JPS62129040A - Ｎｍｒイメ−ジング装置及び方法 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 来光明は、被検体内部の選択された分子構造の内部分布
を表すデータを核磁気共鳴現象を使用して得るＮＭＲ（
核磁気共鳴９イメージング用の装置及び方法に関する。

［関連特許及び特許出願］ Ｃｒｏｏｋｓ等の米国特許第４，２９７，６３７号（１
９８１）Ｃｒｏｏｋｓ等の米国特許第４，３１８，０４
３号（１９８２）Ｃｒｏｏｋｓ等の米国特許第４，４７
１，３０５号（１９８４，１（：ｒｏｏｋｓ等の１９８
３年７月１９日に出願された米国特許出願第５１５，１
１７号（これ及びその上の場合は、１９７８年７月２０
日に出願された米国特許第４．２９７，６３７号から始
まる連続的な一部係続出願でるる） Ｃｒｏｏｋｓの１９８３年７月１９日　に出願された米
国時計出願第５１５，１１６号 Ｃｒｏｏｋｓの１９８３年７月２１日　に出願された米
国特許出願第５１５，９５７号 Ｃａｎｎｏｎの１９８３年７月２１日に出願された米国
特許出願第５１５，８５７号 ［発明の背景コ 前述の関連特許／出、Ｍ　Ｋ説明されたように、ラジオ
周波数のスピン・エコーＮＭＲ応答が、少なくとも一つ
のその後の１８０’　ＮＭＲｒ、　ｆ、単動ノ２ルス（
しばしば「７リツピング」パルスと呼ばれるンによって
続けられる最初のＮＭＲｒ、ｆ、摂動パルスを被検体に
伝達することにより、被検体の選択された内部部位から
引出されることができる。被検体の選択された（典型的
に平面の）部位は、磁気傾斜を使用することにより適当
なＮＭＲラソオ周波数で選択的に付勢される。上記磁気
傾斜は、Ｘ　＋　７又はｚＩｉ１］（又は他の所望の軸
〕に沿って向けられており、伝達されたｒ、ｆ、摂動及
びフリ、ピング・ｉ９ルスの聞咎磁界に重ねられている
。測定サイクルの間の不所望の反位相効果？修正するた
めに、及び／又はいくらかの罵応答を故意に位相変調す
るために、付加的な磁気傾斜が典型的に使用される。

スピン・エコーｍ応答は、それぞれの１８０゜フリッピ
ング・パルスの後、「等時間のルール」Ｋ従って生ずる
。同期ｒ、ｆ、変調／復調テクニックが使用されること
が好ましく、速い連続の個々のＮＭＲ測定サイクルが、
被検体の選択された内部部位の曳イメージの発生を許す
のに十分な曳スピン・エコ一応答データが集められる全
てのｆｆ１Ｊち全曳イメーノ・データ獲得サイクル（例
えば、典型的に１分以上）の間、いくらかの即ち異なっ
た繰返しレート（例えば、サイクル毎に０，５秒及び１
．０秒っで典型的に繰返される。ＮＭＲイメーノ・デー
タは、記憶され、表示され、又は望まれるように及び評
価されるだろうように、別なふうに使用されることがで
きる。典型的に、そのような処理は、複数の個々の湛測
定サイクルからの同期して検出されたスピン・エコー信
号の組合わせと、７−リエ変換又はこのように獲得され
た結合されたスピン・エコー・データを使用する他のイ
メージ再層成処理の使用とを伴う。前述の関連特許／出
願は、ＮＭＲｒ、ｆ、スピン・エコー信号から九イメー
ジ及び／又はイメージ・データを引出すためのいくつか
のテクニ、りを教授しており、それ故にそれらの詳細は
本出願には繰返されないだろう。

聴映像化の原理及びテクニックは筐だ、Ｌ、Ｋｍｕｆｍ
ａｎ、　Ｌ、Ｃｒｏｏｋｓ及びＡ、Ｒ，Ｍａｒｇｕｌｌ
ｇによって編集されｆｃ　「ＮＭＲＩｍａｇｉｎｇ　ｉ
ｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　Ｊ（Ｉｇａ）ｃｕ−８ｈｏｉｎ
、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）の第２．
３及び４章に詳細に開示されている。第３章に開示され
た２つの可能な爺イメージング・テクニックは、投影再
構成（ＰＲ，ｌ及び二次元フーリエ変換（ＦＴ）テクニ
、りを使用する。

投影再構成を生じさせるために、次に（例えば、ディソ
タル回転アルゴリズムと共に）ろ波されることができ、
且つ背面投影されることができ、又はコンピユーテッド
Ｘ線トモダラフィで使用されるテクニックと同様のテク
ニックを使用してイメージ平面の画像素子（画素）に処
理されることができる、対応してシーケンシャルに増加
される角度からの投影視野ｆ、表すＮＭＲイメーノ・デ
ータを集めるように、増加する角度でシーケンシャルに
回転石れる軸にｆｆｆりて、細形磁気傾斜が（例えば、
ＮＭＲ励磁／む答時間の間）確立される。多くのそのよ
うな既知の投影再構成アルゴリズムがある。

そのような従来の背面投影イメージ再構成アルゴリズム
は、概して第２図及び紀３図（＆）に示されている。そ
れらに示されたように、いくらかの最初の視野角度に関
して単調に増加する角度上で次々と集められる生データ
と共に、総計１８０°の角度間隔上にほぼＮ個の等間隔
の開けられた投影視野を得ることは慣例的である。

７−ＩＪ工変換（又は他の同様の変換アルゴリズム）も
また、ＮＭＲ応答から視覚的イメージを構成するために
使用されることができる。例えば、第５図及び第６図（
ａ）に示されたように、磁気傾斜（即ち、Ｙ軸に沿った
ＧＹ）は、ＮＭＲ測定シーケンスの間に位相変調の所望
の増加を生じさせるような制御芒れた持続期間及び振幅
を持つことができる。第３図に水石れたように、測定シ
ーケンスは、ＮＭＲヌピン・エコー（ＳＥ）応答信号全
（等時間のルールに従って９生成するように、１８０Ｏ
ＮＭＲ励磁パルスによって続けられる９０°ＮＭＲ励磁
パルスを伴う。Ｙ軸位相変調磁気傾斜が第５図に概略的
に示されているとはいえ、他の軸もまた利用されること
ができ且つ位相変調傾斜が所定の測定シーケンスの異な
った部分に加えられることができるということが認めら
れるべきである。適当に７−＋７エ変換された時、ＮＭ
Ｒ応答が引出された原子核の平面的な又は他の量のため
のｍイメージのための画素値を生じる曳イメージ・デー
タ応答のファミリイを得るように、連続のｍデータ測定
シーケンスの間、そのような位相変調傾斜か変化される
。第５図に示されるように、第１の測定シーケンスは典
型的に、零位相変調測定シーケンスが生ずるまで、続く
測定シーケンスに於ける次々とより小さい位相変調によ
って続けられる一力向の最大位相変調を今まで利用して
いた。その後は、反対の向きの次々に増加する程度の位
相変調が、ｍイメージを生成するための既知の手順に従
ってフーリエ変換を受けることができるＮＭＲ応答の７
アミリイを含む完全なイメージ・データ獲得サイクルを
生じるように、さらに複数の測定シーケンスのために利
用される。

ＰＲ及びＦＴイメージング・テクニックの両方に於いて
、従来のデータ獲得シーケンスは、（所望の結果のイメ
ージ解像度に関する）小増加量によってのみ変化する連
続的な手順を伴っていた。実際は、いくらかのコンビニ
−テッド・トモグラフィ・テクニックに於いて、生デー
タの比較的連続のセットのみがイメージング・アルゴリ
ズムに入力されることを確実にする試みに利用された平
均化テクニ、りで、いくらかのオーバラッグしたスキャ
ンが成し遂げられることができる。被検体が完全なイメ
ージ・データ収集手順の開始時間と終了時間との間に動
くならば、結果とじて得られるイメージは、入力データ
の幾分一致しない不連続のセットを再構成する試みに起
因するモーション・アーティファクトを含むだろう。

普通のコンピユーテッドＸ祿トモグラフィに於いては、
そのようなモータ１ン・アーティファクトは、Ｘ線イメ
ージ・データの全てが取られる非常に速いスキャン（例
えば、１−２０秒）の間、患者が息を止めることによっ
て最小にされることができる。しかしながら、少なくと
も近未来に於ける全てのＮＭＲイメージ・データのその
ような速い収集は、患者が彼の／彼女の息を連続して止
めることを期待することができるような短期間で得られ
ることはできない（例えば、１分又はそれ以上の時間が
、完全な即イメージング手順のために現在必要とされて
いる）。それにもかかわらず、患者はなお、より長いＮ
ＭＲイメージング・データ獲得ルーチンの最初の２０秒
位の間は彼の／彼女の息を止めること（又は十分に動か
ないでいること）を期待さ九るだろう。

［発明の目的］ 本発明は上記の点に鑑みて成されたもので、より長い曳
映像化手順のそれらの初期段階の間に、より低い空間周
波数ＮＭＲイメージ・データを得ることにより、そのよ
うな低い空間周波数イメージ・データが集められた時に
、もし患者の動きが初期段階の間避けられることができ
るならば、完成した再構成毘イメージに見えるモーショ
ン・アーティファクトの程度を減じることができるＮＭ
Ｒイメーノ／グ装置及び方法を提供することを目的とす
る。

さらに本発明は、認識可能なｍイメージが、全データ収
集サイクルの初期段階で得られることができ、従ってよ
り良いモニタリングのため及び／又は全ての手順の制御
のため、オペレータにほぼ「リアル・タイム」のイメー
ジ衣示を許すよりなＮＭＲイメージング装置及び方法を
提供することを目的とする。

［発明の概要］ 投影再構成アルゴリズムに関して、より小石な総計角度
上で取られたより接近して間隔を置かれた同様の数の投
影よりも、お互いから最も離れた母 投影視野がｉ要な全てイメージ情報を発生することが可
能であるということを我々は認識した。勿論、段々と細
かい角度ステップで取られた投影視野が、（例えば、段
々高い空間周波数で９イメ一ジ細部を増すことの提供に
於いて重要である。しかしながら、より重要なより低い
空間周波数データを最初に集めるために、投影視野は、
お互いからかなり遠くに最初に間隔を置かれ且つ次にお
互いに段々と接近する角度で取られるべきである。

実施例は、前の投影視野間に含まれた角度を次々と部分
する角度で取られる連続する投影を有する総計１８０°
の角度部分上に投影視野を取られる。

例えば、角度投影のあるそのようなシーケンスは、（よ
り伝統的なＯｏ、１°、２°、３°、・・・１８０°の
投影角度よりはむしろ）９０°、１３５°、４５°、１
５７°、１１１°。

２２°１等の相対角度の投影によって続けられる０゜で
投影を開始することができる。

伝統的なＸ線コンビニ−テッド・トモグラフィでは、デ
ータ獲得手順の間そのような「あちこちにノヤングする
こと」は、しばしば実用的ではない。これは、今日売ら
れているスキャナに於いては、ＣＸｉ管を含む）どちら
かといえば大きい装置が典型的に、データが取られるこ
とができる前に、それぞれの投影角度に対応する位置に
物理的に回転されるからである。よって、そのような連
続的でないデータ収集手順は、全ての手順にかなりの複
雑さ及び時間を付加するだろう。

しかしながら、毘イメージング装置及び方法に於いては
、投影角度は、単に磁気傾斜コイルに印加される電流の
波形によってのみ決定されるものである。よって、投影
角度のデータ獲得オーダは、全データ収集手順のより速
い時間により重要なより低い空間周波数イメージ・デー
タを捕獲するように、その後の一つのガータ測定から次
へ気ままにシフトされることができる。

同様に、特別のデータ獲得シーケンスが、より低い空間
周波数イメージ・データを最初に捕獲するように、ＮＭ
Ｒ７−リエ変換イメージング・テクニックで使用される
ことができる。特に、第１の測定シーケンスが、全ての
より大きな交互の正及び負位相変調が使用される測定サ
ブ・シーケンスの連続する対によって続けられる零位相
ｙＫ調を使用する再配列データ獲得シーケンスが使用さ
れることができる。例えば、零位相変調シーケンスの後
、正及び負位相変調の最も小さい増加を使用する一対の
シーケンスが遂げられることができ、これは、最大圧及
び負位相変調が使用されるデータ獲得シーケンスの最後
の対が使用されるまで、同様に正及び負変調が二度使用
される等の一対のシーケンスによって続けられる。さら
に、位相変調の程度が静磁気傾斜コイルに印加される電
気的波形シーケンスの純粋に関数である故に、任意の配
列が、磁気傾斜・母ルス電流を発生する装置のプログラ
ムされた制御を単に変えることにより適宜遂げられるこ
とができる。同様の一般的なタイプの再配列データ獲得
シーケンスが、当業者には明らかであるだろうように、
３次元投影再構成及びフ１７エ変換即イメージングのた
めに使用されることができる。

一度、量比イメージ・データが、より速い時間に最も重
要な低い空間周波数イメージ・データ全提供するこの新
しいシーケンスで累積さｎるグロセスに於いて累積され
れば、はんの少しの基礎測定サブ・シーケンスのみが遂
げられた後、より速い時間にイメージ再構成プロセスを
開始することも可能でもまたある（即ち、認識可能なイ
メージが、そのような再構成プロセスのより速い時間に
生成されるだろうつ。より速いデータのいくらかのみが
利用できるようになった後、このように生成される最初
のイメージは、（常により細かい程度のより高い空間周
波数細部を加える〕常により多くの投影が得られ、従っ
てオペレータ等に可才見的詳細を増すように、次に更新
されることができる。

従やて、データ獲得シーケンスのその上うな再記タリは
、常に最終的なイメージのための全てのデータ獲得が続
けられ、従ってより適時の方法で手１＠のモニタリング
／制御に於ける懇イメージング・オペレータによる使用
のためにほぼ「生の」表示を発生すると同時に、オペレ
ータに手頃なイメージを再構成し且つ与えることを許す
。例えば、ｒ−タ収集手順のより速いステージの間に明
らかになるデータ収集手順に於いて、いくらかのひどい
異常（例えば、ひどいモーション・アーティファクト）
があるならば、オペレータは従って、このことを検出し
且つそのような手順を中止させることｔ可能とさせられ
、従って高価なＮＭＲイメ−ソング設備が浪費されない
ようにすることができる。

［発明の実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第１
図に示されたような全グイメージング・島電スキャナの
詳細は、前述の関連の特許／出願に、より十分に開示さ
れている。簡単な概観に於いて、患者即ち被検体１０は
、犬さな極低＠電磁アセンブリ１２内に位置される。上
記アセンブリ１２は、静磁場コイル１４と、典を的にＸ
、ｙ、Ｚ磁気傾斜コイル１６を含んでいる。ラノオ周波
数送／受信コイル１８もまた、ＮＭＲ励磁ｒ、ｆ、信号
を被検体１０内に送信するため、及びＮＭＲ応答ｒ、ｆ
。

信号を被検体１０から受信するために、上記アセンブリ
１２に含まれている。上記ｘ、ｙ、ｚ傾斜コイル１６は
典型的に、ライン２０上のノクルス状の）ＱＡ動篭流で
ｉ動される。上記駆動電流は、被検体１０の選択された
部位にのみ送信されたｍ信号に応答させるように、及び
／又は種々の補正（例えば、「位相」補正）を提供する
ように、及び／又はＮＭＲスピン・エコ一応答をそれが
所定の曳測定サイクルの間読み出されるにつれ変調され
るように、所定の測定サイクル内の選択されたタイミン
グ、振幅及び存続期間を有している。

レシーバ２４及びトランスミッタ２２は、送／受信スイ
ッチ２６を介して上記共通のｒ、ｆ　、コイル１８に対
する制御された連続的なアクセスを与えられる。上記ス
イッチ２６は、認められるだろうように「マジックＴ」
即ち非交互のｒ、ｆ、　「サーキーレータ」を含むこと
ができる。典型的に、上記ｒ、ｆ、レシーバ２４の出力
は、それがデータ獲得及び表示コンビーータ３０に入力
される前に即ち入力される時に、アナログ・ディノタル
・コンバータ２８でディジタル化される。■励磁送信及
び磁気傾斜コイル駆動等の全てのシーケンスは、分離し
た制御コンピュータ・システム３２で典ｆｆｉ的に実行
されることができる。上記コンビーータ・システム３２
は、例えば上記データ獲得及び表示コンピュータ３０と
シリアル・ライン・インタフェース３４で通信する。Ｃ
ＲＴ　Ｎ示／キー？−ド・ターミナル３６は、それらに
よって引出されたイメージの実際の表示のためのイメー
ジング罵スキャナ及びモニタ３２の制御のために使用さ
れる。

第１図のイメージング罵スキャナは、比較的高い空間周
波数の前に、よυ低い空間周波数イメージ・データの即
座の最初の獲得（及び、望まれるならば、イメージ処理
）を確実にするため瓶応答の選択的に配列された取得の
できるように、（典型的に、プロ、り３８で示されるよ
うな、上記データ獲得及び入示コンピーータ３０に及び
／又は上記制御コンビーータ３２に利用される、制御プ
ログラムの適当な変更によって少さらに変更される。こ
れによって、後で生ずるムーブメント・アーティファク
トが最小にちれ、及び／又はより速い意義のあるイメー
ジ表示が得られる。典型的に、ブロック３８によって表
ちれる変更されたプログラムは、第４図及び／又は第７
図の７０−・チャートに関してさらに後述される変更さ
れたＮＭＲ検査データ獲得／処理シーケンスを行うよう
に、ＲＡＭ　、　ＲＯＭ　、磁気ディスク等のようなデ
ィノタル・メモリ・デバイス中に格納されるだろう。

前述の関連特許／出願を熟知している人々は、ＮＭＲイ
メージ・データが、連続する個々の測定サイクルの間引
用された収集された湛スピン・エコー信号の１．２又は
３次元７−リエ変換に起因することができるということ
を理解するだろう。

典型的に、測定サイクルは、「等時間のルール」に従っ
て、一つ以上の対応するＮＭＲスピン・エコー信号を引
出す一つ以上の１８０°ｒ、ｆ、　ＮＭＲパルスによっ
て続けられる最初の摂＠出伝章動パルス（例えば９０°
）を含む。そのようなスピン・エコー信号は次に、後の
ｒイジタル処理ステップの前に一貫して検出され、サン
プルされ、ディジタル化され、ストアされることができ
る。−貫した又は同時の変調／復調処理が使用され、複
数の測定サイクルのセットからのスピン・エコーＮＭＲ
信号応答が、そのようなフーリエ変換の前に代数的に結
合されることができる。

認識されるだろうように、スピン・エコー信号がライン
量から放射され、且つスピン・エコー信号の読み出しの
間置かれた磁気傾斜のためそれらに沿って位相変調され
る１次元フーリエ変換は、異なった元素量に又はそのラ
インに沿っｆｃボクセル（ｖｏｘｅｌ）位置に対応する
異なった成分信号周波数で■スピン・エコ一応答のため
の対応する信号強度値（し１１えば、異なったサイン周
波数成分の７−タンスのための７−リエ係数の値）を提
供する。

これに反して、ＮＭＲスピン・エコー信号が平面的な量
から引出されるならば、２次元フーリエ変換処理が、そ
の平面内の個々の増加パポクセルを我すデータに、全体
の平面からの生データを変形させることを必要とされる
。（た、スピン・エコーイｇ号が関心の平面領域から来
る１次元フーリエ変換のシリーズは、（Ｘ線コンピユー
テッド・トモグラフィ及び′電子厳微鏡検査の分野では
既に良く知られている）多数のその１次元投影からの多
次元関数の再構成のために、例えば良く知られたフィル
タされた背面投影又は回転／背面投影再構成処理を使用
する普通の再構成信号処理によって続けられる（対応す
る異なった放射状に向けられた磁気傾斜が７ビン・エコ
ー読み出しの間利用されるならば）異なった放射角度で
その平面量を通して１次元投影を表すデータを生じるこ
とができる。

前述の関連特許／出願は、ＮＭＲ励磁／応答のための被
検体の選択された部位を選択的に選ぶために使用される
必要な磁気傾斜の他に、膿励磁信号（例えば、初期９０
°摂動／Ａ’ルス、及び制御された相対位相を有する一
つ以上の連続する１８０°章動ノゼルス）を発生するた
め必要とされる装置／方法の例を既に十分に開示してい
る。同様に、スピン・エコー信号を最初に捕獲するため
に、及びＮＭＲイメージ・データを生成するため（例え
ば、高速フーリエ変換によって）そのような１百号を処
理するために必要とされた装置／方法もまた、前述の関
連特許／出願から知られる。よって、そのような詳細は
、本明細書中で繰返す必要はないと思われる。

第２図に示されるように、連続的な投影視野ＰＩ　、　
Ｐ２　、　Ｐ３　、等が、被検体の断面の再構成された
「イメージ」を提供するように、既知のテクニックに従
って「背面投影される」ことができる。

第３図にもまた示されているように、初期視野角度に関
して単調に増される角度でそのような投影を連続的に取
得することは、普通の事である。第３図は８つの投影の
みを示しているが、１度増加で分布された投影のような
１８０位は典型的にあるということを当業者は理解する
だろう。

よって、データが少しのそれらの初期投影のみのため獲
得された後、全てのそのようなデータのみか比較的小さ
な含まれた角度から米るということか見られるたろう。

よって、適度なイメージは非常に後のデータ獲得手順ま
で期待されることはできない。全体のデータ獲得手順が
数秒（るるいは、１秒以下でさえるる）のみを取ること
かできる普通のｘＨコンピユーテッド・トモグラフィに
於いてのように、結果はなお適時に考究されることかで
き、なお患者の息止め等によってモーション・アーティ
フプクトヲ娯実上回避することも可能である。しかしな
がら、毘イメージンダが伴わ扛る完全なイメージのため
の全てのデータ獲得サイクルは、典を的に非常に長い（
例えば、１分以上のオーダである）。

よって第３図（ｂ）に示されるような本発明の第１の実
施例に従って、「あちこちにジャンプする」ように、及
び広く分離された角度から薦投影視野を最初に得、従り
て他の場合より低い空間周波数内容で豊富である初期捕
獲シーケンスを成し遂げるように、データ獲得シーケン
スが変えられている。例えば、第３図（ｂ）に示される
ように、第１の投影Ｐ１が取られた後、第２の投影は、
９０°の相対角度で収られることができる。その後、こ
のように定義された９０°セクタは、投影Ｐ３及びＰ４
を定義するデータを次に取るように、部分さｎる。

その後、このように定義された４５°角度部分は、投影
Ｐ５．Ｐ６．Ｐ７及びＰ８を定義するデータを次に敗る
ように、さらに部分される。隣接する投影間に含まれる
角度の再分のプロセスは、投影視野間の所望の最小分離
角度が得られるまで続けられる。

上記データ獲得及び衣示コンピーータ３θ及び制御コン
ピュータ３２が、連合されたメモリ・デバイスにスト了
された適当なプログラム指令によって決定される動作を
する故に、及び上記Ｘ　、　Ｙ。

２傾斜コイル１６が動かされてはならない故に、全体の
システムは適当なプログラム制御に従って、いくらかの
所望の任意のデータ獲得シークンスを行うことができる
。よって、第３図（ｂ）の所望の再整理は、投影再構成
データ獲得ルーチンのための２ドアされたプログラムを
単に変更することによって得られることかでさる。例え
ば、ある可能なプログラムは、ＰＲデータ獲得ルーチン
が４００で始められる第４肉の７０−・チャートに示さ
れている。処理を開始させるために、０．′のどこかの
初期視野角度で投影を定義するデータが４０２で生じさ
せられ、９０°のために４０４で生じさせられる。イメ
ージ再構成は、投影視野データの２つ以上のセットか手
に入った後、何時でも実際に始めることができる。例え
ば、第４図に示されるように、そのようなイメージ再構
成及び衣示は、ステップ４０４の最後の部分で任意に開
始されることができる。これは、９０°±４５°の相対
角度のための投影データの付加的なセットが取られる前
でさえある。典型的に、イメージ再構成処理自身は、第
４図に示されたデータ捕獲ルーチンの出力からそれに供
給された生の投影視野データに基づいた再構成処理を続
ける分離したコンピータ・フロセッサによって制御され
るだろう。

認められるように、４５°及び１３５°（例えば、１３
５によって続けられる４５又は４５によりて続けられる
１３５）で投影視野を取る順序は、重要ではない。同様
に、この実施例に於いて、削の投影の間の角度が部分さ
れるそれぞれの時に、部分投影視野が収られる正確な順
序は、重要ではない。

第４因のプロ、り４０８で、４つの投影視野が、前に取
られた投影視野間の４５°角度を部分するように取られ
る。次に、プロ、り４１０で、前の投影視野間のこのよ
うな結果の２２．５°の角度が、８つの投影視野を取る
ためさらに部分される。ブロック４１２で、１６の投影
視野が、前に取られた投影視野を敗るためにさらに部分
される。ブロック４１２で、１６の投影視野が、前に取
られた投影視野間に予め定義された１１．２５°を部分
するように取られる。同様に、ブロック４１４で、３２
の付加の投影視野が、前に取られた投影視野の５．６°
の角度を部分するように取られる。望むならば、細部の
より細かい程度のために同様の処理が繰返されることが
できる（例えば、１．４°毎の投影視野を生成するよう
に６４の投影、又はそれぞれ、７°増加する投影を提供
するようにさらに付加の１２８の投影）。最後に、普通
の出口が、第４図のｒ−夕捕獲ルーチンから４１６で敗
られる。第４図のフロー・チャートは、該来ＩＡｊ例の
顕著な普通でない点を不明瞭にしない程度に簡略化され
ているということは、当業者には明らかでろろう。

例えば、いくらかの任意の入力相対角度方位で投影視野
を定義するＮＭＲデータを収ることができるざらなるサ
ブルーチン制御プログラムと共に利用さ肛ることかでき
る。上記サブルーチンは、尚該分野で既知であると思わ
れる。

フーリエ変換イメージ再構成テクニックで、ＮＭＲＦＴ
イメージのための典型的な従来の全てのデータ獲得サイ
クルが第５図に示されている。前述の関連特許及び特許
用１顆は、かなり詳細にそのようなデータ獲得サイクル
を開示している。しかしながら、第５図の省略された描
写は、（第５図の上カラ下への）測定シーケンスの連続
が最初の測定シーケンスに使用される最大の程度の位相
ｆ調で利用されるということを示すに十分でめる。上６
己最初のσｆｉｌ定シークンスは、反対の方向の位相１
調の程度を連続的に増すことＫよって続けられる零位相
ｆ調シーケンスまで下がる連伏的に小さい程度の位相変
調によって続けられる。結果の２ビン・エコーｒｆ　Ｎ
ＭＲ応答は典型的に（ディノタル化されたサンプル１れ
た形で）抽獲嘔れ、結果のＮＭＲイメージのための画素
値を提供するように処理（例えば、７−リエ変換）され
る。そのような現在普通のＮＭＲＦＴイメージ再栴層成
理のより詳細な理解のためには、前述の米国特許及び特
許出願が参照されねばならないだろう。

そのような従来の位相変調シーケンスが第６図（、）に
表の形で示されており、これは全てのデータ獲得サイク
ルのよジ速い部分の間、より低い空間周波数屯イメージ
・データを捕獲するように、０で始めて、次に（両方の
方向に交互に）位相変調の大きさを段々と増す変更され
た位相変調シーケンスを示す第６図（ｂ）と比較される
。新しいデー”り獲得サイクルが古いデータ獲得サイク
ルの真中で本質的に始ぽり、次に父互のスタイルでそれ
から外へ（即ち、第５図の上及び下の両方へン進んでい
る。

もう一度、適当にプログラムされているならば、第１図
の普通の装置が任意のデータ獲得シーケンスを達するこ
とがでさる故に、所望の新しい順序のデータ獲得が、デ
ータ獲得を制御するプログラムを代えることによって、
達せられることができる。変更されたＦＴＴデータ獲ル
ーチンのための一実施例は、第７図にボックス７００で
入られることができる。その後、カウンタＭ及びＮが、
７−リエ変換データが０位相変調のため７０４で取られ
る前に、７０２で初期化される。その後、カウンタＮ及
びＭが７０８でインクリメントされ、次にフーリエ変換
イメージ・データがブロック７１０で１インクリメント
の正位相変調のために取られるルーグア０６に入る。そ
の後、カウンタＭが７１２でインクリメントされる。最
大数のＭデータ・セットのだめの検査が７１６で成され
、最大数の所望のデータ・セットがまだ達せられていな
いならば、フーリエ変換イメージ・データの他のセット
が位相変調の負１インクリメントのために７１７で取ら
れる。連続通過ルーｆ７０６で、位相変調の正Ｎインク
リメント及び負Ｎインクリメントが、ブロック７１０及
び７１２でそ扛ぞ扛もたらされる。制御は、ボックス７
０８でルーグア０６の頂部に戻される。デックスフ１８
で示されるように、望まれるならば、イメージ再構成及
び表示が、少しの７−リエ変換データ・セット視野のみ
の後、実際に開始されることができ、従って直ぐにオペ
レータのための速く認識できる［ライプの」イメージ描
写を提供する。全ての所望のデータ・セットが取られた
後、ルーグア０６は？ツクスフ１６で完成させられ、第
７図のルーチンからの出口が７２０で通常取られるだろ
う。

（例えば、モー７ｉＩ７・アーティファクトを最小にす
るように）そのような再配列されたデータ獲得の潜在的
な効果を示すために、像対象の６４×６４画素が、Ｘ及
び／又はＹ軸に沿って置換えらｎた同一の第２の像対象
と共にコンピュータ発生される。そのような像データと
共に、ＰＲ及びＦ’Ｔ７Ｊ−タ・セットの両方がシュミ
レートされることかでき、べ示された像対象かイメージ
ング手順の間そのうちにいくらかの所望の点で明らかに
生ずる動きをシニミレートするために使用されることが
できる。従って完全なデータ・セットは、動きが生じる
前及び後の両方で得られた投影データから成るように構
成されることができる。このようにして、データ獲得オ
ーダの変更の効果をシーミレートすることかでさる。第
８図及び第９図は例えば、本発明に従って再構成された
シュミレートされたデータから得られたイメージと比較
するように、投影の普通のシーケンシャルなセットを使
用して得られた再構成イメージを比較する写真である。

図示されたように、データ収集手順の間の呉なった時間
で生ずるシェミレートされた動きのだめの比較か成され
ている。上記再配列されたデータ獲得は明らかに、視覚
的イメージに於いて諷ぜられたモーション・アーティフ
ァクト効果を生じている。

第８図に於いて、シュミレートされた像は、はぼ１０％
の投影のみが完成された（従って６４個の第２の投影に
於いて、可７Ｉきが６番目の第２の点である〕後、ＮＭ
ＲＦＴデータ収集果手順間垂直力向に動き、その後規則
的に動き伏ける。第８図に示されたイメージの下列は、
零位相変調投影が先ず得られる再配列シーケンスから得
られたイメージ全表している。それぞれの垂直列は、幾
分異なったシュミレートされたムーブメント・シーケン
スを示しているが、しかし全てはイメージの下列の減せ
られたアーティフ７りＨ−示している。

第９図は、対象が比較的大きな債（例えば、それぞれ５
画素〕によってＸ及びＹ座標を置換えられていることを
除いては、第８図と本質的に同様である。両方の場合に
於いて、シュミレートされたモーションが対象を多少は
やけさすが、（本発明に従った再配列データ獲得シーケ
ンスを使用して得られたイメージを表す）下列に於いて
は、そのようなモーション・アーティファクトはあまシ
児られない。

第１Ｏ図は、異なった数（例えば、４乃至６４）の７−
ケンンヤルＮＭＲ／ＦＴ　７−”−タ・セット（即ち、
普通のＦ’Ｔデータ獲得獲得クーケンス用する）を再構
成することによって得られたＮＭＲイメージを示してい
る。イメージのどうにか見ら扛る手頃な写真が得られる
までに、はぼ３２投影が必要でるるということに注意さ
れたい。こｎに反して、第１１図は、異なったａ（例え
ば、４乃至６４）のＦＴ　ＮＭＲデータ・セットを使用
するが、本発明に従った再配列データ獲得シーケンスで
得られたガータ・セットで得られた像の再構成された湛
イメーノのシリーズを同様に示している。像の基礎的な
輪郭が４つのデータ・セットのみが獲得された後に認識
でき、且つ１６と同じくらい少しのデータ・セットが、
対象内の幾分はやけているが認識可能な写真を生成する
ということに注意されたい。

従って、ｍ１０図と第１１図の比較がら明らがであるた
ろうように、本発明の再配列データ獲得シーケンスは、
そのような装置のオペレータに利用させられることを、
より適時に再構成された認識可能なＮＭＲイメージに許
し、従って非常に効果的なモニタリング及びＮＭＲデー
タ獲得手順の制御を許すだろう。

第１２図及び第１３図はそれぞれ第１０図及び第１１図
と同様であるが、投影再構成ＮＭＲイメージング手順の
使用を示している。観察されるだろうように、同様の改
良された好機が第１２図に使用されたより普通のシーケ
ンシャル・データ獲得手順と比較して同様の第１３図の
再配列されたデータ収集シーケンスを使用して明らかで
ある。

なお本発明は、上記実施例のみに限定されるものではな
く、種々の変更修正が可能であるということを当業者は
理解するだろう。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、より長いＮＭＲイ
メージング手順のそれらの初期段階の間に、より低い空
間周波数ＮＭＲイメーノ・データ金得ることにより、そ
のような低い空間周波数イメージ・データが集められた
時に、もし患者の勤さが初期段階の間避けらｎることが
できるならば、完成した再構成ＮＭＲイメーノに見らｎ
るモーション・アーティファクトの程度ｆ、減じること
がでさるＮＭＲイメージング装置及び方法を提供するこ
とかでき、さらに認識可能なＮＭＲイメーノが全データ
収集サイクルの初期段階で得られることができ、従って
より良いモニタリングのため及び／又は全ての手順の制
御のため、オペレータにほぼ「リアル・タイム」のイメ
ージ表示を許すような曳イメージング装置及び方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例か組込ま江たイメージング■
スキャナの全体の概略ブロック構成図、第２図は従来の
曳イメージ投影再構成（ＰＲ）テクニックを示す図、第
３図（、）及び（ｂ）は従来のＰＲデータ獲得シーケン
スと本発明に従ったデータ獲得シーケンスの第１の実施
例とを比較して示す図、第４図は第３図（ｂ）に示され
たようなＰＲデータ捕獲ルーチンのために使用されるこ
とができるコンピュータ・プログラムの例を示すフロー
・チャート、第５図は従来のＮ？ｉ’ｉＲ７’ｌ工変換
（ＦＴ）イメージ再構成データ獲得サイクルの概略波形
図、第６図（、）及び（ｂ）は従来のＦＴデータ穐得シ
ーケンスと本発明の他の実施例に従ったデータ獲得／−
ケンスの例とを比較して示す衣、第７図は第６＜（ｂ）
に示されたようなＦＴデータ捕獲ルーチンのために利用
されることができるコンピュータ・プログラムの例を示
すフロー・チャート、第８図乃至第１１図は本発明の一
実施例に従った減ぜられたモーション・アーティファク
トヲ有し且つより適時の認識可能なイメージ再構成能力
を有するＮＭＲＦＴイメージング手順を示すシュミレー
トされた再構成された即イメーノの写真、第１２図及び
第１３図はＮＭＲＰＲイメージング手順のための同様の
結果を示すそれぞれ第１０図及び第１１図と同様の写真
である。 １０・・・被検体、１２・・・極低温電磁アセンブリ、
１４・・・静磁場コイル、１６・・・Ｘ、Ｙ、Ｚ磁気傾
斜コイル、１８・・・送／受信コイル、２０・・・ライ
ン、２２・・・トランスミッタ、２４・・・レシーバ、
２６・・・送／受信スイッチ、２８・・・アナログ・デ
ィジタル・コンバータ、３０・・・データ獲得及び災示
コンピュータ、３２・・・制御コンピュータ・システム
、３４・・・シリアル・ライン・インタフェース、３６
・・・ｃｎＴ＊示／キーゼード・ターミナル、３７・・
・モニタ、３８・・・制御プログラム。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　門（６忙１一つ
ＮＭＲ丈え号）イズーシ′両１へ）ＮＭＲ７−’）ｘ　
Ｙ　’Ｍ４ｊ−”、’Ａ＋Ｑ　ｑ　Ｔ−７４１％？４７
／１−Ｆ１０．６ （乙と）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（′ｈ）図面ｔつ、９乙、：“ツ′；にて更なし）Ｆ
　／　Ｇ、θ Ｆ１０．９ 区部の、゛て゛′：、官′：−クニなし）Ｆ／Ｇ、ＩＯ Ｆ　／　Ｇ、　／／ ＝ｒ−−−・′Ｕ′二亡に変更なし） Ｆ／Ｇ、／２ Ｆ　／　Ｇ、／３

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）全ＮＭＲイメージ・データ獲得サイクルの間にイ
   メージングされるべき対象から複数の連続ＮＭＲ応答を
   引出すためのＮＭＲ励磁手段と、前記ＮＭＲ応答を検出
   し且つそれを前記対象の少なくとも一部のイメージを表
   すデジタル信号に処理するためのＮＭＲ検出手段と、 所定の順序で応答を引出し、データ獲得サイクルの第１
   の部分の間により低い空間周波数のイメージ・データを
   提供し且つ前記データ獲得サイクルのより後の部分の間
   にその後のより高い空間周波数のイメージ・データを提
   供する前記ＮＭＲ励磁手段に含まれたシーケンス制御手
   段と、 を具備して成ることを特徴とするＮＭＲイメージング装
   置。
2. （２）前記検出し且つ処理するためのＮＭＲ検出手段は
   投影再構成テクニックを使用し、前記ＮＭＲ励磁手段は
   、前記データ獲得サイクルの間にお互いに関して段々と
   小さな相対角度で取られた対応する連続の異なった角度
   で、前記対象を通して取られた投影を表す連続ＮＭＲ応
   答を引出すことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のＮＭＲイメージング装置。
3. （３）前記ＮＭＲ励磁手段は少なくとも約１８０°の総
   角度間隔上にほぼ０°、９０°、１３５°、４５°、１
   ５７°、１１１°、２２°、等の相対角度で連続投影を
   取ることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のＮ
   ＭＲイメージング装置。
4. （４）前記検出し且つ処理するためのＮＭＲ検出手段は
   、フーリエ変換再構成テクニックの連続位相変調ＮＭＲ
   応答を使用し、前記ＮＭＲ励磁手段は、極性を交互にし
   且つ大きさを段々と増す相対位相変調を使用して連続Ｎ
   ＭＲ応答を引出すことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のＮＭＲイメージング装置。
5. （５）前記ＮＭＲ励磁手段は、Δφの増加位相変調変化
   を使用し、且つ前記連続ＮＭＲ応答は、ｎΔφ、−（ｎ
   −１）Δφの最大位相変調まで、０、±Δφ、±２Δφ
   、±３Δφ、等のおよその相対量で位相変調されること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項に記載のＮＭＲイメ
   ージング装置。
6. （６）前記検出し且つ処理するためのＮＭＲ検出手段は
   、全てよりは少ない最初に生じる複数の前記ＮＭＲ応答
   を受取り且つそれらに基づいて最初のＮＭＲイメージを
   再構成するためのイメージ再構成手段を含むことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項
   に記載のＭＭＲイメージング装置。
7. （７）全ＮＭＲイメージ・データ獲得サイクルの間にイ
   メージングされるべき対象から複数の連続ＮＭＲ応答を
   引出すステップと、 前記ＮＭＲ応答を検出し且つそれを前記対象の少なくと
   も一部のイメージを表すディジタル信号に処理するステ
   ップと、 所定の順序で応答を引出し、データ獲得サイクルの第１
   の部分の間により低い空間周波数のイメージ・データを
   提供し且つ前記データ獲得サイクルのより後の部分の間
   にその後のより高い空間周波数のイメージ・データとを
   提供するステップと、を具備して成ることを特徴とする
   ＮＭＲイメージング方法。
8. （８）前記検出し且つ処理することのステップは投影再
   構成テクニックを使用し、前記励磁ステップは、前記デ
   ータ獲得サイクルの間に予め獲得された角度に関して段
   々と小さな相対角度で取られた対応する連続の異なった
   角度で、前記対象を通して取られた投影を表す連続ＮＭ
   Ｒ応答を引出すことを特徴とする特許請求の範囲第７項
   に記載のＮＭＲイメージング方法。
9. （９）前記励磁は、少なくとも約１８０°の総角度間隔
   上にほぼ０°、９０°、１３５°、４５°、１５７°、
   １１１°、２２°、等の相対角度で連続投影を取ること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載のＮＭＲイメ
   ージング方法。
10. （１０）前記検出し且つ処理することのステップは、フ
    ーリエ変換再構成テクニックの連続位相変調ＮＭＲ応答
    を使用し、前記励磁ステップは、極性を交互にし且つ大
    きさを段々と増す相対位相変調を使用して連続ＮＭＲ応
    答を引出すことを特徴とする特許請求の範囲第７項に記
    載のＮＭＲイメージング方法。
11. （１１）前記励磁ステップは、Δφの増加位相変調変化
    を使用し、且つ前記連続ＮＭＲ応答は、ｎΔφ、−（ｎ
    −１）Δφの最大位相変調まで、０、±Δφ、±２Δφ
    、±３Δφ、等のおよその相対量で位相変調されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載のＮＭＲイ
    メージング方法。
12. （１２）前記検出し且つ処理するステップは、全てより
    は少ない最初に生じる複数の前記ＮＭＲ応答に基づいて
    最初のＮＭＲイメージを再構成するステップを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第７項乃至第１１項のいず
    れか１項に記載のＮＭＲイメージング方法。