JP3352109B2 - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents
磁気共鳴診断装置Info
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- JP3352109B2 JP3352109B2 JP15762592A JP15762592A JP3352109B2 JP 3352109 B2 JP3352109 B2 JP 3352109B2 JP 15762592 A JP15762592 A JP 15762592A JP 15762592 A JP15762592 A JP 15762592A JP 3352109 B2 JP3352109 B2 JP 3352109B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気共鳴現象を利用
して、被検体の解剖学的情報や生化学的情報を得る磁気
共鳴診断装置に係り、特に所望局所領域からの情報を短
時間に得る磁気共鳴診断装置に関するものである。
して、被検体の解剖学的情報や生化学的情報を得る磁気
共鳴診断装置に係り、特に所望局所領域からの情報を短
時間に得る磁気共鳴診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、疾病の早期診断、癌治療効果の判
定等に有効な方法として、ＭＲＳＩ（Magnetic Resonam
ce Spectraoscoopic Imaging）が注目されている。ＭＲ
ＳＩとは、磁気共鳴現象を利用して１Ｈ、３１Ｐ等の核
種を含む生体内の微少な代謝産物を観測するものであ
る。例えば、１Ｈ−ＭＲＳＩでは、ＮＡＡ（Ｎ−アセチ
ルアスパラギン酸），Ｃｈｏ（コリン），ＰＣｒ／Ｃｒ
（クレアチンリン酸／クレアチニン），Ｇｌｘ（グルタ
ミン及びグルタミン酸），Ｌａｃ（乳酸）等を観測する
ことができ、３１Ｐ−ＭＲＳＩでは、ＡＴＰ（アデノシ
ン３リン酸），ＰＣｒ（クレアチンリン酸），Ｐｉ（無
機リン酸），ＰＭＥ（フォスフォモノエステル），ＰＤ
Ｅ（フォスフォジエステル）等の代謝産物の３次元的な
分布を観測することができる。
定等に有効な方法として、ＭＲＳＩ（Magnetic Resonam
ce Spectraoscoopic Imaging）が注目されている。ＭＲ
ＳＩとは、磁気共鳴現象を利用して１Ｈ、３１Ｐ等の核
種を含む生体内の微少な代謝産物を観測するものであ
る。例えば、１Ｈ−ＭＲＳＩでは、ＮＡＡ（Ｎ−アセチ
ルアスパラギン酸），Ｃｈｏ（コリン），ＰＣｒ／Ｃｒ
（クレアチンリン酸／クレアチニン），Ｇｌｘ（グルタ
ミン及びグルタミン酸），Ｌａｃ（乳酸）等を観測する
ことができ、３１Ｐ−ＭＲＳＩでは、ＡＴＰ（アデノシ
ン３リン酸），ＰＣｒ（クレアチンリン酸），Ｐｉ（無
機リン酸），ＰＭＥ（フォスフォモノエステル），ＰＤ
Ｅ（フォスフォジエステル）等の代謝産物の３次元的な
分布を観測することができる。
【０００３】このようなＭＲＳＩにおいては、生体内に
存在するＮＡＡ等のプロトン化合物が生体水の濃度に比
べて４桁程度小さいので、通常のＡ／Ｄ変換器のビット
数では代謝産物からの信号を十分検出することができ
ず、水信号を選択的に抑圧しなければ該プロトン化合物
を観測することができなかった。
存在するＮＡＡ等のプロトン化合物が生体水の濃度に比
べて４桁程度小さいので、通常のＡ／Ｄ変換器のビット
数では代謝産物からの信号を十分検出することができ
ず、水信号を選択的に抑圧しなければ該プロトン化合物
を観測することができなかった。
【０００４】この水信号を抑圧する方法としては、水と
所望するプロトン化合物との化学的性質の差を利用する
さまざまな方法が提案されており、大別して、（１）化
学シフトの差を利用する方法、（２）縦緩和時間（Ｔ
１）の差を利用する方法、（３）横緩和時間（Ｔ２）の
差を利用する方法、（４）スピン−スピン結合の有無
（差）を利用する方法、（５）拡散定数の差を利用する
方法、等が考案されている。
所望するプロトン化合物との化学的性質の差を利用する
さまざまな方法が提案されており、大別して、（１）化
学シフトの差を利用する方法、（２）縦緩和時間（Ｔ
１）の差を利用する方法、（３）横緩和時間（Ｔ２）の
差を利用する方法、（４）スピン−スピン結合の有無
（差）を利用する方法、（５）拡散定数の差を利用する
方法、等が考案されている。
【０００５】これらのうち、（１）の化学シフトの差を
利用した方法はさらに、（ａ）選択励起法、（ｂ）選択
飽和法の２つが知られており、特に近年、局所励起手法
と組み合わせて（ｂ）の選択飽和法が頻繁に用いられて
いる。この選択飽和法では、ＣＨＥＳＳ（CHEmical Shi
ft Selective）パルス（A.Haase,et al.,Phys.Med.Bio
l.30,341(1968) ）と呼ばれる選択励起パルスによっ
て、水信号の磁化のみを横平面に倒し、その後水信号に
よる横磁化を勾配磁場パルスによってスポイルすること
によって水信号を抑圧する。そして、このような水信号
抑圧技法によって微小な代謝産物の信号を観測すること
が可能となる。
利用した方法はさらに、（ａ）選択励起法、（ｂ）選択
飽和法の２つが知られており、特に近年、局所励起手法
と組み合わせて（ｂ）の選択飽和法が頻繁に用いられて
いる。この選択飽和法では、ＣＨＥＳＳ（CHEmical Shi
ft Selective）パルス（A.Haase,et al.,Phys.Med.Bio
l.30,341(1968) ）と呼ばれる選択励起パルスによっ
