JP2000225105A

JP2000225105A - 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number: JP2000225105A
Application number: JP11028823A
Authority: JP
Inventors: Tomotsugu Hirata; 智嗣平田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1999-02-05
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-08-15
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: US6489770B1; JP3731135B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチグラジエントエコー系の撮影シーケン
スを用いる磁気共鳴イメージング装置の磁場均一性の調
整を改善する。【解決手段】磁気共鳴画像、磁気共鳴スペクトル又は
磁気共鳴スペクトル画像の測定に先だって、シーケンス
制御手段により被検体又は模擬体に印可する傾斜磁場の
勾配極性を周期的に反転させて渦電流の影響を受けたマ
ルチグラジエントエコー系の磁気共鳴信号を計測し、こ
れに基づいて得られる磁気共鳴スペクトルから、水の原
子核に対応する周波数成分のピークを抽出し、そのピー
クの幅が狭くなるように、つまり急峻になるように静磁
場均一度調整手段により調整することにより、磁場の均
一度が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置に係り、特に測定時間の短縮化を狙いとしたマ
ルチグラジエントエコー系のシーケンス（例えば、ケミ
カルシフトに関する情報の空間分布を高速に測定するエ
コープラナースペクトロスコピックイメージング）によ
る撮像に好適な磁気共鳴イメージング装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中
に置かれた被検体に、その被検体を構成する特定の物質
に対応した特定周波数の高周波磁場を照射して、その特
定物質の磁気共鳴現象を引き起こし、その被検体から発
生する磁気共鳴信号を利用して、物質の化学的、物理的
な情報を画像化する装置である。特に、磁気共鳴スペク
トロスコピックイメージング(Magnetic Resonance Spec
troscopic Imaging：ＭＲＳＩ）は、様々な分子の化学
結合の違いによる磁気共鳴周波数の差異（以下、ケミカ
ルシフトと呼ぶ）を測定し、各分子ごとの空間分布像
（以下、ケミカルシフト画像と呼ぶ）を得る方法として
知られている。ここで、分子の化学結合の違いによるケ
ミカルシフトの大きさは、通常、磁気共鳴周波数に対し
てｐｐｍ（百万分の一）オーダーと非常に小さい。その
ため、ＭＲＳＩにおいては磁気共鳴周波数に影響を与え
る磁場均一性の調整が重要になる。

【０００３】一般に、磁場均一性に与える影響が大きい
因子の１つに被検体の存在があることから、被検体を磁
場内に置いた状態において磁場均一性を向上させる必要
がある。磁場均一性を調整する方法として、互いに異な
る３方向の傾斜磁場の各オフセット値、及び各シムコイ
ルに流す電流量を変化させて、各傾斜磁場コイル及び各
シムコイルの発生する磁場を静磁場に重畳させることに
より磁場均一度を調整する方法が提案されている（例え
ば、ジャーナルオブマグネティックレゾナンス
（Journal of Magnetic Resonance）第７７巻、第４０
−５２頁（１９８８年）等）。この方法は、予め、模擬
試料を測定対象として、各傾斜磁場コイル及び各シムコ
イルの電流−磁場分布特性を示すリファレンス画像を計
測しておき、次いで被検体を磁場内に挿入し、シミング
対象のターゲット画像として被検体内の磁場分布画像を
計測する。そして、被検体内の磁場分布が均一になるよ
うに、リファレンス画像から得られた各傾斜磁場コイル
及び各シムコイルの電流−磁場分布特性の組み合わせ
（各コイルに流す電流値）を算出し、これに基づいて磁
場の調整が行われる。ここで用いられるリファレンス画
像及びターゲット画像としては、一般に、ＭＲＩの位相
分布画像が利用される。この位相分布画像を測定するに
は、通常、スピンエコーシーケンスと呼ばれる撮影シー
ケンスが用いられ、特に、スピンエコータイムとグラジ
エントエコータイムをΔｔだけずらしたシーケンスが用
いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記文献に記
載された従来の技術では、測定時間の短縮化を目的とし
たマルチグラジエントエコー系のシーケンスを用いる場
合の磁場均一性の調整について配慮されていないという
問題がある。

【０００５】すなわち、マルチグラジエントエコー系の
シーケンスでは、短時間に高強度の傾斜磁場の勾配極性
を連続反転させて、複数のエコー信号からなるエコート
レイン信号を計測するため、磁石内のボア内面や被検体
表面等に大きな渦電流が発生する。そして、この渦電流
が引き起こす磁場により、エコー信号検出時の磁場分布
が不均一となる大きな問題がある。しかし、従来技術に
おけるリファレンス画像を計測するスピンエコーシーケ
ンスは、一回の励起で１つのエコー信号を計測するもの
であり、高強度の傾斜磁場の極性を短時間で反転させる
ことを繰り返すものでない。そのため、得られるリファ
レンス画像データには、渦電流の影響が表れないため、
渦電流を考慮した調整を行うことができないという問題
がある。

【０００６】なお、渦電流の影響を打ち消すために、ア
クティブシールド付きのグラジエントコイルが用いられ
ることが多いが、磁石ボア内面の渦電流を完全に打ち消
すことは困難であり、被検体表面の渦電流には効果がな
いため、渦電流を考慮した均一度調整が必要とされてい
た。

【０００７】本発明は、マルチグラジエントエコー系の
撮影シーケンスを用いる磁気共鳴イメージング装置の磁
場均一性の調整を改善することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、磁気共鳴イ
メージング装置を次のように構成することにより解決で
きる。すなわち、本発明は、被検体に印可する静磁場を
発生する静磁場発生手段と、前記静磁場の強度分布を調
整する磁場を発生するシム磁場発生手段と、前記被検体
に印可する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾
斜磁場発生手段と、前記被検体に印可する高周波磁場を
発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生す
る磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出
手段から得られた磁気共鳴信号に基づいて演算を行う演
算手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御
手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段
の少なくとも一方を制御して前記静磁場の均一度を調整
する静磁場均一度調整手段とを含む磁気共鳴イメージン
グ装置を対象とする。

【０００９】そして、前記シーケンス制御手段は、前記
傾斜磁場の少なくとも１方向の傾斜磁場の勾配極性を周
期的に反転させて印加しながら前記磁気共鳴信号を検出
させる静磁場調整用シーケンス制御を実行し、前記演算
手段は、前記静磁場調整用シーケンス制御により検出さ
れた前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴スペクトルを
求めて特定の原子核に対応する周波数成分のピークを抽
出し、前記静磁場均一度調整手段は、前記ピークの幅を
狭くするように前記静磁場の均一度を調整することを特
徴とする。

【００１０】このように構成することにより、前記演算
手段により磁気共鳴画像、磁気共鳴スペクトル、磁気共
鳴スペクトル画像のうちの少なくとも１つを得る場合
に、前記磁気共鳴画像、磁気共鳴スペクトル、磁気共鳴
スペクトル画像の測定に先だって、シーケンス制御手段
により被検体又は模擬体に印可する傾斜磁場の勾配極性
を周期的に反転させる。これにより、渦電流の影響を受
けたマルチグラジエントエコー系の磁気共鳴信号を検出
することができる。そして、演算手段により磁気共鳴信
号に基づいて磁気共鳴スペクトルを発生させ、特定の原
子核に対応する周波数成分のピークを抽出し、そのピー
クの幅が狭くなるように、つまり急峻になるように静磁
場均一度調整手段により調整すると、磁場の均一度が改
善される。この場合において、生体のケミカル情報を計
測するＭＲＳＩの場合は、特定の原子核として水に含ま
れる原子核（例えば、水素）を選定することが望まし
い。

【００１１】さらに具体的には、上記構成において、静
磁場均一度調整手段は、ピーク幅に基づいて一の方向の
傾斜磁場のオフセット電流値を一定量変更した後、シー
ケンス制御手段と演算手段にピーク幅の計測を再度実行
させる制御を設定回数繰り返し、ピーク幅が最も狭くな
る最適オフセット電流値を探索することが好ましい。こ
の場合、一の方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を
探索後、他の方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を
順次探索することが好ましい。

