JPH08215174A - 核共鳴信号の位相補正方法 - Google Patents
核共鳴信号の位相補正方法Info
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- JPH08215174A JPH08215174A JP7333663A JP33366395A JPH08215174A JP H08215174 A JPH08215174 A JP H08215174A JP 7333663 A JP7333663 A JP 7333663A JP 33366395 A JP33366395 A JP 33366395A JP H08215174 A JPH08215174 A JP H08215174A
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- 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
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
- G01R33/56554—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by acquiring plural, differently encoded echo signals after one RF excitation, e.g. correction for readout gradients of alternating polarity in EPI
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 僅かな測定時間しか失われず簡単かつできる
かぎり精確な画像データの補正が可能になるようにし
た、核共鳴信号の位相補正方法を提供する。 【解決手段】 極性符号が切り換わる読み出し勾配のも
とで画像エコーの得られるパルス周波数において、読み
出し勾配ＧＲの正および負のパルスのもとでそれぞれナ
ビゲータエコーＮ＋，Ｎ−を位相コーディングなしで形
成する。両方のナビゲータエコー Ｎ＋，Ｎ−をサンプ
リングし、ディジタル化してフーリエ変換する。フーリ
エ変換したサンプリング値の自己相関から、読み出し勾
配ＧＲの正および負のパルスに対しそれぞれ１つの線形
の位相特性を求め、これによって画像エコーを線形の位
相特性に関して補正する。
かぎり精確な画像データの補正が可能になるようにし
た、核共鳴信号の位相補正方法を提供する。 【解決手段】 極性符号が切り換わる読み出し勾配のも
とで画像エコーの得られるパルス周波数において、読み
出し勾配ＧＲの正および負のパルスのもとでそれぞれナ
ビゲータエコーＮ＋，Ｎ−を位相コーディングなしで形
成する。両方のナビゲータエコー Ｎ＋，Ｎ−をサンプ
リングし、ディジタル化してフーリエ変換する。フーリ
エ変換したサンプリング値の自己相関から、読み出し勾
配ＧＲの正および負のパルスに対しそれぞれ１つの線形
の位相特性を求め、これによって画像エコーを線形の位
相特性に関して補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、極性符号の切り換
わる読み出し勾配のもとで画像エコーを形成し、未処理
データマトリクスへ行ごとに書き込むように構成されて
いる、核共鳴信号の位相補正方法に関する。
わる読み出し勾配のもとで画像エコーを形成し、未処理
データマトリクスへ行ごとに書き込むように構成されて
いる、核共鳴信号の位相補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるエコー・プラナー映像法（ＥＰ
Ｉ）の場合、読み出しフェーズにおいて読み出し勾配の
極性を順次切り換えることにより、核共鳴信号が勾配エ
コーとして速いシーケンスで生成される。読み出し勾配
の極性が変わることから、核共鳴信号から得られた走査
値を１つの未処理データマトリクスへ、区分方向がこの
未処理データマトリクスの行ごとに変わるよう、区分し
て入れる必要がある。この場合、行ごとにごく僅かな相
違しかないときでも、いわゆるＮ／２ゴーストが生じて
しまう。つまり、Ｎ×Ｎ個の点から成る画像マトリクス
の場合、オリジナルの画像は画像マトリクス中央に対し
正および負の方向にＮ／２だけずらされてもう１度結像
され、しかもこれは一般に種々の強度で結像されること
になる。
Ｉ）の場合、読み出しフェーズにおいて読み出し勾配の
極性を順次切り換えることにより、核共鳴信号が勾配エ
コーとして速いシーケンスで生成される。読み出し勾配
の極性が変わることから、核共鳴信号から得られた走査
値を１つの未処理データマトリクスへ、区分方向がこの
未処理データマトリクスの行ごとに変わるよう、区分し
て入れる必要がある。この場合、行ごとにごく僅かな相
違しかないときでも、いわゆるＮ／２ゴーストが生じて
しまう。つまり、Ｎ×Ｎ個の点から成る画像マトリクス
の場合、オリジナルの画像は画像マトリクス中央に対し
正および負の方向にＮ／２だけずらされてもう１度結像
され、しかもこれは一般に種々の強度で結像されること
になる。
【０００３】この問題を解決するために多数の方法が知
られている。アメリカ合衆国特許第５１３８２５９号公
報には、本来の測定の前に調整スキャンが実施されるよ
うにした方法について述べられている。この調整走査が
本来の測定と異なるのは、このスキャンが位相コーディ
ングなしで実施される点だけである。しかし完全な補正
データマトリクスが得られ、このマトリクスから測定シ
ステムの種々の不備な点を求めて本来の測定のための補
正データを算出することができる。しかしながらこのプ
ロセスによって、測定時間全体が著しく長くなってしま
う。
られている。アメリカ合衆国特許第５１３８２５９号公
報には、本来の測定の前に調整スキャンが実施されるよ
うにした方法について述べられている。この調整走査が
本来の測定と異なるのは、このスキャンが位相コーディ
ングなしで実施される点だけである。しかし完全な補正
データマトリクスが得られ、このマトリクスから測定シ
ステムの種々の不備な点を求めて本来の測定のための補
正データを算出することができる。しかしながらこのプ
ロセスによって、測定時間全体が著しく長くなってしま
う。
【０００４】アメリカ合衆国特許第４６４４２７９号お
よび第４９７０４５７号公報によって、本来の測定の前
に、複数の磁場勾配のうち少なくとも１つの磁場勾配の
遮断された核共鳴信号を得て、基底磁場を求めるために
この核共鳴信号を利用することが知られている。このこ
とによって、基底磁場の変化により引き起こされる画像
障害を取り除くことができる。
よび第４９７０４５７号公報によって、本来の測定の前
に、複数の磁場勾配のうち少なくとも１つの磁場勾配の
遮断された核共鳴信号を得て、基底磁場を求めるために
この核共鳴信号を利用することが知られている。このこ
とによって、基底磁場の変化により引き起こされる画像
障害を取り除くことができる。
【０００５】さらに、Proceedings of the Society of
Magnetic Resonance in Medicine,Vol.3, 12th Annual
Scientific Meeting, 14.- 20. August, 1993, 第１２
３９頁により、ｋ空間の中央において１つの位相コーデ
ィングパルスを省略することが知られている。このこと
により、ｋ空間のそれぞれ異なる方向において取得され
る２つの行が得られ、それらは基準値として用いられ
る。フーリエ変換後、基準行から２段階のプロセスにお
いて相対的な時間のずれが求められる。このようにして
得られた補正データに基づき、画像データが補正され
る。しかし、補正データを取得するためのこの方法は著
しく手間がかかり、また、１つの位相符号化ステップの
省略によってデータ捕捉に際して不連続性が発生し、こ
れは画像品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
Magnetic Resonance in Medicine,Vol.3, 12th Annual
Scientific Meeting, 14.- 20. August, 1993, 第１２
３９頁により、ｋ空間の中央において１つの位相コーデ
ィングパルスを省略することが知られている。このこと
により、ｋ空間のそれぞれ異なる方向において取得され
る２つの行が得られ、それらは基準値として用いられ
る。フーリエ変換後、基準行から２段階のプロセスにお
いて相対的な時間のずれが求められる。このようにして
得られた補正データに基づき、画像データが補正され
る。しかし、補正データを取得するためのこの方法は著
しく手間がかかり、また、１つの位相符号化ステップの
省略によってデータ捕捉に際して不連続性が発生し、こ
れは画像品質に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】さらに、IEEE Transactions on Medical I
maging, Vol. MI-6, No. 1, March1987, 第３２頁〜３
６頁により１つの位相補正方式が公知であるが、この方
式はエコー・プラナー映像法における冒頭で述べた問題
点に関連するものではない。この場合、１次の位相エラ
ーは画像データの複雑な位相歪みの自己相関により推定
されるのに対し、ゼロ次の補正係数は１次に関して補正
された画像の位相分布ヒストグラムにより得られる。
maging, Vol. MI-6, No. 1, March1987, 第３２頁〜３
６頁により１つの位相補正方式が公知であるが、この方
式はエコー・プラナー映像法における冒頭で述べた問題
点に関連するものではない。この場合、１次の位相エラ
ーは画像データの複雑な位相歪みの自己相関により推定
されるのに対し、ゼロ次の補正係数は１次に関して補正
された画像の位相分布ヒストグラムにより得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、僅かな測定時間しか失われず簡単かつできるかぎ
り精確な画像データの補正が可能になるようにした、核
共鳴信号の位相補正方法を提供することにある。
題は、僅かな測定時間しか失われず簡単かつできるかぎ
り精確な画像データの補正が可能になるようにした、核
共鳴信号の位相補正方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、読み出し勾配の正のパルスのもとで第１のナビゲー
タエコーを形成し、読み出し勾配の負のパルスのもとで
第２のナビゲータエコーを形成し、これら両方のナビゲ
ータエコーを同じ位相コーディングで形成するステップ
と、前記の両方のナビゲータエコーを走査し、ディジタ
ル化しフーリエ変換するステップと、前記第１のナビゲ
ータエコーのフーリエ変換された走査値の自己相関から
第１の線形の位相特性を求め、前記第２のナビゲータエ
コーのフーリエ変換されたサンプリング値の自己相関か
ら第２の線形の位相特性を求めるステップと、前記第１
の線形の位相特性を用いて、読み出し勾配の正のパルス
のもとで得られ行方向にフーリエ変換された画像エコー
を補正するステップと、前記第２の線形の位相特性を用
いて、読み出し勾配の負のパルスのもとで得られ行方向
にフーリエ変換された画像エコーを補正するステップ、
を有することにより解決される。
は、読み出し勾配の正のパルスのもとで第１のナビゲー
タエコーを形成し、読み出し勾配の負のパルスのもとで
第２のナビゲータエコーを形成し、これら両方のナビゲ
ータエコーを同じ位相コーディングで形成するステップ
と、前記の両方のナビゲータエコーを走査し、ディジタ
ル化しフーリエ変換するステップと、前記第１のナビゲ
ータエコーのフーリエ変換された走査値の自己相関から
第１の線形の位相特性を求め、前記第２のナビゲータエ
コーのフーリエ変換されたサンプリング値の自己相関か
ら第２の線形の位相特性を求めるステップと、前記第１
の線形の位相特性を用いて、読み出し勾配の正のパルス
のもとで得られ行方向にフーリエ変換された画像エコー
