JPS6234549A - 磁気共鳴イメ−ジング方法 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は磁気共鳴（ＭＲ）現象を利用することにより
、被検体内の任意断層面内の特定原子核の密度および緩
和時間に関する情報を被検体の外部より無侵襲に設定し
、医学的診断を可能とする情報を断層像として表示する
磁気共鳴イメージング方法に関し、特に２次元フーリエ
変換により被倹体断面内の２物質の特定原子核のそれぞ
れの密度のイ【ｉを同１時（こ１ｇるよう（こなしたＲ
１気共１鳴イメージン′グ方）人に閏で−ろ。

［前日技術とその問題点１ 通常水桑原子咳の磁気共１烏イメージング方払において
、例えば水と脂質の複水画像を独立に得ることはできな
い１．シかし水と脂質に存在する水素比ｊ′咳の共鳴周
波数（Ｊ、同・−磁場のもとで異なる現τ２、所謂ｃｔ
１ｅｍｉｃａｌ　５ｈｉｆｔ］ｇｘを有効に用いること
にＪ：す、水と脂Ｙ！１の画像を分解して求めることか
できる。

ここて水と脂質のｔ−ａｔ″ｍｏ「周波数の膣をΔν［
１−１７−１とすると、上記方法は次のように説明でき
る。

第４図のように被検体の第１４４１線に沿って保った静
磁場内に（６いて被検体を周波数選択性９０°ＲＦパル
スで照射して第２の軸線に）ａつてＲＦ磁場を印加して
核スピンの位相ズラシをし、前記ＲＦパルスの発生から
τａ＋△τ（１目し、τａは９０″ＲＦパルスからスピ
ン・エコーまでの時間の１／２）後に被検体を１８０°
ＲＦパルスで照射（第４図でＩＪ、１８０＝どじ−で示
づ）して）変スピンの位相もどしをし、次（こ前記位相
ず′うし勾配と同じ方向をもつ位相戻し勾配を加え−Ｃ
前記１８０°ＲＦパルス（１Ｂ○°″）から予定の経過
時間である（τａ＋△τ）後咳スピン・工」−が生じ、
このスピン・エコーが発生（）た複合ＭＲ倍信号収集す
る。

この場合、９０°ＲＦパルスの発生から１８０゜ＲＦパ
ルスの発生までの時間かτａておる通常の１８０°ＲＦ
パルスを用いたパルスシーケンスと、上記方法のように
９０°ＲＦパルスの発生から１８０°ＲＦパルスの発生
までの時間が７．ａ−△τである１８０’　　−ＲＦパ
ルスを用いたパルスシーケンスはいずれもπパルス両側
の傾斜磁場（ＧＲＯ）の印加ｍ（ＧＲＯ・］゛Ｇ）は同
じため、傾斜磁場による核スピン・ニー１−の収集は完
全に行われる。以後この効果を無視してｃｈｅｍｉｃａ
ｌ　５ｈｉｆｔによる位相の変化のみ考える。いま、水
のラーモア周波数で考えた回転座標系を考えると、水の
磁化は停止しているか脂質の磁化は△ν［Ｈｚ］て回転
するため、ｃｈｍｉｃａｌ　５ｈｉｆｔに起因する磁化
の動きは第６図（ａ）（ｂ）の如くなり、第５図（ａ）
に示す１８０°ＲＦパルス（１８０’）によるシーケン
スでの磁化の運動に比し、第５図（ｂ）に示す１８０°
ＲＦパルス（１８０°　−）によるシーケンスでの磁化
の運動では最終的に２Δτ・Δνだけ水と脂質の位相が
ずれることになる１、この時２△τ・△ν＝１／２とす
ると、水と脂質の信８の位相は１８０°ずれる。第１図
に示ずようへ位相エンコード用傾斜磁場を加え傾斜磁場
の強度を順次変化させながらＭＲ倍信号収集し、２次元
フーリエ変換を実行づると、水の密度は正、脂質の密度
は負で表示される。水と脂質の混合画像（水−脂質画像
）が得られる。同様にΔτ−〇の条件でＭＲ倍信号収集
し、２次元フーリエ変換を実行すると通常水められる水
と脂質の密度分布の和を示す画像（水子脂質画像）か求
められる。

すなわち、次式の如くである。

（水土脂質）画像＋（水−脂質）画像＝水のみの画像 （水＋脂質）画像−（水−脂質）画像−脂質のみの画１
象 しかし、上記の１８０°　”ＲＦパルスを用いた場合、
磁場の不均一性（最大値△Ｈｍａｘ）が存在覆−ると２
Δτ・ｒΔｌ−１ｍａｘの位相のずれが画像に生じるた
め、均一性の極端に長い領域で用いたり、あるいは不均
一性の分１５を正確に測定して補正覆る必要があるとい
う問題点を有していた。更に水と脂質の分解した画像を
得るためにはΔτ＝Ｏと１／４△νの条件でスキャンを
２回実行しなければならない。

［発明の目的コ 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、２次元フー
リエ変換イメージングの様な平面形イメージング方法に
予定の平面上パルス順序を適用させて磁場不均一性の少
ない水と脂質の分離した画像を１回のスキャンで１？る
ことを可能にり−ることを目的とする。

［発明の概要１ 本発明は上記目的を達成す為に、２次元フーリ工変換に
より被検体断面内の２物質の特定原子核のスピン密度の
分布を得るようになした磁気共鳴イメージング方法にお
いて、被検体の第１の軸線に治って静磁場を保ち、被検
体を選択性９０”ＲＦパルスで照射し、予定の領域の核
スピンを励起して第１の予定の領域の期間の間第２の軸
線に沿って２つ（第２軸線、第３軸線）の位相ずらしの
勾配磁場を印加して励起された核スピンの位相を決めら
れた鉛だけ、第２の予定の期間の間、前記ＲＦパルスの
平均発生点からτａ＋Δτａ（但し、τａは９０’のＲ
Ｆパルスからスピン・エコーまでの時間の１／２）後に
被検体を１８０°ＲＦパルスで照射して前記励起された
核スピンの位相を反転し、前記第２のＷ］間の後の第３
の予定の期間の間、前記位相ずらし勾配磁場（第２軸線
）を加えて前記１８０°ＲＦパルスからτａ−Δτ後に
、前記位相ずらし勾配磁場（第２軸線）によって位相ず
らしをした核スピンの位相戻しによって生じる核スピン
・エコーが、２物質の特定原子核のスピン・エコーにな
るように前記Δτを次式％式％ （但し、Δνは２物貿の特定原子核の共鳴周波数差）に
設定し、このスピン・エコーが１ＭＲ信号を発生し、こ
の複合ＭＲ倍信号収集し、２次元フーリエ変換を行うこ
とにより２物質の分布像を１回のスキャンで独立に求め
ることを特徴とする。

［発明の実施例］ 以下、本発明の詳細を図面を用いて説明する。

第１図のように被検体の第１の軸線に沿って静磁場を保
ち、期間ｑ１の開被検体１を周波数選択性９０°ＲＦパ
ルスで照射し、予定の領域の咳スピンを励起して第１の
予定の期間ｑ２の間、第２の軸線に沿って少なくとも１
つの位相ずらしのＲＦｌａ場を印加して励起された核ス
ピンの位相ずらしをし、第２の予定の期間ｑ３の間、前
記ＲＦパルスの平均発生点からτａ＋Δτ（但し、τａ
は９０”ＲＦパルスからスピン・エコーまでの時間τＥ
の１／２）後に被検体を１８０°ＲＦパルスで照射して
前記励起された核スピンの位相戻しを開始し、前記第２
の期間ｑ３の後の第３の予定の期間ｑ４の間、前記位相
ずらし勾配と同じ方向をもつ少なくとも１つの位相戻し
勾配を加えて前記１８０°ＲＦパルスからτａ−Δτ後
に、前記位相ずらし勾配によって位相ずらしをした核ス
ピンの位相戻しによって生じる核スピン・エコーが、水
と油の水素原子核のスピン・エコーになるように前記Δ
τを次式 ％式％ （但し、Δνは水と油の水素原子核の共鳴周波数差）に
設定し、このスピン・エコーが複合ＭＲ倍信号発生し、
この複合ＭＲ倍信号収集するものである。したがって、
９０°ＲＦパルスと１８０゜ＲＦパルスの時間間隔τａ
＋Δτと、１８０°ＲＦパルスとスピン・エコーの時間
間隔との間には２Δτの時間差があり、水に含まれる水
素原子核の共鳴周波数を基準に考えると脂質は２Δτ・
Δνの位相差を生じ、この位相差が９０°　（π／２）
である時（２Δτ・Δν＝１／４）位相エンコード用の
傾斜磁場の振幅（又は印加時間）を順次変化させて収集
したＭＲ倍信号複素２次元フーリエ変換してできる複素
画像のうち脂質の画像は虚部の画像となるが、水の画像
は実部の画像となる。

この場合△τ＝１／８・Δνで必る。水と脂質の位相差
９０°は上記のとうり保持可能であるが、実際のＭＲＩ
では水の絶対位相が零になるとは限らず、ＲＦ系Ｇ磁場
から構成される装置、シーケンス固有の位相差Δψがお
る。そして、このΔψを得るために、被検体と同時に位
置が決まっている水ファントムをおいて（第２図（Ｃ）
参照）スキャンし画像を形成する。この場合、第２図（
ａ）の実部の画Ｉｒ”　（Ｘ、Ｖ）と、第２図（ｂ）に
示す虚部の画像１ｉ′（ｘ、ｙ）において、位相Δψの
ため２次元フーリエ変換して出来た複素画像の実部Ｉｒ
−（Ｘ、Ｖ）とｌｌ−（Ｘ、Ｖ）に水ファントムの像が
できる（第２図（ａ）、（ｂ）の３と４）の位置が決ま
っているから水ファントム３の複素画像値（第２図（ａ
＞、（ｂ）の３と４）をとり出して次式によりΔψを求
める。

△ψ＝ｔａｎ−１虚部値 （第２図（ｂ＞（７）４）実部値（第２図（ａ）の３）
上式（、二より１７られた△φを用いて次式を被検体の
画像く第２図（ａ＞、（ｂ）の１，２）の各ピクセル１
０に計篩Ｊろど水１と脂で１２の画像か第３図（ａ）ｌ
）のようにそれぞれ分離して１びられる１゜ ｆｒ　（ｘ−ｙ）−Ｉｒ−（ｘ−ｙ）ｃｏｓΔψ＋Ｉ　
ｉ　”　（Ｘ−Ｙ）ｓｉｎΔφ Ｉ　　ｉ　　（Ｘ　　−Ｖ）＝　−Ｉ　ｒ−（ｘ−ｙ）
ｓｉ　ｎ　Δφ＋Ｉ　ｉ　−（Ｘ−Ｙ）ＣＯ３△Φ さらに、水　十脂質の画像は次式 ％式％（） の画像間演瞳又は次式 Ｉｒ”’２　　くＸｙ）＋Ｉ　　ｉ　　′２　　（Ｘ−
ｙ＞のピクセル毎の演算でもｂ」能で市る。

したかって、この発明では１８０°ＲＦパルスの移動損
かΔτ−１／４・１／Δνから△τ＝１／８・１／Δし
となり、静ｖ７ｉ揚不均−性の影響が１／２と小さくな
るばかりではなく、１回スキャンで水と脂質の分布像を
分離して求めることができる。

この発明は前記実施例に限定されるものて（Ｊ、なく、
この発明の要旨の範囲内での種々の変形例を包含するこ
とは言うまでもない。例えば、前記実施例は水と油の水
素原子核の複素画像の場合について説明したが、その特
質は適宜選定すればよい１゜［発明の効果］ この発明は、９０°ＲＦパルスの平均発生点かτａ＋Δ
τ後に１８０°ＲＦパルスを被検体に照射し、この１８
０°ＲＦパルスからτａ十△τ１稔に核スピン・エコー
が発生するように前記△τを次式 ％式％ に設定したから、−回のスキャンで例えば水と油の複素
画像が１ｑられる上に、静磁場不均一性の影響が１／２
に小さくなり、鮮明な複素画像が一回のスキャンで得ら
れ、診断上優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの本発明の２次元フーリエ変換に使われるＭ
Ｒパルス順序を示すグラフ、第２図（ａ＞、（ｂ）は補
正処理前の複素画像を示し、第２図（Ｃ）は被検体と水
ファントムの位置の関係を示し、第３図（ａ）、（ｂ）
は補正後の分離した根糸画像を示し、第４図は従来の２
次元フーリエ変換に使われるＭＲパルス順序を示すグラ
フ、第５図（ａ＞、（ｂ）は水と脂質の陽子スピンベタ
１〜ルの説明図である。 第５図 （Ｇ） （ｂ） Ｑ４　　　　　　　　ｑ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２次元フーリエ変換により被検体断面内の２物質の特定
   原子核のスピン密度の分布を得るようになした磁気共鳴
   イメージング方法において、被検体の第１の軸線に沿っ
   て静磁場を保ち、被検体を選択性９０°ＲＦパルスで照
   射し、予定の領域の核スピンを励起して第１の予定の領
   域の期間の間第２の軸線に沿って２つ（第２軸線、第３
   軸線）の位相ずらしの勾配磁場を印加して励起された核
   スピンの位相を決められた量だけ、第２の予定の期間の
   間、前記ＲＦパルスの平均発生点からτａ＋Δｔ（但し
   、τａは９０°のＲＦパルスからスピン・エコーまでの
   時間の１／２）後に被検体を１８０°ＲＦパルスで照射
   して前記励起された核スピンの位相を反転し、前記第２
   の期間の後の第３の予定の期間の間、前記位相ずらし勾
   配磁場（第２軸線）を加えて前記１８０°ＲＦパルスか
   らτａ−Δτ後に、前記位相ずらし勾配磁場（第２軸線
   ）によって位相ずらしをした核スピンの位相戻しによっ
   て生じる核スピン・エコーが、２物質の特定原子核のス
   ピン・エコーになるように前記Δτを次式 Δτ＝１／８・１／Δν （但し、Δνは２物質の特定原子核の共鳴周波数差）に
   設定し、このスピン・エコーが複合ＭＲ信号を発生し、
   この複合ＭＲ信号を収集し、２次元フーリエ変換を行う
   ことにより２物質の分布像を１回のスキャンで独立に求
   めることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。