JPH05344960A - 磁気共鳴検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波シールドを施さずとも、さらに周囲環
境の変化により電磁波ノイズのレベルが変化しても、電
磁波ノイズの影響を受けることなく高精度の検査を実施
できる磁気共鳴検査装置を実現する。 【構成】 受信用高周波コイル４からの信号は、前置増
幅器１５、高周波増幅器１６を介して差動入力増幅器１
７に供給される。超電導磁石１の端面には、高周波コイ
ル４と同じ周波数特性を有するアンテナ２２が配設され
ており、その検出信号は高周波増幅器２３、位相変移器
２４を介して差動入力増幅器１７に供給される。この増
幅器１７において、コイル４からの電磁波ノイズと核磁
気共鳴信号との合成信号と、アンテナ２２からの電磁波
ノイズとの減算処理が行われ、核磁気共鳴信号のみが抽
出される。これにより、高周波シールドを施さずとも、
電磁波ノイズの影響を受けることなく高精度の検査を実
施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴現象を利用
して、生体内の各組織の特定原子核（例えば、水素原子
核や燐原子核など）の密度分布、緩和時間、動き等を無
侵襲に測定し、医学診断のための情報を得る磁気共鳴検
査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴現象を利用して、人体の内部
を検査する磁気共鳴検査装置がある。図９は、上記核磁
気共鳴検査装置の概略構成図である。図９において、均
一な磁界を発生する超電導磁石１内に、検査対象となる
人体５を搬入する。すると、人体の組織を構成する水素
原子核は、磁場方向と反磁場方向に配向する。そして、
この二つの配向エネルギーの差に対応した周波数（通常
数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの高周波）のエネルギーを、高周
波電力増幅器１４から送信用高周波コイル３に加える
と、人体５に高周波磁界が印加され、水素原子核が核磁
気共鳴現象を起こす。この高周波磁界の印加を停止した
後の水素原子核の運動を、核磁気共鳴信号として、受信
用高周波コイル４で検出する。

【０００３】ところが、このままでは、検出した核磁気
共鳴信号を病変の診断に適用できない。つまり、核磁気
共鳴信号が人体組織のどの部位から発生したかを特定す
ることができない。そこで、互いに直交するＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸の方向に磁場強度を変化することができる傾斜
磁場を、高周波磁界の印加時と、核磁気共鳴信号の検出
時とに組み合わせることで、核磁気共鳴信号にＸ軸，Ｙ
軸，Ｚ軸の位置情報を与えることができる。このため、
Ｘ傾斜磁場電源９、Ｙ傾斜磁場電源１０、Ｚ傾斜磁場電
源１１からの電力が傾斜磁場コイル２に供給されるよう
になっている。そして、受信用高周波コイル４で検出さ
れた核磁気共鳴信号が、前置増幅器１５、高周波増幅器
１６、検波器１８、可聴周波数増幅器１９、Ａ／Ｄ変換
器２０を介して計算機７に供給される。この計算機７
は、供給された核磁気共鳴信号にフーリエ変換等の演算
処理を施し、人体組織の特定部位のスペクトル分布や断
層画像を得て、表示器２１に表示させる。また、計算機
７は、操作卓６のキー操作に基づいて指令信号を制御回
路８に供給する。すると、制御回路８は、供給された指
令信号に従って電源９、１０、１１、基準信号発生器１
２、変調器１３、高周波増幅器１６に制御信号を供給す
る。

【０００４】次に、核磁気共鳴検査装置の動作を説明す
る。図１０は、人体の断層画像を得る場合に最も多く用
いられるスピンエコー法のパルスシーケンスである。図
９および図１０において、Ｚ方向の傾斜磁場３１を人体
に印加すると、人体の体軸に沿って磁場強度が変化す
る。検査したい部位の磁場強度に対応した９０度パルス
の高周波磁場２９が、送信用高周波コイル３に印加され
る。この高周波磁場は、特定の周波数帯域成分を有する
ようにＳＩＮＣ関数で振幅変調が施されている。この結
果、Ｚ方向の傾斜磁場３１の強度と周波数帯域幅との関
係より検査断面の厚さを決めることが出来る。次に、Ｙ
方向傾斜磁場３２を人体に印加すると、期間Ａで核磁気
共鳴現象を起こした水素原子核のスピン運動の周波数位
相が、Ｙ方向傾斜磁場の軸位置によって変化することに
なる。期間Ｃでは、核スピンの運動の向きを反転するた
めに、１８０度パルスの高周波磁場３０を人体に印加す
る。次に、Ｘ方向傾斜磁場３３を人体に印加した状態で
核磁気共鳴信号を検出する。

【０００５】検出した信号は、２５６点の離散的なデー
タ３４として計算機７に取り込まれる。待ち時間である
期間Ｅを含む繰り返し時間ＴＲの経過後に、位相エンコ
ード用のＹ方向傾斜磁場３２の強度を変化させて信号を
検出する。Ｙ方向傾斜磁場３２の強度を、２５６ステッ
プ変化させることで２５６×２５６マトリクスのデータ
が得られる。このデータを二次元フーリエ変換するとＸ
方向およびＹ方向の二次元に展開された核磁気共鳴信号
の分布図が得られる。

【０００６】受信用高周波コイル４で検出された核磁気
共鳴信号の検出レベルは、検査部位の大きさ、静磁場強
度、高周波コイルの効率、検査モードによって異なる
が、通常１０μＶから１ｍＶの範囲である。通常は、上
述したように、検査部位を２５６×２５６のマトリクス
に分解するので、１ピクセルあたりの信号強度は検出レ
ベルを６５５３６（２５６×２５６）で割った０．１５
ｎＶから０．０１５μＶの微弱な電圧である。その信号
の周波数は、静磁場強度に比例した６ＭＨｚから６５Ｍ
Ｈｚに分布する。この周波数帯域は、短波放送やアマチ
ュア無線通信機器の周波数帯域と一致している。かつ、
各種電気機器や自動車のエンジンから発生する電磁波ノ
イズにも、この周波数帯域の成分が含まれている。これ
らの電磁波が、微弱な核磁気共鳴信号に混入すると検査
結果の画像等の質が低下するばかりでなく、診断不能や
誤診につながりかねない。

【０００７】そこで、１９８８年１１月２５日に朝倉書
店より出版された「ＭＲＩ診断学」の４１４頁に記載さ
れているように、静磁場を発生する磁石が配置されてい
る検査室を、銅板等で電磁波から遮蔽し、かつ、検査室
内部と外部との電気信号の送受信をフィルタ回路を介し
て行って、外部からの電磁波ノイズを遮断している。つ
まり、図９に示すように、高周波シールド２７が施さ
れ、高周波シールド２７内と外部との信号の送受信は、
フィルタ回路２８を介して行われる。また、米国特許第
４５６４８１２号公報に記載されているように、高周波
コイルと被検体を含む必要最少限の空間を電磁波遮蔽し
た装置もある。なお、磁場発生手段等を電波シールド室
内に配置する構成としては、特開平３ー８５１４５号公
報に記載されたＭＲＩ装置がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
磁気共鳴検査装置にあっては、電磁波ノイズを遮蔽する
高周波シールドルームが必要であったため、シールドル
ーム外のオペレーターとシールドルーム内の被検者との
間の会話や検査中の被検者の監視を直接行うことができ
ず、マイクロホンによる通話装置とモニターカメラによ
る監視装置とを設置する必要があった。このため、設備
が大がかりとなり、高価格となっていた。また、高周波
シールドルームの性能を維持するためには、定期的に煩
わしい保守点検整備が必要であった。つまり、例えば、
シールドルームの周縁部には、電磁遮蔽のために、櫛歯
状の金属（例えば、リン青銅）が配列されている。この
櫛歯状の金属は、時間とともに、塵埃等により抵抗値が
増加するばかりではなく、金属片が欠落してしまうこと
がある。したがって、その保守点検整備には、大きな時
間と労力が必要であった。

【０００９】さらに、磁気共鳴検査装置の導入時に、周
囲環境の電磁波ノイズ強度を測定して高周波シールドの
高周波遮蔽能力を定めても、周辺環境が変化して電磁波
ノイズ強度が変化することがあり、この場合には、シー
ルドルームを改修しなければならなかった。

【００１０】そこで、上述した米国特許第４５６４８１
２号公報に記載のように、高周波コイルと被検体を含む
必要最少限の空間を電磁波遮蔽することが考えられる。
ところが、高周波シールド空間を必要最少限とすると、
閉所恐怖症の被検者や小児の被検者に圧迫感や不安感を
与えてしまう可能性がある。被検査者に圧迫感や不安感
を与えてしまうと、被検査者が長時間の検査中に、頻繁
に動いてしまい高精度の検査ができなくなってしまう。

【００１１】また、特開平１ー２４２０５７号公報記載
のように、外来の電磁波ノイズを検出し、核磁気共鳴信
号を補正するものもある。この特開平１ー２４２０５７
号公報によれば、受信用高周波コイルにて電磁波ノイズ
のみを検出し、検出した電磁波ノイズを記憶させてお
く。そして、被検体の検査部位から核磁気共鳴信号を計
測し、計測した信号のデータ処理の過程において、核磁
気共鳴信号から記憶された電磁波ノイズを差し引くよう
に構成されている。この場合、受信用高周波コイルは、
磁石及び傾斜磁場コイル内に配置されているので、外来
の電磁波ノイズを高感度で計測するためには、電磁波ノ
イズの平均加算処理を用いている。しかしながら、外来
電磁波ノイズは位相が一定でない場合があったり、平均
加算処理を行うタイミングと同期計測させることが困難
である。このため、平均加算処理が所期の効果を達成す
ることができなかった。さらに、記憶させた電磁波ノイ
ズを検査にて得られた核磁気共鳴信号から差し引くよう
になっているので、検査中に電磁波ノイズの発生源が変
化したり、ノイズのレベルが変化した場合には、対応で
きず、核磁気共鳴信号からノイズ成分を除去することが
できない。

【００１２】近年、血管像等の被検体内の流体物質を鮮
明に画像表示する要望がある。このため、電磁波ノイズ
が混入していない核磁気共鳴信号を得ることが望まれて
いる。本発明の目的は、高周波シールドを施さずとも、
さらに周囲環境の変化により電磁波ノイズのレベルが変
化しても、電磁波ノイズの影響を受けることなく高精度
の検査を実施できる磁気共鳴検査装置を実現することで
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。静磁場、傾斜磁場
および高周波磁場の各磁場発生手段と、検査対象からの
核磁気共鳴信号を含んだ信号を検出する信号検出手段
と、核磁気共鳴信号に基づいて検査対象の医学的情報を
得るための演算を行う計算機と、この計算機の演算結果
を出力する出力手段と、を有する磁気共鳴検査装置にお
いて、検査対象付近の電磁波ノイズを受信するノイズ受
信手段と、ノイズ受信手段により受信された電磁波ノイ
ズの振幅と位相とを調整する振幅および位相調整手段
と、上記信号検出手段が検出した信号と、振幅位相調整
手段から出力される電磁波ノイズ信号と、の加算または
減算処理を行い、信号検出手段の検出信号から電磁波ノ
イズ成分を除去して、核磁気共鳴信号のみ抽出する加減
算手段と、を備え、加減算手段から出力される核磁気共
鳴信号に対応した信号を上記計算機に供給するように構
成される。好ましくは、上記磁気共鳴検査装置におい
て、上記信号検出手段とノイズ受信手段とに、所定周波
数の電磁波を送信する電磁波送信手段をさらに備える。

【００１４】また、静磁場、傾斜磁場および高周波磁場
の各磁場発生手段と、検査対象からの核磁気共鳴信号を
含んだ信号を受信する信号受信手段と、信号受信手段か
ら出力される信号に所定の処理を行う信号処理手段と、
核磁気共鳴信号に基づいて検査対象の医学的情報を得る
ための演算を行う計算機と、この計算機の演算結果を出
力する出力手段と、を有する磁気共鳴検査装置におい
て、検査対象付近の電磁波ノイズを受信するノイズ受信
手段と、上記信号処理手段と同等の機能を有し、ノイズ
受信手段から出力されるノイズ信号に所定の処理を行う
ノイズ信号処理手段と、を備え、上記信号処理手段から
の出力信号と、上記ノイズ信号処理手段からの出力信号
と、の加減算処理を上記計算機にて実行し、電磁波ノイ
ズ成分を除去して、核磁気共鳴信号に対応した成分のみ
抽出するように構成される。

【００１５】好ましくは、上記磁気共鳴検査装置におい
て、計算機は、上記信号処理手段からの出力信号とノイ
ズ信号処理手段からの出力信号とを二次元フーリエ変換
するフーリエ変換処理部と、このフーリエ変換処理部か
らの出力データの絶対値を計算する絶対値計算部と、こ
の絶対値計算部からの出力データに基づき、電磁波ノイ
ズ成分を除去して核磁気共鳴信号に対応した成分のみ抽
出する画像間演算処理部と、を備える。また、好ましく
は、上記磁気共鳴検査装置において、上記信号受信手段
とノイズ受信手段とに、所定周波数の電磁波を送信する
電磁波送信手段を備える。また、好ましくは、上記静磁
場発生手段は外装カバーにより、覆われており、ノイズ
受信手段は、上記外装カバーの内部に配置されている。
また、好ましくは、上記検査対象を搭載するための検査
対象用テーブルを備え、ノイズ受信手段は、検査対象用
テーブルの内部に配置されている。また、好ましくは、
上記電磁波ノイズ成分の除去動作を監視し、表示する表
示手段をさらに備える。

【００１６】

【作用】核磁気共鳴信号と電磁波ノイズとを含んだ信号
が、信号検出手段により検出される。ノイズ受信手段
は、電磁波ノイズのみを受信する。受信された電磁波ノ
イズは、信号検出手段の検出信号と対応するように、振
幅と位相とが振幅位相調整手段により調整される。加減
算手段により、信号検出手段の検出信号から、振幅位相
調整手段からの電磁波ノイズ信号が加減算され、核磁気
共鳴信号のみが、抽出される。

【００１７】また、信号受信手段で受信された信号は、
信号処理手段により所定の信号処理が行われる。そし
て、ノイズ受信手段で受信されたノイズ信号は、ノイズ
信号処理手段により所定の信号処理が行われる。計算機
は、信号処理手段の出力信号とノイズ信号処理手段の出
力信号との加減算処理を行う。これにより、核磁気共鳴
信号に対応した成分のみが抽出される。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明による磁気共鳴検査装置の一
実施例の概略構成図である。図１において、中心の磁場
強度０．５Ｔの超電導磁石１内に、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の
互いに直交した３方向に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コ
イル２（図ではＸ，Ｙ，Ｚの方向の区別は示していな
い）と、２１．１３ＭＨｚの高周波磁場を発生する送信
用高周波コイル３と、核磁気共鳴信号を検出する受信用
高周波コイル４とが配設されている。被検者５の検査部
位が、超電導磁石１の中心に一致するように、被検査者
５が磁石１内に搬入される。オペレーター（図示せず）
が、操作卓６上のキーを操作すると、計算機７は予め入
力されている処理プログラムにより、制御回路８に指令
信号を供給する。

【００１９】制御回路８は、撮影シーケンスに合わせて
Ｘ傾斜磁場電源９，Ｙ傾斜磁場電源１０，Ｚ傾斜磁場電
源１１を起動する。傾斜磁場電源９、１０、１１の出力
電流は、傾斜磁場コイル２に供給され、所望の傾斜磁場
が発生される。また、制御回路８の他の指令信号は、基
準信号発生器１２と変調器１３に供給され、被検者５の
検査部位の水素原子核が共鳴する２１．１３ＭＨｚのパ
ルス状の高周波信号が変調器１３から発生される。この
高周波信号は、高周波電力増幅器１４で１．６ｋＷに増
幅され、送信用高周波コイル３に供給される。これによ
り検査部位を含む必要空間に、高周波磁場が発生し、核
磁気共鳴現象が起きる。

【００２０】高周波磁場印加後の核スピンの運動は、受
信用高周波コイル４に高周波電流として誘起され、前置
増幅器１５、高周波増幅器１６、入力端子２５から差動
入力増幅器１７を介して、検波器１８に供給される。そ
して、検波器１８により検波されて可聴周波数帯域に変
換される。可聴周波数帯域に変換された信号は、可聴周
波数増幅器１９でピーク値が１０Ｖ程度になるように増
幅される。検査部位の種類や検査範囲によって変化する
が、前置増幅器１５と、高周波増幅器１６と、可聴周波
数増幅器１７との合計の増幅度は８０〜１２０ｄＢであ
る。

