JP2000014659A

JP2000014659A - Ｍｒイメージング装置

Info

Publication number: JP2000014659A
Application number: JP10186074A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ishikawa; 亮宏石川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＲＡＳＥ法による積算撮像であっても信号
強度差やうねりに起因する画像ぶれアーティファクトを
抑制することができる。【解決手段】先のパルスシーケンスでは、スピンエコ
ー信号群を低周波領域に、かつ、グラジェントエコー信
号群を高周波領域に配置する。次なるパルスシーケンス
では、各グループ内のエコー信号群が、先のパルスシー
ケンスにおける各グループ内の位相エンコード方向の中
心を基準にして反転した配置になるようにする。これら
を積算すると、最大と最小の信号強度を有するエコー信
号Ｓ１，Ｓ７同士が積算され、同一の信号強度を有する
エコー信号Ｓ４同士が積算される。したがって、信号強
度差ΔＳ５，ΔＳ６を抑制できて信号強度のプロファイ
ルを滑らかにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ(Nuclear Magnetic Resonance)) 現象を利用してイ
メージングを行うＭＲイメージング装置に係り、特にＧ
ＲＡＳＥ(GRadient And Spin Echo)法を用いたパルスシ
ーケンスを複数回実行して収集したエコー信号群の積算
データに基づいて断層像を再構成する積算撮像と呼ばれ
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＮＭＲ現象を利用してイメー
ジングすることができる種々のＭＲイメージング装置が
実現されているが、高速イメージングが可能な装置とし
ては、例えば、ＧＲＡＳＥ法と呼ばれる高速イメージン
グのパルスシーケンスを行うＭＲイメージング装置が知
られている（米国特許第５２７０６５４号およびK.Oshi
o and D.A.Feiberg "GRASE(Gradient-and Spin-Echo)Im
aging:A Novel Fast MRITechnique" Mganetic Resonanc
e in Medicine 20,344-349,1991) 。このＧＲＡＳＥ法
のパルスシーケンスは、傾斜磁場の極性を切り換えてグ
ラジェントエコー信号を発生させるEPI(Echo Planar Im
aging)法と、励起ＲＦ(Radio Frequency)パルスとリフ
ォーカスＲＦパルスとを用いてスピンエコー信号を生じ
させるRARE(Rapid Acquisition with Relaxation Enhan
cement) 法とを組み合わせたようなパルスシーケンスと
なっている。

【０００３】まず、従来行なわれているＧＲＡＳＥ法の
パルスシーケンスについて、図９および図１０を参照し
て説明する。

【０００４】このシーケンスでは、図９（ａ）に示すよ
うに、１個の励起ＲＦパルス１００（プロトンのスピン
位相を９０°回転させるので９０°パルスとも呼ばれ
る）を印加した後、複数個（ここでは３個）のリフォー
カスＲＦパルス１０１〜１０３（プロトンのスピン位相
を１８０°回転させるので１８０°パルスとも呼ばれ
る）を加えるとともに、図９（ｂ）に示すようにこれら
のＲＦパルスの各々と同時にスライス選択用の傾斜磁場
Ｇｓのパルス１１０〜１１３を加える。そして、図９
（ｃ）に示すようにプロトンの位相をばらばらにするデ
ィフェーズ用の傾斜磁場Ｇｒのパルス１２０を加え、こ
れに続いて読み出し用および周波数エンコード用の傾斜
磁場Ｇｒのパルス１２１〜１２３を上記のＲＦパルスの
各間隔内で加える。

【０００５】さらに、図９（ｃ）に示すように、これら
のＧｒパルス１２１〜１２３を１８０°パルスと次の１
８０°パルスとの間（１０１と１０２，１０２と１０
３，１０３以降）で複数回（ここでは各々３回）スイッ
チングさせて、スピンエコーの信号Ｓ２（ＳＥ１）、Ｓ
５（ＳＥ２）、Ｓ８（ＳＥ３）に加えてグラジェントエ
コーの信号Ｓ１（ＧＥ１）、Ｓ３（ＧＥ２）、Ｓ４（Ｇ
Ｅ３）、Ｓ６（ＧＥ４）、Ｓ７（ＧＥ５）、Ｓ９（ＧＥ
６）を発生させる。

【０００６】そして、図９（ｄ）に示すように、これら
のエコー信号Ｓ１〜Ｓ９の発生直前に位相エンコード用
の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加えるが、その各々
のＧｐパルスの印加量は、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ９から
得られたデータがｋスペース（生データ空間とも呼ばれ
る）上での図１０（ａ）に示すように配置されるものと
なるような位相エンコード量に対応させられる。

