FI100036B - Dynamic magnetic resonance imaging method - Google Patents

Dynamic magnetic resonance imaging method Download PDF

Info

Publication number
FI100036B
FI100036B FI943922A FI943922A FI100036B FI 100036 B FI100036 B FI 100036B FI 943922 A FI943922 A FI 943922A FI 943922 A FI943922 A FI 943922A FI 100036 B FI100036 B FI 100036B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
signal
images
signals
image
resonance imaging
Prior art date
Application number
FI943922A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI943922A0 (en
FI943922A (en
Inventor
Raimo Sepponen
Original Assignee
Picker Nordstar Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Picker Nordstar Oy filed Critical Picker Nordstar Oy
Priority to FI943922A priority Critical patent/FI100036B/en
Publication of FI943922A0 publication Critical patent/FI943922A0/en
Publication of FI943922A publication Critical patent/FI943922A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI100036B publication Critical patent/FI100036B/en

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

100036100036

Dynaaminen magneettikuvausmenetelmä. - Dynamiskt magnetav- bildningsförfarande.Dynamic magnetic resonance imaging method. - Dynamiskt magnetav- bildningsförfarande.

Keksinnön kohteena on magneettikuvausmenetelmä, joka sovel-5 tuu erityisen hyvin mm. ihmiskehossa tapahtuvien dynaamisten ilmiöiden kuvaamiseen. Esimerkkinä tällaisesta dynaamisesta ilmiöstä on kontrastiaineen jakautuminen kehossa injektion jälkeen.The invention relates to a magnetic resonance imaging method which is particularly well suited to e.g. to describe dynamic phenomena in the human body. An example of such a dynamic phenomenon is the distribution of contrast in the body after injection.

10 Magneettikuvausta on käsitelty useissa julkaisuissa. Tässä viitataan julkaisuun Raimo Sepponen: Imaging method, US-5,227,723.10 Magnetic resonance imaging has been discussed in several publications. Reference is made here to Raimo Sepponen: Imaging method, US-5,227,723.

Kontrastiaineen jakautuman dynamiikkaa on käytetty diagnos-15 tilkassa mm. erottamaan hyvän- ja pahanlaatuiset rintakas-vaimet. Kokeissa on todettu, että pahanlaatuisen kasvaimen kontrastimuutos saavuttaa yli 90% maksimistaan alle yhdessä minuutissa injektion jälkeen. Tämä edellyttää nopeaa T1 painotteista kuvausmenetelmää. Tunnettua on käyttää tällöin 20 nk. "keyhole" tekniikkaa, jossa kuvataan peräkkäin matala-resoluutioisia kuvia käyttämällä hyväksi signaaleja, joissa on suhteellisen vähäinen vaihekoodaus. Tämän tekniikan ongelmana on paitsi saatavan kuvan heikko resoluutio niin myös artifaktit, jotka ovat voimakkaat vaihekoodaussuunnas-25 sa. Paitsi liike- niin myös nk. katkaisuartifaktit ovat voimakkaita.The dynamics of the distribution of the contrast medium has been used in the diagnos-15 splash e.g. to distinguish between benign and malignant busts. Experiments have shown that the contrast change of a malignant tumor reaches more than 90% of its maximum in less than one minute after injection. This requires a fast T1-weighted shooting method. It is known to use in this case a so-called "keyhole" technique, in which low-resolution images are successively described using signals with relatively little phase coding. The problem with this technique is not only the poor resolution of the resulting image but also the artifacts, which are strong in the phase coding direction. In addition to movement, so-called truncation artifacts are also strong.

Keyhole-tekniikalla kuvattujen peräkkäisten kuvien efektiivinen aikaero on kuvaussekvenssin luokkaa. Tällöin se voi 30 olla useita kymmeniä sekunteja. Kuvasarja ei siis muodosta jatkuvaa esitystä itse dynaamisesta tapahtumasta. Toisin sanoen kuvasarjan aikaresoluutio on huono.The effective time difference of successive images captured by the Keyhole technique is of the order of the imaging sequence. In this case, it can be several tens of seconds. Thus, a series of images does not form a continuous representation of the dynamic event itself. In other words, the time resolution of the sequence is poor.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan tunnetun tekniikan 35 haitat välttää ja saada aikaiseksi magneettikuvasarja dynaamisesta ilmiöstä siten, että peräkkäisten kuvien välillä efektiivinen aikaero on vain sekvenssin toistoajan verran 100036 2 (kymmeniä millisekunteja) eli kuvasarjan aikaresoluutio on hyvä. Lisäksi saavutettavien kuvien paikkaresoluutio on hyvä.With the method according to the invention, the disadvantages of the prior art 35 can be avoided and a series of magnetic images of a dynamic phenomenon can be obtained so that the effective time difference between successive images is only 100036 2 (tens of milliseconds) of sequence repetition time, i.e. the time resolution of the sequence is good. In addition, the spatial resolution of the achievable images is good.

5 Keksinnölle on tunnusomaista se, mikä käy ilmi patenttivaatimusten tunnusmerkkiosista.The invention is characterized by what is apparent from the characterizing parts of the claims.

Keksintöä on kuvattu oheisilla piirroksilla, joista 10 - Kuva 1 esittää keksinnön mukaista pulssisekvenssiä - Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen pulssisekvenssin sig-naalikeruu- strategiaa k-avaruudessa.The invention is illustrated by the accompanying drawings, in which 10 - Figure 1 shows a pulse sequence according to the invention - Figure 2 shows a signal acquisition strategy of a pulse sequence according to the invention in k-space.

Kuva 1 esittää keksinnön mukaisen kuvausmenetelmän pulssi-15 kaaviota. Virityspulssit on kuvattu RF akselilla. Niiden välinen aika on toistoväli TR. Kohteen ydinten emittoimat signaalit on esitetty akselilla S. Kaikusignaali on SE ja se voidaan synnyttää joko nk. gradienttikääntö tai pulssitek-niikalla. Kuvan 1 esittämässä pulssisekvenssissä signaali 20 kerätään gradienttikäännöllä synnytettynä kaikusignaalina. Haluttaessa synnyttää pulssikaiku on kohteeseen annettava nk. refokusointipulssi, joka on yleensä nk. 180° pulssi.Figure 1 shows a pulse-15 diagram of the imaging method according to the invention. The tuning pulses are described by the RF axis. The time between them is the repeat interval TR. The signals emitted by the nuclei of the target are represented by the axis S. The echo signal is SE and can be generated either by the so-called gradient inversion or by the pulse technique. In the pulse sequence shown in Figure 1, the signal 20 is collected as an echo signal generated by gradient inversion. If it is desired to generate a pulse echo, a so-called refocusing pulse must be applied to the target, which is usually a so-called 180 ° pulse.

Näitä asioita on käsitelty mainitussa viitteessä US-5, 227, 723 ja useissa siinä mainituissa viitejulkaisuissa.These issues are discussed in the aforementioned U.S. Pat. No. 5, 227, 723 and in several references cited therein.

25 Periaatteessa kaikusignaalia ei tarvitse välttämättä käyttää tai kaiku voi olla epäsymmetrinen. Signaalit kerätään siten, λ J että signaalikeruun aikaisen gradientin suunta on eri eri signaalikeruutapahtumien aikana.25 In principle, the echo signal may not need to be used or the echo may be asymmetric. The signals are collected such that λ J that the direction of the gradient during signal acquisition is during different signal acquisition events.

