JP2004329269A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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Hiroyuki Itagaki
博幸 板垣
Tetsuhiko Takahashi
哲彦 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic resonance imaging apparatus that can correct body motions while maintaining a satisfactory picture quality during the course of cardiac muscle perfusion. <P>SOLUTION: The control section of this magnetic resonance imaging (MRI) apparatus is provided with a saturation sequence for saturating the signals of a plurality of slices to be imaged except at least one slice, an image photographing sequence for acquiring image reconstituting signals with respect to the unsaturated slice, and a body motion navigating sequence for acquiring body motion navigating signals with respect to a slice which is equal to or different from the objective slice of the image photographing sequence as a photographing sequence. This imaging apparatus executes the saturation sequence, image photographing sequence, and body motion navigating sequence on the plurality of slices by changing the slicing positions of the slices. The control section non-saturates the plurality of slices in the saturation sequence and performs the body motion navigating sequence on one of the unsaturated slices and on another unsaturated slice. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
この発明はパーフュージョン撮影機能を備えた磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)に関し、特に体動ナビゲーションによる体動補正機能を備えたこの種のMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
MRI装置を用いたパーフュージョン撮影、特に心筋パーフュージョン撮影は、心筋血流の異常な分布を高い感度で検出できることから、臨床応用が進んでいる。パーフュージョン撮影は、通常、血液のT1を短縮する造影剤投与のもと、造影剤が目的部位である心筋を通過する間に強調されたMR信号を取得する。この場合、パーフュージョン領域の信号ノイズ(SN)比を高めるために、画像取得のためのパルスシーケンスに先立って、心筋のスピンを飽和させるプリサチュレーションシーケンスを用いる手法がある。例えば、特許文献1には、所定のスライスを除く、切り取られたプロファイルを有するRF飽和パルスを用いて、当該スライス以外のスライスを飽和し、次いで当該スライスについて画像データ取得のためのパルスシーケンスを実行する手法が記載されている。
【0003】
この手法を模式的に図11に示す。図中、縦軸はスライス番号、横軸の英字s、iはそれぞれサチュレーションシーケンス、画像撮影シーケンスを意味し、数字はシーケンスの順序を示す。またサチュレーションシーケンスの黒四角は飽和されていることを示す。この手法では、まずs1において2番目のスライスを除くスライスを飽和し、次に2番目のスライスの画像撮影シーケンスi1を実行する。次にs2で4番目のスライスを除くスライスを飽和した後、4番目のスライスの画像撮影シーケンスi2を実行する。このように飽和せずに画像データを取得するスライスを順次変えながら、画像撮影シーケンスを実行する。
【特許文献1】特開2001−120518号公報
【0004】
この方法では、心拍同期撮影と組み合わせることにより、心拍の1区間当たりの撮影スライス数を多くすることができ、しかもSNの良好な画像を得ることができるという利点がある。
【0005】
一方、心筋パーフュージョンなど腹部を撮影する場合には、心拍動のほか、呼吸運動に起因する体動アーチファクトが発生するという問題がある。一般に体動アーチファクトを除去する手法としては、体動情報を反映した信号すなわち体動ナビゲートエコーを用いる方法が知られており、体動ナビゲートエコー信号を取得するためのシーケンスや体動ナビゲートエコーを利用した体動補正方法が種々提案されている。例えば非特許文献2に記載されている方法では、画像再構成用信号の取得に先立って、体動ナビゲート信号を取得し、この体動ナビゲート信号が有する位置情報(位相情報)から、続いて取得された画像再構成用信号の体動成分を除去する補正を行う。図12に、このような体動ナビゲートシーケンスの例を示す。同図(a)に示す体動ナビゲートシーケンスでは、まず画像化しようとするスライスを選択励起した後、位相エンコードを付与せずに一方向の傾斜磁場(ここでは読み出し傾斜磁場Gx)を印加してナビゲート信号を計測し、ついで位相エンコードを付与しながら画像再構成用信号を取得する。このシーケンスではX方向の体動補正を行うことができる。また同図(b)に示す体動ナビゲートシーケンスでは、体動ナビゲートエコー検出のためのRF励起パルス及びスライス選択と、画像再構成用信号検出のためのRF励起パルス及びスライス選択を別途行うとともに、2方向の傾斜磁場(ここでは読み出し方向傾斜磁場Gx及び位相エンコード方向傾斜磁場Gy)を用いて、2方向の移動量を検出している。これによりスライス面内の体動補正を行うことができる。
【非特許文献2】Magnetic Resonance of Medicine, 31, 195−503(1994)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したプリサチュレーションシーケンスを伴う心筋パーフュージョン撮影においても、体動の影響を排除し、高画質、高精度の計測を行うためには、体動ナビゲートシーケンスを適用することが望ましく、体動補正を正確に行うために体動ナビゲートシーケンスは画像撮影シーケンスと連続して行うことが望ましい。
【0007】
しかし、図12(a)に示すシーケンスでは、スライスの選択励起後、体動ナビゲート信号を計測してから画像再構成用信号を計測するので、画像再構成用信号の信号量が低下する。心筋パーフュージョン撮影では、きわめて微細な信号強度の差を利用してパーフュージョン部位を測定するものであるため、このような信号量の低下は画質、精度に大きな影響を与える。また図12(b)に示すシーケンスでは、RF励起パルスとスライス選択を体動ナビゲートシーケンスと画像撮影シーケンスとで別途行っているので、連続励起により撮影対象スライスのスピンが飽和され結果として信号量が低下するとともにプリサチュレーションの効果が阻害され、画像再構成用信号のSNが低下するという問題がある。
【0008】
そこで本発明は、パーフュージョン撮影において体動ナビゲートを適用し、SNが良好でかつ体動アーチファクトが補正された高画質、高精度の測定が可能なMRI装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
所定の撮影シーケンスを備えた制御部と、前記制御部の制御に従い被検体が置かれる静磁場空間に傾斜磁場及び高周波磁場を発生する各磁場発生手段と、前記被検体が発生するNMR信号を計測し、画像化する信号処理手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は前記撮影シーケンスとして、画像化対象である複数のスライスのうち少なくとも1のスライスを除くスライスの信号を飽和するサチュレーションシーケンスと、飽和されなかったスライスについて画像再構成用信号を取得する画像撮影シーケンスと、前記画像撮影シーケンスが対象とするスライスと同一または異なるスライスについて体動ナビゲート信号を取得する体動ナビゲートシーケンスとを備え、これらサチュレーションシーケンス、画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスをスライス位置を変えながら前記複数のスライスについて実行し、前記信号処理手段は、前記体動ナビゲートシーケンスの実行により取得した体動ナビゲート信号を用いて対応するスライスについて取得した画像再構成用信号の体動補正を行うものである。
