JPH08591A - 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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- JPH08591A JPH08591A JP6145071A JP14507194A JPH08591A JP H08591 A JPH08591 A JP H08591A JP 6145071 A JP6145071 A JP 6145071A JP 14507194 A JP14507194 A JP 14507194A JP H08591 A JPH08591 A JP H08591A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】２項式パルスを用いてＭＴＣ画像を計測する
際、２項式パルスによる磁化の劣化を低減し、Ｓ／Ｎの
高いＭＴＣ画像を得る。 【構成】２項式（バイノミアル）パルスをプリパルスと
して照射するパルスシーケンスを備えたＭＲＩ装置にお
いて、通常用いる２項式パルス４０の面積を時間方向或
いは高さ方向に偶数回に分割し、分割した各２項式パル
ス２１、２２（３１、３３）の位相を反転し印加を行
う。正の２項式パルス２１の印加において、静磁場不均
一などにより減少する縦磁化を、位相の反転した負のパ
ルス２２により呼び戻す。これによりプリパルスによる
縦磁化の劣化のない状態で次の撮像のための信号が計測
でき、Ｓ／Ｎのより高いＭＴＣ画像を得ることが可能と
なる。
際、２項式パルスによる磁化の劣化を低減し、Ｓ／Ｎの
高いＭＴＣ画像を得る。 【構成】２項式（バイノミアル）パルスをプリパルスと
して照射するパルスシーケンスを備えたＭＲＩ装置にお
いて、通常用いる２項式パルス４０の面積を時間方向或
いは高さ方向に偶数回に分割し、分割した各２項式パル
ス２１、２２（３１、３３）の位相を反転し印加を行
う。正の２項式パルス２１の印加において、静磁場不均
一などにより減少する縦磁化を、位相の反転した負のパ
ルス２２により呼び戻す。これによりプリパルスによる
縦磁化の劣化のない状態で次の撮像のための信号が計測
でき、Ｓ／Ｎのより高いＭＴＣ画像を得ることが可能と
なる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置（以下、ＭＲＩ装置という）に係り、特に化学的に動
きの自由な水と化学的に動きの束縛された水との相互作
用を利用し、画像のコントラストに変化を与えるＭＴＣ
法のシーケンスを有するＭＲＩ装置に関する。
置（以下、ＭＲＩ装置という）に係り、特に化学的に動
きの自由な水と化学的に動きの束縛された水との相互作
用を利用し、画像のコントラストに変化を与えるＭＴＣ
法のシーケンスを有するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴現象を利用し
て被検者内の所望の検査部位における原子核スピン（以
下、単にスピンと称する）の密度分布、緩和時間分布等
を計測して、その計測データから、被検体の断層画像を
表示できるようになっている。そして、このような断層
画像から得られるＭＲＩ装置は、電磁波あるいは傾斜磁
場等を発生させるタイミングを予め設定したシーケンス
に基づき、且つこのシーケンスを数回繰り返すことによ
って動作されるようになっている。
て被検者内の所望の検査部位における原子核スピン（以
下、単にスピンと称する）の密度分布、緩和時間分布等
を計測して、その計測データから、被検体の断層画像を
表示できるようになっている。そして、このような断層
画像から得られるＭＲＩ装置は、電磁波あるいは傾斜磁
場等を発生させるタイミングを予め設定したシーケンス
に基づき、且つこのシーケンスを数回繰り返すことによ
って動作されるようになっている。
【０００３】このシーケンスとしては、種々のものが知
られている。このうち生体内の化学的に動きが自由な水
と、高分子などに束縛され化学的に動きが制限された水
との相互作用のある組織と、それぞれの相互作用のない
組織とのコントラストを強調するものとしてＭＴＣ(Mag
netization Transfer Contrast)法が有効となってい
る。
られている。このうち生体内の化学的に動きが自由な水
と、高分子などに束縛され化学的に動きが制限された水
との相互作用のある組織と、それぞれの相互作用のない
組織とのコントラストを強調するものとしてＭＴＣ(Mag
netization Transfer Contrast)法が有効となってい
る。
【０００４】このＭＴＣ法は、ＮＭＲスペクトロスコピ
イの分野ではＭＴ(Magnetization Transfer)法やＳＴ(S
atulation Transfer)法として以前から知られていた方
法である。ＭＴＣの特徴としては、ＭＴＣパルスと呼ば
れるプリパルスを予め照射し、その後通常行われている
計測を行うものであり、原理的にはどのようなタイプの
パルスシーケンスにも応用することが可能である。
イの分野ではＭＴ(Magnetization Transfer)法やＳＴ(S
atulation Transfer)法として以前から知られていた方
法である。ＭＴＣの特徴としては、ＭＴＣパルスと呼ば
れるプリパルスを予め照射し、その後通常行われている
計測を行うものであり、原理的にはどのようなタイプの
パルスシーケンスにも応用することが可能である。
【０００５】以下、ＭＴＣ法の原理を説明する。一般に
自由水プロトンと高分子等のプロトンとが混在している
生体組織では、図４に示すように自由水プロトン(Hf)
は、化学交換または、空間を介した双極子―双極子相互
作用を経由して、高分子表面に接している動きの限られ
た結合水プロトン(Hr)と交差緩和を行う。
自由水プロトンと高分子等のプロトンとが混在している
生体組織では、図４に示すように自由水プロトン(Hf)
は、化学交換または、空間を介した双極子―双極子相互
作用を経由して、高分子表面に接している動きの限られ
た結合水プロトン(Hr)と交差緩和を行う。
【０００６】このような生体内の水のＮＭＲスペルトル
は、横軸を周波数、縦軸を信号強度として表したとき、
図５に示すようにＭＲＩで対象となっている自由水プロ
トン（Ｈf）によるスパイク状のピークの他に、ＭＲＩ
では直接見ることができない高分子等の結合水プロトン
（Ｈr）によるスペクトルとが存在している。ここで結
合水プロトン（Ｈr）を予め飽和させておくと、この飽
和は図４に示したような磁化移動機構により自由水プロ
トン（Ｈf）に移動し、この結果ＭＲＩにおいて対象と
なっている自由水プロトン（Ｈf）の信号強度が減少す
る。このＨfの信号の減少は、ＨrとＨfの相互作用の大
きさに依存し、相互作用の大きさは組織によって異なる
ので、結果として組織の相違を高コントラストで表示す
ることが可能となる。
は、横軸を周波数、縦軸を信号強度として表したとき、
図５に示すようにＭＲＩで対象となっている自由水プロ
トン（Ｈf）によるスパイク状のピークの他に、ＭＲＩ
では直接見ることができない高分子等の結合水プロトン
（Ｈr）によるスペクトルとが存在している。ここで結
合水プロトン（Ｈr）を予め飽和させておくと、この飽
和は図４に示したような磁化移動機構により自由水プロ
トン（Ｈf）に移動し、この結果ＭＲＩにおいて対象と
なっている自由水プロトン（Ｈf）の信号強度が減少す
る。このＨfの信号の減少は、ＨrとＨfの相互作用の大
きさに依存し、相互作用の大きさは組織によって異なる
ので、結果として組織の相違を高コントラストで表示す
ることが可能となる。
【０００７】予備的な飽和のためのプリパルス、即ちＭ
ＴＣパルスとして、ＭＲＩの対象となっている物質（こ
こでは自由水）の共鳴周波数から離れた周波数で矩形、
sinc関数、ガウシャン関数、等の外形を持ったＲＦパル
スを照射し結合水の磁化を飽和させるオフレゾナンスＭ
ＴＣと、自由水の共鳴周波数をもつバイノミアル（２項
式）パルスを照射し結合水のみの磁化を飽和させるオン
レゾナンスＭＴＣとがある。
ＴＣパルスとして、ＭＲＩの対象となっている物質（こ
こでは自由水）の共鳴周波数から離れた周波数で矩形、
sinc関数、ガウシャン関数、等の外形を持ったＲＦパル
スを照射し結合水の磁化を飽和させるオフレゾナンスＭ
ＴＣと、自由水の共鳴周波数をもつバイノミアル（２項
式）パルスを照射し結合水のみの磁化を飽和させるオン
レゾナンスＭＴＣとがある。
【０００８】このオンレゾナンスＭＴＣで用いる２項式
パルスは、２項分布の比にしたがった面積のＲＦパルス
で偶数番目のもののパルス強度の符号を反転させたもの
で、1-[-2]-1、1-[-3]-3-[-1]パルス等がある。２項式
パルス1-[-2]-1は、縦軸をパルス強度、横軸を印加時間
として表したとき、図６（ａ）で示す形状を有し、これ
をフーリエ変換したものは、縦軸を励起強度、横軸を周
波数として同図（ｂ）に示すような周波数特性を有す
る。このような周波数特性は２項式パルスによって励起
される励起形状に対応し、同図（ｃ）に示すように共鳴
周波数の上下両方向を励起することができる。従って、
自由水の共鳴周波数の２項式パルスを照射することによ
り、自由水以外のプロトンを励起し、その磁化を飽和す
ることができる。
パルスは、２項分布の比にしたがった面積のＲＦパルス
で偶数番目のもののパルス強度の符号を反転させたもの
で、1-[-2]-1、1-[-3]-3-[-1]パルス等がある。２項式
パルス1-[-2]-1は、縦軸をパルス強度、横軸を印加時間
として表したとき、図６（ａ）で示す形状を有し、これ
をフーリエ変換したものは、縦軸を励起強度、横軸を周
波数として同図（ｂ）に示すような周波数特性を有す
る。このような周波数特性は２項式パルスによって励起
される励起形状に対応し、同図（ｃ）に示すように共鳴
周波数の上下両方向を励起することができる。従って、
自由水の共鳴周波数の２項式パルスを照射することによ
り、自由水以外のプロトンを励起し、その磁化を飽和す
ることができる。
【０００９】なお、以上のＭＴＣについては、例えば、
Robert S.Balaban and Toni L,Ceckler:Magnetization
Transfer Contrast in Magnetic Resonance Imaging, M
ag.Res. Q. 8 116(1992)において詳述されている。
Robert S.Balaban and Toni L,Ceckler:Magnetization
