JPH08191810A - Ｍｒイメージング方法およびｍｒｉ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気標識がスライス方向に位置ずれすること
を防止する。 【構成】 第１のＲＦパルスＲ１とスライス勾配ｓ１を
印加する。次に、磁気標識用勾配ｇを印加する。次に、
第２のＲＦパルスＲ２とスライス勾配ｓ２とを印加す
る。その後、例えばＧＲＡＳＳ法やＳＥ法などのデータ
収集用パルス系列ＤＡＱを実行し、イメージング用デー
タを収集する。上記スライス勾配ｓ２は、その符号をス
ライス勾配ｓ１に対して反転させ、第１のＲＦパルスＲ
１の終了時ｔ１から第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２
までの期間に入り込むスライス勾配部分ａ，ｂが互いに
打ち消すようにする。また、第１のＲＦパルスＲ１の開
始時ｔ０から終了時ｔ１までの期間のスライス勾配Ｇｓ
の時間積分値と第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２から
終了時ｔ３までのスライス勾配Ｇｓの時間積分値の和が
実質的に“０”となるようにする。 【効果】 スライス同士を比較しての分析を行い易くな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＭＲ（Ｍagnetic Ｒ
esonance）イメージング方法およびＭＲＩ（Ｍagnetic
Ｒesonance Imaging）装置に関する。さらに詳しくは、
ＳＰＡＭＭ（ＳＰＡtial Ｍodulation of Ｍagnetizati
on）法によりタッギング（Ｔagging）を行うＭＲイメー
ジング方法およびＭＲＩ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ画像上に磁気標識を施すことによ
り、流れの方向や生体の動きを画像化したり、磁化率の
違いによる画像の歪みを可視化する手法であるタッギン
グ法については、例えば「Ｓegment Ｔagging Ｓequenc
e の開発、大山泰その他、第２１回日本磁気共鳴医学会
講演抄録集、135、1993、p.229」や「臨床画像SPECIA
L：ＭＲＩ診断の基礎知識Ｑ＆Ａ、pp.189〜192、竹内榮
一 その他編集、メジカルビュー社発行」や「米国特許
第５,１１１,８２０号」に記載されている。

【０００３】図６に、ＳＰＡＭＭ法によりタッギングを
行う場合の従来のパルスシーケンスの一例を示す。この
パルスシーケンスＷでは、まず、第１のＲＦパルスＲ１
とスライス勾配ｓ１を印加する。次に、磁気標識用勾配
ｇを印加する。次に、第２のＲＦパルスＲ２とスライス
勾配Ｓ２とを印加する。その後、例えばＧＲＡＳＳ（Gr
adient Recalled Acquisition in the Steady State）
法やＳＥ（Spin Echo）法などのデータ収集用パルス系
列ＤＡＱを実行し、イメージング用データを収集する。
図７に、上記パルスシーケンスＷにより得られるＭＲＩ
画像Ｉを模式的に示す。この例では、磁気標識Ｔが斜線
状に施されているが、磁気標識Ｔを格子状に施すことも
可能である。なお、タッギングを行うためにデータ収集
用パルス系列ＤＡＱの前に印加するパルス系列をＳＰＡ
ＭＭ用パルスという（サンドイッチパルスといわれる場
合もある）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６ではスライス勾配
ｓ１，ｓ２を矩形波で示したが、実際には勾配磁場駆動
回路の性能上の限界によってスライス勾配ｓ１，ｓ２は
台形波になる。すると、図８に示すように、第１のＲＦ
パルスＲ１の終了時から第２のＲＦパルスＲ２の開始時
までの期間に入り込むスライス勾配部分ａ，ｂが生じ
る。これらのスライス勾配部分ａ，ｂは磁気標識用勾配
としての作用を持つため、図９に示すように、スライス
勾配ｓ１，ｓ２により規定されるスライスＳＴにおい
て、点線のように磁気標識がスライス方向に位置ずれす
ることになる。しかし、磁気標識がスライス方向に位置
ずれすると、データ収集用パルス系列ＤＡＱで切り出し
たイメージング用スライスＳＩ１，ＳＩ２における磁気
標識同士が対応しなくなってしまう。すなわち、図９
で、点ＰＴ１と点ＰＴ２とがスライス方向に対応する点
同士であるが、点ＰＴ１はイメージング用スライスＳＩ
１によるＭＲＩ画像上で磁気標識Ｔ１が施されるが、点
ＰＴ２はイメージング用スライスＳＩ２によるＭＲＩ画
像上で磁気標識が施されなくなる。このため、スライス
同士を比較しての分析が行い難くなる問題点がある。そ
こで、この発明の目的は、磁気標識がスライス方向に位
置ずれすることを防止したＭＲイメージング方法および
ＭＲＩ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、第１のＲＦパルスとスライス勾配とを印加し，次
に磁気標識用勾配を印加し，次に第２のＲＦパルスとス
ライス勾配とを少なくとも印加することによりタッギン
グを行うＭＲイメージング方法において、前記第１のＲ
Ｆパルスの終了時から前記第２のＲＦパルスの開始時ま
での期間の前記スライス勾配の時間積分値を実質的に
“０”とし、スライス勾配が磁気標識用勾配として作用
することを防止したことを特徴とするＭＲイメージング
方法を提供する。なお、上記構成において「少なくと
も」とは、ＲＦパルスの数が３つ以上でもよいという意
味である。ＲＦパルスの数が３つ以上の場合は、任意の
磁気標識用勾配の前後の２つのＲＦパルスのうちの先行
するＲＦパルスを第１のＲＦパルスと看做し、後続のＲ
Ｆパルスを第２のＲＦパルスと看做せばよい。

【０００６】第２の観点では、この発明は、第１のＲＦ
パルスとスライス勾配とを印加し，次に磁気標識用勾配
を印加し，次に第２のＲＦパルスとスライス勾配とを少
なくとも印加するＳＰＡＭＭ用パルス印加手段を有する
ＭＲＩ装置において、スライス勾配が磁気標識用勾配と
して作用することを防止するため、前記サンドイッチパ
ルス印加手段は、前記第１のＲＦパルスの終了時から前
記第２のＲＦパルスの開始時までの期間の前記スライス
勾配の時間積分値が実質的に“０”となる波形のスライ
ス勾配を印加することを特徴とするＭＲＩ装置を提供す
る。なお、上記構成において「少なくとも」とは、ＲＦ
パルスの数が３つ以上でもよいという意味である。ＲＦ
パルスの数が３つ以上の場合は、任意の磁気標識用勾配
の前後の２つのＲＦパルスのうちの先行するＲＦパルス
を第１のＲＦパルスと看做し、後続のＲＦパルスを第２
のＲＦパルスと看做せばよい。

【０００７】第３の観点では、この発明は、上記構成の
ＭＲＩ装置において、前記第１のＲＦパルスによりスラ
イス方向にばらけた位相を前記第２のＲＦパルスにより
元に戻すため、前記ＳＰＡＭＭ用パルス印加手段は、前
記第１のＲＦパルスの略ピーク時から終了時までの期間
の前記スライス勾配の時間積分値と前記第２のＲＦパル
スの開始時から略ピーク時までの前記スライス勾配の時
間積分値の和が実質的に“０”となる波形のスライス勾
配を印加することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。

【０００８】

【作用】上記第１の観点によるＭＲイメージング方法お
よび上記第２の観点によるＭＲＩ装置では、ＳＰＡＭＭ
用パルスを加える際に、第１のＲＦパルスの終了時から
第２のＲＦパルスの開始時までの期間のスライス勾配の
時間積分値が実質的に“０”となる波形のスライス勾配
を印加する。これにより、第１のＲＦパルスの終了時か
ら第２のＲＦパルスの開始時までの期間に入り込むスラ
イス勾配部分が実質的に磁気標識用勾配としての作用を
持たなくなるため、磁気標識がスライス方向に位置ずれ
することを防止でき、スライス同士を比較しての分析を
行い易くなる。

【０００９】上記第３の観点によるＭＲＩ装置では、Ｓ
ＰＡＭＭ用パルスを加える際に、第１のＲＦパルスの終
了時から第２のＲＦパルスの開始時までの期間のスライ
ス勾配の時間積分値が実質的に“０”となると共に、第
１のＲＦパルスの開始時から終了時までの期間のスライ
ス勾配の時間積分値と第２のＲＦパルスの開始時から終
了時までのスライス勾配の時間積分値の和が実質的に
“０”となる波形のスライス勾配を印加する。これによ
り、上記作用に加えて、第１のＲＦパルスでの磁化の位
相のばらけをリフェーズし、第２のＲＦパルスで位相を
揃えることが出来るようになるため、位相のばらけに起
因して磁気標識がスライス方向に位置ずれすることをも
防止できるようになり、スライス同士を比較しての分析
をより行い易くなる。

【００１０】

【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図１は、この発明のＭＲＩ装置の一
実施例のブロック図である。このＭＲＩ装置１００にお
いて、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入
するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取り
まくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する主磁
場コイルと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル
（勾配磁場コイルは、スライス軸，位相軸，読み出し軸
のコイルを備えている）と、被検体内の原子核のスピン
を励起するためのＲＦパルスを与える送信コイルと、被
検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル等が配置さ
れている。主磁場コイル，勾配磁場コイル，送信コイル
および受信コイルは、それぞれ主磁場電源２，勾配磁場
駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接
続されている。

【００１１】シーケンス記憶回路８は、計算機７からの
指令に従い、記憶されているパルスシーケンスに基づい
て勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセン
ブリ１の勾配磁場コイルから勾配磁場を発生させると共
に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬
送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパル
ス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増
幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、
前記マグネットアセンブリ１の送信コイルに印加し、目
的のスライス領域を選択励起する。

【００１２】前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１
の受信コイルで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増
幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、
ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前
置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変
換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後の
アナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機７に
入力する。計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からデータを
読み込み、画像再構成演算を行い、目的のスライス領域
のイメージを生成する。このイメージは、表示装置６に
て表示される。また、計算機７は、操作卓１３から入力
された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。

【００１３】タッギングを施す際は、前記計算機７およ
び前記シーケンス記憶手段８が、サンドイッチパルス印
加手段として機能する。

【００１４】図２に、この発明のＭＲイメージング方法
の第１の実施例のパルスシーケンスを示す。このパルス
シーケンスＱ１では、まず、第１のＲＦパルスＲ１とス
ライス勾配ｓ１を印加する。次に、磁気標識用勾配ｇを
印加すると共に反転スライス勾配ｑを印加する。次に、
第２のＲＦパルスＲ２とスライス勾配Ｓ２とを印加す
る。その後、例えばＧＲＡＳＳ法やＳＥ法などのデータ
収集用パルス系列ＤＡＱを実行し、イメージング用デー
タを収集する。上記反転スライス勾配ｑは、第１のＲＦ
パルスＲ１の終了時ｔ１から第２のＲＦパルスＲ２の開
始時ｔ２までの期間に入り込むスライス勾配部分ａ，ｂ
を打ち消すように符号と面積が定められている。従っ
て、スライス勾配をＧｓで表わすとき、次式が成立す
る。

【００１５】

【数１】

【００１６】これにより、第１のＲＦパルスＲ１の終了
時ｔ１から第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２までの期
間に入り込むスライス勾配部分ａ，ｑ，ｂが実質的に磁
気標識用勾配としての作用を持たなくなる。従って、図
３に示すように、スライス勾配ｓ１，ｓ２により規定さ
れるスライスＳＴにおいて、点線のように磁気標識がス
ライス方向に平行になる。そこで、スライス方向に対応
する点ＰＴ１と点ＰＴ２とに着目するとき、点ＰＴ１は
イメージング用スライスＳＩ１によるＭＲＩ画像上で磁
気標識Ｔ１が施され、且つ、点ＰＴ２もイメージング用
スライスＳＩ２によるＭＲＩ画像上で磁気標識が施され
る。このため、スライス同士を比較しての分析が行い易
くなる。

【００１７】図４に、この発明のＭＲイメージング方法
の第２の実施例のパルスシーケンスを示す。このパルス
シーケンスＱ２では、まず、第１のＲＦパルスＲ１とス
ライス勾配ｓ１を印加する。次に、磁気標識用勾配ｇを
印加する。次に、第２のＲＦパルスＲ２とスライス勾配
ｓ２とを印加する。その後、例えばＧＲＡＳＳ法やＳＥ
法などのデータ収集用パルス系列ＤＡＱを実行し、イメ
ージング用データを収集する。上記スライス勾配ｓ２
は、その符号をスライス勾配ｓ１に対して反転させ、第
１のＲＦパルスＲ１の終了時ｔ１から第２のＲＦパルス
Ｒ２の開始時ｔ２までの期間に入り込むスライス勾配部
分ａ，ｂが互いに打ち消すようにする。すなわち、前記
（数１）式を成立させる。また、第１のＲＦパルスＲ１
の開始時ｔ０から終了時ｔ１までの期間のスライス勾配
Ｇｓの時間積分値と第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２
から終了時ｔ３までのスライス勾配Ｇｓの時間積分値の
和が実質的に“０”となるようにする。すなわち、次式
を成立させる。

【００１８】

【数２】

【００１９】なお、スライス方向にオフセットする場
合、ＲＦパルスの中心周波数はスライス勾配Ｇｓの反転
に合せてシフトさせる。

【００２０】前記（数１）式を成立させることにより、
第１のＲＦパルスＲ１の終了時ｔ１から第２のＲＦパル
スＲ２の開始時ｔ２までの期間に入り込むスライス勾配
部分ａ，ｂが実質的に磁気標識用勾配としての作用を持
たなくなる。従って、図３に示すように、スライス勾配
ｓ１，ｓ２により規定されるスライスＳＴにおいて、点
線のように磁気標識がスライス方向に平行になる。そこ
で、スライス方向に対応する点ＰＴ１と点ＰＴ２とに着
目するとき、点ＰＴ１はイメージング用スライスＳＩ１
によるＭＲＩ画像上で磁気標識Ｔ１が施され、且つ、点
ＰＴ２もイメージング用スライスＳＩ２によるＭＲＩ画
像上で磁気標識が施される。このため、スライス同士を
比較しての分析が行い易くなる。

【００２１】また、前記（数２）式を成立させることに
より、第１のＲＦパルスＲ１での磁化の位相のばらけを
リフェーズし、第２のＲＦパルスＲ２で位相を揃えるこ
とが出来るようになるため、位相のばらけに起因して磁
気標識がスライス方向に位置ずれすることをも防止でき
るようになる。従って、スライス同士を比較しての分析
をより行い易くなる。

【００２２】さらに、図４のパルスシーケンスＱ２で
は、図２のパルスシーケンスＱ１の反転スライス勾配ｑ
がないため、図２のパルスシーケンスＱ１よりもスキャ
ン時間を短縮できる。

【００２３】図５に、この発明のＭＲイメージング方法
の第３の実施例のパルスシーケンスを示す。このパルス
シーケンスＱ３は、二項パルス系列のＲＦパルス（例え
ば１−２−１パルス）を用いてタッギングを施すもので
ある。まず、第１のＲＦパルスＲ１とスライス勾配ｓ１
を印加する。次に、第１の磁気標識用勾配ｇ１を印加す
る。次に、第２のＲＦパルスＲ２とスライス勾配Ｓ２と
を印加する。次に、第２の磁気標識用勾配ｇ２を印加す
る。次に、第３のＲＦパルスＲ３とスライス勾配Ｓ３と
を印加する。その後、例えばＧＲＡＳＳ法やＳＥ法など
のデータ収集用パルス系列ＤＡＱを実行し、イメージン
グ用データを収集する。

【００２４】上記スライス勾配ｓ２は、その符号をスラ
イス勾配ｓ１に対して反転させ、第１のＲＦパルスＲ１
の終了時ｔ１から第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２ま
での期間に入り込むスライス勾配部分ａ，ｂが互いに打
ち消すようにする。すなわち、前記（数１）式を成立さ
せる。また、第１のＲＦパルスＲ１の開始時ｔ０から終
了時ｔ１までの期間のスライス勾配Ｇｓの時間積分値と
第２のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２から終了時ｔ３まで
のスライス勾配Ｇｓの時間積分値の和が実質的に“０”
となるようにする。すなわち、前記（数２）式を成立さ
せる。

【００２５】また、上記スライス勾配ｓ３は、その符号
をスライス勾配ｓ２に対して反転させ、第２のＲＦパル
スＲ２の終了時ｔ３から第３のＲＦパルスＲ３の開始時
ｔ４までの期間に入り込むスライス勾配部分ｃ，ｄが互
いに打ち消すようにする。すなわち、第２のＲＦパルス
Ｒ２を第１のＲＦパルスと看做し（ｔ３→ｔ１）、第３
のＲＦパルスＲ３を第２のＲＦパルスと看做す（ｔ４→
ｔ２）とき、前記（数１）式を成立させる。また、第２
のＲＦパルスＲ２の開始時ｔ２から終了時ｔ３までの期
間のスライス勾配Ｇｓの時間積分値と第３のＲＦパルス
Ｒ３の開始時ｔ４から終了時ｔ５までのスライス勾配Ｇ
ｓの時間積分値の和が実質的に“０”となるようにす
る。すなわち、第２のＲＦパルスＲ２を第１のＲＦパル
スと看做し（ｔ２→ｔ０，ｔ３→ｔ１）、第３のＲＦパ
ルスＲ３を第２のＲＦパルスと看做す（ｔ４→ｔ２，ｔ
５→ｔ３）とき、前記（数２式）を成立させる。

【００２６】前記（数１）式を成立させることにより、
第１のＲＦパルスＲ１の終了時ｔ１から第２のＲＦパル
スＲ２の開始時ｔ２までの期間に入り込むスライス勾配
部分ａ，ｂおよび第２のＲＦパルスＲ２の終了時ｔ３か
ら第３のＲＦパルスＲ３の開始時ｔ４までの期間に入り
込むスライス勾配部分ｃ，ｄが実質的に磁気標識用勾配
としての作用を持たなくなる。従って、図３に示すよう
に、スライス勾配ｓ１，ｓ２，ｓ３により規定されるス
ライスＳＴにおいて、点線のように磁気標識がスライス
方向に平行になる。そこで、スライス方向に対応する点
ＰＴ１と点ＰＴ２とに着目するとき、点ＰＴ１はイメー
ジング用スライスＳＩ１によるＭＲＩ画像上で磁気標識
Ｔ１が施され、且つ、点ＰＴ２もイメージング用スライ
スＳＩ２によるＭＲＩ画像上で磁気標識が施される。こ
のため、スライス同士を比較しての分析が行い易くな
る。

【００２７】また、前記（数２）式を成立させることに
より、位相のばらけに起因して磁気標識がスライス方向
に位置ずれすることをも防止できるようになる。従っ
て、スライス同士を比較しての分析をより行い易くな
る。

【００２８】なお、上記説明では、ピーク時を挟んで対
称なＲＦパルスを想定したが、ピーク時を挟んで非対称
なＲＦパルスを用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】この発明のＭＲイメージング方法および
ＭＲＩ装置によれば、磁気標識がスライス方向に位置ず
れすることを防止でき、スライス同士を比較しての分析
を行い易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のＭＲＩ装置の一実施例のブロック図
である。

【図２】この発明のＭＲイメージング方法の第１の実施
例のパルスシーケンス図である。

【図３】この発明のＭＲイメージング方法による磁気標
識の説明図である。

【図４】この発明のＭＲイメージング方法の第２の実施
例のパルスシーケンス図である。

【図５】この発明のＭＲイメージング方法の第３の実施
例のパルスシーケンス図である。

【図６】ＳＰＡＭＭ法によりタッギングを行う場合の従
来のパルスシーケンスの例示図である。

【図７】磁気標識を施したＭＲＩ画像の説明図である。

【図８】従来のパルスシーケンスの問題点の説明図であ
る。

【図９】磁気標識のスライス方向の位置ずれの説明図で
ある。

【符号の説明】

１００ ＭＲＩ装置 １ マグネットアセンブリ ３ 勾配磁場駆動回路 ７ 計算機 ８ シーケンス記憶回路 ｇ 磁気標識用勾配 Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ ＲＦパルス Ｉ ＭＲＩ画像 Ｔ，Ｔ１ 磁気標識 ＳＴ 磁気標識を施されたスラ
イス ＳＩ１，ＳＩ２ イメージング用スライス

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のＲＦパルスとスライス勾配とを印
   加し，次に磁気標識用勾配を印加し，次に第２のＲＦパ
   ルスとスライス勾配とを少なくとも印加することにより
   タッギングを行うＭＲイメージング方法において、 前記第１のＲＦパルスの終了時から前記第２のＲＦパル
   スの開始時までの期間の前記スライス勾配の時間積分値
   を実質的に“０”とし、スライス勾配が磁気標識用勾配
   として作用することを防止したことを特徴とするＭＲイ
   メージング方法。
2. 【請求項２】 第１のＲＦパルスとスライス勾配とを印
   加し，次に磁気標識用勾配を印加し，次に第２のＲＦパ
   ルスとスライス勾配とを少なくとも印加するＳＰＡＭＭ
   （ＳＰＡtial Ｍodulation of Ｍagnetization）用パル
   ス印加手段を有するＭＲＩ装置において、 スライス勾配が磁気標識用勾配として作用することを防
   止するため、前記ＳＰＡＭＭ用パルス印加手段は、前記
   第１のＲＦパルスの終了時から前記第２のＲＦパルスの
   開始時までの期間の前記スライス勾配の時間積分値が実
   質的に“０”となる波形のスライス勾配を印加すること
   を特徴とするＭＲＩ装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
   前記第１のＲＦパルスによりスライス方向にばらけた位
   相を前記第２のＲＦパルスにより元に戻すため、前記Ｓ
   ＰＡＭＭ用パルス印加手段は、前記第１のＲＦパルスの
   略ピーク時から終了時までの期間の前記スライス勾配の
   時間積分値と前記第２のＲＦパルスの開始時から略ピー
   ク時までの前記スライス勾配の時間積分値の和が実質的
   に“０”となる波形のスライス勾配を印加することを特
   徴とするＭＲＩ装置。