JPS63122440A - 磁気共鳴イメ−ジング装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は磁気共鳴（ＭＲ：ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｃｏ
ｎａｎｃｅ）現象を用いて被検体の磁気共鳴現象像を得
る磁気共鳴イメージング装置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴イメージング装置（以下ＭＲＩ装置と称する）
は、被検体の所望部位に−様な静磁場を印加し、この静
磁場と直角方向にＲＦ磁場を形成する送信用ＲＦコイル
によって、断Ｍ録を得る特定のスライス部分のみに磁場
共鳴現象を生じさせ、ざらにＲＦ磁場の解除後に原子核
から発生する磁場共鳴現象（以下ＭＲ倍信号称する）を
受信用ＲＦコイルによって検出するようにしたものであ
る。さらに、静磁場にＸ′軸方向（Ｘ＠からθ°回転し
た座標系）に対して直線的な傾斜を持つ線型ｌａ場勾配
を作用させて合成ＭＲ信号を得、この信号をフーリエ変
換することによりスライス部分のＸ′軸をＸ−Ｙ平面内
で回転させＸ−Ｙ平面内の各方向への投影情報を得てＣ
Ｔ＠を形成することが行われる。

ところで従来、被検体からのＭＲ倍信号用いたイメージ
ングにいて、分解能を高くするには、傾斜磁場強度と傾
斜磁場パルス幅との積を大ぎくしでいた。しかしながら
、この場合敵影領域が狭く制限されるため、フェーズエ
ンコーディング方向の敵影領域外からの折り返し信号に
よるアーチファクトを生じてしまう。従って一般には、
検出感度領域の狭いサーフェスコイルを用いて局所蹟影
を行うようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、サーフェスコイル法では被検体の表面及
びその近傍の信号の受信には効果的であるが、深い部位
には適用できないという問題点がある。

本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、その目的と
するところは、被検体の任意の局所部位における磁気共
鳴像を高分解能で得ることができる磁気共鳴イメージン
グ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、所定スライス而における直交２軸の一方の軸
方向に所望局所部位を挟む領域を９０’パルスで選択励
起した後に該領域の横磁化成分を消去し、該直交２軸の
他方の軸方向に該局所部位を挟む領域を９０’パルスで
選択励起した後に該領域の横磁化成分を消去し、しかる
後、該局所部位を含む帯域を励起して該局所部位のデー
タ収集制御を行う制御手段と、得られたデータを基に該
局所部位の磁気共鳴像を再構成するデータ処理手段とを
有するものである。

（作　用） 前記制御手段の制御により、任意の局所部位のデータを
収集することができ、この収集データを基に前記データ
処理手段により該局所部位の磁気共鳴像を再構成するよ
うにしているので、撮影領域外からの磁気共鳴信号によ
る折り返しのアーチファクトを生ずることがなく、しか
も、撮影領域制限によりフェーズエンコード回数を少な
くできるので、その分アベレージング回数を増加するこ
とができ、磁気共鳴像の分解能を向上させることができ
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

マグネットアセンブリ１は、この内部に挿入された被検
体に一定強度の主磁場を印加する静磁場コイル２と、被
検体にＸ方向、ｙ方向及び２方向の勾配磁場を印加する
傾斜ｗｉ場ココイルと、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励起コイル４と、被検体内から
の磁気共鳴信号を検出するための検出コイル５とを備え
ている。

データ処理針ｑ機１１は、表示装置１２と、制御手段た
るコントローラ１３とに接続される。コントローラ１３
は、傾斜磁場制御回路１４とゲート回路１７とに接続さ
れる。傾斜磁場制御回路１５は、傾斜磁場コイル３に接
続される。高周波発振器１６は、ゲート回路１７に接続
される。ゲート回路１７は電力増幅器１８に接続される
。電力増幅器１８は励起コイル４に接続される。検出コ
イル５はプリアンプ１９に接続される。プリアンプ１９
は位相検波回路２０に接続される。位相検波回路２０は
波形メモリ２１に接続される。波形メモリ２１はデータ
処理計算殿１１に接続される。

コントローラ１３は、磁気共鳴信号の観測データを収集
するためのタイミング信号を発生し、傾斜磁場駆動回路
１４及びゲート回路１７の動作を制御する。これにより
、コントローラ１３は、傾斜ｆａ場ＧＸ、ＧＶ、ＧＺヤ
高周波パルスＲＦの発生シーケンスを制御する。