【００１２】また、上記の傾斜磁場により磁場均一度を
調整することに代えて又は組み合わせて、複数のシムコ
イルを有してなるシム磁場発生手段の各シムコイルの電
流値を調整するようにすることができる。

【００１３】また、ピーク幅として、半値幅を用いるこ
と、ピーク最大強度の２０％の値におけるピーク幅を用
いることなどは、適宜選択できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１、２は、本発明の特徴に係る静磁
場均一度の調整手順の一実施の形態を示すフローチャー
トである。図３は、本発明が適用される磁気共鳴イメー
ジング装置の一実施形態の全体構成図を示す。図４は、
本発明の解決課題の対象となるマルチグラジエントエコ
ー系のシーケンスの一例であるエコープラナースペクト
ロスコピックイメージングの撮影シーケンスを示す。

【００１５】図３に示すように、磁気共鳴イメージング
装置は、静磁場発生マグネット２、傾斜磁場発生手段を
構成する傾斜磁場発生コイル３及び傾斜磁場用電源部
７、高周波磁場発生手段を構成する送信器８、高周波磁
場パルスを被写体１に印可するとともに、被写体１から
発生する磁気共鳴信号を検出するプローブ４、プローブ
４により検出された磁気共鳴信号を検波処理等の受信処
理をする受信器９、受信処理された磁気共鳴信号を取り
こんで画像再構成などの演算処理を行う計算機５、再構
成された画像等を表示するディスプレイ６、画像信号や
測定条件等を記憶させる記憶媒体１３、静磁場均一度を
調整するためのシム磁場発生手段を構成するシムコイル
１１及びシム用電源部１２、及び全体の動作、機能を制
御する制御装置１０等を含んで構成されている。一般
に、傾斜磁場発生コイル３は互いに直交するの３軸
（ｘ、ｙ、ｚ）の傾斜磁場コイル（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）
から構成される。シムコイル１１は異なる磁場分布特性
を有する複数チャンネルのシムコイルで構成されてお
り、シム用電源部１２からそれぞれのシムコイルに電流
が供給される。シムコイルの内、１次特性のコイル
（Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネル）は、傾斜磁場と干渉を起こす
可能性が有るので、傾斜磁場発生コイル３と一体化する
場合もある。制御装置１０は、シーケンス制御手段と静
磁場均一度調整手段とを兼ね備えている。静磁場均一度
調整手段は、静磁場均一度の調整時に、各シムコイルに
流れる電流の制御、傾斜磁場発生コイル３のオフセット
電流値の制御、又はそれらを組み合わせた制御により静
磁場の均一度を調整する。また、シーケンス制御手段
は、、計算機５、傾斜磁場用電源部７、送信器８、受信
器９等に命令を送り、予めプログラムされたタイミン
グ、強度で各装置が動作するように制御を行う。被検体
１は、静磁場発生マグネット２により生成される静磁場
及び傾斜磁場発生コイル３により生成される異なる３方
向の傾斜磁場が印加される空間に置かれる。図４に、
本発明の静磁場均一度調整の対象であるマルチグラジエ
ントエコー系の撮影シーケンスの一例として、エコープ
ラナースペクトロスコピックイメージングの撮影シーケ
ンスを示す。この撮影シーケンスは、高速に磁気共鳴ス
ペクトル画像が得られる高速ＭＲＳＩとして知られてい
る（特開昭６１−１３１４３等）このパルスシーケンス
は、図４に示すように、初めに、励起用高周波磁場パル
スＲＦ１（９０°パルス）とＺ軸方向のスライス（ボリ
ューム）選択用の傾斜磁場Ｇｓ１を同時に印加すること
により、測定対象とする領域内に含まれる核スピンを選
択的に励起する。次に、この励起により生じる磁化に対
して、Ｙ軸及びＺ軸方向の位相エンコード用の傾斜磁場
Ｇｅ１及びＧｅ２を印加することにより、各磁化の位相
にＹ軸及びＺ軸方向の空間位置情報を付与する。さら
に、ＲＦ１の印加からＴＥ／２後（ＴＥ：エコータイ
ム）に、反転用高周波磁場パルスＲＦ２（１８０°パル
ス）とＺ軸方向のスライス（ボリューム）選択用の傾斜
磁場Ｇｓ２を同時に印加する。これにより、静磁場不均
一により位相が互いにずれていた核スピンを再び収束さ
せ、ＲＦ２の印加からＴＥ／２後にスピンエコー信号を
発生させる。そして、このスピンエコー信号を計測する
際に、Ｘ軸方向のリードアウト用の傾斜磁場Ｇｒの勾配
を周期的に反転させて印加することにより、ケミカルシ
フトとＸ軸方向の空間情報を含んだエコートレイン信号
Ｓｉｇを発生させる。リードアウト用の傾斜磁場Ｇｒの
波形としては、台形波もしくはサイン波を用いることが
できる。この一連のシーケンスを、位相エンコード用の
傾斜磁場Ｇｅ１及びＧｅ２の印加強度を、図中に破線で
示したように段階的に変化させることにより、Ｙ軸及び
Ｚ軸方向のピクセル数（画素数）に相当する回数分、Ｔ
Ｒの間隔で繰り返す。例えば、空間マトリクス数ｍｘ×
ｍｙ×ｍｚ（ｍは整数）の画像を得るためには、現在、
最も広範に用いられている従来法（４Ｄ−ＣＳＩ）では
励起・計測をｍｘ×ｍｙ×ｍｚ回繰り返す必要があ
る。その点、図４の高速ＭＲＳＩではｍｙ×ｍｚ回の励
起、計測で済むことから、計測時間を１／ｍｘに短縮す
ることが可能となる。

【００１６】次に、図４の高速ＭＲＳＩにおけるデータ
処理方法について述べる。上記計測で得られるエコート
レイン信号Ｓｉｇは、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒによ
る外的磁気相互作用と、ケミカルシフトに相当する内的
磁気相互作用の双方により周波数変調されている。すな
わち、各エコー信号１つ１つに注目した場合、現在ＭＲ
Ｉにおいて広範に用いられている超高速撮影法ＥＰＩ
（Echo Planar Imaging）で得られる各エコー信号と同
様に、リードアウト軸方向の空間情報が周波数エンコー
ドされている。また、各エコー信号の中心点に注目した
場合、これらの点ではリードアウト用傾斜磁場Ｇｒの作
用がキャンセルされているから、各中心点を結んだエコ
ートレイン信号のエンベロープ（envelope）は、ケミカ
ルシフトによってのみ変調されていることになる。そこ
で、次に述べるデータ処理を行うことにより、エコート
レイン信号Ｓｉｇからケミカルシフト情報とＸ軸方向の
空間情報とを抽出することができる。

【００１７】図５に示すように、位相変調された１つの
エコートレイン信号ＳｉｇをエコーE１、E２、E３、…
毎に分割し、奇数番目のエコーE１、E３、…と偶数番目
のエコーE２、E４、…にグループ分けした後、新しく定
義した時間軸ｋδ軸に沿って２次元的な再配列を行う。
この２次元データ配列において、時間軸ｋδ軸に沿った
信号の時間変化は、純粋にケミカルシフトに相当する内
的磁気相互作用によって決まる。これはリードアウト用
傾斜磁場Ｇｒの反転が周期的であることにより、Ｇｒに
よる外的磁気相互作用がｋδ軸に沿って消失してしまう
ためである。一方、ｋｘ軸に沿った個々のエコー信号の
形状はＧｒによる外的磁気相互作用により支配される。
Ｙ軸及びＺ軸方向の空間情報は、Ｇｅ１及びＧｅ２によ
り、ｋｘ軸に垂直なｋｙ軸及びｋｚ軸に沿って位相エン
コードされる。このようにして、一連のエコー信号Ｓｉ
ｇを取得することにより、４次元実空間（ケミカルシフ
ト（δ）軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と、フーリエ変換で
結ばれる４次元フーリエ空間（ｋδ軸、ｋｘ軸、ｋｙ軸
及びｋｚ軸）を計測することができる。ここで、各軸の
マトリクス数は、リードアウト軸方向では、ＥＰＩと同
様に１エコー当たりのサンプリング点数で決まり、ケミ
カルシフト軸方向でのスペクトル点数は、１つのエコー
トレインに含まれるエコー数の１／２で定まり、位相エ
ンコード軸方向のピクセル数は、Ｇｅ１及びＧｅ２の段
階数（ステップ数）で決まる。そして、これらの４次元
データ配列に４次元逆フーリエ変換を施すことにより、
ケミカルシフト画像を得ることが可能となる。奇数番目
及び偶数番目のエコーグループから作成される２枚のケ
ミカルシフト画像は、位相補正後、足し合わされる。な
お、Ｇｒにサイン波駆動を用いた場合には、フーリエ空
間を走査する軌跡がサイン波状となるので、サイン補正
を含んだ４次元逆フーリエ変換を施す必要がある。

【００１８】前述したように、ＭＲＳＩが検出対象とす
るケミカルシフトの大きさはｐｐｍ（百万分の一）オー
ダーと非常に小さいため、磁気共鳴周波数に影響を与え
る磁場均一性の調整が重要になり、被検体込みで磁場均
一性を向上させる必要がある。磁場均一度を調整する方
法としては、互いに異なる３方向の傾斜磁場の各オフセ
ット値及び各シムコイルに流す電流量を変化させること
により、静磁場の磁場均一度を調整することが知られて
いる。この方法は、予め模擬試料を測定対象として、各
傾斜磁場コイル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性
を示すリファレンス画像を計測しておく。そして、被検
体を静磁場内に挿入した後、静磁場均一度を調整するシ
ミング対象のターゲット画像としての被検体の磁場分布
画像を計測する。次に、被検体内の磁場分布が均一にな
るように、リファレンス画像から得られた各傾斜磁場コ
イル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性の組み合わ
せ（各コイルに流す電流値）を算出し、これに基づいて
各電流値を調整する。

【００１９】ところで、リファレンス画像及びターゲッ
ト画像は、ＭＲＩの位相分布画像が利用されている。こ
の位相分布画像を測定するために、従来はスピンエコー
タイムとグラジエントエコータイムとをずらした変形ス
ピンエコーシーケンスが用いられている。一方、図４に
示す高速ＭＲＳＩシーケンスのように、測定時間の短縮
化を目的としたマルチグラジエントエコー系のシーケン
スでは、渦電流の影響による静磁場不均一を修正しなけ
ればならない。つまり、一回の励起に対して、短時間に
高強度の傾斜磁場の勾配極性を連続反転させて、異なる
空間位置情報を有する一連のエコー信号を計測してい
る。その傾斜磁場の反転繰り返しにより、磁石内のボア
内面や被検体表面等に大きな渦電流が発生し、この渦電
流が引き起こす磁場により信号検出時の磁場分布が不均
一となる。このように大きな渦電流の発生する撮影法を
行う装置では、通常、渦電流の影響を打ち消すために、
アクティブシールド付きのグラジエントコイルが用いら
れることが多い。しかし、磁石ボア内面の渦電流を完全
に打ち消すことは困難であり、被検体表面の渦電流に対
しては打ち消し効果はない。このためスピンエコー法な
どの小さい渦電流しか発生しない撮影法と高速ＭＲＳＩ
などの大きな渦電流が発生する撮影法とでは、撮影領域
内の静磁場分布は等しくならない。したがって、前記ス
ピンエコーシーケンスを用いたシミング方法では、高速
ＭＲＳＩ撮影時の静磁場不均一を取りきることはできな
い。

