JP2001025463A - 磁気共鳴イメージング・システムのための高速スピン・エコーの位相補正法 - Google Patents
磁気共鳴イメージング・システムのための高速スピン・エコーの位相補正法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
で画像アーティファクトを減少させるために高速スピン
・エコー（ＦＳＥ）パルス・シーケンスの位相補償を行
う。 【解決手段】 ＦＳＥパルス・シーケンス用のプレスキ
ャン処理により、ＦＳＥパルス・シーケンス内のＲＦ励
起パルス３０５及びＲＦ再集束パルス３０７の位相を調
節して、空間的に不変な位相誤差（ゼロ次）を減少させ
る。このプレスキャン処理はまた、読み出し勾配補償パ
ルス３２４、位相エンコード勾配補償パルス及びスライ
ス選択勾配補償パルスの値を算出して、読み出し勾配
軸、位相エンコード勾配軸及びスライス選択勾配軸に沿
った１次の位相シフトを減少させる。
で画像アーティファクトを減少させるために高速スピン
・エコー（ＦＳＥ）パルス・シーケンスの位相補償を行
う。 【解決手段】 ＦＳＥパルス・シーケンス用のプレスキ
ャン処理により、ＦＳＥパルス・シーケンス内のＲＦ励
起パルス３０５及びＲＦ再集束パルス３０７の位相を調
節して、空間的に不変な位相誤差（ゼロ次）を減少させ
る。このプレスキャン処理はまた、読み出し勾配補償パ
ルス３２４、位相エンコード勾配補償パルス及びスライ
ス選択勾配補償パルスの値を算出して、読み出し勾配
軸、位相エンコード勾配軸及びスライス選択勾配軸に沿
った１次の位相シフトを減少させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は、核磁気共鳴
イメージング（ＭＲＩ）方法及びシステムである。より
具体的には、本発明は、画像アーティファクトを減少さ
せるための高速（ファスト）スピン・エコーのパルス・
シーケンスの補償に関する。
イメージング（ＭＲＩ）方法及びシステムである。より
具体的には、本発明は、画像アーティファクトを減少さ
せるための高速（ファスト）スピン・エコーのパルス・
シーケンスの補償に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体組織のような物質が一様の磁場（分
極磁場Ｂ0 ）にさらされると、組織内のスピンの個々の
磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しようと
するが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな秩
序で分極磁場の周りを歳差運動する。物質すなわち組織
が、ｘｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近い
周波数を持つ磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、整
列した正味の磁気モーメントＭzがｘｙ平面に向かって
回転すなわち「傾斜」して、正味の横磁気モーメントＭ
tを生成し得る。励起信号Ｂ1 を停止させた後に、この
ように励起されたスピンによって信号が放出され、この
「ＭＲ（磁気共鳴）」信号を受信して処理することによ
り画像を形成することができる。
極磁場Ｂ0 ）にさらされると、組織内のスピンの個々の
磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しようと
するが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな秩
序で分極磁場の周りを歳差運動する。物質すなわち組織
が、ｘｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近い
周波数を持つ磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、整
列した正味の磁気モーメントＭzがｘｙ平面に向かって
回転すなわち「傾斜」して、正味の横磁気モーメントＭ
tを生成し得る。励起信号Ｂ1 を停止させた後に、この
ように励起されたスピンによって信号が放出され、この
「ＭＲ（磁気共鳴）」信号を受信して処理することによ
り画像を形成することができる。
【０００３】これらの信号を用いて画像を形成するとき
に、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧz）が用いられる。典
型的には、撮像領域は、採用されている特定の局在化方
法に応じてこれらの勾配が変化する一連の測定サイクル
によって走査される。結果として得られたＭＲ受信信号
の組をディジタル化すると共に処理して、多くの周知の
再構成手法のうち１つを用いて画像を再構成する。医用
画像を作成するために現在用いられている殆どのＭＲ走
査は、必要なデータを取得するのに何分間もの時間を必
要とする。走査時間を短縮させると、患者のスループッ
トが増大し、患者の快適さが増すと共に、モーション・
アーティファクトを減少させることにより画質が改善さ
れるので、この走査時間の短縮は重要な課題である。
に、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧz）が用いられる。典
型的には、撮像領域は、採用されている特定の局在化方
法に応じてこれらの勾配が変化する一連の測定サイクル
によって走査される。結果として得られたＭＲ受信信号
の組をディジタル化すると共に処理して、多くの周知の
再構成手法のうち１つを用いて画像を再構成する。医用
画像を作成するために現在用いられている殆どのＭＲ走
査は、必要なデータを取得するのに何分間もの時間を必
要とする。走査時間を短縮させると、患者のスループッ
トが増大し、患者の快適さが増すと共に、モーション・
アーティファクトを減少させることにより画質が改善さ
れるので、この走査時間の短縮は重要な課題である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】分単位でなく秒単位で
走査を完了し得るパルス・シーケンスも存在している。
その１つは、高速取得緩和強調（ＲＡＲＥ）シーケンス
であり、Magnetic Resonance in Medicine誌、第３巻、
第８２３頁〜第８３３頁（１９８６年）のJ. Hennig等
の論文「ＲＡＲＥイメージング：臨床ＭＲ用の高速撮像
方法（RARE Imaging: A Fast Imaging Method for Clin
ical MR）」に記載されている。ＲＡＲＥシーケンス
は、Carr-Purcell-Meiboom-Gillシーケンスから発生さ
れるＲＦ再集束エコーを利用した高速スピン・エコー・
シーケンスである。これらの高速スピン・エコー（「Ｆ
ＳＥ」）走査では、渦電流、Ｂ0 の不安定性、勾配増幅
器の忠実度の低さ、磁気ヒステリシス及び高次のマクス
ウェル項等に起因する画像アーティファクトが非常に生
じ易い。１９９５年１月３日にR.S. Hinksに付与された
米国特許第５，３７８，９８５号「ＭＲＩシステム用の
高速スピン・エコー・プレスキャン（Fast Spin Echo P
rescan For MRI Systems）」において、各々の患者の走
査に先立って、位相誤差の一部を測定すると共に、これ
らの誤差を補償するように高速スピン・エコー・パルス
・シーケンスを変更する方法が開示されている。この方
法は、ゴースト画像アーティファクトを実質的に減少さ
せるが、位相誤差の根本的な原因が多数同時に存在して
いたり互いに相互作用を及ぼし合ったりするような状況
では、アーティファクトを含まないＦＳＥ画像を作成す
るのは困難である。
走査を完了し得るパルス・シーケンスも存在している。
その１つは、高速取得緩和強調（ＲＡＲＥ）シーケンス
であり、Magnetic Resonance in Medicine誌、第３巻、
第８２３頁〜第８３３頁（１９８６年）のJ. Hennig等
の論文「ＲＡＲＥイメージング：臨床ＭＲ用の高速撮像
方法（RARE Imaging: A Fast Imaging Method for Clin
ical MR）」に記載されている。ＲＡＲＥシーケンス
は、Carr-Purcell-Meiboom-Gillシーケンスから発生さ
れるＲＦ再集束エコーを利用した高速スピン・エコー・
シーケンスである。これらの高速スピン・エコー（「Ｆ
ＳＥ」）走査では、渦電流、Ｂ0 の不安定性、勾配増幅
器の忠実度の低さ、磁気ヒステリシス及び高次のマクス
ウェル項等に起因する画像アーティファクトが非常に生
じ易い。１９９５年１月３日にR.S. Hinksに付与された
米国特許第５，３７８，９８５号「ＭＲＩシステム用の
高速スピン・エコー・プレスキャン（Fast Spin Echo P
rescan For MRI Systems）」において、各々の患者の走
査に先立って、位相誤差の一部を測定すると共に、これ
らの誤差を補償するように高速スピン・エコー・パルス
・シーケンスを変更する方法が開示されている。この方
法は、ゴースト画像アーティファクトを実質的に減少さ
せるが、位相誤差の根本的な原因が多数同時に存在して
いたり互いに相互作用を及ぼし合ったりするような状況
では、アーティファクトを含まないＦＳＥ画像を作成す
るのは困難である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＦＳＥパルス
・シーケンスを調節し、これにより、ＭＲＩスキャナに
よって生ずる位相誤差を減少させるためにＦＳＥ走査に
先立って実行される処理である。より明確に述べると、
この処理は、ｋ空間の中央からエコー信号を取得するよ
うにＦＳＥパルス・シーケンスを実行する工程と、読み
出し勾配軸に沿った１次の位相シフトについてＦＳＥパ
ルス・シーケンスを補償するために、取得されたエコー
から位相シフト及び読み出し勾配補償パルスを算出する
工程と、ｋ空間の中央から更なるエコー信号を取得する
ようにＦＳＥパルス・シーケンスを実行する工程と、位
相エンコード勾配軸に沿ったゼロ次及び１次の位相シフ
トについてＦＳＥパルス・シーケンスを補償するため
に、前述の更なるエコーから位相シフト及び位相エンコ
ード勾配補償パルスを算出する工程と、ｋ空間の中央か
らもう１つのエコー信号を取得するようにＦＳＥパルス
・シーケンスを実行する工程と、スライス選択勾配軸に
沿った位相シフトについてＦＳＥパルス・シーケンスを
補償するために、前述のもう１つのエコーからスライス
選択勾配補償パルスを算出する工程とを含んでいる。各
々の勾配軸が補償されるのに伴い、更なる中央ｋ空間エ
コーを取得するのに用いられるＦＳＥパルス・シーケン
スは、位相誤差を補償するように修正されたものとな
る。
・シーケンスを調節し、これにより、ＭＲＩスキャナに
よって生ずる位相誤差を減少させるためにＦＳＥ走査に
先立って実行される処理である。より明確に述べると、
この処理は、ｋ空間の中央からエコー信号を取得するよ
うにＦＳＥパルス・シーケンスを実行する工程と、読み
出し勾配軸に沿った１次の位相シフトについてＦＳＥパ
ルス・シーケンスを補償するために、取得されたエコー
から位相シフト及び読み出し勾配補償パルスを算出する
工程と、ｋ空間の中央から更なるエコー信号を取得する
ようにＦＳＥパルス・シーケンスを実行する工程と、位
相エンコード勾配軸に沿ったゼロ次及び１次の位相シフ
トについてＦＳＥパルス・シーケンスを補償するため
に、前述の更なるエコーから位相シフト及び位相エンコ
ード勾配補償パルスを算出する工程と、ｋ空間の中央か
らもう１つのエコー信号を取得するようにＦＳＥパルス
・シーケンスを実行する工程と、スライス選択勾配軸に
沿った位相シフトについてＦＳＥパルス・シーケンスを
補償するために、前述のもう１つのエコーからスライス
選択勾配補償パルスを算出する工程とを含んでいる。各
々の勾配軸が補償されるのに伴い、更なる中央ｋ空間エ
コーを取得するのに用いられるＦＳＥパルス・シーケン
スは、位相誤差を補償するように修正されたものとな
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】先ず、図１には、本発明を組み込
んだ好ましいＭＲＩシステムの主要な構成要素が示され
ている。システムの動作は、キーボード及び制御パネル
１０２と表示装置１０４とを含んでいる操作者コンソー
ル１００によって制御される。コンソール１００はリン
ク１１６を介して独立したコンピュータ・システム１０
７と連絡しており、コンピュータ・システム１０７によ
り、操作者はスクリーン１０４上での画像の形成及び表
示を制御することが可能になる。コンピュータ・システ
ム１０７は、画像プロセッサ・モジュール１０６と、Ｃ
ＰＵモジュール１０８と、メモリ・モジュール１１３と
を含んでいる。コンピュータ・システム１０７は、画像
データ及びプログラムを記憶するためのディスク記憶装
置１１１及びテープ・ドライブ１１２に結合されてお
り、また、高速シリアル・リンク１１５を介して別個の
システム制御部１２２と連絡している。
んだ好ましいＭＲＩシステムの主要な構成要素が示され
ている。システムの動作は、キーボード及び制御パネル
１０２と表示装置１０４とを含んでいる操作者コンソー
ル１００によって制御される。コンソール１００はリン
ク１１６を介して独立したコンピュータ・システム１０
７と連絡しており、コンピュータ・システム１０７によ
り、操作者はスクリーン１０４上での画像の形成及び表
示を制御することが可能になる。コンピュータ・システ
ム１０７は、画像プロセッサ・モジュール１０６と、Ｃ
ＰＵモジュール１０８と、メモリ・モジュール１１３と
を含んでいる。コンピュータ・システム１０７は、画像
データ及びプログラムを記憶するためのディスク記憶装
置１１１及びテープ・ドライブ１１２に結合されてお
り、また、高速シリアル・リンク１１５を介して別個の
システム制御部１２２と連絡している。
【０００７】システム制御部１２２は、ＣＰＵモジュー
ル１１９と、シリアル・リンク１２５を介して操作者コ
ンソール１００に接続されているパルス発生器モジュー
ル１２１とを含んでいる。リンク１２５を介して、シス
テム制御部１２２は実行されるべき走査シーケンスを指
示する命令（コマンド）を操作者から受け取る。これら
の命令に応答して、パルス発生器モジュール１２１は、
ＲＦ励起パルスのタイミング、大きさ及び形状、並びに
データ取得ウィンドウのタイミング及び長さを指示する
データを発生し、また、パルス発生器モジュール１２１
は一組の勾配増幅器１２７に接続されており、走査中に
発生される勾配パルスのタイミング及び形状を制御す
る。パルス発生器モジュール１２１はまた、患者に接続
されているいくつかの異なるセンサから信号を受け取る
生理学的取得制御器１２９から患者データを受け取り、
また、患者及び磁石系の状態に関連した様々なセンサか
ら信号を受け取る走査室インタフェイス回路１３３に接
続されている。走査室インタフェイス回路１３３を介し
て、患者位置決めシステム１３４もまた、走査に望まし
い位置へ患者を移動させるための命令を受け取る。
ル１１９と、シリアル・リンク１２５を介して操作者コ
ンソール１００に接続されているパルス発生器モジュー
ル１２１とを含んでいる。リンク１２５を介して、シス
テム制御部１２２は実行されるべき走査シーケンスを指
示する命令（コマンド）を操作者から受け取る。これら
の命令に応答して、パルス発生器モジュール１２１は、
ＲＦ励起パルスのタイミング、大きさ及び形状、並びに
データ取得ウィンドウのタイミング及び長さを指示する
データを発生し、また、パルス発生器モジュール１２１
は一組の勾配増幅器１２７に接続されており、走査中に
発生される勾配パルスのタイミング及び形状を制御す
る。パルス発生器モジュール１２１はまた、患者に接続
されているいくつかの異なるセンサから信号を受け取る
生理学的取得制御器１２９から患者データを受け取り、
また、患者及び磁石系の状態に関連した様々なセンサか
ら信号を受け取る走査室インタフェイス回路１３３に接
続されている。走査室インタフェイス回路１３３を介し
て、患者位置決めシステム１３４もまた、走査に望まし
い位置へ患者を移動させるための命令を受け取る。
【０００８】パルス発生器モジュール１２１によって発
生される勾配波形は、Ｇx 増幅器とＧy 増幅器とＧz 増
幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号１３
９で示されているアセンブリ内の対応する勾配コイルを
励起して、取得されたＭＲ信号を空間的にエンコードす
るのに用いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・ア
センブリ１３９は、磁石アセンブリ１４１の一部を形成
しており、磁石アセンブリ１４１はまた、分極用磁石１
４０と全身型ＲＦコイル１５２とを含んでいる。
生される勾配波形は、Ｇx 増幅器とＧy 増幅器とＧz 増
幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号１３
９で示されているアセンブリ内の対応する勾配コイルを
励起して、取得されたＭＲ信号を空間的にエンコードす
るのに用いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・ア
センブリ１３９は、磁石アセンブリ１４１の一部を形成
しており、磁石アセンブリ１４１はまた、分極用磁石１
４０と全身型ＲＦコイル１５２とを含んでいる。
【０００９】システム制御部１２２内に設けられている
送受信器モジュール１５０がパルスを発生し、これらの
パルスは、ＲＦ増幅器１５１によって増幅され、送信／
受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によってＲＦコイル１５
２に結合されて、ＲＦ励起磁場Ｂ1を発生する。患者の
体内の励起された核によって発生されるＭＲ信号は、同
じＲＦコイル１５２によって検知されて、送信／受信ス
イッチ１５４を介して前置増幅器１５３に結合される。
送信／受信スイッチ１５４は、パルス発生器モジュール
１２１からの信号によって制御されて、送信モード時に
はＲＦ増幅器１５１をコイル１５２に電気的に接続し、
受信モード時には前置増幅器１５３を接続する。
送受信器モジュール１５０がパルスを発生し、これらの
パルスは、ＲＦ増幅器１５１によって増幅され、送信／
受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によってＲＦコイル１５
２に結合されて、ＲＦ励起磁場Ｂ1を発生する。患者の
体内の励起された核によって発生されるＭＲ信号は、同
じＲＦコイル１５２によって検知されて、送信／受信ス
イッチ１５４を介して前置増幅器１５３に結合される。
送信／受信スイッチ１５４は、パルス発生器モジュール
１２１からの信号によって制御されて、送信モード時に
はＲＦ増幅器１５１をコイル１５２に電気的に接続し、
受信モード時には前置増幅器１５３を接続する。
【００１０】ＲＦコイル１５２によって検知されたＭＲ
信号は、基準信号を用いてフィルタ処理され、復調さ
れ、送受信器モジュール１５０によってディジタル化さ
れて、システム制御部１２２のバックプレーン１１８を
介してメモリ・モジュール１６０へ転送される。走査が
完了してデータ・アレイの全体がメモリ・モジュール１
６０内に取得されたときに、アレイ・プロセッサ１６１
が、このデータを画像データ・アレイへフーリエ変換す
る。この画像データは、シリアル・リンク１１５を介し
てコンピュータ・システム１０７へ伝送されて、ここ
で、ディスク・メモリ１１１に記憶される。
信号は、基準信号を用いてフィルタ処理され、復調さ
れ、送受信器モジュール１５０によってディジタル化さ
れて、システム制御部１２２のバックプレーン１１８を
介してメモリ・モジュール１６０へ転送される。走査が
完了してデータ・アレイの全体がメモリ・モジュール１
６０内に取得されたときに、アレイ・プロセッサ１６１
が、このデータを画像データ・アレイへフーリエ変換す
る。この画像データは、シリアル・リンク１１５を介し
てコンピュータ・システム１０７へ伝送されて、ここ
で、ディスク・メモリ１１１に記憶される。
【００１１】図２を詳細に参照すると、補償されるべき
高速スピン・エコーＭＲパルス・シーケンスは２ＤＦＴ
ＲＡＲＥシーケンスであり、ここでは１６個のＭＲエ
コー信号が取得されている。明瞭にするために図２には
４つのエコー信号３０１〜３０４のみを示しているが、
更に１２個のエコー信号が発生されて取得されることが
理解されよう。これらのＭＲエコー信号は、患者を通過
するスライスに横磁化を形成するようにＧzスライス選
択勾配パルス３０６を存在させた状態で発生される９０
°ＲＦ励起パルス３０５によって発生される。この横磁
化は、１６個の選択的１８０°ＲＦ再集束（リフォーカ
シング）パルス３０７及び同時に印加されるスライス選
択勾配パルス３００の各々によって再集束されて、ＭＲ
スピン・エコー信号３０１〜３０４を発生し、これらの
信号３０１〜３０４はＧx 読み出し勾配パルス３０８を
存在させた状態で取得される。各々のＭＲスピン・エコ
ー信号３０１〜３０４は、それぞれのＧy 位相エンコー
ド・パルス３０９〜３１３によって別個に位相エンコー
ドされる。各々の位相エンコード・パルスの大きさは異
なっており、２５６個の値を通じて段階的に変化して、
１回の完全な走査中に２５６個の別個のビューを取得す
る。各々のＭＲスピン・エコー信号は、各々の信号の２
５６個のサンプルをディジタル化することにより取得さ
れ、結果として、１つの画像のための走査の完了時に
は、取得されたデータに対して２次元フーリエ変換（２
ＤＦＴ）を施すことにより２５６×２５６ピクセルの画
像が形成される。
高速スピン・エコーＭＲパルス・シーケンスは２ＤＦＴ
ＲＡＲＥシーケンスであり、ここでは１６個のＭＲエ
コー信号が取得されている。明瞭にするために図２には
４つのエコー信号３０１〜３０４のみを示しているが、
更に１２個のエコー信号が発生されて取得されることが
理解されよう。これらのＭＲエコー信号は、患者を通過
するスライスに横磁化を形成するようにＧzスライス選
択勾配パルス３０６を存在させた状態で発生される９０
°ＲＦ励起パルス３０５によって発生される。この横磁
化は、１６個の選択的１８０°ＲＦ再集束（リフォーカ
シング）パルス３０７及び同時に印加されるスライス選
択勾配パルス３００の各々によって再集束されて、ＭＲ
スピン・エコー信号３０１〜３０４を発生し、これらの
信号３０１〜３０４はＧx 読み出し勾配パルス３０８を
存在させた状態で取得される。各々のＭＲスピン・エコ
ー信号３０１〜３０４は、それぞれのＧy 位相エンコー
ド・パルス３０９〜３１３によって別個に位相エンコー
ドされる。各々の位相エンコード・パルスの大きさは異
なっており、２５６個の値を通じて段階的に変化して、
１回の完全な走査中に２５６個の別個のビューを取得す
る。各々のＭＲスピン・エコー信号は、各々の信号の２
５６個のサンプルをディジタル化することにより取得さ
れ、結果として、１つの画像のための走査の完了時に
は、取得されたデータに対して２次元フーリエ変換（２
ＤＦＴ）を施すことにより２５６×２５６ピクセルの画
像が形成される。
【００１２】図２のＦＳＥパルス・シーケンスは、ＣＰ
ＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）エコー・トレイン
を用いて単一のエコー・トレイン（又は「ショット」）
の範囲内で多数のビューをエンコードしている。これら
のエコー信号は、空間情報を正確にエンコードすべきで
ある場合には位相が揃っていなければならない。エコー
信号に望ましくない位相シフトが存在していると、再構
成画像にゴースト、ボケ及び信号損失が生ずる。これら
の位相シフトは、空間的に独立なものである（すなわち
ゼロ次）可能性もあるし、又はシステム・イソセンタか
らの位置の関数として変動するものである（すなわち空
間的に１次及びより高次）可能性もある。本発明の一側
面は、３つの勾配軸の各々に沿ってこれらゼロ次及び１
次の位相誤差を予備走査（プレスキャン）処理中に測定
することができ、これらの望ましくない位相シフトに起
因する画像アーティファクトを実質的に解消するように
ＦＳＥパルス・シーケンスを修正すなわち補償すること
ができるというものである。
ＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）エコー・トレイン
を用いて単一のエコー・トレイン（又は「ショット」）