傾斜磁場制御回路１４は、傾斜磁場コイル３の電流を制
御し、被検体に傾斜磁場を印加する。

静ｗｉ場制御回路１５は、静磁場コイル２の供給電流を
制御し、被検体に静磁場１−１０を印加する。

高周波発振器１６はコントローラ１３により周波数を制
御された高周波信号を発生する。ゲート回路１７は、コ
ントローラ１３からのタイミング信号により、高周波発
振器１６の出力した高周波信号を変調し、高周波パルス
を生成する。電力増幅器１８は、ゲート回路１７の出力
した高周波パルスを電力増幅し、励起コイル４に供給す
る。

プリアンプ１９は、検出コイル５からの磁気共鳴信号を
増幅する。位相検波回路２０は、この増幅された磁気共
鳴信号を位相検波する。波形メモリ２１は、位相検波さ
れた波形信号を記憶する。

データ処理計算機１１は、コントローラ１３の動作の制
御、コントローラ１３からの時間情報の受信及び波形メ
モリ２１からの読出しを行い、観測された磁気共鳴によ
る信号処理を行い、磁気共１Ｉｊ３像の再構成を行う。

このデータ処理計算＠１１が本発明におけるデータ処理
手段の一例である。

また、データ処理計算機１１は、撮作者に対する操作の
指示を、表示装置１２に表示することもできる。

前記高周波信号は、例えば局所部位の中心周波数ｔｏの
他そのｆＯを挟む異なる周波数ｆ１゜ｆ２．ｆ３．ｆａ
でおり、コントローラ１３によりその周波数が選択され
、ゲート回路１７によりそれらの帯域が制御されるよう
になっている。

次に第２図乃至第６図を参照して前記装置の動作を説明
する。ここで第２図及び第６図は前記装置に用いられる
パルスシーケンスの一例を示す図であり、第３図、第４
図、第５図はそれぞれ被検体のスキャンフォーマットを
示す図である。

先ず、被検体の特定位置における断層像を得るために、
静ｖｉｉ場制御回路１５を介して静ｗｉ場コイル２に電
流を流して図示Ｚ軸方向に均一な静磁場Ｈａを与える。

これにより磁化がｚ軸方向に向う。

次に磁化の向きとスライス位置を特定するための信号を
付加するわけであるが、以下の説明では便宜上回転座標
系ｘ’　、ｙ’　、ｚ’を対象とする。

磁化を回転座標系において−Ｘ′方向に９０’倒すため
にｙ′方向に選択励起パルスＲＦを印加する。このとぎ
同時にｙ軸方向にスライス用傾斜磁場Ｇｙを付与する。

前記選択励起パルスＲＦは周波数の異なる２つのキャリ
アｆ１．ｆ２を含んでいる。即ち、第３図において、被
検体Ｐの中央部に目的とする局所部位があると仮定した
場合、その局所部位を含む領域を励起するための特定周
波数の中心がｆＯであれば、それを挟む両側領域３１．
３２　（第３図における上下のハツチング部分）を選択
するための２つの周波数ｆ１．ｆ２を含むＲＦパルスと
すればよい。ｆｌ、ｆ２は共に中心周波数を示しており
、幅はΔｆ１．Δｆ２によって決められる。このように
、所望の領域を選択するために異なる周波数を使用すれ
ばよいことは次式（１）から明らかである。

ｆｏ＝γ／２π・ＢＯ・・・（１） （γは磁気回転比） また、上記傾斜磁場ＧＶは通常の強さを有するスライス
用磁場をある時間τ１だけ加えた後にスライス終了後は
より大きな強度の磁場を所定時間τ２加える。後半の磁
場はスポイラ−３Ｐと称されるものであり、これにより
横磁化成０が分散し、横方向成分が消えることになる。

ここでｙ方向の各ｆａｌｉ３１　、３２のスライス厚Δ
ｔ１．Δｔ２は次式（２）、（３）によって決まる。

Δｔ１＝Δｆｔ／γＧｙ　　　　　・・・（２）Δｔ２
＝Δｆ２／γＧＭ　　　　　・・・（３）次に上記同様
の原理に基づいて第４図に示す図示左右領域３３．３／
Ｉの励起について説明する。

回転座標系において磁化をｙ′方向に９０’倒すために
Ｘ′力方向９０’ＲＦパルスを加え、同時にスライス用
傾斜磁場ＧＸを加える。この場合、前記同様目標部位を
含む中心周波数ｆＯを挟む如き異なる２つの周波数ｆ３
．ｆ４　（帯域がΔｔ３゜Δｔ４）を有するＲＦパルス
を用いると共に、傾斜磁場（３Ｘは前半τ１が通常のス
ライス用磁場強度、後半τ２が大きな強度（スポイラ−
５Ｐ）となるようにすることは言うまでもない。従って
、−旦励起された領域３３．３４が最終的には涜失して
いることになる。

次に、第５図に示すように、所定時間経過後に中心周波
数ｆｏ　　（帯域Δｆｏ　）を含む９０°ＲＦパルスを
２軸に加えて図示中央領域３５を励起すると共に傾斜磁
場Ｇｚを加える。この後再結像用傾斜磁場−ＧＺを加え
る。

以上の過程により局所部位Ｓ１のみ励起することができ
るので、後は通常の二次元フーリエ変換イメージング法
や三次元フーリエ変換イメージング法を行うための諸過
程を経れば良い。

例えば−例として、第６図に示すように位相エンコーデ
ィング用に傾斜磁場Ｇ’ｉ／を使用し、信号読み出し用
に傾斜磁場ＧＸを使用することにより、エコー信号を取
り出すことができ、位相エンコーディング用Ｇｙ強度を
変化させながら、エコー信号を収集しデータ処理するこ
とにより局所のみの画像を得ることができる。エコー信
号検出は検出コイル５によって行われ、検出されたエコ
ー信号はプリアンプ１９を介して位相検波回路２０に伝
達され、スペクトル分析に供される。そしてこのスペク
トル分析結果が波形メモリ２１を介してデータ処理計算
機１１に取り込まれ、この計算機１１により局所のみの
磁気共鳴像が再構成される。

このように本実施例装置においては、コントローラ１３
の制御により、被検体の任意局所部位のデータを収集す
ることができ、この収集データを基にデータ処理計算機
１１により該局所部位の磁気共鳴像を再４を成するよう
にしているので、敵影領域外からの磁気共鳴信号による
折り返しのアーチファクトを生ずることがなく、しかも
撮影領域を制限したことによりフェーズエンコード回数
を少なくできるので、その分アベレージング回数を増加
させることができ、磁気共鳴像のＳ／Ｎ比を向上させ、
分解能を向上させることができる。

ここで、パルスエコ一方式のシーケンスにおいて、９０
”パルス及びスライス用傾斜磁場を印加し、その後１８
０°パルスを印加する際にフェーズエンコード方向に傾
斜磁場をかけることにより局所部位のデータ収集が可能
となるが、かかるシーケンスにおいては局所部位のシン
グルスライス面しか再構成することができない。この点
、上記実施例のように必要領域外を選択的に飽和させ、
横磁化成分をスポイラ−パルスにより急激に減衰させる
ことで局所部位のデータ収集を行う方式におっては、第
５図の紙面に垂直方向へのマルチスライスにより局所部
位Ｓ１に平行となる複数スライスについての磁気共鳴像
が再閉成できる。

本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形実施が可
能である。

例えば前記実施例では先ずｙ′軸方向にスライスを行い
、次にＸ′軸方向についてスライスを行うこととしたが
、この順序を逆にしても結果は同じである。

また、局所部位を中心位置と仮定してその中心周波数ｆ
Ｏとしたが、これに限らず中心から外れた位置を局所部
位として選ぶようにしてそれに応じてその中心周波数を
異なった周波数とすることができる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば被検体の任意の局所部位に
おける磁気共鳴像を高分解能で１７ることができる磁気
共鳴イメージング装置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装置のブロック図、第２図及
び第６図はそのパルスシーケンスの一例を示す説明図、
第３図乃至第５図はその動作説明のためのスキャンフォ
ーマット図である。 ２・・・静磁場コイル、３・・・傾斜コイル、４・・・
励起コイル、５・・・検出コイル、１１・・・データ処
理計算機（データ処理手段）、１３・・・コントローラ
（制御手段）。 代理人　弁理士　則　　近　　憲　　化量　　　　　大
　　胡　　　典　　　夫Ｙ’（９０’）　　　　＋Ｘ’
（９０°）　　　ｙ″（９σ）第　　２　図 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気共鳴現象を利用して被検体局所部位を撮影す
   る磁気共鳴イメージング装置において、所定スライス面
   における直交２軸の一方の軸方向に該局所部位を挟む領
   域を９０°パルスて選択励起した後に該領域の横磁化成
   分を消去し、該直交２軸の他方の軸方向に該局所部位を
   挟む領域を９０°パルスで選択励起した後に該領域の横
   磁化成分を消去し、しかる後、該局所部位を含む帯域を
   励起して該局所部位のデータ収集制御を行う制御手段と
   、得られたデータを基に該局所部位の磁気共鳴像を再構
   成するデータ処理手段とを有することを特徴とする磁気
   共鳴イメージング装置。
2. （２）前記横磁化成分消去は、傾斜磁場における終了時
   の磁場強度を急激に高めることによって行う特許請求の
   範囲第１項記載の磁気共鳴イメージング装置。