JPS6384538A

JPS6384538A - 磁気共鳴映像装置

Info

Publication number: JPS6384538A
Application number: JP61231815A
Authority: JP
Inventors: 重英久原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-15

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は磁気共鳴映像装置に係り、特に複数の核種の磁
気共鳴信号を収集して映像化する磁気共鳴Ｉｌ！緑装置
に関する。

（従来の技術）磁気共鳴映像法（ＭＨＩ）は既に良く知られているよう
に、固有のスピンとこれに付随する核磁気能率の集団が
一様な静磁１ｍ（強度Ｈａとする）中に置かれたときに
、静磁場の方向と垂直な面内でω０−γＨａ　　（γは
磁気回転比と呼ばれ、原子核の種類に固有の定数である
）で決まる角速度で回転する高周波磁界のエネルギーを
共鳴的に吸収することを利用して、分子の化学的および
物理的な微視的情報を得ることを可能とする手法である
。

この磁気共鳴映像法を用いて被検体内の特定の原子核（
例えば水および脂肪中の水素原子核）の空間的分布を映
像化する方法としては、Ｌ　ａｕｔｅｒｂｕｒによる役
彰再構成法、Ｋｕｍａｒ、　Ｗｅｌｔｉ。

Ｅ　ｒｎｓｔ等によるフーリエ法、およびこれの変形で
あるＨ　ｕｔｃｈｓｏｎ等によるスピンワープ法等が考
案されている。

このような磁気共鳴映像装置において、複数の核種、例
えば水素原子核（ＩＨ）、炭素原子核（１３Ｇ）等の磁
気共鳴信号を収集し映像化する機能を同一装置が持つこ
とは有用である。複数の核種の磁気共鳴信号を収集する
ためには、それぞれの核種の磁気共鳴周波数と同一周波
数の所定の高周波磁場を被検体に印加する必要がある。

Ｂ周波磁場は高周波パルス発生器からの高周波パルスを
、所定のパルスシーケンスを得るための４位相切換器や
、ＳＳＢ変調器等を介してプローブコイルに供給するこ
とによって作られる。

ここで、高周波パルス発生器はその周波数を静磁場強度
に依存する磁気共鳴周波数に正確に合せるために、極め
て高精度な周波数シンセサイザを用いて構成され、非常
に高価なものとなる。従うて、このような高周波パルス
発生器を核種の数と同数だけ用意することは、装置の大
幅な価格上昇を招き、好ましくない。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の技術では、多核種の磁気共鳴信号を得
ようとすると、装置が大規模となり、極めて＾優になる
という問題があった。

本発明は、複数の核種の磁気共鳴信号を簡単な構成によ
り得ることができる磁気共鳴映像装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、複数の核種の磁気共鳴周波数に対応した高周
波パルスをプローブコイルに供給する送信回路において
、スーパーヘテロダイン方式を採用し、共通の高周波パ
ルス発生器の出力を変換比の異なる複数の周波数変換手
段で周波数変換することによって、それぞれの核種の磁
気共鳴周波数に対応した高周波パルスを生成することを
特徴とする。

また、複数の核種の磁気共鳴信号を同時でなく、時分割
で収集すればよい場合は、送信回路のみならず複数の核
種の磁気共鳴信号を収集するための受信回路にもスーパ
ーヘテロダイン方式を採用し、プローブコイルによって
被検体内から検出された磁気共鳴信号を周波数変換手段
により同一の中間周波数に変換した後、共通の信号処理
手段により処理する。

（作用）送信回路においては、共通の高周波パルス発生器からあ
る一定周波数の高周波パルスが発生され、これが例えば
４位相切換器やＳＳＢ変調器等を適宜弁して、局部発振
周波数の興なる複数の周波数変換手段に入力されること
により、それぞれの核種の磁気共鳴周波数と同−周波数
の高周波パルスが作成される。４位相切換器やＳＳＢ変
調器は、複数の周波数変換手段の後段に設けられる場合
もある。

一方、受信側においては複数の核種の磁気共鳴信号を同
時に収集する場合は、被検体内から検出された磁気共鳴
信号が個別に処理されるが、時分割で収集する場合は被
検体内から検出された磁気共鳴信号が周波数変換手段に
より同一の中間周波数に変換された後、共通の信号処理
手段により処理される。共通の信号処理手段には、中間
周波数増ｌ１ｉｉｌ器、直交位相検波回路、直流増幅器
、ローパスフィルタおよびＡ／Ｄ変換器等のうちの一部
または全部が含まれる。

（実痛例）第１図および第２図を参照して、本発明の一実施例を説
明する。

第２図は本発明の一実施例の磁気共鳴信号収集の全体の
構成を示すブロック図である。同図において、静磁場生
成コイル２は励磁用電源３により通電され、被検体く生
体）１の１ｌｌｌ像領域において一様な静磁場を発生す
る。一方、パルスシーケンサ４によって制御される送信
回路５から、５ｉｎｃ状あるいはガウス状等に変調され
た高周波パルスが出力され、デュプレクサ７を介してプ
ローブコイル８に印加されることによって、被検体１内
において磁気共鳴を誘起させるための高周波磁場（回転
磁界）が形成される。この高周波磁場の印加によって生
じる横磁化が、コイル８の両端に磁気共鳴信号として誘
起される。なお、この例では高周波磁場発生のための送
信コイルと、磁気共鳴信号の検出のための受信コイルと
に、共通のコイル８を用いている。

プローブコイル８に誘起された磁気共鳴信号は、デュプ
レクサ７を介して受信回路６に入力され、受信回路６か
ら電子計算機７に画像再構成用データが取込まれる。電
子計算機７はインターフェース１ｏを介してパルスシー
ケンサ４の制御を行なうととともに、画像再構成により
得られた画像信号を表示装［１１に供給する。

被検体１のスライス面の決定と、位相エンコード（被検
体１内の位置情報から、磁気共鳴信号の位相への変換）
は、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加する
ことによって行なわれる。

この勾配磁場のスイッチングのタイミングは、パルスシ
ーケンサ４によって制御される。

一方、勾配磁場の強度およびパルス形状は、勾配磁場コ
ントローラ１２によプて制御される。すなわち、勾配磁
場コントローラ１２によってＸ。

ｙおよび２方向の勾配磁場に対応する電力増幅器１３．
１４．１５を制御し、これら電力増幅器１３〜１５によ
り勾配磁場生成コイル１６を駆動することによって、所
定の強度と時間変化を有する勾配磁場を被検体１の撮像
領域近傍に生成する。

なお、本装置は複数（ｎ）の核種の磁気共鳴信号を収集
し映像化するため、デュプレクサ７およびプローブコイ
ル８はｒＪｌずつ設けられている。

第１図は送信回路５と受信回路６およびｎ個のデュプレ
クサ７ａ〜７ｎ、プローブコイル８８〜８ｎの部分を詳
細に示したものである。

第１図において、送信回路５は共通の高周波パルス発生
器２１からの高周波パルスをｎ組の周波数変換手段であ
る混合器２５ａ〜２５ｎによって、ｎ個の核種の磁気共
鳴周波数と同一周波数に変換する構成となっている。す
なわち、送信回路５において高周波パルス発生器２１の
出力は４位相切換器２２に供給される。４位相切換器２
２は０°。

９０°、１８０°、２７０°の４種の位相シフタを有し
、第２図のパルスシーケンサ４により制御され、磁気共
鳴信号収集のためのＣＰ　（Ｃａｒｒ　ｐｕｒｃｅｌｌ
）法、変形ＣＰ法、　ＣＰＭＧ　（Ｃａｒｒ　Ｐｕｒｃ
ｅｌｌｅｉｂｏｏｉ　　Ｇ１１ｌ　）法等のシーケンス
に従って４種の位相シフタの出力を選択的に出力する回
路である。この４位相切換器２２の出力はＳＳＢ変調器
２３で変調された後、切換器２４を介して混合器２５ａ
〜２５ｎに選択的に供給される。

混合器２５ａ〜２５ｎはそれぞれ局部高周波発振Ｈ２６
ａ〜２６ｎから異なる周波数の高周波信号が供給される
ことにより、ＳＳＢ変調器２３から入力された高周波パ
ルスをそれぞれの核種の磁気共鳴周波数と同一周波数の
高周波パルスに変換する。こうして周波数変換された高
周波パルスは、さらに５ｉｎｃ状等に整形され、高周波
増幅器２７ａ〜２７ｎにより増幅された後、デュプレク
サ７ａ〜７ｎを介してプローブコイル８ａ〜８ｎにそれ
ぞれ供給される。これによりプローブコイル８ａ〜８ｂ
から、被検体１内の異なる核種を励起する高周波磁場が
発生される。

一方、プローブコイル８ａ〜８ｎで検出される磁気共鳴
信号は、デュプレクサ７８〜７ｎを介して受信回路６に
入力される。受信回路６において、デュプレクサ７ａ〜
７ｎからの磁気共鳴信号は周波数変換手段である混合器
２８ａ〜２８ｎに供給される。混合器２８ａ〜２８ｎは
混合器２５ａ〜２５ｎと同じく、局部高周波発振器２６
ａ〜２６ｎからの古周波信号が供給されることにより、
入力された磁気共鳴信号を同一の中間周波数に変換する
。こうして得られた中間周波数信号は切換器２９を介し
て選択的に取出され、中間周波数増幅器３０で増幅され
た後、直交位相検波回路３１によって高周波パルス発生
器２１からの高周波パルスを参照波として直交位相検波
され、ビデオ帯域の信号となる。直交位相検波回路３１
の出力は直流増幅器３２により増幅され、さらにローパ
スフィルタ３３により低域雑音成分が除去された後、Ａ
／Ｄ変換器３４によりディジタル信号に変換され、イン
ターフェース３５を介して第２図の電子計算機９に画像
再構成用データとして取込まれ、蓄積される。

上述した磁気共鳴映像装置において、高周波パルス発生
器２１は高精度・高′安定の周波数シンセサイザを用い
て構成され、一般に回路規模が大きく高価なものである
。しかしながら、本発明では送信回路５おいてスーパー
ヘテロゲイン方式を用い、高周波パルス発生器２１から
の高周波パルスを周波数変換してそれぞれの核種の磁気
共鳴周波数と同一周波数の高周波パルスを得ているため
、ｎ個の核種の磁気共鳴信号を得るにもかかわらず、高
価な高周波パルス発生器が一つで済み、装置全体の価格
を大きく低減させることができる。

また、上記実施例では受信回路６においてもスーパーヘ
テロゲイン方式を用い、それぞれの核種の磁気共鳴信号
を同一の中間周波゛信号に変換してから、直交位相検波
を始めとする信号処理を行なっているため、受信回路６
の構成をＰＪＩＮにでき、この点も装置の価格低減に寄
与する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
例えば実施例では複数の核種を選択的に励起し、その磁
気共鳴信号を順次収集する場合について述べたが、複数
の核種を同時に励起し、それらの磁気共鳴信号を同時に
収集することも可能である。その場合、例えば第１図に
おける送信回路５内の切換器２４を除去して、ＳＳＢ変
調器２４の出力と混合器２５ａ〜２５ｎの入力とを直結
するとともに、送信回路６内の切換器２９も除去し、中
間周波数増幅５５３０以降の回路を核種と同じ数だけ設
ければよい。

また、送信回路５においては４位相切換器２２およびＳ
ＳＢ変調器２３を複数の核種に対して共通に使用してい
るが、それぞれの核稜毎に設けてもよい。その他、本発
明は要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

［発明の効果］本発明によれば、商事で安価な構成によって、複数の核
種の磁気共鳴信号を収集し映像化することが可能な磁気
共鳴映像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴映像装置の要
部構成を示すブロック図、第２図は同磁気共鳴映像ｉ固
全体の構成を示すブロック図である。１・・・被検体、２・・・静磁場生成コイル、３・・・
励磁用電源、４・・・パルスシーケンサ、５・・・送信
回路、６・・・受信回路、７，７ａ〜７ｎ・・・デュプ
レクサ、８．８ａ〜８ｎ・・・プローブコイル、９・・
・電子計算機、１０・・・Ｉ１０ボート、１１・・・表
示装置、１２・・・勾配磁場コントローラ、１３〜１５
・・・電力増幅器、１６・・・勾配磁場生成コイル、２
１・・・高周波パルス発生器、２２・・・４位相切換器
、２３・・・ＳＳＢ変調器、２４・・・切換器、２５ａ
〜２５ｎ・・・混合器（周波数変換手段）、２６ａ〜２
６ｎ・・・局部高周波発振器、２７ａ〜２７ｎ・・・高
周波増幅器、２８ａ〜２８ｎ・・・混合器（周波数変換
手段）、２９・・・切換器、３０・・・中間周波数増幅
器、３１・・・直交位相検波回路、３２・・・直流増幅
器、３３・・・ローパスフィルタ、３４・・・Ａ／Ｄ変
換器、３５・・・Ｉ１０ボート。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一様な静磁場中に置かれた被検体に、複数の核種
の磁気共鳴周波数に対応した高周波パルスが供給される
プローブコイルによつて高周波磁場を印加するとともに
、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加し、被
検体内からプローブコイルによつて検出された複数の核
種の磁気共鳴信号を収集して映像化する磁気共鳴映像装
置において、前記複数の核種の磁気共鳴周波数に対応し
た高周波パルスをプローブコイルに供給する送信回路は
、共通の高周波パルス発生器と、この高周波パルス発生
器の出力を異なる変換比で周波数変換して前記高周波パ
ルスを出力する複数の周波数変換手段とを有することを
特徴とする磁気共鳴映像装置。
（２）一様な静磁場中に置かれた被検体に、複数の核種
の磁気共鳴周波数に対応した高周波パルスが供給される
プローブコイルによつて高周波磁場を印加するとともに
、勾配磁場をスイッチングさせてパルス的に印加し、被
検体内からプローブコイルによつて検出された複数の核
種の磁気共鳴信号を収集して映像化する磁気共鳴映像装
置において、前記複数の核種の磁気共鳴周波数に対応し
た高周波パルスをプローブコイルに供給する送信回路は
、共通の高周波パルス発生器と、この高周波パルス発生
器の出力を異なる変換比で周波数変換して前記高周波パ
ルスを出力する複数の周波数変換手段とを有し、前記複
数の核種の磁気共鳴信号を収集するための受信回路は、
プローブコイルによって被検体内から検出された磁気共
鳴信号を同一の中間周波数に変換する周波数変換手段と
、この周波数変換手段の出力を処理する共通の信号処理
手段とを有することを特徴とする磁気共鳴映像装置。