JP2000262490A - 磁気共鳴イメージング方法および磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静磁場における超高速変動が補償された磁気
共鳴イメージング 【解決手段】 第１の傾斜磁場パルスは所定ボリューム
についてのＮＭＲ・ＲＦ励起を選択的に呼び起こすべく
静磁場に重畳され、第２の傾斜磁場パルスは他の時間に
静磁場に重畳される。所定ボリューム内に存在する磁場
を表わすキャリブレーションデータを生成するために、
第２の傾斜磁場パルスが省略される測定サイクルの少な
くともさらなる１つが実行される。所定ボリューム内に
存在する磁場に、時間に関する変動に起因して生ずる位
相角誤差に対する補償が施されたＭＲＩデータを生成す
るために、キャリブレーションデータが用いられる。位
相角は位相角度の逆数を測定されたイメージデータに与
えることにより補償される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）現象を利用する磁気共鳴イメージングに関し、より
具体的には、超高速な主磁場変動を補償するＭＲＩ（磁
気共鳴イメージング）方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、核
磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を受けやすい原子核の実質的な
集団を有する対象物（例えば、人体）の内部構造を表現
するディジタル化された可視イメージを得るために広く
受入れられ、かつ商業的に有用な技術となっている。Ｍ
ＲＩにおいては、イメージ化される体内における原子核
は、強い主磁場Ｂ_０をかけることにより配向が整列され
る。選択された原子核は、特定のＮＭＲ周波数の高周波
数（ＲＦ）信号をかけることにより励起される。局所的
な磁場を空間的に分布させ、そして原子核から得られた
ＲＦ応答を適切に解析することにより、原子核位置の関
数としての相対的なＮＭＲ応答のマップ、すなわちイメ
ージを決定することができる。フーリエ解析の結果、空
間におけるＮＭＲ応答を表現するデータをＣＲＴ上に表
示することができる。

【０００３】奇数個のプロトン（陽子）および／または
ニュートロン（中性子）を有する原子核のみが磁気モー
メントを持ち、ＮＭＲ現象の影響を受けやすい。強い静
磁場は原子核を整列させ、平衡状態において該主磁場と
平行に整列された総体的な磁化ベクトルを生成する。単
一のＲＦパルスとしての第１の磁場を横切って印加され
る第２の磁場は、総体的な磁化ベクトルを例えば９０°
だけ倒すエネルギーを原子核に与える。この励起の後、
該原子核は歳差運動し、かつ次第に緩和して静磁場によ
る整列状態に戻る。原子核が歳差運動し、かつ緩和する
ので、それらは周囲を取り囲むコイルに微弱であるが検
出可能な自由誘導減衰（ＦＩＤ）として知られる電気的
エネルギーを誘起する。これらのＦＩＤ信号はここでは
ひとまとめにしてＭＲ信号と称される。これらのＦＩＤ
信号（および／または傾斜磁場−リフォーカスフィール
ドエコー）は、空間における原子核のイメージを生成す
べく、コンピュータにより解析される。

【０００４】磁化ベクトルは、主磁場Ｂ_０に関して縦方
向成分と横方向成分に分解することができる。慣例的
に、縦方向成分は磁場Ｂ_０に平行に定義され、そして、
横方向成分は磁場Ｂ_０に垂直に定義される。磁化ベクト
ルは、一度、平衡が乱されると、「緩和」として知られ
るプロセスが、縦方向成分を磁場Ｂ_０に合わせて整列さ
せ、平衡磁場の大きさＭ_０に回復させ、かつ横方向成分
に減衰を生じさせる。これらの緩和プロセスは「スピン
−格子緩和」および「スピン−スピン緩和」と称し、時
定数がそれぞれＴ_１およびＴ_２である指数関数により特
徴付けられる。Ｔ _２緩和に加えて、磁場Ｂ_０における不
均一性が、横方向成分にさらなる減衰を生じさせる。
「見かけ上の緩和」時定数、つまりＴ_２ ^＊、は、それ
故、スピン−スピン緩和およびＢ_０磁場不均一性の存在
の両者に起因する特徴的な横方向信号減衰として定義さ
れる。

【０００５】ＮＭＲ周波数と主磁場Ｂ_０とは、ラーモア
の関係によって関連付けられる。この関係は、原子核の
歳差運動の角周波数、ω_０、は、磁場Ｂ_０と、各核種に
ついての基本的な物理定数である、いわゆる磁気回転比
γとの積であると定めている。

【０００６】ω_０＝Ｂ_０γ（１−σ） ここで、σは、原子核のまわりの化学的環境を示すシー
ルディングファクタであり、一般に「ケミカルシフト」
と称される。

【０００７】ＲＦスピン章動パルスは特定領域の対象同
位元素の１以上の核種を倒す。平衡状態から倒された
後、各核種の原子核は、それら自体の特有の速度で歳差
運動を開始する。歳差運動する原子核の位相は、該原子
核が配置されている物理的または化学的環境のようなパ
ラメータの結果として次第に異なって（位相がずれて）
ゆく。例えば、脂肪中の原子核は、ケミカルシフトの影
響により水中の原子核とは異なる速度で歳差運動する。
加えて、磁場における不均一性も、章動歳差運動してい
る原子核の位相ずれを生じさせることに寄与する。

【０００８】典型的には、ＮＭＲ測定プロセスの間の磁
場（例えば、静磁場および傾斜磁場）における小さなス
プリアス変動が存在する。例えば、一連の傾斜磁場シー
ケンスを高速に印加すると、導電部材の近傍に渦電流を
生じる。それらの渦電流により生成される磁場は、渦電
流を誘起した磁場とは反対の方向に向けられる。それら
の渦電流は、傾斜磁場パルスがオフにスイッチされたと
きに、瞬間的には消滅しないから、例えばＮＭＲ・ＲＦ
信号が生じたときに、残留磁場がまだ存在しているかも
しれない。

【０００９】種々のシステムが、ＮＭＲデータ測定の間
における磁場におけるこれらの変動を補償する技術を提
供している。例えば、Ｙａｏらの米国特許第４，８８
５，５４２号は、残留渦電流に起因する磁場／位相誤差
を、イメージング収集の前、その間、および後における
キャリブレーション「テンプレート」測定値を用いて補
償する。そのような、余分のキャリブレーション測定
は、静磁場Ｂ_０の相対的に低速で、かつ本質的に線形の
変動を補償するには、非常に有用である。より高速に変
動するスプリアス磁場を補償するための他の技術も提供
されている。例えば、Ｋａｕｆｍａｎらの米国特許第
４，９７０，４５７号は、単一のＭＲＩシーケンスと同
じくらい短い（またはそれより短い）期間に生じる比較
的高速の静磁場の変動を補償する技術を記述している。

