説明

SSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置

【課題】比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減すること。
【解決手段】勾配磁場によってTR内に発生する横磁化の位相シフトを次のRFの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相、すなわち、0−0−0−0(deg)の繰り返しを不使用RF送信位相として特定し、この不使用RF送信位相を用いることなく、それ以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、勾配磁場によってTR内に発生する横磁化の位相シフトを次のRFの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法およびそのフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
勾配磁場によってTR内に発生する横磁化の位相シフトを次のRFの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のSSFPパルスシーケンスは、一般に、FISP(Fast Imaging with Steady-state Precession)とかFIESTA(Fast Imaging Employing Steady state Acquisition)の名で呼ばれている。このFISPは磁場不均一の影響を受けやすく、画像上でバンドアーチファクト(Band Artifact)と呼ばれる帯状の低信号領域が発生しやすいことが知られている。なお、一般的なFISPのRFの送信位相は励起ごとに0−180−0−180(deg:度)の繰り返しで定常状態(SSFP: Steady State Free Precession)が形成される。
【0003】
このFISPにおけるバンドアーチファクトを解決する方法として、特許文献1に記載されているようなフェーズサイクリング(Phase Cycling)法が知られている。
例えば、2Nex(加算回数)の場合、先ず、0−0−0−0(deg)のRF送信位相で画像を取得し、次に、0−180−0−180(deg)のRF送信位相で画像を取得して、両者の画像を合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、各RF送信位相の増分は、0度と180度である。
同様に、3Nexの場合には、0−0−0−0(deg)、0-120-240-0-120-240(deg)、0-240-120-0-240-120(deg)の3つのRF送信位相で画像を取得して、これらを合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、RF送信位相の増分は、0度、120度、240度である。
また、4Nexの場合には、0−0−0−0(deg)、0−90−180−270(deg)、0−180−0−180(deg)、0−270−180−90(deg)の4つのRF送信位相で画像を取得して、これらを合成することによりバンドアーチファクトを軽減している。この場合、RF送信位相の増分は、0度、90度、180度、270度である。
【0004】
図7は、従来のフェーズサイクリング法における励起毎のRF送信位相の増分を2次元平面上に描いた説明図を示している。図示の如く、従来のフェーズサイクリング法では、加算回数(Nex)に応じて、一周360度を均等に分割してRF送信位相の増分を決定している。このようにRF送信位相の増分を変えて複数回のサンプリングを行うことにより、バンドアーチファクトの発生する位置をシフトさせて複数の画像を得ることができ、さらに、これらサンプリングした画像を合成することにより、バンドアーチファクトの影響を軽減することが可能である。
【0005】
【特許文献1】特開2004−121466号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記従来のフェーズサイクリング法では、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合、例えば、2Nexの場合などで画像の中心に顕著なバンドアーチファクトが発生しており、必ずしも十分にバンドアーチファクトを低減できていないという問題点があった。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法は、勾配磁場によってTR内に発生する横磁化の位相シフトを次のRFの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、RF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、この不使用RF送信位相を用いることなく、それ以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近(すなわち、画像の中心付近)に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。
【0010】
第2の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相として、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しを用いることを特徴とする。この発明によれば、複数のRF送信位相のうち少なくとも一つは、画像中心付近の信号強度が高い0−180−0−180(deg)のRF送信位相を用いるので、画像中心付近のバンドアーチファクトの低減を確実に行える。
【0011】
第3の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする。この発明によれば、複数のRF送信位相の増分に着目して、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値とすることにより、各RF送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させる。
【0012】
第4の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。
【数5】

【0013】
第5の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記フェーズサイクリングのNex(加算回数)が偶数の場合、前記複数のRF送信位相は、送信位相の増分が180±α(任意の数)度の関係となる1対のRF送信位相の集合で構成されることを特徴とする。この発明によれば、送信位相の増分が180±α度の関係となる1対のRF送信位相の集合を用いるので、各RF送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させることができる。
【0014】
第6の観点の発明であるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。
【数6】

【0015】
第7の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、対象内のスピンをSSFP状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、RF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。この発明によれば、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、この不使用RF送信位相を用いることなく、それ以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近(すなわち、画像の中心付近)に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。
【0016】
第8の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、対象内のスピンをSSFP状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、RF送信位相の増分が0度である0−0−0−0(deg:度)の繰り返し以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする。この発明は、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0−0−0−0(deg)のRF送信位相を用いることなく、それ以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うので、位相シフト量がゼロ付近(すなわち、画像の中心付近)に発生するバンドアーチファクトを確実に低減する。
【0017】
第9の観点の発明である磁気共鳴撮影装置は、前記複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相として、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しを用いることを特徴とする。この発明によれば、複数のRF送信位相のうち少なくとも一つは、画像中心付近の信号強度が高い0−180−0−180(deg)のRF送信位相を用いるので、画像中心付近のバンドアーチファクトの低減を確実に行える。
【0018】
第10の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする。この発明によれば、複数のRF送信位相の増分に着目して、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値とすることにより、各RF送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させる。
【0019】
第11の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。
【数7】

【0020】
第12の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、前記フェーズサイクリングのNex(加算回数)が偶数の場合、前記複数のRF送信位相は、送信位相の増分が180±α(任意の数)度の関係となる1対のRF送信位相の集合で構成されることを特徴とする。この発明によれば、送信位相の増分が180±α度の関係となる1対のRF送信位相の集合を用いるので、各RF送信位相によって得られる画像におけるバンドアーチファクトの位置を確実に分散させることができる。
【0021】
第13の観点の発明である磁気共鳴撮影装置において、複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする。
【数8】

【発明の効果】
【0022】
本発明にかかるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置は、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相、すなわち、0−0−0−0(deg)を不使用RF送信位相として特定し、この不使用RF送信位相を用いることなく、それ以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うため、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下、本発明のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置の一実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【0024】
先ず、実施の形態に先立って、本発明のフェーズサイクリング法の基本的な考え方について説明する。本発明は、RF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うものである。
【0025】
(1)式は、一般的に知られたFISPの信号強度式である。なお、Sは信号強度、TRは繰り返し時間、T1,T2は緩和時間を示している。
【数9】

【0026】
ここで、(1)式で示した一般的に知られたFISPの信号強度式を以下の条件で発展させる。Z軸を主磁場方向にとり、X軸方向のPFを考えFlip AngleをAとし、TR内で静磁場不均一等が原因で横磁化が受ける位相シフト量をBとし、回転座標系におけるBloch方程式を解くと、次式で示すように定常状態の横磁化mySSFP及びmxSSFP、励起直後のFIDの横磁化myFID,mxFIDを得ることができる。
【0027】
【数10】

【0028】
上記(2)式が横磁化が受ける位相シフトを考慮したFISPの信号強度式となる。なお、上記(2)−aでB=0とおくと一般的に知られたFISPの信号強度式(1)式となる。
【0029】
図1は、FISPにおける位相シフト量に対する信号強度を示した図である。ここでは、緩和時間T1=T2=300ms,TR=20ms,A=90degとした場合の位相シフト量Bに対する信号強度を示している。図において、位相シフト量の絶対値が大きい領域の信号強度が落ち込んでいるところがバンドアーチファクトである。なお、(2)式は、RF送信位相をFISPの一般的な送信位相である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しとして解いた結果である。なお、以下において、RF送信位相の繰り返しを単に0−180−0−180(deg:度)のように記載する。
【0030】
図1から明らかなように、RF送信位相が0−180−0−180(deg)の場合、すなわち、RF送信位相の増分が180度の場合、位相シフト量が0の付近(画像の中心付近に相当)では信号強度が高く、位相シフト量の絶対値が100以上(画像の周辺部分)にバンドアーチファクトが発生することが分かる。
【0031】
次に、RF送信位相の増加を行わない場合、0−0−0−0(deg)の場合のFISP の信号強度式を同様に求めると(3)式となる。
【数11】

【0032】
図2は、0−0−0−0(deg)の場合のFISPにおける位相シフト量に対する信号強度を示す。図において、位相シフト量Bがゼロ付近に、すなわち、比較的均一度が良い場合、画像中央部にバンドアーチファクトが存在することが示されている。
【0033】
さて、TR間に横磁化が受ける位相シフト量は、フェーズサイクリングにおける励起ごとRF送信位相の増加分と同等である。なぜならフェーズサイクリング法ではRF送信位相を変化させると同時に受信位相も同調させるため、回転座標系で考えると両者は同等となる。従来のフェーズサイクリング法は、バンドアーチファクトの位置を変化させ、それぞれバンドアーチファクトの位置が異なる画像の合成によりバンドアーチファクトを軽減する手法である。換言すれば、従来法ではバンドアーチファクトの位置をシフトさせることのみを考慮しており、バンドアーチファクトが発生する位置については考慮されていなかった。
【0034】
ところで、従来のフェーズサイクリング法では、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合、例えば、2Nexの場合などで画像の中心に顕著なバンドアーチファクトが発生しており、必ずしも十分にバンドアーチファクトを低減できていないという問題点があった。
本発明者は、図1および図2の結果と、従来法ではバンドアーチファクトの位置をシフトさせることのみを考慮していることに着目して、従来のフェーズサイクリング法の問題(比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合のバンドアーチファクトの発生)の原因は、1、従来のフェーズサイクリング法では必ず0位相送信0−0−0−0(deg)のデータ を収集している点、2、さらにNexが小さいと合成画像における0−0−0−0(deg)のデータの寄与度が高くなる点、3、バンドアーチファクトが発生する位置について考慮してない点の3点にあるという結論に到達した。
【0035】
そこで、本発明のフェーズサイクリング法では、(2)式から求められるRF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0−0−0−0(deg)のRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、0−0−0−0(deg)以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。
【0036】
このとき、複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相を、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しを用いる。0−180−0−180(deg:度)のRF送信位相は、図1で示したように、位相シフト量が0の付近(画像の中心付近に相当)で信号強度が高く、バンドアーチファクトは画像の周辺部分に発生するため、バンドアーチファクトの低減に最も有効なRF送信位相である。
【0037】
また、従来のフェーズサイクリング法で2次元平面を均等に分割していたRF送信位相の増分を、本発明のフェーズサイクリング法においては、2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値になるように設定する。
【0038】
従来のRF送信位相増分は、(4)式で表されるのに対し、本発明ではRF送信位相の増分を、一例として以下の(5)式で与える。
【数12】

【0039】
具体的に、本発明のRF送信位相の増分を従来例と比較すると以下のようになる。
Nex=2、従来:0,180 本発明:180,120
Nex=3、従来:0,120,240 本発明:180,120,240
Nex=4、従来:0,90,180,270 本発明:180,72,144,216
Nex=5、従来:0,72,144,216,288 本発明:180,72,144,216,288
【0040】
図3は、本発明のフェーズサイクリング法における励起毎のRF送信位相の増分を2次元平面上に描いた説明図である。フェーズサイクリングが180度送信位相を中心に行われるため、画像中心にバンドアーチファクトが出にくい画像を基調にバンドアーチファクトを少しずつシフトさせて合成する。したがって、小さなNexでもバンドアーチファクトが出にくいことになる。
【0041】
ここで、図4の本発明による合成画像の信号強度と従来法による合成画像の信号強度とを比較した図を参照して、具体的に、2Nexの場合を例として、画像中心部でのバンドアーチファクトの低減について説明する。従来例では、画像中心部(位相シフト量が0付近)の信号強度が低いRF送信位相0−0−0−0(deg)を用いており、このRF送信位相0−0−0−0(deg)とRF送信位相0−180−0−180(deg)とを加算して合成画像を生成する。このため、合成画像は位相シフト量0の付近に信号強度の低い部分(バンドアーチファクトの発生)が現れる。
【0042】
一方、本発明では、位相シフト量が0の付近(画像の中心付近に相当)で信号強度が高く、信号強度の低い部分が画像の周辺部分に発生するRF送信位相0−180−0−180(deg)と、同様に位相シフト量が0の付近(画像の中心付近に相当)で信号強度が高く、信号強度の低い部分が画像の中心から外れた部分に発生するRF送信位相0−120−240−0(deg)とを加算して合成画像を生成する。このため、合成画像は位相シフト量0の付近には信号強度の低い部分(バンドアーチファクトの発生)が現れない。換言すれば、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができたことになる。
【0043】
前述した説明では、RF送信位相として、少なくとも1つは0−180−0−180(deg)を用いる例を示したが、フェーズサイクリングのNex(加算回数)が偶数の場合、複数のRF送信位相は、送信位相の増分が180±α(任意の数)度の関係となる1対のRF送信位相の集合で構成するようにしても良い。(5)式の例では、偶数Nexの場合もRF送信位相増分は180度のデータを必ず収集しているが、例えば、(6)式で示すように、Nex=2:144,216、Nex=4:103,154,206,257 (deg)のように180度を中心に対象に配置する。RF送信位相をこのように設定することによっても、比較的磁場不均一が良好でNexが小さい場合でも画像中心のバンドアーチファクトを確実に低減することができる。
【数13】

【0044】
次に、前述した本発明のフェーズサイクリング法を適用した磁気共鳴撮影装置の一実施の形態について説明する。図5は、本実施の形態の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。本装置は実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【0045】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム100を有する。マグネットシステム100は主磁場コイル部102、勾配コイル部106およびRFコイル部108を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム100の概ね円柱状の内部空間(ボア:bore)に、撮影の対象1がクレードル(cradle)500に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【0046】
主磁場コイル部102はマグネットシステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象1の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は、例えば超伝導コイルを用いて構成される。
【0047】
勾配コイル部106は、互いに垂直な3軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための3つの勾配磁場を生じる。静磁場空間における互いに垂直な座標軸をX,Y,Zとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り2軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままX,Y,Z軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では対象1の体軸の方向をZ軸方向とする。
【0048】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード(encode)勾配磁場またはフェーズエンコード(phase encode)勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト(read out)勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部106は図示しない3系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【0049】
RFコイル部108は静磁場空間に対象1の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをRF励起信号の送信ともいう。また、RF励起信号をRFパルス(pulse)ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、RFコイル部108によって受信される。
【0050】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン(domain)すなわちフーリエ(Fourier)空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを2軸で行うので、磁気共鳴信号は2次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、2次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。
【0051】
勾配コイル部106には勾配駆動部130が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部106に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾配コイルに対応して、図示しない3系統の駆動回路を有する。
【0052】
RFコイル部108にはRF駆動部140が接続されている。RF駆動部140はRFコイル部108に駆動信号を与えてRFパルスを送信し、対象1の体内のスピンを励起する。RFコイル部108にはデータ収集部150が接続されている。データ収集部150は、RFコイル部108が受信した受信信号をディジタルデータとして収集する。
【0053】
勾配駆動部130、RF駆動部140およびデータ収集部150にはシーケンス制御部160が接続されている。シーケンス制御部160は、勾配駆動部130ないしデータ収集部150をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【0054】
シーケンス制御部160は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。シーケンス制御部160は図示しないメモリを有する。メモリはシーケンス制御部160用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部160の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【0055】
データ収集部150の出力側はデータ処理部170に接続されている。データ収集部150が収集したデータがデータ処理部170に入力される。データ処理部170は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部170は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部170用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【0056】
データ処理部170はシーケンス制御部160に接続されている。データ処理部170はシーケンス制御部160の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部170がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【0057】
データ処理部170は、データ収集部150が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は2次元フーリエ空間(kスペース)に対応する。データ処理部170は、kスペースのデータを2次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【0058】
データ処理部170には表示部180および操作部190が接続されている。表示部180は、グラフィックディスプレー等で構成される。操作部190はポインティングデバイスを備えたキーボード等で構成される。
【0059】
表示部180は、データ処理部170から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部190は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部170に入力する。使用者は表示部180および操作部190を通じてインタラクティブに本装置を操作する。
【0060】
図6に、SSFP状態でのスキャンのパルスシーケンスを示す。パルスシーケンスは左から右に進行する。同図において、(1)はRF信号のパルスシーケンスを示す。(2)〜(4)はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。(2)はスライス勾配、(3)は周波数エンコード勾配、(4)は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。
【0061】
同図に示すように、α°パルスによるスピン励起が行われる。スピン励起はスライス勾配Gsliceの下での選択励起である。スピン励起は、周期TRで繰り返し行われる。周期TRはパルス繰り返し時間とも呼ばれる。1TRが1ビュー(view)に相当する。
【0062】
1TRの間に印加される周波数エンコード勾配Gfreqによってエコーが読み出される。なお、エコーはその中心信号で表現する。α°パルスの中心からエコー中心までの時間がエコータイム(echo time)TEである。以下、エコータイムを単にTEともいう。
【0063】
通常は、TE=TR/2となるように、周波数エンコード勾配Gfreqが設定される。水と脂肪を分離して撮影する場合は、TEはさらに、水と脂肪の位相差が2πになる時間の1/mとなるように設定される。これはTRの設定を通じて行われる。mは例えば4である。このとき、水と脂肪の位相差はπ/2となる。なお、mは4に限るものではない。
【0064】
1TRの間に、スピン励起の直後と次のスピン励起の直前にそれぞれ位相エンコード勾配Gphaseが印加される。これら1対の位相エンコード勾配Gphaseは、大きさおよび極性が互いに対称的になっている。これによって、前側の位相エンコード勾配Gphaseによって位相エンコードの巻き上げが行われ、後ろ側の位相エンコード勾配Gphaseによって位相エンコードの巻き戻しが行われる。位相エンコード量は1TRごとに変更される。
【0065】
位相エンコードおよび周波数エンコードによってエコーを読み出すことにより、kスペースのデータがサンプリングされる。位相エンコード量は位相軸kyの中心で0である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。
【0066】
本装置では、このようなデータ収集を行う際のフェーズサイクリングにおいて、α°パルスの位相(すなわち、RF送信位相)として、本発明のフェーズサイクリングで示したように、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生する0-0-0-0(deg)のRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、0-0-0-0(deg)以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行う。具体的には、複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相を、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)を用いる。
【0067】
頭部検査のようにFOV(撮像野)内の静磁場不均一が比較的良好でフェーズサイクリングを行わないFISPにてバンドアーチファクトがFOV内に1、2本存在する場合、従来のフェーズサイクリングを伴うFISPでそのバンドアーチファクトを消すためには大きなNex少なくとも4Nex以上必要であり、2Nex等の小さなNexでスキャンを行うと画像の中央に必ずバンドアーチファクトが出現してしまっていたが、本装置では、2Nex程度の小さなNexで、すなわち短いスキャン時間でバンドアーチファクトが存在しない良好な画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0068】
以上のように、本発明にかかるSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法および磁気共鳴撮影装置は、頭部検査のようにFOV(撮像野)内の静磁場不均一が比較的良好でNexが小さい場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明の原理を示す説明であり、FISPにおける位相シフト量に対する信号強度を示した図である。
【図2】本発明の原理を示す説明図であり、0−0−0−0(deg)の場合のFISPにおける位相シフト量に対する信号強度を示す図である。
【図3】本発明のフェーズサイクリング法における励起毎のRF送信位相の増分を2次元平面上に描いた説明図である。
【図4】本発明による合成画像の信号強度と従来法による合成画像の信号強度とを比較した説明図である。
【図5】本実施の形態の磁気共鳴撮影装置のブロック図である。
【図6】SSFP状態でのスキャンのパルスシーケンスを示す説明図である。
【図7】従来のフェーズサイクリング法における励起毎のRF送信位相の増分を2次元平面上に描いた説明図である。
【符号の説明】
【0070】
1 対象
150 データ収集部
160 シーケンス制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
勾配磁場によってTR内に発生する横磁化の位相シフトを次のRFの励起前に巻き戻すグラジエントエコー系のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法において、
RF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とするSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【請求項2】
前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相は、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しを用いることを特徴とする請求項1に記載のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【請求項3】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする請求項1または2に記載のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【請求項4】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【数1】

【請求項5】
前記フェーズサイクリングのNex(加算回数)が偶数の場合、前記複数のRF送信位相は、送信位相の増分が180±α(任意の数)度の関係となる1対のRF送信位相の集合で構成されることを特徴とする請求項1に記載のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【請求項6】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項5に記載のSSFPパルスシーケンスにおけるフェーズサイクリング法。
【数2】

【請求項7】
対象内のスピンをSSFP状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、
RF送信位相とバンドアーチファクトの発生する位相シフト量との関係に基づいて、位相シフト量がゼロの付近にバンドアーチファクトが発生するRF送信位相を不使用RF送信位相として特定し、前記不使用RF送信位相以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項8】
対象内のスピンをSSFP状態にして複数ビューのエコーデータを獲得するフェーズサイクリング法を用いた磁気共鳴撮影装置において、
RF送信位相の増分が0度である0−0−0−0(deg:度)の繰り返し以外の複数のRF送信位相を用いてフェーズサイクリングを行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項9】
前記複数のRF送信位相のうち少なくとも一つのRF送信位相は、送信位相の増分が180度である0−180−0−180(deg:度)の繰り返しを用いることを特徴とする請求項7または8に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項10】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分が2次元平面の180度を中心に2次元平面を不均一に分割した値であることを特徴とする請求項7、8または9に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項11】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項7〜10のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【数3】

【請求項12】
前記フェーズサイクリングのNex(加算回数)が偶数の場合、前記複数のRF送信位相は、送信位相の増分が180±α(任意の数)度の関係となる1対のRF送信位相の集合で構成されることを特徴とする請求項7または8に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項13】
前記複数のRF送信位相は、それぞれの送信位相の増分を次式に基づいて設定したことを特徴とする請求項12に記載の磁気共鳴撮影装置。
【数4】


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−122222(P2006−122222A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−312682(P2004−312682)
【出願日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【出願人】(300019238)ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Fターム(参考)】