JPS5855741A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - 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】 本発明は核磁気共鳴を用−た検査装置に関し、特に検査
時間中の磁場ドリフトに起因する再生像の劣化を補正す
るようにした核磁気共鳴を用いた検査装置に関する。

従来、人体などの内部構造を中破壊的に検査する方法と
しては、Ｘ線０〒や超音波撮像装置が広く利用されて来
て−る。　近年、これ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、ｘｍｏ”ｒや超音波撮像
装置では得られなかった情報を取得で自ることが明らか
になって来た。

核磁気共鳴を用−た検査装置（以下単に「検査装置」と
−う）にお−て社、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。　通常は
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、これにより各部の共鳴周波数を異な
らせることで位置の情報を得ている。

第１図はそのＷ７Ｌ理を説明するためのもので、検査対
象物体１中の部分２，３だけを考えると、この部分から
の信号社傾斜磁場Ｇのもとで、共鳴曲線４．５として分
離されるので共鳴周波数の相違に−よ〉識別することが
で吉る・傾斜磁場Ｇの印加方向を種々変え、同様な共鳴
曲線すなわち射影を得ることによ１）ＳＸＩＩＩＯ’ｌ
’と全く同様のアルゴリズムを用−て対象物体中の核ス
ピンの濃度分布ある−は緩和時間分布を再構成すること
ができる・ところで、核スピンの共鳴周波数ｆは静磁場
Ｈ０゜傾斜磁場Ｇを用いて ｆ−ｒ（Ｈ０＋ＧＸ）／（２Ｋ）−・・（１）と表すこ
とができる。こζで、γは核磁気回転比であり核スピン
に固有の値である。またＸけ核スピンの置かれている座
標を表している。静磁場Ｈ６祉周囲の温度変化、電源変
動あるいけ外部磁場の変動等により時間とともに変動す
る（磁場ドリフト）ことがあり、静磁場Ｈ６の変動によ
り前記（１）式で表される共鳴周波数ｆが変動する。こ
の変動量をΔｆとすると、変動後においても同じ周波数
に着目したとき、その信号成分は ΔＸ−Δｆ・２π／（Ｇγ） たけずれた部分からの信号になる。従って、このように
して得られた射影を再松成するとボケを含む画像となる
という問題が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、従来の検査装置における上述の如き問題
を解消し、磁場ドリフトに起因する再生像の劣化を補正
するようにした検査装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、静磁場、傾斜磁場および高周波磁
場の各磁場発生手段と、検査対象慶らの核磁気共鳴信号
を検出する信号検出手段と、前記検出信号の演算を行う
計算機および該計算機による演算結果の出力手段を有す
る検査装置において、前記検査対象の周囲に複数の基準
試料を置−て、該基準試料からの信号を位置の基準とし
て像再構成を行うようにした検査装置によって達成され
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づ−て詳細に説明する
。

ｆｌ１２図は本発明の一実施例である検査装置の構成を
示すものである。　図において、２４け静磁場発生用コ
イル、２１ｔｊ検査の対象物体（この場合は人体）、１
３は高周波磁場発生用コイル、１７．１８．１９Ｆｉそ
れぞれｘ、ｙ、ｚ方向の傾斜磁場発生用コイルである。

高周波パルス発生器１１の出力は電力増幅器１２で増幅
され前記高周波磁場発生用コイル１３を励振する。該）
イル１３は同時に受信用コイルを兼ねており、信号成分
は増幅１１１４を通り検波ｉ　１５で検波後、信号処理
装置１６で画像に変換される。

傾斜磁場の発生は前記コイルＩＴ　、１８．１９で行−
これらのコイルは電源２０により駆動される。

検査対象である人体２１はペッド２２上に置かれ、支持
台２３上を移動する。　静磁場は前記コイ−Ａ／２４で
発生させ、該コイル２４は電源２５により駆動される。

第３図は本発明の要点である基準試料の配置を示す図で
ある。　図にお埴て、２１は対象物体であり、２６，２
７．２８は基準試料である。

３個の基準試料２６．２７．２８＋１、該基準試料から
の信号と対象物体２１からの信号とが重ならな−ように
、３個を対象物体２］に外接する円ムに更に外接する正
六角形Ｂの頂点に１つおきに配置しである。

上述の如く構成された試料に、傾斜磁場Ｇ１．Ｇ。

を印加したときの射影が、同じく第３図に示されている
。矢印は傾斜磁場の向きを表している。

傾斜磁場Ｇ０　　を印加したときの射影（至）から、基
準試料２６の共鳴＊ｌ［ｔｉ２９となり、傾斜磁場Ｇ。

を印加したときの射影（ト）から、基準試料２７の共鳴
曲線Ｆｉ３０となる如く分離・出力される。

検査中に何らかの原因で静磁場■。がドリフトした場合
を考える。　静磁場Ｈ０がΔ■だけ大きくなったものと
すると、この場合の射影社第３図に破線（至）で示され
た如く、 Δｆ−１ΔＢ／２に だけ平行移動した形になる。このとき、基準試料２６の
共鳴向ＩＩＩも３１に示される如くずれた位置に移る。

そζで、基準試料２６の共鳴向６１３１の正しい位置（
２９で示される位置）とのずれからΔｆを求めることに
より対象物体の射影についても容易に補正を行うことが
できる。

基準試料の選択および傭正方法にっ≠て、以下具体的に
説明する。

第５図左上方に示した座標系ＸＹを考え、傾斜磁場Ｇが
Ｘ軸となす角度をαとする。また、対象物体２１の中心
０が傾斜磁場の中心であるーすなわち、前記０点におい
て Ｈ０＋Ｃ）１．”−Ｈｏ が常に成立する。−ものとする。この場合、０くα≦π
／３においては基準試料２７を、π／３≦α≦２π／３
　においては基準試料２６を、また２π／３≦α≦πに
おいては基準試料２８を選択して基準試料とすれは、対
象物体２１とは完全に分離した基準信号を得ることがで
きる。ここで、基準信号の生ずる周波数ｆｒ　　は、前
記正六角影Ｂに外接する円Ｃの半径をＲとすると次のよ
うに表すことができる。すなわち、　０くα≦π／３　
ではｔｒｗ−ｔｏ−，５−Ｒ−ｃｏｇ　（−ｇ−α）π
／３≦α≦２π／３　では ｔ　−ｔ　＋　−Ｒ・　００８　（百−α）ｒ　・　２
に そして２に／３≦α≦πでは ｆ　＝　ｆ　−−１−ａｏｓ　（塁π−α）ｒ　・　２
π　　　　６ と表される。ここで、ｆ、は前記０点の共鳴周波数であ
る。

上述の如く、基準試料２６．２７．２８の位置が固定さ
れてψるならば、傾斜磁場を印加する方向により基準信
号が生ずる位置が決まるので、これにより信号の補正を
行うことができる。　傾斜磁場がＸ軸となす角αは、互
いに直交する傾斜磁場をＧ、？Ｇ、　　としたとき　ｇ
　−ｔａｎ　　（ＧＹ／ＧＫ　）で表される。また、傾
斜磁場の大きさは常に一定髄Ｇ、である仁とが必要であ
るが、これはＧｙ−Ｇ＠ｔｓ１ｎ　ａ Ｇｘ■Ｑｏａｏ１１ｇ で与えることにより達成できる。

第４図は第２図から、傾斜磁場発生部と信号検出処理部
とを抜き出したもの、である。　信号処理袋ｆｆ１１６
から電源２ｏへ角度αを指定すると、これに応じてコイ
／’−１７，１８に電流が供給される。

また、信号処理装置１６け前記角度αを基に、増幅器１
４．検波器１５を通った信号に磁場ドリフトによって生
じた射影の移動分を補正して像再構成を行う。

館６図は信号処理袋［１６の処理過程を示すものである
。　該処理過程においては、前記検波された信号を取シ
込みこれを７−リエ変換した後、第３図に示した如き基
準信号３１を求めて周波数移動分△ｆを算出する。これ
に基づき射影を△ｆたけ平行移動し、その結果を用いて
像再構成を行う。

上記実施例に↓ｊいては、３＠の基準試料を用いた場合
を例にとって説明したが、基準試料の数はこれに限るも
のではない。　またｎ個の基準試料を用−る場合には、
該試料を２ｎ角形の頂点に１つおきに配置し、傾斜磁場
の印加方向に応じて基準試料を切鰺換えれば良い０もち
ろん、基準試料は前記２１１角形の頂点に厳密に配置す
る必要はなく、送受信コイルの杉状等に応じて適宜変更
が可能なことは言うまでもない。

以上述べた如く、本発明によれば、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
磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記検出信号
の演算を行う計算機および該計算機による演算結果の出
力手段を有する検査装置において、前記検査対象の周囲
に複数の基準試料を置いて、該基準試料からの信号を位
置の基準として像再構成を行うようにしたので、磁場ド
リフトに起因する再生像の劣化を完全に補圧し、良質の
画像を得ることを可能とした検査装置を実現できるとい
う顕著な効果を賽するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図社傾斜磁場と共鳴曲線との関係を示す図、第２図
は本発明の実施例装置の構成を示す図、第ン。 ３図は対象物体−と基準試料との配置状況および射影の
補止方法を説明するための図、第４図は第２Ｖに示した
構成、のうち傾斜磁場発生および信号処理に関する部分
を示す図、第５図は信号処理装置の動作を示す図である
。 １３：高周波磁場発生用コイル、１６：信号処理装置、
ＩＴ、１８，１９：傾斜磁場発生用コイル、２１：対象
物体、２４：静磁場発生用コイル、２６．２）、２８：
基準試料。 特許出願人　株式会社　日立製作ｂ「 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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検出する信号検出手
   段と、前記検出信号の演算を行う計算機および該計算機
   による演算結果の出力手段を有する核磁気共鳴を用いた
   検査装置にお−て、を行うようにしたことを特徴とする
   核磁気共鳴を用いた検査装置。