JPH02274228A - 磁気共鳴画像撮影装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気共鳴画像撮影装置（以下ＭＲＩという）に
関し、特にシステムの中心周波数誤差によるイメージの
表示ずれを防止するＭＨＩに関する。

（従来の技術） 核磁気共鳴（以下ＮＭＲという）現象を用いて特定原子
核に注目した被検体の断層像を得るＭＲＩは従来から知
られている。このＭＲＩの原理の概要を以下に説明する
。

原子核は磁気を帯びた回転している独楽と見ることがで
きるが、それを例えばＺ軸方向の静磁場Ｈｏの中におく
と、前記の原子核は次式で示す角速度ω。で歳差運動を
する。これをラーモアの歳差運動という。

ω０″″γＨＯ 但し、γは・・・核磁気回転比 今、静磁場のあるＺ軸に垂直な軸、例えばＸ軸に高周波
コイルを配置し、Ｘ＋３’面内で回転する前記の角周波
数ω。の高周波回転磁場を印加すると磁気共鳴が起り、
静磁場Ｈ８のちとで、ゼーマン分裂をしていた原子核の
集団は共鳴条件を満足する高周波磁場によって準位間の
遷移を生じ、エネルギー準位の高い方の準位に遷移する
。ここで、核磁気回転比γは原子核の種類によって異な
るので共鳴周波数によって当該原子核を特定することが
できる。更にその共鳴の強さを測定すれば、その原子核
の存在量を知ることができる。共鳴後緩和時間と呼ばれ
る時定数で定まる時間の間に高い準位へ励起された原子
核は低い準位へ戻ってエネルギーの放射を行う。ＭＨＩ
は、この特定の原子核によるＮＭＲ現象を観察して被検
体の断層像を撮像する装置である。ＭＲＩによる映像法
として有力なフーリエ変換法に用いる高周波磁場及び勾
配磁場印加のパルスシーケンスを第３図と第４図に示す
。第３図はそれぞれリード軸、ワープ軸スライス軸であ
るＸ＋　　ｙ＋　　Ｚ軸にＧｘ、Ｇｙ、Ｇ２の勾配磁場
を与え、高周波磁場をＸ軸に印加する状態を示す図で、
第４図はそれぞれの磁場を印加するタイミングを示す図
である。第４図において、期間１には、９０＠パルス１
とスライス勾配２によりｚ−０を中心とする２方向に垂
直なスライス面内のスピンが選択的に励起される。期間
２のリフェーズ勾配３はスライス勾配２により乱れたス
ピンの位相を元に戻すためのものである。同じ、期間２
のデイフェーズ勾配４はデータ読み出し期間４の時間的
中心にＳＥ信号５の中心が一致するようにスピンに場所
に応じた位相差を与えるためのものである。期間２では
更にｙ方向の位置に比例してスピンの位相をずらせてや
るためのワーブ勾配６を印加しており、ワーブ勾配６は
毎周期その強度を変えて印加されている。その後１８０
°パルス７を与えて磁気モーメントを揃え、その後に現
れるＳＥ信号５を観察する。期間４ではＸ軸にリード勾
配８を印加する。これにより、デイフェーズ勾配４で与
えられた位相差は、期間４のリード勾配８の時間的中心
で相殺されＳＥ信号５が現れる。このシーケンスをビュ
ーといい、パルス繰り返し周期ＴＲ後に再び９０°パル
ス１を加えて、次のビューを開始する。

（発明が解決しようとする課題） 現在の装置の中心周波数にΔｆ、Ｈｚの誤差がある場合
には第５図に示すようにＣＲＴ画面のリード軸方向（周
波数方向）にΔＪ７ｃｍのイメージずれを生ずる。図に
おいて、１１は中心周波数がずれのない、即ちΔｆｃ＝
ｏの場合の真のイメージ、１２は中心周波数がずれた場
合のずれのイメージで、両者の中心位置の間に八ΩＣｍ
のずれを生じている。このイメージのずれの量ΔＪ１ｃ
ｍは次式で表される。

・・・　（２） ここで、Δｆｃ・・・中心周波数誤差　（Ｈｚ）Ｇや、
・・・読み出し勾配の振幅（Ｇ／ａｍ）γ・・・核磁気
回転比　　　（ＫＨｚ／Ｇ）今、体軸に垂直な断層面を
ＣＲＴ画面上に表示し、この画面から体軸方向に切断す
るスキャンの位置決めを行おうとする場合、第６図に示
すようにずれのイメージ１２に基づいて縦断面位置１３
を決定することになるが、縦断面位置１３は真のイメー
ジ１１から外れているため、画像が現れないことになる
。第７図は本来現れるべき縦断面断層画像が表示されて
いる画面の図で、第８図はずれのイメージ１２に基づい
て位置決めした縦断面位置１３が真のイメージ１１から
外れているためイメージの現れない画像の図である。こ
のようにＲＦの中心周波数がΔｆ、ずれることによって
ＣＲＴ画面上のイメージにずれが生ずると、別な断面の
スキャンのための位置決めが不正確になる。

