JPS63105752A - 核磁気共鳴像取得方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、核磁気共鳴（以下、ＮＭＲと称する）像を
取得する方法、特に化学シフトがあるサンプル内の所望
の原子核を高い空間的な解像度で分光学的にＮＭＲｆｉ
像する改良されたＮＭＲ像取得方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

第９図乃至第ｇ図は例えば特開和６／−７６９４ダ号公
報に示された従来のＮＭＲ像取得方法を説明するための
概略図である。

従来のＮＭＲ像取得方法を説明する前に、その原理につ
いて簡単に説明しておく。周知の様に、ＮＭＲ現象は奇
数個の陽子又は中性子を持つ原子核に起る。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
部から印加した静磁界Ｂ。

Ｏ中におかれた時、原子核は印加磁界と整合する填向を
持ち、印加磁界の方向に正味の磁界Ｍを発生する。原子
核が次のラーマ方程式 ％式％（ （ここで、γは磁気回転比であって、各ＮＭＲ同位元素
に対して一定である）によって表わされる特性的なＮＭ
Ｒ周波数ωＱで、印加磁界の周りに振動する２即ち歳差
運動する。Ｎ　Ｍ　Ｒの歳差運動周波数は印加磁界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
分を持つ時間依存性無線周波（）ｔＦ）磁界を主磁界に
直交する方向に印加すると、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きに躍動して新しい正味
の印加磁界の方向の周シにラーマ周波数で歳差運動を開
始する。ＲＦ磁界を遮断すると、原子核がその特注的な
ラーマ周波数でＮＭＲ信号を放出し、原子核が緩和する
につれて、即ち主磁界と繰合する平衡状態に復帰するに
つれて、この信号が減衰する、こういうＮＭＲ信号を検
出し、フーリエ変換し、原子核によって特性的なＮＭＲ
信号の周波数成分を取出すことが出来る、 同じ同位元素の原子核のＮＭＲ周波数が、この原子核の
化学的な環境によって、その磁界の環境に差を生じる為
に、微細な変化を示すことがあり、これを化学シフトと
呼ぶ。化学シフトは、隣接する原子の周りの電子の分布
に伴う遮断電流の結果として、原子核の周りの磁界が変
化することによって起る。遮断作用の程度は原子核の環
境に特有テＪＩ）、この為、所定の分子の化学シフト・
スペクトルは一意的であって、その識別の為に使うこと
が出来る。普通のＮＭＲ分光分子法、ＮＭＲ実験で倚ら
れた化学シフト信号を観察することにょシ、サンプルの
化学的な構造を研究する。共振周波数及び化学シフトの
絶対値が磁界の強さに関係するから、化学シフトは、任
意の基準化合物に対する共振周波数の四で表わした端数
シフトとして表示される、 ラーマ周波数が磁界に比例するから、磁界がサンプルの
中で空間的に変化すると、原子核の共振周波数も変化す
る。Ｎ　Ｍ　Ｒ像を作像する場合、には、放出きれるＮ
ＭＲ信号を空間的に符号化する為に、サンプルに対して
７つ以上の磁界勾配が印加される、狭い範囲の周波数成
分を持つＲＦ励振パルスを勾配の存在下でサンプルに印
加することにょシ。

サンプルの選ばれた領域１例えば平面状スライス或いは
選ばれた点にある原子核を選択的に励損し。

そのＮＭＲ応答信号を検出することが出来る、サンプル
の異なる領域又は点から収集式れたデータを周知の形で
処理して像を構成する。

次に、まず第４’ａ菌について説明すると、ＮＭＲサン
プル（１０）が示てれている、サンプル（１０）は例え
ば円柱形であってもよい。このサンプル（１０）がはソ
均質な主静磁界ＢｏＯ中に配置される。図では、この磁
界Ｂｏが普通のデカルト座標系のＺ軸の正の方向に沿っ
た向きである。Ｚ軸をサンプル（１０）の軸線（１０ａ
）と一致させである。

