JP2000262492A - 磁気共鳴装置 - Google Patents
磁気共鳴装置Info
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- JP2000262492A JP2000262492A JP2000068205A JP2000068205A JP2000262492A JP 2000262492 A JP2000262492 A JP 2000262492A JP 2000068205 A JP2000068205 A JP 2000068205A JP 2000068205 A JP2000068205 A JP 2000068205A JP 2000262492 A JP2000262492 A JP 2000262492A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気共鳴装置、詳細には磁気共鳴撮像装置に
おいて、エイリアス領域で発生する磁気共鳴信号によっ
て、主受信コイルが所期信号領域から受信する信号の中
に生じるエイリアスを防止する装置と方法を提供する。 【解決手段】 エイリアス領域から信号を受信する補助
受信コイル５を設け、結果の所期データに対するアイリ
アス信号の影響を処理手段６によって緩和する。
おいて、エイリアス領域で発生する磁気共鳴信号によっ
て、主受信コイルが所期信号領域から受信する信号の中
に生じるエイリアスを防止する装置と方法を提供する。 【解決手段】 エイリアス領域から信号を受信する補助
受信コイル５を設け、結果の所期データに対するアイリ
アス信号の影響を処理手段６によって緩和する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）
装置に関するものである。
装置に関するものである。
【０００２】本発明は、特に、磁気共鳴撮像装置の磁気
共鳴画像のいわゆる「エイリアシング」によって引き起
こされるアーティファクトの低減と、磁気共鳴分光装置
の「エイリアシング」によって引き起こされるアーティ
ファクトの低減に関するものである。
共鳴画像のいわゆる「エイリアシング」によって引き起
こされるアーティファクトの低減と、磁気共鳴分光装置
の「エイリアシング」によって引き起こされるアーティ
ファクトの低減に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】磁気共鳴装置は、主磁場を生成して患者
組織内の水素などの磁気共鳴励起核に位置合わせするた
めの磁石と、これらの核に共鳴を起こさせるＲＦコイル
などのＲＦ励起手段と、を有する。核によって発生され
た結果の緩和信号は、送信コイルと別個のものであって
もよいし送信コイルと一体の同一のコイルであってもよ
い受信コイルによって受信される。この信号は、核の分
布に関する情報、したがって、組織自体に関する情報を
与える。磁気共鳴撮像時の核の分布に関する空間的情報
は、磁場傾斜生成手段によってＭＲ信号を空間的にコー
ド化することによって得られる。
組織内の水素などの磁気共鳴励起核に位置合わせするた
めの磁石と、これらの核に共鳴を起こさせるＲＦコイル
などのＲＦ励起手段と、を有する。核によって発生され
た結果の緩和信号は、送信コイルと別個のものであって
もよいし送信コイルと一体の同一のコイルであってもよ
い受信コイルによって受信される。この信号は、核の分
布に関する情報、したがって、組織自体に関する情報を
与える。磁気共鳴撮像時の核の分布に関する空間的情報
は、磁場傾斜生成手段によってＭＲ信号を空間的にコー
ド化することによって得られる。
【０００４】任意の磁気共鳴撮像装置において、撮像用
に選択される領域は、磁気系によって生成される好磁場
領域内にある。好磁場領域の要件は、主磁場は極めて高
度に均質でなくてはならないことと、主磁場にかかる磁
場傾斜は極めて高度に一定でなくてはならない。
に選択される領域は、磁気系によって生成される好磁場
領域内にある。好磁場領域の要件は、主磁場は極めて高
度に均質でなくてはならないことと、主磁場にかかる磁
場傾斜は極めて高度に一定でなくてはならない。
【０００５】ここで図１（ａ）および（ｂ）を参照する
と、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置の一設計において、磁
石１は、診察台２上の患者を円筒状のボア３に収容し、
また、放射状の平面ＡとＢとの間に好磁場領域が広がっ
ている。
と、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置の一設計において、磁
石１は、診察台２上の患者を円筒状のボア３に収容し、
また、放射状の平面ＡとＢとの間に好磁場領域が広がっ
ている。
【０００６】半径方向のスライスを画像化する場合、選
択される個別スライスは、特定周波数で共鳴を起こす核
を励起するＲＦ励起パルスの周波数によって決定され
る。核を共鳴させる周波数は、磁場の強度に依存する。
例えば、図１（ａ）では、軸方向の傾斜によって、Ａか
らＢに向かって軸方向の磁場強度の（直線状の）増加が
もたらされる。残念なことに、傾斜磁場および主磁場の
強度が下がると、得られる結果磁場が直線領域と同じ値
に移行する。したがって、領域Ｄに対し、スライスＢと
等しい磁場値強度がかかる。スライスＢが励起されると
領域Ｄも励起される。領域Ｄで発生した一定量の磁気共
鳴信号はＲＦコイル４に受信され、選択スライスＢで発
生されたかのように処理される。
択される個別スライスは、特定周波数で共鳴を起こす核
を励起するＲＦ励起パルスの周波数によって決定され
る。核を共鳴させる周波数は、磁場の強度に依存する。
例えば、図１（ａ）では、軸方向の傾斜によって、Ａか
らＢに向かって軸方向の磁場強度の（直線状の）増加が
もたらされる。残念なことに、傾斜磁場および主磁場の
強度が下がると、得られる結果磁場が直線領域と同じ値
に移行する。したがって、領域Ｄに対し、スライスＢと
等しい磁場値強度がかかる。スライスＢが励起されると
領域Ｄも励起される。領域Ｄで発生した一定量の磁気共
鳴信号はＲＦコイル４に受信され、選択スライスＢで発
生されたかのように処理される。
【０００７】これは、エイリアシングと呼ばれる問題で
あり、ＭＲＩ装置で作成される画像にアーティファクト
を生じさせる要因である。これは、密室恐怖の問題を低
減するために提案された比較的に短い磁石に特有の問題
であるが、その理由は、従来よりも好磁場領域のより近
くで降下が生じるためである。したがって、撮像中に患
