JP2001000417A - マルチ・スラブ及びマルチ・ウィンドウでの心臓の磁気共鳴イメージング法 - Google Patents

マルチ・スラブ及びマルチ・ウィンドウでの心臓の磁気共鳴イメージング法

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JP2001000417A JP2000149169A JP2000149169A JP2001000417A JP 2001000417 A JP2001000417 A JP 2001000417A JP 2000149169 A JP2000149169 A JP 2000149169A JP 2000149169 A JP2000149169 A JP 2000149169A JP 2001000417 A JP2001000417 A JP 2001000417A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 患者の心臓の３次元画像を再構成するＮＭＲ
データを取得するＭＲＩシステムを提供する。 【解決手段】 ＮＭＲデータは、複数の３次元スラブ
（３６４）として取得され、これらのスラブを連結して
画像を再構成する。複数の呼吸ゲート・ウィンドウが設
定され、各々のスラブについてのＮＭＲデータは、呼吸
ゲート・ウィンドウの異なるウィンドウ中に取得され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は、核磁気共鳴
イメージング方法及びシステムである。より具体的に
は、本発明は、患者の運動中に取得されるＭＲＩデータ
の補正に関する。
【０００２】
【発明の背景】人体組織のような物質が一様の磁場（分
極磁場Ｂ0 ）にさらされると、組織内のスピンの個々の
磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しようと
するが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな秩
序で分極磁場の周りを歳差運動する。物質すなわち組織
が、ｘｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近い
周波数を持つ時間変化型磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらさ
れると、整列した正味の磁気モーメントＭz がｘｙ平面
に向かって回転すなわち「傾斜」して、正味の横磁気モ
ーメントＭt を生成する。このように励起されたスピン
によって信号が放出され、該信号を受信して処理するこ
とにより画像を形成することができる。
【０００３】これらの信号を用いて画像を形成するとき
に、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧz）が用いられる。典
型的には、撮像領域は、採用されている特定の局在化方
法に応じてこれらの勾配が変化する一連の測定サイクル
によって走査される。結果として得られたＮＭＲ受信信
号の組をディジタル化すると共に処理して、多くの周知
の再構成手法のうち１つを用いて画像を再構成する。
【０００４】周知のフーリエ変換（ＦＴ）イメージング
手法の一変形であり、しばしば「スピン・ワープ」と呼
ばれている手法を参照して本発明を詳細に記載する。ス
ピン・ワープ法は、Physics in Medicine and Biolog
y、第２５巻、第７５１頁〜第７５６頁（１９８０年）
のW.A. Edelstein等による論文「スピン・ワープ式ＮＭ
Ｒイメージング及び人体の全身イメージングへの応用
（Spin-Warp NMR Imagingand Applications to Human W
hole-Body Imaging）」で議論されている。この手法
は、ＮＭＲ信号の取得の前に可変振幅を有する位相エン
コード用磁場勾配パルスを用いて、該勾配の方向に空間
情報を位相エンコードする。例えば、２次元の具現形態
（２ＤＦＴ）では、空間情報は、一方向に沿って位相エ
ンコード用勾配（Ｇy ）を印加することにより該方向に
エンコードされ、次いで、位相エンコードした方向と直
交する方向に読み出し磁場勾配（Ｇx ）を存在させた状
態で信号を取得する。取得時に存在している読み出し勾
配により、直交方向に空間情報がエンコードされる。典
型的な２ＤＦＴパルス・シーケンスでは、走査中に取得