の範囲内で多数のビューをエンコードしている。これら
のエコー信号は、空間情報を正確にエンコードすべきで
ある場合には位相が揃っていなければならない。エコー
信号に望ましくない位相シフトが存在していると、再構
成画像にゴースト、ボケ及び信号損失が生ずる。これら
の位相シフトは、空間的に独立なものである（すなわち
ゼロ次）可能性もあるし、又はシステム・イソセンタか
らの位置の関数として変動するものである（すなわち空
間的に１次及びより高次）可能性もある。本発明の一側
面は、３つの勾配軸の各々に沿ってこれらゼロ次及び１
次の位相誤差を予備走査（プレスキャン）処理中に測定
することができ、これらの望ましくない位相シフトに起
因する画像アーティファクトを実質的に解消するように
ＦＳＥパルス・シーケンスを修正すなわち補償すること
ができるというものである。
【００１３】本発明の好適実施例のＦＳＥ走査は、図１
のＭＲシステムによって実行されるプログラムの指令の
下で実行される。以下で述べるように、好適実施例で
は、所要の補正用情報を収集するように修正された一連
のＦＳＥパルス・シーケンスの実行を含むプレスキャン
をＦＳＥ走査の直前に実行する。次いで、補正用情報を
用いてＦＳＥパルス・シーケンスを変更し、このＦＳＥ
パルス・シーケンスをＭＲデータを取得する走査時に用
いて、ＭＲデータから正確な画像を再構成することがで
きる。この手順はまた、ＭＲＩシステムの較正処理とし
て用いることもでき、この場合には、各々の患者毎に別
個のプレスキャンを行う必要がなく、すなわち、手順を
大幅に単純化することができる。
のＭＲシステムによって実行されるプログラムの指令の
下で実行される。以下で述べるように、好適実施例で
は、所要の補正用情報を収集するように修正された一連
のＦＳＥパルス・シーケンスの実行を含むプレスキャン
をＦＳＥ走査の直前に実行する。次いで、補正用情報を
用いてＦＳＥパルス・シーケンスを変更し、このＦＳＥ
パルス・シーケンスをＭＲデータを取得する走査時に用
いて、ＭＲデータから正確な画像を再構成することがで
きる。この手順はまた、ＭＲＩシステムの較正処理とし
て用いることもでき、この場合には、各々の患者毎に別
個のプレスキャンを行う必要がなく、すなわち、手順を
大幅に単純化することができる。
【００１４】図３Ａ及び図４を詳細に参照すると、プレ
スキャン処理の第１段階は、処理ブロック４０１に示す
ように、図４のＦＳＥパルス・シーケンスを実行するも
のである。読み出し勾配３０８並びにスライス選択勾配
３０６及び３００は、図２の実際のＦＳＥパルス・シー
ケンスと正確に同じ方法で発生される。位相エンコード
勾配パルス（例えば、３０９及び３１０）は、通常の態
様で発生されるが、ｋ空間の最も中央に位置するビュー
をサンプリングするのに用いられる２つのエコー３２０
及び３２２の際に発生されない点が異なる。これら中央
ビュー用の位相エンコード勾配はオフになっている。換
言すれば、最も中央の２つのｋ空間ビューを取得するＦ
ＳＥパルス・シーケンスのショットが発生され、位相エ
ンコード勾配は、エコー信号３２０及び３２２の各々が
取得される前にオフになる。この修正されたＦＳＥパル
ス・シーケンスを走査の各々のスライス毎に繰り返し、
処理ブロック４０２に示すように、結果として取得され
たエコー信号３２０及び３２２の全てを読み出し軸（好
適実施例ではｘ）に沿ってフーリエ変換する。各々のス
ライス位置において得られた「投影」は、読み出し軸
（ｘ）に沿った各位置でのＩ及びＱの大きさの値のアレ
イであり、これらの値を用いて、次の式のようにして各
々の位置でのエコー信号の位相を算出する。
スキャン処理の第１段階は、処理ブロック４０１に示す
ように、図４のＦＳＥパルス・シーケンスを実行するも
のである。読み出し勾配３０８並びにスライス選択勾配
３０６及び３００は、図２の実際のＦＳＥパルス・シー
ケンスと正確に同じ方法で発生される。位相エンコード
勾配パルス（例えば、３０９及び３１０）は、通常の態
様で発生されるが、ｋ空間の最も中央に位置するビュー
をサンプリングするのに用いられる２つのエコー３２０
及び３２２の際に発生されない点が異なる。これら中央
ビュー用の位相エンコード勾配はオフになっている。換
言すれば、最も中央の２つのｋ空間ビューを取得するＦ
ＳＥパルス・シーケンスのショットが発生され、位相エ
ンコード勾配は、エコー信号３２０及び３２２の各々が
取得される前にオフになる。この修正されたＦＳＥパル
ス・シーケンスを走査の各々のスライス毎に繰り返し、
処理ブロック４０２に示すように、結果として取得され
たエコー信号３２０及び３２２の全てを読み出し軸（好
適実施例ではｘ）に沿ってフーリエ変換する。各々のス
ライス位置において得られた「投影」は、読み出し軸
（ｘ）に沿った各位置でのＩ及びＱの大きさの値のアレ
イであり、これらの値を用いて、次の式のようにして各
々の位置でのエコー信号の位相を算出する。
【００１５】 φ＝ｔａｎ-1（Ｉ／Ｑ） （１） 第１のエコー信号３２０についてのこれらの位相値のプ
ロットを、例として図７の破線４０３によって示し、第
２のエコー信号３２２についての位相値を点線４０４に
よって示す。走査の各々のスライスについて同様な「位
相プロファイル」が算出される。
ロットを、例として図７の破線４０３によって示し、第
２のエコー信号３２２についての位相値を点線４０４に
よって示す。走査の各々のスライスについて同様な「位
相プロファイル」が算出される。
【００１６】図３Ａ及び図７を詳細に参照すると、処理
ブロック４０５に示す次の段階は、読み出しのイソセン
タにおける２つのエコー信号３２１及び３０２の間の位
相差（Δφ0）を算出するものである。この位相差Δφ
0 が所定の値（例えば、０．５°又は１．０°）よりも
小さいならば、ゼロ次補正は必要でなく、処理は先に進
む。他の場合には、処理は判定ブロック４０６において
ループして戻り、処理ブロック４０７において位相補正
計算が行われる。ゼロ次位相誤差を補正するためには、
測定された位相差Δφ0 の約２分の１に等しい補正値を
算出し、１８０°ＲＦ再集束パルス３０７の各々の位相
にこの角度を加算して、１８０°ＲＦ再集束パルス３０
７の位相を９０°ＲＦ励起パルス３０５に対して変更す
る。ＦＳＥパルス・シーケンスのこの変更は、処理ブロ
ック４０８において、走査の各々のスライスについて行
われる。
ブロック４０５に示す次の段階は、読み出しのイソセン
タにおける２つのエコー信号３２１及び３０２の間の位
相差（Δφ0）を算出するものである。この位相差Δφ
0 が所定の値（例えば、０．５°又は１．０°）よりも
小さいならば、ゼロ次補正は必要でなく、処理は先に進
む。他の場合には、処理は判定ブロック４０６において
ループして戻り、処理ブロック４０７において位相補正
計算が行われる。ゼロ次位相誤差を補正するためには、
測定された位相差Δφ0 の約２分の１に等しい補正値を
算出し、１８０°ＲＦ再集束パルス３０７の各々の位相
にこの角度を加算して、１８０°ＲＦ再集束パルス３０
７の位相を９０°ＲＦ励起パルス３０５に対して変更す
る。ＦＳＥパルス・シーケンスのこの変更は、処理ブロ
ック４０８において、走査の各々のスライスについて行
われる。
【００１７】次いで、変更後のＦＳＥパルス・シーケン
スに対して、各々のスライスについてこの手順を繰り返
す。この処理は、各々のスライスについての位相差が、
判定ブロック４０６において試験される際に所定の値の
範囲内に納まるまで繰り返される。
スに対して、各々のスライスについてこの手順を繰り返
す。この処理は、各々のスライスについての位相差が、
判定ブロック４０６において試験される際に所定の値の
範囲内に納まるまで繰り返される。
【００１８】図３Ａ及び図７を詳細に参照すると、この
処理は、処理ブロック４１０へ続き、読み出し軸に沿っ
た１次の位相シフトについて各々のスライス毎にＦＳＥ
パルス・シーケンスを補正する。より明確に述べると、
第１のエコー信号３２０の位相プロファイル４０３の傾
き（ｄφ1 ／ｄｘ）及び第２のエコー信号３２２の位相
プロファイル４０４の傾き（ｄφ2 ／ｄｘ）が算出さ
れ、これらの傾きの間の差（Δｄφ／ｄｘ）が測定され
る。判定ブロック４１１に示すように、この差が所定の