座標系の原点は例えばサンプル（１０）の中心にとっで
あるが、これは薄い平面状スライス又は作像容積（／／
）の中心でもふる。サンプル（１０）の作像容積（／／
）は、Ｚ軸に沿った磁界勾配の存在の下にサンプル（／
θ）を選択的に照射することにより、選択される。典型
的には、ＮＭＲ作像は、サンプル（１０）の選ばれた領
域にある原子核を励起すると共に、その結果書られるＮ
ＭＲ信号を空間的に符号化する為に、３つの勾配Ｇ　（
ｔｌを用いる。これＧｙ（ｔｌ　＝　αＢｏ　／αｙ（
３）Ｃ）ｚｆｔｌ＝　αＢｏ　／αｚ　　　　　　　　
　　　　（ｕｌ直交勾勾配　ｘ　＋　Ｇ　ｙ　＊　Ｇ　
ｚ　　は一般的に時間ｔの関数であシ、何れも１つの勾
配磁界ｂｘ　＋　ｂｙ　、　ｂｚと次の様な関係を持つ
。

ｂｘ　＝　Ｃ）ｘ（ｔｌｘ　　　　　　　　　　　　（
ｆ）ｌｂｙ　＝　Ｇｖ（ｔｌｙ　　　　　　　　　　　
　＋６１ｂｚ　＝　Ｇｚ（ｔｌｚ　　　　　　　　　　
　　（７１磁界Ｂ（７と直交する方向（即ち、ｘ−ｙ平
面内）の無線周波（ＲＦ）磁界パルス及び勾配磁界を持
つ作像順序をサンプル（１０）に印加して、サンプル（
１０）の異なる部分からＮＭＲ信号を選択的に励振し且
つ検出する普通のＮＭＲ像作像装置を用いて。

多数の周知の方法にょシ、サンプル（１０）の選ばれた
平面状スライス（／ｌ）のＮＭＲ像を形成することが出
来る。例えば、コ次元フーリエ変換（スピン捩れ）作像
では、Ｚ軸の選ばれた位置にあって。

選ばれた厚さを持つ作像容積（／／）内にある原子核を
励起させる為に、Ｇｚ勾配磁界の存在の下にタグ選択性
ＲＦパルスがサンプル（１０）ｌｃ印加される。

その直後、反転Ｇｚ勾配磁界をサンプル（１０）に印加
して、選ばれた作像容積（／／）内の原子核の位相戻し
をする。反転Ｇｚ勾配は、この結果得られるＮＭＲ信号
の位置を時間軸に沿ってパルスから遠ざかる向きに進め
る為の反転極性１例えば負の極性のＧｘ勾配磁界及びｙ
軸方向に原子核の位相符号化を行なう為のプログラム可
能なＧｙ勾配磁界パルスと共に印加する。その後、Ｘ軸
方向にＮＭＲ信号をその周波数に従って空間的に符号化
するＧｘ勾配磁界の存在の下に、ＮＭＲ応答信号を収集
する。この後の作像順序の間、ＧＹ勾配磁界に異なる値
を用いて、Ｘ軸に沿った異なる投影を求め、これらの投
影の２次元フーリエ変換によυ、完全な平面像が再生さ
れる。このパルスシーケンスを第１ｂ図に示す。この図
のσＸはＧｘを反転極性にしたものである。

化学シフトの影響を例示すると、Ｘ軸の投影で収集され
たデータ（ＮＭＳ信号）は、自由誘導減衰（ＦＩＤ）応
答のフーリエ変換から得られた周波数ωが次の式で表わ
される。

ω　＝　　γ　（ｌ　＋　δ）（Ｂｏ　＋　　ｘＧｘ）
　　　　（ざ）ここで、ｒは研気回転比、δは普通の生
体内の（／）１）スペクトルを支配する水及び脂質の陽
子種目の間の化学シフトの差、χはＸ軸に沿った空間的
な位置を表わす。式（ざ）は次の様に書き直すことが出
来る、 ω＝ωＯ＋δγＢ０＋γｘＧｘ＋δγｘＧｘ　　　　　
（ｑｌここで、ω０はγＢＯで表わされるラーマ周波数
であり、γｘＧｘはＸ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シ、（δγｘＧｘ）項は完全
に無視出来る。式（９）をωの関数として空間的な位置
について解くと、 Ｘ　＝　（ｃｎ−ωｏ＋δωｏ’）　／　（ｒｏｘ）　
　　　　　　（／の式（１０）は化学シフトにより、シ
フトした共振周波数が、次の式によって表わされる分だ
け、「予想」位置とは異なる近くの空間的な位置に誤っ
て割当てられることを示している。

ΔＸ＝−δω０／γＧｘ　　　　　　　　　（／／）こ
の為、ＮＭＲ像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。

纂“ｆａ及び第ｒｂ図には、／、！；Ｔの磁界内で夫々
人間の頭及び腿から記録された６ダＭｌ（ｚの陽子スペ
クトル（ハ・、（／６）を示ス。各スペクトル（ハ・、
（／６）の一つのピーク（ｌ＜＜ａ）、（／１Ｉｂ）又
は（／６ａ）、（／６ｂ）が水及び脂質の陽子に夫々対
応してお９、これらの図は、水のピーク（””ａ）＋（
／６ａ）及び脂質のピーク（／１ｌｂ）、（／６ｂ）の
間の化学シフトが３５四程度、或いは６　ｔｌ　Ｍ　ｌ
ｚの中心周波数では約ココＯＨｚであることを示してい
る。

水及び脂質のピークの相対的な強度は、横置する組織並
びに個人によって変わる。脳では１表面の周りを除いて
あまり脂肪がなく、これは頭の石頭（ハ０（第ｊ’ａ図
）に於ける脂質のピーク（１ｇｂ）が腿に対する応答（
／６）（第５ｂ図）の脂質のピーク（／６ｂ）よシ小さ
い守山であるや脳の神経さや内の脂質は緩和時間が短か
すぎて、典型的な生体内の測定では観測されないと思わ
れるが、それでも頭の応答（ハ・に於ける脂質のピーク
（ｌ＜＝ａ）は、ＮＭＲ頭像の周縁にゴーストの人為効
果を発生するのに十分であり、これが存在する空間的な
情報の幾らかをぼかす作用をする。

第６ａ図は人間の頭の軸断面のスピン捩れ像（７ｇ）を
示してお、９、ＮＭＲ像に対する化学シフトの人為効果
の影響を図式的に示してｂる。この像は、Ｘ軸方向の空
間的な周波数の符号化及びＹ軸方向のパルス勾配（位相
符号化）により、Ｘ軸の投影から形成されている。図示
の様に、ＮＭＲ像が互いにずれた１つの東なシ合う像又
は像成分（１９）又は（，２Ｑ）から成る。実線の像（
／９）は水の陽子像を表わし、破線の像（二〇）は脂質
の陽子像を表わしていて、これは水の像（／９）から水
と脂質の陽子の間の化学シフト量△だけずれている。図
示の様に、又は式（／ｌ）で示す様に、化学シフトによ
り、投影した軸線の方向、即ち、Ｘ軸の正の方向に沿っ
て、直交する軸線、例えばｙ軸に近づく向きに量ΔＸだ
げ像（２０）が水の像（／り）に対してずれる。脂質の
像（コ０）が化学シフトによる人為効果を構成し、実際
のＮＭＲ１象（／ざ）では、水の像（／ｑ）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（
２θ）の強度は作像正面内にある脂質の陽子の密度に関
係しておシ、一般的には例えば第ｊａ図及び第３ｂ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像よシも腿のＮ　Ｍ　Ｒ像の方が一層大きい
、第６ｂ図は、第６ａ図と頭の同じ断面のＮＭＲ４家（
コダ）を図式的に示しているが、像（コｑ）は、第ｕｂ
図に示す反転極性Ｘ軸勾配磁界（σＸ）に応答して形成
されている点が異なる。第６ａ図の像（７ｇ）と同じく
、鐵（２ｑ）は、Ｘ軸方向の空間的な周波数の符号化及
びＶ軸方向のパルス勾配の（位相）符号化により、Ｘ軸
の投影から形成される。

像（ユダ）では、水の像（コ３）及び脂質の像（２６）
が、投影を求めた軸線１例えばＸ軸に沿って、同じ化学
シフト蓋△だけ互いにずれている。投影軸線（Ｘ軸）の
勾配磁界の極性が反転していて、像が逆の軸方向に影響
されているから１式（／／）Ｋよって予測される隔たり
はΔ−Ｘ＝−八＋Ｘ、へち同じ大きさであるが、直交す
るｙ軸から遠ざかる向きである。一つのＮＭＲ像（／、
ｒ）、（２ｇ）の各々はコつの像成分、即ち水の成分（
／９）又（２りと脂質の成分（２０）又は（，２６）と
で構成されており、これらが（イ）投影をした軸線（例
えばＸ軸）に沿って。

