JPH04256730A

JPH04256730A - Ｍｒ装置

Info

Publication number: JPH04256730A
Application number: JP3015623A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tokunaga; 裕徳永
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1992-09-11
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JP3133083B2

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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＲ画像撮影時に、特
定領域から発生するエコー信号によるアーチファクトを
抑止するために印加するプリパルスのフリップ角を最適
化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージン
グ装置）による断層像の撮影では、アーチファクト（為
像）の発生を抑止しようという技術がさかんに開発され
ている。

【０００３】そこで従来より、折り返しや体動アーチフ
ァクトの発生源となる領域からのエコー信号を抑止する
ために局所飽和励起法が多く用いられている。局所飽和
励起法は、図６に示すように、エコー信号を抑止したい
領域（以下、サチュレーション領域という。）にプリパ
ルス１（一般に９０度）を印加して励起させ、その直後
に強い傾斜磁場（スポイラ）２を印加して、この領域を
飽和状態とさせる。従って、ＲＦパルス３を印加しても
このサチュレーション領域からはエコー信号は発生しな
いので、このエコー信号によるアーチファクトを抑止す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の局所飽和励起法では、プリパルス１のフリッ
プ角が９０度と固定されているために、プリパルス１を
印加してから９０度のＲＦパルス３を印加するまでの間
に、縦緩和が起こり縦磁化が発生することがある。この
ため、プリパルス１を印加したサチュレーション領域か
ら多少のエコー信号が発生することがあり、アーチファ
クトを完全に抑止することができないという問題点があ
った。

【０００５】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、サ
チュレーション領域から発生するエコー信号を可能な限
り抑止し得るプリパルスの印加方式を提供することにあ
る。［発明の構成］

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、励起パルスを印加する前に、特定領域にプ
リパルスを印加して磁気的に飽和させ、該特定領域から
のエコー信号を抑止してＭＲ画像を撮影するＭＲ装置の
プリパルス印加方式において当該ＭＲ画像撮影時のパル
スシーケンスにおける各シーケンスパラメータと、エコ
ー信号との関係式を求めた後、該関係式を元にエコー信
号が最小となるフリップ角αを求め、このフリップ角α
でプリバルスを印加することが特徴である。

【０００７】

【作用】上述の如く構成すれば、予め各シーケンスパラ
メータと、エコー信号との関係式が求められる。そして
、この関係式に、撮影条件に応じたシーケンスパラメー
タを代入し、該関係式をプリパルスのフリップ角αのみ
の関数とする。

【０００８】その後、微分演算を実施して、信号値を最
小とするフリップ角αを求め、このフリップ角αでプリ
パルスを印加する。その結果、特定領域（サチュレーシ
ョン領域）から発生するエコー信号は極めて小さくなり
、これに起因して発生するアーチファクトを防止するこ
とができるようになる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明方法が適用されるＭＲＩ装置の
ハードウェア構成を示すブロック図である。

【００１０】同図において、磁石装置４は、この内部に
一定強度の主磁場を形成する静磁場コイル５と、スライ
ス方向，エンコード方向，及びリード方向に傾斜磁場を
形成する傾斜磁場コイル６と、被検体の原子核のスピン
を励起するためのＲＦパルス（プリパルスも含む）を与
える励起コイル８と、被検体内からのエコー信号を受信
する検出コイル７を備えている。静磁場制御回路１９は
、静磁場コイル５が発生する静磁場強度を制御する。

【００１１】システムコントローラ１１は、所定のパル
スシーケンスで被検体にＲＦパルス，及び傾斜磁場が印
加されるように、傾斜磁場制御回路１２，高周波発振器
１３，及びゲート回路１４にタイミング信号を出力する
ものである。傾斜磁場制御回路１２は、システムコント
ローラ１１から与えられるタイミングで、スライス方向
，エンコード方向，及びリード方向の傾斜磁場を制御す
る。

【００１２】高周波発振器１３とゲート回路１４は、シ
ステムコントローラ１１から与えられるタイミング信号
で動作するものであり、発振器１３から出力された高周
波信号はゲート回路１４で変調され、高周波パルスが生
成される。電力増幅器１５は、ゲート回路１４で生成さ
れた高周波パルスを増幅し、これをＲＦパルスとして励
起コイル８に供給する。

【００１３】プリアンプ１８は、検出コイル７で受信さ
れたエコー信号を増幅するものであり、位相検波回路１
７は増幅されたエコー信号を位相検波するものであり、
波形メモリ１６はこの位相検波出力を記憶するものであ
る。コンピュータ９は、波形メモリ１６の記憶内容を取
込んでＭＲ画像を作成し、これをディスプレイ１０に表
示するものである。フリップ角演算部２０は、本発明の
主要部をなすものであり、後述する演算を実施してプリ
パルスのフリップ角αを求めるものである。次に、本実
施例の作用について説明する。

【００１４】エコー信号を抑止しようとする領域（以下
、サチュレーション領域という）から発生するエコー信
号Ｉは、プリパルスを印加してから９０度パルスを印加
するまでの時間τと、エコー時間ＴＥ　と、繰り返し時
間ＴＲ　と、被検体の縦緩和時間Ｔ１　と、同横緩和時
間Ｔ２　と、マルチスライスの撮影枚数ｎ，及びプリパ
ルスのフリップ角αに依存して変化する。即ち、次に示
す数１として表わすことができる。［数１］Ｉ＝Ｉ（τ，ＴＲ　，ＴＥ　，Ｔ１　，Ｔ２　，ｎ，α
）

【００１５】数１において、τ，ＴＲ　，ＴＥ　，Ｔ
１　，Ｔ２　，ｎは撮影条件によって既知であるので、
結局、信号値Ｉはプリパルスのフリップ角αにのみ依存
することになる。即ち、信号値Ｉを最小にするフリップ
角αを求め、このフリップ角αでプリパルスを印加すれ
ば、サチュレーション領域から発生するエコー信号が最
小となり、このエコー信号に起因するアーチファクトを
防止することができる。以下、数１を具体的な式として
求める手順を説明する。いま、サチュレーション領域の
縦磁化をＭＺ　，横磁化をＭＸ　とすると、ブロッホの
式より次の数２、及び数３が与えられる。

【００１６】

【数２】

【００１７】

【数３】

【００１８】また、マルチスライスによる撮影枚数がｎ
枚であるときには、サチュレーション領域にはｎ回のプ
リパルスα１〜αｎが印加されるので、励起パルスのパ
ルスシーケンスは図２の如くとなり、α１→（π／２）
→π→α２→…→αｎの順で励起パルスが印加されるこ
とになる。

【００１９】ここで、プリパルスα１印加直前の縦磁化
をＭＺ　（０−）とすると、この縦磁化ＭＺ　（０−）
はプリパルスα１が印加された後、時間τだけ縦緩和し
、９０度のＲＦパルスが印加されるので、横磁化ＭＸ　
となる。そして、エコー時間ＴＥ　だけ横緩和した時点
での横磁化ＭＸ　（　τ　＋ＴＥ　）は、数２，数３に
示したブロッホの式を物理的境界条件のもとに解くと、
次の数４に示す如くとなる。

【００２０】

【数４】

【００２１】そして、９０度パルス印加直前には、サチ
ュレーション効果により、横磁化ＭＸ　はほぼ零であり
、９０度パルス印加直後には縦磁化ＭＺ　が零となる。その後、時間（ＴＥ　／２）が経過して、１８０度パル
スが印加されて符号が反転する。そして、２回目のプリ
パルスα２印加直後の縦磁化ＭＺ　（　ＴＲ　／ｎ）＋
　は、次の数５で示される。

【００２２】

【数５】

【００２３】その後、α３，α４，…，αｎと、時間（
ＴＲ　／ｎ）毎に順次プリパルスが印加される。ここで
、ｉ番目のプリパルスαｉ印加直後の縦磁化と、（ｉ＋
１）番目のプリパルスα（ｉ＋１）印加直後の縦磁化と
の関係式は次の数６に示す如くである。

【００２４】

【数６】ここで、次の数７を定義すると、数８が得られる。［数７］ＭＺ　（ｉＴＲ　／ｎ）＋　＝Ｍｉ（ｉはｎ以下の自然
数）

【００２５】

【数８】また、次の数９を定義すると数１０が得られる。［数９］［数１０］（Ｍｉ＋１　−Ｋ）＝λ（Ｍｉ　−Ｋ）そし
て、数１０を反復して次数を降していれば数１１に示す
如くとなる。［数１１］

【００２６】そして、数４に示したプリパルスα１印加
直前の縦磁化の大きさＭは、数１１においてｉ＝ｎに相
当するから、縦磁化の大きさＭは次の数１２で与えられ
る。［数１２］Ｍ＝Ｍｎ　＝λｎ−１　（Ｍ１　−Ｋ）＋Ｋ
ただし、数１２においてＭ１　は前記数５から既知であ
る。そして、数１２を数４に代入して、Ｍ０　を略すと
次の数１３によってサチュレーション領域からの信号値
Ｉが求められる。

【００２７】

【数１３】即ち、数１３が前述した数１の具体的な演算式である。以下、数１３を基にフリップ角αを求める手順を図３に
示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００２８】まず、数１に示した理論式に撮影条件に応
じた繰り返し時間ＴＲ　，エコー時間ＴＥ　，スライス
枚数ｎ，及びプリパルス印加から９０度のＲＦパルス印
加までの時間τを入力する（ステップＳＴ１）。次いで
、抑止領域の縦緩和時間Ｔ１　を入力する（ステップＳ
Ｔ２）。このとき、信号値Ｉはフリップ角αのみの関数
となるので、この信号値Ｉ（α）をαで微分する（この
とき、横緩和時間Ｔ２　は式から消えるので、数値を代
入する必要はない。）そして、次の数１４が成立する実
数αが存在するか否かを判定する。［数１４］

【００２９】つまり、数１４によって信号値Ｉ（α）が
極小となるフリップ角αを求めているのである。そして
、数１４が成立する実数αが存在する場合には（ステッ
プＳＴ３でＹＥＳ）、このαが極小値であるとともに最
小値でもあるので、このαをフリップ角とする（ステッ
プＳＴ４）。

【００３０】一方数１４が成立する実数αが存在しない
ときには（ステップＳＴ３でＮＯ）、信号値Ｉ（α）は
単調減少であるので、αが１８０度のときＩは最小とな
る。従って、フリップ角を１８０度に設定する（ステッ
プＳＴ５）。こうして、最適なフリップ角が求められる
のである。

【００３１】プリパルスのフリップ角αと信号値Ｉとの
関係を示す特性図を図４，図５に示す。図４はプリパル
スを印加してから９０度パルスを印加するまでの時間τ
を１６［ｍｓ］としており、図５は時間τを２５［ｍｓ
］としたときの例である。そして、各図実線は実験値を
示し、点線は前述した理論式で求めた数値を示している
。図４，図５から最適なプリパルスのフリップ角は１０
０〜１４０度程度であることがわかる。

【００３２】このようにして、本実施例では、サチュレ
ーション領域からの信号値Ｉとプリパルスフリップ角α
との関係式から、信号値Ｉを最小にするフリップ角を求
め、この角度でプリパルスを印加している。従って、サ
チュレーション領域から発生するエコー信号を最大限に
抑止することができ、これに起因して発生するアーチフ
ァクトを除去することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、サチ
ュレーション領域に印加するプリパルスのフリップ角と
、信号値との関係式を求め、信号値を最小とするフリッ
プ角でプリパルスを印加している。従って、サチュレー
ション領域から発生するエコー信号を最大限に抑止する
ことができ、これに起因して発生するアーチファクトを
防止できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法が適用されるＭＲＩ装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明方法による励起パルスのパルスシーケン
スを示す図である。

【図３】フリップ角の演算手順を示すフローチャートで
ある。

【図４】プリパルスのフリップ角と信号値との関係を示
す特性図である。（τ＝１６ｍｓ）

【図５】プリパルスのフリップ角と信号値との関係を示
す特性図である。（τ＝２５ｍｓ）

【図６】従来におけるパルスシーケンスを示す図である
。

【符号の説明】

１　　プリパルス２　　スポイラ３　　９０度パルス８　　励起コイル１１　　システムコントローラ２０　　フリップ角演算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　励起パルスを印加する前に、特定領域
にプリパルスを印加して磁気的に飽和させ、該特定領域
からのエコー信号を抑止してＭＲ画像を撮影するＭＲ装
置のプリパルス印加方式において、当該ＭＲ画像撮影時
のパルスシーケンスにおける各シーケンスパラメータと
、エコー信号との関係式を求めた後、該関係式を基にエ
コー信号が最小となるフリップ角αを求め、このフリッ
プ角αでプリパルスを印加することを特徴とするＭＲ装
置のプリパルス印加方式。