JPS63105749A

JPS63105749A - 核磁気共鳴を用いた検査方法

Info

Publication number: JPS63105749A
Application number: JP61251635A
Authority: JP
Inventors: 小野寺　尚; 茂松井; 山本　悦治; 秀樹河野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-05-11

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、ＮＭＲという）を用いた
検査装置に関し、特に、断層像の撮像を高速で行うのに
好適な、ＮＭＲを用いた検査方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、Ｎ　Ｍ　Ｔ＜断層撮影において広く用いられてい
るスピンワープ法については、たとえば、フィジックス
・イン・メディシン・アンド・バイオロジー２５　（１
９８０年）第７５１頁（Ｐｈｙｑ、Ｍｅｄ。

旧ｏ、１　２５，７５１　　（１９８０））　におイテ
論じられている。この方法では、ＭＸＭ画素の大きさの
２次元画像を測定する際、Ｍ回の独立な測定を行う、こ
こで、十分なコントラストの画像を得るためには、各測
定の間に、縦磁化の回復のための所定の待ち時間（通常
数Ｌ　ＯＯｍ　ｓ以上）をおく必要がある。そのため、
一枚の画像の８１’ｌ定時間は、待ち時間のＭ倍となり
、２１＋ｑ定に長時間を要していた。

一方、ジャーナル・オブ・フィジックス・イー９　（１
９７６年）第２７１頁から第２７＃３頁（Ｊ、Ｐｈｙｑ
　Ｅ９：２７１　　（１９７６））において論じられて
いるような、選択飽和と選択励起の組み合わせによる高
速ラインスキャン法では、それぞれのラインの測定によ
って、他のラインの位置の縦磁化は影響をうけないので
、各ラインの計測間に縦磁化の回復のための待ち時間は
不要である。

したがって、長い待ち時間に対応する、コントラス１−
の高い画像を高速で測定することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高周波パルスの不完全性に関する配慮がなされておらず
、特に選択飽和を理想的に実現することが困難であり、
関心領域外からの（４号が混入する点が問題となってい
た。そのため、ラインスキャン法による高速計測は、実
用化されていない。また。

従来のスピンワープ法と同様に、曲面に沿ったイメージ
ングは不可能であり、測定中の対象物体の動きによる画
像の劣化が著るしいという問題があった。

本発明の目的は、上記の問題点を解決し、実用的な高速
ラインスキャン法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、選択飽和を用いずに棒状の領域を選択的に
励起して１次元分布像を測定し、棒状領域の位置を所望
の撮像面に沿って順次変化させて一連の測定を行い２次
元画像を構成することによって達成される。このとき、
各々の棒状領域の選択励起は、上記の撮像面に沿った方
向の縦磁化を保存するものとする。このような各々の棒
状領域の選択励起は、上記撮像面と異なる２つの面を励
起面とする２回の選択励起を組合せて行なうことができ
る。また、異なる波形の２方向傾斜ｍ場と同時に選択励
起パルスを印加することによっても実現できる。

〔作用〕

このとき、画像を構成する個々の棒状領域の縦磁化は、
他の棒状領域の測定によって影響をうけない、したがっ
て、各測定の間に、縦磁化回復のための待ち時間は不要
であり、１枚の画像は短時間で得られる。ここで、もし
１画像をくり返し測定する場合でも、１枚１枚の画像測
定のくり返し時間が、そのまま縦磁化回復のための待ち
時間となる。そのため、１枚のＭＸＭ画像の画像の測定
に待ち時間のＭ倍を要するスピンワープ法に比べて、Ｍ
倍の高速化が可能になる。

ここで、前記の棒状領域の選択励起は、選択飽和を利用
せずに行なわれろため、前述の選択飽和を用いた高速ラ
インスキャン法に比べて、関心領域外からの信号の混入
が少ない高画質の画像が得られる。また、対象物体の動
きの影響は、近接するライン間の干渉に限定されるため
、ライン間隔を適切に設定することにより、動きによる
画像劣化を著しく低減できる。さらに、スキャン方向を
湾曲させろことにより、曲面に沿ったイメージングも可
能である。

〔実施例〕

以丁１本発明を実施する際に用いる代表的な装置の構成
及び動作の説明を行う、第３図に本′装置にブロックダ
イアグラムを示す。本装置は計算機ＣＰｔＪ１１の管理
のもとに動作するシーケンサ−１２、送信系１３．受信
系１４．磁場勾配発生系１６、及び信号処理系１７と静
磁場発生磁石１５から成る。シーケンサ−は本発明の方
式に必要な種々の命令を各装置に送る。送信系は高周波
発振器１３１．変調器１３２．高周波増幅器１：（３を
含み、命令に従って振幅変調された高周波選択励起パル
スが高周波コイル１：（４に供給されることにより高周
波磁場（Ｈｌ）が対象物体２０に印加される。傾斜磁場
発生系は、ｘ、ｙ、ｚの３方向に巻かれた傾斜磁場コイ
ル１６０と、それぞれのコイルのドライバー１６１とか
ら成り、シーケンサ−の命令に従って上記３方向の傾斜
磁場Ｇｘ　。

Ｇｙ　、Ｇｚを対象物体２０に印加する。これらの磁場
印加による応答は前述のコイル１３４を通じて受信系１
４にて受信される。受信系は増幅器１４１、検波器１４
２．Ａ／Ｄ変換器１４３を有し、シーケンサ−１，２の
命令によるタイミングでサンプリングされたデータが信
号処理系に送られる。信号処理系１７では、ブーリエ変
換等の処理を行い、任意棒状領域の密度分布、あるいは
複数の信号に適当な演算を行って得られた分布を画像化
し例えばＣＲＴディスプレイ１７１に表示する。

次に、本発明の一実施例を、第１図、第２図を用いて説
明する。第１図は、Ｘ軸に平行な棒状領域をｙ軸方向に
スキャンする際の励起の様子を模式的に表したものであ
る。第２図は、測定のためのパルスシーフェンスを表す
。測定は、以下の手順に従って行う。まず、傾斜磁場ｙ
ＥＺのもとで。

励起パルスを印加し、特定の平面を選択的に励起する。

このとき、傾斜磁場ｙ、ｚの強度は、選択的に励起され
る面の厚さが９２．面と２軸のなす角が一〇となるよう
に設定する。また、高周波の周波数は、励起したい棒状
領域の中心と１選択励起面の中心が一致するように選ぶ
０次に、位相補償のための傾斜磁場Ｘを印加した後１反
転パルスを印加する６反転パルスの際の傾斜磁場ｙｐＺ
および高周波の周波数の設定方法は、励起パルスの場合
とほぼ同様であるが、反転パルスの場合には、選択励起
面と２軸のなす角がθとなるように設定する。このよう
にすると、励起パルスによる選択励起面と反転パルスに
よる選択励起面の共通部分の棒状領域からのＮＭＲ信号
のみが、エコー信号にして観測される。このエコー信号
を傾斜磁場Ｘのもとでサンプリングし、フーリエ変換を
行なって、棒状領域における１次元密度分布像を得る。

このとき、ｙ軸方向の縦磁化は影響をうけない。

さらにひきつづいて、高周波の周波数を変化させて、ｙ
軸方向の隣接する棒状領域を励起し、全く同様の測定を
くり返して行うことにより、・２次元画像が得られる。

本実施例においては、測定したい撮像面のスライス厚Ｄ
、および、ｙ方向の分解能ｆ１１ｍもしくはｄは、励起
パルス、反転パルスによる選択励起面の厚さＱ２、方向
θおよび周波数変化のステップを適当に定めることによ
り、任意に設定できる。また、棒状領域内の強度分布は
。

励起パルス、反転パルスの波形に対応して定まる。

ここで、パルスの不完全性などによって、棒状領域以外
からのＮＭＲ信号が生ずる場合があるが、これは、たと
えば、第２図において点線で示すように、傾斜磁場Ｘｔ
’／の印加時間を長くすることによって軽減できる。あ
るいは、励起パルス、反転パルスの位相を変化させて複
数回の測定を行ない、結果を加減算することによって、
完全に除去できる。さらに、たとえば、Ｎ回目の励起パ
ルスと（Ｎ＋１）回目の反転パルスの共通領域からエコ
ー信号が生ずる可能性があるが、この場合には、このエ
コー信号が、サンプリングを行なう時間内に現われない
ようにくり返し時間を設定する。なお１本実施例は、エ
コー信号の中心の両側をサンプリングするように書かれ
ているが、後半のみサンプリングしても良い。このよう
にすると、測定に要する時間を短縮することができる。

第４図は、本発明の別の実施例を表す６本実施例では、
一定強度の励起パルスと同時に、一定強度の傾斜磁場ｙ
と、直線状に変化する傾斜磁場２を印加する。このとき
、高周波の周波数は、励起したい棒状領域の中心位置に
おける共鳴周波数の時間変化と一致するように周波数変
調する。このようにすれば、中心位置の近傍の領域のみ
が効率的に励起され、棒状領域からの信号のみが観測さ
れる０分解能Ｑｌおよびスライス厚りは、それぞれ傾斜
磁場ｙおよび傾斜ｍ揚Ｘの強度に反比例して定まる。な
お、ｙ軸方向の縦磁化は保存される。

さて、この励起パルスにひきつづいて、傾斜磁場Ｘのも
とでＮＭＲ信号をサンプリングし、以下、前記実施例と
同様にして、２次元画像を得る１本実施例によると１反
転パルスを用いる必要がないため、測定時間が短縮でき
る。また本実施例において、高周波パルス、および、傾
斜ｍ　ｊｊｊｔ波形を変化させることにより、棒状領域
の選択励起特性を゛改善することが可能である。

上記２つの実施例においては、Ｘ軸に平行な棒状領域を
ｙ軸方向にスキャンする場合について記述したが、傾斜
磁場Ｘ　＊　’／　＋　Ｚ　ＣＧｘ　、　Ｇツ。

Ｇア）を次の変換によって（Ｇｘ’　　、　Ｇｙ’　　
。

０２′）とすることにより、任意方向の撮偉を行うこと
ができる。

ただし、Ｒは、上記実施例におけるスライス面から、測
定したいスライス面への回転を表す回転行列である。

また、棒状領域のスキャンを、連続して順番に行なうか
オ〕りに、１つおきにスキャンした後、間を埋めてスキ
ャンを行う（インターレース）ことも可能である。この
ようにすると、棒状領域間の干渉による画像の劣化を軽
減できる。

さらに、棒状領域のスキャンの方向を、縦磁化が保存さ
れている領域内で湾曲させても良い。このようにすると
、たとえば背骨などの曲線に沿ったイメージングが可能
になる。

なお、上述の第２図、第４図に示した２つの実施例にお
いては、励起パルスとして通常９０’パルスを用いるが
、８１り定時間、すなわち縦磁化の回復のための待ち時
間が、縦緩和時間Ｔ１に比べて短くなるような場合には
、励起パルスによる磁化の回転角度を変化させることに
より、さらに信号強度を増大させることができる。この
とき、９０″パルスのかわりに、第２図の実施例に対し
ては（１８０°−α″）パルス、第４図の実施例に対し
ては、α０パルスを用いる。ここで、αは、測定対象の
′ｒ皿に対応して定まる９０″より小さな角度である。

また、上述の２実施例においては、サンプリングしたＮ
　Ｍ　Ｒｍ号のフーリエ変換結果を、ただちにＣＲＴデ
ィスプレイに表示することにより、容易に、リアルタイ
ムイメージングが実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によると、磁化の回復のための待ち時間と画像１
枚分の測定時間が一致するため、従来のスピンワープ法
に比べて、待ち時間の長い画像を高速で測定することが
できる。また本発明では。

選択飽和を用いていないので、関心領域外からのＮＭＲ
信号による画像の劣化は著しく低減される。

さらに、湾曲した曲面に沿ってのイメージングも可能に
なる。また、本発明によると、対象物体の動きによる画
像の劣化が著しく低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における棒状領域の励起の
様子を表し、第２図は、このときのパルスシーケンスを
表す。第３図は１本発明を実施する際に用いる装置の構
成例である。第４図は、本発明のもう一つの実施例を表
す。あ／　国案２１！３

Claims

【特許請求の範囲】１、核磁気共鳴現象を利用して、被験体の断層像を撮像
する装置において、棒状の一次元領域のみを選択的に励
起して一次元分布像を測定し、該棒状領域の位置を所望
の撮像面に沿つて順次変化させて一連の測定を行なうこ
とにより、２次元断層像を構成し、且つ各々の棒状領域
の選択励起は、前記撮像面の方向の縦磁化を保存したま
ま行うことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。２、前記各々の棒状領域の選択励起は前記撮像面の方向
と異なる２つの面の選択励起を順次行なうことにより実
現することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
核磁気共鳴を用いた検査方法。