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    公开号:WO1987005482A1
    申请号:PCT/JP1987/000167
    申请日:1987-03-17
    公开日:1987-09-24
    发明作者:Noriaki Yamada；Susumu Kosugi；Toru Shimazaki；Makoto Miyazaki
    申请人:Yokogawa Medical Systems, Ltd.；
    IPC主号:G01R33-00
    专利说明:
    [0001] 丄 明 細 書
    [0002] N M Rイメージング方法
    [0003] (技術分野）
    [0004] 本発明は、 被検体から収集した核磁気共鳴現象に基づくスキャンデータを用いて被 検体の断面を画像化する N M Rイメージング方法の改良に関するもので、 さらに詳し くは、 等方性のピクセル分解能を維持しながら、 縱 *横の長さが異なる非正方スキヤ ンマ卜リックスによるイメージングが行える N M Rイメージング方法に関する。
    [0005] (背景技術）
    [0006] N M Rイメージング装置は、 一様な静磁場を作る静磁場コイルと静磁場と同一方向 磁場で X . y , zの各方向に夫々直線勾配をもつ磁場を作る勾配磁場コイルとを有す る磁石部、 該磁石部で形成される磁場内に設置された被検体に高周波パルス （高周波 電磁波） を加え、 被検体からの N M R信号を検出する送，受信部、 及び該送♦受信部 や前記磁石部の動作を制御したり、 検出データの処理をして画像表示する制御 ·画像 処理部等を有している。
    [0007] 上記構成の N M Rイメージング装置は、 例えば、 第 4図に示す 2次元フーリエ法の パルスシーケンスで駆動され、 被検体の所望の部位からのデータ収集を行うつ 即ち、 スライス勾配磁場 Gz を印加すると共に 9 0 パルス （i)起 R F信号） を印加して被 検体の特定のスライス面内の原子核のスピンを選択的に )起して、 次に、 リフェーズ 勾配磁場 Gz を印加してスライス時に生じたスピンの位相ズレを回復すると共に、 デ ィフェーズ勾配磁場 Gz を印加して、 スピン ·エコー信号を発生させるための位相差 をスピンにもたせ、 かつ、 ワープ勾配磁場 Gy を印加する。 次に、 全ての勾配を切つ て Ί 8 0。 パルスを印加してスピンの位相を反転させる。 その後、 読出し勾配 Gx を 印加すると、 ディフェーズ勾配磁場で位相が分散していたスピンは再び位相が撤うよ うになり、 いわゆるスピンエコーとして N M R信号が観測される。 この N M R信号は、 被検体の内のスピン分布を 2次元フーリエ変換したものの 1ライン （ 1ビュー） に相 当する。 ラインの選択はワープ勾配磁場 Gy の大きさと印加時間との積によって決ま るので、 勾配磁場の大きさを変えながら第 4図のシーケンスを繰返すことにより、 画 像構成に必要なデータを収集することができる。 ところで、 上記の 2次元フーリエ法のパルスシーケンスで所望の視野 （ F O V ) を スキャンするときのスキャンマ卜リックスは、 一般に、 64 ch x64 view 、 128 ch x 128 view 、 256 ch x256 vi ew, 又は、 512 chx 512 view のように、 縦と潢の 長さが等しいマ卜リックス （正方マ卜リックス） となっている。 又、 これらのデータ を用いて画像再構成するときのイメージマ卜リックスも、 512 X 512、 や 256X 256 等の正方マ卜リックス、 又は、 その正方マ卜リクスを丸形に切出したものとなってい る。 このようなマ卜リックスによれば、 画像の縦♦横のピクセル分解能が等方性をも つことになるので自然な画像が得られるが、 被検体の断面が楕円形の場合、 被検体が 存在しない広い空気領域をもスキャンすることになるので、 画像に関係のない部分の データ収集が行われ、 その分だけ余計なキャン時間を費している。
    [0008] 一方、 フーリエ法におけるス^ ン時間は、 ワープ方向のサンプル数 （ビュー数） にほぼ比例することが知られている。 従って、 スキ ン時間を短くするには、 ワープ 方向のサンプル数を少なくすること、 即ち、 非正方マ卜りックスでスキャンすればよ いことが分る。 実際、 例えばサンプル数 Xビュー数が 512 X 256、 256 X 128等のス キャン方法でデータ収集を行っているものもあるが、 この場合、 スキャン時間は短縮 されるものの、 画像の縱♦横のピクセル分解能の等方性が得られない。 また、 画像に 関係のない空気のデータを大量に含んでいることには変りはない
    [0009] (発明の開示）
    [0010] 本発明の目的は、 被検体の断面の形状に適応した非正方スキャンマ卜リックスによ るイメージングが、 等方性のピクセル分解能を持って、 短いスキ ン時間で行える N V1 Rイメージング方法を提供することにある。
    [0011] 本発明の N M Rィメ - ジング方法は、 被検体の断面の形状に適応させて縱♦横の長 さが異なる非正方スキャンマ卜リックスを設定し、 該マ卜リックスの長辺をプロジェ クシヨン軸の方向とし短辺をワープ軸の方向として、 2次元フーリエ法によりスキヤ ンデータを収集するとともに、 プロジェクシヨン幅 Aに対応する長さを一方の辺とし て持ち、 又、 プロジ: £クシヨン幅 Aの MZN倍に対応する長さ （但し、 M…ビュ一数- N…プロジヱクシヨン方向のサンプル数、 M < N ) を他方の辺としてもつ非正方ィメ 一ジマ卜リックスで画像表示するようにしたものである。 (図面の簡単な説明）
    [0012] 第 Ί図は、 本発明の方法を実施する N M Rイメージング装置の構成図、
    [0013] 第 2図及び第 3図は、 本発明の一実施例の動作説明図、
    [0014] 第 4図は、 2次元フーリエ法によるパルスシーケンスの一例である。
    [0015] (発明を実施するための最良の形態）
    [0016] 以下、 図面を参照し本発明について詳細に説明する。 第 Ί図において、 マグネッ卜 アセンブリ 1は、 内部に被検体を挿入するための空間部分を有し、 この空間部分を取 巻くようにして、 被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと、 勾配磁場を発生 するための X , y , スの勾配磁場コイルと、 被検体内の特定の原子核のスビンを励起 するための高周波パルスを与える R F送信コイルと、 被検体からの N M R信号を検出 する受信コイル等が配置されている （図略） 。 静磁場コイル、 勾配磁場コイル、 R F 送信コイル、 及び受信コイルは、 それぞれ主磁場電源 2、 勾配磁場駆動回路 3、 R F 電力増幅器 4及び前置增幅器 5に接続されている。 シーケンス記億回路 1 0は、 計算 11 3からの指令に従って、 予め記億しているシーケンスにより勾配磁場駆動回路 3 及びゲー卜変調回路 6を操作して、 本発明の方法を実施' るための勾配磁場及び高周 波パルス信号を発生させる。 シーケンス S憶回路 1 0はまた、 フーリエ法に基づくシ 一ケンスに従って勾配磁場駆動回路 3、 ゲ一卜変調回路 6及び Λノ Ό変換器 1 1を操 作する 位相検波器 8は、 R F発振回路 7の出力を参照 ^芎とし、 受信コイルで検出 され前置増幅器 5を介して送られてくる N M R ^号を位 W検波して A .'Ό変換器 1 1 に与える。 A Z D変換器 Ί 1は、 位相検波器 8を介して^られる N M R信号をアナ口 グ *デイジタル変換して計算機 1 3に入力する 3 計算機 1 3は、 操作コンソ一ル Ί 2 との間で情報の授受を行って、 種々のスキャンシーケンスを実現するために、 シ一ケ ンス記億回路 1 0の動作の切替えやそのメモリの耋替えを行うとともに、 A z D変換 器 1 1からのデータを用いて画像再構成のための演算等を行い、 再構成像データを表 示装置 9に出力する。 シーケンス情報は計算機 1 3の方に記億させ、 必要に応じてシ 一ケンス記億回路 1 0のメモリに讃き出すようにしてもよい。
    [0017] 次に、 上記装置により本発明の方法を実施するときの動作について説明する。 今、 被検体の断面 2 1が第 2図に示すように略楕円形であるとして、 それをイメージング するための視野 22を楕円形の被検体断面 21に適合させると、 視野 22は縱 *横の 長さが異なる非正方の形状となる。 そこで、 視野 22の縱 *横の長さに合せて操作コ ンソール 12にて M】 のスキャンマ卜リックスを設定する: 5 ここで、 及び Ν·, は正の整数で Μ·| <Ν-, である。 設定され fcマ卜リックスの長い方の辺 を視 野の長い方の辺に一致させてこれをプロジェクシヨン軸の方向に指定し、 マ卜リック スの短い方の辺 を視野の短い方の辺に一致させてこれをワープ軸の方向に指定す る。 これにより、 視野の長い方の辺の寸法を Aとすると、 この方向のピクセル分解能 ^A/' 1 に設定される。 このようなスキャンマ卜リックスの設定後、 スキャンシー ケンスをスター卜させると、 例えば第 4図に示すような、 2次元フーリエ法によるパ ルスシーケンスにより NMR信号の測定が実行される。 これによつて、 被検体の断面 21から NMR信号が収集される。 上記シーケンスは、 Μ·! xN のスキャンマ卜リ ックスによって定められた回数繰返される。 従って、 プロジェクシヨン軸上のサンプ ル数及びワープ軸上のサンプル数 （ビュー数） は夫々 及び となる。 ピュー数 が Mi とされたことにより、 ス 4:ヤン時間は、 Ν·] x i の正方スキャンマ卜リック スでデータ収集を行う場合の Μ·] に短縮されるつ 収集されたスキャンデータは、 ディジタル信号に変換され計算機 13に取込まれる。 計算璣 13は、 スキャンした視 野のプロジェクシヨンの幅 Aに対応する さを一方の辺として持ち、 又、 Λ . ^ / i に対応する長さを他方の辺として持つ ^正方イメージマ卜リックスに従って画像 再構成の演算 ¾理をし、 その結果を表示装置 9に出力する。 従って、 第 3図に示すよ うに、 凝方向の寸法が A · ,^ ,-Ί -, に対応し、 横方向のォ法が Αに対応する画面サ ィズ 23で、 前記演算結果に基づく画像 24が表示される。 このとき縱方向のピクセ ル分解能は （Α ',^ / 1 ) /Μ·! =Α/ 1 となるから、 画面の縱 ·横のピクセ ル分解能はいずれも / となり、 等方性を持った自然なイメージが得られる。 このようなイメージングを行うとき、 ワープ勾配 Gy 及び読出し勾配 Gx は、 夫々 下記の（1) 式及び (2) 式の関係にある。
    [0018] Gy =1 (ァ， FOVv ♦ Tsw) (1)
    [0019] Gx =1 / (T - FOVx *Tsa即） (2)
    [0020] 但し、 ァ…磁気回転比 Tsw…ワープ時間 丁 samp…読出し時間
    [0021] 従って、 第 3図の場合には上記各式は夫々下記の（3) 式及び (4) 式で表される。
    [0022] Gy = 1/ ♦ A♦ Tsw* fv^ ノ[^ ) (3)
    [0023] Gx =-- 1/ (r - A - Tsamp) (4)
    [0024] 尚、 上記実施例は、 フーリエ法の中で、 一般に SE法と言われるシーケンスについ て説明したが、 それ以外の方式のものについても周様に行えることは言うまでもない 又、 被検体の断面の形状が縦長の楕円になっているときは、 凝 ·横の長さが M2 XN 9 (M2 及び N2 は正の整数で、 M2 >N2 ) のスキャンマ卜リックスを設定し、 こ のように設定されたマ卜リックスの長い方の辺 M2 を視野の長い方の辺に一致させて プロジェクシヨン方向とし、 短い方の辺 Nつ を視野の短い方の辺に-'致させてワープ 方向としてスャヤンすればよい- 以上、 本発明を実施するための最良の形態について説明したが、 本発明が属する技 術の分野の通常の知識を ίする者にとって、 下記の請求の範囲を逸脱^ることなく種 々の変形を行うことは容易である。
    权利要求:
    Claims

    請求の範囲 . 一様な静磁場に置かれた被検体の所望の断面の原子核のスピンを励起して、 2次 元フーリエ法により核磁気共鳴に基づくスキャンデータを収集し、 スキャンデータに 基づく被検体の断面の再構成画像を表示する N iVI Rイメージング方法において、 縦と横の長さが異なる非正方スギヤンマ卜リックスを設定すること、
    この非正方スキャンマ卜リックスの長い方の辺をプロジヱクシヨン軸の方向とし短 い方の辺をワープ軸の方向として 2次元フーリエ法によりスキャンデータを収集して 画像の再構成を行うこと、 及び
    スキャンデータ収集のビュー数を Mとしプロジェクシヨン軸上のデータのサンプル 数を Nとしたとき、 スキャンデータ収集におけるプロジェクシヨンの幅に相 する長 さを一方の辺として持ち、 プロジ. rクシヨンの幅の Μ ,Ν倍に相当する長さを他方の 辺として持つ非正方イメージマ卜リックスで再構成画像を表示すること，
    を具備する N !VI Rイメージング方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0299070A4|1990-11-28|
    DE3750579D1|1994-10-27|
    JPS62217950A|1987-09-25|
    US5245281A|1993-09-14|
    JPH0337407B2|1991-06-05|
    EP0299070A1|1989-01-18|
    EP0299070B1|1994-09-21|
    DE3750579T2|1995-02-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1987-09-24| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1987-09-24| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB |
    1988-09-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987901689 Country of ref document: EP |
    1989-01-18| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987901689 Country of ref document: EP |
    1994-09-21| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987901689 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP61060385A|JPH0337407B2|1986-03-18|1986-03-18||
    JP61/060385||1986-03-18||EP19870901689| EP0299070B1|1986-03-18|1987-03-17|Nmr imaging method|
    DE19873750579| DE3750579D1|1986-03-18|1987-03-17|Nmr-bildformungsverfahren.|
    DE19873750579| DE3750579T2|1986-03-18|1987-03-17|Nmr-bildformungsverfahren.|
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