者のどの部位もがエイリアス領域に入らないような配置
構成することは非常に困難である。
あり、ＭＲＩ装置で作成される画像にアーティファクト
を生じさせる要因である。これは、密室恐怖の問題を低
減するために提案された比較的に短い磁石に特有の問題
であるが、その理由は、従来よりも好磁場領域のより近
くで降下が生じるためである。したがって、撮像中に患
者のどの部位もがエイリアス領域に入らないような配置
構成することは非常に困難である。
【０００８】このエイリアシングの問題を軽減しよう
と、種々の提案が行われてきた。図１（Ｂ）のＤなどの
エイリアス領域を、ＲＦコイル４によって発生される励
起パルスから遮断することが提案されているが、それに
は、独立したシールドを利用する必要がある。また、送
信コイル配列を利用して、領域Ｄ内で減衰するＲＦ励起
パルスを発生させることも提案されている（イギリス特
許出願公開明細書第９８１１４４５．７号）。
と、種々の提案が行われてきた。図１（Ｂ）のＤなどの
エイリアス領域を、ＲＦコイル４によって発生される励
起パルスから遮断することが提案されているが、それに
は、独立したシールドを利用する必要がある。また、送
信コイル配列を利用して、領域Ｄ内で減衰するＲＦ励起
パルスを発生させることも提案されている（イギリス特
許出願公開明細書第９８１１４４５．７号）。
【０００９】コイル配列は、以前から、送信または受信
用のＲＦコイルとして使用されている。同時励起された
異なる半径方向スライスを区別するのに必要なスライス
をコード化するためのステップ数を減少するために、好
磁場領域（ＡからＢまで）内で受信コイル配列を使用す
ることが提案されている（イギリス特許出願公開明細書
第９８２８４２８．４号）。
用のＲＦコイルとして使用されている。同時励起された
異なる半径方向スライスを区別するのに必要なスライス
をコード化するためのステップ数を減少するために、好
磁場領域（ＡからＢまで）内で受信コイル配列を使用す
ることが提案されている（イギリス特許出願公開明細書
第９８２８４２８．４号）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、主磁場および
磁場傾斜を所期の信号領域に生成する手段と、所期信号
領域の空間内で磁気共鳴を励起させる手段と、所期信号
の空間からＭＲ信号を受信する主ＲＦ受信コイルと、所
期励起空間の外側にあり且つ所期励起空間と等しい磁場
値を持つエイリアス領域からＭＲ信号を受信する補助Ｒ
Ｆ受信コイルと、所期励起空間から生成されるデータの
エイリアシングによって引き起こされるアーティファク
トを減少させるために、補助ＲＦ受信コイルならびに主
ＲＦ受信コイルからの信号を利用し、所期励起空間から
データを生成する処理手段と、を有する磁気共鳴装置を
提供する。
磁場傾斜を所期の信号領域に生成する手段と、所期信号
領域の空間内で磁気共鳴を励起させる手段と、所期信号
の空間からＭＲ信号を受信する主ＲＦ受信コイルと、所
期励起空間の外側にあり且つ所期励起空間と等しい磁場
値を持つエイリアス領域からＭＲ信号を受信する補助Ｒ
Ｆ受信コイルと、所期励起空間から生成されるデータの
エイリアシングによって引き起こされるアーティファク
トを減少させるために、補助ＲＦ受信コイルならびに主
ＲＦ受信コイルからの信号を利用し、所期励起空間から
データを生成する処理手段と、を有する磁気共鳴装置を
提供する。
【００１１】本発明は、エイリアス信号を収集するため
のＲＦコイルが設けられており、収集された信号を、所
期データに対するエイリアシングの影響を減少させるた
めに利用するという点で、ＲＦ信号を遮断または無効に
するものとは異なった方法を採用している。
のＲＦコイルが設けられており、収集された信号を、所
期データに対するエイリアシングの影響を減少させるた
めに利用するという点で、ＲＦ信号を遮断または無効に
するものとは異なった方法を採用している。
【００１２】ここで、添付図面を参照しながら、本発明
による磁気共鳴撮像装置を一例として説明する。
による磁気共鳴撮像装置を一例として説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】図２を参照すると、磁気共鳴撮像
装置は、診察台２上の患者を送入するボア３の軸に沿っ
た方向に主磁場を生成する磁石１を有している。ｘ，
ｙ，ｚ軸方向に磁場傾斜を発生されるための傾斜コイル
（不図示）が設けられている。ここで、ボアの軸に沿っ
た方向をｚ方向とする。送信／受信コイル４は、所期ス
ライス内で磁気共鳴を起こさせるＲＦ励起パルスを供給
する役割を担っている。
装置は、診察台２上の患者を送入するボア３の軸に沿っ
た方向に主磁場を生成する磁石１を有している。ｘ，
ｙ，ｚ軸方向に磁場傾斜を発生されるための傾斜コイル
（不図示）が設けられている。ここで、ボアの軸に沿っ
た方向をｚ方向とする。送信／受信コイル４は、所期ス
ライス内で磁気共鳴を起こさせるＲＦ励起パルスを供給
する役割を担っている。
【００１４】撮像（主）コイル４によって発生された信
号は、処理手段６において、スライスＢの平面内の座標
に分解される。画像は、ＲＦ励起パルスの周波数を適切
に選択することによって指定される、ＡからＢまでの任
意の場所の半径方向スライスの画像にすることができ
る。また、１つ以上のスライスを画像化することがで
き、連続的なスライスを生成することによって空間を画
像化することができる。スライスはボアの軸に直角であ
る必要はなく、実際には任意の方向に対して直角に設定
できる。スライスの画像、すなわち、選択されたスライ
スの画像は、ディスプレイ７に送られる。
号は、処理手段６において、スライスＢの平面内の座標
に分解される。画像は、ＲＦ励起パルスの周波数を適切
に選択することによって指定される、ＡからＢまでの任
意の場所の半径方向スライスの画像にすることができ
る。また、１つ以上のスライスを画像化することがで
き、連続的なスライスを生成することによって空間を画
像化することができる。スライスはボアの軸に直角であ
る必要はなく、実際には任意の方向に対して直角に設定
できる。スライスの画像、すなわち、選択されたスライ
スの画像は、ディスプレイ７に送られる。
【００１５】ここまで述べたように、図２の磁気共鳴撮
像装置は、図１（ｂ）の公知装置と同一であり、距離で
の同一の磁場強度変化（すなわち、図１（ａ）もの）を
有する。このように、図２の装置は、短い磁石を備えた
装置の典型的なものである。
像装置は、図１（ｂ）の公知装置と同一であり、距離で
の同一の磁場強度変化（すなわち、図１（ａ）もの）を
有する。このように、図２の装置は、短い磁石を備えた
装置の典型的なものである。
【００１６】図３において、Ａ、Ｂ、およびＤで表され
ている点線は、図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら
説明した公知の磁気共鳴撮像装置の場合と同じ磁場強度
を示す。本発明によれば、エイリアス領域に補助受信コ
イル５が配置されている。このコイル５からの出力およ
び主送信／受信コイル４からの出力は、磁気共鳴撮像装
置で生成された画像を表示するディスプレイ７に接続さ
れた処理装置６に供給される。
ている点線は、図１（ａ）および（ｂ）を参照しながら
説明した公知の磁気共鳴撮像装置の場合と同じ磁場強度
を示す。本発明によれば、エイリアス領域に補助受信コ
イル５が配置されている。このコイル５からの出力およ
び主送信／受信コイル４からの出力は、磁気共鳴撮像装
置で生成された画像を表示するディスプレイ７に接続さ
れた処理装置６に供給される。
【００１７】エイリアスコイル５は、撮像コイル４がエ
イリアス領域および所期のスライスからＭＲ信号を受信
するのと同様に、所期スライスおよびエイリアス領域か
らＭＲ信号を受信する。所期スライスに対するエイリア
ス領域の影響が計算され、低減または除去される。より
一般的には、傾斜磁場および主磁場の不都合なフリンジ
組合せの結果、２つの空間領域の磁場強度が同一の場合
には、必ずアーティファクトが発生する。本発明は、こ
れらのアーティファクトを低減または除去することを目
的としている。
イリアス領域および所期のスライスからＭＲ信号を受信
するのと同様に、所期スライスおよびエイリアス領域か
らＭＲ信号を受信する。所期スライスに対するエイリア
ス領域の影響が計算され、低減または除去される。より
一般的には、傾斜磁場および主磁場の不都合なフリンジ
組合せの結果、２つの空間領域の磁場強度が同一の場合
には、必ずアーティファクトが発生する。本発明は、こ
れらのアーティファクトを低減または除去することを目
的としている。
【００１８】図３において、撮像コイル４から供給され
る信号は、受信器８においてデジタル化されて処理され
る。単一のスライス（所期スライス）を画像化する場
合、与えられたパルスシーケンスと、獲得された生デー
タの後処理とによって、被撮像スライスに対応する像強
度の２次元マトリックスが生成されるが、公知装置で生
成される画像データマトリックスと違って、データは複
素数である。通常の方法で、生データの振幅周波数と位
相から、画像データマトリックスを求める。画像データ
マトリックスの画素の配列は、所期スライスの物理的空
間位置の配列に対応している。
る信号は、受信器８においてデジタル化されて処理され
る。単一のスライス（所期スライス）を画像化する場
合、与えられたパルスシーケンスと、獲得された生デー
タの後処理とによって、被撮像スライスに対応する像強
度の２次元マトリックスが生成されるが、公知装置で生
成される画像データマトリックスと違って、データは複
素数である。通常の方法で、生データの振幅周波数と位
相から、画像データマトリックスを求める。画像データ
マトリックスの画素の配列は、所期スライスの物理的空
間位置の配列に対応している。
【００１９】エイリアスコイル５から供給されるデジタ
ル信号に対し、受信器９において同じ処理が施される。
画像データマトリックスを構成する画素配列が再び生成
される。しかしながら、今回は、物理的空間位置は、画
素配列に非線形にマッピングされる可能性が高い。実際
にはエイリアス領域が明確なスライスになることはまず
無いのだが、説明を簡単にするために、エイリアスコイ
ルが半径方向平面Ｄでスライスを撮像しているように図
示してある。
ル信号に対し、受信器９において同じ処理が施される。
画像データマトリックスを構成する画素配列が再び生成
される。しかしながら、今回は、物理的空間位置は、画
素配列に非線形にマッピングされる可能性が高い。実際
にはエイリアス領域が明確なスライスになることはまず
無いのだが、説明を簡単にするために、エイリアスコイ
ルが半径方向平面Ｄでスライスを撮像しているように図
示してある。
【００２０】その理由は、主磁場と傾斜磁場の組合せで
ある結果磁場強度が、スライスの領域２において制御不
能に降下するからである。結果磁場は、ＡからＢまでの
撮像領域において注意深く制御されるに過ぎない。
ある結果磁場強度が、スライスの領域２において制御不
能に降下するからである。結果磁場は、ＡからＢまでの
撮像領域において注意深く制御されるに過ぎない。
【００２１】したがって、或る画素は非常に大きな体積
の物理空間に対応しているが、別の画素は無体積の空間
に対応しているということもある。画像データマトリッ
クスの各画素は、エイリアス画像データマトリックスの
同じ行と列の座標を有する画素に対応している。撮像コ
イル４およびエイリアスコイル５から得られるデータ
は、同一収集シーケンスを利用して獲得され、対応画像
マトリックスを形成する。しかしながら、撮像コイルか
らのデータは、所期スライス内のスピンの空間分布を忠
実に表現するものであるのに対し、エイリアスコイルか
らのデータは、アーティファクト領域のスピンの分布を
ひどく歪んだ状態で表現するものである。これは、所期
スライス領域に所要の撮像傾斜が加えられるときに、エ
イリアス領域に無制御のフリンジ作用が生じるからであ
る。撮像コイルおよびエイリアスコイルからのデータ
は、それぞれ、フーリエ変換によって正確に同じやり方
で処理される。
の物理空間に対応しているが、別の画素は無体積の空間
に対応しているということもある。画像データマトリッ
クスの各画素は、エイリアス画像データマトリックスの
同じ行と列の座標を有する画素に対応している。撮像コ
イル４およびエイリアスコイル５から得られるデータ
は、同一収集シーケンスを利用して獲得され、対応画像
マトリックスを形成する。しかしながら、撮像コイルか
らのデータは、所期スライス内のスピンの空間分布を忠
実に表現するものであるのに対し、エイリアスコイルか
らのデータは、アーティファクト領域のスピンの分布を
ひどく歪んだ状態で表現するものである。これは、所期
スライス領域に所要の撮像傾斜が加えられるときに、エ
イリアス領域に無制御のフリンジ作用が生じるからであ
る。撮像コイルおよびエイリアスコイルからのデータ
は、それぞれ、フーリエ変換によって正確に同じやり方
で処理される。
【００２２】それぞれの画素が複素数の絶対値である従
来の画像データマトリックスとは異なり、本発明の画像
データマトリックスおよびエイリアス画像データマトリ
ックスの画素のそれぞれは、複素量である。
来の画像データマトリックスとは異なり、本発明の画像
データマトリックスおよびエイリアス画像データマトリ
ックスの画素のそれぞれは、複素量である。
【００２３】画像データマトリックスの各画素およびエ
イリアスデータマトリックスの各画素は、所期領域およ
びエイリアス領域の一方または両方から大きく寄与され
ることがある。
イリアスデータマトリックスの各画素は、所期領域およ
びエイリアス領域の一方または両方から大きく寄与され
ることがある。
【００２４】それ自身および他の励起空間に対する、個
別画素のそれぞれの、各コイルの感度の知識を利用し
て、エイリアス効果の画像データマトリックスの各画素
が補償される。これは、プロセッサ１０で行われる。
別画素のそれぞれの、各コイルの感度の知識を利用し
て、エイリアス効果の画像データマトリックスの各画素
が補償される。これは、プロセッサ１０で行われる。
【００２５】この補正に利用される方程式は次の通りで
ある。式中、任意の特定画素について、下記の定義を適
用する。また、項はいずれも複素数である。Ｉiは、撮
像コイル４によって検出される画像データマトリックス
の画素の強度である。Ｉaは、エイリアスコイル５によ
って検出されるエイリアスデータマトリックスの同一画
素の強度である。Ｉ1は、画像データマトリックスの画
素の補正後強度、すなわち、所期スライスの励起だけに
よる強度である。Ｉ2は、エイリアス領域の励起だけに
よるエイリアスデータマトリックスの対応画素の強度で
ある。Ｓｉ1は、所期スライスで発生するＭＲ信号に対
する、撮像コイル４の感度である。Ｓｉ2は、エイリア
ス領域で発生するＭＲ信号に対する、撮像コイル４の感
度である。Ｓａ1は、所期スライスで発生するＭＲ信号
に対する、エイリアスコイル５の感度である。Ｓａ
2は、エイリアス領域で発生する信号に対するエイリア
スコイルの感度である。Ｓは、いろいろな項から成るマ
トリックスである。Ｓ -1は、マトリックスＳの逆行列で
ある。
ある。式中、任意の特定画素について、下記の定義を適
用する。また、項はいずれも複素数である。Ｉiは、撮
像コイル４によって検出される画像データマトリックス
の画素の強度である。Ｉaは、エイリアスコイル５によ
って検出されるエイリアスデータマトリックスの同一画
素の強度である。Ｉ1は、画像データマトリックスの画
素の補正後強度、すなわち、所期スライスの励起だけに
よる強度である。Ｉ2は、エイリアス領域の励起だけに
よるエイリアスデータマトリックスの対応画素の強度で
ある。Ｓｉ1は、所期スライスで発生するＭＲ信号に対
する、撮像コイル４の感度である。Ｓｉ2は、エイリア
ス領域で発生するＭＲ信号に対する、撮像コイル４の感
度である。Ｓａ1は、所期スライスで発生するＭＲ信号
に対する、エイリアスコイル５の感度である。Ｓａ
2は、エイリアス領域で発生する信号に対するエイリア
スコイルの感度である。Ｓは、いろいろな項から成るマ
トリックスである。Ｓ -1は、マトリックスＳの逆行列で
ある。
【００２６】画像データマトリックスの画素の検出強度
は、次式で表すことができる。
は、次式で表すことができる。
【００２７】
【数１】Ｉi＝Ｓｉ1Ｉ1＋Ｓｉ2Ｉ2 エイリアス画像データマトリックスの同一画素の検出強
度は、次式で表すことができる。
度は、次式で表すことができる。
【００２８】
【数２】Ｉｉ＝Ｓａ1Ｉ1＋Ｓａ2Ｉ2 これら２項は行列（ここでは、数学的な意味の用語を使
用）として表すことができる。
用）として表すことができる。
【００２９】
【数３】
【００３０】この行列式は、以下のようにまとめること
ができる。
ができる。
【００３１】
【数４】Ｉcoil＝ＳＩslice 連立法的式を解くことにより、各スライスが発する実際
の強度を求めることができる。解は、以下の一般的な様
式で表すことができる。
の強度を求めることができる。解は、以下の一般的な様
式で表すことができる。
【００３２】
【数５】Ｉslice＝Ｓ -1Ｉcoil したがって、Ｓ -1の知識により、エイリアス領域からの
ＭＲの寄与が組み込まれることなく、補正強度を得るこ
とができる。したがって、Ｉ1を得るための前述の計算
は、撮像対象のスライスの画像データマトリックスの各
画素について実施される必要がある。
ＭＲの寄与が組み込まれることなく、補正強度を得るこ
とができる。したがって、Ｉ1を得るための前述の計算
は、撮像対象のスライスの画像データマトリックスの各
画素について実施される必要がある。
【００３３】使用される撮像シーケンスは、通常の撮像
シーケンスである。例えば、ＲＦパルスを与えるとき
に、ｚ方向にスライス選択傾斜が与えられる。また、Ｍ
Ｒ信号を読み出してデコードするときに、スライスの一
方向で周波数コード化傾斜が与えられる。ＭＲ信号を読
み出してデコードする前に、大きさの変化する位相コー
ド化傾斜が直角方向にスイッチオンおよびオフされる。
それぞれの励起パルスについて、２つの信号（すなわち
撮像コイルからの信号とエイリアスコイルからの信号）
が測定される。
シーケンスである。例えば、ＲＦパルスを与えるとき
に、ｚ方向にスライス選択傾斜が与えられる。また、Ｍ
Ｒ信号を読み出してデコードするときに、スライスの一
方向で周波数コード化傾斜が与えられる。ＭＲ信号を読
み出してデコードする前に、大きさの変化する位相コー
ド化傾斜が直角方向にスイッチオンおよびオフされる。
それぞれの励起パルスについて、２つの信号（すなわち
撮像コイルからの信号とエイリアスコイルからの信号）
が測定される。
【００３４】当然のことながら、前述の方程式を解くた
めに、マトリックスの感度の項を知っている必要があ
る。これら感度項は、当然のことながら、画像の各画素
に適用されるが、恐らく画像の画素ごとに異なるだろ
う。各画素の感度値は、一様なファントムを、最初に前
述のスライス位置に、次にエイリアス領域に配置するこ
とによって測定できる。スライス位置にファントムを配
置することにより、半径方向平面の各画素について項Ｓ
ｉ1およびＳａ1を求めることができ、また、エイリアス
領域にファントムを配置することにより、半径方向平面
の各画素について項Ｓｉ2およびＳａ2を求めることがで
きスライス選択アーティファクトについて述べてきた
が、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の
特に重要な用途は、位相コード化方向が頭−足のときの
撮像である。前述のスライス選択例と同様な方法でこれ
を補正することができる。
めに、マトリックスの感度の項を知っている必要があ
る。これら感度項は、当然のことながら、画像の各画素
に適用されるが、恐らく画像の画素ごとに異なるだろ
う。各画素の感度値は、一様なファントムを、最初に前
述のスライス位置に、次にエイリアス領域に配置するこ
とによって測定できる。スライス位置にファントムを配
置することにより、半径方向平面の各画素について項Ｓ
ｉ1およびＳａ1を求めることができ、また、エイリアス
領域にファントムを配置することにより、半径方向平面
の各画素について項Ｓｉ2およびＳａ2を求めることがで
きスライス選択アーティファクトについて述べてきた
が、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の
特に重要な用途は、位相コード化方向が頭−足のときの
撮像である。前述のスライス選択例と同様な方法でこれ
を補正することができる。
【００３５】前述の実施例では、同一シーケンスを使っ
て感度データと実験データの両方を収集した。異なるシ
ーケンスでは、補正が作用しない。しかしながら、これ
は一般的な制約ではない。一般公式化には、いずれか任
意のシーケンスのマップが必要であり、これは、Ｂoと
傾斜磁場との磁場マップ、および、使用受信コイルの感
度プロフィールによって得られる。感度項を求めるため
のファントム利用に代わる別の選択肢として、エイリア
ス領域および撮像領域の両方の、傾斜磁場および主磁場
の空間分布のマッピングの知識から直接に感度項を求め
ることもできる。次に、このシーケンス依存情報を、コ
イル感度プロフィールと組み合わせることにより、最終
画像データの各画素の各コイルの総合システム感度が得
られる。
て感度データと実験データの両方を収集した。異なるシ
ーケンスでは、補正が作用しない。しかしながら、これ
は一般的な制約ではない。一般公式化には、いずれか任
意のシーケンスのマップが必要であり、これは、Ｂoと
傾斜磁場との磁場マップ、および、使用受信コイルの感
度プロフィールによって得られる。感度項を求めるため
のファントム利用に代わる別の選択肢として、エイリア
ス領域および撮像領域の両方の、傾斜磁場および主磁場
の空間分布のマッピングの知識から直接に感度項を求め
ることもできる。次に、このシーケンス依存情報を、コ
イル感度プロフィールと組み合わせることにより、最終
画像データの各画素の各コイルの総合システム感度が得
られる。
【００３６】実際には、係数がＳで表されている一対の
方程式が不良条件の場合、最終画像の画素はノイズの悪
影響を受ける。エイリアス領域がひどく歪められた非線
形で画像領域にマッピングされると、問題が発生するこ
とがある。これに関し、考慮すべき２つのケースがあ
る。
方程式が不良条件の場合、最終画像の画素はノイズの悪
影響を受ける。エイリアス領域がひどく歪められた非線
形で画像領域にマッピングされると、問題が発生するこ
とがある。これに関し、考慮すべき２つのケースがあ
る。
【００３７】（ｉ）スライスデータとアーティファクト
信号の両方を含む画像の領域。この領域では、（Ｓ
ｉ1，Ｓｉ2，Ｓａ2）がいずれも大きく、スライス内信
号に対するコイルの感度が異なっている（すなわち、Ｓ
ｉ1／Ｓｉ2≠Ｓａ1／Ｓａ2）。Ｓの行列式の絶対値は大
きくなり、また、ノイズが多く追加されることなく抽出
データからアーティファクトが削除される。
信号の両方を含む画像の領域。この領域では、（Ｓ
ｉ1，Ｓｉ2，Ｓａ2）がいずれも大きく、スライス内信
号に対するコイルの感度が異なっている（すなわち、Ｓ
ｉ1／Ｓｉ2≠Ｓａ1／Ｓａ2）。Ｓの行列式の絶対値は大
きくなり、また、ノイズが多く追加されることなく抽出
データからアーティファクトが削除される。
【００３８】（ｉｉ）スライスデータを含み、大きなア
ーティファクト信号を含まない領域。。この領域では、
Ｓｉ2およびＳａ2がいずれも小さく、Ｓの行列式の絶対
値が小さくなりがちであり、Ｓ -1を乗じることによって
補正コイルのノイズを増幅し、大きなアーティファクト
内容を除去せずに増幅ノイズを信号データに加える。こ
れは、利益なき害毒である。
ーティファクト信号を含まない領域。。この領域では、
Ｓｉ2およびＳａ2がいずれも小さく、Ｓの行列式の絶対
値が小さくなりがちであり、Ｓ -1を乗じることによって
補正コイルのノイズを増幅し、大きなアーティファクト
内容を除去せずに増幅ノイズを信号データに加える。こ
れは、利益なき害毒である。
【００３９】タイプ（ｉｉ）の領域のノイズ増幅に対す
る解決策は、小さな値のｄｅｔ［Ｓ］の絶対値、すなわ
ち、｜ｄｅｔ［Ｓ］｜＜｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値の半
分、を試験することによってノイズを識別し、そのよう
な画素については、主コイル４だけからの原画像データ
の適宜基準化したコピーを存続させることである。
る解決策は、小さな値のｄｅｔ［Ｓ］の絶対値、すなわ
ち、｜ｄｅｔ［Ｓ］｜＜｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値の半
分、を試験することによってノイズを識別し、そのよう
な画素については、主コイル４だけからの原画像データ
の適宜基準化したコピーを存続させることである。
【００４０】図４と５を参照すると、図４は、各画素が
｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の値を含んでいる点を除けば、画像デ
ータマトリックスに対応しているデータマトリックスで
ある。ｄｅｔ［Ｓ］の絶対値は、各画素ごとの固有値で
ある。一列の画素が記載されている。図５は、この一列
に沿った｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の変化を示すグラフである。
｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の値を含んでいる点を除けば、画像デ
ータマトリックスに対応しているデータマトリックスで
ある。ｄｅｔ［Ｓ］の絶対値は、各画素ごとの固有値で
ある。一列の画素が記載されている。図５は、この一列
に沿った｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の変化を示すグラフである。
【００４１】一実施例において、配列全体にわたり、閾
値を｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値の半分に設定した。閾値
に達しない画素に対しては、基準化したオリジナルデー
タを利用し、閾値を超える画素に対しては、前述の方程
式で示される補正を利用した。閾値は、｜ｄｅｔ［Ｓ］
｜の最大値の１／４〜３／４の間の任意の値に設定する
ことができるが、実際には、｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値
の２０％〜９０％の任意の位置の閾値を利用することが
幾分か有利である。
値を｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値の半分に設定した。閾値
に達しない画素に対しては、基準化したオリジナルデー
タを利用し、閾値を超える画素に対しては、前述の方程
式で示される補正を利用した。閾値は、｜ｄｅｔ［Ｓ］
｜の最大値の１／４〜３／４の間の任意の値に設定する
ことができるが、実際には、｜ｄｅｔ［Ｓ］｜の最大値
の２０％〜９０％の任意の位置の閾値を利用することが
幾分か有利である。
【００４２】
【実施例】前述の方法を、長さ３８ｃｍのボアを有し且
つ従来のスピンエコーシーケンスでアイソセンタから約
１０ｃｍの距離においてスライスからアーティファクト
を生じる１．０Ｔ Ｐｉｃｋｅｒプロトタイプ新生児用
スキャナを利用して試験した。コイル４は、磁気アイソ
センタの中央に配置されたバードケージ型コイルを使用
した。エイリアスコイル５は７ｃｍのループ表面コイル
であり、信号が主画像内で折り返されることが知られて
いる位置に、アイソセンタから１０ｃｍ離して配置し
た。均一な直径１９ｃｍの硫酸銅のファントムを画像化
することによって、２つのコイル４および５の感度マッ
プを得た。ファントムは、最初にアイソセンタに置き、
次にアーティファクト源の位置に移動し、それぞれのケ
ースで両方のＲＦコイルを利用して画像化を行った。フ
ァントムが、アイソセンタおよび折り返し（エイリア
ス）位置を含む領域に及ぶように、長さ２０ｃｍ、直径
６ｃｍの構造を持ったファントムをボア内に挿入するこ
とによって、補正用の画像データを収集した。両方のＲ
Ｆコイルによる画像を得た。長い構造のファントムを成
人の前腕に置き換えることにより、解剖学的なデータを
収集した。スピンエコー画像形成パラメータは、ＴＥ２
０ｍｓｅｃ、ＴＲ２００ｍｓｅｃ、ＦＯＶ２０ｃｍ、ス
ライス厚５ｍｍ、２５秒収集、であった。いずれのケー
スでも、完全な画像データが収集された。前述のよう
に、データ画像から配列磁場アーティファクトが申し分
なく削除された。
つ従来のスピンエコーシーケンスでアイソセンタから約
１０ｃｍの距離においてスライスからアーティファクト
を生じる１．０Ｔ Ｐｉｃｋｅｒプロトタイプ新生児用
スキャナを利用して試験した。コイル４は、磁気アイソ
センタの中央に配置されたバードケージ型コイルを使用
した。エイリアスコイル５は７ｃｍのループ表面コイル
であり、信号が主画像内で折り返されることが知られて
いる位置に、アイソセンタから１０ｃｍ離して配置し
た。均一な直径１９ｃｍの硫酸銅のファントムを画像化
することによって、２つのコイル４および５の感度マッ
プを得た。ファントムは、最初にアイソセンタに置き、
次にアーティファクト源の位置に移動し、それぞれのケ
ースで両方のＲＦコイルを利用して画像化を行った。フ
ァントムが、アイソセンタおよび折り返し（エイリア
ス）位置を含む領域に及ぶように、長さ２０ｃｍ、直径
６ｃｍの構造を持ったファントムをボア内に挿入するこ
とによって、補正用の画像データを収集した。両方のＲ
Ｆコイルによる画像を得た。長い構造のファントムを成
人の前腕に置き換えることにより、解剖学的なデータを
収集した。スピンエコー画像形成パラメータは、ＴＥ２
０ｍｓｅｃ、ＴＲ２００ｍｓｅｃ、ＦＯＶ２０ｃｍ、ス
ライス厚５ｍｍ、２５秒収集、であった。いずれのケー
スでも、完全な画像データが収集された。前述のよう
に、データ画像から配列磁場アーティファクトが申し分
なく削除された。
【００４３】前述の実施形態から、本発明の範囲を逸脱
しない変更が可能である。したがって、撮像コイル４
は、バードケージコイルである必要はない。他タイプの
コイルも可能である。例として、撮像コイルをコイル配
列で構成してもよい。この場合、エイリアスコイルは、
アレイ端部の別のコイルであってもよい。
しない変更が可能である。したがって、撮像コイル４
は、バードケージコイルである必要はない。他タイプの
コイルも可能である。例として、撮像コイルをコイル配
列で構成してもよい。この場合、エイリアスコイルは、
アレイ端部の別のコイルであってもよい。
【００４４】エイリアスコイルは表面コイルである必要
はなく、別の形態のコイルであってもよい。希望に応じ
て、複数のエイリアスコイルを設けることもできる。
はなく、別の形態のコイルであってもよい。希望に応じ
て、複数のエイリアスコイルを設けることもできる。
【００４５】以上、短い磁石と関連させて本発明を説明
したが、本発明は、アーティファクトが問題となりうる
長い磁石にも適用できる。その２つの例は、小さい傾斜
コイルと組み合わせた長い磁石および／または位相コー
ド化方向が頭−足方向である場合である。
したが、本発明は、アーティファクトが問題となりうる
長い磁石にも適用できる。その２つの例は、小さい傾斜
コイルと組み合わせた長い磁石および／または位相コー
ド化方向が頭−足方向である場合である。
【００４６】スライスの撮像に関しては何の制限も無
い。本発明は、三次元空間に適用できる。この場合、ボ
クセルのエイリアス領域は、所期の励起空間のボクセル
に対して１対１の関係で定義される。
い。本発明は、三次元空間に適用できる。この場合、ボ
クセルのエイリアス領域は、所期の励起空間のボクセル
に対して１対１の関係で定義される。
【００４７】修正対象の画像データマトリックススを生
成する種々の方法のように、いろいろなタイプのパルス
シーケンスを利用できる。
成する種々の方法のように、いろいろなタイプのパルス
シーケンスを利用できる。
【００４８】本発明は、ボア付きの磁石に限定されるも
のではなく、開放的な磁石にも適用される。
のではなく、開放的な磁石にも適用される。
【００４９】最後に、本発明は、撮像に限定されるもの
ではなく、例えば、化学分析に利用される医療用スペク
トル観測などの医療用磁気共鳴分光学に応用できる。
ではなく、例えば、化学分析に利用される医療用スペク
トル観測などの医療用磁気共鳴分光学に応用できる。
【図１】（ａ）公知の磁気共鳴撮像装置の磁場強度の変
化を示す図である。 （ｂ）公知の磁気共鳴撮像装置の略断面図である。
化を示す図である。 （ｂ）公知の磁気共鳴撮像装置の略断面図である。
【図２】本発明による磁気共鳴撮像装置の略断面図であ
る。
る。
【図３】図２の処理手段のブロック図である。
【図４】処理手段で使用される数量の値の配列を示す図
である。
である。
【図５】配列の一方の直線に沿った数量の変化を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
１ 磁石 ２ 診察台 ３ ボア ４ 主コイル（撮像コイル） ５ 補助コイル（エイリアスコイル） ６ 処理装置 ７ ディスプレイ ８ 受信器 １０ プロセッサ
Claims (10)
- 【請求項１】 主磁場および磁場傾斜を所期の信号領域
に生成する手段と、前記所期信号領域の空間内で磁気共
鳴を励起させるＲＦ手段と、前記所期信号領域からＭＲ
信号を受信する主ＲＦ受信コイルと、前記所期励起空間
の外側にあり且つ前記所期励起空間と等しい磁場値を持
つエイリアス領域からＭＲ信号を受信する補助ＲＦ受信
コイルと、前記所期励起空間から生成されるデータのエ
イリアシングによって引き起こされるアーティファクト
を減少させるために、前記補助ＲＦ受信コイルならびに
前記主ＲＦ受信コイルからの信号を利用し、前記所期励
起空間からデータを生成する処理手段と、を有する磁気
共鳴装置。 - 【請求項２】 前記処理手段は、個々の画素ごとに、前
記所期励起空間および前記エイリアス領域による励起に
対する各コイルの感度の値を利用して、画素に関する前
記励起空間のデータを１画素ずつ処理するように構成さ
れる、請求項１に記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項３】 前記処理手段は、前記所期励起空間およ
び前記エイリアス領域による励起に対する各コイルの感
度の値のマトリックスを利用して、画素に関する前記励
起空間のデータを１画素ずつ処理するように構成され
る、請求項２に記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項４】 前記処理手段は、前記マトリックスの行
列式の絶対値が閾値を下回る前記画素について、前記補
助コイルからのデータを削除して、前記励起空間のデー
タを１画素ずつ処理するように構成される、請求項３に
記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項５】 前記閾値は、全画素について、前記マト
リックスの前記行列式の前記絶対値のピーク値の２０％
〜９０％の範囲内にある、請求項４に記載の磁気共鳴装
置。 - 【請求項６】 磁気共鳴撮像装置である、請求項１〜５
のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 【請求項７】 前記補助ＲＦコイルは表面コイルであ
る、請求項６に記載の磁気共鳴撮像装置。 - 【請求項８】 主磁場および磁場傾斜を所期の信号領域
に生成する段階と、前記所期信号領域の空間内で磁気共
鳴を励起させる段階と、主受信コイルを利用して、前記
所期信号の所期励起空間からＭＲ信号を受信する段階
と、補助ＲＦ受信回路を利用して、前記所期励起空間の
外側にあり且つ前記所期励起空間と等しい磁場値を持つ
エイリアス領域からＭＲ信号を受信する受信する段階
と、エイリアシングに起因するアーティファクトが減少
されたデータを生成するために、前記主ＲＦ受信コイル
および前記補助ＲＦ受信コイルからの信号を処理する段
階と、を含む磁気共鳴達成方法。 - 【請求項９】 前記所期信号領域および前記エイリアス
領域にファントムを置いて、前記所期信号領域および前
記エイリアス領域に対する前記主およびエイリアスコイ
ルの感度を求める、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 磁気共鳴撮像法である、請求項８また
は９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9905727:5 | 1999-03-13 | ||
| GB9905727A GB2348005A (en) | 1999-03-13 | 1999-03-13 | NMR apparatus with additional RF receive coil to reduce aliasing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000262492A true JP2000262492A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4447104B2 JP4447104B2 (ja) | 2010-04-07 |
Family
ID=10849523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000068205A Expired - Fee Related JP4447104B2 (ja) | 1999-03-13 | 2000-03-13 | 磁気共鳴装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6492810B1 (ja) |
| EP (1) | EP1037068B1 (ja) |
| JP (1) | JP4447104B2 (ja) |
| AT (1) | ATE309550T1 (ja) |
| DE (1) | DE60023774T2 (ja) |
| GB (1) | GB2348005A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2003024327A1 (fr) * | 2001-09-13 | 2003-03-27 | Hitachi Medical Corporation | Technique d'imagerie par resonance magnetique, dispositif et appareil de reception rf a bobine |
| JP2005527257A (ja) * | 2001-12-17 | 2005-09-15 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気共鳴方法 |
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| JP2002530748A (ja) * | 1998-11-13 | 2002-09-17 | セロミックス インコーポレイテッド | 実験データを効率的に収集して記憶するための方法及びシステム |
| US7197353B2 (en) * | 2001-09-14 | 2007-03-27 | General Electric Company | Sensitivity encoding MRI acquisition method |
| WO2003032816A2 (en) * | 2001-10-19 | 2003-04-24 | The Government Of The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services | A method and apparatus to improve an mri image |
| DE10224192A1 (de) * | 2002-05-31 | 2003-12-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Bildgebendes NMR-Verfahren sowie NMR-Vorrichtung |
| WO2004099806A1 (en) | 2003-05-08 | 2004-11-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Rf surface coil for use in mri with reduce sensitivity close to the conductors |
| DE10333795B4 (de) * | 2003-07-24 | 2008-01-31 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von peripheren Störsignalen in Spin-Echo-Bildern bei nicht monotonem Magnetfeldverlauf in der Magnetresonanz-Tomographie-Bildgebung |
| US11105877B2 (en) * | 2017-12-01 | 2021-08-31 | Toshiba Medical Systems Corporation | Determining slice leakage in accelerated magnetic resonance imaging |
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| US4715383B1 (en) * | 1986-11-10 | 1995-10-31 | Mayo Medical Resources | Method for reducing artifacts in NMR images |
| US5451875A (en) * | 1989-06-16 | 1995-09-19 | Picker International, Inc. | Technique for reducing aliasing artifacts wtih insertable gradient coils |
| JPH05300895A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-11-16 | Hitachi Medical Corp | Ｍｒｉ装置における核スピンの選択励起方法 |
| DE4444061A1 (de) * | 1994-12-10 | 1996-06-13 | Philips Patentverwaltung | MR-Verfahren zur Bestimmung der Kernmagnetisierungsverteilung mit einer Oberflächenspulen-Anordnung |
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| US6100689A (en) * | 1998-09-03 | 2000-08-08 | General Electric Company | Method for quantifying ghost artifacts in MR images |
| GB9926918D0 (en) * | 1999-11-15 | 2000-01-12 | Marconi Electronic Syst Ltd | Magnetic resonance imaging |
| GB9926923D0 (en) * | 1999-11-15 | 2000-01-12 | Marconi Electronic Syst Ltd | Magnetic resonance imaging |
-
1999
- 1999-03-13 GB GB9905727A patent/GB2348005A/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-02 DE DE60023774T patent/DE60023774T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 EP EP00301711A patent/EP1037068B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-02 AT AT00301711T patent/ATE309550T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-03-13 US US09/523,898 patent/US6492810B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-13 JP JP2000068205A patent/JP4447104B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP1037068A2 (en) | 2000-09-20 |
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| EP1037068A3 (en) | 2002-06-19 |
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