JPH0956694A - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents

Ｍｒイメージング装置

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JPH0956694A
JPH0956694A JP7236138A JP23613895A JPH0956694A JP H0956694 A JPH0956694 A JP H0956694A JP 7236138 A JP7236138 A JP 7236138A JP 23613895 A JP23613895 A JP 23613895A JP H0956694 A JPH0956694 A JP H0956694A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定順序および逆順序で複数個のスライスを
励起して信号収集し、同一スライスのデータ同士を加算
処理することにより各スライスのデータ毎に信号強度を
補正して、水成分の流入に起因するアーティファクトを
防止しつつも有効なコントラストを有するスライス数を
増加させることができるＭＲイメージング装置を提供す
る。 【解決手段】 １個の反転ＲＦパルス３００と各パルス
対Ｐ１〜Ｐｎとからなるパルス群Ｇ１を照射し、１個の
反転ＲＦパルス３００と各パルス対Ｐｎ〜Ｐ１とからな
るパルス群Ｇ２を照射する。つまり、所定順序および逆
の順序で複数個のスライスを励起し、第１のデータ群と
第２のデータ群を得る。そして同一スライスのデータ同
士を加算処理することにより、短・長の各反転回復時間
を加算し、新たなデータ群に基づきスライス像を再構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気
共鳴）現象を利用してイメージングを行なうＭＲイメー
ジング装置に係り、特に、水成分の信号強度を抑制した
Ｔ2 強調画像を得るためのＩＲ(Inversion Recovery)法
に基づくパルスシーケンスであるＦＬＡＩＲ(Fluid Att
enated Inversion Recovery)法において、プロトンのス
ピンを反転させるための反転ＲＦパルスを、複数個のス
ライスに同時に照射するスライス非選択的パルスとして
複数個のスライス像を撮影する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のＦＬＡＩＲ法に基づくパ
ルスシーケンスを実行するＭＲイメージング装置とし
て、例えば、反転ＲＦパルスをスライス選択的パルスと
して照射する装置（第１の装置）と、反転ＲＦパルスを
スライス非選択的なパルスとして照射する装置（第２の
装置）とが挙げられる。
【０００３】まず、第１の装置について、図１１ないし
図１３を参照して説明する。なお、図１１はスライスを
示す模式図であり、図１２はＦＬＡＩＲ法の説明に供す
るタイムチャートであり、図１３はＦＬＡＩＲ法のパル
スシーケンスを示すタイムチャートである。なお、図１
２および図１３では、便宜上、傾斜磁場パルスについて
は省略している。
【０００４】図１１を参照する。図中、符号Ｍは被検体
であって特にその頭部付近を示し、体軸がｚ方向にほぼ
一致するように配置されている。ここで＃１は第１番目
のスライスを示し、順に＃２は第２番目のスライス、…
……、＃ｎ−１は第ｎ−１番目のスライス、＃ｎは第ｎ
番目のスライスを示している。
【０００５】ＦＬＡＩＲ法では、図１２に示すように、
まず、第１番目のスライス＃１だけに含まれるプロトン
のスピン全体を選択的に１８０°反転させるための反転
ＲＦパルス１００を照射し（図１２（ａ））、反転ＲＦ
パルス１００から反転回復時間ＴI （遅延時間とも呼ば
れ、例えばＴI ＝１６００〜２０００ｍｓ）後に、第１
番目のスライス＃１だけに含まれるプロトンのスピン全
体を９０°回転させる励起ＲＦパルス１１０を照射す
る。次いで、励起ＲＦパルス１１０から所定時間後に第
１番目のスライス＃１のスピン全体を１８０°回転させ
るリフォーカスＲＦパルス１２０を照射する。これらの
ＲＦパルスを被検体Ｍに照射することにより、励起ＲＦ
パルス１１０から前記所定時間の２倍の時間ＴE （エコ
ーディレイ時間）を経過した時点を中心としてエコー信
号Ｓ１が発生する（図１２（ｂ））。
【０００６】反転ＲＦパルス１００を照射されたプロト
ンのスピンは、図１２（ｃ）に示すように、その縦磁化
量がＭ0 から−Ｍ0 に１８０°反転され、その後に縦緩
和時間の時定数（通常、Ｔ1 で表現される縦緩和時間）
で元の縦磁化量Ｍ0 に回復してゆく。この縦緩和時間Ｔ
1 は、脂肪組織や脳白質、脳灰白質などの『組織』と脳
脊髄液などの『水成分』（自由水）とでは差異があり、
『水成分』の縦緩和時間は『組織』の縦緩和時間よりも
長いものである。図中、符号ＣT で示す縦緩和曲線に従
って早く縦緩和が終了するのが上記の『組織』であり、
縦緩和曲線ＣTよりも緩やかに縦緩和を終えるのが上記
の『水成分』である。ＦＬＡＩＲ法では、『水成分』の
信号強度を抑制してＴ2 強調画像を得るために、励起Ｒ
Ｆパルス１１０の照射タイミング、すなわち、反転回復
時間ＴI を『水成分』の縦磁化量がほぼ『０』となるよ
うに設定する。このように設定することによりエコー信
号Ｓ１は『組織』の縦磁化量が充分に大きく、かつ、
『水成分』の縦磁化量が充分に小さい緩和情報を含んだ
ものとなるので、水成分の信号強度を抑制したＴ2 強調
画像を得ることができる。
【０００７】実際には、図１１に示すような複数個のス
ライス＃１〜＃ｎのそれぞれからエコー信号を収集する
際には、例えば、図１３に示すようなパルスシーケンス
を実行する。つまり、反転ＲＦパルス１００により第１
番目のスライス＃１を反転させ、反転回復時間ＴI 後に
励起ＲＦパルス１１０を照射し、続いてリフォーカスＲ
Ｆパルス１２０を照射することによりエコー信号Ｓ１を
発生させる。さらに反転回復時間ＴI （例えばＴI ＝１
６００〜２０００ｍｓであり、空き時間となる）を有効
に利用するために、第１番目のスライス＃１の反転ＲＦ
パルス１００と励起ＲＦパルス１１０との間に次のスラ
イスの反転ＲＦパルスを照射することが行なわれる。具
体的には、反転ＲＦパルス１００の照射後に第２番目の
スライス＃２の反転ＲＦパルス１０１を照射し、反転回
復時間ＴI 後に励起ＲＦパルス１１１を照射する（第１
番目のスライス＃１の励起ＲＦパルス１１０とリフォー
カスＲＦパルス１２０との間に励起ＲＦパルス１１１を
照射する）というようにして、反転ＲＦパルスを入れ子
にして照射する（この図では、上下に分けて描いている
が、実際には同じ時間軸上である）。これを全スライス
について行って、第ｎ−１番目のスライス＃ｎ−１の反
転ＲＦパルス１０２を照射した後に、第ｎ番目のスライ
ス＃ｎの反転ＲＦパルス１０３を照射し、続いて、励起
ＲＦパルス１１２、励起ＲＦパルス１１３、リフォーカ
スＲＦパルス１２２、リフォーカスＲＦパルス１２３、
と照射することにより、第ｎ−１番目のスライス＃ｎ−
１からのエコー信号Ｓｎ−１、第ｎ番目のスライス＃ｎ
からのエコー信号Ｓｎを発生させるようにしている。
【０００８】さらに、第ｎ番目のスライス＃ｎの反転Ｒ
Ｆパルス１０３によって反転された水成分の縦磁化量が
元の大きさに回復するように、充分に長い繰り返し時間
ＴR（例えば、ＴR ＝６０００〜１００００ｍｓ）をお
いて、位相エンコード量を変えた後に再度このようなパ
ルスシーケンスを所定回数（例えば、２５６回）繰り返
す。そして、各パルスシーケンスによって発生するエコ
ー信号から得られるデータで、全ての〔スライスに対応
するそれぞれの〕ｋスペース内を埋めてゆく。
【０００９】上述した第１の装置では、水成分の信号強
度を抑制したＴ2 強調画像が得られるので、脳表、脳室
近傍などの脳脊髄液に近接した病巣の検出に優れたコン
トラストのスライス像を得ることができる。
【００１０】このような第１の装置は上述した利点を有
するが、次のような欠点がある。すなわち、各反転ＲＦ
パルス１００〜１０３によりスピン全体が反転されるの
は、複数個のスライス＃１〜＃ｎのうちの１つ（着目ス
ライス）だけであるので、着目スライス外に存在する反
転ＲＦパルスを照射されていない『水成分』が着目スラ
イスの励起時（各励起ＲＦパルス１１０〜１１３の照射
時点）に着目スライス内に流入すると、縦磁化量が大き
な元の状態のままで励起されることになり、各リフォー
カスＲＦパルス１２０〜１２３の照射後に強いエコー信
号となってアーティファクトを生じる。
【００１１】次に第２の装置について図１４および図１
５を参照して説明する。なお、図１４はスライスを示す
模式図であり、図１５はパルスシーケンスの一例を示す
タイムチャートである。なお、図１５では、便宜上、傾
斜磁場パルスについては省略している。
【００１２】上述した第１の装置では、スライス毎に反
転ＲＦパルス１００〜１０３を照射して複数個のスライ
スのうち１つのスライスのみに含まれるプロトンのスピ
ンを反転させる、スライス選択的パルスを照射ようにし
ているが、この第２の装置では、以下に説明するように
反転ＲＦパルスをスライス非選択的なパルスとして照射
するようにしている。
【００１３】すなわち、図１４に示すように、複数個の
スライス＃１〜＃ｎを含むような範囲の全てに含まれる
プロトンのスピン全体を同時に反転させるように、複数
個のスライス＃１〜＃ｎを含む領域ＡE の全体を反転さ
せるように反転ＲＦパルスを照射する。具体的には、傾
斜磁場に応じて領域ＡE を選択するような広い周波数帯
域を有する反転ＲＦパルスを照射することによって、領
域ＡE に含まれるプロトンのスピンを反転させる。
【００１４】このようなスライス非選択的なパルスを用
いたＦＬＡＩＲ法のパルスシーケンスは、例えば、図１
５（ａ）に示すようなものとなる。まず、図１４に示す
領域ＡE に含まれるプロトンのスピン全体を反転させる
ような周波数帯域を有する反転ＲＦパルス２００を照射
し、所定時間後に励起ＲＦパルス２１０を照射するとと
もに、図示しないスライス選択用傾斜磁場パルスを照射
することにより第１番目のスライス＃１を選択（着目ス
ライス）する。そしてリフォーカスＲＦパルス２２０を
照射することにより、第１番目のスライス＃１からエコ
ー信号Ｓ１を発生させる（図１５（ｂ））。続いて、反
転ＲＦパルス２００を照射することなく、励起ＲＦパル
ス２１１とリフォーカスＲＦパルス２２１を照射し、…
……、励起ＲＦパルス２１４とリフォーカスＲＦパルス
２２４を照射し、励起ＲＦパルス２１５とリフォーカス
ＲＦパルス２２５を照射することによって、エコー信号
Ｓ２、………、エコー信号Ｓｎ−１、エコー信号Ｓｎを
発生させる（図１５（ｂ））。そして、繰り返し時間Ｔ
R 経過後に、図示しない位相エンコード用傾斜磁場パル
スの強度を変えて上記パルスシーケンスを所定回数だけ
繰り返す。
【００１５】このように、反転ＲＦパルス２００をスラ
イス非選択的なパルスとして照射して領域ＡE 内のプロ
トンのスピン全体を一括して反転させておくことによ
り、全スライス＃１〜＃ｎおよび各スライスの間にある
水成分のプロトンのスピンを全て同時に反転させておく
ことができるので、各励起ＲＦパルス２１０〜２１５に
より励起されている着目スライスに水成分が流入したと
しても強い信号を生じることがなく、流入する水成分に
起因するアーティファクトを防止することができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述した第２の装置で
は、プロトンのスピン全体を反転させる反転ＲＦパルス
２００を、パルスシーケンスの最初にのみ照射して、そ
れに続く励起ＲＦパルスおよびリフォーカスＲＦパルス
によりスライス毎にエコー信号を発生させるようにして
いる。ところで、プロトンのスピンは、反転ＲＦパルス
２００を照射した時点で１８０°反転され、縦緩和時間
の時定数で元の縦磁化量の大きさに回復していくが、上
述したように『組織』と『水成分』とではその大きさが
異なり、それぞれ縦緩和曲線ＣT ，ＣW （縦緩和曲線Ｃ
T の時定数＜縦緩和曲線ＣW の時定数）に従って回復す
る。したがって、反転ＲＦパルス２００を照射した時点
から時間が経過するにつれて『組織』と『水成分』の縦
磁化量はそれぞれ異なる割合で増大してゆくので、各励
起ＲＦパルス２１０〜２１５の照射により励起された各
着目スライスから発生するエコー信号Ｓ１〜Ｓｎの各々
は、それぞれ『組織』と『水成分』の信号強度が異なる
ことになる。
【００１７】つまり、『水成分』の縦磁化量がほぼ零で
ある時点で照射された励起ＲＦパルス２１２により発生
したエコー信号Ｓ３は、『組織』の縦磁化量が充分に大
きく、かつ、『水成分』の縦磁化量が充分に小さい緩和
情報を含んでいるので、水成分を抑制したＴ2 強調画像
を得ることができるが、それ以前の励起ＲＦパルス２１
０により発生したエコー信号Ｓ１は、『組織』の縦磁化
量の回復が不十分であるのでＴ2 強調画像を得ることが
できず、またそれ以降の励起ＲＦパルス２１５により発
生したエコー信号Ｓｎは、『組織』の縦磁化量は充分に
大きいが『水成分』の縦磁化量も大きいので『水成分』
の信号強度を抑制したＴ2 強調画像を得ることができな
い。
【００１８】その結果、各スライス毎にコントラストが
異なることになり、水成分からの信号強度を抑制したＴ
2 強調画像の有効なコントラストを得ることができるの
は、『水成分』の縦磁化量がほぼ零である時点で照射さ
れた励起ＲＦパルス２１２に時間的に近い前後で照射さ
れた励起ＲＦパルスに基づくスライス像だけとなり、有
効なコントラストを得ることができるスライス数に制限
が生じるという問題点がある。因みに、各スライス毎に
コントラストが異なると、同じ組織が複数個のスライス
像にわたって描出されていてもコントラストが異なるた
め、これらのスライス像を見て診断する際に支障を来す
場合がある。したがって、複数個のスライス像につい
て、ほぼ同じコントラストを得るようにすることは非常
に有用なことである。
【００１９】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、所定順序および逆順序で複数個のス
ライスを励起して信号収集し、同一スライスのデータ同
士を加算処理することにより各スライスのデータ毎に信
号強度を補正して、水成分の流入に起因するアーティフ
ァクトを防止しつつも有効なコントラストを有するスラ
イス数を増加させることができるＭＲイメージング装置
を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明に係るＭＲイメージング装置は、ＮＭＲ現
象を利用してイメージングを行なうＭＲイメージング装
置であって、（ａ）撮影領域空間に均一な静磁場を発生
する主マグネットと、（ｂ）前記主マグネットに付設さ
れ、前記静磁場で直交する３次元方向に磁場強度がそれ
ぞれ変化する３つの傾斜磁場パルス（スライス選択用傾
斜磁場パルス、位相エンコード用傾斜磁場パルス、読み
出し用傾斜磁場パルス）を発生させるための第１／第２
／第３の傾斜磁場コイルと、（ｃ）前記撮影領域空間に
載置された被検体に対するＲＦ信号の照射及び被検体か
ら発生するエコー信号の検出を行なうためのＲＦコイル
と、（ｄ）前記ＲＦコイルを介して、複数個のスライス
に含まれるプロトンのスピンを反転させるための周波数
帯域を有する１個の反転ＲＦパルスと、前記複数個のス
ライスを所定の順序で励起するための、前記反転ＲＦパ
ルスに続いて所定のタイミングで照射される励起ＲＦパ
ルスと、からなる第１のＲＦパルス群と、前記第１のＲ
Ｆパルス群に続く、前記第１のＲＦパルス群の反転ＲＦ
パルスと同じ１個の反転ＲＦパルスと、前記複数個のス
ライスを前記所定の順序とは逆の順序で励起するため
の、前記反転ＲＦパルスに続いて所定のタイミングで照
射される励起ＲＦパルスと、からなる第２のＲＦパルス
群とを照射するＲＦ照射手段と、（ｅ）前記第１のＲＦ
パルス群および前記第２のＲＦパルス群の各ＲＦ信号を
前記ＲＦコイルから照射するタイミングに基づいて、前
記第１の傾斜磁場コイルを介してスライス選択用傾斜磁
場パルスを発生させ、前記第２の傾斜磁場コイルを介し
て位相エンコード用傾斜磁場パルスを発生させ、前記Ｒ
Ｆ信号によって発生するエコー信号とほぼ同時に前記第
３の傾斜磁場コイルを介して読み出し用傾斜磁場パルス
を発生させ、これらによって最初のパルスシーケンスを
形成し、前記位相エンコード用傾斜磁場パルスを変えつ
つ前記最初のパルスシーケンスを所定回数繰り返す、前
記第１／第２／第３の傾斜磁場コイルに接続された傾斜
磁場制御手段と、（ｆ）前記第１のＲＦパルス群および
前記第２のＲＦパルス群によって発生した複数個のエコ
ー信号（第１および第２のエコー信号群）を順次に前記
