JPH07124136A - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デュアルコントラスト高速イメージング法に
よりＴ２強調画像のＳ／Ｎ比の劣化を招くことなしにぼ
やけのないプロトン密度強調画像を得る。 【構成】 ９０°パルスに引き続いて４個の１８０°パ
ルスを加え、それぞれの１８０°パルスの後にそれぞれ
スピンエコー信号（第２、第４〜第６の信号）を発生さ
せるとともに、最初の１８０°パルスと２番目の１８０
°パルスとの間に加える読み出し用のＧｘパルスをスイ
ッチしてこの間で２つのグラジェントエコー信号（第
１、第３の信号）をも発生させるようにし、第１〜第３
の信号をプロトン密度強調画像を形成するために、第４
〜第６の信号をＴ２強調画像を形成するために、それぞ
れ用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気共
鳴）現象を利用してイメージングを行うＭＲイメージン
グ装置に関し、とく高速イメージング法により画像を得
るＭＲイメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＭＲイメージング装置におい
て、１回の繰り返し時間内に複数個のエコー信号を発生
させ、それらのエコー信号から得たデータを生データ空
間（ｋ空間）上の異なるラインのデータとしてｋ空間上
に配置することによって、全体の繰り返し回数を減少さ
せて高速化を図る高速イメージング法が知られている。
また、この高速イメージング法において１回の繰り返し
時間内に発生させられる複数のエコー信号のうち前半の
エコー信号からプロトン密度強調画像を、後半のエコー
信号からＴ２強調画像を得るデュアルコントラスト高速
イメージング法も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなデュアルコントラスト高速イメージング法の場合、
プロトン密度強調画像がぼやけるという問題がある。こ
れは、エコー信号の信号減衰関数はほぼｅｘｐ（−ｔ／
Ｔ２）形となっているため、前半（励起ＲＦパルス直
後）のエコー信号間で信号強度差が大きくなることが原
因である。これを回避するため、エコー時間間隔を短く
することも考えられるが、そうすると、Ａ／Ｄサンプリ
ングの時間間隔を短くしなければならず、周波数帯域が
広くなることにより結果としてノイズ成分が増え、とく
に後半の信号強度の弱いエコー信号から作るＴ２強調画
像のＳ／Ｎ比の劣化を招く。さらにそのような問題を招
かないように前半部分でのみエコー時間間隔を短くする
ことも考えられるが、その場合静磁場の不均一等によっ
てプライマリエコーとスティミュレイテッドエコーの信
号ピークがずれ、画像のアーティファクトの原因とな
る。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、デュアルコント
ラスト高速イメージング法によりＴ２強調画像のＳ／Ｎ
比の劣化を招くことなしにぼやけのないプロトン密度強
調画像を得ることができるように改善した、ＭＲイメー
ジング装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＭＲイメージング装置においては、
ＲＦパルスを制御し、１個の励起パルスを加えた後順次
複数個の１８０゜パルスを加えることにより複数個のス
ピンエコー信号を発生させ、さらにこれに加えて、上記
の１個の励起パルス印加より始まる１回の繰り返し時間
の前半において、読み出し用傾斜磁場パルスを印加する
ことによりグラジェントエコー信号を発生させ、この前
半の各エコー信号から１つのｋ空間に配置される各ライ
ンのデータが、後半の各エコー信号から１つのｋ空間に
配置される各ラインのデータが、それぞれ収集されるよ
うに上記の位相エンコード用傾斜磁場を制御することが
特徴となっている。

【０００６】

【作用】１個の励起パルスを加えた後順次複数個の１８
０゜パルスを加えることにより複数個のスピンエコー信
号が発生させられる。さらに、この１個の励起パルス印
加より始まる１回の繰り返し時間の前半においては、グ
ラジェントエコー信号を発生させるための読み出し用傾
斜磁場パルスを印加する。すると、１回の繰り返し時間
の前半において信号強度の大きい複数個のエコー信号を
短い時間間隔で得ることができる。したがって、この信
号強度の大きい複数個のエコー信号からプロトン密度強
調画像を作成することが可能となり、またこれらは短い
時間間隔で得られるため、エコー信号間で信号強度差が
大きくなることを避けることができる。１繰り返し時間
の後半では複数個のスピンエコー信号が得られるが、１
繰り返し時間の最初の励起パルスからはある程度時間が
経過しているので、それらのエコー信号に組織によるＴ
２緩和の差を反映させることになる。そのため、この後
半の複数個のスピンエコー信号からＴ２強調画像を再構
成することができる。そこで、位相エンコード用傾斜磁
場パルスを印加することによって、前半で得られる複数
個のエコー信号に、適当な位相エンコードを施してこれ
らの信号から得られたデータをｋ空間に配置して２次元
フーリエ変換すればプロトン密度強調画像を得ることが
でき、また後半で得られる複数個のエコー信号に、適当
な位相エンコードを施してこれらの信号から得られたデ
ータをｋ空間に配置して２次元フーリエ変換すればＴ２
強調画像を得ることができる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。この発明の一実施
例にかかるＭＲイメージング装置は図１に示すように構
成されている。この図１において、マグネットアセンブ
リ１１には、静磁場を発生するための主マグネットと、
この静磁場に重畳する傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイ
ルが含まれる。傾斜磁場は、傾斜磁場コイルにより、
Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に磁場強度がそれぞれ傾斜するも
のとして発生させられる。これら３軸方向の傾斜磁場の
１つを選択し、あるいはそれらを組み合わせて、後述の
スライス選択用傾斜磁場、読み出し（及び周波数エンコ
ード）用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場とされ
る。ここでは後述のようにＺ方向の傾斜磁場Ｇｚをスラ
イス選択用傾斜磁場とし、Ｘ方向の傾斜磁場Ｇｘを読み
出し用傾斜磁場、Ｙ方向の傾斜磁場Ｇｙを位相エンコー
ド用傾斜磁場としている。

【０００８】この静磁場及び傾斜磁場が加えられる空間
には図示しない被検体が配置される。この被検体には、
励起ＲＦパルスを被検体に照射するとともにこの被検体
で発生したＮＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル１２
が取り付けられている。

【０００９】マグネットアセンブリ１１の傾斜磁場コイ
ルに加えられる傾斜磁場用電流は磁場制御回路２１によ
って制御され、図２に示すような波形のパルスとされた
各傾斜磁場Ｇｚ、Ｇｙ、Ｇｘが発生するようにされる。
ＲＦ発振回路３１からのＲＦ信号は振幅変調回路３２で
振幅変調され、ＲＦ電力増幅器３３を経てＲＦコイル１
２に加えられる。各傾斜磁場の波形及び振幅変調波形な
いしこれらのタイミングはシーケンスコントローラ５２
により定められる。

【００１０】ＲＦコイル１２によって受信されたエコー
信号は前置増幅器４１を経て位相検波回路４２に送られ
て位相検波される。この位相検波のためのリファレンス
信号として上記のＲＦ発振回路３１からのＲＦ信号が送
られている。位相検波によって得られた信号は、シーケ
ンスコントローラ５２によって制御されたＡ／Ｄ変換器
４３により所定のサンプリングタイミングでサンプルさ
れ、デジタルデータに変換される。このデータはコンピ
ュータ５１に取り込まれる。コンピュータ５１は、収集
したデジタルデータから画像を再構成する処理などを行
なうとともに、シーケンスコントローラ５２を制御す
る。

【００１１】このようなＭＲイメージング装置におい
て、コンピュータ５１及びシーケンスコントローラ５２
の制御の下に図２に示すようなパルスシーケンスが行な
われる。この図２に示すパルスシーケンスは、デュアル
コントラスト高速イメージング法によるものである。ま
ず、１個の９０°パルスを印加すると同時にスライス選
択用傾斜磁場Ｇｚのパルスを加え、つぎに４個の１８０
°パルスをＧｚパルスとともに順次加えていく。この１
８０°パルスの間隔は同じにする。

【００１２】読み出し用のＧｘパルスは９０°パルスと
最初の１８０°パルスとの間に加えた後、１８０°パル
スの各々の後に加え、これにより位相を揃えてエコー信
号を発生させるとともに、周波数エンコードを行なう。
最初の１８０°パルスと２番目の１８０°パルスとの間
では、このＧｘパルスは正負に２回スイッチすることに
より、この間で第１、第２、第３の３つのエコー信号を
発生させる。第１、第３のエコー信号はグラジェントエ
コーとなっており、第２のエコー信号はスピンエコーと
なっている。２番目の１８０°パルス以降では、このよ
うなＧｘパルスのスイッチは行なわず、単に一定の高さ
のＧｘパルスとし、通常のスピンエコーとなっている第
４、第５、第６のエコー信号を順次得る。

【００１３】この図２に示すパルスシーケンスでは、第
１、第２、第３のエコー信号で１つの画像を再構成し、
第４、第５、第６のエコー信号で他の１つの画像を再構
成する。つまり、第１、第２、第３のエコー信号から得
たデータを図３Ａに示すように１つのｋ空間（生データ
空間）に配置し、第４、第５、第６のエコー信号から得
たデータを図３Ｂに示すように他の１つのｋ空間に配置
する。それに必要な位相エンコードを与えるため、位相
エンコード用のＧｙパルスを各エコー信号が発生する前
に印加する。１８０°パルスの直前に加えるＧｙパルス
はリワインド用であって、これにより１８０°パルス印
加時に位相をゼロに戻す。

【００１４】ここでは図３Ａに示す領域Ｒ１の１つのラ
インのデータとなるような位相エンコードが施されるよ
うに第１のエコー信号に印加されるＧｙパルスの量を定
め、第２、第３のエコー信号についてもそれらが領域Ｒ
２、Ｒ３のラインのデータとなるようＧｙパルスの量を
定める。１繰り返し時間で領域Ｒ１の１ラインのデータ
と、領域Ｒ２の１ラインのデータと、領域Ｒ３の１ライ
ンのデータが得られることになる。繰り返し時間ごとに
各エコー信号に施す位相エンコード量を変化させること
により、各領域のすべてのラインのデータを収集する。

【００１５】２番目の１８０°パルス以降に得られる３
つのスピンエコー信号についても同様で、１繰り返し時
間内でそれぞれ異なる位相エンコード量を施すことによ
り図３Ｂに示すｋ空間の領域Ｒ１〜Ｒ３の各々の１ライ
ンずつのデータを得るとともに、繰り返し時間ごとに位
相エンコード量を変化させて領域Ｒ１〜Ｒ３のすべてを
埋めるようなラインのデータを収集する。

【００１６】そして、第１〜第３のエコー信号について
のＡ／Ｄサンプリング時間間隔は短く、第４〜第６のエ
コー信号についてのＡ／Ｄサンプリング時間間隔は長く
する。これは、第１〜第３のエコー信号が短い時間間隔
で生じるためでもあるが、この部分では信号強度が大き
いので広い周波数帯域で信号取り込みを行なってもＳ／
Ｎ比が悪化しないからである。これに対して、第４〜第
６のエコー信号は信号強度が弱く、広い周波数帯域でサ
ンプリングするとＳ／Ｎ比が悪くなる。そこで、この第
４〜第６のエコー信号についてはＡ／Ｄサンプリング時
間間隔を長くして狭い周波数帯域でサンプリングし、Ｓ
／Ｎ比が悪くならないようにしている。

【００１７】図３Ａのｋ空間を埋めるように収集された
データを２次元フーリエ変換することにより得られる画
像はプロトン密度強調画像となるものであり、図３Ｂの
ｋ空間を埋めるように収集されたデータを２次元フーリ
エ変換することにより得られる画像はＴ２強調画像とな
るものである。そのため、図３Ａのｋ空間の中心の領域
Ｒ２に配置されるデータは、９０°パルスからたとえば
約４０ｍｓ以下という短い時間範囲で生じるエコー信号
から収集されたものとすべきである。このように９０°
パルスから短い時間で生じるエコー信号はプロトン密度
をより反映したものとなるからである。これに対して、
図３のＢのｋ空間の中心の領域Ｒ１に配置されるデータ
は、組織間でのＴ２緩和の差が大きくなるような、たと
えば９０°パルスから９０ｍｓ程度の時間で得られたエ
コー信号から収集されたものとすべきである。

【００１８】このようにプロトン密度強調画像は、１繰
り返し時間の前半で発生する第１、第２、第３のエコー
信号から収集したデータによって作られ、この期間では
信号強度がほぼｅｘｐ（−ｔ／Ｔ２）の関数で急激に減
衰するのであるが、上記の通り短い時間間隔で第１、第
２、第３のエコー信号を発生させているので、それらの
間の信号強度差を少なくすることができる。そのため、
プロトン密度強調画像がぼやけたものとなることを避け
ることができるとともに、信号強度が大きくてＳ／Ｎ比
が高いものすることができる。

【００１９】また、Ｔ２強調画像については、上記の通
り狭い周波数帯域でサンプリングしてデータを得ている
のでＳ／Ｎ比が劣化することはない。さらに、１８０°
パルスの時間間隔をすべて同じにしているため、２番目
の１８０°パルス以降に静磁場の不均一が生じても、プ
ライマリエコーとスティミュレイテッドエコーの両成分
の信号ピークがずれることはなくなり、これらを画像の
アーティファクトを生じることなく取り込むことができ
る。そのため、このＴ２強調画像はノイズの少ないＳ／
Ｎ比の高い良好な画質となる。

【００２０】こうして、高速スピンエコー法によりそれ
ぞれ画質の優れたプロトン密度強調画像とＴ２強調画像
とを同時に得ることができる。これらの画像は同一のデ
ィスプレイ画面上の同一ウインドウ内に並べて表示する
ことなどができるが、その際、両方の画像の輝度を揃え
て見やすくしたりあるいは比較しやすくしたりするた
め、プロトン密度強調画像の生データか再構成後の画像
データの値を後処理にて定数倍して減少させ、あるいは
Ｔ２強調画像の生データか再構成後の画像データの値を
後処理にて定数倍して増大させることが望ましい。

【００２１】なお、上記の実施例で最初の１８０°パル
スと２番目の１８０°パルスとの間で３つのエコー信号
を発生させているが、もちろん５つのエコー信号を発生
させてもよいし、発生させるエコー信号の数に制限があ
るわけではない。また、図４に示す第２の実施例のよう
に、１番目と２番目の１８０°パルスの間で３つのエコ
ー信号を、２番目と３番目の１８０°パルスの間で３つ
のエコー信号を発生させ、これら第１〜第６の合計６つ
のエコー信号をプロトン密度強調画像の形成に用いても
よい。この図４の場合、プロトン密度強調画像の形成に
１繰り返し時間内の６つのエコー信号を用いるのに対応
して、１繰り返し時間内の後半で６つのスピンエコー信
号を発生させ、これら第７〜第１２のエコー信号をＴ２
強調画像の形成に用いる。この場合も、第１〜第６のエ
コー信号は短い時間間隔で発生するためサンプリング時
間間隔を短くするが、第７〜第１２のエコー信号につい
ては長いサンプリング時間間隔とする。

【００２２】この図４では、１個の９０°パルスに続け
て８個の１８０°パルスを加え、合計１２個のエコー信
号を得る。これらのエコー信号から得られるデータは図
５のＡ、Ｂのようにそれぞれｋ空間に配置する（そのよ
うに配置されるような位相エンコードを各エコー信号に
施す）。

【００２３】また、図２のように最初の１８０°パルス
と２番目の１８０°パルスとの間で３つのエコー信号を
発生させるのではなく、図６に示す第３の実施例のよう
に９０°パルスと最初の１８０°パルスとの間で３つ
（あるいは５つ以上）のエコー信号を発生させて、これ
らをプロトン密度強調画像の形成に用いてもよい。この
図６のパルスシーケンスでは、９０°パルスと最初の１
８０°パルスとの間で第１、第２、第３の３つのエコー
信号を得、１８０°パルスは３つ加えて第４、第５、第
６の３つのスピンエコー信号を得る。第１〜第３のエコ
ー信号から得たデータは図７のＡに示すようにｋ空間内
の各領域に割り付けプロトン密度強調画像の形成に用
い、第４〜第６のエコー信号は図７のＢに示すようにｋ
空間内の各領域に割り付けてＴ２強調画像の形成に用い
る。

【００２４】その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲
で種々の変更をなし得ることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】この発明のＭＲイメージング装置によれ
ば、デュアルコントラスト高速イメージング法におい
て、Ｓ／Ｎ比が高く且つぼやけのないプロトン密度強調
画像を得、しかも同時に、ノイズが少なくＳ／Ｎ比の高
い良好な画質のＴ２強調画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるＭＲイメージング
装置のブロック図。

【図２】同実施例のパルスシーケンスを示すタイムチャ
ート。

【図３】同実施例における生データ空間を示す図。

【図４】第２の実施例のパルスシーケンスを示すタイム
チャート。

【図５】第２の実施例における生データ空間を示す図。

【図６】第３の実施例のパルスシーケンスを示すタイム
チャート。

【図７】第３の実施例における生データ空間を示す図。

【符号の説明】

１１ マグネットアセンブリ １２ ＲＦコイル ２１ 磁場制御回路 ３１ ＲＦ発振回路 ３２ 振幅変調回路 ３３ ＲＦ電力増幅器 ４１ 前置増幅器 ４２ 位相検波回路 ４３ Ａ／Ｄ変換器 ５１ コンピュータ ５２ シーケンスコントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に対してＲＦパルスを加える手段
   と、スライス選択用傾斜磁場パルスを印加する手段と、
   位相エンコード用傾斜磁場パルスを印加する手段と、読
   み出し用傾斜磁場パルスを印加する手段と、エコー信号
   を受信し、位相検波した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換
   してデータを得る手段と、上記ＲＦパルスを制御して１
   個の励起パルスを加えた後順次複数個の１８０゜パルス
   を加えて複数個のスピンエコー信号を得るとともに読み
   出し用傾斜磁場パルスを加えることにより上記の１個の
   励起パルス印加より始まる１回の繰り返し時間の前半に
   おいてグラジェントエコー信号を発生させ、該前半の各
   エコー信号から１つのｋ空間に配置される各ラインのデ
   ータが、後半の各エコー信号から１つのｋ空間に配置さ
   れる各ラインのデータが、それぞれ収集されるように上
   記の位相エンコード用傾斜磁場を制御する手段とを有す
   ることを特徴とするＭＲイメージング装置。