【０００７】すなわち、まずスピンエコー信号ＳＥ１〜
ＳＥ３から得られたデータがｋスペースの中心の領域
（低周波領域）に、グラジェントエコー信号ＧＥ１，
ＧＥ３，ＧＥ５とグラジェントエコー信号ＧＥ２，ＧＥ
４，ＧＥ６がｋスペースの周辺の領域（高周波領域）
とにそれぞれ配置され、かつ領域，，のそれぞ
れの中では各エコー信号の発生順位に従って上から下へ
と並ぶような位相エンコード量の積算量となるように、
各エコー信号に対する位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐ
のパルス印加量が定められている。

【０００８】このようにｋスペースの中央部の領域
（中央部の領域は、低周波領域でありｋスペースを２
次元フーリエ変換して画像再構成する際に画像のコント
ラストに大きな影響を及ぼす）に、静磁場の不均一によ
る位相誤差がなく、かつ、ケミカルシフトによる位相誤
差がないスピンエコー信号から得られたデータが配置さ
れるような位相エンコード量の積算量となるようにして
いるので、位相誤差によってｋスペース上での位相エン
コード量が不連続となることに起因する偽像（アーティ
ファクト）の一種である画像ぶれが再構成画像に生じに
くいという利点がある。また、１８０°パルスの各間隔
内におけるエコー信号の発生順位が同一の各エコー信号
をグループ化（図１０（ａ）のＳＧＥ１，ＳＳＥ，ＳＧ
Ｅ２）しているので、グループ内の各エコー信号の境界
での位相誤差がなくなって画像ぶれが生じにくいという
利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のパルスシーケンスでは、グループ化され
ているエコー信号群から得られたデータ群の境界（ＳＧ
Ｅ１とＳＳＥおよびＳＳＥとＳＧＥ２）で急激な信号強
度差ΔＳが発生する。すなわち、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ
９の信号強度は図１０（ｂ）に示すようになる。これは
図９（ｅ）に示すように、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ９の信
号強度が最初の９０°パルス１００以降徐々に時定数Ｔ
₂および時定数Ｔ₂ ^*に応じて減衰してくることに起因
している（なお、時定数Ｔ₂はスピンエコー信号に生じ
る横緩和時間（スピン−スピン緩和時間とも呼ばれる）
を示し、時定数Ｔ₂ ^*は静磁場の不均一によって時定数
Ｔ₂よりも速く減衰する、グラジェントエコー信号に生
じる横緩和時間を示す）。すなわち、エコー信号Ｓ１〜
Ｓ９の各々の信号強度はその発生順位にしたがって順に
小さいものとなる。

【００１０】このようにしてｋスペース内に配置された
データを２次元フーリエ変換して画像を再構成すると、
その再構成された画像に、信号強度差が大なることに起
因して画像ぶれアーティファクトが発生するという問題
点がある。特に、Ｓ／Ｎを高めるために複数回のパルス
シーケンスを実行して得られたエコー信号群を積算した
積算データに基づいて断層像を再構成する『積算撮像』
においては、積算によって信号強度差がより強調される
関係上、Ｓ／Ｎを向上した断層像が得られる一方で上記
のような画像ぶれアーティファクトが顕著になる。ま
た、信号強度が波打つように変位している『うねり』
は、信号強度差に比較して影響力が小さいもののやはり
再構成画像に画像ぶれアーティファクトを生じさせる。

【００１１】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、ｋスペース上におけるエコー信号の
配置を工夫することによってＧＲＡＳＥ法による積算撮
像であっても信号強度差やうねりに起因する画像ぶれア
ーティファクトを抑制することができるＭＲイメージン
グ装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載のＭＲイメージング装置は、１個の
励起ＲＦパルスとこれに続く複数個のリフォーカスＲＦ
パルスとからなるＲＦパルスと、スライスを選択するた
めのスライス選択用傾斜磁場パルスと、前記各ＲＦパル
ス間で極性を正負に切り換えられる読み出し用傾斜磁場
パルスと、発生する複数個のエコー信号の各々に対して
唯一の位相エンコードを施すための位相エンコード用傾
斜磁場パルスとからなるパルス群を静磁場中の撮影領域
空間に照射し、これらのパルス群からなるパルスシーケ
ンスによって撮影領域空間中の被検体から発生するスピ
ンエコー信号とこの前後に発生するグラジェントエコー
信号とを収集し、各エコー信号群に基づいて断層像を再
構成するＭＲイメージング装置において、前記各ＲＦパ
ルス間隔内における発生順位が同一のエコー信号をグル
ープとして扱い、同一グループのエコー信号群のうち、
スピンエコー信号群についてはｋスペース上の低周波領
域に、かつ、グラジェントエコー信号群については前記
スピンエコー信号群の周辺にあたるｋスペース上の高周
波領域に位置する位相エンコード量の積算量となるよう
にパルスシーケンス内で位相エンコード用傾斜磁場パル
スを発生させ、次なるパルスシーケンス内では、先のパ
ルスシーケンスにおけるｋスペース上での各グループの
配置が同一で、かつ、各グループ内のエコー信号群が、
先のパルスシーケンスにおける各グループ内の位相エン
コード方向の中心を基準にして、位相エンコード方向に
反転した配置になるように位相エンコード用傾斜磁場パ
ルスを発生させる位相エンコード用傾斜磁場パルス発生
手段と、少なくとも前記二つパルスシーケンスを実行し
て得られる各エコー信号群の積算データに基づいて断層
像を再構成するデータ処理手段と、を備えていることを
特徴とするものである。

