JPH0265841A

JPH0265841A - ケミカルシフトイメージ作成方法

Info

Publication number: JPH0265841A
Application number: JP63217391A
Authority: JP
Inventors: Toru Shimazaki; 島崎　通; Yuji Inoue; 井上　勇二
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-06

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】（産業上の利用分野）本発明はＭＲＩの水と脂肪によるケミカルシフトをディ
クソン法を用いて分離して表示するケミカルシフトイメ
ージ作成方法に関する。

（従来の技術）原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原子
核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差運
動をする。この静Ｉｉｔ＆場に垂直な軸に前記の周波数
の高周波回転１１Ｊｌｉｌを印加すると磁気共鳴が起こ
り、前記の定数を有する特定の原子核の集団は共鳴条件
を満足する高周波磁場によって単位間の遷移を生じ、エ
ネルギー準位の高い方の準位に遷移する。共鳴復高い準
位へ励起された原子核は低い準位へ戻ってエネルギーの
放射を行う。核磁気共鳴擾像装置（以下ＭＲｒという）
は、この特定の原子核による核磁気共鳴（以下ＮＭＲと
いう）現象を観察して被検体の断層像をＩｌｌ＠する装
置である、このようなＮＭＲイメージングにおいては、用在は特定
の原子核として主として水素原子核であるプロトンを用
いて行っている。併し、同じプロトンにおいても、例え
ば水と脂肪のように異なる化合物中の水素原子核では、
共鳴周波数が＠感に化学構造に依存して変化する。この
共鳴周波数のずれをケミカルシフトという。

水と脂肪の場合のプロトンの共鳴周波数にはｆ’＝３．
５ｐｐｍの差がある。この差を利用して水と脂肪の分！
ｌＩｌ像を１ａる方法が幾つか提案されている。この中
、比較的低磁場のＭＲｒではディクソン法が多く用いら
れている。ディクソン法を第２図を参照して説明する。

第２図は３軸の各軸に加えるパルスシーケンスの一部で
、高周波（以下ＲＦという）軸と信号軸のみを示しであ
る。図において、（イ）図は励起パルス１と反転パルス
２の時間間隔をＴａとしたときに、ＴＲ＝ＴＥ／２に選
んだスキャンＳ１の図である、ここで、Ｔ［は励起パル
ス１とＳＥ信号３の間の時間間隔である。この時水と脂
肪のそれぞれのプロトン成分の磁化ベクトルは同位相に
なる。（ロ）図は励起パルス１と反転パルス２どの時間
間隔ＴＲをＴｎ＝（ＴＥ／２）−εとした時のスキャン
Ｓ２の図である、この時の水とＷｆｔ訪の磁化ベクトル
の位相は逆位相となろう励起平面での磁化ベクトルの位相関係を第３図に示プ。

図において、（イ）図は第３図（イ）のスキャンＳ＋の
場合のＴｅ＝ＴＥ／２とした時の水４と脂肪５の磁化ベ
クトルの位相関係で、水４と脂肪５の磁化ベクトルは同
位相となっている。

（ロ）図は第２図（ロ）のスキャンＳ２の場合のＴａ　
＝　（丁Ｆ／２）−εとした時の水４と脂肪５の（Ｃ相
関係で、水４と脂肪５とは逆位相になっている。ここで
、εは水４と脂肪５の位相が逆位相になる値で、磁場の
強さが０．３Ｔの時はε＝５．６ｍｓになる。ディクソ
ン法ではこのスキャンＳ１とスキャンＳ２の２回のスキ
ャンで得られた画像から水と脂肪の像を分離することが
できる。

即ち、ＲＦを水の場合のプロトンの共鳴周波数に合わせ
て行うスキャンにおいて、スキャンＳＬでは水（Ｗ＞と
脂肪（Ｆ）が同相で、スキャン８２では逆相であること
から、Ｓｌ−Ｗ　　−ト　Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　　（１）
Ｓ２→Ｗ−Ｆ　　　　　　　　　　　　・・・（２）が
得られる。

（１）式、（２）式から水と脂肪の分離像が次式により
求められる。

水（Ｗ＞　＝　（Ｓｌ　＋３２　）　／２　　　−　（
３）脂肪（Ｆ）　＝　（８１８２）／２　　　・・・（
４）しかしながら、ＲＦ中心周波数を水に合わせておい
ても、静磁場に不均一があると、磁場の強さにずれが生
じて周波数が正しく合わせられない。

