JP2001112732A - 核磁気共鳴を用いた検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 心臓を含む領域の画像撮影に好適な核磁気共
鳴を用いた検査装置を提供する。 【解決手段】 心臓を含む領域の画像撮影を特定の心電
時相に於いて行う場合、各心電時相に於ける静磁場強度
分布をそれぞれ取得し（１０１、１０２、１０３）、静
磁場強度分布に基づいて心電時相毎のシム電流値を計算
する（１０４、１０５、１０６）。心臓を含む領域の特
定の心電時相に於ける画像撮影に先立って、心電時相毎
のシム電流値を予め補正コイルに流し（１０７、１０
９、１１１）、その後、画像撮影を行う（１０８、１１
０、１１２）。 【効果】 高画質な画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴を用い
た検査装置に係わり、特に心臓部位の画質を向上させる
静磁場均一度調整を行なう装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】静磁場強度の均一性向上処理（以下、シ
ミングと記述）を行うために、静磁場発生用磁石内には
通常、シムコイルと呼ばれる複数チャンネルの磁場発生
コイルが内蔵されており、これらの発生する様々な特性
のシム磁場を静磁場コイルの発生する静磁場に重畳する
ことにより、撮影領域の静磁場強度を均一にしている。
シムコイルの一次項（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の代わりに傾斜磁場
のオフセットを用いることもある。

【０００３】超高速撮影法やスペクトロスコピックイメ
ージング等では、通常の撮影では問題にならないような
数ｐｐｍ程度以下の静磁場強度の不均一により、Ｓ／Ｎ
やスペクトル分解能が著しく劣化する。静磁場コイル内
の静磁場強度分布は磁石自身の特性、周辺の磁性体の影
響の他、検査対象自身の透磁率分布等によって歪められ
るため、このような撮影では静磁場中に検査対象が入っ
た状態で静磁場強度の均一性を向上させることが望まし
い。このような状況では、異なる位相情報を含む２枚の
核磁気共鳴画像を計測し、これらをもとに演算により求
めた静磁場強度分布に基づいてシミングが行われる。

【０００４】２枚の核磁気共鳴画像から位相画像を求め
さらに静磁場強度分布を得る手法（以下、位相法と記
述）については、例えば、ジャーナル・オブ・マグネテ
ィック・レゾナンス、第７７巻、４０頁（１９９８年）
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ、７７、ｐｐ．４０（１９８８））に記述さ
れているので、ここでは簡単に述べる。

【０００５】静磁場中に置かれた核スピンは歳差運動を
行っており、その周波数は静磁場強度に比例している。
従って、励起領域内に空間的な静磁場強度の不均一が存
在すると、高周波パルスによって励起された核スピン
は、その直後から様々な周波数で歳差運動をすることに
なり、位相コヒーレンシーが失われていく。このような
状態で得られた核磁気共鳴画像には、静磁場強度の不均
一を感受した時間に比例した位相情報が与えられる。静
磁場強度をＥ（ｘ、ｙ）とすると、励起後から信号計測
までの時間が異なる２枚の画像Ｉ１、Ｉ２の画素値は、
それぞれ（数１）、（数２）で与えられる。

【０００６】 Ｓ１（ｘ、ｙ）＝ρ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ｛ｉγＥ（ｘ、ｙ）ε１｝ …（数１） Ｓ２（ｘ、ｙ）＝ρ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ｛ｉγＥ（ｘ、ｙ）ε２｝ …（数２） ここで、γは磁気回転比、ρはスピン密度、ε１及びε
２は、画像Ｉ１、Ｉ２が静磁場強度の不均一を感受した
時間である。

【０００７】静磁場強度Ｅ（ｘ、ｙ）は、（数１）、
（数２）から（数３）のごとく求められる。

【０００８】 Ｅ（ｘ、ｙ）＝｛１／γ（ε２−ε１）｝ａｔａｎ｛ｉｍａｇ（Ｓ２（ｘ、ｙ） ／Ｓ１（ｘ、ｙ））／ｒｅａｌ（Ｓ２（ｘ、ｙ）／Ｓ１（ｘ、ｙ））｝ …（数３） 画像Ｉ１、Ｉ２を撮影するパルスシーケンスとしては、
スピンエコー法やグラディエントエコー法などが用いら
れる。スピンエコー法の場合、励起高周波パルス印加直
後から位相コヒーレンシーが乱れ始めるが、反転高周波
パルスを印加することにより、このコヒーレンシーが回
復し始める。励起高周波パルス印加時刻と反転高周波パ
ルス印加時刻との時間間隔をｔ１、反転高周波パルス印
加時刻とエコー計測時刻との時間間隔をｔ２で表すと、
ｔ１とｔ２が等しい場合には静磁場強度不均一が位相に
及ぼす影響は完全に相殺される。

【０００９】このため、静磁場強度分布の計測にスピン
エコー法を用いる場合には、ｔ１とｔ２が異なる非対称
スピンエコー法が用いられる。この場合、ｔ１とｔ２と
の差が（数１）のｅ１あるいは（数２）のｅ２となる。
このような位相法を用いたシミングを人体のＭＲＩ撮影
に適用した例については、例えば、マグネティック・レ
ゾナンス・イン・メディスン、第１８巻、３３５頁（１
９９１年）（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ
ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、１８、ｐ３３５（１９９
１））に述べられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来技術のシミングで
は、心拍の時相によらず同一のシム電流値を補正コイル
に流した状態で撮影を行っている。しかし、実際には、
心拍により静磁場強度分布は時相毎に変動しているた
め、同一のシム電流値で全時相に於ける静磁場強度分布
の不均一を補正することは不可能である。

【００１１】従来技術では、撮影部位の静磁場強度分布
画像を得る際に、撮影対象の動きに対する考慮がなされ
ていない。頭部など動きの少ない部位の撮影では問題に
ならないが、心臓を含む領域の画像撮影では、心拍の時
相毎に静磁場強度分布が変化するため、ある特定の時相
に於ける静磁場強度分布を用いてシミング（静磁場強度
の均一性向上処理）を行っても、特定の時相以外で画像
撮影を行う場合には十分なシミング効果が得られないと
いう問題があった。

【００１２】本発明の目的は、心臓を含む領域の画像撮
影に於いて高画質の画像が得られる核磁気共鳴を用いた
検査装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明では心電同期を用
いて心臓を含む撮影領域の位相画像などを撮影し、心拍
の時相毎の静磁場強度分布を算出する。時相毎の静磁場
強度分布に基づき、各時相毎に静磁場強度均一度が最大
となるシム電流値を求め、撮影領域の画像撮影に際し、
心電同期を用いて心拍の時相情報を得ながら、時相毎に
於ける静磁場強度均一度が最大となるシム電流値を補正
コイルに流した状態で核磁気共鳴信号を検出する。

【００１４】本発明の代表的な発明では、静磁場発生手
段により静磁場を発生し、傾斜磁場発生手段により傾斜
磁場を発生し、高周波磁場発生手段により高周波磁場を
発生させて、これら各磁場を検査対象に印加して核磁気
共鳴信号を発生させて、信号検出手段により、検査対象
の心臓を含む領域からの特定の心電時相に於ける核磁気
共鳴信号を検出する。検出された検査対象からの核磁気
共鳴信号は信号処理手段により処理され検査対象の心臓
を含む領域での画像が表示装置に表示される。

【００１５】静磁場の均一度は、検査対象の心臓を含む
領域からの特定の心電時相に於ける核磁気共鳴信号から
得られた静磁場の強度分布情報をもとに、付加的な磁場
を発生する磁場調整手段により調整する。検査対象から
の心電波形は、心電波形を検出する手段（心電計）によ
り検出され、心電波形は表示装置に表示される。傾斜磁
場発生手段、高周波磁場発生手段、信号検出手段、磁場
調整手段はシーケンス制御装置により制御され、パルス
シーケンスが規定される。

【００１６】シーケンス制御装置は、静磁場の強度分布
情報を得るために、検査対象の心臓の心電波形に基づい
て心臓を含む領域の特定の心電時相に於ける核磁気共鳴
信号を計測する第１のパルスシーケンスの制御と、第１
のパルスシーケンスにより計測された核磁気共鳴信号か
ら決定された静磁場の強度分布情報に基づいて、心臓を
含む領域の上記特定の心電時相に於ける静磁場均一度を
向上させるための付加的な磁場を発生させる制御とを行
なった後に、心電波形に基づいて心臓を含む領域の上記
特定の心電時相に於ける核磁気共鳴信号を計測する第２
のパルスシーケンスの制御を行なう。但し、第１のパル
スシーケンスと第２のパルスシーケンスは、心電波形の
上記特定の心電パルスを同期信号（トリガパルス）とし
て開始される。また、心臓を含む領域に、単数又は複数
のスライスが設定される。

【００１７】上記特定の心電時相として、単数又は複数
の心電時相が選ばれ、表示装置の撮影条件指定部を用い
て選択される。撮影条件指定部は、検査対象の撮影スラ
イスを選択する撮影スライス選択部と、上記特定の心電
時相を選択する心電時相選択部とを有する。撮影条件指
定部により、撮影スライス選択部で選択された撮影スラ
イス毎に、上記特定の心電時相が選択される。

【００１８】心電時相選択部は、同期信号として用いる
前記特定の心電パルスを選択するトリガパルス選択部
と、同期信号に対するパルスシーケンスの開始時刻のデ
ィレイ（遅延）時間を選択するディレイ時間選択部を有
する。

【００１９】更に、表示装置は、トリガパルス選択部に
より選択された上記特定の心電パルスを表示するトリガ
パルス表示部と、ディレイ時間選択部により選択された
ディレイ時間を表示するディレイ時間表示部とを有す
る。

【００２０】上記特定の心電時相に於いて心臓を含む領
域の画像撮影を行う場合、まず、心臓を含む領域の特定
の上記心電時相に於ける静磁場強度分布を求め、静磁場
強度分布に基づいて算出されたシム電流値を、心臓を含
む領域の上記特定の心電時相に於ける信号計測に先立っ
て補正コイルに流しシミングを行なう。この結果、撮影
部位（心臓を含む領域）の動きによる静磁場強度分布の
変化の影響を除去し、静止部位と同程度のシミングがで
き、上記特定の心電時相に於ける心臓を含む領域の画像
を高画質で撮影できる。上記特定の心電時相として、任
意の時相を表示画面からの簡単な入力操作により設定で
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００２２】図２は、本発明の実施例の核磁気共鳴を用
いた検査装置の構成例を示す図である。図２に於いて、
２０１は静磁場発生コイル、２０２は傾斜磁場発生コイ
ル、２０３は静磁場強度分布を補正するシムコイル、２
０４は検査対象であり、この検査対象は静磁場発生コイ
ル２０１、傾斜磁場発生コイル２０２、シムコイル２０
３内に配置される。図２に於いて、シーケンサ（シーケ
ンス制御装置）２０５はシム電源２０６に命令を送り、
静磁場強度分布の不均一を補正するような付加的な磁場
をシムコイル２０３から発生させる。

【００２３】シーケンサ２０５は傾斜磁場電源２０７に
命令を送り、静磁場強度分布の不均一を補正するような
付加的な磁場を傾斜磁場発生コイル２０２から発生させ
る。この場合は、傾斜磁場のオフセットが用いられる。
シムコイル２０３は複数のチャンネルからなり、各シム
コイルに流れる電流はシーケンサ２０５により制御され
る。また、シーケンサ２０５は傾斜磁場電源２０７、及
び高周波発振器２０８に命令を送り、傾斜磁場及び高周
波磁場を印加する。

【００２４】この高周波磁場は、高周波変調器２０９、
高周波増幅器２１０を経て、高周波送信器２１１によ
り、検査対象２０４に印加される。検査対象から発生し
た信号は、受信器２１２により受波され、増幅器２１
３、位相検波器２１４、ＡＤ変換器２１５を通ってＣＰ
Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉ
ｔ、中央演算装置）２１６に送られ、ここで信号処理が
行われる。

【００２５】本発明の実施例では、検査対象２０４の心
臓を含む領域から発生した信号が検出される。ＣＰＵで
は、検出された信号に基づいて画像再構成、静磁場強度
分布画像の作成、付加的な磁場を発生させるための電流
値の算出等が行われる。必要に応じて記憶媒体２１７に
信号や測定条件、付加的な磁場を発生させるための電流
値を記憶させることもできる。また、心電計２１８で計
測した検査対象の心電信号はシーケンサ２０５に送ら
れ、高周波磁場や傾斜磁場の印加や信号受信のタイミン
グを制御する同期信号として用いられる。

【００２６】シムコイル２０３のうち、１次のコイル
（Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネル）は、傾斜磁場と干渉を起こす
可能性があるため、傾斜磁場発生するコイル２０２とシ
ムコイル２０３の１次のコイルを一体化する場合もあ
る。シムコイル２０３の１次のコイルを用いる代わり
に、傾斜磁場のオフセットを用いることも可能である。

【００２７】図１は、本発明の実施例による心臓部位の
核磁気共鳴画像撮影の手順を示す図である。図１に示す
心臓部位の核磁気共鳴画像撮影の手順は、シーケンサ２
０５により制御される。図１は、３つの時相Ａ、Ｂ、Ｃ
に於ける心臓部位の撮影を行う例について説明する。本
撮影に先立って、撮影を行う心臓の時相毎の静磁場強度
分布を予め求める。所定のパルスシーケンスを用いて、
時相Ａ、時相Ｂ、時相Ｃの各時相に於ける静磁場強度分
布を求める（１０１、１０２、１０３）。これら静磁場
強度分布を得るための撮影の順序は本撮影の順序と一致
していなくても良い。

【００２８】続いて、得られたこれら静磁場強度分布に
基づき、時相Ａ、時相Ｂ、時相Ｃの各時相に於ける静磁
場強度分布を均一にするシム電流値Ａ、シム電流値Ｂ、
シム電流値Ｃを計算する（１０４、１０５、１０６）。
シム電流値Ａ、Ｂ、Ｃの計算の順序は本撮影の順序と一
致していなくても良い。

【００２９】シム電流値Ａを補正コイルに流し（１０
７）、時相Ａの本撮影を行う（１０８）。同様にして、
シム電流値Ｂを補正コイルに流し（１０９）、時相Ｂの
本撮影を行い（１１０）、引き続いて、シム電流値Ｃを
補正コイルに流し（１１１）、時相Ｃの本撮影を行う
（１１２）。時相の数は３つに限定されるものではな
く、検査の目的に応じて決定する。

【００３０】また、撮影を行うスライス枚数も一枚に限
定されるものではなく、マルチスライス撮影にも適用可
能である。例えば、心臓を含む領域のマルチスライス撮
影を行う場合、各スライスの撮影を別々の時相で行う場
合もあり得る。この場合には、本撮影で撮影するスライ
スの静磁場強度分布をスライスを撮影する時相に於いて
求め、静磁場強度分布に基づいてシム電流値を算出す
る。

【００３１】マルチスライス撮影を行う場合、全てのス
ライスが心臓を含んでいるとは限らない。例えば、心臓
を含まないスライスを含むマルチスライス撮影を行う場
合、心臓を含まないスライスの静磁場強度分布について
は、特定の時相に於いて求める必要は無い。

【００３２】図４は、本発明の実施例に於いて時相毎の
静磁場強度分布を得るためのパルスシーケンスの例を示
す図である。図４に於いて、４０１は心電信号から取り
こんだ同期信号（Ｔｒｉｇｅｒ）である。同期信号（Ｔ
ｒｉｇｅｒ）４０１から時間Ｔ０後にスライス傾斜磁場
Ｇｓ４０２を印加し、続いて、励起高周波磁場ＲＦ４０
３を印加して特定の断面を励起する。所定の時間後に位
相エンコード傾斜磁場Ｇｐ４０４を印加し、位相エンコ
ード方向の位置情報を与える。

【００３３】続いて、リードアウト傾斜磁場Ｇｒ４０５
を印加して、リードアウト方向の位置情報を有する複数
のエコー（Ｅｃｈｏ）４０６、４０７、４０８を発生さ
せる。複数のエコーは、各エコー発生時刻と励起高周波
磁場の印加時刻との差に応じて、静磁場強度不均一に起
因する位相情報を有する。

【００３４】４０９は、次に心電信号から取りこんだ同
期信号（Ｔｒｉｇｅｒ）である。同期信号４０９から時
間Ｔ０後に再びスライス傾斜磁場Ｇｓ４１０を印加し、
続いて、励起高周波磁場ＲＦ４１１を印加して特定の断
面を励起する。所定の時間後に位相エンコード傾斜磁場
Ｇｐ４１２を印加し、位相エンコード方向の情報を与え
る。

【００３５】続いて、リードアウト傾斜磁場Ｇｒ４１３
を印加して、リードアウト方向の位置情報を有する複数
のエコー（Ｅｃｈｏ）４１４、４１５、４１６を発生さ
せる。位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ４０４及び４１２は
印加量（印加時間と傾斜磁場強度の積）が異なるため、
発生するエコーの有する位置情報も異なる。以上のステ
ップを所定の回数繰り返すことにより、所定の時相に於
ける静磁場強度分布を得るための信号を計測できる。

【００３６】Ｔ０を変更して同様の信号計測を行うこと
により、別の時相に於ける静磁場強度分布を得るための
信号を計測できる。

【００３７】撮影領域の位相画像から静磁場強度分布画
像を算出する手順を述べる。図４に示すパルスシーケン
スでは各時相に於ける撮影毎に３個のエコーが発生す
る。ここでは、このうち４０６と４０８のように、同じ
極性のリードアウト傾斜磁場により発生する第１番目及
び第３番目のエコーを用いて位相画像を求める場合につ
いて説明する。

【００３８】ここで、第１番目のエコーＦ１（Ｇｘ、Ｇ
ｙ、ｔ１）及び、第３番目のエコーＦ３（Ｇｘ、Ｇｙ、
ｔ１＋ε）を逆フーリエ変換して得られる画像Ｓ１
（ｘ、ｙ）及びＳ３（ｘ、ｙ）は、（数４）、（数５）
に示すようにスピン密度ρ（ｘ、ｙ）、静磁場強度分布
Ｅ（ｘ、ｙ）による位相項の積で表される。

【００３９】 Ｓ１（ｘ、ｙ）＝ρ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ｛ｉγＥ（ｘ、ｙ）ｔ１｝ …（数４） Ｓ３（ｘ、ｙ）＝ρ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ｛ｉγＥ（ｘ、ｙ）（ｔ１＋ε）｝ …（数５） （数４）、（数５）から、静磁場強度分布Ｅ（ｘ、ｙ）
は（数６）のように算出される。

【００４０】 Ｅ（ｘ、ｙ）＝（１／γε）ａｔａｎ｛ｉｍａｇ（Ｓ３（ｘ、ｙ）／Ｓ１（ｘ、 ｙ））／ｒｅａｌ（Ｓ３（ｘ、ｙ）／Ｓ１（ｘ、ｙ））｝ …（数６） 図５は、本発明の実施例に於いて静磁場強度分布の均一
性を向上させるシム電流値を求める手順を示す図であ
る。シミングを行うためには、予め補正コイル毎に単位
電流値あたりに発生する静磁場強度分布を求めておき、
シム電流-磁場特性マトリクスＡを作成しておく必要が
ある（５０１）。

【００４１】特性マトリクスＡの作成は次のようにして
行う。まず、リファレンスとなる静磁場強度分布Ｅｂ
（ｘ、ｙ）を計測する（５０２）。次に、補正コイルの
チャンネル毎にシム電流値をδＩだけ変化させ（５０
３）、この状態で静磁場強度分布Ｅｃ（ｘ、ｙ）を計測
する（５０４）。シム電流値の変化に伴う静磁場強度分
布の変化量｛Ｅｃ（ｘ、ｙ）−Ｅｂ（ｘ、ｙ）｝をシム
電流値δＩで除す（５０５）。これを全チャンネルに対
して行うことにより、特性マトリクスＡが得られる。特
性マトリクスＡはシミング毎に求め直すものでは無く、
一度求めておけば磁場環境が大きく変化しない限り再び
求める必要は無い。また、計測対象は均質なファントム
で良い。

【００４２】均一な静磁場強度分布を得るためには、現
状の静磁場強度分布Ｅ（ｘ、ｙ）を計測し（５０６）、
この静磁場強度分布を相殺する磁場Ｅｓ（ｘ、ｙ）＝−
Ｅ（ｘ、ｙ）を補正コイルにより発生させる。静磁場強
度分布Ｅ（ｘ、ｙ）の計測は本計測の検査対象を用いて
行うことが望ましい。各補正コイルに流すシム電流値の
組で構成されるシム電流ベクトルと特性マトリクスＡと
の積は、全補正コイルの発生するシム磁場強度分布を表
している。

【００４３】従って、マトリクスＡの逆行列Ａ^~1と、発
生しようとするシム磁場強度分布Ｅｓ（ｘ、ｙ）との積
から、均一な静磁場強度分布を得るために必要なシム電
流ベクトルＩｓが得られる（５０７）。シム電流ベクト
ルＩｓは、一般的な最小二乗法の手法により得られ、逆
行列演算を含む（数７）に示す演算により得られる（５
０８）。

【００４４】 Ｉｓ＝−(Ａ^TＡ)^~1Ａ^TＥｓ（ｘ、ｙ） …（数７） 図６は、本発明の実施例に於いて時相毎の静磁場強度分
布を得るためのパルスシーケンスの他の例を示す図であ
る。

【００４５】図６に於いて、６０１は心電信号から取り
こんだ同期信号（Ｔｒｉｇｅｒ）である。同期信号６０
１から時間Ｔ０後にスライス傾斜磁場Ｇｓ６０２を印加
し、続いて、励起高周波磁場ＲＦ６０３を印加して特定
の断面を励起する。励起高周波磁場６０３の印加時刻か
ら所定の時間後に位相エンコード傾斜磁場Ｇｐのパルス
列６０４を印加する。

【００４６】位相エンコード傾斜磁場と同時に、極性反
転を繰り返すリードアウト傾斜磁場Ｇｒ６０５を印加し
て、リードアウト方向の位置情報を有するマルチエコー
（Ｅｃｈｏ）６０６を発生させる。この時、励起高周波
磁場６０３の発生時刻とマルチエコー６０６の先頭のエ
コーの発生時刻との時間差をｔ２とする。また、マルチ
エコーはエコー毎に位相エンコード傾斜磁場の印加量が
異なり、位相エンコード方向に異なる位置情報が付与さ
れる。

【００４７】６０７は次に心電信号から取りこんだ同期
信号（Ｔｒｉｇｅｒ）である。同期信号６０７から時間
Ｔ０後に再びスライス傾斜磁場Ｇｓ６０８を印加し、続
いて励起高周波磁場ＲＦ６０９を印加して特定の断面を
励起する。励起高周波磁場６０９の印加時刻から所定の
時間後に位相エンコード傾斜磁場のパルス列６１０を印
加する。

【００４８】位相エンコード傾斜磁場と同時に、極性反
転を繰り返すリードアウト傾斜磁場Ｇｒ６１１を印加し
て、リードアウト方向の位置情報を有するマルチエコー
６１２を発生させる。この時、励起高周波磁場６０９の
発生時刻とマルチエコー６１２の先頭のエコーの発生時
刻との時間差を（ｔ２＋ε）とする。

【００４９】２種類のマルチエコー６０６及び６１２
は、励起高周波磁場の印加時刻からエコー発生までの時
間がεだけ異なる。従って、これらのマルチエコーを逆
フーリエ変換して得られる画像の有する静磁場強度分布
に起因する位相成分は、時間差ε分だけ異なる。以上の
ステップにより、所定の時相に於ける静磁場強度分布を
得るための信号を計測できる。

【００５０】Ｔ０を変更して同様の信号計測を行うこと
により、別の時相に於ける静磁場強度分布を得るための
信号を計測できる。図６に示すパルスシーケンスによれ
ば、各時相につき２回の計測で静磁場強度分布が得られ
るため、図４に示すパルスシーケンスを用いるよりもシ
ミング時間を短縮できる。

【００５１】図３は、本発明の実施例で用いる心電波形
（心電信号）を示す模式図である。図３に於いて、３０
１はＱ波、３０２はＲ波、３０３はＳ波、３０４はＴ波
と呼ばれる。静磁場強度分布計測用のパルスシーケンス
を心拍に同期させるためには、心電信号の特定のピーク
を同期信号として用いる。例えば、Ｒ波３０２を同期信
号として、同期信号から所定の時間Ｔ０後をパルスシー
ケンスの開始時刻とする。同期信号として用いるには一
般的には急峻で強いピークを持つ図３に示すＲ波が適し
ている。

【００５２】しかし、心疾患を持つ検査対象の撮影を行
う場合やノイズの混入状態によっては、必ずしもＲ波を
同期信号とするのが良いとは限らず、場合によってはＱ
波など他のパルスを用いて同期を取ることもある得る。
また、異なる時相での撮影を行う場合があるので、同期
信号として用いる心電パルスからのディレイ時間を各時
相毎に決定する必要がある。以下に、同期信号として用
いる心電パルスとディレイ時間を選択する方法について
述べる。

【００５３】図７、図８、図９はそれぞれ、本発明の実
施例に於いて、同期信号として用いる心電パルスとディ
レイ時間を選択する際に使用される、表示画面の第１の
例、第２の例、第３の例を説明する図である。

【００５４】図７、図８、図９に示す例では、目的とす
る特定の心電時相を選択する心電時相選択部は、同期信
号として用いる特定の心電パルスを選択するトリガパル
ス選択部（トリガパルス選択カーソル、トリガパルス選
択パネル、心電時相選択部、トリガ及びディレイ選択カ
ーソル）と、同期信号に対するパルスシーケンスの開始
時刻の遅延時間（ディレイ時間）を選択するディレイ時
間選択部（心電時相選択カーソル、心電時相選択部、ト
リガ及びディレイ選択カーソル）とを有し、トリガパル
ス選択部により選択された特定の心電パルス（トリガパ
ルス）を表示するトリガパルス表示部と、ディレイ時間
選択部により選択されたディレイ時間を表示するディレ
イ時間表示部とを有する。

【００５５】図７に於いて、７０１は心電波形のＱ波、
７０２はＲ波、７０３はＳ波、７０４はＴ波、７０５は
トリガパルス選択カーソル、７０６は心電時相選択カー
ソル、７０７はトリガパルス表示部、７０８はディレイ
時間表示部、７０９は心電波形表示画面である。

【００５６】心電波形表示画面７０９上でトリガパルス
選択カーソル７０５を移動させ、撮影のトリガとなるパ
ルスを選択する。心電波形表示画面７０９上には、被検
者から取り込まれた心電波形が表示されている。オペレ
ータは、マウス等を用いてトリガパルス選択カーソルを
所望のパルスの近傍に移動させる。Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、
Ｔ波のうちで、ピーク位置がトリガパルス選択カーソル
の位置に最も近いパルスがトリガパルスとして選択され
る。トリガパルス表示部７０７には、以上の操作で選択
されたパルスが表示される。

【００５７】続いて、心電波形表示画面７０９上で、マ
ウス等を用いて心電時相選択カーソル７０６を移動さ
せ、撮影の時相を選択する。ディレイ時間表示部７０８
には、トリガパルスから撮影までのディレイ時間が表示
される。ディレイ時間は、選択されたトリガパルスと以
上の操作で選択された時相から算出される。トリガパル
スの選択は省略することもできる。この場合は、心電時
相選択カーソルの直前のパルスがトリガパルスとして選
択され、選択されたパルスがトリガパルス表示部７０７
に表示される。

【００５８】図８に於いて、８０１は心電波形のＱ波、
８０２はＲ波、８０３はＳ波、８０４はＴ波、８０５は
トリガパルス選択パネル、８０６はディレイ時間入力
部、８０７はトリガパルス表示カーソル、８０８は心電
時相表示カーソル、８０９は心電波形表示画面である。
トリガパネル選択パネルにはＱ波、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波の
ボタンがあり、オペレータはマウスボタン等で所望のパ
ルスのボタンを選択する。心電波形表示画面８０９上に
は、トリガパルスの位置がトリガパルス表示カーソル８
０７によって表示される。心電波形表示画面上には、被
検者から取り込まれた心電波形が表示されている。

【００５９】続いて、オペレータは、選択されたトリガ
パルスから撮影までのディレイ時間をディレイ時間入力
部８０６に入力する。ディレイ時間とトリガパルスから
心電時相が算出され、これに基づいて心電時相表示カー
ソル８０８が心電波形表示画面８０９上に表示される。

【００６０】図９に於いて、９０１は心電波形のＱ波、
９０２はＲ波、９０３はＳ波、９０４はＴ波、９０５は
心電時相選択部、９０６はトリガ及びディレイ選択カー
ソル、９０７はトリガパルス表示カーソル、９０８は心
電時相表示カーソル、９０９はトリガパルス及びディレ
イ時間表示部、９１０は心電波形表示画面である。

【００６１】オペレータは、マウス等を用いて心電時相
選択部９０５上のトリガ及びディレイ選択カーソル９０
６を移動させることによって、トリガパルスの種類及び
トリガパルスからのディレイ時間を選択する。選択され
たトリガパルスの位置は、心電波形表示画面９１０上に
トリガパルス表示カーソル９０７として表示される。心
電波形表示画面９１０上には、被検者から取り込まれた
心電波形が表示されている。選択されたトリガパルスの
位置と選択されたディレイ時間から心電時相が算出さ
れ、心電波形表示画面９１０上に心電時相が心電時相表
示カーソルとして表示される。トリガパルス及びディレ
イ時間表示部には、選択されたトリガパルス及びディレ
イ時間が表示される。

【００６２】本発明の実施例に於けるシミングは、図
７、図８、図９に示す表示画面を用いて選択された心電
時相に於いて得られた静磁場強度分布画像に基づいて実
行される。

【００６３】図１０は、本発明の実施例に於いて、撮影
スライスの選択、及び、撮影スライスに対して同期信号
として用いる心電パルスとディレイ時間を選択する際に
使用される表示画面の例を説明する図である。図１０に
示す例では、撮影条件を指定する撮影条件指定部は、検
査対象の撮影スライスを選択する撮影スライス選択部
（撮影スライス指定カーソル）と、図７、図８、図９に
示す例で説明した心電時相選択部とを有する。

【００６４】図１０に於いて、１００１は撮影スライス
選択画面、１００２は撮影スライス指定カーソル、１０
０３は心電波形表示及び心電時相選択画面、１００４は
心電時相表示部、１００５は他の撮影条件指定部、１０
０６は心臓である。撮影スライス選択画面１００１上に
は、予め撮影された画像が表示されている。オペレータ
は撮影スライス選択画面上で、マウス等を用いてスライ
ス指定カーソル１００２を移動させ、心臓１００６を含
む撮影スライスを決定する。心電波形表示部及び心電時
相選択画面１００３には被検者から取り込まれた心電波
形が表示されている。

【００６５】オペレータは、図７、図８、図９に示す表
示画面を用いて、同期信号として用いる心電パルスとデ
ィレイ時間を設定して、心電時相を選択する。マルチス
ライス撮影の場合には、スライス毎に異なる心電時相を
選択することもできる。選択された心電時相の情報は心
電時相表示部１００４に表示される。他の撮影条件指定
部１００５では、撮影時間、画像のマトリクス数、視野
等、心電時相以外の撮影条件を指定できる。撮影条件が
指定された所望のスライス及び所望の心電時相に於ける
静磁場強度分布画像を得て、静磁場強度分布画像に基づ
いてシミングを行う。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、心臓の時相毎に静磁場
強度分布の均一度を最大にするシム電流値を求め、各時
相の信号計測に先だってシム電流値を補正コイルに流す
ことにより、常に最適な静磁場強度分布を保ちながら信
号計測を行うため、撮影部位の動きによる静磁場強度分
布の変化の影響を除去し、静止部位と同程度のシミング
ができ、高画質の心臓画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による心臓部位の核磁気共鳴画
像撮影の手順を示す図。

【図２】本発明の実施例の核磁気共鳴を用いた検査装置
の構成例を示す図。

【図３】本発明の実施例で用いる心電波形（心電信号）
を示す模式図。

【図４】本発明の実施例に於いて時相毎の静磁場強度分
布を得るためのパルスシーケンスの例を示す図。

【図５】本発明の実施例に於いて静磁場強度分布の均一
性を向上させるシム電流値を求める手順を示す図。

【図６】本発明の実施例に於いて時相毎の静磁場強度分
布を得るためのパルスシーケンスの他の例を示す図。

【図７】本発明の実施例に於いて、同期信号として用い
る心電パルスとディレイ時間を選択する際に使用される
表示画面の第１の例を説明する図。

【図８】本発明の実施例に於いて、同期信号として用い
る心電パルスとディレイ時間を選択する際に使用される
表示画面の第２の例を説明する図。

【図９】本発明の実施例に於いて、同期信号として用い
る心電パルスとディレイ時間を選択する際に使用される
表示画面の第３の例を説明する図。

【図１０】本発明の実施例に於いて、撮影スライスの選
択、及び、撮影スライスに対して同期信号として用いる
心電パルスとディレイ時間を選択する際に使用される表
示画面の例を説明する図。

【符号の説明】

１０１…時相Ａに於ける静磁場高度分布を取得する工
程、１０２…時相Ｂに於ける静磁場強度分布を取得する
工程、１０３…時相Ｃに於ける静磁場高度分布を取得す
る工程、１０４…シム電流値Ａを計算する工程、１０５
…シム電流値Ｂを計算する工程、１０６…シム電流値Ｃ
を計算する工程、１０７…補正コイルにシム電流値Ａを
流す工程、１０８…時相Ａの本撮影を行なう工程、１０
９…補正コイルにシム電流値Ｂを流す工程、１１０…時
相Ｂの本撮影を行なう工程、１１１…補正コイルにシム
電流値Ｃを流す工程、１１２…時相Ｃの本撮影を行なう
工程、２０１…静磁場を発生するコイル、２０２…傾斜
磁場を発生するコイル、２０３…検査対象、２０４…シ
ーケンサ、２０５…傾斜磁場電源、２０６…高周波発信
器、２０７…高周波変調器、２０８…高周波増幅器、２
０９…高周波送信器、２１０…受信器、２１１…増幅
器、２１２…位相検波器、２１３…ＡＤ変換器、２１４
…ＣＰＵ、２１５…記憶媒体、２１６…画像表示装置、
３０１、７０１、８０１、９０１…Ｑ波、３０２、７０
２、８０２、９０２…Ｒ波、３０３、７０３、８０３、
９０３…Ｓ波、３０４、７０４、８０４、９０４…Ｔ
波、４０１、４０９、６０１、６０７…同期信号、４０
２、４１０、６０２、６０８…スライス傾斜磁場、４０
３、４１１、６０３、６０９…励起高周波磁場、４０
４、４１２…位相エンコード傾斜磁場、４０５、４１
３、６０５、６１１…リードアウト傾斜磁場、４０６…
エコー、４０７…エコー、４０８…エコー、４１４、４
１５、４１６…エコー、５０１…シム電流―磁場特性マ
トリクスＡを作成する工程、５０２…静磁場強度分布Ｅ
ｂ（ｘ、ｙ）を計測する工程、５０３…シム電流値をδ
Ｉ変化させる工程、５０４…静磁場分布Ｅｃ（ｘ、ｙ）
を計測する工程、５０５…｛Ｅｃ（ｘ、ｙ）−Ｅｃ
（ｘ、ｙ）｝/δＩを算出する工程、５０６…静磁場強
度分布Ｅ（ｘ、ｙ）を計測する工程、５０７…シム磁場
Ｅｓ（ｘ、ｙ）＝−Ｅ（ｘ、ｙ）を発生させるシム電流
ベクトルＩｓを算出する工程、５０８…逆行列演算を含
む演算を行ないシム電流ベクトルＩｓを算出する工程、
６０４、６１０…位相エンコード傾斜磁場のパルス列、
６０６、６１２…マルチエコー、７０５…トリガパルス
選択カーソル、７０６…心電時相選択カーソル、７０７
…トリガパルス表示部、７０８…ディレイ時間表示部、
７０９、８０９、９１０…心電波形表示画面、８０５…
トリガパルス選択パネル、８０６…ディレイ時間入力
部、８０７、９０７…トリガパルス表示カーソル、８０
８、９０８…心電時相表示カーソル、９０５…心電時相
選択部、９０６…トリガ及びディレイ選択カーソル、９
０９…トリガパルス及びディレイ時間表示部、１００１
…撮影スライス選択画面、１００２…撮影スライス指定
カーソル、１００３…心電波形表示及び心電時相選択画
面、１００４…心電時相表示部、１００５…他の撮影条
件指定部、１００６…心臓。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静磁場を発生する静磁場発生手段と、傾斜
   磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、高周波磁場を発生
   する高周波磁場発生手段と、検査対象の心臓を含む領域
   からの特定の心電時相に於ける核磁気共鳴信号を検出す
   る信号検出手段と、前記検査対象からの核磁気共鳴信号
   を処理する信号処理手段と、前記核磁気共鳴信号から得
   られた前記静磁場の強度分布情報をもとに付加的な磁場
   を発生して前記静磁場の均一度を調整する磁場調整手段
   と、前記検査対象からの心電波形を検出する手段と、前
   記心電波形を表示する表示装置と、前記傾斜磁場発生手
   段と前記高周波磁場発生手段と前記信号検出手段と前記
   磁場調整手段とを制御するシーケンス制御装置とを有
   し、前記シーケンス制御装置は、前記強度分布情報を得
   るための、前記心電波形に基づいて前記心臓を含む領域
   の前記特定の心電時相に於ける前記核磁気共鳴信号を計
   測するパルスシーケンスの制御と、前記強度分布情報に
   基づいて、前記心臓を含む領域の前記特定の心電時相に
   於ける静磁場均一度を向上させるための付加的な磁場を
   発生させる制御とを行なった後に、前記心電波形に基づ
   いて前記心臓を含む領域の前記特定の心電時相に於ける
   前記核磁気共鳴信号を計測するパルスシーケンスの制御
   を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装
   置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の核磁気共鳴を用いた検査
   装置に於いて、前記特定の心電時相に於ける前記核磁気
   共鳴信号を計測する前記パルスシーケンスは、前記心電
   波形の特定の心電パルスを同期信号として開始されるこ
   とを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の核磁気共鳴を用いた検査
   装置に於いて、前記心臓を含む領域に複数のスライスが
   設定されることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装
   置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の核磁気共鳴を用いた検査
   装置に於いて、前記特定の心電時相は複数の心電時相を
   含むことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４の何れかに記載の核
   磁気共鳴を用いた検査装置に於いて、前記心臓を含む領
   域及び前記特定の心電時相は、前記表示装置の撮影条件
   指定部により選択され、前記撮影条件指定部は、前記検
   査対象の撮影スライスを選択する撮影スライス選択部
   と、前記特定の心電時相を選択する心電時相選択部とを
   有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の核磁気共鳴を用いた検査
   装置に於いて、前記撮影条件指定部により、前記撮影ス
   ライス選択部で選択された前記撮影スライス毎に、前記
   特定の心電時相が選択されることを特徴とする核磁気共
   鳴を用いた検査装置。
7. 【請求項７】請求項５又は請求項６に記載の核磁気共鳴
   を用いた検査装置に於いて、前記心電時相選択部は、前
   記同期信号として用いる前記特定の心電パルスを選択す
   るトリガパルス選択部と、前記同期信号に対する前記パ
   ルスシーケンスの開始時刻のディレイ時間を選択するデ
   ィレイ時間選択部を有することを特徴とする核磁気共鳴
   を用いた検査装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載の核磁気共鳴を用いた検査
   装置に於いて、前記表示装置は、前記トリガパルス選択
   部により選択された前記特定の心電パルスを表示するト
   リガパルス表示部と、前記ディレイ時間選択部により選
   択された前記ディレイ時間を表示するディレイ時間表示
   部とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査
   装置。