JPH053864A - 磁気共鳴画像の画像エラーを減少する磁気共鳴画像方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は画像エラー源用画像エラーの減少を
生じ、測定シーケンス間隔の延長を課さない種類の磁気
共鳴画像方法を提供することを目的とする。 【構成】 測定シーケンスの適用以前及び／又は中、所
望の領域に対して位相符号化勾配領域の偏差が決定さ
れ、共鳴信号から得られる画像マトリックスの画像デー
タが該偏差を基に補正されることを特徴とする。その結
果、磁気共鳴画像の画像エラーは減少し、例えばゴース
ト像及びぶれが減少する。更に、正確性の少ない従って
高価でない勾配増幅器を用いうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は均一安定磁界に位置する
対象に１つの測定シーケンスから他に変わる位相符号化
勾配からなる測定シーケンスにより発生される磁気共鳴
信号から決められる磁気共鳴画像の画像エラーを減少す
る磁気共鳴画像方法に係る。

【０００２】本発明は又、磁気共鳴画像の画像エラーを
減少する均一安定磁界を発生する手段と、安定磁界に配
置される対象に磁気共鳴信号を発生するため測定シーケ
ンスを発生する手段と、磁気共鳴画像を共鳴信号から再
構成する手段とからなる磁気共鳴画像装置に係る。

【０００３】

【従来の技術】この種類の磁気共鳴画像方法及び装置は
米国特許明細書第４７１３６１５号から知られている。
引用の米国特許明細書は、ディジタル形式のデータをコ
ンピュータの制御下で、ディジタルアナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）に印加し、次にディジタルアナログ変換器のアナ
ログ出力信号を出力が勾配コイルに接合されている勾配
増幅器に印加することにより、なかんずく位相符号化勾
配の勾配波形の形成を示す。

【０００４】ディジタルアナログ変換器の量子化エラー
によって、位相符号化勾配の所望の振幅を調節するのは
可能ではなく、即ち位相符号化勾配の振幅は最も近いＤ
ＡＣ値に丸められなければならない。既知の如く、位相
符号化勾配波形に対して、勾配領域は出来るだけ所望の
値に近似すべきである。該米国特許明細書によれば、勾
配領域に関する不正確性は、測定シーケンス内の異なる
時点で、記述の振幅量子化を有する位相符号化勾配に加
えて、勾配領域が出来るだけ前に印加された位相符号化
勾配の領域エラーに等しい比較的に短い間隔の更なる勾
配を印加することで、減少される。更に、目的は低コス
トのＤＡＣ即ち最適効果的位相符号化勾配領域と組合わ
せて比較的低い解像度を有する変換器に対するものであ
ることが注目さるべきである。或いは、低コストＤＡＣ
を用いて、所望の領域を有する勾配が全ての所望の領域
に対して２つの極勾配を印加することで出来るだけよく
得られ、その勾配は最大と最上値の間で切換り、そのエ
ッジのタイミングは最大から最小値の遷移時に変化され
ることが記述される。

【０００５】該米国特許明細書に記述された他の例は理
想的ＤＡＣに基づいており、即ち実際の状態で生じ、調
整された勾配振幅の不正確性を更に生じる差非直線性が
考慮されない。これは、特に位相信号化勾配に対してＫ
空間のＭＲＩデータがユークリッドグリッドに位置さる
べき直交ＭＲＩ方法で特に重要である。データがＫ空間
のグリッドに位置する時、最小の数の画像エラーを含む
画像がデータの送フーリエ変換の後得られる。引用の米
国特許明細書に提案の低コスト／低解像度ＤＡＣにおい
て、かかる差の非直線性は、ＤＡＣ製造者がそのＤＡＣ
設計に不必要にきびしい要求を課せないので、より高価
な高解像度ＤＡＣより大きくなる。更に、追加勾配の適
用は全ての測定シーケンスに対して望ましくはないが、
特にいわゆるスピンワープ測定シーケンスでは、シーケ
ンス間隔の望ましくない延長に導びく。極勾配の使用は
いづれも常に望ましくない。更に、ＤＡＣ不安定性、非
直線性、不安定性、勾配増幅器のオフセットは又画像エ
ラーを生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は該画像
エラー源用画像エラーの減少を生じ、測定シーケンス間
隔の延長を課さない上記の種類の磁気共鳴画像方法を提
供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】これを達成する為、本発
明にある磁気共鳴画像方法は、測定シーケンスの適用以
前及び／又は中、所望の領域に対して位相符号化勾配領
域の偏差が決定され、共鳴信号から得られる画像マトリ
ックスの画像データが該偏差を基に補正されることを特
徴とする。その結果、磁気共鳴画像の画像エラーは減少
し、例えばゴースト像及びぶれが減少する。更に、正確
性の少ない従って高価でない勾配増幅器を用いうる。

【０００８】本発明は、切換勾配により少ない渦電流を
生じる遮蔽された勾配を使用するようなＭＲＩ装置の改
善にかかわらず、目立つ画像エラーが依然として生じる
という事実の観察に基づいている。従って、更に画像エ
ラーが主に渦電流の影響によるものであると通常仮定す
る。該画像エラー源になる画像エラーが減少するのみな
らず、渦電流による残留エラーも又考慮される。所望の
位相符号化勾配領域の全ての妨害は補正される。本発明
はなかんずく、調整された位相符号化勾配と発生した磁
気共鳴信号との間に一定の関係が存在し、これにより所
定の環境で、共鳴信号を生じた勾配領域が関連共鳴信号
から導びかれうるという考えに基づいている。補正はそ
れに基づいて可能である。位相符号化勾配方向の正確に
非等距離信号サンプリングは補正により等距離にされう
る。

【０００９】本発明による磁気共鳴画像方法の実施例
は、対象への測定シーケンスの適用以前、位相符号化勾
配領域の変化中、ルックアップ表の蓄積が続く既知の形
及び組成の対象に測定シーケンスを印加することで偏差
が決定され、位相符号化勾配はルックアップ表に蓄積さ
れた補正値を基に対象への測定シーケンスの適用中少な
くとも所定の時間間隔に対し補正されることを特徴とす
る。この実施例に対して、なかんずく誤差非直線性で生
じた勾配偏差は、少なくとも測定の間隔に対してである
が望ましくはより多くの時間の間隔に対して安定、即ち
一定であるとする。既知の形及び組成の対象、いわゆる
ファントムは公知の磁気共鳴信号を発生し、これにより
信号が発生された位相符号化勾配領域が磁気共鳴信号か
ら減算されうる。それから決めうる勾配領域の偏差は、
対象の実際の測定中、所望の勾配領域が勾配の補正によ
り調整されうるようにルックアップ表に蓄積されうる。
これは全ての位相符号化ステップに対して繰返される。

【００１０】勾配偏差が安定であることに基づく本発明
による方法の実施例は、測定シーケンスの適用以前に更
なる測定シーケンスが対象に印加され、該更なる測定シ
ーケンスの位相符号化勾配は、読出勾配として役立ち、
サンプリング間隔が測定シーケンスの適用中位相符号化
ステップに対応するように振幅を有し、測定シーケンス
中の偏差は更なる測定シーケンスにより得られた共鳴信
号及び測定シーケンスにより得られた共鳴信号から決定
されることを特徴とする。本実施例は、ファントムが必
要とされず、測定さるべき対象と位相符号化勾配の間の
関係を用いるという利点がある。位相符号化勾配及び読
出勾配の関数の反転により、「実」時間の正確に調整可
能なサンプリング間隔は「擬似」時間調整の不正確さの
決定に用いられる。実際の測定中、それを基に、位相符
号化ステップ、擬似時間の調整の不正確さは、決定さ
れ、例えば逆フーリエ変換用グリッディング法のような
直線的補間により補正される。

【００１１】本発明による磁気共鳴画像方法の実施例
は、測定シーケンスの適用中、偏差は読出勾配方向に配
置された既知の形及び組成の対象からの信号情報を基に
決定されることを特徴とする。従って、測定さるべき対
象の情報が既知の形及び組成（ファントム）の対象から
周波数分離されることが達成される。位相符号化勾配の
領域エラーは擬似時間の非等距離サンプリングとして明
白になる。ファントムの周波数分離情報が非等距離サン
プリングを等距離にするのに用いられる。

【００１２】本発明による磁気共鳴画像方法の実施例
は、測定シーケンスの適用中、偏差は測定さるべき対象
の近くに配置される既知の形及び組成の対象からの信号
情報を基に決定され、局部補助磁界は測定さるべき対象
からの信号情報と既知の形と組成の対象からの信号情報
の間に周波数分離を達成するよう既知の形と組成の対象
の領域で安定磁界に重畳されることを特徴とする。従っ
てファントムの位置は磁気共鳴信号の読出方向に独立に
なる。周波数分離が局部補助磁界により提供される。

【００１３】本発明による磁気共鳴画像方法の他の実施
例は、測定シーケンスの適用中、位相符号化勾配による
磁界の変化に敏感である磁界センサが、少なくとも位相
符号化勾配の適用中、順次の位相符号化輪郭を有する測
定シーケンスに対する磁界を測定するのに用いられ、偏
差はセンサにより測定された信号の差信号を基に決定さ
れることを特徴とする。読出方向のファントムを含む実
施例と比べて、本実施例は所定の位置にファントムが必
要とされないという利点がある。センサ信号は位相符号
化勾配の領域の測定であり、差信号は位相符号化勾配の
領域の増加に比例する。位相符号化勾配の増加の正確な
調整は、ゴーストアーティファクトが関係する時、特に
重要であるということに注目すべきである。

【００１４】本発明による方法の実施例は、画像データ
はフーリエ反転用グリッディング方法により補正される
ことを特徴とする。偏差が決められた時、データマトリ
ックスは位相符号化方向に直交にされえ、その後、磁気
共鳴画像を決めるため逆フーリエ変換が行われる。

