JP3838377B2

JP3838377B2 - 磁気共鳴法により対象を画像化する方法及び装置

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Publication number: JP3838377B2
Application number: JP53787697A
Authority: JP
Inventors: ペートルスグルーン，ヨハヌス
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: WO1997040395A3; DE69734755T2; WO1997040395A2; EP0835454B1; US5810727A; JPH11508177A; DE69734755D1; EP0835454A2

Description

本発明は
ａ．身体の一部にスピンを励起するために励起ＲＦパルスを発生し、
ｂ．定常磁界に読み取り傾斜を印加し、磁気共鳴信号をサンプリングする
各段階を含み、読み取り傾斜及び更なる傾斜の印加はｋ空間内のラインの点に対応する時点でサンプリングを与え、それはｋ空間内の所定の組のラインの一部分をなし、傾斜は磁気共鳴信号がその組の実質的に全てのラインでサンプルされるように測定サイクル毎に異ならせて印加される、
測定サイクルを少なくとも二回繰り返す磁気共鳴により定常磁界に置かれた身体の一部を画像化する方法に関する。
本発明はまた磁気共鳴により対象を画像化する方法を実施するＭＲ装置に関する。
この種の方法はＷＯ９３／０１５０９から知られている。この知られている方法によれば励起ＲＦパルスに続いて磁気共鳴信号が発生し、その信号値はｋ空間内のラインの点に対応するサンプリング時点まで励起ＲＦパルスからの間隔にわたる傾斜の積分に対して測定される。信号値がサンプリング時点又はその組のラインの多数の点に対応するサンプリング点でサンプルされたときに患者の一部の画像が変換により得られる。この知られた方法は就中例えば血液又は脳脊椎液（ＣＦＳ）のような患者の身体の一部の組織及び流体の流れを画像化するために用いられる。知られた方法はまた位相コントラスト血管造影及び血管内の流速の測定用に用いられる。画像内のエコーアーティファクトを打ち消すために知られている方法では、磁気共鳴信号の測定中に読み取り傾斜が開始する時点は連続的なリニア位相誤差が測定された信号でｋ空間内で発生され、画像は僅かに歪むだけであるように変化される。この知られた方法の欠点はアーティファクトが例えば流体の流れのエコー画像のような対象の流体の流れの画像で発生しやすいことである。
本発明の目的は流れ画像のそのようなアーティファクトを打ち消す方法を提供することにある。この目的に対して本発明による方法は測定サイクル毎に励起ＲＦパルスと読み取り傾斜との間の間隔は変化され、測定サイクル毎に読み取り傾斜の一次モーメントは実質的に一定に保たれることを特徴とする。読み取り傾斜の一次モーメントが異なる時間シフトで連続的に励起する測定中に実質的に一定に保たれる故に一次モーメントによる流体の流れの中のスピンの位相変動はｋ_y＝０の近傍で実質的に一定であり、連続した励起中の流体の流れのスピンの位相変動により生ずる動きのアーティファクトは打ち消される。
本発明による方法の特定の実施例は読み取り傾斜は初期読み取り傾斜及び正と負の方向の交番読み取り傾斜を含み、初期読み取り傾斜の持続時間に等しい間隔にわたる初期読み取り傾斜の第一の積分値は読み取り傾斜の第一のローブの持続時間に等しい間隔にわたる交番読み取り傾斜の第二の積分値の実質的に半分に等しく、第一の積分値の符号は第二の積分値の符号と逆であり、初期読み取り傾斜と交番読み取り傾斜の第一のローブの中心との間の時間間隔は一定に保たれることを特徴とする。これは交番読み取り傾斜の第一のローブは一定であり、流体の流れのスピンの位相変動は一定であり、液体の流れの動きのアーティファクトは画像内で打ち消されることにより達成される。
