JPH074349B2 - フイ−ルド不均一情報を修正した化学シフト・イメ−ジ形成 - Google Patents

フイ−ルド不均一情報を修正した化学シフト・イメ−ジ形成

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JPH074349B2
JPH074349B2 JP61165445A JP16544586A JPH074349B2 JP H074349 B2 JPH074349 B2 JP H074349B2 JP 61165445 A JP61165445 A JP 61165445A JP 16544586 A JP16544586 A JP 16544586A JP H074349 B2 JPH074349 B2 JP H074349B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は核磁気共鳴（NMR）イメージ操作および、と
くに二組の化学シフト構成要素のNMRイメージ形成に関
する。
NMRによる分光分析において、異種分子内または同一分
子中異なる化学位置内何れかの相ことなる化学環境中で
は、一定の核種が一連の共鳴ラインを発生させ、その各
共鳴ラインは化学的に明確な位置に対応してあらわれ
る。化学環境が確定している場合の共鳴信号の局部的移
動の物理的発生源は、その核種をとりまく電子である。
任意の原子または分子を磁界内におくと、その電子の誘
発された軌道運動により、二次磁界を生じ、この磁界が
さらに現存の核すべてに作用する。誘電電流は加えられ
る磁界BOに比例するため、この二次磁界（フイールド）
の大きさもまたBOに比例して変る。種々の化学位置にお
ける核に及ぼすこの種局在電子の遮蔽つまりシールド効
果により、磁界強度には、いわゆる化学シフトと称する
BOからのシフトが生ずる。このフイールドシフトはBOに
比例するとともに、反磁性を呈することが多いことか
ら、このシフトを−σBOと表現するのが慣例である。こ
の場合σはBOには無関係であるが化学環境に影響される
一種の無次元常数である。σの大きさはプロトン（陽
子）についての約10-5（10ppm）から、重い原子につい
ての約10-2（1000分の10）にまで変動する。
人間および動物解剖学に関係するNMRイメージ操作で
は、組織の化学シフト構成要素を代表するイメージが得
られることがしばしば要求される。たとえば、イメージ
対象域中、脂肪と水の相対的存在有無を識別することが
できれば、診断的に役立つ情報が得られるはずである。
のぞましくは、体表面中脂肪の変動量だけを示す第一イ
メージを人体面から得られるとよい。第二イメージは、
面中水の変動量のみを示すように形成されると好都合で
ある。この両イメージの比較により、調査対象について
臨床的に有益な情報が得られるであろう。
現行のNMRイメージングシステムでは、スピン・エコー
信号を受けてイメージ情報を集めている。スピン・エコ
ー信号は、スピン等色曲線つまり、スピンベクトルを静
磁界に横方向な面中で高周波（RF）パルスを90゜の角度
にまず交叉させて得られる。τの遅れをかけたのち、種
々の周波数を有するスピン構成要素は、横断面中相外れ
を生じはじめるが、拡大しはじめている。このスピンを
横断面中180゜RFパルスでフリツプさせると、スピン等
色曲線の軌道すべてが逆転し、相戻りを生じスピン・エ
コー信号（SE）が得られる。相戻りが完了する時点のス
ピン・エコー信号強度は当初90゜パルスが加わつておよ
そ２τ後にピークに達する。このエコーデータを約２τ
の時間をかけ、または試料窓操作時間をかけてサンプル
するのが通例である。
イメージ実験操作の場合、スピンの相外れ、相戻りは磁
界勾配を付加することでも影響を受けるため、この勾配
の存在は立体空間情報をNMR信号を符号化する上で必要
である。この結果、スピン・エコー信号は磁界勾配を調
整しつつ付加して得ることができる。たとえばスピンベ
クトルを90゜RFパルスにより横断面に付加したのち、短
時間、磁界勾配をかけると、スピン等色曲線は、勾配方
向に沿つた各場所で、磁界勾配パルスにより相外れする
はずである。等色曲線を相戻りさせエコーを形成する場
合、勾配の方向を逆にするか、または180゜RFパルス後
同方向に勾配を立ち戻らせるかすることができる。90゜
パルス後、TE時点で相戻り勾配を時間積分して、相外れ
勾配の時間積分との間で正しくバランスさせると、勾配
スピン・エコー信号（GSE）が得られる。NMRデータを得
る代替法は、勾配（階調度）反転を用いてFID（自由誘
導減衰）信号データを集積することである。時点TE等か
らのFID信号は、“リード”が安定の間、または周波符
号化勾配中に記録する。実際には、リード勾配は瞬時に
現われないため、TEより早目にスイツチ操作するのが通
例である。ここで方向が逆転し、TEに先がけ安定した値
を取る。逆転勾配（リバーサル勾配）のタイミングと大
きさを調整することにより、勾配方向に沿つたスピン等
色曲線は、TEのところで再度焦点が合わされる。通常の
イメージ化実験において、GSEのエコー中心はSEのエコ
ー中心、つまりTE＝２τの所で相一致するのが通例であ
る。
NMRイメージ化の通常用途について、SE信号から得られ
るイメージは、FID信号から得られるイメージよりすぐ
れているのは明白である。両信号の場合何れにしても、
化学シフト情報とフイールド不均一情報とは、付加され
たフイールド勾配により完全に遮蔽されるはずである。
その限定効果は、化学シフトおよびフイールド不均一性
人工情報として提示される。この人工情報は勾配逆転後
FID信号から形成されるイメージに対しては、SE信号か
ら形成されるイメージに比較して一層厳密なものであ
る。この両タイプのイメージは、フイールドの不均一性
により生ずる強度の歪，化学シフトで生ずるピクセルの
位置合わせ違い等だけでなく、形状的歪で制約される一
面、FID信号によるイメージは、これに付属して加わる
相歪の影響を受け、この歪は、スピン等色カーブを立体
的に符号化し、再焦点合わせを要する時間中、フイール
ドの不均一性による相外れ効果から派生するものであ
る。さらに、FID信号の非対称性から相に敏感なイメー
ジ再組立を行う必要があるが、これに対しSE信号は対称
性であるため、等級再構成を使用することができる。
化学シフトおよび／またはフイールド不均一情報を入手
する場合、一つの簡便な解決策は、エコー形成中は磁界
勾配を切ることである。これにより、タイム領域信号を
使用するだけで、磁界勾配がすでに付加されている場合
得られたごとく、形状情報よりむしろ化学シフト／フイ
ールド不均一を代表する情報が得られる。
二組の化学シフト構成要素のみを備えたシステムでは、
上記手順ではあまりにも非能率的である。ダブリユー・
テイ・デイクスン（W.T.Dixon）は最近、二構成要素向
けの化学シフト情報を与える簡単で洗練された方法を提
案している。まず彼の考察したことは、試料採取窓をTE
の中心に設け、かつ、180゜パルスをSEとGSEが一致する
ごとく加えれば、２組の化学シフト構成要素は必ずエコ
ー中心TEの位相中にくるはずだというにある。デイクス
ン（Dixon）の巧妙な点は、対象時点での180゜パルスを
TEと２τとが決して一致することなく２τＳだけ相違す
る量だけシフトさせることにある。この条件の下では、
サンプルしたエコー信号は採取窓が依然TE中心に位置す
る状態で、TE時点では、二組の化学シフト成分が両組相
互間で相シフトするはずである。なお、この場合位相フ
アクター項ｅｉφが存在し、ここでφは２τＳとフイー
ルド不均一度の積に比例する。τＳを調整して二成分を
180゜位相ずらせさすと、二成分構成要素のイメージ強
度に与える影響はある程度、下記の手段により識別する
ことができる。
すなわち、二種のイメージデータセツトを集める手段で
あり、その一つの方法は、SEとGSEとが相一致する、つ
まりTE＝２τである標準方法であり、他の一つは二組の
化学シフト成分を時間TEで180゜だけ位相をずらす180゜
パルスタイムをシフトさせる方式である。ディクスン
（Dixon）の示したのは、この二組のデータセツトの大
きさを再組立てすることにより、二組の化学シフト構成
要素を、この二組イメージを加えたり、引いたりしてピ
クセルごとの基準イメージ範囲内で分離し得るというこ
とであつた。等級による再構成組立ては、フイールド不
均一性のトラブルを回避するに必要な要件である。
完全に一様な磁界内では、デイクスン（Dixon）の技術
を用い、たとえば水と脂肪と言う二つの別々なイメージ
を形成さすことができる。ところが、種々の排出源によ
るフイールド不均一性は、NMRシステムでは必ずつきも
のである。大きなイメージを処理する場合、フイールド
の非均一性特徴は無視される。ただし巨大イメージにも
問題はある。これは、反転−回収実験による等級データ
を用いT1決定の際に見かける例とよく似ている。この結
果、二組の構成要素が別々の二組の独立イメージ内に色
分かれしてこない。これに代り、一イメージは各ピクセ
ルごとに一層豊富な構成要素が提示され、一方、他のイ
メージでは豊富さの劣る構成要素が得られる。便宜上、
一層豊富な構成要素イメージは以後、メージヤコンポー
ネントイメージとして、また、豊富さの劣るコンポーネ
ントイメージはマイナーイメージと呼称する。デイクス
ン（Dixon）の技術は化学シフトイメージ操作ではすば
らしい進歩をとげてはいるが、フイールドに不均一性の
見られる典型的な磁界での、二種コンポーネントを完全
に別々のイメージとして提供する所までには達していな
い。
本発明の原理によれば、二組の化学シフト構成要素中、
完全に独立のNMRイメージを形成する技術が提供され
る。一態様として、従来のスピン・エコー実験を行なつ
たが、この中スピン・エコー信号はSEとGSEとを調時し
て発生させた。さらにスピン・エコー実験を二種行つた
が、この場合は、時間TEで二組の化学シフト構成要素
を、90゜に種々倍数をかけ相互各組位相ずれするごと
く、1/2TEに関してその180゜RFパルスが時間シフトの関
係にあるようにした。得られたNMR信号情報を通常のイ
メージ再組立てで行つたのちに、三つのイメージは、各
々 （fA＋fBeｉφ）ｅｉφ の立体的に可変な複素数によりあらわすものとした。た
だし、fAとfBとは化学シフト構成要素の相対増量分を、
θは両構成要素の相対位相角を、φは空間立体的に独立
な位相角とし、この角は計装化誤差と局部フイールド不
均一性との関数であらわすことができる。
三組のイメージは三種のことなる情報量を保持する。従
来のスピン・エコーイメージには、実質的に、化学シフ
ト情報もフイールド不均一情報も含まれないが、計装化
誤差位相角を含むことがある。第二のイメージには化学
シフト情報とフイールド不均一情報を含み、かつ計装化
による誤差位相角を含むことがある。第三のイメージに
はフイールド不均一情報と、第一イメージの位相角に相
当する計装化誤差位相角情報を所持している。したがつ
て、第一と第三イメージ情報を結合組合わせすることに
より、磁界の不均一情報を知ることができる。ここで、
上記フイールド不均一情報を使用し、第二イメージを修
正し、そのイメージ容量から磁界の非一不均一フアクタ
ーを除外する。修正した第二イメージは、第一イメージ
と組合わせ、別々に化学シフト構成要素を識別する。
位相の修正は希望すれば、架空対象物を使つて行うこと
ができるし、または現場でイメージ物体を使つて実施で
きる。本発明原理はまた、現場または架空磁界写像用に
適用できる。
以下実施図面に基づき本発明を詳細説明する。
第１図にイメージ対象の化学シフト構成要素のA,B二組
を示す。たとえば、人間または動物対象の局部から採取
のプロトンイメージ中、イメージ対象のA,Bとは水およ
び脂肪であつても差し支えない。水の存在はH2O分子内
の水素陽子の共鳴で判定でき、また、脂肪の有無は脂肪
中メチレン成分（−CH2 -）の水素陽子の共鳴により知る
ことができる。代表的な水の共鳴線は周波数ωＡを関数
として与えられ、約4.8ppm（約4.8部対100万部）であ
る。脂肪の共鳴ラインはωＢであらわされ約1.3ppmに当
る。両共鳴線はREFとして示されたテトラメチルシラン
（TMS）に関するものである。NMRイメージ操作では相互
に二組の化学シフト構成要素が問題となるが、この場
合、有意なのは3.5ppmにおける分離である。この化学シ
フトの差異は一般に△σとしてあらわす。さらにNMRイ
メージ装置の基準周波数ωＯを図示している。
第２図に、化学シフトイメージ化に関するデイクスン
（Dixon）技術に基づく実験操作中のA,B、成分スピンベ
クトルの各種位置状態を示す。図のａ）からｅ）まで
に、回転基準フレームの横断面（Ｘ−Ｙ）10用の座標軸
ＸとＹとを示す。Ｚ軸は図面に対し直角方向に伸長す
る。第２図（ａ）は、ｔ＝0+の時間におけるA,Bベクト
ルをあらわし、この時点はＺ軸とベクトルとが整合から
傾斜直後に相当し、静磁界は横断面に対し、−ｙ軸に沿
つて90゜パルスが加えられた時点に当る。τ−時間が経
過すると、ベクトルは第２図（ｂ）に示すごとく横断面
中で回転を行つている。基準周波数ωＯは、二組の成分
要素間にあるため、この成分要素は、それぞれベクトル
上、小回転矢印で示すごとく、反対方向に歳差運動をす
るはずである。またＢ成分は、Ａ成分に比しωＯ基準周
波数からさらに離隔しているため、Ｂ成分要素はＡ成分
より早い歳差運動を示すはずである。
＋Ｘ軸に沿い180゜パルス直後のｔ＝τ＋時点では、両
ベクトルは第２図（ｃ）で示すごとくＸ軸に対し逆歳差
運動状態にある。回転小矢印が示すごとく、それぞれの
歳差運動方向に変化は生じていない。ｔ＝２τになる
と、ベクトルは第２図（ｄ）のごとくＸ軸に沿つて整合
位置を占めると予想され、この時点では、正規のスピン
・エコー信号が検知される。このあと、ベクトルは、ｔ
＝２τ＋２τＳ時点で第２図（ｅ）の位置を占める時点
まで、その歳差速度と方向を保ちつづける。この時点で
は、ベクトルＡとＢとは角θだけ離隔している。角度θ
は θ＝２τＳ（△σ）ωＯ式により規定される。表示式の
右辺各項は既知であるため、既知角θを与えるごとく、
条件項を設定することができる。デイクスン（Dixon）
の実験では、基準周波数ωＯに従つて２τＳを選定し、
化学シフト△σをこの角θが180゜に等しくなるよう規
定することができる。
第３図を参照すると、デイクスン（Dixon）方式の化学
シフト実験用のパルス形態が分かる。最初のデータ取得
回路では90゜RFパルス20を静磁界内の物体に加える。こ
れにつづき、最初のGX勾配パルス26を加えるが、このパ
ルスはTE時点まで継続“よみとり”勾配28と同じ積分値
を有する。90゜パルス20よりτ１遅れの時点で180゜RF
パルス22を付加してスピン・エコー信号を発生させる。
スピン・エコー信号24は180゜RFパルス22よりさらにτ
１遅れの時点に中心位置を備える。このスピン・エコー
信号をGXよみとり勾配28の存在下でサンプルする。この
シーケンス回路は、引きつづきフーリエ（Fourier）の
取得データ転換プロセスならびにイメージ形成の変型と
して反覆される。それぞれ取得の信号は第３図（ａ）の
下方にあるベクトル合計を代表表示しており、この場合
のA,Bベクトルの大きさは相互に整合し合い、一般に立
体的には一様でない測定器の位相フアクターである角度
φ１だけ、複素面ｉ−ｒの実質軸から偏つている。
データ取得に当つての第二の回路系統を第３図（ｂ）で
示す。90゜RFパルス30を目的物に付加し、このあとにGX
勾配パルス36が続く。90゜RFパルス30につづくτ２時点
で、180゜RFパルス32を加える。180゜RFパルス32より後
続のτＳ時点を90゜パルス30と後続のスピン・エコー信
号、1/2 TEの中間にマークづけし、最終的に２τ２＋２
τＳと相等しい時点TEでスピン・エコー信号34が発達
し、この信号はGXよみとり勾配38存在のもとでサンプル
する。時間２τＳを上述した180゜（πラジアン）にθ
が等しくなるよう選定する。第３図（ｂ）下部で示すご
とく、時点TEでのA,Bベクトルは、相互に180゜の角をな
し、真軸から角度φ２だけ回転する。この位相角はφ１
と静磁界不均一をあらわす他の位相角の合計を示す。第
３図（ｂ）の回路系統を、後続のフーリエ（Fourier）
転換プロセス用データ取得ならびにイメージ形成用の偏
差をもつて十分な回数反覆する。
第３図の回路系統で得られるスピン・エコーデータは数
学的には次式であらわされる。
〔fA＋fB exp｛ｉθ｝〕exp〔irＥ（X,Y）２τＳ〕exp（ｉΦ１） ここで、θは上式のベクトル角、ｒは磁気回路比、Ｅ
（X,Y）は空間立体的従属型の磁界不均一性を示す。用
語fAとfBとは、その濃度のみならず緩和時間に影響され
る２種の化学シフト構成要素の増量フアクターをあらわ
す。τＳが０であると同様θが０となる第３図（ａ）系
統図では、上表式は（fA＋fB）ｅｉφ１と簡約化され
る。第３図（ｂ）系統図では、θが180゜に等しく、τ
Ｓがθ＝180゜に必要な値であることから、上記表式は
下記の複素表現式となる。
（fA＋fB）exp〔irＥ（X,Y）２τＳ〕exp〔ｉφ１〕 ＝（fA＋fB）ｅｉφ２ 第３図のベクトル表示からも分るごとく、角φ１とφ２
は相互にことなつている。さらにＥ（X,Y）は、空間位
置ＸとＹとの関数と見なされる。この理由は、フイール
ド不均一性は、静磁界条件下では、一立体配位から、他
の配位へと変動できるからである。このため、Ｅ（X,
Y）は上式では決められない。その理由として、fAとfB
とが相等しいケースでは、二次表現は等しいか０であ
る。これでは測定すべき信号は何もない。イメージを形
成するのに、デイクスン（Dixon）の技法では上記表現
にその複素共役値を乗じて、|A−B|値を示すべき項を除
外する。メージヤ（累計）イメージとマイナー（差引）
イメージとをその大きさから構成させる。
メージヤイメージ＝|A＋B||A−B|⇒ＡまたはＢ 大きい方 マイナーイメージ＝|A＋B|−|A−B|⇒ＡまたはＢ何れか
小になる場合 本発明の原理によれば、ＡとＢとの化学シフト構成要素
の別々のイメージは、第４図のシーケンスを使つて構成
させる。本図では工程ラインａ）からｅ）までは第一の
シーケンスを、工程ラインｄ）からｈ）までは第二のシ
ーケンスをあらわす。最初のシーケンスでは、標準二組
のエコー実験を実施した。90゜RFパルス40を、GZ勾配70
を設けて、イメージすべき平面切断を得るため、90゜パ
ルス付加後、振幅可変GY勾配80を付加し、GX gad 60を
導入する。τ１＝TE/2時点で、180゜RFパルス42を、２
τ１時間周辺に中心を設けた第一スピン・エコー信号44
を形成さすため、目的物に加える。GXよみとり勾配62存
在の下に、サンプリング周期50の個所でスピン・エコー
信号44をサンプルする。スピン・エコー信号44を取得し
たのち、第二振幅可変GY勾配82を加える。時点３τ
１で、第二の180゜RFパルス46を目的物に付加し、第二
のスピン・エコー信号48を４τ１＝2TE時点付近に中心
おくごとく発生させる。GXよみとり勾配64存在条件下で
は、サンプリング周期52時点で、第二スピン・エコー信
号48をサンプルする。
第一のシーケンス操作を数回反覆し、継続してフーリエ
（Fourier）変換のための十分なデータが得られるよう
にする。その都度GY勾配の振幅は80と82とは変動させ
る。
第二シーケンスのパルスと勾配とは、最初の180゜パル
ス42が加えられる時点まで、第一シーケンスのパルス・
勾配と変りがない。この42パルスは、TE/2よりτＳだけ
早い時点τ２で加えられる。希望の第一スピン・エコー
信号44′は時間２τ２より２τＳだけ遅れのTE時点で中
心位置を持つている。この信号44′は、GXよみとり勾配
62′存在の下で、試料採取周期50′の時点でサンプルす
る。つぎに、GY勾配82と180゜パルス46とを、第一のシ
ーケスと同要領で付加する。ただし、３τ２時点で180
゜パルス46が一層早く発生する場合をのぞく。つぎのス
ピン・エコー信号が得られる時点の変動は、同じ要領で
生じる。スピン・エコー信号48′は2TE時点で中心位置
を持ち、この2TEは時点４τ２より４τＳおくれる。同
様にGX読みとり勾配64′存在下で、周期52′間にスピン
・エコー信号48′をサンプルする。
第一シーケンス操作同様、第二シーケンス操作を引きつ
づきフーリエ（Fourier）を変換操作に備え、GY勾配振
幅80と82とを変動させて反覆する。
ここで留意すべきは、τＳのおくれはTE/2の倍数に関し
ては、正とも負ともなり得ることである。たとえば第４
図の第二シーケンスにおいて、180゜パルス42は、時点
（TE/2）−τＳで生じるし、また（TE/2 ＋τＳ）時点
でも起り、これにより、時間TE＋２τＳで、２τ２の時
間を生じる。スピン・エコー信号44′は、２τ２−２τ
Ｓに等しいとされるTE時点で中心位置を継続して占める
はずである。これに対応して、スピン・エコー信号48′
もまた、中心位置を４τ２−４τＳ時点に持つであろ
う。
スピン・エコー信号44,48,44′,48′により形成される
複素イメージのベクトル特徴を第5a−5d図に示す。複素
面中、A,B構成要素の大きさはベクトル表示されてい
る。角εINSTとε′INSTは、目的物のRF吸収と同時に、
勾配スイツチングの渦電流効果とにより生ずる、計装化
の位相おくれを示す。φＥは静磁界不均一性により生ず
る追加の位相角の一つを表わす。コンポーネントの大き
さを示すＡとＢ、ならびに位相角εINST,ε′INST,およ
びφＥはそれぞれ空間的に影響を及ぼし合つている。
スピン・エコー信号44をあらわす第5a図では、Ａおよび
Ｂのスピン構成要素は、整合（相合一）しており、複素
面の実質軸に対しεINSTの角度をなしている。同様に、
第5b図はスピン・エコー48をあらわし、ＡとＢとのスピ
ンベクトルは同じく整合しているが、実軸からことなる
位相角ε′INSTだけ回転している。第5c図はスピン・エ
コー信号44′をあらわす。スピン要素ＡとＢ間の180゜
角に対し選んだτＳは、平行でない状態か、180゜相ず
れして示されている。上記実質軸に対する位相角はこの
場合、第5a図におけるεINSTとφＥとを加えたものであ
り、TE/2時点からτＳだけ変移した180゜パルスでは磁
界フイールド不均一による位相角を示している。第5d図
では、スピンベクトルＡおよびＢは、再度相内（360゜
相ずれ）にあるが、その位置は実軸からε′INSTと２φ
Ｅ回転している。この場合、180゜パルスはTE/2から３
τＳ時点変移している。ε′INST角は第5b図で示すごと
く、同一位相角を示し、何れも２種エコーシーケンスの
第二エコーをあらわしている。第5d図ではフイールド不
均一位相角の２倍、つまり２φＥについての状況が示さ
れている。
本発明の目的の一つは、フイールド不均一位相角φＥを
第5c図であらわす複素イメージからとり除くことにあ
る。これにより、第5a図と修正した第5c図イメージであ
らわすイメージの複合累計と複合差異とにより、希望す
るＡとＢ構成要素が分離できる。ＡとＢコンポーネント
を位相内に、また、実質軸からはφＥだけ回転させた複
合イメージを、数学的に第5b〜第5d図であらわす第二エ
コーイメージから求めることができる。この場合、その
中間イメージを使つて、第5c図で示す複合イメージ内で
のφＥの回転を防止できる。この中間イメージは実質的
に、ピクセル・バイ・ピクセル方式による静磁界不均一
性の現場イメージの一つをあらわしている。
ここで注意すべきは、第5a,5c図の情報のみでは、φＥ
回転を識別し、除外できないことである。その理由とし
て、二種イメージのＡとＢ構成要素は、相に含まれると
同時に相に外れることもあることによる。ＡとＢとのベ
クトル整合とεINST位相誤差とを含め、他の複素イメー
ジの構成要素が交絡を保ち、複素除法を通じて消去され
る場合は、φＥ回転を識別することができる。これは第
5b,5d図に相当するものであり、そのちがいはフイール
ド不均一成分２φＥだけである。
本発明の実施態様によるスピン・エコー信号情報の操作
要領は、第６図のフローチヤートのごとくである。第４
図の第一シーケンスからのスピン・エコー信号情報は、
コンピユーター記憶装置中、データセツト１としてたく
わえられる。第二シーケンスからスピン・エコー情報
は、データセツト２として記憶される。データセツト１
中のエコー２情報は （fA＋fB）exp〔ｉε′INST〕 の形状をしており、ここでfAとfBとは、ＡとＢ構成要素
の増量フアクターをあらわし、この要因は緩和時間に影
響されるとともに、ＡとＢ両成分の核密度によつても変
る。
データセツト２中のエコー２情報は、 （fA＋fB）exp〔ｉ（２φＥ＋ε′INST）〕 の形状をしている。
この両表現項をピクセル・バイ・ピクセル方式で複素除
法を行うと、「フイールドイメージ」の表現はつぎのご
とくなる。
さらに厳密に言うと、この商の独立変数を採択して、次
の形式の中間位相イメージが得られる。
φ（X,Y）＝2rE（X,Y）２τＳ＝２φＥ φ（X,Y）項のフイールド範囲は磁界を立体位相表現し
たものである。
ここで、上記表現式を２で除し、２φＥの代りにφＥに
相当するフイールドイメージとする必要がある。またこ
れに代つて、上記複素商の平方二乗根を取り、φＥに等
しい当初商の半量の独立変数を得ることもできる。
さてφＥに等しく設定したフイールドイメージに関し
て、データセツト２のエコー１情報の修正を行うことが
できる。これを行うには、データセツト２のエコー１を
表わす中間イメージとφＥを表わす中間イメージとを掛
け算すればよい。この修正の結果言えることは、データ
セツト２のエコー１データはＡ−Ｂ大きさのイメージを
あらわし、データセツト１のエコー１データはＡ＋Ｂ大
きさのイメージの一つをあらわすということである。こ
の両イメージをあらわすベクトルは、共直線であり、実
質軸ｒに対し、εINSTの共通位相角を有している。
以下、ピクセル・バイ・ピクセル方式で、この両イメー
ジの複素累計が行える。この合計の大きさを用いて、純
Ａ成分の等級イメージが決まる。
｜（fA＋fB）＋（fA−fB）｜＝2|fA| 同様に、両イメージの複素差異も得られる。この差の大
きさが、純成分Ｂの絶対イメージをあらわす。
｜（fA＋fB）−（fA−fB）｜＝2|fB| このように、一つのイメージが単純にＡ成分、（たとえ
ば、水）を示し、第二のイメージが単純にＢ成分（たと
えば、脂肪）を示すごとく、それぞれを結像することが
できる。これが第６図フローチヤートの出力（底部）で
代表させた化学シフトイメージに相当する。
前記フイールドイメージ位相修正を行うに当りさらに別
の要因を考慮する必要がある。これは位相面を通じフイ
ールド不均一性にもとづく全位相のシフトに関係するこ
とである。φＥフイールドを何等かの特定点で決定する
場合、位相角をラジアンであらわす複素数を用いる。こ
の位相角は２πラジアン範囲内の数値であらわすことが
でき、事実、この範囲を−πと＋πラジアンの間に設定
するのが理想的である。ただし、磁界の一様でない程
度，決定する化学シフト成分，およびイメージ対象物質
によつて左右されるがこの範囲を幾分超過した、実質の
位相値を持たすこともイメージにとつて可能である。
通常、全イメージ面にわたり、フイールドの均一性が２
組の化学シフト成分の化学シフト離隔（△σ）より（pp
m単位で）低い場合、イメージ面をよぎるＥ（X,Y）位相
値で、単独に２πラジアン範囲を超過することは考えら
れない。たとえば、第１図において、一代表例として化
学シフト成分は、3.5ppmの△σ離隔を持つがごとくであ
る。この場合、イメージ面の一縁部の磁界を測定し、こ
れが6112.512ガウスであり、また、イメージ面の反対縁
部のフイールドが6112.521ガウスであつたと仮定する。
この両数値の差は0.009ガウスであり、この数値を6112.
512ガウスで除し、その結果に106（“百万単位”）を乗
ずると、縁から縁への最終フイールド不均一値は1.47pp
mとなる。1.47ppmは△σ離隔3.5ppmより小なるため、こ
のフイールドでは、位相修正中問題を生ずるとは予想さ
れない。
しかし、第二の測定で6112.521ガウスの代りに6112.561
ガウスが得られたと想定する。この場合の両縁部間の差
は0.049ガウスとなる。この値を6112.512ガウスで割
り、106乗ずると8.02ppmが得られ、位相修正中問題を生
ずることがわかる。
この問題点の性格は、第７図のイメージ面10を参照すれ
ば理解できる。イメージ面10内ではフイールド不均等が
確実に増加しつづけるのは、下方左手側縁部から上方右
手側縁部に対してでありこの方向は矢印100で示されて
いる。−πラジアンから＋πラジアンへの位相値完全実
施例はイメージの中段で示すごとくである。この範囲は
その境界域110と112の隣接範囲から離隔して示される。
連続体に沿う任意の個所につき、上記したごとく、複素
数φＥを見出すことができ、任意の項についての位相角
は、＋π〜−πラジアン間にあるはずである。この場合
のφＥ項は exp〔irE（X,Y）４τＳ〕 として表わされ、これを指数的に縮減すると φ（X,Y）＝rE（X,Y）４τＳとなり、 ここで、Ｅ（X,Y）には−π〜＋πラジアン範囲にある
位相角を備えている。ところが、位相角の項ではφＥが
どの範囲にわたつているかを識別するわけにはいかな
い。たとえば、第７図の点120は、範囲の最大が＋πで
ある境界層110すぐ以下の範囲内に位置している。第８
図の範囲表によれば、点120の位相は指示された場所に
位置する見込である。連続体を操作しつづけ、第７図境
界域110をよぎつて操作すると点122が見出だされる。絶
対項目内では、この点の位相値は＋πの境界域値を越
し、恐らく＋π＋（π/5）ラジアンの数値を占めると思
われる。第８図、範囲表では、この位相値は点122で示
すごとくである。ただし、この値は表の上限＋πを超過
しており、したがつてこの位相値は“ラツプアラウンド
（とりまき方式）”状態を示し、図の122′点で見られ
るように−π＋（π/5）ラジアンとして認められる。こ
のことは、第７図の中心域における122点の値に相当す
ると見られ、この個所では、境界域110での−πの直上
位置に当る。同様のラツプアラウンドは境界域112の近
辺でも生ずると思われる。
このラツプアラウンド問題は、フイールドイメージφＥ
を包含するデータセツトの複素数値項中に不明確性を与
える。この曖昧さが生ずる一例は、データセツト２から
の２φＥデータセツト、エコー２を２で除して修正用の
中間フイールドイメージφＥを得る時に当る。データセ
ツトの中の数値は複素値であり、指数関数中にはフアク
ター２があるため実質上得られる数字関数式は、複素数
を二乗平行根としてあらわしたものである。この二乗平
方根関数の結果は、２πラジアン範囲１以上をデータ値
セツトが包含する場合、不明と言えるであろう。
さらに、受容し得る程度の低ppmが見出だせる縁間部で
の測定の際でも、真違つた結果を生ずるものである。イ
メージはすべて、フイールド不均一性の変動割合が増加
または低減し、結果として位相フイールドマツプ中“山
と谷”を形成するごとき領域を持ち得るものである。こ
の代表的な領域を示したのが第７図の102であり、この
場合、範囲境界域114と116とは迅速でかつ円形形状で連
続してあらわれる。フイールド変動速度はまた、一区域
で増大し、ついで他の区域で低減する。たとえば、肝臓
の一部を包含する人体腹部を横断透視する場合、肝臓付
近でフイールドの変動速度が急に増大することがある。
この現象は多分肝臓内の第一鉄の濃度が急に高くなり、
この鉄イオンが局部的に磁界に影響を及ぼすものと推定
される。何れにせよ、生物体はすべてある特定のイメー
ジ面に対し固有の位相を持つものと推定される。
上記ラップアラウンド問題を解決するには、フイールド
の“囲みを解く”操作が必要である。このアンラツピン
グはフイールドマツプデータセツト中の出発基準点を選
定し、ついで点ごとに、ある一点からその隣接点へと磁
界の変動をプロツトして行われる。好ましくは、点ごと
の比較はフイールドマツプを通じ、水平，垂直両方向で
行い、“谷と山”をすべて適切に検出できるようにす
る。ある境界域で位相変動値が＋πまたは−π値に累積
するに応じ、境界交叉部は検出されるはずである。境界
域と交わる継続点に対し±２πラジアンの倍数を数値的
に修正する操作を、この点群について行い、これによ
り、継続点がことなる２π範囲内にあることが示され
る。この操作の完了段階では、数値修正係数を、それぞ
れ位相値データ点に適時加算したりまたはその値から引
算する。操作が適切に行われれば、この修正の結果、円
滑に変動する磁界マツプが得られる。複素数値計算を行
うに当り、それぞれの修正係数を考慮に入れることによ
り、各計算の結果は測定利用価値のある数値を与えるは
ずである。たとえば、アンラツピング操作が行われない
場合に、イメージ形成のためベクトルの加減を行う際に
は、Ａ成分のイメージ部分はＢ成分イメージ内にあらわ
れるであろうし、その逆も成り立つ。
好ましい実施例としては、二組の複式スピンエコーシー
ケンス（その中後者のものは希望コンポーネントベクト
ルを180゜と360゜だけ回転させている）からいかにして
化学シフトを形成し得るかを示している。しかし、単一
のスピンエコーシーケンスを用い、また別種ベクトル方
向のもとで希望イメージを得ることもできる。たとえば
第一のスピンエコー実験は従来方式で180゜RFパルスを1
/2TE時点と一致させて実施することができる。また第二
の実験も1/2TEに対し、180゜RFパルスタイムをシフトさ
せ、TEの時点で化学シフト成分がπラジアン、すなわち
180゜の数倍だけ相互に回転するように構成さすことが
できる。第三の実験では、180゜RFパルスタイムを1/2TE
に対してシフトさせ、TE時点で化学シフト成分が相互に
２πラジアン、つまり360゜の数倍に相当する分回転さ
せている。上記三種実験で得た信号情報は、比較可能の
εINST項を与え、これにより第一と第三実験のイメージ
データセツトを組合せて、フイールド不均等情報φＥを
識別判定することができる。ここでφＥ情報を用い第二
イメージデータセツトからフイールド不均一要因を取り
除き、また、第一イメージデータセツトと修正した第二
イメージデータセツトとを結合させ、別個に二組の化学
シフト構成要素のイメージを作り出すことができる。こ
の特殊実施例は、主として低磁界強度のNMRイメージシ
ステムに利用される。このシステムにおいて第４〜６図
の好ましい態様技術には、一般に短かい生体内組織のT2
増量の見られる結果信号強度が不都合に低下するほどの
長時間のTEが必要とされる。この結果、三組の単一エコ
ー術は一層すぐれた信号／ノイズフイールド修正イメー
ジを提供するであろうが、そのためにはイメージ取得に
さらに多くの時間をかけねばならない。好ましい態様の
複式スピンエコー技術は多くの利用面で一層歓迎される
が、その理由は、二種の実験だけでよく、その全イメー
ジ化時間はデイクスン（Dixon）技術による時間に相当
している。複式スピンエコー技術は、採用して好ましい
ものであるが、その理由として、各シーケンスの一次ス
ピン・エコー信号が化学シフト分離情報を生むためであ
り、また、二次スピン・エコー信号が、フイールド修正
情報を生み出してくれるからである。このように、修
正，提示用に必要な情報は速かに効率的に入手できる。
別種の化学シフト成分ベクトルの方位決定、たとえば、
方形（θ＝90゜）ベクトル方位決定方式を採用すること
もできる。この技術では、第９図のごとく、２組の化学
シフトベクトル間でθ＝90゜角を得るごとく２τＳを適
当な値に設定して、２τＳスピンエコーシーケンスを構
成させる。εINST位相誤差とφＥ位相誤差は、上記のご
とくφＥ修正フイールドイメージとεINST保持イメージ
とを用い除外することができる。方形検出、分解操作に
より、ＡとＢ成分とは、修正したイメージ情報の実質お
よび想定成分を用い取得して、別々にイメージ化するこ
とができる。
現場で、すなわち目的物自身からφＥフイールドイメー
ジ情報を入手するというより、架空の目的物からフイー
ルド修正情報を得る方が見込がある。たとえば単一成分
である水の架空物をイメージして得た、φＥフイールド
イメージデータを、この場合その目的物から入手するス
ピン・エコー情報を修正するのに使用する。この場合、
各シーケンスは単一エコーシーケンスであつても構わな
い。しかし、実質の目的物からその場でφＥフイールド
イメージ情報を得る方がのぞましい。前記したごとく、
肝臓の位相現象のような目的対象物の特定フイールド効
果は、架空条件では重複伝達されず、光学的には修正イ
メージの性能は低下する。
結局、本発明の技術は、NMRシステムを利用する場合、
磁界内のフイールド不均等を写像するに好適な場所で採
用することができる。φＥフイールドイメージ情報自
身、フイールドに一様性を欠くような場合、架空または
現実その場において情報をのぞむ場合、役立つものであ
る。その理由として二組の寸法提示というのは、測定装
置の磁界の地図帳に当るからである。
本発明の技術実施に当り役立つ装置は、1983年10月９日
に出願された名称「コンプレツクス・クオテイエント・
ニユクリアー・マグネチツク・レゾナンス・イメージン
グ（Complex Quotient Nuclear Magnetic Resonance Im
aging）米国特許出願第550,523号中の第１図および２図
に記載されている。この明細書には同じく、複素数操作
ならびに写像に関する各種技術が記述されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は別々にイメージすべき２組の化学シフト成分を
示すグラフを示す図、第２図は化学シフトイメージ操作
時の各種操作段階でのスピンの等色曲線図、第3a,3b図
はデイクスン（Dixon）技術による化学シフトイメージ
操作に用いるパルスシーケンスとスピンのベクトル図、
第４図は本発明にもとづく化学シフトイメージ操作実施
に使用するパルスシーケンス図、第５図は第４図の化学
シフトイメージ実験各段階における化学シフト成分ベク
トル図、第６図は本発明原理にもとづく、第１図の二種
の化学シフト成分イメージを形成する工程のフローチヤ
ート、第７図はイメージ面に及ぼすフイールド不均一性
効果を示す説明図、第８図は第７図に関連する位相レン
ジ表を示す図、第９図は化学シフトイメージ操作のため
の方形配位方向内の化学シフト成分ベクトル図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリー・サミユエル・デユーハースト アメリカ合衆国、44121オハイオ州、クリ ーブランドハイツ、イエローストーン 1180

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】核磁気共鳴（NMR）使用条件において、 ａ） 実質的に化学シフトおよび磁気フイールド不均一
    情報を含まぬNMR信号情報の一次データセツトを得るこ
    と、 ｂ） 化学シフトおよびフイールド不均一情報を含むNM
    R信号情報の二次データセツトを得ること、 ｃ） フイールド不均一情報を含むNMR信号情報の三次
    データセツトを得ること、 ｄ） 一次および三次データセツトを組み合わせ、フイ
    ールド不均一情報を識別すること、 ｅ） 二次データセツトと、上記識別したフイールド不
    均一情報とを組合わせ使用して化学シフト情報を識別す
    ること、 を備えた化学シフト情報を得る方法。
  2. 【請求項２】各データセツトが計装化誤差位相角を含
    み、下記ｄ）段階とを包含する特許請求の範囲第１項記
    載の方法。 ｄ） 一次および三次データセツトを組合わせ、フイー
    ルド不均一情報を識別し、通常の計装化誤差位相角をす
    べて除外すること。
  3. 【請求項３】ｆ） 三種のデータセツトを用いてイメー
    ジを復元すること、 をさらに備え、かつ上記工程ｄ）およびｅ）が、 ｄ） 一次および三次データセツトのイメージデータを
    組合わせ、フイールド不均一情報を識別するフイールド
    イメージを形成させること。 ｅ） 二次データセツトのイメージデータと組合わせた
    フイールドイメージを用い、化学シフト情報を識別する
    こと、 を備えている特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. 【請求項４】ｇ） 一次データセツトのイメージデータ
    と、二次データセツトのイメージデータとの複素累計を
    行い、これにより化学シフト情報をすべて識別するこ
    と。 ｈ） この複素累計の等級を考慮して、一組の化学シフ
    ト構成要素の等級イメージを形成すること、 をさらに備えた特許請求の範囲第３項記載の方法。
  5. 【請求項５】ｉ） 一次データセツトのイメージデータ
    と、二次データセツトのイメージデータとの複素差異を
    定め、これにより化学シフト情報をすべて識別するこ
    と、 ｊ） この複素差異の等級大きさを考慮し、二次化学シ
    フト構成要素の等級イメージを形成すること、 をさらに備えた特許請求の範囲第３項記載の方法。
  6. 【請求項６】NMR使用条件において、 ａ） NMR信号情報の一次データセツトを取得し、この
    場合、化学シフトの構成二要素を相互に一次角度をもつ
    て方向づけ、かつ実質上磁気フイールドの不均一情報が
    含まれないこと、 ｂ） NMR信号情報の二次データセツトを取得し、この
    場合、上記二組の化学シフト構成要素の方向は相互に二
    次角度を持たすようにし、このデータにはフィールド不
    均一情報を含めること、 ｃ） NMR信号情報の三次データセツトを取得し、この
    場合、上記二組の化学シフト構成要素の方向は相互に上
    記一次角度をなすように設定し、かつ、このデータには
    フイールド不均一情報を含めること、 ｄ） 一次および三次データセツトを組合わせて、フイ
    ールド不均一情報を識別認定すること、 ｅ） 二次データセツトと組合わせて、識別したフイー
    ルド不均一情報を使用し、フイールド不均一情報を除く
    ことにより、二次データセツトを修正すること、 を備えた化学シフト情報を得る方法。
  7. 【請求項７】ｆ） 上記三組データセツトを用い、イメ
    ージを再構成すること、 ｄ） 一次および三次データセツトのイメージデータを
    組合わせ、フイールド不均一情報を識別するフイールド
    イメージを形成さすこと、 ｅ） 二次データセツトのイメージデータと組合わせ
    て、フイールドイメージを使用し、フイールド付均一情
    報を除去する修正した二次イメージを形成させること、 をさらに備えた特許請求の範囲第６項記載の方法。
  8. 【請求項８】ｇ） 一次データセツトのイメージデータ
    と修正二次イメージとの複素累計を行い、 ｈ） その複素累計の等級を用いて、一組の化学シフト
    構成要素の等級イメージを得ること、 をさらに備えた特許請求の範囲第７項記載の方法。
  9. 【請求項９】ｉ） 一次データのセツトのイメージデー
    タと修正二次イメージとの複素差異を求めること、 ｊ） この複素差異の等級を用い、二次化学シフト構成
    要素の等級イメージを得ること、 をさらに備えた特許請求の範囲第７項記載の方法。
  10. 【請求項１０】上記一次角度が実質的にゼロラジアンに
    等しく、かつ、上記二次角度が実質的にπラジアンに等
    しい特許請求の範囲第７項記載の方法。
  11. 【請求項１１】NMR使用条件において、 ａ） 一次NMRマルチ−エコー実験を行いNMR信号情報の
    一次，二次データセツトを取得し何れのデータも装置誤
    差項の特徴を備えていること、 ｂ） 二次NMRマルチ−エコー実験を行い、三次および
    四次データセツトのNMR信号情報を取得し、何れのデー
    タも磁界不均一および計装化誤差項の一連の特徴をそな
    えていること。 ｃ） 上記二次および四次データセツトを組合わせ、上
    記フイールド不均一項を識別すること、 ｄ） 上記識別フイールド不均一項と三次データセツト
    とを組合わせ使用して、フイールド不均一に対し三次デ
    ータセツトを修正すること、 を備えたフイールド不均一を修正したNMR情報を得る方
    法。
  12. 【請求項１２】ａ） 一次NMRマルチ−エコー実験を行
    い、一次および二次データセツトのNMR信号情報を求
    め、各データは計装化誤差項の特徴をそなえ、ここで、
    上記一次データセツトには一次角度をもつて相互に二組
    の化学シフト構成要素を含める操作段階と、 ｂ） 二次NMRマルチ−エコー実験を行い、三次および
    四次のNMR信号情報に関するデータを作製し、各データ
    には磁界による不均一性および計装化誤差項を含み、さ
    らにこの場合、相互に二次角度をもつて、三次データセ
    ツトには二組の化学シフト構成要素を含む段階と、 をさらに備えた特許請求の範囲第11項記載の方法。
  13. 【請求項１３】ｅ） 四組のデータセツトを用いイメー
    ジを再構成さすこと、同時に ｃ） 二次，四次データセツトのイメージデータを組合
    わせ、フイールド不均一項を識別認定するフイールドイ
    メージを作ること、 ｄ） 三次データセツトのイメージデータとフイールド
    イメージとを組合わせ使用して、フイールド不均一を修
    正する、三次修正イメージを形成すること、 をさらに備えた特許請求の範囲第12項記載の方法。
  14. 【請求項１４】ｆ） 一次データセツトのイメージデー
    タと修正三次イメージとの複素累計を行うこと、 ｇ） 複素累計の等級大きさを利用して、一組の化学シ
    フト構成要素の等級イメージを作ること、 をさらに備えた特許請求の範囲第13項記載の方法。
  15. 【請求項１５】ｈ） 一次データセツトのイメージデー
    タと修正三次イメージとの複素差異を構成さすこと、 ｉ） この複素差異の等級を利用して、二次化学シフト
    構成要素の等級イメージを得ること、 をさらに備えた特許請求の範囲第14項記載の方法。
  16. 【請求項１６】NMR使用条件において、 ａ） 実質上、フイールド不均一情報を含まぬNMR信号
    情報の一次データセツトを得ること、 ｂ） フイールド不均一項の特性挙動を示すNMR信号情
    報の二次データセツトを得ること、 ｃ） 上記一次データセツトと二次データセツトとを組
    合わせ、上記フイールド不均一項を識別すること、 を備えたフイールド不均一情報を取得する方法。
  17. 【請求項１７】上記フイールド不均一項がそれぞれ位相
    角条件をそなえ、 ｄ） 隣接位相角の基準範囲内にあるごとく上記条件中
    任意の位相角を選定すること、 ｅ） 上記基準範囲以外の範囲内にある位相角を検出す
    る目的で上記条件を比較すること、 をさらに備えた特許請求の範囲第16項記載の方法。
  18. 【請求項１８】各角度の範囲が２πラジアンの大きさを
    有し、かつ、 ｆ） 上記基準範囲以外の範囲内にある位相角条件をそ
    なえたフイールド不均一条件に対し、±２πの倍数修正
    を行うこと、 をさらに備えた特許請求の範囲第17項記載の方法。
  19. 【請求項１９】NMR使用条件において、 ａ） NMR信号情報の一次イメージデータセツトが得ら
    れ、この場合、二組の化学シフト構成要素がそれぞれの
    組相互に一次角度をなす方向を有すること、 ｂ） NMR信号情報の二次イメージデータセツトが得ら
    れ、この場合、二組の化学シフト構成要素が、それぞれ
    の組相互に、二次角度をなす方向を示し、上記二次イメ
    ージデータセツトが立体的に可変フイールド不均一条件
    を含んでいること、 ｃ） 立体的に変動するフイールド不均一性をあらわす
    位置角条件を含む、フイールドマツプを得ること、 ｄ） 上記フイールドマツプと上記二次イメージデータ
    セツトとを組合わせ、フイールド不均一性を修正した二
    次イメージを得るようにすること、 ｅ） 上記一次イメージデータセツトと上記修正二次イ
    メージとを結合させ、前記化学シフト構成要素を識別判
    定すること、 を備えた化学シフト情報を取得する方法。
  20. 【請求項２０】上記工程ａ）,b）が、 ａ） 二組の化学シフト構成要素をｎ（２π）（ここで
    ｎは整数または０をあらわす）の角度をもつて、各組相
    互に方向位置づけるごとき、NMR信号情報の一次イメー
    ジデータセツトを得ること、 ｂ） 二組の化学シフト構成要素をｍπ（ここでｍは奇
    の整数）の角度をもつて各組相互に方向位置づけるごと
    き、NMR信号情報の二次イメージデータセツトを得ると
    ともに、この場合、上記二次イメージデータセツトが、
    立体的可変フイールド不均一条件を備えること、 である特許請求の範囲第19項記載の方法。
  21. 【請求項２１】上記工程ａ）およびｂ）が、 ａ） 二組の化学シフト構成要素をｎ（π/2）（ここに
    ｎは一次整数）の角度をもつて、各組相互に方向づける
    ごとき、NMR信号情報の一次イメージデータセツトを得
    ること、 ｂ） ２組の化学シフト構成要素をm π/2（ここでｍは
    二次整数をあらわす）の角度をもつて、各組相互に方向
    づけ、この場合、上記二次イメージデータセツトが立体
    的に可変フイールド不均一条件を備えること、 を備えている特許請求の範囲第20項記載の方法。
  22. 【請求項２２】ｆ） 一次イメージデータセツトと修正
    二次イメージの複素累計と差異とを構成させること、 ｇ） 上記複素累計と差異との大きさ等級を考慮して、
    上記化学シフト構成要素の等級イメージを形成させるこ
    と、 をさらに備えた特許請求の範囲第19項記載の方法。
  23. 【請求項２３】前記工程ｃ）につづいて、 ｈ） フイールド不均一性の変動が、二組の化学シフト
    構成要素の化学シフト分離程度より大である場合、上記
    フイールドマツプの巻きをもどすこと、 をさらに備えた特許請求の範囲第22項記載の方法。
  24. 【請求項２４】NMR装置システムにおいて、 RF励起パルス時間に相応して、時間TEとnTEに対し、そ
    れぞれ一次スピン・エコー情報信号セツトおよび二次ス
    ピン・エコー情報信号セツトを発生，受容する手段と、 オフセツトタイムτＳを倍加させることにより、TEから
    nTEの時間で、スピン・エコー情報信号の三次および四
    次セツトを発生，受容する手段と、 二次と四次のスピン・エコー情報信号とを結合組合わ
    せ、フイールド不均一性を代表するデータセツトを得る
    手段と、 フイールド不均一データセツトと三次スピン・エコー情
    報信号セツトとを組合わせ、化学シフト情報を識別する
    手段と、 を備えた化学シフト情報を識別する装置。
  25. 【請求項２５】三次スピン・エコー情報シグナルを組合
    わせる手段をそなえ、この場合、化学シフト情報は識別
    判定ずみであり、一次スピン・エコー情報セツト信号
    が、別々に化学シフト情報の構成要素を識別すること、 をさらに備えた特許請求の範囲第24項記載の装置。
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728893A (en) * 1985-07-31 1988-03-01 The Regents Of The University Of California Increased signal-to-noise ratio in magnetic resonance images using synthesized conjugate symmetric data
US4709212A (en) * 1986-01-03 1987-11-24 General Electric Company Method of enhancing image signal-to-noise ratio by combining NMR images of differing pulse sequence timing
US4740753A (en) * 1986-01-03 1988-04-26 General Electric Company Magnet shimming using information derived from chemical shift imaging
JPH0747023B2 (ja) * 1986-07-14 1995-05-24 株式会社日立製作所 核磁気共鳴を用いた検査装置
NL8602019A (nl) * 1986-08-07 1988-03-01 Philips Nv Magnetische resonantiewerkwijze en -inrichting voor het elimineren van fasefouten in beeldelementen van een complexe afbeelding van een kernmagnetisatieverdeling.
JPS6368151A (ja) * 1986-09-11 1988-03-28 三菱電機株式会社 磁気共鳴映像法
IL80814A (en) * 1986-11-30 1990-07-12 Elscint Ltd Spectral component separation in mr imaging
US4875012A (en) * 1987-03-20 1989-10-17 Hitachi, Ltd. Image reconstruction method in nuclear magnetic resonance imaging system
US4761614A (en) * 1987-04-27 1988-08-02 Phospho-Energetics, Inc. Device and method for automatic shimming of NMR instrument
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
JPS6434344A (en) * 1987-07-31 1989-02-03 Hitachi Ltd Phase correcting method in magnetic resonance imaging apparatus
US4797615A (en) * 1987-09-30 1989-01-10 Elscint Ltd. Determining and correcting for phase jumps
US4780673A (en) * 1987-10-05 1988-10-25 Varian Associates, Inc. Acquisition and processing of spin-echo NMR spectra
JP2595006B2 (ja) * 1988-01-29 1997-03-26 株式会社日立製作所 Ｍｒイメージング方法
JPH01227745A (ja) * 1988-03-07 1989-09-11 Yokogawa Medical Syst Ltd 核磁気共鳴断層撮影装置
JPH01293856A (ja) * 1988-05-24 1989-11-27 Toshiba Corp 磁気共鳴イメージング装置
JPH01303137A (ja) * 1988-05-31 1989-12-07 Yokogawa Medical Syst Ltd 水，脂肪分離ｍｒｉ装置
US4868501A (en) * 1988-06-10 1989-09-19 Leland Stanford University Method and means for magnetic resonance spin-echo imaging using an adiabatic three pi pulse sequence
JPH024332A (ja) * 1988-06-20 1990-01-09 Yokogawa Medical Syst Ltd Ｍｒｉ装置
JPH0241137A (ja) * 1988-07-29 1990-02-09 Yokogawa Medical Syst Ltd ケミカルシフトイメージング装置
JPH02159252A (ja) * 1988-12-14 1990-06-19 Hitachi Ltd 磁気共鳴イメージング装置における画像再構成方法
DE3937428A1 (de) * 1989-11-10 1991-05-16 Philips Patentverwaltung Kernspintomographieverfahren zur erzeugung getrennter fett- und wasserbilder und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens
US5144235A (en) * 1990-08-10 1992-09-01 General Electric Company Method of decomposing nmr images by chemical species
US5371465A (en) * 1991-03-13 1994-12-06 Hitachi, Ltd. Inspection method and apparatus using nuclear magnetic resonance (NMR)
US5321359A (en) * 1993-03-29 1994-06-14 General Electric Company Selective imaging among three or more chemical species
US5617028A (en) * 1995-03-09 1997-04-01 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Magnetic field inhomogeneity correction in MRI using estimated linear magnetic field map
US5627469A (en) * 1995-07-31 1997-05-06 Advanced Mammography Systems, Inc. Separation of fat and water magnetic resonance images
US6150814A (en) * 1995-09-04 2000-11-21 Btg International Limited Methods of achieving phase contrast in magnetic resonance imaging and a related apparatus
GB9600296D0 (en) * 1995-09-04 1996-03-13 British Tech Group Methods of obtaining phase information in magnetic resonance imaging and related apparatus
IT1289809B1 (it) * 1996-12-27 1998-10-16 Ist Trentino Di Cultura Procedimento e sistema automatico per ottenere mappe di contenuto d'acqua e/o di permettivita'elettrica da immagini di risonanza
US6016057A (en) * 1998-04-17 2000-01-18 General Electric Company System and method for improved water and fat separation using a set of low resolution MR images
US6263228B1 (en) * 1998-08-27 2001-07-17 Toshiba America, Mri, Inc. Method and apparatus for providing separate water-dominant and fat-dominant images from single scan single point dixon MRI sequences
JP3353826B2 (ja) * 1999-06-24 2002-12-03 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 磁場不均一測定装置、位相補正装置および磁気共鳴撮像装置
DE19962846B4 (de) * 1999-12-24 2008-09-25 Forschungszentrum Jülich GmbH Bildgebungsverfahren mit keyhole-Technik
JP4251763B2 (ja) * 2000-08-11 2009-04-08 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
US7141972B2 (en) * 2003-11-17 2006-11-28 Toshiba America Mri, Inc. Water-fat separation for fast spin echo imaging in an inhomogeneous field with progressive encoding
DE102007033897B4 (de) * 2007-07-20 2010-02-11 Siemens Ag Verfahren zur Korrektur von Verzeichnungen in mittels eines Magnetresonanzgeräts aufgenommenen Bilddatensätzen sowie Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102007033874B4 (de) * 2007-07-20 2010-07-01 Siemens Ag Verfahren zur Bestimmung von lokalen Abweichungen eines Grundmagnetfeldes eines Magnetresonanzgerätes von einem Soll-Wert sowie Computerprogramm, Bildverarbeitungseinheit und Magnetresonanzgerät zur Durchführung des Verfahrens
DE102007033880B4 (de) * 2007-07-20 2010-06-24 Siemens Ag Verfahren zur Korrektur von Verzeichnungen in mittels eines Magnetresonanzgeräts aufgenommenen Bilddatensätzen sowie Computerprogramm, Bildverarbeitungseinheit und Magnetresonanzgerät zur Durchführung des Verfahrens
US8085041B2 (en) * 2008-04-10 2011-12-27 General Electric Company Three-point method and system for fast and robust field mapping for EPI geometric distortion correction
US9030201B2 (en) 2011-01-27 2015-05-12 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System and method for independent manipulation of a fat and a water component in magnetic resonance imaging
EP2610632A1 (en) 2011-12-29 2013-07-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. MRI with Dixon-type water/fat separation and prior knowledge about inhomogeneity of the main magnetic field
US9256977B2 (en) 2012-02-01 2016-02-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. System for reconstruction of virtual frequency selective inversion MR images
US10591561B2 (en) 2014-11-11 2020-03-17 Hyperfine Research, Inc. Pulse sequences for low field magnetic resonance
TW202012951A (zh) 2018-07-31 2020-04-01 美商超精細研究股份有限公司 低場漫射加權成像
US11510588B2 (en) 2019-11-27 2022-11-29 Hyperfine Operations, Inc. Techniques for noise suppression in an environment of a magnetic resonance imaging system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4068161A (en) * 1976-05-13 1978-01-10 Varian Associates, Inc. Gyromagnetic resonance spectroscopy employing spin echo spin-spin decoupling and two-dimensional spreading
US4361807A (en) * 1979-08-10 1982-11-30 Picker International Limited Nuclear magnetic resonance systems
GB2057142B (en) * 1979-08-10 1983-09-14 Emi Ltd Nuclear magnetic resonance systems
EP0100183B1 (en) * 1982-07-28 1988-12-07 Picker International Limited 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
US4585993A (en) * 1983-12-14 1986-04-29 General Electric Company Method for selective NMR imaging of chemically-shifted nuclei
US4581582A (en) * 1983-12-27 1986-04-08 General Electric Company High-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei
US4585992A (en) * 1984-02-03 1986-04-29 Philips Medical Systems, Inc. NMR imaging methods
US4618827A (en) * 1984-09-10 1986-10-21 General Electric Company Method for high-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei

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Publication number Publication date
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ATE65847T1 (de) 1991-08-15
DE3680600D1 (de) 1991-09-05
EP0210038B1 (en) 1991-07-31

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