JPS6343650A

JPS6343650A - 磁気共鳴装置

Info

Publication number: JPS6343650A
Application number: JP61186849A
Authority: JP
Inventors: 潔依田; 豪信坂本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1988-02-24

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、ＮＭＲ（核磁気共鳴）を用いた磁気共鳴装
置に関し、特に内視鏡と共に人体の体腔内に受信コイル
分挿入できる磁気共鳴装置に関するものである。

［従来の技術］第７図は、例えば医療情報学の１９８５年、第５巻、第
３号、第２４５頁に記載された、−最的なＮＭＲ映像装
置を示すブロック図である。図において、（１）はＺ軸
方向に静磁場を発生するための磁石であり、人体などの
被検体を挿入できるように、６０〜１００ｃｍの開口径
を有している。（２）はシーケンス制御装置、〈３）は
シーケンス制御装置く２）にシーケンスデータを供給す
ると共にシーケンス制御装置（２）３介して入力される
ＮＭＲ信号Ｓを取り込む計算機である。

（４）はシーケンス制御装置（２）からの変調信号に応
じて高周波を送信する高周波送信器、（５）は高周波送
信器（４）により駆動されて所定のＲＦパルスを出力す
る送信コイルである。（６）は受信コイルであり、各コ
イル（５）及び（６）内に挿入された被検体く図示せず
）からのＮＭＲ信号Ｓを受信するようになっている。

（７）は受信コイル（６）からのＮＭＲ信号Ｓをシーケ
ンス制御装置（２）に出力する高周波受信器である。（
８）は傾斜磁場電源であり、各直交軸Ｘ、Ｙ、２方向に
対応した複数の傾斜磁場電源（８ａ）〜（８Ｃ）からな
っている。くっ）は傾斜磁場電源（８）により駆動され
、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に適宜傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚを
発生するための傾斜磁場コイルである。

（１０）は計算機（３）に対し所望のデータを人力する
ための操作卓、（１１）は高周波送信器（４）と送信コ
イル（５）との間に挿入されたインピーダンス整合器、
（１２）は受信コイル（６）と高周波受信器く７）との
間に挿入されたインピーダンス整合器である。

通常のＮＭＲ映像装置は上記のように構成され、磁石（
１）、送信コイル（５）、受信コイル（６）及び傾斜磁
場コイルく９）内に被検体となる人体を挿入し、被検体
に対し静磁場Ｈ０及び傾斜磁ｊｇｊＧｘ−Ｇｙ、Ｇｚを
印加すると共に、被検体内の核スピンを９０゛又は１８
００倒すための９０°、１８０”のＲＦパルスを適宜印
加して、所望のＮＭＲ信号Ｓを受信するようになってい
る０例えば、任意の断層面に対し垂直な方向、即ちＺ軸
に沿って静磁場Ｈ０を与えると共に、Ｚ軸に垂直なＸ軸
又はＹ軸に沿ってＩ’ｔＦパルスの送受信を行う。

受信方法は、９０゛位相の異なるｅ０９成分及びｓｉｎ
成分の両者を測定するＱＤ（ＱｕａｄｒａＬｕｒｅ　Ｄ
ｅｔｅｃｔｉｏｎ）法を用いて信号処理を行う。

又、シーケンス制御装置く２）は、被検体に対してＲＦ
パルスを照射すると共に、被検体から放射されるＮＭＲ
信号Ｓのサンプリング及び加算平均、傾斜磁場の制御な
どを行なうが、シーケンス制御装置（２）はプログラマ
ブルなので、これらＮＭＲ信号Ｓの計測シーケンスは任
意に組み換え可詣である。

通常、この計測シーケンスは計算機（３）内で組まれ、
データとしてシーケンス制御装置（２）に送られる。シ
ーケンス制御装置く２）はこのデータ即ち命令を解読し
、高周波送信器（４）及び傾斜磁場電源（８）に必要な
信号を出力すると共に、被検体から受信コイル（６〉を
介して入力されるＮＭＲ信号Ｓをサンプリングする。従
って、ＮＭＲ信号Ｓの計測中において、計算機（３）は
全く独立に動くことができる。

高周波送信器（４）は、シーケンス制御装置（２）から
の変調信号に従って、共鳴周波数で発振する発振器出力
を、変調後、電力増幅し、インピーダンス整合器（１１
）を介して送信コイル（５）に送る。

