JPH0284939A - Ｍｒｉの電源非同期スキャン方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電源非同期でスキャンを行うことにより起こる
画質劣化を防止するＭＲＩの電源非同期スキャン方法に
関する。

（従来の技術） 原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原子
核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差運
動をする。この静磁場に垂直な軸に前記の周波数の高周
波回転磁場を印加すると磁気共鳴が起こり、前記の定数
を有する特定の原子核の集団は共鳴条件を満足する高周
波磁場によって準位間の遷移を生じ、エネルギー単位の
高い方の単位に遷移する。共鳴模高い単位へ励起された
原子核は低い準位へ戻ってエネルギーの放射を行う。核
磁気共鳴画像診断装置（以下ＭＲＩという）は、この特
定の原子核による核磁気共鳴（以下ＮＭＲという）現象
を観察して被検体の断Ｉ！像を搬像する装置である。

ＭＲＩによる影像法として有力なフーリエ変換法に用い
る高周波磁場及び勾配磁場印加のパルスシーケンスを第
５図に示す。（イ）図において、ｘ、ｙ、ｚ軸にそれぞ
れＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚの勾配磁場を与え、高周波磁場をＸ
軸に印加する状態を示している。（ロ）図はそれぞれの
磁場を印加するタイミングを示す図である。期間１にお
いて、励起パルス２１とスライス勾配２２によりｚ−０
を中心とする２方向に垂直なスライス面内のスピンが選
択的に励起される。期間２のＧｚ−２２’はスライス勾
配２２により乱れたスピンの位相を元に戻すためのもの
である。同じ期間２のデイフェーズ勾配２３はスピンの
位相を乱れさせて反転パルス２４で反転後にエコーを生
じさせるためのものである。期間２では更にｙ方向の位
置に比例してスピンの位相をずらせてやるための位相エ
ンコード勾配２５を印加する。位相エンコード勾配２５
は毎周期その強度を変えて印加するが、通常、負の最大
値から逐次振幅を減少させ、正パルスになると逐次増や
して正の最大値まで変化させる。

期間３において反転パルス２４を与えて再び磁気モーメ
ントを揃え、その後に現れるＳＥ信号２６を観察する。

期間４ではＸ軸にリード勾配２７を印加する。これは乱
れた位相を揃え、ＳＥ信号２６を生じさせるための勾配
磁場で、デイフェーズ勾配２３とリード勾配２７の面積
が等しくなったところにＳＥ信号２６が現れる。このシ
ーケンスをビューといい、パルス繰り返し周期ＴＲ後に
再び励起パルス２１を加えて、次のビューを開始する。

（発明が解決しようとする課題） 上記のパルスシーケンスは各ビューの開始点を電源の周
期に同期させてスキャンしている。即ち、第４図に示す
ようにビューの開始を電源波形の成る特定の時点で発生
させるトリガによって行う電源同期方式によって行って
いる。第４図の場合は電源波形の位相Ｏ０においてビュ
ートリガを発生させている。このように電源波形に同期
してスキャンするのは、電源波形がスキャンデータに与
える影響を毎ピユー一定にしておくことで、画質の劣化
を防ぐためである。事実、電源同期しないでスキャンす
ると、画像にアーティフアクト（主としてゴースト）が
生ずる。その原因は必ずしも解明されているとは言えな
いが、シム電源、勾配用電源及びＲＦ系、その他の状態
が電源ラインの影響で変動し、それが、ＮＭＲ信号の位
相歪、振幅歪を生じることによるものと考えられる。Ｍ
ＲＩにおいては、ビューの繰り返し周期ＴＲは画像のコ
ントラストに影響を与える重要なパラメータであり、本
来自由に選び得ることが理想であるが、既述のように電
源同期スキャンをしなければならなくなると、ＴＲは電
源周期（５０Ｈｚ地区では２０ｍ５）の整数倍に限定さ
れてしまう。これは、例えば高速スキャンにおいては、
スキャンのＴＲを短かくする必要があるため、深刻な問
題となっている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、電源同期をしなくても、画質の劣化の少ないスキャン
を行うことができ、任意のＴＲを設定し得るＭＲＩの１
ｉ源非同期スキャン方法を実現することにある。

（課題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、電源非同期でスキャン
を行うことにより起こる画質劣化を防止するＭＲＩの電
源非同期スキャン方法において、指定の繰り返し周期の
整数倍がライン半周期の奇数倍になる整数値を演算する
方法と、前記繰り返し周期の前記整数倍の時間間隔で等
しい位相エンコード量の少なくとも２回の偶数回のビュ
ーを開始させる方法と、得られた前記偶数回のビューの
データを平均化する方法とを含むことを特徴とするもの
である。

（作用） 繰り返し周期の整数倍がライン半周期の奇数倍に相当す
る整数値を求め、対になる同一位相エンコード量のビュ
ーを繰り返し周期の該当整数倍だけ離隔させてスキャン
する。そのため対になる同一位相エンコードｌのビュー
の電源周期に対する位相差を１８０°に保ち、平均化に
より電源変動の影響を除去する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

まず、本発明の方法の原理を第２図を参照して説明する
。図において、３０は商用電源波形、３１．３２はそれ
ぞれビュー開始点を定めるピユートリガで、ピユートリ
ガ３１と３２によって始められるピｌ−の位相エンコー
ド勾配２５の位相エンコード屋は同一の大きさを有して
いる。又、ビュートリガ３１は電源波形３０の位相がα
の点で発生し、ビュートリガ３２は電源波形３０のα＋
１８０°で発生するため、両者のパルスの発生時点にお
ける電源波形は相補的であり、それから発生する歪はキ
ャンセルされて歪のないデータを得ることができる。

上記のように対になるビュー開始時の電源波形３０の位
相が１８００異なるようにすべてのビューを並べる方法
は次の通りである。繰り返し周期ＴＲ及び電源周期Ｔ１
を次のように選ぶ。対になるビュートリガをライン位相
を１８００ずらせて発生させるために繰り返し周期ＴＲ
のを数倍はラインの半周期の長さの奇数倍になる必要が
ある。

そのためには次式を満たすｎを算出してｎ−ＴＲだけ時
間的に離隔して同一ビュ一番号のエンコード勾配２５を
印加してスキャンすればよい。

ｎ−ＴＲ−（２ｍ−１＞　　　（ＴＪ／２）但し、ｍ、
ｎは正の整数 例えば、ＴＲ−４５ｍ５．Ｎ源周期２０ｍ５とすれば、
（１）式から ４５ｎ−（２ｍ−１）ＸＩＯ 、’、　４　ｍ　−９ｎ　＋　２　　　　　　　　　　
・・・（２）（１）式を満足するｍ、ｎはｎ−２，６，
１０・・・ｍ−５，１４，２３・・・である、ｎ＝２を
選べばビューの順序は第１図に示すようになる。図にお
いて、（イ）図は各ビューの順序を示す図で、（ロ）図
は各ビューの電源波形°３０に対する位相関係を示す図
である。（イ）図において、（ｋ）はに番目、（ｋ＋１
）はに＋１番目のビュ一番号を示し、これは又、位相エ
ンコード量を示している。即ち、ビュ一番号の等しいビ
ューの位相エンコード量は等しい。上記の例では、ｎ−
２なので２ＴＲ毎に同一位相エンコード農のビューが繰
り返される。

又、ｎ−２のときｍ−５なので、（１）式から２ＴＲは
９０ｍ５となる。（ロ）図によると、（ｋ）１と（ｋ）
２は９Ｑｍｓ離れた電源波形の位相Ｏ′″と１８０′″
で、（ｋ＋１）ｔと（ｋ＋１）ｚは電源波形の位相９０
°と２７０”でピユートリガがかかる。又、（ｋ＋２）
ｔと（ｋ＋２）ｚは電源波形の位相Ｏ°と１８０′″で
、（ｋ＋３＞ｓと（ｋ＋３　＞　２は９０″と２７０°
でビュートリガがかかり、以下、これを繰り返す。等し
い大きさのエンコード勾配で取ったデータを平均化して
画像再構成データとする。

上記のような実施例の方法を実施するためのＭＲＩの要
部構成図を第３図に示す。

図において、１は内部に被検体を挿入するための空間部
分（孔）を有し、この空間部分を取巻くようにして、被
検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと勾配磁場
を発生する勾配磁場コイル（勾配磁場コイルはｘ、ｙ、
ｚの３軸のコイルを備えている。）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ＲＦ送信
コイルと被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル
等が配置されているマグネットアセンブリである。

静磁場コイル、勾配磁場コイル、ＲＦ送信コイル、及び
受信コイルは、それぞれ静磁場電源２、勾配磁場駆動回
路３、ＲＦ電力増幅器４及び前置増幅器５に接続されて
いる。シーケンス記憶回路６は計算１１１７からの指令
に従って伝意のビューで、ゲート変調回路８を操作（所
定のタイミングでＲＦ発振回路９のＲＦ出力信号を変１
）Ｌ、フーリエ変換法に基づ＜ＲＦパルス信号をＲＦ電
力増幅器４からＲＦ送信コイルに印加する。又、シーケ
ンス記憶回路６は、同じくフーリエ変換法に基づくシー
ケンス信号によって勾配磁場駆動回路３を操作して、第
５図に示すようにｘ、ｙ、ｚの３軸にそれぞれ勾配磁場
を供給する。１０はＲＦ発振回路９の出力を参照信号と
して、前置増幅器５の受信信号出力を位相検波する位相
検波器である。この出力信号はＡＤ変換器１１において
ディジタル信号に変換され、計算機７に入力される。１
２は計算機７に種々のパルス・シーケンスの実現のため
の指示及び種々の設定値等の入力をするための操作コン
ソール、１３は計算機７で再構成された画像を表示する
表示装置である。

次に、上記のように構成された装置の動作を説明しなが
ら実施例の方法を説明する。

操作コンソール１２を操作してパルス・シーケンスのタ
イミング、ＲＦパルスの振幅、パルス幅等の設定を行い
、計算機７に前記設定値に基づく信号を入力する。計算
機７は前記設定値に基づいて制御信号を発生し、シーケ
ンス記憶回路６に送る。シーケンス記憶回路６は前記の
信号に基づき勾配磁場駆動回路３を制御して所定のパル
スシーケンスの勾配磁場を作らせ、又、ゲート変調回路
８を制御する。ゲート変調回路８はＲＦ発振回路９で発
振し出力されたＲＦ倍信号設定されたパルス幅、振幅を
有する信号に変調し、変１１ＲＦパルスをＲＦ電力増幅
器４に供給する。この変調ＲＦパルスはＲＦ電力増幅器
４において増幅され、マグネットアセンブリ１に静磁場
電源２によって生ずる静磁場中において、勾配磁場駆動
回路３によって各軸に与えられた勾配磁場と相俟って励
起したスピンを共鳴させる。共鳴により生じたＳＥ倍信
号、受信され、前置増幅器５によって増幅され、位相検
波器１０に入力される。位相検波Ｍ１０は、ＲＦ発振回
路９の出力を参照信号として入力ＮＭＲ信号を位相検波
し、その出力信号をＡＤ変換器１１に送る。ＡＤ変換器
１１においてディジタル信号に変換されたＮＭＲ信丹は
、計算ｌ１１７においてスキャンシーケンスに応じた所
定の処理により、画像再構成されて表示装置１３により
表示される。

計算機７はシーケンス記憶回路６の内容を幽き換えるこ
とができ、これによって種々のスキャンシーケンスを実
現できる。

本実施例の電源非同期スキャンを行うために、計算機７
に（１）式の演算式を与えておき、操作コンソール１２
にＴＲ，電源周期を入力すれば、（１）式の演算を行っ
て、シーケンス記憶回路６に毎ビューに割り当てる位相
エンコード勾配２５の大きさの順序を書き込む。スキャ
ンが終れば計算機７は１スキャン分のデータを位相エン
コード勾配２５の大きさを小さい順序に並べ換えて画像
再構成する。電源周期は地域によって異なるが、変更さ
れることはないので、予め設定しておけばよい。

以上説明したように本実施例の方法によれば、画質を劣
化させずに電源に対する同期を外した電源非同期のスキ
ャンを行うことができ、電源周期の整数倍に限定されな
い任意のＴＲを設定することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。こ
の位相エンコード勾配の割り当ての方法をハーフエンコ
ード法によるスキャンに用いても差し支えない。この場
合、実施例のように平均化しないで、等盾部に１回のス
キャンで行うことになる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、電源に同期
しないスキャンを行って画質の劣化の少ないスキャンを
行うことができ、電源の周期に無関係に任意のＴＲを設
定することができるようになり、実用上の効果は大きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例のビュートリガのタイ
ミングを示す図、第２図は本発明の詳細な説明図、第３
図は本発明の方法を実施する装置のブロック図、第４図
は電源同期の場合のピユートリガと電源波形との関係を
示す図、第５図はＭＲＩのパルスシーケンスを示す図で
ある。 １・・・マグネットアセンブリ ２・・・静磁場電源　　　　　３・・・勾配磁場駆動回
路４・・・ＲＦ電力増幅器　　　５・・・前置増幅器６
・・・シーケンス記憶回路　７・：・計算機８・・・ゲ
ート変調回路　　　９・・・ＲＦ発振回路１０・・・位
相検波器　　　　１１・・・ＡＤ変換器１２・・・操作
コンソール　　２１・・・励起パルス２２・・・スライ
ス勾配　　　２４・・・反転パルス２５・・・位相エン
コード勾配 ２６・・・ＳＥ倍信号　　　　３０・・・電源波形３１
．３２・・・ビュートリガ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源非同期でスキャンを行うことにより起こる画質劣化
   を防止するＭＲＩの電源非同期スキャン方法において、
   指定の繰り返し周期の整数倍がライン半周期の奇数倍に
   なる整数値を演算する方法と、前記繰り返し周期の前記
   整数倍の時間間隔で等しい位相エンコード量の少なくと
   も２回の偶数回のビューを開始させる方法と、得られた
   前記偶数回のビューのデータを平均化する方法とを含む
   ことを特徴とするＭＲＩの電源非同期スキャン方法。