JPH0723924A - 磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学シフトによるスライスずれを補正し、正
確な原子核密度画像あるいは化学シフト画像を得る磁気
共鳴イメージング方法を提供すること。 【構成】 複数のスペクトルを有する被検体に、スライ
ス磁場を印加するとともに、高周波パルスの周波数帯域
を最も近接している二種類の化学シフトの周波数差(ｆb
−ｆc)以下に、中心周波数を各共鳴周波数(ｆa，ｆb，
ｆc)に設定して、合計三回の化学シフト画像計測を行
い、得られた磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、上
記中心周波数を中心とする上記周波数帯域内に共鳴周波
数を持つ画像データのみを抽出し、化学シフト軸方向に
繋ぎ合わせて、３種類の化学シフト画像あるいは上記３
種類の化学シフト画像を積算した原子核密度画像を構成
するようにした磁気共鳴イメージング方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング方
法に関し、特に化学シフトによるスライスずれを補正し
て、正確な磁気共鳴画像あるいは化学シフト画像を得ら
れるようにした磁気共鳴イメージング方法方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴信号により被検体内の特定の原
子核の化学シフトスペクトルの画像情報を得る方法とし
て、従来、ラジオロジー(Ｒadiology)第149巻:第197-20
1頁(1983年)等に記載された３Ｄ−ＣＳＩ法やラジオロ
ジー(Ｒadiology)第153巻:第189-194頁(1984年)等に記
載されたディクソン法等が知られている。これらの方法
では、スライス選択用の傾斜磁場を印加するとともに高
周波パルスを照射し、特定のスライス内の原子核のみを
励起して、その選択されたスライスからの磁気共鳴信号
を検出し化学シフト情報を得ている。しかしながら、複
数の化学シフトが存在する場合には、上記化学シフトの
影響により、そのシフト量に従って選択されるスライス
がずれてしまい、同一スライスからの信号を計測できな
いという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】三種類の化学シフトが
存在する場合について、図３および図４を用いて上記事
情を示す。一例として、被検体内に図３に示すような三
個のピークを示す原子核を含む物質Ａ，物質Ｂおよび物
質Ｃが含まれている場合を考え、これらの共鳴周波数
を、それぞれｆa[Ｈz],ｆb[Ｈz],ｆc[Ｈz]とする。上述
の従来法において上記高周波パルスによって選択励起さ
れる領域を、図４に示す。ここで、上記高周波パルスの
帯域は Δｆ[Ｈz]、中心周波数はｆ₀[Ｈz]とする。この
とき、スライス厚Ｚs[m]は 傾斜磁場強度をＧz[T/m]と
すると、Ｚs＝２πΔｆ／(γＧz)で与えられる。但し、
γ[rad/(s・T)]は磁気回転比である。従って、上記従来
法では、図４に示す如く、化学シフトの影響により、物
質によって選択励起されるスライスが異なってしまうと
いう問題点があった。すなわち、上記従来技術では、複
数の化学シフトが存在する場合には、その化学シフト量
に従って選択されるスライスがずれてしまい、同一のス
ライスからの信号を計測することができないという問題
があった。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、従来の技術における上述の如
き問題を解消し、化学シフトによるスライスずれを補正
することによって、正確な磁気共鳴画像あるいは化学シ
フト画像の得られる磁気共鳴イメージング方法を提供す
ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、 (１)複数の化学シフトを有する原子核を含む被検体を静
磁場中に配置し、スライス選択用の傾斜磁場を印加する
とともに高周波パルスを照射して磁気共鳴現象を生じさ
せ、前記被検体内から発生する磁気共鳴信号を検出し、
該磁気共鳴信号を用いて原子核密度画像あるいは化学シ
フト画像を得る磁気共鳴イメージング方法において、前
記高周波パルスの周波数帯域を、分離対象とするｎ種類
の化学シフトのうち、最も近接している二種類の化学シ
フトの周波数差以下に設定するとともに、前記高周波パ
ルスの中心周波数を各化学シフトを有する原子核の共鳴
周波数に設定して、前記被検体を励起した後、エンコー
ド用の傾斜磁場を変化させて、合計ｎ枚の化学シフト画
像を得るために磁気共鳴信号を繰返し計測し、計測され
た磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、得られた化学
シフト画像のうち、対応する共鳴周波数が前記高周波パ
ルスの中心周波数を中心とする前記周波数帯域内に相当
する画像データのみを抽出し、該抽出された画像データ
を化学シフト軸方向に繋ぎ合わせて、ｎ種類の化学シフ
ト画像あるいは該ｎ種類の化学シフト画像の少なくとも
一部を積算した原子核密度画像を構成することを特徴と
する磁気共鳴イメージング方法。 (２)二種類の異なる化学シフトを有する原子核を含む被
検体を静磁場中に配置し、スライス選択用の傾斜磁場を
印加するとともに高周波パルスを照射して磁気共鳴現象
を生じさせ、前記被検体内から発生する磁気共鳴信号を
検出し、該磁気共鳴信号を用いて原子核密度画像あるい
は化学シフト画像を得る磁気共鳴イメージング方法にお
いて、前記高周波パルスの周波数帯域を、分離対象とす
る二種類の化学シフトの周波数差に設定するとともに、
前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子核の
うちの一方の原子核(原子核１)の共鳴周波数に設定し
て、前記被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁場
を変化させて、一枚目の化学シフト画像を取得するため
に磁気共鳴信号を繰返し計測し、続いて前記スライス選
択用の傾斜磁場を勾配反転させて印加し、かつ、前記高
周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子核のうちの
他方の原子核(原子核２)の共鳴周波数に設定して、前記
被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁場を変化さ
せて、二枚目の化学シフト画像を得るために磁気共鳴信
号計測を繰返し行い、該二回の化学シフト画像計測によ
り得られた磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、前記
二回の化学シフト画像計測で得られた画像データを、対
応する共鳴周波数が前記原子核１の共鳴周波数を中心と
する前記高周波パルスの周波数帯域内に相当する画像デ
ータと、対応する共鳴周波数が前記原子核２の共鳴周波
数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯域内に相当
する画像データとに分離して、合計四通りの画像データ
に分離し、前記一回目の化学シフト画像計測で得られた
前記原子核１の共鳴周波数に対応する画像データと、前
記二回目の化学シフト画像計測で得られた前記原子核２
の共鳴周波数に対応する画像データとを繋ぎ合わせ、ま
た、前記一回目の化学シフト画像計測で得られた前記原
子核２の共鳴周波数に対応する画像データと、前記二回
目の化学シフト画像計測で得られた前記原子核１の共鳴
周波数に対応する画像データとを繋ぎ合わせることによ
り、隣接する二枚の異なるスライスそれぞれについての
二種類の化学シフト画像あるいは該二種類の化学シフト
画像の和から得られる原子核密度画像を構成することを
特徴とする磁気共鳴イメージング方法。 (３)二種類の異なる化学シフトを有する原子核を含む被
検体を静磁場中に配置し、スライス選択用の傾斜磁場を
印加するとともに高周波パルスを照射して磁気共鳴現象
を生じさせ、前記被検体内から発生する磁気共鳴信号を
検出し、該磁気共鳴信号を用いて原子核密度画像あるい
は化学シフト画像を得る磁気共鳴イメージング方法にお
いて、前記高周波パルスの周波数帯域を、分離対象とす
る二種類の化学シフトの周波数差に設定するとともに、
前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子核の
うちの一方の原子核(原子核１)の共鳴周波数に設定し
て、前記被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁場
を変化させて、一枚目の化学シフト画像を取得するため
に磁気共鳴信号を繰返し計測し、続いて前記スライス選
択用の傾斜磁場を勾配反転させて印加し、かつ、前記高
周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子核のうちの
他方の原子核(原子核２)の共鳴周波数に設定して、前記
被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁場を変化さ
せて、二枚目の化学シフト画像を得るために磁気共鳴信
号計測を繰返し行い、該二回の化学シフト画像計測によ
り得られた磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、前記
二回の化学シフト画像計測で得られた画像データを、対
応する共鳴周波数が前記原子核１の共鳴周波数を中心と
する前記高周波パルスの周波数帯域内に相当する画像デ
ータと、対応する共鳴周波数が前記原子核２の共鳴周波
数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯域内に相当
する画像データとに分離して、合計四通りの画像データ
に分離し、前記一回目の化学シフト画像計測で得られた
前記原子核１の共鳴周波数に対応する画像データと、前
記二回目の化学シフト画像計測で得られた前記原子核１
の共鳴周波数に対応する画像データとを足し合わせ、ま
た、前記一回目の化学シフト画像計測で得られた前記原
子核２の共鳴周波数に対応する画像データと、前記二回
目の化学シフト画像計測で得られた前記原子核２の共鳴
周波数に対応する画像データとを足し合わせることによ
り、励起されたスライス全体についての二種類の化学シ
フト画像あるいは該二種類の化学シフト画像の和から得
られる原子核密度画像を構成することを特徴とする磁気
共鳴イメージング方法。によって達成される。

