-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung und insbesondere
auf eine Einrichtung zum Durchführen
von Magnetresonanz-Bildgebung mit Spins in einem Objekt, das in
einen SSFP (steady state free presession bzw. stationäre freie
Präzession)-Zustand
gebracht ist.
-
Eine übliche Technik zum Durchführen von
Magnetresonanz-Bildgebung ist ein Verfahren zum Durchführen von
Magnetresonanz-Bildgebung mit Spins in einem Objekt, das in einen
SSFP-Zustand gebracht
ist. Das Verfahren erzeugt ein Bild auf der Basis von einer Summe
oder einer Differenz zwischen Echodaten, die mit einem HF (Hochfrequenz)
Puls mit einer Invarianten Phase gewonnen sind, und Echodaten, die
mit einem HF Puls mit einer Phase gewonnen sind, die zwischen Null
und π wechselt
(sie beispielsweise Patent-Dokument 1).
-
Übliche
Techniken zum Unterdrücken
von Fettsignalen in der Magnetresonanz-Bildgebung umfassen ein Verfahren,
das einen Fettunterdrückungspuls
(siehe beispielsweise Nichtpatent-Dokument 1) verwendet, und ein
Verfahren, das FEMR (fluctuating equilibrium magnetic resonance
bzw. Magnetresonanz mit fluktuierendem Gleichgewicht) verwendet
(siehe beispielsweise Nichtpatent-Dokument 2).
-
[Patent-Dokiument 1]
-
Japanisches Patent Nr. 2398329 (Seiten
1–9, 1–5).
-
[Nichtpatent-Dokument
1]
-
Klaus Scheffler, u.a., "Magnetization Preparation
During the Steady State: Fat-saturated 3D TrueFISP," Magnetic Resonance
in Medicine, 45: 1075–1080
(2001).
-
[Nichtpatent-Dokument
2]
-
Shreyas S. Vasanawala, et al., "Fluctuating Equilibrium
MRI," Magnetic Resonance
in Medicine, 42: 1075–1080
(1999).
-
Bilder, die durch die üblichen
Techniken und durch FEMR eingefangen sind, weisen Streifenbildungs-Artefakte
auf, wenn die Verteilung der statischen Magnetfeldstärke inhomogen
ist.
-
Fettunterdrückung durch die vorgenannten
Fettunterdrückungspulse
sind ungeeignet für
die Bildgebung im SSFP Zustand, weil der stationäre Zustand gestört ist.
-
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung zum Einfangen
eines Bildes zu schaffen, das frei von Streifenbildungs-Artefakten
im SSFB Zustand ist. Darüber
hinaus ist es eine Aufgabe, eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung
zum Durchführen
von Bildgebung im SSFB Zustand mit Wasser und Fett getrennt zu schaffen.
-
Die vorliegende Erfindung ist gemäß einem
ihrer Aspekte zum Lösen
der vorgenannten Probleme eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie enthält: eine Gewinnungseinrichtung
zum Gewinnen von Echodaten von einer Anzahl von Ansichten (views)
mit Spins in einem Objekt, das in einen SSFB Zustand gebracht ist,
und Wiederholen der Gewinnung für
k = 0 bis M – 1
(wobei M eine ganze Zahl nicht kleiner als 2 ist; k = 0, 1, ...,
M – 1)
mit einer stufenförmigen
Differenz in einer Phase von einem HF Puls von 2π·k/M; eine Transformierungseinrichtung
zum Durchführen
einer Fourier-Transformation
auf die Echodaten auf der Basis der Phase; eine Additionseinrichtung
zum Erhalten einer Summe von Absolutwerten des F(0) Terms und F(1)
Terms der Fourier-transformierten Daten und eine Bilderzeugungseinrichtung
zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis der Summendaten.
-
Gemäß diesem Aspekt werden Echodaten
von einer Anzahl von Ansichten mit Spins in einem Objekt gewonnen,
das in den SSFP-Zustand gebracht ist, und die Gewinnung wird für k = 0
bis M – 1
wiederholt mit einer stufenförmigen
Differenz in der Phase von einem HF Puls von 2π·k/M durch die Gewinnungseinrichtung; die
Fourier-Transformation wird auf die Echodaten auf der Basis der
Phase durch die Fourier-Transformierungseinrichtung durchgeführt; eine
Summe von Absolutwerten des F(0) Terms und des F(1) Terms der Fourier-transformierten
Daten wird durch die Additionseinrichtung erhalten; und ein Bild
wird erzeugt auf der Basis der Summendaten durch die Bilderzeugungseinrichtung;
somit kann ein Bild frei von Streifenbildungs-Artefakten trotz der
Magnetfeld-Inhomogenität
erhalten werden.
-
Die Erfindung ist gemäß einem
weiteren Aspekt zum Lösen
der vorgenannten Probleme eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie enthält: eine Gewinnungsrichtung
zum Gewinnen von Echodaten von einer Anzahl von Ansichten, in denen
eine Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett 2π/m (m = 2) mit Spins in einem
Objekt ist, das in einen SSFP Zustand gebracht ist, und Wiederholen
der Gewinnung für
k = 0 bis M – 1
(M ist eine ganze Zahl nicht kleiner als 2; k = 0, 1, ..., M – 1) mit einer
stufenförmigen
Differenz in einer Phase von einem HF Puls von 2πk/M; eine Transformierungseinrichtung
zum Durchführen
einer Fourier-Transformation auf die Echodaten auf der Basis der
Phase; eine Trenneinrichtung zum Trennen von Wasserdaten bzw. Fettdaten
im F(0) Term und F(1) Term der Fourier-transformierten Daten unter
Verwendung der Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett; eine Additions einrichtung zum
Erhalten einer Summe von Absolutwerten von wenigstens den Wasserdaten
oder Fettdaten in dem F(0) Term und F(1) Term; und eine Bilderzeugungseinrichtung
zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis der Summendaten.
-
Gemäß diesem Aspekt werden Echodaten
von einer Anzahl von Ansichten, in denen eine Phasendifferenz zwischen
Wasser und Fett 2π/m
beträgt,
gewonnen mit Spins in einem Objekt, das in den SSFP Zustand gebracht
ist, und die Gewinnung wird wiederholt für k = 0 bis M – 1 mit
einer stufenförmigen
Differenz in einer Phase von einem HF Puls von 2πk/M durch die Gewinnungseinrichtung;
die Fourier-Transformation wird für die Echodaten durchgeführt auf
der Basis der Phase durch die Fourier-Transformierungseinrichtung; Wasserdaten
und Fettdaten werden auf entsprechende Weise getrennt in den F(0)
Term und den F(1) Term der Fourier-transformierten Daten unter Verwendung
der Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett durch die Trenneinrichtung;
eine Summe von Absolutwerten von wenigstens den Wasserdaten oder
Fettdaten in dem F(0) Term und F(1) Term werden durch die Additionseinrichtung
erhalten; und ein Bild wird erzeugt auf der Basis von den Summendaten
durch eine Bilderzeugungseinrichtung; somit kann ein Bild erhalten
werden, in dem Wasser und Fett getrennt sind. Darüber hinaus
kann ein Bild erhalten werden, das trotz der Magnetfeld-Inhomogenität frei von
Streifenbildungs-Artefakten ist.
-
Vorzugsweise gewinnt die Gewinnungseinrichtung
Echodaten mit einer Echozeit TE von 1/m1 von einer Zeit, zu der
die Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett 2π erreicht, so dass die Phasendifferenz
zwischen Wasser und Fett in dem F(0) Term auf 2π/m1 gesetzt werden kann.
-
Vorzugsweise gewinnt die Gewinnungseinrichtung
die Echodaten mit einer Differenz zwischen einer Pulswiederholungszeit
TR und einer Echozeit TE von 1/m2 von einer Zeit, zu der die Phasendifferenz
zwischen Wasser und Fett 2π erreicht,
so dass die Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett in dem F(1)
Term auf –2π/m2 gesetzt
werden kann.
-
Vorzugsweise ist m1 = m2 = 4, so
dass die Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett auf π/2 gesetzt werden
kann.
-
Vorzugsweise ist die Echozeit TE
gleich der Pulswiederholungszeit TR multipliziert mit α (α = m2/(m1 +
m2)), so dass die Phase von Fett relativ zu derjenigen von Wasser
in dem F(0) Term um 2π/m1
voreilend und in dem F(1) Term um 2π/m2 nacheilend sein kann.
-
Vorzugsweise beträgt die Echozeit TE 1/2 (m1
= m2 = m) der Pulswiederholungszeit TR, so dass die Phase von Fett
relativ zu derjenigen von Wasser in dem F(0) Term um 2π/m voreilend
und in dem F(1) Term um 2π/m
nacheilend sein kann.
-
Vorzugsweise trennt die Trenneinrichtung
Wasserdaten und Fettdaten nach einer Korrektur eines Phasenfehlers
in den Fourier-transformierten Daten aufgrund einer Magnetfeld-Inhomogenität, so dass
die Trennung in Wasser und Fett in geeigneter Weise erreicht werden
kann.
-
Vorzugsweise korrigiert die Trenneinrichtung
den Phasenfehler um eine Phasenverteilung multipliziert mit 1/m,
nachdem die Phase der Fourier-transformierten Daten mit m multipliziert
ist, um Wasser und Fett gleichphasig zu machen und eine Umwickelung
von einem Teil über
einen Bereich von ±π hinaus zu
korrigieren, so dass die Phasenfehlerkorrektur in geeigneter Weise
erreicht werden kann.
-
Vorzugsweise erhält die Additionseinrichtung
eine Summe von Absolutwerten der Wasserdaten in dem F(0) Term und
dem F(1) Term, so dass ein Wasserbild erhalten werden kann.
-
Vorzugsweise erhält die Additionseinrichtung
eine Summe von Absolutwerten der Fettdaten in dem F(0) Term und
dem F(1) Term, so dass ein Fettbild erhalten werden kann.
-
Vorzugsweise erhält die Additionseinrichtung
entsprechende Summen von Absolutwerten der Wasserdaten und Fettdaten
in dem F(0) Term und dem F(1) Term, und die Bilderzeugungseinrichtung
erzeugt entsprechende Bilder auf der Basis der entsprechenden Summendaten,
so dass Wasser- und Fettbilder erhalten werden können.
-
Vorzugsweise ist M = 4, so dass vier
Arten der stufenförmigen
Differenz in der Phase des HF Pulses erhalten werden können.
-
Vorzugsweise führt die Transformierungseinrichtung
die Fourier-Transformation von dem F(0) Term bis F(1) Term aus,
so dass die Zeit für
die Transformation verkürzt
werden kann.
-
Vorzugsweise enthält die Einrichtung ferner eine
Korrektureinrichtung zum Korrigieren einer Phasen-Versetzung (Offset)
und einer Zeit-Versetzung (Offset) zwischen einem Gradientenecho
und einem Spinecho, so dass die Bildgebung im SSFP Zustand in geeigneter
Weise erreicht werden kann.
-
Vorzugsweise korrigiert die Korrektureinrichtung
die Phasen-Versetzung und die Zeit-Versetzung, indem sie sie aus
einer Phase und einer Echozeit von dem Gradientenecho, wenn die
Phase des Spins durch einen Zerhacker bzw. Zerleger zurückgesetzt
wird, und einer Phase und einer Echozeit des Spinechos findet, wenn
die Phase des Gradientenechos durch einen Zerhacker zurückgesetzt
wird, so dass die Korrektur in geeigneter Weise erreicht werden
kann.
-
Vorzugsweise korrigiert die Korrektureinrichtung
die Phasen-Versetzung durch die Phase des HF Pulses und sie korrigiert
die Zeit-Versetzung durch ein Gradientenmagnetfeld, so dass die
Korrektur in geeigneter Weise erreicht werden kann.
-
Somit schafft die vorliegende Erfindung
eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung zum Einfangen eines Bildes,
das frei von Streifen-Artefakten in dem SSFP Zustand ist. Darüber hinaus
stellt sie eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung bereit zum
Durchführen
einer Bildgebung in dem SSFP Zustand, wobei Wasser und Fett getrennt
sind.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung deutlich, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
sind.
-
1 ist
ein Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
2 ist
ein Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
3 zeigt
ein Beispiel von einer Pulssequenz, die durch die Einrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ausgeführt
wird.
-
4 zeigt
einen k-Raum.
-
5 ist
ein Diagramm, das Daten als Vektoren zeigt.
-
6 ist
ein Diagramm, das Daten als Vektoren zeigt.
-
7 zeigt
ein Konzept der Wasser/Fett-Trennung.
-
8 zeigt
eine Pulssequenz zum Messen einer FID.
-
9 zeigt
eine Pulssequenz zum Messen einer SE/STE.
-
10 zeigt
Signale zum Korrigieren der Differenz zwischen FID und SE/STE.
-
11 ist
ein funktionales Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
-
12 ist
ein funktionales Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
13 ist
ein funktionales Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem
noch weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
14 ist
ein funktionales Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem
noch weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
-
Es werden nun Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt
ein Blockdiagramm von einer Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung,
die ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist. Der Aufbau der Einrichtung stellt ein Ausführungsbeispiel der
Einrichtung gemäß der Erfindung
dar.
-
Wie in 1 gezeigt
ist, weist die erfindungsgemäße Einrichtung
ein Magnetsystem 100 auf. Das Magnetsystem 100 hat
einen Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102, einen Gradienten-Spulenabschnitt 106 und einen
HF Spulenabschnitt 108. Diese Spulenabschnitte haben eine
im Allgemeinen zylindrische Form und sind konzentrisch angeordnet.
Ein bildlich darzustellendes Objekt bzw, ein Patient 1 ruht
auf einem Schlitten 500 und wird durch nicht gezeigte Tragemittel
in einen im Allgemeinen zylindrischen Innenraum (Bohrung) des Magnetsystem 100 hinein
und aus diesem heraus bewegt.
-
Der Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102 erzeugt
ein statisches Magnetfeld in dem Innenraum von dem Magnetsystem 100.
Die Richtung des statischen Magnetfeldes ist im Allgemeinen parallel
zu der Richtung der Körperachse
des Patienten 1. Das heißt, es wird ein Magnetfeld
erzeugt, das üblicherweise
als ein horizontales Magnetfeld bezeichnet wird. Der Magnet feld-Hauptspulenabschnitt 102 wird
beispielsweise unter Verwendung einer supraleitenden Spule hergestellt.
Jedoch ist der Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102 nicht
auf die supraleitende Spule beschränkt, sondern kann auch unter
Verwendung einer normalen leitfähigen Spule
oder ähnliches
hergestellt werden.
-
Der Gradienten-Spulenabschnitt 106 erzeugt
drei Gradienten-Magnetfelder, um der statischen Magnetfeldstärke Gradienten
in Richtungen von drei zueinander senkrechten Achsen zu erteilen,
d.h. eine Scheiben-Achse, eine Phasen-Achse und eine Frequenz-Achse.
-
Wenn die zueinander senkrechten Koordinatenachsen
in dem ein statisches Magnetfeld aufweisenden Raum als X, Y und
Z dargestellt werden, kann jede der Achsen die Scheiben-Achse sein.
In diesem Fall ist eine der zwei übrigen Achsen die Phasen-Achse
und die andere ist die Frequenz-Achse. Darüber hinaus kann den Scheiben-,
Phasen- und Frequenzachsen eine willkürliche Inklination in Bezug
auf die X-, Y- und Z-Achsen gegeben werden, während ihre gegenseitige senkrechte
Ausrichtung beibehalten wird. In der vorliegenden Einrichtung ist
die Richtung der Körperachse
des Patienten 1 als die Z-Achsen-Richtung definiert.
-
Das Gradienten-Magnetfeld in der
Scheiben-Achsrichtung wird gelegentlich als das Scheiben-Gradienten-Magnetfeld
bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Phasen-Achsrichtung
wird gelegentlich als das phasenkodierende Gradienten-Magnetfeld
bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Frequenz-Achsrichtung wird
gelegentlich als das Auslese-Gradienten-Magnetfeld bezeichnet. Das Auslese-Gradienten-Magnetfeld
ist ein Synonym zu dem frequenzkodierenden Gradienten-Magnetfeld.
Um die Erzeugung dieser Gradienten-Magnetfelder zu ermöglichen,
hat der Gradienten-Spulenabschnitt 106 drei Gradientenspulen,
die nicht gezeigt sind. Das Gradienten-Magnetfeld wird nachfolgend
gelegentlich einfach als Gradient bezeichnet.
-
Der HF Spulenabschnitt 108 erzeugt
ein Hochfrequenzfrequenz-Magnetfeld in dem ein statisches Magnetfeld
aufweisenden Raum zum Anregen von Spins in dem Patienten 1.
Die Erzeugung des Hochfrequenzfrequenz-Magnetfeldes wird nachfolgend
gelegentlich als Sendung eines HF Anregungssignals bezeichnet. Darüber hinaus
wird das HF Anregungssignal gelegentlich als der HF Puls bezeichnet.
Elektromagnetische Wellen, d.h. Magnetresonanzsignale, die von den
angeregten Spins erzeugt werden, werden durch den HF Spulenabschnitt 108 empfangen.
-
Die Magnetresonanzsignale sind diejenigen
in einem Frequenzbereich, d.h. in einem Fourier-Raum. Da die Magnetresonanzsignale
in zwei Achsen kodiert sind durch die Gradienten in den Phasen-
und Frequenz-Achsrichtungen, werden die Magnetresonanzsignale als
Signale in einem zweidimensionalen Fourier-Raum erhalten. Der Phasenkodierungsgradient
und Auslesegradient werden verwendet, um eine Position zu ermitteln,
an der ein Signal in dem zweidimensionalen Fourier-Raum gesampelt
wird. Der zweidimensionale Fourier-Raum wird nachfolgend gelegentlich
als der k-Raum bezeichnet.
-
Der Gradienten-Spulenabschnitt 106 ist
mit einem Gradienten-Treiberabschnitt 130 verbunden. Der Gradienten-Treiberabschnitt 130 liefert
Treibersignale an den Gradienten-Spulenabschnitt 106, um
die Gradienten-Magnetfelder zu generieren. Der Gradienten-Treiberabschnitt 130 hat
drei Treiberschaltungen, die nicht gezeigt sind, entsprechend den
drei Gradientenspulen in dem Gradienten-Spulenabschnitt 106.
-
Der HF Spulenabschnitt 108 ist
mit einem HF Treiberabschnitt 140 verbunden. Der HF Treiberabschnitt 140 liefert
Treibersignale an den HF Spulenabschnitt 108, um den HF
Puls zu senden und dadurch die Spins in dem Patienten 1 anzuregen.
-
Der HF Spulenabschnitt 108 ist
mit einem Datensammelabschnitt 150 verbunden. Der Datensammelabschnitt 150 sammelt
Signale, die von dem HF Spulenabschnitt 108 empfangen werden,
als digitale Daten.
-
Der Gradienten-Treiberabschnitt 130,
der HF Treiberabschnitt 140 und der Datensammelabschnitt 150 sind
mit einem Sequenz-Steuerabschnitt 160 verbunden. Der Sequenz-Steuerabschnitt 160 steuert
den Gradienten-Treiberabschnitt 130, den HF Treiberabschnitt 140 und
den Daten-Sammelabschnitt 150, um die Sammlung von Magnetresonanzsignalen
auszuführen.
-
Der Sequenz-Steuerabschnitt 160 wird
beispielsweise unter Verwendung eines Computers ausgebildet. Der
Sequenz-Steuerabschnitt 160 hat einen Speicher, der nicht
gezeigt ist. Der Speichert speichert Programme für den Sequenz-Steuerabschnitt 160 und
mehrere andere Datenarten. Die Funktion des Sequenz-Steuerabschnittes 160 wird
durch den Computer implementiert, der ein in dem Speicher gespeichertes Programm
ausführt.
-
Der Ausgang des Datensammelabschnittes 150 ist
mit einem Datenverarbeitungsabschnitt 170 verbunden. Die
durch den Datensammelabschnitt 150 gesammelten Daten werden
in den Datenverarbeitungsabschnitt 170 eingegeben. Der
Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist beispielsweise unter
Verwendung eines Computers gebildet. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 hat
einen Speicher, der nicht gezeigt ist. Der Speicher speichert Programme
für den
Datenverarbeitungsabschnitt 170 und mehrere Arten von Daten.
-
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist
mit der Sequenz-Steuereinrichtung 160 verbunden. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 befindet
sich über
dem Sequenz-Steuerabschnitt 160 und steuert ihn. Die Funktion
der vorliegenden Einrichtung wird durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 implementiert,
der ein im Speicher gespeichertes Programm ausführt.
-
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 speichert
die Daten, die von dem Datensammelabschnitt 150 gesammelt
werden, in den Speicher. Ein Datenraum ist in dem Speicher gebildet.
Der Datenraum entspricht dem k-Raum. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 führt eine
zweidimensionale inverse Fourier-Transformation auf die Daten im
k-Raum aus, um ein Bild zu rekonstruieren.
-
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist
mit einem Display-Abschnitt 180 und einem Betriebsabschnitt 190 verbunden.
Der Display-Abschnitt 180 weist ein graphisches Display
usw. auf. Der Betriebsabschnitt 190 weist eine Tastatur
usw. auf, die mit einer Zeigevorrichtung versehen ist.
-
Der Display-Abschnitt 180 zeigt
das rekonstruierte Bild, das von dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 abgegeben
ist, und mehrere andere Arten an Information. Der Betriebsabschnitt 190 wird
von einem Benutzer betätigt,
und der Abschnitt 190 gibt mehrere Befehle, Information
und so weiter an den Datenverarbeitungsabschnitt 170. Der
Benutzer betätigt
interaktiv die vorliegende Einrichtung über den Display-Abschnitt 180 und
den Betriebsabschnitt 190.
-
2 zeigt
ein Blockdiagramm von einer Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung
eines anderen Typs, der ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist. Die Konfiguration der Einrichtung
stellt ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Einrichtung
dar.
-
Die vorliegende Einrichtung hat ein
Magnetsystem 100' eines
anderen Typs als demjenigen, der in 1 gezeigt
ist. Da die Einrichtung eine ähnliche
Konfiguration hat, wie die in 1 gezeigte
Einrichtung, abgesehen von dem Magnetsystem 100', sind ähnliche
Abschnitte durch ähnliche
Bezugszahlen bezeichnet und deren Erläuterung wird hier weggelassen.
-
Das Magnetsystem 100' hat einen Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102', einen Gradientenspulenabschnitt 106' und einen HF
Spulenabschnitt 108'.
Diese Spulenabschnitte haben eine im Allgemeinen zylindrische Form
und sind konzentrisch angeordnet. Ein bildlich darzustellendes Objekt
bzw. ein Patient 1 ruht auf einem Schlitten 500 und
wird durch nicht gezeigte Tragemittel in einen im Allgemeinen zylindrischen
Innenraum (Bohrung) des Magnetsystem 100' hinein und aus diesem heraus bewegt.
-
Der Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102' erzeugt ein
statisches Magnetfeld in dem Innenraum von dem Magnetsystem 100'. Die Richtung
des statischen Magnetfeldes ist im Allgemeinen senkrecht zu der
Richtung der Körperachse
des Patienten 1. Das heißt, es wird ein Magnetfeld
erzeugt, das üblicherweise
als ein vertikales Magnetfeld bezeichnet wird. Der Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102' wird beispielsweise
unter Verwendung einer supraleitenden Spule hergestellt. Jedoch
ist der Magnetfeld-Hauptspulenabschnitt 102' nicht auf die supraleitende Spule
beschränkt,
sondern kann auch unter Verwendung einer normalen leitfähigen Spule
oder ähnliches
hergestellt werden.
-
Der Gradienten-Spulenabschnitt 106' erzeugt drei
Gradienten-Magnetfelder, um der statischen Magnetfeldstärke Gradienten
in Richtungen von drei zu einander senkrechten Achsen zu erteilen,
d.h. eine Scheiben-Achse, eine Phasen-Achse und eine Frequenz-Achse.
-
Wenn die zueinander senkrechten Koordinatenachsen
in dem ein statisches Magnetfeld aufweisenden Raum als X, Y und
Z dargestellt werden, kann jede der Achsen die Scheiben-Achse sein.
In diesem Fall ist eine der zwei übrigen Achsen die Phasen-Achse
und die andere ist die Frequenz-Achse. Darüber hinaus kann den Scheiben-,
Phasen- und Frequenzachsen eine willkürliche Inklination in Bezug
auf die X-, Y- und Z-Achsen gegeben werden, während ihre gegenseitige senkrechte
Ausrichtung beibe halten wird. In der vorliegenden Einrichtung ist
die Richtung der Körperachse
des Patienten 1 als die Z-Achsen-Richtung definiert.
-
Das Gradienten-Magnetfeld in der
Scheiben-Achsrichtung wird gelegentlich als das Scheiben-Gradienten-Magnetfeld
bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Phasen-Achsrichtung
wird gelegentlich als das phasenkodierende Gradienten-Magnetfeld
bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Frequenz-Achsrichtung wird
gelegentlich als das Auslese-Gradienten-Magnetfeld bezeichnet. Das Auslese-Gradienten-Magnetfeld
ist ein Synonym zu dem frequenzkodierenden Gradienten-Magnetfeld.
Um die Erzeugung dieser Gradienten-Magnetfelder zu ermöglichen,
hat der Gradienten-Spulenabschnitt 106 drei Gradientenspulen,
die nicht gezeigt sind.
-
Der HF Spulenabschnitt 108' sendet einen
HF Puls an den statischen Magnetfeldraum zum Anregen von Spins in
dem Patienten 1. Elektromagnetische Wellen, d.h. Magnetresonanzsignale,
die durch die angeregten Spins erzeugt werden, werden durch den
HF Spulenabschnitt 108' empfangen.
Die von dem HF Spulenabschnitt 108' empfangenen Signale werden in
den Datensammelabschnitt 150' eingegeben.
-
3 zeigt
eine Pulssequenz für
eine Abtastung (Scan) in dem SSFP Zustand. Die Pulssequenz schreitet
von links nach rechts fort. In 3 zeigt
(1) eine Pulssequenz von HF Pulsen. (2)–(4)
zeigen eine Pulssequenz von Gradienten-Magnetfeldern. (2)
ist der Scheiben-Gradient, (3) ist der Frequenzkodierungsgradient
und (4) ist der Phasenkodierungsgradient. Das statische
Magnetfeld ist konstant mit einer festen Magnetfeldstärke angelegt.
-
Wie gezeigt ist, wird eine Spin-Anregung
bei einem α° Puls herbeigeführt. Die
Spin-Anregung ist eine selektive Anregung unter einem Scheibengradienten
GScheibe. Die Spin-Anregung wird in einer Periode TR wiederholt.
Die Periode TR wird auch als eine Pulswiederholungszeit bezeichnet.
Die Pulswiederholungszeit wird nachfolgend gelegentlich einfach
als TR bezeichnet. 1TR entspricht einer Ansicht (View).
-
Ein Echo wird durch einen Frequenzkodierungsgradienten
Gfreq gelesen, der während
1TR angelegt ist. Das Echo ist durch sein Mittelsignal dargestellt.
Eine Zeitperiode von einer Mitte von einem α° Puls bis zu einer Echomitte
ist eine Echozeit TE. Die Echozeit wird nachfolgend gelegentlich
einfach als TE bezeichnet.
-
Im Allgemeinen ist der Frequenzkodierungsgradient
Gfreq so ausgestaltet, dass TE = TR/2. Wenn eine Bildgebung mit
Wasser und Fett getrennt durchgeführt werden soll, ist TE ferner
auf 1/m der Zeit gesetzt, zu der die Phasendifferenz zwischen Wasser
und Fett 2π erreicht.
Dies wird dadurch erreicht, dass TR gesetzt wird. Der Wert von m
beträgt
beispielsweise vier. In diesem Fall ist die Phasendifferenz zwischen
Wasser und Fett π/2.
Jedoch ist m nicht auf vier begrenzt.
-
Phasenkodierungsgradienten Gphase
werden unmittelbar nach jeder Spin-Anregung und unmittelbar vor
der nächsten
Spin-Anregung während 1TR
angelegt. Diese zwei Phasenkodierungsgradienten Gphase haben Amplituden
und Polaritäten,
die symmetrisch zueinander sind. Somit wickelt der vorhergehende
Phasenkodierungsgradient Gphase die Phasenkodierung auf, und der
folgende Phasenkodierungsgradient Gphase wickelt die Phasenkodierung
zurück.
Die Größe der Phasenkodierung
wird für
jedes 1TR geändert.
-
Durch Lesen von Echos durch die Phasenkodierung
und Frequenzkodierung werden Daten in einem k-Raum abgetastet bzw.
gesamplet. 4 zeigt ein
konzeptionelles Diagramm von dem k-Raum. Wie gezeigt ist, ist die
horizontale Achse kx von dem k-Raum eine Frequenzachse, und die
vertikale Achse ky ist eine Phasenachse.
-
In 4 stellt
jedes von mehreren seitlich verlaufenden Rechtecken eine Datensampleposition
auf der Phasenachse dar. Die Zahl, die in jedem Rechteck gezeigt
ist, stellt den Betrag der Phasenkodierung dar. Die Beträge der Phasenkodierung
sind durch π/N
normiert. N ist die Anzahl von Samplepunkten in der Phasenachsenrichtung.
Die Zahl der Samplepunkte in der Phasenrichtung wird auch als die
Anzahl von Ansichten bezeichnet.
-
Der Betrag der Phasenkodierung ist
Null an der Mitte von der Phasenachse ky. Der Betrag der Phasenachse
nimmt von der Mitte zu beiden Enden hin zu. Die Polaritäten der
Zuwächse
sind entgegengesetzt zueinander. Das Abtast- bzw. Samplingintervall,
d.h. die stufenförmige
Differenz zwischen den Beträgen
der Phasenkodierung, ist π/N.
-
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird diese Datensammlung mit der Änderung der Phase des α° Pulses um
2πk/M für jede 1TR
durchgeführt.
2πk/M stellt
die stufenförmige
Differenz der Phase des α° Pulses pro
1TR dar. M ist eine ganze Zahl nicht kleiner als zwei. Darüber hinaus
ist k = 0, 1, ..., M – 1.
-
Wenn k = 0, ist die stufenförmige Differenz
Null. Deshalb wird keine Änderung
in der Phase des α° Pulses gemacht,
und die Spin-Anregung wird jedes Mal mit der gleichen Phase durchgeführt. Bei
dieser Anregung wird eine Gruppe von Daten für den k-Raum gesammelt. Die
Daten dieser Gruppe werden nachfolgend als f(0) bezeichnet.
-
Wenn k = 1, beträgt die stufenförmige Differenz
2π/M. Deshalb
wird die Spin-Anregung mit der Phasenänderung des α° Pulses um
2π/M für jede 1TR
durchgeführt.
Bei einer derartigen Anregung wird eine weitere Gruppe von Daten
für den
k-Raum ge sammelt. Die Daten dieser Gruppe werden nachfolgend als
f(1) bezeichnet.
-
Wenn k = 2, beträgt die stufenförmige Differenz
4π/M. Deshalb
wird die Spin-Anregung mit der Phasenänderung des α° Pulses um
4π/M für jede 1TR
durchgeführt.
Bei einer derartigen Anregung wird eine weitere Gruppe von Daten
für den
k-Raum gesammelt. Die Daten dieser Gruppe werden nachfolgend als
f(2) bezeichnet.
-
Anschließend werden Datengruppen für den k-Raum
auf diese Art und Weise gesammelt, bis k k = M – 1 erreicht. Somit werden
M Datengruppen f(0), f(1), f(2), ..., f(M – 1) gesammelt . Diese Datensammlung
wird nachfolgend als ein Phasenzyklusprozess bezeichnet.
-
In dem Phasenzyklusprozess wird jede
Datengruppe als f(k) bezeichnet. Wenn beispielsweise M vier beträgt, werden
vier Datengruppen f(0), f(1), f(2) und f(3) gesammelt. Jedoch ist
M nicht auf vier beschränkt.
-
Die Daten f(k), die durch den Phasenzyklusprozess
erhalten werden, sind durch die folgende Gleichung gegeben: [Gleichung
1]
ξ = ϕ – θ – θchem
A = M0(1 – E1) sinα
B = 1 – E1 cosα
C = E2 (E1 – cosα)
E1 = exp(–TR/T1)
E2 =
exp(–TR/T2) E3 =
exp(–TR/2/T2
*)
ϕ = 2πk/Mwobei ξ die Phase
der Spins darstellt. In ξ sind
die Phase von dem α° Puls ϕ,
der Phasenfehler θ aufgrund
der Magnetfeld-Inhomogenität,
Suszeptibilität
oder ähnliches
und die Phase θchem
aufgrund der chemischen Verschiebung enthalten. M0 stellt die Anfangsmagnetisierung
dar.
-
Unter der Annahme, dass E1~1, ist
der Koeffizient von cosξ(–BE2 + C
= E2(1 + cos α)(E1 – 1)) in
dem Nenner der Gleichung (1) etwa Null und deshalb kann Gleichung
(1) vereinfacht werden als: [Gleichung
2]
-
Beim Erzeugen eines Bildes wird die
Fourier-Transformation auf die M Datengruppen durchgeführt. Die
Fourier-Transformation
wird auf der Basis der Phasendifferenz 2πk/M durchgeführt. Genauer gesagt, [Gleichung
3]
-
Durch die Fourier-Transformation
gemäß Gleichung
(3) werden F(0), F(1), F(2), F(3), ... entsprechend n = 0, 1, 2,
3, ... erhalten.
-
5 zeigt
f(k) und ihre Fourier-Transformation F(n), die durch Vektoren dargestellt
ist. In 5 ist M = 4
als ein Beispiel. Deshalb gilt k = 0, 1, 2, 3. Wie für n, sind
0 bis 3 gezeigt. Zu Vereinfachung sei hier θ = 0 angenommen.
-
Volle Vektoren stellen den konstanten
Term in Gleichung (2) (constant × exp(i(θchem + θ)/2)) dar, und hohle Vektoren
stellen den expiξ Term(constant × (E2 expiξ) × exp(i(θchem + θ)/2)) dar.
Es sei darauf hingewiesen, dass f(k) hier als Wasserdaten angenommen
ist.
-
Wie gezeigt ist, sind die konstanten
Terme in f(0)–f(3)
Vektoren, die alle die gleiche Phase haben. Andererseits sind die
exp iξ Terme
für f(0)–f(3) unterschiedlich.
Genauer gesagt, der Term ist bei einer Phase entgegengesetzt zu
derjenigen von dem konstanten Term für den f(0) Term, bei einer
Phase von –π/2 für den f(1) Term,
bei der gleichen Phase für
den f(2) Term und bei einer Phase von π/2 für den f(3) Term.
-
Durch Fourier-Transformation dieser
f(0)–f(3)
werden Daten, die die gleiche Phase wie diejenigen der normalen
GRE (Gradientenecho) Signaldaten haben, als der F(0) Term erhalten.
Die Phase des Vektors ist Null. Darüber hinaus werden Daten, die
die gleiche Phase wie diejenige der normalen inversen GRE Signaldaten
haben, als der F(1) Term erhalten. Die Phase des Vektors ist π. Diese F(0)
und F(1) Terme haben die Eigenschaft, dass sie durch den Phasenfehler θ recht unbeeinflusst
sind.
-
Terme höherer Ordnung aus dem F(2)
Term sind Daten, die addierten GRE und inversen GRE Signalen entsprechen,
nachdem der Phasenfehler θ mehrere
Male hinzuaddiert worden ist, und deshalb haben die Terme höherer Ordnung
die Eigenschaft, dass sie durch den Phasenfehler θ stark beeinflusst
sind.
-
Deshalb werden in der erfindungsgemäßen Einrichtung
Absolutwerte von nur den F(0) und F(1) Termen addiert. Da die F(0)
und F(1) Terme die Eigenschaft haben, durch den Phasenfehler θ recht unbeeinflusst zu
sein, wird der addierte Absolutwert durch den Phasenfehler θ wenig beeinflusst.
-
Durch die Verarbeitung, wie sie vorstehend
beschrieben ist, können
Daten erhalten werden, die durch den Phasenfehler θ wenig beeinflusst
sind. Durch Ausführen
einer zweidimensionalen inversen Fourier-Transformation an diesen
Daten wird ein tomographisches Bild rekonstruiert. Da die Wirkung
des Phasenfehlers θ auf
die Daten leicht ist, enthält
das Bild keine Streifen-Artefakte trotz der Magnetfeld-Inhomogenität.
-
Die Bild-Rekonstruktion kann durchgeführt werden,
wobei nur einer von den F(0) und F(1) Termen verwendet wird. Es
ist jedoch bevorzugt, die Summe von ihren Absolutwerten zu verwenden,
weil die Signalintensität
verstärkt
wird.
-
Das gleiche Ergebnis kann erhalten
werden, indem eine zweidimensionale inverse Fourier-Transformation
für jedes
f(0)–f(3)
durchgeführt
wird, dann die Fourier-Transformation wie oben ausgeführt wird
und Absolutwerte der F(0) und F(1) Terme davon addiert werden. Weiterhin
kann auf einfache Weise erkannt werden, dass ein Bild von nur dem
F(0) oder F(1) Term erzeugt werden kann.
-
Darüber hinaus kann eine Fourier-Transformation
von dem F(0) Term zum F(1) Term ausgeführt werden, weil Terme höherer Ordnung
von F(2) nicht verwendet werden. Dies kann die Rechenzeit signifikant
verkürzen.
-
6 zeigt
f(0)–f(3)
und ihre Fourier-Transformation F(0) und F(1), wenn Wasser und Fett
zusammen vorhanden sind, die durch Vektoren dargestellt sind. Terme
von F(2) sind aus der Zeichnung weggelassen. Hier ist θchem = π/2. Dies
entspricht m = 8. Es sei darauf hingewiesen, das θchem/2 =
2π/m.
-
Wie gezeigt ist, sind die Vektoren
die gleichen wie diejenigen, die in 5 für Wasser
gezeigt sind. Für
Fett sind die konstanten Terme in f(0) bis f(3) Vektoren, die alle
die gleiche Phase haben. Sie haben jedoch eine Phasendifferenz relativ
zu Wasser aufgrund der chemischen Verschiebung.
-
Der exp iξ Term ist für jedes f(0)–f(3) unterschiedlich.
Genauer gesagt, er ist an einer Phase von π/2 relativ zu dem konstanten
Term für
f(0), an einer entgegengesetzten Phase für den f(1) Term, an einer Phase –π/2 für f(2) und
an der gleichen Phase für
f(3).
-
Durch eine Fourier-Transformation
von diesen f(0)–f(3)
wird der F(0) Term ein Vektor, der eine voreilende Phase um θchem/2 relativ
zu derjenigen von Wasser in F(0) hat. Weiterhin wird der F(1) Term
ein Vektor mit einer nacheilenden Phase um θchem/2 relativ zu derjenigen
von Wasser in F(1). Diese Terme F(0) und F(1) von Fett haben ebenfalls
die Eigenschaft, durch den Phasenfehler θ ziemlich unbeeinflusst zu
sein.
-
Somit werden Wasser und Fett für F(0) getrennt,
wobei die Phasendifferenz +θchem/2
zwischen Wasser und Fett verwendet wird. Weiterhin werden sie für F(1) getrennt,
wobei die Phasendifferenz –θchem/2 zwischen
Wasser und Fett verwendet wird.
-
Eine Technik zum Trennen von Wasser
und Fett unter Verwendung einer Phasendifferenz ist in der Japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 2001-414 beschrieben und ist in der Technik
bekannt. Die Technik wird gelegentlich als SQFWI (single quadrature
fat water imaging) bezeichnet.
-
Bei SQFWI wird nach Multiplikation
der Phase von Echodaten mit m, um Wasser und Fett in Phase zu bringen,
und einer Korrektur der Umwickelung von einem Abschnitt über einen
Bereich von ±π hinaus der
Phasenfehler in den Echodaten korrigiert durch eine Phasenverteilung,
multipliziert mit 1/m, woraufhin Wasser und Fett getrennt werden
auf der Basis der Phasendifferenz zwischen Wasserdaten und Fettdaten,
so dass die Trennung von Wasser und Fett genau erreicht werden kann.
-
7 zeigt
ein konzeptionelles Diagramm der Datenverarbeitung von der Fourier-Transformation
zu Wasser/Fett-Trennung
durch SQFWI. 7 zeigt
einen Fall, in dem ein Phantom mit einem äußeren konzentrischen Kreis
von Wasser und einem inneren konzentrischen Kreis von Fett bildlich
dargestellt ist.
-
Wie gezeigt ist, sind f(0) Daten
von nur Fett, im wesentlichen frei von Wasser. Jedoch haben die Fett-Daten
die Signalintensität
verringert. Dies ist durch Schraffierung dargestellt. Der Grund,
warum dies auftritt, ist der, dass Vektoren von Wasser und Fett
so sind, wie sie in 6 gezeigt
sind.
-
f(1) sind Daten von nur Wasser, im
wesentlichen frei von Fett. Jedoch haben die Wasser-Daten die Signalintensität verringert.
Dies ist durch Schraffierung dargestellt. Der Grund, warum dies
auftritt, ist der, dass Vektoren von Wasser und Fett so sind, wie
es in 6 gezeigt ist.
-
f(2) sind Daten, die Daten von Wasser
und Fett enthalten. Jedoch haben die Fett-Daten die Signalintensität verringert.
Dies ist durch Schraffierung dargestellt. Der Grund, warum dies
auftritt, ist der, dass Vektoren von Wasser und Fett so sind, wie
sie in 6 gezeigt sind.
-
f(3) sind Daten, die Daten von Wasser
und Fett enthalten. Jedoch haben die Wasser-Daten die Signalintensität verrin gert.
Dies ist durch Schraffierung dargestellt. Der Grund, warum dies
auftritt, ist der, dass Vektoren von Wasser und Fett so sind, wie
es in 6 gezeigt ist.
-
F(0) und F(1), die durch Fourier-Transformation
von f(0)–f
(3) erhalten sind, enthalten Daten von Wasser und Fett bei ursprünglicher
Signalintensität.
Jedoch beträgt
die Phase von Fett relativ zu derjenigen von Wasser +θchem/2 für F(0) und
sie beträgt –θchem/2 für F(1).
-
Durch Trennen von Wasser und Fett
in F(0) und F(1) unter Verwendung von SQFWI werden Wasser-Daten
und Fett-Daten auf entsprechende Weise erhalten. Dann werden Wasser-Daten,
die eine hohe Signalintensität
haben, als die Summe von Absolutwerten der Wasser-Daten in F(0)
und F(1) erhalten. Darüber hinaus
werden Fett-Daten, die eine hohe Signalintensität haben, als die Summe von
Absolutwerten von Fett-Daten in F(0) und F(1) erhalten.
-
Es wird deutlich, dass die Wasser-
und Fett-Daten aus nur einem von F(0) und F(1) erhalten werden können. Weiterhin
werden nicht notwendigerweise sowohl Wasser als auch Fett erhalten,
sondern es kann nur eines von Wasser und Fett erhalten werden.
-
Die Echozeit TE kann TR multipliziert
mit α(α = m2/(m1
+ m2)) sein, anstatt von TR/2, wie es oben angegeben ist. In diesem
Fall ist ein Echosignal f(k) durch die folgende Gleichung gegeben: [Gleichung
4]
-
Wenn f(k), wie es durch Gleichung
(4) gegeben ist, einer Fourier-Transformation unterzogen wird, ist die
Phase von Fett relativ zu derjenigen von Wasser voreilend um θchem × α für den F(0)
Term, und sie ist nacheilend um θchem × (1 – α) für den F(1)
Term. Deshalb können
Wasser und Fett getrennt werden durch SQFWI unter Verwendung dieser
Phasendifferenz.
-
In diesem Fall müssen TE und TR so eingestellt
werden, dass θchem × α = 2π/m1 und θchem × (1 – α) = 2π/m2. Die
Symbole ml und m2 bezeichnen ganze Zahlen nicht kleiner als zwei.
-
θchem × α = 2π/m1 wird
erreicht, indem die Echozeit TE auf 1/m1 der Zeit gesetzt wird,
bei der die Phasendifferenz zwischen Wasser und Fett 2π erreicht. θchem × (1 – α) = 2π/m2 wird
erreicht, indem die Differenz zwischen der Pulswiederholungszeit
TR und der Echozeit TE auf 1/m2 der Zeit gesetzt wird, bei der die Phasendifferenz
zwischen Wasser und Fett 2π erreicht.
-
Ein Echo in dem SSFP Zustand besteht
aus einer FID (free induction decay bzw. freier Induktionszerfall)
Komponente und einer Spinecho (SE)- oder stimulierten-Echo (STE)-Komponente.
Die FID Komponente wird auch als ein Gradientenecho bezeichnet.
Die Spinecho- oder stimulierte-Echo-Komponente wird auch einfach
als ein Spinecho bezeichnet.
-
Da der Effekt der Magnetfeld-Inhomogenität auf diese
Komponenten symmetrisch ist, tritt eine Phasen-Versetzung und Echozeit-Versetzung
aufgrund einer Magnetfeld-Inhomogenität häufig auf. Die Phasen-Versetzung
und Zeit-Versetzung zwischen den zwei Komponenten hemmt den Erhalt
von einem richtigen Echo, und deshalb werden im Allgemeinen die
Phase und Zeit zwischen den zwei Komponenten vor der Bildgebung
angepasst. Bei der Anpassung von Phase und Zeit werden die Phasen-Versetzung
und die Zeit-Versetzung für
die FID Komponente und diejenige für die SE/STE Komponente zunächst gemessen.
-
8 zeigt
die Pulssequenz zum Messen der Phasen-Versetzung und Zeit-Versetzung für die FID Komponente.
Die Pulssequenz ist die gleiche wie eine Bildgebungssequenz in dem
SSFP Zustand, wobei ein Zerhackergradient an die Phasenkodierungsachse
anstelle von einem Phasenkodierungsgradient angelegt wird.
-
Der Zerhacker wird unmittelbar vor
dem α° Puls angelegt.
Dies erreicht eine Phasenrücksetzung
für die
SE/STE Komponente, um ein Echo zu erzielen, das nur aus der FID
Komponente besteht. Indem dann die Phasen-Versetzung und die Zeit-Versetzung in diesem
Echo auf der Basis einer Echozeit TE' gemessen wird, können die Phasen-Versetzung
und die Zeit-Versetzung
in dem FID erhalten werden.
-
9 zeigt
eine Pulssequenz zum Messen der Phasen-Versetzung und Zeit-Versetzung für die SE/STE
Komponente. Die Pulssequenz ist die gleiche wie eine Bildgebungssequenz
in dem SSFP Zustand mit einem Zerhackergradient, der an die Phasenkodierungsachse
anstelle eines Phasenkodierungsgradienten angelegt wird.
-
Der Zerhacker wird unmittelbar nach
dem α° Puls angelegt.
Dies erreicht eine Phasenrücksetzung
für die
FID Komponente, um ein Echo zu erzielen, das nur aus der SE/STE
Komponente besteht. Indem die Phasen-Versetzung und die Zeit-Versetzung
in diesem Echo auf der Basis einer Echozeit TE'' gemessen
wird, können
die Phasen-Versetzung und Zeit-Versetzung in dem SE/STE erhalten
werden.
-
Die Differenzen zwischen den Phasen-Versetzungen
und zwischen den Zeit-Versetzungen stellen die Phasendifferenz und
Zeitdifferenz zwischen den FID und SE/STE Komponenten dar. Die Zeitanpassung
zwischen den Komponenten wird erreicht, indem das Gradientenmagnetfeld
eingestellt wird. Genauer gesagt, wird, wie in 10 (1) gezeigt ist, ein geeigneter
korrigierender Puls zu dem frequenzkodierenden Gradienten Gfrq hinzuaddiert,
um die Zeitanpassung zu erreichen. Die Polarität des Korrekturpulses kann
entgegengesetzt zu der in 10 gezeigten
sein, was von der Richtung der Zeit-Versetzung abhängt. Die
Zeitanpassung kann erreicht werden, indem die Phase von dem α° Puls eingestellt
wird.
-
11 zeigt
ein funktionales Blockdiagramm von der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Wie gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Echodaten-Gewinnungsabschnitt 202 auf.
Der Echodaten-Gewinnungsabschnitt 202 führt eine Echodatengewinnung
in dem SSFP Zustand durch den früher
beschriebenen Phasen-Periodenprozess aus. Der Echodaten-Gewinnungsabschnitt 202 entspricht
einer Funktion von einem Abschnitt, der von dem Magnetsystem 100 (100'), dem Gradienten-Treiberabschnitt 130,
dem HF Treiberabschnitt 140, dem Datensammelabschnitt 150 und
dem Sequenz-Steuerabschnitt 160 gebildet ist. Der Echodaten-Gewinnungsabschnitt 202 ist
ein Ausführungsbeispiel
von der Gewinnungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Echodaten f(k), die durch den Echodaten-Gewinnungsabschnitt 202 gewonnen
werden, werden in einen Fourier-Transformationsabschnitt 204 eingegeben.
Der Fourier-Transformationsabschnitt 204 führt eine Fourier-Transformation
an den Echodaten f(k) aus, wie es früher beschrieben wurde. Der
Fourier-Transformationsabschnitt 204 entspricht
einer Funktion des Datenverarbeitungsabschnittes 170. Der
Fourier-Transformationsabschnitt 204 ist ein Ausführungsbeispiel
von der Transformationseinrichtung gemäß der Erfindung.
-
Ausgangsdaten F(n) aus dem Fourier-Transformationsabschnitt 204 werden
in einen Absolutwert-Additionsabschnitt
208 eingegeben.
Der Absolutwert-Additionsabschnitt 208 führt eine
Absolutwert-Addition an den F(0) und F(1) Termen aus. Der Absolutwert-Additionsabschnitt 208 entspricht
einer Funktion des Datenverarbeitungsabschnittes 170. Der
Absolutwert-Additionsabschnitt 208 ist ein Ausführungsbeispiel
von der Additionseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Ausgangsdaten aus dem Absolutwert-Additionsabschnitt 208 werden
in einen Bilderzeugungsabschnitt 210 eingegeben. Der Bilderzeugungsabschnitt 210 erzeugt
ein auf den Eingangsdaten basierendes Bild. Der Bilderzeugungsabschnitt 210 entspricht
einer Funktion des Datenverarbeitungsabschnittes 170. Der Bilderzeugungsabschnitt 210 ist
ein Ausführungsbeispiel
von der Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
12 zeigt
ein anderes funktionales Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In 12 sind Abschnitte,
die denjenigen in 11 ähnlich sind,
durch ähnliche
Bezugszeichen bezeichnet und ihre Erläuterung wird hier weggelassen.
Wie gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Korrekturabschnitt 212 auf.
Der Korrekturabschnitt 212 führt eine Phasen-Anpassung und
Zeit-Anpassung zwischen dem Gradientenecho (FID) und Spinecho (SE/STE)
aus, wie es früher
beschrieben wurde.
-
Der Korrekturabschnitt 212 entspricht
einer Funktion von einem Abschnitt, der von dem Magnetsystem 100 (100'), dem Gradienten-Treiberabschnitt 130,
dem HF Treiberabschnitt 140, dem Datensammelabschnitt 150,
dem Sequenzsteuerabschnitt 160 und dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 gebildet
ist. Der Korrekturabschnitt 212 ist ein Ausführungsbeispiel
von der Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
13 zeigt
noch ein weiteres funktionales Blockdiagramm von der erfindungsgemäßen Einrichtung. In 13 sind Abschnitte, die
den in 11 gezeigten ähnlich sind,
durch ähnliche
Bezugszahlen bezeichnet und ihre Erläuterung wird hier weggelassen.
Wie gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Wasser/Fett-Trennabschnitt 206 auf.
Der Wasser/Fett-Trennabschnitt 206 führt eine Wasser/Fett-Trennung durch
SQFWI auf entsprechende Weise auf die F(0) und F(1) aus, wie es
früher
beschrieben wurde. Der Wasser/Fett-Trennabschnitt 206 entspricht
einer Funktion von dem Datenverarbeitungsabschnitt 170.
Der Wasser/Fett-Trennabschnitt 206 ist ein Ausführungsbeispiel
von der Trenneinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Getrennte Wasser-Daten und Fett-Daten
werden in einen Absolutwert-Additionsabschnitt 208' eingegeben.
Der Absolutwert-Additionsabschnitt 208' führt eine Absolutwert-Addition
auf Wasser und Fett für
die F(0) bzw. F(1) Terme aus. Der Absolutwert-Additionsabschnitt 208' entspricht
einer Funktion des Datenverarbeitungsabschnittes 170. Der
Absolutwert-Additionsabschnitt 208' ist ein Ausführungsbeispiel von der Additionseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Ausgangsdaten aus dem Absolutwert-Additionsabschnitt 208 werden
in einen Bilderzeugungsabschnitt 210' eingegeben. Der Bilderzeugungsabschnitt 210' erzeugt ein
Wasser-Bild und ein Fett-Bild auf der Basis der Eingangsdaten. Es
kann auch nur eines der Wasser- und Fett-Bilder erzeugt werden.
Der Bilderzeugungsabschnitt 210' entspricht einer Funktion des
Datenverarbeitungsabschnittes 170. Der Bilderzeugungsabschnitt 210' ist ein Ausführungsbeispiel
von der Bilderzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
14 ist
noch ein weiteres funktionales Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In 14 sind Abschnitte,
die den in 13 gezeigten ähnlich sind,
durch ähnliche
Bezugszeichen bezeichnet und ihre Erläuterung wird hier weggelassen.
Wie gezeigt ist, weist die erfindungsgemäße Einrichtung einen Korrekturabschnitt 212 auf.
Der Korrekturab schnitt 212 führt eine Phasenanpassung zwischen
dem Gradientenecho (SID) und Spinecho (SE/STE) aus, wie es früher beschrieben
wurde.
-
Der Korrekturabschnitt 212 entspricht
einer Funktion von einem Abschnitt, der aus dem Magnetsystem 100 (100'), dem Gradienten-Treiberabschnitt 130,
dem HF Treiberabschnitt 140, dem Datensammelabschnitt 150,
dem Sequenzsteuerabschnitt 160 und dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 gebildet
ist. Der Korrekturabschnitt 212 ist ein Ausführungsbeispiel
von der Korrektureinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Die Erfindung ist zwar vorstehend
unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben
worden, es können
aber verschiedene Änderungen
oder Substitutionen vom Fachmann an diesen Ausführungsbeispielen vorgenommen
werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Deshalb umfasst der technische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung
nicht nur diese Ausführungsbeispiele,
die oben beschrieben sind, sondern alle, die in den Schutzumfang
der beigefügten
Ansprüche
fallen.
-
Es können viele stark unterschiedliche
Ausführungsbeispiele
der Erfindung aufgebaut werden, ohne von dem Erfindungsgedanken
und dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es
ist verständlich,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsbeispiele
beschränkt
sein soll, die in der Beschreibung beschrieben sind, vorbehaltlich
sie sind so wie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert.