JP2889871B1 - Magnetic resonance diagnostic equipment - Google Patents

Magnetic resonance diagnostic equipment

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JP2889871B1
JP2889871B1 JP10059867A JP5986798A JP2889871B1 JP 2889871 B1 JP2889871 B1 JP 2889871B1 JP 10059867 A JP10059867 A JP 10059867A JP 5986798 A JP5986798 A JP 5986798A JP 2889871 B1 JP2889871 B1 JP 2889871B1
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康利 石原
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Abstract

【要約】 【課題】被検体内部の温度変化を反映した情報のみを正
確に抽出すること。 【解決手段】本発明は、一様な静磁場中に配置された被
検体に、高周波磁場および傾斜磁場を印加して、被検体
内の化学シフトが温度依存性を示す化学基からの磁気共
鳴信号を収集する磁気共鳴診断装置において、磁気共鳴
信号から被検体内部の温度を限局領域ごとに算出し、磁
気共鳴信号の振幅値の時間変化に基づいて温度計測の精
度を評価する計算機システム12を具備する。
An object of the present invention is to accurately extract only information reflecting a temperature change inside a subject. An object of the present invention is to apply a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to a subject placed in a uniform static magnetic field, and to perform magnetic resonance from a chemical group whose chemical shift in the subject shows temperature dependence. In a magnetic resonance diagnostic apparatus that collects signals, a computer system 12 that calculates the temperature inside a subject for each localized area from a magnetic resonance signal and evaluates the accuracy of temperature measurement based on the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is used. Have.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、温熱障害が発現す
る疾病の診断を支援したり、画像やスペクトルデータを
収集する際の被検体内部の温度上昇を監視する等のため
に、磁気共鳴現象を利用して被検体内部の物理状態、特
に、被検体内部の温度分布を取得し、これを表示する磁
気共鳴診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance phenomenon for assisting diagnosis of a disease manifesting a thermal disorder and for monitoring a rise in temperature inside a subject when collecting images and spectral data. The present invention relates to a magnetic resonance diagnostic apparatus that obtains a physical state inside a subject, in particular, a temperature distribution inside the subject using the method, and displays the acquired temperature distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的にMRI(Magnetic R
esonance Imaging)と通称される磁気
共鳴診断装置によって、X線CTでは描出が困難であっ
た病変をも診断可能としている。しかし、診断は主に得
られる形態画像を基に行われるため、疾病によっては、
病状が悪化した重篤な状態で初めて病変部が検出される
例も珍しくない。
2. Description of the Related Art Generally, an MRI (Magnetic R)
With a magnetic resonance diagnostic apparatus commonly referred to as “esonance imaging,” it is possible to diagnose a lesion that has been difficult to depict by X-ray CT. However, since diagnosis is mainly based on morphological images obtained, depending on the disease,
It is not unusual for a lesion to be detected for the first time in a serious condition where the condition has worsened.

【0003】これに対して、最近、MRIを用いて生体
内の機能画像、代謝画像を得ようとする試みが行われて
いる。脳機能を評価するために、刺激に伴う脳血流の変
化を検出する脳機能MRIはその最たる例であり、ま
た、拡散強調画像を用いることで虚血性疾患の早期診断
が試みられている。
On the other hand, recently, attempts have been made to obtain functional images and metabolic images in a living body using MRI. Brain function MRI, which detects a change in cerebral blood flow due to stimulation in order to evaluate brain function, is a prime example, and an early diagnosis of ischemic disease has been attempted by using diffusion-weighted images.

【0004】一方、生体内の温度は多くの生理機能を反
映しているため、温度を非侵襲的に計測することによ
り、疾病が早期に診断できる可能性が指摘されている。
血行障害、疼痛、炎症性疾患はもとより、腫瘍によって
生体内の温度分布が正常状態と異なるため、通常のMR
I等で取得される形態画像を用いた診断に比べ、早期に
疾病を診断できる可能性かある。
[0004] On the other hand, since the temperature in a living body reflects many physiological functions, it has been pointed out that a disease can be diagnosed early by non-invasively measuring the temperature.
In addition to blood circulation disorders, pain and inflammatory diseases, the temperature distribution in the living body differs from the normal state depending on the tumor.
There is a possibility that the disease can be diagnosed earlier than the diagnosis using the morphological image acquired by I or the like.

【0005】生体内の温度変化を非侵襲に計測するため
に、種々の画像計測法が試みられている。X線CT、超
音波、マイクロ波、さらにはMRIで計測できる温度依
存パラメータとして、緩和時間、拡散係数を用いた方法
が提案されている。しかし、これらの方法で計測される
物理パラメータの温度依存性が物質によって異なること
から、正確な温度分布を取得することが困難であること
が示されている。
In order to non-invasively measure a temperature change in a living body, various image measurement methods have been tried. A method using a relaxation time and a diffusion coefficient as temperature-dependent parameters that can be measured by X-ray CT, ultrasonic waves, microwaves, and MRI has been proposed. However, it has been shown that it is difficult to obtain an accurate temperature distribution because the temperature dependence of physical parameters measured by these methods differs depending on the substance.

