JP4443918B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and signal processing method of magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus and signal processing method of magnetic resonance imaging apparatus Download PDF

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Description

本発明は、心筋梗塞を診断する際、心筋梗塞領域の描出画像と心筋全体の輪郭の抽出画像とを1回の撮影で得る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法に関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus and a signal processing method for a magnetic resonance imaging apparatus that obtain a rendered image of a myocardial infarction region and an extracted image of the outline of the entire myocardium in a single imaging when diagnosing myocardial infarction.

従来、医療現場におけるモニタリング装置として、図12に示すような磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置1が利用される(例えば特許文献1参照)。   Conventionally, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus 1 as shown in FIG. 12 is used as a monitoring apparatus in a medical field (see, for example, Patent Document 1).

MRI装置1は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石2内部にセットされた被検体Pの撮像領域に傾斜磁場コイルユニット3の各傾斜磁場コイル3x、3y、3zでX軸、Y軸、Z軸方向の傾斜磁場を形成するとともにRF(Radio Frequency)コイル4から高周波(RF)信号を送信することにより被検体P内の原子核スピンを磁気的に共鳴させ、励起により生じた核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)信号を利用して被検体PのMR画像を再構成する装置である。   The MRI apparatus 1 uses the gradient magnetic field coils 3x, 3y, and 3z of the gradient magnetic field coil unit 3 in the imaging region of the subject P set inside the cylindrical static magnetic field magnet 2 that forms a static magnetic field. Nuclear magnetic field generated by excitation by forming a gradient magnetic field in the direction of the axis and Z-axis and transmitting a radio frequency (RF) signal from an RF (Radio Frequency) coil 4 to magnetically resonate nuclear spins in the subject P. This is an apparatus for reconstructing an MR image of a subject P using a resonance (NMR) signal.

すなわち、予め静磁場電源5により静磁場用磁石2内部に静磁場が形成される。さらに、入力装置6からの指令によりシーケンスコントローラ制御手段7は、信号の制御情報であるシーケンスをシーケンスコントローラ8に与え、シーケンスコントローラ8はシーケンスに従って各傾斜磁場コイル3x、3y、3zに接続された傾斜磁場電源9およびRFコイル4に高周波信号を与える送信器10を制御する。このため、撮像領域に傾斜磁場が形成され、被検体Pには高周波信号が送信される。   That is, a static magnetic field is previously formed in the static magnetic field magnet 2 by the static magnetic field power source 5. Further, in response to a command from the input device 6, the sequence controller control means 7 gives a sequence, which is signal control information, to the sequence controller 8. The sequence controller 8 is connected to each gradient magnetic field coil 3x, 3y, 3z according to the sequence. The transmitter 10 which gives a high frequency signal to the magnetic field power supply 9 and the RF coil 4 is controlled. For this reason, a gradient magnetic field is formed in the imaging region, and a high-frequency signal is transmitted to the subject P.

そして、被検体P内の原子核スピンの励起に伴って発生したNMR信号は、RFコイル4で受信されるとともに受信器11に与えられてデジタル化された生データ(raw data)に変換される。さらに、生データは、シーケンスコントローラ8を介してシーケンスコントローラ制御手段7に取り込まれ、シーケンスコントローラ制御手段7は生データデータベース12に形成されたk空間(フーリエ空間)に生データを配置する。そして、画像再構成手段13が、k空間に配置された生データに対してフーリエ変換を実行するとともに表示装置14に与えて表示させることにより、被検体Pの画像が再構成される。   Then, the NMR signal generated along with the excitation of the nuclear spin in the subject P is received by the RF coil 4 and given to the receiver 11 to be converted into digitized raw data. Further, the raw data is taken into the sequence controller control means 7 via the sequence controller 8, and the sequence controller control means 7 arranges the raw data in the k space (Fourier space) formed in the raw data database 12. Then, the image reconstructing means 13 performs Fourier transform on the raw data arranged in the k space and gives it to the display device 14 to display it, thereby reconstructing the image of the subject P.

また、この際、静磁場用磁石2の内側に同軸上に設けられた筒状のシムコイル15にシムコイル電源16から電流が供給されて、静磁場が均一化される。   At this time, a current is supplied from the shim coil power supply 16 to the cylindrical shim coil 15 coaxially provided inside the static magnetic field magnet 2 so that the static magnetic field is made uniform.

このようなMRI装置1により、心筋梗塞ないし虚血性心疾患を診断する方法として、従来、心筋遅延造影法(Late EnhancementまたはDelayed Enhancement)がある(例えば非特許文献1参照)。   As a method for diagnosing myocardial infarction or ischemic heart disease using such an MRI apparatus 1, there is conventionally a myocardial delayed contrast method (Late Enhancement or Delayed Enhancement) (for example, see Non-Patent Document 1).

心筋遅延造影法は、被検体PにMR造影剤を注入した後、一定の遅延時間後にインバージョンリカバリ(IR:Inversion Recovery)法(反転回復法)によりT1強調画像を収集することにより心筋梗塞領域を特定する方法である。   In myocardial delayed contrast imaging, after injecting an MR contrast agent into a subject P, a myocardial infarction region is acquired by collecting T1-weighted images by an inversion recovery (IR) method (inversion recovery method) after a certain delay time. It is a method to specify.

すなわち、IRシーケンスによる撮像ではRFコイル4にNMR信号取得用の高周波信号を印加する前にIRプリパルスが印加され、原子核スピンのz軸方向の縦磁化成分が反転される。そして、原子核スピンの縦緩和(T1緩和)により縦磁化が回復してくる過程でデータ取得用のRFパルスを印加させて、エコー信号であるNMR信号が測定される。   That is, in imaging by IR sequence, an IR prepulse is applied to the RF coil 4 before applying a high-frequency signal for NMR signal acquisition, and the longitudinal magnetization component in the z-axis direction of the nuclear spin is reversed. Then, an RF pulse for data acquisition is applied in the process in which longitudinal magnetization is restored by longitudinal relaxation (T1 relaxation) of nuclear spins, and an NMR signal that is an echo signal is measured.

ここで、原子核スピンの縦磁化成分の反転状態からの回復速度は、縦緩和により原子核スピンが定常状態に戻る際の時定数T1にのみ依存する。このため、IRプリパルスから90°パルスまでの時間であるインバージョンタイムTI(反転回復時間)を調節することにより、各組織におけるT1の差異を利用してT1強調を行って特定の組織の画像を強調して得ることができる。   Here, the recovery speed from the inversion state of the longitudinal magnetization component of the nuclear spin depends only on the time constant T1 when the nuclear spin returns to the steady state by longitudinal relaxation. Therefore, by adjusting the inversion time TI (inversion recovery time) that is the time from the IR pre-pulse to the 90 ° pulse, T1 enhancement is performed using the difference of T1 in each tissue, and an image of a specific tissue is obtained. Can be obtained with emphasis.

一方、ガドリウムGdをMR造影剤として被検体Pに投与すると、一定の遅延時間後には心筋梗塞領域では組織浮腫や心筋細胞膜の障害により、MR造影剤の細胞外液分布容積が正常心筋よりも増大する。MR造影剤はT1を短縮させる性質があるため、MR造影剤を被検体Pに投与した後にIR法により被検体Pを高速撮影すると、心筋梗塞病変が明瞭な高信号域として描出されることが知られる。   On the other hand, when gadolinium Gd is administered to the subject P as an MR contrast agent, the extracellular fluid distribution volume of the MR contrast agent increases from that of normal myocardium after a certain delay time due to tissue edema or myocardial cell membrane damage in the myocardial infarction region. To do. Since the MR contrast agent has the property of shortening T1, if the subject P is photographed at high speed by the IR method after the MR contrast agent is administered to the subject P, the myocardial infarction lesion may be rendered as a clear high signal area. known.

また、心筋遅延造影法によるIR撮像は呼吸停止下で行われるため、高速で撮像を実行する必要がある。そこで、従来、k空間を複数のセグメントに分割し、心電波形に同期させて一度に複数の位相エンコード分の生データを収集して高い時間分解能で画像を撮像するセグメントk−space法(segment k-space method)により生データが収集される。   Moreover, since IR imaging by myocardial delayed contrast imaging is performed while breathing is stopped, it is necessary to perform imaging at high speed. Therefore, conventionally, a segment k-space method (segment) in which k-space is divided into a plurality of segments, raw data for a plurality of phase encodings is collected at a time in synchronization with an electrocardiogram waveform, and an image is captured with high temporal resolution. Raw data is collected by the k-space method).

すなわち、心電図(ECG:Electrocardiography)センサ17により呼吸停止下で得られた図13(a)に示すECG信号がECGユニット18に与えられて、シーケンスコントローラ制御手段7を介してIRシーケンス生成手段19に与えられる。IRシーケンス生成手段19は、図13(b)に示すように、ECG信号のR波から一定の遅延時間Td後にIRプリパルス20を有し、IRプリパルス20からインバージョンタイム(TI)後に複数のサブシーケンス21aで構成されたデータ取得用シーケンス21を有するIRシーケンスを生成する。   That is, the ECG signal shown in FIG. 13 (a) obtained by the electrocardiogram (ECG) sensor 17 while breathing is stopped is given to the ECG unit 18, and is sent to the IR sequence generation means 19 via the sequence controller control means 7. Given. As shown in FIG. 13B, the IR sequence generation means 19 has an IR prepulse 20 after a certain delay time Td from the R wave of the ECG signal, and a plurality of sub-sequences after the inversion time (TI) from the IR prepulse 20. An IR sequence having a data acquisition sequence 21 composed of the sequence 21a is generated.

この際、IRプリパルス20は、IRプリパルス生成手段24により生成される一方、データ取得用シーケンス21はデータ取得用シーケンス生成手段25により生成されてIRシーケンス生成手段19により合成される。また、データ取得用シーケンス21は、低周波成分収集ブロック22と高周波成分ブロック23とで構成される。   At this time, the IR prepulse 20 is generated by the IR prepulse generation unit 24, while the data acquisition sequence 21 is generated by the data acquisition sequence generation unit 25 and synthesized by the IR sequence generation unit 19. The data acquisition sequence 21 includes a low frequency component collection block 22 and a high frequency component block 23.

この際、図13(c)の縦磁化Mzの時間tに対する変化を示すグラフに示すように、インバージョンタイム(TI)は、心筋梗塞領域A1の縦磁化A1が正値でその他の正常心筋の縦磁化A2がゼロに近くなる時間に設定され、心筋梗塞領域からのNMR信号が強調される。   At this time, as shown in the graph showing the change of the longitudinal magnetization Mz with respect to the time t in FIG. 13C, the inversion time (TI) is such that the longitudinal magnetization A1 of the myocardial infarction region A1 is a positive value and the other normal myocardium. The time when the longitudinal magnetization A2 is close to zero is set, and the NMR signal from the myocardial infarction region is emphasized.

IRシーケンス生成手段19は、シーケンスコントローラ制御手段7を介してIRシーケンスをシーケンスコントローラ8に与える。そして、シーケンスコントローラ8が、IRシーケンスに従って傾斜磁場および高周波信号を制御することにより、心筋梗塞領域の画像がT1強調されて高速撮影される。
特開2001−149341号公報(第1頁―第11頁、図1参照) INNERVISION(15・3)2000 P.59−66 造影MRIによる虚血性心疾患の診断 佐久間ほか
The IR sequence generation means 19 gives the IR sequence to the sequence controller 8 via the sequence controller control means 7. The sequence controller 8 controls the gradient magnetic field and the high-frequency signal according to the IR sequence, so that the myocardial infarction region image is T1-weighted and taken at high speed.
JP 2001-149341 A (refer to page 1 to page 11, FIG. 1) INNERVISION (15.3) 2000 P.I. 59-66 Diagnosis of ischemic heart disease by contrast-enhanced MRI Sakuma et al.

従来、心筋バイアビリティの評価では、心筋梗塞領域の全心筋体積に占める割合、あるいは心筋壁厚の何%に心筋梗塞領域が認められるか(壁厚進展度)を測定することが重要であることが、「日本医放会誌 2002年 第62巻 第12号 p.682−689 心臓領域におけるMRI用造影剤の実際の使用方法 佐久間 肇」に記載されている。   Conventionally, in evaluating myocardial viability, it is important to measure the ratio of myocardial infarction area to the total myocardial volume, or what percentage of myocardial wall thickness the myocardial infarction area is recognized (wall thickness progress). Is described in “Actual Usage of Contrast Agent for MRI in the Heart Region”, “The Journal of Japan Medical Association 2002, Vol. 62, No. 12, p. 682-689”.

心筋梗塞領域の体積は、心臓領域のT1強調画像において所定の閾値以上の画素値を有するボクセル数をカウントし、ボクセルの体積を掛けることにより求めることができる。   The volume of the myocardial infarction region can be obtained by counting the number of voxels having a pixel value equal to or greater than a predetermined threshold in the T1-weighted image of the heart region and multiplying by the voxel volume.

