JPH03224538A - 一次の静磁場不均一を補正して計測する過程を備えたｍｒｉ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、核磁気共鳴（以下、ＮＭＲと略す）現象を利
用して、被検査体の断層画像を得るＮＭＲイメージング
装置（以下、ＭＲＩＩ置と略す）に関するものである。

〔従来の技術〕

ＭＲＩ装置は、Ｘ線ＣＴ装置によって得られるＸ線吸収
係数を可視化した画像のように、解剖学的情報のみなら
ず、生化学的情報、化学シフト情報や血流情報を得るこ
とができるので、近年注目を集め、急速に普及しつつあ
る。

ところで、ＭＲＩＩ置において計測時問題となることの
１つに静磁場不均一が挙げられる。これは１通常据付調
整時や定期的な保守点検時に静磁場均一度を検査し１機
器に対して決められた仕様に基づいて、不均一度がこの
仕様から外れた場合に調整することになっている・ 例えば、永久磁石方式のＭＲＩ装置では、Ｎｄ−Ｆｅ−
Ｂ系の磁石を使用した場合、磁石単体では、その温度係
数は一９００ｐｐ■／℃にも達する。

しかし、磁気回路を自己シールド型に形成すると。

周囲の継鉄は熱的時定数も長く、その熱的慣性のせいで
、上記の数字は緩和されることになる。実際には、磁気
回路全体の時間安定性のため恒温制御システムを設けて
おり、それによって静磁場不均一が発生しないようにな
っている。

垂直磁場方式を採用したＭＲＩ装置では、上下方向に磁
極のＮ極とＳ極とが対向した形態となっている。この際
、恒温制御システムのなんらかの不調や不良が発生する
と、静磁場均一度に影響を及ぼす場合がありうる。例え
ば、対向型の磁気回路で最もありうる不調として、上下
の磁石の恒温制御がずれた場合があげられる。このよう
なとき、上下方向をＺ軸とすると、静磁場の不均−項の
うちＺ＋（Ｚ軸方向の１次の不均一成分）項目が目立ち
つる。恒温制御システムの正常時において、これらのこ
とは問題となら無くとも不良あるいは不調時には、問題
となることは多くの制御システムにおいて共通に見られ
ることである。そのため、安全性を高める必要のあるシ
ステムではフェイル・セイフの考え方で設計されている
。当然、恒温制御システム内にはこのような考えに基づ
いてシステムが構成されていることは申すまでもない。

しかし、全てのシステムが常に完全に作動するという保
証は何もない、むしろ、電気系や機械系というものは故
障しうるものと考えておくべきものである。

ＭＲＩ装置では、恒温制御システムが不調あるいは不良
時に安全性が損なわれるということはないが、画像にゆ
がみやスライス厚特性に変化が見られる。これは診断上
問題となりうる。

以上のように、従来の技術では恒温制御系が正しく動作
しなかったときのための対策が考慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、静磁場不均一に影響を与えうる恒温
制御システムの作動状態になんらかの異常があったとき
、画像に与える効果について充分考慮されてこなかった
。

本発明の目的は、本来恒温制御システム内にあるフェイ
ルセイフの考え方に基づいて、システムを全体として正
常に作動するように設計されていても、万が−それらが
全て正しく動作しなかった時においても、正常な画像を
計測しつる装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、通常画像信号計測のための一連のパルス・
シーケンスを起動する前に、予め静磁場の不均−項の内
、１次の項の大きさを計測する過程を設けることによっ
て、不均一の程度を知ることができる。

そのために１本来の計測以前に静磁場不均一計測のパル
ス・シーケンスを起動し、これらのデータ処理によって
不均一度を計測することにより、本来の計測時にその程
度に応じた補正項を印加することにより、静磁場不均一
に影響されない画像を計測することが達成される。

