JPH0531094A - Ｍｒｉ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スライス群プロファイルの選択領域外からの
アーチファクトを除去したい。 【構成】 ３次元計測のシーケンスの直前に、スライス
群プロファイルの選択領域外を励起させてプリサチュレ
ーションを行わせるシーケンスを設けた。 【効果】 スライス群プロファイルの選択領域外からの
アーチファクトの除去を、波数の増加やエコー時間の増
加をすることなく、達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元計測シーケンス
における選択領域外から発生する、アーチファクトの除
去をはかるＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置での３次元計測法には、種々
のものがあるが、スピンワープ法による計測法を図３に
示す。スピンワープ法は、図４に示すように、大きく４
つの区間ａ、ｂ、ｃ、ｄに区分でき、各区分でのシーケ
ンスは以下の通りとなる。

【０００３】（１）、区間ａ…９０°パルス（高周波パ
ルス）及び、スライス軸傾斜磁場Ｇｓ（但し、Ｇｓ＞
０）を印加する。この際、位相エンコード軸傾斜磁場Ｇ
ｐ＝０、周波数エンコード軸傾斜磁場Ｇｆ＝０である。 （２）、区間ｂ…スライス軸傾斜磁場Ｇｓを印加する。
但し、Ｇｓは、スライスエンコード回数分ｎの複数繰返
し期間（ＴＲ）にわたってＧｓ１、Ｇｓ２、…Ｇｓｎ、
（但し、Ｇｓ１＜Ｇｓ２＜…＜Ｇｓｎ）と更新するもの
とする。これによって、従来の２次元計測に代る３次元
計測が可能になる。この際、Ｇｐ＝０、Ｇｆ＝０であ
る。 （３）、区間ｃ…位相エンコード軸傾斜磁場Ｇｐを印加
する。但し、Ｇｐは、位相エンコード回数分ｍの複数繰
返し期間（ＴＲ）にわたってＧｐ１、ＧＰ２、…、ＧＰ
ｍ（但し、Ｇｐ１＜Ｇｐ２＜…＜Ｇｐｍ）と更新する。
これによって位相エンコード方向での分解能を高めるこ
とができる。Ｇｐと同時に周波数エンコード軸傾斜磁場
Ｇｆ（但し、Ｇｆ＜０）を印加する。この際、Ｇｓ＝０
である。 （４）、区間ｄ…周波数エンコード軸傾斜磁場Ｇｆ（但
し、Ｇｆ＞０）を印加し、この間に発生するＭＲ信号
（エコー信号）を検出する。 （５）、尚、Ｇｓ、Ｇｐとは、以下の関係で更新され
る。 （イ）、Ｇｓ＝Ｇｓ１とする。この状態で｛ａ→ｂ→ｃ
（Ｇｐ＝Ｇｐ１）→ｄ→エコー検出｝→｛ａ→ｂ→ｃ
（Ｇｐ＝Ｇｐ２）→ｄ→エコー検出｝→…→｛ａ→ｂ→
ｃ（Ｇｐ＝Ｇｐｍ）→ｄ→エコー検出｝のシーケンスを
実行する。 （ロ）、Ｇｓ＝Ｇｓ２とする。この状態で、（イ）と同
じようにＧｐ＝Ｇｐ１、Ｇｐ２、…、Ｇｐｍと更新させ
てエコー検出を行う。 （ハ）、以下、Ｇｓ＝Ｇｓ３、…Ｇｓｎまで次々に更新
し、同じようなシーケンスを実行する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４のシーケンスでの
高周波パルスは、シンク関数やＦＭ波等の各種の波形が
使われる。こうした高周波パルス、例えばシンク関数Ｆ
として、

【０００５】

【数１】Ｆ＝（sin ｘ）／ｘ を使用した場合でのスライス群プロフィールを図５に示
す。図５（イ）は、シンク関数をフーリエ変換した時の
スライス位置と信号強度との関係を示す図である。ここ
で、スライス位置が周波数軸になっている。このプロフ
ァイルで、選択励起領域Ｅ１は矩形状のスペクトル特性
となっており、この区間が選択すべき領域として与えた
ものである。一方、領域Ｅ１よりも外部の領域は、非選
択領域であるが、シンク関数の特性から、外部領域の左
右の２つの領域Ｅ２、Ｅ３でも無視できない程の信号強
度を持つ。この結果、領域Ｅ２、Ｅ３でも選択励起が生
じてしまい、この領域Ｅ２、Ｅ３からも選択励起された
映像信号が発生し、これが領域Ｅ１でのエコー信号に混
入してしまう。この結果、図５（ロ）に示すようにな
り、領域Ｅ２、Ｅ３の選択励起を原因とするアーチファ
クト（折り返しアーチファクトとも呼ばれる）が図５
（ハ）に示すように再構成画像に現われてしまう。

【０００６】アーチファクトの発生の原因は、Ｅ２、Ｅ
３の存在にあるが、これは、領域Ｅ１での信号強度が、
図５（イ）に示すように矩形状ではあるが完全矩形でな
いことに起因する。完全矩形にすることは、物理的に不
可能であるが、矩形に近づけるやり方も従来とられてい
る。それは、領域Ｅ１内での波数をできるだけ多くする
方法である。図６にその例を示す。横軸が周波数（位
置）、縦軸が信号強度であり、点線は領域Ｅ１内で３波
存在例、実線は領域Ｅ２内で５波存在例を示す。このよ
うに、波数が増加すれば、矩形に近づくことになり、且
つ領域外での信号強度も小さくなることがわかる。

【０００７】このように従来では波数を増し、スライス
特性を向上させる事で、アーチファクトの抑制を行って
きたが、シンク関数の波数を無限に増す事は困難であ
り、映像信号を得るためのエコー時間を妥当な値とする
ためには、シンク関数の波数を増すにも制限があり、ア
ーチファクトを完全に防ぐことは、不可能であった。
尚、シンク関数の例で述べたが、ＦＭ波等の他の高周波
パルスでも同様な問題がある。

【０００８】本発明の目的は、シンク関数等の波数を多
くせず、エコー時間を延長させずに、スライス群プロフ
ァイル領域外からのアーチファクトの除去を可能にする
ＭＲＩ装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、３次元計測の
シーケンスの直前にスライス群プロファイルの選択領域
外を励起させてプリサチュレーションを行わせるシーケ
ンスを設けた（請求項１）。

【００１０】更に、本発明は、この領域外を、中心周波
数より大と小との２つに区分し、それぞれ別々にプリサ
チュレーションを行わせるシーケンスを設けた（請求項
２）。

【００１１】

【作用】本発明によれば、３次元計測のシーケンスの実
行の直前に、選択領域外からのアーチファクト発生原因
が除去され、アーチファクトの発生はなくなる。

【００１２】

【実施例】図２は本発明に係るＭＲＩ装置の全体構成を
示すブロック図である。このＭＲＩ装置は、核磁気共鳴
（ＮＭＲ）現象を利用して被検体の断層画像を得るもの
で、静磁場発生磁石１０と、中央処理装置（ＣＰＵ）１
１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とから成る。

【００１３】上記静磁場発生磁石１０は、被検体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、上記被検体１の周りのあ
る広がりを持った空間に永久磁石方式または常電導方式
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、ＣＰＵ１１の制御で動作し、被
検体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、電磁場波が上記被検体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とから成
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の三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被検体
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、受信側の高周波コイル２０
ｂと増幅器２３と直交位相検波器２４とＡ／Ｄ変換器２
５とから成り、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体１の応答の電磁波（ＮＭＲ
信号）は被検体１に近接して配置された高周波コイル２
０ｂで検出され、増幅器２３及び直交位相検波器２４を
介してＡ／Ｄ変換器２５に入力してディジタル量に変換
され、更に、シーケンサ１２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系
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１６は、ＣＰ
Ｕ１１と磁気ディスク２７及び磁気テープ２９等の記録
装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ２８とから成り、上記
ＣＰＵ１１でフーリエ変換、補正係数計算像再構成等の
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ィ
スプレイ２８に表示するようになっている。尚、図２に
おいて、送信側及び受信側の高周波コイル２０ａ，２０
ｂと傾斜磁場コイル２１は、被検体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。

【００１４】ここで、本実施例においては、シーケンサ
１２内のシーケンスとして、通常の映像化シーケンス
（計測シーケンス）を行う直前に、アーチファクトを発
生するスライス群プロファイルの領域外の被検体１に対
し、プリサチュレーションのための、選択励起及び、位
相回転を行うシーケンスを設けることとした。

【００１５】図１は、スピンワープ法での映像化シーケ
ンスに適用した本実施例のシーケンス図である。このシ
ーケンスは、シーケンサ１２、ＣＰＵ１１で与えられ
る。図中、ａ〜ｄがスピンワープ法による従来と同じ映
像化シーケンスであり、本実施例では、ｅとｆとの２つ
のシーケンスを、映像化シーケンスの直前に付加させ
た。ａ〜ｄに示した通常の３次元計測シーケンスは図４
と同じであるので説明は省略し、区間ｅ及びｆについて
説明する。

【００１６】（１）、区間ｅ…図１に示すようにスライ
スプロファイル群領域外の選択励起のためのＦＭ波を先
ず印加する。このＦＭ波の印加と併せて、スライス軸傾
斜磁場Ｇｓを印加する（Ｇｓ＞θ）。この間、Ｇｐ＝
θ、Ｇｆ＝θである。かくして、アーチファクトを発生
するスライス群プロファイル領域外での被検体が選択励
起する。 （２）、区間ｆ…傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆを強く印加
する（Ｇｓ＞θ、Ｇｐ＞θ、Ｇｆ＞θで且つ、その磁場
は大きいものとした）。かくして、区間ｅで励起したス
ピンの位相を極度に回転させる事ができ、拡散できた。
かかる区間ｅ、ｆでの操作により、スライス群プロファ
イル領域外のアーチファクトを発生する被検体よりの、
偽信号を極度に低下させる事ができた。

【００１７】尚、区間ｅでスライス群プロファイル領域
外からのアーチファクトを発生する部分の信号がＦＭ波
によって確実に９０°回転する場合は、区間ｆでの傾斜
磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆのいずれをも印加しなくても、映
像化のための９０°パルス（区間ａ）により、アーチフ
ァクトを発する部分が１８０°回転するため、実質的な
信号とならずアーチファクトが低減できる。

【００１８】図３は、本発明の他の実施例図である。本
実施例の特徴はスライス群プロファイル領域外を、中心
周波数（選択領域内の中心周波数のこと）より高い周波
数領域にあるアーチファクト発生領域と、中心周波数よ
り低い領域にあるアーチファクト発生領域に分けそれぞ
れ別々に選択励起させるようにしたものである。図３に
おいて区間ｅ１が前者例であり、区間ｅ２が後者の例で
ある。他の区間は図１と変わりない。これによって、プ
リサチュレーションの効果は高くなる。

【００１９】上記各実施例の図１、図３では映像化シー
ケンスの部分をスピンワープ法シーケンスとして説明を
行ったが、本発明は図１の区間ｅ、ｆ、図３の区間ｅ
１、ｅ２、ｆの選択励起シーケンスはＳＥ法、ＩＲ法等
の種々の映像法シーケンスの直前に行うことによりすべ
てに本発明は適用できる。また、ｅ、ｅ１、ｅ２での高
周波パルスをＦＭ波としたが、シンク関数等の他の波形
でもよい。また、折り返しアーチファクトの原因を［数
１］のシンク関数としたが［数１］以外のシンク関数や
ＦＭ波であってもこのようなアーチファクトが発生する
ことがあり、これらにも適用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように３
次元計測シーケンスにおける、スライス群プロファイル
領域外から生ずるアーチファクトを著しく低減でき、ア
ーチファクトのないスライス特性の高いＭＲＩ装置を提
供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスピンワープ法によるシーケンスの実
施例図である。

【図２】本発明のＭＲＩ装置の実施例図である。

【図３】本発明のスピンワープ法によるシーケンスの他
の実施例図である。

【図４】従来のスピンワープ法によるシーケンスを示す
図である。

【図５】従来のシンク関数を高周波パルスとした場合で
の、スライス群プロファイル及びアーチファクトの発生
を示す図である。

【図６】従来の波数増加によるアーチファクト除去の説
明図である。

【符号の説明】

Ｇｓ スライス方向傾斜磁場 Ｇｐ 位相エンコード方向傾斜磁場 Ｇｆ 周波数エンコード方向傾斜磁場 ＭＲ エコー信号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３次元計測を行うシーケンスを持つＭＲ
   Ｉ装置において、該シーケンスの直前に、スライス群プ
   ロファイルの領域外をプリサチュレーションするシーケ
   ンスを設けてなるＭＲＩ装置。
2. 【請求項２】 ３次元計測を行うシーケンスを持つＭＲ
   Ｉ装置において、該シーケンスの直前に、スライス群プ
   ロファイルの領域外にあって、中心周波数より低い周波
   数領域及び中心周波数より高い周波数領域のそれぞれの
   領域をプリサチュレーションする、別々のシーケンスを
   設けてなるＭＲＩ装置。