しかし、T1強調画像は、正常心筋の画素値ができるだけ0に近くなるような撮像パラメータで得られるため、心筋周囲の脂肪が多い場合を除き、心筋外膜と周囲との境界を抽出することが困難な場合が多い。   However, since the T1-weighted image is obtained with imaging parameters such that the normal myocardial pixel value is as close to 0 as possible, the boundary between the outer myocardium and the periphery can be extracted except when the fat around the myocardium is large. Often difficult.

すなわち、正常心筋における画素値を0に近づけて心筋梗塞領域とその他の領域とのコントラストをつける必要があるため、正常心筋からのNMR信号の強度をできるだけnull(無信号)にしなければならない。このため、心筋とその周囲の肺野からのNMR信号の強度が同程度に小さくなり、心筋遅延造影法により得られた画像を用いて心筋外膜と周囲との境界、すなわち心筋外壁の輪郭を抽出して心筋全体の体積や心筋壁厚を測定することが困難である。   That is, since it is necessary to make the pixel value in the normal myocardium close to 0 and contrast between the myocardial infarction region and other regions, the intensity of the NMR signal from the normal myocardium must be made as null (no signal) as possible. For this reason, the intensity of the NMR signal from the myocardium and the surrounding lung fields is reduced to the same extent, and the boundary between the outer myocardium and the surrounding area, that is, the contour of the outer wall of the myocardium, is obtained using an image obtained by myocardial delayed imaging. It is difficult to measure the volume and wall thickness of the whole myocardium by extracting.

特に、ソフトウェアにより隣接するボクセルの画素値の変化を検出して自動的に組織の輪郭を抽出する画素値法を適用した場合には、正確な輪郭の抽出が行われない可能性が高い。   In particular, when a pixel value method that automatically detects a tissue contour by detecting a change in the pixel value of an adjacent voxel by software is applied, there is a high possibility that accurate contour extraction will not be performed.

このため、従来、心筋全体の体積や心筋壁厚を測定して心筋梗塞領域の全心筋体積に占める割合あるいは壁厚進展度を求める場合には、心筋の輪郭を抽出するために心筋遅延造影法による撮像とは別に、心筋遅延造影法のパルスシーケンスからインバージョンパルスを取り除いたパルスシーケンスによる撮像を行う方法や、心筋遅延造影法のパルスシーケンスのインバージョンタイム(TI)を心筋信号が0となる設定値からずらして心筋の画素値が周囲に対して高くなるような撮像を行う方法がとられる。   Therefore, conventionally, when measuring the volume of myocardial infarction area or the degree of progress of wall thickness by measuring the volume of myocardium and myocardial wall thickness, myocardial delayed contrast imaging is used to extract myocardial contours. In addition to the imaging by the myocardial delay imaging method, the myocardial signal is zero in the imaging method by the pulse sequence obtained by removing the inversion pulse from the pulse sequence of the myocardial delay imaging method or the inversion time (TI) of the pulse sequence of the myocardial delay imaging method. A method is employed in which imaging is performed such that the pixel value of the myocardium is higher than the surroundings by shifting from the set value.

この結果、心筋の輪郭を抽出するための撮像が心筋梗塞領域の撮像とは別に必要となり、検査時間の増加に繋がる。さらに、通常、MRI装置1を用いた心筋遅延造影法による虚血性心疾患の検査は、心筋パフュージョン撮影やシネ撮影等の撮像と組合せて行われる。このような各種撮影は通常、被検体Pである患者の呼吸停止下で行われる場合が多いため、患者は各撮影において複数回に亘って息止めをする必要があり、被検体Pの負担や労力の増加要因となっている。   As a result, imaging for extracting the outline of the myocardium is required separately from imaging of the myocardial infarction region, leading to an increase in examination time. Furthermore, the examination of ischemic heart disease by myocardial delayed imaging using the MRI apparatus 1 is usually performed in combination with imaging such as myocardial perfusion imaging and cine imaging. Such various types of imaging are usually performed while the patient who is the subject P is breathing stopped, so the patient needs to hold his / her breath multiple times in each imaging, This is an increase in labor.

さらに、撮影を複数回に分けた場合には、各撮影において被検体Pの呼吸停止状態が異なるため、スライス位置ずれが起こり正確な計測が困難となる。   Furthermore, when the imaging is divided into a plurality of times, the respiratory stop state of the subject P is different in each imaging, so that the slice position shifts and accurate measurement becomes difficult.

そこで、MRI装置1を用いた虚血性心疾患検査等の心臓検査では、被検体Pの位置決めやテストスキャン等の作業を含めた検査時間全体の短縮、撮影回数の低減、被検体Pの負担低減および測定精度の向上が望まれる。   Therefore, in a cardiac examination such as an ischemic heart disease examination using the MRI apparatus 1, the entire examination time including the work of positioning the subject P and the test scan is shortened, the number of imaging is reduced, and the burden on the subject P is reduced. And improvement of measurement accuracy is desired.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、心筋梗塞領域の描出画像と心筋全体の輪郭の抽出画像とを1回の撮影で得ることが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such a conventional situation, and a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetism capable of obtaining a rendered image of a myocardial infarction region and an extracted image of the outline of the entire myocardium by one imaging. It is an object of the present invention to provide a signal processing method for a resonance imaging apparatus.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、IRプリパルスを生成するIRプリパルス生成手段と、前記IRプリパルスから心筋の縦磁化がゼロ付近となるようなインバージョンタイムTI1後にデータ取得用シーケンスを生成するデータ取得用シーケンス生成手段と、共通のIRプリパルスから前記データ取得用シーケンス生成手段により生成されたデータ取得用シーケンスのインバージョンタイムTI1と異なり、心筋の縦磁化の絶対値が前記インバージョンタイムTI1後における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるようなインバージョンタイムTI2後に、心筋全体データ用シーケンスを生成する心筋全体データ用シーケンス生成手段と、前記IRプリパルス、データ取得用シーケンスおよび心筋全体データ用シーケンスを合成することによりマルチエコー法によるIRシーケンスを生成するIRシーケンス生成手段とを備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes an IR prepulse generating means for generating an IR prepulse, and the longitudinal magnetization of the myocardium from the IR prepulse is near zero , as described in claim 1. and the data obtaining sequence generating means for generating data acquisition sequence after inversion time TI1 such that, as the inversion time TI1 data acquisition sequence generated by the data obtaining sequence generating means from a common IR prepulse In contrast, for the whole myocardial data for generating the whole myocardial data sequence after the inversion time TI2 such that the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium becomes larger than the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium after the inversion time TI1 . Sequence generating means, the IR pre-pulse, It is characterized in that a IR sequence generating means for generating an IR sequence according to the multi-echo method by combining the data acquisition sequence and myocardial entire data sequence.

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、被検体の心時相に同期させてインバージョンリカバリ法を用いて画像を収集する磁気共鳴イメージング装置において、前記被検体の心時相に同期させてインバージョンリカバリパルスを印加した後、前記画像の高周波成分のデータを収集するとともに、心筋の縦磁化がゼロ付近となるような第1の反転回復時間および前記第1の反転回復時間と異なり、かつ心筋の縦磁化の絶対値が前記第1の反転回復時間における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるような第2の反転回復時間を少なくとも含む複数の異なる反転回復時間各々において同一スライス位置における前記画像の低周波成分のデータを複数回収集する収集手段と、前記異なる遅延時間において収集された低周波成分のデータ各々と前記高周波成分のデータから複数の画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention collects images using the inversion recovery method in synchronization with the cardiac phase of the subject as described in claim 5. In the magnetic resonance imaging apparatus, after applying an inversion recovery pulse in synchronization with the cardiac time phase of the subject, the high frequency component data of the image is collected, and the longitudinal magnetization of the myocardium is near zero Different from the first inversion recovery time and the first inversion recovery time, the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium is larger than the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium in the first inversion recovery time. collection means for collecting a plurality of data of low-frequency component of the image at the same slice position once in the reverse recovery time of each a plurality of different, including at least two of the inversion recovery time It is characterized in further comprising an image generating means for generating a plurality of images from the data of the data each of the low-frequency component collected in the different delay times the high frequency component.

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、IR法により共通のIRプリパルスから心筋の縦磁化がゼロ付近となるようなインバージョンタイムTI1後にデータ取得用シーケンスを有し、前記インバージョンタイムTI1と異なり、心筋の縦磁化の絶対値が前記インバージョンタイムTI1後における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるようなインバージョンタイムTI2後に、心筋全体データ用シーケンスを有するマルチエコー法によるIRシーケンスを生成することを特徴とする方法である。 According to the signal processing method of the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, as described in claim 6, the longitudinal magnetization of the myocardium is determined to be near zero from the common IR prepulse by the IR method. The inversion time TI1 has a data acquisition sequence, and unlike the inversion time TI1 , the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium is larger than the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium after the inversion time TI1. After the inversion time TI2 such that the IR sequence by the multi-echo method having the whole myocardial data sequence is generated.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法においては、心筋梗塞領域の描出画像と心筋全体の輪郭の抽出画像とを1回の撮影で得ることが可能であるため、検査時間全体の短縮、撮影回数の低減、被検体の呼吸停止による負担低減および被検体の呼吸停止状態の相違に伴う測定精度の向上を図ることができる。   In the magnetic resonance imaging apparatus and the signal processing method of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, the rendered image of the myocardial infarction region and the extracted image of the outline of the entire myocardium can be obtained by one imaging. It is possible to shorten the overall time, reduce the number of imaging, reduce the burden due to the subject's breathing stop, and improve the measurement accuracy due to the difference in the subject's breathing stop state.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus and a signal processing method of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

磁気共鳴イメージング装置30は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石31と、この静磁場用磁石31の内部に設けられたシムコイル32、傾斜磁場コイルユニット33およびRFコイル34とを図示しないガントリに内蔵した構成である。   The magnetic resonance imaging apparatus 30 does not show a cylindrical static magnetic field magnet 31 that forms a static magnetic field, and a shim coil 32, a gradient magnetic field coil unit 33, and an RF coil 34 that are provided inside the static magnetic field magnet 31. It is built in the gantry.

また、磁気共鳴イメージング装置30には、制御系35と心電図(ECG:Electrocardiography)計測系36とが備えられる。   The magnetic resonance imaging apparatus 30 includes a control system 35 and an electrocardiography (ECG) measurement system 36.

制御系35は、静磁場電源37、傾斜磁場電源38、シムコイル電源29、送信器40、受信器41、シーケンスコントローラ42およびコンピュータ43を具備している。制御系35の傾斜磁場電源38は、X軸傾斜磁場電源38x、Y軸傾斜磁場電源38yおよびZ軸傾斜磁場電源38zで構成される。また、コンピュータ43には、入力装置44、表示装置45、演算装置46および記憶装置47が備えられる。   The control system 35 includes a static magnetic field power supply 37, a gradient magnetic field power supply 38, a shim coil power supply 29, a transmitter 40, a receiver 41, a sequence controller 42, and a computer 43. The gradient magnetic field power source 38 of the control system 35 includes an X-axis gradient magnetic field power source 38x, a Y-axis gradient magnetic field power source 38y, and a Z-axis gradient magnetic field power source 38z. The computer 43 includes an input device 44, a display device 45, an arithmetic device 46, and a storage device 47.

ECG計測系36は、ECGセンサ48とECGユニット49とを具備している。   The ECG measurement system 36 includes an ECG sensor 48 and an ECG unit 49.

磁気共鳴イメージング装置30の静磁場用磁石31は静磁場電源37と接続され、静磁場電源37から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。また、静磁場用磁石31の内側には、同軸上に筒状のシムコイル32が設けられる。シムコイル32はシムコイル電源29と接続され、シムコイル電源29からシムコイル32に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。   The static magnetic field magnet 31 of the magnetic resonance imaging apparatus 30 is connected to a static magnetic field power source 37 and has a function of forming a static magnetic field in the imaging region by a current supplied from the static magnetic field power source 37. A cylindrical shim coil 32 is coaxially provided inside the static magnetic field magnet 31. The shim coil 32 is connected to the shim coil power supply 29, and is configured such that a current is supplied from the shim coil power supply 29 to the shim coil 32 to make the static magnetic field uniform.

傾斜磁場コイルユニット33は、X軸傾斜磁場コイル33x、Y軸傾斜磁場コイル33yおよびZ軸傾斜磁場コイル33zで構成され、静磁場用磁石31の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット33の内側には寝台50が設けられて撮像領域とされ、寝台50には被検体Pがセットされる。RFコイル34はガントリに内蔵されず、寝台50や被検体P近傍に設けられる場合もある。   The gradient magnetic field coil unit 33 includes an X-axis gradient magnetic field coil 33x, a Y-axis gradient magnetic field coil 33y, and a Z-axis gradient magnetic field coil 33z, and is formed in a cylindrical shape inside the static magnetic field magnet 31. A bed 50 is provided inside the gradient magnetic field coil unit 33 as an imaging region, and the subject P is set on the bed 50. The RF coil 34 may not be built in the gantry but may be provided near the bed 50 or the subject P.

