JP2003088511A - ｆＭＲＩにおける画像データの改善方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ｆＭＲＩで問題となる有限なスライス枚数を配
分するに当たり、最適な再収束パルスの大きさを設定す
ることで、分解能を高めたり、それぞれのボリューム画
像データのサイズを大きくしたりすることのできるｆＭ
ＲＩにおける画像データの改善方法を提供する。 【解決手段】ｆＭＲＩにおける画像を撮影する際に、再
収束傾斜磁場パルスを様々に変更することにより、再収
束傾斜磁場パルスにより与える磁場強度の変更を行う予
備撮影を行って、信号損失が様々な程度に補正された画
像系列を収集し、観察する領域における再収束傾斜磁場
パルスの強度と核磁気共鳴信号強度の関係を求め、この
関係を用いて再収束傾斜磁場パルスの強度を選定してｆ
ＭＲＩ撮影を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ｆＭＲＩ(funct
ional Magnetic Resonance Imaging)における画像デー
タの改善方法に関し、さらに詳しくは、静的な局所磁場
の不均一な空間分布に由来するスライス内の信号滅衰あ
るいは信号損失を補正することが可能なｆＭＲＩにおけ
る画像データの改善方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴を利用した断層撮影方法であ
るＭＲＩ（Magnetic ResonanceImaging、磁気共鳴画像
法）は、既によく知られている。また、最近発展してい
るＭＲＩのひとつに脳の機能画像を取得するｆＭＲＩが
ある。ｆＭＲＩは、通常のＭＲＩと同様に、主にプロト
ンの信号を利用するが、画像のコントラストを作り出す
のは、通常のＭＲＩに見られるような、プロトン密度や
各種緩和時間だけではなく、他の生理的な機能も重要な
働きをしている。

【０００３】一般に神経活動に伴う画像を取得するに
は、高速な撮影方法が求められるが、従来、ｆＭＲＩで
は、従来型のＧＲＥ−ＥＰＩ(Gradientecho-echo plane
r)シーケンスが最も一般的に用いられてきた。これは、
ＧＲＥ−ＥＰＩシーケンスで神経活動に伴う一時的な局
所磁場の変化によるＭＲ信号の変化を高速に収集するこ
とが可能であるためである。しかし、このシーケンスで
は、ＧＲＥ(Gradientecho)系のシーケンスに共通の問題
であるが、磁化率の異なる組織の境界付近では信号損失
が生じ、良好な画像が得られないという問題があった。

【０００４】ｆＭＲＩは、課題遂行に伴う被験者の脳内
活動の変化の画像化に用いられる。課題を遂行している
あいだに脳神経活動に伴なって起こる局所的な酸素消費
変化と血流量変化および磁気モーメントを持つ還元型ヘ
モグロピン濃度が変化することにより、磁場の均一性が
局所的に変化し、結果として、プロトン励起後の磁気共
鳴（MagneticResonance：ＭＲ）信号の自由誘導減衰（F
ree Induction Decay：ＦＩＤ）における緩和過程の時
定数が変化する。この効果は、ＢＯＬＤ（BloodOxygen
Level Dependent）効果として知られている。ｆＭＲＩ
は、このような効果を利用して、脳断層画像（スライ
ス）を高速に撮影するものである。

【０００５】図１５にｆＭＲＩに使われる装置の構成を
示す。また、図１６に、それぞれの傾斜磁場コイルの構
成を示す。

【０００６】ｆＭＲＩには、ラジオ波パルス（RFパル
ス）、あるいは傾斜磁場パルスの印加の仕方（シ−ケン
ス）として、様々なものが提案されている。その中でと
くに、上記のような脳内神経活動由来のＭＲ信号の検出
に有利で、かつ数秒程度で全脳をカバーする領域の撮影
が可能であることから単ショットＧＲＥ−ＥＰＩ（sing
le-shotGradient echo-echo planer）シーケンスが良く
用いられる。図４は、単ショットＧＲＥ−ＥＰＩを用い
た従来のｆＭＲＩの手順を示すフローチャートであり、
次の手順に従っている。 ＰＡ−１：画撮影のパラメータを決定し、 ＰＡ−２：単ショット ＧＲＥ−ＥＰＩ シーケンスを
用いて、謀題遂行中の撮影を行い、 ＰＡ−３：得られたスライス・ロー・データ（生画像デ
ータ）系列に画像の再構築処理や体動補正処理などの後
処理を施す。 ＰＡ−４：最後に、複数（Ｎｓ）枚の連続したスライス
（断層画像）からなるデータをボリュームデータとする
とき、このボリュームデータの系列に対して、課題設計
に応じたｔ検定などのよく知られた統計解析処理を行っ
て課題についての仮説の真偽を判定する。

【０００７】ここで、上記のＰＡ−２の単ショットＧＲ
Ｅ−ＥＰＩシーケンスについては、図１０に示したフロ
ーチャートに従っている。また、図８は、１スライス分
の収集に対応する同シーケンス図（図１０の点線枠内に
対応）である。図８において、（上からｘ軸、ｙ軸、ｚ
軸）に導通させる電流値の時間変化を、４行目は、ラジ
オ波の電流値の包絡線の時間変化を模式的に表す。ここ
で、説明を簡便にするため、３方向の傾斜磁場の３軸
（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）は、図１６に示すＸ、Ｙ、Ｚの座
標軸にそれぞれ対応するものとする。ただし、一般に
は、図１６に示す３組の傾斜磁場コイルに導通する電流
値の組み合わせにより、これらの３軸は任意の方向に設
定することが可能である。

【０００８】ＰＤ−１：まず、図４のＰＡ−１で決めた
パラメータを設定する。 ＰＤ−２：次に、ｚ軸のコイルに一定の電流をかけるこ
とで、ｚ軸に沿って磁場勾配を形成する（スライス選択
バルス、図１０のＰＤ−２）。するとｚ軸に沿った位置
にあるプロトンは、その場所に応じて異なる周波数で歳
差運動をする。この間、所望の厚さを有するスライス位
置に対応する周波数帯域を持つようなシンク関数（sinc
(ｘ)＝(sin x)/x ）型のＲＦバルスをかける（図１０の
ＰＤ-２）。すると、そのスライス内のプロトンが選択
的に励起される。このとき、ＲＦパルスの印加には、短
いがある程度持続する時間が必要なので、それに応じて
スライス選択パルスも、幅を持つ。したがって、静磁場
の均一性を仮定した場合、スライス内のプロトンの歳差
運動の位相は、ｚ軸に沿った位置に線形に依存する差が
生じる。 ＰＤ−３：そこで，この差を相殺するために、スライス
選択パルスとは逆向きでその磁場強度の半分の大きさ
（既定値とする）の再収束（リフォーカシング）パルス
をｚ軸に沿って印加する。 ＰＤ−４：この後、励起されたスライス内のブロトンは
電磁波（ＦＩＤ信号）を放出しながら熱的定常状態へと
緩和する。このとき発せられる電磁波がＭＲ信号であ
り、ｘ軸の傾斜磁場を高速に正負に切り替えることによ
りエコー信号の系列を発生させ、これをディジタル・サ
ンプリングして、計算機のメモリーの所定位置に格納す
る。収集された各エコー信号の周波数特性は、ｘ軸に沿
ったプロトンの分布密度を反映する。なお、各エコー信
号の収集に先立ってｙ軸に一定の傾斜磁場をかけること
により、エコー間で一定の位相差がおこる。このように
収集されたエコーを２次元データ（スライス・口一・デ
ータ）として配列し計算機のメモリーに格納する。

