JP2000237160A - Magnetic resonance image diagnostic system - Google Patents

Magnetic resonance image diagnostic system

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JP2000237160A
JP2000237160A JP11037920A JP3792099A JP2000237160A JP 2000237160 A JP2000237160 A JP 2000237160A JP 11037920 A JP11037920 A JP 11037920A JP 3792099 A JP3792099 A JP 3792099A JP 2000237160 A JP2000237160 A JP 2000237160A
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博道 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately obtain the temperature distribution of a treatment part, and to improve safety of an IVR operation in an MRI (magnetic resonance image diagnostic system) monitor by providing a means for displaying the temperature distribution together with a reconstituted tissue image in a display means. SOLUTION: A nuclear magnetic resonance signal radiated from an examinee 401 is received by a coil 414b, and after passing through an amplifier 415, a transverse phase is detected by a wave detector 416 to be inputted to a computer 408 through an A/D converter 417 to correct the phase distribution using a resonance frequency of a water proton determined from phase distribution measurement, frequency spectrum measurement of a desired area and a frequency spectrum as a reference. The computer 408 displays an image corresponding to the density distribution of a nuclear spin, the density distribution by imparting contrast by relaxation and the spectrum distribution on a CRT display 428 after processing a signal. Besides a tissue image being the density distribution of the nuclear spin, information showing the temperature distribution of a tissue is displayed, for example, in color.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、磁気共鳴診断装置
(MRI)に関し、特に温度分布を計測する医療用磁気共鳴
診断装置に関する。
The present invention relates to a magnetic resonance diagnostic apparatus.
(MRI), and particularly to a medical magnetic resonance diagnostic apparatus for measuring temperature distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年MRIは組織描出能に優れた画像診断
装置として、X線CTと並んで疾病の重要な診断手段とな
っている。さらに最近では、MRIを診断ばかりでなく、
低侵襲治療の際にカテーテルやレーザーファイバーのガ
イドに応用する技術(Interventional MR:IVMR)が発展
している。その応用の一つとして組織の温度分布の検出
があり、腫瘍やヘルニア等のレーザーアブレーション、
収束超音波アブレーションの際、患部の治療状態をリア
ルタイムでモニターするための手段として注目されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, MRI has become an important diagnostic means for diseases as well as X-ray CT as an image diagnostic apparatus having excellent tissue delineating ability. More recently, MRI has not only been diagnosed,
The technology (Interventional MR: IVMR) applied to guide catheters and laser fibers during minimally invasive treatment has been developed. One of its applications is detection of tissue temperature distribution, such as laser ablation of tumors and hernias,
At the time of focused ultrasound ablation, it is receiving attention as a means for monitoring the treatment state of an affected part in real time.

【0003】MRI信号を規定するパラメータの中で、温
度依存性を示すパラメータにはスピン密度ρ、縦緩和時
間T1、横緩和時間T2、水の拡散係数、水プロトンのケミ
カルシフトδ(J.C.Hindman,J.Chem.Phys.44.4582,1966)
等がある。これらの中で、温度以外のファクターへの依
存性が少ない点で、水プロトンのケミカルシフトの信頼
性が高いとされている。ケミカルシフトを利用した温度
計測法としては、空間分解能が高く計測時間が短い点か
ら、位相マップを用いる方法が有効である(特開平04-05
5257号、「水プロトンのケミカルシフトを利用した高精
度且つ高速温度マッピング (A precise and Fast
Temperature Mapping Method Using Water prot
on Chemical Shift)」、Y.Ishihara, A. Calderon
et al., Abstracts of theSociety of Magneti
c Resonance Medicine, 11th annual Meeting, B
erlin, p.4803(1992))。
Among the parameters defining the MRI signal, parameters showing temperature dependency include spin density ρ, longitudinal relaxation time T1, transverse relaxation time T2, diffusion coefficient of water, chemical shift δ of water proton (JCHindman, J .Chem.Phys.44.4582,1966)
Etc. Among them, it is said that the reliability of the chemical shift of water protons is high because there is little dependence on factors other than temperature. As a temperature measurement method using a chemical shift, a method using a phase map is effective because the spatial resolution is high and the measurement time is short (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 5257, “A precise and fast temperature mapping using chemical shifts of water protons (A precise and Fast
Temperature Mapping Method Using Water prot
on Chemical Shift) ", Y. Ishihara, A. Calderon
et al., Abstracts of the Society of Magneti
c Resonance Medicine, 11th annual Meeting, B
erlin, p. 4803 (1992)).

【0004】この方法は、グラディエントエコー(Gr
E)法などのケミカルシフト感受性を持ったシーケンス
を用いて、温度変化の前後でのケミカルシフトの変化
を、MR信号の位相差として検出する。温度による水プロ
トンの周波数シフトは0.01ppm/℃であり,位相差Δφは
次式(1)で表される。
This method uses a gradient echo (Gr.
Using a chemical shift sensitive sequence such as the E) method, the change in the chemical shift before and after the temperature change is detected as the phase difference of the MR signal. The frequency shift of water protons due to temperature is 0.01 ppm / ° C., and the phase difference Δφ is expressed by the following equation (1).

【数1】 ここでΔφは注目画素における位相差、Δδは当該画素
における水プロトンのケミカルシフトの変化、γは核磁
気回転比,Boは静磁場強度、TEはエコー時間である。こ
の方法による温度の計測精度は、信号のS/N比とハード
ウエアの安定性に依存するが、±1℃程度である。
(Equation 1) Here, Δφ is the phase difference at the pixel of interest, Δδ is the change in the chemical shift of water protons at the pixel, γ is the nuclear magnetic rotation ratio, Bo is the static magnetic field strength, and TE is the echo time. The accuracy of the temperature measurement by this method depends on the S / N ratio of the signal and the stability of the hardware, but is about ± 1 ° C.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】位相マップから温度分
布を得る手法では、視野内で位相が2πラジアン以上回
転した時、位相値のジャンプが生じる(エリアジング)た
め、エリアジングを除去しなければならない。しかし、
IVRのアブレーションを例にとると、1cm〜数cmの領域
が50℃〜200℃程度の温度に加熱されるため温度勾配が
大きく、位相マップでは複雑なエリアジングが発生し、
エリアジング除去が困難になる。
In the method of obtaining the temperature distribution from the phase map, when the phase is rotated by 2π radians or more in the visual field, a jump of the phase value occurs (aliasing). No. But,
For example, in the case of IVR ablation, the area from 1 cm to several cm is heated to a temperature of about 50 ° C. to 200 ° C., so the temperature gradient is large, and complicated aliasing occurs in the phase map,
Aliasing removal becomes difficult.

【0006】また、エリアジング除去は、通常隣り合う
画素の位相は滑らかに変化し、2πラジアン以上の急激
な変化はないとの仮定の下で、順次隣接する画素の位相
を比較していき、その変化が2πラジアン以上の場合に2
πを加減することにより行われる。このようなアルゴリ
ズムでは、位相が不確定になる低信号領域があった場合
に、それを横断して正確な位相の接続を行うことは困難
である。更にエリアジング除去の基本的な問題として、
位相が2πの整数倍変化している場合は、真の位相を知
ることができないという問題がある。これは治療部位と
周辺組織との温度差が大きい場合に発生する。
[0006] In alias removal, the phases of adjacent pixels are sequentially compared under the assumption that the phase of adjacent pixels normally changes smoothly and that there is no rapid change of 2π radians or more. 2 if the change is greater than 2π radians
This is performed by adjusting π. With such an algorithm, when there is a low signal region where the phase is uncertain, it is difficult to perform accurate phase connection across the region. Furthermore, as a basic problem of aliasing removal,
When the phase changes by an integral multiple of 2π, there is a problem that the true phase cannot be known. This occurs when the temperature difference between the treatment site and the surrounding tissue is large.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では位相マップと共に、温度を計測しようと
する領域内で水プロトンのスペクトルを合わせて計測
し、水プロトンのケミカルシフトΔδから式1により位
相Δφを求め、これをエリアジング除去処理の基準値に
用いる。ここで、Δδは基準温度(被写体の術前の温度)
における水プロトンのピーク位置と、計測時のピーク位
置との差であり、基準温度における水プロトンのピーク
位置は予め計測しておいた値を用いることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, together with a phase map, a spectrum of water protons is measured in a region where temperature is to be measured, and the chemical shift Δδ of the water protons is used to calculate the equation. The phase Δφ is obtained from 1 and is used as a reference value for the aliasing removal processing. Where Δδ is the reference temperature (the temperature of the subject before surgery)
Is the difference between the peak position of the water proton and the peak position at the time of measurement, and the peak position of the water proton at the reference temperature can use a previously measured value.

【0008】即ち本発明のMRI装置は、静磁場、傾斜磁
場および高周波磁場をそれぞれ発生する磁場発生手段
と、各磁場の印加により被検体に生じる磁気共鳴信号を
検出する検出手段と、磁場発生手段および検出手段を制
御する制御手段と、検出された磁気共鳴信号をもとに画
像を再構成する手段と、再構成された画像を表示する表
示手段とを備え、制御手段は、高周波磁場パルスを印加
して水素原子核を励起し、位相エンコードと周波数エン
コードを行い、水プロトンのケミカルシフトの温度によ
る変化を位相変化として含む磁気共鳴信号を収集し、磁
気共鳴信号の位相の空間分布を計測する手段と、1また
は複数の小領域について水プロトンの共鳴周波数を計測
する手段と、計測された共鳴周波数を基準として位相分
布を補正し、補正された位相分布から被検体内の温度分
布を計算する手段とを備え、表示手段は再構成された組
織画像とともに温度分布を表示する手段を備えたもので
ある。
That is, the MRI apparatus of the present invention comprises a magnetic field generating means for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field, a detecting means for detecting a magnetic resonance signal generated in a subject by applying each magnetic field, and a magnetic field generating means. And control means for controlling the detection means, means for reconstructing an image based on the detected magnetic resonance signal, and display means for displaying the reconstructed image, wherein the control means outputs a high-frequency magnetic field pulse. A means for applying a voltage to excite hydrogen nuclei, performing phase encoding and frequency encoding, collecting a magnetic resonance signal including a change in temperature of a chemical shift of water protons due to temperature as a phase change, and measuring a spatial distribution of a phase of the magnetic resonance signal. And means for measuring the resonance frequency of water protons in one or more small regions, and correcting the phase distribution with the measured resonance frequency as a reference. And means for calculating the temperature distribution in the object from the phase distribution display means is one comprising means for displaying the temperature distribution together with the tissue image, which is reconstructed.

【0009】位相マップに加えて、水プロトンのスペク
トルを計測し、水スペクトルのケミカルシフト差Δδか
ら式1により求めた位相Δφを位相マップのエリアジン
グ除去処理の基準値に用いるため、位相の2nπ(nは整
数)の不定さを除去でき、真の温度を得ることができ
る。
In addition to the phase map, the spectrum of water protons is measured, and the phase Δφ obtained from the chemical shift difference Δδ of the water spectrum by the equation 1 is used as a reference value for the aliasing removal processing of the phase map. (n is an integer), and the true temperature can be obtained.

【0010】ここで水プロトンを計測する小領域(例え
ばボクセル)は、一つであっても複数であってもよく、
少なくとも1つは温度を計測しようとする領域に含まれ
る。温度を計測しようとする領域における温度変化が比
較的単調な場合には、小領域の数は少数でよい。この場
合、水プロトンのスペクトルを計測する方法としては、
1つのボクセルを選択してスペクトルを測定するシング
ルボクセル法を用いるのが有利である。シングルボクセ
ル法は短い計測時間で空間分解能が高い計測を行える。
Here, the number of small regions (for example, voxels) for measuring water protons may be one or more.
At least one is included in the area where the temperature is to be measured. If the temperature change in the region where the temperature is to be measured is relatively monotonous, the number of small regions may be small. In this case, as a method of measuring the spectrum of water proton,
Advantageously, a single voxel method of selecting one voxel and measuring the spectrum is used. The single voxel method can perform measurement with high spatial resolution in a short measurement time.

【0011】一方、温度分布が複雑であったり、或いは
信号強度が低く位相が不定な領域が存在する場合には、
多数の基準点を必要とする。この場合は、スペクトル計
測法として、一度に多数のボクセルの計測が可能なスペ
クトロスコピックイメージング法が有効である。
On the other hand, when the temperature distribution is complicated or there is a region where the signal intensity is low and the phase is indefinite,
Requires many reference points. In this case, a spectroscopic imaging method that can measure many voxels at once is effective as a spectrum measurement method.

【0012】スペクトロスコピックイメージングは通常
は計測に長時間を要するが、リードアウト方向に連続反
転する傾斜磁場を印加するエコープラナー型のスペクト
ロスコピックイメージング法(以下EPSIと略記。P.Mansf
ieldによる論文"High-SpeedSpatially Resolved High
-Resolution NMR Spectroscopy", J.Am. Chem. So
c., 107, 2817-2818,(1985)を参照)を用いれば、計測
時間を短縮できる。ここでは通常のEPSIとは異なり、代
謝物ではなく組織に大量に存在する水を計測するので、
励起RFパルスのフリップ角を小さくとり、短TR(磁化励
起の周期)で連続励起しても十分な信号強度を得ること
ができる。
Although spectroscopic imaging usually requires a long time for measurement, an echo planar spectroscopic imaging method (hereinafter abbreviated as EPSI; P.Mansf) in which a gradient magnetic field that continuously reverses in the readout direction is applied.
ield's dissertation "High-SpeedSpatially Resolved High
-Resolution NMR Spectroscopy ", J.Am. Chem. So
c., 107, 2817-2818, (1985)), the measurement time can be reduced. Here, unlike normal EPSI, it measures water that exists in large amounts in tissues, not metabolites,
A sufficient signal intensity can be obtained even if the flip angle of the excitation RF pulse is reduced and continuous excitation is performed with a short TR (period of magnetization excitation).

【0013】水プロトンの計測手段としてEPSIを用いれ
ば多数の位相基準点を得ることができ、位相が不定の低
信号領域を横断して正確な位相接続ができる。さらにEP
SIを用いて、励起RFパルスのフリップ角を小さくとり、
短TR(磁化励起の周期)で連続励起すれば短時間で多数の
位相基準点を得ることができる。
If EPSI is used as a means for measuring water protons, a large number of phase reference points can be obtained, and accurate phase connection can be made across a low signal region having an indeterminate phase. Further EP
Using SI, reduce the flip angle of the excitation RF pulse,
By continuously exciting with a short TR (period of magnetization excitation), a large number of phase reference points can be obtained in a short time.

【0014】また本発明のMRI装置は、シングルボクセ
ル法によるスペクトル計測において、その計測領域(以
下ROIと記す)を設定する手段として、対話的な設定手段
とすることができる。この場合、第1工程において位相
マップを計測し表示し、第2工程として、この表示され
た位相マップを参照して位相変化の大きい領域の中へ、
対話的に計測領域を設定する。これにより、手術部位の
中に正確に位相基準点を指定できる。ROIの設定手段
は、位相マップの変化が大きい領域を自動的に抽出する
こともできる。位相マップの勾配に基づいてROIを設定
すれば、正確な温度マップを得る工程を自動化できる。
In the spectrum measurement by the single voxel method, the MRI apparatus of the present invention can be an interactive setting means for setting a measurement area (hereinafter, referred to as an ROI). In this case, the phase map is measured and displayed in the first step, and as a second step, by referring to the displayed phase map, into a region having a large phase change,
Set the measurement area interactively. As a result, the phase reference point can be accurately specified in the surgical site. The ROI setting means can automatically extract a region where the phase map changes greatly. If the ROI is set based on the gradient of the phase map, the process of obtaining an accurate temperature map can be automated.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明のMR
I装置を詳細に説明する。図4は本発明が適応されるMRI
装置の概略構成図である。このMRI装置は、磁場発生手
段として被検体401内部に一様な静磁場Boを発生させる
ための電磁石または永久磁石402と、高周波磁場を発生
する送信コイル414aと、直交するx,yおよびzの3方向に
強度が線形に変化する傾斜磁場Gx,Gy,Gzを発生する傾斜
磁場コイル409とを備えている。傾斜磁場コイル409は電
流を供給する電源410に接続されている。また検出手段
として被検体401から生じる核磁気共鳴信号を検出する
ための検出コイル414bと、核磁気共鳴信号に画像再構成
のための種々の計算を行うコンピュータ408と、計算結
果を記憶する記憶装置や表示するディスプレイ428を備
えた信号処理系406と、コンピュータ408へ入力等を行う
ための操作部421を備えている。コイル414a,414bは図
示するように送受信別々でもよいが、両用のコイルでも
よい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the MR of the present invention will be described with reference to examples.
The device I will be described in detail. FIG. 4 is an MRI to which the present invention is applied.
It is a schematic structure figure of an apparatus. This MRI apparatus includes an electromagnet or a permanent magnet 402 for generating a uniform static magnetic field Bo inside a subject 401 as a magnetic field generating means, a transmission coil 414a for generating a high-frequency magnetic field, and orthogonal x, y, and z. A gradient magnetic field coil 409 that generates gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz whose intensity changes linearly in three directions is provided. The gradient coil 409 is connected to a power supply 410 for supplying a current. Also, a detection coil 414b for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the subject 401 as a detecting means, a computer 408 for performing various calculations for image reconstruction on the nuclear magnetic resonance signal, and a storage device for storing the calculation results A signal processing system 406 provided with a display 428 for displaying images and an operation unit 421 for inputting to the computer 408 and the like. Although the coils 414a and 414b may be separated for transmission and reception as shown in the figure, they may be coils for both uses.

【0016】コンピュータ408は、各磁場発生手段や検
出手段を制御する制御手段でもあり、シーケンサ407を
介して傾斜磁場発生系403、送信系404および検出系405
の動作を制御する。次に本装置の動作の概要を説明す
る。シンセサイザ411により発生させた高周波を、シー
ケンサ407によって制御されたタイミングで変調器412で
変調し電力増幅器413で増幅し、送信コイル414aに供給
する。これにより被検体401の内部に高周波磁場を発生
させ、核スピンを励起させる。対象とする原子核は、1H
の他、31P、12C等であるが、本発明の温度計測において
は水プロトンを対象とする。
The computer 408 is also a control means for controlling each magnetic field generating means and detecting means, and a gradient magnetic field generating system 403, a transmitting system 404 and a detecting system 405 via a sequencer 407.
Control the operation of. Next, an outline of the operation of the present apparatus will be described. The high frequency generated by the synthesizer 411 is modulated by the modulator 412 at the timing controlled by the sequencer 407, amplified by the power amplifier 413, and supplied to the transmission coil 414a. As a result, a high-frequency magnetic field is generated inside the subject 401 to excite nuclear spins. The target nucleus is 1 H
And 31 C, 12 C, etc., but water protons are targeted in the temperature measurement of the present invention.

【0017】一方、傾斜磁場電源410を介して傾斜磁場
コイル409を駆動し、スライス方向、位相エンコード方
向、周波数エンコード方向の各傾斜磁場を印加し、核ス
ピンを励起する領域を選択し、また発生する核磁気共鳴
信号を位相エンコード及び/又は周波数エンコードす
る。
On the other hand, a gradient magnetic field coil 410 is driven via a gradient magnetic field power supply 410 to apply gradient magnetic fields in a slice direction, a phase encoding direction, and a frequency encoding direction, to select a region for exciting nuclear spins, and to generate a magnetic field. Phase encoding and / or frequency encoding the nuclear magnetic resonance signal to be performed.

【0018】被検体401から放出される核磁気共鳴信号
はコイル414bにより受信され、増幅器415を通った後、
検波器416で直交位相検波され、A/D変換器417を経てコ
ンピュータ408へ入力される。コンピュータ408は信号処
理後、核スピンの密度分布、緩和でコントラストを付与
した密度分布、スペクトル分布等に対応する画像等をCR
Tディスプレイ428に表示する。本発明においては、核ス
ピンの密度分布である組織画像に加え、組織の温度分布
を示す情報を例えばカラー表示によって表示する。計算
途中のデータあるいは最終データはメモリ424,425に収
納される。
The nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject 401 is received by the coil 414b, passes through the amplifier 415,
Quadrature phase detection is performed by a detector 416, and input to a computer 408 via an A / D converter 417. After the signal processing, the computer 408 converts the images corresponding to the density distribution of the nuclear spin, the density distribution to which contrast is imparted by relaxation, the spectrum distribution, etc.
Display on the T display 428. In the present invention, information indicating the temperature distribution of the tissue is displayed by, for example, color display in addition to the tissue image which is the density distribution of nuclear spins. Data in the middle of calculation or final data is stored in the memories 424 and 425.

【0019】上述した傾斜磁場発生系403、送信系404、
検出系405は、計測の目的に応じたパルスシーケンスに
従いシーケンサ407によって制御され、このシーケンサ4
07はコンピュータ408によって制御される。本発明にお
いてコンピュータ408は、位相分布計測、所望の領域に
ついて周波数スペクトル計測、周波数スペクトルから求
めた水プロトンの共鳴周波数を基準とする位相分布の補
正を行う。このような装置における温度計測の実施例を
以下詳細に説明する。ここではIVRとして腫瘍のレーザ
ーアブレーションを行い、患部の温度をモニターする場
合を想定する。
The above-described gradient magnetic field generation system 403, transmission system 404,
The detection system 405 is controlled by a sequencer 407 according to a pulse sequence according to the purpose of measurement.
07 is controlled by the computer 408. In the present invention, the computer 408 performs phase distribution measurement, frequency spectrum measurement for a desired region, and correction of the phase distribution based on the resonance frequency of water protons obtained from the frequency spectrum. An embodiment of temperature measurement in such an apparatus will be described in detail below. Here, it is assumed that a laser ablation of a tumor is performed as an IVR to monitor the temperature of an affected part.

【0020】図1(a)は本発明の一実施例による温度計
測のフローを示す図で、この実施例では温度変化後(温
度上昇後)に、位相マップ(位相分布)の作成(工程1
1)から位相アンラップ処理(工程14)までの工程をそ
れぞれ実施し、補正後の位相差マップを求め(工程1
5)、位相差マップから温度差マップを作成する(工程1
6)。この場合の温度差とは、温度上昇前の温度を基準
温度とした場合の温度差である。
FIG. 1A is a diagram showing a flow of temperature measurement according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, a phase map (phase distribution) is created (step 1) after a temperature change (after a temperature rise).
The steps from 1) to the phase unwrapping process (Step 14) are performed, and a corrected phase difference map is obtained (Step 1).
5) Create a temperature difference map from the phase difference map (Step 1)
6). The temperature difference in this case is a temperature difference when the temperature before the temperature rise is set as the reference temperature.

【0021】位相マップは、例えば図3に示すような高
速GrE法のシーケンスを実行することによって作成する
ことができる(工程l1)。即ち、まず温度計測の対象と
するスライスを選択するスライス選択傾斜磁場32と同時
に励起パルス31を印加し、次いで位相エンコード傾斜磁
場パルス34及びリードアウト傾斜磁場パルス34を印加
し、さらに極性の異なるリードアウト傾斜磁場パルス37
を印加しながらエコー信号39を計測する。エコー信号計
測の後、位相方向にリワインドの傾斜磁場パルス35およ
びリードアウト方向のスポイラー傾斜磁場38を印加す
る。
The phase map can be created by executing a sequence of the high-speed GrE method as shown in FIG. 3 (step 11). That is, first, an excitation pulse 31 is applied simultaneously with a slice selection gradient magnetic field 32 for selecting a slice to be subjected to temperature measurement, then, a phase encoding gradient magnetic field pulse 34 and a readout gradient magnetic field pulse 34 are applied, and readout with different polarities is performed. Out gradient pulse 37
While measuring the echo signal 39. After the echo signal measurement, a rewind gradient magnetic field pulse 35 and a spoiler gradient magnetic field 38 in the readout direction are applied in the phase direction.

【0022】このようなシーケンスを位相エンコード傾
斜磁場パルス34の大きさを変化させながら繰り返し時間
TRで繰り返す。収集した各々のエコー信号39を順次直
交検波し、それを実部と虚部へ割当ててk空間の格子点
上へ配置し、2次元フーリエ変換を施し、得られた複素
画素値のarctanを計算する。これにより位相の空間分
布、即ち位相マップが得られる。尚、位相マップ計測シ
ーケンスにおいて温度依存性がない脂肪組織は必要に応
じて予め飽和させておくことが好ましい。
Such a sequence is repeated for a repetition time TR while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field pulse 34. Perform quadrature detection on each of the collected echo signals 39 sequentially, assign them to the real and imaginary parts, arrange them on grid points in k-space, apply two-dimensional Fourier transform, and calculate the arctan of the resulting complex pixel values I do. As a result, a spatial distribution of phases, that is, a phase map is obtained. It is preferable that the fat tissue having no temperature dependency in the phase map measurement sequence is saturated in advance as necessary.

【0023】このように得られた位相マップをディスプ
レイ428に表示する。この位相画像は、例えば図2に模式
的に示すような画像となり、温度上昇した領域27では例
えば静磁場1.5T,TE=80msとすれば、温度上昇50℃に対し
て920度の位相差が生じる。温度変化上昇がない組織と
温度が上昇した組織との間に2〜3本の位相不連続線26
(図2には3本の位相不連続線が記載されている)が生じ
る。
The obtained phase map is displayed on the display 428. This phase image is, for example, an image schematically shown in FIG. 2, and in a region 27 where the temperature has increased, for example, if the static magnetic field is 1.5 T and TE = 80 ms, a phase difference of 920 degrees with respect to a temperature increase of 50 ° C. Occurs. Two or three phase discontinuities 26 between the tissue with no temperature change and the tissue with increased temperature 26
(Three phase discontinuities are shown in FIG. 2).

【0024】このような領域では、既に述べたように通
常の位相アンラップ処理(位相エリアジング除去の処
理)では正確な位相補正ができない。従って本発明で
は、この領域内に基準点を設定し、この基準点の位相を
水プロトンのスペクトルから求める。このため次の工程
12では、まず、温度が上昇した領域27の内部にROI(関
心領域)29を設定し(この中心を(x0,y0)とする)、シン
グルボクセルのプロトンスペクトル21を計測する(工程
13)。
In such a region, accurate phase correction cannot be performed by ordinary phase unwrapping processing (processing for removing phase aliasing) as described above. Therefore, in the present invention, a reference point is set in this region, and the phase of this reference point is obtained from the spectrum of water protons. Therefore, the next process
In 12, first, an ROI (region of interest) 29 is set inside a region 27 where the temperature has risen (the center is set to (x 0 , y 0 )), and a proton spectrum 21 of a single voxel is measured (step
13).

【0025】ROIの設定は、第1工程11でディスプレイモ
ニターに表示された位相マップ28から、温度変化が生じ
た部位27を操作者が識別し、カーソル等で入力すること
により行う。ROIの大きさは通常1cm×1cm程度とする。
シングルボクセルのスペクトル計測法としては、STEAM
法、PRESS法等の公知の技術を用いることができる。こ
のスペクトルの水ピーク値δ1(x0,y0)23から、式(2)
によりROIにおける位相Δφ(x0,y0)を計算する。必要に
応じて信号を加算する。
The setting of the ROI is performed by the operator identifying the part 27 where the temperature change has occurred from the phase map 28 displayed on the display monitor in the first step 11 and inputting it with a cursor or the like. The size of the ROI is usually about 1 cm x 1 cm.
As a single voxel spectrum measurement method, STEAM
A known technique such as the PRESS method or the PRESS method can be used. From the water peak value δ1 (x 0 , y 0 ) 23 of this spectrum, equation (2)
To calculate the phase Δφ (x 0 , y 0 ) at the ROI. Add signals as needed.

【0026】[0026]

【数2】 ここで、δ022は基準温度(治療前の温度)における水の
ケミカルシフトであり、予め計測しておいた値を用いる
ことができる。スペクトル中の水プロトンのピーク位置
24は計算機により自動検出する。ピーク検出方法として
は、ローレンツ曲線をあてはめ、その位置、幅、高さを
調整する方法がある。また、必要に応じて位相補正を併
用する。
(Equation 2) Here, [delta] 0 22 a chemical shift of water at a reference temperature (temperature before treatment), may be a value measured in advance. Peak position of water proton in spectrum
24 is automatically detected by a computer. As a peak detection method, there is a method of fitting a Lorentz curve and adjusting its position, width, and height. Also, phase correction is used together as necessary.

【0027】このようにシングルボクセルの中心点(x0,
y0)の位相を求めた後、その位相を基準として画像全体
のエリアジング除去(位相アンラップ)を行う(工程1
4)。アンラップの方法としては、まず、位相マップの
基準点(x0,y0)における位相がΔφ(x0,y0)に一致するよ
うにオフセットを除去する。次に、位相基準点から処理
を開始し、隣接しあう画素で2π以上の変化があった場
合に2πを加減して変化を縮小してゆく。このようにし
て得られた位相マップΔφ(x,y)は正確に位相アンラッ
プがなされている。式(3)により温度マップΔT(x,y)
を得る。
As described above, the center point (x 0 ,
After obtaining the phase of (y 0 ), aliasing removal (phase unwrapping) of the entire image is performed based on the phase (step 1).
Four). As an unwrapping method, first, an offset is removed so that the phase at the reference point (x 0 , y 0 ) of the phase map matches Δφ (x 0 , y 0 ). Next, the processing is started from the phase reference point, and when there is a change of 2π or more in adjacent pixels, the change is reduced by adding or subtracting 2π. The phase map Δφ (x, y) obtained in this way is accurately phase-unwrapped. According to equation (3), the temperature map ΔT (x, y)
Get.

【0028】[0028]

【数3】 ここでαは水プロトンのケミカルシフトの温度依存性
[0.0lppm/℃]である。ΔT(x,y)は基準温度からの組織の
温度変化を表す。
(Equation 3) Where α is the temperature dependence of the chemical shift of the water proton
[0.0 lppm / ° C]. ΔT (x, y) represents the temperature change of the tissue from the reference temperature.

【0029】このように求めた温度差は、予め取得した
組織画像或いは位相マップを求めるシーケンスの実行に
よって得られた信号から再構成した組織画像に重畳して
表示される。温度表示の方法としては、例えば任意の温
度幅で作成したカラーバーを用意し、ある画素の温度を
このカラーバーの温度に対応する色で表示する。即ち、
例えば青−緑−黄色−橙色−赤と色相が順次変化するカ
ラーバーに10℃きざみで30℃〜200℃の温度を割
り当て、ある画素の温度が100℃の場合には、その温
度に対応するカラーバーの色(例えば橙色)を画素の輝
度に重ねて表示する。
The temperature difference thus obtained is superimposed and displayed on a previously obtained tissue image or a tissue image reconstructed from a signal obtained by executing a sequence for obtaining a phase map. As a temperature display method, for example, a color bar created with an arbitrary temperature width is prepared, and the temperature of a certain pixel is displayed in a color corresponding to the temperature of the color bar. That is,
For example, a temperature of 30 ° C. to 200 ° C. is assigned to the color bar in which the hue sequentially changes in the order of blue-green-yellow-orange-red, and if the temperature of a certain pixel is 100 ° C., it corresponds to the temperature. The color of the color bar (for example, orange) is displayed so as to overlap the luminance of the pixel.

【0030】本実施例の温度計測では、ROIの入力以外
は計算機により自動的に実行でき、しかもROIは操作者
がモニターを確認しながら、温度変化の生じている領域
に確実に設定することができる。尚、この実施例では、
ROIの設定を対話的に行う場合を説明したが、位相マッ
プの勾配が最大となる領域に27を自動設定することも可
能である。この場合には、式(4)により位相の勾配を
ピクセル毎に計算し、勾配が最大になる部位を求め、こ
の部位内にシングルボクセルスペクトルのROIを設定す
る。
In the temperature measurement of this embodiment, except for the input of the ROI, it can be automatically executed by the computer, and the ROI can be surely set in the area where the temperature change occurs while the operator checks the monitor. it can. In this embodiment,
Although the case where the ROI is set interactively has been described, it is also possible to automatically set 27 in a region where the gradient of the phase map is maximum. In this case, the gradient of the phase is calculated for each pixel by equation (4), a portion where the gradient is maximized is determined, and the ROI of the single voxel spectrum is set in this portion.

【0031】[0031]

【数4】 (Equation 4)

【0032】これにより、操作者の介入を無くして、自
動的に温度分布計測を実行することができる。この場合
には、図2に示す位相画像は必ずしもモニターに表示す
る必要はなく、結果である温度分布(組織画像に重ねて
表示した画像)のみを表示するようにしてもよい。尚、
位相アンラップ処理における位相の基準点は1つであっ
ても2以上であってもよく、基準点が複数の場合には上
述したシングルボクセルのスペクトル計測法を複数実施
すればよい。但し温度上昇の領域の温度変化が複雑であ
ったり、温度依存性が低い領域、即ち位相が不定の低信
号領域が含まれている場合には、スペクトルスコピック
イメージングによりマルチボクセルスペクトルを得るこ
とが好適である。これにより多数の基準点について水プ
ロトンのスペクトルを求めることができる。
As a result, the temperature distribution can be automatically measured without operator intervention. In this case, the phase image shown in FIG. 2 does not necessarily need to be displayed on the monitor, and only the resulting temperature distribution (the image displayed superimposed on the tissue image) may be displayed. still,
The number of reference points of the phase in the phase unwrapping process may be one or two or more. When there are a plurality of reference points, a plurality of the single voxel spectrum measurement methods described above may be performed. However, if the temperature change in the temperature rising area is complicated or the temperature dependence is low, that is, if a low signal area having an indefinite phase is included, a multi-voxel spectrum can be obtained by spectrum-scope imaging. It is suitable. As a result, water proton spectra can be obtained for many reference points.

