JPS63183046A - 磁気共鳴映像装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴現象により誘起される複数のエコー
信号をフーリエ変換することによって映像化する磁気共
鳴映像法に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴現象により誘起されるＭＲエコー信号を２次元
フーリエ変換法によって映像化する方−法が知られてい
る。この場合誘起されるＭＲエコー信号は次式で示され
る。

ｆ（ξ、η） ＝ｆｆＩ　（ｘ、　ｙ）　ｅ’　（←η”ｄＸｄ’／”
”（１）ξ÷ｒやＧｘ　φｔｘ η＝ｒ−Ｇ’／−ｔＶ ここで　ｒ：物質で決まる磁気回転比、（３ｘ：ｘ方向
の傾斜磁場強度、 ＧＶ：Ｖ方向の傾斜磁場強度、 ｔｘ：Ｇｘの印加時間、 ｔ’／：ＧＶの印加時間、 Ｉ（ｘ、ｙ）：断層面内のスピン密度分布。

すなわち、エコー信号ｆ（ξ、η）は傾斜磁場強度（Ｇ
Ｘ、ＧＶ）とその印加時間（ｔ　ｘ、　ｔ　ｙ）との積
で表わされる情報を有している。このエコー信号を映像
化するにはξ、ηの平面（フーリエ面と称される）を埋
めるだけのエコーデータを収集して次式に従って２次元
フーリエ変換すればよい。

Ｉ（ｘ、ｙ） ＝０’ｆ（ξ、η）ｅ”ＧＸ”７１）ｄξｄη・・・（
２） 第６図は２エコーを用いた場合の２次元フーリエ変換法
に通用されるパルスシーケンスを示すものである。

このパルスシーケンスで９０’パルスと傾斜磁場Ｇｚは
Ｚ軸に垂直な断層面を選択励起するために用いる。１８
０°パルスと断層面内のＸ方向に勾配を持つ傾斜１場Ｇ
ｘは、励起されたスピンをエコーの形で集めるためのも
ので、このときのエコーの周波数成分は断層面内のＸ方
向に対するスピンの分布に依存する。上記（３ｚ　、　
（３ｘと直交する傾斜磁場ＧＶはこの振幅を負の値から
正の値へと順次変化させて位相エンコーディングを行う
ためのものでおる。

このパルスシーケンスは９０°パルスによる励起が行わ
れるたびに、ＧＶの振幅を変化させて（−ＮからＮまで
）エコーデータを収集して第７図のように第１エコーと
第２エコーとによってフーリエ面を埋めていく。つまり
２Ｎ＋１回の励起によって２エコーが各々のフーリエ面
を埋めるので、２回にわたって２次元フーリエ変換する
と２エコーによって２つの映像が作られることになる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで従来の映像法においては、２Ｎ＋１回の励起回
数によって２つのフーリエ面を埋めているのでスキャン
時間が長くなるという問題がおる。

このため映像化に費やされる時間が比較的長くなること
になる。

本発明はこのような問題に対処してなされたもので、ス
キャン時間の短縮を図った磁気共鳴映像法を提供するこ
とを目的とするもので必る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を連成するために本発明は、磁気共鳴現象によ
り誘起される複数のエコー信号に対して各々異なった位
相エンコード情報を与えることを特徴としている。

（作　用） 例えば２エコーの場合第１エコーに対してＧｙの振幅を
−Ｎ／２からＮ／２まで変化させて位相エンコーディン
グを行い、第２エコーに対しては上記ＧＶと同じ方向で
大きざがＮ／２のＧｙを印加することにより位相エンコ
ーディングを行う。これによって第１及び第２エコーで
（Ｎ＋１）回の励起回数でフーリエ面を埋めつくすこと
ができるので、スキン時間を短縮することができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の磁気共鳴映像法の実施例を
説明する。

第１図は本発明実施例に用いるパルスシーケンスを示す
もので、９０パルスと傾斜磁場ＧＺはＺ軸に垂直な断層
面を選択励起するためのものでおる。傾斜磁場（３ｘは
励起されたスピンをエコーの形で集めるためのものであ
る。（３ｚ　、　ＧＸと直交する傾斜磁場Ｇｙは全幅を
順次変化させて位相エンコーディングを行うためのもの
である。

ＧＶのＡ部分において９０’パルスによる励起の後に振
幅を−Ｎ／２からＮ−２まで変化させる。これをフーリ
エ面で示すと第２図のように第１エコーに対してηｃＱ
　（−Ｎ／２）　ｔ：　Ｖから（Ｎ／２）ｔｙの範囲の
エコーデータを収集することになる。尚、第２図はξ、
ηで形成される直交座標を示している。次にＧＶのＢ部
分において第２エコーに対してＡ部分と同じ方向で大き
さがＮ／２のＧｙを常に印加するようにする。すなわち
、Ａ部分において正の位相エンコーディング用の傾斜磁
場が印加されているときは、Ｂ部分において正の位相エ
ンコーディング用の傾斜磁場（大きさはＡ部分でかかる
最大値）を印加する。またＡ部分において負の傾斜磁場
が印加されているときは、Ｂ部分において負の傾斜磁場
（大きざは正の場合と同じ）を印加するようにする。

