JP2000041970A - 磁気共鳴イメージング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ナビゲーションエコーを含むＭＲＩ撮影におい
て、体動補正の精度を落とすことなく、画像の撮影時間
を短縮する。 【解決手段】少なくとも一つのRF照射パルスを印加し、
ついで位相工ンコード傾斜磁場パルスと読み出し傾斜磁
場パルスを印加しｍ個の核磁気共鳴信号(エコー)を検出
するステップを繰り返し、MR画像再構成に必要な全エコ
ーを取得する。この際、複数（ｎ個）のステップを１セ
ットとし、各セット内で少なくとも1つの方向について
体動モニター用のナビゲーションエコー信号１つを取得
し、該セット内で取得された複数（ｎ×ｍ）の本計測エ
コーを該ナビゲーションエコー信号で補正することによ
り、被検体の体動を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体中の水素や
燐等からの核磁気共鳴（以下、「ＮＭＲ」という）信号
を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）方法および装置に関
し、特に体動モニター用のナビゲーションエコーの付加
を伴うＭＲＩ方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩでは、ＮＭＲ現象によって被検体
組織を構成する原子核スピンから発生するＮＭＲ信号を
計測する際に、信号に位置情報を付与するために傾斜磁
場を印加する。この傾斜磁場として、スライスエンコー
ド方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向の
３軸方向の傾斜磁場が用いられ、これら傾斜磁場によっ
てエンコードされた信号をフーリエ変換することにより
２次元或いは３次元画像として再構成することができ
る。

【０００３】このようなＭＲＩでは被検体が動くと画像
に大きなアーチファクトが生じることが知られている。
これを体動アーチファクトという。この体動アーチファ
クトが発生する理由は、本来所定の計測点に所定の位相
エンコード量が与えられるべきところが、動きによりそ
のエンコード量が他の計測点に印加されることとなり、
被検体の動きの前後で各取得エコーの位相が変化し、こ
の変化したエコーを含めて位相エンコード（又はスライ
スエンコード）方向にフーリエ変換するために生じる。
この結果、被検体が数mm動いただけで当該エンコード方
向に画面全体に画像が流れたようになり、臨床診断に大
きな支障をきたす。

【０００４】異なる位相エンコード間で被検体が動かな
い場合は、この体動アーチファクトは発生しないため、
全エコー（画像再構成に必要な全エコー）を１回の高周
波磁場（ＲＦ）励起で非常に高速に取得するシングルシ
ョットEPIでは、著しく体動アーチファクトは減少す
る。しかし、シングルショットEPIよりも空間分解能、S
/Nが良いマルチショットEPIや3D-EPIでは、異なるエン
コードのエコーを複数のＲＦ励起に分解して、シングル
ショットEPIよりは比較的長い時間をかけて撮像するた
め、依然体動アーチファクトは発生する。

【０００５】このアーチファクトを除去する手法として
ナビゲーションエコーを用いた体動補正法がある。一例
としてナビゲーンョンエコーを付加したＥＰＩシーケン
スを図８に示す。このシーケンスでは、スライス方向傾
斜磁場202印加およびＲＦ2011照射と一連のエコー計測
ルーチン2111との間にナビゲーションエコー発生用傾斜
磁場パルス301を印加し、ナビゲーションエコー3021を
計測する。

【０００６】このナビゲーションエコーを用いた補正方
法では、１つのＲＦ照射から次のＲＦ照射まで（304）
は、被検体の位置ゆらぎはないものとし、異なるナビゲ
ーション3021、3022間の信号の変化から、被検体の動き
を推定する（ナビゲータを用いた高速インターリーブエ
コープレナーイメージング：４テスラにおける高解像度
解剖学的および機能的画像、MAGNETIC RESONANCE IN ME
DICINE，35:895-902,June 1996, Seong-Gi Kim et alな
ど）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のナビ
ゲーション補正では、１回のＲＦ励起に対して少なくと
も１つのナビゲーションエコーを取得し、そのナビゲー
ションエコーと同じ繰り返し時間内で取得されたエコー
との組み合わせで被検体の体動を補正していた。従って
従来のＭＲＩ装置では、ナビゲーション補正を行う場合
には、パルスシーケンスの選択、繰り返し時間TRの設定
などの計測条件設定の際に、ナビゲーション補正を選択
すると、１回のＲＦ励起毎にナビゲーションエコーを計
測するステップが付加されている。

【０００８】ところで血管撮影や、高速Ｔ２強調イメー
ジングで、定常状態（SSFP）を用いた短TRのグラディエ
ントエコー（GrE）系シーケンスが使われている。この
ようなシーケンスでは、静磁場の不均一による画像アー
チファクトを抑制する点から繰り返し時間TRは10〜20ms
と短時間である。

【０００９】しかし上述した体動補正方法では、各繰り
返しTR内で少なくとも１つの体動モニター用のナビゲー
ンョンエコー信号を取得するように構成されているた
め、繰り返し時間TRの短縮化が制限される問題がある。
特に、短TRの撮影シーケンスではナビゲーションエコー
の付加による信号計測時間の増加は顕著である。また一
般に体動の方向は一定ではなく、正確な体動補正を行う
ためには複数の方向についてナビゲーンョンエコーを発
生させて各方向について補正することが必要となるが、
複数のナビゲーションエコー計測を付加した場合、更に
計測時間の延長となる。

【００１０】一方、TRが長いシーケンスでは、１つのス
ライスについての繰り返し時間内に他のスライスについ
て信号取得を行うマルチスライス撮影が行われるが、こ
の場合にも１つのスライスについての信号取得時間が短
いほどマルチスライスのスライス枚数が増加できること
から、信号取得時間の短縮が望まれている。

