JP3949700B2 - マルチスライスｍｒ画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチスライスＭＲ画像形成装置に関する。

ＭＲ画像形成は、血流によって生じたアーチファクトにより、又は、脂肪の存在によって生じた低減されたコントラストにより、劣化されることがある。このような劣化を回避するためには、水又は脂肪抑制された画像形成が、水又は脂肪信号を飽和することによって実行される。これが実行された場合、水又は脂肪は、ＭＲ画像に寄与することはできない。この飽和は、少なくとも１つの飽和プリパルスを繰り返し使用することによって順番に実行される。単数又は複数の飽和プリパルスは、１つ以上のＭＲデータラインを読み出すために使用される画像形成パルスシーケンスに先行する。

マルチスライスタイプの、脂肪抑制又は血液抑制されたＭＲ画像形成を行う場合、通常の水又は脂肪抑制技術は、画像形成を適切に実行することができない程、画像形成を実行するために必要な時間を極めて増大させることがある。そのような画像形成の１例は、肝臓及び膵臓の動的ＭＲ画像形成である。

肝臓及び膵臓の動的ＭＲ画像形成の場合、Ｇｄ−ＤＴＰＡが、患者に投与され、肝臓及び膵臓は、Ｇｄ−ＤＴＰＡが器官内の正常組織及び異常領域内を通過する速度を測定するように、ＭＲスキャナーで画像形成される。この画像形成が迅速に実行されない場合には、この画像形成は、全く実行することができないのである。この理由は、２つある。第１に、Ｇｄ−ＤＴＰＡは、迅速に分布され、弁別的な濃度差が消失されてしまうことがあるからである。第２に、肝臓及び膵臓の動的ＭＲ画像形成は、患者が呼吸を停止している間に最良に実行されるが、画像形成を行っている最中に患者が呼吸を行うと、呼吸運動によって肝臓が動かされ、画像形成が劣化されてしまうからである。

膵臓は、肝臓の隣りにあり、脂肪抑制画像形成で、極めて明瞭に見えるようになる。この理由は、最適化された上腹部画像形成では、脂肪信号は抑制される必要があるからである。脂肪飽和を行う飽和プリパルスが通常の様式で、即ち、ＭＲデータの各ラインの取得以前に使用された場合、単一呼吸は、例えば、５スライスのＭＲデータを得るのに十分な、極めて長時間に亘って停止され続ける。

肝臓は、比較的大きな器官であり、多分、肝臓を完全に画像形成するのに、患者の体の２０スライスが必要である。従って、肝臓の完全なＭＲ画像形成を実行するのに、少なくとも４回に亙って連続的に呼吸を停止する必要があり、動的な吸収状態下での画像形成にとっては、あまりにも長すぎる。従って、脂肪飽和を行うＭＲパルスシーケンスが必要であることによって、患者の肝臓及び膵臓の包括的な動的ＭＲ画像形成が実行できなくなってしまう。

本発明の課題は、前述の従来技術の、時間がかかるという欠点を克服した、不所望なスペクトル成分によって生じる信号の抑制（脂肪抑制又は血抑制）用のマルチスライスＭＲ画像形成装置を提供することにある。

この課題は、本発明によると、ａ）スライスの１グループ内の各スライスの全てを飽和するために少なくとも１つの飽和プリパルスを使用することにより、１グループ内の各スライス全ての不所望なスペクトル成分によって生じる信号を抑制する手段と、ｂ）１グループ内の各スライスからＭＲデータの１ラインの読み出しが終了する迄他の飽和プリパルスを一切使用せずに、１グループ内の各スライスからＭＲデータの１ラインを読み出す手段を有しており、十分な量のＭＲデータがグループ内の前記各スライス全てから得られるまで、上記ａ）の不所望なスペクトル成分によって生じる信号を抑制する手段と、上記ｂ）の各スライスからＭＲデータの１ラインを読み出す手段が順次繰り返して作動されることにより解決することができる。

本発明は、水及び脂肪用の飽和プリパルスの通常の使用が、飽和の所望の目的を達成するのに必要な時間以上の貴重な付加的な時間を取ってしまうという現実に基づいている。水及び脂肪スピンは、有限のＴ１、即ち、ＲＦパルスによって傾倒された後、その元の縦磁化を回復する所定時間を有している。各飽和プリパルスの生起が相互に早過ぎる場合、次に飽和される以前に、その元の縦磁化の幾らかがある場合には、傾倒された各スピンは、少ししか回復していない。その結果、飽和プリパルスが、余りにも頻繁に繰り返されると、水及び脂肪スピンに及ぼされる物理的な影響は殆どない。

従って、本発明のマルチスライスＭＲ画像形成装置によると、少なくとも１つの飽和プリパルスが、各スライスからなる全グループを飽和するのに使用される。その際、そのグループの各スライス内のＭＲデータの１ラインは、ＭＲデータの１ラインが、そのグループ内の各スライスから読み出された後まで、なんらかの他の飽和プリパルスを使用しないで読み出される。それからは、これらの各ステップは、必要な限り多数の各グループを使用して、各位相エンコーディンググラジエントを漸次的に変化させる間、画像形成が完了するまで、繰り返される。その結果、不所望な信号を完全に適切に抑制して、画像形成時間を極めて短くすることができる。通常、不所望信号は、脂肪又は水信号であるが、これは、必要ない。

例えば、特別なＭＲ画像形成により、多くのスライスが画像形成される必要がある場合、本発明によると、各スライスは、１つ以上のグループに分割される。例えば、ＭＲ肝臓機能画像形成が、ＭＲデータの１０スライスを得るのに十分な長さ期間にわたって、関心体積を飽和することができる特別な脂肪飽和を行う飽和プリパルスを使用して実行することができる場合、画像形成の際、２０スライスが、１０スライスずつ２グループに分割される。それから、その都度、脂肪飽和を行う飽和プリパルスは、関心体積を飽和するために使用され、ＭＲデータの１０ラインが読み出される（第１グループ内の各スライスの夫々一つずつ）。第２の、脂肪飽和を行う飽和プリパルスが、関心体積をもう一度飽和した後、ＭＲデータの１０ラインが同様にもう一度読み出されるが、この時間は、第２グループ内の各スライスの夫々のための時間である。この過程は、スライスの付加的なグループが必要である場合と同数回繰り返され、十分なＭＲデータが得られるまで、異なった位相エンコーディンググラジエントに対して、全過程が繰り返される。

どのグループ内の各スライスも相互に隣り合っている必要はなく、又は、何等かの特別な手段で、インターリーブされている必要もない。単一飽和プリパルスが１つだけあればよく、又は、飽和プリパルスの全シーケンスがあればよく、どの組み合わせでも、空間選択的又はスペクトル選択的であればよい。同様に、単数又は複数の飽和パルスが、１つ又は２つのスペクトル成分（例えば、脂肪及び／又は水）に制限される必要もない；択一選択的に、例えば、３つのスペクトル成分（例えば、脂肪及びケイ素及び水を一緒に）を飽和することもできる。

図１には、６ミリ秒のラインにつき、最小ＴＲ、２ミリ秒に等しいＴＥ及び４８８Ｈｚ／パイクセルの帯域幅を有している公知のパルスシーケンスが示されている。２つの水抑制パルスＷＳＰは、特定の関心スライスの上下の体積内の水信号を抑制するのに使用され、脂肪信号を抑制する脂肪抑制パルスＦＳＰが後続する。脂肪抑制パルスＦＳＰの後、８０°ＲＦパルスが使用されて、単一スライスから１ラインのデータが読み出される。従って、図１に示されているパルスシーケンスによって、２つのラインのデータが読み出され、その際、各ラインに飽和プリパルスが先行している。

図２には、本発明のマルチスライスＭＲ画像形成装置で用いられるＭＲパルスシーケンスの有利な実施例が示されている。同様に、６ミリ秒のラインにつき最小ＴＲ、２ミリ秒のＴＥ及び４８８Ｈｚ／パイクセルの帯域幅を有しており、同様に、インターリーブ型マルチスライス、スポイルグラジエントエコータイプである。従って、また、２つの水抑制パルスＷＳＰ及び脂肪抑制パルスＦＳＰを含んでいる。しかし、図２から分かるように、水抑制パルスＷＳＰは、水信号を１６個の画像形成パルスの間抑制し、脂肪抑制パルスＦＳＰは、脂肪信号を８個の画像形成パルスの間抑制する。

図２に示された、本発明の有利な実施例によると、そこに示されたＭＲパルスシーケンスは、１６個のスライスの夫々からデータの１ラインを読み出す。８０°ＲＦパルスの夫々は、単一スライスから１ラインのデータを読み出す。データラインが読み出されるスライスの識別は、スライス選択グラジエントに依存し、例示されているように、マルチスライス画像形成は、インターリーブタイプのものであり、１，３，５，７，・・・１３，１５，２，４，６・・・１４，１６に配列されている。しかし、これは、必須ではない。つまり、列は、例えば、１，２，３，・・・１４，１５，１６であるようにすることもできる。全部で１６ラインが読み出された後、位相エンコーディンググラジエントが変化され、１６以上のラインが、異なった位相エンコーディングで読み出される。これは、全ＭＲデータが得られるまで繰り返され；典型的には、そのようなデータセットは、１２０〜１５０位相エンコーディングで得られたデータを含む。

インターリーブ型マルチスライス画像形成を実行するために使用される公知の脂肪及び水抑制されたスポイル型グラジエントエコーのダイアグラム。 本発明のマルチスライスＭＲ画像形成装置で有利に用いられる、脂肪及び水信号が抑制された、即ち、スポイル型グラジエントエコーパルスシーケンスであって、インターリーブされたマルチスライス画像形成用に適しているシーケンスを示す図。

符号の説明

ＷＳＰ 水抑制パルス
ＦＳＰ 脂肪抑制パルス

Claims (4)

1. ２次元マルチスライスＭＲ画像形成装置において、
   ａ）スライスの１グループ内の各スライスの全てを飽和するために少なくとも１つの飽和プリパルスを使用することにより、前記１グループ内の前記各スライス全ての不所望なスペクトル成分によって生じる信号を抑制する手段と、
   ｂ）前記１グループ内の前記各スライスからＭＲデータの１ラインの読み出しが終了する迄他の飽和プリパルスを一切使用せずに、前記１グループ内の前記各スライスからＭＲデータの１ラインを読み出す手段を有しており、
   十分な量のＭＲデータが前記グループ内の前記各スライス全てから得られるまで、上記ａ）の不所望なスペクトル成分によって生じる信号を抑制する手段と、上記ｂ）の前記各スライスから前記ＭＲデータの１ラインを読み出す手段が順次繰り返して作動されることを特徴とする２次元マルチスライスＭＲ画像形成装置。
2. 画像形成の際、１グループ内で形成することができるスライスよりも多数のスライスが形成され、更に、前記画像を多数のスライスグループに分割して、前記多数のスライスグループの前記各スライス全てからＭＲデータを得る手段を有している請求項１記載の２次元マルチスライスＭＲ画像形成装置。
3. 各グループは、夫々ほぼ同数のスライスを有している請求項２記載の２次元マルチスライスＭＲ画像形成装置。
4. 画像形成の際、不所望スペクトル成分によって生じる信号が抑制されるマルチスライスＭＲ画像形成装置において、
   ａ）各スライスからなる１グループ内の各スライスの全てを飽和するために少なくとも１つの飽和プリパルスを使用することにより、前記グループ内の前記各スライス内で、不所望スペクトル成分からの信号を抑制する手段と、
   ｂ）前記１グループ内の前記各スライスからＭＲデータの１ラインの読み出しが終了する迄他の飽和プリパルスを一切使用せずに、前記グループ内の各スライスからＭＲデータの１ラインを読み出す手段を有しており、
   十分な量のＭＲデータが前記グループ内の前記各スライス全てから得られるまで、上記ａ）の不所望なスペクトル成分によって生じる信号を抑制する手段と、上記ｂ）の前記各スライスから前記ＭＲデータの１ラインを読み出す手段が順次繰り返して作動されることを特徴とする２次元マルチスライスＭＲ画像形成装置。

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