JP3734066B2 - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像方法および装置に関し、特に、エコープラナー(echo planar) 法による磁気共鳴撮像方法およびエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エコープラナー法による磁気共鳴撮像すなわちエコープラナー・イメージング(echo planar imaging：ＥＰＩ) は、例えば図１１に示すようなパルスシーケンス(pulse sequece) により、同図の（ａ）に示すように９０°パルス(pulse) で被検体内のスピン(spin)を励起し１８０°パルスでスピンを反転した後、同図の（ｂ），（ｃ）に示すように、読み出し勾配磁場（リードアウト勾配）を高速に交流的に変化させるとともに位相エンコード勾配磁場（フェーズエンコード勾配）を印加して、同図の（ａ）に示すようなエコー(echo)信号を多数回繰返し発生させるようになっている。
【０００３】
エコー信号はディジタルデータ(digital data)としてメモリ(memory)に収集され、それらエコーデータの２次元逆フーリエ(Fourie)変換によって画像が再構成される。
【０００４】
被検体の脂肪部分から発生するエコー信号（脂肪信号）は、ケミカルシフト(chemical shift)により、水部分から発生するエコー信号よりも周波数が低いものとなり、再構成画像上では脂肪部分の像が位置ずれ（ケミカルシフト・アーチファクト(chemical shift artifact) ）となって表れるので、脂肪信号の抑制が行われる。
【０００５】
脂肪信号の抑制は、予め脂肪信号の周波数に一致するＲＦ(radio frequency) 信号で励起して脂肪信号を飽和させることによって行うか、あるいは、水信号に一致するＲＦ信号で選択的に励起することによって行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような脂肪信号ないし水信号の選択的な励起は、主磁場の不均一やＲＦ励起系の能力等により、必ずしも適正な選択励起が行われるとは限らない。そのため、往々にして、水信号まで消えてしまったりあるいは脂肪信号の抑制が不十分になりがちであった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決する第１の発明は、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔で複数のエコーを発生させる、ことを特徴とする。
【０００９】
（２）上記の課題を解決する第２の発明は、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に複数のエコーを発生させる、ことを特徴とする。
【００１０】
（３）上記の課題を解決する第３の発明は、被検体を収容する空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、エコープラナー法を実行するに当たり、前記勾配磁場形成手段および前記高周波磁場形成手段を制御することによりエコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔で複数のエコーを発生させる撮像制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
（４）上記の課題を解決する第４の発明は、被検体を収容する空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、エコープラナー法を実行するに当たり、前記勾配磁場形成手段および前記高周波磁場形成手段を制御することによりエコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に複数のエコーを発生させる撮像制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
（作用）
第１の発明または第３の発明では、エコープラナー法により逐次得られる複数のエコーは、位相が１８０°ずつ変化する脂肪信号を含むものとなる。これによって、再構成画像上ではケミカルシフト・アーチファクトがＦＯＶ(field of view) の両端に移動する。
【００１３】
また、第２の発明または第４の発明では、エコープラナー法により逐次得られる複数のエコーは、全エコーにわたって脂肪信号の位相が３６０°変化するものとなる。これによって、再構成画像上では脂肪像の位置ずれが１ピクセル(pixel) 以内に収まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１に磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１６】
（構成）
本装置の構成を説明する。図１に示すように、本装置においては概ね円筒形を成す静磁場発生部２がその内部空間に均一な静磁場（主磁場）を形成するようになっている。静磁場発生部２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００１７】
静磁場発生部２の内部には、概ね円筒形を成す勾配コイル(coil)部４とボデイコイル(body coil) 部６が中心軸を共有して配置されている。ボデイコイル部６の内部に形成される概ね円柱状の空間に、被検体８が図示しない搬入手段によって搬入されている。
【００１８】
勾配コイル部４には勾配駆動部１０が接続されている。勾配コイル部４および勾配駆動部１０は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１０は勾配コイル部４に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになっている。発生する勾配磁場は、スライス(slice) 勾配磁場、読み出し（リードアウト(read out)）勾配磁場および位相エンコード（フェーズエンコード(phase encode)）勾配磁場の３種である。
【００１９】
ボデイコイル部６には送信部１２が接続されている。ボデイコイル部６および送信部１２は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。送信部１２はボデイコイル部６に駆動信号（ＲＦ信号）を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被検体８の体内のスピンを励起するようになっている。
【００２０】
励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号がボデイコイル部６によって検出されるようになっている。ボデイコイル部６には受信部１４が接続されている。受信部１４はボデイコイル部６が検出した信号を受信するようになっている。
【００２１】
受信部１４にはアナログ・ディジタル(analog-to-digital) 変換部１６が接続されている。ボデイコイル部６、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６は、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。アナログ・ディジタル変換部１６は、受信部１４の出力信号をディジタル信号に変換するようになっている。
【００２２】
コンピュータ１８はアナログ・ディジタル変換部１６からディジタル信号を入力し、図示しないメモリ(memory)に記憶するようになっている。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は２次元フーリエ空間を構成する。コンピュータ１８は、この２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して被検体８の画像を再構成する。コンピュータ１８は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００２３】
コンピュータ１８には制御部２０が接続されている。コンピュータ１８および制御部２０は、本発明における撮像制御手段の実施の形態の一例である。制御部２０には勾配駆動部１０、送信部１２、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６が接続されている。制御部２０は、コンピュータ１８から与えられる指令に基づいて勾配駆動部１０、送信部１２、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６をそれぞれ制御するようになっている。
【００２４】
コンピュータ１８には表示部２２と操作部２４が接続されている。表示部２２はコンピュータ１８から出力される再構成画像を含む各種の情報を表示するようになっている。操作部２４は操作者によって操作され、各種の指令や情報等をコンピュータ１８に入力するようになっている。
【００２５】
（動作）
本装置の動作を説明する。先ずＥＰＩについて説明し、次にケミカルシフト・アーチファクトの除去について説明する。図２にエコープラナー法によるパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスはスピンエコー(spin echo) を収集するためのものである。
【００２６】
同図において、横軸は時間、縦軸は信号強度を示す。（ａ）はＲＦパルスとエコー信号、（ｂ）はリードアウト勾配磁場（リードアウト勾配）とディフェーズ(dephase) 勾配磁場（ディフェーズ勾配）、（ｃ）はフェーズエンコード勾配磁場（フェーズエンコード勾配）を示す。なお、スライス勾配磁場については図示を省略する。また、エコー信号はＲＦパルスに比べてはるかに信号強度が弱いが便宜的に同等の振幅で示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００２７】
ＲＦパルスのシーケンスは送信部１２の動作を示す。リードアウト勾配とフェーズエンコード勾配のシーケンスは勾配駆動部１０の動作を示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００２８】
図３にスピンの挙動を概念的に示す。同図において、ｘ’，ｙ’，ｚ’は、回転座標系における互いに垂直な３つの座標軸を示す。以下、図２および図３を用いて動作を説明する。
【００２９】
図２に示すように、時刻ｔ１において９０°パルスによりスピンの励起が行われる。これによって、図３の（ａ）に示すように、ｚ’方向を向いていたスピンが９０°倒れてｙ’方向を向く。
【００３０】
次に、時刻ｔ２においてディフェーズ勾配とフェーズエンコード勾配が所定時間印加される。これによって、図３の（ｂ）に示すようにスピンの位相が分散（ディフェーズ）する。
【００３１】
次に、時刻ｔ３において１８０°パルスによりスピンの反転が行われる。これによって、図３の（ｃ）に示すように、スピンのｙ’方向の向きが反転する。
次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配が印加される。リードアウト勾配は時刻ｔ６でその極性が反転するまで一定値を保つ。このリードアウト勾配の印加期間中にスピンの位相変化が継続し、図３の（ｄ）に示すように、分散していた位相が収束する。
【００３２】
途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ２で印加したディフェーズ勾配の積分値に等しくなり、図３の（ｅ）に示すように、スピンの位相が揃う。この時点で最初の磁気共鳴信号（スピンエコー信号）のピーク(peak)が生じる。
【００３３】
時刻ｔ５を過ぎると、図３の（ｆ）に示すように、スピンの位相変化の継続により位相が分散してエコー信号は減衰する。
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト勾配印加期間中にエコー信号の読み出しが行われる。エコー信号の読み出しは、ボデイコイル部６−受信部１４−アナログ・ディジタル変換部１６−コンピュータ１８の系統によって行われる。以下同様である。
【００３４】
この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４のようになる。ただし、エコー信号は正確な波形図ではなく概念図で示す。同図に示すように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。
【００３５】
図２に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、フェーズエンコード勾配が短時間印加され、これによってフェーズエンコードが１ステップ(step)進められ、次のビュー(view)のためのフェーズエンコードが行われる。このフェーズエンコード勾配はブリップパルス(blip pulse)と呼ばれる。
【００３６】
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のビューのエコー信号の発生および読み出しが行われる。負極性のリードアウト勾配の振幅の絶対値は、正極性の振幅と同一になっている。また、時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。
【００３７】
このリードアウト勾配によって、図３の（ｆ）に示したように分散したスピンの位相の引き戻しが行われる。これによって、図３の（ｆ）における矢印とは逆方向に位相が変化して、同図の（ｅ）の状態となり、さらにそこを過ぎて（ｄ）の状態になる。ただし、スピンの位相変化の方向は矢印とは逆である。
【００３８】
このため、エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する関係になる。これによって、図４に示したものと同様なエコー信号が読み出される。
【００３９】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加を繰返し、図３の（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｄ）…の繰返しにより、複数のビューのエコー信号を順次発生させかつその読み出しを行う。エコーピークは、時間軸に沿って一定の時間間隔（エコースペース）で並ぶ。エコーピークは、また、フェーズエンコード量に応じて、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って変化する。
