JPH07159355A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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- JPH07159355A JPH07159355A JP5311735A JP31173593A JPH07159355A JP H07159355 A JPH07159355 A JP H07159355A JP 5311735 A JP5311735 A JP 5311735A JP 31173593 A JP31173593 A JP 31173593A JP H07159355 A JPH07159355 A JP H07159355A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は骨塩量のみならず、骨梁の細かさに関
する情報を得ることができる磁気共鳴イメージング装置
を提供することである。 【構成】ＡＳＥ法のパルスシーケンスにおいて、１８０
゜パルスのオフセットτ／２を変えながら、ＭＲ信号を
収集する。τを変えながら、τ＝０の信号強度Ｓ0 に対
する信号強度の減衰を表わす比Ｓn ／Ｓ0 の特性を求め
る。このτ対Ｓn／Ｓ0 特性の実測値にカーブフィッテ
ィングを行い、モデル式のパラメータｋ，αを求める。
あらかじめファントムを用いて求めておいた粒子密度ρ
対ｋ、及び粒子サイズ（ボクセルサイズに対する相対
値）ＰＶＲ対αの既知の関係からｋ，αに対応する粒子
密度ρ、粒子サイズＰＶＲを求める。これらのρ、ＰＶ
Ｒにより骨構造に関する情報が得られる。
する情報を得ることができる磁気共鳴イメージング装置
を提供することである。 【構成】ＡＳＥ法のパルスシーケンスにおいて、１８０
゜パルスのオフセットτ／２を変えながら、ＭＲ信号を
収集する。τを変えながら、τ＝０の信号強度Ｓ0 に対
する信号強度の減衰を表わす比Ｓn ／Ｓ0 の特性を求め
る。このτ対Ｓn／Ｓ0 特性の実測値にカーブフィッテ
ィングを行い、モデル式のパラメータｋ，αを求める。
あらかじめファントムを用いて求めておいた粒子密度ρ
対ｋ、及び粒子サイズ（ボクセルサイズに対する相対
値）ＰＶＲ対αの既知の関係からｋ，αに対応する粒子
密度ρ、粒子サイズＰＶＲを求める。これらのρ、ＰＶ
Ｒにより骨構造に関する情報が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁化率(susceptability)
による信号強度の変化（減衰）、いわゆるサセプタビリ
ティ・イフェクト(susceptability effect) を定量的に
測定し、骨の構造に関する情報を得る磁気共鳴イメージ
ング装置に関する。
による信号強度の変化（減衰）、いわゆるサセプタビリ
ティ・イフェクト(susceptability effect) を定量的に
測定し、骨の構造に関する情報を得る磁気共鳴イメージ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線を用いた専用の装置や定量Ｘ線ＣＴ
装置（ＱＣＴ:Quantity ComputerizedTomography ）を
用いて、骨塩量を測定する方法が従来から知られてい
る。一方、近年、グラディントフィールドエコー法（Gr
adient Field Echo ：以下、ＧＦＥ法と略称する）や非
対称スピンエコー法（Asymmetrical Field Echo ：以
下、ＡＳＥ法と略称する）を用いてサセプタビリティ・
イフェクトを定量的に測定し、骨の密度を表わす骨塩定
量（以下、単に骨塩量と称する）を測定する磁気共鳴イ
メージング装置（以下、ＭＲＩ装置と略称する）が開発
されている。
装置（ＱＣＴ:Quantity ComputerizedTomography ）を
用いて、骨塩量を測定する方法が従来から知られてい
る。一方、近年、グラディントフィールドエコー法（Gr
adient Field Echo ：以下、ＧＦＥ法と略称する）や非
対称スピンエコー法（Asymmetrical Field Echo ：以
下、ＡＳＥ法と略称する）を用いてサセプタビリティ・
イフェクトを定量的に測定し、骨の密度を表わす骨塩定
量（以下、単に骨塩量と称する）を測定する磁気共鳴イ
