JP3116785B2 - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents
Ｍｒイメージング装置Info
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- JP3116785B2 JP3116785B2 JP07276259A JP27625995A JP3116785B2 JP 3116785 B2 JP3116785 B2 JP 3116785B2 JP 07276259 A JP07276259 A JP 07276259A JP 27625995 A JP27625995 A JP 27625995A JP 3116785 B2 JP3116785 B2 JP 3116785B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気
共鳴）現象を利用してイメージングを行うＭＲイメージ
ング装置に関し、とくに高速イメージングシーケンスを
行なうＭＲイメージング装置の改良に関する。
共鳴）現象を利用してイメージングを行うＭＲイメージ
ング装置に関し、とくに高速イメージングシーケンスを
行なうＭＲイメージング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＭＲイメージング装置の高速
イメージングシーケンスとして、ＥＰＩ法（特開昭５３
−８１２８８号公報）、ＳＥ−ＥＰＩ法（インスタスキ
ャン法、特開昭６３−２１４２４６号公報）、ＧＲＡＳ
Ｅ法（米国特許第５２７０６５４号）等の、読み出し用
傾斜磁場を反転させることにより１回の励起で複数のエ
コー信号を発生させるものが知られている。
イメージングシーケンスとして、ＥＰＩ法（特開昭５３
−８１２８８号公報）、ＳＥ−ＥＰＩ法（インスタスキ
ャン法、特開昭６３−２１４２４６号公報）、ＧＲＡＳ
Ｅ法（米国特許第５２７０６５４号）等の、読み出し用
傾斜磁場を反転させることにより１回の励起で複数のエ
コー信号を発生させるものが知られている。
【０００３】ところで、これら、１回の励起で複数のエ
コー信号を発生させる高速イメージングシーケンスで
は、一般に、静磁場の不均一や渦電流等の誤差により、
１回の励起で発生する複数のエコー信号の間に位相誤差
が発生する。また、読み出し用傾斜磁場パルスを他のエ
コー信号群とは反対極性に作用させたエコー信号群につ
いては、サンプリングしたデータの時間順序をデータア
レイ上で逆転させて配置する必要があるので、読み出し
用傾斜磁場パルスの応答遅れ等があると、この信号群か
ら得たデータと他の信号群から得たデータとの間に位相
誤差が生じる。
コー信号を発生させる高速イメージングシーケンスで
は、一般に、静磁場の不均一や渦電流等の誤差により、
１回の励起で発生する複数のエコー信号の間に位相誤差
が発生する。また、読み出し用傾斜磁場パルスを他のエ
コー信号群とは反対極性に作用させたエコー信号群につ
いては、サンプリングしたデータの時間順序をデータア
レイ上で逆転させて配置する必要があるので、読み出し
用傾斜磁場パルスの応答遅れ等があると、この信号群か
ら得たデータと他の信号群から得たデータとの間に位相
誤差が生じる。
【０００４】そこで、従来より、これらの位相誤差をな
くすため、読み出し用傾斜磁場パルスとＡ／Ｄサンプリ
ングとの間のタイミングをずらすことによって各エコー
ピークがずれないようにすることが提案されている（ K
im Butts, et al. "Interleaved Echo Planar Imaging
on a Standard MRI System" Magn. Reson. Med., 31,pp
67-72, 1994）。
くすため、読み出し用傾斜磁場パルスとＡ／Ｄサンプリ
ングとの間のタイミングをずらすことによって各エコー
ピークがずれないようにすることが提案されている（ K
im Butts, et al. "Interleaved Echo Planar Imaging
on a Standard MRI System" Magn. Reson. Med., 31,pp
67-72, 1994）。
【０００５】また、位相誤差によってイメージデータが
つぎの数式１で示されたような形になっていると仮定
し、フーリエ変換したデータよりΦ０、ε１を求める方
法も提案されている（特公平７−３２７６５号）。
つぎの数式１で示されたような形になっていると仮定
し、フーリエ変換したデータよりΦ０、ε１を求める方
法も提案されている（特公平７−３２７６５号）。
【数１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Butts
等の方法は、現在のＭＲイメージング装置のハードウェ
アのタイミング調整の精度では、高速イメージングシー
ケンスに対応できないという問題を有している。また、
特公平７−３２７６５号の方法では、フーリエ変換した
データ関数に不連続部分（コントラストが急激に変化す
る部分）が存在すると、Φ０、ε１をうまく求めること
ができないという問題がある。
等の方法は、現在のＭＲイメージング装置のハードウェ
アのタイミング調整の精度では、高速イメージングシー
ケンスに対応できないという問題を有している。また、
