JP2008148918A - Mri system and its control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize an MRI system and its control method of securely doing breathing-synchronized imaging concerning a subject organ. <P>SOLUTION: The system is provided with an imaging means that does breathing-synchronized imaging at a predetermined breathing depth concerning the imaging position preset up on a scout image acquired while breathing keeps interrupted, and a control means that controls the process. The control means requests the imaging means to show the breathing depth (X1) when imaging is done with breathing keeps interrupted, and modify the imaging position in accordance with differences between the breathing depth (X2) at the breathing-synchronized imaging time and the breathing depth (X1) when imaging is done with breathing interrupted (105). The breathing depth is obtained from a one-dimensional profile reconstructed by a navigator echo. The imaging position is a place where the coronary artery exists. The breathing-synchronized imaging is done, using cardiogram synchronization together. The breathing-synchronized imaging with cardiogram synchnization used together is done through 3D scanning. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置およびその制御方法に関し、特に、息止め撮像したスカウト(scout)画像上で設定された撮像位置について、呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行うMRI装置およびその制御方法に関する。   The present invention relates to an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus and a control method therefor, and in particular, with respect to an imaging position set on a scout image obtained by breath-hold imaging, respiratory synchronization imaging is performed at a predetermined respiration depth. The present invention relates to an MRI apparatus to be performed and a control method thereof.

MRI装置で心臓、肺野、腹部等を撮像する場合は、体動の影響を排除するために呼吸同期撮像を行う。すなわち、被検体の呼吸を監視しながら磁気共鳴信号を収集し、所定の呼吸位相で得られた磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する。呼吸位相の検出には、ナビゲータエコー(navigator echo)から再構成された1次元プロファイル(profile)が利用される(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−202043号公報
When imaging the heart, lung field, abdomen, and the like with the MRI apparatus, respiratory synchronization imaging is performed in order to eliminate the influence of body movement. That is, magnetic resonance signals are collected while monitoring the respiration of the subject, and an image is reconstructed using the magnetic resonance signals obtained at a predetermined respiration phase. For the detection of the respiratory phase, a one-dimensional profile reconstructed from a navigator echo is used (for example, see Patent Document 1).
JP 2004-202043 A

撮像位置は、事前にスカウト画像上で設定される。スカウト画像の撮像は息止め状態で行われるが、息止め時の呼吸の深さは、呼吸同期撮像時の呼吸の深さと一致するとは限らない。このため、呼吸同期撮像時には、対象組織がスカウト画像上で設定した撮像位置からずれて、正しく撮像できなくなることがある。   The imaging position is set in advance on the scout image. Although the scout image is captured in the breath holding state, the depth of breathing at the time of breath holding does not necessarily coincide with the depth of breathing at the time of breathing synchronization imaging. For this reason, at the time of respiratory synchronous imaging, the target tissue may deviate from the imaging position set on the scout image, and imaging may not be performed correctly.

そこで、本発明の課題は、対象組織について確実に呼吸同期撮像を行うMRI装置およびその制御方法を実現することである。   Accordingly, an object of the present invention is to realize an MRI apparatus that reliably performs respiratory synchronization imaging on a target tissue and a control method thereof.

上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、息止め撮像したスカウト画像上で設定された撮像位置についての呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行う撮像手段とそれを制御する制御手段とを有するMRI装置であって、前記制御手段は、前記撮像手段に、息止め撮像時の呼吸の深さを求めさせ、呼吸同期撮像時の呼吸の深さと息止め撮像時の呼吸の深さの差に応じて撮像位置を修正させることを特徴とするMRI装置である。   In one aspect of the invention for solving the above-described problem, an imaging means for performing respiratory synchronization imaging at a predetermined breathing depth for an imaging position set on a scout image obtained by breath-holding imaging, and An MRI apparatus having control means for controlling, wherein the control means causes the imaging means to obtain a breathing depth at the time of breath-hold imaging, and a breathing depth at the time of breath-synchronous imaging. An MRI apparatus characterized in that an imaging position is corrected in accordance with a difference in breathing depth.

上記の課題を解決するための他の観点での発明は、息止め撮像したスカウト画像上で設定された撮像位置についての呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行うMRI装置を制御する方法であって、MRI装置に、息止め撮像時の呼吸の深さを求めさせ、呼吸同期撮像時の呼吸の深さと息止め撮像時の呼吸の深さの差に応じて撮像位置を修正させることを特徴とするMRI装置の制御方法である。   In another aspect of the invention for solving the above-described problem, an MRI apparatus that performs respiration-synchronized imaging at a predetermined respiration depth for an imaging position set on a scout image obtained by breath-holding imaging is controlled. A method for causing an MRI apparatus to obtain a breathing depth at the time of breath-hold imaging and to correct an imaging position according to a difference between a breathing depth at the time of breath-synchronous imaging and a breathing depth at the time of breath-holding imaging. This is a method for controlling an MRI apparatus.

