JP3127932B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＭＲＩ装置（核磁気
共鳴断層撮影装置）に関し、とくに超高速イメージング
を行なうＭＲＩ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置において、従来より、超高速
イメージングを行なうものが知られている（特開昭６３
−２１４２６号公報）。これは図４に示すようなパルス
シーケンスを行なうものである。まず、図４のＡに示す
ように９０°パルス１を加えると同時に、図４のＢのよ
うにスライス選択用の傾斜磁場Ｇｓのパルス３を加え
る。このＧｓパルス３はスライス厚さ方向のある領域の
核スピンの位相を乱すディフェージング傾斜磁場パルス
として機能し、その領域のみを選択的に励起することが
できる。つぎにリフェージングＧｓパルス４を印加する
ことによってスライス厚さ方向に乱れていた核スピンの
位相をそろえる。

【０００３】その後、図４のＣのようにフェーズエンコ
ーディング方向の傾斜磁場Ｇｐのディフェージングパル
ス６を印加する。また、図４のＤに示すようにリードア
ウト方向の傾斜磁場Ｇｒのディフェージングパルス８を
印加する。

【０００４】さらに、９０°パルス１から時間間隔τだ
け後に、１８０°パルス２と同時にＧｓパルス５を加え
る。このＧｓパルス５は１８０°パルス２の前後にまた
がっているため、前半がディフェージング傾斜磁場パル
スとして後半がリフェージング傾斜磁場パルスとして作
用する。

【０００５】この１８０°パルス２の後に、リフェージ
ングＧｒパルス９を加える。すると、このリフェージン
グＧｒパルス９の時間積分がディフェージングＧｒパル
ス８の時間積分と同じになったときに図４のＥに示すよ
うにグラジェントエコー１０を発生する。このリフェー
ジングＧｒパルス９を順次正負に反転させると、時間積
分が反対極性で同量となった時点で順次グラジェントエ
コー１０が生じる。

【０００６】このグラジェントエコー１０の発生に対応
して、リフェージングＧｐパルス７を順次加える。１８
０°パルス２から時間τだけ経過した時点でスピンエコ
ーが生じるが、その時点までに加えたリフェージングＧ
ｐパルス７の総時間積分が、ディフェージングＧｐパル
ス６の時間積分と一致するように波形を定め、スピンエ
コーが生じる時点と、フェーズエンコーディング方向で
乱れていた核スピンがそろう時点とを一致させ、スード
エコー（グラジェントエコー１０の列の包絡線）１１の
ピークが１８０°パルス２より時間τ後の時点となるよ
うにする。

【０００７】この場合、グラジェントエコー１０はフェ
ーズエンコーディング数に対応した数だけ発生させるよ
うにしているので、１個の９０°パルス１と１個の１８
０°パルス２による１回の励起だけで必要なフェーズエ
ンコーディング数のデータを一度に得ることができて、
超高速のイメージングを行なうことができる。

【０００８】ディフェージングＧｐパルス６の時間積分
は最大フェーズエンコーディング量の半分に相当するも
のとされており、リフェージングＧｐパルス７が、その
総時間積分がちょうどフェーズエンコーディング量の中
央値相当となるまで与えられた時点で、スードエコー１
１がピークとなるようにされており、そのため、スード
エコー１１及びグラジェントエコー１０の列に対称性が
得られる。そこで、スードエコー１１の立ち上がりから
立ち下がりまでをデータサンプリングウインドウとする
ことにより、そのウインドウの中心にスードエコー１１
のピークを一致させることができて、その対称性のた
め、トランケーションアーティファクトの少ない画像が
得られるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記の超高速イメージングでは９０°パルス１と１８０
°パルス２との時間間隔τの２倍の時点にサンプリング
ウインドウの中心を位置させ、かつその時点までにフェ
ーズエンコーディング数の半分の数のグラジェントエコ
ー１０を得なければならないので、必然的にτを短くで
きず、さらに高速化することが難しいという問題があっ
た。

【００１０】この発明は、上記従来の超高速イメージン
グを行なうＭＲＩ装置を改善してさらにイメージングの
高速化を図るようにしたＭＲＩ装置を提供することを目
的とする。

【００１１】

【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ＭＲＩ装置においては、フェーズエ
ンコーディング方向のディフェージング傾斜磁場パルス
の時間積分を最大フェーズエンコーディング量の半分よ
りも小さくしてフェーズエンコーディング数の半分の数
までリフェージング傾斜磁場パルスを加えないうちにこ
のフェーズエンコーディング方向で乱れていた核スピン
をそろえるようにするとともに、９０°パルスと１８０
°パルスとの時間間隔を短くすることにより、スードエ
コーを非対称とし、９０°パルスと１８０°パルスとの
時間間隔を短くできた分だけ高速化を図ることができ
る。スードエコーが非対称となり、スードエコーの立ち
上がりから立ち下がりまでのデータサンプリングウイン
ドウの中心より前にスードエコーのピークを位置するよ
うになるので、対称性がくずれるが、撮像時間をより短
くできるという利点が得られ、また信号のＳ／Ｎ比を向
上させプロトン密度強調画像に近い画像を得ることがで
きるという別の利点も得られる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１において、静磁場マグ
ネット１２が発生する静磁場内に被検体（人体）１１が
配置され、また、その静磁場空間内に傾斜コイル１３
と、ＲＦコイル２１とが配置される。傾斜コイル１３に
は傾斜電源１４より所定の波形のパルス電流が流され
て、静磁場に重畳するような傾斜磁場が発生させられ
る。この傾斜電源１４には、コンピュータ３１の制御の
もとでシーケンサ３２のＲＡＭから読み出された波形デ
ータが送られ、そのデータ通りの波形の電流が所望のタ
イミングで傾斜コイル１３に出力される。傾斜コイル１
３は直交３軸方向にそれぞれ設けられており、それらに
対応して傾斜電源１４からは各方向の傾斜磁場用の電流
が出力される。この直交３軸方向の傾斜磁場はそれぞ
れ、スライス選択用の、スライス厚さ方向の傾斜磁場Ｇ
ｓ、フェーズエンコーディング方向の傾斜磁場Ｇｐ、リ
ードアウト方向の傾斜磁場Ｇｒとする。

【００１３】シーケンサ３２はＲＦパルス波形を変調器
２３に送り、この変調器２３においてそのパルス波形に
応じて高周波発振器２４からの高周波信号が振幅変調さ
れ、その変調後の高周波出力がＲＦ増幅器２２で増幅さ
れ、ＲＦコイル２１に送られる。こうしてＲＦコイル２
１から被検体１１に向けてＲＦ信号が照射される。

【００１４】被検体１１で発生した核磁気共鳴信号はＲ
Ｆコイル２１により受信される。この受信信号は、プリ
アンプ２５で増幅された後直交位相検波回路２６に送ら
れて、上記の高周波発振器２４からの高周波信号を参照
信号として直交位相検波される。検波出力はＡ／Ｄ変換
器２７に送られ、デジタルデータに変換され、シーケン
サ３２を経てコンピュータ３１に取り込まれ、２次元フ
ーリエ変換などの画像再構成処理されることにより画像
化がなされる。

【００１５】上記の静磁場は約０．１テスラ〜５テスラ
に設定され、図２のようなパルスシーケンスが行なわれ
る。この図２のパルスシーケンスは図４のパルスシーケ
ンスとほぼ同じであるが、９０°パルス１と１８０°パ
ルス２との時間間隔τが図４よりも短くなっている点、
ディフェージングＧｐパルス６の時間積分が図４よりも
小さくなっている点、及び、これらによりスードエコー
１１が非対称となっている点が異なっている。

【００１６】すなわち、９０°パルス１と１８０°パル
ス２との時間間隔τが図４よりも短くなっているので、
フェーズエンコーディング数の半分の数のグラジェント
エコー１０が生じる前にスピンエコーが生じることとな
る。そこで、このスピンエコーが生じる時点で、フェー
ズエンコーディング方向の核スピンの位相乱れがそろう
ように、つまりリフェージングＧｐパルス７の総時間積
分が最大フェーズエンコーディング量の半分の量に到達
する以前にその総時間積分がディフェージングＧｐパル
ス６の時間積分に到達するようディフェージングＧｐパ
ルス６の時間積分を小さくする。これにより、フェーズ
エンコーディング数の半分の数より少ない数だけリフェ
ージングＧｐパルス７を与えた時点で、フェーズエンコ
ーディング方向の核スピンの位相がそろうようになっ
て、その時点をスピンエコーが生じる時点と一致させる
ことができる。

【００１７】そのため、図２のＥに示すように、この時
間τ後の時点でスードエコー１１のピークが生じるよう
になり、フェーズエンコーディング数だけ生じるグラジ
ェントエコー１０の半分の数より前の時点でそのピーク
が現われるようになって、スードエコー１１は非対称な
ものとなる。Ａ／Ｄ変換器２７（図１）によるデータサ
ンプリングウインドウはこのスードエコー１１の立ち上
がりから立ち下がりまでとして設定され、各グラジェン
トエコー１０よりそれぞれフェーズエンコーディング量
の異なるデータが得られる。このデータがコンピュータ
３１（図１）などによって２次元フーリエ変換されるこ
とにより画像が再構成される。

【００１８】スードエコー１１を非対称としたことによ
り、９０°パルス１と１８０°パルス２との時間間隔τ
を短くでき、その分イメージングシーケンスの時間のさ
らなる短縮化を図ることができる。

【００１９】データサンプリングウインドウはスードエ
コー１１の立ち上がりから立ち下がりまでと設定される
ので、データサンプリングウインドウの半分の時点より
前でスードエコー１１のピークが生じ、対称性が失われ
るが、１ｍＭ（ミリモル）〜２５ｍＭの塩化ニッケルの
水溶液を試料として用い、上記のパルスシーケンスを行
なって信号を得、そのＳ／Ｎ比を求める実験を行なって
みると、図３の△印で示すようなデータが得られた。参
考までに従来例（図４のシーケンス）で得たデータを○
印で示す。この図３から、スードエコー１１を非対称と
することにより信号のＳ／Ｎ比が向上していることが分
かる。これはτが短くなったことにより核磁気共鳴信号
の強度がより強い時点でデータサンプリングが可能とな
ったためと思われる。また、塩化ニッケルの水溶液の濃
度に対する傾きが小さいため、Ｔ２に対する信号強度の
変化率が小さく、Ｔ２に対してより影響されないデータ
が得られ、その結果、再構成画像のコントラスト特性は
プロトン密度強調画像のコントラスト特性に近づくこと
が分かる。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明のＭＲＩ装置によれば、スードエコーを非対称
とすることにより、撮像時間をより短くできるという利
点が得られ、また信号のＳ／Ｎ比を向上させプロトン密
度強調画像に近い画像を得ることができるという別の利
点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【図２】同実施例のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ート。

【図３】実験結果のデータを示す図。

【図４】従来例のパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１１ 被検体 １２ 静磁場マグネット １３ 傾斜コイル １４ 傾斜電源 ２１ ＲＦコイル ２２ ＲＦ増幅器 ２３ 変調器 ２４ 高周波発振器 ２５ プリアンプ ２６ 直交位相検波器 ２７ Ａ／Ｄ変換器 ３１ コンピュータ ３２ シーケンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ９０°パルスと１８０°パルスとを、デ
   ータサンプリングウインドウの中心より前でスピンエコ
   ーが発生するような短い時間間隔で順次発生する手段
   と、この９０°パルス及び１８０°パルスとともにスラ
   イス厚さ方向のリフェージング傾斜磁場パルスを加えか
   つそのディフェージング用傾斜磁場パルスを加える手段
   と、リードアウト方向のディフェージング傾斜磁場パル
   スを加えた後そのリフェージング傾斜磁場パルスを順次
   反転させて加える手段と、フェーズエンコーディング方
   向のディフェージング傾斜磁場パルスを、その時間積分
   を最大フェーズエンコーディング量の半分よりも小さく
   して加え、かつその後そのリフェージング傾斜磁場パル
   スを、上記のリフェージング傾斜磁場パルスの反転に対
   応してフェーズエンコーディング数に対応した数だけ順
   次加える手段とを備えることを特徴とするＭＲＩ装置。