JPH03106340A - 核磁気共鳴画像診断装置 - 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、２次元または３次元の画像取得の際にワープ
勾配磁場を印加すべき軸〈例えば、２次元画像の場合は
ワープ軸、３次元画像の場合はワープ軸とスライス軸〉
の方向に流速成分を有する流れ部分（血液、脳髄液等）
からＭＲ信号を収集するときに生じる、前記方向への流
れ部分の位置ずれを補正する方法に関する。

（従来一の技術） 核磁気共鳴画像診断装置は、一様な静磁場をっくる静磁
場コイル及びスライス方向、ワープ方向、リード方向の
各方向に、各直線勾配を持つ磁場を作る勾配磁場コイル
からなる磁石部、該磁石部で形成される磁場内に設置す
る被検体にＲＦパルスを加え、被検体からのＭＲ信号を
検出する送・受信部、該送・受信部及び前記磁石部の動
作を制御したり、検出データの処理をして画像表示する
計算機を中心とした制御画像処理部を有している。

次に上記のように構成された核磁気共鳴画像診断装置の
下でフィールド・エコーバルスシークエンス及びスピン
・エコーパルスシークエンスにより２次元画像取得の際
に行われる動作の説明を行なう。まず、静磁場コイルに
より所定の空間に所定強度の静磁場が形或される．一方
、制御画像処理部の制御の下で、送・受信部は、第４図
に示すようなフィールド・エコー法による選択励起パル
スシークエンス（α６バルスを所定のタイミングで発生
するシークエンス。第４図（イ）参照〉及びフーリエ変
換法による勾配磁場シークエンス（スライス方向、ワー
プ方向、リード方向勾配磁場を所定のタイミングで発生
するシークエンス．第４図（ロ）（ハ）（二）参照〉を
出力し、リード勾配の下で検出されたＭＲ信号（第４図
（ホ）参照）は制御画像処理部で処理され、画像表示さ
れる。

第５図は制御画像処理部の制御の下で、送・受信部から
出力されるスピン・エコーパルスシークエンスを示した
ものである。この方法において第３ ４図の場合と異なるのは、ディフェーズ勾配の極性を反
転して、１８０゜パルスによりエコーを形成している点
である。

ところが被検体内に流れ部分が存在するときに、ワープ
方向に流速成分があると、流れ部分がワプ方向に位置ず
れを生じてしまう。これは第６図に示すように１＝１．
でワー１方向に勾配が印加され、位置に応じた位相情報
（フェーズエンコド量）が与えられてからＲＩＩＲ信号
のエコーセンタ−（ｔ＝ＴＥ）までに時間遅れがあり、
その間に流れ部分が移動するためである。即ち、エコー
センター（　ｔ　＝ＴＥ　）では流れ部分が持つ位相φ
がその流れ部分がｔ＝ＴＥの時の座標Ｘ（ＴＢ）に位置
する静止部分が本来持つべき位相βと異なるため、その
位相差β一φに比例してワープ方向に位置ずれを生じる
（３次元画像ではスライス方向にも流れ部分の位置す．
れを生じる）。そこでこの位置ずれを抑えるために従来
では、上記シークエンスにおけるエコーセンターまでの
時間ＴＥを短く設定し、収集されたＭＲ信号から、指定
された４ 流れ部分をも含む画像を得ていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしＴＥを短く設定すると、Ｔ２緩和時間の効果を強
調した画像が得られなくなるばかりでなく、ＳＮＲが悪
くなってしまうという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、２次元または３次元の画像取得の際にワープ勾配
磁場を印加すべき軸の方向に流速成分を有する流れ部分
〈血液、脳髄液等〉からＭＲ信号を収集するときに生じ
る、前記方向への流れ部分の位置ずれを補正する方法を
実現することである。

（課題を解決するための手段〉 本発明は、上記目的を達成するために２次元または３次
元の画像取得の際にワープ勾配磁場を印加すべき軸の方
向に流速戒分を有する被検体に対して印加されるべき前
記ワープ勾配磁場が、ＭＲ信号エコーセンターで ただし式中γ：磁気回転比、 ＴＥ：９０゜パルスにより被検体を励起してからＭＲ信
号エコーセンターまでの時間、 Ｇ（ｔ）：時刻ｔにおけるワープ勾配を挿入した軸の磁
場、 Ｘ（ｔ）：時刻ｔにおける流れ部分の位置、φ０：フエ
ーズエンコード量の１単位量、Ｋ：エンコードの番号、 δ：ワープ勾配のほかに一定の固定勾配（例えば３次元
画像所得の際のスライス勾配）が加えられた場合に、そ
れに依存する定数である。

（作用） ワープ勾配磁場を変形して流れ部分のみ先を見越してフ
ェーズエンコー卜し、エコーセンターにおいて流れ部分
の持つ位相φをその流れ部分がｔＴＥの時の座標Ｘ（Ｔ
Ｅ）に位置する静止部分が本来持つべき位相βと一致す
るようにすることにより、流れ部分の位置ずれを補正す
ることができる。

（実施例〉 始めに本発明の実施例の説明に入る前に、原理について
説明する。

エコーセンターにおいて流れ部分の持つ位相φをその流
れ部分がｔ＝ＴＥの時の座標Ｘ（ＴＥ）に位置する静止
部分が本来持つべき位相βと等しくするには、ワープ勾
配を変形して流れ部分のみ先ヲ見越してフエーズエンコ
ー卜し、エコーセンターにおいて流れ部分が持つ位相φ
をその流れ部分がｔ＝ＴＥの時の座標Ｘ（ＴＥ）に位置
する静止部分が本来持つべき位相βと一致するようにす
れば良い。そこでワープ勾配をＧ（ｔ）とし、流７ れ部分の座標Ｘ（ｔ）が時間の級数展開で現すことがで
きると仮定する。

Ｘ　（ｔ　）　＝Ｘ　（ＴＥ）　＋Ｖ　（ｔ−ＴＥ）　
＋０．５　ａ（ｔ−ＴＥ）”十・・・・・・ ８ 式中、Ｘ　（ＴＥ）：　ｔ＝ＴＥでの座標Ｖ：ｔ＝ＴＥ
での速度 ａ：ｔ＝ＴＥでの加速度 流れ部分がｔ＝ＴＥで実際に持つ位相φが成立すればよ
い． またワープ勾配によりフェースエンコードされるので 流れ部分が本来持つべき位相β なのでエコーセンタ にてφ一βとなるには となる。ただし、φ０はフエーズエンコード量の１単位
量、Ｋはエンコードの番号、δはワープ勾配のほかに一
定の固定勾配（例えは３次元画像所得の際のスライス勾
配〉が加えられた場合に、それに依存する定数である。

以上の説明の通り、エコーセンターにおいて流れ部分の
持つ位相φをその流れ部分がｔ＝ＴＥの１０ 時の座標Ｘ（ＴＥ）に位置する静止部分が本来持つべき
位相βと等しくするには、■式及び■式がＶ，ａ、・・
・・・・によらず成り立つようにワープ勾配を決定すれ
ばよい。

次にフィールド・エコー法に基づいて、２次元画像を取
得する場合の具体例を示す（δ＝Ｏ）。

ここでは、流れ部分の座標Ｘ（ｔ）を１次近似（Ｘ　（
ｔ）＝Ｘ　（０）　十Ｖ　（ｔ−ＴＥ））とし、振幅の
異なる２つの半波ｓｉｎ波で位置ずれ補正を行なうとす
る（第７図参照）。

■式がＶによらず戒り立っには、 となる。但し、ω＝π／Ｔ 従って振幅ｐ，ｑが下式を満たす様にすればよい。

が必要である． 一方、■式より ｄｔ＝０ 尚、この結果をスピン・エコー法に適用ずる場合、ワー
プ勾配をｉ　ｓｏ”パルス以前にいれるときは、ワープ
勾配の符号を反転すればよい。

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する． 第１図は、本発明の方法が実腫される核磁気共１１ １２ 鳴画像診断装置の構成図である．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を有し、この空間部
分を取り巻くようにして、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
と被検体内の原子核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、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．シークエンス記憶回路６は計算機７からの
指令に従って、ゲート変調回路８を操作（所定のタイ兆
ングでＲＦ発振回路９のＲＦ出力信号を変調）し、ＲＦ
パルズ信号をＲＦ電力増幅器４からＲＦ送信コイルに印
加する．また、シークエンス記憶回路６は計算機７から
の指令に従い、第２図及び第３図に基づくシークエンス
信号によって、勾配磁場駆動回路３を操作して、スライ
ス方向、ワープ方向、リード方向の各方向に、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。この電力信号はＡＤ変換器１
１においてディジタ信号に変換され、′計算機７に入力
される。

１２は計算．機７に種々のパルスシークエンスの実現の
ための指示及び種々の設定値を入力する為の操作コンソ
ール、１３は計算１１１７で再構成された画像を表示す
る表示装置である。

以上の構成において、２次元画像を取得の際に、シーク
エンス記憶回路６からの信号によって、第２図に示すパ
ルスシークエンス信号を発生する．第２図は本発明の一
実施例のパルスシークエンスを示すタイムチャートであ
る。第２図において、リード方向に印加されているリー
ド勾配はエコー信号を観測するためのものである．ディ
フェーズ勾配は対称なエコーを観測するために、予めエ
コーにディレイをかけておくためのものである。ワープ
方向には、■、■式に基づいた振幅を有する半波ｓｉｎ
状のワープ勾配（ワープ方向にその都度振幅のことなる
磁場を印加することにより位相情報を与えるためのもの
〉が印加されている。その結果、リード勾配の下で検出
されるＭＲ信号に基づいて得られる被検体の画像におい
て、ワープ方向の位置ずれが補正される。スライス方向
に印加されているスライス勾配は特定面内にあるスピン
のみを励起するためのものであり、リフェーズ勾配はス
ライス時に生じた位相差を取り除くためのものである。

ＲＦは静磁場に直角な方向に印加する高周波回転磁場で
あり、α゜パルスを印加し所望のスライス面が選択励起
されている。

第３図は本発明の他の実施例のパルスシークエンスを示
すタイムチャートである。この実施例においては１８０
゜パルスの前に■、■式に基づいた振幅を有する半波ｓ
ｉｎ状のワーブ勾配を印加しているのでその極性が反転
されており、その結果、リード勾配の下で検出されるＭ
Ｒ信号に基づいて得られる被検体の画像において、ワー
プ方向の位置すれが補正される。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、特許
請求の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、流れ部分の座標Ｘ（ｔ）は１次近似である必要
がなく、必要に応じて高次までとればよいし、ワープ勾
配波形は、半波ｓｉｎ波形ではなく、どんな波形でも良
い。また、本実施例ではスピン・エコー法及びフィール
ド・エコー法によるパルスシークエンスで実施されてい
るが、全てのパルスシクエンスに適用できる。更に、本
実施例では２次元画像取得の際のワープ勾配磁場につい
て実施されているが、３次元画像取得の際に一般的に行
われている３次元エンコードのためにスライス方向に挿
入される３次元エンコード用ワープ勾配磁場にも適用さ
れる。

（発明の効果） 以上の説明の通り、本発明の流れ部分の位置ずれ補正方
法によれば、ワーブ勾配を変形して流れ部分のみ先を見
越してフエーズエンコー卜し、エコーセンターにおいて
流れ部分が持つ位相φをその流れ部分がｔ＝ＴＥ時の座
標Ｘ（ＴＥ）に位置する静止部分が本来持つべき位相β
と一致するよ１５ うにする様にしているため、以下の効果が得られる。即
ち、 （１）流れ部分の位置ずれを補正することができる。

（２）流れ部分の流速変動によるゴーストを抑圧するこ
とができる。

（３）体動による位置ずれ補正及びゴーストを抑圧する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法が実施される核磁気共鳴画像診断
装置の楢成図、第２図及び第３図は本発明の一実施例の
パルスシークエンスを示すタイムチャート、第４図は公
知のフィールド・エコーパルスシークエンスを示すタイ
ムチャート、第５図は公知のスピン・エコーパルスシー
クエンスを示すタイムチャート、第６図は流れの影響を
説明するための図、第７図は本発明の一実膝例における
ワープ方向勾配を決定するための説明図である。 １６ ３・・・勾配磁場駆動回路、４・・・ＲＦ電力増幅器、
５・・・前置増幅器、６・・・シ−クエンスの記憶回路
、７・・・計算機、８・・・ゲート変調回路、９・・・
几Ｆ発振回路、１０・・・位相検波器、１１・・・ＡＤ
変換器、１２・・・操作コンソール、１３・・・表示装
置、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静磁場内に設置された被検体のスライス方向、ワープ方
   向、リード方向の各方向に、予め定めたパルスシークエ
   ンスに従って勾配磁場及びＲＦパルスを印加し、スライ
   ス面からのＭＲ信号を検出することにより該被検体の画
   像を得る方法において、 ２次元または３次元の画像取得の際にワープ勾配磁場を
   印加すべき軸の方向に流速成分を有する被検体に対して
   、前記ワープ勾配磁場がＭＲ信号エコーセンターで ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ を満足するように調節されることを特徴とする核磁気共
   鳴画像診断装置で得られる画像における流れ部分の位置
   ずれ補正方法。 ただし式中γ：磁気回転比、 ＴＥ：９０゜パルスにより被検体を励起してからＭＲ信
   号エコーセンターまでの時間、 Ｇ（ｔ）：時刻ｔにおけるワープ勾配を挿入した軸の磁
   場、 ｘ（ｔ）：時刻ｔにおける流れ部分の位置、φ＿ｏ：フ
   ェーズエンコード量の１単位置、Ｋ：エンコードの番号
   、 δ：ワープ勾配のほかに一定の固定勾配（例えば３次元
   画像所得の際のスライス勾配）が加えられた場合に、そ
   れに依存する定数である。