メージング装置（以下、ＭＲＩ装置と略称する）が開発
されている。
【０００３】しかしながら、従来のいずれの装置でも骨
塩量しか得られず、骨構造に関する情報は得られなかっ
た。骨の中には、骨塩量が同一でも、圧迫骨折しやすい
ものとしにくいものがあり、臨床の際に治療方針がたて
にくい。巣状構造の粗さ、骨梁の太さ等の情報が得られ
ればより治療方針がたてやすい。
塩量しか得られず、骨構造に関する情報は得られなかっ
た。骨の中には、骨塩量が同一でも、圧迫骨折しやすい
ものとしにくいものがあり、臨床の際に治療方針がたて
にくい。巣状構造の粗さ、骨梁の太さ等の情報が得られ
ればより治療方針がたてやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
は骨塩量は求めることができるが、巣状構造の粗さ、骨
梁の太さ等の骨構造に関する情報は求めることができな
かった。本発明は上述した事情に対処すべくなされたも
ので、その目的は骨塩量のみならず、骨構造に関する情
報も得ることができる磁気共鳴イメージング装置を提供
することである。
は骨塩量は求めることができるが、巣状構造の粗さ、骨
梁の太さ等の骨構造に関する情報は求めることができな
かった。本発明は上述した事情に対処すべくなされたも
ので、その目的は骨塩量のみならず、骨構造に関する情
報も得ることができる磁気共鳴イメージング装置を提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した目的は、磁化率
による信号強度の減衰特性を測定することにより対象と
する物質の粒子構造に関する情報を得る磁気共鳴イメー
ジング装置において、信号強度の減衰特性をローレンツ
分布またはガウス分布を表わす所定のモデル式で近似す
ることにより、モデル式から粒子の密度、及び粒子の細
かさを示す係数を得ることを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置により実現される。
による信号強度の減衰特性を測定することにより対象と
する物質の粒子構造に関する情報を得る磁気共鳴イメー
ジング装置において、信号強度の減衰特性をローレンツ
分布またはガウス分布を表わす所定のモデル式で近似す
ることにより、モデル式から粒子の密度、及び粒子の細
かさを示す係数を得ることを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置により実現される。
【０００６】
【作用】本発明による磁気共鳴イメージング装置によれ
ば、サセプタビリティ・イフェクトを測定することによ
り骨の密度（骨塩量）及び骨構造を表わす情報の一つと
して骨梁の細かさを表わす情報を得るので、骨粗しょう
症等の患者への治療方針がたてやすくなる。
ば、サセプタビリティ・イフェクトを測定することによ
り骨の密度（骨塩量）及び骨構造を表わす情報の一つと
して骨梁の細かさを表わす情報を得るので、骨粗しょう
症等の患者への治療方針がたてやすくなる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴
イメージング装置の一実施例を説明する。図１はこの実
施例の概略構成を示すブロック図である。ガントリ２０
内には静磁場磁石１、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル
２、及び送受信コイル３が設けられる。送受信コイル３
はガントリ内に埋め込まれるのではなく、被検体に直に
装着されてもよい。静磁場発生装置としての静磁場磁石
１は例えば超電導コイル、または常伝導コイルを用いて
構成される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル２はＸ軸
傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを
発生するためのコイルである。送受信コイル３はスライ
スを選択するための選択励起パルスとしての高周波（Ｒ
Ｆ）パルスを発生し、かつ磁気共鳴により発生した磁気
共鳴信号（ＭＲ信号）を検出するために使用される。寝
台１３上の被検体Ｐはガントリ２０内のイメージング可
能領域（イメージング用磁場が形成される球状の領域で
あり、この領域内でのみ診断が可能となる）に挿入され
る。
イメージング装置の一実施例を説明する。図１はこの実