前記呼吸の深さは、ナビゲータエコーから再構成された1次元プロファイルに基づいて求められることが、呼吸の深さを適切に求める点で好ましい。
前記撮像位置は、冠状動脈が存在する位置であることが、冠状動脈診断用の画像を得る点で好ましい。
It is preferable that the depth of respiration is obtained based on a one-dimensional profile reconstructed from navigator echoes from the viewpoint of appropriately obtaining the respiration depth.
The imaging position is preferably a position where a coronary artery is present from the viewpoint of obtaining an image for coronary artery diagnosis.

前記呼吸同期撮像は、心電同期を併用して行われることが、画像品質を良くする点で好ましい。
前記心電同期併用の呼吸同期撮像は、3Dスキャンによって行われることが、3D画像を得る点で好ましい。
The breath-synchronized imaging is preferably performed using electrocardiographic synchronization in terms of improving image quality.
It is preferable in terms of obtaining a 3D image that the respiratory synchronization imaging combined with the electrocardiographic synchronization is performed by a 3D scan.

本発明によれば、MRI装置は、息止め撮像したスカウト画像上で設定された撮像位置についての呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行う撮像手段とそれを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮像手段に、息止め撮像時の呼吸の深さを求めさせ、呼吸同期撮像時の呼吸の深さと息止め撮像時の呼吸の深さの差に応じて撮像位置を修正させるので、対象組織について確実に呼吸同期撮像を行うMRI装置およびその制御方法を実現することができる。   According to the present invention, the MRI apparatus includes: an imaging unit that performs breathing synchronous imaging at a predetermined breathing depth with respect to an imaging position set on a scout image obtained by breath-holding imaging; and a control unit that controls the imaging unit. And the control unit causes the imaging unit to obtain a breathing depth at the time of breath-hold imaging, and performs imaging according to a difference between a breathing depth at the time of breath-synchronous imaging and a breathing depth at the time of breath-holding imaging. Since the position is corrected, it is possible to realize an MRI apparatus that reliably performs respiratory synchronous imaging of a target tissue and a control method thereof.

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図1にMRI装置のブロック(block)図を示す。本装置は、発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、MRI装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、MRI装置の制御方法に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。   The best mode for carrying out the invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention. FIG. 1 shows a block diagram of the MRI apparatus. This apparatus is an example of the best mode for carrying out the invention. An example of the best mode for carrying out the invention related to the MRI apparatus is shown by the configuration of the apparatus. An example of the best mode for carrying out the invention relating to the control method of the MRI apparatus is shown by the operation of this apparatus.

同図に示すように、本装置はマグネットシステム(magnet system)100を有する。マグネットシステム100は、主磁場コイル(coil)部102、勾配コイル部106およびRF(radio frequency)コイル部108を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。   As shown in the figure, this apparatus has a magnet system 100. The magnet system 100 includes a main magnetic field coil unit 102, a gradient coil unit 106, and an RF (radio frequency) coil unit 108. Each of these coil portions has a substantially cylindrical shape and is arranged coaxially with each other.

マグネットシステム100の内部空間(ボア:bore)に、被検体1が、クレードル(cradle)500に横臥状態で搭載されて、図示しない搬送手段により搬入および搬出される。主磁場コイル部102はマグネットシステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね被検体1の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。   A subject 1 is mounted on a cradle 500 in a lying state in an internal space (bore) of the magnet system 100, and is carried in and out by a conveying means (not shown). The main magnetic field coil unit 102 forms a static magnetic field in the internal space of the magnet system 100. The direction of the static magnetic field is substantially parallel to the direction of the body axis of the subject 1. That is, a so-called horizontal magnetic field is formed. The main magnetic field coil unit 102 is configured using, for example, a superconducting coil. In addition, you may comprise using not only a superconductive coil but a normal conductive coil.

また、マグネットシステムは、水平磁場方式のものに変えて、静磁場の方向が被検体1の体軸に垂直な垂直磁場方式のものを用いるようにしてもよい。垂直磁場方式では、例えば永久磁石が利用される。   The magnet system may be a vertical magnetic field type in which the direction of the static magnetic field is perpendicular to the body axis of the subject 1 instead of the horizontal magnetic field type. In the vertical magnetic field method, for example, a permanent magnet is used.

勾配コイル部106は、互いに垂直な3軸すなわちスライス(slice)軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための3つの勾配磁場を生じる。   The gradient coil section 106 generates three gradient magnetic fields for giving a gradient to the static magnetic field strength in the directions of three axes perpendicular to each other, that is, the slice axis, the phase axis, and the frequency axis.