【００１０】しかしながら、静磁場Ｂ_０には、補償され
るべき、さらに高速で変化する変動さえも見出されてい
る。これらの変動は、イメージング傾斜磁場自体による
高速のおそらく変動的な磁場の変化により生ずる変動を
含んでいる。したがって、例えば、Ｋａｕｆｍａｎらの
技術は、イメージングスキャンの時間−おおむね数分程
度−に対して「高速の」変動を補償するのに大変有用で
あるとともに、１ラインのＮＭＲデータを収集するのに
用いる何分の一秒程度の高速の磁場の変動を補償する新
規な技術が要求されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、１ラインの
ＮＭＲデータを収集するのに用いる何分の一秒程度の高
速の磁場の変動を補償する技術を提供する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様によ
れば、高速磁場変動の測定に基づいて補償がなされる。
特に、磁気共鳴イメージング方法および装置は、一連の
測定サイクルのシーケンスにわたってＭＲＩデータを集
める。傾斜磁場パルスは、一連の測定サイクルのシーケ
ンスの間、所定のボリュームについてＭＲＩデータを生
成すべく、静磁場に重畳される。傾斜磁場パルスによっ
て生成される時間に関する静磁場の変動が測定され、そ
して測定された変動は、傾斜磁場パルス自体に起因して
所定のボリューム内に実際に存在する磁場に存在した誤
差が補正されたＭＲＩデータを生成するために用いられ
る。

【００１３】本発明の別の態様によれば、補償はシーケ
ンスの展開の間に行われる。特に、磁気共鳴イメージン
グ方法および装置は、一連の測定サイクルのシーケンス
にわたってＭＲＩデータを集める。傾斜磁場パルスは、
一連の測定サイクルのシーケンスの間、所定のボリュー
ムについてＭＲＩデータを生成すべく、静磁場に重畳さ
れる。傾斜磁場パルスの形状および位置の少なくとも一
方が、傾斜磁場パルスによって生成される時間に関する
静磁場の変動を補償するために用いられる。

【００１４】本発明のさらに別の態様によれば、補償
は、イメージデータの収集の後に訂正を施すことにより
行われる。例えば、磁気共鳴イメージング方法および装
置は、一連の測定サイクルのシーケンスにわたってＭＲ
Ｉイメージデータを集める。第１の傾斜磁場パルスは、
少なくとも１つの所定のボリュームにＮＭＲ・ＲＦ励起
を選択的に呼び起こすべく静磁場に重畳され、第２の傾
斜磁場パルスは、測定サイクルにおける他の時に静磁場
に重畳される。測定サイクルの少なくともさらなる一つ
が実行され、その間に、そのとき所定のボリュームに存
在する磁場を示すキャリブレーションデータを生成する
ために少なくとも１つの前記第２の傾斜磁場パルスが省
略される。キャリブレーションデータは、所定のボリュ
ームに実際に存在する磁場における時間に関する変動に
起因して存在した位相角誤差が補償されたＭＲＩデータ
を生成するために用いられる。ＭＲＩデータは、測定さ
れたイメージデータに対し、少なくともさらなる１つの
測定サイクルの間に決定される位相角度の逆数を施すこ
とによって位相角誤差が補償される。

【００１５】別の磁気共鳴イメージング方法および装置
においては、ＭＲＩデータは、一連の測定サイクルのシ
ーケンスにわたって、イメージ化されるボリュームから
集められる。少なくとも一対のさらなるキャリブレーシ
ョン測定サイクルが実行され、そこでは一方のサイクル
の間に利用されるすべての傾斜磁場パルスの極性が他方
のサイクルに対して反転され、対をなすサイクルにおい
て得られる測定ＮＭＲＲＦ応答の各々に対応する位相
が、実質的にケミカルシフトアーチファクトが無くかつ
傾斜磁場が印加されていないときにキャリブレーション
データを提供すべく引き算される。該キャリブレーショ
ンデータは、前記イメージ化されるボリュームに実際に
存在する磁場における時間に関する望ましくない変化に
起因して存在した位相角誤差が補償されたＭＲＩデータ
を生成するために用いられる。

【００１６】これ以外のこの発明の他の特徴および利点
は、添付した図面を参照して以下に示した発明の実施の
形態中の一層詳細な記述を注意深く検討することによ
り、一層完全に理解されるであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る磁気共鳴イメージング装置の実施形態を説明する。

【００１８】第１実施形態 図１は本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージン
グ装置の構成を示す図である。

【００１９】良く知られているように、原子核は、特定
の周波数で特定の位相をもって、歳差運動する。原子核
に異なる直交方向の傾斜磁場を印加することにより、歳
差運動の周波数および位相を、原子核の空間的なエンコ
ードに用いることができる。一つの直交方向について、
原子核のスライスが励起される。そのスライス内におい
て、選択された原子核を一方向について空間的にエンコ
ードするために原子核の歳差運動の周波数を用い、選択
された原子核を第２の（すなわち他の）方向について空
間的にエンコードするために原子核の歳差運動の位相を
用いて、該スライスの残った２つの次元からＭＲ信号が
抽出される。結果として生じるＭＲ信号の複素周波数お
よび位相を解析することにより、選択されたスライスに
おける原子核密度に関する情報が決定され得る。

【００２０】本発明の手順は、現存するＭＲＩ装置の制
御プログラムの適切な変更により提供され得る。図１
は、被検体のイメージングボリューム１１の内部に、実
質的に均一で一様に分極された磁場Ｂ_０を発生する大き
な分極された主磁石構造１０を備えるＭＲＩシステムの
一つの実例、しかし限定的でない例を示している。適切
なキャリッジ１２は、被検体１３の組織の所望の部位を
イメージボリューム１１内に挿入する。傾斜磁場コイル
１４によって、傾斜磁場（電磁場）が選択的に生成され
る。ＲＦコイル１５により、イメージボリューム内にお
いて、被検体の組織内にＲＦ原子核章動パルスが送信さ
れる。ＭＲ信号を構成するＲＦ応答が、適切なＲＦ検出
コイル構造１６を介して被検体の組織から受信される。

【００２１】ＭＲＩデータを収集するために、該ＭＲＩ
システムは、プログラム可能なコンピュータ／プロセッ
サ１９のコントロール下において、ＭＲＩパルスシーケ
ンスコントローラ１７および１８を介して傾斜磁場およ
びＲＦ章動パルスを発生する。さらに、プロセッサ１９
は、傾斜磁場パルスアンプ２０並びにＲＦ信号源および
アンプ回路２１および２２を制御する。ＭＲ信号（ＲＦ
検出器）回路２２は、シールドされたＭＲＩシステムガ
ントリー内に配置されるＭＲ信号ＲＦコイル１６と適切
にインタフェースされる。受信されたＭＲ応答は、ディ
ジタイザ２３によってディジタル化され、典型的にはイ
メージプロセスのためのアレイプロセッサ、およびＭＲ
信号データの収集およびプロセスを制御するために、か
つコントロールターミナル２４のＣＲＴに表示されるイ
メージを生成するプログラムが記憶されかつ選択的に利
用される適切なコンピュータプログラム記憶媒体（図示
せず）を含むプロセッサ１９に供給される。該ＭＲＩシ
ステムは、イメージングシーケンスコントローラ１７お
よび１８をオペレータにコントロールさせるための適切
なキーボードスイッチおよびその他のものを含むコント
ロールターミナル２４を提供する。イメージはプリンタ
２３によって、直接的にフィルムあるいはその他の適当
な媒体にも記録される。

【００２２】システムコンピュータ／プロセッサ１９と
共同して、オペレータには、典型的にはＭＲＩシーケン
スおよびデータプロセス技術についての選択のメニュー
が与えられる。これらのシーケンスおよびデータプロセ
ス技術のうちの少なくともいくつかは、後述する静磁場
に対する変動を補償する発明技術を包含するプログラム
を含む。発明技術を有効とするための適切な詳細なコン
ピュータプログラムの発生は、ここの詳細な記述を考慮
して当該技術における熟練者の能力の範囲内で良好であ
ると信じられている。

【００２３】それによってＭＲ信号を結果として生じか
つ収集するためのＲＦ励起パルスおよび傾斜磁場を生じ
させる種々のコイルによる操作は、ＭＲＩ収集シーケン
スと称される。限定的ではない一例を参照して、本発明
を用いることにより補償し得るアーチファクトを有する
ＭＲＩに用いられる２つの異なる典型的なシーケンスに
ついて以下に記述される。第１はスピンエコーシーケン
スであり、第２はフィールドエコーシーケンスである。
スピンエコーシーケンスは、図２に説明されており、フ
ィールドエコーシーケンスは図３に説明されている。こ
れらのシーケンスは公知であり、説明する必要はないか
もしれないが、図３に示されるフィールドエコーシーケ
ンスについて簡単に説明する。

【００２４】フィールドエコーシーケンスにおいては、
ＭＲ信号は傾斜磁場−リフォーカスフィールドエコーと
してあらわれる。最初に、特定のＲＦ共鳴周波数にイメ
ージ化されるべき被検体内の原子核のスラブを敏感にさ
せるため傾斜磁場Ｇsliceが、主磁場に沿って重畳され
る。それから、磁化ベクトルを平衡状態から倒すために
特定の周波数のＲＦ励起磁場すなわち章動パルスが印加
される。その後、一時的な周波数の相違、従ってスラブ
内の特定の方向に沿って異なる位置にある原子核間の位
相差を誘起することにより原子核を位相エンコードする
ために大きさが変化するパルス化された傾斜磁場Ｇpeお
よびＧsliceが用いられる。それと同時に、その他のパ
ルス化された傾斜磁場Ｇroが、Ｇpe方向に垂直な読み出
し（ro）方向に印加され、歳差運動する原子核を、最初
にディフェーズし、それからリフェーズし、結果として
フィールド−エコーＭＲ信号を生ずる。章動パルスの中
心からフィールド−エコーＭＲ信号の中心までの時間
が、エコー時間ＴＥであり、パルスシーケンス全体の期
間はＴＲとする。こうして、印加された傾斜磁場Ｇro
は、読み出し方向について選択された原子核のスラブを
周波数エンコードする。結果として得られるＭＲ信号
（「生データ」または「ｋ空間データ」）は読み取ら
れ、かつフーリエ解析を用いて解析される。該解析の周
波数領域のプロットは、Ｘ−Ｙ−Ｚ位置に対応するフー
リエ空間（イメージ領域とも称する）における原子核の
総数についての情報を与えるために評価される。

【００２５】急な傾斜磁場の変化は、静磁場を生成する
のに用いた磁石のクライオスタットの内壁上に渦電流を
生じさせる。これらの渦電流は、その反動として機械的
変動、中心磁場における変動、および最終的には読み出
し方向に沿う生データにおける位相変動を生じさせる。
生データにおける位相変動は、磁石の構造に対して傾斜
磁場コイルの直接機械的な結合によっても生じる。本発
明は、非常に高速の（例えば、１ラインのＮＭＲデータ
を収集するために用いられる何分の一秒かと比較して速
い）そしてイメージング傾斜磁場それ自体に起因する中
心磁場Ｂ_０における変動の補償に向けられている。

【００２６】中心磁場変動の補償に関して、スピンエコ
ーおよびフィールドエコーシーケンスは、（１）ＰＥお
よびＳＥ位相エンコードパルス、（２）読み出しウィン
ドウパルス、および（３）その他の読み出しディフェー
ズパルス、スライス選択およびリフェーズパルス、スポ
イラパルス、並びに流れ補償パルスのような傾斜磁場パ
ルスという３つのタイプの傾斜磁場パルスを有する。

【００２７】ＰＥおよびＳＥ位相エンコードパルスは、
他の傾斜磁場パルスとは異なっており、それらは収集の
間に変化する。読み出しウィンドウパルスは、他の傾斜
磁場パルスとは異なっており、信号収集の間オンとなっ
ている。したがって、これらのパルスは、しばしば異な
って扱われなければならない。以下に説明する種々の方
法は、おおむねカテゴリ（３）の全ての傾斜磁場パルス
に適しているが、カテゴリ（１）およびカテゴリ（２）
の傾斜磁場パルスには適していない。

【００２８】出願人によるテストは、中央磁場変動が均
一であることを示しておりかつ次のように記述すること
ができる。

【００２９】 Ｐ（ｔ） ＝ Ａ_０ｃｏｓ（２πｗ_０ｔ＋Ｆ_０）ｅ^−ｔ／ｓ_０＋ Ａ_１ｃｏｓ（２πｗ_１ｔ＋Ｆ_１）ｅ^−ｔ／ｓ_１＋ Ａ２ｃｏｓ（２πｗ２ｔ＋Ｆ２）ｅ^−ｔ／ｓ２＋ … （１） ここで、ｗ_０、ｗ_１、ｗ_２等は周波数成分を示し、
ｓ_０、ｓ_１、ｓ_２等は時定数を示している。

【００３０】以下の、中央磁場変動の単純化した記述
は、いくつかのシーケンスに利用することができる。

【００３１】 Ｐ（ｔ） ＝ Ａ_０ｃｏｓ（２πｗ_０ｔ＋Ｆ_０）ｅ^−ｔ／ｓ_０ （１’） 時定数が、読み出しウィンドウに比して充分に長いと
き、次のより単純な中央磁場変動の記述も利用され得
る。

【００３２】 Ｐ（ｔ） ＝ Ａ_０ｃｏｓ（２πｗ_０ｔ＋Ｆ_０） （１”） テンプレートラインなしにシーケンスについての中央磁
場変動により生成されるアーチファクトを定量化するの
に適する方法について、以下に説明する。さらに具体的
には、この方法は立方体のファントムを用いて如何なる
シーケンスについても（シーケンスに対する変更なし
に）磁場変動インパルス応答を測定する。該方法は、Ｐ
ＥおよびＳＥ位相エンコードパルスの影響を無視するこ
とができるという仮定に基づいている。

【００３３】ステップ１−１ 図３に示されるように立方体ファントムが読み出し方向
について磁石の中心に配置される。該立方体ファントム
の配置される精度は重要ではない。

【００３４】ステップ１−２ 位相エンコード方向に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が施
される。ファントムからの信号を含むデータの各ライン
は、数学的に次のように記述することができる。

【００３５】 Ｕ（ｔ） ＝ Ｍ（ｔ）ｅ^{ｉ（Ｆ（ｔ）＋Ｐ（ｔ））} （２） ここで、Ｐ（ｔ）は式（１）の形態でのそれらのパルス
により生成される位相変動、Ｍ（ｔ）は磁場変動なしの
信号の大きさ、そしてＦ（ｔ）は磁場変動なしの信号の
位相である。

