JP2004275380A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004275380A
JP2004275380A JP2003070153A JP2003070153A JP2004275380A JP 2004275380 A JP2004275380 A JP 2004275380A JP 2003070153 A JP2003070153 A JP 2003070153A JP 2003070153 A JP2003070153 A JP 2003070153A JP 2004275380 A JP2004275380 A JP 2004275380A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subject
magnetic field
magnetic resonance
coil
detection signal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2003070153A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sayoko Takano
佐代子 高野
Nobuo Masaki
信夫 正木
Ikuhiro Shimada
育廣 島田
Ichiro Fujimoto
一郎 藤本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Science and Technology Agency
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
ATR Advanced Telecommunications Research Institute International
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 Japan Science and Technology Agency, ATR Advanced Telecommunications Research Institute International filed Critical Japan Science and Technology Agency
Priority to JP2003070153A priority Critical patent/JP2004275380A/en
Publication of JP2004275380A publication Critical patent/JP2004275380A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus highly precisely creating tomographic image of a subject under a respiratory movement using a nuclear magnetic resonance. <P>SOLUTION: For detecting a detection signal originating from the nuclear magnetic resonance, this MRI apparatus 1000 is provided with a static magnetic field coil 100 for impressing a magnetic field to the subject 10, a gradient magnetic field 102, an RF coil 104 and a tomographic imaging control part 200 providing the RF coil 104 with a vibrating magnetic field and creating the tomographic image from the detection signal by the RF coil 106. A trigger generation part 230 in the tomographic imaging control part 200 controls the starting timing of the imaging operation of the MRI apparatus and gives a stimulating sound to the subject 10 synchronously with the starting timing via a speaker 232. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、生体の断層撮影を行なうための核磁気共鳴画像化装置(MRI : Magnetic Resonance Imaging)の構成、特に、被験者の呼吸運動に同期した測定のための構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
生体の脳や全身の断面を画像化する方法として、生体中の原子、特に、水素原子の原子核に対する核磁気共鳴現象を利用した磁気共鳴画像法が、人間の臨床画像診断等に使用されている。
【0003】
磁気共鳴画像法は、それを人体に適用する場合、同様の人体内断層画像法である「X線CT」に比較して、たとえば、以下のような特徴がある。
【0004】
(1)水素原子の分布と、その信号緩和時間(原子の結合の強さを反映)に対応した濃度の画像が得られる。このため、組織の性質の差異に応じた濃淡を呈し、組織の違いを観察しやすい。
【0005】
(2)磁場は、骨による吸収がない。このため、骨に囲まれた部位(頭蓋内、脊髄など)を観察しやすい。
【0006】
(3)X線のように人体に害になるということがないので、広範囲に活用できる。
【0007】
このような磁気共鳴画像法は、人体の各細胞に最も多く含まれ、かつ最も大きな磁性を有している水素原子核(陽子)の磁気性を利用する。
【0008】
水素原子核の磁性を担うスピン角運動量の磁場内での運動は、古典的には、コマの歳差運動にたとえられる。上述したような水素原子核のスピン角運動量の方向(コマの自転軸の方向)は、磁場のない環境では、ランダムな方向を向いているものの、静磁場を印加すると、磁力線の方向を向く。
【0009】
この状態で、さらに振動磁界を重畳すると、この振動磁界の周波数が、静磁界の強さで決まる共鳴周波数f=γB/2π(γ:物質に固有の係数)であると、共鳴により原子核側にエネルギーが移動し、磁化ベクトルの方向が変わる(歳差運動が大きくなる)。この状態で、振動磁界を切ると、歳差運動は、傾き角度を戻しながら、静磁界における方向に復帰していく。この過程を外部からアンテナコイルにより検知することで、NMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号を得ることができる。
【0010】
さらに、このような核磁気共鳴を観測する際に、発生するNMR信号の源の空間的な位置を特定できるように、印加する磁場に変調を加えておき(エンコーディング)、検出されたNMR信号に対してフーリエ変換を行なって、被測定対象(例えば、人)の2次元断面でのNMR信号源の位置を特定すれば、組織中に含まれる水分量等を反映した被測定対象の2次元断面画像を得ることができる。このような撮像方法を「磁気共鳴画像法(MRI: Magnetic Resonance Imaging)」と呼ぶ。
【0011】
例えば、MRIは発話器官の内部構造を含めた立体形状を計測するのにも適している。ただし、MRIを撮像するには数秒〜数分の撮像時間を要する。特に、音源の生成に関係する喉頭はサイズが小さく、画像分解能やS/N比が十分に得られない。したがって、高画質の画像を得るためめには撮像時間が長くなる傾向がある。以上のような状況であるにもかかわらず、声帯の開閉運動や呼吸に伴い、喉頭は上下動をするため、このような動きにより、本来、測定したい断面画像に対して動きによる画像の劣化(アーチファクト)が生じやすい。
【0012】
一方で、磁気共鳴画像において外部トリガを用いることでトリガに同期した動画像を撮像する方法が提案されている(たとえば、非特許文献1を参照)。この方法を静止画撮影に応用することで、上述したようなアーチファクトを抑制して、呼吸運動による問題を回避するために、従来、腹部に装着したベローズによって呼吸による体動をモニターし、呼気安定時にMRIを駆動する方法である「呼吸同期撮像法」が用いられてきた。
【0013】
図6は、従来のMRI撮像のシーケンスを示す図である。
図6(a)は、たとえば、被験者に「ア〜」の発声を自発的に繰り返してもらい、その被験者の動作中連続して、MRI装置を駆動して撮像する場合のシーケンスを示す。このような撮像シーケンスを用いると、上述したとおり被験者の呼吸に伴うアーチファクトにより鮮明な断面画像は得られない。
【0014】
一方、図6(b)は、「呼吸同期撮像法」による撮像シーケンスを示す。
上述したベローズからの信号をモニターし、この信号が所定のしきい値より大きい状態から小さい値に変動する際に、このしきい値を横切る時点をトリガーとして、所定の時間だけMRIを駆動するものである。
【0015】
【非特許文献1】
Masaki, S.,Tiede,M., Honda, K.著 「同期サンプリング法用いたMRIによる発声の研究(MRI−based speech production study using a synchronized sampling method)」J.Acoust.Soc.Jpn.(E)., 20(5). p.375−379.
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この呼吸の安定時を検出するには、呼吸運動に伴う腹部の上下運動よりしきい値を設定するため、(1)検査者の経験により、しきい値を設定しなければならない、(2)呼吸運動には被験者の個人差が大きい 、(3)同一被験者内でも呼吸運動は変化する、(4)しきい値による設定のため、吸気開始時も撮像に含まれる、などの欠点がある。また、(5)しきい値を狭めると鮮明な画像を撮像できるが撮像時間が延長し、逆にしきい値を広げると画像が乱れる、などの問題があった。
【0017】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、被験者の呼吸運動がある場合でも、核磁気共鳴を利用して高精度に被験者の断層撮影を行うことが可能な磁気共鳴画像化装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の磁気共鳴画像化装置は、被験者からの核磁気共鳴に起因する検出信号を検知して、被験者の断層画像を生成するための磁気共鳴画像化装置であって、被験者に静磁場を印加するための静磁場印加手段と、被験者の選択された断面内において、検出信号を発する原子核の位置情報を検出信号が有するように変調した磁場を被験者に印加するための傾斜磁場印加手段と、被験者に対して変動磁場を印加し、被験者からの検出信号を検知するための変動磁場送受信手段と、変動磁場を変動磁場送受信手段に与え、検出信号を受けて断層画像を生成するための断層撮影制御手段とを備え、断層撮影制御手段は、磁気共鳴画像化装置の撮像動作の開始タイミングを制御し、かつ、開始タイミングに同期して被験者に刺激音を与えるための同期制御手段を含む。
【0019】
好ましくは、同期制御手段は、開始タイミングを所定の周期で繰返し、断層撮影制御手段は、開始タイミングから所定の期間、撮像動作を行なう。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0021】
[磁気共鳴画像化装置の構成および動作]
図1は、本発明に係る磁気共鳴画像化装置(以下、「MRI装置」と呼ぶ)1000の構成を示す機能ブロック図である。
【0022】
図1を参照して、MRI装置1000は、被験者10を支持するための台部12と、静磁界を生成するための静磁場コイル100と、後に説明するように被験者における観測断面(スライス)の位置およびスライス内の位置の情報を観測信号に付与するための傾斜磁場コイル102と、観測対象となる原子核に変動磁場を印加するために電磁波を出力するRFコイル104と、観測対象となる原子核からの信号を受信するためのRFコイル106と、コイル100〜104を制御し、かつ、RFコイル106で受信された信号を基に、断層画像を生成するための断層撮影制御部200とを備える。
【0023】
さらに、断層撮影制御部200は、使用者からの指示等の入力を行うための入力部210と、測定動作の制御を行うための制御部220と、被験者10の発声のタイミングの基準となるトリガ信号を制御部220に与えるとともに、被験者10に発声のタイミングを知らせるためにスピーカ232を介して所定のリズムの刺激音を出力するトリガ生成部230と、制御部220に制御されてRFコイル104に対してRFパルスを与えるためのRFパルス送信部240と、RFコイル106からの信号を増幅するための信号増幅部250と、信号増幅部250からの検出信号に基づいて、フーリエ変換処理を行なうことにより、観測する断面画像を再構成するための画像再構成部260と、画像再構成部260からの情報をもとに再構成された断面画像を表示するための表示部270とを備える。
【0024】
なお、トリガ生成部230は、MRI装置1000の外部のコンピュータであって、所定のインタフェースを介して制御部220にトリガ信号を与えるとともに、スピーカ232に刺激音を与える構成であってもよい。
【0025】
また、スピーカ232は、被験者に上述した発声のタイミングを知らせるために所定のリズムの音を出力させることができるものであればよく、たとえば、ヘッドフォンでもよい。
【0026】
ここで、静磁場コイル100は、より詳しくは、たとえば、4個の空芯コイルから構成され、その組み合わせで内部に均一な磁界を作り、被験者10の体内の水素原子核のスピンに配向性を与える。
【0027】
RFコイル104は、高周波を発して被験者10の体内の原子核を励起し、RFコイル106は、生じた核磁気共鳴を起因とする検出信号(エコー信号)を検知する。
【0028】
傾斜磁場コイル102は、図示しないX, Y, Zの3組の傾斜コイルを備え、Zコイルは励起時に、磁界強度をZ方向に傾斜させて共鳴面を限定し、Yコイルは、Z方向の磁界印加の直後に短時間の傾斜を加えて検出信号にY座標に比例した位相変調を加え(位相エンコーディング)、Xコイルは、続いてデータ採取時に傾斜を加えて、検出信号にX座標に比例した周波数変調を与える(周波数エンコーディング)。
【0029】
すなわち、静磁界にZ軸傾斜磁界を加えた状態にある被験者10に、共鳴周波数の高周波電磁界を、RFコイル104を通じて印加すると、磁界の強さが共鳴条件になっている部分の水素原子核が、選択的に励起されて共鳴し始める。共鳴条件に合致した部分(たとえば、被験者10の所定の厚さの断層)にある水素原子核が励起され、スピンがいっせいに回転する。励起パルスを止めると、RFコイル106には、今度は、回転しているスピンが放射する電磁波が信号を誘起し、しばらくの間、この信号が検出される。この信号によって、被験者10の体内の、水を含んだ組織を観察する。そして、信号の発信位置を知るために、XとYの傾斜磁界を加えて信号を検知する、という構成になっている。
【0030】
制御部220は、励起信号を繰り返し与えつつ検出信号を測定し、画像再構成部260は、1回目のフーリエ変換計算により、共鳴の周波数をX座標に還元し、2回目のフーリエ変換でY座標を復元して画像を得て、表示部270に対応する画像を表示する。
【0031】
図2は、図1に示したRFコイル106の構成を詳しく説明するための図である。
【0032】
図2(a)は、RFコイル106の側面図であり、図2(b)は、RFコイル106の上面図である。
【0033】
RFコイル106は、仰向位の被験者10の喉頭上に置くことで、喉頭部からのNMR信号を検出するためのものである。図2に示すとおり、RFコイル106では、円形表面コイルのアンテナを楕円形(長軸140mm、短軸75mm)に変形した楕円形アンテナ106.2を、測定された誘起電流を信号に変換するための回路が収められた筐体106.4にとりつけたものである。
【0034】
測定信号は、筐体106.4からケーブル106.6を介して、信号増幅部250に送られる。
【0035】
ここで、図2(a)に示すように、楕円形アンテナ106.2は、側面から見ると屈曲した形状となっており、被験者10の喉頭上に設置しやすい形状となっている。
【0036】
このようなRFコイル106を用いることで、コイル装着後も被験者10は仰向位で自然に発声を行なうことができる。
【0037】
図3は、測定の対象となる喉頭の軟骨器官を説明するための図である。図3(a)は、人体の矢状断面図であり、図3(b)は喉頭の軟骨器官を抜き出して示す図である。
【0038】
以下の説明では、一例として、喉頭の軟骨器官のうち、輪状軟骨を観察する例について説明する。
【0039】
図3を参照して、甲状軟骨300は舌骨の下部にあり、2枚の板からなる楯状の軟骨である。甲状軟骨内側面には声帯が付着している。後方上部および下部には特徴的な上角302および下角304がある。
【0040】
輪状軟骨306は甲状軟骨300の直下に位置し、後方が高く前方は短い指輪形の軟骨である。甲状軟骨300の下角内側と輪状軟骨後部の外側で輪状甲状関節をなしている。
【0041】
図4は、図1に示したMRI装置1000により、被験者10が発声する際の喉頭部の断面撮像を行なうためのシーケンスを示す図である。図4中において、横軸は時間を表し、縦軸は、各信号の強度を表す。
【0042】
図4を参照して、トリガ生成部230は、所定のタイミングごとに、制御部220に与えるトリガ信号と被験者10に与える適切な刺激音とを同期して出力する。トリガ信号は、MRI装置1000の撮像動作を駆動するための電気パルスである。
【0043】
一方、刺激音は繰り返しの間隔内において、2拍子、3拍子、4拍子などのリズムを持つ音で、被験者10はこれに合わせて発声などの撮像タスクを周期的に繰り返す。
【0044】
「撮像タスク」とは、被験者10が、刺激音に合わせて繰り返す周期的な動作(発声、呼気、吸気)である。
【0045】
ここで、被験者10が発声のタイミングをとりやすくするためには、開始タイミングを規定する刺激音またはリズムを、一定の時間間隔で繰返すことが望ましい。
【0046】
トリガ信号に基づく刺激音に合わせて患者が発声を繰り返すことにより、短時間で安定した静止画像を撮像することができる。すなわち、MRI装置1000は、トリガ信号を制御部220が受けてから所定の期間のみ撮像動作を行なうので、被験者10の動作の安定部のみ撮像することになり、上述したアーチファクトの少ない画像を得ることができることになる。
【0047】
図5は、MRIにより撮像された図3中のI−I´断面の断面画像を示す図である。
【0048】
図5(a)は、図6(a)に示したシーケンスで撮像した場合の画像を示し、図5(b)は図4で説明したシーケンスで撮影した場合を示す。
【0049】
図5(a)では、アーチファクトによる明らかな画像の劣化が見られるのに対し、図5(b)に示した本発明のシーケンスでは、画像の乱れが大幅に改善されている。
【0050】
なお、以上の説明では、喉頭部の断面を撮像する場合を例にとって説明したが、本発明は、MRIの撮像において、呼吸による運動が生じやすい他の部位、特に、胸部、腹部等の撮像において効果がある。
【0051】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の磁気共鳴画像化装置に従えば、被験者の呼吸運動がある場合でも、呼吸運動の安定した期間で選択的に核磁気共鳴画像を撮像できるので、安定かつ高精度な磁気共鳴画像の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るMRI装置1000の構成を示す機能ブロック図である。
【図2】図1に示したRFコイル106の構成を詳しく説明するための図である。
【図3】測定の対象となる喉頭の軟骨器官を説明するための図である。
【図4】図1に示したMRI装置1000により、被験者10が発声する際の喉頭部の断面撮像を行なうためのシーケンスを示す図である。
【図5】MRIにより撮像された図3中のI−I´断面の断面画像を示す図である。
【図6】従来のMRI撮像のシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
10 被験者、12 台部、100 静磁場コイル、102 傾斜磁場コイル、104,106 RFコイル、200 断層撮影制御部、210 入力部、220 制御部、230 トリガ生成部、240 RFパルス送信部、250 信号増幅部、260 画像再構成部、270 表示部、1000 MRI装置。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus for performing tomography of a living body, and particularly to a configuration for measurement synchronized with a respiratory motion of a subject.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a method of imaging a cross section of the brain or whole body of a living body, a magnetic resonance imaging method using a nuclear magnetic resonance phenomenon for an atom in a living body, particularly a hydrogen atom nucleus, is used for a clinical image diagnosis of a human. .
[0003]
When applied to the human body, the magnetic resonance imaging has, for example, the following characteristics as compared with “X-ray CT” which is a similar tomography in the human body.
[0004]
(1) An image having a concentration corresponding to the distribution of hydrogen atoms and the signal relaxation time (reflecting the strength of atomic bonding) can be obtained. For this reason, light and shade according to the difference in the properties of the tissue are exhibited, and the difference in the tissue is easily observed.
[0005]
(2) The magnetic field has no absorption by bone. Therefore, it is easy to observe a region surrounded by the bone (intracranial, spinal cord, etc.).
[0006]
(3) Since it does not harm the human body unlike X-rays, it can be widely used.
[0007]
Such magnetic resonance imaging uses the magnetic properties of hydrogen nuclei (protons) which are most contained in each cell of the human body and have the greatest magnetism.
[0008]
The motion of a spin angular momentum, which is responsible for the magnetism of hydrogen nuclei, in a magnetic field can be classically compared to the precession of a coma. The direction of the spin angular momentum of hydrogen nuclei as described above (the direction of the axis of rotation of the coma) is random in an environment without a magnetic field, but is oriented in the direction of the line of magnetic force when a static magnetic field is applied.
[0009]
When an oscillating magnetic field is further superimposed in this state, if the frequency of the oscillating magnetic field is a resonance frequency f 0 = γB 0 / 2π (γ: coefficient specific to a substance) determined by the strength of the static magnetic field, the nucleus is generated by resonance. The energy moves to the side, and the direction of the magnetization vector changes (precession increases). When the oscillating magnetic field is turned off in this state, the precession returns to the direction in the static magnetic field while returning the inclination angle. By detecting this process from outside using an antenna coil, an NMR (nuclear magnetic resonance) signal can be obtained.
[0010]
Further, when observing such nuclear magnetic resonance, a modulation is applied to the applied magnetic field (encoding) so that the spatial position of the source of the generated NMR signal can be specified (encoding). If the position of the NMR signal source in the two-dimensional section of the object to be measured (for example, a person) is specified by performing a Fourier transform on the two-dimensional section of the object to be measured reflecting the amount of water contained in the tissue and the like. Images can be obtained. Such an imaging method is referred to as "magnetic resonance imaging (MRI)."
[0011]
For example, MRI is suitable for measuring a three-dimensional shape including the internal structure of a speech organ. However, imaging an MRI requires several seconds to several minutes of imaging time. In particular, the larynx related to the generation of the sound source is small in size, and the image resolution and the S / N ratio cannot be sufficiently obtained. Therefore, the imaging time tends to be long in order to obtain a high-quality image. In spite of the above situation, the larynx moves up and down with the opening and closing movements of the vocal cords and breathing. Artifact).
[0012]
On the other hand, there has been proposed a method of capturing a moving image synchronized with a trigger by using an external trigger in a magnetic resonance image (for example, see Non-Patent Document 1). By applying this method to still image shooting, in order to suppress the above-mentioned artifacts and avoid problems due to respiratory movement, conventionally, body movements due to respiration are monitored by bellows attached to the abdomen, and exhalation stability Occasionally, a “respiratory-gated imaging method”, which is a method of driving MRI, has been used.
[0013]
FIG. 6 is a diagram showing a sequence of a conventional MRI imaging.
FIG. 6A shows a sequence in which, for example, a subject repeatedly spontaneously utters “A to” and drives the MRI apparatus to perform imaging continuously during the operation of the subject. When such an imaging sequence is used, as described above, a clear cross-sectional image cannot be obtained due to an artifact accompanying the breathing of the subject.
[0014]
On the other hand, FIG. 6B shows an imaging sequence by the “respiratory synchronization imaging method”.
Monitoring the signal from the above-mentioned bellows, and when the signal fluctuates from a state larger than a predetermined threshold value to a smaller value, driving the MRI for a predetermined time triggered by a point of time when the signal crosses the threshold value It is.
[0015]
[Non-patent document 1]
Masaki, S.M. , Tiede, M .; , Honda, K .; Authors, "MRI-based speech production using a synchronized sampling method." Acoustic. Soc. Jpn. (E). , 20 (5). p. 375-379.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to detect when the breathing is stable, the threshold value is set based on the vertical movement of the abdomen accompanying the respiratory movement. Therefore, (1) the threshold value must be set based on the experience of the examiner. 2) Individual differences in subject are large in respiratory motion, (3) respiratory motion varies even within the same subject, (4) setting by threshold value, imaging is included even at the start of inhalation, etc. is there. (5) If the threshold value is narrowed, a clear image can be captured, but the imaging time is prolonged. Conversely, if the threshold value is widened, the image is disturbed.
[0017]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to perform tomographic imaging of a subject with high accuracy using nuclear magnetic resonance even when the subject has respiratory motion. It is to provide a magnetic resonance imaging device that can be performed.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a magnetic resonance imaging apparatus of the present invention detects a detection signal resulting from nuclear magnetic resonance from a subject, and generates a tomographic image of the subject by using a magnetic resonance imaging apparatus. And a static magnetic field applying means for applying a static magnetic field to the subject, and applying a magnetic field modulated to the subject in such a manner that the detection signal has position information of a nucleus emitting a detection signal in a selected cross section of the subject. Gradient magnetic field applying means for applying a fluctuating magnetic field to a subject, a fluctuating magnetic field transmitting / receiving means for detecting a detection signal from the subject, and providing the fluctuating magnetic field to the fluctuating magnetic field transmitting / receiving means, and receiving the detection signal. Tomography control means for generating a tomographic image, wherein the tomography control means controls the start timing of the imaging operation of the magnetic resonance imaging apparatus and receives the tomographic image in synchronization with the start timing. Including the synchronization control means for providing a stimulus sound in person.
[0019]
Preferably, the synchronization control means repeats the start timing at a predetermined cycle, and the tomography control means performs the imaging operation for a predetermined period from the start timing.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
[Configuration and Operation of Magnetic Resonance Imaging Apparatus]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter, referred to as “MRI apparatus”) 1000 according to the present invention.
[0022]
Referring to FIG. 1, an MRI apparatus 1000 includes a platform 12 for supporting a subject 10, a static magnetic field coil 100 for generating a static magnetic field, and an observation section (slice) of the subject as described later. A gradient magnetic field coil 102 for giving information of a position and a position in a slice to an observation signal, an RF coil 104 for outputting an electromagnetic wave to apply a fluctuating magnetic field to an atomic nucleus to be observed, and an atomic nucleus to be observed And a tomography control unit 200 for controlling the coils 100 to 104 and generating a tomographic image based on the signal received by the RF coil 106.
[0023]
Further, the tomography control unit 200 includes an input unit 210 for inputting an instruction or the like from a user, a control unit 220 for controlling a measurement operation, and a trigger serving as a reference for the utterance timing of the subject 10. The trigger generation unit 230 outputs a stimulus sound of a predetermined rhythm through the speaker 232 to notify the subject 10 of the utterance timing while providing a signal to the control unit 220, and the RF coil 104 controlled by the control unit 220. RF pulse transmitting section 240 for applying an RF pulse thereto, signal amplifying section 250 for amplifying a signal from RF coil 106, and performing Fourier transform processing based on a detection signal from signal amplifying section 250. Thus, an image reconstruction unit 260 for reconstructing a cross-sectional image to be observed, and a reconstruction based on information from the image reconstruction unit 260 And a display unit 270 for displaying the cross-sectional image.
[0024]
Note that the trigger generation unit 230 may be a computer external to the MRI apparatus 1000, and may be configured to provide a trigger signal to the control unit 220 via a predetermined interface and provide a stimulus sound to the speaker 232.
[0025]
The speaker 232 may be any type that can output a sound of a predetermined rhythm to notify the subject of the above-mentioned utterance timing, and may be, for example, headphones.
[0026]
Here, more specifically, the static magnetic field coil 100 is composed of, for example, four air-core coils, and generates a uniform magnetic field inside by combining the four air-core coils to give orientation to spins of hydrogen nuclei in the body of the subject 10. .
[0027]
The RF coil 104 emits high frequency to excite atomic nuclei in the body of the subject 10, and the RF coil 106 detects a detection signal (echo signal) caused by the generated nuclear magnetic resonance.
[0028]
The gradient magnetic field coil 102 includes three sets of gradient coils, not shown, of X, Y, and Z. The Z coil, when excited, inclines the magnetic field strength in the Z direction to limit the resonance surface. Immediately after the application of the magnetic field, a short-time gradient is applied to apply a phase modulation proportional to the Y coordinate to the detection signal (phase encoding). The X coil then applies a gradient at the time of data collection to make the detection signal proportional to the X coordinate. Gives a modulated frequency (frequency encoding).
[0029]
That is, when a high-frequency electromagnetic field having a resonance frequency is applied to the subject 10 in a state where a Z-axis gradient magnetic field is applied to a static magnetic field through the RF coil 104, hydrogen nuclei in a portion where the magnetic field strength is in a resonance condition are generated. , Are selectively excited and begin to resonate. Hydrogen nuclei in a portion that satisfies the resonance condition (for example, a slice of the subject 10 having a predetermined thickness) are excited, and the spins rotate together. When the excitation pulse is stopped, an electromagnetic wave emitted from the spinning spin induces a signal in the RF coil 106, and this signal is detected for a while. With this signal, the tissue containing water in the body of the subject 10 is observed. Then, in order to know the signal transmission position, a signal is detected by applying a gradient magnetic field of X and Y.
[0030]
The control unit 220 measures the detection signal while repeatedly providing the excitation signal, and the image reconstruction unit 260 reduces the resonance frequency to the X coordinate by the first Fourier transform calculation, and performs the Y coordinate by the second Fourier transform. Is restored to obtain an image, and the corresponding image is displayed on the display unit 270.
[0031]
FIG. 2 is a diagram for describing in detail the configuration of the RF coil 106 shown in FIG.
[0032]
FIG. 2A is a side view of the RF coil 106, and FIG. 2B is a top view of the RF coil 106.
[0033]
The RF coil 106 is for detecting an NMR signal from the larynx by being placed on the larynx of the subject 10 in the supine position. As shown in FIG. 2, in the RF coil 106, an elliptical antenna 106.2 obtained by transforming a circular surface coil antenna into an elliptical shape (long axis 140 mm, short axis 75 mm) is used to convert a measured induced current into a signal. Is attached to a housing 106.4 in which the circuit of FIG.
[0034]
The measurement signal is sent from the housing 106.4 to the signal amplifier 250 via the cable 106.6.
[0035]
Here, as shown in FIG. 2A, the elliptical antenna 106.2 has a bent shape when viewed from the side, and has a shape that can be easily installed on the larynx of the subject 10.
[0036]
By using such an RF coil 106, the subject 10 can utter naturally in the supine position even after the coil is mounted.
[0037]
FIG. 3 is a diagram for explaining a cartilage organ of a larynx to be measured. FIG. 3A is a sagittal cross-sectional view of a human body, and FIG. 3B is a diagram showing a cartilage organ of the larynx extracted.
[0038]
In the following description, an example of observing cricoid cartilage in a cartilage organ of the larynx will be described as an example.
[0039]
Referring to FIG. 3, thyroid cartilage 300 is a shield-shaped cartilage formed by two plates below the hyoid bone. The vocal cords are attached to the medial surface of the thyroid cartilage. In the upper and lower rear portions are characteristic upper and lower corners 302 and 304.
[0040]
The cricoid cartilage 306 is located immediately below the thyroid cartilage 300, and is a ring-shaped cartilage that is high posteriorly and short in front. A thyroid joint is formed inside the lower corner of the thyroid cartilage 300 and outside the posterior part of the cricoid cartilage.
[0041]
FIG. 4 is a diagram showing a sequence for performing cross-sectional imaging of the larynx when the subject 10 utters voice by the MRI apparatus 1000 shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the intensity of each signal.
[0042]
Referring to FIG. 4, trigger generation unit 230 outputs a trigger signal to control unit 220 and an appropriate stimulus sound to subject 10 in synchronization with each other at predetermined timings. The trigger signal is an electric pulse for driving the imaging operation of the MRI apparatus 1000.
[0043]
On the other hand, the stimulus sound is a sound having a rhythm such as two beats, three beats, or four beats within the repetition interval, and the subject 10 periodically repeats the imaging task such as vocalization in accordance with this.
[0044]
The “imaging task” is a periodic operation (vocalization, exhalation, inspiration) that the subject 10 repeats in accordance with the stimulus sound.
[0045]
Here, in order to make it easier for the subject 10 to take the utterance timing, it is desirable that the stimulus sound or the rhythm that defines the start timing is repeated at regular time intervals.
[0046]
When the patient repeats the utterance in accordance with the stimulus sound based on the trigger signal, a stable still image can be captured in a short time. That is, since the MRI apparatus 1000 performs the imaging operation only for a predetermined period after the control unit 220 receives the trigger signal, the MRI apparatus 1000 captures only the stable part of the movement of the subject 10 and obtains an image with less artifact described above. Can be done.
[0047]
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional image of the II ′ cross-section in FIG. 3 taken by MRI.
[0048]
FIG. 5A shows an image captured in the sequence shown in FIG. 6A, and FIG. 5B shows a case captured in the sequence described in FIG.
[0049]
In FIG. 5A, the image is clearly degraded due to the artifact, whereas in the sequence of the present invention shown in FIG. 5B, the disturbance of the image is greatly improved.
[0050]
In the above description, the case where the cross section of the larynx is imaged has been described as an example. However, in the present invention, in the MRI imaging, other parts where movement due to respiration is likely to occur, particularly the chest, abdomen, etc. effective.
[0051]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, even when there is a subject's respiratory motion, a nuclear magnetic resonance image can be selectively captured in a stable period of the respiratory motion, so that a stable and highly accurate Measurement of magnetic resonance images is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of an MRI apparatus 1000 according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing in detail a configuration of an RF coil shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining a cartilage organ of a larynx to be measured.
FIG. 4 is a diagram showing a sequence for performing cross-sectional imaging of the larynx when the subject 10 utters, by the MRI apparatus 1000 shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a cross-sectional image of the II ′ cross-section in FIG. 3 taken by MRI.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional MRI imaging sequence.
[Explanation of symbols]
10 subjects, 12 units, 100 static magnetic field coil, 102 gradient magnetic field coil, 104, 106 RF coil, 200 tomography control unit, 210 input unit, 220 control unit, 230 trigger generation unit, 240 RF pulse transmission unit, 250 signals Amplifying unit, 260 image reconstructing unit, 270 display unit, 1000 MRI apparatus.

Claims (2)

被験者からの核磁気共鳴に起因する検出信号を検知して、前記被験者の断層画像を生成するための磁気共鳴画像化装置であって、
前記被験者に静磁場を印加するための静磁場印加手段と、
前記被験者の選択された断面内において、前記検出信号を発する原子核の位置情報を前記検出信号が有するように変調した磁場を前記被験者に印加するための傾斜磁場印加手段と、
前記被験者に対して変動磁場を印加し、前記被験者からの前記検出信号を検知するための変動磁場送受信手段と、
前記変動磁場を前記変動磁場送受信手段に与え、前記検出信号を受けて前記断層画像を生成するための断層撮影制御手段とを備え、
前記断層撮影制御手段は、
前記磁気共鳴画像化装置の撮像動作の開始タイミングを制御し、かつ、前記開始タイミングに同期して前記被験者に刺激音を与えるための同期制御手段を含む、磁気共鳴画像化装置。
A magnetic resonance imaging apparatus for detecting a detection signal caused by nuclear magnetic resonance from a subject and generating a tomographic image of the subject,
Static magnetic field applying means for applying a static magnetic field to the subject,
Within the selected cross section of the subject, gradient magnetic field applying means for applying to the subject a magnetic field modulated so that the detection signal has the position information of the nucleus emitting the detection signal,
Applying a fluctuating magnetic field to the subject, fluctuating magnetic field transmitting and receiving means for detecting the detection signal from the subject,
The tomography control means for providing the fluctuating magnetic field to the fluctuating magnetic field transmitting / receiving means, receiving the detection signal and generating the tomographic image,
The tomographic control means,
A magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a synchronization control unit for controlling a start timing of an imaging operation of the magnetic resonance imaging apparatus and giving a stimulus sound to the subject in synchronization with the start timing.
前記同期制御手段は、前記開始タイミングを所定の周期で繰返し、
前記断層撮影制御手段は、前記開始タイミングから所定の期間、前記撮像動作を行なう、請求項1記載の磁気共鳴画像化装置。
The synchronization control means repeats the start timing at a predetermined cycle,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the tomography control unit performs the imaging operation for a predetermined period from the start timing.
JP2003070153A 2003-03-14 2003-03-14 Magnetic resonance imaging apparatus Pending JP2004275380A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003070153A JP2004275380A (en) 2003-03-14 2003-03-14 Magnetic resonance imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003070153A JP2004275380A (en) 2003-03-14 2003-03-14 Magnetic resonance imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004275380A true JP2004275380A (en) 2004-10-07

Family

ID=33286976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003070153A Pending JP2004275380A (en) 2003-03-14 2003-03-14 Magnetic resonance imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004275380A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012123094A (en) * 2010-12-07 2012-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Device for generating mri moving image during speech production, method for generating mri moving image during speech production, and program thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012123094A (en) * 2010-12-07 2012-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Device for generating mri moving image during speech production, method for generating mri moving image during speech production, and program thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2612859C2 (en) Collecting of magnetic resonance data using observation of physiological state
JP5569714B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
CN110031786B (en) Magnetic resonance image reconstruction method, magnetic resonance imaging apparatus, and medium
US9176210B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus
US20140114177A1 (en) System and method for magnetic resonance elastography of the breast
KR101775028B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method of obtaining magnetic resonance image
KR101811720B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and scanning method for magnetic resonance image thereof
Nixon et al. Nuclear magnetic resonance: Its implications for the anaesthetist
KR101474757B1 (en) Method and apparatus for measuring magnetic field
KR101806902B1 (en) Method and apparatus for reconstructing magnetic resonance imaging
JP4133348B2 (en) Inspection device using nuclear magnetic resonance
JPWO2010058732A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
US20180217216A1 (en) Method and apparatus for acquiring magnetic resonance signal
KR101826702B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method thereof
KR101649275B1 (en) Method for acquiring a magnetic resonance imaging and apparatus for acquiring a magnetic resonance imaging thereof
JP2009279238A (en) Magnetic resonance imaging system
JP6827813B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment
KR101541290B1 (en) Method and apparatus for measuring magnetic resonance signals
JP2004275380A (en) Magnetic resonance imaging apparatus
KR102092908B1 (en) Magnetic Resonance Imaging Apparatus for Correcting Respiratory Movement
WO2016161120A1 (en) Systems and methods for low field magnetic resonance elastography
JP5371620B2 (en) Nuclear magnetic resonance imaging system
JP5623149B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and imaging method thereof
KR101759083B1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method to acquire magnetic resonance image
JP4208729B2 (en) Magnetic resonance imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050621

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050818

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050920