一方、受信コイル（６）から得られるＮＭＲ信号Ｓは、
インピーダンス整合器（１２）を介して高周波受信器（
７）に入力される。このような、送受信を別々のコイル
（５）及び（６）で行うクロスコイル方式は、洞体と径
の異なる頭部のみの画像を収得する場合に用いられ、全
身の画像を得るときは送信コイル（５）が受信コイルく
６）を兼ねるのが一般的である。

又、小形の受信コイル〈図示せず）３用いて、体腔内に
直接挿入して、患部のＮＭＲ信号Ｓを取得することもで
きる。

高周波受信器（７〉においては、位相感知検出器（Ｐｌ
＋ａＳｅ　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）に
よりＮＭＲ信号Ｓが直角位相検波され、１０〜３０ｋｌ
−１ｚ帯域幅を持つ２つの信号がシーケンス制御装置（
２）に送られた後、ディジタル呈に変換される。高周波
系で扱われろ周波数帯域は、磁場強度が０．０４〜２．
０Ｔ　（テスラ〉において１．７〜８５ＭＨｚである。

又、へ〇変換器としては、１２〜１５ビツトのものが使
用され、最大１６回の加算が行なわれたデータを処理す
ることを考慮して、１６〜１９ビツトのデータを扱う必
要がある。

傾斜磁場電源（８）は、シーケンス制御装置（２）から
の指令により５傾斜磁場コイル（９）に矩形波状の電流
を流す、傾斜磁場のスイッチング時の過渡現象は信号に
雑音が混入する原因となるなめ、このときのスイッチン
グは可能な限り高速に行う必要がある。通常のイメージ
ングで使用される磁場傾斜は、０．１〜０．５Ｇ　ａｕ
ｓｓ／　ａｍにおいて約４０〜２００Ａの電流を１ｍｓ
以下でスイッチングしている。尚、これら計算機（３）
を含む全体の操作は操作卓（１０）により行う。

［発明が解決しようとする問題点］従来の磁気共鳴装置は以上のように、受信コイル（６）
として小形の受信コイルを用い、被検体の体腔内に直接
挿入しても、光学的に患部位置を検出できないため、例
えばリンなどのスペクトルを取得する場合には、ＮＭＲ
信号Ｓの検出領域が不明確になるという問題点があった
。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、体腔内からのＮＭＲ信号の検出領域を光学的
に明確にできる磁気共鳴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］この発明に係る磁気共鳴装置は、受信コイル及び伝送線
路に内視鏡を一体に設けたものである。

［作用］この発明においては、体腔内のＮＭＲ信号を取得する際
に、受信コイルと一体の内視鏡を用いて、局所における
ＮＭＲ信号の受信位置を観測しながら確認する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例の要部を一部ブロック図で示す
側断面図であり、図示しない部分は第７図に示した従来
装置と同様の構成である。

＜１３）は磁石（１）内に挿入された人体即ち被検体、
（１３ａ）は被検体（１３）の体腔内の臓器組織である
。

（１４）は被検体（１３）の体腔（口、肛門、鼻腔など
）に挿入され、先端部に位置する臓器組織（１３ａ）を
観測する内視鏡であり、送光用光ファイバ（＋、４ａ）
と受光用光ファイバ（１４ｂ）とから構成されている。

〈１５）は受光用光ファイバ（１４ｂ）の端部に位置し
、内視鏡（１４）を操作して被検体（１３）の体腔内を
観測する操作者である。

（１６）は内視鏡（１４）の先端部に固定された１ルー
ズの小形の受信コイルであり、測定対象が挿入されなく
てもＮＭＲ信号Ｓが受信できるサーフェスコイルからな
っている。

（１７）は内視鏡（１４）と一体に設けられ、受信コイ
ル（１６）とインピーダンス整合Ｈ（１２）とを接続す
る伝送線路であり、受信コイル（１６）から受信された
臓器組織（１３ａ）のＮＭＲ信号Ｓを、インピーダンス
整合器（１２）を介して高周波受信器（７）に伝送する
ようになっている。

（１８）は送光用光ファイバ（１４ａ）を介して内視鏡
（１４）の先端部から臓器間ｍ（１３ａ）に光を照射す
るための光源である。

第２図及び第３図は第１図内の内視鏡（１４）の先端部
を示す拡大斜視図、第４（２ｆｆは内視鏡（１４）の径
方向断面図である。

第２図乃至第４図から明らかなように、送光用光ファイ
バ（１４ａ）は内祝３！＜１４＞の外周部に位置し、受
光用光ファイバ（１４ｂ）は内視鏡（１４）の中心部に
位置しており、共に多数の光ファイバ束からなっている
。又、受信コイル（１６）は内視鏡（１４）の端面に同
心的に位置し、伝送線路（１７）は内視鏡（１４）の外
周部の一部を貫通した同軸ケーブルからなっている。

（２１）は受信コイル（１６）の表面を保護する被覆材
であり、受信コイル（１６）を完全に密封し、臓器組織
（１３ａ）に対する安全性及び衛生性を保つようになっ
ている。　（２２）は受信コイル（１６）を内視鏡（１
４）の先端部に固定するための筒状体である。これら被
覆材（２１）及び筒状体（２２）は共に滅菌処理可能で
あり、材料としては、ポリエチレン、テフロン、シリコ
ンなどの、有機材料又は無機材料のほとんどが用いられ
る。

次に、第１図乃至第４図に示したこの発明の一実施例の
動作について説明する。

まず、操作者（１５）は被検体（１３）の体腔から内視
鏡〈１４）を挿入し、測定対象となる臓器組織（１３ａ
）の位置を決定する。このとき、光源（１８）からの光
が送光用光ファイバ（１４ａ）を通して、内視鏡＜１４
）の先端部から矢印のように臓器間ｆｉ（１３ａ）に照
射され、その反射光が受光用光ファイバ（１４ｂ）を通
して操作者（１５）に観測される。従って、視覚的に認
識しながら確実な位置決定ができる。

測定対象となる臓器組織（１３ａ）の位置が決定した後
、傾斜磁場及び高周波磁場等を被検体（１３）に印加し
、臓器間ｗＡ（１３ａ）の局所におけるＮＭＲ信号Ｓを
受信コイル（Ｉ６）を介して受信する。

このように、肉眼での観測が可能なうえ、臓器間１ｆｉ
（１３ａ）の局所のプロトンの磁気共鳴画像を取得し、
又はリンの磁気共鳴スペクトルを同部位で罰１定するこ
とにより、プロトンのＮＭＲ画像及びリンのＮＭＲスペ
クトルが直ちに得られる。

尚、上記実施例では、測定対象となる臓器組織＜１３　
ａ）が胃壁の場合について説明したが、内視鏡（１４）
の側面に位置する臓器組織く例えば食道壁）を測定対象
とする場合は、第５図に示すような受信コイル（１６）
を用いる。

第５図において、受信コイル（１６）は内視ｊＪｉ（１
４）の端面から９０°回転して開いた位置に固定されて
いる。又、（２３）は筒状体（２２）内に配設された反
射鏡であり、内視鏡（１４）の端面及び受信コイル（１
６）のコイル面に対し４５°の角度に固定されている。

この構成によれば、送光用光ファイバ（１４ａ）からの
光は矢印のように反射３！（２３）により内視！　（１
４）の側面に直角に反射されて、測定対象となる臓器間
ｍ（１３ａ）に照射され、その反射光は矢印のように受
光用光ファイバ（１ｔｌｂ＞に確実に受光される。

又、上記各実施例では、受信コイル（１６）のインビー
タンス整り器（１２）を内視ｊＪ？（１４）の外部に設
置したが、受信コイル（１６）の近傍に配置してもよい
。

この場合、インピーダンス整合器（１２）として可変容
量ダイオードを用い、その共振値を外部制御により自動
的に調整すればよい。

又、受光用光ファイバ（１４ｂ）を通した臓器組織（１
３ａ）の反射光を操作者（１５）が直接目で観測したが
、ビデオテレビ（図示せず）を用いてテレビ画面上で観
測してもよい。

更に、内視鏡（１４＞を送光用光ファイバ（１４ａ）及
び受光用光ファイバ（１４ｂ）により構成したが、第６
図に示すように、受光用光ファイバ（１４ｂ）の代わり
にＣＣＤなどの固体撮像素子（２４）を内視鏡（１４）
の端面に設けてもよい、この場合、臓器間ｍ（１３ａ）
からの反射光は、固体撮像素子（２４）により電気信号
Ｅとなって伝送されるので、図示、しないカラーテレビ
モニタを用いて、測定対象を高鼾１象度に観測すること
ができる。

［発明の効果コ以上のようにこの発明によれば、受信コーイル及び伝送
線路に内視鏡を一体に設け、体腔内のＮＭＲ信号を取得
する際に、受信コイルと一木の内視鏡を用いて受信位置
を観測しながら確認するようにしたので１．ＴＡ器組織
の測定位置を正確に設定できる磁気共鳴装置が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を一部ブロック図で
示す断面図、第２図及び第３図はそれぞれ第１図内の内
視鏡の先端部を示す拡大斜視図、第４図は第１図内の内
視鏡の径方向断面図、第５図はこの発明の他の実施例の
内視鏡先端部を示す拡大斜視図、第６図はこの発明の更
に異なる実施例グ）内視鏡先端部を示す拡大斜視図、第
７図は一般的なＮＭＲ映像装置を示すブロック図である
。（１３）・・・被検体　　　　　（１３ａ）・・・臓器
組織（１４）・・・内視鏡（１４ａ）・・・送光用光ファイバ（１４ｂ）・・・受光用光ファイバ（１６）・・・受信コイル　　　（１７）・・・伝送線
路（２１）・・・被覆材　　　　　（２２）・・・筒状
体（２３）・・・反射鏡　　　　　（２４）・・・固体
撮像素子Ｓ・・ＮＭＲ信号　　　　　Ｅ・・・電気信号
面、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。第１図第３図第４図第５図２３　反町鐘。范６図２４、叱邊■け

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に対し、静磁場、傾斜磁場及び高周波信号
を印加してＮＭＲ信号を取得し、フーリエ変換により画
像を構成する磁気共鳴装置において、前記ＮＭＲ信号を
受信する受信コイル及び伝送線路に内視鏡を一体に設け
たことを特徴とする磁気共鳴装置。
（２）受信コイルは１ターンのサーフェスコイルからな
り、表面に被覆材が固着されたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の磁気共鳴装置。
（３）被覆材は、ポリエチレン、テフロン、シリコンな
どの、有機材料又は無機材料からなることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の磁気共鳴装置。
（４）受信コイルは、内視鏡の先端部に固定されたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
かに記載の磁気共鳴装置。
（５）内視鏡の先端部に、受信コイルを固定するための
筒状体を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
記載の磁気共鳴装置。
（６）筒状体は、ポリエチレン、テフロン、シリコンな
どの、有機材料又は無機材料からなることを特徴とする
特許請求の範囲第５項記載の磁気共鳴装置。
（７）受信コイルのコイル面は、内視鏡の端面と平行で
あることを特徴とする特許請求の範囲第４項乃至第６項
のいずれかに記載の磁気共鳴装置。
（８）受信コイルのコイル面は、内視鏡の端面と直角で
あり、前記コイル面及び前記内視鏡の端面に対し４５°
の角度を有する反射鏡を備えたことを特徴とする特許請
求の範囲第４項乃至第６項のいずれかに記載の磁気共鳴
装置。
（９）内視鏡は、共に光ファイバ束からなる送光用光フ
ァイバ及び受光用光ファイバから構成されたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれかに記
載の磁気共鳴装置。
（１０）内視鏡は、光ファイバ束からなる送光用光ファ
イバと、前記内視鏡の端面に設けられた受光用の固体撮
像素子とからなり、前記固体撮像素子からの電気信号に
基づいて測定位置の画像を映すテレビモニタを備えたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第９項のいず
れかに記載の磁気共鳴装置。
（１１）固体撮像素子はＣＣＤであることを特徴とする
特許請求の範囲第１０項記載の磁気共鳴装置。
（１２）受信コイル及び内視鏡は、被検体の体腔内に挿
入され、前記受信コイルは、前記体腔内の臓器組織にお
けるＮＭＲ信号を取得することを特徴とする特許請求の
範囲第１項乃至第１１項のいずれかに記載の磁気共鳴装
置。
（１３）ＮＭＲ信号は、プロトンのＮＭＲ信号であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の磁気共鳴
装置。
（１４）ＮＭＲ信号は、リンのＮＭＲ信号であることを
特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の磁気共鳴装置
。