JP5571231B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、被検体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体内の画像を得る磁気共鳴映像装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus that obtains an image in a subject based on a magnetic resonance signal emitted from the subject.
磁気共鳴映像（ＭＲＩ）法で冠動脈を撮像するためには、３次元（３Ｄ）のＳＳＦＰ（steady state free precession）シーケンスを用いて、息止め、もしくは自然呼吸下で撮像する方法が用いられる。特に心臓全体の冠動脈走行を画像化するＷＨ ＭＲＣＡ（whole heart MR coronary angiography）の場合には、息止めでは空間分解能が不十分なことがある。 In order to image the coronary artery using the magnetic resonance imaging (MRI) method, a method of capturing images under breath holding or natural breathing using a three-dimensional (3D) SSFP (steady state free precession) sequence is used. In particular, in the case of WH MRCA (whole heart MR coronary angiography) for imaging coronary artery travel of the entire heart, the spatial resolution may not be sufficient for breath holding.
これの対策としては、自然呼吸下で、例えば横隔膜の位置をＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）信号に基づいて検出することによって呼吸レベルをモニタしながら、その呼吸レベルに合わせて撮像する位置を変えながら撮像するＲＭＣ（realtime motion correction）法が用いられる。 As countermeasures against this, under natural breathing, for example, the position of the diaphragm is detected based on NMR (nuclear magnetic resonance) signals to monitor the breathing level, and the image is picked up while changing the imaging position according to the breathing level. RMC (realtime motion correction) method is used.
ただし、精度良く撮像できる位置の可変量にはある程度の制限があるために、呼吸による動きの範囲に対して一定の閾値を設けて、その閾値より動きが大きくなっているときには撮像のためのＮＭＲ信号の収集を休止するという方法が用いられる。すなわち例えば、図２１（ａ）に示すような領域Ｒについて収集したＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号（以下、モニタ信号と称する）からは、体軸方向に関しての横隔膜の位置が検出できる。体軸方向に関する横隔膜の位置は呼吸に応じて周期的に上下するから、周期的に検出される横隔膜の位置を時系列にプロットすることによって、呼吸動に同期した図２１（ｂ）に示すようなモニタ信号を得ることができる。このモニタ信号のピークが図２１（ｂ）に示すように上限閾値ＵＳＬと下限閾値ＬＳＬとの間の許容範囲外にあるときには撮像しないか、もしくは収集したデータを用いないようにし、許容範囲内にあるときにはデータ収集を行う。さらに、呼吸動に合わせて撮像する位置を変えながら撮像を行う。 However, since there is a certain limit to the variable amount of the position that can be imaged with high accuracy, a fixed threshold is set for the range of movement due to respiration, and when the movement is larger than the threshold, NMR for imaging A method of pausing signal collection is used. That is, for example, the position of the diaphragm in the body axis direction is detected from a signal (hereinafter referred to as a monitor signal) obtained by performing one-dimensional Fourier transform on the NMR signal collected for the region R as shown in FIG. it can. Since the position of the diaphragm with respect to the body axis direction periodically rises and falls according to respiration, the position of the diaphragm detected periodically is plotted in time series, as shown in FIG. Can be obtained. When the peak of the monitor signal is outside the allowable range between the upper threshold USL and the lower threshold LSL as shown in FIG. 21B, no image is taken or the collected data is not used, Collect data at certain times. Furthermore, imaging is performed while changing the imaging position according to the respiratory motion.
この様にすることで、自然呼吸下でもかなりの高分解能の３Ｄ画像が良好に得られる。 By doing so, a considerably high resolution 3D image can be obtained well even under natural breathing.
しかしながら、呼吸レベルが一定でなく次第に下がったり、あるいは次第に上がったりし、ＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号における横隔膜の位置に相当する部分が例えば図２１（ｃ）に示すように許容範囲から外れてしまうと、撮像時間が長くなったり、最悪のケースでは検査を終了できなくなるおそれがあった。 However, the breathing level is not constant and gradually decreases or gradually increases, and the portion corresponding to the position of the diaphragm in the signal obtained by one-dimensional Fourier transform of the NMR signal is within an allowable range as shown in FIG. If it is out of the range, there is a possibility that the imaging time becomes long or the inspection cannot be completed in the worst case.
このため、例えば図２２に示すように、帯状の固定具、いわゆる腹帯５００を用いて腹部を固定する方法が用いられる。この腹帯５００により、ある程度の呼吸動の抑制効果は得られる。
For this reason, for example, as shown in FIG. 22, a method of fixing the abdomen using a band-shaped fixture, so-called
しかしながら、腹帯５００で腹部を固定しても、完全には呼吸動を抑えることは出来ず、やはり長時間での撮像では、呼吸レベルが変動して検査時間が延長する恐れがあった。また、呼吸動を減らすために腹帯５００による固定強度を上げると、被検体への負担が大きくなり、検査が長引いた場合に今度は固定による不快感から被検体が動き出してしまう恐れがあった。さらには、被検体が大きい場合、腹帯５００さえ出来ない場合も生じる。
However, even if the abdomen is fixed with the
一方、自然呼吸下ではなく、複数回の息止めを繰り返して３次元データを撮像するマルチブレスホールド法もある。 On the other hand, there is also a multi-breath hold method in which three-dimensional data is imaged by repeating breath holding a plurality of times instead of under natural breathing.
マルチブレスホールド法では、図２３（ａ）に示すように心臓全体を含む１つのスラブＳ１についてのデータ収集を、被検体が繰り返し息止めするのに同期して間欠的に行う。さらには、このマルチブレスホールド法にＲＭＣを併用して、モニタ信号が許容範囲内に入っている時にのみデータ収集を行う方法がある。しかしながら、被検体は自身の呼吸レベルを正しく把握することが困難であるため、被検体が均一な息止めをしているつもりであっても、その息止め状態における呼吸レベルがばらつく。このため、例えばＲＭＣ併用の場合には図２３（ｂ）に示すように、息止めをしていてもモニタ信号が許容範囲内にならない場合がある。この場合には、被検体が息止めをしているにも拘わらずにデータ収集が行われず、被検体の負担となる。しかも、このような不適切な息止めは、データ収集を行えない期間が長くなって、データ収集の効率が低下して検査時間が長くなってしまう。また、撮像時間が長くなると、息止めを繰り返すことによって被検体が疲れ、息止め状態における呼吸レベルがさらに乱れやすくなるために最悪のケースでは検査を終了できなくなるおそれがあった。また、ＲＭＣを併用しないマルチブレスホールド法の場合は、複数のスラブのデータが息止め位置が異なる状態でそれぞれ収集されるために、再構成された画像におけるスラブどうしのつなぎ目がバラバラになる恐れがあった。 In the multi breath hold method, as shown in FIG. 23 (a), data collection for one slab S1 including the entire heart is intermittently performed in synchronization with the subject repeatedly holding his / her breath. Further, there is a method of collecting data only when the monitor signal is within an allowable range by using RMC together with this multi-breath hold method. However, since it is difficult for the subject to correctly grasp his / her breathing level, the breathing level in the breathholding state varies even if the subject intends to hold his breathing evenly. For this reason, for example, in the case of combined use with RMC, as shown in FIG. 23B, the monitor signal may not fall within the allowable range even if the breath is held. In this case, data collection is not performed even though the subject holds his / her breath, which is a burden on the subject. Moreover, such improper breath-holding increases the period during which data cannot be collected, reduces the efficiency of data collection, and increases the examination time. In addition, if the imaging time becomes longer, the subject becomes tired by repeating breath holding, and the breathing level in the breath holding state is more likely to be disturbed, so that in the worst case, there is a possibility that the examination cannot be completed. In addition, in the case of the multi-breath hold method not using RMC, since data of a plurality of slabs are collected with different breath-holding positions, there is a risk that the joints between the slabs in the reconstructed image will be scattered. there were.
一方、図２４（ａ）に示すように心臓全体を含む領域を複数のスラブＳ１〜Ｓ４に分割して、これらのスラブＳ１〜Ｓ４のそれぞれで個別にデータ収集を行うようにするマルチスラブ法が考えられている。この場合も、単純なマルチブレスホールド法またはＲＭＣを併用したマルチブレスホールド法の適用が考えられる。図２４（ｂ）は、ＲＭＣを併用するマルチブレスホールド法を適用する場合を示しており、スラブ毎に許容範囲を変更する。この場合、各スラブでそれぞれ許容範囲が異なるため、収集されたデータを用いてそのまま再構成すると、スラブ毎に断層ができるという不具合があった。単純なマルチブレスホールド法の場合も、同様な断層が生じる。このようなマルチスラブ法を採用する場合でも、ＲＭＣを併用したマルチブレスホールド法の場合は毎回の息止め位置が異なることによるデータ収集の効率低下は上記と同様に生じ、単純なマルチブレスホールド法の場合は息止め位置が毎回異なることによる各スラブのブラーリングは上記と同様に生じる。 On the other hand, as shown in FIG. 24A, there is a multi-slab method in which a region including the entire heart is divided into a plurality of slabs S1 to S4, and data is individually collected in each of the slabs S1 to S4. It is considered. Also in this case, it is conceivable to apply a simple multi-breath hold method or a multi-breath hold method in combination with RMC. FIG. 24B shows a case where a multi-breath hold method using RMC is applied, and the allowable range is changed for each slab. In this case, since each slab has a different allowable range, there is a problem in that a fault can be generated for each slab when the data is reconstructed as it is. In the case of the simple multi breath hold method, a similar fault occurs. Even when such a multi-slab method is adopted, in the case of the multi-breath hold method combined with RMC, the reduction in the efficiency of data collection due to different breath-holding positions occurs in the same manner as described above. In the case of, the blurring of each slab due to the difference in the breath-holding position occurs each time as described above.
以上のように自然呼吸法では、呼吸レベルのばらつきや呼吸レベルの長期変動により、ナビゲータエコー法によるデータ収集効率が悪化してしまう。 As described above, in the natural breathing method, the data collection efficiency by the navigator echo method is deteriorated due to variations in the breathing level and long-term fluctuations in the breathing level.
またマルチブレスホールド法とシングルスラブ法とを組み合わせて適用すると、息止め位置が毎回異なることによるブラーリングが生じてしまう。 In addition, when the multi breath hold method and the single slab method are applied in combination, blurring occurs due to different breath holding positions each time.
マルチブレスホールド法とマルチスラブ法とを組み合わせて適用する場合、１つの撮像領域についてのデータ収集毎に息止め位置が異なるが、これに合わせて許容範囲が変わるために、収集されたデータは異なる位置でのデータとなる。このため、最終的に得られる３Ｄ画像にミスレジストレーションが発生し、当該３Ｄ画像においてデータの不連続性が生じてしまうという不具合があった。そこでこのような不連続性を軽減するために、画像処理等において各スラブの位置合わせを行う必要があったが、データ収集時に各スラブに含まれるデータ位置が既に異なっているために、適切に合わせることが困難であった。 When the combination of the multi breath hold method and the multi slab method is applied, the breath holding position is different for each data collection for one imaging region, but the collected data is different because the allowable range is changed accordingly. It becomes the data at the position. For this reason, there is a problem that misregistration occurs in the finally obtained 3D image and data discontinuity occurs in the 3D image. Therefore, in order to reduce such discontinuities, it was necessary to align each slab in image processing etc., but the data position included in each slab was already different at the time of data collection. It was difficult to match.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、各スラブ間のミスレジストレーションやブラーリングの発生を抑えることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to suppress the occurrence of misregistration and blurring between the slabs.
本発明の一態様による磁気共鳴映像装置は、被検体に一様な静磁場を印加するとともに、高周波磁場および傾斜磁場を所定のパルスシーケンスに従って前記被検体に印加して前記被検体からの磁気共鳴信号を複数のスラブのそれぞれについて個別に収集する収集手段と、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記複数のスラブを包含する撮像領域に関して映像化する映像化手段と、前記被検体の呼吸レベルを検出する手段と、検出された前記呼吸レベルが前記複数のスラブのそれぞれに対して設定される許容範囲内であるときに前記磁気共鳴信号の収集を行うように前記収集手段を制御する手段と、前記複数のスラブのうちの１番目のスラブについての前記収集が開始される前に検出された前記呼吸レベルに基づいて前記複数のスラブのそれぞれに共通に適用するものとして前記許容範囲を１つ設定する手段とを備える。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an aspect of the present invention applies a uniform static magnetic field to a subject, and applies a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the subject according to a predetermined pulse sequence, thereby magnetic resonance from the subject. A collecting means for individually collecting a signal for each of a plurality of slabs; an imaging means for visualizing an imaging region including the plurality of slabs based on the collected magnetic resonance signals; and a respiratory level of the subject And means for controlling the acquisition means to acquire the magnetic resonance signal when the detected respiration level is within an allowable range set for each of the plurality of slabs. The plurality of slabs based on the breathing level detected before the collection of the first slab of the plurality of slabs is started. And means for setting one the allowable range as being commonly applied to, respectively.
