JPH09182729A - Mrイメージング方法及びmri装置 - Google Patents

Mrイメージング方法及びmri装置

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JPH09182729A
JPH09182729A JP7344115A JP34411595A JPH09182729A JP H09182729 A JPH09182729 A JP H09182729A JP 7344115 A JP7344115 A JP 7344115A JP 34411595 A JP34411595 A JP 34411595A JP H09182729 A JPH09182729 A JP H09182729A
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imaging
magnetic field
pulse
fat
fat suppression
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数種類の断面を順次撮像する場合、撮像断面
が更新されても確実な脂肪抑制効果が得られるようにす
る。 【解決手段】静磁場中に置かれた被検体の複数種の撮像
断面を脂肪抑制シーケンスを用いて順次撮像する。撮像
断面を更新する度に(図2ステップS7,S11,S1
5)、更新した撮像断面の励起の中心周波数の変化量を
求め、この変化量を脂肪抑制シーケンスの脂肪抑制用プ
リパルスの中心周波数に反映させる(図2ステップS
9,S13,S17)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内の原子核
スピンの磁気共鳴現象を利用したMRI(磁気共鳴イメ
ージング)に係り、とくに、被検体の断面画像のデータ
収集を行うときに脂肪抑制(脂肪からのMR信号の収集
を抑制すること)を行うパルスシーケンスを採用したM
Rイメージング方法及びMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】MRI装置は、静磁場中に置かれた被検
体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波信号で磁気
的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号に基づ
いて画像を再構成したり、スペクトルを得る装置であ
る。
【0003】被検体の断面のMR画像を得る場合、断面
内に在る脂肪は化学シフトに因ってアーチファクトなど
の原因になるから、脂肪からのMR信号はなるべく収集
しないようにする脂肪抑制の技術は必要不可欠である。
【0004】この脂肪抑制を行うため、従来、各種のパ
ルスシーケンスを使用する手法が知られている。その一
つに周波数選択励起パルスで脂肪からの信号抑制を行う
方法があり、周波数選択励起パルスとして例えばバイノ
ミアル(binomial)パルスを用いた方法が、“J.P Hor
e, Solvent suppression in fourier transformnuclear
magnetic resonance, J.Magn.Reson., 55, 283-300, 1
983”により示されている。また、周波数選択励起パル
スを用いる「CHESS法」と呼ばれる撮像法が、“A.
Hasse, J.Frahm, W.Hanicke, D.Matthaei, 1H NMR chem
ical shiftselective (CHESS) imaging, Phy. Med. Bio
l., 30, 341-344, 1985”に示されている。さらに、周
波数選択励起パルスを用いつつ、マルチスライス撮影に
おけるスライス断面毎のRFパルスの中心周波数(通
常、水周波数)のずれを考慮した撮像法が“M.Miyazaki
et al., Uniform Fat Suppression in MultisliceImag
ing: A Multislice Off-resonance Fat Suppression Te
chnique(MSOFT), #796 Abstract of SMR books, 1994”
に示されている。
【0005】いずれの手法も、通常の画像収集シーケン
スの前に、周波数選択励起パルスで脂肪のスピンを飽和
させておくことをベースにしている。
【0006】このような脂肪抑制技術を用いて、異なる
複数種類の断面(アキシャル面、サジタル面、コロナル
面、それらのオブリーク面)のMRデータを順次収集
