JPH03231632A - 磁気共鳴イメージング方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅ
ｓｏｎａｎｃｅ　）現象を利用して被検体（生体）のス
ライス画像等の形態情報やスペクトロスコピー等の形態
情報を得る磁気共鳴イメージング方法に関し、特に、Ｘ
線ＣＴスキャナ装置の透視像（スキャノｆｇりに相当す
る画像を得るための磁気共鳴イメージング方法に関する
。

（従来の技術） 磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω。（ω。−２πν。、ν。；
ラーモア周波数）で共鳴する。

ω０−γＨＯ ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈｏは静磁場強度で坐る。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を信
号処理して、原子核密度、縦緩和時間Ｔ１．横緩和時間
Ｔ２．流れ、化学シフト等の情報が反映された診断情報
例えば被検体のスライス像等を無侵襲で得るようにして
いる。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定の部
位に対する励起とその信号収集とを行うようにしている
。

この場合、イメージング対象とする特定部位は、一般に
ある厚さを持ったスライス部位であるのが通例であり、
このスライス部位からのエコー信号やＦＩＤ信号の磁気
共鳴信号（Ｍ　Ｒ信号）を多数回のデータエンコード過
程を実行することにより収集し、これらデータ群を、例
えば２次元フーリエ変換法により画像再構成処理するこ
とにより前記特定スライス部位の断層像（スライス像）
を生成するようにしている。また、断層像（スライス像
）の他に、位置決め画像としての用途等に好適なＸ線Ｃ
Ｔスキャナ装置の透視像（スキャノ像）に相当する画像
をも得ることができる。

第１１図は断層像や透視像を得ることができる磁気共鳴
イメージング装置の全体構成を示す図、第１２図は同磁
気共鳴イメージング装置で実行され得る透視像生成のた
めの磁気共鳴イメージング方法を示すパルスシーケンス
例のパルス繰返し過程を示す波形図である。

第１１図に示すように、被検体Ｐを内部に収容すること
ができるようになっているマグネットアッセンブリＭ　
Ａとして、常電導又は超電導方式による静磁場コイル（
静磁場補正用シムコイルが付加されていることもある。

）１と、磁気共鳴信号の誘起部位の位置情報付与のため
の傾斜磁場を発生するためのｘ、ｙ、ｚ軸の傾斜磁場発
生コイル２と、回転高周波磁場を送信すると共に誘起さ
れた磁気共鳴信号（Ｍ　Ｒ信号）を検出するための送受
信系である例えば送信コイル及び受信コイルからなるプ
ローブ３とを有し、超電導方式であれば冷媒の供給制御
系を含むものであって主として静磁場電源の通電制御を
行う静磁場制御系４、ＲＦパルスの送信制御を行う送信
器５、誘起ＭＲ倍信号受信制御を行う受信器６、ｘ、ｙ
、ｚ軸の傾斜磁場発生コイル２のそれぞれの励磁制御を
行うＹ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場電源７，８，９、例えば
第１２図に示す透視像パルスシーケンスや、通常の断層
像生成のためのパルスシーケンスを実施することができ
るシーケンサ１０、これらを制御すると共に検出信号の
信号処理、及びその表示を行うコンピュータシステム１
１により構成されている。

ここで、第１２図に示す従来の透視像シーケンスは、−
例としてグラデイエンド・フィールド−エコー法を利用
するものであり、静磁場中に被検体を配置すると共に、
シーケンサ１０を動作させることにより実行される。す
なわち、送信器５が駆動され、プローブ３の送信コイル
から回転磁場のＲＦパルスとしてフリップ角度が一般に
はα０（α０≦９０°）の選択励起パルスを加えると共
に傾斜磁場電源７，８．９を駆動して傾斜磁場発生コイ
ル２からはＺ軸方向（被検体の体軸方向をｚ軸とする。

）の傾斜磁場Ｇｚをスライス用傾斜磁場Ｇ５として加え
る。

次に、位相エンコード用傾斜磁場Ｇ、を加えることをし
ない（ここで位相エンコード用傾斜磁場Ｇ、を加えると
断層像シーケンスとなる。−）で、Ｙ軸方向の傾斜磁場
ＧＹを反転磁場及び正転磁場の組合にてリード用傾斜磁
場ＧＲとして加えることにより、前記選択励起パルスの
周波数及びスライス用傾斜磁場Ｇ、の強度で特定される
励起部位から磁気共鳴信号（エコー信号）をプローブ３
の受信コイルで収集する。得られたエコー信号をフーリ
エ編冠すると、投影データが求められる。