【0033】本発明の温度計測の第2の実施例として、E
PSIを用いたスペクトロスコピックイメージング法によ
りマルチボクセルスペクトルを得る場合を説明する。こ
の実施例では、マルチボクセルスペクトルからボクセル
毎に水プロトンのピークまたは重心のシフトを求め、こ
れから位相変化を計算する。
As a second embodiment of the temperature measurement of the present invention, E
A case where a multi-voxel spectrum is obtained by a spectroscopic imaging method using PSI will be described. In this embodiment, the peak of the water proton or the shift of the center of gravity is determined for each voxel from the multi-voxel spectrum, and the phase change is calculated from this.

【0034】この実施例でも図1に示す第1の工程11は、
前述の実施例と同様であるが、ここでは次の工程13にお
いて、図5または図7に示すようなEPSIのシーケンスを実
行する。図5と図7は、前者が反転パルス52を用いたSE型
であるのに対し、後者が反転パルスを用いないGrE型で
ある点で異なる他は同様であり、51(71)(括弧内の数
字は図7の符号を示す)はスライス選択傾斜磁場53(7
2)とともに印加される励起パルス、52は反転パルス、5
4(73)は位相エンコード傾斜磁場パルス、56,57(7
5,76)はリードアウト傾斜磁場パルスである。リード
アウト傾斜磁場パルス57(76)はその極性を複数回反転
させながら印加し、反転毎にエコー信号59(78)を計測
する。エコー信号計測後、残留横磁化のコヒーレンスを
除去するため、位相方向にはリワインド55(74)を、ま
たリードアウト方向にはスポイラー58(77)を付加す
る。
Also in this embodiment, the first step 11 shown in FIG.
This is the same as the above-described embodiment, but here, in the next step 13, an EPSI sequence as shown in FIG. 5 or FIG. 7 is executed. FIGS. 5 and 7 are similar except that the former is an SE type using an inversion pulse 52, while the latter is a GrE type not using an inversion pulse. 7 indicate the reference numerals in FIG. 7) indicate the slice selection gradient magnetic field 53 (7
2) Excitation pulse applied with 52, inversion pulse, 5
4 (73) is the phase encoding gradient magnetic field pulse, 56, 57 (7
5, 76) are readout gradient magnetic field pulses. The readout gradient magnetic field pulse 57 (76) is applied while reversing its polarity a plurality of times, and measures the echo signal 59 (78) for each reversal. After the echo signal measurement, a rewind 55 (74) is added in the phase direction and a spoiler 58 (77) is added in the readout direction to remove coherence of the residual transverse magnetization.

【0035】このようなシーケンスを位相エンコード傾
斜磁場パルスの大きさを変えながらTR毎に繰り返す。例
えばマトリクスが32×32の場合、繰り返し回数32回、リ
ードアウト傾斜磁場パルス57(76)の反転32回で、マル
チボクセルスペクトルを得るための計測データを収集す
る。
Such a sequence is repeated for each TR while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field pulse. For example, when the matrix is 32 × 32, measurement data for obtaining a multi-voxel spectrum is collected with 32 repetitions and 32 inversions of the readout gradient magnetic field pulse 57 (76).

【0036】収集した計測データにkx,ky,kδについ
ての3次元FFTを施し、図6に示すようなピクセル毎のプ
ロトンスペクトル61を得る。このスペクトル61から水プ
ロトンのピーク値63を計算機により自動検出する。尚、
図6において66は位相不連続線、67は温度上昇領域、68
はマルチボクセルのマトリクス、69は位相画像である。
ピーク検出方法としては、標準となる水の位置64を中心
としてローレンツ曲線をあてはめ、その位置、幅、高さ
を微調整する方法がある。また、必要に応じて位相補正
を併用する。この場合、EPSI法を図7に示すGrE型にすれ
ば低周波領域の信号が犠牲になるので、スペクトルのべ
ースラインのうねりが生じるが、水ピークの検出には大
きな障害にはならない。EPSI法を図5に示したSE型にす
れば、エコー中心のデータが取得できるので、ベースラ
インのうねりを防止できるが、計測時間はGrE型よりも
長くなる。
The collected measurement data is subjected to a three-dimensional FFT for kx, ky, and kδ to obtain a proton spectrum 61 for each pixel as shown in FIG. From this spectrum 61, the peak value 63 of the water proton is automatically detected by a computer. still,
In FIG. 6, 66 is a phase discontinuity line, 67 is a temperature rise region, 68
Is a matrix of multi-voxels, and 69 is a phase image.
As a peak detection method, there is a method of fitting a Lorentz curve around a standard water position 64 and finely adjusting the position, width, and height. Also, phase correction is used together as necessary. In this case, if the EPSI method is changed to the GrE type shown in FIG. 7, the signal in the low frequency region is sacrificed, and the swelling of the spectrum baseline occurs, but this does not become a major obstacle to the detection of the water peak. If the EPSI method is the SE type shown in FIG. 5, data at the center of the echo can be acquired, so that swelling of the baseline can be prevented, but the measurement time is longer than that of the GrE type.

【0037】このように各ピクセル毎に求めた水プロト
ンのピーク値63から式(2)により、各ピクセル毎に位
相を求めることができる。第1の工程11で作成した位相
マップについて、これら各基準点の位相をもとに補正を
行う(位相アンラップ:工程14)。これにより低信号で
位相が不定の領域があっても、これを飛び越えてエリア
ジング除去を正確に行うことができる。
From the peak value 63 of the water proton obtained for each pixel as described above, the phase can be obtained for each pixel by the equation (2). The phase map created in the first step 11 is corrected based on the phase of each of these reference points (phase unwrap: step 14). As a result, even if there is a region with a low signal and an indefinite phase, it is possible to jump over the region and accurately remove aliasing.

【0038】このように補正した位相差マップから式
(3)により温度差を求めること、温度差マップを表示
することは前述の実施例と同じである。尚、図5或いは
図7に示すシーケンスにおいて、EPSIの励起パルス(図5
の51)のフリップ角は一例として90°/n(nは励起の反復
回数)とすることができる。前掲の例ではn=32であ
る。小フリップ角による励起、即ち縦磁化の部分的な励
起は、信号強度の低下を招くが、ここでは通常のEPSIと
は異なり、生体内に大量に存在する水の検出が目的であ
るため、障害にはならない。
The calculation of the temperature difference from the phase difference map corrected in this way by the equation (3) and the display of the temperature difference map are the same as in the above-described embodiment. In the sequence shown in FIG. 5 or FIG. 7, the excitation pulse of EPSI (FIG.
The flip angle in (51) can be, for example, 90 ° / n (n is the number of repetitions of excitation). In the above example, n = 32. Excitation due to a small flip angle, that is, partial excitation of longitudinal magnetization, causes a decrease in signal strength.However, unlike ordinary EPSI, the purpose is to detect water present in a large amount in a living body. It does not become.

【0039】一例として、フリップ角10°、TR=160msと
すると、撮影時間は160ms×32=5.12s、スペクトル分解
能はデータ取り込み時間を100msとすると、その逆数か
ら10Hzとなる。これは1.5Tでは0.16ppmに相当し、温度
分解能は約16℃となる。その他、フリップ角のとり方に
ついては、励起順に増加させて発生する横磁化成分を一
定にする等の工夫を行ってもよい。
As an example, when the flip angle is 10 ° and TR = 160 ms, the photographing time is 160 ms × 32 = 5.12 s, and the spectral resolution is 10 Hz from the reciprocal thereof, assuming that the data acquisition time is 100 ms. This is equivalent to 0.16 ppm at 1.5 T, and the temperature resolution is about 16 ° C. In addition, the flip angle may be determined by increasing the order of excitation to make the generated transverse magnetization component constant.

【0040】また以上の実施例ではスペクトロスコピッ
クイメージング法としてEPSI法を例示したが、本発明は
これに限らず3D-CSI法やEBI法(P.M.Jakob, A.Ziegler
et.al, "Echo-Time-Encoded Burst Imaging (E
BI): A Novel Techniquefor Spectroscopic Imagi
ng", Magn. Reso. Med., 33, 573, 1995)などの
公知の様々な方法等を使用してもよい。但し、3D-CSI法
はスペクトル分解能は高いが、計測時間が長いため、IV
Rでの温度計測には高速なEPSIやEBIが好適である。
In the above embodiments, the EPSI method is exemplified as the spectroscopic imaging method. However, the present invention is not limited to this, and the 3D-CSI method and the EBI method (PMJakob, A. Ziegler
et.al, "Echo-Time-Encoded Burst Imaging (E
BI): A Novel Technique for Spectroscopic Imagi
ng ", Magn. Reso. Med., 33, 573, 1995). However, the 3D-CSI method has a high spectral resolution but a long measurement time, IV
For temperature measurement in R, high-speed EPSI or EBI is suitable.

【0041】スペクトルの計測法によっては計測帯域の
制限から、スペクトル軸の折り返しが生じる場合があ
る。例えばEPSIにおいてエコー間隔(時間軸方向のサン
プリング間隔)を4.0msとすると計測帯域は1/4.0ms=250H
zとなり、1.5Tでは3.9ppmとなる。一方生体内の水や代
謝物は5ppm程度の範囲に存在するので、温度の変化に伴
い水ピークが一端から一端へジャンプする可能性があ
る。この場合、予め水を計測帯域の中心に配置し、温度
による水の周波数ジャンプを防ぐことができる。また、
位相マップを得る方法も、図3以外の公知の様々な方法
を用いることができる。
Depending on the spectrum measurement method, the spectrum axis may be turned back due to the limitation of the measurement band. For example, if the echo interval (sampling interval in the time axis direction) is 4.0 ms in EPSI, the measurement bandwidth is 1 / 4.0 ms = 250H
z and 3.9 ppm at 1.5T. On the other hand, since water and metabolites in a living body exist in a range of about 5 ppm, there is a possibility that a water peak jumps from one end to another end with a change in temperature. In this case, water is previously arranged at the center of the measurement band, and the frequency jump of water due to temperature can be prevented. Also,
As a method for obtaining a phase map, various known methods other than FIG. 3 can be used.

【0042】以上説明したように本発明の温度計測で
は、小領域(ボクセル)における水プロトンのケミカル
シフトからその点の位相を求め、それを基準として位相
マップのエリアジング補正を行うようにしているので、
温度変化前後での位相マップの差を求めることなく(図
1(a)に示すフロー11〜16)、温度計測を行うことがで
きる。
As described above, in the temperature measurement of the present invention, the phase at that point is determined from the chemical shift of water protons in a small area (voxel), and the aliasing correction of the phase map is performed based on the phase. So
Without finding the difference in the phase map before and after the temperature change (see Figure
Temperature measurement can be performed in the flows 11 to 16 shown in 1 (a).

【0043】従って、従来法では温度変化前後で、体動
等により被写体がずれた場合には温度変化を計算するこ
とができなかったのに対し、被写体がずれた場合でも温
度を計算できる。また画像中に、温度の変化がなく従っ
て位相基準点にできる画素がない場合でも真の温度を得
ることができる。また本発明の温度計測は、治療中に温
度が大きく変化し、位相が2π以上変化した場合に特に
有効である。このような場合、従来の差分位相マップの
みでは絶対温度の分布を得ることはできない。特に拡大
撮影などを行い、視野全体で温度が変化し、画像中に基
準となる温度領域が得られない場合に問題となるが、本
発明ではこのような場合にも温度計測が可能となる。
Accordingly, in the conventional method, the temperature change cannot be calculated when the subject shifts due to body movement before and after the temperature change, but the temperature can be calculated even when the subject shifts. Also, a true temperature can be obtained even when there is no change in temperature in the image and therefore there is no pixel that can be used as a phase reference point. The temperature measurement of the present invention is particularly effective when the temperature changes significantly during the treatment and the phase changes by 2π or more. In such a case, the distribution of the absolute temperature cannot be obtained only by the conventional differential phase map. In particular, a problem arises when an enlarged image is taken and the temperature changes over the entire visual field and a reference temperature region cannot be obtained in the image. In the present invention, the temperature can be measured even in such a case.

【0044】ところでこれまでケミカルシフトは、温度
以外のファクターへの依存度が低いことを前提に説明し
たが、実際には他の因子によって影響を受ける。例えば
実際には磁石や被写体の磁気感受率分布に起因する静磁
場不均一が存在し、このような静磁場の不均一性もケミ
カルシフトに影響を与え得る。しかしシミングが高精度
になされ、温度上昇が大きい場合には近似的に温度のみ
を位相変化の原因とみなすことができる。例えば、静磁
場不均一が0.3ppmであったとすると、温度上昇が30℃以
上であれば、周波数変化の中で温度依存項が優勢にな
る。この他の因子として、脂肪のケミカルシフトに起因
する位相変化が位相マップに混入する場合もあるが、脂
肪の横緩和T2は20ms〜50ms程度と短いため、TEを長くと
ればその影響を除去できる。
Although the chemical shift has been described so far on the assumption that it has a low dependence on factors other than temperature, it is actually affected by other factors. For example, in practice, there is non-uniformity of the static magnetic field due to the magnetic susceptibility distribution of the magnet and the subject, and such non-uniformity of the static magnetic field can also affect the chemical shift. However, when the shimming is performed with high accuracy and the temperature rise is large, only the temperature can be approximately regarded as the cause of the phase change. For example, assuming that the static magnetic field non-uniformity is 0.3 ppm, if the temperature rise is 30 ° C. or more, the temperature-dependent term becomes dominant in the frequency change. As another factor, a phase change caused by a chemical shift of fat may be mixed into the phase map.However, since the lateral relaxation T2 of fat is as short as about 20 ms to 50 ms, the effect can be removed by increasing TE. .

【0045】しかし温度に起因する位相変化に加えて、
静磁場不均一等による位相変化が位相マップに含まれる
場合には、温度変化の前後で位相マップを求め、その差
から温度差マップを求めることも有効である。これによ
り温度による位相変化のみを抽出することができる。
However, in addition to the phase change due to temperature,
When a phase change due to static magnetic field inhomogeneity or the like is included in the phase map, it is also effective to obtain a phase map before and after the temperature change and obtain a temperature difference map from the difference. Thus, only the phase change due to the temperature can be extracted.

【0046】このような実施例を図1(b)に示す。この
実施例では、以上説明した各実施例のいずれかを温度変
化の前後で2回実施し(工程17〜19、101を付加)、両
計測によって求めらた補正後の位相マップの差を求め
(位相差マップの作成、工程15)、この位相差マップか
ら式(3)により温度差を求め、表示する(工程16)。
この場合にも温度分布を高精度で表示することができ
る。
FIG. 1B shows such an embodiment. In this embodiment, one of the above-described embodiments is performed twice before and after the temperature change (steps 17 to 19 and 101 are added), and the difference between the corrected phase maps obtained by the two measurements is obtained. (Preparation of phase difference map, step 15), a temperature difference is obtained from this phase difference map by equation (3) and displayed (step 16).
Also in this case, the temperature distribution can be displayed with high accuracy.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば治
療部位の温度分布を正確に得ることができ、MRIモニタ
ー下のIVR手術の安全性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the temperature distribution at the treatment site can be accurately obtained, and the safety of the IVR operation under the MRI monitor can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のMRI装置が実行する温度分布計測手順
を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a temperature distribution measurement procedure executed by an MRI apparatus of the present invention.

【図2】スペクトルと位相マップの併用による温度分布
計測を説明する図。
FIG. 2 is a view for explaining temperature distribution measurement by using both a spectrum and a phase map.

【図3】位相マップ計測のためのシーケンスの一例を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a sequence for phase map measurement.

【図4】本発明が適用されるMRI装置の全体の構成を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing an entire configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied.

【図5】SE型の高速MRSI法のシーケンスを示す図。FIG. 5 is a view showing a sequence of the SE type high-speed MRSI method.

【図6】マルチボクセルスペクトルと位相マップの併用
による温度分布計測を説明する図。
FIG. 6 is a view for explaining temperature distribution measurement by using both a multi-voxel spectrum and a phase map.

【図7】GrE型の高速MRSI法のシーケンスを示す図。FIG. 7 is a diagram showing a sequence of a GrE-type high-speed MRSI method.

【符号の説明】 401 被写体 402 静磁場発生磁気回路(磁場発生手段) 408 コンピュータ(画像再構成手段、制御手段) 409 傾斜磁場コイル(磁場発生手段) 414a 送信RFコイル(磁場発生手段) 414b 検出RFコイル(検出手段) 428 ディスプレイ(表示手段)[Description of Signs] 401 Subject 402 Static magnetic field generation magnetic circuit (magnetic field generation means) 408 Computer (image reconstruction means, control means) 409 Gradient magnetic field coil (magnetic field generation means) 414a Transmission RF coil (magnetic field generation means) 414b Detection RF Coil (detection means) 428 Display (display means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそ
れぞれ発生する磁場発生手段と、前記各磁場の印加によ
り被検体に生じる磁気共鳴信号を検出する検出手段と、
前記磁場発生手段および前記検出手段を制御する制御手
段と、検出された磁気共鳴信号をもとに画像を再構成す
る手段と、再構成された画像を表示する表示手段とを備
えた磁気共鳴画像診断装置において、 前記制御手段は、高周波磁場パルスを印加して水素原子
核を励起し、位相エンコードと周波数エンコードを行
い、水プロトンのケミカルシフトの温度による変化を位
相変化として含む磁気共鳴信号を収集し、前記磁気共鳴
信号の位相の空間分布を計測する手段と、 1ないし複数の小領域について水プロトンの共鳴周波数
を計測する手段と、 前記共鳴周波数を基準として前記位相分布を補正し、補
正された位相分布から被検体内の温度分布を計算する手
段とを備え、前記表示手段は再構成された組織画像とと
もに前記温度分布を表示する手段を備えたことを特徴と
する磁気共鳴画像診断装置。
A magnetic field generating means for respectively generating a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field; a detecting means for detecting a magnetic resonance signal generated in a subject by applying each of the magnetic fields;
A magnetic resonance image comprising: a control unit that controls the magnetic field generation unit and the detection unit; a unit that reconstructs an image based on the detected magnetic resonance signal; and a display unit that displays the reconstructed image. In the diagnostic apparatus, the control unit applies a high-frequency magnetic field pulse to excite hydrogen nuclei, performs phase encoding and frequency encoding, and collects a magnetic resonance signal including a change in the chemical shift of water protons due to temperature as a phase change. Means for measuring the spatial distribution of the phase of the magnetic resonance signal; means for measuring the resonance frequency of water protons in one or more small regions; and correcting the phase distribution with reference to the resonance frequency. Means for calculating a temperature distribution in the subject from the phase distribution, wherein the display means displays the temperature distribution together with a reconstructed tissue image. Magnetic resonance imaging apparatus characterized by comprising a stage.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006051665A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase fold-back development method and magnetic resonance imaging device using the method
JP2008142368A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Method and device for displaying phase change harmonized image
US8027713B2 (en) 2001-04-11 2011-09-27 Hitachi Medical Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and image processing method
CN102488497A (en) * 2011-12-12 2012-06-13 中国科学院深圳先进技术研究院 Magnetic resonance temperature measurement method and magnetic resonance temperature measurement system
JP2017528262A (en) * 2014-09-26 2017-09-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Imaging system for single voxel spectroscopy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8027713B2 (en) 2001-04-11 2011-09-27 Hitachi Medical Corporation Magnetic resonance imaging apparatus and image processing method
WO2006051665A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Phase fold-back development method and magnetic resonance imaging device using the method
JP2008142368A (en) * 2006-12-12 2008-06-26 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Method and device for displaying phase change harmonized image
CN102488497A (en) * 2011-12-12 2012-06-13 中国科学院深圳先进技术研究院 Magnetic resonance temperature measurement method and magnetic resonance temperature measurement system
JP2017528262A (en) * 2014-09-26 2017-09-28 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Imaging system for single voxel spectroscopy

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