JPH0331051B2 - - Google Patents
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- JPH0331051B2 JPH0331051B2 JP60194621A JP19462185A JPH0331051B2 JP H0331051 B2 JPH0331051 B2 JP H0331051B2 JP 60194621 A JP60194621 A JP 60194621A JP 19462185 A JP19462185 A JP 19462185A JP H0331051 B2 JPH0331051 B2 JP H0331051B2
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- Japan
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- magnetic field
- gradient magnetic
- chemical shift
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites
Landscapes
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は例えば物体や人体の解析もしくは診
断装置に利用され、核磁気共鳴情報を被検体から
得る方法、特に化学シフト情報を得る方法に関す
る。
断装置に利用され、核磁気共鳴情報を被検体から
得る方法、特に化学シフト情報を得る方法に関す
る。
「従来の技術」
従来において被検体から核磁気共鳴情報の空間
分布を得るには第１図に示すように、人体などの
被検体１１にＺ軸方向の均一な主静磁場（単に主
磁場という）Gzpを与えると共に、Ｚ軸方向上に
おいて磁場の強度が漸次変化したＺ方向の磁場
（これをＺ方向傾斜磁場という）Gzを与えると共
にＺ軸と直角なＹ軸方向に高周波パルス磁界（90
度パルス）を与えて被検体１１中のＺ軸上のある
点の一断面（スライス面）の特定の原子核、例え
ば水素原子核をそのＺ軸方向の磁界強度及び高周
波パルスに共鳴させ、かつその原子核スピンをＸ
−Ｙ面内に傾け、Ｚ軸の回りのＸ−Ｙ面で才差運
動を行わせ、被検体１１の選択されたスライス面
における原子核スピンを励起する。次にＺ方向傾
斜磁場を除去し、Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時間印
加すると、Ｙ軸上の各点におけるＹ方向傾斜磁場
Gyの強度に応じて、その点における各原子核ス
ピンの位相を順次ずらし、その後、Ｘ軸上で磁場
強度が漸次変化したＺ方向の磁場（Ｘ方向傾斜磁
場）を読取り磁場Gxとして与え、このとき、得
られる自由誘導信号を検出してその信号を時間に
ついてフーリエ分解してＸ軸上の各点の各磁気共
鳴情報を異なる周波数として検出する。
分布を得るには第１図に示すように、人体などの
被検体１１にＺ軸方向の均一な主静磁場（単に主
磁場という）Gzpを与えると共に、Ｚ軸方向上に
おいて磁場の強度が漸次変化したＺ方向の磁場
（これをＺ方向傾斜磁場という）Gzを与えると共
にＺ軸と直角なＹ軸方向に高周波パルス磁界（90
度パルス）を与えて被検体１１中のＺ軸上のある
点の一断面（スライス面）の特定の原子核、例え
ば水素原子核をそのＺ軸方向の磁界強度及び高周
波パルスに共鳴させ、かつその原子核スピンをＸ
−Ｙ面内に傾け、Ｚ軸の回りのＸ−Ｙ面で才差運
動を行わせ、被検体１１の選択されたスライス面
における原子核スピンを励起する。次にＺ方向傾
斜磁場を除去し、Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時間印
加すると、Ｙ軸上の各点におけるＹ方向傾斜磁場
Gyの強度に応じて、その点における各原子核ス
ピンの位相を順次ずらし、その後、Ｘ軸上で磁場
強度が漸次変化したＺ方向の磁場（Ｘ方向傾斜磁
場）を読取り磁場Gxとして与え、このとき、得
られる自由誘導信号を検出してその信号を時間に
ついてフーリエ分解してＸ軸上の各点の各磁気共
鳴情報を異なる周波数として検出する。
以上に述べたシーケンスSpを第２図に示すよう
にＹ方向傾斜磁場Gyの磁場強度を順次変化させ
て必要な分解能だけ行い、前記フーリエ変換され
た信号をＹ方向傾斜磁場強度の変化に対する時系
列についてＹ軸上の情報を得る。このようにして
例えばスライス面を256×256の区分（ピクセル）
に分解し、その各区分の核磁気共鳴情報を得る。
この場合、前記パルスシーケンスSpを256回行う。
なお、このようにＹ方向傾斜磁場Gyの強度を変
化させるパルスシーケンスを第３図に示すように
Ｙ方向傾斜磁場Gyの各大きさを同時に重ねて示
す。
にＹ方向傾斜磁場Gyの磁場強度を順次変化させ
て必要な分解能だけ行い、前記フーリエ変換され
た信号をＹ方向傾斜磁場強度の変化に対する時系
列についてＹ軸上の情報を得る。このようにして
例えばスライス面を256×256の区分（ピクセル）
に分解し、その各区分の核磁気共鳴情報を得る。
この場合、前記パルスシーケンスSpを256回行う。
なお、このようにＹ方向傾斜磁場Gyの強度を変
化させるパルスシーケンスを第３図に示すように
Ｙ方向傾斜磁場Gyの各大きさを同時に重ねて示
す。
同一原子でも、化学的結合状態により自由誘導
信号の周波数が僅か異なることが知られている。
この現象は化学シフトと呼ばれている。例えば人
体中の水分（H2O）も脂肪（−CH2−）も水素原
子を含んでいるが、水の水素原子と脂肪の水素原
子とで核磁気共鳴周波数が3.2ppm異なつている。
従つて人体の任意の断面における水素原子の核磁
気共鳴周波数を正確に検出できれば水分と脂肪と
の分布を画像として見ることができる。
信号の周波数が僅か異なることが知られている。
この現象は化学シフトと呼ばれている。例えば人
体中の水分（H2O）も脂肪（−CH2−）も水素原
子を含んでいるが、水の水素原子と脂肪の水素原
子とで核磁気共鳴周波数が3.2ppm異なつている。
従つて人体の任意の断面における水素原子の核磁
気共鳴周波数を正確に検出できれば水分と脂肪と
の分布を画像として見ることができる。
生体から核磁気共鳴情報を得る場合に次のこと
に特に注意する必要がある。
に特に注意する必要がある。
(a) 情報収集中に被検体が動くと、得られる画像
が劣化するため、被検体をできるだけ静止させ
なければならない。しかし測定時間が長いと被
検体が苦痛を感じ、その結果、被検体が動いて
しまうおそれがある。この点から測定時間はで
きるだけ短いことが望まれる。
が劣化するため、被検体をできるだけ静止させ
なければならない。しかし測定時間が長いと被
検体が苦痛を感じ、その結果、被検体が動いて
しまうおそれがある。この点から測定時間はで
きるだけ短いことが望まれる。
(b) 被検体から放出される自由誘導信号は緩和現
象により時間と共に減少する。また検出した信
号が小さいほどＳ／Ｎが悪くなり、画像が不鮮
明になり、診断が困難になる。従つて被検体か
ら自由誘導信号が発せられてからできるだけ早
く、つまり信号の大きなときに信号を検出する
ことが望ましい。
象により時間と共に減少する。また検出した信
号が小さいほどＳ／Ｎが悪くなり、画像が不鮮
明になり、診断が困難になる。従つて被検体か
ら自由誘導信号が発せられてからできるだけ早
く、つまり信号の大きなときに信号を検出する
ことが望ましい。
所で従来の化学シフト情報をも含む核磁気共鳴
情報を得る方法は、特開昭59−43336号公報、特
開昭59−108946号公報で提案されているように
（第４図参照）、高周波パルスとＺ方向傾斜磁場
Gzとにより被検体の選択したスライス面を励起
した後、Ｙ方向傾斜磁場Gyの各種磁場強度のそ
れぞれについて、同時にＸ方向傾斜磁場Gxの各
種磁場強度を短時間与えた後の核磁場共鳴信号
（自由誘導信号）を検出するものであつた。この
方法はＸ方向においてもＹ方向と同様に位相差に
より空間的位置を区別し、検出信号を多次元フー
リエ分解して、周波数差から化学シフトを検出す
るものであるため、256×256のピクセルについて
の情報を得るには、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれにつ
いて256の異なる磁場強度を与える必要があり、
256×256回の測定を行う必要があり、測定時間が
著しく長くなり、前記要求(a)を満たすことができ
なかつた。
情報を得る方法は、特開昭59−43336号公報、特
開昭59−108946号公報で提案されているように
（第４図参照）、高周波パルスとＺ方向傾斜磁場
Gzとにより被検体の選択したスライス面を励起
した後、Ｙ方向傾斜磁場Gyの各種磁場強度のそ
れぞれについて、同時にＸ方向傾斜磁場Gxの各
種磁場強度を短時間与えた後の核磁場共鳴信号
（自由誘導信号）を検出するものであつた。この
方法はＸ方向においてもＹ方向と同様に位相差に
より空間的位置を区別し、検出信号を多次元フー
リエ分解して、周波数差から化学シフトを検出す
るものであるため、256×256のピクセルについて
の情報を得るには、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれにつ
いて256の異なる磁場強度を与える必要があり、
256×256回の測定を行う必要があり、測定時間が
著しく長くなり、前記要求(a)を満たすことができ
なかつた。
一方、特開昭60−69542号公報において、第５
図に示すようにスライス面を励起後、Ｙ方向傾斜
磁場Gyを短時間与え、その後、Δtn時間後に読取
り傾斜磁場Gxを与え、その時の自由誘導信号を
検出するが、そのΔtnを変化させることにより化
学シフト情報を含む信号を得ることが提案されて
いる。この方法は化学シフトにより核磁気共鳴周
波数が異なることは、Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時
間与えた後における原子核スピンの才差運動の位
相が化学シフトに応じて異なり、つまり化学シフ
トが大きいもの程、早く回転を開始する。従つて
Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時間与えた後に、読取り
磁場Gxを与えるまでの時間Δtnを変化させること
により化学シフト情報を得るものである。
図に示すようにスライス面を励起後、Ｙ方向傾斜
磁場Gyを短時間与え、その後、Δtn時間後に読取
り傾斜磁場Gxを与え、その時の自由誘導信号を
検出するが、そのΔtnを変化させることにより化
学シフト情報を含む信号を得ることが提案されて
いる。この方法は化学シフトにより核磁気共鳴周
波数が異なることは、Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時
間与えた後における原子核スピンの才差運動の位
相が化学シフトに応じて異なり、つまり化学シフ
トが大きいもの程、早く回転を開始する。従つて
Ｙ方向傾斜磁場Gyを短時間与えた後に、読取り
磁場Gxを与えるまでの時間Δtnを変化させること
により化学シフト情報を得るものである。
つまり、所定のＹ方向傾斜磁場を与え、Δtn後
に読取り磁場Gxを与えて、自由誘導信号を検出
する場合を考えると、化学シフトがない場合は自
由誘導信号はＸ軸上の位置に応じた角周波数成分
ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，……のみを含むだけで
ある。化学シフトがある場合には、上記角周波数
成分ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，……にはＸ軸上の
位置に応じた角周波数成分と化学シフトによる角
周波数成分が混同して含まれている。例えば第６
図に示すようにＹ方向傾斜磁場Gy＝０を短時間
与え、読取り磁場Gxを与えたときの自由誘導信
号には、化学シフトがなく（ｍ＝０）、位相Δφ0
＝０で表され、Ｘ軸上の位置に応じた角周波数成
分ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，…と、化学シフト量
ｍ＝１で、位相Δφ1＝ΔωΔtnで表され、Ｘ軸上
の位置に応じた角周波数成分と化学シフトによる
角周波数成分が加わつた角周波数成分ω＋Δω，
ω＋2Δω，ω＋3Δω，…と、化学シフト量ｍ＝
２で、位相Δφ2＝2ΔωΔtnで表され、Ｘ軸上の位
置に応じた角周波数成分と化学シフトによる角周
波数成分が加わつた角周波数成分ω＋2Δω，ω
＋3Δω，ω＋4Δω，…とを含んでいる。
に読取り磁場Gxを与えて、自由誘導信号を検出
する場合を考えると、化学シフトがない場合は自
由誘導信号はＸ軸上の位置に応じた角周波数成分
ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，……のみを含むだけで
ある。化学シフトがある場合には、上記角周波数
成分ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，……にはＸ軸上の
位置に応じた角周波数成分と化学シフトによる角
周波数成分が混同して含まれている。例えば第６
図に示すようにＹ方向傾斜磁場Gy＝０を短時間
与え、読取り磁場Gxを与えたときの自由誘導信
号には、化学シフトがなく（ｍ＝０）、位相Δφ0
＝０で表され、Ｘ軸上の位置に応じた角周波数成
分ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，…と、化学シフト量
ｍ＝１で、位相Δφ1＝ΔωΔtnで表され、Ｘ軸上
の位置に応じた角周波数成分と化学シフトによる
角周波数成分が加わつた角周波数成分ω＋Δω，
ω＋2Δω，ω＋3Δω，…と、化学シフト量ｍ＝
２で、位相Δφ2＝2ΔωΔtnで表され、Ｘ軸上の位
置に応じた角周波数成分と化学シフトによる角周
波数成分が加わつた角周波数成分ω＋2Δω，ω
＋3Δω，ω＋4Δω，…とを含んでいる。
第５図に示す方法では傾斜磁場Gyを例えば256
回順次変化させて、かつそれぞれの傾斜磁場Gy
ごとにΔtnを化学シフト量の分解能に応じて変化
させて自由誘導信号を検出する。
回順次変化させて、かつそれぞれの傾斜磁場Gy
ごとにΔtnを化学シフト量の分解能に応じて変化
させて自由誘導信号を検出する。
このようにして検出された各自由誘導信号はま
ず時間についてフーリエ変換することにより、そ
れぞれの自由誘導信号は第６図の点線で囲まれた
同一の角周波数ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，…の群
に分けられる。次に各群をそれぞれＹ方向磁場強
度の変化に基づく時系列について再びフーリエ変
換することにより、各群をＹ方向の位置に応じた
情報に分けることができる。更に上記のように角
周波数とＹ方向の位置に応じた情報に分けられた
各情報を時間（化学シフト量）Δtnの変化の時系
列についてフーリエ変換することにより、それら
の情報を更にＸ方向の位置情報と化学シフト量情
報に分けることができる。例えば第６図に示した
ω＋2Δωの角周波数の群はそれぞれ化学シフト
ｍ＝２，１，０及びＸ軸上の位置が明らかな３つ
に分けられる。このようにして自由誘導信号から
Ｘ方向の位置情報、Ｙ方向の位置情報及び化学シ
フト量情報の化学シフト情報を得ることができ
る。
ず時間についてフーリエ変換することにより、そ
れぞれの自由誘導信号は第６図の点線で囲まれた
同一の角周波数ω，ω＋Δω，ω＋2Δω，…の群
に分けられる。次に各群をそれぞれＹ方向磁場強
度の変化に基づく時系列について再びフーリエ変
換することにより、各群をＹ方向の位置に応じた
情報に分けることができる。更に上記のように角
周波数とＹ方向の位置に応じた情報に分けられた
各情報を時間（化学シフト量）Δtnの変化の時系
列についてフーリエ変換することにより、それら
の情報を更にＸ方向の位置情報と化学シフト量情
報に分けることができる。例えば第６図に示した
ω＋2Δωの角周波数の群はそれぞれ化学シフト
ｍ＝２，１，０及びＸ軸上の位置が明らかな３つ
に分けられる。このようにして自由誘導信号から
Ｘ方向の位置情報、Ｙ方向の位置情報及び化学シ
フト量情報の化学シフト情報を得ることができ
る。
この従来の方法によれば、化学シフトの分解能
を例えば16とすれば、Δtnの変化数は16となり、
測定回数は256×16回となり、第４図に示した方
法より測定時間は著しく短くなる。しかし、この
従来の方法においてはΔtnを変化させるため、こ
のΔtnの待ち時間の間に緩和現象により、信号の
減衰が生じＳ／Ｎが劣化する欠点があり、前記要
求(b)を満たすことができない。化学シフト軸σ上
をＮ個で分解し、そのために測定待ち時間をΔtn
で変化させ、磁場の強さをＨ（Ｔ）、化学シフト軸
σ上の分解能をΔσ（ppm）（あるいはΔω（rad／
sec）＝2πΔf（Hz））とし、プロトンを共鳴させる
場合を想定すると、Δf＝42.58・Ｈ・Δσであり、
位相Δφmは Δφm＝mΔωΔtn＝2mπ／Ｎ−１・（ｎ−１）（ｎ＝ １，２，…Ｎ） で与えられるから、Δtnは Δtn＝2π／（Ｎ−１）Δω・（ｎ−１）＝ １／（Ｎ−１）Δf・（ｎ−１） となる。ｎ＝Ｎのとき、待ち時間Δtnは、 Δtn＝１／Δf＝１／42.58・Ｈ・Δσ となる。Ｈ＝１（Ｔ），Δσ＝２（ppm）とすると、
待ち時間は11.74（ミリ秒）、Ｈ＝１（Ｔ），Δσ＝１
（ppm）とすると待ち時間は23.49（ミリ秒）とな
り、高化学シフト分解能が要求される程、待ち時
間が長くなり、Ｓ／Ｎが可なり悪くなるおそれが
ある。
を例えば16とすれば、Δtnの変化数は16となり、
測定回数は256×16回となり、第４図に示した方
法より測定時間は著しく短くなる。しかし、この
従来の方法においてはΔtnを変化させるため、こ
のΔtnの待ち時間の間に緩和現象により、信号の
減衰が生じＳ／Ｎが劣化する欠点があり、前記要
求(b)を満たすことができない。化学シフト軸σ上
をＮ個で分解し、そのために測定待ち時間をΔtn
で変化させ、磁場の強さをＨ（Ｔ）、化学シフト軸
σ上の分解能をΔσ（ppm）（あるいはΔω（rad／
sec）＝2πΔf（Hz））とし、プロトンを共鳴させる
場合を想定すると、Δf＝42.58・Ｈ・Δσであり、
位相Δφmは Δφm＝mΔωΔtn＝2mπ／Ｎ−１・（ｎ−１）（ｎ＝ １，２，…Ｎ） で与えられるから、Δtnは Δtn＝2π／（Ｎ−１）Δω・（ｎ−１）＝ １／（Ｎ−１）Δf・（ｎ−１） となる。ｎ＝Ｎのとき、待ち時間Δtnは、 Δtn＝１／Δf＝１／42.58・Ｈ・Δσ となる。Ｈ＝１（Ｔ），Δσ＝２（ppm）とすると、
待ち時間は11.74（ミリ秒）、Ｈ＝１（Ｔ），Δσ＝１
（ppm）とすると待ち時間は23.49（ミリ秒）とな
り、高化学シフト分解能が要求される程、待ち時
間が長くなり、Ｓ／Ｎが可なり悪くなるおそれが
ある。
「課題を解決するための手段」
この発明によれば、
(i) 傾斜磁場GzとFRパルスにより前記主静磁場
中の被検体の一断面を選択して原子核スピンを
励起し、 (ii) 上記被検体の選択された断面に対し傾斜磁場
Gy，Gxをそれぞれ一定時間与え、 (iii) 次いで、傾斜磁場Gxを読取り磁場として与
えて、上記被検体からの核磁気共鳴信号を検出
し、 上記(ii)で与えられる傾斜磁場GyとGxの予め決
められた複数の強度の組合せについて、上記(i)か
ら(iii)を繰り返す。
中の被検体の一断面を選択して原子核スピンを
励起し、 (ii) 上記被検体の選択された断面に対し傾斜磁場
Gy，Gxをそれぞれ一定時間与え、 (iii) 次いで、傾斜磁場Gxを読取り磁場として与
えて、上記被検体からの核磁気共鳴信号を検出
し、 上記(ii)で与えられる傾斜磁場GyとGxの予め決
められた複数の強度の組合せについて、上記(i)か
ら(iii)を繰り返す。
なお、傾斜磁場Gx，Gy，Gzは主静磁場と同一
方向の磁界であり、それぞれ直交する軸Ｘ，Ｙ，
Ｚに関し強度が傾斜した磁場であるが、Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸は主静磁場に対して任意に取ることができ
る。
方向の磁界であり、それぞれ直交する軸Ｘ，Ｙ，
Ｚに関し強度が傾斜した磁場であるが、Ｘ，Ｙ，
Ｚ軸は主静磁場に対して任意に取ることができ
る。
「実施例」
第７図はこの発明の方法の実施例におけるパル
スシーケンスを示す。第５図と比較して、スライ
ス面を励起後に、Ｚ方向傾斜磁場Gzの極性を反
転した磁場を短時間与えているが、これは従来の
SR法において行われていた手法であり、この発
明の方法に特有なものでなく、これは省略しても
よい。第５図と異なる点はＹ方向傾斜磁場Gyを
短時間与えるのみならず、Ｘ方向傾斜磁場Gxを
短時間与え、その後、読取り磁場Gxを与える。
この読取り磁場Gxは傾斜磁場Gy，Gxを短時間与
えた直後でもよく、一定時間後でもよい。短時間
傾斜磁場Gxは化学シフト分解能に応じてその傾
斜磁場強度が、Ｙ方向傾斜磁場Gyの各傾斜磁場
強度について、例えば16回ずつ異なつた値として
それぞれ測定される。つまり例えば第８図に示す
ようにＹ方向傾斜磁場Gy＝０を与えると共に短
時間Ｘ方向傾斜磁場Gxを与えることにより、化
学シフトに応じた位相差Δφ1＝（ｎ−１）ΔωΔt，
Δφ2＝２（ｎ−１）ΔωΔt，…（ただし、ｎは１，
２，…Ｎ）を原子核スピンの運動に与えて、第５
図の方法における時間Δtnによる位相差と対応し
た位相差を強制的に与える。従つて得られた核磁
気共鳴信号（自由誘導信号）を時間についてフー
リエ変換して、第８図における角周波数成分ω，
ω＋Δω，ω＋2Δω，…に分離し、更にこれらを
Ｙ方向傾斜磁場Gyの強度変化の時系列に対しフ
ーリエ変換することにより、Ｙ軸上の各信号とし
て分離し、更にその分離された信号をＸ方向傾斜
磁場強度変化の時系列に対しフーリエ変換するこ
とにより化学シフトに応じた信号を分離すること
ができる。
スシーケンスを示す。第５図と比較して、スライ
ス面を励起後に、Ｚ方向傾斜磁場Gzの極性を反
転した磁場を短時間与えているが、これは従来の
SR法において行われていた手法であり、この発
明の方法に特有なものでなく、これは省略しても
よい。第５図と異なる点はＹ方向傾斜磁場Gyを
短時間与えるのみならず、Ｘ方向傾斜磁場Gxを
短時間与え、その後、読取り磁場Gxを与える。
この読取り磁場Gxは傾斜磁場Gy，Gxを短時間与
えた直後でもよく、一定時間後でもよい。短時間
傾斜磁場Gxは化学シフト分解能に応じてその傾
斜磁場強度が、Ｙ方向傾斜磁場Gyの各傾斜磁場
強度について、例えば16回ずつ異なつた値として
それぞれ測定される。つまり例えば第８図に示す
ようにＹ方向傾斜磁場Gy＝０を与えると共に短
時間Ｘ方向傾斜磁場Gxを与えることにより、化
学シフトに応じた位相差Δφ1＝（ｎ−１）ΔωΔt，
Δφ2＝２（ｎ−１）ΔωΔt，…（ただし、ｎは１，
２，…Ｎ）を原子核スピンの運動に与えて、第５
図の方法における時間Δtnによる位相差と対応し
た位相差を強制的に与える。従つて得られた核磁
気共鳴信号（自由誘導信号）を時間についてフー
リエ変換して、第８図における角周波数成分ω，
ω＋Δω，ω＋2Δω，…に分離し、更にこれらを
Ｙ方向傾斜磁場Gyの強度変化の時系列に対しフ
ーリエ変換することにより、Ｙ軸上の各信号とし
て分離し、更にその分離された信号をＸ方向傾斜
磁場強度変化の時系列に対しフーリエ変換するこ
とにより化学シフトに応じた信号を分離すること
ができる。
すなわち、今、与えた傾斜磁場Gxの勾配と、
傾斜磁場Gyの勾配をそれぞれ、ｌ，ｍ（それぞれ
整数）で表すと、核磁気スピンを励起するときに
用いた高周波パルスの周波数で検波後に得られる
信号S0（ｌ，ｍ，ｔ）は、 S0（ｌ，ｍ，ｔ）＝ 〓〓x,y,〓（ｘ，ｙ，σ）ｆ（ｔ）exp｛ｊ（ｇ(l)ｘ
＋ｇ
（ｍ）ｙ）＋σΔt＋（σ＋ω（ｘ）ｔ｝……(1) で表される。こゝで、ｔは読取り磁場を与えてか
らの時間、σは化学シフトに関する量、ρ（ｘ，
ｙ，……σ）は位置ｘ，ｙ化学シフトσの信号強
度に関する量であり、ｆ（ｔ）は観測対象原子核
の縦緩和及び横緩和などによる信号の減衰を表す
ものであるが、これはexp｛ｊ（σ＋ω（ｘ）ｔ）｝
に比べ、十分なめらかな（変化が小さい）関数で
あるので、以下ではｆ（ｔ）＝１として説明する。
ｇ(l)，ｇ（ｍ）は、それぞれ与えられた磁場Gx，
Gn，の大きさに関する量であり、Δtはその磁場
勾配の持続時間である。更に、ω（ｘ）は読取り
磁場を印加したときの位置ｘにおける化学シフト
が無いときの核磁気共鳴周波数と、励起用高周波
パルスの周波数との差の周波数である。
傾斜磁場Gyの勾配をそれぞれ、ｌ，ｍ（それぞれ
整数）で表すと、核磁気スピンを励起するときに
用いた高周波パルスの周波数で検波後に得られる
信号S0（ｌ，ｍ，ｔ）は、 S0（ｌ，ｍ，ｔ）＝ 〓〓x,y,〓（ｘ，ｙ，σ）ｆ（ｔ）exp｛ｊ（ｇ(l)ｘ
＋ｇ
（ｍ）ｙ）＋σΔt＋（σ＋ω（ｘ）ｔ｝……(1) で表される。こゝで、ｔは読取り磁場を与えてか
らの時間、σは化学シフトに関する量、ρ（ｘ，
ｙ，……σ）は位置ｘ，ｙ化学シフトσの信号強
度に関する量であり、ｆ（ｔ）は観測対象原子核
の縦緩和及び横緩和などによる信号の減衰を表す
ものであるが、これはexp｛ｊ（σ＋ω（ｘ）ｔ）｝
に比べ、十分なめらかな（変化が小さい）関数で
あるので、以下ではｆ（ｔ）＝１として説明する。
ｇ(l)，ｇ（ｍ）は、それぞれ与えられた磁場Gx，
Gn，の大きさに関する量であり、Δtはその磁場
勾配の持続時間である。更に、ω（ｘ）は読取り
磁場を印加したときの位置ｘにおける化学シフト
が無いときの核磁気共鳴周波数と、励起用高周波
パルスの周波数との差の周波数である。
まず、この信号を種々のｌ，ｍの組につき時間
ｔでフーリエ変換すると、σ＋ω（ｘ）＝ｃについ
て、（ただし、ｃはある定数） S1（ｌ，ｍ，ｃ）＝〓y,〓ρ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ
，σ） Xexp｛ｊ（σΔt＋ｇ(l)ｃ−σ／Δω＋ｇ（ｍ）ｙ）
｝ ……(2) が得られ、つまり第８図における各角周波数の群
に分離される。こゝで、読取り磁場Gx勾配は線
型であり、つまりω（ｘ）＝Δω・ｘであつて、角
周波数ωはＸ軸上の位置ｘと直線的に対応してい
るとしている。
ｔでフーリエ変換すると、σ＋ω（ｘ）＝ｃについ
て、（ただし、ｃはある定数） S1（ｌ，ｍ，ｃ）＝〓y,〓ρ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ
，σ） Xexp｛ｊ（σΔt＋ｇ(l)ｃ−σ／Δω＋ｇ（ｍ）ｙ）
｝ ……(2) が得られ、つまり第８図における各角周波数の群
に分離される。こゝで、読取り磁場Gx勾配は線
型であり、つまりω（ｘ）＝Δω・ｘであつて、角
周波数ωはＸ軸上の位置ｘと直線的に対応してい
るとしている。
次に、Ｙ方向傾斜磁場の強度ｇ（ｍ）変化の時
系列に対しフーリエ変換すると、 S2（ｌ，ｙ，ｃ）＝〓〓ρ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ，
σ） Xexp｛ｊ（σΔt＋ｇ(l)ｃ−σ／Δω）｝ ……(3) が得られ、Ｙ軸上の各位置と対応した信号が得ら
れる。
系列に対しフーリエ変換すると、 S2（ｌ，ｙ，ｃ）＝〓〓ρ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ，
σ） Xexp｛ｊ（σΔt＋ｇ(l)ｃ−σ／Δω）｝ ……(3) が得られ、Ｙ軸上の各位置と対応した信号が得ら
れる。
この信号を、更にＸ方向傾斜磁場の強度ｇ(l)で
フーリエ変換することで、各ピクセル（ｘ，ｙ）
の各化学シフトにおける核磁気共鳴を示す情報 σ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ，σ）が得られる。この得ら れた各データをならべかえを行うと、結局ρ（ｘ，
ｙ，σ）を求め、これを画像として表示すること
により化学シフト・イメージを得ることができ
る。
フーリエ変換することで、各ピクセル（ｘ，ｙ）
の各化学シフトにおける核磁気共鳴を示す情報 σ（ｘ＝ｃ−σ／Δω，ｙ，σ）が得られる。この得ら れた各データをならべかえを行うと、結局ρ（ｘ，
ｙ，σ）を求め、これを画像として表示すること
により化学シフト・イメージを得ることができ
る。
このように、この発明では短時間磁界勾配gx
を用いて化学シフト情報を位相で符号化すること
を特徴としている。
を用いて化学シフト情報を位相で符号化すること
を特徴としている。
スライス面の励起には周知の各種の手法を用い
ることができる。例えば第９図に示すようにまず
高周波パルスとして180゜パルスを与えると共にＺ
方向傾斜磁場Gzを与え、その後90゜パルスと、Ｚ
軸方向傾斜磁場Gzを同時に与え、あるスライス
面内の核磁場スピンを励起し、次に、前述と同様
にＹ方向を符号化するためのＹ方向傾斜磁場Gy
と化学シフトを符号化するためのＸ方向傾斜磁場
Gxとを与え、次にＸ方向を符号化するためのＸ
方向傾斜読取り磁場Gxを与えながら信号を検出
する。Ｙ方向傾斜磁場Gyの勾配強度mΔGy（ΔGy
一定値）、Ｘ方向傾斜磁場Gxの勾配強度lΔGx
（ΔGx一定値）の全ての予め定めたｌとｍの組に
ついて測定を行い、前記信号S0（ｌ，ｍ，ｔ）を
得る。
ることができる。例えば第９図に示すようにまず
高周波パルスとして180゜パルスを与えると共にＺ
方向傾斜磁場Gzを与え、その後90゜パルスと、Ｚ
軸方向傾斜磁場Gzを同時に与え、あるスライス
面内の核磁場スピンを励起し、次に、前述と同様
にＹ方向を符号化するためのＹ方向傾斜磁場Gy
と化学シフトを符号化するためのＸ方向傾斜磁場
Gxとを与え、次にＸ方向を符号化するためのＸ
方向傾斜読取り磁場Gxを与えながら信号を検出
する。Ｙ方向傾斜磁場Gyの勾配強度mΔGy（ΔGy
一定値）、Ｘ方向傾斜磁場Gxの勾配強度lΔGx
（ΔGx一定値）の全ての予め定めたｌとｍの組に
ついて測定を行い、前記信号S0（ｌ，ｍ，ｔ）を
得る。
第１０図、第１１図に示すように90゜パルスを
与えた後、180゜パルスを与えてスライス面を選択
してもよい。また、第１１図に示すようにＸ方向
傾斜磁場Gxを逆方向に与えることによりＳ／Ｎ
を高めることができる。第１０図、第１１図の場
合には、核磁場共鳴信号としてスピンエコー信号
が得られる。Ｙ方向符号化と、化学シフト符号と
の各傾斜磁場Gy，Gxは同時に与える必要はなく、
また同一時間を与えなくてもよい。
与えた後、180゜パルスを与えてスライス面を選択
してもよい。また、第１１図に示すようにＸ方向
傾斜磁場Gxを逆方向に与えることによりＳ／Ｎ
を高めることができる。第１０図、第１１図の場
合には、核磁場共鳴信号としてスピンエコー信号
が得られる。Ｙ方向符号化と、化学シフト符号と
の各傾斜磁場Gy，Gxは同時に与える必要はなく、
また同一時間を与えなくてもよい。
「発明の効果」
以上述べたように、この発明によれば化学シフ
ト情報を位相で符号化（区別）しているため、化
学シフト画像を形成するに必要なデータを得る時
間は、前記特開昭59−43336号及び特開昭59−
108946号公報に示された方法（第４図の方法）よ
りも短くすることが可能であり、また、化学シフ
ト情報の符号化に磁界勾配を用いているため、前
記特開昭60−69542号公報に示された方法（第５
図に示す方法）、すなわち、符号化のために必要
な時間間隔を設けるものでなく、常に、励起後に
所定の時間で核磁気共鳴信号、例えば自由誘導信
号を検出でき、高いＳ／Ｎの信号を得ることがで
き、かつ測定時間（パルスシーケンス周期）を自
由に選定することができる。
ト情報を位相で符号化（区別）しているため、化
学シフト画像を形成するに必要なデータを得る時
間は、前記特開昭59−43336号及び特開昭59−
108946号公報に示された方法（第４図の方法）よ
りも短くすることが可能であり、また、化学シフ
ト情報の符号化に磁界勾配を用いているため、前
記特開昭60−69542号公報に示された方法（第５
図に示す方法）、すなわち、符号化のために必要
な時間間隔を設けるものでなく、常に、励起後に
所定の時間で核磁気共鳴信号、例えば自由誘導信
号を検出でき、高いＳ／Ｎの信号を得ることがで
き、かつ測定時間（パルスシーケンス周期）を自
由に選定することができる。
第１図は被検体と印加磁場との関係例を示す
図、第２図は従来のSR法による核磁気共鳴情報
を得るパルスシーケンスの例を示す図、第３図は
第２図に示したパルスシーケンスの表示法を示す
図、第４図は従来の化学シフト情報を含む核磁気
共鳴情報を得るパルスシーケンスを示す図、第５
図は従来の化学シフト情報を含む核磁気共鳴情報
を得る他の例のパルスシーケンスを示す図、第６
図はそのＸ軸−化学シフト軸面における周波数、
位相の関係を示す図、第７図はこの発明による化
学シフト情報を含む核磁気共鳴情報を得る例のパ
ルスシーケンスを示す図、第８図はそのＸ軸−化
学シフト軸面における周波数、位相の関係を示す
図、第９図乃至第１１図はそれぞれこの発明の方
法におけるパルスシーケンスの他の例を示す図で
ある。
図、第２図は従来のSR法による核磁気共鳴情報
を得るパルスシーケンスの例を示す図、第３図は
第２図に示したパルスシーケンスの表示法を示す
図、第４図は従来の化学シフト情報を含む核磁気
共鳴情報を得るパルスシーケンスを示す図、第５
図は従来の化学シフト情報を含む核磁気共鳴情報
を得る他の例のパルスシーケンスを示す図、第６
図はそのＸ軸−化学シフト軸面における周波数、
位相の関係を示す図、第７図はこの発明による化
学シフト情報を含む核磁気共鳴情報を得る例のパ
ルスシーケンスを示す図、第８図はそのＸ軸−化
学シフト軸面における周波数、位相の関係を示す
図、第９図乃至第１１図はそれぞれこの発明の方
法におけるパルスシーケンスの他の例を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体を主静磁場中に配し、それぞれ直交す
る傾斜磁場Gz，Gy，Gx及びRFパルスを上記被検
体に印加することによつて核磁気共鳴情報を得る
方法において、 (i) 傾斜磁場GzとRFパルスにより前記主静磁場
中の被検体の一断面を選択して原子核スピンを
励起し、 (ii) 上記被検体の選択された断面に対し傾斜磁場
Gy，Gxをそれぞれ一定時間与え、 (iii) 次いで、傾斜磁場Gxを読取り磁場として与
えて、上記被検体からの核磁気共鳴信号を検出
し、 上記(ii)で与えられる傾斜磁場GyとGxの予め決
められた複数の強度の組合せについて、上記(i)か
ら(iii)を繰り返すことを特徴とする上記一断面から
核磁気共鳴情報を得る方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194621A JPS6253642A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 核磁気共鳴情報を得る方法 |
| EP86111911A EP0213614B1 (en) | 1985-09-02 | 1986-08-28 | Method for obtaining nuclear magnetic resonance information data |
| DE8686111911T DE3676908D1 (de) | 1985-09-02 | 1986-08-28 | Verfahren zur gewinnung von dateninformationen der magnetischen kernresonanz. |
| US06/901,695 US4766379A (en) | 1985-09-02 | 1986-08-29 | Method for obtaining nuclear magnetic resonance information data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194621A JPS6253642A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 核磁気共鳴情報を得る方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6253642A JPS6253642A (ja) | 1987-03-09 |
| JPH0331051B2 true JPH0331051B2 (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=16327571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194621A Granted JPS6253642A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 核磁気共鳴情報を得る方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4766379A (ja) |
| EP (1) | EP0213614B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6253642A (ja) |
| DE (1) | DE3676908D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3542215A1 (de) * | 1985-11-29 | 1987-06-04 | Philips Patentverwaltung | Kernspintomographieverfahren und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| GB8702951D0 (en) * | 1987-02-10 | 1987-03-18 | Surrey Medical Imaging Systems | Nmr imaging |
| JP2585278B2 (ja) * | 1987-07-22 | 1997-02-26 | 株式会社日立製作所 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| JPH0263435A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-02 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US4896113A (en) * | 1988-11-25 | 1990-01-23 | General Electric Company | Use of repeated gradient echoes for noise reduction and improved NMR imaging |
| DE3937428A1 (de) * | 1989-11-10 | 1991-05-16 | Philips Patentverwaltung | Kernspintomographieverfahren zur erzeugung getrennter fett- und wasserbilder und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US5151655A (en) * | 1990-02-23 | 1992-09-29 | Baylor Research Institute | Magnetic resonance imaging using a back-to-back pulse sequence |
| US5579105A (en) * | 1992-04-17 | 1996-11-26 | British Technology Group Ltd. | Spectrometers |
| US6657432B1 (en) * | 2002-09-25 | 2003-12-02 | Fonar Corporation | Gradient coils for MRI systems having multiple current density zones |
| SE542030C2 (en) | 2017-11-22 | 2020-02-11 | Swedex Ab | Saw blade for circular saw and use of such saw blade in a brush cutter |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2124388B (en) * | 1982-07-28 | 1986-02-12 | Picker Int Ltd | Nuclear magnetic resonance method and apparatus |
| US4506223A (en) * | 1982-11-22 | 1985-03-19 | General Electric Company | Method for performing two-dimensional and three-dimensional chemical shift imaging |
| US4593247A (en) * | 1983-11-25 | 1986-06-03 | General Electric Company | Method of NMR imaging with off-center zoom scan |
| US4585993A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-29 | General Electric Company | Method for selective NMR imaging of chemically-shifted nuclei |
| GB8415078D0 (en) * | 1984-06-13 | 1984-07-18 | Picker Int Ltd | Nuclear magnetic resonance imaging |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60194621A patent/JPS6253642A/ja active Granted
-
1986
- 1986-08-28 DE DE8686111911T patent/DE3676908D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-08-28 EP EP86111911A patent/EP0213614B1/en not_active Expired
- 1986-08-29 US US06/901,695 patent/US4766379A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0213614A3 (en) | 1988-01-27 |
| US4766379A (en) | 1988-08-23 |
| JPS6253642A (ja) | 1987-03-09 |
| DE3676908D1 (de) | 1991-02-21 |
| EP0213614A2 (en) | 1987-03-11 |
| EP0213614B1 (en) | 1991-01-16 |
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