JPH04294504A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置に係り、特に、いわゆるアーチファクト除去に好適な
磁気共鳴イメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置には、ＮＭＲ
信号を被検体の特定位置からとりだすために傾斜磁場が
印加されるように構成されている。

【０００３】そして、該傾斜磁場が、たとえば被検体の
体軸方向に対して、一様に変化しておれば問題はないが
、傾斜磁場を構成する磁石の端部において磁場強度が弱
まっているのが通常となっており、図４（ａ），（ｂ）
に示すように、該被検体４０に対しての傾斜磁場４２の
強度分布は図示のようになっている。

【０００４】このため、被検体４０の特定されるスライ
ス面４３と同じ強さの磁場が該スライス面４３と異なる
場所のスライス面４４に形成されることになり、このス
ライス面４４からもＮＭＲ信号が検出され、いわゆるア
ーチファクトの発生原因になっている。

【０００５】そこで、被検体４０の特定されたスライス
面４３からのみＮＭＲ信号をとりだし、他の部分からの
ＮＭＲ信号を取り出さないようにした磁気共鳴イメージ
ング装置としては、たとえば、図５に示すようなシーケ
ンスで駆動させるものが知られている。

【０００６】図５において、特定されるスライス面から
ＮＭＲ信号を取り出すいわゆるスピンエコー法を行なう
シーケンスの前段階において、アーチファクト除去を行
なうシーケンスを組み込んでいるものである。

【０００７】すなわち、ＦＭ波５１を用いて、被検体内
の頭部あるいは足部からＮＭＲ信号を取り出せないよう
に、その部分におけるスピンを９０°に倒すような操作
を行なう。ＦＭ波５１を特に用いているのは、例えば被
検体の頭部においてその体軸方向に広い領域で励起を起
こさせるためである。

【０００８】なお、該ＦＭ波５１の印加の際には、傾斜
磁場Ｇｓ、傾斜磁場Ｇｐ、傾斜磁場Ｇｆのうちのいずれ
かに前記ＦＭ波５１の周波数に対応づけた磁場５２を印
加するようにしている（図５では傾斜磁場Ｇｆにおいて
なされている）。

【０００９】また、図５では、ＦＭ波５１の印加後に前
記傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆのいずれにも負の傾きを有
する傾斜磁場を印加しているが、これはスポイル傾斜磁
場と称され、スピンの戻りにより生じるＸ−Ｙ成分の位
相をランダムにすることによって相殺させアーチファク
トの完全除去を図ったものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された磁気共鳴イメージング装置は、特に、ア
ーチファクト除去のためのシーケンスを組み込んだもの
であるため、一枚の断層画像を得るための撮影時間が多
くかかるという問題が残されるものであった。

【００１１】ＮＭＲ信号を得るためのスピンエコー法シ
ーケンスに対してのアーチファクト除去シーケンスの時
間的割合が最悪の場合約１／２であることから、該アー
チファクト除去シーケンスの実効に要する時間は、診断
効率の面においても影響を及ぼすものであった。

【００１２】また、ＦＭ波５１を用いていることから高
周波増幅器に多くの負荷がかかり、好ましいものでなか
った。

【００１３】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、撮影時間を短縮させた状態でアーチファクトの除去
が図れるようにした磁気共鳴イメージング装置を提供す
ることにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、ＦＭ波を用い
ることなくして充分なアーチファクト除去を図った磁気
共鳴イメージング装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、被検体に第１の傾斜
磁場を印加するとともに該被検体のスライス面を特定す
る第１の高周波パルスを印加し、第２の傾斜磁場を印加
するとともに前記スライス面からＮＭＲ信号を取り出す
ための第２の高周波パルスを印加する磁気共鳴イメージ
ング装置において、前記第１の傾斜磁場と第２の傾斜磁
場との傾きが互いに逆になっていることを特徴とするも
のである。

【００１６】

【作用】このように構成した磁気共鳴イメージング装置
は、被検体に第１の傾斜磁場を印加するとともに該被検
体のスライス面を特定するたとえば９０°パルスからな
る第１の高周波パルスを印加し、その後に、前記第１の
傾斜磁場の傾きに対して逆の傾きを有する第２の傾斜磁
場を印加するとともに前記スライス面からＮＭＲ信号を
取り出すためのたとえば１８０°パルスからなる第２の
高周波パルスを印加するようにしたものである。

【００１７】被検体の特定スライス面からＮＭＲ信号を
取り出すためには、第１の高周波パルス（９０°パルス
）によって、該スライス面におけるスピンをＹ軸上に倒
し、その後、Ｘ−Ｙ平面内に扇を広げたように広がって
いくスピンを、第２の高周波パルス（１８０°パルス）
によって、Ｙ軸上に収束させることによって得られるよ
うになる。

【００１８】このことから、第１の高周波パルスと第２
の高周波パルスのそれぞれの印加の際に、それぞれ逆の
傾きを有する傾斜磁場を印加するようにしても、第１の
高周波パルスおよび第２の高周波パルスをそれぞれ、特
定されるスライス面の磁場の強さに対応する周波数で印
加することによって、該スライス面からＮＭＲ信号を取
り出すことができるようになる。

【００１９】そして、該特定されたスライス面以外のス
ライス面においては、たとえ第１の高周波パルスによっ
てスピンがＹ軸上に倒されたとしても、第２の高周波パ
ルスの印加の際には、該第２の高周波パルスの周波数で
決定されるスライス面が異なった場所となってしまうこ
とから、スピンのその後のＹ軸上の収束はなくＮＭＲ信
号は取り出せないことになる。

【００２０】同様に、該特定されたスライス面以外のス
ライス面において、第１の高周波パルスによってスピン
が倒されず、第２の高周波パルスによって始めて１８０
°倒されたとしても、この個所からＮＭＲ信号は発生し
ない。

【００２１】したがって、特定スライス面以外のスライ
ス面からは全くＮＭＲ信号は検出されずアーチファクト
発生を抑制させることができる。

【００２２】しかも、このアーチファクト発生の抑制は
ＮＭＲ信号取り出しのシーケンス内で行なっているもの
で、特別に設けたシーケンスで行なっているものではな
い。

【００２３】それ故、撮影時間を短縮させた状態でアー
チファクトの除去を図ることができる。

【００２４】また、傾斜磁場の傾きの方向の変更によっ
て上記目的を達成していることから、ＦＭ波を用いない
で充分なアーチファクト除去を行なうことができる。

【００２５】

【実施例】図３は、本発明による磁気共鳴イメージング
装置の一実施例を示す全体概略構成図である。

【００２６】同図において、まず、この磁気共鳴イメー
ジング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被
検体の断層画像を得るもので、静磁場発生磁石１０と、
中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、シーケンサ１２と、送
信系１３と、磁場勾配発生系１４と、受信系１５と、信
号処理系１６とからなっている。

【００２７】静磁場発生磁石１０は、被検体１の周りに
その体軸方向または体軸と直行する方向に強く均一な静
磁場を発生させるもので、前記被検体１の周りのある広
がりをもった空間に永久磁石方式または常電導方式ある
いは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。

【００２８】シーケンサ１２は、前記ＣＰＵ１１の制御
で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種
々の命令を前記送信系１３、磁場勾配発生系１４、ある
いは受信系１５に送るようになっている。

【００２９】送信系１３は、高周波増幅器１９と送信側
の高周波コイル２０ａとからなり、前記高周波発信器１
７から出力された高周波パルスを前記シーケンサ１２の
命令に従って変調器１８で振幅変調し、この振幅変調さ
れた高周波パルスを高周波増幅器１９で増幅した後に被
検体１に近接して配置された高周波コイル２０ａに供給
することにより、電磁場波が前記被検体１に照射される
ようになっている。

【００３０】磁場勾配発生系１４は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸
方向に巻かれた傾斜磁場コイル２１と、それぞれのコイ
ルを駆動する傾斜磁場電源２２とからなり、前記シーケ
ンサ１２からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁
場電源２２を起動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方
向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被検体１に印加するよ
うになっている。この傾斜磁場の加え方により、被検体
１に対するスライス面を設定することができる。

【００３１】受信系１５は、受信側の高周波コイル２０
ｂと増幅器２３と直交位相検波器２４とＡ／Ｄ変換器２
５とからなり、前記送信側の高周波コイル２０ａから照
射された電磁波による被検体１の応答の電磁波（ＮＭＲ
信号）は被検体１に近接して配置された高周波コイル２
０ｂで検出され、増幅器２３および直交位相検波器２４
を介してＡ／Ｄ変換器２５に入力してデジタル量に変換
され、さらにシーケンサ１２からの命令によるタイミン
グで直交位相検波器２４によりサンプリングされた二系
列の収集データとされ、その信号が信号処理系１６に送
られるようになっている。

【００３２】この信号処理系１６は、ＣＰＵ１１と磁気
ディスク２７および磁気テープ２９等の記録装置と、Ｃ
ＲＴ等のディスプレィ２８とからなり、前記ＣＰＵ１１
でフーリェ変換、補正係数計算像再構成等の処理を行な
い、任意断面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当
な演算を行なって得られた分布を画像化してディスプレ
ィ２８に表示するようになっている。なお、図３におい
て、送信側および受信側の高周波コイル２０ａ、２０ｂ
と傾斜磁場コイル２１は、被検体１の周りの空間に配置
された静磁場発生磁石１０の磁場空間内に配置されてい
る。

【００３３】図１は、図３におけるシーケンサ１２およ
びＣＰＵ１１に基づいて動作するシーケンスについての
説明図である。

【００３４】同図において、まず、傾斜磁場Ｇｓ１０１
が印加されるとともに、この際同時に、９０°パルス１
０２が印加されるようになっている。

【００３５】傾斜磁場Ｇｓ１０１は、正の傾きを有する
傾斜磁場からなり、９０°パルス１０２の周波数によっ
て被検体のスライス面を特定できるようになっている。

【００３６】この際の９０°パルス１０２の周波数ｆは
、特定スライス面での傾斜磁場強度をＧとすると次式で
表せる。

【００３７】ｆ＝γ・（Ｈ＋Ｇ・Ｘ） ここで、γは核磁気回転比、Ｈは静磁場強度、Ｘはスラ
イシング面の位置を示している。

【００３８】図２の（ａ）は、前記傾斜磁場Ｇｓ１０１
の印加状態（磁場強度分布）と、その強度に対する特定
スライス面の設定における９０°パルスの周波数ｆとの
関係を示す説明図である。この場合、前記傾斜磁場Ｇｓ
１０１は、Ｘ軸方向において一様に変化しているもので
あるが、その両端部においては磁場の強さが弱くなって
いる。上述したように、傾斜磁場を構成する磁石の端部
において磁場強度が弱まるからである。

【００３９】また、同図の（ｃ）は、上記（ａ）の説明
図と対応づけて位置づけられた被検体１とそのスライス
面とを示している。

【００４０】このことから明らかなように、印加された
前記傾斜磁場Ｇｓ１０１に対してスライス面３０を特定
するためには、前記９０°パルス１０２の周波数をｆ１
に設定すればよいことになる。

【００４１】なお、この際、周波数ｆ１の９０°パルス
１０２によって、前記スライス面３０における磁場の強
さと同様の強さのスライス面３１も生じることになる。

【００４２】そして、９０°パルスの印加によって、こ
れらスライス面３０、３１のいずれにおいてもスピンが
Ｙ軸上に倒れることになる。

【００４３】次に、傾斜磁場Ｇｐ１０３、傾斜磁場Ｇｆ
１０４を印加し、それぞれ位相エンコード方向、周波数
エンコード方向のＮＭＲ信号を取り出せるようにする。

【００４４】その後、傾斜磁場Ｇｓ１０５が印加される
とともに、この際同時に、１８０°パルス１０６が印加
されるようになっている。

【００４５】傾斜磁場Ｇｓ１０５は、負の傾きを有する
傾斜磁場からなり、９０°パルス印加の際の前記傾斜磁
場Ｇｓ１０１に対して原点０を中心に勾配が変化するよ
うになっている。そして、前記１８０°パルス１０６の
周波数によって、被検体のスライス面が特定されること
になる。

【００４６】この際の１８０°パルスの周波数ｆは、特
定スライス面での傾斜磁場強度を前式と同様次式で表せ
る。

【００４７】ｆ＝γ・（Ｈ＋Ｇ・Ｘ） ここで、γは核磁気回転比、Ｈは静磁場強度、Ｘはスラ
イシング面の位置を示している。

【００４８】図２の（ｂ）は、前記傾斜磁場Ｇｓ１０５
の印加状態（磁場強度分布）と、その際の１８０°パル
ス１０６の周波数ｆとの関係を示す説明図である。この
場合においても、前記傾斜磁場Ｇｓ１０５は、Ｘ軸方向
において一様に変化しているものであるが、その両端部
においては磁場の強さが弱くなっている。上述と同様の
理由からである。

【００４９】印加された傾斜磁場Ｇｓ１０５に対して前
記スライス面３０を再び特定するために、１８０°パル
ス１０６の周波数をｆ２に設定すればよいことになる。

【００５０】なお、この際、周波数ｆ２の１８０°パル
ス１０６によって、前記スライス面３０における磁場の
強さと同様の強さのスライス面３２も生じることになる
。

【００５１】そして、スライス面３０においては、前述
の９０°パルス１０２によってＹ軸上に倒され、Ｘ−Ｙ
平面内を扇を広げたように広がっていく過程にあるのを
、前記１８０°パルス１０６によつて、Ｘ軸を中心とし
て１８０°回転させられることになる。

【００５２】しかし、スライス面３２においては、前記
９０°パルスによってスピンがＹ軸上に倒されていない
部分であることから、１８０°パルスによって１８０°
倒れるにすぎない。

【００５３】その後は、傾斜磁場Ｇｆ１０７を印加する
ことにより、ＮＭＲ信号１０８を受信できることになる
。

【００５４】この場合におけるＮＭＲ信号は、前記９０
°パルス１０２によって、スピンをＹ軸上に倒し、その
後Ｘ−Ｙ平面内に扇を広げたように広がっていくスピン
を、前記１８０°パルス１０６によって、Ｙ軸上に収束
させることのできたスライス面３０からのものであり、
他のスライス面３１、あるいは３２からは全く得られな
いことになる。

【００５５】上述した実施例のように構成した磁気共鳴
イメージング装置は、被検体１に傾斜磁場１０１を印加
するとともに該被検体のスライス面を特定する９０°パ
ルス１０２を印加し、その後に、前記傾斜磁場１０１の
傾きに対して逆の傾きを有する傾斜磁場１０５を印加す
るとともに前記スライス面からＮＭＲ信号を取り出すた
めの１８０°パルス１０５を印加するようにしたもので
ある。

【００５６】被検体１の特定スライス面からＮＭＲ信号
を取り出すためには、９０°パルス１０１によって、該
スライス面におけるスピンをＹ軸上に倒し、その後、Ｘ
−Ｙ平面内に扇を広げたように広がっていくスピンを、
１８０°パルス１０５によって、Ｙ軸上に収束させるこ
とによって得られるようになる。

【００５７】このことから、９０°パルス１０２と１８
０°パルス１０６のそれぞれの印加の際に、それぞれ逆
の傾きを有する傾斜磁場１０１、１０５を印加するよう
にしても、９０°パルス１０２および１８０°パルス１
０６をそれぞれ、特定されるスライス面の磁場の強さに
対応する周波数で印加することによって、該スライス面
からＮＭＲ信号を取り出すことができるようになる。

【００５８】そして、該特定されたスライス面以外のス
ライス面においては、たとえ９０°パルス１０２によっ
てスピンがＹ軸上に倒されたとしても、１８０°パルス
１０６の印加の際には、該１８０°パルス１０６の周波
数で決定されるスライス面が異なった場所となってしま
うことから、スピンのその後のＹ軸上の収束はなくＮＭ
Ｒ信号は取り出せないことになる。

【００５９】同様に、該特定されたスライス面以外のス
ライス面において、９０°パルス１０２によってスピン
が倒されず、１８０°パルス１０６によって始めて１８
０°倒されたとしても、この個所からＮＭＲ信号は発生
しない。

【００６０】したがって、特定スライス面以外のスライ
ス面からは全くＮＭＲ信号は検出されずアーチファクト
発生を抑制させることができる。

【００６１】しかも、このアーチファクト発生の抑制は
ＮＭＲ信号取り出しのシーケンス内で行なっているもの
で、特別に設けたシーケンスで行なっているものではな
い。

【００６２】それ故、撮影時間を短縮させた状態でアー
チファクトの除去を図ることができる。

【００６３】また、傾斜磁場の傾きの方向の変更によっ
て上記目的を達成していることから、ＦＭ波を用いない
で充分なアーチファクト除去を行なうことができる。

【００６４】本実施例では、傾斜磁場Ｇｓ１０１、１０
５の印加は、最初の９０°パルス１０２の印加の際に正
の傾きを有するもの、次の１８０°パルス１０６の印加
の際に負の傾きを有するものにしたものであるが、これ
に限定されることはないことはいうまでもない。最初の
９０°パルス１０２の印加の際に負の傾きを有し、次の
１８０°パルス１０６の印加の際に正の傾きを有するよ
うにしてもよい。

【００６５】また、本実施例では、断層像を得るための
シーケンスをスピンエコー法を利用したものとしたもの
であるが、これに限定されず、インバージョンリカバリ
ー法等を利用したものであってもよいことはもちろんで
ある。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、撮影
時間を短縮させた状態でアーチファクトの除去が図れる
ようになる。

【００６７】また、ＦＭ波を用いることなくして充分な
アーチファクト除去を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明による磁気共鳴イメージング装置の
一実施例を示すシーケンスである。

【図２】　　（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の目的
が達成できる理由を説明した説明図である。

【図３】　　本発明による磁気共鳴イメージング装置の
一実施例を示すブロック構成図である。

【図４】　　（ａ），（ｂ）は、従来の磁気共鳴イメー
ジング装置の一例を示すシーケンスである。

【図５】　　従来の磁気共鳴イメージング装置の問題点
を示した説明図である。

【符号の説明】

１０１　　　　正の傾きの傾斜磁場Ｇｓ１０２　　　　
９０°パルス １０５　　　　負の傾きの傾斜磁場Ｇｓ１０６　　　　
１８０°パルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検体に第１の傾斜磁場を印加すると
   ともに該被検体のスライス面を特定する第１の高周波パ
   ルスを印加し、第２の傾斜磁場を印加するとともに前記
   スライス面からＮＭＲ信号を取り出すための第２の高周
   波パルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において
   、前記第１の傾斜磁場と第２の傾斜磁場との傾きが互い
   に逆になっていることを特徴とする磁気共鳴イメージン
   グ装置。