【0010】
このような本発明のMRI装置によれば、心筋パーフュージョン撮影において体動ナビゲート信号を用いた体動補正を行うことができる。
【0011】
本発明のMRI装置の好適な態様では、制御部は、体動ナビゲートシーケンスを、画像撮影シーケンスの後に、当該画像撮影シーケンスが対象としたスライスと同一のスライスについて実行する。
【0012】
このMRI装置によれば、体動ナビゲートシーケンスを、画像撮影シーケンスの後に行うことにより、同一スライスについて体動ナビゲートシーケンスと画像撮影シーケンスが連続する場合において、画像再構成用信号の連続励起による低下を防止し、体動ナビゲートシーケンスを挿入しても心筋パーフュージョン撮影の画質を良好に保つことができ、しかも体動補正により体動アーチファクトを低減することができる。
【0013】
本発明のMRI装置の別な好適な態様によれば、サチュレーションシーケンスは、2以上のスライスを含む領域(不飽和領域)を除くスライスの信号を抑制し、それに続く画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスでは、不飽和領域内の異なるスライスについて信号を取得する。
【0014】
このMRI装置によれば、サチュレーションシーケンス後に飽和していないスライスであって異なるスライスから画像再構成用信号と体動ナビゲート信号とを取得することができるので、いずれの信号についても信号の低下がない。特にサチュレーションシーケンス後に体動ナビゲートシーケンス、画像撮影シーケンスの順に実行した場合には、サチュレーションから画像取得までの時間間隔が延長されるので、造影剤を用いたパーフュージョン撮影において造影剤のコントラストが強調され、画質を向上することができる。
【0015】
特に好適には、サチュレーションシーケンスの不飽和領域を、次に実行されるサチュレーションシーケンスの不飽和領域と一部オーバーラップするようにする。この場合には、1のサチュレーションシーケンス後に不飽和領域の1スライスについて体動ナビゲート信号を取得した後、次のサチュレーションシーケンス後に飽和されていない同一スライスから画像再構成用信号を取得することができるので、画像再構成用信号において体動ナビゲーションシーケンスに起因する信号量低下を防止できる。これにより良好な画質を保ちつつ、体動補正を行うことができ、画像の高精度化を実現できる。
【0016】
本発明の上記好適な態様において、サチュレーションシーケンスにおける不飽和領域は、連続するスライスから構成されていてもよいし、スライス方向に離れた2以上の領域に分かれていてもよい。不飽和領域が2以上の領域からなる場合にも、上記態様のMRI装置と同様に、1)異なる不飽和領域から画像再構成用信号と体動ナビゲート信号とを取得することができるので、いずれの信号についても信号の低下がない、2)サチュレーションシーケンス後に体動ナビゲートシーケンス、画像撮影シーケンスの順に実行した場合には、サチュレーションから画像取得までの時間間隔が延長されるので、造影剤を用いたパーフュージョン撮影において造影剤のコントラストが強調され、画質を向上することができる、3)サチュレーションシーケンスの不飽和領域を、次に実行されるサチュレーションシーケンスの不飽和領域と一部オーバーラップするようにすることにより、画像再構成用信号において体動ナビゲーションシーケンスに起因する信号量低下を防止でき、良好な画質を保ちつつ、体動補正を行うことができ、画像の高精度化を実現できる、という効果を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【0018】
図1は本発明が適用されるMRI装置の全体概要を示す図である。このMRI装置は、患者などの検査対象102が置かれる空間に均一な静磁場を発生するための磁石101と、この空間に検査対象102を搬入するためのベッド103と、検査対象に高周波磁場を照射し、検査対象から発生する核磁気共鳴信号(エコー信号)を検出するRFコイル104と、静磁場にx方向、y方向及びz方向の磁場勾配を発生させるための傾斜磁場発生コイル105、106、107と、これらの動作を制御する制御系とを備えている。なお、ここでは検査対象の体軸方向(水平方向)に静磁場を発生する磁石を採用した水平磁場方式MRI装置を示したが、体軸方向と直交する方向に静磁場を発生する垂直磁場方式のMRI装置であってもよい。またRFコイル104は、高周波磁場の照射とエコー信号の検出を兼ねたものを示したが、これらは別個に備えられていてもよい。
【0019】
RFコイル104は、図示するような両用タイプの場合、図示しない切り替え回路を介して高周波磁場送信部と高周波磁場受信部とに接続されている。高周波磁場送信部は、主として、所定の周波数の高周波信号を発生するシンセサイザ112と、シンセサイザ112が発生する高周波信号を所定のエンベロープの信号に変調する変調回路113と、RFコイル104に電源を供給する高周波電源108とから構成される。また高周波磁場受信部は、増幅器114及び直交位相検波回路、A/D変換器などを含む受信器115から構成される。
【0020】
3方向の傾斜磁場発生コイル105、106、107はそれぞれ電源109、110、111に接続されている。これら傾斜磁場電源109、110、111、高周波磁場送信部及び高周波磁場受信部の動作は、パルスシーケンスと呼ばれるタイミングチャートに従い制御系で制御される。制御系は、計測されたエコー信号に対し補正計算、フーリエ変換など種々の計算を行うとともに装置全体の制御を行う計算機118と、計算結果である画像やスペクトル等及びユーザーからの入力を行うためのGUI等を表示する表示装置119と、計算機118の計算に必要なデータや計算後のデータを記憶する記憶装置117と、計算機118の指令に基づきあらかじめ選択されたパルスシーケンスに従い、傾斜磁場電源109、110、111、高周波磁場送信部及び高周波磁場受信部を制御するシーケンサ116とを備えている。また計算機118は、図示しない入力装置を備えており、検査対象の登録、呼び出し、撮影法に応じたパルスシーケンスの選択、撮影パラメータの入力等を行うことができる。
【0021】
本発明のMRI装置では、撮影法としてパーフュージョン撮影のためのパルスシーケンスがあらかじめ設定されており、入力装置を介して選択することによりパーフュージョン撮影を開始することができる。これらパルスシーケンスの詳細については後述する。
【0022】
次に本発明のMRI装置が採用するパーフュージョン撮影の実施形態を説明する
図2は、パーフュージョン撮影の第1の実施形態を示す図であり、図3は計算機118内部の処理の手順を示すフロー図を示す図である。図2において、縦軸はスライス位置を、横軸は時間(シーケンスの実行順序)を示し、s1、s2、s3、s4はそれぞれサチュレーションシーケンス、i1、i2、i3、i4はそれぞれ画像撮影シーケンス、n1、n2、n3、n4はそれぞれ体動ナビゲートシーケンスを示す図である。ここでもサチュレーションシーケンスの黒四角は飽和されていることを示す(以下、同じ。)なお図2では、それぞれのシーケンスについて4つしか示していないが、これらシーケンスは画像対象とする全てのスライス(ここではスライス1〜8)について信号取得するまで実行される。
【0023】
本実施形態では、図2に示すように、サチュレーションシーケンスsk (kは1,2,3・・・を表す。以下、同じ)の後に、まず画像撮影シーケンスikを行って画像再構成用信号を取得し、次いで体動ナビゲートシーケンスnkを行うことが特徴である。パーフュージョン撮影が選択されると、これら3つのシーケンスの条件を導出する(ステップ301)。条件とは、撮影するスライスの順序、スライス位置に応じた高周波パルスの周波数及び位相であり、これら条件は、例えばテーブルとして記憶装置117内に格納されている。
【0024】
次いで最初のスライス位置を設定し(ステップ302)、設定されたスライス位置に対応した条件で、心筋サチュレーションシーケンスs1を実行する(ステップ303)。例えばサチュレーションシーケンスs1では、画像再構成用信号を取得しようとするスライス2を除くスライスを含むボリューム全体を励起する高周波パルスを照射し、スライス2以外のスライスの信号を抑制する。次いでサチュレーションシーケンスs1で飽和されなかったスライス2のみを選択的に励起する条件を設定し、スライス2について画像撮影シーケンスi1を実行する(ステップ304)。画像撮影シーケンスで取得した画像再構成用信号は制御系(信号処理系)の記憶装置117内の所定アドレスに格納される(ステップ305)。画像撮影シーケンスi1に続いて同じスライス2について体動ナビゲートシーケンスn1を実行する(ステップ306)。体動ナビゲートシーケンスで取得した体動ナビゲート信号は信号処理系(制御系)の記憶装置117内の所定アドレスに格納される(ステップ307)。このようなサチュレーションシーケンス(ステップ303)から体動ナビゲートシーケンス(ステップ306)までのサイクルをスライス位置を更新しながら(ステップ310)繰り返し、全ての画像化対象スライスを撮影するまで行う(ステップ309)。
【0025】
一方、制御系では、上述したように各サイクルにおける画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスで取得した信号を、それぞれ記憶装置117の所定のアドレスに格納した後(ステップ305、307)、画像再構成用信号を、それと同じサイクル内で得られた同一スライスの体動ナビゲート信号で体動補正を行う(ステップ308)。体動ナビゲート信号を用いた体動補正には公知の手法がいくつかあり、そのいずれを採用することも可能であるが、ここではあらかじめ作成した基準位置と、ナビゲート信号から導出される現在位置とを比較し、その差分を体動成分として画像再構成用信号を補正する手法を説明する。
【0026】
まず基準位置の位相マップを作成するために、最初のサチュレーションシーケンスに先立って撮像対象である全てのスライスについて体動ナビゲートシーケンスを実行する。これにより得られた体動ナビゲート信号をフーリエ変換して基準位置を反映する位相マップを作成し記憶装置の所定アドレスに格納しておく。その後、図3に示すような手順で撮影を行い、画像撮影シーケンスと組み合わせて実行した体動ナビゲーションシーケンスで計測した体動ナビゲーション信号をフーリエ変換して、その画像撮影シーケンス実行時の撮影対象の位置(現在位置)を反映した位相マップを作成する。基準位置の位相マップと現在位置の位相マップの差分をとり、体動成分を求める。この位相差マップは、体動ナビゲーション信号を取得した軸を横軸とする一次直線で表すことができ、その傾きが体動成分となる。所定アドレスに格納した画像再構成用信号をフーリエ変換した後、変換後の信号から体動成分を除去する。
【0027】
このように全てのスライスの画像再構成用信号について体動成分を補正することにより、最終的に3次元の心筋パーフュージョン画像データを得ることができる。この実施形態によれば、心筋パーフュージョン撮影において目的とするスライス以外のスライスからの信号を抑制することにより、SNの優れた画像データが得られるとともに、画像撮影シーケンスの後に体動ナビゲートシーケンスを行うことにより体動ナビゲートシーケンスを挿入することによる信号の劣化を防止し、しかも画像用信号の体動補正を行うことが可能となり、体動アーチファクトが抑制された高精度、高画質のパーフュージョン画像を得ることができる。
【0028】
次に本発明のパーフュージョン撮影で採用するサチュレーションシーケンス、画像撮影シーケンスおよび体動ナビゲートシーケンスの詳細について説明する。
【0029】
上述したようにサチュレーションシーケンスでは、特定の領域(不飽和領域)を除く領域を飽和するために、例えば図4(c)に示すような特定の領域(スライス)を除く励起プロファイルを有する高周波パルスを用いる。この高周波パルスは図4(c)に右側に示すように、同図(a)のsinc関数と(b)で示すインパルス群を合成した磁場波形の高周波パルス(sinc関数を包絡線とする強度変調されたインパルス群)であり、図4(c)に左側に示すような複数の矩形プロファイルの励起を実現できる。この際、sinc波形の幅2T1とインパルス群の間隔T2を調整することにより、所望の幅を不飽和領域、飽和領域とするサチュレーションパルスとすることができる。すなわち飽和しないスライスの数、飽和するスライスの数を調整できる。また強度変調されたインパルス群の周波数あるいは位相を変更することにより、図4(c)に左側に示す励起プロファイルの位置を移動することができる。従って図2に示すようなパーフュージョン撮影の実行に際しては、各シーケンスにおいて用いる高周波パルスの周波数をテーブル化しておき、テーブルとして保持された周波数の値に従って各シーケンスの高周波パルスを変更して印加することによりスライス位置の移動を行うことができる。図5にサチュレーションシーケンス用周波数テーブルの一例を示す。またこのような高周波パルスを用いたサチュレーションシーケンスの一例を図6に示す。図示するように特定の励起プロファイルを有する高周波パルスRFを撮影対象スライス全体を選択する選択傾斜磁場Gzとともに印加することによって、例えば図2に示すように、1スライスが不飽和領域で、その両側が飽和領域である励起プロファイルとすることができる。
【0030】
画像撮影シーケンスは、例えばグラディエントエコー法、2D−EPI(Echo Planar Imaging)のような高速イメージングおよび超高速イメージングであり、50ms〜150msで選択されたスライスの画像用データを取得する。体動ナビゲートシーケンスは、例えば画像撮影シーケンスにおける傾斜磁場の影響をキャンセルするリフェイズ傾斜磁場を印加した後、位相エンコード傾斜磁場をかけずに、体動補正すべき体動の方向に読み出し傾斜磁場をかけて体動ナビゲート信号を計測する。
【0031】
画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスの一例を図7に示す。図7においてRFは高周波励起パルス、Gzはスライス選択傾斜磁場、Gyは位相エンコード傾斜磁場、Gxは読み出し傾斜磁場、A/Dは信号取得のサンプリング時間を示す。従来の体動ナビゲートシーケンスを示す図12との対比から明らかなように、本実施例では体動ナビゲートシーケンスの前に画像撮影シーケンスを実行する。すなわち、図7(a)に示すように、スライス選択傾斜磁場702とRFパルス701とを同時に印加して、先行するサチュレーションシーケンスで励起されなかったスライスを選択励起する。次いで位相エンコード傾斜磁場703を印加して、さらに読み出し傾斜磁場704を印加しながら画像再構成用のエコー信号を計測する。このRFパルス701からエコー信号取得705までを位相エンコード傾斜磁場703の強度を変えながら繰り返し、画像再構成に必要な位相エンコード数のエコー信号を取得する。次いで最後の繰り返し時間で印加した位相エンコード傾斜磁場703と逆極性の傾斜磁場704を印加してリフェイズした後、読み出し方向の傾斜磁場706を印加しながら体動ナビゲート信号を取得する。あるいは図7(b)に示すように、(a)と同様の画像撮影シーケンスを実施した後、スライス選択傾斜磁場711とRFパルス712を印加して画像撮影シーケンスと同じスライスを選択励起し、読み出し方向及び位相エンコード方向の傾斜磁場713、714をそれぞれ印加しながら2つの体動ナビゲート信号を計測する。このように2以上の方向について体動情報を得る場合には、画像撮影シーケンスとは別に励起パルスによる励起を行ったほうが体動ナビゲート信号について信号量の低下が少なく、精度のよい体動補正を行うことができる。なお、ここでは画像撮影シーケンスとしてグラディエントエコー法によるパルスシーケンスを示しているが、1回の励起で複数のエコー信号を取得するEPIあるいは分割EPIのシーケンスを採用してもよい。
【0032】
以上、本発明の一実施形態として、サチュレーションシーケンスにおいて飽和されなかった一つのスライスについて画像撮影シーケンスと体動ナビゲートシーケンスをこの順で実行する実施形態(図2、図3)を説明するとともに、この心筋パーフュージョン撮影に用いられる各シーケンスについて説明した。
【0033】
次に本発明の第2の実施形態として、さらに画質の改良された撮影シーケンスを説明する。この実施形態では、サチュレーションシーケンスにおいて励起されない領域(不飽和領域)を2以上のスライスで構成し、飽和されていない2以上のスライスのうち一つについて画像撮影シーケンスを実行し、他の一つについて体動ナビゲートシーケンスを実行する。ここでもサチュレーションシーケンスとしては図6に示すような高周波パルスを用いたシーケンスを採用する。
【0034】
本発明のパーフュージョン撮影の第2の実施形態を図8に示す。図8においても、縦軸はスライス位置、横軸は時間(シーケンスの実行順序)を表す。この実施形態では、サチュレーションシーケンスで飽和されない領域は3つのスライスを含み、それ以外のスライスが飽和される。不飽和領域として複数のスライスを含む比較的広い領域を設定するには、図4(c)に示す高周波パルスの包絡線のパルス幅T1とインパルス間隔T2を調整する。これにより例えば図8に示すように、3つのスライス(たとえばスライス2〜4)が不飽和領域で、その両側が飽和領域である励起プロファイルとすることができる。この場合にも高周波パルスの周波数あるいは位相を調整することによりスライス位置を変更できることは図2の実施形態と同様である。
【0035】
このようなサチュレーションシーケンスに次いで体動ナビゲートシーケンスと画像撮影シーケンスを実行する。ここで実行する体動ナビゲートシーケンス及び画像撮影シーケンスは、図12(b)に示すものと類似しているが、この場合、体動ナビートシーケンスが対象とするスライスと画像撮影シーケンスが対象とするスライスは、ともに直前のサチュレーションシーケンスで飽和されなかったスライスであって且つ互いに異なるスライスである。例えば図8に示す実施形態では、最初に実行されるサチュレーションシーケンスs1では、スライス2〜4が不飽和領域であり、続く体動ナビゲートシーケンスn1ではスライス4について体動ナビゲートエコーを取得し、画像撮影シーケンスi1ではスライス2について画像再構成用エコーを取得する。
【0036】
また次のサチュレーションシーケンスでs2は、その前に実行されたサチュレーションシーケンスs1の不飽和領域の一部と重複する領域を不飽和領域とする。図示する例では、サチュレーションシーケンスs2ではスライス4〜6が不飽和領域となる。このサチュレーションシーケンスs2に続く画像撮影シーケンスi2では、1回目の体動ナビゲートシーケンスn1で対象としたスライス、すなわちスライス4について画像再構成用エコーを取得する。この場合、スライス4について着目すると、このスライスは1回目および2回目のサチュレーションシーケンスにおいて励起されない不飽和領域内にあり、また体動ナビゲートエコー取得後サチュレーションシーケンスs2を実行する時間を挟んで画像再構成用エコーを取得しているので、画像再構成用エコーの信号量低下がなく、SNの良好な信号を得ることができる。またサチュレーションシーケンスから画像再構成用エコー取得までの時間が延長されるので、造影剤を用いた心筋パーフュージョンにおいて造影剤のコントラストが強調され、心筋パーフュージョン画像の高画質化を実現できる。さらに体動ナビゲートエコーについても不飽和領域から信号を取得するので、信号量低下が防止される。
【0037】
このように本実施形態では、複数のスライスを含む領域を不飽和領域とし、不飽和領域内の異なるスライスについて体動ナビゲートエコーと画像再構成用エコーを取得するとともに、このサチュレーションシーケンスから画像撮影シーケンスまでを1サイクルとして、不飽和領域が一部重複するように順次ずらしながら実行し、すべてのスライスについて画像再構成用エコーを取得するまで繰り返す。そして前のサイクルで取得した体動ナビゲートエコーを用いて画像再構成用エコーを体動補正し、補正後の信号を用いて画像を再構成する。
【0038】
なお本実施形態において不飽和領域が含むスライス数は2以上であればよいが、スライスのオーバーラップを考慮し、且つサチュレーションの効果を実効あらしめるためには、図示するようにスライス数を3とし、中間のスライスを除く2つのスライスの一方で体動ナビゲート信号、他方で画像再構成用信号を取得することが好適である。
【0039】
本実施形態によれば、図2の実施形態と比較した場合、体動ナビゲートエコーおよび画像再構成用エコーの両者について信号量低下のない信号を取得することができる。また同一のスライスについてみると、画像撮影シーケンスと体動ナビゲートシーケンスとが連続していないため、いずれにおいても信号量の低下を防止できる。上記2つの効果は画像撮影シーケンスと体動ナビゲートシーケンスのどちらを先行しても得ることができるが、特に図示するように体動ナビゲートを先行した場合には、サチュレーションシーケンスから画像再構成用エコー取得までの時間が延長されるので、造影剤のコントラストが強調されたSNが良好な心筋パーフュージョン画像が得られる。
【0040】
次に本発明の心筋パーフュージョン撮影の第3の実施形態を説明する。図9は第3の実施形態を示す図であり、ここでも符号は図2および図8の実施形態と同様である。この実施形態では、サチュレーションシーケンスでスライス方向に離れた2以上の不飽和領域を設け、続く体動ナビゲートシーケンスおよび画像撮影シーケンスでは、それぞれ異なる不飽和領域内のスライスについて信号を取得する。すなわち図示する例では、12のスライス1〜12のうち、スライス2,3、スライス7,8、スライス12がサチュレーションシーケンスs1で飽和されない不飽和領域であり、続く体動ナビゲーションシーケンスn1ではスライス8から信号を取得し、画像撮影シーケンスではスライス2から信号を取得する。このような選択励起(不飽和領域の設定)も図4(c)に示す高周波パルスを用い、包絡線の幅およびインパルス間隔を変更することにより実現できる。
【0041】
本実施形態でも、サチュレーションシーケンス、体動ナビゲーションシーケンスおよび画像撮影シーケンスを1サイクルとして、サチュレーションシーケンスにおける不飽和領域をずらしながら各サイクルを実行し、その際、前の不飽和領域のスライスと次の不飽和領域のスライスが一部重複するようにする。そして次のサイクルでは、前のサイクルで体動ナビゲートエコーを取得したスライスについて画像再構成用エコーを取得し、前のサイクルの体動ナビゲートエコーを用いて体動補正する。
【0042】
本実施形態によれば、図8の実施形態と同様に、異なる不飽和領域からそれぞれ体動ナビゲートエコーと画像再構成用エコーを取得しているので、両者ともに劣化のない信号を得ることができ、体動補正を有効に行うことができる。同一スライスについては、体動ナビゲートシーケンス後にサチュレーションシーケンスを経てから画像撮影シーケンスが実行されるので、画像再構成用エコーの信号量低下が防止される。さらに体動ナビゲートシーケンスを画像撮影シーケンスに先行することにより、サチュレーションから画像取得までの時間間隔が延長されるので、造影剤のコントラストが強調された高画質のパーフュージョン画像を得ることができる。
【0043】
以上、第1の実施形態として、サチュレーションシーケンスにおいて一つのスライスを不飽和領域とし、そのスライスについて連続して画像撮影シーケンスおよび体動ナビゲートシーケンスをこの順に実行する撮影方法、第2および第3の実施形態として、サチュレーションシーケンスとして複数のスライスを含む領域を不飽和領域とし、それに次いでそれぞれ異なるスライスについて体動ナビゲートシーケンスおよび画像撮影シーケンスを実行する撮影方法を説明したが、さらにこれらを組み合わせることも可能である。そのような実施形態を図10に示す。
【0044】
この実施形態では、図8に示す第2の実施形態と同様に、サチュレーションシーケンスでは複数のスライス(図では3つのスライス)を含む領域を除いて飽和し、続いて画像撮影用シーケンス、体動ナビゲートシーケンスをこの順で実行し、同一スライスについて画像再構成用信号と体動ナビゲート信号を得る。次のサチュレーションシーケンスでは、不飽和領域の位置を変えて、但し直前の不飽和領域と一部重複するようにして、それ以外の領域を飽和する。このサチュレーションシーケンスに続く画像撮影用シーケンス、体動ナビゲートシーケンスは、重複して飽和されなかったスライスについて画像再構成用信号と体動ナビゲート信号を得る。以下、同様にして不飽和領域の位置を変更しながら各シーケンスを繰り返し、最終的にすべてのスライスについての画像再構成用信号と体動ナビゲート信号を得る。
【0045】
この実施形態では、図7(a)、(b)に示すようなシーケンスを採用し、同一のスライスで得られた体動ナビゲート信号を用いて画像再構成用信号を体動補正することは、第1の実施形態と同様であり、同様の効果(例えば、体動ナビゲートシーケンスを挿入しても画像再構成用信号の信号量低下がないこと)が得られるが、一つのスライスについてみると、サチュレーションシーケンスによる飽和から画像再構成用信号までの時間間隔が延長されるので、造影剤によるコントラストが強調された高画質のパーフュージョン画像が得られるという効果も得られる。
【0046】
以上、本発明のMRI装置が採用する撮影シーケンスの各実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明のMRI装置によれば、パーフュージョン撮影シーケンスに、撮影するスライス順序とシーケンスの組合せを考慮して体動ナビゲートシーケンスを組み込んだことにより、パーフュージョン撮影において効果的に体動補正を行うことができ、高画質、高精度のパーフュージョン画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるMRI装置の全体概要を示す図
【図2】本発明のMRI装置が採用する撮影シーケンスの一実施例を示す図
【図3】図2の撮影シーケンスの手順を示すフロー図
【図4】撮影シーケンスの撮影条件を格納したテーブルの一例を示す図
【図5】サチュレーションシーケンスで用いる高周波磁場を説明する図
【図6】サチュレーションシーケンスを示す図
【図7】本発明の一実施形態である画像撮影シーケンスと体動ナビゲートシーケンスを示すタイミングチャートを示す図
【図8】本発明のMRI装置が採用する撮影シーケンスの他の実施例を示す図
【図9】本発明のMRI装置が採用する撮影シーケンスの他の実施例を示す図
【図10】本発明のMRI装置が採用する撮影シーケンスの他の実施例を示す図
【図11】従来の心筋パーフュージョン撮影を示す図
【図12】従来の体動ナビゲートシーケンスを示す図
【符号の説明】
101・・・静磁場磁石、104・・・RFコイル、105〜107・・・傾斜磁場コイル、116・・・シーケンサ、117・・・記憶装置、118・・・計算機
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter, referred to as an MRI apparatus) having a perfusion imaging function, and more particularly to an MRI apparatus of this type having a body movement correction function by body movement navigation.
[0002]
[Prior art]
Perfusion imaging using an MRI apparatus, particularly myocardial perfusion imaging, is being clinically applied because an abnormal distribution of myocardial blood flow can be detected with high sensitivity. In the perfusion imaging, usually, under the administration of a contrast agent that shortens T1 of blood, an enhanced MR signal is acquired while the contrast agent passes through a myocardium as a target site. In this case, in order to increase the signal noise (SN) ratio in the perfusion region, there is a method using a presaturation sequence that saturates myocardial spins prior to a pulse sequence for image acquisition. For example, in Patent Literature 1, an RF saturation pulse having a cut-out profile excluding a predetermined slice is used to saturate a slice other than the slice, and then a pulse sequence for acquiring image data is performed on the slice. A technique for performing this is described.
[0003]
This method is schematically shown in FIG. In the drawing, the vertical axis represents a slice number, the horizontal axis represents alphabetical characters s and i, respectively, representing a saturation sequence and an image capturing sequence, and the numerals represent the sequence order. The black square in the saturation sequence indicates that the saturation sequence is saturated. In this method, first, the slices other than the second slice are saturated in s1, and then the image capturing sequence i1 of the second slice is executed. Next, after s2 saturates the slices other than the fourth slice, an image capturing sequence i2 of the fourth slice is executed. As described above, the image capturing sequence is executed while sequentially changing the slice for acquiring the image data without being saturated.
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-120518
[0004]
This method has an advantage in that the number of imaging slices per section of the heartbeat can be increased and an image with a good SN can be obtained by combining with the heartbeat synchronization imaging.
[0005]
On the other hand, when imaging the abdomen such as myocardial perfusion, there is a problem that, in addition to the heart beat, a body motion artifact due to a respiratory motion occurs. In general, as a method of removing a body motion artifact, a method using a signal reflecting body motion information, that is, a body motion navigation echo is known, and a sequence for acquiring a body motion navigation echo signal and a body motion navigating method are known. Various body motion correction methods using echo have been proposed. For example, in the method described in Non-Patent Document 2, a body movement navigation signal is acquired prior to acquisition of an image reconstruction signal, and the position information (phase information) included in the body movement navigation signal is used to obtain a subsequent body movement navigation signal. Is performed to remove the body motion component of the image reconstruction signal acquired in this way. FIG. 12 shows an example of such a body movement navigating sequence. In the body movement navigating sequence shown in FIG. 3A, first, a slice to be imaged is selectively excited, and then a one-way gradient magnetic field (here, a read gradient magnetic field Gx) is applied without applying phase encoding. Then, a navigation signal is measured, and a signal for image reconstruction is acquired while applying phase encoding. In this sequence, body movement correction in the X direction can be performed. In the body movement navigating sequence shown in FIG. 2B, selection of an RF excitation pulse and a slice for detecting a body movement navigating echo and selection of an RF excitation pulse and a slice for detecting an image reconstruction signal are separately performed. At the same time, the amount of movement in the two directions is detected by using the two-direction gradient magnetic field (here, the readout direction gradient magnetic field Gx and the phase encoding direction gradient magnetic field Gy). As a result, body motion correction in the slice plane can be performed.
[Non-Patent Document 2] Magnetic Resonance of Medicine, 31, 195-503 (1994)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Even in myocardial perfusion imaging with the above-mentioned presaturation sequence, in order to eliminate the influence of body motion and perform high-quality, high-precision measurement, it is desirable to apply a body movement navigation sequence, and to correct body movement. It is desirable that the body movement navigating sequence be performed consecutively with the image capturing sequence in order to perform the operation accurately.
[0007]
However, in the sequence shown in FIG. 12A, after the slice is selectively excited, the body reconstruction navigation signal is measured and then the image reconstruction signal is measured, so that the signal amount of the image reconstruction signal is reduced. In myocardial perfusion imaging, a perfusion site is measured using an extremely small difference in signal intensity, and such a decrease in the signal amount has a great effect on image quality and accuracy. In the sequence shown in FIG. 12B, since the RF excitation pulse and the slice selection are separately performed in the body movement navigation sequence and the image capturing sequence, the spin of the slice to be captured is saturated by the continuous excitation, resulting in a signal amount. And the effect of presaturation is hindered, and there is a problem that the SN of the image reconstruction signal decreases.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide an MRI apparatus which applies body motion navigation in perfusion imaging, has a good SN, and has high image quality and high accuracy with corrected body motion artifacts.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A control unit having a predetermined imaging sequence, respective magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field in a static magnetic field space where the subject is placed under the control of the control unit, and measuring an NMR signal generated by the subject A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a signal processing unit configured to perform imaging, wherein the control unit performs the imaging sequence so as to saturate a signal of a slice other than at least one slice among a plurality of slices to be imaged. A sequence, an image capturing sequence for obtaining an image reconstruction signal for a slice that has not been saturated, and a body motion navigating sequence for obtaining a body motion navigating signal for a slice that is the same as or different from the slice targeted by the image capturing sequence And the saturation sequence, image capture sequence And performing a body movement navigation sequence on the plurality of slices while changing a slice position, wherein the signal processing unit performs processing on the corresponding slice using the body movement navigation signal obtained by executing the body movement navigation sequence. The body motion correction of the acquired image reconstruction signal is performed.
[0010]
According to such an MRI apparatus of the present invention, body movement correction using a body movement navigation signal can be performed in myocardial perfusion imaging.
[0011]
In a preferred aspect of the MRI apparatus of the present invention, the control unit executes the body movement navigating sequence after the image capturing sequence on the same slice as that targeted by the image capturing sequence.
[0012]
According to this MRI apparatus, the body movement navigating sequence is performed after the image taking sequence, so that when the body movement navigating sequence and the image taking sequence are continuous with respect to the same slice, the image reconstruction signal is continuously excited. Even if a body movement navigating sequence is inserted, the image quality of myocardial perfusion imaging can be kept good, and body movement correction can reduce body movement artifacts.
[0013]
According to another preferred aspect of the MRI apparatus of the present invention, the saturation sequence suppresses a signal of a slice excluding a region including two or more slices (unsaturated region), and subsequently performs an image capturing sequence and body movement navigation. In the sequence, signals are acquired for different slices in the unsaturated region.
[0014]
According to this MRI apparatus, a signal for image reconstruction and a body movement navigation signal can be obtained from a slice that is not saturated after the saturation sequence and is different from the slice. Absent. In particular, when the body movement navigation sequence and the image capturing sequence are executed in order after the saturation sequence, the time interval from the saturation to the image acquisition is extended, so that the contrast of the contrast agent is enhanced in the perfusion imaging using the contrast agent. Thus, image quality can be improved.
[0015]
Particularly preferably, the unsaturated region of the saturation sequence partially overlaps with the unsaturated region of the next executed saturation sequence. In this case, after acquiring a body motion navigation signal for one slice in the unsaturated region after one saturation sequence, an image reconstruction signal can be acquired from the same slice that is not saturated after the next saturation sequence. Therefore, it is possible to prevent a decrease in the signal amount of the image reconstruction signal due to the body movement navigation sequence. As a result, body movement correction can be performed while maintaining good image quality, and higher accuracy of the image can be realized.
[0016]
In the preferred embodiment of the present invention, the unsaturated region in the saturation sequence may be composed of continuous slices, or may be divided into two or more regions separated in the slice direction. Even when the unsaturated region consists of two or more regions, similar to the MRI apparatus of the above embodiment, 1) since the image reconstruction signal and the body movement navigation signal can be obtained from different unsaturated regions, 2) If the body movement navigation sequence and the image capturing sequence are executed in this order after the saturation sequence, the time interval from the saturation to the image acquisition is extended. The contrast of the contrast agent is enhanced in the used perfusion imaging, and the image quality can be improved. 3) The unsaturated region of the saturation sequence partially overlaps with the unsaturated region of the next saturation sequence to be executed. This causes the motion navigation sequence to occur in the image reconstruction signal. Signal amount decreases to prevent the while maintaining good image quality, it is possible to perform motion compensation, can realize high accuracy of an image, the effect can be obtained as.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0018]
FIG. 1 is a diagram showing an overall outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied. The MRI apparatus includes a magnet 101 for generating a uniform static magnetic field in a space where a test object 102 such as a patient is placed, a bed 103 for carrying the test object 102 into this space, and a high-frequency magnetic field applied to the test object. An RF coil 104 for irradiating and detecting a nuclear magnetic resonance signal (echo signal) generated from an inspection target, and gradient magnetic field generating coils 105 and 106 for generating a magnetic field gradient in the x, y, and z directions in a static magnetic field. , 107 and a control system for controlling these operations. Here, the horizontal magnetic field type MRI apparatus which employs a magnet which generates a static magnetic field in the body axis direction (horizontal direction) of the inspection object is shown, but the vertical magnetic field type which generates a static magnetic field in a direction orthogonal to the body axis direction. MRI apparatus may be used. Although the RF coil 104 has been described as having both the irradiation of the high-frequency magnetic field and the detection of the echo signal, these may be provided separately.
[0019]
The RF coil 104 is connected to a high-frequency magnetic field transmitting unit and a high-frequency magnetic field receiving unit via a switching circuit (not shown) in the case of a dual-purpose type as shown in the figure. The high-frequency magnetic field transmission unit mainly supplies power to the synthesizer 112 that generates a high-frequency signal of a predetermined frequency, a modulation circuit 113 that modulates the high-frequency signal generated by the synthesizer 112 into a signal of a predetermined envelope, and the RF coil 104. And a high frequency power supply 108. The high-frequency magnetic field receiving unit includes a receiver 115 including an amplifier 114, a quadrature detection circuit, an A / D converter, and the like.
[0020]
The gradient magnetic field generating coils 105, 106, and 107 in three directions are connected to power supplies 109, 110, and 111, respectively. The operations of the gradient magnetic field power supplies 109, 110, 111, the high-frequency magnetic field transmitting unit and the high-frequency magnetic field receiving unit are controlled by a control system according to a timing chart called a pulse sequence. The control system performs various calculations such as a correction calculation and a Fourier transform on the measured echo signal, and also controls a computer 118 that controls the entire apparatus, and an image and a spectrum that are the calculation results and input from a user. A display device 119 for displaying a GUI or the like, a storage device 117 for storing data necessary for calculation by the computer 118 and data after calculation, and a gradient magnetic field power supply 109, according to a pulse sequence selected in advance based on a command from the computer 118. And a sequencer 116 for controlling the high-frequency magnetic field transmitting unit and the high-frequency magnetic field receiving unit. The computer 118 includes an input device (not shown), and can register and call up an inspection target, select a pulse sequence according to an imaging method, input imaging parameters, and the like.
[0021]
In the MRI apparatus of the present invention, a pulse sequence for perfusion imaging is set in advance as an imaging method, and perfusion imaging can be started by selecting the pulse sequence via an input device. Details of these pulse sequences will be described later.
[0022]
Next, an embodiment of perfusion imaging employed by the MRI apparatus of the present invention will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a first embodiment of perfusion imaging, and FIG. 3 is a diagram illustrating a flowchart illustrating a procedure of processing inside the computer 118. In FIG. 2, the vertical axis indicates a slice position, the horizontal axis indicates time (sequence of sequence execution), s1, s2, s3, and s4 are saturation sequences, i1, i2, i3, and i4 are image capturing sequences, respectively, and n1 , N2, n3, and n4 are diagrams each showing a body movement navigating sequence. Again, the black squares in the saturation sequence indicate that they are saturated (the same applies hereinafter). In FIG. 2, only four sequences are shown for each sequence. In this case, the processing is performed until signals are acquired for slices 1 to 8).
[0023]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, after a saturation sequence sk (k represents 1, 2, 3,..., The same applies hereinafter), first, an image capturing sequence ik is performed to generate an image reconstruction signal. Acquisition is performed, and then the body movement navigation sequence nk is performed. When the perfusion shooting is selected, the conditions of these three sequences are derived (step 301). The conditions are the order of slices to be imaged and the frequency and phase of the high-frequency pulse according to the slice position. These conditions are stored in the storage device 117 as, for example, a table.
[0024]
Next, a first slice position is set (step 302), and a myocardial saturation sequence s1 is executed under conditions corresponding to the set slice position (step 303). For example, in the saturation sequence s1, a high-frequency pulse that excites the entire volume including the slice other than the slice 2 from which an image reconstruction signal is to be obtained is emitted, and the signals of the slices other than the slice 2 are suppressed. Next, a condition for selectively exciting only the slice 2 not saturated in the saturation sequence s1 is set, and the image capturing sequence i1 is executed for the slice 2 (step 304). The image reconstruction signal acquired in the image capturing sequence is stored at a predetermined address in the storage device 117 of the control system (signal processing system) (step 305). Following the image capturing sequence i1, the body movement navigating sequence n1 is executed for the same slice 2 (step 306). The body movement navigating signal acquired in the body movement navigating sequence is stored at a predetermined address in the storage device 117 of the signal processing system (control system) (step 307). Such a cycle from the saturation sequence (step 303) to the body movement navigating sequence (step 306) is repeated while updating the slice position (step 310), and is repeated until all the imaging target slices are photographed (step 309). .
[0025]
On the other hand, in the control system, the signals acquired in the image capturing sequence and the body movement navigating sequence in each cycle are stored at predetermined addresses in the storage device 117 as described above (steps 305 and 307). The body movement correction is performed on the use signal with the body movement navigation signal of the same slice obtained in the same cycle as the movement signal (step 308). There are several well-known methods for body movement correction using a body movement navigation signal, and any of them can be employed.Here, a reference position created in advance and a current position derived from the navigation signal are used. A method of comparing the position with the position and correcting the image reconstruction signal using the difference as a body motion component will be described.
[0026]
First, in order to create a phase map of the reference position, a body movement navigating sequence is executed for all slices to be imaged before the first saturation sequence. The body movement navigating signal obtained in this way is subjected to Fourier transformation to create a phase map reflecting the reference position, and stored at a predetermined address of the storage device. Thereafter, imaging is performed according to the procedure shown in FIG. 3, and a body movement navigation signal measured by the body movement navigation sequence executed in combination with the image imaging sequence is subjected to Fourier transform, and the position of the imaging target at the time of execution of the image imaging sequence Create a phase map reflecting the (current position). The difference between the phase map at the reference position and the phase map at the current position is obtained to obtain a body motion component. This phase difference map can be represented by a linear line with the axis from which the body movement navigation signal is acquired as the horizontal axis, and the inclination thereof becomes the body movement component. After Fourier transform is performed on the image reconstruction signal stored at the predetermined address, the body motion component is removed from the converted signal.
[0027]
As described above, by correcting the body motion components for the image reconstruction signals of all slices, three-dimensional myocardial perfusion image data can be finally obtained. According to this embodiment, by suppressing signals from slices other than the target slice in myocardial perfusion imaging, image data with excellent SN can be obtained, and the body movement navigation sequence can be executed after the image imaging sequence. By doing so, it is possible to prevent deterioration of the signal due to inserting the body movement navigation sequence, and to perform body movement correction of the image signal, and to achieve high precision and high image quality perfusion with reduced body movement artifacts Images can be obtained.
[0028]
Next, the details of the saturation sequence, the image capturing sequence, and the body movement navigating sequence employed in the perfusion photography of the present invention will be described.
[0029]
As described above, in the saturation sequence, in order to saturate a region excluding a specific region (unsaturated region), for example, a high-frequency pulse having an excitation profile excluding a specific region (slice) as shown in FIG. Used. As shown on the right side of FIG. 4C, this high-frequency pulse is a high-frequency pulse of a magnetic field waveform obtained by combining the sinc function shown in FIG. 4A and the impulse group shown in FIG. 4B (intensity modulation using the sinc function as the envelope). (A group of impulses), and excitation of a plurality of rectangular profiles as shown on the left side in FIG. 4C can be realized. At this time, by adjusting the width 2T1 of the sinc waveform and the interval T2 of the impulse group, a saturation pulse having a desired width in an unsaturated region and a saturated region can be obtained. That is, the number of slices that are not saturated and the number of slices that are saturated can be adjusted. Further, by changing the frequency or phase of the intensity-modulated impulse group, the position of the excitation profile shown on the left side in FIG. 4C can be moved. Therefore, when performing perfusion imaging as shown in FIG. 2, the frequency of the high frequency pulse used in each sequence should be tabulated, and the high frequency pulse of each sequence should be changed and applied according to the value of the frequency stored as a table. Can move the slice position. FIG. 5 shows an example of a saturation sequence frequency table. FIG. 6 shows an example of a saturation sequence using such a high-frequency pulse. As shown, by applying a high-frequency pulse RF having a specific excitation profile together with a selection gradient magnetic field Gz for selecting the entire slice to be imaged, for example, as shown in FIG. The excitation profile can be a saturation region.
[0030]
The image capturing sequence is, for example, high-speed imaging or ultra-high-speed imaging such as a gradient echo method or 2D-EPI (Echo Planar Imaging), and acquires image data of a slice selected in 50 ms to 150 ms. In the body movement navigation sequence, for example, after applying a rephasing gradient magnetic field for canceling the influence of the gradient magnetic field in the image capturing sequence, without applying the phase encoding gradient magnetic field, the readout gradient magnetic field is read in the direction of the body movement to be corrected for the body movement. The body movement navigation signal is measured.
[0031]
FIG. 7 shows an example of the image capturing sequence and the body movement navigating sequence. In FIG. 7, RF indicates a high-frequency excitation pulse, Gz indicates a slice selection gradient magnetic field, Gy indicates a phase encoding gradient magnetic field, Gx indicates a read gradient magnetic field, and A / D indicates a signal acquisition sampling time. As is clear from comparison with FIG. 12 showing a conventional body movement navigation sequence, in this embodiment, an image capturing sequence is executed before the body movement navigation sequence. That is, as shown in FIG. 7A, the slice selection gradient magnetic field 702 and the RF pulse 701 are simultaneously applied to selectively excite a slice that has not been excited in the preceding saturation sequence. Next, an echo signal for image reconstruction is measured while applying a phase encoding gradient magnetic field 703 and further applying a read gradient magnetic field 704. The process from the RF pulse 701 to the acquisition of the echo signal 705 is repeated while changing the intensity of the phase encoding gradient magnetic field 703 to acquire the echo signals of the number of phase encodings necessary for image reconstruction. Next, after applying the gradient magnetic field 704 of the opposite polarity to the phase encoding gradient magnetic field 703 applied in the last repetition time and performing rephasing, the body movement navigation signal is acquired while applying the gradient magnetic field 706 in the readout direction. Alternatively, as shown in FIG. 7B, after performing the same image capturing sequence as in FIG. 7A, a slice selection gradient magnetic field 711 and an RF pulse 712 are applied to selectively excite the same slice as in the image capturing sequence, and read out. Two body movement navigation signals are measured while applying gradient magnetic fields 713 and 714 in the direction and the phase encoding direction, respectively. When body motion information is obtained in two or more directions as described above, it is better to perform excitation using an excitation pulse separately from the image capturing sequence, so that the amount of the body movement navigation signal is less reduced and accurate body movement correction is performed. It can be performed. Here, a pulse sequence based on the gradient echo method is shown as the image capturing sequence, but an EPI or a sequence of divided EPI in which a plurality of echo signals are acquired by one excitation may be employed.
[0032]
As described above, as one embodiment of the present invention, an embodiment (FIGS. 2 and 3) in which an image capturing sequence and a body movement navigating sequence are executed in this order for one slice not saturated in the saturation sequence, Each sequence used for this myocardial perfusion imaging has been described.
[0033]
Next, as a second embodiment of the present invention, a shooting sequence with further improved image quality will be described. In this embodiment, a region (unsaturated region) that is not excited in the saturation sequence is composed of two or more slices, an image capturing sequence is executed for one of the two or more slices that are not saturated, and the other is performed. Execute the body movement navigation sequence. Here, a sequence using a high-frequency pulse as shown in FIG. 6 is adopted as the saturation sequence.
[0034]
FIG. 8 shows a second embodiment of the perfusion photography of the present invention. Also in FIG. 8, the vertical axis represents the slice position, and the horizontal axis represents time (sequence execution order). In this embodiment, the region that is not saturated in the saturation sequence includes three slices, and the other slices are saturated. In order to set a relatively wide area including a plurality of slices as the unsaturated area, the pulse width T1 and the impulse interval T2 of the envelope of the high-frequency pulse shown in FIG. 4C are adjusted. As a result, as shown in FIG. 8, for example, an excitation profile in which three slices (for example, slices 2 to 4) are unsaturated regions and both sides are saturated regions can be obtained. Also in this case, the slice position can be changed by adjusting the frequency or phase of the high-frequency pulse, as in the embodiment of FIG.
[0035]
Following such a saturation sequence, a body movement navigation sequence and an image capturing sequence are executed. The body movement navigating sequence and the image photographing sequence executed here are similar to those shown in FIG. 12B, but in this case, the slice and the image photographing sequence which are the object of the body movement These slices are slices that have not been saturated in the previous saturation sequence and are different from each other. For example, in the embodiment shown in FIG. 8, in the saturation sequence s1 executed first, slices 2 to 4 are unsaturated regions, and in the subsequent body movement navigation sequence n1, a body movement navigation echo is acquired for slice 4. In the image capturing sequence i1, an echo for image reconstruction is acquired for slice 2.
[0036]
In the next saturation sequence s2, an area overlapping with a part of the unsaturated area of the previously executed saturation sequence s1 is defined as an unsaturated area. In the illustrated example, slices 4 to 6 become unsaturated regions in the saturation sequence s2. In the image capturing sequence i2 following the saturation sequence s2, an echo for image reconstruction is acquired for the slice targeted in the first body movement navigating sequence n1, ie, slice 4. In this case, focusing on slice 4, this slice is in an unsaturated region that is not excited in the first and second saturation sequences, and the image is re-executed after the time to execute the saturation sequence s2 after acquiring the body movement navigation echo. Since the constituent echo is acquired, the signal amount of the image reconstruction echo does not decrease, and a signal with a good SN can be obtained. Further, since the time from the saturation sequence to the acquisition of the echo for image reconstruction is extended, the contrast of the contrast agent is enhanced in the myocardial perfusion using the contrast agent, and the image quality of the myocardial perfusion image can be improved. Further, since a signal is obtained from the unsaturated region for the body movement navigation echo, a decrease in the signal amount is prevented.
[0037]
As described above, in the present embodiment, a region including a plurality of slices is defined as an unsaturated region, body movement navigation echoes and image reconstruction echoes are obtained for different slices in the unsaturated region, and image capturing is performed based on the saturation sequence. The sequence up to the sequence is defined as one cycle, and is executed while sequentially shifting the unsaturated regions so as to partially overlap, and is repeated until image reconstruction echoes are obtained for all slices. Then, the image reconstruction echo is corrected for body motion using the body movement navigation echo acquired in the previous cycle, and the image is reconstructed using the corrected signal.
[0038]
In the present embodiment, the number of slices included in the unsaturated region may be two or more. However, in order to consider the overlap of the slices and to make the effect of saturation effective, the number of slices is set to three as illustrated. , It is preferable to acquire a body movement navigation signal on one of the two slices except for an intermediate slice and an image reconstruction signal on the other.
[0039]
According to the present embodiment, as compared with the embodiment of FIG. 2, it is possible to acquire a signal without a decrease in the signal amount for both the body movement navigation echo and the image reconstruction echo. Further, regarding the same slice, since the image capturing sequence and the body movement navigating sequence are not continuous, it is possible to prevent a decrease in the signal amount in any case. The above two effects can be obtained by preceding either the image capturing sequence or the body movement navigating sequence. In particular, when the body movement navigating is preceded as shown in FIG. Since the time until echo acquisition is prolonged, a myocardial perfusion image in which the contrast of the contrast agent is enhanced and the SN is good is obtained.
[0040]
Next, a third embodiment of myocardial perfusion imaging according to the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram showing the third embodiment, in which reference numerals are the same as those in the embodiments shown in FIGS. 2 and 8. In this embodiment, two or more unsaturated regions separated in the slice direction are provided in the saturation sequence, and in the subsequent body movement navigation sequence and image capturing sequence, signals are acquired for slices in different unsaturated regions. That is, in the illustrated example, out of the twelve slices 1 to 12, the slices 2, 3, the slices 7, 8, and the slice 12 are unsaturated regions that are not saturated in the saturation sequence s1. A signal is acquired, and a signal is acquired from slice 2 in the image capturing sequence. Such selective excitation (setting of the unsaturated region) can also be realized by using the high-frequency pulse shown in FIG. 4C and changing the width of the envelope and the impulse interval.
[0041]
Also in the present embodiment, the saturation sequence, the body motion navigation sequence, and the image capturing sequence are defined as one cycle, and each cycle is executed while shifting the unsaturated region in the saturation sequence. At this time, the slice of the previous unsaturated region and the next unsaturated region are executed. The slices in the saturated region are partially overlapped. Then, in the next cycle, an echo for image reconstruction is acquired for the slice from which the body movement navigating echo was acquired in the previous cycle, and the body movement is corrected using the body movement navigating echo in the previous cycle.
[0042]
According to the present embodiment, similarly to the embodiment of FIG. 8, since the body movement navigation echo and the image reconstruction echo are obtained from different unsaturated regions, it is possible to obtain a signal without deterioration in both. It is possible to effectively perform the body motion correction. For the same slice, the image capturing sequence is executed after the saturation sequence after the body movement navigation sequence, so that the signal amount of the image reconstruction echo is prevented from being reduced. Further, by performing the body movement navigating sequence before the image capturing sequence, the time interval from saturation to image acquisition is extended, so that a high-quality perfusion image in which the contrast of the contrast agent is enhanced can be obtained.
[0043]
As described above, as the first embodiment, an imaging method in which one slice is set as an unsaturated region in a saturation sequence, and an image imaging sequence and a body movement navigating sequence are sequentially performed on the slice in this order, and second and third imaging methods are described. As an embodiment, an imaging method in which a region including a plurality of slices is set as an unsaturated region as a saturation sequence, and then a body movement navigating sequence and an imaging sequence are executed for different slices has been described. It is possible. Such an embodiment is shown in FIG.
[0044]
In this embodiment, as in the second embodiment shown in FIG. 8, the saturation sequence saturates except for an area including a plurality of slices (three slices in the figure). The gating sequence is executed in this order to obtain an image reconstruction signal and a body movement navigation signal for the same slice. In the next saturation sequence, the position of the unsaturated region is changed, but partially overlaps with the immediately preceding unsaturated region, and the other regions are saturated. The image capturing sequence and the body movement navigating sequence subsequent to the saturation sequence obtain an image reconstruction signal and a body movement navigating signal for slices that have not been overlapped and saturated. Hereinafter, each sequence is repeated while changing the position of the unsaturated region in the same manner, and finally, the image reconstruction signal and the body movement navigation signal for all slices are obtained.
[0045]
In this embodiment, a sequence as shown in FIGS. 7A and 7B is adopted, and it is not possible to correct a motion of an image reconstruction signal using a motion navigation signal obtained in the same slice. The same effect as that of the first embodiment can be obtained (for example, the signal amount of the image reconstruction signal does not decrease even if the body movement navigating sequence is inserted), but only one slice is examined. Since the time interval from the saturation by the saturation sequence to the image reconstruction signal is extended, a high-quality perfusion image in which the contrast by the contrast agent is enhanced can be obtained.
[0046]
As described above, each embodiment of the imaging sequence adopted by the MRI apparatus of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made.
[0047]
【The invention's effect】
According to the MRI apparatus of the present invention, a body movement navigating sequence is incorporated into a perfusion imaging sequence in consideration of a combination of a slice order and a sequence to be imaged, thereby effectively correcting body movement in perfusion imaging. And a high-quality, high-precision perfusion image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied;
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an imaging sequence employed by the MRI apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of a photographing sequence in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a table storing shooting conditions of a shooting sequence.
FIG. 5 is a diagram illustrating a high-frequency magnetic field used in a saturation sequence.
FIG. 6 is a diagram showing a saturation sequence.
FIG. 7 is a timing chart showing an image capturing sequence and a body movement navigating sequence according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another embodiment of the imaging sequence employed by the MRI apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the imaging sequence employed by the MRI apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the imaging sequence employed by the MRI apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing conventional myocardial perfusion imaging.
FIG. 12 is a diagram showing a conventional body movement navigating sequence;
[Explanation of symbols]
101: Static magnetic field magnet, 104: RF coil, 105 to 107: Gradient magnetic field coil, 116: Sequencer, 117: Storage device, 118: Computer

Claims (5)

所定の撮影シーケンスを備えた制御部と、前記制御部の制御に従い被検体が置かれる静磁場空間に傾斜磁場及び高周波磁場を発生する各磁場発生手段と、前記被検体が発生するNMR信号を計測し、画像化する信号処理手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御部は前記撮影シーケンスとして、画像化対象である複数のスライスのうち少なくとも1のスライスを除くスライスの信号を飽和するサチュレーションシーケンスと、飽和されなかったスライスについて画像再構成用信号を取得する画像撮影シーケンスと、前記画像撮影シーケンスが対象とするスライスと同一または異なるスライスについて体動ナビゲート信号を取得する体動ナビゲートシーケンスとを備え、これらサチュレーションシーケンス、画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスをスライス位置を変えながら前記複数のスライスについて実行し、
前記信号処理手段は、前記体動ナビゲートシーケンスの実行により取得した体動ナビゲート信号を用いて対応するスライスについて取得した画像再構成用信号の体動補正を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A control unit having a predetermined imaging sequence, respective magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field in a static magnetic field space where the subject is placed under the control of the control unit, and measuring an NMR signal generated by the subject And a signal processing means for imaging, the magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The control unit may include, as the imaging sequence, a saturation sequence that saturates a signal of a slice other than at least one of a plurality of slices to be imaged, and an image that obtains an image reconstruction signal for a non-saturated slice. An imaging sequence and a body movement navigating sequence for obtaining a body movement navigating signal for the same or a different slice as the slice targeted by the image imaging sequence.These saturation sequence, image imaging sequence and body navigating sequence Execute for the plurality of slices while changing the slice position,
Magnetic resonance imaging, wherein the signal processing means performs a motion correction of an image reconstruction signal obtained for a corresponding slice using the motion navigation signal obtained by executing the motion navigation sequence. apparatus.
前記制御部は、前記体動ナビゲートシーケンスを、画像撮影シーケンスの後に、当該画像撮影シーケンスが対象としたスライスと同一のスライスについて実行することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit executes the body movement navigating sequence on the same slice as a target slice of the image capturing sequence after the image capturing sequence. 3. 前記サチュレーションシーケンスは、2以上のスライスを含む領域(不飽和領域)を除くスライスの信号を抑制し、それに続く画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスでは、前記不飽和領域内の異なるスライスについて信号を取得することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。The saturation sequence suppresses signals in slices excluding a region including two or more slices (unsaturated region), and in a subsequent image capturing sequence and body movement navigating sequence, signals for different slices in the unsaturated region are reduced. 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the magnetic resonance imaging apparatus acquires the information. 前記サチュレーションシーケンスの不飽和領域は、次に実行されるサチュレーションシーケンスの不飽和領域と一部オーバーラップすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項記載の磁気共鳴イメージング装置。4. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein an unsaturated region of the saturation sequence partially overlaps with an unsaturated region of a saturation sequence to be executed next. 前記サチュレーションシーケンスは、スライス方向に離れた2以上の不飽和領域を除くスライスの信号を抑制し、それに続く画像撮影シーケンス及び体動ナビゲートシーケンスでは、互いに異なる不飽和領域に含まれるスライスについて信号を取得することを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。The saturation sequence suppresses a signal of a slice excluding two or more unsaturated regions separated in a slice direction, and in a subsequent image capturing sequence and a body movement navigating sequence, signals of slices included in different unsaturated regions are different from each other. 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the magnetic resonance imaging apparatus acquires the information.
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