JPS63109850A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴（以下、ｒＮＭＲ，Ｊという）を
用いた検査装置に関し、特にイメージングを高速で行な
うことが可能なＮＭＲを用いた検査方法に関する。

〔従来の技術〕

従来１人体の頭部、腹部などの内部構造を非破壊的に検
査する装置として、Ｘ線ＣＴや超音波撮像装置が広く利
用されて来ている。近年、核磁気共鳴現象を用いて同様
の検査を行う試みが成功しＸ線ＣＴや超音波撮像装置で
は得られない情報を取得できることが明らかになって来
た。核磁気共鳴現象を用いた検査装置においては、検査
物体からの信号を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あるいはフェーズ・エンコ
ード量を異ならせることで位置の情報を得る方法がある
。

その基本原理については、ジャーナル・オブ・マグネテ
ィック・レゾナンス誌（Ｊ、　　Ｍａｇｎ。

Ｒ，ｅｓｏｎ、）第１８巻、第６９頁（１９７５年）に
。

あるいはフィジックス・オプ・メデイシン・アンド・バ
イオｏジー誌（Ｐｈｙｓ、　Ｍｅｄ、　　＆　Ｂｉｏｌ
、　）ｉｆＪ２５巻、第７５１頁（１９８０年）に報告
されている。

さて、最近これらの方法を応用した高速法が試みられて
いる。例えばフレーム（１；’ｒａｔｕｎ　）らにより
報告されたフラッシュ法（ジャーナル・オブ・コンピュ
ータ・アシステド・トモグラフィ誌、第１０巻、第３６
３頁！　１９８６年））が代表例としてあげられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、化学シフトの影響について考慮されて
おらず、計測部位が、異なる化学シフトを有する物質の
混合物の場合、各々の位相が異なるため正確な濃度が描
出されないという問題があった。

本発明の目的は、このような物質に対しても正確な濃度
を描出することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記目的は、化学シフトによる濃度変化が、２πの周期
関数であることを利用し、磁化を励起してから信号を計
測するまでの時間を２πの倍数に設定することにより、
達成される。

〔作用〕

すなわち、高周波磁場により横磁化を生成後。

異なる化学シフトを有する磁化は次式で示される位相差
を生じる。

θ＝ｒ（σ１−σｆ）τ　　　・・・・・・・・・（１
）ここで、γは核磁気回転比であシ、τはパルス状の高
周波磁場の中心とエコー信号のピーク間の時間である。

また、σ１．σｔは磁場の単位で表わした化学シフトで
ある。なお、化学シフトの数は、生体中の水素原子核に
対してはほぼ２本と見なせるので。

それをσ１とσｆで表わしておシ、前者は水分に対する
値であり′、後者は脂質に対する値である。

ところで、得られた画像は ８　（ｘ、　ｙ）＝ρ、　（ｘ、　ｙ）＋＃　（ｘ、　
ｙ）ｅｘｐ（ｊθ）−（２）で与えられる。ここで、ρ
ｖ　（ｘｖ　）’　Ｌ　ρｔ　（ｘｔ　ｙ）は各々、水
分および脂肪に対する濃度である。

さて、（２）式において、θが２πの倍数であればＳ（
ｘ、ｙ）＝ρｖ　（ｘｔ　ｙ　）＋ρｔ　（ｘｔ　ｙ）
　　・・・・・・（３）となシ、ｓｔｘ、ｙ）は正確に
各々の化学シフトに対応した濃度の和となる。

〔実施例〕

以下１本発明を図を参照しながら説明する。

第１図に本発明で用いるパルスシーケンスを示す。

クリップ角がαの高周波磁場を照射後１位相エンコード
用傾斜磁場Ｇ８を印加し、次に信号読み出し用傾斜磁場
Ｇ、を印加する。信号のサンプリングは、傾斜磁場Ｇア
のもとで行なう。

なお、ここでは２次元面のイメージングを考えているた
め、スライス用の傾斜磁場は省略している。さて、フラ
ッシュ法においては、クリップ角αをπ／２より小さく
選び、高周波磁場を照射して横磁化を生成した後でも、
大きな縦磁化が依然として残留していることが必要であ
る。この縦磁化は１次の計測までの待ち時間（通常はａ
ｌｏｍｓ以下）内に熱平衡磁化に向かって増大し、次の
計測で横磁化を生じるもとになる。残留縦磁化が大きい
ために、この待ち時間が短かくても大きな横磁化を生じ
ることができるのが、フラッシュ法の大きな特長である
。

しかし、従来の７ラツシユ法においては、高周波磁場の
照射後、各化学シフトの位相差が次第に変化し、画像濃
度に誤差の生じることは前述した通りである。本発明は
、第１図に示すτを１丁度（１）式で与えられるθが２
πの倍数になるように設定することにより、この位相差
の悪影響を除去するものである。化学シフトとしては、
シフトが３．５Ｆ離れた水と脂質を考える。θ＝２πと
した時のτの計算例を第１表に示すが、静磁場の値に反
比例している。この表からも分かるように。

０．５Ｔ程度ではθ工２πが適しているが、より高磁場
になるとθ；４πあるいはθ＝６πに設定する必要が生
じる。この値は、計測時間と静磁場の値により決まるの
で、第１表を参考にして計算できる。

第１表 ８２図は本発明の一実施例である検査装置の構成図であ
る。図において、１は計算機、２は高周波パルス発生器
、３は電力増幅器、４は高周波磁場を発生させると同時
に対象物体１６から生ずる信号を検出するためのコイル
（ｒｆコイル）、５は増幅器、６は検波器、７はディス
プレイ装置である。また、８，９および１０はそれぞれ
２方向およびこれに直角の方向の傾斜磁場を発生させる
コイル（傾斜磁場コイル）、１１，１２．１３はそれぞ
れ上記コイル８，９．１０を駆動する電源部である。

計算機１は各装置に種々の命令を一定のタイミングで出
力する機能をも有するものでるる。高周波パルス発生器
２の出力は電力増幅器３で増幅され、上記コイル４を励
磁する。該コイル４は前述の如く受信コイルを兼ねてお
り、受信された信号成分は増幅器５を通り検波器６で検
波後、計算機１に入力され信号処理後ディスプレイ装置
７で画像に変換される。

なお、静磁場の発生は電源１５により駆動される静磁場
コイル１４で行う。検査対象物体である人体１６はベッ
ド１７上に載置され、上記ベッド１７は支持台１８上を
移動可能なように構成されている。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フラッシュ法を用いた場合に問題とな
る化学シフトによる位相差を簡単に除去できるので、定
量的なＩ’ＪＭＲ画像を得るのに効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図であシ、第２
図は本発明で用いる装置の構成を示す。−９゛、代理人
　弁理士　小川置方　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、該信号検出手段の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し、前
   記検査対象のフーリエ空間における直交座標点を計測す
   る如く構成された核磁気共鳴を用いた検査装置において
   、高周波磁場のフリップ角を９０°より小さな値に設定
   し、かつパルス状高周波磁場の中心とエコー信号との時
   間が、検査対象の有する化学シフトにより生じる位相差
   が大略２πの倍数となるよりに設定したことを特徴とす
   る核磁気共鳴を用いた検査装置。