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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波及び核磁気共鳴を用いた検査装置に係わり、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう超音波装置の駆動シーケンスと、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置の駆動シーケンスとを、並行して実行可能な検査装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
医療コスト低減に最も効果的な方法は入院期間を短縮することである。内視鏡下での手術、超音波加熱凝固治療等の低侵襲手術の普及により、入院期間の劇的な短縮が期待されている。
【０００３】
図１１の斜視図により示すような、広い開口部をもつオープン型ＭＲＩ装置は、開口部を通して多方向から患者にアクセスでき、かつ、放射線被曝の問題がないことから、低侵襲手術の実現のための最有力機器と目され、インターベンショナルＭＲＩ装置（術中ＭＲＩ装置）の実用化が期待されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、超音波装置は、リアルタイム性に優れ、装置が簡便であるという特徴を有しているため、最近では超音波装置による診断のみならず、超音波装置による超音波加熱療法や音響化学療法といった非観血的治療技術への応用が進んでいる。
【０００５】
超音波装置とＭＲＩ装置の機能は相補的なものであることから、ユーザー（医師）からは超音波装置／ＭＲＩ装置の同時使用の要望が高まっている。オープン型ＭＲＩ装置は開放度が高いことから、超音波診断装置又は超音波治療装置の超音波探触子、手術道具等をマグネット内部に容易に持ち込むことが可能である。しかし、マグネット内部に持ち込む超音波装置又は超音波治療装置の超音波探触子、手術道具等が磁性体を含む物質から構成される場合、マグネット内部の静磁場の均一性を乱すため、ＭＲＩに於ける画像に著しい影響を与える。
【０００６】
これに対し、ＭＲＩ装置による画像を劣化させない超音波装置を実現するために、超音波探触子のバッキング材及び音響整合層を非磁性かつ絶縁材料で構成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この特許文献２の方法を用いれば、ＭＲＩ装置に於ける一連のパルスシーケンスの終了の後に時間を十分おいて、超音波装置による撮影を実行すれば、互いに干渉無く撮影できる。すなわち、ＭＲ画像の取得と、超音波画像の取得を交互に行うことができる。しかしながら、一般に、超音波の１画像の取得にかかる撮影時間は数十ミリ秒程度であるのに対して、１枚のＭＲ画像の取得にかかる撮影時間は１秒程度は必要であり、ＭＲ画像の取得時間は、超音波画像の取得時間に対して長い。ＭＲ画像の取得時間の間は、超音波装置による撮影は中断されてしまうため、超音波装置は、リアルタイム性は損なわれる。
【０００８】
また、スピン共鳴信号計測用アンテナの生体内部での位置を超音波画像から決定する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
この特許文献３の方法は、ＭＲＩについて画像を取得するのではなく、スピン共鳴信号を計測することを対象としている。磁気共鳴信号を利用して画像を取得する場合、その画像再構成には、傾斜磁場の印加状態を変化させて得た共鳴信号が、画像の画素の個数以上必要であるが、特許文献３では、共鳴信号の計測のみを目的としているため、特定の検出領域からの共鳴信号計測は１回の計測で良い。
【００１０】
特許文献３においても、スピン共鳴信号計測装置と超音波装置の、互いの干渉を回避するため、スピン共鳴信号を計測するための一連の動作（高周波磁場の印加や、傾斜磁場スイッチングや、信号の計測）を行う時間と、超音波装置が動作する時間を、分けて交互に行うタイミングが開示されている。具体的には、高周波磁場によりスピンを励起し、スピン信号を計測した後、再びスピンが元の状態に戻るのに要する時間、すなわち、待ち時間の間のみ超音波撮像を行うタイミングが開示されている。スピン信号を計測する際の待ち時間は通常１秒から２秒程度であるのに対して、スピン共鳴信号を計測するための一連の動作（高周波磁場の印加や、傾斜磁場スイッチングや、信号の計測）を行う時間は長くても０.２秒程度である。スピン信号を計測する際の待ち時間を１秒とし、超音波の１画像の取得にかかる撮影時間を２５ミリ秒とすると、待ち時間の間に超音波を４０スキャン取得でき、その間にスピン共鳴信号計測用アンテナの生体内部での位置を知ることができる。
【００１１】
特許文献３に記載の方法は、特定の検出領域からのスピン共鳴信号を計測する際は有効であるが、ＭＲ画像を取得する際は待ち時間の間に超音波画像を取得することは現実的でない。待ち時間の定義を、磁気共鳴信号を計測するための一連の動作（高周波磁場の印加や、傾斜磁場スイッチングや、信号の計測）を行っていない時間とすると、近年のＭＲＩ装置では、撮影全体に必要な時間を少なくする目的で、待ち時間を極力少なくするようにパルスシーケンスが設定されているためである。例えば、近年注目されている待ち時間が全く存在しないＭＲＩの高速撮影法としては、３軸補償のＳｔｅａｄｙ-Ｓｔａｔｅ-Ｆｒｅｅ-Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎシーケンス（ＢＡＳＧシーケンス）がある。また、従来から臨床に用いられているスピンエコー（ＳＥ）シーケンス、グラディエントエコー（ＧＲＥ）シーケンス、グラディエントエコーシーケンスとスピンエコーシーケンスを組合わせたＧＲＡＳＥシーケンス等においても、マルチスライス撮影法と併用するなど、待ち時間を極力少なくするようにパルスシーケンスが工夫されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−５７３４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３６５１４号公報
【特許文献３】
特開平７−１８４８７６号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特許文献３に記載の方法は、特定の検出領域からのスピン共鳴信号を計測する際は有効であるが、ＭＲ画像を取得する際は待ち時間の間に超音波画像を取得することは現実的でない。特に近年注目されているＢＡＳＧシーケンスには待ち時間が存在しないため全く適用できない。
【００１４】
また、特許文献２に記載の方法では、超音波の送信（照射）、又は、超音波の送信及び受信を行なう超音波装置の駆動シーケンスと、ＭＲＩ装置の駆動シーケンスとを、並行して同時に実行する場合、即ち、超音波装置及びＭＲＩ装置による撮影とをほぼリアルタイムで行なう場合、超音波装置とＭＲＩ装置との干渉により、ＭＲＩに於ける画像（ＭＲ画像）及び超音波画像は、共に劣化するという課題がある。超音波を照射（送信）中に、核磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を受信するとＭＲ画像にスパイク状のノイズが混入するという課題がある。
【００１５】
また、超音波信号の受信中にＭＲＩ装置によりＲＦパルスを照射すると超音波画像にノイズが混入するという課題がある。更に、ＭＲＩ装置による撮影の期間中に、超音波探触子のケーブルの信号線又はグランド線が、ＭＲＩ装置と切り離されていないと、ＭＲ画像のＳＮ比が劣化するという課題がある。ＭＲＩ装置による撮影と超音波装置による撮影をほぼリアルタイムで行なう場合に、双方の装置による画像の劣化を防ぐことが大きな課題である。
【００１６】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、ＭＲＩ装置によりＭＲ画像を得るための核磁気共鳴信号を計測するパルスシーケンスの実行中に、超音波画像をリアルタイム計測して超音波画像の表示ができる検査装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ＭＲＩ装置による撮影のパルスシーケンスと超音波装置による撮影のパルスシーケンスを同期させて制御する手段を備えることにより、ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルスを照射する時間区間、１８０度ＲＦパルスを照射する時間区間、及び、ＭＲ信号を受信する時間区間を除いた時間区間で、超音波の送信（送波）、又は、超音波の送受信（送信（送波）及び受信（受波））を行なう。更に、一定時間間隔毎に１回、ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルスを照射せずに、ＭＲ信号を参照信号として受信する。超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を、計測された検査対象からのＭＲ信号から参照信号を減算する。
【００１８】
本発明による、超音波及び核磁気共鳴を用いた検査装置は、以下の特徴を有する。
【００１９】
本発明の検査装置は、静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出するための所定のパルスシーケンスを、繰返し実行する核磁気共鳴装置と、検査対象に対して、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう超音波装置と、から構成される。超音波装置は、制御手段により、核磁気共鳴装置を駆動する制御信号に基づいて、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を繰返し行なうように、次のように制御される。
（１）上記の所定のパルスシーケンスの実行中に制御される。
（２）上記の所定のパルスシーケンスの中の、特定の時間区間で制御される。
（３）上記の所定のパルスシーケンスの実行中に、所定のパルスシーケンスの中の、特定の時間区間で制御される。
【００２０】
特定の時間区間は、所定のパルスシーケンスの中の次の何れかの時間区間である。
（ａ）高周波磁場が印加される時間区間及び核磁気共鳴信号が検出される時間区間を除く少なくとも１つの時間区間。
（ｂ）高周波磁場が印加される時間区間と核磁気共鳴信号が検出される時間区間により挟まれる少なくとも１つの時間区間。
（ｃ）核磁気共鳴信号が検出される時間区間の直前及び／又は直後の少なくとも１つの時間区間。
（ｄ）核磁気共鳴信号が検出される時間区間の前及び／又は後の時間区間で、且つ、高周波磁場が印加される時間区間を除く時間区間。
【００２１】
超音波装置の駆動に起因するノイズ信号が検出される核磁気共鳴信号に及ぼす影響は、次のようにして、低減できる。超音波装置の駆動に起因するノイズ信号は、デジタル制御系に起因するノイズ信号である。高周波磁場が印加されない所定のパルスシーケンス、又は、高周波磁場、スライス傾斜磁場、及び、位相エンコード傾斜磁場が印加されない所定のパルスシーケンスを、実行して検出された信号を参照信号とする。
【００２２】
この参照信号を、所定のパルスシーケンスで検出された核磁気共鳴信号から減算することにより、検出された核磁気共鳴信号に含まれる、超音波装置の駆動に起因するノイズ信号を低減できる。この結果、ＭＲ画像のＳＮ比の劣化が防止できる。
【００２３】
一般に、１枚のＭＲ画像を得るに必要な撮影時間は、超音波の送信及び受信により、１枚の画像を得る１スキャンに必要な撮影時間よりも長い。
【００２４】
従って、本発明の検査装置では、１枚のＭＲ画像を得る撮影時間中に、超音波画像をリアルタイム計測して、少なくとも１枚以上の超音波画像の表示を行なうことが可能である。
【００２５】
本発明の検査装置によれば、ＭＲ画像を得るためのＭＲ信号を計測するパルスシーケンスの実行中に、リアルタイム性を損なうことなく、超音波撮像を並行して同時に実行でき、超音波画像をリアルタイム計測して超音波画像の表示ができる。
【００２６】
また、本発明の検査装置によれば、検査対象への超音波の送信中、及び、検査対象から反射された超音波信号の受信中に、ＭＲＩ装置はＲＦパルス（高周波磁場）を照射しない構成とするので、ＲＦパルスに起因するノイズ信号は、超音波の送信信号、又は、送信信号及び受信信号に混入しないという効果がある。また、ＭＲ信号の受信中に、超音波の送信、又は、送信及び受信をしない構成とするので、超音波の送信、又は、送信及び受信に起因するノイズ信号は、ＭＲ信号に混入しないという効果がある。従って、ＭＲ画像、超音波画像の双方のＳ／Ｎが劣化しない撮像を実行できる。
【００２７】
本発明の検査装置の代表的な構成を、図２を参照して以下に説明する。
【００２８】
時間区間（１）で、スライス傾斜磁場４−１と同時に励起用ＲＦパルス１を照射して、スライス断面の原子核を励起する。
【００２９】
時間区間（２）で、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、エンコード傾斜磁場２−１、ディフェーズ用傾斜磁場３−１を印加する。
【００３０】
時間区間（３）（ＭＲ信号の取得区間７）で、リードアウト傾斜磁場３−２を印加して、ＭＲ信号６を計測する。
【００３１】
時間区間（４）で、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｐ、ディフェーズ用傾斜磁場３−３を印加する。
【００３２】
以下、エンコード傾斜磁場２−１の印加量を変化させ、パルスシーケンスを繰返し時間ＴＲで複数回繰返す。
【００３３】
超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）は、時間区間（１）及び時間区間（３）を除いた、時間区間（２）９−１及び時間区間（４）９−２で行なう。
【００３４】
１ラインの超音波ビームの送受信に要する時間を０.１４ｍｓとし、１枚の超音波画像を得るための１スキャンが９６ラインで構成され、１枚のＭＲ画像を得るに要するパルスシーケンスの繰返し回数を１２８回とすると、ＴＶと同等のフレームレートで、ほぼリアルタイムに超音波撮影が可能である。
【００３５】
本発明の、超音波及び核磁気共鳴を用いた検査方法は、以下に記載する特徴を有する。
【００３６】
（１）静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、繰返し実行する第１の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記検査対象に対して、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なう第２の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００３７】
（２）静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、繰返し実行する第１の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記所定のパルスシーケンスの実行中に、前記検査対象に対して、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なう工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００３８】
（３）静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、繰返し実行する第１の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間で、前記検査対象に対して、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なう第２の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００３９】
（４） 前記（３）に記載の検査方法において、前記特定の時間区間が、前記所定のパルスシーケンスの中の、（ａ）前記高周波磁場を印加する時間区間及び前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間を除く少なくとも１つの時間区間、（ｂ）前記高周波磁場を印加する時間区間と前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間により挟まれる少なくとも１つの時間区間、（ｃ）前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間の直前及び／又は直後の少なくとも１つの時間区間、（ｄ）前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間の前及び／又は後の時間区間で、且つ、前記高周波磁場を印加する時間区間を除く時間区間、のうちの何れかの時間区間であることを特徴とする検査方法。
【００４０】
（５）前記（３）に記載の検査方法において、前記高周波磁場を印加しない前記所定のパルスシーケンスを実行して、前記核磁気共鳴信号を参照信号として検出する第３の工程と、前記参照信号を用いて、前記所定のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信に起因するノイズ信号を低減する第４の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４１】
（６）静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、繰返し実行する第１の工程と、検出された前記核磁気共鳴信号から核磁気共鳴画像に変換する第２の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記検査対象の患部に超音波を繰返し照射する第３の工程と、検出された前記核磁気共鳴信号から変換された、前記患部の前記核磁気共鳴画像を、時系列に表示する第４の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４２】
（７）静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第２の時間区間と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場、前記第２の時間区間で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第４の時間区間とを具備する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行する第１の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記第２の時間区間及び／又は前記第４の時間区間で、前記検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なう第２の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４３】
（８）前記（７）に記載の検査方法において、前記高周波磁場、前記スライス傾斜磁場、及び、前記位相エンコード傾斜磁場を印加しない前記所定のパルスシーケンスを実行して、前記核磁気共鳴信号を参照信号として検出する第３の工程と、前記参照信号を用いて、前記所定のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信に起因するノイズ信号を低減する第４の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４４】
（９）静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に第１の高周波磁場を印加する第１の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場を印加する第２の時間区間と、前記検査対象に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に第２の高周波磁場を印加する第３の時間区間と、前記検査対象に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区間と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する第５の時間区間と、核磁化の回復をまつための第６の時間区間とを具備する所定のパルスシーケンスを、所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行する第１の工程と、前記所定のパルスシーケンス制御信号に基づいて、前記第２の時間区間、前記第４の時間区間、及び、前記第６の時間区間の少なくとも１つの時間区間で、前記検査対象に対して、前記超音波探触子により、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なう第２の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４５】
（１０）前記（９）に記載の検査方法において、前記第１の高周波磁場、前記第２の高周波磁場、前記スライス傾斜磁場、及び、前記位相エンコード傾斜磁場を印加しない前記所定パルスシーケンスを実行して前記核磁気共鳴信号を参照信号として検出する第３の工程と、前記参照信号を用いて、前記所定のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信に起因するノイズ信号を低減する第４の工程とを有することを特徴とする検査方法。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の検査装置は、核磁気共鳴装置と超音波装置を具備する。核磁気共鳴装置は、静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを繰返して実行する制御を行なう第１の制御装置を具備する。
【００４７】
超音波装置は、検査対象に対して、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を制御する第２の制御装置を具備する超音波装置とを具備する。
【００４８】
第２の制御装置は、制御手段より、第１の制御装置からの制御信号に基づいて、所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間で、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を繰返し行なうように、制御される。所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間は、前述した時間区画である。
【００４９】
本発明の検査装置は、静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する所定のパルスシーケンスを、繰返し実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、検査対象の患部に超音波を照射する超音波装置と、を具備する。
【００５０】
超音波装置は、制御手段より、パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、超音波の送信を繰返し行なうように、制御される。超音波の送信を繰返しの後に、検出された核磁気共鳴信号から、変換手段により変換された患部の核磁気共鳴画像は、時系列に表示手段に表示される。
【００５１】
本発明の検査装置は、核磁気共鳴装置と超音波装置を具備する。核磁気共鳴装置は、静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、スライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、リードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する所定のパルスシーケンスを、繰返して実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段とを具備する。
【００５２】
超音波装置は、検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう手段と、超音波の送信及び受信のタイミングを制御するタイミング制御装置とを具備する。
【００５３】
タイミング制御手段は、制御手段により、パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間で、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を繰返し行なうように、制御される。所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間は、前述した時間区画である。
【００５４】
上記で説明した本発明の検査装置は、検出された核磁気共鳴信号を核磁気共鳴画像に変換する手段と、核磁気共鳴画像を表示する第１の表示手段とを具備する。
【００５５】
また、超音波装置は、受信された超音波の信号を超音波画像に変換する手段と、超音波画像を表示する第２の表示手段とを具備する。
【００５６】
そして、所定のパルスシーケンスの繰返しにより検出された核磁気共鳴信号から得られる１枚の核磁気共鳴画像が、第１の表示手段に表示される以前に、少なくとも１枚の超音波画像が第２の表示手段に表示される。
【００５７】
また、上記で説明した本発明の検査装置では、核磁気共鳴装置は、検出された核磁気共鳴信号を核磁気共鳴画像に変換する手段を具備する。
【００５８】
また、超音波装置は、受信された反射超音波の信号を超音波画像に変換する手段と、超音波画像を表示する表示手段とを具備する。
【００５９】
そして、１枚の核磁気共鳴画像を得るための所定のパルスシーケンスの繰返しの中で、少なくとも１枚の超音波画像が表示手段に表示される。
【００６０】
本発明の検査装置は、核磁気共鳴装置と超音波装置を具備する。核磁気共鳴装置は、所定のパルスシーケンスを、複数回繰返して実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段とを具備する。
【００６１】
所定のパルスシーケンスは、第１の時間区間、第２の時間区間、第３の時間区間、及び、第４の時間区間から、構成される、高速撮影シーケンスである。
【００６２】
第１の時間区間では、静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場が印加される。
【００６３】
第２の時間区間では、検査対象に、負の極性のスライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場が印加される。
【００６４】
第３の時間区間では、正の極性のリードアウト傾斜磁場が印加された状態で、検査対象から発生する核磁気共鳴信号が検出される。
【００６５】
第４の時間区間では、検査対象に、負の極性のスライス傾斜磁場、第２の時間区間で印加した位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場が印加される。
【００６６】
所定のパルスシーケンスは、位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行される。
【００６７】
超音波装置は、検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう手段と、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信のタイミングを制御するタイミング制御装置とを具備する。
【００６８】
タイミング制御装置は、制御手段により、パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、第２の時間区間及び／又は第４の時間区間で、超音波の送信、又は、超音波の送信を行なうように、制御される。
【００６９】
本発明の検査装置は、核磁気共鳴装置と超音波装置を具備する。核磁気共鳴装置は、所定のパルスシーケンスを、複数回繰返して実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段とを具備する。
【００７０】
所定のパルスシーケンスは、第１の時間区間、第２の時間区間、第３の時間区間、第４の時間区間、第５の時間区間、及び、第６の時間区間、から構成される、高速撮影シーケンスである。
【００７１】
第１の時間区間では、静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に第１の高周波磁場が印加される。
【００７２】
第２の時間区間では、検査対象に、負の極性のスライス傾斜磁場が印加される。
【００７３】
第３の時間区間では、検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に第２の高周波磁場が印加される。
【００７４】
第４の時間区間では、検査対象に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場が印加される。
【００７５】
第５の時間区間では、正の極性のリードアウト傾斜磁場が印加された状態で、検査対象から発生する核磁気共鳴信号が検出される。
【００７６】
第６の時間区間は、核磁化の回復をまつための時間である。所定のパルスシーケンスは、位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行される。
【００７７】
超音波装置は、検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、超音波の送信を行なう手段と、超音波の送信のタイミングを制御するタイミング制御装置とを具備する。
【００７８】
タイミング制御装置は、制御手段により、パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、第２の時間区間、第４の時間区間、及び、第６の時間区間の少なくとも１つの時間区間で、超音波の送信、又は、超音波の送信を行なうように、制御される。
【００７９】
上記で説明した検査装置では、第１の時間区間から第４の時間区間から構成される所定のパルスシーケンス、又は、第１の時間区間から第６の時間区間から構成される所定のパルスシーケンスが実行されるが、上記で説明した検査装置では、高周波磁場（励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルス）、スライス傾斜磁場、及び、位相エンコード傾斜磁場を印加しない所定のパルスシーケンスを実行して検出された核磁気共鳴信号を参照信号とする。
【００８０】
この参照信号を、所定のパルスシーケンスで検査対象から検出された核磁気共鳴信号から減算することにより、超音波装置の駆動に起因するノイズ信号を低減することができる。
【００８１】
以下の説明で使用する図２、図７、図８、図９に示す検査装置の撮影シーケンスの横軸は時間ｔであり、図３、図４、図５に示す撮影シーケンスのタイミングチャートの横軸は時間ｔである。
【００８２】
図１は、本発明の実施例に於ける検査装置の構成例を示す図である。被写体（検査対象）１０３は、静磁場を発生する静磁場発生装置１０１、傾斜磁場コイル１０２の近隣に置かれる。ＭＲＩ制御系（パルルシーケンサ）１０４は、傾斜磁場電源１０５、高周波磁場（ＲＦパルス）発生器１０６に命令を送り、傾斜磁場を傾斜磁場コイル１０２より発生させ、ＲＦパルスを照射用コイル１０７より発生させる制御を行なう。
【００８３】
通常、ＲＦパルスは、ＲＦパルス発生器１０６の出力をＲＦパワーアンプ１１５により増幅し、照射用コイル１０７から検査対象１０３に印加される。検査対象１０３から発生した核磁気共鳴信号は、受信用コイル（プローブ）１１６により受波される。受信用コイル１１６は、検査対象１０３の検査対象部位（撮影部位）に近接する空間に配置される。受信用コイル１１６は、検査対象１０３の内部に挿入される場合もある。
【００８４】
受信用コイル１１６により受波された信号は、受信器１０８により、Ａ／Ｄ変換（サンプリング）、検波が行われる。検波の基準とする中心周波数（磁気共鳴周波数）は、シーケンサ１０４によりセットされる。検波された信号は計算機１０９に送られ、ここでリサンプリング処理された後、画像再構成等の信号処理が行われる。画像再構成等の結果はディスプレイ１１０に表示される。
【００８５】
通常、傾斜磁場コイルと、照射用／受信用コイルの電磁気的干渉を低減するために、空間的な両者の間に、ＲＦシールド１１９が設置される。ＲＦシールド１１９は空中を伝搬する電磁気的ノイズを遮断し、受信用コイルへ伝えない役目も持っている。
【００８６】
必要に応じて、記憶媒体１１１に信号や測定条件を記憶させることもできる。静磁場均一度を調整する必要がある時は、シムコイル１１２を使う。シムコイル１１２は複数のチャネルからなり、シム電源１１３により電流が供給される。静磁場均一度の調整時には、複数のチャネルの各コイルに流れる電流をシーケンサ１０４により制御する。シーケンサ１０４はシム電源１１３に命令を送り、静磁場の不均一を補正する付加的な磁場をシムコイル１１２より発生させる。
【００８７】
なお、ＭＲＩ制御系１０４は、プログラムされた所定のタイミングで、核磁気共鳴装置の、傾斜磁場電源１０５、高周波磁場（ＲＦパルス）発生器１０６、受信器１０８の各部を、所定のパルスシーケンス（撮影シーケンス）でを制御する。ＭＲＩ制御系（パルルシーケンサ）１０４は、静磁場発生装置１０１による静磁場の発生を制御することもできる。
【００８８】
図１において、ＭＲＩ制御系１０４から送られる時間制御用トリガー２０１により、超音波装置の駆動シーケンスの時間が制御されている。超音波制御系（デジタル制御系）２２６をＭＲＩ制御系１０４に同期制御させることより、超音波装置の駆動シーケンス及びＭＲＩ装置の駆動シーケンスの時間が、共通の時間軸で制御されている。
【００８９】
図１において、超音波制御系２２６は、送波ビームフォーマ２２２に命令を送る。送波ビームフォーマ２２２は、送波波形メモリ２２１から送波波形を読み出して、超音波探触子２１０の超音波素子の送波駆動を行なうための駆動信号を生成し、送波側に切り替えられている送受波切り替えＳＷ（スイッチ）２２３へ出力する。
【００９０】
この駆動信号は、超音波探触子２１０のケーブル２３３、オン（接続）状態にある探触子切り離しＳＷ（スイッチ）２３２を通して、超音波探触子２１０の超音波素子へ伝達され、超音波探触子２１０の超音波素子から超音波が発生され、検査対象１０３に送波される。超音波探触子２１０は検査対象１０３の内部に挿入される場合もある。
【００９１】
検査対象１０３から反射された超音波信号は、超音波探触子２１０の超音波素子により受波される。受波された超音波信号は、超音波探触子２１０のケーブル２３３、オン（接続）状態にある探触子切り離しＳＷ２３２、受波側に切り替えらている送受波切り替えＳＷ２２３を通して、超音波制御系２２６の制御下にある、ＴＧＣＡＭＰ（時間・ゲイン増幅器）２２４及び受波ビームフォーマ２２５を経て、検波回路２０８によりＡ／Ｄ変換（サンプリング）され、検波が行われる。
【００９２】
検波された受波信号は、計算機２０９に送られ、画像再構成等の信号処理が行われる。画像再構成された超音波画像は、図示しない表示装置に表示される。超音波画像をディスプレイ１１０に表示する構成としてもよい。
【００９３】
なお、ＭＲＩ制御系１０４が行なう各部の制御を計算機１０９で実行することもでき、超音波制御系２２６が行なう各部の制御を計算機２０９で実行することもできる。更に、計算機１０９、２０９は、同一の計算機で構成することもできる。
【００９４】
（第１の実施例）
第１の実施例では、ＭＲＩ装置の高速撮影法の１つであるＢＡＳＧシーケンスによるＭＲ撮像と同時に、超音波撮像をする場合について説明する。
【００９５】
図２は、本発明の第１の実施例の検査装置に於ける撮影シーケンスの例を示す図であり、ＭＲＩ装置による撮影シーケンス（パルスシーケンス）と超音波の送受信のタイミングを説明する図である。
【００９６】
Ｇｓはスライス傾斜磁場であり、Ｇｐはエンコード傾斜磁場であり、Ｇｒはリードアウト傾斜磁場である。以下の説明では、再構成される２次元画像の位相エンコード方向の画素数を１２８とする。従って、ＭＲＩ装置では、時間区間（１）から時間区間（４）からなる図２のパルスシーケンスを、繰返し時間ＴＲで１２８回繰返す。時間区間（１）から時間区間（４）の長さはそれぞれ１ｍｓである。図２のパルスシーケンス繰返し時間ＴＲは４ｍｓである。
【００９７】
時間区間（１）で、静磁場の中に置かれた検査対象に、スライス方向の傾斜磁場（スライス傾斜磁場Ｇｓ）４−１と同時に励起用ＲＦパルス１を照射して、所定の位置で所定の厚さをもつスライス断面の内部に存在する原子核を励起する。
【００９８】
時間区間（２）で、検査対象に、時間区間（１）で印加したスライス傾斜磁場Ｇｓ４−１と逆の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場（Ｇｒ）３−１を印加する。
【００９９】
時間区間（３）（ＭＲ信号の取得区間７）で、検査対象に、正の極性をもつリードアウト方向の傾斜磁場（リードアウト傾斜磁場Ｇｒ）３−２を印加して、検査対象から発生するＭＲ信号６を、受信用コイル１１６を用いて計測する。
【０１００】
時間区間（４）で、検査対象に、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、時間区間（２）で印加したエンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１と逆の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｐ、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場（Ｇｒ）３−３を印加する。
【０１０１】
以下、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１の印加量を変化させ、図２のパルスシーケンスを、繰返し時間ＴＲで１２８回繰返し、繰返し時間ＴＲ毎にＭＲ信号６の受信（計測）を行なう。計測された１２８個の信号を２次元フーリエ変換することにより、２次元画像を得る。
【０１０２】
図２に示すように、繰返し時間ＴＲを４ｍｓにすると、４ｍｓ×１２８＝５１２ｍｓで２次元画像を再構成するためのＭＲ信号６が得られる。あるＧｐ印加量について新たに計測したデータを、同じＧｐ印加量で１巡前に計測されたデータと入れ替えながら撮影すれば、準リアルタイムに動画を表示することもできる。
【０１０３】
超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）は、励起用ＲＦパルス１を照射する時間区間（１）及びＭＲ信号を受信する時間区間（３）を除いた、時間区間（２）９−１及び時間区間（４）９−２で行なう。超音波の生体内部での伝播速度は約１５００ｍ／ｓであり、生体表面から１０ｃｍの領域を撮影対象とすると、この領域を超音波が往復するには約０．１４ｍｓを要する。
【０１０４】
１ラインの超音波ビームの送受信に必要な時間を０．１４ｍｓとすると、時間区間（２）９−１、時間区間（４）９−２のそれぞれ１ｍｓの間で、７ラインの超音波ビームの送受信が可能である。即ち、ＴＲ（４ｍｓ）の間に１４ラインの超音波ビームの送受信が可能である。超音波探触子は、超音波素子の１次元アレイ又は２次元アレイから構成され、１枚の超音波画像を得るための１スキャンでは、超音波素子を切り替えながら複数ラインの超音波ビームの送受信を行ない、受信信号を画像化する。
【０１０５】
９６ラインで１スキャンが構成されるとすると、１スキャンに７×ＴＲ＝２８ｍｓの時間が必要である。つまり、ＴＶのフレームレートと同等のフレームレートで、ほぼリアルタイムに超音波撮影が可能である。このため、ＭＲ信号を取得するパルスシーケンスを実行しながら、リアルタイム性を損なうことなく、超音波撮像を並行して同時に実行できる。
【０１０６】
