JPH0738849B2 - Nmrイメ−ジング装置 - Google Patents

Nmrイメ−ジング装置

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JPH0738849B2
JPH0738849B2 JP59270405A JP27040584A JPH0738849B2 JP H0738849 B2 JPH0738849 B2 JP H0738849B2 JP 59270405 A JP59270405 A JP 59270405A JP 27040584 A JP27040584 A JP 27040584A JP H0738849 B2 JPH0738849 B2 JP H0738849B2
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宗孝 津田
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    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/483NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/4833NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
    • G01R33/4835NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴(以下NMRという)現象を用いて被
検体のイメージングを行うNMRイメージング装置に関す
る。
〔発明の背景〕
核磁気共鳴は有機化合物の構造解析や物性物理の研究に
用いられ重要な分析手段となつている。1971年に米国の
Damadianが、ラツトの腫瘍の剔出組織についてT1緩和時
間をNMRで測定して、悪性組織は正常組織よりもT1緩和
時間が長いことをみいだし、緩和時間測定が両者の鑑別
に役立つことを示唆した。その後1973年おなじ米国のLa
uterburが、傾斜磁場を用いて2次元的NMR画像を得る方
法を提案した。これらの研究によりNMRイメージング診
断が世界的にクローズアツプされた。特に、T1緩和時間
をパラメータにとつたNMR画像が医学の診断に有効であ
ることが、その後の臨床研究でも明らかになつてきた。
しかし、生体中の核スピンのT1緩和時間はおおよそ100
ミリ秒から1秒の間に分布しており、このT1緩和時間を
NMR画像として1枚分計測するには10数分の時間を要し
ている。このため被検体である患者は計測のためNMRイ
メージング装置内に比較的長い時間置かれることが多か
つた。
これを改善するため実質的な平面スライスではなく、被
検体の体積の計測に関する技術が開発された。この技術
開発の結果、1枚のスライス計測時間内に診断に必要な
関心部位の複数のスライスが得られ、広く利用されてい
るX線CTに匹敵するスループツトが得られるようになつ
た(特開昭57−127834号公報)。この方法によれば、T1
緩和時間をNMR画像上に反映するための核スピンを反転
させる高周波磁界のπパルスは被検体の選択された特定
部位でなく高周波磁場発生コイル内にある全域のスピン
を反転させるように印加される。それから一定時間経過
後、複数の特定部位のスライスを選択するために、それ
ぞれの傾斜磁場の存在の下で一連の高周波磁界のπ/2パ
ルスを印加して核磁気共鳴現象を起こし、実質的に1枚
の計測時間内に複数のスライスのNMR画像を得ている。
ここで、該スピンの反転用に用いた高周波磁界のπパル
スは全スライス面のスピンを反転させるように印加され
るので、計測のためその後に印加される一連の高周波磁
界のπ/2パルスとの時間的間隔がスライスごとに異な
る。このためT1緩和時間のパラメータはスライスごとに
高周波磁界のπ/2パルスの時間間隔ずつ変化することに
なり、同質のNMR像が得られない。病変部は着目部位だ
けでなくその周辺部にも広がっていたり、他の部位にも
転移していたりすることが多い。このため、NMR画像を
観察することによる診断は着目部位を含めてある広がり
をもった部位の複数のスライス画像を比較的検討しなが
ら行われることが望ましい。しかし、前述したように、
各スライス像が異なった条件下で得られた非同質画像す
なわちT1エンハンス値が異なる画像である場合は比較検
討による診断に誤りが生じる恐れがある。
なお、このような従来技術を示すものとしては特開昭57
−12783号等がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的はスループットの向上が図られるととも
に、複数のスライス画像の比較検討にもとづく診断にお
いてT1エンハンス値が異なることによる誤診を防止する
のに適したNMRイメージング装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、被検体が配置される静磁場を発生させ
る手段と、その静磁場に加えられる傾斜磁場を発生させ
る手段と、この傾斜磁場の存在下で前記被検体に複数の
選択性高周波πパルスを時間を違えて予め定められた順
序で与えてこれらのパルスに対応するスライスをそれぞ
れ選択し、そしてこれらの選択されたスライスから実質
時に同じ時間間隔で核磁気共鳴エコー信号をそれぞれ発
生させるように前記被検体に選択性高周波π/2パルスお
よび選択性高周波πパルスからなる複数のパルス対を時
間を違えて与える手段とを備えていることにある。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明によるNMRイメージング装置の一実施例
の構成を示す。被検体である患者3は、静磁場を発生す
る磁石コイル4、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル
5、高周波磁界を発生する高周波コイル6、NMR信号を
検出する検出器7内に配置される。磁石コイル4は磁石
電源8で励磁され、たとえば1500ガウスの磁場を発生し
ている。このときの水素核の共鳴周波数は6.375MHzであ
るので、周波数シンセサイザー9は6.375MHzの連続波を
発生しており、その高周波信号は送信器10で増幅される
とともにパルス変調される。このパルス変調はシステム
制御部11の信号によつて行なわれる。パルス変調された
高周波信号は振幅変調器12でSINC関数に変調されて、高
周波電力増幅器13で必要な電力に増幅され、先の高周波
コイル6に印加される。これと同時にシステム制御部11
の別の信号によりスライス用傾斜磁場を発生させるた
め、Z傾斜磁場電源14が傾斜磁場コイル5を励磁する。
NMRの信号は検出器7で検出され、プリアンプ15と受信
器16で増幅されて検波器17に印加される。検波器17では
送信器10からの高周波信号を参照信号として検波し、可
聴帯域の電気信号に変換してオーデイオアンプ18に印加
する。この時スライス面内の位置的情報をNMR信号に盛
り込むために、システム制御部11で制御されたX傾斜磁
場電源19とY傾斜磁場電源20が傾斜磁場コイル5を励磁
する。オーデイオアンプ18で増幅されたNMR信号はA/Dコ
ンバーター21でデイジタル量となつてシステム制御部11
に入り、ここに一時蓄えられて信号の時間平均化等が行
なわれたのち、コンピユーター22で演算処理され断層像
に再構成される。この信号は再びシステム制御部11を介
してモニター23に表示される。ここでシステム制御部11
は、第2図に示すパルス列を発生するために、周波数シ
ンセサイザ9に周波数制御信号を印加できるように接続
されている。
以下、パルス列の相互関係を第2図により説明する。第
1のスライス位置に対応する共鳴周波数6.375MHzの周波
数のπパルスを印加する。次に、第2のスライス位置に
対応する共鳴周波数6.3763MHzのπパルスを印加、同様
に第3スライスとして6.3776MHzのπパルス、第4スラ
イスとして6.3789MHzのπパルスを印加する。このとき
のパルス間隔は50msecである。第1のπパルスから400m
secの時点で周波数6.375MHzのπ/2パルスとπパルス対
を印加する。順次、周波数6.3763MHzのπ/2パルスとπ
パルスの対を印加、周波数6.3776MHzのπ/2パルスとπ
パルスの対を印加、周波数6.3789MHzのπ/2パルスとπ
パルスの体を付加する。このときの各対のパルスの間隔
は50msecとする。以上を一連のパルス列として、第1の
πパルス印加から1400msec後に再び繰返して計測する。
ここで、高周波磁場とスライス位置の関係を第3図によ
り説明する。被検体1のX軸方向に傾斜磁場を印加する
とX軸方向の空間距離に対して磁場強度は図のようにな
る。ここで、高周波をSINC関数で振幅変調したパルス波
の周波数特性は、ある定められた帯域を持つので、これ
を被検体1に印加すると傾斜部2のみがNMR現象を示
す。高周波磁界の周波数を変化させれば、被検体1のNM
R現象を示す斜線部がX軸に沿つて平行移動することに
なる。
第4図はIR像(反転回復像)1400/400のパルス列を示
す。ただし、この図には、スライス用の傾斜磁場を示し
ており、スライス面内の縦・横の2次元の情報を定める
傾斜磁場については記載してない。ここで、πパルスと
スライス用傾斜磁場の印加で特定面の核スピンが熱平衡
の状態から180゜反転する。400msecの間に核スピンはそ
れぞれのT1値によつて緩和の過程をたどる。その後π/2
パルスで核スピンの磁化を90゜倒し、すぐ180゜パルス
を印加してエコーとして信号を観測する。十分に核スピ
ンが熱平衡状態に戻る時間として最初のπパルスから14
00msecの間において測定マトリクスに対応する回数256
を繰り返す。計測された256個のNMR信号を像再構成して
先の特定面の断層像を得る。
第2図の周波数6.375MHzのみの高周波磁界のパルス列を
抽出すると、第4図のパルス列と一致することが解る。
さらに、周波数6.3763MHz,6.3776MHz,6.3789MHzの各高
周波磁界についても同様である。このようにして、核ス
ピンの熱平衡状態の戻り時間内に他の部位の計測を行な
うことで、1枚の断層像計測時間とほぼ同一時間内に複
数枚の断層像が得られる。したがって、スループットの
向上が図られるとともに、複数枚の断層像すなわち複数
のスライス画像のT1エンハンス値が同じになることから
複数のスライス画像が同質となって誤診の防止が図られ
るようになる。
被検体である被検者の体内組織中には常磁性イオンが多
く含まれ、これによりその周辺の磁場の均一度が損なわ
れる。たとえば、脊椎の椎体内では磁場均一度が悪く、
核スピンの運動減衰が大きい。また、鼻孔内の酸素によ
り磁場が乱れ、その周辺組織の核スピンの運動減衰も大
きい。更に、差し歯や血管を留めるクリップなど、被検
体に人工的に埋めこまれた物体の中にも磁場を乱すもの
がある。このように、磁場の均一度は被検体のもってい
る磁性体により乱され、しかもその乱れの程度は場所に
よって必ずしも同一ではない。このため、特別な対策が
なされなければ各スライス画像にはその磁場均一度の乱
れの影響が現われ、しかもその影響は各スライス画像に
同じ程度に現われるとは限らず、これが各スライス画像
を比較検討することにもとづく診断において誤診を招く
恐れがある。
これに対して、本発明の実施例においては、スピンが反
転した各スライスからは選択性高周波π/2パルスおよび
選択性高周波πパルスからなるパルス対の印加により核
磁気共鳴エコー信号を発生させるようにしている。この
ため、被検体のもっている磁性体により磁場均一度が乱
され、しかもその乱れの程度が場所によって異なる場合
でも、この影響は各スライス画像信号に現われない。す
なわち、各スライス画像は磁場均一度が乱されない状態
で得られたのと等価である。したがって、各スライス画
像を比較検討することにもとづく診断において被検体の
もっている磁性体の影響にもとづく誤診は防止される。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スループットの向上が図られ、また複
数のスライス画像の比較検討にもとづく診断においてT1
エンハンス値が異なることにもとづく誤診および被検体
のもっている磁性体の影響にもとづく誤診を防止するの
に適したNMRイメージング装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示すブロツク図、第2
図は本発明装置におけるパルス列の相互関係を示す図、
第3図はスライス位置と傾斜磁場と周波数の関係を示す
図、第4図はIR像を1枚得るパルス列を示す図である。 1……被検体、2……傾斜部、3……患者(被検者)、
4……磁石コイル、5……傾斜磁場コイル、6……高周
波コイル、7……検出器、8……磁石電源、9……周波
数シンセサイザ、10……送信器、11……システム制御
部、12……振幅変調器、13……高周波電力増幅器、14…
…Z傾斜磁場電源、15……プリアンプ、16……受信器、
17……検波器、18……オーデイオアンプ、19……X傾斜
磁場電源、20……Y傾斜磁場電源、21……A/Dコンバー
タ、22……コンピユータ、23……モニタ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各々がスライス選択性を有したπパルス−
    π/2パルス−πパルスの高周波磁界パルス列をスライス
    位置のみを異らせて複数個設定し、これらの高周波磁界
    パルス列の実行開始時刻を異らせて時系列に実行させる
    と共に、前記複数の高周波磁界パルス列を組として所定
    時間間隔で繰り返し実行し、各スライス位置毎に同一の
    T1強調NMR画像を得る手段を備えたことを特徴とするNMR
    イメージング装置。
  2. 【請求項2】被検体が配置される空間に静磁場を発生す
    る手段と、前記静磁場へ加えられる傾斜磁場を発生する
    手段と、前記被検体の検査すべきスライス位置に対応し
    た周波数の高周波パルス磁界を発生する手段とにより、
    前記被検体のスライス位置から発生させたNMR信号を検
    出し画像を得るNMRイメージング装置において、各々が
    スライス選択性を有した第1のπパルス−π/2パルス−
    第2のπパルスから成る高周波磁界パルス列をスライス
    選択用傾斜磁場と共に印加するパルスシーケンスをスラ
    イス位置にのみを異らせて複数個設定すると共に、最初
    に実行開始されたパルスシーケンスの第1のπパルス−
    π/2パルスの期間内に他のパルスシーケンスの実行を開
    始する手段を備えたことを特徴とするNMRイメージング
    装置。
  3. 【請求項3】前記複数のパルスシーケンスを組として所
    定時間間隔で繰り返して実行し、各スライス位置毎に同
    一のT1強調NMR画像を得ることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項記載のNMRイメージング装置。
JP59270405A 1984-12-21 1984-12-21 Nmrイメ−ジング装置 Expired - Lifetime JPH0738849B2 (ja)

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