JPH10234702A

JPH10234702A - 磁気共鳴撮像方法および装置

Info

Publication number: JPH10234702A
Application number: JP9046136A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Ikezaki; 吉和池崎
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JP3712491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラ
ナー法による磁気共鳴撮像方法およびそれ実行する磁気
共鳴撮像装置を実現する。【解決手段】エコープラナー法において、２次元フー
リエ空間における互いに直交する２つの座標軸の一方ｋ
ｙにおいては５０〜６０％を占め、他方ｋｘにおいては
７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集
し、この磁気共鳴信号についての一方の座標軸ｋｙに関
するハーフフーリエ処理によって画像を再構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴撮像方法
および装置に関し、特に、エコープラナー(echoplaner)
法による磁気共鳴撮像方法およびエコープラナー法を
実行する磁気共鳴撮像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】エコープラナー法による磁気共鳴撮像す
なわちエコープラナー・イメージング(echo planer ima
ging：ＥＰＩ) は、被検体内のスピン(spin)を励起した
後、勾配磁場の操作により磁気共鳴信号（エコー(echo)
信号）を多数回繰返し発生させて、２次元フーリエ(Fou
rie)空間を満たすエコーデータ(echo data) を収集し、
それを２次元逆フーリエ変換することにより画像を再構
成するようになっている。このようなＥＰＩは、１回の
励起（ワンショット(one shot)）で１画面分のエコーデ
ータを収集するので、きわめて高速に磁気共鳴撮像を行
うことができるという特徴を有する。

【０００３】ＥＰＩの１つの形態として、エコーデータ
を２次元フーリエ空間の半分の領域についてだけ収集
し、このエコーデータについてのハーフフーリエ(half
Fourie) 処理により画像を再構成するものがある。その
場合、エコーデータは、位相エンコード(encode)軸（位
相軸）上で半分にした領域、または、読み出し軸（周波
数軸）上で半分にした領域に収集される。

【０００４】前者はいわゆるハーフエンコード(half en
code) 法、後者はいわゆるハーフエコー(half echo) 法
である。実際は、半分をやや越える領域例えば６０％に
相当する領域に収集される。これは、位相軸または周波
数軸上の０点すなわち中心点を確実に捉えるためであ
る。

【０００５】ハーフエンコード法およびハーフエコー法
は、２次元フーリエ空間全体についてデータを収集する
フルエンコード／フルエコー(full encode/full echo)
法に対比して、それぞれフラクショナル(fractional)エ
ンコード法およびフラクショナルエコー法とも呼ばれ
る。

【０００６】ハーフエンコード法においてはハーフフー
リエ処理は位相軸方向で行われ、ハーフエコー法におい
ては周波数軸方向で行われる。具体的には、収集した半
領域の実測データに基づき、位相補正等を経て、２次元
逆フーリエ変換後の実部データにより画像を再構成す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】再構成された画像のコ
ントラスト(contrast)は、２次元フーリエ空間において
位相エンコード量が０の領域およびその近傍領域のエコ
ーデータによって支配される。そこで、スピンの励起か
らこの領域に属するエコーが発生するまでの時間を、通
常のスピンエコー法において画像のコントラストを決定
するエコータイム(echo time) ＴＥに対応させて、実効
的なエコータイムすなわち実効ＴＥと呼んでいる。

【０００８】フルエンコード／フルエコーによりエコー
データを収集する場合は、２次元フーリエ空間における
データ収集のトラジェクトリ(trajectory)に合わせて、
位相エンコード量を負の最大値から正の最大値まで例え
ば１２８ステップで順番に変化させてフルエコーを収集
するので、位相エンコード量０のエコーは６４ステップ
目すなわちエコー収集期間の中央部で発生する。

【０００９】このため、実効ＴＥが長くなるので、その
間のエコー信号の減衰により、再構成画像は一般にコン
トラストが強く付き過ぎる傾向がある。さらに、フルエ
コーが測定されることによりエコーの長さが長くなる。
このため、エコー同士の間隔が長くなって、位相エンコ
ード量０のエコーとその他のエコーとの間の時間差が大
きくなる。この時間差が大きいほどエコーは磁場不均一
の影響を受け易くなり、その結果として再構成画像に歪
等を生じる。

【００１０】ハーフエンコード方式は、位相エンコード
数を半減したので実効ＴＥが短縮されるものの、フルエ
コーを測定するのでエコー間隔が長く、磁場不均一の影
響を受け易い点は変わらない。

