JPS6117054A - 核磁気共鳴断層撮影装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピュータを用いた核磁気共鳴断層撮影装
置（以下ＮＭＲ−Ｃ丁という）に関し、更に詳しくは、
主磁場強度の時間的変動による画質の劣化を防止する方
式に関する。

（従来の技術） 常電導型のＮＭＲ−ＣＴでは主磁場（所謂静磁：　　場
）の発生は主磁場コイルを定電流駆動することにより行
われている。この主磁場強度が安定であるときには測定
データを２次元逆フーリエ変換することにより被検体の
像が正常に再構成され良質の断層像が得られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、主磁場電源が極めて安定で、安、　　定
な定電流駆動がなされている場合であっても、雰囲気温
度の変化により主磁場コイルの形状が変化するため主磁
場強度が数十ｐｐｍにわたって変化し、このために対象
切断面の正しい２次元フーリエ像が得られず画像にアー
ティファクトを生ずることがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、主磁場強度の時間的変動に起因するアーティファ
クトの発生を抑えることのできる核磁気共鳴断層撮影装
置を実現す葛ことにある。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成する本発明は、フーリエ法のスキ
ャン方式を採る核磁気共ＩＩＪｉ断層撮影装置において
、主［のドリフトが実質上無視できる時間内に位相捻り
の大きさが等しくその符号が互いに反対の２つのＮＭＲ
信号Ｇ１（ｔ）、Ｇ２（１）を計測する手段と、前記Ｎ
ＭＲ信号Ｇ１（ｔ　）’、　Ｇ２　　（ｔ　）のような
データ対を時間的に近接して測定するスキャンシーケン
スを行わせるための手段と、前記計測した２つのＮＭＲ
信＠Ｇｌ（ｊ　）、　Ｇ２　　（ｊ　）から、Ｇ２（ｔ
）の時間軸反転及び複素共役データＧ２（−ｔ）を求め
、Ｇ１　（ｔ）とＧｚ　＜ｔ）の比の偏角を計算して、
これから主磁場の変動量を求める手段と、この変ＩＩ］
　ｉｔに基づいてＮＭＲ信号を補正する補正手段とを具
備したことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

このような装置において、マグネッ１へ・アセンブリ１
の内部には、主磁場コイル、ｘ、ｙ及びＺ軸方向の勾配
磁場Ｇｘ　、Ｇｙ及びＧｚを発生するための勾配磁場コ
イル、ＲＦ送信コイル及びＮＭＲ信号の受信用コイル等
が配置され（何れも図示せず）、それぞれ１磁ｓ電源２
、勾配磁場ドライバ３、ＲＦパワーアンプ４及びプリア
ンプ５に接続されている。

これらの回路は、シーケンスメモリ１０からのタイミン
グ信号により所定のシーケンスで勾配磁場や高周波磁場
（ＲＦｉ！Ｉ）を発生ずる。シーケンスメモリにより制
御されるゲート・変調回路６は、ＲＦ発振回路７より出
力されるＲ「信号を所定の位相にして所定のタイミング
に送出する。ＲＦパワーアンプはこのＲＦ信丹を受けて
ＲＦ送信コイルを駆動する。このようにして勾配磁場や
ＲＦ磁場を印加して被検体からのＮＭＲ信号を得る。

被検体から得られるＮＭＲ信号は、プリアンプ５を経て
、位相検波回路８で検波され、Ａ／Ｑ変換器１１を通じ
てコンピュータ１３に入り、スキャンシーケンスに応じ
た所定の処理により画像化された後、ディスプレイ９に
表示される。コンピュータは、シーケンスメモリの内容
を書換えることができ、これによって種々のスキャンシ
ーケンスを実現できるようになっている。

尚、操作コンソール１２は操作に必要な情報をコンピュ
ータ１３に入力するための情報入力手段である。

本発明で用いるパルスシーケンスの一例としてスピンワ
ーブ法の場合を第２図に示す。フーリエ法では、励起さ
れたスピンに対しである一定方向にビュー毎に異なった
位相の捻り（通常、捻りの大きさはイメージング領域の
範囲で、２ｎπ（但し、ｎは整数）となるようにする。

