JP4944912B2 - マルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法、成像方法およびシステム - Google Patents
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Description
2次元磁気共鳴映像の成像原理は、主として測定物を静磁場の中に放置し、それからラジオ波(RF)コイルに対応し、測定物のある区域中の全ての原子核の励起(Excitation),緩和(Relaxation)の信号を励起し、且つ勾配(Gradient)磁場を加え、更にラジオ波(RF)コイルにより受信した後に、磁気共鳴映像に処理するものであるが、該区域の異なる位置の構造または機能性の変化を了解しようとすれば、勾配磁場を変更することにより、どの位置にスライスを取得するかどうかを、決める。
3次元磁気共鳴映像と2次元磁気共鳴映像の成像原理は、類似するが、但し唯一の区別が空間的な符号化の方式の相違にあるものである。3次元空間的な符号化は、位相勾配磁場Gyとスラブ勾配磁場Gzをしばらくの時間に開いた後に閉鎖することにより、Y方向およびZ方向の原子核が、ある程度の位相差異に達し、次に再び同じ流れを繰り返し、但し位相勾配磁場Gyとスラブ勾配磁場Gzの強度を変更するが、これにより、k空間のサンプリングを完成した後に、3次元フーリエ変換を行うことにより、つまり1枚の3次元磁気共鳴映像となることを推定する。
図1を参照するが、既存の2次元空間的な符号化手続きは、毎度測定物の単一のスライスのみに対して処理をしか進行できなく、即ちスキャン方向に沿って複数回のスキャンを行うことにより、マルチスライス映像を取得するが、従って毎度スキャンにより1枚の映像のみを取得でき、N回にスキャンしてN枚の映像を取得し、全てのスライス映像取得時間の計算公式が例えば公式1のように示す。
生医研究者が即時映像をより速く取得するために用いられる重要な利器であるが、如何なる加速方式が磁気共鳴造影に対して何れも非常に吸引力を具し、更に大量の人力資源を関連する研究に投入することをもたらすが、従って同期励起−分時ピックアップ,アレイ・コイル加速,データ受信減量などの異なる加速方式を発展する。
図3を参照するが、それがシステム・ブロック図で、本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムのより好ましい実施例を説明するためである。
a.2次元磁気共鳴造影
図4を参照するが、本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法のステップは、下記のように説明する。
3次元磁気共鳴造影と2次元磁気共鳴造影との差異は、2次元磁気共鳴造影が1回に一つのスライスを励起し、更に取得された映像の情報を2次元空間的な符号化するが、3次元磁気共鳴造影が1回に一つのスラブを励起し、更に取得された映像の情報を3次元空間的な符号化する。
a.2次元磁気共鳴造影成像
図6がタイミングチャートであるが、図4の手続きを実行する時に、図3のシステムのタイミングチャートを例として説明する。
図7がタイミングチャートであるが、図5の手続きを実行する時に、図3のシステムのタイミングチャートを例として説明する。
a.映像ぼやけの原因
図8(a)と図8(b)を参照するが、磁気共鳴映像の具する、如何なるピクセル(pixel)は、立方体を呈するボクセル(voxel)81がz方向に投影して生成された結果であるが、該ボクセル81が理想的な投影結果において正方形811となるはずで、このようにしてそのx方向の解像度resxがはっきりしたエッジとなることを可能とするが、然しながら2枚の映像を分離するために、スライス/スラブ分離勾配磁場105(例えば図6)又は105’(例えば図7)を開く時に、図8(c)を参照し、その投影結果が剪断力・ストレンと類似する平行四辺形812’を呈するが、このようにしてそのx方向の解像度resxがぼやけたエッジとなり、投影できた映像がぼやけることをもたらす。
映像のぼやけ度合を計算する一般な公式:
図9(a)と図9(b)を参照するが、励起周波数の帯域幅の方面において、従来のラジオ波パルスの採用する単一の周波数の励起帯域幅BWsliceと比較し、10kHz(約1kHz乃至5kHzの範囲内)よりも低くなるが、本発明のラジオ波パルスの採用する少なくとも2つのラジオ波パルス中における隣接のスライスの中心周波数ギャップfsepは、20k以上に達することが出来る。図10(a)を参照するが、単回に励起できる測定物の4個のスライス401n〜404nを説明し、図中に3回の励起を経つことにより合計で12個のスライスを取得でき、その隣接する2つのスライス4011,4021がラジオ波パルスの両周波数により励起されて互いに隣接するスライスであることを表示するが、図10(b)を参照し、複数個の励起周波数による他種の実施態様を説明し、該実施態様が測定物の4個のスラブ501 ’〜504’を励起できる。
3 静磁場出力モジュール
4 勾配磁場出力モジュール
7 メインコンソール
21 ラジオ波励起モジュール
22 ラジオ波受信モジュール
30 測定空間
41 勾配制御器
42 勾配コイル
52 表示装置
53 入力装置
71 コントローラモジュール
72 格納モジュール
73 画像処理モジュール
81 ボクセル
100 成像システム
101,101’ ラジオ波(RF)パルス
102,102’ 位相勾配磁場
103,103’ 周波数勾配磁場
104,104’ スライス励起勾配磁場
105,105’ スライス/スラブ分離勾配磁場
106’ スラブ勾配磁場
201〜204 ステップ
301〜304 ステップ
401〜404 スライス
501,501’〜504’ スラブ
701 ラジオ波(RF)励起信号
702 マルチスライス磁気共鳴信号
703 磁気共鳴映像
811 正方形
811’ 平行四辺形
Claims (19)
- マルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法において、
該制御方法は、測定物に対して行い、下記のステップを含み、
既存の範囲内に映像ぼやけ度合を設定すること、
映像ぼやけ度合、隣接する2スライス/スラブの間における絶対距離、第2の方向の映像解像度と第2の方向に沿う視野幅に基づいて第1の方向の映像解像度を限定すること、
少なくとも2つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波(RF)パルスと一つのスライス/スラブ励起勾配磁場をかけることにより該測定物が該各周波数の少なくとも2つのスライス/スラブに対応して励起されること、
空間的な符号化勾配磁場をかけること、及び、
該各スライス/スラブを互いに分離できるスライス/スラブ分離勾配磁場を少なくとも一つかけること、を特徴とする、
マルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。 - 下記の公式を利用して映像解像度の限定を実現するために用いられることを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 前述の空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場と一つの周波数勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 前述のマルチスラブ磁気共鳴信号を取得する制御方法の空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場、一つの周波数勾配磁場と一つのスラブ勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 更に下記の副次のステップを含むが、
該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スライス/スラブ分離勾配磁場をかけ、且つ該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信することにより、空間的な符号化の根拠とすることであることを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。 - 前述のラジオ波(RF)パルスの中に、その隣接する2スライス/スラブにおける中心周波数ギャップfsepは、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 下記の副次のステップのように空間的な符号化勾配磁場の強度,該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅,及び隣接する2スライス/スラブの間における絶対距離を利用してスライス/スラブ分離勾配磁場の強度を決めることを、更に含むこと特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 前述の決められたスライス/スラブ分離勾配磁場の強度は、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項7に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 磁気共鳴造影成像システムに用いられることを特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- 下記の副次のステップのように該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信し、且つ該磁気共鳴信号に対して空間的な符号化データの再構成と2次元変換を行うことにより個別のスライス/スラブの即時映像を取得することを、更に含むこと特徴とする、請求項1に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
- マルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムは、測定物が磁気共鳴信号を生成させるように用いられ、且つ該磁気共鳴信号により異なるスライス/スラブの空間的な符号化データを復元する成像システムにおいて、該成像システムは、
該測定物に少なくとも2つの周波数をロードするラジオ波(RF)パルスを一つまたは多数かけて制御するように用いられることにより該測定物が該各周波数の少なくとも2つのスライス/スラブに対応して励起されるラジオ波励起モジュールと、
空間的な符号化勾配磁場をかけて制御するように用いられ且つ該測定物にスライス/スラブ励起勾配磁場および該各スライス/スラブを互いに分離できるスライス/スラブ勾配磁場を少なくとも一つかける勾配磁場出力モジュールとを、含み、該第1の方向の磁気共鳴信号の成像解析度は、予定の範囲内のぼやけ度合,隣接する2スライス/スラブの間における絶対距離,第2の方向の磁気共鳴信号の成像解析度と第2の方向の視野幅(且つ該ぼやけ度合が予定の範囲内にある)により決められることを特徴とする、
マルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。 - 該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信するように用いられるラジオ波受信モジュールと
該ラジオ波励起モジュール,該勾配磁場出力モジュールと該ラジオ波受信モジュールの実行を制御するように用いられると同時に磁気共鳴信号を取得するシーケンス・コントローラとを、更に含むことを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。 - 決められた第1の方向の磁気共鳴信号の成像解析度は、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場と一つの周波数勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場、一つの周波数勾配磁場と一つのスラブ勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 該シーケンス・コントローラは、該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スライス/スラブ分離勾配磁場をかけるように制御し、且つ該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信することにより、空間的な符号化の根拠とするように配置されることを特徴とする、請求項12に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 該各周波数の周波数ギャップfsepは、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 勾配磁場出力モジュールは、空間的な符号化勾配磁場の強度,該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅、及び隣接する2スライス/スラブの間における絶対距離を応用・利用するように配置されることにより、スライス/スラブ分離勾配磁場の強度を決めることを特徴とする、請求項11に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
- 前述のスライス/スラブ分離勾配磁場の強度Gsepは、対応して同時に該磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Gspenとの割合が下記の公式に合致することを特徴とする、請求項18に記載のマルチスライス/スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
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