JP5738614B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
図22は、温度の計測が行われる関心領域の一例を示す図である。
関心領域Rは、n×nのボクセルによって規定されているとする。図22では、n=4の場合が示されているので、ボクセルの総数は、16個である。ボクセルは、符号「V11」〜「V44」で示されている。尚、図22では、説明の便宜上、ボクセルの総数は16個であるが、16個に限られることは無く、ボクセルの総数は、必要に応じて、任意の値(例えば64個)に設定することができる。
図23は、関心領域Rの温度を計測するときに実行されるスキャンを示す図である。
スキャンAは、水シーケンスWおよび代謝物シーケンスMaを有している。
水シーケンスWは、関心領域Rの各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む水スペクトルを取得するためのシーケンスである。代謝物シーケンスMaは、関心領域Rの各ボクセルごとに、代謝物の共鳴周波数を含む代謝物スペクトルを取得するためのシーケンスである。水シーケンスWは、例えばPRESSである。代謝物シーケンスMaは、水シーケンスWに、水信号を抑制するための水抑制部WSを追加することによって得られるものである。
しかし、図23に示す方法では、1枚の温度分布画像データを取得する場合、水シーケンスをn×n回実行し、更に代謝物シーケンスをn×n回実行しなければならないので、スキャン時間がかかるという問題がある。例えば、n=4の場合、1回のスキャンAで、水シーケンスを4×4=16回実行し、代謝物シーケンスを4×4=16回実行する必要がある。したがって、水シーケンスの繰り返し時間および代謝物シーケンスの繰り返し時間が1秒の場合、1回のスキャンAで、16秒+16秒=32秒の時間が必要となり、1枚の温度分布画像データを取得するのに32秒かかる。
関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第1の水スペクトルと、代謝物の共鳴周波数を含む第1の代謝物スペクトルとを取得するための第1のスキャンと、
前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第2の水スペクトルを取得するとともに、前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を含む第2の代謝物スペクトルを取得するための第2のスキャンと、
を実行する手段と、
前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数を算出する算出手段と、
前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数とに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する温度分布画像データ作成手段と、
を有し、
前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データと、
(B)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(C)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
(D)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(E)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
に基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、磁気共鳴イメージング装置である。
関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第1の水スペクトルと、代謝物の共鳴周波数を含む第1の代謝物スペクトルとを取得するための第1のスキャンと、
前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第2の水スペクトルを取得するとともに、前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を含む第2の代謝物スペクトルを取得するための第2のスキャンと、
を実行する手段と、
前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数を算出する算出手段と、
前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する温度分布画像データ作成手段と、
を有し、
前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数と、
(B)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
(C)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(D)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
に基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、磁気共鳴イメージング装置である。
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
MRI装置100は、更に、シーケンサ5、送信器6、勾配磁場電源7、受信器8、中央処理装置9、操作部10、および表示部11を有している。
次に、被検体12を撮影するときに実行されるスキャンについて説明する。
図2は、第1の形態で実行されるスキャンの概略を示す図である。
第1の形態では、スキャンAが1回だけ実行され、スキャンBi(i=1〜z)が繰り返し実行される。
スキャンAは、図23に示すスキャンAと同じであり、水シーケンスWおよび代謝物シーケンスMaを有している。
スキャンBiは、水シーケンスWおよび代謝物シーケンスMbを有している。
スキャンAの水シーケンスWをn×n回実行することによって、関心領域Rの各ボクセルごとに水スペクトルWFが得られる。また、スキャンAの代謝物シーケンスMaをn×n回実行することによって、関心領域Rの各ボクセルごとに代謝物スペクトルMFaが得られる。図5では、説明の便宜上、n=4、つまり、関心領域Rのボクセル数が4×4=16個としている。したがって、水スペクトルWFおよび代謝物スペクトルMFaは、それぞれ16個得られる。
共鳴周波数テーブルwatermap_0が表す水の共鳴周波数fpaと、共鳴周波数テーブルmetabmap_0が表す代謝物の共鳴周波数frsとの差は、温度の関数になる。したがって、温度分布画像データ作成手段91は、水の共鳴周波数fpaと代謝物の共鳴周波数frsとの差に基づいて、関心領域Rの絶対温度の分布を表す温度分布画像データtemp_map_0を作成することができる。
図10は、スキャンAにより得られた共鳴周波数テーブルwatermap_0、NAAの共鳴周波数fM0、および温度分布画像データtemp_map_0と、スキャンB1により得られた共鳴周波数テーブルwatermap_1およびNAAの共鳴周波数fM1とを示す図である。
Δfvw=Δftemp+ΔfMRI ・・・(1)
ここで、Δftemp:関心領域Rの温度による水の共鳴周波数の変化分
ΔfMRI:勾配磁場を印加するときにコイルに発生する熱が原因で生じる水の共鳴周波数の変化分
NAAの共鳴周波数の変化量ΔfM1は、以下の式によって求められる。
ΔfM1=fM1−fM0 ・・・(2)
ここで、 fM0:スキャンAにおけるNAAの共鳴周波数
fM1:スキャンB1におけるNAAの共鳴周波数
温度分布画像データ作成手段91は、周波数変化テーブルwatermap_sub_1の各ボクセルの水の共鳴周波数の変化量Δfvwから、NAAの共鳴周波数の変化量ΔfM1を減算する。ΔfvwとΔfM1との差分は温度変化の関数であるので、ΔfvwからΔfM1を減算することによって、温度変化マップtemp_sub_1を作成することができる。温度変化マップtemp_sub_1は、スキャンAからスキャンB1までの間に関心領域Rの各ボクセルに生じた温度変化量を表している。温度変化マップtemp_sub_1の各ボクセルの値Δfvw′(i=1〜4、j=1〜4)は、以下の式で表される。
Δfvw′=Δfvw−ΔfM1 ・・・(3)
ここで、 Δfvw:周波数変化テーブルwatermap_sub_1の
各ボクセルの水の共鳴周波数の変化量
ΔfM1:NAAの共鳴周波数の変化量
例えば、関心領域Rを4×4のマトリクスと考えると、スキャンAでは、水シーケンスを16回、代謝物シーケンスを16回行うので、各シーケンスの繰り返し時間を1秒とすると、スキャン時間は32秒となる。一方、スキャンBiでは、水シーケンスを16回行うが、代謝物シーケンスは1回のみでよいので、各シーケンスの繰り返し時間を1秒とすると、スキャン時間は17秒となる。つまり、スキャンAについては32秒かかるが、スキャンA以降に実行されるスキャンBi(i=1〜z)については、17秒ですむ。したがって、第1の形態の方法は、スキャンAを繰り返し実行する方法(図23参照)と比較して、撮影を高速に行うことができる。
第1の形態では、スキャンBiにおける温度分布画像データtemp_map_iを作成する場合、スキャンAにより得られた以下の(i)〜(iii)の組み合わせSet1が使用されている。
(i)水の共鳴周波数テーブルwatermap_0
(ii)NAAの共鳴周波数fM0
(iii)温度分布画像データtemp_map_0
(ii)NAAの共鳴周波数fM0
(iv)代謝物の共鳴周波数テーブルmetabmap_0