施例の概略構成を示すブロック図である。ガントリ２０
内には静磁場磁石１、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル
２、及び送受信コイル３が設けられる。送受信コイル３
はガントリ内に埋め込まれるのではなく、被検体に直に
装着されてもよい。静磁場発生装置としての静磁場磁石
１は例えば超電導コイル、または常伝導コイルを用いて
構成される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル２はＸ軸
傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを
発生するためのコイルである。送受信コイル３はスライ
スを選択するための選択励起パルスとしての高周波（Ｒ
Ｆ）パルスを発生し、かつ磁気共鳴により発生した磁気
共鳴信号（ＭＲ信号）を検出するために使用される。寝
台１３上の被検体Ｐはガントリ２０内のイメージング可
能領域（イメージング用磁場が形成される球状の領域で
あり、この領域内でのみ診断が可能となる）に挿入され
る。
【０００８】静磁場磁石１は静磁場制御装置４により駆
動される。送受信コイル３は磁気共鳴の励起時には送信
器５により駆動され、かつ磁気共鳴信号の検出時には受
信器６に結合される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル
２はＸ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾
斜磁場電源９により駆動される。
動される。送受信コイル３は磁気共鳴の励起時には送信
器５により駆動され、かつ磁気共鳴信号の検出時には受
信器６に結合される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル
２はＸ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾
斜磁場電源９により駆動される。
【０００９】Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源
８、Ｚ軸傾斜磁場電源９、送信器５はシーケンサ１０に
より所定のシーケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場
Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ、高周波
（ＲＦ）パルスを、後述する所定のパルスシーケンスで
発生する。この場合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場
Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは主として、例えば位相エンコ
ード用傾斜磁場Ｇｅ、読出し用傾斜磁場Ｇｒ、スライス
用傾斜磁場Ｇｓとしてそれぞれ使用される。コンピュー
タシステム１１はシーケンサ１０を駆動制御するととも
に、受信器６で受信される磁気共鳴信号を取り込んで所
定の信号処理を施すことにより、被検体の断層像を生成
し、表示部１２で表示する。
８、Ｚ軸傾斜磁場電源９、送信器５はシーケンサ１０に
より所定のシーケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場
Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ、高周波
（ＲＦ）パルスを、後述する所定のパルスシーケンスで
発生する。この場合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場
Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは主として、例えば位相エンコ
ード用傾斜磁場Ｇｅ、読出し用傾斜磁場Ｇｒ、スライス
用傾斜磁場Ｇｓとしてそれぞれ使用される。コンピュー
タシステム１１はシーケンサ１０を駆動制御するととも
に、受信器６で受信される磁気共鳴信号を取り込んで所
定の信号処理を施すことにより、被検体の断層像を生成
し、表示部１２で表示する。
【００１０】このように構成された実施例の動作を説明
する。先ず、本発明により骨構造に関する情報を求める
