JP2013056269A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
Magnetic resonance imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013056269A JP2013056269A JP2012286005A JP2012286005A JP2013056269A JP 2013056269 A JP2013056269 A JP 2013056269A JP 2012286005 A JP2012286005 A JP 2012286005A JP 2012286005 A JP2012286005 A JP 2012286005A JP 2013056269 A JP2013056269 A JP 2013056269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- labeling
- region
- imaging
- region including
- cerebrospinal fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、血液や脳脊髄液(CSF)などの体内の移動物質の動態観測に適する磁気共鳴イメージング装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus suitable for observing the dynamics of moving substances in the body such as blood and cerebrospinal fluid (CSF).
インバージョンパルスを印加することにより、ある時刻、ある位置にある観察対象に縦磁化の形でラベリング(標識化)を行い、一定時間後にMRI画像を撮像することにより、ラベリングされた観察対象の分布を把握する方法が知られている(例えば、非特許文献1を参照)。
By applying an inversion pulse, the observation target at a certain time is labeled (labeled) in the form of longitudinal magnetization, and an MRI image is captured after a certain period of time, whereby the distribution of the labeled observation target Is known (see Non-Patent
この方法を用いる場合、心電同期法を用いて心臓のR波など特徴的な心電波形が現れる時刻を基準にして、その時刻から一定時間経過した時刻に画像化のためのRF励起およびエコー信号の収集を行うことが多い。これは、血液や脳脊髄液等の流速変化は心時相(cardiac phase)に高い相関を持って変動する性質があることが多いことを利用している。このような同期方法をとることにより、拍動によるアーチファクトを低減することができるとともに、血管や脳脊髄液等の描出能や信号強度が安定したり、画質が向上するからである。 When this method is used, RF excitation and echo for imaging are performed at a time when a certain time has elapsed from the time at which a characteristic electrocardiogram waveform such as an R wave of the heart appears using the ECG synchronization method. Signal collection is often performed. This utilizes the fact that changes in the flow rate of blood, cerebrospinal fluid, and the like often have the property of having a high correlation with the cardiac phase. By adopting such a synchronization method, artifacts due to pulsation can be reduced, and the rendering ability and signal intensity of blood vessels and cerebrospinal fluid are stabilized, and the image quality is improved.
さらに、画像化のための収集の前に、選択励起法による縦磁化のラベリングを行い、そのラベリングの時刻から画像化までの時間TIを変更しながら複数の画像を撮像する方法が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この方法で得られた複数の画像を一定時間をおいて連続的に表示することにより、血液や脳脊髄液等の体内の移動物質の動態が観察できる。 Furthermore, a method is known in which longitudinal magnetization is labeled by a selective excitation method before acquisition for imaging, and a plurality of images are captured while changing the time TI from the labeling time to imaging. (For example, see Patent Document 1). By continuously displaying a plurality of images obtained by this method with a certain time interval, the dynamics of moving substances in the body such as blood and cerebrospinal fluid can be observed.
図24はこの従来例のパルスシーケンスを示す図である。図24に示される波形は上から順番に、同期波形としてのECG(electrocardiograph)、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、高周波パルス印加時の搬送波の中心周波数からのずれ(△f)を示す。期間P1は、血液や脳脊髄液をラベリングするためのタグ(標識)用シーケンス部分であり、期間P2は、画像化のための本体のパルスシーケンス部分である。期間P1,P2とも、選択励起時にはそれぞれ独立に傾斜磁場強度の組み合わせおよび△fを設定することができ、励起面の方向および位置をそれぞれ独立に設定することができる。この例では、高速スピンエコー法の場合の例を示すが、たとえばコヒーレント型のグラディエントエコー法(TrueSSFP法,TrueFISP,balancedFFE法)などの任意の画像化方法が利用可能である。同一の時間TIで1画像を再構成するために必要なショット数分を収集する。時間TIを変化させながらこの撮像を繰り返す。撮像された時間TIの異なる複数の画像を連続的に表示することにより、脳脊髄液の動態観察を行う。期間P1における標識用パルスで励起された部分のうちで動きがある部分に関しては、時間TIの間に流速に応じて移動するため、画像上標識した領域以外の部分が低信号化される。これにより、血液や脳脊髄液の動きが観察できる。また、期間P1におけるRFパルスの時間的に前あるいは後に非選択のIRパルスをもう1つ付加することにより、標識された部分の縦磁化がほぼ初期状態となり、血液や脳脊髄液の動きを高信号として画像化する例も示されている。 FIG. 24 is a diagram showing a pulse sequence of this conventional example. The waveforms shown in FIG. 24 are, in order from the top, ECG (electrocardiograph) as a synchronous waveform, a high-frequency pulse (RF) applied to the imaging target, a gradient magnetic field waveform (Gss) in the slice direction, and a gradient magnetic field waveform in the readout direction ( Gro), a gradient magnetic field waveform (Gpe) in the phase encoding direction, and a deviation (Δf) from the center frequency of the carrier wave when a high frequency pulse is applied. The period P1 is a tag sequence part for labeling blood and cerebrospinal fluid, and the period P2 is a pulse sequence part of the main body for imaging. In both periods P1 and P2, the gradient magnetic field strength combination and Δf can be set independently during selective excitation, and the direction and position of the excitation plane can be set independently. In this example, an example of the fast spin echo method is shown, but any imaging method such as a coherent gradient echo method (TrueSSFP method, TrueFISP, balancedFFE method) can be used. The number of shots necessary for reconstructing one image at the same time TI is collected. This imaging is repeated while changing the time TI. The cerebrospinal fluid dynamics are observed by continuously displaying a plurality of captured images having different times TI. Of the portion excited by the labeling pulse in the period P1, the portion that moves is moved according to the flow velocity during the time TI, so that the portion other than the labeled region on the image is reduced in signal. Thereby, the movement of blood and cerebrospinal fluid can be observed. Further, by adding another non-selective IR pulse before or after the RF pulse in the period P1, the longitudinal magnetization of the labeled portion becomes almost the initial state, and the movement of blood and cerebrospinal fluid is increased. An example of imaging as a signal is also shown.
また、脳脊髄液の移動に関する測定手段として、他に放射性同位元素を脊髄腔内に注入し、数時間単位で体内の移動をシンチレーションカウンタなどの手段で追跡する方法や、造影剤(Metrizamide)を用いX線CT(computed tomography)で同様に測定を行う方法などがある。これらの方法は、bulk motionと呼ばれる長時間の脳脊髄液の移動について観測しやすいという長所があるが、いずれも被検査者へ対する侵襲性が高く、注入するため脳脊髄液の内圧が変化する恐れがあり観測対象に影響を与えてしまうなどの不具合がある。 In addition, as a measurement method related to the movement of cerebrospinal fluid, other methods such as injecting a radioisotope into the spinal cavity and tracking the movement in the body by means of a scintillation counter in several hours, or a contrast agent (Metrizamide) There is a method of performing the same measurement using X-ray CT (computed tomography). These methods have the advantage of being able to observe long-term cerebrospinal fluid movement called bulk motion, but all of them are highly invasive to the subject, and the internal pressure of cerebrospinal fluid changes due to injection. There is a problem that there is a fear and affects the observation target.
課題:ラベリングを利用した撮像を行うためには、装置使用者は脳脊髄液の循環経路に関する臨床的な知識が必要で、撮像条件を適切に設定することが困難であるという不具合があった。 Problem: In order to perform imaging using labeling, the apparatus user needs clinical knowledge about the circulation path of cerebrospinal fluid, and it is difficult to set imaging conditions appropriately.
本発明の目的は、撮像条件を容易かつ適切に設定することを可能とすることにある。 An object of the present invention is to enable easy and appropriate setting of imaging conditions.
本発明は、被検体の脳脊髄液の動態観測を目的として、前記脳脊髄液をイメージングする磁気共鳴イメージング装置において、前記被検体の撮像領域内のモンロー溝を含む領域、中脳水道および橋槽を含む領域、大後頭孔を含む領域、大脳外側窩を含む領域の少なくともいずれかの標識化領域の脳脊髄液に含まれるスピンを標識化する標識化手段と、所定のパルスシーケンスにより前記撮像領域に含まれるスピンに関するエコー信号を取得する取得手段と、前記標識化を行った時点から前記エコー信号の取得のサイクルを複数回行うように前記標識化手段及び前記取得手段を制御する制御手段と、前記複数回のサイクルのそれぞれにて取得された前記エコー信号に基づいて前記撮像領域内の複数の画像を再構成する再構成手段とを備えた。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus for imaging cerebrospinal fluid for the purpose of observing cerebrospinal fluid dynamics in a subject, a region including a Monroe groove in the imaging region of the subject, a midbrain aqueduct, and a bridge tank A labeling means for labeling spins contained in cerebrospinal fluid in at least one of a labeling region, a region including a large occipital foramen, a region including a lateral cerebral fossa, and the imaging region by a predetermined pulse sequence Acquisition means for acquiring an echo signal related to spin included in the control means, and a control means for controlling the labeling means and the acquisition means so as to perform a plurality of acquisition cycles of the echo signal from the time when the labeling is performed, Reconstructing means for reconstructing a plurality of images in the imaging region based on the echo signals acquired in each of the plurality of cycles.
以下、図面を参照して本発明の第1乃至第7の実施形態について説明する。 Hereinafter, first to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は第1乃至第7の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置と称する)の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) according to the first to seventh embodiments.
このMRI装置は、被検体としての患者Pを載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロールおよび画像再構成を担う制御・演算部と、被検体Pの心時相を表す信号としてのECG信号を計測する心電計測部と、患者Pに息止めを指令するための息止め指令部とを備えている。 This MRI apparatus includes a bed unit on which a patient P as a subject is placed, a static magnetic field generating unit for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field generating unit for adding position information to the static magnetic field, and transmission and reception for transmitting and receiving high-frequency signals. Unit, a control / arithmetic unit responsible for overall system control and image reconstruction, an electrocardiogram measurement unit that measures an ECG signal as a signal representing the cardiac time phase of the subject P, and commands the patient P to hold his / her breath And a breath-hold command unit.
静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石1と、この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを含み、被検体Pが遊挿される円筒状の開口部(診断用空間)の軸方向(Z軸方向)に静磁場H0を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル14が設けられている。このシムコイル14には、後述するホスト計算機の制御下で、シムコイル電源15から静磁場均一化のための電流が供給される。寝台部は、被検体Pを載せた天板を磁石1の開口部に退避可能に挿入できる。
The static magnetic field generation unit includes, for example, a
傾斜磁場発生部は、傾斜磁場コイルユニット3を含む。この傾斜磁場コイルユニット3は、互いに直交するX、YおよびZ軸方向の傾斜磁場を発生させるための3組のコイル3x、コイル3y,コイル3zを備える。傾斜磁場発生部はまた、コイル3x〜3zに電流を供給する傾斜磁場電源4を含む。傾斜磁場電源4は、後述するシーケンサ5の制御のもと、傾斜磁場を発生させるためのパルス電流をコイル3x〜3zに供給する。
The gradient magnetic field generator includes a gradient magnetic field coil unit 3. The gradient magnetic field coil unit 3 includes three sets of
傾斜磁場電源4からコイル3x〜3zに供給されるパルス電流を調整することにより、物理軸であるX,Y,Z方向の各軸の傾斜磁場を合成して、互いに直交するスライス方向傾斜磁場Gs、位相エンコード方向傾斜磁場Ge、および読出し方向(周波数エンコード方向)傾斜磁場Grの各論理軸方向を任意に設定することができる。スライス方向、位相エンコード方向および読出し方向の各傾斜磁場は、静磁場H0に重畳される。
By adjusting the pulse current supplied from the gradient magnetic
送受信部は、磁石1内の撮影空間にて被検体Pの近傍に配設されるRFコイル7と、このコイル7に接続された送信器8Tおよび受信器8Rとを含む。送信器8Tおよび受信器8Rは、後述するシーケンサ5の制御の下で動作する。送信器8Tは、核磁気共鳴(NMR)を起こさせるためのラーモア周波数のRFパルスをRFコイル7に供給する。受信器8Rは、RFコイル7が受信したエコー信号(高周波信号)を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、A/D変換してエコー信号に応じたデジタル量のエコーデータ(原データ)を生成する。
The transmission / reception unit includes an
制御・演算部は、シーケンサ(シーケンスコントローラとも呼ばれる)5、ホスト計算機6、演算ユニット10、記憶ユニット11、表示器12、入力器13および音声発生器16を含む。このうち、ホスト計算機6は、記憶したソフトウエア手順により、シーケンサ5にパルスシーケンス情報を指令するとともに、装置全体の動作を統括する機能を有する。
The control / arithmetic unit includes a sequencer (also referred to as a sequence controller) 5, a host computer 6, an
ホスト計算機6は、位置決め用スキャンなどの準備作業に引き続いて、イメージングスキャンを実施する。イメージングスキャンは、画像再構成に必要なエコーデータの組を収集するスキャンであり、ここでは2次元スキャンに設定されている。イメージングスキャンは、ECG信号に依るECGゲート法を併用して行うことができる。なお、このECGゲート法は場合によっては併用しなくてもよい。 The host computer 6 performs an imaging scan following a preparatory work such as a positioning scan. The imaging scan is a scan that collects a set of echo data necessary for image reconstruction, and is set to a two-dimensional scan here. The imaging scan can be performed using an ECG gate method based on an ECG signal. This ECG gate method may not be used in some cases.
パルスシーケンスとしては、3次元(3D)スキャンまたは2次元(2D)スキャンである。そのパルス列の形態としては、SE(spin echo)法、FSE(fast spin echo)法、高速SE法にハーフフーリエ法を組み合わせたFASE(fast asymmetric spin echo)法、EPI(echo planar imaging)法などが用いられる。 The pulse sequence is a three-dimensional (3D) scan or a two-dimensional (2D) scan. The pulse train forms include the SE (spin echo) method, the FSE (fast spin echo) method, the FASE (fast asymmetric spin echo) method combining the fast SE method with the half Fourier method, and the EPI (echo planar imaging) method. Used.
シーケンサ5は、CPUおよびメモリを備えており、ホスト計算機6から送られてきたパルスシーケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電源4、送信器8Tおよび受信器8Rのそれぞれの動作を制御するとともに、受信器8Rが出力したエコーデータを一旦入力し、これを演算ユニット10に転送する。パルスシーケンス情報は、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源4、送信器8Tおよび受信器8Rを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばコイル3x〜3zに印加するパルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどに関する情報を含む。
The
演算ユニット10は、受信器8Rが出力したエコーデータをシーケンサ5を介して入力する。演算ユニット10は、その内部メモリ上のフーリエ空間(k空間または周波数空間とも呼ばれる)にエコーデータを配置し、このエコーデータを各組毎に2次元または3次元のフーリエ変換に付して実空間の画像データに再構成する。また演算ユニットは、必要に応じて、画像に関するデータの合成処理や差分演算処理などを行うことができる。
The
合成処理には、2次元の複数フレームの画像データを対応する画素毎に加算する加算処理、3次元データに対して視線方向の最大値または最小値を選択する最大値投影(MIP)処理または最小値投影処理などが含まれる。また、合成処理の別の例として、フーリエ空間上で複数フレームの軸の整合をとってエコーデータのまま1フレームのエコーデータに合成するようにしてもよい。なお、加算処理には、単純加算処理、加算平均処理、重み付け加算処理などが含まれる。 In the synthesis process, an addition process that adds image data of two-dimensional plural frames for each corresponding pixel, a maximum value projection (MIP) process that selects a maximum value or a minimum value in the line-of-sight direction for the three-dimensional data, or a minimum Value projection processing and the like are included. As another example of the synthesis process, the axes of a plurality of frames may be matched in the Fourier space and synthesized into one frame of echo data as it is. The addition processing includes simple addition processing, addition averaging processing, weighted addition processing, and the like.
記憶ユニット11は、再構成された画像データのみならず、上述の合成処理や差分処理が施された画像データを保管することができる。表示器12は、ホスト計算機6の制御の下に画像を表示する。入力器13を介して、術者が希望する撮影条件、パルスシーケンス、画像合成や差分演算に関する情報をホスト計算機6に入力できる。
The
息止め指令部の一要素として音声発生器16を備える。この音声発生器16は、ホスト計算機6から指令の下に、息止め開始および息止め終了のメッセージを音声として発することができる。
The
心電計測部は、被検体の体表に付着させてECG信号を電気信号として検出するECGセンサ17と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各種の処理を施してホスト計算機6およびシーケンサ5に出力するECGユニット18とを含む。心電計測部による計測信号は、イメージングスキャンを実行するときにシーケンサ5により用いられる。これにより、ECGゲート法(心電同期法)による同期タイミングを適切に設定でき、この同期タイミングに基づくECGゲート法のイメージングスキャンを行ってデータ収集できるようになっている。
The electrocardiograph measures the
次に以上のように構成されたMRI装置の動作について詳細に説明する。 Next, the operation of the MRI apparatus configured as described above will be described in detail.
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below.
図2は第1の実施形態におけるパルスシーケンスを示す図である。図2に示される波形は上から順番に、同期波形としてのECG(electrocardiograph)、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、高周波パルス印加時の搬送波の中心周波数からのずれ(△f)を示す。期間P1は、血液や脳脊髄液をラベリングするためのタグ(標識)用シーケンス部分であり、期間P2は、画像化のための本体のパルスシーケンス部分である。この例では、高速スピンエコー法を採用しているが、たとえばコヒーレント型のグラディエントエコー法(TrueSSFP法,TrueFISP,balancedFFE法)などの任意の画像化方法が利用可能である。 FIG. 2 is a diagram showing a pulse sequence in the first embodiment. The waveforms shown in FIG. 2 are, in order from the top, an ECG (electrocardiograph) as a synchronous waveform, a radio frequency pulse (RF) applied to an imaging target, a gradient magnetic field waveform (Gss) in a slice direction, and a gradient magnetic field waveform in a readout direction ( Gro), a gradient magnetic field waveform (Gpe) in the phase encoding direction, and a deviation (Δf) from the center frequency of the carrier wave when a high frequency pulse is applied. The period P1 is a tag sequence part for labeling blood and cerebrospinal fluid, and the period P2 is a pulse sequence part of the main body for imaging. In this example, the fast spin echo method is adopted, but any imaging method such as a coherent gradient echo method (TrueSSFP method, TrueFISP, balancedFFE method) can be used.
図2と図24とを比較して分かるように、第1の実施形態におけるパルスシーケンスは、特許文献1に開示されたパルスシーケンスをベースとしている。すなわち、期間P1におけるラベリングと期間P2におけるエコー収集とからなる撮像サイクルを、ラベリングパルスLPによる励起を行ってからエコー収集のためのパルスシーケンスを開始するまでの時間TIの大きさを変更しながら複数回繰り返す。そして第1の実施形態におけるパルスシーケンスが図24に示されたパルスシーケンスと異なるのは、基準時相からラベリングパルスLPによる励起を行うまでの時間TDtagを、撮像サイクル毎に時間TIの大きさに相反して変化させている点にある。なおここでは、ECGにR波が生じる時相を基準時相としている。
As can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 24, the pulse sequence in the first embodiment is based on the pulse sequence disclosed in
図3は条件設定のためのホスト計算機6の処理のフローチャートを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of processing of the host computer 6 for setting conditions.
ステップSa1においてホスト計算機6は、複数回の撮像サイクルのそれぞれに関して例えば術者により指定される時間TInの値を入力するか、あるいは例えば術者により指定される撮像サイクルの回数、最初の撮像サイクルにおける時間TI1の値、ならびに時間TIの変化量ΔTIを入力して、2つ目以降の撮像サイクルのそれぞれに関する時間TInを予め定められた数式に基づいて算出する。この数式としては例えば、次のような式が適用できる。 In step Sa1, the host computer 6 inputs, for example, the value of the time TI n specified by the operator for each of a plurality of imaging cycles, or the number of imaging cycles specified by the operator, for example, the first imaging cycle. The value of the time TI 1 and the amount of change ΔTI of the time TI are input, and the time TI n for each of the second and subsequent imaging cycles is calculated based on a predetermined mathematical formula. As this formula, for example, the following formula can be applied.
TIn=TI1−(n−1)・ΔTI
ステップSa2においてホスト計算機6は、基準時相からエコー収集のためのパルスシーケンスを開始するまでの時間TDseqとして例えば術者により指定される値を入力する。
TI n = TI 1 − (n−1) · ΔTI
In step Sa2, the host computer 6 inputs a value designated by the operator, for example, as a time TDseq from the reference time phase until the start of a pulse sequence for echo collection.
ステップSa1およびステップSa2において各種の値は、デフォルト値、あるいは複数のデフォルト値のうちの術者により選択された値とするなどのように、その入力の形態は任意であって良い。また各種の値を入力する順序は、任意であって良い。 In step Sa1 and step Sa2, various values may be input in any form such as a default value or a value selected by an operator from a plurality of default values. The order in which various values are input may be arbitrary.
ステップSa3においてホスト計算機6は、複数回の撮像サイクルのそれぞれに関する時間TDtagnを次の式により算出する。 In step Sa3, the host computer 6 calculates a time TDtag n for each of a plurality of imaging cycles by the following equation.
TDtagn=TDseq−TIn
なお、装置の制御の都合上、TDtagnは0または正の値でなければならないことが一般的であるため、必要に応じて、TDseqの入力時にTDseqがTInの最大値と同等かそれ以上になるように、入力の制限を行ってもよい。
TDtag n = TDseq-TI n
In general, TDtag n must be 0 or a positive value for the control of the device. Therefore, if necessary, TDseq is equal to or greater than the maximum value of TI n when TDseq is input. The input may be limited so that
ステップSa4においてホスト計算機6は、図2に示したパルスシーケンスに従ってスキャンを実行する。そしてこの時にホスト計算機6は、n番目の撮像サイクルにおいては、時間TDtagnおよび時間TInをそれぞれ適用するようにシーケンサ5に指示する。この指示に基づいてシーケンサ5は、時間TDtagおよび時間TIをそれぞれ変化させながら、撮像サイクルを繰り返し実行する。図2の例では、1番目の撮像サイクルにおける時間TI1に対して2番目の撮像サイクルにおける時間TI2は小さくなっているが、これとは相反的に1番目の撮像サイクルにおける時間TDtag1に対して2番目の撮像サイクルにおける時間TDtag2は大きくなっている。
In step Sa4, the host computer 6 executes scanning according to the pulse sequence shown in FIG. At this time, the host computer 6 instructs the
撮像サイクル毎に収集されるエコーデータに基づいてそれぞれ再構成される複数の画像を連続的に表示することにより、血液や脳脊髄液の動態観察を行うのに有用な情報を提示することができる。すなわち、期間P1におけるラベリングパルスLPで励起された部分のうちで動きがある部分に関しては時間TIの間に流速に応じて移動するため、画像上タグしていない領域が低信号化される。この部分を各画像上で追跡することにより、血液や脳脊髄液の動きが観察できる。 Information that is useful for observing the dynamics of blood and cerebrospinal fluid can be presented by continuously displaying multiple images reconstructed based on echo data collected for each imaging cycle. . That is, in the portion excited by the labeling pulse LP in the period P1, the portion that moves is moved according to the flow velocity during the time TI, so that the region that is not tagged on the image is reduced in signal. By tracking this part on each image, the movement of blood and cerebrospinal fluid can be observed.
ところで第1の実施形態では、時間TDtagを時間TIに対して反比例させているため、時間TDseqは各撮像サイクルで同一である。このため、時間TIを変化させて血液や脳脊髄液の動態を描出しながらも、基準時相からエコー収集のためのパルスシーケンスを開始するまでの時間TDseqは各撮像サイクルで均一である。このため、各撮像サイクルは高精度にECGに同期するため、拍動に伴う周期的な変動の影響が抑制され、撮像毎の画像の変動やアーチファクトが抑制できる。 In the first embodiment, since the time TDtag is inversely proportional to the time TI, the time TDseq is the same in each imaging cycle. For this reason, the time TDseq from the reference time phase to the start of the pulse sequence for echo collection is uniform in each imaging cycle while the dynamics of blood and cerebrospinal fluid are depicted by changing the time TI. For this reason, since each imaging cycle synchronizes with ECG with high precision, the influence of the periodic fluctuation accompanying a pulsation is suppressed, and the fluctuation | variation and artifact of the image for every imaging can be suppressed.