【００１５】本発明による方法の他の実施例は、変動信
号が測定シーケンスの適用中位相符号化勾配波形に重畳
されることを特徴とする。ＤＡＣの差非直線性の効果は
変動信号の適切な選択で減少され、同時に所望の効果的
勾配領域が得られる。

【００１６】本発明による代替実施例の他の実施例は、
変動信号は離散雑音様パターン及び／又はディジタルア
ナログ変換器の少なくとも１つの打切り（discretisati
on)になる多数の正又は負の信号からなることを特徴と
する。離散的雑音様パターンはＤＡＣの差非直線性の効
果を減少させ、正又は負の打切りステップは、位相符号
化勾配領域が出来る限り所望の領域に近づくことを確実
にする。実際の状態により、後者のステップの１つは画
像エラーに実質的に影響なしに不要になる。

【００１７】

【実施例】本発明は図を参照して下記に詳細に説明す
る。

【００１８】図１は、送信／受信コイル４を介して対象
５にＲＦ電磁パルスを送信する送信手段２と、均一安定
磁界に位置する対象５のＲＦ電磁パルスにより発生され
る磁気共鳴信号を受信する受信手段３からなる本発明に
よる磁気共鳴画像装置１を概略的に示す。送信／受信コ
イル４は単一コイルでよいが、代わりに別な送信コイル
及び別な受信コイルが設けられてもよい。装置１は安定
磁界を発生する手段６からなる。手段６は磁石コイル７
からなり、抵抗磁石は超伝導磁石の場合、それらは直流
電源８からもなりうる。永久磁石の場合、直流電源８は
省略されうる。装置１の動作中、対象５は磁石コイル７
内に配置され、わずかに過剰な核スピン（磁気モーメン
トを有する核）は平衡の状態の安定磁界と同じ方向に方
位づけられる。巨視的見地から、これは、磁化Ｍ₀ は平
衡磁化であると考えられる。装置１は送信手段２及び受
信手段３に結合される処理手段９と、処理手段９及び送
信手段に結合される処理コンピュータ１０と、共鳴信号
からプログラム化手段１２で決定され、受信手段３で受
信され、その（共鳴信号の検出）信号サンプリングの後
復調される核磁化分布を表示する表示手段１１とからな
る。特に送信手段２は搬送波信号を発生するＲＦ発振器
１３と、搬送波信号の振幅及び／又は位相及び周波数変
調用変調器１４と、電力増幅器１５と、送信／受信コイ
ル４に結合される方向結合器１６とからなる。ＲＦ発振
器１３は処理手段９に結合され、変調器１４は処理コン
ピュータ１０に結合される。励起パルスがプログラム化
手段１２の制御下で、送信手段２を介して例えば陽子の
いわゆるラーモア周波数の近くの周波数内容をもって対
象５に印加される時、磁気共鳴信号はそれから発生さ
れ、陽子核スピン分布又は磁気共鳴画像は例えばフーリ
エ変換によりプログラム化手段により決定されうる。共
鳴信号を受信する受信手段３は方向性接合器１６と、受
信、復調ユニット１７とからなる。ユニット１７は出力
信号が第１及び第２のアナログディジタル変換器１８，
１９により夫々サンプルされる二相感知検出器でよい。
Ａ／Ｄ変換器１８及び１９は処理手段９に結合される。
或いは送信手段２及び受信手段３はいわゆる位相コヒー
レントディジタル送信／受信器で形成されうる。装置１
は均一安定磁界に重畳される勾配磁界を発生する手段２
０からなる。手段２０は、夫々勾配磁界Ｇ_X ，Ｇ_y 及び
Ｇ_Z を発生する勾配磁石コイル２１，２２及び２３と、
処理コンピュータ１０で制御されえ、別々に活性化自在
である勾配磁石コイル２１，２２及び２３に通電する勾
配増幅器２４からなる電源とからなる。処理コンピュー
タ１０は、ディジタルコードの供給を介して処理コンピ
ュータ１０の制御下で、勾配アナログ波形を勾配電力供
給装置２４に印加し、それにより各勾配Ｇ_X ，Ｇ_y 及び
Ｇ_Z が発生されるディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）
２５，２６及び２７からなる。例えば２Ｄ−ＦＴの場
合、Ｇ_X は測定勾配であり、Ｇ_y は位相符号化勾配であ
り、Ｇ_Z は選択勾配である。３Ｄ−ＦＴの場合、Ｇ_Z は
更に位相符号化勾配でもよい。図示の実施例において、
勾配磁石コイルの空間の配置は、勾配磁界の磁界方向が
安定均一磁界の方向に一致し、勾配方向が図１の３つの
相互に垂直な軸Ｘ，Ｙ及びＺにより示される如く互いに
垂直に延在するようにされている。核スピン分布がフー
リエ変換により再構成されうる磁気共鳴信号はいわゆる
測定シーケンスにより得られる。

【００１９】図２の（Ａ）は直線ＤＡＣのＤＡＣ特性を
示し、ＤＡＣ出力値はＤＡＣの入力に生じるディジタル
入力値の関数としてプロットされる。出力値に関する差
は、一定で、２つの順次のＤＡＣ入力値の間のｄＡに等
しい。実際にこの差は通常一定ではないが、いわゆる差
非直線性が生じる。図１に示すＤＡＣ２５，２６及び２
７は一般に差非直線性を示す。図２の（Ｂ）は差非直線
性を有するＤＡＣ特徴を示し、即ち、ＤＡＣの出力値に
関する差は、図２の（Ａ）にｄＡ及びｄＡ’で示す如
く、順次のＤＡＣ入力値間で一定ではなく、なかんずく
かかる差非直線性は位相符号化方向又は擬似時間に非等
距離サンプリングを生じ、磁気共鳴信号からの再構成さ
れた画像に画像エラー（アーティファクト）を生じさせ
る。

【００２０】図３は本発明による方法の例で用いられう
る時間ｔの関数としてのスピンエコーＭＲＩ測定シーケ
ンスｍｓ１を示す。スピンドルエコー測定シーケンスｍ
ｓ１は、対象５の核スピンを励起するため送信手段２に
より対象５に印加される各ＲＦ電磁パルスＰ１及びＰ２
からなり、従って、受信手段３により検出され、処理手
段９で処理される磁気共鳴信号ｓ（ｔ）を発生する。測
定シーケンスｍｓ１は、更にいわゆる２Ｄ−ＥＴ画像の
場合、例えば図１に示す如くＡ−Ａ線に沿った対象５の
頭部ｈｄのＭＲＩ断面を得るため対象５のスライスを選
択するよう手段２０で発生されるスライス選択勾配Ｇ_Z
からなる。スライスの空間核スピン分布が得られうるよ
うスライスの核スピンを符号化するため、位相符号化勾
配Ｇ_y 及び読出勾配Ｇ_X が印加される。位相符号化勾配
Ｇ_y の振幅を変化させる間の測定シーケンスｍｓ１の繰
返しは、いわゆる擬似時間でのサンプルを発生する（シ
ーケンスは例えば異なる位相符号化勾配振幅に対して２
５６回繰返される）。更に各信号ｓ（ｔ）はアナログ変
換器１８及び１９によりサンプルされる（例えば２５６
信号サンプル）。処理手段９に含まれるプログラム手段
１２は、逆フーリエ変換により、サンプルのマトリック
ス（２５６×２５６）から磁気共鳴画像を決定する。ス
ピンエコー測定シーケンス及び他の実行可能なシーケン
ス基準の更なる説明は、Ｍ．Ａフォスター及びＪ．Ｍ．
Ｓバッテンソン，アイアールエル プレス．１９８７
年，本「実用的 ＮＭＲ画像」ＩＳＢＮ １−８５２２
１−０１１−７，特に第６章，１４５−１７１頁になさ
れている。

【００２１】いわゆるＫ空間の見地からのＭＲＩ測定シ
ーケンスの説明に対して、フーリエ影像の一般的原理を
説明している該本の１章、４．４節、８−２２頁を参照
のこと。

【００２２】図４は、図３を参照して説明した如く、測
定シーケンスに使用されるに適している位相符号化勾配
Ｇ_y を示す。装置１において、勾配Ｇ_y はプログラム化
手段１２の制御下でディジタル入力値をディジタルアナ
ログ変換器２６に与えることで形成される。勾配波形は
サンプリング間隔ｄｔで多数回入力値を与えることで実
現される。フーリエ影像の場合、同じ入力値は所定の時
間間隔中ディジタルアナログ変換器２６に与えられ、即
ち一定振幅の勾配が発生される。ディジタルアナログ変
換器２６の有限離散化により、所望の振幅Ａｄは実際の
場合隣るＤＡＣ値、即ち本実施例の振幅Ａ２に丸められ
る。振幅Ａ１及びＡ３及び位相符号化勾配に関するＤＡ
Ｃの該差非直線性を示すため順次のＤＡＣ値間の振幅差
ｄＡ及びｄＡ’が示される。所望の振幅Ａｄと調整振幅
Ａ２間の差はシェーディングにより表わされ、その適用
中位相符号化勾配Ｇ_y のエラー領域を示す。位相符号化
勾配Ｇ_y の種々の振幅に亘るエラー領域は、ＤＡＣの差
非直線性の変化が未知であるので、未知であり、例えば
温度効果により時間的に変動する。本発明による方法の
第１の例において、位相符号化勾配Ｇ_y の振幅エラーが
一定であるとする。本実施例では測定シーケンスｍｓ１
は、対象５の実際の測定以前に、装置１に配置されるフ
ァントム２８に印加される。測定シーケンスｍｓ１は位
相符号化勾配Ｇ_y の振幅を変化する間繰返される。信号
は全体ファントム２８で発生されえ、即ちスライス選択
勾配Ｇ_Z は省かれうる。ファントム２８の位置は、ファ
ントム２８が励起されることが確実である限り重要では
ない。ＭＲＩ信号及び調整Ｇ_y 値の間に一定関係が存在
するので、測定は既知の形及び組成（ファントム）の対
象に対しなされ、生じたＭＲＩ信号を生じた勾配領域は
測定されたＭＲＩ信号から引かれうる。受信され、検出
された信号が既知の対象から期待さるべき信号に等しい
位相符号化勾配Ｇ_y にかかる補正を行ないまた、実際の
測定中この補正を行うことによって、補正がなかんずく
差非直線性に対して可能である。全ての勾配値に対して
この処理を繰返すことで、擬似時間で非等距離サンプリ
ングが再び等距離にされ、これにより画像エラーの減少
が測定さるべき対象５のサンプルから画像再構成の後生
じる。補正は、１つの勾配値に対して示され、変更され
たディジタル入力値が多くのサンプルｄｔ中ディジタル
アナログ変換器２６に提供されることを意味する。必要
なら、補正値は繰返して決定されうる。補正値Ｇ_ycは、
位相符号化勾配Ｇ_y に印加されるよう実際の測定中再び
フェッテされるようにプログラム化手段１２のいわゆる
ルックアップ表に蓄積されうる。勾配偏移が一定である
時、補正は多数回なされうる。

【００２３】本発明による方法の他の実施例において、
勾配偏移が安定でない場合、ファントムは実際の測定中
装置１に導かれ、ファントムは測定される。

【００２４】図５の（Ａ）は対象５の頭部ｈｄのスライ
スｃｓｅに関するファントム２８の位置決めを示し、フ
ァントムはスライスｃｓｅの読出勾配Ｇ_X の方向にＡ−
Ａ線に沿って配置される。本実施例のスライスｃｓｅは
その目ｅｙの領域に対象の頭部ｈｄの横方向ＭＲＩ画像
を生じる。位置決めのこの方法は、既知の対象のＭＲＩ
信号の情報、即ちファントム２８が測定さるべき対象５
の情報から周波数分離され、本実施例では数ｍｍの厚さ
を有するスライスｃｓｅであることを確実にする。既知
の対象の情報は擬似時間での非等距離サンプリングを補
正するのに再び用いられる。補正の為、ファントム２８
の情報を基に非等距離サンプリングを等距離にするグリ
ッディング方法が用いられえ、これによりより少ない画
像エラーを含む磁気共鳴画像が再構成の後得られる。か
かるグリッディング方法はＪ．Ｄ．オーサリバン、医学
用画像のＩＥＥＥトランザクション、ＭＩ−４巻、４
号、１９８５年１２月、２００−２０７頁記事「コンピ
ュータ断層撮影法のフーリエ反転用高速正弦関数グリッ
ディングアルゴリズム」に説明される。

【００２５】図５の（Ｂ）は対象５の断面ｃｓｅに関す
るファントム２８の異なる位置を示す。この場合、ファ
ントム２８は、装置１の一定位置を占め、これはＭＲＩ
装置１が用いられる医療環境においてより扱いやすい。
望ましい球形ファントム２８は、ファントム２８に局部
的、均一補助磁界を発生するコイル２９で囲まれ、その
補助磁界は手段６で発生される均一安定磁界に重畳され
る。局部的磁界は読出勾配方向Ｇ_X にかかわりなくファ
ントム２８の情報と対象５の間に周波数分離を生じる。
補助コイル２９を通る電流強度は、ファントム信号が受
信手段３の帯域幅内のままにあることを確実にするため
適切に選択されるべきである。

【００２６】本発明による方法の他の実施例において、
ファントムの使用が避けられ、磁界センサ３０は固定位
置の装置１に配置される。位相符号化勾配Ｇ_y による磁
界変化に敏感であるセンサ３０は処理手段９に接続され
る。センサ情報はプログラム化手段１２に印加される。
測定シーケンスｍｓ１の適用中、センサ信号は、位相符
号化勾配Ｇ_y がスイッチオンされる時点から、及び少な
くとも位相符号化勾配Ｇ_y の期間中、アナログディジタ
ル変換器３１によりサンプルされる。その結果、位相符
号化勾配Ｇ_y の領域の測定が得られる。サンプリングが
この測定を得るのに必要であるよりわずかに長く続けら
れる時、渦電流効果が考慮されるという利点が得られ
る。順次のＧ_y 輪郭に対してセンサにより得られた信号
の減算により、値ΔＫ_y がＫ空間に得られる。これは再
び位相符号化方向の非等距離サンプリングを表わす。該
ブリッディング方法又は他の補間方法は画像アーティフ
ァクトを補正するのに用いられうる。

【００２７】ファントムの使用を要せず、勾配偏移が安
定である仮定に基づく本発明による方法の他の実施例を
図６の（Ａ）から（Ｄ）を参照して説明する。

【００２８】図６の（Ａ）は、ＲＦ電磁パルスＰ３と、
スライス選択的勾配Ｇ_Z と、位相符号化勾配Ｇ_y と、読
出勾配Ｇ_X からなる既知のいわゆるスピンワープＭＲＩ
測定シーケンスｍｓ２を示す。測定シーケンスｍｓ２を
介して磁気共鳴信号Ｓ₁ （ｔ）が対象５に発生される。
測定シーケンスｍｓ２は、位相符号化勾配Ｇ_y の振幅が
変化する間多数回繰返される。スピンワープシーケンス
の更なる説明用に、フォスター及びハッティンソンによ
る本、１８−２２頁を引用する。測定シーケンスｍｓ２
の適用以前に、更なる測定シーケンスｍｓ３は、図６の
（Ｂ）に示す如く、対象５に印加され、Ｇ_X の代わりに
読出勾配として作用するＲＦ電磁パルスＰ４からなる。
測定シーケンスｍｓ３の適用中、勾配Ｇ_X は原則的にス
イッチオフのままでいる。測定シーケンスｍｓ３により
得らるべき磁気共鳴信号Ｓ₀ （ｔ）の読出中勾配Ｇ_y の
振幅は、信号Ｓ₀ （ｔ）の読出用サンプリング間隔ｄｔ
が測定シーケンスｍｓ２の適用中擬似時間のステップに
対応するように選定される、即ち、 ∫Ｇ_y ・Δｔ＝ΔＫ_y である。ここで、Ｋ空間のΔＫ_y は測定シーケンスｍｓ
３のサンプリングステップｄｔに対応する。本実施例に
おいて、時間のサンプリングは正確に調整でき、準備測
定シーケンスｍｓ３の適用中Ｇ_y 及びＧ_X の関数の交換
により、実際の測定シーケンスｍｓ２の適用中擬似時間
の非等距離サンプリングの補正用基準として役立つ擬似
時間の実質的に等距離サンプリングが得られるという事
実が用いられる。更なる測定シーケンスｍｓ３は別な方
法で測定シーケンスｍｓ２として設定されてもよく、即
ち共鳴信号Ｓ₀ （ｔ）は同じスライスから生じることに
注目すべきである。Ｋ空間の等距離サンプリングは図６
の（ｃ）の測定シーケンスｍｓ３に対し記号「ｘ」で示
され、Ｋ空間の非等距離サンプリングは図６の（Ｄ）の
測定シーケンスｍｓ２に対し記号「０」で示される。図
６の（Ｄ）はサンプリングエラーΔＫ_y ’＝ΔＫ_y0−Δ
Ｋ_y1がＫ空間で生じることを示す。擬似時間のサンプリ
ングエラーは、測定シーケンスｍｓ２の適用中、各Ｇ_y
輪郭に対する測定シーケンスｍｓ３のＫ空間の対応する
サンプルをフェッチすることにより決定されうる。デー
タマトリックス又は直線性補間により、例えば該グリッ
ディング法を用いて直交にされうる。

【００２９】図７は本発明による方法の他の実施例を実
行するための図１の装置１の変形例を示す。

【００３０】通常のＭＲＩ装置１と比べて、処理コンピ
ュータ１０は、ＤＡＣ２６がディジタル入力値Ｉ１−Ｉ
ｎを正確に受信しないという点で変更されており、ここ
でプログラム化手段１２からＧ_y を形成するよう、例え
ばｎ＝１６で；その代わり変動信号は勾配波形に重畳さ
れる。変動信号は平均値０を有する雑音状ディジタルパ
ターンでよい。信号振幅はＤＡＣの異なる打切りステッ
プに関して任意に変化してよい。ＤＡＣ２６の差非直線
性の効果は減少され、画像エラーの減少を生じる。変更
は加算器３２を含み、その第１の入力はディジタル入力
値を受け、その第２の入力は雑音状ディジタルパターン
Ｎ１−Ｎｎを受ける。雑音状のディジタルパターンＮ１
−Ｎｎはディジタル雑音パターンで充たされ、アドレス
発生器３３で制御されるＲＯＭ（リード オンリー メ
モリ）３４で提供されうる。ＤＡＣ２６、加算器３２、
アドレス発生器３３及びＲＯＭはクロック信号Ｃ１によ
りクロックされる。１ｍｓの間隔及び１０μｓになるク
ロック期間を有するクロック信号ｃ１を有する位相符号
化勾配Ｇ_y に対して、雑音パターンは１００の値を含
む。或いは、追加ハードウェア３２，３３及び３４は省
かれうる。その場合、雑音状パターンは、より多くのき
びしい要求を満足しなければならないプログラム化手段
１２で発生される。

【００３１】図８は時間ｔの関数として位相符号化勾配
Ｇ_y を示し、該勾配は変更装置１により発生される。一
定の入力値Ｉ１−Ｉｎが提供される時、雑音状パターン
は該一定値の回りのＤＡＣ２６のあるステップサイズだ
け変化し、その平均値は０である。クロック信号ｃ１の
クロック周波数は１／ｄｔである。雑音状パターンの代
わりに、ＲＯＭ３４は、クロック信号の関数として変化
し、交互に所望の勾配振幅の回りの正及び負の振幅、例
えば余弦エンベロープからなる信号を蓄積しうる。ＤＡ
Ｃの差非直線性により平均偏差の係数１０で改善を行う
ため、１００のＲＯＭ長が必要とされる。もし直交性を
達成することがより難かしいとするなら一定の形式以外
の勾配形式が提供されうる。雑音パターンの導入の結果
として、差非直線性を有するＤＡＣ２６は効果的に直線
化される。ＤＡＣの固有離散化のため、一定の入力値Ｉ
１−Ｉｎが（位相符号化）勾配の適用中提供される時フ
ーリエ影像中全ての所望の値を得ることは不可能であ
る。ＤＡＣ２５，２６及び２７の打切りは、プログラム
化手段１２の通常のより微細な打切りよりむしろ決定的
である。この欠点を緩和するため、プログラム化手段１
２は、少なくとも勾配の適用の間の所定の部分の間、例
えば雑音状パターンにより線型化されたＤＡＣの打切り
ステップｄＡに等しい値をＤＡＣに対する実行可能なデ
ィジタル入力値に丸めた勾配振幅の所望の値に加算又は
これから減算する。所望の勾配領域は雑音状パターンの
適用と組合わせていわゆるセレーション機構により出来
るだけ近似される。絶対エラーはｄＡ＊ｄｔ／２より小
さい。勾配の間隔に関するサンプリング期間ｄｔが短け
れば短いほど、セレーション機構はより正確になる。

【００３２】ＲＯＭ３４のディジタルパターンは、勾配
雑音のフーリエ変換がアナログ勾配チャネル（勾配増幅
器及び勾配コイル）の帯域幅の外にあるよう選ばれるこ
とが望ましい。プログラム化手段は周波数ドメインに雑
音を発生しえ、発生された雑音の逆フーリエ変換により
勾配雑音を発生しうる。

【００３３】上記の例を１つの位相符号化勾配に対して
説明した。上記方法は測定シーケンスが、例えば２つの
位相符号化勾配を含む３Ｄ−ＦＴの場合の如く１つ以上
の位相符号化勾配からなる時、用いられうる。その方法
は両位相符号化勾配に対し用いられうる。更に、非安定
勾配偏差に対し説明した方法は安定勾配偏差の場合に用
いられうる。

【００３４】更に、ＤＡＣ２５，２６及び２７は、切換
勾配増幅器、例えばなかんずくコプリー及びアナロジッ
ク社で供給されるようなパルス幅又はパルス密度変調さ
れた勾配増幅器からなる磁気共鳴画像装置１では省略さ
れうる。本発明による方法はかかる磁気共鳴画像装置１
で用いられうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴画像装置を概略的に示
す。

【図２】（Ａ）は直線的ＤＡＣのＤＡＣ特値を示し、
（Ｂ）は差非直線性を示すＤＡＣのＤＡＣ特性を示す。

【図３】スピンエコーＭＲＩ測定シーケンスを示す。

【図４】本発明による位相符号化勾配及び補正された位
相符号化勾配を示す。

【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による方法の種々の
例での測定さるべき対象の断面に関するファントムの位
置決めを示す。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による実施例の測定
シーケンスを示し、（Ｃ）及び（Ｄ）はＫ空間の関連サ
ンプルを示す。

【図７】本発明による方法の他の実施例を実現する為の
図１に示す装置の変形例を示す。

【図８】変形装置により発生された位相符号化勾配を示
す。

【符号の説明】

１ 磁気共鳴画像装置 ２ 送信手段 ３ 受信手段 ４ 送信／受信コイル ５ 対象 ６，２０ 手段 ７，２１，２２，２３ 磁石コイル ８ 直流電源 ９ 処理手段 １０ 処理コンピュータ １１ 表示手段 １２ プログラム化手段 １３ ＲＦ発振器 １４ 変調器 １５ 電力増幅器 １６ 方向性結合器 １７ 復調ユニット １８，１９ Ａ／Ｄ変換器 ２４ 勾配増幅器 ２５，２６，２７ ＤＡＣ ２８ ファントム ２９ 補助コイル ３０ センサ ３２ 加算器 ３３ アドレス発生器 ３４ ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハネ ヘンドリツク デンボエフ オランダ国 5621 ビーエー アインドー フエン フルーネヴアウツウエツハ １ （番地なし）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 均一安定磁界に位置する対象（５）に１
   つの測定シーケンスから他に変わる位相符号化勾配（Ｇ
   _y ）からなる測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）により
   発生される磁気共鳴信号（ｓ（ｔ），ｓ₁ （ｔ））から
   決められる磁気共鳴画像の画像エラーを減少する磁気共
   鳴画像方法であって、測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ
   ２）の適用以前及び／又は中、所望の領域に対して位相
   符号化勾配領域の偏差が決定され、共鳴信号から得られ
   る画像マトリックスの画像データが該偏差を基に補正さ
   れることを特徴とする磁気共鳴画像方法。
2. 【請求項２】 対象（５）への測定シーケンス（ｍｓ
   １，ｍｓ２）の適用以前、位相符号化勾配領域の変化
   中、ルックアップ表の蓄積が続く既知の形及び組成の対
   象（２８）に測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）を印加
   することで偏差が決定され、位相符号化勾配（Ｇ_y ）は
   ルックアップ表に蓄積された補正値（Ｇ_yc）を基に対象
   （５）への測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適用中
   少なくとも所定の時間間隔に対し補正されることを特徴
   とする請求項１記載の磁気共鳴画像方法。
3. 【請求項３】 測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適
   用以前に更なる測定シーケンス（ｍｓ３）が対象（５）
   に印加され、該更なる測定シーケンスの位相符号化勾配
   （Ｇ_y ）は、読出勾配として役立ち、サンプリング間隔
   （ｄｔ）が測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適用中
   位相符号化ステップ（ΔＫ_y ）に対応するように振幅を
   有し、測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）中の偏差は、
   更なる測定シーケンス（ｍｓ３）により得られた共鳴信
   号及び測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）により得られ
   た共鳴信号（ｓ（ｔ），ｓ₁ （ｔ））から決定されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴画像方法。
4. 【請求項４】 測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適
   用中、偏差は読出勾配方向（Ｇ_X ）に配置された既知の
   形及び組成（２８）の対象（２８）からの信号情報を基
   に決定されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴
   画像方法。
5. 【請求項５】 測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適
   用中、偏差は測定さるべき対象の近くに配置される既知
   の形及び組成の対象（２８）からの信号情報を基に決定
   され、局部補助磁界（２９）は測定さるべき対象（５）
   からの信号情報と既知の形と組成の対象（２８）からの
   信号情報の間に周波数分離を達成するよう既知の形と組
   成の対象（２８）の領域で安定磁界に重畳されることを
   特徴とする請求項１記載の磁気共鳴画像方法。
6. 【請求項６】 測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適
   用中、位相符号化勾配（Ｇ_y ）による磁界の変化に敏感
   である磁界センサ（３０）が、少なくとも位相符号化勾
   配（Ｇ_y ）の適用中、順次の位相符号化輪郭を有する測
   定シーケンスに対する磁界を測定するのに用いられ、偏
   差はセンサにより測定された信号の差信号を基に決定さ
   れることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴画像方
   法。
7. 【請求項７】 画像データはフーリエ反転用グリッディ
   ング方法により補正されることを特徴とする請求項３乃
   至６のうちいずれか一項記載の磁気共鳴画像方法。
8. 【請求項８】 均一安定磁界に位置する対象（５）に１
   つの測定シーケンスから他に変わる位相信号か勾配（Ｇ
   _y ）からなる測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）により
   発生される磁気共鳴信号（ｓ（ｔ），ｓ₁ （ｔ））から
   決められる磁気共鳴画像の画像エラーを減少する磁気共
   鳴画像方法であって、変動信号（Ｎ１−Ｎｎ）が測定シ
   ーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の適用中位相符号化勾配波
   形（Ｉ１−Ｉｎ）に重畳されることを特徴とする磁気共
   鳴画像方法。
9. 【請求項９】 変動信号（Ｎ１−Ｎｎ）は離散雑音様パ
   ターン及び／又はディジタルアナログ変換器の少なくと
   も１つの打切りステップ（ｄＡ）になる多数の正又は負
   の信号からなることを特徴とする請求項８記載の磁気共
   鳴画像方法。
10. 【請求項１０】 該装置（１）は、均一安定磁界を発生
    する手段（６）と、安定磁界に配置される対象（５）に
    磁気共鳴信号（ｓ（ｔ），ｓ₀ （ｔ），ｓ₁ （ｔ））を
    発生するための測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２，ｍｓ
    ３）を発生する手段（２，３，４，１０，１２，２０）
    と、磁気共鳴画像を共鳴信号（ｓ（ｔ），ｓ₁ （ｔ））
    から再構成する手段（９）とからなり、磁気共鳴画像の
    画像エラーを減少する磁気共鳴画像装置（１）であっ
    て、測定シーケンスを発生する手段（１２）は、異なる
    位相符号化領域、所望の領域に対する位相符号化勾配領
    域の偏差からなる測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ２）の
    適用以前及び／又は中を決め、それを基に共鳴信号（ｓ
    （ｔ），ｓ₁ （ｔ））の画像マトリックスの画像データ
    を補正し、及び／又は測定シーケンス（ｍｓ１，ｍｓ
    ２）の適用中位相符号化勾配波形（Ｉ１−Ｉｎ）に変動
    信号（Ｎ１−Ｎｎ）を重畳するのに適していることを特
    徴とする磁気共鳴画像装置。