JPH0622494B2 - Ｎｍｒ装置 - Google Patents
Ｎｍｒ装置Info
- Publication number
- JPH0622494B2 JPH0622494B2 JP2276578A JP27657890A JPH0622494B2 JP H0622494 B2 JPH0622494 B2 JP H0622494B2 JP 2276578 A JP2276578 A JP 2276578A JP 27657890 A JP27657890 A JP 27657890A JP H0622494 B2 JPH0622494 B2 JP H0622494B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nmr
- pulse sequence
- data
- signal
- motion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/567—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
- G01R33/5676—Gating or triggering based on an MR signal, e.g. involving one or more navigator echoes for motion monitoring and correction
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
- A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
- A61B6/541—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は核磁気共鳴作像方法に関する。更に具体的に
云えば、この発明は例えばＮＭＲ走査の進行中の被検体
の動きによる略周期的なＮＭＲ信号の変動が原因で起る
像の人為効果（アーチファクト）を制御する方法に関す
る。
云えば、この発明は例えばＮＭＲ走査の進行中の被検体
の動きによる略周期的なＮＭＲ信号の変動が原因で起る
像の人為効果（アーチファクト）を制御する方法に関す
る。
ＮＭＲは、患者の解剖学的な特徴の像を求める様に開発
されている。こう云う像は、核スピンの分布（典型的に
は水及び組織に関連する陽子）、スピン−格子緩和時間
Ｔ１、及び／又はスピン−スピン緩和時間Ｔ２を表わ
し、医学的に診断価値がある。像を構成する為のＮＭＲ
データは、多重角度投影再生及びフーリエ変換（ＦＴ）
の様な利用し得る多数の方式の一つを用いて、収集する
ことが出来る。典型的には、こう云う方式は、逐次的に
求められる複数個のビュー（View）で構成されたパルス
順序で構成される。各々のビューは１回又は更に多くの
ＮＭＲ実験を含んでいることがあり、各々の実験は少な
くともＲＦ励振パルスと、その結果得られるＮＭＲ信号
に空間情報を符号化する為の磁界勾配パルスとで構成さ
れる。周知の様に、ＮＭＲ信号は自由誘導減衰（ＦＩ
Ｄ）信号であってもよいし、或いはこの方が好ましい
が、スピン・エコー信号である。
されている。こう云う像は、核スピンの分布（典型的に
は水及び組織に関連する陽子）、スピン−格子緩和時間
Ｔ１、及び／又はスピン−スピン緩和時間Ｔ２を表わ
し、医学的に診断価値がある。像を構成する為のＮＭＲ
データは、多重角度投影再生及びフーリエ変換（ＦＴ）
の様な利用し得る多数の方式の一つを用いて、収集する
ことが出来る。典型的には、こう云う方式は、逐次的に
求められる複数個のビュー（View）で構成されたパルス
順序で構成される。各々のビューは１回又は更に多くの
ＮＭＲ実験を含んでいることがあり、各々の実験は少な
くともＲＦ励振パルスと、その結果得られるＮＭＲ信号
に空間情報を符号化する為の磁界勾配パルスとで構成さ
れる。周知の様に、ＮＭＲ信号は自由誘導減衰（ＦＩ
Ｄ）信号であってもよいし、或いはこの方が好ましい
が、スピン・エコー信号である。
次に、「スピン捩れ（spin-warp）形」とよく呼ばれる
周知のＦＴ方式の変形の場合について、この発明の好ま
しい実施例を詳しく説明する。然し、この発明の方法が
ＦＴ作像方法に制限されず、米国特許第４．４７１，３
０６号に記載されている多重角度投影再生、並びに米国
特許第４，０７０，６１１号に記載されているＦＴ方式
の別の変形の様な他の方式と共に有利に実施することが
出来ることを承知されたい。スピン捩れ形方式は、フィ
ジックス・イン・メディスン・アンド・バイオロジ誌、
第２５巻第７５１頁乃至第７５６頁（１９８０年）所載
のＷ．Ａ．エーデルシュタイン他の論文「スピン捩れ形
ＮＭＲ作像と全身作像への応用」に記載されている。
周知のＦＴ方式の変形の場合について、この発明の好ま
しい実施例を詳しく説明する。然し、この発明の方法が
ＦＴ作像方法に制限されず、米国特許第４．４７１，３
０６号に記載されている多重角度投影再生、並びに米国
特許第４，０７０，６１１号に記載されているＦＴ方式
の別の変形の様な他の方式と共に有利に実施することが
出来ることを承知されたい。スピン捩れ形方式は、フィ
ジックス・イン・メディスン・アンド・バイオロジ誌、
第２５巻第７５１頁乃至第７５６頁（１９８０年）所載
のＷ．Ａ．エーデルシュタイン他の論文「スピン捩れ形
ＮＭＲ作像と全身作像への応用」に記載されている。
簡単に云うと、スピン捩れ形方式は、ＮＭＲスピン・エ
コー信号を収集する前に、可変振幅の位相符号化磁界勾
配パルスを用いて、この勾配の方向に空間情報を位相符
号化する。例えば、２次元形式（２ＤＦＴ）では、位相
符号化勾配（Ｇｙ）をその方向に印加することによっ
て、空間情報を一方の方向に符号化し、その後位相符号
化方向に対して直交する方向に磁界勾配（Ｇｘ）が存在
する状態でスピン・エコー信号を観測する。スピン・エ
コーの間に存在する勾配が、空間情報を直交方向に符号
化する。典型的な２ＤＦＴパルス順序では、位相符号化
勾配パルスＧｙの大きさを、像全体を再生し得る様な１
組のＮＭＲデータを発生する為に収集される一連のビュ
ーで、単調に増分（ΔＧｙ）的に増加する。
コー信号を収集する前に、可変振幅の位相符号化磁界勾
配パルスを用いて、この勾配の方向に空間情報を位相符
号化する。例えば、２次元形式（２ＤＦＴ）では、位相
符号化勾配（Ｇｙ）をその方向に印加することによっ
て、空間情報を一方の方向に符号化し、その後位相符号
化方向に対して直交する方向に磁界勾配（Ｇｘ）が存在
する状態でスピン・エコー信号を観測する。スピン・エ
コーの間に存在する勾配が、空間情報を直交方向に符号
化する。典型的な２ＤＦＴパルス順序では、位相符号化
勾配パルスＧｙの大きさを、像全体を再生し得る様な１
組のＮＭＲデータを発生する為に収集される一連のビュ
ーで、単調に増分（ΔＧｙ）的に増加する。
ＮＭＲ像データの収集中に物体の変位ががあると、位相
符号化方向にぼけと「ゴースト」の両方が生ずる。動き
が周期的であるか或いは大体周期的である時、特に別々
のゴーストが目につき、動きが非周期的である時、スミ
アリングが起る。心臓及び呼吸の運動を含む大抵の生理
学的な動きでは、ＮＭＲ信号の各々のビューは、収集窓
の間に物体が不動と見なしてもよい位短い期間内に収集
される。従って、ぼけ及びゴーストは主に物体がビュー
毎に一貫しない形で見えることによるものであり、特に
動きによるＮＭＲ信号の振幅並びに／又は位相の変化に
よって起る。
符号化方向にぼけと「ゴースト」の両方が生ずる。動き
が周期的であるか或いは大体周期的である時、特に別々
のゴーストが目につき、動きが非周期的である時、スミ
アリングが起る。心臓及び呼吸の運動を含む大抵の生理
学的な動きでは、ＮＭＲ信号の各々のビューは、収集窓
の間に物体が不動と見なしてもよい位短い期間内に収集
される。従って、ぼけ及びゴーストは主に物体がビュー
毎に一貫しない形で見えることによるものであり、特に
動きによるＮＭＲ信号の振幅並びに／又は位相の変化に
よって起る。
データの収集を物体の機能的なサイクルと同期させれ
ば、ぼけもゴーストも少なくすることが出来る。この方
法がゲート式ＮＭＲ走査の名前で知られており、その目
的は、各々のビューで物体が同じ様に「見える」様に相
次ぐ機能的なサイクルの間、同じ点のＮＭＲデータを収
集することである。ゲート作用の欠点は、物体の機能的
なサイクルの小さな一部分の間しか、ＮＭＲデータを収
集することが出来ないことであり、受入れることの出来
る様な最も短いパルス順序を用いた時でも、このゲート
方式では、データ収集時間が大幅に長くなることがあ
る。
ば、ぼけもゴーストも少なくすることが出来る。この方
法がゲート式ＮＭＲ走査の名前で知られており、その目
的は、各々のビューで物体が同じ様に「見える」様に相
次ぐ機能的なサイクルの間、同じ点のＮＭＲデータを収
集することである。ゲート作用の欠点は、物体の機能的
なサイクルの小さな一部分の間しか、ＮＭＲデータを収
集することが出来ないことであり、受入れることの出来
る様な最も短いパルス順序を用いた時でも、このゲート
方式では、データ収集時間が大幅に長くなることがあ
る。
ゴーストの人為効果を除く為に提案された１つの方法
が、米国特許第４，５６７，８９３号に記載されてい
る。この米国特許では、動きが周期的である時、ゴース
トと作像する物体との間の像の中での距離は、ＮＭＲパ
ルス順序の繰返し時間が、（米国特許第４，４４３，７
６０号に記載されている様に、１つのビュー当たりに２
つの位相交番のＲＦ励振パルスを使う場合）周期的な信
号の変化の持続時間の1/4の奇数倍である時、最大にな
ることが認識されている。この比を使って、呼吸運動に
よるゴーストを軽減することが出来ることが判ってい
る。この方法は、実際に像の品質を改善するが、これは
ＮＭＲパルス順序の繰返し時間に拘束を加えるものであ
り、その結果合計の走査時間が一層長くなる場合が多
い。更にこれは、動きが周期的であると仮定している。
被検体の呼吸が不規則である時、ゴーストがぼけ、関心
のある像領域と重なることがあるので、その効果が減少
する。
が、米国特許第４，５６７，８９３号に記載されてい
る。この米国特許では、動きが周期的である時、ゴース
トと作像する物体との間の像の中での距離は、ＮＭＲパ
ルス順序の繰返し時間が、（米国特許第４，４４３，７
６０号に記載されている様に、１つのビュー当たりに２
つの位相交番のＲＦ励振パルスを使う場合）周期的な信
号の変化の持続時間の1/4の奇数倍である時、最大にな
ることが認識されている。この比を使って、呼吸運動に
よるゴーストを軽減することが出来ることが判ってい
る。この方法は、実際に像の品質を改善するが、これは
ＮＭＲパルス順序の繰返し時間に拘束を加えるものであ
り、その結果合計の走査時間が一層長くなる場合が多
い。更にこれは、動きが周期的であると仮定している。
被検体の呼吸が不規則である時、ゴーストがぼけ、関心
のある像領域と重なることがあるので、その効果が減少
する。
周期的な信号の変化による望ましくない影響を減少する
別の方法が、米国特許第４，７０６，０２６号に記載さ
れている。この方法の１例では、（例えば患者の呼吸に
よる）信号の変化の周期に或る仮定を下し、ビューの順
序を普通の様に単調に増加する位相符号化勾配から予め
選ばれた順序に変更する。これは、勾配パラメータ、即
ち、（スピン捩れ形方法に於ける）位相符号化勾配パル
スの振幅又は読出し勾配パルスの方向（多重角度投影再
生方法に於ける）を用いる順序を定めることを必要とす
る。所定の信号の変動の周期に対し、ビューの順序は、
位相符号化振幅（又は勾配の方向）の関数としてのＮＭ
Ｒ信号の変動が所望の周波数になる様に選ぶ。１実施例
では、動きの変動周期が合計のＮＭＲ走査時間（低周波
数）と等しくなる様にビューの順序を選んで、ゴースト
の人為効果が出来るだけ作像する物体に接近する様にす
る。別の実施例（高周波数）では、変動周期を出来るだ
け短くして、ゴーストの人為効果を出来るだけ物体から
遠ざける様に、ビューの順序が選ばれる。
別の方法が、米国特許第４，７０６，０２６号に記載さ
れている。この方法の１例では、（例えば患者の呼吸に
よる）信号の変化の周期に或る仮定を下し、ビューの順
序を普通の様に単調に増加する位相符号化勾配から予め
選ばれた順序に変更する。これは、勾配パラメータ、即
ち、（スピン捩れ形方法に於ける）位相符号化勾配パル
スの振幅又は読出し勾配パルスの方向（多重角度投影再
生方法に於ける）を用いる順序を定めることを必要とす
る。所定の信号の変動の周期に対し、ビューの順序は、
位相符号化振幅（又は勾配の方向）の関数としてのＮＭ
Ｒ信号の変動が所望の周波数になる様に選ぶ。１実施例
では、動きの変動周期が合計のＮＭＲ走査時間（低周波
数）と等しくなる様にビューの順序を選んで、ゴースト
の人為効果が出来るだけ作像する物体に接近する様にす
る。別の実施例（高周波数）では、変動周期を出来るだ
け短くして、ゴーストの人為効果を出来るだけ物体から
遠ざける様に、ビューの順序が選ばれる。
従来のこの方法は、人為効果を少なくする効果があり、
変動が割合規則的でその周波数が判っていれば、或る点
では理想的である。他方、動きの時間的な周期に対して
下した仮定が成立しない（例えば患者の呼吸パターンが
変化するか或いは不規則である為に）場合、この方法は
余りよく成立しない。そう云うことが起ると、ゴースト
を出来るだけ物体に近付けるとか或いは物体から出来る
だけ遠ざけると云う集束作用がぼける為に、その効果の
幾分かゞ失われる。この問題に対する解決策が米国特許
第４，６６３，５９１号に記載されている。この方法で
は、走査を実行する時、単調でないビューの順序を決定
し、これは周期の変化に応答する様にして、信号の変動
と勾配パラメータの間に所望の関係（低周波数又は高周
波数）を生ずる様にする。勿論、この方法の有効性は、
患者の動き、特にその動きの周期の振幅変動を感知する
のに使われる手段の精度によって左右される。
変動が割合規則的でその周波数が判っていれば、或る点
では理想的である。他方、動きの時間的な周期に対して
下した仮定が成立しない（例えば患者の呼吸パターンが
変化するか或いは不規則である為に）場合、この方法は
余りよく成立しない。そう云うことが起ると、ゴースト
を出来るだけ物体に近付けるとか或いは物体から出来る
だけ遠ざけると云う集束作用がぼける為に、その効果の
幾分かゞ失われる。この問題に対する解決策が米国特許
第４，６６３，５９１号に記載されている。この方法で
は、走査を実行する時、単調でないビューの順序を決定
し、これは周期の変化に応答する様にして、信号の変動
と勾配パラメータの間に所望の関係（低周波数又は高周
波数）を生ずる様にする。勿論、この方法の有効性は、
患者の動き、特にその動きの周期の振幅変動を感知する
のに使われる手段の精度によって左右される。
ＮＭＲ走査を受ける患者の呼吸運動を監視する為に使わ
れる普通の１つの手段は、患者の胸の周りに取付けた圧
力センサを有する空気圧ベローで構成される。患者が呼
吸すると、前胸及び胃壁が膨張並びに収縮し、その結果
ベローに起る圧力変化により、圧力変換器からの電気信
号の大きさが呼吸位相の関数として変化する。空気圧ベ
ローは連続的な保守を必要とする複雑な電気機械的な装
置であるばかりでなく、こう云うモニタによって発生さ
れる信号は、ＮＭＲ像に動きによる人為効果を招く呼吸
運動を必ずしも正確に表示しないことが判った。
れる普通の１つの手段は、患者の胸の周りに取付けた圧
力センサを有する空気圧ベローで構成される。患者が呼
吸すると、前胸及び胃壁が膨張並びに収縮し、その結果
ベローに起る圧力変化により、圧力変換器からの電気信
号の大きさが呼吸位相の関数として変化する。空気圧ベ
ローは連続的な保守を必要とする複雑な電気機械的な装
置であるばかりでなく、こう云うモニタによって発生さ
れる信号は、ＮＭＲ像に動きによる人為効果を招く呼吸
運動を必ずしも正確に表示しないことが判った。
呼吸を監視する別の方式は、米国特許第４，５６４，０
１７号に記載されている様に、走査中に得られたＮＭＲ
信号を用いて、呼吸の速度を表わす信号を発生すること
である。この方法は、ＮＭＲエコー信号の大きさの変化
を測定することにより、呼吸の速度の「オン・ライン」
の目安を生ずるが、呼吸サイクルの位相を示す正確なオ
ン・ラインのデータとはならない。
１７号に記載されている様に、走査中に得られたＮＭＲ
信号を用いて、呼吸の速度を表わす信号を発生すること
である。この方法は、ＮＭＲエコー信号の大きさの変化
を測定することにより、呼吸の速度の「オン・ライン」
の目安を生ずるが、呼吸サイクルの位相を示す正確なオ
ン・ラインのデータとはならない。
発明の要約 この発明は、動きによる人為効果を抑圧する方式に使う
為、ＮＭＲ走査の間、呼吸位相情報を求める改良された
装置に関する。具体的に云うと、この発明は、ＮＭＲ走
査の間、ＮＭＲ運動信号を発生する手段と、ＮＭＲ運動
信号を処理して、走査される被検体中の複数の特徴のあ
る部分の位置を示す１組のデータを発生する手段と、１
組のデータの中での特定の特徴のある部分（例えば腹
壁）の位置を突止める手段と、特定の特徴のある部分の
現在の位置をその特徴のある部分の基準位置と相関させ
ることによって、呼吸信号を発生する手段とを含む。
為、ＮＭＲ走査の間、呼吸位相情報を求める改良された
装置に関する。具体的に云うと、この発明は、ＮＭＲ走
査の間、ＮＭＲ運動信号を発生する手段と、ＮＭＲ運動
信号を処理して、走査される被検体中の複数の特徴のあ
る部分の位置を示す１組のデータを発生する手段と、１
組のデータの中での特定の特徴のある部分（例えば腹
壁）の位置を突止める手段と、特定の特徴のある部分の
現在の位置をその特徴のある部分の基準位置と相関させ
ることによって、呼吸信号を発生する手段とを含む。
この発明の全般的な目的は、ＮＭＲ走査の間、解剖学的
な構造の動きの一層正確な表示を発生することである。
動きを検出する為の１組のＮＭＲデータは、像の為の１
組のＮＭＲデータを収集するのに使われるのと同じ走査
の間に収集され、全く同じ装置を用いて収集される。呼
吸運動を監視するのに全く同じＮＭＲ装置を使うことに
より、像を再生する為に使われるＮＭＲ信号に対する動
きの影響を一層正確に測定することが出来る。多数の、
動きによる人為効果の抑圧方法のどれに使った時でも、
この改良された呼吸位相信号により、普通の呼吸モニタ
からの位相情報を用いて再生された像よりも、一層よい
像を再生することが出来る。
な構造の動きの一層正確な表示を発生することである。
動きを検出する為の１組のＮＭＲデータは、像の為の１
組のＮＭＲデータを収集するのに使われるのと同じ走査
の間に収集され、全く同じ装置を用いて収集される。呼
吸運動を監視するのに全く同じＮＭＲ装置を使うことに
より、像を再生する為に使われるＮＭＲ信号に対する動
きの影響を一層正確に測定することが出来る。多数の、
動きによる人為効果の抑圧方法のどれに使った時でも、
この改良された呼吸位相信号により、普通の呼吸モニタ
からの位相情報を用いて再生された像よりも、一層よい
像を再生することが出来る。
この発明の別の目的は、帯紐によって患者に取付けなけ
ればならない電気機械的な装置の必要をなくすことであ
る。この発明は、像の為のＮＭＲデータを収集するのに
必要な装置以外の装置を何等必要としない。ＮＭＲパル
ス順序は、動きを検出する為の１組のＮＭＲデータを収
集する様に変更されるが、この為に余分の装置を必要と
しない。患者に対する唯一の影響は、走査全体を実施す
るのに必要な時間が若干長くなることである。
ればならない電気機械的な装置の必要をなくすことであ
る。この発明は、像の為のＮＭＲデータを収集するのに
必要な装置以外の装置を何等必要としない。ＮＭＲパル
ス順序は、動きを検出する為の１組のＮＭＲデータを収
集する様に変更されるが、この為に余分の装置を必要と
しない。患者に対する唯一の影響は、走査全体を実施す
るのに必要な時間が若干長くなることである。
この発明の上記並びにその他の目的及び利点は、以下説
明する所から明らかになろう。この説明では、この発明
の好ましい実施例を示した図面を参照する。然し、この
実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わすものでは
なく、この発明の範囲の解釈に当たっては特許請求の範
囲を参照されたい。
明する所から明らかになろう。この説明では、この発明
の好ましい実施例を示した図面を参照する。然し、この
実施例は必ずしもこの発明の範囲全体を表わすものでは
なく、この発明の範囲の解釈に当たっては特許請求の範
囲を参照されたい。
好ましい実施例の説明 第１図はこの発明の好ましい実施例を用いるＮＭＲを作
像装置の簡略ブロック図である。装置はパルス制御モジ
ュール１１２を持ち、これがホスト・コンピュータ１１
４の制御のもとに、包括的に１１６に示した磁界勾配電
源に対する正しいタイミングのパルス波形信号を供給す
る。電源１１６が、全体をブロック１１８で示した勾配
コイル集成体の一部分をなす勾配コイルを付勢する。集
成体は、デカルト座標形のｘ，ｙ，ｚ方向の向きを持つ
磁界勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを夫々発生するコイルを含
む。ＮＭＲ作像の用途で勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚをどの様
に使うかは、後で第２図について説明する。
像装置の簡略ブロック図である。装置はパルス制御モジ
ュール１１２を持ち、これがホスト・コンピュータ１１
４の制御のもとに、包括的に１１６に示した磁界勾配電
源に対する正しいタイミングのパルス波形信号を供給す
る。電源１１６が、全体をブロック１１８で示した勾配
コイル集成体の一部分をなす勾配コイルを付勢する。集
成体は、デカルト座標形のｘ，ｙ，ｚ方向の向きを持つ
磁界勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを夫々発生するコイルを含
む。ＮＭＲ作像の用途で勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚをどの様
に使うかは、後で第２図について説明する。
第１図の説明を続けると、パルス制御モジュール１１２
がＲＦ合成器１２０に作動パルスを供給する。この合成
器はＲＦトラシーバの一部分であり、その一部が破線の
ブロック１２２の中に囲い込まれている。パルス制御モ
ジュール１１２は、ＲＦ周波数合成器１２０の出力を変
調する変調器１２４にも信号を供給する。変調ＲＦ信号
が、ＲＦ電力増幅器１２８及び送信／受信スイッチ１３
０を介してＲＦコイル集成体１２６に印加される。ＲＦ
信号を使って、作像するサンプル物体（図面に示してな
い）内の核スピンを励振する。
がＲＦ合成器１２０に作動パルスを供給する。この合成
器はＲＦトラシーバの一部分であり、その一部が破線の
ブロック１２２の中に囲い込まれている。パルス制御モ
ジュール１１２は、ＲＦ周波数合成器１２０の出力を変
調する変調器１２４にも信号を供給する。変調ＲＦ信号
が、ＲＦ電力増幅器１２８及び送信／受信スイッチ１３
０を介してＲＦコイル集成体１２６に印加される。ＲＦ
信号を使って、作像するサンプル物体（図面に示してな
い）内の核スピンを励振する。
励振された核スピンからのＮＭＲ信号がＲＦコイル集成
体１２６によって感知され、送信／受信スイッチ１３０
を介してＲＦ前置増幅器１３２に印加される。増幅され
たＮＭＲ信号が直角位相検波器１３４に印加され、検波
された信号がＡ／Ｄ変換器１３６によってディジタル化
され、周知の様に記憶並びに処理の為に、コンピュータ
１１４に印加される。
体１２６によって感知され、送信／受信スイッチ１３０
を介してＲＦ前置増幅器１３２に印加される。増幅され
たＮＭＲ信号が直角位相検波器１３４に印加され、検波
された信号がＡ／Ｄ変換器１３６によってディジタル化
され、周知の様に記憶並びに処理の為に、コンピュータ
１１４に印加される。
第２図は２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）と呼ばれる
が、２次元「スピン捩れ形」とも呼ばれる従来の作像パ
ルス順序の２つのビューを示す。このパルス順序は、周
知の様に、検査する物体の像を再生する為の作像ＮＭＲ
データを求めるのに役立つ。２つのビューを“Ａ”及び
“Ｂ”で示してあり、これらは位相符号化勾配磁界Ｇｙ
の他は同一である。各々のビューは、位相交番ＲＦ励振
パルスを利用するパルス順序であり、こう云う位相交番
ＲＦ励振パルスにより、米国特許第４，４４３，７６０
号に記載されている様に、位相交番のＮＭＲ信号Ｓ
１（ｔ）及びＳ１′（ｔ）が発生され、ＮＭＲ装置に於
ける或るベースライン誤差を相殺する。
が、２次元「スピン捩れ形」とも呼ばれる従来の作像パ
ルス順序の２つのビューを示す。このパルス順序は、周
知の様に、検査する物体の像を再生する為の作像ＮＭＲ
データを求めるのに役立つ。２つのビューを“Ａ”及び
“Ｂ”で示してあり、これらは位相符号化勾配磁界Ｇｙ
の他は同一である。各々のビューは、位相交番ＲＦ励振
パルスを利用するパルス順序であり、こう云う位相交番
ＲＦ励振パルスにより、米国特許第４，４４３，７６０
号に記載されている様に、位相交番のＮＭＲ信号Ｓ
１（ｔ）及びＳ１′（ｔ）が発生され、ＮＭＲ装置に於
ける或るベースライン誤差を相殺する。
第２図のビューＡについて説明すると、期間１（横軸に
沿って示す）に、正のＧｚ磁界勾配パルスの存在のもと
に印加される選択性９０゜ＲＦ励振パルスが示されてい
る。パルス制御モジュール１１２（第１図）が、周波数
合成器１２０及び変調器１２４に必要な制御信号を供給
して、その結果得られる励振パルスが、作像する物体の
予定の領域にある核スピンだけを励振するのに正しい位
相及び周波数になる様にする。典型的には、励振パルス
は（sin ｘ）／ｘ関数によって振幅変調することが出
来る。合成器１２０の周波数は、周知のラーモア方程式
に従って、印加された分極磁界の強度と作像される特定
のＮＭＲ種目とに関係する。パルス制御モジュール１１
２は勾配電源１１６にも作動信号を印加して、この場合
はＧｚ勾配パルスを発生する。
沿って示す）に、正のＧｚ磁界勾配パルスの存在のもと
に印加される選択性９０゜ＲＦ励振パルスが示されてい
る。パルス制御モジュール１１２（第１図）が、周波数
合成器１２０及び変調器１２４に必要な制御信号を供給
して、その結果得られる励振パルスが、作像する物体の
予定の領域にある核スピンだけを励振するのに正しい位
相及び周波数になる様にする。典型的には、励振パルス
は（sin ｘ）／ｘ関数によって振幅変調することが出
来る。合成器１２０の周波数は、周知のラーモア方程式
に従って、印加された分極磁界の強度と作像される特定
のＮＭＲ種目とに関係する。パルス制御モジュール１１
２は勾配電源１１６にも作動信号を印加して、この場合
はＧｚ勾配パルスを発生する。
第２図の説明を続けると、Ｇｘ，Ｇｙ及びＧｚ勾配パル
スが期間２に同時に印加される。期間２のＧｚ勾配は位
相戻しパルスであって、典型的には期間２にわたる勾配
波形の時間積分が、期間１にわたるＧｚ勾配波形の時間
積分の−1/2倍に大体等しくなる様に選ばれる。負のＧ
ｚパルスの作用は、期間１に励振された核スピンの位相
戻しをすることである。Ｇｙ勾配パルスは、勾配の方向
に空間情報を符号化する為に、ビューＡ，Ｂ，……等の
各々で異なる振幅を持つ様に選ばれた位相符号化パルス
である。相異なるＧｙ勾配の振幅の数は、典型的には、
再生像が位相符号化方向（Ｙ）に持つ画素分解要素の数
と少なくとも等しくなる様に選ばれる。典型的には、１
２８個、２５６個又は５１２個の異なる勾配Ｇｙの振幅
が選ばれ、典型的なＮＭＲ装置では、ＮＭＲ走査が完了
するまで、Ｇｙの値は、あるビューと次のビューで、一
定量だけ増加する。
スが期間２に同時に印加される。期間２のＧｚ勾配は位
相戻しパルスであって、典型的には期間２にわたる勾配
波形の時間積分が、期間１にわたるＧｚ勾配波形の時間
積分の−1/2倍に大体等しくなる様に選ばれる。負のＧ
ｚパルスの作用は、期間１に励振された核スピンの位相
戻しをすることである。Ｇｙ勾配パルスは、勾配の方向
に空間情報を符号化する為に、ビューＡ，Ｂ，……等の
各々で異なる振幅を持つ様に選ばれた位相符号化パルス
である。相異なるＧｙ勾配の振幅の数は、典型的には、
再生像が位相符号化方向（Ｙ）に持つ画素分解要素の数
と少なくとも等しくなる様に選ばれる。典型的には、１
２８個、２５６個又は５１２個の異なる勾配Ｇｙの振幅
が選ばれ、典型的なＮＭＲ装置では、ＮＭＲ走査が完了
するまで、Ｇｙの値は、あるビューと次のビューで、一
定量だけ増加する。
期間２のＧｘ勾配パルスは、スピン・エコー信号Ｓ
１（ｔ）の発生時刻を期間４に遅延させる為に、励振さ
れた核スピンを予定量だけ位相外しするのに必要な位相
外しパルスである。スピン・エコー信号が、典型的には
期間３に１８０゜ＲＦパルスを印加することによって発
生される。周知の様に、１８０゜ＲＦパルスは、スピン
・エコー信号を発生する様にスピンの位相外しの方向を
逆転するパルスである。スピン・エコー信号が、期間４
に、勾配パルスＧｘの存在のもとに標本化され、この勾
配の方向（Ｘ）に空間情報を符号化する。
１（ｔ）の発生時刻を期間４に遅延させる為に、励振さ
れた核スピンを予定量だけ位相外しするのに必要な位相
外しパルスである。スピン・エコー信号が、典型的には
期間３に１８０゜ＲＦパルスを印加することによって発
生される。周知の様に、１８０゜ＲＦパルスは、スピン
・エコー信号を発生する様にスピンの位相外しの方向を
逆転するパルスである。スピン・エコー信号が、期間４
に、勾配パルスＧｘの存在のもとに標本化され、この勾
配の方向（Ｘ）に空間情報を符号化する。
前に述べた様に、各々のビューで追加のＮＭＲ測定を用
いることにより、ベースライン誤差成分が除かれる。こ
の２回目の測定は、ビューＡの期間５のＲＦ励振パルス
が、ビューＡの期間１の励振パルスに比べて（負の符号
で示す様に）１８０゜位相がずれる様に選ばれることを
別とすると、１回目と略同一である。その結果、期間８
のスピン・エコー信号Ｓ１′（ｔ）は、期間４のスピン
・エコー信号Ｓ１（ｔ）に対して１８０゜位相がずれて
いる。信号Ｓ１′（ｔ）をＳ１（ｔ）から減算すれば、
信号の内、信号Ｓ１′（ｔ）で符号が逆転した成分だけ
が残る。この為、ベースライン誤差成分が相殺される。
いることにより、ベースライン誤差成分が除かれる。こ
の２回目の測定は、ビューＡの期間５のＲＦ励振パルス
が、ビューＡの期間１の励振パルスに比べて（負の符号
で示す様に）１８０゜位相がずれる様に選ばれることを
別とすると、１回目と略同一である。その結果、期間８
のスピン・エコー信号Ｓ１′（ｔ）は、期間４のスピン
・エコー信号Ｓ１（ｔ）に対して１８０゜位相がずれて
いる。信号Ｓ１′（ｔ）をＳ１（ｔ）から減算すれば、
信号の内、信号Ｓ１′（ｔ）で符号が逆転した成分だけ
が残る。この為、ベースライン誤差成分が相殺される。
ビューＡについて上に述べた過程が、位相符号化勾配Ｇ
ｙの全ての振幅に対し、ビューＢ等で繰返される。この
走査の間に収集されたＮＭＲ像データをホスト・コンピ
ュータ１１４に記憶し、そこで処理して、ＣＲＴ表示装
置を制御するのに適した像データを発生する。
ｙの全ての振幅に対し、ビューＢ等で繰返される。この
走査の間に収集されたＮＭＲ像データをホスト・コンピ
ュータ１１４に記憶し、そこで処理して、ＣＲＴ表示装
置を制御するのに適した像データを発生する。
上に述べた普通のＮＭＲ走査を実施する時、作像される
物体の平面又はスライス内の物理的な全ての場所からの
ＮＭＲデータが収集される。正確な像を再生しようとす
る場合、ＮＭＲ走査全体を完了するのに必要な時間の
間、物体及び測定条件の両方が安定であるか、固定でな
ければならない。この発明は、そうならない実際的な場
合を取上げるものである。実際的には、測定条件は或る
循環的な或いは循環的に近い形で変化する。
物体の平面又はスライス内の物理的な全ての場所からの
ＮＭＲデータが収集される。正確な像を再生しようとす
る場合、ＮＭＲ走査全体を完了するのに必要な時間の
間、物体及び測定条件の両方が安定であるか、固定でな
ければならない。この発明は、そうならない実際的な場
合を取上げるものである。実際的には、測定条件は或る
循環的な或いは循環的に近い形で変化する。
人体の腹を通る像を発生する場合、この様な状態が起
る。この場合、作像する物質の大部分は、人体の呼吸の
為に動いており、像全体の為のＮＭＲデータを収集する
のに要する時間が、多数の呼吸サイクルを越える場合が
多い。呼吸サイクル全体にわたってＮＭＲデータを連続
的に収集すると、ビュー毎に被検体の配置が異なり、再
生像は動きによる多くの人為効果を持つことになる。
る。この場合、作像する物質の大部分は、人体の呼吸の
為に動いており、像全体の為のＮＭＲデータを収集する
のに要する時間が、多数の呼吸サイクルを越える場合が
多い。呼吸サイクル全体にわたってＮＭＲデータを連続
的に収集すると、ビュー毎に被検体の配置が異なり、再
生像は動きによる多くの人為効果を持つことになる。
この発明は、呼吸による被検体の運動を示すＮＭＲデー
タを収集することが出来る様にすると共に、このＮＭＲ
運動データを処理して呼吸モニタ信号を発生する様なＮ
ＭＲ装置の改良である。前に述べた様に、呼吸モニタ信
号は、公知の多数の、動きによる人為効果を抑圧する方
式のどれにも用いることが出来る。
タを収集することが出来る様にすると共に、このＮＭＲ
運動データを処理して呼吸モニタ信号を発生する様なＮ
ＭＲ装置の改良である。前に述べた様に、呼吸モニタ信
号は、公知の多数の、動きによる人為効果を抑圧する方
式のどれにも用いることが出来る。
走査の間のＮＭＲ運動情報を収集する為、第２図の像デ
ータ・パルス順序の各々のビューの間に、別個のパルス
順序をインターリーブ形に入れる。この運動用のＮＭＲ
パルス順序が第３図に示されており、これは第４図に示
す様に、像データ・パルス順序の各々のビューの直前に
実行される。第３図について具体的に説明すると、運動
用ＮＭＲパルス順序は像用データ・パルス順序とは幾つ
かの点で異なる。例えば、スライス中のスピンを励振す
る為に、ＲＦ励振パルス１４１を印加する間、スライス
選択勾配パルス１４０を印加するが、位相符号化勾配パ
ルスは印加しない。その代りに、ＮＭＲ信号１４２は読
出し勾配パルス１４３の間に収集する。好ましい実施例
では、パルス１４３は磁界勾配ＧｙによってＹ軸に沿っ
て発生される。Ｘ軸磁界勾配Ｇｘが印加されず、従っ
て、この結果得られるＮＭＲ信号はＸ軸に沿った位置情
報を持っていない。この発明の好ましい実施例では、Ｒ
Ｆ励振パルス１４１がスピンに対して９０゜のはじき
（flip）角を加え、スライス選択勾配パルス１４０が、
像データを収集するのと同じスライスを選択する。
ータ・パルス順序の各々のビューの間に、別個のパルス
順序をインターリーブ形に入れる。この運動用のＮＭＲ
パルス順序が第３図に示されており、これは第４図に示
す様に、像データ・パルス順序の各々のビューの直前に
実行される。第３図について具体的に説明すると、運動
用ＮＭＲパルス順序は像用データ・パルス順序とは幾つ
かの点で異なる。例えば、スライス中のスピンを励振す
る為に、ＲＦ励振パルス１４１を印加する間、スライス
選択勾配パルス１４０を印加するが、位相符号化勾配パ
ルスは印加しない。その代りに、ＮＭＲ信号１４２は読
出し勾配パルス１４３の間に収集する。好ましい実施例
では、パルス１４３は磁界勾配ＧｙによってＹ軸に沿っ
て発生される。Ｘ軸磁界勾配Ｇｘが印加されず、従っ
て、この結果得られるＮＭＲ信号はＸ軸に沿った位置情
報を持っていない。この発明の好ましい実施例では、Ｒ
Ｆ励振パルス１４１がスピンに対して９０゜のはじき
（flip）角を加え、スライス選択勾配パルス１４０が、
像データを収集するのと同じスライスを選択する。
走査の間に収集されたデータが第６図に示されている。
収集された像データが２次元配列５０に記憶される。こ
の配列は、発生しようとする像の選ばれた分解能によっ
て決定された寸法（例えば１２８×１２８、２５６×２
５６又は５１２×５１２個の画素）を持つ。当業者であ
れば、実際にはこの様な配列を２つ収集することが理解
されよう。１つは同相収集データ（Ｉ）を持ち、他方は
直角位相データ（Ｑ）を持つ。配列５０にあるデータの
各行が、１つのビューの間に収集されたディジタル化さ
れたデータを表わし、各々の行は、位相符号化磁界勾配
Ｇｙの異なる値を用いて収集される。位相符号化勾配Ｇ
ｙの各々に対するデータが収集された時、走査が完了
し、配列５０を処理して、表示装置に於ける各々の画素
の輝度を示す像配列５１を作成する。好ましい実施例で
は、この処理は、配列５０にある像データの読出し次元
に沿った第１のフーリエ変換を実施し、その後こうして
得られたデータ配列に位相符号化次元に沿った第２のフ
ーリエ変換を実施することを含む。この結果得られたデ
ータ配列中の要素の値が、像配列５１に於ける対応する
画素の輝度を示す。
収集された像データが２次元配列５０に記憶される。こ
の配列は、発生しようとする像の選ばれた分解能によっ
て決定された寸法（例えば１２８×１２８、２５６×２
５６又は５１２×５１２個の画素）を持つ。当業者であ
れば、実際にはこの様な配列を２つ収集することが理解
されよう。１つは同相収集データ（Ｉ）を持ち、他方は
直角位相データ（Ｑ）を持つ。配列５０にあるデータの
各行が、１つのビューの間に収集されたディジタル化さ
れたデータを表わし、各々の行は、位相符号化磁界勾配
Ｇｙの異なる値を用いて収集される。位相符号化勾配Ｇ
ｙの各々に対するデータが収集された時、走査が完了
し、配列５０を処理して、表示装置に於ける各々の画素
の輝度を示す像配列５１を作成する。好ましい実施例で
は、この処理は、配列５０にある像データの読出し次元
に沿った第１のフーリエ変換を実施し、その後こうして
得られたデータ配列に位相符号化次元に沿った第２のフ
ーリエ変換を実施することを含む。この結果得られたデ
ータ配列中の要素の値が、像配列５１に於ける対応する
画素の輝度を示す。
配列５０にある像データの各々の行を収集する直前に、
第３図の運動用ＮＭＲパルス順序を用いて、運動データ
の１次元配列５２を収集する。第５図及び第６図につい
て説明すると、この運動データは作像するスライス５４
から収集され、垂直又はＹ軸方向の所望の位置測定の分
解能が得られる様にするのに十分な数のサンプル（例え
ば、１２８個、２５６個、５１２個等）を持っている。
好ましい実施例では、運動データは、像データと同じ垂
直及び水平の視野から収集され、同じ数のサンプルを有
する。然し、これはこの発明を実施するのに必要なこと
ではない。
第３図の運動用ＮＭＲパルス順序を用いて、運動データ
の１次元配列５２を収集する。第５図及び第６図につい
て説明すると、この運動データは作像するスライス５４
から収集され、垂直又はＹ軸方向の所望の位置測定の分
解能が得られる様にするのに十分な数のサンプル（例え
ば、１２８個、２５６個、５１２個等）を持っている。
好ましい実施例では、運動データは、像データと同じ垂
直及び水平の視野から収集され、同じ数のサンプルを有
する。然し、これはこの発明を実施するのに必要なこと
ではない。
運動データの各々の配列５２を収集した時、それを直ち
に処理して動きを表わす信号を発生する。この信号は、
例えば、次のビューで使われる位相符号化勾配Ｇｙの値
を決定する為に使うことが出来る。好ましい実施例で
は、監視される動きは、前側腹壁の動きである。これ
は、呼吸の関数として、身体の他の構造の動きを非常に
正確に示すと共に、収集された運動用ＮＭＲデータを確
認するのが比較的容易であるからである。腹壁は、ＮＭ
Ｒ信号にピークを発生する脂肪層を有し、これは殆んど
信号を発生しない患者の身体の外側の空気に隣接してい
る。
に処理して動きを表わす信号を発生する。この信号は、
例えば、次のビューで使われる位相符号化勾配Ｇｙの値
を決定する為に使うことが出来る。好ましい実施例で
は、監視される動きは、前側腹壁の動きである。これ
は、呼吸の関数として、身体の他の構造の動きを非常に
正確に示すと共に、収集された運動用ＮＭＲデータを確
認するのが比較的容易であるからである。腹壁は、ＮＭ
Ｒ信号にピークを発生する脂肪層を有し、これは殆んど
信号を発生しない患者の身体の外側の空気に隣接してい
る。
第３図のパルス順序が、運動用ＮＭＲ信号を収集する為
の好ましい手段であるが、この他の代りも考えられる
し、場合によっては好ましいことがある。例えば、運動
用パルス順序によって選ばれるスライスは、像パルス順
序によって選択されるスライスと同じである必要はな
く、スライスは同じ軸に沿った向きである必要さえな
い。９０゜ＲＦ励振パルスを使うことが出来るが、はじ
き角（ｘ）を一層小さくしてもよく、それでも作像用パ
ルス順序との相互作用が一層少なくなる。第３図の運動
用パルス順序では１８０゜ＲＦパルスを用いているが、
勾配パルス１４３の前縁に負のローブを印加することに
より、勾配エコー信号を発生することも可能である。１
８０゜ＲＦ励振によって発生されるエコーに較べた、勾
配によって誘起されるエコーの利点は、運動用ＮＭＲデ
ータを収集するのに、時間がかなり短縮されることであ
る。実際、像データと同じ順序で運動データを収集すれ
ば、合計走査時間は更に短縮することが出来る。例え
ば、勾配によって誘起されたエコー信号は、第２図の期
間２で、位相符号化勾配パルスの直前に、又は第２図の
期間４で、エコー信号Ｓ１（ｔ）を収集した直後に収集
することが出来る。
の好ましい手段であるが、この他の代りも考えられる
し、場合によっては好ましいことがある。例えば、運動
用パルス順序によって選ばれるスライスは、像パルス順
序によって選択されるスライスと同じである必要はな
く、スライスは同じ軸に沿った向きである必要さえな
い。９０゜ＲＦ励振パルスを使うことが出来るが、はじ
き角（ｘ）を一層小さくしてもよく、それでも作像用パ
ルス順序との相互作用が一層少なくなる。第３図の運動
用パルス順序では１８０゜ＲＦパルスを用いているが、
勾配パルス１４３の前縁に負のローブを印加することに
より、勾配エコー信号を発生することも可能である。１
８０゜ＲＦ励振によって発生されるエコーに較べた、勾
配によって誘起されるエコーの利点は、運動用ＮＭＲデ
ータを収集するのに、時間がかなり短縮されることであ
る。実際、像データと同じ順序で運動データを収集すれ
ば、合計走査時間は更に短縮することが出来る。例え
ば、勾配によって誘起されたエコー信号は、第２図の期
間２で、位相符号化勾配パルスの直前に、又は第２図の
期間４で、エコー信号Ｓ１（ｔ）を収集した直後に収集
することが出来る。
この発明による運動データの処理が、記憶されているプ
ログラム命令に応答して、コンピュータ１１４によって
実行される。こう云うプログラム命令が第８図にフロー
チャートで示されている。
ログラム命令に応答して、コンピュータ１１４によって
実行される。こう云うプログラム命令が第８図にフロー
チャートで示されている。
運動ＮＭＲデータを処理する時の最初の工程は、配列５
２にあるデータの１つの次元、即ち垂直読出し次元に沿
って、プロセス・ブロック６５で示す様に、フーリエ変
換を実施することである。
２にあるデータの１つの次元、即ち垂直読出し次元に沿
って、プロセス・ブロック６５で示す様に、フーリエ変
換を実施することである。
この変換は要素２５６の配列に対しては、数学的に次の
様に表わすことが出来る。
様に表わすことが出来る。
こゝでＳｙはデータ配列５２の要素、Ｓｙ′は変換され
たデータ配列の対応する要素である。
たデータ配列の対応する要素である。
その後、プロセス・ブロック６６で、運動データのこう
して得られた１次元配列の大きさを計算して、前側腹壁
の物理的な場所の表示を発生する。この計算は、変換さ
れた配列の各々の要素に対し、数学的に次の様に表わす
ことが出来る。
して得られた１次元配列の大きさを計算して、前側腹壁
の物理的な場所の表示を発生する。この計算は、変換さ
れた配列の各々の要素に対し、数学的に次の様に表わす
ことが出来る。
こゝでＩｙ′は変換された配列の要素Ｓｙ′の同相の
値、Ｑｙ′は変換された配列の要素Ｓｙ′の直角位相の
値である。
値、Ｑｙ′は変換された配列の要素Ｓｙ′の直角位相の
値である。
この様な変換された運動データの１例が第７図に示され
ており、グラフ６０は、最初の運動データ・パルス順序
に対する変換されたデータの大きさを示し、グラフ６１
は同じ走査の間にこの後収集された運動データに対して
変換されたデータの大きさを示す。最初のグラフ６０を
基準として使い、この後の各々のグラフ６１の位置はこ
の基準に対して測定する。例えば、前側腹壁によって発
生された信号６０のピークが６２に示されており、この
後の１組のＮＭＲ運動データの中にある同じピークが６
３に示されている。これらのピークの位置のずれ（Δ
Ｙ）が、前側腹壁の運動の直接的な測定値であり、この
量に倍率をかけて、呼吸モニタのディジタル出力に直接
的に代るものにする。
ており、グラフ６０は、最初の運動データ・パルス順序
に対する変換されたデータの大きさを示し、グラフ６１
は同じ走査の間にこの後収集された運動データに対して
変換されたデータの大きさを示す。最初のグラフ６０を
基準として使い、この後の各々のグラフ６１の位置はこ
の基準に対して測定する。例えば、前側腹壁によって発
生された信号６０のピークが６２に示されており、この
後の１組のＮＭＲ運動データの中にある同じピークが６
３に示されている。これらのピークの位置のずれ（Δ
Ｙ）が、前側腹壁の運動の直接的な測定値であり、この
量に倍率をかけて、呼吸モニタのディジタル出力に直接
的に代るものにする。
第１図に戻って説明すると、上に述べた運動ＮＭＲデー
タがコンピュータ１１４に印加され、そこで呼吸モニタ
信号ΔＹを発生する様に処理される。こう云う呼吸モニ
タ信号は、内部で人為効果を抑圧する為に使ってもよい
し、或いは６４から出力して外部で使ってもよい。例え
ば、６４に出力されるΔＹ信号は、前に引用した米国特
許第４，６６３，５９１号の第１８図に示される呼吸計
変換器、増幅器及びＡ／Ｄ変換器の代りに使うことが出
来る。
タがコンピュータ１１４に印加され、そこで呼吸モニタ
信号ΔＹを発生する様に処理される。こう云う呼吸モニ
タ信号は、内部で人為効果を抑圧する為に使ってもよい
し、或いは６４から出力して外部で使ってもよい。例え
ば、６４に出力されるΔＹ信号は、前に引用した米国特
許第４，６６３，５９１号の第１８図に示される呼吸計
変換器、増幅器及びＡ／Ｄ変換器の代りに使うことが出
来る。
第７図及び第８図に戻って説明すると、位置のずれΔＹ
の測定は２つの工程に分けて行なわれる。即ち、窓ぎめ
工程と相互相関工程とである。窓ぎめは、配列５２にあ
る運動データから、前側腹壁によって発生された信号の
ピークを含む小さな部分又は窓を隔離する様に作用す
る。この窓が第７図に示されており、これは数ある周知
の方法の任意の１つによって選ぶことが出来る。好まし
い実施例では、第８図のプロセス・ブロック７０に示す
様に、ポインタを定めて、変換された配列ＩｍＸ′中の
最後の要素を読出す。この要素をスライス５４のてっぺ
んに於けるスピン密度と関係づけるが、典型的には、こ
の場所には空気しか存在しない為に非常に小さい。その
後、ループに入り、プロセス・ブロック７１で示す様
に、判定ブロック７２で判定して予め設定した閾値を越
える１つの要素が見つかるまで、変換された配列の相次
ぐ要素を検査する。ブロック７３でポインタをデクレメ
ントして、探索がスライス５４のてっぺんから始まり、
前側腹壁を示す信号に出会うまで、下向きに作業を続け
る。出会った時、変換された配列の中にあって、選ばれ
た窓の外側にある全ての値は、プロセス・ブロック７４
で示す様にゼロに設定される。好ましい実施例では、要
素６０個の窓寸法を使い、予め設定した閾値を最初に越
えた要素を中心とする。
の測定は２つの工程に分けて行なわれる。即ち、窓ぎめ
工程と相互相関工程とである。窓ぎめは、配列５２にあ
る運動データから、前側腹壁によって発生された信号の
ピークを含む小さな部分又は窓を隔離する様に作用す
る。この窓が第７図に示されており、これは数ある周知
の方法の任意の１つによって選ぶことが出来る。好まし
い実施例では、第８図のプロセス・ブロック７０に示す
様に、ポインタを定めて、変換された配列ＩｍＸ′中の
最後の要素を読出す。この要素をスライス５４のてっぺ
んに於けるスピン密度と関係づけるが、典型的には、こ
の場所には空気しか存在しない為に非常に小さい。その
後、ループに入り、プロセス・ブロック７１で示す様
に、判定ブロック７２で判定して予め設定した閾値を越
える１つの要素が見つかるまで、変換された配列の相次
ぐ要素を検査する。ブロック７３でポインタをデクレメ
ントして、探索がスライス５４のてっぺんから始まり、
前側腹壁を示す信号に出会うまで、下向きに作業を続け
る。出会った時、変換された配列の中にあって、選ばれ
た窓の外側にある全ての値は、プロセス・ブロック７４
で示す様にゼロに設定される。好ましい実施例では、要
素６０個の窓寸法を使い、予め設定した閾値を最初に越
えた要素を中心とする。
次の工程は、基準のグラフ６０から得られた窓ぎめして
求めたデータを、現在のグラフ６１からの窓ぎめして求
めたデータと相関させることである。一方の波形を他方
の波形と出来るだけ密接に相関させ又は整合させる為
に、一方の波形をどれだけずらさなければならないかを
設定する相関方式は、数多く知られている。第７図及び
第８図について云うと、好ましい実施例では、プロセス
・ブロック７５に示す様に、窓ぎめした両方の組のデー
タを最初に微分し、その後プロセス・ブロック７６に示
す様に、微分しなかった値に定数を加えたもので除し
て、投影の縁を表わす、振幅が小さくて変化の激しい信
号に有利となる様に、加重する。
求めたデータを、現在のグラフ６１からの窓ぎめして求
めたデータと相関させることである。一方の波形を他方
の波形と出来るだけ密接に相関させ又は整合させる為
に、一方の波形をどれだけずらさなければならないかを
設定する相関方式は、数多く知られている。第７図及び
第８図について云うと、好ましい実施例では、プロセス
・ブロック７５に示す様に、窓ぎめした両方の組のデー
タを最初に微分し、その後プロセス・ブロック７６に示
す様に、微分しなかった値に定数を加えたもので除し
て、投影の縁を表わす、振幅が小さくて変化の激しい信
号に有利となる様に、加重する。
こゝでｃは基準の運動データの組のピーク値の一定の分
数である。この基準波形の窓で得られた要素（ｑｙ′）
を左右にずらして、その要素と、現在の運動データの窓
ぎめした部分にある対応する要素との積の和が、最大に
なる位置をプロセス・ブロック７７で示す様に決定す
る。云い換えれば、窓ぎめした基準要素を中心の左から
右までに及ぶ一連の位置にわたってずらし、各々の位置
で、窓ぎめした２つのデータ配列の対応する要素を乗算
して加算する。こうして計算された値が、相互相関曲線
を定め、この曲線は、窓ぎめした基準データを相関が最
もよい位置へずらした時に、ピークになる。ずらした各
々の位置が、Ｙ軸に沿った距離の増分を表わし、中心か
らのずらしの合計の回数が、基準位置からの前側腹壁の
所望の変位（ΔＹ）を示す。更に高い分解能を希望する
場合、補間方法を用いて、通常は２つの別々のずらし位
置の間にある相関曲線のピークを決定することが出来
る。何れにせよ、変位の値ΔＹが、プロセス・ブロック
７８に示す様に、現在の腹壁の位置を表示するものとし
て出力され、それをコンピュータ１１４内で用いて、人
為効果を抑圧する方式に利用してもよいし、或いは前に
述べた様に使う為に出力してもよい。
数である。この基準波形の窓で得られた要素（ｑｙ′）
を左右にずらして、その要素と、現在の運動データの窓
ぎめした部分にある対応する要素との積の和が、最大に
なる位置をプロセス・ブロック７７で示す様に決定す
る。云い換えれば、窓ぎめした基準要素を中心の左から
右までに及ぶ一連の位置にわたってずらし、各々の位置
で、窓ぎめした２つのデータ配列の対応する要素を乗算
して加算する。こうして計算された値が、相互相関曲線
を定め、この曲線は、窓ぎめした基準データを相関が最
もよい位置へずらした時に、ピークになる。ずらした各
々の位置が、Ｙ軸に沿った距離の増分を表わし、中心か
らのずらしの合計の回数が、基準位置からの前側腹壁の
所望の変位（ΔＹ）を示す。更に高い分解能を希望する
場合、補間方法を用いて、通常は２つの別々のずらし位
置の間にある相関曲線のピークを決定することが出来
る。何れにせよ、変位の値ΔＹが、プロセス・ブロック
７８に示す様に、現在の腹壁の位置を表示するものとし
て出力され、それをコンピュータ１１４内で用いて、人
為効果を抑圧する方式に利用してもよいし、或いは前に
述べた様に使う為に出力してもよい。
第１図はこの発明を用いたＮＭＲ装置の電気的なブロッ
ク図、第２図は第１図の装置が実行する作像パルス順序
の１例を示すグラフ、第３図は第２図の作像パルス順序
とインターリーブ形に使われるこの発明の運動パルス順
序の好ましい１実施例を示すグラフ、第４図は運動パル
ス順序と像パルス順序がインターリーブになる様子を示
す時間線図、第５図は作像される被検体の見取図で、腹
部を通るスライスを示しており、このスライスからのＮ
ＭＲデータを収集する。第６図はデータ収集及び処理工
程の間に得られるデータ構造を示す見取図、第７図は所
望の変位出力の値を発生するのに必要な相関を例示する
２組の処理済み運動データを示すグラフ、第８図はこの
発明を実施するのに用いられるプログラムのフローチャ
ートである。 ［主な符号の説明］ ５１：像配列、 ５２：運動データ配列、 ６０，６１：運動データのグラフ、 ６２，６３：ピーク、 １１２：パルス制御モジュール、 １１４：ホスト・コンピュータ、 １２２：トランシーバ、 １２６：ＲＦコイル集成体。
ク図、第２図は第１図の装置が実行する作像パルス順序
の１例を示すグラフ、第３図は第２図の作像パルス順序
とインターリーブ形に使われるこの発明の運動パルス順
序の好ましい１実施例を示すグラフ、第４図は運動パル
ス順序と像パルス順序がインターリーブになる様子を示
す時間線図、第５図は作像される被検体の見取図で、腹
部を通るスライスを示しており、このスライスからのＮ
ＭＲデータを収集する。第６図はデータ収集及び処理工
程の間に得られるデータ構造を示す見取図、第７図は所
望の変位出力の値を発生するのに必要な相関を例示する
２組の処理済み運動データを示すグラフ、第８図はこの
発明を実施するのに用いられるプログラムのフローチャ
ートである。 ［主な符号の説明］ ５１：像配列、 ５２：運動データ配列、 ６０，６１：運動データのグラフ、 ６２，６３：ピーク、 １１２：パルス制御モジュール、 １１４：ホスト・コンピュータ、 １２２：トランシーバ、 １２６：ＲＦコイル集成体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アン・シマカワ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サ ン・フランシスコ、ナンバー５、モンタレ イ、330番 (56)参考文献 特開 昭63−164943（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−254156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−34342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−32851（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】被検体のＮＭＲ走査の間、呼吸位相情報を
発生するＮＭＲ装置に於て、ＮＭＲ像データの走査の
間、被検体の動きを測定するための運動用ＮＭＲパルス
順序を発生する手段と、該運動用ＮＭＲパルス順序によ
って発生されたＮＭＲ運動信号を収集する手段と、該Ｎ
ＭＲ運動信号を処理して、被検体中の複数の特徴のある
部分の位置を示す１組のデータを発生する手段と、該１
組のデータの中での特定の特徴のある部分の位置を突止
める手段と、該特定の特徴のある部分の現在の位置を該
特徴のある部分に対する基準位置と相関させることによ
って呼吸信号を発生する手段とを有するＮＭＲ装置。 - 【請求項２】前記のＮＭＲ運動信号を処理する手段が、
それに沿って前記複数の特徴のある部分の位置が測定さ
れる軸に対応する次元に沿ってフーリエ変換を行なう手
段を含む請求項１記載のＮＭＲ装置。 - 【請求項３】前記の運動用ＮＭＲパルス順序を発生する
手段が、被検体中にあるスピンに横方向磁化を発生する
ＲＦ励振パルスを発生する手段と、前記軸に沿って磁界
勾配を発生する手段とを含み、前記のＮＭＲ運動信号を
収集する手段が、前記磁界勾配を発生している間、前記
ＮＭＲ運動信号を受取ってディジタル化する手段を含む
請求項２記載のＮＭＲ装置。 - 【請求項４】前記の被検体中の特定の特徴のある部分が
人体の前側腹壁である請求項１記載のＮＭＲ装置。 - 【請求項５】前記ＮＭＲ走査が一連のＮＭＲ像パルス順
序で構成され、前記運動用ＮＭＲパルス順序が各々のＮ
ＭＲ像パルス順序の前に発生され、それで収集したデー
タを使って、次に続くＮＭＲ像パルス順序を発生する前
に前記呼吸信号を発生する請求項１記載のＮＭＲ装置。 - 【請求項６】前記ＮＭＲ走査が一連のＮＭＲ像パルス順
序で構成され、各々のＮＭＲ像パルス順序に続いて前記
運動用ＮＭＲパルス順序が発生され、それで収集したデ
ータを使って、次に続くＮＭＲ像パルス順序を発生する
前に、前記呼吸信号を発生する請求項１記載のＮＭＲ装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US427401 | 1989-10-27 | ||
| US07/427,401 US4994743A (en) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | Method for monitoring respiration with acquired NMR data |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03184530A JPH03184530A (ja) | 1991-08-12 |
| JPH0622494B2 true JPH0622494B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=23694712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2276578A Expired - Lifetime JPH0622494B2 (ja) | 1989-10-27 | 1990-10-17 | Ｎｍｒ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4994743A (ja) |
| JP (1) | JPH0622494B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9025344D0 (en) * | 1990-11-21 | 1991-01-02 | Marconi Gec Ltd | Nuclear magnetic resonance methods and apparatus |
| US5200700A (en) * | 1990-11-30 | 1993-04-06 | General Electric | Reduction of NMR artifacts caused by time varying linear geometric distortion |
| US5245283A (en) * | 1991-08-07 | 1993-09-14 | Picker International, Inc. | Technique for shifting out-of-slice artifacts to the edge of the field of view |
| JPH0775627A (ja) * | 1993-06-11 | 1995-03-20 | Hitachi Ltd | 磁気共鳴診断装置における体動追従計測方法 |
| JPH0723945A (ja) * | 1993-07-07 | 1995-01-27 | Toshiba Corp | 医用画像撮影装置 |
| US5800354A (en) * | 1994-11-23 | 1998-09-01 | U.S. Phillips Corporation | Method of and device for magnetic resonance imaging |
| US5613492A (en) * | 1995-03-31 | 1997-03-25 | New York University | Method and product for improved images in magnetic resonance imaging using multiple breatholding |
| DE19811376C1 (de) * | 1998-03-16 | 2000-01-05 | Siemens Ag | Verfahren zur zeitlich hochaufgelösten Magnetresonanztomographie |
| US6675036B2 (en) | 2001-07-18 | 2004-01-06 | Ge Medical Systems, Inc. | Diagnostic device including a method and apparatus for bio-potential noise cancellation utilizing the patient's respiratory signal |
| JP3639825B2 (ja) * | 2002-04-03 | 2005-04-20 | キヤノン株式会社 | 動画像表示方法、プログラム、コンピュータ可読記憶媒体、及び動画像表示装置 |
| JP4133348B2 (ja) * | 2003-01-07 | 2008-08-13 | 株式会社日立メディコ | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
| JP5377838B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2013-12-25 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US20110275933A1 (en) * | 2008-10-22 | 2011-11-10 | University Of Massachusetts | Motion compensation in nuclear imaging |
| US8890528B2 (en) * | 2009-09-18 | 2014-11-18 | Analogic Corporation | RF power transmitter |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE32701E (en) * | 1983-01-04 | 1988-06-21 | Wisconsin Alumni Research Foundation | NMR scanner with motion zeugmatography |
| US4567893A (en) * | 1984-11-21 | 1986-02-04 | General Electric Company | Method of eliminating breathing artifacts in NMR imaging |
| US4564017A (en) * | 1984-11-21 | 1986-01-14 | General Electric Company | Method and apparatus for respiration monitoring with an NMR scanner |
| US4724386A (en) * | 1985-09-30 | 1988-02-09 | Picker International, Inc. | Centrally ordered phase encoding |
| JPS63164943A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-07-08 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒイメ−ジング方式 |
| US4710717A (en) * | 1986-12-29 | 1987-12-01 | General Electric Company | Method for fast scan cine NMR imaging |
| JPS6434342A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-03 | Mitsubishi Electric Corp | Magnetic resonance imaging method |
| JPS6432851A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | Magnetic resonance imaging method |
| US4761613A (en) * | 1987-08-12 | 1988-08-02 | Picker International, Inc. | Monitored echo gating for the reduction of motion artifacts |
| US4857846A (en) * | 1988-03-31 | 1989-08-15 | The Regents Of The University Of California | Rapid MRI using multiple receivers producing multiply phase-encoded data derived from a single NMR response |
| JP2641486B2 (ja) * | 1988-04-01 | 1997-08-13 | 株式会社日立製作所 | Ｎｍｒイメージング装置 |
| US4937526A (en) * | 1988-11-23 | 1990-06-26 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Adaptive method for reducing motion and flow artifacts in NMR images |
-
1989
- 1989-10-27 US US07/427,401 patent/US4994743A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-17 JP JP2276578A patent/JPH0622494B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03184530A (ja) | 1991-08-12 |
| US4994743A (en) | 1991-02-19 |
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