JPH02193646A - 化学シフト成分からの信号を抑圧する磁気共鳴方法及び装置 - 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】 本発明は、人体の磁気共鳴画像内の化学シフト成分から
の信号を抑圧し、静止均一磁界内に人体を置き、化学シ
フト成分に周波数選択的である１８０°化学シフト選択
ｒｆパルスで人体を放射し、ディフェージング勾配磁界
を用い、１８０″ｒｆパルスののち遅れ時間を人体から
の磁気共鳴信号を得る為のスピンエコー取得系に与える
段階よりなり、その取得系は少なくとも一つの位相エン
コーディング勾配よりなり、遅延時間はスピンエコー取
得系のスタート時に、該化学シフト成分の平均的縦方向
緩和成分が略ピロになり、上記順次の段階は何回も繰り
返され、それにより画像が磁気共鳴信号からのサンプル
のフーリエ変換による再生される磁気共鳴方法に係る。

問題点を解決するための手段 本発明は、人体の磁気共鳴画像中の化学的シフト成分か
らの信号が抑圧される磁気共鳴装置であって、静止均一
磁界を発生する手段と、ｒｆパルスを人体に放射する手
段と、ｒｆパルスを変調する変調手段と、励起された磁
気共鳴信号を受信及び復調する受信及び復調手段と、磁
気共鳴信号をサンプリングするサンプリング手段と、ｒ
ｆパルスを放射する手段を制御する制御手段と、さらに
リンプルされた磁気共鳴信号からの画像を再生するフー
リエ変換手段とからなり、該変調手段、受信及び復調手
段、及びサンプリング手段は該化学シフト成分からの信
号が減衰され、他の成分からの信号が得られるようなも
のである磁気共鳴装置に係る。

かかる方法及び装置は「選択飽和磁気共鳴画像（ＭＲＩ
）用の安定状態の選択的部分的反転回収＜５ＰＩＲ）Ｊ
抜粋水、ニスエムアールエム１９８８年、　１０４２頁
のアブストラクトで公知である。そこでは、先ず、部分
的反転、周波数選択ｒｆパルスを均−的磁界内に置いた
人体に印加し、次にディフェージング勾配を印加し、Ｒ
後に９０°空間的選択ｒｆパルス及び非選択１８０＠パ
ルスをスピンエコー系に印加してＭＲＩ内の脂肪信号を
抑圧することが示唆されている。該部分的反転ｒｆパル
スは振幅変調されたパルスである。抑圧は、９０’パル
スが化学的シフト成分の縦方向緩和のげ口交差の時点で
残りの横方向磁化成分をデイフェーズすることにより印
加されるよう、部分的反転ｒｆパルス及び９０”パルス
間の遅延時間を用いることによりなされる。横方向磁化
は周波数選択１部分的反転パルスの後印加されたディフ
ェージング勾配によりデイフェーズされる。この方法に
おいて、部分的反転ｒｌ’パルスはＳＥ脂肪抑圧シーケ
ンス用に３０３０−４Ｏの遅延時間に対応した１２０”
　−１３０°の典型的値を有する。脂肪に対する゛ｒｌ
緩和（２５０ｍ５のオーダの）は水に対するよりさらに
短かい。部分的反転パルスの７リツプ角度用の領域の如
く、９０°−１８０°の角度が特定される。ここで１８
０４反転パルスは部分的ではないが完全反転であること
に注意しなければならない。大きなｒｆ磁磁界不一−性
対して、部分的反転パルスは不均一性に対して磁化をよ
り少なく感知するよう１８０°に増加すべきであること
か述べられている。しかし、振幅変調された部分的反転
パルスを１８０°に増加することは満足出来る結果を生
ぜず、まだ容認できない画像人為現象が残るということ
がわかった。この方法は静止磁界及びｒｆｌｉｉｉ界中
の不均一性に対して敏感である。脂肪により囲まれた組
織に必要とされる画像の詳細は例えば人間の頭の中の光
学神経を画像する場合、該脂肪抑圧方法は均一脂肪抑圧
を与えない。小さな詳細な構造を明白に画像化するよう
、優れた脂肪抑圧が必要である。線形に有極されたヘッ
ドコイルを用いて、相対的に大きなｒｆ不均−竹を起こ
して、この方法で例えば人間の頭を画像する場合、この
７１法は満足出来る結果を与えない。

本発明の目的はその方法を改良することにある。

本発明による方法は従って１８０°化学シフト選択ｒｆ
パルスが断熱高速通過反転ｒｆパルスであることを特徴
とする。断熱高速通過パルスは該化学シフト成分の共鳴
周波数での周波数選択反転パルスであり、例えば脂肪の
ものとして印加される。

断熱高速通過パルスは振幅及び周波数（又は位相）変調
されたパルスとして印加されうる。測定結果は例えば線
形に有極されたヘッドコイルで光学神経及び横腹部像を
画像する際、優れた脂質抑圧を示した。

本発明による方法の実施例は断熱高速通過ｒｆパルスが
ガウス重さ関数により乗算された複合双曲線セカントパ
ルスであることを特徴とする。このパルス形状は良い結
果を生じる。本質的に、複合双曲線セカントパルスは「
高い選択的π／２及びπパルス発生」、エム、ニス、シ
ルバー、他。

１９８４年、　　３４７−３５１頁、５９巻のその３５
０頁目の磁気共鳴のジャーナルに示されている。磁界閾
値Ｌス上で、反転は印加されたｒｆ電力に無関係である
。

さらに、ガウス重さ関数で該双曲線セカントパルスを乗
算することはさらに良い結果を生じることが分った。

本発明による方法及び装置の特徴及び利点は図面と共に
以下の詳細の説明より明白になろう。

実施例 第１Ａ図において、本発明による磁気共鳴装置１が系統
的に示される。磁気共鳴装置は、静止均一磁界を発生す
る手段２と、無線周波数（ｒｆ）パルスを人体４へ放射
する手段３と、ｒｆパルスを変調する変調手段５と、励
起された磁気共鳴信号を磁気共鳴信号をサンプルするサ
ンプリング手段７で受信及び復調する受信及び復調手段
６と、該手段３，５．６及び７を制御する制御手段８か
らなる。装置１はさらにサンプルされた磁気共鳴信号ゐ
１ら画像を再生する一ノーリエ変換手段９と、静止磁界
に重畳される勾配磁界を発生する手段１０からなる。さ
らに詳細には手段３は、手段５と、電力増幅器１１と、
方向性結合器１２と、コイル１３とからなる。手段５は
変ｔ［１４及び発振器１５からなる。変調は手段８の制
御下で振幅及び周波数又は位相変調でありうる。手段３
はｒｒパルスを送信する時、本体４内に核スピンを励起
し、手段６はそれに応答して磁気共鳴信号を受信する。

送信及び受信は幾多の実施例を有し、例えば、コイル１
３は送信／受信コイル又はいわゆる全体送信コイル及び
いわゆる受信用ヘッドコイルの如く、別個に具体化され
うる。別な実施例では、方向性結合器１２はない。復調
手段６は、サンプリング手段が磁気共鳴信号の各サイン
及びコサイン成分の直角検出されたサンプルを与える２
つのＡ／Ｄ変換器からなる場合、直角復調から成ってい
てもよい。手段１０は夫々の勾配磁界Ｇｘ。

Ｇｙ及びＧ２を発生させる勾配磁気コイル１７゜１８及
び１９を別々に制御する制御手段８により制御される電
源１６からなる。勾配磁気コイルは、勾配磁界の磁界方
向が静止均一磁界の方向と一致し、勾配磁界の方向が、
第１Ａ図に示す如く、互いに垂直な軸Ｘ、Ｙ、Ｚを有し
て互いに垂直であるよう配置される。装置１が動作され
、対象物４が磁石コイル２内に置かれると、（磁気モー
メントを有する核の）少量の過剰核スピンは磁化Ｍ。

平行磁化の如く巨視的に考えられる静止均一磁界の方向
に向けられる。ＭＲＩ装置のより詳細な説明及びＭＲＩ
の原則の一般的な説明はハンドブック、「実用的ＮＭＲ
画像」、エム、ニー、フォスター及びジエー、エム、ニ
ス、ハッテンソン。

１９８７年ＩＲＬプレスを参照のこと。

第１図において、磁気共鳴信号を受信するヘッドコイル
２０が示される。コイル２０は人体４の頭の周りに嵌合
する。本発明によれば、コイル２０は頭の断面から磁気
共鳴信号を得るのに用いられ、即ち、それにより化学的
シフト成分からの信号は抑圧される。周知の如く、磁気
共鳴周波数は核の化学的環境による。脂肪結合陽子は水
結合陽子より低い共鳴周波数を示す。ヘッドコイル２０
は、図示の如く適切なバー及びコンデンサ２１及び２２
を有する円筒形装置の形状をしている。接続端子２３で
、ヘッドコイル２０は受信及び復調手段６に接続される
。

順々用いられるヘッドコイル２０で、いわゆる線形に有
極された無線周波数励起及び受信が可能で、誘電損失を
伴う電磁エネルギーの相互信用により対象物４内に比較
的大きなｒｆｌｉｌ界不均−性を発生させる。ｒｆｌｊ
ｉ界不均−性は画像人為構造を生じさせる。上記現象は
、「磁気共鳴画像用線形及び円形分極の比較」ジー、エ
ッチ、クローバ。

他、磁気共鳴のジャーナル、　１９８５年、　　２５５
−２７０頁。

６４巻の記事に詳細に示されている。

第２Ａ図において、本発明によるパルスシーケンスが示
される。手段３．５及び８により、断熱用高速通過ｒ「
パルスが、例えば人体４の頭又は腹部のスピンシステム
の化学シフト選択励起用に発生される。ｒｆパルスＰ１
は振幅及び周波数変調の両方をされており、脂質スピン
核の如きスピン核の選択反転を発生させる。便宜上、ｒ
ｆパルスの振幅だけが示される。優れた選択的反転を与
え、所定の閾値以上にｒｆ不均−性に従わないｒｆパル
スはｆ（ｔ）＝ｅｘｐ（−（Ｂｔ）２）／２）、　　（
ここで、Ｂは定数例えばＢ＝０．５）によるがウス重み
関数により乗算された複合双曲線セカンド（Ｓｅｃａｎ
ｔ）パルスである。セカントパルスはＣ，（ｓｅｃｈ’
　（ａ、　ｔ））”　ｂにより表わされる。ここでＣ，
ａ及びｂは実定数で、【は時間的変数で、ｉはパルスが
複素数、叩ちｉ＝、／−コ１あることを示す。より詳細
には、シルバー、他の上記記事に示される。１＝１０で
のｒｆパルスの後、脂質磁化成分はｔ＝ｔｌで反転され
、逐次ディフェージング勾配、例えばＧｘ＋は本発明の
ほんの少しの不安全性により残された不所望の横磁化を
デイフェーズするのに用いられる。セカントパルスはお
およそ選択領域の幅△ω＝ａ−ｂに影響する。逐次のス
ピンエコー機構において、空間的に選択的な９０°ｒｆ
パルスＰ２は手段３を介して印加される。空間的選択は
、ｒｒパルスＰ２を変調し、断面に選択勾配Ｇｚを与え
ることによりなされる。脂質の磁化Ｍが、第２Ｂ図に示
すげ口を緩和するよう励起された脂質の縦方向緩和にな
った時、パルスＰ２は１＝１．で印加される。初めに、
脂質磁化はｊ　＝　ｉ　＋で磁化Ｍ＝−ＭＯを起こして
反転される。縦方向緩和Ｔ＋により、ｊ＝ｊ４でＭ＝Ｏ
になる。脂質信号の縦方向磁化がｔ　＝　ｔ　４で残さ
れていないので、ｒｆパルスＰ２は即ち例えば水のそれ
の如き残留スペクトル成分の測定可能な横方向磁化だけ
を生じさせる。横方向磁化を、位相エンコーディング勾
配ＧＹで位相エンコーディングづ゛ること、ハード１８
０°ｒｆパルスＰ３での非選択反転及び読出しＧＸ２の
存在下の磁気共鳴スピンエコー信＠ｅをサンプリングす
ること、及び異なる位相エンコーディングＧｖ用の該シ
ーケンスの反復は、サンプルを与え、これより手段９で
のノーリエ変換の後、該断面の２Ｄ−画像が比較的大き
いｒｆ磁界不均−性の存在下でも優れた脂質信号を抑圧
して得られる。

多数の変形がなされうろことに注意さるべきである。

スピンエコー信号は勾配リコールドＴコーである。さら
に、パルスＰ１及び２２間の遅延開開ｔｏ　ｔ４は、４
５０ｍ５の反復時間で１．５丁システムの脂質抑圧に対
して典型的に１００…Ｓで、空間的飽和のような他の目
的に対して時点ｔ　＝ｔ　２及び１−１３間で用いられ
うる。垂直部飽和の場合において、運動人為構造は例え
ば呼吸又は心臓運動により減少されつる。垂直部飽和は
さらに視界（画像解像度を改良するようズームする）を
感じるよう用いられつる。いわゆる並行前飽和の場合に
おいて、画像される端面に又はこれより流れる核スピン
による流動人為構造は減少されうる。空門前飽和用のパ
ルス及び勾配スイッチングはそれ自体公知である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明による磁気共鳴装置を系統的に示す図
、 第１Ｂ図は磁気共鳴信号を受信するヘッドコイルを示す
図、 第２八図は本発明によるパルスシーケンスを示す図、 第２Ｂ図は抑圧される化学的シフト成分の磁化の縦緩和
を示す図である。 １・・・磁気共鳴装置、２・・・定常均一性磁界発生手
段、３・・・ｒｆパルス敢躬手段、４・・・本体、５・
・・変調手段、６・・・受信／復調手段、７・・・サン
プリング手段、８・・・制御手段、９・・・ノーリエ変
換手段、１０・・・勾配磁界発生手段、１１・・・電力
増幅器、１２・・・ｂ向性結合器、１３・・・コイル、
１４・・・変調器、１５・・・発振器、１６・・・電源
、１７．１８゜１９・・・磁気コイル、２０・・・ヘッ
ドコイル、２１゜２２・・・コンデンサ、２３・・・接
続端子、ｅ・・・スピンエコー信号、Ｍ　・１ｉｆｔ化
、Ｐｌ　、Ｐ２．Ｐ３−ｒｆパルス、Ｘ、Ｙ、Ｚ・・・
軸。 特許出願人　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラン
ベンフ７ブリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）人体の磁気共鳴画像内の化学シフト成分からの信
   号を抑圧し、静止均一磁界内に人体を置き、化学シフト
   成分に周波数選択的である １８０°化学シフト選択ｒｆパルスで人体を放射し、デ
   ィフェージング勾配磁界を用い、１８０°ｒｆパルスの
   後遅れ時間を人体からの磁気共鳴信号を得る為のスピン
   エコー取得系に与える段階よりなり、その取得系は少な
   くとも一つの位相エンコーディング勾配よりなり、遅延
   時間はスピンエコー取得系のスタート時に、該化学シフ
   ト成分の平均的縦方向緩和成分が略ゼロになり、上記順
   次の段階は何回も繰り返され、それにより画像が磁気共
   鳴信号からのサンプルのフーリエ変換により再生され、
   １８０°化学シフト選択ｒｆパルスが断熱高速通過反転
   ｒｆパルスであることを特徴とする磁気共鳴方法。 （２）断熱高速通過ｒｆパルスはガウス重み関数により
   乗算された、複合双曲線セカントパルスであることを特
   徴とする請求項１記載の磁気共鳴方法。 （３）遅れ時間中及びディフェージング勾配の後、垂直
   前飽和系は人体運動による画像人為現象を抑圧するのに
   用いられることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気
   共鳴方法。 （４）遅れ時間中及びディフェージング勾配の後、平行
   前飽和系は人体内の流れによる画像人為現象を抑圧する
   のに用いられることを特徴とする請求項１又は２記載の
   磁気共鳴方法。 （５）スピンエコー系は、順次、空間的選択９０°ｒｆ
   パルスと、位相エンコーディング勾配磁界と、１８０°
   ｒｆパルスと、励起されたスピンエコー共鳴信号の発生
   中印加された測定勾配とからなることを特徴とする請求
   項１乃至４のうちいずれか一項記載の磁気共鳴方法。 ６）化学的シフト成分が脂質であることを特徴とする請
   求項１乃至５のうちいずれか一項記載の磁気共鳴装置。 （７）人体の磁気共鳴画像中の化学的シフト成分からの
   信号が抑圧される磁気共鳴装置であつて、静止均一磁界
   を発生する手段と、ｒｆパルスを人体に放射する手段と
   、ｒｆパルスを変調する変調手段と、励起された磁気共
   鳴信号を受信及び復調する受信及び復調手段と、磁気共
   鳴信号をサンプリングするサンプリング手段と、ｒｆパ
   ルスを放射する手段を制御する制御手段と、さらにサン
   プルされた磁気共鳴信号からの画像を再生するフーリエ
   変換手段とからなり、該変調手段、受信及び復調手段、
   及びサンプリング手段は該化学シフト成分からの信号が
   減衰され、他の成分からの信号が得られるようなもので
   あり、変調成分が該化学シフト成分の化学シフト選択反
   転用の断熱高速通過反転ｒｆパルスを発生する為振幅及
   び周波数又は位相変調を行なうよう構成されたことを特
   徴とする磁気共鳴装置。