JPS6024464A - 核磁気共鳴による検査装置 - Google Patents
核磁気共鳴による検査装置Info
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- JPS6024464A JPS6024464A JP58132123A JP13212383A JPS6024464A JP S6024464 A JPS6024464 A JP S6024464A JP 58132123 A JP58132123 A JP 58132123A JP 13212383 A JP13212383 A JP 13212383A JP S6024464 A JPS6024464 A JP S6024464A
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- gradient magnetic
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- 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
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ ｒｅｓｏ−ｎａｎ、ｃｅ ） （以下これをｒＮ
ＭＲＪと略称する。）現象を利用して、被検体内におけ
る特定原子核分布等を被検体外部より知るようにした核
磁気共鳴による検査方法および検査装置に関するもので
ある。特に、医療用装置に適するＮＭＲ画像装置の改良
に関する。
ｉｃ ｒｅｓｏ−ｎａｎ、ｃｅ ） （以下これをｒＮ
ＭＲＪと略称する。）現象を利用して、被検体内におけ
る特定原子核分布等を被検体外部より知るようにした核
磁気共鳴による検査方法および検査装置に関するもので
ある。特に、医療用装置に適するＮＭＲ画像装置の改良
に関する。
本発明の説明に先だって、はじめにＮＭＲの原理につい
て概略を説明する。
て概略を説明する。
原子核は、陽子と中性子とからなっており、これらは全
体として、核スピン角運動量Ｉで回転しているとみなさ
れる。
体として、核スピン角運動量Ｉで回転しているとみなさ
れる。
第１図は、水素の原子核（１Ｈ）を示したもので、（イ
）に示すように１個の陽子Ｐからなり、スピン量子数％
で表される回転をしている。ここで、陽子Ｐは、（ロ）
に示すように正の電荷ｅを持っているので、原子核の回
転に従い、磁気モーメントμが生ずる。すなわち、一つ
一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さな磁石
とみなせる。
）に示すように１個の陽子Ｐからなり、スピン量子数％
で表される回転をしている。ここで、陽子Ｐは、（ロ）
に示すように正の電荷ｅを持っているので、原子核の回
転に従い、磁気モーメントμが生ずる。すなわち、一つ
一つの水素の原子核は、それぞれ一つ一つの小さな磁石
とみなせる。
第２図は、この点を模式的に示した説明図で、鉄のよう
な強磁性体では、この微小磁石の方向が（イ）に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合は、微小磁石の方向（磁気モーメ
ントの向き）は（ロ）に示すようにランダムであって、
全体として磁化は見られない。
な強磁性体では、この微小磁石の方向が（イ）に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合は、微小磁石の方向（磁気モーメ
ントの向き）は（ロ）に示すようにランダムであって、
全体として磁化は見られない。
ここで、このような物質に、Ｚ方向の静磁場Ｈ。
を印加すると、各原子核がＨｏの方向に揃う。すなわち
核のエネルギー準位がＺ方向に量子化される。
核のエネルギー準位がＺ方向に量子化される。
第３図（イ）は、水素原子核についてこの様子を示した
ものである。水素原子核のスピン量子数はＡであるから
、第３図（ロ）に示すように、−２と＋２の２つのエネ
ルギー準位に分かれる。２つのエネルギー準位間のエネ
ルギー差ΔＥは、＋１１式で表される。
ものである。水素原子核のスピン量子数はＡであるから
、第３図（ロ）に示すように、−２と＋２の２つのエネ
ルギー準位に分かれる。２つのエネルギー準位間のエネ
ルギー差ΔＥは、＋１１式で表される。
ΔＥ−γ７’ｌＨＯ・・・・・・（１）ただし、γ：磁
気回転比 ”）１＝ｈ／２π ｈニブランク定数 Ｈｏ ：磁場強度 ここで各原子核には、静磁場Ｈａによって、μＸＨ。
気回転比 ”）１＝ｈ／２π ｈニブランク定数 Ｈｏ ：磁場強度 ここで各原子核には、静磁場Ｈａによって、μＸＨ。
なる力が加わるので、原子核はＺ軸のまわりを、（２）
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
式で示すような角速度ωで歳差運動する。
ω−ＴＨＯ（ラーモア角速度） ・・・・・・（２）こ
の状態の系に角速度ωに対応する周波数の電磁波（通常
ラジオ波）を印加すると、共鳴がおこり、原子核は（１
１式で示されるエネルギー差ΔＥに相当するエネルギー
を吸収して、高い方のエネルギー準位に遷移する。核ス
ピン角運動量を持つ原子核が数種類混在していても、各
原子核によって磁気回転比Ｔが異なるため、共鳴する周
波数が異なり、したがって特定の原子核の共鳴のみを取
り出すことができる。また、その共鳴の強さを測定すれ
ば、原子核の存在量も知ることができる。また、共鳴後
、緩和時間と呼ばれる時定数で定まる時間の後に、高い
準位へ励起された原子核は、低い準位へもどる。
の状態の系に角速度ωに対応する周波数の電磁波（通常
ラジオ波）を印加すると、共鳴がおこり、原子核は（１
１式で示されるエネルギー差ΔＥに相当するエネルギー
を吸収して、高い方のエネルギー準位に遷移する。核ス
ピン角運動量を持つ原子核が数種類混在していても、各
原子核によって磁気回転比Ｔが異なるため、共鳴する周
波数が異なり、したがって特定の原子核の共鳴のみを取
り出すことができる。また、その共鳴の強さを測定すれ
ば、原子核の存在量も知ることができる。また、共鳴後
、緩和時間と呼ばれる時定数で定まる時間の後に、高い
準位へ励起された原子核は、低い準位へもどる。
この緩和時間は、スピン−格子緩和時間（縦緩和時間）
Ｔ１と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時間）Ｔ２と
に分類され、この緩和時間を観測することにより物質分
布のデータを得ることができる。一般に固体では、スピ
ンは結晶格子の上に決まった位置にほぼ固定されている
ので、スピン同士の相互作用が起こりやすい。したがっ
て緩和時間Ｔ２は短く、核磁気共鳴で得たエネルギーは
、まずスピン系にゆきわたってから格子系に移ってゆく
。したがって時間Ｔ１はＴ２に比べて著しく大きい。こ
れに対して、液体では分子が自由に運動しているので、
スピン同士スピンと分子系（格子）のエネルギー交換の
起こりやすさは同程度である。したがって時間Ｔ１とＴ
２はほぼ等しい値になる。特に時間Ｔ１は、各化合物の
結合の仕方に依存している時定数であり、正常組織と悪
性腫瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
Ｔ１と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時間）Ｔ２と
に分類され、この緩和時間を観測することにより物質分
布のデータを得ることができる。一般に固体では、スピ
ンは結晶格子の上に決まった位置にほぼ固定されている
ので、スピン同士の相互作用が起こりやすい。したがっ
て緩和時間Ｔ２は短く、核磁気共鳴で得たエネルギーは
、まずスピン系にゆきわたってから格子系に移ってゆく
。したがって時間Ｔ１はＴ２に比べて著しく大きい。こ
れに対して、液体では分子が自由に運動しているので、
スピン同士スピンと分子系（格子）のエネルギー交換の
起こりやすさは同程度である。したがって時間Ｔ１とＴ
２はほぼ等しい値になる。特に時間Ｔ１は、各化合物の
結合の仕方に依存している時定数であり、正常組織と悪
性腫瘍とでは、値が大きく異なることが知られている。
ここでは、水素原子核（１Ｈ）について説明したが、こ
の他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定を
行うことが可能であり、水素原子核以外に、リン原子核
（３１ｐ ）、炭素原子核（′３Ｃ）、ナトリウム原子
核（２３Ｎ ａ 、）フッ素原子核（’？Ｆ） 、酸素
原子核（’７０）等に適用可能である。
の他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定を
行うことが可能であり、水素原子核以外に、リン原子核
（３１ｐ ）、炭素原子核（′３Ｃ）、ナトリウム原子
核（２３Ｎ ａ 、）フッ素原子核（’？Ｆ） 、酸素
原子核（’７０）等に適用可能である。
このように、ＮＭＲによって、特定原子核の存在量およ
びその緩和時間を測定することができるので、物質内の
特定原子核について種々の化学的情報を得ることにより
、被検体内に種々の検査を行うことができる。
びその緩和時間を測定することができるので、物質内の
特定原子核について種々の化学的情報を得ることにより
、被検体内に種々の検査を行うことができる。
従来より、このようなＮＭＲを利用した検査装置として
、Ｘ線ＣＴと同様の原理で、被検体の仮想輪切り部分の
プロトンを励起し、各プロジェクションに対応するＮＭ
Ｒ共鳴信号を、被検体の数多くの方向についてめ、被検
体の各位置におけるＮＭＲ共鳴信号強度を再構成法によ
ってめるものがある。
、Ｘ線ＣＴと同様の原理で、被検体の仮想輪切り部分の
プロトンを励起し、各プロジェクションに対応するＮＭ
Ｒ共鳴信号を、被検体の数多くの方向についてめ、被検
体の各位置におけるＮＭＲ共鳴信号強度を再構成法によ
ってめるものがある。
第４図は、このような従来装置における検査手法の一例
を説明するための動作波形図である。
を説明するための動作波形図である。
被検体に、はじめに第４図（ロ）に示すようにＺ勾配磁
場Ｇｚ と、（イ）に示すように細い周波数スペクトル
（［１のＲＦパルス（９０°パルス）を印加する。この
場合、ラーモア角速度はω−γ（Ｈ，＋ｚ−Ｇｚ） ・
・・・・・・・・（３）となる。したがって、２がこれ
を満たすｘ−７面上のプロトンのみが励起され、磁化Ｍ
を第５図（イ）に示すような角速度ωで回転する回転座
標系上に示せば、ｙ′軸方向９０°向きを変えたものと
なる。続いて、第４図（ハ）、（ニ）に示すようにＸ勾
配磁場Ｇｘとｙ勾配磁場Ｇｙを加え、これによって２次
元勾配磁場を作り、（ホ）に示すようなＮＭＲ共鳴信号
を検出する。ここで、磁化Ｍは第５図（ロ）に示すよう
に、磁場の不均一性によって、Ｘ′、ｙ′面内で矢印方
向に次第に分散して行くので、やがてＮＭＲ共鳴信号は
減少し、第４図（ホ）に示すようにτ時間を経過して無
くなる。このようにして得られたＮＭＲ共鳴信号をフー
リエ変換すれば、Ｘ勾配磁場ＧＸ％ ｙ勾配磁場ａｙに
より合成された勾配磁場と直角方向のプロジェクション
となる。
場Ｇｚ と、（イ）に示すように細い周波数スペクトル
（［１のＲＦパルス（９０°パルス）を印加する。この
場合、ラーモア角速度はω−γ（Ｈ，＋ｚ−Ｇｚ） ・
・・・・・・・・（３）となる。したがって、２がこれ
を満たすｘ−７面上のプロトンのみが励起され、磁化Ｍ
を第５図（イ）に示すような角速度ωで回転する回転座
標系上に示せば、ｙ′軸方向９０°向きを変えたものと
なる。続いて、第４図（ハ）、（ニ）に示すようにＸ勾
配磁場Ｇｘとｙ勾配磁場Ｇｙを加え、これによって２次
元勾配磁場を作り、（ホ）に示すようなＮＭＲ共鳴信号
を検出する。ここで、磁化Ｍは第５図（ロ）に示すよう
に、磁場の不均一性によって、Ｘ′、ｙ′面内で矢印方
向に次第に分散して行くので、やがてＮＭＲ共鳴信号は
減少し、第４図（ホ）に示すようにτ時間を経過して無
くなる。このようにして得られたＮＭＲ共鳴信号をフー
リエ変換すれば、Ｘ勾配磁場ＧＸ％ ｙ勾配磁場ａｙに
より合成された勾配磁場と直角方向のプロジェクション
となる。
以下、同じようにして、所定の時間τ′だけ待って、次
のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、Ｇ
ｘ、Ｇｙを少しずつ変える。これによって、各プロジェ
クションに対応するＮＭＲ共鳴信号を被検体の数多くの
方向についてめることができる。
のシーケンスを繰り返す。各シーケンスにおいては、Ｇ
ｘ、Ｇｙを少しずつ変える。これによって、各プロジェ
クションに対応するＮＭＲ共鳴信号を被検体の数多くの
方向についてめることができる。
このような動作をなす従来装置において、本発明者は、
前記ＲＦパルス（９ｏ°パルス）を印加した後に磁化Ｍ
が緩和時間Ｔ１により熱平衡状態になるまで待たずに、
位相が９０ ”異なる １８０”−ｘハル不ヲ与工て、
スピンの動きを逆転させてエコーを発生させて、このエ
コーの最大時に９０ ”パルスで再度磁化を２方向に戻
す方法を発明した（特願昭５８−）。第６図にこの方法
の動作波形図を示す。すなわち、第６図（イ）に示すよ
うに第一の高周波パルス（９０°パルス）を印加してか
ら時間Ｔ Ｓ １を経過してから、第二の高周波パルス
（１８０”−ｘパルス）を印加し、さらに時間Ｔ Ｓ
２が経過してから第三の高周波パルス（９０°パルス）
を印加することにより、１回のシーケンスを構成し、そ
の後第三の時間Ｔｄを経過してから上記シーケンスを繰
り返す。この第一の時間Ｔ Ｓ １および第二の時間Ｔ
Ｓ２では、第６図（ハ）（ニ）に示すように、それぞれ
時間’ｌ’ｍｌおよびＴｍ２にわたり、勾配磁界Ｇｘお
よびＧｙを印加する。この方法によれば、ＮＭＲ信号強
度を観測することにより、緩和時間を待たずに緩和時間
Ｔ１、Ｔ２および原子核密度を測定することができる。
前記ＲＦパルス（９ｏ°パルス）を印加した後に磁化Ｍ
が緩和時間Ｔ１により熱平衡状態になるまで待たずに、
位相が９０ ”異なる １８０”−ｘハル不ヲ与工て、
スピンの動きを逆転させてエコーを発生させて、このエ
コーの最大時に９０ ”パルスで再度磁化を２方向に戻
す方法を発明した（特願昭５８−）。第６図にこの方法
の動作波形図を示す。すなわち、第６図（イ）に示すよ
うに第一の高周波パルス（９０°パルス）を印加してか
ら時間Ｔ Ｓ １を経過してから、第二の高周波パルス
（１８０”−ｘパルス）を印加し、さらに時間Ｔ Ｓ
２が経過してから第三の高周波パルス（９０°パルス）
を印加することにより、１回のシーケンスを構成し、そ
の後第三の時間Ｔｄを経過してから上記シーケンスを繰
り返す。この第一の時間Ｔ Ｓ １および第二の時間Ｔ
Ｓ２では、第６図（ハ）（ニ）に示すように、それぞれ
時間’ｌ’ｍｌおよびＴｍ２にわたり、勾配磁界Ｇｘお
よびＧｙを印加する。この方法によれば、ＮＭＲ信号強
度を観測することにより、緩和時間を待たずに緩和時間
Ｔ１、Ｔ２および原子核密度を測定することができる。
このように第一ないし第三の高周波パルスを印加して、
ＮＭＲ信号を観測する方法において、本発明者は勾配磁
界の強度を制御すると、第二の高周波パルスを印加して
から第三の高周波パルスを印加するまでの時間を短縮す
ることができることに気付いた。
ＮＭＲ信号を観測する方法において、本発明者は勾配磁
界の強度を制御すると、第二の高周波パルスを印加して
から第三の高周波パルスを印加するまでの時間を短縮す
ることができることに気付いた。
すなわち本発明は、複数回の高周波パルスを印加するた
めのシーケンスを短縮し、核磁気共鳴による検査を行う
時間を短縮する方法を提供することを目的とする。
めのシーケンスを短縮し、核磁気共鳴による検査を行う
時間を短縮する方法を提供することを目的とする。
本発明は、第二の高周波パルスを与えてから第三の高周
波パルスを与えるまでの時間に、被検体に印加する勾配
磁界の強度を大きくして、その時間を短縮することを特
徴とする。
波パルスを与えるまでの時間に、被検体に印加する勾配
磁界の強度を大きくして、その時間を短縮することを特
徴とする。
第７図は本発明の手法を実現するための装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。図において、■は一様
静磁場Ｈｏ （この場合の方向をＺ方向とする。）を発
生させるための静磁場用コイル、２はこの静磁場用コイ
ル１の制御回路で、例えば直流安定化電源を含んでいる
。静磁場用コイル１によって発生する磁束の密度Ｈｏは
、０．１Ｔ〜０．２Ｔ程度であり、また均一度は１０−
′Ｆ以上であることが望ましい。
の構成を示すブロック図である。図において、■は一様
静磁場Ｈｏ （この場合の方向をＺ方向とする。）を発
生させるための静磁場用コイル、２はこの静磁場用コイ
ル１の制御回路で、例えば直流安定化電源を含んでいる
。静磁場用コイル１によって発生する磁束の密度Ｈｏは
、０．１Ｔ〜０．２Ｔ程度であり、また均一度は１０−
′Ｆ以上であることが望ましい。
３は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、４はこの
勾配磁場用コイル３の制御回路である。
勾配磁場用コイル３の制御回路である。
第８図（イ）は勾配磁場用コイル３の一例を示す構成図
で、Ｚ勾配磁場用コイル３１、ｙ勾配磁場用コイル３２
．３３、図示してないがｙ勾配磁場用コイル３２．３３
と同じ形であって、９０°回転して設置されるＸ勾配磁
場用コイルを含んでいる。この勾配磁場用コイルは、一
様静磁場ＨＯと同一方向磁で、ｘ、ｙ、ｚ軸方向にそれ
ぞれ直線勾配をもつ磁場を発生ずる。６０は制御回路４
のコントローラである。
で、Ｚ勾配磁場用コイル３１、ｙ勾配磁場用コイル３２
．３３、図示してないがｙ勾配磁場用コイル３２．３３
と同じ形であって、９０°回転して設置されるＸ勾配磁
場用コイルを含んでいる。この勾配磁場用コイルは、一
様静磁場ＨＯと同一方向磁で、ｘ、ｙ、ｚ軸方向にそれ
ぞれ直線勾配をもつ磁場を発生ずる。６０は制御回路４
のコントローラである。
５は被検体に細い周波数スペクトルｆのＲＦパルスを電
磁波として与える励磁コイルで、その構成を第８図（ロ
）に示す。
磁波として与える励磁コイルで、その構成を第８図（ロ
）に示す。
６は測定しようとする原子核のＮＭＲ共鳴条件に対応す
る周波数（例えばプロトンでは、 ４２．６ＭＨｚ／Ｔ
）の信号を発生する発振器で、その出力は、コントロー
ラ６０からの信号によって開閉が制御されるゲート回路
６１、パワーアンプ６２を介して励磁コイル５に印加さ
れている。７は被検体におけるＮＭＲ共鳴信号を検出す
るための検出コイルで、その構成は第８図（ロ）に示す
励磁コイルと同しで、励磁コイル５に対して９０°回転
して設置されている。なお、この検出コイルは、被検体
にできるだけ近接して設置されることが望ましいが、必
要に応じて、励磁コイルと兼用させてもよい。
る周波数（例えばプロトンでは、 ４２．６ＭＨｚ／Ｔ
）の信号を発生する発振器で、その出力は、コントロー
ラ６０からの信号によって開閉が制御されるゲート回路
６１、パワーアンプ６２を介して励磁コイル５に印加さ
れている。７は被検体におけるＮＭＲ共鳴信号を検出す
るための検出コイルで、その構成は第８図（ロ）に示す
励磁コイルと同しで、励磁コイル５に対して９０°回転
して設置されている。なお、この検出コイルは、被検体
にできるだけ近接して設置されることが望ましいが、必
要に応じて、励磁コイルと兼用させてもよい。
７１は検出コイル７から得られるＮＭＲ共鳴信号（Ｆ
Ｉ Ｄ ： ｆｒｅｅ １ｎｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｃａ
ｙ）を増幅する増幅器、７２は位相検波回路、７３は位
相検波された増幅器７１からの波形信号を記憶するウェ
ーブメモリ回路で、Ａ／Ｄ変換器を含んでいる。８はウ
ェーブメモリ回路７３からの信号を例えば光ファイバで
構成される伝送路７４を介して入力し、所定の信号処理
を施して断層像を得るコンピュータ、９は得られた断層
像を表示するテレビジョンモニタのような表示器である
。
Ｉ Ｄ ： ｆｒｅｅ １ｎｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｃａ
ｙ）を増幅する増幅器、７２は位相検波回路、７３は位
相検波された増幅器７１からの波形信号を記憶するウェ
ーブメモリ回路で、Ａ／Ｄ変換器を含んでいる。８はウ
ェーブメモリ回路７３からの信号を例えば光ファイバで
構成される伝送路７４を介して入力し、所定の信号処理
を施して断層像を得るコンピュータ、９は得られた断層
像を表示するテレビジョンモニタのような表示器である
。
このように構成した装置の動作を、第９図を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
まず、はじめに制御回路２は静磁場用コイル１に電流を
流し、被検体（被検体は各コイルの円筒内に設置される
。）に静磁場Ｈａを与えた状態とする。この状態におい
て、コントローラ６０は、はじめに制御回路４を介して
Ｚ勾配磁場用コイル３１に電流を流し、第９図（ロ）に
示すようにＺ勾配磁場Ｇｚｆを与える。また、Ｇｚ＋が
与えられている下で、ゲート回路６１を開とし、発振器
６からの信号を増幅器６２を介して励磁コイル５に印加
し、第９図（イ）に示すように細いスペクトルを持った
９０°パルスで、被検体の一面を励起する。なお、第９
図（ロ）において、Ｇｚｆに続（Ｇｚ−は、被検体の異
なる部分からのＮＭＲ共鳴信号の位相を一致させるため
の波形信号であって、この技術は公知の技術である。
流し、被検体（被検体は各コイルの円筒内に設置される
。）に静磁場Ｈａを与えた状態とする。この状態におい
て、コントローラ６０は、はじめに制御回路４を介して
Ｚ勾配磁場用コイル３１に電流を流し、第９図（ロ）に
示すようにＺ勾配磁場Ｇｚｆを与える。また、Ｇｚ＋が
与えられている下で、ゲート回路６１を開とし、発振器
６からの信号を増幅器６２を介して励磁コイル５に印加
し、第９図（イ）に示すように細いスペクトルを持った
９０°パルスで、被検体の一面を励起する。なお、第９
図（ロ）において、Ｇｚｆに続（Ｇｚ−は、被検体の異
なる部分からのＮＭＲ共鳴信号の位相を一致させるため
の波形信号であって、この技術は公知の技術である。
この時点ｔｏにおいては、磁化Ｍはｙ′の方向に９０°
向きを変える。続いてＸ勾配磁場用コイルおよびｙ勾配
磁場用コイル３２．３３に電流を長し、第９図（ハ）、
（ニ）に示すように所定の大きさの磁場Ｇｘ、Ｇｙを印
加し、検出コイル７から得られる第９図（ホ）に示すよ
うなＮＭＲ共鳴信号を検出する。
向きを変える。続いてＸ勾配磁場用コイルおよびｙ勾配
磁場用コイル３２．３３に電流を長し、第９図（ハ）、
（ニ）に示すように所定の大きさの磁場Ｇｘ、Ｇｙを印
加し、検出コイル７から得られる第９図（ホ）に示すよ
うなＮＭＲ共鳴信号を検出する。
検出コイル７で検出されるＮＭＲ共鳴信号は、時間とと
もに次第に減衰するもので、この信号は増幅器７１で増
幅され、位相検波回路７２で位相検波され、ウェーブメ
モリ回路７３を介してコンピュータ８に印加される。こ
こで、ＮＭＲ共鳴信号はフーリエ変換され、１プロジエ
クシヨンの信号となる。これまでの動作は従来装置と同
様である。
もに次第に減衰するもので、この信号は増幅器７１で増
幅され、位相検波回路７２で位相検波され、ウェーブメ
モリ回路７３を介してコンピュータ８に印加される。こ
こで、ＮＭＲ共鳴信号はフーリエ変換され、１プロジエ
クシヨンの信号となる。これまでの動作は従来装置と同
様である。
Ｎ Ｍ Ｒ共鳴信号が無くなるまでの７５１時間経過後
にコントローラ６０は、再びＺ勾配磁場用コイル３１に
電流を流し、第９図（ロ）に示すようにＺ勾配磁場Ｇｚ
−を与えるとともに、ゲート回路６１を開とし、励磁コ
イル５に電流を流し、今度は第９図（イ）に示すように
同一面に１８０”−Ｘパルス（１８０°−ｘは発振器６
からの信号の位相を反転してもの）を印加する。続いて
、第９図（ハ）、（ニ）に示すようにＸ勾配磁場用コイ
ルおよびＸ勾配磁場用コイルに電流を流し、磁場Ｇｘ、
Ｇｙを同時に印加させる。
にコントローラ６０は、再びＺ勾配磁場用コイル３１に
電流を流し、第９図（ロ）に示すようにＺ勾配磁場Ｇｚ
−を与えるとともに、ゲート回路６１を開とし、励磁コ
イル５に電流を流し、今度は第９図（イ）に示すように
同一面に１８０”−Ｘパルス（１８０°−ｘは発振器６
からの信号の位相を反転してもの）を印加する。続いて
、第９図（ハ）、（ニ）に示すようにＸ勾配磁場用コイ
ルおよびＸ勾配磁場用コイルに電流を流し、磁場Ｇｘ、
Ｇｙを同時に印加させる。
１８．０”−Ｘパルスを印加すると、分散した磁化Ｍは
再び集合し始め、検出コイル７からは、第９図（ボ）に
示すように次第に増大するＮＭＲ共鳴信号（この信号を
エコー信号と呼ぶ。）が検出される。
再び集合し始め、検出コイル７からは、第９図（ボ）に
示すように次第に増大するＮＭＲ共鳴信号（この信号を
エコー信号と呼ぶ。）が検出される。
ここで本発明の特徴とするところ（屯、はじめの９０°
パルスから１８０°−Ｘパルスまでの時間Ｔｓ１に与え
る勾配磁界は時間Ｔ ｍ １でその強度はｇＸｌｇｙｌ
であるが、つづり１８０°−Ｘパルスからつぎの９０°
パルスまでの時間Ｔ Ｓ ２に与える勾配磁界の時間Ｔ
ｍ ２は前の時間’ｌ”ｍｌより短くし、しかもその
勾配磁界の強度ｇ ’Ｘ ２ 、ｇ ７２は前の強度ｇ
ｘ１、ｇｙ２より大きく制御するところにある。
パルスから１８０°−Ｘパルスまでの時間Ｔｓ１に与え
る勾配磁界は時間Ｔ ｍ １でその強度はｇＸｌｇｙｌ
であるが、つづり１８０°−Ｘパルスからつぎの９０°
パルスまでの時間Ｔ Ｓ ２に与える勾配磁界の時間Ｔ
ｍ ２は前の時間’ｌ”ｍｌより短くし、しかもその
勾配磁界の強度ｇ ’Ｘ ２ 、ｇ ７２は前の強度ｇ
ｘ１、ｇｙ２より大きく制御するところにある。
このように制御すると、Ｎ Ｍ’Ｒ信号は第９図（ホ）
に示すように、時間Ｔ Ｓ ２で短い時間に集中して、
エコー信号がすぐに現れる。特に、勾配磁界を印加する
時間と勾配磁界の強度との関係をとすることにより、短
時間でエコー信号を観測することができることになる。
に示すように、時間Ｔ Ｓ ２で短い時間に集中して、
エコー信号がすぐに現れる。特に、勾配磁界を印加する
時間と勾配磁界の強度との関係をとすることにより、短
時間でエコー信号を観測することができることになる。
また、１８０°パルスから９０ ”パルスまでの時間が
短くなると、被検体の緩和時間Ｔ２によるスピンの拡が
りが少なくなり、次に観測するときの信号が大きくなる
。
短くなると、被検体の緩和時間Ｔ２によるスピンの拡が
りが少なくなり、次に観測するときの信号が大きくなる
。
この状態からある時間Ｔｄを経過後、緩和によって磁化
ＭはＺ′軸に一致する。ここで、ｔ３の時点から、磁化
ＭがＺ′軸に一致するまでの時間Ｔｄは、ｔ３の時点で
は磁化ＭがＺ′軸から僅かに分散しているだけであるこ
とから、緩和時間Ｔ１に比較して十分短く、例えば４
Ｔ ｓ程度でよい。
ＭはＺ′軸に一致する。ここで、ｔ３の時点から、磁化
ＭがＺ′軸に一致するまでの時間Ｔｄは、ｔ３の時点で
は磁化ＭがＺ′軸から僅かに分散しているだけであるこ
とから、緩和時間Ｔ１に比較して十分短く、例えば４
Ｔ ｓ程度でよい。
時間Ｔｓが経過した時点で、第１回目のシーケンスが終
了し、以後同様のシーケンスを繰り返す。
了し、以後同様のシーケンスを繰り返す。
それぞれのシーケンスについて、すなわち、それぞれの
プロジェクションについて、検出コイル７からＮＭＲ共
鳴信号およびエコー信号を得る。
プロジェクションについて、検出コイル７からＮＭＲ共
鳴信号およびエコー信号を得る。
コンピュータ８は、各シーケンスにおいて、例えば、は
じめに出力されるＮＭＲ共鳴信号または時間反転波であ
るエコー信号もしくは両者の和をフーリエ変換し、Ｘ線
ＣＴと同様な公知の手法（例え赫ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂ
ａｃｋ ｐｒｏｊｃｔｉｏｎ）によって再構成演算を行
い、断層像を得て、これを表示器９に表示する。
じめに出力されるＮＭＲ共鳴信号または時間反転波であ
るエコー信号もしくは両者の和をフーリエ変換し、Ｘ線
ＣＴと同様な公知の手法（例え赫ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂ
ａｃｋ ｐｒｏｊｃｔｉｏｎ）によって再構成演算を行
い、断層像を得て、これを表示器９に表示する。
このようにして、本発明では得られる情報にかわりなく
、１回のシーケンスの周期を短縮することができる。
、１回のシーケンスの周期を短縮することができる。
つぎに本発明の他の実施例への応用について説明する。
第１０図は上記実施例に示したＰＲ法に加えて、インバ
ージョン・リカバリ法を適用する場合の本発明実施例方
法のパルス系列を示す波形図である。
ージョン・リカバリ法を適用する場合の本発明実施例方
法のパルス系列を示す波形図である。
この例は第一の高周波パルス（９０°パルス）を印加す
るに先立つ時間Ｔ Ｓ ｏＯ時点で、一度１８０゜パル
スを印加する方法である。この方法によっても同様に本
発明を実施することができる。
るに先立つ時間Ｔ Ｓ ｏＯ時点で、一度１８０゜パル
スを印加する方法である。この方法によっても同様に本
発明を実施することができる。
第１１図は３次元ＰＲ法に本発明を実施した場合のパル
ス系列波形図である。この例は第一の高周波パルスは９
０ ”パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°−
Ｘパルスであり、第三の高周波パフレスが９０°パルス
である。この方法にも本発明を同様に実施することがで
きる。
ス系列波形図である。この例は第一の高周波パルスは９
０ ”パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°−
Ｘパルスであり、第三の高周波パフレスが９０°パルス
である。この方法にも本発明を同様に実施することがで
きる。
第１２図はフーリエ法に本発明を実施した場合のパルス
系列波形図である。この例は第一の高周波パルスは９０
°パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°−Ｘパ
ルスであり、第三の高周波パルスが９０°パルスである
が、勾配磁界の与え方に特徴があり、勾配磁界Ｑｙにつ
いて本発明の方法を実施する。この方法にも本発明を同
様に実施して同様の効果を得ることができる。
系列波形図である。この例は第一の高周波パルスは９０
°パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°−Ｘパ
ルスであり、第三の高周波パルスが９０°パルスである
が、勾配磁界の与え方に特徴があり、勾配磁界Ｑｙにつ
いて本発明の方法を実施する。この方法にも本発明を同
様に実施して同様の効果を得ることができる。
第１３図は３次元フーリエ本発明はに本発明を実施した
場合のパルス系列波形図である。この例は上記第１２図
のフーリエ法を３次元に適用するものである。勾配磁界
Ｇｙについて本発明はを実施する。この方法によっても
同様の効果を得ることができる。
場合のパルス系列波形図である。この例は上記第１２図
のフーリエ法を３次元に適用するものである。勾配磁界
Ｇｙについて本発明はを実施する。この方法によっても
同様の効果を得ることができる。
第１４図はセレクティブライン法に本発明を実施した場
合のパルス系列波形図である。この方法は第一の高周波
パルスが１８０°パルスであり、第二の高周波パルスが
１８０°−Ｘパルスであり、第三のパルスが９０ ’パ
ルスであり、さらに、第一のパルスの前に９０°パルス
が与えられるものである。
合のパルス系列波形図である。この方法は第一の高周波
パルスが１８０°パルスであり、第二の高周波パルスが
１８０°−Ｘパルスであり、第三のパルスが９０ ’パ
ルスであり、さらに、第一のパルスの前に９０°パルス
が与えられるものである。
勾配磁界Ｇｙについて本発明を実施する。この方法によ
っても同様の効果を得ることができる。
っても同様の効果を得ることができる。
第１５図はスピンワープ法に本発明を実施した場合のパ
ルス系列波形図である。この方法は第一の高周波パルス
が９０°パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°
パルスであり、第三のパルスが９０ ’パルスである。
ルス系列波形図である。この方法は第一の高周波パルス
が９０°パルスであり、第二の高周波パルスが１８０°
パルスであり、第三のパルスが９０ ’パルスである。
勾配磁界Ｇｘの大きさを繰り返しの度に変化させること
、ならびに勾配磁界Ｇｙに正負の磁界を与えるところに
特徴がある。この方法にも本発明を実施して同様の効果
を得ることができる。
、ならびに勾配磁界Ｇｙに正負の磁界を与えるところに
特徴がある。この方法にも本発明を実施して同様の効果
を得ることができる。
第１６図はＰＲ法に１８０°エコー法を併用した方法の
パルス系列波形図であり、この方法にも本発明を実施す
ることができる。この方法では、第二の高周波パルスを
与えてから第三の高周波パルスを与えるまでの時間Ｔｓ
２に、勾配磁界ＧｘおよびＧｙは時間Ｔ ｍ ２のみそ
の強度を大きくするように制御し、時間Ｔｍ２を短縮す
ることができる。
パルス系列波形図であり、この方法にも本発明を実施す
ることができる。この方法では、第二の高周波パルスを
与えてから第三の高周波パルスを与えるまでの時間Ｔｓ
２に、勾配磁界ＧｘおよびＧｙは時間Ｔ ｍ ２のみそ
の強度を大きくするように制御し、時間Ｔｍ２を短縮す
ることができる。
このとき、の時間関係は同様に、
とすることがよい。
第１７図は上記第１６図の方法にインバージョンリカバ
リ法を併用したもので、第一のパルスに先立って１８０
°パルスを与えるものである。この方法にも同様に本発
明を実施することができる。
リ法を併用したもので、第一のパルスに先立って１８０
°パルスを与えるものである。この方法にも同様に本発
明を実施することができる。
第１８図は３次元ＰＲ法に１８０°エコー法を併用した
方法のパルス系列波形図であり、この方法にも本発明を
実施することができる。この方法では第一の高周波パル
スを与えてから第二の高周波パルスを繰り返して与える
が、この第二の高周波パルスの繰り返し周期を本発明を
実施することにより短縮することができる。
方法のパルス系列波形図であり、この方法にも本発明を
実施することができる。この方法では第一の高周波パル
スを与えてから第二の高周波パルスを繰り返して与える
が、この第二の高周波パルスの繰り返し周期を本発明を
実施することにより短縮することができる。
第１９図は２次元フーリエ法に１８０°エコー法を併用
したものであり、この方法にも本発明を実施することが
できる。この方法も第二の高周波パルスを繰り返す方法
であり、その繰り返し周期を短縮することができる。
したものであり、この方法にも本発明を実施することが
できる。この方法も第二の高周波パルスを繰り返す方法
であり、その繰り返し周期を短縮することができる。
第２０図は３次元フーリエ法に１８０°エコー法を併用
したものであり、この方法にも本発明を実施することが
できる。
したものであり、この方法にも本発明を実施することが
できる。
第２１図は第１９図または第２０図に示した方法で第一
の高周波パルスに先立って反転パ火スを与える方法であ
り、この方法にも同様に本発明を実施することができる
。
の高周波パルスに先立って反転パ火スを与える方法であ
り、この方法にも同様に本発明を実施することができる
。
第２２図はスピンワープ法に１８０°エコー法を併用し
たものであり、この方法にも本発明を実施することがで
きる。この方法も第二の高周波パルスを繰り返して与え
る方法であるが、本発明によりその第二の高周波パルス
の繰り返しの周期を短縮することができる。
たものであり、この方法にも本発明を実施することがで
きる。この方法も第二の高周波パルスを繰り返して与え
る方法であるが、本発明によりその第二の高周波パルス
の繰り返しの周期を短縮することができる。
数値の一例について検討した結果を示すと、信号の大き
さを■、被検体の縦緩和時間をＴ１、横緩和時間をＴ２
とすると、 なる関係がある。
さを■、被検体の縦緩和時間をＴ１、横緩和時間をＴ２
とすると、 なる関係がある。
数値の一例として、鶏卵の卵白について示すと、Ｔ１
＝７１３ｍＳ、Ｔ２ ＝１２４ｍＳ。
＝７１３ｍＳ、Ｔ２ ＝１２４ｍＳ。
Ｔｓｔ ＝１ ０ｍＳ、ＴＳ２ ＝１ｍＳ。
Ｔｄ＝５０ｍＳ
とすると、
Ｖ＝ＫＸＯ，３０９
となる。一方従来例方法で、
ＴＳＩ ＝ｌＯｍＳｓＴｓ２＝１０ｍＳｓとすると、
Ｖ＝ＫＸ０．２０９
となる。この例についていくつかの時間Ｔｓ ＝Ｔｓ１
＋Ｔ’ｓ２ について、Ｋ＝１として計算結果を第２３図に示す。
＋Ｔ’ｓ２ について、Ｋ＝１として計算結果を第２３図に示す。
Ａ、、Ｂ、ＣはそれぞれＴｓが５．１０．２０ｍ５の場
合である。
合である。
以上説明したように、本発明によれば、１回のシーケン
スの中で、第二の高周波パルスを与えてから第三の高周
波パルスを与えるまでの時間が短縮され、シーケンスを
短くすることができる。この時間の短縮によっても、緩
和時間および原子密度についての情報は従前と同様に得
られ、失われる情報はない。また、第三の高周波パルス
を与えるまでの時間が短くなるので、緩和時間Ｔ２によ
るスピンの拡がりが少なくなり、次に観測するときの信
号が大きくなる利点がある。
スの中で、第二の高周波パルスを与えてから第三の高周
波パルスを与えるまでの時間が短縮され、シーケンスを
短くすることができる。この時間の短縮によっても、緩
和時間および原子密度についての情報は従前と同様に得
られ、失われる情報はない。また、第三の高周波パルス
を与えるまでの時間が短くなるので、緩和時間Ｔ２によ
るスピンの拡がりが少なくなり、次に観測するときの信
号が大きくなる利点がある。
第１図は水素原子のスピンを説明する図。
第２図は水素原子の磁気モーメントを模式化した図。
第３図は水素原子の原子核が磁場の方向に揃う状態を説
明する図。 第４図はＮＭＲによる検査パルス波形の一例を示す図。 第５図は磁化Ｍを回転座標系に表示する図。 第６図は従来例方法のパルス系列を示す図。 第７図は本発明を実施する装置の構成例を示す図。 第８図は磁場用コイルの一例を示す構造図。 第９図〜第２２図は本発明実施例パルス系列波形図。 第２３図は本発明実施例方法による測定結果の一例をシ
ュミレーションによりめたものを示す図。 特許出願人 横河北辰電機株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 （イン （ロ） （イ） （ロ） （イ） （ロ） 第４図 ０ 第６図 第７図 第８図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 Ｅｌ 第１５図 第１７図 ＝］Ｓ−イー上５ 第２０図 第２１図 第２２図
明する図。 第４図はＮＭＲによる検査パルス波形の一例を示す図。 第５図は磁化Ｍを回転座標系に表示する図。 第６図は従来例方法のパルス系列を示す図。 第７図は本発明を実施する装置の構成例を示す図。 第８図は磁場用コイルの一例を示す構造図。 第９図〜第２２図は本発明実施例パルス系列波形図。 第２３図は本発明実施例方法による測定結果の一例をシ
ュミレーションによりめたものを示す図。 特許出願人 横河北辰電機株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 （イン （ロ） （イ） （ロ） （イ） （ロ） 第４図 ０ 第６図 第７図 第８図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 Ｅｌ 第１５図 第１７図 ＝］Ｓ−イー上５ 第２０図 第２１図 第２２図
Claims (1)
- （１）被検体に３次元軸ｘ、ｙ、ｚ方向のうち少なくと
も１方向に勾配磁界を印加し、 上記被検体の組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴
を与えるための第一の高周波パルスを印加し、 上記第一の高周波パルスを印加してから第一の時間Ｔｓ
１の経過後に上記原子核に第二の高周波パルスを印加し
、 さらに第二の時間Ｔ Ｓ ２が経過してから上記原子核
に第三の高周波パルスを印加する方法を含む１回のシー
ケンスを構成し、 上記シーケンスの間に上記原子核に生じる核磁気共鳴信
号を測定して、上記原子核が共鳴している高いエネルギ
ーレベルから熱平衡状態の低いエネルギーレベルに戻る
までの自由誘導減衰振動の測定を行い、 その後第三の時間Ｔｄを経過してから、上記シーケンス
を繰り返し、 上記勾配磁界の印加は、上記シーケンスの上記第一の時
間Ｔ Ｓ １および上記第二の時間Ｔ Ｓ ２の時間中
にそれぞれ設定された第一の勾配磁界印加時間Ｔ ｍ
１および第二の勾配磁界印加時間Ｔ ｍ ２に行い、 さらに、上記測定は各シーケンスで核磁気共鳴信号の強
度を被検体の多数の部分について行い、その多数の部分
についての測定の結果を演算して、スピン−格子緩和時
間Ｔ１、スピン−スピン緩和時間Ｔ２および原子各密度
のうちの少な（とも一つの２次元およびまたは３次元の
画像をめる方法において、 上記勾配磁界の印加は、上記第二の勾配磁界の印加時間
Ｔ ｍ ２が上記第一の勾配磁界の印加時間Ｔ ｍ １
より短くなり、上記第二の勾配磁界の印加時間Ｔ ｍ
２に印加する勾配磁界の強さが、上記第−の勾配磁界の
印加時間Ｔ ｍ １に印加する勾配磁界の強さより大き
くなるように設定し、上記第一の時間ＴＳ１を上記第二
の時間’ｐｓ２より短く設定することを特徴とする核磁
気共鳴による検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132123A JPS6024464A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58132123A JPS6024464A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024464A true JPS6024464A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0250729B2 JPH0250729B2 (ja) | 1990-11-05 |
Family
ID=15073943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58132123A Granted JPS6024464A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 核磁気共鳴による検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024464A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356761A (en) * | 1991-04-02 | 1994-10-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Development of silver halide photosensitive material and developer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54156596A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-10 | Emi Ltd | Method and device for checking by nuclear magnetic resonance |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP58132123A patent/JPS6024464A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54156596A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-10 | Emi Ltd | Method and device for checking by nuclear magnetic resonance |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5356761A (en) * | 1991-04-02 | 1994-10-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Development of silver halide photosensitive material and developer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0250729B2 (ja) | 1990-11-05 |
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