JP2899649B1

JP2899649B1 - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP2899649B1
Application number: JP10008515A
Authority: JP
Inventors: 陽谷口; 久晃越智; 啓二塚田; 博道清水
Original assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
Current assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI IRYO FUKUSHI KIKI KENKYUSHO
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH11206734A

Abstract

【要約】【課題】ＥＰＩ法とＳＥ法により撮影された２つの画
像の位置ずれ差をなくし、両画像を重ね合せて正確な位
置を観察できるようにする。【解決手段】ＳＥ法の撮影シーケンス(図1(a))を複数
回繰り返して断層像に対応するエコー信号群を計測し、
ＥＰＩ法の撮影シーケンス(図1(b))をｍ（ｍは、１又は
複数）回に分けて実行して断層像に対応するエコー信号
群を計測し、両者の撮影シーケンスの位相エンコード方
向及びリードアウト方向を、それぞれ互いに異なる方向
に設定し、ＳＥ法の撮影シーケンスに係るエコー信号を
計測するサンプリング間隔Δtをリードアウト方向の視
野Ｆsで割った第１の値と、ＥＰＩ法の撮影シーケンス
に係るエコー信号のエコー間隔τをｍと位相エンコード
方向の視野Ｆeとの積で割った第２の値とを等しく設定
して、両画像の位置ずれの方向と大きさを同一にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング装置に係り、具体的には、異なる撮影シーケンスに
よって撮影された複数の画像を比較する際に生じる画像
の位置ずれを抑制することに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
は、被検体を横切る任意の平面内の水分子に磁気共鳴を
起こさせ、それによって発生する磁気共鳴信号から、そ
の平面部位における断層像を得る医用画像診断装置であ
る。具体的には、一般に、断層像を得ようとする被検体
の平面を特定するスライス傾斜磁場を印加すると同時
に、その平面内の被検体に磁化を励起させる励起パルス
を与え、これにより励起された磁化が収束する段階で発
生する磁気共鳴信号（エコー）を得て、これに基づいて
画像を再構成する。その際に、磁化に断層面内の位置情
報を与えるため、励起からエコーを得るまでの間に、断
層面内で互いに垂直な方向に、位相エンコード傾斜磁場
とリードアウト傾斜磁場を印加する。そして、計測され
たエコーは、横軸をｋｘ、縦軸をｋｙとするｋ空間と呼
ばれるメモリに格納される。１つのエコーは、ｋｘ軸に
平行な１本の走査ラインに対応する。このｋ空間に対し
て逆フーリエ変換することによって画像再構成が行われ
る。

【０００３】エコーを発生させるための励起パルスと各
傾斜磁場は、予め設定されたパルスシーケンスと称され
る撮影シーケンスに従って順次印加される。このパルス
シーケンスには、撮影画像の用途や目的に応じて種々の
ものが知られている。例えば、最も一般的な撮影法であ
るスピンエコー（ＳＥ）法は、図７（ａ）に示すよう
に、所定のパルスシーケンスを繰り返して作動させ、そ
の繰り返しごとに位相エンコード傾斜磁場を順次変化さ
せることにより、１枚の断層像を得るために必要な数の
エコーを順次計測していく方法である。すなわち、図７
（ａ）に示すように、スライス傾斜磁場２０１の印加と
ともに磁化励起用の高周波磁場（ＲＦ）パルス２０２を
印加し、対象物体内の所望のスライス部位に磁気共鳴現
象を誘起する。磁化の位相に位相エンコード方向の位置
情報を付加するための位相エンコード傾斜磁場パルス２
０３を印加し、更にディフェーズ用のリードアウト傾斜
磁場２０６を印加した後、エコーを生成するためにスラ
イス傾斜磁場２０４とともに１８０度パルス２０５を印
加する。そして、リードアウト方向の位置情報を付加す
るためのリードアウト傾斜磁場パルス２０７を印加しな
がら、磁気共鳴信号（エコー）２０８を所定のサンプリ
ング間隔で計測する。以上の手順を繰り返し時間ＴＲで
繰り返し、１枚の画像を得るのに必要なエコーを計測す
る。各エコーは、図７（ｂ）のように、ｋ空間上に配置
され、２次元逆フーリエ変換によって画像再構成がなさ
れる。

【０００４】このＳＥ法では、１回のパルスシーケンス
作動で１個のエコーしか計測しないため、同様のパルス
シーケンスを複数回（走査線の数に対応し、通常は、２
５６回）繰り返して、複数個（２５６個）のエコーを計
測する。このようにして得られるＳＥ画像は、非常に高
画質であるため、形態画像の撮影に広く用いられてい
る。ただし、パルスシーケンスの繰り返しごとに、励起
された磁化が平衡状態になるまでの待ち時間が必要なた
め、撮影時間が長くなるという欠点がある。例えば、パ
ルスシーケンスの繰り返し時間ＴＲは、通常数秒である
から、１枚当たりの撮影時間は１０分程度になる。

【０００５】一方、撮影時間を短くできる超高速撮影法
の１つとして、エコープラナー（ＥＰＩ）法が知られて
いる。このＥＰＩ法は、図８（ａ）に示すように、通
常、１回のパルスシーケンス実行によって１枚の画像を
得るのに必要な数のエコーをすべて計測するものであ
る。つまり、ＳＥ法で計測する１個のエコーに対して、
時間的に前後して発生する複数のエコー信号に異なる位
相エンコードを付与しながら計測して、１枚の画像に必
要なエコーを計測するものである。このＥＰＩ法によれ
ば、ＳＥ法のような磁化の回復のための待ち時間を必要
としないから、１枚当り１００ｍｓ程度での撮影が可能
である。

【０００６】すなわち、図８（ａ）に示すように、ＥＰ
Ｉ法のパルスシーケンスは、スライス傾斜磁場３０１の
印加とともに磁化励起用の高周波磁場（ＲＦ）パルス３
０２を印加し、対象物体内のあるスライスに磁気共鳴現
象を誘起する。そして、磁化の位相に位相エンコード方
向の位置情報を付加するために、位相エンコード傾斜磁
場パルス３０３を印加するとともに、リードアウト方向
の位置情報を付加するために、リードアウト傾斜磁場パ
ルス３０４を印加する。その後、エコーを生成するため
にスライス傾斜磁場３０５とともに、１８０度パルス３
０６を印加する。そして、リードアウト傾斜磁場パルス
３０７を繰り返し反転しながら印加して、複数のエコー
３０８をそれぞれ所定のサンプリング間隔で計測する。
リードアウト傾斜磁場３０７を反転する間に、位相エン
コードブリップ３０９を加え、エコーごとに異なる位相
エンコードを施す。計測されるエコーは、図８（ｂ）の
ようにｋ空間上に配置される。つまり、エコー１，２，
３、・・は、それぞれｋｘ方向のライン１本に対応し、
そのラインが信号位相エンコードブリップ３０９により
ｋｙ方向にシフトされる。

【０００７】このＥＰＩ法は、エコー信号のＳＮ比を考
慮すると、１回のパルスシーケンス実行によって計測で
きるエコー信号の数が制限されるから、画質や空間分解
能がＳＥ法よりも劣る。しかし、高速撮影が可能である
ため、手術中のモニタ用画像計測や、脳機能計測など、
主に被検体の動的な変化を捉える機能画像計測に用いら
れる。ただし、ＥＰＩ法で撮影した機能画像は、画質や
空間分解能が十分ではないため、術中モニタ画面におけ
る正確な位置の割り出しや、機能計測における解剖学的
な位置関係の正確な把握には、ＳＥ法で撮影した画像と
照合したり、両画像を重ね合せて表示することが行われ
ている。

【０００８】ところで、ＭＲＩの撮影では、傾斜磁場に
よって磁化に位置情報を与えているため、静磁場の不均
一があると、その不均一に応じて画像が位置ずれを生
じ、画像にひずみが生じる。つまり、エコー信号に基づ
いて画像を再構成するにあたり、予め設定されている傾
斜磁場の強度と位置の関係に基づいて画像上の位置を対
応付けて画像を再構成することから、実際の傾斜磁場の
強度が設定されたものと違っていると、画像上の位置を
誤認して、位置ずれが生じるのである。

【０００９】この位置ずれの様子について、図９を用い
て説明する。図で、横軸は位置、縦軸は磁場強度であ
る。ＭＲＩの撮影では、図のように磁場強度と位置が一
対一に対応している。静磁場不均一がない場合は、図９
（ａ）のように位置と磁場強度は線形の関係にある。し
かし、図９（ｃ）のように、ｘ０に静磁場の不均一が存
在する場合は、位置と磁場強度の関係が図９（ｂ）のよ
うになる。画像再構成時には、位置と磁場の関係が同図
（ａ）の関係にあると想定しているため、ｘ０の位置に
ある磁化は、ｘ１にずれて表示されることになる。

【００１０】これをｋ空間上では、次のように説明でき
る。すなわち、静磁場の不均一はエコーに位相シフトを
発生させる。ＭＲＩにおける画像再構成は、ｋ空間を逆
フーリエ変換することによって行われるため、ｋ空間上
での位相シフトは、画像上では位置ずれとなって現れ
る。ＳＥ法とＥＰＩ法では、図７（ｂ）と図８（ｂ）を
対比すれば明らかなように、ｋ空間の走査方法が異なる
ため、ｋ空間上での位相シフトの様子も異なり、その結
果、画像の位置ずれも異なることになる。

【００１１】ＳＥ法では、各エコーのエコー時間Ｔｅ
（励起からエコー計測までの時間）が等しいため、図７
（ｂ）のｋｙ方向には位相シフトは発生しない。しか
し、リードアウト方向には、サンプリングごとに静磁場
の不均一が時間積分されるため、位相シフトが増加す
る。このため、位置ずれはリードアウト傾斜磁場方向に
のみ現れる。今、点ｘにおける静磁場の不均一強度、つ
まり均一磁場強度からのオフセット量をＢｅ（ｘ）と
し、リードアウト傾斜磁場強度（傾き）をＧｒとする
と、点ｘの画像上の位置ｘ１は、ｘ１＝ｘ＋Ｂｅ（ｘ）／Ｇｒ …（１）になる。

【００１２】これに対して、ＥＰＩ法では、エコーごと
にエコー時間Ｔｅが異なるため、ｋｙ方向にも位相シフ
トが生じる。一方、複数のエコー相互の間隔に比べてサ
ンプリング間隔はかなり小さいため、ｋｘ方向の位相シ
フトはｋｙ方向の位相シフトに比べて無視できる。した
がって、位置ずれは位相エンコード方向に現れると考え
てよい。したがって、点ｘの画像上の位置ｘ１は、エコ
ー間隔をτ、リードアウト傾斜磁場強度をＧｅ、位相エ
ンコードブリップ３０９の印加時間をΔｅとすると、ｘ１＝ｘ＋（Ｂｅ（ｘ）・τ）／（Ｇｅ・Δｅ） …（２）となる。

【００１３】このように、静磁場不均一による画像の位
置ずれは、ＳＥ法で撮影した画像の場合はｋｘ方向の位
相シフトに大きく現れ、ＥＰＩで撮影した画像の場合は
ｋｙ方向の位相シフトに大きく現れるから、そのままで
は、それぞれの位置ずれ量が異なるため、両画像を重ね
合せても正確な位置を把握することは不可能である。

【００１４】一方、ＳＥ法及びＥＰＩ法の位置ずれを補
正する方法が提案されている。例えば、ＳＥ法の補正方
法は、１つのパルスシーケンスで撮影された画像１とは
別に、リードアウト傾斜磁場パルスの符号を反転させた
パルスシーケンスを用いて撮影した画像２を用いる方法
である。つまり、リードアウト傾斜磁場パルスの符号を
反転したことにより、再構成画像上で位相エンコード方
向に発生する位置ずれの向きが画像１と２とで反対にな
る。これを利用すると、位置ずれ量を求め補正すること
ができる。この他にも、位置ずれを補正する方法は、位
相マップを用いる方法など多数知られている。ＥＰＩ法
でも同様に、２枚の画像を用いて位置ずれを補正するこ
とが可能である。ただし、ＥＰＩ法では、リードアウト
傾斜磁場パルスではなく、位相エンコード傾斜磁場パル
スの符号を反転させて２枚の画像を撮影することにより
行う。

【００１５】なお、ＳＥ法の位置ずれとその補正方法に
ついては、H.Chang and J.M.Fitzpatrick,"A Technique
for Accurate Magnetic Resonance Imaging in the Pr
esence of Field Inhomogeneities," IEEE Trans.Med.I
maging,vol.11,pp.319--329,1992に、ＥＰＩ法の位置ず
れとその補正方法については、R.Bowtell et al."corre
ction of Geometric Distortion in Echo Planar Image
s," Proceedings of the Society of Magnetic Resonan
ce, p.411,1994に詳細に述べられている。

【００１６】しかし、ＥＰＩ画像は前述したように空間
分解能が低く、また、ＳＮ比が低いためにノイズが多い
ため、位置ずれ補正を行っても高い精度が得られていな
い。したがって、通常は補正を行わず、位置ずれが存在
するまま比較するか重ね合わせているのが現状である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、手術
中のモニタ用画像や、脳機能計測など、主に被検体の動
的な変化を捉える機能画像には、高速撮影可能なＥＰＩ
法で撮影した機能画像が適している。

【００１８】しかし、ＥＰＩ法で撮影した機能画像は、
画質や空間分解能が十分ではないため、モニタ画像をみ
ながら正確な位置を割り出したり、機能計測における解
剖学的な位置関係の正確な把握には適さない。

【００１９】そこで、正確な位置関係を把握するため
に、画質や分解能に優れたＳＥ法で撮影した画像と照合
したり、両画像を重ね合せて表示することが行われてい
るが、上述したように、ＥＰＩ法の画像とＳＥ法の画像
は静磁場不均一による画像のひずみが相違することか
ら、両画像の位置の対応関係を正確に把握することがで
きない。

【００２０】本発明が解決しようとする課題は、上記事
情に鑑みてなされたもので、ＥＰＩ法などの高速撮影法
により撮影された画像と、ＳＥ法などの高画質画像との
位置ずれ差をなくし、両画像を重ね合せて正確な位置を
把握できるようにすることにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、少なくとも
第１と第２の異なる撮影シーケンスを有して形成し、第
１の撮影シーケンスは、１回の励起に対応させて１個の
エコー信号を発生させるシーケンスを、複数回繰り返し
て断層像に対応するエコー信号群を計測するものとし、
第２の撮影シーケンスは、１回の励起に対応させて複数
個のエコー信号を発生させるシーケンスを、ｍ（ｍは、
１又は複数）回に分けて実行させて断層像に対応するエ
コー信号群を計測するものとする。すなわち、第１の撮
影シーケンスにＳＥ法を適用して高画質で高分解能の画
像（形態画像）を撮影する機能と、第２の撮影シーケン
スにＥＰＩ法を適用して、生体の動的変化を計測又は把
握できる画像（機能画像）を撮影する機能を備えた磁気
共鳴イメージング装置とする。

【００２２】そして、静磁場不均一と撮影法の違いによ
る２つの画像の位置ずれの方向及び大きさを同じにすべ
く、第１と第２の撮影シーケンスを次のように設定した
ことを特徴とする。この条件を満たすことにより、形態
画像と機能画像の位置関係が１対１になり、重ねて表示
しても位置ずれをなくすことができる理由については、
後述する。（１）第１と第２の撮影シーケンスの位相エンコード方
向及びリードアウト方向を、それぞれ互いに異なる方向
に設定し、（２）第１の撮影シーケンスに係るエコー信
号を計測するサンプリング間隔をリードアウト方向の視
野で割った第１の値と、第２の撮影シーケンスに係るエ
コー信号のエコー間隔をｍと位相エンコード方向の視野
との積で割った第２の値とを等しく設定する。

【００２３】また、具体的に、第１の撮影シーケンス
は、１回の励起に対応させて１個のエコー信号を発生さ
せるシーケンスであり、１個のエコー信号を発生させる
にあたって第１の方向に位相エンコードを付与し、該位
相エンコードを変化させながら前記シーケンスを複数回
繰り返して断層像に対応するエコー信号群を計測するも
のであり、第２の撮影シーケンスは、１回の励起に対応
させて複数個のエコー信号を発生させるシーケンスであ
り、エコー信号ごとに第１の方向に直交する第２の方向
に位相エンコードを付与して複数個のエコー信号を計測
するシーケンスを、位相エンコードを変化させながらｍ
（ｍは、自然数）回繰り返して断層像に対応するエコー
信号群を計測するものであると、言い換えることができ
る。

【００２４】上記の場合において、ｍを「１」とする、
いわゆるワンショットＥＰＩ法の場合であって、第１と
第２の撮影シーケンスに係る視野を同一する場合は、第
１の撮影シーケンスに係るサンプリング間隔と第２の撮
影シーケンスに係るエコー間隔とを等しく設定する。

【００２５】また、上記に加えて、画像演算手段により
第１の撮影シーケンスで計測したエコー群から再構成し
た画像について画像ひずみを求めて画像ひずみ補正情報
を生成し、生成された該画像ひずみ補正情報に基づい
て、第２の撮影シーケンスで計測したエコー群から再構
成した画像について画像ひずみ補正を行うことが好まし
い。これによれば、画像ひずみのない形態画像と機能画
像を得ることができ、正確な位置情報を把握することが
できる。

【００２６】この場合において、第１の撮影シーケンス
のリードアウトの傾斜磁場の符号を反転してなる第３の
撮影シーケンスを設け、画像演算手段により、第１と第
３の撮影シーケンスで計測したエコー信号から再構成し
た２つの画像に基づいて画像ひずみ補正情報を生成する
ことが好ましい。これに代えて、画像ひずみ補正情報を
得る方法としては、第１の撮影シーケンスにより得られ
る画像に基づいて、周知の位相マップによる補正方法を
適用できる。

【００２７】また、第１の撮影シーケンスを１回実行す
るごとに、第２の撮影シーケンスを複数回実行し、第１
の撮影シーケンスにより得られた断層像に重ねて、第２
の撮影シーケンスにより得られる断層像を順次表示画面
に表示するようにすれば、術中モニタに適用したとき、
生体の動きを正確に観察できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の特徴に
係る撮影シーケンスを示す。図２は、本発明が適用され
る磁気共鳴イメージング装置の概略構成を示すブロック
図である。図２に示すように、磁気共鳴イメージング装
置は、静磁場を発生するマグネット１０１、傾斜磁場を
発生するコイル１０２を備え、これらのマグネット１０
１およびコイル１０２が形成する磁場内に、検査対象１
０３が設置される。また、シーケンサ１０４は、傾斜磁
場電源１０５と高周波磁場発生器１０６に命令を送り、
傾斜磁場および高周波磁場を発生させる。ここで、ＥＰ
Ｉ法は一般に強力な傾斜磁場を必要とするため、通常撮
影用とＥＰＩ用の２系統の傾斜磁場系が用意される場合
もある。高周波磁場は、プローブ１０７を通じて検査対
象１０３に印加される。検査対象１０３から発生したエ
コー信号はプローブ１０７によって受波され、受信器１
０８で検波が行われる。検波の基準とする磁気共鳴周波
数（以下、検波基準周波数と記す）は、シーケンサ１０
４によってセットされる。検波されたエコー信号は計算
機１０９に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が
行われる。その結果は、ディスプレイ１１０に表示され
る。また、必要に応じて、記憶媒体１１１に、エコー信
号や測定条件を記憶させることもできる。

【００２９】静磁場均一度を調整する必要があるとき
は、シムコイル１１２を使う。シムコイル１１２は複数
のチャネルからなり、シム電源１１３により電流が供給
される。静磁場均一度の調整時には、各コイルに流れる
電流をシーケンサ１０４により制御する。シーケンサ１
０４は、シム電源１１３に命令を送り、静磁場不均一を
補正するような付加的な磁場をコイル１１２より発生さ
せる。なお、シーケンサ１０４は、通常、予めプログラ
ムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制
御を行う。このプログラムのうち、特に、高周波磁場、
傾斜磁場、エコー信号受信のタイミングや強度を記述し
たものが、パルスシーケンス又は撮影シーケンスと呼ば
れている。

【００３０】次に、図１のパルスシーケンスを用いて、
本発明の一実施の形態による撮影手順の概略を説明す
る。図１（ａ）は、第１の撮影シーケンスに相当するＳ
Ｅ法のパルスシーケンスを示し、図１（ｂ）は、第２の
撮影シーケンスに相当するＥＰＩ法のパルスシーケンス
であり、基本動作は図７、図８で説明したものと同様で
ある。

【００３１】まず、静磁場中に検査対象を置き、ＳＥ法
とＥＰＩ法で撮影を行う。ＳＥ法ではｘ方向をリードア
ウト方向、ｙ方向を位相エンコード方向とする。これと
は逆に、ＥＰＩ法では、ｘ方向を位相エンコード方向、
ｙ方向をリードアウト方向とする。また、スライス方向
は、いずれもｚ方向で同じスライス面を撮影するものと
し、視野の大きさも同一とする。そして、ＳＥ法のサン
プリングレートΔｔとＥＰＩ法のエコー間隔τが等しく
なるように設定されている。１枚の断層像を得るために
は、前述したように、図１（ａ）のＳＥ法のシーケンス
を、ｋｙ方向の解像度に応じた回数（例えば、２５６
回）繰り返す。そして、図１（ｂ）のＥＰＩ法のシーケ
ンスを１回実行する。なお、ＥＰＩ法のシーケンスの実
行は、ＳＥ法のシーケンスの繰返し実行の途中で行って
もよい。また、機能計測の目的によってはＥＰＩ法のシ
ーケンスを連続的に複数回実行する。

【００３２】シーケンサ１０４は、この２種類のパルス
シーケンスに従ってそれぞれエコーを計測し、計算機１
０９によって２種類の画像が再構成される。その結果は
ディスプレイ１１０に表示される。２種類の画像は、重
ね合せて表示される場合も、別々に表示される場合もあ
る。機能計測で２種類の画像を重ね合せて表示する場合
には、通常、形態画像はグレースケール表示され、機能
画像はカラーで形態画像の上に重ね合せられる。以上の
手順により、２種類の画像は、位置ずれの方向と量（大
きさ）がそれぞれ等しくなるため、相互に位置ずれのな
い状態で表示される。

【００３３】ここで、図１のパルスシーケンスによれ
ば、ＳＥ画像とＥＰＩ画像の位置ずれの方向と量が等し
くなる理由について以下説明する。先に述べたように、
ＳＥ法の位置ずれはリードアウト方向に発生し、ＥＰＩ
法の位置ずれは位相エンコード方向に発生する。そこ
で、位置ずれの方向をそろえるために、例えばＳＥ法の
リードアウト方向をｘ方向にし、位相エンコード方向を
ｙ方向にした場合には、ＥＰＩ法のリードアウト方向を
ｙにし、位相エンコード方向をｘ方向にする。次に、位
置ずれの量を等しくするために、（１）式と（２）式の
右辺第２項が等しくなるようにする。

【００３４】すなわち、Ｂｅ（ｘ）／Ｇｒ＝（Ｂｅ
（ｘ）・τ）／（Ｇｅ・Δｅ）より、１／Ｇｒ＝τ／（Ｇｅ・Δｅ） …（３）サンプリングレートΔｔを（３）式の左辺の分母分子にかけると、 Δｔ／（Ｇｒ・Δｔ）＝τ／（Ｇｅ・Δｅ） …（４）となる。

【００３５】一方、ＭＲＩ撮影の基本関係式から、磁気
回転比をγとし、ＳＥ法のリードアウト傾斜磁場方向
（ｘ方向）の視野Ｆｓと、リードアウト傾斜磁場Ｇｒ、
サンプリングレートΔｔの関係は、γ・Ｆｓ・Ｇｒ・Δ
ｔ＝１であり、ＥＰＩ法の位相エンコード方向（ｘ方
向）の視野Ｆｅと、位相エンコード傾斜磁場Ｇｅ、位相
エンコードブリップの印加時間Δｅとの関係は、γ・Ｆ
ｅ・Ｇｅ・Δｅ＝１である。したがって、（４）式は、 Δｔ／Ｆｓ＝τ／Ｆｅ …（５）に変形できる。また、ＦｓとＦｅを等しくした場合には、 Δｔ＝τ …（６）となる。

【００３６】以上説明したように、ＳＥ法のリードアウ
ト方向とＥＰＩ法の位相エンコード方向を同一方向に
し、ＳＥ法のサンプリングレートとＥＰＩ法のエコー間
隔を等しくすることにより、両画像の位置ずれ方向とそ
の大きさを等しくすることができることが分かる。した
がって、このような条件下で撮影を行えば、両画像をそ
のまま重ね合せても位置ずれのないように重ね合せるこ
とができる。

【００３７】図１のパルスシーケンスで撮影した画像を
図３に示す。図は、ｘ方向にリニアな静磁場不均一があ
る場合に、正方形の断面を撮影した画像で、同図（ａ）
はリードアウト傾斜磁場と位相エンコード傾斜磁場をそ
れぞれｘとｙ方向に印加したＳＥ画像１１、同図（ｂ）
はリードアウト傾斜磁場と位相エンコード傾斜磁場をそ
れぞれｙとｘ方向に印加したＥＰＩ画像１２である。ま
た、同図（ｃ）はリードアウト傾斜磁場と位相エンコー
ド傾斜磁場をそれぞれｘ方向とｙ方向に印加したＥＰＩ
画像１３である。それぞれの画像には、静磁場不均一が
存在しない場合の画像の輪郭を線１４で表示した。

【００３８】図３の（ａ）と（ｂ）を比較すると、ＳＥ
法とＥＰＩ法でリードアウト傾斜磁場と位相エンコード
傾斜磁場の方向を入れ替えることにより、位置ずれが等
しくなっていることが分かる。したがって、両画像をこ
のまま比較しても、画像間での位置ずれが生じない。こ
れに比較して、リードアウト傾斜磁場と位相エンコード
傾斜磁場の方向を同じにした従来のＥＰＩ法（ｃ）によ
れば、得られる画像１３の位置ずれは、同図（ａ）のＳ
Ｅ画像１１と全く異なっている。

【００３９】次に、実体との位置ずれを補正して、ひず
みのない形態画像と機能画像を得る手順について説明す
る。この手順を図４に示す。まず、形態画像（ＳＥ画
像）を２枚（ＳＥ画像１、２）撮影する（６０１）。こ
のとき、それぞれの撮影において、リードアウト傾斜磁
場の符号を反転させる。次に、この２枚のＳＥ画像か
ら、ＳＥ画像１の位置ずれを補正する位置ずれ補正情報
を求める（６０２）。そして、上述の方法で位置ずれ量
が画像１と等しい機能画像（ＥＰＩ画像）を撮影する
（６０３）。最後に、ステップ６０２で求めた位置ずれ
補正情報を用いて、形態画像（ＳＥ画像１）と機能画像
の位置ずれを補正する（ステップ６０４）。

【００４０】ここで、ステップ６０２の補正情報の獲得
方法は公知であるが、図５を用いて詳細に説明する。図
５（ａ）は、図１のＳＥ法で撮影したＳＥ画像１、図５
（ｂ）は、そのリードアウト傾斜磁場の符号を反転させ
たパルスシーケンスで撮影したＳＥ画像２である。ＳＥ
画像１，２間の位置ずれは、リードアウト傾斜磁場の符
号が反転しているため、リードアウト方向の反対方向に
発生し、その大きさは等しい。したがって、それぞれの
画像の位相エンコード方向の対応する走査ラインごと
に、次のように位置ずれ量を求めることがきる。