本発明による方法の更なるバージョンは励起ＲＦパルスに続き、読み取り傾斜の印加の前に読み取り傾斜に平行に延びる方向の双極傾斜対が発生されることを特徴とする。この段階は奇数又は偶数の傾斜エコー信号に対する一次の流れ補正を達成する。何故ならば流れによる該傾斜エコー信号の位相への寄与は実質的にゼロに調整されるからである。他の可能性は平均位相誤差を偶数及び奇数の傾斜エコー信号に対して実質的にゼロに調節することである。これは初期の読み取り傾斜及び交番傾斜の補正されるべきモーメントと反対の一次モーメントと組になる双極傾斜を用いることにより達成される。
本発明による方法の更なるバージョンは励起ＲＦパルスに続き、読み取り傾斜の横方向に延在する方向を有する初期位相エンコーディング傾斜の印加の前に初期位相エンコーディング傾斜に平行に延在する方向の双極傾斜対を印加することを特徴とする。この段階は位相エンコード方向に対する流れの補正をなし、それにより読み取り傾斜及び初期の位相エンコード傾斜の方向に対して斜めの流体の流れを有する画像のエコー及び変位アーティファクトは打ち消される。
本発明の更なるバージョンは励起ＲＦパルスに続いて、少なくとも一つのリフォーカシングＲＦパルスが印加され、その後に読み取り傾斜が印加され、信号値が測定されることを特徴とする。この段階の利点はリフォーカスされた磁気共鳴信号では励起ＲＦパルスにすぐに続く自由誘導減衰信号より信号の測定に利用可能な時間がより多いということにある。更にまた定常磁界の不均一の影響はリフォーカシングＲＦパルスに用いたときはより少ない。単一の励起ＲＦパルスを含むパルスシーケンスは単一のＲＦリフォーカシングパルスが続き、またはそれがない場合に、及び交番読み取り傾斜が更に続くときにはこれはエコープラナー画像化法（ＥＰＩ）のパルスシーケンスとして知られている。多数のリフォーカシングＲＦパルスがまた実施可能である。励起ＲＦパルス、多数のリフォーカシングＲＦパルス、磁気共鳴信号を発生するための多数の読み取り傾斜を含む他の磁気共鳴画像化技術で用いられるパルスシーケンスは「傾斜及びスピンエコー」（ＧＲＡＳＥ）技術として知られている。必要ならば幾つかのＧＲＡＳＥパルスシーケンスが測定されるｋ空間の一部分の測定に対して繰り返される。この画像化技術は上記特許出願ＷＯ／９３／０１５０９から知られている。この知られている画像化技術により磁気共鳴信号は各リフォーカシングＲＦパルスの後にサンプルされ、サンプリング点はｋ空間の異なるライン上に置かれている。
本発明による方法の更なるバージョンはｋ空間の同じ点が反対向きの読み取り傾斜を用いて２回測定され、その後に画像が測定された信号値から得られることを特徴とする。反対向きの読み取り傾斜を伴うｋ空間の同じ又は実質的に同じ点の２つの信号値を測定し、得られた信号値から画像を得ることによりゴーストアーティファクトが打ち消される。
本発明による方法の他のバージョンは付加的なラインが所定の組のライン間に挿入され、読み取り傾斜はその方向の符号が全てのラインで逆転されるように印加されることを特徴とする。この段階の結果として測定された信号値から画像の再構成後に再構成された画像の一部分はゴーストアーティファクトが存在しない。
本発明はまた磁気共鳴手段による画像化のための装置に関し、その装置は上記の方法を達成するよう配置される。本発明によるそのような装置は制御ユニットはまた測定サイクル毎に励起ＲＦパルスと読み取り傾斜との間の間隔は変化され、測定サイクル毎に読み取り傾斜の一次モーメントは実質的に一定に保たれるよう配置されることを特徴とする。本発明のこれらの及び他のより詳細な特徴は以下に図面を参照して例により説明される。
図１は対象の画像化のためのＭＲ装置を示す。
図２は知られている多重（マルチプル）ＥＰＩパルスシーケンスを示す。
図３は多重ＥＰＩパルスシーケンスで知られている時間シフトを示す。
図４は時間シフトによる位相補正を示す。
図５は初期読み取り傾斜及び交番読み取り傾斜の第一のローブを示す。
図６は多重ＥＰＩパルスシーケンスで本発明による時間シフトを示す。
図７は本発明による時間シフトを有するＥＰＩパルスシーケンスを示す。
図８は流れの補正による位相誤差の調整を示す。
図９は第二のリフォーカシングＲＦパルスに先立つよう配置された補正読み取り傾斜及び補正位相エンコーディング傾斜を有するＧＲＡＳＥパルスシーケンスを示す。
図１は磁気共鳴装置を示し、これは定常磁界を発生する第一の磁石システム２と、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に傾斜を有する付加的な磁界を発生する種々の傾斜コイル３、４、５を含む。示された座標系のＺ方向は慣行により磁石システム２の定常磁界の方向に対応する。用いられる測定座標系ｘ，ｙ，ｚは図１に示されるＸ，Ｙ，Ｚの座標系と独立に選択されうる。傾斜コイル３、４、５は給電ユニット１１により給電される。ＲＦ送信コイル６はＲＦ磁界を発生し、ＲＦ送信機及び変調器８に接続される。受信コイルは例えば患者である検査されるべき対象７のＲＦ磁界により発生する磁気共鳴信号を受信する。これはＲＦ送信コイル６と同じコイルである。磁石システム２はまた検査されるべき患者を収容するために充分広い検査空間を含む。ＲＦ送信コイル６は検査空間内で患者７の一部分を囲うよう配置される。ＲＦ送信コイル６は送受信回路９を介して信号増幅器及び復調ユニット１０に接続される。制御ユニット１２はＲＦパルス及び傾斜を含む特別なパルスシーケンスを発生するためにＲＦ送信機用の変調器８及び電力供給ユニット１１を制御する。復調ユニット１０から得られた位相及び振幅は処理ユニット１４に印加される。処理ユニット１４は変換により画像を形成するよう得られた信号を処理する。画像は例えばモニタ１５により可視化される。磁気共鳴画像９及び磁気共鳴装置の詳細な説明はＭ．Ａ．Ｆｏｓｔｅｒ、Ｊ．Ｍ．ＳＨｕｔｃｈｉｓｏｎにより、ＩＲＬ出版から１９８７年に発行された本「ＰｒａｃｔｉｃａｌＮＭＲＩｍａｇｉｎｇ」に記載されている。
本発明は磁気共鳴信号を発生するために就中知られている多重エコープラナーパルスシーケンス（マルチショットＥＰＩ）に関する。知られているパルスシーケンスは例えば２次元フーリエ画像化技術で用いられる。図２は知られている多重ＥＰＩ法のパルスシーケンス２００を示す。ＥＰＩパルスシーケンス２００はＧ_z行で示されるｚ方向の傾斜を有する一時的な磁界２１０と同時に図２のＨＦ行に示されるフリップ角αを有する励起ＲＦパルス２０１から始まる。フリップ角αは例えば９０°である。励起ＲＦパルス２０１はｚ方向に垂直に延在するスライスで第一の磁気共鳴信号２４０を発生する。図２でこの磁気共鳴信号はＭＲ行に示される。続いてｔ₁の時点でディフェーズ用の一時的な磁界２３０が負のｘ方向に向けられた傾斜で印加される。続いて、第一の磁気共鳴信号２４０がそれぞれのスピンのディフェーズにより急速に減衰する。
ｔ₃の時点で交番する一時的な磁界２３１が印加され、その傾斜は正及び負の方向に交互に向けられる。この交番する一時的な磁界２３１は以下に交番読み取り傾斜と称する。ディフェーズする一時的な磁界２３０は初期読み取り傾斜と称する。初期読み取り傾斜の持続時間は記号Δで示される。印加された交番する一時的な磁界２３１によりそれぞれのスピンの方向は逆転する。従ってディフェーズはリフェーズに変換され、傾斜エコー信号２４１が再びディフェーズする前にｔ₄の時点で現れる。２つの極性の逆転の間で交番読み取り傾斜のパルスシーケンスの一部分は読み取り傾斜のローブと称される。このローブの持続時間に等しい間隔にわたる交番読み取り傾斜の積分は持続時間Δにわたる初期読み取り傾斜の積分のマイナス二倍に等しい。
各連続するローブは更なる傾斜エコー信号を発生し、斯くして一連の傾斜エコー信号２４１、２４２、２４３、２４４、２４５が発生する。実際例えば単一のＥＰＩパルスシーケンス中に５つの傾斜エコー信号が発生する。初期読み取り傾斜２３０の印加中にｙ方向に傾斜を有する一時的な磁界２２０はまた磁気共鳴信号で位相エンコードをなすよう印加される。この一時的な磁界２２０は初期位相エンコーディング傾斜と称される。読み取り傾斜の極性の反転で位相エンコーディング傾斜パルス（ブリップ）２２１、２２２、２２３、２２４が更にまた印加され、斯くしてサンプルされるべきｋ空間の一部分に規則的に分布するライン上に配置され、ｋ_x軸に平行に延在するサンプリング点に対応する傾斜エコー信号２４１、２４２、２４３、２４４、２４５の測定された信号値が得られる。各位相エンコーディング傾斜パルスの後に測定された信号値が次のラインに対応する傾斜信号が発生される。マルチショットＥＰＩ法の異なる初期位相エンコーディング傾斜の選択により連続したＥＰＩパルスシーケンスで測定値はそのサンプリング点がｋ空間の多数のライン上に位置するよう測定される。
上記マルチショットＥＰＩ法により発生した測定された磁気共鳴信号から再構成された画像のアーティファクトを打ち消すために該アーティファクトは定常磁界の不均一による場合には上記特許出願ＷＯ９５／０１５０９から知られている方法が用いられる。上記特許出願に開示されてる方法によれば期間τ₂は連続したＥＰＩパルスシーケンスで初期読み取り傾斜と交番読み取り傾斜との間で変化される；それはτ₂＝ｔ₃−ｔ₂を維持し、初期傾斜のパルス持続時間に等しい間隔にわたる初期読み取り傾斜２３０の第一の積分は第一のローブの持続時間に等しい間隔にわたる交番傾斜２３１の第二の積分の実質的に半分に等しく、第一の積分の符号は第二の積分の符号と反対である。例により図３は知られている方法の時間シフトを示す。説明のために図３は５つの連続したＥＰＩパルスシーケンスの初期読み取り傾斜３３０及びそれに続く交番読み取り傾斜３３１のみを示し、時間間隔τ₂は

で決定され、ここでＣは定数、ｋ_yは測定されるべき磁気共鳴信号の初期位相エンコーディングの実際の値、Δｋ_yはｋ空間内の隣接するライン間の距離であり、

ではＴは交番読み取り傾斜のローブの幅であり、Ｎはパルスシーケンスの繰り返しの数である。図４は定常磁界の不均一によるｋ空間を横切る位相誤差の分布及び知られている方法による位相誤差の補正を示す。階段状のライン４０は補正なしでｋ_y値の関数として静止した組織の位相誤差を表し、階段状のライン４１は補正した場合のｋ_y値の関数として静止した組織で励起されたスピンにより測定された傾斜エコー信号の位相誤差を表す。補正の利点は位相誤差がｋ空間を横切ってリニアに分布し、フーリエ変換の後にゴーストアーティファクトが画像内で抑制され、歪みのみが残ることにある。
体の一部分、例えば血流又はＣＳＦの画像化中にアーティファクトは異なる時間間隔τ₂を通して読み取り傾斜の異なる一次モーメントにより発生し、それにより流体の流れの中のスピンの異なる位相変化は図４の傾いた階段状のライン４２により示されるように発生する。初期読み取り傾斜及び交番読み取り傾斜の一次モーメントが一定に保たれる本発明による位相補正は図４の階段状のライン４３に示される。ｋ_y＝０の近傍での位相誤差は実質的には一定であることが図４から得られる。読み取り傾斜の一次モーメントによるスピンの位相変動は図５を参照して説明される。図５は初期読み取り傾斜５１及び読み取り傾斜５２を示す。読み取り傾斜の方向で速度ｖの流れでスピンによる位相変化Φ_vは以下の式で与えられ、

ここでｔ₃＝ｔ₁＋Δ、ｔ₄＝ｔ₃＋Δ、ｔ₃＝ｔ₂＋τ₂であり、γは核磁気回転比である。Ｇは印加された傾斜の強度であり、ｖは傾斜の方向での流体の流れの速度である。これはまたΦ_v＝γＧΔ（Δ＋τ₂）ｖの関係を維持する。しかしながら時間間隔τ₂は各連続するＥＰＩパルスシーケンスに対して異なり、異なる位相変化は同じシーケンス番号の傾斜エコー信号で発生し、これは連続するＥＰＩパルスシーケンスで発生する。スピンの流れにより生ずる位相誤差をｋ_y＝０の近傍でｋ_yに独立にするために本発明の方法によれば各ＥＰＩシーケンスの連続するＥＰＩパルスシーケンスで時間間隔τ₂を一定に保ち、励起ＲＦパルスと初期読み取り傾斜との間の間隔τ₁を変化することにより初期読み取り傾斜及び交番読み取り傾斜の一次モーメントは一定に保たれ、時間間隔τ₁は

により決定され、ここでＣは定数、ｋ_yは測定されるべき磁気共鳴信号の初期位相エンコーディングの実際の値、Δｋ_yはｋ空間内の隣接するライン間の距離であり、

ではＴは交番読み取り傾斜のローブの幅であり、Ｎはパルスシーケンスの繰り返しの数である。
図６は本発明による５つの連続するＥＰＩパルスシーケンスの例であり、その初期読み取り傾斜６３０及び交番読み取り傾斜６３１のみが示され；読み取り傾斜の一次モーメントは該式に従って前のＥＰＩパルスシーケンスの間隔τ₁（ｎ−１）に関して間隔τ₁（ｎ）を変化し、初期読み取り傾斜６３０と交番読み取り傾斜６３１との間の間隔τ₂を一定に保つことにより実質的に一定に保たれる。流れによるスピンの正味の位相変化は以下の全てのＥＰＩパルスシーケンスに対して一定である。更にまた読み取り傾斜がシフトされたときに初期位相エンコーディング傾斜及び位相エンコーディングパルスはまたシフトされる。
双極傾斜対はまた身体の一部の血流又はＣＳＦの画像での更なるゴーストアーティファクトを打ち消すために用いられる。５つの傾斜エコー信号のエコーパルス列を含むＥＰＩシーケンスでは斯くして一次の流れ補正は例えば第一の傾斜エコー信号、第三の傾斜エコー信号、第五の傾斜エコー信号で達成される。図７はＥＰＩパルスシーケンス７００を示し、ここで双極傾斜対７３２は初期読み取り傾斜７３０及び交番読み取り傾斜７３１の前に付加される。好ましく用いられる第一の可能性では励起ＲＦパルス７０１と双極傾斜対７３２との間の間隔τ₃は一定に保たれ、双極傾斜対７３２と初期読み取り傾斜７３０との間の間隔τ４は変化される。更なる可能性によればこれは実施することが実際にはより困難であるが間隔τ₃を変化し、間隔τ₄を一定に保つ；間隔τ₄の持続時間はまたゼロである。両方の可能性に於いて読み取り傾斜の一次モーメントは時間シフトにより影響されない。斯くして一次の流れの補正は初期読み取り傾斜７３０及び交番読み取り傾斜７３１の第一のローブにより調節されることが達成され、エコーパルス列の第一の傾斜エコー信号７４１での流れによる位相誤差は実質的にゼロである。更にまた交番読み取り傾斜７３１のローブにより、一次の流れ補正はまたエコーパルス列の第三の傾斜エコー信号７４３及び第五の傾斜エコー信号７４５に対しても生ずる。双極傾斜対による位相誤差Φ_vの調整は図８に示される。図８はΦ_vの第一の調整８１を示し、ここでΦ_vは交番読み取り傾斜の正のローブに対して実質的にゼロに等しい。
この可能性はｋ平面に対応する測定値は一回のみ測定される傾斜エコー信号の測定の実施中に、又は交番読み取り傾斜の同じ方向で信号値が数回測定される傾斜エコー信号の測定の実施中に好ましく用いられる。この場合には流れの補正はｋ_y＝０の周辺のラインに対して達成され、このラインは測定された信号値の再構成された画像に最も重要な貢献をなす。他の可能性はΦ_vの第二の調整８２の使用であり、実質的にゼロに等しい値は読み取り傾斜の負のローブに対して調整される。更にまたΦ_vはまた第三の値８３に調整され、交番読み取り傾斜の正及び負のローブに対するΦ_vの平均値は実質的にゼロに等しい値に調整される。流れ補正は体積要素内の流れにより生ずるような位相シフトの差による信号損失の減少及び流速の時間依存変動に対する傾斜エコー信号の位相の感応の減少をもたらす。
双極傾斜対はまたｘ方向及びｙ方向に関して角をなす方向の身体の一部で血液又はＣＳＦの流体の流れによるシフトを打ち消すために初期位相エンコーディング傾斜７２０と第一の傾斜エコー信号７４１との間に挿入することが可能である。
更なる改善は磁気共鳴信号が各測定に対して反対に向けられた読み取り傾斜で二回（ＮＳＡ＝２）測定される流れ補正を有する方法により達成可能であり、測定された信号値はｋ空間で同じ又は実質的に同じライン上に配置される。例えば第一の測定中に信号値は正のｋ_y方向にラインに沿って測定され、第二の測定中には負のｋ_y方向にラインに沿って測定される。この目的のために例えばＥＰＩパルスシーケンスでの初期読み取り傾斜及び読み取り傾斜は一つおきのパルスシーケンスで反転される。この方法はまた単一のＥＰＩ法で用いられ、ここではｋ平面の実質的に全てのラインの組が単一の励起ＲＦパルスにより測定される。マルチショットＥＰＩ法に対して図７に例として示されるパルスシーケンスは初期読み取り傾斜７３０及び交番読み取り傾斜７３１及び双極傾斜対７３２の方向は偶数又は奇数パルスシーケンスのいずれでも反転される。技術的な理由により実際のシーケンスは次のようになる：読み取り傾斜の第一の方向で全ての測定を実施し、続いて最初の方向と逆の読み取り傾斜の方向で全ての測定を実施する。双極傾斜対の付加により流れの補正は測定の実施中に達成され、それにより流れによる位相誤差は最小となり、位相誤差の符号は読み取り傾斜の符号が変化するに従って変化し、読み取り傾斜７３１の正と負のローブの位相誤差Φ_vの平均値を実質的にゼロに調整することを可能にする。測定の後に測定値の二組は再構成に対して利用可能である。それに続いて再構成中に第一の画像は第一の組及び第二の組の測定値から得られ、流れによる位相誤差は＋Φ_vであり、第二の画像は二組の測定値から得られ、位相誤差は−Φ_vである。図８で第一の測定中に測定された測定値の位相誤差は「＋」により印を付けられたライン８４により示され、第二の測定中に測定された測定値の位相誤差は「○」により印を付けられたライン８５により示される。
再構成により２つの画像が得られ、それぞれは流れにより一定であるが反対向きの位相誤差Φ_v有する。続いて最終画像が２つの画像から得られる。例えば流速が毎秒０．２５ｍ以下の場合のように流れによる位相誤差が小さいときには画像又は信号値は再構成に対して単純に加算されうる。より高い流速の場合には単純な加算では最適な結果を得られない。何故ならば位相＋Φ_v及び−Φ_vを有する信号は位相誤差の値Φ_vがπ／２に到達する故に相互に打ち消しあうからである。故により高い流速の場合には位相誤差は例えば画像内の画素毎の絶対値又はΦ_vを除去する複素画像上での位相補正をなすことによるような計算により両方の複素画像から除去される。
位相誤差Φ_vの除去に対する他の可能性はｋ空間内の付加的なラインの測定である。この目的のために付加的なラインは所定の組のラインの間に挿入され、読み取り傾斜はその方向がライン毎にその符号が変化するような方法で傾斜エコー信号の測定中に印加される。測定された信号値から画像の再構成の後に画像の一部分はこれらのゴーストアーティファクトが画像の外に位置する故にゴーストアーティファクトが除去される。
本発明はまた例えばリフォーカシングＲＦパルスを含むＥＰＩ法で用いられる。複数のリフォーカシングＲＦパルスが用いられるが、２つの連続するリフォーカシングＲＦパルス間の位相エンコーディングが同じであるスピンエコーマルチエコーＥＰＩ法の場合にも本発明を用いることはまた可能である。測定された信号値を用いて異なるＴ₂コントラストを有する画像が得られる。他の可能性は傾斜及びスピンエコーマルチエコー法（ＧＲＡＳＥ）を用いることであり、ここでは複数のリフォーカシングＲＦパルスが用いられ、異なる位相エンコーディングは連続するリフォーカシングＲＦパルス間に印加され、それにより測定の実施の時間を節約する。図９は知られたＧＲＡＳＥシーケンスの方法の適用を示し、それは例えば二次元フーリエ画像化技術をなすよう対象又は身体内に傾斜信号９４１、９４２、９４３、９４４、９４５を発生するために用いられる。ＧＲＡＳＥパルスシーケンス９００はフリップ角αの励起ＲＦパルス９０１から開始され、続いて間隔ｔ₁の後にフリップ角βのリフォーカシングＲＦパルス９０２が続く。このフリップ角αは例えば９０°である。フリップ角βは例えば１８０度である。励起ＲＦパルス９０１は第一の磁気共鳴信号９４０を発生する。図９でこの信号はＭＲ行に示される。第一の磁気共鳴信号９４０は磁界の局部変化によりそれぞれのスピンのディフェージングにより急速に減衰する。時点ｔ₉₁で励起ＲＦパルス９０１にリフォーカシングＲＦパルス９０２が続く。リフォーカシングＲＦパルス９０２は局部磁界を乱すことなくそれぞれのスピンの方向を逆転する。結果としてディフェージングはリフェージングに変換され、それにより一時的な傾斜が存在しないでスピンエコー信号が間隔ｔ₉₂の後に発生し、ｔ₉₂はｔ₉₁の２倍である。しかしながら初期読み取り傾斜９３０がリフォーカシングＲＦパルス９０２の後に時点ｔ１で印加されたときにそれはまたスピンのディフェージングを引き起こす。時点ｔ₂で交番読み取り傾斜２３１が印加され、傾斜は交互に正と負の方向に向けられる。交番読み取り傾斜９３１の第一のローブはリフェージングを引き起こし、それにより傾斜エコー信号９４１が時点ｔ₄で発生する。それぞれの以下に続くローブは更なる傾斜エコー信号を発生し、斯くして一連の傾斜エコー信号９４１、９４２、９４３、９４４、９４５が発生する。初期読み取り傾斜９３０の印加中に初期位相エンコーディング傾斜９２０がまた印加される。読み取り傾斜の極性の逆転で更にまた位相エンコーディング傾斜パルス（ブリップ）２２１、２２２、２２３、２２４が印加され、その結果傾斜エコー信号９４１、９４２、９４３、９４４、９４５の測定された信号値がｋ_xに平行に延在するｋ空間に規則的に分布されたラインに対応し、各位相エンコーディング傾斜パルスの後に測定された信号値が次のラインに対応する傾斜エコー信号が発生する。
ｋ空間のラインの組の全て又は実質的に全てのラインをサンプルするために必要ならば連続するＧＲＡＳＥパルスシーケンスが発生され、それは初期位相エンコーディング傾斜が異なる値を有し、斯くして続くリフォーカシングＲＦパルス９０３の前に位相は例えば初期読み取り傾斜９３０を補正する第一の補正パルス９２３及び初期位相エンコーディング傾斜９２０及び位相エンコーディング傾斜パルス９２１、９２２、９２３、９２４を補正する第二の補正パルス９２５によりｋ空間の原点のような固定された点に再び戻される。その場合には２つのリフォーカシングＲＦパルス９０２、９０３の間のパルスシーケンスの部分は充分な回数繰り返される。
ｋ_y＝０の近傍で流れによる位相誤差をｋ_yに独立にするために本発明による方法では読み取り傾斜の一次モーメントはＧＲＡＳＥパルスシーケンス９００で時間間隔τ₂＝ｔ₃−ｔ₂を一定に保つことにより各ＧＲＡＳＥエコーシーケンスで一定に保たれる。定常磁界の不均一によるｋ空間の位相誤差を線形化するために励起ＲＦパルスからディフェージング読み取り傾斜までの時間間隔τ₁は式

により制御されて連続するＥＰＩパルスシーケンスで変化され、ここでｋ_yは測定されるべき磁気共鳴信号の初期位相エンコーディングの実際の値、Δｋ_yはｋ空間内の隣接するライン間の距離であり、

ではＴはローブの幅であり、ＮはＧＲＡＳＥパルスシーケンスの繰り返し中にリフォーカシングＲＦパルスの後に印加される交番読み取り傾斜の全体の数に等しい。本発明による方法の用いられる他の応用は例えば位相コントラスト血管造影法及び流速測定である。本発明はまた例えば三次元スキャン法のようなマルチショットＥＰＩシーケンスを用いる他の知られている磁気共鳴画像化法と組み合わせて用いられる。

Claims

ＲＦパルスを発生する手段と、
一時的な傾斜を発生する手段と、
磁気共鳴信号を受信しサンプリングする手段と、
画像を形成するように前記サンプリングされた磁気共鳴信号を処理する手段と、
を有する、定常磁界内に配置された身体の一部分の画像を形成する装置の作動方法であって、
制御手段の制御下において、
ａ．スピン励起用の励起ＲＦパルスを発生し、
ｂ．前記定常磁界上に重ねられる読み取り傾斜を発生し、磁気共鳴信号をサンプリングする、
ことを含む測定サイクルが少なくとも２回繰り返され、前記読み取り傾斜及び更なる傾斜の発生は、ｋ空間内の関連付けられる組のラインの一部分を形成する該ｋ空間内のラインの点に対応する時点でのサンプリングを与え、前記傾斜は、前記磁気共鳴信号が前記組のライン上でサンプリングされるように測定サイクル毎に異ならせて発生され、
１つの測定サイクルから次の測定サイクルにおいて、前記励起ＲＦパルスと前記読み取り傾斜との間の時間間隔が変えられることにより、前記読み取り傾斜の一次モーメントは実質的に一定に保たれ、
前記読み取り傾斜は、初期読み取り傾斜と、正と負の方向の交番読み取り傾斜とを有し、
前記初期読み取り傾斜と、前記交番読み取り傾斜の第１のローブとは、時間間隔によって離され、
前記初期読み取り傾斜の持続時間に等しい間隔にわたる前記初期読み取り傾斜の第１の積分値は、前記読み取り傾斜の前記第１のローブの持続時間に等しい間隔にわたる前記交番読み取り傾斜の第２の積分値の実質的に半分に等しく、
前記第１の積分値の符号は、第２の積分値の符号と逆であり、
１つの測定サイクルから次の測定サイクルにおいて、前記初期読み取り傾斜と前記交番読み取り傾斜の前記第１のローブの中心との間の時間間隔は一定に保たれることを特徴とする方法。
前記励起ＲＦパルスに続き、且つ、前記読み取り傾斜の発生の前に、前記読み取り傾斜の方向に対して平行に延びる方向の双極傾斜対が発生されることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記励起ＲＦパルスに続き、且つ、前記読み取り傾斜の方向に対して横方向に延在する方向を有する初期位相エンコーディング傾斜の発生の前に、前記初期位相エンコーディング傾斜の方向に対して平行に延びる方向の双極傾斜対が発生されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
前記励起ＲＦパルスに続いて、少なくとも１つの再収束ＲＦパルスが発生され、前記再集束ＲＦパルスの後に前記読み取り傾斜が発生され、信号値が測定されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の方法。
前記ｋ空間の同じ点が、反対向きの読み取り傾斜を用いて２回測定され、その後に画像が測定された信号値から得られることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の方法。
付加的なラインが前記所定の組のライン間に挿入され、
前記読み取り傾斜は、その方向の符号がライン毎に逆転されるように発生されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の方法。
実質的に均一な定常磁界を発生する手段と、
ＲＦパルスを発生する手段と、
一時的な傾斜を発生する手段と、
ＲＦパルスを発生する手段用及び一時的な傾斜を発生する手段用の制御信号を発生する制御ユニットと、
ＭＲ信号を受信しサンプリングする手段と、
前記サンプリングされたＭＲ信号を処理する処理ユニットと、
を有し、
前記制御ユニットは、
ａ．励起ＲＦパルスを発生し、
ｂ．前記定常磁界上に読み取り傾斜を重ね、発生した磁気共鳴信号の信号値をサンプリングし、前記読み取り傾斜及び更なる傾斜の印加は、ｋ空間内の関連付けられる組のラインの一部分を形成する該ｋ空間内のラインの点に対応するサンプリングポイントを与え、前記傾斜は、前記磁気共鳴信号が前記組の実質的に全てのライン上でサンプリングされるように測定サイクル毎に異ならせて印加される測定サイクルを少なくとも２回繰り返すよう構成され、
前記制御ユニットは、また、１つの測定サイクルから次の測定サイクルにおいて、前記励起ＲＦパルスと前記読み取り傾斜との間の時間間隔が変えられることにより、前記読み取り傾斜の一次モーメントは実質的に一定に保たれるように構成される、実質的に均一で定常な磁界内に配置された身体の一部分の画像を形成する装置であって、
前記読み取り傾斜は、初期読み取り傾斜と、正と負の方向の交番読み取り傾斜とを有し、
前記初期読み取り傾斜と、前記交番読み取り傾斜の第１のローブとは、時間間隔によって離され、
前記初期読み取り傾斜の持続時間に等しい間隔にわたる前記初期読み取り傾斜の第１の積分値は、前記読み取り傾斜の前記第１のローブの持続時間に等しい間隔にわたる前記交番読み取り傾斜の第２の積分値の実質的に半分に等しく、
前記第１の積分値の符号は、第２の積分値の符号と逆であり、
１つの測定サイクルから次の測定サイクルにおいて、前記初期読み取り傾斜と前記交番読み取り傾斜の前記第１のローブの中心との間の時間間隔は一定に保たれることを特徴とする装置。
前記励起ＲＦパルスに続き、且つ、前記読み取り傾斜の印加の前に、前記読み取り傾斜の方向に対して平行に延びる方向の双極傾斜対が発生されることを特徴とする請求項７記載の装置。
前記励起ＲＦパルスに続き、且つ、前記読み取り傾斜の方向に対して横方向に延在する方向を有する初期位相エンコーディング傾斜の印加の前に、前記初期位相エンコーディング傾斜の方向に対して平行に延びる方向の双極傾斜対が発生されることを特徴とする請求項７又は８記載の装置。
前記励起ＲＦパルスに続いて、少なくとも１つの再収束ＲＦパルスが発生され、前記再集束ＲＦパルスの後に前記読み取り傾斜が印加され、信号値が測定されることを特徴とする請求項７乃至９のうちいずれか１項記載の装置。
前記ｋ空間の同じ点が、反対向きの読み取り傾斜を用いて２回測定され、その後に画像が測定された信号値から得られることを特徴とする請求項７乃至１０のうちいずれか１項記載の装置。
付加的なラインが前記所定の組のライン間に挿入され、
前記読み取り傾斜は、その方向の符号がライン毎に逆転されるように印加されることを特徴とする請求項７乃至１０のうちいずれか１項記載の装置。