30 Kuvassa 2 on esitetty signaalikeruu trajektorien kulku k- avaruudessa. Jokainen signaali kulkee k-avaruuden keskipisteen kautta. Tällöin voidaan ajatella, että jokaisen signaa-Iin Fourier-muunnos on kohteen projektio gradientin suuntaan nähden. Kohteen kuva voidaan rekonstruoida keräämällä useita 35 projektioita ja käyttämällä nk. projektiorekonstruktiotek- niikkaa kuvan laskennassa. Matalaresoluutioinen kuva voidaan : laskea jo 32 projektion avulla. Mikäli TR on 100 ms niin : : sd;i ti· t t-ι rt 3 100036 ensimmäinen kuva saadaan n. 3 sekunnin kuluttua kuvauksen aloittamisesta. Seuraava kuva voidaan muodostaa jo 100 ms kuluttua käyttämällä juuri kerättyä projektiota ja mahdollisesti jättämällä ensimmäinen projektio pois. Näin jatkamal-5 la, voidaan kerätä kuvia, joiden välinen keskimääräinen aikaero on 100 ms tai jopa lyhyempi, mutta projektioista voidaan laskea myös tarkempia kuvia esim. käyttämällä 128 projektiota. Ensimmäinen tällainen kuva saadaan 13 sekunnin kuluttua ja seuraavat jokaisen 100 ms kuluttua. Lopuksi 10 voidaan kaikki projektiot käyttää tarkan anatomisen kuvan muodostamiseen, hyvällä signaali/kohina-suhteella. Signaali-joukko, joka kerätään mahdollistaa siis erilaisten kuvasarjojen muodostamisen: Valinnan mukaan kuvasarjoissa yksittäisten kuvien paikkaresoluutio voi olla matala mutta sarjan 15 aikaresoluutio hyvä. Eräs edullinen esitysmuoto on muodostaa kerätyistä signaaleista kuva, jonka paikkaresoluutio ja signaali/kohina-suhde ovat hyviä ja esittää juoksevana kuvasarjana matalampiresoluutioisia kuvia superponoituna hyvän paikkaresoluution omaavan kuvan päälle.Figure 2 shows the course of signal acquisition trajectories in k-space. Each signal passes through the center of the k-space. In this case, it can be thought that the Fourier transform of each signal is the projection of the object with respect to the direction of the gradient. The image of the object can be reconstructed by collecting several 35 projections and using the so-called projection reconstruction technique in calculating the image. A low-resolution image can be: calculated with 32 projections. If TR is 100 ms then:: sd; i ti · t t-ι rt 3 The first image of 100036 is obtained about 3 seconds after the start of recording. The next image can be formed after as little as 100 ms using the projection just collected and possibly omitting the first projection. Thus, by continuing the 5-la, images with an average time difference of 100 ms or even shorter can be collected, but more accurate images can also be calculated from the projections, e.g., using 128 projections. The first such image is obtained after 13 seconds and the following after every 100 ms. Finally, all projections can be used to produce an accurate anatomical image with a good signal-to-noise ratio. The set of signals that are thus collected makes it possible to form different image sequences: Optionally, in the image sequences, the spatial resolution of the individual images may be low but the time resolution of the series 15 may be good. A preferred embodiment is to form an image of the collected signals with good position resolution and signal-to-noise ratio, and to display lower resolution images superimposed on the image with good position resolution as a continuous sequence of images.

2020

Kuviossa 2 on havainnollistettu keksinnön mukaista signaalin keruu tapaa esittämällä signaalijoukon keruun trajektorien (projektioiden) P, kulku. Projektioiden indekseillä 1 - N tarkoitetaan projektiokulmaa, joka liittyy kuhunkin signaa-2;5 liin. Kirjainindeksillä on merkitty eri signaaliosajoukkoihin kuuluvat trajektorit. Siten trajektorien P1, P2 ... PN mukaan kerätyistä signaaleista muodostetaan ensimmäinen kuva, trajektorien Pia (=P2), P2a (=P3).... signaaleista toinen kuva ja trajektorien Plb (=P2a=P3) signaaleista 30 kolmas kuva jne. Kohteesta kerätään siis signaali joukko, jonka osajoukoista rekonstruoidaan kuvajoukko. Mainitut signaaliosajoukot eivät ole identtisiä ja osajoukkojen signaalit on valittu siten, että niiden keruuajankohtien keskiarvot poikkeavat toisistaan. Tällöin osajoukoista 35 muodostetut kuvat edustavat kohdetta keskimääräisesti eri ajankohtina. Keksinnön mukaisesti kohteesta muodostetaan : kuva, jonka resoluutio ja signaali/kohina suhde ovat hyviä, 4 100036 käyttämällä kaikki tai ainakin merkittävä osa kerätyistä signaaleista. Kuvassa 2 on esitetty vain yksi tapa kerätä signaalit, voi olla edullista jakaa k-avaruus eri tavoin, jotta saavutetaan esim. parempi aikaresoluutio.Figure 2 illustrates the method of signal acquisition according to the invention by showing the course of the trajectories (projections) P of the signal set acquisition. Projection indices 1 to N refer to the projection angle associated with each of the signals 2 to 5. The letter index indicates the trajectories belonging to different signal subsets. Thus, a first image is formed of the signals collected according to the trajectories P1, P2 ... PN, a second image of the signals of the trajectories Pia (= P2), P2a (= P3) .... and a third image of the signals of the trajectories P1b (= P2a = P3), etc. Thus, a set of signals is collected from the object, from the subsets of which the image set is reconstructed. Said signal subsets are not identical and the signals of the subsets are selected so that the averages of their collection times differ from each other. In this case, the images formed from the subsets 35 represent the object on average at different times. According to the invention, an object is formed: an image with good resolution and signal-to-noise ratio, 4 100036 using all or at least a significant part of the collected signals. Figure 2 shows only one way of collecting signals, it may be advantageous to divide the k-space in different ways in order to achieve e.g. better time resolution.

55

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan tutkia kontrasti-aineen jakautumisen dynamiikkaa. Tutkimuksissa on havaittu mm. rinnassa olevan pahanlaatuisen kasvaimen ottavan kont-rastiainetta nopeasti. Tällöin yli 80% maksimaalisesta 10 tehostumasta saavutetaan jo ensimmäisen minuutin kuluessa kontrastiaineen annosta. Hyvänlaatuisilla kasvaimilla tehostuminen on hitaampaa. Tutkimuksissa on käytetty paramagneet-tista yhdistettä (Gd-DTPA, Magnevist (R), Schering AG,With the method according to the invention, the dynamics of the distribution of the contrast medium can be studied. Studies have found e.g. a malignancy in the breast rapidly takes up the contrast agent. In this case, more than 80% of the maximum enhancement is reached within the first minute of the contrast agent dose. With benign tumors, intensification is slower. A paramagnetic compound (Gd-DTPA, Magnevist (R), Schering AG,

Saksa).Germany).

1515

Kuvat voidaan muodostaa esimerkiksi käyttämällä projektiore-konstruktiotekniikkaa tai interpoloimalla mittaustuloksista suorakulmainen matriisi ja rekonstruoimalla kuva Fourier-muunnoksen avulla.Images can be generated, for example, using a projector construction technique or by interpolating a rectangular matrix from the measurement results and reconstructing the image using a Fourier transform.

2020

Keksinnön mukaisesti kerättyjen signaalien trajektorit kulkevat aina k-avaruuden origon kautta. Tällöin saavutetaan maksimaalinen herkkyys kontrastimuutoksille. Tunnetun tekniikan mukaisen nk. keyhole- menetelmän heikkous on, ettei-25 vät signaalien trajektorit kulje yhtä lukuunottamatta k-avaruuden keskipisteen kautta. Tällöin kuvien herkkyys kontrastimuutoksille ei ole maksimissaan ja signaalijoukosta ei voi muodostaa kuvajoukkoa, jolla pystyttäisiin jatkuvasti seuraamaan kontrastimuutoksia.The trajectories of the signals collected according to the invention always pass through the origin of the k-space. This achieves maximum sensitivity to contrast changes. The weakness of the so-called keyhole method according to the prior art is that the trajectories of the -25 signals do not pass through all but one of the centers of the k-space. In this case, the sensitivity of the images to contrast changes is not at a maximum, and it is not possible to form an image set from the signal set that can continuously monitor the contrast changes.

3030

Edellä on kuvattu vain yksi keksinnön mukainen suoritusmuoto, useita muita vaihtoehtoisia suoritusmuotoja voidaan ajatella patenttivaatimusten ilmaiseman keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Only one embodiment of the invention has been described above, several other alternative embodiments can be considered within the scope of the inventive idea expressed by the claims.

35 ti : Htf.r itH I M Ί35 ti: Htf.r itH I M Ί

Claims (4)

100036100036 1. Magneettikuvausmenetelmä kohteen, kuten esimerkiksi ihmiskehon tai puunrungon, tutkimiseen, tunnettu 5 siitä, että siinä kerätään kohteesta signaali joukko käyttäen signaalikeruutapahtuman aikana magneettikenttägradienttia, jonka suuntaa muutetaan joidenkin peräkkäisten signaalike-ruutapahtumien välisinä aikoina ja signaalijoukon signaaleista muodostetaan signaaliosajoukkoja, jotka eivät ole 10 identtisiä ja joita käytetään magneettikuvajoukon muodostamiseen.A magnetic resonance imaging method for examining an object, such as a human body or a tree trunk, characterized in that it collects a set of signals from the object using a magnetic field gradient during a signal acquisition event. used to form a set of magnetic images. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että osa mainituista signaaliosajoukoista on 15 muodostettu signaalijoukon signaaleista siten, että signaaliosa joukkojen signaalien keruutapahtumien ajankohtien keskiarvo on eri eri signaaliosajoukkojen kesken.A method according to claim 1, characterized in that a part of said signal subset is formed from the signals of the signal set such that the time interval of the signal acquisition events of the signal part sets is between different different signal subset. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, t u n -20 n e t t u siitä, että ennen signaalijoukon keruuta kohteeseen saatetaan kontrastiainetta kuten esimerkiksi paramag-neettista ainesta.A method according to claim 1 or 2, characterized in that a contrast agent such as a paramagnetic agent is applied to the target before the signal set is collected. 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mene-25 telmä, tunnettu siitä, että signaaliosajoukoista muodostettuja kuvia esitetään siten, että vähintään kaksi magneettikuvajoukon kuvaa superponoidaan. 100036Method according to one of the preceding claims, characterized in that the images formed from the signal subset are displayed in such a way that at least two images of the magnetic image set are superimposed. 100036
FI943922A 1994-08-26 1994-08-26 Dynamic magnetic resonance imaging method FI100036B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943922A FI100036B (en) 1994-08-26 1994-08-26 Dynamic magnetic resonance imaging method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943922 1994-08-26
FI943922A FI100036B (en) 1994-08-26 1994-08-26 Dynamic magnetic resonance imaging method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI943922A0 FI943922A0 (en) 1994-08-26
FI943922A FI943922A (en) 1996-02-27
FI100036B true FI100036B (en) 1997-08-29

Family

ID=8541253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI943922A FI100036B (en) 1994-08-26 1994-08-26 Dynamic magnetic resonance imaging method

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI100036B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI943922A0 (en) 1994-08-26
FI943922A (en) 1996-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. ADC mapping by means of a single‐shot spiral MRI technique with application in acute cerebral ischemia
Glover 3D z‐shim method for reduction of susceptibility effects in BOLD fMRI
Frahm et al. Rapid NMR imaging of dynamic processes using the FLASII technique
Botnar et al. 3D coronary vessel wall imaging utilizing a local inversion technique with spiral image acquisition
Moseley et al. Clinical aspects of DWI
US6380740B1 (en) Method for acquiring time-resolved and location-resolved, three-dimensional data sets with magnetic resonance and apparatus for the implementation of the method
Lai et al. Identification of vascular structures as a major source of signal contrast in high resolution 2D and 3D functional activation imaging of the motor cortex at l. 5T preliminary results
Hennig et al. Clinical applications and methodological developments of the RARE technique
Mills et al. Partial flip angle MR imaging.
Jones et al. K‐space substitution: a novel dynamic imaging technique
Weiger et al. Cardiac real‐time imaging using SENSE
Clark et al. Magnetic resonance diffusion imaging of the human cervical spinal cord in vivo
Merboldt et al. Diffusion imaging using stimulated echoes
US6396269B1 (en) Magnetic resonance imaging
Lenz et al. In-plane vascular imaging: pulse sequence design and strategy.
Trouard et al. High‐resolution diffusion imaging with DIFRAD‐FSE (diffusion‐weighted radial acquisition of data with fast spin‐echo) MRI
US5653233A (en) Method and apparatus for improved temporal resolution in dynamic MRI
Johnson et al. 2D multislice and 3D MRI sequences are often equally sensitive
US6434412B1 (en) Cardiac cine imaging with a short repetition time and high contrast between the blood and the myocardium
Mitchell et al. Sampling bandwidth and fat suppression: effects on long TR/TE MR imaging of the abdomen and pelvis at 1.5 T
Venkatesan et al. Role of high resolution in magnetic resonance (MR) imaging: Applications to MR angiography, intracranial T1‐weighted imaging, and image interpolation
Yamashita et al. Phased array breath‐hold versus non‐breath‐hold MR imaging of focal liver lesions: a prospective comparative study
Block et al. RARE spiral T2‐weighted imaging
FI100036B (en) Dynamic magnetic resonance imaging method
Liao et al. Cine spiral imaging

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: PICKER NORDSTAR OY