JPH0956696A - 磁気共鳴画像処理方法およびシステム - Google Patents

磁気共鳴画像処理方法およびシステム

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JPH0956696A
JPH0956696A JP8231457A JP23145796A JPH0956696A JP H0956696 A JPH0956696 A JP H0956696A JP 8231457 A JP8231457 A JP 8231457A JP 23145796 A JP23145796 A JP 23145796A JP H0956696 A JPH0956696 A JP H0956696A
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リウ ヘイング
Rao P Gullapalli
ピー．ガラパーリィ レイオウ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のエコーの画像処理シーケンスにおける
位相エラーに関する減衰Ｔ2 * を低下させるとともに、
データ捕捉率を加速する磁気共鳴画像処理方法及びシス
テムを提供する。 【解決手段】 読出勾配スケーラ１０２によって選択さ
れた読出勾配パルスの振幅および帯域幅をスケールし、
スケールされた読出勾配が変化する間に無線周波数磁気
共鳴信号の帯域幅が受信され、サンプリング割合コント
ローラ１０４によって受信されるそれぞれの無線周波数
磁気共鳴信号のサンプリング割合を前記帯域幅の変化に
一致して制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴画像処理
方法およびシステムに関し、特にエコープレーナ（ＥＰ
Ｉ；electronic position indicator;電子式位置指示装
置) 、勾配およびスピンエコー（ＧＳＥ；ground-suppo
rt equipment；地上支援装置）に関する。さらに、本発
明は、多重エコーシーケンスのようにスピンエコーやフ
ィールドエコーを含む高速画像処理シーケンスに適用さ
れる。
【０００２】
【従来の技術】これまで、対象者は一時的に一定な磁場
に置かれており、選択された双極子はこの磁場と優先的
に位置決めする。無線周波数信号は、位置決めされた双
極子に優先的にもたらすように加えられ、共鳴して特有
の無線周波数の信号を放出する。共鳴する双極子からも
たらされる無線周波数磁気共鳴信号は画像表示器に再構
成するため読み取られる。
【０００３】この磁気共鳴信号を強くするために、共鳴
信号は一般にエコーに再集束される。スピンエコーは次
に説明する１８０°再集束パルスをもつ無線周波数励起
パルスに続いて生成され、この１８０°再集束パルスは
共鳴スピンシステムにスピンエコーとして再集束をもた
らす。再集束パルスとスピンエコーとの間の時間は、励
起パルスと再集束パルスとの間の時間と同様である。こ
の共鳴スピンシステムに対する他の外乱はエコーを誘導
するように使用することもできる。例えば、磁場の極性
の反転、特に磁場の読出勾配は、磁場または勾配エコー
を誘導する。単一励起に続いて順次に多数のパルスをも
たらすために種々の技術が開発されている。これらのエ
コーは、一連のスピンエコー、一連のフィールドエコ
ー、またはフィールドおよびスピンエコーの混合したも
のを含む。例えば、オランダ他の米国特許Ｎｏ．４８３
３４０８等が報告されている。
【０００４】従来、画像再構成用の空間的に符号化され
た磁気共鳴データは、画面の重複度のそれぞれに対する
同じデータサンプリング率またはバンド幅を用いる。Ａ
／Ｄコンバータは、例えば２５６×２５６画素の画像、
５１２×５１２画素の画像等のそれぞれの固定周波数を
有するアナログ共鳴信号（復調前および後の何れか）を
変換するように設計・制御される。再構成バックプロジ
ェクションでは、各磁気共鳴データの画面は、周波数が
勾配の方向で対象者中の空間的位置を符号化する読出勾
配に直面するスピンまたはフィールドエコーの間に収集
される。一連の略同じ捕捉は繰り返され、勾配を回転す
るが、一定のデータサンプリング率による振幅定数を維
持する。２次元フーリエ変換画像処理では、読出勾配は
回転するよりも固定して保持されるが、位相−符号化勾
配パルスによって読出勾配に直交する方向に進められ
る。位相符号化勾配の振幅は画面から画面に符号化する
位相を調節するようにステップされるけれども、読出勾
配の大きさは一定のデータサンプリング率を有する定数
に保持される。異なる位相−符号化を有するデータ列の
