JPH0385140A

JPH0385140A - 核磁気共鳴断層撮影装置

Info

Publication number: JPH0385140A
Application number: JP1222562A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kosugi; 進小杉
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-10
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: JP2890200B2

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ＭＲＩの画像上に現れるベースライン成分によ
る妨害の除去方法の改善に関する。

（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、エネルギー準位の高
い方の準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された原
子核は低い準位へ戻ってエネルギーの放射を行う。

ＭＲＩはこの特定の原子核による核磁気共鳴（以下ＮＭ
Ｒという）現象を観察して被検体の断層を撮像する装置
である。

このＭＲＩにおいて、ＮＭＲイメージングを行う方法の
内、フーリエ変換法のパルスシーケンスを説明する。第
４図は通常用いられるパルスシーケンスの図である。図
において、ＲＦは高周波信号軸、ＧＳはスライス勾配軸
、ＧＷはワープ勾配軸、ＧＲはリード勾配軸を示す。図
中、１はスライス勾配２によって特定されるスライス面
内の原子核のスピンを選択的に励起するための９０″パ
ルスである。３はスライス勾配２により乱れた位相を元
に戻すためのリフェーズ勾配、４はスピンの位相を乱れ
させて１８０’パルス５で反転させるためのデイフェー
ズ勾配である。この期間にワーブ勾配６を印加してｙ方
向の位置に比例してスピンの位相をずらせており、毎周
期異なる強度の勾配を加えている。その後１８０°パル
ス５を与えて磁気モーメントを揃え、その後に現れるＳ
Ｅ信号７を観察する。８は乱れた位相を揃え、ＳＥ信号
７を生じさせるためのリード勾配で、デイフェーズ勾配
４の面積と等しくなったところにＳＥ信号７が現れる。

次の９０°パルス１が印加されるまでをビューという。

このＭＲＩにおいて、同一ビューのデータ採取を１−回
のみ行う所謂積算回数１回のデータによるイメージには
、データを受信した時に受信回路等のハードウェアに存
在する直流分によるオフセット及び９０″パルス１の乱
れのために起こるごみ信号等により、線、或いは点とな
ったＤＣ成分の重畳したベースラインアーティファクト
が第５図に示すように画像表示装置の画面上の中央部に
現れる。図において、（イ）図はＤＣ成分の重畳した受
信エコーの図で、（ロ）図は白い筋が現れた画像の図で
ある。（イ）図は受信エコー１１にＤＣ成分１２が重畳
していることを示している。

（ロ）図は画面１３上にイメージ１４とＤＣ成分１２に
よる白い筋１５が表示されている状態を示している。こ
のようにイメージ１４上に白い筋１５が重なって表示さ
れると非常に見にくいため取り除く必要がある。これを
データ処理等で取り除こうとする場合、白い筋１５は必
ずしもＤＣ成分のみによるのでなく、リード勾配８の初
めと終り、又は各ビューの初めと終りでバイアス分が異
なる場合があって一様でなく、うまく取り除くことがで
きない。

この白い筋１５の除去の有効な方法として、交番９０°
パルス法がある。このパルスシーケンスを第６図に示す
。図において、第４図、第５図と同等な部分には同一の
符号を付しである。図中、１′は９０″パルス１を逆向
きに印加した一９００パルスである。このシーケンスは
９０″パルス１、−９０パルス１′のように毎ビュー交
互にパルスの向きを入れ換え、受信エコー１１を交互に
反転させることにより、ベースライン（白い筋）１５の
成分をナイキスト周波数成分に変え、第７図に示すよう
に画面の両端に追いやるものである。

第７図においては第５図と同等の部分には同一の符号を
付しである。

ところで、ＭＲＩにおいては、勾配磁場の原点が固定と
なっているために、勾配磁場の原点を中心としたイメー
ジングが行われている。従って通常は視野（以下ＦＯＶ
という）の中心に関心部位をおいて観察するが、関心部
位が例えばＦＯＶの中心を外れた上部又は下部にある時
は、その関心部位をＦＯＶの中心に移動した方が都合が
よいことが多い。このＦＯＶの中心を移動させるために
行うスキャンをオフセンタ・スキャンという。

オフセンタ・スキャンの方法として、本発明者の出願に
よる特願平１−２０３９５号“ＭＲＩのオフセンター画
像再構成方法“に示されている方法がある。この方法は
、スキャンによって得られた生データＲ（ｋｌ、に２）
に対し次式に示す演算を施してワープ方向にオフセンタ
・スキャンを行うものである。

１（１−ｘ）”Ｒ（ｋｌ　＋　ｋｚ　）ｅ−””：（ｓ
＋ｊｂ）ｉｃｏｓ（ｕｋ□　・ｘ）−ｊｓｉｎ　　（ａ
ｒｋ２−　　ｘ）＝Ｉ　Ｃｏｔ　（ｓｋ２−ｘ）＋ｂ　
ｓｉｎ　　（ｓｋ２◆ｘ）−ｊ（ｇ　ｔｉｎ（＆Ｉ’に
２・ｘ）−ｂ　ｃｏｓ　（ｓｋ２・ｘ）・・・　（１）式中、Ｒ・・・生データａ・・・生データＲの同相成分ｂ・・・生データＲの直交成分ＦＯＶ・・・表示画面上の視野（ｃｍ）Ｘ・・・イメー
ジ中心の表示画面上の移動距離Ｎ２・・・ビュー数に、・・・サンプル数に２・・・１，２．３．・・・、Ｎ（ビュ一番号）（２
）式において、中括弧内はワーブ勾配の各ビューにおけ
る番号を示し、２π／ＦＯＶはＦＯＶ全体を２πとした
時のＦＯＶｌｃｍ当りの角度を示しており、従って（２
）式はＦＯＶの中心を零とした各ビュー毎の画面上の位
置を角度で表したものであり、（１）式中のωに２・Ｘ
はイメージ中心の移動距離を角度で表した数になる。こ
のように（１）式の演算を行うと、Ｘだけイメージ中心
がＦＯＶの中心からずれたイメージを得ることができる
。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、一般に上記のようにワーブ方向へのオフ
センタースキャンを、受信時の位相をビュー毎に変える
方法、或いはソフトウェアによりビュー毎に位相を与え
る上記と同様な方法で行った場合には、本来の信号に含
まれているベースライン成分にまで位相が乗って、被検
体のオフセンターと共にベースラインアーティファクト
も移動してしまう。これを第８図によって説明する。図
において、第７図と同じ部分には同一の符号を用いであ
る。（イ）図はオフセンタ・スキャンを行う前の画面１
３の図で、（ロ）図はオフセンタ・スキャン後の画面１
３の図である。（イ）図の場合はベースライン１５は画
面１３の上下端にあるのでイメージ１４の邪魔にはなら
ないが、イメージ１４が下端に片寄っている。（口〉図
はオフセンタ・スキャンによりスクロールしてイメージ
１４を中央に移動させた図で、イメージ１４は画面１３
の中央に移動したが、上端のベースライン１５は廻り込
んで上下の２本が略重なって現われ、２本分の輝度のベ
ースラインとなってイメージ観察を妨害する。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、オフセンタ・スキャンを行いながら、ベースラインア
ーティファクトをオフセンタの量の大小に拘わらず常に
ＦＯＶの最遠端に追いやることのできるＭＲＩのベース
ライン成分による妨害の除去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、静磁場に直交する面内
のＲＦ軸に印加する励起パルスとしての９０’パルスの
前記直交面内における位相をｅｌ“。

３のように毎ビュー変化させ、更に、前記９０″パルス
により磁気モーメントの倒れる方向を各ビュー交互に１
８０＠異なる方向に変化させるようにしてスキャンする
段階と、磁気モーメントの倒れる方向の何れか同一方向
の９０＠パルスによる受信信号に−１″を乗ずる信号処
理を行う段階とから成ることを特徴とするものである。

（作用）９０”パルスを印加したことによる磁気モーメントの倒
れる方向を各ビュー交互に１８０”異なる方向に変化さ
せ、更に９０°パルスの位相をｅＳ“・１のように変化
させてスキャンし、磁気モーメントの倒れる方向の一方
による受信信号に“−１”を乗じて受信信号を同位相と
して信号成分のみをオフセンタしてベースライン成分に
よる妨害を除去する。

（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。

第１図は本発明の一実施例のパルスシーケンスの図であ
る。図において、第４図と同等の部分には同一の符号を
付しである。図中、２０ａは第１ビユーにおいて、ｘｙ
平面内の位相を一１２８ω。とした９０＠パルス、２０
ｂはｘｙ平而面の位相を一１２７ω。＋πとした９０″
パルスである。

上記の２０ａ、２０ｂで表される９０°パルスを全体を
指す場合は９０＠パルス２０で代表させる。

この９０″パルス２０はビューを追うに従ってＸｙ平面
内の位相を一１２６ω。、−１２５ω。＋π・・・と変
化させる。ここで、−１２８，−１２７゜・・・は各ビ
ューにおけるワーブ勾配の番号、ω。はオフセンタさせ
る位相量である。従って、９０″パルスの振幅をＳ　（
ｔ）とし、一般式で表すと次式のようになる。

ＲＦ　（ｋ）＝Ｓ　（ｔ）ｅ’“ｊ　　ｅ　ｅ　Ｉ　ｆ
　ｋ・・・　（３）ここで、ｋ・・・各ビューのワープ勾配の番号上記のパ
ルスシーケンスによるスキャンによってベースライン成
分を除去する方法の原理は次の通りである。９０’パル
スをｘｙ平面内に各ビュー毎にπの位相差を持たせて印
加した場合、Ｚ軸方向の磁気ベクトルの倒れる方向は各
ビュー毎に反対方向となり、受信されるＳＥ信号７は正
と負が交互に現れる。この受信信号に対し位相がπで励
起された信号に“−１”を乗じて反転させて画像再構成
を行えば、受信信号は加算されるが、９０６バルス１の
乱れによるごみ成分は全位相に亘って分布しており、受
信信号のように加算は生ぜず、必ずナイキスト周波数で
正弦波的に振動するため、常に画像の最遠端にベースラ
インアーティファクトを追いやることができる。即ち、
このパルスシーケンスは、９０″パルスを印加する軸を
ｘｙ面内に逐次変化させるオフセンタ法と、交番９０１
′パルス法によるベースライン除去の方法とを併合した
方法に等価となる。

次に、上記の方法を実施するためのＭＲＩの要部構成図
を第２図に示す。

図において、２１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＋　
　Ｖ＋　　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２２、勾配磁場
駆動回路２３、ＲＦ電力増幅器２４及び前置増幅器２５
に接続されている。シーケンス記憶回路２６は、計算機
２７からの指令に従ってゲート変調回路２８を操作（所
定のタイミングでＲＦ発振回路２９のＲＦ出力信号を変
調）し、第２図のパルスシーケンスに基づ＜ＲＦパルス
信号をＲＦ電力増幅器２４からＲＦ送信コイルに印加す
る。又、シーケンス記憶回路２６は、同じく第１図のパ
ルスシーケンスに基づくシーケンス信号によって勾配磁
場駆動回路２３を操作して、ｘ＋Ｖ＋２の３軸にそれぞ
れ勾配磁場を供給する。３０はＲＦ発振回路２つの出力
を参照信号として、前置増幅器２５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３１においてディジタル信号に変換され、計算機２７
に人力される。３２は計算機２７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人力をす
るための操作コンソール、３３は計算機２７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する。装
置には第１図のパルスシーケンスによる勾配磁場のタイ
ミング、ＲＦパルスの振幅、パルス幅、印加するＲＦ軸
、オフセンタの位相ω。等を動作条件として与える。計
算機２７は前記動作条件に基づいて制御信号を発生し、
シーケンス記憶回路２６に送る。シーケンス記憶回路２
６は前記の信号に基づき勾配磁場駆動回路２３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２８を制御する。ゲート変調回路２８は、
ＲＦ発振回路２９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、被変調Ｒ
ＦパルスをＲＦ７！！力増幅器２４に供給する。この被
変調ＲＦパルスはＲＦ電力増幅器２４において増幅され
、マグネットアセンブリ２１に静磁場電源２２によって
生ずる静磁場中において印加される。９０″パルス２０
は（３）式に従って毎ビュー異なるｘｙ平面内の軸に印
加され、勾配磁場駆動回路２３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２５に
よって増幅され、位相検波器３０に人力される。位相検
波器３０は、ＲＦ発振回路２つの出力を参照信号として
人力ＳＥ倍信号位相検波し、その出力の複素画像信号を
ＡＤ変換器３１に送る。ＡＤ変換器３１においてディジ
タル信号に変換されたＳＥ倍信号対し計算機２７は９０
″パルス２０の位相がπである場合には、　−１”を乗
じた後２次元フーリエ変換し、画像再構成して表示装置
３３において表示する。