そして、第１２図のシーケンスを前記α０の選択励起パ
ルスの周波数及びスライス用傾斜磁場Ｇｓの強度を変更
する、つまり励起部位をＺ軸方向に移動して繰返して実
行してデータ群を得ることにより、第１３図に示すよう
に、最初にスライス部位Ｓ１にて投影データＳＧ、が得
られ、スライス部位Ｓ、にて投影データＳＧｉが得られ
、スライス部位Ｓ。にて投影データ５Ｇｆｉが得られる
ようになる。ここでＴＲはパルス繰返し時間、ＴＥはエ
コー時間である。この場合、エコー信号の収集が終り次
第に、Ｔ１緩和過程による回復を待たずに励起部位を変
更して次のデータ収集を実行して良い。

次に第１４図を参照して別の従来の透視像シーケンスを
説明する。この例もグラデイエンド・フィールド・エコ
ー法を利用して説明するが、スライス部位を決定する選
択励起パルスとして第１２図の例では特定部位を選択す
るべくα°選択励起パルスを用いたのに代えて、フリッ
プ角α０のインパルスを用いる方法である。インパルス
は多周波数成分を含んだものであるため、−回で広い領
域からエコ、−信号を収集することかでき、パルスの繰
り返し毎に強度を可変した傾斜磁場ＣＺを加え、得られ
たデータ群に対して２次元フーリエ変換を実施すれば、
スキャノ像を生成することができる。

次に第１５図を参照してさらに別の従来の透視像シーケ
ンスを説明する。この例もグラデイエンド・フィールド
・エコー法を利用して説明するが、スライス部位を決定
する選択励起パルスとして第１２図の例と同しように特
定部位を選択するべく９０°パルスを用いるが、パルス
繰返し毎に強度を可変した傾斜磁場Ｇｚを加え、得られ
たデータ群に対して２次元フーリエ変換を実施すれば、
第１２図の例と同しように広い領域の投影データを得る
ことができ、スキャノ像を生成することができる。

また、第１２図の例において選択励起パルスの周波数を
変えるのに変えて被検体が載置される天板を移動するこ
とにより、同じように広い領域からエコー信号を収集す
ることができ、スキャノ像を生成することができる。こ
の場合、エコー信号の収集が終り次第、Ｔ１緩和過程に
よる回復を待たずに天板を移動して次のエコー信号の収
集過程を実行して良い。なお、上述の例では、いずれも
水素原子核（プロトン）に対する磁気共鳴イメージング
方法である。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように各種の方法により広い領域からの磁気共鳴
信号を得ることができ、フリーリエ変換を施すことによ
りスキャノ像を生成することができるか、上述のいずれ
の方法も次の点で問題である。

すなわち、プロトンイメージングでは、脂肪からの磁気
共鳴信号の強度が高いので、脂肪以外の組織からの信号
差か作るコントラストか隠されてしまい、臨床上、診断
価値の低い画像となっている。

そこで本発明の目的とするところは、十分にコントラス
が付き、臨床上有益なスキャノ像を得ることが可能な磁
気共鳴イメージング方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために次のような手段を講
じた構成としている。すなわち、水素原子核にかかる磁
気共鳴現象による励起部位を、被検体中の２次元的広り
を持って形成し、該部位から磁気共鳴信号を収集し、前
記部位の透視像を生成する磁気共鳴イメージング方法に
おいて、前記励起又は収集に際して脂肪成分から磁気共
鳴信号の誘起を抑制することを特徴とする。

（作用） このような構成によれば、相対的に脂肪成分以外からの
磁気共鳴信号の強度が上がるので、十分なコントラスの
付いた臨床上有益なスキャノ像を得ることができる。

（実施例） 以下本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の一実施
例を図面を参照して説明する。

第１Ａ図はＩＲ（インバージョン・リカバリー）パルス
シーケンスを利用した方法であり、通常のスピンエコー
シーケンスＣＳＥ法。

９０°−１８０’パルス系列）の実行に先立って１８０
°パルスを印加するものである。すなわち、１８０°パ
ルスを印加し、所定時間Ｔ１．の後にＳＥ法を実行する
ことにより、脂肪成分から磁気共鳴信号の誘起を抑制す
ることができる。ここで、反転時間ＴＩｏは、第２図に
示すように、脂肪がらの信号が丁度零となる時間であり
、通常のＩＲ（インバージョンやりカバリ−）パルスシ
ーケンスにおけるそれよりも短いものとなっている。

上述の方法において、脂肪のＴ１回復時間は、他の組織
のＴ１回復時間に較べて短いので、脂肪の縦磁化が零と
なるＴＩ、時間まで待ってＳＥ法により磁気共鳴信号（
エコー信号）を収集する。

これによると、脂肪成分からの磁気共鳴信号の誘起を抑
制して他の組織からの磁気共鳴信号を強調することがで
きる。

上述した方法は、第１２図に示す選択励起パルスについ
ての周波数変更方式、第１４図のインパルス方式、第１
５図に示す傾斜磁場変更方式、天板移動方式に適用でき
る。なお、第１Ａ図はＳＥ法で示してあり、第１Ｂ図等
についてはＦＥ法で示しである。

次に第３図及び第４図を参照して第２の実施例を説明す
る。第２の実施例の方法は、非常に長いエコー時間Ｔ２
を持つＳＥ法である。すなわち、この例でのエコー時間
ＴＥは、１００ｍ５．ｅｃ以上とする。Ｔ８≧１００ｍ
５　ｅ　ｃとすると、第４図に示すように、脂肪からの
信号が零又は抑制されたものとすることができる。この
場合、脂肪の横緩和時間Ｔ２は他の組織の成分に較べ短
いので、脂肪からの信号が零又は抑制されたものとする
ことができる。この第３図の方法も、ＳＥ法で示してい
るが、ＦＥ法で示した従来の技術たる第１２図等の方法
に適用するものとする。

次に第５図及び第６図を参照して第３の実施例を説明す
る。第３の実施例の方法は、第５図に示すように、フリ
ップ角αが１５″以下の選択励起パルスを用い、パルス
繰返し時間ＴＲの短いＦＥ法である。

ここで、第６図はフリップ角αと成分毎の信号強度との
関係を示す特性図例であり、図示のようにフリップ角α
が１５°以下においては脂肪成分が他の組織よりも抑制
されたものとなる。これにより、脂肪からの信号が抑制
され、十分なコントラスの付いたスキャノ像を得ること
かできる。

次に第７図を参照して第４の実施例を説明する。

第４の実施例の方法は例えばＳＥ法における磁化の再収
束のための１８０ｍパルスの印加タイミングをＴ　Ｅ　
／　２の手前τ（静磁場強度が１，５Ｔにあっては１．
１２ｍ５ｅｃ）に設定することにより、水と脂肪との位
相を１８０″ずらし、これによりエコー時間Ｔ、におい
て脂肪からの信号が抑制され且つ水からの信号が強調さ
れたエコ信号を収集し、十分なコントラスの付いたスキ
ャノ像を得るようにしたものであり、いわゆるｐｉｘｏ
ｎ法を利用するものである。なお、（イ）〜（ニ）は、
水と脂肪との位相変化を、９０°パルス、１８０＠パル
スの印加に対応して図示したものである。

また、上述の例では、ＳＥ法における適用例であるが、
もちろんＦＥ法にも適用できる。そして、上記の例では
、水と脂肪との位相を１８０’ずらすようにしているが
、９０’、９０’の奇数倍。

１８０’の奇数倍にずらすようにしてもよい。

次に第８図を参照して第５の実施例を説明する。

第５の実施例の方法は、傾斜磁場をかげないで、脂肪の
プロトンを対象とするβ６　（β＠〜９０’）パルスを
印加し、その後にスライス用傾斜磁場を加えて、脂肪の
プロトンを十分にデイフェーズする。これにより脂肪の
プロトンは飽和して実効的に零となり、その後に通常の
ＦＥ法のシーケンスを実行する。これにより脂肪からの
信号が十分に抑制され、十分なコントラスの付いたスキ
ャノ像を得ることができる。上述の例は、ＦＥ法におけ
る適用例であるが、もちろんＳＥ法にも適用できる。

次に第９図及び第１０図を参照して第６の実施例を説明
する。第６の実施例の方法は、第９図に示すように、区
間Ｉの・対向する２つの領域に相当するγ０パルスと体
厚さ方向に相当するＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ（スライス
用傾斜磁場ＧＳ）とにより、被検体Ｐの腹部Ｓ１１と背
部Ｓ１□とを励起する。次に、通常のＳＥ法にて、区間
Ｈの９０°パルスと体軸方向に相当する２軸方向の傾斜
磁場Ｇｚ’（スライス用傾斜磁場Ｇｓ）により、被検体
Ｐの体軸に直交する断面部位Ｓ２を励起する。これによ
り区間Ｉで励起した腹部Ｓｌｌと背部Ｓ１２とは飽和し
てしまうので、結局、部位Ｓ２から腹部Ｓ１１と背部Ｓ
＋２とを差し引いた部位Ｓｌから信号が誘起する。