（口１勾配磁界の極性（例えばＧｘ、Ｇ’ｘ）によって
決定される。直交する軸線（ｙ軸）に対する方向の化学
シフｂｉｔへだけずれる。、一つのＮＭＲ像を■＋８及
びＩ−Ｘ（添字の極性の符号（十又は−）は、原点を基
準として、投影を求めた離方向を示す）と表わすと、脂
質の成分は、■＋ｘ（ｌｒ）（第６“ａ図）では、Ｘ軸
に沿って原点（ｙｇａ）に一層近い第１の側１例えば左
向きにずれ、Ｉ−ｘ　（２４’）では、Ｘ軸に沿って原
点（コ亭ａ）から−ノ脅遠い第２の側、例えば左へずれ
る。

水及び脂質の成分を分離するため、Ｉ−ｘ像（コｑ）を
最初に呆コの投影像（２ｑ）のｙ軸（ユダｂ）鏡像を作
る工程は、ＮＸＮのデータ・マトリクス〔ＡＮＮ〕を、
その１番目の行（／くｉ＜：Ｎ）がマトリン・ス〔ＡＮ
Ｎ〕のその１ｖ目の行の要素と逆の順序になっている別
のＮＸＮのデータ・マトリクス〔ＢＮＮ〕に回転するこ
とによって、Ｗｆ５単に行なわれる。即ち、マトリクス
〔ＡＮＮ〕の１番目の行の要素をＡ１．ｊ（／くｊ＜Ｎ
）とすると、マトリクス〔ＢＮＮｌの１番目の行の要素
はＢｉ　、　ｊ　＝Ａｉ　、　（Ｎ＝ｊ＋／）になる。

コ査目の工程として、第６ａ図のＩ　＋　Ｘ　（家（７
ｇ）及び第６ｃ図のニーｘ′像（コダ′）を空間的に整
合させて、２つの像の夫々一方の成分、例えば水成分の
像（／９）、（２ｔ’）が整合する様にする。像の空間
的な整合を助ける為に、各々の像の各成分に対する基壇
点（２ｇ）を設けることが望ましい。この為には、検査
するサンプルに隣接して、各々の成分の小さな基準サン
プルを作像すればよい。例えば、複数個の水のびん（２
ｒａ）及び複数個の脂質のびん（２ｇｂ）を、検査する
サンプルに瞬接して配健し、第６ａ図及び第６ｂ図に示
す様に、Ｉ＋Ｘ及びＩ−ｘ像の基準点として現われる様
にする。図示の様に、コつの水のびん（２ざａ）は、像
の／対の向い合った隅の近くに小さな円となって現われ
る２つの水の基準点（２ｒａ）が得られる様に用いるこ
とが出来、２つの脂質のびんは、像の残りの／対の向い
合った隅の近くにシフトした点（２ｉｂ’）例えば第６
ａ図でも第６ｂ図でも左にシフトし、た点となって現わ
れる一つの脂質の基準点（２ｇｂ）が得られる様に用い
ることが出来る。前に述べた様に、シフト量へは関係す
る材料の化学シフｈａに比例する（例えば、約／、！Ｔ
のｆ３ｏでは、水及び脂質に対して約３．３胛である）
ａ水の基酌点（２ｒａ）を整合させて、一つの像Ｉ＋ｘ
及び工＋ｘ’の水成分（ハ→、（２３′）を整合させる
６同様に、脂質成分（コｏ）、（ａｈ’）を整合させる
為に、実際の脂質の基準点（コｙｂ’）、（コざｂ）を
整合させる。、２つの像を賢台させる助けとなる他に、
基準点は、整合させた一つの像を一方から他方を減算す
るととｋよって組合せた時、整合させた成分が消滅する
様に、２つの像の整合させた成分の強度の絶対値が同じ
Ｋなる様に調節することが出来る様にする点でも望まし
い。

一つの像の特定の成分を整合きせた後、３書目の工程と
して、像（ｌｒ）、（ｘ＜＜’）を減算し、この成分を
除くことが出来る。この結果、複合像は全部水又は全部
脂質になる。第１図は、水の像（／？）。