し、複数種類の断面画像(アキシャル像、サジタル像、
コロナル像、オブリーク像)を読影して所見を下す診断
が多用されている。例えば腹部の場合がそうである。従
来では、このような撮影の場合、予め設定された周波数
選択励起RFパルスの中心周波数f0 (通常、被検体内
の水成分の共鳴周波数に設定される)が、最初の所望断
面撮影時に1回だけ微調整される。
【0007】例えば、アキシャル像でサジタル面のスラ
イス位置を決めをした後、サジタル像、コロナル像の画
像データを前述した脂肪抑制技術を使って順次収集する
とする。このためには、最初に、位置決め用のアキシャ
ル像で励起の中心周波数f0(水の共鳴周波数)を探
し、次いで、例えば1次のボリュームシミングを行い、
このシミングによりずれた中心周波数f0 を微調整す
る。そして、計画した最初のサジタル面の画像データを
脂肪抑制しながら収集する。次いで、サジタル像を位置
決め画像に用いてコイル面のスライス位置を決め、コロ
ナル面の画像データを脂肪抑制しながら収集する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た中心周波数f0 の従来の設定法によれば、撮像断面を
サジタル面から2番目の撮像断面であるコロナル面に更
新させる際、最初のサジタル面で使っていた周波数選択
励起パルスの中心周波数f0 が次のコロナル面のそれと
一致するとは必ずしも限らない。その理由は、撮像部位
の位置、形状、水/脂肪の量の違い、サスセプタビリテ
ィ(susceptibility)の違いなどに因る。一般に、体腔
の多い肺野や腹部では、撮像断面の種類を変えると、F
OVに入ってくる体腔の面積が変わること等に因って、
中心周波数のf0 のずれは大きい。このように、ある断
面(例えばサジタル面)で得た中心周波数f0 を別の面
(例えばコロナル面)でもそのまま使って励起すると、
その別の面(コロナル面)において脂肪抑制を実施する
周波数選択励起パルスの周波数帯域が脂肪スペクトラム
位置からずれてしまい、脂肪抑制効果が半減または不完
全になってしまうという問題があった。
【0009】本発明は、このような従来技術による不都
合に鑑みてなされたもので、複数種類の断面を順次撮像
する場合、撮像断面が更新されても確実な脂肪抑制効果
が得られるようにすることを、その目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、本発明のMRイメージング方法は、静磁場中に置か
れた被検体の複数種の撮像断面を脂肪抑制シーケンスを
用いて順次撮像するMRイメージング方法であり、前記
撮像断面を更新する度に、更新した撮像断面の励起の中
心周波数の変化量を求め、この変化量を前記脂肪抑制シ
ーケンスの脂肪抑制に反映させることを特徴とする。
【0011】前記複数種の撮像断面は、アキシャル面、
サジタル面、コロナル面、及びそれらのオブリーク面の
内の少なくとも2種類の面である。
【0012】また前記脂肪抑制シーケンスは、周波数選
択励起パルスを用いたCHESS法に拠るパルスシーケ
ンス、水周波数選択励起法(WCHASE:Water chem
icalselective excitation 法)、又はこの励起法を改
善したPASTA(Polarityaltered spectral spatial
selective acquisition )法に拠るパルスシーケンス
である。
【0013】また前記変化量の前記脂肪抑制シーケンス
への反映は、このシーケンスに含まれる周波数選択励起
RFパルスの中心周波数を前記変化量に応じて調整する
ようにしてある。
【0014】本発明のMRI装置は、静磁場中に置かれ
た被検体の複数種の撮像断面を脂肪抑制シーケンスを用
いて順次撮像するMRI装置において、前記撮像断面を
更新する度に、更新した撮像断面の励起の中心周波数の
変化量を求める手段と、この変化量を前記脂肪抑制シー
ケンスに反映させる手段とを備える。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一つの実施の形
態を図1〜図9を参照して説明する。
【0016】この実施形態にかかるMRI(磁気共鳴イ
メージング)装置の概略構成を図1に示す。このMRI
装置は、被検体Pを載せる寝台部と、静磁場発生用の磁
石部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場部
と、高周波信号を送受信する送受信部と、システムコン
トロール及び画像再構成を担う制御・演算部とを備えて
いる。
【0017】磁石部は、例えば超電導方式の磁石1と、
この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備え、被
検体Pが遊挿される円筒状の開口部(診断用空間)の軸
方向(Z軸方向)に静磁場H0 を発生させる。なお、こ
の磁石部には1次のシミング用のシムコイル14が設け
られている。このシムコイル14には、後述するコント
ローラの制御下で、シムコイル電源15から磁場均一化
のための電流が供給される。寝台部は、被検体Pを載せ
た天板を磁石1の開口部に退避可能に挿入できるように
なっている。
【0018】傾斜磁場部は、磁石1に組み込まれた傾斜
磁場コイルユニット3を備える。この傾斜磁場コイルユ
ニット3は、X、Y、Z軸方向の3組(種類)のx,
y,zコイル3x〜3zを備える。傾斜磁場部はさら
に、x,y,zコイル3x〜3zに電流を供給する傾斜
磁場電源4と、この電源4を制御するためのシーケンサ
5内の傾斜磁場シーケンサ5aとを備える。この傾斜磁
場シーケンサ5aはコンピュータを備え、装置全体を管
理するコントローラ6(コンピュータを搭載)からSE
法などに係るデータ収集用のパルスシーケンスの指令信
号を受ける。これにより、傾斜磁場シ−ケンサ5aは、
指令されたパルスシーケンスにしたがってX、Y、Z軸
方向の各傾斜磁場の印加及びその強度を制御し、それら
の傾斜磁場が静磁場H0 に重畳可能になっている。この
実施例では、互いに直交する3軸X,Y,Zの内のZ軸
方向の傾斜磁場をスライス用傾斜磁場GS とし、X軸方
向のそれを読出し用傾斜磁場GR とし、さらにY軸方向
のそれを位相エンコ−ド用傾斜磁場GE とする。
【0019】送受信部は、磁石1内の撮影空間にて被検
体Pの近傍に配設される高周波コイル7と、このコイル
7に接続された送信機8T及び受信機8Rと、この送信
機8T及び受信機8Rの動作を制御するためのシ−ケン
サ5内のRFシーケンサ5b(コンピュータを搭載)と
を備える。この送信機8T及び受信機8Rは、RFシー
ケンサ5bの制御のもと、核磁気共鳴(NMR)を励起
させるためのラーモア周波数のRF電流パルスを高周波
コイル7に供給する一方、高周波コイル7が受信したM
R信号(高周波信号)を受信し、各種の信号処理を施し
て、対応するデジタル信号を形成するようになってい
る。
【0020】さらに、制御・演算部は、上述したコント
ローラ6のほか、受信機8Rで形成されたMR信号のデ
ジタルデータを入力して画像データやスペクトルデータ
を演算する演算ユニット10と、演算した画像データを
保管する記憶ユニット11と、画像を表示する表示器1
2と、入力器13とを備えている。演算ユニット10
は、内臓するメモリで形成される2次元フーリエ空間へ
の実測データの配置、画像再構成のためのフーリエ変換
などの処理をも行う。また、この演算ユニット10の演
算データは必要に応じてコントローラ6に送られ、コン
トローラ6での位置決め計画などの判断に供される。コ
ントローラ6は傾斜磁場シーケンサ5a及びRFシーケ
ンサ5bの同期をとりながら、両者の動作内容及び動作
タイミングを制御する。
【0021】次に、この実施形態の動作を説明する。
【0022】磁石1の診断用空間に患者Pをセットした
後で、MRI装置が起動すると、コントローラ6は所定
メインプログラムを実行し、その中で図2に示す一連の
処理を実行する。この実施形態では、腹部の撮像で多く
見られるように、位置決めをアキシャル像で行い、脂肪
抑制シーケンスを駆使した撮像をその他の断面像で行う
ものとする。ここで使用する脂肪抑制シーケンスは、周
波数選択励起パルス(化学シフト選択パルスとも呼ばれ
る)として「1」のバイノミアルパルスから成る
プリパルスを用いたCHESS(chemical shift selec
tive)法に拠る、SE法のパルスシーケンスを用いる。
なお、プリパルスとしてはSINC関数パルス、Gaussian関
数パルス、又は他のバイノミアルパルスであってもよ
い。また、イメージング方法としては、Fast SE
法、FE法、Fast FE法、GRASE法、EPI
法などであってもよい。
【0023】コントローラ6は図2の最初のステップS
1で、傾斜磁場シーケンサ5a、RFシーケンサ5b、
及び演算ユニット10に位置決め用のアキシャル像の撮
像(例えばSE法)を指令する。これにより得られたア
キシャル像が得られる。次いでステップS2に移行し、
オペレータは位置決め用アキシャル像を見ながらサジタ
ル面の所望スライス位置、スライス幅などの撮像条件を
決める。
【0024】次いで、ステップS3に移行して、コント
ローラ6はシーケンサ5及び演算ユニット10に指令を
与え、脂肪抑制用プリパルスの中心周波数f0 を設定す
