JP2602226B2 - 核磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
核磁気共鳴イメージング装置Info
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- JP2602226B2 JP2602226B2 JP62116804A JP11680487A JP2602226B2 JP 2602226 B2 JP2602226 B2 JP 2602226B2 JP 62116804 A JP62116804 A JP 62116804A JP 11680487 A JP11680487 A JP 11680487A JP 2602226 B2 JP2602226 B2 JP 2602226B2
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- Japan
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- magnetic resonance
- magnetic field
- nuclear magnetic
- image
- resonance signal
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴現像を利用した生体内断層像撮影
装置に係り、特に緩和や化学シフトや静磁場不均一の効
果を高精度に分離、補正して高画質の画像を生成し、か
つ上記効果自体を高精度に推定するのに好適なイメージ
ング装置に関する。
装置に係り、特に緩和や化学シフトや静磁場不均一の効
果を高精度に分離、補正して高画質の画像を生成し、か
つ上記効果自体を高精度に推定するのに好適なイメージ
ング装置に関する。
従来、核磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance
Imaging、以下MRIと略す）においてT2とばれる緩和ま
たは化学シフトまたは静磁場不均一の効果を低減させる
方式としては、例えば、医学における磁気共鳴、ワーク
・イン・プログレスの第５回年次会合の予稿集、第156
頁から第157頁（1986年）（Proceedings of 5th Annnal
Meeting Magnetic,Resonance in Medicine Works in P
rogress PP156−157,1986）において論じられているよ
うに、周波数領域内で逆順にデータを計測するスキヤン
を追加する方法や、180゜パルスを使用する方法などが
知られている。
Imaging、以下MRIと略す）においてT2とばれる緩和ま
たは化学シフトまたは静磁場不均一の効果を低減させる
方式としては、例えば、医学における磁気共鳴、ワーク
・イン・プログレスの第５回年次会合の予稿集、第156
頁から第157頁（1986年）（Proceedings of 5th Annnal
Meeting Magnetic,Resonance in Medicine Works in P
rogress PP156−157,1986）において論じられているよ
うに、周波数領域内で逆順にデータを計測するスキヤン
を追加する方法や、180゜パルスを使用する方法などが
知られている。
MRIにおいて、共鳴信号を時間的に変動する傾斜磁場
の下で計測し、計測に要する時間を短縮する方法が多く
知られている。これらの方式では一般に１回のスピン励
起に対する共鳴信号を計測する時間は長くなる。（ただ
し、スピン励起の回数は減らせるので全体の計測に要す
る時間は短縮される。）このとき、緩和や化学シフトや
静磁場不均一の効果が無視できず、再構成画像の画質が
劣化する。
の下で計測し、計測に要する時間を短縮する方法が多く
知られている。これらの方式では一般に１回のスピン励
起に対する共鳴信号を計測する時間は長くなる。（ただ
し、スピン励起の回数は減らせるので全体の計測に要す
る時間は短縮される。）このとき、緩和や化学シフトや
静磁場不均一の効果が無視できず、再構成画像の画質が
劣化する。
上記従来技術においてはこの点を解決するため、緩和
の効果に対しては逆方向のスキヤンをつけ加える方法、
化学シフト、不均一の効果に対しては180゜パルスを用
いる方法が提案されている。しかし、逆方向のスキヤン
をつけ加える方法ではS/N比の劣化または計測時間の増
大を伴ない、また180゜パルスを用いる方法では、180゜
パルスの不完全性による画質劣化が避けられず、また両
者ともにある程度の補正はできても緩和等の効果を分離
して測定することはできなかつた。
の効果に対しては逆方向のスキヤンをつけ加える方法、
化学シフト、不均一の効果に対しては180゜パルスを用
いる方法が提案されている。しかし、逆方向のスキヤン
をつけ加える方法ではS/N比の劣化または計測時間の増
大を伴ない、また180゜パルスを用いる方法では、180゜
パルスの不完全性による画質劣化が避けられず、また両
者ともにある程度の補正はできても緩和等の効果を分離
して測定することはできなかつた。
本発明の目的は、データ計測開始タイミングの異なる
複数個の共鳴信号から緩和等の効果を分離して推定する
ことにより、高精度に補正を行ない、かつ緩和時間像、
化学シフト像、不均一マツプの作成を可能とする装置を
提供することにある。
複数個の共鳴信号から緩和等の効果を分離して推定する
ことにより、高精度に補正を行ない、かつ緩和時間像、
化学シフト像、不均一マツプの作成を可能とする装置を
提供することにある。
上記目的は、データ計測開始タイミングの異なる複数
組の共鳴信号から緩和等の効果を推定し、この推定結果
から緩和等の効果を除去した共鳴信号を生成し、その共
鳴信号から画像再構成を行なうことにより達成される。
組の共鳴信号から緩和等の効果を推定し、この推定結果
から緩和等の効果を除去した共鳴信号を生成し、その共
鳴信号から画像再構成を行なうことにより達成される。
以下、２次元断層像撮影の場合について述べる。３次
元の場合も同様である。いまx,yを断層面内の２次元座
標とし、x,y方向の傾斜磁場強度をGx（ｔ）,Gy（ｔ）と
する。このとき検出される共鳴信号S1（ｔ）は、 と書ける。ここで γ：核磁気回転比 ρｉ（x,y）：位置（x,y）、第ｉ化学シフト成分のスピ
ン密度 ΔHo:静磁場不均一度 ΔHi:化学シフト T2（x,y）：位置（x,y）における横緩和定数 tE:エコー時間 T:データ計測時間 C:比例定数 である。ただし（１）では縦緩和と動きの影響を省略し
た。
元の場合も同様である。いまx,yを断層面内の２次元座
標とし、x,y方向の傾斜磁場強度をGx（ｔ）,Gy（ｔ）と
する。このとき検出される共鳴信号S1（ｔ）は、 と書ける。ここで γ：核磁気回転比 ρｉ（x,y）：位置（x,y）、第ｉ化学シフト成分のスピ
ン密度 ΔHo:静磁場不均一度 ΔHi:化学シフト T2（x,y）：位置（x,y）における横緩和定数 tE:エコー時間 T:データ計測時間 C:比例定数 である。ただし（１）では縦緩和と動きの影響を省略し
た。
ここでデータ計測タイミングをΔＴだけ遅らせて計測
した時の共鳴信号をS2（ｔ）とすると となる。
した時の共鳴信号をS2（ｔ）とすると となる。
（１）式と（２）式の差を計算し、ΔＴ《（γΔHo）
-1,（γΔHi）-1,T2（x,y）とすると、 となる。さらにＴ《（γΔHo）-1,（γΔHi）-1,T2（x,
y）と仮定すると、（１）式も となる。したがつて であるから、Ｓ（ｔ）を用いて画像を再構成すれば計測
時間内で緩和や化学シフトや静磁場不均一の効果により
共鳴信号強度が変化するという効果を補正でき、高画質
の画像が得られる。またtEを変えて同様に画像を再構成
すれば、緩和時間像を精度よく求めることができる。化
学シフト・静磁場不均一マツプに関しても同様である。
-1,（γΔHi）-1,T2（x,y）とすると、 となる。さらにＴ《（γΔHo）-1,（γΔHi）-1,T2（x,
y）と仮定すると、（１）式も となる。したがつて であるから、Ｓ（ｔ）を用いて画像を再構成すれば計測
時間内で緩和や化学シフトや静磁場不均一の効果により
共鳴信号強度が変化するという効果を補正でき、高画質
の画像が得られる。またtEを変えて同様に画像を再構成
すれば、緩和時間像を精度よく求めることができる。化
学シフト・静磁場不均一マツプに関しても同様である。
また、さらに高次の補正をする場合は次の様にする。
（３）式で（ΔＴ）２の項まで考慮すると そしてデータ計測タイミングをΔＴ′（≠ΔＴ）だけ遅
らせて計測した時の信号をS3（ｔ）とすると S1（ｔ）−S3（ｔ）（（６）式の右辺でΔＴ→ΔＴ′と
したもの） となる。したがつて となるから とすれば、（５）式と較べてより高次の項まで補正でき
る。３次以上の項の補正も同様である。
らせて計測した時の信号をS3（ｔ）とすると S1（ｔ）−S3（ｔ）（（６）式の右辺でΔＴ→ΔＴ′と
したもの） となる。したがつて となるから とすれば、（５）式と較べてより高次の項まで補正でき
る。３次以上の項の補正も同様である。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を用いて説
明する。
明する。
第２図は本発明を実施するMRI装置のブロツク構成図
である。検査対象物から核磁気共鳴信号を検出するため
に、あらかじめ定められた手順に従つて装置各部を制御
するシーケンス制御部201と、共鳴を起こさせるために
発生する高周波パルスの送信器202と、傾斜磁場を駆動
する傾斜磁場駆動部204およびそれを制御する磁場制御
部203と、検査対象物から発生する核磁気共鳴信号を受
信検波する受信器205と、画像再構成および各種演算を
行なう処理装置206と、画像表示用CRTデイスプレイ207
と、検出信号データ、再構成画像データなどを記憶する
外部記憶装置208とから成る。
である。検査対象物から核磁気共鳴信号を検出するため
に、あらかじめ定められた手順に従つて装置各部を制御
するシーケンス制御部201と、共鳴を起こさせるために
発生する高周波パルスの送信器202と、傾斜磁場を駆動
する傾斜磁場駆動部204およびそれを制御する磁場制御
部203と、検査対象物から発生する核磁気共鳴信号を受
信検波する受信器205と、画像再構成および各種演算を
行なう処理装置206と、画像表示用CRTデイスプレイ207
と、検出信号データ、再構成画像データなどを記憶する
外部記憶装置208とから成る。
以上の構成における本発明の一実施例のシーケンスを
第３図および第４図に示す。第３図は基準となる共鳴信
号S1（ｔ）を計測するためのシーケンスである。まずＺ
方向の傾斜磁場パルス302の印加と同時に90゜高周波磁
場パルス301を発生し、撮影したいスライス内のスピン
を共鳴させる。次いで、スピンエコーを発生させるため
の180゜高周波磁場パルス303をＺ方向傾斜磁場パルス30
4と同時に印加する。その後、ｘ方向傾斜磁場305、ｙ方
向傾斜磁場306を印加しながら、時間307の間共鳴信号を
計測する。
第３図および第４図に示す。第３図は基準となる共鳴信
号S1（ｔ）を計測するためのシーケンスである。まずＺ
方向の傾斜磁場パルス302の印加と同時に90゜高周波磁
場パルス301を発生し、撮影したいスライス内のスピン
を共鳴させる。次いで、スピンエコーを発生させるため
の180゜高周波磁場パルス303をＺ方向傾斜磁場パルス30
4と同時に印加する。その後、ｘ方向傾斜磁場305、ｙ方
向傾斜磁場306を印加しながら、時間307の間共鳴信号を
計測する。
第４図は、共鳴信号データ計測のタイミングをΔＴだ
け遅らせた場合のシーケンスである。ｘ方向傾斜磁場40
5、ｙ方向傾斜磁場406、データ計測時間407のタイミン
グがΔＴだけ遅れた以外は、第３図と全く同じである。
第３図のシーケンスで計測した信号をS1（ｔ）、第４図
のシーケンスでΔＴ＝ΔT2,ΔT3,ΔT4として計測した信
号をS2（ｔ）,S3（ｔ）,S4（ｔ）とする。
け遅らせた場合のシーケンスである。ｘ方向傾斜磁場40
5、ｙ方向傾斜磁場406、データ計測時間407のタイミン
グがΔＴだけ遅れた以外は、第３図と全く同じである。
第３図のシーケンスで計測した信号をS1（ｔ）、第４図
のシーケンスでΔＴ＝ΔT2,ΔT3,ΔT4として計測した信
号をS2（ｔ）,S3（ｔ）,S4（ｔ）とする。
第１図は本実施例における処理手順のフローチヤート
である。ステツプ101では、第３図および第４図のシー
ケンスにより計測された信号データS1（ｔ）,i＝１〜４
を第２図の外部記憶装置208から読み込み、処理装置206
内のメモリに記憶する。ステツプ102では全てのサンプ
ル点ｊについて、ステツプ103とステツプ104を繰り返
す。ステツプ103では、４個のサンプルデータSi（tj）
ｉ＝１〜４、（tjは第ｊサンプル時刻）から、雑音およ
びΔT2〜４を考慮してSi（tj）をΔＴの関数をみたとき
の傾きａを推定する。ステツプ104では、上記傾きａを
用いて、式 （tj）＝Ｓ（tj）−ａ・tj （10） から、補正済信号データ（tj）を求める。
である。ステツプ101では、第３図および第４図のシー
ケンスにより計測された信号データS1（ｔ）,i＝１〜４
を第２図の外部記憶装置208から読み込み、処理装置206
内のメモリに記憶する。ステツプ102では全てのサンプ
ル点ｊについて、ステツプ103とステツプ104を繰り返
す。ステツプ103では、４個のサンプルデータSi（tj）
ｉ＝１〜４、（tjは第ｊサンプル時刻）から、雑音およ
びΔT2〜４を考慮してSi（tj）をΔＴの関数をみたとき
の傾きａを推定する。ステツプ104では、上記傾きａを
用いて、式 （tj）＝Ｓ（tj）−ａ・tj （10） から、補正済信号データ（tj）を求める。
ステツプ105では、補正済信号データから画像を再
構成し、ステツプ106では再構成された画像データを外
部記憶装置208へ出力・格納する。
構成し、ステツプ106では再構成された画像データを外
部記憶装置208へ出力・格納する。
第５図には、第１図のステツプ103で行なう処理の例
を示す。ΔＴ＝０に対応するSi（tj），ΔＴ＝ΔT2,ΔT
3,ΔT4に対応するS2〜４（tj）を、ΔＴの関数とみな
し、最もよく近似する直線の傾きをもつてａの値とす
る。この傾きは例えば最小２乗法を用いて求めることが
できる。また式（10）の代わりに、ここで求めた直線の
ΔＴ＝−tjにおける値をもつて補正済信号データＳ
（tj）としてもよい。
を示す。ΔＴ＝０に対応するSi（tj），ΔＴ＝ΔT2,ΔT
3,ΔT4に対応するS2〜４（tj）を、ΔＴの関数とみな
し、最もよく近似する直線の傾きをもつてａの値とす
る。この傾きは例えば最小２乗法を用いて求めることが
できる。また式（10）の代わりに、ここで求めた直線の
ΔＴ＝−tjにおける値をもつて補正済信号データＳ
（tj）としてもよい。
以上、本実施例により、画質劣化の補正された再構成
画像が得られるが、ここで、第３図または第４図のシー
ケンスにおいて、異なる傾斜磁場パターンを用いてイメ
ージングする場合、180゜パルスを用いず傾斜磁場反転
によるエコー信号を計測する場合も同様の効果が得られ
る。
画像が得られるが、ここで、第３図または第４図のシー
ケンスにおいて、異なる傾斜磁場パターンを用いてイメ
ージングする場合、180゜パルスを用いず傾斜磁場反転
によるエコー信号を計測する場合も同様の効果が得られ
る。
また本実施例により画質劣化の補正された画像が得ら
れるので、エコー時間tEを変えて同様に得た画像と組み
合わせれば、より高精度にT2が測定できるという効果も
ある。
れるので、エコー時間tEを変えて同様に得た画像と組み
合わせれば、より高精度にT2が測定できるという効果も
ある。
また以上の処理を再構成した後の画像上の演算で行な
う事もできる。再構成演算をＲで表わせばＲは線型であ
るから、（５）式により となる。（11）式において、左辺は画質劣化の補正され
た画像であり、右辺第１項は、同じく未補正の画像、右
辺第２項は補正項である。すなわち、画質劣化の補正
は、右辺第２項を算出し、その結果を未補正画像に加算
することによつても行なうことができ、上記実施例にお
ける効果と全く同様の効果が達成されることも明らかで
ある。
う事もできる。再構成演算をＲで表わせばＲは線型であ
るから、（５）式により となる。（11）式において、左辺は画質劣化の補正され
た画像であり、右辺第１項は、同じく未補正の画像、右
辺第２項は補正項である。すなわち、画質劣化の補正
は、右辺第２項を算出し、その結果を未補正画像に加算
することによつても行なうことができ、上記実施例にお
ける効果と全く同様の効果が達成されることも明らかで
ある。
本発明によれば、共鳴信号の計測中に、緩和や化学シ
フトや静磁場不均一の効果により信号が変化し、画質が
劣化するという効果を、複数の計測タイミングの異なる
共鳴信号から推定し、補正することができるので、高画
質の再構成画像が得られ、かつ、その画像を用いて高精
度に緩和・化学シフト・静磁場不均一を測定することが
できるという効果がある。
フトや静磁場不均一の効果により信号が変化し、画質が
劣化するという効果を、複数の計測タイミングの異なる
共鳴信号から推定し、補正することができるので、高画
質の再構成画像が得られ、かつ、その画像を用いて高精
度に緩和・化学シフト・静磁場不均一を測定することが
できるという効果がある。
第１図は本発明を実施する処理のフローチヤート、第２
図はMRI装置のブロツク構成図、第３図および第４図は
パルスシーケンスを示す図、第５図は第１図ステツプ10
3の原理を示す図である。
図はMRI装置のブロツク構成図、第３図および第４図は
パルスシーケンスを示す図、第５図は第１図ステツプ10
3の原理を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 哲夫 川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社 日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 小泉 英明 勝田市市毛882番地 株式会社日立製作 所那珂工場内 (56)参考文献 特開 昭61−226648（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】静磁場、傾斜磁場、および高周波磁場の発
生手段と、該発生手段を定められた手順に従って制御す
る手段と、検査対象物からの核磁気共鳴信号を少なくと
も一つの傾斜磁場の強度を変化させながら検出する手段
と、該検出された核磁気共鳴信号に対して画像再構成を
含む演算を行なう手段とを有する核磁気共鳴イメージン
グ装置において、 上記演算を行なう手段は、複数の上記核磁気共鳴信号を
それぞれ異なるタイミングで計測し、該計測した核磁気
共鳴信号の組から緩和、化学シフト、および静磁場不均
一度のうち少なくとも１つの効果を推定し、該推定した
効果を除去した新たな核磁気共鳴信号を生成し、該新た
な核磁気共鳴信号から画像を再構成することを特徴とす
る核磁気共鳴イメージング装置。 - 【請求項２】上記推定する手段は、緩和時間像、化学シ
フト分離像、または静磁場不均一マップを算出する処理
を行なうことを特徴とする第１項記載の核磁気共鳴イメ
ージング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116804A JP2602226B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 核磁気共鳴イメージング装置 |
| US07/153,199 US4875012A (en) | 1987-03-20 | 1988-02-08 | Image reconstruction method in nuclear magnetic resonance imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62116804A JP2602226B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 核磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281637A JPS63281637A (ja) | 1988-11-18 |
| JP2602226B2 true JP2602226B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=14696075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62116804A Expired - Lifetime JP2602226B2 (ja) | 1987-03-20 | 1987-05-15 | 核磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602226B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009532163A (ja) * | 2006-04-06 | 2009-09-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気共鳴装置及び方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0785737B2 (ja) * | 1985-04-01 | 1995-09-20 | 株式会社日立製作所 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP62116804A patent/JP2602226B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63281637A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080129 Year of fee payment: 11 |