JP2002165774A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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JP2002165774A
JP2002165774A JP2000367366A JP2000367366A JP2002165774A JP 2002165774 A JP2002165774 A JP 2002165774A JP 2000367366 A JP2000367366 A JP 2000367366A JP 2000367366 A JP2000367366 A JP 2000367366A JP 2002165774 A JP2002165774 A JP 2002165774A
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JP
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echo
pulse
gradient magnetic
spin echo
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JP2000367366A
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English (en)
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Takashi Tsuneki
隆史 常木
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナビゲーションエコーを用いて体動補正を行
なうにあたり、静磁場不均一の影響によるアーチファク
トを低減する。 【解決手段】 スライス傾斜磁場(32)とRF90度
パルス(31)とを被検体に印加して励起させ、次いで
RF180度パルス(33)を印加した後、位相エンコ
ードを付与しない第1のスピンエコー(36)を計測
し、次いで再度RF180度パルス(37)を印加した
後、位相エンコード(39)を付与するとともにリード
アウト傾斜磁場(40)を印加して第2のスピンエコー
(41-1)を計測するシーケンスを実行し、第2のス
ピンエコーに基づいて画像を再構成するにあたって、第
1のスピンエコーを体動補正のナビゲーションエコーと
して用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共イメージン
グ装置(以下、MRI装置という。)に係り、具体的に
は撮像時にナビゲーションエコーを用いて体動補正を行
なうMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】MRI装置は、静磁場中に置かれた被検
体に、スライス傾斜磁場パルスと高周波磁場パルスを印
加して被検体の所望のスライス部位を励起した後、スラ
イス部位から発生するエコー信号を計測する撮像シーケ
ンスを、エコー信号に位相エンコードを付与しながら繰
り返し実行し、計測した複数のエコー信号を処理してス
ライス部位の断層像を再構成するようにしている。
【0003】ところで、複数のエコー信号を計測する撮
像中に、心拍や呼吸などの体動により被検体が動くと、
再構成した画像にアーチファクトを生じやすい。そこ
で、従来は、位相エンコードを付与しないナビゲーショ
ンエコーを撮像シーケンスの実行ごとに計測し、ナビゲ
ーションエコーに基づいて体動量を求めて、画像の位置
情報を補正することが行なわれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般に、ナビ
ゲーションエコーにはグラディエントエコーを用いてい
るため、静磁場に不均一があると、静磁場不均一の影響
でナビゲーションエコーの位相情報に乱れを生じること
がある。このようなナビゲーションエコーを用いて体動
補正を行なうと、位相方向に線状のアーチファクトが発
生するという問題があった。
【0005】例えば、スピンエコー−エコプレーナイメ
ージング(SE−EPI)法の撮像シーケンスにおいて
は、1回の励起で複数のエコー信号を計測している。こ
の場合、一般に、1つ目のエコー信号はエコータイムT
Eに計測するスピンエコーであるが、2つ目以降はグラ
ディエントエコーとなる。このSE−EPI法で体動補
正をしようとすると、ナビゲーションエコーにグラディ
エントエコーを用いるので、静磁場不均一の影響でナビ
ゲーションエコーの位相情報に乱れが生じると、位相方
向に線状のアーチファクトが発生することがある。
【0006】本発明は、ナビゲーションエコーを用いて
体動補正を行なうにあたり、静磁場不均一の影響による
アーチファクトを低減することを解決課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気共鳴イメー
ジング装置は、スライス傾斜磁場とRF90度パルスと
を被検体に印加して励起させ、次いでRF180度パル
スを印加した後、位相エンコードを付与しない第1のス
ピンエコーを計測し、次いで再度RF180度パルスを
印加した後、位相エンコードを付与するとともにリード
アウト傾斜磁場を印加して第2のスピンエコーを計測す
るシーケンスを実行し、第2のスピンエコーに基づいて
画像を再構成するにあたって、第1のスピンエコーを体
動補正のナビゲーションエコーとして用いることを特徴
とする。
【0008】すなわち、スピンエコーは静磁場不均一の
影響をキャンセルする性質があることから、これをナビ
ゲーションエコーとして用いることにより、静磁場不均
一の影響による位相情報の乱れを相対的に小さくでき
る。その結果、体動補正を適切に行なうことができるの
で、アーチファクトを低減することができる。
【0009】本発明は、特にSE−EPI法の撮像シー
ケンスに適用する場合に好適である。つまり、第2のス
ピンエコーの計測に続いてリードアウト傾斜磁場を反転
しながら印加して複数のグラディエントエコーを計測
し、第2のスピンエコーと複数のグラディエントエコー
に基づいて画像を再構成する。このSE−EPIによれ
ば、上述した1回の撮像シーケンス実行によりk空間の
一定範囲の計測データを取得し、位相エンコードを変え
てk空間の一定範囲をシフトして撮像シーケンスを複数
回実行して、k空間全体の計測データを取得する。これ
により、k空間の中心部(空間周波数の低い領域)をス
ピンエコーとするだけでなく、ナビゲーションエコーも
スピンエコーとすることから、静磁場不均一の影響を受
けなくなり、ナビゲーションエコーの位相情報の乱れを
取り除くことができる。その結果、位相方向の線状アー
チファクトの発生を抑えることができる。ところで、k
空間の一定範囲を空間位相方向にシフトする方式として
は、セントリックタイプが有効であるが、シーケンシャ
ルタイプにも適用できる。
【0010】また、本発明は、拡散強調画像を撮像する
ために双極傾斜磁場を用いたシーケンスにも用いること
ができる。
【0011】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1は一実施形態の撮像シーケンスを示
す図、図2は一実施形態のMRI装置の全体構成を示す
ブロック図を示している。
【0012】図2に示すように、MRI装置は、静磁場
発生磁気回路1、傾斜磁場発生系2、送信系3、受信系
4、信号処理系5、シーケンサ6、及び中央処理装置
(CPU)7等を備えて構成される。静磁場発生磁気回
路1は、被検体9が置かれる空間に均一な静磁場を発生
させるものである。その静磁場の方向は、通常、被検体
9の体軸方向又は体軸に直交する方向である。また、静
磁場発生磁気回路1は、永久磁石方式、常電導方式又は
超電導方式の磁場発生手段を用いて形成される。傾斜磁
場発生系2は、直交3軸(X、Y、Z)方向の傾斜磁場
を発生する傾斜磁場コイル10と、その傾斜磁場コイル
10の駆動電流を供給する傾斜磁場電源11を有して構
成されている。傾斜磁場電源11は、シーケンサ6の命
令に従って直交3軸(X、Y、Z)方向の傾斜磁場G
s、Gp、Gfを被検体9に印加するようになってい
る。この傾斜磁場の与え方によって断層像のスライス面
を設定することができる。シーケンサ6はCPU7の制
御により動作し、パルスシーケンスと称される撮像シー
ケンスに従って、傾斜磁場発生系2、送信系3、受信系
4等に命令を送り、断層像を撮像するのに必要な制御を
実行するものである。
【0013】送信系3は、高周波磁場パルスにより被検
体9の生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさ
せるために高周波パルスを照射するもので、高周波発振
器12、変調器13、高周波増幅器14及び高周波照射
コイル15を有して構成されている。そして、送信系3
は、シーケンサ6の命令に従って、高周波発振器12か
ら出力される高周波パルスを変調器13で振幅変調し、
さらに高周波増幅器14で増幅した後、高周波照射コイ
ル15に供給して高周波磁場パルス(RFパルス)を被
検体9に照射するようになっている。
【0014】受信系4は、被検体9の生体組織の原子核
の核磁気共鳴により放出されるエコー信号などの磁気共
鳴信号を検出するもので、受信側の高周波受信コイル1
6、増幅器17、直交位相検波器18及びA/D変換器
19を有して構成される。高周波受信コイル16により
受波されたエコー信号は増幅器17で増幅され、直交位
相検波器18で検波された後、A/D変換器19でディ
ジタル信号の計測データに変換される。なお、シーケン
サ6の制御によるタイミングで直交位相検波器18によ
り位相を90°ずらしてサンプリングされた二系列の計
測データは、信号処理系5に送られる。
【0015】信号処理系5は、CPU7、ROM20、
RAM21、光磁気ディスク22、CRTなどのディス
プレイ23及び磁気ディスク24を有して構成される。
CPU7は、入力されるエコー信号についてフーリエ変
換処理などを含む画像処理演算を施し、任意断面の信号
強度分布あるいは所定の処理をした画像を作成して、デ
ィスプレイ23に断層像等として表示するようになって
いる。ROM20は、経時的な画像解析処理及び計測を
行なうプログラムや、その実行に用いる不変のパラメー
タなどを記憶する。RAM21は、前計測で用いた計測
パラメータや、送信系4で検出したエコー信号、及び関
心領域設定に用いる画像を一時保管すると共に、その関
心領域を設定するためのパラメータなどを記憶する。光
磁気ディスク22及び磁気ディスク24は、CPU7に
より再構成された画像のデータを記録する。ディスプレ
イ23は、光磁気ディスク22及び磁気ディスク24に
格納されている画像データを映像化して断層像等として
表示する。
【0016】操作部8は、信号処理系で実行する処理の
制御情報を入力するものであり、例えば、トラックボー
ル又はマウス25やキーボード26を備えて構成され
る。
【0017】このように構成されるMRI装置を用いて
断層像を撮像する撮像シーケンスにについて図1を参照
して説明する。図1の撮像シーケンスは、スピンエコー
−エコプレーナイメージング(SE−EPI)法のパル
スシーケンスであり、スライス断面を選択するスライス
傾斜磁場パルス(Gs)32と共にRF90度パルス
(高周波磁場90度パルス)31を印加して、被検体の
所望のスライス部位を励起する。次いで、スピンエコー
を発生させるため、高周波磁場180度パルス(RF1
80度パルス)33をスライス傾斜磁場パルス34と共
に印加した後、リードアウト傾斜磁場パルス35を印加
してナビゲーションエコー36を計測する。ここで、ナ
ビゲーションエコー36は、RF180度パルス33を
印加してから所定の時間(TE/2:TEはエコータイ
ム)後に計測するスピンエコーである。
【0018】次に、再びRF180度パルス37をスラ
イス傾斜磁場パルス38と共に印加した後、エコー信号
に位相情報を付与するために位相エンコード傾斜磁場パ
ルス39を印加する。その後、リードアウト傾斜磁場パ
ルス40−1、…、40−4を繰り返し印加して、4つ
のエコー信号41−1、…、41−4からなるエコート
レインを取得する。なお、エコー信号41−1はRF1
80度パルス37を印加してから所定の時間(TE/
2)後に計測するスピンエコーであり、その他のエコー
信号41−2、…、41−4はグラジエントエコーであ
る。また、位相エンコード傾斜磁場パルス42は、エコ
ー信号41−1、…、41−4にそれぞれ個別の位相情
報を付与するために印加するものである。このように、
1回の励起で、4つのエコー信号を計測することによ
り、通常のスピンエコー法(SE法)の4倍の速さで計
測を行うことができる。
【0019】図1に示したシーケンスを、位相エンコ−
ド傾斜磁場パルス39の強度を変化させて、1枚の画像
を構成するのに必要なエコー信号を得るまで繰り返し実
行する。例えば、図1の例では、k空間を128プロジ
ェクションとすると、上記シーケンスを位相エンコード
傾斜磁場39を変化させながら、32回繰返して実行す
る。計測されたデータは、RAM21に格納される。C
PU7はRAM21に格納されたデータを処理して、周
知の手法により、ナビゲーションエコー36の位相情報
に基づいて体動による画像の位置ずれを補正して画像の
再構成を行う。すなわち、例えば、k空間の中心位置に