る。この設定は図3の処理に沿って実行される。すなわ
ち、位相エンコードを掛けないシーケンス(例えば図5
参照)を実行して所望サジタル面でのスキャンを行い
(図3ステップS3a)、これより得られたMR信号
(例えばエコー信号)をフーリエ変換して、図7(a)
に示すような周波数スペクトルを得る(同図ステップS
3b)。そして、このスペクトルから水の共鳴曲線Cwa
t の中心周波数(水周波数)を探して、この周波数を脂
肪抑制用プリパルスの中心周波数f0 として設定する
(同図ステップS3c)。
【0025】次いでステップS4に移行し、1次のボリ
ュームシミングの実施を指令する。ここで言う「シミン
グ」は、所定値以上の均一性を有する静磁場の中に患者
Pを入れることにより乱れた静磁場の均一性を補正する
処理である。このシミングは図4の手順に基づいて行わ
れる。最初に、シーケンサ5を介して、図5に示すよう
な位相エンコードを掛けないシーケンス(例えばSE
法)を所定ボリューム領域で実行する(図4ステップS
4a)。これにより得られたエコー信号をフーリエ変換
し(同図ステップS4b)、水の共鳴曲線Cwat および
脂肪の共鳴曲線Cfat の半値幅Wwat 及びWfat をそれ
ぞれ演算する(同図ステップS4c)。そして、この半
値幅Wwat 及びWfat が最小となるように、シムコイル
14に流す電流をシムコイル電源15を介して調整する
(同図ステップS4d,S4e)。この一連の処理は図
7(b)に示す如く、半値幅Wwat 及びWfat の最小値
が見つかるまで行われる。ステップS4dの処理でYE
S、すなわち水及び脂肪の共鳴曲線の半値幅Wwat 及び
Wfat が決まると、この半値幅Wwat を有する水の共鳴
曲線Cwat の共鳴周波数を新しい中心周波数f0 ′とし
て決める。この中心周波数f0 ′は、ボリュームシミン
グ前の中心周波数f0 からずれることがほとんである。
なお、上記シミングとしては、位相ずれを最小にする
(phase mapping)方法であってもよい。
【0026】そこで、コントローラ6は次のステップS
5の処理にて、ボリュームシミング前後の中心周波数f
0 、f0 ′の周波数差Δf=f0 −f0 ′を演算し、こ
の差Δfだけ、その後に印加予定のプリパルスの値を自
動的に(又は手動で)調整する。この調整により、ボリ
ュームシミングにより中心周波数f0 がずれても、その
後で使う脂肪抑制用プリパルスの中心周波数が水の共鳴
周波数に正確に合わせられる。
【0027】このように準備が済むと、コントローラ6
はステップS6に移行して、位置決めしたサジタル面を
スキャンし、画像データを収集する。この収集は図6に
示すように、1331の脂肪抑制用のプリパルスを用い
たCHESS法に拠る脂肪抑制シーケンス(SE法)に
基づいて行われる。これにより、サジタル画像のエコー
データが収集される。その収集時のスペクトルは図8
(a)のようになり、脂肪抑制用プリパルスの中心周波
数f0 が水の共鳴周波数に確実に一致し、これによっ
て、プリパルスによる事前励起の周波数域は同図のよう
に脂肪の共鳴曲線Cfat を的確にカバーし、画像データ
収集前に脂肪のプロトンスピン(水信号から3.5ppm
だけ低周波数にあるmethyl基)のみが十分に励起され
る。これにより、その後の位相エンコード量を掛けるイ
メージング用シーケンスでは脂肪からのエコー信号は実
効的に零又は零に近い値に抑えることができる。
【0028】次いで、ステップS7にて、コロナル像を
撮像するか否かを判断する。この判断は例えば入力器1
3を介してオペレータと対話しながら、その入力情報に
基づいて行われる。コロナル像の撮影は予め撮像ルーチ
ンに組み込んでおいて、自動的に撮像判断を下すように
してもよい。コロナル像を撮像する必要があると判断す
ると、コントローラ6はステップS8にて、既に得られ
ているサジタル像又は位置決め用アキシャル像に基づき
所望のコロナル面のスライス位置を決める。
【0029】このように撮像断面をサジタル面からコロ
ナル面に更新すると、プリパルスの中心周波数f0 がず
れていることが多い。とくに腹部のように体腔が多い部
位では、撮像断面をどのように採るかによって、撮像断
面のFOVに入ってくる体腔の面積が変わること等に因
ってサスセプタビリティが変わり、中心周波数f0 も変
わるのである。そこで本実施形態では従来法とは異な
り、続くステップS9にて、更新した撮像断面であるコ
ロナル面のプリパルスの中心周波数f0 を再設定する。
【0030】この中心周波数f0 の再設定は前述した図
3の処理に基づき実行される。つまり、新しく位置決め
したコロナル面を位相エンコードを掛けないシーケンス
(例えばSE法)でスキャンし、これにより得られるエ
コー信号をフーリエ変換し、スペクトルを例えば図7
(c)に示すように得る。このスペクトルによれば、コ
ロナル面での中心周波数f0 (水周波数)=f0 ″とな
り、殆どの場合、撮像断面が変わったことに伴い、水の
共鳴曲線Cwat の共鳴周波数f0 ″がそれまでのサジタ
ル面における曲線(同図(b)参照)のそれからΔf″
だけずれてしまう。そこで、コントローラ6は、演算ユ
ニット10から送られてくる撮像断面更新前後の中心周
波数f0 ′、f0 ″の差分Δf′=f0 ″−f0 ′だ
け、脂肪抑制用プリパルスの中心周波数f0 を自動的に
(又は手動で)微調整し、この調整した中心周波数f0
をRFシーケンサ5bに送る。なお、最新のf0 ″をR
Fシーケンサ5bに送って、RFシーケンサ5bにてそ
れまでの中心周波数f0 (=f0 ′)を最新の値f0
に置換するようにしてもよい。
【0031】次いで、コントローラ6はステップS10
にて、中心周波数f0 を微調整した図6の脂肪抑制シー
ケンスを用いてコロナル面でのスキャン及びエコーデー
タの収集を行う。このコロナル面の撮像において、図8
(b)に示すように水、脂肪の共鳴周波数位置がサジタ
ル面のときに比べて低周波数側又は高周波数側のいずれ
かに移動している場合でも、水の共鳴位置とプリパルス
の中心周波数f0 とが的確に一致し、これにより、プリ
パルスによる事前励起の周波数範囲が脂肪の共鳴曲線と
的確に一致する。つまり、脂肪抑制が確実に掛り、その
後のイメージングシーケンスにおいて脂肪からのエコー
データが的確に抑制される。
【0032】この撮像断面を更新することに伴う脂肪抑
制確実化の利点は、図9に示す従来法の例示と比較すれ
ばより明らかになる。図9(a)、(b)は上記図8
(a)、(b)にそれぞれ対応しており、サジタル面で
合わせたプリパルスの中心周波数f0 のままコロナル面
を撮像した場合のスペクトルを示す。つまり、コロナル
面の場合、スペクトルの水、脂肪の共鳴周波数位置が変
わっても、プリパルスの中心周波数f0 の位置が変わっ
ていないため、脂肪抑制用プリパルスに拠る励起位置が
脂肪Cfat の曲線からずれてしまう。この結果、コロナ
ル面では脂肪抑制効果が無い又は不十分に終わる。これ
に対して、本実施形態によれば、図8の(b)に示す如
くそのような不都合を確実に回避できる。
【0033】図2の処理に戻って、コロナル像での撮像
が終了すると、コントローラ6は図2のステップS11
の処理にて、今度はアキシャル像を撮像するか否か判断
する。この判断は例えばオペレータからの入力情報に基
づいて行う。アキシャル像を撮像する場合、同図ステッ
プS12にて、例えば上記コロナル像やサジタル像から
アキシャル面のスライス位置などを決める。そして、こ
のアキシャル面の場合にも前述したステップS9と同様
に、更新したアキシャル面における新しいプリパルスの
中心周波数を決め、それまでの中心周波数f0 を微調整
する(ステップS13)。さらに、この微調整したプリ
パルスを用いた脂肪抑制シーケンス(図6参照)でアキ
シャル面の画像データを収集させる。
【0034】さらにコントローラ6はステップS15で
オブリーク像を撮像する必要があるか否かを例えばオペ
レータからの指示に基づいて判断し、その必要があると
判断したときは、所望断面のオブリーク面について同様
の位置決め、中心周波数f0の決定(微調整)、スキャ
ンを行う(ステップS16〜S18)。
【0035】このように撮像断面を更新する毎に、その
新しい断面における脂肪抑制用プリパルスの中心周波数
0 の決定及び微調整を行うので、脂肪抑制効果が十分
に且つ安定して発揮され、脂肪によるアーチファクトの
無い高画質の画像を得ることができる。
【0036】なお、上述した実施形態では1次のボリュ
ームシミングを最初に1回だけ行うことを前提としてい
るが、撮像断面それぞれにおいてシミングを実施するよ
うにしてもよい。
【0037】これに対して、近年のMRI装置には、磁
石や被検体を模擬した試験体を使った状態での磁場均一
性の調整方法の改善により、被検体挿入前の静磁場の均
一性が著しく向上している機種がある。このタイプのM
RI装置ではシミングを行わなくても脂肪抑制効果を発
揮させたイメージングを行うことができる。その場合
の、つまりシミングが不要な場合の撮像手順の一例を図
10に示す。同図は図2に対応するものであり、図2の
ステップS4,S5の処理を省いたもので、図10のス
テップS21〜S36が図2のステップS1,S2,S
5〜S18にそれぞれ対応して、同一の処理を行ってい
