(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
ＮＭＲ信号受信手段と、
それら各手段を制御して、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となるナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集するデータ収集制御手段と、
前記補正用データに基づいて前記イメージング用データに対して位相補正を施す補正演算手段と、
補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備しており、
前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、
前記補正演算手段は、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
前記補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
前記補正演算手段は、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで滑らかに変化するように位相補正を施すことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項４】
請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
前記補正演算手段は、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで同一となるように位相補正を施すことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項５】
ＲＦパルス送信手段と、
勾配パルス印加手段と、
ＮＭＲ信号受信手段と、
それら各手段を制御して、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となるナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集し、前記パルスシーケンスから位相エンコード勾配とＭＰＧパルスを省いた参照用パルスシーケンスを実行して集束した参照用エコーから前記イメージング用データおよび補正用データに対応する参照用データを収集するデータ収集制御手段と、
前記イメージング用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記補正用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記参照用データで位相補正した補正用データに基づいて前記参照用データで位相補正したイメージング用データに対して位相補正を施す補正演算手段と、
補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備しており、
前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、
前記補正演算手段は、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするＭＲＩ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、位相補正方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、体動位相エラーを補正することが出来ると共にパルスシーケンスを簡単化できる位相補正方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８に、マルチショット拡散強調ＥＰＩ（Echo Plannar Imaging）法のパルスシーケンスの基本例を示す。
このパルスシーケンスでは、励起パルスRF90とスライス勾配SG90とを印加する。次にＭＰＧ（Motion Probing Gradient）パルスMPGを印加する。次に反転ＲＦパルスRF180とスライス勾配SG180を印加する。次にＭＰＧパルスMPGを印加する。次に位相エンコード勾配pdnを印加する。次に交互に正負に反転するデータ収集用リード勾配ｒ１，…，ｒｍを連続的に印加し且つ反転時に位相エンコード勾配ｐ２，…，ｐＭを印加し、第１エコーｅ１から第ＭエコーｅＭが順に集束するのとタイミングを合せてサンプリングし、各エコーｅ１，…，ｅＭに対応したデータＦ(n，1)，…，Ｆ(n，M)をそれぞれ収集する。これを位相エンコード勾配pdnの大きさを変えながらｎ＝１，…，Ｎについて繰り返して、ｋ空間を埋めるデータＦ(1，1)〜Ｆ(N，M)を収集する。これをＮショット・Ｍエコーという。また、ショットに対して実行時間順に付けた番号ｎをショット番号という。また、あるショットのエコー列のエコーに対して集束時間順に付けた番号をエコー番号という。
【０００３】
図１９は、ｋ空間ＫＳにおけるデータＦ(1,1)〜Ｆ(N,M)の収集軌跡（trajectory）を示す模式図である。但し、Ｎ＝４，Ｍ＝４としている。
ｋ空間ＫＳを位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行（図１９では第１６行）まで分割したとき、第ｎショットの第ｍエコーで第（ｎ＋（ｍ−１）Ｎ）行のデータＦ(n,m)を収集するように、位相エンコードpdn，ｐ2，…，ｐＭを印加している。
【０００４】
図２０に示すように、ｋ空間ＫＳは、第１〜第Ｎの各ショットの第１エコーから得たデータＦ(n,1)で埋められる第１エコーブロックから各ショットの第Ｍエコーから得たデータＦ(n,M)で埋められる第Ｍエコーブロック（図２０ではＭ＝４）まで順にブロック分けすることが出来る。
【０００５】
さて、マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスで問題となる位相エラーには、体動（例えば脳の拍動）に起因する体動位相エラーと、磁場不均一に起因する磁場不均一位相エラーとがある。
体動位相エラーの大きさは、例えば脈拍に同期して周期的に変動する。すなわち、体動位相エラーは、ショット間のような比較的長い時間間隔では無視できない大きさで変動する。ただし、体動位相エラーは、一つのショットのエコー列のような比較的短い時間内では無視できる程度しか変化しないため、同じショット番号ｎならエコー番号ｍが異なっても同じ大きさと見なすことが出来る。
磁場不均一位相エラーの大きさは、励起パルスRF90からの時間に比例して大きくなる。すなわち、磁場不均一位相エラーは、エコー番号ｍに比例して大きくなる。ただし、励起パルスRF90からのエコー番号ｍまでの時間は、ショット番号ｎが異なっても、同じか又は少ししか違わない（同じにする場合と少しだけずらす場合とがある）ため、磁場不均一位相エラーは、同じエコー番号ｍならショット番号ｎが異なっても同じ大きさと見なすことが出来る。
