JP4031092B2

JP4031092B2 - 磁気共鳴診断装置

Info

Publication number: JP4031092B2
Application number: JP27142397A
Authority: JP
Inventors: 慎一喜種
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: JPH11104106A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脂肪抑制をかけて頭部等の血流を効果的に撮影する３次元ＭＲアンギオグラフィー（血流撮影法）の可能な磁気共鳴診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０にフィールドエコー法を基本とした従来の３次元ＭＲアンギオグラフィーのパルスシーケンスを示している。このＭＲアンギオグラフィーの原理は、撮影ボリューム内の脳実質や臓器等の静止物体はその縦磁化があまり回復していないうちに次々と励起されるので信号レベルは徐々に低くなっていくが、血液（水）は常にフレッシュな状態でボリュームに流入してくるので、静止物体ほどは信号低下は見られない。このため血流が静止物体に比べて相対的に強調されたような画像（血流画像）が得られることになる。
【０００３】
このようなＭＲアンギオグラフィーでは、画質向上のために様々な工夫がなされている。代表的には、イメージングシーケンスを繰り返すごとにその直前に脂肪抑制パルスをプリパルスとして印加して、脂肪抑制を図っている（図１１参照）。
【０００４】
また、近年では、SINCパルスとオフセットパルスで構成されて、水のプロトンの共鳴周波数から少しずれた周波数のＭＴＣ(Magnetization Transfer Contrast) パルスと呼ばれるＲＦパルスを、イメージングシーケンスの直前にプリパルスとして印加し、これにより起こる水のプロトンと、脳実質を主に構成する高分子のプロトンとの間のＭＴＣ効果によって、脳実質からの信号を水（血液）からの信号よりも相対的に弱くして血流抽出能を高めるといった技術も開発されている。
【０００５】
さらに、この技術を応用して、特開平６−３１９７１５号公報に開示されているように、ＭＴＣパルスをスライス選択傾斜磁場と共に印加して（ＳＯＲＳパルス）、このＳＯＲＳパルスで心臓から撮影領域２２より遠い領域２１を励起することにより、動脈流を強調するような技術も開発されている（図１２）。
【０００６】
このように様々に工夫されている３次元ＭＲアンギオグラフィーであるが、上述したように脂肪抑制パルスをイメージングシーケンスを繰り返してＭＲ信号を収集する毎に印加していたので、３次元ｋ空間の全域にわたって、当該脂肪抑制パルスのサイドローブ（広帯域化）が磁場不均一性を伴って影響し、脂肪と一緒に水のプロトンも抑制されてしまい、血流画像が完全に落ちてしまうという事態が起こる可能性があった。
【０００７】
かかる脂肪抑制パルスのサイドローブの影響を少なくするには、sinc波形の脂肪抑制パルスを例えば±π長から±４・π長に延長して、狭帯域化することが効果的である。しかし、脂肪抑制パルスを長くすればその分、撮影時間を延長せざるを得なくなり、臨床上不都合が生じる。さらに、ＭＲアンギオグラフィーでは、上述したように縦磁化の不十分な回復を利用して静止物体の信号低下を図っているので、繰り返し時間ＴＲが長くなるような脂肪抑制パルスの延長はとても許容できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、血流からのＭＲ信号があまり低下することなく、しかも脂肪制御効果も十分維持できるような３次元ＭＲアンギオグラフィーの可能な磁気共鳴診断装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の局面は、静磁場に重ねて傾斜磁場を印加可能な傾斜磁場印加手段と、前記静磁場中の被検体にＲＦパルスを送信すると共に前記被検体からのＭＲ信号を受信可能なＲＦ送受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記ＲＦ送受信手段とを制御する制御手段とを備えた磁気共鳴診断装置において、前記制御手段は、ｋ空間上での低周波領域については脂肪抑制パルスとＭＴＣパルスとをプリパルスとして印加するとともにイメージングシーケンスによりＭＲ信号を収集し、前記ｋ空間上での高周波領域については前記脂肪抑制パルスを印加せずに前記ＭＴＣパルスを印加するとともに前記イメージングシーケンスによりＭＲ信号を収集するために前記傾斜磁場印加手段と前記ＲＦ送受信手段とを制御することを特徴とする。
【００１０】
（作用）
磁場不均一性を伴って脂肪抑制パルスのサイドローブの影響は、従来のように、３次元ｋ空間の全域でなく、画像コントラストに支配的な原点付近の一部領域だけに及ぶことになり、血流信号があまり落ちることなく、しかも、プリパルスによる付加的効果も奏することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明による磁気共鳴診断装置の一実施形態を説明する。図１に本実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成を示す。コイルガントリ２０には、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、ＲＦコイル３が設けられている。傾斜磁場コイル２は直交するＸＹＺの３軸にそれぞれ対応する傾斜磁場電源７，８，９から電流の供給を受けて、静磁場磁石１及び静磁場制御装置４とにより形成された静磁場にＸＹＺ各軸の傾斜磁場を重畳するために設けられている。これら３軸の傾斜磁場を個別に又は適当に組み合わせて、撮影ボリュームの幅や位置を決めたり、ＭＲ信号にスライスエンコードをかけたりするための傾斜磁場Ｇ_S（Ｇ_SE）、ＭＲ信号に位相エンコードをかけるための傾斜磁場Ｇ_PE、ＭＲ信号に周波数エンコードをかけるための傾斜磁場Ｇ_ROを形成するようになっている。
【００１２】
また、ＲＦコイル３は、送信器５と共に被検体ＰにＲＦパルスを印加し、また受信器６と共に被検体からＭＲ信号を受信するために設けられている。ここでは、ＲＦコイル３は、送受信兼用としているが、送信用と受信用とを別々に設けてもよい。
【００１３】
シーケンサ１０は、後述する所定のパルスシーケンスに従って、送信器５、受信器６、傾斜磁場電源７，８，９を制御する。コンピュータシステム１１は、装置全体のホストコンピュータとしての機能の他に、受信器６からのＭＲ信号から３ＤＦＴ（３次元フーリエ変換）法に従ってＭＲ画像、ここでは血流画像を再構成する演算機能を有している。表示部１２には、コンピュータシステム１１で再構成された血流画像が表示される。
【００１４】
図２には、本実施形態により選択的に脂肪抑制がかけられる３次元ｋ空間上での低周波領域を示し、図３（ａ）には図２の低周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示し、図３（ｂ）には図２の低周波領域以外の高周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示している。これらの図からわかるように、イメージングシーケンスとしては、short ＴＲのフィールドエコー法と、３ＤＦＴ（３次元フーリエ変換）法に従って組まれている。なお、イメージングシーケンスは、short ＴＲのフィールドエコー法以外のエコー等の発生シーケンスと３ＤＦＴ法との組み合わせであってもよい。
【００１５】
本実施形態では、このイメージングシーケンスで、３次元ｋ空間上で、スライスエンコード方向に関して画像コントラストに支配的な低周波領域のＭＲ信号を収集するときには、その直前に、プリパルスとしてＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加するが、高周波領域のＭＲ信号を収集するときには、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しない。
【００１６】
このように高周波領域ではＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないようにしているので、磁場不均一性を伴って起こる脂肪抑制パルスのサイドローブの影響は、従来のように、３次元ｋ空間の全域でなく、画像コントラストに支配的な低周波領域だけに及ぶことになり、血流信号が極端に落ちることなく、しかも、脂肪抑制効果やＳＯＲＳパルスによる脳実質抑制効果といった付加的効果も奏することができる。
【００１７】
また、高周波領域ではＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないので、図４に示すように、イメージングシーケンスにより３次元ｋ空間上の高周波領域のＭＲ信号を収集するときの繰り返し時間ＴＲ_HIGHは、低周波領域のＭＲ信号を収集するときの繰り返し時間ＴＲ_LOWよりも短縮して、撮影時間を短くすることができる。
【００１８】
なお、イメージングシーケンス内の励起パルスには、動脈において心臓から遠い血流も、心臓に近い血流と同等のコントラストで描画することを目的として開発されたＩＳＣＥパルスを採用してもよい。心臓から遠い動脈血流では、心臓に近い動脈血流よりも励起回数が多くなり、その励起回数に応じて静止物体と同様に信号レベルが小さくなってしまうことがある。
【００１９】
一般的な励起パルスのパワープロファイルファイルは図５（ａ）に示すようにほぼ一定に成形されている。これに対して、ＩＳＣＥパルスでは、図５（ｂ）に示すように心臓から遠方になるほどパワーが高くなるようなパワープロファイルに成形している。このようなパワープロファイルによると、心臓から遠くなればなるほど、フリップ角を深くとることができるので、信号レベルの低下を補償することができる。
【００２０】
このような本実施形態によれば、脂肪や脳実質部は十分抑制されているにも関わらず、血流は末梢まで十分描画される。
【００２１】
なお上述では、３次元ｋ空間上のスライスエンコード方向に関して低周波領域のＭＲ信号を収集するときには、その直前に、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加するが、高周波領域のＭＲ信号を収集するときには、その直前にＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないと説明したが、図６（ａ）、図７に示すように３次元ｋ空間上の位相エンコード方向に関して低周波領域のＭＲ信号を収集するときに、その直前に、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加し、位相エンコード方向の高周波領域のＭＲ信号を収集するときには、その直前にＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないようにしてもよい。また、図６（ｂ）、図８に示すように３次元ｋ空間上のスライスエンコードと位相エンコードの両方向に関して柱状の低周波領域のＭＲ信号を収集するときにだけ、その直前に、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加し、それ以外の領域のＭＲ信号を収集するときには、その直前にＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないようにしてもよい。
【００２２】