て、水信号の磁化のみを横平面に倒し、その後水信号に
よる横磁化を勾配磁場パルスによってスポイルすること
によって水信号を抑圧する。そして、このような水信号
抑圧技法によって微小な代謝産物の信号を観測すること
が可能となる。
【０００６】また、例えば脳内のプロトン化合物を観測
する場合に、脳の周辺領域に存在する脂肪組織もまた、
プロトン化合物に比べてはるかに大きな存在比を示すた
めにＭＲＳＩを行う際に脂肪信号の混入が大きな問題と
なる。これは、ＭＲＳＩにおけるマトリクスサイズが比
較的粗いために、ボクセル間の信号混入が生じるためで
ある。
する場合に、脳の周辺領域に存在する脂肪組織もまた、
プロトン化合物に比べてはるかに大きな存在比を示すた
めにＭＲＳＩを行う際に脂肪信号の混入が大きな問題と
なる。これは、ＭＲＳＩにおけるマトリクスサイズが比
較的粗いために、ボクセル間の信号混入が生じるためで
ある。
【０００７】さらに、脳周辺部分の磁場均一性は、おお
むね均一な組織で占められる脳中央部に比べて、通常、
磁化率等の影響で悪くなることが知られている。このよ
うな磁場の不均一性の影響により水の共鳴信号が数ｐｐ
ｍ程度ずれ、さきに述べた水信号の抑制のためのＣＨＥ
ＳＳパルスの励起帯域からずれることによって、水信号
を抑圧することができず、観測しようとするＮＡＡ，Ｃ
ｈｏ，Ｃｒ等の化合物の存在するケミカルシフト領域に
重なってしまう可能性がある。
むね均一な組織で占められる脳中央部に比べて、通常、
磁化率等の影響で悪くなることが知られている。このよ
うな磁場の不均一性の影響により水の共鳴信号が数ｐｐ
ｍ程度ずれ、さきに述べた水信号の抑制のためのＣＨＥ
ＳＳパルスの励起帯域からずれることによって、水信号
を抑圧することができず、観測しようとするＮＡＡ，Ｃ
ｈｏ，Ｃｒ等の化合物の存在するケミカルシフト領域に
重なってしまう可能性がある。
【０００８】このような場合においても、ＭＲＳＩを行
った際にボクセル間に信号の混入が起こるために、本来
のプロトン化合物のスペクトルと、残留水信号によるス
ペクトルとの同定が困難になる。
った際にボクセル間に信号の混入が起こるために、本来
のプロトン化合物のスペクトルと、残留水信号によるス
ペクトルとの同定が困難になる。
【０００９】そこで、従来より、頭部のプロトンＭＲＳ
Ｉを行う場合には頭部全体の代謝画像を得るのではな
く、脂肪等による信号の影響を除去するため、図１３に
示されるように、脳の中央部分を局所的に励起して該励
起部分のみからの信号を収集する方法、すなわち、局所
励起法が用いられている。
Ｉを行う場合には頭部全体の代謝画像を得るのではな
く、脂肪等による信号の影響を除去するため、図１３に
示されるように、脳の中央部分を局所的に励起して該励
起部分のみからの信号を収集する方法、すなわち、局所
励起法が用いられている。
【００１０】しかしながら、局所励起を行うために印加
する高周波励起パルスは、通常、標本化関数に基づく形
状（或いは、これにフィルタ処理を施した関数波形）を
持つパルスであるので、その励起特性は、図１４に示す
ように、両端部にサイドローブ１４１，１４２を持つ形
状となる。
する高周波励起パルスは、通常、標本化関数に基づく形
状（或いは、これにフィルタ処理を施した関数波形）を
持つパルスであるので、その励起特性は、図１４に示す
ように、両端部にサイドローブ１４１，１４２を持つ形
状となる。
【００１１】このため、励起する領域を大きくとった場
合には脳周辺領域の脂肪等が混入するので、局所励起で
きる領域の大きさ（代謝画像化できる領域）が限られる
ことはもちろん、不要な信号成分が混入するため、正し
い代謝物画像を得ることができなかった。
合には脳周辺領域の脂肪等が混入するので、局所励起で
きる領域の大きさ（代謝画像化できる領域）が限られる
ことはもちろん、不要な信号成分が混入するため、正し
い代謝物画像を得ることができなかった。
【００１２】一方、代謝産物の定量化においては、各々
の代謝産物の核種の緩和時間が異なるため、十分に長い
励起パルス繰り返し時間（ＴＲ）でデータ収集しない
と、各々の代謝産物の相対量でさえ単純に比較できない
という問題があった。１Ｈ−ＭＲＳＩでは、通常Ｌａｃ
の１Ｈの緩和時間が最も長く約１秒であるためＴＲとし
て５秒以上に設定することが好ましい。３１Ｐ−ＭＲＳ
Ｉでは、ＰＣｒの３１Ｐの緩和時間が２〜３秒なのでＴ
Ｒは１５秒程度に設定することが好ましい。
の代謝産物の核種の緩和時間が異なるため、十分に長い
励起パルス繰り返し時間（ＴＲ）でデータ収集しない
と、各々の代謝産物の相対量でさえ単純に比較できない
という問題があった。１Ｈ−ＭＲＳＩでは、通常Ｌａｃ
の１Ｈの緩和時間が最も長く約１秒であるためＴＲとし
て５秒以上に設定することが好ましい。３１Ｐ−ＭＲＳ
Ｉでは、ＰＣｒの３１Ｐの緩和時間が２〜３秒なのでＴ
Ｒは１５秒程度に設定することが好ましい。
【００１３】しかしながら、このＴＲで空間３次元のＭ
ＲＳＩデータを得るためには、例えば１Ｈ−ＭＲＳＩで
分解能１．５ｃｍ、１６×１６×１６マトリックスの場
合では、６時間弱の計測時間がかかり、３１Ｐ−ＭＲＳ
Ｉで分解能３ｃｍ、８×８×８マトリックスの場合で
は、約２時間の計測時間がかかり実用的でなかった。
ＲＳＩデータを得るためには、例えば１Ｈ−ＭＲＳＩで
分解能１．５ｃｍ、１６×１６×１６マトリックスの場
合では、６時間弱の計測時間がかかり、３１Ｐ−ＭＲＳ
Ｉで分解能３ｃｍ、８×８×８マトリックスの場合で
は、約２時間の計測時間がかかり実用的でなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