【０００６】
図２１は、図１８のマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスの基本例にかかるデータＦ(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
体動位相エラーと磁場不均一位相エラーとが合成される結果、位相エラーは、階段状かつ周期的になり、これがゴーストアーチファクトを生じさせる原因になる。
【０００７】
そこで、図２２に示すパルスシーケンスのように、図１８のパルスシーケンス（基本例）の位相エンコード勾配pdnの前にナビゲーション位相エンコード勾配Ｎｒを印加し、ナビゲーション用エコーＮｅを集束させ、そのナビゲーション用エコーＮｅから補正用データＨ(n)を収集する。
そして、各ショットの補正用データＨ(n)の位相の差はショット毎の体動位相エラーの差を表しているから、補正用データＨ(n)に基づいて、それと同じショットのイメージング用データＦ(n,1)〜Ｆ(n,m)に位相補正を施し、体動位相エラーを補正する。
【０００８】
図２３は、位相補正後のデータＦ’(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
第１ショットの補正用データＨ(1)の位相に第２ショットの補正用データＨ(2)〜第４ショットの補正用データＨ(4)の位相に合わせるように、イメージング用データＦ(1,1)〜Ｆ(4,4)に位相補正（黒頭矢印）を施す。これにより、体動位相エラーを補正でき、図２３の場合に較べてゴーストアーチファクトを抑制できる。
しかし、磁場不均一位相エラーが残っているため、エコーブロック間に位相の段差を生じ、ゴーストアーチファクトを完全には除去できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１８のパルスシーケンスでは、体動位相エラーと磁場不均一位相エラーのため、ゴーストアーチファクトが生じる問題点がある。
図２２のパルスシーケンスでは、磁場不均一位相エラーのため、ゴーストアーチファクトを完全に除去できない問題点がある。また、ナビゲーション用エコーＮｅとイメージング用エコーｅ１〜ｅｍとが独立になっており、パルスシーケンスが複雑になり、従って制御が複雑になる問題点がある。
そこで、本発明の第１の目的は、体動位相エラーを補正することが出来ると共にパルスシーケンスを簡単化できる位相補正方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加えて、磁場不均一位相エラーをも補正することが出来る位相補正方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となる１個以上のナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集し、前記補正用データに基づいて前記イメージング用データに対して位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第１の観点による位相補正方法では、ショット毎に収集した補正用データにより同じショットのイメージング用データの位相を補正するため、体動位相エラーを補正することが出来る。また、イメージング用エコーと連続したエコー列となるようにナビゲーション用エコーを集束させるから、データ収集用リード勾配の印加パターンなどを簡単化でき、パルスシーケンスを簡単化できる。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第２の観点による位相補正方法では、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とその位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とを一致させるから、極性が異なる場合より適正な補正を行うことが出来る。また、２個以上のナビゲーション用エコーとイメージング用エコーとを順に対応させて位相補正すれば、ナビゲーション用エコー数と同数のエコーブロックを単位として段差をなくすことが出来る。
【００１２】
第３の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第３の観点による位相補正方法では、２個以上のナビゲーション用エコーから補正データをそれぞれ収集し、体動位相エラーの補正量および磁場不均一位相エラーの補正量を求めるから、体動位相エラーおよび磁場不均一位相エラーの両方を補正することが出来る。
【００１３】
第４の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで滑らかに変化するように位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法を提供する。上記第４の観点による位相補正方法では、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に滑らかに変化するため、ゴーストアーチファクトを除去することが出来る。
【００１４】
第５の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで同一となるように位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第５の観点による位相補正方法では、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に同一となるため、ゴーストアーチファクトを除去することが出来ると共に、画像のシフトも抑制できる。
【００１５】
第６の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、一つのショットのナビゲーション用エコーを１個とし、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第６の観点による位相補正方法では、１個のナビゲーション用エコーから補正データを収集し、体動位相エラーの補正量を求めるから、体動位相エラーを補正することが出来る。また、パルスシーケンスを簡単化できる。
【００１６】
第７の観点では、本発明は、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となる１個以上のナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集し、前記パルスシーケンスから位相エンコード勾配とＭＰＧパルスを省いた参照用パルスシーケンスを実行して集束した参照用エコーから前記イメージング用データおよび補正用データに対応する参照用データを収集し、前記イメージング用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記補正用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記参照用データで位相補正した補正用データに基づいて前記参照用データで位相補正したイメージング用データに対して位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第７の観点による位相補正方法では、参照用パルスシーケンスを実行して収集した参照用データによりイメージング用データおよび補正用データを位相補正するから、磁場不均一，システム，エコーセンターのずれ等に起因する位相エラーを補正できる。さらに、ショット毎に収集した補正用データにより同じショットのイメージング用データの位相を補正するため、体動位相エラーを補正することが出来る。すなわち、体動位相エラーおよび磁場不均一位相エラーの両方を補正することが出来る。また、イメージング用エコーと連続したエコー列となるようにナビゲーション用エコーを集束させるから、データ収集用リード勾配の印加パターンなどを簡単化でき、パルスシーケンスを簡単化できる。
【００１７】
第８の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第８の観点による位相補正方法では、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とその位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性とを一致させるから、極性が異なる場合より適正な補正を行うことが出来る。
【００１８】
第９の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで同一となるように位相補正を施すことを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第９の観点による位相補正方法では、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に同一となるため、ゴーストアーチファクトを除去することが出来ると共に、画像のシフトも抑制できる。
【００１９】
第１０の観点では、本発明は、上記構成の位相補正方法において、一つのショットのナビゲーション用エコーを１個とし、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特徴とする位相補正方法を提供する。
上記第１０の観点による位相補正方法では、ナビゲーション用エコーを１個とするから、パルスシーケンスを簡単化できる。
【００２０】
第１１の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、それら各手段を制御して、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となる１個以上のナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集するデータ収集制御手段と、前記補正用データに基づいて前記イメージング用データに対して位相補正を施す補正演算手段と、補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＭＲＩ装置では、前記第１の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１２の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、前記補正演算手段は、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＭＲＩ装置では、前記第２の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２２】
第１３の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、前記補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めると共に、各ショットのナビゲーション用エコーの位相差から磁場不均一位相エラーの補正量を求めることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、前記第３の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２３】
第１４の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記補正演算手段は、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで滑らかに変化するように位相補正を施すことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＭＲＩ装置では、前記第４の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２４】
第１５の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記補正演算手段は、イメージング用データの位相エラーが位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ行まで同一となるように位相補正を施すことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＭＲＩ装置では、前記第５の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２５】
第１６の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを１個とし、前記補正演算手段は、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＭＲＩ装置では、前記第６の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２６】
第１７の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、それら各手段を制御して、ｋ空間を位相エンコード軸方向に第１行から第Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは２以上の自然数。）行まで分割したとき、１個の反転ＲＦパルス当たりＭ個のイメージング用エコーを集束させるように且つＭ個のイメージング用エコーの前にＭ個のイメージング用エコーと連続したエコー列となる１個以上のナビゲーション用エコーを集束させるようにデータ収集用リード勾配を反転しながら印加し、更に、反転パルスの前後にＭＰＧパルスを印加するパルスシーケンスを、Ｎショット繰り返して、前記イメージング用エコーからｋ空間を埋める拡散強調イメージング用データを収集し、前記ナビゲーション用エコーから補正用データを収集し、前記パルスシーケンスから位相エンコード勾配とＭＰＧパルスを省いた参照用パルスシーケンスを実行して集束した参照用エコーから前記イメージング用データおよび補正用データに対応する参照用データを収集するデータ収集制御手段と、前記イメージング用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記補正用データを対応する参照用データに基づいて位相補正し、前記参照用データで位相補正した補正用データに基づいて前記参照用データで位相補正したイメージング用データに対して位相補正を施す補正演算手段と、補正演算後のイメージング用データから画像を再構成する再構成演算手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるＭＲＩ装置では、前記第７の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２７】
第１８の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを２個以上とし、前記補正演算手段は、イメージング用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性と該イメージング用データの位相補正に用いる補正用データに対応するデータ収集用リード勾配の極性を一致させることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。上記第１８の観点によるＭＲＩ装置では、前記第８の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２８】
第１９の観点では、本発明は、上記構成のＭＲＩ装置において、前記データ収集制御手段は、一つのショットのナビゲーション用エコーを１個とし、各ショットのナビゲーション用エコーの位相から体動位相エラーの補正量を求めることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１９の観点によるＭＲＩ装置では、前記第９の観点による位相補正方法を好適に実施できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００３０】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル１ｇ（勾配磁場コイルはｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の各コイルを備えており、これらの組み合わせによりスライス軸，リード軸，位相エンコード軸が決まる）と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を受信する受信コイル１ｒ等が配置されている。勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。なお、永久磁石１ｐの代わりに、超伝導磁石を用いてもよい。
計算機７は、パルスシーケンスを作成し、シーケンス記憶回路８に渡す。
シーケンス記憶回路８は、パルスシーケンスを記憶し、そのパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加する。
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで受信したＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、ＮＭＲ信号を位相検波して、ＡＤ変換器１１に与える。ＡＤ変換器１１は、アナログ信号のＮＭＲ信号をディジタル信号のデータに変換し、計算機７に入力する。
計算機７は、ＡＤ変換器１１からデータを読み込み、位相補正処理や画像再構成処理を行い、イメージを作成する。このイメージは、表示装置６にて表示される。
また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【００３１】
図２は、本発明の第１の実施形態に係るマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンス図である。
このパルスシーケンスでは、励起パルスRF90とスライス勾配SG90とを印加する。次にＭＰＧパルスMPGを印加する。次に反転ＲＦパルスRF180とスライス勾配SG180を印加する。次にＭＰＧパルスMPGを印加する。次に交互に正負に反転するデータ収集用リード勾配Nr1，…，NrJ（Ｊ≧１。図２ではＪ＝２）を連続的に印加し、第１ナビゲーション用エコーNe1から第Ｊナビゲーション用エコーNeJが順に集束するのとタイミングを合せてサンプリングし、各ナビゲーション用エコーNe1，…，NeJに対応した補正用データＨ(n，1)，…，Ｈ(n，Ｊ)をそれぞれ収集する。続けて交互に正負に反転するデータ収集用リード勾配ｒ１，…，ｒＭを連続的に印加し且つ反転時に位相エンコード勾配pdn，ｐ２，…，ｐＭを印加し、第１エコーｅ１から第ＭエコーｅＭが順に集束するのとタイミングを合せてサンプリングし、各エコーｅ１，…，ｅＭに対応したデータＦ(n，1)，…，Ｆ(n，M)をそれぞれ収集する。これを位相エンコード勾配pdnの大きさを変えながらｎ＝１，…，Ｎについて繰り返して、ｋ空間を埋めるデータＦ(1，1)〜Ｆ(N，M)を収集する。
【００３２】
図３は、第１の実施形態に係る位相補正処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、補正用データＨ(n,j)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素補正用データｈ(n,j)を得る。
ステップＳ２では、イメージング用データＦ(n,m)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素イメージング用データｆ(n,m)を得る。
【００３３】
ステップＳ３では、複素イメージング用データｆ(n,m)を０次位相補正するための補正位相量φ０cor(n,m)および１次位相補正するための補正位相量φ１cor(n,m)を複素補正用データｈ(n,j)から得る。
具体的には、例えばＪ＝２とし、φ０NAV(n,1)を複素補正用データｈ(n,1)から求めた０次位相とし、φ１NAV(n,2)を複素補正用データｈ(n,2)から求めた１次位相とし、両者の位相差（φ０NAV(n,2)−φ０NAV(n,1)）をφBlock(n)とし、磁場不均一位相エラー単位補正量φblock(n＝φBlock(n)またはφblock(n)＝av｛φBlock(1)，…，φBlock(N)｝またはφblock(n)＝max｛φBlock(1)，…，φBlock(N)｝とするとき（但し、av｛｝は平均値を求める関数、max｛｝は最大値を取り出す関数とする）、
（数１）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,(m-1)％２＋１)−φblock×(ｎ−１)／Ｎ−φblock×(ｍ−１)％２
（なお、％は除算後の余りを得る演算子とする。）
とする。そして、
（数２）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,(m-1)％２＋１)
とする。
【００３４】
ステップＳ４では、複素イメージング用データｆ(n,m)に対してφ０cor(n,m)，φ１cor(n,m)を用いて位相補正を施し、複素イメージング用データｆ’(n,m)を得る。
具体的には、複素イメージング用データｆ(n,m)におけるサンプリング点のインデックスｌ（ｌ＝１〜Ｌ）を考慮して複素イメージング用データｆ(l,n,m)とし、位相補正した複素イメージング用データｆ’(l,n,m)を、
（数３）
ｆ’(l,n,m)＝ｆ(l,n,m)×exp｛−ｊ（φ０cor(n,m)＋φ１cor(n,m)×ｌ）｝
とする。
【００３５】
ステップＳ５では、複素イメージング用データｆ’(n,m)に対して位相エンコード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素イメージング用データｆ”(n,m)を得る。
この後、複素イメージング用データｆ”(n,m)から画像を再構成する。
【００３６】
図４は、イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応を示す概念図である。
このように対応させると、イメージング用データＨ(n,m)に対応するデータ収集用リード勾配ｒｍの極性とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)に対応するデータ収集用リード勾配Nrjの極性とを一致させることが出来る。
【００３７】
図５は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
（数１）のφ０cor(n,m)の第１項，（数２）のφ１cor(n,m)により、体動位相エラーが補正される（黒頭矢印）。また、（数１）のφ０cor(n,m)の第２項，第３項により、磁場不均一位相エラーが補正される（白頭矢印）。この結果、イメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、全て異なるが直線状に変化するようになり、ゴーストアーチファクトを除去できるようになる。
【００３８】
−第２の実施形態−
（数１）（数２）の代わりに、
（数４）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,1)−φblock×（ｎ−１）／Ｎ
（数５）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,1)
を用いてもよい。
【００３９】
図６は、イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応を示す概念図である。
【００４０】
図７は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
（数４）のφ０cor(n,m)の第１項，（数５）のφ１cor(n,m)により、体動位相エラーが補正される（黒頭矢印）。また、（数４）のφ０cor(n,m)の第２項により、磁場不均一位相エラーが補正される（白頭矢印）。この結果、イメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、全て異なるが直線状に変化するようになり、ゴーストアーチファクトを除去できるようになる。
【００４１】
−第３の実施形態−
（数１）の代わりに、
（数６）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,(m-1)％２＋１)＋φblock×２×int｛（ｍ−１）／２｝
を用いてもよい。但し、int｛｝は、整数部を取り出す関数（切り捨て整数化関数）である。
（数２）はそのまま用いる。
【００４２】
図８は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
（数６）のφ０cor(n,m)の第１項，（数２）のφ１cor(n,m)により、体動位相エラーが補正される（黒頭矢印）。また、（数６）のφ０cor(n,m)の第２項により、磁場不均一位相エラーが補正される（白頭矢印）。この結果、イメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、全て等しくなり、ゴーストアーチファクトを除去できるようになる。
【００４３】
−第４の実施形態−
（数１）（数２）の代わりに、
（数７）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,1)＋φblock×（ｍ−１）
（数８）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,1)
を用いてもよい。
【００４４】
イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応は、図６に示すようになる。
【００４５】
図９は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
（数７）のφ０cor(n,m)の第１項，（数２）のφ１cor(n,m)により、体動位相エラーが補正される（黒頭矢印）。また、（数７）のφ０cor(n,m)の第２項により、磁場不均一位相エラーが補正される（白頭矢印）。この結果、イメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、全て等しくなり、ゴーストアーチファクトを除去できるようになる。
【００４６】
−第５の実施形態−
（数１）（数２）の代わりに、
（数９）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,(m-1)％２＋１)
（数１０）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,(m-1)％２＋１)
を用いてもよい。
【００４７】
イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応は、図４に示すようになる。
【００４８】
図１０は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
２個のナビゲーション用エコーをイメージング用エコーにそれぞれ順に対応させて位相補正するため、ナビゲーション用エコー数“２個”と同数のエコーブロックを単位として段差をなくすことが出来る。すなわち、第１エコーブロックと第２エコーブロックの位相段差をなくすことが出来る。また、第３エコーブロックと第４エコーブロックの位相段差をなくすことが出来る。
【００４９】
−第６の実施形態−
（数１）（数２）の代わりに、
（数１１）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,1)
（数１２）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,1)
を用いてもよい。
【００５０】
イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応は、図６に示すようになる。
また、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、図２３に示すようになる。
【００５１】
なお、第６の実施形態では、補正用データＨ(n，1)だけを利用するから、図２のパルスシーケンスの代わりに、図１１のパルスシーケンスを用いてもよい。すなわち、データ収集用リード勾配Ｎｒを印加し、ナビゲーション用エコーＮｅが集束するのとタイミングを合せてサンプリングし、ナビゲーション用エコーＮｅに対応した補正用データＨ(n，1)を収集してもよい。
【００５２】
−第７の実施形態−
図１２は、本発明の第７の実施形態に係る参照パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
この参照用パルスシーケンスは、図２のパルスシーケンスから位相エンコード勾配とＭＰＧパルスを省いたパルスシーケンスであり、集束した参照用エコーRNe1，…，RNeJ（Ｊ≧１。図１２ではＪ＝２）から参照用データRH(j)を収集し、それらに続いて集束した参照用エコーRe1，…，ReMから参照用データRF(m)を収集する。これを１回だけ実行する。
【００５３】
図１３は、第７の実施形態に係る位相補正処理を示すフロー図である。
ステップＱ１では、参照用データRH(j)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素参照用データrh(j)を得る。また、参照用データRF(m)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素参照用データrf(m)を得る。
ステップＱ２では、補正用データＨ(n,j)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素補正用データｈ(n,j)を得る。
ステップＱ３では、イメージング用データＦ(n,m)に対してリード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素イメージング用データｆ(n,m)を得る。
【００５４】
ステップＱ４では、複素補正用データｈ(n,j)に対して０次および１次の位相補正を施し、複素補正用データhp(n,j)を得る。
具体的には、θ０NAV(j)を複素参照用データrh(j)から求めた０次位相とし、θ１NAV(j)を複素参照用データrh(j)から求めた１次位相とするとき、補正用データｈ(n,j)におけるサンプリング点のインデックスｌ（ｌ＝１〜Ｌ）を考慮して補正用データｈ(l,n,j)とし、位相補正した複素補正用データhp(l,n,j)を、
（数１３）
hp(l,n,j)＝ｈ(l,n,j)×exp｛−ｊ（θ０NAV(j)＋θ１NAV(j)×ｌ）｝
とする。
【００５５】
ステップＱ５では、複素イメージング用データｆ(n,m)に対して０次および１次の位相補正を施し、複素イメージング用データfp(n,m)を得る。
具体的には、θ０NAV(m)を複素参照用データrf(m)から求めた０次位相とし、θ１NAV(m)を複素参照用データrf(m)から求めた１次位相とするとき、複素イメージング用データｆ(n,m)におけるサンプリング点のインデックスｌ（ｌ＝１〜Ｌ）を考慮して複素イメージング用データｆ(l,n,m)とし、位相補正した複素イメージング用データfp(l,n,m)を、
（数１４）
fp(l,n,m)＝ｆ(l,n,m)×exp｛−ｊ（θ０NAV(m)＋θ１NAV(m)×ｌ）｝
とする。
【００５６】
図１４は、補正用データＨ(n,j)およびイメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる参照用データRH(n,j)およびRF（n,m）の対応を示す概念図である。
両者は、エコー番号ｊ，ｍで対応している。
【００５７】
図１５は、参照用データRF（n,m）で位相補正された後のイメージング用データfp(n,m)の位相エラーを示す概念図である。
エコー番号ｍで対応して位相補正しているため、磁場不均一位相エラーが補正されるが、体動位相エラーは残っている。
【００５８】
ステップＱ６では、複素イメージング用データfp(n,m)を０次位相補正するための補正位相量φ０cor(n,m)および１次位相補正するための補正位相量φ１cor(n,m)を複素補正用データhp(n,j)から得る。
具体的には、
（数１５）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,(m-1)％２＋１)
（数１６）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,(m-1)％２＋１)
とする。
【００５９】
ステップＱ７では、複素イメージング用データfp(n,m)に対してφ０cor(n,m)，φ１cor(n,m)を用いて位相補正を施し、複素イメージング用データｆ’(n,m)を得る。
具体的には、複素イメージング用データfp(n,m)におけるサンプリング点のインデックスｌ（ｌ＝１〜Ｌ）を考慮して複素イメージング用データfp(l,n,m)とし、位相補正した複素イメージング用データｆ’(l,n,m)を、
（数１７）
ｆ’(l,n,m)＝fp(l,n,m)×exp｛−ｊ（φ０cor(n,m)＋φ１cor(n,m)×ｌ）｝
とする。
【００６０】
ステップＱ８では、複素イメージング用データｆ’(n,m)に対して位相エンコード軸方向に１次元フーリエ変換を施し、複素イメージング用データｆ”(n,m)を得る。
この後、複素イメージング用データｆ”(n,m)から画像を再構成する。
【００６１】
イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応は、図４に示すようになる。
【００６２】
図１６は、位相補正後のイメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーを示す説明図である。
（数１５）のφ０cor(n,m)，（数１６）のφ１cor(n,m)により、体動位相エラーが補正される（黒頭矢印）。
結局、イメージング用データｆ”(n,m)の位相エラーは、全て同一となり、ゴーストアーチファクトを除去できるようになる。
加えて、参照用データで補正用データおよびイメージング用データを補正しているため、磁場不均一や体動以外の原因（システム自体やエコーセンターのずれ等）による位相エラーも補正でき、画質をさらに向上させることが出来る。
【００６３】
−第８の実施形態−
（数１５）（数１６）の代わりに、
（数１８）
φ０cor(n,m)＝φ０NAV(n,1)
（数１９）
φ１cor(n,m)＝φ１NAV(n,1)
を用いてもよい。
【００６４】
イメージング用データＦ(n,m)とその位相補正に用いる補正用データＨ(n,j)の対応は、図６に示すようになる。
位相エラーは、図１６に示すようになる。
【００６５】
なお、第８の実施形態では、補正用データＨ(n，1)だけを利用するから、図２のパルスシーケンスの代わりに図１１のパルスシーケンスを用い、図１２のパルスシーケンスの代わりに図１７のパルスシーケンスを用いてもよい。すなわち、ナビゲーション用エコーとして、１個のナビゲーション用エコーＮｅだけを用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の位相補正方法およびＭＲＩ装置によれば、体動位相エラーを補正することが出来ると共にパルスシーケンスを簡単化できる。また、磁場不均一位相エラーをも補正することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンス図である。
【図３】第１の実施形態に係る位相補正処理を示すフロー図である。
【図４】第１の実施形態に係る補正用データとイメージング用データの対応を示す概念図である。
【図５】第１の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図６】第２の実施形態に係る補正用データとイメージング用データの対応を示す概念図である。
【図７】第２の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図８】第３の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図９】第４の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図１０】第５の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図１１】第６の実施形態で用いうるマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンス図である。
【図１２】第７の実施形態に係る参照用パルスシーケンスのパルスシーケンス図である。
【図１３】第７の実施形態に係る位相補正処理を示すフロー図である。
【図１４】第７の実施形態に係る参照用データと補正用データとイメージング用データの対応を示す概念図である。
【図１５】参照用データで補正したイメージング用データの位相エラー特性の説明図である。
【図１６】第７の実施形態に係る位相エラー特性の説明図である。
【図１７】第７の実施形態で用いうる参照用パルスシーケンスのパルスシーケンス図である。
【図１８】マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスの基本例を示すパルスシーケンス図である。
【図１９】マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスによるｋ空間のデータ収集軌跡の説明図である。
【図２０】マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスによるｋ空間のエコーブロックの説明図である。
【図２１】図１８のパルスシーケンスにより収集したイメージング用データの位相エラー特性の説明図である。
【図２２】マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスの基本例にナビゲーションエコーを加えたパルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【図２３】図２２のパルスシーケンスにより収集した補正用データで位相補正したイメージング用データの位相エラー特性の説明図である。
【符号の説明】
１００          ＭＲＩ装置
１              マグネットアセンブリ
３              勾配磁場駆動回路
７              計算機
８              シーケンス記憶回路
【図１】
0003878429.tif 000002
【図２】
0003878429.tif 000003
【図３】
0003878429.tif 000004
【図４】
0003878429.tif 000005
【図５】
0003878429.tif 000006
【図６】
0003878429.tif 000007
【図７】
0003878429.tif 000008
【図８】
0003878429.tif 000009
【図９】
0003878429.tif 000010
【図１０】
0003878429.tif 000011
【図１１】
0003878429.tif 000012
【図１２】
0003878429.tif 000013
【図１３】
0003878429.tif 000014
【図１４】
0003878429.tif 000015
【図１５】
0003878429.tif 000016
【図１６】
0003878429.tif 000017
【図１７】
0003878429.tif 000018
【図１８】
0003878429.tif 000019
【図１９】
0003878429.tif 000020
【図２０】
0003878429.tif 000021
【図２１】
0003878429.tif 000022
【図２２】
0003878429.tif 000023
【図２３】
0003878429.tif 000024