図３は、本発明の第１の実施例における、ＭＲＩ装置での送信（Ｔ）及び受信（Ｒ）のタイミング、超音波の送信（Ｔ）及び受信（Ｒ）のタイミングを、より理解しやすいように、簡略化して示すタイミングチャートである。ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルスを照射する時間区間（１）及びＭＲ信号を受信する時間区間（３）を除いた、時間区間（２）及び時間区間（４）で、超音波の送受信を行なっている。時間区間（２）及び時間区間（４）では、時間区間５１−１、５１−２、…、５１−７に示すように、超音波を送信して検査対象から反射された超音波信号を受信する。時間区間５１−１、５１−２、…、５１−７の各時間区間が、１ライン分の超音波ビームによる計測の時間単位である。
【０１０７】
図４は、本発明の第１の実施例におけるＭＲ画像と超音波画像の更新タイミングの例を示すタイミングチャートである。図４では、ＭＲ画像及び超音波画像が形成されるタイミングと、図２に示すパルスシーケンスの繰返し時間ＴＲとの関係を、理解しやすいように、タイミングチャートで示している。超音波画像は７×ＴＲ＝２８ｍｓ毎に、ＭＲ画像は４ｍｓ×１２８＝５１２ｍｓＲ毎に、それぞれ更新されていく。
【０１０８】
ＵＳ−ｉ（ｉ＝１、２、…、３７、…）はそれぞれ、ｉ番目のスキャンの超音波画像が形成されていく時間区間を示している。ｉ（ｉ＝１、２、…、３７、…）番目のスキャンによる超音波画像は、ｉ×２８ｍｓ後に、画像形成が完了し表示装置に表示される（ＵＩ−ｉ）。ＭＲ−ｊ（ｊ＝１、２、３、…）はそれぞれ、ｊ枚目のＭＲ画像が形成されていく時間区間を示している。ｊ（ｊ＝１、２、３、…）枚目のＭＲ画像それぞれ、ｊ×５１２ｍｓ後に、画像形成が完了し表示装置に表示される（ＭＩ−ｊ）。第１の実施例では、ＭＲ画像が更新される間に、超音波画像は約１８回更新される。
【０１０９】
図５は、本発明の第１の実施例の検査装置における、ＭＲＩ装置での送信（Ｔ）及び受信（Ｒ）のタイミング、超音波の送信（Ｔ）のタイミングを、より理解しやすいように、簡略化して示すタイミングチャートである。超音波による撮像ではなく、超音波加熱療法や音響化学療法といった超音波による治療を行なう場合は、図５に示すように、超音波は送信（Ｔ）のみを行なう。ＭＲＩ装置では、時間区間（１）から時間区間（４）からなる図２のパルスシーケンスを、繰返し時間ＴＲで繰返す。超音波の送信（Ｔ）は、励起用ＲＦパルス１を照射する時間区間（１）及びＭＲ信号を受信する時間区間（３）を除いた、時間区間（２）及び時間区間（４）で行なう。
【０１１０】
図６は、本発明の第１の実施例の検査装置を用いる超音波加熱凝固治療に於いて撮影されるＭＲ画像を模式的に示す図である。時間１でＭＲ画像はある臓器の治療前の画像であり、腫瘍部位１０−１が見られる。超音波加熱凝固治療を行ないながら、時間ｋ（ｋ＝２、３、４、…）で、連続してＭＲ画像の撮影を行なっていく。ＭＲ画像は５１２ｍｓＲ毎に更新されていく。時間ｋ（ｋ＝２、３、４、…）でのＭＲ画像はそれぞれ、ｋ×１０２４ｍｓ後に、画像形成が完了し表示装置に表示されていく。
【０１１１】
超音波加熱凝固治療を行なうと、加熱凝固した部分１０−２の組織コントラストが、治療前の組織コントラストと変化していくので、治療の済んだ場所を確認できる。時間３、時間４でのＭＲ画像では、治療の済んだ部分（加熱凝固した部分１０−２）が広がっていくことを示している。医師は、患部の治療による状態の変化を、約０．５ｓ毎のＭＲ画像の観察により効率よく把握でき、患部の状態の変化に応じた適切な処置を行なうことができる。
【０１１２】
超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう時間区間を、ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルスを照射する時間区間（１）及びＭＲ信号を受信する時間区間（３）を除いた、時間区間（２）及び時間区間（４）に設定するためには、超音波制御系２２６とＭＲＩ制御系１０４を同期制御する必要がある。これら２つの制御系を同期させる構成として、以下の４種類（Ａ）〜（Ｄ）がある。
【０１１３】
（Ａ）ＭＲＩ装置から超音波装置へ時間制御用トリガーを送る構成とする。
【０１１４】
（Ｂ）超音波装置からＭＲＩ装置へ時間制御用トリガーを送る構成とする。
【０１１５】
（Ｃ）ＭＲＩ装置と超音波装置の双方の装置と独立した時間制御用系を設け、双方の装置へ時間制御用トリガーを送る構成とする。
【０１１６】
（Ｄ）一定時間間隔毎に１回、ＭＲＩ装置で励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルスを照射せずに、ＭＲ信号を参照信号として受信して、図２に示すパルスシーケンスにより計測される検査対象からのＭＲ信号から、この参照信号を減算することにより、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を低減する構成とする。
【０１１７】
（Ａ）の構成では、ＭＲＩ装置制御系１０４は、高周波磁場（ＲＦパルス）発生器１０６にＲＦパルスの照射命令を送ると同時に、超音波制御系２２６に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの時間区間（２）内で、超音波の送信、又は、超音波の送受信を行なう命令を送る。また、ＭＲＩ装置制御系１０４は、受信器１０８にＭＲ信号を計測する命令を送ると同時に、超音波制御系２２６に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの時間区間（４）内で、超音波の送信、又は、超音波の送受信を行なう命令を送る。
【０１１８】
図１に示す構成では、Ａの構成により、ＭＲＩ制御系１０４から送られる時間制御用トリガー２０１により、超音波装置の駆動シーケンスの時間が制御されている。超音波制御系２２６をＭＲＩ制御系１０４に同期制御させることより、超音波装置の駆動シーケンス及びＭＲＩ装置の駆動シーケンスの時間が、共通の時間軸で制御されている。
【０１１９】
（Ｂ）の構成では、超音波制御系２２６からＭＲＩ装置制御系１０４に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの繰返し時間ＴＲ毎に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの開始を行なう命令を送る。
【０１２０】
（Ｃ）の構成では、超音波制御系２２６とＭＲＩ装置制御系１０４の双方と独立した、時間制御用トリガーを発生する時間制御用系から、ＭＲＩ装置制御系１０４に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの繰返し時間ＴＲ毎に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの開始を行なう命令を送り、さらに、時間制御用系から超音波制御系２２６に、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスの時間区間（２）内及び時間区間（４）内で、超音波の送信、又は、超音波の送受信を行なう命令を送る。
【０１２１】
以上説明した構成により、検査対象から反射された超音波信号の受信中に、ＭＲＩ装置は励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルスを照射しない構成とするので、超音波画像に、ＭＲＩ装置の励起用ＲＦパルス、１８０度パルスに起因するノイズ信号は混入しないという効果がある。また、ＭＲ信号６の受信中に超音波を照射（送信）しない構成とするので、ＭＲ画像に、超音波の照射に起因するノイズ信号は混入しないという効果がある。
【０１２２】
超音波撮像装置のデジタル制御系（超音波制御系２２６）が発生する電磁ノイズが超音波探触子２１０のケーブル２３３を伝わってＭＲ信号に混入するため、上記の構成のみでは、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスのＭＲ信号６の取得区間７（時間区間（３））で、超音波探触子２１０のケーブル２３３の信号線又はグランド線が、ＭＲＩ装置と切り離されていないと、ＭＲ画像のＳＮ比が劣化する。
【０１２３】
ＭＲＩ装置のパルスシーケンスのＭＲ信号６を取得する時間区間（３）の開始の前の時点で、ＭＲＩ制御系１０４から送られる時間制御用トリガー２０１により、探触子切り離しＳＷ２３２に入力して、探触子切り離しＳＷ２３２を構成するダイオードスイッチをオフ状態とする。この結果、探触子切り離しＳＷ２３２はオフ状態となる。探触子切り離しＳＷ２３２は、図１に示しているように、ＲＦシールド１１９の外側に設置する必要がある。ＲＦシールド１１９の内側に探触子切り離しＳＷ２３２を設置すると、送受切り替えＳＷ２２３と探触子切り離しＳＷ２３２を結ぶケーブル２３３から、超音波撮像装置のデジタル制御系起因の電磁ノイズが、ＲＦシールド１１９内へ伝わり、結果としてＭＲ画像のＳＮ比が劣化する。ＲＦシールド１１９の外側に探触子切り離しＳＷ２３２を設置すると、探触子切り離しＳＷ２３２と超音波探触子２１０を結ぶケーブル２３３には、超音波撮像装置のデジタル制御系起因の電磁ノイズは伝わらないため、ＭＲ画像のＳＮ比劣化を防ぐことができる。
【０１２４】
なお、超音波の送信、又は超音波の送信及び受信を行なう場合には、ＭＲＩ制御系１０４から送られる時間制御用トリガー２０１により、超音波の送信、又は超音波の送信及び受信に先だって、探触子切り離しＳＷ２３２はオン状態に制御されている。
【０１２５】
ＭＲＩ装置のパルスシーケンスのＭＲ信号６の時間区間（３）で、超音波探触子２１０のケーブル２３３の信号線又はグランド線を、ダイオードスイッチから構成される探触子切り離しＳＷ２３２を用いて、ＭＲＩ装置から切り離すことにより、ＭＲ画像のＳＮ比劣化を低減できる。
【０１２６】
しかし、ダイオードスイッチによる超音波探触子とＭＲＩ装置の切り離しは、超音波探触子を構成する超音波素子の全てに結線された信号線並びにグランド線にダイオードスイッチを接続する必要があり、更に、これらのダイオードスイッチを高速にオンオフ制御するためのハードウェア構成が必要であり、コストの増加を招く。
【０１２７】
（Ｄ）の構成では、ハードウェアの追加無しで、ダイオードスイッチによる超音波探触子のケーブルの切り離しによる構成と、同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
図７は、本発明の第１の実施例の検査装置に於いて、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を計測する時の、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスと超音波の送受信のタイミングを説明する図である。図７に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスと、図２に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスとの相違点について、以下、説明する。
【０１２９】
図７に示すように、時間区間（１）では、図２に示す、スライス傾斜磁場（Ｇｓ）４−１の印加、励起用ＲＦパルス１の照射はしない。時間区間（２）では、図２に示す、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１を印加せず、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場（Ｇｒ）３−１のみを印加する。時間区間（３）（ＭＲ信号の取得区間７）では、図２に示すように、正の極性をもつリードアウト傾斜磁場（Ｇｒ）３−２を印加して、発生するＭＲ信号６−１を、受信用コイル１１６を用いて計測する。
【０１３０】
時間区間（４）では、図２に示す、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓ、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｐを印加せず、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｒ３−３のみを印加する。超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）は、図２に示すように、時間区間（１）及び時間区間（３）を除いた、時間区間（２）及び時間区間（４）で行なう。
【０１３１】
以下、図７に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスを複数回繰返す。複数回計測された信号の平均値を求め、この平均値を、超音波装置のデジタル制御系から伝播するノイズ信号を含む参照信号とする。図７に示すパルスシーケンスによる参照信号の計測は、図２に示す撮影シーケンスを予め定めた回数だけ繰返す毎に、即ち、予め定めた一定時間間隔毎に、１回行なう。
【０１３２】
図７に示すパルスシーケンスによる参照信号の計測の後に、図２に示す撮影シーケンスを繰返し実行する。図２に示す撮影シーケンスで計測されるＭＲ信号には、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む前述の参照信号が、含まれている。
【０１３３】
図２に示す撮影シーケンスで計測されるＭＲ信号から、参照信号を減算することにより、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号に基づく、ＭＲ画像のＳＮ比の劣化を低減できる。また、ＭＲ信号と参照信号に対して用いる演算処理は減算に限らず、統計的演算処理等の別の演算処理を用いても同様の効果をもたらすことができる。
【０１３４】
（第２の実施例）
第２の実施例では、ＭＲＩ装置の最も基本的な撮影法の１つであるスピンエコーシーケンスによるＭＲ撮像と並行して同時に、超音波撮像をする場合について説明する。
【０１３５】
図８は、本発明の第２の実施例の検査装置における撮影シーケンスの例を示す図であり、ＭＲＩ装置によるスピンエコーシーケンスと超音波の送受信のタイミングを説明する図である。
【０１３６】
Ｇｓはスライス傾斜磁場であり、Ｇｐはエンコード傾斜磁場であり、Ｇｒはリードアウト傾斜磁場である。以下の説明では、再構成される２次元画像の位相エンコード方向の画素数を１２８とする。従って、ＭＲＩ装置では、時間区間（１）から時間区間（６）からなる図８のパルスシーケンスを、繰返し時間ＴＲで１２８回繰返す。時間区間（１）、時間区間（３）の長さはそれぞれ４ｍｓであり、時間区間（２）１９−２、時間区間（５）の長さはそれぞれ１２ｍｓであり、時間区間（４）１９−２の長さは８ｍｓであり、核磁化の回復の待ち時間である時間区間（６）１９−３の長さは２０ｍｓである。図８のパルスシーケンス繰返し時間ＴＲは６０ｍｓである。
【０１３７】
時間区間（１）で、静磁場の中に置かれた検査対象に、スライス傾斜磁場（Ｇｓ）４−１と同時に励起用ＲＦパルス１を照射して、所定の位置で所定の厚さをもつスライス断面の内部に存在する原子核を励起する。
【０１３８】
時間区間（２）１９−１で、検査対象に、時間区間（１）で印加したスライス傾斜磁場（Ｇｓ）４−１と逆の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓを印加する。
【０１３９】
時間区間（３）で、検査対象に、１８０度ＲＦパルス７１を照射し、スライス断面内部に存在する磁化を反転させる。
【０１４０】
時間区間（４）１９−２で、検査対象に、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１、負の極性をもつディフェーズ用傾斜磁場（Ｇｒ）３−１を印加する。
【０１４１】
時間区間（５）（ＭＲ信号の取得区間７）で、検査対象に、正の極性をもつリードアウト傾斜磁場（Ｇｒ）３−２を印加して、検査対象から発生するＭＲ信号６を、受信用コイル１１６を用いて計測する。
【０１４２】
以下、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１の印加量を変化させ、図８のパルスシーケンスを、繰返し時間ＴＲで１２８回繰返し、繰返し時間ＴＲ毎にＭＲ信号６の受信（計測）を行なう。計測された１２８個の信号を２次元フーリエ変換することにより、２次元画像を得る。
【０１４３】
図８に示すように、繰返し時間ＴＲを６０ｍｓにすると、６０ｍｓ×１２８＝７６８０ｍｓで２次元画像を再構成するためのＭＲ信号６が得られる。
【０１４４】
超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）は、励起用ＲＦパルス１を照射する時間区間（１）、１８０度ＲＦパルスを照射する時間区間（３）、及び、ＭＲ信号を受信する時間区間（５）を除いた、時間区間（２）１９−１、時間区間（４）１９−２、及び、時間区間（６）１９−３で行なう。
【０１４５】
超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう時間区間を、ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルスを照射する時間区間（１）、１８０度ＲＦパルス７１を照射する時間区間（３）、及び、ＭＲ信号を受信する時間区間（５）を除いた、時間区間（２）、時間区間（４）、及び、時間区間（６）に設定するためには、超音波制御系２２６とＭＲＩ制御系１０４を同期制御する必要がある。これら２つの制御系を同期させる構成として、前述のＡの構成を用いる。
【０１４６】
超音波の生体内部での伝播速度は約１５００ｍ／ｓであり、生体表面から１０ｃｍの領域を撮影対象とすると、この領域を超音波が往復するには約０．１４ｍｓを要する。
【０１４７】
１ラインの超音波ビームの送受信に必要な時間を０．１４ｍｓとすると、時間区間（２）１９−１、時間区間（４）１９−２、時間区間（６）１９−３の長さを合計した４０ｍｓの間に、２８５ラインの超音波ビームの送受信が可能である。
【０１４８】
即ち、ＴＲ（６０ｍｓ）の間に２８５ラインの超音波ビームの送受信が可能である。第１の実施例と同様に、超音波探触子は、超音波素子の１次元アレイ又は２次元アレイから構成され、１枚の超音波画像を得るための１スキャンでは、超音波素子を切り替えながら複数ラインの超音波ビームの送受信を行ない、受信信号を画像化する。
【０１４９】
９５ラインで１スキャンが構成されるとすると、ＴＲ（６０ｍｓ）の間に３スキャンできる。つまり、ＴＶのフレームレートと同等のフレームレートで、ほぼリアルタイムに超音波撮影が可能である。このため、ＭＲ信号を取得するパルスシーケンスを実行しながら、リアルタイム性を損なうことなく、超音波撮像を並行して同時に実行できる。
【０１５０】
検査対象から反射された超音波信号の受信中に、ＭＲＩ装置は、励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルスを照射しない構成とするので、超音波画像に、ＭＲＩ装置のＲＦパルスに起因するノイズ信号は混入しないという効果がある。また、ＭＲ信号６の受信中に超音波を照射（送信）しない構成とするので、ＭＲ画像に、超音波の照射に起因するノイズ信号は混入しないという効果がある。
【０１５１】
また、第１の実施例と同様に、一定時間間隔毎に１回、ＭＲＩ装置で励起用ＲＦパルス、１８０度ＲＦパルスを照射せずに、ＭＲ信号を参照信号として受信する。超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を、計測された検査対象からのＭＲ信号から参照信号を減算することにより、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を低減できる（前述のＤの構成）。
【０１５２】
図９は、本発明の第２の実施例の検査装置に於いて、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を計測する時の、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスと超音波の送受信のタイミングを説明する図である。図９に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスと、図８に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスとの相違点について、以下、説明する。
【０１５３】
図９に示すように、時間区間（１）では、図８に示す、スライス傾斜磁場（Ｇｓ）４−１の印加、励起用ＲＦパルス１の照射はしない。時間区間（２）では、図８に示す、ディフェーズ用傾斜磁場Ｇｓを印加しない。時間区間（３）では、図８に示す、１８０度ＲＦパルス７１は照射しない。時間区間（４）では、図８に示す、エンコード傾斜磁場（Ｇｐ）２−１を印加せず、ディフェーズ用傾斜磁場（Ｇｒ）３−１を印加する。
【０１５４】
時間区間（５）（ＭＲ信号の取得区間７）では、図８に示すように、正の極性をもつリードアウト傾斜磁場（Ｇｒ）３−２を印加して、発生するＭＲ信号６−１を、受信用コイル１１６を用いて計測する。
【０１５５】
超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）は、図８に示すように、時間区間（１）、時間区間（３）、及び、時間区間（５）を除いた、時間区間（２）、時間区間（４）、及び、時間区間（６）で行なう。なお、超音波加熱療法や音響化学療法といった超音波による治療を行なう場合には、図８、図９において、超音波の送受信（Ｔ／Ｒ）の代わりに、超音波の送信（Ｔ）のみを行なう。
【０１５６】
以下、図９に示すＭＲＩ装置のパルスシーケンスを複数回繰返す。複数回計測された信号の平均値を求め、この平均値を、超音波装置のデジタル制御系から伝播するノイズ信号を含む参照信号とする。図９に示すパルスシーケンスによる参照信号の計測は、図８に示す撮影シーケンスを予め定めた回数だけ繰返す毎に、即ち、予め定めた一定時間間隔毎に、１回行なう。
【０１５７】
図９に示すパルスシーケンスによる参照信号の計測の後に、図８に示す撮影シーケンスを繰返し実行する。図８に示す撮影シーケンスで計測されるＭＲ信号には、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む前述の参照信号が、含まれている。図８に示す撮影シーケンスで計測されるＭＲ信号から、参照信号を減算することにより、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号に基づく、ＭＲ画像のＳＮ比の劣化を低減できる。
【０１５８】
次に、本発明の検査装置に使用可能なＭＲＩ装置の例について説明する。ＭＲＩ装置として、円筒状の空間に静磁場が発生されるトンネル型ＭＲＩ装置、図１１の斜視図に示すようなオープン型ＭＲＩ装置が周知である。図１１に示すオープン型ＭＲＩ装置は、本発明の検査装置に好適に使用可能である。
【０１５９】
図１０は、本発明の検査装置により好適に使用可能なフラット型ＭＲＩ装置の一例を示す斜視図である。フラット型ＭＲＩ装置では、ベットの上に搭載される患者の上部の空間に静磁場が形成さる。フラット型ＭＲＩ装置を術中ＭＲＩ装置として使用する場合、患者の上部の空間には何も存在しないので、医師は、オープン型ＭＲＩ装置よりも、より広い領域、より多方向から患者にアクセスできる。
【０１６０】
更に、本発明の第１の実施例の検査装置において、フラット型ＭＲＩ装置を術中ＭＲＩ装置として使用すると、ＴＶと同等のフレームレートで、ほぼリアルタイムに超音波撮影ができ、複数のＭＲ画像を取得しながら複数の超音波画像を並行して同時に取得して、ＭＲ画像及び超音波画像を同時に観察できるので、医師は、手術の進行中で患部の状態の変化を効率よく観察できる。
【０１６１】
また、医師は、患者の上部の空間の任意の方向から患者にアクセスして、患部の状態の変化に応じた適切な処置を行なうことができる。
【０１６２】
以上、本発明の実施例を特定の形態について説明したが、第１の実施例及び第２の実施例以外の実施の形態についても同様に、本発明の検査装置は適用可能であることは言うまでもない。また、本発明の検査装置に使用するＭＲＩ装置のパルスシーケンスとして、ＢＡＳＧシーケンス、ＳＥシーケンス以外に、周知のＧＲＥシーケンス、ＧＲＡＳＥシーケンス等も利用可能であることは言うまでもない。
【０１６３】
また、図２、図８に示した撮影シーケンスでは、２次元画像撮影について説明したが、ＭＲＩ装置の分野で公知技術により、容易に３次元画像撮影に拡張できることは言うまでもない。
【０１６４】
更に、本発明の検査装置に使用する超音波装置として、血流計測を行なうドップラー超音波装置を使用可能であることは言うまでもない。ドップラー超音波装置による血流の状態を表すドップラー血流画像により、患部の血流の状態を詳細に観察できるので、高コントラストなＭＲ画像と、ドップラー血流画像とを合わせて同時に観察することにより、患部の診断に有用な情報を得ることができる。
【０１６５】
本発明の検査装置では、超音波装置の超音波制御系２２６と、ＭＲＩ装置のＭＲＩ制御系１０４とを同期制御する、前述の（Ａ）の構成からなる手段を備える。
【０１６６】
また、超音波の送信、又は、超音波の送信及び受信を行なう時間区間を、ＭＲＩ装置で、励起用ＲＦパルスを照射する時間区間、１８０度ＲＦパルスを照射する時間区間、及び、ＭＲ信号を受信する時間区間を除いた、時間区間に設定する。
【０１６７】
更に、前述の（Ｄ）の構成により、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む前述の参照信号を計測し、検査対象から計測されるＭＲ信号から参照信号を減算して、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号に基づく、ＭＲ画像のＳＮ比の劣化を低減できる。
【０１６８】
以上、実施例で詳述したように、本発明の検査装置によれば、ＭＲＩ装置によりＭＲ画像を得るためのＭＲ信号を計測するパルスシーケンスの実行中に、超音波画像をリアルタイム計測して超音波画像の表示ができる検査装置が実現できる。換言すると、ＭＲ画像の撮像を行ないながら、リアルタイム性を損なうことなく、超音波撮像を並行して同時に実行できる。更に、ＭＲ画像、超音波画像の双方のＳ／Ｎが劣化しない撮像を実行できる。
【０１６９】
【発明の効果】
本発明によれば、ＭＲＩ装置によりＭＲ画像を得るためのＭＲ信号を計測するパルスシーケンスの実行中に、超音波画像をリアルタイム計測して超音波画像の表示ができる検査装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における検査装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の第１の実施例になる検査装置における撮影シーケンスの例を示す図。
【図３】第１の実施例の検査装置における、ＭＲＩ装置での送信及び受信のタイミング、超音波の送信及び受信のタイミングを簡略化して示すタイミングチャート。
【図４】第１の実施例における画像の更新タイミングの例を示すタイミングチャート。
【図５】第１の実施例の検査装置における、ＭＲＩ装置での送信及び受信のタイミング、超音波の送信のタイミングを簡略化して示すタイミングチャート。
【図６】第１の実施例の検査装置を用いた超音波加熱凝固治療において撮影されるＭＲ画像を模式的に示す図。
【図７】第１の実施例の検査装置において、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を計測する時の、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスと超音波の送受信のタイミングを説明する図。
【図８】本発明の第２の実施例になる検査装置における撮影シーケンスの例を示す図。
【図９】第２の実施例の検査装置において、超音波装置のデジタル制御系に起因するノイズ信号を含む参照信号を計測する時の、ＭＲＩ装置のパルスシーケンスと超音波の送受信のタイミングを説明する図。
【図１０】本発明の検査装置により好適に使用可能なフラット型ＭＲＩ装置の一例を示す斜視図。
【図１１】広い開口部をもつ従来技術におけるＭＲＩ装置の例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…励起用ＲＦパルス、２−１…位相エンコード方向の傾斜磁場、３−１、３−３…ディフェーズ用傾斜磁場、３−２…リードアウト方向の傾斜磁場、４−１…スライス方向の傾斜磁場、６、６−１…ＭＲ信号、７…ＭＲ信号の取得区間、９−１…時間区間（２）、９−２…時間区間（４）、１９−１…時間区間（２）、１９−２…時間区間（４）、１９−３…時間区間（６）、７１…１８０度ＲＦパルス、１０１…静磁場発生装置、１０２…傾斜磁場コイル、１０３…被写体、１０４…ＭＲＩ制御系、１０５…傾斜磁場電源、１０６…高周波パルス発生器、１０７…照射用コイル、１０８…受信器、１０９…計算機、１１０…ディスプレイ、１１１…記憶媒体、１１２…シムコイル、１１３…シム電源、１１５…ＲＦパワーアンプ、１１６…受信用コイル、２０１…時間制御用トリガー、２０８…検波回路、２０９…計算機、２１０…超音波探触子、２２１…送波波形メモリ、２２２…送波ビームフォーマ、２２３…送受波切り替えＳＷ、２２４…ＴＧＣＡＭＰ、２２５…受波ビームフォーマ、２２６…超音波制御系、２３１…漏洩電波フリーズ信号、２３２…探触子切り離しＳＷ、２３３…超音波探触子のケーブル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus using ultrasonic waves and nuclear magnetic resonance, and relates to an ultrasonic apparatus driving sequence for transmitting or receiving ultrasonic waves, and driving an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus. The present invention relates to an inspection apparatus that can execute a sequence in parallel.
[0002]
[Prior art]
The most effective way to reduce medical costs is to shorten hospital stays. With the spread of minimally invasive surgery such as endoscopic surgery and ultrasonic heat coagulation treatment, the hospitalization period is expected to be dramatically shortened.
[0003]
The open type MRI apparatus having a wide opening as shown in the perspective view of FIG. 11 can access the patient from multiple directions through the opening, and there is no problem of radiation exposure. Therefore, the practical use of an interventional MRI apparatus (intraoperative MRI apparatus) is expected (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
On the other hand, since an ultrasonic device has the characteristics that it is excellent in real-time property and the device is simple, recently, not only diagnosis by an ultrasonic device but also ultrasonic heating therapy and sonochemotherapy by an ultrasonic device, etc. Application to non-invasive treatment technology is progressing.
[0005]
Since the functions of the ultrasonic apparatus and the MRI apparatus are complementary, there is an increasing demand for simultaneous use of the ultrasonic apparatus / MRI apparatus from users (physicians). Since the open type MRI apparatus has a high degree of openness, it is possible to easily bring the ultrasonic probe, surgical tool, etc. of the ultrasonic diagnostic apparatus or ultrasonic therapeutic apparatus into the magnet. However, when the ultrasonic probe or the surgical tool of the ultrasonic therapy device brought into the magnet is composed of a substance containing a magnetic substance, MRI is used to disturb the uniformity of the static magnetic field inside the magnet. It has a significant effect on the image.
[0006]
On the other hand, in order to realize an ultrasonic apparatus that does not deteriorate the image obtained by the MRI apparatus, a method is known in which the backing material and the acoustic matching layer of the ultrasonic probe are made of a nonmagnetic and insulating material (for example, Patent Document 2).
[0007]
If the method of this patent document 2 is used, if imaging | photography with an ultrasonic device is performed after sufficient time after completion | finish of a series of pulse sequences in an MRI apparatus, it will image | photograph without interference. That is, acquisition of MR images and acquisition of ultrasonic images can be performed alternately. However, in general, the imaging time required to acquire one ultrasonic image is about several tens of milliseconds, whereas the imaging time required to acquire one MR image requires about 1 second. Is longer than the acquisition time of the ultrasonic image. Since the imaging by the ultrasonic device is interrupted during the MR image acquisition time, the real-time property of the ultrasonic device is impaired.
[0008]
In addition, a method for determining the position of the antenna for spin resonance signal measurement inside the living body from an ultrasonic image is known (for example, see Patent Document 3).
[0009]
The method of Patent Document 3 is intended to measure a spin resonance signal instead of acquiring an image for MRI. When an image is acquired using a magnetic resonance signal, the image reconstruction requires the resonance signal obtained by changing the application state of the gradient magnetic field to be equal to or more than the number of pixels of the image. Since only the measurement of the resonance signal is intended, the resonance signal measurement from a specific detection region may be performed once.
[0010]
Also in Patent Document 3, a series of operations for measuring a spin resonance signal (application of a high-frequency magnetic field, gradient magnetic field switching, signal Timing for performing measurement) and timing for alternately operating the ultrasonic device are disclosed. Specifically, after the spin is excited by the high frequency magnetic field and the spin signal is measured, the time required for the spin to return to the original state again, that is, the timing for performing ultrasonic imaging only during the waiting time is disclosed. Yes. While the waiting time for measuring a spin signal is usually about 1 to 2 seconds, a series of operations for measuring a spin resonance signal (application of a high-frequency magnetic field, gradient magnetic field switching, signal measurement) ) Is at most about 0.2 seconds. If the waiting time when measuring the spin signal is 1 second and the imaging time required to acquire one ultrasonic image is 25 milliseconds, 40 scans of ultrasonic waves can be acquired during the waiting time. The position of the measurement antenna inside the living body can be known.
[0011]
The method described in Patent Document 3 is effective when measuring a spin resonance signal from a specific detection region, but when acquiring an MR image, it is realistic to acquire an ultrasound image during a waiting time. Not. If the waiting time is defined as a time when a series of operations for measuring magnetic resonance signals (application of a high-frequency magnetic field, gradient magnetic field switching, and signal measurement) are not performed, in recent MRI apparatuses, the entire imaging is performed. This is because the pulse sequence is set so as to minimize the waiting time for the purpose of reducing the required time. For example, an MRI high-speed imaging method that has attracted attention in recent years without any waiting time includes a 3-axis compensation Steady-State-Free-Precession sequence (BASG sequence). In addition, the spin echo (SE) sequence, the gradient echo (GRE) sequence, and the GRASE sequence that combines the gradient echo sequence and the spin echo sequence, which are conventionally used clinically, are used in combination with the multi-slice imaging method, etc. The pulse sequence has been devised to minimize the waiting time.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-10-57344
[Patent Document 2]
JP 2002-136514 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-184876
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the method described in Patent Document 3 is effective when measuring a spin resonance signal from a specific detection region, but acquires an ultrasound image during a waiting time when acquiring an MR image. It is not realistic to do. In particular, the BASG sequence that has been attracting attention in recent years cannot be applied at all because there is no waiting time.
[0014]
Also, in the method described in Patent Document 2, an ultrasonic device driving sequence for transmitting (irradiating) ultrasonic waves, or transmitting and receiving ultrasonic waves, and an MRI apparatus driving sequence are simultaneously executed in parallel. In other words, when imaging by the ultrasonic apparatus and the MRI apparatus is performed in almost real time, both the image (MR image) and the ultrasonic image in the MRI deteriorate due to interference between the ultrasonic apparatus and the MRI apparatus. There is a problem. When a nuclear magnetic resonance signal (MR signal) is received during irradiation (transmission) of ultrasonic waves, there is a problem that spike-like noise is mixed into the MR image.
[0015]
Further, there is a problem that noise is mixed in an ultrasonic image when an RF pulse is irradiated by an MRI apparatus during reception of an ultrasonic signal. Furthermore, if the signal line or ground line of the ultrasonic probe cable is not disconnected from the MRI apparatus during the period of imaging by the MRI apparatus, there is a problem that the SN ratio of the MR image deteriorates. When imaging by an MRI apparatus and imaging by an ultrasonic apparatus are performed in almost real time, it is a big problem to prevent image degradation by both apparatuses.
[0016]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and display an ultrasonic image by measuring an ultrasonic image in real time during execution of a pulse sequence for measuring a nuclear magnetic resonance signal for obtaining an MR image by an MRI apparatus. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of performing the above.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the MRI apparatus irradiates the excitation RF pulse by providing means for controlling the imaging pulse sequence by the MRI apparatus and the imaging pulse sequence by the ultrasonic apparatus in synchronization. Transmission of ultrasonic waves (transmission), or transmission / reception of ultrasonic waves (transmission (transmission) in the time interval excluding the time interval for performing 180-degree RF pulses, and the time interval for receiving MR signals. ) And reception (reception). Further, the MR signal is received as a reference signal without irradiating the excitation RF pulse and the 180-degree RF pulse with the MRI apparatus once every fixed time interval. A reference signal including a noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus is subtracted from the measured MR signal from the inspection object.
[0018]
The inspection apparatus using ultrasonic waves and nuclear magnetic resonance according to the present invention has the following characteristics.
[0019]
The inspection apparatus of the present invention repeatedly applies a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to an inspection object placed in a static magnetic field, and repeats a predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object. It is comprised from the nuclear magnetic resonance apparatus to perform, and the ultrasonic device which performs transmission of an ultrasonic wave, or transmission and reception of an ultrasonic wave with respect to a test object. The ultrasonic device is controlled as follows by the control means so as to repeatedly transmit ultrasonic waves or transmit and receive ultrasonic waves based on a control signal for driving the nuclear magnetic resonance apparatus.
(1) Controlled during execution of the predetermined pulse sequence.
(2) Control is performed in a specific time interval in the predetermined pulse sequence.
(3) During the execution of the predetermined pulse sequence, control is performed in a specific time interval in the predetermined pulse sequence.
[0020]
The specific time interval is any one of the following time intervals in the predetermined pulse sequence.
(A) At least one time interval excluding a time interval in which a high-frequency magnetic field is applied and a time interval in which a nuclear magnetic resonance signal is detected.
(B) At least one time interval sandwiched between a time interval in which a high-frequency magnetic field is applied and a time interval in which a nuclear magnetic resonance signal is detected.
(C) At least one time interval immediately before and / or immediately after the time interval in which the nuclear magnetic resonance signal is detected.
(D) Time intervals before and / or after the time interval in which the nuclear magnetic resonance signal is detected, and excluding the time interval in which the high-frequency magnetic field is applied.
[0021]
The influence of the noise signal resulting from the driving of the ultrasonic device on the detected nuclear magnetic resonance signal can be reduced as follows. The noise signal resulting from the driving of the ultrasonic device is a noise signal resulting from the digital control system. Detected by executing a predetermined pulse sequence to which no high-frequency magnetic field is applied, or a predetermined pulse sequence to which a high-frequency magnetic field, a slice gradient magnetic field, and a phase encoding gradient magnetic field are not applied signal Is a reference signal.
[0022]
By subtracting this reference signal from the nuclear magnetic resonance signal detected in a predetermined pulse sequence, it is possible to reduce the noise signal caused by the driving of the ultrasonic device included in the detected nuclear magnetic resonance signal. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the SN ratio of the MR image.
[0023]
In general, the imaging time required to obtain one MR image is longer than the imaging time required for one scan to obtain one image by transmitting and receiving ultrasonic waves.
[0024]
Therefore, in the inspection apparatus of the present invention, it is possible to measure an ultrasonic image in real time and display at least one ultrasonic image during the imaging time for obtaining one MR image.
[0025]
According to the inspection apparatus of the present invention, during the execution of a pulse sequence for measuring an MR signal for obtaining an MR image, ultrasonic imaging can be simultaneously performed in parallel without impairing the real-time property, and the ultrasonic image is real-time. Measurement and display of ultrasonic images.
[0026]
Further, according to the inspection apparatus of the present invention, the MRI apparatus does not irradiate the RF pulse (high frequency magnetic field) during transmission of the ultrasonic wave to the inspection object and reception of the ultrasonic signal reflected from the inspection object. Therefore, there is an effect that the noise signal caused by the RF pulse is not mixed into the ultrasonic transmission signal, or the transmission signal and the reception signal. Further, since the configuration is such that ultrasonic transmission or transmission and reception is not performed during reception of the MR signal, an effect that noise signals resulting from transmission of ultrasonic waves or transmission and reception are not mixed in the MR signal. There is. Therefore, it is possible to perform imaging that does not deteriorate the S / N of both the MR image and the ultrasonic image.
[0027]
A typical configuration of the inspection apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0028]
In the time interval (1), the excitation RF pulse 1 is irradiated simultaneously with the slice gradient magnetic field 4-1, thereby exciting the nuclei of the slice cross section.
[0029]
In the time interval (2), the dephase gradient magnetic field Gs, the encode gradient magnetic field 2-1, and the dephase gradient magnetic field 3-1 are applied.
[0030]
In the time interval (3) (MR signal acquisition interval 7), the readout gradient magnetic field 3-2 is applied and the MR signal 6 is measured.
[0031]
In the time interval (4), the dephase gradient magnetic field Gs, the dephase gradient magnetic field Gp, and the dephase gradient magnetic field 3-3 are applied.
[0032]
Thereafter, the application amount of the encode gradient magnetic field 2-1 is changed, and the pulse sequence is repeated a plurality of times with the repetition time TR.
[0033]
Transmission / reception of ultrasonic waves (T / R) is performed in time interval (2) 9-1 and time interval (4) 9-2, excluding time interval (1) and time interval (3).
[0034]
The time required to transmit / receive one line of ultrasonic beam is 0.14 ms, and one scan for obtaining one ultrasonic image is composed of 96 lines, and the number of repetitions of a pulse sequence required to obtain one MR image Is 128 times, it is possible to perform ultrasonic imaging almost in real time at a frame rate equivalent to that of a TV.
[0035]
The inspection method using ultrasonic waves and nuclear magnetic resonance according to the present invention has the following characteristics.
[0036]
(1) A predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in the static magnetic field, and a predetermined pulse sequence control signal And a second step of repeatedly transmitting an ultrasonic wave or transmitting and receiving the ultrasonic wave to the inspection object based on the predetermined pulse sequence control signal. An inspection method comprising the steps of:
[0037]
(2) A predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in the static magnetic field, and a predetermined pulse sequence control signal Based on the first step repeatedly executed, and on the basis of the predetermined pulse sequence control signal, during the execution of the predetermined pulse sequence, transmission of ultrasonic waves to the inspection object, or the ultrasonic And a step of repeatedly transmitting and receiving sound waves.
[0038]
(3) A predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in the static magnetic field, and a predetermined pulse sequence control signal Based on the first step of repeatedly executing, and on the basis of the predetermined pulse sequence control signal, transmission of ultrasonic waves to the inspection object in a specific time interval in the predetermined pulse sequence, Or a second step of repeatedly transmitting and receiving the ultrasonic wave.
[0039]
(4) In the inspection method according to (3), the specific time interval is (a) detecting the time interval in which the high-frequency magnetic field is applied and the nuclear magnetic resonance signal in the predetermined pulse sequence. At least one time interval excluding the time interval; (b) at least one time interval sandwiched between the time interval during which the high-frequency magnetic field is applied and the time interval during which the nuclear magnetic resonance signal is detected; (c) the nuclear magnetic resonance signal; At least one time interval immediately before and / or immediately after the time interval to be detected, (d) a time interval before and / or after the time interval to detect the nuclear magnetic resonance signal, and the time to apply the high-frequency magnetic field An inspection method characterized by being any one of time intervals other than time intervals.
[0040]
(5) In the inspection method according to (3), a third step of executing the predetermined pulse sequence without applying the high-frequency magnetic field and detecting the nuclear magnetic resonance signal as a reference signal; and the reference signal And a fourth step of reducing a noise signal resulting from the transmission of the ultrasonic wave or the transmission and reception of the ultrasonic wave from the nuclear magnetic resonance signal detected by the predetermined pulse sequence. Inspection method characterized by that.
[0041]
(6) A predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in the static magnetic field, and a predetermined pulse sequence control signal Based on the first pulse step, the second step of converting the detected nuclear magnetic resonance signal into a nuclear magnetic resonance image, and the predetermined pulse sequence control signal based on the predetermined pulse sequence control signal. A third step of repeatedly irradiating the affected part with ultrasonic waves, and a fourth step of displaying the nuclear magnetic resonance image of the affected part converted from the detected nuclear magnetic resonance signal in time series. Inspection method characterized by
[0042]
(7) A first time interval in which a high-frequency magnetic field is applied together with a slice gradient magnetic field having a positive polarity to an inspection object placed in a static magnetic field, and the slice gradient magnetic field having a negative polarity and a phase to the inspection object It is generated from the inspection object in a state where a second time period in which each of the encoding gradient magnetic field and the negative gradient readout gradient magnetic field is applied, and the readout gradient magnetic field having a positive polarity is applied. A third time interval in which a nuclear magnetic resonance signal is detected; and a negative polarity of the slice gradient magnetic field and a polarity opposite to the polarity of the phase encoding gradient magnetic field applied in the second time interval to the inspection target A predetermined pulse sequence comprising: a phase encoding gradient magnetic field; and a fourth time interval in which each gradient magnetic field of the readout gradient magnetic field having a negative polarity is applied. A first step of repeatedly performing a plurality of times by changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field based on a control signal; and the second time interval and / or based on the predetermined pulse sequence control signal. A second step of repeatedly transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving the ultrasonic waves to the inspection object by the ultrasonic probe in the fourth time interval. Inspection method to do.
[0043]
(8) In the inspection method according to (7), the predetermined pulse sequence without applying the high-frequency magnetic field, the slice gradient magnetic field, and the phase encoding gradient magnetic field is executed, and the nuclear magnetic resonance signal is referred to From the nuclear magnetic resonance signal detected in the predetermined pulse sequence using the reference signal and the third step of detecting as a signal, the transmission of the ultrasonic wave, or the transmission and reception of the ultrasonic wave And a fourth step of reducing a noise signal to be detected.
[0044]
(9) A first time interval in which a first high-frequency magnetic field is applied together with a slice gradient magnetic field having a positive polarity to an inspection object placed in a static magnetic field, and the slice inclination having a negative polarity to the inspection object A second time interval for applying a magnetic field, a third time interval for applying a second high-frequency magnetic field together with the slice gradient magnetic field having a positive polarity to the inspection object, and a phase encoding gradient magnetic field for the inspection object, And a fourth time interval in which a readout gradient magnetic field having a negative polarity is applied, and a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object in a state in which the readout gradient magnetic field having a positive polarity is applied. A predetermined pulse sequence comprising 5 time intervals and a sixth time interval for recovery of nuclear magnetization, the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field is changed based on a predetermined pulse sequence control signal And at least one of the second time interval, the fourth time interval, and the sixth time interval based on the first step repeatedly executed a plurality of times and the predetermined pulse sequence control signal. The inspection includes a second step of repeatedly transmitting ultrasonic waves or repeatedly transmitting and receiving the ultrasonic waves to the inspection object in one time interval by the ultrasonic probe. Method.
[0045]
(10) In the inspection method according to (9), the predetermined pulse sequence in which the first high-frequency magnetic field, the second high-frequency magnetic field, the slice gradient magnetic field, and the phase encoding gradient magnetic field are not applied is executed. A third step of detecting the nuclear magnetic resonance signal as a reference signal, and transmitting the ultrasonic wave from the nuclear magnetic resonance signal detected in the predetermined pulse sequence using the reference signal, or And a fourth step of reducing noise signals caused by transmission and reception of ultrasonic waves.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inspection apparatus of the present invention includes a nuclear magnetic resonance apparatus and an ultrasonic apparatus. The nuclear magnetic resonance apparatus applies a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to an inspection object placed in a static magnetic field, and repeatedly executes a predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object. A first control device is provided.
[0047]
The ultrasonic device includes an ultrasonic device including a second control device that controls transmission of ultrasonic waves or transmission and reception of ultrasonic waves with respect to an inspection target.
[0048]
The second control device transmits ultrasonic waves or transmits and receives ultrasonic waves at a specific time interval in a predetermined pulse sequence based on a control signal from the first control device by the control means. Is controlled to repeat. The specific time section in the predetermined pulse sequence is the time section described above.
[0049]
The inspection apparatus of the present invention repeatedly executes a predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from an inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in a static magnetic field. A pulse sequence control device that performs control, and an ultrasonic device that irradiates an affected area to be examined with ultrasonic waves.
[0050]
The ultrasonic device is controlled by the control means so as to repeatedly transmit ultrasonic waves based on a control signal from the pulse sequence control device. After repeating the transmission of the ultrasonic wave, the nuclear magnetic resonance image of the affected part converted by the conversion unit from the detected nuclear magnetic resonance signal is displayed on the display unit in time series.
[0051]
The inspection apparatus of the present invention includes a nuclear magnetic resonance apparatus and an ultrasonic apparatus. A nuclear magnetic resonance apparatus repeatedly executes a predetermined pulse sequence that applies a high-frequency magnetic field, a slice gradient magnetic field, a phase encoding gradient magnetic field, and a readout gradient magnetic field to a test object placed in a static magnetic field. And a signal detection means for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object in a state where the readout gradient magnetic field is applied.
[0052]
An ultrasonic device is a means for transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves with an ultrasonic probe, and a timing control device for controlling the timing of ultrasonic transmission and reception with respect to an inspection object. It comprises.
[0053]
The timing control means repeatedly transmits ultrasonic waves or transmits and receives ultrasonic waves at a specific time interval in a predetermined pulse sequence based on a control signal from the pulse sequence control device. As controlled. The specific time section in the predetermined pulse sequence is the time section described above.
[0054]
The inspection apparatus of the present invention described above includes means for converting the detected nuclear magnetic resonance signal into a nuclear magnetic resonance image, and first display means for displaying the nuclear magnetic resonance image.
[0055]
Further, the ultrasonic device includes means for converting the received ultrasonic signal into an ultrasonic image, and second display means for displaying the ultrasonic image.
[0056]
Then, before one nuclear magnetic resonance image obtained from a nuclear magnetic resonance signal detected by repeating a predetermined pulse sequence is displayed on the first display means, at least one ultrasonic image is second Displayed on the display means.
[0057]
In the inspection apparatus of the present invention described above, the nuclear magnetic resonance apparatus includes means for converting the detected nuclear magnetic resonance signal into a nuclear magnetic resonance image.
[0058]
Further, the ultrasonic device includes means for converting the received reflected ultrasonic signal into an ultrasonic image, and display means for displaying the ultrasonic image.
[0059]
Then, at least one ultrasonic image is displayed on the display means in the repetition of a predetermined pulse sequence for obtaining one nuclear magnetic resonance image.
[0060]
The inspection apparatus of the present invention includes a nuclear magnetic resonance apparatus and an ultrasonic apparatus. The nuclear magnetic resonance apparatus includes a pulse sequence control apparatus that performs control to repeatedly execute a predetermined pulse sequence a plurality of times, and signal detection means that detects a nuclear magnetic resonance signal.
[0061]
The predetermined pulse sequence is a high-speed imaging sequence composed of a first time interval, a second time interval, a third time interval, and a fourth time interval.
[0062]
In the first time interval, a high-frequency magnetic field is applied to a test object placed in a static magnetic field together with a positive polarity slice gradient magnetic field.
[0063]
In the second time interval, negative gradient slice gradient magnetic field, phase encode gradient magnetic field, and negative polarity readout gradient magnetic field are applied to the inspection target.
[0064]
In the third time interval, a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object is detected in a state where a readout gradient magnetic field having a positive polarity is applied.
[0065]
In the fourth time interval, a negative polarity slice gradient magnetic field, a phase encode gradient magnetic field having a polarity opposite to the polarity of the phase encode gradient magnetic field applied in the second time interval, and a negative polarity Each gradient magnetic field of the readout gradient magnetic field is applied.
[0066]
The predetermined pulse sequence is repeatedly executed a plurality of times while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field.
[0067]
The ultrasonic device is a means for transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves with an ultrasonic probe, and transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves. And a timing control device for controlling timing.
[0068]
In the timing control device, the control means transmits ultrasonic waves or transmits ultrasonic waves in the second time interval and / or the fourth time interval based on the control signal from the pulse sequence control device. To be controlled.
[0069]
The inspection apparatus of the present invention includes a nuclear magnetic resonance apparatus and an ultrasonic apparatus. The nuclear magnetic resonance apparatus includes a pulse sequence control apparatus that performs control to repeatedly execute a predetermined pulse sequence a plurality of times, and signal detection means that detects a nuclear magnetic resonance signal.
[0070]
The predetermined pulse sequence is composed of a first time interval, a second time interval, a third time interval, a fourth time interval, a fifth time interval, and a sixth time interval. This is a shooting sequence.
[0071]
In the first time interval, a first high-frequency magnetic field is applied together with a slice gradient magnetic field having a positive polarity to an inspection object placed in a static magnetic field.
[0072]
In the second time interval, a negative polarity slice gradient magnetic field is applied to the inspection target.
[0073]
In the third time interval, the second high-frequency magnetic field is applied to the inspection object together with the positive polarity slice gradient magnetic field.
[0074]
In the fourth time interval, a phase encoding gradient magnetic field and a negative polarity readout gradient magnetic field are applied to the inspection target.
[0075]
In the fifth time interval, a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object is detected in a state where a readout gradient magnetic field having a positive polarity is applied.
[0076]
The sixth time interval is a time for waiting for recovery of nuclear magnetization. The predetermined pulse sequence is repeatedly executed a plurality of times while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field.
[0077]
The ultrasonic device includes means for transmitting ultrasonic waves or transmitting ultrasonic waves to an inspection object using an ultrasonic probe, and a timing control device for controlling the timing of transmitting ultrasonic waves. .
[0078]
The timing control device uses the control means to generate ultrasonic waves in at least one of the second time interval, the fourth time interval, and the sixth time interval based on a control signal from the pulse sequence control device. Or transmission of ultrasonic waves.
[0079]
In the inspection apparatus described above, a predetermined pulse sequence configured from the first time interval to the fourth time interval or a predetermined pulse sequence configured from the first time interval to the sixth time interval is included. The inspection apparatus described above is detected by executing a predetermined pulse sequence that does not apply a high-frequency magnetic field (excitation RF pulse, 180 degree RF pulse), slice gradient magnetic field, and phase encoding gradient magnetic field. The nuclear magnetic resonance signal is used as a reference signal.
[0080]
By subtracting this reference signal from the nuclear magnetic resonance signal detected from the examination target in a predetermined pulse sequence, it is possible to reduce noise signals resulting from driving of the ultrasonic apparatus.
[0081]
The horizontal axis of the imaging sequence of the inspection apparatus shown in FIGS. 2, 7, 8, and 9 used in the following description is time t, and the horizontal side of the timing chart of the imaging sequence shown in FIGS. The axis is time t.
[0082]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. A subject (inspection object) 103 is placed in the vicinity of a static magnetic field generation device 101 that generates a static magnetic field and a gradient magnetic field coil 102. The MRI control system (PALUL sequencer) 104 sends a command to the gradient magnetic field power source 105 and the high frequency magnetic field (RF pulse) generator 106 to generate a gradient magnetic field from the gradient magnetic field coil 102 and generate an RF pulse from the irradiation coil 107. Take control.
[0083]
Normally, the RF pulse is applied to the inspection object 103 from the irradiation coil 107 after the output of the RF pulse generator 106 is amplified by the RF power amplifier 115. A nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object 103 is received by a receiving coil (probe) 116. The receiving coil 116 is disposed in a space close to the inspection target part (imaging part) of the inspection target 103. The receiving coil 116 may be inserted into the inspection object 103.
[0084]
The signal received by the receiving coil 116 is subjected to A / D conversion (sampling) and detection by the receiver 108. A center frequency (magnetic resonance frequency) as a reference for detection is set by the sequencer 104. The detected signal is sent to the computer 109, where it is resampled and then subjected to signal processing such as image reconstruction. Results such as image reconstruction are displayed on the display 110.
[0085]
Usually, in order to reduce electromagnetic interference between the gradient magnetic field coil and the irradiating / receiving coil, an RF shield 119 is installed between the spatial coils. The RF shield 119 also serves to block electromagnetic noise propagating in the air and not transmit it to the receiving coil.
[0086]
If necessary, signals and measurement conditions can also be stored in the storage medium 111. When it is necessary to adjust the static magnetic field uniformity, the shim coil 112 is used. The shim coil 112 includes a plurality of channels, and current is supplied from the shim power supply 113. At the time of adjusting the static magnetic field uniformity, the sequencer 104 controls the current flowing through the coils of the plurality of channels. The sequencer 104 sends a command to the shim power supply 113 to generate an additional magnetic field from the shim coil 112 to correct the static magnetic field non-uniformity.
[0087]
Note that the MRI control system 104 performs predetermined pulse sequences (imaging) on each part of the gradient magnetic field power source 105, the high-frequency magnetic field (RF pulse) generator 106, and the receiver 108 of the nuclear magnetic resonance apparatus at predetermined programmed timing. Control in sequence). The MRI control system (Pull sequencer) 104 can also control the generation of a static magnetic field by the static magnetic field generator 101.
[0088]
In FIG. 1, the time of the driving sequence of the ultrasonic apparatus is controlled by a time control trigger 201 sent from the MRI control system 104. By synchronously controlling the ultrasonic control system (digital control system) 226 with the MRI control system 104, the drive sequence of the ultrasonic apparatus and the drive sequence of the MRI apparatus are controlled on a common time axis.
[0089]
In FIG. 1, the ultrasonic control system 226 sends a command to the transmission beamformer 222. The transmission beamformer 222 reads the transmission waveform from the transmission waveform memory 221, generates a drive signal for performing transmission transmission of the ultrasonic element of the ultrasonic probe 210, and is switched to the transmission side. The transmission / reception wave switching SW (switch) 223 is output.
[0090]
This drive signal is transmitted to the ultrasonic element of the ultrasonic probe 210 through the cable 233 of the ultrasonic probe 210 and the probe disconnection SW (switch) 232 in the on (connected) state, and is transmitted to the ultrasonic probe 210. An ultrasonic wave is generated from the ultrasonic element of the touch element 210 and transmitted to the inspection object 103. The ultrasonic probe 210 may be inserted into the inspection object 103.
[0091]
The ultrasonic signal reflected from the inspection object 103 is received by the ultrasonic element of the ultrasonic probe 210. The received ultrasonic signal passes through the cable 233 of the ultrasonic probe 210, the probe disconnecting SW 232 in the on (connected) state, and the transmission / reception wave switching SW 223 switched to the receiving side. The signal is subjected to A / D conversion (sampling) by the detection circuit 208 through the TGCAMP (time / gain amplifier) 224 and the reception beamformer 225 under the control of H.226, and detection is performed.
[0092]
The detected received signal is sent to the computer 209 and subjected to signal processing such as image reconstruction. The reconstructed ultrasonic image is displayed on a display device (not shown). It is good also as a structure which displays an ultrasonic image on the display 110. FIG.
[0093]
The control of each unit performed by the MRI control system 104 can also be executed by the computer 109, and the control of each unit performed by the ultrasonic control system 226 can be executed by the computer 209. Furthermore, the computers 109 and 209 can be configured by the same computer.
[0094]
(First embodiment)
In the first embodiment, a case will be described in which ultrasonic imaging is performed simultaneously with MR imaging by a BASG sequence, which is one of high-speed imaging methods of an MRI apparatus.
[0095]
FIG. 2 is a diagram showing an example of an imaging sequence in the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining the imaging sequence (pulse sequence) and ultrasonic transmission / reception timing by the MRI apparatus. .
[0096]
Gs is a slice gradient magnetic field, Gp is an encode gradient magnetic field, and Gr is a readout gradient magnetic field. In the following description, the number of pixels in the phase encoding direction of the reconstructed two-dimensional image is 128. Therefore, in the MRI apparatus, the pulse sequence of FIG. 2 consisting of the time interval (1) to the time interval (4) is repeated 128 times with the repetition time TR. The length of time section (1) to time section (4) is 1 ms. The pulse sequence repetition time TR in FIG. 2 is 4 ms.
[0097]
In the time interval (1), the test object placed in the static magnetic field is irradiated with the excitation RF pulse 1 simultaneously with the gradient magnetic field (slice gradient magnetic field Gs) 4-1 in the slice direction, and predetermined at a predetermined position. Exciting nuclei existing inside the slice cross section with the thickness of
[0098]
In the time interval (2), the object to be inspected is a dephase gradient magnetic field Gs having an opposite polarity to the slice gradient magnetic field Gs4-1 applied in the time interval (1), the encode gradient magnetic field (Gp) 2-1, a negative A dephase gradient magnetic field (Gr) 3-1 having polarity is applied.
[0099]
In time interval (3) (MR signal acquisition interval 7), a gradient magnetic field (lead-out gradient magnetic field Gr) 3-2 having a positive polarity is applied to the inspection target and generated from the inspection target. The MR signal 6 is measured using the receiving coil 116.
[0100]
In the time interval (4), the dephasing gradient magnetic field Gs having a negative polarity and the encoding gradient magnetic field (Gp) 2-1 applied in the time interval (2) are inspected for the dephasing gradient. A magnetic field Gp and a dephase gradient magnetic field (Gr) 3-3 having a negative polarity are applied.
[0101]
Hereinafter, the application amount of the encode gradient magnetic field (Gp) 2-1 is changed, and the pulse sequence of FIG. 2 is repeated 128 times at the repetition time TR, and the MR signal 6 is received (measured) at each repetition time TR. A two-dimensional image is obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the 128 measured signals.
[0102]
As shown in FIG. 2, when the repetition time TR is set to 4 ms, an MR signal 6 for reconstructing a two-dimensional image is obtained in 4 ms × 128 = 512 ms. If data newly measured for a certain Gp application amount is photographed while replacing the data measured one cycle before with the same Gp application amount, a moving image can be displayed in near real time.
[0103]
The transmission / reception of ultrasonic waves (T / R) is performed in the time interval (2) 9-1 and the time interval excluding the time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse 1 and the time interval (3) for receiving the MR signal. (4) Perform in 9-2. The propagation speed of the ultrasonic wave inside the living body is about 1500 m / s. When an area 10 cm from the surface of the living body is taken as an imaging target, it takes about 0.14 ms for the ultrasonic wave to reciprocate in this area.
[0104]
Assuming that the time required for transmitting and receiving one line of ultrasonic beam is 0.14 ms, 7 lines of ultrasonic beam are transmitted in 1 ms each of time section (2) 9-1 and time section (4) 9-2. Transmission / reception is possible. In other words, 14 lines of ultrasonic beams can be transmitted and received during TR (4 ms). The ultrasonic probe is composed of a one-dimensional array or a two-dimensional array of ultrasonic elements, and in one scan for obtaining one ultrasonic image, a plurality of lines of ultrasonic beams are transmitted and received while switching the ultrasonic elements. And the received signal is imaged.
[0105]
If one scan is composed of 96 lines, a time of 7 × TR = 28 ms is required for one scan. That is, it is possible to perform ultrasonic imaging almost in real time at a frame rate equivalent to the TV frame rate. For this reason, ultrasonic imaging can be executed simultaneously in parallel without impairing real-time performance while executing a pulse sequence for acquiring MR signals.
[0106]
FIG. 3 shows the timing of transmission (T) and reception (R) and the timing of transmission (T) and reception (R) of ultrasonic waves in the first embodiment of the present invention. Thus, a simplified timing chart is shown. The MRI apparatus transmits and receives ultrasonic waves in the time interval (2) and the time interval (4), excluding the time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse and the time interval (3) for receiving the MR signal. ing. In the time interval (2) and the time interval (4), as shown in the time intervals 51-1, 51-2, ..., 51-7, the ultrasonic waves are transmitted and the ultrasonic signals reflected from the inspection object are received. To do. Each of the time sections 51-1, 51-2,..., 51-7 is a time unit for measurement by an ultrasonic beam for one line.
[0107]
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the update timing of the MR image and the ultrasonic image in the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the relationship between the timing at which the MR image and the ultrasonic image are formed and the repetition time TR of the pulse sequence shown in FIG. 2 is shown in a timing chart for easy understanding. The ultrasonic image is updated every 7 × TR = 28 ms, and the MR image is updated every 4 ms × 128 = 512 msR.
[0108]
US-i (i = 1, 2,..., 37,...) Each indicates a time interval in which the ultrasonic image of the i-th scan is formed. The i (i = 1, 2,..., 37) scan ultrasonic image is displayed on the display device after completion of image formation (UI-i) after i × 28 ms. MR-j (j = 1, 2, 3,...) Indicates a time interval in which the j-th MR image is formed. Each j (j = 1, 2, 3,...) MR image is completed after j.times.512 ms, and is displayed on the display device (MI-j). In the first embodiment, the ultrasound image is updated about 18 times while the MR image is updated.
[0109]
FIG. 5 shows the transmission (T) and reception (R) timings and the ultrasonic transmission (T) timings of the MRI apparatus in the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a simplified timing chart. When performing ultrasound treatment such as ultrasound heating therapy or sonochemotherapy instead of imaging using ultrasound, only ultrasound transmission (T) is performed as shown in FIG. In the MRI apparatus, the pulse sequence of FIG. 2 consisting of the time interval (1) to the time interval (4) is repeated at the repetition time TR. Transmission of ultrasonic waves (T) is performed in the time interval (2) and the time interval (4) excluding the time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse 1 and the time interval (3) for receiving the MR signal. .
[0110]
FIG. 6 is a diagram schematically showing an MR image taken in the ultrasonic heating coagulation treatment using the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. At time 1, the MR image is an image before treatment of an organ, and a tumor site 10-1 is seen. MR images are continuously taken at time k (k = 2, 3, 4,...) While performing ultrasonic heat coagulation treatment. The MR image is updated every 512 msR. Each MR image at time k (k = 2, 3, 4,...) Is displayed on the display device after image formation is completed after k × 1024 ms.
[0111]
When the ultrasonic heat coagulation treatment is performed, the tissue contrast of the heated and coagulated portion 10-2 changes from the tissue contrast before the treatment, so that the place where the treatment has been completed can be confirmed. The MR images at time 3 and time 4 show that the treated part (heat-coagulated part 10-2) spreads. The doctor can efficiently grasp the change in the state due to the treatment of the affected part by observing the MR image every about 0.5 s, and can perform an appropriate treatment according to the change in the state of the affected part.
[0112]
The time interval for transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves is excluded from the time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse and the time interval (3) for receiving MR signals with the MRI apparatus. In order to set the time interval (2) and the time interval (4), it is necessary to synchronously control the ultrasonic control system 226 and the MRI control system 104. There are the following four types (A) to (D) as a configuration for synchronizing these two control systems.
[0113]
(A) A time control trigger is sent from the MRI apparatus to the ultrasonic apparatus.
[0114]
(B) The time control trigger is sent from the ultrasonic apparatus to the MRI apparatus.
[0115]
(C) A time control system independent of both the MRI apparatus and the ultrasonic apparatus is provided, and a time control trigger is sent to both apparatuses.
[0116]
(D) Inspection that is measured by the pulse sequence shown in FIG. 2 by receiving the MR signal as a reference signal without irradiating the excitation RF pulse and 180 degree RF pulse with the MRI apparatus once every fixed time interval. By subtracting this reference signal from the MR signal from the object, the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus is reduced.
[0117]
In the configuration of (A), the MRI apparatus control system 104 sends an RF pulse irradiation command to the high-frequency magnetic field (RF pulse) generator 106 and simultaneously transmits to the ultrasonic control system 226 the time interval ( In 2), an instruction to transmit ultrasonic waves or transmit / receive ultrasonic waves is sent. Further, the MRI apparatus control system 104 sends an instruction to measure the MR signal to the receiver 108, and at the same time, transmits ultrasonic waves to the ultrasonic control system 226 within the time interval (4) of the pulse sequence of the MRI apparatus. Alternatively, a command for transmitting / receiving ultrasonic waves is sent.
[0118]
In the configuration shown in FIG. 1, in the configuration of A, the time of the ultrasonic device drive sequence is controlled by the time control trigger 201 sent from the MRI control system 104. By controlling the ultrasonic control system 226 in synchronization with the MRI control system 104, the drive sequence of the ultrasonic apparatus and the drive sequence of the MRI apparatus are controlled on a common time axis.
[0119]
In the configuration of (B), an instruction for starting the pulse sequence of the MRI apparatus is sent from the ultrasonic control system 226 to the MRI apparatus control system 104 at every repetition time TR of the pulse sequence of the MRI apparatus.
[0120]
In the configuration (C), the pulse sequence of the MRI apparatus is transferred from the time control system that generates the time control trigger independent of both the ultrasonic control system 226 and the MRI apparatus control system 104 to the MRI apparatus control system 104. A command for starting the pulse sequence of the MRI apparatus is sent at each repetition time TR, and further, within the time interval (2) and the time interval (4) of the pulse sequence of the MRI apparatus from the time control system to the ultrasonic control system 226. ), An instruction to transmit ultrasonic waves or transmit / receive ultrasonic waves is sent.
[0121]
With the configuration described above, the MRI apparatus is configured not to irradiate the excitation RF pulse and the 180-degree RF pulse during reception of the ultrasonic signal reflected from the inspection target. There is an effect that noise signals caused by the RF pulse and the 180-degree pulse are not mixed. In addition, since the configuration is such that ultrasonic waves are not irradiated (transmitted) during reception of the MR signal 6, there is an effect that noise signals resulting from the irradiation of ultrasonic waves are not mixed in the MR image.
[0122]
Since electromagnetic noise generated by the digital control system (ultrasonic control system 226) of the ultrasonic imaging apparatus is transmitted to the MR signal through the cable 233 of the ultrasonic probe 210, the pulse of the MRI apparatus can be obtained only with the above configuration. If the signal line or ground line of the cable 233 of the ultrasonic probe 210 is not disconnected from the MRI apparatus in the acquisition section 7 (time section (3)) of the MR signal 6 of the sequence, the SN ratio of the MR image is to degrade.
[0123]
At the time before the start of the time interval (3) for acquiring the MR signal 6 of the pulse sequence of the MRI apparatus, the probe is input to the probe separation SW 232 by the time control trigger 201 sent from the MRI control system 104, and The diode switch that constitutes the detachment switch 232 is turned off. As a result, the probe separation SW 232 is turned off. The probe separation SW 232 needs to be installed outside the RF shield 119 as shown in FIG. When the probe separation SW 232 is installed inside the RF shield 119, electromagnetic noise caused by the digital control system of the ultrasonic imaging apparatus is transmitted into the RF shield 119 from the cable 233 connecting the transmission / reception switching SW 223 and the probe separation SW 232. As a result, the SN ratio of the MR image is deteriorated. When the probe separation SW 232 is installed outside the RF shield 119, electromagnetic noise caused by the digital control system of the ultrasonic imaging apparatus is not transmitted to the cable 233 connecting the probe separation SW 232 and the ultrasonic probe 210. The SN ratio of the MR image can be prevented from deteriorating.
[0124]
When transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves, a time control trigger 201 sent from the MRI control system 104 prior to transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving ultrasonic waves. The contactor separation SW 232 is controlled to be in an on state.
[0125]
In the time interval (3) of the MR signal 6 of the pulse sequence of the MRI apparatus, the signal line or the ground line of the cable 233 of the ultrasonic probe 210 is connected to the MRI by using the probe separation SW 232 composed of a diode switch. By separating from the apparatus, it is possible to reduce the SN ratio degradation of the MR image.
[0126]
However, the separation of the ultrasonic probe and the MRI apparatus by the diode switch requires the diode switch to be connected to the signal line and the ground line connected to all of the ultrasonic elements constituting the ultrasonic probe. Therefore, a hardware configuration for controlling on / off of these diode switches at a high speed is required, resulting in an increase in cost.
[0127]
In the configuration (D), the same effect as that obtained by disconnecting the cable of the ultrasonic probe by the diode switch can be obtained without adding hardware.
[0128]
FIG. 7 shows the pulse sequence of the MRI apparatus and the ultrasonic wave when measuring the reference signal including the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus in the inspection apparatus of the first embodiment of the present invention. It is a figure explaining the timing of transmission / reception. Differences between the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 7 and the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 2 will be described below.
[0129]
As shown in FIG. 7, in the time interval (1), the application of the slice gradient magnetic field (Gs) 4-1 and the irradiation of the excitation RF pulse 1 shown in FIG. In the time interval (2), the dephase gradient magnetic field Gs and the encode gradient magnetic field (Gp) 2-1 shown in FIG. 2 are not applied, and only the dephase gradient magnetic field (Gr) 3-1 having a negative polarity is shown. Apply. In the time interval (3) (MR signal acquisition interval 7), as shown in FIG. 2, a readout gradient magnetic field (Gr) 3-2 having a positive polarity is applied to generate an MR signal 6-1. Measurement is performed using the receiving coil 116.
[0130]
In the time interval (4), only the dephase gradient magnetic field Gs3-3 having a negative polarity without applying the dephase gradient magnetic field Gs and the dephase gradient magnetic field Gp shown in FIG. Apply. As shown in FIG. 2, ultrasonic transmission / reception (T / R) is performed in the time interval (2) and the time interval (4) excluding the time interval (1) and the time interval (3).
[0131]
Thereafter, the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 7 is repeated a plurality of times. An average value of signals measured a plurality of times is obtained, and this average value is set as a reference signal including a noise signal propagated from the digital control system of the ultrasonic apparatus. The reference signal measurement by the pulse sequence shown in FIG. 7 is performed once every time the imaging sequence shown in FIG. 2 is repeated a predetermined number of times, that is, every predetermined time interval.
[0132]
After the measurement of the reference signal by the pulse sequence shown in FIG. 7, the imaging sequence shown in FIG. 2 is repeatedly executed. The MR signal measured in the imaging sequence shown in FIG. 2 includes the above-described reference signal including a noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus.
[0133]
By subtracting the reference signal from the MR signal measured in the imaging sequence shown in FIG. 2, it is possible to reduce the degradation of the SN ratio of the MR image based on the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus. In addition, the arithmetic processing used for the MR signal and the reference signal is not limited to subtraction, and the same effect can be achieved by using another arithmetic processing such as statistical arithmetic processing.
[0134]
(Second embodiment)
In the second embodiment, a case will be described in which ultrasonic imaging is performed simultaneously with MR imaging by a spin echo sequence, which is one of the most basic imaging methods of an MRI apparatus.
[0135]
FIG. 8 is a diagram showing an example of an imaging sequence in the inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining the timing of transmission / reception of a spin echo sequence and ultrasonic waves by the MRI apparatus.
[0136]
Gs is a slice gradient magnetic field, Gp is an encode gradient magnetic field, and Gr is a readout gradient magnetic field. In the following description, the number of pixels in the phase encoding direction of the reconstructed two-dimensional image is 128. Therefore, in the MRI apparatus, the pulse sequence of FIG. 8 consisting of the time interval (1) to the time interval (6) is repeated 128 times at the repetition time TR. The length of each of the time section (1) and the time section (3) is 4 ms, and each of the time section (2) 19-2 and the time section (5) is 12 ms, and the time section (4) 19- The length of 2 is 8 ms, and the length of time interval (6) 19-3, which is a waiting time for the recovery of nuclear magnetization, is 20 ms. The pulse sequence repetition time TR in FIG. 8 is 60 ms.
[0137]
In the time interval (1), the test object placed in the static magnetic field is irradiated with the excitation RF pulse 1 simultaneously with the slice gradient magnetic field (Gs) 4-1, and has a predetermined thickness at a predetermined position. Excites nuclei existing inside the slice cross section.
[0138]
In the time section (2) 19-1, a dephase gradient magnetic field Gs having a polarity opposite to that of the slice gradient magnetic field (Gs) 4-1 applied in the time section (1) is applied to the inspection target.
[0139]
In the time interval (3), the inspection object is irradiated with the 180-degree RF pulse 71 to reverse the magnetization existing in the slice cross section.
[0140]
In the time interval (4) 19-2, an encoding gradient magnetic field (Gp) 2-1 and a negative polarity gradient magnetic field (Gr) 3-1 having a negative polarity are applied to the inspection target.
[0141]
In time interval (5) (MR signal acquisition interval 7), a readout gradient magnetic field (Gr) 3-2 having a positive polarity is applied to the inspection object, and MR signal 6 generated from the inspection object is received. Measurement is performed using the coil 116 for use.
[0142]
Thereafter, the application amount of the encode gradient magnetic field (Gp) 2-1 is changed, and the pulse sequence of FIG. 8 is repeated 128 times at the repetition time TR, and the MR signal 6 is received (measured) at each repetition time TR. A two-dimensional image is obtained by performing a two-dimensional Fourier transform on the 128 measured signals.
[0143]
As shown in FIG. 8, when the repetition time TR is set to 60 ms, an MR signal 6 for reconstructing a two-dimensional image is obtained at 60 ms × 128 = 7680 ms.
[0144]
Transmission / reception of ultrasonic waves (T / R) includes a time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse 1, a time interval (3) for irradiating the 180-degree RF pulse, and a time interval (5) for receiving the MR signal. Are performed in time interval (2) 19-1, time interval (4) 19-2, and time interval (6) 19-3.
[0145]
The time interval for transmitting ultrasonic waves, or transmitting and receiving ultrasonic waves, the time interval (1) for irradiating the excitation RF pulse with the MRI apparatus, the time interval (3) for irradiating the 180-degree RF pulse 71, In order to set the time interval (2), the time interval (4), and the time interval (6) excluding the time interval (5) for receiving the MR signal, the ultrasonic control system 226 and the MRI control are used. It is necessary to control the system 104 synchronously. As a configuration for synchronizing these two control systems, the above-described configuration A is used.
[0146]
The propagation speed of the ultrasonic wave inside the living body is about 1500 m / s. When an area 10 cm from the surface of the living body is taken as an imaging target, it takes about 0.14 ms for the ultrasonic wave to reciprocate in this area.
[0147]
Assuming that the time required for transmission / reception of one line of ultrasonic beam is 0.14 ms, the total length of time section (2) 19-1, time section (4) 19-2, and time section (6) 19-3 is added. 285 lines of ultrasonic beams can be transmitted and received within 40 ms.
[0148]
In other words, 285 lines of ultrasonic beams can be transmitted and received during TR (60 ms). As in the first embodiment, the ultrasonic probe is composed of a one-dimensional array or a two-dimensional array of ultrasonic elements, and the ultrasonic elements are switched in one scan for obtaining one ultrasonic image. However, a plurality of lines of ultrasonic beams are transmitted and received, and the received signal is imaged.
[0149]
If one scan is composed of 95 lines, three scans can be performed during TR (60 ms). That is, it is possible to perform ultrasonic imaging almost in real time at a frame rate equivalent to the TV frame rate. For this reason, ultrasonic imaging can be executed simultaneously in parallel without impairing real-time performance while executing a pulse sequence for acquiring MR signals.
[0150]
Since the MRI apparatus does not irradiate the excitation RF pulse and the 180-degree RF pulse during reception of the ultrasonic signal reflected from the inspection object, the noise signal resulting from the RF pulse of the MRI apparatus is displayed on the ultrasonic image. Has the effect of not mixing. In addition, since the configuration is such that ultrasonic waves are not irradiated (transmitted) during reception of the MR signal 6, there is an effect that noise signals resulting from the irradiation of ultrasonic waves are not mixed in the MR image.
[0151]
Similarly to the first embodiment, the MR signal is received as a reference signal without irradiating the excitation RF pulse and the 180 degree RF pulse with the MRI apparatus once every fixed time interval. Reduces the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic device by subtracting the reference signal from the MR signal from the measured inspection object from the reference signal including the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic device. Yes (the configuration of D described above).
[0152]
FIG. 9 shows the pulse sequence of the MRI apparatus and the ultrasonic wave when measuring the reference signal including the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus in the inspection apparatus of the second embodiment of the present invention. It is a figure explaining the timing of transmission / reception. Differences between the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 9 and the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 8 will be described below.
[0153]
As shown in FIG. 9, in the time interval (1), the application of the slice gradient magnetic field (Gs) 4-1 and the irradiation of the excitation RF pulse 1 shown in FIG. 8 are not performed. In the time interval (2), the dephase gradient magnetic field Gs shown in FIG. 8 is not applied. In the time interval (3), the 180-degree RF pulse 71 shown in FIG. 8 is not irradiated. In the time section (4), the encode gradient magnetic field (Gp) 2-1 shown in FIG. 8 is not applied, but the dephase gradient magnetic field (Gr) 3-1 is applied.
[0154]
In the time section (5) (MR signal acquisition section 7), as shown in FIG. 8, the readout gradient magnetic field (Gr) 3-2 having a positive polarity is applied, and the generated MR signal 6-1 is generated. Measurement is performed using the receiving coil 116.
[0155]
As shown in FIG. 8, the transmission / reception of ultrasonic waves (T / R) is performed in the time interval (2), the time interval (excluding the time interval (1), the time interval (3), and the time interval (5). 4) and the time interval (6). When performing ultrasonic treatment such as ultrasonic heating therapy or sonochemotherapy, only transmission of ultrasonic waves (T) is used instead of transmission / reception of ultrasonic waves (T / R) in FIGS. Do.
[0156]
Thereafter, the pulse sequence of the MRI apparatus shown in FIG. 9 is repeated a plurality of times. An average value of signals measured a plurality of times is obtained, and this average value is set as a reference signal including a noise signal propagated from the digital control system of the ultrasonic apparatus. The reference signal is measured by the pulse sequence shown in FIG. 9 every time the imaging sequence shown in FIG. 8 is repeated a predetermined number of times, that is, once every predetermined time interval.
[0157]
After the measurement of the reference signal by the pulse sequence shown in FIG. 9, the imaging sequence shown in FIG. 8 is repeatedly executed. The MR signal measured by the imaging sequence shown in FIG. 8 includes the above-described reference signal including a noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus. By subtracting the reference signal from the MR signal measured in the imaging sequence shown in FIG. 8, it is possible to reduce the degradation of the SN ratio of the MR image based on the noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus.
[0158]
Next, an example of an MRI apparatus that can be used in the inspection apparatus of the present invention will be described. As an MRI apparatus, a tunnel type MRI apparatus that generates a static magnetic field in a cylindrical space and an open type MRI apparatus as shown in the perspective view of FIG. 11 are well known. The open type MRI apparatus shown in FIG. 11 can be suitably used for the inspection apparatus of the present invention.
[0159]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a flat MRI apparatus that can be suitably used with the inspection apparatus of the present invention. In the flat MRI apparatus, a static magnetic field is formed in a space above the patient mounted on the bed. When a flat MRI apparatus is used as an intraoperative MRI apparatus, since there is nothing in the space above the patient, the doctor can access the patient from a wider area and more directions than the open MRI apparatus.
[0160]
Furthermore, in the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, when a flat MRI apparatus is used as an intraoperative MRI apparatus, ultrasonic imaging can be performed almost in real time at a frame rate equivalent to that of a TV, and a plurality of MR images can be acquired. However, since a plurality of ultrasonic images can be simultaneously acquired in parallel and the MR image and the ultrasonic image can be observed at the same time, the doctor can efficiently observe the change in the state of the affected part during the operation.
[0161]
Further, the doctor can access the patient from any direction in the space above the patient and perform appropriate treatment according to the change in the state of the affected area.
[0162]
As mentioned above, although the Example of this invention was described about the specific form, it cannot be overemphasized that the inspection apparatus of this invention is applicable similarly about embodiments other than a 1st Example and a 2nd Example. Yes. Needless to say, a well-known GRE sequence, GRASE sequence, and the like can be used in addition to the BASG sequence and SE sequence as the pulse sequence of the MRI apparatus used in the inspection apparatus of the present invention.
[0163]
In the imaging sequences shown in FIGS. 2 and 8, two-dimensional imaging has been described, but it goes without saying that it can be easily expanded to three-dimensional imaging by a known technique in the field of MRI apparatuses.
[0164]
Furthermore, it goes without saying that a Doppler ultrasonic device for measuring blood flow can be used as the ultrasonic device used in the inspection apparatus of the present invention. Since the Doppler blood flow image representing the blood flow state by the Doppler ultrasound device can be observed in detail, the blood flow state of the affected area can be observed in detail. By simultaneously observing a high-contrast MR image and a Doppler blood flow image together Information useful for diagnosis of the affected area can be obtained.
[0165]
The inspection apparatus of the present invention includes means having the above-described configuration (A) for synchronously controlling the ultrasonic control system 226 of the ultrasonic apparatus and the MRI control system 104 of the MRI apparatus.
[0166]
Also, the time interval for transmitting ultrasonic waves, or transmitting and receiving ultrasonic waves, the time interval for irradiating the excitation RF pulse, the time interval for irradiating the 180-degree RF pulse, and the MR signal with the MRI apparatus Set to the time interval excluding the time interval to receive.
[0167]
Further, with the configuration of (D) described above, the above-described reference signal including a noise signal due to the digital control system of the ultrasonic apparatus is measured, and the reference signal is subtracted from the MR signal measured from the inspection target, It is possible to reduce the deterioration of the SN ratio of the MR image based on the noise signal caused by the digital control system of the sonic device.
[0168]
As described above in detail in the embodiment, according to the inspection apparatus of the present invention, an ultrasonic image is measured in real time during execution of a pulse sequence for measuring an MR signal for obtaining an MR image by the MRI apparatus. An inspection apparatus capable of displaying a sound image can be realized. In other words, ultrasonic imaging can be performed concurrently in parallel without degrading real-time performance while imaging MR images. Furthermore, it is possible to perform imaging that does not deteriorate the S / N of both the MR image and the ultrasonic image.
[0169]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inspection apparatus which can measure an ultrasonic image in real time and can display an ultrasonic image during execution of the pulse sequence which measures MR signal for obtaining MR image with an MRI apparatus is realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an imaging sequence in the inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a timing chart showing simplified transmission and reception timings and ultrasonic transmission and reception timings in the MRI apparatus in the inspection apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a timing chart showing an example of image update timing in the first embodiment.
FIG. 5 is a timing chart showing simplified transmission and reception timings and ultrasonic transmission timings in the MRI apparatus in the inspection apparatus of the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an MR image taken in ultrasonic heat coagulation treatment using the inspection apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 illustrates the pulse sequence of the MRI apparatus and the timing of ultrasonic transmission / reception when measuring a reference signal including a noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus in the inspection apparatus of the first embodiment. To do.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an imaging sequence in the inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 illustrates the pulse sequence of the MRI apparatus and the timing of ultrasonic transmission / reception when measuring a reference signal including a noise signal caused by the digital control system of the ultrasonic apparatus in the inspection apparatus of the second embodiment. To do.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a flat MRI apparatus that can be suitably used with the inspection apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a conventional MRI apparatus having a wide opening.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... RF pulse for excitation, 2-1 ... Gradient magnetic field in phase encoding direction, 3-1, 3-3 ... Gradient magnetic field for dephase, 3-2 ... Gradient magnetic field in readout direction, 4-1 ... In slice direction Gradient magnetic field, 6, 6-1 ... MR signal, 7 ... MR signal acquisition interval, 9-1 ... time interval (2), 9-2 ... time interval (4), 19-1 ... time interval (2), 19-2 ... time section (4), 19-3 ... time section (6), 71 ... 180 degree RF pulse, 101 ... static magnetic field generator, 102 ... gradient coil, 103 ... subject, 104 ... MRI control system, DESCRIPTION OF SYMBOLS 105 ... Gradient magnetic field power supply, 106 ... High frequency pulse generator, 107 ... Irradiation coil, 108 ... Receiver, 109 ... Computer, 110 ... Display, 111 ... Storage medium, 112 ... Shim coil, 113 ... Shim power supply, 115 ... RF power Amplifier 116 Coil for reception, 201 ... Trigger for time control, 208 ... Detection circuit, 209 ... Computer, 210 ... Ultrasonic probe, 221 ... Transmitted waveform memory, 222 ... Transmitted beam former, 223 ... Transmission / reception switching SW, 224 ... TGCAMP, 225 ... received beam former, 226 ... ultrasonic control system, 231 ... leakage radio wave freeze signal, 232 ... probe disconnecting SW, 233 ... ultrasonic probe cable.

Claims (3)

静磁場の中に置かれた検査対象に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出するための所定のパルスシーケンスを、繰返し実行する核磁気共鳴装置と、前記検査対象に対して、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を行なう超音波装置と、前記核磁気共鳴装置を駆動する制御信号に基づいて、前記所定のパルスシーケンスの中の特定の時間区間で、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を繰返し行なうように、前記超音波装置を制御する手段とを有し、
前記特定の時間区間が、前記所定のパルスシーケンスの中の、（１）前記高周波磁場を印加する時間区間と前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間により挟まれる少なくとも１つの時間区間、（２）前記核磁気共鳴信号を検出する時間区間の直前の時間区間、のうちの何れかの時間区間であることを特徴とする検査装置。A nuclear magnetic resonance apparatus that repeatedly executes a predetermined pulse sequence for detecting a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object by applying a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field to the inspection object placed in a static magnetic field And, based on a control signal for driving an ultrasonic device for transmitting or receiving the ultrasonic wave, and for transmitting and receiving the ultrasonic wave, and a control signal for driving the nuclear magnetic resonance device, Means for controlling the ultrasonic device to repeat the transmission of the ultrasonic wave or the transmission and reception of the ultrasonic wave in a specific time interval,
(2) at least one time interval sandwiched between the time interval in which the high-frequency magnetic field is applied and the time interval in which the nuclear magnetic resonance signal is detected in the predetermined pulse sequence; The inspection apparatus according to any one of the time intervals immediately before the time interval for detecting the nuclear magnetic resonance signal. 静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第２の時間区間と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場、前記第２の時間区間で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第４の時間区間とを具備する所定のパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、前記第３の時間区間で前記核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段とを具備する核磁気共鳴装置と、前記検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信を行なう手段と、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信及び受信のタイミングを制御するタイミング制御装置とを具備する超音波装置と、前記パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、前記第２の時間区間及び／又は前記第４の時間区間で、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信を行なうように、前記タイミング制御装置を制御する手段とを有することを特徴とする検査装置。  A first time interval in which a high-frequency magnetic field is applied together with a slice gradient magnetic field having a positive polarity to an inspection object placed in a static magnetic field, and the slice gradient magnetic field and phase encoding gradient magnetic field having a negative polarity applied to the inspection object And a second time interval in which each gradient magnetic field of the negative polarity readout gradient magnetic field is applied, and nuclear magnetic resonance generated from the inspection object in a state in which the readout gradient magnetic field of positive polarity is applied. A third time interval for detecting a signal; and the phase encoding having a polarity opposite to the polarity of the slice gradient magnetic field having a negative polarity and the phase encoding gradient magnetic field applied to the inspection target in the second time interval. A predetermined pulse sequence comprising a gradient magnetic field and a fourth time interval for applying each gradient magnetic field of the readout gradient magnetic field having a negative polarity. A nuclear magnetic resonance apparatus comprising: a pulse sequence control device that performs a control that is repeatedly executed a plurality of times with a change in severity; and a signal detection unit that detects the nuclear magnetic resonance signal in the third time interval; A means for transmitting ultrasonic waves or transmitting and receiving the ultrasonic waves with an ultrasonic probe and a timing of transmitting and receiving the ultrasonic waves or transmitting and receiving the ultrasonic waves with respect to an inspection object. An ultrasonic device comprising a timing control device to control, and transmission of the ultrasonic wave in the second time interval and / or the fourth time interval based on a control signal from the pulse sequence control device, Alternatively, an inspection apparatus comprising means for controlling the timing control device so as to transmit the ultrasonic waves. 静磁場の中に置かれた検査対象に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に第１の高周波磁場を印加する第１の時間区間と、前記検査対象に、負の極性の前記スライス傾斜磁場を印加する第２の時間区間と、前記検査対象に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に第２の高周波磁場を印加する第３の時間区間と、前記検査対象に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区間と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する第５の時間区間と、核磁化の回復を待つための第６の時間区間とを具備する所定のパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさを変化させて複数回繰返して実行する制御を行なうパルスシーケンス制御装置と、前記第５の時間区間で前記核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段とを具備する核磁気共鳴装置と、前記検査対象に対して、超音波探触子により、超音波の送信、又は、前記超音波の送信を行なう手段と、前記超音波の送信のタイミングを制御するタイミング制御装置とを具備する超音波装置と、前記パルスシーケンス制御装置からの制御信号に基づいて、前記第２の時間区間、前記第４の時間区間、及び、前記第６の時間区間の少なくとも１つの時間区間で、前記超音波の送信、又は、前記超音波の送信を行なうように、前記タイミング制御装置を制御する手段とを有することを特徴とする検査装置。  A first time interval in which a first high-frequency magnetic field is applied together with a slice gradient magnetic field having a positive polarity to an inspection object placed in a static magnetic field, and the slice gradient magnetic field having a negative polarity is applied to the inspection object A second time interval to be applied, a third time interval in which a second high-frequency magnetic field is applied to the inspection object together with the slice gradient magnetic field having a positive polarity, a phase encoding gradient magnetic field, and a negative polarity to the inspection object. A fourth time interval in which a readout gradient magnetic field having a negative polarity is applied, and a fifth time in which a nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection object is detected in a state in which the readout gradient magnetic field having a positive polarity is applied. A pulse sequence for performing a control to repeatedly execute a predetermined pulse sequence having a section and a sixth time section for waiting for recovery of nuclear magnetization by changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field a plurality of times. A nuclear magnetic resonance apparatus comprising a Kens control device and a signal detection means for detecting the nuclear magnetic resonance signal in the fifth time interval, and an ultrasonic probe Based on a control signal from the pulse sequence control device, an ultrasonic device comprising transmission or means for transmitting the ultrasonic wave, a timing control device for controlling the timing of transmission of the ultrasonic wave, The timing control is performed so that the ultrasonic wave is transmitted or the ultrasonic wave is transmitted in at least one of the second time period, the fourth time period, and the sixth time period. An inspection apparatus comprising: means for controlling the apparatus.
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