を補正するステップと、前記第２の線形の位相特性を用
いて、読み出し勾配の負のパルスのもとで得られ行方向
にフーリエ変換された画像エコーを補正するステップ、
を有することにより解決される。
【０００９】従属請求項には本発明の有利な実施形態が
示されている。
示されている。
【００１０】次に、図１〜１３を参照して実施例に基づ
き本発明を詳細に説明する。
き本発明を詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】まずはじめに、図１〜図５によるパルスダイ
アグラムを参照してエコー・プラナー映像法の基本的特
徴について説明する。エコー・プラナー映像法の詳細な
説明は、アメリカ合衆国特許第４１６５４７９号公報に
記載されている。
アグラムを参照してエコー・プラナー映像法の基本的特
徴について説明する。エコー・プラナー映像法の詳細な
説明は、アメリカ合衆国特許第４１６５４７９号公報に
記載されている。
【００１２】スライス選択勾配ＧＳの作用のもとで高周
波パルスＲＦが照射され、スライス選択勾配ＧＳに起因
してこのパルスにより被検物体の選択された１つのスラ
イス面だけが励起される。励起後、予備位相合わせ勾配
ＧＲＶが読み出し方向に、ＧＰＶが位相コーディング方
向に照射される。次に、交互に極性の切り換わる単一パ
ルスにより読み出し勾配ＧＲが照射される。極性が切り
換わることで相応の核共鳴信号がそのつどディフェージ
ングされ、次に再びリフェージングされ、その結果、図
５に示されている信号経過特性Ｓが生じる。
波パルスＲＦが照射され、スライス選択勾配ＧＳに起因
してこのパルスにより被検物体の選択された１つのスラ
イス面だけが励起される。励起後、予備位相合わせ勾配
ＧＲＶが読み出し方向に、ＧＰＶが位相コーディング方
向に照射される。次に、交互に極性の切り換わる単一パ
ルスにより読み出し勾配ＧＲが照射される。極性が切り
換わることで相応の核共鳴信号がそのつどディフェージ
ングされ、次に再びリフェージングされ、その結果、図
５に示されている信号経過特性Ｓが生じる。
【００１３】さらに読み出しフェーズ中、位相コーディ
ング勾配ＧＰが単一パルスの形で個々の信号Ｓの間に照
射される。この位相コーディング勾配によって、単一パ
ルスにより歩進的に切り換えられる位相コーディングが
行われる。読み出し勾配ＧＲと位相コーディング勾配Ｇ
Ｐとスライス選択勾配ＧＳは、互いに垂直を成してい
る。
ング勾配ＧＰが単一パルスの形で個々の信号Ｓの間に照
射される。この位相コーディング勾配によって、単一パ
ルスにより歩進的に切り換えられる位相コーディングが
行われる。読み出し勾配ＧＲと位相コーディング勾配Ｇ
Ｐとスライス選択勾配ＧＳは、互いに垂直を成してい
る。
【００１４】画像生成に必要であり信号寄与成分の空間
的位置に関する情報は、位相係数でコーディングされて
いる。画像形成のため、得られた核共鳴信号Ｓは複素量
として位相応動形復調により測定される。得られたアナ
ログの核共鳴信号は１つの時間ラスタで走査され、走査
値はディジタル化されて、読み出し勾配ＧＲの個別パル
スごとに、図６に示されている未処理データマトリクス
Ｍの１つの行にエントリされる。読み出し勾配ＧＲの各
個別パルスごとにＮ個の複素値が読み出される。これら
は未処理データマトリクスＭの１つの行に区分して入れ
られる。この場合、ｉは行インデクスでありｊは列イン
デクスである。励起のたびに、読み出し勾配ＧＲＯのＮ
個の個別パルスが続き、したがって未処理マトリクスＭ
はＮ個の行を有することになる。全部でＮ×Ｎの１つの
未処理データマトリクスが生じる。この未処理データマ
トリクスはいわゆるｋ空間を成しており、その際にたと
えば以下の定義があてはまる。
的位置に関する情報は、位相係数でコーディングされて
いる。画像形成のため、得られた核共鳴信号Ｓは複素量
として位相応動形復調により測定される。得られたアナ
ログの核共鳴信号は１つの時間ラスタで走査され、走査
値はディジタル化されて、読み出し勾配ＧＲの個別パル
スごとに、図６に示されている未処理データマトリクス
Ｍの１つの行にエントリされる。読み出し勾配ＧＲの各
個別パルスごとにＮ個の複素値が読み出される。これら
は未処理データマトリクスＭの１つの行に区分して入れ
られる。この場合、ｉは行インデクスでありｊは列イン
デクスである。励起のたびに、読み出し勾配ＧＲＯのＮ
個の個別パルスが続き、したがって未処理マトリクスＭ
はＮ個の行を有することになる。全部でＮ×Ｎの１つの
未処理データマトリクスが生じる。この未処理データマ
トリクスはいわゆるｋ空間を成しており、その際にたと
えば以下の定義があてはまる。
【００１５】
【数３】
【００１６】この場合、 γ＝磁気回転比 ＧＲ（ｔ′）＝読み出し勾配ＧＲの瞬時値 ＧＰ（ｔ′）＝位相コーディング勾配ＧＰの瞬時値 である。
【００１７】個々の核共鳴信号は読み出し勾配ＧＲの極
性が交互に切り換わりながら読み出されるので、測定値
もｊ（列インデクス）値が上昇するにつれて、そして次
の行ではｊ値が下降するにつれて、交互に切り換えなが
ら未処理データマトリクスＭへ挿入されることになる。
図６には、サンプリングされディジタル化された核共鳴
信号Ｓ１およびＳ２のエントリ方向が示されている。
性が交互に切り換わりながら読み出されるので、測定値
もｊ（列インデクス）値が上昇するにつれて、そして次
の行ではｊ値が下降するにつれて、交互に切り換えなが
ら未処理データマトリクスＭへ挿入されることになる。
図６には、サンプリングされディジタル化された核共鳴
信号Ｓ１およびＳ２のエントリ方向が示されている。
【００１８】未処理データマトリクスＭから−別の表現
をすれば−ｋ空間から、２次元のフーリエ変換を介した
関係を利用することで、１つの画像を得ることができ
る。
をすれば−ｋ空間から、２次元のフーリエ変換を介した
関係を利用することで、１つの画像を得ることができ
る。
【００１９】
【数４】
【００２０】この場合、位置座標ｘは読み出し勾配ＧＲ
の方向に位置し、位置座標ｙは位相コーディング勾配Ｇ
ｐの方向に位置し、ρ（ｘ，ｙ）は位置ｘ，ｙにおける
核スピン密度である。
の方向に位置し、位置座標ｙは位相コーディング勾配Ｇ
ｐの方向に位置し、ρ（ｘ，ｙ）は位置ｘ，ｙにおける
核スピン密度である。
【００２１】すでに冒頭で述べたようにエコー・プラナ
ー映像法は、測定データが交互に区分されることでＮ／
２ゴーストを受けやすい。この原因はたとえば、走査ラ
スタが読み出し勾配パルスＧＲの中央に合わせて調節さ
れていないことによる可能性があるし、ないしは一般的
にいえば、勾配ラスタと核共鳴信号のための走査ラスタ
が互いにずれていることによる可能性がある。図３に
は、勾配ラスタのこのようなずれが矢印で示されてい
る。さらに図６には、このようなずれが生じているとき
の２つの核共鳴信号Ｓ１およびＳ２の位置が略示されて
いる。勾配ラスタが図３に示されている方向にずれてい
ることにより、各ｋ空間行の信号最大値がずれる。交互
に切り換わりながら測定値が区分されるので−図６に示
されているように−このことによりたとえば、未処理デ
ータマトリクスＭ中の核共鳴信号Ｓ１とＳ２はもはや上
下に重なり合わないようになる。一般的にいって、核共
鳴信号の最大位置は未処理データマトリクスＭの行ごと
に交互に変わる。なお、極性符号の切り換わらない読み
出し勾配によるパルスシーケンスの場合、未処理データ
マトリクスＭ中の核共鳴信号最大値は、勾配時間ラスタ
が走査時間ラスタに対しずれていても互いに上下に位置
する。したがってこのことで、この場合にすべての走査
値がこの場合に未処理データマトリクスの同じ側からは
じまって区分されていくようになる。エコー・プラナー
映像シーケンスの場合、核共鳴信号の１つの走査値に対
する走査時間は、典型的には０．５〜４μｓである。そ
の際、勾配時間ラスタと走査時間ラスタとの間の時間の
ずれは、Ｎ／２ゴーストを避けるため上記の走査時間の
１／２０よりも小さくする必要のあることが判明した。
さもないと、実例として図７に示されているように、ず
れによってＮ／２ゴーストが生じてしまう。この場合、
対象物体Ａは、全画像マトリクスの半分の行数だけ上方
と下方にそれぞれずらされ、その結果、ゴースト画像
Ａ′およびＡ″が生じている。信号準備処理に際して常
に用いられるアナログの低域通過フィルタリングがこの
問題の発生に実質的に関与している可能性がある。各フ
ィルタは時間領域においてオーバーシュートを有してお
り、これはフィルタが周波数範囲において急峻であれば
あるほど強くなる。その際に重要であるのは、入力信号
が因果関係の結果として正の時間方向に歪められること
である。したがってこのことで、上記のＮ／２ゴースト
という結果を伴う信号のずれが生じる。
ー映像法は、測定データが交互に区分されることでＮ／
２ゴーストを受けやすい。この原因はたとえば、走査ラ
スタが読み出し勾配パルスＧＲの中央に合わせて調節さ
れていないことによる可能性があるし、ないしは一般的
にいえば、勾配ラスタと核共鳴信号のための走査ラスタ
が互いにずれていることによる可能性がある。図３に
は、勾配ラスタのこのようなずれが矢印で示されてい
る。さらに図６には、このようなずれが生じているとき
の２つの核共鳴信号Ｓ１およびＳ２の位置が略示されて
いる。勾配ラスタが図３に示されている方向にずれてい
ることにより、各ｋ空間行の信号最大値がずれる。交互
に切り換わりながら測定値が区分されるので−図６に示
されているように−このことによりたとえば、未処理デ
ータマトリクスＭ中の核共鳴信号Ｓ１とＳ２はもはや上
下に重なり合わないようになる。一般的にいって、核共
鳴信号の最大位置は未処理データマトリクスＭの行ごと
に交互に変わる。なお、極性符号の切り換わらない読み
出し勾配によるパルスシーケンスの場合、未処理データ
マトリクスＭ中の核共鳴信号最大値は、勾配時間ラスタ
が走査時間ラスタに対しずれていても互いに上下に位置
する。したがってこのことで、この場合にすべての走査
値がこの場合に未処理データマトリクスの同じ側からは
じまって区分されていくようになる。エコー・プラナー
映像シーケンスの場合、核共鳴信号の１つの走査値に対
する走査時間は、典型的には０．５〜４μｓである。そ
の際、勾配時間ラスタと走査時間ラスタとの間の時間の
ずれは、Ｎ／２ゴーストを避けるため上記の走査時間の
１／２０よりも小さくする必要のあることが判明した。
さもないと、実例として図７に示されているように、ず
れによってＮ／２ゴーストが生じてしまう。この場合、
対象物体Ａは、全画像マトリクスの半分の行数だけ上方
と下方にそれぞれずらされ、その結果、ゴースト画像
Ａ′およびＡ″が生じている。信号準備処理に際して常
に用いられるアナログの低域通過フィルタリングがこの
問題の発生に実質的に関与している可能性がある。各フ
ィルタは時間領域においてオーバーシュートを有してお
り、これはフィルタが周波数範囲において急峻であれば
あるほど強くなる。その際に重要であるのは、入力信号
が因果関係の結果として正の時間方向に歪められること
である。したがってこのことで、上記のＮ／２ゴースト
という結果を伴う信号のずれが生じる。
【００２２】上述の信号のずれによってフーリエ変換
後、行方向において信号の直線的な位相特性が生じる。
さらに、たとえば基底磁場のドリフトの際に一定の位相
エラーが生じる可能性もある。このようなドリフトは、
たとえばうず電流に起因する可能性がある。したがって
これらのことをまとめると、未処理データマトリクスの
フーリエ変換後、行方向において列番号ｉに依存する位
相特性 φ（ｉ）＝φ０＋ｉ・Δφ１ が得られる。
後、行方向において信号の直線的な位相特性が生じる。
さらに、たとえば基底磁場のドリフトの際に一定の位相
エラーが生じる可能性もある。このようなドリフトは、
たとえばうず電流に起因する可能性がある。したがって
これらのことをまとめると、未処理データマトリクスの
フーリエ変換後、行方向において列番号ｉに依存する位
相特性 φ（ｉ）＝φ０＋ｉ・Δφ１ が得られる。
【００２３】次に、実施例に基づき本発明について詳細
に説明する。この実施例によれば、位相特性の定数項も
