JP3858191B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲイメージング方法、残留磁化量測定方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来るＭＲイメージング方法、消磁効果を検証するための残留磁化量測定方法およびそれらの方法を実施するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−３２２８１７号公報や特開平１０−７５９４０号公報には、位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化が該位相エンコーダ勾配に対応するエコーの次のエコーに影響するのを抑制するための補正成分を、位相エンコーダ勾配またはリワインド勾配に加えるＭＲイメージング方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＲイメージングでは、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信するパルスシーケンスを、位相エンコード量を変えながら繰り返して、ｋ−空間を埋めるだけのデータを収集する。
上記従来技術は、１回のパルスシーケンスの中での残留磁化の影響を抑制するものであり、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制するものではなかった。
そこで、本発明の目的は、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来るＭＲイメージング方法、消磁効果を検証するための残留磁化量測定方法およびそれらの方法を実施するＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲイメージング方法であって、ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第１の観点によるＭＲイメージング方法では、データを得るためのパルスシーケンスを実質的に開始する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを続けて印加するから、前回のパルスシーケンスの残留磁化が消磁され、その後でデータを得るためのパルスシーケンスが実質的に開始されることになる。よって、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、前記第１勾配パルスは、残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第２の観点によるＭＲイメージング方法では、残留磁化を飽和させるパルス高さを有する第１勾配パルスを印加するから、第Ｉ勾配パルスを印加した後に残留磁化が残ったとしても、その残留磁化量は常に一定になる。例えばスピンエコー法のパルスシーケンスでは、残留磁化量が変動しているとＭＲ画像上にアーチファクトを生じるが、常に一定であればＭＲ画像上にはアーチファクトを生じない。他方、高速スピンエコー法のパルスシーケンスでは、残留磁化量が一定でも奇数番目のエコーと偶数番目のエコーのずれが逆方向になるため、そのままではＭＲ画像上にアーチファクトを生じるが、ずれ量が一定になるためデータの補正が可能である。よって、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、Ｉ＝４であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
Ｉを大きくすれば、残留磁化をより小さくできるが、処理時間がかかる。一方、Ｉを小さくすれば、処理時間は短縮できるが、残留磁化を小さくする効果が小さくなってしまう。
そこで、上記第３の観点によるＭＲイメージング方法では、Ｉ＝４とする。これにより、残留磁化を小さくできる効果と処理時間のバランスが最適になる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第４の観点によるＭＲイメージング方法では、パルス波形を台形とすることで、ハードウエア的に可能な最大のスルーレートでパルス波形を立上げることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加し、９０゜ＲＦパルスを印加し、１８０゜ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第１エコーを観測し、１８０゜ＲＦパルスを送信し、リード勾配を印加しながら第２エコーを観測し、前記第１エコーと前記第２エコーのエコーピークのずれから残留磁化量を測定することを特徴とする残留磁化量測定方法を提供する。
勾配パルスを印加した後の残留磁化の影響は、エコーセンターからのエコーピークのずれとして現れるが、単独のエコーではエコーセンターを確定しにくいため、エコーセンターからのエコーピークのずれは測定しにくい。
そこで、上記第５の観点による残留磁化量測定方法では、第１エコーのエコーピークと第２エコーのエコーピークとを比較する。第１エコーのエコーセンターからのエコーピークのずれと第２エコーのエコーセンターからのエコーピークのずれとは逆方向になるので、第１エコーのエコーピークと第２エコーのエコーピークのずれの１／２がエコーセンターからのエコーピークのずれと判る。よって、これから残留磁化量を求めることが出来る。すなわち、勾配パルスを印加した効果を評価することが出来る。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成の残留磁化量測定方法により測定した残留磁化量に基づいて第２勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅の少なくとも一方を調整することを特徴とする上記構成のＭＲイメージング方法を提供する。
上記第６の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅を最適化できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第ｉ勾配パルスのパルス高さが第（ｉ−１）勾配パルスのパルス高さの１／２であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第７の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス高さを１／２ずつ順に小さくしていくので、処理を簡単化できる。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス幅が実質的に同一であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第８の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス幅を変えないので、処理を簡単化できる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを印加することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
ＭＲイメージングで特に問題となるのは、位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化である。