【００３６】ステップ１−３ 信号の大きさが取り出され、読み出し方向にＦＦＴが実
行される。数学的には、 Ｖ（ｔ） ＝ Ｕ（ｔ）／ＭＡＧ（Ｕ（ｔ）） ＝ ｅ^{ｉ（Ｆ（ｔ）＋Ｐ（ｔ））} （３） そして ｖ（ｘ） ＝ ＦＦＴ（Ｖ（ｔ）） （４） 図５参照。

【００３７】ステップ１−４ ｖ（ｘ）の左辺をｖ１とし、かつｖ（ｘ）の右辺をｖ２
とする。すると、 ｖ_１（ｘ） ＝ ｖ（ｘ） （ｘ＜中央） ＝ ０ （それ以外） （５） ｖ_２（ｘ） ＝ ｖ（ｘ） （ｘ＞中央） ＝ ０ （それ以外） （６） ｖ_１（ｘ） ＝ ｖ_０（ｘ−ｘ_１）とｐ（ｘ）とのコンボリューション （７） ｖ２（ｘ） ＝ ｖ_０（ｘ_２−ｘ）とｐ（ｘ）とのコンボリューション （８） ここで、ｖ_０はパルスであり、その正確な形状は読み出
しウィンドウの分解能に依存し（それは重要ではな
い）、そしてｐ（ｘ）はｅ^{ｉ（Ｐ（ｔ））}のＦＦＴであ
る。式（７）および（８）は、高い精度をもって式
（５）および（６）に続く。Ｕ（ｔ）の大きさは、シン
ク（sinc）関数であり、そして、中央に高いピークを有
している。Ｕ（ｔ）をその大きさで割り、ＦＦＴを施す
ことにより、ｖ（ｘ）は、立方体ファントムのハイパス
イメージ（高域通過イメージ）となる。直流および低周
波成分は厳しく抑制されている。高度の近似のため、す
べての残部はファントムの左右エッジから寄与する。さ
らに、ファントムの左右エッジは、互いにミラーイメー
ジであるから、ｖ（ｘ）における２つのエッジの寄与も
ミラーイメージであり、もしも左側からの寄与が関数ｖ
_０（ｘ−ｘ_１）であれば、右側からの寄与は鏡像化され
た同じ関数であり、異なるオフセットを有するｖ_０（ｘ
_２−ｘ）である。関数ｖ_０の実際の形状は、重要ではな
い。ｖ_１およびｖ_２のＦＦＴは、下記の式（９）および
（１０）においてＬ_１および／またはＬ_２に吸収される
線形位相ランプを除き、互いに複素共役であるために、
ミラーイメージの属性のみが頼りになる。もちろん、Ｕ
（ｔ）をその大きさで割ることは一つの可能な応用に過
ぎない。Ｕ（ｔ）は直流および低周波成分を、完全に近
く抑圧するハイパス動作を実行する如何なる関数によっ
て割っても同等によい結果を得ることができる。

【００３８】ステップ１−５ ｖ_１およびｖ_２に別々に逆ＦＦＴを施す。数学的表現は
次のようになる。

【００３９】 Ｖ_１（ｔ） ＝ Ｍ_０（ｔ）× ｅ^{ｉ（Ｆ０（ｔ）＋Ｐ（ｔ）＋Ｌ１ｔ＋Ｂ１＋Ｎ１（ｔ））} （９） そして Ｖ２（ｔ） ＝ Ｍ_０（ｔ）× ｅ^{ｉ（−Ｆ０（ｔ）＋Ｐ（ｔ）＋Ｌ２ｔ＋Ｂ２＋Ｎ２（ｔ））} （１０） ここでＭ_０（ｔ）ｅ^{ｉＦ０（ｔ）}は、ｖ_０の逆ＦＦＴに
等しい。

【００４０】ステップ１−６ Ｗ（ｔ）が次のようにして計算される。

【００４１】 Ｗ（ｔ） ＝ （Ｖ１（ｔ）Ｖ２（ｔ））／ ＭＡＧ（Ｖ１（ｔ））／ＭＡＧ（Ｖ２（ｔ）） ＝ ｅ^{ｉ（２Ｐ（ｔ）＋Ｌｔ＋Ｂ＋Ｎ（ｔ））} （１１） 式（９）、（１０）および（１１）において、「Ｌ」
は、ｔにリニアな位相ランプのスロープ、「Ｂ」は一定
位相のオフセット、そして「Ｎ」は位相ノイズである。
したがって、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２；Ｂ＝Ｂ１＋Ｂ２；そして
Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２である。

【００４２】ステップ１−７ 零および第１番目の位相シフトがｐ領域の中心位置決め
により取り出され、ｐ領域におけるスケール定数２が磁
場変動のインパルス応答を生起すべく非零周波数成分か
ら取り出される。数学的には、磁場変動のインパルス応
答は次式で与えられる。

【００４３】 Ｗ’（ｔ）＝ｅ^{ｉ（Ｐ（ｔ）＋Ｎ（ｔ））} （１２） ステップ１−８ バックグラウンドノイズに基づく単純なスレッシュホー
ルドが、データのどのラインがファントムからの信号を
もっているかを決定するのに用いられる。信号の読み出
しラインは、ノイズを低減するために平均化される。

【００４４】ステップ１−９ 図６に関し、ゼロ埋めＷ’（ｔ）のＦＦＴは、磁場変動
のインパルス応答を与える。このようにして、式（１）
におけるｗ_０、ｗ_１、ｗ_２、…が測定される。

【００４５】出願人は、テストによりいくつかの重要な
結論を引き出した。

【００４６】第１に、式（１）が有効であるために、変
動は磁場の中心の周囲において実質的に均一である。

【００４７】第２に、いくつかのシーケンスについて、
大きく支配的な周波数成分が存在する。これらの場合、
式（１’）を用いることができる。さらに、もし時定数
ｓ_０が充分に長ければ、該シーケンスに式（１”）を使
用することができる。

【００４８】他のシーケンスでは、状況がもっと入り組
んでいる。例えば、いくつかのスピンエコーシーケンス
は少なくとも２つの大きな周波数成分を有している。こ
れは、実際、この測定法が、単一または固定数の周波数
成分を仮定する他の方法よりも一層正確であることを示
唆している。この場合、式（１）は中心磁場変動のより
よい記述を提供する。

【００４９】機械変動の相対的に長い時定数に起因し
て、ここで議論している中心磁場変動は、渦電流だけに
よって生じる中心磁場変動とは異なる特性を持ってい
る。もしも、ＴＲサイクル（約５００ｍｓ）において、
通常よりも１またはそれ以上少ないスライスが収集され
たならば、データにおけるアーチファクトは低減されま
たは除去される。このことは、スライスサイクル内の読
み出しウィンドウのすぐ前のそれらの傾斜磁場パルスか
らだけでなく、他のスライスサイクルに配置された傾斜
磁場パルスからも、データにおけるアーチファクトが効
果を蓄積することを示唆している。

