JPH1119065A - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検体サイズ・位置に応じて撮像シーケンス
の条件設定を自動的に行なう。 【解決手段】 コンピュータ２１、シーケンサ２２によ
り、ＲＦコイル１３から照射されるＲＦパルスの波形お
よびタイミングと、傾斜磁場コイル１２から発生させら
れる傾斜磁場パルスを制御し、本スキャンの撮像シーケ
ンスの位相エンコード用傾斜磁場パルス発生を省いた上
で読み出し用傾斜磁場パルスを本来の読み出し方向に印
加する撮像シーケンスと位相エンコード方向に印加する
撮像シーケンスとをプレスキャンとして行なって、そこ
で得た情報に基づき本スキャンの条件設定を自動的に行
なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＭＲイメージン
グ装置に関し、とくに被検体断面の大きさを計測するシ
ーケンスを行なうＭＲイメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲイメージング装置では、撮像しよう
とする断面において被検体が撮像視野中心からずれてい
たりすると折り返しアーティファクトなどの悪影響が生
じる。そこで、従来より、実際の被検体についての診断
画像を得るための撮像シーケンス（本スキャン）に先立
って位置決め用の撮像シーケンスを行い、これに基づき
被検体が画像視野の中心に位置するようにしたり、また
被検体サイズに合うよう視野サイズ（ＦＯＶ）を決定す
るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
位置決め用撮像シーケンスは、通常の撮像シーケンスと
同様のものであり、所望の画像が得られなくて何度も撮
像シーケンスを行なう必要のある場合があったりして操
作性が悪いという問題がある。また、一度の撮像シーケ
ンスで複数のスライスでの画像を撮像するマルチスライ
ス法の場合に、被検体の断面画像が最も大きくなる断面
での情報を基に条件設定を行なうようにしているため、
それよりも小さな断面画像については必要データ量より
も多くのデータを収集してしまい、被検体に与える高周
波照射の負担が大きい。

【０００４】この発明は、上記に鑑み、本スキャンに先
立って被検体断面の大きさを計測する特別なプレスキャ
ンを行い、それに基づいて最適条件の自動設定がなされ
るようにし、操作性を向上させたＭＲイメージング装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＭＲイメージング装置においては、
ＲＦ送信手段と、所定のスライス選択方向、位相エンコ
ード方向および周波数エンコード方向にそれぞれ傾斜磁
場パルスを加える傾斜磁場パルス印加手段と、ＮＭＲ信
号を受信してデータ収集するデータ収集手段と、上記Ｒ
Ｆ送信手段、傾斜磁場パルス印加手段および受信手段を
制御して、位相エンコード用傾斜磁場パルスの振幅を変
化させながらＲＦ励起・信号発生・受信・データ収集を
繰り返す本スキャンの撮像シーケンスを行なうととも
に、この本スキャンの撮像シーケンスに先立って位相エ
ンコード用傾斜磁場パルスのみ印加しない撮像シーケン
ス、および読み出し用傾斜磁場パルスを周波数エンコー
ド方向に印加する代わりに位相エンコード方向に印加す
る撮像シーケンスを行なって周波数エンコード方向での
被検体断面位置・大きさおよび位相エンコード方向での
被検体断面位置・大きさに関する情報を得、これに基づ
き上記本スキャンの条件を自動設定する制御手段とが備
えられることが特徴となっている。

【０００６】本スキャンに先立つプレスキャンとして、
位相エンコード用傾斜磁場パルスのみ印加しない撮像シ
ーケンスと、読み出し用傾斜磁場パルスを周波数エンコ
ード方向に印加する代わりに位相エンコード方向に印加
する撮像シーケンスとが行われる。これらの撮像シーケ
ンスでは位相エンコードのための傾斜磁場パルスは印加
しないため１回の繰り返しで終了可能である。そして、
周波数エンコード方向での位置情報が周波数情報にエン
コードされた信号と、位相エンコード方向での位置情報
が周波数情報にエンコードされた信号とがそれぞれ得ら
れるので、これらをフーリエ変換することによりそれぞ
れの方向の位置情報を再現することができ、これらの各
方向での被検体断面の位置・大きさを求めることができ
る。これに基づいて本スキャンの条件が自動設定される
ので、操作者の撮影条件設定項目が削減でき、操作性が
向上する。また、マルチスライス法における各スライス
で上記のプレスキャンを行なうことにより、各スライス
で最適条件の設定ができ、被検体に加わる高周波照射の
負担が軽減される。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。この発明に
かかるＭＲイメージング装置は図１に示すように構成さ
れる。この図１において、主マグネット１１は強力な静
磁場を発生するもので、この静磁場中に図示しない被検
体が配置される。また、傾斜磁場コイル１２は、Ｘ，
Ｙ，Ｚの直交３軸方向に磁場強度が傾斜する３つの傾斜
磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを、上記静磁場に重畳するように
して発生するよう３組設けられている。被検体には送信
用のＲＦコイル１３と、ＮＭＲ信号の受信用ＲＦコイル
１４とが取り付けられる。

【０００８】ホストコンピュータ２１はシステム全体の
制御を行い、シーケンサ２２はこのホストコンピュータ
２１の制御の下で、被検体の所望の断面での画像を再構
成するためのデータを収集するシーケンス（図２等）を
行うのに必要な種々の命令を送信系、受信系および傾斜
磁場発生系に送る。傾斜磁場発生については、波形発生
器１５からＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚに関する所定のパルス波形
を所定のタイミングで発生させて、傾斜磁場電源１６に
送らせ、傾斜磁場コイル１２からその波形・タイミング
のＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生させる。

【０００９】スライス選択用傾斜磁場、読み出し用（周
波数エンコード用）傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁
場は、これらＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚのいずれか１つを用い、
あるいはいくつかずつを組み合わせて作られることによ
って任意の方向のものとすることができるが、ここで
は、スライス選択用傾斜磁場としてＧｚを、位相エンコ
ード用傾斜磁場としてＧｙを、読み出し用傾斜磁場とし
てＧｘを用いることとしている。つまり、実空間のＺ方
向の所定領域を選択励起し、Ｘ方向の位置情報を周波数
にエンコードし、Ｙ方向の位置情報を位相にエンコード
するようにしている。

【００１０】波形発生器１５は、シーケンサ２２の制御
の下でＲＦパルスの波形を所定のタイミングで発生して
振幅変調器２４に送る。この振幅変調器２４には、ＲＦ
信号発生器２３からのＲＦ信号がキャリアとして送られ
てきており、このキャリアが波形発生器１５からの波形
信号に応じて振幅変調される。このＲＦ信号発生器２３
から発生するＲＦ信号の周波数が被検体の共鳴周波数に
一致するようホストコンピュータ２１によって制御され
る。振幅変調器２４の出力はＲＦパワーアンプ２５を経
てＲＦコイル１３に送られる。こうして、ＲＦコイル１
３から送信されるＲＦ信号の波形（エンベロープ）とタ
イミングとがシーケンサ２２によって定められることに
より、図２に示す９０°パルスや１８０°パルスが被検
体に照射されることになる。

【００１１】被検体から発生したＮＭＲ信号は受信用の
ＲＦコイル１４で受信され、プリアンプ２６を経て位相
検波器２７に送られる。位相検波器２７には、送信ＲＦ
パルスのキャリアとなっているＲＦ信号に基づく周波数
のＲＦ信号が、ＲＦ信号発生器２３から送られてきてお
り、この信号が参照信号として用いられて位相検波が行
われる。この参照信号の周波数はホストコンピュータ２
１により制御される。Ａ／Ｄ変換器２８は、シーケンサ
２２によってタイミング等が制御されたサンプリングパ
ルス発生器２９からのサンプリングパルスに応じて、位
相検波器２７からの検波信号をサンプリングし、デジタ
ルデータに変換する。このデジタルデータはホストコン
ピュータ２１に取り込まれ、画像再構成装置３３によっ
てフーリエ変換処理される。これによって再構成された
画像はディスプレイ装置３２によって表示される。指示
器３１は、オペレータ等がホストコンピュータ２１に必
要な指示を与えるためのキーボードやマウスなどであ
る。

【００１２】このようなＭＲイメージング装置におい
て、ホストコンピュータ２１およびシーケンサ２２の制
御の下に、実際の被検体の診断画像を得るための撮像シ
ーケンス（本スキャン）と、それに先立つ調整用シーケ
ンス（プレスキャン）とを行なう。ここでは、本スキャ
ンとしては、図２に示すようなスピンエコー法に基づく
撮像シーケンスを行なうものとしている。図２におい
て、まず９０゜パルス（章動パルス）４１を印加した
後、１８０゜パルス（リフォーカスパルス）４２を加え
るとともに、これらのＲＦパルス４１、４２の各々と同
時にスライス選択用の傾斜磁場Ｇｚのパルス４３、４４
を加える。そしてＹ方向の位相エンコード用傾斜磁場Ｇ
ｙパルス４５を加えるとともに、Ｘ方向の読み出し用
（および周波数エンコード用）傾斜磁場Ｇｘパルス４
６、４７を加えて周波数エンコードを行いながらスピン
エコー信号４８を発生させ、サンプリングパルスの各タ
イミングでサンプリングしてデータ収集する。

【００１３】すなわち、ＲＦパルス４１と４２との間で
ディフェージングのためにＧｘパルス４６を加え、ＲＦ
パルス４２の後でリフェージング用としてＧｘパルス４
７を加えることによって信号４８を発生させるととも
に、このＧｘパルス４７の印加中に信号４８を発生させ
ることでＸ方向の位置情報を周波数にエンコードする。
Ｇｙパルス４５はＹ方向の位置情報を位相にエンコード
するもので、繰り返し時間ごとに振幅を少しずつ変化さ
せて、ｋ空間（生データ空間）上で異なる位置のライン
上に配置される１連のデータが繰り返し時間ごとに得ら
れるようにする。

【００１４】このような本スキャンに先立つプレスキャ
ンとして、図３、図４のようなパルスシーケンスが行わ
れる。これらのプレスキャンのパルスシーケンスは、基
本的には図２のパルスシーケンスにおいて位相エンコー
ド用傾斜磁場パルスの印加を省いたものとなっている。
すなわち、図３のパルスシーケンスは、図２と同じくス
ピンエコー法に基づくものであるが、Ｙ方向の位相エン
コード用傾斜磁場パルスは印加しないものとなってい
る。また、図４では、Ｙ方向には、位相エンコード用傾
斜磁場パルスを印加する代わりに、読み出し用（および
周波数エンコード用）傾斜磁場パルス４６、４７を加
え、Ｘ方向の傾斜磁場Ｇｘは加えない。

【００１５】図３において発生する信号４８にはＸ方向
の位置情報が周波数情報としてエンコードされ、図４に
おいて発生する信号４８にはＹ方向の位置情報が周波数
情報としてエンコードされるので、これらをサンプリン
グパルス４９によってサンプリング・Ａ／Ｄ変換して収
集したデータをフーリエ変換して周波数情報をデコード
すれば、Ｘ方向の位置情報およびＹ方向の位置情報を再
現することができる。

【００１６】すなわち、図３で発生する信号４８は図５
のａのように表すことができ、これをフーリエ変換する
ことによって信号ｃを得、被検体断面５１のＸ方向の大
きさＬｘおよび中心位置Ｐｘを求めることができる。ま
た、図４で発生する信号４８は図５のｂのように表すこ
とができ、これをフーリエ変換することによって信号ｄ
を得、被検体断面５１のＹ方向の大きさＬｙおよび中心
位置Ｐｙを求めることができる。そこで、Ｐｘ，Ｐｙと
磁場中心との関係に基づいて、本スキャン（図２）での
位相検波の参照信号の周波数を自動設定すれば、Ｘ方
向、Ｙ方向での視野中心位置を被検体断面中心に合わす
ことができ、また、Ｇｘパルス４６、４７の振幅を調整
すればＧｘの傾きを変えることができるためＸ方向の視
野サイズをＬｘに合わすことができ、Ｇｙパルスのステ
ップ数および１ステップ当たりの変化量を変えることに
よりＹ方向の位相エンコード数を定めてＹ方向の視野サ
イズをＬｙに合わすことができる。

【００１７】そこで、たとえば画像表示の都合で全画像
のマトリクスを同じにする場合、サンプリングパルス４
９の数は同じにし、周波数エンコード用のＧｘパルス４
６、４７の振幅を各断面のＬｘに応じて変え、位相エン
コード用のＧｙパルス４５のステップ数をＬｙに応じて
少なくし、これとともに位相検波の参照信号の周波数を
Ｐｘ，Ｐｙに応じて変化させる。これにより生データ空
間に本来配置すべきライン数よりも少ないライン数のデ
ータが得られるので、その欠けたラインのデータは所定
値（０または−１０００などの値）を代入して行なうマ
トリクスリダクション法により画像再構成する。こうし
て、被検体の断面画像が視野中心に位置した画像を再構
成することができる。この場合、パルスシーケンスの繰
り返し回数が少なくなるので、被検体へのＲＦ照射数が
少なくなって、被検体の負担が減少する。

【００１８】なお、上の説明は一つの実施形態に関する
ものであって、この発明がこの記述に限定される趣旨で
ないことはもちろんである。たとえばパルスシーケンス
は上記のようなスピンエコー法に限らず、フィールドエ
コー法等他のパルスシーケンスを採用することができ
る。また、スライス選択方向、位相エンコード方向、周
波数エンコード方向も、上記のようなＺ，Ｙ，Ｘ方向に
限らず任意の方向とすることができる。さらに、具体的
な構成も図１の構成に限らず種々の構成とすることがで
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＭＲイ
メージング法によれば、被検体の撮像しようとするスラ
イス面での大きさ・位置に応じた最適な撮像パラメータ
の自動設定が可能となり、操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかるＭＲイメージン
グ装置を示すブロック図。

【図２】同実施形態で行なう本スキャンの撮像シーケン
スを示すタイムチャート。

【図３】同実施形態で行なうプレスキャンの撮像シーケ
ンスを示すタイムチャート。

【図４】同実施形態で行なうプレスキャンの他の撮像シ
ーケンスを示すタイムチャート。

【図５】プレスキャンで得たデータと被検体断面との関
係を示す模式図。

【符号の説明】

１１ 静磁場発生用主マグネッ
ト １２ 傾斜磁場コイル １３ 送信用ＲＦコイル １４ 受信用ＲＦコイル １５ 波形発生器 １６ 傾斜磁場電源 ２１ ホストコンピュータ ２２ シーケンサ ２３ ＲＦ信号発生器 ２４ 振幅変調器 ２５ ＲＦパワーアンプ ２６ プリアンプ ２７ 位相検波器 ２８ Ａ／Ｄ変換器 ２９ サンプリングパルス発生
器 ３１ 指示器 ３２ ディスプレイ装置 ３３ 画像再構成装置 ４１、４２ ＲＦパルス ４３、４４ スライス選択用傾斜磁場パルス ４５ 位相エンコード用傾斜磁
場パルス ４６、４７ 読み出し用（および周波数エンコード
用）傾斜磁場パルス ４８ スピンエコー信号 ４９ サンプリングパルス ５１ 被検体断面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＲＦ送信手段と、所定のスライス選択方
   向、位相エンコード方向および周波数エンコード方向に
   それぞれ傾斜磁場パルスを加える傾斜磁場パルス印加手
   段と、ＮＭＲ信号を受信してデータ収集するデータ収集
   手段と、上記ＲＦ送信手段、傾斜磁場パルス印加手段お
   よび受信手段を制御して、位相エンコード用傾斜磁場パ
   ルスの振幅を変化させながらＲＦ励起・信号発生・受信
   ・データ収集を繰り返す本スキャンの撮像シーケンスを
   行なうとともに、この本スキャンの撮像シーケンスに先
   立って位相エンコード用傾斜磁場パルスのみ印加しない
   撮像シーケンス、および読み出し用傾斜磁場パルスを周
   波数エンコード方向に印加する代わりに位相エンコード
   方向に印加する撮像シーケンスを行なって周波数エンコ
   ード方向での被検体断面位置・大きさおよび位相エンコ
   ード方向での被検体断面位置・大きさに関する情報を
   得、これに基づき上記本スキャンの条件を自動設定する
   制御手段とを備えることを特徴とするＭＲイメージング
   装置。