JP2750880B2 - 磁気共鳴画像化装置 - Google Patents
磁気共鳴画像化装置Info
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- JP2750880B2 JP2750880B2 JP63295909A JP29590988A JP2750880B2 JP 2750880 B2 JP2750880 B2 JP 2750880B2 JP 63295909 A JP63295909 A JP 63295909A JP 29590988 A JP29590988 A JP 29590988A JP 2750880 B2 JP2750880 B2 JP 2750880B2
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- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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Description
【発明の詳細な説明】 (1)産業上の利用分野 本発明は、磁気共鳴画像化装置に関する。本発明は特
に医療診断用画像化技術に用途を有し、以下特にこの技
術に関連して本発明を説明する。しかしながら本発明は
この技術のみならず、他の画像化技術、特に一部の、す
なわち完全でないデータの組しか入取できない技術にも
用途を有する。
に医療診断用画像化技術に用途を有し、以下特にこの技
術に関連して本発明を説明する。しかしながら本発明は
この技術のみならず、他の画像化技術、特に一部の、す
なわち完全でないデータの組しか入取できない技術にも
用途を有する。
(2)本発明が解決しようとする問題点 これまでの医療診断用磁気共鳴画像化法では、高周波
信号を連続的にパルス化し、画像化すべき領域にわたつ
て磁界勾配が生じるようにしていた。2次元画像化法で
は、実質的に均一な主磁界内にある当該領域内に患者を
入れ、スライス選択勾配パルスと同時にRF励磁パルスを
印加し、画像化すべき患者の選択されたスライスまたは
他の領域で所定周波数バンド幅内での共鳴を励起する。
データに選択された位相エンコーデイングをコード化す
るため選択されたスライスの軸線の一つに沿つて位相エ
ンコード勾配パルスを印加する。パルスシーケンスを繰
返すたびに、負の最大位相エンコード勾配パルスからゼ
ロ位相エンコード勾配パルスを通つて正の最大位相エン
コード勾配パルスまで一定のインターバル内で位相エン
コード勾配パルスをステツプ状にする。
信号を連続的にパルス化し、画像化すべき領域にわたつ
て磁界勾配が生じるようにしていた。2次元画像化法で
は、実質的に均一な主磁界内にある当該領域内に患者を
入れ、スライス選択勾配パルスと同時にRF励磁パルスを
印加し、画像化すべき患者の選択されたスライスまたは
他の領域で所定周波数バンド幅内での共鳴を励起する。
データに選択された位相エンコーデイングをコード化す
るため選択されたスライスの軸線の一つに沿つて位相エ
ンコード勾配パルスを印加する。パルスシーケンスを繰
返すたびに、負の最大位相エンコード勾配パルスからゼ
ロ位相エンコード勾配パルスを通つて正の最大位相エン
コード勾配パルスまで一定のインターバル内で位相エン
コード勾配パルスをステツプ状にする。
磁気共鳴エコーを起こすように磁気操作パルスを印加
する。次のエコーの間で、スライスを横断する位相エン
コード勾配パルスに直交するよう印加された読出し勾配
パルスの存在下で、一組のデータポイント(一般に像ま
たはステツプと称される)をサンプリングする。2次元
逆フーリエ変換により像の完全な組に操作を行なつて一
つの表示像を生じさせる。
する。次のエコーの間で、スライスを横断する位相エン
コード勾配パルスに直交するよう印加された読出し勾配
パルスの存在下で、一組のデータポイント(一般に像ま
たはステツプと称される)をサンプリングする。2次元
逆フーリエ変換により像の完全な組に操作を行なつて一
つの表示像を生じさせる。
これまでにデータ取得時間を短くするよう種種の技術
が開発されてきた。これらの技術の多くは、繰返し時間
が極めて短い勾配エコーシーケンスを利用する。しかし
ながらT2の重み付けされた磁気共鳴データからの像、例
えばスピンエコーは、診療用に広い用途がある。T2の重
み付けがされたスピンエコーシーケンスは、繰返し時間
が比較的長い(一般に2秒またはそれ以上)。
が開発されてきた。これらの技術の多くは、繰返し時間
が極めて短い勾配エコーシーケンスを利用する。しかし
ながらT2の重み付けされた磁気共鳴データからの像、例
えばスピンエコーは、診療用に広い用途がある。T2の重
み付けがされたスピンエコーシーケンスは、繰返し時間
が比較的長い(一般に2秒またはそれ以上)。
理論的に言つて、同じ正負位相エンコード勾配パルス
に対応する像の対は、対称的な関係を有する。しかしな
がら、実際はシーケンスおよび磁界によつて変わる位相
を理由に対称関係は予想できない。従来は、これらの問
題を克服するため、正負の両位相エンコード像を集め、
位相によつて変わらない大きさの像を形成していた。
に対応する像の対は、対称的な関係を有する。しかしな
がら、実際はシーケンスおよび磁界によつて変わる位相
を理由に対称関係は予想できない。従来は、これらの問
題を克服するため、正負の両位相エンコード像を集め、
位相によつて変わらない大きさの像を形成していた。
各像内のデータポイントは、周波数(f0±δf)(こ
こでfoは像の中心データ値の周波数)の所定レンジに対
応する。ゼロ位相エンコーデイング像の場合、データ周
波数f0+f1は周波数f0−f1に対称的に関連する。実対象
の場合、正の位相エンコード像に対するデータ値は、共
役対称によりf0+f1の周波数に対応する。このように全
データセツト(よくkスペースと呼ばれる)内の各デー
タ点は複素共役対称の基本的特性により別のポイントに
関連している。従つて、対称関係が予想できれば、デー
タ取得時間は約半分に短縮できる。
こでfoは像の中心データ値の周波数)の所定レンジに対
応する。ゼロ位相エンコーデイング像の場合、データ周
波数f0+f1は周波数f0−f1に対称的に関連する。実対象
の場合、正の位相エンコード像に対するデータ値は、共
