JPH08299299A - 磁気共鳴診断装置における複数スライス同時撮影方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １チャネル型の振幅変調するだけの機能しか
ない高周波磁場発生装置を持つ磁気共鳴診断装置でも、
２のｎ乗枚のスライスを同時励起して撮影効率を向上す
る手段を提供すること。 【構成】 １チャネル型の振幅変調を行う高周波磁場発
生装置の振幅変調波形として、４枚のスライスを同時励
起する場合、９０度パルス１０１として図１の４つのパ
ルスＲＦ１(ｔ)〜ＲＦ４(ｔ)を用いた撮影を行う。各パ
ルスを用いた撮影のスライスプロファイル１０２は、図
１のｐ１(ｚ)〜ｐ４(ｚ)となる。撮影後の信号データに
分離演算１０４を行うと、分離後のスライスプロファイ
ル１０３が得られ、図１のＳ１(ｚ)〜Ｓ４(ｚ)までに示
す各スライスに分離する。本発明の９０度パルス１０１
の一例を下記に示す。 【数２１】 【数２２】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴診断装置におけ
る複数スライス同時撮影方法、すなわち、磁気共鳴診断
装置において効率的にデータを計測する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関する従来技術としては、以下
の文献(１)〜(５)に記載されている技術が知られてい
る。 文献(１) 著者：Ａ.Ａ.Ｍaudsley タイトル："Ｍultiple-Ｌine-Ｓcanning Ｓpin Ｄensit
y Ｉmaging" 論文誌：Ｊournal of Ｍagnetic Ｒesonance, vol.41,
pp.112-126(1980). 文献(２) 著者：Ｃ.Ｈ.Ｏh, Ｈ.Ｗ.Ｐark, and Ｚ.Ｈ.Ｃho タイトル："Ｌine-Ｉntegral Ｐrojection Ｒeconstruc
tion (ＬＰＲ) with Ｓlice Ｅncoding Ｔechniques： Ｍultislice Ｒ
egional Ｉmaging inＮＭＲ Ｔomography" 論文誌：ＩＥＥＥ Ｔransaction on Ｍedical Ｉmagin
g, vol.ＭＩ-3, no.4(1984). 文献(３) 著者：Ｓ.Ｐ.Ｓouza, Ｊ.Ｓzumowski, Ｃ.Ｌ.Ｄumouli
n, Ｄ.Ｐ.Ｐlewes, andＧ.Ｇlover タイトル："ＳＩＭＡ: Ｓimultaneous Ｍultislice Ａc
quisition of Ｍ ＲＩmages by Ｈadamard-Ｅncoded Ｅ
xcitation 論文誌：Ｊournal of Ｃomputer Ａssisted Ｔomograph
y, vol.12, no.6(1988).

【０００３】文献(４) 著者：Ｇ.Ｈ.Ｇlover, and Ａ.Ｓhimakawa タイトル："ＰＯＭＰ (Ｐhase Ｏffset Ｍulti-Ｐlana
r) Ｉmaging： Ａ newhight efficiency technique. 学会大会予行集：Ｓociety of Ｍagnetic Ｒesonance i
n Ｍedicine，7-thＡnual Ｓcientific Ｍeeting and
Ｅxhibitition,Ｂook of Ａbstracts, p.241(1988)． 文献(５) 著者：J.Ｔaguchi, Ｋ.Ｓano, and Ｔ. Ｙokoyama タイトル："Ｄouble Ｓlice Ｉmaging by Ｕsing Ｔwo
Ｔypes of 90°ＲＦＰulse Ｓhape" 学会大会予行集：Ｓociety of Ｍagnetic Ｒesonance i
n Ｍedicine，10-thＡnual Ｓcientific Ｍeeting and
Ｅxhibitition, Ｂook of Ａbstracts, wip,p.1177(199
1)．

【０００４】上記文献(１)には、ラインスキャン法で撮
影する場合、複数スライスを同時に励起して計測し、そ
の後の演算で各ラインに分離して像再構成を行う方法が
記載されている。そして、同時にラインを励起する手段
として、４チャネル型の振幅変調を行う方法が記載され
ている。すなわち、所定の基準振動数で振動する単振動
波を４チャネルに分流し、各々のチャネルで、それぞ
れ、０°，９０°，１８０°，２７０°の位相を持た
せ、各チャネルで独立した振幅変調を行うものである。
上記文献(１)に記載の通り、０°のチャネルは、１８０
°のチャネルと符号が異なるだけで、基本的には同一機
能を果たし、９０°チャネルと２７０°チャネルも同様
に同一機能を持つことから、機能だけに着目すると０°
と９０°の２チャネル型の振幅変調を行う方法と等しい
ものである。上記文献(２)には、ラインインテグラルス
キャン法で撮影してスライス像を得る場合に、複数のス
ライスを同時に励起して計測し、その後の演算で各スラ
イスに分離して像再構成を行う手法が記載されている。
各スライスの同時励起手段に用いる高周波磁場の作成方
法は、上記文献(１)と同様である。

