JP2009201841A - Mri装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非選択的RF反転パルスP1を印加し、動脈血ARおよび静脈血VEの縦磁化成分Mzを反転させる。その直後に選択的RF反転パルスP2を印加することにより、静脈血VEの縦磁化成分MzをMz=1に反転させる。その後、第2の待ち時間Tw2が経過した時点で、非選択的RF反転パルスP3を印加し、静脈血VEの縦磁化成分Mzを再びMz=−1に反転させる。非選択的RF反転パルスP3を印加した後、第3の待ち時間Tw3が経過した時点で、データの収集を開始する。
【選択図】図3
Description
宮崎美津恵、外6名、「非造影MR Angiographyの最近の発展」、映像情報Medical、産業開発機構株式会社、2006年9月号、p.952−957
被検体の撮像領域を流れる体液が背景組織よりも強調されるように、上記被検体を撮像するMRI装置であって、
上記体液の縦磁化成分および上記背景組織の縦磁化成分が、正の値を有するように、上記被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段、
上記被検体にRFパルスを送信する送信コイル、
上記送信コイルから、上記体液の縦磁化成分および上記背景組織の縦磁化成分を上記正の値から負の値に反転させる第1の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第1の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記第1の反転パルスにより上記負の値に反転した上記背景組織の縦磁化成分を上記正の値に反転させる第2の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第2の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記第2の反転パルスにより上記正の値に反転した上記背景組織の縦磁化成分を上記負の値に反転させる第3の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第3の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記体液のデータを収集するための励起パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第4の送信コイル制御手段、
上記第1の反転パルスが送信されてから、第1の待ち時間が経過した時点で、上記第2の反転パルスが送信されるように、上記第2の送信コイル制御手段を制御する第1の反転パルス送信制御手段、
上記第2の反転パルスが送信されてから、第2の待ち時間が経過した時点で、上記第3の反転パルスが送信されるように、上記第3の送信コイル制御手段を制御する第2の反転パルス送信制御手段、および
上記第3の反転パルスが送信されてから、第3の待ち時間が経過した時点で、上記励起パルスが送信されるように、上記第4の送信コイル制御手段を制御する第3の反転パルス送信制御手段、
を有するMRI装置であって、
上記第3の反転パルス送信制御手段は、上記撮像領域を流れる上記第1の体液の縦磁化成分の絶対値が、上記撮像領域の背景組織の縦磁化成分の絶対値よりも大きい間に、上記励起パルスが送信されるように、上記第3の待ち時間を設定する。
また、上記の問題を解決する本発明のプログラムは、
被検体の撮像領域を流れる体液が背景組織よりも強調されるように、上記被検体を撮像するMRI装置であって、上記体液の縦磁化成分および上記背景組織の縦磁化成分が、正の値を有するように、上記被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、上記被検体にRFパルスを送信する送信コイルとを有するMRI装置を、
上記送信コイルから、上記体液の縦磁化成分および上記背景組織の縦磁化成分を上記正の値から負の値に反転させる第1の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第1の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記第1の反転パルスにより上記負の値に反転した上記背景組織の縦磁化成分を上記正の値に反転させる第2の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第2の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記第2の反転パルスにより上記正の値に反転した上記背景組織の縦磁化成分を上記負の値に反転させる第3の反転パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第3の送信コイル制御手段、