線形項も除去される。この目的で、図８〜図１２に示さ
れているように、本来のパルスシーケンスの前におかれ
た期間ＴＮ中に”ナビゲータエコー”と称される２つの
核共鳴信号Ｎ＋とＮ−が得られる。この目的で、図１〜
図５によるものと同じである励起フェーズＡの後、読み
出し勾配ＧＲの正のパルスのもとでナビゲータエコーＮ
＋が得られ、読み出し勾配ＧＲの負のパルスのもとでナ
ビゲータエコーＮ−が得られ、しかもこの場合、両方の
ナビゲータエコーは位相コーディング勾配の作用を伴わ
ない。
に説明する。この実施例によれば、位相特性の定数項も
線形項も除去される。この目的で、図８〜図１２に示さ
れているように、本来のパルスシーケンスの前におかれ
た期間ＴＮ中に”ナビゲータエコー”と称される２つの
核共鳴信号Ｎ＋とＮ−が得られる。この目的で、図１〜
図５によるものと同じである励起フェーズＡの後、読み
出し勾配ＧＲの正のパルスのもとでナビゲータエコーＮ
＋が得られ、読み出し勾配ＧＲの負のパルスのもとでナ
ビゲータエコーＮ−が得られ、しかもこの場合、両方の
ナビゲータエコーは位相コーディング勾配の作用を伴わ
ない。
【００２４】期間ＴＮの経過後、読み出し期間は図１〜
図５に示されているようにして経過していく。
図５に示されているようにして経過していく。
【００２５】ナビゲータエコーＮ＋，Ｎ−はあらゆる核
共鳴信号のように位相応動形復調器により復調され、複
素量としてサンプリングされてディジタル化される。し
かしこの場合、位相コーディングステップが行われたの
ではないので完全なマトリクスは得られず、ナビゲータ
エコーＮ＋，Ｎ−に対してそのつど１つのデータ行だけ
しか得られない。フーリエ変換を行えば、勾配ラスタに
おけるナビゲータエコーＮ＋，Ｎ−の精確なセンタリン
グにより結果はそのつど単純な実数であり、つまり位相
特性は生じない。しかし不十分なセンタリングである
と、直線的な位相特性が生じ、これは以下の自己相関関
数に基づき求めることができる。
共鳴信号のように位相応動形復調器により復調され、複
素量としてサンプリングされてディジタル化される。し
かしこの場合、位相コーディングステップが行われたの
ではないので完全なマトリクスは得られず、ナビゲータ
エコーＮ＋，Ｎ−に対してそのつど１つのデータ行だけ
しか得られない。フーリエ変換を行えば、勾配ラスタに
おけるナビゲータエコーＮ＋，Ｎ−の精確なセンタリン
グにより結果はそのつど単純な実数であり、つまり位相
特性は生じない。しかし不十分なセンタリングである
と、直線的な位相特性が生じ、これは以下の自己相関関
数に基づき求めることができる。
【００２６】
【数５】
【００２７】この場合、Ｎｊ ＋，Ｎｊ −はそれぞれフー
リエ変換された個々の複素サンプリング値であり、アス
テリスク（＊）は複素共役量を表しており、Ｒ＋ないし
Ｒ−はこの式では重要でない関数の値であり、Δφ１ ＋
は正のナビゲータエコーＮ＋の位相特性を表し、Δφ１
−は負のナビゲータエコーＮ−の位相特性を表してい
る。したがってこれにより信号において線形の位相特性
が得られ、しかもこれは読み出し勾配ＧＲの正と負の勾
配のもとでのエコーに対し別個に得られる。ここで前提
とすることができるのは、この位相特性はすべての後続
の画像生成に用いられる信号に関して等しく、したがっ
てその位相特性を補正することができることである。
リエ変換された個々の複素サンプリング値であり、アス
テリスク（＊）は複素共役量を表しており、Ｒ＋ないし
Ｒ−はこの式では重要でない関数の値であり、Δφ１ ＋
は正のナビゲータエコーＮ＋の位相特性を表し、Δφ１
−は負のナビゲータエコーＮ−の位相特性を表してい
る。したがってこれにより信号において線形の位相特性
が得られ、しかもこれは読み出し勾配ＧＲの正と負の勾
配のもとでのエコーに対し別個に得られる。ここで前提
とすることができるのは、この位相特性はすべての後続
の画像生成に用いられる信号に関して等しく、したがっ
てその位相特性を補正することができることである。
【００２８】位相特性を求めるためのこの方法の場合、
サンプリング値の和の形成により対象物体に関する平均
化が行われ、その結果、信頼性のある値が得られる。対
象物体からだけしか信号が到来しないので、平均化に際
して実際には、関連する対象領域しか考慮されない。
サンプリング値の和の形成により対象物体に関する平均
化が行われ、その結果、信頼性のある値が得られる。対
象物体からだけしか信号が到来しないので、平均化に際
して実際には、関連する対象領域しか考慮されない。
【００２９】そして、読み出し勾配の正と負のパルスに
対しこのようにして得られた周波数特性を用いることで
画像信号の補正を行うことができ、その際、この補正は
やはり未処理データマトリクスの行方向にフーリエ変換
された値において行われる。これらの値を以下ではＨ
ｉｊで表し、相応に補正された値をＨｉｊ′で表す。補
正された値Ｈｉｊ′は、読み出し勾配ＧＲの正と負のパ
ルスのもとでの信号に対し、つまり偶数と奇数の行番号
ｉに対し別個に考察する必要がある。
対しこのようにして得られた周波数特性を用いることで
画像信号の補正を行うことができ、その際、この補正は
やはり未処理データマトリクスの行方向にフーリエ変換
された値において行われる。これらの値を以下ではＨ
ｉｊで表し、相応に補正された値をＨｉｊ′で表す。補
正された値Ｈｉｊ′は、読み出し勾配ＧＲの正と負のパ
ルスのもとでの信号に対し、つまり偶数と奇数の行番号
ｉに対し別個に考察する必要がある。
【００３０】
【数６】
【００３１】既述のように、線形の位相エラーΔφ１だ
けでなく一定の位相エラーφ０も存在する。このような
一定の位相エラーφ０もナビゲータエコーＮ＋，Ｎ−か
ら求めることができる。この目的でまずはじめに、ナビ
ゲータエコーの線形の位相特性自体がすでに得られた値
Δφ１ ＋，Δφ１ −により補正される。この場合、補正
され行方向にフーリエ変換された値をＮｊ ＋′，
Ｎｊ −′と称する。
けでなく一定の位相エラーφ０も存在する。このような
一定の位相エラーφ０もナビゲータエコーＮ＋，Ｎ−か
ら求めることができる。この目的でまずはじめに、ナビ
ゲータエコーの線形の位相特性自体がすでに得られた値
Δφ１ ＋，Δφ１ −により補正される。この場合、補正
され行方向にフーリエ変換された値をＮｊ ＋′，
Ｎｊ −′と称する。
【００３２】
【数７】
【００３３】Ｎ＋′ｊ，Ｎ−′ｊに対する上述の値か
ら、以下の相互相関により両方のエコー間の位相差φ０
がマトリクスの画素ごとに算出される。
ら、以下の相互相関により両方のエコー間の位相差φ０
がマトリクスの画素ごとに算出される。
【００３４】
【数８】
【００３５】このようにして得られやはり対象物体に関
して平均化された一定の位相差φ０の値により、この場
合にも行方向フーリエ変換された画像信号が補正され、
ここでは奇数のエコーの補正だけしか必要ない。
して平均化された一定の位相差φ０の値により、この場
合にも行方向フーリエ変換された画像信号が補正され、
ここでは奇数のエコーの補正だけしか必要ない。
【００３６】
【数９】
【００３７】図１３には、フローチャートを用いること
で全補正過程がもう１度示されている。まずはじめに、
ナビゲータエコーと画像エコー（画像信号）が得られ
る。ナビゲータエコーに対しても画像エコーに対しても
行方向でフーリエ変換が行われる。次に、自己相関関数
を用いることで両方のナビゲータエコーに対しそれぞれ
１つの線形の位相特性が求められ、これを用いることで
行方向にフーリエ変換された画像エコーが補正される。
さらに、線形の位相特性の求められた値を用いることで
ナビゲータエコー自体も補正される。補正されたナビゲ
ータエコーの相互相関により、一定の位相特性に対する
補正量φ０が得られる。相応の補正は画像データに対し
て適用される。そして最後に、補正されたマトリクスを
列方向でフーリエ変換することにより１つの画像が得ら
れる。
で全補正過程がもう１度示されている。まずはじめに、
ナビゲータエコーと画像エコー（画像信号）が得られ
る。ナビゲータエコーに対しても画像エコーに対しても
行方向でフーリエ変換が行われる。次に、自己相関関数
を用いることで両方のナビゲータエコーに対しそれぞれ
１つの線形の位相特性が求められ、これを用いることで
行方向にフーリエ変換された画像エコーが補正される。
さらに、線形の位相特性の求められた値を用いることで
ナビゲータエコー自体も補正される。補正されたナビゲ
ータエコーの相互相関により、一定の位相特性に対する
補正量φ０が得られる。相応の補正は画像データに対し
て適用される。そして最後に、補正されたマトリクスを
列方向でフーリエ変換することにより１つの画像が得ら
れる。
【００３８】上述の方法によれば、エコー・プラナー映
像法のシーケンスにおける核共鳴信号の位相補正を定数
項に関しても線形項に関しても僅かなコストと著しく僅
かな時間および計算コストで行うことができる。補正に
利用される測定値の平均化により、補正が確実かつ精確
に機能する。
像法のシーケンスにおける核共鳴信号の位相補正を定数
項に関しても線形項に関しても僅かなコストと著しく僅
かな時間および計算コストで行うことができる。補正に
利用される測定値の平均化により、補正が確実かつ精確
に機能する。
【図１】問題点を説明するためにコー・プラナー映像法
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
【図２】問題点を説明するためにコー・プラナー映像法
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
【図３】問題点を説明するためにコー・プラナー映像法
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
【図４】問題点を説明するためにコー・プラナー映像法
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
【図５】問題点を説明するためにコー・プラナー映像法
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
による公知のパルスシーケンスを示す図である。
【図６】エコー・プラナー映像法において測定データが
未処理データマトリクスへ公知のように分類される様子
を示す図である。
未処理データマトリクスへ公知のように分類される様子
を示す図である。
【図７】従来技術において生じるようなＮ／２ゴースト
の結像の様子を示す図である。
の結像の様子を示す図である。
【図８】本発明による実施例としてのパルスシーケンス
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明による実施例としてのパルスシーケンス
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】本発明による実施例としてのパルスシーケン
スを示す図である。
スを示す図である。
【図１１】本発明による実施例としてのパルスシーケン
スを示す図である。
スを示す図である。
【図１２】本発明による実施例としてのパルスシーケン
スをナビゲータエコーとともに示す図である。
スをナビゲータエコーとともに示す図である。
【図１３】本発明の実施例としてのフローチャートを示
す図である。
す図である。
ＲＦ 高周波パルス ＧＳ スライス選択勾配 ＧＲ 読み出し勾配 ＧＲＶ 予備位相合わせ勾配 ＧＰ 位相コーディング勾配 Ｎ＋，Ｎ− ナビゲータエコー
Claims (5)
- 【請求項１】 極性符号の切り換わる読み出し勾配のも
とで画像エコーを形成し、未処理データマトリクス
（Ｒ）へ行ごとに書き込むように構成されている、核共
鳴信号の位相補正方法において、 読み出し勾配（ＧＲ）の正のパルスのもとで第１のナビ
ゲータエコー（Ｎ＋）を形成し、読み出し勾配（ＧＲ）
の負のパルスのもとで第２のナビゲータエコー（Ｎ−）
を形成し、これら両方のナビゲータエコー（Ｎ＋，
Ｎ−）を同じ位相コーディングで形成するステップと、 前記の両方のナビゲータエコー（Ｎ＋，Ｎ−）を走査
し、ディジタル化しフーリエ変換するステップと、 前記第１のナビゲータエコー（Ｎ＋）のフーリエ変換さ
れた走査値の自己相関から第１の線形の位相特性（Δφ
１ ＋）を求め、前記第２のナビゲータエコー（Ｎ−）の
フーリエ変換されたサンプリング値の自己相関から第２
の線形の位相特性（Δφ１ −）を求めるステップと、 前記第１の線形の位相特性（Δφ１ ＋）を用いて、読み
出し勾配（ＧＲ）の正のパルスのもとで得られ行方向に
フーリエ変換された画像エコー（Ｓ′）を補正するステ
ップと、 前記第２の線形の位相特性（Δφ１ −）を用いて、読み
出し勾配（ＧＲ）の負のパルスのもとで得られ行方向に
フーリエ変換された画像エコー（Ｓ′）を補正するステ
ップ、 を有することを特徴とする、核共鳴信号の位相補正方
法。 - 【請求項２】 各ナビゲータエコー（Ｎ＋，Ｎ−）のフ
ーリエ変換されたサンプリング値の自己相関を式 【数１】 にしたがって行い、ここで（Ｎｊ＋１ ＋）＊ないし（Ｎ
ｊ＋１ −）＊は、Ｎ＋とＮ−のフーリエ変換されたサン
プリング値の複素共役値を表し、Ｒ＋，Ｒ−は自己相関
関数の値を表し、Δφ１ ＋，Δφ１ −は、フーリエ変換
された順次連続するサンプリング値Ｎｊ ＋とＮｊ＋１ ＋
ないしＮｊ −とＮｊ＋１ −の間の位相差を表す、請求項
１記載の方法。 - 【請求項３】 求められた線形の位相特性Δφ１ ＋，Δ
φ１ −により、各ナビゲータエコー（Ｎ＋，Ｎ−）のフ
ーリエ変換された各走査値（Ｎ＋，Ｎ−）を補正し、こ
のようにして形成され補正された値の相互相関に基づ
き、両方のナビゲータエコー（Ｎ＋，Ｎ−）の間の一定
の位相のずれ（φ０）を求め、このようにして求められ
た一定の位相のずれ（φ０）に基づき画像エコー（Ｈ
ｉｊ）の位相補正を行う、請求項１または２記載の方
法。 - 【請求項４】 前記相互相関を関数 【数２】 により形成し、ここで（Ｎｊ ＋，Ｎｊ −）は請求項３に
したがって補正されフーリエ変換されたナビゲータエコ
ーのサンプリング値であり、Ｒは関数の絶対値である、
請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 画像エコー（Ｈｉｊ）を読み出し勾配の
正または負のパルスのもとで一定の位相のずれ（φ０）
を用いて補正する、請求項３または４記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4445782.0 | 1994-12-21 | ||
| DE4445782A DE4445782C1 (de) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | Verfahren zur Phasenkorrektur von Kernresonanzsignalen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215174A true JPH08215174A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3330007B2 JP3330007B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=6536575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33366395A Expired - Lifetime JP3330007B2 (ja) | 1994-12-21 | 1995-12-21 | 核共鳴信号の位相補正装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5581184A (ja) |
| JP (1) | JP3330007B2 (ja) |
| DE (1) | DE4445782C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO1999020176A1 (fr) * | 1997-10-17 | 1999-04-29 | Hitachi Medical Corporation | Procede et dispositif d'imagerie par resonance magnetique nucleaire |
| WO2004080301A1 (ja) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Hitachi Medical Corporation | 磁気共鳴イメージング装置 |
| CN100451671C (zh) * | 2002-11-18 | 2009-01-14 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 磁共振方法和设备 |
| CN104035059A (zh) * | 2013-03-06 | 2014-09-10 | 上海联影医疗科技有限公司 | 平面回波成像序列图像的重建方法 |
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| US5680862A (en) * | 1995-02-01 | 1997-10-28 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Iterative method of determining trajectory of a moving region in a moving material using velocity measurements in a fixed frame of reference |
| DE19606090C2 (de) * | 1996-02-19 | 1998-01-22 | Siemens Ag | Verfahren zur funktionellen Bildgebung mittels magnetischer Resonanz |
| US5742163A (en) * | 1996-04-26 | 1998-04-21 | Picker International, Inc. | Magnetic resonance scan calibration and reconstruction technique for multi-shot, multi-echo imaging |
| US5766128A (en) * | 1996-08-23 | 1998-06-16 | Picker International, Inc. | Respiratory motion compensation using segmented k-space magnetic resonance imaging |
| US5729140A (en) * | 1996-10-04 | 1998-03-17 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Suppression of artifacts in NMR images by correlation of two NEX acquistions |
| US5825185A (en) * | 1996-11-27 | 1998-10-20 | Picker International, Inc. | Method for magnetic resonance spin echo scan calibration and reconstruction |
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| EP0917654A1 (en) * | 1997-04-11 | 1999-05-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Shifted echo mr method and device |
| DE19715113C2 (de) * | 1997-04-11 | 1999-01-28 | Siemens Ag | Verfahren zur Phasenkorrektur von Kernresonanzsignalen |
| EP0910804A1 (en) * | 1997-04-17 | 1999-04-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Diffusion-weighted mri method |
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| JP3365983B2 (ja) * | 1999-09-28 | 2003-01-14 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | Ｍｒｉ装置 |
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| DE102007033874B4 (de) | 2007-07-20 | 2010-07-01 | Siemens Ag | Verfahren zur Bestimmung von lokalen Abweichungen eines Grundmagnetfeldes eines Magnetresonanzgerätes von einem Soll-Wert sowie Computerprogramm, Bildverarbeitungseinheit und Magnetresonanzgerät zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102007033880B4 (de) | 2007-07-20 | 2010-06-24 | Siemens Ag | Verfahren zur Korrektur von Verzeichnungen in mittels eines Magnetresonanzgeräts aufgenommenen Bilddatensätzen sowie Computerprogramm, Bildverarbeitungseinheit und Magnetresonanzgerät zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102007033897B4 (de) | 2007-07-20 | 2010-02-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Korrektur von Verzeichnungen in mittels eines Magnetresonanzgeräts aufgenommenen Bilddatensätzen sowie Computerprogramm zur Durchführung dieses Verfahrens |
| DE102012208425B4 (de) | 2012-05-21 | 2013-12-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Kontinuierliches Korrigieren von Phasenfehlern einer multidimensionalen, ortsselektiven Magnetresonanz-Messsequenz |
| DE102012208431B4 (de) | 2012-05-21 | 2013-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Korrigieren von Phasenfehlern bei multidimensionalen ortsselektiven Hochfrequenz-MR-Anregungspulsen |
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|---|---|
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