【００１１】ハーフエコー方式は、エコーの長さが半分
なのでエコー間隔が短いものの、フルエンコードが行わ
れるので実効ＴＥが長く、再構成画像のコントラストの
問題は改善されない。

【００１２】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、実効ＴＥとエコー間隔が共
に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法、およ
び実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法を
実行する磁気共鳴撮像装置を実現することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

〔１〕上記の課題を解決する第１の発明は、エコープラ
ナー法による磁気共鳴撮像方法であって、２次元フーリ
エ空間における互いに直交する２つの座標軸の一方にお
いては５０〜６０％を占め他方においては７５〜９０％
を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集し、前記磁気
共鳴信号についての前記一方の座標軸に関するハーフフ
ーリエ処理に基づいて画像を再構成することを特徴とす
る。

【００１４】第１の発明では、一方の座標軸方向で５０
〜６０％にし他方の座標軸方向で７５〜９０％にした２
次元フーリエ空間上の領域に磁気共鳴信号を収集し、こ
の磁気共鳴信号のハーフフーリエ処理によって画像を再
構成する。このため、５０〜６０％にした座標軸に応じ
てハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、
また、７５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜
９０％に短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０
％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実
効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による
磁気共鳴撮像方法を実現することができる。

【００１５】〔２〕上記の課題を解決する第２の発明
は、第１の発明において、前記一方の座標軸が位相軸で
あり、前記他方の座標軸が周波数軸であることを特徴と
する。第２の発明では、５０〜６０％にした位相軸に応
じてハーフエンコード法が行われ、７５〜９０％にした
周波数軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコー
の収集が行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が
共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実
現することができる。

【００１６】〔３〕上記の課題を解決する第３の発明
は、第１の発明において、前記一方の座標軸が周波数軸
であり、前記他方の座標軸が位相軸であることを特徴と
する。第３の発明では、５０〜６０％にした周波数軸に
応じてハーフエコー法が行われ、７５〜９０％にした位
相軸に応じて回数を７５〜９０％に削減した位相エンコ
ードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共
に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現
することができる。

【００１７】〔４〕上記の課題を解決する第４の発明
は、エコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置であ
って、２次元フーリエ空間における互いに直交する２つ
の座標軸の一方においては５０〜６０％を占め他方にお
いては７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号
を収集する信号収集手段と、前記磁気共鳴信号について
の前記一方の座標軸に関するハーフフーリエ処理に基づ
いて画像を再構成する画像再構成手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１８】第４の発明では、信号収集手段により一方
の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標軸方向で７
５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領域に磁気共
鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号を画像再構成手段に
よりハーフフーリエ処理して画像を再構成する。このた
め、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコー
ド法またはハーフエコー法が行われ、７５〜９０％にし
た座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコー
の収集または回数を７５〜９０％に削減した位相エンコ
ードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共
に短いエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置を
実現することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。

【００２０】図１に磁気共鳴撮像装置のブロック図を示
す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置
の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例
が示される。また、本装置の動作によって本発明の方法
に関する実施の形態の一例が示される。

【００２１】〔構成〕本装置の構成を説明する。図１に
示すように、本装置においては概ね円筒形を成す静磁場
発生部Ｍがその内部空間に均一な静磁場を形成するよう
になっている。静磁場発生部Ｍの内部には、概ね円筒形
を成す勾配コイル(coil)部Ｇとボデイコイル(body coi
l) 部Ｂが中心軸を共有して配置されている。これら静
磁場発生部Ｍ、勾配コイル部Ｇおよびボデイコイル部Ｂ
の内部に形成される概ね円柱状の空間に、被検体Ｏが図
示しない搬入手段によって搬入されている。

【００２２】勾配コイル部Ｇには勾配駆動部ＧＲが接続
されている。勾配駆動部ＧＲは勾配コイル部Ｇに駆動信
号を与えて勾配磁場を発生させるようになっている。発
生する勾配磁場は、スライス(slice) 勾配磁場、読み出
し（リードアウト(read out)）勾配磁場および位相エン
コード（フェーズエンコード(phase encode)）勾配磁場
の３種である。

【００２３】ボデイコイル部Ｂには送信部ＴＲが接続さ
れている。送信部ＴＲはボデイコイル部Ｂに駆動信号
（ＲＦ(radio freqency)信号）を与えてＲＦ磁場を発生
させ、それによって、被検体Ｏの体内のスピンを励起す
るようになっている。励起されたスピンが発生する磁気
共鳴信号がボデイコイル部Ｂによって検出されるように
なっている。ボデイコイル部Ｂには受信部ＲＶが接続さ
れている。受信部ＲＶはボデイコイル部Ｂが検出した信
号を受信するようになっている。

