JPH08117208A

JPH08117208A - Ｍｒイメージング装置

Info

Publication number: JPH08117208A
Application number: JP6289043A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kono; 理河野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1994-10-27
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】画像ぶれアーティファクトを抑制することが
できるＭＲイメージング装置を提供する。【構成】各スピンエコー信号に印加される位相エンコ
ード量の積算量３０１ｃ’〜３０３ｃ’は、順に正から
零を通って負の方向（符号ｃ）に変化するように設定さ
れ、各グラジェントエコー信号に印加される位相エンコ
ード量の積算量３０１ａ’〜３０３ａ’，３０１ｂ’〜
３０３ｂ’，３０１ｄ’〜３０３ｄ’，３０１ｅ’〜３
０３ｅ’は、スピンエコー信号の発生した時点を基準と
して時間間隔が最も短いグラジェントエコー信号群から
時間間隔が長くなるにつれて、スピンエコー信号に施さ
れた位相エンコード量の積算量の変化の方向とは交互に
切り換えた方向（符号ｂ，ｄ：逆方向，符号ａ，ｅ：同
方向）に変化するように設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＭＲ（Nuclear Ma
gnetic Resonance）（核磁気共鳴）現象を利用してイメ
ージングを行なうＭＲイメージング装置に係り、特にＧ
ＲＡＳＥ（Gradient and Spin ehco）法によって高速に
イメージングを行なうＭＲイメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高速にイメージングすること
のできる種々のＭＲイメージング装置が考えられてい
る。例えば、ＧＲＡＳＥ法と呼ばれる高速イメージング
のパルスシーケンスを行うＭＲイメージング装置が知ら
れている（米国特許第５２７０６５４号およびK.Oshio
and D.A.Feiberg "GRASE(Gradient-and Spin-Echo)Imag
ing:A Novel Fast MRI Technique" Mganetic Resonance
in Medicine 20,344-349,1991) 。このＧＲＡＳＥ法の
パルスシーケンスは、高速イメージング法の一種であ
り、傾斜磁場の極性を切り換えてグラジェントエコー信
号を発生させるEPI(Echo Planar Imaging)法と、励起Ｒ
Ｆ(Radio Frequency) パルスとリフォーカスＲＦパルス
とを用いてスピンエコー信号を生じさせるRARE(Rapid A
cquisition with Relaxation Enhancement) 法とを組み
合わせたようなパルスシーケンスとなっている。

【０００３】まず、従来行なわれているＧＲＡＳＥ法の
パルスシーケンスについて、図５，図６を参照して説明
する。このシーケンスでは、図５（ａ）に示すように、
１個の励起ＲＦパルス１００（プロトンのスピン位相を
９０°回転させるので９０°パルスとも呼ばれる）を印
加した後、複数個（ここでは３個）のリフォーカスＲＦ
パルス１０１〜１０３（プロトンのスピン位相を１８０
°回転させるので１８０°パルスとも呼ばれる）を加え
るとともに、図５（ｂ）に示すようにこれらのＲＦパル
スの各々と同時にスライス選択用の傾斜磁場Ｇｓのパル
ス１１０〜１１３を加える。そして、図５（ｃ）に示す
ようにプロトンの位相をばらばらにするディフェーズ用
の傾斜磁場Ｇｒのパルス１２０を加え、これに続いて読
み出し用および周波数エンコード用の傾斜磁場Ｇｒのパ
ルス１２１〜１２３を上記のＲＦパルスの間隔内で加え
る。

【０００４】さらに、図５（ｃ）に示すように、これら
のＧｒパルス１２１〜１２３を１８０°パルスと次の１
８０°パルスとの間（１０１と１０２，１０２と１０
３）で複数回（ここでは４回）スイッチングさせて、
〔９０°パルス１００と１８０°パルス１０１との時間
間隔の偶数倍の時間間隔の時点に生じる〕スピンエコー
の信号Ｓ３（ＳＥ１）、Ｓ８（ＳＥ２）、Ｓ１３（ＳＥ
３）に加えてグラジェントエコーの信号Ｓ１（ＧＥ
１）、Ｓ２（ＧＥ２）、Ｓ４（ＧＥ３）、Ｓ５（ＧＥ
４）、Ｓ６（ＧＥ５）、Ｓ７（ＧＥ６）、Ｓ９（ＧＥ
８）、Ｓ１０（ＧＥ８）、Ｓ１１（ＧＥ９）、Ｓ１２
（ＧＥ１０）、Ｓ１４（ＧＥ１１）、Ｓ１５（ＧＥ１
２）を発生させる。

【０００５】そして、図５（ｄ）に示すように、これら
のエコー信号Ｓ１〜Ｓ１５の発生直前に位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加えるが、その各
々のＧｐパルスの印加量は、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ１５
から得たデータがＫスペース（生データ空間とも呼ばれ
る）上での図６（ａ）に示すように配置されるものとな
るような位相エンコード量に対応させられる。

【０００６】すなわち、まずスピンエコー信号ＳＥ１〜
ＳＥ３から得たデータがＫスペースの中心の領域（低周
波領域）に、グラジェントエコー信号ＧＥ１，ＧＥ
５，ＧＥ９，ＧＥ２，ＧＥ６，ＧＥ１０とグラジェント
エコー信号ＧＥ３，ＧＥ７，ＧＥ１１，ＧＥ４，ＧＥ
８，ＧＥ１２がＫスペースの周辺の領域（高周波領域）
とにそれぞれ配置され、かつその領域，，の
それぞれの中では各エコー信号の発生順位に従って上か
ら下へと、つまり正の高周波領域から低周波域を経て負
の高周波領域に向かう方向へと並ぶような位相エンコー
ド量となるように、位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐの
パルスの印加量が定められている。

【０００７】このような移動エンコード量を与えるため
に、図５（ｄ）および図６（ｂ）に示すように、最初の
１８０°パルス１０１の直後であって、最初のグラジェ
ントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）の直前の位相エンコード
用の傾斜磁場Ｇｐのパルス１３１ａの印加量が最も大き
くされる。これによりグラジェントエコー信号Ｓ１（Ｇ
Ｅ１）から得られたデータがＫスペース内で最も上側
（正側）に配置される。エコー信号Ｓ２（ＧＥ２），Ｓ
３（ＳＥ１），Ｓ４（ＧＥ３），Ｓ５（ＧＥ４）の各々
の直前の位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐパルス１３１
ｂ〜１３１ｅは、極性が傾斜磁場パルスＧｐ１３１ａと
は逆で、各パルス１３１ｂ〜１３１ｅの大きさは同じ
で、かつ、傾斜磁場Ｇｐパルス１２１ａよりも小さい。
これによりエコー信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５から得ら
れたデータは、Ｋスペース内において信号Ｓ１のデータ
位置から下側に等間隔だけ離れた位置に配置される（図
６（ｂ）参照) 。

【０００８】その後に加えられる位相エンコード用の傾
斜磁場Ｇｐパルス１３１ｆはリワインド用であって、次
の１８０°パルス１０２が加わる前に積算された位相エ
ンコード量をいったん零に戻すものである。２番目の１
８０°パルス１０２の後で加えられる位相エンコード用
の傾斜磁場Ｇｐパルス１３２ａの大きさは傾斜磁場Ｇｐ
パルス１３１ａの大きさよりもやや小さいものとされ
る。これによりエコー信号Ｓ６（ＧＥ５）は、エコー信
号Ｓ１（ＧＥ１）から得られたデータのＫスペース上で
の配置場所に隣接した下側の場所に配置されるような位
相エンコード量となる。エコー信号Ｓ７〜Ｓ１０の各々
の直前に加えられる傾斜磁場Ｇｐパルス１３２ｂ〜１３
２ｅの大きさおよび極性は先の傾斜磁場Ｇｐパルス１３
１ｂ〜１３１ｅと同じである。そのためエコー信号Ｓ７
（ＧＥ６），Ｓ８（ＳＥ２），Ｓ９（ＧＥ７），Ｓ１０
（ＧＥ８）から得られたデータのＫスペース上での配置
場所は、上記のエコー信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ
５のそれぞれの間の間隔と同じ間隔だけ、エコー信号Ｓ
６のデータの配置場所より離れた下側となり、信号Ｓ
７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０から得られたデータのＫスペー
ス上での配置位置はそれぞれ信号Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ
５から得られたデータの下側に隣接したものとなる。そ
の後リワインド用の傾斜磁場Ｇｐパルス１３２ｆが加え
られる。

【０００９】３番目の１８０°パルス１０３の後で加え
られる傾斜磁場Ｇｐパルス１３３ａの大きさは傾斜磁場
Ｇｐパルス１３２ａよりもさらにやや小さいものとされ
る。傾斜磁場Ｇｐパルス１３３ｂ〜１３３ｅの大きさお
よび極性は傾斜磁場Ｇｐパルス１３１ｂ〜１３１ｅ（お
よび傾斜磁場Ｇｐパルス１３２ｂ〜１３２ｅ）と同じで
ある。そのため、信号Ｓ１１（ＧＥ９），Ｓ１２（ＧＥ
１０），Ｓ１３（ＳＥ３），Ｓ１４（ＧＥ１１），Ｓ１
５（ＧＥ１２）から得られたデータは、エコー信号Ｓ
６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０から得られたデータの下
側に隣接したものとなる。

【００１０】このようにＫスペースの中央部の領域
（中央部の領域は、低周波領域でありＫスペースを２
次元フーリエ変換して画像再構成する際に画像のコント
ラストに大きな影響を及ぼす）に、静磁場の不均一によ
る位相誤差がなく、かつ、ケミカルシフトによる位相誤
差がないスピンエコー信号から得られたデータが配置さ
れるような位相エンコード量としているので、位相誤差
によってＫスペース上での位相エンコード量が不連続と
なることに起因する偽像（アーティファクト）の一種で
ある画像ぶれが再構成画像に生じにくいという利点があ
る。また、１８０°パルスの各間隔内におけるエコー信
号の発生順位が同一の各エコー信号をグルーピング（図
６（ａ）のＳＧＥ１，ＳＧＥ２，ＳＳＥ，ＳＧＥ３，Ｓ
ＧＥ４）しているので、〔グルーピングされているエコ
ー信号群の境界には位相誤差が残るが〕グルーピングさ
れている各エコー信号の境界での位相誤差がなくなって
画像ぶれが生じにくいという利点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記のパルスシーケンスでは、グルーピングされている
エコー信号群から得られたデータ群の境界（ＳＧＥ１と
ＳＧＥ２，ＳＧＥ２とＳＳＥ，ＳＳＥとＳＧＥ３，ＳＧ
Ｅ３とＳＧＥ４）で急激な信号強度差ΔＳが発生する。
すなわち、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ１５の信号強度は図６
（ｃ）に示すようになる。これは図５（ｅ）に示すよう
に、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ１５の信号強度が最初の９０
°パルス１００以降徐々に時定数Ｔ₂および時定数Ｔ₂
^*に応じて減衰してくることに起因している（なお、時
定数Ｔ₂はスピンエコー信号に生じる横緩和時間（スピ
ン−スピン緩和時間とも呼ばれる）を示し、時定数Ｔ₂
^*は静磁場の不均一によって時定数Ｔ₂よりも速く減衰
する、グラジェントエコー信号に生じる横緩和時間を示
す）。すなわち、エコー信号Ｓ１〜Ｓ１５の各々の信号
強度はその発生順位にしたがって順に小さいものとな
る。

【００１２】ところがエコー信号Ｓ１〜Ｓ１５から得ら
れた各々のデータは、図６（ａ）に示すようにＫスペー
ス内で配置されるためにＫスペースの位相エンコード方
向（上下方向）に見ると、Ｓ１１のデータが配置される
位置とＳ２のデータが配置される位置との境界（ＳＧＥ
１とＳＧＥ２との境界）、Ｓ１２のデータが配置される
位置とＳ３のデータが配置される位置との境界（ＳＧＥ
２とＳＳＥとの境界）、Ｓ１３のデータが配置される位
置とＳ４のデータが配置される位置との境界（ＳＳＥと
ＳＧＥ３との境界）、Ｓ１４のデータが配置される位置
とＳ５のデータが配置される位置との境界（ＳＧＥ３と
ＳＧＥ４との境界）において信号強度が急激に変化して
いる。その結果、このようにしてＫスペース内に配置さ
れたデータを２次元フーリエ変換して画像を再構成する
と、その再構成された画像に画像ぶれアーティファクト
が発生するという問題点がある。

【００１３】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、各エコー信号から得られたデータの
うち、Ｋスペース上で隣接するデータの信号強度差を小
さくすることによって、画像ぶれアーティファクトを抑
制することができるＭＲイメージング装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明に係るＭＲイメージング装置は、ＮＭＲ現
象を利用してイメージングを行なうＭＲイメージング装
置であって、撮影領域空間に均一な静磁場を発生する主
マグネットと、前記静磁場空間で直交する３次元方向に
磁場強度がそれぞれ変化する３つの傾斜磁場パルス（ス
ライス選択用傾斜磁場パルス、読み出し用傾斜磁場パル
ス、位相エンコード用傾斜磁場パルス）を発生させるた
めの第１ないし第３の傾斜磁場コイルと、励起ＲＦパル
スとリフォーカスＲＦパルスの照射およびエコー信号の
検出を行なうためのＲＦコイルと、前記ＲＦコイルを介
して、１個の励起ＲＦパルスとそれに続く複数個のリフ
ォーカスＲＦパルスとを所定のタイミングで順に照射す
るＲＦ照射手段と、前記励起ＲＦパルスおよびリフォー
カスＲＦパルスの各パルスの照射タイミングに合わせ
て、前記第１の傾斜磁場コイルを介してスライス面を選
択するための傾斜磁場パルスを発生するスライス選択用
傾斜磁場パルス発生手段と、前記複数個のリフォーカス
ＲＦパルスの各パルス間隔内において、複数回の極性切
り換えを行なって各スピンエコー信号を中心に複数個の
グラジェントエコー信号を発生させるとともに、前記各
スピンエコー信号および前記各グラジェントエコー信号
の各エコー信号の発生タイミングに合わせて、前記第２
の傾斜磁場コイルを介して読み出し用の傾斜磁場パルス
を発生する読み出し用傾斜磁場パルス発生手段と、前記
各エコー信号が発生する直前に前記第３の傾斜磁場コイ
ルを介して次の各条件、（ａ）前記各エコー信号の位相
エンコード量の積算量が、前記各スピンエコー信号の発
生順位に従って正（または負）から零付近を通って負
（または正）の値に変化するように前記位相エンコード
用傾斜磁場パルスの強度を変えること、（ｂ）前記各グ
ラジェントエコー信号のうち、前記各パルス間隔内にお
ける発生順位が同一のグラジェントエコー信号群には、
前記各スピンエコー信号が発生した時点を基準として時
間間隔が最も短いグラジェントエコー信号群から時間間
隔が長くなるにつれて、前記各スピンエコー信号の位相
エンコード量の積算量が変化する方向を交互に切り換
え、かつ、前記時間間隔が短いグラジェントエコー信号
群の位相エンコード量の積算量の絶対値より大きくなる
ように前記位相エンコード用傾斜磁場パルスの強度を変
えること、を全て満たす位相エンコード用傾斜磁場パル
スを発生する位相エンコード用傾斜磁場パルス発生手段
と、前記ＲＦコイルで検出したエコー信号からデータを
収集し、前記各エコー信号毎の位相エンコード量の積算
量に応じて各データをｋスペース上に配置して断層像を
再構成するデータ処理手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００１５】

【作用】この発明の作用は次のとおりである。撮影領域
空間には主マグネットによって静磁場が発生し、さらに
撮影領域空間には第１の傾斜磁場コイルを介してスライ
ス選択用傾斜磁場パルスが印加され、スライス面が選択
される。そしてＲＦ照射手段がＲＦコイルを介して、１
個の励起ＲＦパルスとそれに続く複数個のリフォーカス
ＲＦパルスを照射する。この励起ＲＦパルスと最初のリ
フォーカスＲＦパルスとの時間間隔の偶数倍の時間間隔
となる時間には、主マグネットによる静磁場の不均一や
ケミカルシフトに起因する位相誤差のないスピンエコー
信号が発生する。さらに、複数個のリフォーカスＲＦパ
ルスの各パルス間隔内では、読み出し用傾斜磁場パルス
発生手段が第２の傾斜磁場コイルを介して読み出し用の
傾斜磁場パルスの複数回の極性切り換えを行なうことに
よって、前記スピンエコー信号を中心にして複数個のグ
ラジェントエコー信号を発生させる。

【００１６】したがって、リフォーカスＲＦパルスの各
間隔内には、スピンエコー信号を中心にして複数個のグ
ラジェントエコー信号が発生することになる。なお、こ
れらのエコー信号の信号強度は、ほぼ横緩和時間の時定
数で順次に減衰している。

【００１７】そして順次に発生した各エコー信号は、位
相エンコード用傾斜磁場パルス発生手段が第３の傾斜磁
場コイルを介して位相エンコード用の傾斜磁場パルスを
発生することによって順次に位相エンコードを施され
る。その位相エンコードは次のように行なわれる。

【００１８】まず、各スピンエコー信号の位相エンコー
ド量の積算量が、各スピンエコー信号の発生順位に従っ
て、正（または負）から零付近を通って負（または正）
の値に変化するように位相エンコード用傾斜磁場パルス
の大きさを変える。このように各スピンエコー信号には
その発生順位に従って位相エンコード量の積算量が順次
に減少（または増加）するように施されるので、各スピ
ンエコー信号から得られたデータがＫスペースに配置さ
れる際にはＫスペースの正方向からその発生順序（また
はその逆の順序）で配置される。したがってＫスペース
上では、各スピンエコー信号から得られたデータの信号
強度が〔その発生順序の時〕Ｋスペースの正方向から減
少（または〔発生順序の逆の時〕増加）するように、各
データがＫスペース上に配置される。また、位相エンコ
ードの積算量は、零付近を通っているので、各スピンエ
コー信号から得られたデータの配置位置は再構成画像の
コントラストに大きな影響を及ぼすＫスペース上の中央
部に配置されることになる。

【００１９】次に、各グラジェントエコー信号には、次
のように位相エンコードが施される。各グラジェントエ
コー信号のうち、リフォーカスＲＦパルスの各パルス間
隔内における発生順位が同一のグラジェントエコー信号
群には、各パルス間隔内のスピンエコー信号発生時点を
基準として時間間隔が最も短いグラジェントエコー信号
群から時間間隔が長くなるにつれて、スピンエコー信号
に施された位相エンコード量の積算量が変化する方向を
交互に切り換え、かつ、前記時間間隔が短いグラジェン
トエコー信号群の位相エンコード量の積算量の絶対値よ
り大きくなるように前記位相エンコード用傾斜磁場パル
スの強度を変える。このように発生順位が同一のグラジ
ェントエコー信号群には、リフォーカスＲＦパルスの各
間隔内におけるスピンエコー信号が発生した時点を基準
として時間間隔が最も短いグラジェントエコー信号群か
ら時間間隔が長くなるにつれて、スピンエコー信号に施
された位相エンコード量の積算量が変化する方向を交互
に切り換えるので、スピンエコー信号から得られたデー
タがＫスペース上で信号強度の減少するような配置の場
合には、その反対に信号強度が減少するようなデータの
配置となり、増加するような配置の場合には、その反対
に信号強度が減少するようなデータの配置となる。

【００２０】さらに、時間間隔が長くなるにつれて時間
間隔が短いグラジェントエコー信号群の位相エンコード
量の積算量の絶対値より大きくなるように位相エンコー
ド量の積算量の絶対値を大きくするので、周辺部に配置
されるグラジェントエコー信号群から得られたデータ群
は、隣接するデータ群の信号強度の減少または増加傾向
の逆の傾向で配置されることになる。

【００２１】したがって、Ｋスペース上で隣接する、各
スピンエコー信号から得られるデータ群（信号強度が増
加（または減少））とその周辺部に配置される各グラジ
ェントエコー信号から得られるデータ群（信号強度が減
少（または増加））とは、増加傾向の信号強度と減少傾
向の信号強度（または減少傾向の信号強度と増加傾向の
信号強度）となるので、その境界での信号強度差は小さ
くなる。さらに、各グラジェントエコー信号から得られ
たデータ群（信号強度が減少（または増加））の周辺に
は、信号強度が増加（または減少）する、各グラジェン
トエコー信号から得られたデータ群が配置される。した
がって、各グラジェントエコー信号から得られるデータ
群（信号強度が減少（または増加））とその周辺部に配
置される各グラジェントエコー信号から得られるデータ
群（信号強度が増加（または減少））とは、減少傾向の
信号強度と増加傾向の信号強度（または増加傾向の信号
強度と減少傾向の信号強度）となるので、その境界での
信号強度差は小さくなる。したがって、Ｋスペース上に
おいて、その中央部に配置される各スピンエコー信号か
ら得られたデータ群とその周辺に隣接する各グラジェン
トエコー信号から得られたデータ群との境界だけでな
く、さらにその周辺に配置されて隣接する、発生順位が
同一であるグラジェントエコー信号群から得られたデー
タ群のそれぞれの境界においても信号強度差が小さくな
る。

【００２２】このように位相エンコードを施された各エ
コー信号は、ＲＦコイルによって検出され、データ処理
手段によってそれぞれの位相エンコード量の積算量に応
じてＫスペースに配置される。そして２次元フーリエ変
換法によって画像を再構成する。このときＫスペース上
において、中央部に配置されたデータ群（各スピンエコ
ー信号から得られたデータ群）とその周辺部に配置され
たデータ（各グラジェントエコー信号から得られたデー
タ群）との境界の信号強度差は小さく〔滑らかに〕なっ
ており、さらにその周辺部に配置されたデータ（各グラ
ジェントエコー信号から得られたデータ群）との境界の
信号強度差も小さく〔滑らかに〕なっているので、再構
成された画像の画像ぶれアーティファクトをさらに抑制
することができる。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。まず、図１に示したＭＲイメージング装置に
ついて説明すると、静磁場を発生するための主マグネッ
ト１と、この静磁場に重畳するように傾斜磁場を印加す
る３つの傾斜磁場コイル２（２ｘ，２ｙ，２ｚ）とが備
えられている。傾斜磁場コイル２は、主マグネット１に
よる均一な静磁場に、磁場強度が直交する３次元方向
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にそれぞれ変化する３つの傾斜磁場Ｇ
ｓ，Ｇｐ，Ｇｒのパルス（スライス選択用傾斜磁場パル
ス、位相エンコード用傾斜磁場パルス、読み出し用傾斜
磁場パルス）を重畳する３組の傾斜磁場コイル２ｘ，２
ｙ，２ｚから構成されている。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（患者）が配置
され、その被検体にはＲＦコイル３が取り付けられる。

【００２４】傾斜磁場コイル２には傾斜磁場電源４が接
続され、傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの各傾斜磁場発生用
電力が供給される。この傾斜磁場電源４には波形発生器
５からの波形信号が入力されて傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇ
ｚの各傾斜磁場波形が制御される。ＲＦコイル３にはＲ
Ｆパワーアンプ６からＲＦ信号が供給され、これにより
被検体へのＲＦ信号照射が行なわれる。このＲＦ信号
は、ＲＦ信号発生器７より発生させられた所定のキャリ
ア周波数のＲＦ信号を、変調器８で、波形発生器５から
送られてきた波形に応じて振幅変調したものとなってい
る。

