JP2003135423A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＮＭＲ信号の計測時間間隔が変化する場合で
も、静磁場強度の変動による位相情報の外乱を補償す
る。 【解決手段】 撮像シーケンスの実行前に静磁場空間の
磁気共鳴周波数ｆ１を計測し（ステップ１）、次いで撮
像シーケンスＳを実行して各磁気共鳴信号とその計測時
刻を記憶し（ステップ２）、撮像シーケンスの実行後に
磁気共鳴周波数ｆ２を計測し（ステップ３）、磁気共鳴
周波数ｆ１、ｆ２の差Δｆに基づいて撮像シーケンスＳ
の実行期間における磁気共鳴信号の位相変化量Δθ０を
求め（ステップ４）、この位相変化量Δθ０に基づいて
各磁気共鳴信号の計測時刻における位相変化量Δθｎ，
Δθspを案分により求め（ステップ５，６）、この案分
した位相変化量に基づいてメモリに格納された各磁気共
鳴信号の位相情報を補正する（ステップ７）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置に係り、具体的には、静磁場変動に起因するＮ
ＭＲ信号の位相情報の外乱を補償する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
は、磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して、被検体である
生体の所望部位における原子核スビン(以下スピンと称
する)の密度分布、緩和時間分布等を計測し、その計測
データから被検体の検査部位を画像表示するものであ
る。

【０００３】具体的には、静磁場内に置かれた被検体
に、高周波磁場（ＲＦ）パルスとスライス傾斜磁場を印
加して被検体の特定のスライス部位の原子核を励起し、
これにより発生する磁気共鳴（ＮＭＲ）信号に空間位置
情報である位相エンコードと周波数エンコードを付与し
ながら計測し、計測された磁気共鳴信号に基づいて前記
スライス部位の断層像を生成する。そして、スライス部
位の位置情報や、位相エンコードと周波数エンコードを
付与するために傾斜磁場を用いている。これはＮＭＲ信
号の周波数ωが磁場強度と線形関係にあることを利用し
ている。すなわち、傾斜磁場の傾斜が空間的に直線性で
あると、計測部位における空間位置と周波数の関係が線
形となることから、時間情報であるＮＭＲ信号をフーリ
エ変換して周波数軸に置き換えるだけで、被検体の位置
情報が得られることになり、その位置情報に基づいて画
像を再構成できる。

【０００４】したがって、ＭＲＩ装置においては、磁場
強度が重要な意味を有するが、例えば、永久磁石等で構
成される静磁場強度は、一般に負の温度勾配を持ってい
る。そこで、温度変化によって静磁場強度が変動するの
を防止するため、静磁場発生装置は恒温制御システム内
に配置して、温度を一定に保持するようにしている。

【０００５】しかし、恒温制御システムが何らかの原因
で支障を来すと静磁場強度が変動し、その変動がある大
きさを超えると、画像にぼけが生じたり、スライス特性
に変化等が現れる。従来、このような場合、特開平５−
２４５１２６号公報に提案されているように、断層像の
撮像シーケンスを実行する計測直前と、その計測直後に
おいて、ＲＦパルスとスライス傾斜磁場を同一の計測部
位に印加して静磁場強度に相関するＮＭＲ信号を計測
し、計測前後のＮＭＲ信号周波数の差から、静磁場強度
の変化を求めることが行われている。

【０００６】すなわち、計測前後のＮＭＲ信号周波数ω
の差Δωから、核スピンの位相変化量を演算する。この
演算により求まる位相変化量は、2次元断層像の撮像時
間における静磁場の変動量に対応する全位相変化量であ
る。そこで、全位相変化量から各プ口ジェクション（ｋ
空間における同一位相エンコードの１ライン）毎のＮＭ
Ｒ信号の位相変化量を案分し、これに基づいて各プロジ
ェクションのＮＭＲ信号の位相ずれを補償することによ
り、画像のぼけや、スライス特性の変化を修正すること
ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、全位相変化量から各プ口ジェクションにおける
位相変化量を計算する場合、各プロジェクションのＮＭ
Ｒ信号の計測時間が等間隔であることを前提としてい
る。そのため、各プロジェクション間の計測時間間隔が
変化する場合には、各プロジェクションの位相変化量に
誤差が含まれることになる。

【０００８】すなわち、心臓の動きや、呼吸による腹動
などの体動に同期させて、ＮＭＲ信号の計測タイミング
を変更する場合がある。このような場合は、体動が一定
でないために、各プロジェクションのＮＭＲ信号の計測
タイミングが一定時間間隔にはならないから、各プロジ
ェクションごとの位相変化量を正確に求めることができ
ない。その結果、画像にぼけが生じたり、スライス特性
に変化が見られる等、静磁場強度の変動による位相情報
の外乱による問題が残される。

【０００９】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたものであり、ＮＭＲ信号の計測時間間隔が変化する
場合でも、静磁場強度の変動による位相情報の外乱を補
償することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的には従
来と同様に、撮影シーケンスの実行前と実行後に磁気共
鳴周波数の変化（磁気共鳴信号の角速度の変化）を計測
することにより、撮影シーケンス実行期間における磁気
共鳴信号の位相変化量を求める。一方、撮影シーケンス
の実行時に各磁気共鳴信号の計測時刻を記憶しておく。
そして、静磁場の変動は一定の変化率であることを前提
にして、撮影シーケンス実行期間における磁気共鳴信号
の位相変化量に基づいて、各磁気共鳴信号の計測時刻に
おける位相変化量を算出し、これに基づいて各磁気共鳴
信号の位相情報を補正することを特徴とする。

【００１１】このように、各磁気共鳴信号の計測時刻に
おける位相変化量を算出しているから、磁気共鳴信号の
計測時間間隔が変化しても適切に位相補正をすることが
でき、位相情報の外乱を補償することができる。

【００１２】具体的には、静磁場空間に置かれた被検体
に高周波パルスと傾斜磁場とを印加して前記被検体を励
起し、該励起により発生する磁気共鳴信号を計測する撮
像シーケンスを実行し、計測した前記磁気共鳴信号をメ
モリに格納し、該メモリに格納された前記磁気共鳴信号
に基づいて画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置
において、前記撮像シーケンスの実行前と実行後に前記
静磁場空間の磁気共鳴周波数を計測し、前記撮像シーケ
ンスの実行前後における磁気共鳴周波数の差に基づいて
前記撮像シーケンスの実行期間における前記磁気共鳴信
号の位相変化量を求める一方、前記撮像シーケンスによ
り計測する各磁気共鳴信号の計測時刻を記憶しておき、
前記撮像シーケンスの実行期間における前記位相変化量
に基づいて各磁気共鳴信号の計測時刻における位相変化
量を案分により求め、該案分した位相変化量に基づいて
前記メモリに格納された各磁気共鳴信号の位相情報を補
正する位相補正手段を設けることにより実現できる。

【００１３】この場合において、撮像シーケンスとし
て、１枚又は複数枚の２次元画像の再構成に必要な磁気
共鳴信号を連続して計測する撮像シーケンスを適用でき
る。ここで、２次元画像の再構成に必要な磁気共鳴信号
を連続して計測する撮像シーケンスは、静磁場空間に置
かれた被検体に高周波パルスとスライス傾斜磁場とを印
加して被検体を励起し、被検体に位相エンコード傾斜磁
場を印加した後、被検体に周波数エンコード傾斜磁場を
印加して磁気共鳴信号を計測するシーケンスを一単位と
し、この単位シーケンスを一定の周期で位相エンコード
傾斜磁場の強度を変化させながら繰返し実行して２次元
画像の再構成に必要な磁気共鳴信号を計測するものとす
る。なお、単位シーケンスで計測される磁気共鳴信号
は、ｋ空間における同一位相エンコードの１ライン分の
磁気共鳴データに対応するものであり、本明細書ではこ
れをプロジェクションと称して説明する。

【００１４】また、単位シーケンスにおける磁気共鳴信
号は、一定の周期でサンプリング計測されるものとす
る。この場合、案分して求めた磁気共鳴信号の計測時刻
における位相変化量を、さらにサンプリング周期で案分
することにより、磁気共鳴信号のサンプリングデータ単
位で位相補正することができる。

【００１５】上述のように、本発明によれば、磁気共鳴
信号の計測時間間隔が変化しても適切に位相補正をする
ことができるから、単位シーケンスにおける磁気共鳴信
号の計測時刻を被検体の体動検出信号に同期させても、
適切な位相補償を行なうことができ、画像のぼけなどを
改善することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図１〜図７を用いて説明する。図１は本発明の特
徴部に係る位相補正手段の一実施形態の処理手順を示す
フローチャート、図２は本発明を適用してなる磁気共鳴
イメージング装置の一実施形態の全体構成図、図３と図
４はそれぞれ本発明に係る撮像シーケンスの一実施形態
を示す図である。

【００１７】図２に示すように、本実施形態の磁気共鳴
イメージング装置は、静磁場発生装置2、傾斜磁場発生
装置3、シーケンサ４、送信系5、受信系6、信号処理系
７、中央処理装置(ＣＰＵ)８、及び体動モニター２２を
備えて構成される。

【００１８】静磁場発生装置2は、被検体1の周りに、そ
の体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を
発生させるもので、被検体1の周りのある広がりをもっ
た空間に、永久磁石方式又は常電導方式あるいは超電導
方式の磁場発生装置が配置されている。

【００１９】傾斜磁場発生装置３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９
と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源
１０とからなる。これらは、シーケンサ４から出力され
る命令に従って傾斜磁場電源１０を駆動され、３軸方向
の傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆを被検体１に印加するよう
になっている。傾斜磁場Ｇｓにより被検体１に対するス
ライス面を設定することができる。

【００２０】シーケンサ４は、被検体１の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁
場パルスを、所定の撮像シーケンス（一般に、パルスシ
ーケンスと称される。）に従って操返し印加する。シー
ケンサ４は、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層
像のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系5及び傾
斜磁場発生装置３並びに受信系6に出力するようになっ
ている。

【００２１】送信系5は、被検体１の生体組織を構成す
る原子の原子核に、核磁気共鳴を起こさせるために高周
波磁場パルスを照射するものであり、高周波発信器１
１、変調器１２、高周波増幅器１３、高周波コイル１４
ａとからなっている。そして、高周波発信器１１から出
力される高周波パルスを、シーケンサ7の命令に従って
変調器１２で振幅変調し、高周波増幅器１３で増幅した
後、被検体1に近接して配置された高周波コイル１４ａ
に供給する。これにより、高周波磁場パルスが被検体1
に照射される。

【００２２】受信系6は、被検体1の生体組織の原子核か
ら発生する核磁気共鳴信号(ＮＭＲ信号)を受信するもの
であり、高周波コイル１４ｂ、増幅器１５、直交位相検
波器１６、Ａ／Ｄ変換器１７とから構成されている。そ
して、被検体1から発生されるＮＭＲ信号は被検体１に
近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、増
幅器１５及び直交位相検波器１６を介してＡ／Ｄ変換器
１７に入力されてディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ
変換器１７はシーケンサ７から与えられるタイミング
で、直交位相検波器１６により検波された二系列の磁気
共鳴信号をサンプリングしてＣＰＵ８を含む信号処理系
７に送られる。

【００２３】信号処理系７は、ＣＰＵ８と、光ディスク
１８等の記憶装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ２０と、
キーボード２１とを含んで構成される。Ａ／Ｄ変換器１
７によりサンプリングされた磁気共鳴信号は、ＣＰＵ８
でフーリエ変換、補正係数計算、画像再構成等の信号処
理が施される。これにより、任意断面の信号強度分布あ
るいは複数の信号に適当な演算を行って得られた分布を
画像化してディスプレイ２０に断層像として表示する。

【００２４】また、ディスプレイ２０には、体動モニタ
２２から出力されるモニタ情報に基づいて、腹動波形あ
るいは心臓波形が表示されるようになっている。そし
て、オペレータはその波形を見ながら、キーボード２１
を操作してシーケンサ４を制御することができるように
している。また、ＣＰＵ８は計時機能を備えており、予
め定められた磁気共鳴信号が信号処理系７に送られた計
測時刻を記憶するようになっている。

【００２５】体動モニタ２２は、心臓の動き、呼吸によ
る腹動等をモニタし、シーケンサ４や信号処理系７にモ
ニタ情報を送るようになっている。これにより、シーケ
ンサ４は、モニタ情報に基づいて傾斜磁場発生装置３、
送信系４、受信系５に撮像シーケンスに従って命令を出
すタイミングを変化させるようにすることができる。

【００２６】なお、図２において、送信側および受信側
の高周波コイル１４ａ、１４ｂと傾斜磁場コイル9は、
被検体1の周りの空間に配置された静磁場発生装置２の
磁場空間内に配置されている。

【００２７】このように構成される磁気共鳴イメージン
グ装置を用いて、本発明の特徴に係る静磁場変動の影響
を補償する磁気共鳴信号の位相補正手段の構成につい
て、動作とともに次に説明する。本実施形態に係る位相
補正手段は、シーケンサ４とＣＰＵ８により構成され
る。シーケンサ4には、図３及び図４に示すシーケンス
が組み込まれている。

【００２８】図3に示すように、シーケンサ４は、１枚
の２次元画像の再構成に必要な磁気共鳴（ＮＭＲ）信号
を計測する撮像シーケンスＳの実行期間の前後に、静磁
場強度の変化を計測する磁気共鳴（ＮＭＲ）周波数の計
測シーケンスＦ１、Ｆ２を実行するようになっている。
図３の下段に示すように、ＮＭＲ周波数の計測シーケン
スＦ１はＦ１０〜Ｆ１６の区間に分けることができる。
すなわち、計測開始前の準備期間（Ｆ１０）の後、９０
°ＲＦパルス３１とともにスライス断面を選択するスラ
イス傾斜磁場パルス（Ｇｓ）３２を印加して被検体の所
望のスライス部位を励起する（Ｆ１１）。次いで、一定
の休止期間（Ｆ１２）をおいて、スピンエコーを発生さ
せるための１８０°ＲＦパルス３３をスライス傾斜磁場
パルス３４と共に印加する（Ｆ１３）。そして、一定の
休止期間（Ｆ１４）をおき、エコータイミング（ＴＥ／
２）に合わせてＮＭＲ信号（Signal）３５を計測する
（Ｆ１５）。次いで、一定の休止期間（Ｆ１６）をおい
て、撮像シーケンスＳを開始する。ＮＭＲ周波数の計測
シーケンスＦ２も同様であり、Ｆ２０〜Ｆ２６の区間
は、それぞれＦ１０〜１６に対応する。これらの計測シ
ーケンスＦ１、Ｆ２では、他の傾斜磁場Ｇｐ、Ｇｆは印
加しない。

【００２９】一方、撮影シーケンスＳは、休止期間（Ｓ
０）をおいて、９０°ＲＦパルス３１とスライス傾斜磁
場パルス３２を印加して被検体の所望のスライス部位を
励起する（Ｓ１）。その後、休止期間（Ｆ３）をおい
て、位相エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）３６と周波数エン
コード傾斜磁場３７を印加する（Ｓ３）。この周波数エ
ンコード傾斜磁場３７を印加するのは、区間Ｓ７におい
てＮＭＲ信号３９を計測する際に、時間原点が区間Ｓ7
の中央にくるように、核スピンを予めディフェイズ(dep
hase:位相を拡散させること)させておくためである。次
いで、休止期間（Ｆ４）をおいて、１８０°ＲＦパルス
３３をスライス傾斜磁場パルス３４と共に印加する（Ｆ
５）。その後、休止期間（Ｓ６）をおいて、所定のエコ
ータイミングに合わせてリードアウト傾斜磁場（Ｇｆ）
３８を印加してＮＭＲ信号（Signal）３９を計測し（Ｓ
７）、一定の休止期間（Ｓ８）をおいて１プロジェクシ
ョン（ｋ空間における１ライン分）に対応するＮＭＲ信
号の計測を終了する。さらに、位相エンコード傾斜磁場
のレベルを変化させて撮像シーケンスＳを繰り返し、２
次元画像の再構成に必要な複数ライン分のＮＭＲ信号３
９を計測する。なお、Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆの各傾斜磁場
は、互いに直交する方向に印加される。

【００３０】ここで、撮像シーケンスＳにおける周波数
エンコードと位相エンコードとの関係について説明す
る。ある厚みをもった被検体のスライス部位（2次元領
域）の核スピンに、そのスライス面における直交２方向
の空間座標に応じた量の回転を付加することにより、Ｎ
ＭＲ信号に空間位置をエンコードするためのものであ
る。したがって、スライス面に平行な直交２方向の傾斜
磁場を、周波数エンコード方向と位相エンコード方向と
して印加する。

【００３１】周波数エンコード方向には、ＮＭＲ信号を
読み取る際、視野の両端で位相がＮｓ×πだけずれてい
る必要があり、次式（１）の関係を満たさなければなら
ない。ここで、視野は正方形領域とする。

【００３２】 γＧｆ×Ｄ×Ｔｆ＝Ｎｓ×π …（１） ここで、 γ：対象核であるプロトンの磁気回転比 Ｇｆ：周波数エンコード方向傾斜磁場の強度 Ｄ：視野直径 Ｔｆ：周波数エンコードパルス印加時間 Ｎｓ：ＮＭＲ信号の計測サンプル数 また、位相エンコード方向には、Ｎｐ回の位相エンコー
ド付与を行うものとすると、視野の両端での位相がＮｐ
×πだけずれている必要があるので、位相エンコードパ
ルス印加時間をＴｐとしたとき、次式（２）の関係を満
たさなければならない。

【００３３】 γＧｐ×Ｄ×Ｔｐ＝Ｎｐ×π …（２） ここで、 Ｇｐ：位相エンコード方向傾斜磁場の最大値 Ｎｐ：位相エンコード数 ここで、周波数エンコード方向の傾斜磁場は、各位相エ
ンコードごとに同じ強度を印加し、周波数エンコード方
向の空間座標を周波数軸に符号化する方法をとる。一
方、位相エンコード方向には、各エンコード毎に傾斜磁
場強度が、次式（３）に示す関係になるように、位相エ
ンコード量γＧｐ×Ｄ×Ｔｐをπずつ変化するようにＧ
ｐを変えてＮＭＲ信号を計測する。

【００３４】 γＧｐ×Ｄ×Ｔｐ＝｛―（Ｎｐ／２）＋１｝π、…、０、…、（Ｎｐ／２）π …（３） この撮像シーケンスＳの実行によって計測される２次元
画像の再構成に必要な複数のＮＭＲ信号は、ＣＰＵ８内
のメモリに順次格納され、画像再構成のためのＮＭＲデ
ータとなる。ここで、メモリヘの格納は、例えば図５
（ａ）に示すように、縦方向に位相エンコードを順次変
化させた場合における各プロジェクト（ｐ）をとり、横
方向にそれぞれのプロジェクションにおけるサンプル番
号（ｓ）をとっている。このようにして、周波数エンコ
ード方向にはＮｓサンプル、位相エンコード方向にはＮ
ｐサンプルをもつ2次元配列のＮＭＲデータが収集され
る。このＮＭＲデータは、通常ＱＰＳ(Quadrature Pha
se Detection)手法を用いていることから，Ｒsp＋ｊＩs
p（ｊは虚数）で定められるデータとなっている。

【００３５】図４に示すシーケンスは、撮像シーケンス
Ｓの一部のシーケンスを示しており、同図の最上段に示
した心臓の波形４０に同期させて撮像シーケンスを実行
する場合のタイミングを示している。心臓の波形４０
は、体動モニター２１からシーケンサ７及びＣＰＵ８に
取り込まれ、これに基づいてシーケンサー7は送信系5、
受信系６、傾斜磁場発生装置３に対し、撮像シーケンス
Ｓに従って命令を出力するタイミング調整している。図
４において、図３の撮像シーケンスＳと同一のものには
同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すよう
に、心臓の波形４０のピークとなる部分に同期させて１
ライン分の撮像シーケンスＳを開始し、心臓の波形４０
の周期とずれる場合は、休止期間Ｓ８で調整している。
したがって、Ｓ０区間からＳ７区間の期間は常に同一時
間となる。そして、各ＮＭＲ信号３９が信号処理系7に
送られた時の時刻をＣＰＵ８内のメモリに、ＮＭＲ信号
に対応付けて順次格納される。

【００３６】次に、ＮＭＲ信号３９を計測する際に、静
磁場強度の変動があった場合の核スピンの位相変動を図
６を用いて説明をする。同図（ａ）は図３のＲＦに、同
図（ｂ）は図3のSigna1に、同図（ｃ）は図3のＧｐにそ
れぞれ対応する。同図（ｄ）は２次元画像の再構成に必
要なＮＭＲ信号を計測する撮像シーケンスＳを実行する
複数のプロジェクションＰrjのうち、第１Ｐrj〜第４Ｐ
rjまでを例に示している。同図（ｄ）では、第１Ｐrjに
おける静磁場強度の変動量又はＮＭＲ周波数の値を０と
し、例えば静磁場強度の変動量が第２〜第４Ｐrjになる
につれて順次増加していることを示している。このよう
な静磁場強度の変動によって、同図（ｅ）に示すよう
に、核スビンの位相が各Ｐrj毎に本来の位相からずれて
くる。同図（ｆ）はＮＭＲ信号のサンプリング期間を示
している。

【００３７】ここで、各Ｐrjにおける静磁場強度の値は
一定と見倣し、時間が経過する従って静磁場強度が一定
のピッチで強くなっているものと仮定する。これによ
り、核スピンの位相は第１Ｐrjで0であり、時間が進む
に従い、つまり第２Ｐrj、第３Ｐrj、第４Ｐrjになるに
従い、位相変化量が大きくなっている。なお、同図
（ｅ）は、スピンエコー法の性質から、核スピンの位相
は90゜ＲＦパルスにより励起された時点から進み、180
゜ＲＦパルスにより正負を反転されるから、９０゜ＲＦ
パルスから１８０゜ＲＦパルスまでの時間Ｔｅ1と１８
０゜パルスからエコーピーク位置までの時間Ｔｅ２を等
しくすることにより、ＮＭＲ信号の位相はピーク位置に
おいて0になることを示している。

【００３８】このように、静磁場変動によって核スピン
に位相が変動した場合、ＮＭＲ信号の位相情報が変動
し、所定の空間位置情報を表すものではなくなる。そこ
で、本実施形態では、図３、図４のシーケンスを実行
し、ＣＰＵ8において図１に示す手順により位相補正処
理を行うことによって、メモリに格納されたＮＭＲ信号
（Ｒsp＋ｊＩsp）を補正する。以下図1のステップに沿
って説明する。 （ステップ１）図3に示すように、撮像シーケンスＳの
実行前に計測シーケンスＦ１を実行し、計測されるＮＭ
Ｒ信号の周波数ｆ１を計測する。この周波数は、計測時
の静磁場強度に相関したＮＭＲ周波数となっている。 （ステップ２）撮像シーケンスＳを実行し、図３の区間
S７にて計測される各ＮＭＲ信号を計測してメモリに格
納するとともに、各ＮＭＲ信号の計測時刻を計測してメ
モリに記憶する。ここでは、最初のプロジェクションの
ＮＭＲ信号を計測した時刻をｔs、最後のプロジェクシ
ョンのＮＭＲ信号を計測した時刻をｔeとする。 （ステップ３）撮像シーケンスＳに実行後に、計測シー
ケンスＦ２を実行し、計測されるＮＭＲ信号の周波数ｆ
１を計測する。 （ステップ４）ここで、計測シーケンスＦ１とＦ２で計
測されたＮＭＲ信号の周波数ｆ１、ｆ２を求め、それら
の差Δｆを次式（４）により求める。

【００３９】 Δｆ＝ｆ２−ｆ１ …（４） これにより、撮像シーケンスＳの実行期間中に変化した
ＮＭＲ周波数の変化量がわかる。この周波数差Δｆは、
静磁場強度の変化分に相当する値となるものである。

【００４０】次いで、撮像シーケンスＳの実行期間中に
おける核スピンの位相変化量、つまりＮＭＲ信号の位相
変化量を演算する。まず、撮像シーケンスＳの開始から
終了までの時間ｔは次式（５）で表せる。

【００４１】 ｔ＝ｔｅ−ｔｓ …（５） ここで、前述したように、ｔｓは最初にＮＭＲ信号を計
測した時刻、ｔｅは最後に計測した時刻である。これに
より、全てのプロジェクションのＮＭＲ信号計測に要し
た時間ｔにおいて変化したＮＭＲ信号の相変化量Δθ０
は、次式（６）で表せる。

【００４２】 Δθ０＝Δｆ×（ｔ／２）×２π ＝Δｆ×ｔ×π …（６） この位相変化量Δθ０は、次のような意味を有するもの
である。つまり、図６において、静磁場発生装置の温度
が、最初のＮＭＲ信号を取得した時ｔｓから時間に比例
して変化し、最後のプロジェクションのＮＭＲ信号を取
得した時ｔｅまでに変化した合計の位相変化量を意味す
る。そこで、各ＮＭＲ信号が影響を受けた位相変化量を
求めるため、次のステップ５、６を実行する。 （ステップ５）ステップ4で演算した位相変化量Δθ０
と、ステップ2でメモリに記憶した各ＮＭＲ信号の計測
時刻ｔｎとから、まず各プ口ジェクションにおける位相
変化量Δθｎを演算する。この各プロジェクションにお
ける位相変化量とは、図6に示すように、基準とする第
１Ｐrjにおける位相から時間に比例して、各プロジェク
ションにおける位相変化量が増加するものとする。した
がって、第１Ｐrjにおける位相からｔｎ時間後に計測し
た第ｎプロジェクションの位相変化量Δθｎは、次式
（７）で表せる。

【００４３】 Δθｎ＝Δθ０／（ｔ／（ｔｎ−ｔｓ）） …（７） （ステップ６）ステップ５で演算した第ｎプロジェクシ
ョンにおける位相変化量Δθnから、各プロジェクショ
ン毎のＮＭＲ信号の計測時刻における位相変化量Δθsp
を演算する。この演算は、それぞれのプ口ジェクション
においては、各ＮＭＲ信号のサンプリング周期が一定で
あることに基づいてなされている。すなわち、第１Ｐrj
における位相からｔn時間後に計測したＮＭＲ信号をサ
ンプリング数Ｎｓで取得した場合、ｓ番目のサンプリン
グデータの位相変化量Δθspは、次式（８）で表せる。

【００４４】 Δθsp＝Δθn×（ｓ―Ｎｓ／２）／（Ｎｓ／２） …（８） （ステップ７）ステップ６で演算した各ＮＭＲサンプリ
ングデータの位相変化量Δθspに基づいて、メモリに格
納されている各ＮＭＲサンプリングデータの位相情報を
補正する。

【００４５】すなわち、図５（ａ）に示した補正前の各
データ（Ｒsp＋ｊＩsp）に、Δθｓｐの位相回転を施す
ように、次式（９）、（１０）、（１１）のような演算
をおこなう。

【００４６】 Ｒ’sp＋ｊＩ’sp＝（Ｒsp＋ｊＩsp）（cosΔθsp＋ｊsinΔθsp） ＝Ｒsp・cosΔθsp―Ｉsp・sinΔθsp＋ｊ（Ｒsp・sinΔθsp＋I sp・cosΔθ sp） …（９） したがって、 Ｒ’sp ＝Ｒsp・cosΔθsp―Ｉsp・sinΔθsp …（１ ０） Ｉ’sp ＝Ｒsp・sinΔθsp＋I sp・cosΔθsp …（１ １） このよううにして補正された図５（ｂ）に示す補正後の
各ＮＭＲサンプリングデータに基づいて、周知のように
フーリエ変換して画像再構成を行うことにより、静磁場
強度の変動に対応して変動する位相変動が補償された画
像を再構成することができる。したがって、静磁場強度
変動によって及ぼされる悪影響のない診断画像を得るこ
とができる。

【００４７】なお、上記の実施形態では、スピンエコー
（ＳＥ）法を適用した例に基づいて説明したが、本発明
は他の撮像シーケンス、例えばグラジェントエコー法に
も適用できる。グラジェントエコー法の場合は、図６に
示したスピンエコー（ＳＥ)法と異なり、１８０°ＲＦ
パルスを用いない。そのため、α゜パルスにより励起さ
れた時点から位相が進み始め、ＮＭＲ信号のサンプリン
グが終了するまで同一方向に位相が進み続ける。そこ
で、撮像シーケンスＳの実行期間に変動した共鳴周波数
の差Δｆと、時間tの間に進んだ位相変動量Δθ０は、
上述した実施形態と同じであり、Ｐrj方向で第1Ｐrjの
ＮＭＲ信号を取得した後、ｔn時に取得したＮＭＲ信号
のサンプリング開始時及び終了時の位相変化量Δθａ、
Δθbは、サンプル数がＮＭＲ信号のビーク位置の前後
で等しいものとすると、次式（１２）、（１３）で表せ
る。

【００４８】 Δθａ＝（ｔ（ｔｎ−ｔｓ））×Δｆ（Ｔe−Ｔｍ／２）×２π …（１ ２） Δθｂ＝（ｔ（ｔｎ−ｔｓ））×Δｆ（Ｔe＋Ｔｍ／２）×２π …（１３ ） この両式から、任意のプロジェクションｐの任意のサン
プリング番目ｓにおける位相変化Δθspは、次式（１
４）で表せる。

【００４９】 Δθsp＝（（Δθｂ―Δθａ）／（Ｎｓ−１）×Δθａ …（１４ ）

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、静
磁場強度変動によって及ぼされる悪影響のない診断画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の位相補正処理の手順を
示すフローチャートである。

【図２】本発明が適用された一実施の形態の磁気共鳴イ
メージング装置の全体構成図である。

【図３】本発明に係る共鳴周波数の計測シーケンスを撮
像シーケンスに組合わせた一実施の形態のシーケンス図
である。

【図４】図３の撮像シーケンスを心電に同期させた一例
のシーケンス図である。

【図５】本発明による補正前と補正後の磁気共鳴データ
のメモリ格納状態を説明する図である。

【図６】スピンエコー（ＳＥ）法による磁気共鳴信号の
補正前における核スピンの位相変化を説明する図であ
る。

【図７】グラジェントエコー（ＧＥ）法による磁気共鳴
信号の補正前における核スピンの位相変化を説明する図
である。

【符号の説明】

２ 静磁場発生装置 ３ 傾斜磁場発生装置 ４ シーケンサ ５ 送信系 ６ 受信系 ７ 信号処理系 ８ ＣＰＵ ２２ 体動モニタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場空間に置かれた被検体に高周波パ
   ルスと傾斜磁場とを印加して前記被検体を励起し、該励
   起により発生する磁気共鳴信号を計測する撮像シーケン
   スを実行し、計測した前記磁気共鳴信号をメモリに格納
   し、該メモリに格納された前記磁気共鳴信号に基づいて
   画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置において、 前記撮像シーケンスの実行前と実行後に前記静磁場空間
   の磁気共鳴周波数を計測し、前記撮像シーケンスの実行
   前後における磁気共鳴周波数の差に基づいて前記撮像シ
   ーケンスの実行期間における前記磁気共鳴信号の位相変
   化量を求める一方、前記撮像シーケンスにより計測する
   各磁気共鳴信号の計測時刻を記憶しておき、 前記撮像シーケンスの実行期間における前記位相変化量
   に基づいて各磁気共鳴信号の計測時刻における位相変化
   量を案分により求め、該案分した位相変化量に基づいて
   前記メモリに格納された各磁気共鳴信号の位相情報を補
   正する位相補正手段を設けたことを特徴とする磁気共鳴
   イメージング装置。
2. 【請求項２】 前記撮像シーケンスは、２次元画像の再
   構成に必要な磁気共鳴信号を連続して計測する撮像シー
   ケンスであることを特徴とする請求項１に記載の磁気共
   鳴イメージング装置。
3. 【請求項３】 前記撮像シーケンスは、前記静磁場空間
   に置かれた前記被検体に高周波パルスとスライス傾斜磁
   場とを印加して前記被検体を励起し、前記被検体に位相
   エンコード傾斜磁場を印加した後、前記被検体に周波数
   エンコード傾斜磁場を印加して前記磁気共鳴信号を計測
   するシーケンスを単位とし、該単位シーケンスを一定の
   周期で前記位相エンコード傾斜磁場の強度を変化させな
   がら繰返し実行して前記２次元画像の再構成に必要な前
   記磁気共鳴信号を計測するものであり、前記単位シーケ
   ンスにおける前記磁気共鳴信号は、一定の周期でサンプ
   リング計測されるものであることを特徴とする請求項２
   に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 【請求項４】 前記単位シーケンスにおける前記磁気共
   鳴信号は、前記被検体の体動検出信号に同期させた時刻
   に計測されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の磁気共鳴イメージング装置。