より詳しくは、被検査体に静磁場及び傾斜磁場を与える
手段と、前記被検査体の組織を構成する原子の原子核に
核磁気共鳴を起こさせるために高周波パルスを印加する
手段と、前記核磁気共鳴による信号を検出するための核
磁気共鳴信号検出手段と、この検出手段により検出され
た核磁気共鳴信号をフーリエ変換して画像を再構成する
手段とを備えてなる核磁気共鳴イメージング装置におい
て、静磁場不拘−項のうち距離に関する一次の項を含ん
だとき、その方向を位相エンコードとして選ぶと、−次
の静磁場不拘−項は取りもなおさず傾斜磁場と同一デイ
メンジョンであるので、グラジエント・エコー（Ｇｒａ
ｄｉｅｎｔ　Ｅｃｈｏ）法で計測すると、本来Ｏエンコ
ード時に計測信号がピークを迎えるはずなのが、この静
磁場不均一に基づく磁場勾配が余分に印加されたものと
して計測されてしまう、従って、このとき信号のピーク
はＯエンコード時ではなく、静磁場不均一に基づく傾斜
磁場の程度分だけずれたエンコード時に計測される。

例えば、ｋエンコード時にピークを迎えたとすると、計
測時に予めにエンコード時の傾斜磁場の強度は把握でき
るので、逆にその傾斜磁場強度の符号を反転した傾斜磁
場をその方向に印加すれば、本来の計測時において０工
ンコード時に正しく計測の信号がピークを迎える。この
ように、予め計測前に静磁場不均一の程度を計測するこ
とによってそれを補正することが可能である６以上の過
程を備えたＭＲＩ装置によって静磁場不均一によって及
ぼされる悪影響の無い画像を得ることが達成される。

〔作用〕

ＭＲＩで用いられる計測手法は、通常２次元フーリエ変
換イメージング法である。一般に、現在商用化されてい
るＭＲＩ！ａｉ置は、対象核種がプロトンであり、計測
により被検査体内のプロトン密度やその緩和時間情報を
得ている。いま、２次元断面内のプロトン密度をρ（ｘ
　ｔ　ｙ　）とすると、得られたＭＲ両画像　（ｘ　＋
　ｙ　）との間には、αを比例定数としたとき、 Ｍ　（ｘ　＊　ｙ　）　＝αρ（ｘ　＊　Ｙ　）　　　
　　　　　・・・（１）なる関係が成り立つ。

ところで６、被検査体は実空間で計測されるものである
ので、測定対象は実数部と考えることができ、虚数部は
零と考えることができる。したがって、２次元フーリエ
変換法を用いたイメージング手法では、これを２次元逆
フーリエ変換したものが計測データとなる。このとき、
計測データは実数部が偶関数、虚数部が奇関数になるは
ずである。

すなわち、ＭＲ両画像計測データは、原点に関して対称
な位置にあるデータと複素共役の関係にある。したがっ
て、ＭＲ両画像計測データの実数部ｏｒ（ω８．ωｙ）
、虚数部をＤＩ（ω８．ωｙ）とすると、これらの間に
は、 なる関係がある。

ところが実際の計測データは、必ずしもこの関係が成り
立たない。この第１の原因は、計測データのサンプル位
相ずれや渦電流効果などのＭＲＩ装置特有の誤差（装置
歪）により、位相がずれることである。この装置歪によ
り、式（１）は、実際には式（３）に示すような位相成
分を含んだ画像となる。

Ｍ　（Ｘ　＃　ｙ　） ＝　　ａ　　ｐ　　（ｘ＋ｙ）・　ｅｘｐ（ｊ　　θ　
（ｘ、ｙ））　　　−（３）このｅｘｐ項が装置歪によ
る位相歪成分である。

計測空間における装置歪が、ＭＲ画像上に位相歪となっ
て現れることは重要な点である。

さて、静磁場に不拘−項が含まれていたと仮定してみる
。このとき問題を簡単にするために、静磁場不均−項の
うち一次の項だけを考えることとする。そして、静磁場
不均一の内、静磁場と平行なＺ軸方向の不均一だけが発
生しているとしよう。

いま、グラジエント・エコー法によって位相エンコード
方向の計測信号ピークすれとして、静磁場不均一の程度
を計測することを考える６例えば。

Ｚ軸方向を位相エンコード方向に取り、０エンコードを
中心として、数エンコード分計測する。このとき、１次
の静磁場不均−項であるｚ１成分が含まれていれば、位
相エンコード方向にピーク位置がずれて計測される。

