JPS60179644A - 空間解像度の高いｎｍｒ像を求める方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発　明　の　背　明 この発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）作像、更に具体的に云
えば、化学シフトＮＭＲ周波数を持つ原子核を含むサン
プルの選択された原子核の空間解像度の高い分光学的な
ＮＭＲ作像を出来る様に゛リ−る方法に関する。

周知の様に、核磁気共鳴現象は奇数個の陽子又は中性子
を持つ原子核が起づことである。こういう原子核がスピ
ンを持ち、その為に小さな磁界が出来る。外部から印加
した主たる磁界Ｂ。の中に配置すると、原子核が印加磁
界と整合する傾向を持ち、印加磁界の方向に正味の磁化
Ｍを発生する。

原子核は印加磁界の軸線の周りに、ラーマ方程式％式％
（１） に）でγは磁気回転比であって各々のＮＭＲアイソトー
プについて一定である）によって定められる特性的なＮ
ＭＲ周波数ω０で振動し又は歳差運動をする。歳差運動
のＮＭＲ周波数は印加磁界Ｂｏに正比例する。原子核の
ラーマ周波数に等しい周波数成分を持ち、時間依存性を
持ち（ＲＦ）磁界を主磁界に対して直交覆る方向に印加
り゛ると、原子核がエネルギを吸収し、主磁界の軸線か
ら遠ざかる向ぎに章動しで、新たな正味の印加磁界の方
向の周りにラーマ周波数で歳差運動を開始する。

ＲＦ磁界を切ると、原子核が特性的なラーマ周波数でＮ
ＭＲ信号を放出し、原子核が緩和する、即ち主磁界と整
合する平衡状態に復帰するのにつれて、この信号が減衰
づる。こういうＮ　Ｍ　Ｒ信号を検出し且つフーリエ変
換して、原子核に特有なＮＭＲ信号の周波数成分を取出
づことが出来る。

同じアイソトープの原子核のＮＭＲ周波数に微細な変動
が生ずることがある。これは化学シフトと呼ばれるが、
原子核の化学的な環境に違いがあり、これによってその
環境磁界に差がある為に起る。化学シフトは、隣接した
原子の周りに電子の分布に関連する遮蔽電流の結果とし
て、原子核の周りの磁界が変化することによって起る。

遮蔽の程度は原子核の環境に特有であり、従って、所定
の分子の化学シフト・スペクトルは独特であって、同定
の為に使うことが出来る。普通のＮ　Ｍ　Ｒ分光法では
、ＮＭＲ実験で帰って来る化学シフト信号を観測するこ
とにより、サンプルの化学的な構造を研究する。共鳴周
波数及び化学シフトの絶対値が磁界の強さに関係してい
るから、化学シフトは、任意の参照化合物に対する共鳴
周波数の百方あたりの部（ｐｐｍ）単位の端数シフトで
表わされる。

ラーマ周波数が磁界に比例するから、磁界がサンプル内
で空間的に変化すれば、原子核の共鳴周波数も変化する
。ＮＭＲ作像では、放出されるＮＭ　Ｒ信号を空間的に
符号化す”る為に、１つ又は更に多くの磁界勾配がサン
プルに印加される。磁界の存在の下に（狭い範囲の周波
数成分を持つ）ＲＦ励振パルスをサンプルに印加するこ
とにより、サンプルの選ばれた領域、例えば平面状スラ
イス又は選ばれた点にある原子核を選択的に励起し、そ
のＮＭＲ応答信号を検出することが出来る。サンプルの
相異なる領域又は点から収集したデータを周知の形で処
理して、像を再生することが出来る。　従来のＮＭＲ作
像は割合弱い磁界の中で行うのが！ｌＩ！型的であり、
化学シフ１へはあまり問題にならなかった。約０，７Ｔ
（テスラ）より低い磁界の中では、共鳴の自然の線幅並
びに水素ＣＨ）以外の原子核の感度が低い為に、化学シ
フトを観測するのは困難である。然し、信号対雑音比が
改善される為、一層強い磁界、例えば１Ｔより大ぎい磁
界の中でＮＭＲ作像を行うことが望ましい。磁石技術の
最近の進歩により、医療用及び生物学用ＮＭＲ作像に１
乃至１．５Ｔ程度の一層強い磁界を使うことが出来る様
になった。磁界が強くなるにつれ、化学シフトがそれに
比例して強くなり、一層の問題になる。化学シフトはＮ
　Ｍ　Ｒ信号の空間的な変化と同じ効果をもたら（。こ
の結果、化学シフトによる人為効果（アーティファクト
）が生じ、これは２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）作像
ではゴーストとなって現われる。人為効果としてのゴー
ストは、像の片側の微かなリング又はゴーストとなって
現われ、こういうゴーストは存在する若干の空間情報を
抹消すると共に、空間的な解像度を低下させる。

