JPH06500166A - １８０゜ｒｆパルスを用いるエコーボリューマー画像形成法 - 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】 Ｌ８０’ＲＦパルスを用いるエコーホリューマー画像形成法本発明は、磁気共鳴 画像形成システム、より詳細には１８０’ＲＦパルスを用いるエコーボリューマ ー画像形成法（Ｅｃｈｏ　Ｖｏｌｕｍａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ％ＥＶＩ）に関する ものである。

エコーボリューマー画像形成法を利用した磁気共鳴画像形成法（マンスフイール ド、ハウズマンおよびオルディッシ（Ｐ、　Ｍａｎｓ　ｆ　ｉｅ　ｌｄ、　Ａ、 　Ｍ、　Ｈ。

ｗｓｅｍａｎ、Ｒ，Ｊ、Ｏｒｄｉｄｇｅ）、０．ＩＴにおけるポリニーマー画像 形成法、Ｊ、Ｐｈｙｓ、Ｅ、２２，３２４−３３０　（１９８９））によれば、 観察すべき一定厚のスライス内の数個の平面を、エコープラナ−画像形ｆｆ（ｅ ｃｈｏ−ｐｌａｎａｒ　ｉｍａｇｉｎｇ）　（マンスフイールド、／％ウズマン およびオルディッジ（Ｐ、Ｍａｎｓ　ｆ　ｉｅ　ｌｄ、Ａ、Ｍ、Ｈｏｗｓｅｍａ ｎ、Ｒ，Ｊ、Ｏｒｄ　ｉｄｇｅ）、ＮＭＲスピンエコーを用いるポリニーマー画 像形成法、Ｊ、Ｐｈｙｓ、Ｃ，１０，Ｌ５５　（１９７７）ＥＰＩ）における１ 平面の検査に必要テあると思われるものと同し時間内に同時に検査することがで きる。初期の厚手スライス（ｔｈｉｃｋ　５ｌｉｃｅ）選択プロセスののち、ス ピンシステムは適切に変調されたｘｓＹおよび２直線磁気グラジエント（ｇｒａ ｄｉｅｎｔ）を用いて３主軸に沿って符号化される。この型のエコーボリューマ ー画像形成法は、均質な検体については高い磁場において、均質性がより低い検 体については低い磁場で良好に作動する。バルク磁化率アーチファクトが誘導さ れ、静磁場均一性の破壊を生じるので、操作磁場強度が間層となる。この静磁場 均一性が過度に破壊されると、上記のＥＶＩは現在得られるグラジェント強度お よびスイッチング速度では非実用的となる。

本発明の目的は、磁化作用により生じる誘導局部磁場作用を克服する手段を提供 することである。このＥＶＩ変法はグラジェント反転の代わりに１８０°ＲＦパ ルスを用いる。同様な変法がエコープラナ−画像形成法（（Ｅｃｈｏ　Ｐｌａｎ ａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ）ＥＰＩに用いるものとして英国特許出願第８９１８１０ ５．１号明細書に記載されている。

従って本発明は、有効ボリュームのスピン磁化を得るための厚手スライスを物体 内に選択する初期選択プロセスを物体に付与することを含む、エコーボリューマ ー画像形成法による物体の特定領域の磁気共鳴画像の形成法において、さらにこ うして定められた有効ボリュームを１８０’ＲＦパルスならびに適切に変調され たｘ、、ｙおよび２グラジエントの組み合わせに付与してエコーボリューマー画 像を形成することを含むことを特徴とする方法を提供する。

本発明の形態につき添付の図面を参照して述べる：図１は、初期厚手スライス選 択位相に関するタイミング図を示す。Ｇｏ、Ｇ、およびＧ、に関するプリフェー シング（ｐｒｅ−ｐｈａｓ　ｉｎｇ）パルスも含まれる（斜線部）： 図２は、１８０°ＲＦパルスを用いた改良ＥＶＩシーケンスに関するタイミング 図を示す。（グラジェントＧ、は、非選択的ＲＦ選択パルスの適用、ならびにＧ 、およびＧ、グラジェントブリップ（ｂｌｉｐ）の適用のためのウィンドウを与 える小さなギャップまたはノツチを有する、単極性のものである点に注目された い）。