【００５０】算出されたインパルス応答は、逆変換し
て、測定の精度をチェックするために取り出すことがで
きる。位相パターンは、同じシーケンスおよび同じ収集
パラメータで収集した実データと共に後で使用するため
に保持することができる。もしもデータにおけるいくつ
かの形態が（例えば頭部のエッジ）分離できるならば、
実データイメージに同じコンセプトを適用することがで
きる。そして、この方法は、直接磁場変動補正方法を提
供する。必要であると信じられるすべては、イメージが
２つのミラーエッジ、例えば軸方向のすなわちコロナル
の頭部イメージの対向するエッジを含んでいるというこ
とである。これら２つのエッジは、ちょうど立方体ファ
ントムが用いられた場合のように、ｖ_１（ｘ）およびｖ
_２（ｘ）を見つけるのに用いることができる。

【００５１】この発明の他の態様によれば、磁場変動お
よびイメージデータにおける位相ひずみを低減するのに
有用な方法が提供される。この方法は、ｗ_０が周波数、
ｓ_０が時定数である式（１’）により特徴付けられ得る
磁場変動を前提として開発された。もちろん、上述した
原理は、磁場変動の特性の特別な特徴付けに限定される
ことはない。

【００５２】シーケンスにおいて用いられる典型的な傾
斜磁場パルスは図７に示されている。このパルスの前縁
によって発生した位相変動が、数学的に次のようにあら
わされるならば、 Ａ_０cos（２πｗ_０（ｔ−ｔ_０））ｅ^{−（ｔ−ｔ０）／ｓ０} _（１６） 該パルスの後縁によって発生する位相変動は −Ａ_０cos（２πｗ_０（ｔ−ｔ_０−Ｔ））ｅ^{−（ｔ−ｔ０−Ｔ）／ｓ０} _（１７） でなければならない。

【００５３】ｔ_０＜＜ｓ_０であるとき、そしてＴがｔ_０
（または２＊ｔ_０、…）にほぼ等しいならば、２つの変
動が位相ずれを生じ、互いに近似的にキャンセルし合
い、そしてＴがｔ_０／２（またはｔ_０／２＋ｔ_０、…）
にほぼ等しいならば、２つの変動は同期し、共に加算す
る。

【００５４】例えば、パルス長を３ｍｓから６ｍｓに変
更することにより見られるように、フィールドエコーシ
ーケンスにスポイラーパルスを用いると、変動の強さが
低減される。数学的には、 比率＝｛Ｅｘｐ（ｔ_０／ｓ_０）−１｝／｛Ｅｘｐ（ｔ_０／２／ｓ_０）＋１｝ ＝０．０６８９／２．０３３９＝３．３９％ 傾斜磁場の強さを二分の一だけ減小させることによりそ
の他の２つの要因を得ることができる。この変動の強さ
の低減に対する報いは、シーケンスの長さが、この場
合、スライスあたり３ｍｓ増大することである。

【００５５】この技術は、フィールドエコーシーケンス
に適用することによってテストされた。図８は、スポイ
ラパルス７２のパルス長が３ｍｓから６ｍｓに増大さ
れ、それらスポイラパルスの大きさが図３のシーケンス
と比較して半分にされて、変更されたシーケンスを示し
ている。図９は図２のオリジナルシーケンスにより収集
したデータを示し、図１０は図８の変更したシーケンス
により収集したデータを示している。図９と図１０との
比較は、図９におけるアーチファクトが、図１０におい
て低減されていることを示している。

【００５６】本発明は、各方向についての傾斜磁場間の
磁場変動の補償をも意図している。時定数ｓ_０およびそ
の他の要因に起因して、傾斜磁場パルス自体により変動
を完全にキャンセルすることはできない。加えて、読み
出しウィンドウパルスの前縁のようないくつかの傾斜磁
場エッジはキャンセルすることができない。他のパルス
を補償するために、シーケンスの現存する一つのパルス
の形状および位置を、意図的に変化させてもよい。他の
パルスを補償するために、余分の傾斜磁場パルス（ある
いは現存するスポイラパルス）を用いてもよい。いくつ
かの例において、各傾斜磁場パルスについて一つの余分
なパルスを利用することができる。これらのパルスは、
９０°ＲＦパルスの直前に配置され、残留変動の大きさ
に対応して、しかし逆極性として注意深く調整される。
傾斜磁場パルスは、それ自体の変動ほどの変動は誘起し
ないが、継続することは定常状態の変動を形成する。し
たがって、スポイラパルスは、この「ソーイング効果」
が低減されるようにすべての奇数および偶数スライスに
合わせる。

【００５７】一つの高速スピンエコーシーケンスにおけ
るテストが示されており、第１のＰＥエンコードパルス
と第２のＰＥエンコードパルスとの間の時間間隔Ｔ（図
１０参照）を変更することにより、変動およびアーチフ
ァクトを変化させることができる。

【００５８】本発明は、さらに、すべての傾斜磁場方向
における傾斜磁場パルスの間に提供される磁場変動の補
償を意図している。例えば、２または３個のスポイラパ
ルスが、それらのパルスで生成される変動の位相がずれ
て、トータルの変動が低減されるように、注意深く整形
されかつ位置決めされる。

【００５９】このように、本発明は、シーケンスの展開
の間に付加的な設計要因を提供することを意図してい
る。もちろん、シーケンス設計の間に、中心磁場変動の
補償を他の要因に対して重きを置く必要がある。いくつ
かのケースでは、これらの他の要因は、シーケンス設計
によって磁場変動を補償することができない程に支配的
であるかもしれない。このようなケースでは、変動は、
例えばソフトウェアにより補正してよい。そのようなソ
フトウェアの一つを後に詳細に説明する。しかしなが
ら、シーケンス設計は単純であり、イメージデータにお
ける信号対雑音比に依存しない。したがって、可能であ
れば、急速中心磁場変動を補償するためのシーケンス設
計の利用は非常に有利である。

【００６０】発明の他の態様によれば、キャリブレーシ
ョンテンプレートが生成される。これらのキャリブレー
ションテンプレートは、ＮＭＲ信号の読み出しの間に周
波数エンコード傾斜磁場だけでなく位相エンコード傾斜
磁場が省略されることを除き、イメージング位相エンコ
ード収集に似ている。このキャリブレーションデータ
は、いくつかの方法で利用される。以下に説明すると、
一つには、テンプレートデータ点の各々の位相角のベク
トルが記録され、該テンプレート位相角の正確な逆数が
各収集されたイメージングデータ点に印加される。これ
は、イメージング傾斜磁場に起因する高速で、おそらく
周期的な、磁場変動の補償に有効である。

【００６１】実際、キャリブレーションデータの生成
は、多数の方法によって達成され得る。例えば、少なく
ともいくつか、そして望ましくは全ての傾斜磁場パルス
（スライス選択傾斜磁場パルスを除く）が省略された特
別なキャリブレーションサイクルが通常のスキャンシー
ケンスの間に間隔をあけて配置され、そのようなシーケ
ンスの最初および／または最後に添付されるかもしれな
い。図１２は、そのような空間的キャリブレーションサ
イクルの例を示している。