【0006】最近、MRIで計測できる温度依存パラメ
ータとして、化学シフトの温度依存性が注目されてい
る。特に、水のプロトンの化学シフトは、物質に依らず
ほぼ一定の温度依存性(-0.01ppm/℃)を示すことか
ら、物質毎の温度校正曲線を予め取得しておく必要がな
く、実用性を備えた方法として報告されている(Y.I
shihara et al.、Proc. 11th
Ann. Sientific Meeting SM
RM、4803、1992)。また、生体は、約60%
の水から構成されているため信号の検出感度の点からも
有利である。
Recently, the temperature dependence of chemical shifts has attracted attention as a temperature-dependent parameter that can be measured by MRI. In particular, since the chemical shift of protons in water shows almost constant temperature dependence (-0.01 ppm / ° C) regardless of the substance, it is not necessary to acquire a temperature calibration curve for each substance in advance, and it is not practical. (Y.I.).
Shihara et al. Proc. 11th
Ann. Scientific Meeting SM
RM, 4803, 1992). The living body is about 60%
It is also advantageous in terms of signal detection sensitivity because it is composed of water.

【0007】この方法の代表的な一例として、図8に示
されたFE(Field Echo)パルスシーケンス
が提案されており、温度変化過程に相前後して収集され
る2枚の位相画像θから、両者の温度変化ΔTが次式に
従って算出できる。なお、添え字の“after ”は温度変
化後、“before”は温度変化前をそれぞれ表している。 ΔT(r)=T(r)after −T(r)before ={θ(r)after ・θ(r)before)}/α・γ・τ・B0 …式(1) r:空間ベクトル α:水プロトン化学シフトの温度依存性に関係する定数 γ:核磁気回転比 τ:エコー時間 B0 :静磁場強度 同様の原理に基づき、計測の高速化を図るために、局所
励起手法を用いて、直交2軸に関して限局した柱状の領
域からの信号を検出し、空間1次元分布の温度変化画像
を得る方法も試みられている。
As a typical example of this method, a FE (Field Echo) pulse sequence shown in FIG. 8 has been proposed. From two phase images θ collected immediately before and after a temperature change process, The temperature change ΔT of both can be calculated according to the following equation. The suffix “after” indicates after a temperature change, and “before” indicates before a temperature change. ΔT (r) = T (r) after−T (r) before = {θ (r) after · θ (r) before)} / α · γ · τ · B0 Equation (1) r: space vector α: Constants related to the temperature dependence of water proton chemical shift γ: Nuclear magnetic rotation ratio τ: Echo time B0: Static magnetic field strength Based on the same principle, in order to speed up the measurement, orthogonal excitation is performed using a local excitation method. A method of detecting a signal from a columnar area limited with respect to two axes and obtaining a temperature change image of a spatial one-dimensional distribution has also been attempted.

【0008】上記式(1)で、位相差をもとに温度変化
を算出しているのは、θ(τ)には温度変化に伴う水プ
ロトン化学シフト情報に、各位置における磁場不均一性
に比例した位相が加算されているためであり、磁場不均
一性の影響を除去するためである。
In the above equation (1), the temperature change is calculated based on the phase difference because θ (τ) contains information on chemical shifts of water protons accompanying the temperature change and the non-uniformity of the magnetic field at each position. This is because the phase proportional to is added, and the effect of the magnetic field inhomogeneity is removed.

【0009】このような相対的な温度変化の情報は、特
願平8−80290号公報記載の方法によって、温熱負
荷を加えた場合の温度変化をもとに疾病を診断する場合
や、温熱療法を行う際の温度モニタ、磁気共鳴診断装置
を用いる際の高周波磁場による生体内の発熱モニタとし
て非常に有用であることが報告されている。
Such information on the relative temperature change is obtained by the method described in Japanese Patent Application No. 8-80290 in the case of diagnosing a disease based on the temperature change when a thermal load is applied, or in the case of hyperthermia. It is reported to be very useful as a temperature monitor at the time of performing the measurement and a heat generation monitor in a living body due to a high-frequency magnetic field at the time of using a magnetic resonance diagnostic apparatus.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記方法では、対象領
域内の温度変化に基づく位相変化を検出しているため、
計測領域内の温度変化が一様である場合には、領域内の
各位置の磁化が一様な位相変化を受けるため、正確な温
度変化を計測できる。しかし、計測領域の1ボクセル内
に温度分布が生じる場合、つまり1ボクセル内で温度の
ばらつきが大きい場合には、1ボクセル内で磁化の位相
がばらついて、互いに相殺されるような事態が起こり、
これによる位相変化が、温度計測の精度を低下させてし
まうという問題があった。
In the above method, a phase change based on a temperature change in the target area is detected.
When the temperature change in the measurement region is uniform, the magnetization at each position in the region receives a uniform phase change, so that an accurate temperature change can be measured. However, when a temperature distribution occurs within one voxel of the measurement region, that is, when the temperature variation is large within one voxel, a situation occurs in which the magnetization phases vary within one voxel and cancel each other out.
There has been a problem that the phase change due to this lowers the accuracy of the temperature measurement.