【０００９】次に、ｌスライス分のロー・データの収集
（図１０破線の枠内）を、スライス位置を変更しながら
Ｎｓ回繰り返してボリユームデ一夕を得、さらにＮｎ回
繰り返し、全ボリユームデータ系列を収集する。

【００１０】また、上記のＰＡ−２の課題遂行下の掃影
については、例えば図１０のように、ある脳領域を覆う
ように位置決めをした複数（Ｎｓ枚）の連続したスライ
ス（断層画像）からなるボリュームを、図６に示すよう
に、所望のサンプリング期間Ｔｓで次々に収集する。Ｔ
ｓは、単ショット（singleshot）撮影法の場合はＴＲ(r
epetition time)と同じ時間である。それぞれのＴＲ毎
のボリユームの収集を走査（scan）と呼ぶと、一連の撮
影全休で、Ｎｎ×走査回数、枚のスライスが収集され
る。ただし、装置上の制限があるため、ＴＲ中で撮影可
能なスライス数の上限（Ｎｓｍａｘ）が存在する。

【００１１】収集された各スライス・ロー・データを、
後処理〈図４のＰＡ‐３〉において２次元ＦＦＴ（高速
フーリエ変換）処理をすることにより最終的なスライス
画像が得られる（再構築処理）。

【００１２】一般に神経活動に伴う画像を取得するに
は、高速な撮影方法が求められるが、従来、ｆＭＲＩで
は、従来型のGRE-EPI(Gradientecho-echo planer)シー
ケンスが最も一般的に用いられてきた。これは、ＧＲＥ
−ＥＰＩシーケンスで神経活動に伴う一時的な局所磁場
の変化によるＭＲ信号の変化を高速に収集することが可
能であるためである。しかし、このシーケンスでは、Ｇ
ＲＥ(Gradientecho)系のシーケンスに共通の問題である
が、磁化率の異なる組織の境界付近では信号損失が生
じ、良好な画像が得られないという問題があった。

【００１３】この信号損失の主たる原因は、傾斜磁場で
あるスライス選択磁場の印加によりボクセル（３次元の
分解能を各辺とする直方体）内の共鳴核のプロトン間に
生じた歳差運動の位相のずれ(dephase)を、既定の再収
束パルス（refocusingpulse）のみの印加では適度に再
収束(refocus)させることができず磁化率が低下するこ
とによる。この信号損失を補正する方法が、例えば、雑
誌１（Mag.Res, Med., 6：474-480, (1988), "Direct F
LASH MR Imaging of Magnetic FieldInhomogeneities b
y Gradient Compensation）に開示されている。この開
示された方法は、Ｚシム（z-shim）法と呼ばれる方法
で、ＧＲＥシーケンスにおいて再収束傾斜磁場パルス
（refocusinggradient pulse）にオフセット磁場を加え
ることで、一部のボクセルにおけるプロトン歳差運動の
位相のばらつきを再収束させ、信号損失を回復するとい
うものである。

【００１４】Ｚシム法では、再収束パルスの大きさを既
定値から適当に変えることで、それが既定値の時には信
号損失の生じた領域の信号を観測可能にする。また、Ｚ
シム法を用いたｆＭＲＩでは、より効果的にかつ自動的
に信号損失を補正する後処理を施すために、１つのスラ
イス位置に対し、予め決められた一定の範囲で等間隔に
多数の再収束傾斜磁場オフセット（refocusinggradient
offset）の変更を行う。

【００１５】図５に、この様なＺシム法を適用した単シ
ョットＧＲＥ−ＥＰＩを用いたｆＭＲＩのフローチャー
トを示す。図ｌの単ショットＧＲＥ−ＥＰＩを用いたｆ
ＭＲＩの場合に比べた場合、主な相違は、ＰＢ‐２の課
題遂行下の撮影を再収束パルスを変更しながら行う点で
ある。