ける磁気共鳴診断装置を用いて局所化ＭＲＳＩを行う場
合には、局所励起させる際に印加する高周波励起パルス
の励起特性が図１４に示すごとくサイドローブ１４１，
１４２を持つため、観測対象領域内に不要な信号が混入
し、正しい代謝物画像が得られないという欠点があっ
た。
ける磁気共鳴診断装置を用いて局所化ＭＲＳＩを行う場
合には、局所励起させる際に印加する高周波励起パルス
の励起特性が図１４に示すごとくサイドローブ１４１，
１４２を持つため、観測対象領域内に不要な信号が混入
し、正しい代謝物画像が得られないという欠点があっ
た。
【００１５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、観測対象領域内に混入する不
要な磁気共鳴信号を抑圧し得る磁気共鳴診断装置を提供
するとともに、さらに、局所励起手段にマルチスライス
法を組み合わせて適用し、効率よく局所の空間３次元領
域からの磁気共鳴信号を短時間に収集し得る磁気共鳴診
断装置を提供することにある。
るためになされたもので、観測対象領域内に混入する不
要な磁気共鳴信号を抑圧し得る磁気共鳴診断装置を提供
するとともに、さらに、局所励起手段にマルチスライス
法を組み合わせて適用し、効率よく局所の空間３次元領
域からの磁気共鳴信号を短時間に収集し得る磁気共鳴診
断装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の課
題を解決するために、静磁場中に置かれた被検体に対し
て高周波パルス及び勾配磁場パルスを印加して所望の代
謝物から磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴診断装置にお
いて、前記被検体中の対象領域外から発生する磁気共鳴
信号を飽和させる高周波励起パルスを印加する高周波励
起パルス印加手段と、前記高周波励起パルスにて励起さ
れた磁気共鳴信号の位相を分散させる勾配磁場パルスを
印加する勾配磁場パルス印加手段と、前記対象領域を局
所励起する局所励起シーケンスを実行し磁気共鳴信号を
収集する手段とを備え、前記対象領域内のケミカルシフ
トによる代謝物画像の位置ずれに応じて前記高周波励起
パルスの中心周波数と前記勾配磁場パルスの極性を設定
することを特徴とする。
題を解決するために、静磁場中に置かれた被検体に対し
て高周波パルス及び勾配磁場パルスを印加して所望の代
謝物から磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴診断装置にお
いて、前記被検体中の対象領域外から発生する磁気共鳴
信号を飽和させる高周波励起パルスを印加する高周波励
起パルス印加手段と、前記高周波励起パルスにて励起さ
れた磁気共鳴信号の位相を分散させる勾配磁場パルスを
印加する勾配磁場パルス印加手段と、前記対象領域を局
所励起する局所励起シーケンスを実行し磁気共鳴信号を
収集する手段とを備え、前記対象領域内のケミカルシフ
トによる代謝物画像の位置ずれに応じて前記高周波励起
パルスの中心周波数と前記勾配磁場パルスの極性を設定
することを特徴とする。
【００１７】
【作用】上述の如く対象領域の周辺領域に、選択飽和パ
ルスを印加して、この領域から発生する磁気共鳴信号を
抑圧し、その後、水信号抑圧用のパルスによって水信号
を抑圧し、前記対象領域に選択励起パルスを印加して、
この領域内のプロトン化合物を励起させればプロトン化
合物を選択性良く励起させることができ、周辺組織から
の脂肪信号及び残留水信号の混入を抑制できるため、脳
の広い領域の代謝画像化が可能となるばかりでなく、不
要な信号による代謝画像の偽像による誤診断を除去する
ことができる。
ルスを印加して、この領域から発生する磁気共鳴信号を
抑圧し、その後、水信号抑圧用のパルスによって水信号
を抑圧し、前記対象領域に選択励起パルスを印加して、
この領域内のプロトン化合物を励起させればプロトン化
合物を選択性良く励起させることができ、周辺組織から
の脂肪信号及び残留水信号の混入を抑制できるため、脳
の広い領域の代謝画像化が可能となるばかりでなく、不
要な信号による代謝画像の偽像による誤診断を除去する
ことができる。
【００１８】また、被検体の所望の画像化断層面を選択
励起し磁気共鳴信号を観測した後、この画像化断層面に
平行な他の画像化断層面を選択励起し磁気共鳴信号を観
測するので、所望の局所３次元領域からの磁気共鳴画像
を短時間に得ることが可能となる。
励起し磁気共鳴信号を観測した後、この画像化断層面に
平行な他の画像化断層面を選択励起し磁気共鳴信号を観
測するので、所望の局所３次元領域からの磁気共鳴画像
を短時間に得ることが可能となる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
について説明する。
について説明する。
【００２０】第１は本発明の一実施例に係る磁気共鳴診
断装置の構成を示すブロック図である。同図に示す磁気
共鳴診断装置は、静磁場を発生するための静磁場磁石１
０と磁石電源１１と、複数のシムコイルを含むシムコイ
ル系１２及びシムコイル電源１３と、直交するＸ，Ｙ，
Ｚの３軸方向に各々線形の磁場分布を持つ勾配磁場を生
成するための勾配コイル系１４及び勾配コイル電源１５
と、高周波磁場を印加し、かつ磁気共鳴信号を検出する
高周波プローブ１６と、該プローブ１６に高周波パルス
を供給する送信器１７と、プローブ１６で検出された磁
気共鳴信号を受信し増幅および検波する受信器１８と、
シーケンスコントローラ１９及び計算機２０によって構