【００２４】受信部ＲＶにはアナログ・ディジタル(ana
log-to-digital) 変換部ＡＤが接続されている。アナロ
グ・ディジタル変換部ＡＤは受信部ＲＶの出力信号をデ
ィジタル信号に変換するようになっている。アナログ・
ディジタル変換部ＡＤはコンピュータＣＯＭに接続され
ている。

【００２５】コンピュータＣＯＭはアナログ・ディジタ
ル変換部ＡＤからディジタル信号を入力して、それを図
示しないメモリ(memory)に記憶する。メモリ内にはデー
タ空間が形成されている。このデータ空間は２次元フー
リエ空間を構成する。コンピュータＣＯＭは、この２次
元フーリエ空間のデータに所定のデータ処理を行って被
検体Ｏに関する画像を再構成する。

【００２６】コンピュータＣＯＭには制御部ＣＮＴが接
続されている。制御部ＣＮＴには勾配駆動部ＧＲ、送信
部ＴＲ、受信部ＲＶおよびアナログ・ディジタル変換部
ＡＤが接続されている。制御部ＣＮＴは、コンピュータ
ＣＯＭから与えられた指令に基づいて勾配駆動部ＧＲ、
送信部ＴＲ、受信部ＲＶおよびアナログ・ディジタル変
換部ＡＤをそれぞれ制御するようになっている。

【００２７】静磁場発生部Ｍ、勾配コイル部Ｇ、勾配駆
動部ＧＲ、ボデイコイル部Ｂ、送信部ＴＲ、受信部Ｒ
Ｖ、アナログ・ディジタル変換部ＡＤ、制御部ＣＮＴお
よびコンピュータＣＯＭは、本発明における信号収集手
段の実施の形態の一例である。また、コンピュータＣＯ
Ｍは、本発明における画像再構成手段の実施の形態の一
例である。

【００２８】コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳと操
作部ＯＰが接続されている。表示部ＤＩＳはコンピュー
タＣＯＭから出力される再構成画像を含む各種の情報を
表示するようになっている。操作部ＯＰは操作者によっ
て操作され、各種の指令や情報等をコンピュータＣＯＭ
に入力するようになっている。

【００２９】〔動作〕（ハーフエンコード／フラクショナルエコー）本装置の
動作を説明する。図２にエコープラナー法によるパルス
シーケンス(pulse sequece) の一例を示す。このパルス
シーケンスはスピンエコーを収集するためのものであ
る。

【００３０】同図において、横軸は時間、縦軸は信号強
度を示す。また、（ａ）はＲＦパルスとエコー信号、
（ｂ）はリードアウト勾配磁場（リードアウト勾配）お
よびディフェーズ勾配磁場（ディフェーズ勾配）、
（ｃ）はフェーズエンコード勾配を示す。なお、スライ
ス勾配については図示を省略する。また、エコー信号は
ＲＦパルスに比べて遙かに信号強度が小さいが、便宜的
に同等の振幅で示す。後述する他のパルスシーケンスに
おいても同様である。

【００３１】ＲＦパルスのシーケンスは送信部ＴＲの動
作を示す。リードアウト勾配とフェーズエンコード勾配
のシーケンスは勾配駆動部ＧＲの動作を示す。後述する
他のパルスシーケンスにおいても同様である。

【００３２】図３にスピンの挙動を概念的に示す。同図
において、ｘ’，ｙ’，ｚ’は、回転座標系における互
いに垂直な３つの座標軸を示す。以下、図２および図３
を用いて動作を説明する。

【００３３】図２に示すように、時刻ｔ１において９０
°パルスによりスピンの励起が行われる。これによっ
て、図３の（ａ）に示すように、ｚ’方向を向いていた
スピンが９０°倒れてｙ’方向を向く。

【００３４】次に、時刻ｔ２においてディフェーズ勾配
とフェーズエンコード勾配が所定時間印加される。これ
によって、図３の（ｂ）に示すようにスピンの位相が分
散（ディフェーズ）する。

【００３５】次に、時刻ｔ３において１８０°パルスに
よりスピンの反転が行われる。これによって、図３の
（ｃ）に示すように、スピンのｙ’方向の向きが反転す
る。次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配が印加さ
れる。リードアウト勾配は時刻ｔ６でその極性が反転す
るまで一定値を保つ。このリードアウト勾配の印加期間
中にスピンの位相変化が継続し、図３の（ｄ）に示すよ
うに、分散していた位相が収束する。

【００３６】時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積
分値が時刻ｔ２で印加したディフェーズ勾配の積分値に
等しくなり、図３の（ｅ）に示すように、スピンの位相
が揃う。この時点で最初の磁気共鳴信号（スピンエコー
信号）のピーク(peak)が生じる。

【００３７】時刻ｔ５を過ぎると、図３の（ｆ）に示す
ように、スピンの位相変化の継続により位相が分散して
エコー信号は減衰する。時刻ｔ４からｔ６までのリード
アウト勾配印加期間中にエコー信号の読み出しが行われ
る。エコー信号の読み出しは、ボデイコイル部Ｂ−受信
部ＲＶ−アナログ・ディジタル変換部ＡＤ−コンピュー
タＣＯＭの系統によって行われる。以下同様である。

【００３８】この期間のエコー信号を、時間軸を拡大し
て示せば図４のようになる。ただし、エコー信号は正確
な波形図ではなく概念図で示す。同図に示すように、エ
コー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加
してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅
が減衰する。

【００３９】時刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５
からｔ６までの時間の例えば５０％になっている。そう
なるように、時刻ｔ２におけるディフェーズ勾配が設定
されている。

【００４０】これによって、エコー信号はピークに関し
て非対称的に読み出される。この読出の時間軸は、後述
する２次元フーリエ空間における周波数軸（リードアウ
ト軸）に対応する。以下同様である。

【００４１】エコー信号は、ピークに関して対称的に読
み出す通常のエコー、すなわち５０％側も１００％側と
同じ長さになるように読み出すフルエコーに比べて、全
長が７５％に短縮されたものとなる。すなわち、７５％
フラクショナルエコーが得られる。

【００４２】図２に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト
勾配の極性反転に合わせて、フェーズエンコード勾配が
短時間印加され、これによってフェーズエンコードが１
ステップ進められる。このフェーズエンコード勾配はブ
リップパルス(blip pulse)と呼ばれる。

【００４３】時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードア
ウト勾配によって２番目のエコー信号の読み出しが行わ
れる。負極性のリードアウト勾配の振幅の絶対値は、正
極性の振幅と同一になっている。また、時刻ｔ６からｔ
８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくな
っている。

【００４４】このリードアウト勾配によって、図３の
（ｆ）に示したように分散したスピンの位相の引き戻し
が行われる。これによって、図３の（ｆ）における矢印
とは逆方向に位相が変化して、同図の（ｅ）の状態とな
り、さらにそこを過ぎて（ｄ）の状態になる。ただし、
スピンの位相変化の方向は矢印とは逆である。

【００４５】このため、エコー信号は時刻ｔ７でピーク
に達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６
からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５
からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する関
係になる。

【００４６】時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号
を、時間軸を拡大して示せば図５のようになる。時刻ｔ
７からｔ８までの時間は時刻ｔ６からｔ７までの時間の
例えば５０％になる。すなわち、ピークに関して非対称
的にエコー信号が読み出され、１番目と同様に、全長が
７５％に短縮されたフラクショナルエコーが読み出され
る。

【００４７】以下同様にして、リードアウト勾配の極性
反転とブリップパルスの印加が繰返され、図３の（ｄ）
→（ｅ）→（ｆ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｄ）…の繰返し
により、図２に示すように、複数のエコー信号が順次読
み出される。このようなリードアウト勾配の操作による
エコー信号の読み出しは、後述する他のパルスシーケン
スにおいても同様である。

【００４８】エコー信号のピークは、隣合うもの同士で
互いに鏡像となる位置に生じる。このため、エコー間隔
すなわちエコーピークの間隔が交互に変化するが、実効
的なエコー間隔はその平均となる。そして、平均エコー
間隔は１つのエコー読み出し期間の中央とその次のエコ
ー読み出し期間の中央との間隔で与えられる。

【００４９】ここで、フルエコーの長さの７５％に短縮
したエコー信号を読み出していることにより、エコー読
み出し期間はフルエコーの場合の７５％に短縮されてお
り、したがって、エコー間隔もフルエコーの場合の７５
％に短縮される。

【００５０】エコーピークは、フェーズエンコード量に
応じて、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って
変化する。ここでは、１番目のエコーと２番目のエコー
のフェーズエンコード量が０に関して互いに対称的にな
っているため、包絡線ｅｎｖは、それらエコーの中間す
なわち時刻ｔ６において最大値を持つ。したがって、９
０°パルスの印加時刻ｔ１から時刻ｔ６までの時間が実
効ＴＥとなる。

【００５１】このようなエコー信号の読み出しに伴っ
て、２次元フーリエ空間では所定の軌跡（トラジェクト
リ）に沿ってエコーデータの収集が進行する。それを図
６に示す。図６において、ｋは２次元フーリエ空間であ
る。これはｋスペース(k-space) とも呼ばれる。ｋｘ，
ｋｙは２次元フーリエ空間ｋにおける互いに直交する２
つの座標軸であり、ｋｘが周波数軸（リードアウト
軸）、ｋｙが位相軸（フェーズエンコード軸）である。

【００５２】エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊ
は、例えばｋｘ＝−５０，ｋｙ＝２０の点から始まる。
なお、座標の単位は％である。ｋｘ＝−５０は図４に示
したエコー信号の左端に相当する。ｋｙ＝２０は図４に
示したエコー信号のフェーズエンコード量である。これ
は時刻ｔ２におけるフェーズエンコード勾配によって決
定される。

【００５３】時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト期間
中のエコー信号の読み出し（エコーデータの収集）に伴
って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝１０
０まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５の時点
に相当し、ここでピーク値が収集される。

【００５４】時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによ
ってトラジェクトリが１ステップ(step)下がり、次に、
時刻ｔ６からｔ８までのリードアウト期間中に、図５に
示したエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェ
クトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−５０まで到達す
る。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７の時点に相当し、こ
こでピーク値が収集される。

【００５５】以下同様に、フェーズエンコードの度に順
次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って
２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これ
によって、２次元フーリエ空間ｋ上では、ｋｙ軸上では
６０％を占め、ｋｘ軸上では７５％を占める領域にエコ
ーデータが収集される。これはハーフエンコード法に類
似したデータ収集となる。ただし、本来のハーフエンコ
ード法と相違する点は、エコーがフルエコーではなく、
いわば７５％エコーになっている点である。すなわち、
７５％のフラクショナルエコーを用いたハーフエンコー
ド法となる。

【００５６】このようなエコーデータに基づいて、コン
ピュータＣＯＭにより画像の再構成が行われる。画像再
構成はハーフフーリエ処理によって行われる。ハーフフ
ーリエ処理は、２次元フーリエ空間の半分の領域のデー
タから完全な画像を再構成する手法として確立している
ので、それをそのまま利用する。なお、この場合のハー
フフーリエ処理はｋｙ軸方向で行われる。これによっ
て、ｋｙ軸の６０％の範囲についての実測データから画
像を再構成することができる。

【００５７】再構成された画像は、ハーフエンコード法
の性質を引き継いで、実効ＴＥが短いという特徴を有す
る。これによって、コントラストが適正な画像が得られ
る。さらに、エコーが７５％エコーであることにより、
エコー間隔が通常のハーフエンコード法の場合よりも短
いので、磁場不均一の影響が緩和され歪等の少ない画像
が得られる。

【００５８】ｋスペースにおけるエコーデータの収集領
域は図６に示したものに限らず、例えば図７に斜線で示
す領域としても良い。この領域は、図６に示したデータ
収集領域とはｋｘ軸に関して対称の関係にある。

【００５９】収集されたデータが７５％エコーであるこ
とによりｋｘ軸の２５％については実測データが欠落す
るが、この程度のデータ欠落では再構成画像に生じるリ
ンギング(ringing) 等のアーチファクト(artifact)は実
用上問題にならない。

【００６０】エコーの長さを７５％より短くすることに
より、さらに磁場不均一の影響を受けにくくすることが
できる。ただし、その反面でデータ欠落によるアーチフ
ァクトが増加する。アーチファクトの低減にはエコーの
長さを７５％よりも長くするのが効果的であるが、磁場
不均一の影響を受け易くなる。そこで、両者のかねあい
で、エコーの長さについては７５〜９０％の範囲に設定
するのが好ましい。また、ハーフエンコードは位相軸の
０点を確実に捉える範囲でできるだけ短いことが望まし
い。この観点から５０〜６０％の範囲に設定するのが好
ましい。

【００６１】以上は、スピンエコーを利用するＥＰＩの
例であるが、グラディエントエコー(gradient echo) を
利用するＥＰＩについても同様のことが行える。次に、
その動作を説明する。パルスシーケンスは例えば図８に
示すようなものが用いられる。

【００６２】図８に示すように、時刻ｔ１においてα°
パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフェ
ーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３にお
いて負極性のディフェーズ勾配が印加され、時刻ｔ４で
リードアウト勾配が印加される。

【００６３】リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反転
するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リー
ドアウト勾配の積分値が時刻ｔ３からｔ４までのディフ
ェーズ勾配の積分値と相殺し、この時点で最初のエコー
信号（グラディエントエコー）のピークが生じる。エコ
ー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。

【００６４】時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信
号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時
間軸を拡大して示せば図４で示したものと同様になる。
すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻ｔ４
からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、
時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時刻ｔ
４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間
の例えば５０％になっている。そうなるように、時刻ｔ
３からｔ４までのディフェーズ勾配が設定されている。
これによって、７５％のフラクショナルエコーが読み出
される。

【００６５】図８に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト
勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加さ
れ、フェーズエンコードが１ステップ進められる。時刻
ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって
２番目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウ
ト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になってい
る。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６ま
での時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７で
ピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時
刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時
刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺
する。

【００６６】時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号
を、時間軸を拡大して示せば図５に示したものと同様に
なる。すなわち、７５％のフラクショナルエコーが読み
出される。このエコー信号のピークは１番目のエコーの
ピークの鏡像の位置に生じる。

【００６７】以下同様にして、リードアウト勾配の極性
反転とブリップパルスの印加が繰返され、複数のエコー
信号が順次読み出される。これによって、図２の場合と
同様なエコー信号列が読み出される。したがって、２次
元フーリエ空間におけるデータ収集も図６に示したもの
と同様に行われる。すなわち、グラディエントエコーを
利用する場合も、前述のスピンエコーの場合と同様に、
実効ＴＥとエコー間隔が共に短いＥＰＩを行うことがで
きる。

【００６８】（ハーフエコー／フラクショナルエンコー
ド）次に、他のパルスシーケンスによる本装置の動作に
ついて説明する。図９に他のパルスシーケンス一例を示
す。このパルスシーケンスはスピンエコーを収集するも
のである。

【００６９】同図に示すように、時刻ｔ１において９０
°パルスによりスピンの励起が行われる。次に、時刻ｔ
２においてディフェーズ勾配とフェーズエンコード勾配
が印加される。次に、時刻ｔ３において１８０°パルス
によりスピンの反転が行われる。

【００７０】次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配
が印加される。リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反
転するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リ
ードアウト勾配の積分値が時刻ｔ２で印加したディフェ
ーズ勾配の積分値に等しくなり、この時点で最初のエコ
ー信号のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎ
ると減衰する。

【００７１】時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト勾配
印加期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期
間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図１０のよ
うになる。同図に示すように、エコー信号は時刻ｔ４か
らｔ５にかけて振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５
から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時刻ｔ４からｔ
５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間の例えば
２０％になっている。そうなるように、時刻ｔ２におけ
るディフェーズ勾配が設定されている。

【００７２】これによって、エコー信号はピークに関し
て非対称的に読み出される。このようなエコー信号は、
フルエコーに比べて全長が６０％に短縮されたものとな
り、６０％フラクショナルエコーすなわちハーフエコー
となる。

【００７３】図９に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト
勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加され
フェーズエンコードが１ステップ進められる。時刻ｔ６
からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番
目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾
配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。
時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの
時間に等しくなっている。

【００７４】エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そ
こから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７ま
での負極性のリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５か
らｔ６までの正極性のリードアウト勾配の積分値と相殺
する。

【００７５】時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号
を、時間軸を拡大して示せば図１１のようになる。ここ
で、時刻ｔ７からｔ８までの時間は時刻ｔ６からｔ７ま
での時間の例えば２０％になる。すなわち、ピークに関
して非対称的にエコー信号が読み出され、１番目と同様
に、全長が６０％に短縮されたハーフエコーが読み出さ
れる。このエコー信号のピークは１番目のエコーのピー
クの鏡像の位置に生じる。

【００７６】以下同様にして、リードアウト勾配の極性
反転とブリップパルス印加が繰返され、複数のエコー信
号が順次読み出される。このとき、エコー信号のピーク
は隣接するもの同士で互いに鏡像となる位置に生じる。
このため、エコー間隔が交互に変化するが、実効的には
それらの平均で与えられる。平均のエコー間隔は１つの
エコー読み出し期間の中央とその次のエコー読み出し期
間の中央との間隔で与えられる。

【００７７】ここで、フルエコーの６０％に短縮したエ
コー信号を読み出していることにより、エコー読み出し
期間はフルエコーの場合の６０％に短縮されており、こ
のため、エコー間隔もフルエコーの場合の６０％に短縮
される。

【００７８】エコーピークは、フェーズエンコード量に
従って、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って
変化する。この包絡線ｅｎｖは例えば３番目のエコーと
４番目のエコーの中間、すなわち時刻ｔ１０において最
大値を持つ。したがって、９０°パルスの印加時刻ｔ１
から時刻ｔ１０までの時間が実効ＴＥとなる。

【００７９】このようなエコー信号の読み出しに伴っ
て、２次元フーリエ空間では所定のトラジェクトリに沿
ってエコーデータの収集が進行する。それを図１２に示
す。同図におけるｋスペースの表現法は図６と同様であ
る。

【００８０】エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊ
は、例えばｋｘ＝−２０，ｋｙ＝５０の点から始まる。
ｋｘ＝−２０は図１０に示したエコー信号の左端に相当
する。ｋｙ＝５０は図１０に示したエコー信号のフェー
ズエンコード量である。これは時刻ｔ２におけるフェー
ズエンコード勾配によって決定される。

【００８１】時刻ｔ４からｔ６までのエコーデータの収
集に伴って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ
＝１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５
に相当し、ここでピーク値が収集される。

【００８２】時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによ
ってトラジェクトリが１ステップ下がり、次に、時刻ｔ
６からｔ８までのリードアウト期間中に、図１１に示し
たエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェクト
リｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−２０まで到達する。途
中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７に相当し、ここでピーク値
が収集される。

【００８３】以下同様に、フェーズエンコードの度に順
次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って
２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これ
によって、２次元フーリエ空間ｋ上では、ｋｙ軸上では
その７５％を占め、ｋｘ軸上では６０％を占める領域に
エコーデータが収集される。

【００８４】すなわち、ハーフエコー法に類似したデー
タ収集が行われる。本来のハーフエコー法との相違点
は、フェーズエンコードがフルエンコードではなく、い
わば７５％エンコードになっている点である。すなわ
ち、７５％のフラクショナルエンコードによるハーフエ
コー法となる。

【００８５】このようなエコーデータに基づいて、コン
ピュータＣＯＭにより画像の再構成が行われる。画像再
構成はハーフフーリエ処理によって行われる。ハーフフ
ーリエ処理はｋｘ軸方向において行われる。これによっ
て、ｋｘ軸の左８０％についての実測データを必要とせ
ずに画像を再構成することができる。

【００８６】再構成された画像は、ハーフエコー法の性
質を引き継いで、エコー間隔が短いという特徴を有す
る。これによって、磁場不均一の影響が小さい画像が得
られる。さらに、７５％のフラクショナルエンコードで
あることにより、実効ＴＥが通常のハーフエコー法の場
合よりも短くなるのでコントラストが適切な画像が得ら
れる。

【００８７】ｋスペースにおけるエコーデータの収集領
域は図１２に示したものに限らず、例えば図１３に斜線
で示す領域としても良い。この領域は、図１２に示した
データ収集領域とはｋｘ軸に関して対称の関係にある。

【００８８】７５％のフラクショナルエンコードである
ことによりｋｙ軸の２５％については実測データが欠落
しているが、この程度のデータ欠落によるリンギング等
の画像アーチファクトは実用的には無視できる程度であ
る。

【００８９】フラクショナルの程度を７５％より短縮す
るほど画像コントラストの適正化が容易になるが、反
面、データ欠落によるアーチファクトが増加する。そこ
で、フラクショナルの程度については７５〜９０％の範
囲に設定するのが、両者のかねあいが妥当な点で好まし
い。また、ハーフエコーは周波数軸の０点を確実に捉え
る範囲でできるだけ短いことが良い。この観点から５０
〜６０％の範囲に設定するのが好ましい。

【００９０】上記は、スピンエコーを利用するＥＰＩの
例であるが、グラディエントエコーを利用するＥＰＩに
ついても同様のことが行える。次に、その動作を説明す
る。パルスシーケンスは例えば図１４に示すようなもの
が用いられる。

【００９１】図１４に示すように、時刻ｔ１においてα
°パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフ
ェーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３に
おいて負極性のディフェーズ勾配が印加され、時刻ｔ４
でリードアウト勾配が印加される。

【００９２】リードアウト勾配は時刻ｔ６まで一定値を
保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積
分値が時刻ｔ３からｔ４までの積分値と相殺し、この時
点で最初のエコー信号（グラディエントエコー）のピー
クが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰す
る。

【００９３】時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信
号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時
間軸を拡大して示せば図１０で示したものと同様にな
る。すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻
ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達
し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時
刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの
時間の例えば２０％になっている。そうなるように、時
刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配が設定されてい
る。これによって、６０％フラクショナルエコーすなわ
ちハーフエコーが読み出される。

【００９４】図１４に戻って、時刻ｔ６でのリードアウ
ト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加さ
れ、フェーズエンコードが１ステップ進められる。時刻
ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって
２番目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウ
ト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になってい
る。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６ま
での時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７で
ピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時
刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時
刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺
する。

【００９５】時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号
を、時間軸を拡大して示せば図１１に示したものと同様
になる。すなわち、６０％エコーが読み出される。この
エコー信号のピークは１番目のエコーのピークの鏡像の
位置に生じる。

【００９６】以下同様にして、リードアウト勾配の極性
反転とフェーズエンコード勾配の印加が繰返され、複数
のエコー信号が順次読み出される。これによって、図９
の場合と同様なエコー信号列が読み出される。したがっ
て、２次元フーリエ空間におけるデータ収集も図１２に
示したものと同様に行われる。すなわち、グラディエン
トエコーを利用する場合も、前述のスピンエコーの場合
と同様に、エコー間隔と実効ＴＥが短い共にＥＰＩを行
うことができる。

【００９７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の
座標軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上
の領域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号のハ
ーフフーリエ処理によって画像を再構成するようにした
ので、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコ
ード法またはハーフエコー法が行われ、また、７５〜９
０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮し
たエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減した位
相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー
間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方
法を実現することができる。

【００９８】また、第２の発明によれば、５０〜６０％
にした位相軸に応じてハーフエンコード法を行い、７５
〜９０％にした周波数軸に応じて長さを７５〜９０％に
短縮したエコーの収集を行うようにしたので、実効ＴＥ
とエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共
鳴撮像方法を実現することができる。

【００９９】また、第３の発明によれば、５０〜６０％
にした周波数軸に応じてハーフエコー法を行い、７５〜
９０％にした位相軸に応じて回数を７５〜９０％に削減
した位相エンコードを行うようにしたので、実効ＴＥと
エコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴
撮像方法を実現することができる。

【０１００】また、第４の発明によれば、信号収集手段
により一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標
軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領
域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号を画像再
構成手段によりハーフフーリエ処理して画像を再構成す
るようにしたので、５０〜６０％にした座標軸に応じて
ハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、７
５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に
短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減
した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥと
エコー間隔が共に短いエコープラナー法を実行する磁気
共鳴撮像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパ
ルスシーケンスを示す図である。

【図３】スピンエコー法を実行したときのスピンの挙動
を示す概念図である。

【図４】本発明の実施の形態の一例の装置によって読み
出されるエコー信号の概念図である。

【図５】本発明の実施の形態の一例の装置によって読み
出されるエコー信号の概念図である。

【図６】本発明の実施の形態の一例の装置による２次元
フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。

【図７】２次元フーリエ空間におけるデータ収集領域の
概念図である。

【図８】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパ
ルスシーケンスを示す図である。

【図９】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパ
ルスシーケンスを示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置によって読
み出されるエコー信号の概念図である。

【図１１】本発明の実施の形態の一例の装置によって読
み出されるエコー信号の概念図である。

【図１２】本発明の実施の形態の一例の装置による２次
元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。

【図１３】２次元フーリエ空間におけるデータ収集領域
の概念図である。

【図１４】本発明の実施の形態の一例の装置が実行する
パルスシーケンスを示す図である。

【符号の説明】

Ｏ被検体Ｍ静磁場発生部Ｇ勾配コイル部Ｂボデイコイル部ＧＲ勾配駆動部ＴＲ送信部ＲＶ受信部ＡＤアナログ・ディジタル変換部ＣＮＴ制御部ＣＯＭコンピュータＤＩＳ表示部ＯＰ操作部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エコープラナー法による磁気共鳴撮像方
法であって、２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標
軸の一方においては５０〜６０％を占め他方においては
７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集
し、前記磁気共鳴信号についての前記一方の座標軸に関する
ハーフフーリエ処理に基づいて画像を再構成する、こと
を特徴とする磁気共鳴撮像方法。
【請求項２】前記一方の座標軸が位相軸であり、前記
他方の座標軸が周波数軸である、ことを特徴とする請求
項１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項３】前記一方の座標軸が周波数軸であり、前
記他方の座標軸が位相軸である、ことを特徴とする請求
項１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項４】エコープラナー法を実行する磁気共鳴撮
像装置であって、２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標
軸の一方においては５０〜６０％を占め他方においては
７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集
する信号収集手段と、前記磁気共鳴信号についての前記一方の座標軸に関する
ハーフフーリエ処理に基づいて画像を再構成する画像再
構成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像
装置。