JPH07327954A - 共鳴周波数計測方法及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
共鳴周波数計測方法及び磁気共鳴イメージング装置Info
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- JPH07327954A JPH07327954A JP6128823A JP12882394A JPH07327954A JP H07327954 A JPH07327954 A JP H07327954A JP 6128823 A JP6128823 A JP 6128823A JP 12882394 A JP12882394 A JP 12882394A JP H07327954 A JPH07327954 A JP H07327954A
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- proton
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＲＩ装置において水分子のプロトン原子核
の共鳴周波数を正確に測定する。正確な共鳴周波数の高
周波パルスを印加することにより、高ＳＮの画像を得
る。 【構成】 スピンエコー法によりエコー信号を計測し、
１次元フーリエ変換することにより、周波数分解し、ス
ペクトルの最大値から共鳴周波数を求める。この際、ス
ピンの励起からエコー信号の計測までのエコー時間を水
分子以外のプロトン、例えば脂肪の信号が減衰するに充
分な時間とし、水分子のプロトンの信号を選択的に計測
する。ＭＴＣ法のプリパルスの周波数として求められた
共鳴周波数を用いることにより、水分子以外のプロトン
を効果的に抑制できる。共鳴周波数計測のシーケンスと
してインバージョンリカバリー法を採用してもよい。
の共鳴周波数を正確に測定する。正確な共鳴周波数の高
周波パルスを印加することにより、高ＳＮの画像を得
る。 【構成】 スピンエコー法によりエコー信号を計測し、
１次元フーリエ変換することにより、周波数分解し、ス
ペクトルの最大値から共鳴周波数を求める。この際、ス
ピンの励起からエコー信号の計測までのエコー時間を水
分子以外のプロトン、例えば脂肪の信号が減衰するに充
分な時間とし、水分子のプロトンの信号を選択的に計測
する。ＭＴＣ法のプリパルスの周波数として求められた
共鳴周波数を用いることにより、水分子以外のプロトン
を効果的に抑制できる。共鳴周波数計測のシーケンスと
してインバージョンリカバリー法を採用してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴（以下、ＮＭ
Ｒという）現象を利用した磁気共鳴イメージング（以
下、ＭＲＩという）装置に係り、特に撮像対象の水分子
のプロトン原子核の共鳴周波数を計測する計測方法及び
該計測シーケンスを含むＭＲＩ装置に関する。
Ｒという）現象を利用した磁気共鳴イメージング（以
下、ＭＲＩという）装置に係り、特に撮像対象の水分子
のプロトン原子核の共鳴周波数を計測する計測方法及び
該計測シーケンスを含むＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、磁気共鳴現象を利用して
被検体内の所望の検査部位における原子核スピン（以
下、単にスピンと称する）の密度分布、緩和時間分布等
を計測して、その計測データから、その検査部位の断層
画像を表示できるようになっている。この計測データを
得るために、ＭＲＩ装置では静磁場内に置かれた被検体
にスピンの共鳴周波数の高周波パルス及び位置情報を付
与するための傾斜磁場パルス等を所定のシーケンスで印
加し、このシーケンスを数回繰り返すようになってい
る。
被検体内の所望の検査部位における原子核スピン（以
下、単にスピンと称する）の密度分布、緩和時間分布等
を計測して、その計測データから、その検査部位の断層
画像を表示できるようになっている。この計測データを
得るために、ＭＲＩ装置では静磁場内に置かれた被検体
にスピンの共鳴周波数の高周波パルス及び位置情報を付
与するための傾斜磁場パルス等を所定のシーケンスで印
加し、このシーケンスを数回繰り返すようになってい
る。
【０００３】このシーケンスとしては、種々のものが知
られているが、このうち水のプロトン原子核と脂肪等の
高分子内プロトン原子核の磁化交換の組織による相違を
利用して、高コントラストの画像を得るＭＴＣ（Magnet
ization Transfer Contrast）法が提案されている（ジ
ャーナル オブ マグネチックレゾナンス、第５５号、
283〜300頁、１９８３年、マグネチック レゾナンス
クォータリ 第８号、No.2、116〜137頁）。
られているが、このうち水のプロトン原子核と脂肪等の
高分子内プロトン原子核の磁化交換の組織による相違を
利用して、高コントラストの画像を得るＭＴＣ（Magnet
ization Transfer Contrast）法が提案されている（ジ
ャーナル オブ マグネチックレゾナンス、第５５号、
283〜300頁、１９８３年、マグネチック レゾナンス
クォータリ 第８号、No.2、116〜137頁）。
【０００４】この方法では、プリパルスとして２項式パ
ルス（バイノミアルパルス）により水以外の物質のプロ
トン原子核の半選択的な励起を行い無信号化するもの
で、２項式パルスは、対象となっている物質（水分子）
の共鳴周波数の高周波パルスを用いる。この場合、２項
式パルスの周波数が正確な水分子のプロトン原子核の共
鳴周波数でない場合には、この周波数に対して完全に０
゜パルスとならないため、むしろこの周波数における水
分子プロトンの縦磁化は減少してしまい、信号強度が減
少しＳ／Ｎの劣化した画像となってしまう。従って、正
確な水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めておく
必要がある。
ルス（バイノミアルパルス）により水以外の物質のプロ
トン原子核の半選択的な励起を行い無信号化するもの
で、２項式パルスは、対象となっている物質（水分子）
の共鳴周波数の高周波パルスを用いる。この場合、２項
式パルスの周波数が正確な水分子のプロトン原子核の共
鳴周波数でない場合には、この周波数に対して完全に０
゜パルスとならないため、むしろこの周波数における水
分子プロトンの縦磁化は減少してしまい、信号強度が減
少しＳ／Ｎの劣化した画像となってしまう。従って、正
確な水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めておく
必要がある。
【０００５】従来、撮影対象の共鳴周波数を求める方法
は、撮影対象を高周波パルスで励起し、その信号を１次
元フーリエ変換し、そのスペクトルのピークに対応する
周波数を求めていた。
は、撮影対象を高周波パルスで励起し、その信号を１次
元フーリエ変換し、そのスペクトルのピークに対応する
周波数を求めていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、撮影対象に共
鳴周波数の非常に近い２つの信号が存在する場合は、サ
ンプリングの分解能との兼合から１つの信号として観測
されてしまうことがあった。その場合、観測された共鳴
周波数は真の値ではなく２つの信号の中間的なものとな
ってしまう。
鳴周波数の非常に近い２つの信号が存在する場合は、サ
ンプリングの分解能との兼合から１つの信号として観測
されてしまうことがあった。その場合、観測された共鳴
周波数は真の値ではなく２つの信号の中間的なものとな
ってしまう。
【０００７】一般に、脂肪のプロトン原子核は、水分子
のプロトン原子核の共鳴周波数と非常に近い共鳴周波数
を持ち、３．４ｐｐｍ低いだけである。そのため従来の
共鳴周波数の計測では、撮影対象に含まれる水分子のプ
ロトン原子核の信号と水分子以外のプロトン原子核、特
に体内においては脂肪のプロトン原子核からの信号と区
別する方法がなく、計測する信号中に違う共鳴周波数の
信号が混在してしまい正確な水分子のプロトン原子核の
共鳴周波数を決定することができなかった。
のプロトン原子核の共鳴周波数と非常に近い共鳴周波数
を持ち、３．４ｐｐｍ低いだけである。そのため従来の
共鳴周波数の計測では、撮影対象に含まれる水分子のプ
ロトン原子核の信号と水分子以外のプロトン原子核、特
に体内においては脂肪のプロトン原子核からの信号と区
別する方法がなく、計測する信号中に違う共鳴周波数の
信号が混在してしまい正確な水分子のプロトン原子核の
共鳴周波数を決定することができなかった。
【０００８】本発明は、水分子のプロトン原子核からの
信号以外の信号、特に脂肪のプロトン原子核からの信号
を減衰または消失させ、正確に水分子のプロトン原子核
の共鳴周波数を求めることが可能な共鳴周波数の計測方
法を提供することを目的とする。
信号以外の信号、特に脂肪のプロトン原子核からの信号
を減衰または消失させ、正確に水分子のプロトン原子核
の共鳴周波数を求めることが可能な共鳴周波数の計測方
法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するため手段】上記目的を達成するため
に、本発明の共鳴周波数計測方法は、高周波パルスを印
加しプロトン原子核スピンを励起し、プロトン原子核か
らの磁気共鳴信号を計測するために傾斜磁場の印加を繰
り返すシーケンスを行ない、このシーケンスから得られ
た磁気共鳴信号を１次元フーリエ変換することにより、
プロトン原子核の共鳴周波数を求める際に、水分子のプ
ロトン原子核からの信号と水分子以外のプロトン原子核
からの信号との減衰速度の差を利用して水分子のプロト
ン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に計測する。
に、本発明の共鳴周波数計測方法は、高周波パルスを印
加しプロトン原子核スピンを励起し、プロトン原子核か
らの磁気共鳴信号を計測するために傾斜磁場の印加を繰
り返すシーケンスを行ない、このシーケンスから得られ
た磁気共鳴信号を１次元フーリエ変換することにより、
プロトン原子核の共鳴周波数を求める際に、水分子のプ
ロトン原子核からの信号と水分子以外のプロトン原子核
からの信号との減衰速度の差を利用して水分子のプロト
ン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に計測する。
【００１０】本発明の第１の態様では、信号計測のため
のシーケンスはスピンエコー法を含み、スピン励起から
計測までのエコー時間を本来のエコー時間より延し、脂
肪のプロトン原子核の信号を減衰させてから信号を計測
し、これにより、水分子のプロトン原子核の信号を選択
的に計測する。また本発明の第２の態様では、信号計測
のためのシーケンスはインバージョンリカバリー法（以
下、ＩＲ法という）を使い、最初の高周波パルス印加か
ら次の高周波パルス印加までのインバージョン時間を脂
肪のプロトン原子核の信号が零になる時間に選び計測す
る。これにより、水分子のプロトン原子核からの信号の
みを計測する。
のシーケンスはスピンエコー法を含み、スピン励起から
計測までのエコー時間を本来のエコー時間より延し、脂
肪のプロトン原子核の信号を減衰させてから信号を計測
し、これにより、水分子のプロトン原子核の信号を選択
的に計測する。また本発明の第２の態様では、信号計測
のためのシーケンスはインバージョンリカバリー法（以
下、ＩＲ法という）を使い、最初の高周波パルス印加か
ら次の高周波パルス印加までのインバージョン時間を脂
肪のプロトン原子核の信号が零になる時間に選び計測す
る。これにより、水分子のプロトン原子核からの信号の
みを計測する。
【００１１】本発明のＭＲＩ装置は、このような共鳴周
波数の計測シーケンスを含み、この計測シーケンスをイ
メージングのためのシーケンスの前段に行い、求めた共
鳴周波数をイメージングに必要な高周波パルス或いは脂
肪等から信号を抑制するプリパレーションパルスの照射
周波数とするものである。
波数の計測シーケンスを含み、この計測シーケンスをイ
メージングのためのシーケンスの前段に行い、求めた共
鳴周波数をイメージングに必要な高周波パルス或いは脂
肪等から信号を抑制するプリパレーションパルスの照射
周波数とするものである。
【００１２】
【作用】一般に励起した脂肪のプロトン原子核スピンの
縦緩和時間（Ｔ1）及び横緩和時間（Ｔ2）は、水分子の
プロトン原子核スピンに比較して短い。スピンエコー法
により得られる信号の信号強度は、横緩和時間（Ｔ2）
を時定数とする関数であるので、励起から計測までのエ
コー時間を延して計測することにより、脂肪のプロトン
原子核の信号を減衰させたエコー信号を計測できる。こ
の信号はほぼ水分子のプロトン原子核からの信号である
ので、１次元フーリエ変換することにより、周波数スペ
クトルの最大値から水分子のプロトン原子核の共鳴周波
数を求めることができる。
縦緩和時間（Ｔ1）及び横緩和時間（Ｔ2）は、水分子の
プロトン原子核スピンに比較して短い。スピンエコー法
により得られる信号の信号強度は、横緩和時間（Ｔ2）
を時定数とする関数であるので、励起から計測までのエ
コー時間を延して計測することにより、脂肪のプロトン
原子核の信号を減衰させたエコー信号を計測できる。こ
の信号はほぼ水分子のプロトン原子核からの信号である
ので、１次元フーリエ変換することにより、周波数スペ
クトルの最大値から水分子のプロトン原子核の共鳴周波
数を求めることができる。
【００１３】またＩＲ法において、最初に励起されたス
ピンは縦磁化が零の状態を経て元の磁化の状態に戻る。
水分子のプロトン原子核と脂肪のプロトン原子核とでは
縦緩和時間（Ｔ1）が異なることから、水分子のプロト
ン原子核スピンの縦磁化が零でなく且つ脂肪のプロトン
原子核スピンの縦磁化が零となる状態にインバージョン
時間を選択することができる。これにより脂肪のプロト
ン原子核の信号が零になり、水分子のプロトン原子核か
らの信号を選択的に計測できる。従って、この場合にも
水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めることがで
きる。
ピンは縦磁化が零の状態を経て元の磁化の状態に戻る。
水分子のプロトン原子核と脂肪のプロトン原子核とでは
縦緩和時間（Ｔ1）が異なることから、水分子のプロト
ン原子核スピンの縦磁化が零でなく且つ脂肪のプロトン
原子核スピンの縦磁化が零となる状態にインバージョン
時間を選択することができる。これにより脂肪のプロト
ン原子核の信号が零になり、水分子のプロトン原子核か
らの信号を選択的に計測できる。従って、この場合にも
水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めることがで
きる。
【００１４】このような共鳴周波数の計測をイメージン
グに先立って行なうことにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を正確に照射しなければならない、例え
ばＭＴＣ法のようなイメージングにおいて、効果的に脂
肪抑制パルスを印加することができ、よりＳ／Ｎの高い
画像を得ることができる。
グに先立って行なうことにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を正確に照射しなければならない、例え
ばＭＴＣ法のようなイメージングにおいて、効果的に脂
肪抑制パルスを印加することができ、よりＳ／Ｎの高い
画像を得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図２は、本発明の磁気共鳴イメージング方法を
実施するＭＲＩ装置の構成概要を示すブロック図で、こ
のＭＲＩ装置は、被検体の置かれる空間に均一な静磁場
を発生させる磁石２０１、被検体の組織を構成する原子
の原子核スピンに各磁気共鳴を生じさせるための高周波
磁場を発生させる励起システム２０２、被検体から発生
する信号を受信し、検波した後、Ａ／Ｄ変換する受信シ
ステム２０３、磁場の強さを互に直交する３軸方向
（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）にそれぞれ独立に線系に変化させる
ことが可能な傾斜磁場発生システム２０４、受信システ
ム２０３からの計測データをもとに画像再構成に必要な
各種演算を行う画像処理システム２０５、上記構成にお
ける各システムの動作タイミングをコントロールするシ
ーケンス制御システム２０６、高周波の送受信に使用す
るプローブ２０７、及びオペレーションを行う操作卓２
０８を備えている。
明する。図２は、本発明の磁気共鳴イメージング方法を
実施するＭＲＩ装置の構成概要を示すブロック図で、こ
のＭＲＩ装置は、被検体の置かれる空間に均一な静磁場
を発生させる磁石２０１、被検体の組織を構成する原子
の原子核スピンに各磁気共鳴を生じさせるための高周波
磁場を発生させる励起システム２０２、被検体から発生
する信号を受信し、検波した後、Ａ／Ｄ変換する受信シ
ステム２０３、磁場の強さを互に直交する３軸方向
（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）にそれぞれ独立に線系に変化させる
ことが可能な傾斜磁場発生システム２０４、受信システ
ム２０３からの計測データをもとに画像再構成に必要な
各種演算を行う画像処理システム２０５、上記構成にお
ける各システムの動作タイミングをコントロールするシ
ーケンス制御システム２０６、高周波の送受信に使用す
るプローブ２０７、及びオペレーションを行う操作卓２
０８を備えている。
【００１６】このようなＭＲＩ装置においては、静磁場
の形成された測定空間に置かれた被検体に、高周波パル
ス及びＮＭＲ信号に位置情報を与えるための傾斜磁場を
所定の強度及びタイミングで繰り返し印加し、画像形成
に必要なＮＭＲ信号を収集する。この高周波パルス及び
傾斜磁場の印加から信号計測までのシーケンスはシーケ
ンス制御システム２０６に設定されている。シーケンス
制御システム２０６には、このようなイメージングのた
めのシーケンスの前段として以下に述べる共鳴周波数検
索のためのシーケンスが組み込まれている。
の形成された測定空間に置かれた被検体に、高周波パル
ス及びＮＭＲ信号に位置情報を与えるための傾斜磁場を
所定の強度及びタイミングで繰り返し印加し、画像形成
に必要なＮＭＲ信号を収集する。この高周波パルス及び
傾斜磁場の印加から信号計測までのシーケンスはシーケ
ンス制御システム２０６に設定されている。シーケンス
制御システム２０６には、このようなイメージングのた
めのシーケンスの前段として以下に述べる共鳴周波数検
索のためのシーケンスが組み込まれている。
【００１７】図１に本発明の一実施例として、スピンエ
コー（ＳＥ）法により共鳴周波数を計測するパルスシー
ケンスを示す。このシーケンスでは撮影対象のプロトン
原子核を励起するために２つの高周波パルス１０１、１
０２が用いられ、これら高周波パルス１０１、１０２と
同時に撮影対象を選択的に励起するための傾斜磁場１０
３が加えられる。傾斜磁場は、対象によっては使う必要
がない場合もある。エコー信号１０４は、最初の高周波
パルス１０１印加から所定のエコー時間（ＴＥ）後に区
間１０５において受信システム２０３のＡ／Ｄ変換器で
受信される。
コー（ＳＥ）法により共鳴周波数を計測するパルスシー
ケンスを示す。このシーケンスでは撮影対象のプロトン
原子核を励起するために２つの高周波パルス１０１、１
０２が用いられ、これら高周波パルス１０１、１０２と
同時に撮影対象を選択的に励起するための傾斜磁場１０
３が加えられる。傾斜磁場は、対象によっては使う必要
がない場合もある。エコー信号１０４は、最初の高周波
パルス１０１印加から所定のエコー時間（ＴＥ）後に区
間１０５において受信システム２０３のＡ／Ｄ変換器で
受信される。
【００１８】高周波パルス１０１、１０２の共鳴周波数
は磁場強度から求めた理論上の周波数を使う。即ち、プ
ロトン原子核スピンの共鳴周波数ωは、磁場強度（静磁
場及びそれに重畳される傾斜磁場）をＨとするとき、式
ω＝γＨ（γは磁気回転比で原子核の種類ごとに固有の
値である）から求められる。高周波パルス１０１は、ス
ピンの縦磁化が９０度倒れる９０度パルスで、高周波パ
ルス１０２は、スピンの縦磁化が反転する１８０度パル
スであり、高周波パルス１０１の印加からＴＥ／２後に
印加される。ここでエコー時間ＴＥは、脂肪からの信号
が減衰するに充分な長さに設定される。このことを更に
説明する。
は磁場強度から求めた理論上の周波数を使う。即ち、プ
ロトン原子核スピンの共鳴周波数ωは、磁場強度（静磁
場及びそれに重畳される傾斜磁場）をＨとするとき、式
ω＝γＨ（γは磁気回転比で原子核の種類ごとに固有の
値である）から求められる。高周波パルス１０１は、ス
ピンの縦磁化が９０度倒れる９０度パルスで、高周波パ
ルス１０２は、スピンの縦磁化が反転する１８０度パル
スであり、高周波パルス１０１の印加からＴＥ／２後に
印加される。ここでエコー時間ＴＥは、脂肪からの信号
が減衰するに充分な長さに設定される。このことを更に
説明する。
【００１９】まず高周波パルス１０１を印加することに
よってスピンは９０度倒れるが、磁場の不均一性のため
に時間がたつにつれ位相がみだれてくる。ここでｔ時間
後に１８０度パルス１０２を印加して磁化を反転させる
と、更にｔ時間後には位相が揃うことになる。従って９
０度パルスから２ｔ時間後に、エコー信号を観測するこ
とができる。このエコー信号の強度は、時定数Ｔ2をも
って減衰し、この時定数Ｔ2、即ち横緩和時間は脂肪の
プロトン原子核と水分子のプロトン原子核と異なり、脂
肪の信号は他の信号より早く減衰する。従って、高周波
パルス１０１印加からエコー信号を計測する時間（Ｔ
Ｅ）を脂肪の信号がある程度減衰するに充分な時間とす
ることにより、水分子の信号を選択的に計測することが
できる。
よってスピンは９０度倒れるが、磁場の不均一性のため
に時間がたつにつれ位相がみだれてくる。ここでｔ時間
後に１８０度パルス１０２を印加して磁化を反転させる
と、更にｔ時間後には位相が揃うことになる。従って９
０度パルスから２ｔ時間後に、エコー信号を観測するこ
とができる。このエコー信号の強度は、時定数Ｔ2をも
って減衰し、この時定数Ｔ2、即ち横緩和時間は脂肪の
プロトン原子核と水分子のプロトン原子核と異なり、脂
肪の信号は他の信号より早く減衰する。従って、高周波
パルス１０１印加からエコー信号を計測する時間（Ｔ
Ｅ）を脂肪の信号がある程度減衰するに充分な時間とす
ることにより、水分子の信号を選択的に計測することが
できる。
【００２０】表１は、０．５Ｔの磁場強度における体内
組織の縦緩和Ｔ1値及び横緩和Ｔ2値を示したものであ
る。表からも分かるように脂肪プロトンの緩和時間は、
他組織のものより短い。
組織の縦緩和Ｔ1値及び横緩和Ｔ2値を示したものであ
る。表からも分かるように脂肪プロトンの緩和時間は、
他組織のものより短い。
【００２１】
【表１】
【００２２】また図３は、ＳＥ法における各組織の信号
強度の時間変化をグラフ化したものである。上述のよう
にそれぞれの組織はＴ2値で減衰するため、脂肪の信号
は他の信号より早く減衰し、約１００msでは灰白質（水
分子と考えることができる）の約半分以下となる。従っ
て、図１のシーケンスにおいて信号計測までのエコー時
間ＴＥを１００ms前後にすれば脂肪組織からの信号を減
衰させて、水分子のプロトン原子核からの信号を計測す
ることができる。
強度の時間変化をグラフ化したものである。上述のよう
にそれぞれの組織はＴ2値で減衰するため、脂肪の信号
は他の信号より早く減衰し、約１００msでは灰白質（水
分子と考えることができる）の約半分以下となる。従っ
て、図１のシーケンスにおいて信号計測までのエコー時
間ＴＥを１００ms前後にすれば脂肪組織からの信号を減
衰させて、水分子のプロトン原子核からの信号を計測す
ることができる。
【００２３】このように計測したエコー信号は、厳密に
は種々の化学シフト成分の合成された信号であり、Ａ／
Ｄ変換後、１次元フーリエ変換されることにより周波数
分解される。得られた周波数スペクトルの最大値を求め
ることにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
求めることができる。なお、以上の実施例において高周
波パルス１０１として９０度パルスを用いたが、これよ
り小フリップ角のパルスを用いてもよい。
は種々の化学シフト成分の合成された信号であり、Ａ／
Ｄ変換後、１次元フーリエ変換されることにより周波数
分解される。得られた周波数スペクトルの最大値を求め
ることにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
求めることができる。なお、以上の実施例において高周
波パルス１０１として９０度パルスを用いたが、これよ
り小フリップ角のパルスを用いてもよい。
【００２４】次に本発明の別の実施例である共鳴周波数
計測法を説明する。図２にこの実施例によるＩＲ法のパ
ルスシーケンスを示す。このシーケンスでは、高周波パ
ルスとしてプロトン原子核のスピンの縦磁化を反転させ
る１８０度パルス４０１、励起したプロトン原子核の信
号をスピンエコー信号として計測するための９０度パル
ス４０２及び１８０度パルス４０３が用いられ、ＳＥ法
と同様にこれら高周波パルスと同時に撮影対象を選択的
に励起するための傾斜磁場４０４が印加される。傾斜磁
場４０４は、対象によっては使う必要がない場合もあ
る。エコー信号４０５は、Ａ／Ｄ変換区間４０６で計測
される。
計測法を説明する。図２にこの実施例によるＩＲ法のパ
ルスシーケンスを示す。このシーケンスでは、高周波パ
ルスとしてプロトン原子核のスピンの縦磁化を反転させ
る１８０度パルス４０１、励起したプロトン原子核の信
号をスピンエコー信号として計測するための９０度パル
ス４０２及び１８０度パルス４０３が用いられ、ＳＥ法
と同様にこれら高周波パルスと同時に撮影対象を選択的
に励起するための傾斜磁場４０４が印加される。傾斜磁
場４０４は、対象によっては使う必要がない場合もあ
る。エコー信号４０５は、Ａ／Ｄ変換区間４０６で計測
される。
【００２５】このシーケンスでは、反転パルス４０１か
ら９０度パルス４０２までのインバージョン時間（Ｔ
Ｉ）を脂肪の信号がほぼ零になる時間にしている。即
ち、高周波パルス４０１を加えることによって反転した
縦磁化は、縦緩和によって時間の経過とともに回復し、
ゼロになる点を通って、元に戻る。この緩和の過程で高
周波パルス４０１の印加からｔ時間後に９０度パルスを
印加し、更に１８０度パルスを印加することにより、縦
磁化の大きさをエコー信号４０５として測ることができ
る。ここでｔ時間後に縦磁化が丁度ゼロである場合に
は、信号は得られない。縦磁化がゼロとなる時間ｔ
0は、縦緩和時間Ｔ1に依存し（ｔ0＝Ｔ1ｌｎ２）、表１
に示すように、脂肪のプロトンと水分子のプロトンでは
異なる。従って、脂肪について縦磁化がゼロとなる時間
ｔ0を、インバージョン時間（ＴＩ）とすることによ
り、脂肪の信号を零とし、水分子の信号を選択的に計測
できる。
ら９０度パルス４０２までのインバージョン時間（Ｔ
Ｉ）を脂肪の信号がほぼ零になる時間にしている。即
ち、高周波パルス４０１を加えることによって反転した
縦磁化は、縦緩和によって時間の経過とともに回復し、
ゼロになる点を通って、元に戻る。この緩和の過程で高
周波パルス４０１の印加からｔ時間後に９０度パルスを
印加し、更に１８０度パルスを印加することにより、縦
磁化の大きさをエコー信号４０５として測ることができ
る。ここでｔ時間後に縦磁化が丁度ゼロである場合に
は、信号は得られない。縦磁化がゼロとなる時間ｔ
0は、縦緩和時間Ｔ1に依存し（ｔ0＝Ｔ1ｌｎ２）、表１
に示すように、脂肪のプロトンと水分子のプロトンでは
異なる。従って、脂肪について縦磁化がゼロとなる時間
ｔ0を、インバージョン時間（ＴＩ）とすることによ
り、脂肪の信号を零とし、水分子の信号を選択的に計測
できる。
【００２６】図５は、ＩＲ法における各組織の信号強度
（磁場強度０．５Ｔ）の時間変化をグラフ化したもので
ある。それぞれの組織はＴ1値で回復するため、脂肪の
信号は他の組織の信号よりも早く回復し、約１００msで
縦磁場がゼロとなる。従って磁場強度０．５Ｔの場合、
図４のシーケンスにおいてインバージョン時間ＴＩを１
００ms前後にすれば、脂肪組織からの信号はほぼ消失し
ており、水分子のプロトン原子核からの信号のみを計測
することができる。尚、磁場強度が異なる場合には、イ
ンバージョン時間も異なる。
（磁場強度０．５Ｔ）の時間変化をグラフ化したもので
ある。それぞれの組織はＴ1値で回復するため、脂肪の
信号は他の組織の信号よりも早く回復し、約１００msで
縦磁場がゼロとなる。従って磁場強度０．５Ｔの場合、
図４のシーケンスにおいてインバージョン時間ＴＩを１
００ms前後にすれば、脂肪組織からの信号はほぼ消失し
ており、水分子のプロトン原子核からの信号のみを計測
することができる。尚、磁場強度が異なる場合には、イ
ンバージョン時間も異なる。
【００２７】このように計測したエコー信号は、ＳＥ法
の場合と同様、Ａ／Ｄ変換後、１次元フーリエ変換され
ることにより周波数分解され、得られた周波数スペクト
ルの最大値を求めることにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を求めることができる。以上、水分子の
プロトン原子核の共鳴周波数検索のためのシーケンスに
ついて説明したが、共鳴周波数は磁場強度によって異な
る他、患者、撮影部位によって影響を受けるので、この
シーケンスはＭＲＩ装置におけるイメージングの前段と
して実行するようにすることが好ましい。
の場合と同様、Ａ／Ｄ変換後、１次元フーリエ変換され
ることにより周波数分解され、得られた周波数スペクト
ルの最大値を求めることにより、水分子のプロトン原子
核の共鳴周波数を求めることができる。以上、水分子の
プロトン原子核の共鳴周波数検索のためのシーケンスに
ついて説明したが、共鳴周波数は磁場強度によって異な
る他、患者、撮影部位によって影響を受けるので、この
シーケンスはＭＲＩ装置におけるイメージングの前段と
して実行するようにすることが好ましい。
【００２８】図６に、撮影前に共鳴周波数検索を行うフ
ローチャートを示した。ここでは、撮影前に、例えば患
者、撮影部位を変えたとき（601）に、共鳴周波数検索
のためのシーケンス（602）が自動的または手動により
始まり、その後本来の撮影のシーケンス（603）が始ま
り、画像が表示される（604）。撮影のためのシーケン
スは、特に限定されないが、ＭＴＣ法において、脂肪の
プロトン原子核のスピンを半選択的に励起するプリパル
スの周波数を、シーケンス（602）において予め求める
ことにより、効果的に脂肪信号を抑制し高コントラスト
の画像を得ることができる。
ローチャートを示した。ここでは、撮影前に、例えば患
者、撮影部位を変えたとき（601）に、共鳴周波数検索
のためのシーケンス（602）が自動的または手動により
始まり、その後本来の撮影のシーケンス（603）が始ま
り、画像が表示される（604）。撮影のためのシーケン
スは、特に限定されないが、ＭＴＣ法において、脂肪の
プロトン原子核のスピンを半選択的に励起するプリパル
スの周波数を、シーケンス（602）において予め求める
ことにより、効果的に脂肪信号を抑制し高コントラスト
の画像を得ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
のＭＲＩ装置における共鳴周波数計測方法によれば、対
象となる物質（水分子）以外のプロトン原子核の信号が
減衰した状態或いは消失した状態で、信号を計測するの
で、水分子の信号を選択的に計測し、共鳴周波数を正確
に求めることができる。
のＭＲＩ装置における共鳴周波数計測方法によれば、対
象となる物質（水分子）以外のプロトン原子核の信号が
減衰した状態或いは消失した状態で、信号を計測するの
で、水分子の信号を選択的に計測し、共鳴周波数を正確
に求めることができる。
【００３０】また本発明のＭＲＩ装置によれば、共鳴周
波数計測のためのシーケンスをイメージングの前段に行
うことにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
正確に照射しなければならない高周波パルス例えば脂肪
抑制パルス等を効果的に印加することができ、これによ
りＳ／Ｎのよい画像を得ることができる。
波数計測のためのシーケンスをイメージングの前段に行
うことにより、水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を
正確に照射しなければならない高周波パルス例えば脂肪
抑制パルス等を効果的に印加することができ、これによ
りＳ／Ｎのよい画像を得ることができる。
【図１】本発明による共鳴周波数計測方法の一実施例で
あるＳＥ法のパルスシーケンスを示す図。
あるＳＥ法のパルスシーケンスを示す図。
【図２】本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図３】各組織の縦緩和を示すグラフ。
【図４】本発明による共鳴周波数計測方法の別の実施例
であるＩＲ法のパルスシーケンスを示す図。
であるＩＲ法のパルスシーケンスを示す図。
【図５】各組織の横緩和を示すグラフ。
【図６】本発明を適用したイメージング方法を示すフロ
ーチャート図。
ーチャート図。
２０２・・・・・・高周波磁場発生手段（励起システム） ２０３・・・・・・計測手段（受信システム） ２０４・・・・・・傾斜磁場発生手段（傾斜磁場発生システ
ム） ２０５・・・・・・信号処理手段（画像処理システム） ２０６・・・・・・シーケンサ（シーケンス制御システム）
ム） ２０５・・・・・・信号処理手段（画像処理システム） ２０６・・・・・・シーケンサ（シーケンス制御システム）
Claims (4)
- 【請求項１】被検体内の特定組織を構成するプロトン原
子核スピンを核磁気共鳴により励起し、前記組織から発
生する磁気共鳴信号を用いて前記組織の画像を再構成す
る磁気共鳴イメージング装置において水分子のプロトン
原子核の共鳴周波数を計測する方法であって、 高周波パルスを印加しプロトン原子核スピンを励起し、
水分子のプロトン原子核からの信号と水分子以外のプロ
トン原子核からの信号との減衰速度の差を利用して前記
水分子のプロトン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に
計測するために傾斜磁場の印加を繰返すシーケンスを行
ない、前記シーケンスから得られた磁気共鳴信号を１次
元フーリエ変換することにより、前記水分子のプロトン
原子核の共鳴周波数を求めることを特徴とする共鳴周波
数計測方法。 - 【請求項２】前記磁気共鳴信号を計測するシーケンス
が、スピンエコー法であって、該シーケンスにおけるス
ピンの励起からエコー信号計測までのエコー時間が、前
記水分子以外のプロトン原子核からの信号が減衰するに
充分な時間であることを特徴とする請求項１記載の共鳴
周波数計測方法。 - 【請求項３】前記磁気共鳴信号を計測するシーケンス
が、インバージョンリカバリー法であって、該シーケン
スにおける最初の高周波パルス印加から次の高周波パル
ス印加までのインバージョン時間が、前記水分子以外の
プロトン原子核からの信号が零になる時間に設定されて
いることを特徴とする請求項１記載の共鳴周波数計測方
法。 - 【請求項４】体内の特定部位のスピンを励起させる高周
波磁場発生手段と、前記励起したスピンに位相変化を与
える位相エンコード傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生手
段と、傾斜磁場を印加しながらエコー信号を計測する計
測手段と、前記励起からエコー信号計測までの手順を制
御するシーケンサと、前記エコー信号を用いて画像を再
構成する信号処理手段を持つ磁気共鳴イメージング装置
において、 前記シーケンサは、水分子のプロトン原子核の共鳴周波
数を計測するシーケンスを備え、該シーケンスは、水分
子のプロトン原子核からの信号と水分子以外のプロトン
原子核からの信号と減衰速度の差を利用して前記水分子
のプロトン原子核からの磁気共鳴信号を選択的に計測
し、前記信号処理手段は、該シーケンスにより得られた
磁気共鳴信号を１次元フーリエ変換することにより、前
記水分子のプロトン原子核の共鳴周波数を求めることを
特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128823A JPH07327954A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 共鳴周波数計測方法及び磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128823A JPH07327954A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 共鳴周波数計測方法及び磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07327954A true JPH07327954A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=14994302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6128823A Pending JPH07327954A (ja) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | 共鳴周波数計測方法及び磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07327954A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011059543A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-19 | The Johns Hopkins University | Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer |
| WO2012053362A1 (ja) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | 株式会社 東芝 | 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法 |
| JP2014046208A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
-
1994
- 1994-06-10 JP JP6128823A patent/JPH07327954A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011059543A1 (en) * | 2009-11-10 | 2011-05-19 | The Johns Hopkins University | Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer |
| US9140769B2 (en) | 2009-11-10 | 2015-09-22 | The Johns Hopkins University | Magnetic resonance imaging and spectroscopy of low concentration solutes with exchangeable protons using label transfer modules: frequency transfer, inversion transfer, and dephasing transfer |
| WO2012053362A1 (ja) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | 株式会社 東芝 | 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法 |
| JP2012105960A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-06-07 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US9662037B2 (en) | 2010-10-19 | 2017-05-30 | Toshiba Medical Systems Corporation | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
| JP2014046208A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030311 |