される「ビュー」の連鎖において位相エンコード用勾配
パルスＧy の大きさを漸増させて（ΔＧy ）、画像全体
を再構成し得るようなＮＭＲデータの集合を形成する。
【０００５】冠状動脈画像等の高分解能３次元医用画像
を形成するのに現在用いられているＮＭＲ走査の殆ど
は、必要なデータを取得するのに数分間を必要とし得
る。走査時間が長いため、走査中の患者の運動が重大な
ものとなり、再構成される画像をモーション・アーティ
ファクトで損なう可能性がある。また、呼吸運動、心拍
運動、血流及び蠕動等の多くの形式の患者の運動も存在
する。これらのモーション・アーティファクトを減少さ
せる又は除去するのに用いられる方法には、運動を減少
させる方法（例えば、保息）、運動の影響を減少させる
方法（例えば、米国特許第４，６６３，５９１号）及び
既知の運動の最中に取得されたデータを補正する方法
（例えば、米国特許第５，２００，７００号）を含めて
多くのものが存在している。呼吸運動の場合には、モー
ション・アーティファクトを減少させる方法で最も広く
知られているものの１つは、呼吸周期の所定の部分すな
わち「取得ウィンドウ」の間にのみビューが取得される
ように、データの取得をゲート制御する方法である。
【０００６】従来の呼吸ゲート方法は、患者の呼吸を検
知し（例えば、米国特許第４，９９４，４７３号）、呼
吸周期の所定の部分の間にＭＲＩシステム用のゲート信
号を発生させる手段を用いている。ゲート信号が発生さ
れている限り、ＭＲＩシステムは規定されたビュー順序
でＮＭＲデータを取得する。呼吸運動の他の部分の間に
は、ゲート信号はオフになってデータは取得されない。
結果として、呼吸ゲートを用いると、各々の呼吸周期の
比較的小部分にわたってしかデータを取得することがで
きないので、走査時間が大幅に増大する。
【０００７】比較的短い取得時間でＮＭＲデータを取得
するのではなく、検査対象の運動中にＮＭＲデータを取
得してこのデータを補正する方法が知られている。これ
らの方法は、ＮＭＲ画像データの取得とインタリーブし
ており且つ検査対象の位置を測定するように設計されて
いるナヴィゲータ(navigator) パルス・シーケンスをし
ばしば用いる。例えば、米国特許第５，３６３，８４４
号には、画像データ取得の間を通じて患者の横隔膜の位
置を測定するナヴィゲータ・パルス・シーケンスが開示
されている。Magn.Reson. in Med.誌、第３２巻、第６
３９頁〜第６４５頁（１９９４年）のT.S. Sachs等によ
る「ナヴィゲータを用いたスパイラルＭＲＩにおける実
時間での運動検出（Real-Time Motion Detection in Sp
iral MRIUsing Navigators）」に記載されているよう
に、この位置情報を用いて、許容できない画像アーティ
ファクトを発生する呼吸周期又は心拍周期の部分の間に
取得された画像データを排除することができる。また、
Magn.Reson. in Med.誌、第３７巻、第１４８頁〜第１
５２頁（１９９７年）のM.V. MacConnellによる「保息
式ＭＲ冠状血管撮影（アンジオグラフィ）のための予測
適応型ナヴィゲータ補正（Prospectively Adaptive Nav
igator Correction for Breath-hold MR Coronary Angi
ography）」に記載されているように、ナヴィゲータ・
エコー信号からの位置情報を予測的に用いて、ＭＲＩシ
ステムの受信器の基準位相を調節し、後続で取得される
ＮＭＲ画像データを補正してもよい。あるいは、Proc.
International Society of Magnetic Resonance in Med
icine誌、第７４８頁（１９９５年）のM.E. Brummer等
による「ナヴィゲータ・エコーを用いた冠状動脈ＭＲＡ
における呼吸運動によるモーション・アーティファクト
の減少（Reduction Of Respiratory Motion Artifacts
In Coronary MRA Using Navigator Echoes）」に記載さ
れているように、ナヴィゲータ信号による位置情報を用
いて、取得されたｋ空間画像データの位相を遡行的に補
正してもよい。
【０００８】冠状動脈等の運動している検査対象の３次
元画像を取得するときに、一連の薄いスラブを相次いで
励起させて、各スラブから取得されたＮＭＲデータを連
結することにより、３次元関心領域から３次元ＮＭＲデ
ータ集合を取得することが望ましい。米国特許第５，１
６７，２３２号「連続的な多数の薄いスラブの３次元取
得による磁気共鳴アンジオグラフィ（Magnetic Resonan
ce Angiography By Sequential Multiple Thin Slab Th
ree-Dimensional Acquisition）」に記載されているよ
うに、これらの薄いスラブは重ね合わされて、不完全な
スラブ励起プロファイルに起因する境界での信号損失を
防止する。呼吸ゲート法を用いるときには、単一の呼吸
ゲート・ウィンドウを設定して、各々のスラブ(slab)に
ついて全てのデータをゲート・ウィンドウ中に取得す
る。次のスラブについてのデータ取得は、カレント（現
在）のスラブのデータ取得が完了するまで開始しない。
このことから、長時間の走査時間が必要とされる可能性
がある。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、呼吸ゲート法を用いて関心領
域からマルチ・スラブ３次元ＭＲＩデータを取得する方
法及びシステムである。より具体的には、複数の呼吸ゲ
ート・ウィンドウを設定すると共に、対応する複数のス
ラブを規定したパイロット走査を行う。次いで、複数の
呼吸ゲート・ウィンドウの各々の最中に、複数のスラブ
のうち対応するスラブについての３次元ＭＲＩデータを
取得する走査を行う。各々のスラブについて取得された
３次元ＭＲＩデータを結合して、関心領域を表わす単一
の３次元ＭＲＩデータ集合を形成する。各々の呼吸周期
の大部分にわたってＭＲＩデータが取得されるので、相
対的に短い走査時間で３次元ＭＲＩデータ集合の全体を
取得することが可能になる。
【００１０】
【好適実施例の説明】先ず、図１には、本発明を組み込
んだ好ましいＭＲＩシステムの主要な構成要素が示され
ている。システムの動作は、キーボード及び制御パネル
１０２と表示器１０４とを含んでいる操作者コンソール
１００によって制御される。コンソール１００はリンク
１１６を介して独立したコンピュータ・システム１０７
と連絡しており、コンピュータ・システム１０７によ
り、操作者はスクリーン１０４上での画像の形成及び表
示を制御することが可能になる。コンピュータ・システ
ム１０７は、バックプレーンを介して互いに連絡する幾
つかのモジュールを含んでいる。これらのモジュールに
は、画像プロセッサ・モジュール１０６と、ＣＰＵモジ
ュール１０８と、画像データ・アレイ（配列）を記憶す
るフレーム・バッファとして当業界で公知のメモリ・モ
ジュール１１３とが含まれている。コンピュータ・シス
テム１０７は、画像データ及びプログラムを記憶するた
めのディスク記憶装置１１１及びテープ・ドライブ１１
２に結合されており、また、高速シリアル・リンク１１
５を介して別個のシステム制御部１２２と連絡してい
る。
【００１１】システム制御部１２２は、バックプレーン
１１８によって互いに接続されている一組のモジュール
を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュ
ール１１９とパルス発生器モジュール１２１とが含まれ
ており、パルス発生器モジュール１２１はシリアル・リ
ンク１２５を介して操作者コンソール１００に接続され
ている。リンク１２５を介して、システム制御部１２２
は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令（コマ
ンド）を操作者から受け取る。
【００１２】パルス発生器モジュール１２１は、システ
ムの構成要素を動作させて、所望の走査シーケンスを実
行させる。パルス発生器モジュール１２１は、発生され
るべきＲＦパルスのタイミング、大きさ及び形状、並び
にデータ取得ウィンドウのタイミング及び長さを指示す
るデータを発生する。パルス発生器モジュール１２１は
一組の勾配増幅器１２７に接続されており、走査中に発
生される勾配パルスのタイミング及び形状を指示する。
パルス発生器モジュール１２１はまた、生理学的取得制
御器１２９から患者データを受け取り、生理学的取得制
御器１２９は患者に接続されているセンサからの信号を
受け取る。このような信号の１つにＥＣＧ（心電図）信
号があり、この信号は制御器１２９によって処理され
て、パルス発生器モジュール１２１用の心拍トリガ信号
を発生する。パルス発生器モジュール１２１はまた、走
査室インタフェイス回路１３３に接続されており、走査
室インタフェイス回路１３３は、患者及び磁石系の状態
に関連した様々なセンサからの信号を受け取る。走査室
インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決めシス
テム１３４もまた、走査に望ましい位置へ患者を移動さ
せるための命令を受け取る。
【００１３】パルス発生器モジュール１２１によって発
生される勾配波形は、Ｇx 増幅器とＧy 増幅器とＧz 増
幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号１３
９で示されているアセンブリ内の対応する勾配コイルを
励起して、取得された信号を位置エンコードするのに用
いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ
１３９は、分極用磁石１４０と全身型ＲＦコイル１５２
とを含んでいる磁石アセンブリ１４１の一部を形成して
いる。システム制御部１２２内の送受信器モジュール１
５０がパルスを発生し、これらのパルスは、ＲＦ増幅器
１５１によって増幅されて、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイ
ッチ１５４によってＲＦコイル１５２に結合される。こ
の結果として、患者の体内の励起された核によって発生
される信号は、同じＲＦコイル１５２によって検知され
て、送信／受信スイッチ１５４を介して前置増幅器１５
３に結合される。増幅されたＮＭＲ信号は、送受信器１
５０の受信器部において復調され、フィルタ処理され、
ディジタル化される。送信／受信スイッチ１５４は、パ
ルス発生器モジュール１２１からの信号によって制御さ
れて、送信モード時にはＲＦ増幅器１５１をコイル１５
２に電気的に接続し、受信モード時には前置増幅器１５
３を接続する。送信／受信スイッチ１５４はまた、送信
モード又は受信モードのいずれの場合にも、分離型ＲＦ
コイル（例えば、頭部コイル又は表面コイル）を用いる
ことを可能にする。
【００１４】ＲＦコイル１５２によって検知されたＮＭ
Ｒ信号は、ＲＦ基準信号によって下降変換され、次い
で、送受信器モジュール１５０によってディジタル化さ
れる。ディジタル化されたＮＭＲ信号は、システム制御
部１２２内のメモリ・モジュール１６０へ転送される。
走査が完了してｋ空間ＮＭＲデータ・アレイの全体がメ
モリ・モジュール１６０内に取得されたときに、アレイ
・プロセッサ１６１が動作して、このデータを画像デー
タ・アレイへフーリエ変換する。この画像データは、シ
リアル・リンク１１５を介してコンピュータ・システム
１０７へ伝送されて、ここで、ディスク・メモリ１１１
に記憶される。操作者コンソール１００から受信された
命令に応答して、この画像データをテープ・ドライブ１
１２に保管してもよいし、又は画像プロセッサ１０６に
よって更に処理して操作者コンソール１００へ伝送し
て、表示装置１０４に表示してもよい。送受信器１５０
に関する更に詳細な記載については、米国特許第４，９
５２，８７７号及び同第４，９９２，７３６号を参照さ
れたい。
【００１５】図１のＭＲＩシステムは、一連のパルス・
シーケンスを実行して、所望の画像を再構成するのに十
分なＮＭＲデータを収集する。図２を具体的に参照しな
がら述べると、例示的な３次元グラディエント・リコー
ルド・エコー・パルス・シーケンスが、Ｇz スラブ選択
勾配パルス３０１が存在している状態で検査対象に印加
される選択的ＲＦ励起パルス３００を用いて、選択され
たスラブに横磁化を発生している。結果として生ずるＮ
ＭＲ信号３０３をスラブ選択勾配パルス３０１によって
生ずる位相シフトについて補償すると共にｚ軸に沿った
速度に対するＮＭＲ信号３０３の感度を抑制するため
に、米国特許第４，７３１，５８３号に教示されている
ように、負のＧz 勾配パルス３０４、続いて正のＧz 勾
配パルス３０５がＧz 勾配コイルによって発生される。
勾配パルス３０４は、多数の振幅を有し、ｚ軸方向に沿
った位相エンコードも行う。パルス３０４及び３０５
は、ｚ軸に沿った速度を補償しているが、加速及び更に
高次の運動を補償するより複雑な勾配波形もまた当業者
に周知である。
【００１６】ＮＭＲ信号３０３を位置エンコードするた
めに、ＲＦ励起パルス３００の印加から短時間の後に、
位相エンコード用Ｇy 勾配パルス３０６が検査対象に印
加される。当業界で周知のように、完全な走査はこれら
のパルス・シーケンスの連鎖で構成されており、この連
鎖においては、Ｇy 位相エンコード用パルスの値が例え
ば２５６個の一連の離散的な位相エンコード値を通じて
段階的に変化して、ＮＭＲ信号を発生するスピンの位置
をｙ軸に沿って局在化する。ｘ軸に沿った位置は、ＮＭ
Ｒ信号３０３を周波数エンコードするためにＮＭＲグラ
ディエント・エコー信号３０３が取得されるのと同時に
発生されるＧx 勾配パルス３０７によって位置決定され
る。グラディエント・エコー３０３を発生させると共に
ｘ方向に沿った速度に対してエコー信号３０３の感度を
抑制するために、米国特許第４，７３１，５８３号に教
示されているように、勾配パルス３０７に先行して勾配
パルス３０８及び３０９が印加される。
【００１７】ＮＭＲ信号３０３は、システム送受信器１
２２によって取得されて、Ｎx （例えば、２５６）個の
複素数から成る１行としてディジタル化され、メモリに
記憶される。（Ｇy ，Ｇz ）位相エンコード用勾配の各
々の組み合わせ毎にＮＭＲ信号３０３が発生され、取得
され、ディジタル化されて、Ｎx （例えば、２５６）個
の複素数から成る別個の行として記憶される。従って、
走査の完了時には、ｋ空間データの３次元（Ｎx ×Ｎy
×Ｎz ）アレイが記憶される。ここで、Ｎy はｙ方向に
沿った位相エンコード・ステップの数であり、Ｎz はｚ
方向に沿った位相エンコード・ステップの数である。こ
のｋ空間データのアレイを用いて、前述のようにして画
像を再構成することができる。
【００１８】当業者には、他の多くのＮＭＲ撮像パルス
・シーケンスを用い得ることが明らかであろう。図２の
撮像パルス・シーケンスは、本発明の好ましい応用であ
る心拍イメージングに好適である。以下に述べるよう
に、画像データ取得中にナヴィゲータ・エコー信号もま
た取得されて、走査中の検査対象の運動の変位を測定す
る。
【００１９】本発明の一実施例では、従来のナヴィゲー
タ・パルス・シーケンスを用いて、各回の心拍周期中に
患者の横隔膜の位置を測定する。このナヴィゲータ・パ
ルス・シーケンスは、２次元ＲＦ励起パルスを用いて、
腹部の右側に位置しており肝臓の凸面（ドーム）の近く
で横隔膜を横断するスピンのカラムを励起する。励起さ
れたカラムの長さ方向の次元に沿って配向した読み出し
勾配（好適実施例ではＧz ）を存在させた状態でＮＭＲ
信号を取得し、ＮＭＲナヴィゲータ信号のＮec ho（例え
ば、２５６）個のサンプルがアレイ・プロセッサ１６１
によってフーリエ変換される。２次元励起ＲＦパルスは
例えば、９０°のフリップ角を発生する３０ミリ直径の
励起であるが、他の直径を励起させてもよい。例えば米
国特許第４，８１２，７６０号に記載されているよう
に、これらのような２次元ＲＦパルスは、２つの勾配磁
場（好適実施例ではＧx 及びＧy ）を存在させた状態で
発生され、受信器の低域通過フィルタが、励起されたカ
ラム（ｚ軸）に沿った視野（例えば、２６０ｍｍ）に合
うように設定される。ＮＭＲ信号は、例えば４ミリ秒の
サンプリング時間にわたってＮecho個の点においてサン
プリングされる。基準ナヴィゲータ・エコーが、画像デ
ータの取得に先立って取得される。基準ナヴィゲータ・
エコーは通常、呼息の終期に取得されるが、その理由
は、呼吸運動はこの位置においては相対的に安定であり
再現可能であるからである。カレントの横隔膜位置と基
準横隔膜位置との間の変位は、Magn. Reson. Med.誌、
第３６巻、第１１７頁〜第１２３頁（１９９６年）のY.
Wang等による「ナヴィゲータ・エコーから運動情報を
抽出するアルゴリズム（Algorithms for Extracting Mo
tionInformation From Navigator Echoes）」に記載さ
れているような自己相関アルゴリズム及び最小平均自乗
アルゴリズムを用いて測定することができる。また、横
隔膜位置は、１９９７年１１月２６日に出願されたThom
as Kwok-Fah Foo及びKevin F. Kingによる米国特許出願
第０８／９８０，１９２号に開示されている線形位相シ
フト・アルゴリズムを用いることにより測定することも
できる。
【００２０】この従来のナヴィゲータ・パルス・シーケ
ンスを、図３に示すような心拍ゲート式走査に用いる。
ＥＣＧ信号のＱＲＳコンプレクス３２０は、各々のＲ−
Ｒ区間の開始を示しており、Ｒ−Ｒ区間の間に、図２の
撮像パルス・シーケンスを用いてＮＭＲ画像データのセ
グメント３２２が取得される。当業界で周知のように、
各々のセグメント３２２は、患者の心臓を通過する１つ
のスラブからｋ空間の複数の線をサンプリングしたもの
であり、取得は、１つ又はこれよりも多い画像を再構成
するのに十分な画像データが取得されるまで続行する。
【００２１】各回の心拍周期において、参照番号３２４
に示すようなナヴィゲータ・パルス・シーケンスが実行
されて、各々のセグメント３２２の取得の直前の患者の
横隔膜の位置を測定する。ナヴィゲータＮＭＲ信号は、
心拍ゲート式ＭＲＩ走査中の各回の画像データの取得の
直前の横隔膜位置の指標を提供する。図４に示すよう
に、この横隔膜位置情報は、患者の呼息の終期での１つ
の値と、患者の吸息の終期でのもう１つの値との間を循
環する呼吸信号３５０を与える。以下に更に詳細に記載
するように、インタリーブ式ナヴィゲータ・パルス・シ
ーケンス３２４によって提供される呼吸信号３５０を用
いて、複数の３次元スラブからの画像データ取得をゲー
ト制御する。
【００２２】図５を具体的に参照しながら述べると、ス
カウトＭＲＩ走査を行って、参照番号３６０に示す患者
の心臓の断面画像を取得する。冠状動脈３６２が心臓の
表面に位置している。３次元関心空間は、コンソール１
００に設けられている対話型ツールを用いて操作者によ
って画定され、これにより、スカウト画像上で１組の３
次元スラブ３６４を配置することが可能になる。図５に
示す例では、４つの重なり合ったスラブ１〜４が操作者
によって指定されており、実行されるべき３次元心拍ゲ
ート式ＭＲＩ走査を規定する他の走査パラメータと共に
入力される。加えて、やはりスカウト走査中に取得され
た呼吸信号３５０をコンソール１００上に表示して、操
作者が呼吸ゲート・ウィンドウを設定する。図４に示す
例では、４つの別個のゲート・ウィンドウ１〜４が設定
されており、これらのウィンドウ１〜４を４つの対応す
るスラブ１〜４に割り当てる。スラブの各々が、呼吸ゲ
ート・ウィンドウに関連付けられている。呼吸ウィンド
ウとスラブとの間の好ましい対応の１つは、次のような
ものである。すなわち、ウィンドウ１がスラブ１に対応
し、ウィンドウ２がスラブ２に対応し、ウィンドウ３が
スラブ３に対応し、ウィンドウ４がスラブ４に対応す
る。呼吸ウィンドウとスラブとの間のもう１つの好まし
い対応は、次のようなものである。すなわち、ウィンド
ウ１がスラブ４に対応し、ウィンドウ２がスラブ３に対
応し、ウィンドウ３がスラブ２に対応し、ウィンドウ４
がスラブ１に対応する。
【００２３】スカウト走査が実行され、呼吸ゲート・ウ
ィンドウが画定されて、対応する規定のスラブに割り当
てられた後に、走査が開始する。図３を参照すると、各
回の心拍周期中にナヴィゲータ・パルス・シーケンス３
２４を実行して、呼吸信号の値を算出する。測定された
呼吸位置が、画定されている呼吸ゲート・ウィンドウの
うち１つのウィンドウの範囲内に位置している場合に
は、このウィンドウに割り当てられている対応する規定
のスラブについて画像データ・セグメント３２２が取得
される。呼吸信号が画定されている呼吸ゲート・ウィン
ドウのいずれの範囲内にも位置していない場合には、こ
の心拍周期中には画像データは取得されない。
【００２４】走査は、規定のスラブの全てについて３次
元画像データ集合が取得されるまで続行する。しかしな
がら、４つの別個の呼吸ゲート・ウィンドウが用いられ
ており、呼吸周期の遥かに大きな部分にわたって画像デ
ータを取得することができるので、全てのスラブについ
ての走査は、遥かに短い時間しか必要としない。理想的
には、呼吸ゲート・ウィンドウの大きさは、各々のスラ
ブの取得が実質的に同じ時刻に完了するように設定され
る。このことを達成するために、呼吸ゲート・ウィンド
ウを動的に変化させてもよい。また、これらのスラブ
は、軸方向に位置していてもよいし、又は他の任意の直
交配向若しくは斜方配向に位置していてもよい。
【００２５】スラブのデータ集合が取得された後に、デ
ータ集合を連結して、関心領域全体の単一の３次元デー
タ集合を形成する。このことはいくつかの方法で実行す
ることができるが、いずれの場合にも、取得された各々
のスラブの相対的な位置は、異なる呼吸ゲート・ウィン
ドウの間で生ずる運動を考慮に入れて調節されていなけ
ればならない。
【００２６】別個のスラブを連結する一方法では、各々
のスラブを手動で位置合わせする。第１段階では、前述
のように３次元高速フーリエ変換を実行することによ
り、各々の３次元スラブｋ空間データ集合から３次元ス
ラブ画像を再構成する。次いで、別個の再構成されたス
ラブ画像をコンソール１００上に表示して、制御パネル
