JP3415754B2 - Mri装置 - Google Patents
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Description
esonance)イメージング方法およびMRI(Magnetic R
esonance Imaging)装置に関し、さらに詳しくは、撮影
時間を短縮でき、データ収集の効率が良く、一つのスラ
イスだけについて撮影することが可能なMRイメージン
グ方法およびMRI装置に関する。
の従来技術a,b,cが開示されている。 従来技術a:スライス面を、1回の超高速撮影シーケン
スで撮影可能な複数の部分領域に分割し、選択励起領域
中に前記部分領域の一つを含むように且つ前記スライス
面に対して直交する角度で選択励起し、次に前記スライ
ス面を選択反転することで、前記部分領域の一つについ
て前記超高速撮影シーケンスによりMRデータを収集
し、これを前記選択励起する位置をスライス面に沿って
順に移動しながら反復して全部分領域についてのMRデ
ータを収集し、前記スライス面の全体のMRイメージを
得る。 従来技術b:前記MRイメージング方法において、隣接
する部分領域の中央部が連続するように端部に重なりを
持たせて分割し且つ中央部のみを採り出してMRイメー
ジを生成する。 従来技術c:前記MRイメージング方法を多数のスライ
スについて同時に適用し、あるスライスの部分領域を撮
影した次には異なるスライスの部分領域を撮影するよう
に撮影順序を制御する。
96)“Line Scan Diffusion Imaging”」には、次の従来
技術dが開示されている。従来技術d:選択励起面がス
ライス面に対して交差する第1の角度で選択励起し、次
に選択反転面が前記スライス面上で前記選択励起面に交
差し且つ前記第1の角度とは異なる傾きで前記スライス
面に対して交差する第2の角度で選択反転し、前記選択
励起面と前記選択反転面とが共に前記スライス面に交差
するライン状の領域のMRデータを収集し、これを前記
ライン状の領域の位置を前記スライス面上で変えながら
繰り返して、拡散強調イメージを得る。
スライス面を選択反転しているため、ある部分領域を撮
影した後、次の部分領域を撮影するまでに、スピンが緩
和するのに十分な時間をあける必要があり、全体の撮影
時間が長くなる問題点があった。なお、この問題点は特
開平4−108427号公報にも記載されている。上記
従来技術bでは、部分領域の中央部のMRデータのみを
利用し、端部のMRデータは捨ててしまうため、データ
収集の効率が悪い問題点がある。また、上記従来技術c
は、多数のスライスについて同時に撮影する場合にのみ
有効な技術であり、一つのスライスだけについて撮影し
たい場合には適用できない問題点がある。
ンスキャンを行うものであるため、スライス面の全体の
MRデータを収集するためには、ラインスキャンの方向
に直交する方向の画素数だけラインスキャンを繰り返す
必要があり、分解能を高くすると全体の撮影時間が長く
なる問題点がある。
でき、データ収集の効率が良く、一つの撮影領域(スラ
イス)だけについて撮影することが可能なMRイメージ
ング方法およびMRI装置を提供することにある。
は、撮影領域を、1回の超高速撮影シーケンスで撮影可
能な複数の部分領域に分割し、それら分割した各部分領
域のそれぞれについて所定の順序で前記超高速撮影シー
ケンスにより撮影し、前記撮影領域の略全体のMRイメ
ージを得るMRイメージング方法であって、前記部分領
域の一つを前記超高速撮影シーケンスで撮影する際、選
択励起領域中に前記一つの部分領域を含むように且つ前
記撮影領域に対して交差する第1の角度で選択励起し、
次に選択反転領域中に前記一つの部分領域を含むように
且つ前記第1の角度とは異なる傾きで前記撮影領域に対
して交差する第2の角度で選択反転することを特徴とす
るMRイメージング方法を提供する。上記第1の観点に
よるMRイメージング方法では、撮影領域に対して交差
する角度で選択励起および選択反転を行うため、一つの
部分領域を撮影するときは、その部分領域のみが選択励
起および選択反転され、他の部分領域は選択励起も選択
反転もされない。従って、スピンが緩和するのに十分な
