JP5322389B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、被検体を体軸方向に移動しながら磁気共鳴(MR)信号の収集を行なうことにより広範囲のイメージングを可能とする磁気共鳴イメージング(MRI)装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus that enables imaging over a wide range by collecting magnetic resonance (MR) signals while moving a subject in the body axis direction.
MRI法は、静磁場中に置かれた被検体組織の原子核スピンを、そのラーモア周波数をもつ高周波信号(RFパルス)で励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号から画像データを再構成するイメージング法である。 In the MRI method, a nuclear spin in a subject tissue placed in a static magnetic field is excited by a high-frequency signal (RF pulse) having the Larmor frequency, and image data is reconstructed from a magnetic resonance signal generated by the excitation. This is an imaging method.
MRI装置は、MRI法を利用して被検体をイメージングする画像診断装置である。MRI装置は、解剖学的な診断情報のみならず、生化学的な情報や機能診断のための情報など多くの診断情報を得ることができる。このためMRI装置は、今日の画像診断の分野では重要なものとなっている。 The MRI apparatus is an image diagnostic apparatus that images a subject using an MRI method. The MRI apparatus can obtain not only anatomical diagnostic information but also a lot of diagnostic information such as biochemical information and information for functional diagnosis. Therefore, the MRI apparatus is important in the field of today's image diagnosis.
図4は、従来のMRI装置のガントリ120aを模式的に示した図である。ガントリ120aの中心部に設けられた撮影野130aの周囲には、主磁石11a、傾斜磁場コイル21a、送信コイル31aおよび受信コイル33aが設けられている。主磁石11aおよび傾斜磁場コイル21aは、撮影野130aに配置される被検体150に対し静磁場および傾斜磁場を形成する。送信コイル31aは、被検体150に対してRFパルスを照射する。受信コイル33aは、RFパルスの照射に伴って被検体150から生ずるMR信号を検出する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a
一方、図示しない寝台の上面には、被検体150を載置する天板4aが、その長手方向(Z軸方向)にスライド可能に取り付けられている。被検体150を天板4aとともに撮影野130aに挿入することにより、被検体の一部(イメージング対象部位)が受信コイル33aの近傍に設定される。この場合、最大イメージング領域は、受信コイル33aのZ軸方向についての長さDによって決まる。
On the other hand, a
近年、上記の最大イメージング領域より更に広い領域に関して連続した画像データを生成するために、天板4aをその長手方向に連続的に移動しながら収集したMR信号を再構成処理して画像データを生成する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In recent years, in order to generate continuous image data for an area wider than the maximum imaging area, the MR signal collected while moving the top 4a continuously in the longitudinal direction is reconstructed to generate image data. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1にて提案された方法によれば、MR信号の収集を行なう際、被検体150の所定スライス断面に対する選択励起用RFパルスの搬送周波数を制御することにより、移動中の被検体150における所定イメージング対象部位から発生するMR信号を常に同一周波数で捕らえることができるため、被検体150に対する広範囲な画像データの生成が可能となる。
According to the method proposed in
また、上述の方法を更に発展させて広範囲なマルチスライスイメージングやオブリークイメージングを可能とするイメージング方法も提案されている(例えば、特許文献2を参照)。
既に述べたように、MRI装置ではラーモア周波数(例えば63.9MHz)を中心とした所定帯域(例えば±250KHz)の周波数成分を有したRFパルスを被検体150に照射する。そして、RFパルスと同一の周波数成分を有したMR信号を前記被検体150から受信して画像データの生成を行なっている。このMR信号は極めて微小な信号であるので、同一の周波数成分を有するノイズを極力排除する必要がある。このため、MR信号の検出を行なう受信コイル33aや、この受信コイル33aによって検出されたMR信号を所定の振幅に増幅する図示しない増幅回路が設けられたガントリ120aは、寝台とともにシールドルーム内に設置されている。
As described above, the MRI apparatus irradiates the
従って、被検体150を連続的に移動することによる広範囲な画像データの生成(以下では、広範囲イメージングと呼ぶ)においては、天板4aを移動させるための駆動信号に起因した電磁ノイズが受信コイル33aによって検出されたMR信号に混入し、このMR信号を再構成処理して得られた画像データにおいて許容できないアーチファクトが発生するおそれがある。
Therefore, in the generation of a wide range of image data by moving the
特に、ガントリ120aの撮影野130aに挿入された被検体150の恐怖感や不安感を排除するために撮影野130aの長さDを短くするとともに撮影野130aの開口を広くしたMRI装置では、受信コイル33aや増幅回路に対する電磁ノイズの侵入を更に容易にしている。
In particular, in an MRI apparatus in which the length D of the
なお、天板4aを移動させるための駆動信号の他にも、MR信号に電磁ノイズを混入させる要因は存在する。
In addition to the drive signal for moving the
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、電磁ノイズに起因したアーチファクトを低減することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object thereof is to reduce artifacts due to electromagnetic noise.
本発明の第1の態様による磁気共鳴イメージング装置は、静磁場および傾斜磁場が形成された撮影野において移動する天板に載置された被検体に対しRFパルスを照射することにより前記被検体から発生する磁気共鳴信号を前記天板を連続的に移動させながら収集して画像データを生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記磁気共鳴信号の収集期間中には前記天板を移動させる駆動信号の生成を停止する。 The magnetic resonance imaging apparatus according to the first aspect of the present invention irradiates an RF pulse to a subject placed on a top plate that moves in an imaging field in which a static magnetic field and a gradient magnetic field are formed. A magnetic resonance imaging apparatus that generates image data by collecting generated magnetic resonance signals while continuously moving the top plate, and a driving signal for moving the top plate during the collection period of the magnetic resonance signals Generation of.
本発明の第2の態様による磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴イメージングの撮影野において静磁場および傾斜磁場を形成する磁場形成部と、被検体を載置する天板と、前記天板を移動させる天板移動部と、前記撮影野に位置する前記被検体のイメージング対象部位に対しRFパルスを照射するとともに、前記イメージング対象部位から発生する磁気共鳴信号を受信する送受信部と、前記磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するもので画像データ生成部と、前記画像データ生成部が前記画像データを生成するために必要な量の前記磁気共鳴信号が前記送受信部により受信される間は連続的に前記天板を移動するように前記天板移動部を駆動する駆動信号を生成するもので、前記送受信部による磁気共鳴信号の受信期間中においては前記駆動信号の生成を停止する駆動信号生成部とを備えた。 In the magnetic resonance imaging apparatus according to the second aspect of the present invention, a magnetic field forming unit that forms a static magnetic field and a gradient magnetic field in an imaging field of magnetic resonance imaging, a top plate on which a subject is placed, and the top plate are moved. A top plate moving unit, a transmitting / receiving unit for irradiating an imaging target region of the subject located in the imaging field with an RF pulse, and receiving a magnetic resonance signal generated from the imaging target region, and a magnetic resonance signal The image data is generated based on the image data generator and continuously while the amount of the magnetic resonance signal necessary for the image data generator to generate the image data is received by the transmitter / receiver. It generates a drive signal for driving the top plate moving unit so as to move the top plate, and during the reception period of the magnetic resonance signal by the transmission / reception unit And a drive signal generating unit stops generating the serial drive signal.
本発明の第3の態様による磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中の被検体から磁気共鳴信号を発生させるために前記被検体に対して傾斜磁場および高周波パルスを印加する印加部と、前記磁気共鳴信号を検出するための高周波コイルと、この高周波コイルにて検出された前記磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、このデータ収集部にて収集された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を再構成する再構成部と、前記磁気共鳴信号を前記データ収集部が収集する期間には被検体を載置するための天板をその長手方向に連続的にスライドさせつつ、前記天板を駆動するための駆動信号を一時的にOFFとする寝台と、前記駆動信号をOFFとしている間に、前記磁気共鳴信号を収集するように前記印加部および前記データ収集部を制御する制御部とを備えた。 Magnetic resonance imaging apparatus according to the third aspect of the present invention, the applying unit for applying a gradient magnetic field and radio frequency pulses to the subject in order to generate the magnetic resonance signals from a subject in a static magnetic field, before Ki磁 A high frequency coil for detecting a gas resonance signal, a data collection unit for collecting the magnetic resonance signal detected by the high frequency coil, and a magnetic resonance image based on the magnetic resonance signal collected by the data collection unit A reconstructing unit that reconstructs the magnetic resonance signal during a period in which the data collecting unit collects the top plate on which the subject is placed while continuously sliding in the longitudinal direction. a bed for temporarily OFF driving signal for driving the pre-SL drive signal while the OFF, and controls the application unit and the data collecting unit to collect the magnetic resonance signals And a control unit.
本発明の第4の態様による磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中の被検体から磁気共鳴信号を発生させるために前記被検体に対して傾斜磁場および高周波パルスを印加する印加部と、前記被検体を載置するための天板をその長手方向にスライドさせる寝台と、前記磁気共鳴信号を検出するための高周波コイルと、この高周波コイルにて検出された前記磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、このデータ収集部にて収集された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を再構成する再構成部と、前記天板をスライドさせながら前記磁気共鳴信号を収集するように前記印加部、前記寝台および前記データ収集部を制御するもので、前記寝台は、前記データ収集部により前記磁気共鳴信号を収集する期間には前記天板を駆動するための駆動信号を発生させないように制御する制御部とを備えた。 A magnetic resonance imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes an application unit that applies a gradient magnetic field and a high-frequency pulse to the subject to generate a magnetic resonance signal from the subject in a static magnetic field, and the subject A bed that slides a top plate for placing the device in the longitudinal direction thereof, a high-frequency coil for detecting the magnetic resonance signal, and a data collection unit for collecting the magnetic resonance signal detected by the high-frequency coil; A reconstruction unit that reconstructs a magnetic resonance image based on the magnetic resonance signal collected by the data collection unit, and the application unit and the bed so as to collect the magnetic resonance signal while sliding the top plate And the data collection unit. The bed generates a drive signal for driving the top plate during a period in which the magnetic resonance signal is collected by the data collection unit. And a control unit for controlling so as not to.
