JPS6363225B2 - - Google Patents

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JPS6363225B2
JPS6363225B2 JP54065515A JP6551579A JPS6363225B2 JP S6363225 B2 JPS6363225 B2 JP S6363225B2 JP 54065515 A JP54065515 A JP 54065515A JP 6551579 A JP6551579 A JP 6551579A JP S6363225 B2 JPS6363225 B2 JP S6363225B2
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pulse
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signal
frequency
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気回転共鳴により、特に核磁気共鳴
によつて被検査体の選択された領域内におけるあ
る量の分布についての映像を与える装置に関す
る。このような技術は異なる種類の被検査体を検
査するために用いられうるが、医学的目的のため
に患者を検査するために適用して特に好適であ
る。
核磁気共鳴は特に分光分析により物質を分析す
る場合につき知られている。最近、患者の横断面
方向の仮想輪切り部分（以下スライスと呼ぶ）ま
たは容積内の水分含有量または緩和時間定数の分
布を与えるためにこのような技術を医学的検査に
適用することが提案されている。そのようにして
得られる分布は、コンピユータ・トモグラフイ装
置によつて与えられるＸ線減衰の分布と似ている
が、その意味するところは異なるものである。
実用的な核磁気共鳴（以下においてはNMRと
称する）装置は被検査体にコイル装置を介して磁
界の適当な組合せを印加し、かつ誘起電流を１ま
たはそれ以上の検知器コイル装置で検知すること
によつて動作する。パルス状磁界の適当なシーケ
ンスおよびそのシーケンスを操作するための装置
が英国特許出願第22291／78号および同第22295／
78号に記載されている。
本発明は上記英国特許出願に記載されているよ
うな装置を改良することを目的とするものであ
る。
本発明の１つの局面によれば、被検査体の仮想
輪切り部分内に優先的に共鳴を誘起せしめるべく
磁界を印加する手段と、前記共鳴に位相分散を生
せしめるべく前記仮想輪切り部分を横切る方向に
傾斜を有するパルス状の磁界を印加する手段であ
つて方形状でないパルスを発生せしめるようにな
された手段と、前記パルス状磁界が存在している
あいだに誘起された共鳴信号を感知するための手
段と、前記パルス状磁界に対する磁界積分が各一
連のサンプル対間において実質的に同一となるよ
うな間隔をもつて前記感知手段をして前記誘起さ
れた信号をサンプリングせしめるための制御手段
とを具備している核磁気共鳴による検査装置が提
供される。
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明
しよう。
生物学的組織のサンプルを検査する場合には、
NMRは主としてその組織内の水分子の陽子（水
素核）に関係する。しかしながら、原理的には、
例えばジユーテリウム、トリチウム、フツ素ある
いはリンの核のような他の核も分析されうる。
これらの核はそれぞれ核磁気モーメントと磁軸
のまわりにおける角運動量（スピン）とを有して
いる。サンプルに定常磁界が印加されると、核は
それら自体でその磁界に整列するが、その場合、
それらの核のうちの多くはその磁界に対して平行
となり、あるものは非平行となり、従つてその結
果得られるスピンベクトルは磁軸に対して平行と
なる。この検査工程のためには、定常磁界はＺ軸
として示される軸線に整列される。従つて、上記
磁界はHZ0として示され、Ｚ軸に整列されるすべ
ての磁界がHZとして示される。
核は定常磁界即ちHZ0の局部値によつて決定さ
れる特性周波数（ラーマー周波数として知られて
