DE68927053T2

DE68927053T2 - Separates mri-abbildungsverfahren für wasser bzw. fettgewebe

Info

Publication number: DE68927053T2
Application number: DE68927053T
Authority: DE
Inventors: Yuji Inoue
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: DE68927053D1; JPH0370965B2; EP0417284A1; WO1989011822A1; EP0417284B1; US5134372A; JPH01303137A; EP0417284A4

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei der MRI (Magnetresonanzabbildung), um ein Trennungsbild von Wasser und Fett in einem menschlichen Körper mittels chemischer Verschiebung zu erhalten, und insbesondere auf ein Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei der MRI mit quantitativer Aussage, wobei eine Trennung von Wasser und Fett genau ausgeführt wird.

Stand der Technik

Bei der MRI ist ein Trennungsabbildungsverfahren beispielhaft, bei dem eine chemische Verschiebung, das heißt eine Abweichung der Resonanzfrequenz des gleichen Kerntyps aufgrund eines Unterschieds in der Molekularstruktur von zwei Komponenten, verwendet wird, und die gleiche Tomographieoberfläche in einem menschlichen Körper wird bei einer Trennung einem Protonenbild von Wasser allein und einem Protonenbild von Fett allein angezeigt.
Zunächst wird anhand der Figuren 4, 5A und 5B das Dickson-Verfahren beschrieben, das im Stand der Technik eines der Trennungsabbildungsverfahren von Wasser und Fett ist. Figur 4 ist ein Diagramm, das eine Impulsfolge des Dickson-Verfahrens beim Stand der Technik darstellt. In Figur 4 bedeutet t eine Zeitachse, und das Anlegen eines 90º-Impulses erfolgt zeitlich bei t = 0. In der folgenden Beschreibung ist die statische Magnetfeldrichtung (horizontal liegend) die Z-Achse, während die vertikale Richtung die Y-Achse ist und die Horizontalrichtung (Rechte-Hand-System) senkrecht zu der Z-Achse durch die X-Achse gegeben ist. RF (HF) bezeichnet eine HF-(Hochfrequenz-)Welle der Lamour- Frequenz zum Drehen des in der Z-Achsrichtung ausgerichteten Magnetisierungsvektors des Protons um einen vorgeschriebenen Winkel in der Richtung senkrecht hierzu, was abhängig von dem Drehungswinkel als 90º-Impuls oder 180º-Impuls bezeichnet wird. SE gibt ein Spinechosignal an, das beobachtet wird, wenn dieser 90º-Impuls bei t = 0 angelegt wird, und sodann wird die Phase des Magnetisierungsvektors, der in der XY-Ebene aufgrund einer Unebenheit des statischen Magnetfeldes dispergiert ist, um den 180º-Impuls invertiert und wieder konvergiert. Die Zeit von dem 90º-Impuls bis zum Gewinnen des Spinechos ist mit TE angegeben. Bei dem Dickson-Verfahren wird zunächst eine S&sub0;-Abtastung in der Anlegezeit des 180º-Impulsmodus t = TE/2 zu einer Zwischenzeit von TE nach Anlegen des 90º-Impulses durchgeführt. Sodann wird eine S&sub1;-Abtastung zum Anlegen eines 180º-Impulses zu einer Zeit t = TE/2 - &epsi; um &epsi; früher als TE nach dem 90º-Impuls vorgenommen. Die Zeit zum Gewinnen des Spinechos ist t = TE bei der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung.
In diesem Fall erfüllt das Obige die folgende Gleichung:
= (4 f)&supmin;¹ (1)
: chemische Verschiebungsgröße von Wasser und Fett
f: Resonanzfrequenz des Protons
&epsi; entspricht einer Phasenabweichungsperiode des Magnetisierungsvektors von Fett bezüglich Wasser, das heißt 1/4 der Periode 1/( f) der chemischen Verschiebung. Die Differenz der Resonanzfrequenz des Protons in Wasser und fett, das Heißt die chemische Verschiebung , beträgt etwa 3,5 ppm. Wenn folglich die statische Magnetfeldstärke 0,5 T beträgt (Lamour-Frequenz f = 21,3 MHz in ¹H), so beträgt &epsi; etwa 3,5 ms.
