JP4079399B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4079399B2 JP4079399B2 JP27428398A JP27428398A JP4079399B2 JP 4079399 B2 JP4079399 B2 JP 4079399B2 JP 27428398 A JP27428398 A JP 27428398A JP 27428398 A JP27428398 A JP 27428398A JP 4079399 B2 JP4079399 B2 JP 4079399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnetic resonance
- resonance imaging
- temperature change
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)に係わり、特に、温度計測を行うための計測パラメータの自動的に最適化可能なMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
MRI装置は、いわゆるNMR現象を利用して被検体中の所望の検査部位に相当する断面における原子核スピン(以下スピンと称する)の密度分布、緩和時間分布等を計測して、その計測データから被検体の前記検査部位を画像表示するものである。MRI装置では、NMR信号を空間情報としてエンコード(符号化)するために、傾斜磁場を印加してNMR信号を計測し、このNMR信号を用いて再構成する。これはNMR周波数が磁場強度と線形関係にあるため、対象領域に線形の傾斜磁場を印加することにより、対象領域における空間位置と周波数の関係は線形となり、時間情報であるNMR信号をフーリエ変換し、周波数軸に置き換えるだけで被検体の位置情報が得られることを利用して画像を再構成している。
【0003】
図3は、従来手法における高周波磁場パルスと傾斜磁場パルスの印加タイミングとこの時走査される時間空間を示したものである。通常QPS(Quadrature Phase Detection)手法を用いていることからDr+jDi(jは虚数)で定められるNMR信号が格納されるようになっている。よって、これを2次元フーリエ変換により再構成することによって画像を得ることができる。
【0004】
また、最近、上記手法により被検体の断層像を得る手法を応用し、手術中のモニタに使用するIVMR(InterVentional MR)が提案されている。中でもレーザー治療などを行う場合の体内温度モニタとしての需要が大きい。現在もっとも測定精度に優れている温度計測法といわれるのがPPS(Proton Phase Shift)法である。PPS法はプロトン分子の温度変化による位相変化を画像化する手法である。前述したQPS手法によって計測した信号をフーリエ変換することによって再構成される画像は、やはり複素数である。通常表示される画像はこの絶対値をとったものであるが、arctan(実部/虚部)を計算することによりその位相は算出される。温度変化による位相変化量は次式で与えられることが知られている。
φ=TE×F0×k×ΔT×360/100000 (1)
ここで、
φ:画像の位相差[°]
TE:エコー時間[s]
F0:プロトン共鳴周波数[Hz]
K:温度係数[ppm/℃](プロトン:0.01)
ΔT:温度変化量[℃]
である。プロトン共鳴周波数は、静磁場強度に比例する。(1.5[T]で約68.2[MHz],0.3[T]で約12.7[MHz])
【0005】
しかしながら、PPS法は位相差より温度差を算出するため、図4に示すようにMRI画像から測定でき得る位相差が0〜360°までの範囲に限定されるため、温度差の算出できうる範囲も限定されてしまう。たとえば、1.5TのMRI装置であればTEを20[ms]とした場合、約80℃の温度差をまでしか計測できない。0.3TのMRI装置では同じTEを用いた場合、約400℃までの範囲で測定できることになるが、逆に、細かい温度変化をみるのが困難になる。従来法では計測可能温度差は画像内で一様であるため、レーザー治療の場合など、その温度分布は局所的に急激に変化する部分などを含んだ場合に対しては、画像全体を正しく計測することは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、体内温度の時間的および空間的な変化に追随し、最適な計測シーケンスを自動的に設定し計測を行うことによって、断面内の温度変化分布を高精度でかつ高速に測定することを可能とする磁気共鳴イメージング装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、基本的には、位相画像を生成するためのデータを取得する本計測を行う際に、温度変化の時間的変化率の違う領域を分割し、その領域別に選択励起を行い、かつ領域毎にエコー時間TEを変化させることによって、各領域の温度変化率に最適な位相変換量を計測可能とし、その情報を得ることにより温度変化分布画像の精度の向上を図ることが出来る。
【0008】
このように構成した磁気共鳴イメージング装置は、従来の計測方法に比べて、被検体の温度変化に空間的および時間的分布に最適な計測パルスシーケンスを用いて計測するため、高速にかつ高画質の画像を得ることを可能とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を説明する。図2は本発明を適用した磁気共鳴イメージング装置を示す全体構成のブロック説明図である。本発明を適用した磁気共鳴イメージング装置を図2により説明する。この磁気共鳴イメージング装置は、大別すると、中央処理装置(CPU)1と、シーケンサ2と、送信系3と、静磁場発生磁石4と、受信系5と、信号処理系6とを備えて構成する。中央処理装置(CPU)1は、本発明に基づくプログラムに従ってシーケンサ2,送信系3,受信系5,信号処理系6の各々を制御するものである。
【0010】
シーケンサ2は、中央処理装置1からの制御指令に基づいて動作し、被検体7の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系3,静磁場発生磁石4の傾斜磁場発生系21,受信系5に送るようにしている。送信系3は、高周波発信器8と変調器9と高周波コイルとしての照射コイル11を有し、シーケンサ2の指令により高周波発信器8からの高周波パルスを変調器9で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器10を介し増幅して照射コイル11に供給することにより、所定のパルス状の電磁波を被検体7に照射するようにしている。
【0011】
静磁場発生磁石4は、被検体7の回りに任意の方向に均一な静磁場を発生させるためのものである。この静磁場発生磁石の内部には、照射コイル11の他、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル13と、受信系5の受信コイル14が設置されている。
【0012】
傾斜磁場発生系21は互いに直交するデカルト座標軸方向にそれぞれ独立に傾斜磁場を印加できる構成を有す傾斜磁場コイル13と傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場電源12と、傾斜磁場電源12を制御するシーケンサ2により構成する。
【0013】
受信系5は、高周波コイルとしての受信コイル14と該受信コイル14に接続された増幅器15と直交位相検波器16とA/D変換器17とを有し、被検体7からのNMR信号を受信コイル14が検出すると、その信号を増幅器15,直交位相検波器16,A/D変換器17を介しデジタル量に変換するとともに、シーケンサ2からの指令によるタイミングで直交位相検波器16によってサンプリングされた二系列の収集データに変換して中央処理装置1に送るようにしている。
【0014】
信号処理系6は、磁気ディスク20,光ディスク19等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ18とを有し、受信系5からのデータが中央処理装置1に入力されると、該中央処理装置1が信号処理,画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体7の所望の断面像をディスプレイ18に表示するとともに、外部記憶装置の磁気ディスク20等に記録する。
【0015】
ここで、前記シーケンサ2内には後記する手段でCPUを用いて算出される図3に示す様なシーケンステーブルが組み込まれ、このシーケンスに比例した電流を傾斜磁場コイルに流し、NMR信号を得るようになっている。通常ここで図3のごとくパルスシーケンスを用いて計測を行うと、任意のスライス面内の被検体が一度に励起される。このため、任意のスライス面内のエコー時間TEは一定でしか計測できない。そこで、図5のようなシーケンスを用いることにより、空間的に2次元の領域に限定して励起することが可能になることが知られている。2次元領域に限定して励起してエンコードする手法として、ウェーブレットエンコーディング法が知られている。
【0016】
図6にウェーブレットエンコーディング法の励起方法を示す。ウェーブレットエンコーディング法は、図5に用いられているシーケンスなどを用いることにより、図6のごとく空間的に選択的に励起して信号を計測することによって、任意の空間分解能をもつ画像を得ることが出来る。計測したデータは、一般的にaデータ列がスムースデータ,bデータ列がディテールデータとして分類され、通常、スムースデータは一回計測するのみ(1−1−a)である。その後のスムースデータは、一つ前のスムースデータとディテールデータを用いて算出される。たとえば、スムースデータ(1−1−a)とディテールデータ(1−1−b)から、スムースデータ(2−1−a),(2−2−a)を算出する。
(2−1−a)=(1−1−a)/16+(1−1−b)/16 (2)
(2−2−a)=(1−1−a)/16−(1−1−b)/16 (3)
これは、最終的な解像度を16とした場合である。
【0017】
従来法では一定の繰り返し時間(TR)を位相エンコード数(Np)分繰り返し計測するため、全体の計測時間はTR×Npとなる。しかし、ウェーブレットエンコード法では、図6に示す印加パターンの計測順序を任意に並べ替えて計測することにより、同一位置における繰り返し励起する時間間隔を比較的長くし、かつ、励起する位置の違う計測間では、その時間間隔を最小限に抑えることが可能となり、全体として計測時間が短縮することが可能である。たとえば、図6において、(2−1−b)と(2−2−b)は、励起位置が重複していないため、(2−1−b)を計測した後、待ち時間なしで続けて(2−2−b)の計測が可能である。
【0018】
ウェーブレットエンコードは通常位相エンコード方向に対して用いられ、周波数エンコード方向は従来と同じ傾斜磁場によるエンコードを用いる。
【0019】
次に図7に処理全体のフロー図を示す。まず、時刻tの温度マップをI[p,f,t](pは通常の位相エンコード方向。Fは通常の周波数エンコード方向)と表わす。このIは、計測開始時間からの温度変化量を示す。
【0020】
まず、はじめに関心領域全体をTE0で計測する。このときp,fは任意の初期値P0,N0の分解能で計測する。最初の温度マップはI[p,f,0]=0である。
【0021】
Δt時間後TE0で再度同一領域を計測する。式(1)より温度変化マップi[p,f,Δt]が算出される。この温度変化マップは、絶対的な温度マップではなく、あくまでも計測時間間隔Δt間の温度変化量である。よって時間間隔Δtで一定に計測を行った場合の時刻tでの温度マップI[p,f,t]は、
I[p,f,t]=I[p,f,t−Δt]+i[p,f,t] (4)
で示すことが出来る。
【0022】
PPS法ではiを計測するが、通常は対象とする被検体全体でTEを一定に計測するため、図4のごとくiの計測範囲は一定である。そこで本発明では基本的にiの値が高い領域ほどTEを短く、iの値が低い領域ではエコー時間TEを長く計測する。
【0023】
つぎに温度変化マップiを計測した後、このマップに基づき画像をN個の領域に分割する。分割方法を図1に示す。たとえば、p方向に分割する場合、p方向に画像全体でPの領域を考えると、まず、i[p,f,t]をp方向に対して積分する。画像処理では前方和分処理で代用できる。
j[p]=j[p−1]+i[p,f,t] (5)
全積分量j[P](p=P)を分割する領域Nで割る。これをjNとする。
jN=j[P]/N (6)
【0024】
次にj[p]に関して、jNの整数倍の値となる位置J[m]を求める。
j[J[m]]=jN×m(m=1,2,……N) (7)
このJ[m]で分割される領域に対して、図5および図6で示されるパルスシーケンスを用いることにより、TEを変化させて計測を行うものとする。
【0025】
次に各領域のTEの決定方法について述べる。
(1)式より、
TE=φ÷(F0×k×ΔT×360/100000) (8)
φの最大値は360度であるが、温度の時間的変化率が更に高騰する場合があるため、たとえば270度とすることできる。φ=270度を式(5)に代入すると
TE=0.75÷(F0×k×ΔT/100000) (9)
式(5)のΔTに各領域(n)での最大温度変化率ΔTmax[n]を代入する。
TE[n]=0.75÷(F0×k×ΔTmax[n]/100000) (10)
上記の手段を用いて各計測時間ごとに、式(10)で求められるTE[n]を各領域nに対して適用し、図5に示されるシーケンスを用いて図6に基づくウェーブレットエンコード法を用いて計測を行う。
【0026】
計測された信号を1次元フーリエ変換したのち、図6に基づく処理行うことによって各領域ごとの画像を得る。分割した領域を結合することにより、全体の画像を生成し温度変化分布画像を得る。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、被検体の温度分布の時間的,空間的分布の変化に最適な分割領域とエコー時間を自動的に算出し計測するため、高精度の温度分布画像を高速に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による磁気共鳴イメージング装置の被献体の温度分布と領域の分割方法をあらわす概略図である。
【図2】本発明による磁気共鳴イメージング装置の1実施例を示す概略ブロック図である。
【図3】本発明による磁気共鳴イメージング装置での従来手法によるパルスシーケンスの例を示す説明図である。
【図4】本発明による磁気共鳴イメージング装置での従来手法による温度計測例を示す説明図である。
【図5】本発明による磁気共鳴イメージング装置でのウェーブレットエンコーディング法のためのパルスシーケンスの例を示す説明図である。
【図6】本発明による磁気共鳴イメージング装置でのウェーブレットエンコーディング計測での励起方法と再構成方法の概略を示す図である。
【図7】本発明による磁気共鳴イメージング装置での温度分布を得るための流れ図である。
【符号の説明】
1 中央処理装置(CPU)
2 シーケンサ
3 送信系
4 静磁場発生磁石
5 受信系
6 信号処理系
7 被検体
Claims (1)
- 静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検査体に対して高周波電磁波を印加して所望の領域を励起する送信手段と、前記静磁場に磁場勾配を与える傾斜磁場発生手段と、前記励起領域から発生する核磁気共鳴信号を計測する受信手段と、これら送信手段と、傾斜磁場発生手段および受信手段を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、計測された核磁気共鳴信号を再構成して得られる画像の位相情報から前記励起領域の温度変化を求める画像処理手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記温度変化の範囲毎に前記励起領域を分割して励起すると共に、該分割領域毎にその温度変化範囲に対応するTEで前記核磁気共鳴信号を計測することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27428398A JP4079399B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27428398A JP4079399B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000083922A JP2000083922A (ja) | 2000-03-28 |
JP2000083922A5 JP2000083922A5 (ja) | 2005-11-04 |
JP4079399B2 true JP4079399B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=17539499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27428398A Expired - Fee Related JP4079399B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4079399B2 (ja) |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP27428398A patent/JP4079399B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000083922A (ja) | 2000-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6566878B1 (en) | Magnetic resonance imaging device and method therefor | |
US6760611B1 (en) | Magnetic resonance imaging method and device therefor | |
US6611144B2 (en) | Magnetic resonance imaging device | |
JP4106053B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置及び渦電流補償導出方法 | |
US20060064002A1 (en) | Method for monitoring thermal heating during magnetic resonance imaging | |
JP3964110B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
US6546273B2 (en) | MR fluoroscopy method and apparatus | |
JPH07116144A (ja) | 核磁気共鳴撮影方法及び装置 | |
JP5808659B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置及びT1ρイメージング法 | |
JP6017443B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置および照射磁場分布計測方法 | |
JPS58223048A (ja) | 磁気共鳴励起領域選択方法、および、該方法が実施し得る磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2002253526A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP4079399B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2001276016A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP3167038B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP4266574B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
US11885864B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method of controlling the same | |
JP6157976B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置、及び方法 | |
JP4229254B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP3108430B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2002143121A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2003144413A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP4349646B2 (ja) | 核磁気共鳴イメージング装置 | |
JP2000237163A (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 | |
JP3454865B2 (ja) | 磁気共鳴イメージング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050902 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050902 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071109 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080204 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080204 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110215 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120215 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130215 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140215 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |