JPH03149032A - 核磁気共鳴の化学シフト画像化方法 - Google Patents

核磁気共鳴の化学シフト画像化方法

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JPH03149032A
JPH03149032A JP1288491A JP28849189A JPH03149032A JP H03149032 A JPH03149032 A JP H03149032A JP 1288491 A JP1288491 A JP 1288491A JP 28849189 A JP28849189 A JP 28849189A JP H03149032 A JPH03149032 A JP H03149032A
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JP
Japan
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magnetization
chemical shift
magnetic field
gradient magnetic
pulse
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JP1288491A
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English (en)
Inventor
Kenichi Hasegawa
憲一 長谷川
Souichi Nagai
壮市 永井
Hidejiro Ogawa
小川 秀次郎
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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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の化学シフトを画像化し、特定の核
を含む化学物質の位置情報を得るための核磁気共鳴の化
学シフト画像化方法に関するものである。
〔従来の技術〕
核磁気共鳴の化学シフトを画像化し、特定の核を含む化
学物質の位置情報を得る手法は各種報告されている。そ
の中で化学シフトの一つのピークを画像g、:t6CH
ESS法(A、HASB、 J、 PRAHII: J
ounal of llagnatjc Resona
nce 64.94−102 (1985) )がある
。これは、同−核でも化合物によって現れる信号の周波
数がずれるため、一つの核でも沢山のピークに分かれて
しまい、NMR−CTのように化学物質の位置情報を画
像化する場合、沢山のピークが1枚画として画像化され
て化学物質の位置情報を把握することができないので、
化学シフトの一つのピークのみを画像ピしようとするも
のである。この手法を第9図、第10図にょり説明する
例えば、第10図(ハ)に示すような被検体50におけ
る各x、 y、 z軸に沿って強度が漸次変化する勾配
磁場をGx、Gy、Gzとする。但し、Gx、Gzは第
9図(6)、(6)に示すパルスONの期間に所定の勾
配磁場が加えられ、GVは第9図(e)のハJL/ x
 ON Xll M 毎にレベルl、次のパルスON期
間にレベル2・・・というように順次磁場強度を段階的
に変化させて磁場が加えられてY軸方向のフーリエ成分
を選択しているものとする。
いま、第91m(flの期間Tlに、被検体50に対し
て90°CHESSパルス53を照射する(第9図(a
)) 、 CHE S Sパルスは第10図(a)に示
すように特定の励起周波数範囲を有し、例えば周波数f
lにピークを持つ目的の化学シフトを励起する。この励
起により被検体50に含まれる周波数flにピークを持
つ核は全て励起される。磁場の不均一性のためにこの励
起による信号はすぐに消失する。励起後、勾配磁場Gx
としてGxspを加える。これは工1−検出時の勾配磁
場による緩和によってエコーが消失してしまうのを防止
するためのもので、核に逆方向の勾配磁場をあらかじめ
与え、その影響を履歴として残してふいてエコー検出時
の勾配磁場による影響をキャンセルさせるためのもので
ある。また磁場GyとしてGysp(1)を加え、Y軸
方向のフーリエ成分の選択を行う。第9図の期間T2に
GzとしてGzspを加えて、例えば第10図υに示す
横断面51を選択し、90″SLICEパルス54を照
射することにより、横断面51内にある90°CHES
Sパルスで選択励起されたflにピークを持つ核を90
励起する。さらに、X軸方向にキャンセル用のGx−を
加え、期間T3に90°パルスを加えて90°SLIC
Eパルスとで180”励起し、不均一磁場で広がった核
を所定の位相で一致させ、G X 4でX軸に勾配磁場
を与えるとともに、Z軸方向にX軸の場合と同様のキャ
ンセル用の磁場を加え、期間T4においてSTEエコー
57を検出する。このエコーは、X軸方向に磁場が傾斜
しているのでX軸上の各位置で周波数が)くなり、フー
リエ変換信号が検出されたことになる。こうして、順次
cyの値をGysp(2)、G y s p (3)−
と変化させてY軸方向のフーリエ成分を選択して同様の
検出を行い、横断面51内のX軸、Y軸方向同数のフー
リエ変換信号のデータを取り込み、これを逆フーリエ変
換することにより2次元画像が得られる。
〔発明が解決すべき課題〕
しかしながら、このようなCHESS法、及び従来の各
種手法の共通する欠点は、目的とする化学シフトビーク
を励起してからキャンセル磁場、勾配磁場を加えている
ため、信号を受信するまでに非常に時間がかかるため横
緩和、縦緩和により信号が減衰してS/Nが低下してし
まうため、特に緩和時間の短い性質をもつ被検体の場合
、測定時間が長くなってS/Nのよい信号を得ることは
困難であった。
本発明は上記課題を解決するためのもので横緩和、縦緩
和による信号の減衰の影響をほとんど受けずに高感度で
S/Nのよい信号を得ることが可能な核磁気共鳴の化学
シフト画像化方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明は、被検体にx、y、z軸方向に勾配
磁場を加え、目的とする位置の目的の化学シフトを選択
検出して画像化する方法において、目的の化学シフトを
非励起域として有する第1の選択パルスおよび目的の位
置を非選択域として有する第2の選択パルスを被検体に
加えて目的外の化学シフトの磁化および目的外の位置の
磁化をそれぞれ選択励起する段階、勾配磁場を加えて目
的外の化学シフトの磁化および目的外の位置の磁化を共
に擬似飽和させる段階、擬似飽和後、目的の化学シフト
の磁化を励起する段階、エコー信号を検出する段階から
なることを特徴とする特*作用〕 本発明は、目的外の化学シフトの磁化、および目的外の
位置の磁化をそれぞれ選択的に励起してこれらを共に擬
似飽和させ、その後で目的の化学シ フトの1?磁化を
励起して信号を検出することにより、励起パルス照射後
早期に検出を行って、高感度でS/Nのよい画像信号を
得ることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の核磁気共鳴の化学シフト画像化方法を
実施する装置構成の一例を示す図、第2図は選択パルス
変調器を説明するための図、第3図はパルスシーケンス
の例を示す図、第4図は選択励起を説明するための図で
ある。図中、lはデータ処理計算機、2はタイミング制
御装置、3は勾配磁場電源、4は勾配磁場コイル、5は
選択パルス変調器、6.7.8は周波数シンセサイザ、
9はセレクタ、lOは送信機、11は整合切替え器、1
2は受信機、13は磁気共鳴プローブ、21.22は9
0°選択パルス、25は目的の化学シフトビーク、30
は被検体、31は非励起域、33は矩形90°パルス、
35は180°パルス、37はエコーである。
第1図において、データ処理計算a1によりタイミング
制御装置2を制御し、所定のタイミングで勾配磁場電源
3、勾配磁場コイル4を駆動して被検体30のx、 y
、 z軸に沿って強度が漸次変化する勾配磁場を発生さ
せるとともに、選択パルス変調器5と周波数シンセサイ
ず6.7を駆動し、周波数シンセサイず8からの信号で
同期をとりながら後述するように2つの選択域をもつ選
択パルースを発生させ、セレクタ9、送信8110、整
合切替え器11を介して磁気共鳴プローブ13に対して
照射して核磁気共鳴測定を行い、共鳴信号を整合切替え
器11を介して、周波数シンセサイず8からの信号に同
期して受信器12で検出し、タイミング制御装置2を通
してデータ処理計算機lにデータを取り込み、ここでデ
ータ処理して2次元画像が得られる。
選択パルス変調器5は、第2図(a)に示すように周波
数シンセサイザ6.7からの高周波信号f1とf2−を
合成し、矩形の周波数成分をもつ選択波形で変調する。
変調後のfl+f2選択パルスは、第2図(ハ)に示す
ような2つの選択域23.24をもつとともに、flと
f2の真中に非選択域を持つようなパルスである。
まず、期間T1において、′M4図(a)に示すように
目的の化学シフトピーク25が非選択域となるようなf
l+f2選択パルス21を被検体30に加えて90°励
起し、目的の化学シフト以外にピークを持つ核を励起す
る。期間T2に右いてZ軸方向に勾配磁場Gzsを加え
て第1図(ハ)に示す被検体の横断面31を非選択域と
し、目的の化学シフトを非選択域とする選択域27.2
8を持つfzl+fz2選択パルス22を加えて90°
励起する。これら2つの90°選択パルスによる励起で
横断面31内に含まれる目的の化学シフトビークのみが
非励起となる。
期間T3でX%Y%Z軸にそれぞれ勾配磁場Gxsp%
Gysp%Gzspを加え、期間T1、T2で励起した
目的外の化学シフト磁化と、目的外の位置の磁化をばら
ばらにして擬似飽和させる。
期間T4で、矩形の90°パルス33を照射して励起し
、X軸方向にキャンセル磁場Gx−、第9図で説明した
と同様にY軸方向のフーリエ成分を選択する大きさcy
〜に設定する。この磁場印加とともに、1−80°パル
スを加え、さらにX軸方向に勾配磁場Gxやを加える。
この180°パルスによりばらばらになった磁化の位相
を一致させることによりエコー37が検出される。本実
施例によれば、90°パルス33の照射前に勾配磁場は
すでに加えられているので、励起後に勾配磁場立ち上げ
の時間が省略できると共に長時間かかる選択励起パルス
を使用しないため、大幅に検出時間を短縮することがで
き、緩和による信号の減衰を大幅に低下させ、感度のよ
い検出を行うことができる。
第5図は本発明の他の実施例を説明するための図である
本実施例においては第311Iの場合のように選択パル
ス変調器でflと12を合成することはしないで、fl
、f2をそれぞれ単独で選択パルスとして使用したもの
である。これはfl、f2が接近した場合はこれらを合
成するとビートが生ずるので第2図υのようkきれいに
分離しないため、f1.f2、あるいはfzl、fz2
をそれぞれ単独で使用し、非励起域を除いて励起するよ
うにしたものであり、第3図の場合と同様の効果が得ら
れる。
第6図は180°パルスを使用しない本発明の他の実施
例を示す図である。
本実施例においては、第3図の場合と同様に選択パルス
変調器f2、fzl+fz2を加えて励起するとともに
、x、y1z軸にそれぞれ勾配磁場Gxsp、Gysp
、Gzspを加えて励起した目的外の化学シフト磁化と
、目的外の位置の磁化をばらばらにして擬似飽和させる
。そして、矩形のα°パルスで励起し、Gx−を加えて
Gxやによりその影響がキャンセルされたところでフィ
ールドエコー41が検出される。本実施例によれば、1
80°パルスを加えていないため、さらに早い検出が可
能となるが、180°パルスを加えていないために静磁
場の不均一の影響をそのまま受けるため信号の質が低下
することはやむを得ない。
第7図は第3図に対して選択パルス変調器f2、fzl
+fz2を加える順番を逆にし、選択パルスfzl+f
z2で目的外の位置の磁化を励起し、次に選択パルス変
調器f2で目的外の化学シフト磁化を励起するようにし
たもので、第3図の場合と同様の効果が得られる。
第8図は期間T3における勾配磁場Gxsp。
Gysp、Gzspによる擬似飽和が不十分な場合、例
えば緩和時間が短くて短時間で磁化が熱平衡状態に戻っ
てしまうような場合には90°励起パルスにより信号が
検出されてしまう場合があるので、期間Tlに加える選
択パルスの位相と期間T2に加える選択パルスの位相の
すべての組合せについて変化させて信号を積算し、平均
化することにより不十分な擬似飽和による成分を逓減化
して正しい画像を得ることができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、目的外の位置の磁化と、
目的外の化学シフトの磁化を擬似飽和させてから、目的
の磁化を励起することにより目的の磁化を励起してから
信号を得るまでの時間を大幅に短縮して感度の良い画像
信号を得ることができ、緩和時間の短い検体でも、S/
Nのよい化学シフト画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第り図は本発明の核磁気共鳴の化学シフト画像化方法を
実施する装置構成の一例を示す図、第2図は選択パルス
変調器を説明するための図、第3図はパルスシーケンス
の例を示す図、第4図は選択励起を説明するための図、
第5図は本発明の他の実施例を示す図、第6図は180
−”パルスを使用しない本発明の他の実施例を示す図、
第7図は選択パルス変調器f2、fzl+fz2を加え
る順番を逆にした例を示す図、第8図は選択パルスの位
相を変えて積算する例を示す図、第9図は従来のCHE
SS法におけるパルスシーケンスを示す図、第10図は
CHESS法における選択励起を説明するための図であ
る。・ 1・・・データ処理計算機、2・・・タイミング制御装
置、3・・・勾配?3.場電源、4・−・勾配磁場コイ
ル、5・・・選択パルス変調器、6.7.8・・・周波
数シンセサイザ、21.22−90°選択パルス、25
−・・目的の化学シフトピーク、30−・・被検体、3
1−・・非励起域。 出  願  人  日本電子株式会社 代理人 弁理士  蛭 川 昌 信(外6名)1υ  
                 −一rlll 第8図 114190°  +2701 −fNl ド  lll+ 1         轡− シ1  1  F 1       ?

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検体にX、Y、Z軸方向に勾配磁場を加え、目
    的とする位置の目的の化学シフトを選択検出して画像化
    する方法において、目的の化学シフトを非励起域として
    有する第1の選択パルスおよび目的の位置を非選択域と
    して有する第2の選択パルスを被検体に加えて目的外の
    化学シフトの磁化および目的外の位置の磁化をそれぞれ
    選択励起する段階、勾配磁場を加えて目的外の化学シフ
    トの磁化および目的外の位置の磁化を共に擬似飽和させ
    る段階、擬似飽和後、目的の化学シフトの磁化を励起す
    る段階、エコー信号を検出する段階からなる核磁気共鳴
    の化学シフト画像化方法。
  2. (2)第1の選択パルスと第2の選択パルスの位相を変
    化させながら信号を積算することを特徴とする請求項1
    記載の核磁気共鳴の化学シフト画像化方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114200367A (zh) * 2020-09-17 2022-03-18 西门子(深圳)磁共振有限公司 饱和带磁共振成像扫描方法、装置及磁共振成像系统
US12517203B2 (en) * 2021-04-30 2026-01-06 Universität Bern Chemical-shift-selective phase-compensated adiabatic 2-refocusing pulse pair and spectral editing methods for ultra-high-field magnetic resonance spectroscopy

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