図３（ａ）は、図２に示した改良ＥＶＩシーケンスに関するに一空間軌跡を示す 。（１８０°ＲＦパルスの効果はに一軌跡をに−７間の共役点へ移行させること であるという点に注目されたい）。

図３（ｂ）は図３（ａ）の別形態の走査法を示し、この場合走査は中央の２＝０ において開始し、次いで共役平面対の間を通り、±２平面において終了する。

図４（ａ）は、不定期１８０°ＲＦパルスを双極性Ｇ８グラジェントと組み合わ せて用いた改良ハイブリッドＥＶＩシーケンスに関するタイミング図を示す。

図４（ｂ）は、１８０°ＲＦパルスを用いた改良ハイブリッドＥＶＩシーケンス に関する別形態のタイミング図を示す。

図５は、図４（ａ）および４（ｂ）に示したＥＶＩシーケンスに関するに一空間 軌跡を示す。

ａ）共役点Ｑ−Ｑ’ ｂ〕共役点Ｒ−Ｒ’ 改良ＥＶＥシーケンスはグラジェント反転の代わりに短い１８０’ＲＦパルスを 用いる。下記の１変型においては１８０’ＲＦパルスは非選択的であるが、短い １８０°ＲＦパルスを代わりに用いる新規シーケンスの変法が可能である。この 節においては、非選択的１８０°ＲＦパルスの使用のみについて述べる。

初期厚手スライス選択に関するタイミング図が図１に示される。この場合、グラ ジェントＧ、の存在下で厚手スライスを選択的に励起するために整形されたＲＦ パルスが用いられる。同様にこの時間枠内でプリーフェージングパルスＧヨ、Ｇ 、およびＧ、が付与される（斜線部）。ここに記載する初期スライス選択法は、 ポリューマー符号化位相に先立つ広範な初期スライス選択またはポリューマー選 択法の特定の例であることが強調され、その際、より全般的な有効スピンを定め るために１または２以上のグラジェントの存在下でＲｆの形状が変調される。

初期スライス選択位相ののち、図２に示すようにＲＦパルスおよびグラジェント パルスを付与する。標準的ＥＶＩと異なり、グラジェントＧ、は図示されるよう に小さなギャップまたはウィンドウを有する単極性のものであり、ここにＲＦパ ルスが付与される。この型の実験においては、グラジェントＧ、は交互のＧ８ギ ャップ内に落下し、ただしＲＦパルスと一致しないように調整される。図示され た例においては、ＧｌブリップはＲＦパルスに先行する。Ｇ、グラジェントもブ リップ付きパルスの形で付与されるか、図示されるようにより頻度が低い。図示 された例においては、これらもＲＦパルスに先行する。

ｋ−空間を通る複雑な３次元通路を図３（ａ）に示す。走査はＡにおいて開始さ れ、Ｇ８の作用下にＢへ移動する（図２参照）。次いで１８０°ＲＦパルスの付 与により、ｋ−空間の軌跡は共役点Ｃへ、次いでＤへ、以下同様に移行する。

±２の共役平面の走査ののち、ｋ−軌跡は点Ｅにおいて終了する。次いで最初の Ｇ、ブリップが付与されて、走査をＰへ移行させる。次いで１８０″パルスが走 査を共役点Ｑへ移動させる。Ｇヨの作用下に走査はＲへ進行する。次いで他の１ ８０°パルスが走査をＳへ、次いでＰへ、以下同様に移行させる。こうして共役 ２一平面対が走査されて、２＝０平面において終了する。しかしこの操作は、図 ３（ｂ）のに−軌跡に示すように走査をｚ＝０平面において開始し、共役平面対 へ跳躍し、±２平面において終了することにより逆転させることもできる。この 例においては、＋Ｇ、ブリップを用いて最初のｚ＝０平面が走査され、点Ｐへ達 する。十Ｇ、ブリップは走査をＱへ移行させる。−Ｇ、ブリップを用いて±２平 面が走査され、共役平面の交互の組においてＧ、の符号が逆転する。Ｇ、は１８ ０゜ＲＦパルスおよびグリップ付きグラジェントに対するウィンドウを有する単 極性のものである。

ｋ−空間を通るこのかなり複雑な軌跡の効果は、このようなシーケンスにおいて 得られた信号データが、３次元に一空間データセットからフーリエ変換により３ 次元画像セットを再構成しうるのに適正な秩序を有することを意味する。

１８０°ＲＦパルスの使用は、局部不均一作用によるスピンデフエージング（Ｓ ｐｉｎ　ｄｅｐｈａｓ　ｉｎｇ）がいずれも逆転し、従って最終画像からアーチ ファクトとして効果的に除去されることを意味する。

この型のＥＶＩについては当然、患者における平均ＲＦｉｌ力の沈積はより大き いであろうが、電力の沈積が間層とならない画像形成用途、すなわち無生物スピ ン分布の研究においては、このようなシーケンスは有用であることを立証しつる 。

医療用画像形成用途においては、不定期１８０”ＲＦパルスを用いる別法が有益 であろう。

不定期１８０’ＲＦパルス この型のＥＶＩにおいては、不定期１８０°ＲＦパルスとグラジェント反転の組 み合わせが提唱される。初期スライス選択後のパルスタイミング図の２変型を図 ４に示す。両走査とも、Ｇ８はＸ−軸に沿った空間符号化を得るために短期間変 調される。同時にグラジェントＧ、がＧ８のゼロ交点に相当する地点において短 いブリップで付与される。図４（ａ）と４　（ｂ）　（７）相異は、共役２走査 が終了する様式にある。これらのシーケンスについてのに一空間軌跡を見ると（ 図５）、この実験の初期位相においてとられた通路は、初期Ｇ、プレパルスのサ イズにより決定される特定の２一平面においてに一空間を走査することに相当す る。点Ｐにおいて走査を開始しよう。この平面の走査ののち、１８０°ＲＦパル スを付与して、ｋ−軌跡をに一空間図の点Ｑから共役点Ｑ′へ移行させる（図４ （ａ）参照）か、またはＲからＲ′へ移行させる（図４（ｂ）参照）。この地点 でグラジェントＧ８は同一位相についてその共役平面を走査し続けなければなら ない。この走査の終了する地点（点ＳまたはＴ）において、隣接Ｚ一平面および それに対応する共役平面を走査するためにＧ、ブリップが付与され、ｋ−軌跡を 点Ｓ′またはＴ′へ移行させる。これに続いて１８０°ＲＦパルスが付与され、 ｋ−軌跡を点ＵまたはＶへ移行させる。走査が２＝０平面において終了するまで 一連のＧ。

ブリップによりこのプロセスが反復される。

より少ないＲＦ電力を用いる変法においては、交互のＲＦパルスを排除し、喪失 したＲＦパルス対間のＧ、ブリップの符号を逆転させる。他の変法においては、 全走査プロセスが２＝０平面において開始され、共役平面対内へ移動し、±２平 面において終了する。

これらのシーケンスを用いると、３次元に一空間全体をＬｏｏｍｓ程度の期間で １回のパスにおいて走査することができる。ｋ−軌跡走査期間中、データが採取 される。適切なデータ再構成およびフーリエ変換により、物体の３次元画像を形 成しうる。

上記に概説した不定期ＲＦパルスの使用は、時間Ｔｌｌにおける不均一スピン− デフエージングによる信号損失が小さい場合にのみ作動する。これは、たとえば 腹部または頭部（ガス性または骨の空洞を除く）における組織および器官間の感 受性の相異が小さい医療用画像形成の用途に十分に適用される。この状況では上 記の不定期ＲＦパルスの使用によって患者の体内におけるＲＦ電力の沈積が劇的 に低下し、この方法は臨床的に受け入れられるものとなり、同時により強力にな り、かつ高い静磁場均一性への依存性が低下する。

