JP5502308B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
[数1]
S∝1/(1+T1/T2) (1)
尚、式(1)は、励起角度αが90度の場合における関係式である。また、T1およびT2はそれぞれ組織の縦緩和時間および横緩和時間である。式(1)に示すようにSSFPシーケンスで得られる信号の強度Sは組織の緩和時間比T1/T2に依存している。このため、心臓のシネ画像をSSFPシーケンスの適用対象とすることがコントラストの観点から最も効果的であることが知られている。また、腹部の血管系の撮像へのSSFPシーケンスの有効性も指摘されている。
換言すれば、
励起角度 :α, α, α, …
励起パルスの位相:0°, 180°, 0°, …
磁化の状態:(A), (B), (A), …
となるように励起パルスの位相が制御される。
[数2]
φ(n+1)-φ(n)= π+Δφ1 [radian] (2)
ただし、
φ(n)±2π=φ(n)
とする。
[数3]
Δφ1= 2π・Δf・TR (3)
すなわち、隣接するRF励起パルス間における位相角差のπからのシフト量Δφ1は、RF励起パルスのTRと、設定されるRF励起パルスの中心周波数と撮像対象となる物質の共鳴周波数との差分値Δfとの積に2πを掛けた値に設定することができる。このように各RF励起パルスの位相角を制御すれば、RF励起パルスの中心周波数が撮像対象となる物質の共鳴周波数と正確に一致するように良好に調整されていない場合であっても撮像対象となる物質の磁化をより良好に定常状態に保つことができる。
[数4]
φ(1)-φ(0)= π+Δφ1/2 [radian] (4)
すなわち、α/2プリパルスの位相角φ(0)とα/2プリパルスに続いて印加される1番目のRF励起パルスの位相角φ(1)との位相角差がπ+Δφ1/2となるようにα/2プリパルスの位相角φ(0)およびα/2プリパルスに続いて印加される1番目のRF励起パルスの位相角φ(1)の一方または双方が制御される。ここで、位相角のシフト量Δφ1は、式(3)のように決定されることが望ましい。
[数5]
φ(END)-φ(N)= Δφ1/2 [radian] (5)
式(5)において、φ(N)は最後のN番目に印加されるRF励起パルスの位相角である。すなわち、α/2ポストパルスの位相角φ(END)とα/2ポストパルスの前に印加されるN番目のRF励起パルスの位相角φ(N)との位相角差がΔφ1/2となるようにα/2ポストパルスの位相角φ(END)が制御される。ここで、位相角のシフト量Δφ1は、式(3)のように決定されることが望ましい。
Δf=0 (f0=f1) (6)
[数7]
Δf=ν×f0 (f0=f2) (7)
式(7)において、νは水のケミカルシフトと脂肪のケミカルシフトとの差分値である。すなわち、水のケミカルシフトと脂肪のケミカルシフトとの差分値をRF励起パルスの中心周波数f0に乗じた値がRF励起パルスの中心周波数f0と水の共鳴周波数f1との差分値Δf[Hz]として設定される。
[数8]
Δf=0 (f0=f2) (8)
[数9]
Δf=-ν×f0 (f0=f1) (9)
上述したように、RF励起パルスの中心周波数と撮像対象となる物質の共鳴周波数との差分値Δf[Hz]を決定することによって、特定の物質のSSFP画像を良好に取得することができる。
[数10]
Δφ1=2π・Δf・TR・m=2πM (10)
ただし、m, Mは整数である。すなわち、上述したようにRF励起パルスの中心周波数と水または脂肪の共鳴周波数との差分値Δf[Hz]を決定し、かつ隣接するRF励起パルス間における位相角差のπからのシフト量Δφ1が2πの整数倍となるように整数mおよびTRの一方または双方を決定すれば、水からの信号と脂肪からの信号との位相差が2πとなる。これにより、水信号と脂肪信号を分離可能に収集した上で、水のSSFP画像と脂肪のSSFP画像とを生成することが可能となる。このように、整数mおよびTRの少なくとも一方を調整し、少なくとも1つの物質の磁化がi周(iは整数)するようにすれば、その物質からの信号を他の物質からの信号から分離可能に収集することができる。
[数11]
B0(t)=L-1{H(s)×g(s)} (11)
ただし、H(s)は、傾斜磁場パルスの印加に対するB0磁場のインパルス応答を示し、L-1はラプラス逆変換を示す。
[数13]
φ(n+1)-φ(n)= π+Δφ2(n+1) [radian] (13)
すなわち、隣接するRF励起パルス間における位相角の差がπと異なる角度π+Δφ2(n+1)となるように、各RF励起パルスの位相角がそれぞれ制御される。
[数14]
φ(n+1)-φ(n)= π+Δφ1+Δφ2(n+1) [radian] (14)
このように各RF励起パルスの位相角を制御することによって、RF励起パルスの中心周波数の共鳴周波数からのずれやB0磁場のような磁化の定常状態を崩す要因があっても、より良好に磁化の定常状態を維持することが可能となる。
[数15]
N=Nex-Ndummy (15)
21 静磁場用磁石
22 シムコイル
23 傾斜磁場コイル
24 RFコイル
25 制御系
26 静磁場電源
27 傾斜磁場電源
28 シムコイル電源
29 送信器
30 受信器
30A 検波回路
30B A/D変換器
30C 位相反転器
31 シーケンスコントローラ
32 コンピュータ
33 入力装置
34 表示装置
35 演算装置
36 記憶装置
37 寝台
38 ECGユニット
40 撮影条件設定部
41A 中心周波数調整部
41B 磁場変動予測部
42 シーケンスコントローラ制御部
43 k空間データベース
44 画像再構成部
45 画像データベース
46 画像処理部
P 被検体
Claims (6)
- 励起パルスの中心周波数を共鳴周波数とする物質を示す情報を入力する入力手段と、
所望の物質の共鳴周波数と前記物質に応じて定まる前記中心周波数との差から決定された変化量で送信位相が変化する複数の励起パルスを同一のフリップ角および一定の繰り返し時間で印加し、各励起パルスの印加時刻からエコーが生成される中心時刻までおよびエコーが生成される中心時刻から次の励起パルスの印加時刻までにおける傾斜磁場の0次モーメントがそれぞれゼロとなるように前記傾斜磁場を印加することによって前記所望の物質の磁化の定常状態自由歳差運動を得て磁気共鳴データを収集するデータ収集手段と、
前記磁気共鳴データに基づいて前記所望の物質の画像を生成する画像生成手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。 - 前記データ収集手段は、隣接する励起パルスの送信位相の前記変化量をπ+Δφとするとき、送信位相がπ+(1/2)Δφだけ1番目の励起パルスの送信位相に対して変化するプリパルスを前記複数の励起パルスに先立って印加するように構成される請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記データ収集手段は、隣接する励起パルスの送信位相の前記変化量をπ+Δφとするとき、送信位相が(1/2)Δφだけ最後の励起パルスの送信位相に対して変化するポストパルスを前記複数の励起パルスの後に印加するように構成される請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記データ収集手段は、磁気共鳴信号の検波およびA/D変換後における位相エンコード量に依存した位相シフト並びに前記複数の励起パルスの各送信位相に基づいて前記磁気共鳴信号の検波の位相を決定するように構成される請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記データ収集手段は、前記所望の物質の共鳴周波数と中心周波数との差およびB0磁場の変動に起因する位相シフト量に基づいて決定された変化量で前記送信位相が変化する複数の励起パルスを印加するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記励起パルスの中心周波数を示す情報を磁気共鳴信号の周波数スペクトルとともに表示する参照画像を表示させる表示手段をさらに備える請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
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