ＲＦコイルを介して収集し、第１のエコー信号群から得
られる第１のデータ群と第２のエコー信号群から得られ
る第２のデータ群のうち、同一スライスの２つのデータ
同士を加算処理して新たなデータ群を生成する加算処理
手段と、（ｇ）前記加算処理手段によって生成された新
たなデータ群に基づいて、複数個のスライス像を再構成
するデータ処理手段と、を備えていることを特徴とする
ものである。
【００２１】
【作用】この発明の作用は次のとおりである。主マグネ
ットによって均一な静磁場が発生されている撮影領域空
間には被検体が載置され、この被検体に向けてＲＦコイ
ルを介してＲＦ信号の照射が行なわれる。このＲＦ信号
の照射はＲＦ照射手段により制御されて以下のようにし
て行なわれる。
【００２２】まず、複数個のスライスに含まれるプロト
ンのスピン全体を反転させるための周波数帯域を有する
１個の反転ＲＦパルスと、複数個のスライスを所定の順
序で励起するための、前記反転ＲＦパルスに続いて所定
のタイミングで照射される励起ＲＦパルスとからなる第
１のＲＦパルス群を照射する。このとき励起ＲＦパルス
の照射とともに第１の傾斜磁場コイルを介してスライス
選択用傾斜磁場パルスが照射されて複数個のスライスの
うちの１つが選択される。また、第２の傾斜磁場コイル
を介して位相エンコード用傾斜磁場パルスが照射されて
位相エンコードが施され、エコー信号が生じるとほぼ同
時に第３の傾斜磁場コイルを介して読み出し用傾斜磁場
パルスが照射される。これらの第１／第２／第３の傾斜
磁場コイルは、傾斜磁場制御手段により制御される。
【００２３】反転ＲＦパルスをスライス非選択的なパル
スとして照射することにより、全てのスライスに含まれ
るプロトンのスピン全体が反転され、それに続く複数個
の励起ＲＦパルスにより生じるスライス毎の複数個のエ
コー信号は、ＲＦコイルにより第１のエコー信号群とし
て収集される。第１のエコー信号群はスライス毎のエコ
ー信号であるが、励起ＲＦパルスにより励起された順序
により『組織』と『水成分』の信号強度が異なることに
なる。すなわち、スピンが反転された時点から励起され
るまでの時間（反転回復時間）が励起順序に従って長く
なるので、それに応じて『組織』と『水成分』の縦磁化
量、すなわち、信号強度が異なることになる。
【００２４】次いで、第１のＲＦパルス群の反転ＲＦパ
ルスと同じ１個の反転ＲＦパルスと、複数個のスライス
を前記所定の順序とは逆の順序で励起するための、前記
反転ＲＦパルスに続いて所定のタイミングで照射される
励起ＲＦパルスとからなる第２のＲＦパルス群を照射す
る。このとき各励起ＲＦパルスの照射とともに第１の傾
斜磁場コイルを介してスライス選択用傾斜磁場パルスが
照射されて複数個のスライスのうちの１つが第１のＲＦ
パルス群とは逆の順序で選択される。また、第２の傾斜
磁場コイルを介して位相エンコード用傾斜磁場パルスが
照射されて位相エンコードが第１のＲＦパルス群と同様
に施され、各エコー信号が発生するのととほぼ同時に第
３の傾斜磁場コイルを介して読み出し用傾斜磁場パルス
が照射される。
【００２５】このようにして照射される各励起ＲＦパル
スによって生じる複数個のエコー信号は、ＲＦコイルを
介して第２のエコー信号群として収集される。第２のエ
コー信号群はスライス毎のエコー信号であるが、第１の
エコー信号群と同様に、励起ＲＦパルスにより励起され
た順序により『組織』と『水成分』の信号強度が異な
り、反転回復時間が励起順序に従って長くなるので、そ
れに応じて『組織』と『水成分』の縦磁化量、すなわ
ち、信号強度が異なることになる。
【００２６】そして、加算処理手段は、収集された第１
のエコー信号群および第２のエコー信号群から得られる
第１のデータ群および第２のデータ群のうち、同一スラ
イスのデータ同士を加算処理して新たなデータ群を生成
する。第１のデータ群は複数個のスライスを所定の順序
で励起して得られるものであり、第２のデータ群は前記
所定の順序とは逆の順序で励起して得られるものであ
る。例えば、第１番目のスライスは第１のデータ群では
第１番目に励起されているが、第２のデータ群では最後
（第ｎ番目）に励起されているものである。したがっ
て、それらの反転回復時間は最も長いものと最も短いも
のであるので、加算処理することにより反転回復時間が
加算されて、『水成分』の縦磁化量がほぼ零となる時点
の反転回復時間に近づけることができる。例えば、反転
回復時間が最も短い場合のデータは、『組織』の信号強
度が正、かつ、『水成分』の信号強度が負であり、反転
回復時間が最も長い場合のデータは、『組織』の信号強
度が正、かつ、『水成分』の信号強度が正であるので、
これらを加算処理することによって『組織』の信号強度
は正であるが、『水成分』の信号強度は負と正で相殺さ
れて零に近づけることができる。
【００２７】このようにして同一スライスの、励起順序
を逆にして得られる２つのデータ同士を加算処理して新
たなデータ群を生成するので、全てのデータは『組織』
の信号強度を低下させることなく『水成分』の信号強度
だけを抑制するように補正することができる。さらに、
全てのデータについて短・長の各反転回復時間を加算処
理することにより、加算された反転回復時間を全てほぼ
同じにすることができるので、これらに基づいてデータ
処理手段により再構成された各スライス像のコントラス
トをほぼ同一にすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施例を説明する。まず、図１に示したＭＲイメージ
ング装置について説明すると、静磁場を発生するための
主マグネット１と、この静磁場に重畳するように傾斜磁
場を印加する３つの傾斜磁場コイル２（２ｘ，２ｙ，２
ｚ）とが備えられている。傾斜磁場コイル２は、主マグ
ネット１による均一な静磁場に、磁場強度が直交する３
次元方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ）にそれぞれ変化する３つの傾斜
磁場Ｇｐ，Ｇｒ，Ｇｓのパルス（位相エンコード用傾斜
磁場パルス、読み出し用傾斜磁場パルス、スライス選択
用傾斜磁場パルス）を重畳する３組の傾斜磁場コイル２
ｘ，２ｙ，２ｚから構成されている。この静磁場及び傾
斜磁場が加えられる空間には図示しない被検体（患者）
が配置され、その被検体にはＲＦコイル３が取り付けら
れる。
【００２９】傾斜磁場コイル２には傾斜磁場電源４が接
続され、傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの各傾斜磁場発生用
電力が供給される。この傾斜磁場電源４には波形発生器
５からの波形信号が入力されて傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇ
ｚの各傾斜磁場波形が制御される。ＲＦコイル３にはＲ
Ｆパワーアンプ６からＲＦ信号が供給され、これにより
被検体へのＲＦ信号照射が行なわれる。このＲＦ信号
は、ＲＦ信号発生器７より発生させられた所定のキャリ
ア周波数のＲＦ信号を、変調器８で、波形発生器５から
送られてきた波形に応じて振幅変調したものとなってい
る。
【００３０】被検体で発生したエコー信号はＲＦコイル
３により受信され、プリアンプ９を経て位相検波器１０
に送られる。受信信号は、位相検波器１０においてＲＦ
信号発生器７からのＲＦ信号をリファレンス周波数とし
て位相検波され、検波出力がＡ／Ｄ変換器１１に送られ
る。このＡ／Ｄ変換器１１にはサンプリングパルス発生
器１２からサンプリングパルスが入力されており、この
サンプリングパルスに応じて検波出力のデジタルデータ
への変換が行なわれる。そのデジタルデータはホストコ
ンピュータ２０に取り込まれる。
【００３１】加算処理手段およびデータ処理手段に相当
するホストコンピュータ２０は、取り込まれたデータを
処理して画像を再構成するとともに、シーケンサー２３
を介してシーケンス全体のタイミングを定める。すなわ
ち、シーケンサー２３は、ホストコンピュータ２０の制
御の下に、波形発生器５、ＲＦ信号発生器７、サンプリ
ングパルス発生器１２等にタイミング信号を送り、波形
発生器５から各波形信号が出力されるタイミングを定め
るとともに、ＲＦ信号発生器７からのＲＦ信号発生タイ
ミングを定め、さらにサンプリングパルス発生器１２か
らのサンプリングパルス発生タイミングを定める。ま
た、ホストコンピュータ２０は、波形発生器５に波形情
報を送り、Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの各傾斜磁場パルスの波
形、強度等を制御するとともに、ＲＦコイル３から被検
体に照射するＲＦ信号のエンベロープを定め、さらにＲ
Ｆ信号発生器７に信号を送ってＲＦ信号のキャリア周波
数を制御する。したがって、このホストコンピュータ２
０により、ＦＬＡＩＲ法に基づくパルスシーケンス全体
の制御がなされる。
【００３２】このようなＭＲイメージング装置におい
て、コンピュータ２０及びシーケンサー２３の制御の下
に図２に示すようなＲＦ信号および各傾斜磁場Ｇｓ，Ｇ
ｒ，Ｇｐのパルスの照射が行なわれる。なお、この図
は、後述するパルスシーケンスにおいて第１のＲＦパル
ス群（第２のＲＦパルス群）における、図３に示すよう
な第１番目のスライス＃１（第ｎ番目のスライス＃ｎ）
からのエコー信号を得るための最初のＲＦパルスのみを
示している。
【００３３】まず、図２（ａ）に示すように、反転ＲＦ
パルス３００が照射され、静磁場により所定の方向に向
けられたプロトンのスピン全体を１８０°反転させる。
この反転ＲＦパルス３００は、図３に示すように、複数
個のスライス＃１〜＃ｎの全てを含む領域ＡE に含まれ
るプロトンのスピン全体を反転させるような周波数帯域
を有するものである。なお、これと同時に弱い磁場強度
のスライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルス４００を照射す
るようにしてもよいが、その場合でも反転される領域は
領域ＡE となるようにその強度を調整する。
【００３４】反転ＲＦパルス３００の照射時点から所定
時間後（反転回復時間後）に、励起ＲＦパルス３１０
（プロトンのスピンを９０°回転させるので９０°パル
スとも呼ばれる）とともに、スライス選択用傾斜磁場Ｇ
ｓのパルス４０１を照射するが（図２（ｂ））、このパ
ルス４０１の周波数帯域は複数個のスライスのうち第１
番目のスライス＃１（第ｎ番目のスライス＃ｎ）だけを
選択するようなものとする。そして、励起ＲＦパルス３
１０の照射時点から所定時間後にリフォーカスＲＦパル
ス３２０（プロトンのスピンを１８０°回転させるので
１８０°パルスとも呼ばれる）とともに、第１番目のス
ライス＃１（第ｎ番目のスライス＃ｎ）だけを選択する
スライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパルス４０２を照射す
る。
【００３５】このように各ＲＦパルスを照射すると、図
２（ｅ）に示すように、励起ＲＦパルス３１０とリフォ
ーカスＲＦパルス３２０との間隔の２倍となるエコーデ
ィレイ時間ＴE 経過した時点を中心として、グラジェン
トエコー信号とスピンエコー信号とを含むエコー信号Ｓ
１が発生する。このエコー信号Ｓ１の発生する前に、図
２（ｄ）に示すように、所定強度の位相エンコード用傾
斜磁場Ｇｐのパルス５００を照射し、エコー信号Ｓ１と
ほぼ同時に読み出し用傾斜磁場Ｇｒのパルス６００を照
射することにより、エコー信号Ｓ１をＡ／Ｄ変換してデ
ータを取り込むようになっている。
【００３６】次に、図４に示すフローチャートを参照し
て、データ収集処理について説明する。なお、位相エン
コード用傾斜磁場のパルスは、所定の強度に予め設定さ
れているものとする。
【００３７】まず、ステップＳ１では、第１のＲＦパル
ス群を照射し、エコー信号群を収集する。第１のＲＦパ
ルス群とは、図５に示すように、１個の反転ＲＦパルス
３００と、〔図２に示す励起ＲＦパルス３１０とリフォ
ーカスＲＦパルス３２０とからなる〕各パルス対Ｐ１〜
Ｐｎとからなるパルス群Ｇ１である。これらのパルス対
Ｐ１〜Ｐｎは、図３に示すように、第１番目のスライス
＃１から第ｎ番目のスライス＃ｎの順序ＤF で各スライ
スを励起するように、〔図２に示す〕スライス選択用傾
斜磁場Ｇｓのパルス４０１，４０２とともに照射され
る。これらの第１のパルス群Ｇ１によってエコー信号Ｓ
１〜Ｓｎが発生し、図２に示すような読み出し用傾斜磁
場Ｇｒのパルス６００を照射して各エコー信号Ｓ１〜Ｓ
ｎからデータを収集する。これらの収集されたデータ群
は第１のデータ群である。
【００３８】ステップＳ２では、第２のＲＦパルス群を
照射し、エコー信号群を収集する。第２のＲＦパルス群
とは、図５に示すように、第１のＲＦパルス群Ｇ１と同
様のパルス対Ｐ１〜Ｐｎによって構成されているパルス
群Ｇ２であるが、それらのパルス対Ｐ１〜Ｐｎの照射順
序が第１のパルス群Ｇ１とは逆の順序（パルス対Ｐｎ〜
Ｐ１）となっている。すなわち、図３に示すように、第
ｎ番目のスライス＃ｎから第１番目のスライス＃１の順
序ＤR で各スライスを励起、つまり、励起順序を逆にし
て、図２に示すようなスライス選択用傾斜磁場Ｇｓのパ
ルス４０１，４０２とともに照射されるようになってい
る。これらの第２のパルス群Ｇ２によってエコー信号Ｓ
ｎ〜Ｓ１が発生し、図２に示すような読み出し用傾斜磁
場Ｇｒのパルス６００を照射して各エコー信号Ｓｎ〜Ｓ
１からデータを収集（第２のデータ群）する。
【００３９】ステップＳ３では、所定回数終了したか否
かによって処理を分岐する。すなわち、図示しないｋス
ペースを全て埋めるために必要な回数（例えば、２５６
回）を終えた否かにより処理を分岐する。ここで所定回
数を終えていない場合には、ステップＳ４において位相
エンコード量を変えてステップＳ１に戻る。具体的に
は、図２に示すような位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐの
パルス５００の強度を変えてステップＳ１およびステッ
プＳ２を再度実行する。
【００４０】ステップＳ３において、所定回数終了した
場合には、ステップＳ５に分岐して、第１のエコー信号
群Ｓ１〜Ｓｎのデータ群（第１のデータ群）と、第２の
エコー信号群Ｓｎ〜Ｓ１のデータ群（第２のデータ群）
との加算処理を行なう。詳細には、第１のデータ群と第
２のデータ群のうち、同一スライスの２つのデータ同士
を加算処理して新たなデータ群を生成するようにする。
【００４１】ここで、図６および図７の模式図を参照し
つつ、複数個のスライスのうち、第１番目のスライス＃
１と第ｎ番目のスライス＃ｎを例に採って説明する。な
お、図６は第１のＲＦパルス群Ｇ１によって発生した第
１のエコー信号群から得られる第１のデータ群を示し、
図７は第２のＲＦパルス群Ｇ２によって発生した第２の
エコー信号群から得られる第２のデータ群を示す。ま
た、組織の間に水成分が存在しているスライスを想定し
ており、それぞれの図中の符号ＳT は『組織』の信号を
示し、符号ＳW は『水成分』の信号を示している。
【００４２】図５に示すように、第１のＲＦパルス群Ｇ
１においては、第１番目のスライス＃１は第１番目に励
起されているのでその反転回復時間ＴP1は最も短く、第
ｎ番目のスライス＃ｎは第ｎ番目に励起されているので
その反転回復時間ＴPnは最も長くなっている。また、第
２のＲＦパルス群Ｇ２においては、第ｎ番目のスライス
＃ｎは第１番目に励起されているのでその反転回復時間
ＴPnは最も短く、第１番目のスライス＃１は第ｎ番目に
励起されているのでその反転回復時間ＴP1は最も長くな
っている。したがって、図５（ｃ）に示す『組織』およ
び『水成分』の縦磁化曲線ＣT ，ＣW から、第１のＲＦ
パルス群Ｇ１の第１番目のスライス＃１から発生するエ
コー信号Ｓ１から得られるデータは、図６（ａ）に示す
ように『組織』の信号強度ＳT は小さな正の値となり、
『水成分』の信号強度ＳW は小さな負の値となる。ま
た、第１のＲＦパルス群Ｇ１の第ｎ番目のスライス＃ｎ
から発生するエコー信号Ｓｎから得られるデータは、図
６（ｂ）に示すように『組織』の信号強度ＳT は大きな
正の値、『水成分』の信号強度ＳW は組織の信号強度Ｓ
T のほぼ半分の値となる。
【００４３】一方、第２のＲＦパルス群Ｇ２の第１番目
のスライス＃１から発生するエコー信号Ｓ１から得られ
るデータは、図７（ａ）に示すように『組織』の信号強
度ＳT は大きな正の値となり、『水成分』の信号強度Ｓ
W は組織の信号強度ＳT のほぼ半分の値となる。また、
第２のＲＦパルス群Ｇ２の第ｎ番目のスライス＃ｎから
発生するエコー信号Ｓｎから得られるデータは、図７
（ｂ）に示すように『組織』および『水成分』の信号強
度ＳT ，ＳW は、それぞれ小さな正の値および小さな負
の値となる。
【００４４】そして、第１のＲＦパルス群Ｇ１のエコー
信号Ｓ１から得られるデータ（図６（ａ））と第２のＲ
Ｆパルス群Ｇ２のエコー信号Ｓ１から得られるデータ
（図７（ａ））とを加算処理し、第１のＲＦパルス群Ｇ
１のエコー信号Ｓｎから得られるデータ（図６（ｂ））
と第２のＲＦパルス群Ｇ２のエコー信号Ｓｎから得られ
るデータ（図７（ｂ））とを加算処理すると、それぞれ
同一スライス＃１，＃ｎの２つのデータ同士が加算処理
されてそれぞれ新たなデータ群が生成されることにな
る。なお、ここでいう加算処理は、単純に２つのデータ
を加算する処理（図８中の点線で示す）でもよいが、エ
コー信号に含まれるノイズ等の影響を除去して信号のＳ
／Ｎを向上させるためにさらに平均化する処理を行なっ
ている。その結果は図８に示すようになり、第１番目の
スライス＃１（図８（ａ））と第ｎ番目のスライス＃ｎ
（図８（ｂ））における、『組織』の信号強度ＳT ’と
『水成分』の信号強度ＳW ’による信号強度のプロファ
イルが同じになることがわかる。
【００４５】これは図５に示すように、第１のＲＦパル
ス群Ｇ１と第２のＲＦパルス群Ｇ２とで励起順序を逆に
することにより、各スライスでの反転回復時間の合計を
ほぼ同じにすることができるので、その結果として各ス
ライスにおける縦磁化量をほぼ同じにすることができる
からである。さらに、水成分の信号強度ＳW ’を抑制し
て組織の信号強度ＳT ’との信号強度差を確保すること
ができるので、水成分を抑制したＴ2 強調画像を再構成
することができる。他のスライスについてもこのように
して対応するスライスのデータ同士を加算処理し、ステ
ップＳ６において加算処理後のデータ群に基づいて複数
個のスライス像の再構成を行なうことにより、有効なコ
ントラストを有するスライス数を増加させることができ
る。また、反転ＲＦパルスとしてスライス非選択的なパ
ルスを用いているので、励起されるスライスに流入する
水成分に起因するアーティファクトを防止することもで
きる。
【００４６】なお、縦緩和曲線ＣT ，ＣW は、直線的に
変化するものではなく、周知の通り指数関数的に変化す
るものである。そこで、図９（縦磁化量のみを示す）に
示すように、第１のＲＦパルス群Ｇ１と、第２のＲＦパ
ルス群Ｇ２との照射タイミングを所定時間ずらすように
してもよい。すなわち、反転ＲＦパルス３００から第１
のＲＦパルス群Ｇ１の最初のパルス対Ｐ１の照射タイミ
ングと、反転ＲＦパルス３００から第２のＲＦパルス群
Ｇ２の最初のパルス対Ｐｎの照射タイミングを異なるよ
うにしてもよい。例えば、第２のＲＦパルス群Ｇ２の照
射タイミングを第１のＲＦパルス群Ｇ１よりΔｔだけ早
めるようにする。このようにすることにより、『組織』
の信号強度を強めるとともに『水成分』の信号強度をよ
り零に近づけることができ、さらに良好に水成分を抑制
したＴ2 強調画像を得ることができる。また、全てのパ
ルス対Ｐｎ〜Ｐ１を同じ間隔Δｔだけ一律にずらすので
はなく、指数関数的に変化する縦緩和曲線に応じて不規
則にずらすようにしてもよい。
【００４７】また、上記の例では、スライス非選択的な
パルスによって反転する領域は１つであるが、これを複
数個に分けるようにしてもよい。例えば、図１０に示す
ように、スライス非選択的なパルスによって反転する領
域を２つの領域ＡE1（スライス＃１〜＃ｍ）および領域
ＡE2（スライス＃ｍ＋１〜＃ｎ）に分け、それぞれの領
域において図５に示すようなパルスシーケンスを実行す
るようにしてもよい。このように反転する領域を複数個
に分けることにより、水成分の縦緩和曲線が零となる時
点の前後近傍にのみパルス対を照射することができるよ
うになり、加算処理をした際に、より水成分の信号強度
を零に近づけることができるデータ数を増加させること
が可能となる。その結果、さらに有効なコントラストを
有するスライス数を増加させることができる。
【００４８】なお、上記のパルスシーケンスにおいて
は、励起ＲＦパルス３１０の続いて１個のリフォーカス
ＲＦパルス３２０を照射して、グラジェントエコー信号
とスピンエコー信号が一致したエコー信号を発生させる
ようにしたが、複数個のリフォーカスＲＦパルスを用い
て高速化（高速スピンエコー法）することも可能であ
る。また、リフォーカスＲＦパルス３２０を照射するこ
となく励起ＲＦパルス３１０のみを照射してグラジェン
トエコー信号のみを含むエコー信号を発生させるように
してもよい。
【００４９】また、励起ＲＦパルス３１０とリフォーカ
スＲＦパルス３２０とからなるパルス対Ｐ１〜Ｐｎは、
全て等間隔で照射するようにしているが、組織と水成分
の縦磁化量を考慮して組織の信号強度が大きくなり、か
つ、水成分の信号強度が零に近づくように、第１のＲＦ
パルス群Ｇ１と第２のＲＦパルス群Ｇ２のそれぞれにお
いて不等間隔で各パルス対Ｐ１〜Ｐｎを照射するように
してもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、第１のＲＦパルス群により所定の順序で複
数個のスライスを励起し、第２のＲＦパルス群により前
記所定の順序とは逆の順序で複数個のスライス像を励起
し、それらにより収集された第１のエコー信号群および
第２のエコー信号群から得られる第１のデータ群および
第２のデータ群のうち、同一スライスのデータ同士を加
算処理して新たなデータ群を生成する。すなわち、同一
スライスの、励起順序を逆にして得られる２つのデータ
同士を加算処理して新たなデータ群を生成するので、短
・長の各反転回復時間が加算されることになり、全ての
データは『組織』の信号強度を低下させることなく『水