役対称によりf0+f1の周波数に対応する。このように全
データセツト(よくkスペースと呼ばれる)内の各デー
タ点は複素共役対称の基本的特性により別のポイントに
関連している。従つて、対称関係が予想できれば、デー
タ取得時間は約半分に短縮できる。
これまでに一組の像の半分のみ、例えば正の像のみま
たは負の像のみを利用して像を再構成する者もいた。か
かる半データの再構成法では、ゼロまたは最小位相エン
コーデイングに隣接する約8つの別の像を集め、ゼロ位
相エンコーデイングのまわりの16の中心像を利用して位
相マツプ作つていた。取得データをフイルタにかけ、
「0」で満すことによりデータセツトを完成した。次に
このデータセツトのフーリエ変換を位相マツプにより位
相補正し、最終再構成像を発生した。しかしながらこの
技術は位相内の動きに誘導されたエラーにより生じた人
為的結果に特に敏感な不満足な像を発生する。
たは負の像のみを利用して像を再構成する者もいた。か
かる半データの再構成法では、ゼロまたは最小位相エン
コーデイングに隣接する約8つの別の像を集め、ゼロ位
相エンコーデイングのまわりの16の中心像を利用して位
相マツプ作つていた。取得データをフイルタにかけ、
「0」で満すことによりデータセツトを完成した。次に
このデータセツトのフーリエ変換を位相マツプにより位
相補正し、最終再構成像を発生した。しかしながらこの
技術は位相内の動きに誘導されたエラーにより生じた人
為的結果に特に敏感な不満足な像を発生する。
本発明は、ほぼ4の因数だけデータ取得時間を短縮す
るための親規で改良された技術を提供するものである。
るための親規で改良された技術を提供するものである。
(3)問題点を解決するための手段 本発明は、像領域内に一般にリニアな主磁界を誘導す
るための主磁界手段と、像領域内に高周波パルスを送信
し磁気共鳴を選択的に誘導すると共に磁気共鳴エコーを
選択的に発生させるための高周波送信手段と、像領域を
横断するよう定ステツプで変わる位相エンコード勾配、
位相エンコードオフセツト勾配および読出し勾配を含む
磁界勾配を生じさせるための勾配磁界手段と、像領域か
らの磁気共鳴信号を受け、対応する像を発生するための
受信手段とを含む磁気共鳴画像化装置であつて各シーケ
ンスにおいて第1エコーの間に受信された像を記憶する
ための第1エコー像メモリ手段と、各シーケンスにおい
て第2エコーの間に受信された像を記憶するための第2
エコー像メモリ手段と、第1および第2エコーメモリ内
の像をアライニング(整合)するためのアライニング手
段と、第1エコー像および第2エコー像に共役対称な共
役対称像を発生するための共役対称手段と、第1エコ
ー、第2エコーおよび共役対称像を表示像へ変換するた
めの変換手段とを含むことを特徴とする磁気共鳴画像化
装置も提供する。
るための主磁界手段と、像領域内に高周波パルスを送信
し磁気共鳴を選択的に誘導すると共に磁気共鳴エコーを
選択的に発生させるための高周波送信手段と、像領域を
横断するよう定ステツプで変わる位相エンコード勾配、
位相エンコードオフセツト勾配および読出し勾配を含む
磁界勾配を生じさせるための勾配磁界手段と、像領域か
らの磁気共鳴信号を受け、対応する像を発生するための
受信手段とを含む磁気共鳴画像化装置であつて各シーケ
ンスにおいて第1エコーの間に受信された像を記憶する
ための第1エコー像メモリ手段と、各シーケンスにおい
て第2エコーの間に受信された像を記憶するための第2
エコー像メモリ手段と、第1および第2エコーメモリ内
の像をアライニング(整合)するためのアライニング手
段と、第1エコー像および第2エコー像に共役対称な共
役対称像を発生するための共役対称手段と、第1エコ
ー、第2エコーおよび共役対称像を表示像へ変換するた
めの変換手段とを含むことを特徴とする磁気共鳴画像化
装置も提供する。
第1図を参照すると、この装置は主磁界制御装置10
と、複数の磁界12とを含み、像領域内にわたつて実質的
に均一な主磁界を発生する主磁界手段を含む。超電導磁
石を用いる場合、制御装置10は磁界をランプアツプまた
はダウンするのにのみ用いられる。勾配磁界制御手段20
は、勾配磁界コイル22により主磁界を横断する勾配磁界
の印加を選択的に制御するものである。適当な勾配磁界
コイルへの電流を選択的に印加することにより相互直交
軸に沿つてスライス選択勾配パルス、位相エンコード勾
配パルスを選択的に印加する。スライス選択勾配パルス
は、像スライスすなわち像領域を画定し、位相エンコー
ド勾配パルスおよび読出し勾配パルスは、スライスの相
互直交軸に沿つて磁気共鳴をエンコードする。
と、複数の磁界12とを含み、像領域内にわたつて実質的
に均一な主磁界を発生する主磁界手段を含む。超電導磁
石を用いる場合、制御装置10は磁界をランプアツプまた
はダウンするのにのみ用いられる。勾配磁界制御手段20
は、勾配磁界コイル22により主磁界を横断する勾配磁界
の印加を選択的に制御するものである。適当な勾配磁界
コイルへの電流を選択的に印加することにより相互直交
軸に沿つてスライス選択勾配パルス、位相エンコード勾
配パルスを選択的に印加する。スライス選択勾配パルス
は、像スライスすなわち像領域を画定し、位相エンコー
ド勾配パルスおよび読出し勾配パルスは、スライスの相
互直交軸に沿つて磁気共鳴をエンコードする。
送信機30は、RFコイル32に高周波パルスを印加し、磁
気共鳴するように像領域内の水素の核スピンを励起する
と共にスピンの磁化を操作すなわち配向する。特に磁化
がスピンおよび勾配エコーに再合焦されるとき、共鳴双
極子によつて発生される磁気共鳴信号がRFコイル32によ
つて受信される。高周波受信機34は、受信された高周波
信号をf0±δfのバンド幅に復調する。ここでバンド幅
すなわちスペクトル±δfの中心周波数f0は、ゼロであ
ることが好ましい。
気共鳴するように像領域内の水素の核スピンを励起する
と共にスピンの磁化を操作すなわち配向する。特に磁化
がスピンおよび勾配エコーに再合焦されるとき、共鳴双
極子によつて発生される磁気共鳴信号がRFコイル32によ
つて受信される。高周波受信機34は、受信された高周波
信号をf0±δfのバンド幅に復調する。ここでバンド幅
すなわちスペクトル±δfの中心周波数f0は、ゼロであ
ることが好ましい。
第2図を参照すると、シーケンス制御手段36は勾配磁