身体の陽子の作像では、観測される化学シフＩ〜は主に
水中の酸素に付着する水素と、ＣＨ２脂質（脂肪）組織
内の炭素に付着する水素との間のシフトである。この化
学シフトは３１）ｌ）Ｉ１１程度である。

化学シフトの影響ににす、重なり合う２つの像が出来る
。１つの像は水の像であり、他方の像は脂質の像であっ
て、投影を行った軸線に沿って、化学シフトに相当する
分だけシフｉ〜している。例えば［３ｏ　＝　１．５Ｔ
程度の磁界の強さでは、化学シフトにより、ＮＭＲ像に
人為効果が生じ、かなりの問題になる。

水の陽子像と脂質の陽子像の様な重なり合う化学シフト
像を別異の像に分離して、化学シフトによる人為効果を
除き、像の空間的な解像度を改善することが出来る様に
するＮＭＲ作像方法を提供することが望ましい。別々の
分解像は他の理由でも望ましい。例えば、脂質の陽子だ
けから構成された像は、心臓疾患の評価だけでなく、血
管内の脂肪又はアテローム性動脈硬化の病変又は斑をみ
るのに役立つことがある。

像を分離するのに役立つことがある１つの方式は分解分
光法であり、これはスライスの選択的な励起、（自由誘
導減衰（Ｆ　Ｉ　Ｄ　）を収集する時に勾配をかけるこ
とにより分光学的な情報がぼや（プるのを避ける為に）
×及びｙの両方向に於（）るパルス形勾配の符号化、並
びに最ｊｐに作像平面の各点、即ち表示の各々の画素に
於て、時間領域から周波数領域へのフーリエ変換を用い
ている。Ｎ×Ｎ個の画素から成る像配列では、この方式
にはＮ２個の投影を必要とする。例えば２５６Ｘ　２５
６の配列では、２つの分解像を発生ずるのに６５，５３
６回の投影を必要とする。こういう数の投影に必要な時
間の長さは妥当な範囲を越え、分解分光法は実際的でな
い方式になる。

発　明　の　要　約 この発明では、化学シフト原子核によって発生された重
なり合う像を分解して、空間的な解像度の高い、化学シ
フトによる人為効果のない別異の像に分離することが出
来る様にするＮＭＲ作像方法を提供する。独立の２つの
Ｎ　Ｍ　Ｒ像が、異なる方向に伸びる第１及び第２の線
に沿つｌＣ投影として形成される。各々のＮＭＲ像は、
サンプルの領域内にある第１及び第２の化学シフト原子
核によって夫々発生された第１及び第２の像成分を有す
る。例えば第１の像成分を整合させることにより、ＮＭ
Ｒ像を整合させると共に、それらを組合せて第１の像成
分を除き、第２の像成分を含む複合像を発生する。

一旦第２の像成分だけを含む分解像が得られたら、この
分解像を１つく又は両方）のＮ１ｖｌＲａと組合ばて、
第１の像成分だけを含む別の分解像を発生することが出
来る。

換言すれば、相異なる投影に沿ってめられたＮＭＲ像に
対応するデータを整合させ、組合せ、且つ処理して、１
対の化学シフト原子核の内の一方のみによる分解像を発
生する。事実上、この発明は、各々の原子核種口からの
分解像を作るという問題を、データ処理の問題に還元し
、ＮＸＮの像配列に対し、化学シフトによる人為効果の
ない２つの別々の像を発生ずるのに２Ｎ個の投影しか必
要としないが、これは分解分光法の方式を用いた場合に
必要な投影の数のＮ／２分の１である。

従って２．２５６Ｘ　２５６の像配列では、５１２回の
投影しか必要としないが、これはデータ収集時間及びデ
ータ処理の点でかなりの利点である。

従って、この発明の目的は、重なり合った化学シフト像
を分離し、化学シフトによる人為効果のない、空間的な
解像度の高い別異の像に分解することが出来る様にする
と共に、分解分光法の様な方式で起る欠点を避けたＮＭ
Ｒ作像方法を提供することである。

この発明の上記並びにその他の目的は、以下図面につい
て詳しく説明する所から、当業者には明らかになろう。

好ましい実施例の詳しい説明 この発明は水及び脂質の像を分解並びに分離して、化学
シフトによる人為効果のない、且つ空間的な解像度の高
い水及び脂質の別々の像を発生覆る為の陽子ＮＭＲ作像
に使うのに特に適しており、こういう場合について説明
する。然し、以下の説明から判るが、これはこの発明の
用途の１例にずぎない。

