JPH02305549A - 磁気共鳴撮像装置に使用するｎｍｒ信号の受信感度調整装置 - 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、核磁気共鳴現象を利用して、被検体の断層像
を作成する磁気共鳴撮像装置（以下ＭＲ１装置という）
に関する。

〈従来の技術〉 ＭＨＩ装置は、被検体を静磁場中に置き、勾配磁場をか
けた状態でＲＦパルスを印加して断層面（スライス面）
の核スピンを選択的に励起し、そこから生じるＮＭＲ信
号を受信することにより、信号の強度差を濃淡情報とし
て画像化する装置である。

上記ＭＲＩ装置による撮像の原理を詳説すると、まず、
一様な静磁場Ｈｏと、静磁場Ｈｏの方向２に傾斜を有す
る勾配磁場Ｇｒとをかけ、スライス面の核スピンを９０
’　ＲＦパルスで選択的に励起する。次に、勾配磁場Ｇ
「の符号を反転させることにより、励起時に乱れたスピ
ンの位相を揃えてやり、続いて位相エンコード方向ｙの
勾配磁場Ｇφ、周波数エンコード方向Ｘの勾配磁場Ｇｆ
を印加する。これにより、スピンの回転位相のずれを生
じさ°せること（位相エンコード）ができる。続いて上
記９０°ＲＦパルスの印加後ＴＥ／２時間後に１８０°
ＲＦパルスを印加してスピンの位相を反転させ、１８０
’ＲＦパルス印加後ＴＥ／２時間後にＦＩＳび勾配磁場
Ｇ［’を印加しながらスピンエコー信号を観測する。

上記の手順は、勾配磁場Ｇφの大きさを変えて、すなわ
ち位相エンコード量を変えて多数回測定され、それぞれ
のスピンエコー信号が得られる。

上記スピンエコー信号の受信は、被検体の周囲に配置さ
れたＲＦ受信コイルを通して行われる。

ＲＦ受信コイルにより受信された受信信号は、前置増幅
器に人力され、所定倍に増幅された後、受信機に人力さ
れ、検波される。そして、Ａ／Ｄ変換器に人力されディ
ジタル信号に変換される。

このディジタル信号を、コンピュータ内で２次元フーリ
エ変換し、画像処理することにより２次元断層像を得る
ことができる。

ところで、Ａ／Ｄ変換器に入力される信号のレベルを考
えると、レベルが大きくなり過ぎるならばＡ／Ｄ変換器
が飽和し、正しいディジタル信号か得られなくなる。し
たがって、Ａ／Ｄ変換器に人力される信号は常に適正な
範囲内にあることか望ましい。言い換えれば受信機のゲ
インはＮＭＲの信号強度の範囲に応じて設定できること
が望ましい。

しかし、上記ＭＲＩ装置は、位相エンコード方向の勾配
磁場Ｇφを多数回変化させて測定するものであり、検出
される信号の強度は、位相エンコード量に応じて変化す
る。

そこで従来では、検出信号が上記Ａ／Ｄ変換器の許容レ
ベルを超えないようにするため、受信のゲインは、最大
の信号強度が得られる、Ｇφ＝〇の信号強度に合わせて
設定することとしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、スライス方向勾配磁場Ｇ　ｒ　、周波数エン
コード方向勾配磁場Ｇ「、位相エンコード方向勾配磁場
Ｇφを発生させるコイルの電気的磁気的特性が計算と違
っていたり、直交性が廠密でなかったり、互いにカップ
リングしたりすると、信号強度が最大になるべきＧφ＝
０の条件での勾配磁場と、実際に発生する勾配磁場にず
れか生ずる。

この傾向は、特に被検体を斜めに撮像するために直交す
る３つの勾配磁場を合成した時に顕著に現れる。したか
って、Ｇφ＝〇の状態で受信ゲインを調整すると、この
後信号が増大して受信系か飽和することがあり、画質の
劣化を招くという問題が生じていた。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、受
信ゲインの調整に改良を加えて、常に良好な画質を得る
ことができるＮＭＲ信号の受信感度調整装置を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための本発明のＮＭＲ信号の受信
感度調整装置は、磁気共鳴撮像しようとする、核スピン
が選択的に励起されたスライス面に対して、位相エンコ
ード勾配磁場を、Ｇφ＝０の近傍で毎回変えながら印加
する位相エンコード手段と、各位相エンコード勾配磁場
が印加されるごとに被検体からのＮＭＲ信号の強度をｎ
［定する強度測定手段と、測定したＮＭＲ信号強度の最
大値を判別する判別手段と、この最大強度となったＮＭ
Ｒ信号に基づいてＮＭＲ信号受信の受信ゲインを調整す
るゲイン調整手段とを備えるものである。