界制御装置20がスライス選択勾配パルス40を印加し、こ
れと同時に送信機30が90°RFパルス42を発生するように
させる。その後、−Gmaxと+Gmaxとの間の複数の選択可
能な大きさの一つを有する位相エンコード勾配パルス44
および読出し勾配パルス46が同時に印加される。好まし
い実施態様についてより詳細に説明すると、位相エンコ
ード勾配パルス44は、+Gmax/2と−n(ここでnは勾配
ステツプの最小数である)との間で偶数ステツプにて変
わる位相エンコーテイングを行う。好ましい実施態様で
は、nは16ステツプでありGmax/2は少なくとも64ステツ
プを示す。
界制御装置20がスライス選択勾配パルス40を印加し、こ
れと同時に送信機30が90°RFパルス42を発生するように
させる。その後、−Gmaxと+Gmaxとの間の複数の選択可
能な大きさの一つを有する位相エンコード勾配パルス44
および読出し勾配パルス46が同時に印加される。好まし
い実施態様についてより詳細に説明すると、位相エンコ
ード勾配パルス44は、+Gmax/2と−n(ここでnは勾配
ステツプの最小数である)との間で偶数ステツプにて変
わる位相エンコーテイングを行う。好ましい実施態様で
は、nは16ステツプでありGmax/2は少なくとも64ステツ
プを示す。
第2スライス選択勾配パルス50の印加と同時に送信機
30により180°RF再合焦パルス48が印加され、スピンエ
コー52を誘導する。90°RFパルスと180°RFパルスとの
間の時間インターバルは、180°RFパルスとスピンエコ
ー52との間のインターバルは同じである。第1エコーす
なわちスピンエコー52を囲むように第1極性の読出し勾
配パルス54が印加される。第1エコーの直後、読出し勾
配エコーの極性が反転されて、逆極性の第2読出し勾配
パルス56を発生する。読出し勾配パルスが変わると、位
相エンコーデイングを変えるように第2位相エンコード
勾配パルス58が印加される。好ましい実施態様では、第
2位相エンコードパルスは位相エンコーデイングをGmax
/2だけ増加する。読出し勾配の反転は、第2すなわち勾
配エコー60を発生する。これらスピンエコー52および勾
配エコー60は、読出しパルスの極性が変わるいずれかの
側で同じ幅だけ生じる。
30により180°RF再合焦パルス48が印加され、スピンエ
コー52を誘導する。90°RFパルスと180°RFパルスとの
間の時間インターバルは、180°RFパルスとスピンエコ
ー52との間のインターバルは同じである。第1エコーす
なわちスピンエコー52を囲むように第1極性の読出し勾
配パルス54が印加される。第1エコーの直後、読出し勾
配エコーの極性が反転されて、逆極性の第2読出し勾配
パルス56を発生する。読出し勾配パルスが変わると、位
相エンコーデイングを変えるように第2位相エンコード
勾配パルス58が印加される。好ましい実施態様では、第
2位相エンコードパルスは位相エンコーデイングをGmax
/2だけ増加する。読出し勾配の反転は、第2すなわち勾
配エコー60を発生する。これらスピンエコー52および勾
配エコー60は、読出しパルスの極性が変わるいずれかの
側で同じ幅だけ生じる。
第1図を参照しながら、更に第3図を参照すると、受
信された磁気共鳴信号は、直角検出される。より詳細に
説明すると、第1、すなわちスピンエコー信号を検出し
てアナログ−デジタル変換手段70によりデジタル化す
る。これと同じように第2すなわち勾配エコー信号を検
出して、アナログ−デジタル変換手段72によりデジタル
化し、第2デジタル像を発生する。各像は、共鳴データ
をコード化した位相エンコード勾配パルスの値により一
般に識別される。
信された磁気共鳴信号は、直角検出される。より詳細に
説明すると、第1、すなわちスピンエコー信号を検出し
てアナログ−デジタル変換手段70によりデジタル化す
る。これと同じように第2すなわち勾配エコー信号を検
出して、アナログ−デジタル変換手段72によりデジタル
化し、第2デジタル像を発生する。各像は、共鳴データ
をコード化した位相エンコード勾配パルスの値により一
般に識別される。
各像は、読出しパルスにより周波数エンコードされ、
複数の周波数成分を含む。各像の中心における周波数成
分は、f0であり、一方の端ではf0+δfで、他方の端で
はf0−δfである。正の位相エンコード図の一つの周波
数f0+f1におけるデータ値は、共役対称により対応する
負の位相エンコード像の周波数f0−f1におけるデータ値
に関連する。ゼロ位相エンコード像では、データ値はf0
のまわりで対称的である。
複数の周波数成分を含む。各像の中心における周波数成
分は、f0であり、一方の端ではf0+δfで、他方の端で
はf0−δfである。正の位相エンコード図の一つの周波
数f0+f1におけるデータ値は、共役対称により対応する
負の位相エンコード像の周波数f0−f1におけるデータ値
に関連する。ゼロ位相エンコード像では、データ値はf0
のまわりで対称的である。
ゼロまたは最小位相エンコード勾配パルスに隣接する
連続的な位相エンコード中央または第1セツトの像74上
のデータを集めるよう画像化シーケンスを繰返す。残り
の像の半分、好ましくは、中央の像と−Gmaxまたは+G
maxの一方との間の連続像で第2の、すなわちより強く
位相コード化されたセツトの像76のためのデータを取
る。中心像は、ゼロ位相エンコード像の中心にある2n像
の最中心セブセツトすなわち核78を含む。好ましい実施
態様では第2位相エンコード勾配パルス58はデータがk
スペースの4分の1上をスキツプするようにさせる。す
なわち、第1の、すなわちスピンエコー図74は、−nの
位相エンコード勾配でスタートし、約+Gmax/2まで延び
る。第2の、すなわち勾配エコー像76は(+Gmax/2)−
nから+Gmaxまで延びる。−nと−Gmaxとの間の像は発
生しない。
連続的な位相エンコード中央または第1セツトの像74上
のデータを集めるよう画像化シーケンスを繰返す。残り
の像の半分、好ましくは、中央の像と−Gmaxまたは+G
maxの一方との間の連続像で第2の、すなわちより強く
位相コード化されたセツトの像76のためのデータを取
る。中心像は、ゼロ位相エンコード像の中心にある2n像
の最中心セブセツトすなわち核78を含む。好ましい実施
態様では第2位相エンコード勾配パルス58はデータがk
スペースの4分の1上をスキツプするようにさせる。す
なわち、第1の、すなわちスピンエコー図74は、−nの
位相エンコード勾配でスタートし、約+Gmax/2まで延び
る。第2の、すなわち勾配エコー像76は(+Gmax/2)−
nから+Gmaxまで延びる。−nと−Gmaxとの間の像は発
生しない。
スピンエコーデータは第1、すなわちスピンエコー像
メモリ手段80に記憶され、第2、すなわち勾配エコーは
第2、すなわち勾配エコーメモリ手段82に記憶される。
スピンエコーと勾配エコーは逆極性であるので、それら
のエコーの一方、例えば勾配エコーの極性は、勾配エコ
ーメモリ82内へロードされる際反転される。極性の反転
は、各像を逆方向にロードすることを含む。
メモリ手段80に記憶され、第2、すなわち勾配エコーは
第2、すなわち勾配エコーメモリ手段82に記憶される。
スピンエコーと勾配エコーは逆極性であるので、それら
のエコーの一方、例えば勾配エコーの極性は、勾配エコ
ーメモリ82内へロードされる際反転される。極性の反転
は、各像を逆方向にロードすることを含む。
センタリングおよびアライニング手段84は、スピンエ
コーメモリおよび勾配エコーメモリ内のデータを中心に
位置させる。取得データの大きさは、データセツトの中
心、すなわちゼロまたは最小位相エンコーデイング角お
よびゼロまたはf0特性周波数を得たデータ値で最大とな
る。スピンエコーメモリ内のデータは、ピーク値を見付
けるよう検査される。データは、ピーク値がゼロ位相角
およびf0周波数に対応するメモリ座標へ移動するようシ
フトされる。これにはデータラインの上下;左右へのシ
フトを伴うことがある。データのないデータラインまた
はデータライン部分は「0」で満される。勾配エコーデ
ータは、重なつている勾配エコーデータラインとスピン
エコーデータラインとを比較することにより中心に位置
される。勾配エコーデータは、(Gmax/2)−nからGmax
/2までの領域内の対応するスピンおよび勾配エコーデー
タを一致させるようシフトされる。
コーメモリおよび勾配エコーメモリ内のデータを中心に
位置させる。取得データの大きさは、データセツトの中
心、すなわちゼロまたは最小位相エンコーデイング角お
よびゼロまたはf0特性周波数を得たデータ値で最大とな
る。スピンエコーメモリ内のデータは、ピーク値を見付
けるよう検査される。データは、ピーク値がゼロ位相角
およびf0周波数に対応するメモリ座標へ移動するようシ
フトされる。これにはデータラインの上下;左右へのシ
フトを伴うことがある。データのないデータラインまた
はデータライン部分は「0」で満される。勾配エコーデ
ータは、重なつている勾配エコーデータラインとスピン
エコーデータラインとを比較することにより中心に位置
される。勾配エコーデータは、(Gmax/2)−nからGmax
/2までの領域内の対応するスピンおよび勾配エコーデー
タを一致させるようシフトされる。
正規化手段86は、スピンエコーおよび勾配エコーから
のデータを正規化する。すなわち、一方または双方の大
きさは、一致するように調節される。これらの大きさ
は、重なつている領域、すなわちGmax/2と(Gmax/2)−
nとの間の領域内の第1および第2エコーメモリからの
データ値の実数部分および虚数部分の平方の平方根を取
ることにより調節できる。この領域内にセツトされた各
データの平均の大きさを決め、データの一つを調節する
のに利用されるこれらの大きさの比がセツトアツプまた
はセツトダウンする。中心化スピンエコーデータF
s(kx,ky)および正規化勾配エコーデータのセツトFg
(kx,ky)はそれぞれ中心化スピンエコーデータメモリ
手段88および正規化勾配エコーデータメモリ手段99にそ
れぞれ記憶される。
のデータを正規化する。すなわち、一方または双方の大
きさは、一致するように調節される。これらの大きさ
は、重なつている領域、すなわちGmax/2と(Gmax/2)−
nとの間の領域内の第1および第2エコーメモリからの
データ値の実数部分および虚数部分の平方の平方根を取
ることにより調節できる。この領域内にセツトされた各
データの平均の大きさを決め、データの一つを調節する
のに利用されるこれらの大きさの比がセツトアツプまた
はセツトダウンする。中心化スピンエコーデータF
s(kx,ky)および正規化勾配エコーデータのセツトFg
(kx,ky)はそれぞれ中心化スピンエコーデータメモリ
手段88および正規化勾配エコーデータメモリ手段99にそ
れぞれ記憶される。
位相マツプ再構成手段100は、最中心データ部分すな
わち核78から位相マツプφ(x,y)を再構成する。より
詳細に述べると、中心データ選択手段102は、ゼロ位相
エンコード図の中心にある最大の利用可能なデータマト
リツクスすなわち(0,0)を中心とする2n×256データマ
トリツクスを選択する。残りのデータ値、例えば256×2
56アレイの残りには「0」がロードされる。ロールオフ
フイルタ手段104は、選択された最中心マトリツクスの
データ値をロード済み「0」にスムーズにロールオフす
る。このフイルタには、各種ロールオフフイルタ、例え
ばハニングフイルタ、ハミングフイルタ等を使用でき
る。このロールオフフイルタは、実際に集められたデー
タから周辺の「0」への平均な移行を行ない、リンギン
グすなわち人為的な結果を生じさせ得る不連続性を除
く。2次元フーリエ変換手段106は、フイルタを通つた
データに対して逆フーリエ変換を行ない、位相マツプす
なわち複素データ値fp(x,y)の256×256アレイを再構
成する。この位相マツプは、複素数の位相の合成複素像
または、各要素が1.0の大きさに正規化された複素像の
いずれでもよい。位相決定手段110は、位相メモリ112、
例えば256×256メモリへ記憶するため256×256マトリツ
クスの複素データ値の各々の位相を決定する。位相メモ
リのための値は、各データ値の実数部および虚数部のア
ークタンジエントを計算することにより決定できる。こ
れとは異なり、各複素データが位相メモリ手段112に記
憶された単位長さのベクトルとなるよう各複素データ値
を位相決定手段が正規化できる。
わち核78から位相マツプφ(x,y)を再構成する。より
詳細に述べると、中心データ選択手段102は、ゼロ位相
エンコード図の中心にある最大の利用可能なデータマト
リツクスすなわち(0,0)を中心とする2n×256データマ
トリツクスを選択する。残りのデータ値、例えば256×2
56アレイの残りには「0」がロードされる。ロールオフ
フイルタ手段104は、選択された最中心マトリツクスの
データ値をロード済み「0」にスムーズにロールオフす
る。このフイルタには、各種ロールオフフイルタ、例え
ばハニングフイルタ、ハミングフイルタ等を使用でき
る。このロールオフフイルタは、実際に集められたデー
タから周辺の「0」への平均な移行を行ない、リンギン
グすなわち人為的な結果を生じさせ得る不連続性を除
く。2次元フーリエ変換手段106は、フイルタを通つた
データに対して逆フーリエ変換を行ない、位相マツプす
なわち複素データ値fp(x,y)の256×256アレイを再構
成する。この位相マツプは、複素数の位相の合成複素像
または、各要素が1.0の大きさに正規化された複素像の
いずれでもよい。位相決定手段110は、位相メモリ112、
例えば256×256メモリへ記憶するため256×256マトリツ
クスの複素データ値の各々の位相を決定する。位相メモ
リのための値は、各データ値の実数部および虚数部のア
ークタンジエントを計算することにより決定できる。こ
れとは異なり、各複素データが位相メモリ手段112に記
憶された単位長さのベクトルとなるよう各複素データ値
を位相決定手段が正規化できる。
正規化スピンエコーメモリ88からの実際に集められた
第1、すなわちスピンエコーデータFs(kx,ky)は、ハ
ミングフイルタ等のロールオフフイルタ120でろ波され
る。このフイルタは実際に集められたデータをロードさ
れた「0」までランプダウンする。ロールオフフイルタ
は、像−nと0との間および像Gmax/2と(Gmax/2)−n
との間で作動する。ろ波されたデータは、2次元フーリ
エトランス手段122により逆フーリエ変換され、第1表
示像メモリ手段124に記憶された第1表示像f1(x,y)を
形成する。第1位相補正手段126は、位相メモリ手段112
内の位相情報に従つて第1表示像を位相補正する。より
詳細に説明すると、位相補正複素共役手段128が位相メ
モリ手段112内に各値の複素共役数を計算する。例え
ば、単位ベクトルei φ (x,y)の複素共役数はe-i φ (x,y)
である。位相補正手段126は、第1表示像の各(x,y)値
に対応する(x,y)位置のための位相メモリ手段112内の
値の複素共役数を掛ける。好ましい実施態様では、補正
された表示像は、f1(x,y)e-i φ (x,y)の状態である。
第1、すなわちスピンエコーデータFs(kx,ky)は、ハ
ミングフイルタ等のロールオフフイルタ120でろ波され
る。このフイルタは実際に集められたデータをロードさ
れた「0」までランプダウンする。ロールオフフイルタ
は、像−nと0との間および像Gmax/2と(Gmax/2)−n
との間で作動する。ろ波されたデータは、2次元フーリ
エトランス手段122により逆フーリエ変換され、第1表
示像メモリ手段124に記憶された第1表示像f1(x,y)を
形成する。第1位相補正手段126は、位相メモリ手段112
内の位相情報に従つて第1表示像を位相補正する。より
詳細に説明すると、位相補正複素共役手段128が位相メ
モリ手段112内に各値の複素共役数を計算する。例え
ば、単位ベクトルei φ (x,y)の複素共役数はe-i φ (x,y)
である。位相補正手段126は、第1表示像の各(x,y)値
に対応する(x,y)位置のための位相メモリ手段112内の
値の複素共役数を掛ける。好ましい実施態様では、補正
された表示像は、f1(x,y)e-i φ (x,y)の状態である。
ロールオフフイルタ手段130は、(Gmax/2)−nからG
max/2領域を通る実際に集められた勾配エコーデータFg
(kx,ky)とロードされた「0」との間での移行をスム
ーズにする。ロールオフフイルタ130はロールオフフイ
ルタ120の相補回路である。フーリエ変換手段132は、ろ
波された勾配エコーデータを逆2次元フーリエ変換し、
第2表示像メモリ手段134への記憶のための第2表示像f
2(x,y)を発生する。
max/2領域を通る実際に集められた勾配エコーデータFg
(kx,ky)とロードされた「0」との間での移行をスム
ーズにする。ロールオフフイルタ130はロールオフフイ
ルタ120の相補回路である。フーリエ変換手段132は、ろ
波された勾配エコーデータを逆2次元フーリエ変換し、
第2表示像メモリ手段134への記憶のための第2表示像f
2(x,y)を発生する。
スピンエコー複素共役手段140は、ゼロから−Gmax/2
までの位相エンコード勾配すなわち第1データセツト74
の複素共役を有する領域142(第3図)内のデータ値ご
とに第1、すなわちスピンエコー複素共役データセツト
Fs *(kx,ky)を発生する。フイルタ手段144は、フイル
タ120の補数であるレートにて0から−nまで対称化デ
ータ像をランプアツプし、フイルタ120と同一レートで
像(−Gmax/2)+nと−Gmax/2との間で対称化データを
ランプダウンする。フーリエ変換手段146は、複素共役
データに逆2次元フーリエ変換をし、第3表示像メモリ
148内へ記憶するための第3表示像f3(x,y)を発生す
る。第2位相補正手段150は、位相メモリ112の対応する
(x,y)アドレスの位相に従つて第3表示像の各データ
値を補正する。好ましい実施態様では、第3位相表示像
は、f3(x,y)ei φ (x,y)の状態になつている。
までの位相エンコード勾配すなわち第1データセツト74
の複素共役を有する領域142(第3図)内のデータ値ご
とに第1、すなわちスピンエコー複素共役データセツト
Fs *(kx,ky)を発生する。フイルタ手段144は、フイル
タ120の補数であるレートにて0から−nまで対称化デ
ータ像をランプアツプし、フイルタ120と同一レートで
像(−Gmax/2)+nと−Gmax/2との間で対称化データを
ランプダウンする。フーリエ変換手段146は、複素共役
データに逆2次元フーリエ変換をし、第3表示像メモリ
148内へ記憶するための第3表示像f3(x,y)を発生す
る。第2位相補正手段150は、位相メモリ112の対応する
(x,y)アドレスの位相に従つて第3表示像の各データ
値を補正する。好ましい実施態様では、第3位相表示像
は、f3(x,y)ei φ (x,y)の状態になつている。
勾配エコー複素共役手段160は、勾配エコー複素共役
データセツトF* g(kx,ky)を発生する。(−Gmax/2)
−nからの位相エンコード勾配を有する領域162(第3
図)内の各データ値、すなわち第2データセツト76の複
素共役が複素対称関係から発生される。ロールオフフイ
ルタ手段164は、フイルタ機能144の相補であるロールオ
フフイルタ機能により−Gmax/2から(−Gmax/2)−nの
像内の対称化データをランプダウンする。フーリエ変換
手段166は、複素共役データを逆2次元フーリエ変換
し、第4表示像メモリ手段168への記憶のための第4表
示像f4(x,y)を発生する。
データセツトF* g(kx,ky)を発生する。(−Gmax/2)
−nからの位相エンコード勾配を有する領域162(第3
図)内の各データ値、すなわち第2データセツト76の複
素共役が複素対称関係から発生される。ロールオフフイ
ルタ手段164は、フイルタ機能144の相補であるロールオ
フフイルタ機能により−Gmax/2から(−Gmax/2)−nの
像内の対称化データをランプダウンする。フーリエ変換
手段166は、複素共役データを逆2次元フーリエ変換
し、第4表示像メモリ手段168への記憶のための第4表
示像f4(x,y)を発生する。
加算手段170は、合成像メモリ172へ記憶できるよう第
1、第2、第3および第4表示像を加算し、合成すなわ
ち複素表示像f(x,y)にする。この合成像は、更に処
理されてビデオモニタ174にデイスプレイし、テープま
たはデイスクまたは同等品の上に記憶できる。
1、第2、第3および第4表示像を加算し、合成すなわ
ち複素表示像f(x,y)にする。この合成像は、更に処
理されてビデオモニタ174にデイスプレイし、テープま
たはデイスクまたは同等品の上に記憶できる。
上記とは異なり、2n像の較正スキヤンを集めることも
できる。より詳細にはゼロ位相エンコード像に隣接する
スピンエコーの2n像を集める。Gmax/2に隣接する勾配エ
コーの2n像を集めるように4分の1kスペース像エンコー
ドシフト勾配パルス58を印加する。このデータはスピン
エコーおよび勾配エコーデータセツトのセンタリングに
必要なオフセツト量および正規化に必要な比を決定する
よう上記のように使用できる。位相補正決定手段100を
使用して位相メモリ112に記憶される位相マツプを発生
するよう中心スピンエコー位相コード化データも使用す
る。2n像からのセンタリング、正規化および位相マツプ
は、次のスキヤンで使用される。
できる。より詳細にはゼロ位相エンコード像に隣接する
スピンエコーの2n像を集める。Gmax/2に隣接する勾配エ
コーの2n像を集めるように4分の1kスペース像エンコー
ドシフト勾配パルス58を印加する。このデータはスピン
エコーおよび勾配エコーデータセツトのセンタリングに
必要なオフセツト量および正規化に必要な比を決定する
よう上記のように使用できる。位相補正決定手段100を
使用して位相メモリ112に記憶される位相マツプを発生
するよう中心スピンエコー位相コード化データも使用す
る。2n像からのセンタリング、正規化および位相マツプ
は、次のスキヤンで使用される。
スピンエコーをベースとした表示像は位相補正され
る。しかしながら、上記実施態様では、勾配エコーをベ
ースとする像は位相補正されない。所望する場合には、
位相メモリ112からの位相補正に従つて第3および第4
表示像を位相補正できる。
る。しかしながら、上記実施態様では、勾配エコーをベ
ースとする像は位相補正されない。所望する場合には、
位相メモリ112からの位相補正に従つて第3および第4
表示像を位相補正できる。
勾配エコーデータの正確な位相補正が必要な場合、先
の別のスキヤンで位相補正データを得ることが好まし
い。すなわち、スピンエコーおよび勾配エコーの双方の
ため±nの間のほとんどの中心像を集めることが好まし
い。これらの像は、センタリング手段84で中心に位置さ
れ、空のピクセル値は「0」で満される。位相補正決定
手段100は、スピンエコーデータのための適当な位相補
正φ(x,y)を決定し、これを位相補正メモリ112に記憶
する。スピンエコー位相マツプ決定手段100と同じ構造
の類似の位相補正決定手段100′は、勾配エコーデータ
のための位相マツプを決定する。この勾配エコー位相マ
ツプは位相メモリ手段112′および複素共役手段128′に
記憶される。第3表示像を位相補正するため位相補正手
段126′を設けてもよい。同じように、第4表示像を位
相補正するため位相補正手段150′を設けることができ
る。位相メモリ112および112′に記憶された位相補正デ
ータは、2n像の最初のスキヤンの間に固定され、次のス
キヤンの間使用されて変更されない。
の別のスキヤンで位相補正データを得ることが好まし
い。すなわち、スピンエコーおよび勾配エコーの双方の
ため±nの間のほとんどの中心像を集めることが好まし
い。これらの像は、センタリング手段84で中心に位置さ
れ、空のピクセル値は「0」で満される。位相補正決定
手段100は、スピンエコーデータのための適当な位相補
正φ(x,y)を決定し、これを位相補正メモリ112に記憶
する。スピンエコー位相マツプ決定手段100と同じ構造
の類似の位相補正決定手段100′は、勾配エコーデータ
のための位相マツプを決定する。この勾配エコー位相マ
ツプは位相メモリ手段112′および複素共役手段128′に
記憶される。第3表示像を位相補正するため位相補正手
段126′を設けてもよい。同じように、第4表示像を位
相補正するため位相補正手段150′を設けることができ
る。位相メモリ112および112′に記憶された位相補正デ
ータは、2n像の最初のスキヤンの間に固定され、次のス
キヤンの間使用されて変更されない。
第1図は、磁気共鳴画像化装置の略図、第2図は本発明
の装置で使用される画像化シーケンスを示す図、第3図
は共役対称による合成化附加像を概念的に説明するのに
役立つグラフである。 44…位相エンコード勾配 52…スピンエコー 58…オフセツト位相エンコード勾配 60…勾配エコー 74…第1エコーデータ 76…第2エコーデータ
の装置で使用される画像化シーケンスを示す図、第3図
は共役対称による合成化附加像を概念的に説明するのに
役立つグラフである。 44…位相エンコード勾配 52…スピンエコー 58…オフセツト位相エンコード勾配 60…勾配エコー 74…第1エコーデータ 76…第2エコーデータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゴードン デイ.デイメスター アメリカ合衆国オハイオ州44092,ウイ クツクリフエ,デニス ドライブ 1613 (72)発明者 ケネス エス.デニソン アメリカ合衆国オハイオ州44120,シエ イカー ハイツ.ドレツクスモア ロー ド 14617 (56)参考文献 特開 昭62−8747(JP,A) 特開 昭62−182973(JP,A) 特開 昭62−227337(JP,A) SPIE Vol.593 Medic al Image Processin g(1985),P.6−13
Claims (8)
- 【請求項1】像領域を通じて一般にリニアな主磁界を誘
導するための主磁界手段(10,12)と、像領域内に高周
波パルスを送信し磁気共鳴を選択的に誘導すると共に磁
気共鳴エコーを選択的に発生させるための高周波送信手
段(30,32)と、像領域を横断して共鳴励起シーケンス
の間で定ステップで変わる位相エンコード勾配、各シー
ケンスにおける第1と第2エコーの間で位相エンコード
勾配を変えるための位相エンコードオフセット勾配及び
読出し勾配を含む磁界勾配を生じさせるための勾配磁界
手段(20,22)と、像領域からの磁気共鳴信号を受け、
対応する像を発生するための受信手段(32,34)とを含
む磁気共鳴画像化装置において、 各シーケンスにおいて第1エコー(52)の間に受信され
た第1エコー像(74又はFs(kx,ky))を記憶するため
の第1エコー像メモリ手段(80)と、各シーケンスにお
いて第2エコー(60)の間に受信された第2エコー像
(76又はFg(kx,ky))を記憶するための第2エコー像
メモリ手段(82)と、前記第1及び第2のあるエコー像
(74又はFs(kx,ky),76又はFg(kx,ky))がkスペ
ースにおいて重なるような大きさを有する前記位相エン
コードオフセット勾配と、重なっている像を使い前記第
1エコー像メモリ手段(80)及び第2エコー像メモリ手
段(82)内の像をアライニング(整合)及び/又は正規
化するためのアライニング手段(84)と、前記第1エコ
ー像(74又はFs(kx,ky))及び第2エコー像(76又は
Fg(kx,ky))に共役対称な共役対称像(Fs *(kx,
ky),Fg *(kx,ky))を発生するための共役対称手段
(140,160)と、前記第1エコー像(74又はFs(kx,
ky)),第2エコー像(76又はFg(kx,ky))及び共役
対称像(Fs *(kx,ky),Fg *(kx,ky))を表示像(f1
(x,y),f2(x,y),f3(x,y),f4(x,y))へ変換す
るための変換手段(122,132,146,166)を含むことを特
徴とする磁気共鳴画像化装置。 - 【請求項2】少なくとも前記第1エコー像(74又はF
s(kx,ky))から適当な位相補正を決定するための位
相補正決定手段(100)と、決定された位相補正により
前記第1エコー像(74又はFs(kx,ky))及び第1エコ
ー像(74又はFs(kx,ky))に対応する前記共役対称像
(Fs *(kx,ky))を補正するための位相補正手段(12
6,150)を更に含む請求項1記載の磁気共鳴画像化装
置。 - 【請求項3】前記勾配磁界手段(20,22)により印加さ
れる前記位相エンコードオフセット勾配はkスペースの
実質的に4分の1(Gmax/2)に対応し、ひとつの前記第
2エコー像のみが各シーケンス内に得られて前記第2エ
コー像メモリ手段(82)に記憶され、前記重なっている
像は最大位相エンコード勾配(Gmax)の半分の近くにあ
る請求項1又は2記載の磁気共鳴画像化装置。 - 【請求項4】前記勾配磁界手段(20,22)は、半分まで
のゼロ位相エンコード勾配の一方の側でnステップから
ゼロ位相エンコード勾配の他方の側の最大位相エンコー
ド勾配(Gmax)までのステップの位相エンコーディング
勾配により第1エコー(52)を位相コード化し、最大位
相エンコード勾配(Gmax)マイナスnの半分から最大位
相エンコード勾配(Gmax)(nは整数)までのステップ
で第2エコー(60)を位相コード化するように動作する
請求項3記載の磁気共鳴画像化装置。 - 【請求項5】前記最大位相エンコード勾配の半分と最大
位相エンコード勾配マイナスnの半分との間のステップ
に対応する第1エコー像(74又はFs(kx,ky))及び第
2エコー像(76又はFg(kx,ky))をフィルタするため
の相補的ロールオフフィルタ(120,130)を更に含む請
求項4記載の磁気共鳴画像化装置。 - 【請求項6】前記第1エコー像メモリ手段(80)に記憶
した第1エコー像(74又はFs(kx,ky))は、スピンエ
コー像である請求項1〜5のいずれかに記載の磁気共鳴
画像化装置。 - 【請求項7】前記第2エコー像メモリ手段(82)に記憶
した第2エコー像(76又はFg(kx,ky))は、勾配エコ
ー像である請求項1〜6のいずれかに記載の磁気共鳴画
像化装置。 - 【請求項8】前記勾配磁界手段(20,22)は、各第1エ
コー(52)と同時に第1極性の読出し勾配(54)を印加
し、第2エコー(60)と同時に逆極性の読出し勾配(5
6)を生じさせるように読出し勾配(54)の極性を反転
させることにより各第2エコー(60)を誘導するように
動作する請求項1〜7のいずれかに記載の磁気共鳴画像
化装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US124040 | 1987-11-23 | ||
US07/124,040 US4833407A (en) | 1987-06-24 | 1987-11-23 | Scan time reduction using conjugate symmetry and recalled echo |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01166746A JPH01166746A (ja) | 1989-06-30 |
JP2750880B2 true JP2750880B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=22412403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63295909A Expired - Lifetime JP2750880B2 (ja) | 1987-11-23 | 1988-11-22 | 磁気共鳴画像化装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4833407A (ja) |
EP (1) | EP0318212B1 (ja) |
JP (1) | JP2750880B2 (ja) |
DE (1) | DE3854342T2 (ja) |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5051699A (en) * | 1988-08-31 | 1991-09-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic resonance imaging system |
JPH0263435A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-02 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置 |
US4959611A (en) * | 1989-06-29 | 1990-09-25 | Picker International, Inc. | Out-of-slice artifact reduction technique for magnetic resonance imagers |
US5025216A (en) * | 1989-07-28 | 1991-06-18 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Magnetic resonance imaging of short T2 species |
US5122747A (en) * | 1990-11-21 | 1992-06-16 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | Spiral three-dimensional fourier transform NMR scan |
NL9002842A (nl) * | 1990-12-21 | 1992-07-16 | Philips Nv | Magnetische resonantie werkwijze en inrichting ter reductie van beeldfouten in een magnetisch resonantie beeld. |
US5168226A (en) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | General Electric | Acquisition of multiple images in fast spin echo nmr scans |
US5245282A (en) * | 1991-06-28 | 1993-09-14 | University Of Virginia Alumni Patents Foundation | Three-dimensional magnetic resonance imaging |
US5270654A (en) * | 1991-07-05 | 1993-12-14 | Feinberg David A | Ultra-fast multi-section MRI using gradient and spin echo (grase) imaging |
JP3403751B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2003-05-06 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
US5229717A (en) * | 1992-05-22 | 1993-07-20 | General Electric Company | Simultaneous two-contrast fast spin echo NMR imaging |
JP3276669B2 (ja) * | 1992-05-29 | 2002-04-22 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
JPH06327649A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-11-29 | Hitachi Ltd | 核磁気共鳴イメージング装置における画像再構成方法 |
DE4415393B4 (de) * | 1993-06-01 | 2010-10-14 | Siemens Ag | Verfahren zur Erzeugung von Bildern in einem Kernspintomographiegerät mit einer Spinecho-Pulssequenz |
DE4327321C1 (de) * | 1993-08-13 | 1994-10-27 | Siemens Ag | Pulssequenz für Kernspintomographiegeräte |
JP2713160B2 (ja) * | 1994-03-31 | 1998-02-16 | 株式会社島津製作所 | Mrイメージング装置 |
JPH07323021A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Shimadzu Corp | Mrイメージング装置 |
US5594336A (en) * | 1995-06-02 | 1997-01-14 | Picker International, Inc. | Three point technique using spin and gradient echoes for water/fat separation |
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