【０００５】

【作用】本発明に係る第１の磁気共鳴イメージング方法
においては、複数の化学シフトを有する原子核を含む被
検体に対して、高周波パルスの周波数帯域を、分離対象
とするｎ種類の化学シフトのうち、最も近接している二
種類の化学シフトの周波数差以下に設定して上記被検体
に照射することにより、上記高周波パルスの照射時に、
異なる原子核毎に、互いに重複しないスライスが選択励
起されることになる。更に、上記高周波パルスの中心周
波数を各化学シフトを有する原子核スピンの共鳴周波数
に設定して、上記被検体を励起した後、エンコ−ド用の
傾斜磁場を変化させて、合計ｎ枚の化学シフト画像を得
るために磁気共鳴信号を繰返し計測することにより、測
定対象とするスライスについて、ｎ種類すべての化学シ
フトを有する原子核からの磁気共鳴信号が得られること
になる。また、該ｎ回の化学シフト画像計測により得ら
れた磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、得られた化
学シフト画像のうち、対応する共鳴周波数が上記高周波
パルスの中心周波数を中心とする上記高周波パルスの周
波数帯域内に相当する画像デ−タのみを抽出して、上記
抽出された画像デ−タを化学シフト軸方向に繋ぎ合わせ
て、ｎ種類の化学シフト画像あるいは上記ｎ種類の化学
シフト画像の少なくとも一部を積算した原子核密度画像
を構成するすることにより、上記測定対象とするスライ
スについて、スライスずれの補正された正確な原子核密
度画像あるいは化学シフト画像を得ることが可能とな
る。本発明に係る他の磁気共鳴イメージング方法の作用
および効果については、以下の実施例の説明中において
明らかにされる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に、本発明が適用される磁気共鳴イメ
ージング装置の構成を示す。まず、被検体１を、静磁場
発生マグネット２により生成された一様な静磁場中に配
置する。次に、傾斜磁場発生コイル３を用いてスライス
選択用の傾斜磁場を印加するとともに、プローブ４によ
り、高周波パルスを上記被検体１に照射する。これによ
り、観測したいスライスを選択励起し、磁気共鳴現象を
生じさせて、上記被検体１内から発生する磁気共鳴信号
を、上記プローブ４により検出する。更に、計算機５を
用いて、上記磁気共鳴信号から画像情報を生成し、ディ
スプレイ６に表示させる。なお、上記傾斜磁場発生コイ
ル３用の駆動用電源部７，送信器８および受信器９は、
シーケンス制御装置１０により制御される。

【０００７】図２は、本発明の第１の実施例を示すパル
スシーケンスであり、スピンエコーを用いた３Ｄ−ＣＳ
Ｉ法の例を示している。まず、初めに、従来法での同シ
ーケンスの作用について、簡単な説明を行う。スライス
選択用の傾斜磁場Ｇｓ₁と高周波パルスＲＦ₁(ＳＩＮＣ
波形等)とにより、観測したいスライス内の原子核スピ
ンを９０°倒す。更に、Ｔｅ／２後に、Ｇｓ₂とＲＦ
₂(ＳＩＮＣ波形等)により、原子核スピンを１８０°反
転させる。これにより、Ｔｅ後に磁気共鳴エコー信号Si
g.を発生させる。また、選択励起されたスライス内の二
次元の空間情報は、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ₁(ス
テップ数ｍ₁回)およびＧｅ₂(ステップ数ｍ₂回)により、
位相エンコードされる。なお、Ｇｓ₁’は 選択励起され
たスライスに含まれる原子核スピンの位相戻し用として
印加しているものである。上記測定によって得られた
(ｍ₁×ｍ₂)個の計測データに、三次元フーリエ変換等の
再構成処理を施すことにより、選択励起されたスライス
の化学シフトイメージが得られる。

【０００８】本発明に係る磁気共鳴イメージング方法に
おいては、「従来の技術」で述べたスライスずれを補正す
るために、上記測定の各エンコードステップ毎に、以下
の計測手順を加える。すなわち、複数の化学シフトを有
する原子核を含む被検体を測定する場合、上記高周波パ
ルスＲＦ₁およびＲＦ₂の周波数帯域を、分離対象とする
ｎ種類の化学シフトのうち、最も近接している二種類の
化学シフトの周波数差以下に設定し、更に上記高周波パ
ルスＲＦ₁およびＲＦ₂の中心周波数を、各化学シフトを
有する原子核スピンの共鳴周波数に設定して上記被検体
を励起した後、合計ｎ回の磁気共鳴信号計測を行い、該
ｎ回の磁気共鳴信号計測を上記エンコード回数分繰り返
す。そして、同一の中心周波数で励起して得られた上記
エンコード回数分の磁気共鳴信号に、例えば、フーリエ
変換等の画像再構成処理を施す。このとき、ある中心周
波数で励起して得られた磁気共鳴信号から再構成された
各化学シフトの二次元イメージは、各々異なるスライス
の化学シフト画像に対応するものとなる。

【０００９】従って、上記各化学シフトの二次元イメー
ジのうち、対応する共鳴周波数が上記高周波パルスの中
心周波数を中心とする上記高周波パルスの周波数帯域内
に相当する信号のみを抽出することにより、選択励起し
たいスライス、つまり、スライス選択用の傾斜磁場の値
が０の地点を含むスライスの化学シフトイメージのみを
取り出すことができる。上記画像再構成処理および抽出
処理を、ｎ種類の中心周波数で励起して得られた磁気共
鳴信号の各々について行い、抽出されたｎ種類の化学シ
フト画像を化学シフト軸方向に繋ぎ合わせることによ
り、上記選択励起したいスライスのみに含まれるｎ種類
の化学シフトの二次元イメージが得られる。以下、１エ
ンコード当りの上記測定の繰り返し回数,上記高周波パ
ルスＲＦ₁およびＲＦ₂の周波数帯域,各測定時の中心周
波数の決定方法について、図面に基づいて説明する。

【００１０】一例として、プレスキャン、すなわち、予
め本測定を行う以前に、図２からエンコード用の傾斜磁
場を排除したパルスシーケンスを用いた計測を行うこと
によって、被検体内に図３に示すような三個のピークを
示す原子核スピンが含まれていることがわかっている場
合を考える。この場合には、周波数帯域を、最も近接し
ている二種類の化学シフトの、ピークＢおよびピークＣ
の周波数差(ｆb−ｆc)[Ｈz]に設定する。各測定時の中
心周波数の値は、各々のピークの共鳴周波数ｆa[Ｈz],
ｆb[Ｈz]およびｆc[Ｈz]に設定する。従って、１エンコ
ード当りの測定の繰り返し回数は、三回となる。図５
は、上記実施例において、上記高周波パルスＲＦ₁およ
びＲＦ₂によって選択励起される領域を、各中心周波数
毎に示したものである。ここで、選択励起したいスライ
スＳ₀に注目すると、測定１(中心周波数：ｆa[Ｈz])で
はスライスＳ₀内の物質Ａに含まれる核スピンが励起さ
れる。このとき、スライス厚Ｚs[m]は傾斜磁場強度をＧ
z[T/m]とすると、Ｚs＝２π(ｆb−ｆc)／(γＧz)で与え
られる。但し、γ[rad/(s・T)]は、磁気回転比である。

【００１１】物質Ｂおよび物質Ｃに関しては、傾斜磁場
の印加により スライスＳ₀以外の領域で励起される。従
って、この測定１を、上記エンコード回数分繰り返して
得られた磁気共鳴信号に、三次元フーリエ変換を施し、
その共鳴周波数が上記高周波パルスの中心周波数ｆa[Ｈ
z]を中心とする上記高周波パルスの周波数帯域(ｆb−ｆ
c)[Ｈz]内に相当する信号だけを取り出すことにより、
スライスＳ₀のみに含まれる 物質Ａの二次元イメージを
抽出できる。同様にして、測定２ではスライスＳ₀内の
物質Ｂの二次元イメージ、測定３ではスライスＳ₀内の
物質Ｃの 二次元イメージが抽出できることになる。そ
して、測定対象とするスライスＳ₀について 上記三回分
の抽出された二次元イメージを化学シフト軸方向に 繋
ぎ合わせることにより、上記測定対象とするスライスＳ
₀についての三種類の化学シフト画像、あるいは、上記
三種類の化学シフト画像のうち少なくとも２枚を積算し
て得られる原子核密度画像がスライスずれを生じること
なく得られる。

【００１２】なお、上記実施例では、ある特定の一枚の
スライスについてのみ、化学シフト画像あるいは上記化
学シフト画像を積算して得られる原子核密度画像を得る
場合について述べたが、更に、中心周波数をシフトさせ
て計測を行い、スライス間の内挿による補間等を加える
ことにより、複数のスライスについても、すべての化学
シフトイメージを得られるようにすることが可能であ
る。図６は、本発明の第２の実施例を示すパルスシーケ
ンスである。前述の、測定１，測定２および測定３で
は、各測定ごとに選択励起される核スピンが異なるた
め、各測定の測定間隔Ｔｒ'を 測定対象とする原子核ス
ピンの縦緩和時間に比べて十分短い時間にすることがで
きる。従って、全体の計測時間を増加させることなく測
定が行える。図７は、本発明の第３の実施例を示すパル
スシーケンスであり、ディクソン法の例を示している。
まず、初めに、従来法での同シーケンスの作用について
簡単な説明を行う。

【００１３】エコー時間の異なる二回の計測(計測Ａお
よび計測Ｂとする)が、一組の計測ステップとなってい
る。計測Ａでは、スライス選択用の傾斜磁場Ｇs₁と高周
波パルスＲＦ₁により、観測したいスライス内の原子核
スピンを９０°倒し、Ｔe／２後にＧs₂とＲＦ₂により原
子核スピンを１８０°反転させる。更に、Ｔe／２後
に、磁気共鳴エコー信号Ｓig.₁が発生するように 読み
出し用の傾斜磁場Ｇrを勾配反転させて、印加し上記磁
気共鳴エコー信号Sig.₁を取り込む。計測Ｂでは、計測
Ａと同様に Ｇs₁とＲＦ₁により観測したいスライス内の
原子核スピンを９０°倒し、Ｔe／２後に、Ｇs₂とＲＦ₂
により原子核スピンを１８０°反転させる。更に、(Ｔe
／２＋Ｔd)後に、磁気共鳴エコー信号Ｓig.₂が発生する
ように、読み出し用の傾斜磁場Ｇrを勾配反転させて印
加する。但し、Ｔdは二種類の化学シフトの周波数差の
逆数の２分の１である。また、選択励起されたスライス
内の空間情報は、上記読み出し用の傾斜磁場Ｇrによる
周波数エンコードおよび位相エンコード用の傾斜磁場Ｇ
e(ステップ数ｍ回)による 位相エンコードにより付加す
る。

【００１４】なお、Ｇs₁’は選択されたスライス内に含
まれる原子核スピンの位相戻し用として印加している。
上記計測Ａおよび計測Ｂについて得られたｍ個の計測デ
ータそれぞれに二次元フーリエ変換等を施すことによ
り、計測Ａのデータからは二種類の原子核スピンによる
信号の和が得られ、計測Ｂのデータからは二種類の原子
核スピンによる信号の差が得られる。従って、二つのフ
ーリエ変換結果を加減算することによって、選択励起さ
れたスライスについて、二種類の化学シフトイメージが
得られる。本発明に係る磁気共鳴イメージング方法にお
いては、「従来の技術」で述べたスライスずれを補正する
ために、上記測定の各エンコードステップ毎に、以下の
計測手順を加える。すなわち、二種類の異なる化学シフ
トを有する原子核を含む被検体を測定する場合、上記高
周波パルスＲＦ₁およびＲＦ₂の周波数帯域を、分離対象
とする二種類の化学シフトの周波数差に設定する。

【００１５】そして、一回目の測定では、図７のパルス
シーケンスを用いて上記高周波パルスＲＦ₁およびＲＦ₂
の中心周波数を、一方の化学シフトを有する原子核の共
鳴周波数に設定して計測を行い、二回目の測定では、図
８のパルスシーケンスを用いて、上記スライス選択用の
傾斜磁場Ｇs₁，Ｇs₂およびＧs₁’を勾配反転させて印加
し、上記高周波パルスＲＦ₁およびＲＦ₂の中心周波数
を、他方の化学シフトを有する原子核の共鳴周波数に設
定して計測を行う。この二回の計測を上記計測Ａおよび
計測Ｂについてそれぞれ行い、更に、上記エンコード回
数分繰り返す。そして、測定１および測定２のデータ毎
に二次元フーリエ変換等を施し、二種類の化学シフト毎
の二次元イメージを構成する。このとき、測定１のデー
タから得られた二種類の化学シフトは、各々隣接した異
なるスライスからの信号に対応することとなる。また、
測定２のデータから得られた二種類の化学シフトは、互
いに測定１で選択されたスライスと反対のスライスから
の信号に対応することとなる。

【００１６】従って、以上の変換結果を組み合わせるこ
とにより、二枚のスライスそれぞれについてのみ含まれ
る、二種類の化学シフトの二次元イメージが得られる。
以下、上記高周波パルスＲＦ₁およびＲＦ₂の周波数帯域
および各測定時の中心周波数の決定方法について図面に
基づいて説明する。一例として、プレスキャン、すなわ
ち予め本測定を行う以前に、図７からエンコード用の傾
斜磁場を排除したパルスシーケンスを用いた計測を行う
ことによって、被検体内に図９に示すような二個のピー
クを示す原子核が含まれていることがわかっている場合
を考える。この場合には、二種類の化学シフトのピーク
ＡおよびピークＢの周波数差(ｆa−ｆb)[Ｈz]に 周波数
帯域を設定する。そして、一回目の測定時の中心周波数
の値は、ピークＡの共鳴周波数ｆa[Ｈz]に設定し、二回
目の測定時の中心周波数の値は、ピークＢの共鳴周波数
ｆb[Ｈz]に設定して計測を行う。

【００１７】図１０は、上記実施例において、上記高周
波パルスによって選択励起される領域を、中心周波数毎
に示したものである。測定１では スライスＳ₂内の物質
Ａに含まれる原子核スピンと、スライス傾斜磁場Ｇz印
加時の 共鳴周波数がｆa[Ｈz]と等しいスライスＳ₁内の
物質Ｂに含まれる原子核スピンが励起される。このと
き、スライス厚Ｚs[m]は 傾斜磁場強度をＧz[T/m]とす
ると、Ｚs＝２π(ｆa−ｆb)／(γＧz)で与えられる。但
し、γ[rad/(s・T)]は磁気回転比である。従って、この
測定１を上記エンコード回数繰り返して得られた信号
に、例えば、フーリエ変換等の画像再構成処理を施し、
その共鳴周波数が原子核１の共鳴周波数ｆa[Ｈz]を中心
とする 上記高周波パルスの周波数帯域(ｆa−ｆb)[Ｈz]
内に相当する信号と、その共鳴周波数が原子核２の共鳴
周波数ｆb[Ｈz]を中心とする上記高周波パルスの周波数
帯域(ｆa−ｆb)[Ｈz]内に相当する信号とに 分離するこ
とにより、スライスＳ₂のみに含まれる物質Ａの二次元
イメージとスライスＳ₁のみに含まれる物質Ｂの二次元
イメージが得られる。

【００１８】また、測定２では、スライスＳ₂内の物質
Ｂに含まれる 原子核スピンと、勾配反転させたスライ
ス傾斜磁場Ｇz印加時の 共鳴周波数がｆbと等しいスラ
イスＳ₁内の物質Ａに含まれる原子核スピンが励起され
る。従って、この測定２を上記エンコード回数繰り返し
て得られた信号にフーリエ変換を施し、その共鳴周波数
が原子核１の共鳴周波数ｆb[Ｈz]を中心とする上記高周
波パルスの 周波数帯域(ｆa−ｆb)[Ｈz]内に相当する信
号と、その共鳴周波数が原子核２の共鳴周波数ｆa[Ｈz]
を中心とする上記高周波パルスの周波数帯域(ｆa−ｆb)
[Ｈz]内に相当する信号とに分離することにより、スラ
イスＳ₂のみに含まれる物質Ｂの 二次元イメージとスラ
イスＳ₁のみに含まれる物質Ａの二次元イメージが得ら
れる。

【００１９】そして、上記測定１で得られたスライスＳ
₁内の 物質Ａの二次元イメージと上記測定２で得られた
スライスＳ₁内の 物質Ｂの二次元イメージとを繋ぎ合わ
せ、また、上記測定１で得られたスライスＳ₂内の 物質
Ｂの二次元イメージと上記測定２で得られたスライスＳ
₂内の 物質Ｂの二次元イメージとを繋ぎ合わせることに
より、上記二枚のスライス毎に、二種類の化学シフト画
像あるいは上記二種類の化学シフト画像の和から得られ
る原子核密度画像がスライスずれを生じることなく得ら
れる。また、上記測定１で得られたスライスＳ₁内の 物
質Ａの二次元イメージと上記測定２で得られたスライス
Ｓ₂内の 物質Ａの二次元イメージとを足し合わせ、ま
た、上記測定１で得られたスライスＳ₂内の 物質Ｂの二
次元イメージと上記測定２で得られたスライスＳ₁内の
物質Ｂの二次元イメージとを足し合わせることにより、
励起されたスライス全体についての二種類の化学シフト
画像、あるいは、上記二種類の化学シフト画像の和から
得られる原子核密度画像が、スライスずれを生じること
なく得られる。

【００２０】なお、測定１および測定２では、選択励起
される核スピンが異なるので、両測定の測定間隔を、測
定対象とする原子核スピンの縦緩和時間に比べて十分短
い時間にすることができる。従って、全体の計測時間を
増加させることなく測定が行える。また、上記実施例に
おいて、特開平4-357935号「磁気共鳴診断装置における
二倍スライス撮影方法」に記載された高周波パルス波形
を用い、本発明の磁気共鳴イメージング方法を用いて磁
気共鳴信号を繰り返し計測する際に、同じエンコード用
傾斜磁場での計測を繰り返し、複数回の信号積算を行
い、奇数回目の計測では前記高周波パルスの波形にＣＯ
Ｓ成分を中心としたフーリエ成分を持つものを用い、偶
数回目の測定にはＳＩＮ成分を中心としたフーリエ成分
を持つものを用いて被検体を励起させることができる。
図１１は、励起に用いる上記高周波パルスの波形および
励起される領域を複素平面上で示したものである。奇数
回目の計測で得られる磁気共鳴信号には、物質Ａに関し
ては、異なる２枚のスライス(スライスＳ₃およびスライ
スＳ₄)から発生する同じ位相の信号の和が含まれ、ま
た、物質Ｂに関しては、上とは異なる２枚のスライス
(スライスＳ₁およびスライスＳ₂)から発生する同じ位相
の信号の和が含まれる。

【００２１】偶数回目の計測で得られる磁気共鳴信号に
は、物質Ａに関しては、前述の異なる２枚のスライス
(スライスＳ₃およびスライスＳ₄)から発生する互いに１
８０°位相の異なる信号の和が含まれ、物質Ｂに関して
は、前述の上とは異なる２枚のスライス(スライスＳ₁お
よびスライスＳ₂)から発生する互いに１８０°位相の異
なる信号の和が含まれる。得られた二種類の信号に対し
て、複素数領域での加減算を行うことにより、各物質毎
に、異なる二枚のスライスからの信号に分離できる。全
計測に対して、同様の操作を行うことにより、最終的に
器計四枚のスライスについて、二種類の化学シフト画像
あるいは上記二種類の化学シフト画像の和から得られる
原子鼓密度画像がスライスずれを生じることなく得られ
るようにすることができる。また、下記(１)，(２)，
(３)に記載された二倍スライス撮影法を用いることによ
っても、上記実施例と同様の効果が得られる。

【００２２】(１)エイチ ピー ハフネル，マグネティッ
ク レゾナンス イン メディスン,13巻(1990),279頁(Ｈ.
Ｐ.Ｈafner，Ｍagnetic Ｒesonance in Ｍedicine，vo
l.13(1990)，pp.279) (２)ジイ エイチ グロウバア，「ポンプ イメージング :
ア ニュー ハイ エフィシェンシイ テクニック」、ソサ
イアティ オブ マグネティック レゾナンス インメディ
スン、第７回大会予稿集、第１巻(1988),241頁 (Ｇ.Ｈ.
Ｇlover,”ＰＯＭＰ imaging : Ａ new high efficienc
y technique”,Ｓociety of Ｍagnetic Ｒesonance in
Ｍedicine，Ｓeventh Ａnnual Ｍeeting and Ｅxhibiti
on vol.1(1988)，pp.241)、 (３)エイ エイ モウズリィ，ジャーナル オブ マグネテ
ィック レゾナンス,41巻(1980),112頁(Ａ.Ａ.Ｍaudsl
y，Ｊournal of Ｍagnetic Ｒesonance，vol.41(198
0)，pp.112) なお、上記実施例は本発明の一例を示したものであり、
本発明はこれに限定されるべきものではないことは言う
までもないことである。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、複数の化学シフトを有する原子核を含む被検体に
対して、測定時間を増加させることなく、スライスずれ
の補正された正確な原子核密度画像あるいは化学シフト
画像が得られる磁気共鳴イメージング方法を実現できる
という顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される磁気共鳴イメージング装置
の構成図である。

【図２】実施例に係る３Ｄ−ＣＳＩ法のパルスシーケン
スを示す図である。

【図３】三種類の原子核スピンを含む磁気共鳴スペクト
ルの例を示す図である。

【図４】図３に示す磁気共鳴スペクトルについての、従
来法で選択励起される領域を示す図である。

【図５】図３に示す磁気共鳴スペクトルについての、本
発明に係る磁気共鳴イメージング方法で選択励起される
領域を示す図である。

【図６】実施例に係る各測定の測定間隔を示すシーケン
ス図である。

【図７】ディクソン法のパルスシーケンス(測定１)を示
す図である。

【図８】ディクソン法のパルスシーケンス(測定２)を示
す図である。

【図９】二種類の原子核スピンを含む磁気共鳴スペクト
ルの例を示す図である。

【図１０】図９に示す磁気共鳴スペクトルについての、
本発明に係る磁気共鳴イメージング方法で選択励起され
る領域を示す図である。

【図１１】二倍スライス撮影法を適用した場合におけ
る、高周波パルス波形および励起される領域を示す図で
ある。

【符号の説明】

１：被検体、２：静磁場発生マグネット、３：傾斜磁場
発生コイル、４：プローブ、５：計算機、６：ディスプ
レイ、７：傾斜磁場発生コイル３の駆動用電源部、８：
送信器、９：受信器、１０：シーケンス制御装置、Ｒ
Ｆ：高周波磁場、ＲＦ₁：９０°パルス、ＲＦ₂：１８０
°パルス、Ｇｓ：スライス選択用傾斜磁場、Ｇｓ₁：９
０°スライス磁場、Ｇｓ₂：１８０°スライス磁場、Ｇ
ｓ_1'：スライス位相戻し磁場、Ｇｅ₁，Ｇｅ₂：位相エン
コード用傾斜磁場、Ｓig.：磁気共鳴エコー信号、Ｔ
ｅ：エコー時間、Ｔｒ：測定繰り返し時間、Ｈ：磁場強
度、Ｚ：ｚ軸方向の位置座標、Ｚｓ：選択スライス幅、
Ｓ₀：観測対象とするスライス。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 悦治 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の化学シフトを有する原子核を含む
   被検体を静磁場中に配置し、スライス選択用の傾斜磁場
   を印加するとともに高周波パルスを照射して磁気共鳴現
   象を生じさせ、前記被検体内から発生する磁気共鳴信号
   を検出し、該磁気共鳴信号を用いて原子核密度画像ある
   いは化学シフト画像を得る磁気共鳴イメージング方法に
   おいて、前記高周波パルスの周波数帯域を、分離対象と
   するｎ種類の化学シフトのうち、最も近接している二種
   類の化学シフトの周波数差以下に設定するとともに、前
   記高周波パルスの中心周波数を各化学シフトを有する原
   子核の共鳴周波数に設定して、前記被検体を励起した
   後、エンコード用の傾斜磁場を変化させて、合計ｎ枚の
   化学シフト画像を得るために磁気共鳴信号を繰返し計測
   し、計測された磁気共鳴信号に画像再構成処理を施し、
   得られた化学シフト画像のうち、対応する共鳴周波数が
   前記高周波パルスの中心周波数を中心とする前記周波数
   帯域内に相当する画像データのみを抽出し、該抽出され
   た画像データを化学シフト軸方向に繋ぎ合わせて、ｎ種
   類の化学シフト画像あるいは該ｎ種類の化学シフト画像
   の少なくとも一部を積算した原子核密度画像を構成する
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
2. 【請求項２】 二種類の異なる化学シフトを有する原子
   核を含む被検体を静磁場中に配置し、スライス選択用の
   傾斜磁場を印加するとともに高周波パルスを照射して磁
   気共鳴現象を生じさせ、前記被検体内から発生する磁気
   共鳴信号を検出し、該磁気共鳴信号を用いて原子核密度
   画像あるいは化学シフト画像を得る磁気共鳴イメージン
   グ方法において、前記高周波パルスの周波数帯域を、分
   離対象とする二種類の化学シフトの周波数差に設定する
   とともに、前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類
   の原子核のうちの一方の原子核(原子核１)の共鳴周波数
   に設定して、前記被検体を励起した後、エンコード用の
   傾斜磁場を変化させて、一枚目の化学シフト画像を取得
   するために磁気共鳴信号を繰返し計測し、続いて前記ス
   ライス選択用の傾斜磁場を勾配反転させて印加し、か
   つ、前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子
   核のうちの他方の原子核(原子核２)の共鳴周波数に設定
   して、前記被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁
   場を変化させて、二枚目の化学シフト画像を得るために
   磁気共鳴信号計測を繰返し行い、該二回の化学シフト画
   像計測により得られた磁気共鳴信号に画像再構成処理を
   施し、前記二回の化学シフト画像計測で得られた画像デ
   ータを、対応する共鳴周波数が前記原子核１の共鳴周波
   数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯域内に相当
   する画像データと、対応する共鳴周波数が前記原子核２
   の共鳴周波数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯
   域内に相当する画像データとに分離して、合計四通りの
   画像データに分離し、前記一回目の化学シフト画像計測
   で得られた前記原子核１の共鳴周波数に対応する画像デ
   ータと、前記二回目の化学シフト画像計測で得られた前
   記原子核２の共鳴周波数に対応する画像データとを繋ぎ
   合わせ、また、前記一回目の化学シフト画像計測で得ら
   れた前記原子核２の共鳴周波数に対応する画像データ
   と、前記二回目の化学シフト画像計測で得られた前記原
   子核１の共鳴周波数に対応する画像データとを繋ぎ合わ
   せることにより、隣接する二枚の異なるスライスそれぞ
   れについての二種類の化学シフト画像あるいは該二種類
   の化学シフト画像の和から得られる原子核密度画像を構
   成することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
3. 【請求項３】 二種類の異なる化学シフトを有する原子
   核を含む被検体を静磁場中に配置し、スライス選択用の
   傾斜磁場を印加するとともに高周波パルスを照射して磁
   気共鳴現象を生じさせ、前記被検体内から発生する磁気
   共鳴信号を検出し、該磁気共鳴信号を用いて原子核密度
   画像あるいは化学シフト画像を得る磁気共鳴イメージン
   グ方法において、前記高周波パルスの周波数帯域を、分
   離対象とする二種類の化学シフトの周波数差に設定する
   とともに、前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類
   の原子核のうちの一方の原子核(原子核１)の共鳴周波数
   に設定して、前記被検体を励起した後、エンコード用の
   傾斜磁場を変化させて、一枚目の化学シフト画像を取得
   するために磁気共鳴信号を繰返し計測し、続いて前記ス
   ライス選択用の傾斜磁場を勾配反転させて印加し、か
   つ、前記高周波パルスの中心周波数を前記二種類の原子
   核のうちの他方の原子核(原子核２)の共鳴周波数に設定
   して、前記被検体を励起した後、エンコード用の傾斜磁
   場を変化させて、二枚目の化学シフト画像を得るために
   磁気共鳴信号計測を繰返し行い、該二回の化学シフト画
   像計測により得られた磁気共鳴信号に画像再構成処理を
   施し、前記二回の化学シフト画像計測で得られた画像デ
   ータを、対応する共鳴周波数が前記原子核１の共鳴周波
   数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯域内に相当
   する画像データと、対応する共鳴周波数が前記原子核２
   の共鳴周波数を中心とする前記高周波パルスの周波数帯
   域内に相当する画像データとに分離して、合計四通りの
   画像データに分離し、前記一回目の化学シフト画像計測
   で得られた前記原子核１の共鳴周波数に対応する画像デ
   ータと、前記二回目の化学シフト画像計測で得られた前
   記原子核１の共鳴周波数に対応する画像データとを足し
   合わせ、また、前記一回目の化学シフト画像計測で得ら
   れた前記原子核２の共鳴周波数に対応する画像データ
   と、前記二回目の化学シフト画像計測で得られた前記原
   子核２の共鳴周波数に対応する画像データとを足し合わ
   せることにより、励起されたスライス全体についての二
   種類の化学シフト画像あるいは該二種類の化学シフト画
   像の和から得られる原子核密度画像を構成することを特
   徴とする磁気共鳴イメージング方法。
4. 【請求項４】 磁気共鳴信号を繰り返し計測する際に、
   同じエンコード用傾斜磁場での計測を繰り返し、複数回
   の信号積算を行い、奇数回目の計測では前記高周波パル
   スの波形にＣＯＳ成分を中心としたフーリエ成分を持つ
   ものを用いて被検体を励起させて磁気共鳴信号を得、偶
   数回目の計測ではＳＩＮ成分を中心としたフーリエ成分
   を持つものを用いて被検体を励起させて磁気共鳴信号を
   得、得られた二種類の磁気共鳴信号に対して複素領域で
   加減算を行うことにより、各物質毎に、異なる二枚のス
   ライスからの信号に分離し、全計測に対して同様の操作
   を行うことにより、最終的に合計四枚のスライスについ
   ての二種類の化学シフト画像あるいは前記二種類の化学
   シフト画像の和から得られる原子核密度画像を構成する
   ことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の
   磁気共鳴イメージング方法。
5. 【請求項５】 前記合計ｎ回の化学シフト計測を実行す
   る前に、プレスキャン、すなわち、本測定を行う以前に
   エンコード用の傾斜磁場を排除したパルスシーケンスを
   用いた測定により、前記被検体内に含まれる化学シフト
   スペクトルを予め計測しておくことを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング方法。
6. 【請求項６】 前記合計ｎ回の化学シフトイメージング
   計測の繰り返し時間を、測定対象とする原子核スピンの
   縦緩和時間に比べて十分短い時間とすることを特徴とす
   る請求項１〜５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージン
   グ方法。