いる）を有している。HZ0に垂直な平面内にラー
マー周波数を有するR.F.磁界である付加的な磁界
H1を印加すると、それによつてその周波数での
共鳴が生ぜしめられ、エネルギーがサンプル内で
吸収される。その結果生じたサンプル内における
核のスピンベクトルが磁界軸（Ｚ軸）からそれに
対して直交関係にある平面（x.y）の方へと回動
する。R.F.磁界は一般にパルスとして印加される
がそのパルスに対する∫H1dtが上述のごとくして
得られたスピンベクトルを90゜だけ回転せしめて
上記ｘ・ｙ平面内に入れ込むのに十分である場合
には、そのパルスは90゜パルスと呼ばれる。
H1磁界が除去されると、時定数T1即ちスピン
格子緩和時間をもつて平衡した整列が確立され
る。さらに、吸収されたエネルギーがある割合だ
け、適当なコイルによつて検出されうる共鳴周波
数を有する信号として再度放出される。この自由
共鳴信号は時定数T2をもつて減衰し、その放出
されるエネルギーがサンプルの水分含有量の測定
値（陽子に対する）である。
上述のごとく、検出された共鳴信号はサンプル
全体に関係する。もし個々の共鳴信号が患者のか
らだのスライスまたは容積内の要素サンプルにつ
き決定されうるならば、陽子密度従つて水分含有
量の分布がそのスライスまたは容積につき決定さ
れうる。さらに加えてあるいは代替的に、T1ま
たはT2の分布を決定することができる。
一般に、被検査体のスライス内における陽子密
度のNMRによつて分析する際の原理については
詳細に論義されている。公知の原理についての展
望が雑誌「コンテンポラリ・フイジツクス」
（Contemp.Phys.）17(b)、1976年第553〜576頁に
おいてピー・マンスフイールド（P.Mansfield）
によつてなされている。従つて、本明細書におい
ては、それらの原理の詳細についての説明は本発
明の改良された装置についての理解に必要な程度
にとどめる。
本明細書において説明される実施例では、特に
患者のからだの横断面方向におけるスライスにつ
いて検査が行なわれているが、少なくとも複数の
隣接したスライスを検査することによりあるいは
体積走査を行なうことによつてより大きい容積に
ついての検査が可能である。
まず第一の工程として、共鳴ができるだけ選択
されたスライス内においてのみ（選択された周波
数でもつて）生ずるようにする。共鳴周波数（ラ
ーマー周波数）は定常磁界の値に関係づけられて
いるから、患者の異なるスライス内において局部
磁界が異なる大きさを有するようにHZ0に対して
傾斜磁界を加えることによつてスライス選択が実
現される。患者に対して通常長手方向に定常かつ
均一なHZ0磁界が前述のごとくして印加される。
附加的な傾斜磁界GZも印加される（GZ＝∂H／∂Z）。
パルス状のH1磁界が適当な周波数をもつて印加
されれば、HZ0とGZの局部値によつて設定される
共鳴周波数がH1の対する周波数に等しくなるス
ライスにおいてのみ共鳴が生ずる。H1パルスが
90゜パルスであれば、それが実質的に共鳴スライ
スに対してのみスピンベクトルをｘ・ｙ平面内に
持ち来たす。磁界の値はH1パルスのあいだにお
いてだけ大きいから、H1が印加される時にのみ
GZは印加されればよく、実際にはGZもパルス状
となされる。従つて、その後、H1およびG1磁界
は除去される。しかしながら、ｘ・ｙ平面内にあ
るスピンベクトルの共鳴周波数を変化することも
依然として可能である。これはHZ0に対して平行
な他の傾斜磁界GR（GR＝∂H／∂R）を印加することに よつて実現される。しかしながらGRの強度はス
ライスの一端における最大値から中心におけるゼ
ロを通つて反対側の表面における逆方向の最大値
まで変化される。GR磁界が第１図に示されてお
り、この図において矢印は四角形１上の点におけ
る大きさだけを示している。勿論、図示された大
きさを通りかつそれらの間にある円滑な変化も存
在するであろう。それらの磁界も患者２に関して
第２図に側立面図で概略的に示されている。それ
に対応して、共鳴周波数はスライスを横切つて一
側から他側へと円滑に変化するであろう。
前述のように、今生じた信号は共鳴周波数を有
している。従つて、スライスから受取られる信号
もそのスライスを横切つて同じ態様で変化する周
波数を有しているであろう。その場合、各周波数
における振幅がGRのゼロ平面に対して平行な対
応するストリツプにおける陽子密度を表わす。各
ストリツプに対する振幅はスライスを横切つて生
ずる範囲にわたつて検知周波数を変化させること
によつて得られる。しかしながら、すべての周波
数における全信号が測定されることが好ましい。
次に周波数スペクトルを与えるためにその信号が
公知の技法によつてフーリエ解析される。各スト
リツプに該当する周波数は用いられた磁界値から
知られかつ各周波数に対する振幅がそのスペクト
ラムによつて与えられる。
前述のように、第１図に示された傾斜磁界GR
の場合には、上記周波数スペクトラムから得られ
た個々の信号は、周波数の増分につき、GRのゼ
ロ平面に平行な増分ストリツプに対応する。これ
らの信号はコンピユータ・トモグラフイにおける
Ｘ線ビームについて派生されかつ分析されたエツ
ジ値と性質上類似したものである。Ｘ線エツジ値
は被検査スライスにおける複数の異なる配向をな
した複数の組について得られ、然る後、特願昭44
−66087号および特願昭49−47032号に記載されて
いるもののような適当な方法によつて処理され
る。
ｘ・ｙ平面に対するGRのゼロ平面の配向を変
化することにより、被検査スライスにおける対応
する他の方向を有する平行な組の他の複数の組に
おける線に沿つた陽子密度を表わす他の組の信号
が得られうることは明らかであろう。従つて、こ
の工程は、複数の組のＸ線ビームに対して用いら
れるのと同様の方法によつて処理するのに十分な
組の「エツジ値」が得られるまで反復される。実
際には、GR磁界は、HZ0に対して双方とも平行で
あるが直交する方向における傾斜を有する２つの
傾斜磁界GxおよびGyの合成によつて与えられる。
従つて、その結果得られたGRの傾斜の方向はGx
およびGyの相対的な大きさによつて設定される。
以下の説明においてはしばしばGR磁界パルスの
形成について言及されるが、その場合、Gxおよ
びGy傾斜磁界が個々に論述されていなくても、
そのGR磁界パルスはGxおよびGy磁界パルスを合
成して得られたものであることが想起されなけれ
ばならない。
GR傾斜の１つの方向に対する完全な検査は、
第３Ａ図に示された磁界パルスのシーケンスを、
適当なコイルを通じて、印加することによつて実
現される。第３Ｂ図は各パルスがスピンベクトル
に及ぼす作用を示している。H1磁界はＺ軸を中
心とする回転磁界であることがわかるであろう。
それに対応して、スピンベクトルはＺ軸を中心と
して歳差運動を行なう。説明を簡明にするため
に、スピンベクトルは第３Ｂ図においてH1と一
緒に回転する座標系で示されている。
第３Ａ図および第３Ｂ図においては、パルスサ
イクルは６つの位相AB〜FGと、破線で示され
た回復期間とよりなつている。HZ0磁界はそのサ
イクル全体にわたつて連続的に存在している。
最初のパルスに先立つて、即ち回復期間の後
に、先行サイクルが実施されていれば、平均スピ
ンモーメントはＺ軸に対して実質的に整列される
(A)。
同時に印加された傾斜磁界HZパルスとH1パル
スはそれぞれ（AB）、スライスを選択しかつ上
述のごとくして得られたスピンモーメントをｘ・
ｙ平面内に持ち来たす（その場合、勿論、それら
のスピンモーメントはＺ軸のまわりで依然として
歳差運動している）。選択されたスライス全体に
わたつて共鳴周波数は同じであるが、磁界傾斜を
なして励起が生じたことにより、位相分散が導入
される。かくして、スピンモーメントはＢで示さ
れているが、それは満足しうるものよりもはるか
に大きい限界の間に分散されてはいる。Ｌで示さ
れているそれらの限界は単にその分散の性質を示
しているにすぎない。この位相分散は、負の磁界
傾斜パルス即ちGZに対して正しい相対振幅を有
しているが180゜変位された（実際には、その振幅
はGZの約57％である）パルスを印加することに
よつて反転されうることが認められた。従つて、
このパルスBCはｘ・ｙ平面におけるスピンモー
メントをＣで示されているような位相に持ち来た
すために印加される。H1磁界は継続されて負の
傾斜パルス（GZ′）となされる必要はないが、ス
ピンモーメントをｘ・ｙ平面内に確実に入れ込む
ようにするために必要に応じてそのパルスのあい
だ継続されうる。
その時点において、スライス全体についての陽
子密度を与えるために信号が感知されうる。しか
しながら、このシーケンスにおいては、その信号
は、前述のごとくスライス内における選択された
方向（ｒ）の周波数分散を与えるGRパルスCDの
存在のもとで感知される。新しい周波数に対する
変化はGRパルスの印加とほとんど同時的であり
かつそのパルス全体にわたつて比例的に維持され
る。前述のごとく、スライスの複数の隣接平行ス
トリツプについての陽子密度を与えるために信号
が感知されかつ周波数が分析される。GRパルス
の後で、ある程度の緩和にかかわらず依然として
ほとんどｘ・ｙ平面内にあるスピンモーメントは
Ｄで示されているような相当な位相分散を有して
いる（これは単に図示の便宜上のものであり、実
際の分散はnπラジアン（ただしｎは100以上）で
ある）。その段階において、前述のような他のサ
イクルが必要とされる場合には、スピン・格子緩
和がスピンモーメントをＺ軸に対して再整列せし
めるまで待つ必要がある。そのためには５秒もの
時間を要するが、その時間は数百サイクルまたは
数千サイクルに相対するから非常に長すぎる。
パルスシーケンスを逆順序および逆方向に反復
することによつてスピンモーメントを開始位置(A)
に実質的に復帰せしめることが提案されている。
−GRはそれの符号を除けばGRと同じであるから、
そのあいだに他の信号が検知されうる。これらは
順方向パルスに対するのと同じｒ方向に対するも
のであつて、信号のノイズ比を改善することを助
長する。
逆方向パルスシーケンスの後でも、スピンモー
メントは、スピン・スピン結合により惹起される
位相分散に基因してＺ軸からのある程度の偏差を
呈する。これはこのパルスシーケンスによつては
勿論のこと他のいかなるパルスシーケンスによつ
ても反転され得ないと考えられる。従つて期間
GAは、位相分散の効果を除去しかつ順方向のパ
ルスと逆方向のパルスとの間における非整合の効
果を軽減する熱的平衡に対するある程度の緩和
（時定数T1）を許容する。緩和期間GAは依然と
して必要であるが、反転されたパルスシーケンス
Ｄ〜Ｇを用いることによりその期間が大幅に短縮
されたし、また他方のｒ方向についての全体のシ
ーケンスをさらに迅速に反復することが可能とな
る。信号測定期間CEの長さはHZ0磁界の不均質性
によつて惹起された位相分散およびスピン・スピ
ン結合によつて惹起された分散により決定され
る。HZ0磁界の不均質性の効果が期間CEを過剰に
短縮するものと考えられる場合には、パルスFG
は90゜パルスではなくて180゜r.f.パルスでありうる。
スピンモーメントを180゜だけ回転させれば、それ
によつて公知の形態のいわゆる「スピン・エコ
ー」が発生され、かつCDおよびDEに類似した
GRパルスが他の信号測定期間を与えるように反
復される。このスピン・エコー手法は磁界の不均
一性に基因する分散を反転させるものとして知ら
れており、かつそれは、十分な信号が得られるま
であるいは反転されることのできないスピン・ス
ピン分散が過剰となるまで数回反復されうる。第
３Ａ図のシーケンスにおけるごとく、スピン・エ
コー・シーケンスはパルスEF、FGおよび回復期
間GAをともなつて終了しなければならない。
最大感度を得るためには、期間GAと期間AG
との比はほぼT1とT2との比であることが好まし
い。典型的には、全体の期間AGAは40ｍsecであ
り、その場合、AGは約5.5ｍsec、ABは300μsec、
CDは２ｍsecである。H1パルスは通常0.6エルス
テツドであり、かつHZ0が1000エルステツドの場
合には4.26MHzの周波数を有する。他のすべての
パルスは包絡線周波数を有し、GZは通常＋30エ
ルステツド〜−30エルステツドであり、GRは15
エルステツド〜−15エルステツドである。
好ましい実施例においては、GZ′はGZよりも小
さく、通常次のごとく与えられる。
∫GZ′dt＝0.55∫GZdt〜0.6∫GZdt 第４ａ図および第４ｂ図はHZ0磁界を与えるた
めの実際的なコイル装置をそれぞれ端面図および
側面図で示している。第４ａ図はまたGR磁界を
製造するためのコイルを示しているとともに、概
略的な寸法を示すために、患者２をも横断面で示
している。患者２は管状のGRコイル３，４に挿
通されてそこに適当な寝台または他の支持手段に
よつて支持される。このような支持体は任意適当
な形態のものとして容易に設けられうる。
コイル３，４はそれぞれ２対のサドルコイルよ
りなる軸方向に変位された２組のコイルであり、
コイル３はコイル４に対して90゜の角度をなして
いる。これらのコイルはそれら自体HZ0コイル５
の中心孔に挿通されているが、そのHZ0コイル５
は、均一な磁界を発生するために望ましいものと
してよく知られているほぼ円形の形状を与えるよ
うに直列に接続された４つの部分をなして巻装さ
れている。
第４ｃ図はコイル３，４をさらに詳細に示す一
部破断された斜視図である。
前述したごとく、GR磁界パルスはGx成分とGy
成分とを合成して得られたものである。Gx成分
は４つのコイル３によつて与えられ、Gy成分は
４つのコイル４によつて与えられる。
H1コイルは第５図に斜視図で示されている。
これらのコイルは回転H1磁界を与えるように並
列に駆動される２個のサドル状コイル６であり、
かつそれらコイルは、この実施例では、ほぼ同じ
周波数を有する信号を検知するためにも用いられ
る。ある状況においては、検知に対してさらに特
定的に整合された独別の検知コイルを与えるため
にはコイルを複製するのがよいことが理解される
であろう。
第６図はまたHZ0に重畳された傾斜に対するGZ
磁界成分を与える２個の円形コイル７を斜視図で
示している。
適当なコイルは所要の磁界を与えるべく当業者
によつて容易に案出されうるものであるから、コ
イル巻線についてのこれ以上の詳細な説明は省略
する。
第７図は第３Ａ図に関連して前述したパルスシ
ーケンスを用いて医学的検査を行なうのに適した
NMR装置を簡略化して示している。
概略的に示されているコイル３，４，５，６お
よび７は第４図〜第６図に示されたものである。
これらのコイルは、Gxy（GR）、H1、GZおよびHZ0
制御回路によつてそれぞれ制御されるGx、Gy、
RF（H1）、GZおよびHZ0駆動増幅器によつて駆動
される。これらの回路はNMR装置やコイル誘起
磁界を用いた他の装置の分野における当業者にと
つて容易に明らかとなる適当な形態をとりうる。
これらの回路は前述したパルスシーケンスまたは
他の適当なパルスシーケンスを実現するために回
路１７によつて制御される。
GRパルスの期間のあいだに感知された信号は
H1コイル６で検知され、そして信号処理回路１
９に与えられる前にRF増幅器１８によつて増幅
される。回路１９は適当な較正を行なうものであ
るが、本質的には所要の表示を与えるために信号
を検知しそしてそれらの信号を処理回路に伝送す
るものである。それらの処理回路は被検査体の被
検査部分における線についての信号を与えるべく
フーリエ変換を実施しかつ例えば特願昭49−
47032号に記載されているようにそれらの線信号
を処理する（Ｘ線信号ではなくてNMRに対する
適当な変化をもつて）。
上記の処理は適当にプログラムされたデジタル
コンピユータで実施されうるものであり、かつこ
れはまた上記パルスシーケンスを制御するととも
に回路１７を構成しうる。このようにして得られ
た画像はテレビジヨンモニターのような表示装置
２０に映出され、そしてそれは機械または他の形
式の出力に対して指令および指示を与えるための
入力および他の周辺機器２１を含みうる。
本発明による装置は、図示されている磁界プロ
ーブX1，X2，Y1，Y2，ＮおよびＭから増幅器２
３を通じて信号を受取る磁界測定および誤差回路
２２を含みうる。被検査体２の被検査スライスに
関するプローブの位置がさらに第８図に示されて
いる。
これらのプローブのうちX1，X2，Y1およびY2
はYIG（イツトリウム・鉄ガーネツト）同調発振
器プローブであり、ＮおよびＭは簡単なNMRプ
ローブであつて、これらのプローブは種々の目的
のためにNMR装置に設けられる。
上述したNMR装置は患者のからだのスライス
についての所要のデータを与えるように当業者に
よつて構成されうる。しかしながら、医学的診断
のために有用な情報を与えるのに十分なだけ正確
な結果を得るためには、特に磁界のような要因が
精密に維持されることが望ましく、ある場合には
重要である。例えばHZ0磁界が被検査スライスに
わたつて100万につき約５部まで均一であること
が望ましい。この均一性は用いられているコイル
の品質と隣接強磁性材料とによつて影響されうる
ものであり、従つてそのような強磁性材料は最少
限に維持されなければならない。
前述のようにGx（＝GRsinθ）およびGy（＝GR
cosθ）で構成されるGR傾斜磁界も高い精度を必
要とする。GR傾斜ベクトルは誤差をできるだけ
少なくして所望の方向を有するようにしなければ
ならない。さらに、−GRパルスは先行GRパルスを
逆極性をもつて再現しなければならない。適当な
形状と所要の精度を有するGRパルスを発生する
ための装置が英国特許出願第22295／78号に記載
されており、それらの装置は前述したYIGプロー
ブおよび回路に対して使用されるもので構成され
る。コイル装置内に配置されている磁界感応プロ
ーブに応答する連続的動作型制御装置を、被測定
磁界の変化に応動するように設けることが上記英
国特許出願で提案されている。第３Ａ図に示され
たGRおよび−GRパルスは頂部が平坦であること
が認められるであろう。このことは、従来NMR
のために提案されている方形波GRパルスについ
ても該当する。共鳴信号は通常爾後のデジタル処
理のためにGRパルスの期間のあいだサンプリン
グされる。確立されたサンプリング理論によれ
ば、その信号は一定の時間間隔をもつてサンプリ
ングされかつデジタル化されなければならない。
前述のごとく、GR磁界はＲ方向における位相分
散を与えており、かつサンプリングされた信号は
フーリエ変換される。かくして、サンプリング速
度が、検査されつつあるスライスにおけるＲ方向
に対して直交関係をなす隣接ストリツプ間の位相
シフトを決定し従つて最終的に得られる画像にみ
られる最高周波数（即ち画像幅）を決定する。全
サンプリング時間が解像度限界を決定する。
従来用いられていたような方形波パルスの場合
には、均一な時間サンプリングで満足しうる均一
な解像度が得られる。しかしながら、第３Ａ図に
示されているような方形波ではない頂部の平坦な
パルスの場合には、均一なサンプリングでは始め
と終りにおいて満足しえない。実際に用いられる
正弦波あるいは歪んだ正弦波のような平坦な頂部
さえ有していない他のパルスの場合には、均一な
時間間隔はさらに不適切なものとなる。
本発明は、任意適当な構成を有しうるGRパル
スを発生することに関係するものではなく、方形
波ではないGRパルスを用いたNMR装置によつて
発生された信号を満足しうるようにサンプリング
することに関係するものである。
サンプルは、サンプル点を画定する一連の限界
Piに対する∫0 PiHdt（GRに対して）という関数であ
る。GRが方形波でない場合には、規則的な信号
サンプリングを得るために、GRに対して使用さ
れる実際の形状を補正するという問題が導入され
る。これは不可能な問題であろう。しかしなが
ら、方形波でない傾斜波形をNMR装置を用いた
場合、それはサンプリングを時間的には線形では
ないが位相シフトの点では線形であるように構成
することによつて処理に対しては目に見えないも
のとなされうる。このことはPiを適切に選択する
ことによつて実現されうる。
本発明はサンプルの各隣接対間における∫Hdt
が等しくなるような間隔をもつてサンプリングす
るように規定する。このことは方形波パルス以外
においては等時間間隔サンプリングに対応しな
い。
第９ａ図および第９ｂ図は、実際のパルスの場
合に上述した観点に基づいてサンプリング時間が
どのように離間されるかを示している。第９ａ図
はサイン波形の半波を示しているが、実際のパル
スは本発明の関係のない他の補正や調整によつて
歪みを受けたサイン波の半波となることに注意す
べきである。第９ｂ図に示されているものは頂部
平坦パルスのさらに実際的な形式である。双方の
場合において、サンプリング点は垂直線２４で示
されている。サンプリング時間は∫Hdtが等しく
なるように変化することがわかるが、これらの図
面は単に説明のためのものであつて正確に計算さ
れたものではない。
勿論、∫Hdtの等間隔に対する所要のサンプリ
ング時間を与えるためのPi値は、意図されたGR
パルスの形状が既知である場合に予め計算され
る。サンプリング時間は読出専用記憶器
（ROM）に記憶されそしてサンプリングを制御
するために用いられる。信号回復およびサンプリ
ング方式が第１０図にさらに詳細に示されてい
る。
概略的に図示されている信号感知コイル６はリ
ード線によつてプローブ増幅器１８に接続され
る。この場合、それらのリード線は、コイル６に
接続されるべきH1駆動増幅器から前記増幅器１
８を分離するための適当な手段を含んでいるであ
ろう。増幅器信号は適当なケーブル２５およびト
ランス２６を通じて平衡型復調器２７に送られ
る。この実施例においては、GR勾配が被検査体
の中心においてゼロを有し二重側帯となるので２
個の平衡型復調器が必要とされる。それらの復調
器はまたHZ0およびGZによつて設定されたマーラ
ー周波数におけるsinωtおよびcosωtの入力を有
する。復調されたサインおよびコサイン信号成分
はさらに低減フイルタ２８を通じてアナログ・デ
ジタル変換器２９に与えられ、そこでそれらの信
号は１７における処理のためにデジタル化され
る。
トランス２６からアナログ・デジタル変換器２
９までの第１０図における回路は第７図における
信号処理回路１９よりなり、かつ第７図における
のと同様にフーリエ解析および爾後の処理に適し
た形態で信号を供給する。
アナログ・デジタル変換器は従来の態様で動作
しかつ３０における信号入力によつて変化されう
る時間のあいだアナログ信号をサンプリングす
る。この時間は、本発明のために設定される必要
のあるサンプリング時間を表わす。この実施例で
は、その所要時間は予め計算されて（あるいはお
そらく仮想の被検査体を用いて予め測定されて）
ROM３１に保持され、そこから比較器３２にシ
ーケンスをなして印加される。この比較器は、所
要の時間に到達するまで、各信号をクロツク３３
からのクロツクパルスと比較する。そこで比較器
３２はアナログ・デジタル変換器の入力３０にサ
ンプリング信号を与えかつ次のサンプリング時間
につきROM３１に間合せる。
他の目的のために設けられた磁界プローブ装置
を用いて上記パルスに対する磁界積分を測定する
のもよい。予め定められた値に到達するごとに１
つのサンプルを取り出してもよくあるいは所要の
サンプリング瞬間を与えるために所要のPiが充足
された時点をリアルタイムで決定するために位相
シフトをカウントしてもよい。
第１１図は単一のYIGプローブＹの出力を用い
た回路を示しているが、これは幾つかのこの種プ
ローブのウエイトをつけられかつ合成された出力
でもつて置換されうる。このプローブは周波数ｆ
（１キロエルステツドの磁界の場合には2.8GHz）
の信号を混合器３４にプローブ増幅器２３を通じ
て供給する。そこでそれらの信号は、カウントす
るのに適した周波数となされるために、クロツク
３５からの周波数f0の信号と混合される。この場
合、その周波数f0はΔf＝ｆ−f0が150〜200MHzの
範囲内にあるように選択されるのが好都合であ
る。
実際には、YIGプローブは異なるモードで振動
しうるから、動作モードを決定する必要がある。
この目的のために、１個またはそれ以上のNMR
プローブＮが設けられる。これらのプローブは単
に純粋な水の小さいセル（例えば閉塞された試験
管）を小さいコイルで包囲したものにすぎない。
NMRプローブは信頼性の高い4.26KHz／Oeの共
鳴を与えるものであり、YIGプローブ・モードを
チエツクするために用いられうる。すべての目的
のためにYIGプローブを交換すると空間的共鳴が
不十分となるが、本発明において磁界積分を測定
するために用いることは可能である。回路３６は
NMRおよびYIG信号を比較して、掛算器３７に
おいて信号Δfに掛算される補正係数ｋを与える
モード補正を決定する。補正された周波数kΔfは
∫Hdtを生じるのに適した期間にわたつてカウン
タ３８でカウントされる。
∫Hdtの値は比較器３２に対する出力であり、
そこでその値がROM３１の出力、即ちこの場合
にはアナログ・デジタル変換器２９におけるサン
プルが取り出されるべきHdtの単一の値と比較さ
れる。
上述した２つの手法は、予め計算されたサンプ
リング時間が準備されかつ方式がその時間に適合
するように組合せられうるが、実際のサンプリン
グ時間は磁界測定によつて決定される。
取り出されるべきサンプルの数は2p（ただしｐ
は整数）であることが好ましいことに注意すべき
である。あるいは、フーリエ処理のためにその数
を2pまでとするようにそれらのサンプルに複数の
０を加えてもよい。
以上本発明の特定の実施例につき説明したが、
本発明はそれに限定されるものではなく本発明の
精神および特許請求の範囲内で可能なあらゆる変
形変更を包含するものであること勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図はGR傾斜磁界の形態を示す図、第２図
は他の磁界に対するGR傾斜磁界の関係を示す図、
第３Ａ図は好ましい磁界パルスシーケンスを示す
図、第３Ｂ図は陽子スピンベクトルに対する第３
Ａ図のパルスの作用を示す図、第４ａ図、第４ｂ
図および第４ｃ図はそれぞれ実際のNMR装置に
おけるHZ0、GxおよびGy磁界コイルを示す図、第
５図は上記装置のH1磁界コイルを示す図、第６
図は上記装置のGZ傾斜磁界コイルを示す図、第
７図は完全なNMR装置のブロツク図、第８図は
第７図の装置に対する磁界感知プローブの配置を
示す図、第９ａ図および第９ｂ図は２つの実際的
な傾斜パルス形状についての本発明によるサンプ
リング期間を示す図、第１０図は信号回復回路を
示す図、第１１図は第１０図の回路の一部分につ
いての変形例を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被検査体の仮想輪切り部分内に優先的に共鳴
    を誘起せしめるべく磁界を印加する手段と、前記
    共鳴に位相分散を生ぜしめるべく前記仮想輪切り
    部分を横切る方向に傾斜を有するパルス状の磁界
    を印加する手段であつて方形状でないパルスを発
    生せしめるようになされた手段と、前記パルス状
    磁界が存在しているあいだに誘起された共鳴信号
    を感知するための手段と、前記パルス状磁界に対
    する磁界積分が各一連のサンプル対間において実
    質的に同一となるような間隔をもつて前記感知手
    段をして前記誘起された信号をサンプリングせし
    めるための制御手段とを具備している核磁気共鳴
    による検査装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴によ
    る検査装置において、前記パルス状磁界が存在し
    ているあいだに前記磁界を感知するための手段
    と、前記磁界積分を決定するための手段と、前記
    磁界積分の予め定められた値においてサンプルが
    取り出されるようにするための手段とを含んだ前
    記核磁気共鳴による検査装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴によ
    る検査装置において、予め定められた時間におい
    てサンプルが取り出されるようにする手段を含ん
    だ前記核磁気共鳴による検査装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴によ
    る検査装置において、パルス状磁界を印加するた
    めの手段が正弦波状または歪んだ正弦波状の磁界
    パルスを供給するようになされている前記核磁気
    共鳴による検査装置。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちの１
    つに記載された核磁気共鳴による検査装置におい
    て、前記パルス状磁界において2P個、ただしＰは
    整数、のサンプルを取り出すようになされた前記
    核磁気共鳴による検査装置。
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