成される。シーケンスコントローラ１９は、計算機２０
から送られるシーケンスプログラムに従い、送信器１
７、勾配コイル電源１３等に制御信号を送出し、高周波
パルス及び勾配磁場パルスを印加させる。計算機２０
は、シーケンスコントローラ１９やシムコイル電源出力
を制御したり、受信機からの信号を収集・処理する。
断装置の構成を示すブロック図である。同図に示す磁気
共鳴診断装置は、静磁場を発生するための静磁場磁石１
０と磁石電源１１と、複数のシムコイルを含むシムコイ
ル系１２及びシムコイル電源１３と、直交するＸ，Ｙ，
Ｚの３軸方向に各々線形の磁場分布を持つ勾配磁場を生
成するための勾配コイル系１４及び勾配コイル電源１５
と、高周波磁場を印加し、かつ磁気共鳴信号を検出する
高周波プローブ１６と、該プローブ１６に高周波パルス
を供給する送信器１７と、プローブ１６で検出された磁
気共鳴信号を受信し増幅および検波する受信器１８と、
シーケンスコントローラ１９及び計算機２０によって構
成される。シーケンスコントローラ１９は、計算機２０
から送られるシーケンスプログラムに従い、送信器１
７、勾配コイル電源１３等に制御信号を送出し、高周波
パルス及び勾配磁場パルスを印加させる。計算機２０
は、シーケンスコントローラ１９やシムコイル電源出力
を制御したり、受信機からの信号を収集・処理する。
【００２１】図２は、上述した磁気共鳴診断装置を用い
てプロトン化合物（代謝物）を観測するためのＭＲＳＩ
パルスシーケンス図であり、以下同図を参照しながら本
実施例の動作について説明する。
てプロトン化合物（代謝物）を観測するためのＭＲＳＩ
パルスシーケンス図であり、以下同図を参照しながら本
実施例の動作について説明する。
【００２２】まず、図２に示す区間ｔ1 に示されるパル
ス系列において、対象領域外の磁気共鳴信号を抑圧する
ために、周波数帯域ΔＦをもつ高周波パルスＰ1 を印加
する。また、この高周波パルスＰ1 と同時に、選択飽和
させる領域に対応する各方向の勾配磁場Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 を印加する。これによって、対象領域外の磁化を飽和
させることができ、この領域からの磁気共鳴信号を抑圧
することができる。この時、勾配磁場パルスＳ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 は、励起された磁気共鳴信号をスポイルする
効果も含んでいる。また、周波数帯域ΔＦと勾配磁場強
度Ｇ、及び飽和領域の大きさ（幅）ΔＸの関係は、次の
（１）式で示される。 Ｇ＝ΔＦ／ΔＸ （１） 従って、高周波励起パルスＰ1 の中心周波数を適宜選択
することによって、飽和させる領域の位置を任意に設定
することができる。
ス系列において、対象領域外の磁気共鳴信号を抑圧する
ために、周波数帯域ΔＦをもつ高周波パルスＰ1 を印加
する。また、この高周波パルスＰ1 と同時に、選択飽和
させる領域に対応する各方向の勾配磁場Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 を印加する。これによって、対象領域外の磁化を飽和
させることができ、この領域からの磁気共鳴信号を抑圧
することができる。この時、勾配磁場パルスＳ1 ，
Ｓ2 ，Ｓ3 は、励起された磁気共鳴信号をスポイルする
効果も含んでいる。また、周波数帯域ΔＦと勾配磁場強
度Ｇ、及び飽和領域の大きさ（幅）ΔＸの関係は、次の
（１）式で示される。 Ｇ＝ΔＦ／ΔＸ （１） 従って、高周波励起パルスＰ1 の中心周波数を適宜選択
することによって、飽和させる領域の位置を任意に設定
することができる。
【００２３】図３は励起領域のプロファイル（１次元）
を示す説明図であり、高周波パルスＰ1 による局所飽和
特性Ｓ12と、高周波励起パルスＰ3 ，Ｐ4 若しくはＰ5
による局所励起特性Ｓ11を示している。そして、図から
明らかなように、選択飽和のための高周波パルスＰ1 の
中心周波数、及び領域の大きさは、後に印加される高周
波数励起パルスＰ3 ，Ｐ4 若しくはＰ5 の特性を補うよ
うに設定される。つまり、図３に示す局所励起特性Ｓ11
の持つサイドローブ３１が局所飽和特性Ｓ12によって打
消されるようになる。これによって、サイドローブによ
る不要な信号の混入を防止することができるのである。
を示す説明図であり、高周波パルスＰ1 による局所飽和
特性Ｓ12と、高周波励起パルスＰ3 ，Ｐ4 若しくはＰ5
による局所励起特性Ｓ11を示している。そして、図から
明らかなように、選択飽和のための高周波パルスＰ1 の
中心周波数、及び領域の大きさは、後に印加される高周
波数励起パルスＰ3 ，Ｐ4 若しくはＰ5 の特性を補うよ
うに設定される。つまり、図３に示す局所励起特性Ｓ11
の持つサイドローブ３１が局所飽和特性Ｓ12によって打
消されるようになる。これによって、サイドローブによ
る不要な信号の混入を防止することができるのである。
【００２４】また、図４は人間の脳の断面図であり、脂
肪成分４１の画像を示している。しかし、実際にはケミ
カルシフト成分の違いによる位置ずれが生じるので、符
号４２に示すように、実際の脂肪成分４１とはずれた画
像が得られる。従って、高周波パルスＰ1 の中心周波数
を設定する際には、このケミカルシフト成分による位置
ずれを考慮して選択すれば良い。
肪成分４１の画像を示している。しかし、実際にはケミ
カルシフト成分の違いによる位置ずれが生じるので、符
号４２に示すように、実際の脂肪成分４１とはずれた画