【００１１】そこで本発明は、ナビゲーション補正を含
むＭＲＩ方法において信号計測時間の短縮を図ることを
目的とする。特に短TR撮影において定常状態を保ち、短
時間で撮影を行うことを目的とする。また本発明は、マ
ルチスライス撮影において信号取得時間の短縮またはス
ライス数の増加を図ることを目的とする。さらに本発明
は、ナビゲーション補正を含むＭＲＩ方法を実行する
際、ナビゲーションエコー取得の条件を任意に設定する
ことが可能なＭＲＩ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】上記目的を達成する本発
明のＭＲＩ方法は、被検体を構成する原子核スピンを励
起する少なくとも一つの高周波パルスを印加し、ついで
複数の傾斜磁場パルスを印加しｍ個（ｍはｍ≧１を満た
す整数、以下同じ。）の核磁気共鳴信号をエコーとして
検出するステップを繰り返し、画像再構成に必要な全エ
コーを取得する際に、時間的に連続するｎ個（ｎはｎ≧
２を満たす整数、以下同じ。）のステップを１セットと
し、各セット内で少なくとも１つ方向の体動モニター用
のナビゲーションエコーを１つ取得し、該セット内で取
得された複数（ｎ×ｍ）のエコーをそのセット内で取得
されたナビゲーションエコーで補正することにより、前
記被検体の体動を補正した画像を再構成する。

【００１３】本発明のＭＲＩ方法では、各TR毎にナビゲ
ーションエコーを取得するのではなく、複数の繰り返し
単位（セット）毎にナビゲーションエコーを取得するよ
うにしたので、ナビゲーションエコーを挿入した場合で
も繰り返し時間TRの短縮が可能となり、高速シーケンス
を実現できる。１セットを構成するステップ数ｎは、被
検体の動きが殆どないと推定される時間内であれば限定
されない。被検体の動きは100ms以下では殆ど無いと推
定されるので、例えばTRが10ms程度と短い場合、１０ス
テップ毎にナビゲーションエコーを取得すれば体動補正
を有効に行うことができる。

【００１４】尚、１セット内で取得されるナビゲーショ
ンエコーの数は、時間短縮の点からは１つとすることが
好ましいが、各方向の体動補正を行うために異なる方向
のナビゲーションエコーを取得してもよい。即ち、本発
明の１つの態様では、セット内の複数のステップにおい
てそれぞれ異なる方向のナビゲーションエコーを取得
し、セット内で取得されたエコーをそのセット内で取得
されたナビゲーションエコーで補正することにより、前
記被検体の体動を複数の方向について補正した画像を再
構成する。

【００１５】また本発明のＭＲＩ方法は、全てのステッ
プで同一の領域（スライス或いはスラブ）を選択的に励
起し、その領域から発生するエコーを取得する場合に
も、１つのステップの繰り返し時間内に、励起するスラ
イス位置を変化させて複数のステップを順次実行し、複
数のスライスの画像を再構成する場合（マルチスライス
撮影）にも適用できる。前者の場合、位相エンコード傾
斜磁場として１方向のエンコード傾斜磁場を用いる２次
元撮影であっても、２方向のエンコード傾斜磁場を用い
る３次元撮影であってもよい。

【００１６】マルチスライス撮影において近接するスラ
イス間では、一つの方向についての被検体の動きはほぼ
同じであるので、１つのスライスからエコーを取得する
ステップ内で得られたナビゲーションエコーを用いて、
それと時間的かつ空間的に近接するスライスからのエコ
ーを補正することができる。これによりマルチスライス
撮影における撮影時間の短縮を図ることができ、同じ繰
り返し時間内であればスライス数を増加することができ
る。

【００１７】マルチスライス撮影に適用する好適なＭＲ
Ｉ方法は、被検体を構成する原子核スピンを励起する少
なくとも一つの高周波パルスを印加し、ついで複数の傾
斜磁場パルスを印加し、ｍ個の核磁気共鳴信号をエコー
として検出するステップを、励起するスライスを変えな
がら繰り返し、複数スライス分の画像を再構成するのに
必要な全エコーを取得する際に、時間的に連続するｎ個
のステップを１セットとし、各セット内の複数のステッ
プでそれぞれ異なる方向の体動モニター用のナビゲーシ
ョンエコーを取得し、該セット内で取得された複数（ｎ
×ｍ）のエコーをそのセット内で取得されたナビゲーシ
ョンエコーで補正することにより、前記被検体の体動を
複数の方向について補正した画像を再構成する。

【００１８】これによりマルチスライス撮影において複
数方向の体動補正が可能となる。この場合、セットを構
成するステップはセット毎に異なっていても、隣接する
セット間で重複していてもよい。

【００１９】また本発明のＭＲＩ装置は、静磁場を発生
する静磁場発生手段と、静磁場に重畳される傾斜磁場を
発生する傾斜磁場発生手段と、静磁場中に置かれた被検
体を構成する原子核スピンに核磁気共鳴を生じさせる高
周波磁場パルスを印加する送信手段と、被検体から生じ
る核磁気共鳴信号をエコー信号として検出する受信手段
と、検出された信号に基づき被検体の断層像を再構成す
る信号処理手段と、傾斜磁場発生手段、送信手段、受信
手段および信号処理手段を所定のパルスシーケンスに従
って制御する制御手段と、制御手段に必要な条件を設定
する設定手段とを備え、制御手段は、パルスシーケンス
として、少なくとも一つの高周波磁場パルスを印加し、
ついで複数の傾斜磁場パルスを印加し、ｍ個のエコー信
号を計測するステップを繰り返し、画像再構成に必要な
全てのエコー信号を計測するシーケンスを実行し、設定
手段は、このシーケンスの実行に際し、時間的に連続す
るｎ個のステップを１セットとして選択する手段および
各セット内で少なくとも１つ方向の体動モニター用のナ
ビゲーションエコーの計測を付加する手段を備えてい
る。

【００２０】本発明のＭＲＩ装置によれば、制御手段が
所定のパルスシーケンスを実行するときに、単にナビゲ
ーションエコーの追加を設定するだけでなく、ナビゲー
ションエコー取得の条件を任意に設定することができ、
上述した本発明のＭＲＩ方法の実行を容易にする。

【００２１】更にマルチスライス撮影に適用される本発
明のＭＲＩ装置は、シーケンスの実行に際し、ステップ
毎に高周波磁場パルスの周波数を変化させる手段を備え
ている。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のＭＲＩ方法および
装置の１実施例を図面を参照して説明する。

【００２３】図７は本発明が適用される典型的なＭＲＩ
装置の構成を示す図で、このＭＲＩ装置は、被検体401
の周囲の空間に静磁場を発生する磁石402と、この空間
に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル403と、この空間
に高周波磁場を発生するＲＦコイル404と、被検体401が
発生するNMR信号を検出するＲＦプローブ405とを備えて
いる。被検体401はベッド412に横たわった状態で磁石内
の空間に搬送される。

【００２４】傾斜磁場コイル403は、X、Y、Zの3方向の
傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源409からの信
号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。ＲＦコイル40
4はＲＦ送信部410の信号に応じて高周波磁場を発生す
る。ＲＦプローブ405の信号は、信号検出部406で検出さ
れ、信号処理部407で信号処理され、また計算により画
像信号に変換される。画像は表示部408で表示される。
傾斜磁場電源409、ＲＦ送信部410、信号検出部406はCPU
を備えた制御部411で制御され、パルスシーケンスと呼
ばれているタイムチャートに従って制御される。

【００２５】さらにこのＭＲＩ装置は制御部411に、被
検体に関する情報や、パルスシーケンス、繰り返し時間
ＴＲ、ナビゲーションエコー取得の有無等の撮影条件を
設定するための入力部413が備えられている。入力部413
は、所定のパルスシーケンスの設定に続き、ナビゲーシ
ョンエコー取得の条件を設定する機能を備えており、以
下述べる本発明のＭＲＩ方法を実行するための手段を与
える。

【００２６】次に本発明のＭＲＩ方法のマルチショット
EPIに適用した一実施例を説明する。

【００２７】図１のシーケンスは、ＲＦパルス照射後複
数のエコーを計測するステップ1051、1071、1072、1073
・・・を繰り返して画像再構成に必要な全エコーを計測す
るマルチショットEPIシーケンスで、例えば、全ステッ
プ数（＝ショット数）ｐが64、１回のステップで計測す
るエコー信号の数（＝エコートレイン数）ｍが４、読み
出し方向のデータ数が256、位相エンコード方向のエン
コード量が256である。

【００２８】各ステップではまずスライス方向の傾斜磁
場Ｇｓの印加とともにＲＦパルスを照射し、次いで位相
エンコードオフセット量を決定する位相エンコード傾斜
磁場Ｇｐを印加し、それに続いて位相エンコード傾斜磁
場Ｇｐと極性が反転する読み出し方向傾斜磁場Ｇｒを連
続して印加しながら、反転する読み出し方向傾斜磁場毎
に４つのエコー信号（これをナビゲーションエコーと区
別して、以下本計測エコーという）を計測する。

【００２９】図示する実施例では、６４回のステップの
うち４（ｎ＝４）回のステップを１セットとし、１セッ
ト中、１つのステップ1051でのみナビゲーションエコー
を取得し、それ以外のステップ1071、1072、1073ではナ
ビゲーションエコーの計測は行わず、本計測エコーのみ
を計測する。ナビゲーションエコーは、ＲＦパルス照射
後、位相エンコード傾斜磁場を印加しない状態で、読み
出し方向傾斜磁場の反転を利用することにより発生させ
る。ナビゲーションエコーの形状は、特に限定されず例
えばオービタルであっても良い。

【００３０】６４回のステップを構成する１６セット全
てにおいて上述したようにセット内の１ステップのみで
ナビゲーションエコーの計測を行う。これによりナビゲ
ーションエコーの計測を行うステップ1051では、その繰
り返し時間101が、ナビゲーションエコー計測1061に必
要な時間だけ延長されるが、残りのステップ1071、107
2、1073では、本計測に必要な時間102だけで計測を終了
する。従って、従来のナビゲーションエコー計測シーケ
ンスに比べ、１セットにつき［ナビゲーションエコー計
測1061に必要な時間］×３の時間が短縮され、全計測で
はその１６倍の時間が短縮される。

【００３１】通常、ナビゲーションエコーを取得しない
ステップ1071〜1073の繰り返し時間TR102は、RF励起に4
ms、エコー発生に1.5ms×4個=6msかかるとすると約10ms
である。またナビゲーションエコーの計測1061には３〜
５msの時間を要する。従って、従来、撮影時間が13ms×
4ステップ×16セット=832msであったところを、(13ms+1
0m×3ステップ)×16セット=688msとすることができ、14
回のTR分の時間(140ms)だけ撮影時間が短縮する。

【００３２】ナビゲーションエコーを用いた本計測エコ
ーの補正は、各セットで計測された本計測エコーをその
セット内で取得されたナビゲーションエコーを用いて補
正することにより行う。ナビゲーションエコーによる位
相補正方法は、異なるナビゲーションエコーの位相差か
ら、対応する本計測エコーの位相を補正するものであ
り、計測空間のナビゲーション補正、ハイブリッド空間
のナビゲーション補正など公知の種々の方法を採用する
ことができる。

【００３３】これにより、ナビゲーションエコー取得の
間隔103、前掲の例で約43ms程度、の体動を補正でき
る。尚、体動補正のためのナビゲーションエコーの取得
の間隔103は、実用的には100ms程度まで延長できるの
で、本実施例における１セット内のステップ数ｎ（＝
４）は、実用的には１セット内で８ステップまで増加す
ることが可能である。その場合、全計測は664ms(=(13ms
+10ms×7ステップ)×8セット)で行うことができ、さら
に撮影時間を短縮できる。この間に8の体動補正が入
り、体動補正の時間間隔は83ms(=664÷8セット)とな
る。これは心臓の１心拍内の変動を十分に補正できる範
囲である。

【００３４】次に、第２の実施例として、本発明のＭＲ
Ｉ方法をGrEシーケンスに適用した実施例を図２を参照
して説明する。図２に示すシーケンスは、例えば読み出
し方向の点数が256、位相エンコード方向のエンコード
量が256、繰り返し数が256（＝ｐ）のGrEシーケンス
で、１ステップ内で計測される本計測エコーの数ｍは１
である。ここでは１０個のステップ5051、5071・・・5079
を１セットとし、全計測は約26セットからなる。各セッ
トの１０個のステップ中、１つのステップ5051ではナビ
ゲーションエコーを取得するが、他のステップ5071〜50
79ではナビゲーションエコーを取得しない。従ってこの
シーケンスでは１セットにつき［ナビゲーションエコー
計測時間5061］×９、全計測では［ナビゲーションエコ
ー計測時間5061］×９×２６の撮影時間を短縮すること
ができる。

【００３５】今、ナビゲーションエコーを取得するステ
ップ5051、5052・・・の繰り返し時間TR501を15ms、ナビゲ
ーションエコーを取得しないステップの繰り返し時間TR
502は10msとすると、毎回ナビゲーションエコーを取得
する場合には１セット150ms(=15ms×l0ステップ)である
のに対し、本実施例では、105msとなり、45ms短縮でき
る。従って撮影時間は、従来の3840ms(=15ms×256)に対
し、2670msとなり、約2/3に短縮する。

【００３６】このように本実施例のＭＲＩ方法では、計
測時間が2/3に短縮するので、２６セットの撮影を繰り
返し行い、経時的な変化を観察するダイナミックスタデ
ィや、複数の断面の撮影を行うマルチスライス撮影にお
いて、撮影繰り返し速度を速くし、マルチスライス時の
枚数を増やすことができる。また、呼吸によるアーチフ
ァクトの低減ができる。

【００３７】尚、本実施例においても、１セット内で取
得されたナビゲーションエコーの位相情報を用いてその
セット内で計測された本計測エコーの体動補正すること
は図１の実施例と同様である。

【００３８】また各ステップ5051、5071〜5079、5052・・
・・において計測されるエコーの位相エンコード量（即
ち、ｋ空間軌跡）については特に限定されないが、得ら
れる画像のコントラスト等を考慮して適宜配置すること
ができる。このことを図３（ａ）および（ｂ）に示すｋ
空間軌跡を用いて説明する。

【００３９】図３（ａ）は、図２のGrE撮影で計測され
たエコーを位相エンコード軸の上から下に向かって順次
計測した場合を示している。図中6011、6012・・・・はナビ
ゲーションエコーを同時に取得しているステップであ
り、6021、6022・・・・はナビゲーションエコーが取得され
ない９つのステップからなるステップ群を表わし、ステ
ップ6011及びステップ群6021で１セット6031を構成して
いる。同様にステップ6012及びステップ群6022でセット
6032を構成する。この際、セット6031で計測された10個
の本計測エコーはステップ6011で取得されたナビゲーシ
ョンエコーデータを使って体動補正される。次に、第２
のセット6032を取得し、このセット6032内で計測された
全ての本計測エコーをステップ6012で取得されたナビゲ
ーションエコーで体動補正される。こうして、２６セッ
ト、即ちｋ空間内のすべてのエコーを取得し、体動補正
する。

【００４０】ｋ空間軌跡は、図３（ａ）に限定されず、
例えば同図（ｂ）に示すようにナビゲーションエコーを
同時に取得しているステップを6011、6012・・・を相対的
にｋ空間の外側部分（高位相エンコード部分）に配置
し、ナビゲーションエコーを取得しないステップ群602
1、6022・・・を相対的にｋ空間の中心部分（低位相エンコ
ード部分）に配置してもよい。ここでもステップ6011と
ステップ群6021でセット6031を構成し、ステップ6012と
ステップ群6022でセット6032を構成し、各セット内で取
得されたナビゲーションエコーでそのセット内の本計測
エコーを補正することは図３（ａ）の場合と同じである
が、ここでは各セットを構成するステップは、必ずしも
ｋ空間上で隣接はせず、次のような利点がある。

【００４１】即ち、図２のシーケンスでは、ナビゲーシ
ョンエコーを含むステップの繰り返しTR501が他のステ
ップの繰り返しTR502に比べて原理的に長いことによ
り、画像のコントラストに微妙な影響を及ぼす可能性が
ある。一方、ｋ空間の性質として画像のコントラストを
主に決定するのは低位相エンコードのエコーであり、高
位相エンコードのエコーは主に画像のエッジ情報を決定
しコントラストにはあまり寄与しないということがあ
る。従って、画像のコントラストに微妙な影響を与える
と考えられるナビゲーションエコー付加ステップ6011、
6012・・・のエコーを高位相エンコード領域に配置するこ
とにより、ナビゲーションエコーを付加していないステ
ップ6021、6022・・・の短いTRで画像コントラストが決定
されることになり、この微妙な影響を回避できる。

【００４２】次に本発明の第３の実施例として、１セッ
ト内で方向の異なる複数のナビゲーションエコーを取得
するシーケンスを説明する。図４に示すシーケンスは図
２に示すシーケンスと同様、GrEを基本とするものであ
り、１０ステップで１セットを構成する点も同様であ
る。但し、本実施例では、１セットを構成する１０のス
テップのうち２つのステップでそれぞれ方向の異なるナ
ビゲーションエコーを取得する。即ち、ステップ7051で
は、読み出し方向の反転傾斜磁場を用いて読み出し方向
にナビゲーションエコーが付加され、ステップ7052では
位相エンコード方向の反転傾斜磁場を用いて位相エンコ
ード方向にナビゲーションエコーが付加される。これら
２つのステップを行った後、ナビゲーションエコーを取
得しない８つのステップ7081〜7088を行い、これらを１
セットとして位相エンコード量を変化させつつ、このセ
ットを繰り返すことにより全計測を行う。

【００４３】この場合には、ナビゲーションエコーを取
得するステップが１セット当り２ステップとなるため、
その分（ナビゲーションエコー取得のための時間、例え
ば5ms）図２の実施例よりも１セット当りの計測時間は
長くなるが、全計測にかかる時間を比較すると、毎回読
み出し方向、位相エンコード方向のナビゲーションエコ
ーを取得する従来法では5120msかかるのに対し、本実施
例では2820msで済む。これは撮影時間の約３／５の短縮
となる。従って、本実施例のシーケンスをダイナミック
スタディに適応した場合にも繰り返し時間を短縮でき、
マルチスライス撮影に適応する場合は、同一の撮影時間
で約5/3倍のスライスを撮影できる。

【００４４】本実施例では２方向のナビゲーションエコ
ーを用いて、同じセット内で取得されたエコーを各方向
毎に補正する。このように体動補正を両方向について行
うことにより、より精度の高い体動補正を行うことがで
きる。

【００４５】尚、図４では複数のナビゲーションエコー
として読み出し方向のナビゲーションエコーと位相エン
コード方向のナビゲーションエコーを例示したが、これ
に限定されるものではなく、更にスライスエンコード方
向のナビゲーションエコーを加えて３つのステップで３
方向のナビゲーションエコーを取得してもよいし、３方
向のうち任意の２方向のナビゲーションエコーを取得し
てもよい。

【００４６】次に、第４の実施例として、本発明をダイ
ナミック撮影に適用した場合を図５に示す。本実施例の
シーケンスは、例えば読み出し方向の点数が256、位相
エンコード方向のエンコード量が256、ショット数（ス
テップ数ｐ）が８、エコートレイン数（ｍ）が６４のマ
ルチショットEPIシーケンスを用いたダイナミック撮影
である。

【００４７】ダイナミック撮影では、８ステップからな
るシーケンスを連続して繰り返し、連続画像を再構成す
る。この際、直前の画像で用いたデータの一部を共有し
て画像を再構成することにより、シーケンスの繰り返し
よりも短い間隔で画像を更新する。図示する例では、８
つの連続するステップ8011〜8018で計測されたデータセ
ット8021を用いて画像を再構成し、その次のステップ80
19で計測されたデータとステップ8012〜8018で計測され
たデータを用いて次の画像を再構成し、さらに次のステ
ップで計測されたデータとステップ8013〜8019で計測さ
れたデータを用いて次の画像を再構成する。

【００４８】このようにダイナミック撮影においては連
続する８つのステップが１つの画像を再構成する単位と
なるが、本実施例では、これら８つのステップを４つの
ステップからなるセットに分け、各セット内の１つのス
テップ（図中に灰色で示されているステップ8011、801
4、8018・・・）でナビゲーションエコーの計測を行う。即
ち、ここでは４つのステップ毎にナビゲーションエコー
を取得する。

【００４９】この場合、ステップ8011で取得したナビゲ
ーションエコーを用いて、ステップ8011、8012、8013、
8014内で計測されたエコーを補正し、ステップ8015で得
られた新しいナビゲーションエコーを用いて、ステップ
8015、8016、8017、8018内のエコーを補正する。それ以
降も同様の操作を繰り返し、取得した信号すべてについ
て体動補正を行う。

【００５０】このようにダイナミック撮影に本発明の方
法を適用した場合、各ステップでナビゲーションエコー
を取得する場合と比べ、ダイナミック撮影時の実動的な
１枚の画像の計測時間を短縮でき、撮影の繰り返しレー
ト（時間分解能）が向上する。従ってこのダイナミック
撮影は、検査や施術を行いながら画像診断するIV-MRに
適している。

【００５１】以上の各実施例では、ナビゲーションエコ
ーを本計測エコーとは別に取得する場合を説明したが、
ナビゲーションエコーとして位相エンコード量０の本計
測エコーを利用することも可能である。次にこのような
実施例を図６を参照して説明する。

【００５２】図６（ａ）は、読み出し方向の点数が12
8、位相エンコード方向の点数が128であるGrEシーケン
スを行った場合のｋ空間軌跡を示すもので、この実施例
は各ステップで取得されるエコーを位相エンコード軸の
上から下に向かって順次配置する点は、図３（ａ）のｋ
空間配置と同様であるが、ここでは位相エンコード量０
の本計測エコーをナビゲーションエコーとしても用いる
点が特徴となっている。

【００５３】図示するシーケンスでは、128ステップを2
5個のステップからなるセットに分けている。このう
ち、灰色で示すステップ9011、9012、9013、9014は本計
測エコーの他にナビゲーションエコーを取得しており、
これらステップに続くステップ群9021、9022、9023、90
24ではナビゲーションエコーが取得されない。１つのセ
ット9031内で取得された25個の本計測エコーはステップ
9011で取得されたナビゲーションエコーデータを使って
体動補正される。同様にセット9032、9033、9034で取得
された本計測エコーは、それぞれステップ9012、9013、
9014で取得されたナビゲーションエコーデータを使って
体動補正される。

【００５４】これに対し、位相エンコード量０のエコー
を計測するステップ9025（図中、黒色で示す）を含むセ
ット9035では、この位相エンコード量０の本計測エコー
をナビゲーションエコーとしても用いて、このセット内
の各ステップで取得した本計測エコーの体動補正を行
う。即ち、セット9035には別途ナビゲーションエコーを
取得するステップは含まれない。

【００５５】この実施例では、本計測エコーをナビゲー
ションエコーとしても用いることにより、１回の撮影
で、ナビゲーションエコーの取得回数を１回少なくで
き、さらに撮影時間を短縮できる。

【００５６】図６（ｂ）も、本計測エコーをナビゲーシ
ョンエコーとして用いる実施例で、この実施例ではキイ
ホール（keyhole）イメージングに適用した例を示して
いる。キイホールイメージングは、連続撮影を行い、時
系列画像を得るダイナミック撮影の１種であるが、この
方法では所定の領域（図示する実施例では斜線で示すキ
イホール領域）のエコーは、１度計測した後は計測せ
ず、残りの領域（一般には低位相領域）の本計測エコー
の計測を繰り返し、キイホール領域のデータと更新され
たデータとを用いて時系列画像を得る。

【００５７】図示する実施例では、データが更新される
領域は４８ステップからなり、これをそれぞれ１６ステ
ップからなる３セット9061、9062、9063に分け、セット
毎に体動補正を行う。このためセット9061および9062で
はステップ9041、9042でナビゲーションエコーを取得
し、これらナビゲーションエコーを用いてそのセット内
で計測された本計測エコーを補正する。但しセット9063
では、位相エンコード量０の本計測エコーをナビゲーシ
ョンエコーとしても用い、このセット内で計測された本
計測エコーを補正する。

【００５８】この場合にも、１つのセットではナビゲー
ションエコーの計測を省くことができるので、図６
（ａ）の場合と同様に、１回の撮影でナビゲーションエ
コーの取得回数を１回少なくできる。キイホールイメー
ジングでは、繰り返して撮影を行うため、撮影時間が短
縮することにより時間分解能が向上する。

【００５９】尚、以上の実施例では主としてGrEシーケ
ンス及びマルチショット型のシーケンスについて説明し
たが、本発明のＭＲＩ方法はこれらのシーケンスに限定
されるものではなく、ナビゲーションエコーを追加する
シーケンスであれば全て適用できる。例えばワンショツ
ト型のシーケンス、心電周期の分割撮影、バーストシー
ケンス、スペクトロスコピックシーケンス等に適用する
ことも可能である。また２次元撮影のみならず、スライ
ス方向にもエンコードループを実施する３次元撮影にも
適用することが可能である。

【００６０】次に本発明のＭＲＩ方法をマルチスライス
撮影に適用した実施例について説明する。

【００６１】図９は、図１０に示すような被検体10（こ
こでは頭部）の３つの隣接するスライス11、12、13を撮
影するシーケンスを示す図である。図中、ステップ401
1、4021、4031は、図１の実施例と同様にマルチショッ
トEPIシーケンスを基本とするシーケンスであり、１回
の高周波磁場照射により１スライスについて必要な全エ
コーの一部（ｍ個）を計測する。但し、このシーケンス
はマルチスライス撮影であるので、スライス11を励起す
るステップ4011の繰り返し時間ＴＲの間に、他のスライ
ス12、13を励起するステップ4021、4031を実行する。励
起するスライスを順次変えるために、各ステップ4011、
4021、4031ではスピンを励起する高周波磁場の周波数を
順次変化させる。

【００６２】この高周波磁場印加直後に１つのナビゲー
ションエコーを発生させて計測する。この際、ナビゲー
ションエコーの方向を周期的に変化させる。例えば、図
示するようにステップ4011では読み出し方向のナビゲー
ションエーｎrを計測（4041）、ステップ4021では位相
エンコード方向のナビゲーションエコーｎpを計測（405
1）、ステップ4031ではスライス方向のナビゲーション
エコーｎsを計測（4061）する。ナビゲーションエコー
の発生方法は上述した実施例と同様であり、またナビゲ
ーションエコーの形状も任意である。

【００６３】このようにそれぞれ異なる方向のナビゲー
ションエコーを取得する工程を含むステップ4011、402
1、4031を１セット4071として、ナビゲーションエコー
の方向を周期的に変化させながらステップを繰り返す。
この繰り返しにおいてスライス数毎に位相エンコード量
を変化させて各スライスについて画像再構成に必要な全
エコーを取得する。

【００６４】全計測408の終了後、各ステップで得られ
た本計測エコーは、各スライス毎にｋ空間に配置される
が、各エコーの位相補正は、１セットとして設定された
複数（ｎ）のステップ内で取得された１方向について１
つのナビゲーションエコーを用いて行われる。即ち、ス
テップ4011で計測されたスライス11の本計測エコーは、
セット4071内の各ステップでそれぞれ得られたナビゲー
ションエコーｎr、ｎp、ｎsを用いて、読み出し方向、
位相エンコード方向およびスライス方向の補正を行う。
この場合、ナビゲーションエコーｎp、ｎsは、スライス
11とは異なるスライスから得られた信号であるが、これ
らナビゲーションエコーから得られる情報は体動に基づ
く位相差情報であって、近接するスライス間では同一方
向の体動は同じと見做すことができるので、近接するス
ライス12、13の励起によって得られたナビゲーションエ
コーｎp、ｎsをスライス11の本計測エコーの補正に利用
することができる。例えば、図１０に示すような頭部の
マルチスライス撮影の場合、20mm程度のボリューム内の
被検体の動きは直線的でかつ同じ移動量と見做すことが
できる。

【００６５】同様にステップ4021、4031で計測されたス
ライス12、13の本計測エコーも、同じセット4071内で得
られたナビゲーションエコーｎr、ｎp、ｎsを用いて各
方向毎に補正する。

【００６６】引き続いて実行されるステップも、連続す
る３つのステップ4012、4022、4032を１セット4072と
し、これらステップでそれぞれ計測される読み出し方
向、位相エンコード方向およびスライス方向のナビゲー
ションエコー（4042、4052、4062）を用いて、各スライ
ス11、12、13について得られた本計測エコーを補正す
る。

【００６７】このように異なる方向のナビゲーションエ
コーを取得する複数（３）のステップを１セットとして
繰り返し、１セット内で得られた異なる方向のナビゲー
ションエコーを用いて、そのセット内の各スライスの本
計測エコーを補正することにより、各スライス毎に補正
する場合に比べ計測時間を短縮できる。

【００６８】例えば１ステップで計測するエコーの数ｍ
を４とし、高周波磁場による励起に４ms、ナビゲーショ
ンエコー取得に２ms、エコー発生に１.５ms×４個＝６m
sかかるとすると、１ステップの計測時間は１２msであ
り、１セット4071の計測時間は１２ms×３＝３６msであ
る。これに対し各スライス毎に３方向のナビゲーション
エコーを取得する場合には、１ステップの計測時間は約
１６ms（励起４ms、ナビゲーションエコー取得２ms×３
＝６ms、エコー発生に１.５ms×４個＝６ms）、１セッ
トの計測時間は４８msとなる。ショット数を６４とする
と、本発明のマルチスライス計測では全計測時間は３６
ms×６４＝２３０４msとなり、各スライス毎に３方向の
ナビゲーションエコーを取得する場合（４８ms×６４＝
３０７２ms）に比べ約７００msの時間短縮となる。

【００６９】尚、図９に示す実施例では、１セットを構
成するステップは、セット毎に重ならない場合を説明し
たが、１セットを構成するステップは図４に示すダイナ
ミック撮影の場合と同様にセット毎に重複してもよい。
即ち、図１１（ａ）に示すように、ステップ4011、402
1、4031で１セットを構成し、それらステップの内、中
央のステップ4021で計測された位相エンコード方向のナ
ビゲーションエコーｎpのみを用いてそのセット内の本
計測エコーを補正し、次にステップ4021、4031、4012で
１セットを構成し、それらステップの内、中央のステッ
プ4031で計測されたスライス方向のナビゲーションエコ
ーｎsのみを用いてそのセット内の本計測エコーを補正
する。さらにステップ4031、4012、4022で１セットを構
成し、それらステップの内、中央のステップ4012で計測
された読み出し方向のナビゲーションエコーｎrのみを
用いてそのセット内の本計測エコーを補正する。

【００７０】この場合、１つのステップで計測された本
計測エコーについて見ると、そのステップと前後のステ
ップからなるセット内で計測された３方向のナビゲーシ
ョンエコーにより補正されることになる。従って図９の
実施例よりも時間的に近接したナビゲーションエコーの
情報を利用できるので、より正確な体動補正が可能とな
る。

【００７１】また図９に示す実施例では、スライス数が
３であって１セットを構成するステップ数（ｎ）と同数
の場合を説明したが、スライス数は３に限らずそれより
少なくても多くてもよく、またステップ数ｎと同一でも
異なっていてもよい。スライス数に関係なく、各ステッ
プ毎に周期的にナビゲーションエコーの方向を変えなが
ら、ステップを繰り返し、周期毎のステップの組を１セ
ットとして、セット内で得られた複数方向のナビゲーシ
ョンエコーを用いてそのセット内の本計測エコーを補正
する。この場合にも１セットを構成するステップの組は
隣接するセット間で重複していても、重ならなくてもよ
い。スライス数が５の場合を図１１（ｂ）、（ｃ）に示
した。図１１（ｂ）は１セットを構成するステップが重
複しない場合、図１１（ｃ）は１セットを構成するステ
ップが隣接するセット間で重複する場合である。

【００７２】また図９および図１１（ａ）〜（ｃ）に示
す実施例では、１セットを構成する全ステップで、それ
ぞれ１つのナビゲーションエコーを計測する場合を示し
たが、１セットを構成するステップは、ナビゲーション
エコーを計測しないステップを含んでいてもよい。例え
ば図１２（ａ）または（ｂ）に示すように、繰り返し時
間ＴＲ内に実行する４スライスについてのステップ401
1、4021、4031、4041を１セットとし、そのセット内の
１つ（または２）のステップ4011（4011、4021）で１方
向（または２方向）のナビゲーションエコーを取得し、
このナビゲーションエコーを用いてステップ4011、402
1、4031、4041で取得した本計測エコーを補正してもよ
い。

【００７３】またマルチスライス撮影の場合にも、ナビ
ゲーションエコーを本計測エコーとは別個に計測するの
ではなく、位相エンコード量０の本計測エコーをナビゲ
ーションエコーとして利用することもできる。

【００７４】さらに本発明のＭＲＩ方法をマルチスライ
ス撮影に適用する場合、基本シーケンスとしてはマルチ
ショットＥＰＩのみならずGrEシーケンス、ワンショツ
ト型のシーケンス、バーストシーケンス等、ナビゲーシ
ョンエコーを追加するシーケンスを採用することができ
る。

【００７５】次に本発明のＭＲＩ方法を実施するための
ＭＲＩ装置の動作について説明する。既に述べたように
本発明のＭＲＩ装置は、ＭＲＩ撮影の際の各種条件を設
定する手段として入力部413を有している。

【００７６】入力部413は、キイボード、マウス、ジョ
イスティック等の入力装置とアイコンやGUI等、操作者
からの入力を促すため画像を表示する表示部とを備えて
おり、操作者は表示部に表示される選択画面や入力指示
に従って入力を行うことにより、被検体に関する情報の
入力や撮影の条件、各種パラメータ等の設定を行う。上
述したナビゲーションエコー追加の撮影に際しても、ナ
ビゲーションエコー追加の有無、１セットを構成するス
テップ数、各ステップで取得するナビゲーションエコー
の方向等をこの入力部を介して設定する。その一例を以
下、説明する。

【００７７】まずパルスシーケンスの撮影条件（種類、
ＴＲ、ショット数、エコートレイン数、画像マトリック
ス、ダイナミック撮影の画像枚数等）を設定するととも
にナビゲーションエコーの追加を選択する。ここまでは
従来の入力部の機能と同様である。

【００７８】１つのスライスの撮影かマルチスライス撮
影か等の選択は、撮影条件として設定する。マルチスラ
イス撮影を選択した場合にはさらにスライス数を設定す
る。

【００７９】ナビゲーションエコーの追加が選択される
と、入力部は操作者に１セットを構成するステップ数ｎ
の入力を促す。ステップ数の入力は、具体的にｎ＝１０
というように数値を指示してもよいが、例えば低速高精
度撮影（ｎ＝３）、中速中精度撮影（ｎ＝７）、高速低
精度撮影（ｎ＝１０）というように特定の数値を設定し
ておき、操作者は撮影の速度や補正の精度を選択するこ
とによってステップ数を設定するようにしてもよい。ま
た、ステップ数の入力に替えて、ナビゲーションエコー
を取得する時間間隔を入力部から入力し、その時間間隔
と撮影条件とから制御部411のCPUで演算によりステップ
数を求めるようにしてもよい。

【００８０】ステップ数の入力に次いで、或いはステッ
プ数の入力に先立ってナビゲーションエコーの方向を設
定する。この場合にも「読み出し方向」「位相エンコー
ド方向」「スライス方向」という３つの表示の中から任
意のものを選択可能にしてもよいし、体動が起こりやす
い方向をジョイスティック等で指示するようにしてもよ
い。

【００８１】ステップ数の入力とステップ方向の入力条
件に矛盾がない場合には、条件設定を終了し、撮影を開
始する。また例えばステップ数ｎが２であるのに対し、
３つの方向を選択した場合など、条件に矛盾がある場合
には、再入力を促し、矛盾の解消した状態で撮影を開始
する。

【００８２】各ステップで計測されるエコーのｋ空間配
置については、パルスシーケンスとナビゲーションエコ
ーの追加が設定されたときに、自動的に予め決められた
ｋ空間配置となるように位相エンコードステップを設定
してもよい。例えば、GrEによる定常状態高速撮影が設
定されると、図３（ｂ）に示すように高位相領域にナビ
ゲーションエコー取得のステップを配置するｋ空間配置
を自動的に設定する。またキイホールイメージングの場
合には、図６（ｂ）に示すように位相エンコード０のエ
コーを計測するステップでは別途ナビゲーションエコー
を計測しないように設定する。