【０００５】上記文献(３)は、２次元フーリエ変換法で
撮影して上記文献(２)と同様に各スライスを同時励起す
る方法である。同時励起の方法については、上記文献
(１)や(２)と同様であるが、２チャネル型の変調方法を
具体的にわかりやすく記載している。文献(３)では、０
°チャネルをＩチャネルと呼び、９０°チャネルをＱチ
ャネルと呼んでいるが、ここでは、０°チャネル，９０
°チャネルと言う呼び名で、以下に簡単に説明する。例
えば、２つのスライスを同時励起する場合、最初の計測
では、０°チャネルだけにsinc(ａｔ)cos(ω₀ｔ)の振幅
変調を行い、次の計測では、９０°チャネルだけに−si
nc(ａｔ)sin(ω₀ｔ)の振幅変調を行うと記載されてい
る。なお、ここで、関数sinc(ｘ)＝sinｘ/ｘである。４
つのスライスを同時に励起する場合は、同様に、最初の
測定で０°チャネルだけにsinc(ａｔ)・cos(ω₀ｔ)・cos
(２ω₀ｔ) の振幅変調を行い、２回目の測定で０°チャ
ネルだけに−sinc(ａｔ)・sin(ω₀ｔ)・sin(２ω₀ｔ) の
振幅変調を行い、３回目の測定で９０°チャネルだけに
−sinc(ａｔ)・cos(ω₀ｔ)・sin(２ω₀ｔ) の振幅変調を
行い、４回目の測定で９０°チャネルだけに−sinc(ａ
ｔ)・sin(ω₀ｔ)・cos(２ω₀ｔ) の振幅変調を行うものと
理解できる表記がなされている。

【０００６】また、上記文献(４)では、上記(１)〜(３)
の文献がアダマール型の同時励起を行っていたものを変
更し、信号を並べてフーリエ変換するだけで各スライス
の画像が分離して再生できるように同時励起の励起方法
を工夫したものである。ただし、同時励起の実現方法
は、上記(１)〜(３)の文献と同様に２チャネル型の振幅
変調、または、特殊な高周波磁場発生機構を必要とする
ものである。上記文献(１)〜(４)の方法は、いずれも、
０°チャネルしかない１チャネル型の振幅変調では実現
できない。これに対して、上記文献(５)は、１チャネル
型の振幅変調でも、２つのスライスに限定して同時励起
の機能を実現する１つの方法を記述したものである。最
初の励起では cos成分を主に持つ振幅変調を行い、次の
励起で sin成分を主に持つ振幅変調を行う。この技術で
は、２つのスライスしか同時励起できないという欠点の
他、２つのスライスの間隔を自由に設定できないという
欠点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術(１)から
(４)では、２チャネル型の振幅変調を行うか、それに類
する高周波磁場発生機構を持つか、あるいは、その機能
に限定した特殊な高周波磁場発生機能を持つかするなど
の実現手段が必要であり、磁気共鳴診断装置に最低限必
要な１チャネル型の振幅変調だけを行う装置では実現で
きないという問題点があった。また、上記従来技術(５)
では、上記従来技術(１)〜(３)のように４枚，８枚等の
同時励起ができず、２つの同時励起するスライス間の間
隔も自由に設定できないという問題点があった。本発明
は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、従来の技術における上述の如き問題を解消し、
１チャネル型の振幅変調だけを行う装置でも上記従来技
術(１)〜(３)に記載のアダマール型の同時励起と似た同
時励起を実現し、４枚，８枚等の同時励起を実現し、同
時励起するスライス間隔もある程度自由に設定できる、
磁気共鳴診断装置における複数スライス同時撮影方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、静
磁場，傾斜磁場，高周波磁場の発生手段と、検査対象物
からの磁気共鳴信号を計測する検出手段と、検出された
信号に各種演算を行う演算手段と、１チャネル型の振幅
変調を行う高周波磁場の発生手段と、前記各手段の実行
を制御する手段とを有する磁気共鳴診断装置において、
前記振幅変調の波形として、所定の基本波形に所望の関
数を乗算して作成した複数個の波形を作成し、該複数個
の波形の、各々の波形で振幅変調した高周波磁場を印加
して撮影することにより、複数のスライス部を同時に励
起し、各波形に応じた前記複数スライスの励起の仕方を
変えた各々の計測信号を取得し、該複数個の計測信号を
用いて各スライスの信号に分離する分離演算を行って各
スライスの信号を作成し、該各スライスの信号を基に、
各スライス画像を再構成することを特長とする磁気共鳴
診断装置における複数スライス同時撮影方法によって達
成される。

【０００９】より具体的には、１チャネルの振幅変調波
形として 以下の波形ＲＦ_k(ｔ)を用いる。

【数５】 ただし、t は時間、T は高周波磁場の印加時間、k は１
から（２のｎ乗）までの整数、ＲＦ₀(t) は所定の基本
波形、ＲＦ_k(t) はｋ番目の上記所望の関数、ωk はk
に依存した所望の周波数を表わす定数、ｎは整数で、同
時撮影するスライス枚数が(２のｎ乗)枚、ｊは１からｎ
までの整数、b_jは０か１のどちらかの値を取る整数で、
ｋを２進数と類似した以下の数２式で表現した時の値。

【数６】

【００１０】一例として、４つのスライスを同時励起す
る場合について、以下に示す。４つのスライスの場合、
ｎ＝２で、ｋは１から４までの値を取り、式(１)は以下
の式(３)から式(６)までの４つの形を取る。

【数７】

【数８】

【数９】

【数１０】 上述の振幅変調波形ＲＦ１(ｔ)〜ＲＦ４(ｔ)を用いて振
幅変調した高周波磁場を照射して信号データを測定す
る。最初の測定では、ＲＦ１(ｔ)の振幅変調を行い、２
回目の測定でＲＦ２(ｔ)、３回目の測定でＲＦ３(ｔ)、
４回目の測定でＲＦ４(ｔ)の振幅変調を行う。

【００１１】４回の測定で得られた計測データを、それ
ぞれ、 data1、data2、data3、data4 とすると、下記の
式(７)から式(１０)までに示す分離演算を行って、各ス
ライスに分離したデータ slice1、slice2、slice3、sli
ce4 を得る。

【数１１】

【数１２】

【数１３】

【数１４】 以上の式(７)〜式(１０)の各分離演算を行って、各々の
スライスに分離したデータを作り、それを画像再構成し
て各スライスの画像を得る。なお、上記計測データや各
スライスに分離したデータは複素数であり、磁気共鳴診
断装置では、直交検波などで得られた２チャネルの測定
データの一方を実数データに、他方を虚数データに対応
させている。上記式(７)〜式(１０)のｉは虚数単位であ
る。以上、スライス枚数が４枚の場合は、式(３)〜式
(６)に示した振幅変調波形を用いた高周波磁場で測定
し、得られた計測データを基に、式(７)〜式(１０)に示
した分離演算を行うことにより分離データを得て、分離
データを画像再構成して各スライス画像を得る。

【００１２】

【作用】本発明に係る複数スライス同時撮影方法の作用
は、下記の通りである。均一な物体を仮定して高周波磁
場を印加した場合に、スライス方向の各位値から出る信
号量を計算したものをスライスプロファイルと言う。磁
化は、大きさと方向を持ったベクトルで、静磁場方向を
Ｚ軸に取ると、初めはＺ軸方向を向き、高周波磁場の印
加によって向きを変え、ＸＹ平面の成分を持つ。磁化の
ＸＹ平面成分は、その磁化の出す信号量に比例する。以
上のように磁化が方向を変える様子は、ブロッホ方程式
で記述できる。ブロッホ方程式は、高周波磁場の波形を
与えると数値的に解くことができ、上記スライスプロフ
ァイルを計算することができる。ブロッホ方程式を解い
たり、高周波磁場波形を最適化する方法は、例えば下記
の文献(６)に記載されている。 文献(６）書者：Ｓteven Ｃonolly, Ｄwight Ｎishimur
a, Ａlbert Ｍacovski タイトル：Ｏptimal Ｃontrol Ｓolutions to the Ｍag
netic ＲesonanceSelective Ｅxcitation Ｐroblem 論文誌：ＩＥＥＥ Ｔrans. on Ｍedical Ｉmaging, vo
l.ＭＩ-5, No.2(1986).

【００１３】上記文献の手法などに基づき、本発明に係
る高周波磁場波形を印加して得られたスライスプロファ
イルを計算した例を、図１０に示す。図１０のスライス
プロファイル１１０は、所定の基本波形ＲＦ₀(ｔ) とし
て以下の式(１１)に基づいた波形を用いた場合のもので
ある。

【数１５】 式(１１)で示した基本波形ＲＦ₀(ｔ)を用い、前述の式
(１)でｎ＝２、ω₁＝４π、ω₂＝８πとした場合、すな
わち、式(３)〜式(６)でＲＦ₀(ｔ)に式(１１)を用い、
ω₁＝４π、ω₂＝８πとした場合について、４種類の振
幅変調波形をＲＦ１(ｔ)〜ＲＦ４(ｔ)と記し、以下、式
(１２)〜式(１５)に示す。

【数１６】

【数１７】

【数１８】

【数１９】

【００１４】以上の式(１２)〜式(１５)で示した高周波
磁場の振幅変調波形ＲＦ１(ｔ)〜ＲＦ４(ｔ)を用い、そ
れぞれ、所望の磁化を９０度励起する印加強度で磁化を
励起した場合のスライスプロファイルを、図１０に示し
た。図１０の縦の番号１〜４は、振幅変調波形ＲＦ１
(ｔ)〜ＲＦ４(ｔ)の番号に対応し、横軸はスライス方向
位置に対応している。スライスプロファイル１１０は、
スライス軸方向に均一に分布した磁化が、高周波磁場の
印加によってどの程度信号量を出すかをプロットしたも
のであるが、磁化のＸＹ平面の射影成分がＸＹ平面上の
どの方向を向いているかで、放出する電磁波信号の位相
が異なったものになる。ここでは、Ｘ軸に磁化が向く場
合に放出する信号を 実数(Ｒeal)で定義し、Ｙ軸に磁化
が向く場合を 虚数(Ｉmaginaly)(略して、以下では、
「Ｉmag」という)に定義して信号を複素数として扱う。

【００１５】なお、図１０では、Ｒeal方向のスライス
プロファイル１１２とＩmag方向のスライスプロファイ
ル１２２を示し、また、両者から絶対値を算出して、絶
対値のスライスプロファイル１０２を示した。図から
は、１番目と４番目の高周波磁場がＲeal方向１１２の
成分を多く持ち、２番目と３番目の高周波磁場がＩmag
方向１２２の成分を多く持つことがわかる。なお、ここ
で、上記プロファイルは、所望の磁化を９０°励起する
印加強度に設定して計算したが、このように所望の磁化
を９０°励起する高周波磁場は、９０°パルスと呼ばれ
る。図１は、上述の式(１２)〜式(１５)の高周波磁場波
形を９０度パルス１０１として用いた場合について、各
パルス波形と、そのパルスを印加した場合の絶対値のス
ライスプロファイル１０２と、上記式(７)〜式(１０)を
用いた分離演算１０４を施して各スライスに分離した場
合の絶対値のスライスプロファイル１０３を示したもの
である。

【００１６】ＲＦ１(ｔ)を印加するとＰ１(ｚ)のスライ
スプロファイルが得られ、同様にＰ２(ｚ)、Ｐ３(ｚ)、
Ｐ４(ｚ)のスライスプロファイルが得られる。また、分
離演算１０４を行うとＳ１(ｚ)〜Ｓ４(ｚ)の分離したス
ライスプロファイルを得ることができる。以上、シミュ
レーションで一例を示したように、式(１)の高周波磁場
を用い、複数のスライスを同時励起してその後の演算で
各々のスライスに分離することができる。以下、本発明
と従来技術の違いが明確になるように簡単に整理する。
上記従来技術の文献(３)の方法を本発明に対比させて振
幅変調波形を表記すると、下記の式(１６)となる。

【数２０】

【００１７】従来技術における振幅変調波形を表わす式
(１６)は、本発明に係る振幅変調波形の式(１)と比較す
ると sinの項に虚数単位を表わすｉが付いたことのみが
異なる。ただし、虚数単位ｉが付くのは高周波磁場を虚
数として扱うもので、実部は０°チャネルの振幅変調波
形に対応し、虚部は９０°チャネルの振幅変調波形に対
応したものである。スライスプロファイルを計算すると
分かることであるが、このような２チャネル型の振幅変
調を行うと、上記文献(３)にも記載の通り、例えば、４
つのスライスを同時に励起する場合、(1,1,1,1)，(1,1,
-1,-1)，(1,-1,1,-1)，(1,-1,-1,1)の４種類の励起がで
きる。ただし、（1,1,1,1)などは、４つのスライスの励
起の仕方を順番に表記したもので、（1,1,1,1)は、励起
後、４つのスライスとも磁化をｘ軸の正方向に１：１：
１：１の割合で励起することを意味し、（1,1,-1,-1)
は、１：１：−１：−１の割合で励起することを意味す
る。なお、−１の励起は、磁化がＸ軸の負の方向に向い
た励起である。

【００１８】本発明では４つのスライスを同時励起する
場合、上記スライスプロファイルを簡略表記すると、
(1,1,1,1)，(-i,-i,i,i)，(-i,i,-i,i)，(-1,1,1,-1)の
励起を行っている。ただし、ｉの励起は、磁化がＹ軸の
正方向を向くことを意味する。(1,1,1,1)，(-i,-i,i,
i)，(-i,i,-i,i)，(-1,1,1,-1)の励起は、それぞれ、
１，ｉ，ｉ，−１をかけると、(1,1,1,1)，(1,1,-1,-
1)，(1,-1,1,-1)，(1,-1,-1,1)となり、従来と同様のパ
タンとなる。以上、本発明は、式(１６)で表現した従来
技術(３)の振幅変調波のsinの項に付いた虚数単位ｉを
取った式(１)の振幅変調波を用い、その結果同時励起後
の磁化の方向が異なったものになるが、ｉ等を掛け、適
当に変形すると従来技術(３)と同様のパタンを実現する
ものである。以上のように高周波磁場の振幅変調波に付
いた虚数単位ｉをとることにより、１チャネルの振幅変
調しかできない装置でも、上記従来技術(３)記載と同様
の同時励起撮影機能を実現できるという利点が生じた。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。以下の説明では、本発明の一実施例に係る
磁気共鳴診断装置を、その＜構成＞，＜手順＞，＜撮影
シーケンス＞の３つに分けて、説明する。始めに本実施
例に係る磁気共鳴診断装置の＜構成＞について説明す
る。前述の如く、本発明は、市販の通常の磁気共鳴診断
装置で実施することができる。図２に磁気共鳴診断装置
のブロック構成図を示し、以下、簡単に説明する。図２
に示した磁気共鳴診断装置は、静磁場発生装置２０２，
傾斜磁場発生装置２０３，高周波磁場発生装置２０４，
受信装置２０５，シーケンス制御装置２０６，処理装置
２０７，表示装置２０８から成る。静磁場発生装置２０
２は、強度の強い均一な磁場を作り、検査対象物２０１
に磁化を発生させる。傾斜磁場発生装置２０３は、ｘ，
ｙ，ｚ３方向の傾斜磁場発生装置を持ち、それぞれ独立
に動作でき、上記各方向の傾斜磁場の印加時期と印加強
度の設定で、任意の時刻に任意の強度と方向を持った傾
斜磁場を発生できる。傾斜磁場を印加すると傾斜磁場方
向の位置に応じて磁場強度が変わり、それに伴って検査
対象物２０１の磁化のラーマー周波数が変わり、検査対
象物２０１の磁化に位置の区別がつく。

【００２０】高周波磁場発生装置２０４は、所望の高周
波磁場を発生でき、必要に応じ検査対象物２０１の磁化
を共鳴励起して、共鳴条件を満足した磁化のみ電磁波を
出す状態にする。傾斜磁場と高周波磁場の組合せで、共
鳴条件を満足した領域のみから電磁波を発生させ、その
領域の画像化を可能にすることなどができる。受信装置
２０５は、検査対象物２０１の磁化が共鳴励起して発生
する電磁波を計測し、信号データとして処理装置２０７
に渡す。処理装置２０７は、信号データを保存したり、
信号データを画像再構成して画像データを作る。表示装
置２０８は、画像データを表示する。シーケンス表示装
置２０６は、傾斜磁場発生装置２０３、高周波磁場発生
装置２０４、受信装置２０５、処理装置２０７の動作の
制御を行う。シーケンス制御装置２０６は、通常の計算
機の機能を有し、各機器を動作させる指令を送るプログ
ラムと、プログラムが参照する各機器の動作状態を記述
したデータを持つ。また、処理装置２０７は、演算を高
速に行う専用ハードからなり、データ処理の演算は、専
用ハード固有のプログラム言語で記述したプログラムを
作成して実行することにより行われる。処理装置２０７
は、その機能から、通常の計算機を用いることもでき
る。

【００２１】以上、磁気共鳴診断装置の構成について述
べた。高周波磁場発生装置２０４は各種タイプがあり、
図３〜図６にそれを示した。本発明は、図３〜図６のど
のタイプでも実施することができる。従来技術(１)〜
(４)は、高周波磁場発生装置２０４として図４〜図６な
どの機構が必要であるが、本発明は、図３の最も単純な
機構を持つ磁気共鳴診断装置でも実施できることが特徴
である。以下、図３〜図６について簡単に説明する。図
３は、高周波磁場発生装置２０４として最も単純な機構
を持つものである。単振動波発信機３００が単振動する
基準振動波を発信し、振幅変調波生成装置３２０で振幅
変調波を生成する。両者をミクサ３３０でミクシングし
て、基準振動波を振幅変調する。振幅変調後の高周波を
アンプ３４０で拡大してコイル３５０で電磁照射して高
周波磁場を得る。振幅変調波生成装置３２０は、シーケ
ンス制御装置２０６の指令に基づき、振幅変調波形の値
を記憶したメモリからデータを読みだし、ＤＡ変換して
振幅変調波を作る。振幅変調波形の波形データは、所定
の波形をあらかじめ作成して所定のメモリに記憶してお
く場合もあるし、必要に応じてその都度シーケンス制御
装置２０６が波形データを計算し、所定のメモリに記憶
する場合もある。

【００２２】図４は、高周波磁場発生装置２０４として
２チャネル型の振幅変調をする機構を示したものであ
る。単振動波発信機３００で生成した基準振動波を分流
し、一方のチャネルの位相を９０°位相シフタ３１１で
９０°位相シフトさせる。各々のチャネルは独立した振
幅変調波生成装置３２１および３２２を持ち、ミクサ３
３０で各々のチャネルに独立した振幅変調を行った後に
合成する。電気的には位相の異なる成分を持たせられる
ことから、複素数で表記する高周波磁場を作ることがで
きる。図５は、高周波磁場発生装置２０４として位相と
振幅を同時に独立して変化させることのできる機構であ
る。単振動波の位相を位相変調機３１５で変調した後、
振幅変調するもので、三角関数の加法定理が示すように
図４の２チャネル型の機構を持つものと全く同一の高周
波磁場を発生することができる。図６は複数の基準振動
数を持つもので、単振動波発信機１(３０６)〜単振動数
発信機４(３０９)で、それぞれ独立して異なる振動数を
持つ基準振動波を複数個作り、それぞれの基準振動波を
位相シフタ３１６〜３１９を用いて各々独立して位相シ
フトする。位相シフトは、１回の高周波磁場の照射中
は、固定した位相シフトを行うが、次の高周波磁場の照
射には別の位相をシフトできる。このようにして各々の
基準振動数に各々の位相を持たせた高周波を合成した後
振幅変調するものである。図６の機構は、図４や図５の
機構に比べ、得られる高周波磁場の自由度は少ないが、
複数の振動数を持った同時励起を行うには十分の機構で
ある。