体系は一般にｋ−スペースデータとして示される。ｋ−
スペースでは、零位相−符号化を有するデータ列は一般
的にｋ−スペースの中央を通して拡張する。プログレッ
シブ・ポジティブ・ステップ中でステップされる位相−
符号化勾配を有するデータ列は、一般的にｋ−スペース
のセンタラインの上方にあるときに描写され、プログレ
ッシブ・ネガティブ・ステップ中でステップされる位相
−符号化勾配を有するデータ列は、一般的にｋ−スペー
スのセンタラインの下方にあるときに描写される。主に
ｋ−スペースは２５６、５１２等のデータ列を備える。
データ列は主に２５６、５１２等の回数サンプリングさ
れ、スクウェア状のｋ−スペースのマトリクスが作成さ
れ、スクウェア状の画像にフーリエ変換される。
【０００５】データ捕捉を高速化するために、セグメン
ト化されたｋ−スペースの体系は、多数のデータ捕捉に
より続く各励起により開発されてきた。例えば、一連の
フィールドエコーは、読出勾配を高速に反転する、例え
ば一定の振幅の読出勾配を振動させることにより発生
し、各励起またはショットに続くｋ−スペースに一連の
データ列を生成する。振動する読出勾配が十分に速けれ
ば、全体の画像データが単一の励起、すなわち、シング
ルショット技術により得られる。上記オランダ他の公報
に図示されるように、各励起は、フィールドおよびスピ
ンエコーの組合せに一致するより小さい複数のデータ捕
捉間隔に続けることができる。スピンおよびフィールド
エコーは共通のバンド幅またはサンプリング率で収集さ
れ、画質を向上させるために、ｋ−スペースの異なるセ
グメントにソートされる。例えば、各励起に続く１番目
のエコーは、ｋ−スペースの中央部に置かれ、最大およ
び最小位相符号化勾配で取得されたデータよりも強く結
果として生ずる画像を与える。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記に論議された従来
技術の共通の特徴は、すべてのエコーのデータ収集のた
めに同一のデータサンプリング帯域幅を使用しているこ
とである。特に狭帯域幅データ収集に対し、ローカル磁
場の不均質の結果として生ずる位相エラーは、繰り返さ
れるエコーシーケンスの異なるエコー間で重大となる。
スピンエコーは磁場の不均質に対し相対的に鈍感ではあ
るけれども、フィールドエコーは磁場の不均質の影響を
受け、この磁場は信号の減衰Ｔ2 * となる。スピンおよ
びフィールドエコー間の時間間隔が大きくなればなるほ
ど、減衰Ｔ2 * のためにフィールドおよびスピンエコー
間の位相ミスマッチも大きくなる。一般にエコーの読出
帯域幅が狭くなればなるほど、磁場不均質の効果も劇的
になる。さらに、付加磁場のような重大度におけるネガ
ティブ効果の増大は、スピンエコーのセットはそれぞれ
の一連の１８０°反転パルスに続いて収集される。これ
らの位相の違いの幾らかを訂正する後処理方法が存在す
るが、この方法は完全に信頼できるものではなく、最終
の画像の解像力に幾らかのロスを招く傾向にある。
【０００７】本発明は、データ収集技術を新規にし、か
つ向上させる技術を指し示すものであり、上述および他
の問題点を克服するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る磁気共鳴画像処理方法は提供される。
磁気共鳴は選択された双極子の中で励起され、磁気共鳴
エコーは誘導される。誘導された磁気共鳴エコーは、読
出勾配に直面する第１の軸に沿って読み出される。前記
磁気共鳴エコーは、デジタル化され復調されてデジタル
データ列を形成し、このデジタルデータ列は記憶されて
再構成アルゴリズムに基づいて再構成されて画像が生成
される。第１の磁気共鳴エコーは、第１の振幅の第１の
読出勾配に直面する第１のサンプリング密度で読み出さ
れ、第１の帯域幅を有する第１のデジタルデータ列を発
生する。第２の磁気共鳴エコーは、前記第１の読出勾配
振幅と異なる第２の振幅の第２の読出勾配に直面する第
２のサンプリング密度で読み出され、第２の帯域幅を有
する第２のデジタルデータ列を発生する。前記第１およ
び第２の帯域幅の前記デジタルデータ列は、再構成さ
れ、共通の結果として生ずる画像表現を形成する。
【０００９】また、本発明に係る磁気共鳴画像処理シス
テムが提供される。磁石は検査領域を通して一時的に一
定の磁場を発生する。勾配磁場コイルおよび勾配磁場コ
ントローラは、前記検査領域を通る方向に直交する方向
に位相および読出磁場勾配パルスを少なくとも発生す
る。無線周波数パルスコントローラおよび送信器は、前
記検査領域中で共鳴するよう双極子を誘導して無線周波
数磁場共鳴信号を発生する。受信器は、前記無線周波数
磁場共鳴信号を受信して復調し一連のデータ列を生成す
る。Ａ／Ｄコンバータは、前記受信器に接続され、該受
信器により受信されたアナログデータのデータ列をデジ
タルデータのデータ列に変換する。データメモリは、前
記Ａ／Ｄコンバータにより変換されたデータ列を記憶す
る。再構成プロセッサは、データメモリに記憶されたデ
ータ列を画像表示データに再構成する。読出勾配スケー
ラは、選択された読出勾配パルスの振幅および帯域幅を
スケールし、スケールされた読出勾配が変化する間に前
記無線周波数磁気共鳴信号の帯域幅が受信される。サン
プリング密度コントローラは、受信されるそれぞれの無
線周波数磁気共鳴信号のサンプリング密度を前記帯域幅
の変化に一致して制御する。
【００１０】本発明の利点は、磁気共鳴画像処理シーケ
ンスの最適化を行う設計の柔軟性を実現する完全に新規
な方法およびシステムを開示することである。
【００１１】また、本発明の利点は、多数のエコーの画
像処理シーケンスにおける位相エラーに関する減衰Ｔ2
* を低下させることである。
【００１２】また、本発明の利点は、データ捕捉率を加
速することにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】図１を参照すると、主磁場制御器１０は超
伝導または抵抗性の磁石１２を制御し、この磁石１２に
よって略均質で時間的に一定な磁場が検査範囲１４内の
ｚ軸に沿って生成される。磁気共鳴エコー手段は、一連
の無線周波数（以下、ＲＦともいう。）と磁場勾配パル
スとを、磁気的スピンを反転または励起して、磁気共鳴
を引き起し、磁気共鳴を再集束し、磁気共鳴を操作し、
磁気共鳴を空間的にそして他の点で符号化し、スピンを
飽和させ、磁気共鳴撮像を生成するために分光的シーケ
ンスに適用する。さらに特別には、勾配パルス増幅器２
０は電流パルスを選択された一つ又は一対の勾配コイル
の全体２２に適用し、検査範囲１４のｘ、ｙ及びｚ軸に
沿って磁場勾配を生成する。デジタル無線周波数送信器
２４は無線周波パルス又はパルス波束を検査範囲１４に
ＲＦパルスを送信するためにＲＦコイル全体２６に送信
する。典型的な無線周波パルスは、選択された磁気共鳴
操作を達成するための短持続のパルスの部分に直接に接
する波束からなる。前記ＲＦパルスは、飽和させ、磁気
共鳴を励起させ、磁化を変化させ、磁気共鳴を再集束さ
せ又は検査範囲の選択された部分にある磁気共鳴を操作
するために用いられる。全体の適用として、前記共鳴信
号が一般にＲＦコイル全体２６によって受信される。
【００１５】対象の制限された範囲の画像を生成するた
めに、一般に局所コイルが選択された範囲に連続的に置
かれる。例えば、挿入可能ヘッドコイル３０は穴のアイ
ソセンタの選択された脳の範囲を囲んで挿入される。挿
入可能ヘッドコイル３０は選択的に局所勾配コイル３２
を含み、この局所勾配コイル３２は前記検査範囲１４内
の挿入可能ヘッドコイル３０内のｘ、ｙ及びｚ軸に沿っ
て磁場勾配を生成する勾配増幅器２０からの電流パルス
２０を受信する。局所無線周波コイル３４は磁気共鳴を
励起し、患者の頭から放出された磁気共鳴信号を受信す
る。代わりに、受信専用の局所無線周波コイル放出は、
体−コイル送信に協働して用いられる。ＲＦスクリーン
３６は、勾配コイルの誘導と周囲の構造物とから前記Ｒ
ＦヘッドコイルからのＲＦ信号を防御する。前記合成無
線周波信号はＲＦコイル全体２６、局所ＲＦコイル３４
又は他の特別なＲＦコイルによって受信され、受信器３
８によって復調される。
【００１６】引き続き図１を参照しさらに図２を参照す
ると、シーケンス制御回路４０はシーケンスメモリから
読みだされた複数のパルスシーケンスの一つを生成する
ために勾配パルス増幅器２０、デジタル無線周波数送信
器２４を制御する。前記パルスシーケンスは図２に示さ
れる。クロック又はタイミング信号生成器４２は、励起
ＲＦパルス生成器４４と再集束ＲＦパルス生成器４６と
を制御する。共鳴励起ＲＦパルス生成器４４は、撮像範
囲に適用するための共鳴励起ＲＦパルス５０を引き起こ
すために周波数送信機を制御する。再集束ＲＦパルス生
成器４６は無線周波送信器に再集束パルスを生成させ、
例えば、前記励起パルスの後、時刻τに生成させる。再
集束パルスに従う励起パルスは、スピンエコー５４を励
起の２τ時間後に引き起こす。
【００１７】繰り返すエコーシーケンスを生成するため
に、前記再集束ＲＦパルス生成器４６はさらに一つ又は
それ以上の付加的再集束パルス５６を前述の再集束パル
スの後、時間間隔２τおいて生成する。
【００１８】前記タイミング生成器４２はスライス選択
勾配制御器６０も制御し、前記スライス選択勾配制御器