そこで、上記第９の観点によるＭＲイメージング方法では、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に上記勾配パルスを印加することで、特に位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化の影響を小さくすることが出来る。なお、パルスシーケンスによっては、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸が複数あるが、その場合は、複数の勾配軸に上記勾配勾配パルスを印加する。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加する残留磁化消磁手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＭＲＩ装置では、上記第１の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記第１勾配パルスは、残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＭＲＩ装置では、上記第２の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、Ｉ＝４であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、上記第３の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、上記第４の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加し、９０゜ＲＦパルスを印加し、１８０゜ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第１エコーを観測し、１８０゜ＲＦパルスを送信し、リード勾配を印加しながら第２エコーを観測し、前記第１エコーと前記第２エコーのエコーピークのずれから残留磁化量を測定する残留磁化量測定手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＭＲＩ装置では、上記第５の観点による残留磁化量測定方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の残留磁化量測定手段により測定した残留磁化量に基づいて第２勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅の少なくとも一方を調整することを特徴とする上記構成のＭＲＩ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＭＲＩ装置では、上記第６の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第ｉ勾配パルスのパルス高さが第（ｉ−１）勾配パルスのパルス高さの１／２であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＭＲＩ装置では、上記第７の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス幅が実質的に同一であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるＭＲＩ装置では、上記第８の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを印加することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１８の観点によるＭＲＩ装置では、上記第９の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、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（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
なお、永久磁石１ｐの代わりに超電導磁石を用いてもよい。
【００２４】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望の撮像面を選択励起する。
【００２５】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ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、位相検波後のアナログ信号をデジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
【００２６】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からデジタルデータを読み込み、画像再構成演算を行って前記撮像面のＭＲ画像を生成する。また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
表示装置６は、前記ＭＲ画像を表示する。
【００２７】
図２は、本発明にかかる残留磁化量測定処理のフロー図である。
ステップＥ１では、図３に示す残留磁化測定用パルスシーケンスにより、第１エコーecho１，第２エコーecho２のデータを収集する。
【００２８】
図３の残留磁化測定用パルスシーケンスでは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を続けて位相軸に印加する。これら第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４は、波形が台形であり、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に１／２になっている。また、第１勾配パルスＲＳ１のパルス高さは、残留磁化を飽和させるようなパルス高さになっている。さらに、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４のパルス幅は実質的に同一になっている。
【００２９】
次に、励起パルスＲを送信すると共にスライス勾配ｓｓ１をスライス軸に印加する。次に、第１反転パルスＰ１を送信すると共にスライス勾配ｓｓ２をスライス軸に印加し、更に第１反転パルスＰ１の前後に第１クラッシャ勾配ｃｒ１をリード軸に印加する。次に、デフェーザ勾配ｄｐ１を位相軸に印加し、次にリード勾配ＲＤ１を位相軸に印加しながら第１エコーecho１のＮＭＲ信号を受信し、その後、前記デフェーザ勾配ｄｐ１と等しいリフェーザ勾配ｒｐ１を位相軸に印加する。
次に、第２反転パルスＰ２を送信すると共にスライス勾配ｓｓ３をスライス軸に印加し、更に第２反転パルスＰ２の前後に第２クラッシャ勾配ｃｒ２をリード軸に印加する。次に、デフェーザ勾配ｄｐ２を位相軸に印加し、次にリード勾配ＲＤ２を位相軸に印加しながら第２エコーecho２のＮＭＲ信号を受信し、その後、前記デフェーザ勾配ｄｐ２と等しいリフェーザ勾配ｒｐ２を位相軸に印加する。
前記クラッシャ勾配ｃｒ１，ｃｒ２は、位相エラー量を測定するのに邪魔となるスティミュレイテッドエコー（stimulated echo）とＦＩＤ（Free Induction Decay）信号とを排除するために印加するが、省略してもよい。
【００３０】
図２に戻り、ステップＥ２では、第１エコーecho１と第２エコーecho２のデータからエコーピークのずれを求め、そのエコーピークのずれから残留磁化量Δを求める。
【００３１】
上記により測定した残留磁化量Δは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４に起因する残留磁化の大きさを示している。
そこで、適当な許容値を定め、その許容値よりも残留磁化量Δが大きいなら、前記第２勾配パルスＲＳ２〜第４勾配パルスＲＳ４のパルス高さを変更してから再び残留磁化量Δを測定ことを繰り返す。そして、前記許容値よりも残留磁化量Δが小さくなったら、その時の前記第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を消磁用勾配パルス列として決定する。
なお、処理時間短縮の観点からは、パルス幅は短い方が良い。しかし、短か過ぎると消磁効果が十分得られなくなるため、これも上記と同様にして最適化することが好ましい。
【００３２】
図４は、ＭＲイメージング用スキャン処理のフロー図である。
ステップＱ１では、前記決定した第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４消磁用勾配パルス列を最初に印加し、続いて通常のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行するＭＲイメージング用パルスシーケンスによりＭＲイメージング用データを収集する。
そして、処理を終了する。
【００３３】
図５に、高速スピンエコー法に本発明を適用したＭＲイメージング用パルスシーケンスを例示する。
このＭＲイメージング用パルスシーケンスでは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を続けて位相軸に印加する。
次に、通常の高速スピンエコー法のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行する。すなわち、励起パルスＲとスライス勾配ｓｓ１を印加する。次に、第１反転パルスＰ１とスライス勾配ｓｓ２とを印加する。次に、位相エンコーダ勾配ｐｅを位相軸に印加する。次にリード勾配ｒｄを位相軸に印加しながら第１エコーecho１のＮＭＲ信号を受信する。次にリワインダ勾配ｒｗを位相軸に印加する。続いて、第２反転パルスＰ２とスライス勾配ｓｓ３を印加する。次に位相エンコーダ勾配ｐｅを位相軸に印加する。次にリード勾配ｒｄを位相軸に印加しながら第２エコーecho２のＮＭＲ信号を受信する。次にリワインダ勾配ｒｗを位相軸に印加する。以下、同様にして、位相エンコード量を変えながら、ＮＭＲ信号を受信する。そして、このＭＲイメージング用パルスシーケンスを繰り返し、ｋ−空間を埋めるデータを収集する。
【００３４】
上記ＭＲＩ装置１００によれば、ＭＲイメージング用パルスシーケンスの最初に第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４までの消磁用勾配パルス列を続けて印加するから、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスの残留磁化を除去してしまうことが出来る。そして、その後に通常のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行するから、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスの残留磁化の影響を受けないでデータを収集でき、ＭＲ画像の画質を向上することが出来る。
【００３５】
上記説明では、Ｉ＝４としたが、Ｉ≧５としてもよい。また、Ｉ＝２またはＩ＝３としてもよい。
【００３６】
なお、本発明は、高速スピンエコー法のＭＲイメージング用パルスシーケンスに限定されず、全てのＭＲイメージング用パルスシーケンスに適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のＭＲイメージング方法およびＭＲＩ装置によれば、ＭＲイメージング用パルスシーケンスの前に消磁用勾配パルス列を印加して前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスに起因する残留磁化を打ち消し、残留磁化を小さくする。これにより、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスに起因する残留磁化のＭＲ画像への影響を抑制でき、ＭＲ画像の画質を向上することが出来る。
また、本発明の残留磁化量測定方法およびＭＲＩ装置によれば、消磁用勾配パルス列に起因する残留磁化量を測定することが出来る。これにより、消磁用勾配パルス列の消磁効果を評価することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る残留磁化量測定処理を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る残留磁化測定用パルスシーケンスを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＭＲイメージング用スキャン処理を示すフロー図である。
【図５】本発明に係るＭＲイメージング用パルスシーケンスの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ ＭＲＩ装置
１ マグネットアセンブリ
１ｇ 勾配磁場コイル
１ｔ 送信コイル
１ｐ 永久磁石
６ シーケンス記憶回路
７ 計算機
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲイメージング方法、残留磁化量測定方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来るＭＲイメージング方法、消磁効果を検証するための残留磁化量測定方法およびそれらの方法を実施するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−３２２８１７号公報や特開平１０−７５９４０号公報には、位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化が該位相エンコーダ勾配に対応するエコーの次のエコーに影響するのを抑制するための補正成分を、位相エンコーダ勾配またはリワインド勾配に加えるＭＲイメージング方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＲイメージングでは、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信するパルスシーケンスを、位相エンコード量を変えながら繰り返して、ｋ−空間を埋めるだけのデータを収集する。
上記従来技術は、１回のパルスシーケンスの中での残留磁化の影響を抑制するものであり、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制するものではなかった。
そこで、本発明の目的は、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来るＭＲイメージング方法、消磁効果を検証するための残留磁化量測定方法およびそれらの方法を実施するＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲイメージング方法であって、ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第１の観点によるＭＲイメージング方法では、データを得るためのパルスシーケンスを実質的に開始する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを続けて印加するから、前回のパルスシーケンスの残留磁化が消磁され、その後でデータを得るためのパルスシーケンスが実質的に開始されることになる。よって、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、前記第１勾配パルスは、残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第２の観点によるＭＲイメージング方法では、残留磁化を飽和させるパルス高さを有する第１勾配パルスを印加するから、第Ｉ勾配パルスを印加した後に残留磁化が残ったとしても、その残留磁化量は常に一定になる。例えばスピンエコー法のパルスシーケンスでは、残留磁化量が変動しているとＭＲ画像上にアーチファクトを生じるが、常に一定であればＭＲ画像上にはアーチファクトを生じない。他方、高速スピンエコー法のパルスシーケンスでは、残留磁化量が一定でも奇数番目のエコーと偶数番目のエコーのずれが逆方向になるため、そのままではＭＲ画像上にアーチファクトを生じるが、ずれ量が一定になるためデータの補正が可能である。よって、前回のパルスシーケンスに起因する残留磁化が今回のパルスシーケンスに影響するのを抑制することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、Ｉ＝４であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
Ｉを大きくすれば、残留磁化をより小さくできるが、処理時間がかかる。一方、Ｉを小さくすれば、処理時間は短縮できるが、残留磁化を小さくする効果が小さくなってしまう。
そこで、上記第３の観点によるＭＲイメージング方法では、Ｉ＝４とする。これにより、残留磁化を小さくできる効果と処理時間のバランスが最適になる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第４の観点によるＭＲイメージング方法では、パルス波形を台形とすることで、ハードウエア的に可能な最大のスルーレートでパルス波形を立上げることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加し、９０゜ＲＦパルスを印加し、１８０゜ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第１エコーを観測し、１８０゜ＲＦパルスを送信し、リード勾配を印加しながら第２エコーを観測し、前記第１エコーと前記第２エコーのエコーピークのずれから残留磁化量を測定することを特徴とする残留磁化量測定方法を提供する。
勾配パルスを印加した後の残留磁化の影響は、エコーセンターからのエコーピークのずれとして現れるが、単独のエコーではエコーセンターを確定しにくいため、エコーセンターからのエコーピークのずれは測定しにくい。
そこで、上記第５の観点による残留磁化量測定方法では、第１エコーのエコーピークと第２エコーのエコーピークとを比較する。第１エコーのエコーセンターからのエコーピークのずれと第２エコーのエコーセンターからのエコーピークのずれとは逆方向になるので、第１エコーのエコーピークと第２エコーのエコーピークのずれの１／２がエコーセンターからのエコーピークのずれと判る。よって、これから残留磁化量を求めることが出来る。すなわち、勾配パルスを印加した効果を評価することが出来る。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成の残留磁化量測定方法により測定した残留磁化量に基づいて第２勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅の少なくとも一方を調整することを特徴とする上記構成のＭＲイメージング方法を提供する。
上記第６の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅を最適化できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第ｉ勾配パルスのパルス高さが第（ｉ−１）勾配パルスのパルス高さの１／２であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第７の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス高さを１／２ずつ順に小さくしていくので、処理を簡単化できる。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス幅が実質的に同一であることを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第８の観点によるＭＲイメージング方法では、勾配パルスのパルス幅を変えないので、処理を簡単化できる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、上記構成のＭＲイメージング方法において、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを印加することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
ＭＲイメージングで特に問題となるのは、位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化である。
そこで、上記第９の観点によるＭＲイメージング方法では、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に上記勾配パルスを印加することで、特に位相エンコーダ勾配に起因する残留磁化の影響を小さくすることが出来る。なお、パルスシーケンスによっては、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸が複数あるが、その場合は、複数の勾配軸に上記勾配勾配パルスを印加する。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加する残留磁化消磁手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＭＲＩ装置では、上記第１の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記第１勾配パルスは、残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＭＲＩ装置では、上記第２の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、Ｉ＝４であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、上記第３の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、上記第４の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加し、９０゜ＲＦパルスを印加し、１８０゜ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第１エコーを観測し、１８０゜ＲＦパルスを送信し、リード勾配を印加しながら第２エコーを観測し、前記第１エコーと前記第２エコーのエコーピークのずれから残留磁化量を測定する残留磁化量測定手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＭＲＩ装置では、上記第５の観点による残留磁化量測定方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の残留磁化量測定手段により測定した残留磁化量に基づいて第２勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅の少なくとも一方を調整することを特徴とする上記構成のＭＲＩ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＭＲＩ装置では、上記第６の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第ｉ勾配パルスのパルス高さが第（ｉ−１）勾配パルスのパルス高さの１／２であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＭＲＩ装置では、上記第７の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス幅が実質的に同一であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるＭＲＩ装置では、上記第８の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを印加することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１８の観点によるＭＲＩ装置では、上記第９の観点によるＭＲイメージング方法を好適に実施できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、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（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
なお、永久磁石１ｐの代わりに超電導磁石を用いてもよい。
【００２４】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望の撮像面を選択励起する。
【００２５】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ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、位相検波後のアナログ信号をデジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
【００２６】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からデジタルデータを読み込み、画像再構成演算を行って前記撮像面のＭＲ画像を生成する。また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
表示装置６は、前記ＭＲ画像を表示する。
【００２７】
図２は、本発明にかかる残留磁化量測定処理のフロー図である。
ステップＥ１では、図３に示す残留磁化測定用パルスシーケンスにより、第１エコーecho１，第２エコーecho２のデータを収集する。
【００２８】
図３の残留磁化測定用パルスシーケンスでは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を続けて位相軸に印加する。これら第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４は、波形が台形であり、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に１／２になっている。また、第１勾配パルスＲＳ１のパルス高さは、残留磁化を飽和させるようなパルス高さになっている。さらに、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４のパルス幅は実質的に同一になっている。
【００２９】
次に、励起パルスＲを送信すると共にスライス勾配ｓｓ１をスライス軸に印加する。次に、第１反転パルスＰ１を送信すると共にスライス勾配ｓｓ２をスライス軸に印加し、更に第１反転パルスＰ１の前後に第１クラッシャ勾配ｃｒ１をリード軸に印加する。次に、デフェーザ勾配ｄｐ１を位相軸に印加し、次にリード勾配ＲＤ１を位相軸に印加しながら第１エコーecho１のＮＭＲ信号を受信し、その後、前記デフェーザ勾配ｄｐ１と等しいリフェーザ勾配ｒｐ１を位相軸に印加する。
次に、第２反転パルスＰ２を送信すると共にスライス勾配ｓｓ３をスライス軸に印加し、更に第２反転パルスＰ２の前後に第２クラッシャ勾配ｃｒ２をリード軸に印加する。次に、デフェーザ勾配ｄｐ２を位相軸に印加し、次にリード勾配ＲＤ２を位相軸に印加しながら第２エコーecho２のＮＭＲ信号を受信し、その後、前記デフェーザ勾配ｄｐ２と等しいリフェーザ勾配ｒｐ２を位相軸に印加する。
前記クラッシャ勾配ｃｒ１，ｃｒ２は、位相エラー量を測定するのに邪魔となるスティミュレイテッドエコー（stimulated echo）とＦＩＤ（Free Induction Decay）信号とを排除するために印加するが、省略してもよい。
【００３０】
図２に戻り、ステップＥ２では、第１エコーecho１と第２エコーecho２のデータからエコーピークのずれを求め、そのエコーピークのずれから残留磁化量Δを求める。
【００３１】
上記により測定した残留磁化量Δは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４に起因する残留磁化の大きさを示している。
そこで、適当な許容値を定め、その許容値よりも残留磁化量Δが大きいなら、前記第２勾配パルスＲＳ２〜第４勾配パルスＲＳ４のパルス高さを変更してから再び残留磁化量Δを測定ことを繰り返す。そして、前記許容値よりも残留磁化量Δが小さくなったら、その時の前記第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を消磁用勾配パルス列として決定する。
なお、処理時間短縮の観点からは、パルス幅は短い方が良い。しかし、短か過ぎると消磁効果が十分得られなくなるため、これも上記と同様にして最適化することが好ましい。
【００３２】
図４は、ＭＲイメージング用スキャン処理のフロー図である。
ステップＱ１では、前記決定した第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４消磁用勾配パルス列を最初に印加し、続いて通常のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行するＭＲイメージング用パルスシーケンスによりＭＲイメージング用データを収集する。
そして、処理を終了する。
【００３３】
図５に、高速スピンエコー法に本発明を適用したＭＲイメージング用パルスシーケンスを例示する。
このＭＲイメージング用パルスシーケンスでは、第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４を続けて位相軸に印加する。
次に、通常の高速スピンエコー法のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行する。すなわち、励起パルスＲとスライス勾配ｓｓ１を印加する。次に、第１反転パルスＰ１とスライス勾配ｓｓ２とを印加する。次に、位相エンコーダ勾配ｐｅを位相軸に印加する。次にリード勾配ｒｄを位相軸に印加しながら第１エコーecho１のＮＭＲ信号を受信する。次にリワインダ勾配ｒｗを位相軸に印加する。続いて、第２反転パルスＰ２とスライス勾配ｓｓ３を印加する。次に位相エンコーダ勾配ｐｅを位相軸に印加する。次にリード勾配ｒｄを位相軸に印加しながら第２エコーecho２のＮＭＲ信号を受信する。次にリワインダ勾配ｒｗを位相軸に印加する。以下、同様にして、位相エンコード量を変えながら、ＮＭＲ信号を受信する。そして、このＭＲイメージング用パルスシーケンスを繰り返し、ｋ−空間を埋めるデータを収集する。
【００３４】
上記ＭＲＩ装置１００によれば、ＭＲイメージング用パルスシーケンスの最初に第１勾配パルスＲＳ１から第４勾配パルスＲＳ４までの消磁用勾配パルス列を続けて印加するから、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスの残留磁化を除去してしまうことが出来る。そして、その後に通常のＭＲイメージング用パルスシーケンスを実行するから、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスの残留磁化の影響を受けないでデータを収集でき、ＭＲ画像の画質を向上することが出来る。
【００３５】
上記説明では、Ｉ＝４としたが、Ｉ≧５としてもよい。また、Ｉ＝２またはＩ＝３としてもよい。
【００３６】
なお、本発明は、高速スピンエコー法のＭＲイメージング用パルスシーケンスに限定されず、全てのＭＲイメージング用パルスシーケンスに適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のＭＲイメージング方法およびＭＲＩ装置によれば、ＭＲイメージング用パルスシーケンスの前に消磁用勾配パルス列を印加して前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスに起因する残留磁化を打ち消し、残留磁化を小さくする。これにより、前回のＭＲイメージング用パルスシーケンスに起因する残留磁化のＭＲ画像への影響を抑制でき、ＭＲ画像の画質を向上することが出来る。
また、本発明の残留磁化量測定方法およびＭＲＩ装置によれば、消磁用勾配パルス列に起因する残留磁化量を測定することが出来る。これにより、消磁用勾配パルス列の消磁効果を評価することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る残留磁化量測定処理を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る残留磁化測定用パルスシーケンスを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＭＲイメージング用スキャン処理を示すフロー図である。
【図５】本発明に係るＭＲイメージング用パルスシーケンスの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１００ ＭＲＩ装置
１ マグネットアセンブリ
１ｇ 勾配磁場コイル
１ｔ 送信コイル
１ｐ 永久磁石
６ シーケンス記憶回路
７ 計算機
Claims (10)
- ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、
ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加する残留磁化消磁手段と、
極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加し、９０°ＲＦパルスを印加し、１８０°ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第１エコーを観測し、１８０°ＲＦパルスを印加し、リード勾配を印加しながら第２エコーを観測し、前記第１エコーと前記第２エコーのエコーピークのずれから残留磁化量を測定する残留磁化量測定手段とを具備し、
前記残留磁化量測定手段により測定した残留磁化量に基づいて、前記残留磁化消磁手段が印加する第２勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス高さ及びパルス幅の少なくとも一方を調整することを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
前記第１勾配パルスは残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
Ｉ＝４ であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、
第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段とを具備し、それら各手段を制御して、ＲＦパルスを送信し位相エンコーダ勾配を印加し被検体からのＮＭＲ信号を受信し該ＮＭＲ信号に基づいてＭＲ画像を生成するＭＲＩ装置であって、
ＲＦパルスを送信する前に、極性が交互に反転し且つパルス高さが順に小さくなる第１勾配パルスから第Ｉ（≧２）勾配パルスを続けて印加する残留磁化消磁手段を具備し、
第ｉ勾配パルスのパルス高さが第（ｉ−１）勾配パルスのパルス高さの１／２であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項５に記載のＭＲＩ装置において、
前記第１勾配パルスは残留磁化を飽和させるパルス高さを有することを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項５または請求項６に記載のＭＲＩ装置において、
Ｉ＝４ であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項５から請求項７のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、
第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス波形が台形であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項５から請求項８のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、
第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスのパルス幅が実質的に同一であることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項５から請求項８のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、
位相エンコーダ勾配を印加する勾配軸に、第１勾配パルスから第Ｉ勾配パルスを印加することを特徴とするＭＲＩ装置。
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