特公平７−３２７６５号の方法では、フーリエ変換した
データ関数に不連続部分（コントラストが急激に変化す
る部分）が存在すると、Φ０、ε１をうまく求めること
ができないという問題がある。
【０００７】この発明は、上記に鑑み、高速イメージン
グシーケンスにおいて発生する各エコー信号間の位相誤
差を補正し、アーティファクトのない画像を得ることが
できるように改善した、ＭＲイメージング装置を提供す
ることを目的とする。
グシーケンスにおいて発生する各エコー信号間の位相誤
差を補正し、アーティファクトのない画像を得ることが
できるように改善した、ＭＲイメージング装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＭＲイメージング装置においては、
励起パルスを発生するＲＦ印加手段と、スライス選択用
傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相エンコード用傾
斜磁場パルスを印加する手段と、読み出し用傾斜磁場パ
ルスを印加する手段と、エコー信号を受信し、位相検波
した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換しデータを得る手段
と、位相エンコード用傾斜磁場パルスを印加しないプリ
スキャンを行なった後位相エンコード用傾斜磁場パルス
を印加する本スキャンを行なうよう制御する手段と、プ
リスキャンにより得たデータから各エコー信号について
信号ピークの位相Φ０と信号ピークの位置ずれ量ｎとを
求め、これらに基づいて本スキャンによって得たデータ
配列の各々の生データに対して、ＳＲを生データの実数
部、ＳＩを生データの虚数部としたとき、つぎの数式２
で示すΦ０の逆回転行列をかける演算処理を施し、
め、この発明によるＭＲイメージング装置においては、
励起パルスを発生するＲＦ印加手段と、スライス選択用
傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相エンコード用傾
斜磁場パルスを印加する手段と、読み出し用傾斜磁場パ
ルスを印加する手段と、エコー信号を受信し、位相検波
した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換しデータを得る手段
と、位相エンコード用傾斜磁場パルスを印加しないプリ
スキャンを行なった後位相エンコード用傾斜磁場パルス
を印加する本スキャンを行なうよう制御する手段と、プ
リスキャンにより得たデータから各エコー信号について
信号ピークの位相Φ０と信号ピークの位置ずれ量ｎとを
求め、これらに基づいて本スキャンによって得たデータ
配列の各々の生データに対して、ＳＲを生データの実数
部、ＳＩを生データの虚数部としたとき、つぎの数式２
で示すΦ０の逆回転行列をかける演算処理を施し、
【数２】 求めたデータＳ’ＲおよびＳ’Ｉを配列したデータ配列
に対して、周波数方向に１次元フーリエ変換し、さらに
この１次元フーリエ変換後のデータ配列の各々のデータ
に対してつぎの数式６をかける演算を行ってデータを回
転させ、
に対して、周波数方向に１次元フーリエ変換し、さらに
この１次元フーリエ変換後のデータ配列の各々のデータ
に対してつぎの数式６をかける演算を行ってデータを回
転させ、
【数６】 この回転後のデータ配列に対して位相方向に１次元フー
リエ変換して画像を再構成する演算手段とが備えられる
ことが特徴となっている。
リエ変換して画像を再構成する演算手段とが備えられる
ことが特徴となっている。
【０００９】プリスキャンは位相エンコード用傾斜磁場
パルスを印加しないで行なわれる。このプリスキャンに
よって発生するエコー信号は磁場強度の読み出し方向
（周波数エンコード方向）での誤差に影響される。この
磁場強度誤差の０次項は信号ピークでの位相Φ０となっ
て現われ、周波数エンコード方向の１次項は信号ピーク
のずれ量ｎとなって現われる。そこでこれらを用いて、
本スキャンによって得たデータ配列の各々のデータに対
して、ＳＲを生データの実数部、ＳＩを生データの虚数
部としたとき、上記の数式２で示すΦ０の逆回転行列を
かける演算処理を施す。すると、これによって磁場強度
の周波数エンコード方向０次の誤差による位相の誤差が
補正されたデータＳ’Ｒ，Ｓ’Ｉが得られる。このデー
タの配列に対して周波数方向に１次元フーリエ変換する
と、周波数エンコード方向のピクセルが再現できる。つ
ぎに、この１次元フーリエ変換終了後のデータ配列の各
々の複素データに対して上記の数式６をかける演算を行
なってデータを回転させる。この回転によって磁場強度
の周波数方向１次の誤差による位相の誤差が補正される
ことになる。こうして、磁場強度の周波数方向０次およ
び１次の誤差による位相の誤差が両方とも補正されたデ
ータ配列に対して、位相方向に１次元フーリエ変換を施
せば、位相方向の位置情報も再現され、２次元画像が再
構成されることになる。この再構成画像は、磁場強度の
周波数方向０次および１次の誤差による位相の誤差が両
方とも補正されたデータ配列から得たものであり、その
磁場強度の誤差に基づくアーティファクトをなくした画
像となる。
パルスを印加しないで行なわれる。このプリスキャンに
よって発生するエコー信号は磁場強度の読み出し方向
（周波数エンコード方向）での誤差に影響される。この
磁場強度誤差の０次項は信号ピークでの位相Φ０となっ
て現われ、周波数エンコード方向の１次項は信号ピーク
のずれ量ｎとなって現われる。そこでこれらを用いて、
本スキャンによって得たデータ配列の各々のデータに対
して、ＳＲを生データの実数部、ＳＩを生データの虚数
部としたとき、上記の数式２で示すΦ０の逆回転行列を
かける演算処理を施す。すると、これによって磁場強度
の周波数エンコード方向０次の誤差による位相の誤差が
補正されたデータＳ’Ｒ，Ｓ’Ｉが得られる。このデー
タの配列に対して周波数方向に１次元フーリエ変換する
と、周波数エンコード方向のピクセルが再現できる。つ
ぎに、この１次元フーリエ変換終了後のデータ配列の各
々の複素データに対して上記の数式６をかける演算を行
なってデータを回転させる。この回転によって磁場強度
の周波数方向１次の誤差による位相の誤差が補正される
ことになる。こうして、磁場強度の周波数方向０次およ
び１次の誤差による位相の誤差が両方とも補正されたデ
ータ配列に対して、位相方向に１次元フーリエ変換を施
せば、位相方向の位置情報も再現され、２次元画像が再
構成されることになる。この再構成画像は、磁場強度の
周波数方向０次および１次の誤差による位相の誤差が両
方とも補正されたデータ配列から得たものであり、その
磁場強度の誤差に基づくアーティファクトをなくした画
像となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの
発明の実施の形態で用いる高速イメージングシーケンス
の一例を示すものであり、図２は図１の期間Ｂで行なう
通常のＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスを示し、図
３はこの発明の実施の形態にかかるＭＲイメージング装
置を示すものである。
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１はこの
発明の実施の形態で用いる高速イメージングシーケンス
の一例を示すものであり、図２は図１の期間Ｂで行なう
通常のＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスを示し、図
３はこの発明の実施の形態にかかるＭＲイメージング装
置を示すものである。
【００１１】まず、図３を参照しながら説明すると、マ
グネットアセンブリ１１には、静磁場を発生するための
主マグネットと、この静磁場に重畳する傾斜磁場を発生
する傾斜磁場コイルが含まれる。傾斜磁場は、傾斜磁場
コイルにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に磁場強度がそれ
ぞれ傾斜するものとして発生させられる。これら３軸方
向の傾斜磁場の１つを選択し、あるいはそれらを組み合
わせることにより任意の３軸方向の傾斜磁場が作られ、
これらが図２、３で示すようなスライス選択用傾斜磁場
Ｇｓ、読み出し（および周波数エンコード）用傾斜磁場
Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐとされる。
グネットアセンブリ１１には、静磁場を発生するための
主マグネットと、この静磁場に重畳する傾斜磁場を発生
する傾斜磁場コイルが含まれる。傾斜磁場は、傾斜磁場
コイルにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に磁場強度がそれ
ぞれ傾斜するものとして発生させられる。これら３軸方
向の傾斜磁場の１つを選択し、あるいはそれらを組み合
わせることにより任意の３軸方向の傾斜磁場が作られ、
これらが図２、３で示すようなスライス選択用傾斜磁場
Ｇｓ、読み出し（および周波数エンコード）用傾斜磁場
Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐとされる。
【００１２】この静磁場および傾斜磁場が加えられる空
間には図示しない被検体が配置される。この被検体に
は、ＲＦパルスを被検体に照射するとともにこの被検体
で発生したＮＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル１２
が取り付けられている。
間には図示しない被検体が配置される。この被検体に
は、ＲＦパルスを被検体に照射するとともにこの被検体
で発生したＮＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル１２
が取り付けられている。
【００１３】マグネットアセンブリ１１の傾斜磁場コイ
ルに傾斜磁場用電流を供給する回路として、磁場制御回
路２１が設けられる。この磁場制御回路２１には波形発
生回路５３からの波形信号が送られる。この波形発生回
路５３には、傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒの各パルス波形
に関する情報が、あらかじめコンピュータ５１によりセ
ットされている。シーケンスコントローラ５２から指示
されたタイミングで波形発生回路５３から波形信号が生
じ、これが磁場制御回路２１に送られることにより、そ
の波形信号で定められる波形のパルスとされた傾斜磁場
Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒがそれぞれ発生することになる。