【００２５】被検体で発生したエコー信号はＲＦコイル
３により受信され、プリアンプ９を経て位相検波器１０
に送られる。受信信号は、位相検波器１０においてＲＦ
信号発生器７からのＲＦ信号をリファレンス周波数とし
て位相検波され、検波出力がＡ／Ｄ変換器１１に送られ
る。このＡ／Ｄ変換器１１にはサンプリングパルス発生
器１２からサンプリングパルスが入力されており、この
サンプリングパルスに応じて検波出力のデジタルデータ
への変換が行なわれる。そのデジタルデータはホストコ
ンピュータ２０に取り込まれる。

【００２６】データ処理手段に相当するホストコンピュ
ータ２０は、取り込まれたデータを処理して画像を再構
成するとともに、シーケンサー２３を介してシーケンス
全体のタイミングを定める。すなわち、シーケンサー２
３は、ホストコンピュータ２０の制御の下に、波形発生
器５、ＲＦ信号発生器７、サンプリングパルス発生器１
２等にタイミング信号を送り、波形発生器５から各波形
信号が出力されるタイミングを定めるとともに、ＲＦ信
号発生器７からのＲＦ信号発生タイミングを定め、さら
にサンプリングパルス発生器１２からのサンプリングパ
ルス発生タイミングを定める。また、ホストコンピュー
タ２０は、波形発生器５に波形情報を送り、Ｇｘ，Ｇ
ｙ，Ｇｚの各傾斜磁場パルスの波形、強度等を制御する
とともに、ＲＦコイル３から被検体に照射するＲＦ信号
のエンベロープを定め、さらにＲＦ信号発生器７に信号
を送ってＲＦ信号のキャリア周波数を制御する。したが
って、このホストコンピュータ２０により、ＧＲＡＳＥ
法に基づくパルスシーケンス全体の制御がなされる。

【００２７】このようなＭＲイメージング装置におい
て、コンピュータ２０及びシーケンサー２３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、基本的には上述した
ＧＲＡＳＥ法によるものであり、一部を改良したものな
っている。

【００２８】まず、図２（ａ），（ｂ）に示すように、
ＲＦコイル３を介して１個の９０°パルス（励起ＲＦパ
ルス）１００を印加すると同時に傾斜磁場コイル２ｘを
介してスライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルス１１０を加
える。次いで１個の１８０°パルス（リフォーカスＲＦ
パルス）１０１を、９０°パルス１００の照射時点を時
間原点としてτ時間後に照射し、さらにその２τ時間後
に１８０°パルス１０２を照射する。このようにして１
８０°パルス１０１，１０２，１０３をスライス選択用
傾斜磁場Ｇｓのパルス１１１，１１２，１１３とともに
順次照射していく。

【００２９】この場合、図２（ｅ）に示すように、最初
のスピンエコー信号Ｓ３（ＳＥ１）は、９０°パルス１
００と１８０°パルス１０１の間の時間間隔τと同じ時
間間隔だけ１８０°パルス１０１から経過した時点を中
心にして生じる。ここでは９０°パルス１００からスピ
ンエコー信号Ｓ３（ＳＥ１）のエコー中心までの時間
（エコーディレイ時間２τ）をｔ₁とする。このように
９０°パルス１００からエコー中心までのエコーディレ
イ時間をｔ₁とすると、最初の１８０°パルス１０１
は、９０°パルス１００を時間原点（ｔ＝０）として、
ｔ＝（１／２）ｔ₁＝τで与えられる。そして、ｎ（ｎ
は正の整数）番目の１８０°パルスの照射タイミングは
｛２（ｎ−１）＋１｝τに設定されている。すなわち、
１８０°パルス１０１，１０２，１０３の各照射タイミ
ングは、ｔ＝τ、ｔ＝（３／２）ｔ₁＝３τ、（５／
２）ｔ₁＝５τの各時点に設定されることによって、ス
ピンエコー信号Ｓ３（ＳＥ１），Ｓ８（ＳＥ２），Ｓ１
３（ＳＥ３）をｔ＝ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃の各時点で発生さ
せるようにする。これにより９０°パルス１００から２
番目以降のスピンエコー信号Ｓ８（ＳＥ２），Ｓ１３
（ＳＥ３）の発生時点までの時間間隔ｔ₂，ｔ₃が、９
０°パルス１００から最初のスピンエコー信号発生時点
までの時間間隔ｔ₁の整数倍、すなわち、ｔ₂＝２
ｔ₁、ｔ₃＝３ｔ₁とすることができる。

【００３０】このように１８０パルスの照射タイミング
を制御することによって、１８０°パルスの不完全性に
よる擬似スピンエコー信号(spurious spin echo)を本来
のスピンエコー信号と同時刻に発生させて位相ずれを少
なくしながら擬似スピンエコー信号をも画像化のための
スピンエコー信号(stimulated spin echo)として利用す
ることができる。

【００３１】図２（ｃ）を参照する。傾斜磁場コイル２
ｚを介して、〔プロトンのスピン位相をばらばらにする
ための〕ディフェーズ用グラジェントパルス１２０を、
最初の１８０°パルス１０１の前に印加した後、１８０
°パルス１０１と１０２の間隔内において、Ｇｒパルス
の極性を例えば４回切り換える（１２１ａと１２１ｂ，
１２１ｂと１２１ｃ，１２１ｃと１２１ｄ，１２１ｄと
１２１ｅ）ことにより、この間隔内でエコー信号Ｓ１〜
Ｓ５を発生させる。第２番目の１８０°パルス１０２と
第３番目の１８０°パルス１０３の間隔内および第３番
目の１８０°パルス１０３以降において同様にＧｒパル
スの極性を切り換えることにより、それぞれ５個のエコ
ー信号Ｓ６〜Ｓ１０およびＳ１１〜Ｓ１５を発生させ
る。これらの各エコー信号Ｓ１〜Ｓ１５のうち中央のエ
コー信号Ｓ３，Ｓ８，Ｓ１３は、主マグネット１による
静磁場の不均一やケミカルシフトに起因する位相誤差の
ないスピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３であり、その他の
エコー信号はグラジェントエコー信号ＧＥ１〜ＧＥ１２
である。なお、これらのエコー信号Ｓ１〜Ｓ１５は、図
２（ｅ）に示すようにその発生順に次第に信号強度が減
衰する。この減衰の時定数は、横緩和時間Ｔ₂およびＴ
₂ ^*であり、正確には静磁場の不均一の影響を受けない
スピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３が横緩和時間Ｔ₂（ス
ピン間でエネルギー交換を行なうことからスピン−スピ
ン緩和時間とも呼ばれる）で減衰し、静磁場の不均一の
影響を受けるグラジェントエコー信号ＧＥ１〜ＧＥ１２
が静磁場の不均一の影響で横緩和時間Ｔ₂よりも速く減
衰するＴ₂ ^*で減衰する。

【００３２】そして、傾斜磁場コイル２ｙを介して、エ
コー信号Ｓ１〜Ｓ１５のそれぞれに異なる位相エンコー
ド量の積算量となるような位相エンコード用の傾斜磁場
パルスＧｐが印加される。図２（ａ）〜（ｅ）を参照す
る。まず、第１番目の１８０°パルス１０１の後にであ
って、エコー信号Ｓ１の発生前に印加されるＧｐパルス
３０１ａは、正極性であり最も大きなものとされる。こ
れによりグラジェントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）から得
られたデータが、図３（ａ）に示すようにＫスペース上
で上下方向（位相エンコード方向）の最も上側（正側）
に配置されるようになる。次のエコー信号Ｓ２の発生前
に印加されるＧｐパルス３０１ｂは、負極性であるが既
に印加されたＧｐパルス３０１ａとの積算量が正となる
ような大きさである。これによりグラジェントエコー信
号Ｓ２（ＧＥ２）から得られたデータが、Ｋスペース上
でグラジェントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）から下方向に
大きく離れた位置に配置される。次のエコー信号Ｓ３の
発生前に印加されるＧｐパルス３０１ｃは、負極性であ
り小さななものであるが既に印加された位相エンコード
量の積算量によりその積算量が僅かに正となる。これに
よりスピンエコー信号Ｓ３（ＳＥ１）から得られたデー
タが、Ｋスペース上でグラジェントエコー信号Ｓ２（Ｇ
Ｅ２）のデータの下側に隣接する位置に配置される。次
のエコー信号Ｓ４の発生前に印加されるＧｐパルス３０
１ｄは、グラジェントエコー信号Ｓ２（ＧＥ２）に印加
されたＧｐパルス３０１ｂと同じ大きさである。したが
ってグラジェントエコー信号Ｓ４（ＧＥ３）から得られ
たデータが、Ｋスペース上でスピンエコー信号Ｓ３（Ｓ
Ｅ１）のデータの下方に遠く離れた位置に配置される。
次のエコー信号Ｓ５の発生前に印加されるＧｐパルス３
０１ｅは、負極性でありスピンエコー信号Ｓ３（ＳＥ
１）に印加したＧｐパルス３０１ｃと同じ大きさであ
る。これによりグラジェントエコー信号Ｓ５（ＧＥ４）
から得られたデータが、Ｋスペース上でグラジェントエ
コー信号Ｓ４（ＧＥ３）の下側に隣接する位置に配置さ
れる。そして、リワインドパルス３０１ｆが、次の１８
０°パルス１０２の前に印加される。

【００３３】第２番目の１８０°パルス１０２の印加後
であって、エコー信号Ｓ６の発生前に印加されるＧｐパ
ルス３０２ａは、正極性でありグラジェントエコー信号
Ｓ１（ＧＥ１）に印加されたＧｐパルス３０１ａより僅
かに小さなものとされる。これによりグラジェントエコ
ー信号Ｓ６（ＧＥ５）から得られたデータが、Ｋスペー
ス上でグラジェントエコー信号Ｓ１（ＧＥ１）の下側に
隣接する位置に配置される。次のエコー信号Ｓ７の発生
前に印加されるＧｐパルス３０２ｂは、負極性であるが
既に印加されたＧｐパルス３０２ａにより積算量が正と
なるような大きさである。これによりグラジェントエコ
ー信号Ｓ７（ＧＥ６）は、Ｋスペース上でグラジェント
エコー信号Ｓ６（ＧＥ５）から下方に離れた位置に配置
される。同様にエコー信号Ｓ８〜Ｓ１０には、既に〔グ
ラジェントエコー信号Ｓ７（ＧＥ６）に〕印加されたＧ
ｐパルス３０２ｂと同じ大きさのＧｐパルス３０２ｃ，
３０２ｄ，３０３ｅが印加されるので、それらから得ら
れた各データはＫスペース上での配置位置がグラジェン
トエコー信号Ｓ６（ＧＥ５）とＳ７（ＧＥ６）との間隔
と同じだけ離れた位置となる。そして、同様にリワイン
ドパルス３０２ｆを印加する。

【００３４】第３番目の１８０°パルス１０３の後であ
って、エコー信号Ｓ１１（ＧＥ９）の発生前には、正極
性でありグラジェントエコー信号Ｓ６（ＧＥ５）に印加
されたＧｐパルス３０２ａより僅かに小さなＧｐパルス
３０３ａが印加される。これによりグラジェントエコー
信号Ｓ１１（ＧＥ９）から得られたデータが、Ｋスペー
ス上でグラジェントエコー信号Ｓ６（ＧＥ５）の下側に
隣接する位置に配置される。次のエコー信号Ｓ１２の発
生前に印加されるＧｐパルス３０３ｂは、既に〔スピン
エコー信号Ｓ３（ＳＥ１）に〕印加されたＧｐパルス３
０１ｃと同じ大きさである。これによりグラジェントエ
コー信号Ｓ１２（ＧＥ１０）から得られたデータが、Ｋ
スペース上でのグラジェントエコー信号Ｓ２（ＧＥ２）
とスピンエコー信号Ｓ３（ＳＥ１）の間隔と同じ間隔だ
けグラジェントエコー信号Ｓ１１（ＧＥ９）から下方に
離れた位置に配置される。すなわち、グラジェントエコ
ー信号Ｓ１１（ＧＥ９）の下側に隣接する位置に配置さ
れる。次のエコー信号Ｓ１３の発生前に印加されるＧｐ
パルス３０３ｃは、負極性であり既に印加されたＧｐパ
ルス３０１ｂと同じ大きさである。これによりスピンエ
コー信号Ｓ１３（ＳＥ３）から得られたデータが、Ｋス
ペース上でのグラジェントエコー信号Ｓ１（Ｓ１）とＳ
２（ＧＥ２）の間隔と同じ間隔だけグラジェントエコー
信号Ｓ１２（ＧＥ１０）から下方に離れた位置に配置さ
れる。次のエコー信号Ｓ１４の発生前に印加されるＧｐ
パルス３０３ｄは、負極性であり既に印加されたＧｐパ
ルス３０３ｂと同じ大きさである。これによりグラジェ
ントエコー信号Ｓ１４（ＧＥ１１）から得られたデータ
が、Ｋスペース上でのスピンエコー信号Ｓ１３（ＳＥ
３）の下側に隣接する位置に配置される。次のエコー信
号Ｓ１５の発生前に印加されるＧｐパルス３０３ｅは、
既に印加されたＧｐパルス３０３ｃと同じ大きさであ
る。これによりグラジェントエコー信号Ｓ１５（ＧＥ１
２）から得られたデータが、Ｋスペース上でのグラジェ
ントエコー信号Ｓ１２（ＧＥ１０）とスピンエコー信号
Ｓ１３（ＳＥ３）の間隔と同じ間隔だけグラジェントエ
コー信号Ｓ１４（ＧＥ１１）から下方に離れた位置であ
って、Ｋスペースの最も下側の位置に配置される。すな
わち、グラジェントエコー信号Ｓ１０（ＧＥ８）の下側
に隣接する位置に配置される。そして同様にリワインド
パルス３０３ｆを印加する。

【００３５】このように施された位相エンコード量の積
算量を模式的に示すと、図４のようになる。なお、この
図では各Ｇｐパルスの積算量を各Ｇｐパルス符号に’を
付すことで表している。各スピンエコー信号に印加され
る位相エンコード量の積算量３０１ｃ’，３０２ｃ’，
３０３ｃ’は、順に正から零を通って負の方向（符号
ｃ）に変化するように設定されている。したがって各ス
ピンエコー信号ＳＥ１〜ＳＥ３から得られたデータは、
その発生順序でＫスペース上の中央の領域に配置され
る。また、各グラジェントエコー信号に印加される位相
エンコード量の積算量３０１ａ’〜３０３ａ’，３０１
ｂ’〜３０３ｂ’，３０１ｄ’〜３０３ｄ’，３０１
ｅ’〜３０３ｅ’は、スピンエコー信号の発生した時点
を基準として時間間隔が最も短いグラジェントエコー信
号群（ＳＧＥ２，ＳＧＥ３）から時間間隔が長くなるに
つれて、スピンエコー信号に施された位相エンコード量
の積算量の変化の方向とは交互に切り換えた方向（符号
ｂ，ｄ：逆方向，符号ａ，ｅ：同方向）に変化するよう
に設定されている。したがってグラジェントエコー信号
群ＳＧＥ２，ＳＧＥ３から得られたデータは、その発生
順序とは逆の順序でＫスペースに配置され、グラジェン
トエコー信号群ＳＧＥ１，ＳＧＥ４から得られたデータ
は、その発生順序でＫスペースに配置される。また、そ
れらの位相エンコード量の積算量の絶対値は、各スピン
エコー信号の位相エンコード量の積算量よりも大きいの
で、各グラジェントエコー信号群ＳＧＥ１〜ＳＧＥ４か
ら得られたデータ群は、Ｋスペース上でスピンエコー信
号から得られたデータの周辺に配置される。

【００３６】このように各エコー信号に位相エンコード
を施すことによって、図３（ａ）に示すようなデータの
配置となる。すなわち、スピンエコー信号群（ＳＳＥ）
についてはその発生順序となるように〔Ｋスペースの正
方向から〕Ｓ３（ＳＥ１），Ｓ８（ＳＥ２），Ｓ１３
（ＳＥ３）の順序で、Ｋスペースの中央の低周波領域で
ある領域に配置される。各グラジェントエコー信号
は、１８０°パルス１０１〜１０３の各間隔内における
発生順位が同一のグラジェントエコー信号群（ＳＧＥ
１，ＳＧＥ２，ＳＧＥ３，ＳＧＥ４）ごとにグルーピン
グされ、かつ、その各グループ内での各信号の配置順序
がグラジェントエコー信号群ＳＧＥ１，ＳＧＥ４につい
ては信号の発生順序に、グラジェントエコー信号群ＳＧ
Ｅ２，ＳＧＥ３については信号の発生順序とは逆になっ
ている。そして、グラジェントエコー信号群ＳＧＥ１，
ＳＧＥ２は、Ｋスペースの周辺の高周波領域である領域
に配置され、グラジェントエコー信号群ＳＧＥ３，Ｓ
ＧＥ４は、同じく高周波領域である領域に配置され
る。

【００３７】このようにＫスペースに配置された〔エコ
ー信号から得られた〕データの信号強度は、図３（ｃ）
に示すようになる。すなわち、各エコー信号Ｓ１〜Ｓ１
５の信号強度は、上述したように時定数Ｔ₂およびＴ₂
^*で減衰しているので、各エコー信号群内での信号の配
置順序が信号の発生順序となっているスピンエコー信号
群ＳＳＥおよびグラジェントエコー信号群ＳＧＥ１，Ｓ
ＧＥ４では、Ｋｐ軸を横軸としてみると減少傾向（図中
に二点鎖線で示す）となっている。一方、グラジェント
エコー信号群ＳＧＥ２，ＳＧＥ３では、各グラジェント
エコー信号の配置順序が信号の発生順序とは逆となって
いるので、信号強度の傾向が増加傾向となっている。し
たがってスピンエコー信号群ＳＳＥとその周辺のグラジ
ェントエコー信号群ＳＧＥ２，ＳＧＥ３との境界での信
号強度の差およびグラジェントエコー信号群ＳＧＥ２，
ＳＧＥ３とその周辺のグラジェントエコー信号群ＳＧＥ
１，ＳＧＥ４との境界での信号強度の差がΔＳ₁とな
る。すなわち、隣接するエコー信号群の全ての境界での
信号強度差を小さくすることができる。これによりＫス
ペースを２次元フーリエ変換して画像を再構成する際に
画像ぶれアーティファクトを抑制して優れた画質の再構
成画像を得ることができる。

【００３８】なお、この実施例では位相エンコード用の
傾斜磁場Ｇｐのパルス３０１ａ，３０２ａ，３０３ａを
正極性のものとして徐々に小さくしているが、負極性の
ものとして徐々に小さくするとともに他のＧｐパルスの
極性も全て反対極性のものとしてもよい。これによると
図３（ａ）の上下関係を反転したようなＫスペースでの
データ配置とすることができる。

【００３９】また、この実施例では１個の９０°パルス
（励起ＲＦパルス）に続いて３個の１８０°パルス（リ
フォーカスＲＦパルス）を照射するとともに１８０°パ
ルスの各間隔内において傾斜磁場パルスの極性を４回切
り換えることにより、合計１５個のエコー信号を発生さ
せているが、前記１８０°パルスに続いてさらに１８０
°パルスを追加することによって２０個あるいは２５個
のエコー信号を得るようにしてもよい。

【００４０】また、この実施例では１８０°パルスの各
間隔内において傾斜磁場パルスの極性を４回切り換えた
が、これを６回あるいは８回切り換えるようにしてもよ
い。これによると１８０°パルスの各間隔内において、
７個あるいは９個のエコー信号（中央のエコー信号だけ
がスピンエコー信号であり、他はグラジェントエコー信
号となる）を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、Ｋスペース上において、中央部に配置され
たデータ群（各スピンエコー信号から得られたデータ
群）とその周辺部に配置されたデータ（各グラジェント
エコー信号から得られたデータ群）との境界の信号強度
差は小さく〔滑らかに〕なっており、さらにその周辺部
に配置されたデータ（各グラジェントエコー信号から得
られたデータ群）との境界の信号強度差も小さく〔滑ら
かに〕なっているので、再構成された画像の画像ぶれア
ーティファクトをさらに抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＭＲイメージング装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】実施例に係るパルスシーケンスを示すタイムチ
ャートである。

【図３】Ｋスペースおよび信号強度を示す模式図であ
る。

【図４】位相エンコード量の積算量を示す模式図であ
る。

【図５】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。

【図６】従来例のＫスペースおよび信号強度を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ … 主マグネット２ … 傾斜磁場コイル３ … ＲＦコイル４ … 傾斜磁場電源５ … 波形発生器７ … ＲＦ信号発生器２０ … ホストコンピュータ２３ … シーケンサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮＭＲ現象を利用してイメージングを行
なうＭＲイメージング装置であって、撮影領域空間に均
一な静磁場を発生する主マグネットと、前記静磁場空間
で直交する３次元方向に磁場強度がそれぞれ変化する３
つの傾斜磁場パルス（スライス選択用傾斜磁場パルス、
読み出し用傾斜磁場パルス、位相エンコード用傾斜磁場
パルス）を発生させるための第１ないし第３の傾斜磁場
コイルと、励起ＲＦパルスとリフォーカスＲＦパルスの
照射およびエコー信号の検出を行なうためのＲＦコイル
と、前記ＲＦコイルを介して、１個の励起ＲＦパルスと
それに続く複数個のリフォーカスＲＦパルスとを所定の
タイミングで順に照射するＲＦ照射手段と、前記励起Ｒ
ＦパルスおよびリフォーカスＲＦパルスの各パルスの照
射タイミングに合わせて、前記第１の傾斜磁場コイルを
介してスライス面を選択するための傾斜磁場パルスを発
生するスライス選択用傾斜磁場パルス発生手段と、前記
複数個のリフォーカスＲＦパルスの各パルス間隔内にお
いて、複数回の極性切り換えを行なって各スピンエコー
信号を中心に複数個のグラジェントエコー信号を発生さ
せるとともに、前記各スピンエコー信号および前記各グ
ラジェントエコー信号の各エコー信号の発生タイミング
に合わせて、前記第２の傾斜磁場コイルを介して読み出
し用の傾斜磁場パルスを発生する読み出し用傾斜磁場パ
ルス発生手段と、前記各エコー信号が発生する直前に前
記第３の傾斜磁場コイルを介して次の各条件、（ａ）前
記各エコー信号の位相エンコード量の積算量が、前記各
スピンエコー信号の発生順位に従って正（または負）か
ら零付近を通って負（または正）の値に変化するように
前記位相エンコード用傾斜磁場パルスの強度を変えるこ
と、（ｂ）前記各グラジェントエコー信号のうち、前記
各パルス間隔内における発生順位が同一のグラジェント
エコー信号群には、前記各スピンエコー信号が発生した
時点を基準として時間間隔が最も短いグラジェントエコ
ー信号群から時間間隔が長くなるにつれて、前記各スピ
ンエコー信号の位相エンコード量の積算量が変化する方
向を交互に切り換え、かつ、前記時間間隔が短いグラジ
ェントエコー信号群の位相エンコード量の積算量の絶対
値より大きくなるように前記位相エンコード用傾斜磁場
パルスの強度を変えること、を全て満たす位相エンコー
ド用傾斜磁場パルスを発生する位相エンコード用傾斜磁
場パルス発生手段と、前記ＲＦコイルで検出したエコー
信号からデータを収集し、前記各エコー信号毎の位相エ
ンコード量の積算量に応じて各データをｋスペース上に
配置して断層像を再構成するデータ処理手段とを備えた
ことを特徴とするＭＲイメージング装置。