(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された関心容量内のダイポールを誘導して共鳴させる無線周波パルスを適用する手段、前記関心容量内の前記共鳴ダイポールから共鳴データのビューを収集する手段、及び傾斜系列を前記収集データのビューが予め選択されたｋ空間内の３次元軌道に沿って収集されるように適用する手段からなり、前記磁界傾斜を適用する手段は、前記ｋ空間内の軌道が３次元を通ってスパイラル状のらせん軌道を進むように前記磁界傾斜を適用することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２】
前記磁界傾斜は、前記ｋ空間内の軌道が種々の大きさの楕円体表面に
沿って進むように構成される請求項１記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項３】
前記磁界傾斜は、それぞれが種々の半径をもつ一連の回転楕円体表面に沿って延びるスパイラル状のらせん経路を前記ｋ空間内の軌道が進むように構成される請求項１記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項４】
前記磁界傾斜は、前記回転楕円体表面が同心球であるように構成される請求項３記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項５】
前記磁界傾斜は、前記回転楕円体表面が非同心で、１つの極で次に大
きい回転楕円体表面に接触し、反対の極で次に小さい回転楕円体表面に接触するように構成される請求項３または４記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項６】
前記磁界傾斜は、前記ｋ空間を通る軌道がシリンダ容量内の一連の平
行なスパイラル状のらせん経路に沿って延びるように構成される請求項１記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項７】
前記磁界傾斜は、前記ｋ空間を通る軌道が円錐体表面上のスパイラル状のらせん経路に沿って延びるように構成される請求項１記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項８】
前記磁界傾斜は、前記円錐体が共通の頂点および円錐角域を有するよ
うに構成される請求項７記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項９】
概して正弦曲線を描く傾斜は前記関心容量の３軸のうち少なくとも２つの軸に適用され、該軸の少なくとも１つに沿った前記正弦傾斜は、ビート型と同様の振幅で増減する請求項１から８のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気共鳴撮像装置に関する。反響平面撮像法（ＥＰＩ）および反響容量撮像法として知られる周知の急速画像技術に関連した特殊応用であり、詳細な例を用いて説明する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｐｅｔｅｒ  Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ  が「ＮＭＲスピンエコーを使用した多面画像形成」”Ｍｕｌｔｉ−Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  ＮＭＲ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏｅｓ”，  Ｊ．  Ｐｈｙｓ．  Ｃ．，  Ｖｏｌ．１０，  ｐｐ  Ｌ５０−Ｌ５８  （１９７７）で述べるように、反響平面撮像法では１つの無線周波パルスに従う一連の反響を誘導する。明確に言えば、選択されたスライスで共鳴を励起するために無線周波パルスおよびスライス選択傾斜が適用され、その共鳴を位相コード化するために位相コード化傾斜が適用されている。一連の交替極性の読み取り傾斜は、互いに隣接した状態で適用されている。それぞれの読み取り傾斜中に、磁気共鳴信号または反響が読み出される。各読み取り傾斜の間には、位相コード化傾斜軸に沿った短パルスまたはブリップが適用され、選択スライスの共鳴の位相コード化を増進する。各反響の１次元逆フーリエ変換により、読み取り軸に沿ったスピン分布の投射が提供される。位相コード化した反響に沿った第２の逆フーリエ変換は、空間コード化の第２の範囲を提供する。位相コード化傾斜ブリップは、各無線周波パルスに従って完全なビューフィールドのデータが取られるように特徴的に適切な大きさのものが選択されている。総サンプル時間は、読み取り傾斜毎のサンプル点の数および位相コード化傾斜工程の数により決定される。
【０００３】
Ｕ．Ｋ．Ｐ．  ２，２０８，７１８公報に記載されているように、Ｐｅｔｅｒ  Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ  は上記の直線反響平面撮像技術を多平面にまで拡大した。上記の反響平面撮像シーケンスを実行した後、スライス選択軸に沿ってパルスまたはブリップが適用される。スライス選択ブリップは、例えばｚ軸等のスライス選択軸に沿って位相コード化を進めていく。その後位相コード化傾斜ブリップは、位相コード化方向の第２の平面に沿って進むために各読み取り傾斜間に適用される。第１の平面内の位相コード化ブリップが位相コード化をビューフィールドの１つの極端部へ移動させるため、第２のスライス内の位相コード化ブリップは、位相コード化を逆方向に戻すために逆極性になる。この方法では多数の平面が整合されるが、オフセットはｚ方向に進む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ  の直線反響平面撮像および直線反響容量撮像技術は成功と認められたが、重要な欠点をもっている。特に、各位相コード化傾斜ブリップおよび各スライス選択傾斜ブリップが渦電流を誘導するのである。渦電流はゴースト化を引き起こし、一般に渦電流に帰する他のアーチファクトを結果画像に生じさせる。直線反響容量撮像法のもう１つの欠点は、ｋ空間を通る軌道が、別の位相コード化線または「ビュー」のために時間反転することである。これはゴースト化にもつながる位相の不連続を引き起こす。直線反響平面および容量撮像法両方におけるまた別の問題は、傾斜反復使用である。一般にほとんどの傾斜反復使用は読み取り軸に集中し、他の軸には小さなブリップだけある。このため、大部分の傾斜反復使用負荷が１組の増幅器にかかることになる。
【０００５】
１９９１年１２月にライクスに向けて発行されたＵ．Ｓ．Ｐ．  ４，３０７，３０３  および  Ａｈｎ他に  よる「高速スパイラルスキャン反響平面ＮＭＲ画像法Ｉ」”Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  Ｓｐｉｒａｌ−Ｓｃａｎ  Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  ＮＭＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｉ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｍｅｄ．  Ｉｍａｇｉｎｇ，  Ｖｏｌ．  ＭＩ−５，  Ｎｏ．  １，  ｐｐ  １−７  （Ｍａｒ．  １９８６）  によると、これらの問題は軽減されている。特に、スパイラル反響平面撮像技術において適用されたｘおよびｙ傾斜パルス、すなわち伝統的な読み取りおよび位相コード化軸に沿ったパルスは正弦状に変化し、線状に増加している。この方法では、データのサンプリングはビューフィールドの中心から始まり、らせん軌道に沿ってビューフィールドを包含しながら外側へらせん状に進んで行く。らせん軌道はいくつかの有益点をもっており、その１つは、直線反響平面撮像法における非等方性の点拡張機能とは反対に円対称点拡張機能をもつことである。傾斜渦電流または電界不均質から生じるスパイラル反響平面撮像法のアーチファクトは、対象物の誤った回転位置決めを引き起こす。これに対して直線反響平面撮像法では、別のビューにおける時間反転が不連続位相エラーを引き起こし、結果としてゴースト画像が生じる。また、スパイラル反響平面撮像法では全方向において同様なＴ２加重があり、これに対して直線反響平面撮像法では、Ｔ２加重はｘおよびｙ方向で違っている。
