JP3748661B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲ（Magnetic Resonance）連続撮像方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関する。さらに詳しくは、キーホールイメージング（key-hole imaging）において画像のコントラストに異方性を生じないように改良したＭＲ連続撮像方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４に、スピンエコー法のパルスシーケンスの一例を示す。
このパルスシーケンスＲＳでは、９０°のＲＦパルスＲ１を印加すると共にスライス軸にスライス勾配Ｓ１を印加する。次に、位相軸に位相エンコード勾配ＰＥ（ｍ）を印加する。次に、１８０°のＲＦパルスＲ２を印加すると共にスライス軸にスライス勾配Ｓ２を印加する。次に、周波数軸にリード勾配ＲＤを印加しながらエコーechoをサンプリングして、ＭＲデータｄｍを収集する。
上記パルスシーケンスＲＳを、図１５に示すように、ｍ＝１〜Ｍ（Ｍは例えば５１２であるが、図示の都合上、Ｍ＝８とする）について位相エンコード勾配ＰＥ（ｍ）の大きさを変えて繰り返し、図１６に示すように、ｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータｄ１〜ｄ８を収集する。そして、このｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータｄ１〜ｄ８から画像を再構成する。
図１４のパルスシーケンスＲＳの時間をＴｒとすると、ｋ空間ＫＳを埋める全てのＭＲデータｄ１〜ｄ８を収集するのに要する時間Ｃfrは、Ｃfr＝８・Ｔｒである。
従って、ｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータｄ１〜ｄ８を新たに収集しながら連続的に画像Ｉを再構成すると、図１７に示すように、時間Ｃfr毎に新たな画像Ｉ２，Ｉ３，…が得られることになる。つまり、時間分解能は、Ｃfrである。
【０００３】
キーホールイメージングでは、時間分解能を小さくするため、図１８に示すように、位相軸センターの近傍領域ｍｐのＭＲデータｄ３〜ｄ６だけを新たに収集し、他の領域のＭＲデータｄ１〜ｄ２，ｄ７〜ｄ８は最初に収集したＭＲデータをそのまま使用して、画像を再構成する。この場合、新たなＭＲデータｄ３〜ｄ６を収集する時間は、図１９に示すように、Ｃｈ＝４・Ｔｒであり、図２０に示すように、時間Ｃｈ毎に新たな画像Ｉ２，Ｉ３，…が得られることになる。つまり、時間分解能は、Ｃｈとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のキーホールイメージングでは、位相軸センターの近傍領域ｍｐのＭＲデータだけを新たに収集しているが、周波数軸方向について見ると、周波数軸センターの近傍領域のＭＲデータだけを新たに収集しているわけではなく、周波数軸の全体のＭＲデータを新たに収集している。すなわち、位相軸方向については高周波成分のＭＲデータの更新がされないのに対して、周波数軸方向については高周波成分のＭＲデータまでが更新され、異方性がある。
しかし、更新されるＭＲデータに異方性があると、それから再構成された画像にもコントラストの異方性を生じる問題点がある。例えば、このコントラストの異方性により、図２１に示すように、コントラストが同じようになるべき診断対象部位ｓの輪郭が、位相軸方向と周波数軸方向とで異なってしまう。
そこで、本発明の目的は、キーホールイメージングにおいて画像のコントラストに異方性を生じないように改良したＭＲ連続撮像方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータのみを新たに収集することを連続的に繰り返し、ｋ空間の残りの領域のＭＲデータは以前に収集していたＭＲデータをそのまま利用して前記ＭＲデータを新たに収集する毎に新たな画像を再構成することを特徴とするＭＲ連続撮像方法を提供する。
上記第１の観点によるＭＲ連続撮像方法では、ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータのみを新たに収集するから、従来のキーホールイメージングと同様に時間分解能を小さく出来る。一方、従来とは異なり、ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域のＭＲデータを収集するから、位相軸方向についても周波数軸方向についても高周波成分のＭＲデータの更新がされず、異方性がない。よって、それから再構成される画像にもコントラストの異方性を生じないこととなる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータのみを新たに収集することを連続的に繰り返すデータ収集手段と、ｋ空間の残りの領域のＭＲデータは以前に収集していたＭＲデータをそのまま利用して前記ＭＲデータを新たに収集する毎に新たな画像を再構成する画像再構成手段とを具備することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第２の観点によるＭＲＩ装置では、上記第１の観点によるＭＲ連続撮像方法を好適に実施できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル（勾配磁場コイルはｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の各コイルを備えており、これらの組み合わせによりスライス軸，位相軸，周波数軸が決まる）と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する送信コイルと、被検体からのＮＭＲ信号を受信する受信コイル等が配置されている。主磁場コイル，勾配磁場コイル，送信コイルおよび受信コイルは、それぞれ主磁場電源２，勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
【０００８】
計算機７は、パルスシーケンスを作成し、シーケンス記憶回路８に渡す。
シーケンス記憶回路８は、パルスシーケンスを記憶し、そのパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイルから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイルに印加する。
【０００９】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイルで受信したＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、ＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、アナログ信号のＮＭＲ信号をディジタル信号のＭＲデータに変換し、計算機７に入力する。
【００１０】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からＭＲデータを読み込み、画像再構成演算を行い、画像を作成する。この画像は、表示装置６にて表示される。
また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【００１１】
図２は、上記ＭＲＩ装置１００におけるＭＲ連続撮像処理のフローチャートである。
ステップＰ１では、図３に示すスパイラルスキャン法のパルスシーケンスにより図５に示すｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータを収集する。すなわち、図３のパルスシーケンスＳＳでは、９０°のＲＦパルスＲ１を印加すると共にスライス軸にスライス勾配Ｓ１を印加する。次に、１８０°のＲＦパルスＲ２を印加すると共にスライス軸にスライス勾配Ｓ２を印加する。次に、図５に示すようにｋ空間ＫＳの中心点（位相軸センターと周波数軸センターの交点）から端部へと螺旋状に広がる螺旋状軌跡（スパイラル・トラジェクトリ）を形成するように位相エンコード勾配ＰＥ（ｍ）とリード勾配ＦＥ（ｍ）を印加しながら、エコーechoをサンプリングして、ＭＲデータＤｍを収集する。このパルスシーケンスＳＳを、図４，図５に示すように、ｍ＝１〜Ｍ（Ｍは例えば２５６であるが、図示の都合上、Ｍ＝４とする）について位相エンコード勾配ＰＥ（ｍ）およびリード勾配ＦＥ（ｍ）の大きさを変えて繰り返し、図５に示すように、ｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータＤ１〜Ｄ４を収集する。そして、このＭＲデータを固定データとする。
【００１２】
図２に戻り、ステップＰ２では、ｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータから画像を再構成する。図３のパルスシーケンスＳＳの時間をＴｓとすると、ｋ空間ＫＳを埋める全てのＭＲデータＤ１〜Ｄ４を収集するのに要する時間Ｃfsは、Ｃfs＝４・Ｔｓである。従って、もし、ｋ空間ＫＳを埋めるＭＲデータＤ１〜Ｄ４を新たに収集しながら連続的に画像Ｉを再構成すると、図６に示すように、時間Ｃfs毎に新たな画像Ｉ２，Ｉ３，…が得られることになる。つまり、時間分解能は、Ｃfsになる。しかし、これでは時間分解能が大きすぎるので、次に説明するように、ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータのみを新たに収集するキーホールイメージングを行う。
【００１３】
図２に戻り、ステップＰ３では、図７に示すように、ｋ空間ＫＳの位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域ｃｐに相当するＭＲデータＤｈのみを新たに収集し、前記固定データ（ステップＰ１参照）の該当部分（中央部分）のみを更新する。そして、前記ステップＰ２に戻る。なお、ＭＲデータＤｈを収集するためのパルスシーケンスは、図３と同様であり、適当な大きさの位相エンコード勾配ＰＥ（ｈ）およびリード勾配ＦＥ（ｈ）を印加すればよい。
【００１４】
図８に示すように、ＭＲデータＤｈを収集するためのパルスシーケンスの時間をＴｈとすると、ＭＲデータＤｈを収集するのに要する時間Ｃhsは、Ｃhs＝Ｔｈである。従って、ＭＲデータＤｈのみを新たに収集しながら連続的に画像Ｉを再構成すると、図９に示すように、時間Ｃhs毎に新たな画像Ｉ２，Ｉ３，…が得られることになる。つまり、時間分解能は、Ｃhsになる。すなわち、時間分解能を小さくすることが出来る。
そして、ｋ空間ＫＳの位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域ｃｐのＭＲデータを収集するから、位相軸方向についても周波数軸方向についても高周波成分のＭＲデータの更新がされず、異方性がなくなる。よって、それから再構成される画像にもコントラストの異方性を生じないようになる。例えば、図１０に示すように、コントラストが同じようになるべき診断対象部位ｓの輪郭が、位相軸方向と周波数軸方向とで同じコントラストで表現されるようになる。
【００１５】
他の実施形態としては、図１４のスピンエコー法のパルスシーケンスＲＳによりｋ空間を埋めるＭＲデータｄ１〜ｄ８を収集し、これを固定データとし、その後は、図１１に示すように、ｋ空間ＫＳの位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域ｃｐのＭＲデータｄａ〜ｄｅのみを収集し、前記固定データの該当部分のみを更新し、画像を再構成することを繰り返してもよい。
なお、図１１に示すようなＭＲデータｄａ〜ｄｅを収集するパルスシーケンスは、例えば、図１２に示すようなＥＰＩ（Ｅcho Ｐlanar Ｉmaging）法のパルスシーケンスを用いればよい。
ＭＲデータｄａ〜ｄｅを収集するための時間をＣhrとすると、図１３に示すように、時間Ｃhr毎に新たな画像Ｉ２，Ｉ３，…が得られるから、時間分解能は、Ｃhrになる。すなわち、時間分解能を小さくすることが出来る。
そして、ｋ空間ＫＳの位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域ｃｐのＭＲデータを収集するから、位相軸方向についても周波数軸方向についても高周波成分のＭＲデータの更新がされず、異方性がなくなる。よって、それから再構成される画像にもコントラストの異方性を生じないようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のＭＲ連続撮像方法およびＭＲＩ装置によれば、キーホールイメージングにより時間分解能を小さくできると共に、画像のコントラストに異方性を生じないようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】図１のＭＲＩ装置におけるＭＲ連続撮像処理のフローチャートである。
【図３】スパイラルスキャン法のパルスシーケンスの説明図である。
【図４】図３のパルスシーケンスによりｋ空間を埋めるＭＲデータを収集するのに要する時間の説明図である。
【図５】図３のパルスシーケンスにより収集したＭＲデータの螺旋状の収集軌跡を示す説明図である。
【図６】ｋ空間の全てのＭＲデータを更新する場合の時間分解能の説明図である。
【図７】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータの螺旋状の収集軌跡を示す説明図である。
【図８】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータを収集する時間の説明図である。
【図９】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータを更新していく場合の時間分解能の説明図である。
【図１０】異方性のない画像の例示図である。
【図１１】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータのラスタ状の収集軌跡の説明図である。
【図１２】ラスタ状の収集軌跡でｋ空間の中央部のみのＭＲデータを収集するパルスシーケンスの説明図である。
【図１３】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータを更新していく場合の時間分解能の説明図である。
【図１４】スピンエコー法のパルスシーケンスの説明図である。
【図１５】図１４のパルスシーケンスによりｋ空間を埋めるＭＲデータを収集するのに要する時間の説明図である。
【図１６】図１４のパルスシーケンスにより収集したＭＲデータのラスタ状の収集軌跡を示す説明図である。
【図１７】ｋ空間の全てのＭＲデータを更新する場合の時間分解能の説明図である。
【図１８】ｋ空間の位相軸センターの近傍領域のみのＭＲデータのラスタ状の収集軌跡を示す説明図である。
【図１９】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータを収集する時間の説明図である。
【図２０】ｋ空間の中央部のみのＭＲデータを更新していく場合の時間分解能の説明図である。
【図２１】異方性のある画像の例示図である。
【符号の説明】
１００ ＭＲＩ装置
１ マグネットアセンブリ
３ 勾配磁場駆動回路
７ 計算機
８ シーケンス記憶回路
ｃｐ ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ
周波数軸センターの近傍の領域

Claims (2)

1. ｋ空間の中心点から端部へと螺旋状に広がる螺旋状軌跡を形成するスパイラルスキャン法のパルスシーケンスにより発生するエコーをサンプリングしてＭＲデータを収集するデータ収集手段であって、ｋ空間全体の領域に相当するＭＲデータを収集した後にｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータのみを新たに収集することを連続的に繰り返すデータ収集手段と、
   前記ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域以外の領域のＭＲデータは先に収集していたＭＲデータをそのまま利用して前記ｋ空間の位相軸センターの近傍かつ周波数軸センターの近傍の領域に相当するＭＲデータを新たに収集する毎に新たな画像を再構成する画像再構成手段とを具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
2. 請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
   前記スパイラルスキャン法における互いに異なる複数の前記螺旋状軌跡に対応して収集されたＭＲデータを用いて1枚の画像を再構成することを特徴とするＭＲＩ装置。

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