JPH0564055B2 - - Google Patents

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JPH0564055B2
JPH0564055B2 JP63148247A JP14824788A JPH0564055B2 JP H0564055 B2 JPH0564055 B2 JP H0564055B2 JP 63148247 A JP63148247 A JP 63148247A JP 14824788 A JP14824788 A JP 14824788A JP H0564055 B2 JPH0564055 B2 JP H0564055B2
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JP
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magnetic field
magnetic resonance
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JP63148247A
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Hirokazu Suzuki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

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:
magneticresonance)現象を利用して被検体(生
体)のスライス画像等の形態情報やスペクトロス
コピー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、脳表構造の画像化が可能な磁
気共鳴イメージング装置に関する。
(従来の技術) 磁気共鳴現象は、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
象であり、この原子核は下記式に示す角周波数
ω0(ω0=2πν0、ν0;ラーモア周波数)で共鳴す
る。
ω0=γH0 ここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比
であり、また、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として、原子核密度、縦緩
和時間T1、横緩和時間T2、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スラ
イス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
磁場中に配置した被検体の全部位を励起し且つ信
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の部位に対する励起とそ
の信号収集とを行うようにしている。
この場合、イメージング対象とする特定部位
は、一般にある厚さを持つたスライス部位である
のが通例であり、このスライス部位からのエコー
信号やFID信号の磁気共鳴信号(MR信号)を多
数回のデータエンコード過程を実行することによ
り収集し、これらデータ群を、例えば2次元フー
リエ変換法により画像再構成処理することにより
前記特定スライス部位の画像を生成するようにし
ている。
一方、磁気共鳴イメージング装置を用いること
により実現される臨床応用について言及する。す
なわち、頭蓋内疾患の外科的処置にあたり、脳溝
をはじめとする脳表面構造の描出画像は、皮質や
皮質下に局存する病変部の位置を知る上で重要な
目安であり、手術前にあつて正確な位置把握が望
まれ、そして、これを磁気共鳴イメージングによ
り行う試みがいくつかなされている。以下、その
例を説明する。
その一つに、頭部用コイルを用いて通常のプロ
トンイメージングを行う方法がある。この方法で
は、頭部用コイルを頭部を包み込むよう籠状にな
つているので、頭部全体からの信号を収集するこ
とになり、このため画像としては脳表下の深部の
情報が重なつたものとなり、結果的に上述した診
断の要請には応じきれるものではない。
また、表面コイルを用いて通常のプロトンイメ
ージングを行う方法がある。この方法では、表面
コイルの感度特性つまりコイルに近接する部位は
高感度であることにより、表層の皮下脂肪からの
信号ばかりを収集してしまい、やはり結果的に上
述した診断の要請には応じきれるものではない。
つまり、上述の2つの方法共に脳表面構造を適確
に表わした画像を呈示し得ないものである。
さらに、薄いスライス像により脳表面構造を表
わそうとする方法もあるが、この方法では、頭部
の前後部、頭頂部、脳底部を知ることができない
ので、これでは皮質や皮質下に局存する病変部の
位置を診断することはできない。
(発明が解決しようとする課題) このように従来の技術においては、脳溝水や脂
肪からの信号を区別なく同じように収集してしま
うので、皮質や皮質下に局存する病変部の位置を
診断するための脳表構造画像を得ることができな
いという問題点があつた。
そこで本発明の目的は、頭部の脳表面に存在す
る病変部を診断するための脳表面構造を描出した
画像を得ることができる磁気共鳴イメージ装置を
提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するめたの手段) 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成する
ために次のような構成としている。すなわち、第
1発明は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
るためのものであつて、エコー時間を長めに設定
した条件の下で前記頭部を厚く磁気共鳴励起する
ためのフイールドエコー法のパルスシーケンスを
実行する制御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
コイルより得られる磁気共鳴信号を信号処理して
前記頭部における脳表構造が描出された画像を得
る手段と、 を具備する。
また、第2発明は、静磁場を発生する静磁場発
生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
るためのものであつて、水のプロトンに係る磁気
共鳴信号を強調し且つ脂肪のプロトンに係る磁気
共鳴信号を抑制した条件の下で前記頭部を厚く磁
気共鳴励起するためのフイールドエコー法のパル
スシーケンスを実行する制御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
コイルより得られる磁気共鳴信号を信号処理して
前記頭部における脳表構造が描出された画像を得
る手段と、 を具備する。
さらに第3発明は、静磁場を発生する静磁場発
生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
るためのものであつて、α(α<90°)−180°−180°
パルス系列であつて磁気共鳴信号として第2エコ
ー信号を検出するパルスシーケンスを実行する制
御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
コイルより得られる磁気共鳴信号として第2エコ
ー信号を信号処理して前記頭部における脳表構造
が描出される画像を得る手段と、 を具備する。
(作用) 以上の如くによれば、受信コイルに近接するあ
る厚みをもつた部位内の水からの磁気共鳴信号は
強調され且つ脂肪からの磁気共鳴信号は抑制され
て検出されるので、頭部の脳溝内の水による脳溝
像を描出でき、しかも脂肪からの磁気共鳴信号を
抑制しているので、脂肪による描出像が前記水に
る脳溝描出像に重複しなく、脳表面に存在する病
変部を診断するために好適である画像を呈示する
ことができるものである。
(実施例) 以下本発明にかかる磁気共鳴イメージング装置
の一実施例を図面を参照して説明する。第1図は
本実施例の磁気共鳴イメージング装置の全体構成
を示す図である。
第1図に示すように、被検体Pを内部に収容す
ることができるようになつているマグネツトアツ
センブリMAとして、常電導又は超電導方式によ
る静磁場コイル(永久磁石を用いる構成であつて
もよい。)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X、
Y、Z軸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:エコー信号やFID信号)を検出する
ための送受信系である例えば送信コイル及び受信
コイルからなる埋め込み型全身用プローブ3とを
有している。
そして、超電導方式であれば冷媒の供給制御系
を含むものであつ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、RFパルスの送信制御
を行う送信器5、誘起MR信号の受信制御を行う
受信器6、X、Y、Z軸の傾斜磁場発生コイル2
のそれぞれの励磁制御を行うX軸、Y軸、Z軸傾
斜磁場電源7,8,9、データ収集のためのパル
スシーケンスを実施することができるシーケンサ
10、これらを制御すると共に検出信号の信号処
理及びその表示を行うコンピユータシステム1
1、表示装置12により構成されている。
また、本実施例では、マグネツトアツセンブリ
MAの磁場中心に被験者Pの頭部PHを置き、第
2図に示すように、頭部PHの側部に表面コイル
13を配置している。この表面コイル13は、埋
め込み型全身用プローブ3と同様に送信器5又は
受信器6により駆動されて送受信可能になつてい
る。
ここで、データ収集のためのパルスシーケンス
しては、送信器5を駆動し、埋め込み型全身用プ
ローブ3の送信コイルから回転磁場のRFパルス
を加えると共に傾斜磁場電源7,8,9を駆動し
て傾斜磁場発生コイル2からは傾斜磁場Gx、
Gy、Gzをスライス用、位相エンコード用、リー
ド用として加え、特定部位からの信号を表面コイ
ル13で収集する。このシーケンスを所定回数繰
返して実行してデータ群を得、このデータ群によ
り画像を生成するようにしている。
次に、上述における画像を収集するためのパル
スシーケンスを第3図を参照して具体的に説明す
る。第3図は、90°−180°パルス系列のシーケン
スであるスピンエコー法の180°パルスつまり磁化
を収束するための磁場に代えて傾斜磁場の反転を
行うフイールドエコー法により磁気共鳴信号(ス
ピンエコー信号)を収集するものである。そし
て、そのスライス厚さは比較的厚めの例えば8cm
程度とし、エコー時間TEは、通常よりも長めの
例えば22msec(通常は14msec以下である。)と
し、パルス繰返し間隔TRは、100msec(通常は50
msec以下である。)としている。
なお、RFは励起用パルス、Gsはスライス用傾
斜磁場この場合はZ軸方向の傾斜磁場、Grはリ
ード用傾斜磁場であつてこの場合はX軸方向の傾
斜磁場、Geはエンコード用傾斜磁場であつてこ
の場合はY軸方向の傾斜磁場、MRは誘起した磁
気共鳴信号であつてこの場合はエコー信号であ
る。
このような条件設定の下で、埋め込み型全身用
プローブ3により90°パルスを送信し且つ傾斜磁
場発生コイル2からスライス用傾斜磁場Gsを加
え、その後に反転したりリード用傾斜磁場Gr及
び強度可変の位相エンコード用傾斜磁場Geを加
え、エコー時間TEにて表面コイル13によりス
ライス部位Sからエコー信号を収集する。これを
所定回数繰返すことにより、コンピユータシステ
ム11にはデータ群が与えられ、このデータ群に
より画像が生成され、表示装置12に例えば第4
図に示すよりな表示が現れるようになる。
以上の画像シーケンスによる本実施例の磁気共
鳴イメージング方法によれば、比較的厚めとして
いるスライス厚さ8cm程度のスライス部位Sに対
し、該部位から得られるエコー信号は、100msec
に設定したパルス繰返し間隔TRにより、水はそ
のTRの間でかなり回復するので、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22msecに設定したエコー時間TEにより、脂肪
からの信号は抑制されたものとなる。
以上によれば、脳溝の水からは信号が得られる
が、コイルの設置真下方向に高感度を有する表面
コイルを用いることで、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、横緩和時間T2
よる減衰の大きい表層構造からの主として脂肪分
からの信号は抑制されたものとなる。よつて、第
3図に示すように、表示装置12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。
この場合、パルス繰返し間隔TRが他のパルス
シーケンス例えばスピンエコーシーケンスよりも
短くすることができるフイールドエコー法を用い
ているので、データ収集に要する時間は短時間で
済む。
次に本発明の他の実施例について説明する。こ
こでは、水と脂肪とのケミカルシフトを利用し、
それぞれの磁化が90°向く(水の磁化と脂肪の磁
化とが直交する。)、又は180°向く(水の磁化と脂
肪の磁化とが反対方向を向く。)ようにして分化
がなされるようにしたフイールドエコー法を用い
るものである。これにより、脂肪からの信号は抑
制されたものとなり、上記と同様の作用を得るこ
とができる。
ここで、具体例を説明する。例えば、静磁場
H0が0.5テスラでは、プロトンの共鳴周波数は
21.3MHzであつて、そのとき水と脂肪とのケミカ
ルシフトは3.5ppmである。ここで、エコー時間
TEを16.8msecとすると、水の磁化と脂肪の磁化
とが90°向き、エコー時間TEを20.1msecとする
と、水の磁化と脂肪の磁化とが180°向く。
次ぎに本発明のさらに他の実施例を説明する。
ここでは、第1RFパルス:α(α<90°)−第2RF
パルス:180°−第3RFパルス:180°系列であつて
第2エコー信号を収集するスピンエコー法のパル
スシーケンスを用いるものである。
すなわち、第5図に示すように、第1RFパルス
を通常のスピンエコー法とは異なり90°よりも小
さな角度にし、第3RFパルス後にエコー信号を収
集することにより、縦磁化は大きく、縦緩和時間
T1の影響が少なくなり、上述した各実施例と同
じように脂肪からの信号は抑制されたものとな
る。この場合、磁化の熱平行状態へ戻るのを待つ
のに時間を要さないので、パルス繰返し間隔TR
は500〜600msecでよい。
なお、本出願人は、先に本実施例と類似の特許
出願をしている。この先の出願(昭和62年9月17
日に出願をした特願昭62−232949号、発明の名称
「磁気共鳴イメージング方法」)の明細書及び図面
の記載の発明では、一つの表面コイルを用い、エ
コー時間を通常よりも長め(250msec)に設定し
且つパルス繰返し間隔TRを通常よりも長め
(2000msec)に設定したスピンエコーシーケンス
で同様の効果を得るようにしている。
この先の出願にかかる発明と比べると上記実施
例は次のような有利な点がある。すなわち、先の
出願にかかる発明では、例えばパルス繰返し間隔
TRを2秒で、256回のエンコードである場合は、
そのデータ収集時間は2×256=512秒要するが、
本実施例では、パルス繰返し間隔TRは500〜600
msecでよいので、0.5(0.6)×256=128(153.6)秒
となり、数分の一にてデータ収集を終えることが
でき、有利である。
この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施できるものである。
[発明の効果] よつて本発明によれば、頭部の脳表面に存在す
る病変部を診断するための脳表面構造を描出した
画像を得ることができる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図は本発明にかかる磁気共鳴イメージング
装置の構成を示す図、第2図は同実施例における
表面コイルの配置を示す図、第3図は同実施例に
おけるパルスシーケンスの一例を示す図、第4図
は生成画像の例を示す図、第5図は本発明の他の
実施例を示すパルスシーケンスの例を示す図であ
る。 MA……マグネツトアツセンブリ、1……静磁
場コイル、2……X、Y、Z軸の傾斜磁場発生コ
イル、3……埋込み型全身用プローブ、4……静
磁場制御系、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……コンピユータシステム、12……表示装
置、13……表面コイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 静磁場を発生する静磁場発生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
    の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
    と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
    あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
    コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
    記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
    るためのものであつて、エコー時間を長めに設定
    した条件の下で前記頭部を厚く磁気共鳴励起する
    ためのフイールドエコー法のパルスシーケンスを
    実行する制御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
    コイルより得られる磁気共鳴信号を信号処理して
    前記頭部における脳表構造が描出された画像を得
    る手段と、 を具備する磁気共鳴イメージング装置。 2 静磁場を発生する静磁場発生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
    の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
    と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
    あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
    コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
    記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
    るためのものであつて、水のプロトンに係る磁気
    共鳴信号を強調し且つ脂肪のプロトンに係る磁気
    共鳴信号を抑制した条件の下で前記頭部を厚く磁
    気共鳴励起するためのフイールドエコー法のパル
    スシーケンスを実行する制御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
    コイルより得られる磁気共鳴信号を信号処理して
    前記頭部における脳表構造が描出された画像を得
    る手段と、 を具備する磁気共鳴イメージング装置。 3 静磁場を発生する静磁場発生手段と、 傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、 プロトンに係る磁気共鳴現象を生じさせるため
    の高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段
    と、 プロトンに係る磁気共鳴信号を検出するもので
    あつて、被検体の頭部に近接して配置される受信
    コイルと、 前記静磁場中に配置された前記被検体に対し前
    記傾斜磁場及び高周波パルスを所定条件で印加す
    るためのものであつて、α(α<90°)−180°−180°
    パルス系列であつて磁気共鳴信号として第2エコ
    ー信号を検出するパルスシーケンスを実行する制
    御手段と、 この制御手段が駆動されることにより前記受信
    コイルより得られる磁気共鳴信号として第2エコ
    ー信号を信号処理して前記頭部における脳表構造
    が描出された画像を得る手段と、 を具備する磁気共鳴イメージング装置。
JP63148247A 1988-04-29 1988-06-17 磁気共鳴イメージング装置 Granted JPH024334A (ja)

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