は、Z軸を中心にして
90°回転させた位置を保持して、前記磁石部内に設置
される。励起コイル9は、コントローラ5の制御下にあ
るグー1−回路11、パワーアンプ12等を介して得ら
れるRF発振器13の出力信号によって付勢され、被検
体7に高周波電磁波を与える(高周波電磁波の周波数は
、測定対象原子核のNMR共鳴条件に対応する周波数、
例えば、プロトンでは42.6M1−1z/Tとなって
いる)。一方、検出コイル10は、被検体7の所望の部
位からのNMR信号を検出する。検出されたNMR信号
は、プリアンプ14、位相検波器15等を介してメモリ
16に入力され格納され、適宜、画像表示部17に読出
される。位相検波器15は、2個の位相検波回路を備え
、磁場検出センサ6の出力信号(NMR信号)をプリア
ンプ18で増幅し波形整形した信号から作成されるO°
位相基準信号及び90°位相基準信号によって駆動され
る構成と成っている(メモリ16に格納される被検体7
のNMR信号は、実数部分と虚数部分から成る1つの複
素数して扱われる)。画像表示部17は、コンピュータ
、CRT等で構成され、メモリ16から跣込んだデータ
を用いて所定の処1!I!(再構成処理)をして画像表
示をする。
次に、上記構成の動作について説明する。
第3図は、一般的な飽和回復法< 5aturat 1
onRecovery法)による1ビユー(1プロジエ
クシヨン)のシーケンスを示したものである。静磁場コ
イル駆動部1、勾配磁場コイル駆動部3及びゲート回路
11は、コントローラ5からの操作信号によって駆動さ
れ、Z軸方向に一様な静磁場H6が形成された状態で、
第3図に示すシーケンスに従って各コイル4及び9が付
勢される。
時間T1・・・2勾配磁場G7が印加される(スライス
)と共に、90°パルス信号(RF倍信号が印加され(
第3図のb及びa)、被検体7の特定の面内にあるスピ
ンだけが励起される。
時間T2・・・y方向の位置情報を得るため、y勾配置
場G、が印加され(第3図のc)、スピンにy座標に応
じた位相が与えられる(ワープ)。又、後の時間T4で
スピン・エコー信号を検出するため、X勾配磁場Gxが
印加され(第3図のd)、スピンにX座標に応じた位相
差が与えられる(ブリフェーズ)。更に、2勾配磁場G
 が印加され(第3図のb)、スライス時に生じたスピ
ンの2方向での位相差が除かれる(リフェーズ)。
尚、この時間帯に、磁場検出センサ6(容器6A内)の
プロトンの共鳴現象に基づく信号(自由誘導減衰信号)
が磁場検出センサ6から出力されるが(勿論、センサの
出力信号に対応する信号が゛プリアンプ18から出力さ
れる。第3図のf及びc+)、伯の回路等の動作には関
与しない。
時間T3・・・スピン・エコーを検出するため、180
°パルス信号が印加され(第3図のa)、全スピンが反
転される(反転)。
時間T4・・・X方向の位置情報を得るため、X勾配置
l場(プロジェクション磁場)G8が印加され(第3図
のd)、スピン・エコー信号が検出される(第3図のe
)。一方、磁場検出センサ6においてもスピン・エコー
信号に基づく信号が検出され(第3図のf)、プリアン
プ18で増幅・波形整形されて位相検波器15に与えら
れる(第3図のq)。プリアンプ14の出力信号は、プ
リアンプ18の出力信号を基準信号としての位相検波さ
れ(第3図のh)メモリ16に格納される。このとき、
磁場検出センサ6におけるスピン・エコー信号は、静磁
場の不拘−及び容器6A内の水の横緩和時間T2の影響
を受けて波高が緩かに変動していても(第3図のf)、
波形整形によって一定レベルの信号となって位相検波器
15に与えられる(第3図のq)。又、磁場検出センサ
6が、プロジェクション勾配Gxを印加してとる被検体
7のプロジェクションの中央に設置されているため、!