【００８３】入力部がこのような設定機能を備えること
により、操作者が本発明によるナビゲーションエコー追
加シーケンスを任意の条件で且つ容易に実行することが
できる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＭＲＩ方
法および装置によればナビゲーションエコー取得の間隔
を任意に設定することができるので、またナビゲーショ
ンエコー取得の間隔を被検体の体動補正の効果を損なわ
ない範囲で長く設定できるので、ナビゲーションエコー
取得による時間の延長を防止し、高速シーケンスを実現
できる。

【００８５】また本発明のＭＲＩ方法および装置によれ
ばマルチスライス撮影においても時間の延長を伴うこと
なく、体動補正を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるマルチショットEPIの
シーケンス図。

【図２】本発明の他の実施例であるGrEのシーケンス
図。

【図３】図２のシーケンスにおけるｋ空間軌跡を説明す
る図。

【図４】本発明の他の実施例であるGrEのシーケンス
図。

【図５】本発明の他の実施例であるダイナミックEPI撮
影の動作を表す図。

【図６】本発明の他の実施例によるｋ空間軌跡を説明す
る図。

【図７】本発明が適用されるＭＲＩ装置の全体構成を示
す図。

【図８】ナビゲーションエコーの取得を含むマルチショ
ットEPIのシーケンス図。

【図９】本発明の他の実施例であるマルチスライス撮影
のシーケンス図。

【図１０】マルチスライス撮影方法を説明する図。

【図１１】本発明をマルチスライス撮影に適用した他の
実施例を示す図。

【図１２】本発明をマルチスライス撮影に適用した他の
実施例を示す図。

【符号の説明】

401・・・・・・被検体 402・・・・・・静磁場磁石 403・・・・・・傾斜磁場コイル 404・・・・・・RFコイル 405・・・・・・RFプローブ 406・・・・・・信号検出部 407・・・・・・信号処理部 408・・・・・・表示部 411・・・・・・制御部 413・・・・・・入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C096 AB12 AD02 AD06 AD07 AD09 AD10 BA07 BA22 BB02 BB03 BB12 CB08 CC19 5B057 AA07 BA07 BA12 CD12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体を構成する原子核スピンを励起する
   少なくとも一つの高周波パルスを印加し、ついで複数の
   傾斜磁場パルスを印加し、ｍ個（ｍはｍ≧１を満たす整
   数）の核磁気共鳴信号をエコーとして検出するステップ
   を繰り返し、画像再構成に必要な全エコーを取得する際
   に、 時間的に連続するｎ個（ｎはｎ≧２を満たす整数）のス
   テップを１セットとし、各セット内で少なくとも１つ方
   向の体動モニター用のナビゲーションエコーを１つ取得
   し、 該セット内で取得された複数（ｎ×ｍ）のエコーをその
   セット内で取得されたナビゲーションエコーで補正する
   ことにより、前記被検体の体動を補正した画像を再構成
   することを特徴とする磁気共鳴イメージング撮影方法。
2. 【請求項２】前記セット内の複数のステップにおいてそ
   れぞれ異なる方向のナビゲーションエコーを取得し、前
   記セット内で取得されたエコーをそのセット内で取得さ
   れたナビゲーションエコーで補正することにより、前記
   被検体の体動を複数の方向について補正した画像を再構
   成することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメー
   ジング撮影方法。
3. 【請求項３】前記各ステップは、同一の領域を選択して
   励起し、その領域から発生するエコーを取得することを
   特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴イメージン
   グ撮影方法。
4. 【請求項４】１つのステップの繰り返し時間内に、励起
   するスライス位置を変化させて複数のステップを順次実
   行し、複数のスライスの画像を再構成することを特徴と
   する請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング撮影
   方法。
5. 【請求項５】被検体を構成する原子核スピンを励起する
   少なくとも一つの高周波パルスを印加し、ついで複数の
   傾斜磁場パルスを印加し、ｍ個（ｍはｍ≧１を満たす整
   数）の核磁気共鳴信号をエコーとして検出するステップ
   を、励起するスライスを変えながら繰り返し、複数スラ
   イス分の画像を再構成するのに必要な全エコーを取得す
   る際に、 時間的に連続するｎ個（ｎはｎ≧２を満たす整数）のス
   テップを１セットとし、各セット内の複数のステップに
   おいてそれぞれ異なる方向の体動モニター用のナビゲー
   ションエコーを取得し、 該セット内で取得された複数（ｎ×ｍ）のエコーをその
   セット内で取得されたナビゲーションエコーで補正する
   ことにより、前記被検体の体動を複数の方向について補
   正した画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴イメ
   ージング撮影方法。
6. 【請求項６】静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記
   静磁場に重畳される傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手
   段と、前記静磁場中に置かれた被検体を構成する原子核
   スピンに核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場パルスを印
   加する送信手段と、前記被検体から生じる核磁気共鳴信
   号をエコー信号として検出する受信手段と、前記検出さ
   れた信号に基づき前記被検体の断層像を再構成する信号
   処理手段と、前記傾斜磁場発生手段、送信手段、受信手
   段および信号処理手段を所定のパルスシーケンスに従っ
   て制御する制御手段と、前記制御手段に必要な条件を設
   定する設定手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置に
   おいて、 前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、少なく
   とも一つの高周波磁場パルスを印加し、ついで複数の傾
   斜磁場パルスを印加し、ｍ個（ｍはｍ≧１を満たす整
   数）のエコー信号を計測するステップを繰り返し、画像
   再構成に必要な全てのエコー信号を計測するシーケンス
   を実行し、 前記設定手段は、前記シーケンスの実行に際し、時間的
   に連続するｎ個（ｎはｎ≧２を満たす整数）のステップ
   を１セットとして選択する手段および各セット内で少な
   くとも一つの方向のナビゲーションエコーの計測を付加
   する手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージン
   グ装置。
7. 【請求項７】前記シーケンスの実行に際し、ステップ毎
   に高周波磁場パルスの周波数を変化させる手段を備えた
   ことを特徴とする請求項６記載の磁気共鳴イメージング
   装置。