原理を説明する。骨髄や鉄分の沈着した組織は磁化率が
水に比べて１ｐｐｍ程度異なり、ＭＲＩ装置によりイメ
ージングする場合、図２に示すように、個々のボクセル
内では磁化率の異なる物質が粒状、または巣状にランダ
ムに分布するモデルとして近似できる。粒子、または巣
の粗さ（１個の体積）とボクセルの大きさ（体積）は相
対的なものであり、本発明ではこの比（粒子、または巣
のサイズ［mm3 ］／ボクセルサイズ［mm3 ］）をＰＶＲ
(Particle Voxel size Ratio) と定義する。また、ボク
セル内の粒子密度をρとする。本発明は骨髄等のカルシ
ウム密度のみならず、構造に関する情報を得ることであ
り、構造に関する情報の１つとして、粒子、または巣の
粗さに関するパラメータ、すなわちＰＶＲを求める手法
を例にあげて説明する。
する。先ず、本発明により骨構造に関する情報を求める
原理を説明する。骨髄や鉄分の沈着した組織は磁化率が
水に比べて１ｐｐｍ程度異なり、ＭＲＩ装置によりイメ
ージングする場合、図２に示すように、個々のボクセル
内では磁化率の異なる物質が粒状、または巣状にランダ
ムに分布するモデルとして近似できる。粒子、または巣
の粗さ（１個の体積）とボクセルの大きさ（体積）は相
対的なものであり、本発明ではこの比（粒子、または巣
のサイズ［mm3 ］／ボクセルサイズ［mm3 ］）をＰＶＲ
(Particle Voxel size Ratio) と定義する。また、ボク
セル内の粒子密度をρとする。本発明は骨髄等のカルシ
ウム密度のみならず、構造に関する情報を得ることであ
り、構造に関する情報の１つとして、粒子、または巣の
粗さに関するパラメータ、すなわちＰＶＲを求める手法
を例にあげて説明する。
【００１１】ボクセル内で粒子、または巣状構造を有す
る物質は、磁化率の空間的な細かいランダムな変化によ
り、ボクセル内の磁場分布がある広がりを有しており、
粒子や巣がボクセルサイズに比べて十分に細かく（ＰＶ
Ｒが小さい）、かつその数が十分大きければ、磁気誘導
Ｂに対する頻度分布はガウス分布（正規分布）とみなす
ことができる。ボクセルサイズが大きいとローレンツ分
布とみなすことができる。椎体骨髄では通常のＭＲＩで
のイメージング条件ではガウス分布モデルに近い状態が
十分実現できる。
る物質は、磁化率の空間的な細かいランダムな変化によ
り、ボクセル内の磁場分布がある広がりを有しており、
粒子や巣がボクセルサイズに比べて十分に細かく（ＰＶ
Ｒが小さい）、かつその数が十分大きければ、磁気誘導
Ｂに対する頻度分布はガウス分布（正規分布）とみなす
ことができる。ボクセルサイズが大きいとローレンツ分
布とみなすことができる。椎体骨髄では通常のＭＲＩで
のイメージング条件ではガウス分布モデルに近い状態が
十分実現できる。
【００１２】サセプタビリティ・イフェクトを測定する
方法として、ＧＦＥ法やＡＳＥ法がある。ＡＳＥ法の方
がＴ2 緩和（横緩和）の影響が相殺されるので優れてお
り、以下、ＡＳＥ法を用いた実施例を説明する。しか
し、本発明はＡＳＥ法に限定されず、ＧＦＥ法を用いて
もよい。
方法として、ＧＦＥ法やＡＳＥ法がある。ＡＳＥ法の方
がＴ2 緩和（横緩和）の影響が相殺されるので優れてお
り、以下、ＡＳＥ法を用いた実施例を説明する。しか
し、本発明はＡＳＥ法に限定されず、ＧＦＥ法を用いて
もよい。
【００１３】ＡＳＥ法のパルスシーケンスを図３に示
す。ＡＳＥ法は１８０パルスのタイミングがエコー時間
ＴＥの半分のタイミング（ＴＥ／２）からずれているこ
とが特徴である。このずれ時間（オフセット）τ／２を
変化させながら（ここでは、１８０゜パルスを９０゜パ
ルス側へずらしたが、エコー側にずれていてもよい）、
信号強度を測定する。τ＝０のときの信号強度をＳ0 、
τ＝ｔn （任意のオフセット）のときの信号強度をＳn
とすると、τ対Ｓn ／Ｓ0 の特性は一般に単調減少関数
となり、これはＰＶＲ、ρ、磁化率χの関数となる。
す。ＡＳＥ法は１８０パルスのタイミングがエコー時間
ＴＥの半分のタイミング（ＴＥ／２）からずれているこ
とが特徴である。このずれ時間（オフセット）τ／２を
変化させながら（ここでは、１８０゜パルスを９０゜パ
ルス側へずらしたが、エコー側にずれていてもよい）、
信号強度を測定する。τ＝０のときの信号強度をＳ0 、
τ＝ｔn （任意のオフセット）のときの信号強度をＳn
とすると、τ対Ｓn ／Ｓ0 の特性は一般に単調減少関数
となり、これはＰＶＲ、ρ、磁化率χの関数となる。
【００１４】ＰＶＲが十分小さい場合は、組織はガウス
分布モデルとなるので、τ対Ｓn ／Ｓ0 特性は図４に示
すようにガウス関数的に減衰する。ＰＶＲが大きくなる
につれて、組織はローレンツ分布モデルに近づき、τ対
Ｓn ／Ｓ0 は対数的に減衰する特性となる。図５はＰＶ
Ｒをパラメータとしたτ対ｌｎ（Ｓ0 ／Ｓn ）の特性を
示す。
分布モデルとなるので、τ対Ｓn ／Ｓ0 特性は図４に示
すようにガウス関数的に減衰する。ＰＶＲが大きくなる
につれて、組織はローレンツ分布モデルに近づき、τ対
Ｓn ／Ｓ0 は対数的に減衰する特性となる。図５はＰＶ
Ｒをパラメータとしたτ対ｌｎ（Ｓ0 ／Ｓn ）の特性を
示す。
【００１５】また、粒子密度ρに着目すると、粒子数Ｎ
及びＰＶＲがガウス分布モデルであると見なせる範囲で
は、τ対Ｓn ／Ｓ0 はｅｘｐ（−ｋ・τ2 ）のモデル式
で近似することができる。ここで、ｋはρを表わす係数
である。図６にＮをパラメータとしたτ対Ｓn ／Ｓ0 の
特性を示す。また、粒子数Ｎ及びＰＶＲがローレンツ分
布モデルであると見なせる範囲では、τ対Ｓn ／Ｓ0 は
ｅｘｐ（−ｋ・τ）のモデル式で近似することができ
る。そのため、ローレンツ分布モデルとガウス分布モデ
ルとを含めたモデル式として、以下の式を定義する。
及びＰＶＲがガウス分布モデルであると見なせる範囲で
は、τ対Ｓn ／Ｓ0 はｅｘｐ（−ｋ・τ2 ）のモデル式
で近似することができる。ここで、ｋはρを表わす係数
である。図６にＮをパラメータとしたτ対Ｓn ／Ｓ0 の
特性を示す。また、粒子数Ｎ及びＰＶＲがローレンツ分
布モデルであると見なせる範囲では、τ対Ｓn ／Ｓ0 は
ｅｘｐ（−ｋ・τ）のモデル式で近似することができ
る。そのため、ローレンツ分布モデルとガウス分布モデ
ルとを含めたモデル式として、以下の式を定義する。
【００１６】
【数２】
【００１７】ここで、ｋ，αはそれぞれρ，ＰＶＲを反
映する係数であり、α＝１の場合がローレンツ分布モデ
ル、α＝２の場合がガウス分布モデルである。したがっ
て、ＰＶＲ、すなわちボクセルサイズをパラメータとし
てτ対Ｓn ／Ｓ0 の特性を測定し、上記モデル式（１）
でカーブフィッティングを行い、係数ｋ，αを求めれ
ば、ρ、ＰＶＲを反映した情報が得られることになる。
この動作を図７にフローチャートとして示す。ステップ
＃１０で、ＡＳＥ法のパルスシーケンスにおいてτを変
えて多数のＭＲ信号を収集するステップ＃１２でτ対Ｓ
n／Ｓ0 の特性を得る。ステップ＃１４でτ対Ｓn ／Ｓ0
特性にモデル式（１）をカーブフィッティングして、
モデルの係数ｋ，αを求める。ステップ＃１６で粒子密
度ρ対ｋ、及び粒子サイズＰＶＲ対αのグラフよりｋ，
αから対応する粒子密度ρ、粒子サイズＰＶＲを求め
る。具体的には、ファントム等を用いて図８に示すよう
な骨塩量ρ対ｋの関係、及び図９に示すようなＰＶＲ対
αの関係を予め求めてグラフ化しておき、ｋ，αの値よ
り各々ρ，ＰＶＲを求める。骨塩量は通常ＣａＣｏ3 当
量（ｍｇ／ｃｃ）で表わすので、ファントムのρが不明
の場合、ＱＣＴ装置や単純Ｘ線による専用の測定装置に
より求めた値を用いてρを測定しておく。これらのρ、
ＰＶＲにより骨構造に関する情報が得られることにな
る。
映する係数であり、α＝１の場合がローレンツ分布モデ
ル、α＝２の場合がガウス分布モデルである。したがっ
て、ＰＶＲ、すなわちボクセルサイズをパラメータとし
てτ対Ｓn ／Ｓ0 の特性を測定し、上記モデル式（１）
でカーブフィッティングを行い、係数ｋ，αを求めれ
ば、ρ、ＰＶＲを反映した情報が得られることになる。
この動作を図７にフローチャートとして示す。ステップ
＃１０で、ＡＳＥ法のパルスシーケンスにおいてτを変
えて多数のＭＲ信号を収集するステップ＃１２でτ対Ｓ
n／Ｓ0 の特性を得る。ステップ＃１４でτ対Ｓn ／Ｓ0
特性にモデル式（１）をカーブフィッティングして、
モデルの係数ｋ，αを求める。ステップ＃１６で粒子密
度ρ対ｋ、及び粒子サイズＰＶＲ対αのグラフよりｋ，
αから対応する粒子密度ρ、粒子サイズＰＶＲを求め
る。具体的には、ファントム等を用いて図８に示すよう
な骨塩量ρ対ｋの関係、及び図９に示すようなＰＶＲ対
αの関係を予め求めてグラフ化しておき、ｋ，αの値よ
り各々ρ，ＰＶＲを求める。骨塩量は通常ＣａＣｏ3 当
量（ｍｇ／ｃｃ）で表わすので、ファントムのρが不明
の場合、ＱＣＴ装置や単純Ｘ線による専用の測定装置に
より求めた値を用いてρを測定しておく。これらのρ、
ＰＶＲにより骨構造に関する情報が得られることにな
る。
【００１８】以上説明したように本実施例によれば、式
（１）で表わされるモデルを使い、カーブフィッティン
グを行なうことにより、ρ、ＰＶＲを求めることがで
き、骨の密度（骨塩量）を得るとともに、骨構造を表わ
す情報の一つとしての骨梁の細かさを表わす情報を得る
ので、骨粗しょう症等の患者への治療方針がたてやす
い。
（１）で表わされるモデルを使い、カーブフィッティン
グを行なうことにより、ρ、ＰＶＲを求めることがで
き、骨の密度（骨塩量）を得るとともに、骨構造を表わ
す情報の一つとしての骨梁の細かさを表わす情報を得る
ので、骨粗しょう症等の患者への治療方針がたてやす
い。
【００１９】次に、本発明の他の実施例を説明する。第
１実施例では、原理的にはあるボクセルサイズでデータ
をとれば、ｋ、αの２つのパラメータが求められるが、
τを固定し（あるτ（＞０）で）ボクセルサイズを変え
てｋ，αを求めてもよい。例えば、ＰＶＲがガウス分布
モデルと見なせるボクセルサイズの場合は、α＝２と
し、これよりｋを求め、よってρが求められる。次に、
そのボクセルサイズより小さい何段階かのボクセルサイ
ズで同様にデータをとり、αを求めれば、ＰＶＲ、すな
わち粒子サイズが求められる。
１実施例では、原理的にはあるボクセルサイズでデータ
をとれば、ｋ、αの２つのパラメータが求められるが、
τを固定し（あるτ（＞０）で）ボクセルサイズを変え
てｋ，αを求めてもよい。例えば、ＰＶＲがガウス分布
モデルと見なせるボクセルサイズの場合は、α＝２と
し、これよりｋを求め、よってρが求められる。次に、
そのボクセルサイズより小さい何段階かのボクセルサイ
ズで同様にデータをとり、αを求めれば、ＰＶＲ、すな
わち粒子サイズが求められる。
【００２０】ここで、ボクセルサイズを変える方法を説
明する。ＭＲＩイメージングでは、ある程度の小さいマ
トリクスサイズでｋ空間のデータを一旦収集しておけ
ば、そのデータからマトリクスの粗いデータは離散フー
リエ変換後、ＤＦＴの点数を変えることによりいくらで
も作ることができる。図１０に示すようにｋ空間のデー
タについてｘ，ｙ方向のＤＦＴに用いる範囲を空間周波
数で｜ｆｘ｜≦ｆxc，｜ｆｙ｜≦ｆycとし、ｆxc，ｆyc
を小さくすれば、ピクセルサイズΔｘ＝１／ｆxc，Δｙ
＝１／ｆycはｆxc，ｆycに反比例して大きくなる。この
ボクセルサイズを縮小した場合、ＤＦＴの点数を少なく
しても良いし、ＤＦＴの点数は最大点数のままで不変と
し、上記範囲の外側に０を詰めてＤＦＴしてもよい。後
者によれば、ＤＦＴを高速に行なうＦＦＴのアルゴリズ
ム等ＤＦＴの点数が２n 点数に限定されている場合で
も、ｆxc，ｆycを変えて十分な範囲のＰＶＲのデータが
とれる。なお、ｘ，ｙ方向のＤＦＴのデータ点数をＭ
ｘ，Ｍｙとすると、ｆxc＝Ｍｘ・Δｆｘ，ｆyc＝Ｍｙ・
Δｆｙである。
明する。ＭＲＩイメージングでは、ある程度の小さいマ
トリクスサイズでｋ空間のデータを一旦収集しておけ
ば、そのデータからマトリクスの粗いデータは離散フー
リエ変換後、ＤＦＴの点数を変えることによりいくらで
も作ることができる。図１０に示すようにｋ空間のデー
タについてｘ，ｙ方向のＤＦＴに用いる範囲を空間周波
数で｜ｆｘ｜≦ｆxc，｜ｆｙ｜≦ｆycとし、ｆxc，ｆyc
を小さくすれば、ピクセルサイズΔｘ＝１／ｆxc，Δｙ
＝１／ｆycはｆxc，ｆycに反比例して大きくなる。この
ボクセルサイズを縮小した場合、ＤＦＴの点数を少なく
しても良いし、ＤＦＴの点数は最大点数のままで不変と
し、上記範囲の外側に０を詰めてＤＦＴしてもよい。後
者によれば、ＤＦＴを高速に行なうＦＦＴのアルゴリズ
ム等ＤＦＴの点数が２n 点数に限定されている場合で
も、ｆxc，ｆycを変えて十分な範囲のＰＶＲのデータが
とれる。なお、ｘ，ｙ方向のＤＦＴのデータ点数をＭ
ｘ，Ｍｙとすると、ｆxc＝Ｍｘ・Δｆｘ，ｆyc＝Ｍｙ・
Δｆｙである。
【００２１】さらに、モデル式はここで例にあげたもの
に限らず、多少変形させたものを用いてもよい。第１実
施例では多数のτについてデータを収集したが、τ＝０
と任意のτ（τ＞０；τは９０゜パルス側を正とする）
の２点のみで信号強度を測定し、Ｓn ／Ｓ0 ＝ｅｘｐ
（−ｔ／Ｔ2 * ）から減衰率を１／Ｔ2 * ＝ｌｎ（Ｓ0
／Ｓn ）／τにより表わし、ボクセルサイズを変えなが
ら１／Ｔ2 * を測定することにより、予めファントム等
から求めておいた図１１に示すようなρ対１／Ｔ2 * の
関係、図１２に示すようなＰＶＲ対１／Ｔ2 * の関係よ
り、ρ、ＰＶＲを求めてもよい。Ｔ2 * は磁場不均一が
ある場合のＴ2 （縦緩和時間）に相当する信号減衰率で
ある。
に限らず、多少変形させたものを用いてもよい。第１実
施例では多数のτについてデータを収集したが、τ＝０
と任意のτ（τ＞０；τは９０゜パルス側を正とする）
の２点のみで信号強度を測定し、Ｓn ／Ｓ0 ＝ｅｘｐ
（−ｔ／Ｔ2 * ）から減衰率を１／Ｔ2 * ＝ｌｎ（Ｓ0
／Ｓn ）／τにより表わし、ボクセルサイズを変えなが
ら１／Ｔ2 * を測定することにより、予めファントム等
から求めておいた図１１に示すようなρ対１／Ｔ2 * の
関係、図１２に示すようなＰＶＲ対１／Ｔ2 * の関係よ
り、ρ、ＰＶＲを求めてもよい。Ｔ2 * は磁場不均一が
ある場合のＴ2 （縦緩和時間）に相当する信号減衰率で
ある。
【００２２】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々変形して実施可能である。例えば、上述の実施例は骨
の構造解析に関して説明したが、鉄の成分や石灰化部カ
ルシウムの分布等の解析や、臨床以外にも工業用として
物質の構造解析一般に用いてもよい。
々変形して実施可能である。例えば、上述の実施例は骨
の構造解析に関して説明したが、鉄の成分や石灰化部カ
ルシウムの分布等の解析や、臨床以外にも工業用として
物質の構造解析一般に用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、骨
粗しょう症等の診断、治療をする上で有用な骨構造に関
する情報を得ることができる磁気共鳴イメージング装置
が提供される。
粗しょう症等の診断、治療をする上で有用な骨構造に関
する情報を得ることができる磁気共鳴イメージング装置
が提供される。
【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第１
実施例の構成を示すブロック図。
実施例の構成を示すブロック図。
【図２】ボクセルのモデルを示す図。
【図３】ＡＳＥ法のパルスシーケンスを示す図。
【図４】ＰＶＲをパラメータとしたτ対Ｓn ／Ｓ0 の特
性を示す図。
性を示す図。
【図５】ＰＶＲをパラメータとしたτ対ｌｎ（Ｓ0 ／Ｓ
n ）の特性を示す図。
n ）の特性を示す図。
【図６】Ｎをパラメータとしたτ対Ｓn ／Ｓ0 の特性を
示す図。
示す図。
【図７】第１実施例の動作を示すフローチャート。
【図８】ρ対ｋの関係を示す図。
【図９】ＰＶＲ対αの関係を示す図。
【図１０】ボクセルサイズを変える方法を説明するため
にｋ空間と画像空間の関係を示す図。
にｋ空間と画像空間の関係を示す図。
【図１１】ＰＶＲをパラメータとしたρ対１／Ｔ2 *
特性を示す図。
特性を示す図。
【図１２】ＰＶＲ対１／Ｔ2 * の特性を示す図。
１…静磁場磁石、２…Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイ
ル、３…送受信コイル、４…静磁場制御装置、５…送信
器、６…受信器、７…Ｘ軸傾斜磁場アンプ、８…Ｙ軸傾
斜磁場アンプ、９…Ｚ軸傾斜磁場アンプ、１０…シーケ
ンサ、１１…コンピュータシステム、１２…表示部。
ル、３…送受信コイル、４…静磁場制御装置、５…送信
器、６…受信器、７…Ｘ軸傾斜磁場アンプ、８…Ｙ軸傾
斜磁場アンプ、９…Ｚ軸傾斜磁場アンプ、１０…シーケ
ンサ、１１…コンピュータシステム、１２…表示部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 15/10 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 磁化率による信号強度の減衰特性を測定
することにより対象とする物質の粒子構造に関する情報
を得る磁気共鳴イメージング装置において、 信号強度の減衰特性をローレンツ分布またはガウス分布
を表わす所定のモデル式で近似することにより、モデル
式から粒子の密度、及び粒子の細かさを示す係数を得る
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項２】 １８０゜パルスのタイミングをエコー時
間ＴＥの半分からτ／２だけオフセットさせる非対称ス
ピンエコー法を用い、オフセットτ／２を変えながら磁
気共鳴信号の強度を測定し、τ＝０の時の信号強度Ｓ0
を基準とする相対的な信号強度Ｓn ／Ｓ0 対τの特性に 【数１】 で表わされるモデル式をカーブフィッティングさせ、モ
デル式の係数ｋ，αから粒子の密度、ボクセルサイズと
粒子サイズとの比を求めることを特徴とする請求項１に
記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項３】 １８０゜パルスのタイミングをエコー時
間ＴＥの半分からτ／２だけオフセットさせる非対称ス
ピンエコー法を用い、オフセットτ／２を０と任意の時
間の２つについて磁気共鳴信号の強度Ｓ0 ，Ｓn を測定
し、１／Ｔ2 * ＝ｌｎ（Ｓ0 ／Ｓn ）／τで表わされる
モデル式を用いて、信号減衰率Ｔ2 *を求め、信号減衰
率からボクセルサイズと粒子サイズとの比を求めること
を特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31173593A JP3454891B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31173593A JP3454891B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159355A true JPH07159355A (ja) | 1995-06-23 |
| JP3454891B2 JP3454891B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=18020845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31173593A Expired - Fee Related JP3454891B2 (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454891B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524830A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-07-02 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 骨構造をキャラクタライズするための拡散型磁気共鳴法 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31173593A patent/JP3454891B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009524830A (ja) * | 2006-01-24 | 2009-07-02 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 骨構造をキャラクタライズするための拡散型磁気共鳴法 |
| JP2012130759A (ja) * | 2006-01-24 | 2012-07-12 | Schlumberger Holdings Ltd | 骨構造をキャラクタライズするための拡散型磁気共鳴法の手順 |
| US8473046B2 (en) | 2006-01-24 | 2013-06-25 | Schlumberger Technology Corporation | Diffusion-based magnetic resonance methods for characterizing bone structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3454891B2 (ja) | 2003-10-06 |
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