限度を上回っている場合には、プレスキャンはループし
て戻り、当該スライスについてＦＳＥパルス・シーケン
スを更に補償する。処理ブロック４１２において、傾き
の差Δｄφ／ｄｘを磁気回転定数γ（すなわち、４２５
７Ｈｚ／ガウス）で除算することにより、読み出し勾配
面積に対する補正値が算出される。処理ブロック４１３
に示すように、この算出された勾配面積の調節は、図４
のＦＳＥパルス・シーケンスの読み出し勾配位相分散用
（ディフェーザ）パルス４１４（図２）に加算されて、
読み出し勾配補償パルス３２４を形成する。次いで、各
々のスライスについての傾きの差Δｄφ／ｄｘが判定ブ
ロック４１１で試験される際に所定のレベルを下回るま
で、プレスキャンが繰り返されて読み出し勾配パルス３
２４が調節される。
処理は、処理ブロック４１０へ続き、読み出し軸に沿っ
た１次の位相シフトについて各々のスライス毎にＦＳＥ
パルス・シーケンスを補正する。より明確に述べると、
第１のエコー信号３２０の位相プロファイル４０３の傾
き（ｄφ1 ／ｄｘ）及び第２のエコー信号３２２の位相
プロファイル４０４の傾き（ｄφ2 ／ｄｘ）が算出さ
れ、これらの傾きの間の差（Δｄφ／ｄｘ）が測定され
る。判定ブロック４１１に示すように、この差が所定の
限度を上回っている場合には、プレスキャンはループし
て戻り、当該スライスについてＦＳＥパルス・シーケン
スを更に補償する。処理ブロック４１２において、傾き
の差Δｄφ／ｄｘを磁気回転定数γ（すなわち、４２５
７Ｈｚ／ガウス）で除算することにより、読み出し勾配
面積に対する補正値が算出される。処理ブロック４１３
に示すように、この算出された勾配面積の調節は、図４
のＦＳＥパルス・シーケンスの読み出し勾配位相分散用
（ディフェーザ）パルス４１４（図２）に加算されて、
読み出し勾配補償パルス３２４を形成する。次いで、各
々のスライスについての傾きの差Δｄφ／ｄｘが判定ブ
ロック４１１で試験される際に所定のレベルを下回るま
で、プレスキャンが繰り返されて読み出し勾配パルス３
２４が調節される。
【００１９】プレスキャン手順の次の部分では、ＦＳＥ
パルス・シーケンスの位相エンコード軸に沿った位相誤
差が測定されて補償される。図３Ｂを詳細に参照する
と、処理ブロック４２０に示すように、この部分は、図
５のＦＳＥパルス・シーケンスを用いて達成される。こ
のパルス・シーケンスは、ＲＦパルス３０５及び３０
７、並びにスライス選択勾配パルス３０６及び３００等
のように、多くの点で図２のパルス・シーケンスと同じ
であるが、読み出し勾配パルス３０８及び位相分散用パ
ルス３２４がオフになっている点が異なる。このことは
図５において、読み出し勾配パルス３０８が存在しない
状態で最も中央の２つのｋ空間エコー信号３２０及び３
２２を取得していることによって示されている。位相エ
ンコード方向では、ＦＳＥショットの全体を通じて正規
の位相エンコード勾配パルス（例えば、３０９及び３１
０）が通常の態様で発生されているが、中央のｋ空間ビ
ューをサンプリングするのに用いられる２つのエコー信
号３２０及び３２２の取得中に発生されない点が異な
る。これら２つのエコー信号のためには、位相エンコー
ド勾配軸に沿って「読み出し様(readout-like)」勾配パ
ルス３２８及び３３０が発生される。読み出し様勾配パ
ルス３２８及び３３０の両側では負の勾配ローブが発生
されており、ゼロ次の勾配モーメントを無化している。
加えて、勾配パルス３２８及び３３０、並びにこれらの
勾配パルスに関連する負のローブの大きさをエコー間隔
の限度に応じて最小限にして、これらの勾配パルス及び
勾配ローブが生じさせる可能性のあるあらゆる付加的な
位相誤差を減少させる。この振幅の最小化は、相対的に
低い読み出し帯域幅を選択するか、又はこの手順のこの
部分の間では視野を増大させるかのいずれかにより達成
することができる。両方のアプローチとも、別個に用い
ることも、組み合わせて用いることもでき、ＳＮＲの向
上という付加的な利点を有する。
パルス・シーケンスの位相エンコード軸に沿った位相誤
差が測定されて補償される。図３Ｂを詳細に参照する
と、処理ブロック４２０に示すように、この部分は、図
５のＦＳＥパルス・シーケンスを用いて達成される。こ
のパルス・シーケンスは、ＲＦパルス３０５及び３０
７、並びにスライス選択勾配パルス３０６及び３００等
のように、多くの点で図２のパルス・シーケンスと同じ
であるが、読み出し勾配パルス３０８及び位相分散用パ
ルス３２４がオフになっている点が異なる。このことは
図５において、読み出し勾配パルス３０８が存在しない
状態で最も中央の２つのｋ空間エコー信号３２０及び３
２２を取得していることによって示されている。位相エ
ンコード方向では、ＦＳＥショットの全体を通じて正規
の位相エンコード勾配パルス（例えば、３０９及び３１
０）が通常の態様で発生されているが、中央のｋ空間ビ
ューをサンプリングするのに用いられる２つのエコー信
号３２０及び３２２の取得中に発生されない点が異な
る。これら２つのエコー信号のためには、位相エンコー
ド勾配軸に沿って「読み出し様(readout-like)」勾配パ
ルス３２８及び３３０が発生される。読み出し様勾配パ
ルス３２８及び３３０の両側では負の勾配ローブが発生
されており、ゼロ次の勾配モーメントを無化している。
加えて、勾配パルス３２８及び３３０、並びにこれらの
勾配パルスに関連する負のローブの大きさをエコー間隔
の限度に応じて最小限にして、これらの勾配パルス及び
勾配ローブが生じさせる可能性のあるあらゆる付加的な
位相誤差を減少させる。この振幅の最小化は、相対的に
低い読み出し帯域幅を選択するか、又はこの手順のこの
部分の間では視野を増大させるかのいずれかにより達成
することができる。両方のアプローチとも、別個に用い
ることも、組み合わせて用いることもでき、ＳＮＲの向
上という付加的な利点を有する。
【００２０】図３Ｂ及び図７を詳細に参照すると、上で
行ったように、取得された両エコー信号３２０及び３２
２は、処理ブロック４２１において位相エンコード軸に
沿ってフーリエ変換されて、位相プロファイル４０３及
び４０４が算出される。ｙ軸のイソセンタにおける位相
差（Δφ0 ）はここでも、処理ブロック４２２において
２つの位相プロファイル４０３及び４０４から決定さ
れ、判定ブロック４２３で決定される際に位相差が所定
の量を上回っている場合には、補正が行われる。調節が
必要な場合には、処理ブロック４２４において、測定さ
れた位相差の実質的に２分の１（Δφ0 ／２）である位
相補正を算出して、処理ブロック４２５において適用
し、９０°ＲＦ励起パルス３０５の位相をＲＦ再集束パ
ルス３０７に対してシフトさせる。この位相調節は、走
査の各々のスライスについて１６個のショットの各々に
対して、判定ブロック４２３において試験される際に対
応する全てのＦＳＥパルス・シーケンスが所定の限度内
に納まる位相差を発生するようになるまで行われる。
行ったように、取得された両エコー信号３２０及び３２
２は、処理ブロック４２１において位相エンコード軸に
沿ってフーリエ変換されて、位相プロファイル４０３及
び４０４が算出される。ｙ軸のイソセンタにおける位相
差（Δφ0 ）はここでも、処理ブロック４２２において
２つの位相プロファイル４０３及び４０４から決定さ
れ、判定ブロック４２３で決定される際に位相差が所定
の量を上回っている場合には、補正が行われる。調節が
必要な場合には、処理ブロック４２４において、測定さ
れた位相差の実質的に２分の１（Δφ0 ／２）である位
相補正を算出して、処理ブロック４２５において適用
し、９０°ＲＦ励起パルス３０５の位相をＲＦ再集束パ
ルス３０７に対してシフトさせる。この位相調節は、走
査の各々のスライスについて１６個のショットの各々に
対して、判定ブロック４２３において試験される際に対
応する全てのＦＳＥパルス・シーケンスが所定の限度内
に納まる位相差を発生するようになるまで行われる。
【００２１】更に図３Ｂ及び図７を参照すると、次の段
階は、位相エンコード勾配軸（好適実施例ではｙ）に沿
った１次の位相シフトについて各々のスライス毎にＦＳ
Ｅパルス・シーケンスを補償するものである。処理ブロ
ック４３０に示すように、第１のエコー信号３２０の位
相プロファイル４０３の傾き（ｄφ1 ／ｄｙ）及び第２
のエコー信号３２２の位相プロファイル４０４の傾き
（ｄφ2 ／ｄｙ）が算出され、これらの傾きの間の差
（Δｄφ／ｄｙ）が測定される。判定ブロック４３２に
示すように、この差が所定の限度を上回っている場合に
は、処理はループして戻り、当該スライスについてＦＳ
Ｅパルス・シーケンスを更に補償する。処理ブロック４
３４において、傾きの差Δｄφ／ｄｙを磁気回転定数γ
で除算することにより、位相エンコード勾配に対する補
正値が算出されて、位相エンコード勾配面積補正値が形
成される。処理ブロック４３６に示すように、この算出
された勾配面積の調節は、ＲＦ励起パルス３０５の後で
且つ第１のＲＦ再集束パルス３０７の前に印加されるＦ
ＳＥパルス・シーケンスの位相エンコード勾配パルス３
４０に加算される。各々のスライスについての傾きの差
Δｄφ／ｄｙが判定ブロック４３２で試験される際に所
定のレベルを下回るまで、この補正処理が繰り返されて
位相エンコード補償パルス３４０が調節される。
階は、位相エンコード勾配軸（好適実施例ではｙ）に沿
った１次の位相シフトについて各々のスライス毎にＦＳ
Ｅパルス・シーケンスを補償するものである。処理ブロ
ック４３０に示すように、第１のエコー信号３２０の位
相プロファイル４０３の傾き（ｄφ1 ／ｄｙ）及び第２
のエコー信号３２２の位相プロファイル４０４の傾き
（ｄφ2 ／ｄｙ）が算出され、これらの傾きの間の差
（Δｄφ／ｄｙ）が測定される。判定ブロック４３２に
示すように、この差が所定の限度を上回っている場合に
は、処理はループして戻り、当該スライスについてＦＳ
Ｅパルス・シーケンスを更に補償する。処理ブロック４
３４において、傾きの差Δｄφ／ｄｙを磁気回転定数γ
で除算することにより、位相エンコード勾配に対する補
正値が算出されて、位相エンコード勾配面積補正値が形
成される。処理ブロック４３６に示すように、この算出
された勾配面積の調節は、ＲＦ励起パルス３０５の後で
且つ第１のＲＦ再集束パルス３０７の前に印加されるＦ
ＳＥパルス・シーケンスの位相エンコード勾配パルス３
４０に加算される。各々のスライスについての傾きの差
Δｄφ／ｄｙが判定ブロック４３２で試験される際に所
定のレベルを下回るまで、この補正処理が繰り返されて
位相エンコード補償パルス３４０が調節される。
【００２２】この手順の第３段階では、３つ全ての勾配
軸に沿った勾配に起因するスライス選択軸に沿った位相
誤差が補償される。図３Ｃを詳細に参照すると、この段
階は、処理ブロック４４０によって示すように、図６の
パルス・シーケンスを用いて達成される。このパルス・
シーケンスは、図２のＦＳＥパルス・シーケンスと同じ
ＲＦパルス３０５及び３０７を用いるが、前段階からの
位相補正が盛り込まれている。同様に、読み出し勾配パ
ルス３０８は、このＦＳＥパルス・シーケンスと同じで
あるが、位相分散用勾配パルス４１４は、読み出し勾配
補償パルス３２４によって置き換えられている。ショッ
トにおける各々のエコー信号取得に先立って、通常の位
相エンコード・パルス（例えば、３０９及び３１０）が
印加されるが、位相エンコードは２つのエコー信号３２
０及び３２２の取得中にはゼロに設定される。この手順
の前段階と同様に、エコー信号３２０及び３２２は、ｋ
空間の最も中央のビューをサンプリングする。前段階で
算出された位相エンコード補償用勾配パルス３４０が印
加されて位相エンコード軸に沿った位相誤差を最小化
し、通常のスライス選択勾配パルス３０６及び３００が
印加される。
軸に沿った勾配に起因するスライス選択軸に沿った位相
誤差が補償される。図３Ｃを詳細に参照すると、この段
階は、処理ブロック４４０によって示すように、図６の
パルス・シーケンスを用いて達成される。このパルス・
シーケンスは、図２のＦＳＥパルス・シーケンスと同じ
ＲＦパルス３０５及び３０７を用いるが、前段階からの
位相補正が盛り込まれている。同様に、読み出し勾配パ
ルス３０８は、このＦＳＥパルス・シーケンスと同じで
あるが、位相分散用勾配パルス４１４は、読み出し勾配
補償パルス３２４によって置き換えられている。ショッ
トにおける各々のエコー信号取得に先立って、通常の位
相エンコード・パルス（例えば、３０９及び３１０）が
印加されるが、位相エンコードは２つのエコー信号３２
０及び３２２の取得中にはゼロに設定される。この手順
の前段階と同様に、エコー信号３２０及び３２２は、ｋ
空間の最も中央のビューをサンプリングする。前段階で
算出された位相エンコード補償用勾配パルス３４０が印
加されて位相エンコード軸に沿った位相誤差を最小化
し、通常のスライス選択勾配パルス３０６及び３００が
印加される。
【００２３】処理ブロック４２２に示すように、取得さ
れたエコー信号３２０及び３２２はフーリエ変換され
て、処理ブロック４４４において、変換後の各信号の積
分値が算出されて、その面積を測定する。判定ブロック
４４６において、この積分値がその可能な最大値に達し
ているか否かを決定する試験を行って、達していなけれ
ば、処理ブロック４４８に示すように、スライス選択補
償パルス３５０の値がインクリメントされる。次いで、
修正後の図６のパルス・シーケンスを用いて、２つのエ
コー信号３２０及び３２２を再取得し、フーリエ変換の
積分値を再び算出する。この積分の値は、補償用勾配パ
ルス３５０の面積が最適となるまで増大し、その後、積
分の値は下降し始める。判定ブロック４４６において最
大積分値が検出されたときに、較正は完了し、システム
はブロック４５０において処理から出る。中央ｋ空間エ
コーの積分値をこの態様で最大化することにより、スラ
イス選択勾配軸に沿った１次の位相差が補償される。
れたエコー信号３２０及び３２２はフーリエ変換され
て、処理ブロック４４４において、変換後の各信号の積
分値が算出されて、その面積を測定する。判定ブロック
４４６において、この積分値がその可能な最大値に達し
ているか否かを決定する試験を行って、達していなけれ
ば、処理ブロック４４８に示すように、スライス選択補
償パルス３５０の値がインクリメントされる。次いで、
修正後の図６のパルス・シーケンスを用いて、２つのエ
コー信号３２０及び３２２を再取得し、フーリエ変換の
積分値を再び算出する。この積分の値は、補償用勾配パ
ルス３５０の面積が最適となるまで増大し、その後、積
分の値は下降し始める。判定ブロック４４６において最
大積分値が検出されたときに、較正は完了し、システム
はブロック４５０において処理から出る。中央ｋ空間エ
コーの積分値をこの態様で最大化することにより、スラ
イス選択勾配軸に沿った１次の位相差が補償される。
【００２４】これでＦＳＥ補償処理が完了する。この補
償処理によって決定された位相シフト及び補償用勾配パ
ルス３２４、３４０及び３５０が図２のＦＳＥパルス・
シーケンスに付加されて、通常の態様で患者からの画像
データを取得するのに用いられる。幾つかの原因によっ
て生ずる位相誤差が、ＦＳＥパルス・シーケンスに対す
るこれらの変更によって相殺されて、画像アーティファ
クトが実質的に減少する。
償処理によって決定された位相シフト及び補償用勾配パ
ルス３２４、３４０及び３５０が図２のＦＳＥパルス・
シーケンスに付加されて、通常の態様で患者からの画像
データを取得するのに用いられる。幾つかの原因によっ
て生ずる位相誤差が、ＦＳＥパルス・シーケンスに対す
るこれらの変更によって相殺されて、画像アーティファ
クトが実質的に減少する。
【００２５】以上に述べた好ましい方法の１つの論理的
な変形では、位相エンコード軸及びスライス選択軸に沿
った位相補正を先ず行い、最終段階として読み出し軸に
沿った位相補正を行う。この変形は、実際の撮像シーケ
ンスによく似たパルス・シーケンスを用いてゼロ次の位
相誤差が決定される点で有利である。
な変形では、位相エンコード軸及びスライス選択軸に沿
った位相補正を先ず行い、最終段階として読み出し軸に
沿った位相補正を行う。この変形は、実際の撮像シーケ
ンスによく似たパルス・シーケンスを用いてゼロ次の位
相誤差が決定される点で有利である。
【００２６】また、好適実施例では、ゼロ次の位相誤差
は２回測定され、うち１回は、位相エンコード勾配軸に
沿った位相誤差の測定時であり、もう１回は、読み出し
勾配軸に沿った位相誤差の測定時である。ゼロ次の位相
シフト補正は、両方の測定から算出することもできる
し、又は一方の測定のみから算出することもできる。選
択の仕方によって全走査時間が変化することはないの
で、両方の測定を用いるのが好ましい。
は２回測定され、うち１回は、位相エンコード勾配軸に
沿った位相誤差の測定時であり、もう１回は、読み出し
勾配軸に沿った位相誤差の測定時である。ゼロ次の位相
シフト補正は、両方の測定から算出することもできる
し、又は一方の測定のみから算出することもできる。選
択の仕方によって全走査時間が変化することはないの
で、両方の測定を用いるのが好ましい。
【００２７】中央ｋ空間の２つのエコーの間のゼロ次及
び１次の位相差を算出する際に多くの変形が存在してい
ることに留意されたい。ここでは、位相差を算出する１
つの単純なアプローチ（すなわち、個々のエコーについ
てゼロ次及び１次の位相を先ず求め、次いで差を取る）
を記載したが、複素エコー信号から先ず位相差を取り、
次いで、位相差からゼロ次及び１次の位相を得るという
代替的な方法も存在する。この後者のアプローチは、位
相折り返しの問題を相対的に免れ易い。言うまでもな
く、位相差は、IEEE Transactions on Medical Imaging
誌、第ＭＩ−６巻、第１号、１９８７年３月のAhn及びC
hoの「自己補正及びヒストグラム分析に基づくＮＭＲイ
メージングにおける新たな位相補正方法（A New Phase
CorrectionMethod in NMR Imaging Based on Autocorre
ction and Histogram Analysis）」によって提案された
アルゴリズムを用いて得ることもできる。
び１次の位相差を算出する際に多くの変形が存在してい
ることに留意されたい。ここでは、位相差を算出する１
つの単純なアプローチ（すなわち、個々のエコーについ
てゼロ次及び１次の位相を先ず求め、次いで差を取る）
を記載したが、複素エコー信号から先ず位相差を取り、
次いで、位相差からゼロ次及び１次の位相を得るという
代替的な方法も存在する。この後者のアプローチは、位
相折り返しの問題を相対的に免れ易い。言うまでもな
く、位相差は、IEEE Transactions on Medical Imaging
誌、第ＭＩ−６巻、第１号、１９８７年３月のAhn及びC
hoの「自己補正及びヒストグラム分析に基づくＮＭＲイ
メージングにおける新たな位相補正方法（A New Phase
CorrectionMethod in NMR Imaging Based on Autocorre
ction and Histogram Analysis）」によって提案された
アルゴリズムを用いて得ることもできる。
【図１】本発明を採用しているＭＲＩシステムのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】従来のＦＳＥパルス・シーケンスのグラフであ
る。
る。
【図３Ａ】本発明のプレスキャン処理の好適実施例の流
れ図である。
れ図である。
【図３Ｂ】本発明のプレスキャン処理の好適実施例の流
れ図である。
れ図である。
【図３Ｃ】本発明のプレスキャン処理の好適実施例の流
れ図である。
れ図である。
【図４】読み出し勾配軸に沿った位相誤差を補償するの
に用いられる修正されたＦＳＥパルス・シーケンスのグ
ラフである。
に用いられる修正されたＦＳＥパルス・シーケンスのグ
ラフである。
【図５】位相エンコード勾配軸に沿った位相誤差を補償
するのに用いられるもう１つの修正されたＦＳＥパルス
・シーケンスのグラフである。
するのに用いられるもう１つの修正されたＦＳＥパルス
・シーケンスのグラフである。
【図６】スライス選択勾配軸に沿った位相誤差を補償す
るのに用いられる更にもう１つの修正されたＦＳＥパル
ス・シーケンスのグラフである。
るのに用いられる更にもう１つの修正されたＦＳＥパル
ス・シーケンスのグラフである。
【図７】図４〜図６のパルス・シーケンスによって行わ
れる位相誤差測定のグラフである。
れる位相誤差測定のグラフである。
１００ 操作者コンソール １０２ キーボード及び制御パネル １０４ 表示装置 １１１ ディスク記憶装置 １１２ テープ・ドライブ １１５ 高速シリアル・リンク １１６ リンク １１８ バックプレーン １２５ シリアル・リンク １３９ 勾配コイル・アセンブリ １４０ 分極用磁石 １４１ 磁石アセンブリ １５２ 全身型ＲＦコイル ３００ スライス選択勾配パルス ３０１、３０２、３０３、３０４、３２０、３２２ エ
コー信号 ３０５ ９０°ＲＦ励起パルス ３０６ Ｇz スライス選択勾配パルス ３０７ 選択的１８０°ＲＦ再集束パルス ３０８ Ｇx 読み出し勾配パルス ３０９、３１０、３１１、３１３ Ｇy 位相エンコード
・パルス ３２４ 読み出し勾配補償パルス ３２８、３３０ 「読み出し様」勾配パルス ３４０ 位相エンコード補償用勾配パルス ３５０ スライス選択補償パルス ４０３、４０４ エコー信号の位相値 ４１４ 読み出し勾配位相分散用パルス
コー信号 ３０５ ９０°ＲＦ励起パルス ３０６ Ｇz スライス選択勾配パルス ３０７ 選択的１８０°ＲＦ再集束パルス ３０８ Ｇx 読み出し勾配パルス ３０９、３１０、３１１、３１３ Ｇy 位相エンコード
・パルス ３２４ 読み出し勾配補償パルス ３２８、３３０ 「読み出し様」勾配パルス ３４０ 位相エンコード補償用勾配パルス ３５０ スライス選択補償パルス ４０３、４０４ エコー信号の位相値 ４１４ 読み出し勾配位相分散用パルス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イクシアーホン・ゾウ アメリカ合衆国、テキサス州、ヒュースト ン、ナンバー766、ブロンプトン・ストリ ート、7530番
Claims (20)
- 【請求項１】 ＲＦ磁場をＲＦ励起パルスにより発生さ
せ、続いて一連のＲＦ再集束パルスと、読み出し、位相
エンコード及びスライス選択の各磁場勾配とを印加し
て、取得しようとするエコー信号を空間的にエンコード
する形式の高速スピン・エコー（ＦＳＥ）パルス・シー
ケンスを用いることにより、磁気共鳴データを取得する
走査を実行する磁気共鳴イメージング・システムにおい
て、前記走査を行うに先立ち前記ＦＳＥパルス・シーケ
ンスを調節するプレスキャン方法であって、 （ａ）第１の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスを用
いて磁気共鳴データを取得する工程と、 （ｂ）前記工程（ａ）において取得された前記磁気共鳴
データから読み出し勾配の補正に対応する１次の位相誤
差を算出する工程と、 （ｃ）第２の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスを用
いて磁気共鳴データを取得する工程と、 （ｄ）前記工程（ｃ）において取得された前記磁気共鳴
データから位相エンコード勾配の補正に対応する１次の
位相誤差を算出する工程と、 （ｅ）前記工程（ａ）又は前記工程（ｃ）において取得
された前記磁気共鳴データから空間的に不変な磁場補正
に対応するゼロ次の位相誤差を算出する工程と、 （ｆ）第３の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスを用
いて磁気共鳴データを取得する工程と、 （ｇ）前記工程（ｆ）において取得された前記磁気共鳴
データからスライス選択勾配の補正に対応する１次の位
相誤差を算出する工程と、 （ｈ）前記工程（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｇ）にお
いて算出された前記位相シフト補正により前記ＦＳＥパ
ルス・シーケンスを調節する工程と、を有しているプレ
スキャン方法。 - 【請求項２】 前記工程（ｃ）において用いられる前記
第２の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスは、前記工
程（ｂ）において算出された位相シフト補正を含んでい
る請求項１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項３】 前記工程（ｆ）において用いられる前記
第３の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスは、前記工
程（ｄ）において算出された位相シフト補正を含んでい
る請求項２に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項４】 前記工程（ｈ）において前記ＦＳＥパル
ス・シーケンスに施される前記調節は、前記ＲＦ励起パ
ルスの後で且つ前記一連のＲＦ再集束パルスの前に読み
出し勾配補償パルスを付加する工程を含んでいる請求項
１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｈ）において前記ＦＳＥパル
ス・シーケンスに施される前記調節は、前記ＲＦ励起パ
ルスの後で且つ前記一連のＲＦ再集束パルスの前に位相
エンコード勾配補償パルスを付加する工程を含んでいる
請求項４に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項６】 前記工程（ｈ）において前記ＦＳＥパル
ス・シーケンスに施される前記調節は、前記ＲＦ励起パ
ルスの後で且つ前記一連のＲＦ再集束パルスの前にスラ
イス選択勾配補償パルスを付加する工程を含んでいる請
求項５に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項７】 前記工程（ｇ）において前記ＦＳＥパル
ス・シーケンスに施される前記調節は、前記ＲＦ励起パ
ルスと前記ＲＦ再集束パルスとの間での相対的な位相を
変化させる工程を含んでいる請求項６に記載のプレスキ
ャン方法。 - 【請求項８】 前記工程（ｂ）において算出される前記
位相シフト補正は、前記第１の修正されたＦＳＥパルス
・シーケンスに施され、前記工程（ａ）及び（ｂ）が繰
り返される請求項１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項９】 前記工程（ｄ）において算出される前記
位相シフト補正は、前記第２の修正されたＦＳＥパルス
・シーケンスに施され、前記工程（ｃ）及び（ｄ）が繰
り返される請求項８に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１０】 前記工程（ｇ）において算出される前
記位相シフト補正は、前記第３の修正されたＦＳＥパル
ス・シーケンスに施され、前記工程（ｆ）及び（ｇ）が
繰り返される請求項９に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１１】 前記工程（ｂ）及び（ｄ）における前
記算出は、 前記取得された磁気共鳴データにおける２つのエコー信
号の各々について位相プロファイルを算出する工程と、 該２つの位相プロファイルから位相差を算出する工程と
を含んでいる請求項１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１２】 前記２つのエコー信号は両者とも、ｋ
空間の中央の近くをサンプリングする請求項１１に記載
のプレスキャン方法。 - 【請求項１３】 前記第１の修正されたＦＳＥパルス・
シーケンスは、該ＦＳＥパルス・シーケンスにおいて前
記２つのエコー信号が取得されるときに位相エンコード
勾配が印加されないことを除き、調節されるべき前記Ｆ
ＳＥパルス・シーケンスと実質的に同じである請求項１
に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１４】 前記第２の修正されたＦＳＥパルス・
シーケンスは、該ＦＳＥパルス・シーケンスにおいて前
記２つのエコー信号が取得されるときに読み出し勾配が
印加されないこと、及び前記２つのエコー信号が取得さ
れるときに位相エンコード勾配が印加されることを除
き、調節されるべき前記ＦＳＥパルス・シーケンスと実
質的に同じである請求項１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１５】 前記第３の修正されたＦＳＥパルス・
シーケンスは、該ＦＳＥパルス・シーケンスにおいて前
記エコー信号のうち一方が取得されるときに位相エンコ
ード勾配が印加されないことを除き、調節されるべき前
記ＦＳＥパルス・シーケンスと実質的に同じである請求
項１に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１６】 前記工程（ｇ）における前記算出は、
前記一方のエコー信号を用いて実行されて、前記取得さ
れたエコー信号をフーリエ変換する工程と、前記変換さ
れたエコー信号を積分する工程とを含んでいる請求項１
５に記載のプレスキャン方法。 - 【請求項１７】 読み出し勾配軸に沿った１次の位相誤
差を測定するように第１の修正されたＦＳＥパルス・シ
ーケンスを実行する第１の手段と、 位相エンコード勾配軸に沿った１次の位相誤差を測定す
るように第２の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスを
実行する第２の手段と、 スライス選択勾配軸に沿った１次の位相誤差を測定する
ように第３の修正されたＦＳＥパルス・シーケンスを実
行する第３の手段と、 前記第１、第２及び第３の手段により測定された前記１
次の位相誤差を用いて、撮像走査を実行するのに用いら
れるＦＳＥパルス・シーケンスを補償する第４の手段
と、を備えている磁気共鳴システム。 - 【請求項１８】 前記第４の手段は、 前記ＦＳＥパルス・シーケンスを実行するときに前記磁
気共鳴システムにより発生されるＲＦパルスの相対的な
位相を変更する手段と、 前記ＦＳＥパルス・シーケンスを実行するときに前記磁
気共鳴システムにより発生される補償用勾配パルスを付
加する手段と、を含んでいる請求項１７に記載の磁気共
鳴システム。 - 【請求項１９】 前記第１、第２及び第３の手段は、 ＲＦ励起パルス及び一連のＲＦ再集束パルスを発生する
手段と、 位相エンコード勾配パルスを発生する手段と、 前記ＲＦ励起パルス、及び前記ＲＦ再集束パルスの各々
が発生されるときにスライス選択勾配パルスを発生する
手段と、 読み出し勾配パルスを発生する手段と、 各々のＲＦ再集束パルスの後に生ずる核磁気共鳴信号を
取得する手段と、を含んでいる請求項１７に記載の磁気
共鳴システム。 - 【請求項２０】 前記第１、第２及び第３の手段はそれ
ぞれ、ｋ空間の中央領域をサンプリングする核磁気共鳴
信号を取得する手段を含んでいる請求項１７に記載の磁
気共鳴システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/325,081 US6369568B1 (en) | 1999-06-03 | 1999-06-03 | Fast spin echo phase correction for MRI system |
| US09/325081 | 1999-06-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001025463A true JP2001025463A (ja) | 2001-01-30 |
| JP2001025463A5 JP2001025463A5 (ja) | 2007-07-12 |
| JP4693209B2 JP4693209B2 (ja) | 2011-06-01 |
Family
ID=23266354
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000163930A Expired - Fee Related JP4693209B2 (ja) | 1999-06-03 | 2000-06-01 | 磁気共鳴イメージング・システムのための高速スピン・エコーの位相補正法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6369568B1 (ja) |
| EP (1) | EP1058123A1 (ja) |
| JP (1) | JP4693209B2 (ja) |
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