【００４０】
このようなエコー信号の読み出しに伴って、２次元フーリエ空間では所定の軌跡（トラジェクトリ(trajectory)）に沿ってエコーデータの収集が進行する。その様子を図５に示す。図５において、ｋは２次元フーリエ空間である。これはｋスペース(k-space) とも呼ばれる。ｋｘ，ｋｙは２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標軸であり、ｋｘが周波数軸（リードアウト軸）、ｋｙが位相軸（フェーズエンコード軸）である。
【００４１】
エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊは例えばｋｘ＝−１００，ｋｙ＝１００の点から始まる。なお、座標の単位は％である。ｋｘ＝−１００は図４に示したエコー信号の左端に相当する。ｋｙ＝１００は図４に示したエコー信号のフェーズエンコード量である。これは時刻ｔ２におけるフェーズエンコード勾配によって決定される。
【００４２】
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト期間中の最初のビューのエコー信号の読み出し（エコーデータの収集）に伴って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００４３】
時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによってトラジェクトリが１ステップ下がり、次に、時刻ｔ６からｔ８までの２番目のビューのリードアウト期間中に、次のエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００４４】
以下同様に、フェーズエンコードの度に順次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これによって、２次元フーリエ空間ｋ全体についてのエコーデータが収集される。全ビュー数は例えば２５６である。
【００４５】
このようなエコーデータに基づいて、コンピュータ１８により画像の再構成が行われる。画像再構成は２次元逆フーリエ変換によって行われる。
以上は、スピンエコーを利用するＥＰＩの例であるが、グラディエントエコー(gradient echo) を利用するＥＰＩを行うこともできる。
【００４６】
図６に、グラディエントエコーによるＥＰＩのパルスシーケンスを示す。同図に示すように、時刻ｔ１においてα°（例えば９０°）パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフェーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３において負極性のディフェーズ勾配が印加される。時刻ｔ４でリードアウト勾配が印加される。
【００４７】
リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反転するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配の積分値と相殺し、この時点で最初のエコー信号（グラディエントエコー信号）のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。
【００４８】
時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４で示したものと同様になる。すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。
【００４９】
図６に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加され、フェーズエンコードが１ステップ進められる。
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のビューのエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する。これによって、図４に示したものと同様なエコー信号が読み出される。
【００５０】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加が繰返され、複数のビューのエコー信号が順次読み出される。これによって、図２の場合と同様なエコー信号列が読み出される。したがって、２次元フーリエ空間におけるデータ収集も図５に示したものと同様に行われ、それを２次元逆フーリエ変換することによって画像が再構成される。
【００５１】
次に、ケミカルシフト・アーチファクトの除去について説明する。被検体８の脂肪部分から生じるエコー信号（脂肪信号）は、ケミカルシフトにより、水部分から生じるエコー信号（水信号）とは周波数が異なるので、水信号を基準にすると、脂肪信号の位相が時間の経過とともに変化して行く。
【００５２】
水信号から見て脂肪信号の位相が１８０°（πラジアン）変化する時間は、次式によって与えられる。
【００５３】
【数１】
【００５４】
ここで、
γ：磁気回転比
δ：脂肪のケミカルシフト
Ｔ：静磁場強度
例えば、静磁場強度が１．５Ｔの場合は、ｔδは２．３ｍＳとなる。このような関係に着目して、本装置においては、制御部２０による制御の下で、エコースペースをｔδに一致させたパルスシーケンスで撮像を行う。そのようなパルスシーケンスは、図２または図６に示すパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ勾配およびリードアウト勾配を適切に調整することによって形成される。
【００５５】
具体的には、図２では、時刻ｔ２に印加するディフェーズ勾配によるディフェーズ量と時刻ｔ４以降に印加するリードアウト勾配を調節することにより、リードアウト勾配の印加時点（例えば時刻ｔ４）からエコーのピークが生じる時点（例えば時刻ｔ５）までの時間がｔδ／２となるようにする。
【００５６】
同様に、図６では、時刻ｔ３に印加するディフェーズ勾配と時刻ｔ４以降に印加するリードアウト勾配を調節することにより、リードアウト勾配の印加時点（例えば時刻ｔ４）からエコーのピークが生じる時点（例えば時刻ｔ５）までの時間がｔδ／２となるようにする。
【００５７】
エコースペースをｔδとしたスピンエコー信号を順次に収集した場合、各エコーに含まれる脂肪信号は、順次πずつ位相が変化するものとなる。これによって、図５に脂肪位相（１）として示すように、ｋスペースでは、隣合うトラジェクトリ間での脂肪信号の位相変化がπとなり、脂肪信号は位相軸方向においてナイキスト(Nyquist) 周波数を持つことになる。
【００５８】
ｋスペースに収集した全データのビュー数をＮとしたとき、位相軸ｋｙに沿ってｎ周期変化するデータは、実空間では、次式で与えられる距離だけ離れた位置にゴースト(ghost) を生じることが知られている。
【００５９】
【数２】
【００６０】
ここで、ＦＯＶはフィールド・オブ・ビューすなわち再構成画像が与える実空間の大きさである。
脂肪信号がナイキスト周波数を持つことにより、（２）式においてｎ＝Ｎ／２となる。したがって、脂肪信号によるゴーストはｄ＝（ＦＯＶ）／２の位置に生じる。
【００６１】
これを図示すれば、例えば図７の（ａ）に示すように水部分とそれを取り巻く脂肪部分からなる被検体をＦＯＶの中央において撮像したとき、再構成画像では同図の（ｂ）に示すように、脂肪像がＦＯＶの両端に追いやられる。そこで、ＦＯＶを画像表示範囲の２倍程度に設定することにより、脂肪像を画面に出さないようにすることができる。すなわち、ケミカルシフト・アーチファクトを含まない画像を得ることができる。
【００６２】
ｔδの値は、静磁場が例えば０．２Ｔ程度の低磁場である場合は、１７．３ｍＳ程度となる。エコースペースをこのような時間に設定するのは信号の減衰が大きくなるので現実的でない。そこで、静磁場強度が低い場合は次のようなパルスシーケンスにより撮像を行う。
【００６３】
図８および図９に、低磁場に適するパルスシーケンスをそれぞれ示す。図８はスピンエコー用のパルスシーケンス、図９はグラディエントエコー用のパルスシーケンスである。
【００６４】
両図に示すように、全エコーを収集する時間が２ｔδ以内となるようにパルスシーケンスを構成する。静磁場強度が例えば０．２Ｔの場合、２ｔδは３４．６ｍＳである。
【００６５】
１回のＲＦ励起で収集するエコー数をＥｔｔとしたとき、エコースペースは２ｔδ／Ｅｔｔとなる。図８および図９では、そのようなエコースペースを実現するように、ディフェーズ勾配およびリードアウト勾配を設定している。
【００６６】
このようにしてエコーデータを収集した場合、ｋスペースでの脂肪信号の位相は、図５に脂肪位相（２）として示すように、位相軸ｋｙに沿って３６０°（２πラジアン）以内の変化となる。
【００６７】
すなわち、全ビューを通じて脂肪信号の位相変化は１周期以内となる。これは、（２）式においてｎ＝１以下となる場合であり、これによって、ゴーストの発生位置は（ＦＯＶ）／Ｎすなわち１ピクセル以内となる。
【００６８】
Ｎの値が例えば２５６のときの１ピクセル以内の位置ずれは、表示画面上ではほとんど目立たない。したがって、再構成画像では、図７の（ｃ）に示すように、脂肪像は実質的に位置ずれなしに表示され、事実上、ケミカスシフト・アーチファクトは生じない。
【００６９】
２ｔδの時間内に例えば２５６ビューのエコーを全部収集するのが困難な場合は、２ｔδの時間内に収集可能なエコー数ずつ複数回にわけて収集する手法が用いられる。これはマルチショット(multi-shot)ＥＰＩと呼ばれる。
【００７０】
図１０に、マルチショットＥＰＩの概念図を示す。同図に示すように、第１回目のＲＦ励起（ショット）により、実線のトラジェクトリで示すように、位相軸方向にフェーズエンコードの複数ステップおきにエコーデータを収集する。
【００７１】
このようなデータ収集は、図８または図９に示したパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ量およびフェーズエンコード量を適宜に調節することによって行うことができる。
【００７２】
次に、第２回目のショットにより、一点鎖線で示すように、位相軸方向にフェーズエンコードの１ステップだけ平行移動させたトラジェクトリに沿ってエコーデータを収集する。このようなデータ収集も、図８または図９に示したパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ量およびフェーズエンコード量を調節することによって行うことができる。
【００７３】
以下、同様に、第３回目および第４回目のショットにより、間を埋めるトラジェクトリに沿ったデータ収集を行う。各ショットにおけるデータ収集は、２ｔδ以内の同一の時間内にそれぞれ行う。これによって、エコーデータに含まれる脂肪信号の位相変化は、全ビューを通じて２π以内となり、再構成画像におけるケミカルシフト・アーチファクトが事実上生じなくなる。
【００７４】
以上、ｋスペース全体にわたってエコーデータを収集するＥＰＩの例について説明したが、例えば位相軸方向においてｋスペースの半分だけにエコーデータを収集し、フラクショナル・フーリエ(fractional Fourie) 法により画像を再構成するようにしても良い。これはＴＥを短縮する点で好ましい。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明では、１つの観点では、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔でエコーを発生させるようにしたので、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することができる。
【００７６】
また、他の観点では、複数のエコーの収集をエコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に行うようにしたので、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図３】 スピンエコー法を実行したときのスピンの挙動の概念図である。
【図４】 本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図５】 本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図６】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるケミカルシフト・アーチファクト除去を示す概念図である。
【図８】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図１１】 ＥＰＩのパルスシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
２ 静磁場発生部
４ 勾配コイル部
６ ボデイコイル部
８ 被検体
１０ 勾配駆動部
１２ 送信部
１４ 受信部
１６ アナログ・ディジタル変換部
１８ コンピュータ
２０ 制御部
２２ 表示部
２４ 操作部
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像方法および装置に関し、特に、エコープラナー(echo planar) 法による磁気共鳴撮像方法およびエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エコープラナー法による磁気共鳴撮像すなわちエコープラナー・イメージング(echo planar imaging：ＥＰＩ) は、例えば図１１に示すようなパルスシーケンス(pulse sequece) により、同図の（ａ）に示すように９０°パルス(pulse) で被検体内のスピン(spin)を励起し１８０°パルスでスピンを反転した後、同図の（ｂ），（ｃ）に示すように、読み出し勾配磁場（リードアウト勾配）を高速に交流的に変化させるとともに位相エンコード勾配磁場（フェーズエンコード勾配）を印加して、同図の（ａ）に示すようなエコー(echo)信号を多数回繰返し発生させるようになっている。
【０００３】
エコー信号はディジタルデータ(digital data)としてメモリ(memory)に収集され、それらエコーデータの２次元逆フーリエ(Fourie)変換によって画像が再構成される。
【０００４】
被検体の脂肪部分から発生するエコー信号（脂肪信号）は、ケミカルシフト(chemical shift)により、水部分から発生するエコー信号よりも周波数が低いものとなり、再構成画像上では脂肪部分の像が位置ずれ（ケミカルシフト・アーチファクト(chemical shift artifact) ）となって表れるので、脂肪信号の抑制が行われる。
【０００５】
脂肪信号の抑制は、予め脂肪信号の周波数に一致するＲＦ(radio frequency) 信号で励起して脂肪信号を飽和させることによって行うか、あるいは、水信号に一致するＲＦ信号で選択的に励起することによって行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような脂肪信号ないし水信号の選択的な励起は、主磁場の不均一やＲＦ励起系の能力等により、必ずしも適正な選択励起が行われるとは限らない。そのため、往々にして、水信号まで消えてしまったりあるいは脂肪信号の抑制が不十分になりがちであった。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決する第１の発明は、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔で複数のエコーを発生させる、ことを特徴とする。
【０００９】
（２）上記の課題を解決する第２の発明は、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に複数のエコーを発生させる、ことを特徴とする。
【００１０】
（３）上記の課題を解決する第３の発明は、被検体を収容する空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、エコープラナー法を実行するに当たり、前記勾配磁場形成手段および前記高周波磁場形成手段を制御することによりエコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔で複数のエコーを発生させる撮像制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
（４）上記の課題を解決する第４の発明は、被検体を収容する空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、エコープラナー法を実行するに当たり、前記勾配磁場形成手段および前記高周波磁場形成手段を制御することによりエコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に複数のエコーを発生させる撮像制御手段と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
（作用）
第１の発明または第３の発明では、エコープラナー法により逐次得られる複数のエコーは、位相が１８０°ずつ変化する脂肪信号を含むものとなる。これによって、再構成画像上ではケミカルシフト・アーチファクトがＦＯＶ(field of view) の両端に移動する。
【００１３】
また、第２の発明または第４の発明では、エコープラナー法により逐次得られる複数のエコーは、全エコーにわたって脂肪信号の位相が３６０°変化するものとなる。これによって、再構成画像上では脂肪像の位置ずれが１ピクセル(pixel) 以内に収まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１に磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１６】
（構成）
本装置の構成を説明する。図１に示すように、本装置においては概ね円筒形を成す静磁場発生部２がその内部空間に均一な静磁場（主磁場）を形成するようになっている。静磁場発生部２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００１７】
静磁場発生部２の内部には、概ね円筒形を成す勾配コイル(coil)部４とボデイコイル(body coil) 部６が中心軸を共有して配置されている。ボデイコイル部６の内部に形成される概ね円柱状の空間に、被検体８が図示しない搬入手段によって搬入されている。
【００１８】
勾配コイル部４には勾配駆動部１０が接続されている。勾配コイル部４および勾配駆動部１０は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１０は勾配コイル部４に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになっている。発生する勾配磁場は、スライス(slice) 勾配磁場、読み出し（リードアウト(read out)）勾配磁場および位相エンコード（フェーズエンコード(phase encode)）勾配磁場の３種である。
【００１９】
ボデイコイル部６には送信部１２が接続されている。ボデイコイル部６および送信部１２は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。送信部１２はボデイコイル部６に駆動信号（ＲＦ信号）を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被検体８の体内のスピンを励起するようになっている。
【００２０】
励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号がボデイコイル部６によって検出されるようになっている。ボデイコイル部６には受信部１４が接続されている。受信部１４はボデイコイル部６が検出した信号を受信するようになっている。
【００２１】
受信部１４にはアナログ・ディジタル(analog-to-digital) 変換部１６が接続されている。ボデイコイル部６、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６は、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。アナログ・ディジタル変換部１６は、受信部１４の出力信号をディジタル信号に変換するようになっている。
【００２２】
コンピュータ１８はアナログ・ディジタル変換部１６からディジタル信号を入力し、図示しないメモリ(memory)に記憶するようになっている。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は２次元フーリエ空間を構成する。コンピュータ１８は、この２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して被検体８の画像を再構成する。コンピュータ１８は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００２３】
コンピュータ１８には制御部２０が接続されている。コンピュータ１８および制御部２０は、本発明における撮像制御手段の実施の形態の一例である。制御部２０には勾配駆動部１０、送信部１２、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６が接続されている。制御部２０は、コンピュータ１８から与えられる指令に基づいて勾配駆動部１０、送信部１２、受信部１４およびアナログ・ディジタル変換部１６をそれぞれ制御するようになっている。
【００２４】
コンピュータ１８には表示部２２と操作部２４が接続されている。表示部２２はコンピュータ１８から出力される再構成画像を含む各種の情報を表示するようになっている。操作部２４は操作者によって操作され、各種の指令や情報等をコンピュータ１８に入力するようになっている。
【００２５】
（動作）
本装置の動作を説明する。先ずＥＰＩについて説明し、次にケミカルシフト・アーチファクトの除去について説明する。図２にエコープラナー法によるパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスはスピンエコー(spin echo) を収集するためのものである。
【００２６】
同図において、横軸は時間、縦軸は信号強度を示す。（ａ）はＲＦパルスとエコー信号、（ｂ）はリードアウト勾配磁場（リードアウト勾配）とディフェーズ(dephase) 勾配磁場（ディフェーズ勾配）、（ｃ）はフェーズエンコード勾配磁場（フェーズエンコード勾配）を示す。なお、スライス勾配磁場については図示を省略する。また、エコー信号はＲＦパルスに比べてはるかに信号強度が弱いが便宜的に同等の振幅で示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００２７】
ＲＦパルスのシーケンスは送信部１２の動作を示す。リードアウト勾配とフェーズエンコード勾配のシーケンスは勾配駆動部１０の動作を示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００２８】
図３にスピンの挙動を概念的に示す。同図において、ｘ’，ｙ’，ｚ’は、回転座標系における互いに垂直な３つの座標軸を示す。以下、図２および図３を用いて動作を説明する。
【００２９】
図２に示すように、時刻ｔ１において９０°パルスによりスピンの励起が行われる。これによって、図３の（ａ）に示すように、ｚ’方向を向いていたスピンが９０°倒れてｙ’方向を向く。
【００３０】
次に、時刻ｔ２においてディフェーズ勾配とフェーズエンコード勾配が所定時間印加される。これによって、図３の（ｂ）に示すようにスピンの位相が分散（ディフェーズ）する。
【００３１】
次に、時刻ｔ３において１８０°パルスによりスピンの反転が行われる。これによって、図３の（ｃ）に示すように、スピンのｙ’方向の向きが反転する。
次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配が印加される。リードアウト勾配は時刻ｔ６でその極性が反転するまで一定値を保つ。このリードアウト勾配の印加期間中にスピンの位相変化が継続し、図３の（ｄ）に示すように、分散していた位相が収束する。
【００３２】
途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ２で印加したディフェーズ勾配の積分値に等しくなり、図３の（ｅ）に示すように、スピンの位相が揃う。この時点で最初の磁気共鳴信号（スピンエコー信号）のピーク(peak)が生じる。
【００３３】
時刻ｔ５を過ぎると、図３の（ｆ）に示すように、スピンの位相変化の継続により位相が分散してエコー信号は減衰する。
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト勾配印加期間中にエコー信号の読み出しが行われる。エコー信号の読み出しは、ボデイコイル部６−受信部１４−アナログ・ディジタル変換部１６−コンピュータ１８の系統によって行われる。以下同様である。
【００３４】
この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４のようになる。ただし、エコー信号は正確な波形図ではなく概念図で示す。同図に示すように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。
【００３５】
図２に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、フェーズエンコード勾配が短時間印加され、これによってフェーズエンコードが１ステップ(step)進められ、次のビュー(view)のためのフェーズエンコードが行われる。このフェーズエンコード勾配はブリップパルス(blip pulse)と呼ばれる。
【００３６】
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のビューのエコー信号の発生および読み出しが行われる。負極性のリードアウト勾配の振幅の絶対値は、正極性の振幅と同一になっている。また、時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。
【００３７】
このリードアウト勾配によって、図３の（ｆ）に示したように分散したスピンの位相の引き戻しが行われる。これによって、図３の（ｆ）における矢印とは逆方向に位相が変化して、同図の（ｅ）の状態となり、さらにそこを過ぎて（ｄ）の状態になる。ただし、スピンの位相変化の方向は矢印とは逆である。
【００３８】
このため、エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する関係になる。これによって、図４に示したものと同様なエコー信号が読み出される。
【００３９】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加を繰返し、図３の（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｄ）…の繰返しにより、複数のビューのエコー信号を順次発生させかつその読み出しを行う。エコーピークは、時間軸に沿って一定の時間間隔（エコースペース）で並ぶ。エコーピークは、また、フェーズエンコード量に応じて、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って変化する。
【００４０】
このようなエコー信号の読み出しに伴って、２次元フーリエ空間では所定の軌跡（トラジェクトリ(trajectory)）に沿ってエコーデータの収集が進行する。その様子を図５に示す。図５において、ｋは２次元フーリエ空間である。これはｋスペース(k-space) とも呼ばれる。ｋｘ，ｋｙは２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標軸であり、ｋｘが周波数軸（リードアウト軸）、ｋｙが位相軸（フェーズエンコード軸）である。
【００４１】
エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊは例えばｋｘ＝−１００，ｋｙ＝１００の点から始まる。なお、座標の単位は％である。ｋｘ＝−１００は図４に示したエコー信号の左端に相当する。ｋｙ＝１００は図４に示したエコー信号のフェーズエンコード量である。これは時刻ｔ２におけるフェーズエンコード勾配によって決定される。
【００４２】
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト期間中の最初のビューのエコー信号の読み出し（エコーデータの収集）に伴って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００４３】
時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによってトラジェクトリが１ステップ下がり、次に、時刻ｔ６からｔ８までの２番目のビューのリードアウト期間中に、次のエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００４４】
以下同様に、フェーズエンコードの度に順次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これによって、２次元フーリエ空間ｋ全体についてのエコーデータが収集される。全ビュー数は例えば２５６である。
【００４５】
このようなエコーデータに基づいて、コンピュータ１８により画像の再構成が行われる。画像再構成は２次元逆フーリエ変換によって行われる。
以上は、スピンエコーを利用するＥＰＩの例であるが、グラディエントエコー(gradient echo) を利用するＥＰＩを行うこともできる。
【００４６】
図６に、グラディエントエコーによるＥＰＩのパルスシーケンスを示す。同図に示すように、時刻ｔ１においてα°（例えば９０°）パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフェーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３において負極性のディフェーズ勾配が印加される。時刻ｔ４でリードアウト勾配が印加される。
【００４７】
リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反転するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配の積分値と相殺し、この時点で最初のエコー信号（グラディエントエコー信号）のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。
【００４８】
時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４で示したものと同様になる。すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。
【００４９】
図６に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加され、フェーズエンコードが１ステップ進められる。
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のビューのエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する。これによって、図４に示したものと同様なエコー信号が読み出される。
【００５０】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加が繰返され、複数のビューのエコー信号が順次読み出される。これによって、図２の場合と同様なエコー信号列が読み出される。したがって、２次元フーリエ空間におけるデータ収集も図５に示したものと同様に行われ、それを２次元逆フーリエ変換することによって画像が再構成される。
【００５１】
次に、ケミカルシフト・アーチファクトの除去について説明する。被検体８の脂肪部分から生じるエコー信号（脂肪信号）は、ケミカルシフトにより、水部分から生じるエコー信号（水信号）とは周波数が異なるので、水信号を基準にすると、脂肪信号の位相が時間の経過とともに変化して行く。
【００５２】
水信号から見て脂肪信号の位相が１８０°（πラジアン）変化する時間は、次式によって与えられる。
【００５３】
【数１】
ここで、
γ：磁気回転比
δ：脂肪のケミカルシフト
Ｔ：静磁場強度
例えば、静磁場強度が１．５Ｔの場合は、ｔδは２．３ｍＳとなる。このような関係に着目して、本装置においては、制御部２０による制御の下で、エコースペースをｔδに一致させたパルスシーケンスで撮像を行う。そのようなパルスシーケンスは、図２または図６に示すパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ勾配およびリードアウト勾配を適切に調整することによって形成される。
【００５５】
具体的には、図２では、時刻ｔ２に印加するディフェーズ勾配によるディフェーズ量と時刻ｔ４以降に印加するリードアウト勾配を調節することにより、リードアウト勾配の印加時点（例えば時刻ｔ４）からエコーのピークが生じる時点（例えば時刻ｔ５）までの時間がｔδ／２となるようにする。
【００５６】
同様に、図６では、時刻ｔ３に印加するディフェーズ勾配と時刻ｔ４以降に印加するリードアウト勾配を調節することにより、リードアウト勾配の印加時点（例えば時刻ｔ４）からエコーのピークが生じる時点（例えば時刻ｔ５）までの時間がｔδ／２となるようにする。
【００５７】
エコースペースをｔδとしたスピンエコー信号を順次に収集した場合、各エコーに含まれる脂肪信号は、順次πずつ位相が変化するものとなる。これによって、図５に脂肪位相（１）として示すように、ｋスペースでは、隣合うトラジェクトリ間での脂肪信号の位相変化がπとなり、脂肪信号は位相軸方向においてナイキスト(Nyquist) 周波数を持つことになる。
【００５８】
ｋスペースに収集した全データのビュー数をＮとしたとき、位相軸ｋｙに沿ってｎ周期変化するデータは、実空間では、次式で与えられる距離だけ離れた位置にゴースト(ghost) を生じることが知られている。
【００５９】
【数２】
ここで、ＦＯＶはフィールド・オブ・ビューすなわち再構成画像が与える実空間の大きさである。
脂肪信号がナイキスト周波数を持つことにより、（２）式においてｎ＝Ｎ／２となる。したがって、脂肪信号によるゴーストはｄ＝（ＦＯＶ）／２の位置に生じる。
【００６１】
これを図示すれば、例えば図７の（ａ）に示すように水部分とそれを取り巻く脂肪部分からなる被検体をＦＯＶの中央において撮像したとき、再構成画像では同図の（ｂ）に示すように、脂肪像がＦＯＶの両端に追いやられる。そこで、ＦＯＶを画像表示範囲の２倍程度に設定することにより、脂肪像を画面に出さないようにすることができる。すなわち、ケミカルシフト・アーチファクトを含まない画像を得ることができる。
【００６２】
ｔδの値は、静磁場が例えば０．２Ｔ程度の低磁場である場合は、１７．３ｍＳ程度となる。エコースペースをこのような時間に設定するのは信号の減衰が大きくなるので現実的でない。そこで、静磁場強度が低い場合は次のようなパルスシーケンスにより撮像を行う。
【００６３】
図８および図９に、低磁場に適するパルスシーケンスをそれぞれ示す。図８はスピンエコー用のパルスシーケンス、図９はグラディエントエコー用のパルスシーケンスである。
【００６４】
両図に示すように、全エコーを収集する時間が２ｔδ以内となるようにパルスシーケンスを構成する。静磁場強度が例えば０．２Ｔの場合、２ｔδは３４．６ｍＳである。
【００６５】
１回のＲＦ励起で収集するエコー数をＥｔｔとしたとき、エコースペースは２ｔδ／Ｅｔｔとなる。図８および図９では、そのようなエコースペースを実現するように、ディフェーズ勾配およびリードアウト勾配を設定している。
【００６６】
このようにしてエコーデータを収集した場合、ｋスペースでの脂肪信号の位相は、図５に脂肪位相（２）として示すように、位相軸ｋｙに沿って３６０°（２πラジアン）以内の変化となる。
【００６７】
すなわち、全ビューを通じて脂肪信号の位相変化は１周期以内となる。これは、（２）式においてｎ＝１以下となる場合であり、これによって、ゴーストの発生位置は（ＦＯＶ）／Ｎすなわち１ピクセル以内となる。
【００６８】
Ｎの値が例えば２５６のときの１ピクセル以内の位置ずれは、表示画面上ではほとんど目立たない。したがって、再構成画像では、図７の（ｃ）に示すように、脂肪像は実質的に位置ずれなしに表示され、事実上、ケミカスシフト・アーチファクトは生じない。
【００６９】
２ｔδの時間内に例えば２５６ビューのエコーを全部収集するのが困難な場合は、２ｔδの時間内に収集可能なエコー数ずつ複数回にわけて収集する手法が用いられる。これはマルチショット(multi-shot)ＥＰＩと呼ばれる。
【００７０】
図１０に、マルチショットＥＰＩの概念図を示す。同図に示すように、第１回目のＲＦ励起（ショット）により、実線のトラジェクトリで示すように、位相軸方向にフェーズエンコードの複数ステップおきにエコーデータを収集する。
【００７１】
このようなデータ収集は、図８または図９に示したパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ量およびフェーズエンコード量を適宜に調節することによって行うことができる。
【００７２】
次に、第２回目のショットにより、一点鎖線で示すように、位相軸方向にフェーズエンコードの１ステップだけ平行移動させたトラジェクトリに沿ってエコーデータを収集する。このようなデータ収集も、図８または図９に示したパルスシーケンスにおいて、ディフェーズ量およびフェーズエンコード量を調節することによって行うことができる。
【００７３】
以下、同様に、第３回目および第４回目のショットにより、間を埋めるトラジェクトリに沿ったデータ収集を行う。各ショットにおけるデータ収集は、２ｔδ以内の同一の時間内にそれぞれ行う。これによって、エコーデータに含まれる脂肪信号の位相変化は、全ビューを通じて２π以内となり、再構成画像におけるケミカルシフト・アーチファクトが事実上生じなくなる。
【００７４】
以上、ｋスペース全体にわたってエコーデータを収集するＥＰＩの例について説明したが、例えば位相軸方向においてｋスペースの半分だけにエコーデータを収集し、フラクショナル・フーリエ(fractional Fourie) 法により画像を再構成するようにしても良い。これはＴＥを短縮する点で好ましい。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明では、１つの観点では、エコープラナー法により磁気共鳴撮像を行うに当たり、エコーにおける脂肪信号の位相が１８０°変化する時間間隔でエコーを発生させるようにしたので、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することができる。
【００７６】
また、他の観点では、複数のエコーの収集をエコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に行うようにしたので、ケミカルシフト・アーチファクトを効果的に抑制するエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法および装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図３】 スピンエコー法を実行したときのスピンの挙動の概念図である。
【図４】 本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図５】 本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図６】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態の一例の装置におけるケミカルシフト・アーチファクト除去を示す概念図である。
【図８】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図１１】 ＥＰＩのパルスシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
２ 静磁場発生部
４ 勾配コイル部
６ ボデイコイル部
８ 被検体
１０ 勾配駆動部
１２ 送信部
１４ 受信部
１６ アナログ・ディジタル変換部
１８ コンピュータ
２０ 制御部
２２ 表示部
２４ 操作部
Claims (4)
- 被検体を収容する空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、
前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、
前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
エコープラナー法を実行するに当たり、前記勾配磁場形成手段および前記高周波磁場形成手段を制御することによりエコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に複数のエコーを発生させる撮像制御手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記エコープラナー法は、全ビューのエコーを複数回に分けて収集するマルチショット・エコープラナー法であり、
前記複数回に分けたうちの１回分で収集するエコーを、前記エコーにおける脂肪信号の位相が３６０°変化する時間以内に収まる数としたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記エコープラナー法において、位相軸方向にｋスペースの半分に相当するエコーを収集し、
フラクショナル・フーリエ法により画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記エコープラナー法を実行して、前記磁気共鳴信号としてスピンエコー又はグラディエントエコーを測定することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27844797A JP3734066B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 磁気共鳴撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27844797A JP3734066B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 磁気共鳴撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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