上記送信コイルから、上記体液のデータを収集するための励起パルスが送信されるように、上記送信コイルを制御する第4の送信コイル制御手段、
上記第1の反転パルスが送信されてから、第1の待ち時間が経過した時点で、上記第2の反転パルスが送信されるように、上記第2の送信コイル制御手段を制御する第1の反転パルス送信制御手段、
上記第2の反転パルスが送信されてから、第2の待ち時間が経過した時点で、上記第3の反転パルスが送信されるように、上記第3の送信コイル制御手段を制御する第2の反転パルス送信制御手段、および
上記第3の反転パルスが送信されてから、第3の待ち時間が経過した時点で、上記励起パルスが送信されるように、上記第4の送信コイル制御手段を制御する第3の反転パルス送信制御手段であって、上記撮像領域を流れる上記第1の体液の縦磁化成分の絶対値が、上記撮像領域の背景組織の縦磁化成分の絶対値よりも大きい間に、上記励起パルスが送信されるように、上記第3の待ち時間を設定する第3の反転パルス送信制御手段、
として機能させるものである。
TIa:1680ms
TIb:(1680−Δt)ms
TIc:840ms
TIbのΔtは、例えば数msである。
この場合、待ち時間Tw1、Tw2、およびTw3は、以下の通りである。
Tw1 :Δtms ・・・(1)
Tw2 :840ms−Δt ・・・(2)
Tw3 :840ms ・・・(3)
第2の送信コイル制御手段103は、送信コイル6から、選択的RF反転パルスP2(図3参照)が送信されるように、送信コイル6を制御する。
第3の送信コイル制御手段104は、送信コイル6から、非選択的RF反転パルスP3(図3参照)が送信されるように、送信コイル6を制御する。
第4の送信コイル制御手段105は、送信コイル6から、動脈血ARのデータを収集するための励起パルスPdaが送信されるように、送信コイル6を制御する。
第1の反転パルス送信制御手段106は、非選択的反転RFパルスP1が送信されてから、第1の待ち時間Tw1が経過した時点で、選択的RF反転パルスP2が送信されるように、第2の送信コイル制御手段103を制御する。
第2の反転パルス送信制御手段107は、選択的RF反転パルスP2が送信されてから、第2の待ち時間Tw2が経過した時点で、非選択的RF反転パルスP3が送信されるように、第3の送信コイル制御手段104を制御する。
第3の反転パルス送信制御手段108は、非選択的RF反転パルスP3が送信されてから、第3の待ち時間Tw3が経過した時点で、励起パルスPdaが送信されるように、第4の送信コイル制御手段105を制御する。また、第3の反転パルス送信制御手段108は、撮像領域FOVを流れる動脈血ARの縦磁化成分Mzが、撮像領域FOVの静脈血VEの縦磁化成分Mzよりも大きい間に、励起パルスPdaが送信されるように、第3の待ち時間Tw3を設定する。
勾配コイル制御手段109は、勾配コイル5から勾配パルスGが印加されるように、勾配コイル5を制御する。
時刻t1では、非選択的RF反転パルスP1はまだ送信されていない。したがって、動脈血ARの縦磁化成分Mzは、静磁場印加手段4によって(図1参照)、上流領域UP、撮像領域FOV、および下流領域DWに渡って、Mz=1となっている。
静脈血VEの縦磁化成分Mzも、上流領域UP、撮像領域FOV、および下流領域DWに渡って、Mz=1である。
第1の反転期間IR1の間に、非選択的RF反転パルスP1が送信される。したがって、動脈血ARの縦磁化成分Mzは、ラインA2に示すように、上流領域UP、撮像領域FOV、および下流領域DWの全体に渡って、Mz=1からMz=−1に反転する。
静脈血VEの縦磁化成分Mzも、動脈血ARの縦磁化成分Mzと同様に、Mz=1からMz=−1に反転する。
第2の反転期間IR2の間に送信された選択的RF反転パルスP2によって、動脈血ARの縦磁化成分Mzは、撮像領域FOVおよび下流領域DW内において、Mz=−1からMz=1に反転する。尚、本実施形態では、非選択的RF反転パルスP1を送信してから、選択的RF反転パルスP2が送信されるまでの待ち時間Tw1は、非常に短く、数ms程度である(式(1)参照)。したがって、第2の反転期間IR2が終了しても、上流領域UPの動脈血ARは、ほとんど縦緩和していない。このため、上流領域UPの縦磁化成分Mzは、時刻t=t3においても、Mz=−1のままである。
静脈血VEの縦磁化成分Mzも、動脈血ARの縦磁化成分Mzと同様に、撮像領域FOVおよび下流領域DW内において、Mz=−1からMz=1に反転する。
上流領域UPの動脈血ARの縦磁化成分Mzは、時刻t3において、Mz=−1である(ラインA3参照)。しかし、時刻t3においてMz=−1である動脈血ARは、第2の待ち時間Tw2の間に縦緩和が進む。本実施形態では、待ち時間Tw2は、動脈血ARの縦磁化成分Mzが、Mz=−1からヌルポイントに到達するまでの時間(約840ms)にほぼ等しい(式(2)参照)。したがって、時刻t3においてMz=−1である動脈血ARは、時刻t4において、実質的にヌルポイントにまで縦磁化回復する。ただし、動脈血ARは、上流領域UPから下流領域DWに向かって流れるので、ラインA3上の縦磁化成分Mz=−1(横軸Rの位置P2よりも左側の範囲)は、ラインA4上の縦磁化成分Mz=0(横軸Rの位置P4よりも左側の範囲)に変化する。例えば、ラインA3上の縦磁化成分MA3_1(横軸Rの位置P1)は、動脈血ARが流れることによって、ラインA4上の縦磁化成分MA4_1(横軸Rの位置P2)に変化する。また、ラインA3上の縦磁化成分MA3_2(横軸Rの位置P2)は、動脈血ARが流れることによって、ラインA4上の縦磁化成分MA4_2(横軸Rの位置P4)に変化する。
時刻t3においてMz=−1である静脈血VEも、第2の待ち時間Tw2の間に縦緩和する。静脈血VEの縦磁化成分Mzが、Mz=−1からヌルポイントに到達するまでの時間は、動脈血ARの場合と実質的に同じ時間である。したがって、時刻t3においてMz=−1である静脈血VEは、時刻t4において、実質的にヌルポイントにまで縦磁化回復する。ただし、静脈血VEは、動脈血ARの流速よりも遅い流速で、動脈血ARとは反対方向に流れるので、ラインV3上の縦磁化成分Mz(時刻t3)は、ラインV4上の縦磁化成分Mz(時刻t4)に変化する。例えば、ラインV3上の縦磁化成分MV3_1(横軸Rの位置P2)は、静脈血VEが流れることによって、ラインV4上の縦磁化成分MV4_1(横軸Rの位置P1’)に変化する。
ラインA4(時刻t4)の動脈血ARの縦磁化成分Mz=0は、非選択的RF反転パルスP3によって、Mz=−1に反転する。この結果、ラインA4上の縦磁化成分Mzは、ラインA5の縦磁化成分Mzに変化する。尚、時刻t4とt5との間の時間間隔は十分に短いので、時刻t4から時刻t5の間の動脈血ARの移動距離は無視できる。したがって、例えば、ラインA4上の縦磁化成分MA4_3(横軸Rの位置P5)は、ラインA5上の縦磁化成分MA5_3(横軸Rの位置P5)に変化する。
静脈血VEについても、動脈血ARと同様に、縦磁化成分Mz=1は、Mz=−1に)に反転する。したがって、ラインV4上の縦磁化成分Mzは、ラインV5の縦磁化成分Mzに変化する。尚、時刻t4とt5との間の時間間隔は十分に短いので、時刻t4から時刻t5の間の静脈血VEの移動距離は無視できる。したがって、例えば、ラインV4上の縦磁化成分MV4_3(横軸Rの位置P5)は、ラインV5上の縦磁化成分MV5_3(横軸Rの位置P5)に変化する。
時刻t5においてMz=−1である静脈血VEは、第3の待ち時間Tw3の間に縦緩和する。本実施形態では、第3の待ち時間Tw3は、静脈血VEの縦磁化成分MzがMz=−1からヌルポイントに到達するまでの時間(840ms)に設定されている。したがって、ラインV5上の縦磁化成分Mz=−1(横軸Rの位置P1’よりも右側の範囲)は、第3の待ち時間Tw3の間に縦緩和し、データ収集期間の開始直前(時刻t6)において、実質的にヌルポイントに到達する。ただし、静脈血VEは、下流領域DWから上流領域UPに向かって流れるので、ラインV5上の縦磁化成分Mz=−1(横軸Rの位置P1’よりも右側の範囲)は、ラインV6上の縦磁化成分Mz=0(横軸Rの位置P2’よりも右側の範囲)に変化する。例えば、ラインV5上の縦磁化成分MV5_1(横軸Rの位置P1’)は、静脈血VEが流れることによって、ラインV6上の縦磁化成分MV6_1(横軸Rの位置P2’)に変化する。図11(b)から分かるように、撮像領域FOV内の静脈血VEは、時刻t6において、縦磁化成分Mzがゼロになっていることが分かる。
時刻t5においてMz=−1である動脈血ARも、第3の待ち時間Tw3の間に縦緩和する。動脈血ARの縦磁化成分Mzが、Mz=−1からヌルポイントに到達するまでの時間は、静脈血VEの場合と実質的に同じ時間である。したがって、ラインA5上の縦磁化成分Mz=−1(横軸Rの位置P4よりも右側の範囲)は、第3の待ち時間Tw3の間に縦緩和し、データ収集期間の開始直前(時刻t6)において、実質的にヌルポイントに到達する。ただし、動脈血ARは上流領域UPから下流領域DWに向かって流れるので、ラインA5上の縦磁化成分Mz=−1(横軸Rの位置P4よりも右側の範囲)は、ラインA6上の縦磁化成分Mz=0(横軸Rの位置P6よりも右側の範囲)に変化する。例えば、ラインA5上の縦磁化成分MA5_3(横軸Rの位置P5)は、ラインA6上の縦磁化成分MA6_3(横軸Rの位置P7)に変化する。
第3の反転期間IR3の間に、非選択的RF反転パルスP3が印加される。非選択的RF反転パルスP3が印加されると、動脈血ARの縦磁化成分Mzは、図17のグラフに示すように変化する。
2 マグネットアセンブリ
3 ボア
4 静磁場印加手段
5 勾配コイル
6 送信コイル
7 ベローズ
7a 呼吸信号
8 心拍センサ
8a 心電信号
9 受信コイル
10 コントローラ
11 表示部
12 操作部
13 被検体
14 心臓
15 動脈
16 静脈
17 腎臓
50 パルスシーケンス
101 タイミング算出部
102 第1の送信コイル制御手段
103 第2の送信コイル制御手段
104 第3の送信コイル制御手段
105 第4の送信コイル制御手段
106 第1の反転パルス送信制御手段
107 第2の反転パルス送信制御手段
108 第3の反転パルス送信制御手段
109 勾配コイル制御手段
Claims (20)
- 被検体の撮像領域を流れる体液が背景組織よりも強調されるように、前記被検体を撮像するMRI装置であって、
前記体液の縦磁化成分および前記背景組織の縦磁化成分が、正の値を有するように、前記被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段、
前記被検体にRFパルスを送信する送信コイル、
前記送信コイルから、前記体液の縦磁化成分および前記背景組織の縦磁化成分を前記正の値から負の値に反転させる第1の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第1の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記第1の反転パルスにより前記負の値に反転した前記背景組織の縦磁化成分を前記正の値に反転させる第2の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第2の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記第2の反転パルスにより前記正の値に反転した前記背景組織の縦磁化成分を前記負の値に反転させる第3の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第3の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記体液のデータを収集するための励起パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第4の送信コイル制御手段、
前記第1の反転パルスが送信されてから、第1の待ち時間が経過した時点で、前記第2の反転パルスが送信されるように、前記第2の送信コイル制御手段を制御する第1の反転パルス送信制御手段、
前記第2の反転パルスが送信されてから、第2の待ち時間が経過した時点で、前記第3の反転パルスが送信されるように、前記第3の送信コイル制御手段を制御する第2の反転パルス送信制御手段、および
前記第3の反転パルスが送信されてから、第3の待ち時間が経過した時点で、前記励起パルスが送信されるように、前記第4の送信コイル制御手段を制御する第3の反転パルス送信制御手段、
を有するMRI装置であって、
前記第3の反転パルス送信制御手段は、前記撮像領域を流れる前記第1の体液の縦磁化成分の絶対値が、前記撮像領域の背景組織の縦磁化成分の絶対値よりも大きい間に、前記励起パルスが送信されるように、前記第3の待ち時間を設定する、MRI装置。 - 前記第1の待ち時間と第2の待ち時間との合計時間は、前記第1の反転パルスによって前記負の値に反転した前記第1の体液の縦磁化成分がヌルポイントに到達するまでの時間である、請求項1に記載のMRI装置。
- 前記第1の待ち時間と第2の待ち時間との合計時間は、前記第1の反転パルスによって前記負の値に反転した前記第1の体液の縦磁化成分がヌルポイントに到達するまでの時間よりも短い、請求項1に記載のMRI装置。
- 前記第1の待ち時間は、前記第2の待ち時間よりも短い、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記第3の待ち時間は、前記第3の反転パルスによって前記負の値に反転した前記第2の体液の縦磁化成分がヌルポイントに到達するまでの時間である、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記第3の反転パルスは、前記撮像領域に流入した体液の縦磁化成分を反転させる、請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 勾配コイルを有する、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記勾配コイルから勾配パルスが印加されるように、勾配コイルを制御する勾配コイル制御手段、を有する請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記被検体の呼吸を検出し、呼吸信号を出力する呼吸検出手段、を有する請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記呼吸検出手段が出力した呼吸信号に基づいて、パルスシーケンスを実行するタイミングを算出するタイミング算出手段を有する、請求項9に記載のMRI装置。
- 前記被検体の心拍を検出し、心電信号を出力する心拍検出手段、を有する請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記心拍検出手段が出力した心電信号に基づいて、パルスシーケンスを実行するタイミングを算出するタイミング算出手段を有する、請求項11に記載のMRI装置。
- 前記第1の反転パルスは、非選択的RF反転パルスである、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記第2の反転パルスは、選択的RF反転パルスである、請求項1〜13のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記第3の反転パルスは、非選択的RF反転パルスである、請求項1〜14のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記体液は動脈血であり、前記背景組織は静脈血、脳脊髄液、又は静止組織である、請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記体液は脳脊髄液であり、前記背景組織は動脈血、静脈血、又は静止組織である、請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記体液は静脈血であり、前記背景組織は動脈血、脳脊髄液、又は静止組織である、請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 前記静止組織は、腎臓である、請求項16〜18のうちのいずれか一項に記載のMRI装置。
- 被検体の撮像領域を流れる体液が背景組織よりも強調されるように、前記被検体を撮像するMRI装置であって、前記体液の縦磁化成分および前記背景組織の縦磁化成分が、正の値を有するように、前記被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体にRFパルスを送信する送信コイルとを有するMRI装置を、
前記送信コイルから、前記体液の縦磁化成分および前記背景組織の縦磁化成分を前記正の値から負の値に反転させる第1の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第1の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記第1の反転パルスにより前記負の値に反転した前記背景組織の縦磁化成分を前記正の値に反転させる第2の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第2の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記第2の反転パルスにより前記正の値に反転した前記背景組織の縦磁化成分を前記負の値に反転させる第3の反転パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第3の送信コイル制御手段、
前記送信コイルから、前記体液のデータを収集するための励起パルスが送信されるように、前記送信コイルを制御する第4の送信コイル制御手段、
前記第1の反転パルスが送信されてから、第1の待ち時間が経過した時点で、前記第2の反転パルスが送信されるように、前記第2の送信コイル制御手段を制御する第1の反転パルス送信制御手段、
前記第2の反転パルスが送信されてから、第2の待ち時間が経過した時点で、前記第3の反転パルスが送信されるように、前記第3の送信コイル制御手段を制御する第2の反転パルス送信制御手段、および
前記第3の反転パルスが送信されてから、第3の待ち時間が経過した時点で、前記励起パルスが送信されるように、前記第4の送信コイル制御手段を制御する第3の反転パルス送信制御手段であって、前記撮像領域を流れる前記第1の体液の縦磁化成分の絶対値が、前記撮像領域の背景組織の縦磁化成分の絶対値よりも大きい間に、前記励起パルスが送信されるように、前記第3の待ち時間を設定する第3の反転パルス送信制御手段、
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