JPS63296740A - ケミカルシフトイメ−ジの表示方法 - Google Patents

ケミカルシフトイメ−ジの表示方法

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JPS63296740A
JPS63296740A JP62133890A JP13389087A JPS63296740A JP S63296740 A JPS63296740 A JP S63296740A JP 62133890 A JP62133890 A JP 62133890A JP 13389087 A JP13389087 A JP 13389087A JP S63296740 A JPS63296740 A JP S63296740A
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Toru Shimazaki
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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) 本発明は、核磁気共鳴断層撮影装置による画像のケミカ
ルシフトイメージの表示方法に関する。
(従来の技術) 核磁気共鳴(以下NMRという)現象を用いて特定原子
核に注目した被検体の断層像を得るNMR−CTは従来
から知られている。このNMR−CTの原理の概要を簡
単に説明する。
原子核は磁気を帯びた回転している独楽と見ることがで
きるが、それを例えばz軸方向の静磁場Haの中におく
と、前記の原子核は次式で示す角速度ω0で歳差運動を
する。これをラーモアの歳差運動という。
・ ω0=γHa   但し、γ:核磁気回転比今、静
磁場のある2軸に垂直な軸、例えばX軸に高周波コイル
を配置し、xy面内で回転する前記の角周波数ω0の高
周波回転磁場を印加すると磁気共鳴が起り、静磁場ト1
oのもとてゼーマン分裂をしていた原子核の集団は共鳴
条件を満足する高周波磁場によって準位間の遷移を生じ
、エネルギ一単位の高い方の単位に遷移する。ここで、
核磁気回転比γは原子核の種類によって異なるので共鳴
周波数によって当該原子核を特定することができる。更
にその共鳴の強さを測定すれば、その原子核の存在端を
知ることができる。共鳴後緩和時間と呼ばれる時定数で
定まる時間の間に高い準位へ励起された原子核は低い単
位へ戻ってエネルギーの放射を行う。
このNMRの現象の観測方法の中スピンエコー(SE)
沫について第5図を毒照しながら説明する。
前述のように共鳴条件を満足する高周波パルス(H+ 
)を静磁場(Z軸)に垂直な(X軸)方向に印加すると
、第5図(イ)に示すように磁化ベクトルMは回転座標
系でω′−γH1の角周波数でzy面内で回転を始める
。今パルス幅をtoとするとHoからの回転角θは次式
で表わされる。
θ=γH1jo            ・・・(1)
(1)式においてθ−90’となるようなtoをもつパ
ルスを90’パルスと呼ぶ。この90°パルス直後では
磁化ベクトルMは第5図(ロ)のようにxy面をω0で
回転していることになり、例えばx軸においたコイルに
誘導起電力を生じる。しかし、この信号は時間と共に減
衰していくので、この信号を自由誘導減衰信号(FID
信号)と呼ぶ。FID信号をフーリエ変換すれば周波数
領域での信号が得られる。次に第5図(ハ)に示すよう
に90’″パルスからτ時間後θ−180”になるよう
なパルス幅の第2のパルス(180’パルス)を加える
とばらばらになっていた磁気モーメントがτ時間後−y
方向で再び焦点を合せて信号が観測される。この信号を
SE倍信号呼んでいる。
このSE倍信号強度を測定して所望の像を得ることがで
きる。NMRの共鳴条件は シーγHo/2π          ・・・(2)で
与えられる。ここで、νは共鳴周波数ISOは静磁場の
強さである。従って共鳴周波数は磁場の強さに比例する
ことが分る。このためNMRイメージングでは静磁場に
線形の磁場勾配を重畳させて、位置によって異なる強さ
の磁場を与え、共鳴周波数を変化させて位置情報を得て
いる。
このよう’:J N M Rイメージングにおいて、例
えば最も重要な水素原子核のプロトンNMRについて考
察する。
一般に物質中ではNMRの共鳴周波数νは外から加えた
静!i場Haによる共鳴条件式である(2)式からずれ
る場合が多い。この原因の一つは電子の軌道運動によっ
て、Haと逆向きに生じる磁場(反磁場)によるもので
、電子による核の遮蔽効果と呼ばれている。従って共鳴
周波数は、この遮蔽効果による定数σを用いて、次式に
より与えられる。
シー(γ/2π)Ha(1−σ) このような共鳴周波数のずれをケミカルシフトと呼び、
低磁場側に共鳴が観測される。そして、このケミカルシ
フトは化学結合によって、電子密度の分布や電子の軌道
運動が変化し、σが異なってくる。そのため同じ元素の
原子でも化合物によって共鳴条件が異なっている。
(発明が解決しようとする問題点) 従って、同一部位の同一元素による画像も、その元素が
作る物質の化学的組成の相違によって異なったものが得
られる。そのため、その異なった化学的組成のものを表
示するために次のような方法を取っていた。
<1.)2成分系のもの(例えば水と脂肪)水のイメー
ジと脂肪のイメージを白黒表示で2枚並べ、又は、更に
参考として両者の混合イメージを含めて3枚並べて表示
する。
く2)多成分系のもの(IHの場合でもCnHmの多結
合分析、31Pの7成分以上の分析。
α、β、γ−ATP・・・等) 各々のケミカルシフト量に応じて複数のイメージをマル
チイメージとして白黒で表示する。
結局モニタに表示する画像は基本的に2次元イメージで
、信号の強さをグレースケール(l11度)で表示する
ので、ケミカルシフト量は画面を分割して複数ディスプ
レイ(マルチイメージ)をする以外に方法はなかった。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、ケミカルシフトイメージを分かり易く表示する方
法を実現することにある。
(問題点を解決するための手段) 前記の問題を解決する本発明は、核磁気共鳴断層撮影装
置による画像のケミカルシフトイメージの表示方法にお
いて、ケミカルシフト量をカラーパーに対応させ、各成
分における密度又は信号強度を輝度に対応させて、前記
カラーデータと前記輝度データを合成し、1画面として
表示することを特徴とするものである。
(作用) NMR信号のイメージデータのケミカルシフト邑をカラ
ーパーに対応するように分割し、各ビクセルの信号強度
に輝度を対応させて合成し、1画面に表示する。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の方法の実施例を詳細に説
明する。
第1図は本発明のデータ処理のシーケンスの一例を示す
図である。1は被検体から得たある一断面を示すイメー
ジデータで、XY平面の2次元と、ケミカルシフトの周
波数の次元と信号強度との4次元の要求を持っている。
2はイメージデータ1の4次元のデータを水平垂直の位
置データ、信号強度の輝度データに編集し、ケミカルシ
フトの周波数データをカラーマツピングテーブル3に送
るデータ編集機能である。カラーマツピングテーブル3
には周波数と色とを対応させた表が書き込まれていて、
データ編集機能2からの周波数データに対応した色デー
タを出力する。4はデータ編集機能2で編集された水平
垂直の位置データ、各ビクセルの輝度データ及び色デー
タをディジタル信号の形で格納してモニタディスプレイ
させるディスプレイデータである。5はイメージデータ
1の一断面の4次元のデータの内容を示す図で、XY平
面の像をケミカルシフトの各成分に対応する周波数で分
割させたn枚の画像を示している。5′は1枚の画像の
ビクセルで輝度データを持っている。6はイメージデー
タ1が編集されたディスプレイデータ4のデータの内容
を示す図で、データ5で表したn枚の画像を1枚に集約
したような内容を示している。ビクセル6′はn枚の画
像の合成輝度データを12ピツトで、合成色データを4
ビツトで表したデータフォーマットを持っている。
次に上記のシーケンスを細かく検討する。第2図(イ)
は肝臓の成分の中、31Pのケミカルシフトの一例を示
すグラフである。図において、横軸には26MHzに対
するケミカルシフトを取り、縦軸には信号強度を取っで
ある。図中、α、β。
γ−ATPはそれぞれアデノシン三燐酸のα、β。
γの燐を示したものである。この図で明らかなようにケ
ミカルシフト邑に応じてイメージの各ビクセルの明るさ
が異なっている。輝度が同じであれば、ケミカルシフト
最を輝度で区別するようにすることができるが、前記の
ように輝度が異なっているので、2次元の表示しかでき
ない画面に1枚の画像で表示することは難しい。そこで
、第2図(ロ)のようにケミカルシフト患をカラーパー
に対応させ、その明暗のグレースケールをスペクトル輝
度に対応させて表示する。第2図(ロ)は第1図のイメ
ージデータ1において、その内容5に示すようにA、B
、PD、γ−ATP、α−ATP、β−ATPを分離で
きるよう30111)Illのケミカルシフトレンジを
約2 ppm間隔で分割した複数枚の画像に分割され、
ビクセル5′の輝度はそれぞれの信号輝度に応じた輝度
とされる。ディスプレイデータ4ではその内容6のよう
に1枚の画像に集約される。ビクセル6′は複数枚の画
像の輝度を合成した輝度データとして12ビツトで表現
され、色は複数枚のそれぞれに存在する色の合成値とし
て4ビツトで表現される。色〈色彩)は、3原色の合成
ベクトルであるから色合成というのはベクトル合成演算
に他ならない。
第3図(イ)はプロトンのケミカルシフトの一例を示す
グラフである。図において、aは脂肪類(CH2)、b
は°水(H20)による受信信号である。この図におい
て、脂肪類と水の2成分に分離すればよい場合、又は、
31pの場合にクレアチン燐酸とγ−ATPのATPグ
ループとの2成分に分Il!?する場合は、必ずしも一
定のケミカルシフト幅を1つのカラーパーに対応せずに
、その固有スペクトルを代表するスペクトル幅を1つの
カラーパーに対応させる方法を取る。この場合は第1図
のイメージデータ1の内容5は2枚の画像でよく、ディ
スプレイデータ4の内容6の色信号は赤。
青、紫の3種類ですむ。
本例のように3成分以内の場合には、混色を避けるため
3原色(赤、青、緑)を各成分に割り当てた方が良いこ
とは云うまでもない。
第4図は上記のように構成された画像を模式的に描写し
た図である二 (イ)は例えば第2図の燐のケミカルシ
フトにおいて、Δ、B、PD、γ−ATP、α−ATP
、β−ΔTPに対応したケミカルシフトの信号を6枚の
画像に表したものである。図のXY平而面断層面を示し
、ケミカルシフト軸に沿って6枚の画像で表現している
。ケミカルシフト軸に直交する輝度表示は各画像の成る
ビクセルの輝度を示している。これを図のように左から
透視した想像図が(ロ)図である。6枚の画像のケミカ
ルシフトに対応する色と輝度が重なって見える図である
。(輝度は図示されていない)以上、本実施例によれば
、ケミカルシフトを含むイメージを一断面の表示でディ
スプレイすることによって、同一元素ではあるが、化学
的組成の異なる物質から成る断層像を解剖学的位置関係
を把握しながら直感的に視覚により判断できるようにな
る。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、ケミカルシ
フトイメージを1画面で分り易く表示することができて
、実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のデータ処理のシーケンスの一例を示す
図、第2図は燐(”P)のケミカルシフトと色表示の説
明図、第3図はプロトン(IN>のケミカルシフト°と
色表示の説明図、第4図は本発明によって表示される画
像の図、第5図はNMR−0丁のスピンエコー法の説明
図である。 1・・・イメージデータ  2・・・データ編集機能3
・・・カラーマツピングテーブル 4・・・ディスプレイデータ 5・・・イメージデータ1の内容 5’ 、6’・・・ビクセル 6・・・ディスプレイデータ4の内容 特許出願人 横河メディカルシスデム株式会社第2 図 (ロ) 角屹 (イ)  CH2 ケミカルシフト→ 3図 (ロ) カラーバ−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 核磁気共鳴断層撮影装置による画像のケミカルシフトイ
    メージの表示方法において、ケミカルシフト量をカラー
    バーに対応させ、各成分における密度又は信号強度を輝
    度に対応させて、前記カラーデータと前記輝度データを
    合成し、1画面として表示することを特徴とするケミカ
    ルシフトイメージの表示方法。
JP62133890A 1987-05-29 1987-05-29 ケミカルシフトイメ−ジの表示方法 Granted JPS63296740A (ja)

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JPH0323048B2 JPH0323048B2 (ja) 1991-03-28

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5920820A (ja) * 1982-07-28 1984-02-02 Aloka Co Ltd 超音波血流画像形成装置
JPS6176944A (ja) * 1984-09-10 1986-04-19 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr像を得る方法
JPS6250650A (ja) * 1985-08-30 1987-03-05 Hitachi Ltd 核磁気共鳴を用いた検査方法
JPS6266846A (ja) * 1985-09-18 1987-03-26 株式会社日立メディコ 化学シフト値を用いたnmr検査装置

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