(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置であって、
２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標軸の一方においては５０〜６０％を占め他方においては７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、
前記磁気共鳴信号についての前記一方の座標軸に関するハーフフーリエ処理に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２】
前記一方の座標軸が位相軸であり、前記他方の座標軸が周波数軸である、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項３】
前記一方の座標軸が周波数軸であり、前記他方の座標軸が位相軸である、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像方法および装置に関し、特に、エコープラナー(echo planer) 法による磁気共鳴撮像方法およびエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エコープラナー法による磁気共鳴撮像すなわちエコープラナー・イメージング(echo planer imaging：ＥＰＩ) は、被検体内のスピン(spin)を励起した後、勾配磁場の操作により磁気共鳴信号（エコー(echo)信号）を多数回繰返し発生させて、２次元フーリエ(Fourie)空間を満たすエコーデータ(echo data) を収集し、それを２次元逆フーリエ変換することにより画像を再構成するようになっている。このようなＥＰＩは、１回の励起（ワンショット(one shot)）で１画面分のエコーデータを収集するので、きわめて高速に磁気共鳴撮像を行うことができるという特徴を有する。
【０００３】
ＥＰＩの１つの形態として、エコーデータを２次元フーリエ空間の半分の領域についてだけ収集し、このエコーデータについてのハーフフーリエ(half Fourie) 処理により画像を再構成するものがある。その場合、エコーデータは、位相エンコード(encode)軸（位相軸）上で半分にした領域、または、読み出し軸（周波数軸）上で半分にした領域に収集される。
【０００４】
前者はいわゆるハーフエンコード(half encode) 法、後者はいわゆるハーフエコー(half echo) 法である。実際は、半分をやや越える領域例えば６０％に相当する領域に収集される。これは、位相軸または周波数軸上の０点すなわち中心点を確実に捉えるためである。
【０００５】
ハーフエンコード法およびハーフエコー法は、２次元フーリエ空間全体についてデータを収集するフルエンコード／フルエコー(full encode/full echo) 法に対比して、それぞれフラクショナル(fractional)エンコード法およびフラクショナルエコー法とも呼ばれる。
【０００６】
ハーフエンコード法においてはハーフフーリエ処理は位相軸方向で行われ、ハーフエコー法においては周波数軸方向で行われる。具体的には、収集した半領域の実測データに基づき、位相補正等を経て、２次元逆フーリエ変換後の実部データにより画像を再構成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
再構成された画像のコントラスト(contrast)は、２次元フーリエ空間において位相エンコード量が０の領域およびその近傍領域のエコーデータによって支配される。そこで、スピンの励起からこの領域に属するエコーが発生するまでの時間を、通常のスピンエコー法において画像のコントラストを決定するエコータイム(echo time) ＴＥに対応させて、実効的なエコータイムすなわち実効ＴＥと呼んでいる。
【０００８】
フルエンコード／フルエコーによりエコーデータを収集する場合は、２次元フーリエ空間におけるデータ収集のトラジェクトリ(trajectory)に合わせて、位相エンコード量を負の最大値から正の最大値まで例えば１２８ステップで順番に変化させてフルエコーを収集するので、位相エンコード量０のエコーは６４ステップ目すなわちエコー収集期間の中央部で発生する。
【０００９】
このため、実効ＴＥが長くなるので、その間のエコー信号の減衰により、再構成画像は一般にコントラストが強く付き過ぎる傾向がある。さらに、フルエコーが測定されることによりエコーの長さが長くなる。このため、エコー同士の間隔が長くなって、位相エンコード量０のエコーとその他のエコーとの間の時間差が大きくなる。この時間差が大きいほどエコーは磁場不均一の影響を受け易くなり、その結果として再構成画像に歪等を生じる。
【００１０】
ハーフエンコード方式は、位相エンコード数を半減したので実効ＴＥが短縮されるものの、フルエコーを測定するのでエコー間隔が長く、磁場不均一の影響を受け易い点は変わらない。
【００１１】
ハーフエコー方式は、エコーの長さが半分なのでエコー間隔が短いものの、フルエンコードが行われるので実効ＴＥが長く、再構成画像のコントラストの問題は改善されない。