また、傾斜磁場コイルユニット33は、傾斜磁場電源38と接続される。傾斜磁場コイルユニット33のX軸傾斜磁場コイル33x、Y軸傾斜磁場コイル33yおよびZ軸傾斜磁場コイル33zはそれぞれ、傾斜磁場電源38のX軸傾斜磁場電源38x、Y軸傾斜磁場電源38yおよびZ軸傾斜磁場電源38zと接続される。   The gradient magnetic field coil unit 33 is connected to a gradient magnetic field power supply 38. The X-axis gradient magnetic field coil 33x, Y-axis gradient magnetic field coil 33y, and Z-axis gradient magnetic field coil 33z of the gradient magnetic field coil unit 33 are respectively an X-axis gradient magnetic field power supply 38x, a Y-axis gradient magnetic field power supply 38y, and a Z-axis. It is connected to the gradient magnetic field power supply 38z.

そして、X軸傾斜磁場電源38x、Y軸傾斜磁場電源38yおよびZ軸傾斜磁場電源38zからそれぞれX軸傾斜磁場コイル33x、Y軸傾斜磁場コイル33yおよびZ軸傾斜磁場コイル33zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成することができるように構成される。   The currents supplied from the X-axis gradient magnetic field power supply 38x, the Y-axis gradient magnetic field power supply 38y, and the Z-axis gradient magnetic field power supply 38z to the X-axis gradient magnetic field coil 33x, the Y-axis gradient magnetic field coil 33y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 33z, respectively. In the imaging region, a gradient magnetic field Gx in the X-axis direction, a gradient magnetic field Gy in the Y-axis direction, and a gradient magnetic field Gz in the Z-axis direction can be formed, respectively.

RFコイル34は、送信器40および受信器41と接続される。RFコイル34は、送信器40から高周波信号を受けて被検体Pに送信する機能と、被検体P内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器41に与える機能を有する。   The RF coil 34 is connected to the transmitter 40 and the receiver 41. The RF coil 34 receives a high-frequency signal from the transmitter 40 and transmits it to the subject P, and receives an NMR signal generated by excitation by the high-frequency signal of the nuclear spin inside the subject P and receives it in the receiver 41. Has the function to give.

一方、ECG計測系36のECGセンサ48は被検体Pの体表に設けられ、ECG信号を受信して電気信号としてECGユニット49に与える機能を有する。   On the other hand, the ECG sensor 48 of the ECG measurement system 36 is provided on the body surface of the subject P, and has a function of receiving an ECG signal and supplying it to the ECG unit 49 as an electrical signal.

ECGユニット49は、ECGセンサ48から受けたECG信号の電気信号に対してデジタル化処理等の各種処理を施してシーケンスコントローラ42およびコンピュータ43に出力する機能を有する。   The ECG unit 49 has a function of performing various processes such as digitization on the electrical signal of the ECG signal received from the ECG sensor 48 and outputting the result to the sequence controller 42 and the computer 43.

また、制御系35のシーケンスコントローラ42は、傾斜磁場電源38、送信器40、受信器41およびECGユニット49と接続される。シーケンスコントローラ42は傾斜磁場電源38、送信器40および受信器41を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源38に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源38、送信器40および受信器41を駆動させることによりX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzおよび高周波信号を発生させる機能を有する。   The sequence controller 42 of the control system 35 is connected to the gradient magnetic field power supply 38, the transmitter 40, the receiver 41, and the ECG unit 49. The sequence controller 42 has control information necessary for driving the gradient magnetic field power supply 38, the transmitter 40 and the receiver 41, for example, operation control information such as the intensity, application time, and application timing of the pulse current to be applied to the gradient magnetic field power supply 38. And the gradient magnetic field power supply 38, the transmitter 40 and the receiver 41 are driven in accordance with the stored predetermined sequence to drive the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy, and the Z-axis gradient magnetic field. It has the function of generating Gz and high frequency signals.

また、シーケンスコントローラ42は、受信器41からはデジタル化されたNMR信号である生データ(raw data)を受けて、ECGユニット49からはデジタル化されたECG信号をそれぞれ受けてコンピュータ43に与えるように構成される。   Further, the sequence controller 42 receives raw data which is a digitized NMR signal from the receiver 41 and receives a digitized ECG signal from the ECG unit 49 and supplies it to the computer 43. Configured.

このため、送信器40には、シーケンスコントローラ42から受けた制御情報に基づいて高周波信号をRFコイル34に与える機能が備えられる一方、受信器41には、RFコイル34から受けたNMR信号に所要の信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化されたNMR信号である生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ42に与える機能とが備えられる。   For this reason, the transmitter 40 is provided with a function of giving a high frequency signal to the RF coil 34 based on the control information received from the sequence controller 42, while the receiver 41 is required for the NMR signal received from the RF coil 34. A function for generating raw data that is a digitized NMR signal and a function for supplying the generated raw data to the sequence controller 42 are provided by performing the signal processing and A / D conversion.

また、コンピュータ43の記憶装置47に保存されたプログラムを演算装置46で実行することにより、コンピュータ43には各種機能が備えられるとともにシーケンス作成システム63が構成される。ただし、プログラムによらず、特定の回路を設けてコンピュータ43を構成してもよい。   In addition, by executing the program stored in the storage device 47 of the computer 43 by the arithmetic device 46, the computer 43 is provided with various functions and a sequence creation system 63 is configured. However, the computer 43 may be configured by providing a specific circuit regardless of the program.

図2は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置30の機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG.

コンピュータ43は、プログラムによりシーケンスコントローラ制御手段60、画像再構成手段61、生データデータベース62として機能する。   The computer 43 functions as a sequence controller control means 60, an image reconstruction means 61, and a raw data database 62 by a program.

さらにシーケンス作成プログラムがコンピュータ43の演算装置46に読み込まれて実行されることにより、シーケンス作成システム63が構成される。シーケンス作成システム63は、IRプリパルス生成手段64、データ取得用シーケンス生成手段65、心筋全体データ用シーケンス生成手段66、IRシーケンス生成手段67およびデータ分配手段68を有する。   Furthermore, the sequence creation system 63 is configured by the sequence creation program being read and executed by the arithmetic unit 46 of the computer 43. The sequence creation system 63 includes IR prepulse generation means 64, data acquisition sequence generation means 65, whole myocardial data sequence generation means 66, IR sequence generation means 67, and data distribution means 68.

ここで、磁気共鳴イメージング装置30により心筋梗塞ないし虚血性心疾患を診断する場合には、心筋梗塞領域を特定するために、被検体PにMR造影剤を注入した後、一定の遅延時間後にIRシーケンスによりT1強調画像を収集する心筋遅延造影法による撮影が行われる。   Here, when diagnosing myocardial infarction or ischemic heart disease using the magnetic resonance imaging apparatus 30, in order to identify the myocardial infarction region, after injecting an MR contrast agent into the subject P, IR is detected after a certain delay time. Imaging by a myocardial delayed contrast method that collects T1-weighted images by a sequence is performed.

IRシーケンスによる撮像ではRFコイル4に高周波信号としてデータ取得用のRFパルスを印加する前に180°パルスがIRプリパルス(インバージョンリカバリパルス)として印加される。そして、IRプリパルスにより原子核スピンのz軸方向の縦磁化成分を反転させ、励起した核スピンが吸収したエネルギを周囲の分子に熱振動のエネルギとして放出する縦緩和(T1緩和)により縦磁化が回復してくる過程でRFパルスを印加させて、エコー信号であるNMR信号が測定される。   In imaging by an IR sequence, a 180 ° pulse is applied as an IR prepulse (inversion recovery pulse) before an RF pulse for data acquisition is applied to the RF coil 4 as a high frequency signal. Then, the longitudinal magnetization component in the z-axis direction of the nuclear spin is reversed by the IR prepulse, and the longitudinal magnetization is recovered by longitudinal relaxation (T1 relaxation) that releases the energy absorbed by the excited nuclear spin to the surrounding molecules as thermal vibration energy. In the process, an RF pulse is applied, and an NMR signal that is an echo signal is measured.

このとき、縦磁化成分の反転状態からの回復の速度は、縦緩和により核スピンが定常状態に戻る際の時定数T1にのみ依存する。このため、180°パルスからRFパルスまでの時間(反転時間)を調節することにより、各組織におけるT1の差異を利用してT1強調を行って特定の組織の画像を強調して得ることができる。   At this time, the speed of recovery from the inversion state of the longitudinal magnetization component depends only on the time constant T1 when the nuclear spin returns to the steady state by longitudinal relaxation. For this reason, by adjusting the time (inversion time) from the 180 ° pulse to the RF pulse, it is possible to obtain an image of a specific tissue by performing T1 enhancement using the difference in T1 in each tissue. .

ここで、心筋遅延造影法において被検体Pに投与されるGd系のMR造影剤は、縦緩和時間T1を短縮させる効果があるため、MR造影剤が投与された血液が分布する領域からは強いNMR信号が生じる。そこで、MR造影剤を被検体Pに投与してIR法により高速撮影すると、心筋梗塞領域では組織浮腫や心筋細胞膜の障害によって、一定の遅延時間後にはMR造影剤の細胞外液分布容積が正常心筋よりも増大するため、心筋梗塞領域が明瞭なNMR信号の高信号域として描出される。そして、IR法により得られた生データを再構成させると、心筋梗塞領域の縦緩和時間T1に応じて強調したコントラストのT1強調画像が得られる。   Here, since the Gd MR contrast agent administered to the subject P in the myocardial delayed contrast method has an effect of shortening the longitudinal relaxation time T1, it is strong from the region where the blood to which the MR contrast agent is administered is distributed. An NMR signal is generated. Therefore, when MR contrast agent is administered to the subject P and high-speed imaging is performed by the IR method, the extracellular fluid distribution volume of the MR contrast agent is normal after a certain delay time due to tissue edema or myocardial cell membrane damage in the myocardial infarction region. Since it increases compared to the myocardium, the myocardial infarction region is depicted as a high-signal region of a clear NMR signal. When the raw data obtained by the IR method is reconstructed, a T1-weighted image with a contrast enhanced according to the longitudinal relaxation time T1 of the myocardial infarction region is obtained.

そこで、シーケンス作成システム63には、このような心筋遅延造影法による撮影のためのIRシーケンスを生成してシーケンスコントローラ制御手段60に与える機能が備えられる。   Therefore, the sequence creation system 63 has a function of generating an IR sequence for imaging by such myocardial delayed contrast imaging and giving it to the sequence controller control means 60.

シーケンス作成システム63のIRプリパルス生成手段64は、IRシーケンスのIRプリパルスを生成してIRシーケンス生成手段67に与える機能を有する。ここで、IRプリパルスは、ECGユニット49から受けたECG信号の心時相に同期するように生成される。すなわち、IRプリパルス生成手段64はシーケンスコントローラ制御手段60からECG信号を受けて、ECG信号の各R波から一定の遅延時間Td後に撮影領域全体を励起させるようなIRプリパルスをそれぞれ生成するように構成される。   The IR prepulse generation unit 64 of the sequence creation system 63 has a function of generating an IR prepulse of the IR sequence and supplying it to the IR sequence generation unit 67. Here, the IR pre-pulse is generated in synchronization with the cardiac time phase of the ECG signal received from the ECG unit 49. That is, the IR prepulse generation means 64 is configured to receive an ECG signal from the sequence controller control means 60 and generate an IR prepulse that excites the entire imaging region after a certain delay time Td from each R wave of the ECG signal. Is done.

データ取得用シーケンス生成手段65は、各IRプリパルスから一定の待ち時間、すなわちインバージョンタイムTI1後に、関心スライス断面を選択的に励起させてRFコイル4においてNMR信号を受信させるためのデータ取得用シーケンスをそれぞれ生成してIRシーケンス生成手段67およびデータ分配手段68に与える機能を有する。   The data acquisition sequence generation means 65 is a data acquisition sequence for selectively exciting a slice section of interest and receiving an NMR signal in the RF coil 4 after a certain waiting time from each IR prepulse, that is, the inversion time TI1. Are respectively generated and provided to the IR sequence generation means 67 and the data distribution means 68.

ここで、心筋遅延造影法によるIR撮像は、心電波形に同期させて呼吸停止下で実行されるため、高速化が望まれる。そこで、k空間を複数のセグメントに分割し、セグメントごとに一度に複数の位相エンコード分の生データを収集して高い時間分解能で画像を撮像するSegmented FFE(fast field echo)やSegmented Turbo FLASHと呼ばれるセグメントk−space法(segment k-space method)により生データが収集される。   Here, since IR imaging by myocardial delayed contrast imaging is executed under respiratory stop in synchronization with an electrocardiographic waveform, it is desired to increase the speed. Therefore, it is called Segmented FFE (fast field echo) or Segmented Turbo FLASH, which divides k-space into a plurality of segments, collects raw data for a plurality of phase encodings at a time for each segment, and captures an image with high time resolution. Raw data is collected by a segment k-space method.

セグメントk−space法によるデータ取得の場合、データ取得用シーケンスは複数のサブシーケンスで構成される。そしてECG信号における単一のセグメント(心拍)内では、各サブシーケンスによりセントリックと呼ばれる順序で位相エンコード順にNMR信号が収集される。このため、データ取得用シーケンスには低周波成分収集側のサブシーケンスから順に高周波成分収集側のサブシーケンスが配置される。このため、データ取得用シーケンスは低周波成分収集ブロックと高周波成分収集ブロックとに区分することができる。   In the case of data acquisition by the segment k-space method, the data acquisition sequence is composed of a plurality of subsequences. Then, within a single segment (heartbeat) in the ECG signal, NMR signals are collected in order of phase encoding in the order called centric by each subsequence. For this reason, the subsequence on the high frequency component collection side is arranged in order from the subsequence on the low frequency component collection side in the data acquisition sequence. For this reason, the data acquisition sequence can be divided into a low-frequency component collection block and a high-frequency component collection block.

心筋全体データ用シーケンス生成手段66は、IRプリパルスからインバージョンタイムTI2後に心筋全体データ用シーケンスを生成する機能と、生成した心筋全体データ用シーケンスをIRシーケンス生成手段67およびデータ分配手段68に与える機能とを有する。セグメントk−space法によるデータ取得の場合には、心筋全体データ用シーケンス生成手段66には、例えば位相エンコードが低周波成分のデータを収集するためのサブシーケンスで構成される低周波成分収集シーケンスを心筋全体データ用シーケンスとして生成する機能が備えられる。   The whole myocardial data sequence generating means 66 has a function of generating a whole myocardial data sequence after the inversion time TI2 from the IR prepulse, and a function of giving the generated whole myocardial data sequence to the IR sequence generating means 67 and the data distributing means 68. And have. In the case of data acquisition by the segment k-space method, the myocardial whole data sequence generation means 66 receives, for example, a low frequency component collection sequence composed of sub-sequences for collecting data of low frequency components by phase encoding. A function of generating as a sequence for whole myocardium data is provided.

心筋全体データ用シーケンス生成手段66が心筋全体データ用シーケンスとして生成する低周波成分収集シーケンスは、データ取得用シーケンス生成手段65により生成されたデータ取得用シーケンスのうち低周波成分収集ブロックに含まれる各サブシーケンスを複製して任意の順序で配置することにより生成することができる。ただし、データ取得用シーケンスの低周波成分収集ブロックに含まれる各サブシーケンスと低周波成分収集シーケンスに含まれる各サブシーケンスとは必ずしも同一でなくてもよい。   The low frequency component collection sequence generated as the whole myocardial data sequence by the whole myocardial data sequence generation unit 66 is included in the low frequency component collection block of the data acquisition sequence generated by the data acquisition sequence generation unit 65. It can be generated by duplicating subsequences and placing them in any order. However, each sub-sequence included in the low-frequency component collection block of the data acquisition sequence and each sub-sequence included in the low-frequency component collection sequence are not necessarily the same.

ここで、心筋全体データ用シーケンス生成手段66が設定するインバージョンタイムTI2は、低周波成分収集シーケンスがデータ取得用シーケンス生成手段65により生成されるデータ取得用シーケンスと異なる時間、例えばデータ取得用シーケンスよりも後となるように、インバージョンタイムTI1よりも長く設定される。   Here, the inversion time TI2 set by the whole myocardial data sequence generation unit 66 is a time when the low frequency component collection sequence is different from the data acquisition sequence generated by the data acquisition sequence generation unit 65, for example, the data acquisition sequence. Is set longer than the inversion time TI1.

IRシーケンス生成手段67は、IRプリパルス生成手段64、データ取得用シーケンス生成手段65および心筋全体データ用シーケンス生成手段66からそれぞれ受けたIRプリパルス、データ取得用シーケンスおよび低周波成分収集シーケンスを合成してIRシーケンスを生成する機能と、生成したIRシーケンスをシーケンスコントローラ制御手段60に与える機能とを有する。   The IR sequence generation unit 67 combines the IR prepulse, the data acquisition sequence, and the low frequency component collection sequence received from the IR prepulse generation unit 64, the data acquisition sequence generation unit 65, and the whole myocardial data sequence generation unit 66, respectively. It has a function of generating an IR sequence and a function of giving the generated IR sequence to the sequence controller control means 60.

データ分配手段68は、データ取得用シーケンス生成手段65から受けたデータ取得用シーケンスおよび心筋全体データ用シーケンス生成手段66から受けた低周波成分収集シーケンスに基づいて、データ取得用シーケンスの低周波成分収集ブロックと高周波成分収集ブロック並びに低周波成分収集シーケンスに従って収集された生データをシーケンスコントローラ制御手段60から識別可能に受けて生データデータベース62に形成された心筋梗塞領域の画像用のk空間(フーリエ空間)と心筋全体の画像用のk空間とに分配配置する機能を有する。   The data distribution unit 68 collects the low frequency components of the data acquisition sequence based on the data acquisition sequence received from the data acquisition sequence generation unit 65 and the low frequency component acquisition sequence received from the whole myocardial data sequence generation unit 66. K-space (Fourier space) for the image of the myocardial infarction region formed in the raw data database 62 by receiving the raw data collected according to the block, the high-frequency component collecting block and the low-frequency component collecting sequence from the sequence controller control means 60 ) And k-space for images of the entire myocardium.

また、データ分配手段68は、生データデータベース62に配置された心筋梗塞領域の画像取得用の生データと心筋全体の画像取得用の生データとの識別情報を画像再構成手段61に与える機能を有する。   The data distribution unit 68 has a function of providing the image reconstruction unit 61 with identification information between raw data for acquiring images of the myocardial infarction region and raw data for acquiring images of the entire myocardium arranged in the raw data database 62. Have.

このため、生データデータベース62には、受信器41において生成された各生データが保存される。すなわち、生データデータベース62には、心筋梗塞領域の画像用の第1のk空間が形成されて心筋梗塞領域の画像用の生データが配置される一方、心筋全体の画像用の第2のk空間が形成されて心筋全体の画像用の生データが配置される。   For this reason, each raw data generated in the receiver 41 is stored in the raw data database 62. That is, in the raw data database 62, the first k space for the myocardial infarction region image is formed and the raw data for the myocardial infarction region image is arranged, while the second k for the entire myocardial image is arranged. A space is formed and raw data for an image of the entire myocardium is arranged.

シーケンスコントローラ制御手段60は、入力装置44またはその他の構成要素からの情報に基づいてシーケンスコントローラ42にIRシーケンス生成手段67から受けたIRシーケンス等の所要のシーケンス情報を与えることにより駆動制御させる機能を有する。例えば、シーケンスコントローラ制御手段60は、ECGユニット49から受けたECG信号の心電波形(心時相)に同期させて、NMR信号をRFコイル34で受信できるようなシーケンス情報をシーケンスコントローラ42に与えて制御することができるように構成される。   The sequence controller control means 60 has a function of controlling driving by providing the sequence controller 42 with required sequence information such as the IR sequence received from the IR sequence generation means 67 based on information from the input device 44 or other components. Have. For example, the sequence controller control means 60 gives sequence information to the sequence controller 42 so that the NMR signal can be received by the RF coil 34 in synchronization with the electrocardiogram waveform (cardiac time phase) of the ECG signal received from the ECG unit 49. Configured to be controlled.

画像再構成手段61は、生データデータベース62から生データを取り込んで所定の信号処理を施すことにより、被検体Pの断層画像を再構成して表示装置45に表示させる機能を有する。すなわち、画像再構成手段61は、生データデータベース62のk空間に配置された生データに対して2次元または3次元のフーリエ変換処理を行うとともに表示装置45に与えることにより生データから実空間画像を再構成することができるように構成される。   The image reconstruction means 61 has a function of reconstructing a tomographic image of the subject P and displaying it on the display device 45 by fetching the raw data from the raw data database 62 and performing predetermined signal processing. That is, the image reconstructing means 61 performs a two-dimensional or three-dimensional Fourier transform process on the raw data arranged in the k space of the raw data database 62 and gives it to the display device 45 to thereby convert the real space image from the raw data. Is configured to be reconfigurable.

この際、画像再構成手段61は、再構成の対象となる生データが心筋梗塞領域の画像取得用であるか心筋全体の画像取得用であるかの識別情報をデータ分配手段68から受けて、心筋梗塞領域の画像用のk空間に配置された生データから心筋梗塞領域の画像を再構成させる一方、心筋全体の画像用のk空間に配置された生データから心筋全体の画像を再構成させるように構成される。   At this time, the image reconstruction means 61 receives identification information from the data distribution means 68 as to whether the raw data to be reconstructed is for acquiring an image of a myocardial infarction region or for acquiring an image of the entire myocardium. An image of the myocardial infarction region is reconstructed from the raw data arranged in the k space for the image of the myocardial infarction region, while an image of the entire myocardium is reconstructed from the raw data arranged in the k space for the image of the entire myocardium. Configured as follows.

以上のような構成により、磁気共鳴イメージング装置30は装置全体としてIRシーケンスにより画像を生成するためのデータを異なるインバージョンタイムで複数回収集する収集手段および収集した各データから複数の画像をそれぞれ生成する画像生成手段として機能する。   With the configuration as described above, the magnetic resonance imaging apparatus 30 as a whole collects data for generating an image by an IR sequence multiple times at different inversion times, and generates a plurality of images from each collected data. Function as image generation means.

次に磁気共鳴イメージング装置30の作用について説明する。   Next, the operation of the magnetic resonance imaging apparatus 30 will be described.

図3は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により被検体Pの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure when a tomographic image of the subject P is picked up by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 1, and reference numerals with numerals in the figure indicate each step of the flowchart.

また、図4は図1に示す磁気共鳴イメージング装置30のシーケンス作成システム63により生成されるIRシーケンスの一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example of an IR sequence generated by the sequence creation system 63 of the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG.

まずステップS1において、心筋遅延造影法により被検体Pの心筋梗塞領域を撮影して特定するために、予め寝台50にセットされた被検体PにガドリウムGd等のMR造影剤が注入されるとともに、一定の遅延時間後にECG計測系36において図4(a)に示すような被検体PのECG信号が呼吸停止下で取得されてコンピュータ43に出力される。すなわち、ECGセンサ48が被検体PのECG信号を受信して電気信号としてECGユニット49に与え、ECGユニット49は、ECG信号の電気信号に対してデジタル化処理等の各種処理を施してシーケンスコントローラ42およびシーケンスコントローラ制御手段60に与える。   First, in step S1, an MR contrast agent such as gadolinium Gd is injected into the subject P set in advance on the bed 50 in order to capture and identify the myocardial infarction region of the subject P by myocardial delayed imaging. After a certain delay time, the ECG measurement system 36 obtains an ECG signal of the subject P as shown in FIG. That is, the ECG sensor 48 receives the ECG signal of the subject P and supplies it as an electrical signal to the ECG unit 49. The ECG unit 49 performs various processes such as digitization processing on the electrical signal of the ECG signal and performs a sequence controller. 42 and sequence controller control means 60.

次にステップS2において、IRプリパルス生成手段64は、シーケンスコントローラ制御手段60からECG信号を受けて、ECG信号のR波から一定の遅延時間Td後にIR法における縦磁化を反転させるためのIRプリパルスIを生成する。このため、IRプリパルス生成手段64により図4(b)に示すIRプリパルスIが生成される。そして、IRプリパルス生成手段64は、生成したIRプリパルスIをIRシーケンス生成手段67に与える。   Next, in step S2, the IR prepulse generation means 64 receives the ECG signal from the sequence controller control means 60, and IR prepulse I for reversing the longitudinal magnetization in the IR method after a certain delay time Td from the R wave of the ECG signal. Is generated. For this reason, the IR prepulse generation means 64 generates the IR prepulse I shown in FIG. Then, the IR prepulse generation means 64 gives the generated IR prepulse I to the IR sequence generation means 67.

次にステップS3において、データ取得用シーケンス生成手段65は、IRプリパルスIからインバージョンタイムTI1後にデータ取得用の高周波信号をRFコイル4に与えるためのデータ取得用シーケンスS1を生成する。   Next, in step S3, the data acquisition sequence generation means 65 generates a data acquisition sequence S1 for applying a high frequency signal for data acquisition to the RF coil 4 after the inversion time TI1 from the IR prepulse I.

データ取得用シーケンスS1は、図4(b)に示すように単一あるいは複数のSE(spin echo)シーケンスやFE(field echo)シーケンス等の任意のサブシーケンスS2で構成することができるが、セグメントk−space法の1つであるSegmented FFEによるデータ取得の場合には、データ取得用シーケンスS1は複数のFEシーケンスで構成される。   The data acquisition sequence S1 can be composed of an arbitrary subsequence S2 such as a single or plural SE (spin echo) sequence or FE (field echo) sequence as shown in FIG. In the case of data acquisition by Segmented FFE, which is one of the k-space methods, the data acquisition sequence S1 includes a plurality of FE sequences.

Segmented FFEによるデータ取得の場合、データ取得用シーケンスS1には低周波成分収集側のFEシーケンスから順に高周波成分収集側のFEシーケンスがサブシーケンスS2として配置される。このため、データ取得用シーケンスS1を低周波成分収集ブロックS3と高周波成分収集ブロックS4とに区分することができる。   In the case of data acquisition by Segmented FFE, in the data acquisition sequence S1, the FE sequence on the high frequency component collection side is arranged as the subsequence S2 in order from the FE sequence on the low frequency component collection side. For this reason, the data acquisition sequence S1 can be divided into a low-frequency component collection block S3 and a high-frequency component collection block S4.

また、インバージョンタイムTI1は、心筋梗塞領域からのNMR信号をT1強調するために、適切な時間が設定される。   In addition, the inversion time TI1 is set to an appropriate time in order to emphasize the NMR signal from the myocardial infarction region by T1.

図5は、IR法における縦磁化とインバージョンタイムTIとの関係を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing the relationship between longitudinal magnetization and inversion time TI in the IR method.

図5において、縦軸は縦磁化Mzを示し、横軸は時間tを示す。また、実線は縦緩和時間T1の短い成分の組織における核スピンの縦磁化Mzの時間的な変化を示す曲線A3であり、点線は縦緩和時間T1の長い成分の組織における核スピンの縦磁化Mzの時間的変化を示す曲線A4である。   In FIG. 5, the vertical axis represents the longitudinal magnetization Mz, and the horizontal axis represents time t. The solid line is a curve A3 showing the temporal change in the longitudinal magnetization Mz of the nuclear spin in the component having a short longitudinal relaxation time T1, and the dotted line is the longitudinal magnetization Mz of the nuclear spin in the tissue having a long longitudinal relaxation time T1. It is curve A4 which shows the time change of.

RFコイル4からデータ取得用の高周波信号に先立って180°パルスがIRプリパルスIとして印加されると、原子核スピンのz軸方向の縦磁化成分Mzが反転される。そして、組織の縦磁化Mzは、IRプリパルスIが印加された際に縦磁化成分が反転して負値の縦磁化MIRとなる。さらに、組織の縦磁化Mzは、縦緩和により時間と共に増加して再び正値となり、IRプリパルスIの印加前における定常状態における縦磁化M0に戻る。この際、縦緩和時間T1の短い成分の組織における縦磁化Mzは、縦緩和時間T1が長い成分の組織における縦磁化Mzよりも早く定常状態M0に戻る。このため、インバージョンタイムTIにおける縦磁化Mzは、縦緩和時間T1が長い成分の組織における縦磁化Mzlよりも縦緩和時間T1の短い成分の組織における縦磁化Mzsのほうが大きな値となる。 When a 180 ° pulse is applied as an IR pre-pulse I prior to a high-frequency signal for data acquisition from the RF coil 4, the longitudinal magnetization component Mz in the z-axis direction of the nuclear spin is reversed. Then, the longitudinal magnetization Mz of tissue, the longitudinal magnetization M IR negative value longitudinal magnetization component is inverted when the IR prepulse I is applied. Further, the longitudinal magnetization Mz of the tissue increases with time due to longitudinal relaxation and becomes a positive value again, and returns to the longitudinal magnetization M0 in the steady state before the application of the IR prepulse I. At this time, the longitudinal magnetization Mz in the structure having a short longitudinal relaxation time T1 returns to the steady state M0 earlier than the longitudinal magnetization Mz in the structure having a long longitudinal relaxation time T1. For this reason, the longitudinal magnetization Mz in the inversion time TI has a larger value in the longitudinal magnetization Mzs in the structure having a short longitudinal relaxation time T1 than in the longitudinal magnetization Mzl in the structure having a long longitudinal relaxation time T1.

このため、被検体Pに投与されたGd系のMR造影剤の作用により縦緩和時間T1が短縮された心筋梗塞領域からは、他の心筋領域よりも強いNMR信号を得ることができる。この際、心筋梗塞領域以外の心筋領域からのNMR信号をできるだけnull(無信号)に抑制したほうが、心筋梗塞領域とその他の心筋領域とのコントラストを引き立たせることができる。   Therefore, a stronger NMR signal can be obtained from the myocardial infarction region whose longitudinal relaxation time T1 is shortened by the action of the Gd-based MR contrast agent administered to the subject P than the other myocardial regions. At this time, the contrast between the myocardial infarction region and the other myocardial regions can be enhanced by suppressing the NMR signal from the myocardial region other than the myocardial infarction region to null (no signal) as much as possible.

そこで、図4(c)に示す縦磁化の時間的変化を示す図のように、心筋梗塞領域の縦磁化が正値である一方、心筋梗塞領域以外の領域の縦磁化がゼロ付近となるような時間が、インバージョンタイムTI1として設定される。   Therefore, as shown in the diagram showing the temporal change in longitudinal magnetization shown in FIG. 4C, the longitudinal magnetization of the myocardial infarction region is positive, while the longitudinal magnetization of the region other than the myocardial infarction region is near zero. Is set as the inversion time TI1.

そして、データ取得用シーケンス生成手段65は、生成したデータ取得用シーケンスS1をIRシーケンス生成手段67およびデータ分配手段68に与える。   Then, the data acquisition sequence generation unit 65 gives the generated data acquisition sequence S1 to the IR sequence generation unit 67 and the data distribution unit 68.

次にステップS4において、心筋全体データ用シーケンス生成手段66は、IRプリパルスIからインバージョンタイムTI2後に低周波成分のデータを収集するための低周波成分収集シーケンスS5を、例えばデータ取得用シーケンス生成手段65により生成されたデータ取得用シーケンスS1のうち低周波成分収集ブロックS3に含まれる各サブシーケンスS2を任意の順序で配置することにより生成する。   Next, in step S4, the whole myocardium data sequence generation means 66 generates a low frequency component collection sequence S5 for collecting low frequency component data after the inversion time TI2 from the IR prepulse I, for example, a data acquisition sequence generation means. The sub-sequences S2 included in the low-frequency component collection block S3 in the data acquisition sequence S1 generated in 65 are arranged in an arbitrary order.

ここで、心筋全体データ用シーケンス生成手段66が設定するインバージョンタイムTI2は、インバージョンタイムTI1と異なる時間、例えばインバージョンタイムTI1よりも長く、データ取得用シーケンス生成手段65により生成されるデータ取得用シーケンスS1よりも後となるように設定される。この結果、図4(c)に示す縦磁化Mzの時間t的変化を示す図のように、インバージョンタイムTI2では、心筋梗塞領域以外の領域の縦磁化A5が正値であり、かつ心筋梗塞領域の縦磁化は心筋梗塞領域以外の領域の縦磁化A6よりも大きな値となる。   Here, the inversion time TI2 set by the whole myocardium data sequence generation means 66 is different from the inversion time TI1, for example, longer than the inversion time TI1, and the data acquisition sequence generation means 65 generates data. It is set so as to be after the use sequence S1. As a result, as shown in FIG. 4C, the longitudinal magnetization Mz changes with time t, and at the inversion time TI2, the longitudinal magnetization A5 in the region other than the myocardial infarction region has a positive value, and the myocardial infarction. The longitudinal magnetization of the region is larger than the longitudinal magnetization A6 of the region other than the myocardial infarction region.

そして、データ取得用シーケンス生成手段65は、生成した低周波成分収集シーケンスS5をIRシーケンス生成手段67およびデータ分配手段68に与える。   Then, the data acquisition sequence generation unit 65 supplies the generated low frequency component collection sequence S5 to the IR sequence generation unit 67 and the data distribution unit 68.

次にステップS5において、IRシーケンス生成手段67は、IRプリパルス生成手段64、データ取得用シーケンス生成手段65および心筋全体データ用シーケンス生成手段66からそれぞれ受けたIRプリパルスI、データ取得用シーケンスS1および低周波成分収集シーケンスS5を合成することにより、図4(b)に示すIRシーケンスを生成する。   Next, in step S5, the IR sequence generation unit 67 receives the IR prepulse I, the data acquisition sequence S1 and the low level received from the IR prepulse generation unit 64, the data acquisition sequence generation unit 65, and the whole myocardial data sequence generation unit 66, respectively. By synthesizing the frequency component collection sequence S5, an IR sequence shown in FIG. 4B is generated.

図6は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されたIRシーケンスの一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an example of an IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG.

図6に示すように、IRシーケンスは、IRプリパルスIからインバージョンタイムTI1後にデータ取得用シーケンスS1を有し、インバージョンタイムTI2後に低周波成分収集シーケンスS5を有する。データ取得用シーケンスS1は、低周波成分収集ブロックS3と高周波成分収集ブロックS4とからなる。   As shown in FIG. 6, the IR sequence has a data acquisition sequence S1 after the inversion time TI1 from the IR prepulse I, and has a low frequency component collection sequence S5 after the inversion time TI2. The data acquisition sequence S1 includes a low frequency component collection block S3 and a high frequency component collection block S4.

さらに、データ取得用シーケンスS1の低周波成分収集ブロックS3および高周波成分収集ブロックS4並びに低周波成分収集シーケンスS5は、それぞれ複数のサブシーケンスS2で構成される。図6は、K空間を8つのセグメントに分割し、データ取得用シーケンスS1を8つのサブシーケンスS2で構成した例である。   Further, the low-frequency component collection block S3, the high-frequency component collection block S4, and the low-frequency component collection sequence S5 of the data acquisition sequence S1 are each composed of a plurality of sub-sequences S2. FIG. 6 shows an example in which the K space is divided into eight segments, and the data acquisition sequence S1 is composed of eight subsequences S2.

各サブシーケンスS2は、RFコイル34から被検体Pに繰り返し時間TRの間隔で送信される高周波信号S6並びにスライス用傾斜磁場GS、読出し用傾斜磁場GRおよび位相エンコード用傾斜磁場GEを形成させるために傾斜磁場電源38に与えるパルスシーケンスS7、S8、S9で構成される。図6の例は、サブシーケンスS2をFEシーケンスとした例であるが、他のシーケンスでサブシーケンスS2を構成してもよい。   Each sub-sequence S2 is used to form a high-frequency signal S6 transmitted from the RF coil 34 to the subject P at intervals of the repetition time TR, a slice gradient magnetic field GS, a read gradient magnetic field GR, and a phase encoding gradient magnetic field GE. It consists of pulse sequences S7, S8, S9 given to the gradient magnetic field power supply 38. The example of FIG. 6 is an example in which the subsequence S2 is an FE sequence, but the subsequence S2 may be configured by other sequences.

このような各サブシーケンスS2により、RFコイル34ではエコーS10がNMR信号として受信される。   By such each sub-sequence S2, the echo S10 is received as an NMR signal by the RF coil 34.

そして、IRシーケンス生成手段67は、このように生成したIRシーケンスをシーケンスコントローラ制御手段60に与える。   Then, the IR sequence generation means 67 gives the IR sequence generated in this way to the sequence controller control means 60.

次にステップS6において、IRシーケンス生成手段67により生成されたIRシーケンスに従って生データが収集され、データ分配手段68により収集された生データが生データデータベース62に形成された第1のk空間および第2のk空間に分配配置される。   Next, in step S6, raw data is collected according to the IR sequence generated by the IR sequence generating means 67, and the raw data collected by the data distributing means 68 is formed in the raw data database 62 and the first k-space and the first data. Distributed in two k-spaces.

すなわち、予め静磁場電源37から静磁場用磁石31に電流が供給されて撮像領域に静磁場が形成されるとともに、シムコイル電源29からシムコイル32に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。   That is, a static magnetic field is formed in the imaging region by supplying a current from the static magnetic field power source 37 to the static magnetic field magnet 31 in advance to form a static magnetic field in the imaging region and supplying a current from the shim coil power source 29 to the shim coil 32. Is made uniform.

そして、入力装置44からシーケンスコントローラ制御手段60にIRシーケンスによる動作指令が与えられる。このため、シーケンスコントローラ制御手段60はIRシーケンスをシーケンスコントローラ42に与える。シーケンスコントローラ42は、IRシーケンスに従って傾斜磁場電源38、送信器40および受信器41を駆動させることにより被検体Pがセットされた撮像領域にX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzを形成させるとともに、高周波信号を発生させる。   Then, an operation command based on the IR sequence is given from the input device 44 to the sequence controller control means 60. Therefore, the sequence controller control means 60 gives the IR sequence to the sequence controller 42. The sequence controller 42 drives the gradient magnetic field power supply 38, the transmitter 40, and the receiver 41 according to the IR sequence to thereby set an X-axis gradient magnetic field Gx, a Y-axis gradient magnetic field Gy, and a Z-axis gradient in the imaging region where the subject P is set. A magnetic field Gz is formed and a high frequency signal is generated.

この際、傾斜磁場コイルにより形成されたX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzは主として、位相エンコード(PE)用傾斜磁場、読出し(RO)用傾斜磁場、スライス(SL)用傾斜磁場としてそれぞれ使用される。このため、被検体P内部における原子核のスピンの回転方向に規則性が現れ、SL用傾斜磁場によりZ軸方向に形成されたスライスにおける二次元的な位置情報であるX座標およびY座標は、PE用傾斜磁場およびRO用傾斜磁場によりそれぞれ被検体P内部における原子核のスピンの位相変化量および周波数変化量に変換される。   At this time, the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy, and the Z-axis gradient magnetic field Gz formed by the gradient coil are mainly a phase encode (PE) gradient magnetic field, a read (RO) gradient magnetic field, and a slice (SL). ) Used as a gradient magnetic field. For this reason, regularity appears in the spin rotation direction of the nucleus inside the subject P, and the X coordinate and Y coordinate, which are two-dimensional position information in the slice formed in the Z-axis direction by the gradient magnetic field for SL, are PE The phase change amount and the frequency change amount of the spin of the nucleus inside the subject P are respectively converted by the gradient magnetic field for RO and the gradient magnetic field for RO.

そして、送信器40からIRシーケンスに応じてRFコイル34に高周波信号が与えられ、RFコイル34から被検体Pに高周波信号が送信される。すなわち、まずRFコイル34から180°パルスがIRプリパルスIとして被検体Pに印加される。このため、被検体Pの原子核スピンの縦磁化が反転し、時間とともに縦緩和により被検体Pの各組織における原子核スピンの縦磁化は増加する。この際、被検体Pに投与されたGd系のMR造影剤の作用により心筋梗塞領域の縦緩和時間T1が短縮され、心筋梗塞領域の縦磁化は他の心筋領域よりも早く増加する。   Then, a high frequency signal is given from the transmitter 40 to the RF coil 34 according to the IR sequence, and the high frequency signal is transmitted from the RF coil 34 to the subject P. That is, first, a 180 ° pulse is applied as an IR prepulse I from the RF coil 34 to the subject P. For this reason, the longitudinal magnetization of the nuclear spin of the subject P is reversed, and the longitudinal magnetization of the nuclear spin in each tissue of the subject P increases with time due to longitudinal relaxation. At this time, the longitudinal relaxation time T1 of the myocardial infarction region is shortened by the action of the Gd MR contrast agent administered to the subject P, and the longitudinal magnetization of the myocardial infarction region increases faster than other myocardial regions.

さらに、IRシーケンスのデータ取得用シーケンスS1に従って心筋梗塞領域における縦磁化が正値で、かつ心筋梗塞領域以外の心筋領域における縦磁化がゼロ付近となるインバージョンタイムTI1においてデータ取得用の高周波信号がRFコイル34から被検体Pに送信される。このため、心筋梗塞領域における核磁気共鳴により生じたNMR信号が他の心筋領域からのNMR信号から強調されてRFコイル34において受信される。   Further, according to the data acquisition sequence S1 of the IR sequence, the longitudinal magnetization in the myocardial infarction region has a positive value, and the inversion time TI1 in which the longitudinal magnetization in the myocardial region other than the myocardial infarction region is near zero, It is transmitted from the RF coil 34 to the subject P. Therefore, the NMR signal generated by nuclear magnetic resonance in the myocardial infarction region is emphasized from the NMR signals from other myocardial regions and received by the RF coil 34.

また、データ取得用の高周波信号が被検体Pに送信された後のインバージョンタイムTI2において、IRシーケンスの低周波成分収集シーケンスS5に従って低周波成分収集用の高周波信号がRFコイル34から被検体Pに送信される。インバージョンタイムTI2では、心筋梗塞領域のみならず他の心筋領域においても正値であるため、心筋領域全体から低周波成分のNMR信号がRFコイル34において受信される。   In addition, at the inversion time TI2 after the high-frequency signal for data acquisition is transmitted to the subject P, the high-frequency signal for low-frequency component collection is transmitted from the RF coil 34 to the subject P in accordance with the low-frequency component collection sequence S5 of the IR sequence. Sent to. At the inversion time TI2, since it is a positive value not only in the myocardial infarction region but also in other myocardial regions, a low frequency component NMR signal is received by the RF coil 34 from the entire myocardial region.

さらに、受信器41は、RFコイル34からNMR信号を受けて、前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリング等の各種信号処理を実行する。そして、受信器41は、NMR信号をA/D変換することにより、デジタルデータのNMR信号である生データを生成する。受信器41は、生成した生データをシーケンスコントローラ42に与える。   Further, the receiver 41 receives the NMR signal from the RF coil 34 and executes various signal processing such as pre-amplification, intermediate frequency conversion, phase detection, low-frequency amplification, and filtering. And the receiver 41 produces | generates the raw data which are the NMR signals of digital data by A / D-converting an NMR signal. The receiver 41 gives the generated raw data to the sequence controller 42.

シーケンスコントローラ42は、受信器41から受けた生データをシーケンスコントローラ制御手段60に与え、シーケンスコントローラ制御手段60はデータ分配手段68に生データを与える。そして、データ分配手段68は、生データデータベース62に形成されたk空間に生データを配置する。   The sequence controller 42 gives the raw data received from the receiver 41 to the sequence controller control means 60, and the sequence controller control means 60 gives the raw data to the data distribution means 68. Then, the data distribution unit 68 arranges the raw data in the k space formed in the raw data database 62.

ここで、生データデータベース62には、心筋梗塞領域の描出画像を再構成させるための第1のk空間と、心筋全体の輪郭の抽出画像を再構成させるための第2のk空間とが形成される。データ分配手段68は、まずデータ取得用シーケンス生成手段65から受けたデータ取得用シーケンスS1に基づいて、データ取得用シーケンスS1の低周波成分収集ブロックS3と高周波成分収集ブロックS4に従って収集された生データを心筋梗塞領域の画像用の第1のk空間に配置する。   Here, in the raw data database 62, a first k space for reconstructing a rendered image of a myocardial infarction region and a second k space for reconstructing an extracted image of the outline of the entire myocardium are formed. Is done. The data distribution means 68 first collects the raw data collected according to the low frequency component collection block S3 and the high frequency component collection block S4 of the data acquisition sequence S1, based on the data acquisition sequence S1 received from the data acquisition sequence generation means 65. Are arranged in the first k space for the image of the myocardial infarction region.

また、心筋遅延造影法によるIR撮像は呼吸停止下で行われ、撮影を高速化するために生データはセグメントk−space法によりが収集される。このため、生データデータベース62に形成された第1のk空間および第2のk空間は、それぞれ複数のセグメントに分割され、心電波形に同期させて一度に複数の位相エンコード分の生データが収集される。   In addition, IR imaging by myocardial delayed contrast imaging is performed while breathing is stopped, and raw data is collected by the segment k-space method in order to speed up imaging. For this reason, the first k space and the second k space formed in the raw data database 62 are each divided into a plurality of segments, and a plurality of phase encoded raw data are synchronized at a time with the electrocardiogram waveform. Collected.

図7は、セグメントk−space法によるIR撮像において、k空間への生データの配置方法を説明する図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining a method of arranging raw data in the k space in IR imaging by the segment k-space method.

セグメントk−space法によるIR撮像では、図7(a)に示すような被検体PのECG信号のR波に基いて図7(b)に示すようなIRシーケンスがIRシーケンス生成手段67により生成されてシーケンスコントローラ42により生データが収集される。   In the IR imaging by the segment k-space method, the IR sequence as shown in FIG. 7B is generated by the IR sequence generator 67 based on the R wave of the ECG signal of the subject P as shown in FIG. Then, raw data is collected by the sequence controller 42.

すなわち、ECG計測系36により計測された被検体PのECG信号のR波から一定の遅延時間Td後となるようにIRプリパルス生成手段64によりIRプリパルスIが生成され、IRプリパルスIからインバージョンタイムTI1後となるように複数のFEシーケンス等のサブシーケンスS2を有するデータ取得用シーケンスS1がデータ取得用シーケンス生成手段65により生成される。さらに、IRプリパルスIからインバージョンタイムTI2後となるように複数のFEシーケンス等のサブシーケンスS2を有する低周波成分収集シーケンスS5が心筋全体データ用シーケンス生成手段66により生成される。   In other words, the IR prepulse I is generated by the IR prepulse generation means 64 so as to be after a certain delay time Td from the R wave of the ECG signal of the subject P measured by the ECG measurement system 36, and the inversion time is generated from the IR prepulse I. A data acquisition sequence generation unit 65 generates a data acquisition sequence S1 having a plurality of sub-sequences S2 such as FE sequences so as to be after TI1. Further, the myocardial whole data sequence generation means 66 generates a low frequency component collection sequence S5 having a plurality of subsequences S2 such as FE sequences so as to be after the inversion time TI2 from the IR prepulse I.

そして、図7(b)に示すようなIRシーケンスに従ってシーケンスコントローラ42が傾斜磁場電源38により形成される傾斜磁場および送信器40から送信される高周波信号を制御し、IRシーケンスを構成するFEシーケンス等の各サブシーケンスS2から、それぞれ生データが収集される。   Then, the sequence controller 42 controls the gradient magnetic field formed by the gradient magnetic field power supply 38 and the high-frequency signal transmitted from the transmitter 40 in accordance with the IR sequence as shown in FIG. Raw data is collected from each of the subsequences S2.

一方、図7(c)に示すように、生データデータベース62には、心筋梗塞領域の描出画像を再構成させるために、位相エンコードに応じて複数のセグメントに分割された第1のk空間が形成される。例えば128の位相エンコードの生データを収集する必要がある場合には8つのセグメントに分割される。そして、2つのIRプリパルスIの間、すなわちECG信号における単一のセグメント(心拍)内では、データ取得用シーケンスS1の各サブシーケンスS2からk空間の各セグメントに対応する生データが順次収集される。この際、生データはセントリックと呼ばれる順序で位相エンコード順に収集される。   On the other hand, as shown in FIG. 7C, the raw data database 62 includes a first k-space divided into a plurality of segments according to phase encoding in order to reconstruct a rendered image of the myocardial infarction region. It is formed. For example, when it is necessary to collect 128 phase-encoded raw data, it is divided into 8 segments. And between two IR prepulses I, that is, within a single segment (heartbeat) in the ECG signal, raw data corresponding to each segment in k-space is sequentially collected from each subsequence S2 of the data acquisition sequence S1. . At this time, the raw data is collected in the order of phase encoding in an order called “centric”.

すなわち、データ取得用シーケンスS1のうち低周波成分収集ブロックS3により位相エンコード量の絶対値が小さく空間周波数の低い生データ、すなわちk空間の中心部分に配置される生データが収集される一方、高周波成分収集ブロックS4において、位相エンコード量の絶対値が大きく空間周波数の大きい生データ、すなわちk空間の中心から離れた部分に配置される生データが収集される。そして、各サブシーケンスS2により位相エンコード順に収集された生データは、データ分配手段68によりk空間の中心側のセグメントから順に配置される。   That is, in the data acquisition sequence S1, the low frequency component collection block S3 collects raw data having a small absolute value of the phase encoding amount and a low spatial frequency, that is, raw data arranged in the central portion of the k space, In the component collection block S4, raw data having a large absolute value of the phase encoding amount and a large spatial frequency, that is, raw data arranged in a portion away from the center of the k space is collected. Then, the raw data collected in the order of phase encoding by each sub-sequence S2 is arranged in order from the segment on the center side of the k space by the data distribution means 68.

このため、128の位相エンコードの生データを収集する必要がある場合に8つのセグメントに分割したセグメントk−space法によれば、1心拍あたりに8つの位相エンコードの生データを収集することができるため、128/8=16心拍で全ての生データの収集を完了することができる。この結果、呼吸停止下での高速撮影が可能とし、呼吸性体動によるアーティファクトを抑制した被検体Pの画像を得ることができる。   Therefore, when it is necessary to collect 128 phase-encoded raw data, according to the segment k-space method divided into 8 segments, it is possible to collect 8 phase-encoded raw data per one heartbeat. Therefore, the collection of all raw data can be completed in 128/8 = 16 heartbeats. As a result, high-speed imaging can be performed while breathing is stopped, and an image of the subject P can be obtained in which artifacts due to respiratory body movement are suppressed.

次に、データ分配手段68は、心筋全体データ用シーケンス生成手段66から受けた低周波成分収集シーケンスS5に基づいて、データ取得用シーケンスS1の高周波成分収集ブロックS4並びに低周波成分収集シーケンスS5に従って収集された生データを心筋全体の画像用の第2のk空間に配置する。   Next, the data distribution means 68 collects according to the high frequency component collection block S4 and the low frequency component collection sequence S5 of the data acquisition sequence S1, based on the low frequency component collection sequence S5 received from the whole myocardium data sequence generation means 66. The obtained raw data is arranged in the second k space for the image of the entire myocardium.

すなわち、図7(d)に示すように、第1のk空間と同様に、生データデータベース62には、心筋全体の輪郭の抽出画像を再構成させるために、位相エンコードに応じて複数のセグメントに分割された第2のk空間が形成される。そして、データ分配手段68は、データ取得用シーケンスS1のうち高周波成分収集ブロックS4に含まれるサブシーケンスS2および低周波成分収集シーケンスS5に含まれるサブシーケンスS2により収集された生データを第2のk空間に配置する。   That is, as shown in FIG. 7D, as in the first k space, the raw data database 62 includes a plurality of segments according to phase encoding in order to reconstruct an extracted image of the contour of the entire myocardium. A second k-space divided into is formed. Then, the data distribution unit 68 outputs the raw data collected by the sub-sequence S2 included in the high-frequency component collection block S4 and the sub-sequence S2 included in the low-frequency component collection sequence S5 in the data acquisition sequence S1 to the second k Place in space.

この結果、低周波成分収集シーケンスS5に含まれるサブシーケンスS2により収集された空間周波数の低い生データは、第2のk空間の中心部分にデータ分配手段68により配置される一方、データ取得用シーケンスS1のうち高周波成分収集ブロックS4に含まれるサブシーケンスS2により収集された空間周波数の大きい生データは、第2のk空間の中心から離れた部分に配置される。   As a result, the raw data with a low spatial frequency collected by the sub-sequence S2 included in the low-frequency component collection sequence S5 is arranged by the data distribution means 68 in the central portion of the second k space, while the data acquisition sequence Raw data with a large spatial frequency collected by the subsequence S2 included in the high-frequency component collection block S4 in S1 is arranged in a portion away from the center of the second k-space.

尚、2次元(2D:two dimensions)撮像の場合には、上述の撮像を複数回繰り返すことにより、左心室全体をカバーする画像が得られる。さらに、2D撮像よりも検査の高速化を図った3D撮像の場合には、スライス方向の位相エンコードを付加した撮像が行われる。この場合には位相エンコード方向のセグメント分割数を減らし、呼吸停止可能な撮像時間での生データ収集を行う。例えば位相エンコード方向のセグメント数2、スライス数10の場合、2x10=20心拍で左室全体をカバーする領域の画像が得られる。   In the case of two-dimensional (2D) imaging, an image covering the entire left ventricle can be obtained by repeating the above imaging a plurality of times. Furthermore, in the case of 3D imaging in which the inspection speed is increased as compared with 2D imaging, imaging with phase encoding in the slice direction is added. In this case, the number of segment divisions in the phase encoding direction is reduced, and raw data is collected at an imaging time during which breathing can be stopped. For example, when the number of segments in the phase encoding direction is 2 and the number of slices is 10, an image of an area covering the entire left ventricle is obtained with 2 × 10 = 20 heartbeats.

そして、データ分配手段68は、生データデータベース62のk空間に配置された心筋梗塞領域の画像取得用の生データと心筋全体の画像取得用の生データとの識別情報を画像再構成手段61に与える。   Then, the data distribution means 68 provides the image reconstruction means 61 with identification information between the raw data for acquiring the myocardial infarct region image arranged in the k space of the raw data database 62 and the raw data for acquiring the image of the entire myocardium. give.

次にステップS7において、画像再構成手段61は、データ分配手段68から第1のk空間に配置された生データが心筋梗塞領域の画像取得用である旨の識別情報を受けて、生データデータベース62に形成された第1のk空間に配置された心筋梗塞領域の画像用の生データに対して2次元または3次元のフーリエ変換処理を行うとともに表示装置45に与えることにより生データから心筋梗塞領域の実空間画像を再構成する。   In step S7, the image reconstruction unit 61 receives identification information from the data distribution unit 68 that the raw data arranged in the first k space is for acquiring an image of the myocardial infarction region, and receives the raw data database. The raw data for the image of the myocardial infarction region arranged in the first k space formed in 62 is subjected to a two-dimensional or three-dimensional Fourier transform process and given to the display device 45, whereby the myocardial infarction is obtained from the raw data. Reconstruct the real space image of the region.

ここで、第1のk空間に配置された心筋梗塞領域の画像用の生データは、インバージョンタイムTI1に応じたデータ取得用シーケンスS1により心筋全体の生データがゼロに近づく一方、心筋梗塞領域がT1強調された生データであるため、心筋梗塞領域の輪郭が描出される。すなわち、インバージョンタイムTI1の時間で与えられるコントラストを持つ心筋梗塞領域の輪郭画像が得られる。   Here, the raw data for the image of the myocardial infarction region arranged in the first k space is that the raw data of the entire myocardium approaches zero by the data acquisition sequence S1 corresponding to the inversion time TI1, while the myocardial infarction region Is the raw data with T1 weighted, the outline of the myocardial infarction region is drawn. That is, a contour image of the myocardial infarction region having a contrast given by the time of the inversion time TI1 is obtained.

次にステップS8において、画像再構成手段61は、データ分配手段68から第2のk空間に配置された生データが心筋全体の画像取得用である旨の識別情報を受けて、生データデータベース62に形成された第2のk空間に配置された心筋全体の画像用の生データに対して2次元または3次元のフーリエ変換処理を行うとともに表示装置45に与えることにより生データから心筋全体の実空間画像を再構成する。   Next, in step S8, the image reconstruction means 61 receives identification information from the data distribution means 68 that the raw data arranged in the second k space is for image acquisition of the entire myocardium, and receives the raw data database 62. The two-dimensional or three-dimensional Fourier transform processing is performed on the raw image data for the entire myocardium arranged in the second k-space formed in FIG. Reconstruct the aerial image.

ここで、第2のk空間の中心部分に配置された心筋全体の画像用の生データは、インバージョンタイムTI2に応じた低周波成分収集シーケンスS5により心筋全体の生データが縦緩和により正値となったときに収集された生データであるため、心筋全体の輪郭が描出される。すなわち、インバージョンタイムTI2の時間で与えられるコントラストを持つ心筋全体の輪郭画像が得られる。   Here, the raw data for the entire myocardium image arranged in the center portion of the second k space is positive by the longitudinal relaxation of the raw data for the entire myocardium by the low frequency component acquisition sequence S5 corresponding to the inversion time TI2. Since this is raw data collected at the time, the outline of the entire myocardium is drawn. That is, a contour image of the entire myocardium having a contrast given by the time of the inversion time TI2 is obtained.

つまり、インバージョンタイムTI1とインバージョンタイムTI2との時間差に応じて心筋全体からの生データの信号値はゼロから正の方向に縦緩和するため、第2のk空間に配置された生データのうち正常心筋からの信号値は周囲の肺野組織からの信号値に対して正の値となる。この際、インバージョンタイムTI2は、インバージョンタイムTI1におけるデータ取得用シーケンスS1の長さに依存するが、概ね数十から百数十ミリ秒の遅れがあるため、心筋梗塞領域の輪郭画像と異なるT1コントラストの心筋全体の輪郭画像を得ることができる。   That is, since the signal value of the raw data from the entire myocardium is longitudinally relaxed from zero to the positive direction according to the time difference between the inversion time TI1 and the inversion time TI2, the raw data arranged in the second k space Among them, the signal value from the normal myocardium is a positive value with respect to the signal value from the surrounding lung field tissue. At this time, the inversion time TI2 depends on the length of the data acquisition sequence S1 at the inversion time TI1, but is different from the contour image of the myocardial infarction region because there is a delay of several tens to several hundreds of milliseconds. A contour image of the entire myocardium with T1 contrast can be obtained.

また、生データを再構成して得られる画像のコントラストは空間周波数の低いk空間の中心部分に配置される生データが支配的である。したがって、心筋全体の輪郭画像用に信号を収集するインバージョンタイムTI2の時刻には、高周波成分の空間周波数の大きい生データは、画像コントラストにほとんど寄与しない。このため、第2のk空間の中心から離れた部分にデータ取得用シーケンスS1の高周波成分収集ブロックS4に含まれるサブシーケンスS2により収集された生データを配置することにより、心筋梗塞領域の画像用と心筋全体の画像用とで生データを共用することができる。   The contrast of the image obtained by reconstructing the raw data is dominated by the raw data arranged in the central portion of the k space having a low spatial frequency. Therefore, at the time of the inversion time TI2 for collecting signals for the contour image of the entire myocardium, the raw data having a high spatial frequency of the high frequency component hardly contributes to the image contrast. For this reason, by arranging the raw data collected by the subsequence S2 included in the high-frequency component collection block S4 of the data acquisition sequence S1 in a portion away from the center of the second k space, the myocardial infarction region image And raw data can be shared for images of the entire myocardium.

この結果、1回の撮像で正常心筋の画像値が0に近い心筋梗塞領域の画像と正常心筋が正の画像値を持つ心筋全体の画像の2つの異なるコントラストを持つ画像を収集することにより、心筋梗塞領域の画像のみならず、心筋全体の画像から心筋の輪郭を抽出することや心壁厚を測定することが可能となる。   As a result, by collecting images having two different contrasts, an image of a myocardial infarction region in which the image value of the normal myocardium is close to 0 and an image of the entire myocardium in which the normal myocardium has a positive image value in one imaging, It is possible to extract the outline of the myocardium from the image of the entire myocardium and measure the thickness of the heart wall as well as the image of the myocardial infarction region.

以上のような磁気共鳴イメージング装置30においては、心筋梗塞領域の描出画像と心筋全体の輪郭の抽出画像とを1回の撮影で得ることが可能であるため、検査時間全体の短縮、撮影回数の低減、被検体Pの呼吸停止による負担低減および被検体Pの呼吸停止状態の相違に伴う測定精度の向上を図ることができる。   In the magnetic resonance imaging apparatus 30 as described above, since the rendered image of the myocardial infarction region and the extracted image of the outline of the entire myocardium can be obtained by one imaging, the entire examination time can be shortened and the number of imaging can be reduced. It is possible to reduce the burden caused by stopping the breathing of the subject P and improve the measurement accuracy due to the difference in the breathing stop state of the subject P.

すなわち、心筋梗塞領域の占拠する割合を全心筋に対して計測する必要がある場合や、心筋の心壁厚に対する心筋梗塞領域の割合を測定する必要がある場合であっても、心筋全体の輪郭を抽出するための撮像を別途行う必要がなくなる。この結果、トータルの検査時間の短縮、撮影回数の低減および被検体Pの呼吸停止による負担低減が図れる。   In other words, even if it is necessary to measure the proportion occupied by the myocardial infarction region with respect to the entire myocardium or when it is necessary to measure the proportion of the myocardial infarction region to the heart wall thickness of the myocardium, It is not necessary to separately perform image pickup for extracting. As a result, the total examination time can be shortened, the number of imaging can be reduced, and the burden caused by stopping the breathing of the subject P can be reduced.

また、従来、呼吸停止状態において2回の撮像により心筋梗塞領域の画像と心筋全体の画像とを得る場合が多いが、2回の撮像間で呼吸の停止位置を同一にすることが困難であることから、相互の画像間でスライス位置のずれを生じ、正確な計測ができない恐れがあった。一方、磁気共鳴イメージング装置30によれば、心筋梗塞領域の画像と心筋全体の画像とを1回の呼吸停止で得られるため、呼吸停止状態による位置ずれを回避させてより正確な計測を行うことができる。   Conventionally, in many cases, an image of the myocardial infarction region and an image of the entire myocardium are obtained by two imaging operations in the respiratory stop state, but it is difficult to make the breathing stop position the same between the two imaging operations. For this reason, there is a possibility that the slice position is shifted between the images and accurate measurement cannot be performed. On the other hand, according to the magnetic resonance imaging apparatus 30, since an image of the myocardial infarction region and an image of the entire myocardium can be obtained by one stop of breathing, it is possible to perform a more accurate measurement while avoiding a positional shift due to the breathing stop state. Can do.

尚、一般に、セグメントk−space法によるIR撮影で用いられるIRシーケンスは、高速化のためR波間に複数のサブシーケンスS2を設けて構成されるが、T1緩和の影響からR波間には十分に新たなサブシーケンスS2を設ける時間が存在する。このため、IRシーケンスに新たに低周波成分収集シーケンスS5を設けても、k空間のセグメント数が減る等の影響を与えることはなく、R波間の時間を有効に活用することができる。   In general, an IR sequence used in IR imaging by the segment k-space method is configured by providing a plurality of sub-sequences S2 between R waves for speeding up. There is time to provide a new subsequence S2. For this reason, even if the low frequency component collection sequence S5 is newly provided in the IR sequence, the time between R waves can be effectively utilized without affecting the number of segments in the k space.

図8は図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第1の変形例を示す図、図9は図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第2の変形例を示す図である。   8 is a diagram showing a first modification of the IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 1, and FIG. 9 is a second example of the IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. It is a figure which shows a modification.

図8および図9に示すように、低周波成分収集シーケンスS5はデータ取得用シーケンスS1の後となるように生成するのみならず、低周波成分収集シーケンスS5をデータ取得用シーケンスS1の前やデータ取得用シーケンスS1の低周波成分収集ブロックS3と高周波成分収集ブロックS4との間となるように生成してもよい。また、低周波成分収集ブロックS3を3つ以上生成してもよい。   As shown in FIGS. 8 and 9, not only the low frequency component collection sequence S5 is generated after the data acquisition sequence S1, but also the low frequency component collection sequence S5 is generated before the data acquisition sequence S1 or data. You may produce | generate so that it may exist between the low frequency component collection block S3 and the high frequency component collection block S4 of the acquisition sequence S1. Further, three or more low-frequency component collection blocks S3 may be generated.

図10は図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第3の変形例を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a third modification of the IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG.

図10に示すように、データ取得用シーケンスS1を低周波成分収集ブロックS3と高周波成分収集ブロックS4とに区分けせずに、データ取得用シーケンスS1をそのまま心筋全体データ用シーケンスS11として生成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 10, the data acquisition sequence S1 is generated as it is as the whole myocardial data sequence S11 without dividing the data acquisition sequence S1 into the low frequency component acquisition block S3 and the high frequency component acquisition block S4. May be.

この場合、心筋全体データ用シーケンス生成手段66には、データ取得用シーケンスS1と同様な全周波数成分のデータを収集するためのサブシーケンスS2で構成される心筋全体データ用シーケンスS11を生成する機能が備えられる。   In this case, the whole myocardial data sequence generation means 66 has a function of generating a whole myocardial data sequence S11 composed of a subsequence S2 for collecting data of all frequency components similar to the data acquisition sequence S1. Provided.

図11は図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第4の変形例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a fourth modification of the IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG.

図11に示すように、データ取得用シーケンス生成手段65は、データ取得用シーケンスS1をセグメントk−space法によらずに単一のk空間用のデータを収集するサブシーケンスS2で構成してもよい。   As shown in FIG. 11, the data acquisition sequence generation means 65 may comprise the data acquisition sequence S1 as a sub-sequence S2 that collects data for a single k space without using the segment k-space method. Good.

この場合、心筋全体データ用シーケンス生成手段66には、データ取得用シーケンスS1に相当する周波数成分のデータを収集するための単一のサブシーケンスS2で心筋全体データ用シーケンスS11を生成する機能が備えられる。   In this case, the whole myocardial data sequence generation means 66 has a function of generating the whole myocardial data sequence S11 with a single sub-sequence S2 for collecting frequency component data corresponding to the data acquisition sequence S1. It is done.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置の機能ブロック図。The functional block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置により被検体の断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure at the time of imaging the tomographic image of a subject with the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置のシーケンス作成システムにより生成されるIRシーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of IR sequence produced | generated by the sequence creation system of the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. IR法における縦磁化とインバージョンタイムTIとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the longitudinal magnetization and inversion time TI in IR method. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されたIRシーケンスの一例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of an IR sequence generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 1. セグメントk−space法によるIR撮像において、k空間への生データの配置方法を説明する図。The figure explaining the arrangement | positioning method of the raw data to k space in IR imaging by the segment k-space method. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第1の変形例を示す図。The figure which shows the 1st modification of IR sequence produced | generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第2の変形例を示す図。The figure which shows the 2nd modification of IR sequence produced | generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第3の変形例を示す図。The figure which shows the 3rd modification of IR sequence produced | generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置30により生成されるIRシーケンスの第4の変形例を示す図。The figure which shows the 4th modification of IR sequence produced | generated by the magnetic resonance imaging apparatus 30 shown in FIG. 従来の磁気共鳴イメージング装置の構成図。The block diagram of the conventional magnetic resonance imaging apparatus. 従来のIRシーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the conventional IR sequence.

符号の説明Explanation of symbols

30 磁気共鳴イメージング装置
31 静磁場用磁石
32 シムコイル
33 傾斜磁場コイルユニット
34 RFコイル
36 ECG計測系
37 静磁場電源
38 傾斜磁場電源
39 シムコイル電源
40 送信器
41 受信器
42 シーケンスコントローラ
43 コンピュータ
44 入力装置
45 表示装置
46 演算装置
47 記憶装置
48 ECGセンサ
49 ECGユニット
50 寝台50
60 シーケンスコントローラ制御手段
61 画像再構成手段
62 生データデータベース
63 シーケンス作成システム
64 IRプリパルス生成手段
65 データ取得用シーケンス生成手段
66 心筋全体データ用シーケンス生成手段
67 IRシーケンス生成手段
68 データ分配手段
S1 データ取得用シーケンス
S2 サブシーケンス
S3 低周波成分収集ブロック
S4 高周波成分収集ブロック
S5 低周波成分収集シーケンス
30 Magnetic Resonance Imaging Device 31 Magnet for Static Magnetic Field 32 Shim Coil 33 Gradient Magnetic Field Coil Unit 34 RF Coil 36 ECG Measurement System 37 Static Magnetic Field Power Supply 38 Gradient Magnetic Field Power Supply 39 Shim Coil Power Supply 40 Transmitter 41 Receiver 42 Sequence Controller 43 Computer 44 Input Device 45 Display device 46 Arithmetic device 47 Storage device 48 ECG sensor 49 ECG unit 50 Bed 50
60 Sequence controller control means 61 Image reconstruction means 62 Raw data database 63 Sequence creation system 64 IR prepulse generation means 65 Data acquisition sequence generation means 66 Myocardial whole data sequence generation means 67 IR sequence generation means 68 Data distribution means S1 Data acquisition Sequence S2 Subsequence S3 Low frequency component collection block S4 High frequency component collection block S5 Low frequency component collection sequence

Claims (9)

IR(Inversion Recovery)プリパルスを生成するIRプリパルス生成手段と
前記IRプリパルスから心筋の縦磁化がゼロ付近となるようなインバージョンタイムTI1後にデータ取得用シーケンスを生成するデータ取得用シーケンス生成手段と
共通のIRプリパルスから前記データ取得用シーケンス生成手段により生成されたデータ取得用シーケンスのインバージョンタイムTI1と異なり、心筋の縦磁化の絶対値が前記インバージョンタイムTI1後における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるようなインバージョンタイムTI2後に、心筋全体データ用シーケンスを生成する心筋全体データ用シーケンス生成手段と
前記IRプリパルス、データ取得用シーケンスおよび心筋全体データ用シーケンスを合成することによりマルチエコー法によるIRシーケンスを生成するIRシーケンス生成手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
IR prepulse generation means for generating an IR (Inversion Recovery) prepulse ;
Data acquisition sequence generation means for generating a data acquisition sequence after the inversion time TI1 such that the longitudinal magnetization of the myocardium is near zero from the IR prepulse ;
Unlike the inversion time TI1 of the data acquisition sequence generated by the data acquisition sequence generation means from a common IR prepulse , the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium is the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium after the inversion time TI1. A myocardial whole data sequence generation means for generating a whole myocardial data sequence after an inversion time TI2 that becomes a larger value ,
IR sequence generation means for generating an IR sequence by a multi-echo method by synthesizing the IR prepulse, the data acquisition sequence and the whole myocardial data sequence ;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記データ取得用シーケンスおよび心筋全体データ用シーケンスをそれぞれセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成したことを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the data acquisition sequence and the whole myocardial data sequence are each composed of a plurality of subsequences by a segment k-space method. 前記データ取得用シーケンスをセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成する一方、前記心筋全体データ用シーケンスを位相エンコードが低周波成分のデータを収集するための複数のサブシーケンスで構成される低周波成分収集シーケンスとしたことを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The data acquisition sequence is composed of a plurality of subsequences by the segment k-space method, while the myocardial whole data sequence is composed of a plurality of subsequences for collecting data of low frequency components. 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a frequency component acquisition sequence is used. 前記データ取得用シーケンスをセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成する一方、前記心筋全体データ用シーケンスを位相エンコードが低周波成分のデータを収集するための複数のサブシーケンスで構成される低周波成分収集シーケンスとし、前記データ取得用シーケンスに従って収集された生データを心筋梗塞領域の画像用のk空間に、前記データ取得用シーケンスの高周波成分収集ブロックと前記低周波成分収集シーケンスに従って収集された生データを心筋全体の画像用のk空間にそれぞれ分配配置するデータ分配手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The data acquisition sequence is composed of a plurality of sub-sequences by the segment k-space method, while the whole myocardial data sequence is composed of a plurality of sub-sequences for collecting data of low frequency components. The raw data collected according to the data acquisition sequence was collected in the k-space for the myocardial infarct region image according to the high frequency component collection block of the data acquisition sequence and the low frequency component collection sequence. 2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, further comprising data distribution means for distributing and arranging the raw data in k space for images of the entire myocardium. 被検体の心時相に同期させてインバージョンリカバリ法を用いて画像を収集する磁気共鳴イメージング装置において
前記被検体の心時相に同期させてインバージョンリカバリパルスを印加した後、前記画像の高周波成分のデータを収集するとともに、心筋の縦磁化がゼロ付近となるような第1の反転回復時間および前記第1の反転回復時間と異なり、かつ心筋の縦磁化の絶対値が前記第1の反転回復時間における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるような第2の反転回復時間を少なくとも含む複数の異なる反転回復時間各々において同一スライス位置における前記画像の低周波成分のデータを複数回収集する収集手段と
前記異なる遅延時間において収集された低周波成分のデータ各々と前記高周波成分のデータから複数の画像を生成する画像生成手段と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
In a magnetic resonance imaging apparatus that collects images using an inversion recovery method in synchronization with the cardiac time phase of a subject ,
After applying an inversion recovery pulse in synchronization with the cardiac time phase of the subject, the high frequency component data of the image is collected, and a first inversion recovery time such that the longitudinal magnetization of the myocardium is near zero and At least a second reversal recovery time that is different from the first reversal recovery time and that the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium is larger than the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium in the first reversal recovery time. A collecting means for collecting the low frequency component data of the image at the same slice position a plurality of times in each of a plurality of different inversion recovery times including :
Image generation means for generating a plurality of images from each of the low-frequency component data collected at the different delay times and the high-frequency component data ;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
IR(Inversion Recovery)法により共通のIRプリパルスから心筋の縦磁化がゼロ付近となるようなインバージョンタイムTI1後にデータ取得用シーケンスを有し、前記インバージョンタイムTI1と異なり、心筋の縦磁化の絶対値が前記インバージョンタイムTI1後における心筋の縦磁化の絶対値よりも大きな値となるようなインバージョンタイムTI2後に、心筋全体データ用シーケンスを有するマルチエコー法によるIRシーケンスを生成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法。 It has a data acquisition sequence after an inversion time TI1 in which the longitudinal magnetization of the myocardium becomes near zero from a common IR prepulse by an IR (Inversion Recovery) method. Unlike the inversion time TI1 , the absolute value of the longitudinal magnetization of the myocardium An IR sequence by a multi-echo method having a sequence for whole myocardial data is generated after an inversion time TI2 whose value is larger than the absolute value of longitudinal magnetization of the myocardium after the inversion time TI1. Signal processing method for magnetic resonance imaging apparatus. 前記データ取得用シーケンスおよび心筋全体データ用シーケンスをそれぞれセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成することを特徴とする請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法。 7. The signal processing method of the magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6, wherein each of the data acquisition sequence and the whole myocardial data sequence is composed of a plurality of subsequences by a segment k-space method. 前記データ取得用シーケンスをセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成する一方、前記心筋全体データ用シーケンスを位相エンコードが低周波成分のデータを収集するための複数のサブシーケンスで構成される低周波成分収集シーケンスとしたことを特徴とする請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法。 The data acquisition sequence is composed of a plurality of sub-sequences by the segment k-space method, while the whole myocardial data sequence is composed of a plurality of sub-sequences for collecting data of low frequency components. The signal processing method of the magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6, wherein the frequency component acquisition sequence is used. 前記データ取得用シーケンスをセグメントk−space法により複数のサブシーケンスで構成する一方、前記心筋全体データ用シーケンスを位相エンコードが低周波成分のデータを収集するための複数のサブシーケンスで構成される低周波成分収集シーケンスとし、前記データ取得用シーケンスに従って収集された生データを心筋梗塞領域の画像用のk空間に、前記データ取得用シーケンスの高周波成分収集ブロックと前記低周波成分収集シーケンスに従って収集された生データを心筋全体の画像用のk空間にそれぞれ分配配置するステップを有することを特徴とする請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置の信号処理方法。 The data acquisition sequence is composed of a plurality of sub-sequences by the segment k-space method, while the whole myocardial data sequence is composed of a plurality of sub-sequences for collecting data of low frequency components. The raw data collected according to the data acquisition sequence was collected in the k-space for the myocardial infarct region image according to the high frequency component collection block of the data acquisition sequence and the low frequency component collection sequence. 7. The signal processing method for a magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6, further comprising the step of distributing and arranging the raw data in k space for images of the entire myocardium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5294879B2 (en) * 2007-02-09 2013-09-18 株式会社日立メディコ Magnetic resonance imaging system
JP5215036B2 (en) * 2008-05-19 2013-06-19 株式会社東芝 Medical image processing apparatus and medical image processing program
US20100298694A1 (en) 2008-12-24 2010-11-25 Marrouche Nassir F Stroke risk assessment
CN102860827B (en) * 2009-09-18 2017-05-17 东芝医疗系统株式会社 MRI involving arterial spin labeling
CN102772206B (en) * 2011-05-12 2014-11-19 上海联影医疗科技有限公司 Magnetic resonance imaging method
WO2013066895A1 (en) 2011-10-31 2013-05-10 University Of Utah Research Foundation Evaluation of cardiac structure
CN110930311B (en) * 2018-09-19 2023-04-25 杭州萤石软件有限公司 Method and device for improving signal-to-noise ratio of infrared image and visible light image fusion

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