この発明を説明する為に、ＮＭＲ作像の基本を若干簡単
に説明してあくのがよいと思われる。第１図にＮ　Ｍ　
ＲＩ、ｌ−ンプル１０を示ず。これは例えば円柱形であ
ってよい。サンプル１０が、普通のデカルｌ−座標系の
ｌ軸の正の方向を向く主たる均質な静磁界ＢｏＤ中に配
置される。ｌ軸はサンプルの軸線１０ａと一致する様に
選ぶ。座標系の原点は、サンプルの中心にするが、これ
はｌ軸に沿った磁界勾配の存在の下に、丈ンプルを選択
的に照射することによって選択されるサンプルの薄い平
面状スライス又は作像容積１１の中心でもある。典型的
には、ＮＭＲ作像では、サンプルの選択され１ｃ領域に
ある原子核を励起する為、並びにその結果ＮＭＲ信号を
符号化する為に、３つの勾配を用いる。

即ち Ｇｚ　、（ｔ　）　＝ａＢｏ　／ａｚ　（４）一般的に
勾配Ｇ、ｘ、Ｇｙ　、Ｇ、は時間ｔの関数であり、それ
に関連した磁界す、、ｂ、、ｂ２は次の様になる。

１）Ｚ　＝ＧＺ　（ｔ　）ｚ　（７） ナンプルの選択された平面状スライス１１のＮＭＲ像は
、磁界Ｂ。に対して直交Ｊ−る方向（即ち、Ｘ−Ｙ平面
内の）のＲＦｌａ界パルスと、サンプルの異なる部分か
らのＮＭＲ信号を選択的に励振して検出する為の勾配と
で構成されたサンプル作像順序を印加する普通のＮＭＲ
作像装置を用いて、多数の周知の方法で形成することが
出来る。例えば２次元フーリエ変換（スピン捩れ形）作
像では、勾配Ｇ７の存在の下に９０°選択性ＲＦパルス
をすンプルに印加して、選択された作像平面１１内にあ
る原子核を励起する。その直後、反転勾配Ｇ２をザンプ
ル１０に印加して、原子核の位相戻しをする。

反転勾配Ｇ２は、その結果出来るＮＭＲ信号の位置を時
間軸線に沿ってパルスから遠ざかる向きに進める為の反
転勾配、例えば負の勾配Ｇ２．及びｙ軸方向の原子核を
位相符号化する為のプログラム可能な勾配パルスＧｙと
共に印加される。その後、勾配Ｇ７の存在の下に、ＮＭ
Ｒ信号を収集する。勾配ＧアがＮＭＲ信号をＸ軸方向に
於けるその周波数に従って空間的に符号化する。この後
の作像順序の間、勾配Ｇｙに異なる値を用いて、Ｘ軸に
沿った異なる投影をし、これらの投影の２次元フーリエ
変換により、完全な平面像が再生される。

化学シフトの影響を例示する為、ｘ軸上の投影によって
収集されたデータ（ＮＭＲ信号）が、自由誘導減衰（Ｆ
ＩＤ）応答のフーリエ変換によって得られた周波数ωを
持つとする。この周波数は次の式で表わされる。

ω−γく１＋δ）　（Ｂｏ　−＋−ｘＧ−）　’　、　
（８）こ）でγは磁気回転比、δは普通の生体内の（Ｈ
）スペクトルで支配的な水と脂質の陽子種目の間の化学
シフトの差、ＸはＸ軸に沿った空間的な位置である。式
（８）は次の様に書き直すことが出来る。

ω−ω０＋δγＢｏ＋δＸＧＸ＋δγｘＧ、Ｘ（９）こ
）でω０はγＢｏで表わされるラーマ周波数であり、γ
ｘＧｘはＸ軸方向の空間情報を周波数情報に空間的に符
号化したものであり、最後の項は完全に無祝し得る。式
（９）を解いて空間的な位置をωの関数としてめること
が出来る。

Ｘ−（ω−ω０−δωｏ）／δＧＸ　（１０）式（１０
）は化学シフトにより、シフトした共鳴周波数が、「予
想」位置から次の式 ％式％（１１） だけ異なる近くの空間的な位置にずれることを示してい
る。この為、ＮＭＲ上に人為効果が生ずる。

パルス勾配によって符号化するｙ方向では、化学シフト
は無視することが出来、目立つ様な影響を生じない。

第２ａ図及び第２ｂ図は、１．５王の磁界の中で、夫々
人間の頭及び腿で記録された６４Ｍ１−１ｚの陽子スペ
クトル１４，１６を示す。各々のスペクトルの２つのビ
ーク１４ａと１４ｂ又は１６ａとｉｅｂは夫々水及び脂
質の陽子に対応している。これらの図は水のヒー’７１
４ａ　、　１６ａ　ト脂質（７）ヒー’７１４ｂ又４，
１：１６ｂ　（７）間の化学シフトが３．５ｐｐｍ　、
或いは６４ＭＨｚの中心周波数で約２２０１−ｌｚ程度
であることを示している。水及び脂質のビークの相対的
な強度は検査する組織並びに個人によって変わる。脳に
は表面の近くを除いて、あまり脂肪がなく、それが頭の
応答１４（第２ａ図）に於ける脂質のビーク１４ｂが腿
の応答１６（第２ｂ図）に於ける脂質のビーク１６ｂよ
り小さい理由である。脳の神経さや内の脂酋は緩和時間
が短かすぎて典型的な生体測定では観測することが出来
ない様に思われるが、頭の応答１４に於【プる脂質のビ
ーク１４ａは、頭のＮＭＲ像の周縁にゴーストの人為効
果を発生ずる位にあり、これが存在する若干の空間情報
を抹消する様に作用する。

第３ａ図及び第３ｂ図はＮＭＲ像に対する化学シフトに
よる人為効果の影響を図式的に示している。第３ａ図は
、Ｘ軸方向の空間的な周波数による符号化及びｙ軸方向
のパルス勾配による（位相）符号化により、Ｘ軸に対す
る投影から形成しｔ’ｓ人間の頭を通る断面のスピン捩
れ形の像１８を示す。

図示の様に、ＮＭＲ像は互いにずれた重なり合う２つの
像又は像成分２０．２２ｔ’構成される。この図の実線
の像２０が水の陽子像を表わし、破線の像２２が、水と
脂質の陽子の間の化学シフト分だり、水の像２０からず
れた脂質の陽子像を表わづ。図示の様に、また式（１０
）で示す様に、化学シフトにより、像２０．２２は、投
影を行った軸線の方向、即ちＸ軸の方向にずれている。

脂質の像２２が化学シフトによる人為効果となり、実際
のＮＭＲ像１８では、水の像２０の周縁にある影又はゴ
ーストとなって現われる。勿論、脂質の像２２の強度は
作像平面内にある脂質の陽子の密度に関係し、一般的に
は例えば第２ａ図及び第２ｂ図の水及び脂質のピークの
相対的な強度で表わされる様に、頭のＮＭＲ像よりも、
腿のＮＭＲ像で一層強い。

第３ｂ図は第３ａ図の頭と同じ断面のＮＭＲ像１８′を
図式的に示しているが、像１８′は、ｙ軸方向の空間的
な周波数による符号化及びｙ軸方向のパルス勾配による
（位相）符号化により、ｙ軸に対する投影から形成され
ている点が異なる。第３ｂ図に示す様に、水の像２０′
及び脂質の像２２′　はｙ軸方向、即ち投影をした軸線
に沿ってずれている。

この発明は、水の像２０．２０’及び脂質の像２２゜２
２′　を互いに分離して、空間的な解像度゛の高い人為
効果のない２つの別異の像にすることが出来る様に、化
学シフトによる人為効果を活用するＮＭＲ作像方法を提
供する。この為、相異な投影方向を用い、即ち異なる方
向に伸びる線に沿った投影を用いて、同じ作像平面の２
つの独立のＮＭＲ像を形成する。ＮＭＲ像は普通のＮＭ
Ｒ作像装置を用いて形成することが出来、２次元フーリ
エ変換（スピン捩れ形）作像方法を用いて形成するのが
好ましいが、この目的の為に周知の任意の２ＤＦ工作像
順序を用いることが出来る。投影方向は例えばｙ軸及び
ｙ軸に直交していることが好ましい。

これは後で説明する様に、こうするとデータ処理が簡単
になり、２つの像の間の独立性が最大になるからである
。Ｎ２個の画素で構成されたＮＸＮの像配列に対し、２
つの像は２Ｎ回の投影しか必要としない。例えば２５６
Ｘ　２５６の配列では、２つの像を形成するのに５１２
回の投影しか必要としない。

前に述べた様に、２つの像１８．１８’の各々は、投影
を行った軸線に沿って化学シフト分だけ互いにずれた２
つの像成分、即ち水の成分２０．２０’　と脂質成分２
２又は２２′　とで構成されている。２つのＮＭＲ像を
Ｉｘ及びＩｙと記し、添字が投影をした軸線を表わすと
すると、水及び脂質成分はＩえ像１８ではｙ軸に沿って
、そしてＩｙ像１８′　ではｙ軸に沿ってずれている。

同じ２つの水及び脂質成分を夫々含む２つの独立のｌ１
ｊＩ工及びＩｙを、これから説明する様に組合せて、一
方の成分を除いた複合像を形成することが出来、この複
合像を処理して他方の成分だけを含む分解像を発生する
ことが出来る。一旦１つの成分の分解像が得られたら、
それをＩ７又はＩｙ像の何れかく又は両方と、そして結
果を平均化する）組合せて、もう一方の成分の分解像を
めることが出来る。この過程は２つの未知数を持つ２つ
の独立同時方程式を解くこと）幾分似ている。

水及び脂質の成分を分離する為、２つの像の各々の一方
の成分、例えば水の成分像２０．２０’　が整合する様
に、最初にＩｘ像１８及びＩｙ像１８′　を空間的に整
合させる。像を空間的に整合させる助けとして、各々の
像の各成分に対する基準点２５を設けることが望ましい
。この為には、被検体サンプルに隣接して、各々の成分
の小さな参照サンプルを作像１ればよい。例えば複数個
の水の壜２５ａ及び複数個の脂質の壜２５ｂを被検体サ
ンプルに隣接して配置して、第３ａ図及び第３ｂ図に示
す様に、Ｉよ及びＩｙ像の基準点とすることが出来る。

図示の様に、像の４隅に隣接して小さな円となって現わ
れる４つの水の基準点２５ａとなる様に、４つの水の壜
を用いることが出来、像の両側に隣接して２つの脂質の
基準点２５ｂ（第３ａ図）及び２５ｂ（第３ｂ図）とす
る為に２つの脂質の壜を用いることが出来る。２つの像
の水の成分を整合させる為、それらの水の基準点２５ａ
を揃える。同様に、脂質の成分を整合させる為、脂質の
基準点２５ｂ。

２５ｂ′　を揃える。２つの像を整合させる助けとなる
他に、基準点は、整合させた２つの像を互いに減算して
組合せた時、整合した成分が除去される様に、２つの像
の整合させた成分の全体的な強度を同じになる様に調節
することが出来る様にする為にも望ましい。

２つの像の・特定の成分を整合させた後、上に述べた様
に像１８．１８’を減算してその成分を除くことが出来
る。この結果、複合像は全部が水であるか或いは全部が
脂質である。然し、これは所望の成分と、化学シフト分
だけ、ｙ軸及びｙ軸方向にずれた所望の成分のネガのゴ
ーストを持っている。

第４図は第３ａ図及び第３ｂ図の【７及びＩｙ像１８、
１８’の水の成分を整合させ、その後ＩえからＩｙを減
算することによって発生された、ずれた脂質の像成分３
２．３２’を持つ複合像を図式的に示している。所定の
方向に既知量だ（プずれた１個のゴーストを除くことは
比較的簡単な信号処理作業であり、第４図の複合像３０
を次に述べる様に処理して、分解脂質像を形成すること
が出来る。

ｉ、ｊを整数として、Ｓ＋７＝（Ｉ−Ｉｙ）（７を減筒
した像の画素１の値とし、Ｌｉｊを所望の、即ち分解し
た像の値とすると、 ８１）　＝Ｌ＋ｒ　Ｌ＋　−＄Ｘ　、Ｊ−ｆｙ　（１１
）Ｌ＋ｉ　＝Ｓ＋１　＋　ＩＪ　−ｓｘ　ｌ　＝−Ｓン
　（１２）こ）で６８及びδｙは、ｙ軸及びｙ軸方向の
像の画素で測った化学シフ１−であり、 （−Ｌ　＋−ｒｘ　、　Ｊ−Ｑ　）はネガのずれたゴー
ストを表わす。勿論、δＸ及びδアの符号は、減算する
Ｉ及びＩｙ像の相対的な位置に関係しており、ｙ軸及び
ｙ軸方向の各々に於りる化学シフ１−が整数個の画素に
対応する様に、ＮＭＲ作像装置の勾配を調節づ−るのは
比較的簡単なことで・ある。式（１１）及び（１２）に
用いた符号では、ネガのゴーストはく第４図のザンプル
３４に対し、Ｉｙ　（脂質）像３２′又は脂質り°ンプ
ル３４′で示−り様に）右下に移動していると仮定して
おり、この為、複合像をこの図で左から右へ一度に１行
ずつ順次進めることにより、分解像を計算することが出
来る。即ち、その何れかの指数即ち、添字が負になれば
、Ｌ＝Ｏである。

第５図は分解脂質像を発生ずる為に、第４図の複合像に
前述の過程を適用しＩＣ場合を図式的に示す。各々の例
で、像の配列４０は６×６個の画素から成る配列で構成
されると仮定する。実際には、例えば２５６ｘ　２５６
という様なずっと大きな画素の配列が用いられる。化学
シフｌ−δはｙ軸及びｙ軸の各々の方向で正確に１画素
であると仮定するが、化学シフトが正確に整数個の画素
であることは一般的に起ることでもないし、分解過程に
とって必要なことでもない。図示例は第４図のＩオ像３
２及びＩ、像３２′が互いに４５″ずれ、ネガのゴース
トＩｙ　（脂質）像３２″がＩｘ　（脂質）像３２に対
して下向き及び右に移動している。、２つの像に対する
１７及びＩ、の脂質基準点３４．３４’が、第４図に於
けるこのずれをはっきりと示している。

上に述べた仮定の下に第５図について説明すると、第４
図の複合像は、Ｉ、え画素配列３２ａと、１画素だけ下
向き及び右に移動した一１ｙ画素配列３２″ａとして表
わすことが出来ることが判る。式（１２）で表わした過
程により、複合像からネガのずれ１＝ゴースト（Ｉｙ）
像を除くことにより、分解＋７脂質像をめることが出来
る。

第５図に示ず様に、第１行ｉ＝１及び第１列ｊ＝１にあ
る画素は脂質像Ｉゆの値だけを持っている。従って、こ
ういう画素の値はそのまま分解Ｉア像の対応する画素の
値とみなターことが化来る。

然し、複合像の残りの画素１ｊは何れもく式（１１）で
示す様に）分解（１，ｘ）像の所望の値し、Ｊとネガの
ずれたゴーストの値Ｌｔ、１ｊ−ｌを持っている。

式（１２）から、第５図にも示す様に、分解像の画素２
，２の所望の値し２２′は、複合像の画素２．２の複合
値Ｓ　２２に分解像の画素１，１の値し＋１を加えたも
のに等しい。同様に、分解像の画素３．３の値１３Ｂは
、複合像のこの画素の値Ｓ　３３に分解像の画素２，２
の値Ｌ　２２を加えたものに等しい。従って、分解像の
行ｉ−２及び列ｊ＝２乃至６にある各々の画素の値は、
第５図に示す様に、各々の画素に於（プる複合像の値に
、第１行にあって、その画素の左４５°の所にある画素
の分解像の値を加算することによって決定することが出
来る。この過程は事実上ゲコンポリューション過程であ
るが、各々の画素に対して繰返し、＋７脂質像が完全に
分解されるまで、一度に１行ずつ、この像の左から右へ
進めることが出来る。

一旦分解脂質像が得られたら、分解脂質像を適当にずら
して、＋７又はＩｙから減算することにより、又は１．
ｘ又はＩｙの両方から減算し、その結果を平均化するこ
とにより、分解水像をめることが出来る。木像だけを希
望する場合、勿論前ｉルの過程を行って、ｌよ及びｌｙ
像の脂質成分を整合させ、複合木像の減算及びデコンボ
リューションにより、直接的に分解水像を発生すること
カ（出来る。

前述の過程は「像」の整合、減算及びデコンボリューシ
ョンを行う場合について説明したｂ＜、実際には、サン
プルから受取ったＮＭＲ信号を（周知の形で）ＮＭＲ作
像装置の計算機で処理することにより、ＮＭＲ像が構成
されて、ＮＭＲ表示表示台々の画素に於けるＮＭＲ像の
強度を表わす数の配列を発生ターる。従って、この発明
の整合、減算及びデコンボリューション過程は、各々の
画素に於けるＮＭＲ像の強度を表わす数の配列に対して
作用Ｊる計算機のプログラムにより、割合簡単なデータ
処理ルーチンとして実施することが出来る。例えば第５
図について述べた様に、化学シフトを整数個の画素にな
る様に調節することにより、この過程を実施するのに必
要な計算機のプログラムが非常に簡単になることが理解
されよう。化学シフトが整数個の画素にならない場合、
分解像の画素に対する所要の値を導き出ず為に、補間過
程を用いさえすればよい。デコンボリューション過程は
ハードウェアでも、反復フィルタとして実施することが
出来る。

前に述べた様に、この発明の方法は２つの未知数の２つ
の同時方程式を解くことと似ている。１つの像から２つ
の独立した像成分を分解し且つ２分離する為には、こう
いう成分を持つ２つの独立のＮ　ＭＲ像が必要である。

こういう像は、異なる線に対する投影から独立の像を構
成することが出来る様にづる普通の種々のＮＭＲ作像順
序の何れを用いて発生してもよく、前に述べた様に、投
影方向が直交していることが好ましい。例えば反転勾配
を用いた同じ線に対する投影から独立の像を構成するこ
とは出来ない。こうすると２つの鏡像が出来るだけであ
って、独立ではないからである。

２次元フーリエ変換（’２［）ｆＴ＞作像方式は、異な
る線に対する投影から独立の像を軽便に構成することが
出来る様にする。像を構成する場合、投影を互い違いに
して、最初に１つの方向の投影をめ、次に反対方向の投
影をめて、患者の動き並びに機械の不安定性による問題
を最小限に抑えることが望ましい。

以上の説明から、この発明が、化学シフト原子核による
像を軽便に分離して分解し、空間的な解４＆度の高い人
為効果のない像が得られる様にするＮＭＲ作像方法を提
供したことが理解されよう。

この方法は、主要ピークが２つより多い種目にも、繰返
しによって拡大することが出来ることが理解されよう。

更に、この発明の好ましい実施例を図示し且つ説明した
が、当業者であれば、この発明の範囲内でこの実施例に
種々の変更を加えることが出来ることは云うまでもない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は静磁界の中に配置されていて、選択的な励起に
よって平面状容積が限定されたＮＭＲサンプルを示す略
図、第２ａ図及び第２ｂ図は人間の頭及び腿の６４Ｍ　
Ｈｚ陽子（’Ｈ）スペクトルを示−Ａ−）Ｊ二１−７＋
七い　−ＴＬＩ　ＴＬ　ｆ＜囮弱小ｍヱ陰質ノ≠只ｌ−
肘応する２つの化学シフト・ピークを示している。 第３ａ図及び第３ｂ図は直交する投影でめた人間の頭の
Ｎ　Ｍ　Ｒ陽子像の略図であって、水及び脂質の化学シ
フトによる像を示しでいる。第４°図は水の像を除く為
に、第３ａ図及び第３ｂ図の像の整合させ且つ組合せる
ことによって形成された複合脂質像の略図、第５図は分
解脂質像を得る為に第４図の複合像に各々の画素のデー
タを処理するやり方を例示した図表である。 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）第１及び第２の化学シフト原子核を含むサンプルの
   空間解像度の高いＮＭＲ像をめる方法に於て、（イ）第
   １の方法に伸びる線に沿った投影から、前記サンプルの
   選ばれた領域の第１のＮＭＲ像を形成し、（ロ）第２の
   方向に伸びる第２の線に沿った投影から前記選ばれた領
   域の第２のＮＭＲ像を形成し、（ハ）前記第２の方向を
   前記第１の方向とは違う様に選択して、前記第１及び第
   ２のＮＭＲ像が各々第１の原子核によって発生され１ｃ
   第１の像成分及び第２の原子核によって発生された第２
   の像成分で構成されていて、前記第１及び第２の原子核
   の間の化学シフトだけ、前記第２の像成分が前記第１の
   像成分からずれる様にし、（ニ）第１及び第２のＮＭＲ
   像の第１の像成分を整合させ、（ホ）第１の像成分を除
   き且つ第２の像成分を含む複合像を発生する様に、前記
   整合させた第１及び第２のＮＭＲ像を組合せ、（へ）前
   記複合像を処理して、前記第１のＮＭＲ像の略第２の像
   成分だけを持つ分解像を発生ずる工程から成る方法。 ２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記組
   合せる工程（ホ）が、前記整合させた第１及び第２のＮ
   ＭＲ像を減算して、前記複合像が、前記第１のＮＭＲ像
   の第２の像成分、及び前記第２のＮＭＲ像の第２の像成
   分のネガで構成される様にする工程から成る方法。 ３）特許請求の範囲２）に記載した方法に於て、前記減
   算する工程（ホ）を実行する前に、前記第１及び第２の
   ＮＭＲ像の第１の像成分の振幅を同じになる様に調節す
   る工程を含む方法。 ４）特許請求の範囲２）に記載した方法に於て、前記減
   算する工程が、前記第２のＮＭＲ像の第２の像成分のネ
   ガを前記第１のＮＭＲ像の第２の像成分に重畳し、前記
   第１及び第２の方向に於ける化学シフトだけ、前記第１
   のＮＭＲ像の第２の像成分から前記第２のＮＭＲ像の第
   ２の像成分のネガをずらして複合像をめる工程１含んで
   いる方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、各々の
   像が要素の配列で構成され、前記処理する工程（へ）が
   、第１のＮＭＲ像の第２の像成分の要素を、複合像の内
   、それから化学シフト分だけずれた要素に加算すること
   により、複合像から第２の像成分のネガを除去して分解
   像を発生する工程を含んでいる方法。 ６）特許請求の範囲５）に記載した方法に於て、前記要
   素の配列が画素の配列で構成され、各々の画素は像の別
   異の部分に対応していて該部分に於ける像の強度を定め
   る関連した画素値を持っており、前記加算する工程及び
   減算する工程が、画素値を加算並びに減葬する工程で夫
   々構成されている方法。 ７）特許請求の範囲６）に記載した方法に於て、ずれの
   値並びに画素の寸法を調節して、化学シフトが整数個の
   画素に略対応する様にする工程を含む方法。 ８）特許請求の範囲７）に記載した方法に於て、前記処
   理する工程（へ）が、分解像の第１行及び第１列の画素
   に対する分解画素値として、複合像の第１行及び第１列
   の内、第１のＮＭＲ像の第２の像成分のみに対応する夫
   々の画素値を選択し、第１行及び第１列の各々の画素に
   対する分解画素値を複合像の第２行の画素の画素値に加
   算することにより、分解像の第２行及び第２列に対する
   画素値を決定し、その後分解行の各々の画素の画素値を
   その後の行の画素の画素値に加算することにより、分解
   像の残りの画素の画素値を決定する工程から成る方法。 ９）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、第１及
   び第２のＮＭＲ＆の内の一方から、化学シフト分だけず
   れた分解像を減算して、第１の像成分だけを含む別の分
   解ＮＭＲ像を発生ずる工程を含む方法。 １０）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記
   第１及び第２の方向を互いに直交する様に選ぶ工程を含
   む方法。 １１）特許請求の範囲１〉に記載した方法に於て、前記
   第１及び第２のＮＭＲ像内の第１及び第２の原子核に夫
   々対応する第１の複数個及び第２の複数個の基準点を設
   け、前記整合させる工程（ニ）が、各々の像の複数個の
   基準点の内の少なくとも１つを整合させる工程を含んで
   いる方法。 １２、特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、前記
   像を形成する工程（イ）及び（ロ）が何れも、２次元フ
   ーリエ変換作像方式を用いて第１及び第２のＮＭＲ像の
   内の関連した１つを形成する工程を含んでいる方法。 １３）第１及び第２の化学シフト原子核を含むサンプル
   の空間解像度の高いＮＭＲ像をめる方法に於て、（イ）
   前記サンプルの選ばれた領域の独立した第１及び第２の
   ＮＭＲ像を形成し、該第１及び第２のＮＭＲ像は何れも
   前記第１の原子核によって発生された第１の像成分、及
   び該第１の像成分からずれて、前記第２の原子核によっ
   て発生される第２の像成分で構成されており、（ロ）前
   記第１及び第２のＮＭＲ像の第１の像成分を整合させ、
   （ハ）前記第１の像成分を除去して、前記第２の像成分
   を含む複合像を発生する様に、前記整合させた第１及び
   第２のＮＭＲ像を組合せ、（ニ）前記複合像を処理して
   前記第１のＮＭＲ像の第２の像成分を持つ分解像を発生
   覆る工程から成る方法。 １４）特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、各
   々の像が画素の配列で構成されており、各々の画素は該
   画素に於ける像の強度を表わす関連した値を持ち、前記
   整合させる工程及び組合せる工程（ロ）及び（ハ）が、
   前記第１のＮＭＲ像の対応する画素値から、前記第２の
   ＮＭＲ像の各々の画素値を減算して、前記複合像を、前
   記第１のＮＭＲ像の第２の成分、及び該第１のＮＭＲ像
   の第２の成分にずらして重畳した前記第２のＮＭＲ像の
   第２の成分のネガで構成される様にする工程を含んでい
   る方法。 １５）特許請求の範囲１４）に記載した方法に於て、前
   記像を形成する工程（イ）が、第１及び第２の原子核に
   夫々対応する第１の複数個及び第２の複数個の基準点を
   用いて前記第１及び第２のＮＭＲ像を形成する工程を含
   み、前記減算する工程が、前記第１の複数個の基準点に
   対応する前記第２のＮＭＲ像の画素値を、前記第１の複
   数個の基準点に対応する前記第１のＮＭＲ像の画素値か
   ら減算する工程を含んでいる方法。 １６）特許請求の範囲１４）に記載した方法に於て、前
   記像を形成する工程（イ）が、整数個の画素に略対応す
   るずれをもって前記第１及び第２のＮＭＲ像を形成する
   工程を含む方法。 １７）特許請求の範囲１６）に記載した方法に於て、前
   記処理する工程（ニ）が、複合像の内、第２の成分のネ
   ガを表わす一部分を持たない画素値を、複合像の内、第
   ２の成分のネガを表わす一部分を持つ画素値に加算して
   、第２の成分のネガを表わす一部分を前記画素値から除
   く工程を含む方法。 １８）特許請求の範囲１７）に記載した方法に於て、前
   記複合像が第１のＮＭＲ像の第２の酸成分のみに対応す
   る画素値を持つ第１行及び第１列の画素を持ち、前記処
   理する工程（ニ）が、こういう各々の画素値を、前記複
   合像の内、略整数個の画素だけずれた予定の画素に関連
   した画素値と加算して、前記予定の画素に対する分解画
   素値を発生し、その後、前記分解画素値を、前記複合像
   の内、略整数個の画素だけずれた他の画素の画素値に加
   算して、他の分解画素値を発生する工程を・更に含んで
   いる方法。 １９）特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、化
   学シフト分だ（）ずれた分解像を前記第１又は第２のＮ
   ＭＲ像の内の一方から減筒して、第１の酸成分の別の分
   子／？、　Ｎ　Ｍ　Ｒｔｌを発生ずる工程を含む方法。 ２、特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、化学
   シフト分だけずれた分解像を前記第１及び第２のＮＭＲ
   像の各々から減算し、その結果を平均して、前記第１の
   酸成分の別の分解ＮＭＲ像を発生する工程を含ｌυでい
   る方法。 ２、特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、略直
   交する投影方向を用いて前記第１及び第２のＮＭＲ＆を
   形成する工程を含む方法。 ２、特許請求の範囲１３）に記載しＩＣ方法に於て、前
   記第１の原子核が水の原子核であり、前記第２の原子核
   が脂質の原子核である方法。