本発明の一態様による磁気共鳴撮像装置によれば、各スラブ間のミスレジストレーションやブラーリングの発生を抑えることが可能となる。 According to the magnetic resonance imaging apparatus according to one aspect of the present invention, it is possible to suppress misregistration and blurring between the slabs.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本実施形態に係る磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置）１００の構成を示す図である。このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、計算機システム１０、映像伝送システム１１および表示システムを具備する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) 100 according to the present embodiment. The
静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石または超伝導磁石等が使用される。
The static
傾斜磁場コイルユニット２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイルユニット２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３種類のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイルユニット２は、上記の３種類のコイルが傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って変化する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇeおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇrにそれぞれ任意に使用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意にイメージング断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇeは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇrは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。
The gradient magnetic
被検体２００は、寝台４の天板４ａに載置された状態で傾斜磁場コイルユニット２の空洞内に挿入される。寝台４が有する天板４ａは寝台制御部５により駆動され、その長手方向および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。
The subject 200 is inserted into the cavity of the
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。送信ＲＦコイル６は、送信部７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。
The
送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。
The
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。受信ＲＦコイル８は、上記の高周波磁場の影響により被検体から放射されるＮＭＲ信号を受信する。受信ＲＦコイル８からの出力信号は、受信部９に入力される。
The reception RF coil 8 is disposed inside the
受信部９は、受信ＲＦコイル８からの出力信号に基づいてＮＭＲ信号データを生成する。
The receiving
計算機システム１０は、インタフェース部１０ａ、データ収集部１０ｂ、再構成部１０ｃ、記憶部１０ｄ、表示部１０ｅ、入力部１０ｆおよび主制御部１０ｇを有している。
The
インタフェース部１０ａには、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信ＲＦコイル８および受信部９等が接続される。インタフェース部１０ａは、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を行う。
The interface unit 10a is connected to the gradient magnetic
データ収集部１０ｂは、受信部９から出力されるデジタル信号をインタフェース部１０ａを介して収集する。データ収集部１０ｂは、収集したデジタル信号、すなわちＮＭＲ信号データを、記憶部１０ｄに格納する。
The
再構成部１０ｃは、記憶部１０ｄに記憶されたＮＭＲ信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体２００内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
The
記憶部１０ｄは、ＮＭＲ信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。
The
表示部１０ｅは、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を主制御部１０ｇの制御の下に表示する。表示部１０ｅとしては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
The
入力部１０ｆは、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部１０ｆとしては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。また入力部１０ｆは、心臓全体などのイメージング領域、横隔膜などの同期対象部位としての励起スライスあるいは励起スラブのオペレータにより指定を受け付ける。
The
主制御部１０ｇは、図示していないＣＰＵやメモリ等を有しており、ＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。また主制御部１０ｇは、呼吸レベルが前記許容範囲内であるか否かを表す映像の映像信号を生成する。この映像信号は、例えばＮＴＳＣ（national television system committee）信号である。
The
映像伝送システム１１は、主制御部１０ｇにより生成された映像信号を光で伝送する。
The
表示システム１２は、映像信号に基づいて映像を、撮影状態に置かれた被検体２００が目視可能なように表示する。
The
図２は映像伝送システム１１および表示システム１２の詳細な構成を示す図である。なお、図１と同一部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the
映像伝送システム１１は、電気−光信号変換器１１ａ、光ケーブル（光ファイバケーブル）１１ｂおよび光−電気信号変換器１１ｃを含む。表示システム１２は、室内ディスプレイ１２ａおよびミラー１２ｂを含む。
The
図２における符号２０はガントリを示す。ガントリ２０は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイルユニット２および送信ＲＦコイル６を収容している。ガントリ２０は、静磁場磁石１がなす円筒形の軸心と一致する軸心を持ったほぼ円筒形の撮影空間２０ａを内部に有していて、この撮影空間２０ａをガントリ２０の外部へと開放させる開口２０ｂ，２０ｃが撮影空間の両端にそれぞれ形成されている。寝台４は、一方の開口２０ｂの側にガントリ２０に近接して配置されている。そして寝台４は、開口２０ｂから撮影空間２０ａへと天板４ａを送り込む。このため以後においては、開口２０ｂを寝台側開口２０ｂと称し、開口２０ｃを反寝台側開口２０ｃと称することとする。
ガントリ２０および寝台４は、磁気的にシールドされたシールドルームＲ１に配置されている。計算機システム１０は、シールドルームＲ１とは別のオペレーションルームＲ２に配置されている。
The
電気−光信号変換器１１ａは、シールドルームＲ１外に、ここではオペレーションルームＲ２内に配置されている。電気−光信号変換器１１ａは、インタフェース部１０ａから電気信号として出力される映像信号を光信号に変換する。
The electro-
光ケーブル１１ｂは、電気−光信号変換器１１ａから光信号として出力される映像信号を光−電気信号変換器１１ｃへと伝送する。
The
光−電気信号変換器１１ｃは、シールドルームＲ１内に配置される。光−電気信号変換器１１ｃは、光ケーブル１１ｂにより光信号として伝送された映像信号を電気信号に変換する。
The optical-
かくして映像伝送システム１１は、映像信号を光信号としてシールドルームＲ１内に伝送する。
Thus, the
室内ディスプレイ１２ａは、シールドルームＲ１内に配置される。室内ディスプレイ１２ａは、光−電気信号変換器１１ｃから電気信号として出力される映像信号が表す映像を表示する。室内ディスプレイ１２ａは、その表示面が撮影空間２０ａの軸心にほぼ直交するとともに撮影空間２０ａの側を向く姿勢で、反寝台側開口２０ｃの側に配置されている。室内ディスプレイ１２ａとしては、液晶モニタ等の周知の表示デバイスを利用可能である。ただし室内ディスプレイ１２ａは、その内部で発生するノイズがシールドルームＲ１内に漏れることを防止するように電磁シールド等を備える。
The
ミラー１２ｂは、撮影空間２０ａの内部に配置される。ミラー１２ｂは、天板４ａに載置されて撮影空間２０ａへと送り込まれた被検体２００がそのままの姿勢で室内ディスプレイ１２ａに表示された映像を目視できるように、室内ディスプレイ１２ａに表示された映像を図３に示すように反射させる。
The
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
Next, the operation of the
このＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡの際、マルチスラブ−マルチブレスホールド法によりデータ収集を行う。すなわち、例えば図４（ａ）に示すように心臓全体を含む領域を複数のスラブＳ１〜Ｓ４に分割して、これらのスラブＳ１〜Ｓ４のそれぞれで個別にデータ収集を行う。そして従来と同様に、横隔膜または肝臓の周辺から得られた磁気共鳴信号を１次元フーリエ変換して得られるモニタ信号のレベルが上限閾値ＵＳＬと下限閾値ＬＳＬとの間の許容範囲内であるときに上記のデータ収集を実行する。
The
ただし本実施形態においては、主制御部１０ｇは図４（ｂ）に示すように、１番目のスラブＳ１の収集前もしくは開始と同時に求めた被検体２００の呼吸レベルに基づいて定めた上限閾値ＵＳＬおよび下限閾値ＬＳＬを、スラブＳ１〜Ｓ４の全てについて変更せずに適用する。上限閾値ＵＳＬおよび下限閾値ＬＳＬの設定は、スキャン前に被検体２００に数回の自然呼吸させて、例えば呼吸レベルの最頻値を統計的に求め、その値を基準（中心）に、あらかじめ設定しておいた許容幅（例えば５ｍｍ）が得られるように定めることができる。この上限閾値ＵＳＬおよび下限閾値ＬＳＬの設定は、オペレータによって行われても良いし、主制御部１０ｇの制御の下に自動的に行っても良い。この時、被検体２００の呼吸レベルの判定には、ＮＭＲ信号を用いても良いし、呼吸同期装置（ベローズ等）の信号を用いても良い。
However, in this embodiment, as shown in FIG. 4B, the
図５はＮＭＲ信号の収集に係るシーケンスの一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a sequence related to collection of NMR signals.
この撮像法は、通常は心電同期を伴って実施される。そしてＲ波から一定の遅延時間が経過したのちに、モニタ信号を得るためのＮＭＲ信号としてＭＰＰ（motion probing pulse）を収集する。このＭＰＰの収集は位相エンコード用傾斜磁場Ｇeを印加せずに行う。そしてＭＰＰを収集した直後に、撮影のためのデータ収集を行う。この撮影のためのデータ収集においては、位相エンコード用傾斜磁場Ｇeを印加する。 This imaging method is usually performed with electrocardiogram synchronization. After a certain delay time has elapsed from the R wave, MPP (motion probing pulse) is collected as an NMR signal for obtaining a monitor signal. The MPP is collected without applying the phase encoding gradient magnetic field Ge. Immediately after collecting the MPP, data for photographing is collected. In data collection for this imaging, a phase encoding gradient magnetic field Ge is applied.
一方、このような形態でのＷＨ ＭＲＣＡの実行中において主制御部１０ｇは、被検体２００の呼吸レベルが許容範囲内であるか否かを表す映像を生成する。上記の映像は例えば、モニタ信号と上限閾値ＵＳＬおよび下限閾値ＬＳＬとを表した例えば図４（ｂ）に示したような映像とする。この映像を主制御部１０ｇは、オペレータに確認させるために表示部１０ｅに表示させる。また主制御部１０ｇは、上記の映像を表す映像信号をインタフェース部１０ａを介して電気−光信号変換器１１ａへと与える。この映像信号は、電気−光信号変換器１１ａにより光信号に変換されて光ケーブル１１ｂを伝送されてシールドルームＲ１内に導かれる。そして映像信号は、シールドルームＲ１内にて光−電気信号変換器１１ｃにより電気信号に戻された後、室内ディスプレイ１２ａに与えられる。かくして室内ディスプレイ１２ａは、この映像信号が表す上記の映像を表示する。室内ディスプレイ１２ａにより表示された映像は、ミラー１２ｂによって反射されて被検体２００が目視可能となる。
On the other hand, during execution of WH MRCA in such a form, the
かくして被検体２００は、ミラー１２ｂに映った映像を確認することで、現在の自分の呼吸レベルが許容範囲内であるか否かを確認することができる。そして被検体２００は、自分の呼吸レベルが許容範囲内となる状態において息止めすることができる。
Thus, the subject 200 can confirm whether or not the current respiration level is within the allowable range by confirming the image reflected on the
かくしてＭＲＩ装置１００では、被検体２００が息止めをする毎に確実にデータ収集を行うことができ、データ収集の効率が向上する。しかも、息止め毎に収集されるデータは、複数のスラブのいずれでも一定の許容範囲内の呼吸状態において得られるものであるので、複数のスラブのそれぞれについて収集されたデータに基づいて最終的に得られる３Ｄ画像は、ミスレジストレーションやブラーリングの少ない高画質なものとすることができる。
Thus, the
さらにＭＲＩ装置１００では、シールドルームＲ１外で生成された映像信号を光信号としてシールドルームＲ１内へと導いている。これにより、シールドルームＲ１外からのノイズ等が磁気共鳴信号の収集に影響してしまうことを防止することができる。
Further, the
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。 This embodiment can be variously modified as follows.
(1) 映像信号は、表示部１０ｅに表示された映像をＣＣＤ（charge-coupled device）カメラなどにより撮影することによって生成しても良い。
(1) The video signal may be generated by shooting the video displayed on the
(2) 室内ディスプレイ１２ａは、図２に破線で示すように、表示面が撮影空間２０ａの軸心にほぼ直交するとともに撮影空間２０ａの側を向く姿勢で、寝台側開口２０ｂの側に配置されても良い。あるいは室内ディスプレイ１２ａは、表示面が撮影空間２０ａの軸心にほぼ平行になる姿勢で、寝台側開口２０ｂの側に配置されても良い。室内ディスプレイ１２ａを、その表示面が撮影空間２０ａの軸心にほぼ平行になる姿勢で配置した場合には、室内ディスプレイ１２ａが表示している映像をミラー１２ｃによってミラー１２ｂへと反射させる。ただし、寝台側開口２０ｂの側に室内ディスプレイ１２ａを配置する場合には、ミラー１２ｂの向きを図３に破線で示すように変える。ミラー１２ｂの向きは、固定としても良いし、可変としても良い。
(2) The
(3) 室内ディスプレイ１２ａに代えて、図６に示すように大型ディスプレイ（液晶、プラズマ等）１２ｄを用いても良い。
(3) Instead of the
(4) 室内ディスプレイ１２ａに代えて、図７に示すようにプロジェクタ１２ｅを用い、映像信号が表す映像をシールドルームＲ１の壁に投射しても良い。プロジェクタ１２ｅを用いる場合には、ミラー１２ｂに映像を直接に投射しても良いし、さらにミラー１２ｂを省略し、撮影空間２０ａの周囲のガントリ２０の壁面に映像を投射することもできる。
(4) Instead of the
室内ディスプレイ１２ａおよびミラー１２ｂに代えて、レーザ発光装置と可動ミラーとを組み合わせた描写装置を用い、ガントリ２０の壁面に映像を描写させても良い。
Instead of the
(5) 室内ディスプレイ１２ａを、撮影空間２０ａの内部に配置しても良い。この場合、ミラー１２ｂを省略して、室内ディスプレイ１２ａに表示される映像を直接的に被検体２００に目視させるようにしても良い。またこの場合、液晶シートや有機ＥＬ（electroluminescence）などを撮影空間２０ａの周囲のガントリ２０の壁面に取り付けるようにすることが考えられる。
(5) The
(6) シールドルームＲ１の外で生成した映像をシールドルームＲ１内に導いて被検体２００に目視させるようにしても良い。 (6) An image generated outside the shield room R1 may be guided into the shield room R1 so that the subject 200 visually observes it.
例えば図８に示すように、映像伝送システム１１をＬＥＤ（light emitted diode）アレイ１１ｄおよび光ケーブル群（光ファイバ群）１１ｅを含めて構成し、表示システム１２を可視化部１２ｆを含めて構成する。
For example, as shown in FIG. 8, the
ＬＥＤアレイ１１ｄは、多数のＬＥＤを１次元状または２次元状に配列してなり、映像信号が表す映像を再生する。光ケーブル群１１ｅは、多数の光ケーブルを束ねてなり、ＬＥＤアレイ１１ｄにより再生された映像をそのまま伝送する。可視化部１２ｆは、光ケーブル群１１ｅにより伝送されて映像を被検体に目視させる。
The
図９はＬＥＤを１次元状に配列してなるＬＥＤアレイ１１ｄでの映像の再生状態の一例を示す図である。なお、図９中の１つの丸が１つのＬＥＤを表している。図９では、両端のＬＥＤを青色および黄色でそれぞれ点灯させることにより上限閾値ＵＳＬおよび下限閾値ＬＳＬを表し、内側の５個のＬＥＤのうちの１つを赤色に点灯させることにより現在のモニタ信号の現在のレベルを表す。モニタ信号の現在のレベルが許容範囲外であるときには、内側の５個のＬＥＤのいずれも点灯させない。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a video reproduction state on the
図１０はＬＥＤを２次元状に配列してなるＬＥＤアレイ１１ｄでの映像の再生状態の一例を示す図である。なお、図１０中の１つの丸が１つのＬＥＤを表している。図１０では、図９に示すように配列されたＬＥＤ列を４列配列している。これら４列のＬＥＤ列のそれぞれでモニタ信号のレベル変化を上記と同様にして表す。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a video playback state on the
可視化部１２ｆは、光ケーブル群１１ｅに含まれる多数の光ケーブルの端面を１次元状または２次元状に配列することによって、これら光ケーブルから出射される光の配列により映像を可視化するように構成することができる。
The
図１１は端部が可視化部１２ｆとして機能する光ケーブル群１１ｅの構成の一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
あるいは、可視化部１２ｆは、図１２に示すように撮影空間２０ａ内に配置され、撮影空間２０ａの上方のガントリ２０の壁面に映像を投射するようなものとして構成することもできる。
Alternatively, the
あるいは、光ケーブル群１１ｅに代えて図１３に示すようなファイバースコープ１１ｆを用い、ＬＥＤアレイ１１ｄで再生された映像を被検体２００の目までガイドしても良い。
Alternatively, a
可視化部１２ｆとして、図１４に示すような半透明光ケーブルアレイを用い、これを図１５に示すように撮影空間２０ａの上方のガントリ２０の壁面に取り付けても良い。
As the
可視化部１２ｆとしての半透明光ケーブルアレイは、図１６に示すように撮影空間２０ａの周囲のガントリの壁面の周方向に半透明光ケーブルの配列方向を合わせるように配置しても良い。
The translucent optical cable array as the
可視化部１２ｆを、図１７に示すように光ケーブル群１１ｅの端部をレンズ部分に配列したメガネの様に構成し、これを被検体２００の顔に装着させるようにしても良い。
As shown in FIG. 17, the
(7) 上記の(6)に示した映像の伝送技術を用いて、表示部１０ｅで表示された映像や室内ディスプレイ１２ａで表示された映像を撮影空間２０ａに導いて被検体２００に目視させるようにしても良い。
(7) Using the video transmission technique shown in the above (6), the video displayed on the
この場合には図１８に示すように、表示部１０ｅまたは室内ディスプレイ１２ａが表示する映像の情報をロスなく入射させることができるように、光ケーブル群１１ｅの入力端を表示部１０ｅまたは室内ディスプレイ１２ａに密着させるようにする。この時、レンズや、補助的な光ガイドの媒体を用いることも有用である。また可視化部１２ｆとしては、レンズ付きガラスや拡散ガラスなどが適する。
In this case, as shown in FIG. 18, the input end of the
また光ケーブル群１１ｅに代えてファイバースコープ１１ｆを用いる場合には、図１９に示すように表示部１０ｅまたは室内ディスプレイ１２ａが表示する映像を縮小レンズ１１ｇによって縮小してファイバースコープ１１ｆに入射させ、ファイバースコープ１１ｆから出射した映像を拡大レンズ１１ｈによって拡大して可視化部１２ｆに入射させる。
When the
(8) 室内ディスプレイ１２ａを、図２０に示すようにＬＥＤアレイ１２ｇをレンズ部分に内蔵したメガネの様に構成し、これを被検体２００の顔に装着させるようにしても良い。
(8) The
(9) 予め理想状態としていくつかの呼吸パターンを登録しておき、それらのうちの１つをガイドパターンとして、計測した実際の呼吸パターンとを比較可能に表す映像を表示しても良い。これにより、被検体２００の呼吸パターンを理想的なパターンに近づけるように被検体２００をガイドすることが可能となる。すなわち、所謂、外部誘導法を適切に実行することが可能となる。なお、ガイドパターンおよび計測パターンは互いに異なった色で表示しても良い。また、被検体２００の安静時のＨＲ（heart rate）を予め計測しておき、それを参考に、データ収集を安定して早く終了できる呼吸パターンを選択してガイドパターンとしても良い。 (9) Several respiratory patterns may be registered in advance as an ideal state, and one of them may be used as a guide pattern to display an image that can be compared with the measured actual respiratory pattern. This makes it possible to guide the subject 200 so that the breathing pattern of the subject 200 approaches the ideal pattern. That is, the so-called external guidance method can be appropriately executed. Note that the guide pattern and the measurement pattern may be displayed in different colors. Alternatively, the HR (heart rate) at the time of resting of the subject 200 may be measured in advance, and referring to this, a breathing pattern that can finish data collection stably and quickly may be selected as a guide pattern.
(10) 呼吸レベルが許容範囲内であるか否かを表す映像の表示は、呼吸レベルが許容範囲内に有る際にデータ収集を行う方法であれば、マルチスラブ−マルチブレスホールド法以外の方法、すなわち例えば自然呼吸法やシングルスラブ−マルチブレスホールド法を用いる場合に適用しても有効である。 (10) A video other than the multi-slab-multi-breath hold method can be used to display the video indicating whether the respiration level is within the permissible range, as long as the data is collected when the respiration level is within the permissible range. That is, for example, the present invention is effective even when applied to a natural breathing method or a single slab-multi breath hold method.
(11) 横隔膜の動きに追尾しながら心臓の撮像領域を追尾する、動き補正法を併用しても良い。このようにすれば、許容範囲内での呼吸レベルの変動を動き補正法によって補正してマルチスラブの位置を高精度に合わせることができるため、３Ｄ画像におけるミスレジストレーションやブラーリングをさらに低減することが可能となる。 (11) A motion correction method for tracking the imaging region of the heart while tracking the movement of the diaphragm may be used in combination. In this way, it is possible to adjust the position of the multi-slab with high accuracy by correcting the fluctuation of the respiration level within the allowable range by the motion correction method, so that misregistration and blurring in the 3D image are further reduced. It becomes possible.
(12) 映像伝送システム１１および表示システム１２は、呼吸レベルが許容範囲内であるか否か以外の様々な情報を被検体２００に報知するために使用することが可能である。
(12) The
(13) 映像伝送システム１１は、映像信号を電気信号のままでシールドルームＲ１内へと導くようにしても良い。
(13) The
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイル、３…傾斜磁場電源、４…寝台、４ａ…天板、５…寝台制御部、６…送信ＲＦコイル、７…送信部、８…受信ＲＦコイル、９…受信部、１０…計算機システム、１０ａ…インタフェース部、１０ｂ…データ収集部、１０ｃ…再構成部、１０ｄ…記憶部、１０ｅ…表示部、１０ｆ…入力部、１０ｇ…主制御部、１１…映像伝送システム、１１ａ…光信号変換器、１１ｂ…光ケーブル、１１ｃ…電気信号変換器、１１ｄ…ＬＥＤアレイ、１１ｅ…光ケーブル群、１１ｆ…ファイバースコープ、１１ｇ…縮小レンズ、１１ｈ…拡大レンズ、１２…表示システム、１２ａ…室内ディスプレイ、１２ｂ，１２ｃ…ミラー、１２ｄ…大型ディスプレイ、１２ｅ…プロジェクタ、１２ｆ…可視化部、１２ｇ…ＬＥＤアレイ、２０…ガントリ、２０ａ…撮影空間、２０ｂ…寝台側開口、２０ｃ…反寝台側開口、１００…磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）、２００…被検体。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記複数のスラブを包含する撮像領域に関して映像化する映像化手段と、
前記被検体の呼吸レベルを検出する手段と、
検出された前記呼吸レベルが前記複数のスラブのそれぞれに対して設定される許容範囲内であるときに前記磁気共鳴信号の収集を行うように前記収集手段を制御する手段と、
前記複数のスラブのうちの１番目のスラブについての前記収集が開始される前に検出された前記呼吸レベルに基づいて前記複数のスラブのそれぞれに共通に適用するものとして前記許容範囲を１つ設定する手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。 A uniform static magnetic field is applied to the subject, and a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field are applied to the subject according to a predetermined pulse sequence, and magnetic resonance signals from the subject are individually collected for each of a plurality of slabs. Collecting means;
An imaging means for imaging an imaging region including the plurality of slabs based on the collected magnetic resonance signals;
Means for detecting a respiratory level of the subject;
Means for controlling said acquisition means to acquire said magnetic resonance signal when said detected respiration level is within an acceptable range set for each of said plurality of slabs;
One allowable range is set to be commonly applied to each of the plurality of slabs based on the respiratory level detected before the collection of the first slab of the plurality of slabs is started. And a magnetic resonance imaging apparatus.
前記収集手段が配置される磁気シールドされた第１の部屋とは異なる第２の部屋に配置され、検出された前記呼吸レベルが前記許容範囲内であるか否かを表す映像を生成する生成手段と、
前記映像を光により前記第２の部屋から前記第１の部屋へと伝送する伝送手段と、
前記第１の部屋に配置され、前記伝送手段により伝送された映像を前記被検体に対して表示する表示手段とを具備したことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴映像装置。 The notification means includes
A generating unit arranged in a second room different from the magnetically shielded first room in which the collecting unit is arranged to generate an image indicating whether or not the detected respiration level is within the allowable range. When,
Transmission means for transmitting the image from the second room to the first room by light;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, further comprising a display unit that is disposed in the first room and displays an image transmitted by the transmission unit on the subject.
前記伝送手段は、前記映像情報を光信号により伝送し、
前記表示手段は、前記映像情報に基づいて前記映像を再生して表示することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴映像装置。 The generation means generates video information representing the video,
The transmission means transmits the video information by an optical signal,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the display unit reproduces and displays the video based on the video information.
前記伝送手段は、前記可視光像を伝送し、
前記表示手段は、前記可視光像を前記被検体の目に投射することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴映像装置。 The generating means generates the video as a visible light image,
The transmission means transmits the visible light image;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the display unit projects the visible light image into an eye of the subject.
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