JPS6321049A - 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置 - Google Patents

核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置

Info

Publication number
JPS6321049A
JPS6321049A JP61166115A JP16611586A JPS6321049A JP S6321049 A JPS6321049 A JP S6321049A JP 61166115 A JP61166115 A JP 61166115A JP 16611586 A JP16611586 A JP 16611586A JP S6321049 A JPS6321049 A JP S6321049A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
magnetic resonance
coils
brain function
brain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61166115A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0328932B2 (ja
Inventor
裕孟 亀井
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP61166115A priority Critical patent/JPS6321049A/ja
Priority to US07/073,718 priority patent/US4940057A/en
Publication of JPS6321049A publication Critical patent/JPS6321049A/ja
Publication of JPH0328932B2 publication Critical patent/JPH0328932B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/34046—Volume type coils, e.g. bird-cage coils; Quadrature bird-cage coils; Circularly polarised coils
    • G01R33/34061—Helmholtz coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
    • G01R33/341—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01R33/4806—Functional imaging of brain activation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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〕 この発明は、脳活動における左右半球機能差と機能部位
とを計測する核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
脳活動によって活動部位の血流量、流速、滞留量が変化
する。したがって、核磁気共鳴によって活動部位のプロ
トンの共鳴信号を観測すると、脳活動による信号強度は
１〜１０ｐｐｍ程度変化すると考えられる。この微小変
化を検出すれば脳の活動を知ることができる（ＮＭＲ医
学Ｖｏ１．６．１９８６．３月第７回核磁気共鳴医学研
究会講演抄録集参照）。
また脳機能計測の場合には核磁気共鳴法によって、活動
部位の水あるいは動き易い脂質のプロトンの共鳴信号を
観測すると、血液の流量、流速。
滞留量によって、共鳴信号は変化する。共鳴信号は単に
血流のプロトンだけでなく、組織全体のプロトンから得
られ、脳活動に伴う血流の変化は、全信号の１〜１０　
ｐ　ｐｍ程度に過ぎない。
共鳴信号観測方法によって、核磁気共鳴ではさまざまな
信号が得られる。流速の変化は磁気勾配を加えた状態で
のスピンエコー信号に影響を与えるし、滞留量の変化は
、自由誘導信号強度にも変化をもたらす。
したがって、自由誘導信号やスピンエコー信号を観Ｊｌ
ｌｌすれば、その変化から血流の変化を知ることができ
る。したがって、脳活動を知ることが可能となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、従来のような核磁気共鳴現象を用いた脳機能
計測装置では、プロトンの共鳴信号に微小変化が含まれ
ているが、積算、フーリエ変換等が演算処理であるため
、Ａ／Ｄ変換器が使用され、しかも検出信号が１〜１０
ｐｐｍ程度の微小変化では１ビツト内に入ってしまい、