この不具合を防ぐために中心周波数を正しい周波数にし
ようとしても、中心周波数を正確に調整することは困難
である。仮に正確に調整できたとしても、周波数の安定
性の問題から中心周波数を一定値に維持することは困難
である。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、画像を表示画面上に表示する際に、ＲＦ中心周波数の
誤差による画像の表示画面のずれのないＭＲＩを実現す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、スキャン開始に先立っ
て現在の装置における中心周波数からのずれ分を求める
ための予備スキャンを行わせる手段と、その計測手段と
、前記周波数のずれ量からイメージのずれ量を算出する
演算手段と、前記イメージのずれ量を補正して正しい位
置にイメージを表示する補正手段と、前記予備スキャン
実施の指示を人力する入力手段とを具備することを特徴
とするものである。

（作用） 正規のスキャンを行う前に予備スキャンを行って、現在
の装置の中心周波数のずれ量を計測し、この周波数ずれ
量からイメージずれ量を計算して、イメージの表示位置
を補正する。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本考案の一実施例の装置のブロック図である。

図において、２１は内部に被検体を挿入するための空間
部分（孔）を有し、この空間部分を取巻くようにして、
被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと勾配磁
場を発生する勾配磁場コイル（勾配磁場コイルはｘ、ｙ
Ｓｚの３軸のコイルを備えている。）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ＲＦ送
信コイルと被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイ
ル等が配置されているマグネットアセンブリである。静
磁場コイル、勾配磁場コイル、ＲＦ送信コイル、及び受
信コイルは、それぞれ静磁場電源２２、勾配磁場駆動回
路２３、ＲＦ電力増幅器２４及び前置増幅器２５に接続
されている。シーケンス記憶回路２６は計算機２７から
の指令に従って任意のビューで、ゲート変調回路２８を
操作（所定のタイミングでＲＦ発振回路２９のＲＦ出力
信号を変調）し、フーリエ変換法に基づ＜ＲＦパルス信
号をＲＦ電力増幅器２４からＲＦ送信コイルに印加する
。又、シーケンス記憶回路２６は、同じくフーリエ変換
法に基づくシーケンス信号によって勾配磁場駆動回路２
３を操作して、第３図。

第４図に示すようにｘ、　　ｙ、　　ｚの３軸にそれぞ
れ勾配磁場を供給する。更にシーケンス記憶回路２６は
計算機２７の指令に従ってＲＦ発振回路２９の発振周波
数を変化させる。３０はＲＦ発振回路２９の出力を参照
信号として、前置増幅器２５の受信信号出力を位相検波
する位相検波器である。この出力信号はＡＤ変換器３１
においてディジタル信号に変換され、計算機２７に入力
される。３２は計算機２７に種々のパルス・シーケンス
の実現のための指示及び種々の設定値等の入力をするた
めの操作コンソール、３３は計算機２７て再構成された
画像を表示する表示装置である。

３４はＲＦ発振回路２９で発振しているＲＦ倍信号周波
数をδＰ１定して、その情報を計算機２７に送る周波計
である。

次に、上記のように構成された装置の動作を説明する。

操作コンソール３２を操作してパルス・シーケンスのタ
イミング、各勾配磁場の振幅、ＲＦパルスの振幅、パル
ス幅等の設定を行い、計算機２７に前記設定値に基づく
信号を人力する。計算機２７は前記設定値に基づいて制
御信号を発生し、シーケンス記憶回路２６に送る。シー
ケンス記憶回路２６は前記の信号に基づき勾配磁場駆動
回路２３を制御して所定のパルスシーケンスの勾配磁場
を作らせ、又、ゲート変調回路２８を制御する。

ゲート変調回路２８はＲＦ発振回路２９で発振し出力さ
れたＲＦ倍信号設定されたパルス幅、振幅を有する信号
に変調し、被変調ＲＦパルスをＲＦ電力増幅器２４に供
給する。又、シーケンス記憶回路２６は計算機２７の指
示によりＲＦ発振回路２９の発振周波数を制御すること
ができる。上記の被変調ＲＦパルスはＲＦ電力増幅器２
４において増幅され、マグネットアセンブリ２１に静磁
場電源２２によって生ずる静磁場中において、勾配磁場
駆動回路２３によって各軸に与えられた勾配磁場と相俟
って特定の原子核を共鳴させる。共鳴により生じたＳＥ
倍信号、受信され、前置増幅器２５によって増幅され、
位相検波Ｈ３０に入力される。位相検波器３０は、ＲＦ
発振回路２９の出力を参照信号として入力ＮＭＲ信号を
位相検波し、その出力信号をＡＤ変換器３１に送る。Ａ
Ｄ変換器３１においてディジタル信号に変換されたＮＭ
Ｒ信号は、計算機２７においてスキャンンーケンスに応
じた所定の処理により、画像再構成されて表示装置３３
により表示される。計算機２７はシ−ケンス記憶回路２
６の内容を書き換えることができ、これによって種々の
スキャンシーケンスを実現できる。

上記の動作は一般的な動作であるが、ＲＦ中心周波数の
誤差による画像位置のずれを補正する場合は第２図のフ
ローチャートにより動作する。この動作手順は計算機２
７にプログラムととして書き込んでおき、操作コンソー
ル３２から位置ずれ補正実施に関する指示を入力するこ
とにより、自動的に行われる。

ステップ１ 操作者はコンソール３２を操作してパルスシーケンス、
ＲＦパルスの振幅、パルス幅等のパラメータの設定及び
位置ずれ補正実施の指令を入力する。

ステップ２ 実際のスキャン実施に先立って現在の装置の中心周波数
のずれ量を計１１ＦＪするための数ビューの予備スキャ
ンを行う。

ステップ３ ＭＨＩは設定されたパラメータに基づき、又、ステップ
２で得られたＲＦ中心周波数によるＲＦ倍信号よりスキ
ャンを行う。

ステップ４ ＲＦコイルにより被検体から輻射されるＮＭＲ信号を受
信する。受信信号は前置増幅器２５で増幅され位相検波
器３０で検波され、ＡＤ変換器゛　３１を経て計算機２
７に入力される。

ステップ５ 計算機２７は入力されたデータに基づき画像再構成演算
を行う。

ステップ６ 予備スキャンより得られたデータをもとに中心周波数の
ずれ量の演算を行う。

ステップ７ 計算機２７は更にステップ６で求めたＲＦ中心周波数の
ずれ量から（２）式によってイメージのずれ量の６１ｃ
ｍを算出する。

ステップ８ ステップ５によって得られたイメージデータを、ステッ
プ７で得られたイメージのずれ量Δｇにより補正演算を
行い、イメージデータの補正を行う。

ステップ９ 表示装置２３に画像を表示する。

上記の予備スキャンの実施をＭＲＩスキャンの度に行う
か、回数を減らして行うかは操作コンソール３２への実
施指令の入力によって決める。中心周波数のずれ量の補
正は受信時の周波数を変えることで行えるが、ハード上
から連続的な周波数変換が行えない場合は、位相シフト
補正処理を行うことによっても可能である。以上の動作
は２ＤＦＴ　（２次元フーリエ変換法）や３ＤＦＴへの
適用が可能である。

上記において説明したように、本実施例の手順を踏めば
周波数に理論値からの誤差がある場合にも、表示画面上
の位置ずれを補正して、第６図に示すようなイメージず
れを防止することができ、得られたイメージを異なる面
に対する位置決め用として利用する際にも中心周波数の
ずれ分によるイメージのずれが補正されているので、正
しい位置決めができる。

又、中心周波数の時間的変動がある場合も、ＮＭＲ信号
の検出値が低下したときに第２図に示すす動作手順を行
うように予め組み込んでおけば、自動的に表示画面上の
イメージの補正が行われ、装置の安定性を考慮しないで
すむ。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明の装置によれば、画像
を表示画面上に表示する際に中心周波数に誤差があって
も表示画面上にずれのないように補正することができ、
実用上の効果は大きい。４、

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置のブロック図、第２図
は本発明の動作手順のフローチャート、第３図はＭＲＩ
の勾配磁場と高周波磁場を各座標軸に印加する場合の説
明図、第４図はＭＨＩの標準的なパルスシーケンスの図
、第５図は中心周波数の誤差によって生ずるイメージの
ずれの説明図、第６図はイメージのずれの異方向スキャ
ンの位置決めに対する影響の説明図、第７図はイメージ
のずれのない場合の位置決めによって得られた異方向ス
キャンのイメージの図、第８図はイメージずれのある場
合の位置決めによって得られる異方向スキャンのイメー
ジの図である。 １・・・９０″パルス　　　　５・・・ＳＥ信号７・・
・１８０°パルス　　　１１・・・真のイメージ１２・
・・ずれのイメージ　　１３・・・縦断面位置２１・・
・マグネットアセンブリ ２２・・・静磁場電源 ２３・・・勾配磁場駆動回路 ２４・・・ＲＦ電力増幅器 ２６・・・シーケンス記憶回路 ２７・・・計算機 ２９・・・ＲＦ発振回路 ３２・・・操作コンソール ３４・・・周波針 ２８・・・ゲート変調回路 ３０・・・位相検波器 ３３・・・表示装置 ２５・・・前置増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スキャン開始に先立って現在の装置における中心周波数
   からのずれ分を求めるための予備スキャンを行わせる手
   段と、その計測手段と、前記周波数のずれ量からイメー
   ジのずれ量を算出する演算手段と、前記イメージのずれ
   量を補正して正しい位置にイメージを表示する補正手段
   と、前記予備スキャン実施の指示を入力する入力手段と
   を具備することを特徴とする磁気共鳴画像撮影装置。