この結果第２エコーは第１エコーが受けた位相エンコー
ド用傾斜磁＠ｉ（１≦ｉ≦Ｎ／２　：　Ａ部分）と第２
エコーの前に印加された傾斜磁場Ｎ／２　（Ｂ部分）が
加算されて、ｉ　＋Ｎ／２番目の位相エンコ−ドがなさ
れたことになる。これは第２図のフーリエ面で考えると
、第１エコーに対しηを（−Ｎ／２）ｔｙから（Ｎ／２
）　ｔｙまで変化させると第２エコーはηを（−Ｎｔｘ
）から（（−Ｎ／２）−１）ｔｙ　、　（（Ｎ／２）＋
１）ｔｙから（Ｎ　ｔ　ｙ）を変化させたことになる。

すなわち、第１エコーと第２エコーにより（Ｎ＋１）回
の励起回数で、フーリエ面を埋めつくすことかできる。

この結果得られた第２図のデータを２次元フーリエ変換
すれば１枚の映像を得ることができる。

このようにして映像を得るスキャン時間を従来と比較す
ると次のようになる。

繰り返し時間ＴＲ＝２秒に設定して、２アベレージング
を行った２５６Ｘ２５６マトリクスのロングＳＥ（スピ
ンエコー）のＭＲＩＩ！１１！像を得るものとすると、
各々次のようになる。

従来のスキャン時間 ＝２（秒）Ｘ２５６（位相エンコード）　ｘ　２　（Ａ
Ｖ）→１７分 本発明のスキャン時間 ＝２（秒）ｘ１２８（位相エンコード）　Ｘ　２　（Ａ
Ｖ）５−８．５分 すなわち本発明によればスキャン時間は従来の約半分に
短縮することができる。

ところで第１エコーも第２エコーも同一の空間情報を有
しているが、Ｔ２緩和現象によって第１エコーと第２エ
コーとではエコー信号の大きざが異なる。このため第２
図のフーリエ面の第１エコーと第２エコーとの境界であ
るη＝±（Ｎ／２）　ｔＶの位置において、不連続を生
じて画質を劣化させるおそれがある。これを避けるため
に次のような振幅補正処理を行うようにする。

先ず位相エンコーディング零のエコー信号を得るとき、
第２エコーの前につける位相エンコーディング傾斜ｆａ
場（Ｂ部分）も零にして、２つのエコー信号を求めると
共に２つのエコー信号の振幅ＡＩ　、Ａ２を求める。次
に第２エコーの全エコーデータに対してＡ１／Ａ２の値
を乗じてフーリエ面を埋めるようにする。これによれば
画質劣化のおそれがなくなる。

また、ＭＲエコー信号は原理的に前記（１）式のように
示されるが現実には装置等の性能やパルスシーケンスの
調整度合、被検体などに依存する位相誤差φが加わって
いるので次式のように修正される。

ｆ’（ξ、η） ””ＪＴ　Ｉ　（Ｘ、　ｙ）　６　ｉ　（ｅ　ｘ＋ηｙ
゛φ）　ｄｘｄｙ・・・（１）′ この位相誤差φは第１エコーと第２エコーとで各々φ１
．φ２と異なる値をとることが多く、第２図のフーリエ
面のη＝±（Ｎ／２）　ｔｙの位＠（第１エコーと第２
エコーとの境界）で大きな位相差を生ずる。

このためこの不連続性は映像にアーチファクトを生じさ
せるので前記同様に画質を劣化させるおそれがある。

これを避けるために位相誤差φ１．φ２を求めるべく娠
幅補正の場合と同様に位相エンコーディング零のときの
データ（このときＢ部分のＧｙも零にする）を用いるこ
とにより、位相補正処理を行うようにする。

位相補正は位相誤差φを求める部分（位相補正ｌ）と、
位相誤差φを取り除く部分（位相補正■）とから成って
おり、各エコーに対して同じように実施する。以下位相
補正工及び■について説明する。

第４図のフローチャートを参照して位相補正工の処理の
詳細を説明する。

位相補正工の処理は、位相エンコード量が零の時（ｉ＝
η＝Ｏの時）の検波信号を用いて装置固有の不要な位相
差φを算出し、除去する処理である。

上記（１）′式よりη＝Ｏ（位相エンコード量が零）の
時、 ｆ’（ξ＝　Ｏ）　＝ｆｆｌ　（ｘ、　ｙ）　ｅ’（ξ
Ｘ＋φ）ｄｘｄｙ・・・（３） となるので、（１）式よりｔｘ　＝Ｑの時、ξ＝Ｏとな
るので、φは、 φ＝　ｔａｎ−’　（Ｉｍ［ｆ　’（０，Ｏ）１／Ｒｅ
［ｆ’（０，０）］）　　−（＋４となる。

実際の検波信＠ｆ°（ξ、Ｏ）から、ξ＝０の点を見つ
けることができれば、（４）式から不要な位相量φが求
められる。

（３）式の絶対値をとると、 ）ｆｏ（ξ、０）１ ＝　ｌｊ”Ｊ’　Ｉ　（ｘ、　ｙ）　ｅ’ξｘｄｘｄｙ
　１＝１ｆ（ξ、Ｏ）　１　　　　　　　　・・・（５
）となり、位相量φに依存しないことがわかる。（５）
式の右辺を考えると１ｆ°（ξ、Ｏ）１はξ＝Ｏの時最
大値をとることがわかるので、ξ＝０（つまりｔｘ　＝
Ｏ）の条件は１ｆ°（ξ、Ｏ）＋（７）最大値を探し、
その値が最大になる時刻がｔｘ　＝Ｏの位置となる。こ
のような位相補正工の処理手順を第４図に示した。同図
中Ｉｎは虚部、Ｒｅは実部である。

次に位相補正■の処理を第５図をも参照して説明する。

η≠Ｏ（位相エンコード量が非零）の時は、（４）式で
求められたφを用いて（１）′式からφを除去する。

（１）′式を変形し、実部と虚部とに分けると、ｆ’（
ξ、η） ＝Ｒｅ［ｆ’（ξ、η月＋ｉＩｍ［ｆ’（ξ、η月＝Ｆ
ｃ（ξ、７７）ＣＯ３φ−Ｆｓ（ξ、　η）ｓｉｎφ＋
１（Ｆｓ（ξ、　η）ｓｉｎφ＋ＦＣ（ξ、７７）ＣＯ
３φ）・・・（６） ・・・（６）′ （６）式を逆に解くと、Ｆｃ（ξ、η）、ＦＳ（ξ、η
）として、 ・・・（７） となる。ここでＦＣ（ξ、η）、ＦＳ（、ξ、η）は（
１）式で表現されるｆ（ξ、η）の実部と虚部である。

以上処理手順を第６図に示す。

このように位相補正工、■を第１エコー、第２エコーに
対して行い、第１エコーに関する位相誤差φ１．第２エ
コーに関する位相誤差φ２を各々取り除いた後、第２図
のフーリエ面にデータを埋めていくことにより、アーチ
ファクトのない良好な映像が１ｑられる。

本文実施例においては第１図のパルスシーケンスを参照
して説明したが、これに限定されることなく例えば第３
図に示すような２エコーの場合の位相エンコード傾斜磁
場の印加法（Ａ部分と逆にＣ部分を加える）でも同様な
効果を得ることができる。また位相エンコーディング量
を変化させる際、第１図ではＧＶの搬幅を変化させたが
、撮幅を一定にして印加時間を順次変化させるようにし
てもよい。

ざらに本実施例では２エコーを例にあげて説明したが、
２工コー以上の場合でも同様に適用することができる。

ざらにまた２次元フーリエ変換によるＭＲ映像法に限ら
ず３次元フーリエ変換への拡張も可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、複数のエコー信号に
対して各々異なった位相エコー情報を与えるようにした
ので、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図は本発明の磁気共鳴映像法の実施例を示すパルス
シーケンス、第２図は本実施例のデータ収束を示す説明
図、第３図は本発明の他の実施例を示すパルスシーケン
ス、第４図及び第５図は本実施例の動作を説明するフロ
ーチャート、第６図は従来例を示すパルスシーケンス、
第７図は従来例のデータ収集を示す説明図である。 ＧＸ・・・Ｘ軸方向傾斜磁場、 Ｇｙ・・・Ｙ軸方向傾斜磁場、 ＧＺ・・・Ｚ＠方向傾斜磁場、 ｔｙ・・・Ｇｙの印加時間。 第　　１　図 第　　３　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気共鳴現象により誘起される複数のエコー信号
   をフーリエ変換することによつて映像化する磁気共鳴映
   像法において、複数のエコー信号に対して各々異なった
   位相エンコード情報を与えることを特徴とする磁気共鳴
   映像法。
2. （２）複数のエコー信号に対して各々振幅補正処理を行
   う特許請求の範囲第１項記載の磁気共鳴映像法。
3. （３）複数のエコー信号に対して各々位相補正処理を行
   う特許請求の範囲第１項記載の磁気共鳴映像法。