JPH0568673A

JPH0568673A - Ｍｒｉの画像データ収集方法

Info

Publication number: JPH0568673A
Application number: JP3233315A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Usui; 嘉行臼井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】スライスプロファイルが不完全な場合でも、隣
接スライス間のスピンの相互干渉によるＮＭＲ信号の低
下を防止し、スライス位置の移動に対する、画像の明る
さやコントラストのばらつきを抑制し、高速なギャップ
レスのマルチスライス撮影を行えるようにする。【構成】制御装置によって送信機、受信機、及び傾斜磁
場電源を制御して選択励起によるＮＭＲ信号の収集を行
う場合、スライス位置は一定時間ＴＲ₁毎に１つ置きの
位置が選択される。例えば、スライス位置１のスライス
面の選択励起の次はスライス位置３のスライス面の選択
励起が、その次はスライス位置５のスライス位置の選択
励起が順になされる。最大奇数位置９のスライス面が終
わった後は、スライス位置２に戻り、以下同様に１枚置
きのスライス面が順次励起される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＭＲＩ（磁気共鳴イメ
ージング）の画像データ収集方法に係り、とくに、マル
チスライス撮影を行う際の選択励起の励起順を特定した
画像データ収集方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＭＲＩシステムにおける画像デー
タ収集方法としては、例えば特開昭６３−９４３２号記
載の方法が知られている。この従来方法は、ＭＲＩのマ
ルチスライス撮影の一種である、多数の連続した撮影断
面（以下、スライス面という）を撮影するときの、スラ
イス面の励起順を規定するものである。具体的には、ス
ライス面に対する磁気励起を一定タイミングで繰り返し
実行する中で、励起毎にはスライス面（実際には、数ｍ
ｍ〜２５ｍｍ程度の厚さを有する）が隣接しないように
選択することを特徴としている。これにより、高速で、
且つ、隣接するスライス面のＮＭＲ（核磁気共鳴）信号
同士の干渉を抑制し、画像コントラストの低下などを防
止しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来方法は、
隣接するスライス面間のＮＭＲ信号同士の干渉を抑制す
るする上で一応の成果を収めるものである。

【０００４】しかしながら、上述した従来方法のよう
に、スライス面が励起毎に隣接しないように選択すると
しても、スライスプロファイルが不完全（矩形でない）
でサイドローブが出る場合、あるスライス面における、
隣接スライス面励起時のサイドローブに拠る励起（換言
すれば、理想プロファイル（矩形プロファイル）からの
ずれの部分に拠る励起）からメインローブによる励起ま
でのインターバル（時間間隔）がスライス位置（即ち、
スライス面の位置）によって大きく変化し、両励起に伴
うＮＭＲ信号の干渉の程度がスライス位置毎に大きくば
らつくことがあり、この点が未解決であった。

【０００５】以下、この未解決な点を詳述する。まず、
図４にスライスプロファイルが完全な矩形でない場合の
一例を示す。図に示すように、一定のスライス厚さを有
する、あるスライス位置２の断面を励起する場合、スラ
イスプロファイルにサイドローブがあると、スライス厚
の外側の励起部分が隣接スライス面１、３に食み出し、
その食み出した部分（図中斜線の部分）が隣接スライス
面１、３の一部を励起する。即ち、実際に励起したいス
ライス位置を○印で表すと、その両側のスライス位置に
は×印で表される不要な励起部分が必ず存在することに
なる。このため、従来方法でも説明しているように、ス
ライス位置を隣接させた場合には、その互いに食み出し
た部分同士でＮＭＲ信号の干渉が生じることになる。

【０００６】次に、上記ばらつきの具体例を図５を用い
て説明する。図５（ａ）に示すグラフは、横軸にスライ
ス時間（一定時間ＴＲ_１毎にスライスを行う：１サイク
ルのスライスの繰り返し時間ＴＲ）を、縦軸にギャップ
が無い、連続したスライス面の位置（スライス数ＮＳ＝
９とする）をとったものであり、スライスプロファイル
のサイドローブに拠る励起を×印で、メインローブによ
る励起を○印で表している。つまり、スライス位置を、
１，４，７，２，５，８，３，６，９，１，４…の如
く、２スライス面置きに順次励起した場合、不要な励起
である×印から本励起である○印までのインターバル
（時間間隔）は、スライス位置１で「６×ＴＲ_１」、ス
ライス位置２で「３×ＴＲ_１」、スライス位置３で「３
×ＴＲ_１」、スライス位置４で「４×ＴＲ_１」、…の如
く、全体で「６×ＴＲ_１」から「３×ＴＲ_１」まで、大
きくばらついている。

【０００７】これは、あるスライス面における両方の励
起に拠るＮＭＲ信号の干渉の程度がスライス面毎に変化
することを意味する。即ち、ＭＲＩに拠って得られる画
像の明るさやコントラストがスライス面毎に大きく変動
するので、ウインドーレベルの調整やフィルミングに手
間取ったり、読影情報の正確さが低下するなど、オペレ
ータへの負担が依然として大きい。

【０００８】このように、単にスライス面を励起毎に隣
接させないという条件を満足させるだけでは、上述した
不具合を招く可能性があり、所期の目的の一つである、
画像コントラストの低下の防止も十分とは言えなかっ
た。

【０００９】そこで、この発明は、上述した未解決の点
を合わせて改善しようとするもので、従来と同様に、マ
ルチスライス撮影を高速で行い且つ隣接スライス面との
ＮＭＲ信号の相互干渉に因る信号低下を排除する一方
で、スライスプロファイルが完全な矩形でない場合で
も、その不要な励起から本励起までのインターバルを、
スライス位置毎にほぼ一定に維持でき、マルチスライス
撮影時のＭＲＩ再構成画像の明るさやコントラストの変
化を一層確実に抑制することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るＭＲＩの画像データ収集方法では、被
検体内の連続した多数の撮影用のスライス面を一定時間
毎に夫々選択するとともに、このスライス面の１サイク
ルの選択を、スライス面上の多方向の線形磁場勾配に対
応して繰り返しつつ、選択されたスライス面内の特定の
原子核に磁気共鳴を起こさせ、この磁気共鳴に拠る磁気
共鳴信号に基づいて画像データを生成する、ＭＲＩの画
像データ収集方法において、上記スライス面を１枚置き
に順次選択することを特徴とする。

【００１１】前記スライス面の選択は、例えば、最小奇
数位置のスライス面から最大奇数位置のスライス面まで
奇数位置毎に順次選択した後、最小偶数位置のスライス
面から最大偶数位置のスライス面まで偶数位置毎に順次
選択する。

【００１２】また前記スライス面の選択は、例えば、最
小偶数位置のスライス面から最大偶数位置のスライス面
まで偶数位置毎に順次選択した後、最小奇数位置のスラ
イス面から最大奇数位置のスライス面まで奇数位置毎に
順次選択する。

【００１３】さらに、前記スライス面の選択は、例え
ば、最大奇数位置のスライス面から最小奇数位置のスラ
イス面まで奇数位置毎に順次選択した後、最大偶数位置
のスライス面から最小偶数位置のスライス面まで偶数位
置毎に順次選択する。

【００１４】さらに、前記スライス面の選択は、例え
ば、最大偶数位置のスライス面から最小偶数位置のスラ
イス面まで偶数位置毎に順次選択した後、最大奇数位置
のスライス面から最小奇数位置のスライス面まで奇数位
置毎に順次選択する。

【００１５】さらに、前記スライス面の選択開始位置
は、例えば、任意の奇数位置又は偶数位置のスライス面
であって、周期的に変化する位置のスライス面である。

【００１６】

【作用】本発明では、例えば、最小奇数位置から最大奇
数位置のスライス面まで奇数位置毎に順次選択された
後、最小偶数位置から最大偶数位置のスライス面まで偶
数位置毎に順次選択されるなど、スライス面が１枚置き
に選択される。これにより、各スライス毎にスライス面
が隣接することがなく、隣接スライス面同士のＮＭＲ信
号の干渉が殆ど防止される。また、この干渉が無いか
ら、励起したスライス面のスピンの緩和を待つ必要が無
く、次のスライス面の励起を行うことができる。さら
に、スライス面の飛び越し数を１枚に限定したため、あ
るスライス面における、隣接スライス面を励起したとき
のサイドローブに拠る不要な励起から本励起までの時間
間隔が、スライス位置によらず、ほぼ一定に保持でき
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
き説明する。

【００１８】図１に示すＭＲイメージング装置は、静磁
場発生用の磁石部と、静磁場に位置情報を与えるために
傾斜磁場発生用の傾斜磁場部と、磁気励起及びＮＭＲ信
号受信のための送・受信部と、制御・演算部とを機能的
に有する。

