JPH10295670A - 被検体を表す多数のスライス画像を形成する方法 - Google Patents
被検体を表す多数のスライス画像を形成する方法Info
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- JPH10295670A JPH10295670A JP10000210A JP21098A JPH10295670A JP H10295670 A JPH10295670 A JP H10295670A JP 10000210 A JP10000210 A JP 10000210A JP 21098 A JP21098 A JP 21098A JP H10295670 A JPH10295670 A JP H10295670A
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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
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices
- G01R33/4835—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices of multiple slices
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査時間を実質的に長引かせずに、被検体を
表す多数のスライス画像を形成することのできる方法を
提供する。 【解決手段】 ＭＲＩシステムにおいて、交差している
多数のスライスの画像を再構成するデータを収集する走
査が実行される。各々のパルス・シーケンスの最中に、
各スライスは別個に且つ選択的に励起されて横磁化を発
生し、この横磁化が単一の非選択的リフォーカシング・
パルス２２０によって集合的にリフォーカシングされ、
単一の非選択的リフォーカシング・パルス２２０が各々
のスライス画像についてのエコー信号２２６、２２８を
発生する。励起パルス２０８、２１６のフリップ角は、
スライスの交差部における飽和線を除去するように選択
される。
表す多数のスライス画像を形成することのできる方法を
提供する。 【解決手段】 ＭＲＩシステムにおいて、交差している
多数のスライスの画像を再構成するデータを収集する走
査が実行される。各々のパルス・シーケンスの最中に、
各スライスは別個に且つ選択的に励起されて横磁化を発
生し、この横磁化が単一の非選択的リフォーカシング・
パルス２２０によって集合的にリフォーカシングされ、
単一の非選択的リフォーカシング・パルス２２０が各々
のスライス画像についてのエコー信号２２６、２２８を
発生する。励起パルス２０８、２１６のフリップ角は、
スライスの交差部における飽和線を除去するように選択
される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の分野は、核磁気共鳴イメ
ージングの方法及びシステムである。より具体的には、
本発明は、交差している多数のスライスからのＭＲＩデ
ータの収集に関する。
ージングの方法及びシステムである。より具体的には、
本発明は、交差している多数のスライスからのＭＲＩデ
ータの収集に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体組織のような物体が均一の磁場（分
極磁場Ｂ0 ）にさらされるときに、組織内のスピンの個
々の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよ
うとするが、各スピン固有のラーモア周波数において乱
雑な状態で磁場の周りを歳差運動する。物体、即ち組織
が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近
い磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、正味の整列モ
ーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かって回転する、即ち
「傾斜する」ことが可能であって、その結果、正味の横
（方向）磁気モーメントＭt を発生する。励起したスピ
ンによって信号が放出され、励起信号Ｂ1 を停止させた
後に、この信号を受信すると共に処理して画像を形成す
ることができる。
極磁場Ｂ0 ）にさらされるときに、組織内のスピンの個
々の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよ
うとするが、各スピン固有のラーモア周波数において乱
雑な状態で磁場の周りを歳差運動する。物体、即ち組織
が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近
い磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、正味の整列モ
ーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かって回転する、即ち
「傾斜する」ことが可能であって、その結果、正味の横
（方向）磁気モーメントＭt を発生する。励起したスピ
ンによって信号が放出され、励起信号Ｂ1 を停止させた
後に、この信号を受信すると共に処理して画像を形成す
ることができる。
【０００３】これらの信号を利用して画像を形成すると
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられてい
る。典型的には、イメージング（作像）されるべき領域
は、上述の勾配が、採用されている特定の局在化方法に
従って変化するような測定サイクルのシーケンスによっ
て走査されている。結果として得られる一組の受信され
たＮＭＲ信号をディジタル化すると共に処理して、多く
の周知の再構成手法のうちの１つを用いて画像を再構成
する。
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられてい
る。典型的には、イメージング（作像）されるべき領域
は、上述の勾配が、採用されている特定の局在化方法に
従って変化するような測定サイクルのシーケンスによっ
て走査されている。結果として得られる一組の受信され
たＮＭＲ信号をディジタル化すると共に処理して、多く
の周知の再構成手法のうちの１つを用いて画像を再構成
する。
【０００４】本発明は、「スピン・ワープ」としばしば
呼ばれる周知のフーリエ変換（ＦＴ）イメージング手法
の１つの変形に関連して詳細に記載される。スピン・ワ
ープ法は、Physics in Medicine and Biology誌、第２
５巻、第７５１頁〜第７５６頁（１９８０年）の W. A.
Edelstein等による「スピン・ワープＮＭＲイメージン
グと人体の全身イメージングへの応用」（"Spin Warp N
MR Imaging and Applications to Human Whole-Body Im
aging"）と題された論文で議論されている。この方法
は、様々な振幅の位相エンコーディング磁場勾配パルス
を、ＮＭＲスピン・エコー信号の収集に先立って用い
て、この勾配の方向での空間情報を位相エンコードして
いる。２次元で実施する（２ＤＦＴ）ときには、例え
ば、位相エンコーディング勾配（Ｇy ）を一方向に沿っ
て印加することにより、この方向における空間情報をエ
ンコードし、次いで、この位相エンコーディング方向に
直交する方向における読み出し磁場勾配（Ｇx ）の存在
下でスピン・エコー信号を収集する。スピン・エコーの
収集中に存在している読み出し勾配は、この直交する方
向における空間情報をエンコードする。典型的な２ＤＦ
Ｔパルス・シーケンスでは、位相エンコーディング勾配
パルスＧy の大きさを、走査中に収集される一連のビュ
ーで次第に大きくして（ΔＧy ）、画像全体を再構成し
得るような一組のＮＭＲデータを発生する。
呼ばれる周知のフーリエ変換（ＦＴ）イメージング手法
の１つの変形に関連して詳細に記載される。スピン・ワ
ープ法は、Physics in Medicine and Biology誌、第２
５巻、第７５１頁〜第７５６頁（１９８０年）の W. A.
Edelstein等による「スピン・ワープＮＭＲイメージン
グと人体の全身イメージングへの応用」（"Spin Warp N
MR Imaging and Applications to Human Whole-Body Im
aging"）と題された論文で議論されている。この方法
は、様々な振幅の位相エンコーディング磁場勾配パルス
を、ＮＭＲスピン・エコー信号の収集に先立って用い
て、この勾配の方向での空間情報を位相エンコードして
いる。２次元で実施する（２ＤＦＴ）ときには、例え
ば、位相エンコーディング勾配（Ｇy ）を一方向に沿っ
て印加することにより、この方向における空間情報をエ
ンコードし、次いで、この位相エンコーディング方向に
直交する方向における読み出し磁場勾配（Ｇx ）の存在
下でスピン・エコー信号を収集する。スピン・エコーの
収集中に存在している読み出し勾配は、この直交する方
向における空間情報をエンコードする。典型的な２ＤＦ
Ｔパルス・シーケンスでは、位相エンコーディング勾配
パルスＧy の大きさを、走査中に収集される一連のビュ
ーで次第に大きくして（ΔＧy ）、画像全体を再構成し
得るような一組のＮＭＲデータを発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】磁気共鳴によってガイ
ドされる治療では、ＭＲイメージングを採用して、組織
に治療上のエネルギを与えることを支援する。このよう
な方法は、例えば、米国特許第５，５２６，８１４号及
び同５，４４３，０６８号に記載されている。高速で、
リアル・タイム（実時間）に近い画像を形成する必要性
に加えて、ＭＲＩのこの用途では、患部空間の組織を最
大の量で視覚化することが要求される。単一スライスの
高速収集方法では、スライスの外部の組織についての情
報は得られない。このことは、有効な治療を駆使するの
に不利である。なぜならば、レーザからにせよ、収束超
音波からにせよ、又は寒冷療法からにせよ、そこからの
エネルギは、３次元パターンで組織に広がっているから
である。エネルギの広がり方は、組織のエネルギ吸収曲
線及び動的な熱特性によって決定される。すべての関連
するパラメータは、異種のものから成っており、これら
のパラメータは、治療中に変化してゆく。従って、処置
の効果を最大化すると共に患者の安全性を最適化するた
めには、組織内のエネルギ分布を可能な限り多く視覚化
することが望まれる。しかしながら、このように網羅範
囲を拡大すると、代償として時間分解能が大幅に低下
し、リアル・タイムに近い方式で視覚情報を得なければ
ならないような用途では受け入れられない。
ドされる治療では、ＭＲイメージングを採用して、組織
に治療上のエネルギを与えることを支援する。このよう
な方法は、例えば、米国特許第５，５２６，８１４号及
び同５，４４３，０６８号に記載されている。高速で、
リアル・タイム（実時間）に近い画像を形成する必要性
に加えて、ＭＲＩのこの用途では、患部空間の組織を最
大の量で視覚化することが要求される。単一スライスの
高速収集方法では、スライスの外部の組織についての情
報は得られない。このことは、有効な治療を駆使するの
に不利である。なぜならば、レーザからにせよ、収束超
音波からにせよ、又は寒冷療法からにせよ、そこからの
エネルギは、３次元パターンで組織に広がっているから
である。エネルギの広がり方は、組織のエネルギ吸収曲
線及び動的な熱特性によって決定される。すべての関連
するパラメータは、異種のものから成っており、これら
のパラメータは、治療中に変化してゆく。従って、処置
の効果を最大化すると共に患者の安全性を最適化するた
めには、組織内のエネルギ分布を可能な限り多く視覚化
することが望まれる。しかしながら、このように網羅範
囲を拡大すると、代償として時間分解能が大幅に低下
し、リアル・タイムに近い方式で視覚情報を得なければ
ならないような用途では受け入れられない。
【０００６】従来、マルチ（多数の）スライスが直交し
た状態にある画像は、各々の測定パルス・シーケンスに
ついて、スライス選択勾配、位相エンコード勾配及び読
み出し勾配を変化させることにより収集されていた。し
かしながら、２つ又はそれ以上のスライスに位置してい
るスピンは、両方のスライスについてのＲＦ励起パルス
にさらされる結果、スライスの交差部で飽和してしま
う。結果として得られる画像には、当該画像スライスが
１つ又はそれ以上の他の画像スライスと交差している区
域に沿って、通常は黒い、飽和バンドが現れる。
た状態にある画像は、各々の測定パルス・シーケンスに
ついて、スライス選択勾配、位相エンコード勾配及び読
み出し勾配を変化させることにより収集されていた。し
かしながら、２つ又はそれ以上のスライスに位置してい
るスピンは、両方のスライスについてのＲＦ励起パルス
にさらされる結果、スライスの交差部で飽和してしま
う。結果として得られる画像には、当該画像スライスが
１つ又はそれ以上の他の画像スライスと交差している区
域に沿って、通常は黒い、飽和バンドが現れる。
【０００７】飽和バンドを除去する一手法に、関心領域
の外部で交差しているようなスライスを選択するという
ものがある。この手法により、２つ又はそれ以上の平行
でないスライスを同時にイメージングすることが可能に
なる。しかしながら、各スライスが関心領域の外部で交
差していることという要請は、選択することのできる平
面を厳しく制限する。
の外部で交差しているようなスライスを選択するという
ものがある。この手法により、２つ又はそれ以上の平行
でないスライスを同時にイメージングすることが可能に
なる。しかしながら、各スライスが関心領域の外部で交
差していることという要請は、選択することのできる平
面を厳しく制限する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、関心領域から
ＮＭＲデータを高速に収集し、関心領域内で交差してい
る複数のスライスの画像を再構成することを目的とし
て、ＭＲＩシステムを動作させる方法に関する。より明
確に述べると、関心領域内で交差している多数のスライ
スが、９０°よりも小さいフリップ角をそれぞれ有して
いる選択的ＲＦ励起パルスで順次励起され、非選択的Ｒ
Ｆリフォーカシング（再収束）・パルスが印加されて、
交差しているスライスのすべてについての横磁化をリフ
ォーカシングし、連続したスライスからのＮＭＲエコー
信号が、励起された順序と逆の順序で収集される。本発
明の要点は、スライスの交差線での結合された励起が、
スライスの交差していない領域で発生される信号強度と
実質的に同じ信号強度を発生するようにＲＦ励起パルス
のフリップ角を選択することにある。
ＮＭＲデータを高速に収集し、関心領域内で交差してい
る複数のスライスの画像を再構成することを目的とし
て、ＭＲＩシステムを動作させる方法に関する。より明
確に述べると、関心領域内で交差している多数のスライ
スが、９０°よりも小さいフリップ角をそれぞれ有して
いる選択的ＲＦ励起パルスで順次励起され、非選択的Ｒ
Ｆリフォーカシング（再収束）・パルスが印加されて、
交差しているスライスのすべてについての横磁化をリフ
ォーカシングし、連続したスライスからのＮＭＲエコー
信号が、励起された順序と逆の順序で収集される。本発
明の要点は、スライスの交差線での結合された励起が、
スライスの交差していない領域で発生される信号強度と
実質的に同じ信号強度を発生するようにＲＦ励起パルス
のフリップ角を選択することにある。
【０００９】本発明の一般的な目的は、交差している多
数のスライスについてのＮＭＲデータを、走査時間を実
質的に長引かせずに収集することにある。各々の交差し
ているスライスを選択的に励起し、次いで、これらのス
ライスの横磁化を非選択的にリフォーカシングすること
により、多重のスピン・エコー信号が各々のパルス・シ
ーケンスにおいて収集される。
数のスライスについてのＮＭＲデータを、走査時間を実
質的に長引かせずに収集することにある。各々の交差し
ているスライスを選択的に励起し、次いで、これらのス
ライスの横磁化を非選択的にリフォーカシングすること
により、多重のスピン・エコー信号が各々のパルス・シ
ーケンスにおいて収集される。
【００１０】本発明のもう１つの目的は、スライスの交
差部における飽和線が最小化されているような画像を形
成することにある。各々のＲＦ励起パルスについてフリ
ップ角を適正に選択することにより、飽和線を除去する
ことができる。例えば、２つの交差している平面に対し
て６０°のＲＦ励起パルスを用いると、交差線での合成
フリップ角は１２０°となる。これにより、６０°のフ
リップ角の場合と実質的に同じ信号が発生される。なぜ
ならば、信号強度はフリップ角の正弦に比例するのであ
り、ｓｉｎ６０°＝ｓｉｎ１２０°であるからである。
このようにして、交差線は、スライスの残余の部分と等
強度（iso-intense）となり、交差しているスライスの
同時的な励起の主要な欠点が解消される。この原理は、
３つの直交するスライスの励起に拡張することができ
る。但し、代償として、励起パルスが組み合わさって１
８０°のフリップ角を発生するような３つすべての平面
の交差点では、中央に信号欠落部が発生する。
差部における飽和線が最小化されているような画像を形
成することにある。各々のＲＦ励起パルスについてフリ
ップ角を適正に選択することにより、飽和線を除去する
ことができる。例えば、２つの交差している平面に対し
て６０°のＲＦ励起パルスを用いると、交差線での合成
フリップ角は１２０°となる。これにより、６０°のフ
リップ角の場合と実質的に同じ信号が発生される。なぜ
ならば、信号強度はフリップ角の正弦に比例するのであ
り、ｓｉｎ６０°＝ｓｉｎ１２０°であるからである。
このようにして、交差線は、スライスの残余の部分と等
強度（iso-intense）となり、交差しているスライスの
同時的な励起の主要な欠点が解消される。この原理は、
３つの直交するスライスの励起に拡張することができ
る。但し、代償として、励起パルスが組み合わさって１
８０°のフリップ角を発生するような３つすべての平面
の交差点では、中央に信号欠落部が発生する。
【００１１】
【実施例】先ず、図１について説明する。同図には、本
発明を組み込んだ好適なＭＲＩシステムの主要な構成要
素が示されている。システムの動作は、キーボード及び
制御パネル１０２と、ディスプレイ１０４とを含んでい
るオペレータ・コンソール１００から制御される。コン
ソール１００はリンク１１６を介して、独立した計算機
システム１０７と交信しており、計算機システム１０７
は、オペレータが、スクリーン１０４上での画像の形成
及び表示を制御することを可能にしている。計算機シス
テム１０７は、バックプレーンを介して互いに交信して
いる多数のモジュールを含んでいる。これらのモジュー
ルは、画像プロセッサ・モジュール１０６と、ＣＰＵモ
ジュール１０８と、画像データ配列を記憶するフレーム
・バッファとして当業界で知られているメモリ・モジュ
ール１１３とを含んでいる。計算機システム１０７は、
画像データ及びプログラムを記憶するためのディスク記
憶装置１１１及びテープ駆動装置１１２に結合されてい
ると共に、高速シリアル・リンク１１５を介して別個の
システム制御部１２２と交信している。
発明を組み込んだ好適なＭＲＩシステムの主要な構成要
素が示されている。システムの動作は、キーボード及び
制御パネル１０２と、ディスプレイ１０４とを含んでい
るオペレータ・コンソール１００から制御される。コン
ソール１００はリンク１１６を介して、独立した計算機
システム１０７と交信しており、計算機システム１０７
は、オペレータが、スクリーン１０４上での画像の形成
及び表示を制御することを可能にしている。計算機シス
テム１０７は、バックプレーンを介して互いに交信して
いる多数のモジュールを含んでいる。これらのモジュー
ルは、画像プロセッサ・モジュール１０６と、ＣＰＵモ
ジュール１０８と、画像データ配列を記憶するフレーム
・バッファとして当業界で知られているメモリ・モジュ
ール１１３とを含んでいる。計算機システム１０７は、
画像データ及びプログラムを記憶するためのディスク記
憶装置１１１及びテープ駆動装置１１２に結合されてい
ると共に、高速シリアル・リンク１１５を介して別個の
システム制御部１２２と交信している。
【００１２】システム制御部１２２は、バックプレーン
１１８によってまとめて接続された一組のモジュールを
含んでいる。これらのモジュールは、ＣＰＵモジュール
１１９と、パルス発生器モジュール１２１とを含んでお
り、パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リン
ク１２５を介してオペレータ・コンソール１００と接続
している。リンク１２５を介して、システム制御部１２
２は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令（コ
マンド）をオペレータから受け取る。パルス発生器モジ
ュール１２１は、システムの構成要素を動作させて、本
発明に従った走査シーケンスを実行する。モジュール１
２１は、発生されるべきＲＦパルスのタイミング、強度
及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及
び長さを指示するデータを発生する。パルス発生器モジ
ュール１２１は、一組の勾配増幅器１２７に接続してお
り、走査中に発生される勾配パルスのタイミング及び形
状を指示する。パルス発生器モジュール１２１は又、患
者に接続された多数の異なるセンサからの信号、例えば
電極からの心電図（ＥＣＧ）信号又はベローズからの呼
吸信号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から
患者のデータを受信する。パルス発生器モジュール１２
１は、走査室インタフェイス回路１３３に接続してお
り、走査室インタフェイス回路１３３は、患者を処置す
るのに用いられている治療機器（図示されていない）か
らの信号を受信する。これらの信号は、ＮＭＲ画像デー
タの収集を、用いられている処置手順と同期させる。走
査室インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決め
システム１３４も又、所望の位置に患者を移動させるた
めの命令を受信する。
１１８によってまとめて接続された一組のモジュールを
含んでいる。これらのモジュールは、ＣＰＵモジュール
１１９と、パルス発生器モジュール１２１とを含んでお
り、パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リン
ク１２５を介してオペレータ・コンソール１００と接続
している。リンク１２５を介して、システム制御部１２
２は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令（コ
マンド）をオペレータから受け取る。パルス発生器モジ
ュール１２１は、システムの構成要素を動作させて、本
発明に従った走査シーケンスを実行する。モジュール１
２１は、発生されるべきＲＦパルスのタイミング、強度
及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及
び長さを指示するデータを発生する。パルス発生器モジ
ュール１２１は、一組の勾配増幅器１２７に接続してお
り、走査中に発生される勾配パルスのタイミング及び形
状を指示する。パルス発生器モジュール１２１は又、患
者に接続された多数の異なるセンサからの信号、例えば
電極からの心電図（ＥＣＧ）信号又はベローズからの呼
吸信号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から
患者のデータを受信する。パルス発生器モジュール１２
１は、走査室インタフェイス回路１３３に接続してお
り、走査室インタフェイス回路１３３は、患者を処置す
るのに用いられている治療機器（図示されていない）か
らの信号を受信する。これらの信号は、ＮＭＲ画像デー
タの収集を、用いられている処置手順と同期させる。走
査室インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決め
システム１３４も又、所望の位置に患者を移動させるた
めの命令を受信する。
【００１３】パルス発生器モジュール１２１によって発
生された勾配波形は、Ｇx 増幅器と、Ｇy 増幅器と、Ｇ
z 増幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７
に印加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号
１３９で示すアセンブリ内の対応する勾配コイルを励起
して、収集される信号を位置についてエンコーディング
するのに用いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・
アセンブリ１３９は、マグネット・アセンブリ１４１の
一部を形成しており、マグネット・アセンブリ１４１
は、分極マグネット１４０と、全身型ＲＦコイル１５２
とを含んでいる。システム制御部１２２内の送受信器モ
ジュール１５０がパルスを発生し、これらのパルスは、
ＲＦ増幅器１５１によって増幅されると共に、送信／受
信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によってＲＦコイル１５２
に結合される。患者内の励起核によって放出される結果
として生ずる信号は、同じＲＦコイル１５２によって検
知され、送信／受信スイッチ１５４を介して前置増幅器
１５３に結合され得る。増幅されたＮＭＲ信号は、送受
信器１５０の受信器部において復調され、濾波されると
共にディジタル化される。送信／受信スイッチ１５４
は、パルス発生器モジュール１２１からの信号によって
制御されて、送信モード中にはＲＦ増幅器１５１をコイ
ル１５２に電気的に接続し、受信モード中には前置増幅
器１５３をコイル１５２に電気的に接続する。送信／受
信スイッチ１５４は又、送信モード又は受信モードのい
ずれの場合でも、分離型ＲＦコイルを用いることを可能
にしている。
生された勾配波形は、Ｇx 増幅器と、Ｇy 増幅器と、Ｇ
z 増幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７
に印加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号
１３９で示すアセンブリ内の対応する勾配コイルを励起
して、収集される信号を位置についてエンコーディング
するのに用いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・
アセンブリ１３９は、マグネット・アセンブリ１４１の
一部を形成しており、マグネット・アセンブリ１４１
は、分極マグネット１４０と、全身型ＲＦコイル１５２
とを含んでいる。システム制御部１２２内の送受信器モ
ジュール１５０がパルスを発生し、これらのパルスは、
ＲＦ増幅器１５１によって増幅されると共に、送信／受
信（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によってＲＦコイル１５２
に結合される。患者内の励起核によって放出される結果
として生ずる信号は、同じＲＦコイル１５２によって検
知され、送信／受信スイッチ１５４を介して前置増幅器
１５３に結合され得る。増幅されたＮＭＲ信号は、送受
信器１５０の受信器部において復調され、濾波されると
共にディジタル化される。送信／受信スイッチ１５４
は、パルス発生器モジュール１２１からの信号によって
制御されて、送信モード中にはＲＦ増幅器１５１をコイ
ル１５２に電気的に接続し、受信モード中には前置増幅
器１５３をコイル１５２に電気的に接続する。送信／受
信スイッチ１５４は又、送信モード又は受信モードのい
ずれの場合でも、分離型ＲＦコイルを用いることを可能
にしている。
【００１４】ＲＦコイル１５２によって捕えられたＮＭ
Ｒ信号は、送受信器モジュール１５０によってディジタ
ル化されて、システム制御部１２２内のメモリ・モジュ
ール１６０へ転送される。走査が完了してデータ配列全
体がメモリ・モジュール１６０内に収集されたときに、
アレイ・プロセッサ１６１が動作して、このデータを画
像データ配列へフーリエ変換する。この画像データは、
シリアル・リンク１１５を介して計算機システム１０７
へ伝送されて、ここでディスク・メモリ１１１に記憶さ
れる。オペレータ・コンソール１００から受信された命
令に応答して、この画像データをテープ駆動装置１１２
に保管することもできるし、又は画像プロセッサ１０６
によって更に処理してオペレータ・コンソール１００へ
伝送すると共にディスプレイ１０４に表示することもで
きる。
Ｒ信号は、送受信器モジュール１５０によってディジタ
ル化されて、システム制御部１２２内のメモリ・モジュ
ール１６０へ転送される。走査が完了してデータ配列全
体がメモリ・モジュール１６０内に収集されたときに、
アレイ・プロセッサ１６１が動作して、このデータを画
像データ配列へフーリエ変換する。この画像データは、
シリアル・リンク１１５を介して計算機システム１０７
へ伝送されて、ここでディスク・メモリ１１１に記憶さ
れる。オペレータ・コンソール１００から受信された命
令に応答して、この画像データをテープ駆動装置１１２
に保管することもできるし、又は画像プロセッサ１０６
によって更に処理してオペレータ・コンソール１００へ
伝送すると共にディスプレイ１０４に表示することもで
きる。
【００１５】送受信器１５０に関するより詳細について
は、米国特許第４，９５２，８７７号及び同第４，９９
２，７３６号に記載されており、これらの本特許は、こ
こに参照されるべきものである。図２に、本発明による
パルス・シーケンスの好適な実施例を示す。このパルス
・シーケンスを用いて実行される走査によって、２つの
垂直なスライスのスピンを表す２つの画像を再構成する
ことのできるＮＭＲデータが収集される。これらのスラ
イスを図３に示す。同図では、第１のスライス２００は
ｘ−ｚ平面内に位置しており、第２のスライス２０２は
ｘ−ｙ平面内に位置している。これら２つのスライス２
００及び２０２は、参照番号２０４の所で交差してお
り、図２に示すパルス・シーケンスで用いられるフリッ
プ角の適正な選択によって、再構成される画像において
この交差部２０４を等強度とすることができるというの
が本発明の教示である。
は、米国特許第４，９５２，８７７号及び同第４，９９
２，７３６号に記載されており、これらの本特許は、こ
こに参照されるべきものである。図２に、本発明による
パルス・シーケンスの好適な実施例を示す。このパルス
・シーケンスを用いて実行される走査によって、２つの
垂直なスライスのスピンを表す２つの画像を再構成する
ことのできるＮＭＲデータが収集される。これらのスラ
イスを図３に示す。同図では、第１のスライス２００は
ｘ−ｚ平面内に位置しており、第２のスライス２０２は
ｘ−ｙ平面内に位置している。これら２つのスライス２
００及び２０２は、参照番号２０４の所で交差してお
り、図２に示すパルス・シーケンスで用いられるフリッ
プ角の適正な選択によって、再構成される画像において
この交差部２０４を等強度とすることができるというの
が本発明の教示である。
【００１６】図２について詳しく説明する。このパルス
・シーケンスは、それぞれのスライス２００及び２０２
内のスピンを別個に励起するものである。第１のスライ
ス選択勾配パルス２０６がＧy 勾配によって発生される
と共に、選択的ＲＦ励起パルス２０８が印加されて、第
１のスライス２００に横磁化を発生する。当業界で公知
のように、ＲＦパルス２０８の周波数及び帯域幅は、ス
ライス２００をｙ軸に沿って適正に配置すると共に所望
のスライス厚さを励起するように選択されている。ＲＦ
パルス２０８のフリップ角が、交差部２０４を等強度に
維持するように選択されるというのが本発明の教示であ
り、本発明のこの実施例では、フリップ角は６０°に設
定されている。次いで、スピンは、リフェイジング勾配
パルス２１０によって従来の方式でリフェイジングさ
れ、スライス２００の横磁化が、Ｇ z 勾配によって発生
される勾配パルス２１２によって位相エンコードされ
る。当業界で周知のように、位相エンコーディング・パ
ルス２１２は、走査中に一連の値を通じて段階的に変化
させられて、ｋ空間をｚ軸に沿ってサンプリングする。
・シーケンスは、それぞれのスライス２００及び２０２
内のスピンを別個に励起するものである。第１のスライ
ス選択勾配パルス２０６がＧy 勾配によって発生される
と共に、選択的ＲＦ励起パルス２０８が印加されて、第
１のスライス２００に横磁化を発生する。当業界で公知
のように、ＲＦパルス２０８の周波数及び帯域幅は、ス
ライス２００をｙ軸に沿って適正に配置すると共に所望
のスライス厚さを励起するように選択されている。ＲＦ
パルス２０８のフリップ角が、交差部２０４を等強度に
維持するように選択されるというのが本発明の教示であ
り、本発明のこの実施例では、フリップ角は６０°に設
定されている。次いで、スピンは、リフェイジング勾配
パルス２１０によって従来の方式でリフェイジングさ
れ、スライス２００の横磁化が、Ｇ z 勾配によって発生
される勾配パルス２１２によって位相エンコードされ
る。当業界で周知のように、位相エンコーディング・パ
ルス２１２は、走査中に一連の値を通じて段階的に変化
させられて、ｋ空間をｚ軸に沿ってサンプリングする。
【００１７】次いで、第２のスライス２０２は、Ｇz 勾
配によって発生される第２のスライス選択勾配パルス２
１４を印加することにより励起される。同時に、第２の
ＲＦ励起パルス２１６が印加されるが、この第２のＲＦ
励起パルス２１６の周波数及び帯域幅は、ｚ軸に沿った
所望の位置に位置すると共に適正なスライス厚さを有す
るスライス２０２を選択するように決定されている。第
２のＲＦ励起パルス２１６のフリップ角も又６０°であ
り、その結果として、２つのスライス２００及び２０２
の交差部２０４におけるスピンは、合計で１２０°だけ
二重変化（permutate）する。これにより、６０°のフ
リップ角の場合と同じ強度のＮＭＲ信号が発生される。
次いで、第２のスライス２０２の横磁化が、Ｇy 勾配に
よって発生される勾配パルス２１８によって位相エンコ
ードされる。
配によって発生される第２のスライス選択勾配パルス２
１４を印加することにより励起される。同時に、第２の
ＲＦ励起パルス２１６が印加されるが、この第２のＲＦ
励起パルス２１６の周波数及び帯域幅は、ｚ軸に沿った
所望の位置に位置すると共に適正なスライス厚さを有す
るスライス２０２を選択するように決定されている。第
２のＲＦ励起パルス２１６のフリップ角も又６０°であ
り、その結果として、２つのスライス２００及び２０２
の交差部２０４におけるスピンは、合計で１２０°だけ
二重変化（permutate）する。これにより、６０°のフ
リップ角の場合と同じ強度のＮＭＲ信号が発生される。
次いで、第２のスライス２０２の横磁化が、Ｇy 勾配に
よって発生される勾配パルス２１８によって位相エンコ
ードされる。
【００１８】スライス２００及び２０２の両方における
スピンの歳差運動の位相は、非選択的ＲＦリフォーカシ
ング・パルス２２０によってリフォーカシングされる。
このリフォーカシング・パルス２２０は、前後にクラッ
シャ（crusher）勾配パルス２２２及び２２４を伴って
いる。クラッシャ勾配パルス２２４は、ＲＦパルス２２
０の後に発生する自由誘導減衰の位相をずらす（ディフ
ェイズする）。クラッシャ勾配パルス２２２は、クラッ
シャ２２４との均衡を取り、スライス内の位相のコヒー
レンス（一致）を維持する。クラッシャ勾配パルス２２
２は、通常ならばスライス選択勾配パルス２１４の後に
続く負のリフェイジング・パルスを含んでいる。ＲＦリ
フォーカシング・パルス２２０は、非選択的であり、従
って、スライス２００及び２０２の両方においてスピン
位相をリフォーカシングする。
スピンの歳差運動の位相は、非選択的ＲＦリフォーカシ
ング・パルス２２０によってリフォーカシングされる。
このリフォーカシング・パルス２２０は、前後にクラッ
シャ（crusher）勾配パルス２２２及び２２４を伴って
いる。クラッシャ勾配パルス２２４は、ＲＦパルス２２
０の後に発生する自由誘導減衰の位相をずらす（ディフ
ェイズする）。クラッシャ勾配パルス２２２は、クラッ
シャ２２４との均衡を取り、スライス内の位相のコヒー
レンス（一致）を維持する。クラッシャ勾配パルス２２
２は、通常ならばスライス選択勾配パルス２１４の後に
続く負のリフェイジング・パルスを含んでいる。ＲＦリ
フォーカシング・パルス２２０は、非選択的であり、従
って、スライス２００及び２０２の両方においてスピン
位相をリフォーカシングする。
【００１９】結果として、第２のスライス２０２におけ
るスピンは、リフォーカシングして第１のエコー信号２
２６を発生し、第１のスライス２００におけるスピン
は、リフォーカシングして第２のエコー信号２２８を発
生する。第１のエコー信号２２６は、Ｇx 勾配によって
発生される読み出し勾配パルス２３０の存在下で収集さ
れ、第２のエコー信号２２８は、やはりＧx 勾配によっ
て発生される第２の読み出し勾配パルス２３２の存在下
で収集される。第１のスライス２００についてのＮＭＲ
データの読み出し中にｋ空間をｘ軸に沿って適正にサン
プリングするために、ディフェイジング勾配パルス２３
４がＧx 勾配を用いて発生されており、第２のスライス
２０２についてのＮＭＲデータの読み出し中にｋ空間を
ｘ軸に沿って適正にサンプリングするために、第２のデ
ィフェイジング勾配パルス２３６がＧx 勾配を用いて発
生されている。ディフェイジング勾配パルス２３６は、
勾配パルス２３４の２分の１の大きさであり、読み出し
勾配２３０及び２３２の２分の１の大きさである。
るスピンは、リフォーカシングして第１のエコー信号２
２６を発生し、第１のスライス２００におけるスピン
は、リフォーカシングして第２のエコー信号２２８を発
生する。第１のエコー信号２２６は、Ｇx 勾配によって
発生される読み出し勾配パルス２３０の存在下で収集さ
れ、第２のエコー信号２２８は、やはりＧx 勾配によっ
て発生される第２の読み出し勾配パルス２３２の存在下
で収集される。第１のスライス２００についてのＮＭＲ
データの読み出し中にｋ空間をｘ軸に沿って適正にサン
プリングするために、ディフェイジング勾配パルス２３
４がＧx 勾配を用いて発生されており、第２のスライス
２０２についてのＮＭＲデータの読み出し中にｋ空間を
ｘ軸に沿って適正にサンプリングするために、第２のデ
ィフェイジング勾配パルス２３６がＧx 勾配を用いて発
生されている。ディフェイジング勾配パルス２３６は、
勾配パルス２３４の２分の１の大きさであり、読み出し
勾配２３０及び２３２の２分の１の大きさである。
【００２０】Ｇy 勾配パルス２３８は、位相エンコーデ
ィング・パルス２１８と同じ大きさであり、米国特許第
４，６６５，３６５に記載されているように、スピン磁
化を巻き戻す（リワインドする）、即ちリフェイジング
する役割を果たしている。Ｇ y 勾配パルス２４０は、第
２のエコー信号２２８の読み出し後に残留しているあら
ゆる正味の横磁化をディフェイズする又は「殺す」（ki
ll）。Ｇz 勾配パルス２４２は、後に続くスライス選択
Ｇz パルス２１４の２分の１に等しく、スライス２００
について、位相エンコーディング勾配パルス２１２を除
くＧz 勾配パルスのすべてが相殺されるように、スライ
ス２００内の位相のコヒ−レンスを維持している。
ィング・パルス２１８と同じ大きさであり、米国特許第
４，６６５，３６５に記載されているように、スピン磁
化を巻き戻す（リワインドする）、即ちリフェイジング
する役割を果たしている。Ｇ y 勾配パルス２４０は、第
２のエコー信号２２８の読み出し後に残留しているあら
ゆる正味の横磁化をディフェイズする又は「殺す」（ki
ll）。Ｇz 勾配パルス２４２は、後に続くスライス選択
Ｇz パルス２１４の２分の１に等しく、スライス２００
について、位相エンコーディング勾配パルス２１２を除
くＧz 勾配パルスのすべてが相殺されるように、スライ
ス２００内の位相のコヒ−レンスを維持している。
【００２１】当業者には、２つのスライス２００及び２
０２の交差部２０４を治療処置の目標の位置に配置する
ことにより、治療の結果が２つの平面について監視され
得ることが理解されよう。用いられているフリップ角が
比較的小さいため、画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）が僅
かに低下するものの、時間分解能は実質的に全く低下さ
せずに、このようにして更なる情報が得られる。
０２の交差部２０４を治療処置の目標の位置に配置する
ことにより、治療の結果が２つの平面について監視され
得ることが理解されよう。用いられているフリップ角が
比較的小さいため、画像の信号対雑音比（ＳＮＲ）が僅
かに低下するものの、時間分解能は実質的に全く低下さ
せずに、このようにして更なる情報が得られる。
【００２２】又、本発明の要旨から逸脱せずに好適な実
施例を変形することが可能であることが理解されよう。
例えば、第３の交差しているスライスを監視することも
できる。このような場合には、Ｇx スライス選択勾配パ
ルスが、第３の選択的６０°ＲＦ励起パルスと共に用い
られる。結果として得られる３つの画像は、３つのスラ
イスのすべてが交差している単一の位置を除いて等強度
となる。この単一の位置では、スピンは１８０°だけ傾
斜しており、画像に欠落部が発生する。
施例を変形することが可能であることが理解されよう。
例えば、第３の交差しているスライスを監視することも
できる。このような場合には、Ｇx スライス選択勾配パ
ルスが、第３の選択的６０°ＲＦ励起パルスと共に用い
られる。結果として得られる３つの画像は、３つのスラ
イスのすべてが交差している単一の位置を除いて等強度
となる。この単一の位置では、スピンは１８０°だけ傾
斜しており、画像に欠落部が発生する。
【図１】本発明を用いたＭＲＩシステムのブロック図で
ある。
ある。
【図２】本発明を実施するために図１のＭＲＩシステム
によって実行される好ましいパルス・シーケンスのグラ
フ図である。
によって実行される好ましいパルス・シーケンスのグラ
フ図である。
【図３】２つの交差しているスライスの見取り図であ
る。
る。
