JPH0380831A - 磁気共鳴映像法 - Google Patents

磁気共鳴映像法

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JPH0380831A
JPH0380831A JP1214898A JP21489889A JPH0380831A JP H0380831 A JPH0380831 A JP H0380831A JP 1214898 A JP1214898 A JP 1214898A JP 21489889 A JP21489889 A JP 21489889A JP H0380831 A JPH0380831 A JP H0380831A
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JP
Japan
Prior art keywords
converter
signal
digital data
nmr signal
attenuation
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Application number
JP1214898A
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English (en)
Inventor
Masataka Nagao
長尾 昌隆
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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] この発明は、医療用画像診断に用いられる磁気共鳴映像
法に関し、特に受信されるNMR信号の振幅変動に起因
するAD変換器のビット精度誤差を抑制して高画質化を
実現した磁気共鳴映像法に関するものである。
C従来の技術] 第3図は一般的な磁気共鳴装置を示すブロック図であり
、図において、(1)はZ軸方向に静磁場を発生する高
磁場マグネット、(2)は高磁場マグネットく1)内に
挿入される被検体、(3)は高周波磁場パルスを送受信
するためのRFコイル、(4)は直交3軸XYZ方向に
傾斜磁場を発生するための傾斜磁場コイル、く5)〜(
7)は°傾斜磁場コイル(4)を各軸毎に個別に駆動す
るための傾斜磁場電源、(8)はRFコイル(3)に接
続された送受切換装置、(9)は送受切換装置く8)を
介して受信されるNMR信号信号順幅するプリアンプで
ある。
(10)はプリアンプ(9)に接続された受信機であり
、入力端子に接続されたゲイティラド増幅器及びミキサ
(11)と、ゲイティラド増幅器及びミキサ(11〉に
接続された増幅器を含む可変減衰器(12〉と、この可
変減衰器(12)に接続された正弦波成分及び余弦波成
分に対応する一対のP S D (13)と、各PS 
D (13)にそれぞれ90°異なる位相差を与える位
相シフタ〈14〉と、各P S D (13)の出力を
更に増幅するビデオ帯増幅器(15)とを備えている。
(16)は受信機(10)を介したNMR信号信号順D
変換するAD変換器、(17)はNMR信号信号順D変
換して得られたディジタルデータから二次元フーリエ変
換法により所望の断層像を再構成する計算機、(18)
は計算機(17)に接続されたコンソール、(19)は
送受切換装置(8)を介してRFパルスを送信するため
のRF送信機、(20)は計算機(17)からの制御デ
ータに基づいて装置全体を制御するシーケンス制御装置
である。
第4図はスピンエコー法において二次元フーリエ変換法
を用いて断層像を再構成する場合の信号収集シーケンス
を示す一般的なパルスシーケンス図である。
図において、A1及びA2はそれぞれRFコイル(3)
から出力されるRFパルス(例えば、90°パルス及び
180°パルス)、Bはスピンエコー信号として受信さ
れるN M R信号である。
Gllは被検体(2)の断層面を決定するZ軸方向のス
ライス磁場であり、各RFパルス^1及びA2に対応し
たスライス磁場Gg1及びGa4からなっている。
CIIはX軸方向の読み出し磁場であり、RFパルス^
1及びA2の間に印加される読み出し磁場G、1と、N
MR信号信号順信時に印加される読み出し磁場GR2と
からなっている。G2はY軸方向に位相エンコード量を
与える位相エンコード磁場であり、信号収集シーケンス
を繰り返す毎に位相エンコード量を変化させるようにな
っている。
次に、第3図及び第4図を参照しながら、従来の磁気共
鳴映像法について説明する。
まず、高磁場マグネット(1)及び傾斜磁場コイル(4
)内に被検体(2)を挿入し、第4図の信号収集シーケ
ンスを実行する。即ち、RFコイル(3)及び傾斜磁場
コイル(4)を駆動して、被検体(2)に対してRFパ
ルス^1及びA2並びにXYZ方向の傾斜磁場パルスを
印加し、RFコイル(3)を介して被検体(2)からの
NMR信号信号順信する。
受信されたNMR信号信号順送受切換装置(8)及びプ
リアンプ(9)を介して受信機(10)に入力され、受
信機(10)で増幅された後、AD変換器(16)を介
してディジタルデータとなり、計算fi (17)に入
力される。計算機(17)は、AD変換されたディジタ
ルデータから二次元フーリエ変換法により画像を再構成
し、この断層像をコンソール(18)に表示する。この
とき、二次元フーリエ変換法を用いる場合、各信号収集
シーケンスにおいて、位相エンコード磁場GEを順次変
化させる。例えば、核磁気共鳴比をγ、撮像のマトリク
スサイズをN、位相エンコード方向の視野をLeとした
とき、位相エンコード量は、 7 L、eSG、dt=2n π・・・■n =H/2
.N/2−1.・−,1,0,−1,・−・、−N/2
−1のように変化され、これらの位相エンコード量に対
するNMR信号信号順次取得される。
−iに、第4図のパルスシーケンスを用いた二次元フー
リエ変換法において、NMR信号信号順幅値B (t、
Gy)は、横緩和時間T2を無視すれば、B (t 、
Gy) −k SS r (x 、y)exp(i 7
 (Gy−y−ty+Gx ・x ・tx))dxdy
・−・■で表わされる。但し、「(x、y)はスピン密
度、GyはY方向(位相エンコード方向)の傾斜磁場強
度、t、yはY方向の傾斜磁場(位相エンコード磁場G
、L)の印加時間、kは定数、G×はX方向(読み出し
方向)の傾斜磁場強度、txはX方向の傾斜磁場の印加
時間である。■式より、 G v = G y−t V = 0 且つ、 G R= G x・tx二 〇 のとき、即ち位相エンコード量がOのときのNMR信号
Bのピーク値は、全撮像の中で最大信号強度となる。尚
、読み出し磁場G8については、第4図のGRl及びG
112の各斜線部のパルス面積が一致した時点でNMR
信号信号膜−クとなる。
従って、受信機(10)内の可変減衰器(12〉の減衰
量は、位相エンコード磁場G6の強度がOのとき、即ち
、NMR信号信号膜大のピーク値がAD変換器〈16)
の入力最大レンジを越えない範囲でできるだけ大きくな
るように設定されている。この減衰量は、−旦設定され
ると全撮像を通じて変更されることはなく、NMR信号
信号膜同一の減衰量を用いて増幅されてAD変換器(1
6)に入力される。
しかし、位相エンコード量が大きいときのNMR信号信
号膜−ク値が小さいため、同一の減衰量を適用するとA
D変換器(16〉に入力される信号強度が小さくなり、
AD変換器(16)のビット精度による量子化誤差が生
じてしまう。
[発明が解決しようとする課題] 従来の磁気共鳴映像法は以上のように、位相エンコード
量がOのときの最大ピーク値のNMR信号信号膜D変換
器<16)の入力最大レンジを越えない範囲で十分大き
くなるように可変減衰器(12)の減衰量を決定し、全
撮像を通じて同一減衰量で撮像しているので、位相エン
コード量が大きいときのNMR信号信号膜しては、AD
変換器(16〉の入力信号が小さくなり、AD変換器(
16)のビット精度に起因する量子化誤差によりアーチ
ファクトが生じて画質が劣化するという問題点があった
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、AD変換器のビット精度による量子化誤差を
抑制して、画質の劣化を防+Th j、た磁気共鳴映像
法を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係る磁気共鳴映像法は、位相エンコード量が
OのときのNMR信号のピーク値がAD変換器の入力最
大レンジを越えない範囲でできるだけ大きくなるように
減衰量を最大減衰量に初期設定すると共に、位相エンコ
ード量がOでないときにAD変換器に入力されるNMR
信号のピーク値が所定値より小さい場合には、その時点
の減衰量を所定ピッチ分だけ小さく設定し、AD変ta
後に減衰量に応じてディジタルデータを補正し、最大減
衰量に対する信号値に正規化するようにしたものである
「作用] この発明においては、全撮像を通じて常に減衰量を可変
とし、ピーク値の小さいNMR信号が受信されたときに
は減衰量を小さく設定して、AD変換器に対する入力信
号強度が小さくなり過ぎないように相対的に大きくし、
量子化誤差の拡大を抑制する。そして、AD変換後に、
ディジタルデータを減衰量に応じて補正し、最大減衰量
に対する信号値となるように正規化する。
[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例を説明するためのフローチャー
ト図であり、第2図はAD変換器(16)に入力される
NMR信号信号膜す波形図である。
尚、この発明を実施するための装置は第3図に示した通
りであり、計算機(17〉及びシーケンス制御装置(2
0)内のプログラムの一分が変更されていればよい。又
、この発明における信号収集シーケンスは、例えば第4
図と同様に、スピンエコー法によるNMR信号信号膜二
次元フーリエ変換法を用いて断層像を再構成するものと
する。
ここでは、位相エンコード量を0がら順次大きくなるよ
うに変化させる場合を例にとって説明する。まず、位相
エンコード磁場G8が0(位相エンコード量が0)のと
きに受信されるNMR信号信号膜する最適な減衰量、即
ち最大減衰量ATTOを自動ゲイン調整により決定し、 ATT=ATTO とする(ステップSl)。この減衰量ATTにより、位
相エンコード量が0のときのAD変換器(16)に対す
る入力信号は、AD変換器(16)の入力レンジの範聞
内で最大となるように初期設定される。
次に、プロジュクション数■を1がら71〜リクスサイ
ズNまで変化させてNMR信号信号膜信するため、プロ
ジュクション数Iを1に初期設定し(ステップS2)、
第4図のパルスシーケンスに従ってNMR信号Bを受信
する(ステップS3)。
続いて、■式で表わされるNMR信号B (t)のピー
ク値B maxを求め〈ステップS4)、このピーク値
とAD変換器(16)の入力最大レンジを越えない程度
に予め設定された所定値Brefとを比較しくステップ
S5〉、ピーク値Bmaxが所定値Brefより小さけ
れば、所定ピッチだけ減少させた新たな減衰量を、20
1og(B max/B ref)+ A T T  
 −−−■から求める(ステップS6)。通常、可変減
衰器(12)による減衰量ATTの調整ピッチは、■式
のように常用対数で表わされる離散的な値をとるので、
−旦調整されると、ある程度のプロジュクション数に対
しては、同一の減衰量ATTが適用されることになる。
次に、NMR信号Bを再度受信して(ステップS7)、
ステップS6で設定された新たな減衰量ATTを適用し
てAD変換器(16)に入力し、AD変換されたディジ
タルデータD (t)を得る(ステップS8)。
このとき、第2図のように、AD変変換囲器16)に入
力されるNMR信号B′は、AD変換器(16)の入力
最大レンジRmax内で信号強度が増幅されているので
、AD変換器(16)のビット精度による量子化誤差が
抑制されたディジタルデータD (t )が得られる。
一方、ステップS5において、ピーク値B +aaxが
所定値B rer以上と判定された場合は、減衰量AT
Tを減少させることなくステップS8に遣み、ディジタ
ルデータD (t)に変換する。
計算a!(17)は、こうして得られたディジタルデー
タD (t)を、その時点の減衰量ATTに応じて、最
大減衰量ATTOとの比に基づいて、[) (t)x 
1OIATT6−A??+/218から補正し、ディジ
タルデータD (t)を正規化する(ステップS9)。
この結果、ディジタルデータD (t)の信号レベルは
、初期設定時の最大減衰fiATT。
を適用したときの信号レベルと同等になる。
次に、プロジュクション数■がマトリクスサイズNに達
しているか否かを判定しくステップ510)、達してい
なければ、プロジュクション数■をインクリメント(ス
テップ5ll)してステップS3に戻り、以上と同様の
動作を繰り返す。
従って、AD変換器(16〉に入力されるNMR信号B
のピーク値B waxが所定値B ref以上であれば
、受信I!l (10)は最新に設定された減衰量AT
Tを適用してAD変換器(16)の入力信号を生成し、
AD変換(ステップS8)及び正規化(ステップS9)
を実行し続ける。そして、AD変換器(16)の入力信
号のピーク値B naxが所定値B rerより小さく
なった時点で、可変減衰器(12)の減衰量ATTを所
定ピッチだけ減少させ(ステップS6)、入力信号強度
が小さくなり過ぎることを防ぐ。
このように、ピーク値の大きいNMR信号Bを受信した
場合には、AD変換器(16)の入力レンジ内で信号が
十分大きくなるように減衰量ATTが大きめに設定され
、ピーク値の小さいNMR信号Bを受信した場合には、
AD変換器(16)への入力信号が小さくなり過ぎない
程度に減衰量A ’f’ Tが小さめに設定される。従
って、AD変換器(16)に入力されるNMR信号Bの
ピーク値は、常に、入力レンジ内で十分大きい信号とな
る。
以下、■式のように位相エンコード量を変化させながら
、N M R信号Bのピーク値B waxがAD変換器
(16)の入力最大レンジを越えない程度の大きい値と
なるように減哀欧ATTを設定し、AD変換器(16)
のビット精度による量子化誤差を抑制する。又、AD変
ta後のディジタルデータD(t)は、減衰量ATTに
応じて補正され、常に、最大減衰量ATTOに対する信
号値に正規化される。
ステップS10において、プロジュクション数Iがマト
リクスサイズNに達したと判定された場合には、プロジ
ュクション数1〜Nにわたって収集されたディジタルデ
ータD(t)から画像を再構成する(ステップ512)
この結果、AD変換器(16)のビット精度に起因する
アーチファクトが抑制された高画質ば[r層像が得られ
、良好な診断を行うことができる。又、このとき、AD
変換器(16)のビット精度を上げる必要がなく、従来
のシステム構成のみを用いて実現することができるので
、特にコストアップを招くこともない2 尚、上記実施例では、スピンエコー法によるNMR信号
Bから二次元フーリエ変換法を用いて画像を再構成した
が、スピンエコー法に限らず、フールドエコー法による
NMR信号を用いてもよく又、三次元フーリエ変換法を
用いて画像を再構成してもよい。
又、ステップS6及びS9において、新たな減衰量AT
T及び正規化用補正係数を各NMR信号B毎に計算した
が、予め適切な値を用意してテーブルとして記憶しても
よく、減衰量ATTを変更するか否かを、直前の位相エ
ンコード量に対して受信されたNMR信号Bの強度から
類推して決定してもよい。この場合、同一の位相エンコ
ード量に対するNMR信号Bを2回受信する必要がない
のでステップS7が省略することができ、撮像時間の延
長がなくなる。
又、NMR信号Bのピーク値の大小をソフトウア及びフ
ァームウェアで比較し、可変減衰器(12)における減
衰量ATTを決定したが、ハードウェアで構成してもよ
い。
更に、第3図のように、AD変換器(16)の入力信号
が、互いに位相が90°異なる正弦波成分及び余弦波成
分を含む場合に適用しても、同等の効果を奏することは
言うまでもない。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、位相エンコード量が0
のときのNMR信号のピーク値がAD変換器の入力最大
レンジを越えない範囲でできるだけ大きくなるように最
大減衰量を初期設定すると共に、位相エンコード量が0
でないときにAD変換器に入力されるNMR信号のピー
ク値が所定値より小さい場合には、その時点の減衰量を
所定ピッチ分だけ小さく設定し、AD変換後に減衰量に
応じてディジタルデータを補正し、最大減衰量に対する
信号値に正規化するようにしたので、AD変m 2?t
の量子化誤差によるアーチファクトを抑制した高画質な
断層像を再構成できる磁気共鳴映像法が得られる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するためのフローチ
ャート図、第2図はこの発明によるNMR信号の強度を
示す波形図、第3図は一般的な磁気共鳴映像装置を示す
ブロック図、第4図はスピンエコー法による一般的な信
号収集動作を示すパルスシーケンス図である。 (2〉・・・被検体     (1o)・・・受信機(
12)・・・可変減衰器   (16)・・・AD変換
器^1−八2・・・R,Fパルス   G1・・スライ
ス磁場G、l・・・読み出し磁場 G1・・位相エンコード磁場 B・・・NMR信号 D (t)・・・ディジタルデータ B max・・・ピーク値   B ref・・・所定
値ATT・・・減衰量    ATTO−最大減衰量S
1・・・減衰量を初期設定するステップS3・・・NM
R信号を受信するステップS5・・・ピーク値を所定値
と比較するステップS6・・・減衰量を減少させるステ
ップS8・・・NMR信号をAD変換するステップS9
・・・ディジタルデータを正規化するステップS12・
・・画像を再構成するステップ尚、図中、同一符号は同
−又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 被検体に対してRFパルス及び直交3軸方向の傾斜磁場
    を所定のシーケンスで印加し、これにより受信される前
    記被検体からのNMR信号を、可変減衰器を含む受信機
    を介して増幅すると共に、AD変換器を介してディジタ
    ルデータに変換し、このディジタルデータからフーリエ
    変換法により前記被検体の断層像を再構成する磁気共鳴
    映像法において、 前記傾斜磁場による位相エンコード量が0のときのNM
    R信号のピーク値が前記AD変換器の入力最大レンジを
    越えない範囲でできるだけ大きくなるように前記可変減
    衰器の減衰量を最大減衰量に初期設定すると共に、 前記位相エンコード量が0でないときに前記AD変換器
    に入力されるNMR信号のピーク値が所定値より小さい
    場合には、その時点の減衰量を所定ピッチ分だけ小さく
    設定し、 前記NMR信号をAD変換した後に、前記減衰量に応じ
    て前記ディジタルデータを補正し、前記最大減衰量に対
    する信号値に正規化することを特徴とする磁気共鳴映像
    法。
JP1214898A 1989-08-23 1989-08-23 磁気共鳴映像法 Pending JPH0380831A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009147680A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Yamatatsugumi:Kk 携帯電話機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009147680A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Yamatatsugumi:Kk 携帯電話機

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