以下ワープ量と呼ぶ）を与えてから信号を観測する。ス
ピンワーブ法は、捻りの大きさを、勾配磁場Ｇｙの振幅
ｇｙをビュー（ｖｉｅｗ）毎に変えることによって変化
させるものである。同図の期間■でＱｚとＲＦパルスに
より、スライス面の選択励起を行い、期間■でＧｙによ
るワープ及びＧｙによるエコー信号観測の準備（ディフ
ェーズ）を、期間■でＧｙによる信号の観測を行ってい
る。尚、１（ＩＸｔｌＸ期間■＝ｌＯＸｚｌＸ期間■で
ある。フーリエ法による観測データは、プロトン密度分
布ｆ（ｘ、ｙ）の２次元フーリエ変換像をＦ　（ｋ　、
　ｔ　）として、Ｇ　（ｋ、　ｔ　） ＝　Ｆ（ｙ　、　ｔ）　ｅ−Ｊ′Ａ８（ｔ’ｌ（Ｔ＋ｔ
’）　　　、＝　（１＞と表わされる。ここで、ΔＢ（
ｋ）はにビュー目の時点における静磁場のずれを、Ｔは
選択励起後観測されるエコーの時間原点までの時間を、
γは磁気回転比を表わす。

一般に実数関数ｆ（Ｘ、Ｖ）のフーリエ変換像Ｆ（ｋ　
、　ｔ　）には、 Ｆ（ｋ、ｔ）＝Ｆ（−に、−ｔ）　　・・・（２）の関
係があり、プロトン密度分布関数ｆ（ｘ、ｙ）は実数関
数なので、この関係が適用できる。（２）式を〈１）式
に代入して、 Ｇ（ｋ、ｔ） □−７γΔ３（４１ＬＴ＋ｔ） ＝Ｆ　（−ｋ　、　−ｔ　）ｅ ・・・（３） 一方、ワーブを逆方向にか【プて測定したデータＧ（−
ｋ　、　ｔ　＞の時間軸を反転し、複素共役をとると、 Ｇ　（−ｋ　、　−ｔ　） −Ｆ　（−ｋ　、　−４）　。−ｒｒ△３（−４ｔ）（
Ｔ−ｔ）＝Ｆ　　（−ｋ　　、　　−ｔ　　）ｅｊ４Δ
３（−１ｃ）Ｃ丁−１）・・・（４） この場合、Ｇ（ｋ、ｉとＧ　（−ｋ　、　ｔ　）とは時
間的に十分近接して測定され、その間の磁場変動は無視
できる。従って、ΔＢ　（−ｋ　）−八Ｂ　（ｋ　＞と
すれば、（４）式は、 Ｇ　（−ｋ　、　−ｔ　） ＝　Ｆ　（−ｋ　、　　−ｔ）　６Ｎ’Ａ８（＆ｌ（ｉ
″−０・・・（５） 、、ｌ：　（−ｋ　、　−ｔ　’） ＝Ｇ　　（−ｋ　　、　　−ｔ　　）ｅ−ンｒＡ　Ｂ（
＆）（丁−ｔ）・・・　（６） （６）式を（３）式に代入して Ｇ’（ｋ　、　ｔ　） ＝Ｇ　（−ｋ　、　−ｔ　）　、６−ｋＹｔ″Ｂ（４）
（−ｒ−ｔ’＋ｅ　−１ｔΔ３（＆）（Ｔ２Ｃ） ＝Ｇ　（−ｋ　、　−ｔ　）　−ｅ−ンｚｒａＢ（Ｌ）
Ｔ・・・（７） 、°、ΔＢ　（ｋ　）　＝　−＜１／２７Ｔ）　−ａｒ
ａ　　＜Ａ）・・・（８） 但し、 Ａ＝Ｇ　（ｋ、ｔ　）　／Ｇ　（−ｋ　、　−ｔ　）ａ
ｒｐ　　（Ｚ）　＝ｔａｎ　−１（ｌｌｌ１［Ｚ］／Ｒ
ｅ　　［Ｚ］　）ここで、Ｇは実測値、γは定数であり
、王は既知の値なので、ΔＢ　（ｋ　）を求めることが
できる。

具体的には、位相捻りの大きさは等しく向きを逆にした
データＧ（ｋ、ｔ）とＧ　（−ｋ　、　ｔ　’）を連続
して測定し、その時刻１ｏと−ｔｏにおける値を用いて
、（８）式を計算すればよい。尚、ｔ＝Ｏの点は、第２
図に示すように、主磁場に狂いがない時に、同一のワー
プロをもった部分の間での位相のコヒーレンスが最大と
なる点にとる（これはスキャンシーケンスから決定され
る値）。■は第２図では区間■の始めから、１＝０の点
までの長さに相当するが、スピンワープ以外のパルスシ
ーケンスでも、Ｇ’（ｋ　、　ｔ　）とＧ（−に、ｔ）
との２回の測定で、■が等しく且つその長さが分ってい
ればよい。