【００１２】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法、および実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
〔１〕上記の課題を解決する第１の発明は、エコープラナー法による磁気共鳴撮像方法であって、２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標軸の一方においては５０〜６０％を占め他方においては７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集し、前記磁気共鳴信号についての前記一方の座標軸に関するハーフフーリエ処理に基づいて画像を再構成することを特徴とする。
【００１４】
第１の発明では、一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号のハーフフーリエ処理によって画像を再構成する。このため、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、また、７５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【００１５】
〔２〕上記の課題を解決する第２の発明は、第１の発明において、前記一方の座標軸が位相軸であり、前記他方の座標軸が周波数軸であることを特徴とする。
第２の発明では、５０〜６０％にした位相軸に応じてハーフエンコード法が行われ、７５〜９０％にした周波数軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集が行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【００１６】
〔３〕上記の課題を解決する第３の発明は、第１の発明において、前記一方の座標軸が周波数軸であり、前記他方の座標軸が位相軸であることを特徴とする。第３の発明では、５０〜６０％にした周波数軸に応じてハーフエコー法が行われ、７５〜９０％にした位相軸に応じて回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【００１７】
〔４〕上記の課題を解決する第４の発明は、エコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置であって、２次元フーリエ空間における互いに直交する２つの座標軸の一方においては５０〜６０％を占め他方においては７５〜９０％を占める領域に属する磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、前記磁気共鳴信号についての前記一方の座標軸に関するハーフフーリエ処理に基づいて画像を再構成する画像再構成手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
第４の発明では、信号収集手段により一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号を画像再構成手段によりハーフフーリエ処理して画像を再構成する。このため、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、７５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
図１に磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の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。また、本装置の動作によって本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００２１】
〔構成〕
本装置の構成を説明する。図１に示すように、本装置においては概ね円筒形を成す静磁場発生部Ｍがその内部空間に均一な静磁場を形成するようになっている。静磁場発生部Ｍの内部には、概ね円筒形を成す勾配コイル(coil)部Ｇとボデイコイル(body coil) 部Ｂが中心軸を共有して配置されている。これら静磁場発生部Ｍ、勾配コイル部Ｇおよびボデイコイル部Ｂの内部に形成される概ね円柱状の空間に、被検体Ｏが図示しない搬入手段によって搬入されている。
【００２２】
勾配コイル部Ｇには勾配駆動部ＧＲが接続されている。勾配駆動部ＧＲは勾配コイル部Ｇに駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになっている。発生する勾配磁場は、スライス(slice) 勾配磁場、読み出し（リードアウト(read out)）勾配磁場および位相エンコード（フェーズエンコード(phase encode)）勾配磁場の３種である。
【００２３】
ボデイコイル部Ｂには送信部ＴＲが接続されている。送信部ＴＲはボデイコイル部Ｂに駆動信号（ＲＦ(radio freqency)信号）を与えてＲＦ磁場を発生させ、それによって、被検体Ｏの体内のスピンを励起するようになっている。励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号がボデイコイル部Ｂによって検出されるようになっている。ボデイコイル部Ｂには受信部ＲＶが接続されている。受信部ＲＶはボデイコイル部Ｂが検出した信号を受信するようになっている。
【００２４】
受信部ＲＶにはアナログ・ディジタル(analog-to-digital) 変換部ＡＤが接続されている。アナログ・ディジタル変換部ＡＤは受信部ＲＶの出力信号をディジタル信号に変換するようになっている。アナログ・ディジタル変換部ＡＤはコンピュータＣＯＭに接続されている。
【００２５】
コンピュータＣＯＭはアナログ・ディジタル変換部ＡＤからディジタル信号を入力して、それを図示しないメモリ(memory)に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成されている。このデータ空間は２次元フーリエ空間を構成する。コンピュータＣＯＭは、この２次元フーリエ空間のデータに所定のデータ処理を行って被検体Ｏに関する画像を再構成する。
【００２６】
コンピュータＣＯＭには制御部ＣＮＴが接続されている。制御部ＣＮＴには勾配駆動部ＧＲ、送信部ＴＲ、受信部ＲＶおよびアナログ・ディジタル変換部ＡＤが接続されている。制御部ＣＮＴは、コンピュータＣＯＭから与えられた指令に基づいて勾配駆動部ＧＲ、送信部ＴＲ、受信部ＲＶおよびアナログ・ディジタル変換部ＡＤをそれぞれ制御するようになっている。
【００２７】
静磁場発生部Ｍ、勾配コイル部Ｇ、勾配駆動部ＧＲ、ボデイコイル部Ｂ、送信部ＴＲ、受信部ＲＶ、アナログ・ディジタル変換部ＡＤ、制御部ＣＮＴおよびコンピュータＣＯＭは、本発明における信号収集手段の実施の形態の一例である。また、コンピュータＣＯＭは、本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００２８】
コンピュータＣＯＭには表示部ＤＩＳと操作部ＯＰが接続されている。表示部ＤＩＳはコンピュータＣＯＭから出力される再構成画像を含む各種の情報を表示するようになっている。操作部ＯＰは操作者によって操作され、各種の指令や情報等をコンピュータＣＯＭに入力するようになっている。
【００２９】
〔動作〕
（ハーフエンコード／フラクショナルエコー）
本装置の動作を説明する。図２にエコープラナー法によるパルスシーケンス(pulse sequece) の一例を示す。このパルスシーケンスはスピンエコーを収集するためのものである。
【００３０】
同図において、横軸は時間、縦軸は信号強度を示す。また、（ａ）はＲＦパルスとエコー信号、（ｂ）はリードアウト勾配磁場（リードアウト勾配）およびディフェーズ勾配磁場（ディフェーズ勾配）、（ｃ）はフェーズエンコード勾配を示す。なお、スライス勾配については図示を省略する。また、エコー信号はＲＦパルスに比べて遙かに信号強度が小さいが、便宜的に同等の振幅で示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００３１】
ＲＦパルスのシーケンスは送信部ＴＲの動作を示す。リードアウト勾配とフェーズエンコード勾配のシーケンスは勾配駆動部ＧＲの動作を示す。後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００３２】
図３にスピンの挙動を概念的に示す。同図において、ｘ’，ｙ’，ｚ’は、回転座標系における互いに垂直な３つの座標軸を示す。以下、図２および図３を用いて動作を説明する。
【００３３】
図２に示すように、時刻ｔ１において９０°パルスによりスピンの励起が行われる。これによって、図３の（ａ）に示すように、ｚ’方向を向いていたスピンが９０°倒れてｙ’方向を向く。
【００３４】
次に、時刻ｔ２においてディフェーズ勾配とフェーズエンコード勾配が所定時間印加される。これによって、図３の（ｂ）に示すようにスピンの位相が分散（ディフェーズ）する。
【００３５】
次に、時刻ｔ３において１８０°パルスによりスピンの反転が行われる。これによって、図３の（ｃ）に示すように、スピンのｙ’方向の向きが反転する。
次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配が印加される。リードアウト勾配は時刻ｔ６でその極性が反転するまで一定値を保つ。このリードアウト勾配の印加期間中にスピンの位相変化が継続し、図３の（ｄ）に示すように、分散していた位相が収束する。
【００３６】
時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ２で印加したディフェーズ勾配の積分値に等しくなり、図３の（ｅ）に示すように、スピンの位相が揃う。この時点で最初の磁気共鳴信号（スピンエコー信号）のピーク(peak)が生じる。
【００３７】
時刻ｔ５を過ぎると、図３の（ｆ）に示すように、スピンの位相変化の継続により位相が分散してエコー信号は減衰する。
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト勾配印加期間中にエコー信号の読み出しが行われる。エコー信号の読み出しは、ボデイコイル部Ｂ−受信部ＲＶ−アナログ・ディジタル変換部ＡＤ−コンピュータＣＯＭの系統によって行われる。以下同様である。
【００３８】
この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４のようになる。ただし、エコー信号は正確な波形図ではなく概念図で示す。同図に示すように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。
【００３９】
時刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間の例えば５０％になっている。そうなるように、時刻ｔ２におけるディフェーズ勾配が設定されている。
【００４０】
これによって、エコー信号はピークに関して非対称的に読み出される。この読出の時間軸は、後述する２次元フーリエ空間における周波数軸（リードアウト軸）に対応する。以下同様である。
【００４１】
エコー信号は、ピークに関して対称的に読み出す通常のエコー、すなわち５０％側も１００％側と同じ長さになるように読み出すフルエコーに比べて、全長が７５％に短縮されたものとなる。すなわち、７５％フラクショナルエコーが得られる。
【００４２】
図２に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、フェーズエンコード勾配が短時間印加され、これによってフェーズエンコードが１ステップ進められる。このフェーズエンコード勾配はブリップパルス(blip pulse)と呼ばれる。
【００４３】
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のエコー信号の読み出しが行われる。負極性のリードアウト勾配の振幅の絶対値は、正極性の振幅と同一になっている。また、時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。
【００４４】
このリードアウト勾配によって、図３の（ｆ）に示したように分散したスピンの位相の引き戻しが行われる。これによって、図３の（ｆ）における矢印とは逆方向に位相が変化して、同図の（ｅ）の状態となり、さらにそこを過ぎて（ｄ）の状態になる。ただし、スピンの位相変化の方向は矢印とは逆である。
【００４５】
このため、エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する関係になる。
【００４６】
時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図５のようになる。時刻ｔ７からｔ８までの時間は時刻ｔ６からｔ７までの時間の例えば５０％になる。すなわち、ピークに関して非対称的にエコー信号が読み出され、１番目と同様に、全長が７５％に短縮されたフラクショナルエコーが読み出される。
【００４７】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加が繰返され、図３の（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｄ）…の繰返しにより、図２に示すように、複数のエコー信号が順次読み出される。このようなリードアウト勾配の操作によるエコー信号の読み出しは、後述する他のパルスシーケンスにおいても同様である。
【００４８】
エコー信号のピークは、隣合うもの同士で互いに鏡像となる位置に生じる。このため、エコー間隔すなわちエコーピークの間隔が交互に変化するが、実効的なエコー間隔はその平均となる。そして、平均エコー間隔は１つのエコー読み出し期間の中央とその次のエコー読み出し期間の中央との間隔で与えられる。
【００４９】
ここで、フルエコーの長さの７５％に短縮したエコー信号を読み出していることにより、エコー読み出し期間はフルエコーの場合の７５％に短縮されており、したがって、エコー間隔もフルエコーの場合の７５％に短縮される。
【００５０】
エコーピークは、フェーズエンコード量に応じて、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って変化する。ここでは、１番目のエコーと２番目のエコーのフェーズエンコード量が０に関して互いに対称的になっているため、包絡線ｅｎｖは、それらエコーの中間すなわち時刻ｔ６において最大値を持つ。したがって、９０°パルスの印加時刻ｔ１から時刻ｔ６までの時間が実効ＴＥとなる。
【００５１】
このようなエコー信号の読み出しに伴って、２次元フーリエ空間では所定の軌跡（トラジェクトリ）に沿ってエコーデータの収集が進行する。それを図６に示す。図６において、ｋは２次元フーリエ空間である。これはｋスペース(k-space) とも呼ばれる。ｋｘ，ｋｙは２次元フーリエ空間ｋにおける互いに直交する２つの座標軸であり、ｋｘが周波数軸（リードアウト軸）、ｋｙが位相軸（フェーズエンコード軸）である。
【００５２】
エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊは、例えばｋｘ＝−５０，ｋｙ＝２０の点から始まる。なお、座標の単位は％である。ｋｘ＝−５０は図４に示したエコー信号の左端に相当する。ｋｙ＝２０は図４に示したエコー信号のフェーズエンコード量である。これは時刻ｔ２におけるフェーズエンコード勾配によって決定される。
【００５３】
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト期間中のエコー信号の読み出し（エコーデータの収集）に伴って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００５４】
時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによってトラジェクトリが１ステップ(step)下がり、次に、時刻ｔ６からｔ８までのリードアウト期間中に、図５に示したエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−５０まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７の時点に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００５５】
以下同様に、フェーズエンコードの度に順次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これによって、２次元フーリエ空間ｋ上では、ｋｙ軸上では６０％を占め、ｋｘ軸上では７５％を占める領域にエコーデータが収集される。これはハーフエンコード法に類似したデータ収集となる。ただし、本来のハーフエンコード法と相違する点は、エコーがフルエコーではなく、いわば７５％エコーになっている点である。すなわち、７５％のフラクショナルエコーを用いたハーフエンコード法となる。
【００５６】
このようなエコーデータに基づいて、コンピュータＣＯＭにより画像の再構成が行われる。画像再構成はハーフフーリエ処理によって行われる。ハーフフーリエ処理は、２次元フーリエ空間の半分の領域のデータから完全な画像を再構成する手法として確立しているので、それをそのまま利用する。なお、この場合のハーフフーリエ処理はｋｙ軸方向で行われる。これによって、ｋｙ軸の６０％の範囲についての実測データから画像を再構成することができる。
【００５７】
再構成された画像は、ハーフエンコード法の性質を引き継いで、実効ＴＥが短いという特徴を有する。これによって、コントラストが適正な画像が得られる。さらに、エコーが７５％エコーであることにより、エコー間隔が通常のハーフエンコード法の場合よりも短いので、磁場不均一の影響が緩和され歪等の少ない画像が得られる。
【００５８】
ｋスペースにおけるエコーデータの収集領域は図６に示したものに限らず、例えば図７に斜線で示す領域としても良い。この領域は、図６に示したデータ収集領域とはｋｘ軸に関して対称の関係にある。
【００５９】
収集されたデータが７５％エコーであることによりｋｘ軸の２５％については実測データが欠落するが、この程度のデータ欠落では再構成画像に生じるリンギング(ringing) 等のアーチファクト(artifact)は実用上問題にならない。
【００６０】
エコーの長さを７５％より短くすることにより、さらに磁場不均一の影響を受けにくくすることができる。ただし、その反面でデータ欠落によるアーチファクトが増加する。アーチファクトの低減にはエコーの長さを７５％よりも長くするのが効果的であるが、磁場不均一の影響を受け易くなる。そこで、両者のかねあいで、エコーの長さについては７５〜９０％の範囲に設定するのが好ましい。また、ハーフエンコードは位相軸の０点を確実に捉える範囲でできるだけ短いことが望ましい。この観点から５０〜６０％の範囲に設定するのが好ましい。
【００６１】
以上は、スピンエコーを利用するＥＰＩの例であるが、グラディエントエコー(gradient echo) を利用するＥＰＩについても同様のことが行える。次に、その動作を説明する。パルスシーケンスは例えば図８に示すようなものが用いられる。
【００６２】
図８に示すように、時刻ｔ１においてα°パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフェーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３において負極性のディフェーズ勾配が印加され、時刻ｔ４でリードアウト勾配が印加される。
【００６３】
リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反転するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配の積分値と相殺し、この時点で最初のエコー信号（グラディエントエコー）のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。
【００６４】
時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図４で示したものと同様になる。すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間の例えば５０％になっている。そうなるように、時刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配が設定されている。これによって、７５％のフラクショナルエコーが読み出される。
【００６５】
図８に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加され、フェーズエンコードが１ステップ進められる。
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する。
【００６６】
時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図５に示したものと同様になる。すなわち、７５％のフラクショナルエコーが読み出される。このエコー信号のピークは１番目のエコーのピークの鏡像の位置に生じる。
【００６７】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルスの印加が繰返され、複数のエコー信号が順次読み出される。これによって、図２の場合と同様なエコー信号列が読み出される。したがって、２次元フーリエ空間におけるデータ収集も図６に示したものと同様に行われる。すなわち、グラディエントエコーを利用する場合も、前述のスピンエコーの場合と同様に、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いＥＰＩを行うことができる。
【００６８】
（ハーフエコー／フラクショナルエンコード）
次に、他のパルスシーケンスによる本装置の動作について説明する。図９に他のパルスシーケンス一例を示す。このパルスシーケンスはスピンエコーを収集するものである。
【００６９】
同図に示すように、時刻ｔ１において９０°パルスによりスピンの励起が行われる。次に、時刻ｔ２においてディフェーズ勾配とフェーズエンコード勾配が印加される。次に、時刻ｔ３において１８０°パルスによりスピンの反転が行われる。
【００７０】
次に、時刻ｔ４においてリードアウト勾配が印加される。リードアウト勾配は時刻ｔ６で極性が反転するまで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ２で印加したディフェーズ勾配の積分値に等しくなり、この時点で最初のエコー信号のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。
【００７１】
時刻ｔ４からｔ６までのリードアウト勾配印加期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図１０のようになる。同図に示すように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間の例えば２０％になっている。そうなるように、時刻ｔ２におけるディフェーズ勾配が設定されている。
【００７２】
これによって、エコー信号はピークに関して非対称的に読み出される。このようなエコー信号は、フルエコーに比べて全長が６０％に短縮されたものとなり、６０％フラクショナルエコーすなわちハーフエコーとなる。
【００７３】
図９に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加されフェーズエンコードが１ステップ進められる。
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。
【００７４】
エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までの負極性のリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までの正極性のリードアウト勾配の積分値と相殺する。
【００７５】
時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図１１のようになる。ここで、時刻ｔ７からｔ８までの時間は時刻ｔ６からｔ７までの時間の例えば２０％になる。すなわち、ピークに関して非対称的にエコー信号が読み出され、１番目と同様に、全長が６０％に短縮されたハーフエコーが読み出される。このエコー信号のピークは１番目のエコーのピークの鏡像の位置に生じる。
【００７６】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とブリップパルス印加が繰返され、複数のエコー信号が順次読み出される。このとき、エコー信号のピークは隣接するもの同士で互いに鏡像となる位置に生じる。このため、エコー間隔が交互に変化するが、実効的にはそれらの平均で与えられる。平均のエコー間隔は１つのエコー読み出し期間の中央とその次のエコー読み出し期間の中央との間隔で与えられる。
【００７７】
ここで、フルエコーの６０％に短縮したエコー信号を読み出していることにより、エコー読み出し期間はフルエコーの場合の６０％に短縮されており、このため、エコー間隔もフルエコーの場合の６０％に短縮される。
【００７８】
エコーピークは、フェーズエンコード量に従って、例えば破線で示すような包絡線ｅｎｖに沿って変化する。この包絡線ｅｎｖは例えば３番目のエコーと４番目のエコーの中間、すなわち時刻ｔ１０において最大値を持つ。したがって、９０°パルスの印加時刻ｔ１から時刻ｔ１０までの時間が実効ＴＥとなる。
【００７９】
このようなエコー信号の読み出しに伴って、２次元フーリエ空間では所定のトラジェクトリに沿ってエコーデータの収集が進行する。それを図１２に示す。同図におけるｋスペースの表現法は図６と同様である。
【００８０】
エコーデータ収集のトラジェクトリｔｒｊは、例えばｋｘ＝−２０，ｋｙ＝５０の点から始まる。ｋｘ＝−２０は図１０に示したエコー信号の左端に相当する。ｋｙ＝５０は図１０に示したエコー信号のフェーズエンコード量である。これは時刻ｔ２におけるフェーズエンコード勾配によって決定される。
【００８１】
時刻ｔ４からｔ６までのエコーデータの収集に伴って、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝１００まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ５に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００８２】
時刻ｔ６におけるフェーズエンコードによってトラジェクトリが１ステップ下がり、次に、時刻ｔ６からｔ８までのリードアウト期間中に、図１１に示したエコーについてのデータ収集が行われ、トラジェクトリｔｒｊは矢印に沿ってｋｘ＝−２０まで到達する。途中のｋｘ＝０の点が時刻ｔ７に相当し、ここでピーク値が収集される。
【００８３】
以下同様に、フェーズエンコードの度に順次ｋｙ軸に沿って下方に遷移しながら、ｋｘ軸に沿って２次元フーリエ空間ｋへのデータ収集が行われる。これによって、２次元フーリエ空間ｋ上では、ｋｙ軸上ではその７５％を占め、ｋｘ軸上では６０％を占める領域にエコーデータが収集される。
【００８４】
すなわち、ハーフエコー法に類似したデータ収集が行われる。本来のハーフエコー法との相違点は、フェーズエンコードがフルエンコードではなく、いわば７５％エンコードになっている点である。すなわち、７５％のフラクショナルエンコードによるハーフエコー法となる。
【００８５】
このようなエコーデータに基づいて、コンピュータＣＯＭにより画像の再構成が行われる。画像再構成はハーフフーリエ処理によって行われる。ハーフフーリエ処理はｋｘ軸方向において行われる。これによって、ｋｘ軸の左８０％についての実測データを必要とせずに画像を再構成することができる。
【００８６】
再構成された画像は、ハーフエコー法の性質を引き継いで、エコー間隔が短いという特徴を有する。これによって、磁場不均一の影響が小さい画像が得られる。さらに、７５％のフラクショナルエンコードであることにより、実効ＴＥが通常のハーフエコー法の場合よりも短くなるのでコントラストが適切な画像が得られる。
【００８７】
ｋスペースにおけるエコーデータの収集領域は図１２に示したものに限らず、例えば図１３に斜線で示す領域としても良い。この領域は、図１２に示したデータ収集領域とはｋｘ軸に関して対称の関係にある。
【００８８】
７５％のフラクショナルエンコードであることによりｋｙ軸の２５％については実測データが欠落しているが、この程度のデータ欠落によるリンギング等の画像アーチファクトは実用的には無視できる程度である。
【００８９】
フラクショナルの程度を７５％より短縮するほど画像コントラストの適正化が容易になるが、反面、データ欠落によるアーチファクトが増加する。そこで、フラクショナルの程度については７５〜９０％の範囲に設定するのが、両者のかねあいが妥当な点で好ましい。また、ハーフエコーは周波数軸の０点を確実に捉える範囲でできるだけ短いことが良い。この観点から５０〜６０％の範囲に設定するのが好ましい。
【００９０】
上記は、スピンエコーを利用するＥＰＩの例であるが、グラディエントエコーを利用するＥＰＩについても同様のことが行える。次に、その動作を説明する。パルスシーケンスは例えば図１４に示すようなものが用いられる。
【００９１】
図１４に示すように、時刻ｔ１においてα°パルスによりスピンが励起され、時刻ｔ２においてフェーズエンコード勾配が所定時間印加され、時刻ｔ３において負極性のディフェーズ勾配が印加され、時刻ｔ４でリードアウト勾配が印加される。
【００９２】
リードアウト勾配は時刻ｔ６まで一定値を保つ。途中の時刻ｔ５において、リードアウト勾配の積分値が時刻ｔ３からｔ４までの積分値と相殺し、この時点で最初のエコー信号（グラディエントエコー）のピークが生じる。エコー信号は時刻ｔ５を過ぎると減衰する。
【００９３】
時刻ｔ４からｔ６までの期間中にエコー信号の読み出しが行われる。この期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図１０で示したものと同様になる。すなわち、同図に示したように、エコー信号は時刻ｔ４からｔ５にかけて次第に振幅が増加してピークに達し、時刻ｔ５から時刻ｔ６にかけて振幅が減衰する。時刻ｔ４からｔ５までの時間は、時刻ｔ５からｔ６までの時間の例えば２０％になっている。そうなるように、時刻ｔ３からｔ４までのディフェーズ勾配が設定されている。これによって、６０％フラクショナルエコーすなわちハーフエコーが読み出される。
【００９４】
図１４に戻って、時刻ｔ６でのリードアウト勾配の極性反転に合わせて、ブリップパルスが印加され、フェーズエンコードが１ステップ進められる。
