JPH0274236A

JPH0274236A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH0274236A
Application number: JP63224406A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Iino; 飯野　光俊; Shirou Nakatouge; 史朗中峠; Hiromi Kawaguchi; 川口　博巳; Masaru Tanaka; 優田中; Toshiaki Yonekura; 米倉　俊明
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Fuji Facom Corp
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1990-03-14
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPH0685769B2; US5119026A

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、フーリエ変換法を用いた磁気共鳴イメージン
グ装置に関する。

〔従来の技術〕

磁気共鳴イメージングは、成る原子核（水素原子核など
）を−様な静磁場中においたとき、原子核のスピンが静
磁場の回りを歳差運動し、この状態で物体に歳差運動の
周波数と同一の周波数を持つ高周波パルス（ＲＦパルス
）を印加すると磁気共鳴現象を生ずる性質を利用して、
物体の断層面等の画像を得るものである。フーリエ変換
法では、前記静磁場に特定の方向に沿って強さが変化す
る傾斜磁場を重畳させることにより、物体中の各原子核
は磁場強度の変化に応じて異なった周波数で共鳴および
緩和の運動を行う。その結果得られた信号をフーリエ変
換により、周波数の分析を行い、画像を得る。

前記フーリエ変換法で用いられる典型的なパルスシーケ
ンスを第２図に示す。第２図のパルスシーケンスにおい
て、９０°ＲＦパルス１１とＺ軸方向の傾斜磁場Ｇｚ１
３は、Ｚ軸に垂直な断層面を選択的に励起するためのも
のである。また、１８０”　ＲＦパルス１２とＸＭ（ｌ
ｉ斜磁場Ｇ、Ｉ４は励起されたスピンからの信号をエコ
ー信号の形で得るためのものである。この時のエコー信
号の周波数成分は、断層面内のＸ軸方向のスピンの分布
に依存する（周波数エンコード）。さらに、前記２つの
傾斜磁場と互いに直交するＹ軸傾斜磁場Ｇｙ１５を、１
回のエコー信号の収集（ビュー）毎に正から負（または
負から正）に順次変化させることにより、断層面内のＹ
軸方向のスピンの分布をエコー信号の位相にエンコード
する（位相エンコード）。

以上のフーリエ変換法に関して、例えば次のような公知
例がある。

（１）フーリエ変換ズーマトグラフィー法（オリジナル
法）Ｋｕｍａ　ｒ、Ａ、Ｗｅ　Ｉ　ｔ　ｉ、Ｄ＆Ｅｒｎ５　
ｔ。

ＲｒＮＭＲＦｏｕｒｉｅｒ　　ＺｅｕｇｍａＬ。

ｇｒａｐｈｙＪＪ、Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、１Ｂ。

ρ、６９　（１９７５）。

（２）スピンワーブ法ＥｄｅｌｓＬｅｉｎ、Ｗ、Ａ、Ｈｕｔｃｈｉｓｏｎ、Ｊ
、Ｍ、Ｓ、Ｊｏｈｎｓｏｎ、Ｇ＆ＲｅｄｐａＬｈ、Ｔ、
ＷｒＳｐｉｎ　　Ｗａｒｐ　　ＮＭＲＩｍａｇｉｎｇ　
　　ａｎｄ　　　Ａｐｐｌｉｃａｔｉ。

ｎｓ　　　ｔ、ｏ　　　Ｈｕｍａｎ　　Ｗｈｏｌｅ−Ｂ
ｏｄｙＩｍａｇｉｎｇＪ　ＰｈｙｓｏＭｅｄ、Ｂｉｏｌ
。

２５、　　Ｐ、　　７５１　　（１９８０）。

エコーを発生させる機構としてフィールドエコー法を用
いたもので、数学的には（１）と同じである。

（３）改良スピンワーブ法（第２図の例）エコーを発生
させる方法として１８０°ＲＦパルスを用いたもので、
他の原理面では（１）、　　（２）と同一である。

（４）ハーフ位相エンコード法（１）、　　（２）、　　（３）と同じもしくはミック
スされた原理にもとづいているが、信号強度の大きな部
分（全体の略１／２）を用い、Ｓ／Ｎが悪化する残りの
１／２を捨てる方法である。

（５）２／３位相エンコード法（４）の方法と同じ考え方であるが、空間分解能をもう
少し改善した方法であり、（１）、　　（２）。

（３）と（４）との中間的なＳ／Ｎ＃よび空間分解能を
示す。

（６）重み付はプロジェクション法（特開昭６２−４６
２４３号公報参照）（４）、（５）を発展させ、信号強度に意味のある部分
については積算回数を多くし、Ｓ／Ｎが悪化する部分で
は積算回数を少なくするよう重み付けを行うことにより
、選択的にＳ／Ｎを向上させる方法である。

すなわち、収集されたＮＭＲ信号、は極めて微弱な信号
であり、このため一般には同一の位相エンコード条件で
前記信号を複数回収集し積算することにより、Ｓ／Ｎ比
を向１させる方法が行われてきた。しかしながら、前記
（１）〜（５）のような方法において信号の積算を行う
と、データ収集時間が積算回数に比例して増大すること
となる。

また、（６）の重み付はプロジェクション法においても
、データ収集時間が積算を行わない場合に比べて増大す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、磁気共鳴イメージング装置による検査時間の大
部分はデータ収集時間により占められるため、データ収
集時間の増大は検査時間の増大につながり、検査効率の
低下あるいは被検体が人体である場合は患者の苦痛が増
大するといった問題が生じる。

したがって、本発明はデータ収集時間を増すことなく、
画像のＳ／Ｎ比を向上させることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

相対的に信号強度の小さいビューについてはデータ収集
を一部省略し、信号強度の大きなビューについては同一
位相エンコード条件のビューについて複数回のデータ収
集を行うデータ収集手段と、前記省略したビューについ
ては補間法によりデータを生成し、複数回のデータ収集
を行ったビューについては加算平均を行うデータ処理手
段とを設ける。

〔作用〕

フーリエ変換法では、前記位相エンコードを行う際に、
エコー信号に一定の位相差を生ずるよう位相エンコード
傾斜磁場（第２図１５参照）を変化させる。この際、位
相差は前記傾斜磁場の時間積分（シーケンスチャート上
では面積となる）に比例する。一般には、例えば２５６
Ｘ２５６画素の画像を得る場合は、位相エンコード傾斜
磁場を２５６回変化させ、２５６のエコー信号（ビュー
）を収集する。

これらの信号から画像を生成（画像再構成）するには、
まず各ビューについてフーリエ変換を行う。これにより
信号の周波数成分が得られ、エコー信号の周波数成分は
断層内のＸ軸方向のスピンの分布に依存するため、断層
内の各点のスピンの情報が第３図（ロ）のように、Ｘ軸
上にマツピングされることになる。さらに、各ビューの
同一周波数の点の集合についてフーリエ変換を行うと、
同様に断層面内の各点のスピンの情報が第３図（ハ）の
ように、Ｙ軸上にマツピングされ、最終的に断層面内の
各点のスピン情報が画像上にマツピングされることにな
る。なお、第３図（イ）は収集エコー信号を示す。

そこで、本発明では第４図の例に示すように、位相エン
コード量の多いビュー２１についてはデータ収集を省略
し、位相エンコード量の少ない中心付近のビュー２２に
ついては同一の位相エンコード傾斜磁場で複数回のデー
タ収集を行った後、省略したビューについては線型補間
法等の手法を用いて内挿によりデータを作成する（２３
）。また、複数回のデータ収集を行ったビューについて
は加算平均を行い、信号のＳ／Ｎ比を向上させる（２４
）。

フーリエ変換の性質により、加算平均を行う中心ビュー
付近は画像の低周波成分に相当し、補間を行う周辺付近
のビューは画像の高周波成分に相当する。従って、本発
明を実施することにより画像の低周波成分の信号精度が
向上し、Ｓ／Ｎ比が上がることにより画質が向上する。

一般に、磁気共鳴イメージングでは画像の低周波成分の
コントラスト分解能（低コントラスト分解能）が画質に
大きく依存するため、本発明の効果は大きい。

一方、得られるエコー信号の強度は、以下の式％式％ただし、Ｓ（ｔ、Ｇ、）：エコー信号強度ρ（ｘ、ｙ）
　　　：断層面内のスピン密度分布Ｇ、　　　　　　　：Ｘ方向傾斜磁場勾配Ｇ、　　　　　　　：Ｙ方向傾斜磁場勾配Ｌ　　　　　　：時間ｋ　　　　　　：定数 γ　　　　　　：磁気共鳴比ｉ：（−１）”” である。

すなわち、ｊＧ、ｄＬ→０．ｒＧ、ｄｔ→０の条件でエ
コー信号は最大となる。従って、本発明においては、位
相エンコード傾斜磁場の時間積分（ＳＧ、ｄｔ）が大き
く得られる信号量が少ないため、データ補間に伴う信号
精度の低下が画像に及ぼす影響は極めて少ない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、ＩＡは−様な静磁場を発生・する静磁場コ
イルであり、ＩＢは各傾斜磁場（Ｇ８゜Ｇ、、Ｇ２）を
発生する傾斜磁場コイルである。

ＩＤは高周波磁場送受信用の高周波コイル、２Ａ〜２Ｃ
はｘ、ｙ、ｚの各傾斜磁場を制御する傾斜磁場電源、３
は高周波送信回路系、４は高周波受信回路系、５はデー
タ収集手段、６はデータ処理手段、７は画像再構成系、
８は装置全体を制御。

管理するコンピュータ、９は操作卓、ｌＯは得られた画
像を表示する画像表示装置である。

次に、その動作を説明する。

操作卓９から撮像開始の指令が与えられると、制御コン
ピュータ８はデータ収集手段５に対し、マトリックスサ
イズや断層面の厚さなどのパラメータを与える。データ
収集手段５は、受は取ったパラメータに応じ、例えば第
２図に示すようなパルスシーケンスで傾斜磁場電源２Ａ
〜２Ｃ，高周波送信回路系３および高周波受信回路系４
を制御し、被検体ＩＣから発せられるエコー信号を高周
波送受信コイルＩＤ、高周波受信回路系４を介して収集
する。この際、データ収集手段５は例えば第５図に示す
ような位相エンコード傾斜磁場の変化パターンを用いて
、位相エンコード用の傾斜磁場を制御する。第５図中、
グラフの横軸は収集ビニ−データの番号を示し、縦軸は
加算回数（データ収集時は収集回数）を示す。図中Ａの
領域ではデー　タ収集を行わず、Ｂの領域では１つおき
にビューデータを収集する。Ｃの領域では同一の位相エ
ンコード条件で１回のデータ収集を行い、領域りでは同
一の位相エンコード条件で３回のデータ収集を行う。そ
の結果、データ収集を行うビュー数の合計は２５６とな
り、加算平均、データ補間を行わない場合と同一となる
。収集後のデータはデータ処理手段６に送られ、第５図
の例に対応してデータの補間、加算平均を行う。第５図
の領域Ａの部分では０値による補間を行い、領域Ｂでは
線型補間を行う。また、領域りでは３回分のデータの加
算平均を行う、このようなデータ補正が行われた後、画
像再構成系７により画像が生成され、画像表示装置１０
により画像表示される。

なお、第５図のようなビューデータ収集パターンにて画
像を生成すると、画像のＳ／Ｎが従来の１．３〜１．４
倍に上がることが実験的にも確かめられている。

〔発明の効果〕本発明によれば、信号強度の小さいビューについてはデ
ータ収集を一部省略し、信号強度の大きなビューについ
ては同一条件のビューに対して複数回のデータ収集を行
い、前記省略したビューについては補間法によりデータ
を生成し、前記複数回のデータ収集を行ったビューにつ
いては加算平均をとるようにしたので、データ収集時間
を増大させることなく、画像のＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はフ
ーリエ変換法で用いられる典型的なパルスシーケンスを
示すシーケンス図、第３図はフーリエ変換方法を説明す
るための説明図、第４図は位相エンコード傾斜磁場の変
化を説明するための説明図、第５図はビューデータ収集
のパターン例を説明するための説明図である。符号説明ＩＡ・・・静磁場コイル、１Ｂ・・・傾斜磁場コイル、
ＩＣ・・・被検体、１０・・・高周波送受信コイル、２
Ａ。２Ｂ、２Ｃ・・・傾斜磁場電源、３・・・高周波送信回
路系、４・・・高周波受信回路系、５・・・データ収集
手段、６・・・データ処理手段、７・・・画像再構成系
、８・・・制御コンピュータ、９・・・操作卓、１０・
・・画像表示装置、１１．１２−ＲＦパルス、１３　・
＝Ｇｚ　Ｉ＠斜磁場、１４・・・Ｇ１１傾斜磁場、１５
・・・位相エンコード傾斜磁場、１６・・・エコー信号
、２１・・・位相エンコード量の多いビュー、２２・・
・位相エンコード量の少ないビュー、２３・・・データ
補間領域、２４・・・加算平均をとる領域。）　１　Ｚ第２ ♂ ＋＋１１１ｆｌｔｆｌｆ！ｆｌｔ１１１１１１１１ｆｌｌｌ ■ う瓜翅ツ第３図（イ〕屯環エフーイ鳥号（ロ）Ｘ軸上へ０７ツピン２１１！　５　図１一番号

Claims

【特許請求の範囲】フーリエ変換法を用いる磁気共鳴イメージング装置にお
いて、相対的に信号強度の小さいビューについてはデータ収集
を一部省略し、信号強度の大きいビューについては同一
の条件で複数回のデータ収集を行うデータ収集手段と、前記省略したビューについては補間法によりデータを生
成し、前記複数回のデータ収集をしたビューについては
加算平均をとるデータ処理手段と、を設けたことを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置。