JPH0614912B2 - 磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （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おける画像デー
タの抽出方法に関する。

（従来の技術） 従来、磁気共鳴現象を利用して断層像を得る磁気共鳴イ
メージング装置においては、予定スライス断面のスピン
を選択励起させ、さらに選択励起されたスピンを収束さ
せることにより発生するスピンエコーを収集するが、こ
のときエコー信号が発生する前に傾斜磁場を印加し、強
度を変化させることによってエコー信号に位相情報をあ
たえて、スピンの選択励起、収束、エコー収集のサイク
ルを繰りかえすことによりフーリエ空間全体のデータを
収集し、２次元フーリエ変換方式（２ＤＦＴ方式）を使
って、断層像を得ている。

ところがフーリエ空間全体のデータを収集するには相当
の時間を要し、その対策として、複素数として得られる
画像データの共役性を利用することにより、例えば、標
準スキャンにて２５６回の位相エンコード数が必要であ
った画像と同等の分解能を、１２８回の位相エンコード
で得るハーフエンコード方式、縦長あるいは横長のスキ
ャン対象に対して、画像化に必要な位相エンコード分の
みをスキャンするハーフマトリクス方式等が考え出され
ている。

しかしこれらの方法には、分解能は低下しないがＳ／Ｎ
が著しく低下する等の欠点があり、このような欠点を少
なからず解決しているＲＩＣＥ法と呼ばれるものがあ
る。

以下ＲＩＣＥ法について図面を使って説明する。第５図
はＲＩＣＥ法におけるパルスシーケンスを示す図であ
る。図中、ＲＦ／ＭＲ：ＲＦパルスとＭＲ信号、Ｇ_ｓ：
スライス用傾斜磁場、ＧE：位相エンコード用傾斜磁
場、ＧR：リード用傾斜磁場である。

このパルスシーケンスによれば、９０°パルス−１８０
°パルス−１８０°パルスの３つのＲＦパルスにより２
エコーが発生する。

またで示される位相エンコード用傾斜磁場ＧEは第１
エコーをコード化するために印加されるが、このとき所
定の最大磁場強度の半分の強さからその最大磁場強度の
範囲において被検体の予定スライス断面のスピンをＲＦ
パルスで選択励起する毎に順次変化させることにより、
第１エコーには高周波成分を与えるための位相変調がな
される。従って、第１エコーより位相エンコーディング
方向の高周波成分の画像データを抽出することができ
る。

で示される位相エンコード用傾斜磁場ＧEは所定の最
大磁場強度の半分の強さで一定に維持させて印加される
が、これはで示される位相エンコード用傾斜磁場ＧE
とともに第２エコーをコード化するために印加される。
このとき第１エコーの位相エンコーディング量よりも第
２エコーの位相エンコーディング量が小さくなるので、
で示されるエンコード用傾斜磁場ＧEの強度が順次変
化される毎に、第２エコーには低周波成分を与えるため
の位相変調がなされる。従って、第２エコーより位相エ
ンコーディング方向の低周波成分の画像データを抽出す
ることができる。

このようにして得られた画像データを２ＤＦＴ方式によ
り再構成した画像は、第１エコーの高周波データを用い
るのでハーフエンコード法に対しＳ／Ｎが大きく、しか
もハーフマトリクス方式にあらわれるデータ打切りによ
るギブスリングが防止されて、これによるアーチファク
トが生じないものとなる。また、９０°パルスから第２
エコーが発生するまでのエコー時間が相当長いことか
ら、Ｔ２差強調が充分となって、十分な組織間コントラ
ストが得られる。

（発明が解決しようとする課題） 従来のＲＩＣＥ法においては位相エンコードの高周波成
分を第１エコーで、低周波成分を第２エコーで収集して
Ｔ２強調画像を得ていたので、１エコーによってＴ２強
調画像を得るのに比べ、データを収集するまでの時間が
１／２になるという利点がある。

ところが位相エンコードの高周波成分と低周波成分とで
は、９０°ＲＦパルスの印加からエコー信号発生までの
時間が異なることから、スピンの大きさ及び信号の性質
が異なり、フーリエ面データを構成する際、高周波成分
と低周波成分のつなぎ目がなめらかとならず問題となっ
ていた。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は、被検体の所望の
領域内のスピンを励起し、励起された前記領域から第１
および第２エコー信号を順次発生させる工程を、位相エ
ンコード量を変えながら複数回繰り返す磁気共鳴イメー
ジング方法であって、前記励起から所望の時間後に第１
のエコーが発生するよう反転高周波パルスを印加する工
程と、前記第１のエコー発生に先立ち、エコー信号に高
周波成分を与える第１の位相エンコード用傾斜磁場を印
加する工程と、前記第１のエコーを読み出すためのリー
ド用傾斜磁場を印加する工程と、前記リード用傾斜磁場
を反転させることにより第２のエコー信号を発生させる
工程と、前記第２のエコー発生に先立ち、エコー信号に
低周波成分を与える第２の位相エンコード用傾斜磁場を
印加する工程とを有することを特徴としている。

（作用） 本発明のパルスシーケンスによれば、分解能、Ｓ／Ｎ、
組織間コントラストを低下させることなく、画像再構成
され、さらにリード用傾斜磁場を反転させることにより
第２エコーを発生させるので、リード用傾斜磁場の印加
時間およびエコー収集時間を短くすることが可能とな
り、第１エコーと第２エコーの性質が似たものとなる。

（実施例） 第２図は、磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＲＩ装置
という）の構成図である。

このＭＲＩ装置は、静磁場を発生させるための磁石１
と、高周波励起パルス（ＲＦパルスという）の発信及び
エコー信号等の磁気共鳴信号（ＭＲ信号という）の受信
を行う送受信コイル２と、磁石１により発生した静磁場
にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の傾斜磁場を重畳印加するための傾
斜磁場コイル３と、それぞれの傾斜磁場を発生させるＸ
軸傾斜磁場電源４；Ｙ軸傾斜磁場電源５、Ｚ軸傾斜磁場
電源６と、ＲＦパルスの発信の場合送受信コイル２を駆
動するＲＦパルス送信器７と、ＭＲ信号の受信の場合送
受信コイル２を駆動する受信器８と、磁石１、各傾斜磁
場電源、ＲＦパルス送信器７、受信器８を制御し、受信
器８からの画像データを２ＤＦＴ方式によって画像再構
成するためのコンピュータシステム９と、再構成された
画像を出力するモニタ１０から構成されている。

第１図は本発明におけるパルスシーケンスを模式的に表
現した図であるが、このパルスシーケンスは、コンピュ
ータ・システム９に内蔵されたメモリに設定されてい
る。第１図において、ＲＦ／ＭＲ：ＲＦパルスおよびＭ
Ｒ信号、Ｇ_ｓ：スライス用傾斜磁場、ＧE：位相エンコ
ード用傾斜磁場、ＧR：リード用傾斜磁場である。

磁気共鳴による断層撮影が開始されると、磁石１により
静磁場が発生し、第１図（Ａ）のパルスシーケンスに示
すごとく、傾斜磁場コイル３によって適宜スライス用傾
斜磁場Ｇ_ｓ、位相エンコード用傾斜磁場ＧE、リード用
傾斜磁場ＧRが静磁場に重畳印加され、送受信コイル２
によりＲＦパルスが印加される。図中上向きのスライス
用傾斜磁場Ｇ_ｓによって被検体に傾斜磁場Ｇ_ｓが重畳印
加され、さらに９０°ＲＦパルス（以下簡単に９０°パ
ルスという）、１８０°ＲＦパルス（以下簡単に１８０
°パルスという）が順次印加され所望スライス面が選択
励起される。

また９０°パルスと１８０°パルスの間で第１エコー位
相コード化のためにで示される位相エンコード用傾斜
磁場ＧEを重畳印加し、さらに第１エコーを取り出すた
めにリード用傾斜磁場ＧRが重畳印加される。第１エコ
ー収集が終わると、リード用傾斜磁場ＧRが反転し、発
散し始めたスピンがふたたび収束し始め、第２エコーを
取り出すためにリード用傾斜磁場を重畳印加して、第２
エコーが収集される。

また、第１エコー発生時と第２エコー発生時の間で、第
２エコーの位相エンコード化のために、で示される位
相エンコード用傾斜磁場が重畳印加される。

第１図（Ａ）において、で示される位相エンコード用
傾斜磁場ＧEを、所定の最大磁場強度の半分の強さか
ら、その最大磁場強度の範囲において被検体の所望スラ
イス面のスピンをＲＦパルスで選択励起する毎に順次変
化させると、第１エコーには高周波成分を与えるための
位相変調がなされる。従って、第１エコーより位相エン
コーディング方向の高周波成分の画像データを抽出する
ことができる。

またで示される位相エンコード用傾斜磁場は、その後
１８０°パルスの印加によってスピンに与える性質が反
転し、で示される位相エンコード用傾斜磁場ＧEと相
重なって、で示される位相エンコード用傾斜磁場ＧE
の強度が順次変化される毎に、第２エコーには低周波成
分を与えるための位相変調がなされる。従って、第２エ
コーにより位相エンコーディング方向の低周波成分の画
像データを抽出することができる。

第３図に示すごとく第１エコーと第２エコーから抽出さ
れたフーリエ空間全体の画像データは２ＤＦＴ方式によ
って画像再構成される。これによって得られる画像は第
１エコーの高周波データを用いているので、従来例と同
様に高分解能のものとなり、しかもデータ打ち切りによ
るギブスリンギングが防止されて、これによるアーチフ
ァクトが生じない。

また、に示される位相エンコード用傾斜磁場印加時間
及び第１エコー、第２エコーのデータ収集時間を短かく
することによって、第１エコーと第２エコーのエコー時
間（９０°パルスからエコー信号が発生するまでの時
間）は、ほぼ等しい、あるいは近いものとなり、それに
伴って信号の性質も似たものとなる。これによって画像
再構成するデータの位相エンコード方向の高周波成分と
低周波成分の継ぎ目がスムーズになり、補正が楽にな
る。さらに、ＲＦパルスは９０°パルス、１８０°パル
スそれぞれ１回ずつなので第１エコーのエコー時間を十
分長くとることができ、それに伴って第２エコーのエコ
ー時間も長くなり、Ｔ２差強調が十分となって組織間コ
ントラストの大きい画像が得られる。

高周波パルスの人体に与える影響はまだ十分に解明され
てはいないが、人体に印加する高周波パルスを少量にお
さえることが望ましく、このパルスシーケンスはそれを
も充している。

第１図（Ｂ）は第１図（Ａ）の位相エンコード用傾斜磁
場ＧEを反転させたものであり、第４図（Ａ），（Ｂ）
は第１の位相エンコード用傾斜磁場ＧEを１８０°パル
ス印加後に印加する場合であるが、この場合第１図にお
ける第１の位相エンコード用傾斜磁場ＧEを反転させて
いる。いずれの場合も第１図（Ａ）のパルスシーケンス
と同様の効力が得られる。

上記の場合にかぎらず、他のパルスシーケンスにおいて
も第１エコー収集時のリード用傾斜磁場を反転させるこ
とによって第２エコーを発生させることで同様の効果が
得られ、３つあるいはそれ以上のエコー信号を発生させ
るパルスシーケンスにおいても、エコー収集時のリード
用傾斜磁場を反転させることにより次のエコー発生させ
ることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、特許請求の範囲第１項に記載の方
法においては、位相エンコードの高周波成分と低周波成
分と低周波成分の信号が、ほぼ同じエコー時間の所で得
られるので（信号の性質もＴ２強調の似たものにな
り、）高周波成分と低周波成分の継ぎ目がなめらかにな
る。それによって画像再構成の際、補正が楽になる。

また特許請求の範囲第２項に記載の方法においては、画
像データの低周波成分が得られる第２エコーが発生する
までの時間を十分長くとることができるので、上記の効
果に加えて組織間コントラストが十分得られるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における一実施例のパルスシーケンス
を示すタイムチャート、第２図は本発明が実施されるＭ
ＲＩ装置の構成図、第３図は本発明の一実施例における
画像データ収集を模式的に表現した図、第４図は本発明
における他の実施例のパルスシーケンスを示すタイムチ
ャート、第５図は従来例のパルスシーケンスを示すタイ
ムチャートである。 １……静磁場用磁石、２……送受信コイル ３……傾斜磁場コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体の所望の領域内のスピンを励起し、
   励起された前記領域から第１および第２エコー信号を順
   次発生させる工程を、位相エンコード量を変えながら複
   数回繰り返す磁気共鳴イメージング方法であって、 前記励起から所望の時間後に第１のエコーが発生するよ
   う反転高周波パルスを印加する工程と、 前記第１のエコー発生に先立ち、エコー信号に高周波成
   分を与える第１の位相エンコード用傾斜磁場を印加する
   工程と、 前記第１のエコーを読み出すためのリード用傾斜磁場を
   印加する工程と、 前記リード用傾斜磁場を反転させることにより第２のエ
   コー信号を発生させる工程と、 前記第２のエコー発生に先立ち、エコー信号に低周波成
   分を与える第２の位相エンコード用傾斜磁場を印加する
   工程とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング
   方法。
2. 【請求項２】前記第１の位相エンコード用傾斜磁場は、
   その強度の絶対値があらかじめ定められた値以上であっ
   て、各励起ごとにその値が変化するものであることを特
   徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング方法。