JP2004283627A - Mri装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】MRI装置では、高周波励起パルス及び複数の高周波反転パルスを有しかつその複数の高周波反転パルスの印加位相を基準位相値に設定したパルスシーケンスの第1のプリスキャン、及び、高周波励起パルス及び複数の高周波反転パルスを有しかつその複数の高周波反転パルスの内の偶数番目の高周波反転パルスの印加位相を基準位相値に対して180°の位相差を有する値に設定したパルスシーケンスの第2のプリスキャンを各別に実施する。第1のプリスキャンにより得た複数のエコー信号から成る第1のエコーデータ群と第2のプリスキャンにより得た複数のエコー信号から成る第2のエコーデータ群とに基づいて本スキャンのパルスシーケンスを事前に補正する。
【選択図】 図6
Description
[数3]
E(n)=Emain(n)+Esub(n)
となる。未調整でも図38中のΔAは十分に小さいため、2つのエコー成分のピークは重なって見えることが多い。
[数4]
|Esub(1)|=0
であり、第1番目の高周波反転パルスのフリップ角がほぼ180°である場合、
[数5]
|Esub(2)|=ほぼ零
である。このため、
この発明に係る第1の実施形態を図1〜図8に基づき説明する。
[数10]
{Ea(n)+Eb(n)}/2、(ここでn=1,2,…)
の演算を行う。この平均化演算の概念を図5(a),(b)および図6の模式図に示す。これらの図に示すように、2番目以降のエコー信号E(2),E(3),…では副エコー成分Esub(2),Esub(3),…の位相が2回のプリスキャンA,Bにおいて互いに180°異なるので適宜相殺され、主エコー成分Emain(n)(n=1,2,…)のみが抽出される。
[数11]
{Ea(n)−Eb(n)}/2
の演算を行った場合の、副エコー成分Esub(n)(n=2,3,…)のみが抽出される様子を模式的に示す。
[数12]
φmain(1)−φmain(2)
および
[数13]
pmain(1)−pmain(2)
の値に基づいて、本スキャン時における、高周波パルスRFの印加位相φの補正量Δφ又はスライス用傾斜磁場パルスGssの補正量ΔGss、およびリード方向傾斜磁場パルスGroの補正量ΔGroを演算する(同図ステップS5)。
この発明に係る第2の実施形態を図9〜図13に基づき説明する。なお、この実施形態を含め、以下の実施形態において上記第1の実施形態と同一又は同等の構成要素には同一符号を用いてその説明を省略又は簡略化する。
[数16]
φmain(neff)−φsub(neff)
、および、ピーク位置の差
[数17]
pmain(neff)−psub(neff)
の値、すなわち、ここでは、
上記第2の実施形態の変形形態を図14〜図18に基づき説明する。この変形形態は、上述したFSE法に代えて、GRASE法を適用したものであり、シーケンサ5はコントローラ6からの指令に応答してプリスキャン時及び本スキャン時ともにGRASE法のパルスシーケンスを指令できるようになっている。
さらに、第3の実施形態に係るMRI装置を図19〜図23を参照して説明する。この実施形態においても2種類のプリスキャンG,Hを使用するが、そのスキャン時に位相エンコード量を本スキャンと同様に各エコーに施すようにしたものである。ここでは、パルスシーケンスがGRASE法である場合について説明する。
[数23]
φmain(3,2)−φsub(3,2)、
および、ピーク位置ベクトルの差
[数24]
pmain(3,2)−psub(3,2)
を演算し、この値に基づいて本スキャン時における、高周波パルスRFの印加位相φの補正量Δφ、スライス用傾斜磁場パルスGssの補正量ΔGss、リード用傾斜磁場パルスGroの補正量ΔGro、位相エンコード用傾斜磁場パルスGpeの補正量ΔGpeをそれぞれ演算する(同図ステップS35)。なお、第neff番目が奇数か偶数かにより上記補正のための演算結果の極性が反転するので、常に同一極性となるように減算の順を統一する。
さらに、第4の実施形態に係るMRI装置を図24、25に基づき説明する。この実施形態は、2種類のプリスキャンを行うことは従前と同じであるが、プリスキャンの特質を考慮し、プリスキャン時にはその特質に合致した撮像対象を使用するようにしたものである。
上記第4の実施形態をさらに変形した例を図26、図27に基づき説明する。この変形形態に係るMRI装置は、傾斜磁場の各物理チャンネルの位相誤差特性を予め2種類のプリスキャンG,H(第4の実施形態と同一のプリスキャン)により収集しておき、本スキャンのときには、断面方向、分解能、スライス厚などの傾斜磁場に関連した撮影条件からパルスシーケンスの補正量Δφ、ΔGを算出し、本スキャンを実施するものである。これにより、後述するように、本スキャンと同じ断面方向のプリスキャンを実行しなくても任意方向の断面の撮像時におけるシーケンスの補正量Δφ、ΔGを求めることができる。
[数32]
α[imgCh][phCh1][phCh2]
は、imgChをphCh1に対応させると、phCh2方向の1次の位相分布をどの程度補正するかを示す係数である。式(11)中のTは補正用傾斜磁場の時間幅であり、同式中のF,imgChは添字のイメージングチャンネルimgChについて、基準とする撮像条件を得るために必要な強度の傾斜磁場に対する実際のスキャンの傾斜磁場強度の比であり、同式中のMo,imgChはそのimgCh方向の基準とする空間周波数の大きさである。
[数33]
β[imgCh][phCh]
は、パルスシーケンスに関係するRO,PE,SSのイメージングチャンネルimgChを物理チャンネルphChに対応させると、0次の位相分布をどの程度補正させるかを示す係数である。式(12)中のF,imgChは式(11)と同じ値である。
[数34]
ΔPi=pmain−psubより演算する(ステップS66)。
[数35]
Δα[imgCh][phCh1][phCh2]
を決める(ステップS69)。この補正量Δα[imgCh][phCh1][phCh2]を用いて、対応するマトリクス要素
[数37]
Δφi=φmain−φsub
が撮像条件毎に演算される。さらにステップS89で、撮像条件の情報と位相差Δφiとに基づいて対応するベクトル要素の補正量
[数38]
Δβ[imgCh][phCh]
が決められ、ステップS90で、対応するベクトル要素
さらに第5の実施形態の係るMRI装置を図28〜図33に基づいて説明する。この実施形態は、従前のものとは異なり、本スキャンにおけるパルスシーケンスの高周波パルスの印加位相や傾斜磁場の波形を補正することはせずに、2次以上の高次の位相分布誤差を含む位相誤差を的確に補正したMR画像を得るようにしたものである。
[数42]
Δθ(r)=arg{IB(r)}−arg{IA(r)}
を求め、
[数43]
IB'(r)=IB(r)・exp{-jΔθ(r)}
の関係を使って、最終画像I(r)をピクセル毎に、
[数44]
I(r)={IA(r)+IB'(r)}/2
として求める。
[数46]
I(r)={|IA(r)|+|IB(r)|}/2
として最終画像I(r)をピクセル毎に求めてもよい。
2 静磁場電源
3x〜3y 傾斜磁場コイル
5 シーケンサ
6 コントローラ
7 高周波コイル
8T,8R 送信機、受信機
11 マルチプレクサ
12 再構成ユニット
13 記憶ユニット
Claims (17)
- 被検体のMR画像を得るための本スキャンの前に、高周波励起パルス及び複数の高周波反転パルスを有しかつその複数の高周波反転パルスの印加位相を基準位相値に設定したパルスシーケンスの第1のプリスキャン、及び、高周波励起パルス及び複数の高周波反転パルスを有しかつその複数の高周波反転パルスの内の偶数番目の高周波反転パルスの印加位相を前記基準位相値に対して180°の位相差を有する値に設定したパルスシーケンスの第2のプリスキャンを各別に実施するスキャン手段と、
前記第1のプリスキャンにより得た複数のエコー信号から成る第1のエコーデータ群と前記第2のプリスキャンにより得た複数のエコー信号から成る第2のエコーデータ群とに基づいて前記本スキャンのパルスシーケンスを事前に補正する補正手段と、
を備えたことを特徴としたMRI装置。 - 前記第1、第2のプリスキャンのパルスシーケンス及び前記本スキャンのパルスシーケンスはCPMGパルス系列又は位相反転CPパルス系列である請求項1記載のMRI装置。
- 前記第1、第2のプリスキャンのパルスシーケンス及び前記本スキャンのパルスシーケンスはGRASE法又は高速SE法に従うパルス系列である請求項1又は2記載のMRI装置。
- 前記第1、第2のプリスキャンのパルスシーケンスの位相エンコード用傾斜磁場は常に零である請求項1、2又は3記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、前記第1のエコーデータ群と前記第2のエコーデータ群との対応する順番のエコーデータ同士で加算又は減算して主エコー成分から成る主エコー集合体とその主エコー成分以外のエコー成分から成る副エコー集合体とを分離・抽出する手段と、前記主、副エコー集合体に基づいて求めた補正データにより前記本スキャンのパルスシーケンスを自動的に補正する手段と、を有する請求項4記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、前記第1のエコーデータ群と前記第2のエコーデータ群との対応する順番のエコーデータ同士で加算又は減算して主エコー成分から成る主エコー集合体とその主エコー成分以外のエコー成分から成る副エコー集合体とを分離・抽出する手段と、前記主エコー集合体及び副エコー集合体の各集合体の内の奇数番目及び偶数番目のエコーデータのエコーピークの位相ずれ及び位置ずれの少なくとも一方を演算する手段と、この演算値から求めた補正データにより前記本スキャンのパルスシーケンスを自動的に補正する手段と、を有する請求請4記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、前記第1のエコーデータ群と前記第2のエコーデータ群との対応する順番のエコーデータ同士で加算又は減算して主エコー成分から成る主エコー集合体とその主エコー成分以外のエコー成分から成る副エコー集合体とを分離・抽出する手段と、前記主エコー集合体及び副エコー集合体の各集合体の内の少なくとも一部の0次又は1次の位相分布を比較する手段と、この比較結果に応じて求めた補正データにより前記本スキャンのパルスシーケンスを自動的に補正する手段と、を有する請求請4記載のMRI装置。
- 前記補正データは、前記本スキャンのパルスシーケンスの高周波励起パルスの印加位相の補正値、スライス用傾斜磁場の補正値、リード用傾斜磁場の補正値の少なくとも一つである請求項5、6又は7記載のMRI装置。
- 前記補正データは、前記高周波励起パルスの印加位相の補正値又は前記スライス用傾斜磁場の補正値、及び前記リード様傾斜磁場の補正値である請求項8記載のMRI装置。
- 前記第1、第2のプリスキャンのパルスシーケンスの位相エンコード用傾斜磁場は、前記本スキャンにおけるk空間の中心位置を含むデータラインに配置するエコーデータ収集時のショットと同一の位相エンコード用傾斜磁場の波形である請求項1、2又は3記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、前記第1のエコーデータ群及び前記第2のエコーデータ群の内の時間軸上の実効エコー時間に相当するエコーデータ同士で加算又は減算して実効エコー時間相当のエコーデータに関する主エコー成分から成る主エコー集合体とその主エコー成分以外のエコー成分から成る副エコー集合体とを分離・抽出する手段と、前記主エコー集合体と副エコー集合体との実効エコー時間相当のエコーデータのエコーピークの位相ずれ及び位置ずれの少なくとも一方を演算する手段と、この演算値から求めた補正用データで前記本スキャンのパルスシーケンスを自動的に補正する手段とを備えた請求請10記載のMRI装置。
- 前記第1、第2のプリスキャンのパルスシーケンスの位相エンコード用傾斜磁場は、前記本スキャンにおけるk空間上の一部又は全面のエコーデータ収集時のショットと同一の位相エンコード用傾斜磁場の波形である請求項1、2又は3記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、前記第1のエコーデータ群及び前記第2のエコーデータ群のエコーデータ同士で加算又は減算してk空間上の2次元の主エコー成分から成る主エコー集合体とその主エコー成分以外のエコー成分から成るk空間上の2次元の副エコー集合体とを分離・抽出する手段と、前記主エコー集合体及び副エコー集合体から所望の前記主エコー成分のエコーピークの位相ずれと2次元位置ずれベクトル及び所望の前記副エコー成分のエコーピークの位相ずれと2次元位置ずれベクトルの少なくとも一方を演算する手段と、この演算値から求めた補正用データで前記本スキャンのパルスシーケンスを自動的に補正する手段とを備えた請求請12記載のMRI装置。
- 前記第1、第2のプリスキャンを実施する対象は、前記被検体とは異なるファントムである請求項1乃至13のいずれか一項記載のMRI装置。
- 前記補正手段は、この第1、第2のエコーデータ群に基づいてイメージングチャンネルと傾斜磁場コイルの物理チャンネルとの組み合わせに対して固有の位相誤差に関連する情報を求める手段と、本スキャン時にはその位相誤差関連の情報と傾斜磁場に関連した撮像条件とから本スキャンのパルスシーケンスの補正データを求める手段とを含む請求項1、2又は3記載のMRI装置。
- 前記撮像条件は、本スキャン時に指定される撮像断面の方向、分解能、及びスライス厚を含む請求項15記載のMRI装置。
- 前記高周波反転パルスの印加位相の基準位相値は90°であり、前記高周波反転パルスの180°の位相差を有する印加位相値は270°である請求項1ないし16の何れか一項記載のMRI装置。
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CN111157932A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-15 | 华东师范大学 | 一种快速自旋回波脉冲序列中射频脉冲的优化方法 |
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