【００２１】約１０Ｖに増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換
器２０に供給され、このＡ／Ｄ変換器２０でデジタル信
号に変換される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０からのデジ
タル信号は、計算機７に供給され、この計算機７のデー
タメモリ内に蓄えられる。一連のデーターが計測される
と、計算機７は、データメモリ内の信号を演算処理し
て、検査部位の断層像やスペクトル分布図を表示器２１
に表示させる。一方、超電導磁石１の端面には、受信用
高周波コイル４と同じ周波数特性を有するアンテナ２２
が配設されており、その検出信号は高周波増幅器２３と
位相変移器２４とを介して差動入力増幅器１７の入力端
子２６に供給される。

【００２２】上述した磁気共鳴検査装置の動作を説明す
る前に、本発明の原理の概略を説明する。図２は、本発
明の原理の概略説明図である。図２において、被検体３
５からの核磁気共鳴信号は、高周波コイル３６のみに誘
起して高周波信号Ａとして検知される。一方、外来雑音
源（図２では雑音源３７と送信アンテナ３８とで示して
ある）からの電磁波ノイズは、高周波コイル３６とアン
テナ素子３９との双方に誘起される。高周波コイル３６
に誘起された電磁波ノイズＢとアンテナ素子３９に誘起
された電磁波ノイズＣとは、高周波コイル３６とアンテ
ナ素子３９との検出効率と回路構成の違いにより電圧と
位相とが異なる。高周波信号ＡとノイズＢとの合成信号
を増幅度Ｇの高周波増幅器４０で増幅すると、合成信号
の電圧はＧ（Ａ＋Ｂ）となる。一方、ノイズＣは、増幅
度Ｈの高周波増幅器４１と位相変移器２４とを通過する
と、ＨＣ・ｓｉｎθで表されるノイズ信号となる。

【００２３】二つの高周波増幅器４０、４１はそれぞれ
増幅度を任意に変化できるように構成されている。これ
により、ＨＣ＝ＧＢとなるように高周波増幅器４０、４
１の増幅度が調整される。位相変移器２４も任意にシフ
ト量を変化出来るので、θ＝９０゜に調整すると、ＨＣ
・ｓｉｎθ＝ＧＢの関係が成り立つ。次に、合成信号Ｇ
（Ａ＋Ｂ）とノイズ信号ＨＣ・ｓｉｎθとを差動入力増
幅器１７に供給すると、その出力電圧はＧＡのみとな
る。つまり、雑音源３７からの電磁波ノイズが核磁気共
鳴信号に混入しても、電磁波ノイズを除去して、ノイズ
混入の無い核磁気共鳴信号を取り出すことができる。

【００２４】次に、図１に示した一実施例の動作を説明
する。 （１）まず、オペレータは、被検者５を超電導磁石１の
中心に搬入後、操作卓６により検査前処理を選択する。 （２）この前処理は、傾斜磁場と高周波磁場を印加しな
いで信号を計測する。受信用高周波コイル４には、核磁
気共鳴信号が誘起されず、受信用高周波コイル４の近傍
の２１ＭＨｚ帯域の電磁波が誘起される。この電磁波の
強度に応じた電気信号が、高周波コイル４から前置増幅
器１５、高周波増幅器１６を介して差動入力増幅器１７
の入力端子２５に入力される。 （３）アンテナ２２は、超電導磁石１の端面に配設され
ているので、受信用高周波コイル４との距離は１ｍ以内
となっている。この距離は、２１ＭＨｚの電磁波の１波
長以内である。このことから、受信用高周波コイル４と
アンテナ２２とは、同じ電磁波を受信する。異なる点
は、受信効率の違いと、信号の位相である。アンテナ２
２の信号は、高周波増幅器２３と位相変移器２４とを経
て差動入力増幅器１７の入力端子２６に供給される。

【００２５】（４）差動入力増幅器１７からは、二つの
信号の差の成分を表す信号が出力される。この出力信号
は、検波器１８で検波された後、可聴増幅器１９で増幅
され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジィタル信号となって、計
算機７に供給される。 （５）計算機７は、供給された信号の振幅強度が、最少
になるように高周波増幅器２３の増幅度と位相変移器２
４の位相量とを制御回路８を介して制御する。修練動作
（( ２) から( ５) までの動作）を実行することで、差
動入力増幅器１７の入力端子２５と入力端子２６とにお
ける信号は、振幅が同じで、位相が１８０゜異なること
になる。 （６）次に、オペレーターは、必要な検査モードを操作
卓６のキー操作により選択することで検査が開始され
る。このとき、核磁気共鳴信号の検出レベルに応じて高
周波増幅器１６の増幅度が変化するが、同じ変化量にな
るように高周波増幅器２３の増幅度を変化させる。つま
り、検査モードに応じて、高周波増幅器１６および２３
の増幅度が変化し、電磁波ノイズが除去される。

【００２６】以上のように、本発明の一実施例によれ
ば、受信用高周波コイル４に混入した電磁波ノイズと同
等の電磁波ノイズを受信するアンテナ２２を設置し、こ
のアンテナ２２で受信した電磁波ノイズに基づいて、受
信用高周波コイル４からの信号から電磁波ノイズを除去
する構成となっている。したがって、高周波シールドを
施さずとも、さらに周囲環境の変化により電磁波ノイズ
のレベルが変化しても、電磁波ノイズの影響を受けるこ
となく高精度の検査を実施できる磁気共鳴検査装置を実
現できる。また、検査モードに応じて、受信用高周波コ
イル４に接続される回路のパラメータと、アンテナ２２
に接続される回路のパラメータとを変化する構成とした
ので、検査モードの変更にかかわらず、高精度の検査を
実施することができる。さらに、被検者５を受信用高周
波コイル４内に配置してから調整を行うので、被検者の
個体差にかかわらず、高精度の検査を実施することがで
きる。

【００２７】図３は、本発明による磁気共鳴検査装置の
他の実施例の概略構成図であり、図１の例と同等な部分
には、同一の符号を付してある。図３において、高周波
磁場印加後の核スピンの運動は、受信用高周波コイル４
に高周波電流として誘起され、前置増幅器１５、高周波
増幅器１６を介して、検波器１８に供給される。そし
て、検波器１８により検波されて可聴周波数帯域に変換
される。可聴周波数帯域に変換された信号は、可聴周波
数増幅器１９でピーク値が１０Ｖ程度になるように増幅
される。検査部位の種類や検査範囲によって変化する
が、前置増幅器１５と、高周波増幅器１６と、可聴周波
数増幅器１９との合計の増幅度は８０〜１２０ｄＢであ
る。

【００２８】約１０Ｖに増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換
器２０に供給され、このＡ／Ｄ変換器２０でデジタル信
号に変換される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０からのデジ
タル信号は、計算機７に供給され、この計算機７の一方
のデータメモリ４２（図４に示す）に蓄えられる。

【００２９】一方、超電導磁石１の端面には、受信用高
周波コイル４と同じ周波数特性を有するアンテナ２２が
配設されおり、その検出信号は、前置増幅器１５Ａ、高
周波増幅器１６Ａを介して、検波器１８Ａに供給され
る。そして、検波器１８Ａにより検波されて可聴周波数
帯域に変換される。可聴周波数帯域に変換された信号
は、可聴周波数増幅器１９Ａに供給され、増幅される。
増幅された信号はＡ／Ｄ変換器２０Ａでデジタル信号に
変換され、計算機７の他方のデータメモリ４３（図４に
示す）に蓄えられる。

【００３０】図４は、計算機７のデータ処理部のブロッ
ク図であり、Ａ／Ｄ変換器２０および２０Ａからのデジ
タル信号は、このデータ処理部により、処理される。次
に、図３および図４を参照して、本発明の他の実施例の
動作を説明する。

【００３１】（１）オペレータは、被検者５を、検査部
位が超電導磁石１の中心となるように搬入し、操作卓６
のキー操作により検査を開始する。 （２）計算機７は、プログラムに従って、制御回路８を
介して傾斜磁場電源９〜１１と、基準信号発生器１２
と、変調器１３とを動作させる。受信用高周波コイル４
で検出された核磁気共鳴信号は、前置増幅器１５、高周
波増幅器１６、検波器１８、可聴周波数増幅器１９、Ａ
／Ｄ変換器２０を介して計算機７のデータメモリ４２に
供給される。 （３）核磁気共鳴信号の検出と同時期に、アンテナ２２
で検出された信号は、核磁気共鳴信号と同様に前置増幅
器１５Ａ、高周波増幅器１６Ａ、検波器１８Ａ、可聴周
波数増幅器１９Ａ、Ａ／Ｄ変換器２０Ａを介して計算機
７のデータメモリ４３供給される。

【００３２】（４）データメモリ４２に記憶されたデー
タは、イメージプロセッサ４４内のデータ補正部４５に
より、オフセット量等のデータ補正が施される。そし
て，データ補正が施されたデータは、二次元フーリエ変
換処理部４６により、フーリエ変換が行われた後に、絶
対値計算部４７により、絶対値が計算される。 （５）データメモリ４３に記憶されたのデータは、イメ
ージプロセッサ４４内のデータ補正部４５Ａにより、オ
フセット量等のデータ補正が施される。そして、データ
補正が施されたデータは、二次元フーリエ変換処理部４
６Ａにより、フーリエ変換が行われた後に、絶対値計算
部４７Ａにより、絶対値が計算される。

【００３３】（６）絶対値計算部４７および４７Ａから
の、それぞれの二次元データは、画像間演算処理部４８
により、演算処理が行われ、画像データメモリ４９に一
時保存される。画像間演算処理部４８は、被検者５の検
査部位の核磁気共鳴信号によるデータのみが抽出される
ように、二つの二次元データの重み付け処理も実行する
ものである。 （７）最終画像は、長期間保存管理する画像データディ
スクメモリ５０に供給されるとともに表示メモリ５１に
供給される。そして、表示メモリ５１に供給された画像
は、表示器２１より表示される。

【００３４】以上のように、本発明の他の実施例によれ
ば、図１に示した例と同様な効果を得ることができる。
さらに、本発明の他の実施例によれば、受信用高周波コ
イル４に接続される回路系とアンテナ２２に接続される
回路系とが、同等な構成となっている。したがって、こ
れら回路系と回路系との調整作業を検査実施前に行う必
要がなく、被検者５の搬入後に、速やかに検査に移行で
きる。

【００３５】図５は、本発明による磁気共鳴検査装置の
さらに他の実施例の要部概略構成図であり、図１の例と
同等な部分には、同一の符号を付してある。ただし、一
点鎖線で示した構成５３は、図１の例全体を表すもので
ある。図５において、超電導磁石１より１５ｍ程度（こ
れは２１ＭＨｚの１波長より長い距離）の距離に別の送
信アンテナ３８が配設されている。送信アンテナ３８に
は高周波送信器５２が接続されており、任意の周波数の
電磁波を１ｍＷの強度で空中に放射するように構成され
ている。

【００３６】次に、図５の例の動作を説明する。 （１）まず、検査に先立ち、高周波送信器５２より２
１．１４ＭＨｚの高周波電力を送信アンテナ３８に供給
する。 （２）オペレーターは、被検者５を超電導磁石１の中心
に搬入後、操作卓６により検査前処理を選択する。