１００ オペレータ・コンソール １０２ キーボード及び制御パネル １０４ ディスプレイ １０６ 画像処理装置 １０７ 計算機システム １０８、１１９ ＣＰＵモジュール １１１ ディスク記憶装置 １１２ テープ駆動装置 １１３、１６０ メモリ・モジュール １１５ 高速シリアル・リンク １１６ リンク １１８ バックプレーン １２１ パルス発生器モジュール １２２ システム制御部 １２５ シリアル・リンク １２７ 勾配増幅器 １２９ 生理学データ収集制御装置 １３３ 走査室インタフェイス回路 １３４ 患者位置決めシステム １３９ 勾配コイル・アセンブリ １４０ 分極マグネット １４１ マグネット・アセンブリ １５０ 送受信器 １５１ ＲＦ増幅器 １５２ 全身型ＲＦコイル １５３ 前置増幅器 １５４ 送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ １６１ アレイ・プロセッサ ２００ 第１のスライス ２０２ 第２のスライス ２０４ 交差部 ２０６、２１４ スライス選択勾配パルス ２０８、２１６ 選択的ＲＦ励起パルス ２１０ リフェイジング勾配パルス ２１２、２１８ 位相エンコーディング勾配パルス ２２０ 非選択的ＲＦリフォーカシング・パルス ２２２、２２４ クラッシャ勾配パルス ２２６ 第１のエコー信号 ２２８ 第２のエコー信号 ２３０、２３２ 読み出し勾配パルス ２３４、２３６ ディフェイジング勾配パルス ２３８、２４０ Ｇy 勾配パルス ２４２ Ｇz 勾配パルス
Claims (4)
- 【請求項１】 磁気共鳴イメージング・システムを用い
て、関心領域内で交差している多数の平面において被検
体を表す多数のスライス画像を形成する方法であって、 （ａ） 前記多数の平面に対応する一連のスライス選択
磁場勾配パルスを発生する工程と、 （ｂ） 該スライス選択磁場勾配パルスと同時に、前記
多数の平面の各々に横磁化を発生する対応する一連の選
択的ＲＦ励起パルスを発生する工程と、 （ｃ） 前記多数の平面の各々について位相エンコーデ
ィング磁場勾配パルスを発生する工程と、 （ｄ） 一連のエコー信号時刻に、前記多数の平面のす
べてにおける横磁化をリフォーカシングする非選択的Ｒ
Ｆリフォーカシング・パルスを発生する工程と、 （ｅ） 前記エコー信号時刻の各々において読み出し磁
場勾配パルスを発生する工程と （ｆ） 前記多数の平面の各々についてエコー信号を収
集する工程と （ｇ） エコー信号が所定の数の異なる位相エンコーデ
ィングについて収集されるまで工程（ａ）〜工程（ｆ）
を繰り返す工程と、 （ｈ） 前記多数の平面の各々について、対応する収集
された前記エコー信号を用いてスライス画像を再構成す
る工程とを備えており、 前記ＲＦ励起パルスのフリップ角は、前記多数の平面の
交差部における前記エコー信号の強度が、該多数の平面
の全体を通じての前記エコー信号の強度に対して所定の
レベルになるように選択されている被検体を表す多数の
スライス画像を形成する方法。 - 【請求項２】 前記ＲＦ励起パルスのフリップ角は、前
記多数の平面の交差部における前記エコー信号の強度
が、該多数の平面の全体を通じての前記エコー信号の強
度と実質的に同じになるように選択されている請求項１
に記載の被検体を表す多数のスライス画像を形成する方
法。 - 【請求項３】 ２つの交差している平面が存在してお
り、該２つの交差している平面の各々についての前記Ｒ
Ｆ励起パルスは、実質的に６０°のフリップ角を有して
いる請求項２に記載の被検体を表す多数のスライス画像
を形成する方法。 - 【請求項４】 ３つの交差している平面が存在してお
り、該３つの交差している平面の各々についての前記Ｒ
Ｆ励起パルスは、実質的に６０°のフリップ角を有して
いる請求項２に記載の被検体を表す多数のスライス画像
を形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/777494 | 1996-12-30 | ||
| US08/777,494 US5749834A (en) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Intersecting multislice MRI data acquistion method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10295670A true JPH10295670A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=25110415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10000210A Withdrawn JPH10295670A (ja) | 1996-12-30 | 1998-01-05 | 被検体を表す多数のスライス画像を形成する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5749834A (ja) |
| JP (1) | JPH10295670A (ja) |
| DE (1) | DE19750638A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019511312A (ja) * | 2016-04-01 | 2019-04-25 | ザ メディカル カレッジ オブ ウィスコンシン インクＴｈｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｏｆ Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ， Ｉｎｃ． | 磁気共鳴イメージング誘導治療におけるモーションマネジメントのためのシステム及び方法 |
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|---|---|---|---|---|
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