る。このようにシミングを実施しない場合、シミングに
要する時間(通常、数分)だけ患者の拘束時間を短縮さ
せることができ、イメージングに要する全体の時間を短
縮させて患者スループットを向上させる。
【0038】またなお、上述した実施形態及びその変形
形態では、アキシャル像を位置決め画像にして、サジタ
ル像、コロナル像、アキシャル像、及びオブリーク像を
組み合わせて撮像可能な撮像手順を説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、コロナル像を位置決
め画像に使ってもよいし、また診断部位などによっては
組み合せる複数種の断面像を、サジタル像とコロナル像
との組み合わせなど、適宜なものに限定するようにして
もよい。
【0039】さらに、上述した実施形態及びその変形形
態ではCHESS法をSE法で実施する場合を説明した
が、高速SE法やFE法であっても同様に実施できる。
また、脂肪抑制シーケンスとしてのCHESS法に用い
る脂肪抑制用プリパルスは、1331以外のバイノミア
ルパルスであってもよいし、シンク関数であってもよい
し、またガウシャン関数であってよい。また、シンク関
数にガウシャン関数を掛け合わせた関数など、関数同士
の組み合せであってもよい。すなわち、周波数選択的励
起パルスであればよい。
【0040】さらに、上述した実施形態及びその変形形
態では撮像断面毎の中心周波数のずれを脂肪抑制シーケ
ンスに反映させる手段として、脂肪抑制用プリパルスの
中心周波数そのものを微調整するようにしたが、中心周
波数のずれ量に基づいて90°選択励起RFパルスの周
波数を調整し、撮像断面が変わる毎に水の共鳴曲線から
−3.5ppm離れた脂肪の共鳴曲線にプリパルスの励
起範囲を合わせ、これにより脂肪信号の抑制を行っても
よい。
【0041】さらに、本発明で使用可能な脂肪抑制シー
ケンスは上述したCHESS法以外に、被検体のスライ
ス面の水のみを選択的に励起させるシーケンスであるW
CHASE(Water CHemicAl Selective Excitation :W
ater-CHASE)法であってもよく、SE法の90°RFパ
ルスの中心周波数を撮像断面を変える度に微調整すれば
よい。
【0042】さらに、本発明で使用可能な脂肪抑制シー
ケンスは上述したCHESS法やWCHASE法以外
に、SE法で実施されるPASTA(Polarity altered
spectral and spatial selective acquisition )法で
あってもよい。このPASTA法はWCHASE法をさ
らに改善したもので、例えば、SMR 1995#65
7“A Polarity Altered Spectral and Spatial Select
ive Acquisi-tion Technique”に示されている。
【0043】このPASTA法の概要を図11〜図15
に基づいて説明する。図11はSE法を使って実施され
る、脂肪抑制効果を有するPASTA法のパルスシーケ
ンスを示す。図12は90°RFパルスの励起及び18
0°RFパルスのスピン反転の周波数帯域を示す。90
°RFパルスは周波数帯域で矩形を示すようにシンク関
数波形で形成され、エコー時間TEを短縮させるため、
時間軸上で左右非対象に整形される。例えば90°RF
パルスは、1.5Tでパルス全長16msで、τ長=4
ms、BW=250Hzに設定される。90°RFパル
スはまた、その周波数帯域がスライス方向の第1の傾斜
磁場G90の存在下ではスライス中心において水スピンを
励起し、かつ脂肪スピンを励起しない狭帯域ΔF90に設
定される。これに対し、180°RFパルスの帯域ΔF
180 は90°RFパルスのそれΔF90より広く設定され
る。
【0044】脂肪信号の収集を抑制するため、スライス
方向の第2の傾斜磁場G180 は第1の傾斜磁場G90に対
して極性を反転するとともに、第2の傾斜磁場G180 の
強度は第1の傾斜磁場G90の強度のn倍(n>2)に設
定されている。この強度比に基づくスライス位置と周波
数の関係を図13に示す。
【0045】次いでスピンの挙動を説明する。図14
(a)の初期状態から第1の傾斜磁場G90の存在下で9
0°RFパルスが印加されると、水スピンは図13のA
−A′のスライス位置で(図14(b))、脂肪スピン
は化学シフトのために図13のC−C′のスライス位置
で(図14(d)、それぞれ回転座標のX′軸上に倒さ
れる。
【0046】次いで、逆極性の第2の傾斜磁場G180 の
存在下で180°RFパルスが印加されると、水スピン
は図13のH−H′のスライス位置で(図14
(c))、脂肪スピンは化学シフトに因り図13のI−
I′のスライス位置で(図14(e))180°反転さ
れる。
【0047】つまり図13に示すように、スライス位置
H−H′はA−A′に含まれるので、スライス位置H−
H′の範囲の水スピンはX′軸から−X′軸に反転さ
れ、位相収束に拠りエコーを発生させる。これに対し
て、スライス位置I−I′はC−C′とはスライス位置
的に重ならないので、スライス位置I−I′の範囲の脂
肪スピンは90°RFパルスの影響を受けておらず、1
80°RFパルスによってZ′軸から−Z′軸に反転す
るのみである。つまり、この脂肪スピンはX′Y′回転
成分を持たないので、XY面に平行に配置された高周波
コイル7にはエコー信号として検出されない。さらに、
スライス位置C−C′の範囲の脂肪スピンは90°RF
パルスの影響を受けるのみであり、180°RFパルス
の影響を受けないから、X軸上にフリップした後、図1
4(e)に示すようにX′軸の回りにばらついていくだ
けで、エコー信号を発生させない。これにより、収集す
るエコー信号はその殆どがスライス面A−A′の水のエ
コー信号のみとなり、脂肪からのエコー信号の混濁を効
率良く抑制できる。
【0048】PASTA法はこのように第1の傾斜磁場
G90と第2の傾斜磁場G180 の極性を反転させたことを
特徴としており、これにより脂肪抑制を効果的に発揮さ
せることは勿論、第1、第2の傾斜磁場G90、G180 の
強度比の設計条件を、前述したWCHASE法の場合に
比べて大幅に緩和できるという利点がある。
【0049】このPASTA法に係る第1,第2の傾斜
磁場G90,G180 の強度は詳しくは以下のように説明さ
れる。PASTA法では、90°RFパルス及び180
°RFパルスにより励起されるスライスのオーバラップ
比は、
【数1】 で表わされる。ΔSはスライス厚、ΔFfは脂肪のケミ
カルシフト量、G90,G180 はそれぞれ90°,180
°RFパルスに対する傾斜磁場強度、τ90,τ180 はそ
れぞれ90°,180°RFパルスのRFローブの長さ
である。90°,180°RFパルスτ長と傾斜磁場G
90,G180 の関係は、
【数2】 と表わされ、ケミカルシフト量ΔFfと90°,180
°RFパルスτ長の関係は、
【数3】 と表わされる。
【0050】さらに、このPASTA法はCHESS法
に比べて磁場均一性の面で非常に有利である。図15に
示すように、CHESS法の場合には図15(a)に示
すように、脂肪抑制用プリパルスにより事前励起される
領域は比較的狭く、診断部位の種類、状況によっては、
その励起領域から脂肪共鳴曲線の裾野部分(同図の斜線
部分)がはみ出すことが頻発する。この裾野部分は励起
されないから画像上のアーチファクトとなる。したがっ
て、CHESS法の場合、シミングを行って脂肪の共鳴
曲線が励起領域に入るように絞ることは殆ど必須事項で
あり、その分、検査時間が長くなる。
【0051】これに対し、PASTA法では、水周波数
選択領域は90°RFパルスのパルス長(τ長)を適宜
に設定することで、水の共鳴曲線の予想される最大幅に
正確に合わせることができる。つまり、PASTA法の
場合には、シミングしなくても水の周波数選択励起が的
確に掛かり、効果的な脂肪抑制が可能になる。このよう
にPASTA法で本発明を実施する場合、本発明に係る
撮像断面変更毎にプリパルスの中心周波数f0 を調整す
ること、及び、PASTA法が本質的に持っている特質
などに拠って、シミングは不要となり、例えば前述した
図10の処理で済み、オペレータの操作の手間の簡略化
及び検査時間の短縮を推し進めることができるという有
利さがある。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るMR
イメージング方法及びMRI装置によれば、静磁場中に
置かれた被検体の複数種の撮像断面を脂肪抑制シーケン
スを用いて順次撮像する場合、撮像断面を例えばサジタ
ル面からコロナル面などに新する度に、更新した撮像断
面の励起の中心周波数の変化量を求め、この変化量を脂
肪抑制シーケンスの脂肪抑制に反映させるようにしたた
め、撮像断面が変わってサスセプタビリティなどの変化
により中心周波数がずれるようなことがあっても、その
新しい撮像断面毎に例えば脂肪抑制用プリパルスの中心
周波数が微調整されることから、新しい撮像断面でも脂
肪抑制効果が十分に発揮され、その安定性が向上すると
いう効果がある。
【0053】またとくに、脂肪抑制シーケンスとしてP
ASTA法を採用することで、シミング処理を省くこと
ができ、操作の手間を簡略化しかつ検査時間を短縮を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るMRI装置の一例を
示すブロック図。
【図2】実施形態に係るコントローラの処理の一例を示
すフローチャート。
【図3】中心周波数を決めるための処理の概要を示すフ
ローチャート。
【図4】シミング処理の概要を示すフローチャート。
【図5】シミング処理などの一例を示すパルスシーケン
ス。
【図6】CHESS法によるSE法の画像データ収集の
一例を示すシーケンス。
【図7】シミング及び撮像断面の更新に伴うスペクトル
の変化を説明する図。
【図8】実施形態の効果を説明するスペクトル図。
【図9】実施形態の効果を対比して説明する、従来法に
よるスペクトル図。
【図10】本発明の変形実施形態に係るコントローラの
処理の概要フローチャート。
【図11】本発明の変形実施形態に係るPASTA法の
一例を示すパルスシーケンス。
【図12】PASTA法によるRFパルスの周波数帯域
を説明する図。
【図13】90°RFパルスと180°RFパルスの
水、脂肪毎のスライス範囲を説明する図。
【図14】90°RFパルスと180°RFパルスによ
る水スピン、脂肪スピンの挙動を説明する図。
【図15】PASTA法のCHESS法に対する磁場均
一性での優位性を説明する図。
【符号の説明】 1 磁石 2 静磁場電源 3 傾斜磁場コイルユニット 4 傾斜磁場電源 5 シーケンサ 6 コントローラ 7 高周波コイル 8T 送信機 8R 受信機 10 演算ユニット 11 記憶ユニット 14 シムコイル 15 シムコイル電源

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静磁場中に置かれた被検体の複数種の撮
    像断面を脂肪抑制シーケンスを用いて順次撮像するMR
    イメージング方法において、 前記撮像断面を更新する度に、更新した撮像断面の励起
    の中心周波数の変化量を求め、この変化量を前記脂肪抑
    制シーケンスの脂肪抑制に反映させることを特徴とする
    MRイメージング方法。
  2. 【請求項2】 前記複数種の撮像断面は、アキシャル
    面、サジタル面、コロナル面、及びそれらのオブリーク
    面の内の少なくとも2種類の面である請求項1記載のM
    Rイメージング方法。
  3. 【請求項3】 少なくとも前記最初の撮像断面の撮像前
    に、前記被検体の所望ボリューム部位の静磁場を均一化
    させるシミングを行う請求項1又は2記載のMRイメー
    ジング方法。
  4. 【請求項4】 前記シミングは1次のボリュームシミン
    グである請求項3記載のMRイメージング方法。
  5. 【請求項5】 前記静磁場の磁場均一性はシミングを実
    施しない状態で所定値以上の値である請求項1記載のM
    Rイメージング方法。
  6. 【請求項6】 前記脂肪抑制シーケンスは、周波数選択
    励起パルスを用いたCHESS法に拠るパルスシーケン
    スである請求項1記載のMRイメージング方法。
  7. 【請求項7】 前記変化量の前記脂肪抑制シーケンスへ
    の反映は、このシーケンスに含まれる周波数選択励起R
    Fパルスの中心周波数を前記変化量に応じて調整するよ
    うにした請求項6記載のMRイメージング方法。
  8. 【請求項8】 前記脂肪抑制シーケンスは、水周波数選
    択励起法(WCHASE:Water chemical selective e
    xcitation 法)又はこの励起法を改善したPASTA
    (Polarity altered spectral and spatial selective
    acquisition )法に拠るパルスシーケンスである請求項
    1記載のMRイメージング方法。
  9. 【請求項9】 前記脂肪抑制シーケンスは前記PAST
    A法に拠るパルスシーケンスであり、前記静磁場の磁場
    均一性はシミングを実施しない状態で所定値以上の値で
    ある請求項8記載のMRイメージング方法。
  10. 【請求項10】 静磁場中に置かれた被検体の複数種の
    撮像断面を脂肪抑制シーケンスを用いて順次撮像するM
    RI装置において、 前記撮像断面を更新する度に、更新した撮像断面の励起
    の中心周波数の変化量を求める手段と、この変化量を前
    記脂肪抑制シーケンスに反映させる手段とを備えること
    を特徴とするMRI装置。
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