（２，ｔ’）を整合させ、強度の絶対値が同じになる様
に調節した時、第１の像Ｉ＋ｘから、第２の像の鏡像Ｉ
　−、／を減算することによって得られた複合脂質像（
３０）を示す。複合像（３０）は、所望の成分（例えば
、像（２Ｑ）と、投影方向、例えばＸ軸方向に化学シフ
ト量のコ倍、即ち量コΔだけずれた所望の成分の負のゴ
ースト像（ｆ）６ａ’）とを持っている。第１図は、第
６ａ図及び第６ｃ図のＩ十ｘ及びＩ−ｘ、像（ｚｒ）、
（２ダ′）の水°成分を整合させ、Ｉ＋ＸからＩ−Ｘ’
を減算することによって得られたずれた脂質成分（−〇
）、（２６ａ’）を持つ複合像（３０）を図式的に示し
ている。所定の方向（即ちＸ軸方向）Ｋ即知量（即ちコ
Δ）だけずれたこの様な７個のゴースト（Ｉ−Ｘ’）像
（コロａ′）を除去することは、信号処理の味題として
は比較的簡単であり、第１図の複合像（３０）を次の様
に処理して、分解脂質像を形成することが出来る。

Ｓｉｊ　＝　（Ｉｘ−Ｉ−４’）ｉｊが減算像の画素１
ｊの値であシ、１及びＪを幣数とし、Ｌｉｊを所望の像
又は分解像の値とすると、 Ｓｉｊ　：　Ｌｉｊ　−Ｌｉ１ｊ　−δＸ　　　　（／
コ）Ｌｉｊ　＝　Ｓｉｊ　＋Ｌｉ、ｊ−δｘ　　　（／
７）ここで、δＸはＸ軸方向の像の画素で測定した化学
シフト（コ△）であ、り、（−Ｌｉ、ｊ−δＸ）がずれ
た負のゴーストを表わす。δＸの符号は、勿論減算する
ｒ−１−ｘ及びエーノ像の相対的な信愛に関係するが、
選ばれた投影方向、例えばＸ軸方向の化学シフトコへか
整数個（Ｍ個）の画素に対応する様に、ＮＭＲ作像装置
の勾配磁界を調節するのは比較的間単なことである。式
（１２）及び式（ｉｙ）で使った符号に対しては、負の
ゴーストは第１図で、Ｉ−ｘ’（脂質）像（コロａ′）
により、或いはサンプル（コｒｔ（）に対する脂質サン
プル（２ｒｂ’）によって示す様に、右にシフトすると
仮定しておシ、この為この図で一度Ｋ１行づつ複合像を
左から右へ順次進むことによシ、分像像を計算すること
が出来る、この為、その指数、即ち、添字の何れかが負
であればＬ＝θである、 第Ｓ図は上に述べた工程を第１図の複合像に適用して１
分解脂質像を作るプロセスを表で示している、−例とし
て、像配列（ＵＯ）の内の６×６の画素配列部分を示す
が、実際にはずっと大きな画素配列（例えば、コｓｂ×
コｒａ）が用いられる。化学シフトδは＋Ｘ方向のコつ
の画素に正確に等しいと仮定するが、正確に整数個の画
素のシフトは一般的に起ることでもないし、この分解過
程にとって必要なことでもない、この例では、第１図の
Ｉ−ｘ像（−〇）及びＩ−Ｘ’像（コロａ′）が互いに
ずれていて、負のゴーストＩ−ｘ（脂質）（ｘ６ａ’）
がＩ＋ｘ（脂質）像（２０）に対して右にシフトしてい
る場合に対応する。２つの像に対するＩ＋ｘ及びＩ−Ｘ
’脂質基準点（コＫＶ）、Ｃコｙｂ）が第１図のこの＋
Ｘのずれをはつきシと示している。

第Ｓ図では前述の仮定の下に、第１図の複合像を、Ｉ＋
ｘ画素配列（ダコ）と画素コ個（即ち、Ｍ＝コ）だけ右
にシフトしたＩ−ｘ画素配列（ｐｇ）とで表わすことが
出来ることが判る。式（／３）で表わした過程により、
複合像から負のずれたゴースト（Ｉ−ｘ’）像を除くこ
とにより、ｌ４−ｘ分解脂質像が得られる。