Transfer Contrast in Magnetic Resonance Imaging, M
ag.Res. Q. 8 116(1992)において詳述されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしＭＴＣ法におい
て、２項パルスが静磁場不均一の影響などにより、水の
共鳴周波数に対し、完全に０゜パルスとなっていない場
合、自由水プロトンの縦磁化は減少してしまい、ＭＴＣ
パルスによる直接励起により全体の信号強度が半減しＳ
／Ｎの劣化した画像となってしまう。即ち、２項式パル
スはその面積の総和がゼロであるので、例えば1-[-2]-1
パルスを照射した場合、磁化はパルス１により正方向に
倒れた後、負方向に倒れ、更に正方向に倒れることによ
り、照射終了時には縦磁化は最初の状態（Ｚ軸）に戻る
はずであるが、静磁場の不均一などがあると縦磁化は０
度の状態に完全には戻らない。このようなプリパルスを
複数回照射した場合には、この縦磁化の劣化が累積し、
Ｓ／Ｎの劣化した画像になってしまう。
て、２項パルスが静磁場不均一の影響などにより、水の
共鳴周波数に対し、完全に０゜パルスとなっていない場
合、自由水プロトンの縦磁化は減少してしまい、ＭＴＣ
パルスによる直接励起により全体の信号強度が半減しＳ
／Ｎの劣化した画像となってしまう。即ち、２項式パル
スはその面積の総和がゼロであるので、例えば1-[-2]-1
パルスを照射した場合、磁化はパルス１により正方向に
倒れた後、負方向に倒れ、更に正方向に倒れることによ
り、照射終了時には縦磁化は最初の状態（Ｚ軸）に戻る
はずであるが、静磁場の不均一などがあると縦磁化は０
度の状態に完全には戻らない。このようなプリパルスを
複数回照射した場合には、この縦磁化の劣化が累積し、
Ｓ／Ｎの劣化した画像になってしまう。
【００１１】本発明の目的は、このような従来の問題点
に鑑みなされたものであり、Ｓ／Ｎの高いＭＴＣ法によ
る画像を得ることにある。
に鑑みなされたものであり、Ｓ／Ｎの高いＭＴＣ法によ
る画像を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するため手段】本発明は、通常のパルスシ
ーケンスの前に予めＭＴＣパルスと呼ばれるプリパルス
を印加し、化学的に自由な水のプロトンと化学的に動き
に制限を受けている結合水のプロトンとの相互作用を利
用した信号を得るようにしたＭＲＩ装置において、印加
するプリパルスを工夫することで２項式パルスによる縦
磁化減少を低減しＳ／Ｎの高いＭＴＣ画像を得るもので
ある。
ーケンスの前に予めＭＴＣパルスと呼ばれるプリパルス
を印加し、化学的に自由な水のプロトンと化学的に動き
に制限を受けている結合水のプロトンとの相互作用を利
用した信号を得るようにしたＭＲＩ装置において、印加
するプリパルスを工夫することで２項式パルスによる縦
磁化減少を低減しＳ／Ｎの高いＭＴＣ画像を得るもので
ある。
【００１３】即ち、本発明のＭＲＩ装置は、被検体に静
磁場を与える静磁場発生手段と、被検体に傾斜磁場を印
加する傾斜磁場印加手段と、被検体の組織を構成する原
子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために高周
波パルスを印加するパルス印加手段と、高周波パルス及
び傾斜磁場を所定のパルスシーケンスで繰返し印加する
ためのシーケンサと、組織で発生する磁気共鳴信号を検
出する磁気共鳴信号検出手段と、検出信号を用いて前記
組織の断層像を得る画像再構成手段とを備え、シーケン
サは、原子核スピンを予め飽和させるためのプリパルス
印加を含むパルスシーケンスを有し、プリパルスは、複
数の２項式パルスから構成され、少なくとも１の２項式
パルスは他の２項式パルスと位相が逆転しているもので
ある。この複数の２項式パルスは、単一の２項式パルス
の面積を、時間方向に分割し、及び／又は、高さ方向に
分割したものでもよい。
磁場を与える静磁場発生手段と、被検体に傾斜磁場を印
加する傾斜磁場印加手段と、被検体の組織を構成する原
子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために高周
波パルスを印加するパルス印加手段と、高周波パルス及
び傾斜磁場を所定のパルスシーケンスで繰返し印加する
ためのシーケンサと、組織で発生する磁気共鳴信号を検
出する磁気共鳴信号検出手段と、検出信号を用いて前記
組織の断層像を得る画像再構成手段とを備え、シーケン
サは、原子核スピンを予め飽和させるためのプリパルス
印加を含むパルスシーケンスを有し、プリパルスは、複
数の２項式パルスから構成され、少なくとも１の２項式
パルスは他の２項式パルスと位相が逆転しているもので
ある。この複数の２項式パルスは、単一の２項式パルス
の面積を、時間方向に分割し、及び／又は、高さ方向に
分割したものでもよい。
【００１４】
【作用】位相が正負逆転した２項式パルスを組合わせる
ことにより、１つの２項式パルス照射によって縦磁化が
完全に元に戻らなくても、それと位相の反転した２項式
パルス照射によって縦磁化の劣化が相殺されるので、次
のイメージングにおいてＳ／ＮのよいＭＴＣ画像を得る
ことができる。特に結合水と自由水との相互作用の大き
い脳実質を含む頭部のＴＯＦ法（Time Of Flight）によ
