JPS61272644A - 核磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、核磁気共鳴（ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　　ｒｅＳ　Ｏ１１ａ　ＩＩ　Ｃｅ　：以下これを
ＮＭＲと略称する）現象を利用して被検体内にお（）る
特定原子核分布等を被検体外部より知るようにしたＮＭ
Ｒ装置に関し、特にＳ／Ｎ比を高めるためのパルスシー
ケンスおにびデータ処理方式の改良に関する。 （従来の技術） プラナ−法における一手法であるフーリエ変換法（ＦＴ
法）により被検体の断層画像を得るＮＭＲ装置はよく知
られている。この！￥置には、Ｆ［Ｄ信号を測定してこ
れをフーリエ変換するいわゆるＦＩＤ法と、スピンエコ
ー信号を測定しこれをフーリエ変換するいわゆるスピン
１コー法とがある。ＦＩＤ法は第６図にホブようなパル
スシーケンスによりＦ　Ｉ’　Ｄ信号を得る。すなわら
、Ｚ勾配磁場Ｇｚ″″　（同図の（ニ））を与えた状態
で９０゜パルス（ＲＦパルス）を印加し、被検体の一面
を励起する。次に、Ｚ勾配磁場Ｇｚ十及びＹ勾配磁場Ｇ
ｙ　（同図（ハ））を印加し、その後Ｇｚ及びＧｙの印
加をやめて×勾配磁場Ｇｘ（同図の（１１））り印加す
る。この時点よりＦ　Ｉ　＋）信号（同図の（ホ））の
測定が始まり、このようにしてＦＩＤ借りを得る。 スピンＥ丁コー法は第７図は示Ｊにうイ、＜パルスシー
ケンスによりエコー信号を得る。すなりら、ｏＯ°パル
ス印加及びその時点ないしでの直後の勾配磁場印加はＦ
ＩＤ法の場合と同じであるが、９０゜パルス印加後τ時
間経過した時１８００パルスを印加して緩和中のスピン
を１８００回転させる。この１８００パルス印加時（そ
の前後わずかの時間を含む）にはＧｘの印加を中止し、
その後は再びＧｘを印加Ｊる。スピンは依然として緩和
過程にあるが、スピンエコー信号は１８００パルスから
１時間後に最大どなり、同図の（ホ）に示す」；うに、
その後減衰してゆく。 （光明が解７ノシしようどする問題点）フーリエ変換処
理を行うに際し、データとしては信号の中心の時点を時
間原点として正負の時刻にお（′するデータが必要であ
る。 しかしながら、十記１１Ｄ法の場合では時間原点が不明
であり（第６図のｔＥｌｐ　　は時間０７（点ではイ丁
い〉、９０°パルス励起（９０°パルスの中央）がらＦ
　Ｉ　Ｉ）信号が１９られるまでの時刻ｔ：　＝　ｔＦ
ｌｐ　　まで磁場の不拘−分イロにｊ：る位相回転（呪
所により異イｆる）があり、

【１の時刻のデータ］１イ
定が回動でｄうり、このため再椙成象にボケや歪みを生
ずる問題があった。 また、スピンエコー法では、−■二’　　（：弓の中心
（９０°パルス印加より２τ時間後の時点）を時間原点
どするためデータの推定は不要であるが、２τ時間後に
もスピン本来の横緩和過程に基づく位相ずれは集束でき
ず磁化の絶対量は丁、減衰に応じて減少し、信号が小さ
くなっているため、ＳＮ比が悪いという問題があった。 本発明の目的は、この様な点に鑑み、前二者の方式を折
衷したもので、ＦＩ　Ｄ方式にお（）ると同等のＳＮ比
で、データの１１ｆ定が簡単で画像の劣化が極めて小ざ
いパルスシーケンスを採用した核磁気共鳴１最像装置を
提供することにある。 この様な目的を達成Ｊるために本発明では、９゜°励起
パルスから、読出し方向にデ゛フェース゛した後１８０
０パルスでスピンを反転μしめ、がっ　１８００パルス
後９０°パルス−１８００パルス間と等しい時刻で］コ
ービークを出現ざぜ−るいわゆる１８０６パルス反転エ
コー法で、９０°パルス−１８００パルス間を極めて短
時間とし、かつ　１８００パルス印加後スピンが集合す
るまでと、集合した後か散するＪ、での時間を非対称に
サンプリングするスピン］−］−法で、フーリエ面上で
のデータ不足分ｔ、ｉ　ｍ定１ノて補間し、そのように
して得たデータをフーリエ変換し再構成画１鋭を得るよ
うにしたことを特徴とする。 （実施例） 以下図面を用いて本発明の詳細な説明Ｊ−る。第１図は
本発明に係るＮ　Ｍ　Ｒｌｔｉ像装置ｍの一実施例をホ
ブ要部構成図である。図において、１はマグネツ１へア
センブリで、内部には対象物を挿入Ｊるための空間部分
く孔）が設（プられ、この空間部分を取巻くようにして
、対象物に一様静磁揚］−１，を印加する主磁場コイル
２と、勾配磁場を発生ずるための勾配磁場コイル３（個
別に勾配磁場を発生でることができるように構成された
Ｘ勾配磁場コイル、Ｙ勾配磁場コイル、Ｚ勾配磁場コイ
ルより）ｉ４成される）と、対象物内の原子核のスピン
を励起。 づ−るための高周波パルスを与えるＲ、Ｆ送倍二】、イ
ル４と、夕・１象物かｌうのＮＭＲ信号を検ｉｌ−，ｊ
る受＋＝　ＪＴＩコーイル５等が配置されている。 主磁場コイル２は静磁場制御回路１５に、ＧＸ。 Ｇｙ、Ｇｚ各勾配磁場コイルは勾配磁場制御回路１４に
、ＲＦ送送信コイイル電力増幅器１Ｂに、そしてＮ　Ｍ
　Ｒ信号の受信用コイル５はプリアンプ１９に、それぞ
れ接続されている。 １３はコン１〜ローラで、勾配磁場や高周波磁場の発生
シーケンスを制御すると共に得られたＮＭＲ信号を波形
メモリ２１に取込むために必要な制御を１テう。 １７はグー１〜変調回路、１６は高周波信号を発生する
高周波発振器である。ゲート変調回路１７−６＝ は、コン１ヘローラ１３ｈ日うの制御信号にＪ：り高周
波発振器１６が出力した高周波信号を適宜に変調し、所
定の位相の高周波パルスを生成する。この高周波パルス
はＲＦ電力増幅器１８を通してＲＦ送信コイル１に加え
られる。 １９は検出＝】イル５から１ｑられるＮＩＶ’ｌＲ信号
を増幅するプリアンプ、２０は高周波発振器の出ツノ信
弓を参照してＮ　Ｍ　ＲｉＲ＠を位相検波Ｊる位相検波
回路、２１は位相検波されたプリアンプからの波形信号
を記憶づ−る波形メモリで、ここには△／′Ｄ変換器を
含んでいる。 １１は波形メモリ２１からの（ｆｉ号を受り、所定の信
号処理を施して断層像を得る］ンビュータ、１２は１ｑ
られた断層像を表示するプレビジョンモニタのにうな表
示器である。 な（１３、制御手段とは、コン１〜［１−ラ１３および
コンビ−１−タ１１の所定の機能部分を含む構成部分を
いう。 このｊ；うな構成に８月）る動作を第２図のパルスシー
ケンスを参照して次にボ２明ゴる。コントローラ１３の
制御に基づきグーミル変調回路１７を通して第２図（イ
）に示づような９０°パルスを発生し、これを電ツノ増
幅器１８を介してＲＦ送信＝］イル４にりえ、被検体を
励起Ｊ−る。このとき同時に勾配磁Ｊ易Ｇ　ｚ−も印加
して（第２図の（ロ））、特定のスライス面内にあるス
ピンのみを）■択励起Ｊ−る。 次に勾配磁Ｊｋ２　Ｇ　ｙにより位相エンコードを行い
、それと同時に勾配磁場Ｇｙを印加〈第２図（ニ））し
てエコー信号を観測する準１Ｉｌｆ＋をする。 続いて、勾配磁場の印加を停止し、１８００パルスを印
加しスピンを反転させる。その後向図（ニ）に示すよう
にＧＸを印加しておき、発生するエコー信号（同図（小
））を受信コイル５で検出する。 検出されたスピンエコー信号は、プリアンプ１９及び位
相検波回路２０を粁て波形メモリ２１に蓄えられる。 このようにして１ｑたエコー１吉ｑはスライス面内のス
ピン密度分布の２次元フーリエ変換の１ラインに相当Ｊ
−る。したがって、各ピコ−ごとにＧｙの大きさ、すな
わち位相エンコード吊を変えながら一連のア゛−夕を採
取ずれは、これらのデータの２次元フーリエ変換を行う
ことにＪ：り再構成画（象を得ることができる。 このような動作において、９０°パルスど１８０６パル
ス間を極力短くして９０°パルス励起から短い時間経過
２τ後に二Ｉニコー信弓のピークが出るようにする。こ
の時エコー信号のピークからのの方向に向かって時間τ
以前ではデータが欠落しているが、時間原点（スピンが
総べて同位相となる時点）がエコーピークであることを
利用して、−Ｊローピー９時点以後の正の時間のデータ
を利用し、位相連続、振幅連続の条（’＋より前記欠落
部のデータを１ｆｆ定する。このようなデータの推定及
びそのデータを用いてのフーリエ変換はコンビコータ１
１により行われる。 第３図はエコー信号の測定から再構成像が１９られるま
での処理のフローを示すものである。すなわち、上述の
ようなパルスシーケンスにより発生ｌ）た工］−信号を
逐次ΔＤ変換しつつメモリに取込む。次にそのエコー信
号のピークを検出し、その時点を時間原点とし、正の時
間のデ゛−夕をもとに負の時間のデータについて位相歪
みの検出を行い欠落データを生成する。このようにして
必要な時間幅にわたる正負の時間領域のデータを生成し
、イのデータをｂとにフーリエ変換を行って実空間画像
を１ｑる。 以上ばぺたＪ：うに、９０°パルス励起より余り時間を
おかないで、すなわちＴ２緩和の小さいうちにデータを
取込み、かつ完全な２次元フーリエ而にデータを拡張〈
推定）して、歪みのない再構成画像を１りることができ
る。 ＜＞お、負の時間のデータは必ずしも上記のように推定
する必要はなく、データの連続性を補償づ−る処理をす
れば負の時間のデータがＯであっても同等差支えない。 データの連続性を補償する処理としては、例えば第４図
に示ずにうに（イ）の原波形（１ビユ一分）に（ロ）に
示ずような関数のハニング窓をデータネ連続点にか（プ
ることにより、連続性の補償された（ハ）のような波形
を得る処理等がある。 第！５図は、本発明による二Ｖコー信″ｒ４ど従来のＦ
ＩＤ法、ＳＥン去、７ルヂ］−ロー法でのエコ１−（８
弓とを対比するための略示的波形図で、Ｔｆに（ロ）な
いしく小）ではＪ］−信８と励起パルスとを同一軸」二
に描き、互いの時間関係をも示している。 この場合のＳ／Ｎ比は ここに、Ｔ２は被検体のＴ２緩和時間 であり、本発明におけるＳ　、、’　Ｎ比は従来の「Ｉ
　Ｄン入とＩＪぼ同じて゛あるが、マルヂーｒコ〜法や
ε３　Ｅｌ人よりははるかに優れており、一方画質の方
は従来のＳ「法やマルチエコ１−法にほぼ同等であるが
、Ｆ　Ｉ　Ｄ法よりｂ＋ａれているという特徴がある。 （発明の効果） Ｌス＋説明したＪコうに、本発明によれば、Ｆ　ｆ　Ｄ
方式にＪ５１Ｊるど同等のＳＮ比で、データの１（１定
が簡単で画像の劣化が極めて小さいパルスシーケンスを
採用した核磁気」１．１烏１最像装買を実現Ｊることが
でき、次のよう４Ｔ効果がある。 ■１１１間Ｄ：間熱：はっきりしており、１）″ｌｌ中
歪の補正が可能であるため、ＦｒＤ方式にりも使い易い
。 ■−１−丁Ｉ−をｌ−３にでの無駄■、１間及びンルブ
エゴ１−に必要な反転パルスをか（Ｊている１１Ｍ駄時
間がなく、−■−２緩和にＪ、る信号減衰が少４Ｔいた
め、スピンエコー２人や７ルブ工コーｒ人よりＳ／Ｎ比
か良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る核磁気共唱踊｛椋具冒の一実施例
を示’Ｉ　’Ｒ’Ｓ成図、第２図はパルスシーケンスを
示１図、第３図｛Ｊ，画像データの処理のノ１−１−を
示すフＩ−二＋　−　１−　＋−　−　１へ、第４図１
Ｊデ−夕の不；Ｉ続１′ｊを補償ηる処理１ノ法の　例
を６（（明づるための図、第５図は本発明において冑ら
れる］−」１−ｆ，１号と｛、Ｙ−来のパルスシ−クン
スにおいて１！′７られろ土”　　ｋ号とを夕・Ｊ比す
るための説明図、第６図ｆ；ｉ　Ｆ　Ｉ　Ｄ法のパルス
シーランスを示Ｍ図、第７図１３１，スビン］ー：ー１
−法のパルスシーケンスを示η図である。　１・・・マ
グネッ１へｊ′ゼンブリ、２・・・ｇｌ付ｉ揚１イノレ
、Ｊ３・・・勾配ｔｉｆｌ　ＩＪ！−１イル、１・・・
ＲＦｉメ信］イル、５・・・受信用＝】イル、１１・・
・コンビ−ｌ一夕、１２・・・表示器、１３３・・・−
１ン１へ［１−ラ、１７１・・・勾配滋揚制ｉｌ＋＋回
路、１５・・・静磁場制御回路、１０・・・高周波発振
器、１７・・・グー１・変ｉ；Ｉ．＋１回路、Ｉ　Ｅｌ
・・・電力増幅器、１０・・・プリアンプ、２０・・・
位相検波回路、２゛１・・・波形メ−しり１。 第１図 ″“−円７′″″′ コントローラ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２゜特開Ｅｉｆｆｅｌ−２７２６４４（’５）第
２図 二］［］受４　■　ケート変加司１　　「行り一昌逼扉
ｉ］第３図 −〇 Ｙ　Ｏて

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 核磁気共鳴信号を測定しその信号を用いてフーリエ変換
   法により被検体の断層像を再構成するようにした核磁気
   共鳴撮像装置において、 下記の機能を有する制御手段を具備し、Ｓ／Ｎ比および
   画質の向上を図り得るようにしたことを特徴とする核磁
   気共鳴撮像装置。 記 （イ）９０°励起パルスを印加した後極めて短時間にス
   ピン反転用の　１８０°パルスを印加する。 （ロ）発生するスピンエコー信号について、前記１８０
   ０パルス印加後スピンが集合するまでと、集合後分散す
   るまでの時間を非対称にサンプリングする。 （ハ）フーリエ面上でのデータ不足分は推定して補間し
   、そのデータを用いてフーリエ変換処理を行い再構成像
   を得る。