そのため均質な水ファントムを用いて、不均一磁場の補
正のための測定を行う。今、不均一磁場の分布をＥとす
ると、Ｓｌ　−ｏ　・ｅ−”’　　−ｅ−”□’　　　　　　
−（５）３　λ＋ｗ　ｏ　・ｅ−７１Ｘｏ　　、　　−
１（Ｌ−Ｘ　　・−”　　　・・’　（６）ｅ　　　　
　　　　ｅここで、ρ：プロトン密度 α０；システムのオフセット位相 α１　；サンプリングずれによるリード方向１次位相項Ｘ　：リード方向座標となるので、（５）式、（６）式からＳ　　ｚ　　　：　　Ｓ　　＋　　　＝　　ｅ−”　　
（ｘ”）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−（
７）が得られ、Ｅは（７）式の位相項から求めることが
できる（ここで８１は参照（直として用いられている）
。

（発明が解決しようとする課題）ところで、勾配磁場を切り替えて印加するのに伴って、
磁石の導体に渦電流が誘起される。通常は勾配Ｎ源出力
波形に微分波形を加え、この渦電流の影響をなくすよう
にしているが、完全に補償することは困難である。この
渦電流によりケミカルシフトの分！ｌｌ像を得る場合に
生ずる誤差を第４図を参照して説明する。図において、
第２図と同等の部分には同一の符号を用いである、６は
ｙ方向の位置に比例してスピンの位相をずらしてやるた
めの位相エンコード勾配で、その強度は毎周期異なるよ
うに制御されている。７はＸ軸に印加され、スピンの位
相を乱されて反転パルス２で反転させるための周波数エ
ンコード用ディフェーズ勾配（以下ディフェーズ勾配と
いう）である、、８は乱れた位相を揃え、ＳＥ信号３を
生じさせるための勾配磁場で、周波数エンコード勾配と
呼ばれる。

ディフェーズ勾配７と周波数エンコード勾配８との面積
が等しくなったところにＳＥ信号３が現れる、２′はス
キャンＳ２においてスキｐ　＞　Ｓ　＋の反転パルス２
よりもεだけ早く印加した反転パルス７′はディフェー
ズ勾配７が渦電流のために波形が鈍化して尾を引いて生
じている残り勾配である。

ケミカルシフトイメージングにおいて、スキャンＳ１と
スキャン８２とでは反転パルス２を印加するタイミング
がディフェーズ勾配７に対し同等でないため、ディフェ
ーズ勾配７の波形が渦電流のためにくずれて尾を引き、
反転パルス２を印加する時点で破線で示す残り勾配７′
があると、スキャンＳ１における反転パルス２とスキャ
ン８２における反転パルス２′とではＳＥ信号３の（つ
置がδだけ異なって生ずる。このδは反転パルス２と２
′を印加した後の残り勾配７′の面積が異なることによ
って生ずる値である、このδは周波数エンコード方向の
１次の位相エラーとなる。即ち、（５）式と（６）式の
右辺第３項のＸの値が異なるため、（７）式が成立しな
い。従ってｔａＩ！計測ではこれが測定エラーとなり、
また分ｌｌ像では分離エラーとなっている。

本発明は上記の点に濫みてなされたもので、その目的は
、ディフェーズ勾配の波形が渦電流の影響を受けて、残
り勾配を生ずるときにも影響を受けないケミカルシフト
イメージ作成方法を実現することにある。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決する本発明は、ＭＲＩの水と脂肪による
ケミカルシフトをディクソン法を用いて分離して表示す
るケミカルシフトイメージ作成方法において、ディクソ
ン法に用いられる励起パルス印加復反転パルス印加まで
の時間間隔を第１回のスキャンにおけるＴＥ／２及び第
２回のスキャンにおける（ＴＥ／２）−２８を保ちつつ
、第２回のスキャン時に印加する励起パルス印加タイミ
ングをずらせて、ディフェーズ勾配印加時点と反転パル
ス印加時点のタイミングを一定に保つことを特徴とする
ものである（作用）ディクソン法により水と脂肪の磁化ベクトルが同相にな
る第１回のスキャンを行った後、第２回のスキャンにお
ける励起パルスを２εだけ遅らせて印加し、ディフェー
ズ勾配と反転パルスの時間間隔を一定に保って渦電流に
よるディフェーズ勾配の波形のずれの影響を消去させる
。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の方法の一実施例のパルスシーケンスの
図である。使用するＭＲｒは通常用いるものと同じであ
る。図において、第４図と同等な部分には同一の符号を
付しである。１′はスキャン＄１において印加した励起
パルス１に対し、スキャンＳλにおいて２εだけ遅れて
印加した励起パルスである。

次に、上記のようにスキせンＳｚにおいて励起パルス１
′を印加された本実施例のパルスシーケンスによるＭＲ
ｒの動作を説明する。スキャンＳ１において、励起パル
ス１とスライス勾配（図示せず）によってｚ＝Ｑを中心
とするｚ軸に垂直な断層月影におけるスライス面内のス
ピンが選択的に励起される。ディフェーズ勾ｉｉ！７に
よりスピンの位相が乱れたところを反転パルス２により
反転される。次に周波数エンコード勾配８が印加され、
ディフェーズ勾配７と周波数エンコード勾配８の面積が
等しくなったところにＳＥ信号３が現れる。

スキャンＳ２において、励起パルス１′は励起パルス１
より２εだけ遅延させて印加される。ディフェーズ勾配
７９周波数エンコード勾配８はスキャンＳＩと同様に印
加する。このスキャンＳ２では励起パルス１′と反転パ
ルス２の時間間隔ＴＢが次式のようになっている。

Ｔｌｌ−（ＴＥ／２）−２６従ってスキャンＳ＋で水と脂肪が同相に合わせられてい
る場合、スキャンＳ２では水とＩｆ　Ｉｔ／ｊとは逆相
になっている。しかも、反転パルス２と位相エンコード
勾配６及び周波数エンコード勾配７とのタイミングはス
キャン＄１とスキャン＄２とにおいて全く同じであるた
め、渦電流によって発生した残り勾配７′による影響は
スキャンＳ１とスキャンＳ２において同様であってＳＦ
信号３の現れる位置も等しいため座ｌｘが等しく、１次
位相エラー項ｅ−７ｃＬ、１は（５）式、（６）式にお
いて全く同じになる。従って（７）式の不均一磁場の分
布Ｅを求める演算式において、１次位相エラー項は打ち
消されて（７）式が成立し、渦電流による影響はなくな
る。

以上のように本実施例では、ディフェーズ勾配７と反転
パルス２の印加のタイミングがスキャンＳＬとスキャン
Ｓ２において同じであるため渦電流により生ずる残り勾
配７′の影響が両者に対し同等に作用するため、残り勾
配７′に伴う主として１次の位相エラーの影響が相殺で
きて、不均一分布Ｅを求める磁場計測では上記による測
定エラーを生じない。又、ケミカルシフトイメージには
スキャン＄１と３２とで１次位相エラーが異なるために
生ずる分離エラーによるシェーディングが起こらない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明によれば、ディフェー
ズ勾配の波形が渦電流の影響を受けて残り勾配を生じた
ときにも磁場不均一分布を正確に求めることができて、
水と脂肪の分離を正しく行うことができるようになり、
実用りの効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例のパルスシーケンス、
第２図はディクソン法におけるスキャンＳ１とＳ２のＲ
Ｆパルスの印加タイミングの図、第３図は第２図のパル
スシーケンスで得られる水と脂肪の磁化ベクトルの関係
図、第４図はディクソン法のパルスシーケンスにおいて
受ける渦電流の影響の説明図である。１．１′・・・励起パルス　　２．２′・・・反転パル
ス３・・・ＳＥ信号　　　　　　４・・・水と磁化ベク
トル５・・・脂肪の磁化ベクトル６・・・位相エンコード勾配７・・・ディフェーズ勾配７′・・・残り勾配８・・・周波数エンコード勾配

Claims

【特許請求の範囲】

ＭＲＩの水と脂肪によるケミカルシフトをディクソン法
を用いて分離して表示するケミカルシフトイメージ作成
方法において、ディクソン法に用いられる励起パルス印
加後反転パルス印加までの時間間隔を第１回のスキャン
におけるＴＥ／２及び第２回のスキャンにおける（ＴＥ
／２）−２εを保ちつつ、第２回のスキャン時に印加す
る励起パルス印加タイミングをずらせて、周波数エンコ
ード用ディフェーズ勾配印加時点と反転パルス印加時点
のタイミングを一定に保つことを特徴とするケミカルシ
フトイメージ作成方法。