JP4536124B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＲ（Magnetic
Resonance）イメージング方法およびＭＲＩ（Magnetic
Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、スラブ内のどのスライスでも高品質の血管画像を得ることが出来るように改良したＭＲイメージング方法およびＭＲＩ装置に関する。

図７に示すように、スラブ（ＭＲイメージングを行う対象の比較的厚みの大きい領域。例えば厚さ２０cm。）Ｂに含まれる多数のスライス（１枚の画像に対応する比較的厚みの小さい領域。例えば厚さ４mm。）Ｓｎ〜Ｓｍ〜Ｓｆで血管Ｖの撮影を行う場合、ゲーティッドＴＯＦ（Time Of Flight）法によるＭＲイメージングが行われる。
ゲーティッドＴＯＦ法では、被検体の心電信号のＲ波をトリガーとしてある遅延時間の後にスキャンを実行する（ゲーティング）ことで、心臓Ｈの拍動にスキャンのタイミングを同期させ、血流の脈動に影響されたＮＭＲ信号の変動を避けて、ＴＯＦ法によるＭＲイメージングを行う。

図８は、従来のゲーティッドＴＯＦ法によるＭＲイメージングの手順を示すフロー図である。
ステップＪ１では、スラブＢの中央のスライスＳｍで遅延時間を変えて数回のプリスキャンを行い、関心領域（血管を含む領域）での信号強度が最大となる遅延時間Ｔｍを求める。
前記プリスキャンは、例えば次のように行う。
(1) 遅延時間を３０msec，６０msec，９０msec，…というように３０msec単位で１心拍周期程度まで変化させながら、粗い画素マトリクスに相当する簡略スキャンを繰り返す。
(2) 上記数回の簡略スキャンの結果から、関心領域内での信号強度が最大になる簡略スキャンでの遅延時間をＴｍとする。

ステップＪ２では、ユーザは、遅延時間Ｔｍを入力する。
ステップＪ３では、設定された遅延時間Ｔｍを用いて、各スライスＳｎ，…，Ｓｍ，…，Ｓｆで、例えば５１２×５１２の画素マトリクスに相当するスキャンを繰り返す。

図９は、従来のゲーティッドＴＯＦ法によるＭＲイメージングにおける各スライスの遅延時間を示す模式図である。
スライス位置にかかわらず、同一の遅延時間Ｔｍを用いている。

しかし、この遅延時間Ｔｍは、スラブＢの中央のスライスＳｍで最適の遅延時間であって、より心臓Ｈに近いスライスや、より心臓から遠いスライスでは、必ずしも最適の遅延時間ではない。より心臓Ｈに近いスライスでの最適の遅延時間はＴｍより短くなり、より心臓Ｈから遠いスライスでの最適の遅延時間はＴｍより長くなるため、より心臓に近いスライスでは最適の遅延時間よりも遅れてスキャンされ、より心臓から遠いスライスでは最適の遅延時間よりも早くスキャンされることになる。すなわち、スラブＢの両端に近いスライスほど、最適の遅延時間から大きくずれてスキャンされることになり、得られる血流信号の強度が低下し、良好な血管画像が得られない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、スラブ内のどのスライスでも高品質の血管画像が得られるように改良したゲーティッドＴＯＦ法によるＭＲイメージング方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、スラブを構成する複数のスライスについて被検体の心拍をトリガーとしてある遅延時間の後にスキャンを実行し、各スライスの画像を得るＭＲイメージング方法であって、前記スライスのうちで心臓に最も近い位置のスライスには比較的短い遅延時間を設定し、心臓から最も遠い位置のスライスには比較的長い遅延時間を設定することを特徴とするＭＲイメージング方法を提供する。
上記第１の観点のＭＲイメージング方法では、心臓に最も近い位置のスライスと心臓から最も遠い位置のスライスとで同一の遅延時間を使わず、心臓に最も近い位置のスライスには比較的短い遅延時間を使い、心臓から最も遠い位置のスライスには比較的長い遅延時間を使う。この結果、いずれのスライスも、より適正な遅延時間でスキャンされることとなり、高品質の血管画像を得られるようになる。

第２の観点では、本発明は、心拍を検出する心拍検出手段と、前記心拍に同期し且つＲ波より遅延時間だけ遅れてスキャンを行うゲーティッドスキャン手段と、心臓に最も近い位置のスライスと心臓から最も遠い位置のスライスとには異なる値の遅延時間を設定する遅延時間設定手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第２の観点のＭＲＩ装置では、上記第１の観点のＭＲイメージング方法を好適に実施できる。