Die Figuren 5A und 5B sind Diagramme, die jeweils die Phasenbeziehung der Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett bei einer S&sub0;-Abtastung und einer S&sub1;-Abtastung darstellen. In den Figuren 5A und 5B bezeichnet W den Magnetisierungsvektor von Wasser, und F bezeichnet den Magnetisierungsvektor von Fett, und X'-Y'-Koordinaten sind ein Koordinatensystem, das um die Z-Achse mit der Drehzahl des Magnetisierungsvektors von Wasser umläuft. Bei der S&sub0;-Abtastung von Figur 5A zu einer Zeit t = 0, das heißt bei Anlegung eines 90º-Impulses, fallen die Phasen von beiden Vektoren zusammen. Bei t = TE/² wird eine Phasenabweichung ψ (-π < ψ ≤ π) der Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett aufgrund einer chemischen Verschiebung erzeugt. Die Phasen von beiden Vektoren werden um die Y'-Achse durch einen 180º-Impuls von der Y'-Achsrichtung invertiert. Dann wir der Magnetisierungsvektor von Fett um die gleiche Gräße wie diejenigen von Anlegung des 180º-Impulses gedreht und fällt mit dem Magnetisierungsvektor von Fett in der Phase bei t = TE zusammen. Bei der S&sub1;-Abtastung von Figur 5B liegt ein 180º-Impuls bei t = TE/2 - &epsi; an. Dies ist früher als die S&sub0;-Abtastung um E in der Zeit und um π/2 im Winkel der Phasenabweichung. Die Zeit von der Phaseninversion durch den 180º-Impuls bis zum Gewinnen des Spinechos ist länger als die Zeit von dem 90º-Impuls zum 180º-Impuls um 2&epsi;. Da der Magnetisierungsvektor von Fett übermäßig entsprechend Obigem gedreht ist, wird die Phasenabweichung von 180º in den Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett bei t = TE erzeugt.
Sodann wird ein Verfahren zum Signalverarbeiten zur Gewinnung eines Trennungsbildes aus derart erhaltenen Rohdaten beschrieben. Bilddaten durch Bildrekonstruktion der Rohdaten, gewonnen durch jede Abtastung, werden zu:
S&sub0; = W + F (2)
S&sub1; = W - F (3)
Dabei bedeuten W (≥ 0) die Protonendichte von Wasser und F (≥ 0) die Protonendichte von Fett. Folglich werden
W = (S&sub0; + S&sub1;)/2 (4)
W = (S&sub0; - S&sub1;)/2 (5)
für jedes Pixel der Matrix der Rekonstruktionsbilddaten berechnet, wodurch ein Bild für die Trennung von Wasser und Fett erhalten werden kann.
Da jedoch bei jedem Abtastungsdatum eine 0-Grad- Phasenversetzung, die für das Gerät eigen ist und im Empfangssystem oder dergleichen erzeugt wird, und eine Abweichung der Mittenfrequenz des HF-Impulses, der in den S&sub1;-Abtastungsdaten von der Lamour-Frequenz eingeschlossen ist, sowie eine Abweichung der Phase aufgrund einer Unebenheit des statischen Magnetfeldes oder dergleichen vorliegen, erfüllen die tatsächlichen Bilddaten die folgenden Gleichungen:
S&sub0; = (W + F) EXP (iα&sub0;) (6)
S&sub1; = (W - F) EXP {i(α&sub0; + 2θ)} (7)
Dabei gilt i² = -1, und EXP (iα&sub0;) ist eine Phasenversetzungskomponente, die für das Gerät eigen ist, und EXP (i2θ) ist eine Phasenabweichungskomponente aufgrund einer Unebenheit des statischen Magnetfeldes und lediglich eingeschlossen in S&sub1;-Daten. Wenn eine derartige Phasenabweichungskomponente vorliegt, kann eine Tren nung von Gleichungen (4), (5) nicht gut durchgeführt werden, wobei jedoch ein Trennungsfehler von Wasser und Fett, wie beispielsweise eine Schattierung, geliefert wird. Folglich wird beim Stand der Technik eine ungleichmäßige Verteilung EXP (iθ) des statischen Magnetfeldes zuvor mittels eines einheitlichen Wasserphantoms gemessen, und die Phasenabweichungskomponente der S&sub1;-Abtastung wird entfernt und mittels dieser Information korrigiert. Bei einem anderen Verfahren werden Absolutwertbilder der Bilddaten von S&sub0; und S&sub1;,
S&sub0; = (S&sub0; x S&sub0;*)1/2 = W + F (8)
S&sub1; = (S&sub1; x S&sub1;*)1/2 = W - F (9)
genommen, und die Phasenabweichungskomponente wird entfernt, und dann wird das Trennungsbild von Wasser und Fett mittels dieser Absolutwertdaten erzeugt.
Jedoch haben die oben erwähnten Korrekturmethoden die folgenden Probleme. Zunächst ist bei dem ein Wasserphantom verwendenden Verfahren aufgrund einer Änderung der Permeabilität und eines antimagnetischen Feldes oder dergleichen aufgrund einer Differenz von Wasser und einem menschlichen Fett in Aufbaukomponenten der Magnetfeldverteilungszustand verschieden bei dem Phantommeßzustand und dem Photographierzustand eines zu überwachenden Artikels. Folglich kann eine exakte Korrektur nicht durchgeführt werden, und der Trennungsfehler kann nicht vollständig entfernt werden. Auch wenn der Bereich der Phasenabweichung ± π überschreitet, wird der Phasensprung erzeugt, und die Korrektur wird schwierig, was in einer anderen Begrenzung resultiert. Sodann wird bei dem Verfahren, das das Absolutwertbild verwendet, dank W - F Information darüber verloren, ob Wasser oder Fett mehr ist. Folglich kann das Berechnungsergebnis von 1/2 der Summe und Differenz der Gleichungen (8) und (9) nicht eine Identifizierung darüber durchführen, was Wasser und was Fett ist, und es mangelt die quantitative Aussage.
Das zum Stand der Technik zählende Dokument US-A-4 720 679 offenbart ein Magnetresonanzabbildungsverf ahren zum Erzeugen von Wasser/Fett-Bildern mit einer Sequenz von drei Abtastungen, wobei bei jeder Abtastung der Inversionsimpuls um eine Zeit verschoben ist, derart, daß die Wasser- und Fett-Spin-Magnetisierungen um 0, π/2, π außer Phase sind. Es wird eine Bestimmung gemacht, was von Fett oder Wasser vorherrschend ist, derart, daß hinsichtlich Wasser/Fett getrennte Bilder erhalten werden.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei der MRI zu schaffen, wobei ein Trennungsfehler aufgrund einer Unebenheit des Magnetfeldes oder dergleichen entfernt wird und die quantitative Aussage vorliegt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Abbildungsverfahren vor, wie dieses im Patentanspruch 1 angegeben ist.
Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß eine S&sub0;-Abtastung mit Phasen von Magnetisierungsvekto ren von Wasser und Fett, die bei dem Spinechosignal- Empfangszustand zusammenfallend sind, eine S&sub1;-Abtastung mit Phasen der Magnetisierungsvektoren, die um 180º verschieden sind, und eine S&sub2;-Abtastung mit Phasen der Magnetisierungsvektoren, die um 90º verschieden vonein ander sind, durchgeführt werden, und ein quantitativer Unterschied von Wasser und Fett wird aus den Bilddaten der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung berechnet, und ein Trennungsbild von Wasser und Fett wird aus dem Absolutwertbild der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung gewonnen.
Da die Absolutwertbilder der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung verwendet werden, wird ein Trennungsfehler aufgrund einer Phasenabweichung infolge einer Ungleichmäßigkeit oder Unebenheit des Magnetfeldes oder dergleichen nicht erzeugt. Darüber hinaus wird der Phasenterm aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des Magnetfeldes aus den Bilddaten der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung entfernt, und die quantitative Differenz von Wasser und Fett kann berechnet werden, und die Wasser- und Fett-Komponenten können für die Trennungsbilder, geschätzt aus den Absolutwertdaten, identifiziert werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist ein Diagramm, das eine Impulssequenz eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt,
Figur 2 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt,
Figuren 3A bis 3C sind Diagramme, die eine Impulssequenz eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen,
Figur 4 ist ein Diagramm, das eine Impulssequenz eines Dickson-Verfahrens beim Stand der Technik zeigt, und
Figuren 5A und 5B sind Diagramme, die eine Phasenbeziehung von Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett beim Dickson-Verfahren beim Stand der Technik zeigen.