【００６２】図１２は、与えられたスキャンの最後に得
られるテンプレート（「ラストテンプレート」）が用い
られる本発明の一つの実施の形態における図式的視覚描
画を提供している。ラストテンプレートに対する時間領
域のスピンエコーは、７００で示されている。明白なよ
うに、エンベロープ７００は、ラストテンプレートの時
間領域スピンエコーの実際の発生の間に適宜なアナログ
−ディジタルコンバータ装置により測定される連続する
サンプリングポイントの振幅Ａおよび相対位相θを示す
記憶されたディジタルデータの連続により実際に表現さ
れている。

【００６３】オリジナルの時間領域スピンエコーデータ
７０６も、完全な単一スキャンシーケンスのＮ測定サイ
クルのうちの典型的な測定サイクルｎについて図１２に
示されている。このオリジナルの時間領域データは、Ｎ
ＭＲイメージデータおよび３０におけるディスプレイを
生成すべく、７１０において通常の多次元フーリエ変換
を実施する前にラストテンプレートデータに基づく位相
補正を実施することにより補償されたデータ７０８を提
供すべく補償されている。

【００６４】そして、本発明は、各点毎の位相角補償を
提供する。補償されていない測定データは複素データ点
Ａ_ｎｍｅ^ｉφｎｍのベクトルであり、ここで、ｎは位相
エンコード番号、ｍは周波数エンコードすなわち時間点
番号である。キャリブレーションテンプレートは、複素
データ点Ａ_ｍｅ^ｉφｍのベクトルと同様である。本発明
の方法に従えば、フーリエ変換される前に測定されたイ
メージデータに次のような補正が施される。

【００６５】 Ａ_ｎｍｅ^ｉφｎｍ → Ａ_ｎｍｅ^{ｉ（φｎｍ−θｍ）} これらの位相角補正は、正確にテンプレート位相角θｍ
の逆数である。そのような補正は、例えば、Ｙａｏ他に
より印加された補間位相角θ（ｎ／Ｎ）とは異なってい
る。Ｙａｏ他の補間位相角は、位相角誤差の発生源が、
イメージング傾斜磁場とは無関係にゆっくり変化する不
安定要素であるとき、または少なくとも非常に長い時定
数でゆっくり変化する渦電流の蓄積のみに関連している
ときには好ましい補正である。本発明の位相角補正は、
位相誤差の主たる発生源がイメージング傾斜磁場に起因
して急速で、おそらく周期的な磁場変動であるときには
適切である。そのような誤差は、傾斜磁場の種々のエレ
メントと磁石組立との間の電気−機械結合（「マイクロ
フォニックス」）によって生じることもある。この場
合、位相角誤差は、本質的にテンプレートにおけるの
と、そしてイメージング位相エンコード投影の各々と同
一である。このケースでは補間は不要であり、逆効果で
ある。

【００６６】磁場の不均一性およびケミカルシフトに対
して一層の許容性を提供するため、補償を有効にすべく
２組のキャリブレーションデータ（すなわち、２つのテ
ンプレートライン）を用いる。本発明によれば、一対の
テンプレートの一方が第２のテンプレートと逆の符号を
有しており、スライス選択傾斜磁場および他の全ての傾
斜磁場（スポイラ、フロー補償等）が印加される。この
ことは、全ての傾斜磁場により誘起された位相角誤差を
適切に補償することを確実にしている。２つのテンプレ
ートの位相角は、各点毎に平均化され、磁場による如何
なる寄与も、そして化学的不均一性も除去する。これ
ら、平均化された位相角は、単一のテンプレートのケー
スについて上述したように、フーリエ変換に先立って、
測定されたイメージングデータの位相角に対する補正と
して印加される。

【００６７】該２つのテンプレートの補償方法について
詳述する。この方法は、ＰＥおよびＳＥ位相エンコード
パルス以外の傾斜磁場によって生成される位相ひずみを
補正する。

【００６８】ステップ２−１ 図１３に示されるように、ＰＥ／ＳＥテーブルパルスが
オフ、そしてＲＯ読み出しウィンドウパルスがオフの状
態でテンプレートラインが収集される。信号は、次のよ
うに記述される。

【００６９】 Ｓ_１（ｔ）＝Ｓ_０（ｔ）ｅ^{ｉＰ０（ｔ）} （１８） ここで、Ｐ_０（ｔ）は上述した式（１）の形態を有する
パルスによって生成された位相変動であり、Ｓ_０（ｔ）
は磁場変動のない信号である。

【００７０】 Ｓ_０（ｔ）＝Ｍ（ｔ）ｅ^{ｉＦ（ｔ）} （１９） ここで、Ｍ（ｔ）は、Ｓ_０（ｔ）の大きさであり、Ｆ
（ｔ）はＳ_０（ｔ）の位相である。

【００７１】ステップ２−２ 第１のテンプレートと同様に、ＰＥ／ＳＥテーブルパル
スがオフ、そしてＲＯ読み出しウィンドウパルスがオフ
の状態で第２のテンプレートラインが収集される。しか
しながら、図１４に示されるように他の全てのパルスの
方向は反転されている。スポイラパルスについては、こ
の変更は単純である。スライス選択パルスについては方
向変更に加えて、ＲＦ周波数を調整する必要があるかも
しれない。第２のテンプレートの信号は、数学的には次
のように記述する。

【００７２】 Ｓ_２（ｔ）＝Ｓ_０（ｔ）ｅ^{ｉ（−Ｐ０（ｔ）＋Ｌ（ｔ）＋Ｅ（ｔ））} （２０） ここで、Ｌ（ｔ）（＝Ｌ_０＋Ｌ_１ｔ）は、定数であり、
ＲＦ周波数シフトにより生成される第１番目の位相シフ
トであり、そしてＥ（ｔ）は、磁石とノイズの不完全性
に起因する他の期待しない誤差である。

【００７３】ステップ２−３ 次の計算が行なわれる。

【００７４】 Ｓ_３（ｔ）＝ Ｓ_０（ｔ）ＣＯＮＪ（Ｓ_１（ｔ）） ／ＭＡＧ（Ｓ_０（ｔ））／ＭＡＧ（Ｓ_１（ｔ）） ＝ ｅ^{ｉ（２Ｐ０（ｔ）＋Ｌ（ｔ）＋Ｅ（ｔ））} （１６） ステップ２−４ ｐ領域の、零および第１番目の項Ｌ（ｔ）を取り出すた
めのセンタリングが行なわれる。

【００７５】ステップ２−５ ｐ領域から定数２が取り出される（すなわち、Ｓ４
（ｔ）の周波数スペクトル）。

【００７６】ステップ２−４および２−５は次のように
して行なわれる。

【００７７】−ズームファクタ（すなわち零埋め）（例
えば、ズームファクタ８）を用いてＦＦＴを行なう。

【００７８】−ピークをセンタリングする（第１番
目）。

【００７９】−ピークの位相を取り出す（零番目）。

【００８０】−（ズームファクタ／２）より大きい全て
の周波数成分について２でスケーリングする。

【００８１】−付加的にローパスフィルタをかける（あ
るいは高周波成分を零にする）。

【００８２】−逆ＦＦＴをかける。

【００８３】これらのステップの結果、次が得られる。

【００８４】 Ｓ４（ｔ）＝ｅ^{ｉ（Ｐ０（ｔ）＋Ｅ（ｔ））} （２４） これは、傾斜磁場パルスによって生成された磁場変動の
インパルス応答である。

【００８５】ステップ２−６ 図１５および図１６は、本発明の画像訂正を施す前およ
び本発明の画像訂正を施した後のスピンエコーシーケン
スについてのテスト結果をそれぞれ説明している。本発
明の補正は、図１５に示すように、信号中のアーチファ
クトを低減することがわかる。

【００８６】本発明により補償される位相角は、位相エ
ンコード測定の間の時間順序の減衰時間を有するマイク
ロフォニックモードから得られる。もしも傾斜磁場がテ
ンプレートデータを記録する前に定常状態を達成するた
めに数回繰り返されるならば、位相角誤差のより正確な
測定が行なわれる。このことは、反対の符号を有する傾
斜磁場を有するテンプレートのペアの各々に等しく印加
される。さらに、信号対雑音比を向上するため、他の環
境ファクタによって導入される磁場変動をていげんする
ため、そして正しく初期化された磁石とするために、複
数のテンプレートが平均化される。例えば、出願人は、
これらの利点を達成するために少なくとも４つのテンプ
レートを平均化すべきであることを見出した。

【００８７】もしも、磁場安定性補正のために用いられ
る余分なテンプレートスライスまたはＴＲサイクルの最
後に配置された他のスポイラパルスなしに、データが収
集されると、各データスライスにおける位相ひずみは同
一となる。この場合、最も強い信号を有する２つのテン
プレートラインが、全てのスライスの補正に用いられ、
または全てのスライスからのテンプレートラインから計
算された平均化された位相がノイズ誤差を低減するため
に用いられ得る。図１７は、テンプレートスライスなし
にデータ／テンプレート収集図を示している。図１７に
おいて、Ｍはデータスライスの番号、Ｎは読み出しライ
ンの番号、そしてＫは磁場変動テンプレートラインの番
号である。

【００８８】もしも、データが、余分のテンプレートス
ライスから磁場安定性補正のために収集され、あるいは
ＴＲサイクルの最後に他のスポイラパルスがあるなら
ば、最初の２または３スライスにおける位相ひずみは、
互いに同一ではなく、他のスライスと異なっている。こ
の場合、最初の数スライスは、残りのスライスとは独立
に扱われる。図１８は、テンプレートスライスのデータ
／テンプレート収集を説明している。図１８において、
Ｍはデータスライスの番号、Ｎは読み出しラインの番
号、そしてＫは磁場変動テンプレートラインの番号であ
る。

【００８９】磁場安定性補正のためのテンプレートライ
ンのシーケンスについて、第２のテンプレートラインは
磁場安定性収集および磁場変動補正の両方に用いられ得
る。図１９は、磁場安定性補正のためのテンプレートラ
インのデータ／テンプレート収集図を説明している。図
１９において、Ｍはデータスライスの番号、Ｎは読み出
しラインの番号、そしてＫは磁場変動テンプレートライ
ンの番号である。

【００９０】上述した特許文書は、本明細書に合体さ
れ、本明細書の一部となる。

【００９１】発明は、現時点で最も現実的でかつ望まし
い実施の形態と考えられるものに関連して以上説明した
ので、発明は開示された実施の形態にのみ限定されるこ
となく、それどころか、添付した請求項の精神と範囲内
に含まれる種々の変形および均等な構成をカバーするこ
とを意図している。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
ラインのＮＭＲデータを収集するのに用いる何分の一秒
程度の高速の磁場の変動を補償する磁気共鳴イメージン
グ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＭＲイメージングシステムの構成要素を示す
ブロック図。

【図２】スピンエコーシーケンスを示す図。

【図３】フィールドエコーシーケンスを示す図。

【図４】読み出し方向におけるＭＲＩ磁石の中心におけ
るスクウェアファントムの配置を示す図。

【図５】ファントムからの信号のデータ上の読み出し方
向における大きさの読出し、およびそのＦＦＴの実行の
結果を示す図。

【図６】磁場変動のインパルス応答を示す図。

【図７】典型的な傾斜磁場パルスを示す図。

【図８】本発明に従って変更したフィールドエコーシー
ケンスを示す図。

【図９】従来のスポイラパルスを用いるフィールドエコ
ーシーケンスの間に生成されるデータを示す図。

【図１０】本発明に従って変更したフィールドエコーシ
ーケンスの間に生成されるデータを示す図。

【図１１】第１のＰＥエンコードパルスと第２のＰＥエ
ンコードパルスとの間の距離Ｔを示す図。

【図１２】与えられたスキャンの最後に得られるテンプ
レート（「ラストテンプレート」）が用いられる本発明
の一つの実施の形態における概略視覚描画。

【図１３】本発明の２テンプレート補償方法に用いられ
るシーケンスを示す図。

【図１４】本発明の２テンプレート補償方法に用いられ
るシーケンスを示す図。

【図１５】本発明の画像訂正を施す前のテスト結果を示
す図。

【図１６】本発明の画像訂正を施した後のテスト結果を
示す図。

【図１７】テンプレートスライス無しのデータ／テンプ
レート収集図。

【図１８】テンプレートスライスを有するデータ／テン
プレート収集図。

【図１９】磁場安定性訂正のためのテンプレートライン
を有するデータ／テンプレート収集図。

【符号の説明】

１０…主磁石 １２…寝台 １４…傾斜磁場コイル １５、１６…ＲＦコイル １７…傾斜磁場コイルプログラム回路 １８…パルスプログラム回路 ２０…傾斜磁場アンプ ２１…ＲＦアンプ ２２…ＲＦアンプ／検波器 ２３…ディジタイザ ２４…ＣＲＴ

フロントページの続き (72)発明者 アンドリュー・リ アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サウス・サンフランシスコ、グラ ンドビュー・ドライブ 400、レイディオ ロジック・イメージング・ラボラトリー トーシバ・アメリカ・エムアールアイ・イ ンコーポレーテッド内 (72)発明者 デイビッド・エム・ゴールドハーバー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サウス・サンフランシスコ、グラ ンドビュー・ドライブ 400、レイディオ ロジック・イメージング・ラボラトリー トーシバ・アメリカ・エムアールアイ・イ ンコーポレーテッド内 (72)発明者 ウェイグオ・ツァン アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サウス・サンフランシスコ、グラ ンドビュー・ドライブ 400、レイディオ ロジック・イメージング・ラボラトリー トーシバ・アメリカ・エムアールアイ・イ ンコーポレーテッド内 (72)発明者 ヘクター・エイブラム アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サウス・サンフランシスコ、グラ ンドビュー・ドライブ 400、レイディオ ロジック・イメージング・ラボラトリー トーシバ・アメリカ・エムアールアイ・イ ンコーポレーテッド内 (72)発明者 デイビッド・エム・クレーマー アメリカ合衆国、カリフォルニア州 94080、サウス・サンフランシスコ、グラ ンドビュー・ドライブ 400、レイディオ ロジック・イメージング・ラボラトリー トーシバ・アメリカ・エムアールアイ・イ ンコーポレーテッド内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定サイクルのシーケンスにわたってＭ
   ＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング方法におい
   て、 少なくとも１つの所定ボリュームについてのＮＭＲ・Ｒ
   Ｆ励起を選択的に呼び起こすべく、静磁場上に第１の傾
   斜磁場パルスを重畳するステップと、 測定サイクルにおける他の時間に前記静磁場上に第２の
   傾斜磁場パルスを重畳するステップと、 前記所定ボリューム内に存在する磁場を表わすキャリブ
   レーションデータを生成するために、少なくとも１つの
   前記第２の傾斜磁場パルスが省略される少なくとも１つ
   の他の測定サイクルを実行するステップと、 前記キャリブレーションデータを用いて前記所定ボリュ
   ーム内に実際に存在する磁場の時間による変動に起因し
   て生ずる位相角度誤差に対する補償が施されたＭＲＩデ
   ータを生成するステップとを具備し、 前記ＭＲＩデータは、前記少なくとも１つの測定サイク
   ルの間に、決定された位相角度の逆数を、測定されたイ
   メージデータに与えることにより、位相角誤差が補償さ
   れることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
2. 【請求項２】 キャリブレーションデータを生成するの
   に先立って複数の他の測定サイクルが実行されることを
   特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング方法。
3. 【請求項３】 測定サイクルのシーケンスにわたってＭ
   ＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング装置におい
   て、 少なくとも１つの所定ボリュームについてのＮＭＲ・Ｒ
   Ｆ励起を選択的に呼び起こすべく、静磁場上に第１の傾
   斜磁場パルスを重畳する手段と、 測定サイクルにおける他の時間に前記静磁場上に第２の
   傾斜磁場パルスを重畳する手段と、 前記所定ボリューム内に存在する磁場を表わすキャリブ
   レーションデータを生成するために、少なくとも１つの
   前記第２の傾斜磁場パルスが省略される少なくとも１つ
   の他の測定サイクルを実行する手段と、 前記キャリブレーションデータを用いて前記所定ボリュ
   ーム内に実際に存在する磁場の時間による変動に起因し
   て生ずる位相角度誤差に対する補償が施されたＭＲＩデ
   ータを生成する手段とを具備し、 前記ＭＲＩデータは、前記少なくとも１つの測定サイク
   ルの間に、決定された位相角度の逆数を、測定されたイ
   メージデータに与えることにより、位相角誤差が補償さ
   れることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 【請求項４】 キャリブレーションデータを生成するの
   に先立って複数の他の測定サイクルが実行されることを
   特徴とする請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 【請求項５】 測定サイクルのシーケンスにわたって撮
   影ボリュームからのＭＲＩデータを収集するステップ
   と、 少なくとも一対のキャブレーション測定サイクルを実行
   するステップとを具備し、 １つのサイクル内で使われる全ての傾斜磁場パルスの極
   性は他のサイクルとは逆であり、前記少なくとも一対の
   サイクルで得られたＭＮＲ・ＲＦ応答の対応する位相は
   差分処理され、実質的にケミカルシフトアーチファクト
   が無いキャリブレーションデータを得て、傾斜磁場が無
   い期間にキャリブレーションデータを生成し、 前記キャリブレーションデータを用いて前記撮影ボリュ
   ーム内に実際に存在する磁場の時間による変動に起因し
   て生ずる位相角度誤差に対する補償が施されたＭＲＩデ
   ータを生成することを特徴とする磁気共鳴イメージング
   方法。
6. 【請求項６】 前記少なくとも一対のキャリブレーショ
   ン測定サイクルは安定状態条件を達成するために実行さ
   れ、前記少なくとも一対の測定サイクルの最後に得られ
   るＮＭＲ・ＲＦ応答の対応する位相がキャリブレーショ
   ンデータを得るために差分処理されることを特徴とする
   請求項５記載の磁気共鳴イメージング方法。
7. 【請求項７】 測定サイクルのシーケンスにわたって撮
   影ボリュームからのＭＲＩデータを収集する手段と、 少なくとも一対のキャブレーション測定サイクルを実行
   する手段とを具備し、 １つのサイクル内で使われる全ての傾斜磁場パルスの極
   性は他のサイクルとは逆であり、前記少なくとも一対の
   サイクルで得られたＭＮＲ・ＲＦ応答の対応する位相は
   差分処理され、実質的にケミカルシフトアーチファクト
   が無いキャリブレーションデータを得て、傾斜磁場が無
   い期間にキャリブレーションデータを生成し、 前記キャリブレーションデータを用いて前記撮影ボリュ
   ーム内に実際に存在する磁場の時間による変動に起因し
   て生ずる位相角度誤差に対する補償が施されたＭＲＩデ
   ータを生成することを特徴とする磁気共鳴イメージング
   装置。
8. 【請求項８】 前記少なくとも一対のキャリブレーショ
   ン測定サイクルは安定状態条件を達成するために実行さ
   れ、前記少なくとも一対の測定サイクルの最後に得られ
   るＮＭＲ・ＲＦ応答の対応する位相がキャリブレーショ
   ンデータを得るために差分処理されることを特徴とする
   請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 【請求項９】 測定サイクルのシーケンスにわたってＭ
   ＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング方法におい
   て、 測定サイクルのシーケンスにわたって静磁場上に傾斜磁
   場パルスを重畳して所定ボリュームについてのＭＲＩデ
   ータを収集するステップと、 少なくとも傾斜磁場パルスの形状と位置の一方を用い
   て、傾斜磁場パルスに起因して生じる静磁場の時間によ
   る変動を補償するステップとを具備することを特徴とす
   る磁気共鳴イメージング方法。
10. 【請求項１０】 測定サイクルのシーケンスにわたって
    ＭＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング方法にお
    いて、 測定サイクルのシーケンスにわたって静磁場上に傾斜磁
    場パルスを重畳して所定ボリュームについてのＭＲＩデ
    ータを収集するステップと、 測定サイクルのシーケンスにわたって静磁場上に他のパ
    ルスを重畳することにより、傾斜磁場パルスに起因して
    生じる静磁場の時間的を補償するステップとを具備する
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
11. 【請求項１１】 測定サイクルのシーケンスにわたって
    ＭＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング方法にお
    いて、 測定サイクルのシーケンスにわたって静磁場上に傾斜磁
    場パルスを重畳して所定ボリュームについてのＭＲＩデ
    ータを収集するステップと、 前記傾斜磁場パルスに起因する前記静磁場の時間による
    変動を測定するステップと、 前記測定された変動を用いて、前記傾斜磁場パルスに起
    因する前記所定ボリューム内に実際に存在する磁場の時
    間による変動が補償されたＭＲＩデータを生成するステ
    ップとを具備することを特徴とする磁気共鳴イメージン
    グ方法。
12. 【請求項１２】 測定サイクルのシーケンスにわたって
    ＭＲＩデータを収集する磁気共鳴イメージング装置にお
    いて、 測定サイクルのシーケンスにわたって静磁場上に傾斜磁
    場パルスを重畳して所定ボリュームについてのＭＲＩデ
    ータを収集する手段と、 前記傾斜磁場パルスに起因する前記静磁場の時間による
    変動を測定する手段と、 前記測定された変動を用いて、前記傾斜磁場パルスに起
    因する前記所定ボリューム内に実際に存在する磁場の時
    間による変動が補償されたＭＲＩデータを生成する手段
    とを具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装
    置。