JPH0340608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴現象（以下該磁気共鳴を
NMRと略称する）を対象物の内部組織を断層像
として観察するNMR断層撮像装置における画像
再構成手順の一部である位相補正の方法の改善に
関するものである。

（従来の技術） MNR断層撮像装置において投影復元法
（projection reconstruction法：以下PR法と略称
する）のスキヤンを行つたとき、得られたデータ
をフーリエ変換するとプロジエクシヨンが求まる
が、大抵の場合このプロジエクシヨンはハードウ
エアとソフトウエア両面に起因する様々の位相を
含んでいて、位相補正を行わないと使用できな
い。その方法として、従来より、操作者がプロジ
エクシヨンを見ながら調整する方法や、ベースラ
イン下の面積に対するベースライン上の面積の比
率が最大となるような位相量を求める繰返し演算
による方法等が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、操作者が調整する方法は労力と
時間の点でNMR断層撮像装置には不向きであ
り、面積の比を最大とする方法も演算量がかなり
多く高次の位相補正への適用には無理があるとい
う問題があつた。

本発明の目的は、この様な点に鑑み、処理速度
が速く、また高次への拡張性に優れた位相補正方
法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この様な目的を達成するために本発明では、各
周波数について独立に求めた位相量に対し、適当
な関数の当てはめを行い、その結果に基づいて位
相補正を行うことを特徴とする。

（実施例） 以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。第
１図は本発明を実施するためのNMR断層撮像装
置の要部構成図である。図において、１はマグネ
ツトアセンブリで、内部には対象物を挿入するた
めの空間部分（孔）が設けられ、この空間部分を
取巻くようにして、対象物に一定の磁場を印加す
る主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための勾
配磁場コイル（個別に勾配磁場を発生することが
できるように構成されたｘ勾配磁場コイル、ｙ勾
配磁場コイル、ｚ勾配磁場コイル）と、対象物内
の原子核のスピンを励起するための高周波パルス
を与えるRF送信コイルと、対象物からのNMR
信号を検出する受信用コイル等が配置されてい
る。

主磁場コイル、Gx，Gy，Gz各勾配磁場コイ
ル、RF送信コイルおよびNMR信号の受信用コ
イルは、それぞれ主磁場電源２、Gx，Gy，Gz勾
配磁場ドライバ３、RF電力増幅器４および前置
増幅器５に接続されている。１０はシーケンス記
憶回路で、勾配磁場や高周波磁場の発生シーケン
スを制御すると共に得られたNMR信号をＡ／Ｄ
変換するときのタイミングを制御する。

６はゲート変調回路、７は高周波信号を発生す
るRF発振回路である。ゲート変調回路６は、シ
ーケンス記憶回路１０からのタイミング信号によ
りRF発振回路７が出力した高周波信号を変調し、
高周波パルスを生成する。この高周波パルスは
RF電力増幅器４に与えられる。

８は位相検波器で、RF発振回路７の出力信号
を参照して、受信用コイルで検出し前置増幅器５
を介して送られるNMR信号を位相検波する。

１１はＡ／Ｄ変換器で、位相検波器８を介して
得られたNMR信号をアナログ・デイジタル変換
する。

１３は計算機で、操作コンソール１２に対する
情報の授受を行つたり、種々のスキヤンシーケン
スを実現するためにシーケンス記憶回路１０の内
容を書替えたり、またＡ／Ｄ変換器より入力され
る観測データから共鳴エネルギーに関する情報の
分布を画像に再構成する演算等を行うことができ
るように構成されている。この再構成像は表示装
置９において表示される。

このような構成における動作を次に説明する。

ここでは一例として飽和回復法（SR法）でし
かもスピンエコー法（SE法）である場合を例に
とつて説明する。

シーケンス記憶回路１０の制御により第２図に
示すようなシーケンスで動作する。

主磁場電源２で主磁場コイルを付勢し、対象物
に静磁場Ｈ。を与えた状態において、シーケンス
記憶回路１０によりゲート変調回路６を開き、所
定の形（ここではガウス形）に変調されたRF信
号をRF電力増幅器４を介して送信コイルに与え、
対象物に90°パルスを印加する。

この90°パルス印加と同時にｚ軸方向の勾配磁
場Gz（同図ロ）を与えて特定のスライス面内のス
ピンを選択的に励起する。

続いて勾配磁場コイルを付勢し、第２図のハに
示すように勾配磁場Gxy（Gx，Gyの合成磁場）
を反転させることで、同図ニに示すようにスピン
エコー信号の発生を得る。

このスピンエコー信号は受信用コイルで検出さ
れ、前置増幅器５を経て位相検波器８に導かれ、
RF発振器の信号を参照して位相検波される。位
相検波された信号はＡ／Ｄ変換器１１によりデイ
ジタル変換されて計算機１３に送られる。

得られるエコー信号に位相歪みが全く無い場
合、そのエコー信号をフーリエ変換するとその実
部には吸収成分が現われ虚部には分散成分が現わ
れる。エコー信号を用いている限りは分散成分は
非常に小さく無視できる。例えば円形の水フアン
トムを観測した場合は第３図のイに示すような波
形が得られる。ところが、通常は位相歪みがあ
り、虚部も値をもつようになり、一例として同図
ロのようになる。

そこで、本発明では、実部および虚部から絶対
値をもとめ、それがあるスレツシユホールド値
（例えばピーク値の1/4）以上の部分のみを位相推
定用にもちいる。推定に用いるデータの実部をＲ
（ω）、虚部をＺ（ω）とすると、 θ（ω）＝tan^-1〔Ｚ（ω）／Ｒ（ω）〕 であり、この式により、各周波数ωにおける偏角
θ（ω）を求める。このとき位相の大きさによつ
てはθ（ω）に2πの飛びが出ることがあるが、こ
れは適宜補正されるようになつている。

次に、θ（ω）に対して１次式ｆ（ω）＝aω＋ｂ
を最小２乗法で当てはめる係数ａ，ｂが決定され
る）。

このようにしてｆ（ω）が決定されると、プロ
ジエクシヨンＰ（ω）は、 Ｐ（ω）＝Ｒ（ω）・cos（ｆ（ω）） ＋Ｚ（ω）・sin（ｆ（ω）） で求めることができる。計算機１３はこのように
してプロジエクシヨンを求めた後バツクプロジエ
クシヨンにより画像を再構成する。

なお、本発明はスピンエコーを用いるプロジエ
クシヨン法ならば、どのようなパルスシーケンス
のものにも適用することができる。

また、ｆ（ω）として１次式だけでなく、任意
の関数を使うことができる。

更にｆ（ω）の当てはめに、最小２乗法以外の
適当な当てはめ方法を用いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、処理速
度が速く、また高次への拡張性に優れた位相補正
方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するためのNMR
断層撮像装置の要部構成図、第２図は第１図装置
の動作を説明するための波形図、第３図プロジエ
クシヨンの位相歪みの様子を示す図である。 １……マグネツトアセンブリ、２……主磁場電
源、３……勾配磁場駆動回路、４……RF電力増
幅器、５……前置増幅器、６……ゲート変調回
路、７……RF発振回路、８……位相検波器、９
……表示装置、１０……シーケンス記憶回路、１
１……Ａ／Ｄ変換器、１２……操作コンソール、
１３……計算機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スピンエコー信号を測定し、その信号をフー
   リエ変換することによつてプロジエクシヨンを
   得、このプロジエクシヨンを用いて対象物の断層
   像を再構成するようにしたNMR断層撮像装置に
   おいて、 前記フーリエ変換によりプロジエクシヨンを求
   める際に下記の処理を行うことにより位相補正さ
   れたプロジエクシヨンを得るようにしたことを特
   徴とするNMR断層撮像装置の位相補正方法。 記 フーリエ変換により求められた実部および虚
   部について、その絶対値が所定のスレツシユホ
   ールド値以上にある部分を新たな実部Ｒ（ω）
   および虚部Ｚ（ω）とする。 θ（ω）＝tan^-1〔Ｚ（ω）／Ｒ（ω）〕より各周
   波数ωにおける偏角θ（ω）を求める。 θ（ω）に対して関数ｆ（ω）を当てはめる。 次式に基づいてプロジエクシヨンＰ（ω）を
   求める。 Ｐ（ω）＝Ｒ（ω）・cos（ｆ（ω）） ＋Ｚ（ω）・sin（ｆ（ω））