NAAの共鳴周波数の変化量ΔfM1の求め方は、第1の形態と同じである。NAAの共鳴周波数の変化量ΔfM1を求めた後、NAAの共鳴周波数の変化量ΔfM1を、スキャンAにおけるNAAの共鳴周波数テーブルmetabmap_0に加算する(図20参照)。
3 テーブル
4 受信コイル
5 シーケンサ
6 送信器
7 勾配磁場電源
8 受信器
9 中央処理装置
10 操作部
11 表示部
12 被検体
13 オペレータ
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
31 クレードル
91 温度分布画像データ作成手段
92 算出手段
100 MRI装置
Claims (13)
- 関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第1の水スペクトルと、代謝物の共鳴周波数を含む第1の代謝物スペクトルとを取得するための第1のスキャンと、
前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む第2の水スペクトルを取得するとともに、前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を含む第2の代謝物スペクトルを取得するための第2のスキャンと、
を実行する手段と、
前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数を算出する算出手段と、
前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数とに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する温度分布画像データ作成手段と、
を有し、
前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データと、
(B)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(C)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
(D)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(E)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
に基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1の水スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を検出し、
(B)前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルごとに、代謝物の共鳴周波数を検出し、
(C)前記第2の水スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を検出し、
(D)前記第2の代謝物スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を検出する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度分布画像データ作成手段は、
前記第1の水スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数を表す第1の共鳴周波数テーブルを作成し、
前記第2の水スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数を表す第2の共鳴周波数テーブルを作成する、請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度画像分布データ作成手段は、
前記第1の共鳴周波数テーブルと、前記第2の共鳴周波数テーブルと、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数とに基づいて、前記関心領域の各ボクセルにおける温度の変化量を表す温度変化マップを作成し、
前記第1のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データに、前記温度変化マップを加算することによって、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 関心領域の各ボクセルごとに、代謝物の共鳴周波数を含む第1の代謝物スペクトルを取得するための第1のスキャンと、
前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を含む水スペクトルを取得するとともに、前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を含む第2の代謝物スペクトルを取得するための第2のスキャンと、
を実行する手段と、
前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数を算出する算出手段と、
前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する温度分布画像データ作成手段と、
を有し、
前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数と、
(B)前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
(C)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数と、
(D)前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、
に基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度分布画像データ作成手段は、
(A)前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルごとに、代謝物の共鳴周波数を検出し、
(B)前記水スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルごとに、水の共鳴周波数を検出し、
(C)前記第2の代謝物スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対して、代謝物の共鳴周波数を検出する、
請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度分布画像データ作成手段は、
前記第1の代謝物スペクトルに基づいて、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数を表す第3の共鳴周波数テーブルを作成し、
前記水スペクトルに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの水の共鳴周波数を表す第4の共鳴周波数テーブルを作成する、請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記温度画像分布データ作成手段は、
前記第3の共鳴周波数テーブルと、前記第1のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数と、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の全領域に対する代謝物の共鳴周波数とに基づいて、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の各ボクセルの代謝物の共鳴周波数の計算値を表す第5の共鳴周波数テーブルを作成し、
前記第4の共鳴周波数テーブルに、前記第5の共鳴周波数テーブルを加算することにより、前記第2のスキャンにおける前記関心領域の温度分布画像データを作成する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記第1のスキャンは、
前記第1の水スペクトルを取得するための第1の水シーケンスと、前記第1の代謝物スペクトルを取得するための第1の代謝物シーケンスとを有し、
前記第2のスキャンは、
前記第2の水スペクトルを取得するための第2の水シーケンスと、前記第2の代謝物スペクトルを取得するための第2の代謝物シーケンスとを有する、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記第1のスキャンは、
前記第1の代謝物スペクトルを取得するための第1の代謝物シーケンスを有し、
前記第2のスキャンは、
前記水スペクトルを取得するための水シーケンスと、前記第2の代謝物スペクトルを取得するための第2の代謝物シーケンスとを有する、請求項5〜8のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記第1の代謝物シーケンスおよび前記第2の代謝物シーケンスは、水信号を抑制するための水抑制部を有する、請求項9又は10に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記第1のスキャンにおいて、前記第1の水シーケンスの繰り返し時間は、前記第1の代謝物シーケンスの繰り返し時間に等しい、請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記代謝物は、NAAである、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置
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