JP2607497B2 - 磁気共鳴映像装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴現象により誘起される複数のエコ
ー信号をフーリエ変換することによって映像化する磁気
共鳴映像装置に関する。
ー信号をフーリエ変換することによって映像化する磁気
共鳴映像装置に関する。
（従来の技術） 磁気共鳴現象により誘起されるMRエコー信号を２次元
フーリエ変換法によって映像化する方法が知られてい
る。この場合誘起されるMRエコー信号は次式で表示され
る。
フーリエ変換法によって映像化する方法が知られてい
る。この場合誘起されるMRエコー信号は次式で表示され
る。
ここで r:物質で決まる磁気回転比、 Gx:x方向の傾斜磁場強度、 Xy:y方向の傾斜磁場強度、 tx:Gxの印加時間、 ty:Gyの印加時間、 Ｉ（x,y）：断層面内のスピン密度分布。
すなわち、エコー信号ｆ（ξ，η）は傾斜磁場強度
（Gx,Gy）とその印加時間（tx,ty）との積で表わされる
情報を有している。このエコー信号を映像化するには
ξ，ηの平面（フーリエ面と称される）を埋めるだけの
エコーデータを収集して次式に従って２次元フーリエ変
換すればよい。
（Gx,Gy）とその印加時間（tx,ty）との積で表わされる
情報を有している。このエコー信号を映像化するには
ξ，ηの平面（フーリエ面と称される）を埋めるだけの
エコーデータを収集して次式に従って２次元フーリエ変
換すればよい。
第６図は２エコーを用いた場合の２次元フーリエ変換
法に適用されるパルスシーケンスを示すものである。
法に適用されるパルスシーケンスを示すものである。
このパルスシーケンスで90゜パルスと傾斜磁場GzはＺ
軸に垂直な断層面を選択励起するために用いる。180゜
パルスと断層面内のＸ方向に勾配を持つ傾斜磁場Gxは、
励起されたスピンをエコーの形で集めるためのもので、
このときのエコーの周波数成分は断層面内のＸ方向に対
するスピンの分布に依存する。上記Gz,Gxと直交する傾
斜磁場Gyはこの振幅を負の値から正の値へと順次変化さ
せて位相エンコーディングを行うためのものである。
軸に垂直な断層面を選択励起するために用いる。180゜
パルスと断層面内のＸ方向に勾配を持つ傾斜磁場Gxは、
励起されたスピンをエコーの形で集めるためのもので、
このときのエコーの周波数成分は断層面内のＸ方向に対
するスピンの分布に依存する。上記Gz,Gxと直交する傾
斜磁場Gyはこの振幅を負の値から正の値へと順次変化さ
せて位相エンコーディングを行うためのものである。
このパルスシーケンスは90゜パルスによる励起が行わ
れるたびに、Gyの振幅を変化させて（−ＮからＮまで）
エコーデータを収集して第７図のように第１エコーと第
２エコーとによってフーリエ面を埋めていく。つまり2N
＋１回の励起によって２エコーが各々のフリーエ面を埋
めるので、２回にわたって２次元フーリエ変換すると２
エコーによって２つの映像が作られることになる。
れるたびに、Gyの振幅を変化させて（−ＮからＮまで）
エコーデータを収集して第７図のように第１エコーと第
２エコーとによってフーリエ面を埋めていく。つまり2N
＋１回の励起によって２エコーが各々のフリーエ面を埋
めるので、２回にわたって２次元フーリエ変換すると２
エコーによって２つの映像が作られることになる。
（発明が解決しようとする問題点） ところで従来の映像法においては、2N＋１回の励起回
数によって２つのフーリエ面を埋めているのでスキャン
時間が長くなるという問題がある。
数によって２つのフーリエ面を埋めているのでスキャン
時間が長くなるという問題がある。
このため映像化に費やされる時間が比較的長くなるこ
とになる。
とになる。
本発明はこのような問題に対処してなされたもので、
スキャン時間の短縮を図った磁気共鳴映像装置を提供す
ることを目的とするものである。
スキャン時間の短縮を図った磁気共鳴映像装置を提供す
ることを目的とするものである。
［発明の構成］ （問題点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は、被検体内のスピ
ンを励起するステップと、このステップにより励起され
たスピンにていて複数のエコー信号を発生させて第１の
データ群を得るとともに、位相エンコード量を全て零に
して前記エコー信号に与えるステップとを実行する手段
と、前記被検体内のスピンを再び励起するステップと、
このステップにより再び励起されたスピンについて複数
のエコー信号を発生させて第２のデータ群を得るととも
に、位相エンコード量を前記エコー信号毎に異ならせて
前記エコー信号に与えるステップとを実行する手段と、
前記第２のデータ群を前記第１のデータ群に基づいて補
正する手段と、この補正手段により補正された前記第２
のデータ群に基づいて磁気共鳴画像を求める手段とを有
することを特徴とする特徴とするものである。
ンを励起するステップと、このステップにより励起され
たスピンにていて複数のエコー信号を発生させて第１の
データ群を得るとともに、位相エンコード量を全て零に
して前記エコー信号に与えるステップとを実行する手段
と、前記被検体内のスピンを再び励起するステップと、
このステップにより再び励起されたスピンについて複数
のエコー信号を発生させて第２のデータ群を得るととも
に、位相エンコード量を前記エコー信号毎に異ならせて
前記エコー信号に与えるステップとを実行する手段と、
前記第２のデータ群を前記第１のデータ群に基づいて補
正する手段と、この補正手段により補正された前記第２
のデータ群に基づいて磁気共鳴画像を求める手段とを有
することを特徴とする特徴とするものである。
（作 用） 例えば２エコーの場合第１エコーに対してGyの振幅を
−N/2からN/2まで変化させて位相エンコーディングを行
い、第２エコーに対しては上記Gyと同じ方向で大きさが
N/2のGyを印加することにより位相エンコーディングを
行う。これによって第１及び第２エコーで（Ｎ＋１）回
の励起回数でフーリエ面を埋めつくすことができるの
で、スキャン時間を短縮することができる。
−N/2からN/2まで変化させて位相エンコーディングを行
い、第２エコーに対しては上記Gyと同じ方向で大きさが
N/2のGyを印加することにより位相エンコーディングを
行う。これによって第１及び第２エコーで（Ｎ＋１）回
の励起回数でフーリエ面を埋めつくすことができるの
で、スキャン時間を短縮することができる。
（実施例） 以下図面を参照して本発明の磁気共鳴映像装置の実施
例を説明する。
例を説明する。
第１図は本発明実施例に用いるパルスシーケンスを示
すもので、90゜パルスと傾斜磁場GzはＺ軸に垂直な断層
面を選択励起するためのものである。傾斜磁場Gxは励起
されたスピンをエコーの形で集めるためのものである。
Gz,Gxと直交する傾斜磁場Gyは振幅を順次変化させて位
相エンコーディングを行うためのものである。
すもので、90゜パルスと傾斜磁場GzはＺ軸に垂直な断層
面を選択励起するためのものである。傾斜磁場Gxは励起
されたスピンをエコーの形で集めるためのものである。
Gz,Gxと直交する傾斜磁場Gyは振幅を順次変化させて位
相エンコーディングを行うためのものである。
GyのＡ部分において90゜パルスによる励起の後に振幅
を−N/2からＮ−２まで変化させる。これをフーリエ面
で示すと第２図のように第１エコーに対してη∝（−N/
2）tyから（N/2）tyの範囲のエコーデータを収集するこ
とになる。尚、第２図はξ，ηで形成される直交座標を
示している。次にGyのＢ部分において第２エコーに対し
てＡ部分と同じ方向で大きさがN/2のGyを常に印加する
ようにする。すなわち、Ａ部分において正の位相エンコ
ーディング用の傾斜磁場が印加されているときは、Ｂ部
分において正の位相エンコーディング用の傾斜磁場（大
きさはＡ部分でかかる最大値）を印加する。またＡ部分
において負の傾斜磁場が印加されているときは、Ｂ部分
において負の傾斜磁場（大きさは正の場合と同じ）を印
加するようにする。
を−N/2からＮ−２まで変化させる。これをフーリエ面
で示すと第２図のように第１エコーに対してη∝（−N/
2）tyから（N/2）tyの範囲のエコーデータを収集するこ
とになる。尚、第２図はξ，ηで形成される直交座標を
示している。次にGyのＢ部分において第２エコーに対し
てＡ部分と同じ方向で大きさがN/2のGyを常に印加する
ようにする。すなわち、Ａ部分において正の位相エンコ
ーディング用の傾斜磁場が印加されているときは、Ｂ部
分において正の位相エンコーディング用の傾斜磁場（大
きさはＡ部分でかかる最大値）を印加する。またＡ部分
において負の傾斜磁場が印加されているときは、Ｂ部分
において負の傾斜磁場（大きさは正の場合と同じ）を印
加するようにする。
この結果第２エコーは第１エコーが受けた位相エンコ
ード用傾斜磁場ｉ（１≦ｉ≦N/2:A部分）と第２エコー
の前に印加された傾斜磁場N/2（Ｂ部分）が加算され
て、ｉ＋N/2番目の位相エンコードがなされたことにな
る。これは第２図のフーリエ面で考えると、第１エコー
に対しηを（−N/2）tyから（N/2）tyまで変化させると
第２エコーはηを（−Ntx）から｛（−N/2）−１｝ty,
｛（N/2）＋１｝tyから（Nty）を変化させたことにな
る。すなわち、第１エコーと第２エコーにより（Ｎ＋
１）回の励起回数で、フーリエ面を埋めつくすことがで
きる。この結果得られた第２図のデータを２次元フーリ
エ変換すれば１枚の映像を得ることができる。
ード用傾斜磁場ｉ（１≦ｉ≦N/2:A部分）と第２エコー
の前に印加された傾斜磁場N/2（Ｂ部分）が加算され
て、ｉ＋N/2番目の位相エンコードがなされたことにな
る。これは第２図のフーリエ面で考えると、第１エコー
に対しηを（−N/2）tyから（N/2）tyまで変化させると
第２エコーはηを（−Ntx）から｛（−N/2）−１｝ty,
｛（N/2）＋１｝tyから（Nty）を変化させたことにな
る。すなわち、第１エコーと第２エコーにより（Ｎ＋
１）回の励起回数で、フーリエ面を埋めつくすことがで
きる。この結果得られた第２図のデータを２次元フーリ
エ変換すれば１枚の映像を得ることができる。
このようにして映像を得るスキャン時間を従来と比較
すると次のようになる。
すると次のようになる。
繰り返し時間TR＝２秒に設定して、２アベレージング
を行った256×256マトリクスのロングSE（スピンエコ
ー）のMR映像を得るものとすると、各々次のようにな
る。
を行った256×256マトリクスのロングSE（スピンエコ
ー）のMR映像を得るものとすると、各々次のようにな
る。
従来のスキャン時間 ＝２（秒）×256（位相エンコード）×２（AV） ≒17分 本発明のスキャン時間 ＝２（秒）×128（位相エンコード）×２（AV） ≒8.5分 すなわち本発明によればスキャン時間は従来の約半分
に短縮することができる。
に短縮することができる。
ところで第１エコーも第２エコーも同一の空間情報を
有しているが、T2緩和現象によって第１エコーと第２エ
コーとではエコー信号の大きさが異なる。このため第２
図のフーリエ面の第１エコーと第２エコーとの境界であ
るη＝±（N/2）tyの位置において、不連続を生じて画
質を劣化させるおそれがある。これを避けるために次の
ような振幅補正処理を行うようにする。
有しているが、T2緩和現象によって第１エコーと第２エ
コーとではエコー信号の大きさが異なる。このため第２
図のフーリエ面の第１エコーと第２エコーとの境界であ
るη＝±（N/2）tyの位置において、不連続を生じて画
質を劣化させるおそれがある。これを避けるために次の
ような振幅補正処理を行うようにする。
先ず位相エンコーディング零のエコー信号を得ると
き、第２エコーの前につける位相エンコーディング傾斜
磁場（Ｂ部分）も零にして、２つのエコー信号を求める
と共に２つのエコー信号の振幅A1,A2を求める。次に第
２エコーの全エコーデータに対してA1/A2の値を乗じて
フーリエ面を埋めるようにする。これによれば画質劣化
のおそれがなくなる。
き、第２エコーの前につける位相エンコーディング傾斜
磁場（Ｂ部分）も零にして、２つのエコー信号を求める
と共に２つのエコー信号の振幅A1,A2を求める。次に第