【００４１】まず、ライン１とライン２を端から走査し
て、画素値の積分値を計算し、積分値が等しくなる任意
の点ｘ１とｘ２を求める。ｘ１、ｘ２は次式７を満す。

【００４２】

【数７】

【００４３】ここで、ｉ１（ｘ）とｉ２（ｘ）はそれぞ
れライン１、２上の点ｘにおける値、ｘ１０とｘ２０は
ライン１、２の検査対象のエッジの位置である。

【００４４】このようにして、ライン上のすべての点に
ついて、ｘ１とｘ２の対応関係を求めると、補正後の点
ｘは、ｘ＝（ｘ１＋ｘ２）／２により求められる。ま
た、画素値は、ｉ（ｘ）＝ｉ１（ｘ１）ｄｘ１／ｄｘに
より求められる。

【００４５】この方法では、形態画像と機能画像とで位
置ずれ量が等しくなるように撮影しているため、ＳＥ法
から求めた位置ずれ補正情報を共通に用いて両画像の位
置ずれを補正することができる。また、ＥＰＩ法よりも
画質の良いＳＥ法を用いて位置ずれ補正情報を獲得して
いるため、位置ずれ補正精度が向上する。さらに、ＳＥ
法では、ＥＰＩ法よりも空間分解能の高い画像を撮影す
ることが容易である。したがって、より空間分解能の高
い画像を用いれば、より高精度の位置ずれ補正情報を獲
得することができ、補正精度を向上させることが可能で
ある。位置ずれ補正情報の獲得には、２枚の画像を用い
た上述の方法以外にも、位相マップを用いた方法など、
従来から知られている方法を用いることができる。

【００４６】また、以上の説明では、ＳＥ画像とＥＰＩ
画像とで同一のスライス面を撮影する場合について述べ
たが、スライス面は必ずしも同一である必要はない。例
えば、ＳＥ法では、スライス内に脳の表面が含まれるよ
うにしてＴ２強調像を撮影すると、脳表画像を得ること
ができる。この画像を形態画像として利用する場合に
は、形態画像（ＳＥ画像）と機能画像（ＥＰＩ画像）と
でスライス厚は異なる。

【００４７】また、ＥＰＩ法として、１８０度パルスを
用いたＳＥタイプのＥＰＩ法を用いて説明したが、１８
０度パルスを用いないグラディエントエコータイプ（Ｇ
Ｅ）のＥＰＩ法でも、位置ずれの原理がＳＥタイプと全
く同様であるため、本発明を用いて同様の効果を得るこ
とができる。

【００４８】さらに、ＥＰＩ法として、複数回の励起で
１枚の画像を撮影するマルチショットＥＰＩ法を用いる
場合には、位置ずれの原理は同じであるが、位置ずれ量
が異なるため、パルスシーケンスのパラメータが異な
る。この場合の本発明の適用法を図６を用いて説明す
る。同図（ａ）は、マルチショットＥＰＩ法のパルスシ
ーケンスの一例を示している。図８に示したＥＰＩ法と
ほとんど同じであるが、位相エンコード傾斜磁場パルス
３０３が、可変位相エンコード傾斜磁場パルス３１０に
変更されている。そして、パルスシーケンスの繰り返し
ごとに、そのパルス３１０の強度を変化させる。

【００４９】図６（ｂ）は、同図（ａ）のパルスシーケ
ンスに対応したマルチショットＥＰＩのｋ空間上の走査
方法を示した図である。同図は、一例として、４回の励
起で１枚の画像を撮影する４ショットＥＰＩの場合であ
る。このようにマルチショットＥＰＩでは、ショットの
数だけ同じ時間に計測されたエコーがｋ空間上でならん
でいる。このため、ｋｙ方向にエコーの位相を見ると、
１ショットＥＰＩ法に比べて、静磁場不均一による位相
シフト量が１／（ショット数）に減少し、位置ずれ量も
１／（ショット数ｍ）に減少する。したがって、ショッ
ト数をｍとすると、（３）式は、１／Ｇｒ＝τ／（Ｇｅ・Δｅ）／ｍ …（８）となる。よって、ＳＥ法と等しい位置ずれとなる条件は、 Δｔ／Ｆｓ＝τ／Ｆｅ／ｍ …（９）となり、視野Ｆｓ、Ｆｅを等しくした場合には、 Δｔ＝τ／ｍ …（１０）となる。

【００５０】以上の方法を、術中モニタにおいてＥＰ
Ｉ画像を利用する場合には、手術中に検査対象の状態が
変化することがあるため、手術前に撮影したＳＥ画像と
実体が異なる場合が生じる。この場合には、術中等のＥ
ＰＩ画像撮影の途中で、適宜ＳＥ画像を再撮影すればよ
い。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
形態画像と機能画像の位置ずれ差をなくした撮影を行う
ことにより、機能画像上の位置を形態画像を用いて正確
に参照できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の特徴に係る撮影シーケ
ンスを示す図である。

【図２】本発明の撮影シーケンスを適用する磁気共鳴イ
メージング装置の概要を示すブロック図である。

【図３】図１の撮影シーケンスにより撮影された画像と
従来の方法により撮影された画像の位置ずれ状態を説明
する図である。

【図４】本発明の画像の位置ずれを補正する実施の形態
の手順を示すフローチャートである。

【図５】ＳＥ法で位相エンコード方向を互いに逆にして
獲得した２つの画像に基づいて位置ずれ補正情報を獲得
する方法を説明する図である。

【図６】図１のＥＰＩ法に代えてマルチショットＥＰＩ
法のパルスシーケンスを適用した本発明の実施の形態を
説明する図である。

【図７】従来のＳＥ法のパルスシーケンスを示す図であ
る。

【図８】従来のＥＰＩ法のパルスシーケンスを示す図で
ある。

【図９】静磁場不均一により生ずる画像の位置ずれを説
明する図である。

【符号の説明】

１０１マグネット１０２傾斜磁場コイル１０３検査対象１０４シーケンサ１０５傾斜磁場電源１０６高周波磁場発生器１０７プローブ１０８受信器１０９計算機１１０ディスプレイ１１１記憶媒体１１２シムコイル１１３シム電源２０１スライス傾斜磁場パルス２０２磁化励起用高周波磁場パルス２０３位相エンコード傾斜磁場パルス２０４スライス傾斜磁場パルス２０５１８０度パルス２０６、２０７リードアウト傾斜磁場パルス２０８エコー信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水博道東京都千代田区内神田一丁目１番14号株式会社日立メディコ内 (56)参考文献特開平９−47439（ＪＰ，Ａ) (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】検査対象に静磁場を印加する静磁場発生
手段と、前記検査対象に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発
生手段と、前記検査対象に高周波磁場を印加する手段
と、前記検査対象から発生するエコー信号を検出する手
段と、該エコー信号を取り込んで前記検査対象の断層像
を再構成する画像演算手段と、前記傾斜磁場と前記高周
波磁場を制御して前記検査対象の断層像に対応する部位
を励起するとともに、該励起に対応する前記エコー信号
を計測する撮影シーケンスを有してなる制御手段とを備
えた磁気共鳴イメージング装置において、前記制御手段は、少なくとも第１と第２の異なる撮影シ
ーケンスを有してなり、第１の撮影シーケンスは、１回の励起に対応させて１個
のエコー信号を発生させるシーケンスを、複数回繰り返
して前記断層像に対応するエコー信号群を計測するもの
であり、第２の撮影シーケンスは、１回の励起に対応させて複数
個のエコー信号を発生させるシーケンスを、ｍ（ｍは、
１又は複数）回に分けて実行させて前記断層像に対応す
るエコー信号群を計測するものであり、第１と第２の撮影シーケンスの位相エンコード方向及び
リードアウト方向を、それぞれ互いに異なる方向に設定
し、第１の撮影シーケンスに係る前記エコー信号を計測
するサンプリング間隔をリードアウト方向の視野で割っ
た第１の値と、第２の撮影シーケンスに係る前記エコー
信号のエコー間隔を前記ｍと位相エンコード方向の視野
との積で割った第２の値とを等しく設定してなることを
特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】前記ｍが１であり、第１の撮影シーケン
スに係るサンプリング間隔と第２の撮影シーケンスに係
るエコー間隔とが等しく設定されてなることを特徴とす
る請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】前記画像演算手段は、第１の撮影シーケ
ンスで計測したエコー群から再構成した画像について画
像ひずみを求めて画像ひずみ補正情報を生成し、生成さ
れた該画像ひずみ補正情報に基づいて、第２の撮影シー
ケンスで計測したエコー群から再構成した画像について
画像ひずみ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載
の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】前記制御手段は、第１の撮影シーケンス
のリードアウトの傾斜磁場の符号を反転してなる第３の
撮影シーケンスを有し、前記画像演算手段は、第１と第３の撮影シーケンスで計
測したエコー信号から再構成した２つの画像に基づいて
前記画像ひずみ補正情報を生成することを特徴とする請
求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】第１の撮影シーケンスを１回実行するご
とに、第２の撮影シーケンスを複数回実行し、第１の撮
影シーケンスにより得られた断層像に重ねて、第２の撮
影シーケンスにより得られる断層像を順次表示画面に表
示することを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメ
ージング装置。