第３の観点では、本発明は、上記第２の観点のＭＲＩ装置において、スラブ内の複数のスライスでの遅延時間を操作者が入力しうる遅延時間入力手段を具備すると共に、前記遅延時間設定手段は、入力された複数のスライスの遅延時間に基づいて心臓に最も近い位置のスライスの遅延時間と心臓から最も遠い位置のスライスの遅延時間とを異なる値にそれぞれ設定することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第３の観点のＭＲＩ装置では、操作者が少なくとも２つのスライスの遅延時間を入力することで、上記第１の観点のＭＲイメージング方法を好適に実施できる。

以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明にかかるＭＲＩ装置の一実施形態を示す全体構成図である。
このＭＲＩ装置１において、計算機２は、操作卓１３からの指示に基づき、全体の作動を制御する。
シーケンスコントローラ３は、記憶しているシーケンスに基づいて、磁場駆動回路４を作動させ、マグネットアセンブリ５の勾配磁場コイルで勾配磁場を発生させる。また、ＲＦ発信回路６で発生したＲＦ信号を変調するようにゲート変調回路７を制御し、変調したＲＦ信号をＲＦ電力増幅器８を介して、マグネットアセンブリ５の送信コイルに加える。
マグネットアセンブリ５の受信コイルで得られたＮＭＲ信号は、前置増幅器９を介して位相検波器１０に入力され、さらにＡ／Ｄ変換器１１を介して、計算機２に入力される。
計算機２は、Ａ／Ｄ変換器１１から得たＮＭＲ信号のデータに基づき、画像データを算出し、表示装置１２に画像を表示する。
電極１８およびＥＣＧアンプ１９は、被検体より心電信号を採取する。ただし、採取された心電信号には、勾配磁場ノイズが重畳している。
この勾配磁場ノイズが重畳した心電信号は、Ａ／Ｄコンバータ２１によりデジタル値に変換され、ＤＳＰ２２に入力される。
ＤＳＰ２２は、勾配磁場ノイズが重畳した心電信号から勾配磁場ノイズを除去して心電信号を取り出し、その心電信号に基づいてスキャン実行のタイミングをシーケンスコントローラ３に指示する。

図２は、本発明にかかるゲーティッドＴＯＦ法によるＭＲイメージングの手順を示すフロー図である。
ステップＡ１では、スラブＢの中央のスライスＳｍで遅延時間を変えて数回のプリスキャンを行い、関心領域での信号強度が最大となる遅延時間Ｔｍを求める。

図３に、スライスＳｍについてのプリスキャンのタイミング図を示す。 スライスＳｍについて、ｋ空間のエンコード方向の中央が遅延時間Ｔ１となるように第１画像の第１ビュー〜第４ビューのエンコードを行ってスキャンを実行し、次いでｋ空間のエンコード方向の中央が遅延時間Ｔ２となるように第２画像の第１ビュー〜第４ビューのエンコードを行ってスキャンを実行し、これを１心拍周期内で可能な画像番号まで繰り返す。以下の心拍周期でも同様にして、画像再構成に必要なビュー数のスキャンを繰り返す。そして、得られた第１画像，第２画像，…の関心領域での信号強度が最大となる画像を求め、その遅延時間をＴｍとする。
図４に、プリスキャンで用いるグラジエントエコー法のパルスシーケンスを例示する。

図３に戻り、ステップＡ２では、スラブＢ内で心臓Ｈに最も近いスライスＳｎで遅延時間を変えて数回のプリスキャンを行い、関心領域での信号強度が最大となる遅延時間Ｔｎを求める。このプリスキャンも図３，図４で説明したと同様に行う。

ステップＡ３では、スラブＢ内で心臓Ｈから最も遠いスライスＳｆで遅延時間を変えて数回のプリスキャンを行い、関心領域での信号強度が最大となる遅延時間Ｔｆを求める。このプリスキャンも図３，図４で説明したと同様に行う。

ステップＡ４では、ユーザが、遅延時間Ｔｍ，Ｔｎ，Ｔｆを操作卓１３を介して計算機２に入力する。

ステップＡ５では、計算機２は、前記入力された遅延時間Ｔｍ，Ｔｎ，Ｔｆを用いて、各スライスの遅延時間Ｔｘを内挿法（例えばスプライン関数によるフィッティング法）により算出し、各スライスの遅延時間Ｔｘとして設定する。

ステップＡ６では、ＭＲＩ装置１の各部を制御して、設定されたスライス毎の遅延時間Ｔｘに従って各スライスのスキャンを行う。計算機２は、スキャンにより得られた血流信号から血管画像を生成し、表示装置１２に表示する。

図５に、スライスＳｘについてのスキャンのタイミング図を示す。 スライスＳｘについて、ｋ空間のエンコード方向の中央が遅延時間Ｔｘとなるように第１ビュー〜第３２ビューのエンコードを行ってスキャンを実行し、次いでｋ空間のエンコード方向の中央が遅延時間Ｔｘとなるように第３３ビュー〜第６４ビューのエンコードを行ってスキャンを実行し、以下の心拍周期でも同様にして、画像再構成に必要なビュー数のスキャンを繰り返す。
なお、スキャンで用いるパルスシーケンスは、例えば図４に示したグラジエントエコー法である。

図６は、本発明のゲーティッドＴＯＦ法によるＭＲイメージングにおける各スライスの遅延時間を示す模式図である。
スラブＢ内で心臓Ｈに最も近いスライスＳｎでの遅延時間はＴｎであり、中央のスライスＳｍでの遅延時間はＴｍであり、スラブＢ内で心臓Ｈから最も遠いスライスＳｆでの遅延時間はＴｆであり、それぞれ最適になっている。また、中間に位置する各スライスの遅延時間も、それぞれ最適に近い値となる。
従って、各スライスでそれぞれ高品質の血管画像を得ることが出来る。例えば、２０cm厚のスラブＢで腹部大動脈をアキシャルスキャンする場合に、スラブＢの両端での最適の遅延時間には１００〜２００msecの差があるが、この場合でも各スライスでそれぞれ高品質の血管画像を得ることが出来る。

他の実施形態としては、スラブＢの中央のスライスＳｍとスラブＢの両端のスライスＳｎ，Ｓｆのうちの２つについて最適の遅延時間を計測し、各スライスの遅延時間については、内挿法または外挿法で算出し、設定するようにしてもよい。
また、スラブＢ内の全てのスライスについて、それぞれ最適の遅延時間を計測し、設定するようにしてもよい。

また、本発明は、ゲーティッドＴＯＦ法に限定されるものではなく、ゲーティング行う全てのＭＲイメージング、特に血流イメージングに適用できる。例えばフェーズコントラスト法にも適用できる。

本発明のＭＲイメージング方法およびＭＲＩ装置によれば、心臓に最も近い位置のスライスと心臓から最も遠い位置のスライスとで同一の遅延時間を使わず、心臓に最も近い位置のスライスには比較的短い遅延時間を使い、心臓から最も遠い位置のスライスには比較的長い遅延時間を使うから、いずれのスライスも、より適正な遅延時間でスキャンされることとなり、高品質の血管画像を得られるようになる。

本発明のＭＲＩ装置の一実施形態を示す全体構成図である。 本発明によるゲーティッドＴＯＦ法のＭＲイメージングの手順を示すフロー図である。 本発明によるプリスキャンのタイミング図である。 グラジエントエコー法のパルスシーケンス図である。 本発明によるゲーティッドＴＯＦ法のスキャンのタイミング図である。 本発明による各スライスと遅延時間の関係図である。 スラブとスライスの説明図である。 従来のゲーティッドＴＯＦ法のＭＲイメージングの手順を示すフロー図である。 従来の各スライスと遅延時間の関係図である。

符号の説明

１ ＭＲＩ装置
２ 計算機
３ シーケンスコントローラ
５ マグネットアセンブリ
１２ 表示装置
１３ 操作卓
１８ 電極
１９ ＥＣＧアンプ
２２ ＤＳＰ

Claims (3)

1. スラブを構成する複数のスライスについて被検体の心拍をトリガーとして所定の遅延時間の後にスキャンを実行し、各スライスの画像を得るＭＲＩ装置であって、
   心拍を検出する心拍検出手段と、
   スラブ内の複数のスライスでのＲ波からの遅延時間を操作者が入力しうる遅延時間入力手段と、
   前記遅延時間入力手段において入力された遅延時間を設定する遅延時間設定手段と、
   前記心拍に同期し且つ前記Ｒ波から前記遅延時間設定手段によって設定された遅延時間だけ遅れてスキャンを行うゲーティッドスキャン手段とを具備し、
   前記遅延時間設定手段及び前記ゲーティッドスキャン手段を用いて、１つのスライスについて異なる複数の遅延時間を設定して前記複数の画像を得て、前記複数の画像の関心領域の信号強度が最大となった遅延時間を特定することを、前記複数のスライスのうちの２以上のスライスについて行い、特定された２以上の遅延時間を用いてスライス位置に対して内挿法又は外挿法により他のスライスについての遅延時間も特定することをあらかじめ行い、
   前記遅延時間入力手段を用いて前記複数のスライスについて前記特定された遅延時間を入力することにより、心臓に遠いスライスについて設定される遅延時間が心臓に近いスライスについて設定される遅延時間よりも大きくなるように前記複数のスライスについて遅延時間を設定し、各スライスの画像を得ることを特徴とするＭＲＩ装置。
2. 請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
   前記複数の画像の関心領域の信号強度が最大となった遅延時間を特定することを、前記複数のスライスのうちの、心臓に最も近いスライス、心臓に最も遠いスライス及び前記スラブの中央のスライスについて行うことを特徴とするＭＲＩ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のＭＲＩ装置において、
   前記内挿法は、スプライン関数によるフィッティング法を用いることを特徴とするＭＲＩ装置。

Images