【０００６】
更にスパイラル反響平面撮像法では、直線反響平面撮像法で要する傾斜反復使用とは相対的に、傾斜反復使用が減少している。スパイラル反響平面撮像法では、両軸上で傾斜が線状に増加している。直線反響平面撮像法では、他軸に沿った傾斜が小さなブリップにすぎない一方で、最大振幅における傾斜は極性を切り換えたり、振動したりする。更にスパイラル反響平面撮像法では、ｋ空間軌道は直線反響平面撮像法と比べてより遅く、滑らかに変化する。ここでまたブリップは、非理想的傾斜により望ましくないエラーを誘発することになる。ブリップされた傾斜パルスにおける渦電流または遅延は、ブリップ領域内のｋ空間軌道で望ましくないエラーを引き起こす。
【０００７】
スパイラル反響平面撮像法の欠点の１つは、それが単一スライス技術であるということである。多数のスライスを取得するには、スパイラル反響平面撮像技術が多数回繰り返されることになる。正弦状に変化し、線状に増加するｘおよびｙ傾斜を伴った無線周波励起パルスおよびスライス選択傾斜は、各スライス毎に適用される。
【０００８】
本発明は、上記問題を軽減する容量撮像技術を提供する。
【０００９】
本発明によれば、選択された関心容量内のダイポールを誘導して共鳴させる無線周波パルスを適用する手段、関心容量内の前記共鳴ダイポールから共鳴データのビューを収集する手段、および傾斜系列を収集データのビューが予め選択されたｋ空間内の３次元軌道に沿って収集されるように適用する手段からなり、磁界傾斜を適用する手段は、ｋ空間内の軌道が３次元を通ってスパイラル状のらせん軌道を進むように磁界傾斜を適用することを特徴とする磁気共鳴撮像装置が提供される。
【００１０】
本発明の１つの実施例において、磁界傾斜はｋ空間内の軌道が種々の大きさの楕円体表面に沿って進むように構成される。
【００１１】
請求項１記載の磁気共鳴撮像装置において、本発明の第３の実施例では、磁界傾斜はｋ
空間を通る軌道がシリンダ容量内の一連の平行なスパイラル状のらせん経路に沿って延びるように構成される。
【００１２】
本発明の他の実施例において、磁界傾斜はｋ空間を通る軌道が円錐体表面上のスパイラル状のらせん経路に沿って延びるように構成される。
【００１４】
【実施例】
図面を参照しながら、本発明による装置を例に基づいて説明する。
【００１５】
図１において、複数の主磁石コイル１０は中央口径１２の縦軸、またはｚ軸に沿って一時的に一定の磁界を生じさせる。超伝導の実施例では、主磁石コイルは巻型１４にサポートされ、トロイダルヘリウム管、または缶１６に入れられる。管は液状ヘリウムで満たされ、主要磁石コイルを超伝導温度に保つ。缶は真空ジュワー２２にサポートされた一連の冷たいシールド１８、２０に囲まれている。
【００１６】
全身傾斜コイル機構３０は口径１２に沿って取り付けられたｘ，ｙおよびｚコイルを有する。傾斜コイル機構は絶縁性の巻型３２に入れられた主要ｘ，ｙおよびｚコイル機構と、真空ジュワー２２の口径決定シリンダ上にサポートされた第２の傾斜コイル機構３４を有するセルフシールド傾斜コイル機構であることが好ましい。全身無線周波コイル３６は傾斜コイル機構３０内に装備されている。全身無線周波シールド３８、すなわち銅メッシュは、無線周波コイル３６と傾斜コイル機構３４の間に取り付けられている。
【００１７】
操作者インタフェースと制御端末４０はビデオモニタ４２等の人間読み取り用ディスプレイ、およびキーボード４４とマウス４６を含む操作者の入力手段を有する。コンピュータ制御と再構成処理モジュール４８には、無線周波コイル３６を制御するコンピュータハードウェアとソフトウェア、更に従来の反響平面および反響容量画像シーケンスを含む多くの磁気共鳴画像シーケンスのいずれをも実行する傾斜コイル３０が含まれている。処理モジュール４８は更に、無線周波励振と共鳴操作信号を無線周波コイルとデジタル受信機に送信し、磁気共鳴信号を受信し復調するデジタル送信機を有する。配列プロセッサとそのソフトウェアは、受信した磁気共鳴信号を画像表示に再構成し、コンピュータのメモリ、またはディスクに保存する。ビデオプロセッサは保存された再構成画像表示の部分を選択的に抜粋し、データをフォーマットしてビデオモニタ４２に表示する。
【００１８】
図２を参照すると、プロセッサ４８は無線周波送信機、好ましくはデジタル無線周波送信機と、ｘ、ｙおよびｚ傾斜コイル駆動装置と増幅器を、サンプリング軌道がｋ空間を通って回転楕円体５０の表面周囲をスパイラルのらせん状に進むように制御する。図示されているのは球体だが、楕円等の他形状も考えられている。第１の回転楕円体の表面が覆われた後、軌道が指示されて第２の回転楕円体の表面５２が覆われる。同様に、軌道は定期的に指示されて回転楕円体５４、５６、５８、６０等を覆っていく。このように、それぞれの中の１組の回転楕円体はｋ空間内で収集される。理想的にはこれらの球体または楕円体が同心であることだが、同心度を再保存するために非同心球体または楕円体を取得してそれらを取得後の位相修正で再整合するにあたっては、いくつかの有益点がある。球体／楕円体の数は１次元における解像度を決定し、他の２つの次元における解像度はそれぞれの球体表面上にサンプリングされた点の数により与えられる。この適用は等方性でも異方性でもよい。どちらの場合においても、ｋ空間を覆うには次の３通りの方法がある。
（１）異なる半径を有する同心球体または楕円体。
（２）球体または楕円体は同心ではなく、続く球体／楕円体は異なる半径をもち、極で一緒になっている。各球体または楕円体の半径は、軌道が球体表面を覆う間、一定に保たれる。軌道が反対の極に到達すると、次の大きい（または小さい）半径の球体へ横断するために半径は拡大（または縮小）する。
（３）楕円体は同心ではなく、半径は、楕円体を１つの極から次の極へ横断させるときに取得される次の楕円体の最初の半径となるような時間関数である。
この３通りの例については、それぞれ下記に個別に説明する。
【００１９】
球体または楕円体が同心で取得されたとすると、次の球体の半径への不連続ジャンプがある。より一般的である異方性の場合は、ｋ空間を通る軌道は次のようになる。
【００２０】
【数１】
0003579846.tif 000002
【００２１】
【数２】
0003579846.tif 000003
【００２２】
【数３】
0003579846.tif 000004
【００２３】
これらの式において、ｒｎはｎ番目の球体の半径、θは通常のヘビサイド工程  関数、そしてＮは球体の数である。境界条件は、次のようになる。
【００２４】
0003579846.tif 000005
【００２５】
時間２ｔ１は、ｎ番目の球体表面を覆うのにかかる時間である。これらの境界  条件はｗ１およびｗ２に対して次の関係を与える。
【００２６】
ｗ２＝２ｍｗ１；  ｍ＝らせん／球体の数
ｗ１＝Π／２ｔ１
【００２７】
図３は、実際に適用される傾斜シーケンスを示している。図３は、信号のサンプリグ中に適用された傾斜パルスのみを示し、磁化を励起または操作するのに使用される準備的無線周波および／または傾斜パルスは含まれていない。ビート型に拡張し、収縮する正弦ｘおよびｙ傾斜７２、７４は、ｘおよびｙ傾斜コイルにより適用される。ｚ傾斜７６は、より緩やかに変化する。明確に言えば、ｚ傾斜の半サイクルは、それぞれｘおよびｙ傾斜の１ビートと実質的に同じ持続時間をもつ。ｚ傾斜の半サイクルとｘおよびｙ傾斜の１ビート内に、１つの球体の周りで軌道が横断する。それぞれの球体が覆われると、ｚ傾斜が振動され７８、軌道を次の球体の半径へ進める。ｚ傾斜の次の半サイクルは、球体の半径を第２の半径へ進め、同様に続く半サイクルも同じように進めていく。
【００２８】
このｋ空間の適用を提供する傾斜輪郭は、次のように定義される。
【００２９】
【数４】
0003579846.tif 000006
【００３０】
ここで、ｉ＝ｘ，ｙ，またはｚである。明確に言えば、本実施例におけるｘ、ｙおよびｚ傾斜は次のようになる。
【００３１】
【数５】
0003579846.tif 000007
【００３２】
【数６】
0003579846.tif 000008
【００３３】
【数７】
0003579846.tif 000009
【００３４】
ｘおよびｙ傾斜におけるデルタ関数の条件は、ｔ＝２（ｎ−１）ｔ１のとき係  数が零であるために省かれる。ｋ空間における等方性の適用については、ｍ＝Ｎおよびｒｘ＝ｒｙ＝ｒｚである。均一サンプリングについては、等方性でも異方      性でもｒｉ，ｎ＝ｒｉで、ここでｉ＝ｘ，ｙまたはｚである。もし、ｒｘ≠ｒｙ≠        ｒｚならば、楕円体サンプリングが提供される。
【００３５】
この状況では、「ビュー」、すなわち球体がｎからｎ＋１へ変化する場合を除いて半径は変化しないことに注意されたい。この方法では、傾斜波形に不連続が見られるが、十分な球体またはかなり近い半径の球体がサンプリングされれば、この不連続を小さく保つことができる。
【００３６】
ｚ傾斜のデルタ関数を避けるために、球体は極で互いと接触させることができ、その際北極および南極で接触する間に変動する。このようにすると、ｋｚに沿  った不連続ジャンプは見られない。球体はｋｚに沿ってその中心が前後に切り替  わるために、もう同心ではなくなる。各回転楕円体の半径は、軌道が回転楕円体の表面を覆っている間一定に保たれる。データを画像に再構成するには、データを再グリッドするために球体間の補間が行われる。これにより、非同心球体の収集が引き起こす位相エラーが除去される。この過程については、下記の再構成のところで詳細に説明する。
【００３７】
この場合、ｋｘおよびｋｙ軌道は前と同じである。従って、ｘおよびｙ傾斜は    図３と同じである。次の半径へ進むためのｚ傾斜スパイク７８は除去される。図４を参照すると、ｋｚ軌道は、ビューｎが増加するときに回転楕円体の半径が変  化するように修正されているが、ｋｚに沿った変移は存在しない。これは、ｋｚ    に沿った変移を取り消す特別な条件を前式のｋｚに加えることで達成される。図  ４では再び、第１の球体の始点にｋｚに沿ったオフセットを提供する初期デフェ  ーズｚ傾斜パルスを含む準備的パルスは示されていない。
【００３８】
従って、ｋｚ（ｔ）およびＧｚ（ｔ）の式は次のようになる。
【００３９】
【数８】
0003579846.tif 000010
【００４０】
【数９】
0003579846.tif 000011
【００４１】
これらの式においては、計算上の平易さを考えて均一サンプリングが仮定される。この軌道の有益点は、傾斜波形で不連続を引き起こす球体間のｋ空間軌道の不連続がないことである。不利益なのは、データを再構成用に再グリッドするときにデータの非同心度が考慮されなければならないことである。この補間におけるエラーはどのようなものでも、連続する球体間のｋ空間軌道の誤った位置決め、およびナイキスト周波での画像の反射または「ゴースト」を引き起こしかねない。
【００４２】
別の例として、半径は軌道が楕円体の下極に当たる頃には、次に覆われる楕円体の半径にあるように、ゆっくり変化する時間関数となることができる。これは上記不変半径の非同心楕円体について記載されたことのより一般的な例である。ここで再び、データを再グリッドするために楕円体間の補間が行われる。軌道は、半径が適切な時間関数であり、またヘビサイド関数が削除されるように式１、２、３を変更することで表される。この方法で有益なのは、図３におけるｚ傾斜上の「ブリップ」７８がより滑らかに変化する優性正弦波形のひずみによって取って代わられることである。
【００４３】
図５を参照すると、ｋ空間を、シリンダの軸に沿って不連続間隔で配置された２次元らせんによりシリンダらせん方式で覆うことも可能である。ｋ空間軌道における大きな不連続を避けるために、らせんはシリンダ軸に沿って次の平面での方向を逆にする。例えば、もし第１の平面８０上のらせん軌道が中心から出て反時計周りに進んだとすると、らせん軌道は次の平面８２では中心に向かって時計周りに進んでいく。そして、第３の平面８４上のらせん軌道は再度中心から時計周りに進む、という具合に続いていく。もちろん、らせんが取得される順番を逆にすることも可能である。
【００４４】
時間関数としてのｋ空間軌道は、次のように定義される。
【００４５】
0003579846.tif 000012
【００４６】
【数１０】
0003579846.tif 000013
【００４７】
【数１１】
0003579846.tif 000014
【００４８】
これらの式において、指数ｎはかっこで括られ、ｎはスライス番号である。従って、それぞれのスライスｎに対してｔ＝〔０，ｔ１〕であり、ここでｔ１はｎ    番目のらせんを覆うのに要する時間である。
【００４９】
ｋｚの式は理想的とされる傾斜のためのもので、ブリップされた傾斜パルスの  限定傾斜時間は無視している。しかし、傾斜時間についてはｋｚが２次軌道に従  うときの間隔を挿入することで簡単に考慮できる。
【００５０】
図６の例においては、分かりやすいように低解像度の取得行列が図示されている。ｘ、ｙおよびｚ傾斜９０、９２、９４は、次のように定義される。
【００５１】
0003579846.tif 000015
【００５２】
これにより、概して正弦的なビート型が生成される。各ビートは、図２の線状増加するビートとは反対に同じ振幅をもつ。そして再度、図６ではｋｚ軸に沿っ  て初期オフセットを提供する初期ｚ傾斜パルスを含む準備的パルスは含まれていない。
【００５３】
傾斜波形における不連続および位相反転は、他のビュー上のらせんの方向の切替えをしないことで避けられる。らせんは、中心から外側へ、それから別のビュー上で外側から内側へ取得されるのが好ましいが、らせん軌道は全て時計周りか反時計周りのどちらかである。これは、ｋ空間軌道のサインおよびコサイン式において  （−１）（ｎ＋１）条件を削除することで達成される。このことが引き起こす    ｋ空間における誤った位置決めはどのようなものでも、従来の位相修正アルゴリズムを導入することで修正できる。
【００５４】
図７を参照すると、ｋ空間を円錐形に３次元で覆う別の方法がある。１つの例では、ｋ空間軌道がＮ個の円錐体の表面をらせん状に進み、Ｎ個の円錐体は実質的に球形容量を満たすように、共通な頂点を有しながら互いの内側に適合されている。中心の「円錐体」は、本質的には球形容量の中心を横切る平らなスライスであることに注意されたい。円錐角φｎ、および円錐体の外半径ｒｎは、各円錐    体の外縁が球表面にくるように変化する。ｋ空間軌道は、１つの円錐体の中心へ向かってらせんに進んだ後、次の円錐体の端に出てくる。こうして球体の内側の適当なサンプリングを行う。上記記載の球体らせんの例と同様に、円錐体取得においては、次の２つの好ましい方法がある。
（１）円錐体表面をらせん状に進んだ後、次の円錐体の半径およびｋｚ位置へジ  ャンプする。または、
（２）円錐体の半径を、連続する円錐体の縁部が球体表面を覆いながらｚ軸に沿って下降するように、非線状にｚと変化させる。
【００５５】
第１の例では、円錐体の半径は線状にｋｚと変化するため、外縁部が球体表面  に適合する、互いの内側へ入ったたくさんの円錐体が得られる。この場合、軌道は１つの円錐体の表面から次の円錐体の表面へ不連続にジャンプする。傾斜波形におけるブリップはこれらの移行を行うために使用される。この実施例の詳細についてはここでは述べないが、上記検討内容より、当業者には自明と思われる。
【００５６】
第２の好ましい例では、円錐体の半径は、１つの円錐体表面から次の円錐体表面への滑らかな移行を実行するためにｋｚ関数として非線状に変化する。１つの  実施例において、半径はｋｚと正弦的に変化する。これにより、ｋ空間軌道の不  連続的移行が避けられ、故に傾斜波形上のブリップが除去される。次に示すのは、これを達成する１つの可能なｋ空間軌道である。
【００５７】
【数１２】
0003579846.tif 000016
【００５８】
【数１３】
0003579846.tif 000017
【００５９】
【数１４】
0003579846.tif 000018
【００６０】
ここで、
0003579846.tif 000019
【００６１】
図７、図８および図９に典型的なｋ空間軌道が示されている。図８は、１６個の３次元円錐体を介した２次元横断図である。図９は、８個の円錐体の軌道の３次元表示を示す。従って、傾斜波形は次のようになる。
【００６２】
0003579846.tif 000020
【００６３】
これらの波形は図１０に示される。他の実施例には、図１１で示す組込み式の円錐体が含まれる。異なった円錐角および半径をもつ多数の組込み式円錐体の組は、シリンダ状の空間容量を覆うように互いの中へ堆積することができる。あるいは、シリンダ容量を覆うために、多数の取得からインターリーブされた組込み式円錐体の組を取得することもできる。８個の組込み式円錐体を１組取得するための傾斜輪郭を図１２に示す。
【００６４】
結果データの再構成は、ｋ空間の適用計画に従って応用される。
【００６５】
「暴力」再構成として知られる一般の画像再構成技術は、次のように定義される。
【００６６】
【数１５】
0003579846.tif 000021
【００６７】
ここで、ρ（ｋ）はｋ空間のｋ点におけるＭＲ信号強度で、Ｄ（ｋ）はサンプリング点の密度である。ビューフィールドは、非線状にサンプリングされた格子グリッド内のもっとも近接するものの最大間隔により決定される。解像度は、最大値ｋにより決定される。空間変数ｒは、取得の総ビューフィールドにより限定されて画像容量内になるよう選択される。スライスを指向方向に再構成するには、スライスにより限定された平面上のｒ位置行列の組を使用して対応する画像強度の行列を求める。
【００６８】
また、再構成は高速フーリエ変換アルゴリズム（ＦＦＴ）の速度を利用することもできる。高速フーリエ変換アルゴリズムに対して、生データは従来３次元の均一間隔格子上にある。このような３次元直線データ行列をらせんデータから生成するには、らせんデータを補間するか、または「再グリッド」する。
【００６９】
３次元の場合における１つの再グリッドアルゴリズムは、連続的フーリエ変換Ｍ（ｕ，ｖ，ｗ）により連続３次元関数ｍ（ｘ，ｙ，ｚ）を再グリッドする。
【００７０】
【数１６】
0003579846.tif 000022
【００７１】
分散したデータサンプリング関数Ｓ（ｕ，ｖ，ｗ）は、ｉ＝１，２，．．．  ，Ｎである点ｕｉ，ｖｉ，ｗｉにおけるＮ個の３次元デルタ関数からなる。
【００７２】
【数１７】
0003579846.tif 000023
【００７３】
サンプリングされたフーリエデータは、次のようになる。
Ｍｓａｍｐｌｅｄ（ｕ，ｖ，ｗ）＝Ｍ（ｕ，ｖ，ｗ）・Ｓ（ｕ，ｖ，ｗ）
【００７４】
再グリッドにおいて、サンプリングされたデータは適切に選択された点拡張関数Ｃ（ｕ，ｖ，ｗ）により回旋された後、単位間隔の３次元格子に再サンプリングされる。
Ｍｇｒｉｄ  （ｕ，ｖ，ｗ）  ＝  ［Ｍｓａｍｐｌｅｄ  （ｕ，ｖ，ｗ）  ＊  Ｃ（ｕ，ｖ，ｗ）］・ＩＩＩ（ｕ，ｖ，ｗ）
【００７５】
ここで、＊  は３次元回旋を示し、次の式が与えられる。
【００７６】
【数１８】
0003579846.tif 000024
【００７７】
ｋ空間における非均一サンプリングを修正する場合、データサンプリング密度Ｄ（ｕ，ｖ，ｗ）は次のように定義される。
Ｄ（ｕ，ｖ，ｗ）＝Ｓ（ｕ，ｖ，ｗ）＊Ｃ（ｕ，ｖ，ｗ）
【００７８】
そして、新しいデータサンプリング関数は次のように定義される。
ＳＣ（ｕ，ｖ，ｗ）＝Ｓ（ｕ，ｖ，ｗ）／Ｄ（ｕ，ｖ，ｗ）
【００７９】
均一に間隔配置された格子上の再グリッド３次元時間領域データは、次のようになる。
0003579846.tif 000025
【００８０】
また、球体の場合、データの３次元逆投射が実行できる。それぞれの角度においてデータを通してフーリエ変換が行われた後、データは希望スライスの平面上に逆投射される。希望平面は随意に選択することができ、その後フーリエ変換データはその平面に投射される。
【００８１】
シリンダらせんの場合、フーリエ変換は最初にシリンダの軸に沿って全てのらせんを介して行われる。その後、各らせん内のデータは上記のように再グリッドされて２次元フーリエ変換で変換されるか、またはいろいろな角度を通してフーリエ変換で逆投射されるかのどちらかである。
【００８２】
円錐データは、上記のように３次元の均一格子上に再グリッドされ、続いて３次元の高速フーリエ変換を利用して変換されることが好ましい。
【００８３】
他に様々な実施例が考えられている。その１つとして、データが取得される順番を変えることができる。例えば、らせんの進む方向を逆にすることができる。らせん方向を逆にすることにより、時間と共に線状増加する正弦傾斜を線状減少するように切り替えることができる。また、その逆も可能である。また別の例は、傾斜波形の０交差に１８０°の無線周波パルスを置いて信号を定期的に再集束させることである。これにより、データの連続ビューにおけるフィールドの不均一性が引き起こすたくさんの位相エラーが減少する。更に別の実施例では、共役対称を使用して取得データを実質的に半分に減少させる。らせん反響平面画像法では、データを全球分収集する代わりに、半球収集することができる。球体のもう半分は、共役対称により生成することができる。シリンダらせんでは、半分を少し越えた分のらせんがシリンダ軸に沿って取得され、残りは共役対称を用いて生成される。円錐らせんデータにおいては、必要な円錐体の半分を少し越えた分が取得で要される。
【００８４】
また別の実施例では、取得をインターリーブして３次元のｋ空間行列が多数の取得に基づき区分されてできあがるようにする。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば、スパイラル平面撮像を多数回繰り返すことなく、多数のスライスを取得できる磁気共鳴撮像装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の概略図である。
【図２】最初に説明された方法において使用される、球体らせんのｋ空間軌道の概略図である。
【図３】図２の軌道を得るための磁界傾斜パルスシーケンスを示したタイミング図である。
【図４】図３のシーケンスのｚ傾斜の別の実施例である。
【図５】２番目に説明された方法において使用される、シリンダらせんのｋ空間軌道を図示している。
【図６】図５の軌道を得るための磁界傾斜パルスシーケンスを図示している。
【図７】さらに進んで説明された方法において使用される、円錐らせんのｋ空間軌道を図示している。
【図８】１６個の３次元円錐軌道の２次元横断図を図示している。
【図９】８個の円錐軌道の３次元表示を図示している。
【図１０】図９の円錐らせん軌道を得るための磁界傾斜パルスシーケンスを図示している。
【図１１】他の円錐軌道方法を図示している。
【図１２】図１１の円錐らせん軌道を得るための傾斜パルスシーケンスを図示している。
【符号の説明】
１０  主磁石コイル
１２  中央口径
１４  巻型
１６  トロイダルヘリウム管
１８、２０  シールド
２２  真空ジュワー
３０  全身傾斜コイル機構
３２  絶縁性巻型
３４  第２の傾斜コイル機構
３６  全身無線周波コイル
３８  全身無線周波シールド
４０  制御端末
４２  ビデオモニタ
４４  キーボード
４６  マウス
４８  再構成処理モジュール
５０  回転楕円体表面
５２  第２の回転楕円体表面
５４、５６、５８、６０  回転楕円体
７２、７４  正弦ｘおよびｙ傾斜
７６  ｚ傾斜
７８  ブリップ
８０  第１の平面
８２  第２の平面
８４  第３の平面
９０  ｘ傾斜
９２  ｙ傾斜
９４  ｚ傾斜
【図１】
0003579846.tif 000026
【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】
0003579846.tif 000031
【図７】
0003579846.tif 000032
【図８】
0003579846.tif 000033
【図９】
0003579846.tif 000034
【図１０】
0003579846.tif 000035
【図１１】
0003579846.tif 000036
【図１２】
0003579846.tif 000037