【００１３】〔作用〕この発明の作用は次のとおりであ
る。まず、最初のパルスシーケンスでは、位相エンコー
ド用傾斜磁場パルス発生手段が、エコー信号群の発生順
位が同一のものがグループ化されるようにし、そのうち
のスピンエコー信号群にはこれらがｋスペース上の低周
波領域に配置されるように、その一方、グラジェントエ
コー信号群にはこれらがｋスペース上の高周波領域に配
置されるような位相エンコード量の積算量となるように
位相エンコードを施す。

【００１４】次なるパルスシーケンスでは、先のパルス
シーケンスと同様にグループ化を行うが、先のパルスシ
ーケンスにおける各グループ内の位相エンコード方向の
中心を基準とし、位相エンコード方向に各エコー信号が
反転して配置されるような位相エンコード量の積算量と
なるように位相エンコードを施す。

【００１５】そして、データ処理手段が少なくとも上記
のパルスシーケンスを実行して得られる各エコー信号群
を積算すると、各グループ内において大小あるいはほぼ
同一の信号強度を有する信号同士が積算されて、信号強
度のプロファイルを滑らかにすることができる。このよ
うな積算データに基づいて断層像を再構成すると、信号
強度差やうねりの影響が抑制された画像を得られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施例を説明する。まず、図１を参照してＭＲイメー
ジング装置の構成について説明する。図中、符号１は、
撮影領域空間にほぼ均一な静磁場を発生するための主マ
グネットであり、主マグネット１にはこの静磁場に重畳
するように傾斜磁場を印加する３つの傾斜磁場コイル２
（２ｘ，２ｙ，２ｚ）が付設されている。傾斜磁場コイ
ル２は、主マグネット１による均一な静磁場に、磁場強
度が直交する３次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にそれぞれ変化
する３つの傾斜磁場Ｇｒ，Ｇｐ，Ｇｓのパルス（読み出
し用傾斜磁場パルス、位相エンコード用傾斜磁場パル
ス、スライス選択用傾斜磁場パルス）を重畳する３組の
傾斜磁場コイル２ｘ，２ｙ，２ｚから構成されている。
この静磁場及び傾斜磁場が加えられる撮影領域空間（静
磁場空間）には図示しない被検体（患者）が配置され、
その被検体にはＲＦコイル３が取り付けられるようにな
っている。

【００１７】傾斜磁場コイル２には傾斜磁場電源４が接
続され、傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの各傾斜磁場発生用
電力が供給される。この傾斜磁場電源４には波形発生器
５からの波形信号が入力されて傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇ
ｚの各傾斜磁場波形が制御される。ＲＦコイル３にはＲ
Ｆパワーアンプ６からＲＦ信号が供給され、これにより
図示しない被検体へのＲＦ信号照射が行なわれる。この
ＲＦ信号は、ＲＦ信号発生器７より発生させられた所定
のキャリア周波数のＲＦ信号を、変調器８で、波形発生
器５から送られてきた波形に応じて振幅変調したものと
なっている。なお、傾斜磁場コイル２ｙおよび傾斜磁場
電源４は、この発明の位相エンコード用傾斜磁場パルス
発生手段に相当する。

【００１８】被検体で発生したエコー信号はＲＦコイル
３により受信され、プリアンプ９を経て位相検波器１０
に送られる。受信信号は、位相検波器１０においてＲＦ
信号発生器７からのＲＦ信号をリファレンス周波数とし
て位相検波され、検波出力がＡ／Ｄ変換器１１に送られ
る。このＡ／Ｄ変換器１１にはサンプリングパルス発生
器１２からサンプリングパルスが入力されており、この
サンプリングパルスに応じて検波出力のデジタルデータ
への変換が行なわれる。そのデジタルデータはホストコ
ンピュータ２０に取り込まれる。

【００１９】データ処理手段に相当するホストコンピュ
ータ２０は、取り込まれたデータを処理して画像を再構
成するとともに、シーケンサー２３を介してシーケンス
全体のタイミングを定める。すなわち、シーケンサー２
３は、ホストコンピュータ２０の制御の下に、波形発生
器５、ＲＦ信号発生器７、サンプリングパルス発生器１
２等にタイミング信号を送り、波形発生器５から各波形
信号が出力されるタイミングを定めるとともに、ＲＦ信
号発生器７からのＲＦ信号発生タイミングを定め、さら
にサンプリングパルス発生器１２からのサンプリングパ
ルス発生タイミングを定める。また、ホストコンピュー
タ２０は、波形発生器５に波形情報を送り、Ｇｘ，Ｇ
ｙ，Ｇｚの各傾斜磁場パルスの波形、強度等を制御する
とともに、ＲＦコイル３から被検体に照射するＲＦ信号
のエンベロープを定め、さらにＲＦ信号発生器７に信号
を送ってＲＦ信号のキャリア周波数を制御する。このホ
ストコンピュータ２０によって、後述するようなＧＲＡ
ＳＥ法に基づくパルスシーケンス全体の制御がなされ、
複数回のパルスシーケンスによって収集されたデータが
積算されて断層像の再構成が行われるようになってい
る。

【００２０】このようなＭＲイメージング装置におい
て、コンピュータ２０及びシーケンサー２３の制御の下
に図２および図４に示すようなパルスシーケンスが行な
われる。これらの図に示すパルスシーケンスは、基本的
には上述したＧＲＡＳＥ法によるものである。

【００２１】なお、各リフォーカスＲＦパルス１０１お
よび１０２と、１０２および１０３と、１０３以降の各
パルス間隔内において、各エコー信号が発生した順序が
同一であるグループの各エコー信号群Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７
と、Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８と、Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９の各エコー
信号群内における記載順は、各グループ内における発生
順位を示している。

【００２２】＜第１回目のパルスシーケンス＞まず、以
下のようなパルスシーケンスを実行して、第１回目のデ
ータ収集を行う。

【００２３】図２（ａ），（ｂ）に示すように、ＲＦコ
イル３を介して１個の９０°パルス（励起ＲＦパルスと
も呼ばれる）１００を印加するのと同時に、傾斜磁場コ
イル２ｚを介してスライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルス
１１０を加える。次いで１個の１８０°パルス（リフォ
ーカスＲＦパルスとも呼ばれる）１０１を、９０°パル
ス１００の照射時点を時間原点として所定時間後に照射
し、さらに所定時間の２倍の時間が経過した時点で１８
０°パルス１０２を照射する。このようにして１８０°
パルス１０１，１０２，１０３をスライス選択用傾斜磁
場Ｇｓのパルス１１１，１１２，１１３とともに順次照
射していく。

【００２４】このように各ＲＦパルスを照射した場合、
図２（ｅ）に示すように、最初のスピンエコー信号Ｓ２
（ＳＥ１）は、９０°パルス１００と１８０°パルス１
０１の間の時間間隔と同じ時間間隔だけ最初の１８０°
パルス１０１から経過した時点を中心にして生じる。同
様にして、第２の１８０°パルス１０２から上記時間間
隔の時点にて第２のスピンエコー信号Ｓ５（ＳＥ２）が
発生し、第３の１８０°パルス１０３から上記時間間隔
の時点にて第３のスピンエコー信号Ｓ８（ＳＥ３）が発
生する。

【００２５】図２（ｃ）を参照する。傾斜磁場コイル２
ｘを介して、ディフェーズ用グラジェントパルス１２０
を、最初の１８０°パルス１０１の前に印加した後、１
８０°パルス１０１と１０２の間隔内において、Ｇｒパ
ルスの極性を例えば３回切り換える（１２１ａ，１２１
ｂ，１２１ｃ）ことにより、その間隔内においてエコー
信号Ｓ１〜Ｓ３を発生させる。第２番目の１８０°パル
ス１０２と第３番目の１８０°パルス１０３の間隔内お
よび第３番目の１８０°パルス１０３以降においても同
様にＧｒパルスの極性を切り換えることにより、それぞ
れのパルス間隔内において３個のエコー信号Ｓ４〜Ｓ６
およびエコー信号Ｓ７〜Ｓ９を発生させる。これらの各
エコー信号Ｓ１〜Ｓ９のうち各パルス間隔内における中
央で発生したエコー信号Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８は、主マグネ
ット１による静磁場の不均一やケミカルシフトに起因す
る位相誤差のないスピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３であ
り、その他のエコー信号はグラジェントエコー信号ＧＥ
１〜ＧＥ６である。

【００２６】なお、これらのエコー信号Ｓ１〜Ｓ９は、
図２（ｅ）に示すようにその発生順に次第に信号強度が
減衰する。この減衰の時定数は、横緩和時間Ｔ₂および
Ｔ₂ ^*であり、正確には静磁場の不均一の影響を受けな
いスピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３が横緩和時間Ｔ
₂（スピン間でエネルギー交換を行なうことからスピン
−スピン緩和時間とも呼ばれる）で減衰し、静磁場の不
均一の影響を受けるグラジェントエコー信号ＧＥ１〜Ｇ
Ｅ６が静磁場の不均一の影響で横緩和時間Ｔ₂よりも速
く減衰するＴ₂ ^*で減衰する。