ここで、腹部Ｓ１１と背部Ｓ１２とを同時に励起するＲ
Ｆパルスの波形として、例えば、５ｉｎｃ関数ｓｉｎΔ
Ωｔ／ΔΩｔと余弦関数ｃｏｓ　Ｑ　ｔの積の関数を用
いれば良い。

以上の方法によれば、脂肪成分が多く存在する腹部Ｓ１
１と背部Ｓ　１２とからの信号が抑制され、脂肪以外の
組織である部位Ｓｌからの信号が強調される。これによ
り脂肪からの信号が十分に抑制され、十分なコントラス
の付いたスキャノ像を得ることかできる。上述の例は、
ＳＥ法における適用例であるが、もちろんＦＥ法にも適
用できる。

以上の各側においては、いずれも脂肪からの信号誘起の
抑制の手順を開示したものであるが、これらを単一で用
いる以外に組合わせ手もよい。また、スキャノ像対象の
広い領域からの信号収集の手順としては、従来の技術て
述べたＲＦパルスの周波数を変更する方式、厚くスライ
スする方式、インパルスを用いる方式、天板を移動する
方式等の各種の方式を適用することかできる。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、水素原子核にかかる磁気共鳴現
象による励起部位を、被検体中の２次元的広りを持って
形成し、該部位から磁気共鳴信号を収集し、前記部位の
透視像を生成する磁気共鳴イメージング方法において、
前記励起又は収集に際して脂肪成分から磁気共鳴信号の
誘起を抑制することを特徴とする。

このような構成によれば、相対的に脂肪成分以外からの
磁気共鳴信号の強度が上がるので、十分なコントラスの
付いた臨床上有益なスキャノ像を得ることができる。

よって本発明によれば、十分にコントラスが付き、臨床
上有益なスキャノ像を得ることが可能な磁気共鳴イメー
ジング方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図及び第１Ｂ図は本発明にががる磁気共鳴イメー
ジング方法の第１の実施例を示すパルスシーケンスの図
、第２図は同実施例における反転時間ＴＩと仁号強度と
の関係を脂肪と水とについて示す特性図、第３図は本発
明の第２の実施例を示すパルスシーケンスの図、第４図
は同実施例におけるエコー時間ＴＥと信号強度との関係
を脂肪と脂肪以外の実質組織とについて示す特性図、第
５図は本発明の第３の実施例を示すパルスシーケンスの
図、第６図は同実施例におけるフリップ角と信号強度と
の関係を脂肪、脂肪以外の成分について小す特性図、第
７図は本発明の第４の実施例を示すパルスシーケンスの
図、第８図は本発明の第５の実施例を示すパルスシーケ
ンスの図、第９図は本発明の第６の実施例を示すパルス
シーケンスの図、第１０図は同実施例における飽和部位
と励起部位との関係を示す図、第１１図は一般的な磁気
共鳴イメージング装置の構成を示す図、第１２図は従来
のスキャノ像生成のための磁気共鳴イメージング方法の
第１例を示すパルスシーケンスの図、第１３図は同側に
おけるスキャノ像生成の方法を模式的に示す図、第１４
図は同じ〈従来のスキャノ像生成のための磁気共鳴イメ
ージング方法の第２例を示すパルスシーケンスの図、第
１５図は同じ〈従来のスキャノ像生成のための磁気共鳴
イメージング方法の第３例を示すパルスシーケンスの図
である。 Ｍ　Ａ・・・マグネットアッセンブリ、１・・・静磁場
コイル、２・・・Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の傾斜磁場発生コイル、
３・・プローブ、４・・静磁場制御系、５・・・送信器
、６・・・受信器、７・・・Ｘ軸傾斜磁場電源、８・・
・Ｙ軸傾斜磁場電源、９・・・Ｚ軸傾斜磁場電源、１０
・・・シーケンサ、１１・・・コンピュータシステム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素原子核にかかる磁気共鳴現象による励起部位を、被
   検体中の２次元的広がりを持って形成し、該部位から磁
   気共鳴信号を収集し、前記部位の透視像を生成する磁気
   共鳴イメージング方法において、前記励起又は収集に際
   して脂肪成分から磁気共鳴信号の誘起を抑制することを
   特徴とする磁気共鳴メージング方法。