JP3243017B2

JP3243017B2 - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP3243017B2
Application number: JP32352192A
Authority: JP
Inventors: 仁新井
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1992-12-03
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 2002-01-07
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JPH06169899A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置に係り、いわゆるハーフスキャン・イメージング法
を用いて画像再構成を行う磁気共鳴イメージング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、ＮＭＲ現
象を利用して被検体中の所望の検査部位における原子核
スピンの密度分布、緩和時間分布等を計測して、その計
測データから該被検体の任意の断面を画像表示するもの
である。

【０００３】このような磁気共鳴イメージング装置は、
ＮＭＲ信号から得られる前記計測データに２次元フーリ
エ変換を行うことにより画像データを構成するものであ
るが、近年、その時間を約半分に短縮することができる
いわゆるハーフスキャン・イメージング法が知られるに
到った。

【０００４】図５は、このハーフスキャン・イメージン
グ法を示す説明図である。

【０００５】同図において、ＮＭＲ信号から得られる非
対称な計測データ１に対し、２次元のフーリエ変換を行
い第１のデータ２を作成する。次に、前記計測データ１
から低域を切り出したデータに対し２次元フーリエ変換
を行い第２のデータ３を作成する。そして、第１のデー
タ２の複素共役をとった各データに位相角の２倍である
２θの回転（ｅｘｔ（２ｉθ）を乗じる）を行うことに
よって推定画像５を作成する。さらに、この推定画像５
の逆フーリエ変換により推定データ６を得る。最後に、
この推測データ１と推定データ６を接続した対称なデー
タ７に、フーリエ変換を行うことにより画像データ８を
得る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいて、被検体の臓器等の３次元画像を表示することに
よって診断の効率を向上させる方法が知られるようにな
ってきた。

【０００７】この方法は、たとえば被検体の体軸方向に
沿って複数のスライス面を想定し、これら各スライス面
におけるそれぞれの断面像から得られる情報に基づいて
３次元画像の情報を構成し、この３次元画像の情報によ
って３次元画像を表示するようになっているものであ
る。

【０００８】しかし、この方法は、高精細な画像を得る
ために、多数のスライス面を想定し、これら各スライス
面毎に順次断層像を再構成していかなければならないこ
とから、その処理時間が無視できないものとなる。

【０００９】このため、該再構成において上記ハーフス
キャン・イメージング法を適用する方法が知られてきて
いるが、いまだ充分なものではなかった。

【００１０】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、高精細を維持させた状態で画像再構成の処理を少な
くでき、該再構成の時間を大幅に短縮できる磁気共鳴イ
メージング装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明の内、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以
下の通りである。（１）非対称な計測データに２次元フーリエ変換を行っ
て得られる第１のデータを作成する手段と、前記計測デ
ータから低域切出しを行ったデータに２次元フーリエ変
換を行って得られる第２のデータを作成する手段と、前
記第１のデータと前記第２のデータとから推定データを
得る手段と、この推定データと前記計測データとを接続
した対称なデータにフーリエ変換を行い画像データを得
る手段とを備える磁気共鳴イメージング装置において、
上記各手段の動作は同一被検体における複数のスライス
面にて順次行う手段と、これら各手段における前記第２
データの作成の手段の動作は、並列される各スライス面
のうち少なくとも２つのスライス面に適用させる手段
と、この手段により得られた少なくとも２つのスライス
面の第２のデータから残りのスライス面における第２の
データを作成する手段とを備えた。（２）被検体に対して複数のスライス面を設定し、各ス
ライス面に対する過半のデータを計測し、この計測済デ
ータから残りの未計測のデータを推定し、該推定された
データと前記計測済データとから被検体の画像を再構成
する再構成手段を有する磁気共鳴イメージング装置にお
いて、前記再構成手段は、前記未計測データの位相情報
を少なくとも２つのスライス面に対して算出し、この算
出された位相情報から他のスライス面での未計測データ
の位相情報を推定し、この推定された位相情報から他の
スライス面での未計測データを算出する手段を備えた。

【００１２】

【作用】前述した（１）の磁気共鳴イメージング装置に
よれば、同一被検体の複数のスライス面における断層像
を、いわゆるハーフスキャン・イメージングで構成する
場合に、特に、並列される各スライス面のうち少なくと
も２つのスライス面に第２データを作成し、この第２の
データから残りのスライス面における第２のデータを作
成するようにしているものである。

【００１３】すなわち、推定データを作成するために必
要となる補正データの基になる第２データの作成は、全
てのスライス面にて行うことなく、少なくとも２つのス
ライス面にて行うようにしているものである。

【００１４】少なくとも２つのスライス面における第２
データが得られれば、その他のスライス面の第２データ
の推定は容易であり、このことから、残りのスライス面
における第２のデータを作成することができるようにな
る。また、両端部に相当するスライス面と、ほぼ中央部
に位置づけられるスライス面との第２データを得ること
によって、両端部近傍のスライス面における第２データ
として両端部のスライス面にて得られた第２データをそ
のまま適用させ、中央部近傍のスライス面における第２
データとして中央部のスライス面にて得られた第２デー
タをそのまま適用させることもできる。このようなこと
から、高精細を維持させた状態で画像再構成の処理を少
なくでき、該再構成の時間を大幅に短縮することができ
るようになる。

【００１５】前述した（２）の磁気共鳴イメージング装
置によれば、被検体の複数のスライス面における断層像
を、いわゆるハーフスキャン・イメージングで構成する
場合に、再構成手段は、並列される各スライス面の内で
少なくとも２つのスライス面に対する未計測データの位
相情報を算出する。すなわち、未計測データを作成する
ために必要となる演算用データの基になる位相情報の作
成は、全てのスライス面にて行うことなく、少なくとも
２つのスライス面にて行うようにしているものである。
再構成手段は、未計測データの位相情報を少なくとも２
つのスライス面に対して算出し、算出された位相情報か
ら他のスライス面での未計測データの位相情報を推定す
る。すなわち、少なくとも２つのスライス面における位
相情報から他のスライス面での未計測データの位相情報
の推定することによって、互いに隣接されているスライ
ス面におけるそれぞれの位相情報の変化度合いが緩やか
であることを利用し、演算を容易にする。

【００１６】次に、再構成手段は、推定された位相情報
から他のスライス面での未計測データを算出する。例え
ば、再構成手段が２つのスライス面に対する未計測デー
タの位相情報を算出する演算の逆演算という比較的に簡
易な演算を行うことによって、他のスライス面での未計
測データが算出できる。このようなことから、高精細を
維持させた状態で画像再構成の処理を少なくでき、再構
成手段による画像の再構成に要する時間を大幅に短縮す
ることができるようになる。

【００１７】

【実施例】図２は、本発明による磁気共鳴イメージング
装置の一実施例を示す概略構成図である。

【００１８】同図において、この磁気共鳴イメージング
装置は、大別すると、中央処理装置（ＣＰＵ）８と、シ
ーケンサ７と、送信系４と、静磁場発生磁石２と、受信
系５、信号処理系６とを備えて構成されている。

【００１９】ＣＰＵ８は、予め定められたプログラムに
従って、シーケンサ７、送信系４、受信系５、信号処理
系６を各々を制御するようになっている。シーケンサ７
は、ＣＰＵ８からの制御指令に基づいて動作し、被検体
１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系
４、磁場勾配発生系３、受信系５に送る。

【００２０】送信系４は、高周波発振器１１と変調器１
２と照射コイルとしての高周波コイル１４ａを有し、シ
ーケンサ７の指令により高周波発振器１１からの高周波
パルスを変調器１２で振幅変調し、この振幅変調された
高周波パルスを高周波増幅器１３を介し増幅して高周波
コイル１４ａに供給することにより、所定のパルス状の
電磁波を被検体１に照射するようになっている。

【００２１】静磁場発生磁石２は、被検体１の回りに所
定の方向に均一な静磁場を発生させるためのものであ
る。この静磁場発生磁石２の内部には、高周波コイル１
４ａの他に、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル９
と、受信系５の高周波コイル１４ｂが設置されている。
磁場勾配発生系３は互に直行するデカルト座標軸方向に
それぞれ独立に傾斜磁場を印加できる構成を有する傾斜
磁場コイル９と傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁
場電源１０と、この傾斜磁場電源１０を制御するシーケ
ンサ７により構成されている。

【００２２】受信系５は、受信コイルとしての高周波コ
イル１４ｂとこの高周波コイル１４１４ｂに接続された
増幅器１５と直交位相検波器１６とＡ／Ｄ変換器１７と
を有し、被検体１からのＮＭＲ信号を高周波コイル１４
ｂが検出すると、その信号は増幅器１５で増幅され直交
位相検波器１６へ入力される。直交位相検波器１６は高
周波発振器８の出力信号に同期制御され、入力した高周
波信号を波形整形するとともに、ｓｉｎ成分とｃｏｓ成
分との２系統の信号に分離して出力するようになってい
る。これらの２系統の信号はＡ／Ｄ変換器１７へ入力さ
れ、シーケンサ７の命令に従ってサンプリングされ、２
系統のディジタル信号に変換されて出力される。これら
の信号はＣＰＵ８でフーリエ変換の実部データ、虚部デ
ータとして用いられるが、一旦、ＣＰＵ８内の図示を省
略したメモリデバイスへ記憶されるようになっている。

【００２３】信号処理系６は、磁気ディスク１８、ＣＲ
Ｔ等からなるディスプレィ２０とを有し、受信系５から
のデータがＣＰＵ８に入力されると、該ＣＰＵ８が信号
処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体
１の所望の断面像をディスプレィ２０に表示するととも
に、磁気ディスク１８に記録するようになっている。

【００２４】図３は前記シーケンサ７に格納されている
シーケンスの一実施例を示す説明図である。

【００２５】同図において、まず、９０°パルスを印加
した後、エコー時間をＴｅとしたときのＴｅ／２の時点
で１８０°パルスを加える（同図（ａ））。該９０°パ
ルスを印加した後、各スピンはそれぞれ固有の速度でｘ
−ｙ平面内で回転を始めるため、時間の経過とともに各
スピン間に位相差が生じる。ここで、１８０°パルスが
加わると各スピンはｘ軸に対称に反転し、その後も同じ
速度で回転を続けるために同図で示す時刻Ｔｅでスピン
は再び収束し、同図（ｅ）に示すエコー（ＮＭＲ）信号
を発生する。

【００２６】そして、この場合において、空間的に異な
る各スピンの回転周波数を得るために、繰り返えして動
作されるシーケンス毎に位相方向エンコード傾斜磁場Ｇ
ｙの大きさを変化させ（同図（ｃ））、また、ハーフス
キャン・イメージング法特有の操作として、前記エコー
信号の発生時にそのエコー信号発生時点に対して印加時
間を偏位させた周波数方向エンコード傾斜磁場Ｇｘ（同
図（ｄ））を印加するようにしている。さらに、このよ
うな操作によって一のスライス面におけるエコー信号が
得られた後に、次のスライス面におけるエコー信号を得
るためにＺ方向傾斜磁場（同図（ｂ））を変化させて印
加するようになっている。

【００２７】このようなシーケンスに基づいて各スライ
ス面（ここではｎ枚のスライス面とする）毎にｎ個の計
測データが得られるようになる。

【００２８】図１は、このようなｎ個の計測データに基
づいて画像再構成をする手順を示した説明図である。

【００２９】まず、各スライス面毎に得られるｎ個の計
測データ１１がある。これらはいずれも非対称となって
いる計測データ１１である。そして、並列される各スラ
イス面から得られる計測データ１１であり、その並列方
向に順次１ないしｎまでの番号が付されている。

【００３０】そして、これら各計測データ１１のうち、
両端に位置づけられているそれぞれの計測データ、ほぼ
中央部に位置づけられている計測データ（図では４の番
号が付されている計測データ）から、それぞれ低域切出
しを行ったデータに２次元フーリエ変換を行った第２の
データ（図示せず）を作成し、この第２のデータから位
相角を算出した位相マップＡ１、Ａ４、Ａ_nを作成す
る。

【００３１】そして、この位相マップＡ１、Ａ４、Ａ_n
の各データに基づいて、これら各位相マップＡ１、Ａ
４、Ａ_nに対応していないスライス面における位相マッ
プＡ２、Ａ３、……、Ａ_n-1、Ａ_nを推定して作成する。

【００３２】この推定は、互いに隣接されているスライ
ス面におけるそれぞれの位相マップの変化度合いは緩や
かであることから容易にできるものとなっている。

【００３３】さらに、前記各計測データ１１のそれぞれ
に２次元フーリエ変換を行って得られる各第１のデータ
（図示せず）の複素共役をとったそれぞれのデータ（図
示せず）に、それぞれ対応する前記各位相マップＡによ
って回転がなされることによって推定画像Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、……、Ｂ_n-1、Ｂ_nを作成する。

【００３４】そして、これら推定画像Ｂ１、Ｂ２、Ｂ
３、……、Ｂ_n-1、Ｂ_nをそれぞれ逆フーリエ変換を行う
ことによって、推定データＣ１、Ｃ２、Ｃ３、……、Ｃ
_n-1、Ｃ_nを作成する。

【００３５】さらに、これらＣ１、Ｃ２、Ｃ３、……、
Ｃ_n-1、Ｃ_nに、それぞれ対応する前記計測データ（１、
２、３、…、ｎ）とを接続させたデータＤ１、Ｄ２、Ｄ
３、……、Ｄ_n-1、Ｄ_nを作成し、これら各データＤ１、
Ｄ２、Ｄ３、……、Ｄ_n-1、Ｄ_nをそれぞれ２次元フーリ
エ変換を行うことによってｎ枚の画像データ１２を得
る。

【００３６】このような実施例のように構成した磁気共
鳴イメージング装置によれば、同一被検体の複数のスラ
イス面における断層像を、いわゆるハーフスキャン・イ
メージングで構成する場合に、特に、並列される各スラ
イス面のうち少なくとも両端部に相当するスライス面に
第２データを作成し、この第２のデータから残りのスラ
イス面における第２のデータを作成するようにしている
ものである。

【００３７】すなわち、推定データを作成するために必
要となる補正データの基になる第２データの作成は、全
てのスライス面にて行うことなく、少なくとも両端部に
相当するスライス面にて行うようにしているものであ
る。

【００３８】両端部に相当するスライス面における第２
データが得られれば、それらの間に位置づけられるスラ
イス面の第２データの推定は容易であり、このことか
ら、残りのスライス面における第２のデータを作成する
ことができるようになる。

【００３９】このようなことから、高精細を維持させた
状態で画像再構成の処理を少なくでき、該再構成の時間
を大幅に短縮することができるようになる。

【００４０】上述した実施例において、ハーフスキャン
・イメージング法を適用させたシーケンスとして図３に
示したものを用いたものであるが、これに限定されるこ
とはなく図４に示したものを適用してもよいことはいう
までもない。

【００４１】図４は、エコー信号の発生時に、通常通
り、そのエコー信号発生時点に対して印加時間を中心に
位置づけさせた周波数方向エンコード傾斜磁場Ｇｘ（同
図（ｄ））を印加するようにしている。

【００４２】そして、位相エンコード方向傾斜磁場の印
加を中心軸に対して偏位させているようにしているもの
である。

【００４３】また、上述した実施例において、位相マッ
プＡ２、Ａ３、Ａ５、……、Ａ_nを作成する際に、位相
マップＡ１、Ａ４、Ａ_nから推定して作成したものであ
るが、これに限定されることはなく、位相マップＡ２と
しては位相マップＡ１を、位相マップＡ３としては位相
マップＡ４を用いるようにして作成するようにしてもよ
いことはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、高精
細を維持させた状態で画像再構成の処理を少なくでき、
該再構成の時間を大幅に短縮することができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示す説明図である。

【図２】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明による磁気共鳴イメージング装置に使用
されるシーケンスの一実施例を示す説明図である。

【図４】本発明による磁気共鳴イメージング装置に使用
されるシーケンスの他の実施例を示す説明図である。

【図５】従来による磁気共鳴イメージング装置の一例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１１計測データＡ１〜Ａｎ位相マップＢ１〜Ｂｎ推定画像Ｃ１〜Ｃｎ推定データ１２画像データ

───────────────────────────────────────────────────── 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

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非対称な計測データに２次元フーリエ変
換を行って得られる第１のデータを作成する手段と、前
記計測データから低域切出しを行ったデータに２次元フ
ーリエ変換を行って得られる第２のデータを作成する手
段と、前記第１のデータと前記第２のデータとから推定
データを得る手段と、この推定データと前記計測データ
とを接続した対称なデータにフーリエ変換を行い画像デ
ータを得る手段とを備える磁気共鳴イメージング装置に
おいて、上記各手段の動作は同一被検体における複数のスライス
面にて順次行う手段と、これら各手段における前記第２
データの作成の手段の動作は、並列される各スライス面
のうち少なくとも２つのスライス面に適用させる手段
と、この手段により得られた少なくとも２つのスライス
面の第２のデータから残りのスライス面における第２の
データを作成する手段とを備えたことを特徴とする磁気
共鳴イメージング装置。
【請求項２】被検体に対して複数のスライス面を設定
し、各スライス面に対する過半のデータを計測し、この
計測済データから残りの未計測のデータを推定し、該推
定されたデータと前記計測済データとから被検体の画像
を再構成する再構成手段を有する磁気共鳴イメージング
装置において、前記再構成手段は、前記未計測データの位相情報を少な
くとも２つのスライス面に対して算出し、この算出され
た位相情報から他のスライス面での未計測データの位相
情報を推定し、この推定された位相情報から他のスライ
ス面での未計測データを算出する手段を備えたことを特
徴とする磁気共鳴イメージング装置。