成分』の信号強度だけを抑制するように補正することが
できる。
【００５１】さらに、全てのデータについて短・長の各
反転回復時間を加算処理することにより、加算された反
転回復時間を全てほぼ同じにすることができるので、各
データの信号強度をほぼ同一に補正することができる。
したがって、これらに基づいてデータ処理手段により再
構成される各スライス像のコントラストをほぼ同一にす
ることができる。よって、水成分を抑制したＴ2 強調画
像となる有効なコントラストを有するスライス数を増加
させることができる。また、反転ＲＦパルスには、スラ
イス非選択的なパルスを用いているので、励起されるス
ライスに流入する水成分に起因するアーティファクトを
も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＭＲイメージング装置のブロック
図である。
【図２】パルスシーケンスを示すタイムチャートであ
る。
【図３】スライスを示す模式図である。
【図４】実施例に係るデータ収集処理を示すフローチャ
ートである。
【図５】実施例に係るパルスシーケンスを示すタイムチ
ャートである。
【図６】所定の順序で収集したデータの信号強度を示す
模式図である。
【図７】逆の順序で収集したデータの信号強度を示す模
式図である。
【図８】加算処理後のデータの信号強度を示す模式図で
ある。
【図９】パルスシーケンスの変形例を示すタイムチャー
トである。
【図１０】反転ＲＦパルスによるスライスの選択の変形
例を示す模式図である。
【図１１】従来例に係る第１の装置において、スライス
を示す模式図である。
【図１２】ＦＬＡＩＲ法の説明に供するタイムチャート
である。
【図１３】ＦＬＡＩＲ法のパルスシーケンスを示すタイ
ムチャートである。
【図１４】従来例に係る第２の装置において、スライス
を示す模式図である。
【図１５】パルスシーケンスの一例を示すタイムチャー
トである。
【符号の説明】
Ｍ … 被検体 １ … 主マグネット ２ … 傾斜磁場コイル ３ … ＲＦコイル ４ … 傾斜磁場電源 ５ … 波形発生器 ７ … ＲＦ信号発生器 ２０ … ホストコンピュータ ２３ … シーケンサー ３００ … 反転ＲＦパルス ３１０ … 励起ＲＦパルス ３２０ … リフォーカスＲＦパルス Ｐ１〜Ｐｎ … パルス対 Ｇ１ … 第１のＲＦパルス群 Ｇ２ … 第２のＲＦパルス群 ＳT … 組織の信号 ＳW … 水成分の信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＮＭＲ現象を利用してイメージングを行
    なうＭＲイメージング装置であって、（ａ）撮影領域空
    間に均一な静磁場を発生する主マグネットと、（ｂ）前
    記主マグネットに付設され、前記静磁場で直交する３次
    元方向に磁場強度がそれぞれ変化する３つの傾斜磁場パ
    ルス（スライス選択用傾斜磁場パルス、位相エンコード
    用傾斜磁場パルス、読み出し用傾斜磁場パルス）を発生
    させるための第１／第２／第３の傾斜磁場コイルと、
    （ｃ）前記撮影領域空間に載置された被検体に対するＲ
    Ｆ信号の照射及び被検体から発生するエコー信号の検出
    を行なうためのＲＦコイルと、（ｄ）前記ＲＦコイルを
    介して、複数個のスライスに含まれるプロトンのスピン
    を反転させるための周波数帯域を有する１個の反転ＲＦ
    パルスと、前記複数個のスライスを所定の順序で励起す
    るための、前記反転ＲＦパルスに続いて所定のタイミン
    グで照射される励起ＲＦパルスと、からなる第１のＲＦ
    パルス群と、前記第１のＲＦパルス群に続く、前記第１
    のＲＦパルス群の反転ＲＦパルスと同じ１個の反転ＲＦ
    パルスと、前記複数個のスライスを前記所定の順序とは
    逆の順序で励起するための、前記反転ＲＦパルスに続い
    て所定のタイミングで照射される励起ＲＦパルスと、か
    らなる第２のＲＦパルス群とを照射するＲＦ照射手段
    と、（ｅ）前記第１のＲＦパルス群および前記第２のＲ
    Ｆパルス群の各ＲＦ信号を前記ＲＦコイルから照射する
    タイミングに基づいて、前記第１の傾斜磁場コイルを介
    してスライス選択用傾斜磁場パルスを発生させ、前記第
    ２の傾斜磁場コイルを介して位相エンコード用傾斜磁場
    パルスを発生させ、前記ＲＦ信号によって発生するエコ
    ー信号とほぼ同時に前記第３の傾斜磁場コイルを介して
    読み出し用傾斜磁場パルスを発生させ、これらによって
    最初のパルスシーケンスを形成し、前記位相エンコード
    用傾斜磁場パルスを変えつつ前記最初のパルスシーケン
    スを所定回数繰り返す、前記第１／第２／第３の傾斜磁
    場コイルに接続された傾斜磁場制御手段と、（ｆ）前記
    第１のＲＦパルス群および前記第２のＲＦパルス群によ
    って発生した複数個のエコー信号（第１および第２のエ
    コー信号群）を順次に前記ＲＦコイルを介して収集し、
    第１のエコー信号群から得られる第１のデータ群と第２
    のエコー信号群から得られる第２のデータ群のうち、同
    一スライスの２つのデータ同士を加算処理して新たなデ
    ータ群を生成する加算処理手段と、（ｇ）前記加算処理
    手段によって生成された新たなデータ群に基づいて、複
    数個のスライス像を再構成するデータ処理手段と、を備
    えていることを特徴とするＭＲイメージング装置。
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