【0011】また、上述したように、被検体内部の磁場
不均一性の影響を除去するために2枚の位相画像を差分
する処理が必要となるため、差分処理を行う2枚の位相
画像データを取得する間に温度変化以外の要因、例え
ば、被検体が動くことによる磁場不均一性の変化、ある
いは、血流による位相情報の変化が生じた場合には、あ
たかも、非常に大きな温度変化が生じたかのように計測
されてしまい、診断、あるいは、温度変化モニタを行う
上で障害となっていた。本発明はこのような点に鑑みて
なされたものであり、被検体内部の温度変化を反映した
情報のみを正確に抽出することを目的とする。
As described above, since it is necessary to perform a process of subtracting the two phase images in order to remove the influence of the magnetic field inhomogeneity inside the subject, the two phase image data for which the difference process is performed are required. During the acquisition of factors other than temperature change, for example, a change in magnetic field inhomogeneity due to movement of the subject, or a change in phase information due to blood flow, as if a very large temperature change It was measured as if it had occurred, which was an obstacle in performing a diagnosis or monitoring a temperature change. The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to accurately extract only information reflecting a temperature change inside a subject.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した磁気
共鳴診断装置は、一様な静磁場中に配置された被検体
に、高周波磁場および傾斜磁場を印加して、被検体内の
化学シフトが温度依存性を示す化学基からの磁気共鳴信
号を収集する磁気共鳴診断装置において、前記磁気共鳴
信号から被検体内部の温度を限局領域ごとに算出する手
段と、前記磁気共鳴信号の振幅値の時間変化に基づいて
温度計測の精度を評価する手段とを具備する。
According to the magnetic resonance diagnostic apparatus of the present invention, a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field are applied to a subject placed in a uniform static magnetic field, and a chemical reaction in the subject is performed. In a magnetic resonance diagnostic apparatus for collecting a magnetic resonance signal from a chemical group whose shift indicates temperature dependence, means for calculating a temperature inside a subject for each localized area from the magnetic resonance signal, and an amplitude value of the magnetic resonance signal Means for evaluating the accuracy of temperature measurement based on a time change of the temperature.

【0013】請求項2に記載したように、磁気共鳴信号
の振幅値の時間変化が所定のしきい値より大きいとき、
限局領域を小さくする手段をさらに備えられている。請
求項3に記載したように、振幅値の温度変化は、対象核
種に関する緩和時間の温度依存性から推定される振幅値
を基準に与えられる。
According to a second aspect of the present invention, when the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than a predetermined threshold value,
There is further provided means for reducing the local area. As described in claim 3, the temperature change of the amplitude value is given based on the amplitude value estimated from the temperature dependence of the relaxation time of the target nuclide.

【0014】請求項4に記載したように、振幅値の温度
変化は、定常状態のもとでスピンエコー法により前記収
集された磁気共鳴信号と同じエコー時間で収集された磁
気共鳴信号の振幅値を基準に与えられる。
According to a fourth aspect of the present invention, the temperature change of the amplitude value is obtained by changing the amplitude value of the magnetic resonance signal acquired at the same echo time as the acquired magnetic resonance signal by the spin echo method under a steady state. Is given on a standard basis.

【0015】請求項5に記載したように、磁気共鳴信号
の振幅値の時間変化が所定のしきい値より大きい特定の
限局領域に関して温度又は温度差の計算と出力との少な
くとも一方の対象から外す手段をさらに備える。
According to a fifth aspect of the present invention, a specific localized area in which the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than a predetermined threshold is excluded from the calculation and / or output of the temperature or the temperature difference. Means are further provided.

【0016】請求項6に記載したように、算出手段は、
前記磁気共鳴信号から複数の位置における温度又は温度
変化の差を計算する。 (作用)請求項1によれば、磁気共鳴信号の振幅値の時
間変化に基づいて温度計測の精度を評価することができ
る。
[0016] As described in claim 6, the calculating means includes:
A temperature or a difference between temperature changes at a plurality of positions is calculated from the magnetic resonance signal. (Operation) According to the first aspect, the accuracy of the temperature measurement can be evaluated based on the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal.

【0017】請求項2によれば、磁気共鳴信号の振幅値
の時間変化が所定のしきい値より大きいとき、限局領域
を小さくして、限局領域内の温度のばらつきによる精度
低下を軽減することができる。
According to the present invention, when the temporal change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than a predetermined threshold value, the limited area is reduced to reduce a decrease in accuracy due to temperature variation in the limited area. Can be.

【0018】請求項3によれば、対象核種に関する緩和
時間の温度依存性から推定される振幅値は、限局領域内
の温度のばらつきによる振幅成分を含まないので、十分
な評価精度を得ることができる。
According to the third aspect, since the amplitude value estimated from the temperature dependence of the relaxation time of the target nuclide does not include the amplitude component due to the temperature variation in the limited area, sufficient evaluation accuracy can be obtained. it can.

【0019】請求項4によれば、定常状態のもとでスピ
ンエコー法により前記収集された磁気共鳴信号と同じエ
コー時間で収集された磁気共鳴信号の振幅値は、限局領
域内の温度のばらつきによる振幅成分がキャンセルされ
ているので、十分な評価精度を得ることができる。
According to the fourth aspect, the amplitude value of the magnetic resonance signal acquired in the same echo time as the acquired magnetic resonance signal by the spin echo method under a steady state has a variation in temperature within the limited area. Since the amplitude component due to is canceled, sufficient evaluation accuracy can be obtained.

【0020】請求項5によれば、磁気共鳴信号の振幅値
の時間変化が所定のしきい値より大きい特定の限局領域
が、温度又は温度差の計算と出力との少なくとも一方の
対象から外されるので、例えば血流、脳脊髄液の影響に
よって位相値が変化する領域、あるいは被検体の動きに
よる磁場不均一性の変化が顕著に現れる領域、つまり誤
差を多く含むと考えられる領域が出力されなくなり、誤
診の可能性を排除できる。
According to the fifth aspect, the specific limited area in which the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than the predetermined threshold value is excluded from at least one of the calculation and the output of the temperature or the temperature difference. Therefore, for example, a region where the phase value changes due to the influence of the blood flow or cerebrospinal fluid, or a region where the change in the magnetic field inhomogeneity due to the movement of the subject appears remarkably, that is, a region that is considered to contain a lot of errors is output And the possibility of misdiagnosis can be eliminated.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の磁
気共鳴診断装置を実施形態により詳細に説明する。図1
は、本実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成を示すブ
ロック図である。同図において、静磁場磁石1とその内
側に設けられた傾斜磁場コイル2及びシムコイル4によ
り、図示しない被検体に一様な静磁場と直交3軸(x、
y、x)の線形傾斜磁場とが印加される。傾斜磁場コイ
ル2は、傾斜磁場コイル電源5により駆動され、シムコ
イル4はシムコイル電源6により駆動される。傾斜磁場
コイル2の内側に設けられたプローブコイル3は、高周
波コイルと、この高周波コイルの共振周波数を同調する
ためのチューニング部分とからなり、対象核種、例えば
水のプロトンの共鳴周波数で同調をとることができるよ
うになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a magnetic resonance diagnostic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG.
1 is a block diagram illustrating a configuration of a magnetic resonance diagnosis apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, a static magnetic field and a gradient magnetic field coil 2 and a shim coil 4 provided inside the static magnetic field magnet 1 provide a uniform static magnetic field and three orthogonal axes (x,
y, x) and a linear gradient magnetic field. The gradient coil 2 is driven by a gradient coil power supply 5, and the shim coil 4 is driven by a shim coil power supply 6. The probe coil 3 provided inside the gradient magnetic field coil 2 includes a high-frequency coil and a tuning portion for tuning the resonance frequency of the high-frequency coil, and tunes at the resonance frequency of the target nuclide, for example, the proton of water. You can do it.

【0022】送信部7は、プローブコイル3から対象核
種の共鳴周波数に応じた周波数の高周波磁場パルスを発
生させるために、当該周波数の高周波電流パルスをプロ
ーブコイル3に供給する。受信部9は、被検体内の対象
核種の磁化スピンから生じる磁気共鳴信号を、プローブ
コイル3を介して受信し、これを増幅し、また検波す
る。なお、プローブコイル3は送受信兼用でも、送信専
用コイルと受信専用コイルとを別々に備えていてもよ
い。データ収集部11は、受信部9で受信された磁気共
鳴信号をディジタル信号に変換し、計算機システム12
に転送する。
The transmitting section 7 supplies a high-frequency current pulse of the frequency to the probe coil 3 in order to generate a high-frequency magnetic field pulse of a frequency corresponding to the resonance frequency of the target nuclide from the probe coil 3. The receiving unit 9 receives a magnetic resonance signal generated from the magnetization spin of the target nuclide in the subject via the probe coil 3, amplifies the signal, and detects the signal. The probe coil 3 may be used for both transmission and reception, or may separately include a transmission-only coil and a reception-only coil. The data collection unit 11 converts the magnetic resonance signal received by the reception unit 9 into a digital signal,
Transfer to

【0023】シーケンス制御部10は、パルスシーケン
スを実行するために、傾斜磁場コイル電源5、シムコイ
ル電源6、送信部7、受信部9およびデータ収集部11
を制御する。またシーケンス制御部10は計算機システ
ム12によって制御される。計算機システム12はコン
ソール13からの指令により制御される。
The sequence control section 10 executes a gradient magnetic field coil power supply 5, a shim coil power supply 6, a transmission section 7, a reception section 9, and a data collection section 11 to execute a pulse sequence.
Control. The sequence controller 10 is controlled by the computer system 12. The computer system 12 is controlled by a command from the console 13.

【0024】計算機システム12は、データ収集部11
からの磁気共鳴信号にフーリエ変換等の処理を施し、そ
の結果に基づいて限局領域(ボクセル)ごとに温度を計
算する。このデータは画像ディスプレイ14に送られ表
示される。
The computer system 12 includes a data collection unit 11
A process such as Fourier transform is applied to the magnetic resonance signal from the computer, and the temperature is calculated for each limited area (voxel) based on the result. This data is sent to the image display 14 and displayed.

【0025】また、計算機システム12は、温度計測の
精度を評価し、その評価結果に基づいてボクセルの大き
さを変更したり、精度の悪いボクセルについては計算又
は計算結果の出力の対象から外すという機能を備えてい
る。以下に、これらの機能について説明する。
Further, the computer system 12 evaluates the accuracy of the temperature measurement, changes the size of the voxel based on the evaluation result, and excludes voxels with inaccuracy from calculation or output of the calculation result. Has functions. Hereinafter, these functions will be described.

【0026】図2に、前者の機能、つまり温度計測の精
度を評価し、その評価結果に基づいてボクセルの大きさ
を変更するという機能の手順を示している。ここでは、
空間1次元の温度変化を計測する場合を例にとって説明
する。
FIG. 2 shows the procedure of the former function, that is, the function of evaluating the accuracy of temperature measurement and changing the size of the voxel based on the evaluation result. here,
A case where a one-dimensional temperature change in space is measured will be described as an example.

【0027】まず、手順(a)において、定常状態で図
3に示すパルスシーケンスを実行する。図3のパルスシ
ーケンスは、式(1)に示したように、温度情報を磁化
の位相にエンコードするために、読み出し傾斜磁場Gr
(X)の印加タイミングを通常のスピンエコー信号を計測
する場合に比べて、τ(=tl−t2)だけシフトさせ
ている。励起パルス(90゜)からエコーを収集するま
での期間に、信号は主に磁場の不均一性に起因するT2
*の影響により、減衰する。この信号値の減衰は、ボク
セル内に不均一な温度分布が生じた場合にも起こるた
め、仮に、ボクセル内に温度分布が存在する場合には、
元来存在している磁場不均一性に加えて、この温度分布
の不均一性に起因するT2*効果が現れる。次に、手順
(b)で定常状態における磁気共鳴信号の振幅値Srを
算出し、これを初期値としてセットしておく。
First, in the procedure (a), the pulse sequence shown in FIG. 3 is executed in a steady state. In the pulse sequence of FIG. 3, as shown in the equation (1), the read gradient magnetic field Gr is used to encode the temperature information into the magnetization phase.
The application timing of (X) is shifted by τ (= tl−t2) compared to the case of measuring a normal spin echo signal. During the period from the excitation pulse (90 °) to the acquisition of the echo, the signal is mainly T2 due to the inhomogeneity of the magnetic field.
Attenuates due to the effect of * . Since the attenuation of the signal value also occurs when a non-uniform temperature distribution occurs in the voxel, if the temperature distribution exists in the voxel,
In addition to the originally existing magnetic field inhomogeneity, a T2 * effect appears due to this temperature distribution inhomogeneity. Next, in step (b), the amplitude value Sr of the magnetic resonance signal in the steady state is calculated and set as an initial value.

【0028】そして、手順(c)でパルスシーケンスを
実行し、それで得た磁気共鳴信号から手順(d)におい
て振幅値Stを算出し、次に手順(e)で初期値からの
振幅値の変化を示すパラメータJを、“Sr/St”又
は“|Sr−St|”により求める。
Then, the pulse sequence is executed in the procedure (c), the amplitude St is calculated in the procedure (d) from the magnetic resonance signal obtained thereby, and then the change in the amplitude from the initial value is calculated in the procedure (e). Is obtained from “Sr / St” or “| Sr−St |”.

【0029】ここで、1ボクセル内に、上述したような
温度分布の不均一性が生じた場合には正確な温度分布を
計測できないため、診断、あるいは、温度変化モニタの
観点から、正確に温度変化を計測できているかを評価す
ることが必要となる。1ボクセル内の温度が一様な場合
には、正確な温度変化を磁化の位相から検出でき、か
つ、磁化の振幅値が温度変化の有無に関わらず、定常状
態と同一となる。
Here, if the above-mentioned non-uniformity of the temperature distribution occurs within one voxel, the accurate temperature distribution cannot be measured. Therefore, from the viewpoint of diagnosis or temperature change monitoring, the temperature is accurately measured. It is necessary to evaluate whether the change has been measured. When the temperature in one voxel is uniform, an accurate temperature change can be detected from the phase of the magnetization, and the amplitude value of the magnetization becomes the same as in the steady state regardless of the presence or absence of the temperature change.

【0030】この点を考慮して、手順(f)では、計測
途上の振幅値が定常状態から大きく変化した場合、つま
りパラメータJが、しきい値R以下を示す場合には、1
ボクセル内の温度計測が正確にできていないことを評価
することができる。なぜなら、1ボクセル内で温度が非
常にばらついているときには、1ボクセル内で位相が相
殺し合って、信号振幅が著しく低下するからである。
In consideration of this point, in the procedure (f), when the amplitude value in the course of the measurement changes greatly from the steady state, that is, when the parameter J indicates the threshold value R or less, 1 is set.
It can be evaluated that the temperature in the voxel is not accurately measured. This is because when the temperature is extremely varied in one voxel, the phases cancel each other out in one voxel, and the signal amplitude is significantly reduced.

【0031】この場合には、手順(g)で、ボクセルサ
イズを所定サイズ小さくし、同様の計測を繰り返すこと
で、より正確な温度変化の計測が可能となる。なぜな
ら、ボクセルサイズが小さくなれば、その小さなボクセ
ル内では、温度のばらつきは小さくなるからである。
In this case, in step (g), the voxel size is reduced by a predetermined size, and the same measurement is repeated, whereby a more accurate measurement of the temperature change becomes possible. This is because the smaller the voxel size, the smaller the temperature variation within the small voxel.

【0032】なお、信号の振幅値の変化を検出するに
は、定常状態との差(Sr−St)、あるいは、比(S
r/St)をとることが考えられるが、基準となる信号
値を定常状態で検出した信号振幅(St)に固定する必
要はなく、適宜、変更して、現在の時点より以前の信号
を基準として指定することもできる。
In order to detect a change in the amplitude value of the signal, the difference from the steady state (Sr-St) or the ratio (S
r / St), but it is not necessary to fix the reference signal value to the signal amplitude (St) detected in the steady state. Can also be specified as

【0033】ここで、図4(c)に示すように、磁化の
振幅値Stnもまた、温度変化に伴う緩和時間の変化に
起因して変化することから、これを補償するために、図
4(a)と同一のタイミング(エコー時間)で、図4
(b)に示される通常のスピンエコーパルスシーケンス
(t3+t4=t1+t2、t3=t4)で計測される
スピンエコー信号Srnを用いて計測し、この信号の変
化比(Srn+1/Srn)と、図4(a)で計測され
た温度変化情報を含んだ信号の変化比(Stn+1/S
tn)を比べ、これらの比がしきい値以上に変化した場
合に、正確な温度計測ができていないことを判定するこ
とが可能となる。
Here, as shown in FIG. 4C, the amplitude value Stn of the magnetization also changes due to the change in the relaxation time due to the temperature change. At the same timing (echo time) as in FIG.
The measurement is performed using the spin echo signal Srn measured in the normal spin echo pulse sequence (t3 + t4 = t1 + t2, t3 = t4) shown in FIG. 4B, and the change ratio (Srn + 1 / Srn) of this signal and FIG. a) The change ratio of the signal including the temperature change information measured in (a) (Stn + 1 / S
By comparing tn), it is possible to determine that accurate temperature measurement has not been performed when these ratios have changed beyond the threshold value.

【0034】ここで、図4では、基準となる信号の振幅
値を定常状態における値(Sr0、St0)に固定して
いるが、基準となる信号値を定常状態に固定する必要は
なく、適宜、変更して、現在の時点(Srn、Stn)
より以前の信号(Srn−1、Stn−1)を基準とし
て指定することもできる。この方法は前記、図3のパル
スシーケンスから得られる信号値のみを基に判定する方
法に比べて、より正確な判定を行うことができるが、図
4に示す方法では、スピンエコー信号を毎回計測する必
要がある。このため、計測時間の短縮を目的として図5
に示すように、図4(a)の温度計測用パルスシーケン
スと図4(b)の基準値計測用パルスシーケンスとを1
セットにして実行することが考えられる。これにより、
スピンエコー信号と、温度変化情報を含んだ信号を略同
時に計測できるため、効果的な診断、温度変化モニタが
可能となる。
Here, in FIG. 4, the amplitude value of the reference signal is fixed to the value in the steady state (Sr0, St0). However, it is not necessary to fix the reference signal value to the steady state. , Change the current time (Srn, Stn)
An earlier signal (Srn-1, Stn-1) can be designated as a reference. This method can perform a more accurate determination than the above-described method based on only the signal value obtained from the pulse sequence in FIG. 3, but the method shown in FIG. 4 measures the spin echo signal every time. There is a need to. For this reason, FIG.
As shown in FIG. 4, the temperature measurement pulse sequence of FIG. 4A and the reference value measurement pulse sequence of FIG.
It is conceivable to execute it as a set. This allows
Since the spin echo signal and the signal including the temperature change information can be measured substantially simultaneously, effective diagnosis and temperature change monitoring can be performed.

【0035】次に、図6は、後者の機能、つまり精度の
悪いボクセルについては計算又は計算結果の出力の対象
から外すという機能の手順を示している。ここでも、空
間1次元の温度変化を計測する場合を例にとって説明す
る。
Next, FIG. 6 shows the procedure of the latter function, that is, the function of excluding voxels with inaccuracy from calculation or output of calculation results. Here, a case where a one-dimensional spatial temperature change is measured will be described as an example.

【0036】まず、手順(a)で、図3に示した温度計
測用パルスシーケンスを定常状態において、複数回繰り
返して実行し、手順(b)で、ボクセルごとに位相値デ
ータを算出する。次に、手順(c)で、観測時刻の異な
る位相値どうしを差分する。
First, in step (a), the pulse sequence for temperature measurement shown in FIG. 3 is repeatedly executed a plurality of times in a steady state, and in step (b), phase value data is calculated for each voxel. Next, in step (c), phase values at different observation times are compared.

【0037】手順(d)では、算出された差分値が、予
め設定されたしきい値Kより大きい場合には、このボク
セルに血管、あるいは、元来の不均一性が大きい部分が
含まれており、僅かな生体の動きにより誤計測を生じる
おそれの高いボクセルと判断し、このボクセルの位置情
報をマスクデータRpとして検出、格納しておく。
In the procedure (d), when the calculated difference value is larger than the preset threshold value K, the voxel includes a blood vessel or a portion having large original non-uniformity. Therefore, it is determined that the voxel is likely to cause erroneous measurement due to slight movement of the living body, and the position information of this voxel is detected and stored as mask data Rp.

【0038】手順(e)以降の温度変化計測処理では、
このマスクデータRpで特定されるボクセルは温度計測
や出力の対象外として、表示しない(ブランクする)。
このような一連の手順により、温度変化が生じていない
にも関わらず、生体の動きにより、あたかも温度変化を
呈したかのように判断して誤診を引き起こしてしまうこ
とを防ぐことができる。
In the temperature change measurement processing after step (e),
The voxel specified by the mask data Rp is not displayed (blanked) as a target for temperature measurement and output.
According to such a series of procedures, it is possible to prevent a situation in which a temperature change has not occurred, and a movement of a living body determines that a temperature change has occurred, thereby preventing an erroneous diagnosis.

【0039】ただし、この方法では、生体の動き等に起
因する磁場の不均一性の変化が顕著なボクセルでは、温
度情報を取得できないため、図7に示すように、動きの
影響等による磁場不均一性の変化、あるいは、血流の変
化の影響が同等と思われるボクセルを指定し、これらの
差を算出することが有効な場合がある。特に、被検体内
の安全をモニタするための温度監視を目的とする場合
等、指定した部位の温度上昇を検出したい場合には、上
記の方法が簡便、かつ、効果的である。本発明は、上述
した実施形態に限定されることなく種々変形して実施可
能である。
In this method, however, temperature information cannot be obtained in a voxel in which the change in the magnetic field inhomogeneity due to the movement of the living body is remarkable. Therefore, as shown in FIG. In some cases, it is effective to specify voxels that are considered to be equally affected by a change in uniformity or a change in blood flow, and to calculate these differences. In particular, the above method is simple and effective when it is desired to detect a rise in temperature at a specified site, for example, when monitoring temperature for monitoring safety in a subject. The present invention can be implemented in various modifications without being limited to the embodiments described above.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、磁気共鳴信号の振幅値
の時間変化に基づいて温度計測の精度を評価して、被検
体内部の温度変化を反映した情報のみを正確に抽出する
ことができる。
According to the present invention, the accuracy of the temperature measurement is evaluated based on the time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal, and only the information reflecting the temperature change inside the subject can be accurately extracted. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic resonance diagnostic apparatus according to an embodiment.

【図2】図1の計算機システムによる温度計測の精度を
評価し、その評価結果に基づいてボクセルの大きさを変
更するという機能の手順を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a procedure of a function of evaluating the accuracy of temperature measurement by the computer system of FIG. 1 and changing the size of a voxel based on the evaluation result.

【図3】本実施形態で用いる空間1次元の温度計測用パ
ルスシーケンスを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a spatial one-dimensional temperature measurement pulse sequence used in the present embodiment.

【図4】緩和時間に起因する振幅値変化を補償する原理
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a principle of compensating for a change in amplitude value caused by a relaxation time.

【図5】緩和時問変化に起因する振幅値変化を補償する
と共に、温度変化情報を取得するパルスシーケンスを示
す図。
FIG. 5 is a diagram showing a pulse sequence for compensating for an amplitude value change caused by a change during relaxation and obtaining temperature change information.

【図6】図1の計算機システムによる精度の悪いボクセ
ルについては計算又は計算結果の出力の対象から外すと
いう機能の手順を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a procedure of a function of excluding voxels having low accuracy from the calculation or the output of the calculation result by the computer system of FIG. 1;

【図7】生体の動きによる誤計測の影響を軽減する方法
の原理を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing the principle of a method for reducing the influence of erroneous measurement due to movement of a living body.

【図8】従来の温度計測用パルスシーケンスを示す図。FIG. 8 is a diagram showing a conventional pulse sequence for temperature measurement.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…静磁場磁石、 2…傾斜磁場コイル、 3…プローブコイル、 4…シムコイル、 5…傾斜磁場コイル電源、 6…シムコイル電源、 7…送信部、 9…受信部、 10…シーケンス制御部、 11…データ収集部、 12…計算機システム、 13…コンソール、 14…画像ディスプレイ、 101…励起高周波パルス、 102…スライス選択用傾斜磁場波形、 103…読み出し傾斜磁場磁場波形、 104…位相エンコード傾斜磁場波形、 105…励起高周波パルス、 106…反転高周波パルス、 107…スライス選択用傾斜磁場波形、 108…読み出し傾斜磁場磁場波形、 109…温度情報含んだ磁気共鳴信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Static magnetic field magnet, 2 ... Gradient magnetic field coil, 3 ... Probe coil, 4 ... Shim coil, 5 ... Gradient magnetic field coil power supply, 6 ... Shim coil power supply, 7 ... Transmission part, 9 ... Reception part, 10 ... Sequence control part, 11 ... data collection unit, 12 ... computer system, 13 ... console, 14 ... image display, 101 ... excitation high frequency pulse, 102 ... slice selection gradient magnetic field waveform, 103 ... readout gradient magnetic field waveform, 104 ... phase encoding gradient magnetic field waveform, 105: excitation high-frequency pulse, 106: inverted high-frequency pulse, 107: slice selection gradient magnetic field waveform, 108: read-out gradient magnetic field waveform, 109: magnetic resonance signal including temperature information.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一様な静磁場中に配置された被検体に、
高周波磁場および傾斜磁場を印加して、被検体内の化学
シフトが温度依存性を示す化学基からの磁気共鳴信号を
収集する磁気共鳴診断装置において、前記磁気共鳴信号
から被検体内部の温度を限局領域ごとに算出する手段
と、前記磁気共鳴信号の振幅値の時間変化に基づいて温
度計測の精度を評価する手段とを具備したことを特徴と
する磁気共鳴診断装置。
1. An object placed in a uniform static magnetic field,
In a magnetic resonance diagnostic apparatus for applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to collect a magnetic resonance signal from a chemical group whose chemical shift in the subject exhibits temperature dependence, the temperature inside the subject is limited from the magnetic resonance signal. A magnetic resonance diagnostic apparatus comprising: means for calculating for each region; and means for evaluating the accuracy of temperature measurement based on a temporal change in the amplitude value of the magnetic resonance signal.
【請求項2】 前記磁気共鳴信号の振幅値の時間変化が
所定のしきい値より大きいとき、前記限局領域を小さく
する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載
の磁気共鳴診断装置。
2. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising means for reducing the localization area when a time change of the amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than a predetermined threshold. .
【請求項3】 前記振幅値の時間変化は、前記対象核種
に関する緩和時間の温度依存性から推定される振幅値を
基準に与えられることを特徴とする請求項1記載の磁気
共鳴診断装置。
3. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the temporal change in the amplitude value is given based on an amplitude value estimated from the temperature dependence of the relaxation time of the target nuclide.
【請求項4】 前記振幅値の時間変化は、定常状態のも
とでスピンエコー法により収集された前記磁気共鳴信号
と同じエコー時間で収集された磁気共鳴信号の振幅値を
基準に与えられることを特徴とする請求項1記載の磁気
共鳴診断装置。
4. The time-dependent change in the amplitude value is given based on the amplitude value of a magnetic resonance signal acquired at the same echo time as the magnetic resonance signal acquired by a spin echo method under a steady state. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記磁気共鳴信号の振幅値の時間変化が
所定のしきい値より大きい特定の限局領域に関して温度
又は温度差の計算と出力との少なくとも一方の対象から
外す手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載
の磁気共鳴診断装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a unit for excluding at least one of calculation and output of a temperature or a temperature difference with respect to a specific localized area in which a time change of an amplitude value of the magnetic resonance signal is larger than a predetermined threshold value. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記算出手段は、前記磁気共鳴信号から
複数の位置における温度又は温度変化の差を計算するこ
とを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴診断装置。
6. The magnetic resonance diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the calculating means calculates a temperature or a difference between temperature changes at a plurality of positions from the magnetic resonance signal.
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