JP2876131B2

JP2876131B2 - 磁気共鳴画像撮影装置

Info

Publication number: JP2876131B2
Application number: JP1150047A
Authority: JP
Inventors: 淳夫杉浦; 英二吉留
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1999-03-31
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JPH0315444A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はMRI（磁気共鳴画像撮影装置）のIR法（反転
回復法）のパルスシーケンスに勾配モーメント零化法
（特開昭62−161354号）によるフローコンペンセーショ
ン勾配を用いた時に生ずるベースライン成分を除去する
ベースライン成分除去法に関する。

（従来の技術）原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原
子核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差
運動をする。この静磁場に垂直な軸に前記の周波数の高
周波回転磁場を印加すると磁気共鳴が起こり、前記定数
を有する特定の原子核の集団は共鳴条件を満足する高周
波磁場によって準位間の遷移を生じ、エネルギー準位の
高い方の準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された
原子核は低い準位に戻ってエネルギーの放射を行う。MR
Iはこの特定の原子核による核磁気共鳴現象を観察して
被検体の断層像を撮像する装置である。

MRIにおいて、フーリエ変換法に用いる高周波回転磁
場及び勾配磁場を印加する軸を第９図に示す。図におい
て、ｘ軸にはリード軸として勾配磁場Gxを与え、ｙ軸に
はワープ軸として勾配磁場Gyを与え、ｚ軸にはスライス
軸として勾配磁場Gzを与える状態を示している。第10図
はそれぞれの勾配磁場Gx,Gy,Gzを各軸に印加するタイミ
ングを示すパルスシーケンスの図である。期間１におい
て、90゜パルス１とスライス勾配２によりｚ方向に垂直
なスライス面内のスピンが選択的に励起される。期間２
のリフェーズ勾配３はスライス勾配２により乱れたスピ
ンの位相を元に戻すためのものである。同じ期間２のデ
ィフェーズ勾配４はデータ読み出し期間４の時間的中心
にSE信号５の中心が一致するようにスピンに場所に応じ
た位相差を与えるためのものである。期間２では更にｙ
方向の位置に比例してスピンの位相をずらしてやるため
ワープ勾配６を印加しており、ワープ勾配６は毎周期そ
の強度を変えて印加されている。その後180゜パルス７
を与えて磁気モーメントを揃え、その後に現れるSE信号
５を観察する。期間４ではｘ軸にリード勾配８を印加す
る。これにより、ディフェーズ勾配４で与えられた位相
差は、期間４のリード勾配８の時間的中心で相殺され、
SE信号５が現れる。このシーケンスをビューといい、パ
ルス繰り返し周期TR後に再び90゜パルス１を加えて、次
のビューを開始する。

上記のようなパルスシーケンスが通常行われているSE
法（スピンエコー法）のパルスシーケンスであるが、コ
ントラストを大きくするために用いられるT₁強調と称せ
られるIR法のパルスシーケンスを第11図に示す。図にお
いて、第10図と同等な部分には同一の符号を付してあ
る。IR法では90゜パルス１の前にスライス勾配10を伴う
180゜パルス９をかけ被写体全体のスピンを反転させ、
回復時間TIを経過させる。その後スライス面を選択する
90゜パルスを印加し、更にスライス勾配10により選択反
転を行う180゜パルス７を印加してその後発生するSE信
号を検出する。この方法でSE信号５に生ずるベースライ
ン成分（DC成分）を除去するために、第１ビュー（奇数
ビュー）の90゜パルス１によって得られたSE信号５と第
２ビュー（偶数ビュー）の反転90゜パルス１′によって
得られた位相が逆のSE信号５′を反転して、先のSE信号
５と加算して平均化することにより、ベースライン成分
を除去している。

ところで、このようなMRIパルスシーケンスによって
影響を行った場合、動かない組織のスピンは時間的に一
定のままであるが、血流のような移動するものに対して
はリード勾配８のパルス幅による時間経過の間にスピン
が移動して、ｘ軸にかかる磁界の変化により位相差を持
ってしまう。これがCRT画像上にアーティファクトとし
て現れる。これを防止するために特開昭62−161354号
「勾配のモーメントをゼロにすることにより流れる原子
核から生ずるMR像の人為効果を減少する方法」に示され
る勾配モーメント零化法という方法が開発された。この
方法は第11図のパルスシーケンスにおいて、リード勾配
８の前にフロー・コンペンセーション勾配（以下FC勾配
という）を印加して、血流の影響を保証しようとするも
のである。第12図にFC勾配を加えたパルスシーケンスを
示す。図において、簡単のために第１ビューのRFパルス
をRF（１）に、SE信号を信号（１）に、第２ビューのRF
パルスをRF（２）に、SE信号を信号（２）に示してあ
る。この図で第11図と異なるのはFC勾配11がリード軸に
リード勾配８の前に加えられている点である。又、説明
の都合上90゜パルス１と180゜パルス９はｘ軸に180゜パ
ルス７はｙ軸に印加された場合を示してあり、それぞれ
90゜ｘパルス1,180゜ｘパルス9,180゜ｙパルス７とす
る。

（発明が解決しようとする課題）既述のようなシーケンスでSE信号の平均化を行ってベ
ースライン成分を除去するのであるが、IRシーケンスで
は180゜ｘパルス９の不完全性のために、90゜ｘパルス
の直後のＺ磁化成分は90゜ｘパルス１と反転90゜ｘパル
ス１′によって異なる。この状態を第13図，第14図に示
す。第13図は第１ビューにおいて180゜ｘパルス９によ
り磁化ベクトル21が反転されて生じた磁化ベクトル22
が、90゜ｘパルス１によりxy面に倒された場合の磁化ベ
クトルを示す図で、第14図は第２ビューにおいて、反転
90゜ｘパルス１′によりxy面に倒された場合の磁化ベク
トルを示す図である。第13図において、磁化ベクトル22
は180゜ｘパルス９の不完全性により完全に180゜反転さ
れないでいる。次に90゜ｘパルス１によりxy面に倒され
て磁化ベクトル23となるが、この磁化ベクトル23はｚ成
分23′を持った量である。第14図において、磁化ベクト
ル22が反転90゜ｘパルス１′によりxy面に倒されて得ら
れる磁化ベクトル24はｚ成分24′を持った成分である。

次に、それぞれ90゜ｘパルス１後及び反転90゜ｘパル
ス１′後に180゜ｙパルス７を印加した場合を第15図，
第16図に示す。第15図は第13図に示す90゜ｘパルス１に
よって得られた磁化ベクトルの図で、第16図は第14図に
示した場合の磁化ベクトルの図である。第15図におい
て、磁化ベクトル23はｙ成分23−１とｚ成分23−２（第
13図のｚ成分23′）に分解される。ここで180゜ｙパル
ス７により反転されるが、ｚ成分23−２が180゜回転す
る間にごみ成分と称せられる完全に回転されない成分25
を生ずる。これは多くの角度に分散されているものを１
例として成分25で代表させたものである。第16図におい
て、成分24−２（第14図のｚ成分24′）が180゜回転す
る間に現れるごみ成分はごみ成分26となる。即ち、ごみ
成分25とごみ成分26とは位相が逆となり、SE信号５を反
転加算するときに加えられてDC成分となって残留し、ご
みエコーが現れる。これは第15図，第16図の磁化ベクト
ル23,24のxy面成分23−1,24−１はワープ勾配６の影響
を受けるが、ｚ成分23−2,24−２により生ずるごみ成分
はワープ勾配６後の180゜ｙパルス７によって生ずるた
めワープ勾配６に関係なく一定であり、反転加算により
符号が一致して加算されるために生ずるものである。こ
のリード軸上の位置は180゜パルス後のリード軸上の勾
配の大きさで決まる。ごみエコーの出現する状態を第17
図に示す。この生データをフーリエ変換すると第18図に
示すようにDC成分を持ったイメージとなる。第17図にお
いて、ごみエコー30はリード軸に関しては勾配の大きさ
で決まる位置で、ワープ軸に関しては位置に無関係に現
れている。第18図に示す画像上では、像31に対し、DCノ
イズ32が高輝度信号のノイズとして現れる。

このごみエコー30によるDCノイズ32を減らすために第
11図に示す通常のIRシーケンスでは180゜パルス７の後
でリード勾配８の前にスポイラ勾配を入れることにより
ごみ成分即ちDCノイズ成分を除去することは可能である
が、第12図に示す勾配モーメント零化法ではFC勾配11が
挿入されており、この他にスポイラ勾配を入れると、勾
配が大きくなり過ぎるとか、時間が長くかかる等の理由
で、180゜パルス７（180゜ｙパルス７）の後にスポイラ
勾配を挿入するのは非常に困難である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は、勾配モーメント零化法を用いたIRシーケンスにおい
て生じるごみエコーによるベースライン成分を除去する
方法を実現することにある。

（課題を解決するための手段）前記の課題を解決する本発明は、励起パルスである90
゜パルスの前に第１の180゜パルスを加え、前記90゜パ
ルスの後に第２の180゜パルスをかけて磁気モーメント
を反転させて信号を得るIR法のパルスシーケンスに勾配
零化モーメント法によるFC勾配を挿入し、データ平均化
のために前記90゜パルスと位相を反転させた90゜パルス
とを各ビュー交互に印加するパルスシーケンスにおい
て、前記第１の180゜パルスの位相を前記90゜パルスの
位相と一致させて、交互に正負の180゜パルスを印加す
ることを特徴とするものである。

（作用）奇数ビューにおいて第１の180゜パルスにより位相を
反転させた後90゜パルスと第２の180゜パルスのシーケ
ンスによりデータを得、次に偶数ビューにおいて第１の
180゜パルスと90゜パルスとの位相を反転させてデータ
を得、前記２回のデータの一方を反転して加算して平均
値を求め、ベースライン成分を除去する。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の方法の一実施例のパルスシーケンス
の図である。図において第12図と同等の部分には同一の
符号を付してある。図中、９′は第１ビュー（奇数ビュ
ー）において加えた180゜ｘパルス９に対して第２ビュ
ー（偶数ビュー）において反転させて加える反転180゜
ｘパルスである。

上記のようなパルスシーケンスに対する動作を第２図
〜第４図を参照して説明する。第２図〜第４図におい
て、第13図，第14図と同等な部分には同一の符号を付し
てある。第１図のIR法フローコンペンセションシーケン
スにおいて得られたデータの平均化を行う時は、RF
（１）のシーケンスと、RF（２）のシーケンスにより交
互にスキャンし、得られたデータを反転加算する。RF
（１）のシーケンスにおいて、磁化ベクトル21に180゜
ｘパルス９を加えると、第13図で説明し、第２図に示す
ように、180゜ｘパルスが不完全であるために、磁化ベ
クトル22は一般に必ずxy成分を持っている。これに90゜
ｘパルス１を印加すると、第３図に示すような磁化ベク
トル23が得られ、ｚ軸成分23−２を持つことになる。

次にRF（２）のシーケンスにおいて、磁化ベクトル21
に反転180゜ｘパルス９′を加えると、第４図に示すよ
うに磁化ベクトル22′が得られ、更に反転90゜ｘパルス
１′を印加すると、磁化ベクトル26が得られる。これを
分解するとxy面成分26−１とｚ軸成分26−２となる。以
上のようにRF（１）のシーケンスとRF（２）のシーケン
スとによって得られる磁化ベクトルのxy面成分23−１と
26−１とは位相が反転し、ｚ軸成分23−２と26−２は同
一位相の成分を持つことが分る。これを180゜ｙパルス
７により位相を揃えてエコーを作りSE信号を得る。その
時ｚ成分の一部はごみエコーとなってxy面内に成分を持
つ。第５図は第３図の磁化ベクトル23のｙ軸とｚ軸に分
解したxy面成分23−１とｚ軸成分23−２に180゜ｙパル
ス７を印加した状態を示す図である。図において、第15
図と同じ符号を用いてある。ごみ成分25は180゜ｙパル
ス７による磁化ベクトルの回転によりxy面の−ｘ側に生
ずる。第６図は次のビューにおいて生じた第４図のｚ軸
とｙ軸に分解した磁化ベクトル26の180゜ｙパルス７に
よる動作を示す図で、第４図と同一の符号を用いてあ
る。図に明きらかなようにごみ成分27は第５図の場合と
同様にxy面内の−ｘ側に生ずる。データの平均化演算に
おいて、RF（１）とRF（２）で得たデータを反転加算す
る。この時、データとなる磁化ベクトル23−２と26−２
は反転して同一位相となり加算平均されるが、ごみ成分
25と27は同一位相なので、反転して加算されると打ち消
し合って生データ上からはごみ成分によるDC成分は消滅
する。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば180゜ｘパルス９、90゜ｘパルス１はｘ軸に、180
゜ｙパルス７はｙ軸に加えられた例であったが、印加す
る軸はx,y軸何れの軸であっても差し支えない。

180゜ｙパルス７により生ずるごみ成分を消去するた
めには90゜ｘパルス１と反転90゜ｘパルス１′を加えた
直後に生ずる磁化ベクトルのｚ成分を同一位相にするこ
とがポイントである。従って、第７図に示すようなシー
ケンスによる方法が考えられる。図において、第12図と
同一の部分には同一の符号を用いてある。図中、30はス
ライス軸に加えられ180゜ｘパルス９と90゜ｘパルス１
の間に挿入されたスポライラ勾配である。第８図は第７
図のシーケンスによって生ずる磁化ベクトルの図であ
る。図において、第２図と同等の部分には同一の符号を
付してある。（イ）図は第２図と同じ図で、180゜ｘパ
ルス９印加後の磁化ベクトルを示す図、（ロ）図はスポ
イラ勾配30を印加した後の磁化ベクトル31を示す図であ
る。図に示すように180゜ｘパルス９印加後は180゜ｘパ
ルス９の不完全性によって磁化ベクトル22にはxy面成分
が存在するが、スポイラ勾配30を印加すると、磁化ベク
トルは（ロ）図の磁化ベクトル31のようになってxy面成
分がなくなり、従って90゜ｘパルス１印加後のｚ成分も
０になる。この場合、90゜ｘパルス１の不完全性によっ
て生ずるｚ成分も存在すると考えられるが、90゜ｘパル
ス１と反転90゜ｘパルス１′とで同一位相のｚ成分とな
るので、生データ上のDC成分には寄与しない。この方法
は180゜ｘパルス９と90゜ｘパルス１間にスポイラ勾配3
0を入れるため、ショートTIが困難になり、又、勾配制
限に抵触し易い等の欠点がある。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、IRフローコンペ
ンセーション・シーケンスにおいて、データ平均化の際
に生ずるベースライン成分を消滅させることができて、
実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のパルスシーケンスの図、第
２図は180゜ｘパルス９印加後の磁化ベクトルの図、第
３図は180゜ｘパルス９を印加した後90゜ｘパルス１を
印加した時の磁化ベクトルの図、第４図は反転180゜ｘ
パルス９′，反転90゜ｘパルス１′印加後の磁化ベクト
ルの図、第５図は第３図の磁化ベクトル22に180゜ｙパ
ルス７印加後のごみ成分生成の図、第６図は第４図の磁
化ベクトル22′に180゜ｙパルス７印加後のごみ成分生
成の図、第７図は別の方法によるごみ成分除去のための
パルスシーケンスの図、第８図は第７図の方法による磁
化ベクトルの図、第９図は従来のMRIの高周波回転磁場
及び各勾配磁場印加の軸の図、第10図は従来のMRIのパ
ルスシーケンスの図、第11図はIR法のパルスシーケンス
の図、第12図はIRフロー・コンペーション・シーケンス
の図、第13図は第12図のシーケンスにおいて90゜ｘパル
ス１印加後の磁化ベクトルの図、第14図は反転90゜ｘパ
ルス１′印加後の磁化ベクトルの図、第15図は第13図の
磁化ベクトルに180゜ｙパルス７印加後の磁化ベクトル
の図、第16図は第14図の磁化ベクトルに180゜ｙパルス
７印加後の磁化ベクトルの図、第17図は第15図、第16図
に示す磁化ベクトルで得たデータの平均化後のデータの
図、第18図は第17図のデータによる画像の図である。１……90゜パルス（90゜ｘパルス）１′……反転90゜パルス（反転90゜ｘパルス） 2,10……スライス勾配 5,5′……SE信号７……180゜パルス（180゜ｙパルス）８……リード勾配９……180゜パルス（180゜ｘパルス）９′……反転180゜ｘパルス 11……FC勾配 21,22,22′,23,24,26……磁化ベクトル 23−2,24−２……ｚ成分 25,26,27……ごみ成分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体に対して、磁化ベクトルの回転方向
が90゜である励起パルスを印加すると共に、該励起パル
スの前後にそれぞれ該励起パルスと印加方向及び回転方
向が同一な第１の180゜パルスと、前記励起パルスと印
加方向が異なる第２の180゜パルスとを印加し、前記励
起パルスの印加に対応して発生するエコー信号に同期さ
せてリード勾配を印加し、得られたデータに基づいて前
記被検体の画像を生成する磁気共鳴画像撮影装置であっ
て、前記リード勾配の前にフローコンペンセイション勾配を
印加する手段と、奇数ビュー又は偶数ビューの一方に対して、前記励起パ
ルス及び第１の180゜パルスから成る第１のパルスの組
に代わって、前記励起パルスに対して回転方向が反転し
ている90゜パルス及び前記第１の180゜パルスに対して
回転方向が反転している180゜パルスから成る第２のパ
ルスの組を印加することにより、前記第１及び第２のパ
ルスの組がビュー毎に交互に印加されるように制御する
手段と、前記奇数ビューにおけるデータ又は前記偶数ビューにお
けるデータの一方を反転してから、前記奇数ビューにお
けるデータと前記偶数ビューにおけるデータとを加算し
平均化する手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴画
像撮影装置。