JPS6373947A - 磁気共鳴イメ−ジング方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）現象を利用することにより
、被検体の任意断層面内の特定原子核の密度及び緩和時
間に関する情報を被検体の外部より無侵襲に測定し、医
学的診断を可能とする磁気共鳴像を形成する磁気共鳴イ
メージング方法に係り、特に被検体の水、脂質の磁気共
鳴像を分離して１ｑるものに関する。

（従来の技術） 通常水素原子核の磁気共鳴イメージング法においては、
水と脂質の複素画像を独立に得ることはできない。しか
しながら水と脂質に存在する水素原子核の共鳴周波数が
同一磁場のもとで異なる現象、所謂ｃｈｅｍｉｃａｌ　
５ｈｉｒｔ　（化学シフト）現象を有効に用いれば、水
と脂質の画像を分離して求めることができる。例えば、
水と脂質の画像を分離するイメージング方法が１９８４
年にＷ、　Ｔ、　Ｄｉｘｏｎにより提案されている（Ｗ
、Ｔ、Ｄｉｘｏｎ　Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ　１５３Ｐ、１
９８４））。ここで、図面を参照しながらそのＷＸ略を
）ホベる。

図面に示すように、π／２パルス（９０°パルス）のＴ
Ｆ／２−△ｔ時間後にπパルス（１８０゜パルス）を印
加すると、 π／２−π間はＴＥ／２−Δ丁（これをτ１とする）π
／２−エコー間はＴＥ／２＋Δ丁（これをτ２とする）
となり、τ２−τ１−２Δ丁となる。

さて水と脂質のプロトンの化学シフトをδとするとこの
２Δ丁の時間差によって、水と脂質は、△ψ＝δγＨａ
（２Δ丁）　　　　・・・（１）だけ位相差をもつ。こ
こにγはラーモア定数、Ｈｏは静磁場強度である。今、
Δ丁＝π／（２δ７Ｈｏ）とすると、Δψ＝πとなり、
水と脂質の位相は反転する。このとき得られる画像をｆ
Ｆとすると、ｆＦは、 ｆＦ−ｆ、−ｆＦ　　　　　　　　　・・・（２）とな
る。ここにｆｗは水の分布、ｆＦは脂質の分布でおる。

ところでΔＴ＝Ｏに相当するとき得られる通常の画像ｆ
Ｏは、 ｆｏ　＝　ｆ　ｗ　＋ｆＦ”・（３） であるから、（ｆｏ＋ｆ７Ｕ）／２及び（ｆｏ　−ｆＦ
）／２の和、差より−ｆ’Ｗ、ｔＦが求められる。

以上がＷ、　Ｔ、［）ｉｘｏｎ提案によるイメージング
法の概要でおる。

ここで、静１［の不均一性について考えてみる。

これは倣形領域にもよるが、通常の人体を被検体とする
ときには数ｐｐｍ程度と考えてよい。不均一性はへ１１
と表され、これは空間位置（ｘ、ｙ、ｚ）の函数でおる
。化学シフトδは約３．５ｐｐｍ程度なのでこのΔＨは
化学シフトと同じ程度か、それより大ぎい場合もおり、
画像に歪を与える。この歪を静磁楊子と称する。すなわ
ち、実際にはΔＨの影響により、ｆＦ（ｘ、　ｙ）は、 ｆ　７Ｃ（ｘ、　ｙ）＝　ｅ　’　Ｔ△Ｈ（Ｘ、Ｖ）・
（２△丁）（ｆｖ　（Ｘ、　Ｖ）　　ｆＦ（Ｘ、　Ｖ）
）・・・（４）となる。（４）式中の（ｘ、　ｙ）はス
ライス面での適当な座標系における位置（ｘ、　ｙ）を
意味する。先に述ぺたようにΔＨは空間位置に依存する
ので、再、構成画像においては画素毎に異なった影響を
受けることになる。ちなみに先のＤｉＸＯｎの論文では
、ｆＦの復素の絶対値をとり、 ｌｆｗ−ｆＦ＋ を求め、これをｆｗ−ｆＦの代用としているが、これで
はｆｗがｆＦより大きい場合と小さい場合とで異なり、
静ｖＡ楊歪を正確に補正することはできない。

そこで、次のような静磁場歪へＨ（Ｘ、　Ｖ）の補正か
考えられる。ｆＦを求めたときと同じくΔＴ−＊／（２
δγＨｏ　）のシーケンスで水ファントムの画像を予め
形成し、これをｐπ（ｘ、　ｙ）とする。

このｐπ（ｘ、　ｙ）は、 ｐｘ（ｘ、　ｙ）−ｅ　’γΔｌ−１（Ｘ、ｔ／）・（
２△Ｔ）ｐｏ　（Ｘ、　’／）　　　　　　　　　・・
・（５）と表わされる。ここにｌ）ｏ　（Ｘ、　Ｖ）は
、△ｔ＝Ｑのときの水ファントムの画像で６）る。そし
て、・・・（６） とすると、これはｆｗ　（ｘ、　Ｖ）−ｆＦ　（Ｘ、　
Ｖ）に等しくなるので静ｆａｓ歪が補正されたことにな
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の補正においては十分正確な補正デ
ータＰπが必要となるため、演算時間が長くなり実用的
ではない。また、そうかといって静磁楊子を無視したの
では診断能に優れた水。

脂質分離像を得ることはできない。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので必り、その目
的とするところは、静磁楊子を短時間で補正することに
より診断能に優れた水、脂質分離像を速やかに得ること
ができる磁気共鳴イメージング方法を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、エコー時間をＴＥとし、π／２パルスのＴ口
／２−△ｔ時間後にπパルスを印加するシーケンスを第
１のパルスシーケンスとし、π／２パルスのＴＥ／２時
間後にπパルスを印加するシーケンスを第２のパルスシ
ーケンスとしたとき、前記第１のパルスシーケンスで水
ファントムの磁気共鳴像ｐ（ｘ、ｙ）を形成し、前記第
１のパルスジ−ケンスで１ｑた被検体磁気共鳴像ｆ（ｘ
、ｙ）と該ｐ（ｘ、ｙ）との実２次元内偵の符号に応じ
て該ｆ（Ｘ、　ｙ）の歪を補正し、この補正結果と前記
第２のパルスシーケンスで得た被検体磁気共鳴像とに基
づいて該被検体の水、脂質の磁気共鳴像を分離して得る
ようにしたものである。

（作　用） 第１のパルスシーケンスで水ファントムの磁気共鳴像Ｐ
（Ｘ、　ｙ）が得られ、同様に第１のパルスシーケンス
で被検体の磁気共鳴像ｆπ（ｘ、　ｙ）が得られる。そ
してこのＰ（ｘ、　ｙ）とｆＦ（ｘ、　ｙ）との実２次
元内積の符号が判別され、その判別結果に応じて前記ｆ
（ｘ、ｙ）の静磁揚玉が補正される。この補正は、実２
次元内偵の符号を判別するだけで簡単に行われるため、
演算時間も短く、補正データも粗くてよい。そしてこの
補正結果をｆＦとしたとき、のｆＦと、前記第２のパル
スシーケンスで（ｑだ被検体磁気共鳴像ｆＯとから該被
検体の水。

脂質の磁気共鳴像を分離して形成する。このようなイメ
ージングによれば、短時間で静磁揚玉を補正することが
でき、診断能に優れた水、脂質分離像を速やかに得るこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

記述したＤｉＸＯｎ法において、エコー時間をＴＥとし
たとき、π／２パルスのＴＥ／２−へＴ時間後にπパル
スを印加するシーケンス（これを第１のパルスシーケン
スと称する）での被検体の磁気共鳴像ｆ７ｒ＝ｆｗ＋ｆ
Ｆ　（ｆｗ　：水、　ｆＦ　：脂肪）は、実際には静磁
揚玉△Ｈ（ｘ、ｙ）の影響を受けている。このため、本
実施例においては次のようにして静磁揚玉を補正する。

静磁揚玉を考慮した場合、前記第１のパルスシーケンス
で得た被検体磁気共鳴像は次式のように表わされる。

ｌ　ｆｌｘ、　ｙ）Ｉ＝　ｌ　ｅ　’γΔＨ（Ｘ、　Ｖ
）・（２△丁）（ｆ＋ｓ　（Ｘ、　Ｖ）−ｆＦ　（Ｘ、
　Ｖ））　ｌ＝　Ｉ　ｆｗ　（Ｘ、　ｙ）　　ｆＦ（Ｘ
、　ｙ）　１・・・（７） 従ってこの符号のみが求まれば、ｆ　ｗ　（Ｘ、　Ｖ）
　−ｆＦ（Ｘ、　Ｖ）を求めることができる。

そこで、先ず、前記第１のパルスシーケンス水ファント
ムの磁気共鳴＠Ｐ（ｘ、　ｙ）を形成する。次に、同様
のパルスシーケンスで被検体の磁気共鳴像ｆπ（ｘ、　
■）を形成する。そしてこのＰ（Ｘ、Ｖ）とｆ；ｙ（×
、ｙ）との実２次元内偵を求め、この内偵の符号を判別
し、この判別結果に応じて静磁揚玉を補正する。すなわ
ち、 ｆＦ（ｘ、　ｙ）・ｐ（ｘ、ｙ）≧Ｏ・・・（８）が成
立すれば、１ｆπ（Ｘ、　Ｖ）　ｌをｆＦ（Ｘ、　Ｖ）
とし、ｆＦ（ｘ、　ｙ）・ｐ（Ｘ、　ｙ）＜ｏ　　　　
　　・・・（９）が成立すれば、−１ｆ７ｒ（Ｘ、　ｙ
）ｌをｆＦ（ｘ、ｙ）とする。これによりｆ　ｗ　（Ｘ
、　Ｖ）　−ｆＦ（Ｘ、　Ｖ）を求めることができる。

尚、（８）、　（９）式中、・は複素データであるｆ７
′Ｃ，ｐπを実２次元データと児たときの通常の内偵を
表わしている。

上記の補正は、実２次元内積の符号を判別するだ（プて
簡単に行われため、補正に要する時間も短くてすむ。し
かも補正データは符号を決めるためにのみ用いられるも
のであるから、補正データの位相と実データの位相との
誤差は最大で±９０゜まで許容される。

次に、π／２パルスのＴＥ／２時間後にπパルスを印加
するシーケンス（このシーケンスはスピンエコー法の通
常のシーケンスでおり、便宜上第２のパルスシーケンス
と称する）で得た被検体磁気共鳴像と、上記補正による
磁気共ｐ、！′５像とから、水、脂質像を分離する。こ
の分離は既述したＤｉｘｏｎ法により容易に行うことが
できる。

このように本実施例にあっては、第１のパルスシーケン
スで水ファントムの磁気共鳴像を形成し、この磁気共鳴
像と、第１のパルスシーケンスで１９だ被検体磁気共鳴
像との実２次元内債の符号に基づいて、静磁場不均一性
に起因する静磁揚玉を補正するＪ：うにしたものである
から、短時間で静磁揚玉を補正することができ、この補
正を行うことにより、診断能に浸れた水、脂質分離像を
速やかに得ることができる。また、補正データは符号を
決定するためにのみ用いるものでおるため、補正データ
の位相と実データの位相との誤差は最大上９０’まで許
容され、補正データは粗くてよい。

例えば２５６Ｘ２５６マトリツクスの画像に対する補正
データとしは、３２Ｘ３２あるいは１６×１６マトリツ
クスでよい。さらに、磁気共鳴イメージングにおいては
被検体の任意断面の磁気共鳴像を得ることができ、これ
に対応させるために３次元的に前記補正データを記憶す
るようにするとよい。上記のように補正データを粗くす
ることができるので、補正データを３次元的に記憶する
ようにしてもデータ量としてはそれほど多くならず、メ
モリ容量の見地からも上記の補正は実用的といえる。ま
た、補正データと実データとの位相誤差が大きく許容さ
れるた、例えば静磁場の経時変化に起因して静Ｉａ楊子
のパターンが変化しても、補正データを長期に亘り取り
直さずに使用することができ、この点でも上記の補正は
実用的といえる。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が
可能でおるのはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、静磁場子を短時間
で補正することにより診断能に優れた水、脂質分離像を
速やかに得ることができる磁気共鳴イメージング方法を
提供するができる。

【図面の簡単な説明】

図面は磁気共鳴イメージングにお【プるパルスシーケン
スの説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エコー時間をＴＥとし、π／２パルスのＴＥ／２−△ｔ
   時間後にπパルスを印加するシーケンスを第１のパルス
   シーケンスとし、π／２パルスのＴＥ／２時間後にπパ
   ルスを印加するシーケンスを第２のパルスシーケンスと
   したとき、前記第１のパルスシーケンスで水ファントム
   の磁気共鳴像■（ｘ、ｙ）を形成し、前記第１のパルス
   シーケンスで得た被検体磁気共鳴像■（ｘ、ｙ）と該■
   （ｘ、ｙ）との実２次元内積の符号に応じて該■（ｘ、
   ｙ）の歪を補正し、この補正結果と前記第２のパルスシ
   ーケンスで得た被検体磁気共鳴像とに基づいて該被検体
   の水、脂質の磁気共鳴像を分離して得ることを特徴とす
   る磁気共鳴イメージング方法。