【００２７】そして、傾斜磁場コイル２ｙを介して、エ
コー信号Ｓ１〜Ｓ９のそれぞれに唯一の位相エンコード
量の積算量となるような位相エンコード用の傾斜磁場パ
ルスＧｐが印加される。

【００２８】すなわち、図２（ｄ）に示すように、これ
らのエコー信号Ｓ１〜Ｓ９の発生直前に位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加えるが、その各
々のＧｐパルスの印加量は、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ９か
ら得られたデータがｋスペース上での図３（ａ）に示す
ように配置されるものとなるような位相エンコード量に
対応させられる。なお、この第１回目のパルスシーケン
スにおける位相エンコードの施し方は、以下に詳述する
が従来例と同じである。

【００２９】まず、スピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３か
ら得られたデータがｋスペースの中心の領域（低周波領
域）に、グラジェントエコー信号ＧＥ１，ＧＥ３，Ｇ
Ｅ５とグラジェントエコー信号ＧＥ２，ＧＥ４，ＧＥ６
がｋスペースの周辺の領域（高周波領域）とにそれ
ぞれ配置され、かつ領域，，のそれぞれの中では
各エコー信号の発生順位に従って上から下へと、つまり
正の高周波領域から低周波域を経て負の高周波領域に向
かう方向へと並ぶような位相エンコード量の積算量とな
るように、各エコー信号に対する位相エンコード用の傾
斜磁場Ｇｐのパルス印加量が定められている。

【００３０】このような位相エンコード量を与えるため
に、図２（ｄ）および図３（ｂ）に示すように、最初の
１８０°パルス１０１の直後であって、最初のグラジェ
ントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）の直前の位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルス１２１ａの印加量が最も大き
くされる。これによりグラジェントエコー信号Ｓ１（Ｇ
Ｅ１）から得られたデータがｋスペース内で最も上側
（正側）に配置される。エコー信号Ｓ２（ＳＥ１），Ｓ
３（ＧＥ２）の各々の直前の位相エンコード用の傾斜磁
場Ｇｐパルス２０１ｂ，２０１ｃは、極性が傾斜磁場パ
ルスＧｐ２０１ａとは逆で、各パルス２０１ｂ，２０１
ｃの大きさは同じで、かつ、傾斜磁場Ｇｐパルス２０１
ａよりも絶対値が小さい。これにより各エコー信号Ｓ
２，Ｓ３から得られたデータは、図３（ａ）に示すよう
にＫスペース内において信号Ｓ１のデータ位置から下側
に等間隔だけ離れた位置に配置される。なお、図３
（ｂ）では各Ｇｐパルスの積算量を各Ｇｐパルスの矢印
部分とｋスペースのＫｒ軸との間隔で示している。

【００３１】その後に加えられる位相エンコード用の傾
斜磁場Ｇｐパルス２０１ｄはリワインド用であって、次
の１８０°パルス１０２が加わる前に、それまでに積算
された位相エンコード量を一旦零に戻すためのものであ
る。

【００３２】２番目の１８０°パルス１０２の後で加え
られる位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐパルス２０２ａ
の大きさは傾斜磁場Ｇｐパルス２０１ａの大きさよりも
やや小さいものとされる。これによりエコー信号Ｓ４
（ＧＥ３）は、エコー信号Ｓ１（ＧＥ１）から得られた
データのｋスペース上での配置場所に隣接した下側の場
所に配置されるような位相エンコード量となる。エコー
信号Ｓ５，Ｓ６の各々の直前に加えられる傾斜磁場Ｇｐ
パルス２０２ｂ，２０２ｃの大きさおよび極性は先の傾
斜磁場Ｇｐパルス２０１ｂ，２０１ｃと同じである。そ
のためエコー信号Ｓ５（ＳＥ２），Ｓ６（ＧＥ４）から
得られたデータのｋスペース上での配置場所は、上記の
エコー信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれの配置間隔と同
じ間隔だけ、エコー信号Ｓ４のデータの配置場所より離
れた下側となり、信号Ｓ５，Ｓ６から得られたデータの
ｋスペース上での配置位置はそれぞれ信号Ｓ２，Ｓ３か
ら得られたデータの下側に隣接したものとなる。その後
リワインド用の傾斜磁場Ｇｐパルス２０２ｄが加えられ
る。

【００３３】３番目の１８０°パルス１０３の後で加え
られる傾斜磁場Ｇｐのパルス２０３ａの大きさは傾斜磁
場Ｇｐパルス２０２ａよりもさらにやや小さいものとさ
れる。傾斜磁場Ｇｐのパルス２０３ｂ，２０３ｃの大き
さおよび極性は傾斜磁場のＧｐパルス２０２ｂ，２０２
ｃと同じである。そのため、信号Ｓ７（ＧＥ５），Ｓ８
（ＳＥ３），Ｓ９（ＧＥ６）から得られたデータは、エ
コー信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６から得られたデータの下側に
隣接したものとなる。

【００３４】上記のような第１回目のパルスシーケンス
を、ｋスペースの位相エンコード方向の空間分解能（例
えば、２５２ラインや５０４ラインなど）に応じた回数
だけ繰り返して実行する。例えば、位相エンコード方向
の空間分解能が２５２ラインである場合には、２５２ラ
イン／９エコー＝２８回であるので、あと２７回繰り返
す。これらの合計２８回のパルスシーケンスが第１回目
のパルスシーケンスである。

【００３５】＜第２回目のパルスシーケンス＞次に、図
４に示すようなパルスシーケンスを実行して、第２回目
のデータ収集を行う。なお、図４では、位相エンコード
用傾斜磁場のパルスＧｐとエコー信号のみを示している
が、その他のＲＦパルスやその照射タイミングは図２と
同様である。

【００３６】図４（ａ）に示すように、位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルスの各々の印加量は、各エコー
信号Ｓ１〜Ｓ９から得られたデータがｋスペース上での
図５（ａ）に示すように配置されるものとなるような位
相エンコード量に対応させられる。

【００３７】すなわち、スピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ
３から得られたデータがｋスペースの低周波領域に、
グラジェントエコー信号ＧＥ１，ＧＥ３，ＧＥ５とグラ
ジェントエコー信号ＧＥ２，ＧＥ４，ＧＥ６がｋスペー
スの高周波領域とにそれぞれ配置される。しかし、
各領域，，のそれぞれの中では各エコー信号の発
生順位が大きい順に従って上から下へと並ぶような位相
エンコード量の積算量となるように、各エコー信号に対
する位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐのパルス印加量が
定められている。つまり、各グループＳＧＥ１，ＳＳ
Ｅ，ＳＧＥ２の配置は上述した第１回目のパルスシーケ
ンスと同じであるが、各グループ内におけるエコー信号
群の配置の仕方が相違し、第１回目のパルスシーケンス
における各グループ内の位相エンコード方向の中心のエ
コー信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を基準にして、位相エンコー
ド方向に反転させてある。

【００３８】このような位相エンコード量を与えるため
に、図４（ａ）および図５（ｂ）に示すように、最初の
１８０°パルス１０１の直後であって、最初のグラジェ
ントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）の直前の位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルス３０１ａの印加量が、正極性
のパルスのうち最も小さくされる。これによりグラジェ
ントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）から得られたデータがｋ
スペース内の領域で最も下側に配置される。エコー信
号Ｓ２（ＳＥ１），Ｓ３（ＧＥ２）の各々の直前の位相
エンコード用の傾斜磁場Ｇｐパルス３０１ｂ，３０１ｃ
は、負極性で各パルス３０１ｂ，３０１ｃの大きさは同
じで、かつ、傾斜磁場Ｇｐパルス３０１ａよりも絶対値
が大きい。これにより各エコー信号Ｓ２，Ｓ３から得ら
れたデータは、図５（ａ）に示すようにｋスペース内に
おいて信号Ｓ１のデータ位置から下側に等間隔だけ離れ
た位置に配置される。

【００３９】位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐパルス３
０２ａの大きさは傾斜磁場Ｇｐパルス３０１ａの大きさ
よりもやや大きいものとされる。これによりエコー信号
Ｓ４（ＧＥ３）は、エコー信号Ｓ１（ＧＥ１）から得ら
れたデータのｋスペース上での配置場所に隣接した上側
の場所に配置されるような位相エンコード量となる。エ
コー信号Ｓ５，Ｓ６の各々の直前に加えられる傾斜磁場
Ｇｐパルス３０２ｂ，３０２ｃの大きさおよび極性は先
の傾斜磁場Ｇｐパルス３０１ｂ，３０１ｃと同じであ
る。そのためエコー信号Ｓ５（ＳＥ２），Ｓ６（ＧＥ
４）から得られたデータのｋスペース上での配置場所
は、エコー信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のそれぞれの配置間隔
と同じ間隔だけ、エコー信号Ｓ４のデータの配置場所よ
り離れた下側となり、信号Ｓ５，Ｓ６から得られたデー
タのｋスペース上での配置位置はそれぞれ信号Ｓ２，Ｓ
３から得られたデータの上側に隣接したものとなる。

【００４０】傾斜磁場Ｇｐのパルス３０３ａの大きさは
傾斜磁場Ｇｐパルス３０２ａよりもさらにやや大きいも
のとされる。傾斜磁場Ｇｐのパルス３０３ｂ，３０３ｃ
の大きさおよび極性は傾斜磁場のＧｐパルス３０２ｂ，
３０２ｃと同じである。そのため、信号Ｓ７（ＧＥ
５），Ｓ８（ＳＥ３），Ｓ９（ＧＥ６）から得られたデ
ータは、エコー信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６から得られたデー
タの上側に隣接したものとなる。

【００４１】この第２回目のパルスシーケンスも第１回
目と同様に所定回数だけ繰り返してｋスペースを全てエ
コー信号から得られたデータで埋める。

【００４２】次に、第１回目と第２回目のパルスシーケ
ンスによって収集されたエコー信号群のデータの積算を
行う。なお、この積算は、図１に示したブロック図のＡ
／Ｄ変換器１１の後段に積算加算器を配置してハードウ
ェア的に行ってもよく、以下のようにホストコンピュー
タ２０によってソフトウェア的に行ってもよい。また、
ソフトウェア的に行う場合には、位相補正を行うことに
よって位相誤差の除去が可能なためフーリエ変換による
再構成中に積算を行うようにしてもよい。

【００４３】上述したように第１回目のパルスシーケン
スによるｋスペース上のエコー信号群の配置は図３
（ａ）のようになる一方、第２回目のパルスシーケンス
によるｋスペース上のエコー信号群の配置は図５（ａ）
のようになる。また、第１回目のパルスシーケンスで
は、ｋスペース上のエコー信号群の信号強度分布が図３
（ｃ）のようになり、第２回目のパルスシーケンスでは
図５（ｃ）のようになる。第１回目のパルスシーケンス
は、エコー信号群の配置が従来例と同じであるから、従
来例と同じように各グループ間に大きな信号強度差ΔＳ
１，ΔＳ２（それぞれ図１０（ｂ）に示した従来例の信
号強度差ΔＳに等しい）が存在している。その一方、第
２回目のパルスシーケンスは、エコー信号群の配置が各
グループ内で第１回目における配置を位相エンコード方
向に反転したものであるため、各グループ間でエコー番
号が大きなもの同士が隣接することになって、より大き
な信号強度差ΔＳ３，ΔＳ４が各グループ間に生じてい
る。

【００４４】ホストコンピュータ２０は、第１回目のパ
ルスシーケンスと第２回目のパルスシーケンスの両エコ
ー信号群（図３（ａ）と図５（ａ））を積算する。その
結果、ｋスペース上でのエコー信号群の配置は図６
（ａ）のようになり、信号強度プロファイルは図６
（ｂ）のようになる。図６（ａ）から明らかなように、
各グループにおいてエコー番号が最大と最小のエコー信
号同士が積算されるとともに、各グループにおいてエコ
ー番号が中間のエコー信号同士が積算されることにな
り、各グループ内における信号強度が最大と最小のエコ
ー信号同士が積算され、同一信号強度のエコー信号同士
が積算される。したがって、各グループＳＧＥ１，ＳＳ
Ｅ，ＳＧＥ２において信号強度差およびうねりを生じさ
せている最大と最小の信号強度が相殺され、信号強度の
プロファイルを滑らかにすることができる。このような
積算によって、信号強度分布における各グループ間の信
号強度差をΔＳ５，ΔＳ６にすることができる。したが
って、積算撮像により全体の信号強度を大きくしている
一方で信号強度差を抑制しているので、信号強度差に起
因する画像ぶれアーティファクトを抑制できる。また、
信号強度差だけでなく『うねり』も抑制することができ
る。このような積算データに基づいて断層像を再構成す
ると、積算撮像によってＳ／Ｎを高めつつも、信号強度
差やうねりの影響が抑制された高画質の断層画像を得る
ことができる。

【００４５】なお、上記の説明においては、２回のパル
スシーケンスを行って収集したデータを積算したが、３
回以上の奇数回あるいは４回以上の偶数回パルスシーケ
ンスを行ってデータを積算するようにしてもよい。例え
ば、３回の場合には、図３（ｃ）と図５（ｃ）に、さら
に図３（ｃ）の信号を積算するようになる。

【００４６】また、図７および図８の変形例のようにし
ても上記同様の作用効果を得ることができる。まず、第
１回目のパルスシーケンスでは、図７（ａ）に示すよう
に、グループＳＧＥ１，ＳＧＥ２のグラジェントエコー
信号を上から発生順位にしたがって配置する一方、グル
ープＳＳＥについては上述した配置とは反転してスピン
エコー信号を『下』から発生順位にしたがって配置す
る。このような配置では、図７（ｂ）に示すように、各
グループの境界で隣接するエコー信号の番号が近いもの
となっているため各グループ間での信号強度差が小さく
なっているが、信号強度分布に『うねり』が生じている
ためやはり画像ぶれアーティファクトが生じる。そこ
で、図８（ａ）に示すように、第１回目のパルスシーケ
ンスの配置を各グループ間で反転させて第２回目のパル
スシーケンスを実行し、図７（ｂ）と図８（ｂ）の信号
強度分布を有するデータ同士を積算する。すると上述し
た図６（ｂ）のような信号強度分布となり、『うねり』
を大幅に抑制して画像ぶれアーティファクトを抑制する
ことができる。

【００４７】なお、上記の実施例では、１パルスシーケ
ンスにて合計９個のエコー信号を発生させるようにして
いるが、リフォーカスＲＦパルスの数を増減してエコー
数を変えてもよい。また、読み出し用傾斜磁場パルスの
スイッチング回数を変えて、各ＲＦパルス間で発生させ
るエコー数を増減するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、位相エンコード用傾斜磁場パ
ルス発生手段によってｋスペース上におけるエコー信号
の配置が反転されるように位相エンコードを施し、デー
タ処理手段によって信号強度のプロファイルが滑らかに
された積算データに基づいて断層像を再構成するので、
信号強度差やうねりの影響を受けにくくすることができ
る。したがって、再構成画像に画像ぶれアーティファク
トが発生することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＭＲイメージング装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】第１回目のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ートである。

【図３】第１回目のパルスシーケンスにおける位相エン
コードの施し方およびｋスペース上におけるエコー信号
の配置並びに信号強度分布を示す模式図である。

【図４】第２回目のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ートである。

【図５】第２回目のパルスシーケンスにおける位相エン
コードの施し方およびｋスペース上におけるエコー信号
の配置並びに信号強度分布を示す模式図である。

【図６】積算後のｋスペース上のエコー信号の配置およ
び信号強度分布を示す模式図である。

【図７】変形例によるｋスペース上の配置および信号強
度分布を示す模式図である。

【図８】変形例によるｋスペース上の配置および信号強
度分布を示す模式図である。

【図９】従来例に係るパルスシーケンスを示すタイムチ
ャートである。

【図１０】従来例に係るパルスシーケンスによるｋスペ
ース上の配置および信号強度分布を示す模式図である。

【符号の説明】

１ … 主マグネット２ … 傾斜磁場コイル３ … ＲＦコイル４ … 傾斜磁場電源５ … 波形発生器７ … ＲＦ信号発生器２０ … ホストコンピュータ２３ … シーケンサーＧｓ … スライス選択用傾斜磁場パルスＧｒ … 読み出し用傾斜磁場パルスＧｐ … 位相エンコード用傾斜磁場パルスＳ１〜Ｓ９ … エコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３ … スピンエコー信号ＧＥ１〜ＧＥ３ … グラジェントエコー信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個の励起ＲＦパルスとこれに続く複数
個のリフォーカスＲＦパルスとからなるＲＦパルスと、
スライスを選択するためのスライス選択用傾斜磁場パル
スと、前記各ＲＦパルス間で極性を正負に切り換えられ
る読み出し用傾斜磁場パルスと、発生する複数個のエコ
ー信号の各々に対して唯一の位相エンコードを施すため
の位相エンコード用傾斜磁場パルスとからなるパルス群
を静磁場中の撮影領域空間に照射し、これらのパルス群
からなるパルスシーケンスによって撮影領域空間中の被
検体から発生するスピンエコー信号とこの前後に発生す
るグラジェントエコー信号とを収集し、各エコー信号群
に基づいて断層像を再構成するＭＲイメージング装置に
おいて、前記各ＲＦパルス間隔内における発生順位が同
一のエコー信号をグループとして扱い、同一グループの
エコー信号群のうち、スピンエコー信号群についてはｋ
スペース上の低周波領域に、かつ、グラジェントエコー
信号群については前記スピンエコー信号群の周辺にあた
るｋスペース上の高周波領域に位置する位相エンコード
量の積算量となるようにパルスシーケンス内で位相エン
コード用傾斜磁場パルスを発生させ、次なるパルスシー
ケンス内では、先のパルスシーケンスにおけるｋスペー
ス上での各グループの配置が同一で、かつ、各グループ
内のエコー信号群が、先のパルスシーケンスにおける各
グループ内の位相エンコード方向の中心を基準にして、
位相エンコード方向に反転した配置になるように位相エ
ンコード用傾斜磁場パルスを発生させる位相エンコード
用傾斜磁場パルス発生手段と、少なくとも前記二つパル
スシーケンスを実行して得られる各エコー信号群の積算
データに基づいて断層像を再構成するデータ処理手段
と、を備えていることを特徴とするＭＲイメージング装
置。