ＭＲ画像計測の方法には、大きくわけてスピン・エコー
あるいはグラジエント・エコー法が上げられる。そこで
、まずスピン・エコー法での計測を考える。ＭＲ画像計
測のリードアウト方向をＸ軸とし、グラジエント・エコ
ーによる予備計測から位相エンコード方向にピーク位置
が角周波数で見て、ωｇｏだけずれていると仮定する。

スピン・エコー法での計測では、この方法固有の性質か
ら、位相エンコード方向には、９０″パルス照射から１
８０°パルス照射の間に核スピンが感じた静磁場不均一
に基づく位相回転は、１８０°パルス照射からエコー信
号計測までに感じる位相回転とちょうど反対であるので
、結果的には位相エンコード方向には静磁場不均一に基
づく何らの位相回転も付加されない。

ところで、計測信号の読みだし方向であるリードアウト
方向には問題が生じる。グラジエント・エコーによる予
備計測によって位相エンコード方向にピーク位置が角周
波数で計測してωＺＯだけずれているとすると、位相エ
ンコードパルス印加時間をＴＺとしたとき、ωｚｏは、 ＹＧｚｏ−Ｄ　・’ｒｚ＝　ωｚｏ　　　　　　　　・
＝（３）なる関係を満たさなければならない。ここで、
γ　：対象核であるプロトンの磁気回転比ＧＺＯ：Ｚ軸
方向の静磁場不均一成分 Ｄ　＝計測時の視野 である。いま、リードアウト方向をＺ軸と考えているが
、その傾斜磁場強度をＧｘとする。リードアウト時にＺ
軸方向にＧＺＯが存在するということは、もともとＸ軸
方向に読みだそうとしているものがＺ軸にも傾斜磁場が
存在しているため、結果的にオブリークが掛った状態で
計測しているのと同じことになる。すなわち、計測時の
磁場Ｈ（ｘ、ｚ）は、静磁場強度をＨｏとすると。

Ｈ（ｘ　、　ｚ　）＝　Ｈｏ＋　Ｇｘ−ｘ　＋　Ｇｚｏ
−ｚ　　　−（４）で表される。静磁場不均一がなけれ
ば、右辺節１゜２項だけ存在するはずが、静磁場不均一
が存在す幣ために第３項が現われたことになる。

スピン・エコー法で計測する際、位相エンコード方向に
静磁場不拘−項のうち一次成分が存在すると、得られる
画像は、位相エンコード方向に距離が変化したときリー
ドアウト方向に位相回転が生じる。そのため、不均一の
程度に応じて画像が歪むことになる。

次に、Ｚ軸方向をリードアウト軸に選んだときの問題に
ついて考察してみよう。このときはリードアウト方向に
、信号計測のための傾斜磁場と静磁場不均一による傾斜
磁場が重畳されているので。

この方向のみの変化が現われる。信号計測のための傾斜
磁場をＧＺとし、静磁場不均一による傾斜磁場成分をＧ
ｚｏとすると、計測信号の読みだしはＧ　ｚ　＋　Ｇ　
ｇｏの傾斜磁場が印加されたものとして計測される。す
なわち、計測信号印加時間をＴｚ。

視野をＤとすると。

ωｚ＋　（ｄＺＯ＝　７　（Ｇｘ＋Ｇｚｏ）　−Ｄ　ｊ
Ｔｘ　　９１ゝ（５）なる関係が成り立つ。リードアウ
ト方向はもともとａＺの印加下で信号計測をするのであ
るから。

ＧＺＯの成分だけＺ軸方向の画像の大きさが変化し、結
果的に（ＧＫ＋ＧＸＧ）／ＧＫだけ伸縮した画像が再構
成される。

このように、スピン・エコー法では静磁場不均一が位相
エンコード方向あるいはリードアウト方向いずれの場合
でも影響がリードアウト方向に出るということは興味の
ある点である。

