JPH024334A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（Ｍ　Ｒ：　ＩＩｌａｇｎｅｔｉｃ
ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を利用して被検体（生体）の
スライス画像等の形態情報やスペクトロスコピー等の機
能情報を得る磁気共鳴イメージング方法に関し、特に、
例えば層表構造の画像化に好適とした磁気共鳴イメージ
ング方法に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω０　（ωｏ−２πシ０．シ０
　；ラーモア周波数）で共鳴する。

ω０−γＨＯ ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈｏは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を信
号処理して、原子核密度、縦緩和時間ＴＩ、横緩和時間
Ｔ２．流れ、化学シフト等の情報が反映された診断情報
例えば被検体のスライス像等を無侵襲で得るようにして
いる。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定の部
位に対する励起とその信号収集とを行うようにしている
。

この場合、イメージング対象とする特定部位は、一般に
ある厚さを持ったスライス部位であるのが通例であり、
このスライス部位からのエコー信号やＦＩＤ信号の磁気
共鳴信号（ＭＲ倍信号を多数回のデータエンコード過程
を実行することにより収集し、これらデータ群を、例え
ば２次元フーリエ変換法により画像再構成処理すること
により前記特定スライス部位の画像を生成するようにし
ている。

一方、磁気共鳴イメージング装置を用いることにより実
現される臨床応用について言及する。すなわち、頭蓋内
疾患の外科的処置にあたり、扇情をはじめとする脳表面
構造の描出画像は、皮質や皮質下に局存する病変部の位
置を知る上で重要な目安であり、手術前にあって正確な
位置把握が望まれ、そして、これを磁気共鳴イメージン
グにより行う試みがいくつかなされている。以下、その
例を説明する。

その一つに、頭部用コイルを用いて通常のプロトンイメ
ージングを行う方法がある。この方法では、頭部用コイ
ルは頭部を包み込むように篭状になっているので、頭部
全体からの信号を収集することになり、このため画像と
しては脳裏下の深部の情報が重なったものとなり、結果
的に上述した診断の要請には応じきれるものではない。

また、表面コイルを用いて通常のプロトンイメージング
を行う方法がある。この方法では、表面コイルの感度特
性つまりコイルに近接する部位は高感度であることによ
り、表層の皮下脂肪等からの信号ばかりを収集してしま
い、やはり結果的に上述した診断の要請には応じきれる
ものではない。

つまり、上述の２つの方法共に脳表面構造を適確に表わ
した画像を呈示し得ないものである。

さらに、薄いスライス像により脳表面構造を表わそうと
する方法もあるが、この方法では、頭部の前後部２頭頂
部、脳底部を知ることができないので、これでは皮質や
皮質下に局存する病変部の位置を診断することはできな
い。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の技術においては、脳満水や脂肪からの
信号を区別なく同じように収集してしまうので、皮質や
皮質下に局存する病変部の位置を診断するための層表構
造画像を得ることができないという問題点があった。

そこで本発明の目的は、頭部の脳表面に存在する病変部
を診断するための脳表面構造を描出した画像を得ること
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〕 （課題を解決するめだの手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような構成としている。すなわち、本発明は、静磁場
中に配置した被検者から誘起した磁気共鳴信号を検出し
て当該誘起部位の形態情報又は機能情報を生成する磁気
共鳴イメージング方法において、前記被検者の頭部に近
接してプロトンの励起及び検出のうち少なくとも一方を
行う表面コイルを配置し、エコー時間を長めに設定する
か又は水と脂肪のケミカルシフトを利用して水と脂肪の
それぞれの磁化を分化するようにしたフィールドエコー
法によるパルスシーケンスを実行することを特徴とし、
同じ目的を達成する手段としては、パルスシーケンスと
して、α（αく９０°’）−１８０°−１８０°系列で
あって第２エコー信号を収集するパルスシーケンスを実
行することを特徴とする特 （作用） 以上の如くによれば、表面コイルに近接するある厚みを
持った部位内の水からの磁気共鳴信号は強調され且つ脂
肪からの磁気共鳴信号は抑制されて検出されるので、頭
部の扇情内の水による扇情像を描出でき、しかも脂肪か
らの磁気共鳴信号を抑制しているので、脂肪による描出
像が前記水にる扇情描出像に重複しなく、脳表面に存在
する病変部を診断するために好適である画像を呈示する
ことができるものである。

（実施例） 以下本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の一実施
例を図面を参照して説明する。第１図は本発明の磁気共
鳴イメージング方法が適用される磁気共鳴イメージング
装置の全体構成を示す図である。

第１図に示すように、被検体Ｐを内部に収容することが
できるようになっているマグネットアッセンブリＭＡと
して、常電導又は超電導方式による静磁場コイル（永久
磁石を用いる構成であってもよい。）１と、磁気共鳴信
号の誘起部位の位置情報付与のための傾斜磁場を発生す
るためのＸ。

Ｙ、Ｚ軸の傾斜磁場発生コイル２と、回転高周波磁場を
送信すると共に誘起された磁気共鳴信号（ＭＲ倍信号エ
コー信号やＦＩＤ信号）を検出するための送受信系であ
る例えば送信コイル及び受信コイルからなる埋め込み型
全身用プローブ３とを有している。

そして、超電導方式であれば冷媒の供給制御系を含むも
のであって主として静磁場電源の通電制御を行う静磁場
制御系４、ＲＦパルスの送信制御を行う送信器５、誘起
ＭＲ倍信号受信制御を行う受信器６、ｘ、ｙ、ｚ軸の傾
斜磁場発生コイル２のそれぞれの励磁制御を行うＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場電源７，８，９、データ収集のため
のパルスシーケンスを実施することができるシーケンサ
１０、これらを制御すると共に検出信号の信号処理及び
その表示を行うコンピュータシステム１１、表示装置１
２により構成されている。

また、本実施例では、マグネットアッセンブリＭＡの磁
場中心に被検者Ｐの頭部ＰＨを置き、第２図に示すよう
に、頭部ＰＨの側部に表面コイル１３を配置している。

この表面コイル１３は、埋め込み型全身用プローブ３と
同様に送信器５又は受信器６により駆動されて送受信可
能になっている。

ここで、データ収集のだめのパルスシーケンスしては、
送信器５を駆動し、埋め込み型全身用プローブ３の送信
コイルから回転磁場のＲＦパルスを加えると共に傾斜磁
場電源７，８．９を駆動して傾斜磁場発生コイル２から
は傾斜磁場ＧＸ。

Ｇｙ、Ｇｚをスライス用１位相エンコード用、リード用
として加え、特定部位からの信号を表面コイル１３で収
集する。このシーケンスを所定回数繰返して実行してデ
ータ群を得、このデータ群により画像を生成するように
している。

次に、上述における画像を収集するためのパルスシーケ
ンスを第３図を参照して具体的に説明する。第３図は、
９０°−１８０°パルス系列のシーケンスであるスピン
エコー法の１８０°パルスつまり磁化を収束するための
磁場に代えて傾斜磁場の反転を行うフィールドエコー法
により磁気共鳴信号（スピンエコー信号）を収集するも
のである。そして、そのスライス厚さは比較的厚めの例
えば８ｃｍ程度とし、エコー時間ＴＥは、通常よりも長
めの例えば２２　ｍ５ｅｃ　（通常は１４　ｒｘｓｅｃ
以下である。）とし、パルス繰返し間隔ＴＲは、１００
ｍ５ｅｃ　（通常は５０１！１ｓｅｃ以下である。）と
している。

なお、ＲＦは励起用パルス、Ｇｓはスライス用傾斜磁場
この場合はＺ軸方向の傾斜磁場、Ｇ「はリード用傾斜磁
場であってこの場合はＸ軸方向の傾斜磁場、Ｇｅはエン
コード用傾斜磁場であってこの場合はＸ軸方向の傾斜磁
場、ＭＲは誘起した磁気共鳴信号であってこの場合はエ
コー信号である。

このような条件設定の下で、埋め込み型全身用プローブ
３により９０゛パルスを送信し且つ傾斜磁場発生コイル
２からスライス用傾斜磁場Ｇｓを加え、その後に反転し
たリード用傾斜磁場Ｇｒ及び強度可変の位相エンコード
用傾斜磁場Ｇｅを加え、エコー時間ＴＥにて表面コイル
１３によりスライス部位Ｓからエコー信号を収集する。

これを所定回数繰返すことにより、コンピュータシステ
ム１１にはデータ群が与えられ、このデータ群により画
像が生成され、表示装置１２に例えば第４図に示すよう
な表示が現れるようになる。

以上の画像シーケンスによる本実施例の磁気共鳴イメー
ジング方法によれば、比較的厚めとしているスライス厚
さ８ＣＩＩｌ程度めスライス部位Ｓに対し、該部位から
得られるエコー信号は、１００ＩＩｌｓｅｃに設定した
パルス繰返し間隔ＴＲにより、水はそのＴＲの間でかな
り回復するので、得られる信号強度は大きい。また、通
常よりも時間を長く例えば２２　ｎ＋ｓｅｃに設定した
エコー時間ＴＥにより、脂肪からの信号は抑制されたも
のとなる。

以上によれば、扇情の水からは信号が得られるが、コイ
ルの設置真下方向に高感度を有する表面コイルを用いる
ことで、脳室や基底核等の深い部分の信号は抑制され、
且つ通常よりも時間を長く設定したエコー時間ＴＥによ
り、横緩和時間Ｔ２による減衰の大きい表層構造からの
主として脂肪分からの信号は抑制されたものとなる。よ
って、第３図に示すように、表示装置１２には扇情が他
のものと重複なく描出され、脳表面と病変との位置関係
、が明らかで臨床上極めて有益な診断情報を呈示するこ
とができる。

この場合、パルス繰返し間隔ＴＲが他のパルスシーケン
ス例えばスピンエコーシーケンスよりも短くすることが
できるフィールドエコー法を用いているので、データ収
集に要する時間は短時間で済む。

次に本発明の他の実施例について説明する。ここでは、
水と脂肪とのケミカルシフトを利用し、それぞれの磁化
が９０°向く　（水の磁化と脂肪の磁化とが直交する。

）、又は１８０°向く（水の磁化と脂肪の磁化とが反対
方向を向く。）ようにして分化がなされるようにしたフ
ィールドエコー法を用いるものである。これにより、脂
肪からの信号は抑制されたものとなり、上記と同様の作
用を得ることができる。

ここで、具体例を説明する。例えば、静磁場Ｈ，が０．
５テスラでは、プロトンの共鳴周波数は２１．３ＭＨｚ
であって、そのとき水と脂肪とのケミカルシフトは３．
５ｐｐｎである。ここで、エコー時間ＴＥを１６．８ｉ
ｓｅｃとすると、水の磁化と脂肪の磁化とが９０°向き
、エコー時間ＴＥを２０　、　１　ｌｌ５ｅｃとすると
、水の磁化と脂肪の磁化とが１８０°向く。

次ぎに本発明のさらに他の実施例を説明する。

ここでは、第１ＲＦパルス：α（αく９０°）第２ＲＦ
パルス：１８０”　−第３ＲＦパルス＝１８０°系列で
あって第２エコー信号を収集するスピンエコー法のパル
スシーケンスを用いるものである。

すなわち、第５図に示すように、第１ＲＦパルスを通常
のスピンエコー法とは異なり９０°よりも小さな角度に
し、第３ＲＦパルス後にエコー信号を収集することによ
り、縦磁化は大きく、縦緩和時間Ｔｌの影響が少なくな
り、上述した各実施例と同じように脂肪からの信号は抑
制されたちのとなる。この場合、磁化の熱平行状態へ戻
るのを待つのに時間を要さないので、パルス繰返し間隔
ＴＲは５００〜６００　ｍ５ｅｃでよい。