第３図に示す様に、第１列（ｆ）＝／）及び第２列（ｆ
）＝２）の両方にある画素は脂質１ｌＩｘの値だけを持
っている。従って、これらの画素の値は直接的に分解Ｉ
ｘ像の対応する画素の値としてとることが出来る。然し
、複合像の残りの画ＸＩｊ（ｆ）＞２）は（式（／コ）
で示す様に）、分解（Ｉ十Ｍ）像の所望の値Ｌ１Ｊと、
負のずれたゴーストの値Ｌｉ、ｊ−δＸ（＝Ｌｉ、ｊ−
ａ）とを夫々持っている。式（／３）から、並びに第３
図に示す様に、分解像の画素／、３の所望の値Ｌｔｙは
、複合像の画素／、３の複合値Ｓ／Ｊに。

分解像の画像／、／の値Ｌｌｌを加えたものに等しい。

同様に１分解像の画素／、ｌＩＯ値Ｌ／４１は、複合像
のこの画素の値Ｓ／４１に１分解像の画素７．２の値Ｌ
／Ｊを加えたものに等しい。以下同様である。従って、
分解像の行１：＝／乃至６及び列ｊ　＝　３乃至６の何
れかにある各々の画素の値は、第を図に示す様に、各々
の画素の複合像の値に、同じ行でλ列左の画素の分解像
の値を加算することによって、決定することが出来る２
この過程（これは事実上デコンボリューション過程であ
る）を各々の画素に対して繰返し、像を左から右に進み
、−ｉに７行ずつ下に進み、これをＩ＋Ｘ脂質像が完全
に分解されるまで続けることが出来る。

一旦分解脂質像が得られたら、適当に（例えば距離へだ
け）ずらした分解脂質像を、Ｉ＋ｘ稼又はＩ−Ｘ’像か
ら（或いは水の像の鏡像を得る為に分解像の鏡像を使う
場合は、Ｉ−ｘからでも）減算することＫより、或いは
その代９に両方から減算して、その結果を平均すること
により、分解水像が得られる。氷像だけを希望する場合
、勿論、最初にＩ＋ｘ像及びＩ−Ｘ像の鏡像（即ちＩ　
−、、：像）の脂質成分を最初に整合させ、その後減算
し、最後に、Ｘ軸（行）に沿って複合氷像のデコンボリ
ューションを行なって、直接的に分解水像を発生するこ
とＫよシ、前述の過程を実施することが出来る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来のＮＭＲ像取得方法では、反転極性Ｘ
軸勾配磁界Ｇｘ’を用いているので、鏡像な得るために
像を反転させることが必要で、また、コつの像をそれぞ
れ一方の成分を空間的に整合させなければならないなど
の問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、像の反転と空間的な整合を必要とせずに聞単
に化学シフトを生じた原子核による像を分離し、空間的
な解像度の高（八かつ人為効果の無い像が得られるＮＭ
Ｒ像取得方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るＮＭＲ像取得方法は、（ａｌ第１の向き
に伸びる第１の線に沿った投影から、第１及び第２の化
学シフト原子核を含むサンプルの選ばれた領域の第１の
核磁気共鳴像を形成する工程と。

（ｂ）　　前記第１の紳に沿っているが、強度の異なる
勾配磁界による第１の向きに伸びる投影から。

前記第１の核磁気共鳴像と同じ視野になるように前記選
ばれた領域の第２の核磁気共鳴像を形成する工程と、 （ｃｌ　　前記第１及び第２の核磁気共鳴Ｃ象がいずれ
も、前記第１の化学シフト原子核によって発生された第
１の像成分及び前記第２の化学シフト原子核によって発
生された第２の像成分で構成されるようにすると共に、
前記第２の像成分が前記第１及び第２の化学シフト原子
核間の化学シフトだけ前記第１の像成分からずれるよう
にし、前記第１の核磁気共鳴像から前記第２の核磁気共
鳴像を減算して前記第１の像成分を除くと共に、前記第
２の像成分を含む複合像を形成する工程と。

（ｄｉ　　前記複合像を処理して実質的忙前記第１の核
磁気共鳴像の前記第２の像成分だけを含む分解像を形成
する工程と、 （ｅｌ　　前記第１又は第２の核磁気共鳴像の一方から
化学シフトの大きさだけずれた分解像を減算して前記第
１の像成分を持つ別の分解核磁気共Ｓ像を形成する工程
と、 （ｆ）　　前記第１の像成分に化学シフトの大きさだけ
ずれた前記第２の像成分を加算して化学シフトの影響が
ない核磁気共鳴像を形成する工程と、からなるものであ
る。

〔作　用〕

この発明においては、ＦＯＶ（視野）を一定に保った条
件下で１画像上での化学シフト量へがＯｘ勾配磁界の強
度に比例していることを利用して、化学シフトを生じた
原子核による像を分離する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例によるＯｘ勾配磁界のパル
スシーケンスを示す図であって１図において、ＧＸは従
来方法におけるσＸ勾配磁界の代わりに印加する勾配磁
界で、Ｇｘとは強度が異なっている。第２図は、第１図
でａＸを使用して撮像したＮＭＲ像Ｉ＋ｘ（ｔＯ）であ
り、そのときの水の陽子像Ｃｓ１）と脂質の陽子像（Ｓ
コ）を夫々示す。第３図は、第６ａ図のＮＭＲ像Ｉ＋ｘ
（／ｆｆ）から第２図のＮＭＲ像工＋マ（りＯ）を減算
した複合脂質像（３３）であり（Ｓコミ）は脂質の負の
ゴースト像を示す。

但し、基準サンプル（コｆｆａ）、（コざｂ）は除いで
ある。

第１図のＧ勾配磁界の強度は説明を簡単にするためＫＧ
ｘの１倍にとる。また、Ｏｘ勾配磁界による画像上に現
われる化学シフト量Δ（第６ａ図のΔ）を３画素とする
。従って、この条件下では。

第２図で示されるように６勾配磁界によるＮＭＲ像（！
０）上に現われる化学シフト量は１画素になる、 具体的な数値で示すと、Ｂσ＝　ｉ、ｓ　ＣＴ　１　　
のとき、水と脂質の間の化学シフトは約コ２７．ｊｌｌ
ｚであるから、２！ｒＡＸｊｊ６　画素の画像で分解能
／１ｆｆｉを実現するには、　Ｇｘ　＝　０．／　７　
！　［Ｇ／Ｑｌ　１になり、このときのＦ’ＯＶはコ！
ｒｂｖｘになるつまた、ｆｉｘ　＝ｔ２！ｒ２ｋＣａ、
Ａ〕である。ただし、この時、ＦＯＶを同じコＳ６關に
保つ為にはＮＭＲ像（／ｌ）を得たときのＮＭＲ信号の
サンプリング周波数の３倍のサンプリング周波数にする
必要がある。即ち、ＮＭＲ像（７ｇ）上でのＸ方向の隣
接する画素間の周波数差は？ｅ、、！！−１２であり。

ＮＭＲ像（５０）のその周波数は２Ｊ　ｙ、！ｒＨｚに
なっている。

この発明の方法の工程として、第６ａ図に示されたＮＭ
Ｒ像（７ｇ）から第２図に示されたＮＭＲ像（，１０）
を減算して、第３図に示された複合脂質像（５３）を作
る、このとき、従来の方法のように水の陽子像の空間的
な整合を行なう必要がなく、単純にＮＭＲ像（）ｇ）と
ＮＭＲ像（ｆ）θ）の対応する画素間で減算をすればよ
い。その理由は、Ｏｘ勾配磁界を反転していないのでＮ
ＭＲ像を反転させる必要がないからである。即ち、水の
陽子像忙関しては。

ＮＭＲ１象（ｌざ）上での像（ｌデ）とＮＭＲ１象（Ｓ
Ｏ）上での像（３１）が全く等しく、脂質の陽子像だけ
が像（２０）に対して像（ｔｘ）ｊはＸ方向１１Ｃ−５
Δ＜へは３画素としたからコ画累）画素だけ位置ずれを
起こしている。

次に、第３図を信号処理して、水の陽子像だけの像と、
脂質の陽子像だけの像に分離するわけであるが、この処
理は第を図に示した従来の方法と同様に行なう。

また、上記のようＫして得られた水の陽子像と脂質の陽
子像はへ画素Ｘ方向に位置ずれしているだけであるから
１例えば、脂質の陽子像を−Ｘ方向にΔ／１画素ずらし
てから、水の陽子像と加算すれば、化学シフトｉ７（よ
る人為効果の無い陽子像（水の脂質）が得られる。

なお、上記実施例では、Ｏｘ勾配磁界なＯｘ勾配磁界の
３倍としたが、ＦＯＲを一定にしておけば任意の大きさ
でよい、ただし、Ｘ方向勾配磁界Ｇｘ。

Ｇｘは、ＮＭＲ画像上での隣接する画素間の周波数の差
を、化学シフトの周波数δω０の整数倍にした方が補間
処理をする必要がないので好ましい。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとお９．ＦＯＶを一定に保ちな
からＯｘ勾配磁界の強度を変化させるように構成したの
で、水の陽子像を空間的に整合させる必要が無く、基準
サンプルを位置合わせのためＫｍかなくてもよくなシ、
また簡単に陽子像（水と脂質の陽子を合わせたもの）が
人為効果の無い像として得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＯｘ勾配磁界のパル
スシーケンスを示す図、第２図はこの発明で得られるＮ
　Ｍ　Ｒ像を示す概略図、第３図はこの発明で得られる
複合脂質像を示す概略図、第４ａ図は靜磁界の中に配置
されていて、選択的な励振によって平面状の蓄積を限定
したＮＭＲサンプルを示す概略図、第９６図は従来のＧ
′ｘ勾配磁界のパルスンーケンスを示す図、第５ａ図及
び第Ｓｂ図は人間の頭及び腿の６ｔ１ＭＨｚの陽子（′
Ｈ）スペクトルを夫々示しており、水及び脂質の陽子応
答信号に対応する２つの化学シフト・ピークを夫々示す
図、第６ａ図及び第６ｂ図は同じ投影軸線に沿って第１
の向き及び反対の第λの向きに撮影した人間の頭ＮＭ’
Ｅ（陽子像を示す概略図、第６ｃ図は反対向きの投影に
よる反転を除くためＫ、投影配列データの「線像」を作
った後の第６ｂ図の像を示す図、第１図は水のイ水を除
くために、第６ａ図及び第６ｃ図の像を整合させ且つ減
算によって組合せることによって形成された複合脂質像
を示す概略図、第ｆ　［ｉ２＋は第１図の複合像を各々
の画素のデータを処理して分解脂質像を形成する様子を
示す図である。 然１図 Ｔニアリンγ期間　ろ 革４０図　　　　　　尾４ｂ図 扇５Ｑ図 第５ｂ図 ５　　　０　　　　’）　　　　ＩＵ 九６０図　　　　　壓７図 昂８図 １す ２６’Ｑ″ 手続補正書［自発１ 昭和６２年　ｌＩ！月６［１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   的な解像度の高い核磁気共鳴像を取得する方法において
   、 （ａ）第１の向きに伸びる第１の線に沿つた投影から、
   前記サンプルの選ばれた領域の第１の核磁気共鳴像を形
   成する工程と、 （ｂ）前記第１の線に沿つているが、強度の異なる勾配
   磁界による第１の向きに伸びる投影から、前記第１の核
   磁気共鳴像と同じ視野になるように前記選ばれた領域の
   第２の核磁気共鳴像を形成する工程と、 （ｃ）前記第１及び第２の核磁気共鳴像がいずれも、前
   記第１の化学シフト原子核によつて発生された第１の像
   成分及び前記第２の化学シフト原子核によつて発生され
   た第２の像成分で構成されるようにすると共に、前記第
   ２の像成分が前記第１及び第２の化学シフト原子核間の
   化学シフトだけ前記第１の像成分からずれるようにし、
   前記第１の核磁気共鳴像から前記第２の核磁気共鳴像を
   減算して前記第１の像成分を除くと共に、前記第２の像
   成分を含む複合像を形成する工程と、 （ｄ）前記複合像を処理して実質的に前記第１の核磁気
   共鳴像の前記第２の像成分だけを含む分解像を形成する
   工程と、 （ｅ）前記第１又は第２の核磁気共鳴像の一方から化学
   シフトの大きさだけずれた分解像を減算して前記第１の
   像成分を持つ別の分解核磁気共鳴像を形成する工程と、 （ｆ）前記第１の像成分に化学シフトの大きさだけずれ
   た前記第２の像成分を加算して化学シフトの影響がない
   核磁気共鳴像を形成する工程と、からなることを特徴と
   する核磁気共鳴像取得方法。