JP3137378B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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JP3137378B2 JP03246260A JP24626091A JP3137378B2 JP 3137378 B2 JP3137378 B2 JP 3137378B2 JP 03246260 A JP03246260 A JP 03246260A JP 24626091 A JP24626091 A JP 24626091A JP 3137378 B2 JP3137378 B2 JP 3137378B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴(MR:magn
etic resonance )現象を利用して被検体の形態情報や
スペクトロスコピ―等の機能情報を得る磁気共鳴イメ―
ジング装置にに関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴イメ―ジング装置により得られ
る画像の一つであるSAS(SurfaceAnatomy Scan)画
像を得る手法は、1987年に片田らにより提示された
ものである。この手法は、昭和62年9月17日に特許
出願されている(特願昭62−232949号、発明の
名称「磁気共鳴イメ―ジング方法」)。
【0003】そして、このようなSAS画像が脳神経医
学の領域において多くの臨床的意義があることは、その
後の研究にて確認されているところである。すなわち、
SAS画像は、脳溝をはじめとする脳表面構造を描出し
た皮質や皮質下に局在する病変部の位置を明瞭に示して
おり、この点で、頭蓋内疾患の外科的処置に当り、特
に、手術前にあって病気変部の正確な位置把握を実現し
ている。
【0004】SAS画像化法は、CSF(脳脊髄液)を
実質部より相当高信号に描出する必要があるため、エコ
ー時間Te 及びパルス繰り返し時間Trを非常に長くし
た例えばSE(スピン・エコー)法を使用すると共に、
表面コイルでシングル厚切りスライスにて画像を得る
か、又は頭部用コイルでマルチスライスで画像収集する
と共に当該得られた複数画像に対して重み付け加算を行
って画像を得るかの2通りの方法がある。
【0005】また、撮影時間の短縮が図られるSAS撮
影技法としては、特開平2−200241号公報に記載
されているものがある。この技法を便宜的に2Dシング
ルスライス−CE−FAST法と呼ぶ。この技法は、2
次元シングルスライスイメージングであり、また磁化の
定常才差運動(SSFP)状態を生じさせるものの一種
であって定常状態にて発生するFID(自由誘導減衰)
信号とエコー信号のうちエコー信号のみを選択的に収集
することにより、短時間のうちにCSFを高信号にて描
出できるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したSAS画像化
法により撮影されたSAS画像は脳表構造を直視的に示
しているので、通常のスライス画像に比して、脳表構造
についての把握容易性は格段に優れている。
【0007】しかし、頭蓋骨を開けたとき、実際に開口
部に見えるものは、脳と、当該脳の表面を覆うように存
在している脳表在静脈とであり、この場合、脳表近傍又
は脳中に損傷又は腫瘍の如き病変部が存在していると、
当該病変部と脳表構造と脳表在静脈との相互位置関係
は、上述したSAS画像だけでは明確に把握しきれない
場合が想定される。
【0008】そこで本発明の目的は、脳表構造と病変部
と脳表在静脈との間の相互位置関係を、より高精度に把
握し得る画像を表示可能な磁気共鳴イメージング装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し且つ目的を達成するために次のような構成としてい
る。すなわち、本発明の請求項1にかかる構成は、静磁
場磁石,傾斜磁場コイル,被検体に対してRFパルスを
印加すると共に当該被検体から信号収集を行う送受信コ
イルを有し、少なくとも水素原子核の磁気共鳴現象に基
づく画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、脳
表構造描出画像を作成するためのSAS画像収集手段
と、脳表在静脈画像を作成するためのMRA画像収集手
段と、前記SAS画像収集手段により作成された脳表構
造描出画像と前記MRA画像収集手段により作成された
脳表在静脈画像とを脳表在静脈画像に含まれる血管像I
と背景像I 、及び脳表構造描出画像I の信号強度
がI >I >I となるように画像の信号強度を調整
してから合成する合成手段と、この合成手段により合成
された画像を表示する表示手段と、を具備する磁気共鳴
イメージング装置、である。また、本発明の請求項2に
かかる構成は、請求項1にかかる構成において、合成手
段は脳表在静脈画像に含まれる血管像I と背景像I
とを二乗演算処理することを特徴とするものである。
【0010】
【作用】請求項1にかかる構成によれば、表示される合
成画像は、信号強度が強いもの程、画像上では手前に存
在すると感覚されるので、脳表在静脈画像の背景像I
の上に脳表構造描出画像I が被さり、その上に脳表在
静脈画像の血管像I が被さったものとなるので、より
実際に頭部を開口した状態に近いものを提示することに
なり、観察者は、脳表近傍又は脳中に存在する損傷又は
腫瘍の如き病変部と脳表構造と脳表在静脈との間の相互
位置関係を、より高精度に把握し得るものとなる。請求
項2にかかる構成によれば、たとえ脳表在静脈画像の背
景像I と血管像I とのコントラストが低下した場合
でも、良好な合成画像を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下本発明にかかる磁気共鳴イメージング装
置の一実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明
の磁気共鳴イメ―ジング装置の全体構成を示す図であ
る。図1に示すように、被検体Pを内部に収容すること
ができるようになっているマグネットアッセンブリ4
は、常電導又は超電導方式による静磁場発生装置(永久
磁石を用いる構成であってもよい。)1と、磁気共鳴信
号の誘起部位の位置情報付与のための傾斜磁場を発生す
るためのX,Y,Z軸の傾斜磁場コイル2と、回転高周
波磁場(RFパルス)を送信すると共に誘起された磁気
共鳴信号(MR信号:エコ―信号やFID信号)を検出
するためのRFコイル3とからなる。
【0012】また、RFパルスの送信制御を行う送信器
5と、誘起MR信号の受信制御を行う受信器6と、X,
Y,Z軸の傾斜磁場コイル2のそれぞれの励磁制御を行
うX軸,Y軸,Z軸の傾斜磁場電源7と、デ―タ収集の
ためのパルスシ―ケンスを実施することができるシ―ケ
ンサ8と、これらを制御すると共に検出信号の信号処理
及びその表示を行うコンピュ―タ9と、モニタ10及び
コンソール11により構成されている。
【0013】また、本実施例の装置では、マグネットア
ッセンブリ4の磁場中心に被検者Pの頭部を置き、当該
頭部を包むようRFコイル3として筒状コイルや表面コ
イルを配置する。
【0014】ここで、デ―タ収集のためのパルスシ―ケ
ンスしては、送信器5を駆動することによりRFコイル
3から被検体PにRFパルスを印加し、また被検体Pか
ら磁気共鳴信号を検出する。また、傾斜磁場電源7を駆
動して傾斜磁場コイル2からは傾斜磁場Gx ,Gy ,G
z を、それぞれスライス用傾斜磁場Gs ,位相エンコ―
ド用傾斜磁場Ge ,リ―ド用傾斜磁場器Gr として加
え、特定部位からの信号をRFコイル3で収集する。こ
のパルスシ―ケンスを所定回数繰返して実行してデ―タ
群を得、このデ―タ群により画像を生成するようにして
いる。
【0015】また、本実施例では、通常のスライス画像
を得るためのスピンエコ―法やフィ―ルドエコ―法等の
パルスシ―ケンスが実行できる他、脳表構造描出画像を
作成するためのSAS画像を得るためのSAS画像収集
パルスシーケンス及び脳表在静脈画像を作成するための
MRA画像収集パルスシーケンスが実行できる。これら
パルスシーケンスは、シーケンサ8により実行され得
る。
【0016】そして、本実施例では、図2に示すよう
に、処理21にて、シーケンサ8によりSAS画像収集
パルスシーケンスが実行されることにより得られるSA
S画像ISAS と、また処理22にて、シーケンサ8によ
りMRA画像収集パルスシーケンスが実行されることに
より得られるMRA画像IMRA とは、前処理23にて所
定の前処理を経た後、最大値投影法処理や加算処理を含
む合成処理24てに、合成画像I4 が生成され、画像表
示25に供される。
【0017】ここで、SAS画像収集パルスシーケンス
としては、図4に示すマルチスライスSAS法パルスシ
ーケンスや、図示しないCE−FAST法パルスシーケ
ンスを使用することができる。また、MRA画像収集パ
ルスシーケンスとしては、図7に示す2D−TOF法パ
ルスシーケンスや、図8又は図9〜図12に示す3D−
PC法パルスシーケンスを使用することができる。
【0018】図2の各処理は、シーケンサ8の実行と、
コンピュータ9によるデータ処理とにより実現される。
すなわち、前処理23においては、MRA画像IMRA
SAS画像ISAS とについての信号強度順序を揃えるた
めの処理と、必要に応じてMRA画像IMRA についての
二乗乗算処理と、を行う。
【0019】ここで、信号強度順序とは、MRA画像I
MRAに表れている頭皮や脳質からの信号に基づく背景
像Iと、MRA画像IMRAに表れている血管像I
と、SAS画像 (=I SAS との間の順序であ
り、模式的には図3のように示される。すなわち、図3
に示すように、被検体Pの頭部PHについて最終画像I
は、背景像Iの上にSAS像Iが被さり、その上
血管像I が被さったものとなることで、より実際に
頭部を開口した状態に近いものを提示することになる。
頭部表在静脈は、脳表を覆うように流れている。また、
脳表面構造の複雑さに比べれば、表在静脈は粗い構造で
あるから、脳表よりも表在静脈が上に在るように見えれ
ば、見易い画像であると言える。信号強度が強いもの
程、画像上では手前に存在すると感覚されるので、信号
強度は、上述したように、MRA画像の血管 >SA
S画像 >MRA画像の背景 の順序にすべきであ
る。このような画像の順序付けは、信号強度の比較・分
類により達成できる。
【0020】一方、MRA画像に対する二乗演算処理は
次のような場合に使用され得る。すなわち、撮影条件や
被検者の状態によっては、MRアンギオ像において血流
と背景部とのコントラストが低下することがある。この
ような場合、MRA画像の血管と、SAS画像と、MR
A画像の背景との信号差が無い場合、つまり、MRA画
像の血管≧SAS画像≦、=、または≧MRA画像の背
景、の如き関係となることがある。このため、合成画像
としては観察しずらいものとなる。
【0021】そこで、MRA画像に対して二乗演算処理
を施す。すなわち、血流部の信号をAとし、背景部の信
号をBとしたとき(MRアンギオ像では、A>B)、A
−B>A−Bとなり、MRアンギオ像において血流
と背景部とのコントラストが増大する。
【0022】上式のように、血流部と背景部との信号強
度の差が大きくなるので、MRアンギオ像のコントラス
トが高くなる。この処理を施すことにより、背景部との
コントラストの低いMRアンギオ像からでも、良好な合
成画像I4 を得ることができる。
【0023】なお、図4は、Tr =2000msec、Te
=250msecとしたマルチスライスSAS法パルスシー
ケンスを示している。このシーケンスの実行によりSA
S画像を得ることができる。
【0024】図5,図6は、タイムオブフライト効果を
示す図であり、本図を用いてタイムオブフライト効果に
よるMRアンギオ像の生成を説明する。すなわち、図5
に示すように、血流部では、たえずフレッシュなスピン
が供給されるので、短いパルス繰り返し時間Tr で励起
したとしても、血流からの信号は低下しない。このた
め、背景部に比べ血流部の信号強度が上がり、血流の強
調された画像が得られることになる。
【0025】上述したスライスを1枚づつ連続して撮影
する手法が、図7に詳細を示すMRアンギオ像を得るた
めの2D−TOF法である。実例として、頚部血管の撮
影状況を図6に示す。図6において、1枚づつ順次撮影
することで、3次元データを得た後、最大値投影法を施
行してMRアンギオ像を得る。このような2D−TOF
法は、スライスを横切る流れであれば、静脈のようなゆ
っくりとした流れであって画像化でき、頚部静脈の画
像化に好適である。
【0026】図8はMRアンギオ像を得るための3D−
PC法パルスシーケンスを示す波形図であるが、これを
図9〜図12にて分解して解説する。図9に示す第1過
程と、図10に示す第2過程とでは、リード方向にフロ
ーエンコードパルス磁場Gfeを印加している。図9に示
す第1過程と、図10に示す第2過程とで得られたデー
タを引き算してやることで、リード方向に対する流れの
データだけを得ることが、フェーズ・コントラスト法の
特徴である。つまり、背景部は、全く画像化されず、血
流だけの画像が得られることになる。図11に示す第3
過程と、図12に示す第4過程とでは、エンコード方向
にフローエンコードパルス磁場Gfeを印加している。図
11に示す第3過程と、図12に示す第4過程とで得ら
れたデータを引き算してやることで、エンコード方向に
対する流れのデータだけを得ることができる。本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施できるものである。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明は、脳表在静脈画像
の背景像I の上に脳表構造描出画像I が被さり、そ
の上に脳表在静脈画像の血管像I が被さった合成画像
を表示するので、より実際に頭部を開口した状態に近い
ものを提示することになり、観察者は、脳表近傍又は脳
中に存在する損傷又は腫瘍の如き病変部と脳表構造と脳
表在静脈との間の相互位置関係を、より高精度に把握し
得るものとなる。
【0028】よって本発明によれば、脳表構造と病変部
と脳表在静脈との間の相互位置関係を、より高精度に把
握し得る画像を表示可能な磁気共鳴イメージング装置を
提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気共鳴イメ―ジング装置の一実施例
の構成を示す図。
【図2】本発明の一実施例の要部構成を示す図。
【図3】本発明における被検体と画像との関係を示す模
式図。
【図4】本発明で使用されるマルチスライスSAS法パ
ルスシーケンスの波形図。
【図5】タイムオブフライト効果の原理を示す模式図。
【図6】タイムオブフライト効果によるアンギオ像の生
成を示す模式図。
【図7】本発明で使用される2D−TOF法パルスシー
ケンスの波形図。
【図8】本発明で使用される3D−PC法パルスシーケ
ンスの波形図。
【図9】本発明で使用される3D−PC法パルスシーケ
ンスの第1過程の波形図。
【図10】本発明で使用される3D−PC法パルスシー
ケンスの第2過程の波形図。
【図11】本発明で使用される3D−PC法パルスシー
ケンスの第3過程の波形図。
【図12】本発明で使用される3D−PC法パルスシー
ケンスの第4過程の波形図。
【符号の説明】
1…静磁場発生装置、2…傾斜磁場コイル、3…RFコ
イル、4…マグネットアッセンブリ、5…送信器、6…
受信器、7…傾斜磁場電源、8…シ―ケンサ、9…コン
ピュ―タ、10…モニタ、11…コンソール。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 JICSTファイル(JOIS)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静磁場磁石,傾斜磁場コイル,被検体に
    対してRFパルスを印加すると共に当該被検体から信号
    収集を行う送受信コイルを有し、少なくとも水素原子核
    の磁気共鳴現象に基づく画像を得る磁気共鳴イメージン
    グ装置において、 脳表構造描出画像を作成するためのSAS画像収集手段
    と、 脳表在静脈画像を作成するためのMRA画像収集手段
    と、 前記SAS画像収集手段により作成された脳表構造描出
    画像と前記MRA画像収集手段により作成された脳表在
    静脈画像とを脳表在静脈画像に含まれる血管像I と背
    景像I 、及び脳表構造描出画像I の信号強度がI
    >I >I となるように画像の信号強度を調整してか
    合成する合成手段と、 この合成手段により合成された画像を表示する表示手段
    と、 を具備する磁気共鳴イメージング装置。
  2. 【請求項2】 前記合成手段は脳表在静脈画像に含まれ
    る血管像I と背景像I とを二乗演算処理することを
    特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
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