以上説明したように本実施例の方法によれば、交番９０
″パルス法によりベースライン・アーティファクトをＦ
ＯＶの両端に追いやった後、オフセンタ・スキャンを行
った場合に、ＦＯＶに現れたベースライン成分をオフセ
ンタ量の如何に拘らず常にＦＯＶの最遠端に追いやるこ
とができ、積算回数１回のスキャンによるイメージの画
質を向上させることができる。又、使用段階において指
定したＦＯＶより僅かに大きいＦＯＶを撮像して拡大、
切り出しを行うことにより完全にベースライン成分を除
去したイメージを得ることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるでものではない。

第３図は本発明の他の実施例のパルスシーケンスである
。図において、第１図と同等の部分には同一の符号を付
しである。２０ｂ′はｘｙ平面内の位相が一１２７ω。

で、負に反転された９０１１パルスである。この９０＠
パルス２０はビューを追うにつれて次のように変化する
。

２０　ａ−・・Ｓ　　（ｔ　）　　６　Ｎ−１２１１１
１１゜２　Ｑ　ｂ’　　、、、　　３　　（ｔ）　　ｅ
　Ｉ　＋−１２７１”＊２３　ｃ、、、　Ｓ　（ｔ）　
　ｅＮ−１２６１−。

２Ｑｄ’　　、、、　　３　　（ｔ）　　ｅＨ−１２５
１″・これを一般式で表すと次式のようになる。

ＲＦ　（ｋ）＝　（−１）’　Ｓ　（ｔ）ｅ”・”この
パルスシーケンスによる場合も、実質的に第１図の実施
例と同じ効果を生じて、ベースライン成分はナイキスト
周波数で正弦波的に振動し、第７図に示すようにベース
ライン１５は画面１３の上下の両端部に追いやられる。

又、実施例ではＳＥ法に適用した例を示したが、ＩＲ法
（反転回復法）にも適用できる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように本発明の実施例によれば、オ
フセンタ・スキャンを行ってイメージを移動させながら
、ベースライン・アーティファクトをオフセンタ量の大
小に関係なく、常にＦＯＶの端に追いやって、実質的に
ベースライン成分による妨害を除去することができ、実
用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の方法のパルスシーケンスの
図、第２図は実施例の方法を実施するための装置の図、第３図は本発明の他の実施例の方法のパルスシーケンス
の図、第４図は従来のＭＲＩのパルスシーケンスの間第５図は
従来の画面上の白い筋による妨害の説明図、第６図は従来の交番９０″パルス法のパルスシーケンス
の図、第７図は従来の交番９０°パルス法による表示画面の図
、第８図は従来の交番９０＠パルス法においてオフセンタ
・スキャンを行なった場合の画面表示の説明図である。１．２０，２０ａ、２０ｂ・＝９０”パルス１’、２０
ｂ’　　・・・−９０″パルス２・・・スライス勾配　
　　３・・・リフェーズ勾配４・・・デイフェーズ勾配
　５・・・１８０’パルス６・・・ワープ勾配　　　　
７・・・ＳＥ信号８・・・リード勾配２１・・・マグネットアセンブリ２２・・・静磁場電源　　　２３・・・勾配磁場駆動回
路２４・・・ＲＦ電力増幅器２６・・・シーケンス記憶回路２７・・・計算機　　　　　２８・・・ゲート変調回路
２つ・・・ＲＦ発振回路　　３０・・・位相検波器３２
・・・操作コンソール

Claims

【特許請求の範囲】静磁場に直交する面内のＲＦ軸に印加する励起パルスと
しての９０゜パルス（２０）の前記直交面内における位
相をｅ＾ｊ＾ω＾０＾ｋのように毎ビュー変化させ、更
に、前記９０゜パルス（２０）により磁気モーメントの
倒れる方向を各ビュー交互に１８０゜異なる方向に変化
させるようにしてスキャンする段階と、磁気モーメントの倒れる方向の何れか同一方向の９０゜
パルスによる受信信号に“−１”を乗ずる信号処理を行
う段階とから成ることを特徴とするＭＲＩのベースライ
ン成分による妨害除去方法。