静磁場空間における互いに垂直な座標軸をx,y,zとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り2軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままx,y,z軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では被検体1の体幅の方向をx方向とし、体厚の方向をy方向とし、体軸の方向をz方向とする。   When the coordinate axes perpendicular to each other in the static magnetic field space are x, y, and z, any of the axes can be a slice axis. In that case, one of the remaining two axes is a phase axis, and the other is a frequency axis. In addition, the slice axis, the phase axis, and the frequency axis can have arbitrary inclinations with respect to the x, y, and z axes while maintaining the perpendicularity therebetween. In this apparatus, the body width direction of the subject 1 is the x direction, the body thickness direction is the y direction, and the body axis direction is the z direction.

スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード(encode)勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト(read out)勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部106は3系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。   The gradient magnetic field in the slice axis direction is also called a slice gradient magnetic field. The gradient magnetic field in the phase axis direction is also referred to as a phase encode gradient magnetic field. The gradient magnetic field in the frequency axis direction is also referred to as a read out gradient magnetic field. The readout gradient magnetic field is synonymous with the frequency encoding gradient magnetic field. In order to make it possible to generate such a gradient magnetic field, the gradient coil unit 106 has three gradient coils. Hereinafter, the gradient magnetic field is also simply referred to as a gradient.

RFコイル部108は、静磁場空間に被検体1の体内のスピン(spin)を励起するためのRF磁場を形成する。以下、RF磁場を形成することをRF励起信号の送信ともいう。また、RF励起信号をRFパルス(pulse)ともいう。   The RF coil unit 108 forms an RF magnetic field for exciting spins in the body of the subject 1 in the static magnetic field space. Hereinafter, forming the RF magnetic field is also referred to as transmission of an RF excitation signal. The RF excitation signal is also referred to as an RF pulse.

励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、RFコイル部108によって受信される。RFコイル部108は、送信系と受信系が別々であって良い。磁気共鳴信号は、周波数ドメイン(domain)すなわちフーリエ(Fourier)空間についてのサンプリング(sampling)信号となる。   An electromagnetic wave generated by the excited spin, that is, a magnetic resonance signal is received by the RF coil unit 108. The RF coil unit 108 may have a separate transmission system and reception system. The magnetic resonance signal is a sampling signal for a frequency domain, that is, a Fourier space.

位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを2軸で行えば、磁気共鳴信号は2次元フーリエ空間についてのサンプリング信号として得られ、スライス勾配をも利用してエンコードを3軸で行えば3次元フーリエ空間についての信号として得られる。各勾配は、2次元あるいは3次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、フーリエ空間をkスペース(k-space)ともいう。   If the magnetic resonance signal is encoded in two axes by the gradient in the phase axis direction and the frequency axis direction, the magnetic resonance signal is obtained as a sampling signal for the two-dimensional Fourier space, and the encoding is performed in three axes using the slice gradient. Is obtained as a signal for a three-dimensional Fourier space. Each gradient determines the sampling position of the signal in 2D or 3D Fourier space. Hereinafter, the Fourier space is also referred to as k-space.

勾配コイル部106には勾配駆動部130が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部106に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾配コイルに対応して、3系統の駆動回路を有する。   A gradient driving unit 130 is connected to the gradient coil unit 106. The gradient driving unit 130 gives a driving signal to the gradient coil unit 106 to generate a gradient magnetic field. The gradient driving unit 130 includes three systems of driving circuits corresponding to the three systems of gradient coils in the gradient coil unit 106.

RFコイル部108にはRF駆動部140が接続されている。RF駆動部140はRFコイル部108に駆動信号を与えてRFパルスを送信させ、被検体1の体内のスピンを励起する。   An RF drive unit 140 is connected to the RF coil unit 108. The RF drive unit 140 gives a drive signal to the RF coil unit 108 to transmit an RF pulse, thereby exciting the spin in the body of the subject 1.

RFコイル部108には、また、データ(data)収集部150が接続されている。データ収集部150は、RFコイル部108が受信した受信信号をディジタルデータ(digital data)として収集する。   A data collection unit 150 is also connected to the RF coil unit 108. The data collection unit 150 collects reception signals received by the RF coil unit 108 as digital data.

勾配駆動部130、RF駆動部140およびデータ収集部150にはシーケンス(sequence)制御部160が接続されている。シーケンス制御部160は、勾配駆動部130ないしデータ収集部150をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。   A sequence control unit 160 is connected to the gradient driving unit 130, the RF driving unit 140, and the data collecting unit 150. The sequence controller 160 controls the gradient driver 130 or the data collector 150 to collect magnetic resonance signals.

シーケンス制御部160は、例えばコンピュータ(computer)等を用いて構成される。シーケンス制御部160はメモリ(memory)を有する。メモリはシーケンス制御部160用のプログラム(program)および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部160の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。以下、スピンの励起とそれに引き続く磁気共鳴信号の収集をスキャン(scan)ともいう。   The sequence control unit 160 is configured using, for example, a computer. The sequence control unit 160 has a memory. The memory stores a program for the sequence control unit 160 and various data. The function of the sequence control unit 160 is realized by the computer executing a program stored in the memory. Hereinafter, the excitation of the spin and the subsequent acquisition of the magnetic resonance signal are also referred to as a scan.

データ収集部150の出力側はデータ処理部170に接続されている。データ収集部150が収集したデータはデータ処理部170に入力される。データ処理部170は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部170はメモリを有する。メモリはデータ処理部170用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。   The output side of the data collection unit 150 is connected to the data processing unit 170. Data collected by the data collection unit 150 is input to the data processing unit 170. The data processing unit 170 is configured using, for example, a computer. The data processing unit 170 has a memory. The memory stores a program for the data processing unit 170 and various data.

データ処理部170はシーケンス制御部160に接続されている。データ処理部170はシーケンス制御部160の上位にあってそれを統括する。データ処理部170の機能は、データ処理部170がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。   The data processing unit 170 is connected to the sequence control unit 160. The data processing unit 170 is above the sequence control unit 160 and controls it. The functions of the data processing unit 170 are realized by the data processing unit 170 executing a program stored in the memory.

データ処理部170は、データ収集部150が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はkスペースに対応する。データ処理部170は、kスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。   The data processing unit 170 stores the data collected by the data collection unit 150 in a memory. A data space is formed in the memory. This data space corresponds to k-space. The data processing unit 170 reconstructs an image by performing inverse Fourier transform on k-space data.

被検体1には心電検出用の電極112が装着され、それによって検出された心電信号が心電計110を通じてデータ処理部170に入力される。データ処理部170は、心電信号に基づいて心電同期の磁気共鳴撮像を行う。   An electrocardiogram detection electrode 112 is attached to the subject 1, and an electrocardiogram signal detected thereby is input to the data processor 170 through the electrocardiograph 110. The data processing unit 170 performs electrocardiogram-synchronized magnetic resonance imaging based on the electrocardiogram signal.

データ処理部170には、表示部180および操作部190が接続されている。表示部180はグラフィックディスプレー(graphic display)等で構成される。操作部190はポインティングデバイス(pointing device)を備えたキーボード(keyboard)等で構成される。   A display unit 180 and an operation unit 190 are connected to the data processing unit 170. The display unit 180 is configured by a graphic display or the like. The operation unit 190 includes a keyboard having a pointing device.

表示部180は、データ処理部170から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部190は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部170に入力する。使用者は、表示部180および操作部190を通じてインタラクティブ(interactive)に本装置を操作することが可能である。   The display unit 180 displays the reconstructed image and various information output from the data processing unit 170. The operation unit 190 is operated by the user and inputs various commands and information to the data processing unit 170. A user can operate the apparatus interactively through the display unit 180 and the operation unit 190.

図2に、スキャン用のパルスシーケンス(pulse sequence)の一例を示す。このパルスシーケンスはグラディエントエコー(gradient echo)法によるパルスシーケンスである。図2において、(1)はRF励起のシーケンスを示す。(2)−(4)はいずれも勾配磁場のシーケンスを示す。(5)は磁気共鳴信号のシーケンスを示す。勾配磁場のシーケンスのうち、(2)はスライス勾配、(3)は周波数エンコード勾配、(4)は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。以下同様である。   FIG. 2 shows an example of a pulse sequence for scanning. This pulse sequence is a pulse sequence by a gradient echo method. In FIG. 2, (1) shows an RF excitation sequence. (2)-(4) show the gradient magnetic field sequence. (5) shows a sequence of magnetic resonance signals. Among the gradient magnetic field sequences, (2) is a slice gradient, (3) is a frequency encoding gradient, and (4) is a phase encoding gradient. The static magnetic field is always applied with a constant magnetic field strength. The same applies hereinafter.

先ず、RFパルスによるスピン励起が行われる。RF励起はスライス勾配Sliceの下での選択励起である。RF励起後に、周波数エンコード勾配Readおよび位相エンコード勾配Phaseが所定のシーケンスで印加され、磁気共鳴信号Signalすなわちエコー(echo)が読み出される。このエコーはイメージングエコーとも呼ばれる。   First, spin excitation by RF pulses is performed. RF excitation is selective excitation under a slice gradient Slice. After RF excitation, a frequency encode gradient Read and a phase encode gradient Phase are applied in a predetermined sequence, and a magnetic resonance signal Signal, that is, an echo is read out. This echo is also called an imaging echo.

このようなパルスシーケンスが、繰り返し時間TRで所定回数繰り返され、そのつど、エコーが読み出される。繰り返しのたびにエコーの位相エンコードが変更され、所定回数の繰り返しによって、2次元kスペース全体についてのエコー信号収集(2Dスキャン)が行われる。なお、スライス方向にも位相エンコードを行うときは、3次元kスペースについてのエコー信号収集(3Dスキャン)が行われる。2次元kスペースのエコーデータを2次元逆フーリエ変換することにより2D画像が再構成される。3次元kスペースのエコーデータを3次元逆フーリエ変換することにより3D画像が再構成される。   Such a pulse sequence is repeated a predetermined number of times with a repetition time TR, and an echo is read out each time. The echo phase encoding is changed each time it is repeated, and echo signal collection (2D scanning) is performed for the entire two-dimensional k-space by a predetermined number of repetitions. When phase encoding is also performed in the slice direction, echo signal collection (3D scan) is performed for a three-dimensional k-space. A 2D image is reconstructed by performing a two-dimensional inverse Fourier transform on the two-dimensional k-space echo data. A 3D image is reconstructed by performing a three-dimensional inverse Fourier transform on the echo data of the three-dimensional k space.

図3に、ナビゲータエコー用のパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスはスピンエコー(spin echo)法によるパルスシーケンスである。図3において、(1)はRF励起のシーケンスを示す。(2)−(4)はいずれも勾配磁場のシーケンスを示す。(5)は磁気共鳴信号(MR)すなわちナビゲータエコーのシーケンスを示す。勾配磁場のシーケンスのうち、(2)はスライス勾配(Gs)、(3)は周波数エンコード勾配(Gr)、(4)は位相エンコード勾配(Gp)である。   FIG. 3 shows an example of a pulse sequence for navigator echo. This pulse sequence is a pulse sequence by a spin echo method. In FIG. 3, (1) shows an RF excitation sequence. (2)-(4) show the gradient magnetic field sequence. (5) shows a magnetic resonance signal (MR), that is, a navigator echo sequence. Among the gradient magnetic field sequences, (2) is a slice gradient (Gs), (3) is a frequency encode gradient (Gr), and (4) is a phase encode gradient (Gp).

このようなパルスシーケンスを用いて、図4に示すように、被検体1のスライスAについて90°励起を行い、スライスBについて180°励起を行い、両スライスが交差する直線部Cから生じるナビゲータエコーを読み出す。スライスAおよびBは、直線部Cが体軸と概ね平行でかつ体軸からずれ、肺野から腹部にかけて延在するように設定される。   Using such a pulse sequence, as shown in FIG. 4, 90 ° excitation is performed on slice A of subject 1, 180 ° excitation is performed on slice B, and navigator echo generated from a straight line portion C where both slices intersect. Is read. The slices A and B are set so that the straight line portion C is substantially parallel to the body axis and is offset from the body axis and extends from the lung field to the abdomen.

なお、90°励起をスライスBについて行い、180°励起をスライスAについて行うようにしてもよい。スライスA,Bは、基本的には、イメージングエコーを獲得するスライスとは無関係に、ナビゲータエコーを適切に獲得できる位置に設定される。   Note that 90 ° excitation may be performed for slice B and 180 ° excitation may be performed for slice A. The slices A and B are basically set at positions where navigator echoes can be appropriately acquired regardless of the slices from which imaging echoes are acquired.

ナビゲータエコーを1次元逆フーリエ変換することにより、直線C上のスピンの信号強度分布すなわち1次元のプロファイルが再構成される。直線Cが肺野から腹部にかけて設定されているので、例えば、図5に示すようなプロファイルが得られる。このプロファイルは、中間部を境にして信号強度が大きく異なる。信号強度が小さい部分は肺野に相当し、信号強度が大きい部分は腹部に相当し、中間部が横隔膜に相当する。   By performing a one-dimensional inverse Fourier transform on the navigator echo, a signal intensity distribution of a spin on the straight line C, that is, a one-dimensional profile is reconstructed. Since the straight line C is set from the lung field to the abdomen, for example, a profile as shown in FIG. 5 is obtained. This profile is greatly different in signal intensity at the middle part. The portion with low signal intensity corresponds to the lung field, the portion with high signal intensity corresponds to the abdomen, and the intermediate portion corresponds to the diaphragm.

横隔膜に相当する部分は呼吸とともに体軸方向に往復運動する。以下、横隔膜に相当する部分を単に横隔膜ともいう。呼吸に伴う横隔膜の変位を図6に示す。図6に示すように、横隔膜は吸気時に腹部側に移動し、呼気時に胸部側に移動する。横隔膜の位置は呼吸の深さを表わす。   A portion corresponding to the diaphragm reciprocates in the body axis direction with breathing. Hereinafter, a portion corresponding to the diaphragm is also simply referred to as a diaphragm. FIG. 6 shows the diaphragm displacement associated with respiration. As shown in FIG. 6, the diaphragm moves to the abdomen during inhalation, and moves to the chest during exhalation. The position of the diaphragm represents the depth of breathing.

図7に、本装置の動作のフロー(flow)図を示す。この動作は、データ処理部170による制御の下で遂行される。データ処理部170の諸機能のうち、制御に関わる部分は、本発明における制御手段の一例である。それによって制御される本装置の全ての部分は、本発明における撮像手段の一例である。   FIG. 7 shows a flow diagram of the operation of the apparatus. This operation is performed under the control of the data processing unit 170. Of the various functions of the data processing unit 170, the part relating to control is an example of the control means in the present invention. All parts of the apparatus controlled thereby are an example of the imaging means in the present invention.

図7に示すように、ステップ(step)101で、撮像位置設定とトラッカー(tracker)設定を行う。撮像位置定とトラッカー設定は、使用者によって行われる。使用者は、表示部180に表示されたスカウト像上で、撮像位置定とトラッカー設定を行う。スカウト像は、予め息止め状態で撮像したものである。   As shown in FIG. 7, in step 101, an imaging position setting and a tracker setting are performed. Imaging position determination and tracker setting are performed by the user. The user performs imaging position setting and tracker setting on the scout image displayed on the display unit 180. A scout image is an image captured in advance in a breath-hold state.

図8の(a)に、撮像位置設定とトラッカー設定の一例を示す。図8の(a)に示すように、例えば、心臓部から上腹部にかけて撮像されたスカウト像上で、冠状動脈を含む撮像位置802が、ポインティングデバイス等で設定される。撮像位置802は、例えば、3Dスキャン用の撮像位置である。なお、それに限らず、2Dスキャン用の撮像位置であって良い。   FIG. 8A shows an example of imaging position setting and tracker setting. As shown in FIG. 8A, for example, an imaging position 802 including a coronary artery is set by a pointing device or the like on a scout image captured from the heart to the upper abdomen. The imaging position 802 is an imaging position for 3D scanning, for example. Note that the imaging position for 2D scanning is not limited thereto.

スカウト像上には、さらに、トラッカーFOV(Field of View)804が設定され、その中にトラッカー806が設定される。トラッカーFOV804は、ナビゲータエコーが発生用の1次元領域を含むように設定される。トラッカー806は、トラッカーFOV804内で横隔膜上に設定される。このような設定に基づいて、データ処理部170は、トラッカー806の位置X1を求める。X1は、息止め時の呼吸の深さを表わす。   A tracker FOV (Field of View) 804 is further set on the scout image, and a tracker 806 is set therein. The tracker FOV 804 is set so that the navigator echo includes a one-dimensional area for generation. A tracker 806 is set on the diaphragm in the tracker FOV 804. Based on such settings, the data processing unit 170 obtains the position X1 of the tracker 806. X1 represents the depth of breathing at the time of breath holding.

なお、トラッカーFOV804は、中心目盛を持つものとしても良い。その場合は、中心目盛を横隔膜に合わせることによりトラッカー設定を行うことができる。中心目盛を原点とすることにより、呼吸の深さを原点に対する相対深さとすることができる。   The tracker FOV 804 may have a center scale. In that case, the tracker can be set by matching the central scale with the diaphragm. By setting the central scale as the origin, the depth of respiration can be made a relative depth with respect to the origin.

ステップ103で、ゲーティングレベル(gating level)を設定する。ゲーティングレベルは、呼吸同期撮像を行う呼吸の深さである。ゲーティングレベルの設定は、データ処理部170により、被検体1の呼吸の深さの計測値に基づいて行われる。   In step 103, a gating level is set. The gating level is the depth of breathing for which breathing synchronization imaging is performed. The setting of the gating level is performed by the data processing unit 170 based on the measurement value of the respiration depth of the subject 1.

呼吸の深さの計測は、ナビゲータエコーを利用して行われる。計測は所定時間(例えば30sec)にわたって行われる。そして、計測値のヒストグラム(histogram)から頻度が最大となる計測値を特定し、それをゲーティングレベルX2とする。ゲーティングレベルX2には、その上下に所定(例えば数mm程度)の許容範囲が設けられる。   The measurement of the depth of respiration is performed using a navigator echo. The measurement is performed over a predetermined time (for example, 30 seconds). Then, the measurement value having the highest frequency is identified from the histogram of the measurement value, and this is set as the gating level X2. The gating level X2 has a predetermined allowable range (for example, about several mm) above and below it.

図8の(b)に、ゲーティングレベルの一例を示す。図8の(b)に示すように、ゲーティングレベル806’もトラッカーFOV804内のものとなる。トラッカーFOV804におけるゲーティングレベル806’の位置がX2となる。ゲーティングレベルX2は、一般的には息止め時の呼吸の深さX1とは一致せず、例えば図9に示すように、ΔXの相違がある。   FIG. 8B shows an example of the gating level. As shown in FIG. 8B, the gating level 806 'is also in the tracker FOV 804. The position of the gating level 806 'in the tracker FOV 804 is X2. The gating level X2 generally does not coincide with the breathing depth X1 at the time of breath holding, and there is a difference of ΔX, for example, as shown in FIG.

ステップ105で、撮像位置を修正する。撮像位置の修正は、データ処理部170によって行われる。データ処理部170は、ゲーティングレベルX2とトラッカー位置X1の差ΔX= X2-X1を求め、ΔXに応じて撮像位置を修正する。   In step 105, the imaging position is corrected. The data processing unit 170 corrects the imaging position. The data processing unit 170 obtains a difference ΔX = X2−X1 between the gating level X2 and the tracker position X1, and corrects the imaging position according to ΔX.

これによって、最初に設定された撮像位置802は、新たな撮像位置802’に修正される。修正量は、ΔXの関数f(ΔX)で与えられる。関数f(ΔX)は経験的に定められる。関数f(ΔX)は、近似的には1次関数K・ΔXであって良い。その場合、Kの値は経験的に定められる。これによって、修正後の撮像位置802’は、ゲーティングレベルX2(呼吸同期撮影を行う呼吸の深さ)における冠状動脈の位置に一致するものとなる。   As a result, the initially set imaging position 802 is corrected to a new imaging position 802 '. The correction amount is given by a function f (ΔX) of ΔX. The function f (ΔX) is determined empirically. The function f (ΔX) may be approximately a linear function K · ΔX. In that case, the value of K is determined empirically. As a result, the corrected imaging position 802 'coincides with the position of the coronary artery at the gating level X2 (the depth of breathing for which respiratory synchronization imaging is performed).

ステップ107で、呼吸同期撮像を行う。呼吸同期撮像は、図10に示すように、心電同期を併用して行われる。すなわち、心電信号のR波をトリガー(trigger)とし、心臓の拡張中期に合わせて、ナビゲータエコーNbとイメージングエコーImを収集する。このようなエコー収集が心拍ごとに行われる。   In step 107, respiratory synchronization imaging is performed. As shown in FIG. 10, the respiratory synchronization imaging is performed using electrocardiographic synchronization. That is, the R wave of the electrocardiogram signal is used as a trigger, and the navigator echo Nb and the imaging echo Im are collected in accordance with the middle diastole of the heart. Such echo collection is performed for each heartbeat.

心拍ごとにナビゲータエコーから呼吸の深さを求め、ゲーティングレベル範囲内のときはイメージングエコーを採用し、ゲーティングレベル範囲外のときはイメージングエコーを廃棄する。このようなエコー収集をkスペースについてのサンプリングデータが全部そろうまで行う。   The depth of respiration is obtained from the navigator echo for each heartbeat, and the imaging echo is adopted when it is within the gating level range, and the imaging echo is discarded when it is outside the gating level range. Such echo collection is performed until all the sampling data for the k-space are obtained.

このような呼吸同期撮像が撮像位置802’について行われる。撮像位置802’は、ゲーティングレベルX2における冠状動脈の位置に一致している。このため、冠状動脈について確実に呼吸同期撮像を行うことができる。なお、撮像対象は冠状動脈に限らず、呼吸とともに往復移動する他の内臓であって良い。その場合は、心電同期の併用は不可欠ではない。   Such respiration synchronization imaging is performed at the imaging position 802 '. The imaging position 802 'coincides with the position of the coronary artery at the gating level X2. For this reason, respiratory synchronous imaging can be reliably performed for the coronary artery. The imaging target is not limited to the coronary artery, but may be another internal organ that reciprocates with breathing. In that case, the combined use of ECG synchronization is not essential.

発明を実施するための最良の形態の一例のMRI装置のブロック図である。1 is a block diagram of an MRI apparatus as an example of the best mode for carrying out the invention. スキャン用のパルスシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pulse sequence for a scan. ナビゲータエコー用のパルスシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pulse sequence for navigator echoes. ナビゲータエコー収集部位の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a navigator echo collection site | part. 1次元プロファイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a one-dimensional profile. 呼吸に伴う1次元プロファイルの移動の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the movement of the one-dimensional profile accompanying respiration. 本装置の動作のフロー図である。It is a flowchart of operation | movement of this apparatus. 撮像位置の設定と修正の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the setting and correction of an imaging position. 息止め時の呼吸の深さとゲーティングレベルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the depth of breathing at the time of breath holding, and a gating level. 心電同期を併用した呼吸同期撮像のタイムチャートである。It is a time chart of the respiration synchronous imaging which used electrocardiogram synchronization together.

符号の説明Explanation of symbols

100 : マグネットシステム
102 : 主磁場コイル部
106 : 勾配コイル部
108 : RFコイル部
110 : 心電計
112 : 電極
130 : 勾配駆動部
140 : RF駆動部
150 : データ収集部
160 : シーケンス制御部
170 : データ処理部
180 : 表示部
190 : 操作部
802 : 撮像位置
804 : トラッカーFOV
806 : トラッカー
806’: ゲーティングレベル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Magnet system 102: Main magnetic field coil part 106: Gradient coil part 108: RF coil part 110: Electrocardiograph 112: Electrode 130: Gradient drive part 140: RF drive part 150: Data collection part 160: Sequence control part 170: Data processing unit 180: Display unit 190: Operation unit 802: Imaging position 804: Tracker FOV
806: Tracker 806 ': Gating level

Claims (10)

息止め撮像したスカウト画像上で設定された撮像位置についての呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行う撮像手段とそれを制御する制御手段とを有するMRI装置であって、
前記制御手段は、前記撮像手段に、息止め撮像時の呼吸の深さを求めさせ、呼吸同期撮像時の呼吸の深さと息止め撮像時の呼吸の深さの差に応じて撮像位置を修正させる
ことを特徴とするMRI装置。
An MRI apparatus having an imaging means for performing respiratory synchronization imaging at an imaging position set on a scout image obtained by breath-hold imaging at a predetermined breathing depth and a control means for controlling the imaging means.
The control means causes the imaging means to determine the depth of breathing during breath-hold imaging, and corrects the imaging position according to the difference between the depth of breathing during breath-synchronous imaging and the depth of breathing during breath-hold imaging. An MRI apparatus characterized by being made to perform.
前記呼吸の深さは、ナビゲータエコーから再構成された1次元プロファイルに基づいて求められる
ことを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 1, wherein the breathing depth is obtained based on a one-dimensional profile reconstructed from a navigator echo.
前記撮像位置は、冠状動脈が存在する位置である
ことを特徴とする請求項2に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 2, wherein the imaging position is a position where a coronary artery is present.
前記呼吸同期撮像は、心電同期を併用して行われる
ことを特徴とする請求項3に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 3, wherein the respiratory synchronization imaging is performed using electrocardiographic synchronization.
前記心電同期併用の呼吸同期撮像は、3Dスキャンによって行われる
ことを特徴とする請求項4に記載のMRI装置。
The MRI apparatus according to claim 4, wherein the respiratory synchronous imaging combined with electrocardiographic synchronization is performed by 3D scanning.
息止め撮像したスカウト画像上で設定された撮像位置についての呼吸同期撮像を予め定められた呼吸の深さで行うMRI装置を制御する方法であって、
MRI装置に、
息止め撮像時の呼吸の深さを求めさせ、
呼吸同期撮像時の呼吸の深さと息止め撮像時の呼吸の深さの差に応じて撮像位置を修正させる
ことを特徴とするMRI装置の制御方法。
A method of controlling an MRI apparatus that performs respiratory synchronization imaging at a predetermined breathing depth for an imaging position set on a scout image obtained by breath-holding imaging,
To MRI equipment,
Let me determine the depth of breathing during breath-hold imaging,
A method of controlling an MRI apparatus, wherein an imaging position is corrected in accordance with a difference between a breathing depth at the time of breathing synchronous imaging and a breathing depth at the time of breathholding imaging.
前記呼吸の深さは、ナビゲータエコーから再構成された1次元プロファイルに基づいて求められる
ことを特徴とする請求項6に記載のMRI装置の制御方法。
The method of controlling an MRI apparatus according to claim 6, wherein the depth of respiration is obtained based on a one-dimensional profile reconstructed from navigator echoes.
前記撮像位置は、冠状動脈が存在する位置である
ことを特徴とする請求項7に記載のMRI装置の制御方法。
The method of controlling an MRI apparatus according to claim 7, wherein the imaging position is a position where a coronary artery is present.
前記呼吸同期撮像は、心電同期を併用して行われる
ことを特徴とする請求項8に記載のMRI装置の制御方法。
The method of controlling an MRI apparatus according to claim 8, wherein the respiratory synchronization imaging is performed using electrocardiographic synchronization.
前記心電同期併用の呼吸同期撮像は、3Dスキャンによって行われる
ことを特徴とする請求項9に記載のMRI装置の制御方法。
The method for controlling an MRI apparatus according to claim 9, wherein the respiratory synchronous imaging combined with electrocardiographic synchronization is performed by 3D scanning.
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