２エコーの全エコーデータに対してA1/A2の値を乗じて
フーリエ面を埋めるようにする。これによれば画質劣化
のおそれがなくなる。
また、MRエコー信号は原理的に前記（１）式のように
示されるが現実には装置等の性能やパルスシーケンスの
調整度合、被検体などに依存する位相誤差φが加わって
いるので次式のように修正される。
示されるが現実には装置等の性能やパルスシーケンスの
調整度合、被検体などに依存する位相誤差φが加わって
いるので次式のように修正される。
この位相誤差φは第１エコーと第２エコーとで各々φ
1,φ２と異なる値をとることが多く、第２図のフーリエ
面のη＝±（N/2）tyの位置（第１エコーと第２エコー
との境界）で大きな位相差を生ずる。
1,φ２と異なる値をとることが多く、第２図のフーリエ
面のη＝±（N/2）tyの位置（第１エコーと第２エコー
との境界）で大きな位相差を生ずる。
このためこの不連続性は映像にアーチファクトを生じ
させるので前記同様に画質を劣化させるおそれがある。
させるので前記同様に画質を劣化させるおそれがある。
これを避けるために位相誤差φ1,φ２を求めるべく振
幅補正の場合と同様に位相エンコーディング零のときの
データ（このときＢ部分のGyも零にする）を用いること
により、位相補正処理を行うようにする。
幅補正の場合と同様に位相エンコーディング零のときの
データ（このときＢ部分のGyも零にする）を用いること
により、位相補正処理を行うようにする。
位相補正は位相誤差φを求める部分（位相補正Ｉ）
と、位相誤差φを取り除く部分（位相補正II）とから成
っており、各エコーに対して同じように実施する。以下
位相補正Ｉ及びIIについて説明する。
と、位相誤差φを取り除く部分（位相補正II）とから成
っており、各エコーに対して同じように実施する。以下
位相補正Ｉ及びIIについて説明する。
第４図のフローチャートを参照して位相補正Ｉの処理
の詳細を説明する。
の詳細を説明する。
位相補正Ｉの処理は、位相エンコード量が零の時（ｉ
＝η＝０の時）の検波信号を用いて装置固有の不要な位
相差φを算出し、除去する処理である。
＝η＝０の時）の検波信号を用いて装置固有の不要な位
相差φを算出し、除去する処理である。
上記（１）′式よりη＝０（位相エンコード量が零）
の時、 となるので、（１）式よりtx＝０の時、ξ＝０となるの
で、φは、 φ＝tan-1｛Im［ｆ′（0,0）］ /Re［ｆ′（0,0）］｝ …（４） となる。
の時、 となるので、（１）式よりtx＝０の時、ξ＝０となるの
で、φは、 φ＝tan-1｛Im［ｆ′（0,0）］ /Re［ｆ′（0,0）］｝ …（４） となる。
実際の検波信号ｆ′（ξ,0）から、ξ＝０の点を見つ
けることができれば、（４）式から不要な位相量φが求
められる。
けることができれば、（４）式から不要な位相量φが求
められる。
（３）式の絶対値をとると、 となり、位相量φに依存しないことがわかる。（５）式
の右辺を考えると|f′（ξ,0）｜はξ＝０の時最大値を
とることがわかるので、ξ＝０（つまりtx＝０）の条件
は|f′（ξ,0）｜の最大値を探し、その値が最大になる
時刻がtx＝０の位置となる。このような位相補正Ｉの処
理手順を第４図に示した。同図中Imは虚部、Reは実部で
ある。
の右辺を考えると|f′（ξ,0）｜はξ＝０の時最大値を
とることがわかるので、ξ＝０（つまりtx＝０）の条件
は|f′（ξ,0）｜の最大値を探し、その値が最大になる
時刻がtx＝０の位置となる。このような位相補正Ｉの処
理手順を第４図に示した。同図中Imは虚部、Reは実部で
ある。
次に位相補正IIの処理を第５図をも参照して説明す
る。
る。
η≠０（位相エンコード量が非零）の時は、（４）式
で求められたφを用いて（１）′式からφを除去する。
で求められたφを用いて（１）′式からφを除去する。
（１）′式を変形し、実部と虚部とに分けると、 ｆ′（ξ，η） ＝Re［ｆ′（ξ，η）］＋iIm［ｆ′（ξ，η）］ ＝Fc（ξ，η）cosφ−Fs（ξ，η）sinφ ＋ｉ｛Fs（ξ，η）sinφ＋Fc（ξ，η）cosφ｝ …
（６） （６）式を逆に解くと、Fc（ξ，η）,Fs（ξ，η）
として、 となる。ここでFc（ξ，η）,Fs（ξ，η）は（１）式
で表現されるｆ（ξ，η）の実部と虚部である。以上処
理手順を第５図に示す。
（６） （６）式を逆に解くと、Fc（ξ，η）,Fs（ξ，η）
として、 となる。ここでFc（ξ，η）,Fs（ξ，η）は（１）式
で表現されるｆ（ξ，η）の実部と虚部である。以上処
理手順を第５図に示す。
このように位相補正I,IIを第１エコー，第２エコーに
対して行い、第１エコーに関する位相誤差φ1,第２エコ
ーに関する位相誤差φ２を各々取り除いた後、第２図の
フーリエ面にデータを埋めていくことにより、アーチフ
ァクトのない良好な映像が得られる。
対して行い、第１エコーに関する位相誤差φ1,第２エコ
ーに関する位相誤差φ２を各々取り除いた後、第２図の
フーリエ面にデータを埋めていくことにより、アーチフ
ァクトのない良好な映像が得られる。
本文実施例においては第１図のパルスシーケンスを参
照して説明したが、これに限定されることなく例えば第
３図に示すような２エコーの場合の位相エンコード傾斜
磁場の印加法（Ａ部分と逆にＣ部分を加える）でも同様
な効果を得ることができる。また位相エンコーディング
量を変化させる際、第１図ではGyの振幅を変化させた
が、振幅を一定にして印加時間を順次変化させるように
してもよい。
照して説明したが、これに限定されることなく例えば第
３図に示すような２エコーの場合の位相エンコード傾斜
磁場の印加法（Ａ部分と逆にＣ部分を加える）でも同様
な効果を得ることができる。また位相エンコーディング
量を変化させる際、第１図ではGyの振幅を変化させた
が、振幅を一定にして印加時間を順次変化させるように
してもよい。
さらに本実施例では２エコーを例にあげて説明した
が、２エコー以上の場合でも同様に適用することができ
る。さらにまた２次元フーリエ変換によるMR映像法に限
らず３次元フーリエ変換への拡張も可能である。
が、２エコー以上の場合でも同様に適用することができ
る。さらにまた２次元フーリエ変換によるMR映像法に限
らず３次元フーリエ変換への拡張も可能である。
［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、複数のエコー信号
に対して各々異なった位相エコー情報を与えるようにし
たので、スキャン時間を短縮することができる。
に対して各々異なった位相エコー情報を与えるようにし
たので、スキャン時間を短縮することができる。
第１図は本発明の磁気共鳴映像装置の実施例を示すパル
スシーケンス、第２図は本実施例のデータ収集を示す説
明図、第３図は本発明の他の実施例を示すパルスシーケ
ンス、第４図及び第５図は本実施例の動作を説明するフ
ローチャート、第６図は従来例を示すパルスシーケン
ス、第７図は従来例のデータ収集を示す説明図である。 Gx……Ｘ軸方向傾斜磁場、 Gy……Ｙ軸方向傾斜磁場、 Gz……Ｚ軸方向傾斜磁場、 ty……Gyの印加時間。
スシーケンス、第２図は本実施例のデータ収集を示す説
明図、第３図は本発明の他の実施例を示すパルスシーケ
ンス、第４図及び第５図は本実施例の動作を説明するフ
ローチャート、第６図は従来例を示すパルスシーケン
ス、第７図は従来例のデータ収集を示す説明図である。 Gx……Ｘ軸方向傾斜磁場、 Gy……Ｙ軸方向傾斜磁場、 Gz……Ｚ軸方向傾斜磁場、 ty……Gyの印加時間。
Claims (6)
- 【請求項１】被検体内のスピンを励起するステップと、
このステップにより励起されたスピンについて複数のエ
コー信号を発生させて第１のデータ群を得るとともに、
位相エンコード量を全て零にして前記エコー信号に与え
るステップとを実行する手段と、 前記被検体内のスピンを再び励起するステップと、この
ステップにより再び励起されたスピンについて複数のエ
コー信号を発生させて第２のデータ群を得るとともに、
位相エンコード量を前記エコー信号毎に異ならせて前記
エコー信号に与えるステップとを実行する手段と、 前記第２のデータ群を前記第１のデータ群に基づいて補
正する手段と、 この補正手段により補正された前記第２のデータ群に基
づいて磁気共鳴画像を求める手段とを有することを特徴
とする磁気共鳴映像装置。 - 【請求項２】前記第２のデータ群の補正は、前記第２の
データ群についての各エコー信号の振幅に関して補正す
るものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の磁気共鳴映像装置。 - 【請求項３】前記第２のデータ群の補正は、前記第１の
データ群の各エコー信号の振幅の比に基づいて補正する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
の磁気共鳴映像装置。 - 【請求項４】前記第２のデータ群の補正は、前記第２の
データ群について各エコー信号の位相に関して補正する
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の磁気共鳴映像装置。 - 【請求項５】前記第２のデータ群の補正は、前記第１の
データ群に基づいて、前記第１のデータ群の位相誤差を
求め、該位相誤差に基づいて前記第２のデータ群の位相
を補正することを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
の磁気共鳴映像装置。 - 【請求項６】前記スピンの再励起は、前記スピンに対し
て複数回励起を行うものであり、 前記第２のデータ群を得る際には、該複数回の励起のそ
れぞれについて複数のエコー信号を発生させ、これらの
エコー信号から前記第２のデータ群を得ることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の磁気共鳴映像装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015727A JP2607497B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 磁気共鳴映像装置 |
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| DE3802081A DE3802081A1 (de) | 1987-01-26 | 1988-01-25 | Verfahren zum erfassen und verarbeiten von magnetischen resonanzsignalen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62015727A JP2607497B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 磁気共鳴映像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63183046A JPS63183046A (ja) | 1988-07-28 |
| JP2607497B2 true JP2607497B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=11896787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62015727A Expired - Lifetime JP2607497B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 磁気共鳴映像装置 |
Country Status (3)
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Also Published As
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|---|---|
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |