JP4738056B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
DG. Kruger et al., Continuously moving table method for extended FOV 3D MRI. Proceeding of International Society for Magnetic Resonance in Medicine, 2002 A. Shankaranarayanan et al., Continuously moving table axial imaging with radial acquisitions, Proceeding of International Society for Magnetic Resonance in Medicine, 2002
第2の課題は、タイムオブフライト法では、原理的に血流に対して直交する撮像断面を設定する必要であり、広い視野の血管を撮像するためには、必要枚数が多くなる。即ち撮像時間が長くなる。特に血流速度が遅い血管にも対応できるように繰り返し時間を長く設定した場合には、さらに撮像時間が長引くことになる。
また本発明のMRI装置は、好適には、制御手段は、繰り返し時間の制御に加え、繰り返し時間と移動手段による被検体の移動速度との積が一定となるように移動手段を制御する。
また本発明のMRI装置によれば、繰り返し時間と併せて移動手段の移動速度を制御することにより移動方向における空間分解能を均一にすることができ、分解能のばらつきのない画像を得ることができる。
また本発明のMRI装置によれば、移動手段の移動方向を撮像対象血管の血流方向に一致させることにより、静止撮像の場合に比べ短い繰り返し時間を設定することが可能となり、全体としての撮像時間を短縮できる。
さらに本発明のMRI装置によれば、移動手段を往復動させながら両方向の移動時に撮像することにより、血流方向が異なる2種の血管の画像を効率的に取得することができる。
図1は、本発明が適用されるMRI装置の全体概要を示す図である。このMRI装置は、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8と、被検体1を寝かせるためのテーブル30とを備えている。
テーブル30は、テーブル駆動機構31によって制御され、被検体1を寝かせた状態で静磁場発生系2によって形成される静磁場空間内を移動させる。
また記憶装置には、予め撮像対象血管の血流速度分布データが格納されている。血流速度分布データは、例えば被検体の体軸方向を横軸として血流速度の変化を縦軸とするグラフで、一般的な生理循環に関する文献値を使用することができる。
操作部25は、装置の各種制御情報や信号処理系7で行う処理に必要な情報を入力するもので、トラックボールやマウス23、キーボード25などを備えている。操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブに装置の各種処理を制御する。
まずタイムオブフライト法による血流撮像シーケンスが選択され、撮像スライス厚dとベッド移動速度Vbが設定される(ステップ201)。スライス面は、血流の方向と交差する方向に選択される。通常、血流の方向は体軸に沿った方向であり、スライス面はこれと直交に設定される。撮像スライス厚とベッド移動速度は、その厚さ分の撮像時間にベッドが移動する距離がスライス厚を越えない範囲とする。
I=(TR×Va) (1)
一方、血液の磁化の飽和が生じないためには、血液の移動量Iはスライスの厚さdに対し、次式(2)を満たす必要がある。
d≦I (2)
血液の磁化の飽和が生じない最短TRは、式(1)、(2)より次式(3)で表すことができ、それが最適なTRとなる。
d/Va≦TR (3)
I=(TR×(|Va|−|Vb|)) (4)
d/(|Va|−|Vb|)≦TR (5)
またベッドの移動方向と対象血管の血流方向とが同方向の場合には(図4(c))、血液の磁化の飽和が生じない最適なTRは次式(6)となる。
d/(|Va|+|Vb|)≦TR (6)
F0=f0+γ・Gs・Vb・TR・n (7)
式中、f0は中心周波数、γは磁気回転比、Gsはスライス方向の傾斜磁場強度、nは1スライス計測における励起の累積回数(0〜位相エンコード数−1)を表す。
この実施の形態でも、ベッドの移動に伴う撮像対象血管の血流速度の変化に対応してパルスシーケンスにおける繰り返し時間TRを変更することは、第1の実施の形態と同じであるが、TRの変更と併せてベッドの移動速度Vbを変更することを特徴としている(図6(a),(b))。
Δd=Vb×(TR×2m) (8)
Vb=Va/2m (9)
本実施の形態では、TRが短いところではベッドの移動速度も速く制御されるので、スライス方向の分解能を一定に保つことができる。また血流速度に応じたTR短縮の効果として撮像時間の短縮を図ることができる。
第1及び第2の実施の形態では、血流速度の連続的な変化に対応して、TR及びベッド移動速度を連続的に変化させる場合を説明したが、本実施の形態では、被検体の撮像部位毎に設定された血流速度値を用い、TR及びベッド移動速度を部位毎に段階的に変化させる。
図示する例では、被検体を下肢部、大腿部、複胸部、頭部の4つの部位に分け、これら部位毎の血流速度(平均値)を予め記憶しておき、各部位の血流速度を用いてパルスシーケンスの繰り返し時間TR及びベッド移動速度Vbを制御する。例えば頭部から下肢部に向って撮像する場合には、撮像スライス厚dが設定されたならば(ステップ801)、各部位についての血流速度データをもとに各部位のTRとVbが算出され、初期値として頭部の値が設定される(ステップ802)。次いで設定された移動速度でベッドを移動させながら(ステップ803)、設定されたTRでパルスシーケンスを起動し撮像を行なう(ステップ804)。撮像部位が頭部から腹胸部に移動したならば(ステップ805)、ベッド移動速度及びTRを腹胸部について算出された値に変更し(ステップ806)、パルスシーケンスを続行する。以下、同様に部位が移動するごとにベッド移動速度及びTRを変更し、全ての部位の撮像が終わるまでパルスシーケンスを実行する(ステップ807)。
さらに本発明によれば、血流速度に応じてTRとともにベッドの移動速度を制御することにより、スライス方向について均一な分解能の画像を得ることができる。また本発明によれば、ベッドを往復動させることにより効率よく動脈と静脈を画像化することができる。
Claims (7)
- 被検体が置かれる空間に静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体内の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスを発生する送信手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段と、前記被検体を載置して前記空間へ移動させる移動手段と、所定のパルスシーケンスに従って前記傾斜磁場発生手段、送信手段、受信手段、信号処理手段および移動手段の動作を制御し、装置座標系に固定されている所定の撮像スライスを撮像する制御手段とを備え、前記移動手段により被検体を前記空間内を移動させながら、前記被検体の広い範囲について撮像を行なう磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、タイムオブフライト法による血管撮像シーケンスであり、
前記制御手段は、前記撮像スライスの厚みを前記被検体の撮像対象血管の血流速度に前記移動手段の移動速度を加えた速度で除算した値以上となるよう前記パルスシーケンスにおける繰り返し時間(TR)を制御すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記被検体の移動に伴って変化する前記撮像対象血管の血流速度に対応して、前記パルスシーケンスにおける繰り返し時間(TR)を制御すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1または2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記移動手段の移動方向における被検体の血流速度分布データを記憶する記憶手段を備え、
前記撮像対象血管の血流速度として、前記移動手段による前記被検体の移動に伴い変化する当該被検体上の撮像位置に対応して前記記憶手段に記憶される当該被検体の血流速度を用いること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし3いずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記撮像対象血管の血流速度が速い部位の撮像では繰り返し時間を短く、血流速度が遅い部位の撮像では繰り返し時間を長くする制御を行なうこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし4いずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記移動速度が一定となるように前記移動手段を制御すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1に項記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記撮像対象血管の血流方向と被検体の移動方向とが同じになるように前記移動手段を制御すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし5のいずれか1に項記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記移動手段を第1の方向に移動させながら撮像し、次いで前記第1の方向と逆の方向に移動させながら撮像する制御を行い、血流方向の異なる2種の血管の画像を得ること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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