1場検出センサ6におけるNMR信号(スピン・エコー
信号)の帯域は、磁場検出センtす6を他の位置に設置
したときに比べて狭くなっており、S/Nが向上してい
る。
以上が1ビュー当りのシーケンスであり、ビュー毎にワ
ープ勾配の振幅を変えて(第3図のC)、上記シーケン
スが繰返される。所定のビュー(数十〜数百ビュー)の
データ収集を行って1回のスキャンが終了する。収集さ
れたデータは所定の処1!II!(2次元フーリエ変換
)が行われ画像表示される。上記スキャン中に静磁場強
度が微小変動しても第3図のeで示す信号とfで示す信
号(Qで示す信号)とが同じ冶変動するので位相検波に
よってキャンセルされその影響が検波信号(第3図のh
)に現れない。即ち、データ収集時の静磁場強度の変動
が連続的に補正され、高品質の画像を得ることができる
尚、本発明は、上記実施例に限定するものではなく以下
の構成のものであってもよい。例えば、磁場検出センサ
6からの出力信号を測定信号とし、静la場コイル駆動
部1を操作端とする制御系を構成して静磁場強度を制御
するようにしてもよい。
この場合、位相検波器15の入力信号をRF発振器13
の発振信号を基準信号として位相検波すると共に、RF
発振器13の発振信号を基準信号として磁場検出センサ
6の出力信号を位相検波して測定信号にする手段を備え
ればよい(プリアンプ18は必要ない)。又、該手段の
出力信号によってRF光撮器13を操作し、その発振周
波数を制御してもよい。更に、前記手段の出力信号を画
像表示部17のコンピュータに入力し、画像再構成処理
のとき、静磁場の変動によるデータの変化(プロジェク
ションの位置ずれ)を補正するようにしてもよい。更に
、プロジェクションをとる方向を順次変える方法(Pr
’0jeCtiOn neconstruc−tiOn
法)の場合、プロジェクションの方向により、被検体の
位置がずれるので、このずれff1(予め知ることがで
きる)を補正するか、又は、各プロジェクションの恒心
をとるようにしてもよい。
(発明の効果) 以上、説明の通り、本発明のNMRイメージング装置に
よれば、被検体の対象核種と同じ核種の核磁気共鳴現象
に基づく信号を出力する磁場検出センサを、被検体から
データを収集するときに印加する勾配磁場の影響を受け
ない静磁場内の所定の位置に設置し、該磁場検出センサ
の検出信号で静磁場の変動を補正するようにしたため、
高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す構成図、第2図は、
la磁場検出センサ設置位置の説明図、第3図は、スピ
ン・ワープ法におけるシーケンス説明図である。 2・・・静磁場コイル、4・・・勾配磁場コイル、6・
・・磁場検出センサ、6A・・・容器、6B・・・コイ
ル、7・・・被検体、8・・・画像領域、9・・・励起
コイル、10・・・検出コイル。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)静磁場内に被検体を設置し、該被検体に予め定め
    たシーケンスに従って勾配磁場及び高周波電磁波を印加
    して核磁気共鳴現象に基づく信号を検出し、画像表示す
    るNMRイメージング装置において、 前記被検体からデータを収集するときに印加する勾配磁
    場の影響を受けない静磁場内の所定の位置に設置する磁
    場検出センサであって、前記被検体の対象核種と同じ核
    種の核磁気共鳴現象に基づく信号を出力する磁場検出セ
    ンサと、該磁場検出センサによる検出信号を用いて前記
    静磁場の変動を補正する手段とを備えることを特徴とす
    るNMRイメージング装置。
  2. (2)前記補正手段は、前記磁場検出センサの信号を基
    準信号として前記被検体の核磁気共鳴現象に基づく信号
    を位相検波することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    のNMRイメージング装置。
  3. (3)前記補正手段は、前記磁場検出センサによる検出
    信号を用いて前記静磁場の強度を制御することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項のNMRイメージング装置。
  4. (4)前記補正手段は、前記磁場検出センサによる検出
    信号を用いて前記高周波電磁波の周波数を制御すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項のNMRイメージン
    グ装置。
  5. (5)前記補正手段は、前記磁場検出センサによる検出
    信号を用いて前記画像表示のデータの変化を補正するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項のNMRイメージ
    ング装置。
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