以上の説明においては、ブリップ付きの、または持続時間の短いＧ、およびＧ、 グラジェントの使用を強調したが、Ｇ、が方形もしくは台形変調波形で、または 一定の低水準波形として付与され、Ｇ、が一定の低水準波形として付与された場 合にもＥＶＩ画像は得られる。上記の波形とブリップ付き波形の組み合わせを用 いることもできる。

本発明者らは、１８０°ＲＦパルスの使用を採用して、双極性グラジェント変調 を完全に置換した、または双極性グラジェント変調を部分的に置換した、エコー ボリューマー画像形成法（ＥＶＩ）の変法を提示した。両方の場合とも、１８０ °ＲＦパルスの使用は高い磁場強度における試料の感受性作用により誘導される 局部不均一性を効果的に排除する効果をもつ。このような不均一性の作用は高い 静磁場強度における患者の画像形成および分光分析に際して一般的であり、この ような場合不定期ＲＦパルスの使用は誘導される不均一性の有害な作用を克服し 、同時に患者を許容しうるＲＦ電力沈積状態となす手段である。

＋２一平面 ＋２平面 Ｐ 涌止晋の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　５年　１月２９８１

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．有効ボリュームのスピン磁化を得るための厚手スライスを物体内に選択する 初期選択プロセスを物体に付与することを含む、エコーボリューマー画像形成法 による物体の特定領域の磁気共鳴画像の形成法において、さらにこうして定めら れた有効ボリュームを１８０°ＲＦパルスならびに適切に変調されたｘ、ｙおよ びｚグラジエントの組み合わせに付与してエコーボリューマー画像を形成するこ とを含むことを特徴とする方法。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、適切に変調されたＸ、ｙおよびｚグラジ エント（Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ、）ならびに１８０°ＲＦパルスの組み合わせにより ｋ−空間における複雑な軌跡が得られ、これによりこのシーケンスにおいて得ら れた信号データが、３次元ｋ−空間データセットからフーリエ変換により３次元 画像セットを再構成しうるのに適正な秩序を有することが保証される方法。
3. ３．請求の範囲第２項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、ｘグラジエント（Ｇｘ）が小さなギャツ ブ（またはウィンドウ）を有する単極性のものであり、この中へＲＦパルスが付 与される方法。
4. ４．請求の範囲第３項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴面像の形成法において、変調ｙグラジエント（Ｇｙ）が、交互の Ｇｚギャップ内へ落下するが、ＲＦパルスと一致しないように調整された一連の 短いブリッブからなる方法。
5. ５．請求の範囲第４項に記載のエコーポリユーマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、ＧｙブリッブがＧｘギャップ内でＲＦパ ルスに先行する方法。
6. ６．請求の範囲第５項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、変調ｚグラジエント（Ｇｚ）が一連の予 め定められた間隔のブリッブ付きパルスとして付与され、ＧｚパルスがＧｙパル スより低頻度である方法。
7. ７．請求の範囲第６項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、ＧｘパルスがＧｘパルスのギャップ内で ＲＦパルスに先行する方法。
8. ８．請求の範囲第２項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、ｘグラジエント（Ｇｘ）がｘ−軸に沿っ た空間符号化を与えるために短期間変調され、そしてｙグラジエント（Ｇｙ）が Ｇｘのゼロ交点に相当する地点において短いブリッブで付与される方法。
9. ９．請求の範囲第８項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特定 領域の磁気共鳴画像の形成法において、変調ｚグラジエント（Ｇｘ）パルスはＧ ｘグラジエントがゼロである期間付与され；ＧｘパルスがＧｙパルスより低頻度 で付与される方法。
10. １０．請求の範囲第２項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特 定領域の磁気共鳴画像の形成法において、変調ｙグラジエントＧｙが方形または 台形変調波形の形で付与され、変調ｚグラジエント（Ｇｘ）が一定の低水準波形 の形で付与される方法。
11. １１．請求の範囲第２項に記載のエコーボリューマー画像形成法による物体の特 定領域の磁気共鳴画像の形成法において、変調ｙグラジエント（Ｇｙ）が低水準 波形の形で付与され、変調ｚグラジエントＧｘが一定の低水準波形の形で付与さ れる方法。