JP2002301043A - 位相補正方法およびmri装置 - Google Patents
位相補正方法およびmri装置Info
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Abstract
る。 【解決手段】 反転するデータ収集用リード勾配Nr1,N
r2を印加し、集束するナビゲーション用エコーNe1,Ne2
に対応した補正用データH(n,1),H(n,2)を収集し、続
けて交互に反転するデータ収集用リード勾配r1,…,
rMを印加し且つ反転時に位相エンコード勾配pdn,p
2,…,pMを印加し、集束する各イメージング用エコ
ーe1,…,eMに対応したイメージング用データF
(n,1),…,F(n,M)を収集することを位相エンコード勾
配pdnの大きさを変えながらn=1,…,Nについて繰
り返し、k空間を埋めるデータF(1,1)〜F(N,M)を収
集する。補正用データH(n,1),H(n,2)を基にイメージ
ング用データF(n,1),…,F(n,M)をそれぞれ位相補正
する。 【効果】 ゴーストアーチファクトを低減できる。
Description
びMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置に関し、
さらに詳しくは、体動位相エラーを補正することが出来
ると共にパルスシーケンスを簡単化できる位相補正方法
およびMRI装置に関する。
I(Echo Plannar Imaging)法のパルスシーケンスの基
本例を示す。このパルスシーケンスでは、励起パルスRF
90とスライス勾配SG90とを印加する。次にMPG(Moti
on Probing Gradient)パルスMPGを印加する。次に反転
RFパルスRF180とスライス勾配SG180を印加する。次に
MPGパルスMPGを印加する。次に位相エンコード勾配p
dnを印加する。次に交互に正負に反転するデータ収集用
リード勾配r1,…,rmを連続的に印加し且つ反転時
に位相エンコード勾配p2,…,pMを印加し、第1エ
コーe1から第MエコーeMが順に集束するのとタイミ
ングを合せてサンプリングし、各エコーe1,…,eM
に対応したデータF(n,1),…,F(n,M)をそれぞれ収
集する。これを位相エンコード勾配pdnの大きさを変え
ながらn=1,…,Nについて繰り返して、k空間を埋
めるデータF(1,1)〜F(N,M)を収集する。これをNシ
ョット・Mエコーという。また、ショットに対して実行
時間順に付けた番号nをショット番号という。また、あ
るショットのエコー列のエコーに対して集束時間順に付
けた番号をエコー番号という。
(1,1)〜F(N,M)の収集軌跡(trajectory)を示す模式図
である。但し、N=4,M=4としている。k空間KS
を位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行(図1
9では第16行)まで分割したとき、第nショットの第
mエコーで第(n+(m−1)N)行のデータF(n,m)
を収集するように、位相エンコードpdn,p2,…,pM
を印加している。
〜第Nの各ショットの第1エコーから得たデータF(n,
1)で埋められる第1エコーブロックから各ショットの第
Mエコーから得たデータF(n,M)で埋められる第Mエコ
ーブロック(図20ではM=4)まで順にブロック分け
することが出来る。
パルスシーケンスで問題となる位相エラーには、体動
(例えば脳の拍動)に起因する体動位相エラーと、磁場
不均一に起因する磁場不均一位相エラーとがある。体動
位相エラーの大きさは、例えば脈拍に同期して周期的に
変動する。すなわち、体動位相エラーは、ショット間の
ような比較的長い時間間隔では無視できない大きさで変
動する。ただし、体動位相エラーは、一つのショットの
エコー列のような比較的短い時間内では無視できる程度
しか変化しないため、同じショット番号nならエコー番
号mが異なっても同じ大きさと見なすことが出来る。磁
場不均一位相エラーの大きさは、励起パルスRF90からの
時間に比例して大きくなる。すなわち、磁場不均一位相
エラーは、エコー番号mに比例して大きくなる。ただ
し、励起パルスRF90からのエコー番号mまでの時間は、
ショット番号nが異なっても、同じか又は少ししか違わ
ない(同じにする場合と少しだけずらす場合とがある)
ため、磁場不均一位相エラーは、同じエコー番号mなら
ショット番号nが異なっても同じ大きさと見なすことが
出来る。
調EPI法のパルスシーケンスの基本例にかかるデータ
F(n,m)の位相エラーを示す説明図である。体動位相エ
ラーと磁場不均一位相エラーとが合成される結果、位相
エラーは、階段状かつ周期的になり、これがゴーストア
ーチファクトを生じさせる原因になる。
ように、図18のパルスシーケンス(基本例)の位相エ
ンコード勾配pdnの前にナビゲーション位相エンコード
勾配Nrを印加し、ナビゲーション用エコーNeを集束
させ、そのナビゲーション用エコーNeから補正用デー
タH(n)を収集する。そして、各ショットの補正用デー
タH(n)の位相の差はショット毎の体動位相エラーの差
を表しているから、補正用データH(n)に基づいて、そ
れと同じショットのイメージング用データF(n,1)〜F
(n,m)に位相補正を施し、体動位相エラーを補正する。
の位相エラーを示す説明図である。第1ショットの補正
用データH(1)の位相に第2ショットの補正用データH
(2)〜第4ショットの補正用データH(4)の位相に合わせ
るように、イメージング用データF(1,1)〜F(4,4)に位
相補正(黒頭矢印)を施す。これにより、体動位相エラ
ーを補正でき、図23の場合に較べてゴーストアーチフ
ァクトを抑制できる。しかし、磁場不均一位相エラーが
残っているため、エコーブロック間に位相の段差を生
じ、ゴーストアーチファクトを完全には除去できない。
ンスでは、体動位相エラーと磁場不均一位相エラーのた
め、ゴーストアーチファクトが生じる問題点がある。図
22のパルスシーケンスでは、磁場不均一位相エラーの
ため、ゴーストアーチファクトを完全に除去できない問
題点がある。また、ナビゲーション用エコーNeとイメ
ージング用エコーe1〜emとが独立になっており、パ
ルスシーケンスが複雑になり、従って制御が複雑になる
問題点がある。そこで、本発明の第1の目的は、体動位
相エラーを補正することが出来ると共にパルスシーケン
スを簡単化できる位相補正方法およびMRI装置を提供
することにある。また、本発明の第2の目的は、上記第
1の目的に加えて、磁場不均一位相エラーをも補正する
ことが出来る位相補正方法およびMRI装置を提供する
ことにある。
は、k空間を位相エンコード軸方向に第1行から第N×
M(N,Mは2以上の自然数。)行まで分割したとき、
1個の反転RFパルス当たりM個のイメージング用エコ
ーを集束させるように且つM個のイメージング用エコー
の前にM個のイメージング用エコーと連続したエコー列
となる1個以上のナビゲーション用エコーを集束させる
ようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、
更に、反転パルスの前後にMPGパルスを印加するパル
スシーケンスを、Nショット繰り返して、前記イメージ
ング用エコーからk空間を埋める拡散強調イメージング
用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補
正用データを収集し、前記補正用データに基づいて前記
イメージング用データに対して位相補正を施すことを特
徴とする位相補正方法を提供する。上記第1の観点によ
る位相補正方法では、ショット毎に収集した補正用デー
タにより同じショットのイメージング用データの位相を
補正するため、体動位相エラーを補正することが出来
る。また、イメージング用エコーと連続したエコー列と
なるようにナビゲーション用エコーを集束させるから、
データ収集用リード勾配の印加パターンなどを簡単化で
き、パルスシーケンスを簡単化できる。
相補正方法において、一つのショットのナビゲーション
用エコーを2個以上とし、イメージング用データに対応
するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用
データの位相補正に用いる補正用データに対応するデー
タ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とす
る位相補正方法を提供する。上記第2の観点による位相
補正方法では、イメージング用データに対応するデータ
収集用リード勾配の極性とその位相補正に用いる補正用
データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とを一
致させるから、極性が異なる場合より適正な補正を行う
ことが出来る。また、2個以上のナビゲーション用エコ
ーとイメージング用エコーとを順に対応させて位相補正
すれば、ナビゲーション用エコー数と同数のエコーブロ
ックを単位として段差をなくすことが出来る。
相補正方法において、一つのショットのナビゲーション
用エコーを2個以上とし、各ショットのナビゲーション
用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると
共に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差か
ら磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴と
する位相補正方法を提供する。上記第3の観点による位
相補正方法では、2個以上のナビゲーション用エコーか
ら補正データをそれぞれ収集し、体動位相エラーの補正
量および磁場不均一位相エラーの補正量を求めるから、
体動位相エラーおよび磁場不均一位相エラーの両方を補
正することが出来る。
相補正方法において、イメージング用データの位相エラ
ーが位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行まで
滑らかに変化するように位相補正を施すことを特徴とす
る位相補正方法を提供する。上記第4の観点による位相
補正方法では、イメージング用データの位相エラーが位
相エンコード軸方向に滑らかに変化するため、ゴースト
アーチファクトを除去することが出来る。
相補正方法において、イメージング用データの位相エラ
ーが位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行まで
同一となるように位相補正を施すことを特徴とする位相
補正方法を提供する。上記第5の観点による位相補正方
法では、イメージング用データの位相エラーが位相エン
コード軸方向に同一となるため、ゴーストアーチファク
トを除去することが出来ると共に、画像のシフトも抑制
できる。
相補正方法において、一つのショットのナビゲーション
用エコーを1個とし、各ショットのナビゲーション用エ
コーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを
特徴とする位相補正方法を提供する。上記第6の観点に
よる位相補正方法では、1個のナビゲーション用エコー
から補正データを収集し、体動位相エラーの補正量を求
めるから、体動位相エラーを補正することが出来る。ま
た、パルスシーケンスを簡単化できる。
エンコード軸方向に第1行から第N×M(N,Mは2以
上の自然数。)行まで分割したとき、1個の反転RFパ
ルス当たりM個のイメージング用エコーを集束させるよ
うに且つM個のイメージング用エコーの前にM個のイメ
ージング用エコーと連続したエコー列となる1個以上の
ナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集
用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルス
の前後にMPGパルスを印加するパルスシーケンスを、
Nショット繰り返して、前記イメージング用エコーから
k空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集
し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収
集し、前記パルスシーケンスから位相エンコード勾配と
MPGパルスを省いた参照用パルスシーケンスを実行し
て集束した参照用エコーから前記イメージング用データ
および補正用データに対応する参照用データを収集し、
前記イメージング用データを対応する参照用データに基
づいて位相補正し、前記補正用データを対応する参照用
データに基づいて位相補正し、前記参照用データで位相
補正した補正用データに基づいて前記参照用データで位
相補正したイメージング用データに対して位相補正を施
すことを特徴とする位相補正方法を提供する。上記第7
の観点による位相補正方法では、参照用パルスシーケン
スを実行して収集した参照用データによりイメージング
用データおよび補正用データを位相補正するから、磁場
不均一,システム,エコーセンターのずれ等に起因する
位相エラーを補正できる。さらに、ショット毎に収集し
た補正用データにより同じショットのイメージング用デ
ータの位相を補正するため、体動位相エラーを補正する
ことが出来る。すなわち、体動位相エラーおよび磁場不
均一位相エラーの両方を補正することが出来る。また、
イメージング用エコーと連続したエコー列となるように
ナビゲーション用エコーを集束させるから、データ収集
用リード勾配の印加パターンなどを簡単化でき、パルス
シーケンスを簡単化できる。
相補正方法において、一つのショットのナビゲーション
用エコーを2個以上とし、イメージング用データに対応
するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用
データの位相補正に用いる補正用データに対応するデー
タ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とす
る位相補正方法を提供する。上記第8の観点による位相
補正方法では、イメージング用データに対応するデータ
収集用リード勾配の極性とその位相補正に用いる補正用
データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とを一
致させるから、極性が異なる場合より適正な補正を行う
ことが出来る。
相補正方法において、イメージング用データの位相エラ
ーが位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行まで
同一となるように位相補正を施すことを特徴とする位相
補正方法を提供する。上記第9の観点による位相補正方
法では、イメージング用データの位相エラーが位相エン
コード軸方向に同一となるため、ゴーストアーチファク
トを除去することが出来ると共に、画像のシフトも抑制
できる。
位相補正方法において、一つのショットのナビゲーショ
ン用エコーを1個とし、各ショットのナビゲーション用
エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めること
を特徴とする位相補正方法を提供する。上記第10の観
点による位相補正方法では、ナビゲーション用エコーを
1個とするから、パルスシーケンスを簡単化できる。
送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手
段と、それら各手段を制御して、k空間を位相エンコー
ド軸方向に第1行から第N×M(N,Mは2以上の自然
数。)行まで分割したとき、1個の反転RFパルス当た
りM個のイメージング用エコーを集束させるように且つ
M個のイメージング用エコーの前にM個のイメージング
用エコーと連続したエコー列となる1個以上のナビゲー
ション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード
勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後に
MPGパルスを印加するパルスシーケンスを、Nショッ
ト繰り返して、前記イメージング用エコーからk空間を
埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナ
ビゲーション用エコーから補正用データを収集するデー
タ収集制御手段と、前記補正用データに基づいて前記イ
メージング用データに対して位相補正を施す補正演算手
段と、補正演算後のイメージング用データから画像を再
構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とする
MRI装置を提供する。上記第11の観点によるMRI
装置では、前記第1の観点による位相補正方法を好適に
実施できる。
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを2個以上とし、
前記補正演算手段は、イメージング用データに対応する
データ収集用リード勾配の極性と該イメージング用デー
タの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収
集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするM
RI装置を提供する。上記第12の観点によるMRI装
置では、前記第2の観点による位相補正方法を好適に実
施できる。
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを2個以上とし、
前記補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エ
コーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共
に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から
磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とす
るMRI装置を提供する。上記第13の観点によるMR
I装置では、前記第3の観点による位相補正方法を好適
に実施できる。
MRI装置において、前記補正演算手段は、イメージン
グ用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第1
行から第N×M行まで滑らかに変化するように位相補正
を施すことを特徴とするMRI装置を提供する。上記第
14の観点によるMRI装置では、前記第4の観点によ
る位相補正方法を好適に実施できる。
MRI装置において、前記補正演算手段は、イメージン
グ用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第1
行から第N×M行まで同一となるように位相補正を施す
ことを特徴とするMRI装置を提供する。上記第15の
観点によるMRI装置では、前記第5の観点による位相
補正方法を好適に実施できる。
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを1個とし、前記
補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エコー
の位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特徴
とするMRI装置を提供する。上記第16の観点による
MRI装置では、前記第6の観点による位相補正方法を
好適に実施できる。
送信手段と、勾配パルス印加手段と、NMR信号受信手
段と、それら各手段を制御して、k空間を位相エンコー
ド軸方向に第1行から第N×M(N,Mは2以上の自然
数。)行まで分割したとき、1個の反転RFパルス当た
りM個のイメージング用エコーを集束させるように且つ
M個のイメージング用エコーの前にM個のイメージング
用エコーと連続したエコー列となる1個以上のナビゲー
ション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード
勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後に
MPGパルスを印加するパルスシーケンスを、Nショッ
ト繰り返して、前記イメージング用エコーからk空間を
埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナ
ビゲーション用エコーから補正用データを収集し、前記
パルスシーケンスから位相エンコード勾配とMPGパル
スを省いた参照用パルスシーケンスを実行して集束した
参照用エコーから前記イメージング用データおよび補正
用データに対応する参照用データを収集するデータ収集
制御手段と、前記イメージング用データを対応する参照
用データに基づいて位相補正し、前記補正用データを対
応する参照用データに基づいて位相補正し、前記参照用
データで位相補正した補正用データに基づいて前記参照
用データで位相補正したイメージング用データに対して
位相補正を施す補正演算手段と、補正演算後のイメージ
ング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを
具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。上記
第17の観点によるMRI装置では、前記第7の観点に
よる位相補正方法を好適に実施できる。
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを2個以上とし、
前記補正演算手段は、イメージング用データに対応する
データ収集用リード勾配の極性と該イメージング用デー
タの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収
集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするM
RI装置を提供する。上記第18の観点によるMRI装
置では、前記第8の観点による位相補正方法を好適に実
施できる。
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを1個とし、各シ
ョットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エ
ラーの補正量を求めることを特徴とするMRI装置を提
供する。上記第19の観点によるMRI装置では、前記
第9の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。
ック図である。このMRI装置100において、マグネ
ットアセンブリ1は、内部に被検体を挿入するための空
間部分(孔)を有し、この空間部分を取りまくようにし
て、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石1pと、
勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル1g(勾配磁
場コイルはx軸,y軸,z軸の各コイルを備えており、
これらの組み合わせによりスライス軸,リード軸,位相
エンコード軸が決まる)と、被検体内の原子核のスピン
を励起するためのRFパルスを送信する送信コイル1t
と、被検体からのNMR信号を受信する受信コイル1r
等が配置されている。勾配磁場コイル1g,送信コイル
1tおよび受信コイル1rは、それぞれ勾配磁場駆動回
路3,RF電力増幅器4および前置増幅器5に接続され
ている。なお、永久磁石1pの代わりに、超伝導磁石を
用いてもよい。計算機7は、パルスシーケンスを作成
し、シーケンス記憶回路8に渡す。シーケンス記憶回路
8は、パルスシーケンスを記憶し、そのパルスシーケン
スに基づいて勾配磁場駆動回路3を操作し、マグネット
アセンブリ1の勾配磁場コイル1gから勾配磁場を発生
させると共に、ゲート変調回路9を操作し、RF発振回
路10の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線
形状のパルス状信号に変調し、それをRFパルスとして
RF電力増幅器4に加え、RF電力増幅器4でパワー増
幅した後、前記マグネットアセンブリ1の送信コイル1
tに印加する。前置増幅器5は、マグネットアセンブリ
1の受信コイル1rで受信したNMR信号を増幅し、位
相検波器12に入力する。位相検波器12は、RF発振
回路10の搬送波出力信号を参照信号とし、NMR信号
を位相検波して、AD変換器11に与える。AD変換器
11は、アナログ信号のNMR信号をディジタル信号の
データに変換し、計算機7に入力する。計算機7は、A
D変換器11からデータを読み込み、位相補正処理や画
像再構成処理を行い、イメージを作成する。このイメー
ジは、表示装置6にて表示される。また、計算機7は、
操作卓13から入力された情報を受け取るなどの全体的
な制御を受け持つ。
ルチショット拡散強調EPI法のパルスシーケンス図で
ある。このパルスシーケンスでは、励起パルスRF90とス
ライス勾配SG90とを印加する。次にMPGパルスMPGを
印加する。次に反転RFパルスRF180とスライス勾配SG1
80を印加する。次にMPGパルスMPGを印加する。次に
交互に正負に反転するデータ収集用リード勾配Nr1,
…,NrJ(J≧1。図2ではJ=2)を連続的に印加
し、第1ナビゲーション用エコーNe1から第Jナビゲー
ション用エコーNeJが順に集束するのとタイミングを合
せてサンプリングし、各ナビゲーション用エコーNe1,
…,NeJに対応した補正用データH(n,1),…,H(n,
J)をそれぞれ収集する。続けて交互に正負に反転する
データ収集用リード勾配r1,…,rMを連続的に印加
し且つ反転時に位相エンコード勾配pdn,p2,…,p
Mを印加し、第1エコーe1から第MエコーeMが順に
集束するのとタイミングを合せてサンプリングし、各エ
コーe1,…,eMに対応したデータF(n,1),…,F
(n,M)をそれぞれ収集する。これを位相エンコード勾配
pdnの大きさを変えながらn=1,…,Nについて繰り
返して、k空間を埋めるデータF(1,1)〜F(N,M)を収
集する。
理を示すフロー図である。ステップS1では、補正用デ
ータH(n,j)に対してリード軸方向に1次元フーリエ変
換を施し、複素補正用データh(n,j)を得る。ステップ
S2では、イメージング用データF(n,m)に対してリー
ド軸方向に1次元フーリエ変換を施し、複素イメージン
グ用データf(n,m)を得る。
ータf(n,m)を0次位相補正するための補正位相量φ0c
or(n,m)および1次位相補正するための補正位相量φ1c
or(n,m)を複素補正用データh(n,j)から得る。具体的に
は、例えばJ=2とし、φ0NAV(n,1)を複素補正用デー
タh(n,1)から求めた0次位相とし、φ1NAV(n,2)を複
素補正用データh(n,2)から求めた1次位相とし、両者
の位相差(φ0NAV(n,2)−φ0NAV(n,1))をφBlock(n)
とし、磁場不均一位相エラー単位補正量φblock(n=φB
lock(n)またはφblock(n)=av{φBlock(1),…,φBlo
ck(N)}またはφblock(n)=max{φBlock(1),…,φBl
ock(N)}とするとき(但し、av{}は平均値を求める関
数、max{}は最大値を取り出す関数とする)、 (数1) φ0cor(n,m)=φ0NAV(n,(m-1)%2+1)−φblock×
(n−1)/N−φblock×(m−1)%2 (なお、%は除算後の余りを得る演算子とする。) とする。そして、 (数2) φ1cor(n,m)=φ1NAV(n,(m-1)%2+1) とする。
ータf(n,m)に対してφ0cor(n,m),φ1cor(n,m)を用
いて位相補正を施し、複素イメージング用データf’
(n,m)を得る。具体的には、複素イメージング用データ
f(n,m)におけるサンプリング点のインデックスl(l
=1〜L)を考慮して複素イメージング用データf(l,
n,m)とし、位相補正した複素イメージング用データf’
(l,n,m)を、 (数3) f’(l,n,m)=f(l,n,m)×exp{−j(φ0cor(n,m)+
φ1cor(n,m)×l)} とする。
ータf’(n,m)に対して位相エンコード軸方向に1次元
フーリエ変換を施し、複素イメージング用データf”
(n,m)を得る。この後、複素イメージング用データf”
(n,m)から画像を再構成する。
その位相補正に用いる補正用データH(n,j)の対応を示
す概念図である。このように対応させると、イメージン
グ用データH(n,m)に対応するデータ収集用リード勾配
rmの極性とその位相補正に用いる補正用データH(n,
j)に対応するデータ収集用リード勾配Nrjの極性とを一
致させることが出来る。
タf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。(数
1)のφ0cor(n,m)の第1項,(数2)のφ1cor(n,m)
により、体動位相エラーが補正される(黒頭矢印)。ま
た、(数1)のφ0cor(n,m)の第2項,第3項により、
磁場不均一位相エラーが補正される(白頭矢印)。この
結果、イメージング用データf”(n,m)の位相エラー
は、全て異なるが直線状に変化するようになり、ゴース
トアーチファクトを除去できるようになる。
N (数5) φ1cor(n,m)=φ1NAV(n,1) を用いてもよい。
その位相補正に用いる補正用データH(n,j)の対応を示
す概念図である。
タf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。(数
4)のφ0cor(n,m)の第1項,(数5)のφ1cor(n,m)
により、体動位相エラーが補正される(黒頭矢印)。ま
た、(数4)のφ0cor(n,m)の第2項により、磁場不均
一位相エラーが補正される(白頭矢印)。この結果、イ
メージング用データf”(n,m)の位相エラーは、全て異
なるが直線状に変化するようになり、ゴーストアーチフ
ァクトを除去できるようになる。
2×int{(m−1)/2} を用いてもよい。但し、int{}は、整数部を取り出す
関数(切り捨て整数化関数)である。(数2)はそのま
ま用いる。
タf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。(数
6)のφ0cor(n,m)の第1項,(数2)のφ1cor(n,m)
により、体動位相エラーが補正される(黒頭矢印)。ま
た、(数6)のφ0cor(n,m)の第2項により、磁場不均
一位相エラーが補正される(白頭矢印)。この結果、イ
メージング用データf”(n,m)の位相エラーは、全て等
しくなり、ゴーストアーチファクトを除去できるように
なる。
補正に用いる補正用データH(n,j)の対応は、図6に示
すようになる。
タf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。(数
7)のφ0cor(n,m)の第1項,(数2)のφ1cor(n,m)
により、体動位相エラーが補正される(黒頭矢印)。ま
た、(数7)のφ0cor(n,m)の第2項により、磁場不均
一位相エラーが補正される(白頭矢印)。この結果、イ
メージング用データf”(n,m)の位相エラーは、全て等
しくなり、ゴーストアーチファクトを除去できるように
なる。
補正に用いる補正用データH(n,j)の対応は、図4に示
すようになる。
ータf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。2個
のナビゲーション用エコーをイメージング用エコーにそ
れぞれ順に対応させて位相補正するため、ナビゲーショ
ン用エコー数“2個”と同数のエコーブロックを単位と
して段差をなくすことが出来る。すなわち、第1エコー
ブロックと第2エコーブロックの位相段差をなくすこと
が出来る。また、第3エコーブロックと第4エコーブロ
ックの位相段差をなくすことが出来る。
補正に用いる補正用データH(n,j)の対応は、図6に示
すようになる。また、位相補正後のイメージング用デー
タf”(n,m)の位相エラーは、図23に示すようにな
る。
H(n,1)だけを利用するから、図2のパルスシーケンス
の代わりに、図11のパルスシーケンスを用いてもよ
い。すなわち、データ収集用リード勾配Nrを印加し、
ナビゲーション用エコーNeが集束するのとタイミング
を合せてサンプリングし、ナビゲーション用エコーNe
に対応した補正用データH(n,1)を収集してもよい。
ーケンスを示すパルスシーケンス図である。この参照用
パルスシーケンスは、図2のパルスシーケンスから位相
エンコード勾配とMPGパルスを省いたパルスシーケン
スであり、集束した参照用エコーRNe1,…,RNeJ(J≧
1。図12ではJ=2)から参照用データRH(j)を収集
し、それらに続いて集束した参照用エコーRe1,…,ReM
から参照用データRF(m)を収集する。これを1回だけ実
行する。
処理を示すフロー図である。ステップQ1では、参照用
データRH(j)に対してリード軸方向に1次元フーリエ変
換を施し、複素参照用データrh(j)を得る。また、参照
用データRF(m)に対してリード軸方向に1次元フーリエ
変換を施し、複素参照用データrf(m)を得る。ステップ
Q2では、補正用データH(n,j)に対してリード軸方向
に1次元フーリエ変換を施し、複素補正用データh(n,
j)を得る。ステップQ3では、イメージング用データF
(n,m)に対してリード軸方向に1次元フーリエ変換を施
し、複素イメージング用データf(n,m)を得る。
(n,j)に対して0次および1次の位相補正を施し、複素
補正用データhp(n,j)を得る。具体的には、θ0NAV(j)
を複素参照用データrh(j)から求めた0次位相とし、θ
1NAV(j)を複素参照用データrh(j)から求めた1次位相
とするとき、補正用データh(n,j)におけるサンプリン
グ点のインデックスl(l=1〜L)を考慮して補正用
データh(l,n,j)とし、位相補正した複素補正用データh
p(l,n,j)を、 (数13) hp(l,n,j)=h(l,n,j)×exp{−j(θ0NAV(j)+θ1N
AV(j)×l)} とする。
ータf(n,m)に対して0次および1次の位相補正を施
し、複素イメージング用データfp(n,m)を得る。具体的
には、θ0NAV(m)を複素参照用データrf(m)から求めた
0次位相とし、θ1NAV(m)を複素参照用データrf(m)か
ら求めた1次位相とするとき、複素イメージング用デー
タf(n,m)におけるサンプリング点のインデックスl
(l=1〜L)を考慮して複素イメージング用データf
(l,n,m)とし、位相補正した複素イメージング用データf
p(l,n,m)を、 (数14) fp(l,n,m)=f(l,n,m)×exp{−j(θ0NAV(m)+θ1N
AV(m)×l)} とする。
メージング用データF(n,m)とその位相補正に用いる参
照用データRH(n,j)およびRF(n,m)の対応を示す概念図
である。両者は、エコー番号j,mで対応している。
補正された後のイメージング用データfp(n,m)の位相エ
ラーを示す概念図である。エコー番号mで対応して位相
補正しているため、磁場不均一位相エラーが補正される
が、体動位相エラーは残っている。
ータfp(n,m)を0次位相補正するための補正位相量φ0c
or(n,m)および1次位相補正するための補正位相量φ1c
or(n,m)を複素補正用データhp(n,j)から得る。具体的に
は、 (数15) φ0cor(n,m)=φ0NAV(n,(m-1)%2+1) (数16) φ1cor(n,m)=φ1NAV(n,(m-1)%2+1) とする。
ータfp(n,m)に対してφ0cor(n,m),φ1cor(n,m)を用
いて位相補正を施し、複素イメージング用データf’
(n,m)を得る。具体的には、複素イメージング用データf
p(n,m)におけるサンプリング点のインデックスl(l=
1〜L)を考慮して複素イメージング用データfp(l,n,
m)とし、位相補正した複素イメージング用データf’
(l,n,m)を、 (数17) f’(l,n,m)=fp(l,n,m)×exp{−j(φ0cor(n,m)+
φ1cor(n,m)×l)} とする。
ータf’(n,m)に対して位相エンコード軸方向に1次元
フーリエ変換を施し、複素イメージング用データf”
(n,m)を得る。この後、複素イメージング用データf”
(n,m)から画像を再構成する。
補正に用いる補正用データH(n,j)の対応は、図4に示
すようになる。
ータf”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。(数
15)のφ0cor(n,m),(数16)のφ1cor(n,m)によ
り、体動位相エラーが補正される(黒頭矢印)。結局、
イメージング用データf”(n,m)の位相エラーは、全て
同一となり、ゴーストアーチファクトを除去できるよう
になる。加えて、参照用データで補正用データおよびイ
メージング用データを補正しているため、磁場不均一や
体動以外の原因(システム自体やエコーセンターのずれ
等)による位相エラーも補正でき、画質をさらに向上さ
せることが出来る。
補正に用いる補正用データH(n,j)の対応は、図6に示
すようになる。位相エラーは、図16に示すようにな
る。
H(n,1)だけを利用するから、図2のパルスシーケンス
の代わりに図11のパルスシーケンスを用い、図12の
パルスシーケンスの代わりに図17のパルスシーケンス
を用いてもよい。すなわち、ナビゲーション用エコーと
して、1個のナビゲーション用エコーNeだけを用いて
もよい。
によれば、体動位相エラーを補正することが出来ると共
にパルスシーケンスを簡単化できる。また、磁場不均一
位相エラーをも補正することが出来る。
である。
EPI法のパルスシーケンス図である。
ー図である。
ング用データの対応を示す概念図である。
である。
ング用データの対応を示す概念図である。
である。
である。
である。
図である。
散強調EPI法のパルスシーケンス図である。
スのパルスシーケンス図である。
ロー図である。
データとイメージング用データの対応を示す概念図であ
る。
タの位相エラー特性の説明図である。
図である。
ケンスのパルスシーケンス図である。
ーケンスの基本例を示すパルスシーケンス図である。
ーケンスによるk空間のデータ収集軌跡の説明図であ
る。
ーケンスによるk空間のエコーブロックの説明図であ
る。
メージング用データの位相エラー特性の説明図である。
ーケンスの基本例にナビゲーションエコーを加えたパル
スシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
正用データで位相補正したイメージング用データの位相
エラー特性の説明図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 k空間を位相エンコード軸方向に第1行
から第N×M(N,Mは2以上の自然数。)行まで分割
したとき、1個の反転RFパルス当たりM個のイメージ
ング用エコーを集束させるように且つM個のイメージン
グ用エコーの前にM個のイメージング用エコーと連続し
たエコー列となる1個以上のナビゲーション用エコーを
集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しなが
ら印加し、更に、反転パルスの前後にMPGパルスを印
加するパルスシーケンスを、Nショット繰り返して、前
記イメージング用エコーからk空間を埋める拡散強調イ
メージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エ
コーから補正用データを収集し、前記補正用データに基
づいて前記イメージング用データに対して位相補正を施
すことを特徴とする位相補正方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の位相補正方法におい
て、一つのショットのナビゲーション用エコーを2個以
上とし、イメージング用データに対応するデータ収集用
リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正
に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾
配の極性を一致させることを特徴とする位相補正方法。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の位相補
正方法において、一つのショットのナビゲーション用エ
コーを2個以上とし、各ショットのナビゲーション用エ
コーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共
に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から
磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とす
る位相補正方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の位相補正方法におい
て、イメージング用データの位相エラーが位相エンコー
ド軸方向に第1行から第N×M行まで滑らかに変化する
ように位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の位相補正方法におい
て、イメージング用データの位相エラーが位相エンコー
ド軸方向に第1行から第N×M行まで同一となるように
位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法。 - 【請求項6】 請求項1に記載の位相補正方法におい
て、一つのショットのナビゲーション用エコーを1個と
し、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体
動位相エラーの補正量を求めることを特徴とする位相補
正方法。 - 【請求項7】 k空間を位相エンコード軸方向に第1行
から第N×M(N,Mは2以上の自然数。)行まで分割
したとき、1個の反転RFパルス当たりM個のイメージ
ング用エコーを集束させるように且つM個のイメージン
グ用エコーの前にM個のイメージング用エコーと連続し
たエコー列となる1個以上のナビゲーション用エコーを
集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しなが
ら印加し、更に、反転パルスの前後にMPGパルスを印
加するパルスシーケンスを、Nショット繰り返して、前
記イメージング用エコーからk空間を埋める拡散強調イ
メージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エ
コーから補正用データを収集し、前記パルスシーケンス
から位相エンコード勾配とMPGパルスを省いた参照用
パルスシーケンスを実行して集束した参照用エコーから
前記イメージング用データおよび補正用データに対応す
る参照用データを収集し、前記イメージング用データを
対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記補正
用データを対応する参照用データに基づいて位相補正
し、前記参照用データで位相補正した補正用データに基
づいて前記参照用データで位相補正したイメージング用
データに対して位相補正を施すことを特徴とする位相補
正方法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の位相補正方法におい
て、一つのショットのナビゲーション用エコーを2個以
上とし、イメージング用データに対応するデータ収集用
リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正
に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾
配の極性を一致させることを特徴とする位相補正方法。 - 【請求項9】 請求項7または請求項8に記載の位相補
正方法において、イメージング用データの位相エラーが
位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行まで同一
となるように位相補正を施すことを特徴とする位相補正
方法。 - 【請求項10】 請求項7または請求項9に記載の位相
補正方法において、一つのショットのナビゲーション用
エコーを1個とし、各ショットのナビゲーション用エコ
ーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特
徴とする位相補正方法。 - 【請求項11】 RFパルス送信手段と、勾配パルス印
加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御
して、k空間を位相エンコード軸方向に第1行から第N
×M(N,Mは2以上の自然数。)行まで分割したと
き、1個の反転RFパルス当たりM個のイメージング用
エコーを集束させるように且つM個のイメージング用エ
コーの前にM個のイメージング用エコーと連続したエコ
ー列となる1個以上のナビゲーション用エコーを集束さ
せるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加
し、更に、反転パルスの前後にMPGパルスを印加する
パルスシーケンスを、Nショット繰り返して、前記イメ
ージング用エコーからk空間を埋める拡散強調イメージ
ング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーか
ら補正用データを収集するデータ収集制御手段と、前記
補正用データに基づいて前記イメージング用データに対
して位相補正を施す補正演算手段と、補正演算後のイメ
ージング用データから画像を再構成する再構成演算手段
とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - 【請求項12】 請求項11に記載のMRI装置におい
て、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビ
ゲーション用エコーを2個以上とし、前記補正演算手段
は、イメージング用データに対応するデータ収集用リー
ド勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用
いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の
極性を一致させることを特徴とするMRI装置。 - 【請求項13】 請求項11または請求項12に記載の
MRI装置において、前記データ収集制御手段は、一つ
のショットのナビゲーション用エコーを2個以上とし、
前記補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エ
コーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共
に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から
磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とす
るMRI装置。 - 【請求項14】 請求項13に記載のMRI装置におい
て、前記補正演算手段は、イメージング用データの位相
エラーが位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行
まで滑らかに変化するように位相補正を施すことを特徴
とするMRI装置。 - 【請求項15】 請求項14に記載のMRI装置におい
て、前記補正演算手段は、イメージング用データの位相
エラーが位相エンコード軸方向に第1行から第N×M行
まで同一となるように位相補正を施すことを特徴とする
MRI装置。 - 【請求項16】 請求項11に記載のMRI装置におい
て、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビ
ゲーション用エコーを1個とし、前記補正演算手段は、
各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位
相エラーの補正量を求めることを特徴とするMRI装
置。 - 【請求項17】 RFパルス送信手段と、勾配パルス印
加手段と、NMR信号受信手段と、それら各手段を制御
して、k空間を位相エンコード軸方向に第1行から第N
×M(N,Mは2以上の自然数。)行まで分割したと
き、1個の反転RFパルス当たりM個のイメージング用
エコーを集束させるように且つM個のイメージング用エ
コーの前にM個のイメージング用エコーと連続したエコ
ー列となる1個以上のナビゲーション用エコーを集束さ
せるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加
し、更に、反転パルスの前後にMPGパルスを印加する
パルスシーケンスを、Nショット繰り返して、前記イメ
ージング用エコーからk空間を埋める拡散強調イメージ
ング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーか
ら補正用データを収集し、前記パルスシーケンスから位
相エンコード勾配とMPGパルスを省いた参照用パルス
シーケンスを実行して集束した参照用エコーから前記イ
メージング用データおよび補正用データに対応する参照
用データを収集するデータ収集制御手段と、前記イメー
ジング用データを対応する参照用データに基づいて位相
補正し、前記補正用データを対応する参照用データに基
づいて位相補正し、前記参照用データで位相補正した補
正用データに基づいて前記参照用データで位相補正した
イメージング用データに対して位相補正を施す補正演算
手段と、補正演算後のイメージング用データから画像を
再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とす
るMRI装置。 - 【請求項18】 請求項17に記載のMRI装置におい
て、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビ
ゲーション用エコーを2個以上とし、前記補正演算手段
は、イメージング用データに対応するデータ収集用リー
ド勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用
いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の
極性を一致させることを特徴とするMRI装置。 - 【請求項19】 請求項17に記載のMRI装置におい
て、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビ
ゲーション用エコーを1個とし、各ショットのナビゲー
ション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求
めることを特徴とするMRI装置。
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