【００２３】以上、高周波磁場発生装置２０４の各種機
構を説明した。ここで、最も単純な図３の機構を使って
実現する高周波磁場は、図４〜図６の機構を持つ装置で
も簡単に実現できる。例えば、図４の場合、９０°チャ
ネルの振幅変調波形を０にし、９０°チャネルから高周
波が得られないようにすれば、図３の機構と全く同一に
なる。図５の場合は、位相変調機３１５の変調位相デー
タを０に固定して位相変調しないならば、図３の機構に
なる。図６の場合は、単振動波発信機１(３０６)〜単振
動数発信機４(３０９)で発生する単振動波を皆同一のも
のとし、位相シフタ３１６〜３１９でシフトする位相を
０にすると図３の機構と同一になる。本発明は、図３の
機構を持つ装置でも実施できるものであるため、図４〜
図６で示したような機構を持つ装置でも実施できる。

【００２４】次に、本発明の＜手順＞を説明する。図７
は、本発明の撮影手順を４つのスライスを同時励起する
場合について示したフローチャートである。以下、図７
の各ブロックの番号をステップ番号に対応させて記す。 ステップ７０１：一連の撮影動作を開始する。 ステップ７０２：撮影シーケンスのエンコード値を初期
設定する。撮影シーケンスは各種あり、代表的なものを
後に撮影シーケンスの項で述べる。 ステップ７０３：９０°パルス１０１に、前述の式(１
２)で示した振幅変調波形ＲＦ１(ｔ)を用い、１エンコ
ード分の撮影を行う。 ステップ７０４：９０°パルス１０１に、前述の式(１
３)で示した振幅変調波形ＲＦ２(ｔ)を用い、１エンコ
ード分の撮影を行う。 ステップ７０５：９０°パルス１０１に、前述の式(１
４)で示した振幅変調波形ＲＦ３(ｔ)を用い、１エンコ
ード分の撮影を行う。

【００２５】ステップ７０６：９０°パルス１０１に、
前述の式(１５)で示した振幅変調波形ＲＦ４(ｔ)を用
い、１エンコード分の撮影を行う。 ステップ７０７：エンコード値が所定の値に達したか否
かを判断し、所定の値に達していればステップ７０９に
進んで撮影動作を終了し、所定の値に達していなければ
ステップ７０８に進む。 ステップ７０８：エンコード値を１増加し、ステップ７
０３に戻る。 以上の撮影手順で撮影して計測信号を得た後、前述の式
(７)〜式(１０)で示した分離演算１０４を行って各スラ
イスの信号に分離し、各々の分離信号についてそれぞれ
画像再構成を行って各スライスの画像を得る。画像再構
成方法は、撮影シーケンスに依存するが、現在は、２次
元フーリエ変換で画像再構成できるように撮影する方法
が最も多く用いられている。２次元フーリエ変換は線形
な演算なので、信号の加算や減算を行う分離演算１０４
を行って分離信号を作った後に２次元フーリエ変換して
も、各々の信号を２次元フーリエ変換して各々の元画像
データを作った後に分離演算１０４と同様の演算を行っ
ても、両者の結果は変わらない。

【００２６】画像再構成法には、その他にも、ハーフフ
ーリエ法を用いる場合があり、撮影方法もハーフフーリ
エ法固有の少ないデータを撮影するエンコード順番を持
つ撮影になる。その場合、ハーフフーリエ法の演算は非
線形演算なので、始めに各々の信号を分離演算１０４を
行って分離して、その後ハーフフーリエ法で画像再構成
を行う必要がある。分離演算１０４の前にハーフフーリ
エ法による画像再構成を行うと、画像の位相推定がうま
くいかない元画像が現れ、その後分離演算１０４を行っ
ても、分離後の画像がボケる場合がある。なお、ハーフ
フーリエ法は、例えば、下記の文献(７)に記載されてい
る。 文献(７）書者：Ｋ.Ｓano, Ｋ.Ｓuzuki, Ｔ.Ｙokoyama,
Ｈ.Ｋoizumi タイトル："Ｉmage Ｒeconstruction from Ｈalf of Ｄ
ata Ｕsing a Ｐhase Ｍap" 学会大会予稿集：Ｓociety of Ｍagnetic Ｒesonance i
n Ｍedicine，6-th Ａnual Ｓcientific Ｍeeting and
Ｅxhibitition,Ｂook of Ａbstracts, p.809(1987)．

【００２７】次に、本発明の＜撮影シーケンス＞を示
す。本発明を利用できる撮影シーケンスは、各種ある。
図８と図９に代表的な例を２つ挙げる。図８は、グラデ
ィエントエコー法に基づくパルスシーケンスである。図
の横軸は時間、縦軸は各機器の動作状態を示す。高周波
磁場８０１は、高周波磁場発生装置２０４が発生し、Ｘ
方向傾斜磁場８０２，Ｙ方向傾斜磁場８０３，Ｚ方向傾
斜磁場８０４は、傾斜磁場発生装置２０３が発生する。
受信ゲート８０５はシーケンス制御装置２０６が発行す
るゲート信号で、このゲート信号がオン状態のとき受信
装置２０５が動作し、磁気共鳴信号を受信して信号デー
タを得る。Ｙ方向エンコード８１０は、エンコード毎に
傾斜磁場の強度がステップ状に等間隔で変わるものであ
り、図８中の一連の動作は、１エンコード分の動作を示
したものである。一連の撮影で必要なエンコードの回数
は、撮影マトリクスに依存する。例えば、２５６＊２５
６マトリクスの場合は、通常２５６回のエンコードを持
つ。ハーフ撮影では、半分の１２８回に位相推定に使う
回数(例えば１６回)を加え、１２８回より若干多い回数
(例えば、１４４回)のエンコード回数が必要である。

【００２８】図８の９０度パルス１０１には、図１で示
した９０度パルス１０１を用いる。これは前述の式(１
２)から式(１５)に記載したもので、上記＜手順＞で示
したように、これら４樹類のパルスを順次使って撮影す
る。なお、１エンコード分の撮影を行ってから次の１エ
ンコード分の撮影を行うまでの時間は繰返し時間ＴＲと
呼ばれ、利用者が自由に設定することができる。図９
は、スピンエコー法に基づいた撮影シーケンスである。
スピンエコー法では、１８０度パルス８２０が加わった
ことが最大の特徴であり、１８０度パルス８２０によっ
て励起された磁化の位相が反転され、磁場不均一の影響
をキャンセルした撮影が可能となる。１８０度パルス８
２０には、通常の撮影に用いるパルス波形を用いること
もできるし、式(１１)記載のパルス波形を、９０度パル
スに用いたときの２倍の印加強度で用いることもでき
る。

【００２９】以上、本発明の一実施例を＜構成＞，＜手
順＞，＜撮影シーケンス＞の順に述べた。＜手順＞や＜
撮影シーケンス＞では、４つのスライスを同時励起する
場合を例に説明したが、本発明は、前述の式(１)に示し
たパルス波形を同様に２のｎ乗枚数の同時励起に利用す
ることができる。式(１)のωｋは同時励起するスライス
間隔を決めるパラメータ値であり、ωｋと比例してスラ
イス間隔は比例する。従って、スライス間隔を広くした
い場合、ωｋを大きくする。また、ｋ＝２からｎまでに
ついて、ωｋ＝ω₁＊(2**(k-1))とすると、すべての同
時励起するスライス間の間隔が同一間隔になる。ただ
し、2**(k-1)は、２のｋ−１乗を表わしている。

【００３０】なお、上記実施例は本発明の一例を示した
ものであり、本発明はこれに限定されるべきものではな
いことは言うまでもないことである。例えば、本発明を
利用できる撮影シーケンスは上記の他にも数多くあり、
例えば、マルチエコーシーケンス，ファーストＳＥシー
ケンス，水−脂肪分離シーケンス等、多くのものが存在
する。上述の如き撮影シーケンスについては、例えば、
雑誌：Ｍagnetic Ｒesonancein Ｍedicine 等に、数多
く記載されている。本発明は、それらの撮影シーケンス
の９０度パルスに、本発明のパルスを用いることで実施
することができる。また、９０度パルスではなく、α度
パルスでも、励起目的のパルスであれば、本発明のパル
スを用いて本発明を実施することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、１チャネル型の振幅変調をするだけの機能しかな
い高周波磁場発生装置を持つ磁気共鳴診断装置でも、２
のｎ乗枚数の同時励起を可能にし、良く知られた同時励
起による撮影効率を向上させることが可能な磁気共鳴診
断装置における複数スライス同時撮影方法を実現できる
という顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパルス波形とスライスプロファイル，
分離演算後のスライスプロファイルを示す図である。

【図２】磁気共鳴診断装置の構成例を示す図である。

【図３】１チャネル型の振幅変調をする高周波磁場発生
装置の構成図である。

【図４】２チャネル型の振幅変調をする高周波磁場発生
装置の構成図である。

【図５】位相変調と振幅変調を同時に行う高周波磁場発
生装置の構成図である。

【図６】位相変調と振幅変調を同時に行う高周波磁場発
生装置の構成図である。

【図７】本発明の手順を示すフロー図である。

【図８】実施例に係るグラディエントエコー法に基づい
た撮影シーケンス図である。

【図９】実施例に係るスピンエントエコー法に基づいた
撮影シーケンス図である。

【図１０】実施例に係る４枚のスライスを同時励起する
場合のスライスプロファイルを示す図である。

【符号の説明】

１０１ ９０度パルス １０２ 絶対値のスライスプロファイル １０３ 絶対値の分離スライスプロファイル １０４ 分離演算 １１２ Ｒeal方向のスライスプロファイル １２２ Ｉmag方向のスライスプロファイル ３００,３０６〜３０９ 単振動波発信機 ３１１ ９０度位相シフタ ３１５ 位相変調機 ３１６〜３１９ 位相シフタ ３２０〜３２２,３２５,３２６ 振幅変調波生成装置 ８０１ 高周波磁場 ８０２ Ｘ方向傾斜磁場 ８０３ Ｙ方向傾斜磁場 ８０４ Ｚ方向傾斜磁場 ８０５ 受診ゲート ８１０ Ｙ方向エンコード ８２０ １８０度パルス

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場，傾斜磁場，高周波磁場の発生手
   段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手
   段と、検出された信号に各種演算を行う演算手段と、１
   チャネル型の振幅変調を行う高周波磁場の発生手段と、
   前記各手段の実行を制御する手段とを有する磁気共鳴診
   断装置において、前記振幅変調の波形として、所定の基
   本波形に所望の関数を乗算して作成した複数個の波形を
   作成し、該複数個の波形の、各々の波形で振幅変調した
   高周波磁場を印加して撮影することにより、複数のスラ
   イス部を同時に励起し、各波形に応じた前記複数スライ
   スの励起の仕方を変えた各々の計測信号を取得し、該複
   数個の計測信号を用いて各スライスの信号に分離する分
   離演算を行って各スライスの信号を作成し、該各スライ
   スの信号を基に、各スライス画像を再構成することを特
   長とする磁気共鳴診断装置における複数スライス同時撮
   影方法。
2. 【請求項２】 前記所定の基本波形に乗算する所望の関
   数として、下記の関数ＲＦ_k(t)を用いることを特長とす
   る、請求項１記載の磁気共鳴診断装置における複数スラ
   イス同時撮影方法。 【数１】 ただし、t は時間、T は高周波磁場の印加時間、 k は１から(２のｎ乗)までの整数、 ＲＦ₀(t) は所定の基本波形、 ＲＦ_k(t) はｋ番目の上記所望の関数、 ωk はk に依存した所望の周波数を表わす定数、 ｎは整数で、同時撮影するスライス枚数が(２のｎ乗)
   枚、 ｊは１からｎまでの整数、 b_jは０か１のどちらかの値を取る整数で、ｋを２進数と
   類似した以下の式で表現した時の値。 【数２】
3. 【請求項３】 請求項２において、ωk = ω₁＊(2**(k-
   1)) 、(ｋは２〜ｎまでの整数)とすることを特徴とする
   磁気共鳴診断装置における複数スライス同時励起方式。
   ただし、2**(k-1)は２のk-1乗を表わす。
4. 【請求項４】 前記画像再構成の演算としてハーフフー
   リエ法を用いる撮影方法を行うことを特徴とする請求項
   １記載の磁気共鳴診断装置における複数スライス同時励
   起方式。
5. 【請求項５】 静磁場，傾斜磁場，高周波磁場の発生手
   段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手
   段と、検出された信号に各種演算を行う演算手段と、１
   チャネル型の振幅変調を行う高周波磁場の発生手段と、
   上記各手段の実行を制御する手段とを有する磁気共鳴診
   断装置において、前記振幅変調の波形として、所定の基
   本波形に所望の関数を乗算して作成した複数個の波形を
   作成し、該複数個の波形の、各々の波形で振幅変調した
   高周波磁場を印加して撮影することにより、複数のスラ
   イス部を同時に励起し、その波形に応じた上記複数スラ
   イスの励起の仕方を変えた各々の計測信号を取得し、上
   記複数個の計測信号を画像再構成して各々の元画像デー
   タを作り、上記元画像データにスライスの分離演算を行
   い、各スライスの画像を得ることを特長とする磁気共鳴
   診断装置における複数スライス同時撮影方法。
6. 【請求項６】 前記所定の基本波形に乗算する上記所望
   の関数として、以下の式の関数ＲＦ_k(t)とすることを特
   長とする請求項５記載の磁気共鳴診断装置における複数
   スライス同時撮影方法。 【数３】 ただし、t は時間、T は高周波磁場の印加時間、 k は１から(２のｎ乗)までの整数、 ＲＦ₀(t) は所定の基本波形、 ＲＦ_k(t) はｋ番目の上記所望の関数、 ωk はk に依存した所望の周波数を表わす定数、 ｎは整数で、同時撮影するスライス枚数が(２のｎ乗)
   枚、 ｊは１からｎまでの整数、 b_jは０か１のどちらかの値を取る整数で、ｋを２進数と
   類似した以下の式で表現した時の値。 【数４】
7. 【請求項７】 請求項６において、ωk = ω₁＊(2**(k-
   1)) 、(ｋは２〜ｎまでの整数)とすることを特徴とする
   磁気共鳴診断装置における複数スライス同時励起方式。
   ただし、2**(k-1)は２のk-1乗を表わす。