像が得られる。従って、高周波パルスＰ1 の中心周波数
を設定する際には、このケミカルシフト成分による位置
ずれを考慮して選択すれば良い。
【００２５】一方、このケミカルシフトの位置ずれを利
用して、例えば脳右側を飽和するときには、脂肪成分が
図４中（＋）方向にずれるように高周波パルスＰ1 と同
時に印加する領域限定のための勾配磁場Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 の極性を設定し、その反対に脳左側を飽和する場合に
は勾配磁場の極性を反転させ脂肪組織のずれを（−）側
にすれば、より効果的に脂肪信号を飽和させることがで
きる。
用して、例えば脳右側を飽和するときには、脂肪成分が
図４中（＋）方向にずれるように高周波パルスＰ1 と同
時に印加する領域限定のための勾配磁場Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 の極性を設定し、その反対に脳左側を飽和する場合に
は勾配磁場の極性を反転させ脂肪組織のずれを（−）側
にすれば、より効果的に脂肪信号を飽和させることがで
きる。
【００２６】また、高周波パルスＰ1 は、１回の印加に
限定されるものではなく、対象領域の選択励起特性が改
善されるように、同一の領域、又は励起する領域を移動
させた複数の高周波パルスを印加しても良い。この際に
は、対象領域を励起する時点、即ち、図２における高周
波パルスＰ3 の印加時点において縦磁化が最小となるよ
うに、各高周波パルスＰ1 のＲＦパワーを調整すること
が望ましい。
限定されるものではなく、対象領域の選択励起特性が改
善されるように、同一の領域、又は励起する領域を移動
させた複数の高周波パルスを印加しても良い。この際に
は、対象領域を励起する時点、即ち、図２における高周
波パルスＰ3 の印加時点において縦磁化が最小となるよ
うに、各高周波パルスＰ1 のＲＦパワーを調整すること
が望ましい。
【００２７】特に、目的領域を直方体状にし、その周辺
領域を飽和させる場合には、高周波パルスＰ1 の印加回
数Ｎは６回となる。また、図５（ａ）〜（ｅ）に示す如
く、励起領域５１と飽和領域５２との位置関係を任意に
設定することができるので、撮影対象領域の形状、組織
の成分等を考慮して最適に設定することが可能となる。
領域を飽和させる場合には、高周波パルスＰ1 の印加回
数Ｎは６回となる。また、図５（ａ）〜（ｅ）に示す如
く、励起領域５１と飽和領域５２との位置関係を任意に
設定することができるので、撮影対象領域の形状、組織
の成分等を考慮して最適に設定することが可能となる。
【００２８】そして、図２に示す区間ｔ2 において、水
信号抑制のためのパルス系列（Ｍ回）が印加され、その
後、区間ｔ3 において、プロトン化合物の分布を得るた
めの多次元ＭＲＳＩ（図は３Ｄ−ＭＲＳＩを示す）パル
スシーケンスが行われ、プロトン代謝物の分布が得られ
るのである。
信号抑制のためのパルス系列（Ｍ回）が印加され、その
後、区間ｔ3 において、プロトン化合物の分布を得るた
めの多次元ＭＲＳＩ（図は３Ｄ−ＭＲＳＩを示す）パル
スシーケンスが行われ、プロトン代謝物の分布が得られ
るのである。
【００２９】このようにして、本実施例では、局所励起
パルスシーケンスを実行する前に、局所励起する対象領
域の周辺領域を飽和させるための高周波パルスを印加し
ている。従って、対象領域から得られる磁気共鳴信号に
他の領域からの不要な信号が混入することがなくなり、
正確な代謝物画像を得ることができる。
パルスシーケンスを実行する前に、局所励起する対象領
域の周辺領域を飽和させるための高周波パルスを印加し
ている。従って、対象領域から得られる磁気共鳴信号に
他の領域からの不要な信号が混入することがなくなり、
正確な代謝物画像を得ることができる。
【００３０】また、ケミカルシフトによる代謝物画像の
位置ずれを考慮して、飽和させる領域を設定すれば、よ
り効果的に周辺からの不要な信号を抑圧することができ
る。なお、本実施例では、局所励起方法としてスピンエ
コーシーケンスを例に示したが、本発明はこれに限定さ
れず、他の局所励起シーケンスを用いても良い。
位置ずれを考慮して、飽和させる領域を設定すれば、よ
り効果的に周辺からの不要な信号を抑圧することができ
る。なお、本実施例では、局所励起方法としてスピンエ
コーシーケンスを例に示したが、本発明はこれに限定さ
れず、他の局所励起シーケンスを用いても良い。
【００３１】図６は、本発明の第２の実施例に係る磁気
共鳴映像装置において用いられるパルスシーケンスを示
す図であり、高周波パルス、磁場勾配パルスの印加及び
信号観測のタイミングが示されている。空間の特定の方
向におけるスライス面１において空間２次元のＭＲＳＩ
を得るためのパルス列は、エンコード磁場勾配強度ＧＳ
2 又はＧＳ3 を変えながら繰り返し時間ＴＲの間隔で繰
り返される。スライス面２において空間２次元のＭＲＳ
Ｉを得るためのパルス列は、スライス面１からの信号を
観測した後繰り返し時間ＴＲの間に印加される。必要に
応じて、また、繰り返し時間ＴＲの間に入るかぎり、さ
らに別のスライス面からの信号を得るため同様のパルス
列をｎ回印加することができる。
共鳴映像装置において用いられるパルスシーケンスを示
す図であり、高周波パルス、磁場勾配パルスの印加及び
信号観測のタイミングが示されている。空間の特定の方
向におけるスライス面１において空間２次元のＭＲＳＩ
を得るためのパルス列は、エンコード磁場勾配強度ＧＳ
2 又はＧＳ3 を変えながら繰り返し時間ＴＲの間隔で繰
り返される。スライス面２において空間２次元のＭＲＳ
Ｉを得るためのパルス列は、スライス面１からの信号を
観測した後繰り返し時間ＴＲの間に印加される。必要に
応じて、また、繰り返し時間ＴＲの間に入るかぎり、さ
らに別のスライス面からの信号を得るため同様のパルス
列をｎ回印加することができる。
【００３２】次に、一のスライス面において空間２次元
のＭＲＳＩを得るためのパルス列について説明する。９
０度パルス（π／２）のスライス方向に対する磁場勾配
パルスＧＳ1 が印加された後、２つの１８０度パルス
（π）がそれぞれのスライス面内にて直交する方向の磁
場勾配パルスＧＳ2 及びＧＳ3 と共に順次印加される。
τは９０度パルス（π／２）のほぼ中心から次の１８０
度パルス（π）の中心までの時間を表し、τ＋τ´は最
初の１８０度パルス（π）の中心から２番目の１８０度
パルス（π）の中心までの時間を表す。このτとτ´は
等しくても良い。磁場勾配パルスＧＳ2 及びＧＳ3 の強
度を各々変えながら上記のパルスシーケンスを時間ＴＲ
で繰り返しながらデータを収集する。所望のスライス面
を得るためには、静磁場から決まる磁気共鳴周波数ｆ0
に所望のスライス位置における勾配磁場強度から決まる
オフセット周波数を加算した周波数で９０度パルスを変
調することによって行われる。図６においてはスライス
面１及びスライス面２を選択するためにオフセット周波
数ｆ1 ，ｆ2 を用いている。本実施例のようにスライス
面の選択に９０度パルスを用いれば、それ以外のスライ
ス面は次の２つの１８０度パルスで励起されてしまうも
のの３６０度回転して励起前の状態に戻るため、初めの
スライス面からの信号観測後においても、他の面の励起
が可能となる。この際τ＋τ´の時間で磁化が緩和しな
いようにτ＋τ´はなるべく短いほうがよい。
のＭＲＳＩを得るためのパルス列について説明する。９
０度パルス（π／２）のスライス方向に対する磁場勾配
パルスＧＳ1 が印加された後、２つの１８０度パルス
（π）がそれぞれのスライス面内にて直交する方向の磁
場勾配パルスＧＳ2 及びＧＳ3 と共に順次印加される。
τは９０度パルス（π／２）のほぼ中心から次の１８０
度パルス（π）の中心までの時間を表し、τ＋τ´は最
初の１８０度パルス（π）の中心から２番目の１８０度
パルス（π）の中心までの時間を表す。このτとτ´は
等しくても良い。磁場勾配パルスＧＳ2 及びＧＳ3 の強
度を各々変えながら上記のパルスシーケンスを時間ＴＲ
で繰り返しながらデータを収集する。所望のスライス面
を得るためには、静磁場から決まる磁気共鳴周波数ｆ0
に所望のスライス位置における勾配磁場強度から決まる
オフセット周波数を加算した周波数で９０度パルスを変
調することによって行われる。図６においてはスライス
面１及びスライス面２を選択するためにオフセット周波
数ｆ1 ，ｆ2 を用いている。本実施例のようにスライス
面の選択に９０度パルスを用いれば、それ以外のスライ
ス面は次の２つの１８０度パルスで励起されてしまうも
のの３６０度回転して励起前の状態に戻るため、初めの
スライス面からの信号観測後においても、他の面の励起
が可能となる。この際τ＋τ´の時間で磁化が緩和しな
いようにτ＋τ´はなるべく短いほうがよい。
【００３３】１Ｈ−ＭＲＳＩにおいては、図７に示すよ
うに、９０度パルスを印加する前に水信号抑圧のための
周波数選択飽和パルス２１を付加する。周波数選択飽和
パルス２１は、図８に示すように、水信号のみを励起す
るための狭帯域パルスＰ２１と、励起されて生じる横磁
化の位相を分散させ見掛け消失させるために必要に応じ
て印加する磁場勾配パルスＧＳ1 ，ＧＳ2 ，ＧＳ3 から
なる。狭帯域パルスＰ２１は、通常１〜２ｐｐｍの狭帯
域を持つように設定され、ｓｉｎｃ関数、ガウス分布関
数或いは、最終的な励起特性が矩形になるように最適化
された関数を用いる。これは、磁化の運動を記述するＢ
ｌｏｃｈ方程式の解が矩形の励起特性になるように、初
期値として入力する高周波パルス波形を最適化の手法を
用いて修正していく方法である。１回の周波数選択飽和
パルスで飽和が不十分な場合は磁場勾配の方向を変えな
がら数回繰り返す。
うに、９０度パルスを印加する前に水信号抑圧のための
周波数選択飽和パルス２１を付加する。周波数選択飽和
パルス２１は、図８に示すように、水信号のみを励起す
るための狭帯域パルスＰ２１と、励起されて生じる横磁
化の位相を分散させ見掛け消失させるために必要に応じ
て印加する磁場勾配パルスＧＳ1 ，ＧＳ2 ，ＧＳ3 から
なる。狭帯域パルスＰ２１は、通常１〜２ｐｐｍの狭帯
域を持つように設定され、ｓｉｎｃ関数、ガウス分布関
数或いは、最終的な励起特性が矩形になるように最適化
された関数を用いる。これは、磁化の運動を記述するＢ
ｌｏｃｈ方程式の解が矩形の励起特性になるように、初
期値として入力する高周波パルス波形を最適化の手法を
用いて修正していく方法である。１回の周波数選択飽和
パルスで飽和が不十分な場合は磁場勾配の方向を変えな
がら数回繰り返す。
【００３４】また、１Ｈ，３１ＰのＭＲＳＩにおいて興
味のない領域の信号をあらかじめ飽和させる空間選択飽
和パルス２２を付加してもよい。図９は、空間選択飽和
パルス２２を用いた場合のパルスシーケンスを示す図で
あり、空間選択飽和パルス２２の印加後に、上述した周
波数選択飽和パルス２１を印加している。空間選択飽和
パルス２２は、図１０に示すように、局所励起に用いら
れるのと同様に所望の帯域の高周波パルスＰ22と、同時
に印加される磁場勾配パルスＧＳ1 ，ＧＳ2 ，ＧＳ3 か
らなる。残留横磁化が存在する場合には必要に応じて磁