時刻ｔ６からｔ８までの負極性のリードアウト勾配によって２番目のエコー信号の読み出しが行われる。リードアウト勾配の振幅の絶対値は正極性の振幅と同一になっている。時刻ｔ６からｔ８までの時間は時刻ｔ４からｔ６までの時間に等しくなっている。エコー信号は時刻ｔ７でピークに達し、そこから時刻ｔ８にかけて減衰する。時刻ｔ６からｔ７までのリードアウト勾配の積分値は、時刻ｔ５からｔ６までのリードアウト勾配の積分値と相殺する。
【００９５】
時刻ｔ６からｔ８までの期間のエコー信号を、時間軸を拡大して示せば図１１に示したものと同様になる。すなわち、６０％エコーが読み出される。このエコー信号のピークは１番目のエコーのピークの鏡像の位置に生じる。
【００９６】
以下同様にして、リードアウト勾配の極性反転とフェーズエンコード勾配の印加が繰返され、複数のエコー信号が順次読み出される。これによって、図９の場合と同様なエコー信号列が読み出される。したがって、２次元フーリエ空間におけるデータ収集も図１２に示したものと同様に行われる。すなわち、グラディエントエコーを利用する場合も、前述のスピンエコーの場合と同様に、エコー間隔と実効ＴＥが短い共にＥＰＩを行うことができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、第１の発明によれば、一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号のハーフフーリエ処理によって画像を再構成するようにしたので、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、また、７５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【００９８】
また、第２の発明によれば、５０〜６０％にした位相軸に応じてハーフエンコード法を行い、７５〜９０％にした周波数軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集を行うようにしたので、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【００９９】
また、第３の発明によれば、５０〜６０％にした周波数軸に応じてハーフエコー法を行い、７５〜９０％にした位相軸に応じて回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードを行うようにしたので、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法による磁気共鳴撮像方法を実現することができる。
【０１００】
また、第４の発明によれば、信号収集手段により一方の座標軸方向で５０〜６０％にし他方の座標軸方向で７５〜９０％にした２次元フーリエ空間上の領域に磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号を画像再構成手段によりハーフフーリエ処理して画像を再構成するようにしたので、５０〜６０％にした座標軸に応じてハーフエンコード法またはハーフエコー法が行われ、７５〜９０％にした座標軸に応じて長さを７５〜９０％に短縮したエコーの収集または回数を７５〜９０％に削減した位相エンコードが行われる。すなわち、実効ＴＥとエコー間隔が共に短いエコープラナー法を実行する磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図３】  スピンエコー法を実行したときのスピンの挙動を示す概念図である。
【図４】  本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図５】  本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図６】  本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図７】  ２次元フーリエ空間におけるデータ収集領域の概念図である。
【図８】  本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図９】  本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図１１】  本発明の実施の形態の一例の装置によって読み出されるエコー信号の概念図である。
【図１２】  本発明の実施の形態の一例の装置による２次元フーリエ空間におけるデータ収集の概念図である。
【図１３】  ２次元フーリエ空間におけるデータ収集領域の概念図である。
【図１４】  本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
Ｏ  被検体
Ｍ  静磁場発生部
Ｇ  勾配コイル部
Ｂ  ボデイコイル部
ＧＲ  勾配駆動部
ＴＲ  送信部
ＲＶ  受信部
ＡＤ  アナログ・ディジタル変換部
ＣＮＴ  制御部
ＣＯＭ  コンピュータ
ＤＩＳ  表示部
ＯＰ  操作部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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