JP2763109B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、磁気共鳴（MR:magnetic resonance）現像
を利用して被検体（生体）の断層像等の形態情報やスペ
クトロスコピィ等の機能情報を得る磁気共鳴イメージン
グ装置に関し、特に、脳表面構造の抽出を行えるように
した磁気共鳴イメージング装置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴現像は、静磁場中に置かれた零でないスピン
及び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁
波のみを共鳴的に吸収，放出する現像であり、この原子
核は下記式に示す角周波数ω_０（ω_０＝２πν₀;ν_０＝
ラーモア周波数）で共鳴する。

ω_０＝γH₀ ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であ
り、H₀は静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の
共鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数の電磁波を
信号処理して、原子核密度，縦緩和時間T₁,横緩和時間T
₂,流れ，化学シフト等の情報が反映された診断情報例え
ば被検体の断層像等を無侵襲で得るようにしている。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中
に配置された被検体の全部位を励起し、かつ、信号収集
することができるものであるが、装置構成上の制約やイ
メージング像の臨床上の要請から、実際の装置としては
特定部位に対する励起とその信号収集を行うようにして
いる。

ここで、従来の磁気共鳴イメージング装置について第
４図を参照して説明する。

同図に示す磁気共鳴イメージング装置は、被検体Ｐを
内部に収容することができるようになっているマグネッ
トアッセンブリとして、常電導又は超電導方式による静
磁場コイル１と、磁気共鳴信号の誘起部位の位置情報付
与のための傾斜磁場を発生するための傾斜磁場発生コイ
ル２と、回転高周波磁場を送信すると共に誘起された磁
気共鳴信号（MR信号）を検出するための送受信系である
表面コイル３とを有している。ここで、表面コイル３は
その穴部を被検体Ｐの頭部PHの側面部に臨み且つ近接し
て配置されている。

また、静磁場コイル１が超電導方式であれば冷媒の供
給制御系を含むものであって主として静磁場電源の通電
制御を行う静磁場制御系４、Ｘ軸,Y軸,Z軸傾斜磁場電源
5,6,7、送信器８、受信器９、後述するパルスシーケン
スを実施するシーケンス10、これらを制御するとともに
表面コイル３に近接する部位内の水分からの磁気共鳴信
号を検出し、かつ、脂肪分からの磁気共鳴信号を抑制し
かつその表示を行わせるコンピュータシステム11、ディ
スプレイ12等を備えている。

このような構成を備えた従来の磁気共鳴イメージング
装置の作用について、第２図，第３図（ａ），（ｂ）を
参照して説明する。

まず、第２図に示すように表面コイル３の穴部を被検
体Ｐの頭部PHの頂部に臨ませて近接配置し、この状態で
第３図に示すスピンエコー法（SE法）によるシーケンス
を実行する。すなわち、第３図（ａ）に示すように90度
パルスと共に図示しないスライス部位決定傾斜磁場（こ
の場合はＸ軸）を印加する。この場合、第２図に示すよ
うに頭部PHの約半分が励起スライス部位になるように傾
斜磁場の条件を設定する。そして、180度パルス及び図
示しないエンコード用及び読み出し用傾斜磁場（この場
合はY,Z軸）を印加し、通常よりも時間を長く例えば250
msec（通常は100msec以下である）に設定したエコー時
間Teにより、第３図（ｂ）に示すようにエコー信号を収
集する。そして、通常よりも時間を長く例えば2000msec
（通常は1000msec以下である。）に設定したエコーパル
ス繰り返し時間Trにて上記のパルス系列を繰り返し実行
する。

以上のシーケンスを実行することにより、第２図に示
す頭部PHの略半分が励起スライス部位として定まり、か
つ通常よりも時間を長く例えば2000msecに設定したエコ
ーパルス繰り返し時間Trにより、水分はそのTrの間で充
分に回復するので、得られる信号強度は大きい。また、
通常よりも時間を長く例えば250msecに設定したエコー
時間Teにより、脂肪分からの信号は抑制されたものとな
る。

以上述べたシーケンスにより、ディスプレイ12上に
は、脳溝が他のものと重複なく抽出され、脳表面と病変
部との位置関係が明らかな診断情報を得ることができ
る。このような方法は脳表面構造抽出撮影方法（Surfac
e Anatomy Scan,SAS）として知られており、被検体の立
体的な対象部位の診断情報を得るのに有効である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記脳表面構造抽出撮影方法により得
られる画像では脳溝に存在する脳脊髄液（Cerebrospina
l Fluid;CSF）が白く表示され、該脳表面を実際に外部
より観察する状態とは異なるコントラストとなってい
る。

従って、治療を施す際、ディスプレイ12に表示された
ものと実際の脳とは異なる印象を施術者に与え、このた
めに治療時間に長時間を要するとともに、正確な手術を
行い得ない場合も考えられる。

そこで本発明は、実際の脳表面状態とディスプレイ等
に表示される脳表面状態との差が少ない磁気共鳴イメー
ジング装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、静磁場中に配置さ
れた被検体の頭部付近に配置され、該被検体から誘起さ
れた磁気共鳴信号を検出する検出コイルを備え、所定の
パルスシーケンスを実行することにより該被検体の脳表
を画像化する磁気共鳴イメージング装置であって、前記
検出コイルの感度領域であって該感度領域における水分
からの磁気共鳴信号を強調し且つ該感度領域における脂
肪分からの磁気共鳴信号を抑制するパルスシーケンスを
実行するシーケンサと、このシーケンサにより得られた
磁気共鳴信号に基づき画像を再構成する画像再構成手段
と、この画像再構成手段から出力される各画素値の符号
を反転する符号反転手段と、この符号反転手段により符
号の反転された画素値に基づく磁気共鳴画像を表示する
表示手段とを有することを特徴とする磁気共鳴イメージ
ング装置である。

（作 用） 上記構成を備えた本発明の作用は、画像再構成手段か
ら出力される各画素値の符号を反転することで、実際の
脳表面状態とディスプレイ等に表示される脳表面状態と
の差が少ない画像を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明について図面を参照して説明する。第１
図は一実施例としての磁気共鳴イメージング装置の構成
を示すブロック図である。尚、本実施例に示す磁気共鳴
イメージング装置と前記第４図に示す磁気共鳴イメージ
ング装置とは、ほぼ同様の構成からなるため、第４図に
おいて説明したものと同等のものについては同一の符号
を付して説明を省略し、ここではその主な相違点を説明
する。

第１図に示す磁気共鳴イメージング装置と前記第４図
に示す磁気共鳴イメージング装置との主な相違点は、コ
ンピュータシステム11の後段に配置された符号反転手段
13にある。また、本実施例ではコンピュータシステム11
に上記符号反転手段を選択可能なキーボード14が接続さ
れている。

本実施例においてコンピュータシステム11は、本装置
各部の制御を行うとともに、表面コイル３に近接する部
位内の水分からの磁気共鳴信号を検出し、かつ、脂肪分
からの磁気共鳴信号を抑制する制御手段としての機能及
び検出信号に基づき画像再構成処理を行う画像再構成手
段として機能を備えており、符号反転手段13は、この画
像再構成手段としてのコンピュータシステム11から送出
される画像の各画素値の符号を反転させ、この符号の反
転された画像を後段に接続されるディスプレイ12上に表
示させるようにしている。

以上の構成を備えた磁気共鳴イメージング装置の作
用，効果について説明する。

第２図に示すように、表面コイル３はその穴部を被検
体Ｐの頭部PHの頂部に臨み且つ近接して配置されてお
り、この状態で第３図に示すスピンエコー法（SE法）に
よるシーケンスを実行する。すなわち、第３図（ａ）に
示すように90゜パルスと共に図示しないスライス部位決
定用傾斜磁場（この場合はＸ軸）を印加する。この場
合、第２図に示すように、頭部PHの約半分が励起スライ
ス部位になるように傾斜磁場の条件を設定する。そし
て、180゜パルス及び図示しないエンコード用及びリー
ド用傾斜磁場（この場合はY,Z軸）を印加し、通常より
も時間を長く例えば250msec（通常は100msec以下であ
る。）に設定したエコー時間Teにより、第３図（ｂ）に
示すようにエコー信号を収集する。そして、通常よりも
時間を長く例えば2000msec（通常1000msec以下である）
に設定したエコーパルス繰返し時間Trにて上記のパルス
系列を繰返し実行する。

以上のシーケンスを実行することにより、第２図に示
す頭部PHの約半分が励起スライス部位として定まり、且
つ通常よりも時間を長く例えば2000msecに設定したエコ
ーパルス繰返し時間Trにより、水分はそのTrの間で十分
に回復するので、得られる信号強度は大きい。また、通
常よりも時間を長く例えば250msecに設定したエコー時
間Teより、脂肪分からの信号は抑制されたものとなる。

以上によれば、前述と同様に脳溝の水分からは信号が
得られるが、設置真下方向に高感度特性を有する表面コ
イル３を用いていることで、脳室や基底核等の深い部分
の信号は抑制され、且つ通常よりも時間を長く設定した
エコー時間Teにより、板間層や皮下脂肪等の表層構造か
らの主として脂肪分による信号も抑制されたものとな
る。

このような信号に基づき、画像再構成手段としてのコ
ンピュータシステム11において画像が再構成される。こ
こで、オペレータはディスプレイ12上に表示させようと
する画像のポジティブ／ネガティブ表示の選択をキーボ
ード14上の図示しないスイッチを操作することで行う。

ポジティブを選択すると、前記コンピュータシステム
11から出力される画像はそのままディスプレイ12に表示
される。従ってこの場合、従来の表示画像と同様に、脳
脊髄液が白となる。

他方、ネガティブを選択すると、コンピュータシステ
ム11の後段に接続された前述した符号反転手段13によ
り、出力される再構成画像の各画素値の符号が反転され
る。この結果、ディスプレイ12において、脳脊髄液が黒
く表示され、該脳表面を実際に外部より観察する状態と
同様の立体的なコントラストとなり、実際の脳表面状態
との差が少ない画像となる。従って、このような表面画
像によれば、治療時間に長時間を要することもなく、正
確な手術を行うことができる。

このようにして、ディスプレイ12上には脳溝が他のも
のと重複なく描出され、脳表面と病変との位置関係が明
らかで臨床上極めて有益な診断情報を呈示することがで
きる。

ところで、前記実施例ではスピンエコー法（SE法）に
よるシーケンスを示すが、これに限定されるものではな
く、例えば、インバーションリカバリー法（IR法）を適
用するもの、脂肪分からの信号強度が両者とも同じにな
るインバーションリカバリー法による像とスピンエコー
法による像とを得るようにし、このインバーションリカ
バリー法による像からスピンエコー法による像を引き、
脂肪分からの信号を抑制するようにしたもの等も適用で
きる。このようなシーケンスとした場合であっても前記
実施例と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は前記一実施例に限定されるものではな
く、その要旨の範囲内で様々に変形実施が可能である。
例えば前記実施例では、ディスプレイに表示させる場合
について説明したが、プリンタ等でプリントアウトする
場合も同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述した本発明によれば、実際の脳表面状態とデ
ィスプレイ等に表示される脳表面状態との差が少ない磁
気共鳴イメージング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての磁気共鳴イメージン
グ装置の構成を示すブロック図、第２図は表面コイルと
被検体頭部との位置関係を示す説明図、第３図（ａ），
（ｂ）はスピンエコー法によるパルスシーケンスを示す
それぞれタイミングチャート、第４図は従来の磁気共鳴
イメージング装置の構成を示すブロック図である。 ３……表面コイル、 11……画像再構成手段，制御手段、 13……符号反転手段、PH……被検体の頭部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静磁場中に配置された被検体の頭部付近に
   配置され、該被検体から誘起された磁気共鳴信号を検出
   する検出コイルを備え、所定のパルスシーケンスを実行
   することにより該被検体の脳表を画像化する磁気共鳴イ
   メージング装置であって、 前記検出コイルの感度領域であって該感度領域における
   水分からの磁気共鳴信号を強調し且つ該感度領域におけ
   る脂肪分からの磁気共鳴信号を抑制するパルスシーケン
   スを実行するシーケンサと、 このシーケンサにより得られた磁気共鳴信号に基づき画
   像を再構成する画像再構成手段と、 この画像再構成手段から出力される各画素値の符号を反
   転する符号反転手段と、 この符号反転手段により符号の反転された画素値に基づ
   く磁気共鳴画像を表示する表示手段と を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。