【００１６】また、Ｚシム法を適用した単ショット Ｇ
ＲＥ−ＥＰＩについては、図１１に、そのシーケンスの
フローチャートを示す。図１０の単ショットＧＲＥ−Ｅ
ＰＩシーケンスの場合に比べた場合、主な相違は、図１
１の（ｂ）に示す再収束ステップ（refocusingstep）を
設けて、ボリュームの収集毎に印可する再収束パルスの
大きさを変更する点である。

【００１７】Ｚシム法が使われるひとつの理由は、局所
傾斜磁場人工ノイズ（localfield gradient artifact）
による信号損失を抑制するためである。一般に、GRE-EP
I(Gradientecho-echo planer)の属する従来のＧＲＥ系
のシーケンスでは、局所傾斜磁場人工ノイズと呼ばれる
共通の問題点があり、これは画像上に信号損失として現
れる。局所傾斜磁場人工ノイズは、スライス選択パルス
磁場（図８）の印加により、ボクセル内のプロトン間で
歳差運動に生じた位相のずれを、再収束パルス（refocu
singpulse）の印加で補償できずに、観測されるＦＩＤ
信号が減衰する現象である。現実のｆＭＲＩで対象とな
る頭部では、さまざまな磁化率の組織が複雑に構成され
ているので、局所的に見た場合静磁場は不均一である。
通常、この不均一性は、複雑で高次の補正コイルによっ
ても補正できない。このような局所的な磁場が不均一な
領域では、プロトンの歳差周波数はスライス軸（ｚ軸）
方向の位置に必ずしも比例しておらず、ひとつのスライ
ス内においてもさまざまな値を取るので、従来のＧＲＥ
系シーケンスの単一の再収束パルスでは、位相の分散(d
ephasing)を回復できず、信号損失となる。

【００１８】Ｚシム法では、再収束パルスの大きさを既
定値から適当に変えることで、それが既定値の時には信
号損失の生じた領域の信号を観測可能にする。しかし、
この方法の短所としては、再収束パルスが既定値の場合
に良好に観測されていた信号が減衰してしまうことであ
る。そこで、同一のスライスを、さまざまな再収束パル
スの大きさを用いて撮影し、得られた画像信号について
ピクセル毎に累積や平均化を行うことにより、信号損失
を補正する事が多い。

【００１９】例えば、ＧＲＥ系シーケンスにおけるこの
ような信号損失をより効果的に補正することを目的とし
て、再収束傾斜磁場パルス（refocusinggradient puls
e）に加えるオフセット磁場を、等間隔に細かい間隔で
変更しながら収集した画像データに対する様々な後処理
技術が報告されている。例えば、雑誌２（Mag.Res, Me
d., 42：807-812, (1998), "Removal of Local Field G
radient Artifactsin T2*- Weighted images at High F
ields by Gradient-echo Slice ExcitationProfile Ima
ging）に、そのｌ例が示されている。

【００２０】より具体的には、図９に、磁場の増分Ｇｃ
を一定として再収束パルスを５段階（Ｎｚ＝５）に変え
た場合のシーケンス図の一部を示ように、再収束パルス
を変化させる。また、図１３は、図１２に示す３枚のス
ライスに位置について、再収束パルスを５段階に変更し
て撮影したときの単ショットＥＰＩ（単ショットＧＲＥ
−ＥＰＩ）画像の例であるが、この図において、ある再
収束ステップ（refocusingstep）で信号損失の生じてい
る部位が、別の再収束ステップでは信号が観測されてい
るので、これらの画像のピクセル位置毎の最大値をとり
新たな画像データとすることにより、信号損失が補正さ
れた画像が得られることが分かる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記した様に、従来
は、ＧＲＥ（gradient-echo）系のシーケンスの使用に
おいて、信号損失のない、より完全な、複合画像を得る
ために、予め決められた一定の範囲内で多段階（１６〜
３２回）に、しかも等間隔に再収束パルスを変更して印
加する様にして撮影し、画像処理を行っている。

【００２２】しかしながら、これまでのｆＭＲＩにおい
ては、多数のスライス枚数を必要とするが、図６に関し
て述べた様に、取得できるスライス枚数には制限があ
り、しかも、信号損失の程度が被験者の違いによって異
なり、必要なスライス枚数が得られない、という問題が
発生している。

【００２３】より具体的には、ｆＭＲＩは、課題遂行に
伴う被験者の脳内活動における変化の画像化に用いられ
る。そのためには、課題を課しているあいだ逐次、高速
（通常１〜６秒程度のサンプリング間隔）に脳内の対象
領域を含む３次元空間を撮影する。例えば、体動や信号
ノイズ比（ＳＮＲ）を考慮して、通常、前後のスライス
厚＝６ｍｍ、ＦＯＶ（fieldof view：観測範囲）＝２０
ｃｍ、各スライスのマトリクスサイズ＝６４×６４とい
う空間分解能パラメータが用いられる。高速で観測する
ために単ショットＧＲＥ−ＥＰＩシーケンスが用いられ
る。また、連続した観測を行うために、脳内の対象領域
のボリュームデータを取得する際には、十分なスライス
枚数Ｎｓが設定される。先に説明した様に、このスライ
ス枚数には、他の要因による制限があり、最大枚数（図
６のＮｓｍａｘ）が存在する。

【００２４】さらに、Ｚシム法を適用して再収束パルス
（refocusing pulse）の振幅を変えながら撮影する場
合、サンプリング間隔の間に、再収束パルスの振幅を変
えながら再収束ステップ（refocusingstep）数分のボリ
ュームを収集する。しかしこの場合でも、そのボリュー
ムを構成するスライス数と再収束ステップ数の積が、Ｎ
ｓｍａｘ以下である必要があり、配分が難しくなる。

【００２５】より広い脳内領域を観測しようとすればよ
り多くのスライス枚数が必要であり、一方、より正確に
信号損失を補償しようとすれば、より多くのステップ数
が必要となるが、上記の様に、スライス数とステップ数
とをそれぞれ独立に決めることはできない。しかし、多
くの場合、脳内の対象領域をカバーするためには、それ
に応じた一定枚数以上のスライス数が必要となるので、
ステップ数が制限を受けることが多い。

【００２６】また、信号損失の程度は個人差が大きい
（被験者の頭部の形態的な構造による）ので、再収束パ
ルスを変化させる大きさは個人毎に異なる。したがっ
て、限られたステップ数で、個人毎に最適な再収束パル
スの大きさを求めた上で、機能画像を収集する必要があ
る。しかしながら、従来の技術では、再収束パルスの大
きさを、決められた範囲内で等間隔に数多く（通常１６
ステップ以上）変更するというものであり、より効果的
なスライス数の配分の方法や手段が提案されなかった。

【００２７】このような事から、本発明の目的は、ｆＭ
ＲＩで問題となる有限なスライス枚数を配分するに当た
り、最適な再収束パルスの大きさを設定することで、分
解能を高めたり、それぞれのボリューム画像データのサ
イズを大きくしたりすることのできるｆＭＲＩにおける
画像データの改善方法を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における第１の発明は、ｆＭＲＩにおける画
像を撮影する際に、再収束傾斜磁場パルスを様々に変更
することにより、再収束傾斜磁場パルスにより与える磁
場強度の変更を行う予備撮影を行って、信号損失が様々
な程度に補正された画像系列を収集し、観察する領域に
おける再収束傾斜磁場パルスの強度と核磁気共鳴信号強
度の関係を求め、この関係を用いて再収束傾斜磁場パル
スの強度を選定してｆＭＲＩ撮影を行うことを特徴とし
ている。

【００２９】また、第２の発明は、第１の発明の方法に
加えて、再収束傾斜磁場パルスを様々に変更する方法
は、Ｚシム法におけるオフセット磁場を様々に変更する
方法であることを特徴としている。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の概要は、GRE-EPIシーケ
ンス使用の際の静的な局所磁場の不均一性に由来するス
ライス内の信号損失を、再収束傾斜磁場パルス（refocu
singgradientpulse）による磁場強度をボリューム画像
データの収集毎に変更することにより、信号損失がさま
ざまな程度に補正されたボリューム画像系列を収集する
ｆＭＲＩであって、細かい刻みの広範囲の再収束傾斜磁
場パルスによる磁場強度の変更を行いながらの予備撮影
を行って、目的の関心領域（ＲＯＩ）における再収束傾
斜磁場パルスによる磁場強度とＭＲ信号強度の関係を求
めることにより、効果的にＲＯＩの信号を得られる再収
束傾斜磁場パルスによる磁場強度の候補を選定し、その
値を用いて本撮影を行うものである。このｆＭＲＩで
は、予備撮影により得られた情報を活用して、限定され
たステップ数で最適な再収束傾斜磁場パルスの磁場強度
を選定できる。また、被験者毎に予備撮影を行うので、
信号損失の部位の違いと、その程度の個人差にも柔軟に
対応できる。

【００３１】以下、実施形態を図に示して本発明をさら
に詳しく説明する。なお、本発明は、以下の説明に限定
されるべき理由はない。

【００３２】図１は、本発明におけるｆＭＲＩの実施手
順のフローチャートを示す図である。このフローチャー
トは、PC-1からPC-6の６段階から構成され、それぞれ以
下のような内容を持っている。

【００３３】ＰＣ−１では、パラメータとして脳の対象
領域の大きさ、サンプリングレート、ＳＮＲ等の要因と
装置の制約、スライス幅、ＦＯＶ、スライスマトリック
スサイズ、受信バンド幅などから、ＴＲ（repetitionti
me：ラジオ波パルス照射の繰り返し時間間隔）、ＴＥ
（ラジオ波パルスからエコー信号までの時間）、Ｎｓ
（スライス枚数）とＮｚ（Ｇｃのとる刻みの数）の決定
を行う。ここで、あるサンプリング間隔（Ｔｓ）でＮｚ
個のボリュームデータを得る場合、ボリュームデータを
構成するスライス数Ｎｓについて、Ｔｓ＝ＴＲとしたと
き可能最大スライス数Ｎｓｍａｘ としたとき、Ｎｓ×
Ｎｚ≦Ｎｓｍａｘ が成り立つ範囲にしなければならな
い。

【００３４】ＰＣ‐２では、Ｇｃを細かい間隔で多数
（Ｎｚ）回変更しながら撮影を行う。これには、従来技
術に述べた再収束パルス磁場強度を、ボリユームを収集
する毎に周期的に変更する機能を実装した単ショットＥ
ＰＩ単ショットＧＲＥ−ＥＰＩシーケンスを用いる。こ
こで、エコーに関わる再収束パルス磁場強度は、再収束
パルス磁場強度の印加時間についての積分である。ここ
で、再収束パルス磁場を磁場の増分Ｇｃを細かい間隔で
多数（Ｎｚ）回変更しながら撮影を行うが、Ｇｃの値と
しては、例えば次の様にする。第１の方法として、Ｇｃ
を、その与えられた範囲とステップ数（Ｎｚ）から決め
る。その範囲は、既定値に対する最小と最大の割合（Ｇ
ｃｍｉｎ、Ｇｃｍａｘ）で定め、再収束パルスを、Ｇｃ
＝（Ｇｃｍａｘ−Ｇｃｍｉｎ）／ＮｚでＮｚ段階変化さ
せる。あるいは、第２の方法として、Ｇｃの値とステッ
プ数（Ｎｚ）から再収束パルスを決める。

【００３５】ＰＣ−３では、最適なＧｃの組の決定を行
う。ここでは、図２に示す手順に従って処理を行う。ま
ず，ＰＣ‐２で収集したデータの再構築処理を行う（Ｐ
Ｃ−３−１）。次に関心領域（ＲＯＩ：RegionOf Inter
est)を定め(ＰＣ−３‐２)、そのＲＯｌにおける信号強
度のＧｃ（ステップ番号が対応）に関する関係（数値系
列およびグラフ）を得る(ＰＣ−３−３)。必要ならば他
のＲＯＩを設定し同様な処理をする。得られた各ＲＯＩ
についてのステップ番号と信号強度の関係より、Ｎｚ以
内で適切な（ピーク値をとるステップを含む）番号を決
定し、登録する（ＰＣ−３−４）。

【００３６】図１４は、この過程を説明するための図で
ある。図１４の（ａ）行は、既定値の再収束パルス（re
focusingpulse） により撮影した単ショットEPI単ショ
ットGRE-EPI画像の例であり、Ａ，Ｂ，Ｃの部位に適当
なＲＯＩを設定したとする。図１４のＡは、既定値を使
用し場合に信号損失の生じていない部位であり、図１４
のＢおよびＣは、信号損失の生じた部位である。同図
（ｂ），（ｃ）、（ｄ）行の３つのグラフはそれぞれ図
１４のＡ、Ｂ、Ｃにおける、信号強度とＧｃ（８ｔｅｐ
番号が対応）の関係を表している。既定値を使用した場
合に信号損失の生じていないＡにおいては、おおよそ既
定値に相当するステップ番号＝０（つまりＧｃ＝０）に
おいて信号強度がピークとなっている。これに対し、既
定値を使用した場合に信号損失の生じたＢおよびＣにお
いては、ピーク値をとるステップ番号は既定値（ステッ
プ番号＝０）からシフトしていることがわかる。また、
ＰＣ‐４で用いるステップ数Ｎｚ以内で、これらの３つ
のＲＯＩの信号を良好に得たい場合、これらのグラフよ
り、信号強度の強いステップ番号を選択すれぱ良い。例
えば、いまＮｚが５であったとすると、同図（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）内の矢印（〜）で示した良好な信号
が得られるステップ番号を選択する。この場合、同図
（ｅ）に示すように、ステップ番号０、４、７、１３、
１６を選択し登録する。

【００３７】ＰＣ‐４では、撮影２として最適なＧｃの
組を用いての課題遂行下撮影を行う。これには、ＰＣ‐
１で決定したパラメータ値を用いて、ＰＣ‐２と同様の
Ｚシム版単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ−ＥＰＩシ
ーケンスを用いる。ただし、Ｇｃの与え方は上の第２の
方法により、ＰＣ‐３で登録した値を用いる。

【００３８】ＰＣ‐５では、後処理を行う。これは、Ｐ
Ｃ‐４で収集されたデータをよく知られたｆＭＲＩデー
タ解析パッケージに適応できるようにする。ここでは、
図３に示す手順で処理を行う。まず、収集されたデータ
の再構築処理をする（ＰＣ‐５−１）。次に、ステップ
番号毎にデータ系列を分割し（ＰＣ‐５−２）、それぞ
れに体動捕正処理を施す（ＰＣ‐５−３）。さらに、コ
ンポジット画像（平均画像、最大値画像など）を生成す
る（ＰＣ‐５−４）。

【００３９】ＰＣ‐６では、統計処理を行う。これは、
目的に応じて異なる統計処理を行うが、既に各種のソフ
トウエア・パッケージが公開されており、これを使用で
きる。

【００４０】以上の様に、本発明の実施の形態を示す図
１のフローチャートと、従来例である図５のＺシム版単
ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ−ＥＰＩを用いたｆＭ
ＲＩのフローチャートと比較すると、課題遂行下撮影
（本番撮影）に先立ち、より細かい刻みの広範囲の再収
束傾斜磁場パルスによる磁場強度の変更を行いながらの
予備撮影を行って、目的の関心領域（ＲＯＩ）における
再収束傾斜磁場パルス（による磁場強度と磁気共鳴信号
強度の関係を求めた後、関心領域（ＲＯＩ）の信号を得
られる再収束傾斜磁場パルスの磁場強度の候補を選定し
ておく点において異なっている。

【００４１】

【発明の効果】この発明のｆＭＲＩにおける画像データ
の改善方法では、注目する領域において、再収束傾斜磁
場パルスに対する信号強度の分布を予備撮影により予め
得ておくようにしたので、限定されたスライス枚数の範
囲内でも、最適な再収束傾斜磁場パルスを選択すること
により、信号損失を補正した画像を効率良く収集するこ
とができる。また、被験者毎に予備掃影を行うので、信
号損失の部位の違いと、その損失程度の個人差にも柔軟
に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるｆＭＲＩのフローチャートであ
る。

【図２】本発明によるｆＭＲＩのフローチャートの一部
のさらに詳しい手順を示す図である。

【図３】本発明によるｆＭＲＩのフローチャートの一部
のさらに詳しい手順を示す図である。

【図４】従来技術の単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ
−ＥＰＩを用いたｆＭＲＩの実施手順を示す図である。

【図５】従来技術のＺシム版単ショットＥＰＩ単ショッ
トＧＲＥ−ＥＰＩを用いたｆＭＲＩの実施手順を示す図
である。

【図６】従来技術の単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ
−ＥＰＩを用いた連続撮影におけるスライス収集時間を
説明するための図である。

【図７】Ｚシム版単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ−
ＥＰＩを用いた連続撮影におけるスライス収集時間を説
明するための図である。

【図８】従来技術の単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ
−ＥＰＩのシーケンス図である。

【図９】Ｚシム法における再収束パルスの変吏を示すシ
ーケンス図である。

【図１０】従来技術の単ショットＥＰＩ単ショットＧＲ
Ｅ−ＥＰＩのフローチャートである。

【図１１】Ｚシム版単ショットＥＰＩ単ショットＧＲＥ
−ＥＰＩのフローチャートである。

【図１２】ヒト頭部矢状断上のスライス選択位置を示す
図である。

【図１３】再収束パルスを変更したときの単ショットＥ
ＰＩ単ショットＧＲＥ−ＥＰＩ画像の例である。

【図１４】脳内関心領域における、再収束パルスに関す
る信号強度の分布の例である。

【図１５】ｆＭＲＩに使われる装置の構成を示す図であ
る。

【図１６】ｆＭＲＩの傾斜磁場コイルの構成を示す図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 敏夫 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 (72)発明者 河野 憲二 茨城県つくば市東１−１−１ 独立行政法 人産業技術総合研究所つくばセンター内 Ｆターム(参考） 4C096 AA20 AB01 AB50 AC01 AD07 AD09 AD13 AD25 BA42 BB02 BB32 CB08 DA03 DA05 DA06 DB08 DB10 DC04 DC25 DC28 DC35

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｆＭＲＩにおける画像を撮影する際に、
   再収束傾斜磁場パルスを様々に変更することにより、再
   収束傾斜磁場パルスにより与える磁場強度の変更を行う
   予備撮影を行って、信号損失が様々な程度に補正された
   画像系列を収集し、観察する領域における再収束傾斜磁
   場パルスの強度と核磁気共鳴信号強度の関係を求め、こ
   の関係を用いて再収束傾斜磁場パルスの強度を選定して
   ｆＭＲＩ撮影を行うことを特徴とするｆＭＲＩにおける
   画像データの改善方法。
2. 【請求項２】 再収束傾斜磁場パルスを様々に変更する
   方法は、Ｚシム法におけるオフセット磁場を様々に変更
   する方法であることを特徴とする請求項１に記載のｆＭ
   ＲＩにおける画像データの改善方法。