【００３７】（３）この検査前処理においては、傾斜磁
場と高周波磁場は印加されない。したがって、受信用高
周波コイル４には核磁気共鳴信号は誘起されず、受信用
高周波コイル４の近傍の２１．１４ＭＨｚ帯域の電磁波
が誘起される。この電磁波の強度に応じた信号が前置増
幅器１５、高周波増幅器１６を介して差動入力増幅器１
７の入力端子２５に供給される。 （４）アンテナ２２は、超電導磁石１の端面に配設さ
れ、受信用高周波コイル４との距離は１ｍ以内である。
この距離は、２１ＭＨｚの電磁波の１波長以内である。
このことから、受信用高周波コイル４とアンテナ２２は
同じ２１．１４ＭＨｚの電磁波を受信する。異なる点は
受信効率の違いと、信号の位相である。アンテナ２２で
受信された信号は、高周波増幅器２３、位相変移器２４
を介して差動入力増幅器１７の入力端子２６に供給され
る。 （５）差動入力増幅器１７の出力信号は、検波器１８で
検波された後、可聴増幅器１９で増幅され、Ａ／Ｄ変換
器２０に供給される。このＡ／Ｄ変換器２０でデジタル
信号となり、計算機７に供給される。 （６）計算機７は、供給された信号の振幅強度が最少に
なるように、高周波増幅器２３の増幅度と位相変移器２
４の位相量とを制御回路０８を介して制御する。修練動
作（（３）から（６）までの動作）を実行することで、
差動入力増幅器１７の入力端子２５と入力端子２６の信
号は、振幅が同じで、位相が１８０゜異なることにな
る。

【００３８】（７）次に、オペレータは、必要な検査モ
ードを操作卓６のキー操作により選択することで検査が
開始される。このとき、核磁気共鳴信号の検出レベルに
応じて高周波増幅器１６の増幅度が変化するが、同じ変
化量になるように高周波増幅器２３の増幅度を変化させ
る。このように構成することで、常に２１．１４ＭＨｚ
の電磁波の信号レベルは、計算機７の入力端で最少値に
維持される。

【００３９】以上のように、図５に示した例によれば、
超電導磁石１から約１５ｍ離れた送信アンテナ３８から
２１．１４ＭＨｚの電磁波を送信し、この電磁波に基づ
いて、高周波増幅器１６、２３、位相変移器２４の調整
を行うように構成した。したがって、図１の例と同様な
効果が得られる他に、周囲環境の電磁界強度が変化する
場所や、微弱な場所であっても、高周波増幅器１６、２
３、位相変移器２４の調整を確実に行うことができる。

【００４０】図６は、本発明による磁気共鳴検査装置の
さらに他の実施例の要部概略構成図であり、図３の例と
同等な部分には、同一の符号を付してある。ただし、一
点鎖線で示した構成５４は、図３の例全体を表すもので
ある。図６において、超電導磁石１より１５ｍ程度（こ
れは２１ＭＨｚの１波長より長い距離）の距離に別の送
信アンテナ３８が配設されている。送信アンテナ３８に
は高周波送信器５２が接続されており、任意の周波数の
電磁波を１ｍＷの強度で空中に放射するように構成され
ている。

【００４１】次に、図６の例の動作を説明する。 （１）まず、検査に先立ち、高周波送信器５２より２
１．１４ＭＨｚの高周波電力を送信アンテナ３８に供給
する。 （２）オペレーターは、被検者５の検査部位が超電導磁
石１の中心となるように搬入後、操作卓６のキー操作に
より検査を開始する。 （３）計算機７は、プログラムに従って、制御回路８を
介して傾斜磁場電源９〜１１と、基準信号発生器１２
と、変調器１３とを動作させる。受信用高周波コイル４
で検出された核磁気共鳴信号は、前置増幅器１５、高周
波増幅器１６、検波器１８、可聴周波数増幅器１９、Ａ
／Ｄ変換器２０を介して計算機７のデータメモリ４２に
供給される。

【００４２】（４）核磁気共鳴信号の検出と同時期に、
アンテナ２２で検出された信号は、前置増幅器１５Ａ、
高周波増幅器１６Ａ、検波器１８Ａ、可聴周波数増幅器
１９Ａ、Ａ／Ｄ変換器２０Ａを介して計算機７のデータ
メモリ４３に供給される。 （５）データメモリ４２内に記憶されたデータは、イメ
ージプロセッサ４４内で、データ補正、二次元フーリエ
変換処理、絶対値計算が行われる。 （６）データメモリ４３内に記憶されたデータは、イメ
ージプロセッサ４４内で、データ補正、二次元フーリエ
変換処理、絶対値計算が行われる。

【００４３】（７）二次元データは、画像間演算処理が
行われ、画像データメモリ４９に一時保存される。この
画像間演算処理は、被検者５の検査部位からの核磁気共
鳴信号によるデータのみが抽出されるように、二つの二
次元データの重み付け処理も実行するものである。 （８）最終画像は、長期間保存管理する画像データディ
スクメモリ５０に供給されるとともに、表示メモリ５１
に供給され、表示器２１より表示される。

【００４４】以上のように、図６に示した例によれば、
超電導磁石１から約１５ｍ離れた送信アンテナ３８から
２１．１４ＭＨｚの電磁波を送信し、この電磁波を利用
して、電磁波ノイズを除去するように構成した。したが
って、図３の例と同様な効果が得られる他に、外部の電
磁波の中に基準信号が含まれているので、二次元データ
と基準信号の関係より、画像データ内の基準信号強度を
判別して自動的に上記（７）に示した重み付け処理が可
能となる。