時間をあける必要がなく、ある部分領域を撮影した後、
直ちに次の部分領域を撮影することが出来る。よって、
全体の撮影時間を短縮することが出来る。また、一つの
撮影領域(スライス)だけについて撮影することが可能
になる。
Rイメージング方法において、前記部分領域に分割する
際、隣接する部分領域の一部が重なるように分割し且つ
重なった部分を加算したMRイメージを生成することを
特徴とするMRイメージング方法を提供する。前記第1
の観点によるMRイメージング方法において、部分領域
が隣接する方向に沿って見れば、部分領域の断面形状は
菱形になっており、信号強度分布は三角形になってい
る。そこで、第2の観点によるMRイメージング方法で
は、隣接する部分領域が重なるようにし且つ重なった部
分を加算するようにする。すると、各部分領域の信号強
度分布の三角形の斜辺が互いに重なって加算されること
になり、部分領域の重なりを適正に調整すれば、信号強
度分布が平坦になる。よって、MRデータを捨てること
がないため、データ収集の効率が良くなる。
ーケンスで撮影する撮影手段と、1回の超高速撮影シー
ケンスで撮影可能な複数の部分領域に撮影領域を分割す
る撮影領域分割手段と、前記各部分領域のそれぞれにつ
いて所定の順序で前記撮影手段により撮影しMRデータ
を収集するMRデータ収集手段と、前記各部分領域のそ
れぞれについて収集したMRデータから前記撮影領域の
略全体のMRイメージを生成するMRイメージ生成手段
とを有するMRI装置であって、前記撮影手段は、選択
励起領域中に前記一つの部分領域を含むように且つ前記
撮影領域に対して交差する第1の角度で選択励起し、次
に選択反転領域中に前記一つの部分領域を含むように且
つ前記第1の角度とは異なる傾きで前記撮影領域に対し
て交差する第2の角度で選択反転することを特徴とする
MRI装置を提供する。上記第3の観点によるMRI装
置では、前記第1の観点によるMRイメージング方法を
好適に実施できる。
RI装置において、前記撮影領域分割手段は、隣接する
部分領域の一部が重なるように分割し、且つ、前記MR
イメージ生成手段は、前記重なった部分を加算したMR
イメージを生成することを特徴とするMRI装置を提供
する。上記第4の観点によるMRI装置では、前記第2
の観点によるMRイメージング方法を好適に実施でき
る。
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。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
を印加する主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための
勾配磁場コイル(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,位相エンコード軸,リード軸が決まる)と、被
検体内の原子核のスピンを励起したり磁化を反転するた
めのRFパルスを送信する送信コイルと、被検体からの
NMR信号を受信する受信コイル等が配置されている。
主磁場コイル,勾配磁場コイル,送信コイルおよび受信
コイルは、それぞれ主磁場電源2,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。
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の送信コイルに印加す
る。
の受信コイルで受信した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1
0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、A/D変換器11に与える。A/D変換器1
1は、アナログ信号のNMR信号をディジタル信号のM
Rデータに変換し、計算機7に入力する。
ータを読み込み、画像再構成演算を行い、MRイメージ
を作成する。このMR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。
分領域超高速拡散強調イメージング処理のフローチャー
トである。ステップP1では、1回の超高速撮影シーケ
ンスで撮影可能な複数の部分領域に撮影領域を分割する
(撮影領域分割手段)。例えば、図3に示す如き撮影領
域Isを、図4に示す如き部分領域A1〜A7に分割す
る。なお、図3で、Toは、撮影領域Isの最大厚さで
ある。また、Tiは、撮影領域Isの最小厚さである。
また、図4で、隣接する部分領域は半分だけ重なってい
る。
序を決める。例えば、図4の部分領域A1〜A7を撮影
する順序は、互いに重ならない第1群の部分領域A1〜
A4を第1〜第4の順とし、次に、互いに重ならない第
2群の部分領域A5〜A7を第5〜第7の順とする。
域の厚さとに基づいて、選択励起する第1の角度と厚さ
および選択反転する第2の角度と厚さを算出する。例え
ば、図5に示すように、部分領域A1の幅Lと撮影領域
Isの最大厚さToとから次式により選択励起する第1
の角度αと厚さwαおよび選択反転する第2の角度βと
厚さWβを算出する。 α =arctan{L/To} …(1) Wα=|To・sin{α}| …(2) β =−arctan{L/To} …(3) Wβ=|To・sin{β}|=Wα …(4) となる。 隣接する部分領域の重なりが半分(L/2)なら、 To=2・Ti …(5) であるから、(5)式を(1)式から(4)式に代入して、 α =arctan{L/(2・Ti)} …(6) Wα=|2・Ti・sin{α}| …(7) β =−arctan{L/(2・Ti)} …(8) Wβ=|2・Ti・sin{β}|=Wα …(9) となり、部分領域A1の幅Lと撮影領域Isの最小厚さ
Tiとから選択励起する第1の角度αと厚さwαおよび
選択反転する第2の角度βと厚さWβを算出できる。
に対する部分領域超高速拡散強調パルスシーケンスを作
成する。図6に、部分領域超高速拡散強調パルスシーケ
ンスを例示する。この部分領域超高速拡散強調パルスシ
ーケンスでは、励起パルスR1(90°)と同時にスラ
イス軸(z軸)と位相エンコード軸(y軸)とに勾配磁
場Sz1,Sy1を印加し、z軸+方向からy軸+方向に向
かって例えば32°傾斜させて選択励起する。図7に、
選択励起領域E90を例示する。次に、拡散強調用勾配M
PG1を任意の軸に印加する。次に、反転パルスR2
(180°)と同時にスライス軸(z軸)と位相エンコ
ード軸(y軸)とに勾配磁場Sz2,Sy2を印加し、z軸
+方向からy軸−方向に向かって例えば32°傾斜させ
て選択反転する。図8に、選択反転領域E180 を例示す
る。これにより、図9に示すように、選択励起領域E90
と選択反転領域E180 の重なった部分領域A1(または
A2〜A7のいずれか一つ)でのみエコーが収束する。
次に、拡散強調用勾配MPG2を任意の軸に印加する。
次に、正負のリード勾配RA,RBを交互に連続的に印
加し、且つ、位相エンコード勾配Wを印加しつつ、収束
した複数のエコーe1,e2,…からそれぞれMRデー
タを収集する。
めた順序で各部分領域に対して部分領域超高速拡散強調
パルスシーケンスを実行し(撮影手段)、MRデータを
収集する(MRデータ収集手段)。例えば、図10の
(a)に示すように、互いに重ならない第1群の部分領
域A1〜A4が第1〜第4の順で撮影され、次に、図1
0の(b)に示すように、互いに重ならない第2群の部
分領域A5〜A7が第5〜第7の順で撮影される。互い
に重ならない第1群中では、図11に示すように、ある
部分領域(例えばA1)に対する選択励起領域E90およ
び選択反転領域E180 が他の部分領域(例えばA2)に
重ならないから、スピンが緩和するのに十分な時間をあ
ける必要がなく、第1〜第4の撮影は、ある部分領域を
撮影した後、直ちに次の部分領域を撮影してよい。但
し、第2群の撮影を考慮すれば、空間的に連続した順に
撮影すべきである。そして、第2群の最初の撮影では、
最も過去に撮影した第1群の部分領域に重なる第2群の
部分領域を選んで撮影するので、その部分領域ではスピ
ンが既に十分緩和しており、やはり十分な時間をあける
必要がなく、直ちに撮影してよい。第2群の2番目以降
の撮影では、上述と同じ理由により、やはり十分な時間
をあける必要がなく、次々に撮影してよい。
イメージを再構成する(MRイメージ生成手段)。ステ
ップP7では、各部分領域の拡散強調イメージを加算合
成し、撮影領域Isの全体の拡散強調イメージを生成す
る(MRイメージ生成手段)。例えば、図12の(a)
(b)に示すように、各部分領域A1〜A7は、隣接す
る方向に沿って見ると、断面形状が菱形になっており、
信号強度分布は三角形になっている。そこで、隣接する
部分領域の重なった部分を加算するように合成すると、
図12の(c)に示すように、信号強度分布は平坦にな
る。
間を短縮でき、データ収集の効率が良くなり、一つの撮
影領域(スライス)だけについて撮影することが可能と
なる。
に、複数の連続した撮影領域SL1,SL2,…につい
て撮影する場合に、奇数番目の撮影領域SL1,SL
3,…と偶数番目の撮影領域SL2,SL4,…とで、
最大幅Toの部分と最小幅Tiの部分とがはまり合うよ
うに配置するものが挙げられる。これにより、MRデー
タの欠落する部分を作らずに3次元的な撮影が可能にな
る。
すように、湾曲した撮影領域上の部分領域A1,A2,
…の傾きに合せて第1の角度αおよび第2の角度βを少
しずつ回転させるものが挙げられる。これにより、湾曲
した撮影領域の撮影が可能になる。なお、ある部分領域
の選択励起領域および選択反転領域にその次に撮影する
部分領域が入らないように距離をあける必要があるた
め、隣接する部分領域の重なりは半分(L/2)より小
さくなる。
RI装置によれば、ある部分領域を撮影した後、直ちに
次の部分領域を撮影して良いから、全体として撮影時間
を短縮できる。また、一つの撮影領域(スライス)だけ
について撮影することが可能となる。さらに、MRデー
タを捨てることがないため、データ収集の効率が良くな
る。
ック図である。
強調イメージング処理のフローチャートである。
度と厚さおよび選択反転の角度と厚さの関係を示す説明
図である。
パルスシーケンス図である。
視図である。
る。
と次に撮影する部分領域が重ならないことを示す説明図
である。
場合の説明図である。
説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 超高速撮影シーケンスで撮影する撮影手
段と、 複数の菱形状柱から形成され隣接する前記菱形状柱が部
分的に重なっている撮影領域を1回の超高速撮影シーケ
ンスで撮影可能な複数の前記菱形状柱の領域に分割する
撮影領域分割手段と、 前記複数の菱形状柱の領域のそれぞれについて所定の順
序で前記撮影手段により撮影しMRデータを収集するM
Rデータ収集手段と、 前記複数の菱形状柱の領域のそれぞれについて収集した
MRデータからそれぞれMRイメージを生成するととも
に前記隣接する菱形状柱が重なったMRイメージ部分は
加算することにより、前記撮影領域の略全体のMRイメ
ージを生成するMRイメージ生成手段とを有するMRI
装置であって、 前記撮影手段が、選択励起領域中に一つの前記菱形状柱
の領域を含むように且つ前記撮影領域に対して交差する
第1の角度で選択励起し、次に選択反転領域中に前記一
つの菱形状柱の領域を含むように且つ前記第1の角度と
は異なる傾きで前記撮影領域に対して交差する第2の角
度で選択反転することにより、前記第1の角度で選択励
起した領域と前記第2の角度で選択反転した領域とが重
なる領域が前記一つの菱形状柱の領域となり、 前記菱形状柱が部分的に重なっている撮影領域におい
て、その最小の厚さ(Ti)はその最大の厚さ(To)
の半分であ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、 前記撮影領域をその厚さ方向に重ねて3次元データを得
る撮影をするとともに、隣接する前記撮影領域間で撮影
領域における前記最小の厚さ(Ti)の部分と前記最大
の厚さ(To)の部分とがはまり合っていることを特徴
とするMRI装置。 - 【請求項3】 前記撮影手段は、拡散強調用勾配を印加
して拡散強調パルスシーケンスを実行することを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載のMRI装置。
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