JPS6281538A - 磁気共鳴を用いた温度分布測定方法 - Google Patents

磁気共鳴を用いた温度分布測定方法

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JPS6281538A
JPS6281538A JP60221622A JP22162285A JPS6281538A JP S6281538 A JPS6281538 A JP S6281538A JP 60221622 A JP60221622 A JP 60221622A JP 22162285 A JP22162285 A JP 22162285A JP S6281538 A JPS6281538 A JP S6281538A
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JP
Japan
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magnetic field
chemical shift
data
pulse
static magnetic
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JP60221622A
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English (en)
Inventor
Tsukasa Imanari
今成 司
Kunihito Komatsu
小松 國人
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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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、磁気共鳴現象を用いて対象の任意断面に沿っ
た温度分布を測定することのできる方法に関するもので
ある。
[従来の技術] 生体内部の温度分布を知ることができれば、診断面で極
めて意義のある情報となる。
そこで従来は、内部の温度分布が伝達された結果である
表面温度分布を赤外線カメラを用いて測定したり、ある
いは、生体内部に温度測定プローブを挿入して測定する
ことが行なわれている。
[発明が解決しようとする問題点] ところが、表面温度分布の情報は内部の温度分布の情報
を必ずしも正確に伝えていないし、プローブを用いる方
法では生体に大きな苦痛を与えてしまう。
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、磁気
共鳴現象を用いて生体内の温度分布を非接触で測定でき
る方法を提供することを目的としている。
[問題点を解決するための手段] この目的達成のため、本発明にかかる方法は、a)静磁
場内に配置された測定対象に高周波パルス又はパルス列
を照射すること、 b〉該高周波パルス又はパルス列照射に関連して静磁場
に略直交し且つ互いに略直交する2つの方向の勾配磁場
を測定対象にパルス的に印加すること、 C)咳高周波パルス又はパルス列照射後時間t2にわた
って自由誘導減衰信号を取得し記憶すること、 d)前記勾配磁場の強度GX及びGyをn19N及びm
段階に系統的に変えつつ前記a)乃至C)を繰返すこと
により、n×m個の自由誘導減衰信号FIDII〜FI
Dfflnから構成される集合データを得ること、 e)得られた集合データをt2 、 Gxについて2重
フーリエ変換すること、及び f)2ff!フーリエ変換により得られた位置−ケミカ
ルシフト−スペクトル強度データ中の特定成分又は特定
基に基づくピークのケミカルシフト値又は該ケミカルシ
フト値に対応する値を、n×m個の画素から成る画像メ
モリの各画素に、画素位置に対応させて格納することよ
り成ることを特徴としている。
[作用] C)までの過程で得られるn×m個のFID信号FrD
11〜F■DIIInをe)においてt2 、 Qxに
ついて2重フーリエ変換することにより、位置。
ケミカルシフト、スペクトル強度の3者の関係を示すデ
ータが得られる。このデータ中に現われるピークの内、
例えば水酸基(−OH)のようにケミカルシフトの値が
温度に対応して変化するものに着目すれば、このピーク
のケミカルシフト値が直接温度に対応するため、そのピ
ークのケミカルシフト値又は該ケミカルシフトを変換し
た値をn×m個の画素から成る画像メモリの各画素に、
画素位置に対応させて格納すれば、その画像メモリには
測定対象の任意断面に沿った温度分布に関するデータが
得られる。
以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳説する。
[実施例] 第1図は本発明にかかる方法を実施するためのNMR映
像装置の一実施例を示すブロック図である。図において
1は均一な静磁場を発生するための磁石である。その静
磁場内には観測用送受信コイル〈サーフェスコイル)2
.l場勾配発生用コイル3X、3Y、4X、4Yが配置
されている。
5は観測液の共鳴周波数を持つ高周波を発生する発振器
で、この発振器5からの高周波はゲート6及び電力増幅
器7を介して前記サーフェスコイル2へ高周波パルスと
して供給され、サーフェスコイル2に近接して配置され
る測定対象へ高周波パルス磁場として照射される。この
高周波パルス照射後サーフェスコイル2に誘起された自
由誘導減衰信号(FID信号)は、ゲート8.増幅器9
及び復調回路10を介して取出され、A−D変換器11
によりデジタル信号に変換されてコンピュータ12へ送
られ、付属するメモリ13へ格納される。14X、14
Yは前記]イ/l/3X、3Y、4X、4Yへ供給する
電流を調節して勾配磁場強度をX、Y両方向について適
宜に設定することのできる勾配発生回路、15は前記ゲ
ート6.7.A−り変換器11及び勾配発生回路14X
、14Yを制御するためのタイミング制御回路である。
第2図は測定に用いられるパルスシーケンスの一例を示
す。第2図(a)における高周波パルスRFPは、測定
対象の所望部位において略90”パルスとなるパルス幅
に選定されており、第2図(b)、(c)に示ずように
、このRFP照射後所定期間t1の間X方向、Y方向の
勾配磁場Qx。
Gyが測定対象に印加され、更にtIHY後時間t2に
わたってFID信号が検出される。
第3図は、このようなシーケンスを実施するための各部
の信号波形及び強度値を示す図である。
第3図(a)はゲート6を0N−OFFさせるためのタ
イミング信号を、同図(b)は勾配発生回路14Xが発
生するGxの値を、同図(C)は勾配発生回路14Yが
発生するGyの値を、同図(d)はゲート8を0N−O
FFさせるためのタイミング信号を、同図(e)はA−
D変換器11によるサンプリングのタイミングを夫々示
す。
上記期間t1に印加される勾配磁場Gx 、 Gyは測
定対象中の位置に対応する位相情報をFID信号に与え
るためのものである。この勾配磁場の強度は、第3図(
b)、(c)に示されるように、X方向がnステップ、
Y方向がmステップの合計n×mステップにわたり、系
統的に変化させられる。そのため、n×m回にわたる第
2図のシーケンスを用いた測定が終了した時点では、X
方向nステップ、Y方向mステップの勾配磁場の組合わ
せによって指定されるところの、測定対象内の所望部位
に含まれるn×m個の点の位相情報が盛込まれたn×m
個のFID信号信号I Dll 〜F I C+++n
が第4図に示すように取得され、メモリ13内に格納さ
れることになる。
このようにして取得したFID11〜FIDllnを、
コンピュータ12においてデータ処理する過程について
以下に説明する。ここでは、観測核は水素核、測定対象
は水にエチルアルコールを加えたものを比較的太い試験
管に入れたものとして説明を進める。
F I D 11〜’F I Dmnは時V!At2の
関数であり、コンピュータ12は先ずはじめにFID1
1〜F【Dmnをt2についてフーリエ変換する。その
結果第5図に示すようなスペクトル811〜3inが得
られる。これらのスペクトルにおいては、測定対象内の
所望部位内に含まれる水素核のビークがケミカルシフト
に応じて展開されている。各スペクトルにおいて、ビー
クAは水及びエチルアルコールの水酸基、ビークBはメ
チレン基(CHz  )、ビークCはメチル基(−〇H
3)に夫々基づくものである。
次に、Gyが同じスペクトルの各グループ811〜S1
n、 821〜32n、  −−−、3m1〜3111
nにライて考えると、第5図における矢rJJAの方向
にGxがとられていることが分る。そこで、コンピュー
タ12は、各グループに含まれるスペクトルのデータを
矢印aの方向にとらえることにより、GXに関する多数
の(スペクトルのデータポイントがP個とすれば、各グ
ループ毎にP個の)インターフェログラムとしてとらえ
、これらのインターフェログラムをGXに関して即ち矢
印a方向にフーリエ変換する。このフーリエ変換により
、第6図に示すようなP個のスペクトルから成る2次元
スペクトルがm組([)11〜0111.021〜[)
2p、 D31〜D 3p、  ・・・、[)111〜
DI!It))得られる。尚、第6図では、ビークA、
B、Cに基づいてスペクトル中に現われる山の稜線のみ
を黒線で表わしである。
各2次元スペクトルは、第6図に示されるように、一方
の軸にケミカルシフトが、他方の軸にX方向の核スピン
密度分布がとられている。この第6図から、メチル基の
ビークCはケミカルシフトKcの位置に、メチレン基の
ビークBがケミカルシフトKbの位置に固定的に出現し
ているのに対し、水酸基のビークAはケミカルシフトK
a付近でかなり変化していることが分る。これはエチル
アルコールのメチル基、メチレン基のビークは温度に対
して安定であるのに対し、先に述べたように水酸基のビ
ークは温度に対して敏感で、温度が変わるとケミカルシ
フト値が変化することに起因しており、測定対象内部に
X方向の温度変化が存在することを示している。
そこで、nステップに分けられているX方向の各位置に
おいて、ビークB(ビークCでも良い)とビークAとの
距111d11〜din、 d21〜d2n、  −・
・、dm1〜dmnを求め、これをメモリ13内に用意
したn×m画素の画像メモリへ、第7図に示すように画
素位置に対応させて格納すれば、得られたデータはX−
Y平面内に沿った対象内の温度分布に対応したものとな
る。
尚、静磁場の強度分布が一定であれば、ビークB、Cの
位置は不変であるので、ビークAの位置をビークB又は
Cとの距離としてとらえる必要はなく、ビークAのケミ
カルシフト値をそのまま温度に対応するデータとして用
いることが可能である。そうすれば、エチルアルコール
のように基準となるビークを派生する物質が不要となり
、例えば生体を測定対象とする場合には便利である。
ただし、静磁場の強度分布が一定でないと、ピークA、
B、C4,11M磁場強度に応じてシフトしてしまうた
め、ビークAのケミカルシフトをそのまま温度のデータ
にしたのでは、静1!場の強度の情報が温度の情報に重
畳してしまう。その点、ビークAの位1をビークB又は
Cとの距離としてとらえれば、すべてのビークが等しく
受ける静磁場強度の影響を除き、温度に関する情報のみ
をとらえることができる。
そこで、生体を測定対象とするような場合には、例えば
、エチルアルコールに限らず温度によりケミカルシフト
が変化しないビークを派生する物質のみを測定領域に配
置して上述した測定を行ない、ビーク位置の変化をとら
えることにより静磁場の強度分布を求めておき、次に生
体を測定領域に配置してビークAのケミカルシフト値を
そのまま温度のデータとすることにより温度分布の情報
と静磁場分布の情報が重畳したデータを得、その後重畳
データから先に求めておいた静1&場の強度分布を差引
くことにより温度分布の情報のみを取出すようにするこ
とも考えられる。
又、生体を測定対象とするような場合、体内あるいは体
の表面近くに存在する脂肪が派生づるビークの中から温
度によってケミカルシフトが変化しないものを予め見つ
けておき、そのビークと水酸基のビークとの距離を求め
るようにすることも考えられる。
更に又、測定領域内に湿度既知の物体を入れ、その温度
に基づいて他の部位の温度を校正すれば、絶対的な温度
測定が可能となる。
尚、上記実施例では送受信コイルとしてサーフェスフィ
ルを用い、第2図のシーケンスを用いて測定を行なった
が、送受信コイルとして通常の鞍型コイルを用い、他の
シーケンスを用いても第4図に示すようなデータを得る
ことができ、温度分布の測定を同様に行なうことが可能
であることは言うまでもない。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば、ケミカルシフトの
温度依存性を利用することにより、対象の任意断面に沿
った温度分布を測定することのできる方法が実現される
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる方法を実施するためのNMR映
像装置の一実施例を示すブロック図、第2図は測定に用
いられるシーケンスの一例を示す図、第3図は第2図の
シーケンスを実施するための各部の信号波形及び強度値
を示す図、第4図はメモリ13内におけるFID11〜
FIDm口の格納状態を説明するための図、第5図乃至
第7図はデータ処理の過程を説明するための図である。 1:磁石 2:観測用送受信コイル 3X、3Y、4X、4Y:磁場勾配発生用コイル5:発
掘器 6.8:ゲート 10:復調回路 11:A−D変換器 12:コンピュータ 13:メモリ 14X、14Y:勾配発生回路 15:タイミング制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)静磁場内に配置された測定対象に高周波パル
    ス又はパルス列を照射すること、 b)該高周波パルス又はパルス列照射に関連して静磁場
    に略直交し且つ互いに略直交する2つの方向の勾配磁場
    を測定対象にパルス的に印加すること、 c)該高周波パルス又はパルス列照射後時間t2にわた
    つて自由誘導減衰信号を取得し記憶すること、 d)前記勾配磁場の強度Gx及びGyをn段階及びm段
    階に系統的に変えつつ前記a)乃至c)を繰返すことに
    より、n×m個の自由誘導減衰信号FID11〜FID
    mnから構成される集合データを得ること、 e)得られた集合データをt2、Gxについて2重フー
    リエ変換すること、及び f)2重フーリエ変換により得られた位置−ケミカルシ
    フト−スペクトル強度データ中の特定成分又は特定基に
    基づくピークのケミカルシフト値又は該ケミカルシフト
    値に対応する値を、n×m個の画素から成る画像メモリ
    の各画素に、画素位置に対応させて格納することより成
    る磁気共鳴を用いた温度分布測定方法。
JP60221622A 1985-10-04 1985-10-04 磁気共鳴を用いた温度分布測定方法 Pending JPS6281538A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5378987A (en) * 1992-03-13 1995-01-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for non-invasive measurement of temperature distribution within target body using nuclear magnetic resonance imaging
JP2001145609A (ja) * 1999-09-09 2001-05-29 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメージング装置
JP2001231762A (ja) * 2000-02-25 2001-08-28 Toshiba Corp 磁気共鳴装置及び温熱治療装置
JP5654472B2 (ja) * 2009-09-29 2015-01-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 組織の温度分布計測方法および温度分布画像化方法

Cited By (4)

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JP2001231762A (ja) * 2000-02-25 2001-08-28 Toshiba Corp 磁気共鳴装置及び温熱治療装置
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