JPH11512957A

JPH11512957A - 磁気共鳴による画像化のための方法及び装置

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Publication number: JPH11512957A
Application number: JP10504966A
Authority: JP
Inventors: ペトルスグルーン，ヨハヌス; ミュイスヴィンクル，アリアヌマルガレトコリーヌヴァン; アンスベルグン，ジェラルトヴァン
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1997-04-23
Publication date: 1999-11-09
Also published as: WO1998001765A1; EP0864103B1; DE69732828D1; US6172502B1; EP0864103A1; DE69732828T2

Abstract

(57)【要約】知られている方法によれば基準測定は磁気共鳴信号に位相エンコーディングをする傾斜磁界を印加せずに磁気共鳴信号の測定によりなされる。本発明によれば２つの測定が周波数偏差による位相誤差に対する寄与がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界でなされる。新たな方法の利点は磁界の不均一及び化学シフトに対して高度に不感応であることである。

Description

【発明の詳細な説明】磁気共鳴による画像化のための方法及び装置本発明はａ．励起ＲＦパルス及び傾斜磁界により磁気共鳴信号を発生し、ｂ．信号値の測定の組は交番する極性を有する第一の方向の読み出し傾斜磁界及び静磁界への更なる傾斜磁界の印加及びｋ空間での実質的に平行なラインに沿った測定点で発生された磁気共鳴信号の同時の測定により得られ、測定の組の位相補正は信号値の基準の組を測定することにより決定され、ｃ．信号値の測定の組の位相誤差の変換及び補正により画像を決定することにより静磁界に置かれた身体の一部分の磁気共鳴画像を形成する方法に関する。本発明はまた対象の磁気共鳴画像を形成する方法を実施する磁気共鳴装置にも関する。上記の種類の方法はＥＰ−Ａ−４９０５２８から知られている。この引用例にはＲＦ励起パルスが体の一部分の核スピンを励起するＲＦパルスであると理解される。傾斜磁界はそのそれぞれの方向が相互に垂直に延在する付加的な時間的傾斜磁界を意味するものと理解される。該傾斜磁界の一つは第一の方向に向けられた読み出し傾斜磁界である。更にまたエコープラナー画像（ＥＰＩ）パルスシーケンスでは読み出し傾斜磁界は交番する極性を有する。２つの極性逆転の間の読み出し傾斜磁界の一部分は読み出し傾斜磁界のローブと称される。正の極性のローブは正のローブと称され、負の極性のローブは負のローブと称される。更にまた該傾斜磁界の他の一つはその方向が読み出し傾斜磁界の向きに垂直に延在するが、位相エンコーディング傾斜磁界と称される。この位相エンコーディング傾斜磁界は磁気共鳴信号の位相エンコーディング用に用いられる。更にまたこの引用例ではｋ空間は磁気共鳴信号がトラジェクトリーに沿って測定され、測定された値は画像の逆フーリエ変換をもたらす空間周波数領域を示す。ｋ空間のトラジェクトリーは励起パルスから測定時点までの時間間隔にわたり印加された傾斜磁界の時間積分により決定される。時間が適切な信号値の数を測定するために非常に短い場合には磁気共鳴信号の発生は更なる信号値の測定に対して付加的なＲＦパルス及び傾斜磁界により繰り返される。磁気共鳴信号の位相はＲＦ受信機の遅延、傾斜磁界を発生するシステム、読み出し傾斜磁界のスイッチングの時定数により影響される。フーリエ変換後に斯くして生じた位相誤差は画像のアーティファクトとして現れる。位相誤差を決定するために知られた方法は信号値の測定の組を測定するよう磁気共鳴信号を発生するために用いられたパルスシーケンスと、位相エンコーディング傾斜磁界がないことを除いて同一であるパルスシーケンスにより磁気共鳴信号を発生することにより設定される基準に対する信号値を測定する。次に位相補正が基準の組から得られる。画像の再構成で、読み出し傾斜磁界の正及び／又は負のローブに対する測定の組の変換された信号値は基準の組から得られた位相補正により補正される。最終的に画像は更なる変換により得られる。この方法の欠点は決定された位相補正は磁界の不均一又は化学シフトによる局部周波数偏差により影響され、それにより上記の方法では補正し得ないことである。何故ならば局部周波数偏差の位置従属性は磁気共鳴信号の一次元的にエンコードされた基準の組からは完全に知ることができないからである。本発明の目的は位相補正に対して局部周波数偏差の寄与を打ち消す方法を提供することにある。この目的のために本発明による方法は第一と第二の一連の基準の組の信号値は周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界で測定され、位相補正は第一と第二の一連の信号値から得られることを特微とする。該位相補正を実施するための情報は対応する信号値の測定中に２つの一連の基準の組の信号値に対する対応する時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界ローブを用い、対応する信号値間の位相差を決定することにより得られる。この段階の結果として局部周波数偏差により生じた位相誤差の寄与は２つの一連の信号値の対応する測定に対して等しく、故に位相差に対して寄与しない。結果として用いられる補正方法に対して必要なＲＦ受信機の遅延及び傾斜磁界を発生するためのシステムの時定数による位相誤差の決定がより正確になる。本発明の方法は位相誤差は磁界の不均一及び化学シフトにより引き起こされる局部周波数偏差に影響されないという利点を提供する。この方法の更なる利点は例えば１９９５年のＳＭＲのＡｂｓｔｒａｃｔｓの７５８頁のＪ．Ｐ．Ｍｕｇｌｅｒによる”Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｅｃｈｏｔｉｍｅｓｈｉｆｔｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓｃａｎｓｉｎｍｕｌｔｉ−ｓｈｏｔＥＰＩａｎｄＧＲＡＳＥｐｕｌｓｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ”に記載されるような方法のような得られた画像の局部周波数偏差の影響を打ち消す他の方法が該段階と組み合わせて用いられ得る。上記の引用文献は読み出し傾斜磁界の時間シフトがＧＲＡＳＥ法及びマルチショットＥＰＩ法で用いられることを記載している。本発明による方法の特殊なバージョンは読み出し傾斜磁界は時間的に同じ変動を示すが、基準の組の２つの一連の信号値の測定中に反対の極性であることを特徴とする。故に第二の一連の基準の組を測定するための読み出し傾斜磁界は第一の一連の基準の組を測定するための読み出し傾斜磁界から簡単に得られる。本発明による方法の更なるバージョンは時間シフトを除き、読み出し傾斜磁界は基準の組の２つの一連の信号値の測定中に時間の関数として同一であることを特徴とする。この段階は読み出し傾斜磁界の極性の反転により位相差が補正が適切である信号値以外の２つの一連の信号値で発生する場合になされることが好ましい。この影響は読み出し傾斜磁界のスイッチングにおいて読み出し傾斜磁界のローブに関して短い時定数を有する補正されるべき影響のみならず、読み出し傾斜磁界のローブの間に関してより長い時定数を有する影響もまた生ずる場合に生ずる。後者の場合にはこの影響は読み出し傾斜磁界の正と負のローブに対して変換された信号の間の位相差と見なされるような適切な推定を提供しない。本発明の方法の更なるバージョンは基準の組は少なくとも一つのｋ空間の二次元副空間（ｓｕｂ−ｓｐａｃｅ）で測定されることを特徴とする。この段階は好ましくは補正されるべき位相誤差が読み出し傾斜磁界の方向に垂直な方向に位置依存性を有するときに用いられる。この段階の利点は基準の組はまた読み出し傾斜磁界に垂直な方向に位置依存性を有する該位相誤差に関する情報を含むという事実にある。この方法はそれ自体ＥＰ−Ａ−６４４４３７から知られている。本発明の更なるバージョンはリフォーカスＲＦパルスが励起ＲＦパルスに続いて印加されることを特徴とする。リフォーカスされた磁気共鳴信号は励起ＲＦパルスにすぐに続く「自由誘導減衰」信号での信号値の測定よりも頻繁に利用される。更にまた静磁界の不均一の影響もより少ない。本発明の方法の更なるバージョンは更なるリフォーカスＲＦパルスが印加され、第一の一連の基準の組の信号がリフォーカスＲＦパルスの後に測定され、第二の一連の基準の組の信号が更なるリフォーカシングパルスの後に測定されることを特徴とする。この段階は２つの一連の測定値に対する等しい位相偏差の実現を簡単にする。本発明はまた上記の方法を実施するよう配置された磁気共鳴画像化用の装置に関する。本発明によればこの種の装置は制御ユニットはまた周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に同じ時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界で第一と第二の一連の基準の組の信号値を測定するよう配置され、位相補正は第一と第二の一連の信号値から得られることを特徴とする。本発明のこれらの及び他の特徴は以下の実施例を参照して説明される。図１は対象の画像化のための磁気共鳴装置を示す。図２はＥＰＩパルスシーケンスを示す。図３はＥＰＩパルスシーケンスの場合のｋ空間のラインを示す。図４はＥＰＩ基準測定を実行する第一の方法の読み出し傾斜磁界を示す。図５はＥＰＩ基準測定を実行する第二の方法の読み出し傾斜磁界を示す。図６はＧＲＡＳＥパルスシーケンスを示す。図７はＧＲＡＳＥ基準測定を実行する第一の方法の読み出し傾斜磁界を示す。図８はＧＲＡＳＥ基準測定を実行する第二の方法の読み出し傾斜磁界を示す。図１は静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磁界コイル３、４、５とを含む。慣例のように、示された座標系のＺ方向は磁石システム２の静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に示される座標系Ｘ，Ｙ，Ｚと独立に選択される。傾斜磁界コイル３、４、５は電源ユニット１１から給電される。ＲＦ送信コイル６はＲＦ磁界を発生するよう設けられ、ＲＦ送信機及び変調器８に接続される。受信機コイルは例えば患者のような検査される対象７にＲＦ磁界により発生される磁気共鳴信号を受けるよう設けられる。受信コイルはＲＦ送信コイル６と同じコイルでありうる。磁石システム２は検査される患者７の一部分を受容するのに充分大きい検査領域を囲む。ＲＦ送信コイル６は検査領域内の患者７（の一部）を囲むよう配置される。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と接続される。制御ユニット１２はＲＦ送信機に対して変調器８と、ＲＦパルス及び傾斜磁界を有する特殊なパルスシーケンスを発生するよう電源ユニット１１とを制御する。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受信された信号値を処理する。この画像は例えばモニタ１５により再現される。磁気共鳴画像化方法及び装置のより詳細な説明は適切な文献に掲載されている。本発明は就中磁気共鳴信号を発生する知られているエコープラナー画像化法（ＥＰＩ）パルスシーケンスに関する。知られているパルスシーケンスは例えば二次元又は三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ＥＰＩパルスシーケンス２００を示す。ＥＰＩパルスシーケンス２００はラインＧ_z上に示されるｚ方向に傾斜磁界２１０を同時に有する図２のラインＨＦに示されたフリップ角αを有する励起ＲＦパルス２０１で始まる。フリップ角αは例えば９０ °である。励起ＲＦパルス２０１はｚ方向に垂直なスライスに第一の磁気共鳴信号２４０を発生する。図２にこの磁気共鳴信号がラインＭＲ上に示される。次に時点ｔ₁で負のｘ方向に向いた傾斜を有するディフェージング傾斜磁界２３０が印加される。第一の磁気共鳴信号２４０はそれぞれの核スピンのディフェージングにより急速に減衰する。時点ｔ₂で交番する極性の読み出し傾斜磁界２３１が印加され、その傾斜は正と負の方向に交互に向けられる。ディフェージング傾斜磁界２３０は初期読み出し傾斜磁界と称される。印加された傾斜磁界２３１はそれぞれの核スピンの向きを逆転する。従ってディフェージングはリフェージングに転換され、それにより時点ｔ₃で傾斜磁界エコー信号２４１が発生し、更なるディフェージングが続く。このローブの持続時間に等しい時間間隔にわたる読み出し傾斜磁界の積分は初期傾斜磁界の持続時間にわたる初期読み出し傾斜磁界の積分のマイナス二倍に等しい。以下に続く各ローブは更なる傾斜磁界エコー信号を発生し、斯くして一連の傾斜磁界エコー信号２４１、２４２、２４３、２４４。２４５、２４６、２４７を発生する。実際に例えば６４又は１２８の傾斜磁界エコー信号が単一のＥＰＩパルスシーケンス中に発生する。初期読み出し傾斜磁界２３０の印加中に更にまた傾斜磁界２２０が磁気共鳴信号に位相エンコーディングを導入するためにｙ方向に印加される。傾斜磁界２２０は初期位相エンコーディング傾斜磁界と称される。読み出し傾斜磁界の極性の逆転で更にまた位相エンコーディング傾斜磁界パルス（ブリップ）２２１、２２２、２２３、２２４、２２５、２２６が印加され、それにより傾斜磁界エコー信号２４１、２４２、２４３、２４４。２４５、２４６、２４７が測定されるｋ空間の部分に規則的に分布され、ｋ_x軸に平行に延在するラインを含むトラジェクトリーに沿って測定される。各位相エンコーディング傾斜磁界パルスの後に傾斜磁界エコー信号がその測定された信号値がｋ空間のトラジェクトリーの一部分を形成する次のラインに対応するよう発生される。図３は磁気共鳴信号が測定されたｋ空間に沿ったトラジェクトリーを示し、その磁気共鳴信号はＥＰＩパルスシーケンスにより発生されたものである。そのトラジェクトリーはｋ空間で多数の平行なラインを含む。ｋ空間のラインは励起ＲＦパルスから測定時点までの時間にわたる傾斜磁界の積分の値のグラフ上の表現である。図３は符号”＋”で示された正の極性の読み出し傾斜磁界と符号”−”で示された負の極性の読み出し傾斜磁界とを示す。読み出し傾斜磁界が正の極性を有する期間中に信号値は左から右に時計回りに測定され、読み出し傾斜磁界が負の極性を有する期間中に信号値は右から左に時計回りに測定される。マルチショットＥＰＩ法の場合には例えば１５のような小さな数の傾斜磁界エコー信号が発生され、その後にパルスシーケンスがｋ空間の中間のラインに沿って位置する測定点で磁気共鳴信号の測定に対して初期位相エンコーディング傾斜磁界２２０の異なる値が繰り返される。図３は読み出し傾斜磁界の負のローブと同様に正のローブが同一であり、測定点に関して正確な時間関係である理想的な場合を示す。しかしながら特にＲＦ受信機、及び交番読み取り傾斜磁界２３１のスイッチングに遅延が発生する。更にまた交番読み出し傾斜磁界のスイッチングはシステムの金属部分に渦電流を生ずる。このような渦電流は異なる時定数で付加的な磁界の寄与を生ずる。従って、時間遅延及び位相差は正と負の極性の読み出し傾斜で測定された傾斜磁界エコー信号で発生する。これらの位相差は例えばエコー画像のような再構成された画像にアーティファクトを発生させる。例えば一組の傾斜磁界エコー信号が位相エンコーディング傾斜磁界なしに測定される間に基準測定がなされるＥＰ−Ａ−４９０５２８から知られている位相補正法のような知られた位相補正方法はアーティファクトを発生させる。この基準の組は正の極性の読み出し傾斜磁界と共に測定された測定値と負の極性の読み出し傾斜磁界と共に測定された測定値との間の位相誤差を得るよう用いられている。ＲＦパルスが核スピンを励起した後に異なる時点で発生する多数の傾斜磁界エコー信号を用いることは知られている位相補正の問題である。これはこれらの傾斜磁界エコー信号に対して寄与する核スピンが公称値からの静磁界の化学シフト及び局部偏差により生ずる周波数偏差による異なる位相シフトを経験することを意味する。これは種々の傾斜磁界エコーが測定された時点はそれにより核スピンが励起されるＲＦパルスに関して異なるという事実による。位相補正での化学シフト及び局部磁界偏差のこの影響は上記の引用文献１９９５年のＳＭＲのＡｂｓｔｒａｃｔｓの７５８頁のＪ．Ｐ．Ｍｕｇｌｅｒによる”Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｅｃｈｏｔｉｍｅｓｈｉｆｔｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓｃａｎｓｉｎｍｕｌｔｉ−ｓｈｏｔＥＰＩａｎｄＧＲＡＳＥｐｕｌｓｅｓｅｑｕｅｎｃｅｓ”で説明されているように望ましくない。この問題は位相補正は局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で測定された基準の測定の組からの２つの傾斜磁界エコー信号から得られる本発明の方法により解決される。これは２つの傾斜磁界エコー信号を発生する２つの別の励起ＲＦパルスを用いる例に基づき説明される。第一の励起ＲＦパルスに続き、読み出し傾斜磁界が印加され、第一の一連の傾斜磁界エコー信号が測定される。続いて第二の励起ＲＦパルスが印加され、第二の一連の傾斜磁界エコー信号が測定され、読み出し傾斜磁界の極性は第一の一連の傾斜磁界エコーの測定中に印加された読み出し傾斜磁界と反対である。２つの一連の傾斜磁界で対応する測定点から得られる信号値はこの場合には局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で測定されたものである。結果として、局部磁界偏差及び化学シフトによる核スピンの位相誤差に対する寄与は２つの一連の対応する測定値に対して実質的に同一である。２つの一連の信号値のフーリエ変換の後に一連のエコー（ｉ）に対する位相誤差は式Φ_i（ｘ）＝ａｒｇ（Ｓ_i ^-（ｘ）Ｓ_i ^+*（ｘ））から得られ、ここで^*は複素共役値であり、Ｓ_i ^-（ｘ）は読み出し傾斜磁界の負のローブで測定された第一の一連のフーリエ変換信号であり、Ｓ_i ⁺（ｘ）は読み出し傾斜磁界の正のローブで測定された第二の一連のフーリエ変換信号である。図４は本発明によるＥＰＩ基準測定を実施するパルスシーケンスの読み出し傾斜磁界の第一の例を示す。図４のラインＨＦはＲＦパルス４０１を示し、図２のラインＨＦと同一である。更にまたラインＧ_x1は第一の一連の信号値を測定するために用いられた読み出し傾斜磁界４３１を示し、ラインＧ_x2は第二の一連の信号値を測定するために用いられた読み出し傾斜磁界４３１’を示す。図４にあるように読み出し傾斜磁界４３１’は読み出し傾斜磁界４３１の反転されたバージョンである。更にまた初期読み出し傾斜磁界４３０’は初期読み出し傾斜磁界４３０の反転されたバージョンである。従って第一と第二の一連の基準の組の信号値は読み出し傾斜磁界Ｇ_x1、Ｇ_x2を用いて連続的に測定される。交番する読み出し傾斜磁界の反対の極性で基準の組の２つの一連のエコー信号に対応し、局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点でこのように測定される。従って局部周波数偏差による位相誤差への寄与は基準の組の２つの一連の対応する信号のそれぞれに対して同じである。図５は本発明によるＥＰＩ基準測定の第二のバージョンを示し、このバージョンは第一のバージョンによる読み出し傾斜磁界の反転が補正が適切であるもの以外の２つの一連の信号間の位相差を引き起こすときに好ましく用いられる。これは読み出し傾斜磁界のスイッチングが読み出し傾斜磁界のローブの持続に関して短い時定数を有する補正される影響を引き起こすのみならず、読み出し傾斜磁界のローブの持続に関して長い時定数を有する場合である。ローブの持続は例えば１から１０ｍｓの間であり；読み出し傾斜磁界のスイッチング中の短い時定数は例えば１ｍｓ以下であり、一方で長い時定数は例えば１０ｍｓ以上である。後者の場合は交番読み出し傾斜磁界の反転による影響は交番読み出し傾斜磁界の正と負のローブに対して変換された信号間の位相差の適切な推定を提供しない。この方法によれば基準測定は２つの一連の信号値の連続する測定に対して２つの励起ＲＦパルスを用いることにより達成され、第二の一連の信号値の測定に対する読み出し傾斜磁界は第一の一連の信号値の測定に対する読み出し傾斜磁界の時間シフトされたバージョンである。図５のラインＨＦはＲＦパルス５０１を示し、図２のラインＨＦと同一である。更にまたラインＧ_x1は第一の一連の信号値の測定に対して用いられる読み出し傾斜磁界５３１を示し、Ｇ_x2は第二の一連の信号値の測定に対して用いられる読み出し傾斜磁界５３１’を示す。この場合には初期読み出し傾斜磁界５３０、５３０’は同一であるが、相互に時間的にシフトされている。この時間シフトは読み出し傾斜磁界５３０の単一のローブの持続時間に対応する。第一と第二の一連の基準の組の信号値は局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で交番読み出し傾斜磁界の反対の極性を用いて連続して測定される。読み出し傾斜磁界５３１’の第一のローブと関連する測定値は用いられない。２つの一連の対応する信号ｉ，ｉ’に対する位相誤差は式Φ_i（ｘ）＝ａｒｇ（Ｓ_i ^-（ｘ）Ｓ_i ^+*（ｘ））から得られ、ここで^*は複素共役値であり、Ｓ_i ^-（ｘ）は読み出し傾斜磁界の負のローブで測定された第一の一連のフーリエ変換信号であり、Ｓ_i ⁺（ｘ）は読み出し傾斜磁界の正のローブで測定された第二の一連のフーリエ変換信号である。ＥＰＩパルスシーケンスはまたリフォーカシングＲＦパルスにより延長され、第一の一連の信号は励起ＲＦパルスの後に測定され、第二の一連の信号はリフォーカシングＲＦパルスの後に測定される。基準の組の信号値の測定とＲＦパルスの発生の他の組合せはまた実施可能である。本発明の更なる特徴は本発明の方法は引例ＥＰ−Ａ−６４４４３７から知られている位相誤差の決定の方法と結合されうる。この方法によれば読み出し傾斜磁界の極性の交番により引き起こされる位相誤差は信号値の基準の組から得られた位相補正により補正され、測定はｋ空間のｋ_y＝０の近傍の幾つかのラインを含むトラジェクトリーに沿って専らなされる。全体の組の全ての測定値は斯くして得られた位相補正により補正される。本発明による引例ＥＰ−Ａ−６４４４３７とのこの結合の使用の利点は磁界の不均一及び化学シフトにより位相誤差が除去され、それにより計算された位相補正は傾斜磁界、送信／受信回路９での遅延、傾斜磁界のスイッチングにより引き起こされる渦電流による遅延に関する望ましい位相補正により正確に対応する。更なる可能性は傾斜磁界及びスピンエコーマルチエコー法（ＧＲＡＳＥ）の使用からなる。励起パルス及び幾つかのリフォーカシングＲＦパルスを含むパルスシーケンスを用いる磁気共鳴画像化技術は”傾斜磁界及びスピンエコー”（ＧＲＡＳＥ）として知られている。この画像化技術はＷＯ／０１５０９に記載されている。知られている画像化技術によれば磁気共鳴信号はリフォーカシングＲＦパルスに続くｋ空間の実質的に平行なラインに沿った測定点で測定される。磁気共鳴信号の充分な測定値が測定されていない場合にはｋ空間の更なる測定点に関する信号値はパルスシーケンスを繰り返し、位相エンコーディング傾斜磁界を適用することにより測定可能である。図６は知られているＧＲＡＳＥシーケンスを示し、これは例えば二次元フーリエ画像化技術を実施するために対象又は身体の傾斜磁界エコー信号６４１、６４２、６４３、６４４、６４５を発生させるように用いられる。ＧＲＡＳＥパルスシーケンス６００はフリップ角αを有する励起ＲＦパルス６０２により開始され、ｔ₆₁時点でフリップ角βを有するＲＦパルス６０２が続く。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°である。励起ＲＦパルス６０１は第一の磁気共鳴信号６４０を発生する。図６ではこの信号はラインＭＲ上に示される。第一の磁気共鳴信号６４０は磁界の局部変動によるそれぞれの核スピンのディフェージングにより急速に減衰する。時点ｔ₆₁で励起ＲＦパルス６０１に続きリフォーカシングＲＦパルス６０２が印加される。リフォーカシングＲＦパルス６０２は局部磁界を乱さずにそれぞれの核スピンの方向を反転する。従ってディフェージングはリフェージングに変換され、それにより傾斜磁界なしに、ｔ₆₂＝２ｔ₆₁である期間ｔ₆₂の後にスピンエコー信号が現れる。しかしながら励起ＲＦパルス６０１の後に初期読み出し傾斜磁界６３０が時点ｔ₁に印加される場合にはそれはまた核スピンのディフェージングを引き起こす。時点ｔ₂で交番読み出し傾斜磁界６３１が印加され、その傾斜磁界は交互に正と負の極性を有する。交番読み出し傾斜磁界６３１の第一のローブはリフェージングを引き起こし、それにより傾斜磁界エコー信号６４１が時点ｔ₃で発生する。それに続く各ローブは更なる傾斜磁界エコー信号を引き起こし、それにより一連の傾斜磁界エコー信号６４１、６４２、６４３、６４４、６４５が得られる。初期読み出し傾斜磁界６３０の印加中に、初期位相エンコーディング傾斜磁界６２０がまた印加される。読み出し傾斜磁界の極性の逆転で、更なる位相エンコーディング傾斜磁界パルス（ブリップ）６２１、６２２、６２３、６２４が印加され、それにより、各位相エンコーディング傾斜磁界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磁界エコー信号を発生する傾斜磁界エコー信号６４１、６４２、６４３、６４４、６４５の測定された信号値がｋ空間内に均一に分布し、ｋ_x軸に平行に延在するラインに対応する。測定の組の更なる信号を測定するために第一のリフォーカシングＲＦパルス６０２から第二のリフォーカシングＲＦパルス６０３までのパルスシーケンスの部分は多数回繰り返され、その時に初期位相エンコーディング傾斜磁界６２０は異なる傾斜を有する。補正パルス６２５を用いて、次のリフォーカシングＲＦパルス６０３に対して位相はｋ空間の固定された点に戻ることを確実にされる。最終的に必要ならば全体のパルスシーケンスが繰り返される。ｋ空間に均一に分布する第一の数のラインに対応する測定の組の全ての信号を測定する必要はない。信号が少なくともｋ空間内の第一のラインの数の半分が測定されれば充分である。これにより測定時間に関する節約がなされる。図７は本発明によるＧＲＡＳＥ基準測定を実施する読み出し傾斜磁界のパルスシーケンスの例を示す。図７のラインＨＦは励起ＲＦパルス７０１及びリフォーカシングＲＦパルス７０２を示す。残りに対してラインＨＦは図６のラインＨＦと同一である。更にまたラインＧ_x1は第一の一連の信号値を測定するために用いられる読み出し傾斜磁界７３０、７３１を示し、Ｇ_x2は第二の一連の信号値を測定するために用いられる読み出し傾斜磁界７３０’、７３１’を示す。図７は初期読み出し傾斜磁界７３０’と読み出し傾斜磁界７３１’が初期読み出し傾斜磁界７３０と読み出し傾斜磁界７３１をそれぞれ反転させたバージョンであることを示している。図８は本発明によるＧＲＡＳＥ基準測定を実施する読み出し傾斜磁界のパルスシーケンスの第二の例を示し、これは傾斜磁界７３０、７３１の逆転が読み出し傾斜磁界のスイッチングが読み出し傾斜磁界のローブの持続に関して長い時定数を有する故に第一と第二の一連の対応する信号間の過剰な位相差を引き起こすときに好ましく用いられる。この方法により、基準測定が２つの連続するパルスシーケンスを印加することによりなされ、この各々は２つの一連の信号値の測定に対して励起ＲＦパルス及びリフォーカシングＲＦパルスを含み、第二の一連の信号値の測定に対する読み出し傾斜磁界は第一の一連の信号値の測定に対する読み出し傾斜磁界の時間シフトされたバージョンである。図８のＨＦラインは励起ＲＦパルス８０１及び第一のリフォーカシングＲＦパルス８０２及び第二のリフォーカシングＲＦパルス８０３を示し、図６のラインＨＦと同一である。更にまたラインＧ_x1は第一の一連の信号値の測定に対して用いられる読み出し傾斜磁界８３１を示し、Ｇ_x2は第二の一連の信号値の測定に対して用いられる読み出し傾斜磁界８３１’を示す。この場合には初期読み出し傾斜磁界８３０、８３０’は同一である。第二の読み出し傾斜磁界７３１’は第一の読み出し傾斜磁界７３１の時間シフトされたバージョンである。この時間シフトは第一の読み出し傾斜磁界７３０の一のローブの持続時間に対応する。両方の場合で第一と第二の一連の基準の組の信号値は局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で交番読み出し傾斜磁界の反対の極性を用いて測定される。対応する傾斜磁界エコーｉ，ｉ’から位相誤差は式Φ_i（ｘ）＝ａｒｇ（Ｓ_i ^-（ｘ）Ｓ_i ^+*（ｘ））から得られ、ここで^*は複素共役値であり、Ｓ_i ^-（ｘ）は読み出し傾斜磁界の負のローブで測定された第一の一連のフーリエ変換信号であり、Ｓ_i ⁺（ｘ）は読み出し傾斜磁界の正のローブで測定された第二の一連のフーリエ変換信号である。