JPS6351848A - 核磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

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、核磁気共鳴（以下これをＮＭＲと略称する）
現象を利用しＣ１被検体内における特定原子核分布など
を被検体外部より非破壊的に求め、被検体の所望の検査
部位の断面像４再構成し出力するようにした核磁気共鳴
撮像装置に関し、特に高周波パルス＜　ＲＦ　（ｒａｄ
ｉｏ　ｆｒｃｑｕｃｎｃｙ　）パルスどしいう〉の自動
調整ないし手動調整に関するものである。

（従来の技術） 従来よりこの種のＮＭＲ撮像装置はよく知られている。

この装置でアーティファクトのない理論通りの信号強度
を持つ画像を得るためには、高周波磁場を与えて磁化を
励振させるためのＲＦパルスが正確である必要がある。

通常、撮像対象物や部位の違いにより、Ｒ「パルスを発
生するコイルいわゆるＲ「コイルにおける共振の尖鋭度
Ｑなどの変化により送信系の特性が変化する。このため
Ｒ「パルスを再調整する必要があるが、従来性なわれて
いた調整法は、受信信号強度が最大どなるＲ「パルスを
９０６パルスどする方法であり、次のような問題がある
。

（＋）　９０　’からα°ずれた場合の信号強度Ｓは、
Ｓｏを定数として、５＝ＳｏＣＯ８αとなるため、α−
〇の時の微分係数が零であり、受信信号強度の最大点を
求める際のパルス誤差（α）に対する感度が非常に悪く
、調整精度が悪い。

（２）選択パルスの場合磁化の則れる角度は、スライス
面選択のため場所により異なり、スライス面中央でそれ
が最大となる。

正確な９０°パルスは、スライス面中央の磁化が９０’
倒れるパルスであるが、受信信号強度の最大点は、スラ
イス中央の磁化が９０°倒れる条件（正確４１９０°パ
ルス）を越える条件、すなわら９０°以上倒れる条件の
時にある。

一方、上記の問題を解決するために、受信信号強度が最
小となるＲＦパルスを１８０°パルスとして、ＲＦパル
ス長とＲＦパルス高の積が１８０６パルスの１７′２の
パルスを９０’パルスどする方法が考えられるが、人体
などのように撮像対象物が撮像領域より大きい場合には
撮像領域外からの信号が混入するため単純には応用でき
ないという問題がある。

本発明の目的は、この様な点に鑑み、９０’パルスや１
８ｏ°パルスなどのＲＦパルスを高精度に調整すること
のできるＮＭＲ撮像装置を提供することにある。

（問題点を解決り−るための手段） この様な目的を達成するために本発明では、勾配磁場ど
共に１８０°パルスを印加し、前記勾配磁場と同方向の
勾配磁場を印加してＮＭＲ信号を受信し、前記ＮＭＲ信
号のＲＦパルスの中心周波数成分が最小となるようにＲ
「パルス長か、またはＲＦパルス高か、あるいは両者を
同時に調整して、高精度なＲ「パルス調整ができるよう
に構成したことを特徴とする。

（実施例） 以下図面を用いて本発明を訂しく説明する。第１図は本
発明に係るＮ　Ｍ　Ｒ路像装置の一実施例を示す要部構
成図である。図において、１はマグネットアセンブリで
、内部には対象物を挿入するための空間部分（孔）が設
【プられ、この空間部分を取巻くようにして、対象物に
一揉部磁揚ト１゜を印加する主磁場コイル２と、勾装置
ｉ１！場を発生ずるための勾配磁場コイル３（個別に勾
配磁場を発生することができるように構成された×勾配
磁場コイル、ｙ勾配磁場コイルおよびＺ勾配磁場コイル
より構成される）と、対象物内の原子核のスピンを励起
するための高周波パルスを与えるＲＦ送送信子イル４、
対象物からのＮＭＲ信丹を検出する受−５＝ 信用コイル５等が配置されている。

主磁場コイルは静磁場制御回路１５に、Ｇｙ。

Ｇｙ　、Ｇｚ各勾配ｖｔｉ場コイルは勾配磁場制御回路
１４に、ＲＦＦ信コイルは電力増幅器１８に、そしてＮ
ＭＲ信号の受信用コイルはプリアンプ１つに、それぞれ
接続されている。

１３はコン１〜ローラで、勾配磁場や高周波磁場の発生
シーケンスを制御すると共に１りられたＮＭＲ信号を波
形メモリ２１に取込むために必要な制御を行う。

１７はゲート変調回路、１６は高周波信号を発生する高
周波発振器である。グー１〜変調回路１７は、コントロ
ーラ１３からの制ｔｉｌ＋信号により高周波発振器１Ｇ
が出力した高周波信号を適宜に変調し、所定の位相の高
周波パルスを生成する。この高周波パルスはＲ［電力増
幅器１８を通してＲＦＦ信コイル４に加えられる。

１９は検出コイル５から得られるＮＭＲ信号を増幅する
プリアンプ、２０は高周波発振器の出力１ｄ弓を参照し
てＮＭＲ信弓を位相検波する位相検−〇− 波回路、２１は位相検波されたブリｊ′ンプからの波形
信号を記憶する波形メ［りで、ここには△／［）変換器
を含んでいる。

１１は」ンピ」−タで、波形メモリ２１からの信号を受
（Ｊ所定の信号処理を施し−ＣＮＭＲ信号のＲ［パルス
の中心周波数成分を（５１６はＯｔ）、高周波発振器１
ＧにＲ「−パルス高を設定する機能、前記Ｎ　Ｍ　Ｒ’
Ｆ号のＲＦパルスの中心周波数成分が最小となるように
前記Ｒ［パルス高を調整する機能、およびＮＭＲ信号か
ら断層像を再構成１）８機能を有する。なお、コンビコ
ータ１１には本装置に必要％（’ｒ種の情報を人力覆る
だめの入力１段（図示けず）が接続され、Ａペレークに
Ｊ、る適宜な情報入力が可能となっている。

１２は１９られた断ＩＩ表示（−るｒレビジ」ンｔニタ
のような表示器である。

この様イ１構成において、マグネットアヒンブリ１の中
に配置された対象物にＲ１−パルスおよび磁場を与えて
Ｎ　Ｍ　Ｒ信号を発生させ、これ４位相検波し、この信
号を用いて＝１ンピニｌ−タ１１処理により対象物の組
織に関する画像を再構成し、表示２：に表示するという
撮像装置の一般的な動作については、従来のＮＭＲＩＩ
ｉｌｌ置の動作と同じであり、しかもその動作は本願発
明とは直接関係が薄いので、ここではその動作について
の詳細な説明を省略する。

Ｌス下に本発明の４？ｊ徴どする動作について、第２図
を参照し・て詳しく説明する。

（１）静ｖｉ１１８制部回路１５により静ｖＡ場コイル
２を駆動して被検体に静磁場を印加した状態において、
」ン［・ローラ１３により勾配磁場制御回路１４Ｊ：（
よびグー１〜回路１７を制御して、第２図に示すＪ、う
にｔ、〜ｔ２の期間勾配磁場すと共に１８０゜パルスａ
を印加して被検体を選択励起する。

このとき磁化の倒れる角度と位置の関係は第３図（ハ）
に示すようになる。すなわち、Ｒ［パルス高が人さυざ
る場？ｉ（曲線ＶＯ２）にはスライス面中央の磁化は１
８０°以十倒れ、逆にＲ［パルス高が小さすぎる場合（
曲！ｊｌＶｏ３）にはスライス面中央の磁化は１８０°
よりし少ない角度しか倒れない。Ｒ［パルス高が適正な
太ささく曲線Ｖｏｗ：正確な１８０°パルスの場合であ
る）のときには、スライス面中央の磁化は正確に１８０
°倒れる。

（２）続いて（ｔ２時点以１り、勾配磁場すと同方向で
逆極性の勾配磁場Ｃを印加し、発生するＮ　Ｍ　Ｒ信号
ｄをプリアンプ１９２位相検波回路２０を介して受信し
、そのデータを波形メモリ２１に蓄える。

磁化の倒れる角度がα°の場合の信号強度Ｓは、Ｓｏを
定数として、５＝Ｓｏｓ　ｉｎα　となるため、位相検
波回路２０を介して１〔）られるＮ　Ｍ　Ｒ（Ｍ号の信
ｇ強度と周波数の関係は第３図の（ボ）に示すようにな
る。

したがってＮＭＲｍＱのＲ［パルスの中心周波数（ｆｏ
）成分が最小となる（同図（ボ）の曲線Ｖｌｌ）ＲＦパ
ルス高が、正確な１８０°パルスどなる。

（３）上記の理論に草づき、Ｎ　Ｍ　Ｒｆ−ｉ　ｌ’ｉ
のＲ［−パルスの中心周波数成分が最小となるようにＲ
「パルス−〇− 高を調整する。

（４）１８０°以外の角度（α°）のパルスは、ＲＦパ
ルス高どＲ［パルス長の積が１８０°パルスのα、、ｚ
　１８０　（８となるように、そのパルス高およびパル
ス長を設定する。

このようｉこして、Ｒ「パルスを正確に調整することが
できる。

なお、前記実施例では、１８０°パルスにＪ、るＦＩＤ
信号を用いたが、第４図に示づようにエコー信号を用い
ても同様にＲＦパルスの調整が可能である。第４図にお
いて、Ｒ［パルスのａは被調整１８０６パルス、ｂは工
］−用１８０°パルス、ｃ、ｄは同方向、同（水性の勾
配ｌａ場である。

また、実施例では１ンピュータ１１てＮＭＲ信号のＲ［
パルスの中心周波数成分を計筒しているが、専用の回路
を用いてＮ　Ｍ　ＲＦ号のＲ［パルスの中心周波数成分
を求めるよ−）にすることもてきる。

またＲ　Ｆパルスの調整（前記（３））は、パルス高の
調整に限らず、パルス長、あるいはパルス−１〇− 高とパルス長とを共に調整するようにしてもよい。

〈発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
がある。

（１＞１８０’パルスが１８０°からα０ずれた場合の
ＮＭＲ信号のＲ［パルスの中心周波数成分Ｓは、Ｓｏを
定数どして、３＝３０ｓ　ｉ　ｎα　となるため、 となり、パルス誤差に対する感度がよい。

（２）正確な１８０°パルスのとき、ＮＭＲ信号のＲ［
パルスの中心周波数成分が零どなり、正確な調整ができ
る。

（３）選択あるいは非選択に拘らず、またパルスの角度
に拘らず、総べてのパルス調整が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＮＭＲ踊噸装置の一実施例を示す
要部構成図、第２図および第４図はタイムチト−ト、第
３図は磁化の倒れる角度ど信号強度の関係を説明するた
めの図である。 １・・・マグネットアセンブリ、２・・・Ｅｌ″１１場
コイル、３・・・勾配磁場コイル、４・・・Ｒ［送信コ
イル、５・・・受信用コイル、１１・・・コンピュータ
、１２・・・表示器、１３・・・］ントローラ、１４・
・・勾配ｖＡ揚制御回路、１５・・・静Ｉｉ場制御回路
、１６・・・高周波発振器、１７・・・ゲート回路、１
８・・・電力増幅器、１９・・・プリアンプ、２０・・
・位相検波器、２１・・・波形メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 対象物に磁場を印加する手段と、対象物に高周波パルス
   を印加する手段と、核磁気共鳴信号を受信する手段と、
   前記受信された信号を用いて対象物の組織に関する画像
   を得るための手段と、前記得られた画像を表示するため
   の表示器を備え、対象物に高周波パルスおよび磁場を印
   加して核磁気共鳴信号を発生させ、この信号を用いて対
   象物の組織に関する画像を得て、表示器に表示すること
   のできる核磁気共鳴撮像装置において、 前記対象物の組織に関する画像を得るための手段は、Ｎ
   ＭＲ信号の所定の周波数成分の値を求める手段を含み、 前記高周波パルスを印加する手段は、前記求められた所
   定の周波数成分の値に応じて、高周波パルス長および高
   周波パルス高を制御できる手段を含み、 勾配磁場と共に１８０°の高周波パルスを印加し、続い
   て前記勾配磁場と同方向の勾配磁場を印加してＮＭＲ信
   号を受信し、前記ＮＭＲ信号の所定の周波数成分の値を
   求める手段で得た値が最小となるように前記高周波パル
   ス長かまたは高周波パルス高のいずれか一方、あるいは
   両方を調整することにより、正確な高周波パルスになる
   よう調整できるようにしたことを特徴とする核磁気共鳴
   撮像装置。