く作用〉 実際の断層撮像において、最大強度のＮＭＲ信号は、Ｇ
φ＝０を中心としてその近傍で見出だされると想定され
る。したがって、上記ＮＭＲ信号の受信感度調整装置に
おいて、位相エンコード勾配磁場を、Ｇφ＝０を中心と
してその近傍で変化させ、それぞれに対応するＮＭＲ信
号を測定し、そのうち最大強度のＮＭＲ信号が受信系の
人力許容値を超えないようにＮＭＲ信号受信機のゲイン
を調整することによって、実際の断層撮像時に、常に適
正なレベルの信号を得ることができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は、ＭＲＩ装置の全体構成を示す概略図である。

ＭＲＩ装置は、 ・Ｇ「勾配磁場コイル１６ａ、Ｇｒ勾配磁場コイル１６
ｂ、Ｇφ勾配磁場コイル１６Ｃ１および静磁場発生用磁
石（図示せず）からなる磁場発生系、 ・ＲＦパルスの発振および信号検出のためのＲＦコイル
１１、プリアンプ１３、ＲＦ送受信機１４、Ａ／Ｄ変換
器１５からなる信号処理系、 ・各勾配磁場コイル１６ａに励磁電源を供給する勾配磁
場電源１７ａ、１７ｂ、１７ｃ。

・ＲＦ送受信機１４、ＲＦ送受信機１４の出力レベルを
測定するレベル測定器２２、勾配磁場電源１７ａ〜１７
ｃを所定のタイミングで駆動するとともに、レベル測定
器２２により得たΔ−１定レベルに基づいてＲＦ送受信
機１４の受信ゲインを調整するコントローラ１８、並び
に ・コントローラ１８を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器
１５から出力されるディジタルＮＭＲ信号を処理して、
ＮＭＲ断層像を作成するコンピュータ１９、ディジタル
ＮＭＲ信号情報を蓄えるメモリ２０、および画像情報を
一時蓄え表示する表示器２１ から構成される。

ＲＦ送受信機１４は、ＲＦコイル１１に対して、映像化
したいスライス面に対応する周波数のＲＦ倍信号供給す
るとともに、励起された核スピンからのＮＭＲ信号をＲ
Ｆコイル１１、プリアンプ１３を通して検出し、Ａ／Ｄ
変換器１５が許容する人力レベルに相当するレベルの信
号をＡ／Ｄ変換器１５に供給するものである。

上記構成のＭＨＩ装置において、位相エンコード勾配磁
場Ｇφを変えながら、ＮＭＲ信号の受信感度を調整する
パルスシーケンスを第１図に示す。

まず、２方向の勾配磁場Ｇ「をかけた状態で、ＲＦコイ
ル１１は９０°ＲＦパルスを被検体に与えて所望のスラ
イス面の核スピンを９０＠倒す。

この後勾配磁場Ｇ「の符号を反転させることにより、励
起時に乱れたスピンの位相を揃えてやり、続いて勾配磁
場Ｇ「を０にし、勾配磁場Ｇφ、勾配磁場Ｇ「を印加し
て、スライス面内の核スピンの位相を連続的に変化させ
る。この後、２方向の勾配磁場Ｇ「をかけた状態で、Ｒ
Ｆコイル１１から１８０°ＲＦパルスを与えて核スピン
を反転させる。そして所定時間後に勾配磁場Ｇｆ’を印
加しながらスピンエコー８を受信する。

同図では、繰返しの一単位時間ＴＲ２におけるパルスシ
ーケンスのみを示しているか、位相エンコード勾配磁場
Ｇφの大きさをＧφ＝０の近傍で１０回程度変化させて
シーケンスを繰返す。そして、これらの１０回のシーケ
ンスで得られるＮＭＲ信号をそれぞれプリアンプ１３、
ＲＦ送受信機１４により増幅し、レベル測定器２２によ
りレベルをｎ１定する。

コントローラ１８は、測定したレベルのうち最大レベル
を記憶し、この最大レベルがＡ／Ｄ変換器１５の許容入
力レベルを超えていれば、許容入力レベルになるように
ＲＦ送受信機１４の受信レベルを調整する。第３図は、
ＲＦ送受信機１４の受信レベルの調整手法を図解してい
る。同図（Ａ）は、ＲＦ送受信機１４に人力される信号
を示し、同図（Ｂ）は、受信ゲイン調整前のＲＦ送受信
機１４により検波されたＲＦ送受信機１４の出力信号を
示す。この出力信号がＡ／Ｄ変換器１５の許容入力レベ
ルＶａを超えていれば、ＲＦ送受信機１４の受信ゲイン
を調整して、同図（Ｃ）に示すようＲＦ送受信機１４の
出力レベルが常に許容入力レベルＶａを超えないように
する。

上記受信感度調整シーケンスにおいては、位相エンコー
ド勾配磁場Ｇφの大きさを１０回程度変化させている。

変化の回数を増やすほどＲＦ送受信機１４の受信ゲイン
の調整精度は向上するが、回数か多すぎると調整に時間
がかかり、診断時間が大幅に延長してしまう。一方、受
信信号が最大レベルとなるのは、パルス勾配磁場Ｇφの
振幅がＧφ＝０の付近から大きく外れない場合に限ると
考えられる。したがって、１０回程度変化させれば、画
像を劣化させるおそれのない調整をすることができる。

なお、上記受信感度調整シーケンスの繰返し−（Ｉｔ位
時間ＴＲ２は、後述するＮＭＲ撮像シーケンスの繰返し
一単位時間ＴＲＩよりも短く設定されていることか、診
断時間の短縮のために好ましい。例えば、撮像シーケン
スでは、スヒーンエコ−８を受信した後、勾配磁場Ｇ「
を値を変えて違ったスライス面を撮像したり、１８０”
ＲＦパルスを何度もかけてスピンエコーの減衰を測定す
ることもあるか、本発明に係る受信感度調整シーケンス
では、エコー信号８を取得した後、取り込んだ信号をコ
ンピュータに転送してデータを計算する最低限の所要時
間が経過すれば、Ｇφを変えて直ちに次回のシーケンス
に入るようにする。

上記受信感度調整シーケンスでＲＦ送受信機１４の受信
ゲインを調整した後、例えば第４図のようなシーケンス
でＮＭＲ断層撮影を行う。第４図のシーケンスでは、位
相エンコード勾配磁場Ｇφの繰返し回数が２５６回とな
っていること、一単位時間ＴＲＩがＴＲ２より長くなり
得ること以外は、第１図のシーケンスと同じである。

ＮＭＲ断層撮影時においては、ＲＦ送受信機１４の受信
ゲインが上記のように調整されているので、常にＮＭＲ
信号かＡ／Ｄ変換器の入力許容値を超えないようにする
ことができる。

上記第４図のシーケンスで得られた信号を基にして２次
元フーリエ変換し、断層像を得ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限られるものではなく、例
えば、位相エンコード勾配磁場Ｇφの繰返し回数は１０
回に限らず、撮像シーケンスの繰返し回数以内ならば任
意の回数であってよい。また、撮像シーケンスにおいて
、スビンエコーヲ検出後さらに１８０＠パルスを続けて
印加し、スピンエコー信号を集める等周知の変形を採用
することも可能である。その池水発明の要旨を変更しな
い範囲内において、種々の設計変更を施すことが可能で
ある。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明のＮＭＲ信号の受信感度調整装置
によれば、位相エンコード勾配磁場を、Ｇφ＝０を中心
としてその近傍で変化させ、それぞれに対応するＮＭＲ
信号を測定し、そのうち最大強度のＮＭＲ信号に基づい
てＮＭＲ信号の受信１ゲインを調整することとしたので
、実際の断層撮像時に、常にＮＭＲ信号レベルが入力許
容値を超えないようにすることができる。したがって、
受信ゲインの調整不良による画質の劣化をなくし、常に
優れた画質の断層像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の受信感度調整パルスシーケンスを示す
図、 第２図はＮＭＲ信号の受信感度調整装置の全体構成を示
す概略ブロック図、 第３図は各部位のＮＭＲ信号波形を示す図、第４図はＮ
ＭＲ信号の受信感度調整装置の撮像シーケンスを例示す
る図である。 Ｇｒ、Ｇｒ、Ｇφ・・・勾配磁場、 １２・・・被検体、１８・・・コントローラ、２２・・
・レベル測定器、１４・・・ＲＦ送受信機第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静磁場中に置かれた被検体に勾配磁場およびＲＦパ
   ルスを印加してスライス面の核スピンを選択的に励起し
   、上記スライス面に対して、位相エンコード勾配磁場を
   、その位相エンコード勾配磁場の大きさを毎回変えなが
   ら印加し、各位相エンコード勾配磁場が印加されるごと
   に被検体からのＮＭＲ信号を受信し、この受信信号を処
   理することにより被検体の断層像を得る磁気共鳴撮像装
   置において、 磁気共鳴撮像しようとする、核スピンが選択的に励起さ
   れたスライス面に対して、位相エンコード勾配磁場を、
   位相エンコード勾配磁場の大きさＧφ＝０の近傍で毎回
   変えながら印加する位相エンコード手段と、 各位相エンコード勾配磁場が印加されるごとに被検体か
   らのＮＭＲ信号の強度を測定する強度測定手段と、 測定したＮＭＲ信号強度の最大値を判別する判別手段と
   、 このＮＭＲ信号の最大値に基づいて磁気共鳴撮像装置の
   ＮＭＲ信号受信ゲインを調整するゲイン調整手段とを備
   えたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置に使用するＮＭ
   Ｒ信号の受信感度調整装置。 ２、上記位相エンコード手段により位相エンコード勾配
   磁場を印加する繰返し時間ＴＲ２が、断層撮像時におけ
   る位相エンコード勾配磁場の繰返し時間ＴＲ１よりも小
   さいことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴撮像装置
   に使用するＮＭＲ信号の受信感度調整装置。