【００２０】次に、本発明の特徴である高速ＭＲＳＩ撮
影時の静磁場均一度を向上させる具体的な実施の形態の
調整手順を説明する。

【００２１】（前計測）まず、磁気共鳴スペクトル画像
の本測定（本計測）に先だって、図４のシーケンスにお
いてＧｅ１及びＧｅ２の印加強度を０にした前側定（前
計測）を行う。前計測により得られたエコートレイン信
号に対し、図５で説明した信号処理を施して所定のスラ
イス（ボリューム）におけるＸ軸方向の空間情報とケミ
カルシフト情報の２次元情報だけを有する磁気共鳴スペ
クトル画像を得る。次に、得られたリードアウト点数分
（Ｘ軸方向の点数分）のスペクトルを全て足し合わせる
ことにより、スライス（ボリューム）全体のスペクトル
（積分スペクトル）を生成する。更に、この積分スペク
トルから水分子に含まれる水素原子核に対応する信号ピ
ークを抽出する。この抽出にあたって、通常、全スペク
トルにおいて最大強度をとるピークを水信号ピークとす
る。なお、部位によっては、脂肪信号のピーク強度が水
スペクトルのピーク強度をこえることが有り得る。その
場合は、脂肪と水のケミカルシフトの違い（約３．５
ｐｐｍ）を利用して、あらかじめ水と脂肪のスペクトル
を分離しておくことができる。そして、水信号ピークの
半値幅が最小になるように傾斜磁場オフセット電流値を
調整することにより、静磁場の均一度を向上させる。

【００２２】図１、２に、傾斜磁場オフセット電流値を
調整して静磁場の均一度を調整する一実施形態の手順を
フローチャートにして示す。まず、調整開始にあたっ
て、カウンタｎ及び半値幅ｄF(0)の初期値をそれぞれ０
に（Ｓ１）、また３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向の傾斜磁場
のオフセット電流初期値ＧxOff(0)、ＧyOff(0)、ＧzOff
(0)を０にリセットする（Ｓ２）。次いで、カウンタｎ
をインクリメントし（Ｓ３）、１回目の前計測を行う。

【００２３】１回目の前計測では、予め定めたオフセッ
ト電流初期値ＧxOff(1)、ＧyOff(1)、ＧzOff(1)に設定
して、図４の撮影シーケンスを実行し、エコートレイン
信号を計測する（Ｓ４）。そして、計測されたエコート
レイン信号に基づいて、図５で説明した信号処理を行
い、積分スペクトルから水信号ピークを抽出し、その半
値幅ｄF(1)を算出する（Ｓ５）。この算出した半値幅ｄ
F(1)と前回の前計測で得られた半値幅とを比較し、前回
よりも小さければステップＳ３に戻って、カウンタｎを
インクリメントしてＳ４〜Ｓ６により前計測を繰り返
す。この繰り返し前計測では、繰り返しの都度、３方向
の傾斜磁場のうち第１方向のオフセット電流値を所定の
値(例えばｄGxOff)づつ変化させて、水ピーク幅の計測
を行う。つまり、２回目は、ＧxOff(2)＝ＧxOff(1) ＋ｄGxOff、ＧyOff(2)＝ＧyOff(1)、ＧzOff(2)＝ＧzOff(1)で行う。

【００２４】そして、２回目の前計測の半値幅ｄF(2)を
算出し、ステップＳ６の判断が、ｄF(2)≦ｄF(1）の場
合は、さらにステップＳ３に戻って、各軸のオフセット
電流値を変更して、上述の処理を繰り返す。つまり、ＧGxOff(n)=ＧxOff(1)+(n-1)×ｄGxOff、ＧyOff(n)=ＧyOff(1)、ＧzOff(n)=ＧzOff(1)で、ｎ（≧３）回目の計測を行
う。

【００２５】ｎ回目の前計測で、ステップ６における判
断で、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1)未満であれば、ステップ
Ｓ３〜Ｓ６を繰り返す。そして、ステップ６における判
断で、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1)より大きい場合は、ステ
ップＳ７以降に進む。ステップＳ７では、カウンタｎの
値が２を超えているか否か判断し、超えていなければス
テップＳ８〜Ｓ１１の処理を実行し、超えていればステ
ップＳ１２にジャンプする。つまり、ステップＳ７〜Ｓ
１２において、、第１方向のオフセット電流値の最適値
（ＧxOff(1)＋(n-1)×ｄGxOff）を決定する。

【００２６】まず、ステップＳ７の判断で、カウンタｎ
の値が２を超えていなければ、ステップＳＳ８でカウン
タｎに１を加算して、ステップＳ９の処理を実行する。
ステップＳ９では。各軸のオフセット電流値を、それぞ
れＧxOff(n)＝ＧxOff(1)−(n-2)×ｄGxOff、ＧyOff(n)＝ＧyOff(1）、ＧzOff(n)＝ＧzOff(1)でに設定して、前述と同様にｎ
（≧３）回目の計測を行う。そして、ステップＳ１１で
Ｓ６と同様に、ｎ回目の前計測での半値幅ｄF(n)がｄF
(n-1)未満であれば、ステップＳ８〜Ｓ１０を繰り返
す。一方、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1以上の場合は、ステ
ップＳ１２に進み、第１方向のオフセット電流値の最適
値ＧxOff(opt)を、(ＧxOff(1)−(n-2)×ｄGxOff)に決定
する。

【００２７】次いで、ステップＳ１３、Ｓ１４に進ん
で、第１の方向と異なる第２方向のオフセット電流値に
ついて、ステップＳ２〜Ｓ１２と同様の操作を繰り返
し、最適値ＧyOff(opt)を決定する。なお、その際、第
１方向のオフセット電流値には、ステップＳ１２で決定
した最適値ＧxOff(opt)を設定しておく。第２の方向の
傾斜磁場のオフセット電流値の最適値ＧyOff(opt)が決
まったら、ステップＳ１５、１６に進んで、第３方向の
オフセット電流値について、ステップＳ２〜Ｓ１２と同
様の操作を繰り返し、最適値ＧzOff(opt)を決定する。
なお、その際、第１方向及び第２方向のオフセット電流
値には、ステップＳ１２、１４で決定した最適値をそれ
ぞれ設定しておく。

【００２８】全ての方向の傾斜磁場のオフセット電流値
の最適値を求めたら調整を終了し（Ｓ１７）、制御装置
１０はそれらの最適値を各方向の傾斜磁場のオフセット
電流とし（Ｓ１８）、これに基づいて傾斜磁場用電源部
７を介して各傾斜磁場発生コイル３の電流を制御し、渦
電流に起因する静磁場不均一を改善した静磁場を発生さ
せた後、図４に示した撮影シーケンスにより、ＭＲＳＩ
撮影を実行する。これにより、高速撮影法であるマルチ
グラディエント系の撮影シーケンスを用いても、渦電流
の影響を低減したケミカルシフト情報を計測することが
できる。

【００２９】上述したように、前計測により３方向の傾
斜磁場のオフセット電流を順次１つづつ変化させなが
ら、Ｘ軸方向の空間情報とケミカルシフト情報の２次元
情報だけを有する磁気共鳴スペクトル画像を得て、得ら
れたリードアウト点数分（Ｘ軸方向の点数分）のスペク
トルを全て足し合わせることにより、スライス（ボリュ
ーム）全体のスペクトル（積分スペクトル）を生成し、
その積分スペクトルから水分子に含まれる水素原子核に
対応する信号ピークを抽出し、そのピーク値の急峻度が
最も強くなる各方向の傾斜磁場オフセット電流の最適値
を求め、これに従って傾斜磁場強度を調整することによ
り、渦電流に起因する静磁場不均一を向上させるデータ
が得られる。

【００３０】なお、図１、２の例では、傾斜磁場オフセ
ット電流値の調整を行ったが、各シム磁場発生コイルに
流す電流値を調整した場合にも同様の効果が得られる。

【００３１】また、図１、２の例では、水信号ピークの
半値幅（最大値の５０％減衰値でのピーク幅）を用いて
いたが、最大値の２０％減衰値でのピーク幅を用いても
よい。また、高速ＭＲＳＩとして、エコープラナース
ペクトロスコピックイメージング以外に、マグネティッ
クレゾナンスインメディスン(Magnetic Resonan
ce in Medicine)第１巻、第３７０−３８６頁（１９
８４年）等に記載されたマンスフィ−ルド（Mansfiel
d）提案のＥＰＳＭ法及びＰＲＥＰ法を用いた場合も、
同様の効果が得られる。また、静磁場調整後に高速ＭＲ
ＳＩを行う場合について述べたが、エコープラナースペ
クトロスコピックイメージングと同様にマルチグラジエ
ントエコー系のシーケンスであるエコープラナーイメー
ジングでも、画質向上効果が得られる。

【００３２】また、水素原子以外の磁気共鳴信号を観測
する場合にも、予め図１、２の手法を用いて、磁場均一
度の向上を行うことにより、同様の効果が得られる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、マルチグラジエントエ
コー系の撮影シーケンスを用いる磁気共鳴イメージング
装置の磁場均一性の調整を改善することができる。その
結果、磁場不均一の影響の無いケミカルシフト画像を短
時間で測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の静磁場均一度調整に係る一実施形態の
調整手順を示すフローチャートの前半である。

【図２】本発明の静磁場均一度調整に係る一実施形態の
調整手順を示すフローチャートの後半である。

【図３】本発明を適用可能な磁気共鳴撮影装置の一例の
全体構成図である。

【図４】本発明を適用するのに好適な撮影シーケンスの
一例であるエコープナラースペクトロスコピックイメー
ジングのシーケンスを示す図である。

【図５】エコープナラースペクトロスコピックイメージ
ングにより計測された磁気共鳴信号に基づいてケミカル
シフト情報を得る信号処理方法を説明する図である。

【符号の説明】

２静磁場発生マグネット３傾斜磁場発生コイル４プローブ５計算機６ディスプレイ７傾斜磁場用電源部８送信器９受信器１０制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に印可する静磁場を発生する静磁
場発生手段と、前記静磁場の強度分布を調整する磁場を
発生するシム磁場発生手段と、前記被検体に印可する互
いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手
段と、前記被検体に印可する高周波磁場を発生する高周
波磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信
号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段から得ら
れた磁気共鳴信号に基づいて演算を行う演算手段と、前
記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段と、前記
シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段の少なくとも
一方を制御して前記静磁場の均一度を調整する静磁場均
一度調整手段とを含む磁気共鳴イメージング装置におい
て、前記シーケンス制御手段は、前記傾斜磁場の少なくとも
１方向の傾斜磁場の勾配極性を周期的に反転させて印加
しながら前記磁気共鳴信号を検出させる静磁場調整用シ
ーケンス制御を実行し、前記演算手段は、前記静磁場調整用シーケンス制御によ
り検出された前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴スペ
クトルを求めて特定の原子核に対応する周波数成分のピ
ークを抽出し、前記静磁場均一度調整手段は、前記ピークの幅を狭くす
るように前記静磁場の均一度を調整することを特徴とす
る磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】前記特定の原子核が、水に含まれる原子
核であることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イ
メージング装置。
【請求項３】前記静磁場均一度調整手段は、前記ピー
ク幅に基づいて前記傾斜磁場の一方向の傾斜磁場のオフ
セット電流値を一定量変更した後、前記シーケンス制御
手段と演算手段に前記ピーク幅の計測を再度実行させる
制御を設定回数繰り返して、前記ピーク幅が最も狭くな
る最適オフセット電流値を探索することを特徴とする請
求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】前記静磁場均一度調整手段は、前記一の
方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を探索後、他の
方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を順次探索する
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージン
グ装置。
【請求項５】前記シム磁場発生手段は、複数のシムコ
イルを有してなり、前記静磁場均一度調整手段は、前記ピーク幅に基づいて
一のシムコイルの電流値だけを変更した後、前記シーケ
ンス制御手段と演算手段に前記ピーク幅の計測を再度実
行させる制御を設定回数繰り返して、前記ピーク幅が最
も狭くなる該一のシムコイルに係る最適電流値を探索す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴イ
メージング装置。
【請求項６】前記シム磁場発生手段は、一のシムコイ
ルの最適電流値を探索後、他のシムコイルの最適電流値
を順次探索することを特徴とする請求項５に記載の磁気
共鳴イメージング装置。
【請求項７】前記ピーク幅として、半値幅を用いるこ
とを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気
共鳴イメージング装置。
【請求項８】前記ピーク幅として、ピーク最大強度の
２０％の値におけるピーク幅を用いることを特徴とする
請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気共鳴イメージン
グ装置。