なお、本出願人は、先に本実施例と類似の特許出願をし
ている。この先の出願（昭和６２年９月１７日に出願を
した特願昭６２〜２３２９４９号、発明の名称「磁気共
鳴イメージング方法」）の明細書及び図面の記載の発明
では、一つの表面コイルを用い、エコー時間を通常より
も長め（２５０ｍｓｅｃ）に設定し且つパルス繰返し間
隔ＴＲを通常よりも長め（２００Ｏｎ＋５ｅｃ）に設定
したスピンエコーシーケンスで同様の効果を得るように
している。

この先の出願にかかる発明と比べると上記実施例は次よ
うな有利な点がある。すなわち、先の出願にかかる発明
では、例えばパルス繰返し間隔ＴＲを２秒で、２５６回
のエンコードである場合は、そのデータ収集時間は２Ｘ
２５６−５１２秒要するが、本実施例では、パルス繰返
し間隔ＴＲは５００〜６００　ｍ５ｅｃでよいので、０
．　５（０，６）Ｘ２５６−１２８　（１５３，６）秒
となり、数分の−にてデータ収集を終えることができ、
有利である。

この池水発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、被検者の頭部に近接してプロ
トンの励起及び検出のうち少なくトモ一方を行う表面コ
イルを配置し、エコー時間を長めに設定し且つ水と脂肪
のケミカルシフトを利用して水と脂肪とのそれぞれの磁
化を分化するようにしたフィールドエコー法によるパル
スシーケンスを実行することを特徴とし、また、パルス
シーケンスとして、α（αく９０°）−１８０”１８０
°系列であって第２エコー信号を収集するパルスシーケ
ンスを実行することを特徴としている。

以上の如くによれば、表面コイルに近接するある厚みを
持った部位内の水からの磁気共鳴信号は強調され且つ脂
肪からの磁気共鳴信号は抑制されて検出されるので、頭
部の扇情内の水による扇情像を描出でき、しかも脂肪か
らの磁気共鳴信号を抑制しているので、脂肪による描出
像が前記水にる扇情描出像に重複しなく、脳表面に存在
する病変部を診断するために好適である画像を呈示する
ことができるものである。

よって本発明によれば、頭部の脳表面に存在する病変部
を診断するための脳表面構造を描出した画像を得ること
ができる磁気共鳴イメージング方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の一
実施例が適用される磁気共鳴イメージング装置の構成を
示す図、第２図は同実施例における表面コイルの配置を
示す図、第３図は同実施例におけるパルスシーケンスの
一例を示す図、第４図は生成画像の例を示す図、第５図
は本発明の他の実施例を示すパルスシーケンスの例を示
す図である。 ＭＡ・・・マグネットアッセンブリ、１・・・静磁場コ
イル、２・・・ｘ、ｙ、ｚ軸の傾斜磁場発生コイル、３
・・・埋込み型全身用プローブ、４・・・静磁場制御系
、５・・・送信器、６・・・受信器、７・・・Ｘ軸傾斜
磁場電源、８・・・Ｙ軸傾斜磁場電源、９・・・Ｚ軸傾
斜磁場電源、１０・・・シーケンサ、１１・・・コンピ
ュータシステム、１２・・・表示装置、１３・・・表面
コイル。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静磁場中に配置した被検者から誘起した磁気共鳴
   信号を検出して当該誘起部位の形態情報又は機能情報を
   生成する磁気共鳴イメージング方法において、前記被検
   者の頭部に近接してプロトンの励起及び検出のうち少な
   くとも一方を行う表面コイルを配置し、エコー時間を長
   めに設定するか又は水と脂肪のケミカルシフトを利用し
   て水と脂肪とのそれぞれの磁化を分化するようにしたフ
   ィールドエコー法によるパルスシーケンスを実行するこ
   とを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
2. （２）静磁場中に配置した被検者から誘起した磁気共鳴
   信号を検出して当該誘起部位の形態情報又は機能情報を
   生成する磁気共鳴イメージング方法において、前記被検
   者の頭部に近接してプロトンの励起及び検出のうち少な
   くとも一方を行う表面コイルを配置し、α（α＜９０°
   ）−１８０°−１８０°系列であって第２エコー信号を
   収集するパルスシーケンスを実行することを特徴とする
   磁気共鳴イメージング方法。