る画像では、効果的に脳実質の信号を抑制することがで
き、ＭＴＣ効果により通常の投影処理によって描出され
なかった抹消血管が投影画像上において確認可能とな
る。
ことにより、１つの２項式パルス照射によって縦磁化が
完全に元に戻らなくても、それと位相の反転した２項式
パルス照射によって縦磁化の劣化が相殺されるので、次
のイメージングにおいてＳ／ＮのよいＭＴＣ画像を得る
ことができる。特に結合水と自由水との相互作用の大き
い脳実質を含む頭部のＴＯＦ法（Time Of Flight）によ
る画像では、効果的に脳実質の信号を抑制することがで
き、ＭＴＣ効果により通常の投影処理によって描出され
なかった抹消血管が投影画像上において確認可能とな
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図３は本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構
成を示す図で、主として中央処理装置（ＣＰＵ）１と、
シーケンサ２と、送信系３と、静磁場発生磁石４と、傾
斜磁場発生系（傾斜磁場印加手段）５、受信系６と、画
像表示記憶装置系７とを備えている。
明する。図３は本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構
成を示す図で、主として中央処理装置（ＣＰＵ）１と、
シーケンサ２と、送信系３と、静磁場発生磁石４と、傾
斜磁場発生系（傾斜磁場印加手段）５、受信系６と、画
像表示記憶装置系７とを備えている。
【００１６】中央処理装置（ＣＰＵ）１は、予め定めら
れたプログラムに従ってシーケンサ２、受信系６、画像
表示記憶系７の各々の制御及び受信系５の出力データを
用いて画像再構成を行なうものである。シーケンサ２
は、高周波パルス及び傾斜磁場を後述するような所定の
パルスシーケンスで繰返し印加するためのもので、中央
処理装置１からの制御命令に基づいて動作し、被検体の
断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系３、
傾斜磁場発生系５、受信系６に送る。
れたプログラムに従ってシーケンサ２、受信系６、画像
表示記憶系７の各々の制御及び受信系５の出力データを
用いて画像再構成を行なうものである。シーケンサ２
は、高周波パルス及び傾斜磁場を後述するような所定の
パルスシーケンスで繰返し印加するためのもので、中央
処理装置１からの制御命令に基づいて動作し、被検体の
断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系３、
傾斜磁場発生系５、受信系６に送る。
【００１７】送信系３は、被検体の組織を構成する原子
の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために高周波
パルスを印加するパルス印加手段で、高周波発振器８と
変調器９と高周波コイルとしての照射コイル１１を有
し、シーケンサ２の命令により高周波発振器８からの高
周波パルスを変調器９で振幅変調し、この振幅変調され
た高周波パルスを高周波増幅器１０を介して増幅して照
射コイル１１に供給することにより、所定のパルス状の
電磁波を被検体７に照射する。
の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために高周波
パルスを印加するパルス印加手段で、高周波発振器８と
変調器９と高周波コイルとしての照射コイル１１を有
し、シーケンサ２の命令により高周波発振器８からの高
周波パルスを変調器９で振幅変調し、この振幅変調され
た高周波パルスを高周波増幅器１０を介して増幅して照
射コイル１１に供給することにより、所定のパルス状の
電磁波を被検体７に照射する。
【００１８】静磁場発生磁石４は、被検体を収容するし
所定の空間領域に均一な静磁場を発生させるためのもの
であり、この静磁場発生磁石４の内部には、照射コイル
１１の他、静磁場内の複数方向へ傾斜磁場を発生させる
傾斜磁場コイル１３と、受信系５の受信コイル１４が設
置されている。傾斜磁場発生系５は、静磁場の重畳され
る線形の傾斜磁場を印加する手段で、互いに直交する複
数方向のデカルト座標軸方向にそれぞれ独立に傾斜磁場
を発生する傾斜磁場発生コイル１３と、傾斜磁場発生コ
イル１３に電流を供給する傾斜磁場電源１２とにより構
成される。
所定の空間領域に均一な静磁場を発生させるためのもの
であり、この静磁場発生磁石４の内部には、照射コイル
１１の他、静磁場内の複数方向へ傾斜磁場を発生させる
傾斜磁場コイル１３と、受信系５の受信コイル１４が設
置されている。傾斜磁場発生系５は、静磁場の重畳され
る線形の傾斜磁場を印加する手段で、互いに直交する複
数方向のデカルト座標軸方向にそれぞれ独立に傾斜磁場
を発生する傾斜磁場発生コイル１３と、傾斜磁場発生コ
イル１３に電流を供給する傾斜磁場電源１２とにより構
成される。
【００１９】受信系６は、被検体の組織で発生した磁気
共鳴信号を検出する磁気共鳴信号検出手段であり、受信
コイル１４と、このコイル１４に接続された増幅器１５
と、直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを有