【００１９】具体的には、磁石部は、常電導方式の磁石
１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備
え、被検体Ｐが入る開口部のｚ軸方向に静磁場Ｈ₀を発
生させる。また、傾斜磁場部は、磁石１に組み込まれた
ｘ，ｙ，ｚ方向の３対の傾斜磁場コイル４…４（その一
部のみ図示）と、これらの傾斜磁場コイル４…４に電流
を供給する定電流電源５とを備え、これにより、イメー
ジングのための位置情報を付与するため、静磁場Ｈ₀に
線形磁場を重畳させて、傾斜磁場を形成する。送・受信
部は、磁石１の開口部内で、被検体Ｐに対向して配設さ
れる送信コイル６ａ及び受信コイル６ｂと、この送信コ
イル６ａ及び受信コイル６ｂに個々に接続された送信機
７及び受信機８とを備える。送信機７は、ＮＭＲを励起
するための高周波パルスを発生する。受信機８は、コイ
ル６ｂで得られたＮＭＲ信号を検波・増幅する。

【００２０】さらに、制御・演算部は、送信機７、受信
機８、及び傾斜磁場電源５に接続された制御装置９と、
この制御装置９から得られたＮＭＲ信号を処理する演算
装置１０と、表示用の表示装置１１とを備える。制御装
置９は、ＮＭＲ信号計測のため、傾斜磁場、パルス系列
などを制御すると共に、人体Ｐから得られたＮＭＲ信号
を演算装置１０のコンピュータに供給する。演算装置１
０は、取り込んだＮＭＲ信号をフーリエ変換などを含む
膨大な量の演算処理にかけて、画像データを生成する。
この画像データは表示装置１１にて表示される。

【００２１】なお、上記制御装置９は、選択励起法に基
づきマルチスライス撮影の励起位置を連続的、即ちギャ
ップレス状態で制御可能になっている。ここで、本実施
例における、マルチスライス撮影の励起位置の選択順を
図２（ａ）を参照して説明する。なお、この選択順に係
る手順は制御装置９のメモリに予め記憶させてあるの
で、その手順はオペレータの指令に応じて所定のワーク
エリアに呼び出され、その手順にしたがって送信機７、
受信機８、及び傾斜磁場電源５が制御されるようになっ
ている。

【００２２】図２（ａ）は、前述した従来方法を示す図
５（ａ）に対応するもので、横軸にスライス時間ｔを、
縦軸にスライス位置（スライス面の位置）をとってい
る。個々のスライス時間間隔がＴＲ_１、ある投影方向の
マルチスライス撮影に対する繰返し時間がＴＲ（＝９×
ＴＲ_１）である。いま、スライス数ＮＳ＝９とし、その
９枚のスライス面はギャップの無い、連続したスライス
面とする。さらに、隣のスライス位置からのサイドロー
ブに拠る励起を×印で、自己のスライス位置でのメイン
ローブによる励起を○印で表している。

【００２３】この図２（ａ）に示すスライス位置の選択
によれば、ある繰返し時間ＴＲ内において、１回目の選
択位置をスライス位置１とし、２回目の選択位置をスラ
イス位置３とし、３回目の選択位置をスライス位置５の
如く、１スライス置きに奇数位置の大きい方向へ順次励
起していく。そして、５回目で最大奇数のスライス位置
９の選択励起が終わると、今度は６回目で最小偶数のス
ライス位置２に戻って選択励起を行う。次いで、７回目
でスライス位置４、８回目でスライス６の如く、１スラ
イス置きに選択励起を進め、９回目で最終のスライス位
置８に対する選択励起を指令し、１つの励起サイクルを
完了する。このサイクル完了後は、再び最初のスライス
位置１から上述した順番の選択励起を順次行うようにな
っている。

【００２４】次に、本実施例の作用効果を説明する。

【００２５】いま、ＭＲイメージング装置が所定の稼働
状態にあるときに、オペレータから制御装置９に対して
マルチスライス撮影が指令されると、制御装置９は前述
した１スライス置きのマルチスライス撮影を指令する。
つまり、ある投影方向に対して、スライス位置１のスラ
イス面を選択励起する一連のシーケンスを発した後、１
スライス面を飛び越して、スライス位置３のスライス面
を選択励起するシーケンスを発する。この１スライス面
の飛越しは、その飛越しに伴うスライス位置変化分に相
当する励起周波数の変更で対処される。同様にして、ス
ライス位置を１つづ飛ばして選択励起される。偶数位置
のスライス面の場合も同様に処理される。また、別の投
影方向に対しても同様に処理される。

【００２６】このように、一定タイミングＴＲ₁毎に順
次、選択励起され、その選択励起に応じてＮＭＲ信号が
受信コイル６ｂで各々検出される。このＮＭＲ信号は制
御装置９を介して演算装置１０に送られ、所定のフーリ
エ変換が施される。これにより、ｘ，ｙ軸方向に各々周
波数、位相で展開され、２次元画像データが得られる。
この画像データは、さらに、診断に必要な情報にも加工
され、必要に応じて表示装置１１に表示される。

【００２７】このマルチスライス撮影では、隣接スライ
ス面の励起時におけるサイドローブに拠る不要な励起か
ら自己のスライス面のメインローブに拠る本励起までの
時間間隔（即ち、図２に（ａ）の最新の×印から○印ま
での時間間隔）は、図２（ｂ）に示すように、「４×Ｔ
Ｒ₁」〜「５×ＴＲ₁」内に収まる。これを従来の２ス
ライス面置き毎に励起した場合の時間間隔を示す図５
（ｂ）と比較すると、その時間間隔のばらつきが格段に
小さくなっている。つまり、スライス位置が移動して
も、不要励起から本励起までのインターバル（時間間
隔）が、従来の２面毎に励起した場合に比べて、殆どば
らつかず、ほぼ一定に保持される。これにより、不要励
起によるＮＭＲ信号と本励起によるＮＭＲ信号の干渉の
程度が各スライス位置間でほぼ同程度となるから、表示
画像の明るさ、コントラストなどのばらつきの度合いも
確実に低減する。

【００２８】この結果、スライスプロファイルが完全な
矩形でない場合でも、かかるばらつき程度の減少に因っ
て、ウインドーレベルの調整が不要若しくは少なくな
り、またフィルミングを迅速に行えるようになり、オペ
レータの負担を著しく軽減できると共に、コントラスト
の低下が抑制されることにもなり、コントラストの分解
能が向上し、読影の精度向上に寄与する。

【００２９】さらに、従来から要望されているように、
緩和待ち時間の間に次の励起を行えるからマルチスライ
ス撮影の高速化を維持できる一方で、スライスプロファ
イルが完全な矩形でない場合でも、隣接スライス面を相
前後して選択励起した場合のような、サイドローブに因
る原子核スピン同士の干渉が少なくなり、検出するＮＭ
Ｒ信号値の低下を抑えて、Ｓ／Ｎ比を向上させることが
できる。

【００３０】さらにまた、スライスプロファイルが完全
な矩形で無くても、それが完全な矩形であると同等の画
質が得られるため、スライスプロファイルを完全な矩形
に形成するに必要な装置側の機構を不要にでき、その
分、構造の簡単化を図ることができる。

【００３１】なお、上述した実施例の選択励起順を模式
的に表すと、図３（ａ）のようになる。これに対して、
この発明の選択励起順は、同図（ｂ）〜（ｈ）のように
模式的に表されるものであってもよく、これにより選択
励起のソフトウエアを構築する際の自由度が高まる。

【００３２】即ち、同図（ｂ）の励起順は最小偶数位
置、即ちスライス位置２のスライス面から１つ置きに最
大偶数位置のスライス面まで順次励起した後、最小奇数
位置、即ちスライス位置１のスライス面に戻り、そこか
ら最大奇数位置のスライス面まで１つ置きに励起するも
のである。また、同図（ｃ）（ｄ）の励起順はこれまで
の降順とは反対の昇順に行うものである。この内、同図
（ｃ）のものは、最大奇数のスライス位置からスライス
位置１へ、続いて、最大偶数のスライス位置からスライ
ス位置２の順に１つ置きに昇順で選択励起する。同図
（ｄ）のものは、最大偶数のスライス位置からスライス
位置２へ、続いて、最大奇数のスライス位置からスライ
ス位置１の順に１つ置きに昇順で選択励起する。一方、
同図（ｅ）〜（ｈ）は励起開始のスライス位置を周期的
にシフトさせて１つ置きに励起していくもので、各々、
同図（ａ）〜（ｄ）の励起順の変形となる。

【００３３】ところで、この発明におけるマルチスライ
ス枚数は上述した実施例の９枚に限定されるものでは無
く、何枚であっても同様の作用効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、被検体内の連続した
多数のスライス面を一定時間毎に夫々選択するととも
に、このスライス面の１サイクルの選択を、スライス面
上の多方向の線形磁場勾配に対応して繰り返しつつ行う
に際し、例えば、最小奇数位置から最大奇数位置のスラ
イス面まで奇数位置毎に順次選択した後、最小偶数位置
から最大偶数位置のスライス面まで偶数位置毎に順次選
択するなど、そのスライス面を１枚置きに順次選択され
る。このため、相前後して隣接したスライス位置を選択
する場合とは異なり、スライスプロファイルが完全に矩
形で無い場合のサイドローブに因る相互干渉を排除で
き、ＮＭＲ信号の低下を防止して、良好なＳ／Ｎ比を確
保できると共に、原子核のスピン緩和から離れて次の選
択励起を行えるから、マルチスライス撮影を高速に行う
ことができる。

【００３５】これと共に、従来、２枚置きにスライス面
を選択していた場合とは異なり、隣接スライス面の励起
に伴うサイドローブに拠る不要な励起から自己のメイン
ローブに拠る本励起までの時間間隔を、スライス位置に
よらず、殆ど一定に保持できることから、その不要な励
起及び本励起による相互干渉のばらつき程度を、スライ
ス位置を移動させても微小な範囲に収めることができ
る。この結果、スライス位置が移動しても、画像の明る
さ、コントラストなどが殆どばらつかず、画像観察時、
フィルミング時に行うウインドーの調整操作が不要又は
少なくなるなど、オペレータの負担が減少し、患者のス
ループットが向上するという、さらなる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＭＲＩイメージング装
置の概略構成図。

【図２】（ａ）は選択励起順の一例を説明する説明図で
あり、（ｂ）はスライス位置毎の不要励起と本励起の時
間間隔を説明する説明図。

【図３】（ａ）〜（ｈ）は図２の実施例及びその変形例
に係る選択励起順を模式的に示す模式図。

【図４】矩形で無いスライスプロファイルを示す説明
図。

【図５】（ａ）は従来例の選択励起順を説明する説明図
であり、（ｂ）はスライス位置毎の不要励起と本励起の
時間間隔を説明する説明図。

【符号の説明】

４傾斜磁場コイル５傾斜磁場電源６ａ送信コイル６ｂ受信コイル７送信機８受信機９制御装置１０演算装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内の連続した多数の撮影用のスラ
イス面を一定時間毎に夫々選択するとともに、このスラ
イス面の１サイクルの選択を、スライス面上の多方向の
線形磁場勾配に対応して繰り返しつつ、選択されたスラ
イス面内の特定の原子核に磁気共鳴を起こさせ、この磁
気共鳴に拠る磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成
する、ＭＲＩの画像データ収集方法において、上記スラ
イス面を１枚置きに順次選択することを特徴としたＭＲ
Ｉの画像データ収集方法。
【請求項２】前記スライス面の選択は、最小奇数位置
のスライス面から最大奇数位置のスライス面まで奇数位
置毎に順次選択した後、最小偶数位置のスライス面から
最大偶数位置のスライス面まで偶数位置毎に順次選択す
る請求項１記載のＭＲＩの画像データ収集方法。
【請求項３】前記スライス面の選択は、最小偶数位置
のスライス面から最大偶数位置のスライス面まで偶数位
置毎に順次選択した後、最小奇数位置のスライス面から
最大奇数位置のスライス面まで奇数位置毎に順次選択す
る請求項１記載のＭＲＩの画像データ収集方法。
【請求項４】前記スライス面の選択は、最大奇数位置
のスライス面から最小奇数位置のスライス面まで奇数位
置毎に順次選択した後、最大偶数位置のスライス面から
最小偶数位置のスライス面まで偶数位置毎に順次選択す
る請求項１記載のＭＲＩの画像データ収集方法。
【請求項５】前記スライス面の選択は、最大偶数位置
のスライス面から最小偶数位置のスライス面まで偶数位
置毎に順次選択した後、最大奇数位置のスライス面から
最小奇数位置のスライス面まで奇数位置毎に順次選択す
る請求項１記載のＭＲＩの画像データ収集方法。
【請求項６】前記スライス面の選択開始位置は、任意
の奇数位置又は偶数位置のスライス面であって、周期的
に変化する位置のスライス面である請求項１記載のＭＲ
Ｉの画像データ収集方法。