JP2002301041A

JP2002301041A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP2002301041A
Application number: JP2001106040A
Authority: JP
Inventors: Yumiko Tanii; 由美子谷井; Tetsuhiko Takahashi; 哲彦高橋; Hiroyuki Takeuchi; 博幸竹内
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-15
Anticipated expiration: 2021-04-04
Also published as: JP3868754B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】印加傾斜磁場の影響を抑制して、水・脂肪信
号分離の精度を向上し、良好な水・脂肪分離画像を得
る。【解決手段】３点Ｄｉｘｏｎ法を３回の計測でなく一
回のスキャンで行うようにするために、一回スキャンで
３つのエコー信号を得る。これらのエコー信号が傾斜磁
場の渦電流による影響で別々の位相回転成分を持つため
に演算による水・脂肪の分離が良くできない。これを改
善するために、読み出し傾斜磁場印加７０２，７０３，
の前にそれぞれリワインドパルス７０４，７０５を印加
することによって、読み出し傾斜磁場の極性を全て同じ
にする。これにより、位相回転成分を抑制でき、良好な
分離画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置（以下、MRI装置という）に係り、特により正
確な水・脂肪分離画像を取得する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、MRI装置における撮影対象は、臨
床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物
質、プロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起
状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭
部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3
次元的に撮影する。

【０００３】被検体に対し高周波磁場を与えプロトンを
励起し、傾斜磁場により異なる位相エンコードを与え、
それぞれの位相エンコードで得られるエコー信号を検出
する。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128，
256，512等の値が選ばれる。各エコー信号は通常128，2
56，512，1024個のサンプリングデータからなる時系列
信号として得られる。これらのデータを２次元フーリエ
変換して１枚のMR画像を作成する。

【０００４】MRI装置で画像を得る場合、エコー時間（T
E）や繰り返し時間（TR）等のパラメータを変化させた
り、画像演算を行うことによって、様々な組織コントラ
ストを持つ画像を得ることができる。臨床においては、
脂肪による信号を抑制した画像が求められることが多々
ある。脂肪を抑制した画像を得る方法の一例として、TE
の異なる画像を複数枚取得し、演算により水・脂肪分離
画像を得る方法があげられる。その代表的な方法として
は、「“Simple Proton Spectroscopic Imaging”; W.
Thomas Dixon 他; RADIOLOGY, Vol. 153, 189-194(198
4)」に述べられているDixon法と呼ばれるものがある。
このDixon法に静磁場不均一の影響を補正する機能を加
えた、2点 Dixon法、及び3点Dixon法等がありこれらは
既に公知のものとして知られている。

【０００５】また、演算により水・脂肪分離画像を得る
方法で上記Dixon法以外の方法として、以下の文献に記
されている方法が挙げられる：「“Water-Fat Imaging
with Three-Point Direct Phase Encoding”; Qing-San
Xiang and Li An; Proc., SMR3rd Meeting , 658(199
5)」、「“Quadrature 2-Point Water-Fat Imaging”;L
i An and Qing-San Xiang; Proc., SMR 4th Meeting, 1
541(1996)」、「“Water-Fat Imaging with Three Orth
ogonal-Phase Acquisitions”; Li An and Qing-San Xi
ang; Proc., ISMRM 6th Scientific Meeting, 1866(199
8)」。以上に述べた方法は、まずTEの異なる複数枚の画
像データを取得し、取得した画像データの演算によって
水信号と脂肪信号を分離し、画像化する方法という点で
Dixon法と共通する。

【０００６】前記の方法のうち、Dixon法について説明
する。Dixon法は、水プロトンと脂肪プロトンの化学シ
フトの違いを利用した、水・脂肪画像分離法である。水
プロトンと脂肪プロトンは異なった共鳴周波数f0w、f0f
で歳差運動を行っているため、時間の経過につれ、水プ
ロトンと脂肪プロトンの磁化ベクトルの相対的な向きに
ずれが生じる。水プロトンと脂肪プロトンの共鳴周波数
の差をΔfとし、2τ=1/Δfとすれば、励起時に同じ方向
を向いている（同位相）水プロトンと脂肪プロトンは、
その後、τごとに逆位相（180°）、同位相（360°）、
…、を向く。脂肪プロトンは、水プロトンよりも歳差運
動の周波数が3.5ppm高くなっており、水プロトンと脂肪
のプロトンの共鳴周波数をそれぞれf0w、f0fとすると、
その差Δfは Δf (= f0f - f0w) 〜 γB0 × 3.5×10^-6 と表すことができる。ここで、γはプロトンの磁気回転
比、B0は静磁場強度である。

【０００７】Dixon法は、水プロトンと脂肪プロトンが
τごとに同位相、逆位相、…、となる、すなわち、水の
MR信号と脂肪のMR信号が、同位相、逆位相、…、と変化
することを利用して水・脂肪分離の画像を得ている。

【０００８】次に、2点Dixon法の原理を図1に示す。2点
Dixon法では、グラジエントエコー（GE）シーケンスに
おいて、TEを異ならせて2回撮像を行う。なお、図1にお
いてはスライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場は省
略する。1回目の撮像ではTEを2τの整数倍に設定し、高
周波励起パルス101、読み出し傾斜磁場パルス102を印加
する。2回目の撮像では1回目の撮像時よりTEをτだけ長
く設定し、高周波励起パルス101、読み出し傾斜磁場パ
ルス103を印加する。図1において、水信号104、106は黒
矢印、脂肪信号105，107は白矢印で示す。1回目の撮影
時には、水信号104と脂肪信号105は同位相となり、2回
目の撮影時には水信号106と脂肪信号107は逆位相とな
る。画像の(x,y)の位置での水による信号と脂肪による
信号の大きさを、それぞれW(x,y)、F(x,y)とすると、1
回目、2回目の信号S1(x,y)、S2(x,y)は、それぞれ次式
のように表される。 S1(x,y) = W(x,y) + F(x,y) (1) S2(x,y) = W(x,y) - F(x,y) (2)

【０００９】そして、加算画像としてS1(x,y) + S2(x,
y) = 2W(x,y)より水画像が、減算画像としてS1(x,y) -
S2(x,y) = 2F(x,y)より脂肪画像が得られることにな
る。図1はGEシーケンスについて描かれているが、スピ
ンエコー（SE）シーケンスを用いることも可能である。

【００１０】図2にSEシーケンスを用いた場合を示す。S
Eシーケンスを用いた場合は、高周波励起パルス201と高
周波反転パルス202の印加タイミングは、1回目の撮影と
2回目の撮影とは同じタイミングで印加する。1回目の撮
影では、高周波励起パルス201の印加後読み出し傾斜磁
場パルス203を印加してTEに信号を取得し、2回目の撮影
では、高周波励起パルス201の印加後読み出し傾斜磁場
パルス204を印加して、1回目の撮影時よりτ後に信号を
取得する。そして、上述と同様にして水画像、脂肪画像
を得ることができる。

【００１１】一般的にMRI装置では、磁石で発生してい
る静磁場は被検体の周囲の空間で均一であることが理想
であるが、磁石にひずみがある場合には、発生した静磁
場自身に不均一が存在することがある。また、被検体を
挿入したときに、被検体の部位ごとに磁気感受性が異な
ることによって静磁場に不均一が生じることもある。MR
Iの視野（Field of View：FOV）での静磁場の不均一
は、MR信号の周波数を変化させ、得られた画像に位置ず
れや流れ等の画質劣化を引き起こす要因となる。また、
静磁場の不均一により画像の位相が変化するため、画像
間で複素演算を行う場合、正しい結果が得られなくな
る。静磁場に不均一がある場合、式(1)、式(2)は次式の
ように表される。 S1(x,y) = (W(x,y) + F(x,y)) exp (iα(x,y)) (3) S2(x,y) = (W(x,y) - F(x,y)) exp (i(α(x,y) + α'(x,y))) (4)

【００１２】式(4)のα(x,y)は、時間2τ×n（=TE）で
生じる静磁場不均一による位相回転の成分と高周波励起
パルスの不均一による位相回転の成分からなり、位置に
依存するが、エコー間では同一の値をとる。α'(x,y)は
時間τで生じる静磁場不均一による位相回転の成分であ
る。このように、静磁場不均一がある場合、例えば1回
目の撮像時の水信号と2回目の撮像時の水信号との位相
に静磁場不均一による位相差が生じ、単純な加算・減算
では水信号と脂肪信号を分離することができないものと
なってしまう。

【００１３】そこで、付加的なコイル（シムコイル）を
用いてFOV内の静磁場の不均一を直接補正するオートシ
ミングを行ったり、画像に後処理を施して静磁場不均一
の影響を補正したりする。後者の方法、すなわちDixon
法に静磁場不均一の分布図（静磁場不均一マップ）を用
いて信号の位相補正処理を追加した方法を3点Dixon法と
呼ばれ、図4によりその原理を説明する。

【００１４】3点Dixon法では、TEを変えて3回の撮像を
行う。1回目、2回目の撮像は2点Dixon法の場合と同様で
あり、高周波励起パルス401に対し、1回目の撮像ではTE
を2τの整数倍に設定し、読み出し傾斜磁場パルス402を
印加する。2回目の撮像では1回目の撮像時よりTEをτだ
け長く設定し、読み出し傾斜磁場パルス403を印加す
る。3回目の撮像では、TEを2回目の撮像時よりさらにτ
(1回目の撮像時より2τ) だけ延長し、読み出し傾斜磁
場パルス404を印加する。1回目と2回目の撮像時の信号
は上述の式(3)、式(4)で表され、3回目の撮像時の信号S
3(x,y)は次式のように表される。 S3(x,y) = (W(x,y) + F(x,y)) exp (i(α(x,y) + 2α'(x,y))) (5)

【００１５】1回目の撮影時には、水信号405と脂肪信号
406は同位相の位相407をもつ。この値はαである。同様
に、2回目の撮影時には水信号408と脂肪信号409は逆位
相となり、水信号の位相410の値はα+α'である。3回目
の撮影時には、水信号411と脂肪信号412は再び同位相と
なり、位相413の値はα+2α'である。1回目と3回目の撮
影時には水信号と脂肪信号は同位相となっているので、
S3(x,y)/S1(x,y)の位相を求めることにより、静磁場不
均一による位相回転量を求めることができる。

【００１６】 arg(S3(x,y)/S1(x,y)) = 2α'(x,y) (6) arg()は位相を求めることを意味する。式(6)の値をすべ
ての(x,y)について求め、主値回りを除去するアンラッ
プ処理を施した後、2で割って静磁場不均一による位相
回転量α'(x,y)を得る。得られたα'(x,y)を用いて、 S2'(x,y) = S2(x,y)exp (-iα'(x,y)) (7) を計算すれば、加算画像としてS1'(x,y)+S2'(x,y)=2W
(x,y) exp (iα(x,y))より水画像が、減算画像としてS
1'(x,y)-S2'(x,y)=2F(x,y) exp (iα(x,y))より脂肪画
像が得られる。

【００１７】3点Dixon法においてもGEシーケンスだけで
なく、SEシーケンスを用いることが可能である。この場
合、2回目の撮影までは図2と同じであり、3回目の撮影
では読み出し傾斜磁場パルスを2回目の撮影時よりさら
にτ (1回目の撮像時より2τ)だけ遅らせて、信号を取
得する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の3点Dixon法では、撮影を3回行わなければならない
ため、撮影に通常の3倍の時間がかかってしまう。そこ
で、撮影時間を短縮させるために、1回の撮影でDixon法
を行うのに必要な3エコーを発生させるシーケンス（以
下、1スキャンシーケンス）を用いることができる。1ス
キャンシーケンスを図5に示す。高周波励起パルス501印
加後、図4の1回目の撮影と同じタイミングで1つ目のエ
コー信号502（以下、第1エコー）を取得した後に、読み
出し傾斜磁場の反転を2回行って、1つ目のエコー信号よ
りτ後、および2τ後にエコー503、504（以下、それぞ
れ、第2エコー、第3エコー）を発生させる。つまり、1
回の高周波励起パルス501の印加でエコー時間の異なる3
つのエコー信号を取得する。図5は第1エコーがGEである
ので、GEタイプの1スキャンシーケンスと呼ぶことにす
る。

【００１９】この場合もSEタイプの1スキャンシーケン
スが可能となる。SEシーケンスを用いた場合は図6に示
すように、高周波励起パルス601印加後、TE/2に高周波
反転パルス602の印加する。読み出し傾斜磁場パルスを
印加して第1エコー603をTEに取得し、続いて読み出し傾
斜磁場の反転を2回行って、1つ目のエコー信号よりτ
後、および2τ後にエコー604、605（それぞれ、第2エコ
ー、第3エコー）を発生させる。これも上述と同様に1回
の高周波励起パルス601の印加でエコー時間の異なる3つ
のエコー信号を取得する。

【００２０】このような1スキャンシーケンスでは3つの
エコー信号を1回の高周波励起パルスの印加で得られる
が、発明者らの経験によれば、オープン型MRI装置にお
いて、1スキャンシーケンスで取得したデータで3点Dixo
n法の処理を行ったところ、水と脂肪が十分に分離され
ないことがあった。

【００２１】つまり、式(3)〜式(7)においては、全ての
エコーで同じ値をとる位相回転成分（α(x,y)）と静磁
場不均一による時間に比例する位相回転成分（α'(x,
y),2α'(x,y)）のみの影響を考慮しているが、第1エコ
ー、第2エコー、第3エコーの位相回転の成分として、時
間に比例せず、3つのエコーで別々の値をとる位相回転
成分が加わったため、演算により水・脂肪分離画像を得
る方法をうまく行うことができないものとなった。この
3つのエコーで別々の値をとる位相回転成分としては、
主に読み出し傾斜磁場の反転で生じた渦電流の影響によ
るものである。

【００２２】そこで本発明の目的は、3つのエコーで別
々の値をとる位相回転成分を抑制することで、傾斜磁場
の反転による渦電流の影響を受けない、良好な水・脂肪
分離画像を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、エコー時間の異なる複数枚の画像を1回
の撮影で取得し、演算によって画像を得る制御手段とを
有する磁気共鳴イメージング装置において、エコー時間
の異なる各エコー信号を読み出すための読み出し傾斜磁
場の極性を同じにしたものであり、さらに前記読み出し
傾斜磁場の前に読み出し傾斜磁場と極性が反転するリワ
インドパルスを印加するようにしてもよい。

【００２４】また、被検体の置かれた空間に静磁場を発
生するための静磁場発生手段と、前記被検体に対し核磁
気共鳴現象を起こすための高周波パルスを繰り返し印加
する高周波パルス印加手段と、前記被検体にスライス、
位相エンコード、読み出し方向の各傾斜磁場を印加する
傾斜磁場発生手段と、前記被検体からの複数のエコー信
号を検出する受信手段と、前記高周波パルスの1回の繰
り返し時間内にエコー時間を異ならせた複数のエコー信
号を発生させると共に前記各エコー信号の発生と共に読
み出し傾斜磁場を印加し、繰り返し毎に位相エンコード
を変化させるよう各手段を制御する制御手段を有する磁
気共鳴イメージング装置において、前記制御手段は、前
記読み出し傾斜磁場の印加前に読み出し傾斜磁場の極性
と反転するパルスを印加するよう制御したものである。

【００２５】また、前記制御手段は、前記パルスを各繰
り返し時間において2回目以降のエコー信号に対する読
み出し傾斜磁場の前に印加するよう制御してもよいし、
前記パルスを全てのエコー信号に対する読み出し傾斜磁
場の前に印加するよう制御してもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図を用いて説
明する。まず、本発明が適用されるMRI装置の構成を図3
により説明する。被検体301の周囲に静磁場を発生する
磁石302と、該空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイ
ル303と、この領域に高周波磁場を発生するRFコイル 30
4と被検体301が発生するMR信号を検出するRFプローブ30
5がある。傾斜磁場コイル303は、X，Y，Zの3方向の傾斜
磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源309からの信号に
応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。RFコイル304はRF
送信部310の信号に応じて高周波磁場を発生する。RFプ
ローブ305の信号は、信号検出部306で検出され、信号処
理部307で信号処理され、また計算により画像信号に変
換される。画像は表示部308で表示される。傾斜磁場電
源309、RF送信部310、信号検出部306は制御部311で制御
され、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンス
と呼ばれている。ベッド312は被検体が横たわるための
ものである。

【００２７】次に、本実施形態の詳細を説明する。ま
ず、GEタイプの1スキャンシーケンスに適用した例を図7
に示す。高周波励起パルス（RF）とスライス傾斜磁場パ
ルス（Gs）を印加し、負方向の読み出し傾斜磁場（プリ
パルス）706を印加した後、正方向の読み出し傾斜磁場7
01を印加して高周波励起パルスから2τ経過後に第1のエ
コー信号を発生させる。次に再度負方向の読み出し傾斜
磁場（リワインドパルス）704、読み出し傾斜磁場702を
印加することで、第1のエコー信号からτ経過後に第2の
エコー信号を発生させる。そして、最後に負方向の読み
出し傾斜磁場（リワインドパルス）705、読み出し傾斜
磁場703を印加して、第2のエコー信号からτ経過後に第
3のエコー信号を発生させる。そして、この高周波励起
パルス、傾斜磁場の印加を位相エンコードを変化させな
がら複数回（例えば256回）繰り返す。これにより、エ
コー時間の異なる3種類の画像データを得ることができ
る。このようにリワインドパルス704，705を印加するこ
とにより、エコー信号発生時の読み出し傾斜磁場701，7
02，703の極性を同じにすることができる。

【００２８】このリワインドパルス704，705は傾斜磁場
の印加強度を大きくかつ印加時間を短くするほど、読み
出し傾斜磁場701，702，703の印加時間を長くすること
ができ、受信バンド幅を下げることができるため、S/N
比をあげることができる。すなわち、プリパルス706、
リワインドパルス704、705のパルス強度を強く、パルス
幅を短くすることが望ましい。

【００２９】ここで、リワインドパルス704，705は、読
み出し傾斜磁場702，703と極性が逆で面積は同一、読み
出し傾斜磁場706は読み出し傾斜磁場704と同極性、同強
度でパルス幅が1/2の関係であればよいため、読み出し
傾斜磁場706、リワインドパルス704，705を正方向、読
み出し傾斜磁場701，702，703を負方向にしてもよい。

【００３０】次に、SEタイプの1スキャンシーケンスに
適用した例を図8に示す。高周波励起パルスとスライス
傾斜磁場を印加し、エコー時間の1/2の時間に反転させ
るための高周波パルスを印加する。そして、負方向の読
み出し傾斜磁場（プリパルス）806を印加した後、正方
向の読み出し傾斜磁場801を印加して高周波励起パルス
からTE経過後に第1のエコー信号を発生させる。次に再
度負方向の読み出し傾斜磁場（リワインドパルス）80
4、読み出し傾斜磁場802を印加することで、第1のエコ
ー信号からτ経過後に第2のエコー信号を発生させる。
そして、最後に負方向の読み出し傾斜磁場（リワインド
パルス）805、読み出し傾斜磁場803を印加して、第2の
エコー信号からτ経過後に第3のエコー信号を発生させ
る。そして、この高周波励起パルス、傾斜磁場の印加を
位相エンコードを変化させながら複数回（例えば256
回）繰り返す。これにより、エコー時間の異なる3種類
の画像データを得ることができる。このようにリワイン
ドパルス804，805を印加することにより、GEタイプの1
スキャンシーケンスの時と同様に、エコー信号発生時の
読み出し傾斜磁場801，802，803の極性を同じにするこ
とができる。

【００３１】ここで、上述と同様にリワインドパルス80
4，805は、読み出し傾斜磁場802，803と極性が逆で面積
は同一、読み出し傾斜磁場806は読み出し傾斜磁場804と
同極性、同強度でパルス幅が1/2の関係であればよいた
め、プリパルス806、リワインドパルス804，805を正方
向、読み出し傾斜磁場801，802，803を負方向にしても
よい。

【００３２】このように、読み出し傾斜磁場701〜703、
801〜803の極性を全て同じにすることができるため、第
1〜第3のエコー信号の極性も同じにすることができる。
これにより、傾斜磁場の反転による渦電流の影響を抑制
することができるため、より正確な水・脂肪分離の演算
を行なうことができ、良好な水脂肪分離画像を得ること
ができる。

【００３３】図7，図8において、τは11.4msである。こ
の値は、本技術を0.3TMRI装置に適用する際の値であ
る。典型的なField of View(FOV)は200mmから300mmであ
る。

【００３４】図7，図8において、どちらも第1エコーは
水信号と脂肪信号の位相が同じインフェイズ、第2エコ
ーは位相が異なるアウトフェイズ，第3エコーは第1エコ
ーと同じインフェイズとなっている。第2エコーはアウ
トフェイズであるため脂肪と水が混在する部位では水信
号と脂肪信号の極性が異なるため互いに打ち消しあい、
信号が低下する。これに対し、第1，第3エコーはインフ
ェイズであるため、脂肪と水が混在する部位でも水信号
と脂肪信号の極性が等しく互いに打ち消しあうことはな
く信号が大きい。すなわち、第１エコーと第3エコーか
ら静磁場不均一マップを作成することにより、水と脂肪
が混在している部位でも静磁場不均一マップを正確に取
得できる特徴がある。このことは水脂肪分離画像を安定
に得るために重要な役割となっている。また、発明者ら
の検討によれば、第１エコーがわずかにインフェイズか
らずれた場合（π/10程度）でも、得られる水脂肪画像
は安定であり、このずれは許容できるものであった。

【００３５】なお、1〜3エコーを、アウトフェイズ，イ
ンフェイズ，アウトフェイズとして取得することもでき
る。但し、発明者らの実験の結果、本実施形態の効果は
認められたが、インフェイズ，アウトフェイズ，インフ
ェイズで取得した場合のほうが処理は安定しており、有
効であった。

【００３６】図7，図8においてτの値は、Δf＝γσB
（σは水と脂肪の化学シフト差）、2τ＝1/Δfの関係か
らτ＝1/2γσBとなり静磁場強度に反比例して短縮す
る。従って、本実施形態では高磁場よりも比較的中低磁
場のMRI装置に適用しやすい。典型的には0.2T〜0.5Tで
ある。本実施形態では、特に0.3T程度の静磁場強度で実
現しやすい。磁場強度が上がりτが短くなると、傾斜磁
場の立ち上げ立ち下げ割合が相対的に増え、信号計測の
時間が短くなる。その間に必要なデータをすべて取るた
めにはサンプリングのピッチを上げる必要があり、結果
として受信バンド幅が上がるためS/Nが低下する。傾斜
磁場の立ち上げ立ち下げ時間を短縮するには、傾斜磁場
の立ち上がり特性を早くすることが望ましい。発明者ら
の検証は0.3ＴオープンMRI装置で行なった。この装置
は、垂直磁場方式、非対称2本柱構造で、静磁場の発生
に永久磁石とポールピースを使用している。傾斜磁場の
スルーレートは20T/m/sである。撮影シーケンスにおけ
る読み出し傾斜磁場の立ち上がり時間と立下り時間はと
もに850μｓであった。このときの信号検出帯域は、35
ｋHz（FOV=350mm）ないし45ｋHz（FOV=200mm），マトリ
クスサイズ256×256であった。このような撮影条件もの
と、本実施例は無理なく実現できた。

【００３７】なお、高磁場MRIにおけるエコープラナー
イメージング(EPI)においてリワインドパルスを用いる
ことは、「“Echo-Planar Imaging with Asymmetric Gr
adientModulation and Inner-Volume Excitation”; D.
A.Feinberg 他; Magnetic Resonance in Medicine, Vo
l. 13, 162-169(1990)」の文献で述べられている。EPI
も読み出し傾斜磁場の反転による位相回転の影響を受け
やすいためである。しかしながら、EPIは、1枚の画像を
高速で得るためにエコー時間の異なる複数のエコー信号
に対してそれぞれ異なる位相エンコードを付与されるも
のである。これに対し本実施形態は、エコー時間の異な
るエコー信号からそれぞれ同じエコー時間のエコー信号
をTRの繰り返し数分取得して、個々の3枚の画像を得る
点で異なっており、また1TR内のエコー時間の異なるエ
コー信号には等しい位相エンコードが付与されており異
なるものである。また、EPIによるリワインドパルスは1
枚の画像中における各エコー信号間の整合性を取るもの
であるのに対し、本実施形態におけるリワインドパルス
は性質の異なる3枚の画像間の整合性を取るものである
ため、その効果も異なるものである。したがって、本実
施形態は単にEPIのリワインドパルスを適用したものと
は異なる。

【００３８】また、シングルスキャンシーケンスにて、
インフェイズ，アウトフェイズ，インフェイズのデータ
から水脂肪分離画像を得る技術は、[W. Zhang et al,
「Separation of water and fat MR images in a singl
e scan at .35 T using "Sandwich" echoes」, Journal
of magnetic resonance imaging, vol. 6, no. 6, pp9
09-917, 1996]により公知であるが、上記文献では第1、
第3エコーの極性と第2エコーの極性が反転したものが開
示されており、本実施形態のように全てのエコー信号の
極性を同じにすることは開示、示唆されていない。

【００３９】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
第1エコー、第2エコー、第3エコーの取得時の読み出し
傾斜磁場印加の影響を同じにするために改良したシーケ
ンスを図9，図10に示す。GEタイプの1スキャンシーケン
スへの適用例を図9に示す。図9のシーケンスでは図7の
シーケンスに対し、プリパルス706の替わりにリワイン
ドパルス704、705と同じ印加時間、印加強度のリワイン
ドパルス906を印加し、リワインドパルス906と極性が逆
でパルス面積が1/2であるプリパルス907をリワインドパ
ルス906の前に追加したものとなっている。プリパルス9
07の印加によりリワインドパルス906の1/2のパルス面積
とオフセットされるため、結果的に図7のシーケンスと
同様に読み出し傾斜磁場701，702，703を同じ極性で印
加できる。さらにプリパルス907を印加することで、リ
ワインドパルス704，705，906の強度、印加時間もそろ
えることができるため、第1エコー、第2エコー、第3エ
コーの取得時の読み出し傾斜磁場印加の影響、いわゆる
傾斜磁場の極性の反転による渦電流の影響を各エコー間
で同等にすることができる。

【００４０】次に、SEタイプの1スキャンシーケンスへ
の適用例を図10に示す。図10のシーケンスでは図8のシ
ーケンスに対し、プリパルス806の替わりに印加時間を
長くしたリワインドパルス1006を印加し、リワインドパ
ルス1006と極性が逆でパルス面積が1/2であるパルス100
7をリワインドパルス1006の前に追加したものとなって
いる。これにより、読み出し傾斜磁場801,802,803を同
じ極性で印加できるだけでなく、その直前に印加される
リワインドパルス804，805，1006の強度、印加時間もそ
ろえることができるため、上述のGEタイプの時と同様に
第1エコー、第2エコー、第3エコーの取得時の読み出し
傾斜磁場印加の影響、いわゆる傾斜磁場の極性の反転に
よる渦電流の影響を各エコー間で同等にすることができ
る。

【００４１】つまり、図7、図8において、第1エコーと
第2、第3エコーとでは読み出し傾斜磁場701〜703、801
〜803は同じ印加時間、印加強度ではあるが、その直前
に印加するパルス（プリパルス706，806とリワインドパ
ルス704，705，804，805）が異なるため、異なる傾斜磁
場の印加による位相回転成分の乱れによる画像の劣化が
懸念されるが、上述のように読み出し傾斜磁場701〜70
3、801〜803の直前印加するパルスを全て同じにすれば
乱れは生じないため、この懸念事項は解消される。

【００４２】このように、読み出し傾斜磁場701〜703、
801〜803の極性を全て同じにし、さらに読み出し傾斜磁
場701〜703、801〜803の直前に印加するリワインドパル
ス704，705，804，805，906，1006の印加時間、強度を
同じにしたため、第1〜第3エコーへの傾斜磁場印加によ
る影響の乱れがなくなり全て同じになる。これにより、
傾斜磁場の反転による渦電流の影響さらには乱れを抑制
することができるため、さらに正確な水・脂肪分離の演
算を行なうことができ、良好な水脂肪分離画像を得るこ
とができる。

【００４３】図9において、プリパルス907のパルス高さ
は、リワインドパルス906のパルス高さに比べ低くても
よい。また、同様に図10において、プリパルス1007のパ
ルス高さは、リワインドパルス1006のパルス高さに比べ
低くてもよい。なお、パルスの高さが低い場合、印加時
間を延長しパルス面積を所定の値とする。

【００４４】また、図10において、プリパルス1007は、
2回目の高周波パルスの前に印加させているが、これはT
Eを短縮するために有用である。その理由としては、シ
ーケンス設計上は、プリパルス1007は、2回目の高周波
パルスの後でも良いが、その場合、後半のTE/2にて、プ
リパルス1007、リワインドパルス1006の2つのパルスを
印加することになりTEの短縮が制約されるためである。

【００４５】図７〜図10において、リワインドパルス70
4，705，804，805，906，1006のパルス高さは極力大き
くすることが望ましい。例えば、最大傾斜磁場15mT/mの
傾斜磁場系を有するMRI装置では、14mT/m程度以上とす
る。この結果、読み出し傾斜磁場701〜703、801〜803の
印加時間を長くでき、結果として、受信バンド幅を低く
抑えることができ画像S/Nが向上する。

【００４６】図7〜図10に示した本実施形態では、傾斜
磁場パルスの印加により発生する渦電流の影響が無視で
きないMRI装置で特に有効である。例えば、残留磁場や
渦電流が大きいポールピースを有するMRI装置にも好適
である。

【００４７】以上のようにDixon法に適用する場合の例
を示したが、本実施形態ではDixon法以外にも、Qing-Sa
n Xiangらの方法に代表されるような、「TEの異なる複
数枚の画像データを取得し、取得した画像データの演算
によって水信号と脂肪信号を分離し、画像化する方法」
にも適用可能である。また、水信号と脂肪信号を分離す
る場合に限らず、TEの異なる複数枚の画像データを取得
し、取得した画像データの演算を行う場合に適用でき、
その演算精度を上げることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
TEの異なる複数枚の画像データを取得したときも、それ
ぞれのエコーにおいて、時間に比例しない成分が加わる
ことをほぼ抑制することができる。よって、演算により
水・脂肪分離画像を得る方法を正しく行うことができ、
良好な水・脂肪分離画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図1】従来の2点Dixon法におけるGEシーケンスを示す
図。

【図2】従来の2点Dixon法におけるSEシーケンスを示す
図。

【図3】本発明が適用されるMRI装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図4】従来の3点Dixon法におけるGEシーケンスを示す
図。

【図5】従来の3点Dixon法におけるGEタイプ1スキャンシ
ーケンスを示す図。

【図6】従来の3点Dixon法におけるSEタイプ1スキャンシ
ーケンスを示す図。

【図7】本発明の一実施形態を示す3点Dixon法におけるG
Eタイプ1スキャンシーケンスを示す図。

【図8】本発明の一実施形態を示す3点Dixon法におけるS
Eタイプ1スキャンシーケンスを示す図。

【図9】本発明の他の実施形態を示す3点Dixon法におけ
るGEタイプ1スキャンシーケンスを示す図。

【図10】本発明の他の実施形態を示す3点Dixon法におけ
るSEタイプ1スキャンシーケンスを示す図。

【符号の説明】

301 被検体 302 静磁場磁石 303 傾斜磁場コイル 304 RFコイル 305 RFプローブ 306 信号検出部 307 信号処理部 308 表示部 309 傾斜磁場電源 310 RF送信部 311 制御部 312 ベッド 701、702、703、801、802、803 読み出し傾斜磁場 704、705、804、805、906、1006 リワインドパルス 706、806、907、1007 プリパルス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C096 AA07 AB08 AD06 AD12 BA04 BA19 BA42 BA50 CA05 DA06 DA30 DB07 DC35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エコー時間の異なる複数枚の画像を１回
の撮影で取得し、演算によって画像を得る制御手段とを
有する磁気共鳴イメージング装置において、エコー時間
の異なる各エコー信号を読み出すための読み出し傾斜磁
場の極性を同じにすることを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置
【請求項２】前記磁気共鳴イメージング装置におい
て、前記読み出し傾斜磁場の前に読み出し傾斜磁場と極
性が反転するリワインドパルスを印加することを特徴と
する請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】被検体の置かれた空間に静磁場を発生す
るための静磁場発生手段と、前記被検体に対し核磁気共
鳴現象を起こすための高周波パルスを繰り返し印加する
高周波パルス印加手段と、前記被検体にスライス、位相
エンコード、読み出し方向の各傾斜磁場を印加する傾斜
磁場発生手段と、前記被検体からの複数のエコー信号を
検出する受信手段と、前記高周波パルスの１回の繰り返
し時間内にエコー時間を異ならせた複数のエコー信号を
発生させると共に前記各エコー信号の発生と共に読み出
し傾斜磁場を印加し、繰り返し毎に位相エンコードを変
化させるよう各手段を制御する制御手段を有する磁気共
鳴イメージング装置において、前記制御手段は、前記読み出し傾斜磁場の印加前に読み
出し傾斜磁場の極性と反転するパルスを印加するよう制
御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記パルスを各繰り返
し時間において２回目以降のエコー信号に対する読み出
し傾斜磁場の前に印加するよう制御することを特徴とす
る請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記パルスを全てのエ
コー信号に対する読み出し傾斜磁場の前に印加するよう
制御す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。