１０２上に設けられているトラックボールを用いて、こ
れらのスラブ画像を互いに対して位置合わせするように
手動で移動させることができる。この位置合わせは、各
スラブ３６４が図５に示すように重なり合っているの
で、同じ解剖学的構造の部分を含み、この部分が、隣接
するスラブの各々に表示されていることから可能にな
る。この位置合わせの工程は、周知の画像位置合わせ方
法を用いて自動でも実行され得ることは明らかであろ
う。
【００２７】別個のスラブを連結させるもう１つの方法
では、これらのスラブの位置を、測定された量だけシフ
トさせる。図４に示す各々のウィンドウ１〜４につい
て、図５に示す患者の心臓の対応する空間的位置が存在
している。すなわち、心臓は、呼吸の結果として循環的
に運動している。スカウト走査時に心臓における基準点
の位置を呼吸信号３５０の関数として測定することがで
きる。基準位置が選択されて、各々の呼吸ゲート・ウィ
ンドウの中心における基準位置から離隔する方向でのこ
の基準点のシフトが算出される。連結の際に、各々のス
ラブは、その呼吸ゲート・ウィンドウのシフトに対応す
る量だけ位置についてシフトされる。このようにする
と、各々のスラブが基準位置に関して位置合わせされた
状態になる。
【００２８】これらの撮像スラブは、異なる配向を有す
る状態で異なる位置で規定されて取得される。例えば、
スラブのうち１つを右冠状動脈（ＲＣＡ）の画像を取得
するように配置し、他のスラブのうち１つを左前方下降
動脈の画像を取得するように配置することができる。こ
の例では、スラブの重なりは必要でなく、これらのスラ
ブを別個に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用しているＭＲＩシステムのブロッ
ク図である。
【図２】本発明を実施するときに用いることのできる一
例の３次元ＮＭＲ撮像パルス・シーケンス図である。
【図３】本発明に従ってナヴィゲータ・パルス・シーケ
ンスを呼吸ゲート制御に用いた心拍ゲート式ＭＲＩ走査
のグラフである。
【図４】検査対象の運動を患者の呼吸の関数として示す
呼吸信号のグラフである。
【図５】３次元空間が４つの別個のスラブにおいてどの
ように走査されるかを示す患者の心臓の見取り図であ
る。
【符号の説明】
１００ 操作者コンソール １０２ キーボード及び制御パネル １０４ 表示器 １１１ ディスク記憶装置 １１２ テープ・ドライブ １１５ 高速シリアル・リンク １１６ リンク １１８ バックプレーン １２５ シリアル・リンク １３９ 勾配コイル・アセンブリ １４０ 分極用磁石 １４１ 磁石アセンブリ １５２ 全身型ＲＦコイル ３００ 選択的ＲＦ励起パルス ３０１ Ｇz スラブ選択勾配パルス ３０３ ＮＭＲ信号 ３０４、３０５ Ｇz 勾配パルス ３０６ 位相エンコード用Ｇy 勾配パルス ３０７ Ｇx 勾配パルス ３０８、３０９ 勾配パルス ３２０ ＱＲＳコンプレクス ３２２ ＮＭＲ画像データ・セグメント ３２４ ナヴィゲータ・パルス・シーケンス ３５０ 呼吸信号 ３６０ 患者の心臓 ３６２ 冠状動脈 ３６４ ３次元スラブ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁気共鳴イメージング・システムにより
    検査対象の３次元画像を取得する方法であって、 （ａ）複数の呼吸ゲート・ウィンドウを設定する工程
    と、 （ｂ）前記検査対象を含む３次元関心領域を前記複数の
    呼吸ゲート・ウィンドウの各々にそれぞれ関連した複数
    の３次元スラブに分割することにより複数のスラブを設
    定する工程と、 （ｃ）前記患者の呼吸位置を検出し、該検出された呼吸
    位置が前記複数の呼吸ゲート・ウィンドウの各々のウィ
    ンドウの範囲内に位置しているか否かを決定する工程
    と、 （ｄ）前記検出された呼吸位置が１つの呼吸ゲート・ウ
    ィンドウの範囲内に位置しているときに、前記磁気共鳴
    イメージング・システムにより前記関連する３次元スラ
    ブから核磁気共鳴データを取得する工程と、 （ｅ）画像を再構成するのに十分な核磁気共鳴データが
    各々のスラブについて取得されるまで工程（ｃ）及び工
    程（ｄ）を繰り返す工程と、を有している前記方法。
  2. 【請求項２】 前記工程（ｃ）は、 （イ）呼吸信号を発生するように前記磁気共鳴イメージ
    ング・システムによりナヴィゲータ・パルス・シーケン
    スを実行する工程と、 （ロ）前記呼吸信号が前記呼吸ゲート・ウィンドウのう
    ち１つのウィンドウについての値の範囲内に含まれるか
    否かを決定する工程と、を含んでいる請求項１に記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 前記検査対象は冠状動脈であり、前記方
    法は、 （ｆ）各々の心拍周期中に前記患者の心臓の時相を示す
    心拍ゲート信号を発生する工程を含んでおり、 前記工程（ｄ）は、前記心拍ゲート信号により示される
    選択された心臓時相において実行される請求項１に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 前記工程（ｃ）は、 （イ）呼吸信号を発生するように各回の心拍周期中に前
    記磁気共鳴イメージング・システムによりナヴィゲータ
    ・パルス・シーケンスを実行する工程と、 （ロ）前記呼吸信号が前記呼吸ゲート・ウィンドウのう
    ち１つのウィンドウについての値の範囲内に含まれるか
    否かを決定する工程と、を含んでいる請求項３に記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記工程（ｂ）は、 （イ）前記患者から核磁気共鳴データを取得するように
    前記磁気共鳴イメージング・システムによりスカウト走
    査を実行する工程と、 （ロ）前記取得された核磁気共鳴データから前記検査対
    象の画像を再構成する工程と、 （ハ）該画像上で前記複数の３次元スラブを示す工程
    と、 （ニ）該示された３次元スラブの各々から核磁気共鳴デ
    ータを取得するパルス・シーケンスを画定する工程と、
    を含んでいる請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記工程（ｂ）において設定された前記
    複数のスラブは、複数の異なる角度で配向している請求
    項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 患者の体内の検査対象の解剖学的構造の
    ３次元画像を形成する磁気共鳴イメージング・システム
    であって、 前記患者の呼吸運動の範囲をそれぞれ示す複数の呼吸ゲ
    ート・ウィンドウの各々を検出する手段と、 前記磁気共鳴イメージング・システムに指令して、前記
    検査対象の解剖学的構造内の複数の３次元スラブのそれ
    ぞれから核磁気共鳴データを取得するパルス・シーケン
    スを実行させるパルス発生器であって、前記呼吸ゲート
    ・ウィンドウの各々が検出されたときに、前記複数の３
    次元スラブのうち対応するスラブから核磁気共鳴データ
    を取得するように動作することが可能なパルス発生器
    と、 各々の３次元スラブについて取得された前記核磁気共鳴
    データを連結すると共に前記検査対象の解剖学的構造の
    ３次元画像を再構成する手段と、 を備えた磁気共鳴イメージング・システム。
  8. 【請求項８】 前記検査対象の解剖学的構造は、前記患
    者の心臓であり、 前記システムは、該患者の心臓の拍動を検出して、心拍
    周期の所定の時相において前記パルス・シーケンスを実
    行するように前記パルス発生器にトリガを与える心拍ゲ
    ート手段を含んでいる請求項７に記載の磁気共鳴イメー
    ジング・システム。
  9. 【請求項９】 前記呼吸ゲート・ウィンドウを検出する
    前記手段は、前記パルス発生器に指令して、患者の呼吸
    により生ずる運動を示す核磁気共鳴データを前記患者か
    ら取得するようにナヴィゲータ・パルス・シーケンスを
    周期的に実行させる手段を含んでいる請求項７に記載の
    磁気共鳴イメージング・システム。
  10. 【請求項１０】 前記核磁気共鳴データを取得する前記
    ３次元スラブは、複数の異なる角度で配向している請求
    項７に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
JP2000149169A 1999-05-24 2000-05-22 マルチ・スラブ及びマルチ・ウィンドウでの心臓の磁気共鳴イメージング法 Withdrawn JP2001000417A (ja)

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