JP2006122222A - Ｓｓｆｐパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減すること。
【解決手段】勾配磁場によってＴＲ内に発生する横磁化の位相シフトを次のＲＦの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相、すなわち、0−0−0−0（ｄｅｇ）の繰り返しを不使用ＲＦ送信位相として特定し、この不使用ＲＦ送信位相を用いることなく、それ以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、勾配磁場によってＴＲ内に発生する横磁化の位相シフトを次のＲＦの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法およびそのフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置に関するものである。

勾配磁場によってＴＲ内に発生する横磁化の位相シフトを次のＲＦの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のＳＳＦＰパルスシーケンスは、一般に、ＦＩＳＰ（Fast Imaging with Steady-state Precession）とかＦＩＥＳＴＡ（Fast Imaging Employing Steady state Acquisition）の名で呼ばれている。このＦＩＳＰは磁場不均一の影響を受けやすく、画像上でバンドアーチファクト（Band Artifact）と呼ばれる帯状の低信号領域が発生しやすいことが知られている。なお、一般的なＦＩＳＰのＲＦの送信位相は励起ごとに0−180−0−180（ｄｅｇ:度）の繰り返しで定常状態（ＳＳＦＰ: Steady State Free Precession）が形成される。

このＦＩＳＰにおけるバンドアーチファクトを解決する方法として、特許文献１に記載されているようなフェーズサイクリング（Phase Cycling）法が知られている。
例えば、２Ｎｅｘ（加算回数）の場合、先ず、0−0−0−0（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相で画像を取得し、次に、0−180−0−180（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相で画像を取得して、両者の画像を合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、各ＲＦ送信位相の増分は、０度と１８０度である。
同様に、３Ｎｅｘの場合には、0−0−0−0（ｄｅｇ）、0-120-240-0-120-240（ｄｅｇ）、0-240-120-0-240-120（ｄｅｇ）の３つのＲＦ送信位相で画像を取得して、これらを合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、ＲＦ送信位相の増分は、０度、１２０度、２４０度である。
また、４Ｎｅｘの場合には、0−0−0−0（ｄｅｇ）、0−90−180−270（ｄｅｇ）、0−180−0−180（ｄｅｇ）、0−270−180−90（ｄｅｇ）の４つのＲＦ送信位相で画像を取得して、これらを合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、ＲＦ送信位相の増分は、０度、９０度、１８０度、２７０度である。

図７は、従来のフェーズサイクリング法における励起毎のＲＦ送信位相の増分を２次元平面上に描いた説明図を示している。図示の如く、従来のフェーズサイクリング法では、加算回数（Ｎｅｘ）に応じて、一周３６０度を均等に分割してＲＦ送信位相の増分を決定している。このようにＲＦ送信位相の増分を変えて複数回のサンプリングを行うことにより、バンドアーチファクトの発生する位置をシフトさせて複数の画像を得ることができ、さらに、これらサンプリングした画像を合成することにより、バンドアーチファクトの影響を軽減することが可能である。

特開２００４−１２１４６６号公報

しかしながら、上記従来のフェーズサイクリング法では、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合、例えば、２Ｎｅｘの場合などで画像の中心に顕著なバンドアーチファクトが発生しており、必ずしも十分にバンドアーチファクトを低減できていないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法は、勾配磁場によってＴＲ内に発生する横磁化の位相シフトを次のＲＦの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、ＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。

この発明によれば、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、この不使用ＲＦ送信位相を用いることなく、それ以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近（すなわち、画像の中心付近）に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。

第２の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相として、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ：度）の繰り返しを用いることを特徴とする。この発明によれば、複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つは、画像中心付近の信号強度が高い0−180−0−180（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相を用いるので、画像中心付近のバンドアーチファクトの低減を確実に行える。

第３の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする。この発明によれば、複数のＲＦ送信位相の増分に着目して、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値とすることにより、各ＲＦ送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させる。

第４の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。

第５の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記フェーズサイクリングのＮｅｘ（加算回数）が偶数の場合、前記複数のＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０±α（任意の数）度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合で構成されることを特徴とする。この発明によれば、送信位相の増分が１８０±α度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合を用いるので、各ＲＦ送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させることができる。

第６の観点の発明であるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。

第７の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、対象内のスピンをＳＳＦＰ状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、ＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。この発明によれば、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、この不使用ＲＦ送信位相を用いることなく、それ以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近（すなわち、画像の中心付近）に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。

第８の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、対象内のスピンをＳＳＦＰ状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、ＲＦ送信位相の増分が０度である0−0−0−0（ｄｅｇ:度）の繰り返し以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。この発明は、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0−0−0−0（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相を用いることなく、それ以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近（すなわち、画像の中心付近）に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。

第９の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、前記複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相として、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ:度）の繰り返しを用いることを特徴とする。この発明によれば、複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つは、画像中心付近の信号強度が高い0−180−0−180（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相を用いるので、画像中心付近のバンドアーチファクトの低減を確実に行える。

第１０の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする。この発明によれば、複数のＲＦ送信位相の増分に着目して、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値とすることにより、各ＲＦ送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させる。

第１１の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。

第１２の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、前記フェーズサイクリングのＮｅｘ（加算回数）が偶数の場合、前記複数のＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０±α（任意の数）度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合で構成されることを特徴とする。この発明によれば、送信位相の増分が１８０±α度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合を用いるので、各ＲＦ送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させることができる。

第１３の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。

本発明にかかるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置は、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相、すなわち、0−0−0−0（ｄｅｇ）を不使用ＲＦ送信位相として特定し、この不使用ＲＦ送信位相を用いることなく、それ以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うため、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置を提供することができる。

以下、本発明のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置の一実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。

先ず、実施の形態に先立って、本発明のフェーズサイクリング法の基本的な考え方について説明する。本発明は、ＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うものである。

（１）式は、一般的に知られたＦＩＳＰの信号強度式である。なお、Ｓは信号強度、ＴＲは繰り返し時間、Ｔ１，Ｔ２は緩和時間を示している。

ここで、（１）式で示した一般的に知られたＦＩＳＰの信号強度式を以下の条件で発展させる。Ｚ軸を主磁場方向にとり、Ｘ軸方向のＰＦを考えＦｌｉｐ ＡｎｇｌｅをＡとし、ＴＲ内で静磁場不均一等が原因で横磁化が受ける位相シフト量をＢとし、回転座標系におけるＢｌｏｃｈ方程式を解くと、次式で示すように定常状態の横磁化ｍｙＳＳＦＰ及びｍｘＳＳＦＰ、励起直後のＦＩＤの横磁化ｍｙＦＩＤ，ｍｘＦＩＤを得ることができる。

上記（２）式が横磁化が受ける位相シフトを考慮したＦＩＳＰの信号強度式となる。なお、上記（２）−ａでＢ＝０とおくと一般的に知られたＦＩＳＰの信号強度式（１）式となる。

図１は、ＦＩＳＰにおける位相シフト量に対する信号強度を示した図である。ここでは、緩和時間Ｔ１＝T２＝３００ｍｓ，ＴＲ＝２０ｍｓ，Ａ＝９０ｄｅｇとした場合の位相シフト量Ｂに対する信号強度を示している。図において、位相シフト量の絶対値が大きい領域の信号強度が落ち込んでいるところがバンドアーチファクトである。なお、（２）式は、ＲＦ送信位相をＦＩＳＰの一般的な送信位相である0−180−0−180（ｄｅｇ：度）の繰り返しとして解いた結果である。なお、以下において、ＲＦ送信位相の繰り返しを単に0−180−0−180（ｄｅｇ：度）のように記載する。

図１から明らかなように、ＲＦ送信位相が0−180−0−180（ｄｅｇ）の場合、すなわち、ＲＦ送信位相の増分が１８０度の場合、位相シフト量が０の付近（画像の中心付近に相当）では信号強度が高く、位相シフト量の絶対値が１００以上（画像の周辺部分）にバンドアーチファクトが発生することが分かる。

次に、ＲＦ送信位相の増加を行わない場合、0−0−0−0（ｄｅｇ）の場合のＦＩＳＰ の信号強度式を同様に求めると（３）式となる。

図２は、0−0−0−0（ｄｅｇ）の場合のＦＩＳＰにおける位相シフト量に対する信号強度を示す。図において、位相シフト量Ｂがゼロ付近に、すなわち、比較的均一度が良い場合、画像中央部にバンドアーチファクトが存在することが示されている。

さて、ＴＲ間に横磁化が受ける位相シフト量は、フェーズサイクリングにおける励起ごとＲＦ送信位相の増加分と同等である。なぜならフェーズサイクリング法ではＲＦ送信位相を変化させると同時に受信位相も同調させるため、回転座標系で考えると両者は同等となる。従来のフェーズサイクリング法は、バンドアーチファクトの位置を変化させ、それぞれバンドアーチファクトの位置が異なる画像の合成によりバンドアーチファクトを軽減する手法である。換言すれば、従来法ではバンドアーチファクトの位置をシフトさせることのみを考慮しており、バンドアーチファクトが発生する位置については考慮されていなかった。

ところで、従来のフェーズサイクリング法では、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合、例えば、２Ｎｅｘの場合などで画像の中心に顕著なバンドアーチファクトが発生しており、必ずしも十分にバンドアーチファクトを低減できていないという問題点があった。
本発明者は、図１および図２の結果と、従来法ではバンドアーチファクトの位置をシフトさせることのみを考慮していることに着目して、従来のフェーズサイクリング法の問題（比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合のバンドアーチファクトの発生）の原因は、１、従来のフェーズサイクリング法では必ず０位相送信0−0−0−0（ｄｅｇ）のデータ を収集している点、２、さらにＮｅｘが小さいと合成画像における0−0−0−0（ｄｅｇ）のデータの寄与度が高くなる点、３、バンドアーチファクトが発生する位置について考慮してない点の３点にあるという結論に到達した。

そこで、本発明のフェーズサイクリング法では、（２）式から求められるＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0−0−0−0（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、0−0−0−0（ｄｅｇ）以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。

このとき、複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相を、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ：度）の繰り返しを用いる。0−180−0−180（ｄｅｇ：度）のＲＦ送信位相は、図1で示したように、位相シフト量が０の付近（画像の中心付近に相当）で信号強度が高く、バンドアーチファクトは画像の周辺部分に発生するため、バンドアーチファクトの低減に最も有効なＲＦ送信位相である。

また、従来のフェーズサイクリング法で２次元平面を均等に分割していたＲＦ送信位相の増分を、本発明のフェーズサイクリング法においては、２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値になるように設定する。

従来のＲＦ送信位相増分は、（４）式で表されるのに対し、本発明ではＲＦ送信位相の増分を、一例として以下の（５）式で与える。

具体的に、本発明のＲＦ送信位相の増分を従来例と比較すると以下のようになる。
Ｎｅｘ＝２、従来:0,180 本発明:180,120
Ｎｅｘ＝３、従来:0,120,240 本発明:180,120,240
Ｎｅｘ＝４、従来:0,90,180,270 本発明:180,72,144,216
Ｎｅｘ＝５、従来:0,72,144,216,288 本発明:180,72,144,216,288

図３は、本発明のフェーズサイクリング法における励起毎のＲＦ送信位相の増分を２次元平面上に描いた説明図である。フェーズサイクリングが１８０度送信位相を中心に行われるため、画像中心にバンドアーチファクトが出にくい画像を基調にバンドアーチファクトを少しずつシフトさせて合成する。したがって、小さなＮｅｘでもバンドアーチファクトが出にくいことになる。

ここで、図４の本発明による合成画像の信号強度と従来法による合成画像の信号強度とを比較した図を参照して、具体的に、２Ｎｅｘの場合を例として、画像中心部でのバンドアーチファクトの低減について説明する。従来例では、画像中心部（位相シフト量が０付近）の信号強度が低いＲＦ送信位相0−0−0−0（ｄｅｇ）を用いており、このＲＦ送信位相0−0−0−0（ｄｅｇ）とＲＦ送信位相0−180−0−180（ｄｅｇ）とを加算して合成画像を生成する。このため、合成画像は位相シフト量０の付近に信号強度の低い部分（バンドアーチファクトの発生）が現れる。

一方、本発明では、位相シフト量が０の付近（画像の中心付近に相当）で信号強度が高く、信号強度の低い部分が画像の周辺部分に発生するＲＦ送信位相0−180−0−180（ｄｅｇ）と、同様に位相シフト量が０の付近（画像の中心付近に相当）で信号強度が高く、信号強度の低い部分が画像の中心から外れた部分に発生するＲＦ送信位相0−120−240−0（ｄｅｇ）とを加算して合成画像を生成する。このため、合成画像は位相シフト量０の付近には信号強度の低い部分（バンドアーチファクトの発生）が現れない。換言すれば、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができたことになる。

前述した説明では、ＲＦ送信位相として、少なくとも１つは0−180−0−180（ｄｅｇ）を用いる例を示したが、フェーズサイクリングのＮｅｘ（加算回数）が偶数の場合、複数のＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０±α（任意の数）度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合で構成するようにしても良い。（５）式の例では、偶数Ｎｅｘの場合もＲＦ送信位相増分は１８０度のデータを必ず収集しているが、例えば、（６）式で示すように、Ｎｅｘ＝２:144,216、Ｎｅｘ＝４:103,154,206,257 (deg)のように１８０度を中心に対象に配置する。ＲＦ送信位相をこのように設定することによっても、比較的磁場不均一が良好でＮｅｘが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができる。

次に、前述した本発明のフェーズサイクリング法を適用した磁気共鳴撮影装置の一実施の形態について説明する。図５は、本実施の形態の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。本装置は実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。

同図に示すように、本装置はマグネットシステム１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。

主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成される。

勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。静磁場空間における互いに垂直な座標軸をＸ，Ｙ，Ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままＸ，Ｙ，Ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では対象１の体軸の方向をＺ軸方向とする。

スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場またはフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。

ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。

磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。

勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。

ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータとして収集する。

勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。

シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリを有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。

データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。

データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は２次元フーリエ空間（ｋスペース）に対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。

データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイスを備えたキーボード等で構成される。

表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブに本装置を操作する。

図６に、ＳＳＦＰ状態でのスキャンのパルスシーケンスを示す。パルスシーケンスは左から右に進行する。同図において、（１）はＲＦ信号のパルスシーケンスを示す。（２）〜（４）はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。

同図に示すように、α°パルスによるスピン励起が行われる。スピン励起はスライス勾配Ｇｓｌｉｃｅの下での選択励起である。スピン励起は、周期ＴＲで繰り返し行われる。周期ＴＲはパルス繰り返し時間とも呼ばれる。１ＴＲが１ビュー（ｖｉｅｗ）に相当する。

１ＴＲの間に印加される周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑによってエコーが読み出される。なお、エコーはその中心信号で表現する。α°パルスの中心からエコー中心までの時間がエコータイム（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）ＴＥである。以下、エコータイムを単にＴＥともいう。

通常は、ＴＥ＝ＴＲ／２となるように、周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑが設定される。水と脂肪を分離して撮影する場合は、ＴＥはさらに、水と脂肪の位相差が２πになる時間の１／ｍとなるように設定される。これはＴＲの設定を通じて行われる。ｍは例えば４である。このとき、水と脂肪の位相差はπ／２となる。なお、ｍは４に限るものではない。

１ＴＲの間に、スピン励起の直後と次のスピン励起の直前にそれぞれ位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅが印加される。これら１対の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅは、大きさおよび極性が互いに対称的になっている。これによって、前側の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅによって位相エンコードの巻き上げが行われ、後ろ側の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅによって位相エンコードの巻き戻しが行われる。位相エンコード量は１ＴＲごとに変更される。

位相エンコードおよび周波数エンコードによってエコーを読み出すことにより、ｋスペースのデータがサンプリングされる。位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。

本装置では、このようなデータ収集を行う際のフェーズサイクリングにおいて、α°パルスの位相（すなわち、ＲＦ送信位相）として、本発明のフェーズサイクリングで示したように、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0-0-0-0（ｄｅｇ）のＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、0-0-0-0（ｄｅｇ）以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。具体的には、複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相を、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ：度）を用いる。

頭部検査のようにＦＯＶ（撮像野）内の静磁場不均一が比較的良好でフェーズサイクリングを行わないＦＩＳＰにてバンドアーチファクトがＦＯＶ内に１、２本存在する場合、従来のフェーズサイクリングを伴うＦＩＳＰでそのバンドアーチファクトを消すためには大きなＮｅｘ少なくとも４Ｎｅｘ以上必要であり、２Ｎｅｘ等の小さなＮｅｘでスキャンを行うと画像の中央に必ずバンドアーチファクトが出現してしまっていたが、本装置では、２Ｎｅｘ程度の小さなＮｅｘで、すなわち短いスキャン時間でバンドアーチファクトが存在しない良好な画像を得ることができる。

以上のように、本発明にかかるＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置は、頭部検査のようにＦＯＶ（撮像野）内の静磁場不均一が比較的良好でＮｅｘが小さい場合に適している。

本発明の原理を示す説明であり、ＦＩＳＰにおける位相シフト量に対する信号強度を示した図である。 本発明の原理を示す説明図であり、0−0−0−0（ｄｅｇ）の場合のＦＩＳＰにおける位相シフト量に対する信号強度を示す図である。 本発明のフェーズサイクリング法における励起毎のＲＦ送信位相の増分を２次元平面上に描いた説明図である。 本発明による合成画像の信号強度と従来法による合成画像の信号強度とを比較した説明図である。 本実施の形態の磁気共鳴撮影装置のブロック図である。 ＳＳＦＰ状態でのスキャンのパルスシーケンスを示す説明図である。 従来のフェーズサイクリング法における励起毎のＲＦ送信位相の増分を２次元平面上に描いた説明図である。

符号の説明

１ 対象
１５０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部

Claims (13)

1. 勾配磁場によってＴＲ内に発生する横磁化の位相シフトを次のＲＦの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、
   ＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とするＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
2. 前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ：度）の繰り返しを用いることを特徴とする請求項１に記載のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
3. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする請求項１または２に記載のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
4. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
   

   
5. 前記フェーズサイクリングのＮｅｘ（加算回数）が偶数の場合、前記複数のＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０±α（任意の数）度の関係となる１対のＲＦ送信位相の集合で構成されることを特徴とする請求項１に記載のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
6. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項５に記載のＳＳＦＰパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
   

   
7. 対象内のスピンをＳＳＦＰ状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、
   ＲＦ送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するＲＦ送信位相を不使用ＲＦ送信位相として特定し、前記不使用ＲＦ送信位相以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
8. 対象内のスピンをＳＳＦＰ状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、
   ＲＦ送信位相の増分が０度である0−0−0−0（ｄｅｇ:度）の繰り返し以外の複数のＲＦ送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
9. 前記複数のＲＦ送信位相のうち少なくとも一つのＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０度である0−180−0−180（ｄｅｇ:度）の繰り返しを用いることを特徴とする請求項７または８に記載の磁気共鳴撮影装置。
10. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分が２次元平面の１８０度を中心に２次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする請求項７、８または９に記載の磁気共鳴撮影装置。
11. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮影装置。
    

    
12. 前記フェーズサイクリングのＮｅｘ（加算回数）が偶数の場合、前記複数のＲＦ送信位相は、送信位相の増分が１８０±α（任意の数）度の関係となる1対のＲＦ送信位相の集合で構成されることを特徴とする請求項７または８に記載の磁気共鳴撮影装置。
13. 前記複数のＲＦ送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項１２に記載の磁気共鳴撮影装置。
    

    

Images