対応するナビゲーションエコーの位相を基準にして、各
シーケンス実行時に得られるナビゲーションエコーの位
相ずれを体動による補正量として求め、これに基づいて
画像を補正する。
【0020】このように構成される実施の形態により得
られる効果を、図3を用いて説明する。図3は、球形の
ファントムを磁場中心に置き、図1の撮像シーケンスを
実行した場合の例であり、横軸はサンプル位置を、縦軸
は振幅又は角度(rad)を表わしている。取得したナビ
ゲーションエコーのみ横方向フーリエ変換すると、ナビ
ゲーションエコーに位相エンコードが付加されていない
ので、絶対値プロファイルは図3(a)に示すように、
ファントムに対応する部分は半円弧状となる。また、そ
の位相はファントムのあるところでは図3(b)に示す
ように急激な変化は見られない。
【0021】これに対し、従来のグラディエントエコー
を用いたナビゲーションエコーの場合は、静磁場負均一
の影響を受けると、絶対値プロファイルは図3(c)に
示すように形が崩れる。そして、その位相も図3(d)
に示すように、プロファイルが崩れた位置、特にプロフ
ァイルが0付近まで落ち込んでいるところで不規則にな
る。このように位相情報が乱れたナビゲーションエコー
を用いて体動補正を行なうと、位相方向に線状のアーチ
ファクトが発生する。
【0022】したがって、図1に示した本発明の撮影シ
ーケンスで得られるスピンエコーのナビゲーションエコ
ー36を用いて位相補正を行なうことにより、CPU7
によりエコー信号を処理して体動補正を行なえば、補正
を行なう際に発生しやすい位相方向の線状アーチファク
トを抑えることができる。
【0023】なお、上記の実施の形態では、SE−EP
I法の撮像シーケンスを例に説明したが、これに限ら
ず、本発明は高速SE法、SE法など、周知の撮像法に
適用できる。また、拡散強調画像を撮像するために双極
傾斜磁場を用いたシーケンスにも用いることができる。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ナ
ビゲーションエコーを用いて体動補正を行なうにあた
り、静磁場不均一の影響によって位相エンコード軸方向
に発生する線状アーチファクトを低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る撮像手順を示す一実施形態の撮影
シーケンスである。
【図2】本発明のMRI装置の一実施形態の全体構成を
示すブロック図である。
【図3】本発明の効果を説明するためのプロファイルと
位相情報の処理結果を、従来技術と比較して示す図であ
る。
【符号の説明】
1 静磁場発生磁気回路 2 傾斜磁場発生系 3 送信系 4 受信系 5 信号処理系 6 シーケンサ 7 CPU 8 操作部 10 傾斜磁場コイル 15 高周波照射コイル 16 高周波受信コイル 31 RF90度パルス 33,37 RF180度パルス 32,34,38 スライス傾斜磁場パルス 35 リードアウト傾斜磁場パルス 36 ナビゲーションエコー 39 位相エンコード傾斜磁場パルス 40−1〜40−4 リードアウト傾斜磁場パルス 41−1〜41−4 エコー信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段
    と、RFパルス照射手段と、被検体から発生するエコー
    信号を受信する受信手段と、前記エコー信号に基づいて
    画像を再構成する画像処理手段と、前記各手段を制御す
    る制御手段とを備えてなる磁気共鳴イメージング装置に
    おいて、 前記制御手段は、スライス傾斜磁場とRF90度パルス
    とを被検体に印加して励起させ、次いでRF180度パ
    ルスを印加した後、位相エンコードを付与しない第1の
    スピンエコーを計測し、次いで再度RF180度パルス
    を印加した後、位相エンコードを付与するとともにリー
    ドアウト傾斜磁場を印加して第2のスピンエコーを計測
    するシーケンスを実行するものとし、 前記画像処理装置は、前記第2のスピンエコーに基づい
    て画像を再構成するにあたって、前記第1のスピンエコ
    ーを体動補正のナビゲーションエコーとして用いること
    を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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