また、上述では、３次元ｋ空間上の低周波領域のＭＲ信号を収集するときには、そのイメージシーケンスを繰り返すごとに、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加すると説明したが、図９に示すように、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを１回印加した後に、その効果がある程度維持されている間に、イメージシーケンスを繰り返すようにしてもよい。
【００２３】
また、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスの効果を発揮させる３次元ｋ空間上の低周波領域としては、３次元ｋ空間の原点付近を含む一部領域であればよく、ゼロエンコードを必ず含む必要はない、つまり３次元ｋ空間の原点のＭＲ信号を収集するときにはＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないようにしてもよい。
【００２４】
また、３次元ｋ空間上でのＳＯＲＳパルスの効果を与える低周波領域と、脂肪抑制パルスの効果を与える低周波領域とは、同一である必要はなく（異なっていてもよく）、例えば３次元ｋ空間上の位相エンコード方向に関する低周波領域にＳＯＲＳパルスの効果を与え、３次元ｋ空間上のスライスエンコード方向に関する低周波領域に脂肪抑制パルスの効果を与えるようにしてもよい。
【００２５】
また、３次元ｋ空間上の低周波領域のＭＲ信号を収集するときには、ＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加し、高周波領域ではＳＯＲＳパルスと脂肪抑制パルスを印加しないと説明したが、脂肪抑制パルスだけをこのように選択的に印加し、ＳＯＲＳパルスは常に印加して、３次元ｋ空間の全域にわたってそのＳＯＲＳ効果が及ぶようにしてもよい。
【００２６】
また、脂肪抑制パルスだけをこのように選択的に印加し、ＳＯＲＳパルスは常に印加しないようにして、３次元ｋ空間の全域にわたってそのＳＯＲＳ効果を発揮させないようにしてもよいし、逆に、ＳＯＲＳパルスだけをこのように選択的に印加し、脂肪抑制パルスは常に印加しないようにして、３次元ｋ空間の全域にわたってその脂肪抑制効果を発揮させないようにしてもよい。
【００２７】
その他、本発明は、上述した実施の形態に限定されることなく種々変形して実施可能であるのは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によると、血流からのＭＲ信号があまり低下することなく、しかも脂肪抑制等の付加的効果も十分維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の磁気共鳴診断装置のブロック図。
【図２】本実施形態により選択的に脂肪抑制がかけられる３次元ｋ空間上での低周波領域を示す図。
【図３】（ａ）は図２の低周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示し、（ｂ）は図２の低周波領域以外の高周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示す図。
【図４】（ａ）は図３（ａ）の繰り返し時間を示し、（ｂ）は図３（ｂ）の繰り返し時間を示す図。
【図５】（ａ）は一般的な励起パルスのパワースペクトルを示し、（ｂ）はＩＳＣＥパルスのパワースペクトルを示す図。
【図６】（ａ）は脂肪抑制がかけられる３次元ｋ空間上での他の低周波領域を示す図、（ｂ）は脂肪抑制がかけられる３次元ｋ空間上でのさらに他の低周波領域を示す図。
【図７】（ａ）は図６（ａ）の低周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示し、（ｂ）は図６（ａ）の低周波領域以外の高周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示す図。
【図８】（ａ）は図６（ｂ）の低周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示し、（ｂ）は図６（ｂ）の低周波領域以外の高周波領域のＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを示す図。
【図９】図４の変形を示す図。
【図１０】従来の３次元ＭＲアンギオグラフィーのためのパルスシーケンスを示す図。
【図１１】従来の脂肪抑制領域を３次元ｋ空間上でみた図。
【図１２】ＳＯＲＳパルスの説明図。
【符号の説明】
１…静磁場磁石、
２…傾斜磁場コイル、
３…ＲＦコイル、
４…静磁場制御装置、
５…送信器、
６…受信器、
７…Ｘ軸傾斜磁場電源、
８…Ｙ軸傾斜磁場電源、
９…Ｚ軸傾斜磁場電源、
１０…シーケンサ、
１１…コンピュータシステム、
１２…表示部、
２０…コイルガントリ。

Claims

静磁場に重ねて傾斜磁場を印加可能な傾斜磁場印加手段と、前記静磁場中の被検体にＲＦパルスを送信すると共に前記被検体からのＭＲ信号を受信可能なＲＦ送受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記ＲＦ送受信手段とを制御する制御手段とを備えた磁気共鳴診断装置において、
前記制御手段は、ｋ空間上での低周波領域については脂肪抑制パルスとＭＴＣパルスとをプリパルスとして印加するとともにイメージングシーケンスによりＭＲ信号を収集し、前記ｋ空間上での高周波領域については前記脂肪抑制パルスを印加せずに前記ＭＴＣパルスを印加するとともに前記イメージングシーケンスによりＭＲ信号を収集するために前記傾斜磁場印加手段と前記ＲＦ送受信手段とを制御することを特徴とする磁気共鳴診断装置。
前記ＭＴＣパルスはスライス選択傾斜磁場と共に印加されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。