JP3423902B2 - 勾配磁場計測方法およびｍｒｉ装置 - Google Patents
勾配磁場計測方法およびｍｒｉ装置Info
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- G01R33/385—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using gradient magnetic field coils
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、勾配磁場計測方法
およびＭＲＩ（Ｍagnetic Ｒesonance Imaging）装置に
関し、さらに詳しくは、実際に印加された勾配磁場を正
確に計測することができる勾配磁場計測方法およびＭＲ
Ｉ装置に関する。
およびＭＲＩ（Ｍagnetic Ｒesonance Imaging）装置に
関し、さらに詳しくは、実際に印加された勾配磁場を正
確に計測することができる勾配磁場計測方法およびＭＲ
Ｉ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、「Novel k-space Trajectory M
easurement Technique, Y.Zhang et al, Magnetic Reso
nance in Medicine 39:999-1004 (1998)」に開示された
勾配磁場計測方法で用いられている勾配磁場計測用パル
スシーケンスの説明図である。この勾配磁場計測用パル
スシーケンスＪでは、励起ＲＦパルスＲおよびスライス
選択パルスＧｓを印加し、リフェーズパルスＧｒを印加
し、スパイラル勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加
しながらＦＩＤ信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集す
る。
easurement Technique, Y.Zhang et al, Magnetic Reso
nance in Medicine 39:999-1004 (1998)」に開示された
勾配磁場計測方法で用いられている勾配磁場計測用パル
スシーケンスの説明図である。この勾配磁場計測用パル
スシーケンスＪでは、励起ＲＦパルスＲおよびスライス
選択パルスＧｓを印加し、リフェーズパルスＧｒを印加
し、スパイラル勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加
しながらＦＩＤ信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集す
る。
【０００３】次に、収集したデータＳ(1)〜Ｓ(T)より、
位相差Δφを角度に持つデータＤ(1)〜Ｄ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 Ｄ(t)＝Ｓ(t)・Ｓ(t+1)* ここで、Ｓ(t+1)*はＳ(t+1)の共役複素数を表す。
位相差Δφを角度に持つデータＤ(1)〜Ｄ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 Ｄ(t)＝Ｓ(t)・Ｓ(t+1)* ここで、Ｓ(t+1)*はＳ(t+1)の共役複素数を表す。
【０００４】次に、位相差Δφを角度に持つデータＤ
(1)〜Ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 ΔＧ(t)＝arctan{Ｄ(t)}／(2π・γ・ｚ・Δt) ここで、arctan{}は逆正接関数、γは磁気回転比、ｚは
勾配軸上のスライス位置、ΔｔはデータＳ(t)とデータ
Ｓ(t+1)の間の時間差である。
(1)〜Ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 ΔＧ(t)＝arctan{Ｄ(t)}／(2π・γ・ｚ・Δt) ここで、arctan{}は逆正接関数、γは磁気回転比、ｚは
勾配軸上のスライス位置、ΔｔはデータＳ(t)とデータ
Ｓ(t+1)の間の時間差である。
【０００５】次に、勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を積
算して勾配磁場差Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求める。具体的に
は、次の演算を行う。 Ｇ(τ)＝t=1 τΣΔＧ(t)
算して勾配磁場差Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求める。具体的に
は、次の演算を行う。 Ｇ(τ)＝t=1 τΣΔＧ(t)
【０００６】以上のように勾配磁場を計測した結果は、
エンコードパルスＧｅの補正に利用される。また、渦電
流や残留磁化の解析に利用される。
エンコードパルスＧｅの補正に利用される。また、渦電
流や残留磁化の解析に利用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図７のエンコードパル
スＧｅに対する勾配磁場の計測結果は、図８のようにな
るはずである。しかし、実際には、図８のようにきれい
な結果は得られない。特に、図８に破線で示している後
半部分がでたらめになる。この原因は、エンコードパル
スＧｅが大きくなると、サンプル内での勾配磁場強度の
差も大きくなり、サンプル内で生じる位相ずれにより、
観測されるＦＩＤ信号が小さくなってしまうためであ
る。図９に、ＦＩＤ信号の時間変化を示す。ＦＩＤ信号
は、基本的には時間の経過と共に指数関数的に減少する
が、それ以上に小さくなっている極小部分が多数現れて
いるのは、サンプル内で生じる位相ずれによる。そこ
で、本発明の目的は、実際に印加された勾配磁場を正確
に計測することができる勾配磁場計測方法およびＭＲＩ
装置を提供することにある。
スＧｅに対する勾配磁場の計測結果は、図８のようにな
るはずである。しかし、実際には、図８のようにきれい
な結果は得られない。特に、図８に破線で示している後
半部分がでたらめになる。この原因は、エンコードパル
スＧｅが大きくなると、サンプル内での勾配磁場強度の
差も大きくなり、サンプル内で生じる位相ずれにより、
観測されるＦＩＤ信号が小さくなってしまうためであ
る。図９に、ＦＩＤ信号の時間変化を示す。ＦＩＤ信号
は、基本的には時間の経過と共に指数関数的に減少する
が、それ以上に小さくなっている極小部分が多数現れて
いるのは、サンプル内で生じる位相ずれによる。そこ
で、本発明の目的は、実際に印加された勾配磁場を正確
に計測することができる勾配磁場計測方法およびＭＲＩ
装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、励起ＲＦパルスを印加し、プリエンコードパルスＰ
ｋを印加し、計測対象の勾配波形のエンコードパルスＧ
ｅを印加しながらＦＩＤ信号からデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,
T)を収集することを、前記プリエンコードパルスＰｋの
大きさを変えてＫ回繰り返し、収集したデータＳ(1,1)
〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)
より、位相差Δφを角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-
1)，Ｄ(2,1)〜Ｄ(2,T-1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求
め、前記エンコードパルスＧｅの大きさが対応するデー
タ同士を加算して加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、そ
の加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜
ΔＧ(T-1)を求め、その勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)
を積算して勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴
とする勾配磁場計測方法を提供する。上記第１の観点に
よる勾配磁場計測方法では、収集したデータＳ(1,t)，
…，Ｓ(K,t)のプリエンコードパルスＰｋを変えている
ため、位相の大きさが異なっている。しかし、位相差Δ
φを角度に持つデータＤ(1,t)，…，Ｄ(K,t)に変換すれ
ば、エンコードパルスＧｅの大きさが対応したデータに
なる。一方、プリエンコードパルスＰｋを変えているた
め、サンプル内での位相ずれの大きさも変わり、位相ず
れによりＦＩＤ信号が小さくなっている部分がデータＳ
(1,t)，…，Ｓ(K,t)でそれぞれ異なっている。つまり、
あるデータのある部分では観測されるＦＩＤ信号が小さ
くなっているが、他のデータの対応部分では小さくなっ
ていない。そこで、これらデータを加算すれば、、T-1)
が得られる。そして、この加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を
基に勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めるから、勾配磁場を
正確に計測できることとなる。
は、励起ＲＦパルスを印加し、プリエンコードパルスＰ
ｋを印加し、計測対象の勾配波形のエンコードパルスＧ
ｅを印加しながらＦＩＤ信号からデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,
T)を収集することを、前記プリエンコードパルスＰｋの
大きさを変えてＫ回繰り返し、収集したデータＳ(1,1)
〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)
より、位相差Δφを角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-
1)，Ｄ(2,1)〜Ｄ(2,T-1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求
め、前記エンコードパルスＧｅの大きさが対応するデー
タ同士を加算して加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、そ
の加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜
ΔＧ(T-1)を求め、その勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)
を積算して勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴
とする勾配磁場計測方法を提供する。上記第１の観点に
よる勾配磁場計測方法では、収集したデータＳ(1,t)，
…，Ｓ(K,t)のプリエンコードパルスＰｋを変えている
ため、位相の大きさが異なっている。しかし、位相差Δ
φを角度に持つデータＤ(1,t)，…，Ｄ(K,t)に変換すれ
ば、エンコードパルスＧｅの大きさが対応したデータに
なる。一方、プリエンコードパルスＰｋを変えているた
め、サンプル内での位相ずれの大きさも変わり、位相ず
れによりＦＩＤ信号が小さくなっている部分がデータＳ
(1,t)，…，Ｓ(K,t)でそれぞれ異なっている。つまり、
あるデータのある部分では観測されるＦＩＤ信号が小さ
くなっているが、他のデータの対応部分では小さくなっ
ていない。そこで、これらデータを加算すれば、、T-1)
が得られる。そして、この加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を
基に勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めるから、勾配磁場を
正確に計測できることとなる。
【０００９】第２の観点では、本発明は、ＲＦパルス送
信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段
と、データ処理手段とを具備したＭＲＩ装置であって、
前記ＲＦパルス送信手段により励起ＲＦパルスを印加
し、前記勾配パルス印加手段によりプリエンコードパル
スＰｋを印加し次いで計測対象の勾配波形のエンコード
パルスＧｅを印加し、そのエンコードパルスＧｅを印加
中に前記ＮＭＲ信号受信手段によりＦＩＤ信号を受信し
てデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)を収集し、これを前記プリエ
ンコードパルスＰｋの大きさを変えてＫ回繰り返して収
集したデータＳ(1,1)〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，
…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)から、前記データ処理手段は、位
相差Δφを角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-1)，Ｄ
(2,1)〜Ｄ(2,T-1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求め、前
記エンコードパルスＧｅの大きさが対応するデータ同士
を加算して加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、その加算
データｄ(1)〜ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-
1)を求め、その勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を積算し
て勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴とするＭ
ＲＩ装置を提供する。上記第２の観点によるＭＲＩ装置
では、上記第１の観点による勾配磁場計測方法を好適に
実施できる。
信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段
と、データ処理手段とを具備したＭＲＩ装置であって、
前記ＲＦパルス送信手段により励起ＲＦパルスを印加
し、前記勾配パルス印加手段によりプリエンコードパル
スＰｋを印加し次いで計測対象の勾配波形のエンコード
パルスＧｅを印加し、そのエンコードパルスＧｅを印加
中に前記ＮＭＲ信号受信手段によりＦＩＤ信号を受信し
てデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)を収集し、これを前記プリエ
ンコードパルスＰｋの大きさを変えてＫ回繰り返して収
集したデータＳ(1,1)〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，
…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)から、前記データ処理手段は、位
相差Δφを角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-1)，Ｄ
(2,1)〜Ｄ(2,T-1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求め、前
記エンコードパルスＧｅの大きさが対応するデータ同士
を加算して加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、その加算
データｄ(1)〜ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-
1)を求め、その勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を積算し
て勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴とするＭ
ＲＩ装置を提供する。上記第２の観点によるＭＲＩ装置
では、上記第１の観点による勾配磁場計測方法を好適に
実施できる。
【００１０】第３の観点では、本発明は、上記第１の観
点の勾配磁場計測方法において、前記計測対象の勾配波
形のエンコードパルスＧｅの期間内に時点Ｊｋ（ｋ＝
１，…，Ｋ）を分散して設け、前記エンコードパルスＧ
ｅの開始時点から時点Ｊｋまでの前記エンコードパルス
Ｇｅの積分値を打ち消しうるように前記プリエンコード
パルスＰｋの大きさを決めることを特徴とする勾配磁場
計測方法を提供する。サンプル内で生じる位相ずれによ
り観測されるＦＩＤ信号が小さくなってしまう時点がど
こで現れるかを調べると、１箇所に集中しているのでは
なく、複数箇所に分布している。そこで、上記第３の観
点による勾配磁場計測方法では、エンコードパルスＧｅ
の期間内に分布して複数の時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）
を設け、それら時点Ｊｋでそれぞれ位相ずれがなくなる
ようにプリエンコードパルスＰｋの大きさを決める。こ
れにより、サンプル内で生じる位相ずれによりＦＩＤ信
号が小さくなってしまう時点を各プリエンコードパルス
Ｐｋで違うようにできるから、加算データから勾配磁場
を正確に計測できることとなる。
点の勾配磁場計測方法において、前記計測対象の勾配波
形のエンコードパルスＧｅの期間内に時点Ｊｋ（ｋ＝
１，…，Ｋ）を分散して設け、前記エンコードパルスＧ
ｅの開始時点から時点Ｊｋまでの前記エンコードパルス
Ｇｅの積分値を打ち消しうるように前記プリエンコード
パルスＰｋの大きさを決めることを特徴とする勾配磁場
計測方法を提供する。サンプル内で生じる位相ずれによ
り観測されるＦＩＤ信号が小さくなってしまう時点がど
こで現れるかを調べると、１箇所に集中しているのでは
なく、複数箇所に分布している。そこで、上記第３の観
点による勾配磁場計測方法では、エンコードパルスＧｅ
の期間内に分布して複数の時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）
を設け、それら時点Ｊｋでそれぞれ位相ずれがなくなる
ようにプリエンコードパルスＰｋの大きさを決める。こ
れにより、サンプル内で生じる位相ずれによりＦＩＤ信
号が小さくなってしまう時点を各プリエンコードパルス
Ｐｋで違うようにできるから、加算データから勾配磁場
を正確に計測できることとなる。
【００１１】第４の観点では、本発明は、上記第３の観
点の勾配磁場計測方法において、励起ＲＦパルスを印加
し、プリエンコードパルスＰｋを印加せず、計測対象の
勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しながらＦＩＤ
信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集し、収集したデータ
Ｓ(1)〜Ｓ(T)よりＦＩＤ信号の強度の時間変化を求め、
ＦＩＤ信号の強度が極小となる時点を前記時点Ｊｋ（ｋ
＝１，…，Ｋ）とすることを特徴とする勾配磁場計測方
法を提供する。上記第４の観点による勾配磁場計測方法
では、サンプル内で生じる位相ずれにより観測されるＦ
ＩＤ信号が小さくなってしまう部分が現れる時点を調
べ、それらの時点でそれぞれ位相ずれがなくなるように
プリエンコードパルスＰｋの大きさを決める。これによ
り、プリエンコードパルスＰｋを加えないときに位相ず
れによりＦＩＤ信号が小さくなってしまう部分で、ＦＩ
Ｄ信号を大きくできるので、勾配磁場を正確に計測でき
ることとなる。
点の勾配磁場計測方法において、励起ＲＦパルスを印加
し、プリエンコードパルスＰｋを印加せず、計測対象の
勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しながらＦＩＤ
信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集し、収集したデータ
Ｓ(1)〜Ｓ(T)よりＦＩＤ信号の強度の時間変化を求め、
ＦＩＤ信号の強度が極小となる時点を前記時点Ｊｋ（ｋ
＝１，…，Ｋ）とすることを特徴とする勾配磁場計測方
法を提供する。上記第４の観点による勾配磁場計測方法
では、サンプル内で生じる位相ずれにより観測されるＦ
ＩＤ信号が小さくなってしまう部分が現れる時点を調
べ、それらの時点でそれぞれ位相ずれがなくなるように
プリエンコードパルスＰｋの大きさを決める。これによ
り、プリエンコードパルスＰｋを加えないときに位相ず
れによりＦＩＤ信号が小さくなってしまう部分で、ＦＩ
Ｄ信号を大きくできるので、勾配磁場を正確に計測でき
ることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。
発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。
【００１３】−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態のＭＲＩ装置のブロッ
ク図である。このＭＲＩ装置１００において、マグネッ
トアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間
部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにし
て、被検体に一定強度Ｈｏの静磁場を印加する永久磁石
１ｐと、勾配パルスを印加するための勾配磁場コイル１
ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦ
パルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ
信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前
記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイ
ル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅
器４および前置増幅器５に接続されている。なお、上記
のような永久磁石型マグネットでなく、超伝導型マグネ
ットや常伝導型マグネットであってもよい。シーケンス
記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶してい
るパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操
作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１
ｇから勾配パルスを印加すると共に、ゲート変調回路９
を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タ
イミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、そ
れをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電
力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセン
ブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望のスライス領域
を選択励起する。前置増幅器５は、マグネットアセンブ
リ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ
信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器
１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号
とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、
Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相
検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計
算機７に入力する。計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１から
データを読み込み、画像再構成演算を行い、所望のスラ
イス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示
装置６にて表示される。また、計算機７は、操作卓１３
から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受
け持つ。
ク図である。このＭＲＩ装置１００において、マグネッ
トアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間
部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにし
て、被検体に一定強度Ｈｏの静磁場を印加する永久磁石
１ｐと、勾配パルスを印加するための勾配磁場コイル１
ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦ
パルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ
信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前
記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイ
ル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅
器４および前置増幅器５に接続されている。なお、上記
のような永久磁石型マグネットでなく、超伝導型マグネ
ットや常伝導型マグネットであってもよい。シーケンス
記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶してい
るパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操
作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１
ｇから勾配パルスを印加すると共に、ゲート変調回路９
を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タ
イミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、そ
れをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電
力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセン
ブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望のスライス領域
を選択励起する。前置増幅器５は、マグネットアセンブ
リ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ
信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器
１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号
とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、
Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相
検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計
算機７に入力する。計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１から
データを読み込み、画像再構成演算を行い、所望のスラ
イス領域のイメージを生成する。このイメージは、表示
装置６にて表示される。また、計算機７は、操作卓１３
から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受
け持つ。
【００１４】図２は、本発明にかかる勾配磁場計測処理
のフロー図ある。ステップＦ１では、プリエンコード繰
返数ｋを“１”に初期化する。
のフロー図ある。ステップＦ１では、プリエンコード繰
返数ｋを“１”に初期化する。
【００１５】ステップＦ２では、図３に示す勾配磁場計
測用パルスシーケンスＡによりデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)
を収集する。この図３の勾配磁場計測用パルスシーケン
スＡでは、励起ＲＦパルスＲおよびスライス選択パルス
Ｇｓを印加し、プリエンコードパルスＰｋを印加し、ス
パイラル勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しなが
らＦＩＤ信号からデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)を収集する。
前記プリエンコードパルスＰｋは、ｋにより面積が異な
るエンコード用パルス（図６のＰｋ参照）とリフェーズ
パルス（図７のＧｒ）の和である。なお、前記エンコー
ド用パルスと前記エンコードパルスＧｅの積分値が
“０”近くになった部分ではサンプル内の位相ずれが小
さくなり、ＦＩＤ信号の減少を回避できるので、前記エ
ンコードパルスＧｅの期間内に時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，
Ｋ）を分散して設け、前記エンコードパルスＧｅの開始
時点から時点Ｊｋまでの前記エンコードパルスＧｅの積
分値Ａｋを打ち消しうるように前記プリエンコードパル
スＰｋの大きさを決めればよい。つまり、前記エンコー
ドパルスＧｅのどの部分でも１度は前記積分値が“０”
近くになるように、各ｋにおけるエンコード用パルスの
面積を設計すればよい。あるいは、励起ＲＦパルスを印
加し、プリエンコードパルスＰｋを印加せず、計測対象
の勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しながらＦＩ
Ｄ信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集し、収集したデー
タＳ(1)〜Ｓ(T)よりＦＩＤ信号の強度の時間変化を求
め、ＦＩＤ信号の強度が極小となる時点を前記時点Ｊｋ
（ｋ＝１，…，Ｋ）としてもよい。
測用パルスシーケンスＡによりデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)
を収集する。この図３の勾配磁場計測用パルスシーケン
スＡでは、励起ＲＦパルスＲおよびスライス選択パルス
Ｇｓを印加し、プリエンコードパルスＰｋを印加し、ス
パイラル勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しなが
らＦＩＤ信号からデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,T)を収集する。
前記プリエンコードパルスＰｋは、ｋにより面積が異な
るエンコード用パルス（図６のＰｋ参照）とリフェーズ
パルス（図７のＧｒ）の和である。なお、前記エンコー
ド用パルスと前記エンコードパルスＧｅの積分値が
“０”近くになった部分ではサンプル内の位相ずれが小
さくなり、ＦＩＤ信号の減少を回避できるので、前記エ
ンコードパルスＧｅの期間内に時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，
Ｋ）を分散して設け、前記エンコードパルスＧｅの開始
時点から時点Ｊｋまでの前記エンコードパルスＧｅの積
分値Ａｋを打ち消しうるように前記プリエンコードパル
スＰｋの大きさを決めればよい。つまり、前記エンコー
ドパルスＧｅのどの部分でも１度は前記積分値が“０”
近くになるように、各ｋにおけるエンコード用パルスの
面積を設計すればよい。あるいは、励起ＲＦパルスを印
加し、プリエンコードパルスＰｋを印加せず、計測対象
の勾配波形のエンコードパルスＧｅを印加しながらＦＩ
Ｄ信号からデータＳ(1)〜Ｓ(T)を収集し、収集したデー
タＳ(1)〜Ｓ(T)よりＦＩＤ信号の強度の時間変化を求
め、ＦＩＤ信号の強度が極小となる時点を前記時点Ｊｋ
（ｋ＝１，…，Ｋ）としてもよい。
【００１６】ステップＦ３，Ｆ４では、ｋ＝２〜Ｋにつ
いて前記ステップＦ２を繰り返す。これにより、データ
Ｓ(1,1)〜Ｓ(1,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)が得られるこ
とになる。
いて前記ステップＦ２を繰り返す。これにより、データ
Ｓ(1,1)〜Ｓ(1,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)が得られるこ
とになる。
【００１７】ステップＦ５では、収集したデータＳ(1,
1)〜Ｓ(1,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)より、位相差Δφ
を角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-1)，…，Ｄ(K,1)
〜Ｄ(K,T-1)を求める。具体的には、次の演算を行う。 Ｄ(k,t)＝Ｓ(k,t)・Ｓ(k,t+1)* ここで、Ｓ(k,t+1)*はＳ(k,t+1)の共役複素数を表す。
1)〜Ｓ(1,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)より、位相差Δφ
を角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-1)，…，Ｄ(K,1)
〜Ｄ(K,T-1)を求める。具体的には、次の演算を行う。 Ｄ(k,t)＝Ｓ(k,t)・Ｓ(k,t+1)* ここで、Ｓ(k,t+1)*はＳ(k,t+1)の共役複素数を表す。
【００１８】ステップＦ６では、前記エンコードパルス
Ｇｅの大きさが対応するデータ同士を加算して加算デー
タｄ(1)〜ｄ(T-1)を求める。具体的には、次の演算を行
う。 ｄ(t)＝k=1 KΣＤ(k,t)
Ｇｅの大きさが対応するデータ同士を加算して加算デー
タｄ(1)〜ｄ(T-1)を求める。具体的には、次の演算を行
う。 ｄ(t)＝k=1 KΣＤ(k,t)
【００１９】ステップＦ７では、加算データｄ(1)〜ｄ
(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を求める。具
体的には、次の演算を行う。 ΔＧ(t)＝arctan{ｄ(t)}／(2π・γ・ｚ・Δt) ここで、arctan{}は逆正接関数、γは磁気回転比、ｚは
勾配軸上のスライス位置、ΔｔはデータＳ(k,t)とデー
タＳ(k,t+1)の間の時間差である。
(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を求める。具
体的には、次の演算を行う。 ΔＧ(t)＝arctan{ｄ(t)}／(2π・γ・ｚ・Δt) ここで、arctan{}は逆正接関数、γは磁気回転比、ｚは
勾配軸上のスライス位置、ΔｔはデータＳ(k,t)とデー
タＳ(k,t+1)の間の時間差である。
【００２０】ステップＦ８では、勾配磁場差ΔＧ(1)〜
ΔＧ(T-1)を積算して勾配磁場差Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 Ｇ(τ)＝t=1 τΣΔＧ(t)
ΔＧ(T-1)を積算して勾配磁場差Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求め
る。具体的には、次の演算を行う。 Ｇ(τ)＝t=1 τΣΔＧ(t)
【００２１】以上のＭＲＩ装置１００の勾配磁場計測処
理によれば、前記プリエンコードパルスＰｋを変えてい
るため、サンプル内での位相ずれの大きさも変わり、位
相ずれによりＦＩＤ信号が小さくなっている部分がデー
タＳ(1,t)，…，Ｓ(K,t)でそれぞれ異なっている。つま
り、図４に示すように、ｋ＝k1のある部分ではＦＩＤ信
号が小さくなっているが、ｋ＝k2の対応部分ではＦＩＤ
信号が小さくなっていない。そこで、これらを加算すれ
ば、ＦＩＤ信号がどの部分でも小さくなっていないデー
タが得られる。これにより、図５に示すように、勾配磁
場の正確な計測結果を得ることが出来る。
理によれば、前記プリエンコードパルスＰｋを変えてい
るため、サンプル内での位相ずれの大きさも変わり、位
相ずれによりＦＩＤ信号が小さくなっている部分がデー
タＳ(1,t)，…，Ｓ(K,t)でそれぞれ異なっている。つま
り、図４に示すように、ｋ＝k1のある部分ではＦＩＤ信
号が小さくなっているが、ｋ＝k2の対応部分ではＦＩＤ
信号が小さくなっていない。そこで、これらを加算すれ
ば、ＦＩＤ信号がどの部分でも小さくなっていないデー
タが得られる。これにより、図５に示すように、勾配磁
場の正確な計測結果を得ることが出来る。
【００２２】−第２の実施形態−
小さなサンプル（例えば直径１０ｃｍの球）を用い、図
６に示す勾配磁場計測用パルスシーケンスＢを用いても
よい。この図６の勾配磁場計測用パルスシーケンスＢで
は、小さなサンプルでスライスを選択する必要がないた
め、スライス選択パルス（図３のＧｓ）は印加しない。
また、リフェーズパルス（図７のＧｒ）も必要ないた
め、プリエンコードパルスＰｋは、エンコード用パルス
のみとなる。
６に示す勾配磁場計測用パルスシーケンスＢを用いても
よい。この図６の勾配磁場計測用パルスシーケンスＢで
は、小さなサンプルでスライスを選択する必要がないた
め、スライス選択パルス（図３のＧｓ）は印加しない。
また、リフェーズパルス（図７のＧｒ）も必要ないた
め、プリエンコードパルスＰｋは、エンコード用パルス
のみとなる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の勾配磁場計測方法およびＭＲＩ
装置によれば、サンプル内で生じる位相ずれによるＦＩ
Ｄ信号の減少を補償した全体的にＳＮＲのよいデータが
得られるため、勾配磁場を正確に計測できるようにな
る。
装置によれば、サンプル内で生じる位相ずれによるＦＩ
Ｄ信号の減少を補償した全体的にＳＮＲのよいデータが
得られるため、勾配磁場を正確に計測できるようにな
る。
【図１】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】第１の実施形態に係る勾配磁場計測処理のフロ
ー図である。
ー図である。
【図３】第１の実施形態に係る勾配磁場計測用パルスシ
ーケンスＡの説明図である。
ーケンスＡの説明図である。
【図４】ＦＩＤ信号が小さくなる部分がプリエンコード
パルスＰｋの違いによって変化することを示す説明図で
ある。
パルスＰｋの違いによって変化することを示す説明図で
ある。
【図５】第１の実施形態に係る勾配磁場計測結果の例示
図である。
図である。
【図６】第２の実施形態に係る勾配磁場計測用パルスシ
ーケンスＢの説明図である。
ーケンスＢの説明図である。
【図７】従来の勾配磁場計測用パルスシーケンスの説明
図である。
図である。
【図８】従来の勾配磁場計測結果の例示図である。
【図９】ＦＩＤ信号が小さくなる部分が存在することを
示す説明図である。
示す説明図である。
【符号の説明】
１００ ＭＲＩ装置
１ マグネットアセンブリ
１ｇ 勾配磁場コイル
１ｔ 送信コイル
１ｐ 永久磁石
７ 計算機
８ シーケンス記憶回路
Ｐｋ プリエンコードパルス
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−33501（ＪＰ，Ａ)
Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ａ Ｎ
ｏｖｅｌ Ｋ−ｓｐａｃｅ Ｔｒａｊｅ
ｃｔｏｒｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
Ｔｅｃｈｉｎｉｑｕｅ，Ｍａｇｎｅｔｉ
ｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄ
ｉｃｉｎｅ，米国，1998年，Ｖｏｌ.
39，999−1004
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/055
Claims (4)
- 【請求項１】 １つのＦＩＤ信号からデータをサンプリ
ングする回数をＴとし、２以上の自然数をＫとすると
き、励起ＲＦパルスを印加し、プリエンコードパルスＰ
ｋを印加し、計測対象の勾配波形のエンコードパルスＧ
ｅを印加しながらＦＩＤ信号からデータＳ(k,1)〜Ｓ(k,
T)を収集することを、前記プリエンコードパルスＰｋの
大きさを変えてＫ回繰り返し、収集したデータＳ(1,1)
〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，…，Ｓ(K,1)〜Ｓ(K,T)
より、位相差Δφを角度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-
1)，Ｄ(2,1)〜Ｄ(2,T-1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求
め、前記エンコードパルスＧｅの大きさが対応するデー
タ同士を加算して加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、そ
の加算データｄ(1)〜ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜
ΔＧ(T-1)を求め、その勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)
を積算して勾配磁場Ｇ(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴
とする勾配磁場計測方法。 - 【請求項２】 ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加
手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、データ処理手段とを具
備したＭＲＩ装置であって、 １つのＦＩＤ信号からデータをサンプリングする回数を
Ｔとし、２以上の自然数をＫとするとき、前記ＲＦパル
ス送信手段により励起ＲＦパルスを印加し、前記勾配パ
ルス印加手段によりプリエンコードパルスＰｋを印加し
次いで計測対象の勾配波形のエンコードパルスＧｅを印
加し、そのエンコードパルスＧｅを印加中に前記ＮＭＲ
信号受信手段によりＦＩＤ信号を受信してデータＳ(k,
1)〜Ｓ(k,T)を収集し、これを前記プリエンコードパル
スＰｋの大きさを変えてＫ回繰り返して収集したデータ
Ｓ(1,1)〜Ｓ(1,T)，Ｓ(2,1)〜Ｓ(2,T)，…，Ｓ(K,1)〜
Ｓ(K,T)から、前記データ処理手段は、位相差Δφを角
度に持つデータＤ(1,1)〜Ｄ(1,T-1)，Ｄ(2,1)〜Ｄ(2,T-
1)，…，Ｄ(K,1)〜Ｄ(K,T-1)を求め、前記エンコードパ
ルスＧｅの大きさが対応するデータ同士を加算して加算
データｄ(1)〜ｄ(T-1)を求め、その加算データｄ(1)〜
ｄ(T-1)から勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を求め、そ
の勾配磁場差ΔＧ(1)〜ΔＧ(T-1)を積算して勾配磁場Ｇ
(1)〜Ｇ(T-1)を求めることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の勾配磁場計測方法にお
いて、前記計測対象の勾配波形のエンコードパルスＧｅ
の期間内に時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）を分散して設
け、前記エンコードパルスＧｅの開始時点から時点Ｊｋ
までの前記エンコードパルスＧｅの積分値を打ち消しう
るように前記プリエンコードパルスＰｋの大きさを決め
ることを特徴とする勾配磁場計測方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の勾配磁場計測方法にお
いて、励起ＲＦパルスを印加し、プリエンコードパルス
Ｐｋを印加せず、計測対象の勾配波形のエンコードパル
スＧｅを印加しながらＦＩＤ信号からデータＳ(1)〜Ｓ
(T)を収集し、収集したデータＳ(1)〜Ｓ(T)よりＦＩＤ
信号の強度の時間変化を求め、ＦＩＤ信号の強度が極小
となる時点を前記時点Ｊｋ（ｋ＝１，…，Ｋ）とするこ
とを特徴とする勾配磁場計測方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26292799A JP3423902B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 勾配磁場計測方法およびｍｒｉ装置 |
| US09/613,300 US6362621B1 (en) | 1999-09-17 | 2000-07-10 | Gradient magnetic field measurement method and MRI apparatus |
| DE60036672T DE60036672T2 (de) | 1999-09-17 | 2000-09-13 | Verfahren zur Messung eines Gradientenfeldes und Gerät der bildgebenden magnetischen Resonanz |
| EP00307947A EP1085340B1 (en) | 1999-09-17 | 2000-09-13 | Gradient magnetic field measurement method and mri apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26292799A JP3423902B2 (ja) | 1999-09-17 | 1999-09-17 | 勾配磁場計測方法およびｍｒｉ装置 |
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| CN103364746B (zh) * | 2013-07-10 | 2016-06-29 | 北京汇影互联科技有限公司 | 磁共振系统的梯度强度和梯度切换率的测试方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3727055A1 (de) * | 1987-08-13 | 1989-02-23 | Siemens Ag | Verfahren zur messung des zeitlichen verlaufs von magnetfeld-gradienten |
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Non-Patent Citations (1)
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| Ｙ．Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ，Ａ Ｎｏｖｅｌ Ｋ−ｓｐａｃｅ Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｉｎｉｑｕｅ，Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，米国，１９９８年，Ｖｏｌ．３９，９９９−１００４ |
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