本体のパルスシーケンスとしてCPMGパルス系列を使用した高速スピンエコー法などを使用した場合、流速による位相変化量の異なる複数のエコー成分の合成として画像が構成されているため、位相の干渉作用により、流速に応じた画像値の変化が激しい。このため、第1の実施例により時間TDseqが各撮像サイクルで均一であることによる画質変動の減少は、他のパルスシーケンスより顕著であり、特に効果的である。 When the high-speed spin echo method using the CPMG pulse sequence is used as the pulse sequence of the main body, the image is constructed as a composite of a plurality of echo components having different phase change amounts due to the flow velocity. The image value changes drastically in response to. For this reason, according to the first embodiment, the reduction in image quality variation due to the uniform time TDseq in each imaging cycle is more significant than other pulse sequences, and is particularly effective.
なお、1画像を再構成するために複数のショットが必要なパルスシーケンスを採用することも可能である。この場合には、1画像を再構成するために必要なショット数分のエコー収集を時間TIを変更せずに繰り返し、さらにこのような処理を時間TIを変更しながら繰り返す手順をとれば良い。 It is also possible to employ a pulse sequence that requires a plurality of shots in order to reconstruct one image. In this case, it suffices to repeat the procedure of echo collection for the number of shots necessary to reconstruct one image without changing the time TI, and further repeating such processing while changing the time TI.
また、図4に示すように、ラベリングパルスLPの前に、スライス非選択(RF印加時にスライス傾斜磁場が0である)の状態でIRパルス(180度パルス)Aを付加しても良い。これにより、ラベリングされた部分の縦磁化がほぼ初期状態となり、血液や脳脊髄液の動きを高信号として画像化することができる。すなわち、図2に示すパルスシーケンスにより得られる画像をネガポジ反転した画像を得ることができる。 Further, as shown in FIG. 4, an IR pulse (180 degree pulse) A may be added before the labeling pulse LP in a non-slice state (the slice gradient magnetic field is 0 when RF is applied). As a result, the longitudinal magnetization of the labeled portion becomes almost the initial state, and the movement of blood or cerebrospinal fluid can be imaged as a high signal. That is, an image obtained by inverting the image obtained by the pulse sequence shown in FIG. 2 can be obtained.
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described.
図5は第2の実施形態におけるパルスシーケンスを示す図である。図5に示される波形は上から順番に、同期波形としての脳脊髄液拍動波形、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、高周波パルス印加時の搬送波の中心周波数からのずれ(△f)を示す。期間P1は、血液や脳脊髄液をラベリングするためのタグ(標識)用シーケンス部分であり、期間P2は、画像化のための本体のパルスシーケンス部分である。この例では、高速スピンエコー法を採用しているが、たとえばコヒーレント型のグラディエントエコー法(TrueSSFP法,TrueFISP,balancedFFE法)などの任意の画像化方法が利用可能である。 FIG. 5 is a diagram showing a pulse sequence in the second embodiment. The waveforms shown in FIG. 5 are, in order from the top, the cerebrospinal fluid pulsation waveform as a synchronous waveform, the high-frequency pulse (RF) applied to the imaging target, the gradient magnetic field waveform (Gss) in the slice direction, and the gradient magnetic field in the readout direction. A waveform (Gro), a gradient magnetic field waveform (Gpe) in the phase encoding direction, and a deviation (Δf) from the center frequency of the carrier wave when a high frequency pulse is applied are shown. The period P1 is a tag sequence part for labeling blood and cerebrospinal fluid, and the period P2 is a pulse sequence part of the main body for imaging. In this example, the fast spin echo method is adopted, but any imaging method such as a coherent gradient echo method (TrueSSFP method, TrueFISP, balancedFFE method) can be used.
図5と図24とを比較して分かるように、第2の実施形態におけるパルスシーケンスは、特許文献1に開示されたパルスシーケンスと同様な期間P1,P2を有し、さらに期間P1に先立って期間P11を有している。期間P11は、期間P1の開始のトリガを検出するための期間である。そしてこの期間P11にてトリガが検出された時相を基準時相として、期間P1におけるラベリングと期間P2におけるエコー収集とからなる撮像サイクルを複数回繰り返す。
As can be seen by comparing FIG. 5 and FIG. 24, the pulse sequence in the second embodiment has the same periods P1 and P2 as the pulse sequence disclosed in
図6は図5中の期間P11におけるトリガ検出用のパルスシーケンスを示す図である。図6に示される波形は上から順番に、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、フローエンコードのための傾斜磁場パルス(Gvenc)、エコー信号波形(Echo)を示す。期間P21は、円柱状の領域を励起するための2次元RFパルスである。この2次元RFパルスによる励起は、「Hardy, C. J., and Cline, H. E., 1989. Broadband nuclear magnetic resonance pulses with two-dimensional spatial selectivity. J.Appl.Phys 66:1513-1516.」により知られている。 FIG. 6 is a diagram showing a pulse sequence for trigger detection in the period P11 in FIG. The waveforms shown in FIG. 6 are, in order from the top, a radio frequency pulse (RF) applied to the imaging target, a gradient magnetic field waveform (Gss) in the slice direction, a gradient magnetic field waveform (Gro) in the readout direction, and a gradient magnetic field in the phase encoding direction. A waveform (Gpe), a gradient magnetic field pulse (Gvenc) for flow encoding, and an echo signal waveform (Echo) are shown. The period P21 is a two-dimensional RF pulse for exciting a cylindrical region. This excitation by two-dimensional RF pulses is known from “Hardy, CJ, and Cline, HE, 1989. Broadband nuclear magnetic resonance pulses with two-dimensional spatial selectivity. J. Appl. Phys 66: 1513-1516.” .
流速の時間分解能を上げるため、スライス方向、位相エンコード方向の2次元励起法により撮像領域を限定して一回の時間TRで、限定されたボリュームの脳脊髄液や血液などの流速を測定することができる。励起後、エコー収集までの間にフローエンコードのための傾斜磁場パルスGvencを印加することにより、エコー信号には期間中の平均流速に比例した位相変化が生じる。なお、時間TRは、例えば10〜200ms程度である。 To increase the temporal resolution of the flow velocity, measure the flow velocity of cerebrospinal fluid or blood in a limited volume in a single time TR by limiting the imaging area by two-dimensional excitation in the slice direction and phase encoding direction. Can do. By applying a gradient magnetic field pulse Gvenc for flow encoding after excitation until echo collection, the echo signal undergoes a phase change proportional to the average flow velocity during the period. The time TR is about 10 to 200 ms, for example.
上記のトリガ検出用のパルスシーケンスにより、例えば図7に示す波形Wのようなエコー信号が得られる。そしてホスト計算機6によってエコー信号を1次元フーリエ変換(1DFT)することにより、図7に示すようにリードアウト方向の絶対値および位相のプロファイルPR1,PR2が得られる。 For example, an echo signal having a waveform W shown in FIG. 7 is obtained by the above-described pulse sequence for trigger detection. Then, by performing one-dimensional Fourier transform (1DFT) on the echo signal by the host computer 6, absolute values and phase profiles PR1 and PR2 in the readout direction are obtained as shown in FIG.
さて、第2の実施形態における撮像を開始する前には、トリガ検出用のパルスシーケンスにおいて励起する領域(以下、励起領域と称する)と、位相変化の観測対象の領域(以下、観測対象領域と称する)とを、例えば術者の指示に応じて設定しておく。 Before starting imaging in the second embodiment, an area to be excited in a pulse sequence for trigger detection (hereinafter referred to as an excitation area), an area to be observed for phase change (hereinafter referred to as an observation area) Is set in accordance with an instruction from the surgeon, for example.
図9は励起領域および観測対象領域の設定例を示す図である。この例では、位置決め用画像上に励起領域を表す矩形枠21と、リードアウト方向に直交する2本の直線22,23を術者に指定させる。そしてホスト計算機6は、投影形状が矩形枠21のようになる円柱状(棒状)の領域を励起領域として設定し、直線22,23のリードアウト方向の中間位置r0と直線22,23の間隔Δrとして観察対象領域を設定する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of setting the excitation region and the observation target region. In this example, the operator designates a
図10は励起領域および観測対象領域の別の設定例を示す図である。この例では、リードアウト方向が図9の例におけるリードアウト方向と異なっているために、矩形枠24および直線25,26の向きが異なっているが、投影形状が矩形枠24のようになる円柱状(棒状)の領域を励起領域として設定し、直線25,26のリードアウト方向の中間の位置r0と直線25,26の間隔Δrとにより観察対象領域を設定することについては何ら変わらない。なお、位置r0に代えて2つの直線のそれぞれのリードアウト方向の位置を観察対象領域の情報として用いても良い。
FIG. 10 is a diagram illustrating another example of setting the excitation region and the observation target region. In this example, since the lead-out direction is different from the lead-out direction in the example of FIG. 9, the directions of the
なお図9および図10における位置決め用画像は、頭部のサジタル断面画像である。この場合にトリガ検出用のパルスシーケンスにおいては、頭部の脳脊髄液の流速変化をNMR信号で直接連続的に求め、トリガを検出することになる。この場合には、図9および図10に示すように、流速が速く、かつ変動が大きい、中脳水道(cerebral aqueduct)の部分が含まれるように励起領域を設定し、脳脊髄液の流れる方向にフローエンコードの方向を合わせることが望ましい。そして図9は、中脳水道の部分にリードアウト方向を沿わせた例であり、図10は中脳水道の部分にスライス方向または位相エンコード方向を沿わせた例である。図10の例の方が、観察したい脳脊髄液の部分をトリガ検出用のパルスシーケンスで励起する範囲が狭いので、トリガ検出後に実行される本撮像への影響が小さいという特長がある。 The positioning images in FIGS. 9 and 10 are sagittal cross-sectional images of the head. In this case, in the pulse sequence for trigger detection, the change in the flow rate of the cerebrospinal fluid in the head is directly and continuously obtained from the NMR signal to detect the trigger. In this case, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, the excitation region is set so as to include a cerebral aqueduct portion having a high flow velocity and a large fluctuation, and the flow direction of cerebrospinal fluid It is desirable to match the direction of flow encoding. FIG. 9 shows an example in which the lead-out direction is aligned with the portion of the midbrain, and FIG. 10 shows an example in which the slice direction or the phase encoding direction is aligned with the portion of the midbrain. The example of FIG. 10 has a feature that the influence on the main imaging performed after the trigger detection is small because the range of exciting the cerebrospinal fluid portion to be observed with the pulse sequence for trigger detection is narrower.
ホスト計算機6は、位相のプロファイルPR2における観察対象領域内での平均的な位相変化θ(ro, i)を測定する。ただし、iは時間TRの繰り返し回数のインデックスを表す。上述したようにして観測対象領域を設定しておくことで、対象のボクセルが小さくでき、パーシャルボリューム効果がより少なくなり、流速の変化をより忠実に反映した位相変化を測定できる。 The host computer 6 measures an average phase change θ (ro, i) in the observation target region in the phase profile PR2. Here, i represents an index of the number of repetitions of time TR. By setting the observation target region as described above, the target voxel can be reduced, the partial volume effect can be reduced, and the phase change reflecting the change in flow velocity more faithfully can be measured.
時間TR毎に測定される位相変化θ(ro, i)を時間順にプロットすると、例えば図8に示すように脳脊髄液の拍動の様子が表れる。かくして、測定される位相変化θ(ro, i)が予め定められた状態と合致した時点を基準時相と定めれば、この基準時相は脳脊髄液の拍動に高精度に同期する。図8の例では、位相変化θ(ro, i)が閾値を超える時相を基準時相と定める例を示している。基準時相を定めるためには、例えば図8に示すような波形を時間微分して変曲点を検出する方法などの他の方法も採用可能である。ただし、撮像開始後は位相変化θ(ro, i)は一部のデータしか収集できないので、撮像開始前にトリガ検出用シーケンスを連続的に実行し、平均的な基準時相(トリガ)の間隔、あるいは安定して基準時相(トリガ)を検出できる閾値などを決めておくことも場合によっては必要である。 When the phase change θ (ro, i) measured at each time TR is plotted in time order, for example, the state of pulsation of cerebrospinal fluid appears as shown in FIG. Thus, if the time point at which the measured phase change θ (ro, i) matches a predetermined state is determined as the reference time phase, this reference time phase is synchronized with the cerebrospinal fluid pulsation with high accuracy. In the example of FIG. 8, an example is shown in which a time phase in which the phase change θ (ro, i) exceeds a threshold is defined as a reference time phase. In order to determine the reference time phase, for example, other methods such as a method of time-differentiating a waveform as shown in FIG. 8 to detect an inflection point can be employed. However, since the phase change θ (ro, i) can only collect a part of the data after the start of imaging, the trigger detection sequence is continuously executed before the imaging starts, and the average reference time phase (trigger) interval Alternatively, it may be necessary in some cases to determine a threshold value that can stably detect the reference time phase (trigger).
そしてホスト計算機6は図5に示すように、期間P11において上述のようにして定めた基準時相に同期して、期間P1および期間P2におけるパルスシーケンス、すなわち本撮影を繰り返し行うようにシーケンサ5を制御する。なお、図5の例では、基準時相に至ったことをトリガとして、即座に期間P1におけるパルスシーケンスを開始している。 Then, as shown in FIG. 5, the host computer 6 synchronizes the pulse sequence in the periods P1 and P2, that is, the main imaging so as to repeat the main imaging in synchronization with the reference time phase determined as described above in the period P11. Control. In the example of FIG. 5, the pulse sequence in the period P1 is immediately started with the trigger of reaching the reference time phase.
このように第2の実施形態によれば、脳脊髄液の拍動を観測して、この観測結果に基づいて基準時相を定めるので、ECGを同期波形として用いるのに比べて高精度に脳脊髄液の拍動に同期させてエコーの収集を行うことができる。この結果、拍動に伴う周期的な変動の影響が抑制され、撮像毎の画像の変動やアーチファクトが抑制できる。 As described above, according to the second embodiment, the pulsation of the cerebrospinal fluid is observed, and the reference time phase is determined based on the observation result. Therefore, the brain is more accurately compared to using ECG as a synchronous waveform. Echo collection can be performed in synchronization with the spinal fluid pulsation. As a result, the influence of periodic fluctuations associated with pulsation is suppressed, and fluctuations and artifacts in images for each imaging can be suppressed.
なお、この第2の実施形態におけるトリガ検出用のパルスシーケンスを、第1の実施形態や第3の実施形態などにおける撮像のためのシーケンスなどに適用することも可能である。 It should be noted that the pulse sequence for trigger detection in the second embodiment can be applied to an imaging sequence in the first embodiment, the third embodiment, and the like.
トリガ検出のための処理の一部(例えば1次元フーリエ変換など)は、演算ユニット10にて行うようにしても良い。
A part of the processing for trigger detection (for example, one-dimensional Fourier transform) may be performed by the
脳脊髄液の局所的な流速の変化をトリガ検出の対象とした例を示したが、脳脊髄液は拍動により脳実質が動くことも知られている。高強度のフローエンコード用傾斜磁場パルス(Gvenc)を印加して、脳実質の部分の微小な動きをトリガ検出の対象にすることも可能である。また、血流の変化をトリガ検出の対象にすることも可能である。 Although an example in which a change in the local flow rate of cerebrospinal fluid is the target of trigger detection has been shown, it is also known that the cerebrospinal fluid moves the brain parenchyma due to pulsation. It is also possible to apply a high-intensity gradient magnetic field pulse (Gvenc) for flow encoding to make the minute motion of the brain parenchyma a target for trigger detection. It is also possible to make a change in blood flow the target of trigger detection.
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment will be described.
図11は第3の実施形態におけるパルスシーケンスを示す図である。図11に示される波形は上から順番に、同期波形としてのECG(electrocardiograph)、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、高周波パルス印加時の搬送波の中心周波数からのずれ(△f)を示す。期間P1は、血液や脳脊髄液をラベリングするためのタグ(標識)用シーケンス部分であり、期間P2は、画像化のための本体のパルスシーケンス部分である。この例では、高速スピンエコー法を採用しているが、たとえばコヒーレント型のグラディエントエコー法(TrueSSFP法,TrueFISP,balancedFFE法)などの任意の画像化方法が利用可能である。 FIG. 11 is a diagram showing a pulse sequence in the third embodiment. The waveforms shown in FIG. 11 are, in order from the top, an ECG (electrocardiograph) as a synchronous waveform, a radio frequency pulse (RF) applied to an imaging target, a gradient magnetic field waveform (Gss) in a slice direction, and a gradient magnetic field waveform in a readout direction ( Gro), a gradient magnetic field waveform (Gpe) in the phase encoding direction, and a deviation (Δf) from the center frequency of the carrier wave when a high frequency pulse is applied. The period P1 is a tag sequence part for labeling blood and cerebrospinal fluid, and the period P2 is a pulse sequence part of the main body for imaging. In this example, the fast spin echo method is adopted, but any imaging method such as a coherent gradient echo method (TrueSSFP method, TrueFISP, balancedFFE method) can be used.
図11と図24とを比較して分かるように、第3の実施形態におけるパルスシーケンスは、特許文献1に開示されたパルスシーケンスをベースとしている。すなわち、期間P1におけるラベリングと期間P2におけるエコー収集とからなる撮像サイクルを複数回繰り返す。そして第3の実施形態におけるパルスシーケンスが図24に示されたパルスシーケンスと異なるのは、各サイクルで時間TDtagおよび時間TIを一定としている点にある。なお、各サイクルで時間TDtagおよび時間TIを一定とするシーケンスについては、特許文献1にも示されているが、特許文献1においてはラベリングする領域を各サイクル毎に異ならせているのに対して、第3の実施形態ではラベリングする領域も各サイクルで同一としている。このようなパルスシーケンスは、シーケンサ5の制御によって実現することができる。
As can be seen by comparing FIG. 11 and FIG. 24, the pulse sequence in the third embodiment is based on the pulse sequence disclosed in
撮像サイクル毎に収集されるエコーデータに基づいてそれぞれ再構成される複数の画像を連続的に表示することにより、個々の撮像中の観測対象の動きの変動による画像変化のみを観測することができる。必要により、各画像上でラベリング部分が到達している距離により、連続表示する順序を入れ替えて表示してもよい。 By continuously displaying multiple images reconstructed based on echo data collected for each imaging cycle, it is possible to observe only image changes due to fluctuations in the movement of the observation target during individual imaging. . If necessary, the order of continuous display may be changed depending on the distance reached by the labeling portion on each image.
さらに、毎回の流速の変動の影響を低減させるためには、例えば図12に示すように、撮像した複数の画像IM1,IM2…,IMmを平均処理して平均画像IMaveを作成し、表示しても良い。あるいは、例えば図13に示すように、画像IM1,IM2…,IMmの分散に比例した分散画像IMvarを作成し、表示してもよい。さらには、平均画像IMaveと分散画像IMvarとを色を異ならせて重ねて表示してもよい。 Further, in order to reduce the influence of the fluctuation of the flow velocity every time, for example, as shown in FIG. 12, the averaged image IMave is generated and displayed by averaging the plurality of captured images IM1, IM2,. Also good. Alternatively, for example, as shown in FIG. 13, a dispersion image IMvar proportional to the dispersion of the images IM1, IM2,..., IMm may be created and displayed. Furthermore, the average image IMave and the dispersion image IMvar may be displayed with different colors.
さらに、上記のような複数回の画像収集を必要により時間TIやラベリングする領域を変化させながら行い、画像平均処理という、この一連の処理を複数の異なる時間TIや位置の異なるラベリング領域について行い、得られた複数の異なる平均処理後の画像を連続的に表示してもよい。この場合は、個々の撮像で顕著だった毎回の流速の変動の影響を大きく低減することができ、時間TIやラベリング領域の位置の違いによる画像変化をより鮮明に表示することができる。 Furthermore, the above-described multiple times of image acquisition are performed while changing the time TI and the labeling region as necessary, and this series of processing called image averaging processing is performed for a plurality of different time TI and labeling regions having different positions. A plurality of obtained images after different average processing may be continuously displayed. In this case, it is possible to greatly reduce the influence of the fluctuation of the flow velocity, which is remarkable in each imaging, and to display the image change due to the difference in the time TI and the position of the labeling region more clearly.
上記のような各種の画像の表示は、例えばホスト計算機6の制御の下に表示器12にて行われる。また各種の画像処理は、ホスト計算機6または演算ユニット10にて行う。
The display of various images as described above is performed on the
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について説明する。この第4の実施形態は本発明の目的に対応する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment will be described. This fourth embodiment corresponds to the object of the present invention.
図14は第4の実施形態におけるパルスシーケンスを示す図である。図14に示される波形は上から順番に、同期波形としてのECG(electrocardiograph)、撮像対象に印加する高周波パルス(RF)、スライス方向の傾斜磁場波形(Gss)、リードアウト方向の傾斜磁場波形(Gro)、位相エンコード方向の傾斜磁場波形(Gpe)、高周波パルス印加時の搬送波の中心周波数からのずれ(△f)を示す。期間P31は、血液や脳脊髄液をラベリングするためのタグ(標識)用シーケンス部分であり、期間P2は、画像化のための本体のパルスシーケンス部分である。この例では、高速スピンエコー法を採用しているが、たとえばコヒーレント型のグラディエントエコー法(TrueSSFP法,TrueFISP,balancedFFE法)などの任意の画像化方法が利用可能である。 FIG. 14 is a diagram showing a pulse sequence in the fourth embodiment. The waveforms shown in FIG. 14 are, in order from the top, an ECG (electrocardiograph) as a synchronous waveform, a high-frequency pulse (RF) applied to the imaging target, a gradient magnetic field waveform (Gss) in the slice direction, and a gradient magnetic field waveform in the readout direction ( Gro), a gradient magnetic field waveform (Gpe) in the phase encoding direction, and a deviation (Δf) from the center frequency of the carrier wave when a high frequency pulse is applied. The period P31 is a tag (label) sequence part for labeling blood and cerebrospinal fluid, and the period P2 is a pulse sequence part of the main body for imaging. In this example, the fast spin echo method is adopted, but any imaging method such as a coherent gradient echo method (TrueSSFP method, TrueFISP, balancedFFE method) can be used.
第4の実施形態におけるパルスシーケンスは、期間P31におけるラベリングと期間P2におけるエコー収集とからなる撮像サイクルを複数回繰り返す。期間P2におけるエコー収集のためのパルスシーケンスは、図24に示されたものと同様である。 In the pulse sequence in the fourth embodiment, an imaging cycle including labeling in the period P31 and echo collection in the period P2 is repeated a plurality of times. The pulse sequence for echo collection in the period P2 is the same as that shown in FIG.
期間31においては、ECGにR波が生じる基準時相から時間TDtagが経過した時点から、連続的に3つのラベリングパルスLP1,LP2,LP3を印加する。これらのラベリングパルスLP1,LP2,LP3を印加する際には、ラベリングされる領域をそれぞれ異ならせるために、傾斜磁場波形を例えば図14に示すように異ならせる。さらに、ラベリングパルスLP1を印加するのに先立って、ラベリングパルスLP0を印加する。この際には、傾斜磁場を発生せずに、ラベリング領域を非選択とする。このようなパルスシーケンスは、シーケンサ5の制御によって実現することができる。
In the period 31, three labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 are continuously applied from the time when the time TDtag has elapsed from the reference time phase in which the R wave is generated in the ECG. When applying these labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 , the gradient magnetic field waveforms are made different as shown in FIG. 14 in order to make the regions to be labeled different. Further, prior to applying the labeling pulse LP 1 , the labeling pulse LP 0 is applied. At this time, the labeling region is not selected without generating a gradient magnetic field. Such a pulse sequence can be realized by the control of the
ラベリングパルスLP1,LP2,LP3のいずれかで励起される領域では、ラベリングパルスLP0によっても180度反転励起される。ラベリングパルスLP0とラベリングパルスLP1,LP2,LP3との時間差は脳脊髄液のようなラベリング対象のT1値に対して十分に短いため、ラベリングパルスLP1,LP2,LP3により励起される領域では360度のフリップ角の励起をされたのと同様となり、縦磁化はほぼ初期状態となる。一方、ラベリングパルスLP1,LP2,LP3のいずれでも励起されない領域では、ラベリングパルスLP0によってしか励起されないため、180度の励起を受け、縦磁化が反転する。 In the region excited by any of the labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 , 180 ° inversion excitation is also performed by the labeling pulse LP 0 . Since the time difference between the labeling pulse LP 0 and the labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 is sufficiently shorter than the T1 value of the labeling target such as cerebrospinal fluid, it is excited by the labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 In this region, the longitudinal magnetization is almost in the initial state, as is the case with excitation of a flip angle of 360 degrees. On the other hand, in the region that is not excited by any of the labeling pulses LP 1 , LP 2 , LP 3 , it is excited only by the labeling pulse LP 0 , so that it is excited by 180 degrees and the longitudinal magnetization is inverted.
かくして第4の実施形態における上記のパルスシーケンスによれば、互いに異なる3つの領域に関してラベリングすることができる。そして期間P2において収集されるエコーから再構成される画像においては、上記の3つの領域でラベリングされた部分だけが高信号になる。つまり第4の実施形態により撮像される画像によれば、1枚の画像上で広い範囲についての脳脊髄液や血液の動態が把握でき、効率的な検査ができる。 Thus, according to the above pulse sequence in the fourth embodiment, it is possible to label three different regions. In the image reconstructed from the echoes collected in the period P2, only the portion labeled in the above three regions becomes a high signal. That is, according to the image picked up by the fourth embodiment, the dynamics of cerebrospinal fluid and blood over a wide range can be grasped on one image, and an efficient examination can be performed.
また、独立した3つの領域に関してラベリングすることができるために、互いに異なる部位に関する脳脊髄液や血液の動態を把握するのに有効な画像が得られる。 In addition, since three independent regions can be labeled, an image effective for grasping the dynamics of cerebrospinal fluid and blood regarding different parts can be obtained.
なお、ラベリング領域は、2つまたは4つ以上とすることもできる。 Note that the number of labeling regions may be two or four or more.
以下に、複数のラベリング領域の設定の具体例を説明する。 A specific example of setting a plurality of labeling areas will be described below.
臨床的に関心の高い部位として、モンロー溝(Monro foramen)、中脳水道および橋槽(pontine cistern)、あるいは大後頭孔(foramen magnum)などが知られている。これらの部位は、脳脊髄液が流れる部分が健常者でも狭くなっており、流速が比較的早い部位である。症例によりこれらの部位が健常者より狭窄したり、脳脊髄液の流れに変化が現れたりする。そこで例えば図15に示すように、モンロー溝を含む領域R1、中脳水道および橋槽を含む領域R2および大後頭孔を含む領域R3をそれぞれラベリング領域とすることができる。このように脳脊髄液や血液の循環経路に関する臨床的な知識を利用して、3つのラベリング領域を適切に設定することにより、臨床的な観察目的にあった非常に有用な画像を得ることが可能である。 Monro foramen, mesencephalic aqueduct and pontine cistern, or foramen magnum are known as sites of high clinical interest. These portions are portions where the flow of cerebrospinal fluid is narrow even in healthy subjects, and the flow velocity is relatively fast. Depending on the case, these sites may become narrower than normal subjects, or changes in cerebrospinal fluid flow may occur. Therefore, for example, as shown in FIG. 15, a region R1 including the Monroe groove, a region R2 including the middle brain aqueduct and the bridge tank, and a region R3 including the large occipital foramen can be set as labeling regions. In this way, using clinical knowledge about cerebrospinal fluid and blood circulation pathways, by setting the three labeling areas appropriately, it is possible to obtain very useful images suitable for clinical observation purposes. Is possible.
臨床的に関心の高い部位として別に、大脳外側窩(fossa lateralis cerebri)が知られている。大脳外側窩(Fossa lateralis cerebri)における脳脊髄液の動態を把握することを目的とした場合、例えば図16に示すように、正中部矢状断像(サジタル像)でほぼ冠状断像(コロナル像)に近い断面で、全交連(anterior commisure)あるいは視交叉(optic chiasm)付近を通るような断面S1を設定することが望ましい。図17はこのような断面S1について撮像された2次元(2D)画像を示す図である。そして図17に示すように、2次元画像上にて、ラベリング領域R11,R12を設定し、上記のパルスシーケンスにより撮像を行えば、例えば図18に示すような画像が得られる。撮像中の動きが十分に小さい部分は、撮像時のラベリング領域R11,R12自体が高信号化される。脳脊髄液の動きにより、領域R13,R14,R15,R16,R17に関して脳脊髄液が高信号化される。これは、大脳外側窩を脳脊髄液が左右方向に行ったり来たりして移動していること(「to and fro motion」と称される動き)を示している。一方、領域R17,R18は、通常は高信号化が観測されることは稀である。この高信号部分の範囲や左右差、何らかの治療前後の変化などを比較することにより、診断上必要な情報を収集することができるので、ラベリング領域R11,R12のように複数のラベリング領域が設定できることが有用である。 Another area of clinical interest is the fossa lateralis cerebri. For the purpose of grasping the dynamics of cerebrospinal fluid in the lateral cerebral fossa (Fossa lateralis cerebri), for example, as shown in FIG. 16, a midline sagittal image (sagittal image) is almost a coronal image (coronal image). It is desirable to set a cross section S1 that passes through the vicinity of an anterior commisure or an optic chiasm with a cross section close to). FIG. 17 is a diagram showing a two-dimensional (2D) image captured for such a cross section S1. Then, as shown in FIG. 17, if labeling regions R11 and R12 are set on a two-dimensional image and imaging is performed by the above pulse sequence, for example, an image as shown in FIG. 18 is obtained. In a portion where the motion during imaging is sufficiently small, the labeling regions R11 and R12 themselves during imaging have a high signal. Due to the movement of the cerebrospinal fluid, the cerebrospinal fluid has a high signal with respect to the regions R13, R14, R15, R16, and R17. This indicates that cerebrospinal fluid moves back and forth in the lateral cerebrum fossa (movement called “to and fro motion”). On the other hand, in the regions R17 and R18, it is rare that high signal is normally observed. Information necessary for diagnosis can be collected by comparing the range of the high signal portion, the difference between the left and right sides, changes before and after some treatment, etc., so that a plurality of labeling regions such as the labeling regions R11 and R12 can be set. Is useful.
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment will be described below.
ホスト計算機6は、ラベリングを行った上で撮像した例えば図19に示すような画像を位置決め用画像として表示器12に表示させ、この画像上で術者による断面の指定を受け付ける。なお図19では、領域21をラベリング領域としており、領域R22が高信号で描出されている。なお、位置決め用画像を撮像するためのパルスシーケンスは、上記の各実施形態に示されるものや特許文献1に示されるものなどを任意に適用できる。
The host computer 6 displays, for example, an image as shown in FIG. 19 that has been imaged after labeling on the
かくして術者は、例えば図20に示すように、脳脊髄液の流速の早い部分が含まれるような撮像断面S11を決めることが可能となる。 Thus, for example, as shown in FIG. 20, the surgeon can determine an imaging section S11 that includes a portion where the flow rate of cerebrospinal fluid is fast.
図21は撮像断面S11に関して撮像した2次元画像である。このような画像に例えば図21に示すようにモンロー溝を含んだラベリング領域R23をラベリングした上での撮像を行えば、例えば図22に示すような画像が得られる。斜線により表した領域R24がラベリング後にラベリング領域R23から脳脊髄液が移動し、高信号化している部分である。すなわちこの図22に示す画像は、図4に示すように、ラベリングパルスの前に非選択IRパルスを印加するパルスシーケンスにより撮像されている。 FIG. 21 is a two-dimensional image captured with respect to the imaging section S11. When such an image is imaged after labeling a labeling region R23 including a Monroe groove as shown in FIG. 21, for example, an image as shown in FIG. 22 is obtained. A region R24 represented by oblique lines is a portion where the cerebrospinal fluid has moved from the labeling region R23 after labeling and has a high signal. That is, the image shown in FIG. 22 is captured by a pulse sequence in which a non-selective IR pulse is applied before a labeling pulse, as shown in FIG.
これにより、脳脊髄液フローの情報が把握できている状態で設定ができるので、通常の位置決め画像で撮像断面設定するよりも容易に脳脊髄液フローが早い部分や診断上関心のある位置、方向に撮像断面設定ができる。 This makes it possible to make settings in a state where the cerebrospinal fluid flow information is known. The imaging cross section can be set.
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について説明する。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment will be described below.
図23はホスト計算機6の第6の実施形態における特徴的な処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 23 is a flowchart showing a characteristic processing procedure in the sixth embodiment of the host computer 6.
ホスト計算機6は、検査の事前準備として、ラベリング領域の指定を受ける。この時にラベリング領域の指定は、脳脊髄液や血液の循環経路に関する臨床的な知識を活かして、診断目的、そのほかの撮像条件に応じて適切に行われることが望ましい。 The host computer 6 receives designation of a labeling area as preparation for inspection. At this time, it is desirable that the labeling region is designated appropriately according to the diagnostic purpose and other imaging conditions by making use of clinical knowledge about the cerebrospinal fluid and blood circulation pathways.
ラベリング領域が指定されたならば、ホスト計算機6はステップSb1において、指定されたラベリング領域に関するラベリング位置情報を作成する。ラベリング位置情報には例えば、オフセット、ローテーション情報、ラベリング領域の幅、RFパルスの種類・持続時間などの情報を含む。ステップSb2においてホスト計算機6は、上記の作成したラベリング位置情報をラベリング位置保存部に保存する。 If the labeling area is designated, the host computer 6 creates labeling position information relating to the designated labeling area in step Sb1. The labeling position information includes, for example, information such as offset, rotation information, width of the labeling region, RF pulse type and duration. In step Sb2, the host computer 6 stores the created labeling position information in the labeling position storage unit.
ラベリング位置保存部としては、記憶ユニット11、第6の実施形態のMRI装置に病院内ネットワークを介して接続された院内サーバにより管理される記憶媒体、あるいは第6の実施形態のMRI装置にインターネットなどを介して接続されたウェブサーバにより管理された記憶媒体などの任意の記憶媒体を利用できる。
The labeling position storage unit includes a
実際の検査時には、ステップSc1においてホスト計算機6は、ラベリング位置保持部からラベリング位置情報を読み出す。そしてステップSc2においてホスト計算機6は、ラベリング位置情報に基づいてラベリング領域を設定する。 At the time of actual inspection, in step Sc1, the host computer 6 reads the labeling position information from the labeling position holding unit. In step Sc2, the host computer 6 sets a labeling area based on the labeling position information.
かくして、実際の検査時におけるラベリング領域の設定は、脳脊髄液や血液の循環経路に関する臨床的な知識を持たない装置操作者でも、容易かつ適切に行えるようになり、装置操作者の熟練度による画質のばらつきが低減できる。 Thus, the setting of the labeling area at the time of actual examination can be performed easily and appropriately even by a device operator who does not have clinical knowledge about cerebrospinal fluid or blood circulation route, and depends on the skill level of the device operator. Variation in image quality can be reduced.
なお、ラベリング位置保存部に、予めいくつかのラベリング領域についてのラベリング位置情報を保存しておき、このラベリング位置情報を選択的に読み出してラベリング領域の設定に用いるようにしても良い。このようにすれば、検査の事前準備としてのラベリング領域の指定を行う必要がなく、さらに操作が簡易となる。 Note that labeling position information about several labeling areas may be stored in the labeling position storage unit in advance, and the labeling position information may be selectively read out and used for setting the labeling area. In this way, it is not necessary to specify a labeling area as a preliminary preparation for inspection, and the operation is further simplified.
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…磁石、2…静磁場電源、3…傾斜磁場コイルユニット、3x,3y,3z…コイル、4…傾斜磁場電源、5…シーケンサ、6…ホスト計算機、7…RFコイル、8R…受信器、8T…送信器、10…演算ユニット、11…記憶ユニット、12…表示器、13…入力器、14…シムコイル、15…シムコイル電源、16…音声発生器、17…ECGセンサ、18…ECGユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記被検体の撮像領域内のモンロー溝を含む領域、中脳水道および橋槽を含む領域、大後頭孔を含む領域、大脳外側窩を含む領域の少なくともいずれかの標識化領域の脳脊髄液に含まれるスピンを標識化する標識化手段と、
所定のパルスシーケンスにより前記撮像領域に含まれるスピンに関するエコー信号を取得する取得手段と、
前記標識化を行った時点から前記エコー信号の取得のサイクルを複数回行うように前記標識化手段及び前記取得手段を制御する制御手段と、
前記複数回のサイクルのそれぞれにて取得された前記エコー信号に基づいて前記撮像領域内の複数の画像を再構成する再構成手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 For the purpose of observing the dynamics of the cerebrospinal fluid of the subject, in the magnetic resonance imaging apparatus for imaging the cerebrospinal fluid,
In the cerebrospinal fluid of the labeled region of at least one of the region including the Monroe groove in the imaging region of the subject, the region including the midbrain aqueduct and the bridge, the region including the large occipital foramen, and the region including the lateral cerebral fossa A labeling means for labeling the contained spin;
Acquisition means for acquiring an echo signal related to spins included in the imaging region by a predetermined pulse sequence;
Control means for controlling the labeling means and the acquisition means so as to perform a plurality of acquisition cycles of the echo signal from the time of the labeling;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: reconstruction means for reconstructing a plurality of images in the imaging region based on the echo signals acquired in each of the plurality of cycles.
前記取得手段は、前記撮像領域として設定された全交連あるいは視交叉付近を通るような断面のエコー信号を取得することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The labeling means labels spins included in a region including the lateral cerebrum as the labeling region,
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires an echo signal having a cross section that passes through all commissures or near the cross of a cross set as the imaging region.
前記位置決め用画像上で撮像断面の指定を受け付ける手段とをさらに具備したことを特徴とする請求項1 に記載の磁気共鳴イメージング装置。 Means for displaying one of the plurality of images as a positioning image;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, further comprising means for accepting designation of an imaging section on the positioning image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012286005A JP5514293B2 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | Magnetic resonance imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012286005A JP5514293B2 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | Magnetic resonance imaging system |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011142255A Division JP5284421B2 (en) | 2011-06-27 | 2011-06-27 | Magnetic resonance imaging system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013056269A true JP2013056269A (en) | 2013-03-28 |
JP5514293B2 JP5514293B2 (en) | 2014-06-04 |
Family
ID=48132651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012286005A Active JP5514293B2 (en) | 2012-12-27 | 2012-12-27 | Magnetic resonance imaging system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5514293B2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07178068A (en) * | 1991-03-19 | 1995-07-18 | Res Dev Corp Of Japan | Magnetic resonance analyzing method and system therefor |
JP2001252263A (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-18 | Toshiba Corp | Method and instrument for magnetic resonance imaging using selectively excited inversion pulse |
-
2012
- 2012-12-27 JP JP2012286005A patent/JP5514293B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07178068A (en) * | 1991-03-19 | 1995-07-18 | Res Dev Corp Of Japan | Magnetic resonance analyzing method and system therefor |
JP2001252263A (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-18 | Toshiba Corp | Method and instrument for magnetic resonance imaging using selectively excited inversion pulse |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
CSNC201008212374; O.Baledent, et al.: '"STUDY OF CEREBROSPINAL FLUID (C.S.F.) DYNAMICS FROM PHASE CONTRAST CINE MAGNETIC RESONANCE IMAGING' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 19990524, 2176 * |
CSNC201008271202; O.Baledent: '"CSF FLOW IMAGING IN THE ACUTE PHASE OF MENINGEAL HAEMORRHAGE"' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 20050507, 1101 * |
CSNC201008281627; A.L.Wentland, et al.: '"Technique for acquiring MR images of CSF flow during a Valsalva maneuver"' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 20060506, 1525 * |
JPN6013029108; O.Baledent, et al.: '"STUDY OF CEREBROSPINAL FLUID (C.S.F.) DYNAMICS FROM PHASE CONTRAST CINE MAGNETIC RESONANCE IMAGING' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 19990524, 2176 * |
JPN6013029111; O.Baledent: '"CSF FLOW IMAGING IN THE ACUTE PHASE OF MENINGEAL HAEMORRHAGE"' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 20050507, 1101 * |
JPN6013029112; A.L.Wentland, et al.: '"Technique for acquiring MR images of CSF flow during a Valsalva maneuver"' Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. , 20060506, 1525 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5514293B2 (en) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5002222B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
US9301704B2 (en) | Magnetic resonance imaging system for non-contrast MRA and magnetic resonance signal acquisition method employed by the same | |
JP5917077B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP4820567B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance signal collection method | |
KR100646914B1 (en) | Magnetic resonance imaging device | |
JP5288745B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP4253526B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP5372015B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and synchronous imaging method | |
JP2005040416A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus | |
JP5319835B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP2017136113A (en) | Magnetic resonance imaging device | |
JP2011067696A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
JP5514293B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP5284422B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP5284421B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP4331451B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
JP5575695B2 (en) | MRI equipment | |
JP4738540B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
JP2015002834A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
JP4991908B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
JP4589526B2 (en) | MR flow velocity measurement system | |
JP5380469B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130618 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130812 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5514293 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |