JPH05137709A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、非常に薄いスライス画像をギャップ
無く連続して撮影する三次元イメージング法の磁気共鳴
イメージング装置において、スライス枚数を減らすこと
なく撮影時間を短縮することである。 【構成】本発明の磁気共鳴イメージング装置は、リード
方向、位相エンコード方向については対象物の全領域の
磁気共鳴データを収集し、スライスエンコード方向につ
いては低周波成分のみの磁気共鳴データを収集し、収集
された磁気共鳴データをリード方向、位相エンコード方
向についてフーリエ変換し、スライスエンコード方向の
磁気共鳴データが収集されていない部分に０データを挿
入してからスライスエンコード方向についてフーリエ変
換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体内の所望の三次
元空間領域を一度に励起して磁気共鳴データを収集し、
このデータから三次元画像データを得る磁気共鳴イメー
ジング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような装置の従来例として、非常に
薄いスライスをギャップを存在させることなく連続して
撮影することができる三次元フーリエ変換（３ＤＦＴ）
イメージング法が知られている。この方法は、二次元フ
ーリエ変換（２ＤＦＴ）法をスライスエンコード方向に
拡張した方法であり、画像化したい領域（全スライス）
を一度に励起し、２ＤＦＴ法とは異なりスライスエンコ
ード方向にも傾斜磁場をかけながら磁気共鳴データを収
集し、再構成過程で収集データを各スライスに振り分け
て、スライス画像を得るものである。しかし、このよう
な３ＤＦＴ法は、収集データ量が多いため、スライス枚
数が多くなると、収集時間が長くなり、再構成処理時間
も長くなるという欠点がある。なお、このような問題は
フィールドエコー法によるイメージングにおいても同様
に起こる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は非常に薄いス
ライス画像をギャップ無く連続して撮影する三次元イメ
ージングにおいて、スライス枚数を減らすことなく撮影
時間を短縮できる磁気共鳴イメージング装置を提供する
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による磁気共鳴イ
メージング装置は、リード方向、位相エンコード方向に
ついては対象物の全周波数帯域の磁気共鳴データを収集
し、スライスエンコード方向については低周波成分のみ
の磁気共鳴データを収集する手段と、収集された磁気共
鳴データをリード方向、位相エンコード方向についてフ
ーリエ変換し、スライスエンコード方向の磁気共鳴デー
タが収集されていない周波数帯域に０データを挿入して
からスライスエンコード方向についてフーリエ変換する
手段とを具備することを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明による磁気共鳴イメージング装置によれ
ば、スライスエンコード方向については高周波帯域の磁
気共鳴データは収集せず、再構成時にリード方向、位相
エンコード方向のフーリエ変換後に、スライスエンコー
ド方向で磁気共鳴データが収集されていない部分に０デ
ータを挿入してからスライスエンコード方向のフーリエ
変換を行なうことにより、収集するデータ量を少なくで
き、その結果、データ収集時間、再構成時間を短縮でき
るとともに、収集したデータを格納しておくデータ格納
領域も小さくできる利点がある。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴
イメージング装置の一実施例を説明する。図１はこの実
施例の概略構成を示すブロック図である。ガントリ２０
内には、静磁場磁石１、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場コイ
ル２、及び送受信コイル３が設けられる。静磁場発生装
置としての静磁場磁石１は、例えば、超伝導コイルまた
は常伝導コイルを用いて構成される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
傾斜磁場コイル２は、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場
Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを発生するためのコイルであ
る。送受信コイル３は、高周波（ＲＦ）パルスを発生
し、かつ磁気共鳴により発生した磁気共鳴（ＭＲ）エコ
ーデータ（以下、単にエコーデータと称する）を検出す
るために使用される。寝台１３上の被検体Ｐはガントリ
２０内のイメージング可能領域（イメージング用磁場が
形成される球状の領域であり、この領域内でのみ診断が
可能となる）に挿入される。

【０００７】静磁場磁石１は、静磁場制御装置４により
駆動される。送受信コイル３は、磁気共鳴の励起時には
送信器５により駆動され、かつエコーデータの検出時に
は受信器６に結合される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場コ
イル２は、Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、
Ｚ軸傾斜磁場電源９により駆動される。

【０００８】Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源
８、Ｚ軸傾斜磁場電源９、送信器５はシーケンサ１０に
より所定のシーケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場
Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ、高周波
（ＲＦ）パルスを、後述する所定のパルスシーケンスで
発生する。この場合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場
Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは、主として、例えば、位相エ
ンコード用傾斜磁場Ｇｅ、リード用傾斜磁場Ｇｒ、スラ
イスエンコード用傾斜磁場Ｇｓとしてそれぞれ使用され
る。コンピュータシステム１１はシーケンサ１０を駆動
制御するとともに、受信器６で受信されるエコーデータ
を取り込んで所定のデータ処理を施すことにより、被検
体の断層像を生成し、表示部１２で表示する。

【０００９】次にこの実施例の動作を説明する。本発明
は収集するエコーデータのデータ量を減らすために、ス
ライスエンコード方向について一部のデータを収集しな
い（エンコードリダクション）パルスシーケンスを採用
する。エンコードリダクションについては種々の方法が
あるが、ここでは、磁気共鳴データの高周波帯域成分を
収集しない例を説明する。例として２５６×２５６×８
（画素）の３次元空間領域を対象とするスピン・エコー
法によるエンコードリダクションパルスシーケンスのタ
イムスケジュールを図２に示す。

【００１０】ＲＦパルスとしての９０゜パルスを印加し
て、ＴＥ／２時間経過後にＲＦパルスとしての１８０゜
パルスを印加すれば、１８０゜パルスの印加時からＴＥ
／２時間経過後にエコーデータが得られる。Ｇｒはリー
ド用傾斜磁場、Ｇｓはスライスエンコード用傾斜磁場、
Ｇｅは位相エンコード用傾斜磁場である。

【００１１】スピン・エコー法ではプロジェクション毎
にスライスエンコード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をａ〜ｈま
で順次変化させるとともに、位相エンコード用傾斜磁場
Ｇｅの振幅を１〜２５６まで順次変化させて、エコーデ
ータを収集する。ここで、傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｅの振幅の
組合せは８×２５６＝２０４８通りある。すなわち、２
０４８回のプロジェクションによりエコーデータを順次
収集する必要がある。なお、２ＤＦＴ法では、スライス
エンコード用傾斜磁場Ｇｓは一定である。

【００１２】図３は２０４８回のプロジェクションによ
り収集されたエコーデータ（プロジェクションデータ）
Ｐ1 〜Ｐ2042を３次元的に示す概念図である。ここで、
各プロジェクションデータの欄の右端に記載のＳa 〜Ｓ
h は図２で示されるスライスエンコード用傾斜磁場Ｇｓ
の振幅ａ〜ｈを示し、Ｅ1 〜Ｅ256 は位相エンコード用
傾斜磁場Ｇｅの振幅１〜２５６を示す。

【００１３】図４は図３に対応して、各プロジェクショ
ンデータをボクセルを用いて表現したものである。総ボ
クセル数は２５６（リード方向Ｒ）×２５６（位相エン
コード方向Ｅ）×８（スライスエンコードＳ）＝５２４
２８８個となり、これが収集エコーデータ量となる。

【００１４】先ず、従来のスピン・エコー法について説
明し、その次に本発明の実施例を説明する。従来法で
は、第１プロジェクションデータＰ1 はスライスエンコ
ード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をａ、位相エンコード用傾斜
磁場Ｇｅの振幅を１として収集する。第２プロジェクシ
ョンデータＰ2 はスライスエンコードエンコード用傾斜
磁場Ｇｓの振幅をａ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅの
振幅を２とし、第３プロジェクションデータＰ3 はスラ
イスエンコード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をａ、位相エンコ
ード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を３とし、以下同様に、第２
５６プロジェクションデータＰ256 はスライスエンコー
ド用傾斜磁場Ｇｓの振幅をａ、位相エンコード用傾斜磁
場Ｇｅの振幅を２５６として収集する。

【００１５】次に、第２５７プロジェクションデータＰ
257 はスライスエンコード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をｂ、
位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を１として収集す
る。第２５８プロジェクションデータＰ258 はスライス
エンコード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をｂ、位相エンコード
用傾斜磁場Ｇｅの振幅を２とし、以下同様に、第５１２
プロジェクションデータＰ512 はスライスエンコード用
傾斜磁場Ｇｓの振幅をｂ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇ
ｅの振幅を２５６として収集する。

【００１６】これを順次繰り返し、スライスエンコード
用傾斜磁場Ｇｓの振幅がｈ、位相エンコード用傾斜磁場
Ｇｅの振幅が２５６となるまでプロジェクションデータ
（第２０４８プロジェクションデータＰ2048）を収集す
る。このデータは図３のように配列される。

【００１７】収集したデータは１プロジェクション当り
２５６サンプリングポイントとして、図３に示したよう
に第１プロジェクションデータＰ1 〜第２０４８プロジ
ェクションデータＰ2048の順序で、コンピュータシステ
ム１１内の補助記憶装置（通常、磁気ディスク）上に格
納される。

【００１８】次に、再構成の際は、先ずリード方向（図
４の矢印Ｒ方向）について高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
を行なう。ＦＦＴは２５６（位相エンコード方向）×８
（スライスエンコード方向）＝２０４８回繰り返して行
なわれる。第２に、位相エンコード方向（図４の矢印Ｅ
方向）についてＦＦＴを行なう。ＦＦＴは２５６（サン
プリングポイント）×８（スライスエンコード方向）＝
２０４８回繰り返して行なわれる。第３に、スライスエ
ンコード方向（図３の矢印Ｓ方向）についてＦＦＴを行
なう。ＦＦＴは２５６（サンプリングポイント）×２５
６（位相エンコード方向）＝６５５３６回繰り返して行
なわれる。この結果、８スライス分のＭＲ画像が得られ
る。

【００１９】これに対して、本発明では、図３のスライ
スエンコード方向における高周波帯域成分に相当する第
１プロジェクションデータＰ1 〜第５１２プロジェクシ
ョンデータＰ512 、及び第１５３７プロジェクションデ
ータＰ1537〜第２０４８プロジェクションデータＰ2048
の収集を省略する。つまり、従来例では２０４７回のプ
ロジェクションを行なっていたが、本発明では１０２４
回のプロジェクションしか行なわない。そのため、第１
プロジェクションはスライスエンコード用傾斜磁場Ｇｓ
の振幅をｃ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を１
としてデータを収集する。第２プロジェクションはスラ
イスエンコード用傾斜磁場Ｇｓの振幅をｃ、位相エンコ
ード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を２、以下同様に、第１０２
４プロジェクションはスライスエンコード用傾斜磁場Ｇ
ｓの振幅をｆ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を
２５６としてデータを収集する。このようにして収集さ
れたプロジェクションデータＰ1 〜Ｐ1024を図５のよう
に配列する。

【００２０】ここでも、収集したデータは１プロジェク
ション当り２５６サンプリングポイントとして、図６に
示したように第１プロジェクションデータＰ1 〜第１０
２４プロジェクションデータＰ1024の順序で、コンピュ
ータシステム１１内の補助記憶装置（通常、磁気ディス
ク）上に格納される。

【００２１】次に、再構成は先ずリード方向（図６の矢
印Ｒ方向）についてＦＦＴを行なう。ＦＦＴは２５６
（位相エンコード方向）×４（スライスエンコード方
向）＝１０２４回繰り返して行なわれる。第２に、位相
エンコード方向（図６の矢印Ｅ方向）についてＦＦＴを
行なう。ＦＦＴは２５６（サンプリングポイント）×４
（スライスエンコード方向）＝１０２４回繰り返して行
なわれる。第３に、スライスエンコード方向（図６の矢
印Ｓ方向）についてＦＦＴを行なうのだが、ここで、前
述したように本発明によれば、スライスエンコード方向
については高周波成分のデータは収集されていないの
で、ここに０データを２サンプリングポイントずつ挿入
してからＦＦＴを行なう。すなわち、図６のデータ収集
を省略した領域Ａ，Ｂに０データをつめて、８サンプリ
ングポイントのＦＦＴを行なう。ＦＦＴは２５６（サン
プリングポイント）×２５６（位相エンコード方向）＝
６５５３６回繰り返して行なわれる。この結果、８枚の
ＭＲ画像が得られる。

【００２２】本実施例の効果を具体的に説明する。先
ず、データ収集時間（スキャン時間）については、９０
゜パルスの繰り返し時間をＴＲ、アベレージング時間を
ＡＶとすると、従来例のスキャン時間はＴＲ×ＡＶ×２
５６×８と表わされ、本発明のスキャン時間はＴＲ×Ａ
Ｖ×２５６×４と表わされ、従来の１／２となる。ま
た、再構成時間については、従来例では、リード方向の
ＦＦＴ回数は２５６×８＝２０４８回、位相エンコード
方向のＦＦＴ回数は２５６×８＝２０４８回であるのに
対して、本発明ではリード方向のＦＦＴ回数は２５６×
４＝１０２４回、位相エンコード方向のＦＦＴ回数は２
５６×４＝１０２４回となり、リード方向、位相エンコ
ード方向とのＦＦＴ回数が従来例の１／２となり、これ
に伴い再構成時間も短縮される。さらに、収集データ量
（あるいは収集データ格納領域）も従来例では２５６×
２５６×８＝５２４２８８（サンプリングポイント）の
データを収集するのに対して、本発明では２５６×２５
６×４＝２６２１４４（サンプリングポイント）のデー
タを収集するだけであるので、従来例の半分となる。

【００２３】このように本実施例によれば、スライスエ
ンコード方向については高周波域の磁気共鳴データは収
集せず、再構成時にリード方向、位相エンコード方向の
フーリエ変換後に、スライスエンコード方向の磁気共鳴
データが収集されていない部分に０データを挿入してか
らフーリエ変換することにより、収集するデータ量が少
なくなるので、データ収集時間、再構成時間が短縮され
るとともに、収集したデータを格納しておくデータ格納
領域が小さくて済む。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施可能である。例えば、上述の説明
では、スライスエンコード回数を８から４に減らした
が、例えば、８から６にするとか、リダクションするス
ライスエンコード数は任意に設定できる。また、上述の
説明は本発明をスピン・エコー法について実施した場合
を説明したが、本発明はフィールド・エコー法にも適応
可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、非
常に薄いスライス画像をギャップ無く連続して撮影する
三次元イメージングにおいて、スライス枚数を減らすこ
となく撮影時間を短縮できる磁気共鳴イメージング装置
が提供される。

【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
施例の構成を示すブロック図。

【図２】一実施例のパルスシーケンスを示す図。

【図３】本発明と対比するため従来のスピン・エコー法
におけるプロジェクションデータの収集手順を示す図。

【図４】従来法におけるプロジェクションデータの配列
を示す図。

【図５】本発明におけるプロジェクションデータの収集
手順を示す図。

【図６】本発明におけるプロジェクションデータの配列
を示す図。

【符号の説明】

１…静磁場磁石、２…Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場コイ
ル、３…送受信コイル、４…静磁場制御装置、５…受信
器、６…送信器、７…Ｘ軸傾斜磁場アンプ、８…Ｙ軸傾
斜磁場アンプ、９…Ｚ軸傾斜磁場アンプ、１０…シーケ
ンサ、１１…コンピュータシステム、１２…表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元画像を得る磁気共鳴イメージング
   装置において、 リード方向、位相エンコード方向については対象物の全
   周波数帯域の磁気共鳴データを収集し、スライスエンコ
   ード方向については低周波成分のみの磁気共鳴データを
   収集する手段と、 収集された磁気共鳴データをリード方向、位相エンコー
   ド方向についてフーリエ変換し、スライスエンコード方
   向の磁気共鳴データが収集されていない周波数帯域に０
   データを挿入してからスライスエンコード方向について
   フーリエ変換する手段とを具備することを特徴とする磁
   気共鳴イメージング装置。