６０はスライス選択勾配パルス６２をＲＦ励起と再集束
パルスと同時に引き起こすための勾配増幅器２０を制御
する。スライス選択勾配は、一つのスライスの励起を制
限するため一つの又は複数のスライス検査手続きに用い
られる。厚膜範囲の選択パルスは厚膜範囲の制限励起に
適用することができ、この厚膜範囲は厚さの中に幾つか
のスライスがある。厚膜範囲は位相と読取勾配との組合
せにより、３次元に符号化される。
【００１９】タイミング制御はさらに、位相符号化勾配
制御器７０と読取勾配制御器７２とを制御する。この位
相符号化勾配制御器７０は勾配パルス増幅器２０に複数
の位相符号化勾配増幅工程を伴う第１の位相符号化勾配
７４を引き起こす。読取勾配制御器７２は第１の読取勾
配７６を引き起し、この第１の読取勾配７６は反対側の
複数の読取勾配７８の形に反転させられる。反転勾配は
第１の磁場又は勾配エコー８０を誘導する。読取勾配７
６は再び読取勾配８２に適用されるために反転され、こ
の読取勾配８２はスピンエコー５４に対して中心に置か
れる。読取勾配８２は再び第２の磁場エコー８６を誘導
する読取勾配８４の反対の極に反転させられる。位相符
号化勾配増幅器は位相符号化勾配８８、９０を磁場とス
ピンエコーとの間の前記位相符号を変化させるために適
用する。位相非包勾配パルス９２は位相符号化勾配パル
ス７４、８８及び９０によって適用された位相符号の和
に対して等しくそして反対にされることにより、正味の
位相符号は前記正味の再集束パルス５６の適用の前に零
化される。その後、同様なシーケンスは一回又はそれ以
上の回数適用される。
【００２０】前述の技術では、勾配パルスは磁場エコー
７８、８４との間に適用され、磁場エコー７８、８４と
は大きさと持続（ただし極性は反対である。）の点で図
２に示される時点９４、９６のファントムに図示されて
いるスピンエコーの間に適用される読取勾配８２と等し
い。しかしながら、本発明において、帯域幅コントロー
ラ１００はそれぞれの磁場とスピンエコーが集められる
所に帯域幅を調整する。より特定すれば、前記帯域幅コ
ントローラ１００は読取勾配スケーラ１０２を制御し、
読取勾配スケーラ１０２は前記読取勾配断面をスケール
し、特に前述の技術に対してその大きさを増大させ、そ
の持続を短くする。帯域幅コントローラはサンプリング
割合コントローラ１０４を制御し、サンプリング割合コ
ントローラ１０４は磁場エコーがサンプリングされる点
でのサンプリング割合を制御する。サンプリング割合コ
ントローラ１０４は典型的にＡ／Ｄコンバータ１０６の
サンプリング割合を調整する。前記Ａ／Ｄコンバータ１
０６は磁場エコーからの受信信号をデジタル化する。受
信器３８がアナログ受信器であるならば、Ａ／Ｄコンバ
ータ１０６は一般に受信器３８に従う。代わりに、Ａ／
Ｄコンバータ１０６を前記無線周波コイルとデジタル受
信器の間に配置するか又は、デジタル受信器の中に組み
入れてもよい。図示された実施例では、読取勾配スケー
ラ１０２はスピンエコーの間に適用する前記読取勾配パ
ルス８２に対して、読取勾配パルス７８、８４との横断
面の大きさを２倍にしてその幅を半分にする。サンプリ
ング割合コントローラ１０４はサンプリング割合を、例
えば３２ＭＨｚから６４ＭＨｚのように２倍にする。も
ちろん、ほかの読出勾配スケーリングに比例した調整と
サンプリング割合もまた予想される。磁場エコーとスピ
ンエコー読取勾配の下のエリアは一定に保持するのが好
ましく、したがって空間的な分解能と撮像視野は変化し
ない。
【００２１】図１、図２をさらに参照し続け、さらに図
３を参照すると、ソートルーチン器１１０はデータメモ
リ１１２内のそれぞれのデータ列を分類する。より特定
すれば、シーケンス制御回路４０は、位相符号化勾配パ
ルス７４及び位相符号化勾配パルス８８の振幅をそれぞ
れ制御し、すなわち、スピンエコーは位相符号化をｋ空
間の中心の近くに有しており、例えば、最大負位相符号
の３分の１と最大正位相符号の３分の１との間にゼロ位
相が調整される。位相符号化勾配７４、９０は磁場エコ
ーに適用され、この磁場エコーは位相符号をスピンエコ
ー位相符号化と最大正位相符号との間に有し、負位相符
号化は、例えば、最大負位相符号化と最大負位相符号の
３分の１との間に有し、最大正位相符号の３分の１と最
大正位相符号との間に有する。より具体的な例を用いる
と、２５６の位相符号化ステップがあるならば、位相符
号化勾配７４は第１磁場エコー８０をステップ４４とス
テップ１２８との間の位相符号化引き起こすために調整
される。前記第２の位相符号化勾配は前記位相符号化の
約半分に移すために調整され、前記スピンエコー５４は
ステップ−４２と＋４３との間に位相符号を持つ。前記
位相符号化勾配８８は位相符号化ステップの−８５に相
当する点に一定に保たれ、それはｋ空間の中心の３分の
１の範囲１１４であり、前記ｋ空間の中心の３分の１の
範囲１１４は、ｋ空間の上部３分の１の範囲１１６と同
じオーダで満たされている。代わりに、第２の位相符号
化勾配８８は、スピンエコーが異なったオーダでｋ空間
の３分の１を満たしているように変えられる。位相符号
化勾配９０は同じように前記位相符号化を、第２の磁場
エコー８６はｋ空間の下部３分の１の範囲１１８にある
位相符号化を与える。また、前記位相符号化勾配９０は
位相符号化の８５ステップを大まかに引き、下部３分の
１は上部及び下部３分の１と同じオーダーで覆われ、又
は異なったオーダーでｋ空間の下部３分の１を覆うよう
に代えられてもよい。
【００２２】もちろん、前記読取勾配は、単一の磁場エ
コーのみを供給するために又はそれぞれのスピンエコー
と同時期に２つの磁場エコー以上を供給するために異な
った番号の時間に反転させられても良い。例えば、サン
プリングする帯域幅を２倍にしフィールドエコーの持続
を半分にすることによって、２つの多数の磁場エコーは
Ｔ2 * 位相誤差によって引き起こされる従来技術の降下
のみを伴うスピンエコーを得ることができる。さらに帯
域幅を増加させることによって、４つのフィールドエコ
ーは位相誤差の降下を改良するまで得ることができる。
磁場に関する数とスピンエコーが変化させられたとき、
ｋ空間のセグメンテイションはそれに従って変化させら
れる。さらに、いくつかの応用において、スピンエコー
サンプリングの帯域幅を増加させることと、磁場エコー
のサンプリングの帯域幅とを増加させることは適切であ
る。
【００２３】一度、データがデータメモリ１１２内のｋ
空間のフォーマットに適切に分類されると、再構成プロ
セッサ１２０はそのデータを、位相訂正の後、２次元フ
ーリエ変換再構成アルゴリズムを用いて、イメージメモ
リ１２２内に格納された画像表示に再構成する。ビデオ
プロセッサ１２４は、再構成された画像表示の選択され
た部分を回収し、人間可視モニタ１２６に表示するため
の適切なフォーマットにフォーマットする。この人間可
視モニタ１２６は、アクティブマトリツクスモニタであ
り、液晶画面等からなる。
【００２４】上述のように、この応用において、磁気共
鳴データ列は、異なったサンプリング割合により得られ
る。最終画像は、混合帯域幅のデータの一組から復元さ
れる。しかしながら、図２に示されるように本発明は、
混合スピンと磁場エコーを伴うシーケンスの点で、本発
明は１つ以上の磁場エコー、１つ以上のスピンエコー、
又はそれらの組合わせを伴うシーケンスに適用する。好
ましいエコー（ｐ）のデータサンプリングの間の撮像読
み出し勾配断面振幅Ｇrd（ｐ）は全てのエコーで等しく
ない。同じようにエコー内のデータサンプリング間隔Δ
ｔ（ｐ）はエコーからエコーで異なり、読み出し勾配振
幅に依存する。共通の観測点で全ての勾配を観測するた
めに、データサンプリング間隔、撮像視野、そして勾配
振幅は次のような関係を満たす。
【００２５】
【数１】
【００２６】ここでＦＯＶは読み出し勾配の方向の撮像
視野である。それぞれのエコーの間隔Δｔ（ｐ）に抽出
された複素データ点Ｎdsの数は一定である。データ抽出
時間Ｔds（ｐ）の完全なエコー（ｐ）は次式で示され
る。
【００２７】
【数２】
【００２８】ここで（ｐ）はエコーインデックスであ
る。最後の２次元複素生データは後の画像表示のための
データメモリ１１２内のデジタルサンプリングデータに
結合されることによって得られる。ｋ空間の分割の間の
不連続を小さくするために、位相の訂正及び時間シフト
の双方が訂正回路１３０によって異なった区分に属する
データ列に適用される。
【００２９】多様なエコーの２次元フーリエ変換による
復元のために、選択されたＲＦパルスのスライスによる
最初の撮像励起は対象の陽子核スピン密度ρ（ｘ，ｙ，
ｚ）の３次元の磁化を誘導する。得られた誘導信号又は
生のデータラインは一致する視点とエコー及びスライス
ナンバーによってラベルされると仮定すると次式が成り
立つ。
【００３０】
【数３】
【００３１】ここでｔ、ｐ、ｑ及びｓはそれぞれサンプ
リング時間、視点指標、エコーナンバー及びスライスナ
ンバーであり、Ｇrd（ｐ）はエコーｐのデータ獲得の間
の磁場勾配（読み出し）に依存する時間であり、スライ
ス横断面は関数δ（ｚ）によって示され、そしてΔＢ
（ｘ，ｙ，ｚ）は主磁場不均質性を示し、この主磁場の
不均質性は磁石および感受性の双方の寄与を含む。反転
スピン緩和はＴによって考慮される。渦電流の効果は式
（３）には含まれていない。
【００３２】一つのデータ領域内の様々なエコー時刻に
得られた異なったエコーから得られた複数位相符号化デ
ータラインを結合し、人工的な自由画像を形成するため
に、データ上の位相訂正は訂正回路１３０によって実行
される。データサンプリング間隔が一定で、読み出し勾
配がそれぞれのデータサンプリングウィンドウの間で一
定であるならば、データは直接に結合されることができ
る。実際、得られたデータ列は現実の連続的なものの不
連続のデジタル表示であり、均質に又は非均質にするこ
とができる。勾配システムの強制立ち上げ時間のため
に、読み出し勾配はデータサンプリングウインドウの全
て又は部分にわたって非均質な形を有する。得られたデ
ータ列は非一定に読み出し勾配の非均質な領域にある。
この非均質性を訂正するために、リグリッディングプロ
セッサ１３２は非線形サンプル生データ列を均質な空間
であるグリッド点のあらかじめ選択された一組上の線形
サンプル生データに修正する。２次元フーリエ変換の最
終画像復元の前に、異なった帯域幅エコーからのデータ
は適切に時間移動させられ、位相は位相符号化方向に沿
った最後のフーリエ変換の前に訂正される。
【００３３】最後の合成画像のノイズレベルは比較的に
ノイズの多い高い帯域幅のサンプルデータと低帯域幅の
サンプルデータとの混合ノイズレベルである。さらに特
定すれば、Ｒi 、ここでｉ＝１、２、・・・、ｎ、とし
て得られたサンプルデータの一組、平均値μ0 、分散σ
i 2 、混合帯域幅データのノイズレベルは次式で与えら
れる。
【００３４】
【数４】
【００３５】ｋ空間の中心に低い帯域幅データを置くこ
とにより、画像は低いノイズデータのために不釣り合い
な重みがかけられている。
【００３６】この技術では、スピンエコー、磁場エコ
ー、３次元ＦＳＥ、複数のショットＥＳＰ、ＧＳＥ、エ
コーボリューム撮像、らせん走査及び他の撮像シーケン
スと共に用いることができる。例えば、図４に示される
ように、エコープレーナ撮像シーケンスの磁場エコーの
数の迅速化のために、読み出し勾配シーケンスは高振幅
短持続高帯域幅の読み出しパルス１４０を始めることが
できる。後に繰り返す、１４２、１４４、・・・におい
て、読み出しパルスの振幅は変化され、この持続は撮像
視野が一定にとどまっているように釣り合って増加す
る。サンプリング帯域幅は、信号対雑音比を改善するた
めにそれぞれの磁場エコーに一致して変えられる。最後
に、中心読み出し勾配パルス１５０と一致する磁場エコ
ー１５２は最小の帯域幅になる。その後、読み出し勾配
パルス１５４、１５６、・・・は保持の減少と振幅の増
加を、最大振幅最小幅読み出し勾配パルス１６０が最大
の帯域幅磁場エコー１６２と同時に起こるまで続ける。
位相符号化勾配１７０、１７２、・・・はまた、最低の
帯域幅エコーからのデータ列が、ｋ空間の近くに端に向
かって徐々に置かれた高い帯域幅のデータ列とともに置
かれるように、選択される。このシーケンスはスピンエ
コーと同様に適合されて良い。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る磁気共鳴画像処理方法によ
れば、第１の磁気共鳴エコーによって第１の振幅の第１
の読出勾配に直面する第１のサンプリング密度で読み出
され、第１の帯域幅を有する第１のデジタルデータ列を
発生し、第２の磁気共鳴エコーによって前記第１の読出
勾配振幅と異なる第２の振幅の第２の読出勾配に直面す
る第２のサンプリング密度で読み出され、第２の帯域幅
を有する第２のデジタルデータ列を発生し、前記第１お
よび第２の帯域幅の前記デジタルデータ列によって再構
成され、共通の結果として生ずる画像表現を形成する。
【００３８】また、本発明に係る磁気共鳴画像処理シス
テムによれば、読出勾配スケーラによって選択された読
出勾配パルスの振幅および帯域幅をスケールし、スケー
ルされた読出勾配が変化する間に前記無線周波数磁気共
鳴信号の帯域幅が受信され、サンプリング密度コントロ
ーラによって受信されるそれぞれの無線周波数磁気共鳴
信号のサンプリング密度を前記帯域幅の変化に一致して
制御する。
【００３９】したがって、多数のエコーの画像処理シー
ケンスにおける位相エラーに関するＴ2 * を低下させる
ことができる。また、データ捕捉率を加速することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気共鳴画像処理システムの構成
を示す図である。
【図２】そのスピン及びフィールドエコーを含む磁気共
鳴画像処理システムシーケンスを示すタイムチャートで
ある。
【図３】そのｋ空間のセグメントを示す図である。
【図４】そのエコープレーナ画像処理の交互に現れる磁
気共鳴シーケンスの具体例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 主磁場制御器 １２ 抵抗性磁石 １４ 検査範囲 ２０ 勾配パルス増幅器 ２２ 勾配コイル ２４ デジタル無線周波数送信器 ２６ ＲＦコイル全体 ３０ 挿入可能なヘッドコイル ３２ 局所勾配コイル ３４ 局所無線周波数コイル ３６ ＲＦスクリーン ３８ 受信器 ４０ シーケンス制御回路 ４２ タイミング生成器 ４４ 共鳴励起ＲＦパルス生成器 ４６ 再集束ＲＦパルス生成器 ５０ 共鳴励起ＲＦパルス ５２ 再集束パルス ５４ スピンエコー ５６ 付加的な再集束パルス ６０ スライス選択勾配制御器 ６２ スライス選択勾配パルス ７０ 位相符号化勾配制御器 ７２ 読取勾配制御器 ７４ 第１の位相符号化勾配 ７６ 第１の読取勾配 ７８ 反対側の複数の読取勾配 ８０ 第１磁場エコー ８２ 読取勾配 ８４ 反対側の複数の読取勾配 ８６ 第２の磁場エコー ８８ 位相符号化勾配 ９０ 位相符号化勾配 ９２ 位相非包勾配パルス １００ 帯域幅コントローラ １０２ 読取勾配スケーラ １０４ サンプリング割合コントローラ １０６ Ａ／Ｄコンバータ １１０ ソートルーチン器 １１２ データメモリ １１４ ｋ空間の中心の３分の１の範囲 １１６ ｋ空間の上部の３分の１の範囲 １１８ ｋ空間の下部の３分の１の範囲 １２０ 再生プロセッサ １２２ 画像メモリ １２４ ビデオプロセッサ １２６ 人間可視モニタ １３０ 修正回路 １３２ リグリッジングプロセッサ １４０ 短い持続の高帯域幅読取勾配パルス １４２，１４４ 後の繰り返し １５０ 中心読取勾配パルス １５２ 一致磁場エコー １５４，１５６ 読取出力勾配パルス １６０ 最小幅読取出力勾配パルス １６２ 最大バンド幅磁場エコー １７０，１７２ 位相符号化勾配
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイオウ ピー．ガラパーリィ アメリカ合衆国 オハイオ州 44143，リ ッチモンド ハイツ，ブランフォード レ ーン 345 (72)発明者 マーク ジェイ．ロンカー アメリカ合衆国 オハイオ州 44143，リ ッチモンド ハイツ 107，リッチモンド パーク ウェスト 443

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 選択された双極子の中で磁気共鳴を励起
    し、磁気共鳴エコー（５４、８０、８６）を誘導し、誘
    導された磁気共鳴エコーを読出勾配に直面する第１の軸
    に沿って読み出し、前記磁気共鳴エコーをデジタル化し
    て復調してデジタルデータ列を形成し、前記デジタルデ
    ータ列を記憶して再構成アルゴリズムに基づいて再構成
    して画像を生成する磁気共鳴画像処理方法であって、 第１の振幅の第１の読出勾配に直面する第１のサンプリ
    ング密度を有する第１の磁気共鳴エコーを読み出し、第
    １の帯域幅を有する第１のデジタルデータ列を発生し、 前記第１の読出勾配振幅と異なる第２の振幅の第２の読
    出勾配に直面する第２のサンプリング密度を有する第２
    の磁気共鳴エコーを読み出し、第２の帯域幅を有する第
    ２のデジタルデータ列を発生し、 前記第１および第２の帯域幅の前記デジタルデータ列を
    再構成し、共通の結果として生ずる画像表現を形成する
    ことを特徴とする磁気共鳴画像処理方法。
  2. 【請求項２】 磁気共鳴励起は、前記第１の軸に直交す
    る第２の軸に沿った第１の位相−符号化勾配に適用さ
    れ、 この、第１の位相−符号化勾配の適用は、第１のエコー
    に直面する前記第１の読出勾配に適用されて前記第１の
    デジタルデータ列を発生し、 前記第１の読出勾配は、磁気共鳴の後に起こる励起の適
    用の前に、前記第２のエコーに直面する前記第２の読出
    勾配に適用され、前記第１および第２の帯域幅の前記デ
    ジタルデータ列は、磁気共鳴画像処理シーケンスの共通
    の繰り返しにおいて発生することを特徴とする請求項１
    記載の磁気共鳴画像処理方法。
  3. 【請求項３】 前記第２の読出勾配の後、第３の磁気共
    鳴エコーを有し、この第３の磁気共鳴エコーにより同時
    に第３の振幅の第３の読出勾配パルスを適用し、前記第
    ３の読出勾配振幅は、前記第２の読出勾配振幅と異な
    り、 第３のサンプリング密度で前記第３の磁気共鳴エコーを
    読み出して第３の帯域幅を有する第３のデータ列を発生
    し、前記第３の帯域幅は前記第２の帯域幅と異なること
    を特徴とする請求項２記載の磁気共鳴画像処理方法。
  4. 【請求項４】 前記第１および第３の読出勾配は、前記
    第２の読出勾配の振幅より大きい共通の振幅を有し、 前記第１および第３のサンプリング密度は、前記第２の
    サンプリング密度以上の高密度からなり、 前記第１および第３の帯域幅は、前記第２の帯域幅以上
    の高帯域幅からなることを特徴とする請求項３記載の磁
    気共鳴画像処理方法。
  5. 【請求項５】 前記第３の磁気共鳴エコーの後、かつ後
    に起こる磁気共鳴の励起の前の第４の磁気共鳴エコーを
    有し、前記第４の磁気共鳴エコーに直面する第４の振幅
    の第４の読出勾配を適用し、 第４のサンプリング密度で前記第４の磁気共鳴エコーを
    読み出して第４の帯域幅を有する第４のデータ列を発生
    することを特徴とする請求項３または４記載の磁気共鳴
    画像処理方法。
  6. 【請求項６】 第１の無線周波数励起パルスにより適用
    される磁気共鳴を励起し、 無線周波数再集束パルスを適用し、 前記無線周波数励起パルス、前記無線周波数再集束パル
    ス、並びに、前記第１、第２および第３の読出勾配をタ
    イミング制御し、 前記第２の磁気共鳴エコーはスピンエコーからなり、前
    記第１および第３の磁気共鳴エコーはフィールドエコー
    からなることを特徴とする請求項３から５のいずれかに
    記載の磁気共鳴画像処理方法。
  7. 【請求項７】 隣接するエコーの間に位相−符号化勾配
    を適用してエコーからエコーへの位相符号化を調節する
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の磁
    気共鳴画像処理方法。
  8. 【請求項８】 検査領域（１４）を通して一時的に一定
    の磁場を発生する磁石（１２）と、前記検査領域（１
    ４）を通る方向に直交する方向に位相および読出磁場勾
    配パルスを少なくとも発生する勾配磁場コイル（２２）
    および勾配磁場コントローラ（７０、７２）と、前記検
    査領域中で共鳴するよう双極子を誘導して無線周波数磁
    場共鳴信号を発生する無線周波数パルスコントローラ
    （４４、４５）および送信器（２４）と、前記無線周波
    数磁場共鳴信号を受信して復調し一連のデータ列を生成
    する受信器（３８）と、前記受信器（３８）に接続さ
    れ、該受信器（３８）により受信されたアナログデータ
    のデータ列をデジタルデータのデータ列に変換するＡ／
    Ｄコンバータ（１０６）と、前記Ａ／Ｄコンバータ（１
    ０６）により変換されたデータ列を記憶するデータメモ
    リ（１１２）と、データメモリ（１１２）に記憶された
    データ列を画像表示データに再構成する再構成プロセッ
    サ（１２０）と、を有する磁気共鳴画像処理システムに
    おいて、 選択された読出勾配パルスの振幅および帯域幅をスケー
    ルし、スケールされた読出勾配が変化する間に前記無線
    周波数磁気共鳴信号の帯域幅が受信される読出勾配スケ
    ーラ（１０２）と、 受信されるそれぞれの無線周波数磁気共鳴信号のサンプ
    リング密度を前記帯域幅の変化に一致して制御するサン
    プリング密度コントローラ（１０４）と、を有すること
    を特徴とする磁気共鳴画像処理システム。
  9. 【請求項９】 前記勾配磁場コイル（２２）および勾配
    磁場コントローラ（７０、７２）は、最低帯域幅を有す
    るデータ列が最小の位相−符号化角度で位相−符号化さ
    れ、最大のポジティブおよびネガティブ位相−符号化角
    度を有するデータ列が最高の帯域幅を有するように制御
    されることを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴画像処
    理システム。
  10. 【請求項１０】 前記帯域幅に一致して前記デジタルデ
    ータのデータ列をソートし、ソートされたデータ列を前
    記データメモリ（１１２）に供給するデータ線ソータ
    （１１０）を有することを特徴とする請求項８または９
    記載の磁気共鳴画像処理システム。
JP8231457A 1995-08-17 1996-08-13 磁気共鳴画像処理方法およびシステム Pending JPH0956696A (ja)

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