ディジタル出力としては変化がなく検出不可能であると
いう問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、共鳴信号の微小変化分のみを検出、増幅すること
を可能にした核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装
置は、頭部の正中線に対して左右対称の位置にコイルを
設け、このコイル対のそれぞれからの信号が相殺され差
信号のみが現れるように差動接続するか、または平衡検
出器を設け、さらに、位相検波器、Ａ／Ｄ変換器および
演算処理部とを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、ｙＡ部の正中線に対し左右対称に
設けたコイルに現われる核磁気共鳴信号によって脳活動
を検出する。
〔実施例〕
第１図はこの発明の原理説明図で差動型コイル検出系を
用いた場合を示す０人体の頭部１の一点鎖線で示す正中
線りに対し左右対称的な位置にコイル２．３を装着する
。４は励起コイル、Ｂｏは静磁場の磁束密度である。コ
イル２．３は互いに逆位相の核磁気共鳴信号が現れるよ
うに差動接続する。平衡がとれていればコイル２，３の
信号は相殺され、出力信号は現れない、外的刺激や思考
等の脳活動によって、脳の血流速、血流量、血液滞留量
が変化し１人体の頭部１の左右半球間にその差が生じる
と、出力信号が現れる。出力信号の振幅は脳活動の半球
機能差を、また位相は優位な半球が左右何れであるかを
示す。信号検出のための励起回転磁場はコイル２と３あ
るいは励起コイル４の何れかで与える。
第２図は第１図の差動型コイル検出系に代えて平衡検出
器を用いた場合の動作原理図で、人体の頭部１の正中線
りに対し、左右対称な位置にコイル５．６と、コイル７
．８とを装若し、コイル５．６およびコイル７．８に誘
導される共鳴信号をそれぞれ平衡検出器９，１ｏに導・
びく、なお。
Ｃｖｌ　、Ｃ■２は可変コンデンサ、０１〜Ｃ３はコン
デンサ、Ｌ１〜Ｌ４はコイルであり、コイルＬ２とＬ３
は逆向きに巻かれている。そして、安静時に平衡検出器
９．１０の平衡をとれば、コイル５と６、あるいはコイ
ル７と８との間に誘導される信号は相殺され平衡検出器
９，１ｏには出力が現れない、脳活動に伴い左右半球間
の共鳴信号に差が生じると、差信号が平衡検出器９，１
ｏの出力に現れる。その振幅から左右半球の脳活動の差
を、また位相から左右何れの半球がより活動したかを知
ることができる。
外的刺激に対し、平衡検出器９には直ちに信号が現れ、
一定時間後、平衡検出器１０に信号が現れれば、刺激に
対する脳内活動部位の移動およびその速度等、大脳の高
次機能を計測することができる。
また共鳴させるための回転磁場はコイル５゜６．７．８
で与えるか、励起コイル４で与えることができる。
なお、上記第１図、第２図において、脳活動部位の脳内
深さ方向の位置を知るためには正中線りに垂直な線形磁
場勾配を加え、位置に関する情報を共鳴周波数の変化と
してとらえ、位置を知ることができる。
また対となるコイルの数を増加させることによって、さ
らに詳細に活動部位を知ることができる。
第３図（ａ）〜（ｄ）は上記の実施例による装置によっ
て測定された結果の一例を示す。第３図（ａ）は被験者
に対し数学的思考の信号で、第３（ｂ）〜（ｄ）は音楽
を聴かせたときの信号である。第３図（ａ）に示す信号
は数学的思考をさせたときのもので、左半球優位を示し
、第３図（ｂ）に示す信号はラテンリズムの音楽、第３
図（Ｃ）に示す信号は、フュージョンの音楽で、右半球
優位、第３図（ｄ）に示す信号はクラシック音楽を聴か
せたときで、右半球優位であることを示している。
第４図は第２図の平衡検出器を用いた場合の実施例を示
すものである。この図で、第２図と同一符号は同一部分
を示し、５′、６’、７”、８′はコイル、９”、１０
′は平衡検出器、１１゜１１　′、１２．１２”は高周
波増幅・位相検波器、１３．１３′、１４．１４′は低
周波数増幅器、１５．１５′、１６．１６′はＡ／Ｄ変
換器、］７は演算処理部、１８は表示記録部、１９は高
周波パルス発生器、２０〜２３は磁場勾配発生コイルで
ある。
次に動作について説明する。
励起コイル４に一定時間パルス的に高周波パルス１９か
ら高周波電流を流し、静磁場の方向を向いていた磁化を
倒し、静磁場に対し垂直方向の磁化、すなわち横磁化を
発生させる。高周波パルスが切れた後、横磁化によって
検出コイル５，６゜７．８．５′、６′、７′、８′に
高周波電流が誘起される。これが共鳴信号である。核磁
気共鳴周波数ω。はω。＝γＢ０で表わされ、静磁場の
磁束密度Ｂ０に比例する。ここで、γは核種に固有の定
数である。いま、正中線りに対し対称的な磁場勾配を加
えると、正中線りに対し対称的な位置における共鳴周波
数は互いに等しくなる。磁場勾配の大きさが既知であれ
ば、共鳴周波数から正中線りからの位置を知ることがで
きる。
いま、正中線りに対し対称的な脳の部位、−ＸＯ、ＸＯ
を考える。
−Ｘｏに相当する部位が活動すると、血流の変化によっ
て共鳴信号強度が変化する。高周波パルスに伴う自由誘
導信号強度は、脳活動に伴う血流の増大によって、増大
する。ｒｊｉ場勾配の大きさをＧ（磁気勾配は正中線り
を中心に左右に離れるに従い上昇するか、下降するよう
にする）とすると、コイル７に誘起される共鳴信号のう
ち、ωＬ＝γ（ＢＯＧｘｏ）の周波数成分が増大する。
−方、コイル８に誘導される信号強度は変化しない。平
衡検出器１ｏによって、コイル７および８に誘導される
信号間の差を検出すると、出力にはωし＝γ（ＢＯＧｘ
ｏ）の周波数成分の信号のみが検出される。これを高周
波増幅・位相検波器１１で増幅し、位相検波し、低周波
数信号を得る。これを低周波増幅器１３で増幅し、Ａ／
Ｄ変換器１５を介して、ディジタル信号として演算処理
部１７に導びく。この時間領域の信号をフーリエ変換す
ることによって、周波数領域の信号に変換し、容易に位
置情報を得ることができ、これから、脳内の活動部位を
知ることができる０画像構成処理することによって、脳
断層像上に活動部位を表示することができる。コイル７
および８に誘起される高周波電流は、平衡検出器１０で
逆位相の信号として加え合わされる。あらかじめ、平衡
検出器９，１０．９′、１０′における位相関係を知っ
ておけば、検出される信号の位相から活動部位が左脳か
右脳かを知ることができる。検出コイルの位置および検
出信号の位相および周波数から三次元的に活動部位を特
定することができる。
信号強度が十分大きい場合には低周波増幅器１３．１４
．１３’、１４′は省略することができる。
各検出コイルに同調コンデンサを付加し、高周波増幅し
た後、平衡検出器９，１０．９′。
１０′へ導びくこともできる。また位相検波後、平衡検
出器９．１０．９′、１０′に導いてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明は、頭部の正中線に対して
左右対称の位置にそれぞれ互いに逆位相の磁気共鳴信号
が現れるように構成したので、従来検出することができ
なかった脳機能の微小変化を検出することができる利点
を有するもので、左右大脳半球機能差の研究等にとって
きわめて有用な手段になるものと期待される。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す構成図、第３図（ａ）〜（ｄ
）は第１図、第２図の装置によって測定された結果の一
例を示す図、第４図はこの発明の一実施例の構成を示す
ブロック図である。 図中、１は頭部、２，３．５〜８，５′〜８′はコイル
、４は励起コイル、９．９”、１０゜１０′は平衡検出
器、１１．１１’、１２゜１２′は高周波増幅・位相検
波器、１３゜１３”、１４．１４’は低周波増幅器、１
５゜１５’、１６．１６’はＡ／Ｄ変換器、１７は演算
処理部、１８は表示記録部、１９は高周波パルス発生器
、２０〜２３は磁場勾配発生コイルであ第１図 ム ４：ａ起コイル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 磁気共鳴用のコイルを備え、頭部の正中線に対して左右
    対称の位置にコイルを設け、このコイル対のそれぞれか
    ら信号が相殺され差信号のみが現われるようにするか、
    または平衡検出器を設け、さらに、位相検波器、Ａ／Ｄ
    変換器および演算処理部を備えたことを特徴とする核磁
    気共鳴現象を用いた脳機能計測装置。
JP61166115A 1986-07-15 1986-07-15 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置 Granted JPS6321049A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61166115A JPS6321049A (ja) 1986-07-15 1986-07-15 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置
US07/073,718 US4940057A (en) 1986-07-15 1987-07-15 Apparatus for measuring brain function using nuclear magnetic resonance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61166115A JPS6321049A (ja) 1986-07-15 1986-07-15 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6321049A true JPS6321049A (ja) 1988-01-28
JPH0328932B2 JPH0328932B2 (ja) 1991-04-22

Family

ID=15825302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61166115A Granted JPS6321049A (ja) 1986-07-15 1986-07-15 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4940057A (ja)
JP (1) JPS6321049A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108209876A (zh) * 2018-02-09 2018-06-29 武汉技兴科技有限公司 人体头部三维定位及头皮状态建模的方法和装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9024528D0 (en) * 1990-11-12 1991-01-02 Instrumentarium Corp Improvements in and relating to magnetic resonance imaging
JP3368588B2 (ja) * 1992-02-07 2003-01-20 株式会社日立製作所 磁気共鳴診断装置
US5303705A (en) * 1992-05-01 1994-04-19 Nenov Valeriy I Evoked 23NA MR imaging of sodium currents in the brain
JPH07184873A (ja) * 1993-12-28 1995-07-25 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴検査の方法及びその装置
CN103126671B (zh) * 2013-03-27 2015-08-19 中国人民解放军第三军医大学 一种非接触的磁感应式脑出血检测系统
US11561270B2 (en) * 2019-08-30 2023-01-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for nano magnetic particle imaging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58165046A (ja) * 1981-12-21 1983-09-30 アルバ−ト・マコフスキ 核磁気共鳴を用いた血管の投影像形成方法及び装置
JPS60376A (ja) * 1983-06-15 1985-01-05 Yokogawa Medical Syst Ltd 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置
JPS6041959A (ja) * 1983-02-16 1985-03-05 アルバ−ト　マコフスキ− 被検体積内に存在する移動物の２次元的投影像を作成する装置
JPS60158341A (ja) * 1983-12-30 1985-08-19 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 無線周波コイル装置
JPS6241651A (ja) * 1985-05-08 1987-02-23 エムシ−ダブリユ、リサ−チ、フアウンデ−シヨン、インコ−ポレ−テツド 核磁気共鳴画像発生装置用の局所プロ−ブ

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793356A (en) * 1985-08-14 1988-12-27 Picker International, Inc. Surface coil system for magnetic resonance imaging

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58165046A (ja) * 1981-12-21 1983-09-30 アルバ−ト・マコフスキ 核磁気共鳴を用いた血管の投影像形成方法及び装置
JPS6041959A (ja) * 1983-02-16 1985-03-05 アルバ−ト　マコフスキ− 被検体積内に存在する移動物の２次元的投影像を作成する装置
JPS60376A (ja) * 1983-06-15 1985-01-05 Yokogawa Medical Syst Ltd 核磁気共鳴イメ−ジング装置におけるｒｆコイル装置
JPS60158341A (ja) * 1983-12-30 1985-08-19 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 無線周波コイル装置
JPS6241651A (ja) * 1985-05-08 1987-02-23 エムシ−ダブリユ、リサ−チ、フアウンデ−シヨン、インコ−ポレ−テツド 核磁気共鳴画像発生装置用の局所プロ−ブ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108209876A (zh) * 2018-02-09 2018-06-29 武汉技兴科技有限公司 人体头部三维定位及头皮状态建模的方法和装置
CN108209876B (zh) * 2018-02-09 2023-04-28 武汉技兴科技有限公司 人体头部三维定位及头皮状态建模的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0328932B2 (ja) 1991-04-22
US4940057A (en) 1990-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5935077A (en) Noninvasive blood flow sensor using magnetic field parallel to skin
CN103760505B (zh) 一种双差式低噪声微弱磁信号采集处理装置
JP4676809B2 (ja) 生体磁気計測装置用の磁力計
Uchiyama et al. Design and demonstration of novel magnetoencephalogram detectors
JPS6321049A (ja) 核磁気共鳴現象を用いた脳機能計測装置
US4260949A (en) Magnetic field detection apparatus
JPS5991345A (ja) 核磁気共鳴結像アセンブリ
US4429277A (en) Nuclear magnetic resonance apparatus utilizing multiple magnetic fields
JP3656654B2 (ja) 移動流体の速度および加速度分布の同時検出方法
JPH02502789A (ja) 核スピン磁化ベクトル回転法
JP2015197401A (ja) 磁界センサ
Schneider et al. Precordial low-frequency displacements of the thoracic wall method of recording and registration
NL1023455C2 (nl) Werkwijze en kernspintomografie-apparaat voor de weergave met plaatselijke resolutie van een verandering van de functionele activiteiten van de hersenen.
US4126823A (en) Magnetic field detection apparatus
JP2002272695A (ja) 汎用性を有する高感度磁気検出装置
JPS63266314A (ja) スピン共鳴信号取り出し方法
Hilal et al. POD catheter: a means for small vessel exploration
JPH02264636A (ja) 核磁気共鳴方法
JP2921115B2 (ja) 核磁気共鳴検査装置
Olmsted Phase detection electromagnetic flowmeter-design and use
JPS63311945A (ja) 核磁気共鳴断層像撮像装置
Uchiyama et al. High-Performance Amorphous Wire Magneto-Impedance Sensor for Biomagnetic Field Detection
Clark et al. An electromagnetic blood flow meter
Yoshida et al. A 129-channel vector neuromagnetic imaging system
Kolin Evolution of electromagnetic blood flow meters

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term