[發明專利]核磁共振成像裝置以及核磁共振成像方法

有效

• 申請號: 201280060866.0
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN104094105B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 佐佐木進;弓削達郎;平山祥郎
• 申請（專利權）人: 國立研究開發法人科學技術振興機構
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;A61B5/055;G01R33/48;H01L21/66
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 權太白,謝麗娜

技術領域

本發明涉及核磁共振成像裝置以及核磁共振成像方法。

背景技術

核磁共振(NMR、Nuclear Magnetic Resonance)指的是，通過對在磁場中進行旋進運動的核自旋施加與旋進運動的拉莫爾(Larmor)頻率相同頻率的旋轉磁場，在磁場和原子核之間產生共振的現象。

由于因共振而狀態變化了的核自旋回到原始狀態的弛豫特性因該核自旋的放置狀況不同而不同，因而使測定對象物的結合結構、物理性質的確定成為可能。

更為具體地來說，例如，對在靜磁場中(靜磁場沿中心軸(Z軸)方向施加)與磁場并行或者反向并行的核自旋施加呈脈沖狀共振的振動磁場，使自旋的方向變化為XY軸方向，然后測定自旋的方向復原的時間(弛豫時間)，由此進行測定對象物的結合結構、物理性質的確定。

另外，弛豫時間包括：縱向弛豫時間T₁，其為脈沖入射前的自旋的旋進運動的中心軸方向(Z軸方向)的成分的弛豫時間；以及橫向弛豫時間T₂，其為與中心軸方向垂直的方向(XY軸方向)的成分的弛豫時間。

將該核自旋弛豫狀態的測定結果圖像化(成像)得到的即為MRI(Magnetic Resonance Image，磁共振圖像)，利用縱向弛豫時間T₁以及/或者橫向弛豫時間T₂將測定對象物的結合結構和物理性質圖像化。

在此，在利用橫向弛豫時間T₂進行成像的情況下，一般采用利用哈恩回波(Hahn echo)測定T₂的方法(專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平10-277006號公報

發明內容

發明要解決的課題

然而，在利用哈恩回波測定T₂(T₂^H)來進行成像的情況下，T₂^H反映了測定對象物受到的靜態噪聲，因此根據測定對象物的結合狀態、外部環境等不同，存在著T₂^H的值的差過小而難以利用MRI加以區別的問題。

具體來說，例如在以半導體基板為測定對象的情況下，測定對象物的電子密度的差越小則T₂^H的差越小，因此在通過MRI區別摻雜不同的雜質的半導體那樣的物質的情況下，存在著難以區別的情況。

本發明正是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠對利用T₂^H無法區別的物質加以區別的核磁共振成像裝置。

用于解決課題的方案

為了達成上述課題，本申請發明人經過銳意研究，結果發現以預定間隔對測定對象物(多重地)施加π脈沖的情況下的NMR信號的信號衰減常數T₂^L(廣義橫向弛豫時間)與測定對象物的自旋從外部環境受到的動態的噪聲之間存在預定的關系。

并且發現通過以考慮了測定對象的核素從外部環境受到的噪聲的預定的時間間隔對試樣施加π脈沖信號來進行T₂^L的成像，提取反映外部環境的動態噪聲而非靜態噪聲的弛豫特性，可實現能夠將利用T₂^H無法區別的測定對象物明確地區別開的MRI，完成了本發明。

即，根據本發明的第一方式，得到一種核磁共振成像裝置，其特征在于，具備：探針，能夠在靜態的梯度磁場中收納試樣；施加部，以預定的時間間隔2τ對所述試樣多重地施加與所述試樣的預定位置處的所述靜態的梯度磁場對應的拉莫爾頻率的π脈沖來作為多π脈沖；以及圖像處理部，測量施加所述多π脈沖時來自所述試樣的核磁共振(NMR)信號，并根據從施加所述多π脈沖經過了預定時間后的該NMR信號的強度的衰減曲線，求得橫向弛豫時間(T₂^L)并進行其成像，所述NMR信號和所述橫向弛豫時間(T₂^L)具有以下的式(1)所示的關系，所述π脈沖的預定的時間間隔2τ與所述試樣的核自旋從外部環境受到的噪聲的頻率f由以下的式(2)表示，

[算式1]

W(t)：NMR信號強度

T₂^L：信號衰減常數(橫向弛豫時間)

t：時間

f：核自旋受到的噪聲的頻率