第２に、グラジエント・エコー法での問題点を考える。

Ｚ軸を位相エンコード方向に選ぶと、良く知られている
ように、スピン・エコー法のように静磁場不均一が原理
的に除去されない、このとき、ＭＲ両画像計測データと
画像との関係は、Ｆ（Ｍ（ｘ＊ｙ）ｅｘｐ（ｊ　ωｚｏ
骨ｚ）＝　Ｄｒ（ωｘ、　ωｚ−ωｚｏ）＋　ｊＤＩ（
（ＩＩＸ、　ωｚ　−ｕｚｏ）・・・（６） で表わされる。従って、この場合は位相エンコード方向
であるＺ軸には位相回転が進むが、絶対値表現するとこ
の項は問題とならない。しかし、リードアウト方向であ
るＸ軸方向はスピン・エコー法と同じ問題が生じること
は明らかである。

Ｚ軸をリードアウト方向に選んだ場合、リードアウト方
向に信号のピーク位置がずれるとともに、もともとの傾
斜磁場ＧＫの他に、静磁場不均一による傾斜磁場成分Ｇ
ｚｏが重畳された状態で信号計測するので、スピン・エ
コー法と同様に再構成画像はリードアウト方向に大きさ
の変化を伴う。

以上のようにグラジエント・エコーではスピン・エコー
法と異なった影響が現われる。

グラジエント・エコー法及びスピン・エコー法に共通の
問題として、スライス選択が上げられる。

ＲＦ照射時にスライス選択用傾斜磁場を印加するが、こ
のとき静磁場不均一に基づく傾斜磁場が発生していると
、スライス厚及びスライス選択位置精度が変化或いは劣
化する。

以上のように２軸方向に静磁場不拘−項が現われている
と仮定して話を進めたが、スライス選択。

位相エンコード、リードアウト・いずれの軸として選ん
でも影響が出ることは明らかである。従って、前述のよ
うにグラジエント・エコー法での予備計測で静磁場不均
一の程度を計測し、その逆方向に傾斜磁場を印加すれば
この問題は解消できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置に全
体構成例を示すブロック図である。この核磁気共鳴イメ
ージング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して
被検査体１の断層画像を得るもので、静磁場発生磁石１
０と、中央処理袋＠（以下、ＣＰＵという）１１と、シ
ーケンサ１２と、送信系１３と、磁場勾配発生系１４と
、受信系１５と信号処理系１６とからなる。上記静磁場
発生磁石１０は、被検査体１の周りにその体軸方向また
は体軸と直交する方向に強く均一な静磁場を発生させる
もので、上記被検査体１の周りのある広がりを持った空
間に永久磁石方式又は常電導方式あるいは超電導方式の
磁場発生手段が配置されている。上記シーケンサ１２は
、ＣＰＵＩＩの制御で動作し、被検査体１の断層画像の
データ収集に必要な種々の命令を送信系１３及び磁場勾
配発生系１４並びに受信系１５に送るものである。

上記送信系１３は、高周波発振器１７と変調器１８と高
周波増幅器１９と送信側の高周波コイル２０ａとからな
り、上記高周波発振器１７から出力された高周波パルス
をシーケンサ１２の命令に従って、変調器１８で振幅変
調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器
１９で増幅した後に被検査体１に近接して配置された高
周波コイル２０ａに供給することにより、電磁波が上記
被検査体１に照射されるようになっている。上記磁場勾
配発生系１４は、ｘ、ｙ、ｚの三軸方向に巻かれた傾斜
磁場コイル２１と、それぞれのコイルを駆動する傾斜磁
場電源２２とからなり、上記シーケンサ１２からの命令
に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源２２を駆動す
ることにより、Ｘ、Ｙ、Ｚ（７）三軸方向の傾斜磁場Ｇ
Ｘ−Ｇｙ、Ｇｚを被検査体１に印加するようになってい
る。この傾斜磁場の加え方により、被検査体１に対する
スライス面を設定することができる。上記受信系１５は
、受信側高周波コイル２０ｂと増幅器２３と直交位相検
波器２４とＡ／Ｄ変換器２５とからなり、上記送信側の
高周波コイル２０ａから照射された電磁波による被検査
体１の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検査体１に近接
して配置された高周波コイル２０ｂで検出され、増幅器
２３及び直交位相検出器２４を介してＡ／Ｄ変換器２５
に入力してデジタル量に変換され、さらにシーケンサ１
２からの命令によるタイミングで直交位相検波器２４に
よりサンプリングされた二基列の収集データとされ、そ
の信号が信号処理系１６に送られるようになっている。

この信号処理系１５は、ＣＰｔＪｌｌと、磁気ディスク
２６及び磁気テープ２７等の記憶装置と、ＣＲＴ等のデ
イスプレィ２８とからなり、上記ＣＰＵＩＩでフーリエ
変換、補正係数計算、被検査体の動きによるアーチファ
クトの除去処理、像再生等の処理を行い、任意断面の信
号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行って得
られた分布を画像化してデイスプレィ２８に表示するよ
うになっている。なお、第１図において、送信側及び受
信側の高周波コイル２０ａ、２０ｂと傾斜磁場コイル２
１は、被検査体１の周りの空間に配置された静磁場発生
磁石１０の磁場空間内に配置されている。

第２図は、典型的なスピン・エコー計測におけるタイム
・シーケンスを模式的に表わしたものである。第２図に
おいて、ＲＦは無線周波の信号の照射のタイミング及び
選択励起のためのエンベ−ローブを示している。Ｇ２は
スライス方向の傾斜磁場印加のタイミングを示す。Ｇｙ
は位相エンコード方向傾斜磁場印加のタイミングとその
振幅を変えて計測することを示す。ＧＸは周波数エンコ
ード傾斜磁場印加のタイミングを示し、Ｓｉｎｇｎａｌ
は計測されるＮＭＲ信号を示す、最下段はタイム・シー
ケンスを１〜６に区間分けしたものである。

なお、ｘ、ｙ、ｚ三軸はそれぞれ直交したデカルト座標
軸である。第２図中区間１においては。

９０度選択励起パルスを照射するとともに、スライス方
向傾斜磁場を印加する。区間２においては、位相エンコ
ード方向傾斜磁場を印加し、Ｙ方向に関して場所に依存
した核スピンの回転を付加する。

さらに区間２において、周波数エンコード傾斜磁場を印
加する。これは１区間６においてＮＭＲ信号を計測する
際に、時間原点が区間６の中央に来るように、核スピン
をあらかじめデイフェイズ（ｄｅｐｈａｓｅ　、位相を
反転させること）させておくためのものである。区間３
では何らの信号も出さない０区間４では、１８０度選択
励起パルスを照射するとともに、スライス方向傾斜磁場
を印加する。

区間５では何らの信号も出さない０区間６では、周波数
エンコード傾斜磁場を印加するとともに、ＮＭＲ信号の
計測を行う。

ＮＭＲイメージングを行うには、前述のごとく静磁場に
傾斜磁場を印加した状態でＲＦパルスを照射し、被検査
体１の検査領域から出るＮＭＲ信号を空間情報としてエ
ンコード（符号化）するために傾斜磁場を印加し、ＮＭ
Ｒ信号を計測した後、画像再構成する。

空間を符号化するために、傾斜磁場を用いるが、これは
核磁気共鳴周波数ωが磁場強度と線形関係にあることを
利用している。すなわち、傾斜磁場が空間的に直線性が
保たれていると、対象領域における空間位置と周波数の
関係は線形となり、時間情報であるＮＭＲ信号をフーリ
エ変換し、周波数軸に置き換えるだけで被検査体１の位
置情報が得られることを利用して画像を再構成している
。

具体的には２次元フーリエ変換法によって画像を再構成
しているが、以下に、選択励起によってスライス方向に
ある厚みをもった領域の核スピンが励起された後に空間
を符号化する方法について説明する。

ある厚みをもった２次元画領域の核スピンを空間座標に
応じた量だけ回転を付加するために、Ｘ。

Ｙの２方向に分けて符号化する。第２図に従えば。

Ｘ方向を周波数エンコード方向、Ｙ方向を位相エンコー
ド方向と区分けしている。

周波数エンコード方向には、スピン・エコー信号を読み
取る際、視野の両端で位相がＮπだけずれている必要が
あり、周波数エンコード時間を’ｌ’ｘとすれば、 ｙ　Ｇｘ−Ｄ　・Ｔｘ＝　Ｎ　ｔｃ　　　　　　　　−
（７）なる関係を満たさなければならない。ここで、γ
　：対象核であるプロトンの磁気回転比（２，６７５１
Ｘ　１０　’ｒａｄ／　ｓｅｅ／Ｇａｕｓｓ）ＧＸ　二
層波数エンコード方向傾斜磁場の強度Ｄ　：視野直径 Ｎ　：計測サンプル数 である。

また、位相エンコード方向には、Ｍ回の位相エンコード
を行うものとすると、視野の両端での位相が最大でＭπ
だけずれている必要があるので、位相エンコードパルス
印加時間をＴｙとしたときγＧｙ　”　　Ｄ　　’　　
Ｔツ＝Ｍπ　　　　　　　　　　　　　・・・（８）な
る関係を満たさなければならない。ここで、Ｇｙ　：位
相エンコード方向傾斜磁場の最大値Ｍ　：位相エンコー
ド数 である。また、視野は正方形領域とした。

周波数エンコード方向の傾斜磁場は、各位相エンコード
毎回じ強度を印加し、Ｘ方向の空間座標を周波数軸に符
号化する方法をとる。一方、位相エンコード方向には、
各エンコード毎に傾斜磁場強度が、 γＧｙ−Ｄ−Ｔｙ ・・・（９） となるように、位相エンコード量γＧｙ−Ｄ−Ｔツをπ
ずつ変化するようにＧｙ　を変えて、スピン・エコー信
号を計測する。

このようにして、Ｘ方向にはＮサンプル、Ｘ方向にはＭ
サンプルをもつ２次元計測データが収集される。通常、
Ｎ　Ｍ　Ｒ信号計測にはＱＰＤ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ
　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）手法を用いて実部
、虚部を同時に収集するので、ＮＸＭサンプルの複索デ
ータが得られ、このを２次元フーリエ変換すれば画像が
得られる。

ＭＲ両画像、繰り返し時間ＴＲ毎に位相エンコード量を
変えながら計測したデータを２次元フーリエ変換して得
る。このとき、静磁場不均一が発生していなければ、得
られる画像は何ら問題が生じないが、静磁場不均一が発
生していれば、すでに述べたごとく１画像に歪等の影響
がでる。本発明の目的は、静磁場不均一に基づく画像へ
の悪影響を、本来の計測前に予備計測で実施した静磁場
不均一度の測定によって、本来の計測時に補正しながら
計測し、静磁場不均一の影響を除去した画像を再構成す
ることにある。以下、その説明をする。

いま、静磁場不拘−項のうち一次成分が２軸方向のみ現
われているとする。まず第一に、この静磁場不拘−項を
計測する予備計測について述べる。

第３図はグラジエント・エコー法の計測シーケンスを示
している。区間１においては、９０度あるいはそれ以下
の角度αの選択励起ＲＦパルスを照射すると共に、スラ
イス方向傾斜磁場を印加する。区間２においてはスライ
ス方向傾斜磁場印加によってスライス選択励起中にスラ
イス方向の位置に応じた位相回転もとに戻すために、負
方向の傾斜磁場をスライス方向に印加する。区間３にお
いては、位相エンコード方向傾斜磁場を印加し、Ｙ方向
に関して場所に依存した核スピンの回転を付加する。さ
らに区間３において、周波数エンコード傾斜磁場を印加
する。これは、区間４においてＮＭＲ信号を計測する際
に、時間原点が区間４の中央に来るように、核スピンを
あらかじめデイフェイズ（ｄｅｐｈａｓｅ　、位相を反
転させること）させておくためのものである。区間４で
は、周波数エンコード傾斜磁場を印加するとともに、Ｎ
ＭＲ信号の計測を行う。

グラジエント・エコー法でも、スピン・エコー法と同じ
ように、ＮＭＲイメージングを行うには、前述のごとく
静磁場に傾斜磁場を印加した状態でＲＦパルスを照射し
、被検査体１の検査領域から出るＮＭＲ信号を空間情報
としてエンコード（符号化）するために傾斜磁場を印加
し、ＮＭＲ信号を計測した後、画像再構成する。

さらに、空間を符号化するために、傾斜磁場を用いるが
、これはスピン・エコー法と同じ原理に基づいており、
該当する部分に記述してあり、説明は省略する。

さて、グラジエント・エコー法では、１８０度選択励起
ＲＦパルスを用いないので、画像信号計測の際、静磁場
不均一の影響を打ち消すことができない。このため、静
磁場不均一、特に１次成分が存在する方向に位相エンコ
ード方向を選ぶと、位相エンコードのピーク位置が位相
エンコード方向にずれて計測される。即ち、本来Ｏエン
コードで位相エンコード方向のピークを迎えるはずが、
それとはずれた位置、例えばにエンコードでピークを迎
えることになる。

第４図は、このことを判り易く図に示したものである０
位相エンコード方向に静磁場不均一が存在すると、本来
位相エンコード方向には第３図の区間２以外にはＹ方向
に何らの傾斜磁場が印加されることがないので、正しく
画像が再構成される。

ところが１位相エンコード方向に静磁場不均一が存在す
ると、それによって位相エンコード傾斜磁場印加時以外
の区間においてさえ、本来の位相エンコードとは関係無
く、核スピンに位相回転が信号計測の時間に至るまで付
与されてしまう。すなわち、本来のＯエンコードが、核
スピンが感じた位相回転量に応じて、ずれたエンコード
、例えば、ｋエンコードとして計測されてしまう。これ
は、結果的に位相エンコードの中心である０エンコード
が見かけ上にエンコードにずれて計測されていることに
なる。第４図に示すごとく、静磁場不均一の一次成分を
Ｇｙｏとすると、 ’Ｉ　・Ｇｙｏ−Ｄ−Ｔｙ＝　ｋ　π＝（１０）なる関
係が成り立つ。

以上のことから、静磁場の不均一が存在する場合、グラ
ジエント・エコー法で計測すると、その静磁場不均一の
一次成分が存在する方向に位相エンコード方向を選ぶと
、計測信号のピークが位相エンコード方向にずれること
から、逆に位相エンコード方向の信号ピークのずれ量を
計測することによって静磁場不均一の程度を知ることが
できる。

従って、位相エンコード方向の静磁場不均一として１次
項のみ存在していると仮定すれば、これは傾斜磁場を逆
方向に印加することで打ち消すことが可能である。

第５図は、前述の予備計測のよって、位相エンコード方
向の静磁場不均一の程度を計測したあと、実際に、この
静磁場不均一を打ち消す効果を実現したスピン・エコー
法でのパルス・シーケンスを示す。より具体的には、予
備計測で明らかとなった１次の静磁場不拘−項の大きさ
を傾斜磁場強度で表したとき１例えば、Ｇｙｏで表され
るとすると、静磁場不均一の１水成分がＧｙｏで示され
るので。

計測の際これを打ち消す−Ｇｙｏの傾斜磁場を信号計測
の間中印加しておけば、静磁場不均一による位相エンコ
ード方向の信号ピークずれは発生しなくなる。これによ
って、静磁場不均一の影響のない信号計測が可能となる
。

第６図は、同様にグラジエント・エコー法での計測時の
静磁場不均一除去のパルス・シーケンスを示している。

スピン・エコー法の場合と同様に、位相エンコード方向
に静磁場不均一を打ち消す方向で傾斜磁場を印加してい
る。

今までは、位相エンコード方向の静磁場不均一の除去方
法について述べたが、前述の静磁場不均一の１次項が発
生している方向は、必ずしも位相エンコード方向である
とは限らない。スライス選択方向であるかも知れないし
、リードアウト方向であるかも知れない、いずれにせよ
、予備計測にて計測する際は、静磁場不均一の１次項の
発生方向を位相エンコード方向に採ることによって、そ
の静磁場不均一の１次項の大きさを計ることができる。

その方向が１本来の計測時にスライス選択の方向か、リ
ードアウトの方向か、位相エンコード方向かは問わない
、その方向が、スライス選択の方向であれば、その方向
に前述の静磁場不拘−打ち消し用傾斜磁場−〇ＦＯを計
測前に静磁場不均一の存在する方向に印加したあと、本
来の信号計測パルス・シーケンスを実行すれば良い、こ
のとき、静磁場不拘−打ち消し用傾斜磁場−Ｇｙｏは計
測シーケンスが終了するまで継続して印加しておかなけ
ればならない。また、その方向がリードアウト方向であ
れば、同様にその方向に前述の静磁場不拘−打ち消し用
傾斜磁場−Ｇｙｏを計測前に印加したあと、本来の信号
計測パルス・シーケンスを実行すれば良い。このときも
スライス選択方向のときと同じように、静磁場不拘−打
ち消し用傾斜磁場−Ｇｙｏは計測シーケンスが終了する
まで継続して印加しておかなければならない。

従って、静磁場不均一は通常何れの方向に発生するのか
は予め不明であるので、直交した３軸の各方向に位相エ
ンコード軸を採った予備計測をそれぞれ実施しておけば
充分である。それぞれの方向に発生している静磁場不均
一の１水成分に応じて各方向にそれぞれに静磁場不均一
の１次項成分に負号をつけた量だけの傾斜磁場を印加す
れば、それぞれの静磁場不均一の影響を受けない画像を
得ることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、計測の際に万が一静磁場不均一が生じ
ていたとしても本来の計６１１の際に予備計測を実施す
ることによって、静磁場不均一の程度を知ることによっ
て、静磁場の不均一を抑制した状態で信号計測すること
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＮＭＲイメージング装置の全体構
成例を示すブロック図、第２図は２次元フーリエ変換イ
メージングにおけるＮＭＲ信号計測のスピンエコー・パ
ルス・シーケンスを示す図、第３図はグラジエント・エ
コー計測のパルス・シーケンスを示す図、第４図は位相
エンコード方向に静磁場不均一が存在するときの信号ピ
ークと位相エンコード量との関係を示す図、第５図は静
磁場不均一が存在するときにその不均一の影響を打ち消
す方策を設定したスピンエコー・パルス・シーケンスを
示す図、第６図は静磁場不均一が存在するときにその不
均一の影響を打ち消す方策を設定したグラジエント・エ
コー計測のパルス・シーケンスを示す図である。 １・・・被検査体、１０・・・静磁場発生磁石、１１・
・・中央処理装置、１２・・・シーケンサ、１３・・・
送信系。 １４・・・磁場勾配発生系、１５・・・受信系、１６・
・・信号処理系、１７・・・高周波発振器、１８・・・
変調器、１９・・・高周波増幅器、２０ａ・・・送信側
高周波コイル、２０ｂ・・・受信側高周波コイル、２１
・・・傾斜磁場コイル、２２・・・傾斜磁場電源、２３
・・・増幅器、２４・・・直交位相検波器、２５・・・
Ａ／Ｄ変換器。 ２６・・・磁気ディスク、２７・・・磁気テープ、２８
・・・デイスプレィ。 卑 ２ ｔａｏ” ｉｓ 目 ８０２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検査体に静磁場及び傾斜磁場を与える手段と、前
   記被検査体の組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴
   を起こさせるために高周波パルスを印加する手段と、前
   記核磁気共鳴による信号を検出するための核磁気共鳴信
   号検出手段と、この検出手段により検出された核磁気共
   鳴信号をフーリエ変換して画像を再構成する手段とを備
   えてなる核磁気共鳴イメージング装置において、静磁場
   の一次の不均一の程度を予め計測する過程を設け、その
   結果に基づいて従来から実施しているスピン・エコー法
   及びグラジエント・エコー計測時に傾斜磁場に一次の不
   均一を補正する方向で印加する過程を設けたことを特徴
   とするＭＲＩ装置。