他の可能性は第二の一連の信号値の測定に対して第二のパルスシーケンスの代わりに第一のパルスシーケンスで更なるリフォーカシングＲＦパルスを用いることによりなる。あるいはそれぞれ２つの付加的なリフォーカシングＲＦパルスによりｋ空間のラインの組の信号値の測定の直後に第一と第二の一連の基準の組の信号値を測定することがまた可能である。他の可能性は第一の励起ＲＦパルス後に第一の一連の信号値を測定し、リフォーカシングＲＦパルス後に第二の一連の信号値を測定することである。上記の全ての場合で第一と第二の一連の基準の組の信号値は局部周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で交互の読み出し傾斜磁界の反対の極性で再び測定される。従って基準の組の２つの一連の対応する信号値により位相誤差への寄与は同一である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヴァンアンスベルグン，ジェラルトオランダ国，5656 アーアーアインドーフェン，プロフ・ホルストラーン６番

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ．励起ＲＦパルス及び傾斜磁界により磁気共鳴信号を発生し、ｂ．信号値の測定の組は交番する極性を有する第一の方向の読み出し傾斜磁界及び静磁界への更なる傾斜磁界の印加及びｋ空間での実質的に平行なラインに沿った測定点で発生された磁気共鳴信号の同時の測定により得られ、測定の組の位相補正は信号値の基準の組を測定することにより決定され、ｃ．信号値の測定の組の位相誤差の変換及び補正により画像を決定することにより静磁界に置かれた身体の一部分の磁気共鳴画像を形成する方法であって、第一と第二の一連の基準の組の信号値は周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に対応する時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界で測定され、位相補正は第一と第二の一連の信号値から得られることを特徴とする方法。２．読み出し傾斜磁界は時間的に同じ変動を示すが、基準の組の２つの一連の信号値の測定中反対の極性であることを特徴とする請求項１記載の方法。３．時間シフトに対してを除き、読み出し傾斜磁界は基準の組の２つの一連の信号値の測定中時間の関数として同一であることを特徴とする請求項１記載の方法。４．基準の組は少なくとも一つのｋ空間の二次元部分で測定されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。５．リフォーカスＲＦパルスが励起ＲＦパルスに続いて印加されることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。６．更なるリフォーカスＲＦパルスが印加され、第一の一連の基準の組の信号がリフォーカスＲＦパルスの後に測定され、第二の一連の基準の組の信号が更なるリフォーカシングＲＦパルスの後に測定されることを特徴とする請求項５記載の方法。７． − ＲＦパルスを発生する手段と、 − 傾斜磁界を発生する手段と、 − ＲＦパルスを発生する手段と、傾斜磁界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、 − 磁気共鳴信号を受信し、測定する手段と、 − 測定された磁気共鳴信号を処理する処理ユニットとを含み、制御ユニットは：ａ．励起ＲＦパルスを発生し、ｂ．交番する極性を有する第一の方向へ読み出し傾斜磁界及び静磁界へ更なる傾斜磁界を印加し、ｋ空間での実質的に平行なラインに沿った測定点で磁気共鳴信号を測定し、斯くして信号値の測定の組を形成し、位相補正は信号値の基準の組を測定することにより決定される各段階を含む方法を実施するよう配置される磁気共鳴画像を形成する装置であって、制御ユニットはまた周波数偏差による位相誤差がゼロである時点に関して実質的に同じ時点で反対の極性の読み出し傾斜磁界で第一と第二の一連の基準の組の信号値を測定するよう配置され、位相補正は第一と第二の一連の信号値から得られることを特徴とする装置。