JP4912808B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置において、特に、静磁場空間において被検体にRFパルスを照射することによって被検体にて発生する磁気共鳴信号に基づいて、その被検体の画像を生成する磁気共鳴イメージング装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, in particular, based on a magnetic resonance signal generated in a subject by irradiating the subject with an RF pulse in a static magnetic field space. The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus for generating an image.
磁気共鳴イメージング装置は、医療用途、産業用途などのさまざまな分野において利用されている。 Magnetic resonance imaging apparatuses are used in various fields such as medical applications and industrial applications.
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内の被検体にRFパルスを照射することにより、その被検体内のプロトンのスピンを核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)現象によって励起させ、その励起されたスピンにより発生する磁気共鳴(MR)信号を得るスキャンを実施する。そして、そのスキャンにより得られた磁気共鳴信号をスライス画像の生データ(Raw Data)とし、被検体のスライス画像を生成する(たとえば、特許文献1参照)。 The magnetic resonance imaging apparatus irradiates a subject in a static magnetic field space with an RF pulse, thereby exciting the spin of protons in the subject by a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon. A scan is performed to obtain a magnetic resonance (MR) signal generated by the spin. Then, a slice image of the subject is generated by using the magnetic resonance signal obtained by the scan as raw data (raw data) of the slice image (see, for example, Patent Document 1).
このように磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体をスキャンする際において、被検体に体動が発生した場合には、本来励起すべき断面と現実に励起される断面がずれることになり、再構成された画像に生成したスライス画像に体動アーチファクトが発生する場合がある。 When scanning a subject using a magnetic resonance imaging apparatus in this way, if body movement occurs in the subject, the cross section that should be excited and the cross section that is actually excited will be misaligned. Body motion artifacts may occur in the slice image generated in the generated image.
そこで、体動の問題を解決する手法がいくつか提案されている。その一つの方法は、例えば、通常呼吸下での心臓撮像において、横隔膜の位置の変化に合わせて、被検体の励起断面をリアルタイムで補正し、常に同一の断面から磁気共鳴信号を計測する(特許文献2)。これらの技術に用いる横隔膜の位置検出の手法として、本来のイメージシーケンスとは別に、横隔膜から位相エンコードを与えない磁気共鳴信号を計測するシーケンス(ナビゲータシーケンス)を行い、得られた磁気共鳴信号(ナビゲータエコー)の投影から横隔膜の位置を検出する方法が提案されている。 Thus, several methods for solving the problem of body movement have been proposed. One of the methods is, for example, in cardiac imaging under normal breathing, the excitation cross section of the subject is corrected in real time according to the change in the position of the diaphragm, and the magnetic resonance signal is always measured from the same cross section (patent) Reference 2). As a technique for detecting the position of the diaphragm used in these technologies, a sequence (navigator sequence) for measuring a magnetic resonance signal without applying phase encoding from the diaphragm is performed separately from the original image sequence, and the obtained magnetic resonance signal (navigator sequence). A method for detecting the position of the diaphragm from the projection of the echo) has been proposed.
この方法において、ナビゲータシーケンスの印加位置は、例えば横隔膜にほぼ直交する方向の2つの断面が交差する直線の領域とし、この直線の領域から位相エンコードゼロの磁気共鳴信号を取得する。すなわち、被検体の第一のスライスについて90°励起を行い、第二のスライスについて180°励起を行い、両スライスが交差する直線部から生じるスピンエコーをナビゲータエコーとして読み出す。そして、このナビゲータエコーを読み出し方向に1次元フーリエ変換することにより横隔膜の位置情報を得ることができる。 In this method, the application position of the navigator sequence is, for example, a linear region where two cross sections in a direction substantially perpendicular to the diaphragm intersect, and a magnetic resonance signal with zero phase encoding is acquired from this linear region. That is, 90 ° excitation is performed on the first slice of the subject, 180 ° excitation is performed on the second slice, and a spin echo generated from a straight line portion where both slices intersect is read as a navigator echo. The position information of the diaphragm can be obtained by subjecting the navigator echo to a one-dimensional Fourier transform in the reading direction.
図6を参照して背景技術について述べる。図6は、ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号のプロファイルラインPLを示したものである。図6の縦軸はプロファイルラインPLにおける磁気共鳴信号の強度Iであり、横軸は、第一のスライスと第二のスライスが交差する直線部(図6(a)の被検体SU内に示されたNA)で、スキャン線となる横軸xの位置を示すものである。 The background art will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a profile line PL of the magnetic resonance signal obtained by executing the navigator sequence. The vertical axis in FIG. 6 is the intensity I of the magnetic resonance signal in the profile line PL, and the horizontal axis is shown in the straight line portion where the first slice and the second slice intersect (in the subject SU in FIG. 6A). NA) indicates the position of the horizontal axis x to be a scan line.
図6に示したように、被検体SUにおいて、肝臓(Liver)が存在する領域Bでは、プロファイルラインPLの磁気共鳴信号が強く現れる。そして、プロファイルラインPLにおける磁気共鳴信号の強度が急激に増加し始めるエッジ領域ΔBを肝臓と隣接する横隔膜が位置している領域と識別することができる。 As shown in FIG. 6, in the subject SU, the magnetic resonance signal of the profile line PL appears strongly in the region B where the liver exists. Then, the edge region ΔB where the intensity of the magnetic resonance signal in the profile line PL starts to increase rapidly can be identified as the region where the diaphragm adjacent to the liver is located.
横隔膜が位置している領域を識別する精度を向上させるため、例えば、非特許文献1に記載されているように、磁気共鳴信号の強度を示すプロファイルラインPLの横軸x(スキャン線)の連続するΔBの範囲において(図6参照)、磁気共鳴信号の強度が連続して所定のしきい値以上となっている場合には、そのΔBの範囲をエッジ領域と判断するようにしている。なお、連続するΔBの範囲は、磁気共鳴信号の強度を示すプロファイルラインPLをスライス画像として表示した場合に、表示される画像のスキャン線における連続する画素に相当する。
In order to improve the accuracy of identifying the region where the diaphragm is located, for example, as described in
図6に示したように、ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号のプロファイルラインPLにおける磁気共鳴信号の強度Iによって、被検体の所定の領域の組織を識別する方法では、プロファイルラインPLにおける磁気共鳴信号の強度Iが増加してくる所定の位置xで、特定の組織が存在すると識別している。すなわち、磁気共鳴信号の強度Iが大きくなる被検体SUにおける所定の領域には実質のある組織が存在すると識別しているのである。 As shown in FIG. 6, in the method of identifying the tissue in a predetermined region of the subject by the intensity I of the magnetic resonance signal in the profile line PL of the magnetic resonance signal obtained by performing the navigator sequence, the profile line It is identified that a specific tissue exists at a predetermined position x where the intensity I of the magnetic resonance signal in PL increases. That is, it is identified that there is a substantial tissue in a predetermined region in the subject SU where the intensity I of the magnetic resonance signal increases.
しかし、図6(a)に示したように、被検体SUにおいて、実質のある組織は、肝臓(Liver)ばかりでなく、例えば肺臓(Lung)もある。肺臓には、肺動脈と肺静脈内に心拍に同期しながら絶えず血液が流れている。そして、血液には水分が多く含まれている。そのため、ナビゲータシーケンスを実施することにより、得られた磁気共鳴信号のプロファイルラインPLには、図6(b)に示したように、肺動脈と肺静脈を流れる血液による磁気共鳴信号は、肺臓が存在する領域Aにおいても強くなる。 However, as shown in FIG. 6A, in the subject SU, the substantial tissue includes not only the liver (Liver) but also the lung (Lung), for example. In the lungs, blood constantly flows in the pulmonary artery and pulmonary vein in synchronization with the heartbeat. And blood contains a lot of water. Therefore, by executing the navigator sequence, the magnetic resonance signal profile line PL obtained by the blood flowing through the pulmonary artery and the pulmonary vein is present in the lung as shown in FIG. Also in the region A where it is to be strengthened.
ここで、プロファイルラインPLの磁気共鳴信号の強度に基づいて、被検体SUの所定の領域の組織を識別するために、スキャン線のx=0の位置から正の方向へ向かって被検体SUの組織を識別していく際に、図6(b)に示したように、最初に肺臓が存在する領域Aにおいて血液のために磁気共鳴信号の強度Iが強く現れ、次に、肝臓が存在する領域Bにおいて磁気共鳴信号の強度Iが強く現れる場合がある。 Here, in order to identify a tissue in a predetermined region of the subject SU based on the intensity of the magnetic resonance signal of the profile line PL, the subject SU is moved in the positive direction from the position x = 0 of the scan line. When identifying the tissue, as shown in FIG. 6 (b), the intensity I of the magnetic resonance signal appears strong for blood in the region A where the lungs first exist, and then the liver exists. In the region B, the intensity I of the magnetic resonance signal may appear strongly.
そのため、最初に磁気共鳴信号の強度Iが強く現れ始めるエッジ領域ΔAを横隔膜が位置している領域と誤って識別する恐れがある。そこで本発明が解決しようとする課題は、ナビゲータシーケンスを含むシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置において、ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号のプロファイルラインに基づいて被検体の組織の識別をする際に、組織を誤って認識しにくい磁気共鳴イメージング装置を提供することである。 For this reason, there is a possibility that the edge region ΔA where the intensity I of the magnetic resonance signal starts to appear first is mistakenly identified as the region where the diaphragm is located. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to identify the tissue of the subject based on the profile line of the magnetic resonance signal obtained by executing the navigator sequence in the magnetic resonance imaging apparatus that executes the sequence including the navigator sequence. It is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus in which tissue is difficult to be mistakenly recognized when performing.
本発明は、静磁場空間において被検体にRFパルスを照射することによって前記被検体において発生する磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体において発生する前記磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを含むシーケンスを実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号の強度のプロファイルライン、及び、磁気共鳴信号の位相のプロファイルラインを作成する画像生成部と、前記画像生成部が生成した前記磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインに示される強度の情報、及び、前記画像生成部が生成した磁気共鳴信号の位相のプロファイルラインに示される位相の情報に基づいて前記被検体の所定の領域の組織を識別する識別部と、を有する。 The present invention is a magnetic resonance imaging apparatus for generating an image of the subject based on a magnetic resonance signal generated in the subject by irradiating the subject with an RF pulse in a static magnetic field space, A scan unit that executes a sequence including a navigator sequence that obtains the magnetic resonance signal generated in the step, a profile line of the intensity of the magnetic resonance signal obtained by the scan unit executing the navigator sequence, and a magnetic resonance signal An image generation unit that creates a profile line of the phase, information on the intensity indicated in the profile line of the intensity of the magnetic resonance signal generated by the image generation unit, and the phase of the magnetic resonance signal generated by the image generation unit Based on the phase information indicated in the profile line of the subject Having an identification section for identifying a tissue region.
好ましくは、前記識別部は、前記磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインのスキャン線における特定の画素に対応する前記プロファイルラインの磁気共鳴信号の強度が所定のしきい値以上であるか否かによって、組織を識別する。 Preferably, the identification unit determines whether the intensity of the magnetic resonance signal of the profile line corresponding to a specific pixel in the scan line of the profile line of the intensity of the magnetic resonance signal is equal to or higher than a predetermined threshold value. Identify the organization.
具体的に、前記識別部は、前記磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインのスキャン線における特定の画素のうち、連続する画素に対応する前記プロファイルラインの磁気共鳴信号の強度が所定のしきい値以上であるか否かによって、組織を識別する。 Specifically, the identification unit may determine that the intensity of the magnetic resonance signal of the profile line corresponding to a continuous pixel among the specific pixels in the scan line of the intensity profile line of the magnetic resonance signal is greater than or equal to a predetermined threshold value. The organization is identified by whether or not it is.
さらに、前記識別部は、前記連続する画素に対応する前記磁気共鳴信号の位相のプロファイルラインの磁気共鳴信号の位相の標準偏差が所定のしきい値以上であるか否かによって、組織を識別する。 Further, the identification unit identifies the tissue depending on whether or not the standard deviation of the phase of the magnetic resonance signal in the profile line of the phase of the magnetic resonance signal corresponding to the continuous pixel is greater than or equal to a predetermined threshold value. .
具体的に、前記識別部は、前記連続する画素に対応する前記磁気共鳴信号の位相のプロファイルラインの磁気共鳴信号の位相の標準偏差が所定のしきい値以上である場合に、前記連続する画素に対応するスキャン線に含まれる前記被検体の領域について組織を識別する対象から除外する。 Specifically, the identification unit is configured to detect the continuous pixels when a standard deviation of the phase of the magnetic resonance signal in the profile line of the phase of the magnetic resonance signal corresponding to the continuous pixel is equal to or greater than a predetermined threshold value. The region of the subject included in the scan line corresponding to is excluded from the target for tissue identification.
なお、前記識別部が前記被検体の領域について組織を識別する対象から除外される組織は、血流の組織である。 The tissue excluded from the target for identifying the tissue in the region of the subject by the identification unit is a blood flow tissue.
好適には、前記スキャン部は、ナビゲータシーケンスを実施する場合は、磁気共鳴信号を得る前に予め前記被検体に対して勾配磁場を加える。さらに、より好適には、前記スキャン部が加える勾配磁場は、極性を互いに反転させた勾配磁場が含まれる。
なお、上記の前記ナビゲータシーケンスのナビゲータエコーは、90°−180°励起の線励起スピンエコー型、又は、グラジエントエコー型の、いずれをも採用できる。
Preferably, when the navigator sequence is executed, the scanning unit applies a gradient magnetic field to the subject in advance before obtaining a magnetic resonance signal. More preferably, the gradient magnetic field applied by the scanning unit includes a gradient magnetic field whose polarities are reversed from each other.
Note that the navigator echo of the navigator sequence may employ either a linear excitation spin echo type of 90 ° -180 ° excitation or a gradient echo type.
本発明に関わる磁気共鳴イメージング装置では、ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号のプロファイルラインに基づいて被検体の組織を識別する際に、被検体の組織を誤って認識しにくい。 In the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, it is difficult to erroneously recognize the subject tissue when identifying the subject tissue based on the profile line of the magnetic resonance signal obtained by executing the navigator sequence.
図1は、本発明にかかる実施形態1において、磁気共鳴イメージング装置1の構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a configuration of a magnetic
図1に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、スキャン部2と、操作コンソール部3とを有する。スキャン部2について説明する。
As shown in FIG. 1, the magnetic
スキャン部2は、図1に示すように、静磁場マグネット部12と、勾配コイル部13と、RFコイル部14と、クレードル15と、RF駆動部22と、勾配駆動部23と、データ収集部24とを有している。スキャン部2は、静磁場が形成された撮像空間B内において、被検体SUのスピンを励起するように被検体SUにRFパルスを送信すると共に、そのRFパルスが送信された被検体SUに勾配パルスを送信することによって、被検体SUにおいて発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスを実施する。スキャン部2が実施するイメージングシーケンスは例えば、スピンエコー法、グラジェントエコー法に基づいたイメージングシーケンスがあり、通常一般的に行われるイメージングシーケンスである。
As shown in FIG. 1, the scanning unit 2 includes a static magnetic field magnet unit 12, a
そして、スキャン部2は、イメージングシーケンスを実施すると共に、被検体SUの所定の領域において位相エンコードを与えない磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスも実施する。 The scanning unit 2 performs an imaging sequence and also executes a navigator sequence that obtains a magnetic resonance signal that does not give phase encoding in a predetermined region of the subject SU.
例えば、スキャン部2が行うナビゲータシーケンスを実施する際には、被検体SUの第一のスライスについて90°励起を行い、第二のスライスについて180°励起を行い、両スライスが交差する直線部から生じるスピンエコーをナビゲータエコーとして読み出す。 For example, when the navigator sequence performed by the scanning unit 2 is performed, 90 ° excitation is performed on the first slice of the subject SU, 180 ° excitation is performed on the second slice, and the straight portion where both slices intersect is used. The generated spin echo is read as a navigator echo.
スキャン部2の各構成要素について、順次、説明する。
静磁場マグネット部12は、たとえば、一対の超伝導磁石により構成されており、被検体SUが収容される撮像空間Bに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部12は、被検体SUの体軸方向に対して垂直な方向zに静磁場方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部12は、永久磁石により構成されていてもよい。
Each component of the scanning unit 2 will be described sequentially.
The static magnetic field magnet unit 12 is composed of, for example, a pair of superconducting magnets, and forms a static magnetic field in the imaging space B in which the subject SU is accommodated. Here, the static magnetic field magnet unit 12 forms a static magnetic field such that the static magnetic field direction is along a direction z perpendicular to the body axis direction of the subject SU. In addition, the static magnetic field magnet part 12 may be comprised with the permanent magnet.
勾配コイル部13は、静磁場が形成された撮像空間Bに勾配磁場を形成し、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部13は、静磁場方向に沿ったz方向と、x方向と、y方向との互いに直交する3軸方向に対応するように3系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向として、それぞれに勾配パルスを送信することによって勾配磁場を形成する。
The
具体的には、勾配コイル部13は、イメージングシーケンスを行うのに際して、被検体SUのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、RFコイル部14がRFパルスを送信することによって励起させる被検体SUのスライスを選択する。また、勾配コイル部13は、被検体SUの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、RFパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部13は、被検体SUの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、RFパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
Specifically, when performing the imaging sequence, the
また、勾配コイル部13は、ナビゲータシーケンスを行うのに際して、例えば、被検体SUの第一のスライス及び第二のスライス選択方向に勾配磁場を印加し、RFコイル部14が90°励起及び180°励起のRFパルスを送信することによって励起させる被検体の第一及び第二のスライスを選択する。なお、ナビゲータシーケンスを行う際は、勾配コイル部13には位相エンコードを行わず、周波数エンコードのみを行う。
Further, when performing the navigator sequence, the
RFコイル部14は、図1に示すように、被検体SUのイメージング領域を囲むように配置される。RFコイル部14は、静磁場マグネット部12によって静磁場が形成される撮像空間B内において、電磁波であるRFパルスを被検体SUに送信して高周波磁場を形成し、被検体SUのイメージング領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、RFコイル部14は、その励起された被検体SU内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
As shown in FIG. 1, the
クレードル15は、被検体SUを載置する台を有する。クレードル15は、制御部30からの制御信号に基づいて、撮像空間Bの内部と外部との間を移動する。
The
RF駆動部22は、RFコイル部14を駆動させて撮像空間B内にRFパルスを送信させて高周波磁場を形成する。RF駆動部22は、制御部30からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてRF発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、RF電力増幅器によって増幅してRFコイル部14に出力し、RFパルスを送信させる。
The RF drive unit 22 drives the
勾配駆動部23は、制御部30からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部13に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間B内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部23は、3系統の勾配コイル部13に対応して3系統の駆動回路(図示なし)を有する。
Based on a control signal from the
データ収集部24は、制御部30からの制御信号に基づいて、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部24は、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号をRF駆動部22のRF発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、A/D変換器を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
The data collection unit 24 collects magnetic resonance signals received by the
操作コンソール部3について説明する。
操作コンソール部3は、図1に示すように、制御部30と、画像生成部31と、操作部32と、表示部33と、記憶部34とを有する。
The operation console unit 3 will be described.
As illustrated in FIG. 1, the operation console unit 3 includes a
操作コンソール部3の各構成要素について、順次、説明する。 Each component of the operation console unit 3 will be described sequentially.
制御部30は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部30は、操作部32からの操作データが入力され、その操作部32から入力される操作データに基づいて、RF駆動部22と勾配駆動部23とデータ収集部24とのそれぞれに、所定の通常のイメージングシーケンスのほか、ナビゲータシーケンスを実施するためのスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行う。そして、画像生成部31と表示部33と記憶部34とへ、制御信号を出力し制御を行う。
The
なお、制御部30はコンピュータとプログラムにより構成されており、以下で説明するように、スキャン部においてナビゲータシーケンスが実施された場合には、画像生成部31が生成した磁気共鳴信号のプロファイルラインにおける磁気共鳴信号の強度及び磁気共鳴信号の位相の情報に基づいて被検体SUの所定の領域の組織を識別する、識別部としての機能を有する。
Note that the
画像生成部31は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムとを有しており、制御部30からの制御信号に基づいて、画像を生成する。ここでは、画像生成部31は、スキャン部2においてイメージングシーケンスが実施された場合には、スキャン部2がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体SUについての画像を再構成する。そして、画像生成部31は、その生成した画像を表示部33に出力する。
The
また、画像生成部31は、スキャン部2においてナビゲータシーケンスが実施された場合には、スキャン部2が読み出したナビゲータエコーを読み出し方向に1次元フーリエ変換し、磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインを生成する。また、画像生成部31は、磁気共鳴信号の位相のプロファイルラインも生成する。
In addition, when the navigator sequence is performed in the scan unit 2, the
操作部32は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部32は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部30に出力する。
The
表示部33は、CRTなどの表示デバイスにより構成されており、制御部30からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部33は、オペレータによって操作部32に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部33は、被検体SUからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体SUの画像についてのデータを画像生成部31から受け、表示画面にその画像を表示する。
The
記憶部34は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部34は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部30によってアクセスされる。
The
以上の構成からなる図1に示した磁気共鳴イメージング装置1を使用して、被検体SUについてナビゲータシーケンスを実行して、被検体SUの所定の領域の組織を識別する例について図2及び図3を参照しながら説明する。
An example of identifying a tissue in a predetermined region of the subject SU by executing a navigator sequence for the subject SU using the magnetic
まず、ナビゲータエコーデータの取得を行う(ST1)。そのためには、スキャン部2が、被検体SUの所定の領域において位相エンコードを与えない磁気共鳴信号を計測し、ナビゲータエコーデータとして得るナビゲータシーケンスを実施する。 First, navigator echo data is acquired (ST1). For this purpose, the scan unit 2 measures a magnetic resonance signal that does not give phase encoding in a predetermined region of the subject SU, and executes a navigator sequence that is obtained as navigator echo data.
例えば、図3(a)の被検体SU内において、肺臓(Lung)と肝臓(Liver)の間に位置する横隔膜にほぼ直交する方向の2つの断面が交差する直線を領域NAとし、この直線の領域NAから位相エンコードゼロの磁気共鳴信号(ナビゲータエコー)をスキャン部2のRFコイル部14が取得する。具体的には、スキャン部2のRFコイル部14が被検体SUの第一のスライスについて90°励起を行い、第二のスライスについて180°励起を行い、そして、両スライスが交差する直線部から生じるスピンエコーをナビゲータエコーとしてRFコイル部14が読み出す。
For example, in the subject SU of FIG. 3A, a straight line intersecting two cross sections in a direction substantially orthogonal to the diaphragm located between the lung (Lung) and the liver (Liver) is defined as an area NA. The
そして、ナビゲータエコーデータの取得(ST1)が終了した後、ナビゲータエコープロファイルの作成(ST2)を行う。そのためには、画像生成部31がスキャン部2によって読み出されたナビゲータエコーを読み出し方向(図3(a)のx軸の方向)に1次元フーリエ変換し、磁気共鳴信号の強度のプロファイルライン(図3(b))、及び、磁気共鳴信号の位相のプロファイルライン(図3(c))を生成する。かかる処理は、画像生成部31のコンピュータがプログラムにしたがって行なう。
Then, after the navigator echo data acquisition (ST1) is completed, a navigator echo profile is created (ST2). For this purpose, the navigator echo read out by the scanning unit 2 is one-dimensionally Fourier transformed by the
なお、図3(b),(c)に示したプロファイルラインPLが示されるスキャン線(横軸x)における所定の位置は、プロファイルラインPLをスライス画像として表示した場合における当該スライス画像の横軸方向の所定の位置の画素に対応する。 The predetermined position on the scan line (horizontal axis x) where the profile line PL shown in FIGS. 3B and 3C is shown is the horizontal axis of the slice image when the profile line PL is displayed as a slice image. It corresponds to a pixel at a predetermined position in the direction.
次に、ナビゲータプロファイルの作成(ST2)によって得られた磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLに基づいて、被検体SU内に存在している組織のエッヂ検出(STE)を行う。エッヂ検出は、プロファイルラインPLにおける磁気共鳴信号の強度Iを示す図3(b)において、横軸xにおいてゼロから正の方向に向かって順次、強度Iを測定することによって行っていく。強度Iの測定は、画像生成部31が生成したプロファイルラインの強度Iのデータを制御部30のコンピュータがプログラムにしたがって行なう。
Next, the edge detection (STE) of the tissue existing in the subject SU is performed based on the profile line PL of the intensity of the magnetic resonance signal obtained by creating the navigator profile (ST2). Edge detection is performed by measuring the intensity I sequentially from zero toward the positive direction on the horizontal axis x in FIG. 3B showing the intensity I of the magnetic resonance signal in the profile line PL. The intensity I is measured by the computer of the
ここでは、強度Iの測定にあたっては、図3(b)に示した磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLの磁気共鳴信号の強度Iを示す横軸xにおいて、特定の連続した範囲の強度Iがすべて、所定のしきい値以上である場合には、被検体SU内において組織のエッヂが検出されたと制御部30が判断する。
Here, in measuring the intensity I, the intensity I of a specific continuous range is indicated on the horizontal axis x indicating the intensity I of the magnetic resonance signal of the profile line PL of the intensity of the magnetic resonance signal shown in FIG. If all are equal to or greater than the predetermined threshold, the
説明したように、図3(b)に示した磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLが示される横軸xにおける所定の位置は、プロファイルラインPLをスライス画像として表示した場合における当該スライス画像の横軸方向の所定の位置の画素に対応する。そのため、スキャン線の横軸xにおいて、特定の連続した範囲は、スライス画像の横軸方向の特定の連続する画素に対応する。ここでは、この連続するスキャン方向の画素を特定画素とする。 As described above, the predetermined position on the horizontal axis x where the profile line PL of the intensity of the magnetic resonance signal shown in FIG. 3B is shown is the horizontal position of the slice image when the profile line PL is displayed as a slice image. It corresponds to a pixel at a predetermined position in the axial direction. Therefore, a specific continuous range on the horizontal axis x of the scan line corresponds to a specific continuous pixel in the horizontal axis direction of the slice image. Here, the pixels in the continuous scanning direction are set as specific pixels.
組織のエッヂ検出(STE)では、制御部30のコンピュータが磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLのx軸においてゼロから正の方向に向かって磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLの特定画素の抽出(ST3)を行う。そして、特定画素における信号強度Iの測定(ST4)を行う。
In the tissue edge detection (STE), the computer of the
図3(b)の場合では、磁気共鳴信号の強度のプロファイルラインPLのx軸においてゼロから正の方向に向かって特定画素の抽出を行っていくと、まず、x軸においてΔAで示された範囲よりも負の方向の範囲の特定画素が抽出され、次に、ΔAで示された範囲の特定画素が抽出され、そして、ΔAとΔBで示された範囲の間の特定画素が抽出され、最後に、ΔBで示された範囲の特定画素が抽出される。 In the case of FIG. 3B, when a specific pixel is extracted from zero toward the positive direction on the x axis of the profile line PL of the intensity of the magnetic resonance signal, first, it is indicated by ΔA on the x axis. A specific pixel in a range in a direction negative to the range is extracted, then a specific pixel in a range indicated by ΔA is extracted, and a specific pixel between the ranges indicated by ΔA and ΔB is extracted, Finally, specific pixels in the range indicated by ΔB are extracted.
これらの4つに代表される特定画素における信号強度Iの測定が行われ(ST4)、当該信号強度Iが、しきい値Ith以上であるかどうかが、制御部30によって判定される(ST5)。
The signal intensity I is measured for specific pixels represented by these four (ST4), and the
図3(b)に示したように、ΔAで示された範囲よりも負の方向の範囲の特定画素においては信号強度Iは弱く、しきい値Ith以下である(ST5)。そこで、次のΔAで示された範囲の特定画素が抽出される(ST3)。ΔAで示された範囲の特定画素の領域においては肺臓(Lung)内の肺血管が存在し、肺血管の血液により信号強度Iが強くなり、その値はIth以上となる(ST5)。そのため、制御部30は、被検体SU内において肺血管のエッヂが検出されたと判断し、次のST6に進む。
As shown in FIG. 3B, the signal intensity I is weak in a specific pixel in the negative direction range than the range indicated by ΔA, and is equal to or less than the threshold value Ith (ST5). Therefore, a specific pixel in the range indicated by the next ΔA is extracted (ST3). In the area of the specific pixel in the range indicated by ΔA, there is a pulmonary blood vessel in the lung (Lung), and the signal intensity I becomes stronger due to the blood of the pulmonary blood vessel, and its value is equal to or greater than Ith (ST5). Therefore, the
ST6においては、ΔAで示された範囲の特定画素における磁気共鳴信号の位相φの標準偏差σの計算が制御部30によって行われる。ここで、ΔAで示された範囲は被検体SUにおいて肺血管が存在し、肺血管の血液からの磁気共鳴信号が検出され、その信号強度Iは図3(b)に示したように強いものとなる。
In ST6, the
しかし、肺臓内の肺血管中の血液は心拍に同期して絶えず血管内を流れており、動きがあるため、血液からの成分を主とする磁気共鳴信号の位相φは図3(c)に示したように大きなばらつきを有している。そのため、ST6において計算された磁気共鳴信号の位相φの標準偏差σは大きくなり、その標準偏差σは図3(d)に示したように、所定の標準偏差のしきい値σth以上となる。 However, since the blood in the pulmonary blood vessels in the lungs constantly flows in the blood vessels in synchronization with the heartbeat and moves, the phase φ of the magnetic resonance signal mainly composed of components from the blood is shown in FIG. As shown, there is a large variation. Therefore, the standard deviation σ of the phase φ of the magnetic resonance signal calculated in ST6 becomes large, and the standard deviation σ becomes equal to or larger than a predetermined standard deviation threshold σth as shown in FIG.
そこで、制御部30はST8のように、ΔAで示された範囲における被検体SUの組織を血流の組織であると判定する。そして、制御部30はST9のように、ΔAで示された範囲における被検体SUの組織を識別の対象外とする。そのようにすることで、ΔAで示された範囲を横隔膜が位置している領域と誤って識別することがなくなる。
Therefore, as in ST8, the
引き続き、特定画素の抽出(ST3)を継続していき、ΔBで示された範囲の特定画素の抽出を行う。ΔBで示された範囲の特定画素の領域においては肝臓(Liver)が存在し、信号強度Iが強くなるので、その値はIth以上となる(ST5)。そのため、制御部30は、被検体SU内において肝臓(Liver)のエッヂが検出されたと判断し、次のST6に進む。
Subsequently, extraction of specific pixels (ST3) is continued, and specific pixels in a range indicated by ΔB are extracted. In the specific pixel region in the range indicated by ΔB, there is a liver (Liver), and the signal intensity I becomes strong, so that the value is equal to or greater than Ith (ST5). For this reason, the
ST6においては、ΔBで示された範囲の特定画素における磁気共鳴信号の位相φの標準偏差σの計算が制御部30によって行われる。ここで、ΔBで示された範囲は被検体SUにおいて肝臓(Liver)が存在しており、その信号強度Iは図3(b)に示したように強いものとなる。
In ST6, the
なお、肝臓の実質は肝細胞の塊であり、肝臓内の血流は肺臓の場合と比較して緩やかとなる。そのため、肝臓の実質は動きがほとんどないものであると考えることができ、磁気共鳴信号の位相φは、図3(c)に示したように、x軸の正方向に向かって単調に増加するものとなる。したがって、ST6において計算された磁気共鳴信号の位相φの標準偏差σは非常に小さく、その標準偏差σは図3(d)に示したように、所定の標準偏差のしきい値σth以下となる。 The liver substance is a hepatocyte mass, and the blood flow in the liver is gentler than that in the lung. Therefore, it can be considered that the liver is almost free of movement, and the phase φ of the magnetic resonance signal monotonously increases toward the positive direction of the x-axis as shown in FIG. It will be a thing. Therefore, the standard deviation σ of the phase φ of the magnetic resonance signal calculated in ST6 is very small, and the standard deviation σ is equal to or smaller than a predetermined standard deviation threshold σth as shown in FIG. .
そこで、制御部30は、ST8のようにΔBで示された範囲における被検体SUの組織を血流の組織であるとは判定せず、ΔBのx軸方向の位置を示す(ST10)。なお、制御部30は、予め組み込まれたプログラムにしたがって、ΔBのx軸方向の位置においては横隔膜が位置している領域であると認識するようにすれば、ST10において示されたΔBのx軸方向の位置の情報によって、横隔膜が位置している箇所を確実に特定できるようになる。
Therefore, the
以上説明したナビゲータエコーにおいては、スキャン部2のRFコイル部14が被検体SUの第一のスライスについて90°励起を行い、第二のスライスについて180°励起を行い、そして、両スライスが交差する直線部から生じるスピンエコーをナビゲータエコーとしてRFコイル部14が読み出すものであり、90°−180°の線励起スピンエコー型のナビゲータエコーであった。このナビゲータエコーでは、例えば、図4のパルスシーケンスに示すようなものがある。
In the navigator echo described above, the
しかし、ナビゲータエコーには、スピンエコー型に限られず、グラジエントエコー型であっても良い。例えば、図5のパルスシーケンスに示したようなものがある。図5のパルスシーケンスでは、RFパルスを送信する際には、スキャン部2の勾配コイル部13が、極性が交互に連続的に変化するように印加して、線状に被検体のスライスを選択する。
However, the navigator echo is not limited to the spin echo type, and may be a gradient echo type. For example, there is the one shown in the pulse sequence of FIG. In the pulse sequence of FIG. 5, when transmitting an RF pulse, the
そして、勾配コイル部13が、RFパルスを送信した後に、プラスの極性を有する勾配磁場G+とマイナスの極性を有する勾配磁場G-を順次印加する。このように、極性を互いに反転させた勾配磁場G+,G-が印加されることによって、血流の組織からの磁気共鳴信号の位相φの分散が促され、標準偏差を大きくすることができる。これによって組織の種類の識別の精度が向上する。
Then, after transmitting the RF pulse, the
1…磁気共鳴イメージング装置、2…スキャン部、3…操作コンソール部、12…静磁場マグネット部、13…勾配コイル部、14…RFコイル部、15…クレードル、22…RF駆動部、23…勾配駆動部、24…データ収集部、30…制御部(識別部)、31…画像生成部、32…操作部、33…表示部、34…記憶部、B…撮像空間
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記被検体において発生する前記磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを含むシーケンスを実施するスキャン部と、
前記スキャン部が前記ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた磁気共鳴信号の強度のプロファイル、及び、磁気共鳴信号の位相のプロファイルを作成するプロファイル生成部と、
前記プロファイル生成部が生成した前記磁気共鳴信号の強度のプロファイルにおける強度の情報、及び、前記プロファイル生成部が生成した磁気共鳴信号の位相のプロファイルにおける位相の情報に基づいて前記被検体の所定の領域を識別する識別部と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus for generating an image of the subject based on a magnetic resonance signal generated in the subject by irradiating the subject with an RF pulse in a static magnetic field space,
A scan unit for executing a sequence including a navigator sequence for obtaining the magnetic resonance signal generated in the subject;
A profile generator for creating a magnetic resonance signal intensity profile obtained by the scan unit performing the navigator sequence, and a phase profile of the magnetic resonance signal;
The predetermined region of the subject based on the intensity information in the intensity profile of the magnetic resonance signal generated by the profile generation unit and the phase information in the phase profile of the magnetic resonance signal generated by the profile generation unit An identification unit for identifying
A magnetic resonance imaging apparatus.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance according to claim 1, wherein the identification unit identifies the region based on whether or not the intensity of the magnetic resonance signal of the profile corresponding to a predetermined position in the subject is equal to or greater than a predetermined threshold. Imaging device.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic field according to claim 2, wherein the identification unit identifies the region based on whether or not the intensity of the magnetic resonance signal of the profile corresponding to a position in a predetermined range in the subject is equal to or greater than a predetermined threshold value. Resonance imaging device.
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。 4. The identification unit according to claim 3, wherein the identification unit identifies the region based on whether or not a standard deviation of a phase of a magnetic resonance signal of the profile corresponding to a position in a predetermined range in the subject is greater than or equal to a predetermined threshold value. The magnetic resonance imaging apparatus described.
請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 When the standard deviation of the phase of the magnetic resonance signal of the profile corresponding to the position of the predetermined range in the subject is greater than or equal to a predetermined threshold, the identifying unit determines the region for the predetermined range in the subject. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the magnetic resonance imaging apparatus is excluded from an object to be identified.
請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5, wherein a magnetic resonance signal due to blood flow is included in the profile in a predetermined range in the subject excluded from a target for identifying the region by the identification unit.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the scan unit applies a gradient magnetic field to the subject in advance before obtaining a magnetic resonance signal when a navigator sequence is performed.
請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 7, wherein the gradient magnetic field applied by the scan unit includes gradient magnetic fields having polarities reversed to each other.
請求項1から請求項8のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 9. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a navigator echo of the navigator sequence is a linearly excited spin echo type or a gradient echo type of 90 ° -180 ° excitation.
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