JPS63281637A - 核磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

核磁気共鳴イメージング装置

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JPS63281637A
JPS63281637A JP62116804A JP11680487A JPS63281637A JP S63281637 A JPS63281637 A JP S63281637A JP 62116804 A JP62116804 A JP 62116804A JP 11680487 A JP11680487 A JP 11680487A JP S63281637 A JPS63281637 A JP S63281637A
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relaxation
resonance
nuclear magnetic
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Akira Maeda
章 前田
Hirotaka Mizuno
浩孝 水野
Koichi Sano
佐野 耕一
Tetsuo Yokoyama
哲夫 横山
Hideaki Koizumi
英明 小泉
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

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〕 本発明は核磁気共鳴現象を利用した生体内断層像撮影装
置に係り、特に緩和や化学シフトや静磁場不均一の効果
を高精度に分離、補正して高画質の画像を生成し、かつ
上記効果自体を高精度に推定するのに好適なイメージン
グ方式に関する。
〔従来の技術〕
従来、核磁気共鳴イメージング(MagneticRe
sonance Imaging、以下MHIと略す)
においてT2と呼ばれる緩和または化学シフトまたは静
磁場不均一の効果を低減させる方式としては、例えば、
医学における磁気共鳴、ワーク・イン・プログレスの第
5回年法会合の予稿集、第156頁から第157頁(1
986年) (Proceedings of5th 
Annnal Mseting Magnetic、R
e5onance inMedicine vorks
 in Progress P P 156−157゜
1986)において論じられているように、周波数領域
内で逆順にデータを計測するスキャンを追加する方法や
、180°パルスを使用する方法などが知られている。
“〔発明が解決しようとする問題点〕 MHIにおいて、共鳴信号を時間的に変動する傾斜磁場
の下で計測し、計測に要する時間を短縮する方法が多く
知られている。これらの方式では一般に1回のスピン励
起に対する共鳴信号を計測する時間は長くなる。(ただ
し、スピン励起の回数は減らせるので全体の計測に要す
る時間は短縮される。)このとき、緩和や化学シフトや
静磁場不均一の効果が無視できず、再構成画像の画質が
劣化する。
上記従来技術においてはこの点を解決するため、緩和の
効果に対しては逆方向のスキャンをつけ加える方法、化
学シフト、不均一の効果に対しては180°パルスを用
いる方法が提案されている。
しかし、逆方向のスキャンをつけ加える方法ではS/N
比の劣化または計測時間の増大を伴ない、また1801
パルスを用いる方法では、180゜パルスの不完全性に
よる画質劣化が避けられず、また間者ともにある程度の
補正はできても緩和等の効果を分離して測定することは
できなかった。
本発明の目的は、データ計測開始タイミングの異なる複
数個の共鳴信号から緩和等の効果を分離して推定するこ
とにより、高精度に補正を行ない、かつ緩和時間像、化
学シフト像、不均一マツプの作成を可能とする方式を提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、データ計測開始タイミングの異なる複数組
の共鳴信号から緩和等の効果を推定し、この推定結果か
ら緩和等の効果を除去した共鳴信号を生成し、その共鳴
信号から画像再構成を行なうことにより達成される。
〔作用〕
以下、2次元断層像撮影の場合について述べる。
3次元の場合も同様である。いまx、yを断層面内の2
次元座標とし、Xyy方向の傾斜磁場強度をax (t
)、aツ(1)とする、このとき検出される共鳴信号S
t (t)は、 (0≦t≦T)        (1)と書ける。ここ
で ky(t)J Gy(t’ )d t’γ :核磁気回
転比 ρt(xpy)”位t (xt y) 、第i化学シフ
ト成分のスピン密度 ΔHo:静磁場不均一度 ΔH1:化学シフト Tz(xt y):位!(x、y)における横緩和定数
tB:エコ一時間 T:データ計測時間 C;比例定数 j=、/”コ である、ただしく1)では縦緩和と動きの影響を省略し
た。
ここでデータ計測タイミングをΔTだけ遅らせ・て計測
した時の共鳴信号を5t(t)とすると−(t+ta+
ΔT)/Tz(x、 y)](0≦t≦T)     
     (2)となる。
(1)式と(2)式の差を計算し、ΔT((γΔHO)
″工。
(γΔH1)″″工、Tz(スz y)とすると。
exp[−2πjγ(kx(t)x+ky(t)y+Δ
)Io(xs y)t+ΔHit) −(t+tE)/Tz(xt y)] (+2πjy(ΔHo(x、y)+ΔHt)+1 /T
z(x、 y)ΔT(3)となる、さらにT<(γΔ)
to)−”、(γΔui)−itTz(x* y)と仮
定すると、(1)式も51(t):CΣfdxdy p
 * (x ty)exp[−2tc j Y (kx
 (t)x十ky (t)y) −tmTz(x、y)
コ(1−2ijy(Δ’o(xty)+ΔH*)t−t
/Tz(xty))     (4)となる。したがっ
て であるから、5(t)を用いて画像を再構成すれば計測
時間内で緩和や化学シフトや静磁場不均一の効果により
共鳴信号強度が変化するという効果を補正でき、高画質
の画像が得られる。またtpを変えて同様に画像を再構
成すれば、緩和時間像を精度よく求めることができる。
化学シフト・静磁場不均一マツプに関しても同様である
また、さらに高次の補正をする場合は次の様にする。
(3)式で(ΔT)zの項まで考慮すると+ky(t)
y+ΔHo(xpy)t+ΔHit)−(t+tg)/
Tz(xyy)]((2*jy(ΔHo(x、y)+Δ
H4)+ 1 /Tx(x、y)ΔT+(2gjγ(Δ
Ho(x、y)+ΔHi)+ 1 /Tz(xpy)”
ΔTり      (6)そしてデータ計測タイミング
をΔT’ (≠ΔT)だけ遅らせて計測した時の信号を
S s(t )とすると5z(t)−5δ(t)  (
(6)式の右辺でΔT→ΔT′としたもの) となる、したがって +ΔHo(xyy)t+ΔHit)−(t+tE)/T
z(x、y)]・(2πjy(ΔHo(Xs)’)+Δ
Hi)+ 1 /Tz(x、y)) (7)+ΔHa 
Cx y y) t+Δn1t)−(t+tg)/Td
x、y)]。
(2gj?(Δ)io(xpy)+ΔHi)+ 1 /
Tx(x、y))”     (8)となるから とすれば、(5)式と較べてより高次の項まで補正でき
る。3次以上の項の補正も同様である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図を用いて説明
する。
第2図は本発明を実施するMHI装置のブロック構成図
である。検査対象物から核磁気共鳴信号を検出するため
に、あらかじめ定められた手順に従って装置各部を制御
するシーケンス制御部201と、共鳴を起こさせるため
に発生する高周波パルスの送信器202と、傾斜磁場を
駆動する傾斜磁場駆動部204およびそれを制御する磁
場制御部203と、検査対象物から発生する核磁気共鳴
信号を受信検波する受信器205と、画像再構成および
各種演算を行なう処理装置206と、画像表示用CRT
ディスプレイ207と、検出信号データ、再構成画像デ
ータなどを記憶する外部記憶袋vR208とから成る。
以上の構成における本発明の一実施例のシーケンスを第
3図および第4図に示す、第3図は基準となる共鳴信号
51(t)を計測するためのシーケンスである。まずZ
方向の傾斜磁場パルス302の印加と同時に90°高周
波磁場パルス301を発生し、撮影したいスライス内の
スピンを共鳴させる0次いで、スピンエコーを発生させ
るための180°高周波磁場パルス303をZ方向傾斜
磁場パルス304と同時に印加する。その後、X方向傾
斜磁場305、X方向傾斜磁場306を印加しながら、
時間307の間共鳴信号を計測する。
第4図は、共鳴信号データ計測のタイミングをΔTだけ
遅らせた場合のシーケンスである。X方向傾斜磁場40
5、X方向傾斜磁場406、データ計測時間407のタ
イミングがΔTだけ遅れた以外は、第3図と全く同じで
ある。第3図のシーケンスで計測した信号を5z(t)
、第4図のシーケンスでΔT=ΔT2.ΔT s 、Δ
T↓として計測した信号を5z(t)+ 5a(t)、
5a(t)とする。
第1図は本実施例における処理手順のフローチャートで
ある。ステップ101では、第3図および第4図のシー
ケンスにより計測された信号データS*(t)、i=1
〜4を第2図の外部記憶装置208から読み込み、処理
装置206内のメモリに記憶する。ステップ102では
全てのサンプル点jについて、ステップ103とステッ
プ104を繰り返す、ステップ103では、4個のサン
プルデータSi (ta)i=1〜4、(tjは第jサ
ンプル時刻)から、雑音およびへT2.〜番を考慮して
St (ta)を八Tの関数をみたときの傾きaを推定
する。ステップ104では、上記傾きaを用いて、式 %式%(10) から、補正済信号データ5(tJ)を求める。
ステップ105では、補正済信号データSから画像を再
構成し、ステップ106では再構成された画像データを
外部記憶袋[208へ出力・格納する。
第5図には、第1図のステップ103で行なう処理の例
を示す。ΔT=Oに対応する5t(ta)。
ΔT=ΔTz、ΔT a 、ΔT4に対応する82〜4
(t4)を、ΔTの関数とみなし、最もよく近似する直
線の傾きをもってaの値とするにの傾きは例えば最小2
乗法を用いて求めることができる。また式(10)の代
わりに、ここで求めた直線のΔT=  tJにおける値
をもって補正済信号データ5(ta)としてもよい。
以上、本実施例により、画質劣化の補正された再構成画
像が得られるが、ここで、第3図または第4図のシーケ
ンスにおいて、異なる傾斜磁場パターンを用いてイメー
ジングする場合、180゜パルスを用いず傾斜磁場反転
によるエコー信号を計測する場合も同様の効果が得られ
る。
また本実施例により画質劣化の補正された画像が得られ
るので、エコ一時間tEを変えて同様に得た画像と組み
合わせれば、より高精度にTzが測定できるという効果
もある。
また以上の処理を再構成した後の画像上の演算で行なう
事もできる。再構成演算をRで表わせばRは線型である
から、(5)式により ΔT となる。(11)式において、左辺は画質劣化の補正さ
れた画像であり、右辺第1項は、同じく未補正の画像、
右辺第2項は補正項である。すなわち、画質劣化の補正
は、右辺第2項を算出し、その結果を未補正画像に加算
することによっても行なうことができ、上記実施例にお
ける効果と全く同様の効果が達成されることも明らかで
ある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、共鳴信号の計測中に、緩和や化学シフ
トや静磁場不均一の効果により信号が変化し、画質が劣
化するという効果を、複数の計測タイミングの異なる共
鳴信号から推定し、補正することかできるので、高画質
の再構成画像が得られ、かつ、その画像を用いて高精度
に緩和・化学シフト・静磁場不均一を測定することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する処理のフローチャート、第2
図はMRI装置のブロック構成図、第3図および第4図
はパルスシーケンスを示す図、第5図は第1図ステップ
103の原理を示す図である。 第 1 図 芽3コ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、静磁場および傾斜磁場および高周波磁場の発生手段
    と、該発生手段を定められた手段に従って制御する手段
    と、検査対象物からの核磁気共鳴信号を検出する手段と
    、該検出された信号に対して画像再構成を含む演算を行
    なう手段を有する核磁気共鳴イメージング装置において
    、異なるタイミングで上記共鳴信号を計測し、該計測し
    た信号の組から共鳴信号における緩和または化学シフト
    または静磁場不均一度の効果を推定し、該推定した効果
    を除去した共鳴信号を生成し、該共鳴信号から画像を再
    構成することを特徴とする核磁気共鳴イメージング方式
    。 2、上記推定する処理は、推定結果を用いて緩和または
    化学シフトまたは静磁場不均一度の効果を補正した共鳴
    信号を生成する処理を含むことを特徴とする第1項の核
    磁気共鳴イメージング方式。 3、上記推定する処理は、緩和時間像または化学シフト
    分離像または静磁場不均一マップを算出する処理を含む
    ことを特徴とする第1項の核磁気共鳴イメージング方式
    。 4、上記緩和または化学シフトまたは静磁場不均一度の
    効果の補正を、再構成後の画像に対する演算で行なう事
    を特徴とする第1項乃至第3項いづれか1項の核磁気共
    鳴イメージング方式。
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US07/153,199 US4875012A (en) 1987-03-20 1988-02-08 Image reconstruction method in nuclear magnetic resonance imaging system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009532163A (ja) * 2006-04-06 2009-09-10 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 磁気共鳴装置及び方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61226648A (ja) * 1985-04-01 1986-10-08 Hitachi Ltd 核磁気共鳴を用いた検査装置

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