CN101441255B - 磁共振成像装置以及磁共振成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁共振成像装置以及磁共振成像方法。磁共振成像装置具有数据收集单元以及图像生成单元。数据收集单元以同一偏转角以及恒定的TR施加多个激励脉冲,按照用于通过以上述TR内的倾斜磁场以及TE中的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且TR内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场,而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件,收集磁共振数据。图像生成单元根据磁共振数据生成流动物质的图像。
Description
技术领域
本发明涉及使用拉莫尔频率的高频波(RF:Radio Freq uency)信号磁性地激励被检体的原子核自旋,并从伴随该激励而发生的核磁共振(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)信号重构图像的磁共振成像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置以及磁共振成像方法,特别涉及利用稳定状态自由旋进运动(SSFP:Steady State FreePrecession)取得流动物质的磁共振图像的磁共振成像装置以及磁共振成像方法。
背景技术
磁共振成像是使用拉莫尔频率的RF信号磁性地激励设置于静磁场中的被检体的原子核自旋,并从伴随该激励而发生的NMR信号重构图像的摄像法。
在该磁共振成像的领域中,公知使用了稳定状态自由旋进运动(SSFP)的摄像法。作为利用了SSFP的高速摄像时序的代表例,有被称为True FISP(Fast Imaging with Steady Precession,稳定运动快速成像)的时序(例如参照美国专利第4769603号说明书)。
图1是示出以往的True FISP时序的时序图。
如图1所示,在以往的True FISP时序等SSFP时序中,以同一激励角度(偏转角)α,并以恒定且短的反复时间(TR:Repetition Time)施加RF激励脉冲,而使磁化迅速成为稳定状态。此处,倾斜磁场被调整成0次矩(时间积分)成为零。另外,读出轴方向的倾斜磁场被控制成极性反转多次。其结果,所得到的回波信号具有高S/N比(signalto noise ratio:SNR,信号噪声比),信号强度S如式(1)所示依赖于组织的缓和时间。
S∝1/(1+T1/T2) (1)
式(1)是激励角度α为90度时的关系式。另外,T1以及T2分别为组织的纵缓和时间以及横缓和时间。
如式(1)所示,使用SSFP时序得到的信号的强度S依赖于组织的缓和时间比T1/T2。
因此,可知在将心脏的摄影图像设为SSFP时序的应用对象时,从对比度的观点来看是最有效果的。
另外,还指出向腹部血管系统的摄像的SSFP时序的有效性。如果使用SSFP时序,则无需使用造影剂而可以描绘出血管,所以在血管的摄像领域中SSFP时序得到了瞩目。
另外,在SSFP时序所需的必要条件中,除了如上所述使倾斜磁场的零次矩成为零这样的必要条件以外,还有与RF脉冲的相位相关的必要条件。与RF脉冲的相位相关的最单纯的控制必要条件为使连续的RF脉冲的相位交替反复0度与180度(πradian)。
图2是示出使用了以往的SSFP时序的扫描中的磁化的变化的图。
如果进行角度控制以使连续的RF脉冲的激励角度成为α,并且进行相位控制以使RF脉冲的相位交替反复0度与180度,则如图2所示的向量表现所示,磁化的状态成为交替地反复状态(A)与状态(B)的状态。
即,对激励脉冲的相位进行控制以成为
激励角度:α、α、α、...
激励脉冲的相位:0°、180°、0°、...
磁化的状态:(A)、(B)、(A)、...。
如图2所示,达到稳定状态的磁化成为从静磁场方向仅偏离α/2的状态(A)。在该磁化的状态(A)下,如果将激励脉冲的相位改变180°而进行施加,则磁化的状态从状态(A)变化成状态(B)。进而,在磁化的状态(B)下,如果将激励脉冲的相位改变180°而进行施加,则磁化的状态从状态(B)再次返回到状态(A)。
可知通过这样将所连续的激励脉冲的相位改变180°,有效地保持稳定状态。另外,可知通过这样的激励脉冲的相位控制,为了使处于热平衡状态的磁化转移到稳定状态而所需的时间也变短。
SSFP时序还被应用于存在血流这样的流动物质的部位的摄像,但在摄像区域中存在流动物质的情况下,需要特殊的考虑。即,需要对倾斜磁场进行控制,以如式(2-1)以及式(2-2)所示,不仅使倾斜磁场的0次矩成为零,而且还使倾斜磁场的1次矩也成为零以使沿着倾斜磁场方向流动的磁化不受到相位偏移。
∫Gdt=0 (2-1)
∫Gtdt=0 (2-2)
其中,G表示倾斜磁场的强度,t表示时间。
图3是说明以往公知的相位偏移的图。
图3(a)示出所施加的倾斜磁场,图3(b)是示出沿着图3(a)所示的倾斜磁场的施加方向流动的物质中的磁化的时间性的相位变化的图。
如图3所示沿着倾斜磁场方向流动的物质的磁化的相位根据所施加的倾斜磁场而变化,受到所谓的相位偏移。因此,可知无法维持如图2所示的稳定状态。
因此,在以往的SSFP时序中,决定倾斜磁场以回避这样的相位偏移而维持稳定状态。
图4是示出在以往的SSFP时序中施加的倾斜磁场与沿着倾斜磁场方向流动的物质的磁化的相位的关系的图。
图4(a)示出在以往的SSFP时序中施加的倾斜磁场,图4(b)示出沿着图4(a)所示的倾斜磁场的施加方向流动的物质中的磁化的时间性的相位变化的图。
如图4(a)所示,如果施加倾斜磁场以使0次矩以及1次矩成为零,则沿着倾斜磁场的施加方向流动的物质的磁化受到图4(b)所示的相位偏移。但是,由于所施加的倾斜磁场的1次矩为零,所以如图4(b)所示相位偏移被相互抵消,其结果在流动物质中的磁化中不引起相位偏移。
可知这样图3以及图4所示的倾斜磁场的0次矩都为零,但如果施加图3所示的倾斜磁场则引起相位偏移,另一方面如果施加图4所示的倾斜磁场则不引起相位偏移。即,在上述的以往的SSFP时序中,为了不引起流动物质的相位偏移,需要使倾斜磁场的0次矩以及1次矩都成为零。
因此,需要满足上述各种条件地谨慎构造以往的SSFP时序,以不在流动物质的磁化中引起相位偏移。其结果,可以与脏器那样的静止物质的磁化一起,还以良好的SNR描绘出血流那样的流动物质的磁化。
但是,通过利用以往的SSFP时序的摄像得到的图像成为血流等流动物质与脏器重叠的图像。因此,在仅注目于血流、血管的情况下,由于混合存在流动物质与脏器,所以存在有可能难以分辨血流、血管与脏器这样的问题。
另外,在以往的SSFP时序中,还存在如下问题:脏器等静止物质的磁化有效地维持稳定状态,但如果倾斜磁场的控制不充分,则有时无法良好地维持流动物质的磁化的稳定状态。
因此,要求利用SSFP仅对血流、血管等流动物质进行图像化的技术。
发明内容
本发明是为了解决上述以往的问题而完成的,其目的在于提供一种磁共振成像装置以及磁共振成像方法,可以利用SSFP取得流动物质的MR图像。
本发明的磁共振成像装置为了达成上述目的,具有:数据收集单元,以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,按照摄影条件来收集磁共振数据,上述摄影条件用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场,而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动;以及图像生成单元,根据上述磁共振数据生成上述流动物质的图像。
本发明的磁共振成像装置为了达成上述目的,具有:预扫描单元,以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,在用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件中,通过改变相邻的激励脉冲的发送相位之差执行预扫描而收集与相互不同的多个发送相位之差对应的多个磁共振数据;以及图像生成单元,根据上述多个磁共振数据分别生成上述流动物质的多个预扫描图像。
本发明的磁共振成像方法为了达成上述目的,具有:以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,按照用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场,而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件,收集磁共振数据的步骤;以及根据上述磁共振数据生成上述流动物质的图像的步骤。
本发明的磁共振成像方法为了达成上述目的,具有:以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,在用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件中,通过改变相邻的激励脉冲的发送相位之差执行预扫描而收集与相互不同的多个发送相位之差对应的多个磁共振数据的步骤;以及根据上述多个磁共振数据分别生成上述流动物质的多个预扫描图像的步骤。
在这样的本发明的磁共振成像装置以及磁共振成像方法中,可以利用SSFP取得流动物质的MR图像。
附图说明
图1是示出以往的True FISP时序的时序图。
图2是示出使用了以往的SSFP时序的扫描中的磁化的变化的图。
图3是说明从以往公知的相位偏移的图。
图4是示出在以往的SSFP时序中施加的倾斜磁场与沿着倾斜磁场方向流动的物质的磁化的相位的关系的图。
图5是示出本发明的磁共振成像装置的实施方式的结构图。
图6是图5所示的计算机的功能框图。
图7是示出在图5所示的摄影条件设定部中设定的血流像制成用的SSFP时序的一个例子的图。
图8是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π的奇数倍时的静止物质的横磁化的变化的图。
图9是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π的奇数倍时的流动物质的横磁化的变化的图。
图10是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π与流动物质的相位偏移量之和时的静止物质的横磁化的变化的图。
图11是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π与流动物质的相位偏移量之和时的流动物质的横磁化的变化的图。
图12是说明图7所示的SSFP时序中的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量的设定方法的图。
图13是示出在图6所示的摄影条件设定部中设定的实用性的读出轴方向的倾斜磁场的一个例子的图。
图14是示出在图6所示的摄影条件设定部中设定的实用性的读出轴方向的倾斜磁场的另一个例子的图。
图15是示出在图6所示的摄影条件设定部中改变数据收集定时而设定多个摄影条件的例子的图。
图16是示出在图6所示的摄影条件设定部中将发送相位角的偏移量设为相同、另一方面反转读出轴方向的倾斜磁场的1次矩的符号并将第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序设定成摄影条件时的磁化的相位偏移的情况的图。
图17是示出利用图5所示的磁共振成像装置对被检体P的血流像进行摄影时的步骤的流程图。
图18是详细示出利用图5所示的磁共振成像装置按照被设定成不同的延迟时间的2个SSFP时序进行数据收集时的从数据收集至血流像的生成为止的流程图。
图19是详细示出利用图5所示的磁共振成像装置按照被设定成不同的倾斜磁场的1次矩的2个SSFP时序进行数据收集时的从数据收集至血流像的生成为止的流程图。
图20是示出利用图5所示的磁共振成像装置使用通过预扫描求出的参数进行成像扫描的步骤的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的磁共振成像装置以及磁共振成像方法的实施方式进行说明。
图5是示出本发明的磁共振成像装置的实施方式的结构图。
磁共振成像装置20构成为在未图示的门架中内置有:形成静磁场的筒状的静磁场用磁铁21、设置在该静磁场用磁铁21的内部的均场线圈22、倾斜磁场线圈23以及RF线圈24。
在磁共振成像装置20中,具备控制系统25。控制系统25具备静磁场电源26、倾斜磁场电源27、均场线圈电源28、发送器29、接收器30、时序控制器31以及计算机32。控制系统25的倾斜磁场电源27由X轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y以及Z轴倾斜磁场电源27z构成。另外,在计算机32中,具备输入装置33、显示装置34、运算装置35以及存储装置36。
静磁场用磁铁21与静磁场电源26连接,具有利用从静磁场电源26供给的电流在摄像区域中形成静磁场的功能。另外,静磁场用磁铁21由超导线圈构成的情况较多,在励磁时与静磁场电源26连接而被供给电流,但在一旦被励磁之后一般成为非连接状态。另外,还有时使用永久磁铁构成静磁场用磁铁21,而不设置静磁场电源26。
在静磁场用磁铁21的内侧,在该轴上设置有筒状的均场线圈22。均场线圈22构成为与均场线圈电源28连接,从均场线圈电源28向均场线圈22供给电流而静磁场被均匀化。
倾斜磁场线圈23由X轴倾斜磁场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y以及Z轴倾斜磁场线圈23z构成,在静磁场用磁铁21的内部形成为筒状。在倾斜磁场线圈23的内侧设置有床37而被设为摄像区域,在床37上设置被检体P。RF线圈24还有时不内置于门架,而设置于床37、被检体P附近。
倾斜磁场线圈23与倾斜磁场电源27连接。倾斜磁场线圈23的X轴倾斜磁场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y以及Z轴倾斜磁场线圈23z分别与倾斜磁场电源27的X轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y以及Z轴倾斜磁场电源27z连接。
而且,构成为可以利用从X轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y以及Z轴倾斜磁场电源27z分别供给到X轴倾斜磁场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y以及Z轴倾斜磁场线圈23z的电流,在摄像区域中分别形成X轴方向的倾斜磁场Gx、Y轴方向的倾斜磁场Gy、Z轴方向的倾斜磁场Gz。
RF线圈24与发送器29以及接收器30连接。RF线圈24具有从发送器29接收RF信号并发送到被检体P的功能;和接收伴随通过被检体P内部的原子核自旋的RF信号引起的激励而发生的NMR信号并提供到接收器30的功能。
另一方面,控制系统25的时序控制器31与倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30连接。时序控制器31具有:存储记述有为了驱动倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30而所需的控制信息、例如应对倾斜磁场电源27施加的脉冲电流的强度、施加时间、施加定时等动作控制信息的时序信息的功能;和通过按照所存储的规定时序驱动倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30而发生X轴倾斜磁场Gx、Y轴倾斜磁场Gy、Z轴倾斜磁场Gz以及RF信号的功能。
时序控制器31构成为接收通过接收器30中的NMR信号的检波以及A/D(analog to digital)变换而得到的复数数据即源数据(rawdata)并提供到计算机32。
因此,在发送器29中,具备根据从时序控制器31接收到的控制信息向RF线圈24提供RF信号的功能。另一方面,在接收器30中,具备:通过对从RF线圈24接收到的NMR信号进行检波并执行所需信号处理、并且进行A/D变换,而生成作为被数字化的复数数据的源数据的功能;和向时序控制器31提供所生成的源数据的功能。
在磁共振成像装置20中,还具备取得被检体P的ECG(electrocardiogram)信号的ECG单元38。构成为由ECG单元38取得的ECG信号经由时序控制器31输出到计算机32。
另外,还可以代替ECG信号而取得脉波同步(PPG:PeripheralPulse Gating)信号。PPG信号例如是将指尖的脉波作为光信号检测的信号。在取得PPG信号的情况下,设置有PPG信号检测单元。
通过使用运算装置35执行保存于计算机32的存储装置36中的程序,在计算机32中具备各种功能。但是,也可以不依赖于程序,而在磁共振成像装置20中设置具有各种功能的特定电路。
图6是图5所示的计算机32的功能框图。
计算机32利用程序而作为摄影条件设定部40、摄影参数保存部41、时序控制器控制部42、k空间数据库43、图像重构部44、图像数据库45、血流像制成部46发挥功能。
摄影条件设定部40具有:可以利用SSFP时序抑制来自脏器等静止物质的信号、另一方面强调来自血流等流动物质的信号并收集的功能;和向时序控制器控制部42提供包括所设定的脉冲时序的摄影条件的功能。可以根据来自输入装置33的指示信息来进行摄影条件的设定。
为此,摄影条件设定部40具备在显示装置34上显示摄影条件的设定画面的功能。于是,用户通过参照显示在显示装置34上的设定画面对输入装置33进行操作,可以从预先准备的每个摄影部位、每个摄影条件的多个摄影方案中选择用于摄影的摄影方案、或者设定所需的参数值等摄影条件。
另外,构成为通过该设定画面,还可以设定是否自动地进行数据收集后的用于血流像的制成、显示的差分处理、最大值投影(MIP:Maximum Intensity Projection)处理等图像处理。因此,摄影条件设定部40构成为在从输入装置33输入了指示信息以自动地进行图像处理的情况下,向血流像制成部46提供自动地进行图像处理的指示。
此处对利用了SSFP时序的流动物质的摄像条件进行说明。以下,主要对流动物质为血流的情况进行说明,但对于淋巴、脑脊髓液(CSF:cerebrospinal fluid)、在消化管内流动的流体等血流以外的流动物质,也是同样的。
图7是示出在图5所示的摄影条件设定部40中设定的血流像制成用的SSFP时序的一个例子的图。
在图7中,RF表示RF激励脉冲,SS表示片层轴方向的片层选择用倾斜磁场,PE表示相位编码轴方向的相位编码用倾斜磁场,RO表示读出轴方向的读出用倾斜磁场。
如图7所示,对于血流像制成用的SSFP时序,以恒定并且短的TR施加同一激励角度(偏转角)α的RF激励脉冲,而使磁化迅速成为稳定状态。另外,各方向的倾斜磁场被控制成在TR期间片层轴、相位编码轴以及读出轴这3个轴方向上的倾斜磁场的0次矩都成为零。进而,读出轴以及片层轴方向的倾斜磁场从RF激励脉冲的施加中心时刻到回波的中心时刻为止的回波时间(TE:echo time)以及从回波的中心时刻到下一RF激励脉冲的施加中心时刻为止的期间的任意一个中,都被控制成0次矩分别成为零。
进而,在血流像制成用的SSFP时序中,各倾斜磁场被控制成读出轴方向以及片层轴方向的至少一方的轴方向上的倾斜磁场的1次矩在TR内具有非零值。
图7示出读出轴方向的倾斜磁场的1次矩被控制成非零值的例子。以下,对将读出轴方向的倾斜磁场的1次矩控制成非零值的情况进行说明。
在该情况下,对于读出轴方向的倾斜磁场的TR内的0次矩M0以及1次矩M1,如果将读出轴方向的倾斜磁场的强度设为G,则满足式(3-1)以及式(3-2)成为条件。
M0=∫Gdt=0 (3-1)
M1=∫Gtdt≠0 (3-1)
如果如式(3-2)以及图7所示将读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1控制成非零值,则对于沿着读出轴方向以恒定的速度v移动的血流的横磁化,如果将磁旋转比设为γ,则由于读出轴方向的倾斜磁场而仅受到γ×M1×v的相位偏移。因此,在从血流得到的信号与来自静止的脏器的信号之间的信号强度中产生差,可以得到选择性地强调了来自血流的信号的对比度的血流像。
优选控制各RF激励脉冲的相位角以如图7所示使相邻的RF激励脉冲的发送相位角之差成为并非π(180°)的奇数倍的值。即,优选为如果将第n次施加的RF激励脉冲的发送相位角设为,则控制各RF激励脉冲的相位角以满足式(4-1)以及式(4-2)所示的条件。
(m为整数)(4-2)
此处,使用附图对通过这样控制各RF激励脉冲的相位角而得到的效果进行说明。
图8是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π的奇数倍时的静止物质的横磁化的变化的图。图9是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π的奇数倍时的流动物质的横磁化的变化的图。
图8以及图9都是在相对实验室系统以与磁化的中心频率相同的频率旋转的系统中从静磁场方向观察XY方向的磁化的图。
在图7所示的SSFP时序中,如果进行控制以使相邻的RF激励脉冲的相位角之差成为π的奇数倍、即在式(4-1)中成为=2πm,则脏器等静止物质以及血流等流动物质的横磁化分别呈现图8以及图9所示的举动。
即,如果静止物质的横磁化通过第n次的RF激励脉冲的施加而朝向图8所示的(n)的位置,则静止物质的横磁化通过第n+1次的RF激励脉冲的施加而在(n+1)的位置处反转,横磁化的大小在激励前后成为相同。这样在静止物质中磁化的稳定状态被良好地维持。
与其相对,如果沿着读出轴方向以恒定的速度v移动的血流等流动物质的横磁化通过第n次的RF激励脉冲的施加而朝向图9所示的(n)的位置,则在刚要施加第n+1次的RF激励脉冲之前,如上所述由于读出轴方向的倾斜磁场而仅受到γ×M1×v的相位偏移。其结果,血流等流动物质的横磁化有可能不反转而每当施加横磁化的大小RF激励脉冲时变化。
即,如果将相邻的RF激励脉冲的相位角之差π+Δ设为π的奇数倍,则血流等流动物质的横磁化的大小每当激励时变化,有可能无法充分地维持稳定状态。其带来由于信号强度的变动而引起的重影、模糊这样的伪影的出现、对比度自身的变化。
因此,通过如式(4-2)所示将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设定成与π的奇数倍不同的值,可以回避这样的问题。特别通过控制相邻的RF激励脉冲的相位角之差以使式(5)所示的条件满足,可以良好地维持血流等流动物质的稳定状态。
即,通过进行设定以使相邻的RF激励脉冲的相位角之差成为π(180°)与血流等流动物质中的磁化的相位偏移量之和,可以更良好地维持血流等流动物质的磁化的稳定状态。换言之,如果将式(4-1)所示的如式(5)所示设定成TR内的读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1、沿着读出轴方向移动的血流速度v以及磁旋转比γ之积,则可以更良好地维持血流等流动物质的磁化的稳定状态。此处,使用附图对其理由进行说明。
图10是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π与流动物质的相位偏移量之和时的静止物质的横磁化的变化的图,图11是示出在图7所示的SSFP时序中将相邻的RF激励脉冲的相位角之差设为π与流动物质的相位偏移量之和时的流动物质的横磁化的变化的图。
图10以及图11都是在相对实验室系统以与磁化的中心频率相同的频率旋转的系统中从静磁场方向观察XY方向的磁化的图。
在图7所示的SSFP时序中,如果进行控制以使相邻的RF激励脉冲的相位角之差成为血流等流动物质的相位偏移量与π之和、即满足式(5),则脏器等静止物质以及血流等流动物质的横磁化分别呈现图10以及图11所示的举动。
即,如果静止物质的横磁化通过第n次的RF激励脉冲的施加而朝向图10所示的(n)的位置,则静止物质的横磁化通过第n+1次的RF激励脉冲的施加而在(n+1)的位置处变化。此处,由于第n+1次的RF激励脉冲的发送相位角相对第n次的RF激励脉冲的发送相位角仅存在的差异,所以通过第n+1次的RF激励脉冲的施加,静止物质的横磁化在不反转的情况下而改变横磁化的大小。因此,在静止物质中磁化的稳定状态未被维持,而可以抑制来自血流像的生成中无需的静止物质的信号。
与其相对,如果沿着读出轴方向以恒定的速度v移动的血流等流动物质的横磁化通过第n次的RF激励脉冲的施加而朝向图11所示的(n)的位置,则在刚要施加第n+1次的RF激励脉冲之前,如上所述由于读出轴方向的倾斜磁场而受到仅γ×M1×v的相位偏移。但是,由于进行设定以使第n+1次的RF激励脉冲的发送相位角相对第n次的RF激励脉冲的发送相位角存在仅的差异,并且如式(5)所示发送相位角的偏移量与相位偏移量γ×M1×v相等,所以血流等流动物质的横磁化由于第n+1次的RF激励脉冲的施加而在图11的(n+1)的位置处反转。其结果,仅血流等流动物质的横磁化良好地维持稳定状态。于是,可以仅选择性地强调来自血流像的生成中所需的血流的信号。
另外,图8、图9、图10以及图11示出横磁化的变化,但对于纵磁化也是同样的。即,如果进行设定以使所连接的RF激励脉冲的相位角之差成为π(180°)与血流等流动物质中的磁化的相位偏移量之和,则流动物质的纵磁化的大小也成为恒定,而可以维持稳定状态。
在图12中横轴表示流动物质的磁化的相位偏移量γ×M1×v,纵轴表示从受到相位偏移的物质得到的信号的强度。
如图12所示,流动物质的磁化根据读出轴方向的倾斜磁场而沿着相位方向仅偏移与流速分布对应的量。因此,信号强度也具有与流动物质的流速分布对应的分布。因此,进行控制以使RF激励脉冲的发送相位角的偏移量与流动物质的磁化的平均性或代表性的相位偏移量γ×M1×v相等即可。
此处,相位偏移量γ×M1×v与流动物质的读出轴方向的移动速度v以及读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1成比例。因此,需要求出流动物质的读出轴方向的移动速度v,并且将读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1决定成恰当的值。
因此,首先对读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1的优选的设定条件进行说明。
在流动物质的读出轴方向的移动速度v为典型值的情况下,如果将1次矩M1设定得较大,则式(6)的关系成立。
γ×M1×v>2π (6)
式(6)表示在信号的读出中,流动物质移动大致1像素以上。在这样的情况下仅通过简单地控制RF激励脉冲的发送相位角以使式(5)的关系成立,有时所得到的信号的强度降低。因此,读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1优选以流动物质的读出轴方向的移动速度v的最大值vmax为指标,而设定成满足式(7)所示的关系。
M1<2π γ vmax (7)
图13是示出在图6所示的摄影条件设定部40中设定的实用性的读出轴方向的倾斜磁场的一个例子的图,图14是示出在图6所示的摄影条件设定部40中设定的实用性的读出轴方向的倾斜磁场的另一个例子的图。
如果例如如图13以及图14所示设定读出轴方向的倾斜磁场,则TR内的0次矩M0成为零,并且1次矩M1成为非零值。图13以及图14所示的读出轴方向的倾斜磁场的相异点在于,1次矩M1的符号相逆。
另外,如果满足SSFP时序的条件,则可以将读出轴方向的倾斜磁场设定成任意的波形。例如SSFP时序由于被设成读出轴方向的倾斜磁场的极性至少改变2次的条件,所以还可以增加读出轴方向的倾斜磁场的极性的反转次数。
另一方面,流动物质的读出轴方向的移动速度v可以通过任意的方法预先取得。例如,可以进行用于对流动物质的读出轴方向的移动速度v进行测量的公知的扫描。
另外,作为另一方法,对于流动物质的移送速度v,即使被检体P不同但只要摄影部位相同则有时可视为大致相同,所以还可以针对每个摄影部位预先经验性地求出流动物质的移送速度v并进行数据库化。但是,代替针对每个摄影部位对流动物质的移动速度v进行对应关联,而还可以利用摄影试验等任意手段预先求出RF激励脉冲的发送相位角的偏移量相邻的RF激励脉冲的相位角之差的恰当值,针对头部、胸部、腹部、下肢等每个摄影部位通过对应关联而求出。
作为又一方法,还可以是通过在血流像的成像扫描之前进行用于决定流动物质的移动速度v、RF激励脉冲的发送相位角的偏移量或者相邻的RF激励脉冲的相位角之差的恰当值的预扫描,而求出流动物质的移动速度v、RF激励脉冲的发送相位角的偏移量或者相邻的RF激励脉冲的相位角之差的恰当值,其详细内容将在后面叙述。
进而,作为其他优选的摄影条件,可以举出信号的收集定时的设定。即,如果设定摄影条件以在血流的拍出速度成为最大的定时收集信号,则与流动物质的移送速度v一起,相位偏移量γ×M1×v也变大,所以可以增加来自流动物质的信号强度的变化。由此,还可以提高流动物质相对来自静止物质的信号的对比度。
在对信号的收集定时进行控制的情况下,利用来自ECG单元38的ECG信号、来自未图示的PPG信号检测单元的PPG信号在心电同步或脉波同步下执行SSFP时序即可。
另外,目前为止,对为了血流像的摄影,设定使用了SSFP时序的单一的摄影条件的情况进行了说明,但为了共同的血流像的摄影而设定多个不同的摄影条件时也是有效的。即,通过设定多个不同的摄影条件,并在按照各摄影条件收集到的多个图像数据之间进行差分处理,可以消除来自血流等流动物质以外的静止物质的信号。由此,可以选择性地利用来自血流等流动物质的信号,通过更佳的描绘能力得到血流等流动物质的图像。
因此,还可以通过设定未利用SSFP的摄影条件,并对按照利用了上述那样的SSFP的摄影条件以及未利用SSFP的摄影条件分别得到的多个图像进行差分处理,而生成血流等流动物质的图像。
另一方面,还可以通过利用SSFP但设定相互不同的多个摄影条件,并对按照各摄影条件分别得到的多个图像进行差分处理,而生成血流等流动物质的图像。因此,此处,对改变数据收集定时而设定多个摄影条件的例子、改变读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1而设定多个摄影条件的例子以及改变RF激励脉冲的发送相位角的偏移量而设定多个摄影条件的例子进行说明。
图15是示出在图6所示的摄影条件设定部40中改变数据收集定时而设定多个摄影条件的例子的图。
如图15所示,通过进行心电图同步或脉波同步,可以控制数据收集定时。即例如可以设定摄影条件,以将ECG信号的R波作为触发并在从触发经过延迟时间T1之后利用第1 SSFP时序(SSFP 1)进行数据收集,在从触发经过与延迟时间T1不同的延迟时间T2之后利用第2 SSFP时序(SSFP 2)进行数据收集。由此,在利用第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序的信号的收集定时,血流速度v成为不同的值。于是,通过进行按照利用第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序的2次摄影分别得到的图像数据I1、I2的差分处理,可以消除来自静止物质的信号而良好地描绘出血流像。
为了良好地描绘出血流像,优选设定延迟时间T1以使利用第1SSFP时序的数据收集定时成为血流速度v快的收缩期等时相,另一方面设定延迟时间T2以使利用第2 SSFP时序的数据收集定时成为血流速度v慢的舒张期等时相。通过这样设定延迟时间T1、T2,可以增大来自血流的信号的差分值。
即,如果将快的血流的流速的典型值设为vmax,将慢的血流的流速的典型值设为vmin,则可以如式(8-1)以及式(8-2)所示分别决定第1 SSFP时序中的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量以及第2 SSFP时序中的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量
如果这样设定第1 SSFP时序的延迟时间T1以及RF激励脉冲的发送相位角的偏移量以及第2 SSFP时序的延迟时间T2以及RF激励脉冲的发送相位角的偏移量则可以在血流速度v快的时相下以大的信号强度收集来自血流的信号,另一方面可以在血流速度v慢的时相下以比血流速度v快的时相小的信号强度收集来自血流的信号。即,可以利用延迟时间相互不同的第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序以相互不同的信号强度分别从血流收集信号。
另一方面,静止物质的磁化由于未受到相位偏移,所以从静止物质与时相无关地以一定的信号强度收集信号。即可以利用第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序以等同的信号强度分别从静止物质收集信号。因此,如果在基于在2个不同的时相下收集到的信号的2个图像数据I1、I2之间进行差分处理,则来自静止物质的信号被消除,另一方面仅抽取来自血流的信号。于是,可以仅根据所抽取的来自血流的血流信号制成血流像。
接下来,对改变读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1而设定多个摄影条件的例子进行说明。
通过改变读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1而将第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序这2个SSFP时序分别设定成摄影条件,并对按照这些摄影条件收集到的图像数据进行差分处理,也可以消除来自静止物质的信号,另一方面可以仅抽取来自血流等流动物质的信号。即,通过进行执行读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1不同的多个SSFP时序而分别得到的图像的差分,也可以仅抽取来自血流等流动物质的信号。
例如,可以将图13以及图14所示的波形的读出轴方向的倾斜磁场分别设为第1 SSPF时序的倾斜磁场以及第2 SSFP时序的倾斜磁场。即,如果将图13所示的波形的读出轴方向的倾斜磁场的1次矩设为M1(A),将图14所示的波形的读出轴方向的倾斜磁场的1次矩设为M1(B),则决定第1 SSFP时序的读出轴方向的倾斜磁场以及第2 SSFP时序的读出轴方向的倾斜磁场以使式(9)成立。
M1(A)=-M1(B) (9)
但是,也可以简单地对第1 SSFP时序的读出轴方向的倾斜磁场以及第2 SSFP时序的读出轴方向的倾斜磁场进行控制,以使第1SSFP时序的倾斜磁场的1次矩M1(A)与第2 SSFP时序的倾斜磁场的1次矩M1(B)成为相互不同的值。
在将图13以及图14所示的波形的读出轴方向的倾斜磁场分别设为第1 SSFP时序的倾斜磁场以及第2 SSFP时序的倾斜磁场的情况下,第1 SSFP时序中的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量以及第2 SSFP时序中的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量设为相同时是有效的。
图16是示出在图6所示的摄影条件设定部40中将发送相位角的偏移量设为相同、另一方面反转读出轴方向的倾斜磁场的1次矩M1的符号并将第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序设定成摄影条件时的磁化的相位偏移的情况的图。
在图16中,横轴表示血流等流动物质的磁化的相位偏移量γ×M1×v,纵轴表示从受到相位偏移的物质得到的信号的强度。
通过执行第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序而得到的信号强度分布分别呈现如图16所示的流动物质的流速依赖性。即,信号的强度按照磁化的相位偏移与流动物质的流速分布对应地分布。该相位偏移量γ×M1×v与倾斜磁场的1次矩M1成比例。因此,在执行了第1SSFP时序时,得到与第1 SSFP时序的倾斜磁场的1次矩M1(A)对应的信号强度分布S(A)。另一方面,在执行了第2 SSFP时序时,第2 SSFP时序的倾斜磁场的1次矩M1(B)是将第1 SSFP时序的倾斜磁场的1次矩M1(A)的符号反转而得到的,成为将按照第1 SSFP时序生成的信号强度分布S(A)反转而得到的信号强度分布S(B)。
此处,图16的相位偏移量γ×M1×v为零时的信号强度与来自静止物质的信号强度S0对应。该来自静止物质的信号强度S0在执行了第1 SSFP时序的情况与执行了第2 SSFP时序的情况下是相同的。因此,如果进行控制以使第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序的发送相位角的偏移量与按照第1 SSFP时序产生的流动物质的磁化的平均性或代表性的相位偏移量γ×M1(A)×v相等,则通过按照第1 SSFP时序摄影的第1图像数据I(A)与按照第2 SSFP时序摄影的第2图像数据I(B)之间的差分处理,可以消除来自静止物质的信号,另一方面可以仅抽取来自流动物质的信号而生成血流像。此时得到的血流像成为和与第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序的发送相位角的偏移量对应的信号强度差Δs相应的信号强度。即,通过将倾斜磁场的1次矩M1的符号反转这样的非常简易的控制,可以充分地得到该信号强度差Δs,另一方面可以通过差分消除来自静止物质的信号。
另外,被检体P内的血流速度v由于拍动影响而针对每个时相不同。因此,为了得到图16所示的反转后的信号强度分布,将执行第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序时的血流速度v设为相同变得重要。因此,优选在心电同步下或脉动同步下以同一触发以及延迟时间执行第1 SSFP时序以及第2 SSFP时序。
另外,使用上述2种SSFP时序的2个例子对应于在式(5)中分别改变流动物质的速度v以及倾斜磁场的1次矩M1而设定了2个SSFP时序的例子,但即使改变发送相位角的偏移量自身而设定2个SSFP时序,由于执行2个SSFP时序而流动物质的磁化的相位偏移量也改变γ×M1×v,所以可以通过差分处理得到抑制了来自静止物质的信号的血流像等流动物质的图像。
接下来,对计算机32的其他功能进行说明。
时序控制器控制部42具有在接收到来自输入装置33的扫描开始指示信息的情况下,通过从摄影条件设定部40向时序控制器31提供包括SSFP时序的摄影条件而进行驱动控制的功能。另外,时序控制器控制部42具有从时序控制器31接收源数据并配置于形成在k空间数据库43中的k空间的功能。因此,在k空间数据库43中,在接收器30中生成的各源数据被保存成k空间数据,而在形成于k空间数据库43中的k空间中配置k空间数据。
图像重构部44具有:通过从k空间数据库43取入k空间数据并实施包括傅立叶变换(FT:Fourier transform)的图像重构处理而重构作为实际空间数据的被检体P的图像数据的功能;和向图像数据库45写入进行重构而得到的图像数据的功能。因此,在图像数据库45中,保存在图像重构部44中重构的图像数据。
血流像制成部46具有:通过从图像数据库45取入所需的图像数据,并进行差分处理等图像处理、MIP处理等显示处理而生成显示用的血流像数据的功能;和通过向显示装置34提供所生成的血流像数据而在显示装置34上显示血流像的功能。
接下来对磁共振成像装置20的动作以及作用进行说明。
图17是示出利用图5所示的磁共振成像装置20对被检体P的血流像进行摄影时的步骤的流程图,图中对S附加了数字的标号表示流程的各步骤。
首先在步骤S1中,在摄影条件设定部40中,使用了SSFP时序的单一的摄影条件、使用了不同的参数的多个SSFP时序的多个摄影条件、使用了SSFP时序以及SSFP时序以外的时序的多个摄影条件中的任意一个被设定成摄影条件。此处,对将在心电同步下数据的收集定时不同的2个SSFP时序设定成摄影条件的情况以及将倾斜磁场的1次矩M1不同的2个SSFP时序设定成摄影条件的情况进行说明。
可以仅通过如下的方法进行摄影条件的设定:参照显示在显示装置34上的设定图像,通过输入装置33的操作从预先准备的每个关联部位、每个摄影条件的多个摄影方案中,选择摄影中使用的摄影方案,输入所需的参数。
因此,如果用户选择某摄影部位用的SSFP时序,则从摄影参数保存部41向摄影条件设定部40读入与所对应的摄影部位对应关联的血流的移动速度v、RF激励脉冲的发送相位角的偏移量或者相邻的RF激励脉冲的相位角之差等参数。另外,用于心电同步摄影的延迟时间T1、T2、倾斜磁场的1次矩M1(A)、M1(B)也可以被预先决定成每个摄影部位的摄影方案。但是,还可以设成用户可以通过输入装置33的操作将这些各种参数设定成任意的数值。各种参数的决定方法如上所述。
另外,还可以通过设定画面,进行自动地进行用于生成血流像的差分处理、MIP处理的设定。如果设定这样的自动图像处理,则可以在摄影开始之后无需用户的操作而可以生成血流像数据并显示血流像。
接下来在步骤S2中,按照所设定的摄影条件进行数据收集。
为此,在床37上设置被检体P,并在利用静磁场电源26励磁的静磁场用磁铁21(超导磁铁)的摄像区域中形成静磁场。另外,从均场线圈电源28向均场线圈22供给电流,形成于摄像区域中的静磁场被均匀化。
然后,如果从输入装置33向时序控制器控制部42提供了摄影开始指示,则时序控制器控制部42从摄影条件设定部40取得包括SSFP时序的多个摄影条件并提供到时序控制器31。时序控制器31通过按照从时序控制器控制部42接收到的摄影条件对倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30进行驱动而在设置了被检体P的摄像区域中形成倾斜磁场,并且从RF线圈24发生RF信号。
因此,利用RF线圈24接收通过被检体P的内部的核磁共振生成的NMR信号并提供到接收器30。接收器30通过从RF线圈24接收NMR信号并执行了所需的信号处理之后,进行A/D变换,而生成作为数字数据的NMR信号的源数据。接收器30向时序控制器31提供所生成的源数据。时序控制器31向时序控制器控制部42提供源数据,时序控制器控制部42在形成于k空间数据库43的k空间中将源数据配置成k空间数据。
另外,在k空间数据库43中,保存有与不同的延迟时间T1、T2或不同的倾斜磁场的1次矩M1(A)、M1(B)分别对应的2组k空间数据。另外,在以不同的延迟时间T1、T2进行数据收集的情况下,例如使用在ECG单元38中取得的ECG信号在心电同步下进行数据收集。
接下来在步骤S3中,利用图像重构部44进行图像重构处理。即,图像重构部44通过从k空间数据库43取入k空间数据并实施图像重构处理而重构图像数据,向图像数据库45写入进行重构而得到的图像数据。此处,在图像数据库45中,与k空间数据同样地,保存有与不同的延迟时间T1、T2对应的2组图像数据I1、I2或与不同的倾斜磁场的1次矩M1(A)、M1(B)对应的2组图像数据I(A)、I(B)。
接下来在步骤S4中,利用血流像制成部46生成血流像数据,在显示装置34上显示血流像。即,血流像制成部46通过从图像数据库45读入与不同的延迟时间T1、T2对应的2组图像数据I1、I2或与不同的倾斜磁场的1次矩M1(A)、M1(B)对应的2组图像数据I(A)、I(B),并进行差分处理,而生成三维的(3D:three dimensional)血流像数据。另外,为了在显示装置34上显示3D血流像数据而对3D血流像数据实施MIP处理,生成二维的(2D:two-dimensional)血流像数据。然后,向显示装置34提供所生成的2D血流像数据,而在显示装置34上显示血流像。
图18是详细示出利用图5所示的磁共振成像装置20按照被设定成不同的延迟时间T1、T2的2个SSFP时序进行数据收集时的从数据收集至血流像的生成为止的流程图。另外,图中步骤序号对应于图17的步骤序号。
如图18所示在步骤S2(T1)中,按照第1 SSFP时序在心电同步下将R波作为触发并设为延迟时间T1而进行数据收集。另一方面,在步骤S2(T2)中,按照第2 SSFP时序在心电同步下将R波作为触发并设为延迟时间T2而进行数据收集。
接下来,在步骤S3(T1)中,由图像重构部44通过基于设为延迟时间T1而收集到的数据的图像重构处理,重构图像数据I1。另一方面,在步骤S3(T2)中,由图像重构部44通过基于设为延迟时间T2而收集到的数据的图像重构处理,重构图像数据I2。
接下来,在步骤S4(T1、T2)中,由血流像制成部46进行图像数据I1与图像数据I2的差分处理,差分处理的结果|I1-I2|被抽取成血流像数据。然后显示如上所述MIP处理后的血流像数据。
图19是详细示出利用图5所示的磁共振成像装置20按照被设定成不同的倾斜磁场的1次矩M1(A)、M1(B)的2个SSFP时序进行数据收集时的从数据收集至血流像的生成为止的流程图。另外,图中步骤序号对应于图17的步骤序号。
如图19所示在步骤S2(A)中,按照倾斜磁场的1次矩被设定成M1(A)的第1 SSFP时序进行数据收集。另一方面,在步骤S2(B)中,按照倾斜磁场的1次矩被设定成M1(B)的第2 SSFP时序进行数据收集。
接下来,在步骤S3(A)中,由图像重构部44通过基于将倾斜磁场的1次矩作为M1(A)收集的数据的图像重构处理重构图像数据I(A)。另一方面,在步骤S3(B)中,由图像重构部44通过将倾斜磁场的1次矩作为M1(B)收集的数据的图像重构处理重构图像数据I(B)。
接下来,在步骤S4(A、B)中,利用血流像制成部46进行图像数据I(A)与图像数据I(B)的差分处理,差分处理的结果|I(A)-I(B)|被抽取成血流像数据。然后显示如上所述MIP处理后的血流像数据。
这样,可以利用使用了SSFP时序的摄影条件抑制来自静止物质的信号,而选择性地仅对血流等流动物质的图像进行图像化。
接下来,对当在摄影条件设定时流动物质的移动速度v、RF激励脉冲的发送相位角的偏移量或者相邻的RF激励脉冲的相位角之差等参数的恰当的值不明的情况下,通过预扫描(preparation scan)求出参数的方法进行说明。此处,对进行用于求出RF激励脉冲的发送相位角的偏移量的预扫描的方法进行说明,但对于其他求出参数的情况也是同样的。
图20是示出利用图5所示的磁共振成像装置20使用通过预扫描求出的参数进行成像扫描的步骤的图。
此处,预扫描是用于求出作为参数的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量的扫描,而并非用于生成血流像的扫描,所以至少收集参数的决定中所需的数据即可。因此,从数据收集时间的缩短化、图像处理的简易化、数据尺寸的缩小化的观点来看,优选设为2D摄影。另外,除了RF激励脉冲的发送相位角的偏移量以外的摄影条件优选与血流像的生成用的成像扫描的摄影条件一致。
如果执行预扫描,并根据各RF激励脉冲的发送相位角的偏移量从所收集到的数据生成了血流像数据,则如图20(b)所示,得到分别与各RF激励脉冲的发送相位角的偏移量对应的血流像数据I、I而作为扫描图像数据。然后,通过显示这些血流像数据并通过用户的目视选择成为最佳对比度的血流像数据可以决定最佳的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量
在该情况下,来自输入装置33的血流像数据的选择信息被提供到摄影条件设定部40,与所选择出的血流像数据对应关联的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量在摄影条件设定部40中被设定成成像扫描用的RF激励脉冲的发送相位角的偏移量
即以上那样的磁共振成像装置20通过使用设定成片层轴方向以及读出轴方向中的至少一个方向上的倾斜磁场的1次矩成为非零值的SSFP时序进行摄影,可以选择性地仅对血流等流动物质进行图像化。
因此,根据磁共振成像装置20,可以利用SSFP以良好的SNR收集仅流动物质的MR图像。
特别是,通过将相邻的激励脉冲的发送相位之差设定成并非180度的奇数倍的值,或者对按照同步摄影的延迟时间、倾斜磁场的1次矩等条件不同的多个摄影条件取得的图像数据进行差分处理,可以更佳且选择性地抽取来自流动物质的信号并进行图像化。
Claims (21)
1.一种磁共振成像装置,具有:
数据收集单元,以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,按照摄影条件来收集磁共振数据;以及
图像生成单元,根据上述磁共振数据生成上述流动物质的图像,其中,
上述摄影条件是用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场,而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为将相邻的激励脉冲的发送相位角之差设定成并非180度的奇数倍的值而收集上述磁共振数据。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为进行设定以使相邻的激励脉冲的发送相位角之差成为上述流动物质的磁化的相位偏移量与180度之和而收集上述磁共振数据。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为除了上述摄影条件以外还按照未利用上述稳定状态自由旋进运动的摄影条件来收集上述磁共振数据,
上述图像生成单元构成为通过在按照上述摄影条件以及未利用上述稳定状态自由旋进运动的摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为针对心电图或脉波上设定的触发以相互不同的多个延迟时间分别收集磁共振数据,
上述图像生成单元构成为通过在根据以上述多个延迟时间收集到的上述磁共振数据分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为按照上述1次矩相互不同的多个摄影条件来收集上述磁共振数据,
上述图像生成单元构成为通过在按照上述多个摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为按照相邻的激励脉冲的发送相位角之差相互不同的多个摄影条件来收集上述磁共振数据,
上述图像生成单元构成为通过在按照上述多个摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
8.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,还具备存储单元,该存储单元将相邻的激励脉冲的发送相位角之差与摄像部位对应关联地保存,
上述数据收集单元构成为从上述存储单元取得与所选择出的摄像部位对应的相邻的激励脉冲的发送相位角之差,并将所取得的相邻的激励脉冲的发送相位角之差作为上述摄影条件而收集上述磁共振数据。
9.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,还具备:
预扫描单元,在上述摄影条件中改变相邻的激励脉冲的发送相位角之差而执行预扫描;以及
相位差决定单元,根据通过上述预扫描分别生成的多个预扫描图像决定上述摄影条件中使用的相邻的激励脉冲的发送相位角之差,
上述数据收集单元构成为将所决定的上述相邻的激励脉冲的发送相位角之差作为上述摄影条件而收集上述磁共振数据。
10.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,上述数据收集单元构成为进行设定以使相邻的激励脉冲的发送相位角之差成为对上述反复时间内的读出用倾斜磁场的1次矩、上述流动物质的读出轴方向的速度以及磁旋转比进行乘法运算而得到的值与180度之和,收集上述磁共振数据。
11.一种磁共振成像装置,具有:
预扫描单元,以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,在用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动的摄影条件中,通过改变相邻的激励脉冲的发送相位角之差执行预扫描而收集与相互不同的多个发送相位角之差对应的多个磁共振数据;以及
图像生成单元,根据上述多个磁共振数据分别生成上述流动物质的多个预扫描图像。
12.一种磁共振成像方法,具有:
以同一偏转角以及恒定的反复时间施加多个激励脉冲,按照摄影条件来收集磁共振数据的步骤,上述摄影条件用于通过以上述反复时间内的倾斜磁场及激励脉冲的施加时刻到生成了回波的中心时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场、生成了回波的中心时刻到下一激励脉冲的施加时刻为止的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的各0次矩分别成为零、并且上述反复时间内的片层选择用倾斜磁场以及读出用倾斜磁场的至少一方的1次矩成为非零值的方式施加上述倾斜磁场,而得到被检体内的流动物质中的核磁自旋的稳定状态自由旋进运动;以及
根据上述磁共振数据生成上述流动物质的图像的步骤。
13.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,将相邻的激励脉冲的发送相位角之差设定成并非180度的奇数倍的值而收集上述磁共振数据。
14.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,进行设定以使相邻的激励脉冲的发送相位角之差成为上述流动物质的磁化的相位偏移量与180度之和而收集上述磁共振数据。
15.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,除了上述摄影条件以外还按照未利用上述稳定状态自由旋进运动的摄影条件来收集上述磁共振数据,
通过在按照上述摄影条件以及未利用上述稳定状态自由旋进运动的摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
16.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,针对心电图或脉波上设定的触发以相互不同的多个延迟时间分别收集磁共振数据,
通过在根据以上述多个延迟时间收集到的上述磁共振数据分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
17.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,按照上述1次矩相互不同的多个摄影条件来收集上述磁共振数据,
通过在按照上述多个摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
18.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,按照相邻的激励脉冲的发送相位角之差相互不同的多个摄影条件来收集上述磁共振数据,
通过在按照上述多个摄影条件分别得到的多个图像的每2个图像数据之间进行差分处理而生成上述流动物质的图像。
19.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,将相邻的激励脉冲的发送相位角之差与摄像部位对应关联地保存,
从所保存的上述发送相位角之差取得与所选择出的摄像部位对应的相邻的激励脉冲的发送相位角之差,并将所取得的相邻的激励脉冲的发送相位角之差作为上述摄影条件而收集上述磁共振数据。
20.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,还具备:
在上述摄影条件中改变相邻的激励脉冲的发送相位角之差而执行预扫描的步骤;以及
根据通过上述预扫描分别生成的多个预扫描图像决定上述摄影条件中使用的相邻的激励脉冲的发送相位角之差的步骤,
将所决定的上述相邻的激励脉冲的发送相位角之差作为上述摄影条件而收集上述磁共振数据。
21.根据权利要求12所述的磁共振成像方法,进行设定以使相邻的激励脉冲的发送相位角之差成为对上述反复时间内的读出用倾斜磁场的1次矩、上述流动物质的读出轴方向的速度以及磁旋转比进行乘法运算而得到的值与180度之和,收集上述磁共振数据。
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