Beste Art zum Ausführen der Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Einzelheiten anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Figur 1 ist ein Diagramm, das eine Impulssequenz eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. In Figur 1 werden die gleichen Symbole in der gleichen Bedeutung wie in Figur 4 verwendet. In Figur 1 ist jede der S&sub0;-Abtastung und S&sub1;-Abtastung ähnlich zu einer Abtastungssequenz von S&sub0; und S&sub1; des Dickson-Verfahrens beim Stand der Technik. Das heißt, in der S&sub0;-Abtastung liegt ein 180º-Impuls zu einer Zeit t = TE/² an, so daß Phasen der Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett bei t = TE zusammenfallend sind. Bei der S&sub1;-Abtastung liegt ein 180º-Impuls bei t = TE/2 + &epsi; an, das um &epsi; von dem S&sub0;-Abtastzustand verzogert ist, so daß die Phasen von beiden Vektoren um 180º bei t = TE abweichen. Ein Unterschied vom Stand der Technik liegt darin, daß zusätzlich zu der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung eine S&sub2;-Abtastung durchgeführt wird, bei der Phasen von beiden Vektoren um 90º abweichen. Bei der S&sub2;-Abtastung liegt ein 180º-Impuls in t = TE/2 - &epsi;/2 um &epsi;/2 früher als der S&sub0;-Abtastzustand an, und die Differenz zwischen der Zeit vom 90º-Impuls zum 180º-Impuls und der Zeit vom 180º-Impuls nach SE beträgt &epsi;. Folglich wird die Phasenabweichung der Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett zur Zeit TE zu 90º, was 1/2 von derjenigen bei dem S&sub1;-Abtastzustand ist. Bilddaten durch Bildrekonstruktion von allen Abtastdaten werden zu:
S&sub0; = (W + F) EXP (iα&sub0;) (10)
S&sub1; = (W - F) EXP {i(α&sub0; - 2θ)} (11)
S&sub2; = (W + iF) EXP {i(α&sub0; + θ)} (12)
Symbole W, F, i, α&sub0;, θ in den obigen Gleichungen werden in ähnlicher Weise zu den Gleichungen (6), (7) verwendet.
Sodann wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Trennungsbildes mittels dieser Daten anhand eines Flußdiagrammes von Figur 2 beschrieben. Die folgende Beschreibung wird für jedes Pixel der Matrix der Rekonstruktionsbilddaten durchgeführt. Zunächst wird ein Phasenterm der Bilddaten von S&sub0; geschätzt aus:
Arctan {Re(S&sub0;)/Im(S&sub0;)} = α&sub0;
Re(S&sub0;) ist der Realteil von S&sub0;, und Im(S&sub0;) ist der Imaginärteil von S&sub0;.
Um sodann den 0-Grad-Phasenterm EXP (iα&sub0;), der für das System eigen ist, zu entfernen, wird EXP (-iα&sub0;) für alle Bilddaten von S&sub0;, S&sub1; und S&sub2; multipliziert. Als ein Ergebnis werden alle Bilddaten zu:
S&sub0; = W + F (13)
S&sub1; = (W - F) EXP (-2iθ) (14)
S&sub2; = (W + iF) EXP (iθ) (15)
Um sodann zu schätzen, ob Wasser oder Fett in der Menge mehr ist, wird die folgende Gleichung als S&sub3; berechnet.
S&sub3; = S&sub2; x S&sub2; x S&sub2; = (W + iF)² x (W - F) x EXP (iθ) x EXP (-2iθ) = (W - F)² (W + F) + 2iF W (W - F) (16)
Da in S&sub3; eine Phasenabweichungskomponente EXP (iθ) aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des statischen Magnetfeldes entfernt wird und der Realteil der Gleichung (16) immer Null oder mehr ist, entspricht die Polarität der Phase von S&sub3;, das heißt das Vorzeichen des Imaginärteiles der Differenz der Menge an Wasser und Fett.
Sodann werden Absolutwertbilder der Bilddaten von S&sub0; und S&sub3;,
S&sub0; = (S&sub0; x S&sub0;*)1/2 - W + F (17)
S&sub1; = (S&sub1; x S&sub1;*)1/2 - W - F (18)
berechnet. Um Wasser und Fett zu trennen, werden
a = ( S&sub0; + S&sub1; )/2 (19)
b = ( S&sub0; - S&sub1; )/2 (20)
ebenfalls berechnet.
Um schließlich in den Gleichungen (19) und (20) zu identifizieren, was Wasser und was Fett ist, wird die Phase der S&sub3;-Daten geschätzt. Wenn das Vorzeichen des Imaginärteiles positiv ist, das heißt wenn W > F vorliegt, folgt, daß W - F = W - F gilt, und in den Gleichungen (19), (20) wird a Wasser und b wird Fett. Wenn dagegen das Vorzeichen des Imaginärteiles negativ ist, das heißt wenn W < F vorliegt, wird, da W - F = F - W gilt, a zu Wasser bzw. b zu Fett. Da in diesem Fall keine Fettkomponente ausschließlich einer Wasserkomponenten in einem menschlichen Körper vorliegt, falls der Imaginärteil der Gleichung (16) den Wert 0 hat, kann eine Entscheidung bewirkt werden, daß F = 0 gilt, das heißt a ist Wasser. Schließlich werden Trennungsbilder von Wasser und Fett aufgrund der Bilddaten der Wasserkomponenten und der Fettkomponenten, die wie oben beschrieben erhalten sind, angezeigt.
Somit wird bei dem Trennungsabbildungsverfahren des Ausführungsbeispiels ein Produkt des Quadrates der Bilddaten der S&sub2;-Abtastung und der Bilddaten der S&sub1;-Abtastung berechnet, wodurch eine Phasenabweichungskomponente aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des statischen Magnetfeldes oder dergleichen entfernt wird, und die Differenz in der Menge an Wasser und Fett kann aus dem Vorzeichen des Imaginärteiles bekannt gemacht werden. Aus diesem Ergebnis wird eine Identifizierung der Wasser- und Fettkomponenten für das Trennungsbild durchgeführt, das aus den Absolutwertdaten erhalten ist. Obwohl folglich das Absolutwertbild zum Ermöglichen einer Entfernung der Phasenabweichungskomponenten aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des statischen Magnetfeldes von S&sub1; verwendet wird, kann das Trennungsbild ohne Verlust der quantitativen Information erhalten werden.
Die Figuren 3A bis 3C sind Diagramme, die eine Impulssequenz eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen. Symbole in diesen Figuren sind in ähnlicher Weise verwendet wie in Figur 1. In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt bei der S&sub1;-Abtastung der 180º-Impuls um &epsi; später als der S&sub0;-Abtastzustand an, und zu der S&sub2;-Abtastung liegt der 180º-Impuls im 8/2 früher an. Dagegen kann, wie in Figur 3A gezeigt ist, zu der S&sub1;-Abtastung der 180º-Impuls zu t = TE/2 - &epsi; angelegt werden, was um &epsi; früher ist als der S&sub0;-Abtastzustand, der 180º-Impuls kann zu t = TE/2 + &epsi;/2 angelegt werden, was um &epsi;/2 später ist. In diesem Fall werden die Gleichungen (11), (12), (16) jeweils zu:
S&sub1; = (W - F) EXP {i(α&sub0; + 2θ)} (21)
S&sub2; = (W - iF) EXP {i(α&sub0; - θ)} (22)
S&sub3; = (W - F)² (W + F) - 2iF W (W - F) (23)
und das Vorzeichen des Imaginärteiles von S&sub3; wird umgekehrt zur Gleichung (16). Weiterhin kann, wie in Figur 3B gezeigt ist, bei der S&sub1;-Abtastung die Anlegezeit des 180º-Impulses zu t = TE/2 + &epsi; gemacht sein, was um &epsi; später ist als der S&sub0;-Abtastzustand, und bei der S&sub2;-Abtastung kann die Anlegezeit des 180º-Impulses zu t = TE/2 + &epsi;/2 gemacht sein, was um &epsi;/2 später ist. Oder, wie in Figur 3C gezeigt ist, kann bei der S&sub1;-Abtastung die Anlegezeit des 180º-Impulses zu t = TE/² - &epsi; gemacht sein, was um &epsi; früher ist als der S&sub0;-Abtastzustand, und bei der S&sub2;-Abtastung kann die Anlegezeit des 180º-Impulses zu t = TE/² - &epsi;/2 gemacht sein, was um &epsi;/2 früher ist. Im Fall von jeder der Figuren 3B und 3C wird S&sub3; berechnet durch:
S&sub3; = S&sub2; x S&sub2;/S&sub1; = (W + F) ± 2iF W/(W - F) (24)
In Gleichung (24) wird das Vorzeichen ± des Imaginärteiles - in dem Fall von Figur 3B und + in dem Fall von Figur 3C. Wenn W = F vorliegt, ist, da Gleichung (24) divergiert, eine Fallteilung erforderlich. Auch in Gleichung (24) wird die Phasenabweichungskomponente aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des statischen Magnetfeldes oder dergleichen entfernt, und die quantitative Differenz von Wasser und Fett kann aus dem Vorzeichen des Imaginärteiles bekannt sein. Um die Abtastzeit zu reduzieren, kann einer der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung oder in beiden von diesen eine Datensammlung bei der Datenmatrixzahl kleiner als die Datenzahl der S&sub0;-Abtastung durchgeführt werden, und im Bildwiedergewinnungszustand können Null Daten in den verbleibenden Bereich eingegeben werden, um die Bilddaten zu erhalten.
Wie oben beschrieben ist, können gemäß dem Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei der MRI gemäß der Erfindung die folgenden Effekte erhalten werden.
(1) Die Phasenabweichungskomponente aufgrund einer Ungleichmäßigkeit des statischen Magnetfeldes oder dergleichen wird aus den Bilddaten der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung entfernt, und eine quantitative Differenz von Wasser und Fett kann aus der Phase des Rechenergebnisses bekannt sein. Aus diesem Ergebnis kann eine Identifizierung der Wasser- und Fettkomponenten genau für die Trennungsbilder mittels der Absolutwertbilder durchgeführt werden, die aus der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung erhalten sind. Obwohl folglich die Absolutwertdaten verwendet werden, kann die genaue Trennung von Wasser und Fett durchgeführt werden, und die Trennungsbilder können ohne Verlust der quantitativen Information erhalten werden.
(2) Da die Absolutwertbilder der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung verwendet werden, können die 0-Grad- Phasenversetzung, die für das Gerät eigen ist, und die Abweichung der Mittenfrequenz des HF-Impulses von der Larnour-Frequenz und die Phasenabweichung aufgrund einer Ungleichrnäßigkeit des statischen Magnetfeldes oder dergleichen entfernt werden. Selbst wenn in diesem Fall der Bereich der Phasenabweichung ± π überschreitet, wird sie nicht beeinträchtigt, so daß der Bereich der Phasenabweichung, der für eine Korrektur fähig ist, nicht begrenzt ist. Als ein Ergebnis kann ein Trennungsfehler von Wasser und Fett, wie beispielsweise eine Schattierung, entfernt werden, und die Qualität des Trennungsbildes kann verbessert werden.

Claims

1. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI, wobei:

- ein statisches Magnetfeld, das nahezu gleichmäßig in der Axialrichtung ist, anliegt,

- ein HF-Impuls von 90º bezüglich der senkrechten Richtung zu der Z-Achse an einem zu überwachenden Artikel in dem statischen Magnetfeld anliegt und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ein HF-Impuls von 180º anliegt,

- ein SE-Verfahren zum Empfangen eines Spinechosignales von dem Artikel verwendet wird, und

- eine S&sub0;-Abtastung, bei der Phasen von Magnetisierungsvektoren von Wasser und Fett bei dem Spinechosignal-Empfangszustand zusammenfallend sind, eine S&sub1;-Abtastung, bei der Phasen der Magnetisierungsvektoren um 180º verschieden sind, und eine S&sub2;-Abtastung, bei der Phasen der Magnetisierungsvektoren um 90º verschieden sind, durchgeführt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

- um zu identifizieren, welches von Wasser oder Fett vorherrschend ist, eine Gleichung S3 mittels der Signaldaten der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung berechnet wird aus welcher Gleichung das Vorzeichen des Ausdruckes (W - F) geschätzt wird, wobei W die Protonendichte von Wasser und F die Protonendichte von Fett bedeuten, und

- ein Trennungsbild von Wasser und Fett aus den Absolutwertbildern der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung erhalten wird.

2. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Null-Grad-Phasenversetzungsgröße, die für das Gerat eigen ist, aus der Phase des Ergebnisses der Bilddaten der S&sub0;-Abtastung geschätzt und abhängig hiervon eine Korrektur für jedes Bilddatum durchgeführt wird.

3. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichungen a = 1/2 der Summe der Absolutwertbilder der S&sub0;-Abtastung und der S&sub1;-Abtastung und b = 1/2 der Differenzen der Absolutwertbilder der S&sub0;-Abtastung der S&sub1;-Abtastung bestimmt werden, und daß aus dem Vorzeichen (W - F) bestimmt wird, was von a und b das Wasserbild und was das Fettbild ist.

4. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung oder bei beiden von diesen eine Datensammlung bei der Datenmatrixzahl kleiner als die Datenzahl der S&sub0;-Abtastung durchgeführt wird und bei dem Bildrekonstruktionszustand null Daten in den verbleibenden Bereich eingegeben werden.

5. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung Anlegezeiten eines HF-Impulses von 180º bei der S&sub1;-Abtastung um &epsi; früher oder später gemacht ist als bei der S&sub0;-Abtastung, und die Anlegezeit bei der S&sub2;-Abtastung um &epsi;/2 früher oder später gemacht ist, wobei &epsi; die folgende Gleichung erfüllt:

&epsi;: (4 f)&supmin;¹

: chemische Verschiebungsgröße von Wasser und Fett

f: Resonanzfrequenz des Protons.

6. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung, wenn eine Anlegezeit des HF-Impulses von 180º bei der S&sub1;-Abtastung um &epsi; früher gemacht ist als bei S&sub0;-Abtastung, die Zeit bei der S&sub2;-Abtastung um &epsi;/2 später gemacht ist, und wenn eine Anlegezeit von 180º bei der S&sub1;-Abtastung um &epsi; später gemacht ist, die Zeit bei der S&sub2;-Abtastung um &epsi;/2 früher gemacht ist.

7. Abbildungsverfahren zur Trennung von Wasser und Fett bei MRI nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichung S&sub3; entsprechend dem Produkt des Quadrates der Bilddaten der S&sub2;-Abtastung und der Bilddaten der S&sub1;-Abtastung aus den Ergebnissen der S&sub1;-Abtastung und der S&sub2;-Abtastung berechnet wird und das Vorzeichen des Ausdruckes (W - F) aus der Phase des Berechnungsergebnisses geschätzt wird.