JP3796455B2 - Mri装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、静磁場不均一分布測定方法、静磁場均一化方法、MR(Magnetic Resonance)データ収集方法およびMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置に関し、さらに詳しくは、勾配パルスに起因する残留磁化の影響を十分に低減することが出来る静磁場不均一測定方法、静磁場均一化方法、MRデータ収集方法およびMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に示す静磁場不均一分布測定シーケンスSQJが知られている。
この静磁場不均一分布測定シーケンスSQJでは、RFパルスP1とスライス選択勾配Ss1を印加し、続いてスライス選択勾配Ss1と等しい強さ(振幅)のスライス・リフェーズ勾配Sr1’を印加し、位相エンコード勾配Pe1を印加し、リードアウト勾配Ro1の強度と等しい強度の周波数デフェーズ勾配Fd1’を印加し、続いてリードアウト勾配Ro1を印加しながら第1のMRデータを収集し、その後、位相エンコード勾配Pe1の強度と等しい強度の位相リワインド勾配Pr1’を印加し、さらにスライス選択勾配よりも大きい強度のキラー勾配Sk1’を印加する。以上の第1のグラジエント・エコー・シーケンスに続いて、エコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより、第2のMRデータを収集する。そして、第1のMRデータと第2のMRデータの位相差を基に、静磁場の不均一分布を測定する。
【0003】
また、特開2001−54510号公報には、MRI装置における整磁板等の残留磁化が勾配パルスの印加履歴に依存して変動することを抑制するための次のような手段が開示されている。
(1)位相エンコード勾配の直後に、残留磁化低減パルスを印加する。
(2)位相リワインド勾配の直後に、残留磁化低減パルスを印加する。
(3)キラー勾配の直後に、残留磁化低減パルスを印加する。
(4)スライス・リフェーズ勾配の強度(振幅)を、スライス選択勾配の強度の約半分とする。
(5)周波数デフェーズ勾配の強度を調整する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図8は、図7に示す静磁場不均一分布測定シーケンスSQJにおける勾配パルスに起因する残留磁化の影響を説明するための磁化特性図である。なお、これは単なる概念説明であって、本発明を限定するものではない。
【0005】
まず、スライス軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、スライス選択勾配Ss1およびスライス・リフェーズ勾配Sr1’が印加されると、点aから点b,点c,点eを経て点fに移動し、次いでキラー勾配Sk1’が印加されると、点fから点bを経てメジャーループに入り、点B’を経て点c’に移動する。そして、第2のグラジエント・エコー・シーケンスでは、点c’を含む別のマイナーループで磁化が変動する。
【0006】
次に、位相軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、位相エンコード勾配Pe1が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、次いで位相リワインド勾配Pr1’が印加されると、点cから点eを経て点fに移動する。次に、第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより、位相エンコード勾配Pe2が印加されると、点fから点bを経て点cに移動し、次いで位相リワインド勾配Pr2’が印加されると、点cから点eを経て点fに移動する。
【0007】
次に、周波数軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、周波数デフェーズ勾配Fd1’およびリードアウト勾配Ro1が印加されると、点aから点e,点f,点bを経て点cに移動する。また、第2のグラジエント・エコー・シーケンスでも同様に磁化が変動する。
【0008】
以上のように、従来の静磁場不均一分布測定シーケンスSQJでは、勾配パルスにより磁化が変動するため、静磁場の不均一分布を正確に測定できなくなる問題点があった。
この結果、正確なシミング(shimming)を行えなくなり、特に中低磁場(0.3〜0.5T)のMRI装置でCHESS(CHEmical Shift Selective imaging)法などのように水と脂肪の共鳴周波数差を利用した撮像法を行う際に、画質の著しい劣化を招くことがあった。
【0009】
上記問題点を解決するために、本発明の発明者は、特開2001−54510号公報に開示された手段の適用を研究したが、それだけでは静磁場の不均一分布を十分正確に測定できまでに至らなかった。そこで、さらに研究した結果、勾配パルスの印加履歴に依存して残留磁化が変動することを抑制するための新規な手段を見出し、本発明を完成した。
【0010】
すなわち、本発明の目的は、勾配パルスに起因する残留磁化の影響を十分に低減することが出来る静磁場不均一測定方法、静磁場均一化方法、MRデータ収集方法およびMRI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】
第1の観点では、本発明は、スライス軸に印加するキラー勾配の強度をスライス選択勾配の強度と等しくし、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とした第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第1のMRデータを収集し、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第2のMRデータを収集し、前記MRデータ間の位相差を基に静磁場の不均一分布を測定することを特徴とする静磁場不均一分布測定方法を提供する。
【0012】
従来、スライス軸に印加するキラー勾配の強度は、スライス選択勾配の強度よりも大きかった。従って、キラー勾配による残留磁化の変動も大きかった。このため、上述の特開2001−54510号公報にて、キラー勾配の直後に残留磁化低減パルスを印加することが提案されていた。
これに対して、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法では、スライス軸に印加するキラー勾配の強度をスライス選択勾配の強度と等しくした。従って、キラー勾配による残留磁化の変動は、キラー勾配の後に印加されるスライス選択勾配による残留磁化の変動の範囲内となり、次に述べるスライス選択勾配による残留磁化の変動を抑制する手段で足ることとなる。このため、キラー勾配の直後に残留磁化低減パルスを印加する必要がなくなる。
また、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法では、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とした。これにより、特開2001−54510号公報でも開示されているように、スライス選択勾配による残留磁化の変動を抑制することが出来る。
すなわち、スライス軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来る。
【0013】
次に、位相軸については、上述の特開2001−54510号公報にて、位相エンコード勾配の直後に残留磁化低減パルスを印加することが提案されていた。これに対して、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法では、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とした。これにより、図3を参照して後で説明するように、位相軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来る。
【0014】
次に、周波数軸については、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とした。これにより、特開2001−54510号公報でも開示されているように、周波数軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来る。
【0015】
結局のところ、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法では、すべての勾配軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来るので、静磁場の不均一分布を十分正確に測定できるようになる。
【0016】
第2の観点では、本発明は、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、スライス・リワインド勾配の強度をスライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配の強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第1のMRデータを収集し、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第2のMRデータを収集し、前記MRデータ間の位相差を基に静磁場の不均一分布を測定することを特徴とする静磁場不均一分布測定方法を提供する。
上記第2の観点による静磁場不均一分布測定方法では、3D撮像のために印加するスライス・エンコード勾配の半分または略半分の強度のスライス・リワインド勾配を印加する。これにより、図3を参照して後で説明するように、スライス・エンコード勾配およびスライス・リワインド勾配による残留磁化の影響を低減することが出来る。また、キラー勾配を周波数軸に印加するが、その強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした。従って、キラー勾配による残留磁化の変動は、リードアウト勾配による残留磁化と一体とみなせる。ここで、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍としているため、特開2001−54510号公報でも開示されているように、周波数軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減できる。その他は、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法と同様である。
結局のところ、上記第2の観点による静磁場不均一分布測定方法では、3Dの場合でも、すべての勾配軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来るので、静磁場の不均一分布を十分正確に測定できるようになる。
【0017】
第3の観点では、本発明は、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配の強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第1のMRデータを収集し、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより収束させたエコーから第2のMRデータを収集し、前記MRデータ間の位相差を基に静磁場の不均一分布を測定することを特徴とする静磁場不均一分布測定方法を提供する。
上記第3の観点による静磁場不均一分布測定方法では、キラー勾配を周波数軸に印加するが、その強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした。従って、キラー勾配による残留磁化の変動は、リードアウト勾配による残留磁化と一体とみなせる。ここで、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍としているため、特開2001−54510号公報でも開示されているように、周波数軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減できる。その他は、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法と同様である。
結局のところ、上記第3の観点による静磁場不均一分布測定方法では、すべての勾配軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来るので、静磁場の不均一分布を十分正確に測定できるようになる。
【0018】
第4の観点では、本発明は、シミングを行うためのMRデータを上記構成の静磁場不均一分布測定方法によって収集することを特徴とする静磁場均一化方法を提供する。
上記第4の観点による静磁場不均一分布測定方法では、MRデータを十分正確に測定できるため、正確なシミングを行うことができ、特に中低磁場のMRI装置でCHESS法などのように水と脂肪の共鳴周波数差を利用した撮像法を行う際に画質を向上できる。
【0019】
第5の観点では、本発明は、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とすることを特徴とするMRデータ収集方法を提供する。
上記第5の観点によるMRデータ収集方法では、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とした。これにより、図3を参照して後で説明するように、位相軸に印加される勾配パルスによる残留磁化の影響を低減することが出来る。
【0020】
第6の観点では、本発明は、スライス・リワインド勾配の強度をスライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とすることを特徴とするMRデータ収集方法を提供する。
上記第6の観点によるMRデータ収集方法では、3D撮像のために印加するスライス・エンコード勾配の半分または略半分の強度のスライス・リワインド勾配を印加する。これにより、図3を参照して後で説明するように、スライス・エンコード勾配およびスライス・リワインド勾配による残留磁化の影響を低減することが出来る。
【0021】
第7の観点では、本発明は、スライス選択勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をスライス軸に印加することを特徴とするMRデータ収集方法を提供する。
上記第7の観点によるMRデータ収集方法では、スライス軸に印加するキラー勾配の強度をスライス選択勾配の強度と等しくした。従って、キラー勾配による残留磁化の変動は、キラー勾配の後に印加されるスライス選択勾配による残留磁化の変動の範囲内となり、キラー勾配に起因する残留磁化の変動への対策を特別に行う必要がなくなる。
【0022】
第8の観点では、本発明は、リードアウト勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて周波数軸に印加することを特徴とするMRデータ収集方法を提供する。
上記第8の観点によるMRデータ収集方法では、キラー勾配を周波数軸に印加するが、その強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした。従って、キラー勾配による残留磁化の変動は、リードアウト勾配による残留磁化と一体とみなせるため、キラー勾配に起因する残留磁化の変動への対策を特別に行う必要がなくなる。
【0023】
第9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、MR信号受信手段と、前記各手段を制御することにより、スライス軸に印加するキラー勾配の強度をスライス選択勾配の強度と等しくし、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第9の観点によるMRI装置では、上記第1の観点による静磁場不均一分布測定方法を好適に実施できる。
【0024】
第10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、MR信号受信手段と、前記各手段を制御することにより、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、スライス・リワインド勾配の強度をスライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配の強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第10の観点によるMRI装置では、上記第2の観点による静磁場不均一分布測定方法を好適に実施できる。
【0025】
第11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、MR信号受信手段と、前記各手段を制御することにより、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配の強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第11の観点によるMRI装置では、上記第3の観点による静磁場不均一分布測定方法を好適に実施できる。
【0026】
第12の観点では、本発明は、上記構成のMRI装置において、前記第1のMRデータと前記第2のMRデータの位相差を基に静磁場の不均一分布を測定する静磁場不均一分布測定手段を具備したことを特徴とするMRI装置を提供する。上記第12の観点によるMRI装置では、上記第1〜第3の観点による静磁場不均一分布測定方法を好適に実施できる。
【0027】
第13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、MR信号受信手段とを具備したMRI装置であって、前記勾配パルス印加手段は、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とすることを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第13の観点によるMRI装置では、上記第5の観点によるMRデータ収集方法を好適に実施できる。
【0028】
第14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、MR信号受信手段とを具備したMRI装置であって、前記勾配パルス印加手段は、スライス・リワインド勾配の強度をスライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とすることを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第14の観点によるMRI装置では、上記第6の観点によるMRデータ収集方法を好適に実施できる。
【0029】
第15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、MR信号受信手段とを具備したMRI装置であって、前記勾配パルス印加手段は、スライス選択勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をスライス軸に印加することを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第15の観点によるMRI装置では、上記第7の観点によるMRデータ収集方法を好適に実施できる。
【0030】
第16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、MR信号受信手段とを具備したMRI装置であって、前記勾配パルス印加手段は、リードアウト勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて周波数軸に印加することを特徴とするMRI装置を提供する。
上記第16の観点によるMRI装置では、上記第8の観点によるMRデータ収集方法を好適に実施できる。
【0031】
【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。
【0032】
−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、スライス軸,位相軸,周波数軸に勾配パルスを印加するための勾配磁場コイル1g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MR信号を検出する受信コイル1rとが配置されている。
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。
【0033】
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1g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。
【0034】
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MR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MR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。
【0035】
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。
【0036】
図2は、第1の実施形態にかかる静磁場不均一分布測定シーケンスSQ1を示すパルスシーケンス図である。
この静磁場不均一分布測定シーケンスSQ1では、RFパルスP1とスライス選択勾配Ss1を印加し、続いてスライス選択勾配Ss1の半分または略半分の強度のスライス・リフェーズ勾配Sr1を印加し、位相エンコード勾配Pe1を印加し、リードアウト勾配Ro1の2倍または略2倍の強度の周波数デフェーズ勾配Fd1を印加し、続いてリードアウト勾配Ro1を印加しながら第1のMRデータを収集し、その後、位相エンコード勾配Pe1の半分または略半分の強度の位相リワインド勾配Pr1を印加し、さらにスライス選択勾配Ss1と等しい強度のキラー勾配Sk1を印加する。以上の第1のグラジエント・エコー・シーケンスに続いて、エコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより、第2のMRデータを収集する。
【0037】
そして、第1のMRデータと第2のMRデータの位相差を基に、静磁場の不均一分布を測定する。また、この静磁場不均一分布を正すように、シミングを行う。
【0038】
図3,図4は、図2に示す静磁場不均一分布測定シーケンスSQ1における勾配パルスに起因する残留磁化を説明するための磁化特性図である。なお、これは単なる概念説明であって、本発明を限定するものではない。
【0039】
まず、スライス軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、スライス選択勾配Ss1およびスライス・リフェーズ勾配Sr1が印加されると、点aから点b,点c,点dを経て点aに移動する。つまり、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに戻る。次いでキラー勾配Sk1が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、続いて第2のグラジエント・エコー・シーケンスでは、スライス選択勾配Ss2およびスライス・リフェーズ勾配Sr2が印加されると、点cから点b,点c,点dを経て点aに移動する。つまり、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに戻る。このように、MRデータ収集時には、常に静磁場強度Hoに応じた磁化Boになる。
【0040】
次に、位相軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、位相エンコード勾配Pe1が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、次いで位相リワインド勾配Pr1が印加されると、点cから点dを経て点aに戻る。ここで、位相エンコード勾配Pe1からMRデータ収集時までの時間は短いため、点cの残留磁化による影響は無視できる。一方、位相リワインド勾配Pr1から第2のグラジエント・エコー・シーケンスでのMRデータ収集時までの時間は長いため、その間の残留磁化による影響は無視できないが、位相リワインド勾配Pr1の後は静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0041】
次に、周波数軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図4に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、周波数デフェーズ勾配Fd1およびリードアウト勾配Ro1が印加されると、点aから点e,点f,点gを経て点aに戻る。
【0042】
以上のように、第1の実施形態の静磁場不均一分布測定シーケンスSQ1によれば、勾配パルスによる残留磁化の影響が抑制されるため、静磁場不均一分布を十分正確に測定できる。この結果、正確なシミングを行えるようになる。
【0043】
−第2の実施形態−
図5は、第2の実施形態にかかる静磁場不均一分布測定シーケンスSQ2を示すパルスシーケンス図である。
この静磁場不均一分布測定シーケンスSQ2では、RFパルスP1とスライス選択勾配Ss1を印加し、続いてスライス選択勾配Ss1の半分または略半分の強度のスライス・リフェーズ勾配Sr1を印加し、スライス・エンコード勾配Se1を印加し、位相エンコード勾配Pe1を印加し、リードアウト勾配Ro1の2倍または略2倍の強度の周波数デフェーズ勾配Fd1を印加し、続いてリードアウト勾配Ro1を印加しながら第1のMRデータを収集し、その後、スライス・エンコード勾配Se1の半分または略半分の強度のスライス・リワインド勾配Sr1を印加し、位相エンコード勾配Pe1の半分または略半分の強度の位相リワインド勾配Pr1を印加し、さらにリードアウト勾配Ro1と等しい強度のキラー勾配Fk1をリードアウト勾配Ro1に続けて周波数軸に印加する。以上の第1のグラジエント・エコー・シーケンスに続いて、エコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより、第2のMRデータを収集する。
【0044】
そして、第1のMRデータと第2のMRデータの位相差を基に、静磁場の不均一分布を測定する。また、この静磁場不均一分布を正すように、シミングを行う。
【0045】
さて、スライス軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、スライス選択勾配Ss1およびスライス・リフェーズ勾配Sr1が印加されると、点aから点b,点c,点dを経て点aに移動する。つまり、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに戻る。次いでスライス・エンコード勾配Se1(仮にスライス選択勾配Ss1と等しい強さとする)が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、次いでスライス・リワインド勾配Sr1が印加されると、点cから点dを経て点aに戻る。ここで、スライス・エンコード勾配Se1からMRデータ収集時までの時間は短いため、点cの残留磁化による影響は無視できる。一方、スライス・リワインド勾配Sr1から第2のグラジエント・エコー・シーケンスでのMRデータ収集時までの時間は長いため、その間の残留磁化による影響は無視できないが、スライス・リワインド勾配Sr1の後は静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0046】
次に、位相軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、位相エンコード勾配Pe1が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、次いで位相リワインド勾配Pr1が印加されると、点cから点dを経て点aに移動する。ここで、位相エンコード勾配Pe1からMRデータ収集時までの時間は短いため、点cの残留磁化による影響は無視できる。一方、位相リワインド勾配Pr1から第2のグラジエント・エコー・シーケンスでのMRデータ収集時までの時間は長いため、その間の残留磁化による影響は無視できないが、位相リワインド勾配Pr1の後は静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0047】
次に、周波数軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図4に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、周波数デフェーズ勾配Fd1、リードアウト勾配Ro1およびキラー勾配Fk1が印加されると、点aから点e,点f,点gを経て点aに戻る。すなわち、静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0048】
以上のように、第2の実施形態の静磁場不均一分布測定シーケンスSQ2によれば、3Dにおいても、勾配パルスによる残留磁化の影響が抑制されるため、静磁場不均一分布を十分正確に測定できる。この結果、正確なシミングを行えるようになる。
【0049】
−第3の実施形態−
図6は、第3の実施形態にかかる静磁場不均一分布測定シーケンスSQ3を示すパルスシーケンス図である。
この静磁場不均一分布測定シーケンスSQ3では、RFパルスP1とスライス選択勾配Ss1を印加し、続いてスライス選択勾配Ss1の半分または略半分の強度のスライス・リフェーズ勾配Sr1を印加し、位相エンコード勾配Pe1を印加し、リードアウト勾配Ro1の2倍または略2倍の強度の周波数デフェーズ勾配Fd1を印加し、続いてリードアウト勾配Ro1を印加しながら第1のMRデータを収集し、その後、位相エンコード勾配Pe1の半分または略半分の強度の位相リワインド勾配Pr1を印加し、さらにリードアウト勾配Ro1と等しい強度のキラー勾配Fk1をリードアウト勾配Ro1に続けて周波数軸に印加する。以上の第1のグラジエント・エコー・シーケンスに続いて、エコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスにより、第2のMRデータを収集する。
【0050】
そして、第1のMRデータと第2のMRデータの位相差を基に、静磁場の不均一分布を測定する。また、この静磁場不均一分布を正すように、シミングを行う。
【0051】
さて、スライス軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、スライス選択勾配Ss1およびスライス・リフェーズ勾配Sr1が印加されると、点aから点b,点c,点dを経て点aに移動する。つまり、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに戻る。すなわち、静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0052】
次に、位相軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図3に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、位相エンコード勾配Pe1が印加されると、点aから点bを経て点cに移動し、次いで位相リワインド勾配Pr1が印加されると、点cから点dを経て点aに移動する。ここで、位相エンコード勾配Pe1からMRデータ収集時までの時間は短いため、点cの残留磁化による影響は無視できる。一方、位相リワインド勾配Pr1から第2のグラジエント・エコー・シーケンスでのMRデータ収集時までの時間は長いため、その間の残留磁化による影響は無視できないが、位相リワインド勾配Pr1の後は静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0053】
次に、周波数軸に印加する勾配パルスの影響のみを模式的に考えると、図4に示すように、静磁場強度Hoに応じた磁化Boの点aに在った時に、第1のグラジエント・エコー・シーケンスにより、周波数デフェーズ勾配Fd1、リードアウト勾配Ro1およびキラー勾配Fk1が印加されると、点aから点e,点f,点gを経て点aに戻る。すなわち、静磁場強度Hoに応じた磁化Boに戻っているため、残留磁化による影響はなくなる。
【0054】
以上のように、第3の実施形態の静磁場不均一分布測定シーケンスSQ3によれば、勾配パルスによる残留磁化の影響が抑制されるため、静磁場不均一分布を十分正確に測定できる。この結果、正確なシミングを行えるようになる。
【0055】
−他の実施形態−
上記説明では本発明を静磁場不均一分布測定方法に適用したが、MRデータを収集するパルスシーケンス一般に本発明を適用可能である。すなわち、次の少なくとも1つを適用することにより、勾配パルスによる残留磁化の影響を抑制することが出来る。
(1)位相リワインド勾配の強度を、位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とする。
(2)スライス・リワインド勾配の強度を、スライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とする。
(3)スライス選択勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をスライス軸に印加する。
(4)リードアウト勾配の強度と等しい強度を持つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて周波数軸に印加する。
【0056】
【発明の効果】
本発明の静磁場不均一分布測定方法、静磁場均一化方法、MRデータ収集方法およびMRI装置によれば、勾配パルスに起因する残留磁化の影響を十分に低減することが出来る。この結果、正確なシミングを行えるようになり、特に中低磁場のMRI装置でCHESS法などのように水と脂肪の共鳴周波数差を利用した撮像法を行う際に画質を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】第1の実施形態に係る静磁場不均一分布測定シーケンスのパルスシーケンス図である。
【図3】第1の実施形態に係る静磁場不均一分布測定シーケンスにおけるスライス軸および位相軸の勾配パルスに起因する残留磁化を説明するための磁化特性図である。
【図4】第1の実施形態に係る静磁場不均一分布測定シーケンスにおける周波数軸の勾配パルスに起因する残留磁化を説明するための磁化特性図である。
【図5】第2の実施形態に係る静磁場不均一分布測定シーケンスのパルスシーケンス図である。
【図6】第3の実施形態に係る静磁場不均一分布測定シーケンスのパルスシーケンス図である。
【図7】従来の静磁場不均一分布測定シーケンスのパルスシーケンス図である。
【図8】従来の静磁場不均一分布測定シーケンスにおける勾配パルスに起因する残留磁化を説明するための磁化特性図である。
【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
Ss1 スライス選択勾配
Sr1 スライス・リフェーズ勾配
Sk1,Fk1 キラー勾配
Pe1 位相エンコード勾配
Pr1 位相リワインド勾配
Fd1 周波数デフェーズ勾配
Ro1 リードアウト勾配
Claims (4)
- RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
MR信号受信手段と、
前記各手段を制御することにより、スライス軸に印加するキラー勾配の強度をスライス選択勾配の強度と等しくし、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、
前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
MR信号受信手段と、
前記各手段を制御することにより、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、スライス・リワインド勾配の強度をスライス・エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配の強度をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、
前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - RFパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
MR信号受信手段と、
前記各手段を制御することにより、スライス・リフェーズ勾配の強度をスライス選択勾配の強度の半分または略半分とし、位相リワインド勾配の強度を位相エンコード勾配の強度の半分または略半分とし、周波数デフェーズ勾配の強度をリードアウト勾配の強度の2倍または略2倍とし、周波数軸に印加するキラー勾配をリードアウト勾配の強度と等しくし且つキラー勾配をリードアウト勾配に続けて印加するようにした第1のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第1のMRデータを収集する第1のMRデータ収集手段と、
前記グラジエント・エコー・シーケンスよりエコー時間をδtずらした第2のグラジエント・エコー・シーケンスによって収束させたエコーから第2のMRデータを収集する第2のMRデータ収集手段とを具備したことを特徴とするMRI装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のMRI装置において、
前記第1のMRデータと前記第2のMRデータの位相差を基に静磁場の不均一分布を測定する静磁場不均一分布測定手段を具備したことを特徴とするMRI装置。
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JPH08595A (ja) | 核磁気共鳴を用いた検査装置および検査方法 |
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