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    公开号:WO1989002723A1
    申请号:PCT/JP1988/001005
    申请日:1988-09-30
    公开日:1989-04-06
    发明作者:Kozo Satoh
    申请人:Kabushiki Kaisha Toshiba；
    IPC主号:G01R33-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 磁気共鳴ィ メージングシステム
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 磁気共鳴イ メージングシステムに係 り 、 特に、 収集される磁気共鳴データ に対する補正をハー ド ウエアに よ り行な う こ と によ り 、 画像再構成のためのフー リ エ変換 処理以外のソ フ ト ウェ ア処理の負担を軽減し、 システムの スループッ トの向上を図った磁気共鳴イ メージングシステ ムに関する 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 磁気共鳴イ メージングは、 既に、知られて いる よ う に、 原 子核に固有のスピンと 該スピンに基づく 磁気モーメ ン ト と を有する原子核の集団が、 一様な静磁場中に置かれた と き に、 該静磁場の方向 と 垂直な面內において特定の周波数で 回転する高周波磁場のエネルギを共鳴的に吸収する現象を 利用 して 、 分子の化学的および物理的な微視的情報を得る こ と を可能にする技術である 。
    [0007] 磁気共鳴イ メージングを用いて 、 被検体内の特定原子核 (例えば、 水および脂肪に含まれる水素原子核 ） の空間的 分布を映像化する方法と しては、 例えば、 ローターバー
    [0008] ( Lauterbur)によ る投影再構成法、 クマ一 （ Kumar), ゥェ ルチ （ We i)またはエルンス ト （ Ernst)によ る フー リエ法、 このフーリ エ法の変形であるハチソ ン （Hutchison) その他 に よ る ス ピ ン ワ ー プ 法 、 お よ び マ ン ス フ ィ ー ル ド (Hansf i e I d) によるエコープラナ法（ echo lanar method) 等が提案されている。
    [0009] これらの方法に基づいて璲気共鳴ィ メージングを行なう 場合、 収集される磁気共鳴データから高精度で且つ画質の よい再構 画像を得るために、 種々の誤差要因に対する補 正が行なわれる
    [0010] 磁気共鳴データの収集および磁気共噶画像の再構成に際 しての補正と しては、 例えば、 磁気共鳴信号 （エコー） の ベースライ ンの補正、 磁気共鳴データのサンプリ ング点の 補正、 および検波用参照信号の位祖補正のよ うな補正が考 えられる * これらの補正.のための方法と しては、 収集され た磁気共鳴データに対して、 画像再構成処理に先立つ前処 理と して、 ソ フ トウェア処理によ り 、 ベースライ ン補正、 補間操作によるサンプリ ング点のシフ ト、 および位相補正 を行なう方法が考えられる このよ うな補正処理によ り補 正された磁気共鳴データをフーリエ変換処理することによ り適正な画像再構成が行える。
    [0011] 特に、 フーリエ空簡の原点に対する点対称位置のデータ が互いに複素共役であることを利甩して、 フーリエ空間に おける半空間分の測定データから他の半空間分のデータを 求める、 いわゆるハーフエンコード法においては、 磁気共 鳴データの誤差が再構成面像に与える影響が大きいので、 上記補正処理は必要不可欠である
    [0012] このよ う な補正処理を含む磁気共鳴データ収集および画 像再構成めハーフエンコー ド法によ る手順の一例を第 1 図 に示す。
    [0013] まず、 位相エンコー ド用の勾配磁場の印加を省いた磁気 共鳴励起シーケンスによ り 拔検体または適当なフ ァ ン トム から位相エンコー ド されて いない磁気共鳴エコーデータ
    [0014] ( 「零エンコー ド M Rデータ j と称する ） を収集する （ ス テ ツ プ S 1 ) 。 収集された零エンコー ド M Rデータ に基づ いてエコー信号のオフセ '、 / ト植を求め、 該オフセ ッ 卜の補 正を行な う （ステ ッ プ S 2 ) . 収集された零エンコー ド M Rデータからエコー信号のノルムのピーク点位置を検出す る （ステ ッ プ S 3 ) 。 検出されたピーク点位置に基づいて - サンプリ ング点位置の補正のためのシフ ト量 A t s を求め る （ステ ッ プ S 4 ) ¾ 上記ピーク点位置における零ェンコ ー ド M Rデータに基づいて検波用参照信号の補正用位相角 Δ φ C を求める （ ステ ッ プ S 6 ) ¾ 以上のよ う な予備的な 測定および補正植決定処理を行なった後、 次のよ う に して 本測定および画像再構成の処理を行な う
    [0015] イ メージング用の磁気共鳴励起シーケンス （位相ェンコ — ド用勾配磁場の印加を含む ） によ り 、 第 k番目 （ k = l , 2 , ··· ) のエンコー ドによ る磁気共鳴データ （ 「第 kェン コ ー ド M R デー タ 」 と 称す る ） を 収集す る （ ス テ 'ゾ プ S 6 ) . 収集された第 kエンコー ド M Rデータ に対 し、 ベースライ ン補正処理を行な う と と も に、 上記ステ ッ プ S 4で求め られたサンプ リ ング点補正量 A ^> c を用いて補間 操作によるサンプリ ング点シフ ト^理を行なう （ステップ S 7 ) 。 上記ステップ S 7 を経たデータに対し、 上記ステ ップ S 5で求められた捕正用位相角 Δ C を用いて検波用 参照信号の位相補正処理を行なう （ステップ S 8 ) 。 上記 ステップ S 6 〜 S 8を所定回数綠返して、 ハーフェンコー ド法による画像再構成に必要な磁気共鳴データを収集し且 つ補正する。 このよ う にして収集され補正された璲気共鳴 データを も とにフーリエ空間での点対象データを生成する
    [0016] (ステップ S 9 ) . 以上の処理によ り得られる磁気共鳴デ ータを 2次元フーリエ変換して再構成画像を得る （ ステツ プ S 1 0 ) 。
    [0017] ステップ S 7のベースライ ン補正およびサンプリ ング点 シフ ト と、 ステップ S 8の検波用参照信号の位相補正とが 上述した補正処理であ り 、 これらの補正処理はソフ トゥ X ァによ り行われる
    [0018] 上記補正処理を、 上述のよ う なソ フ トゥ ア的処理によ り行なう と、 上記補正処理を実行するための演箕およびデ ータの転送に多くの時閎が必要となり 、 これを短縮するこ とが磁気共鳴ィ メージングシステムのスループッ トを向上 するために必要となる >
    [0019] 特に、 被検体の複数のスラ イ スの磁気共鳴データを短時 間で得て複数のスラ イ スの磁気共鳴画餒を得るためのマル チスライ スイ メージング、 または被検体の隣接する複数の スライ スに対応する 3次元摄像領域の磁気共鳴データの収 集を行なって該 3 次元撮像領域の磁気共鳴画像情報を得る ための 3 次元イ メージングでは、 補正のためのサンプリ ン グ点シフ ト量 A t s および位相角厶 i c の瘡が被検体のス ライ ス毎に異なる 。 しかも 、 これらマルチスライ スィ メー ジングおよび 3 次元イ メージングでは、 単一のスライ スの イメージングに比 して取 り扱 う データ量が膨大と なる 。 し たがって 、 マルチスライ スイメージングおよび 3 次元ィ メ 一ジングでは、 上記補正処理に必要な時簡を短縮する こ と が強く要求される 。
    [0020] また、 上記補間操作を充分な精度で行な う には、 ナイ キ ス ト周波数で定ま るサンァリ ングピ ッチに比してかな り高 速のサンプリ ングを行な う 必要がある 。 例えば（256 X 256 ) マ ト リ ッ クスの画像を作る場合において も 、 1 024点または 5 1 2点の信号サンプ リ ングを行ない、 該サンプ リ ングされ たデータ に対 して上述の各種補正を施した後、 データ を 4 点おき に選択して 256 点と し、 2次元フー リエ変換操作を 行なって画像を得る この場合には、 本来必要な量以上の メモ リ を用意しなければならなず、 その上、 上記補正処理 に要する時間も長く なる ft
    [0021] フー リ エ空間の原点近傍 （すなわちピークエコー付近） での磁気共鳴信号の変化は急激である 。 このため、 ピーク エコー付近の磁気共鳴信号については、 充分な高精度で補 間を行な う 必要があるので、 補間操作には高次補間が行な われる こ と になるが、 このよ う な高次補間には多大な計算 時藺を要する。
    [0022] また、 補間操作には、 それ自体ある程度の誤差が含まれ るので、 可能ならば補間操作なしに、 正しいフーリエ空間 で データが求められることが望ま しい。
    [0023] 一方、 フーリエ空簡の全空簡についてのエンコードを行 なう いわゆるフルエンコー ド法では、 補間操作を行なわず にフ一リェ変換によって得られる実および虚数部画像から 絶対値画像を求めることが一応可能ではある この場合に は、 当然、 絶対值を求めるための演算時間が必要となるば かりでなく 、 位相情報が失なわれるためにイ ンバージ ョ ン リカバリ画像 （ I R 像 ） の負信号領域が反転して しまう Λ このため、 正しい I R像が得られず、 さ らには位相情報を 用いて流速分布を面餒化することができなくなる という致 命的欠陥を生じる すなわち、 フルエンコー ド法を適用し た場合において も、 補間操作を行なう ことによって正しい 実数部画像を求めることが一般的には必要である この場 合にも、 半空閬のデータを生成するために補問操作が必要 不可欠な半エンコード法の場合と実質的に同様の問題が生 じる
    [0024] 磁気共鳴ィ メージングシステムに用いられる計算機は、 通常いわゆる ミニコ ンピュータであ り 、 これに専用演算装 置を付加した場合でも、 （256 X 256 )マ ト リ ッ クスの画像再 構成に対して数秒程度の演箕時間が必要である。 このため 上述の各種のソ フ トウエア的補正を必要とする方式では、 短時間 （例えば 1 0m s ec程度） の う ちに画漦再構成を行なつ て 、 心臓のよ う な動的対象部位の画像を リ アルタイ ム的に デ ィ スプレイ上に表示する こ と は不可能である 。
    [0025] しかしながら、 近年の磁気共鳴計測技術の進歩によ って 磁気共鳴計測における Sノ N J が向上 したこ と によ り 、 励 起によ る フ リ ップ角を一般に用いられる 90 β によ り も充分 に小さな微小フ リ ップ角 （例えば 1 0。 ) と して 、 熟平街状 態への回復をスピン格子緩和 （縦緩和） 時閩 ( Τ 1 ) に J ベて充分に速める こ とが可能と なって いる 。 したがって 、 従来とは異な り 、 磁気共鳴データ収集後の熟平街状態への 回復のための待ち時間をほぽ零に して 、 スピン系の準連銃 励起を行な う こ とが可能と なって'いる 。
    [0026] このよ う な微小フ リ ップ角の使用と 、 エコーブラナー法 高速フー リエ法等の超高速イ メージングの手法と を同時に 組合わせて適用する こ と によ り 、 リ アルタイ ム磁気共鳴ィ メージングシステムを実現する こ とが可能である と 孝え ら れる 。 このよ う なシステムの実現のためにも画像再構成時 間の著しい短凝が望まれている 。 そこで、 磁気共鳴ィ メ ー ジングシステムにおける画像再構成は本来フー リエ変換操 作のみである こ と に注目すれ-ば、 フー リエ変換操作以外の 前処理または後処理を不要とする よ う なシステム構成を達 成する こ とが画像再構成時簡の短縮のために極めて有効で ある と思われる 。
    [0027] このよ う に、 磁気共鳴ィ メ ージングシステムにおいては、 各種補正処理を計算撐内でソ フ トウエア的に行なう と、 ィ メージングのために、 長い時間と本来不要なメモリ容量が 必要となる という間題を解決するための対策が望まれてい た &
    [0028] 本発明は、 このよ うな問題を解決するためになされたも ので、 補正処理のための簡単なハードウェアを付加し、 簡 単な手順によって、 補正処理をハードウェアによって達成 する構^とすることによ り 、 適切な磁気共鳴データを得て 単なるフーリエ変換 （ 2次元画像の場合には 2次元フーリ ェ変換、 3次元画像の場合には 3次元フーリエ変換） のみ によって画像再構成ができ るよ う にして、 再構成に要する 時簡を著しく短縮し得る磁気共鳴ィ メージングシステムを 提供することを目的とする
    [0029] 発 明 の 開 示
    [0030] 本発明の磁気共鳴イ メージングシステムは、 上述の目的 を達成するために、 磁気共鳴信号のベースライ ンを補正す るためのベースライ ン補正回路と、 磁気共鳴信号のサンプ リ ング点のずれを補正するためのサンプリ ング点補正回路 (または読出し用勾配磁場の印加時間調整回路） 、 および 磁気共鳴信号の位相検波用参照波の位相を補正する参照波 位祖補正回路を設け、 且つ補正データ決定モードにて所定 の手順によって求めたデータに基づいて計箕檨からこれら の回路に補正値を供給してィ メージングモードの操作を行 なう ことによって、 自動的に正しい画像再構成のための磁 気共鳴信号のサンプリ ングデータが得られるよ う にする。 本発明による磁気共鳴イメージングシステムによれば、 上述の 3つの補正回路によって、 ハードウェア的に正しい 画像再構成用磁気共鳴データが得られる。 これによつてソ フ トウエ ア的な補正処理を用いずにフー リ エ変換のみによ つて磁気共鳴による再構成画像が得られるので、 再構成時 間が著しく短縮される これによつて診断効率が向上し、 さ らには実用的な実時間磁気共鳴イメージングシステムが 実現される。
    [0031] 図面の簡単な説明
    [0032] 第 1図は磁気共鳴ィ メージングシステムにおける ソ フ.ト ウェア処理による各種補正の手順を示すフ ローチャー ト 、' 第 2図は磁気共鳴イ メージングシステム全体のブロ ッ ク図 第 3図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴ィ メージングシ ステムにおける主要部の構成を示すブロ ッ ク図、 第 4図は 同実施例における補正処理の手順を説明するための図、 第 5図は同実施例における参照波位相補正回路の構成を説明 するための図、 第 6図は同実施例におけるベースラ イ ン補 正回路の構成を説明するための図、 第 7図は同実施例にお けるサンプリ ング点補正回路の構成を説明するための図、 第 8図は 2次元フ ー リ エ法のパルスシーケンスを示す図、 第 9図（a ) ( b )は点対称性による半空間でのデータ構成法を フーリエ法およびエコープラナ一法について示す図、 第 1 0 図は 。 パルスによるエコーブラナー法のパルスシ一ケン 一 X 0 一 スを示す図である
    [0033] 発明を実施するための聶良の形態
    [0034] 以下、 図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する 第 2図は本発明の一実施例による磁気共鳴イメージング システムの構成を示す図である。
    [0035] 静磁場磁石 1 は、 例えば複数のコイルユニッ トを具備す る。 該静磁場磁石 1 は、 システムコン ト ローラ 1 0によ り 制御される励磁用電源 2によって駆動され、 寝台 6上に载 置される被検体 5 (例えば患者） に対して一様な静磁場を 印加する
    [0036] 勾配磁場コイ ル 2は、 例えば複数組のコイルエレメ ン ト を、具備する 該勾配磁場コイル 2は、 システムコントロー ラ 1 0によ り制御される駆動回路 4によって駆動され、 被 検体 5 に対して、 所望のスライ ス面内の直交する x ， yの 二方向、 および該スライ ス面に垂直な z方向に磁場強度が 直線的に変化する勾配磁場 G X , G y 、 および をそれ ぞれ （上記静磁場に重畳して ） 印加する
    [0037] 被検体 5 には、 さ らにシステムコン トローラ 1 0の制御 の下で、 送信部 8からの高周波信号によ り プローブ 7から 発生される高周波磁場が印加される。 プローブ 7 によ り受 信される磁気共鳴信号は、 受信部 8で増幅され且つ検波さ れた後、 システムコ ン トローラ 1 0の制御の下でデータ収 集部 1 1 に送られる
    [0038] すなわち、 受信部 9は、 第 3図に示すよ う に、 プローブ 7 で受信される磁気共鳴信号を高周波増幅器 2 0 で増幅 し 直交位柑検波回路 2 1 で直交検波 して ビデオ帯域の信号に した後、 ビデオ増幅器 2 2 で増幅 し、 さ らにローパスフ ィ ルタ 2 3 を介 してデータ収集部 1 1 に供耠する 。 データ収 集部 1 1 は、 受信部 9から与え られる磁気共鳴信号を、 A ノ D変換器 2 4 でサンプリ ング し且つデ ィ ジタル化 した後 イ ンタ フ ェース 2 5 を介 して電子計算機 1 2 に送る 。
    [0039] 電子計算機 1 2 は、 コ ンソール 1 3 を介 してオペレータ によ り操作制御される 。 該電子計算機 1 2 は、 データ収集 部 1 1 から入力される画像生成用のサンプリ ングされた磁 気共鳴データ を用いて画像再構成処理を行い、 磁気共鳴画 像データ を得る。 また、 電子計算機 1 2 は、 システムコ ン 卜 ローラ 1 0 を制御する 電子計箕機 1 2 によ り得られる 画像データは画像デ ィ スプレイ 1 4 に供給さ 、 画像表示 される 。
    [0040] 第 3 図は、 第 2 図における システム コ ン ト ローラ 1 0 內 の本発明に鬨係する部分 （補正回路 ） 、 ならびに受信部 9 およびデータ収集部 1 1 の構成を詳 し く示したものである システムコ ン ト ローラ 1 0 内には、 直交位相検波回路 2 1 に供給する参照波の位相を補正するための参照波位相補 正回路 2 6 、 磁気共鳴信号のベース ラ イ ンのずれを補正す るためのベースライ ン補正回路 2 7 および A / D変換器 2 4 に供耠するサンプリ ングク ロ ッ クのタイ ミ ングを遅延制 御するためのサンプリ ング点補正回路 2 8が設けられて い 2 る。
    [0041] 第 4図に、 第 8図のよ うな 2次元フーリエ法のパルスシ 一ケンスによってィ メージングを行なう場合の手順を示す 本来のィ メージングのためのィ メ一ジングモードの操作 に先立って、 補正データを決定するための補正データ決定 モードの操作が行なわれる。
    [0042] まず、 第 8図のシーケンスからエ ン コ ー ド用勾配磁場 G e を除いたシーケンス、 すなわち零エンコードの励起シ 一ケンスに従って、 高周波パルス r f 、 スラ イ ス用勾配磁 場 G s および読出し用勾配磁場 G r を被検体 5 または調整 用に用意された適宜なる フ ァ ン トムに印加して、 零 Xンコ ー ド状態における磁気共鳴エコー信号を観測し、 零ェンコ ード M Rデータを収集する （ ステ ッ プ 3 1 ) 読出し用勾 配磁場 G r を印加するタイ ミング （ t 1 , t 2 , t 3 ) は エコーピークが所定の時刻 （ t = 2 ） に現われるよ う に パルスシーケンスの調整時において予め設定される。 同様 に、 ベースライ ンおよび検波用の参照波の位相 （直交検波 の絶対位相および 9 0 β 相対位相） も調整時に正しく設定 される ステップ 3 1〜 3 8の一連の操作は、 何らかの原 因で起こるこれらのずれを補正することを 目的と している エコー信号が完全に減衰した時閭領域でデータ収集を行 なう ことによ り上記零エンコー ド M Rデータについてのベ ースライ ン值 V b (ΐ) を求める （ステップ 3 2 ) 。 時間的 変動を伴うベースライ ン値 V b (ΐ) を求めるためには、 無 信号状態、 例えば高周波パルス r f を印加 しないシーケン スによ り 勾配磁場 G S および G r の印加を行なった状態で 所定のタイ ミ ングにおいてデータ収集を行なえばよい （位 相エンコー ドによ って もベースラ イ ン値 V b ( t ) が変動す る場合には、 さ らにエンコー ド用勾配磁場を含むシ一ケン ス を用いれば、 エ ン コー ド された場合のベースラ イ ン値 V b ( t ) を も求める こ とが可能である ） 。 このよ う なベー スライ ン値の収集に際 し Sノ N ( 信号対雑音 Jt ) が充分で ない場合には、 適宜複数 Θのデータ収集によ る アベレージ ングを行なう 。 決定されたベースライ ン値 V b ( t ) を用い て第 2図 ビデオ増幅器 2 2 のオフセ ッ ト を，調節する こ と によ り 、 ベースライ ンを補正する （ ステ ップ 3 3 ) 。 次に 零エンコー ドデータのノノレム （ エコーベク トルの大き さ 、 すなわち複素データの絶対値に相当するデータ ） から補閎 操作によ ってエコーピーク を検出する （ ステ ップ 3 4 ) 。 このエコーピークの最近接サンプリ ング時刻からのずれを 求めて 、 これを A t s とする 。 これを用いて 、 A / D変換 器 2 4 におけるエコーデータのサンプリ ングのタ イ ミ ング を△ t s だけ前後にシフ ト して調整 し （ ステ ッ プ 3 5 ) 、 再度零エンコー ドデータ を収集する （ ステ ッ プ 3 6 ) 。 こ のデータは、 既にベースライ ンの補正、 およびサンプリ ン グ点シフ ト補正をハー ド的に行なって いるので、 直ちにェ コーピーク （ t r = 0 ) において 、 周知のアルゴリ ズムを 用 い て 、 す な わ ち エ コ ー ピ ー ク 点 で の 複 素 デ ー タ 4
    [0043] V r 十 i V i から tan^ Φ c = V i / V r によって位相誤 差に対する捕正用位相角 Δ ^ c が決定される （ステップ 3 7 ) 。 これによつて第 211の直交位相検波回路 2 1 に洪耠 される直交検波用参照波の位相を Δ c だけシフ ト して補 正する （ステップ 3 8 ) 。
    [0044] 以上の手順によって、 第 3図における補正回路 2 6 ， 2 7および 2 8による補正が完了したこ とになる。 したがつ て、 次はイメージングモードの操作を行なう 。
    [0045] このイメージングモードでは、 第 811のパルスシーケン スに基づいて所定のステップで G e による位相エンコード を行なって半空閩、 例えば第 9 (a) ] に示すフーリ エ空間 における t e ≥ 0の領域でのエコーデータを収集する。 こ う して収集されるエコーデータから、 原点に対して点対称 位置にあるエコーデータが互いに複素共役である という性 質に よ っ て 、 第 9 (a) 図 に示 し た よ う に他の半空簡 ( t e < 0 ) の領域のエコーデータが直ちに生成されるこ とになるので、 後は 2次元フーリエ変換操作のみによって 求める画像が得られる （ステップ 3 9 ) 。
    [0046] 第 31 における各補正回路 2 6 , 2 7および 2 8の具体 的な構成の例をそれぞれ第 5図〜第 7図を参照して説明す る。
    [0047] 第 6図はベースライ ン補正回路 2 7およびそれに閬連す る部分を示している ビデオ増幅器 2 2は 2個の差動増幅 器 5 1および 5 2からなる 該ビデオ増幅器 2 2は、 直交 位相検波回路 2 1 から得られるエコー信号の実部および虚 部の検波出力を電圧増幅し、 ローパスフ ィ ルタ 2 3 に供耠 する 。 ベースライ ン補正回潞 2 7 は、 第 4図のステ ップ 3 2 によ っ て電子計算機 1 2 で求め られる ベースライ ン値 V b i t ) を 、 電子計算機 ： 1 2からイ ンタ フ ェース 5 1 , Z A変換器 5 4 および 5 5 を介 して差動増幅器 5 1 および 5 2 の反転入力端に印加する こ と によ って 、 自動的にベー スライ ン補正を行な う 。
    [0048] 第 7 図には、 サンプ リ ング点補正回路 2 8およびそれに 鬨連する部分が示されて いる 。 サンプ リ ング点補正回路 2 Sは、 サンプ リ ングク ロ ッ ク生成器 6 1 の出力パルスを鼋 圧制御型パルス遅延回路 6 2 を介 して第 3 図の A / D変換 器 2 4 にサンプリ ングク ロ "/ ク と して供耠する 4 遅延時間 は既に述べた手順によ って電子計箕機 1 2 によって決定さ れ、 該電子計算機 1 2から 、 イ ンタ フ ェース 6 3 お よび D 変換器 6 4 を介 してパ，ルス遅延回路 6 2 に制御電圧と して供給される 遅延時間 t d は、 サンプ リ ングイ ンター バルを△ T s と して例えば 0 ≤ t d く厶 T S になる範囲で 決定すればよい
    [0049] 第 5 図には参照波位相補正回路 2 6 およびそれに閬連す る部分が示されて いる 該参照波位相補正回路 2 6 は、 参 照波発生器 4 1 から出力 される位相検波用参照波の位相を 電圧制御移相器 4 2 によって 、 既に述べた方法で決定され た補正量 Δ φ c だけシフ ト させる 。 Δ φ c に相当する制御 電圧は電子計算機 1 2によって求められ、 イ ンタフ 一ス 4 3および A変換器 4 4を介して電压制御移相器 4 2 に供耠される。 Δ C の範囲は、 例えば I 4> Z と すればよい。
    [0050] 以上においては、 直交位相検波の 9 0 ° 相対位相お ^;び チャ ンネル閬の振幅バラ ンスは予め調整されている ものと して説明したが、 上述の絶対位相補正とほぼ同様のハー ド ウェアと補正手順を用いることによって、 直交位相検波の 9 0 ° 相対位相およびチャ ンネル閭の振幅バラ ンスの一方 または両方の理想扰態からのずれを 自動的に補正すること も可能である
    [0051] 本発明は上'に説明したフー リ エ法あるいはスピンワープ 法等に従来用いられている方法の他に、 例えば第 10図に示 したシーケンスによるエコープラナ一法のよ う な超高速ィ メージングに対しても適用することができ る。 その場合に は、 必要に応じて図に示した全ての信号 （ F I D , 第 1ェ コー ， 第 2エコー等） について、 ベースライ ン補正、 サン プリ ング点補正および参照波位相補正を行なう この補正 に際して、 一般には各信号に対して補正値が異なる （ k (k =1 ,2,3- ) 番目のエコーの位相誤差を A ^ k 、 サンプ リ ン グ点のシフ ト量を A t skそ してベースライ ン值を V bk(t) とする と 、 A Φ 2 ≠ Δ 3 、 Δ t S1≠ Δ t S2 ≠ Δ t S3- . V b1 (t) ≠ V b2 (t) ≠ V b3(t) 〜 ） ので、 第 2図のシステムコ ン ト ローラ 1 0 によって第 10図に示した 7 よ う に補正値を逐次変化させる必要がある以外は、 上述の 実施例と 同様のハー ドウェアおよび手順によ って補正され る 。 第 1 0図に示したエコープラナ一法にハーフェンコ一 ド を適用 した場合の、 データの収集および共役データの生成 はフー リ エ空閩では第 9 ί b ) 図に示すよ う になる 。
    [0052] このよ う な補正法は、 第 1 0図のシーケンスを高速で綠返 し、 心臓のよ う な動的臓器の リ アルタイ ムイ メージングを 可能とする リ アルタ イ ム磁気共鳴イ メージングシステムに おいて特に効果的である 。 すなわち、 リ アルタイ ム磁気共 鳴イメージングシステムに上述の補正を適用する と 、 第 1 図に示 したよ う な従来行なわれて いる ソ フ ト ゥ X ァ処理に よ る補正を省く こ とができ るので、 2 次元フー リエ変換の みによ る画像再構成が可能と な り 、 実時間化が実現される 但 し、 リ アルタイ ム磁気共鳴イ メージングでは、 高周波パ ルス と して 90 パルスのかわ り に微小フ リ ッ プ角に対応す る <9 パルス （ 0 く β く 90 ) を用いる必要が生 じる 。 上述の実施例の他に、 マルチスライ スイ メージング、 3 次 元磁気共鳴イ メージング、 化学シフ トイ メージング等の全 ての方式に対して 、 本発明によ る補正回路を適用する こ と ができ る その他、 本発明は要旨を逸脱 しない範面で種々 変形 して実施する こ とが可能である 。
    [0053] も ちろん、 上述 したベースライ ン補正回路、 サンプリ ン グ点補正回路、 および参照波位相補正回路の う ちの一部を 設けて も 、 それに対応する ソ フ ト ウェア的な補正処理が不 要となり 、 システムのソ フ ト ウェアの負担を輊减するこ と ができ る。
    [0054] 産業上の利用可能性
    [0055] 本発明によれば、 磁気共鳴信号のベースライ ンを補正す るベースライ ン補正回路、 磁気共鳴信号のサンプリ ング点 を補正するサンプリ ング点補正回路、 および磁気共鳴信号 の位相検波用参照波の位相を補正する参照波位相補正回路 を設けることによ り 、 電子計算機による フーリエ変換操作 のみによって画像再構成ができ るので、 診断効率の著しく 高い磁気共鳴イ メージングシステム、 さ らには実用的な実 時間磁気共鳴ィ メージングシステムを提供することが可能 となる。 - .
    [0056] また、 本発明による磁気共鳴信号のベースライ ンを補正 するベースライ ン補正回路、 磁気共鳴信号のサンプリ ング 点を補正するサンプリ ング点補正回路、 および磁気共鳴信 号の位相検波用参照波の位相を補正する参照波位相補正回 路の少なく と も一部を設けることに.よ り 、 電子計算機によ る画像再構成のための前処理が軽減されるので、 診靳効率 め高い磁気共鳴ィ メージングシステムを提供することがで き る
    权利要求:
    Claims 9 請 求 の 範 囲
    1. —様な静磁場中に配置される被検体に高周波磁場と スライ ス用、 位相エンコー ド用および読出 し用の各勾配磁 場と を所定のシーケンスに従ってパルス的に印加する こ と によ り 、 被検体内から磁気共鳴信号を検出するための磁気 共鳴信号検出手段（1, 2, 3, 4, 7, 8, 10)と 、 上記磁気共鳴信号 を位相検波 し且つ増幅するための受信手段（9) と 、 こ の受 信手段（9) で得られる磁気共鳴信号をサンプリ ングしデ ィ ジタル化するためのデータ収集手段（ 11 )と 、 このデータ収 集手段（ 11 )で得られる磁気共鳴信号のサンプリ ングデータ に基づいて画像再構成を行な う 画像再構成手段（12)と を備 えた磁気共鳴イメージングシステムにおいて 、
    上記受信手段（9) における位相検波'用参照波の位相を補 正するための参照波位相補正回路（26)と 、
    上記磁気共鳴信号検出手段（1, 2, 3, 4, 7, 8, 10)によ り検出 される磁気共鳴信号のベースライ ンを補正するためのベー スライ ン補正回路（27)と 、
    上記データ収集手段（ 11 )における磁気共鳴信号のサンプ リ ング点を補正するためのサンプリ ング点補正回路（28)と を具備する こ と を特徴とする磁気共鳴イ メージングシステ ム。
    2. 上記参照波位相補正回路（26)、 ベースライ ン補正回 路（27)およびサンプリ ング点補正回路（28)は、 画像再構成 に先立ち、 予め計算機（12)によ り求め られた位相補正値、 ベースライ ン疸、 サンプリ ング点シフ ト量に基づいてそれ ぞれ制御されるこ と を特徴とする請求の範囲第 1項記載の 磁気共鳴イメージングシステム。
    3. 上記ベースラ イ ン補正回路（27)は、 上記受信手段 (9) の増幅系のオフセッ ト値を制御する手段を含む請求の 範囲第 1 項記載の磁気共鳴イメージングシステム。
    4. 上記参照波位相補正回路（26)、 ベースライ ン補正回 路（27)およびサンプリ ング点補正回路（28)は、 画像再構成 に先立ち、 予め位相エンコードを行なわないシーケンスに よ り得られる磁気共鳴データに基づいて計算機（12)によ り 求められる位相補正值、 ベースライ ン值、 サンプリ.ング点 シフ 卜量に基づいてそれぞれ制御されることを特徴とする 請求の範囲第 1 項記載の璲気共鳴イメージングシステム
    5. 璲気共鳴信号検出手段（1,2, 3, 4, 7, 8, 10)は、 フーリ ェ空簡の半分の領域のフーリエデータに対応する磁気共鳴 データのみを求める手段を含み、 且つ画像再構成手段（12) は、 上記磁気共鳴データからフーリエ空閩での原点に対す る点対称位置のデータが互いに複素共役であることを用い て他の半空閬のデータを求めて画像再構成を行なう手段を 含むこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の磁気共鳴ィ メージングシステム。
    6. 上記磁気共鳴信号検出手段（1,2,3，4，7，8，10)は、 磁 気共鳴信号と して多重エコー信号列を検出する手段を含み 且つ上記参照波位相補正回路（26)は、 この多重エコー信号 列の各エコー信号毎に邇別に位相検波用参照波の補正を行 な う 手段を含むこ と を特徴とする請求の範囲第 1 項記載の 磁気共鳴イメージングシステム。
    7. 上記磁気共鳴信号検出手段（1， 2, 3, 4, 7， 8, 10)は、 9(Γ 未満のフ リ ップ角の磁気共鳴の励起によ る磁気共鳴信 号を検出する手段を含むこ と を特徴とする請求の範囲第 1 項記載の磁気共鳴イ メージングシステム。
    8. 一様な静磁場中に配置される被検体に高周波磁場と スラ イ ス用、 位相エンコー ド用および読出 し用の各勾配磁 場と を所定のシーケンスに従ってパルス的に印加する こ と によ り 、 被検体内から 気共鳴信号を検出するための磁気 共鳴信号検出手段（1, 2, 3, 4, 7， 8, 10)と 、 上記磁気共鳴信号 を位相検波し且つ増幅するための受信手段（9) と 、 この受 信手段（9) で得られる磁気共鳴信号をサンプ リ ング しデ ィ ジタル化するためのデータ収集手段（ 11 )と 、 このデータ収 集手段（11)で得られる磁気共鳴信号のサンプリ ングデータ に基づいて画像再構成を行な う 画像再構成手段（12)と を備 えた磁気共鳴イメージングシステムにおいて 、 上記データ 収集手段（11)における磁気共鳴信号のサンプリ ング点を補 正するためのサンプリ ング点補正回路（28)を含む補正回路 を具備する こ と を特徴とする磁気共鳴イ メージングシステ ム。
    9. 上記補正回路は、 上記受信手段（9) における位相検 波用参照波の位相を補正するための参照波位相補正回路 （2 6)を含むこ とを特徴とする請求の範囲第 8項記載の磁気共 鳴イ メージングシステム。
    10. 上記補正回路は、 上記磁気共鳴信号検出手段（1, 2, 3 , 4, 7， 8, 10)によ り検出される磁気共鳴信号のベースライ ン を補正するためのベースライ ン補正回路（27)を含むこ とを 特徴とする請求の範通第 8項記載の磁気共鳴イメージング システム。
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    JP2598038B2|1997-04-09|
    JPS6486958A|1989-03-31|
    EP0335981A1|1989-10-11|
    EP0335981A4|1990-06-26|
    US4999581A|1991-03-12|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-04-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-04-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB NL |
    1989-05-29| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988908391 Country of ref document: EP |
    1989-10-11| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988908391 Country of ref document: EP |
    1993-06-05| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1988908391 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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