JPS62103555A

JPS62103555A - Ｎｍｒイメ−ジング装置

Info

Publication number: JPS62103555A
Application number: JP60244820A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Hoshino; 星野　和哉
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1985-10-31
Publication date: 1987-05-14
Also published as: US4786872A; JPH0316857B2; EP0244489A1; WO1987002569A1; EP0244489A4

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、被検体中の対象原子核の密度分布等を核磁気
共鳴現象によって把握するＮＭＲイメージング装置（核
磁気共鳴画像表示装置）に関し、更に詳しくは、異なる
モードのスキャンシーケンスを複数備えると共に、空間
周波数領域を空間周波数の高い領域と低い領域に分【プ
、空間周波数の高低に応じてスキャンシーケンスを選択
し、かつ、データ収集の頻度を変えるようにしたＮＭＲ
イメージング装置に関する。

（従来の技術）ＮＭＲイメージング装置は、一様な静磁場Ｈ８を作る静
磁場コイル及び静磁場Ｈ８と同一方向磁場でｘ、ｙ、ｚ
の各方向に夫々直線勾配をもつ磁場を作る勾配磁場コイ
ルから成る磁石部、該磁石部で形成される磁場内に設置
する被検体に高周波パルス（高周波電磁波）を加え、被
検体からのＮＭＲ信号を検出する送・受信部、談込・受
信部及び前記磁石部の動作を制御したり、検出データの
処理をして画像表示する制御・画像処理部等を有してい
る。

このようなＮＭＲイメージング装置において、制御・画
像処理部の制御下で、送・受信部は、飽和回復法（Ｓａ
ｔｕｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ法：ＳＲ法）又は
反復回復法（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ法
＝ＩＲ法）で、かつ、マルチスライス法に基づくシーケ
ンスによる高周波パルスを出力する。又、制御・画像処
理部は、フーリエ変換法に基づくデータ収集を行って画
像再構成を行う。

ところで、上記高周波パルスシーケンスは、励起したス
ピンの回復を自然の緩和過程に頼っている（換言すれば
、核磁気共鳴画像のコントラスト分解能を優先させたシ
ーケンスである）。従って、スキャン時間中に占めるデ
ータ観測時間の割合が低く、時間当りのＳ／Ｎが低い。

又、スピンの励起の間隔が、スピンの回復を見込んで定
められているのでスキャン時間が長くなり、被検体の体
動によるアーティファクトの発生率も高くなっている。

一方、マルチスライス法においては、同一のスキャン時
間で複数の画像を得ることができるが、全体のスキャン
時間は変らないので体動によるアーティファクトに関し
ては無力である。

従来、これらの問題を解決するために発明されたものと
して、例えば、特開昭５９−２３１４３８号、特開昭６
０−２９６８４号等に開示されたＦＲ（Ｆｉｒｓｔ　Ｒ
ｅ　−ｃｏｖｅｒｙ）法がある。この方式の特徴は、高
周波パルスシーケンスを、スピンが熱平衡状態に回復す
るのを待たずに与えて、磁化（スピンの総和）Ｍを２軸
方向に強制的に向けるようにした点にある。

即ち、ＦＲ法によるシーケンスは、スキャンスピードを
優先させ短い時間でスキャンを完了するようにしたもの
である。これによって、スキャン時１１自体を短縮する
ことができる。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、従来のＮＭＲイメージング装置にあっては、ス
ピンの熱平衡状態への回復を強制的に行っているため、
本来、緩和時間に強く依存しているＮＭＲ画像のコント
ラストを悪化させるという問題があった。即ち、スキャ
ン時間を短縮（高速化）すればするほどＮＭＲ画像のコ
ントラストがつきにくくなるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、コントラスト分解能、空間分解能等の画質の低
下を招くことなくスキャン時間を短縮したＮＭＲイメー
ジング装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）上記目的を達成する本発明のＮＭＲイメージング装置は
、異なるモードのスキャンシーケンスを複数備えると共
に、空間周波数領域を空間周波数の高い領域と低い領域
に分け、空間周波数の高低に応じてスキャンシーケンス
を選択し、かつ、データ収集の頻度を変えるようになっ
ている。

（実施例）以下、図面を参照し本発明について詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図である。マグ
ネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための
空間部分く孔〉を有し、この空間部分を取巻くようにし
て、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと、
勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル（勾配磁場コ
イルは、Ｘ。

ｙ、ｚの各軸のコイルを備えている）と、被検体内の原
子核のスピンを励起するための高周波パルスを与えるＲ
Ｆ送信コイルと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受
信コイル等が配置されている。

静磁場コイル、勾配磁場コイル、ＲＦ送信コイル、及び
受信コイルは、夫々主磁場電源２、勾配磁場ドライバ３
、ＲＦ電力増幅器４及び前置増幅器５に接続されている
。シーケンス記憶回路１０は、計算！ｆｉ１３からの指
令に従って任意のビューで、ゲート変調回路６を操作（
所定のタイミングによってＲＦ発振回路７の高周波出力
信号を変調）し、ＳＲ法又はＦＲ法に基づく高周波パル
ス信号をＲＦ電力増幅器４からＲＦ送信コイルに印加す
る。

又、シーケンス記憶回路１０は、フーリエ変換法に基づ
くシーケンス信号によって勾配磁場駆動回路３、ゲート
変調回路６及びＡ／Ｄ変換器１１を操作する。位相検波
器８は、ＲＦ発振回路７の出力を参照信号とし、受信コ
イルで検出され前置増幅器５を介して送られてくるＮＭ
Ｒ信号を位相検波してＡ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／
Ｄ変換器１１は、位相検波器８を介して得られるＮＭＲ
信号をアナログ・ディジタル変換して計算機１３に入力
する。計算！ｆｉ１３は、操作コンソール１２との間で
情報の授受や種々のスキャンシーケンスを実現するため
に、シーケンス記憶回路１０の動作の切替えやメモリの
書替えをしたり、Ａ／Ｄ変換器１１からのデータを用い
て共鳴エネルギーに関する情報の分布を画像に再構成す
る演算等を行うと共に、再構成像データを表示装置９に
出力するようになっている。

尚、前記ＳＲ法及びＦＲ法夫々のシーケンスを計算機１
３に記憶させ、必要に応じてシーケンス記憶回路１０の
メモリを書替えるようにしてもよい。勿論、このときは
、シーケンス記憶回路１０に前記２つのパルスシーケン
スを備えする必要はない。

次に、上記構成の動作について現用する。

一般的に、低コントラストの分解能が問題となるのは、
比較的空間周波数の低いところ、即ち、比較的広い面積
を持った部分である。従って、シーケンス記憶回路１０
は、計算機１３の制御の下に、低い空間周波数に対応す
るワーブ量の小さいビューに対し、ＳＲ法に基づくシー
ケンス信号で各回路等を操作し第２図に示す動作波形（
各波形については後述する）を得る。このとき、スキャ
ンパラメータを所定の値に選択することにより、目的と
するｌｔｉ像部位におけるコントラスｌ−を高くするこ
とができる。一方、上記以外のビュー、即ち、高い空間
周波数に対応するワーブ量の大きいビュー（低コントラ
ストの分解能があまり問題とならない部分）に対し、シ
ーケンス記憶回路１０は、ＦＲ法に基づくシーケンス信
号で各回路等を操作し第３図に示す動作波形（各波形に
ついては後述する）を得る。これにより、ワーブ量の大
きいビューでのデータ収集が短時間で行われる。ＳＲ法
→ＦＲ法の切替え又はこれとは逆の切替えは、計算１１
１１３の制御の下に、第４図に示すように多少のオーバ
ラップ部分を設けて行われる。このため、両者の切替え
によって収集データに不連続を生じさせることがない。

これらの各シーケンス信号によって収集されたデータは
、空間周波数領域で第４図に示すように重み付け、即ち
、空間周波数によるフィルタリングが行われた模合成さ
れる。

そして、この合成されたデータを用いて従来例と同じ方
法によって画像再構成が行われる。

このようにスキャンデータにおける空間周波数特性に合
せて高周波パルスの発生シーケンスを選択することによ
り、画像のコントラスト分解能、空間分解能等を低下さ
せることなく画像再構成することができる。又、空間周
波数の高い部分をスキャンスピードの速いＦＲ法でデー
タ収集するので、ＳＲ法で多少スキャン時間がかかって
も全体としてスキャン時間の短縮を実現することができ
る。今、ＦＲ法がＳＲ法の１０倍のスピードであるとす
れば、上記動作における高速化の程度は、オーバラップ
を含め、全ビューの２／１０をＳＲ法、９／１０をＦＲ
法で夫々スキャンシしたとき、全スキャン時間は、全て
ＳＲ法でスキャンしたときの時間の２／１０＋　９／１０ｘ　　１／１０＝２９／１００　
＝２９％となる。

第２図は、ＳＲ法に基づくパルス系列でフーリエ変換法
でデータ収集するときの動作波形であり、第３図は、Ｆ
Ｒ法に基づくパルス系列でフーリエ変換法でデータ収集
するときの動作波形である。

いずれも公知のものなのでここでは簡単に説明する。　
。

第２図のシーケンス・・・主Ｉａ場電源２にＪ、る均一
な静磁場Ｈ８の下℃・、シーケンス回路１０は、勾配磁
場駆動回路３及びグー１−変調回路６を操作して、各勾
配磁場及び高周波パルスを発生すると共に、Ａ／Ｄ変換
器１１を操作して位相検波器８で検波されたＮＭＲ信号
をディジタル信号に変換して計１’ｌ１ｉ１３に入力す
る。即ち、スライス勾配Ｇ２をかけながらく第２図（ロ
））９０’パルスを印加する（第２図（イ））。これに
より、被検体の特定のスライス面内のスピンだけが選択
的に励起される。次に、スライス時に生じたスピンの位
相ずれを回復するためのリフェーズ勾配Ｇ２　（第２図
（ロ））、後でエコー信号を発生させるためのディフェ
ーズ勾配Ｇｘ　（第２図（ニ））及びワーブ勾配Ｇ　（
第２図（ハ））を印加後、全ての■ 勾配を切って１８０°パルスを印加する。これにより、
スピンが反転し、その後の読出し勾配Ｇｘの印加により
（第２図（ニ））スピン・エコー信号が得られる（第２
図（ホ））。このスピン・エコー信号は、被検体のスピ
ンからの信号強度（スピン密度と緩和現象とにより決定
される）の分布を２次元フーリエ変換したものの１ライ
ンに相当する。ラインの選択はｙ勾配印加量、即ち、ｙ
勾配磁場Ｇ　の大きさと、その印加時間Ｔｗとの積によ
って行われる。以後、勾配Ｇ、を変えて、上記シーケン
スを繰返すことにより画像再構成に必要なデータが収集
される。

第３図のシーケンス・・・時刻ｔ　から時刻ｔ２の間に
おける各回路の動作は、基本的には第２図の場合と同じ
で各波形も同様に対応させてみることができる。１８０
°パルス印加して得られるスピン・エコー信号が最大と
なる時刻ｔ２に９０”パルスが印加される。これにより
、スピンが熱平衡状態に回復するのを持たずに磁化（ス
ピンの総和）Ｍが２軸方向に強制的に向けられ、ｔ２か
ら時間ｔ　（縦緩和時間Ｔ１に比べて十分に短い時間）
経過後に緩和により磁化Ｍが２軸に一致する。これで１
回目のシーケンスが終了し以下同様のシーケンスが繰返
される。上記のように時刻ｔ２に９０°パルスを印加す
ることによって、スキャン時間自体を短縮することがで
きる。

尚、本発明は、上記実施例に限定するものではなく、例
えば、ＩＲ法とＦＲ法との組合せであってもよい。又、
ＳＲ法のシーケンスを用い、そのスキャンパラメータ、
例えば、繰返し時間ＴＲ等がピユーと共に変化するよう
にしてもよい。即ち、コントラスト分解能やＳ／Ｎにあ
まり寄与しない位相エンコード固の大きい部分は、繰返
し時間ＴＲを短クシてスキャンスピードを上げ、位相エ
ンコード最の小さい部分では繰返し時間ＴＲを元に戻す
ようにしてもよい。

（発明の効果）以上、説明の通り、本発明のＮＭＲイメージング装置に
よれば、異なるモードのスキャンシーケンスを複数備え
ると共に、空間周波数領域を空間周波数の高い領域と低
い領域に分け、空間周波数の高低に応じてスキャンシー
ケンスを選択し、かつ、データ収集の頻度を変えるよう
にしたため、コントラスト分解能、空間分解能等の画質
の低下をＩＨ＜ことなくスキャン時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成図、第２図乃至
第４図は、本発明の一実施例における動作の説明図ある
。１・・・マグネットアセンブリ、２・・・主磁場電源、
３・・・勾配磁場駆動回路、４・・・ＲＦ電力増幅器、
５・・・前置増幅器、６・・・ゲート変調回路、７・・
・ＲＦ発振回路、８・・・位相検波回路、９・・・表示
装置、１０・・・シーケンス記憶回路、１１Ａ／Ｄ変換
器、１２・・・操作コンソール、１３・・・計算機。

Claims

【特許請求の範囲】静磁場内に設置される被検体にフーリエ変換法に基づく
シーケンスに従って勾配磁場及び高周波電磁波を印加し
、核磁気共鳴現象に基づく被検体のスキャンデータを収
集して画像を再構成するＮＭＲイメージング装置におい
て、核磁気共鳴画像のコントラスト分解能を優先させたスキ
ャンシーケンス信号を発生する手段と、スキャンスピー
ドを優先させ短い時間でスキャンを完了するシーケンス
信号を発生する手段と、空間周波数領域を空間周波数の
高い領域と低い領域に分け、該空間周波数の高低に応じ
て前記各シーケンス信号によるデータ収集の頻度を変え
る手段と、前記各シーケンス信号によって収集されたフ
ーリエ変換法に基づくスキャンデータを空間周波数領域
で合成する手段とを備えることを特徴とするＮＭＲイメ
ージング装置。