JP2004113808A - Magnetic resonance tracer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tracer to use magnetic resonance signals to monitor a position of equipment such as a catheter in a subject body. <P>SOLUTION: A magnetic signal sensitive receiving coil 200 is set in the equipment 150 in the subject body and this tracer detects the signals under existence of a magnetic field gradient. By detecting signals with a frequency proportional to a place of the coil along a direction of the applied gradient, a position of the equipment in the subject body is determined. To suppress susceptibility of a position to influence of a resonance offset condition such as bad adjustment of a frequency of a transmitter, chemical shift, or the like, to the minimum, an amplitude and a polarity of applied magnetic field gradient are selected and the measurement is repeated several times. Combination of linear forms of data collected corresponding to different applied magnetic field gradients is calculated to determine a position of the equipment in orthogonally crossing three dimensions. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 この発明は装置を身体の中に挿入する医学的な手順、更に具体的に云えば、磁気共鳴信号を用いてこの装置を追跡することに関する。 The present invention relates to medical procedures for inserting the device into the body, and more particularly to tracking the device using magnetic resonance signals.

 無線周波(RF)信号を使って、身体内の装置を追跡する幾つかの方法が、何れも1991年9月3日に出願された米国特許出願通し番号第07/753,565号、発明の名称「無線周波磁界勾配を用いて装置の位置及び向きを追う追跡装置」、同第07/753,563号、発明の名称「無線周波磁界を用いて装置の位置及び向きを追う追跡装置」、同第07/753,564号、発明の名称「無線周波磁界を用いた立体X線蛍光透視装置」、同第07/753,567号、発明の名称「作像装置に対する自動的なガントリーの位置ぎめ」、及び同第07/753,566号、発明の名称「無線周波磁界を用いた多平面X線蛍光透視装置」に記載されている。これらの方法は、生体内にある装置に取付けられたコイルを追跡するRF送信及び受信装置を用いている。
特開平6−14905号公報 特開平6−22937号公報 特開平6−22938号公報
Several methods for tracking devices in the body using radio frequency (RF) signals are disclosed in US patent application Ser. No. 07 / 753,565, filed Sep. 3, 1991, entitled No. 07 / 753,563, entitled "Tracking Device for Tracking Position and Orientation of Device Using Radio-Frequency Magnetic Field" No. 07 / 753,564, title of the invention, "stereoscopic X-ray fluoroscopy apparatus using a radio frequency magnetic field"; No. 07 / 753,566, entitled "Multiplanar X-ray Fluoroscopy Using Radio Frequency Magnetic Fields". These methods use RF transmitting and receiving devices that track a coil attached to a device that is in vivo.
JP-A-6-14905 JP-A-6-22937 JP-A-6-22938

 上に引用した米国特許出願通し番号第07/861,718号、同第07/861,662号及び同第07/861,690号に記載されている様に、身体内にある装置の場所を決定する為に磁気共鳴信号が用いられている。位置情報が、直交する3つの次元の各々でデータを相次いで測定することにより、3つの直交する方向で求められる。各々の次元からのデータは、印加磁界勾配の各々の極性に対して1回ずつ、2回求められて、送信器の調節不良や透磁率効果の様な共鳴のオフセット状態から生ずるアーチファクトを補正する。従って、上に述べた方法は、3つの次元で装置の場所を突止めるのに、6回の測定を必要とする。 Determine the location of the device within the body, as described in U.S. Patent Application Serial Nos. 07 / 861,718, 07 / 861,662 and 07 / 861,690, cited above. To do this, a magnetic resonance signal is used. Position information is determined in three orthogonal directions by successively measuring data in each of the three orthogonal dimensions. Data from each dimension is determined twice, once for each polarity of the applied magnetic field gradient, to correct for artifacts resulting from resonant offset conditions such as transmitter misregulation or permeability effects. . Thus, the method described above requires six measurements to locate the device in three dimensions.

 現在、実質的な余分の装置を必要とせずに、実時間に近い速度で、磁気共鳴(MR)作像装置内にある被検体内の装置を追跡する追跡装置に対する必要が生じている。 There is now a need for a tracking device that tracks devices in a subject within a magnetic resonance (MR) imaging device at near real-time speeds without the need for substantial extra equipment.

生体の中に配置されるカテーテル及びその他の装置の追跡が、磁石、パルス式磁界勾配装置、無線周波送信器、無線周波受信器及び制御器で構成された磁気共鳴(MR)作像装置を使うことによって達成される。追跡しようとする装置(被追跡装置)は、その端の近くに小さな無線周波(RF)コイルを取付けることによって変更する。被検体を磁石の中孔(bore)の中に配置し、装置を被検体に導入する。MR装置が、被検体に送り込まれる一連のRF及び磁界勾配パルスを発生し、これらのパルスが、被検体内の選ばれた核スピンからの共鳴によるMR応答信号を誘起する。この応答信号が、装置に取付けられたRFコイルに電流を誘起する。RFコイルは小さいから、それが感度を持つ領域が限られている。従って、RFコイルの極く近くにある核スピンだけがRFコイルによって検出される。受信装置が検出されたMR応答信号を受信し、このMR応答信号を復調、増幅してフィルタにかけてディジタル化し、その後、それが制御器によってデータとして貯蔵される。 Tracking catheters and other devices placed in the body using a magnetic resonance (MR) imaging device consisting of magnets, pulsed magnetic field gradient devices, radio frequency transmitters, radio frequency receivers and controllers Is achieved by: The device to be tracked (the tracked device) is modified by mounting a small radio frequency (RF) coil near its end. The subject is placed in the bore of the magnet and the device is introduced into the subject. An MR device generates a series of RF and magnetic field gradient pulses that are delivered to the subject, which induces a resonant MR response signal from selected nuclear spins in the subject. This response signal induces a current in the RF coil attached to the device. Because the RF coil is small, the area in which it is sensitive is limited. Thus, only nuclear spins that are very close to the RF coil are detected by the RF coil. A receiver receives the detected MR response signal, demodulates, amplifies, filters and digitizes the MR response signal, which is then stored as data by the controller.

 データの収集は、互いに直交する3つの方向に磁界勾配を印加している間に行なわれる。これらの勾配により、検出された信号の周波数は、各々の印加勾配に沿ったRFコイルの位置に直接的に比例する。磁界勾配パルスの極性及び強度の相異なる組合せに応答して、この後でもデータの収集が行なわれる。収集されたデータの線形の組合せを計算して、互いに直交する3つの軸に沿った位置情報を抽出する。その後、ディジタル化されたデータをフーリエ変換を使って処理して、3つの次元に於けるRFコイルの位置を計算する。この位置情報は、作像手段からの関心のある領域の医学的な診断像に重畳することが出来る。 Data collection is performed while applying magnetic field gradients in three directions orthogonal to each other. With these gradients, the frequency of the detected signal is directly proportional to the position of the RF coil along each applied gradient. Data collection is still performed in response to different combinations of polarity and intensity of the magnetic field gradient pulse. A linear combination of the collected data is calculated to extract position information along three mutually orthogonal axes. Thereafter, the digitized data is processed using a Fourier transform to calculate the position of the RF coil in three dimensions. This position information can be superimposed on the medical diagnostic image of the region of interest from the imaging means.

 この発明の目的は、磁気共鳴(MR)検査の間、生体内にある装置を追跡する方法を提供することである。この発明の別の目的は、装置の位置を医学的な像に重畳して対話形で表示することである。 It is an object of the present invention to provide a method for tracking a device in a living body during a magnetic resonance (MR) examination. It is another object of the present invention to provide an interactive display of the position of the device over a medical image.

 この発明の別の目的は、MR信号の多重化検出を用いて、生体内にある装置を追跡する方法を提供することである。この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に記載してあるが、この発明自体の構成、作用及びその他の目的並びに利点は、以下図面について説明する所から最もよく理解されよう。 Another object of the present invention is to provide a method for tracking an in-vivo device by using multiplex detection of MR signals. While the novel features of the invention are set forth in the following claims, the structure, operation, and other objects and advantages of the invention itself will be best understood from the following description of the drawings.

 図1では、支持テーブル110上にいる被検体100が、磁石ハウジング120内にある磁石125によって発生される均質な磁界内に配置される。磁石125及び磁石ハウジング120は円筒形の対称性を持ち、被検体100の位置を示す為に半分に分割して示されている。図面ではカテーテルとして示した装置150をその中に挿入する被検体100の領域が、磁石125の中孔の大体中心に定められる。被検体100は、予定の時刻に予定の強度を持つ磁界勾配を作る1組の円筒形磁界勾配コイル130(半分に分割して示してある)によって取囲まれている。勾配コイル130は、互いに直交する3つの方向の磁界勾配を発生する。 In FIG. 1, the subject 100 on the support table 110 is placed in a homogeneous magnetic field generated by the magnet 125 in the magnet housing 120. The magnet 125 and the magnet housing 120 have a cylindrical symmetry, and are shown in half to indicate the position of the subject 100. The area of the subject 100 into which the device 150, shown as a catheter in the drawing, is inserted is defined approximately at the center of the bore of the magnet 125. The subject 100 is surrounded by a set of cylindrical magnetic field gradient coils 130 (shown in half) that create a magnetic field gradient having a predetermined strength at a predetermined time. The gradient coil 130 generates magnetic field gradients in three directions orthogonal to each other.

 外部コイル140も被検体100の関心のある領域を取囲んでいる。コイル140は、被検体全体を包み込む位の直径を持つ円筒形の外部コイルとして示されている(半分に分割してある)。特に頭又は末端を作像する様に設計された一層小さい円筒の様なその他の形状をこの代りに用いてもよい。この代りに、表面コイルの様な円筒形でない外部コイルを使ってもよい。外部コイル140が、予定の時刻に予定の周波数で無線周波エネルギを被検体100に対して放射して、周知の形で、被検体100の原子核の核磁気スピンを章動させる。スピンの章動により、スピンがラーモア周波数で共鳴する。各々のスピンに対するラーモア周波数は、スピンが受ける磁界の強度に正比例する。この磁界強度は、磁石125によって発生された静磁界と磁界勾配コイル130によって発生された局部的な磁界との和である。 The external coil 140 also surrounds the region of interest of the subject 100. Coil 140 is shown as a cylindrical outer coil (having been split in half) with a diameter large enough to encompass the entire subject. Other shapes, such as smaller cylinders specifically designed to image the head or end, may be used instead. Alternatively, a non-cylindrical external coil such as a surface coil may be used. An external coil 140 radiates radio frequency energy to the subject 100 at a scheduled time at a scheduled frequency to nutate the nuclear magnetic spins of the nuclei of the subject 100 in a known manner. Due to the nutation of the spin, the spin resonates at the Larmor frequency. The Larmor frequency for each spin is directly proportional to the strength of the magnetic field experienced by the spin. This magnetic field strength is the sum of the static magnetic field generated by the magnet 125 and the local magnetic field generated by the magnetic field gradient coil 130.

 装置150がオペレータ160によって被検体100の中に挿入されるが、案内ワイヤ、カテーテル、内視鏡、腹腔直達鏡、生体検査針又は同様な装置であってよい。この装置が、外部コイル140によって発生された無線周波磁界に応答して被検体内に発生されるMR信号を検出するRFコイルを持っている。RFコイルは小さいから、感度を持つ領域も小さい。従って、検出される信号は、コイルの直ぐ近くにある磁界の強度だけによって生ずるラーモア周波数を持つ。こう云う検出された信号が作像及び追跡装置170に送られ、そこで解析される。装置150の位置が作像及び追跡装置170で決定され、表示手段180に表示される。この発明の好ましい実施例では、装置150の位置が、作像及び追跡装置170内にある重畳手段によって駆動される普通のMR像に図形記号を重畳することによって、表示手段180に表示される。この発明の別の実施例では、装置150を表わす図形記号が、作像手段190によって得られた診断像に重畳される。この作像手段は、X線、計算機式断層写真法(CT)、ポジトロン放出断層写真法又は超音波作像装置であってよい。この発明のこの他の実施例では、装置の位置を、診断像を基準とせずに、数字又は図形記号として表示する。 The device 150 is inserted into the subject 100 by the operator 160, but may be a guide wire, catheter, endoscope, direct abdominal endoscope, biopsy needle or similar device. This device has an RF coil that detects an MR signal generated in a subject in response to a radio frequency magnetic field generated by an external coil 140. Since the RF coil is small, the area having sensitivity is also small. Thus, the detected signal has a Larmor frequency caused only by the strength of the magnetic field in the immediate vicinity of the coil. These detected signals are sent to an imaging and tracking device 170 where they are analyzed. The position of the device 150 is determined by the imaging and tracking device 170 and displayed on the display means 180. In a preferred embodiment of the present invention, the position of device 150 is displayed on display means 180 by superimposing a graphic symbol on a normal MR image driven by superposition means within imaging and tracking device 170. In another embodiment of the invention, a graphic symbol representing the device 150 is superimposed on the diagnostic image obtained by the imaging means 190. The imaging means may be X-ray, computed tomography (CT), positron emission tomography or an ultrasound imaging device. In another embodiment of the present invention, the position of the device is displayed as a number or a graphic symbol without using the diagnostic image as a reference.

 1実施例の装置150が図2に詳しく示されている。小さいRFコイル200が、導体210,220を介してMR装置に電気結合される。この発明の好ましい実施例では、導体210,220が同軸の対を形成する。導体210,220及びRFコイル200が、装置150の外側殻体230内に封入されている。装置150を取巻く組織から生ずるMR信号がコイル200によって検出される。 The device 150 of the # 1 embodiment is shown in detail in FIG. A small RF coil 200 is electrically coupled to the MR device via conductors 210,220. In a preferred embodiment of the present invention, conductors 210 and 220 form a coaxial pair. Conductors 210, 220 and RF coil 200 are encapsulated within outer shell 230 of device 150. An MR signal originating from the tissue surrounding the device 150 is detected by the coil 200.

 図3は作像及び装置の追跡に適したMR装置のブロック図である。この装置は、1組の磁界勾配増幅器910に対する制御信号を発生する制御器900を有する。こう云う増幅器が、磁石外被120(図1にも示してある)内にある磁界勾配コイル130を駆動する。勾配コイル130は、互いに直交する3つの方向の磁界勾配を発生し得る。制御器900は、送信器手段930に送られる信号をも発生する。これらの信号は、「ゼロ基準」磁気共鳴追跡順序又は「アダマール(Hadamard)」磁気共鳴追跡順序に対応するものであってよい。制御器900からの信号により、送信器手段930が、外部コイル140内にある被検体の領域の選ばれたスピンを章動させるのに適した電力で、選ばれた周波数のRFパルスを発生し、この外部コイルは磁石125の中孔の中にある。MR信号が、受信器手段940に接続されたRFコイル200(図2にも示してある)に誘起される。受信器手段940が、それを増幅、復調して、フィルタにかけてディジタル化することにより、MR信号を処理する。制御器900は、受信器手段940からの信号を集め、それを計算手段950へ伝え、そこでそれが処理される。計算手段950が、制御器900から受取った信号にフーリエ変換を適用して、コイル200の場所を決める。被検体の像が作像手段190によって制御器900に供給される。これらの像は、超音波、X線、ポジトロン放出断層写真法又は計算機断層写真法の作像装置によって発生することが出来る。計算手段950によって計算されたコイル200の場所に対応する位置で、像表示手段180の像上に記号が位置ぎめされる。 FIG. 3 is a block diagram of an MR apparatus suitable for imaging and tracking the apparatus. The apparatus has a controller 900 that generates control signals for a set of magnetic field gradient amplifiers 910. These amplifiers drive the magnetic field gradient coils 130 within the magnet housing 120 (also shown in FIG. 1). The gradient coil 130 can generate magnetic field gradients in three directions orthogonal to each other. Controller 900 also generates a signal that is sent to transmitter means 930. These signals may correspond to a “zero reference” magnetic resonance tracking sequence or a “Hadamard” magnetic resonance tracking sequence. A signal from controller 900 causes transmitter means 930 to generate RF pulses of a selected frequency at a power suitable to nutate selected spins in a region of the subject within external coil 140. , This external coil is in the bore of the magnet 125. An MR signal is induced in the RF coil 200 (also shown in FIG. 2) connected to the receiver means 940. Receiver means 940 processes the MR signal by amplifying, demodulating, filtering and digitizing it. Controller 900 collects the signal from receiver means 940 and communicates it to computing means 950 where it is processed. Calculation means 950 applies a Fourier transform to the signal received from controller 900 to determine the location of coil 200. The image of the subject is supplied to the controller 900 by the imaging means 190. These images can be generated by ultrasound, x-ray, positron emission tomography or computed tomography imaging equipment. At the position corresponding to the position of the coil 200 calculated by the calculation means 950, the symbol is positioned on the image of the image display means 180.

 図4には、磁界勾配が印加された時、スピンのラーモア周波数がその位置に略比例することが示されている。勾配コイル130(図1)の中心点300にあるスピンはラーモア周波数f0を有する。点300に於けるラーモア周波数f0は、磁石125(図1)によって発生された静磁界だけによって決定される。位置310にあるスピンは、静磁界と、磁界勾配コイル130(図1)によってその場所に発生された別の磁界の和によって決定されたラーモア周波数f1を有する。勾配コイルの応答320が略直線的であるから、スピンのラーモア周波数が位置に略比例する。 FIG. 4 shows that when a magnetic field gradient is applied, the Larmor frequency of the spin is approximately proportional to its position. The spin at the center point 300 of the gradient coil 130 (FIG. 1) has a Larmor frequency f 0 . The Larmor frequency f 0 at point 300 is determined solely by the static magnetic field generated by magnet 125 (FIG. 1). The spin at position 310 has a Larmor frequency f 1 determined by the sum of the static magnetic field and another magnetic field generated at that location by the magnetic field gradient coil 130 (FIG. 1). Since the gradient coil response 320 is substantially linear, the spin Larmor frequency is substantially proportional to position.

 図2に示す様に装置150内に封入されたRFコイル200によって検出されたMR応答信号は、MR装置のRF及び磁界勾配パルスに応答して発生される。現在好ましいと思われる実施例のパルス・タイミングが図5に示されており、これを以下「ゼロ基準磁気共鳴追跡順序」と呼ぶ。この時間線図で、ゼロ基準広帯域RFパルス400が印加される。次に、データ収集信号440が発生されて、ゼロ基準MR応答信号450をディジタル化し、図1の作像及び追跡装置170に記憶される様にする。ゼロ基準MR応答信号450が、磁界勾配の存在しない時に検出される。この為、ゼロ基準MR応答信号450の周波数によって定められる位置が、作像装置の検出された中心である。然し、送信器の周波数の調節不良、透磁率効果等の様な共鳴のオフセット状態が存在する時、検出された位置は、共鳴オフセットの大きさに比例する分だけ、作像装置の実際の中心とは異なる。共鳴オフセットによる測定された誤差を、第1、第2及び第3のデータ収集信号440x,440y,440zに応答して計算された3つの直交位置の各々から減算する。 As shown in FIG. 2, the MR response signal detected by the RF coil 200 enclosed in the device 150 is generated in response to the RF and magnetic field gradient pulses of the MR device. The pulse timing of the presently preferred embodiment is shown in FIG. 5 and is referred to hereinafter as the "zero reference magnetic resonance tracking sequence". In this time diagram, a zero reference broadband RF pulse 400 is applied. Next, a data acquisition signal 440 is generated to digitize the zero reference MR response signal 450 for storage in the imaging and tracking unit 170 of FIG. A zero reference MR response signal 450 is detected when no magnetic field gradient is present. Thus, the position defined by the frequency of the zero reference MR response signal 450 is the detected center of the imaging device. However, when there is a resonance offset state such as a transmitter frequency misadjustment, a magnetic permeability effect, etc., the detected position is the actual center of the imaging device by an amount proportional to the magnitude of the resonance offset. And different. The measured error due to the resonance offset is subtracted from each of the three orthogonal positions calculated in response to the first, second, and third data acquisition signals 440x, 440y, 440z.

 第1の広帯域RFパルス400xが図1の外部コイル140内にある被検体の全てのスピンを励振する。第1の広帯域RFパルス400xの後、第1の磁界勾配パルス410xが予定の方向に印加される。勾配パルス410xがスピンの磁化を、印加磁界勾配(こゝではX方向として示してある)に沿ったスピンの位置に比例する程度に位相外し(dephase )する。勾配パルス410xに続いて、反対の極性を持つ第2の磁界勾配パルス420xが出て、2ローブ形磁界勾配パルスを形成する。磁界勾配の大きさと勾配パルスの持続時間の積(即ち、陰影線を施した領域)は、第1及び第2の勾配パルスで略同一になる様に選ばれる。次に、第2の磁界勾配パルス420xの振幅を、第2の磁界勾配パルス420xのそれと略等しい持続時間の間維持し、実効的に、第2のパルス420xと略同一の面積を持つ第3のパルス430xを作る。事実上、第2及び第3の勾配パルス420x、430xは、1個のパルスを形成し、これを2つのパルスに分割したのは、判り易い様にする為である。第2の勾配パルスの終りに、被検体内にある全てのスピンが実質的に同相になる。第3の勾配パルス430xにより、MR信号の追加の位相外しが起こる。 The first broadband RF pulse 400x excites all spins of the subject in the external coil 140 of FIG. After the first broadband RF pulse 400x, a first magnetic field gradient pulse 410x is applied in a predetermined direction. The gradient pulse 410x dephases the magnetization of the spin to an extent proportional to the position of the spin along the applied magnetic field gradient (here shown as the X direction). Subsequent to the gradient pulse 410x, a second magnetic field gradient pulse 420x having the opposite polarity is issued to form a two-lobe magnetic field gradient pulse. The product of the magnitude of the magnetic field gradient and the duration of the gradient pulse (ie, the shaded area) is selected to be substantially the same for the first and second gradient pulses. Next, the amplitude of the second magnetic field gradient pulse 420x is maintained for a duration approximately equal to that of the second magnetic field gradient pulse 420x, and a third magnetic field having substantially the same area as the second pulse 420x is effectively formed. Pulse 430x is generated. In effect, the second and third gradient pulses 420x, 430x form a single pulse which is split into two pulses for clarity. At the end of the second gradient pulse, all spins in the subject are substantially in phase. The third gradient pulse 430x causes additional dephasing of the MR signal.

 第2の勾配パルス420x及び第3の勾配パルス430xの間、データ収集信号440xにより、第1のMR応答信号450xをRFコイル200(図2)が受取る。MR応答信号450xがディジタル化され、作像及び追跡装置170(図1)に記憶される。MR応答信号450xは、第2の勾配パルス420xの略終りで最大振幅に達し、印加磁界勾配の方向に沿った装置150(図1)の位置に略比例するラーモア周波数を持つ。MR応答信号450xの周波数を使って、印加磁界Gx の方向と平行な第1の方向に於ける装置150(図1)の位置を決定する。 の 間 During the second gradient pulse 420x and the third gradient pulse 430x, the data acquisition signal 440x causes the RF coil 200 (FIG. 2) to receive the first MR response signal 450x. The MR response signal 450x is digitized and stored in the imaging and tracking device 170 (FIG. 1). The MR response signal 450x reaches a maximum amplitude approximately at the end of the second gradient pulse 420x and has a Larmor frequency that is approximately proportional to the position of the device 150 (FIG. 1) along the direction of the applied magnetic field gradient. The frequency of the MR response signal 450x is used to determine the position of the device 150 (FIG. 1) in a first direction parallel to the direction of the applied magnetic field Gx.

 第2の広帯域RFパルス400yが、第1のMR応答信号450xを収集した直後に印加される。第1の方向に於ける図1の装置150の位置を決定したのと同様にして、第4、第5及び第6の勾配パルス410y,420y,430yが、第1の方向と略直交する第2の方向(この場合はY方向として示してある)に印加される。データ収集信号440yが第5及び第6の勾配パルス420y,430yの期間中に発生されて、第2のMR応答信号450yがディジタル化されて、図1の作像及び追跡装置170に記憶される様にする。MR応答信号450yの周波数を使って、第2の方向yに於ける装置150(図1)の位置を決定する。MR応答信号450yを検出した後、第3の広帯域RFパルス400zが印加され、第7、第8及び第9の勾配パルス410z,420z,430zが第1及び第2の方向と略直交する第3の方向(図ではZ方向として示してある)に印加される。データ収集信号440zが第8及び第9の勾配パルスの期間中に発生されて、第3のMR応答信号450zがディジタル化されて、図1の作像及び追跡装置170に記憶される様にする。MR応答信号450zの周波数を使って、第3の方向Zに於ける装置150(図1)の位置を決定する。 広 帯 域 The second broadband RF pulse 400y is applied immediately after collecting the first MR response signal 450x. In a manner similar to determining the position of the device 150 of FIG. 1 in the first direction, the fourth, fifth, and sixth gradient pulses 410y, 420y, 430y are applied to the fourth direction substantially perpendicular to the first direction. 2 (in this case, shown as the Y direction). A data acquisition signal 440y is generated during the fifth and sixth gradient pulses 420y, 430y, and a second MR response signal 450y is digitized and stored in the imaging and tracking unit 170 of FIG. Like The frequency of the MR response signal 450y is used to determine the position of the device 150 (FIG. 1) in the second direction y. After detecting the MR response signal 450y, a third broadband RF pulse 400z is applied, and the seventh, eighth, and ninth gradient pulses 410z, 420z, 430z are applied to the third broadband RF pulse 400z, which is substantially orthogonal to the first and second directions. (Shown as Z direction in the figure). A data acquisition signal 440z is generated during the eighth and ninth gradient pulses so that the third MR response signal 450z is digitized and stored in the imaging and tracking unit 170 of FIG. . The frequency of the MR response signal 450z is used to determine the position of the device 150 (FIG. 1) in the third direction Z.

 第3のMR応答信号450zの検出の後、ゼロ基準MR応答信号450によって得られた共鳴オフセットによる測定誤差を、各々のX,Y及びZ位置から作像及び追跡装置170で減算して、装置の実際の場所を決定し、この場所を表示手段180で表示する。この後、図5に示すパルス順序全体が、装置の追跡をそれ以上必要としなくなるまで繰返される。この代りに、図5に示すパルス順序全体を、普通の作像用RFコイルからのMR応答信号を収集する作像パルス順序と周期的にインターリーブして、被検体の作像及び装置の追跡を略同時に行なうことが出来る。 After the detection of the third MR response signal 450z, the measurement error due to the resonance offset obtained by the zero reference MR response signal 450 is subtracted from the respective X, Y and Z positions by the imaging and tracking device 170, and Is determined, and this location is displayed on the display means 180. Thereafter, the entire pulse sequence shown in FIG. 5 is repeated until no more tracking of the device is required. Instead, the entire pulse sequence shown in FIG. 5 is periodically interleaved with an imaging pulse sequence that collects MR response signals from a normal imaging RF coil to provide for imaging of the subject and tracking of the device. Can be performed almost simultaneously.

 この発明の別の実施例では、第3、第6及び第9の勾配パルス430x,430y,430zの持続時間を延長して、次の広帯域RFパルスを印加する前に、信号が完全に位相外れになる様に保証する。これによって、多数のRFパルスからのスピンの位相コヒーレンスによって生ずるアーチファクトを最小限に抑える。位相コヒーレンスを最小限に抑える2番目の方法は、各々のRFパルスに対し、MR装置のRF受信器及び送信器にランダムな位相を使うことである。 In another embodiment of the invention, the duration of the third, sixth and ninth gradient pulses 430x, 430y, 430z is extended so that the signal is completely out of phase before applying the next broadband RF pulse. Guaranteed to be This minimizes artifacts caused by phase coherence of spins from multiple RF pulses. A second way to minimize phase coherence is to use a random phase in the RF receiver and transmitter of the MR device for each RF pulse.

 この発明の別の実施例では、第1、第4及び第7の勾配パルス410x,410y,410zの振幅並びに/又は持続時間を減少するが、残りの勾配パルスは変えない。これによって、データ収集期間より前に各々の信号が受ける位相外れの程度が減少し、こうして最大信号の瞬間が変化するが、その周波数は変化しない。第1、第4及び第7の勾配パルス410x,410y,410zの持続時間を減少すると、RFパルス間隔を減少することが出来て有利である。 In another embodiment of the present invention, the amplitude and / or duration of the first, fourth and seventh gradient pulses 410x, 410y, 410z is reduced, while the remaining gradient pulses are not changed. This reduces the degree of out-of-phase that each signal experiences prior to the data collection period, thus changing the instant of the maximum signal, but not its frequency. Reducing the duration of the first, fourth, and seventh gradient pulses 410x, 410y, 410z can advantageously reduce the RF pulse interval.

 図5に示すパルス順序は、図6に示す「アダマール磁気共鳴追跡順序」になる様に変更することが出来る。この発明のこの実施例では、広帯域RFパルス460を使う。3つの位相外し磁界勾配パルス470x,470y,470zが略同時に印加されて、互いに直交する3つの軸に沿ってスピンの位相外しをする。読出磁界勾配パルス480x,480y,480zが、位相外し勾配パルスの後に同時に印加される。データ収集信号441が、図5のパルス順序と同じ様に印加されて、応答信号451がMR装置によって収集される様にする。各組の位相外し及び読出磁界勾配パルスが2ローブ形勾配パルスを形成することが認められよう。 パ ル ス The pulse order shown in FIG. 5 can be changed so as to become the “Hadamard magnetic resonance tracking order” shown in FIG. In this embodiment of the invention, a broadband RF pulse 460 is used. Three out-of-phase magnetic field gradient pulses 470x, 470y, 470z are applied at approximately the same time to de-phase spins along three mutually orthogonal axes. Readout magnetic field gradient pulses 480x, 480y, 480z are applied simultaneously after the out-of-phase gradient pulse. A data acquisition signal 441 is applied in a manner similar to the pulse sequence of FIG. 5, such that a response signal 451 is acquired by the MR device. It will be appreciated that each set of out-of-phase and readout field gradient pulses forms a two-lobe gradient pulse.

 応答信号451の検出の後、極性の異なる磁界勾配パルス470x,470y,470z,480x,480y,480z,490x,490y,490zを用いて、図6に示すパルス順序が繰返される。この発明の好ましい1実施例では、磁界勾配パルスの極性はアダマール符号化マトリクスに従って選ばれる。励振の回数が4回ある場合のアダマール符号化マトリクスの1例は次の通りである。 (6) After detecting the response signal 451, the pulse sequence shown in FIG. 6 is repeated using the magnetic field gradient pulses 470x, 470y, 470z, 480x, 480y, 480z, 490x, 490y, and 490z having different polarities. In a preferred embodiment of the invention, the polarity of the magnetic field gradient pulse is chosen according to a Hadamard coding matrix. An example of a Hadamard encoding matrix when the number of excitations is four is as follows.

Figure 2004113808
Figure 2004113808

こゝで“+”は選ばれた方向に印加される磁界勾配パルスを表わし、“−”は同じ軸に沿って、反対の極性で略同一の勾配パルスが印加されることを表わす。 Here, "+" indicates a magnetic field gradient pulse applied in a selected direction, and "-" indicates that substantially the same gradient pulse of opposite polarity is applied along the same axis.

 図6に示したこの発明のアダマール符号化形の実施例では、応答信号451の様な信号4個が図1の作像及び追跡装置170に記憶される。4個の応答信号P1,P2,P3,P4の各々からの位置が、図5及び図7(後述)に示すパルス順序について述べるのと同様にして、応答信号のフーリエ変換を計算することによって計算される。次に、4つの位置P1,P2,P3,P4の線形の組合せを計算して、X,Y及びZ磁界勾配軸に対する装置の位置に敏感な3つの処理済み応答信号を求める。NEX=4であるアダマール符号化形実施例では、下に示す線形の組合せが役立つ。 In the Hadamard-encoded embodiment of the invention shown in FIG. 6, four signals, such as response signals 451, are stored in the imaging and tracking unit 170 of FIG. The positions from each of the four response signals P1, P2, P3, and P4 are calculated by calculating the Fourier transform of the response signals in the same manner as described for the pulse order shown in FIGS. Is done. Next, a linear combination of the four positions P1, P2, P3, P4 is calculated to determine three processed response signals that are sensitive to the position of the device with respect to the X, Y and Z field gradient axes. In the Hadamard coded embodiment where NEX = 4, the linear combinations shown below are useful.

 X位置=P1−P2−P3+P4Y位置=P1−P2+P3−P4Z位置=P1+P2−P3−P4図5に概略的に述べた「ゼロ基準MR追跡順序」又は図6について概略を述べた「アダマールMR追跡順序」を用いて得られた図1の装置150の位置は、装置が異なる種類の組織を通過する時、又は送信器の周波数の調節不良の様な共鳴のオフセット状態がある時に起こり得る化学シフトの差に影響されない。 X position = P1-P2-P3 + P4Y position = P1-P2 + P3-P4Z position = P1 + P2-P3-P4 "Zero reference MR tracking order" outlined in FIG. 5 or "Hadamard MR tracking order outlined in FIG. The position of the device 150 of FIG. 1 obtained using "" means that the chemical shift can occur when the device passes through different types of tissue, or when there is a resonance offset such as a transmitter dysregulation. Not affected by the difference.

 図7には、検出された信号から図1の装置150の位置を決定する為に図1の作像及び追跡装置170によって実行される段階が示されている。図5又は図6の何れかに示したパルス順序に応答して、信号500がMR装置によって検出される。信号500は、印加された磁界勾配の方向に於ける装置の位置に関する情報を持っている。信号をフーリエ変換(FT)にかけて、データの時間依存性を周波数依存性に変換することにより、この周波数情報が抽出される。周波数依存性を持つデータの組510は、印加された磁界勾配の方向に於ける図2のRFコイル200の位置に対応する1個の最大値を持っている。データの組に於ける最大値の場所を抽出し、それを表示手段180(図1)に送って、オペレータに表示する。 FIG. 7 shows the steps performed by the imaging and tracking device 170 of FIG. 1 to determine the position of the device 150 of FIG. 1 from the detected signals. In response to the pulse sequence shown in either FIG. 5 or FIG. 6, a signal 500 is detected by the MR device. Signal 500 carries information regarding the position of the device in the direction of the applied magnetic field gradient. This frequency information is extracted by subjecting the signal to a Fourier transform (FT) to convert the time dependency of the data into the frequency dependency. The frequency dependent data set 510 has one maximum value corresponding to the position of the RF coil 200 of FIG. 2 in the direction of the applied magnetic field gradient. The location of the maximum value in the data set is extracted and sent to display means 180 (FIG. 1) for display to the operator.

 希望によっては、MR作像及び装置の追跡は、大部分のハードウエアを同じにした装置で実施することが出来る。像の収集と追跡とをインターリーブにして、両方が大体同時に行なわれる様にすることも可能である。この代りに、作像手順の勾配波形と、装置150(図2)内にあるRFコイル200によって検出されたMR応答信号を解析して、装置150の場所を決定することにより、インターリーブをせずに、追跡及び作像を同時に行なうことが出来る。 If desired, MR imaging and device tracking can be performed on most hardware-identical devices. It is also possible to interleave the image acquisition and tracking so that both occur at substantially the same time. Instead, by analyzing the gradient waveform of the imaging procedure and the MR response signal detected by the RF coil 200 in the device 150 (FIG. 2), the location of the device 150 is determined so that no interleaving is performed. In addition, tracking and image formation can be performed simultaneously.

 この発明の好ましい実施例では、装置150内にあるRFコイル200が受信機能をする。然し、送信及び受信コイルの間には相反性があり、装置150にあるRFコイル200を使ってRFエネルギを送信し、外部コイル140を使ってMR応答信号を受信する様な追跡装置も可能である。この発明の別の実施例ではRFコイル200を使って、図8に示す様に、交互にRFエネルギの送信及び受信が出来る。制御器900が、使われるMR順序に従ってスイッチ903を作動し、コイル200を送信器930に接続して、被検体にRFエネルギを送り込む。逆に、制御器900がスイッチ903を作動して、コイル200を受信器940に接続し、被検体からのRFエネルギを受信する。 In the preferred embodiment of the present invention, the RF coil 200 in the device 150 performs the receiving function. However, there is a reciprocity between the transmit and receive coils, and a tracking device is possible that transmits RF energy using the RF coil 200 in the device 150 and receives the MR response signal using the external coil 140. is there. In another embodiment of the present invention, an RF coil 200 can be used to alternately transmit and receive RF energy, as shown in FIG. The controller 900 activates the switch 903 according to the MR sequence used and connects the coil 200 to the transmitter 930 to deliver RF energy to the subject. Conversely, controller 900 activates switch 903 to connect coil 200 to receiver 940 and receive RF energy from the subject.

 現在好ましいと考えられる幾つかの実施例のMR追跡装置を詳しく説明したが、当業者には種々の変更が考えられよう。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属するこの様な全ての変更を包括するものであることを承知されたい。 Although several embodiments of the MR tracking device that are presently preferred have been described in detail, various modifications will occur to those skilled in the art. It is therefore to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications that fall within the scope of the invention.

被検体内にある装置の場所を追跡する動作中のこの発明の実施例の一部分を切欠いた斜視図。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of the present invention in operation to track the location of a device within a subject. 被検体の身体に挿入しようとする装置に設けられたRFコイルの概略構成図。The schematic block diagram of the RF coil provided in the apparatus which is going to be inserted in the body of the subject. この発明による図2の装置を追跡するのに適したMR作像装置のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of an MR imaging device suitable for tracking the device of FIG. 2 according to the present invention. 印加磁界勾配が存在する時のMR応答周波数を1つの軸に沿った位置に対して示すグラフ。5 is a graph showing the MR response frequency with respect to a position along one axis when an applied magnetic field gradient is present. この発明の「ゼロ基準MR追跡順序」を表す波形図であって、RFパルス、磁界勾配パルス、データ収集及び検出された信号の間の関係を示す。FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the “zero reference MR tracking sequence” of the present invention, illustrating the relationship between RF pulses, magnetic field gradient pulses, data acquisition and detected signals. この発明の「アダマールMR追跡順序」を表す波形図であって、RFパルス、磁界勾配パルス、データ収集及び検出された信号の間の関係を示す。FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the “Hadamard MR tracking sequence” of the present invention, illustrating the relationship between RF pulses, magnetic field gradient pulses, data acquisition and detected signals. 印加された磁界勾配の方向に沿ったRFコイルの場所を決定する為に必要な段階を示す流れ図。4 is a flow chart showing the steps required to determine the location of an RF coil along the direction of an applied magnetic field gradient. この発明による別の実施例MR追跡装置の部分的なブロック図。FIG. 6 is a partial block diagram of an MR tracking apparatus according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

100 被検体
125 永久磁石
140 外部コイル
150 追跡される装置
180 表示手段
200 RFコイル
900 制御器
910 勾配増幅器
930 送信器
940 受信器
950 計算手段
100 Subject 125 Permanent magnet 140 External coil 150 Device to be tracked 180 Display means 200 RF coil 900 Controller 910 Gradient amplifier 930 Transmitter 940 Receiver 950 Calculation means

Claims (6)

被検体内にある被追跡装置の場所を監視する磁気共鳴追跡システムに於て、
(a)被検体内に挿入される被追跡装置と、
(b)被検体にわたって略一様な振幅を持つ均質な磁界を印加するための磁界手段と、
(c)前記被追跡装置に取付けられていて、選ばれた持続時間、振幅及び周波数を持つ無線周波(RF)エネルギを被検体に送り込んで、該被検体内にある核スピンの選ばれた集合の章動を行なわせる無線周波(RF)送信器手段と、
(d)選ばれた数の次元で、時間につれて前記磁界の振幅を変えるための勾配手段と、
(e)スピンの選ばれた集合からの磁気共鳴(MR)応答信号を検出する検出手段と、
(f)該検出手段に応答して、検出されたMR応答信号から前記被追跡装置の場所を計算する計算手段と、
(g)前記送信器手段、検出手段、計算手段及び勾配手段に結合されていて、アダマール磁気共鳴追跡手順に従って前記送信器手段、検出手段、計算手段及び勾配手段を作動する制御器手段と、
(h)前記計算手段に応答して前記被追跡装置の場所をオペレータに表示するための表示手段と
を有する磁気共鳴追跡システム。
In a magnetic resonance tracking system that monitors the location of a tracked device within a subject,
(A) a tracked device inserted into the subject;
(B) magnetic field means for applying a homogeneous magnetic field having a substantially uniform amplitude over the subject;
(C) sending a radio frequency (RF) energy having a selected duration, amplitude and frequency to the subject, attached to the tracked device, to select a set of nuclear spins in the subject; Radio frequency (RF) transmitter means for performing the nutation of
(D) gradient means for varying the amplitude of the magnetic field over time in a selected number of dimensions;
(E) detection means for detecting a magnetic resonance (MR) response signal from the selected set of spins;
(F) calculating means for calculating the location of the tracked device from the detected MR response signal in response to the detecting means;
(G) controller means coupled to said transmitter means, detection means, calculation means and gradient means for operating said transmitter means, detection means, calculation means and gradient means according to a Hadamard magnetic resonance tracking procedure;
(H) display means for displaying the location of the tracked device to an operator in response to the calculation means.
前記検出手段が前記被追跡装置に固定されていてMR応答信号を受取るRFコイルで構成される請求項1記載の磁気共鳴追跡システム。 2. The magnetic resonance tracking system according to claim 1, wherein said detection means is constituted by an RF coil fixed to said tracked device and receiving an MR response signal. 磁気共鳴を用いて被検体内にある被追跡装置の場所を追跡する装置に於て、
(a)被検体内に挿入される被追跡装置と、
(b)被検体にわたって略一様な振幅を持つ均質な磁界を印加する送信器手段であって、
(c)第1の非選択性無線周波(RF)パルスを被検体に送り込み、
(d)第1の方向に向けて第1の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加する、送信器手段と、
(e)前記送信器手段が前記第1の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加するのと同時に第1の磁気共鳴(MR)応答信号を検出して、前記第1の方向に於ける局在化が出来る様にする検出手段と、
(f)前記第1のMR応答信号から前記第1の方向に沿った第1の位置P1を計算する計算手段とを備え、
(g)前記送信器手段は、第2の非選択性RFパルスを被検体に送り込み、
(h)かつ、前記第1の方向とは実質的に異なる第2の方向に向けて第2の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加し、
(i)前記検出手段は、前記送信器手段が前記第2の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加するのと同時に第2のMR応答信号を検出して、前記第2の選ばれた方向に於ける局在化が出来る様にし、
(j)前記計算手段は、該第2のMR応答信号から前記第2の方向に沿った第2の位置P2を計算し、
(k)前記送信器手段は、第3の非選択性RFパルスを被検体に送り込み、
(l)かつ、前記第1及び第2の方向とは実質的に異なる第3の方向に向けて、第3の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加し、
(m)前記検出手段は、前記送信器手段が第3の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加するのと同時に第3のMR応答信号を検出して、前記第3の選ばれた方向に於ける局在化が出来る様にし、
(n)前記計算手段は、該第3のMR応答信号から前記第3の方向に沿った第3の位置P3を計算し、
(o)前記送信器手段は、第4の非選択性RFパルスを被検体に送り込み、
(p)かつ、前記第1、第2及び第3の方向とは実質的に異なる第4の方向に向けて第4の2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加し、
(q)前記検出手段は、前記送信器手段が該第4の2ローブ形読出磁界勾配パルスを印加するのと同時に第4のMR応答信号を検出して、前記第4の方向に於ける局在化が出来る様にし、
(r)前記計算手段は、該第4のMR応答信号から前記第4の方向に沿った第4の位置P4を計算し、
(s)かつ、前記第1、第2、第3及び第4の方向に沿った位置P1,P2,P3,P4の線形の組合せを計算して、前記被検体内の化学シフトの差に比較的影響されない前記被追跡装置の場所を求める、
装置。
In a device for tracking the location of a tracked device in a subject using magnetic resonance,
(A) a tracked device inserted into the subject;
(B) transmitter means for applying a homogeneous magnetic field having a substantially uniform amplitude over the subject,
(C) delivering a first non-selective radio frequency (RF) pulse to the subject;
(D) transmitter means for applying a first two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject in a first direction;
(E) detecting a first magnetic resonance (MR) response signal at the same time that the transmitter means applies the first two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject; Detection means to enable localization
(F) calculating means for calculating a first position P1 along the first direction from the first MR response signal;
(G) the transmitter means sends a second non-selective RF pulse to the subject;
(H) applying a second two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject in a second direction substantially different from the first direction;
(I) the detecting means detects the second MR response signal at the same time that the transmitter means applies the second two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject, and Localization in different directions,
(J) the calculating means calculates a second position P2 along the second direction from the second MR response signal;
(K) the transmitter means sends a third non-selective RF pulse to the subject;
(L) applying a third two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject in a third direction substantially different from the first and second directions;
(M) the detecting means detects a third MR response signal at the same time that the transmitter means applies a third two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject, and So that localization in the direction can be done,
(N) the calculating means calculates a third position P3 along the third direction from the third MR response signal;
(O) the transmitter means sends a fourth non-selective RF pulse to the subject;
(P) applying a fourth two-lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject in a fourth direction substantially different from the first, second, and third directions;
(Q) the detecting means detects a fourth MR response signal at the same time as the transmitter means applies the fourth two-lobe readout magnetic field gradient pulse, and detects a station in the fourth direction; Localization,
(R) the calculating means calculates a fourth position P4 along the fourth direction from the fourth MR response signal;
(S) calculating a linear combination of the positions P1, P2, P3, and P4 along the first, second, third, and fourth directions, and comparing the calculated combination with the chemical shift difference in the subject; Determining the location of the tracked device that is not affected
apparatus.
磁気共鳴を用いて被検体内にある被追跡装置の場所を追跡する装置に於て、
(a)被検体内に挿入される被追跡装置と、
(b)被検体にわたって略一様な振幅を持つ均質な磁界を印加する送信器手段であって、
(c)非選択性無線周波(RF)パルスを被検体に送り込み、
(d)同時に夫々X、Y及びZ軸に沿った向きの3つの2ローブ形読出磁界勾配パルスを被検体に印加して、所望の方向に向けた合成磁界勾配を作る送信器手段と、
(e)前記送信器手段が前記合成磁界勾配を作るのと同時に磁気共鳴(MR)応答信号を検出して、前記第1の方向に於ける局在化が出来る様にする検出手段と、
(f)該MR応答信号を変換する変換手段とを備え、
(g)前記送信器手段による、非選択性無線周波(RF)パルスの被検体への送り込み、及び、アダマール符号化方法に従った、夫々X、Y及びZ軸に沿った向きの3つの2ローブ形読出磁界勾配パルスの被検体への印加と、
前記検出手段による、前記送信器手段が前記合成磁界勾配を作るのと同時に行われる磁気共鳴(MR)応答信号の検出と、
前記変換手段による該MR応答信号の変換が、3回さらに繰返されて、第1、第2、第3及び第4の変換MR応答信号が求められ、
(h)前記装置はさらに、前記第1、第2、第3及び第4のMR応答信号から夫々前記第1、第2、第3及び第4の方向に沿った位置P1,P2,P3,P4を計算する計算手段とを備え、
(i)前記計算手段は、アダマール復号方法に従って、前記第1、第2、第3及び第4の方向に沿った位置P1,P2,P3,P4の線形の組合せを計算して、前記被検体内の化学シフトの差に比較的影響されない前記被追跡装置の場所を求める、
装置。
In a device for tracking the location of a tracked device in a subject using magnetic resonance,
(A) a tracked device inserted into the subject;
(B) transmitter means for applying a homogeneous magnetic field having a substantially uniform amplitude over the subject,
(C) sending a non-selective radio frequency (RF) pulse to the subject;
(D) transmitter means for simultaneously applying to the subject three two-lobe readout magnetic field gradient pulses oriented along the X, Y and Z axes, respectively, to produce a combined magnetic field gradient in a desired direction;
(E) detection means for detecting a magnetic resonance (MR) response signal at the same time that the transmitter means produces the composite magnetic field gradient to enable localization in the first direction;
(F) converting means for converting the MR response signal;
(G) delivery of a non-selective radio frequency (RF) pulse to the subject by said transmitter means and three of two orientations along the X, Y and Z axes, respectively, according to the Hadamard encoding method. Applying a lobe readout magnetic field gradient pulse to the subject;
A detection of a magnetic resonance (MR) response signal by said detection means simultaneously with said transmitter means producing said composite magnetic field gradient;
The conversion of the MR response signal by the conversion means is further repeated three times to obtain first, second, third and fourth converted MR response signals,
(H) the apparatus further comprises, from the first, second, third, and fourth MR response signals, positions P1, P2, P3 along the first, second, third, and fourth directions, respectively. Calculation means for calculating P4,
(I) The calculating means calculates a linear combination of the positions P1, P2, P3, and P4 along the first, second, third, and fourth directions according to the Hadamard decoding method, and Determining the location of the tracked device that is relatively unaffected by differences in chemical shifts within
apparatus.
X、Y及びZ2ローブ形読出勾配が、最初は所定の選ばれた極性が与えられ、2回目の繰返しでは、X及びY2ローブ形読出勾配の極性は最初の2ローブ形読出勾配に対して反転するが、Z2ローブ形勾配の極性は反転せず、3回目の繰返しでは、X及びZ2ローブ形読出勾配の極性は反転するが、Y2ローブ形勾配の極性は反転せず、4回目の繰返しでは、Y及びZ2ローブ形読出勾配の極性は反転するが、X2ローブ形勾配の極性は反転しない請求項4記載の装置。 The X, Y and Z2 lobe read gradients are initially given a selected polarity, and in the second iteration, the polarity of the X and Y2 lobe read gradients is inverted with respect to the first two lobe read gradient. However, the polarity of the Z2 lobe gradient is not reversed, and the polarity of the X and Z2 lobe read gradients is reversed in the third repetition, but the polarity of the Y2 lobe gradient is not reversed in the fourth repetition. 5. The apparatus of claim 4, wherein the polarity of the X, Y and Z two lobe read gradients is reversed, but the polarity of the X2 lobe gradient is not reversed. X、Y及びZ位置を3つの次元に於ける前記被追跡装置の場所として、前記被追跡装置の場所が、夫々第1、第2、第3及び第4の方向に沿った位置P1,P2,P3,P4の線形の組合せから下記の式X位置=−P1+P2+P3−P4Y位置=−P1+P2−P3+P4Z位置=−P1−P2+P3+P4に従って計算される請求項5記載の装置。 The X, Y, and Z positions are the locations of the tracked device in three dimensions, and the locations of the tracked devices are positions P1, P2 along first, second, third, and fourth directions, respectively. 6. The apparatus according to claim 5, wherein the position is calculated from the linear combination of P, P3 and P4 according to the following equation: X position = -P1 + P2 + P3-P4Y position = -P1 + P2-P3 + P4Z position = -P1-P2 + P3 + P4.
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