【００４５】図７は、図１、図３、図５、図６の例にお
ける、アンテナ２２の設置例である。図７において、５
５は超電導磁石１の外装ケースの全面カバーであり、ア
ンテナ２２はこの全面カバー５５内に埋め込まれてい
る。全面カバー５５は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック
( Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ
ｓ ) ）で作られており、２１ＭＨｚの電磁波に対して
は遮蔽効果は無い。このため、アンテナ２２を全面カバ
ー５５内に埋め込んでもアンテナ２２の本来の機能特性
には影響しない。このようにアンテナ２２を全面カバー
５５内に埋め込むことにより、アンテナ２２を受信用高
周波コイル４に接近させることができるので、高周波コ
イル４で検出される電磁波ノイズと、アンテナ２２で検
出される電磁波ノイズとの相関がより強くなる。この結
果、より高精度の補正を行うことができる。さらに、ア
ンテナ２２を核磁気共鳴検査装置とは別個に配置する場
合に比較して、アンテナ２２を設置するための新たなス
ペースを確保する必要がなく、また、外観上も好ましい
ものとなる。なお、図７の例において、５６は患者テー
ブルであり、この患者テーブル５６内にアンテナ２２を
組み込むように構成してもよい。

【００４６】図８は、この発明のさらに他の実施例の概
略構成図であり、図１の例と同等な部分には、同一の符
号を付してある。図８の例においては、図１の例にコン
パレータ５７と表示器５８が追加されており、その他の
構成は同様となっている。そして、制御回路８から高周
波増幅器２３及び位相変移器２４に供給される制御信号
が、コンパレータ５７にも供給される。コンパレータ５
７において、供給された２つの制御信号の電圧レベルが
比較され、電磁波ノイズの検出及び補正が正常に実行さ
れているか否かが判定される。上記検出及び補正が正常
に実行されていれば、コンパレータ５７は表示器５８を
駆動し、正常動作中を示す表示を行う。このように構成
することにより、核磁気共鳴検査装置を操作するオペレ
ータは、電磁波ノイズの検出及び補正が正常に実行され
ているか否かを常に把握することができる。したがっ
て、もし、ノイズ除去動作が不良であった場合には、そ
れを把握して、再検査等の処理を行うことができる。な
お、電磁波ノイズの検出及び補正動作が実行中であるこ
とを表示する表示手段は、図１の例のみならず、図３、
図５、図６の例に追加することもできる。

【００４７】また、図８の例においては、制御回路８か
ら高周波増幅器２３及び位相変移器２４に供給される制
御信号を用いて、電磁波ノイズの検出及び補正動作が実
行中であることを表示したが、計算器７の処理過程を表
示器に表示させ、上記検出及び補正動作が実行中である
か否かを判断するように構成してもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、以下のような効果がある。磁場発生手段
と、核磁気共鳴信号を含んだ信号を検出する信号検出手
段と、核磁気共鳴信号に基づいて演算を行う計算機と、
計算機の演算結果を出力する出力手段と、を有する磁気
共鳴検査装置において、検査対象付近の電磁波ノイズを
受信するノイズ受信手段と、受信された電磁波ノイズの
振幅と位相とを調整する振幅および位相調整手段と、核
磁気共鳴信号検出手段が検出した信号と振幅位相調整手
段の出力電磁波ノイズ信号との加算又は減算処理を行
い、電磁波ノイズ成分を除去して、核磁気共鳴信号のみ
抽出する加減算手段と、を備え、加減算手段から出力さ
れる核磁気共鳴信号に対応した信号を計算機に供給する
ように構成される。したがって、高周波シールドを施さ
ずとも、さらに周囲環境の変化により電磁波ノイズのレ
ベルが変化しても、電磁波ノイズの影響を受けることな
く高精度の検査を実施できる磁気共鳴検査装置を実現で
きる。

【００４９】また、上記磁気共鳴検査装置において、上
記信号検出手段とノイズ受信手段とに、所定周波数の電
磁波を送信する電磁波送信手段をさらに備える構成とす
れば、周囲環境の電磁界強度が変化しやすい場所や微弱
な場所であっても、振幅及び位相調整手段の調整を確実
に行うことができる。

【００５０】また、磁場発生手段と、核磁気共鳴信号を
受信する信号受信手段と、信号受信手段からの出力信号
に所定の処理を行う信号処理手段と、核磁気共鳴信号に
基づいて演算を行う計算機と、この計算機の演算結果を
出力する出力手段と、を有する磁気共鳴検査装置におい
て、検査対象付近の電磁波ノイズを受信するノイズ受信
手段と、信号処理手段と同等の機能を有し、ノイズ受信
手段からの出力ノイズ信号に所定の処理を行うノイズ信
号処理手段と、を備え、信号処理手段からの出力信号
と、ノイズ信号処理手段からの出力信号と、の加減算処
理を計算機にて実行し、電磁波ノイズ成分を除去して、
核磁気共鳴信号に対応した成分のみ抽出するように構成
される。したがって、高周波シールドを施さずとも、さ
らに周囲環境の変化により電磁波ノイズのレベルが変化
しても、電磁波ノイズの影響を受けることなく高精度の
検査を実施できる。さらに、信号処理手段とノイズ信号
処理手段とが同等な構成となっているので、これら信号
処理手段とノイズ信号処理手段との調整作業を検査実施
前に行う必要がなく、被検体の搬入後に、速やかに検査
に移行できる。

【００５１】また、上記磁気共鳴検査装置において、ノ
イズ受信手段は、磁場発生手段の外装カバーの内部に配
置し、信号受信手段により接近した位置となるように構
成すれば、信号受信手段とノイズ受信手段とが検出する
電磁波ノイズの相関が大となり、電磁波ノイズの除去処
理精度が向上される。また、上記磁気共鳴検査装置にお
いて、電磁波ノイズ成分の除去動作を監視し、表示する
表示手段をさらに備えれば、オペレータは除去動作を常
時監視できるので、もし、ノイズ除去動作が不良であっ
た場合には、それを把握して、再検査等の処理を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴検査装置の一実施例の概
略構成図である。

【図２】本発明の原理を説明する図である。

【図３】本発明による磁気共鳴検査装置の他の実施例の
概略構成図である。

【図４】計算機内におけるデータ処理部のブロック図で
ある。

【図５】本発明による磁気共鳴検査装置のさらに他の実
施例の要部概略構成図である。

【図６】本発明による磁気共鳴検査装置のさらに他の実
施例の要部概略構成図である。

【図７】アンテナ２２の設置例を示す磁気共鳴装置の概
略斜視図である。

【図８】本発明による磁気共鳴検査装置のさらに他の実
施例の要部概略構成図である。

【図９】従来の磁気共鳴検査装置の概略構成図である。

【図１０】スピンエコー法のパルスシーケンス図であ
る。

【符号の説明】

１ 超電導磁石 ２ 傾斜磁場コイル ３ 送信用高周波コイル ４ 受信用高周波コイル ５ 被検者 ７ 計算機 ９、１０、１１ 傾斜磁場電源 １５ 前置増幅器 １６、２３ 高周波増幅器 １７ 差動入力増幅器 １８ 検波器 １９ 可聴周波数増幅器 ２０ Ａ／Ｄ変換器 ２１、５８ 表示器 ２２ アンテナ ２４ 位相変移器 ３８ 送信アンテナ ４４ イメージプロセッサ ４５ データ補正手段 ４６ 二次元フーリエ変換処理部 ４７ 絶対値計算部 ４８ 画像間演算処理部 ５２ 高周波送信器 ５５ 全面カバー ５６ 患者テーブル ５７ コンパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/02 Ｎ 8203−2Ｇ Ｇ０１Ｒ 33/22 Ｔ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各
   磁場発生手段と、検査対象からの核磁気共鳴信号を含ん
   だ信号を検出する信号検出手段と、核磁気共鳴信号に基
   づいて検査対象の医学的情報を得るための演算を行う計
   算機と、この計算機の演算結果を出力する出力手段と、
   を有する磁気共鳴検査装置において、 検査対象付近の電磁波ノイズを受信するノイズ受信手段
   と、 ノイズ受信手段により受信された電磁波ノイズの振幅と
   位相とを調整する振幅および位相調整手段と、 上記信号検出手段が検出した信号と、振幅位相調整手段
   から出力される電磁波ノイズ信号と、の加算または減算
   処理を行い、信号検出手段の検出信号から電磁波ノイズ
   成分を除去して、核磁気共鳴信号のみ抽出する加減算手
   段と、 を備え、加減算手段から出力される核磁気共鳴信号に対
   応した信号を上記計算機に供給するように構成したこと
   を特徴とする磁気共鳴検査装置。
2. 【請求項２】 静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各
   磁場発生手段と、検査対象からの核磁気共鳴信号を含ん
   だ信号を受信する信号受信手段と、信号受信手段から出
   力される信号に所定の処理を行う信号処理手段と、核磁
   気共鳴信号に基づいて検査対象の医学的情報を得るため
   の演算を行う計算機と、この計算機の演算結果を出力す
   る出力手段と、を有する磁気共鳴検査装置において、 検査対象付近の電磁波ノイズを受信するノイズ受信手段
   と、 上記信号処理手段と同等の機能を有し、ノイズ受信手段
   から出力されるノイズ信号に所定の処理を行うノイズ信
   号処理手段と、 を備え、上記信号処理手段からの出力信号と、ノイズ信
   号処理手段からの出力信号と、の加減算処理を上記計算
   機にて実行し、電磁波ノイズ成分を除去して、核磁気共
   鳴信号に対応した成分のみ抽出するように構成したこと
   を特徴とする核磁気共鳴検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の磁気共鳴検査装置におい
   て、上記信号検出手段とノイズ受信手段とに、所定周波
   数の電磁波を送信する電磁波送信手段を備えることを特
   徴とする磁気共鳴検査装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の磁気共鳴検査装置におい
   て、上記計算機は、上記信号処理手段からの出力信号と
   ノイズ信号処理手段からの出力信号とを二次元フーリエ
   変換するフーリエ変換処理部と、このフーリエ変換処理
   部からの出力データの絶対値を計算する絶対値計算部
   と、この絶対値計算部からの出力データに基づき、電磁
   波ノイズ成分を除去して核磁気共鳴信号に対応した成分
   のみ抽出する画像間演算処理部と、を備えることを特徴
   とする磁気共鳴検査装置。
5. 【請求項５】 請求項２記載の磁気共鳴検査装置におい
   て、上記信号受信手段とノイズ受信手段とに、所定周波
   数の電磁波を送信する電磁波送信手段を備えることを特
   徴とする磁気共鳴検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のうちのいずれか
   １項記載の磁気共鳴検査装置において、上記静磁場発生
   手段は外装カバーにより、覆われており、上記ノイズ受
   信手段は、上記外装カバーの内部に配置されていること
   を特徴とする磁気共鳴検査装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項５のうちのいずれか
   １項記載の磁気共鳴検査装置において、上記検査対象を
   搭載するための検査対象用テーブルを備え、上記ノイズ
   受信手段は、上記検査対象用テーブルの内部に配置され
   ていることを特徴とする磁気共鳴検査装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７のうちのいずれか
   １項記載の磁気共鳴検査装置において、上記電磁波ノイ
   ズ成分の除去動作を監視し、表示する表示手段をさらに
   備えることを特徴とする磁気共鳴検査装置。