JPH11169356A - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＳＥ法における再構成画像の脂肪成分の高
輝度化を抑制する。 【解決手段】 ４つのスピンエコー信号Ｓ１〜Ｓ４を得
るＦＳＥ法によるパルスシーケンス（ａ）と、信号Ｓ４
のエコー時間と実効的に同じエコー時間を持つスピンエ
コー信号を発生させるＳＥ法によるパルスシーケンス
（ｂ）とを行い、Ｓ４’がＫスペースの中央部に配置さ
れ、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１がその順序でＳ４’に隣接
してＫスペースの周辺側へと順に配置されるように、Ｇ
ｐパルスを定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、とくに高速スピンエコー法とよばれる
撮像スキャン法により高速に画像を得るＭＲイメージン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速スピンエコー法（以下、ＦＳＥ（ F
ast Spin Echo の略）法と称する）では、つぎのような
パルスシーケンスを行う（ " RARE Imaging : A Fast
Imaging Method for Clinical MR ",Magetic Resonance
in Medicine, 3,pp823-833, 1986 ）。まず、９０°パ
ルス（章動パルス）を印加した後、複数個の１８０゜パ
ルス（リフォーカスパルス）を加えるとともに、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のパルスを加える。そして、読み出し（および周波
数エンコード）用の傾斜磁場Ｇｒのパルスを加えて、ス
ピンエコーの信号を１８０゜パルスと１８０゜パルスと
の間で各々発生させる。これらの信号の発生直前に位相
エンコード用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加えて
所定の一方向の位置情報に関して位相エンコードを施
す。その各々のＧｐパルスの印加量を、それらの信号か
ら得たデータがＫスペース（生データ空間）上で位相方
向の異なる場所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る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＦ
ＳＥ法では、１ＴＲ（パルスシーケンスの１繰り返し時
間）でＫスペース上の異なる多数のラインに配置すべき
データを得ることができるため、ＴＲ数を少なくできて
高速撮像が可能となるものの、これにより得られる画像
は、通常のＳＥ（スピンエコー）法による画像に比べて
脂肪成分の信号が強くなる、という問題がある。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、ＦＳＥ法によっ
て画像を得たときにその画像における脂肪成分の信号が
強くなることを改善した、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、
章動パルスおよびリフォーカスパルスを印加するＲＦ送
信手段と、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および読み出し用傾斜磁場パルス
を印加する傾斜磁場パルス印加手段と、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
データを得る受信手段と、上記ＲＦ送信手段、傾斜磁場
パルス印加手段および受信手段を制御して、１個の章動
パルスを印加した後多数個のリフォーカスパルスを順次
印加することによりそれぞれスピンエコーの信号を発生
させ、そのなかの所定のエコー時間の信号からのデータ
がＫスペースのより中央側に配置され、その外側には他
のエコー時間の信号からのデータが、エコー時間の近い
もの同士が隣接するようにして、配置されるように位相
エンコード量を定めた第１のパルスシーケンスと、これ
とは別の、１個の章動パルスを印加した後少なくとも１
個のリフォーカスパルスを印加することにより少なくと
も１個のスピンエコーの信号を、第１のパルスシーケン
スにおいて最も中央側に配置されるデータのエコー時間
と実質的に同じエコー時間となるようにして、発生さ
せ、その信号からのデータがＫスペースにおいて上記第
１のパルスシーケンスでＫスペースの最も中央側に配置
されるデータに隣接してさらに中央側に配置されるよう
に位相エンコード量を定めた第２のパルスシーケンスと
を行う制御手段と、Ｋスペースに配置されたデータより
画像再構成する手段とが備えられることが特徴となって
いる。

【０００６】第１のパルスシーケンスでは、従来のＦＳ
Ｅ法と同じに、１個の章動パルスを印加した後多数個の
リフォーカスパルスを順次印加することによりそれぞれ
スピンエコーの信号を発生させ、そのなかの所定のエコ
ー時間の信号からのデータがＫスペースのより中央側に
配置され、その外側には他のエコー時間の信号からのデ
ータが、エコー時間の近いもの同士が隣接するようにし
て、配置されるように位相エンコード量を定めているの
で、従来のＦＳＥ法と同様にＫスペースに配置されるデ
ータを収集することができる。

【０００７】第２のパルスシーケンスでは、通常のスピ
ンエコー法と同じに、１個の章動パルスを印加した後少
なくとも１個のリフォーカスパルスを印加することによ
り少なくとも１個のスピンエコーの信号を発生させ、そ
のエコー時間は、第１のパルスシーケンスにおける、最
も中央側に配置されるデータのエコー時間と実質的に同
じになるようにし、かつ、その位相エンコード量は、そ
のデータが、第１のパルスシーケンスでＫスペースの最
も中央側に配置されるデータに隣接してさらに中央側に
配置されるようなものとなるように定めている。

【０００８】このように、第２のパルスシーケンスで得
られるデータがＫスペースにおいて最も中央部に配置さ
れるので、このデータによって、再構成画像の画質が支
配されることになる。この第２のパルスシーケンスとい
うのは、上記の通り通常のスピンエコー法と同じもので
あるから、脂肪成分の信号が強いということはない。そ
のため、従来のＦＳＥ法による再構成画像において脂肪
成分の信号が強くなるということが改善される。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。この発明に
かかるＭＲイメージング装置は、図１で示すように構成
されている。図１において主マグネット１１は強力な静
磁場を発生するもので、この静磁場中に図示しない被検
体が配置される。また、傾斜磁場コイル１２は、Ｘ，
Ｙ，Ｚの直交３軸方向に磁場強度が傾斜する３つの傾斜
磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを、上記静磁場に重畳するように
して発生するよう３組設けられている。被検体には送信
用のＲＦコイル１３と、ＮＭＲ信号の受信用ＲＦコイル
１４とが取り付けられる。

【００１０】ホストコンピュータ２１はシステム全体の
制御を行い、シーケンサ２２はこのホストコンピュータ
２１の制御の下で、被検体の所望の断面での画像を再構
成するためのデータを収集するシーケンス（後に図２を
参照しながら説明する）を行うのに必要な種々の命令を
送信系、受信系および傾斜磁場発生系に送る。傾斜磁場
発生については、波形発生器１５からＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚ
に関する所定のパルス波形を所定のタイミングで発生さ
せて、傾斜磁場電源１６に送らせ、傾斜磁場コイル１２
からその波形・タイミングのＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生さ
せる。図２のパルスシーケンスで示すスライス選択用傾
斜磁場Ｇｓ、読み出し用（周波数エンコード用）傾斜磁
場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐは、これらＧ
ｘ、Ｇｙ、Ｇｚのいずれか１つを用い、あるいはいくつ
かずつを組み合わせて作られる。

【００１１】また、波形発生器１５は、シーケンサ２２
の制御の下でＲＦパルスの波形を所定のタイミングで発
生して振幅変調器２４に送る。この振幅変調器２４に
は、ＲＦ信号発生器２３からのＲＦ信号がキャリアとし
て送られてきており、このキャリアが波形発生器１５か
らの波形信号に応じて振幅変調される。このＲＦ信号発
生器２３は、被検体の共鳴周波数に相当する周波数のＲ
Ｆ信号を発生するようにホストコンピュータ２１によっ
てセットされている。振幅変調器２４の出力はＲＦパワ
ーアンプ２５を経てＲＦコイル１３に送られる。こうし
て、ＲＦコイル１３から送信されるＲＦ信号の波形とタ
イミングとがシーケンサ２２によって定められることに
より、図２に示す９０°パルスや１８０°パルスが被検
体に照射されることになる。

【００１２】被検体から発生したＮＭＲ信号は受信用の
ＲＦコイル１４で受信され、プリアンプ２６を経て位相
検波器２７に送られる。位相検波器２７には、送信ＲＦ
パルスのキャリアとなっているＲＦ信号が、ＲＦ信号発
生器２３から送られてきており、この信号が参照信号と
して用いられて位相検波が行われる。Ａ／Ｄ変換器２８
は、シーケンサ２２によってタイミングや周波数などが
制御されたサンプリングパルス発生器２９からのサンプ
リングパルスに応じて、位相検波器２７からの検波信号
をサンプリングし、デジタルデータに変換する。このデ
ジタルデータはホストコンピュータ２１に取り込まれ、
画像再構成装置３３によってフーリエ変換処理される。
これによって再構成された画像はディスプレイ装置３２
によって表示される。指示器３１は、オペレータ等がホ
ストコンピュータ２１に必要な指示を与えるためのキー
ボードやマウスなどである。

【００１３】このようなＭＲイメージング装置におい
て、ホストコンピュータ２１およびシーケンサ２２の制
御の下に図２の（ａ）、（ｂ）に示すような２つのパル
スシーケンスが行なわれる。図２（ａ）において、まず
９０゜パルス（章動パルス）を印加した後、複数個（こ
こでは４個）の１８０゜パルス（リフォーカスパルス）
を加えるとともに、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のパルスを加える。そし
て読み出し用（および周波数エンコード用）の傾斜磁場
Ｇｒのパルスを上記のＲＦパルスの間隔内で加えて、そ
れぞれの１８０°パルスの間隔内でスピンエコーの信号
Ｓ１〜Ｓ４を発生させる。

【００１４】これらの各信号Ｓ１〜Ｓ４には、位相エン
コード用のＧｐパルスが印加されるが、その印加量（振
幅値の時間積分）は、つぎのようにして定められてい
る。すなわち、これら信号Ｓ１〜Ｓ４からのデータが、
図３のＫスペースに示すように配置されるようなものと
されている。この図３で示すＫスペースでは、図の上下
方向が位相方向（中央が位相エンコード量０、上方向が
位相エンコード量がプラスの方向、下方向が位相エンコ
ード量がマイナスの方向）、左右方向が周波数方向であ
る。信号Ｓ１〜Ｓ４からのデータは、その発生順に、つ
まりエコー時間（ＴＥ）が長くなる順に、Ｋスペースの
位相方向の周辺側から中央側へと配置される。最も中央
の部分（図の網掛け部）には、このパルスシーケンス
（ａ）で得た信号Ｓ１〜Ｓ４からのデータは配置せず
に、この部分は空けておく。

【００１５】この空けられた部分（図の網掛け部）に
は、パルスシーケンス（ｂ）で得た信号Ｓ４’からのデ
ータが配置される。すなわち、図２のパルスシーケンス
（ｂ）では、通常のＳＥ法と同様となっており、まず９
０゜パルスを印加した後、１個の１８０゜パルスを加え
るとともに、これらのＲＦパルスの各々と同時にＧｓパ
ルスを加える。そしてＧｒパルスを上記のＲＦパルスの
間隔内で加えて、１個のスピンエコーの信号Ｓ４’を発
生させる。この信号Ｓ４’のＴＥは、上記のパルスシー
ケンス（ａ）における信号Ｓ４のＴＥと実効的に一致さ
せてある。この信号Ｓ４’についてのＧｐパルスの印加
量は、図３のＫスペースの中央部（網掛け部）に配置さ
れるようなものとされている。

【００１６】ここで、パルスシーケンス（ａ）の繰り返
し回数をＮ、パルスシーケンス（ｂ）の繰り返し回数を
Ｍとすると、総エンコードライン数はｐ・Ｎ＋ｑ・Ｍと
なる。ここで、ｐはパルスシーケンス（ａ）での１ＴＲ
内のエコー数であり、ｑはパルスシーケンス（ｂ）での
１ＴＲ内のエコー数である。ここでは、ｐ＝４、ｑ＝１
となっている。これらのパルスシーケンス（ａ）、
（ｂ）は、交互に行ってもよいし、一方のすべての繰り
返し回数が終了したら他方に移るというように行っても
よい。

【００１７】このようにしてＫスペースのすべてのデー
タが埋まったときに、２次元フーリエ変換することによ
って画像が再構成される。図３に示すＫスペースでは、
最も中央部（低周波部）にＳＥ法で得たデータが、その
周辺部（高周波部）にＦＳＥ法で得たデータがそれぞれ
配置されているので、再構成画像の画質はＳＥ法で得た
データによって規定されることになり、脂肪成分の信号
が強調されることはなくなる。また、信号Ｓ４’とそれ
に隣接して配置される信号Ｓ４とは実効的なＴＥが同じ
であるため、信号強度差がない。さらに、それ以外に
も、Ｋスペース上で隣接して配置される信号は、ＴＥが
近いもの同士とされているため、信号強度差が小さいも
のとなっている。これにより、再構成画像における画像
ぶれアーティファクトを抑えることができる。図３に示
すように、Ｋスペースを埋めるデータの大部分（網掛け
部を除いた部分）は、ＦＳＥ法によるデータであるか
ら、高速な撮像が可能となる。

【００１８】図４は他の例にかかるパルスシーケンスを
示すものである。この図４のパルスシーケンス（ａ）は
図２の（ａ）と同じであるが、図４のパルスシーケンス
（ｂ）では、２個の１８０°パルスを加えて２つのスピ
ンエコー信号Ｓ３’、Ｓ４’を発生させている。この信
号Ｓ３’、Ｓ４’のＴＥは、パルスシーケンス（ａ）に
おける信号Ｓ３、Ｓ４のＴＥとそれぞれ実効的に一致さ
せてある。

【００１９】この図４のパルスシーケンス（ａ）、
（ｂ）では、得られる６つの信号Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ３’、
Ｓ４’のそれぞれについてのＧｐパルスの印加量は、そ
れらからのデータが図５のＫスペースに示すように配置
されるようなものとされている。すなわち、Ｓ３’、Ｓ
４’がそれぞれゼロエンコードを挟んで中央部（図の網
掛け部）に配置され、それに隣接して位相方向のプラス
側（図の上側）にはＳ３、Ｓ２、Ｓ１が順次配置され、
マイナス側（図の下側）にはＳ４、Ｓ３、Ｓ２が順次配
置される。この場合、上記の総エンコードライン数ｐ・
Ｎ＋ｑ・Ｍにおいて、ｐ＝４、ｑ＝２となる。

【００２０】この図５のＫスペースを２次元フーリエ変
換して再構成した画像の画質は、Ｋスペースの中央部に
配置されたＳ３’、Ｓ４’で支配されることになるた
め、脂肪成分の信号が強調されることはなくなる。ま
た、信号Ｓ３’とそれに隣接して配置される信号Ｓ３と
は実効的なＴＥが同じであるため、信号強度差がない
し、信号Ｓ４’と信号Ｓ４についても同様である。そし
て、位相方向のプラス側では、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１と順次
配置され、マイナス側ではＳ４、Ｓ３、Ｓ２と順次配置
されているので、隣接して配置される信号は、ＴＥが近
いもの同士となっている。そのため、Ｋスペース上の位
相方向では信号強度差が小さいものとなり、再構成画像
における画像ぶれアーティファクトを抑えることができ
る。また、ＦＳＥ法によって多くのデータが収集される
ので、高速な撮像が可能となる。

【００２１】なお、図２のパルスシーケンスでは図３に
示すようにデータが収集され、信号Ｓ４’で再構成画像
のコントラストが決まり、図４のパルスシーケンスでは
図５に示すようにデータが収集されて信号Ｓ３’、Ｓ
４’で再構成画像のコントラストが決まるが、他のＴＥ
での信号によってコントラストを定めるようにしてもよ
い。

【００２２】すなわち、図２、図３に関しては信号Ｓ３
（あるいはＳ２等）をＫスペースのより中央側に配置
し、そのより中央側に配置された信号Ｓ３（あるいはＳ
２等）とＴＥが同じになるようにしてパルスシーケンス
（ｂ）で信号を発生させてこれをＫスペースの中央に配
置するなら、その信号Ｓ３（あるいはＳ２等）のエコー
時間によって定まるコントラストの画像が得られる。他
の信号の配置は、ＴＥの近いものが隣接するように定め
る。

【００２３】図４、図５に関しても同様で、信号Ｓ２、
Ｓ３（あるいはＳ１、Ｓ２等）をＫスペースのより中央
側に配置し、そのより中央側に配置された信号Ｓ２、Ｓ
３（あるいはＳ１、Ｓ２等）とＴＥが同じになるように
してパルスシーケンス（ｂ）で信号を発生させてこれを
Ｋスペースの中央に配置する。これによって、その信号
Ｓ２、Ｓ３（あるいはＳ１、Ｓ２等）のエコー時間によ
って定まるコントラストの画像が得られる。他の信号の
配置は、ＴＥの近いものが隣接するように定める。

【００２４】このように、ＦＳＥ法によるパルスシーケ
ンスにおいて再構成画像のコントラストを定めるべくよ
り中央側に配置される信号のＴＥに実効的に合致するＴ
Ｅで、ＳＥ法によるパルスシーケンスにおいて信号を発
生させるようにすることにより、信号強度差がなく、し
かも脂肪成分の信号を強調させないようなデータを得る
ことができる。

【００２５】このように画像のコントラストは自由に定
めることができるが、１８０°パルスの数および発生ス
ピンエコー信号数についても図２、図４に限定されるこ
とはなく、任意に増減可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭＲイ
メージング装置によれば、Ｋスペースの中央部に配置さ
れるデータが通常のＳＥ法で得たデータと同じであるた
め、再構成画像において脂肪成分の高輝度化を抑えるこ
とができるし、渦電流による磁場変動に対しても影響を
受けにくくなる。ＦＳＥ法によって多くのデータを収集
するため、高速な撮像が可能である。Ｋスペースではエ
コー時間の近いデータ同士を隣接させているため、信号
強度差が少なく、再構成画像における画像ぶれアーティ
ファクトを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかるＭＲイメージン
グ装置を示すブロック図。

【図２】同実施形態において行うパルスシーケンスを示
すタイムチャート。

【図３】同実施形態におけるＫスペースを示す図。

【図４】他の例にかかるパルスシーケンスを示すタイム
チャート。

【図５】他の例にかかるＫスペースを示す図。

【符号の説明】

１１ 静磁場発生用主マグネット １２ 傾斜磁場コイル １３ 送信用ＲＦコイル １４ 受信用ＲＦコイル １５ 波形発生器 １６ 傾斜磁場電源 ２１ ホストコンピュータ ２２ シーケンサ ２３ ＲＦ信号発生器 ２４ 振幅変調器 ２５ ＲＦパワーアンプ ２６ プリアンプ ２７ 位相検波器 ２８ Ａ／Ｄ変換器 ２９ サンプリングパルス発生器 ３１ 指示器 ３２ ディスプレイ装置 ３３ 画像再構成装置 Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ３’、Ｓ４’ スピンエコー信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 章動パルスおよびリフォーカスパルスを
   印加するＲＦ送信手段と、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および読み出し用
   傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場パルス印加手段と、
   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受信手段と、上記ＲＦ送信
   手段、傾斜磁場パルス印加手段および受信手段を制御し
   て、１個の章動パルスを印加した後多数個のリフォーカ
   スパルスを順次印加することによりそれぞれスピンエコ
   ーの信号を発生させ、そのなかの所定のエコー時間の信
   号からのデータがＫスペースのより中央側に配置され、
   その外側には他のエコー時間の信号からのデータが、エ
   コー時間の近いもの同士が隣接するようにして、配置さ
   れるように位相エンコード量を定めた第１のパルスシー
   ケンスと、これとは別の、１個の章動パルスを印加した
   後少なくとも１個のリフォーカスパルスを印加すること
   により少なくとも１個のスピンエコーの信号を、第１の
   パルスシーケンスにおいて最も中央側に配置されるデー
   タのエコー時間と実質的に同じエコー時間となるように
   して、発生させ、その信号からのデータがＫスペースに
   おいて上記第１のパルスシーケンスでＫスペースの最も
   中央側に配置されるデータに隣接してさらに中央側に配
   置されるように位相エンコード量を定めた第２のパルス
   シーケンスとを行う制御手段と、Ｋスペースに配置され
   たデータより画像再構成する手段とを備えることを特徴
   とするＭＲイメージング装置。