JP2007020852A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 横隔膜ナビシーケンスを併用するBlack Bloodシーケンスにおいて、横隔膜ナビシーケンスでの信号低下を防止し、横隔膜の動きを正しく検知する事が可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】 横隔膜ナビシーケンスが動作する前に、被検体全体を励起する180゜ＲＦパルスにて180゜反転された横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を180゜再反転する180゜ＲＦパルスを照射することにより、横隔膜ナビシーケンス動作前に被検体全体を励起する180゜ＲＦパルスを照射しても横隔膜ナビシーケンスでの信号低下を防止し、横隔膜の動きを正しく検知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置に係わり、特に横隔膜ナビシーケンスをBlack Bloodシーケンスの画像化シーケンスの直前に配置する場合に、横隔膜ナビシーケンスにて得られるエコー信号の低下を防止し、横隔膜の位置を正しく認識する技術に関する。

従来の磁気共鳴イメージング装置を用いた場合の横隔膜ナビシーケンスの動作を図3を用いて説明する。横隔膜の位置は被検体の呼吸に合わせ横隔膜A1〜横隔膜Anの間で移動し、被検体心臓B1〜Bnの位置もこの横隔膜A1〜Anの動きに合わせて移動する。
横隔膜ナビシーケンスは画像化シーケンスの直前に配置され、横隔膜A1〜Anを含むナビ励起位置Nを励起する。
ナビ励起位置Nは撮像スライスである横断面で見た場合、RF1およびRF2の2つのRFパルスによってクロスした領域であるナビエコー発生領域Cとなる。
ナビエコー発生領域CはRF1およびRF2の2つのRFパルスによりクロス励起されることにより、エコー信号が発生する。
このナビエコー発生領域Cより発生するエコー信号を用いて、横隔膜の位置を計算し、計算した横隔膜の位置が許容範囲内にあれば、横隔膜ナビシーケンス動作直後に動作する画像化シーケンスにて収集する画像化データを有効とすることにより、呼吸動を抑制した画像を得ることができる。(例えば、特許文献1)
特開2005-40416号公報

従来の技術での課題を以下、図2を用いて説明する。
図2は、被検体全体を励起する180゜RFパルスR1を照射し、次に画像化シーケンスと同じ位置を選択励起する180゜RFパルスR2を照射した後に画像化シーケンスが動作するBlack Bloodシーケンスにて、横隔膜ナビシーケンスを画像化シーケンスの直前に配置した場合の横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化の様子を示した図である。

初めに被検体全体を励起する180゜RFパルスR1を照射することにより、ガントリー内の被検体の全ての磁化を180゜反転させる。このとき、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化T1も180゜反転される。
被検体全体を励起する180゜RFパルスR1により、180゜反転された横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化は時間の経過とともに徐々に回復してゆくが、横隔膜ナビシーケンスが動作するタイミングでは、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化Tnは、十分に回復しておらず、横隔膜ナビシーケンスにて得られるナビエコーDが低下し、横隔膜の位置を正しく計算することが出来なかった。

本発明の目的は、横隔膜ナビシーケンスを併用するBlack Bloodシーケンスにおいて、横隔膜ナビシーケンスでの信号低下を防止し、横隔膜の動きを正しく検知する事が可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する事にある。

上記目的を達成するために本発明の磁気共鳴イメージング装置は、被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を起こさせるためにある所定のパルスシーケンスで高周波パルスを繰り返し印加するシーケンサと、前記シーケンサからの高周波パルスに従って高周波磁場を前記被検体へ照射する送信系と、前記磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、前記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系と、得られた画像を表示する画像表示手段と、被検体全体を励起する180゜RFパルスを照射し、次に画像化シーケンスと同じ位置を選択励起する180゜RFパルスを照射した後に画像化シーケンスが動作するBlack Bloodシーケンスと、横隔膜の動きを検知するシーケンスを備える磁気共鳴イメージング装置において、横隔膜ナビシーケンスが動作する前に、被検体全体を励起する180゜RFパルスにて180゜反転された横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を180゜再反転する180゜RFパルスを照射することを特徴とする。

以上説明したことから明らかなように、本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、横隔膜ナビシーケンスの動作前に被検体全体を励起するパルスを照射しても、横隔膜ナビシーケンスでの信号低下を防止することが可能となり、横隔膜の位置を正しく認識できることにより、呼吸動を抑制した画像を得ることが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。図4は磁気共鳴イメージング装置の全体構成を示すブロック図である。図4において、磁気共鳴イメージング装置は大別して、静磁場発生磁気回路2と、傾斜磁場発生系3と、送信系4と、受信系5と、信号処理系６と、シーケンサ7と、中央処理装置(CPU)8とからなる。

静磁場発生磁気回路2は、被検体1の周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段から成る。この静磁場発生磁気回路2に囲まれる磁場空間内に後述する傾斜磁場発生系3の傾斜磁場コイル群9aおよび9b、送受信系4の高周波コイル14a、受信系5の高周波コイル14bが設置される。

傾斜磁場発生系3は、X，Y，Zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9aおよび9bと、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシーケンサ7からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの三軸方向の傾斜磁場Gx，Gy，Gzを被検体1に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方により被検体1に対するスライス面を設定することができる。

シーケンサ7は、上記被検体1の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するもので、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系5、傾斜磁場発生系3および受信系5に送るようになっている。

送信系4は、上記シーケンサ7から送り出される高周波パルスにより被検体1の生体組織を構成する原子の原子核にNMRを起こさせるために高周波磁場を照射するもので、高周波発信器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル14aとから成る。

高周波発信器11から出力された高周波パルスをシーケンサ7の命令に従って変調器12で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に建設して配置された高周波コイル14aに供給することにより、電磁波が被検体1に照射されるようになっている。

受信系5は、被検体1の生体組織の原子核のNMRにより放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、被検体1に近接して配置された受信側の高周波14bと増幅器15と、直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。高周波コイル14bが検出したエコー信号は、増幅器15及び直交位相検波器16を介してA/D変換器17に入力されデジタル量に変換され、さらにシーケンサ7からの命令によるタイミングで直交位相検波器16によりサンプリングされた二系列の収集データとされ、信号処理系6に送られる。

信号処理系6は、CPU8と、磁気ディスク18および磁気テープ19等の記録装置と、CRT等のディスプレイ20とから成り、受信系5からの信号をCPU8でフーリエ変換、補正係数計算、画像再構成、投影処理等の処理を行い、任意断面の信号強度分布や複数の信号に適当な演算を行って得られた分布を画像化してディスプレイ20に表示する。
ここで、前記目的を達成するため以下の手順にて処理を行う。

［ステップ１］
本発明の実施例を図1を用いて説明する。
図1は、被検体全体を励起する180゜RFパルスR1を照射し、次に画像化シーケンスと同じ位置を選択励起する180゜RFパルスR2を照射した後に画像化シーケンスが動作するBlack Bloodシーケンスにて、R2パルス照射後に横隔膜ナビシーケンスにて励起位置の磁化を180゜再反転する180゜RFパルスR3を配置し、横隔膜ナビシーケンスを画像化シーケンスの直前に配置した場合の横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化の様子を示した図である。
初めに被検体全体を励起する180゜RFパルスR1を照射することにより、ガントリー内の被検体の全ての磁化を180゜反転させる。このとき、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化T1も180゜反転される

［ステップ２］
次に撮像スライスのみを選択的に励起する180゜RFパルスR2を照射し、撮像スライス内の磁化のみ180゜反転させる。このとき、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化は、時間が経過するのに従い、被検体全体を励起するパルスR1を照射する以前の方向に徐々に回復してゆく。

［ステップ３］
次に図3で示した横隔膜ナビシーケンスでクロス励起するためにRFパルスを照射する領域RF1に横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を180゜再反転させるための180゜RFパルスR3を照射する。
これにより、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化T3は前記R3パルスにより180゜再反転され、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化の方向は被検体全体を励起する180゜RFパルスR1を照射する前の磁化の方向と同じとなり、時間の経過を必要とせず横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を回復させることができる。
なお、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を180゜再反転させる180゜RFパルスR3を照射する領域は前記RF1とは限らず、横隔膜ナビシーケンスでクロス励起するためにRFパルスを照射する領域RF2、或いはクロス励起領域を含む任意の領域でも良い。

［ステップ４］
次に横隔膜ナビシーケンスを動作させる。このとき、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化Tnは横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を180゜再反転させる180゜RFパルスR3を照射しない場合に比べ、横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化は被検体全体を励起する180゜RFパルスR1照射前の状態に近づいている。
従って、横隔膜ナビシーケンスにて得られるナビエコーDの信号強度は低下しない。このナビエコーDを用いることにより、横隔膜の位置を正しく計算する事が可能となる。
よって、画像化シーケンスにて横隔膜の位置が許容範囲内にあるタイミングのデータのみ収集可能となり、この画像化シーケンスで収集したデータを画像再構成演算することにより、呼吸動を抑制した画像を得ることが可能となる。

本発明にて可能となるパルスシーケンス及び横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化の様子を示した模式図。 従来技術でのパルスシーケンス及び横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化の様子を示した模式図。 横隔膜ナビシーケンスの概要を示す概要図 磁気共鳴イメージング装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

A1 呼吸中に移動する横隔膜の位置の上限、An 呼吸中に移動する横隔膜の位置の下限、B1 呼吸中に移動する被検体心臓位置の上限、Bn 呼吸中に移動する被検体心臓位置の下限、N ナビ励起位置、C ナビエコー発生領域、RF1 横隔膜ナビシーケンスで励起する1番目の領域、RF2 横隔膜ナビシーケンスで励起する2番目の領域、R1 被検体全体を励起する180゜RFパルス、R2 撮像スライス断面を励起する180゜RFパルス、R3 ナビシーケンスで励起する位置を再反転する180゜RFパルス、T1 R1照射時の横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化、T3 R3照射時の横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化、Tn 横隔膜ナビシーケンス動作時の横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化、D 横隔膜ナビシーケンスで得られるエコー信号

Claims (1)

1. 被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体の生体組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴をおこさせるためにある所定のパルスシーケンスで高周波パルスを繰り返し印加するシーケンサと、前記シーケンサからの高周波パルスに従って高周波磁場を前記被検体へ照射する送信系と、前記磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、前記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系と、得られた画像を表示する画像表示手段と、被検体全体を励起する１８０゜ＲＦパルスを照射し、次に画像化シーケンスと同じ位置を選択励起する１８０゜ＲＦパルスを照射した後に画像化シーケンスが動作する撮影シーケンス（以降、Ｂｌａｃｋ Ｂｌｏｏｄシーケンスと示す。）と、横隔膜の動きを検知するシーケンス（以降、横隔膜ナビシーケンスと示す。）と、を備える磁気共鳴イメージング装置において、Ｂｌａｃｋ Ｂｌｏｏｄシーケンスの画像化シーケンスの直前に横隔膜ナビシーケンスを配置した場合、Ｂｌａｃｋ Ｂｌｏｏｄシーケンスで被検体全体を励起する１８０゜ＲＦパルスを照射後、横隔膜ナビシーケンスが動作する前に、被検体全体を励起する１８０゜ＲＦパルスにて１８０゜反転された横隔膜ナビシーケンス励起位置の磁化を１８０゜再反転する１８０゜ＲＦパルスを照射する事を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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