ルに傾斜磁場用電流を供給する回路として、磁場制御回
路２１が設けられる。この磁場制御回路２１には波形発
生回路５３からの波形信号が送られる。この波形発生回
路５３には、傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒの各パルス波形
に関する情報が、あらかじめコンピュータ５１によりセ
ットされている。シーケンスコントローラ５２から指示
されたタイミングで波形発生回路５３から波形信号が生
じ、これが磁場制御回路２１に送られることにより、そ
の波形信号で定められる波形のパルスとされた傾斜磁場
Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｒがそれぞれ発生することになる。
【００１４】ＲＦ発生回路３１で発生したＲＦ信号は振
幅変調回路３２に送られ、これがキャリア信号となり、
波形発生回路５３から送られてくる波形信号に応じて振
幅変調される。この振幅変調後のＲＦ信号は、ＲＦ電力
増幅器３３を経て増幅された後、ＲＦコイル１２に加え
られる。このＲＦ発生回路３１は周波数シンセサイザな
どから構成され、その周波数はコンピュータ５１によっ
て制御される。ＲＦ発生回路３１から出力されるＲＦ信
号は、振幅変調回路３２のほか位相検波回路４２にも送
られる。このＲＦ信号の周波数は磁場中心における共鳴
周波数に合致させられる。上記の変調信号の波形に関す
る情報はコンピュータ５１から波形発生回路５３にあら
かじめ与えられる。波形発生回路５３やＲＦ発生回路３
１のタイミングはシーケンスコントローラ５２により定
められる。
幅変調回路３２に送られ、これがキャリア信号となり、
波形発生回路５３から送られてくる波形信号に応じて振
幅変調される。この振幅変調後のＲＦ信号は、ＲＦ電力
増幅器３３を経て増幅された後、ＲＦコイル１２に加え
られる。このＲＦ発生回路３１は周波数シンセサイザな
どから構成され、その周波数はコンピュータ５１によっ
て制御される。ＲＦ発生回路３１から出力されるＲＦ信
号は、振幅変調回路３２のほか位相検波回路４２にも送
られる。このＲＦ信号の周波数は磁場中心における共鳴
周波数に合致させられる。上記の変調信号の波形に関す
る情報はコンピュータ５１から波形発生回路５３にあら
かじめ与えられる。波形発生回路５３やＲＦ発生回路３
１のタイミングはシーケンスコントローラ５２により定
められる。
【００１５】ＲＦコイル１２によって受信されたＮＭＲ
信号は前置増幅器４１を経て位相検波回路４２に送られ
て位相検波される。この位相検波のための参照周波数を
与えるものとして上記のＲＦ発生回路３１からのＲＦ信
号が送られている。位相検波によって得られた信号は、
シーケンスコントローラ５２によって制御されたＡ／Ｄ
変換器４３により所定のサンプリングタイミングでサン
プルされ、デジタルデータに変換される。
信号は前置増幅器４１を経て位相検波回路４２に送られ
て位相検波される。この位相検波のための参照周波数を
与えるものとして上記のＲＦ発生回路３１からのＲＦ信
号が送られている。位相検波によって得られた信号は、
シーケンスコントローラ５２によって制御されたＡ／Ｄ
変換器４３により所定のサンプリングタイミングでサン
プルされ、デジタルデータに変換される。
【００１６】Ａ／Ｄ変換器４３から得られたデータはコ
ンピュータ５１に取り込まれる。コンピュータ５１は、
収集したデジタルデータを２次元フーリエ変換して画像
を再構成する処理などを行なう。またこのコンピュータ
５１は、種々の撮像シーケンスを構成するパルスシーケ
ンスに応じて、上記の通り、シーケンスコントローラ５
２や波形発生回路５３に必要なデータをセットするとと
もに、ＲＦ発生回路３１を制御してその周波数を定め、
また前置増幅器４１や位相検波回路４２を制御してこれ
らのゲインなどを定め、さらにＡ／Ｄ変換器４３をコン
トロールする。
ンピュータ５１に取り込まれる。コンピュータ５１は、
収集したデジタルデータを２次元フーリエ変換して画像
を再構成する処理などを行なう。またこのコンピュータ
５１は、種々の撮像シーケンスを構成するパルスシーケ
ンスに応じて、上記の通り、シーケンスコントローラ５
２や波形発生回路５３に必要なデータをセットするとと
もに、ＲＦ発生回路３１を制御してその周波数を定め、
また前置増幅器４１や位相検波回路４２を制御してこれ
らのゲインなどを定め、さらにＡ／Ｄ変換器４３をコン
トロールする。
【００１７】このように構成されたＭＲイメージング装
置において、コンピュータ５１およびシーケンスコント
ローラ５２の制御の下にたとえば図１に示すような高速
イメージングシーケンスを行なう。この図１に示したパ
ルスシーケンスはＧＲＡＳＥ法によるもので、とくに図
１の期間Ｂで行なうシーケンスが通常のＧＲＡＳＥ法そ
のものとなっており、ここではそれに先立つ期間Ａでプ
リスキャンを行なう。
置において、コンピュータ５１およびシーケンスコント
ローラ５２の制御の下にたとえば図１に示すような高速
イメージングシーケンスを行なう。この図１に示したパ
ルスシーケンスはＧＲＡＳＥ法によるもので、とくに図
１の期間Ｂで行なうシーケンスが通常のＧＲＡＳＥ法そ
のものとなっており、ここではそれに先立つ期間Ａでプ
リスキャンを行なう。
【００１８】まず最初に図１の期間Ｂで行なう通常のＧ
ＲＡＳＥ法によるシーケンスについて説明する。この部
分については図２に拡大して示している。図２において
１個の９０°パルス（励起パルス）を印加すると同時に
スライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルスを加える。つぎ
に、複数個（ここでは３個）の１８０゜パルス（リフォ
ーカスパルス）を加え、これらのＲＦパルスの各々と同
時にＧｓパルスを加える。
ＲＡＳＥ法によるシーケンスについて説明する。この部
分については図２に拡大して示している。図２において
１個の９０°パルス（励起パルス）を印加すると同時に
スライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルスを加える。つぎ
に、複数個（ここでは３個）の１８０゜パルス（リフォ
ーカスパルス）を加え、これらのＲＦパルスの各々と同
時にＧｓパルスを加える。
【００１９】そして読み出し用（および周波数エンコー
ド用）の傾斜磁場Ｇｒのパルスを上記の９０°パルスと
最初の１８０°パルスの間隔内およびその後の１８０°
パルスと１８０°パルスの各間隔内で加え、さらに、こ
のＧｒパルスを１８０゜パルスと１８０゜パルスとの間
で複数回（ここでは２回）スイッチングさせる。これに
より、スピンエコー信号Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８に加えてグラ
ジェントエコー信号Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ
９を発生させる。
ド用）の傾斜磁場Ｇｒのパルスを上記の９０°パルスと
最初の１８０°パルスの間隔内およびその後の１８０°
パルスと１８０°パルスの各間隔内で加え、さらに、こ
のＧｒパルスを１８０゜パルスと１８０゜パルスとの間
で複数回（ここでは２回）スイッチングさせる。これに
より、スピンエコー信号Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８に加えてグラ
ジェントエコー信号Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ
９を発生させる。
【００２０】これらの信号Ｓ１〜Ｓ９の発生直前に位相
エンコード用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加える
が、Ｇｐパルスの波高値を変えてその信号Ｓ１〜Ｓ９の
各々に加わる位相エンコード用傾斜磁場の印加量が変化
するようにし、これによって１回の励起によって複数位
相エンコードの信号を得るようにしている。なお１８０
°パルスの直前に加えられるＧｐパルスはリワインド用
であってつぎの１８０゜パルスが加わる前に積算の位相
エンコード量をいったん零に戻すものである。これらの
信号Ｓ１〜Ｓ９の発生に合わせてＡ／Ｄ変換のためのサ
ンプリグパルスが図２のように加えられる。
エンコード用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加える
が、Ｇｐパルスの波高値を変えてその信号Ｓ１〜Ｓ９の
各々に加わる位相エンコード用傾斜磁場の印加量が変化
するようにし、これによって１回の励起によって複数位
相エンコードの信号を得るようにしている。なお１８０
°パルスの直前に加えられるＧｐパルスはリワインド用
であってつぎの１８０゜パルスが加わる前に積算の位相
エンコード量をいったん零に戻すものである。これらの
信号Ｓ１〜Ｓ９の発生に合わせてＡ／Ｄ変換のためのサ
ンプリグパルスが図２のように加えられる。
【００２１】このようなＧＲＡＳＥ法のパルスシーケン
スにおいては、静磁場の不均一や渦電流等に基づく誤差
により信号群Ｓ１、Ｓ４、Ｓ７と、信号群Ｓ２、Ｓ５、
Ｓ８と、信号群Ｓ３、Ｓ６、Ｓ９との間に位相誤差が発
生する。信号群Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８に関しては他の信号群
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９とは逆極性のＧｒ
パルスが加わるので、サンプリングデータの時間順序を
逆転させてＫスペース（生データ空間）に配置する必要
があり、そのためＧｒパルスの応答遅れ等によって信号
群Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８は、他の信号群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、
Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９との間にさらに位相誤差を生じる。
スにおいては、静磁場の不均一や渦電流等に基づく誤差
により信号群Ｓ１、Ｓ４、Ｓ７と、信号群Ｓ２、Ｓ５、
Ｓ８と、信号群Ｓ３、Ｓ６、Ｓ９との間に位相誤差が発
生する。信号群Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８に関しては他の信号群
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９とは逆極性のＧｒ
パルスが加わるので、サンプリングデータの時間順序を
逆転させてＫスペース（生データ空間）に配置する必要
があり、そのためＧｒパルスの応答遅れ等によって信号
群Ｓ２、Ｓ５、Ｓ８は、他の信号群Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、
Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９との間にさらに位相誤差を生じる。
【００２２】そこで、ここでは図１に示すように通常の
ＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスに先立って期間Ａ
においてプリスキャンを行なう。このプリスキャンは位
相エンコード用傾斜磁場Ｇｐを一切加えないだけで、他
は通常のＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスと同様で
ある。この期間Ａのプリスキャンにおいて発生する信号
Ｓ１〜Ｓ９に対してＡ／Ｄサンプリングを行ない、その
各々の信号からデータを得る。そして、各エコー信号に
ついて信号ピークの位相Φ０と、信号ピークの位置ずれ
量ｎとを求める。ここで、信号ピークの位相Φ０という
のは、ピークを示すデータの位相であり位相検波により
得られた実数部と虚数部のデータから求められる。また
信号ピークの位置ずれ量ｎというのは、ピークを示すデ
ータの生データ空間上での場所、つまりそのデータが周
波数方向（時間軸上での並び順）においてｎ個分ずれて
いることを表わすものである。
ＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスに先立って期間Ａ
においてプリスキャンを行なう。このプリスキャンは位
相エンコード用傾斜磁場Ｇｐを一切加えないだけで、他
は通常のＧＲＡＳＥ法によるパルスシーケンスと同様で
ある。この期間Ａのプリスキャンにおいて発生する信号
Ｓ１〜Ｓ９に対してＡ／Ｄサンプリングを行ない、その
各々の信号からデータを得る。そして、各エコー信号に
ついて信号ピークの位相Φ０と、信号ピークの位置ずれ
量ｎとを求める。ここで、信号ピークの位相Φ０という
のは、ピークを示すデータの位相であり位相検波により
得られた実数部と虚数部のデータから求められる。また
信号ピークの位置ずれ量ｎというのは、ピークを示すデ
ータの生データ空間上での場所、つまりそのデータが周
波数方向（時間軸上での並び順）においてｎ個分ずれて
いることを表わすものである。
【００２３】つぎに図４のフローチャートに示すように
期間Ｂに移って通常のＧＲＡＳＥ法による本スキャンを
行なう。図２に示すようなパルスシーケンスをＧｐパル
スの大きさを変化させながら必要な位相エンコードステ
ップ数が達成されるまで繰り返す。これによってＫスペ
ースにくまなく配置されるような生データの収集がすべ
て完了する。
期間Ｂに移って通常のＧＲＡＳＥ法による本スキャンを
行なう。図２に示すようなパルスシーケンスをＧｐパル
スの大きさを変化させながら必要な位相エンコードステ
ップ数が達成されるまで繰り返す。これによってＫスペ
ースにくまなく配置されるような生データの収集がすべ
て完了する。
【００２４】このＫスペース上の生データの各々に対し
てΦ０の逆回転行列がつぎの数式２のようにかけられ
る。
てΦ０の逆回転行列がつぎの数式２のようにかけられ
る。
【数２】 ここでＳＲは実数部のデータであり、ＳＩは虚数部のデ
ータである。数式２の演算によって、磁場強度の周波数
方向０次の誤差による位相の誤差が補正されたデータ
Ｓ’Ｒ，Ｓ’Ｉが得られる。
ータである。数式２の演算によって、磁場強度の周波数
方向０次の誤差による位相の誤差が補正されたデータ
Ｓ’Ｒ，Ｓ’Ｉが得られる。
【００２５】その後、負極性のＧｒをかけた信号Ｓ２、
Ｓ５、Ｓ８から得たデータ列を逆方向に並べる（つまり
時間順序が逆になるように配置換えする）。このような
並べ換えが終わった生データに対して、周波数方向（サ
ンプリング時間方向）に１次元フーリエ変換を行なう。
これによりＧｒ方向（周波数エンコード方向）のピクセ
ルが再現される。
Ｓ５、Ｓ８から得たデータ列を逆方向に並べる（つまり
時間順序が逆になるように配置換えする）。このような
並べ換えが終わった生データに対して、周波数方向（サ
ンプリング時間方向）に１次元フーリエ変換を行なう。
これによりＧｒ方向（周波数エンコード方向）のピクセ
ルが再現される。
【００２６】つぎに、この１次元フーリエ変換終了後の
２次元的なデータ配列の各々のデータを回転させる。す
なわち、各々の複素データに対して後述の数式６をかけ
る演算を行なう。この回転によって磁場強度の周波数方
向１次の誤差による位相の誤差が補正されることにな
る。
２次元的なデータ配列の各々のデータを回転させる。す
なわち、各々の複素データに対して後述の数式６をかけ
る演算を行なう。この回転によって磁場強度の周波数方
向１次の誤差による位相の誤差が補正されることにな
る。
【００２７】このことについて、もう少し詳しく説明す
ると、信号ピークがｋ’ｘだけずれた信号のフーリエ変
換はつぎの数式３のようになる。
ると、信号ピークがｋ’ｘだけずれた信号のフーリエ変
換はつぎの数式３のようになる。
【数３】 ここでｋｘというのはＧｒによる周波数シフト量であ
る。つまり、ラーモアの定理 ω＝γ・Ｈ から ｋｘ＝γ・∫Ｇｒ（ｔ）ｄｔ ＝γ・Ｇｒ・ｔ …（イ） である。
る。つまり、ラーモアの定理 ω＝γ・Ｈ から ｋｘ＝γ・∫Ｇｒ（ｔ）ｄｔ ＝γ・Ｇｒ・ｔ …（イ） である。
【００２８】ｋｘ−ｋ’ｘ＝Ｋとおくと、上記の数式３
はつぎの数式４のようになる。
はつぎの数式４のようになる。
【数４】 これから１次元フーリエ変換後のデータにつぎの数式５
で表わされるものをかければ、信号ピークのずれを補正
できることが分かる。
で表わされるものをかければ、信号ピークのずれを補正
できることが分かる。
【数５】
【００２９】ところで、上記の（イ）式よりつぎの
（ロ）式が得られる。 Δｋｘ≡γ・Ｇｒ・Δｔ …（ロ） ここにΔｔはデータのサンプリング周期であり、Δｋｘ
はその期間ΔｔでのＧｒ印加により生じる周波数シフト
量である。これから上記のｋ’ｘは ｋ’ｘ＝ｎ・Δｋｘ …（ハ） と表わされる。
（ロ）式が得られる。 Δｋｘ≡γ・Ｇｒ・Δｔ …（ロ） ここにΔｔはデータのサンプリング周期であり、Δｋｘ
はその期間ΔｔでのＧｒ印加により生じる周波数シフト
量である。これから上記のｋ’ｘは ｋ’ｘ＝ｎ・Δｋｘ …（ハ） と表わされる。
【００３０】また、周波数方向の位置ｘは、その方向の
画像の大きさをＬｘ、その方向のマトリクス数（全ピク
セル数）をＮｘとすれば、つぎの（ニ）式で表わすこと
ができる。 ｘ＝ｉ・（Ｌｘ／Ｎｘ） …（ニ） ここで、ｉは周波数方向のピクセル番号である。
画像の大きさをＬｘ、その方向のマトリクス数（全ピク
セル数）をＮｘとすれば、つぎの（ニ）式で表わすこと
ができる。 ｘ＝ｉ・（Ｌｘ／Ｎｘ） …（ニ） ここで、ｉは周波数方向のピクセル番号である。
【００３１】一方、周波数方向の位置ｘでは、つぎの
（ホ）式が成り立っている。 ω＝γ・Ｇｒ・ｘ …（ホ） そのため、周波数方向での再構成画像の縁から縁までの
周波数差Δｆは、 Δｆ＝γ・Ｇｒ・Ｌｘ …（ヘ） となる。
（ホ）式が成り立っている。 ω＝γ・Ｇｒ・ｘ …（ホ） そのため、周波数方向での再構成画像の縁から縁までの
周波数差Δｆは、 Δｆ＝γ・Ｇｒ・Ｌｘ …（ヘ） となる。
【００３２】このΔｆを周期Δｔでサンプリングするの
であるから、サンプリング定理よりつぎの（ト）式が成
り立っているとしてよい。 Δｔ・Δｆ＝１ …（ト） そこで、上記の（ロ）式、（ヘ）式より Δｋｘ・Ｌｘ＝１ …（チ） である。
であるから、サンプリング定理よりつぎの（ト）式が成
り立っているとしてよい。 Δｔ・Δｆ＝１ …（ト） そこで、上記の（ロ）式、（ヘ）式より Δｋｘ・Ｌｘ＝１ …（チ） である。
【００３３】したがって、上記の（ハ）式、（ニ）式、
（チ）式より、つぎの（リ）式を導き出すことができ
る。 ｋ’ｘ・ｘ＝ｎ・Δｋｘ・（ｉ・Ｌｘ／Ｎｘ） ＝ｎ・（ｉ／Ｎｘ） …（リ） すなわち、１次元フーリエ変換後のピクセルごとのデー
タに対して数式６
（チ）式より、つぎの（リ）式を導き出すことができ
る。 ｋ’ｘ・ｘ＝ｎ・Δｋｘ・（ｉ・Ｌｘ／Ｎｘ） ＝ｎ・（ｉ／Ｎｘ） …（リ） すなわち、１次元フーリエ変換後のピクセルごとのデー
タに対して数式６
【数６】 をかけて回転させることにより、信号ピークのずれが補
正され、周波数方向１次の磁場強度誤差による位相誤差
を補正することができる。
正され、周波数方向１次の磁場強度誤差による位相誤差
を補正することができる。
【００３４】つぎに図４に示すように、データ配列に対
して位相方向に１次元フーリエ変換して画像を再構成
し、その再構成画像を表示することになる。この再構成
画像は、周波数エンコード方向での磁場強度の誤差によ
る位相誤差を補正したデータから得られたものであるた
め、それに基づくアーティファクトをなくすことができ
る。
して位相方向に１次元フーリエ変換して画像を再構成
し、その再構成画像を表示することになる。この再構成
画像は、周波数エンコード方向での磁場強度の誤差によ
る位相誤差を補正したデータから得られたものであるた
め、それに基づくアーティファクトをなくすことができ
る。
【００３５】なお、上記では、各エコー信号ごとに得ら
れたデータに対して回転処理を行なっているが、マルチ
スライスの場合には、そのスライスごとにプリスキャン
を行ない、各スライスごとのデータに対して同様の処理
を行なうことになる。また、上記ではＧＲＡＳＥ法につ
いて説明したが、ＥＰＩ法やＳＥ−ＥＰＩ法などにも適
用可能であることはもちろんである。
れたデータに対して回転処理を行なっているが、マルチ
スライスの場合には、そのスライスごとにプリスキャン
を行ない、各スライスごとのデータに対して同様の処理
を行なうことになる。また、上記ではＧＲＡＳＥ法につ
いて説明したが、ＥＰＩ法やＳＥ−ＥＰＩ法などにも適
用可能であることはもちろんである。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭＲイ
メージング装置によれば、静磁場の不均一や渦電流、あ
るいはサンプリングしたデータの時間順序をデータアレ
イ上で逆転させて配置することなどに起因する位相誤差
を補正してアーティファクトのない再構成画像を得るこ
とができる。
メージング装置によれば、静磁場の不均一や渦電流、あ
るいはサンプリングしたデータの時間順序をデータアレ
イ上で逆転させて配置することなどに起因する位相誤差
を補正してアーティファクトのない再構成画像を得るこ
とができる。
【図１】この発明の実施の形態にかかるＭＲイメージン
グ装置で行なうパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト。
グ装置で行なうパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト。
【図２】図１のパルスシーケンスの期間Ｂについてのみ
示すタイムチャート。
示すタイムチャート。
【図３】この発明の実施の形態にかかるＭＲイメージン
グ装置のブロック図。
グ装置のブロック図。
【図４】動作を示すフローチャート。
１１ マグネットアセンブリ １２ ＲＦコイル ２１ 磁場制御回路 ３１ ＲＦ発生回路 ３２ 振幅変調回路 ３３ ＲＦ電力増幅器 ４１ 前置増幅器 ４２ 位相検波回路 ４３ Ａ／Ｄ変換器 ５１ コンピュータ ５２ シーケンスコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−277196（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−56920（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−163544（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−266505（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−32765（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/055 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 励起パルスを発生するＲＦ印加手段と、
スライス選択用傾斜磁場パルスを印加する手段と、位相
エンコード用傾斜磁場パルスを印加する手段と、読み出
し用傾斜磁場パルスを印加する手段と、エコー信号を受
信し、位相検波した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換しデ
ータを得る手段と、位相エンコード用傾斜磁場パルスを
印加しないプリスキャンを行なった後位相エンコード用
傾斜磁場パルスを印加する本スキャンを行なうよう制御
する手段と、 プリスキャンにより得たデータから各エコー信号につい
て信号ピークの位相Φ０と信号ピークの位置ずれ量ｎと
を求め、これらに基づいて本スキャンによって得たデー
タ配列の各々の生データに対して、ＳＲを生データの実
数部、ＳＩを生データの虚数部としたとき、つぎの数式
２で示すΦ０の逆回転行列をかける演算処理を施し、 【数２】 求めたデータＳ’ＲおよびＳ’Ｉを配列したデータ配列
に対して、周波数方向に１次元フーリエ変換し、さらに
この１次元フーリエ変換後のデータ配列の各々のデータ
に対してつぎの数式６をかける演算を行ってデータを回
転させ、 【数６】 この回転後のデータ配列に対して位相方向に１次元フー
リエ変換して画像を再構成する演算手段とを有すること
を特徴とするＭＲイメージング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07276259A JP3116785B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｍｒイメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07276259A JP3116785B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｍｒイメージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0994242A JPH0994242A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3116785B2 true JP3116785B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=17566942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07276259A Expired - Fee Related JP3116785B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | Ｍｒイメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116785B2 (ja) |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP07276259A patent/JP3116785B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0994242A (ja) | 1997-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |