JP3844646B2 - 磁気共鳴信号獲得装置、記録媒体および磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴信号獲得方法および装置、記録媒体並びに磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、３Ｄスキャン（３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｃａｎ）によって磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に実現させるプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）を記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内のスピン（ｓｐｉｎ）から磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
勾配磁場は、互いに垂直な３軸方向にそれぞれ印加される。互いに垂直な３軸は、スライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸である。スライス軸方向の勾配磁場は、スライス軸上の所望のスライスをＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）励起信号により選択的に励起することを可能にするもので、スライス勾配とも呼ばれる。位相軸方向の勾配磁場はスピンの位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）を可能にするもので、位相エンコード勾配とも呼ばれる。周波数軸方向の勾配磁場は磁気共鳴信号の読み出しを可能にするもので、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配とも呼ばれる。
【０００４】
３Ｄスキャンにおいては、厚みを大きくしたスライスすなわちスラブ（ｓｌａｂ）を選択励起し、このスラブに関して位相軸およびスライス軸の２軸方向においてそれぞれ位相エンコードを行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
スライス勾配に誤差があるときは選択励起されるスラブの位置に誤差を生じるので、ＲＦ励起周波数を補正して正しい位置が選択励起されるようにするが、そのようにした場合、再構成画像にはスライス軸方向における折り返しが発生する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得するに当たり、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行い、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う、ことを特徴とする磁気共鳴信号獲得方法である。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得する磁気共鳴信号獲得装置であって、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号獲得装置である。
【０００９】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得するに当たり、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行い、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う、機能をコンピュータに実現させるプログラムをコンピュータで読み取り可能なように記録したことを特徴とする記録媒体である。
【００１０】
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得し前記獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を獲得する手段は、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１１】
これら各観点での発明では、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行うと共に、周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行うので、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得することができる。
【００１２】
【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。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）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。
【００１３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１４】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１５】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００１６】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。
【００１７】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場という。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場という。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト勾配磁場という。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００１８】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００１９】
ＲＦコイル部１０８は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００２０】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２１】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、対象３００の体内のスピンを励起する。
【００２２】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）によって取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２３】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００２４】
制御部１６０は、また、ＲＦ駆動部１４０の出力信号の周波数すなわちＲＦ励起周波数を調節する。制御部１６０は、さらに、勾配駆動部１３０の出力信号を調節する。これら周波数調節および勾配出力調節については、後にあらためて説明する。
【００２５】
制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリは制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００２７】
データ処理部１７０には制御部１６０が接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２８】
マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号獲得装置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。
【００２９】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。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、後述のように３次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。以下、フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを３次元逆フ−リエ変換することにより対象３００の画像を再構成する。
【００３０】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ
ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３１】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３２】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影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。
【００３３】
図２に示す装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３５】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００３６】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００３７】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。
【００３８】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場という。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場という。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト勾配磁場という。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３９】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。ＲＦコイル部１０８’は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００４０】
ＲＦコイル部１０８’は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００４１】
マグネットシステム１００’、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号獲得装置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。
【００４２】
図３に、図１または図２に示した装置が実行する磁気共鳴信号獲得用のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、３Ｄスキャンによりスピンエコー（ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）を獲得するためのパルスシーケンスである。
【００４３】
すなわち、（１）はＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、それぞれ、スライス勾配Ｇｓ、位相エンコード勾配Ｇｐ、リードアウト勾配ＧｒおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスは中心値で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４４】
同図に示すように、９０°パルスおよび１８０°パルスにより、それぞれスピンの９０°励起および１８０°励起が行われる。９０°励起および１８０°励起のとき、それぞれスライス勾配Ｇｓ１およびＧｓ３が印加され、所定のスラブについての選択励起が行われる。
【００４５】
９０°励起と１８０°励起の間で、スライス勾配Ｇｓ２によってスライス軸方向の位相エンコードが行われる。同じ期間に、位相エンコード勾配Ｇｐによる位相軸方向の位相エンコードがおよびリードアウト勾配Ｇｒ１による周波数軸方向のディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）がそれぞれ行われる。
【００４６】
１８０°励起後、リードアウト勾配Ｇｒ２によるリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）によってスピンエコーＭＲが発生する。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。エコー中心は９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲは、データ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。
【００４７】
このようなパスルシーケンスが、スライス勾配Ｇｓ２を逐次変更しながら、周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で例えば６４〜２５６回繰り返される。破線はスライス勾配Ｇｓ２の逐次変化を概念的に表す。このような繰り返しの間、位相軸方向の位相エンコード勾配Ｇｐは毎回同じ勾配が与えられる。これによって、ｋスペースには、位相軸方向の位相エンコードが同一でスライス軸方向の位相エンコードを異にする６４〜２５６ビューのビューデータが得られる。
【００４８】
以上の動作が例えば６４〜２５６回繰り返される。繰り返しのたびに位相軸方向の位相エンコード勾配Ｇｐを変更する。破線はスライス勾配Ｇｐの逐次変化を概念的に表す。これによって、位相軸方向の位相エンコードが異なる６４〜２５６セット（ｓｅｔ）のビューデータが得られる。各データセットはスライス軸方向の位相エンコードを異にする６４〜２５６ビューのデータからなる。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。
【００４９】
図４に、メモリ内に構成されるｋスペースの概念図を示す。同図に示すように、ｋスペースは、互いに垂直な３つの座標軸ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを有する３次元のフーリエ空間である。
【００５０】
ｋｘは周波数軸に相当する。ｋｙは位相軸に相当する。ｋｚはスライス軸に相当する。位相軸方向の位相エンコードが異なるビューデータは、ｋｙ軸上の位置が異なる。スライス軸方向の位相エンコードが異なるビューデータは、ｋｚ軸上の位置が異なる。このようなｋスペースのデータを３次元逆フーリエ変換することにより、実空間における３次元画像データすなわち再構成画像が得られる。
【００５１】
次に、スライス勾配Ｇｓに誤差がある場合のスラブ励起位置の変化とその補正、および、それに伴うスライス軸方向の位相エンコード補正について説明する。図５の（ａ），（ｂ）に、それぞれ、スラブのスライス軸方向のプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）およびスピン位相プロファイルを示す。なお、説明の便宜上ｚ軸がスライス軸であるとする。
【００５２】
同図の（ａ）に実線で示すように、距離ｚ１に中心を持つ厚さＳのスラブをＲＦ励起し、このスラブについて撮影を行うものとする。ＲＦ励起は９０°パルスによって行われる。以下、ＲＦ励起を単に励起ともいう。
【００５３】
このような励起に対応して、（ｂ）に実線で示すように、厚さＳのスラブ内でのスピンの位相が−πから＋πまでｚ軸に沿ってリニア（ｌｉｎｅａｒ）に分布するように、位相エンコードが行われる。位相エンコードは位相エンコード勾配Ｇｓ２によって行われる。なお、位相エンコードは＋方向に最大の位相エンコードを行った状態で示す。
【００５４】
スライス勾配Ｇｓは、図６の直線Ｇｓａで示すように、理想的には距離ｚに比例するものであるべきであるが、現実には例えば曲線Ｇｓｂで示すように理想的な勾配に対して誤差を有する。なお、図６では勾配磁場強度をスピンの周波数に換算して表す。以下、スライス勾配を単に勾配ともいう。
【００５５】
このような状況下で距離ｚ１に中心を持つスラブを励起するために、理想的な勾配Ｇｓａによって定まる周波数ｆ１で励起を行うと、現実には誤差のある勾配Ｇｓｂによって定まる距離ｚ１’に中心を持つスラブが励起され、スラブ位置に誤差を生じる。
【００５６】
そこで、予め分かっている現実の勾配Ｇｓｂから距離ｚ１に対応した周波数ｆ２を求め、この周波数ｆ２によって励起を行う。これは、見かけ上は、勾配が理想的であるとしたときの距離ｚ２に中心を持つスラブを励起することに相当する。周波数をｆ１からｆ２にΔｆだけ変化させることにより、スラブの中心位置がｚ１からｚ２にΔｚだけ変化する。ΔｚはΔｆに比例する。
【００５７】
このようなＲＦ励起は、データ処理部１７０によって統括された制御部１６０による制御の下で、ＲＦ駆動部１４０およびＲＦコイル部１０８（１０８’）によって行われる。データ処理部１７０、制御部１６０、ＲＦ駆動部１４０およびＲＦコイル部１０８（１０８’）からなる部分は、本発明における選択励起手段の実施の形態の一例である。
【００５８】
このような励起により、スラブの見かけ上のプロファイルは、図５の（ａ）に破線で示すようになり、中心が距離ｚ２の位置にΔｚだけ移動する。このように見かけ上の位置がずれたスラブに関しては、スピン位相プロファイルは、（ｂ）に示すように、−ｐ１から＋πまでリニアに変化し、その先が−π側から折り返して−ｐ１までリニアに変化するものとなる。このようなスピン位相プロファイルの折り返しが再構成画像に折り返しを生じる原因となる。以下、スピン位相プロファイルを単に位相プロファイルともいう。
【００５９】
このような現象を回避するためには、位相プロファイルを、破線で示すように、見かけ上のスラブに関して−πから＋πまで折り返しなしに変化するようにすれば良い。これは、実線で示した位相プロファイルをΔｐだけ位相方向に平行移動することによって実現できる。
【００６０】
位相プロファイルの平行移動量Δｐは次式で与えられる。
【００６１】
【数５】
【００６２】
ここで、
Δｚ：スラブの見かけ上の位置変化（周波数変化Δｆに比例）
Ｓ：スラブの厚さ
このような位相プロファイルの平行移動は、＋方向の最大位相エンコード量が
【００６３】
【数６】
【００６４】
となるように勾配Ｇｓ２を調節することによって実現することができる。
一般に、位相エンコード量がＰであるときの位相プロファイルの平行移動量Δｐは次式で与えられる。
【００６５】
【数７】
【００６６】
このような位相プロファイルの平行移動は、位相エンコード量が
【００６７】
【数８】
【００６８】
となるように勾配Ｇｓ２を調節することによって実現することができる。
上記のような位相エンコードは、データ処理部１７０によって統括された制御部１６０による制御の下で、勾配駆動部１３０および勾配コイル部１０６（１０６’）によって行われる。データ処理部１７０、制御部１６０、勾配駆動部１３０および勾配コイル部１０６（１０６’）からなる部分は、本発明における位相エンコード手段の実施の形態の一例である。
【００６９】
以上のようなスラブのＲＦ励起およびそれに対応したスライス軸方向の位相エンコードにより、再構成画像にスライス軸方向の折り返しを生じさせないビューデータを得ることができる。
【００７０】
以上のような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムが、記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なように記録される。記録媒体としては、例えば、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体およびその他の方式の適宜の記録媒体が用いられる。記録媒体は半導体記憶媒体であっても良い。本書では記憶媒体は記録媒体と同義である。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影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のブロック図である。
【図３】図１または図２に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】３次元フーリエ空間の概念図である。
【図５】スラブのプロファイルおよび位相プロファイルの概念図である。
【図６】勾配磁場の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
３００ 対象
５００ クレードル
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴信号獲得方法および装置、記録媒体並びに磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、３Ｄスキャン（３−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｃａｎ）によって磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に実現させるプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）を記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内のスピン（ｓｐｉｎ）から磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
勾配磁場は、互いに垂直な３軸方向にそれぞれ印加される。互いに垂直な３軸は、スライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸である。スライス軸方向の勾配磁場は、スライス軸上の所望のスライスをＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）励起信号により選択的に励起することを可能にするもので、スライス勾配とも呼ばれる。位相軸方向の勾配磁場はスピンの位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）を可能にするもので、位相エンコード勾配とも呼ばれる。周波数軸方向の勾配磁場は磁気共鳴信号の読み出しを可能にするもので、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配とも呼ばれる。
【０００４】
３Ｄスキャンにおいては、厚みを大きくしたスライスすなわちスラブ（ｓｌａｂ）を選択励起し、このスラブに関して位相軸およびスライス軸の２軸方向においてそれぞれ位相エンコードを行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
スライス勾配に誤差があるときは選択励起されるスラブの位置に誤差を生じるので、ＲＦ励起周波数を補正して正しい位置が選択励起されるようにするが、そのようにした場合、再構成画像にはスライス軸方向における折り返しが発生する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得するに当たり、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行い、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う、ことを特徴とする磁気共鳴信号獲得方法である。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得する磁気共鳴信号獲得装置であって、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号獲得装置である。
【０００９】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得するに当たり、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行い、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う、機能をコンピュータに実現させるプログラムをコンピュータで読み取り可能なように記録したことを特徴とする記録媒体である。
【００１０】
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得し前記獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を獲得する手段は、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１１】
これら各観点での発明では、スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行うと共に、周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行うので、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得することができる。
【００１２】
【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。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）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。
【００１３】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１４】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１５】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００１６】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。
【００１７】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場という。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場という。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト勾配磁場という。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００１８】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００１９】
ＲＦコイル部１０８は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００２０】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２１】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、対象３００の体内のスピンを励起する。
【００２２】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）によって取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２３】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００２４】
制御部１６０は、また、ＲＦ駆動部１４０の出力信号の周波数すなわちＲＦ励起周波数を調節する。制御部１６０は、さらに、勾配駆動部１３０の出力信号を調節する。これら周波数調節および勾配出力調節については、後にあらためて説明する。
【００２５】
制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリは制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００２７】
データ処理部１７０には制御部１６０が接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２８】
マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号獲得装置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。
【００２９】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。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、後述のように３次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。以下、フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを３次元逆フ−リエ変換することにより対象３００の画像を再構成する。
【００３０】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ
ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３１】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００３２】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影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。
【００３３】
図２に示す装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３５】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００３６】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００３７】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。
【００３８】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場という。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場という。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト勾配磁場という。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３９】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。ＲＦコイル部１０８’は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００４０】
ＲＦコイル部１０８’は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００４１】
マグネットシステム１００’、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号獲得装置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。
【００４２】
図３に、図１または図２に示した装置が実行する磁気共鳴信号獲得用のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、３Ｄスキャンによりスピンエコー（ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）を獲得するためのパルスシーケンスである。
【００４３】
すなわち、（１）はＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、それぞれ、スライス勾配Ｇｓ、位相エンコード勾配Ｇｐ、リードアウト勾配ＧｒおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスは中心値で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４４】
同図に示すように、９０°パルスおよび１８０°パルスにより、それぞれスピンの９０°励起および１８０°励起が行われる。９０°励起および１８０°励起のとき、それぞれスライス勾配Ｇｓ１およびＧｓ３が印加され、所定のスラブについての選択励起が行われる。
【００４５】
９０°励起と１８０°励起の間で、スライス勾配Ｇｓ２によってスライス軸方向の位相エンコードが行われる。同じ期間に、位相エンコード勾配Ｇｐによる位相軸方向の位相エンコードがおよびリードアウト勾配Ｇｒ１による周波数軸方向のディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）がそれぞれ行われる。
【００４６】
１８０°励起後、リードアウト勾配Ｇｒ２によるリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）によってスピンエコーＭＲが発生する。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。エコー中心は９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲは、データ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。
【００４７】
このようなパスルシーケンスが、スライス勾配Ｇｓ２を逐次変更しながら、周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で例えば６４〜２５６回繰り返される。破線はスライス勾配Ｇｓ２の逐次変化を概念的に表す。このような繰り返しの間、位相軸方向の位相エンコード勾配Ｇｐは毎回同じ勾配が与えられる。これによって、ｋスペースには、位相軸方向の位相エンコードが同一でスライス軸方向の位相エンコードを異にする６４〜２５６ビューのビューデータが得られる。
【００４８】
以上の動作が例えば６４〜２５６回繰り返される。繰り返しのたびに位相軸方向の位相エンコード勾配Ｇｐを変更する。破線はスライス勾配Ｇｐの逐次変化を概念的に表す。これによって、位相軸方向の位相エンコードが異なる６４〜２５６セット（ｓｅｔ）のビューデータが得られる。各データセットはスライス軸方向の位相エンコードを異にする６４〜２５６ビューのデータからなる。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。
【００４９】
図４に、メモリ内に構成されるｋスペースの概念図を示す。同図に示すように、ｋスペースは、互いに垂直な３つの座標軸ｋｘ，ｋｙ，ｋｚを有する３次元のフーリエ空間である。
【００５０】
ｋｘは周波数軸に相当する。ｋｙは位相軸に相当する。ｋｚはスライス軸に相当する。位相軸方向の位相エンコードが異なるビューデータは、ｋｙ軸上の位置が異なる。スライス軸方向の位相エンコードが異なるビューデータは、ｋｚ軸上の位置が異なる。このようなｋスペースのデータを３次元逆フーリエ変換することにより、実空間における３次元画像データすなわち再構成画像が得られる。
【００５１】
次に、スライス勾配Ｇｓに誤差がある場合のスラブ励起位置の変化とその補正、および、それに伴うスライス軸方向の位相エンコード補正について説明する。図５の（ａ），（ｂ）に、それぞれ、スラブのスライス軸方向のプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）およびスピン位相プロファイルを示す。なお、説明の便宜上ｚ軸がスライス軸であるとする。
【００５２】
同図の（ａ）に実線で示すように、距離ｚ１に中心を持つ厚さＳのスラブをＲＦ励起し、このスラブについて撮影を行うものとする。ＲＦ励起は９０°パルスによって行われる。以下、ＲＦ励起を単に励起ともいう。
【００５３】
このような励起に対応して、（ｂ）に実線で示すように、厚さＳのスラブ内でのスピンの位相が−πから＋πまでｚ軸に沿ってリニア（ｌｉｎｅａｒ）に分布するように、位相エンコードが行われる。位相エンコードは位相エンコード勾配Ｇｓ２によって行われる。なお、位相エンコードは＋方向に最大の位相エンコードを行った状態で示す。
【００５４】
スライス勾配Ｇｓは、図６の直線Ｇｓａで示すように、理想的には距離ｚに比例するものであるべきであるが、現実には例えば曲線Ｇｓｂで示すように理想的な勾配に対して誤差を有する。なお、図６では勾配磁場強度をスピンの周波数に換算して表す。以下、スライス勾配を単に勾配ともいう。
【００５５】
このような状況下で距離ｚ１に中心を持つスラブを励起するために、理想的な勾配Ｇｓａによって定まる周波数ｆ１で励起を行うと、現実には誤差のある勾配Ｇｓｂによって定まる距離ｚ１’に中心を持つスラブが励起され、スラブ位置に誤差を生じる。
【００５６】
そこで、予め分かっている現実の勾配Ｇｓｂから距離ｚ１に対応した周波数ｆ２を求め、この周波数ｆ２によって励起を行う。これは、見かけ上は、勾配が理想的であるとしたときの距離ｚ２に中心を持つスラブを励起することに相当する。周波数をｆ１からｆ２にΔｆだけ変化させることにより、スラブの中心位置がｚ１からｚ２にΔｚだけ変化する。ΔｚはΔｆに比例する。
【００５７】
このようなＲＦ励起は、データ処理部１７０によって統括された制御部１６０による制御の下で、ＲＦ駆動部１４０およびＲＦコイル部１０８（１０８’）によって行われる。データ処理部１７０、制御部１６０、ＲＦ駆動部１４０およびＲＦコイル部１０８（１０８’）からなる部分は、本発明における選択励起手段の実施の形態の一例である。
【００５８】
このような励起により、スラブの見かけ上のプロファイルは、図５の（ａ）に破線で示すようになり、中心が距離ｚ２の位置にΔｚだけ移動する。このように見かけ上の位置がずれたスラブに関しては、スピン位相プロファイルは、（ｂ）に示すように、−ｐ１から＋πまでリニアに変化し、その先が−π側から折り返して−ｐ１までリニアに変化するものとなる。このようなスピン位相プロファイルの折り返しが再構成画像に折り返しを生じる原因となる。以下、スピン位相プロファイルを単に位相プロファイルともいう。
【００５９】
このような現象を回避するためには、位相プロファイルを、破線で示すように、見かけ上のスラブに関して−πから＋πまで折り返しなしに変化するようにすれば良い。これは、実線で示した位相プロファイルをΔｐだけ位相方向に平行移動することによって実現できる。
【００６０】
位相プロファイルの平行移動量Δｐは次式で与えられる。
【００６１】
【数５】
ここで、
Δｚ：スラブの見かけ上の位置変化（周波数変化Δｆに比例）
Ｓ：スラブの厚さ
このような位相プロファイルの平行移動は、＋方向の最大位相エンコード量が
【００６３】
【数６】
となるように勾配Ｇｓ２を調節することによって実現することができる。
一般に、位相エンコード量がＰであるときの位相プロファイルの平行移動量Δｐは次式で与えられる。
【００６５】
【数７】
このような位相プロファイルの平行移動は、位相エンコード量が
【００６７】
【数８】
となるように勾配Ｇｓ２を調節することによって実現することができる。
上記のような位相エンコードは、データ処理部１７０によって統括された制御部１６０による制御の下で、勾配駆動部１３０および勾配コイル部１０６（１０６’）によって行われる。データ処理部１７０、制御部１６０、勾配駆動部１３０および勾配コイル部１０６（１０６’）からなる部分は、本発明における位相エンコード手段の実施の形態の一例である。
【００６９】
以上のようなスラブのＲＦ励起およびそれに対応したスライス軸方向の位相エンコードにより、再構成画像にスライス軸方向の折り返しを生じさせないビューデータを得ることができる。
【００７０】
以上のような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムが、記録媒体に、コンピュータで読み取り可能なように記録される。記録媒体としては、例えば、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体およびその他の方式の適宜の記録媒体が用いられる。記録媒体は半導体記憶媒体であっても良い。本書では記憶媒体は記録媒体と同義である。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、スライス勾配に誤差がある場合の３Ｄスキャンにおいて適正な磁気共鳴信号を獲得する方法および装置、そのような磁気共鳴信号獲得機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体、並びに、そのような磁気共鳴信号獲得手段を備えた磁気共鳴撮影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のブロック図である。
【図３】図１または図２に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】３次元フーリエ空間の概念図である。
【図５】スラブのプロファイルおよび位相プロファイルの概念図である。
【図６】勾配磁場の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
３００ 対象
５００ クレードル
Claims (6)
- 静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得する磁気共鳴信号獲得装置であって、
スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、
前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴信号獲得装置。 - 前記補正を行った位相は次式で与えられることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴信号獲得装置。
Ｐ’：補正後の位相
Δｚ：周波数の補正に伴うスラブの見かけ上の位置変化
Ｓ：スラブの厚さ
Ｐ：補正前の位相 - スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得するに当たり、
スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行い、
前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う、
機能をコンピュータに実現させるプログラムをコンピュータで読み取り可能なように記録したことを特徴とする記録媒体。 - 前記補正を行った位相は次式で与えられることを特徴とする請求項３に記載の記録媒体。
Ｐ’：補正後の位相
Δｚ：周波数の補正に伴うスラブの見かけ上の位置変化
Ｓ：スラブの厚さ
Ｐ：補正前の位相 - 静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用い、スライス軸方向の勾配磁場およびＲＦ信号によるスラブの選択励起並びにスライス軸方向の位相エンコードを行う３Ｄスキャンにより磁気共鳴信号を獲得し前記獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記磁気共鳴信号を獲得する手段は、
スライス軸方向の勾配磁場の誤差に応じて周波数を補正したＲＦ信号によってスラブの選択励起を行う選択励起手段と、
前記周波数の補正に対応する補正を行った位相によってスライス軸方向の位相エンコードを行う位相エンコード手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 前記補正を行った位相は次式で与えられることを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴撮影装置。
Ｐ’：補正後の位相
Δｚ：周波数の補正に伴うスラブの見かけ上の位置変化
Ｓ：スラブの厚さ
Ｐ：補正前の位相
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