JPH0245037A - 磁気共鳴イメージング装置 - 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、２次元フーリエ変換を適用した磁気共鳴イメ
ージング方法に関し、特に、画像にリンギングや分解能
の低下を生じさせることなくＳ／Ｎの向上を図ることが
できるようにした磁気共鳴イメージング方法に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴（ＭＲ：　ｍａｇｎｅｔｉｃ　　ｒｅｓｏｎａ
ｎｃｅ　）現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン
及び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁
波のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子
核は下記式に示す角周波数ω０　（ω０−２πシ０．シ
０　；ラーモア周波数）で共鳴する。

ω０−γＨ０ ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、Ｈｏは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波（磁
気共鳴信号：エコー信号やＦＩＤ信号）を信号処理して
、原子核密度、縦緩和時間Ｔｌ、横緩和時間Ｔ２．流れ
、化学シフト等の情報が反映された診断情報例えば被検
体のスライス像等を無侵襲で得るようにしている。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定部位
に対する励起とその信号収集を行うようにしている。

第５図はこの種の磁気共鳴イメージング方法を実施する
ことができる装置の全体構成を示す図である。

第５図に示すように、被検体Ｐを内部に収容することが
できるようになっているマグネットアッセンブリとして
、常電導又は超電導方式による静磁場コイル（静磁場補
正用シムコイルが付加されていることもある。）１と、
磁気共鳴信号の誘起部位の位置情報付与のための傾斜磁
場（傾斜磁場パルス）を発生するための傾斜磁場発生コ
イル２と、回転高周波磁場（高周波パルス、ＲＦパルス
）を送信すると共に誘起された磁気共鳴信号（エコー信
号等）を検出するための送受信系である例えばコイルか
らなるプローブ３とを有し、超電導方式であれば冷媒の
供給制御系を含むものであって主として静磁場電源の通
電制御を行う静磁場制御系４、送信器５、受信器６、Ｘ
軸、Ｙ軸、２軸傾斜磁場電源７，８，９、映像法として
２次元フーリエ変換法による例えば第６図に示す画像デ
ータ収集シーケンスを実施することができるシーケンサ
１０、これらを制御すると共に検出信号の信号処理及び
その表示を行うコンピュータシステム１１により構成さ
れている。

ここで、受信器６は、プローブ３の受信コイルからの信
号を後段の処理に適用できる程度まで増幅する前置増幅
器と、この前置増幅器の出力を実数部と虚数部とでそれ
ぞれ位相検波する位相検波器と、この位相検波器の出力
をディジタル信号化するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変
換器の出力をコンピュータシステム１１内に導入するイ
ンターフェースとを備えている。

また、コンピュータシステム１１は、データバスを介し
て、全体の制御を行うコントローラと、インターフェー
スからのデータを最初に導入し、以降の再構成処理等に
備える磁気ディスク装置等の画像メモリと、この画像メ
モリからのデータを読込んで２次元像等の画像を２次元
フーリエ変換処理により再構成する再構成装置とを備え
ている６以上の構成で、撮影の手順としては、静磁場中
に被検体Ｐを配置してシーケンサ１０の動作させ、第６
図に示す画像データ収集シーケンスパルスシーケンスを
実行する。

これにより送信器５は駆動され、プローブ３の送信コイ
ルからＲＦパルス（９０°パルス）を加えると共に傾斜
磁場電源７，８．９を駆動して傾斜磁場発生コイル２か
らは傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ。

Ｇｚを、それぞれスライス用傾斜磁場（Ｇｓ　）　。

エンコード用傾斜磁場（Ｇｅ　）　、　　リード用傾斜
磁場（Ｇｒ　）として加え、局所励起部位からの信号を
プローブ３の受信コイルで収集し、フーリエ空間面にお
ける１ラインのデータを得るようにしている。そして、
１画面を生成するために、第６図のシーケンスを所定回
数繰返して実行してデータを得、このシーケンスの実行
毎に得たデータはデータバスを介して画像メモリ、再構
成装置により例えば２次元像を生成し、再構成画像を表
示する。

以上のような磁気共鳴イメージングでは、人体からの非
常に微弱な磁気共鳴信号を取扱うので、いかにＳ／Ｎの
良い画像を得るかは重大な問題である。

一般に磁気共鳴信号を画像化するための方法としては、
上述し且つ第６図に示すスピン励起用の高周波パルス及
び位置識別用の傾斜磁場パルスを組合せた２次元フーリ
エ変換法におけるスピンエコー法のパルスシーケンスが
良く知られている。

第６図のシーケンスでは、９０°パルスとスライス用傾
斜磁場パルスＧｓとでイメージング対象のスライス断面
を選択する。そして、該選択断面内の磁化は、エンコー
ド方向及びリード方向の傾斜磁場Ｇｅ、Ｇｒによって各
位置に特有な位相と周波数とに基づいて選択断面内での
位置の識別が行なわれる。この場合、取扱う情報は２次
元（位相２周波数）であるので、エンコード傾斜磁場パ
ルスＧｅは、エンコード方向に所望の分解能を得るため
に段階的且つこのエンコード傾斜磁場パルスＧｅの面積
増加分が同一となるようにエンコード過程毎に変化を与
える。

上記において、画像のリード方法の分解能Δノ「は、エ
コー信号の観測時間２Ｔａｃ中の傾斜磁場の強度Ｃｒｔ
とエコー信号の観測時間２Ｔａｃとにより下記の式で一
義的に決まっている。

Δノｒ　＝１／　（２Ｔａｃ−Ｃｒｔ）そして、分解能
の低下を招かないでＳ／Ｎの向上を図るためには、エコ
ー信号の観測時間２Ｔａｃを長くすることにより実現で
きるが、エコー信号の観８１）時間２Ｔａｅは、エコー
時間Ｔｅや励起用高周波パルスの長さにより制限を受け
るものであるため、一般には次のように定めている。

すなわち、エコー信号の観測時間２Ｔａｃは、高周波パ
ルス等の影響を受けないように、図示のように、９０°
パルスの中心よりＴＥ時間後のエコー信号に対して観測
時間の前半部分子ａｃ＋と、後半部分子ａｃ−とが同じ
長さになるようにその期間を設定しているのが一般的で
ある。

２Ｔａｃ−Ｔａｃ”　＋Ｔａｃ−（Ｔａｃ”　−Ｔａｃ
−）（発明が解決しようとする課１１ｆｉ）このように
従来の技術においては、エコー信号の観７１１１時間を
長く設定することにより、分解能の低下等の画質劣化を
招かないでＳ／Ｎの向上を図ることはできるものの、こ
のエコー信号の観測時間は、エコー時間Ｔｅや励起用高
周波パルスの長さにより制限を受けるものであるため、
結局、十分にＳ／Ｎを向上させることはできない、とい
う問題点があった。

そこで本発明の目的は、分解能の低下等の画質劣化を招
かないでＳ／Ｎの向上を図ることを可能とした磁気共鳴
イメージング方法を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている４゜すなわち、本
発明は、２次元フーリエ変換法を適用した磁気共鳴イメ
ージング方法において、エコー信号の観測に関しその時
間を、励起用高周波パルス及び傾斜磁場パルスの印加後
にあって十分長くし且つエコー信号のピーク中心に対し
て前方を短く後方について長くして設定したデータ収集
シーケンスを、同じエンコード方向且つ異なるリード方
向について少なくとも２回実行し、これにより得た２つ
のエコーデータのリード方向におけるデータの不足分を
、当該２つのエコーデータを用いて相互に補うことによ
り、フーリエ空間面における１ラインのデータを得るこ
とを特徴とする。

（作用） このようにして得られたフーリエ空間面における１ライ
ンのデータは、エコー信号の観測時間を十分長く設定し
たものであるため、これにより生成される画像は、分解
能の低下等の画質劣化を招かない高Ｓ／Ｎのものとなる
。

（実施例） 以下、本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の実施
例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例にかかる高周波パルス及
び傾斜磁場パルスの印加タイミングの関係を示す画像デ
ータ収集シーケンスであり、フーリエ空間面におけるラ
インｎ　（ｎは自然数）のデータを得る１過程（ＡＶＩ
、ＡＶ２）を示している。

第１の実施例におけるデータ収集過程ＡＶＩ。

ＡＶ２では、共に２次元フーリエ変換法におけるスピン
エコー法のパルスシーケンスであって、信号観ΔＦ１時
間つまりリード用傾斜磁場Ｇｒの印加に関し、ＡＶＩと
ＡＶ２とは異なっている。すなわち、エコー信号のピー
クを中心に、エコー信号の観ｎ１時間を、前半部分子ａ
ｃ＋′と後半部分”ｒａｃ−’とで設定している。ただ
し、ｌ　Ｔａｃ”−１＝Ｔａｃ−−１であり、１Ｔａｃ
”ｌ（又はｌＴａｃ−ｌ）＞’Ｔａｃ”ｌ（又は１Ｔａ
ｃ−１）である。そして、前半部分における図示Ｔｄは
疑似観測時間であり、この疑似観測時間Ｔｄでのデータ
収集はなされない。つまり、エコー信号の観測時間を、
（ｌ　Ｔａｃ＋′ｌ　−Ｔｄ）　＋　ｌ　Ｔａｃ−１と
している。

また、ＡＶｌとＡＶ２とではリード用傾斜磁場の符号を
逆向きとしている。

以上によれば、ＡＶＩで観測したエコー信号をｅｎｌと
し、ＡＶ２で観測したエコー信号をｅｎ２とすると、フ
ーリエ空間面においては第２図に示すように、エコー信
号ｅｎｌは、リード方向の負部分の途中から正部分に至
って読出されたデータであり、エコー信号ｅｎ２は、リ
ード方向の正部分の途中から負部分に至って読出された
データである。

従って、ＡＶＩでは、観測データｅｎｌ＋不足データｅ
ｎｌ−によりラインｎにおけるデータｅｎを形成し、Ａ
Ｖ２では、観測データｅｎ２＋不足データｅｎ２″によ
りラインｎにおけるデータｅｎを形成することになる。

この場合、ＡＶＩにおける不足データｅｎｌ”は観測デ
ータｅｎ２内に有り、また、ＡＶ２における不足データ
ｅｎ２−は観測データｅｎｌ内に有るので、計算により
、ＡＶＩにおける不足データｅｎｌ＝を観測データｅｎ
２から得ることができ、また、ＡＶ２における不足デー
タｅｎ２を観測データｅｎｌから得ることができる。つ
まり、観測データｅｎｌ、ｅｎ２によりラインｎにおけ
るデータｅｎを求めることができる。この場合、上述の
計算は、例えば、第５図の構成にて、コンピュータシス
テム１１内における磁気ディスク装置や再構成装置の前
段又はその内部で行うことができる。

このように本実施例によれば、フーリエ空間面における
１ラインのデータとして、非対称サンプリングに基づい
てエコー信号の観Δか１時間を通常のＳＥ法よりも十分
長く設定したもの（ｅｎ　）を得ることができる。従っ
て、分解能の低下等の画質劣化を招かない高Ｓ／Ｎの画
像をイメージジグすることができる。

この場合、２回のデータ収集で１ラインのデータを得る
、つまり第６図の例と比較するとデータ収集時間が２倍
になるが、第６図を実行する従来にあっては、データの
信頼性を確保するために２゜４．６等の回数のデータの
平均値を用いる（アベレージング）のが通例であるから
、本実施例と従来例では実際上は、１ラインのデータ生
成に要する時間は同じ若しくは本実施例の方が少ないも
のとなる。

次に第３図を参照して本発明の第２の実施例を説明する
。第３図に示す画像データ収集シーケンスは、スピン位
相を集束させるのに１８０＠パルスを用いないで（１８
０°パルスを用いるのはスピンエコー（Ｓ　Ｅ）法等）
、リード用傾斜磁場を反転するようした高速スキャンに
向いているフィールドエコー（Ｆ　Ｅ）法に適用したも
のであり、ＡＶＩ、ＡＶ２にて非対称サンプリングであ
り且つ通常のＦＥ法に比べて長い観測時間を設定してい
る。

さらに次に第４図を参照して本発明の第３の実施例を説
明する。第４図に示す画像データ収集シーケンスは、Ａ
ＶＩ及びＡＶ２共に第１エコー信号をＦＥ法で収集し、
第２エコー信号をＳＥ法で収集するものであり、ＡＶＩ
、ＡＶ２にて非対称サンプリングであり且つ通常のＦＥ
法やＳＥ法よりも長い観測時間を設定している。この例
では、第２エコー時間ＴＥ−−ＴＥとして、特に横緩和
時間Ｔ２の強調された画像を得ることができ、組織識別
上有利である。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。

［発明の効果〕 以上のように本発明では、エコー信号の観測に関しその
時間を、励起用高周波パルス及び傾斜磁場パルスの印加
後にあって十分長くし且つエコー信号のピーク中心に対
して前方を短く後方について長くして設定したデータ収
集シーケンスを、同じエンコード方向且つ異なるリード
方向について少なくとも２回実行し、これにより得た２
つのエコーデータのリード方向におけるデータの不足分
を、当該２つのエコーデータを用いて相互に補うことに
より、フーリエ空間面における１ラインのデータを得る
ことにより、エコー信号の観測時間を十分長く設定した
ものであるため、これにより生成される画像は、分解能
の低下等の画質劣化を招かない高Ｓ／Ｎのものとなる。

従って、本発明によれば、分解能の低下等の画質劣化を
招かないでＳ／Ｎの向上を図ることを可能とした磁気共
鳴イメージング方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の第
１の実施例を示す図、第２図は同実施例の作用を示す図
、第３図は本発明の第２の実施例を示す図、第４図は本
発明の第３の実施例を示す図、第５図は本発明の方法を
実施することができる磁気共鳴イメージング装置の一構
成例を示す図、第６図は従来例としてＳＥ法を示す図で
ある。 １・・・静磁場コイル、２・・・傾斜磁場コイル、３・
・・プローブ、４・−・静磁場制御系、５・・・送信器
、６・・・受信器、７・・・Ｘ軸傾斜磁場電源、８・・
・Ｙ軸傾斜磁場電源、９・・・Ｚ軸傾斜磁場電源、１０
・・・シーケンサ、 １・・・コンピュータシステム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２次元フーリエ変換法を適用した磁気共鳴イメージング
   方法において、エコー信号の観測に関しその時間を、励
   起用高周波パルス及び傾斜磁場パルスの印加後にあって
   十分長くし且つエコー信号のピーク中心に対して前方を
   短く後方について長くして設定したデータ収集シーケン
   スを、同じエンコード方向且つ異なるリード方向につい
   て少なくとも２回実行し、これにより得た２つのエコー
   データのリード方向におけるデータの不足分を、当該２
   つのエコーデータを用いて相互に補うことにより、フー
   リエ空間面における１ラインのデータを得ることを特徴
   とする磁気共鳴イメージング方法。