し、被検体からのＮＭＲ信号を受信コイル１４で検出
し、その信号を増幅器１５で増幅した後、直交位相検波
器１６により二系列の収集データに変換し、それらのデ
ータをシーケンサ２の命令によるタイミングでデジタル
量に変換して中央処理装置１へ送るものである。
共鳴信号を検出する磁気共鳴信号検出手段であり、受信
コイル１４と、このコイル１４に接続された増幅器１５
と、直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを有
し、被検体からのＮＭＲ信号を受信コイル１４で検出
し、その信号を増幅器１５で増幅した後、直交位相検波
器１６により二系列の収集データに変換し、それらのデ
ータをシーケンサ２の命令によるタイミングでデジタル
量に変換して中央処理装置１へ送るものである。
【００２０】画像表示記憶系７は、磁気ディスク２０、
光ディスク１９などの外部記憶装置と、ＣＴＲ等からな
るディスプレイ１８とを有し、受信系６からのデータが
中央処理装置１に入力されると、中央処理装置１が信号
処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体
の所望の断面像をディスプレイ１８に表示するととも
に、外部記憶装置の磁気ディスク２０等に記憶するよう
になっている。
光ディスク１９などの外部記憶装置と、ＣＴＲ等からな
るディスプレイ１８とを有し、受信系６からのデータが
中央処理装置１に入力されると、中央処理装置１が信号
処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体
の所望の断面像をディスプレイ１８に表示するととも
に、外部記憶装置の磁気ディスク２０等に記憶するよう
になっている。
【００２１】このように構成されるＭＲＩ装置は、ＭＴ
Ｃパルス照射を含むパルスシーケンスがシーケンサ２に
組み込まれている。このようなＭＴＣパルス照射の一実
施例を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。図１（ａ）のＭＴＣ
パルスは、従来の２項式パルス４０（同図（ｄ））を２
回印加したものである。この際、２回目に印加するパル
スを１回目に印加するパルスに対して全体の符号を反転
する。このように互いに反転したＭＴＣパルスを組合せ
ることにより、一方のパルスで劣化した縦磁化を次に印
加するパルスで呼戻し、より高いＭＴＣ効果のＭＴＣ画
像をＳ／Ｎの劣化なしに得ることができる。
Ｃパルス照射を含むパルスシーケンスがシーケンサ２に
組み込まれている。このようなＭＴＣパルス照射の一実
施例を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。図１（ａ）のＭＴＣ
パルスは、従来の２項式パルス４０（同図（ｄ））を２
回印加したものである。この際、２回目に印加するパル
スを１回目に印加するパルスに対して全体の符号を反転
する。このように互いに反転したＭＴＣパルスを組合せ
ることにより、一方のパルスで劣化した縦磁化を次に印
加するパルスで呼戻し、より高いＭＴＣ効果のＭＴＣ画
像をＳ／Ｎの劣化なしに得ることができる。
【００２２】図１（ｂ）のＭＴＣパルスは、従来の２項
式パルス４０（同図（ｄ））の面積を２分の１にした、
２つの２項式パルス２１、２２から成り、これらを２回
に分けて印加する。この際、一方のパルス２１の符号が
他方のパルス２２の符号に対し反転している。このよう
に互いに反転したＭＴＣパルスを組合わせることによ
り、一方のパルス２１で劣化した縦磁化を次に印加され
るパルス２２で呼び戻すことができ、縦磁化の劣化の低
減したＭＴＣパルスの印加ができる。また、１つの２項
式パルスを時間方向に分割してその面積を２分の１にし
ているので、ＭＴＣパルス印加の時間を従来の２項式パ
ルスの印加時間と同じくすることができ、繰返し時間(T
R)を延長することなく、従来と同じ計測時間で、よりＳ
／Ｎの高いＭＴＣ画像を得ることができる。
式パルス４０（同図（ｄ））の面積を２分の１にした、
２つの２項式パルス２１、２２から成り、これらを２回
に分けて印加する。この際、一方のパルス２１の符号が
他方のパルス２２の符号に対し反転している。このよう
に互いに反転したＭＴＣパルスを組合わせることによ
り、一方のパルス２１で劣化した縦磁化を次に印加され
るパルス２２で呼び戻すことができ、縦磁化の劣化の低
減したＭＴＣパルスの印加ができる。また、１つの２項
式パルスを時間方向に分割してその面積を２分の１にし
ているので、ＭＴＣパルス印加の時間を従来の２項式パ
ルスの印加時間と同じくすることができ、繰返し時間(T
R)を延長することなく、従来と同じ計測時間で、よりＳ
／Ｎの高いＭＴＣ画像を得ることができる。
【００２３】尚、図示する実施例では、２つのパルスの
組合わせを示したが、３以上の組合わせとしてもよい。
複数のパルスのうちの少なくとも１のパルスを残りのパ
ルスと位相が反転したものを用いることにより、縦磁化
の劣化を呼戻すことができるので、複数のパルスを印加
する際の、累積的な縦磁化の劣化を解消することができ
る。好適には複数の２項式パルスの約半数を正とし、残
りを半数を負とする。これにより、原理的には縦磁化の
劣化をほぼ完全になくすことができる。
組合わせを示したが、３以上の組合わせとしてもよい。
複数のパルスのうちの少なくとも１のパルスを残りのパ
ルスと位相が反転したものを用いることにより、縦磁化
の劣化を呼戻すことができるので、複数のパルスを印加
する際の、累積的な縦磁化の劣化を解消することができ
る。好適には複数の２項式パルスの約半数を正とし、残
りを半数を負とする。これにより、原理的には縦磁化の
劣化をほぼ完全になくすことができる。
【００２４】また印加の方法は、例えば、符号の異なる
パルスを交互に印加してもよいが、正の２項式パルスを
連続して印加し、次いで少なくとも１の負の２項式パル
スを印加してもよい。要するに印加の順序と係わりなく
全体として複数の２項式パルスの一部の２項式パルスが
位相の負となるように印加すればよい。図１（ｃ）のＭ
ＴＣパルスは、従来の２項式パルス４０（同図（ｄ））
をパルス強度方向（高さ方向）に分割して、その面積を
２分の１にした、２つの２項式パルス３１、３２から成
る。ここでも、一方のパルス３１の符号が他方のパルス
３２の符号に対し反転しており、同図（ａ）のＭＴＣパ
ルスと同様の効果を得ることができる。また、この実施
例では、高さ方向に分割することにより従来の２項式パ
ルスを高周波パルスを印加するための高周波増幅器１０
（図３）の負担を軽減することができる。
パルスを交互に印加してもよいが、正の２項式パルスを
連続して印加し、次いで少なくとも１の負の２項式パル
スを印加してもよい。要するに印加の順序と係わりなく
全体として複数の２項式パルスの一部の２項式パルスが
位相の負となるように印加すればよい。図１（ｃ）のＭ
ＴＣパルスは、従来の２項式パルス４０（同図（ｄ））
をパルス強度方向（高さ方向）に分割して、その面積を
２分の１にした、２つの２項式パルス３１、３２から成
る。ここでも、一方のパルス３１の符号が他方のパルス
３２の符号に対し反転しており、同図（ａ）のＭＴＣパ
ルスと同様の効果を得ることができる。また、この実施
例では、高さ方向に分割することにより従来の２項式パ
ルスを高周波パルスを印加するための高周波増幅器１０
（図３）の負担を軽減することができる。
【００２５】この場合にも、図１（ａ）のＭＴＣパルス
と同様にパルスの数は３以上でもよく、また印加の方法
も任意に変更できる。また、図１では２項式パルスとし
て、1-[-2]-1パルスを示したが、本発明のＭＲＩ装置で
は、プリパルスとして1-[-3]-3-[-1]、1-[-4]-6-[-4]-1
パルス等を用いてもよいことは言うまでもない。
と同様にパルスの数は３以上でもよく、また印加の方法
も任意に変更できる。また、図１では２項式パルスとし
て、1-[-2]-1パルスを示したが、本発明のＭＲＩ装置で
は、プリパルスとして1-[-3]-3-[-1]、1-[-4]-6-[-4]-1
パルス等を用いてもよいことは言うまでもない。
【００２６】次にこのようなプリパルスによるＭＴＣ画
像を得るためのパルスシーケンスの一実施例を模式的に
図２に示す。図２のパルスシーケンスは、いわゆるＭＴ
Ｃ法をＴＯＦ(Time Of Flight、飛行時間)法による血流
描出（ＭＲアンギオグラフィ)に組み込んだもので、３
次元ＴＯＦ法の通常の計測シーケンスの前にプリパルス
であるＭＴＣパルスを印加するシーケンスが組込まれて
いる。尚、ＴＯＦ法によるＭＲＡについては、例えば
（ＮＭＲ医学 改訂2版 日本磁気共鳴医学会編 丸善
株式会社（1991））に詳述されている。
像を得るためのパルスシーケンスの一実施例を模式的に
図２に示す。図２のパルスシーケンスは、いわゆるＭＴ
Ｃ法をＴＯＦ(Time Of Flight、飛行時間)法による血流
描出（ＭＲアンギオグラフィ)に組み込んだもので、３
次元ＴＯＦ法の通常の計測シーケンスの前にプリパルス
であるＭＴＣパルスを印加するシーケンスが組込まれて
いる。尚、ＴＯＦ法によるＭＲＡについては、例えば
（ＮＭＲ医学 改訂2版 日本磁気共鳴医学会編 丸善
株式会社（1991））に詳述されている。
【００２７】このシーケンスでは、まずプリパルスを印
加することにより、自由水以外のプロトンの原子核スピ
ンが飽和される。この状態で次のＴＯＦ法の計測シーケ
ンスが実行される。即ち、スライス傾斜磁場Ｇｓ２０１
を印加しながら高周波パルス１０１を印加して関心領域
を励起し、スライス方向の位相を戻した後、周波数エン
コード方向の傾斜磁場Ｇｆ４０１を印加し、さらに反転
しリードアウト傾斜磁場Ｇｆ４０２を印加して、エコー
信号を計測する。またエコー信号にスライス方向及び位
相エンコード方向の情報を与えるためにスライス方向の
傾斜磁場Ｇｓ２０２及び位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ３
０１が加えられる。このシーケンスではプリパルスによ
って結合水のプロトン原子核スピンは飽和しているの
で、主として自由水のプロトンからの信号が得られこと
になり、例えば頭部のＴＯＦ法の画像では、結合水と自
由水との相互作用が活発な脳実質からの信号強度は抑制
され、また、結合水と自由水との相互作用がほとんどな
い血液の信号強度は保存されるために、血流コントラス
トの高い画像が得られる。しかも、プリパルスによって
自由水のプロトンのスピンの縦磁化は、殆ど劣化してい
ないので、通常得られる画像に比べ高コントラストの画
像が得られ、ＭＴＣ効果により通常の投影処理によって
描出されなかった抹消血管が投影画像上において確認可
能となる。
加することにより、自由水以外のプロトンの原子核スピ
ンが飽和される。この状態で次のＴＯＦ法の計測シーケ
ンスが実行される。即ち、スライス傾斜磁場Ｇｓ２０１
を印加しながら高周波パルス１０１を印加して関心領域
を励起し、スライス方向の位相を戻した後、周波数エン
コード方向の傾斜磁場Ｇｆ４０１を印加し、さらに反転
しリードアウト傾斜磁場Ｇｆ４０２を印加して、エコー
信号を計測する。またエコー信号にスライス方向及び位
相エンコード方向の情報を与えるためにスライス方向の
傾斜磁場Ｇｓ２０２及び位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ３
０１が加えられる。このシーケンスではプリパルスによ
って結合水のプロトン原子核スピンは飽和しているの
で、主として自由水のプロトンからの信号が得られこと
になり、例えば頭部のＴＯＦ法の画像では、結合水と自
由水との相互作用が活発な脳実質からの信号強度は抑制
され、また、結合水と自由水との相互作用がほとんどな
い血液の信号強度は保存されるために、血流コントラス
トの高い画像が得られる。しかも、プリパルスによって
自由水のプロトンのスピンの縦磁化は、殆ど劣化してい
ないので、通常得られる画像に比べ高コントラストの画
像が得られ、ＭＴＣ効果により通常の投影処理によって
描出されなかった抹消血管が投影画像上において確認可
能となる。
【００２８】尚、以上の実施例では、ＭＴＣパルスの単
位となる２項式パルスとして図７（ａ）に示すような２
項分布の比に従った面積比を時間比によって出している
ものを使用したが、２項式パルスとしては図７（ｂ）に
示すようにパルス強度方向の比によって面積比を出して
いるものを使用してもよい。また以上の実施例では本発
明をＭＲＡ（ＴＯＦ法）のパルスシーケンスに適用して
説明を行なったが、本発明はプリパルス印加を含むどの
ようなパルスシーケンスに対しても適用できる。
位となる２項式パルスとして図７（ａ）に示すような２
項分布の比に従った面積比を時間比によって出している
ものを使用したが、２項式パルスとしては図７（ｂ）に
示すようにパルス強度方向の比によって面積比を出して
いるものを使用してもよい。また以上の実施例では本発
明をＭＲＡ（ＴＯＦ法）のパルスシーケンスに適用して
説明を行なったが、本発明はプリパルス印加を含むどの
ようなパルスシーケンスに対しても適用できる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
ＭＲＩ装置は、ＭＴＣ法を用いたパルスシーケンスによ
り断層像を計測する方法を実行するＭＲＩ装置におい
て、２項式ＭＴＣ用ＲＦパルスの面積を複数回に分割し
て印加するとともに、その約半数ずつのパルスを互に符
号が反転したものとすることにより、磁化の減少を低減
でき、Ｓ／Ｎの高いＭＴＣ画像を得ることができる。
ＭＲＩ装置は、ＭＴＣ法を用いたパルスシーケンスによ
り断層像を計測する方法を実行するＭＲＩ装置におい
て、２項式ＭＴＣ用ＲＦパルスの面積を複数回に分割し
て印加するとともに、その約半数ずつのパルスを互に符
号が反転したものとすることにより、磁化の減少を低減
でき、Ｓ／Ｎの高いＭＴＣ画像を得ることができる。
【図１】ＭＴＣ法におけるプリパルスを示す図で、
（ａ）及び（ｂ）は本発明のＭＲＩ装置におけるＭＴＣ
法によるパルスシーケンスの実施例を示し、（ｃ）は従
来のＭＴＣ法によるパルスシーケンスを示す。
（ａ）及び（ｂ）は本発明のＭＲＩ装置におけるＭＴＣ
法によるパルスシーケンスの実施例を示し、（ｃ）は従
来のＭＴＣ法によるパルスシーケンスを示す。
【図２】本発明が適用される撮像のためのパルスシーケ
ンスの一実施例を示す図。
ンスの一実施例を示す図。
【図３】本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構成を示
すブロック図。
すブロック図。
【図４】磁化移動の様子を模式的に示す説明図。
【図５】飽和移動の様子を模式的に示す説明図。
【図６】２項式パルスによる水のスペクトル励起の様子
を模式的に示す説明図。
を模式的に示す説明図。
【図７】２項式パルスの例を示す図。
２・・・・・・シーケンサ ３・・・・・・パルス印加手段（送信系） ４・・・・・・静磁場発生手段（静磁場発生磁石） ５・・・・・・傾斜磁場印加手段 ６・・・・・・磁気共鳴信号検出手段（受信系） ７・・・・・・画像再構成手段（画像表示記憶装置系） ２１、２２、３１、３３・・・・・・２項式パルス
Claims (2)
- 【請求項１】被検体に静磁場を与える静磁場発生手段
と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段
と、前記被検体の組織を構成する原子の原子核スピンに
核磁気共鳴を起こさせるために高周波パルスを印加する
パルス印加手段と、前記高周波パルス及び前記傾斜磁場
を所定のパルスシーケンスで繰返し印加するためのシー
ケンサと、前記組織で発生する磁気共鳴信号を検出する
磁気共鳴信号検出手段と、前記検出信号を用いて前記組
織の断層像を得る画像再構成手段とを備えた磁気共鳴イ
メージング装置において、 前記シーケンサは、前記原子核スピンを予め飽和させる
ためのプリパルス印加を含むパルスシーケンスを有し、
前記プリパルスは、複数の２項式パルスから構成され、
少なくとも１の２項式パルスは他の２項式パルスと位相
が逆転してい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】前記プリパルスは、単一の２項式パルスの
面積を、時間方向及び／又はパルス強度方向に分割し、
複数個にしたものである請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP6145071A JPH08591A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145071A JPH08591A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08591A true JPH08591A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15376713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145071A Pending JPH08591A (ja) | 1994-06-27 | 1994-06-27 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08591A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11299753A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-02 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ装置およびｍｒ撮像方法 |
| JP2009131623A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-06-18 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ装置 |
| US8131338B2 (en) | 1998-04-17 | 2012-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MR imaging providing tissue/blood contrast image |
| US20200011946A1 (en) * | 2009-09-30 | 2020-01-09 | International Business Machines Corporation | Implantable or insertable nuclear magnetic resonant imaging system |
-
1994
- 1994-06-27 JP JP6145071A patent/JPH08591A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11299753A (ja) * | 1998-04-17 | 1999-11-02 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ装置およびｍｒ撮像方法 |
| US8131338B2 (en) | 1998-04-17 | 2012-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MR imaging providing tissue/blood contrast image |
| US8560049B2 (en) | 1998-04-17 | 2013-10-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic resonance imaging system |
| JP2009131623A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-06-18 | Toshiba Corp | Ｍｒｉ装置 |
| US7990142B2 (en) | 2007-11-02 | 2011-08-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | MRI apparatus generating deformed binomial pulse waveforms based on flip angle |
| US20200011946A1 (en) * | 2009-09-30 | 2020-01-09 | International Business Machines Corporation | Implantable or insertable nuclear magnetic resonant imaging system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030708 |