本発明によれば、電磁ノイズに起因したアーチファクトを低減できる。 According to the present invention, artifacts caused by electromagnetic noise can be reduced.
以下、図面を参照して実施形態に係るMRI装置200について説明する。
Hereinafter, an
以下に述べるMRI装置200の特徴は、次のようにして天板移動用の駆動信号に起因する電磁ノイズのMR信号への混入を防止することにある。すなわち、MRI装置200は、静磁場、傾斜磁場およびRF磁場が形成された撮影野において、天板に載置された被検体をその体軸方向に所定速度で略連続的に移動させながらMR信号を収集する。MRI装置200は、被検体の複数のイメージング対象部位から時系列的に得られるMR信号に基づいて、撮影野よりも広範囲な領域に関する画像データを再構成する。そしてこのようなイメージングを行うに際してMRI装置200は、MR信号の収集タイミングの情報(例えば、収集開始タイミングの情報および収集終了タイミングの情報)に基づいて駆動信号の生成を制御する。
A feature of the
なお以下では、MRI装置200は、磁気共鳴データの収集にspin echo(SE)法を採用している場合について説明する。ただし、field echo(FE)法、echo planar imaging(EPI)法、あるいはinversion recovery(IR)法等の他のイメージング法を採用しても良い。
Hereinafter, a case will be described in which the
MRI装置200の構成につき図1を参照して説明する。図1はMRI装置200の全体構成を示すブロック図である。
The configuration of the
図1に示したMRI装置200は、静磁場発生部1、傾斜磁場発生部2、送受信部3、天板4、移動機構部5、画像データ生成部6、表示部7、入力部8および制御部9を含む。
静磁場発生部1は、主磁石11および静磁場電源12を含む。主磁石11としては、常伝導磁石あるいは超電導磁石等が適用される。静磁場電源12は、主磁石11に電流を供給する。このような構成により静磁場発生部1は、図示しないガントリ(図4参照)の撮影野の中に強力な静磁場を形成する。なお、上述の主磁石11としては、永久磁石が適用されても良い。この場合には、静磁場電源12は不要である。
The static magnetic
傾斜磁場発生部2は、傾斜磁場コイル21および傾斜磁場電源22を含む。傾斜磁場コイル21は、互いに直交するX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれに対応した3組のコイルを組み合わせて形成される。傾斜磁場電源22は、傾斜磁場コイル21に含まれた3組のコイルのそれぞれに対してパルス電流を供給する。このような構成により傾斜磁場発生部2は、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向のそれぞれに対して磁場強度が変化する傾斜磁場を静磁場に重畳する。なお傾斜磁場電源22は、制御部9から供給されたシーケンス制御信号に基づいて撮影野に対して符号化を行なう。すなわち傾斜磁場電源22は、傾斜磁場コイル21に含まれた3組のコイルに供給するパルス電流をシーケンス制御信号に基づいて制御することにより、磁場強度の分布を各軸方向に対して個別に調整する。これにより、互いに直交するスライス選択傾斜磁場Gs、位相エンコード傾斜磁場Geおよび読み出し(周波数エンコード)傾斜磁場Grがそれぞれ所望の方向に形成される。
The gradient
送受信部3は、送信コイル31、送信部32、受信コイル33および受信部34を含む。
The transmission /
送信コイル31は、送信部32から供給されるRFパルス信号によってRFパルスを撮影野内に送信する。送信部32は、制御部9から供給されたシーケンス制御信号に基づき、主磁石11の静磁場強度によって決定される磁気共鳴周波数(ラーモア周波数)と同じ周波数の搬送波を所定の選択励起波形によって変調したRFパルス電流を生成する。受信コイル33は、被検体150にて発生したMR信号を検出し、受信部34に送る。受信コイル33としては、MR信号を高感度で検出するために、小口径のコイルが複数個(N個)配列されたアレイコイルの適用が好適である。受信部34は、増幅回路、中間周波変換回路、検波回路、analog-to-digital(A/D)変換器およびフィルタリング回路をNチャンネル分備える。受信部34は、受信コイル33が検出したMR信号を増幅し、更に、中間周波変換、位相検波、フィルタリング等の信号処理を行った後でA/D変換を行なう。なお増幅回路は、受信コイル33が検出したMR信号を高S/Nで増幅するために、通常、受信コイル33の近傍に設置されている。ただし、送信コイル31の機能と受信コイル33の機能とを1つのコイルで兼ね備えた送受信コイルを用いてもよい。この場合、この送受信コイルを、ハイブリッド回路または送受切替器を介して送信部32および受信部34に接続する。
The
そして、主磁石11、傾斜磁場コイル21、送信コイル31および受信コイル33は、図4と同様にしてMRI装置200のガントリに設けられ、このガントリの中央部には撮影野が形成される。すなわち、ガントリの中心には天板4とともに被検体150が挿入される撮影野が設けられ、この撮影野の周囲には受信コイル33、送信コイル31、傾斜磁場コイル21および主磁石11がZ軸を共軸として同心円状に配置されている。
The
天板4は、ガントリの近傍に設置された図示しない寝台本体の上面においてZ軸方向にスライド自在に取り付けられている。天板4は、その長手方向がZ軸方向にほぼ一致する。また被検体150は、その体軸を天板4の長手方向にほぼ一致させる状態で天板4に載置される。天板4を移動させることにより、天板4に載置された被検体150における任意のイメージング対象部位を撮影野内に位置させる。この場合、撮影野内に位置したイメージング対象部位は、受信コイル33に対向する。
The
移動機構部5は、例えば、上述の寝台に取り付けられる。移動機構部5は、移動機構51および駆動信号生成部52を含む。移動機構51は、モータ51aを含み、天板4をZ軸方向に所定速度で移動させる。駆動信号生成部52は、モータ51aを駆動するための駆動信号を、制御部9から供給される移動トリガ信号(移動開始トリガ信号および移動停止トリガ信号)に基づいて生成する。
The
画像データ生成部6は、記憶部61と高速演算部62とを含む。記憶部61はさらに、MR信号記憶部611および画像データ記憶部612を含む。MR信号記憶部611は、受信部34によってA/D変換されたNチャンネル分のMR信号を記憶する。MR信号記憶部611は、被検体150を移動させながら繰り返し受信されるMR信号をそれぞれ順次に記憶する。MR信号記憶部611は、これらのMR信号に対応付けて、制御部9から供給されるイメージング位置情報を付帯情報として記憶する。画像データ記憶部612は、上述のMR信号とそのイメージング位置情報に基づく再構成処理によって得られた画像データを記憶する。高速演算部62は、MR信号記憶部611に記憶されたMR信号とイメージング位置情報とを読み出し、2次元フーリエ変換による再構成処理を行なって画像データを生成する。高速演算部62は、異なるイメージング対象部位について得られたMR信号に基づいて、撮影野よりも広範囲に関する画像データを生成する機能を持つ。
The image data generation unit 6 includes a
表示部7は、表示データ生成回路、変換回路およびモニタを含む。表示データ生成回路は、画像データ記憶部612に記憶された画像データと入力部8から制御部9を介して供給された被検体情報等の付帯情報を合成して表示データを生成する。変換回路は、表示データを所定の表示フォーマットに変換し、さらに、D/A(digital-to-analog)変換とテレビフォーマット変換を行なって映像信号を生成する。モニタは、映像信号が表す映像を表示する。モニタとしては、CRT(cathode-ray tube)または液晶パネルなどの既存の表示デバイスを適用できる。
The
入力部8は、操作卓上にスイッチ、キーボード、あるいはマウスなどの各種入力デバイスや表示パネルを備える。入力部8は、被検体情報の入力、MR信号の収集条件や画像データの表示条件の設定、天板4の移動速度の設定、各種コマンド信号の入力等を行なう。 The input unit 8 includes various input devices such as switches, a keyboard, or a mouse, and a display panel on the console. The input unit 8 inputs subject information, sets MR signal acquisition conditions and image data display conditions, sets the moving speed of the top 4, and inputs various command signals.
制御部9は、主制御部91、シーケンス制御部92および移動制御部93を含む。主制御部91は、CPUおよび記憶回路を備える。主制御部91は、MRI装置200を統括して制御する機能を有している。主制御部91が備える記憶回路には、入力部8にて入力あるいは設定された被検体情報、MR信号の収集条件、画像データの表示条件、あるいは移動速度等の情報が保存される。主制御部91が備えるCPUは、入力部8から入力された上述の情報に基づいてパルスシーケンス情報を生成し、シーケンス制御部92に供給する。シーケンス情報は、例えば傾斜磁場コイル21や送信コイル31に供給するパルス電流の大きさ、供給時間、供給タイミングなどに関する情報である。シーケンス制御部92は、CPUと記憶回路を備える。シーケンス制御部92が備える記憶回路は、主制御部91から供給されたパルスシーケンス情報を記憶する。シーケンス制御部92が備えるCPUは、パルスシーケンス情報に従ってシーケンス制御信号を生成し、これによって傾斜磁場電源22や送信部32を制御する。移動制御部93は、主制御部91から供給されたパルスシーケンス情報あるいはシーケンス制御部92から供給されたシーケンス制御信号に基づき、天板4の移動に関する移動開始トリガ信号および移動停止トリガ信号を生成し、移動機構部5に供給する。例えば、移動制御部93は、シーケンス制御部92が設定したMR信号の収集開始時刻および収集終了時刻に基づいて上述の移動停止トリガ信号および移動開始トリガ信号を生成する。
The control unit 9 includes a
次に、以上のように構成されたMRI装置200の動作について図2を参照して説明する。図2はMRI装置200におけるMR信号の収集期間と駆動信号の生成期間との関係を説明するタイムチャートである。なおここでは、説明を簡単にするためにシングルスライスイメージングの場合について説明するが、マルチスライスイメージングやオブリークイメージングも同様に実施が可能である。
Next, the operation of the
傾斜磁場電源22は、傾斜磁場コイル21におけるX軸方向,Y軸方向およびZ軸方向の各コイルに対するパルス電流をシーケンス制御部92から供給されたシーケンス制御信号に基づいて制御する。これにより、イメージングスライス面を設定するためのスライス選択傾斜磁場Gsと、このイメージングスライス面から得られたMR信号に対しその発生位置を符号化するための位相エンコード傾斜磁場Geおよび読み出し(周波数エンコード)傾斜磁場Grとを撮影野に印加する。
The gradient magnetic
そして、例えばNa×Naの画像データを生成する場合、Na種類の磁場強度を有する位相エンコード傾斜磁場Geの印加を繰り返し期間TRでNa回繰り返すとともに、所定の磁場強度を有した読み出し(周波数エンコード)傾斜磁場Grの印加を繰り返し期間TRで繰り返し行なう。 For example, when generating Na × Na image data, the application of the phase encoding gradient magnetic field Ge having Na kinds of magnetic field strengths is repeated Na times in the repetition period TR, and reading with a predetermined magnetic field strength (frequency encoding) is performed. The application of the gradient magnetic field Gr is repeated in the repetition period TR.
送信部32は、最初のスライス選択傾斜磁場Gsの印加中に、送信コイル31に対してRFパルス電流を供給して90度RFパルスを送信する。この90度RFパルスは、撮影野内に位置している被検体150の部位に照射される。送信部32は、90度RFパルスの送信から時間TE/2後における第2のスライス選択傾斜磁場Gsの印加中に、送信コイル31に対してRFパルス電流を供給して180度RFパルスを送信する。この180度RFパルスは、90度RFパルスが照射されたのと同一部位に照射される。受信コイル33および受信部34は、180度RFパルスの照射から時間TE/2後に被検体150から生ずるMR信号を受信する。
The
そして、位相エンコード傾斜磁場Geの磁場強度をNa回更新することによりNa個のMR信号が収集されたならば、高速演算部62は、それぞれがNa個のデータ点を有するNa個のMR信号を2次元フーリエ変換してNa×Na画素の画像データを生成する。
Then, if Na MR signals are acquired by updating the magnetic field strength of the phase encoding gradient magnetic field Ge Na times, the high-
図2に示したRFパルス、スライス選択傾斜磁場Gs、位相エンコード傾斜磁場Geおよび読み出し傾斜磁場Grのそれぞれの変化は、通常のSE法のパルスシーケンスに準ずる。そして図2に示したMR信号は、当該パルスシーケンスの下に被検体150で発生するMR信号を模式的に示している。なお、図2中の90度RFパルスおよび180度RFパルスは、被検体組織の原子核スピンを90度および180度変化させるために必要なエネルギーを前記原子核スピンに供給するためのRF波である。時間TEは、90度RFパルスの照射からMR信号が検出されるまでの時間である。時間TRは、MR信号の検出周期である。 Each change of the RF pulse, the slice selection gradient magnetic field Gs, the phase encoding gradient magnetic field Ge, and the readout gradient magnetic field Gr shown in FIG. 2 is in accordance with a pulse sequence of a normal SE method. The MR signal shown in FIG. 2 schematically shows the MR signal generated in the subject 150 under the pulse sequence. Note that the 90-degree RF pulse and the 180-degree RF pulse in FIG. 2 are RF waves for supplying energy necessary to change the nuclear spin of the subject tissue by 90 degrees and 180 degrees to the nuclear spin. Time TE is the time from the irradiation of the 90-degree RF pulse until the MR signal is detected. Time TR is an MR signal detection cycle.
移動制御部93は時刻t10において、移動開始トリガ信号Ps1を生じさせる。なお時刻t10は、被検体150に対する90度RFパルスの照射とスライス選択傾斜磁場Gsの印加が開始される前の時刻(例えば、前回のMR信号の収集が終了した時刻)である。移動機構部5では、移動開始トリガ信号Ps1が生じると、駆動信号生成部52による駆動信号の生成が開始される。この駆動信号がモータ51aに供給されると、移動機構51によって天板4がZ軸方向に所定速度で移動される。このように駆動信号の供給がなされているときに、図2に示すように駆動信号に起因した電磁ノイズが発生する。
The
次に、時刻t10よりも後の時刻t11を含んだ期間T1においては、撮影野に対して、スライス選択傾斜磁場Gsが印加されるとともに、90度RFパルスが送信される。時刻t11よりも後の時刻t12を含んだ期間T2においては、撮影野に対して位相エンコード傾斜磁場Geおよび周波数エンコード傾斜磁場Grが印加される。 Next, in a period T1 including time t11 after time t10, the slice selection gradient magnetic field Gs is applied to the imaging field, and a 90-degree RF pulse is transmitted. In a period T2 including a time t12 after the time t11, the phase encoding gradient magnetic field Ge and the frequency encoding gradient magnetic field Gr are applied to the imaging field.
時刻t11から時間TE/2が経過した時刻13を含んだ期間T3においては、撮影野に対してスライス選択傾斜磁場Gsが再度印加されるとともに、180度RFパルスが送信される。時刻t13から時間TE/2が経過した時刻t14を含んだ期間T4においては、読み出し傾斜磁場Grが再度印加されて、MR信号が収集される。 In a period T3 including time 13 when the time TE / 2 has elapsed from time t11, the slice selection gradient magnetic field Gs is applied again to the imaging field and a 180-degree RF pulse is transmitted. In a period T4 including time t14 when time TE / 2 has elapsed from time t13, the readout gradient magnetic field Gr is applied again and MR signals are collected.
さて、このようなシーケンスによりMR信号が収集される際に移動制御部93は、期間T4にて読み出し傾斜磁場Grの印加が開始される時刻ts1において、移動停止トリガ信号Pe1を生じさせる。移動機構部5では、移動停止トリガ信号Pe1が生じると、駆動信号生成部52による駆動信号の生成が停止される。かくして、モータ51aへの駆動信号の供給は停止される。この後、移動制御部93は、期間T4における読み出し傾斜磁場Grの印加が停止される時刻Te2において、移動開始トリガ信号Ps2を生じさせる。このため移動機構部5では、移動開始トリガ信号Ps2が生じたことに応じて、駆動信号生成部52による駆動信号の生成が再開される。
Now, when MR signals are collected by such a sequence, the
MRI装置200は、上記のような動作を繰り返し行うことで、撮影野に位置する被検体150の部位を変化させながら、各部位から放射されるMR信号を順次に収集する。そして高速演算部62は、このように収集されたMR信号に基づくことで、撮影野よりも広い領域に関して被検体150をイメージングした画像を表す画像データを再構成する。
The
かくして、期間T4にて読み出し傾斜磁場Grの印加がなされている期間には、モータ51aへの駆動信号の供給が停止される。従って、駆動信号に起因する電磁ノイズは、図2に示すようにMR信号を収集する際には発生しない。従って、当該電磁ノイズのMR信号への混入を防ぐことができる。このため、アーチファクトが少なくS/Nに優れた画像データを生成することが可能となる。 Thus, the supply of the drive signal to the motor 51a is stopped during the period in which the read gradient magnetic field Gr is applied in the period T4. Therefore, electromagnetic noise due to the drive signal does not occur when collecting MR signals as shown in FIG . Therefore, mixing of the electromagnetic noise into the MR signal can be prevented. For this reason, it is possible to generate image data with few artifacts and excellent S / N.
なお、期間T4は、通常10msec前後であるため、駆動信号の供給を停止することによって天板4の移動が停止する期間は極めて短い。従って、天板4の移動が停止することに起因して被検体150に不快感等を与えることはほとんど無い。さらに、移動機構51において慣性が生ずる場合には,駆動信号の供給を停止している期間においても、天板4を連続して移動させることが可能である。
Since the period T4 is usually around 10 msec, the period in which the movement of the top 4 is stopped by stopping the supply of the drive signal is extremely short. Therefore, there is almost no discomfort to the subject 150 due to the stop of the movement of the top 4. Furthermore, when inertia occurs in the moving
また、本実施形態によれば、MR信号への混入する可能性のある電磁ノイズを発生しないので、ガントリにおける撮影野の長さを短くしたり、あるいは開口を広くしたMRI装置においても上述の電磁ノイズの影響を受けないイメージングが可能となる。 Further, according to the present embodiment, electromagnetic noise that may be mixed into the MR signal is not generated, so that the above-described electromagnetic wave is also used in an MRI apparatus in which the length of the imaging field in the gantry is shortened or the aperture is widened. Imaging that is not affected by noise becomes possible.
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.
MR信号のノイズは、上述したような駆動信号に起因する電磁ノイズの影響が大きいが、表示部7や入力部8に搭載されるロジック回路などの別の電気回路が発生するノイズも影響することがある。そこで、このようなノイズ源となる電気回路の動作を駆動信号と同様にして停止させるようにしても、MR信号へのノイズの混入を低減できる。
The noise of the MR signal is greatly affected by the electromagnetic noise caused by the drive signal as described above, but also the noise generated by another electric circuit such as a logic circuit mounted on the
受信コイル33としては、アレイコイルではなく、単一のコイルを適用しても良い。この場合には、受信感度は上記実施形態と比較して劣化するが、受信コイル33や受信部34を簡単に構成することができる。
As the receiving
受信コイル33に代えて、例えば図3に示すように、被検体150のイメージング対象部位全体を囲むような状態で天板4に固定された受信コイル33bを用いてもよい。この場合、受信コイル33bは、天板4とともにガントリ120bの撮影野130bにて連続的に移動することにより、被検体150の広範囲からのMR信号が受信され、広範囲イメージングが実現される。なお、受信コイル33bとしては、通常はアレイコイルが採用されるが、単一のコイルを採用しても構わない。
Instead of the
天板4は、所定間隔でステップ状に移動させてもよい。この場合、予め設定された複数のイメージング位置の各々において画像データを生成し、さらにこれらの画像データを合成することにより広範囲の画像データを生成してもよい。
The
上記実施形態では、被検体150を連続的に移動させながら広範囲イメージングを行なう際の画像データ生成方法としては、被検体150の特定断面が撮像可能領域に入ってから出ていくまでの間に、RFパルスの周波数を、連続的に移動する特定断面の位置の変化に応じて変化させることにより、被検体150を移動しながら被検体150の同一断面を追跡して繰り返し励起し、当該断面から1枚の画像の再構成に必要な全エコーを収集する方法や、米国登録特許7110805に記載されている方法を用いるのが好ましく、これらはここに組み入れられる。しかし、これ以外の方法を適用することも可能である。例えば、前者の方法において、RFパルスの周波数を、連続的に移動する特定断面の位置の変化に応じて変化させなくとも良い。 In the above embodiment, as a method of generating image data when performing wide-range imaging while continuously moving the subject 150, the specific cross section of the subject 150 enters the imageable region and exits. By changing the frequency of the RF pulse in accordance with the change in the position of the specific cross section that moves continuously, the same cross section of the subject 150 is tracked and repeatedly excited while moving the subject 150, and 1 is extracted from the cross section. It is preferable to use a method of collecting all echoes necessary for reconstruction of a single image or a method described in US Pat. No. 7,110,805, which is incorporated herein. However, other methods can be applied. For example, in the former method, the frequency of the RF pulse may not be changed in accordance with the change in the position of the specific cross section that moves continuously.
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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 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. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…静磁場発生部、2…傾斜磁場発生部、3…送受信部、4…天板、5…移動機構部、6…画像データ生成部、7…表示部、8…入力部、9…制御部、91…主制御部、92…シーケンス制御部、93…移動制御部、11…主磁石、12…静磁場電源、21…傾斜磁場コイル、22…傾斜磁場電源、31…送信コイル、32…送信部、33…受信コイル、33b…受信コイル、34…受信部、51…移動機構、51a…モータ、52…駆動信号生成部、61…記憶部、611…信号記憶部、612…画像データ記憶部、62…高速演算部、120b…ガントリ、130b…撮影野、200…磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記RFパルスの照射によって前記被検体で発生した磁気共鳴信号を前記天板を連続的に移動させながら収集し、
収集された前記磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成し、
前記磁気共鳴信号の収集期間中には前記天板を移動させる駆動信号の生成を停止することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Irradiate an RF pulse to a subject placed on a top plate that moves in an imaging field where a static magnetic field and a gradient magnetic field are formed,
Collecting magnetic resonance signals generated in the subject by irradiation of the RF pulse while continuously moving the top plate;
Generating image data based on the collected magnetic resonance signals;
A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that generation of a drive signal for moving the top plate is stopped during the collection period of the magnetic resonance signal.
被検体を載置する天板と、
前記天板を移動させる天板移動部と、
前記撮影野に位置する前記被検体のイメージング対象部位に対しRFパルスを照射するとともに、前記イメージング対象部位から発生する磁気共鳴信号を受信する送受信部と、
前記磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するもので画像データ生成部と、
前記画像データ生成部が前記画像データを生成するために必要な量の前記磁気共鳴信号が前記送受信部により受信される間は連続的あるいは所定間隔でステップ状に前記天板を移動するように前記天板移動部を駆動する駆動信号を生成するもので、前記送受信部による磁気共鳴信号の受信期間中においては前記駆動信号の生成を停止する駆動信号生成部とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic field forming unit for forming a static magnetic field and a gradient magnetic field in a magnetic resonance imaging field;
A top plate on which the subject is placed;
A top plate moving unit for moving the top plate;
A transmitter / receiver that irradiates an RF pulse to an imaging target site of the subject located in the imaging field and receives a magnetic resonance signal generated from the imaging target site;
An image data generation unit that generates image data based on the magnetic resonance signal;
While the amount of the magnetic resonance signal necessary for the image data generator to generate the image data is received by the transmitter / receiver, the top plate is moved continuously or stepwise at predetermined intervals. A drive signal generating unit that generates a drive signal for driving the top plate moving unit, and includes a drive signal generating unit that stops generating the drive signal during a period of reception of the magnetic resonance signal by the transmitting / receiving unit. Resonance imaging device.
前記送受信部は、前記駆動信号生成部が前記駆動信号を生成している間に前記RFパルスを照射し、かつ前記駆動信号生成部が前記駆動信号の生成を停止している間に前記磁気共鳴信号を受信することを特徴とする請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic field forming unit forms a slice selection gradient magnetic field and a phase encoding gradient magnetic field included in the gradient magnetic field while the drive signal generation unit generates the drive signal, and the drive signal generation unit While stopping the generation of the drive signal, forming a readout gradient magnetic field included in the gradient magnetic field,
The transmission / reception unit irradiates the RF pulse while the drive signal generation unit generates the drive signal, and the magnetic resonance unit while the drive signal generation unit stops generating the drive signal. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, wherein the signal is received.
前記送受信部は、前記被検体の移動に伴って変化するイメージング対象部位に対しRFパルスをそれぞれ照射するとともに前記イメージング対象部位から発生する磁気共鳴信号をそれぞれ受信することを特徴とする請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置。 The top plate moving unit moves the top plate in the body axis direction of the subject,
3. The transmission / reception unit irradiates an RF pulse to an imaging target site that changes as the subject moves, and receives a magnetic resonance signal generated from the imaging target site, respectively. Magnetic resonance imaging equipment.
前記駆動信号生成部は、前記移動開始トリガ信号および移動停止トリガ信号に基づいて前記駆動信号の生成を停止する期間を設定することを特徴とする請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置。 A trigger signal generating unit that generates a movement start trigger signal and a movement stop trigger signal of the top plate based on information on application start timing and application end timing of the gradient magnetic field;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, wherein the drive signal generation unit sets a period during which the generation of the drive signal is stopped based on the movement start trigger signal and the movement stop trigger signal.
前記磁気共鳴信号を検出するための高周波コイルと、
この高周波コイルにて検出された前記磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
このデータ収集部にて収集された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を再構成する再構成部と、
前記磁気共鳴信号を前記データ収集部が収集する期間には被検体を載置するための天板をその長手方向に連続的にスライドさせつつ、前記天板を駆動するための駆動信号を一時的にOFFとする寝台と、
前記駆動信号をOFFとしている間に、前記磁気共鳴信号を収集するように前記印加部および前記データ収集部を制御する制御部とを具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 An application unit that applies a gradient magnetic field and a high-frequency pulse to the subject to generate a magnetic resonance signal from the subject in a static magnetic field;
A high frequency coil for detecting the pre Ki磁 air resonance signal,
A data collection unit for collecting the magnetic resonance signals detected by the high-frequency coil;
A reconstruction unit for reconstructing a magnetic resonance image based on the magnetic resonance signals collected by the data collection unit;
During a period in which the data collection unit collects the magnetic resonance signal, a driving signal for driving the top plate is temporarily moved while continuously sliding a top plate for placing a subject in the longitudinal direction. A bed that is turned off
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a control unit that controls the application unit and the data collection unit so as to collect the magnetic resonance signal while the drive signal is OFF.
前記駆動信号がONの間に、前記傾斜磁場に含まれるスライス選択傾斜磁場および位相エンコード傾斜磁場と、前記高周波パルスとを印加するように前記印加部を制御するとともに、
前記駆動信号がOFFの間に、前記傾斜磁場に含まれる読み出し傾斜磁場を印加するように前記印加部を制御することを特徴とする請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The controller is
While the drive signal is ON, controlling the application unit to apply the slice selection gradient magnetic field and the phase encoding gradient magnetic field included in the gradient magnetic field, and the high-frequency pulse,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9 , wherein the application unit is controlled to apply a readout gradient magnetic field included in the gradient magnetic field while the drive signal is OFF.
前記被検体を載置するための天板をその長手方向にスライドさせる寝台と、
前記磁気共鳴信号を検出するための高周波コイルと、
この高周波コイルにて検出された前記磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
このデータ収集部にて収集された磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を再構成する再構成部と、
前記天板をスライドさせながら前記磁気共鳴信号を収集するように前記印加部、前記寝台および前記データ収集部を制御するもので、前記寝台は、前記データ収集部により前記磁気共鳴信号を収集する期間には前記天板を駆動するための駆動信号を発生させないように制御する制御部とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 An application unit that applies a gradient magnetic field and a high-frequency pulse to the subject to generate a magnetic resonance signal from the subject in a static magnetic field;
A bed for sliding a top plate for placing the subject in the longitudinal direction;
A high-frequency coil for detecting the magnetic resonance signal;
A data collection unit for collecting the magnetic resonance signals detected by the high-frequency coil;
A reconstruction unit for reconstructing a magnetic resonance image based on the magnetic resonance signals collected by the data collection unit;
The application unit, the bed, and the data collection unit are controlled to collect the magnetic resonance signal while sliding the top plate, and the bed collects the magnetic resonance signal by the data collection unit. The magnetic resonance imaging apparatus further comprises a control unit that controls so as not to generate a drive signal for driving the top plate.
前記駆動信号の生成を停止している間に、前記傾斜磁場に含まれる読み出し傾斜磁場を印加することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 While the prior SL drive signal is generated, together form a slice selection gradient magnetic field and a phase encode gradient magnetic field contained in the gradient magnetic field, irradiating the RF pulse,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a read gradient magnetic field included in the gradient magnetic field is applied while generation of the drive signal is stopped.
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