場勾配パルスを印加する。空間選択飽和パルス２２は、
例えば図１１に示すような撮像領域２３の外側の選択飽
和面２４の信号を飽和させるのに用いられる。この場合
の選択飽和の方向は選択飽和面２４に直交する方向に磁
場勾配パルスを印加することにより決定できる。また、
選択飽和面２４の位置は、高周波パルスのオフセット周
波数ｆx （ｘ＝１，２，…）を変えることにより制御す
ることができ、選択飽和面２４の幅は磁場勾配の大きさ
及び高周波パルスの帯域幅を変えることによりの制御す
ることができる。さらに、撮像領域２１の前後・左右・
上下を選択飽和したい場合は、空間選択飽和パルス２２
を繰り返して印加しても良い。
味のない領域の信号をあらかじめ飽和させる空間選択飽
和パルス２２を付加してもよい。図９は、空間選択飽和
パルス２２を用いた場合のパルスシーケンスを示す図で
あり、空間選択飽和パルス２２の印加後に、上述した周
波数選択飽和パルス２１を印加している。空間選択飽和
パルス２２は、図１０に示すように、局所励起に用いら
れるのと同様に所望の帯域の高周波パルスＰ22と、同時
に印加される磁場勾配パルスＧＳ1 ，ＧＳ2 ，ＧＳ3 か
らなる。残留横磁化が存在する場合には必要に応じて磁
場勾配パルスを印加する。空間選択飽和パルス２２は、
例えば図１１に示すような撮像領域２３の外側の選択飽
和面２４の信号を飽和させるのに用いられる。この場合
の選択飽和の方向は選択飽和面２４に直交する方向に磁
場勾配パルスを印加することにより決定できる。また、
選択飽和面２４の位置は、高周波パルスのオフセット周
波数ｆx （ｘ＝１，２，…）を変えることにより制御す
ることができ、選択飽和面２４の幅は磁場勾配の大きさ
及び高周波パルスの帯域幅を変えることによりの制御す
ることができる。さらに、撮像領域２１の前後・左右・
上下を選択飽和したい場合は、空間選択飽和パルス２２
を繰り返して印加しても良い。
【００３５】図１２は、局所高分解能画像を得るための
パルスシーケンスを示す図である。図１２において、Ｇ
Ｓ1 ，ＧＳ2 及びＧＳ3 は各々スライス方向、リード方
向及びエンコード方向を示している。このマルチスライ
スを行う局所励起パルスシーケンス２５は、局所の水分
布画像を高分解能で得るためにも用いることが可能であ
る。撮像領域を局所化しているため同じマトリックス、
すなわち同じエンコード回数でも高分解能の画像を得る
ことができる。観測時間後印加されている磁場勾配パル
スは残留横磁化の位相を分散させるために必要に応じて
印加する。
パルスシーケンスを示す図である。図１２において、Ｇ
Ｓ1 ，ＧＳ2 及びＧＳ3 は各々スライス方向、リード方
向及びエンコード方向を示している。このマルチスライ
スを行う局所励起パルスシーケンス２５は、局所の水分
布画像を高分解能で得るためにも用いることが可能であ
る。撮像領域を局所化しているため同じマトリックス、
すなわち同じエンコード回数でも高分解能の画像を得る
ことができる。観測時間後印加されている磁場勾配パル
スは残留横磁化の位相を分散させるために必要に応じて
印加する。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＭＲＳＩを行う場合に化合物を観測する目的とする領域
の選択励起に先立ち、目的領域以外の磁気共鳴信号を選
択的に飽和させることによって、不要な信号を抑圧する
ことができる。従って、周辺領域の脂肪信号、残留水信
号に影響されることのない広い領域にわたるＭＲＳＩを
得ることができる。
ＭＲＳＩを行う場合に化合物を観測する目的とする領域
の選択励起に先立ち、目的領域以外の磁気共鳴信号を選
択的に飽和させることによって、不要な信号を抑圧する
ことができる。従って、周辺領域の脂肪信号、残留水信
号に影響されることのない広い領域にわたるＭＲＳＩを
得ることができる。
【００３７】
【図１】 本発明の実施例に係る磁気共鳴診断装置の構
成を示すブロック図。
成を示すブロック図。
【図２】 本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置に
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
【図３】 局所励起領域及び局所飽和領域のプロファイ
ルを示す図。
ルを示す図。
【図４】 ケミカルシフト成分による位置ずれを示す説
明図。
明図。
【図５】 局所励起の対象領域と、その周辺の飽和領域
を示す説明図。
を示す説明図。
【図６】 本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置に
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
【図７】 本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置に
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
【図８】 周波数選択飽和パルスの例を示す図。
【図９】 本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置に
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
おいて用いられるパルスシーケンスを示す図。
【図１０】 空間選択飽和パルスの例を示す図。
【図１１】 空間選択飽和パルスの働きを説明するため
の図。
の図。
【図１２】 本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置
において用いられるパルスシーケンスを示す図。
において用いられるパルスシーケンスを示す図。
【図１３】 局所励起法を示す説明図。
【図１４】 従来の高周波励起パルスによる励起特性を
示す図。
示す図。
１０ 静磁場磁石 １１ 磁石電源 １２ シムコイル系 １３ シムコイル電源 １４ 勾配コイル系 １５ 勾配コイル電源 １６ 高周波プローブ １７ 送信器 １８ 受信器 １９ シーケンスコントローラ ２０ 計算機 ２１ 周波数選択飽和パルス ２２ 空間選択飽和パルス ２３ 撮像領域 ２４ 選択飽和面 ２５ 局所励起パルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/055
Claims (1)
- 【請求項１】静磁場中に置かれた被検体に対して高周波
パルス及び勾配磁場パルスを印加して所望の代謝物から
磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴診断装置において、 前記被検体中の対象領域外から発生する磁気共鳴信号を
飽和させる高周波励起パルスを印加する高周波励起パル
ス印加手段と、 前記高周波励起パルスにて励起された磁気共鳴信号の位
相を分散させる勾配磁場パルスを印加する勾配磁場パル
ス印加手段と、 前記対象領域を局所励起する局所励起シーケンスを実行
し磁気共鳴信号を収集する手段とを備え、 前記対象領域内のケミカルシフトによる代謝物画像の位
置ずれに応じて前記高周波励起パルスの中心周波数と前
記勾配磁場パルスの極性を設定することを特徴とする磁
気共鳴診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15762592A JP3352109B2 (ja) | 1991-11-29 | 1992-06-17 | 磁気共鳴診断装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-316862 | 1991-11-29 | ||
| JP31686291 | 1991-11-29 | ||
| JP15762592A JP3352109B2 (ja) | 1991-11-29 | 1992-06-17 | 磁気共鳴診断装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002033816A Division JP3404030B2 (ja) | 1991-11-29 | 2002-02-12 | 磁気共鳴診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05200012A JPH05200012A (ja) | 1993-08-10 |
| JP3352109B2 true JP3352109B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=26485010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15762592A Expired - Lifetime JP3352109B2 (ja) | 1991-11-29 | 1992-06-17 | 磁気共鳴診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3352109B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4537542B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2010-09-01 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴診断装置 |
| JP4827545B2 (ja) * | 2006-02-03 | 2011-11-30 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴撮影装置および方法 |
| JP4862069B2 (ja) * | 2009-07-30 | 2012-01-25 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴診断装置 |
| US9700230B2 (en) * | 2012-08-29 | 2017-07-11 | Toshiba Medical Systems Corporation | Enhanced fat saturation in myocardial infarction MRI |
| US9921284B2 (en) | 2012-09-20 | 2018-03-20 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method, configured to adjust multi-dimensional selective excitation pulse |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP15762592A patent/JP3352109B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05200012A (ja) | 1993-08-10 |
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