JPS58140630A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents

核磁気共鳴を用いた検査装置

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JPS58140630A
JPS58140630A JP57022751A JP2275182A JPS58140630A JP S58140630 A JPS58140630 A JP S58140630A JP 57022751 A JP57022751 A JP 57022751A JP 2275182 A JP2275182 A JP 2275182A JP S58140630 A JPS58140630 A JP S58140630A
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JP
Japan
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magnetic field
magnetic fields
gradient magnetic
ramp
coil
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Pending
Application number
JP57022751A
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English (en)
Inventor
Etsuji Yamamoto
山本 悦治
Kensuke Sekihara
謙介 関原
Munetaka Tsuda
宗孝 津田
Hideki Kono
秀樹 河野
Shinji Yamamoto
真司 山本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56518Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities due to eddy currents, e.g. caused by switching of the gradient magnetic field

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、核磁気共鳴現象を用い、対象物体中の核スビ
/の密度分布あるいは緩和時間分布などを非破壊的に求
める検査装置に関する。
従来、人体などの内部構造を非破壊的に検査する方法と
して、X線CTや超音波撮偉装置が広く利用嘔れて来て
いる。近年、こ扛に更に、核磁気共鳴現象を利用し同様
の検査を行う試みが成功し、XMCTや超音波撮イ象装
置では得られない情報を取得でさることが明らかになっ
て@た。核磁気共鳴を用いた検査装置(以下、単に「検
査装置」という。)は、核磁気共鳴現象を利用して対象
物体中の核スピンの密度分布、緩和時間分布等を非破壊
的に求めることにより、X線CTと同様の手法で対象物
体の所望の検査部位の断面像を構成、出力するものであ
る。このような検査装置においては、検査対象物体から
の信号を該物体各部に対応させて、分離・識別する必要
がある。その1つに、検査対象物体に傾斜磁場を印加し
、物体各部の置かれた静磁場を異ならせ、こ扛により各
部の共鳴周波数を異ならせることで位置情報金得る方法
がある。第1図はその原理を説明するための図である。
対象物体1に傾斜磁場G、を印加すると、該傾斜磁場G
、に垂直な綴止にある核スピンからの信号を積分した信
号強度分布2が、静磁場Hの関数として得らnる。核磁
気共鳴においてはf=γH/(2π) ・・・・・・・
・・・・・(1)の関係が成立するので、前記信号強度
は共鳴周波数fの関数であるとも言える。なお、上式に
おいて、rは核磁気回転比であり、核スピンに固有の値
である。次に、傾斜磁場の印加方向を変えて傾斜磁場G
、全印加すると信号強度分布3が得られる。傾斜磁場の
印加方向を種々夏化させて同様の信号強度分布、すなわ
ち射影データを求め扛ば、Xll1lCTと同様のアル
ゴリズムを用いて検査対象物体中の核スピンの密度分布
などを再構成することができる。、ところで射影データ
を得るために印加する前記傾斜磁場は空間的に線形では
なく、非線形の領域を含んでいる。第2図中の実#+1
4は空間的に線形な傾斜磁場を示し、その時対象物体1
′から得られる射影データ全実線5とする。これに対し
、破線6のように空間的に非線形であれば、その射影デ
ータは破線7となり、歪んだ射影データが得られる。こ
のような歪んだ射影データを再構成するとボケfc像に
なり、傾斜fiB場の非線形性が大きな画像劣化をもた
らす大きな要因となっていた。しかし、傾斜磁場分布か
あらがじめ知ら扛ていれば、信号の各胸波数成分と射影
データと全正確に対応付けることが可゛能になり、前記
非線形性の悪影響を除去することができる。ところが、
このような補正を行うには、各射影毎の傾斜磁場分布を
測可し、その値を収納することが必要である。例えば、
128X128マトリツクスからなる2次元の傾斜磁場
分布を、128射影の各部について収納するためには、
少なくとも10’ワードのメモリーを要することになり
、膨大なメモリーとなってしまう欠点がめった。
本発明の目的は、互いに直交する2つあるいは3つの、
傾斜出湯発生用コイル各々の#4斜磁場分布をあらかじ
め測定しておき、その傾斜磁場分布に基づいて任意断面
上の傾斜磁場分布全算出することにより、傾斜磁場の空
間的な非線形性の補正金容易に行なえるようにした検査
装置′(F−提供することにある。
以下、本発明の実飛例を図面に基づいて詳細に説明する
。第3図は本発明の一実施例である検査装置の概略構成
を示すものである。制御装置8は各装置へ橢々の命令を
一定のタイミングで出力する。^周波パルス発生器9の
出刃は篭カ増幅器10で増幅され、高周波磁場発生用コ
イル11t−励振する。該コイル11は同時に受信用コ
イルを兼ねており該コイルで検出された信号成分は増幅
器12を通り、検波器13で検彼後、信号処理装置14
で1儂に変換9表示さnる。高周波パルス発生器9から
の他の出力は、検波器13で直角位相検it−行う時の
基準信号として用いらnる。Z方向及びそnに直角な方
向の傾斜磁場の発生は傾斜磁場発生用コイル15.15
’ 、15“で行ない、これらのコイルに電源16.1
6’ 、16“で駆動さ扛る。また静磁場の発生は静@
場発生用コイル17で行ない、該コイル17は電源18
で駆動される。X方向の傾斜出湯発生用コイル15〃は
X方向の傾斜磁場発生用コイル15′1r:Z軸のまわ
りに90 回転させたもので互いに直交する傾斜出湯全
発生する。対象物体19i1rベツド2゜上に横たわっ
ていて、ベッド20は台20’上全移動する。第4図は
X方向の傾斜磁場発生用コイル15“の−例を示し、矢
印はt流の向きを表わす。第5図はZ方向の傾斜磁場発
生用コイル15の一例を示すものである。
先に述べたように、傾斜磁場を対象物体に印加し、その
射影データから対象物体中の核スピンの密度分布などを
精度よく得るiKは、傾斜磁場として線形性の優扛たも
のが必要である。第6図(a)は第4図に示すコイルに
より発生する傾斜磁場の一例を示す等高線図であるが、
コイルの中心から離れるに従い、線形からのずれが大さ
くなってくる。
このような傾斜磁場を用いた場合の射影21は第6図(
呻に示すが、周波数f、の信号成分は等高線22に対応
する対象物体23中の核スピンからの信号の積分値とな
る。このように積分経路がわん曲している場合、あらか
じめその経路が知ら扛ていれば、射影データから元の核
スピン密度分布を再生することは可能である。例えば、
バックプロジェクション法により再生する場合、通常行
なわ扛ている直線経路ではなく、わん曲した経路にデー
タを分配すnばよい。さて、このような積分経路全知る
には傾斜磁場分布がめら力・しめ知られていることが必
要である。1つの射影データを補正するために必要な磁
場分布データは再生画像の絵素とほぼ等しい128X1
28点程度である。ところが、従来性なわnているよう
に、直交する2つの傾斜磁場分布い、両者の合成により
回転傾斜磁場を発生させる場合、各射影角度毎に磁場分
布が変化するため、補正に必要なデータも128×12
8の射影倍となる。これは2次元の場合であるが、さら
に任意の断面を得ようとすると3次元の磁場分布データ
の射影倍を必要とし、膨大なデータとなってしまう。本
発明は、互いに直交する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発
生用コイルの各々により発生する磁場分布をあらかじめ
測定しでおき、こnらの磁場分布を用いて任意断面の磁
場分布を計算し、補正データとして用いるものである。
例えば、第7図に示すようにxy断面24を検査する場
合、Z軸のまわりに傾斜磁場を回転させ射影データを取
り込む。傾斜磁場の回転はx、X方向の傾斜磁場G、、
Gアの合成により行なう。いま、x、X方向の単位ベク
トル’kin  jとし、G、、Gアを で与えると、両者の合成磁場Gは G=、β17p璽百肩7I]冒i・・曲(3)となり、
大きさに一定でその向きがθで変化する磁場となる。そ
こで、傾斜磁場G、、G、 全それぞれ発生する各傾斜
磁場発生コイル15’ 、 15”の磁場分布H,(x
、y)、Hア (x、y)會めらかじめ求めておけば%
 P(x、y)における合成磁場強度H−y(X、y)
は次式により算出できる。
HIIF (Xs y)=Hx(xe y)ωSθ+H
y (xs y)sinθ ・・・・・・・・・ (4
)その時の傾斜磁場は ・・・・・・・・・・・・(5) で与えられる。従って、H,(x、y)とHア<x、y
>の2組だけの磁場分布により任意の射影角度に対する
傾斜磁場が算出できるのである。
第8図は第3図に示した磁場分布の測定装置25のより
詳しい構造を示す。磁場分布の測定は、共鳴信号の生じ
る周波数から(1)式により求めることができる。共鳴
信号を生じる試料26は、アーム27の先端に収り付け
らnており、アーム27はアーム28上のレールを移動
する。アーム28はアーム29上のレール全移動し、ア
ーム29は台30上のレールを移動する。従って、試料
26はxe )’s ”の任意の方向を移動することが
できる。
アームの移動は例えば第9図に示すように、パルスモー
タ31の軸に取り付けらnたプーリー32によりベルト
33t−移動させ、ベルト33に固定されたアーム34
を移動させることにより容易に実現できる。このような
機構がアーム27,28゜29に用いられる。磁場分布
の測定は、対象物体19の検査に先立って行なわれ、測
定装置25の試料26を各傾斜磁場発生用コイル内に配
置し、パルスモータ31tl−制御装置8からの命令に
より駆動して、上記試料26を所定の平面内で間欠的に
移動させ、各位置での試料26からの共鳴信号を検出し
、信号処理装置14内のメモリに格納することにより、
上記所定平面上の@場外布を測定する。
例えば、磁場分布H,(x、y)は、X方向の傾斜磁場
発生用コイル15′を駆動しX方向の傾斜磁場G0のも
とで試料251rx y平面内で移動させることにより
、得ら扛る。
第10図に本発明の他の実施例の要部を示すものであり
、磁場分布の測定に、第10図(a)のように複数個、
例えば128個の試料を1列に並べた試料35を用いる
場合である。いfy@方向に傾斜磁場G0が印加さ扛て
いるとする。このと′@第1θ図(b)のように座標y
Iにめる試料35からの共鳴信号36が得らnlその共
鳴周波数’kf+とすると、(1)式よりHI=2πf
 t /γ が求まるので、1度に128点の磁場分布
を知ることができる。こnらの試料35をX方向に移動
させることでXY平面上のfB磁場分布短時間にyl1
1定でさることになる。
以上の説明から明らかなように、XY平面に限らず任意
の面上においても Q、=Qocosα5IIlβei ()、:=Gosinαsinβ・j ()、=GoωSβ・k なる形で傾斜磁場G、、Gア、G、i与えfば任意の回
転磁場を発生で@J射影データを得ることができる。こ
こで、α、βは傾斜a場ベクトルのxy平面への射影が
X軸となす角度及び傾斜磁場ベクトルが2軸となす角度
である。’E fc、’ s  J *kux、y、z
軸の単位ベクトルである。この場合には、傾斜磁場G、
、Gア、G1をそnぞn単独に発生させ友ときの磁場分
布をあらかじめ測定しておけばよい。
以上説明した如く本発明によnは、x、y、z方向の傾
斜磁場全発生する各コイルの磁場分布をあらかじめ測定
しておくことにより、任意の射影角度での傾斜磁場の非
直線性を容易に補正することができ、再生画像のIt!
1lft向上に著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は射影データ會得るための原理を示す図、第2図
は傾斜磁場の非線形の影響を説明するための図、第3図
に本発明の一実施例を示すブロック図、第4図、第5図
は傾斜磁場発生用コイルの構造を示す図、第6図(a)
、 (b)は傾@磁場の等高融と射影データとの関゛係
を示す図、第7図は傾斜磁場の合成法を説明するための
図、第8図、第9図は本発明に用いられる磁場分布測定
装置の一例を説明する図、第10図(a)、 (b)は
出湯分布測定装置の22 猶 I 目 第 212] Y’13  図 j2 第5 図 % 61D(a)    、1lPi61ffi(b)
)PiV  図 鳩 δ 目 6 ′vJ’?  目 vito 図 :[

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、検査対象に静磁場、傾斜磁場及び高周波磁場の各磁
    場を印加して、上記検査対象からの核磁気共鳴信号を検
    出してなる核磁気共鳴を用いた検査装置において、上記
    傾斜磁場を発生するコイルの磁場分布を測定する測定手
    段と、該測定手段によりあらかじめ測定した互いに直交
    する少なくとも2組の傾斜磁場分布から、上記検査対象
    の所望の断面上の傾斜磁場分布を算出する手段を具備す
    ることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。 2、上記測定手段が、試料と、該試料全所定の平面内で
    移動させる移動手段とを有し、上記平面内に位置する上
    記試料からの核磁気共鳴信号を検出して上記傾斜磁場分
    布を測定すること全特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の検査装置。 3、上記試料が、−列に配列された複数の試料からなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の検査装置
JP57022751A 1982-02-17 1982-02-17 核磁気共鳴を用いた検査装置 Pending JPS58140630A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01120816U (ja) * 1988-02-08 1989-08-16
JP2009010190A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Daihen Corp インダクタ
JP2018514324A (ja) * 2015-05-12 2018-06-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. フィールドプローブを用いた磁気共鳴検査システム

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