このようにして主磁場強度のずれΔＢ　（ｋ　）を求め
ることができ、これに基づいて補正することで画像のア
ーティファクトの発生を抑えることができる。

尚、本発明は上記の実施例に限定されることなく、次の
ようにすることもできる。

（Ｉ）通常、磁場の変化はかなりゆるやかであるので、
＋Ｂ、−８のワープ量をもった２ビユーを連続してスキ
ャンする必要性はなく、その間における磁場の変動量が
無視できる程小さい時間幅で２つのビューデータが採取
で代れば十分である。

（ＩＩ＞上記の理由により、磁場強度の測定は全てのビ
ューペアに関して行う必要はない。実際上、ワープ量の
絶対値が大きいビューでは信号が小さく、精度良く磁場
の測定を行うことは困難である。そこで、ワープ量の小
さいビューを全スキャン中に略等間隔に分散させてその
ビューでのみ磁場強度を測定し、、他のビューへは、そ
の値を内挿して用いるようにしてもよい。即ち、ビュー
の順番を、 ワープ量→Ｏ１＋２π、−２π、・・・・・・。

磁場測定 ＋６π、−６π、・・・・・・、＋４π、−４π。

磁場測定　　　　　　　磁場測定 ・・・・・・、こ」ｌミー８．ｑ７ 磁場測定 のようにする。

（Ｉｆｆ）本発明は、フーリエ法ならばどのようなパル
スシーケンスの場合にも適用できる。

（ＩＶ）Ｇ（ｋ、ｔ）、Ｇ（−に、ｔ＞のそれぞれ１つ
のデータＧ（ｋ、ｔｏ）、（Ｇ（−ｋ。

−ｔｏ）を用いただけでもΔＢ（ｋ）を求めることはで
きるが、Ｓ／間の点を考慮して、Ｇ（ｋ、ｔｏ）、Ｇ＜
−に、−ｔｏ）共にそのパワーが大きいものを選び出し
、それら複数のデータペアに対してａｒｇ　（Ｇ／Ｇ）
を求めて平均すれば、ΔＢ（ｋ）の精度を上げることが
できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、特殊なプローブ
やパルスシーケンスを必要とすることな。

く、データから直接主磁場強度を求め、その磁場強度デ
ータにより補正を行うことにより主磁場強度のドリフト
に起因するアーティファクトを抑えることのできるＮＭ
Ｒ−ＣＴを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＮＭＲ−ＣＴの一実施例を示す構
成図、第２図はスピンワーブ法における動作を説明づる
ためのタイムチャートである。 １・・・マグネット・アセンブリ ２・・・主磁場型ｍ　　　３・・・勾配磁場ドライバ４
・・・ＲＦパワーアンプ ５・・・プリアンプ　　　６・・・ゲート・変調回路７
・・・Ｒ「発振回路　　８・・・位相検波回路９・・・
ディスプレイ　　１０・・・シーケンスメモリ１１・・
・Ａ／Ｄ変換器　１２・・・操作コンソール１３・・・
コンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フーリエ法のスキャン方式を採る核磁気共鳴断層撮影装
   置において、主磁場のドリフトが実質上無視できる時間
   内に位相捻りの大きさが等しくその符号が互いに反対の
   ２つのＮＭＲ信号Ｇ＿１（ｔ）、Ｇ＿２（ｔ）を計測す
   る手段と、前記ＮＭＲ信号Ｇ＿１（ｔ）、Ｇ＿２（ｔ）
   のようなデータ対を時間的に近接して測定するスキャン
   シーケンスを行わせるための手段と、前記計測した２つ
   のＮＭＲ信号Ｇ＿１（ｔ）、Ｇ＿２（ｔ）から、Ｇ＿２
   （ｔ）の時間軸反転及び複素共役データＧ＿２（−ｔ）
   を求め、Ｇ＿１（ｔ）とＧ＿２（−ｔ）の比の偏角を計
   算して、これから主磁場の変動量を求める手段と、この
   変動量に基づいてＮＭＲ信号を補正する補正手段とを具
   備したことを特徴とする核磁気共嶋断層撮影装置。