JPH0694820A - 核磁気共鳴装置のパルス調節方法 - Google Patents
核磁気共鳴装置のパルス調節方法Info
- Publication number
- JPH0694820A JPH0694820A JP4247618A JP24761892A JPH0694820A JP H0694820 A JPH0694820 A JP H0694820A JP 4247618 A JP4247618 A JP 4247618A JP 24761892 A JP24761892 A JP 24761892A JP H0694820 A JPH0694820 A JP H0694820A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- specimen
- high frequency
- time
- equation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】フリップ角を決定する方法において、現状の方
法よりも短時間で正確に９０°パルスを決定する方法を
提供すること。 【構成】緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が同
程度か小さい場合、信号最大値は９０°パルスからずれ
る。通常のシーケンスの直後、θパルスを追加し、θパ
ルスが合わせて偶数になるようにする。このようにする
と、緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が同程度
か小さい場合にも、信号最大値が９０°パルスからずれ
ることはない。 【効果】現状の方法よりも短時間で正確に９０°パルス
を決定できるため、核磁気共鳴スペクトルに必要な計測
の事前調節時間を大幅に減少させることができる。
法よりも短時間で正確に９０°パルスを決定する方法を
提供すること。 【構成】緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が同
程度か小さい場合、信号最大値は９０°パルスからずれ
る。通常のシーケンスの直後、θパルスを追加し、θパ
ルスが合わせて偶数になるようにする。このようにする
と、緩和時間に対してシーケンスの繰返し時間が同程度
か小さい場合にも、信号最大値が９０°パルスからずれ
ることはない。 【効果】現状の方法よりも短時間で正確に９０°パルス
を決定できるため、核磁気共鳴スペクトルに必要な計測
の事前調節時間を大幅に減少させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の核磁気共鳴装置における９０°パ
ルス調整法は、図１のパルス系列を用いて、核磁気緩和
時間の５倍以上の間隔ｔr で、熱平衡にある磁化に高周
波磁場Ｈ1(ｔ）を時間ｔ0 照射すると、磁化は静磁場方
向（ｚ）よりフリップ角θだけ傾く（図２）。
ルス調整法は、図１のパルス系列を用いて、核磁気緩和
時間の５倍以上の間隔ｔr で、熱平衡にある磁化に高周
波磁場Ｈ1(ｔ）を時間ｔ0 照射すると、磁化は静磁場方
向（ｚ）よりフリップ角θだけ傾く（図２）。
【０００３】このフリップ角θは数１で表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここでγは核の磁気回転比である。高周波
磁場Ｈ1(ｔ）が時間ｔ0 継続するのをまとめてパルスと
よぶ。フリップ角がθとなるものをθパルス，フリップ
角が９０°となるものを９０°パルスとよぶ。
磁場Ｈ1(ｔ）が時間ｔ0 継続するのをまとめてパルスと
よぶ。フリップ角がθとなるものをθパルス，フリップ
角が９０°となるものを９０°パルスとよぶ。
【０００６】受信コイルはｘｙ平面に巻かれているか
ら、信号値Ｓはフリップ角θで、
ら、信号値Ｓはフリップ角θで、
【０００７】
【数２】
【０００８】と表現される。ここで、Ａは装置による定
数である。実測の結果は図３に示されている。最大値か
ら９０パルス，ゼロになる点より１８０パルスが得られ
る。
数である。実測の結果は図３に示されている。最大値か
ら９０パルス，ゼロになる点より１８０パルスが得られ
る。
【０００９】核磁気共鳴においては、試料の属性（特に
溶媒の相違など）により、受信コイル系のＱ値が変化す
るため、同じ高周波パルスを用いても、スピンのフリッ
プ角が異なる（試料に対して照射された高周波出力は電
気的に消費されるものと磁気的に消費されるものがあ
り、この割合は被検体の属性により異なる。）。
溶媒の相違など）により、受信コイル系のＱ値が変化す
るため、同じ高周波パルスを用いても、スピンのフリッ
プ角が異なる（試料に対して照射された高周波出力は電
気的に消費されるものと磁気的に消費されるものがあ
り、この割合は被検体の属性により異なる。）。
【００１０】この問題を解決するために、発生するエコ
ー信号に基づいて、被検体の属性が異なっても同じスピ
ンのフリップ角を得るように、高周波パルスのパワーを
最適化する技術が磁気共鳴イメージングでは知られてい
る（特開昭61−191949号，同62−268541号，同63−1351
45号公報参照）。
ー信号に基づいて、被検体の属性が異なっても同じスピ
ンのフリップ角を得るように、高周波パルスのパワーを
最適化する技術が磁気共鳴イメージングでは知られてい
る（特開昭61−191949号，同62−268541号，同63−1351
45号公報参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高周波パルス
のパワーを所定値に調整する場合の重要な課題は、
（１）設定精度と（２）所要時間であり、この２点が同
時に満足されなければ、実用上有効とはいえない。
のパワーを所定値に調整する場合の重要な課題は、
（１）設定精度と（２）所要時間であり、この２点が同
時に満足されなければ、実用上有効とはいえない。
【００１２】また、最近 （１）新測定手法（例えば、２次元測定法等）の普及，
発展にともない、パルスの設定精度が重要となってき
た。
発展にともない、パルスの設定精度が重要となってき
た。
【００１３】（２）超伝導磁石の普及により、静磁場Ｈ
0 が高磁場化し、共鳴周波数ωが大きくなり、電気回路
が高周波帯域（数百ＭＨz）に移行することにより、回
路の整合（チューニング，マッチング）がより重要にな
っている。
0 が高磁場化し、共鳴周波数ωが大きくなり、電気回路
が高周波帯域（数百ＭＨz）に移行することにより、回
路の整合（チューニング，マッチング）がより重要にな
っている。
【００１４】試料の属性（特に溶媒の相違、たとえば重
水素化クロロホルム，重水素化アセトンなど）により、
送受信コイル系の同調点が異なる。そのため、同調をと
りなおす必要があり、その結果として同じ高周波パルス
を用いても、パルスのはいり方が異なり、スピンのフリ
ップ角が異なる。
水素化クロロホルム，重水素化アセトンなど）により、
送受信コイル系の同調点が異なる。そのため、同調をと
りなおす必要があり、その結果として同じ高周波パルス
を用いても、パルスのはいり方が異なり、スピンのフリ
ップ角が異なる。
【００１５】（３）従来法の場合、試料の緩和時間Ｔ1
の数倍待ってパルスをかけなければならないため、測定
に時間がかかる。測定間隔ｔr が短いと、９０゜パルス
より小さいところで最大値となり、最大値でもって９０
゜パルスとすることはできない。これはネルンストの式
として知られており、
の数倍待ってパルスをかけなければならないため、測定
に時間がかかる。測定間隔ｔr が短いと、９０゜パルス
より小さいところで最大値となり、最大値でもって９０
゜パルスとすることはできない。これはネルンストの式
として知られており、
【００１６】
【数３】
【００１７】ここでθはフリップ角、Ａは熱平衡磁化、
Ｅはexp(−ｔr／Ｔ1）である。
Ｅはexp(−ｔr／Ｔ1）である。
【００１８】数３によると、緩和が不充分のために緩和
による項Ｅが入って来る。緩和が充分だと、数２と等し
くなる。
による項Ｅが入って来る。緩和が充分だと、数２と等し
くなる。
【００１９】この場合、試料の緩和時間Ｔ1に対して長
い繰返し時間Ｔr （Ｔ1の５倍以上）をおいて測定する
と、試料中のスピンはそのつど熱平衡磁化Ｍ0 に戻る。
その時得られる信号は、sinθ に比例する。信号最大値
はθ＝９０°のときであり、信号最大値になる高周波出
力値を設定することにより、９０°パルスを設定できる
（図３）。
い繰返し時間Ｔr （Ｔ1の５倍以上）をおいて測定する
と、試料中のスピンはそのつど熱平衡磁化Ｍ0 に戻る。
その時得られる信号は、sinθ に比例する。信号最大値
はθ＝９０°のときであり、信号最大値になる高周波出
力値を設定することにより、９０°パルスを設定できる
（図３）。
【００２０】この方法は、（１）設定精度は充分である
が、（２）所要時間は一点の測定毎に長い繰返し時間Ｔ
r 待つ必要がある（緩和時間は長いものではほぼ１分程
度なので一点の測定に数分程度必要である。）。
が、（２）所要時間は一点の測定毎に長い繰返し時間Ｔ
r 待つ必要がある（緩和時間は長いものではほぼ１分程
度なので一点の測定に数分程度必要である。）。
【００２１】一方、測定時間を短縮すると、９０°より
フリップ角の小さいところで信号最大となるので、最大
値になる点をもって９０°パルスとすることはできず、
設定精度を悪くする（図４）。
フリップ角の小さいところで信号最大となるので、最大
値になる点をもって９０°パルスとすることはできず、
設定精度を悪くする（図４）。
【００２２】それ故、正確な９０°パルスを（１）精度
良く、（２）短時間で求める技術が必要になっている。
良く、（２）短時間で求める技術が必要になっている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明によると、繰返し
時間Ｔrが試料の緩和時間Ｔ1 に対して短い場合におい
て、高周波パルスの設定ずれは測定手法を改良すること
で大幅に改善できることがわかった。その方法は図１の
単一パルス系列を用いるかわり図５の複合パルス系列を
用いると最初のθパルスのあとの信号値は数４で表示さ
れる。
時間Ｔrが試料の緩和時間Ｔ1 に対して短い場合におい
て、高周波パルスの設定ずれは測定手法を改良すること
で大幅に改善できることがわかった。その方法は図１の
単一パルス系列を用いるかわり図５の複合パルス系列を
用いると最初のθパルスのあとの信号値は数４で表示さ
れる。
【００２４】
【数４】
【００２５】このパルス系列では繰返し時間ｔr を短く
してもθが９０°のところで最大値をとる。したがって
大幅に測定時間を短縮できる。従って、必要なとき再短
時間で高周波パルス幅を調節できる。
してもθが９０°のところで最大値をとる。したがって
大幅に測定時間を短縮できる。従って、必要なとき再短
時間で高周波パルス幅を調節できる。
【００２６】基礎理論 繰返し時間／緩和時間の比（Ｔr／Ｔ1比）に依存して、
信号最大値が９０°よりずれる現象数５について説明す
る。
信号最大値が９０°よりずれる現象数５について説明す
る。
【００２７】＜高速法の場合＞図４に示すように １）Ｔr／Ｔ1＞５の場合、信号値はsinθ に比例し、９
０°の時最大である。 ２）Ｔr／Ｔ1≦１の場合、信号値はsinθ に依存しなく
なり、最大値は９０°よりずれる。Ｔr／Ｔ1が１より小
さくなるほど、ずれの程度は大きい。
０°の時最大である。 ２）Ｔr／Ｔ1≦１の場合、信号値はsinθ に依存しなく
なり、最大値は９０°よりずれる。Ｔr／Ｔ1が１より小
さくなるほど、ずれの程度は大きい。
【００２８】１），２）の理由は、
【００２９】
【数５】
【００３０】によると、 １）の場合、Ｅ─＞０となるため、Ｓ─＞sinθとな
る。
る。
【００３１】２）の場合、分母のcosθ の項が消えない
ため、信号値の角度依存性は、単にsinθに比例するの
ではなく、複雑な挙動をとる。この最大値をとるフリッ
プ角θmaxは数５をθに関して微分すると得られ数６と
なる。
ため、信号値の角度依存性は、単にsinθに比例するの
ではなく、複雑な挙動をとる。この最大値をとるフリッ
プ角θmaxは数５をθに関して微分すると得られ数６と
なる。
【００３２】
【数６】
【００３３】数６よりＴr／Ｔ1＞５だとＥ─＞０となる
ため、その結果θmax─＞９０°となる。一方Ｔr／Ｔ1
＞０になるとＥ─＞１となるため、θmax─＞０°とな
る。最大値が９０°よりずれるのは、式の分母に含まれ
る角度依存性項(ずれの因子)
ため、その結果θmax─＞９０°となる。一方Ｔr／Ｔ1
＞０になるとＥ─＞１となるため、θmax─＞０°とな
る。最大値が９０°よりずれるのは、式の分母に含まれ
る角度依存性項(ずれの因子)
【００３４】
【数７】
【００３５】のためである。ここでｆ(θ）は単一パル
スではcosθである。２θパルスが付け加わるごとにcos
２θ が掛け合わされる。
スではcosθである。２θパルスが付け加わるごとにcos
２θ が掛け合わされる。
【００３６】このずれの因子は、９０°に対して反対称
であり、９０°に対して対称であるsinθ との積の結果
９０°に対する対称性をひずませる結果となる。ずれの
因子が無視できる条件Ｅ─＞０（Ｔr／Ｔ1＞５）では、
９０°に対する対称性は保持される。
であり、９０°に対して対称であるsinθ との積の結果
９０°に対する対称性をひずませる結果となる。ずれの
因子が無視できる条件Ｅ─＞０（Ｔr／Ｔ1＞５）では、
９０°に対する対称性は保持される。
【００３７】また角度依存性の項は
【００３８】
【数８】
【００３９】ここでｇ(θ）は単一パルスではsinθ、２
θパルスが付け加わるごとにsin2θが掛け合わされる。
θパルスが付け加わるごとにsin2θが掛け合わされる。
【００４０】最終結論は、ずれの因子１−Ｅｆ(θ)の角
度依存性が９０°に対して反対称であるのを、対称にな
るように工夫をすると良い。
度依存性が９０°に対して反対称であるのを、対称にな
るように工夫をすると良い。
【００４１】
【作用】単一パルスシーケンスのあとにθパルスを付加
すると、このシーケンスの信号値Ｓを表す式は数２より
次の式となる。
すると、このシーケンスの信号値Ｓを表す式は数２より
次の式となる。
【００４２】
【数９】
【００４３】この式は数２の分母にcosθ が付け加わっ
ただけである。この結果、新しいずれの因子１−Ｅcos
θcosθは９０°に対して対称になる（図８）。その結
果、最大値が９０°からずれることはない。
ただけである。この結果、新しいずれの因子１−Ｅcos
θcosθは９０°に対して対称になる（図８）。その結
果、最大値が９０°からずれることはない。
【００４４】
【実施例】この方法を実現するには、たとえば図７のよ
うに、試料７０８を静磁界（磁石７０１）中に配置し、
７０５シーケンス制御システムより７０２高周波発生シ
ステムを経由して作られた高周波パルス系列を７０６送
受信用コイルよりその試料中に照射し、それによって前
記試料から得られる核磁気共鳴信号を７０３信号受信シ
ステムを経由して７０４スペクトル処理システムにより
データ処理をするという一連の操作を７０７操作卓によ
り集中管理するという核磁気共鳴装置があればよい。
うに、試料７０８を静磁界（磁石７０１）中に配置し、
７０５シーケンス制御システムより７０２高周波発生シ
ステムを経由して作られた高周波パルス系列を７０６送
受信用コイルよりその試料中に照射し、それによって前
記試料から得られる核磁気共鳴信号を７０３信号受信シ
ステムを経由して７０４スペクトル処理システムにより
データ処理をするという一連の操作を７０７操作卓によ
り集中管理するという核磁気共鳴装置があればよい。
【００４５】ここで、複合シーケンス（θ−２θ−θ）
について考える（図４）。理論式は
について考える（図４）。理論式は
【００４６】
【数１０】
【００４７】である。
【００４８】新しいずれの因子１−Ｅcos2θcos２θ
は、cos2θもcos２θも９０°に対して対称であること
より、cos2θcos２θも９０°に対して対称になる(図
８）。そのため、信号最大値が９０°からずれることは
ない。そこで、９０°パルスを決定するためのシーケン
ス繰返し時間を極限まで短縮できる。例えば測定の繰り
返し時間を１／１０に短縮できれば通常十数分を要して
いる処理時間を一分ほどで処理できることになり、通常
のシーケンスに標準で組み込むことができる。
は、cos2θもcos２θも９０°に対して対称であること
より、cos2θcos２θも９０°に対して対称になる(図
８）。そのため、信号最大値が９０°からずれることは
ない。そこで、９０°パルスを決定するためのシーケン
ス繰返し時間を極限まで短縮できる。例えば測定の繰り
返し時間を１／１０に短縮できれば通常十数分を要して
いる処理時間を一分ほどで処理できることになり、通常
のシーケンスに標準で組み込むことができる。
【００４９】
【発明の効果】現状の方法よりも短時間で正確に９０°
パルスを決定できるため、核磁気共鳴スペクトルを得る
のに必要な計測の事前調節時間を大幅に減少させること
ができる。
パルスを決定できるため、核磁気共鳴スペクトルを得る
のに必要な計測の事前調節時間を大幅に減少させること
ができる。
【００５０】また、スペクトルを劣化させる大きな要因
を除くことができる。
を除くことができる。
【図１】従来のパルス系列（単一パルス）を示す図であ
る。
る。
【図２】フリップ角の定義を示す図である。
【図３】従来のパルス系列の測定結果を示す図である。
【図４】従来のパルス系列の短時間繰返しでの角度依存
性を示す図である。
性を示す図である。
【図５】複合パルス系列を示す図である。
【図６】複合パルス系列での角度依存性を示す図であ
る。
る。
【図７】装置の概略を示す図である。
【図８】cos2θcos２θ角度依存性を示す図である。
１０１…θパルス、１０２…パルス強度Ｈ1、１０３…
パルス継続時間ｔ0、１０４…繰返し時間ｔr 、２０１
…熱平衡磁化、２０２…ｚ軸より傾いた磁化、２０３…
傾き角（フリップ角）、２０４…回転系における高周波
磁場の方向、２０５…静磁場の方向、２０６…送受信用
コイル、３０１…信号値(最大値１)、３０２…フリップ
角、５０１…θパルス、５０２…２θパルス、５０３…
繰返し時間ｔr 、６０１…信号値（最大値１）、６０２
…フリップ角、７０１…磁石、７０２…高周波発生シス
テム、７０３…信号受信システム、７０４…スペクトル
処理システム、７０５…シーケンス制御システム、７０
６…送受信用コイル、７０７…操作卓、７０８…試料。
パルス継続時間ｔ0、１０４…繰返し時間ｔr 、２０１
…熱平衡磁化、２０２…ｚ軸より傾いた磁化、２０３…
傾き角（フリップ角）、２０４…回転系における高周波
磁場の方向、２０５…静磁場の方向、２０６…送受信用
コイル、３０１…信号値(最大値１)、３０２…フリップ
角、５０１…θパルス、５０２…２θパルス、５０３…
繰返し時間ｔr 、６０１…信号値（最大値１）、６０２
…フリップ角、７０１…磁石、７０２…高周波発生シス
テム、７０３…信号受信システム、７０４…スペクトル
処理システム、７０５…シーケンス制御システム、７０
６…送受信用コイル、７０７…操作卓、７０８…試料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 宗孝 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内
Claims (1)
- 【請求項１】試料を静磁界中に配置し、その試料中に複
数の高周波パルス系列を照射し、それによって前記試料
から得られる核磁気共鳴信号に基づいて前記高周波パル
スを試料の緩和時間に依存せず、短時間に所定値に高精
度に調整することを特徴とする核磁気共鳴装置のパルス
調節方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247618A JPH0694820A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 核磁気共鳴装置のパルス調節方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4247618A JPH0694820A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 核磁気共鳴装置のパルス調節方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694820A true JPH0694820A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17166192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4247618A Pending JPH0694820A (ja) | 1992-09-17 | 1992-09-17 | 核磁気共鳴装置のパルス調節方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694820A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5960771A (en) * | 1997-11-19 | 1999-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and device for controlling the volume of intake air for an engine |
| US5983860A (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Throttle control device |
| US6109239A (en) * | 1998-10-26 | 2000-08-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle drive power control apparatus |
-
1992
- 1992-09-17 JP JP4247618A patent/JPH0694820A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5983860A (en) * | 1996-12-19 | 1999-11-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Throttle control device |
| DE19756896C2 (de) * | 1996-12-19 | 2003-03-20 | Toyota Motor Co Ltd | Drosselsteuervorrichtung |
| US5960771A (en) * | 1997-11-19 | 1999-10-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and device for controlling the volume of intake air for an engine |
| US6109239A (en) * | 1998-10-26 | 2000-08-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Vehicle drive power control apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dikanov et al. | Electron spin echo envelope modulation (ESEEM) spectroscopy | |
| EP0605948A1 (en) | Improvements relating to sample monitoring | |
| JPH0350537B2 (ja) | ||
| JP2003180655A (ja) | Ｍｒ装置中の対象の位置を測定する方法、並びに、かかる方法を行うためのカテーテル及びｍｒ装置 | |
| US4891593A (en) | Methods of obtaining images representing the distribution of paramagnetic molecules in solution | |
| US3774103A (en) | Method of recording spin resonance spectra and a spin resonance spectrometer suited for the purpose | |
| EP0209374B1 (en) | Nmr phase encoding using phase-varying rf pulses | |
| JPH0316554A (ja) | 磁界の測定方法 | |
| US4931733A (en) | Method and apparatus for determining shim coil current in nuclear magnetic resonance imaging | |
| JPH06507016A (ja) | 物質を検出する方法および装置 | |
| JPH0337406B2 (ja) | ||
| KR20040071634A (ko) | 와전류 보정 방법 및 자기 공명 촬영 장치 | |
| JPH0736007B2 (ja) | Ｎｍｒパルス実験において横方向磁化を励起する方法 | |
| US4684892A (en) | Nuclear magnetic resonance apparatus | |
| US4876508A (en) | Method and apparatus for NMR imaging | |
| US4631480A (en) | Nuclear magnetic resonance method and apparatus | |
| JPH0694820A (ja) | 核磁気共鳴装置のパルス調節方法 | |
| JPH03500016A (ja) | 渦電流効果の測定方法 | |
| Chiang et al. | Photon-echo nuclear double resonance in La F 3: Pr 3+ | |
| Back et al. | Modulated adiabatic passage of oriented nuclei. II. Experimental results for CoFe alloys | |
| Hollitscher | Core losses in magnetic materials at very high flux densities when the flux is not sinusoidal | |
| GB2264175A (en) | Compensating eddy-current effects with reversed gradients | |
| US5235280A (en) | Method for determining optimized radio-frequency pulse shapes for selective excitation in magnetic resonance spectroscopy and imaging | |
| US3886439A (en) | Method of separating broad and narrow lines of a frequency spectrum | |
| US2837712A (en) | Microwave measurement apparatus |