JP6014770B2 - 磁気共鳴撮影装置および温度情報計測方法 - Google Patents
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Description
本発明を適用する実施形態について説明する。以下、実施形態を説明するための全図において、特に記載しない限り、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
まず、本実施形態の磁気共鳴撮影装置(MRI装置)について説明する。図1(a)〜図1(c)は、本実施形態のMRI装置の外観図である。図1(a)は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のMRI装置100である。図1(b)は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型(オープン型)の垂直磁場方式のMRI装置120である。また、図1(c)は、図1(a)と同じトンネル型磁石を用い、磁石の奥行を短くし且つ斜めに傾けることによって、開放感を高めたMRI装置130である。
図2は、本実施形態のMRI装置100の機能構成図である。本図に示すように、本実施形態のMRI装置100は、被検体101が置かれる空間に、静磁場を生成する静磁場コイル102と、x、y、z各軸方向にそれぞれ傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル103と、静磁場分布を調整するシムコイル104と、被検体101の計測領域に対し高周波磁場を照射する計測用高周波コイル105(以下、単に送信コイルという)と、被検体101から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信用高周波コイル106(以下、単に受信コイルという)と、送信機107と、受信機108と、計算機109と、傾斜磁場用電源部112と、シム用電源部113と、シーケンス制御装置114と、を備える。
本実施形態では、MRS/MRSIを用いた温度計測において、脳脊髄液の信号を抑制し、生体内の温度測定精度を向上させる。これを実現する本実施形態の計算機109の各機能の説明に先立ち、計測ボクセル内に脳脊髄液が混入した場合の影響を、図3(a)〜図3(f)を用いて説明する。
以下、本実施形態の計算機109が実現する機能について説明する。図4は、本実施形態の計算機109の機能ブロック図である。
以下、上記各部による本実施形態のMRS/MRSIを用いた温度計測処理全体の流れについて簡単に説明する。図5は、本実施形態の温度計測処理の流れの処理フローである。
次に、脳脊髄液信号抑制部211が実行する脳脊髄液抑制シーケンスの一例を説明する。図6は、本実施形態の脳脊髄液抑制シーケンス310の一例である。以下、図6において、RFは高周波磁場パルスの印加タイミングを示す。Gx、Gy、Gzは、それぞれ、x、y、z各軸方向の傾斜磁場パルスの印加タイミングを示す。以下、本明細書において、同様とする。
次に、信号計測部212が実行する信号計測シーケンスの一例について説明する。本実施形態では、信号計測シーケンスとして、例えば、MRSシーケンスおよびMRSIシーケンスのいずれかを用いる。ここでは、代謝物を画像化する領域選択型磁気共鳴スペクトロスコピックイメージングのパルスシーケンス(以降、MRSIシーケンスと呼ぶ)を例にあげて説明する。
次に、温度情報算出部220による温度情報算出処理ついて説明する。図9は、本実施形態の温度情報算出処理の流れを説明するための処理フローである。本実施形態では、水およびNAAのスペクトルピークを、モデル関数でフィッティングし、各々の共鳴周波数を算出し、その差を温度に換算する。
T=A×Δν+B ・・・(5)
ここで、Tは温度、Aは温度/周波数の次元を持つ係数、Bは定数項である。式(5)のAおよびBは、文献に記された公知の値や、実験的に求めた値を用いる。
次に、本実施形態の脳脊髄液抑制シーケンス310を信号計測シーケンス420の直前に実行することにより、脳脊髄液からの信号が抑えられることを計算機シミュレーションにて示す。図10に、脳脊髄液抑制シーケンス310に続き、信号計測シーケンス420を実行し、脳脊髄液からの信号を取得するシミュレーション結果と、同白質からの信号を取得するシミュレーション結果を示す。
なお、脳脊髄液信号抑制部211が実行する脳脊髄液抑制シーケンスは、上記脳脊髄液抑制シーケンス310に限定されない。ここで、他の例を説明する。図11は、本実施形態の脳脊髄液抑制シーケンス320の一例である。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態では、水の核磁化のみに作用する周波数選択パルスと、拡散強調傾斜磁場パルスとをプリパルスとして印加することにより脳脊髄液からの信号を抑制する。一方、本実施形態では、複数の周波数選択CHESSパルスをプリパルスとして照射し、脳脊髄液からの信号を抑制する。
本実施形態の脳脊髄液信号抑制部211が実行する脳脊髄液抑制シーケンスの一例を説明する。図12は、本実施形態における脳脊髄液抑制シーケンス330の一例である。
本実施形態の各部による温度計測処理の流れは、脳脊髄液抑制シーケンスとして、上記脳脊髄液抑制シーケンス330を用いる以外は、第一の実施形態と同様である。
なお、脳脊髄液信号抑制部211が、図13に示すように、フリップ角設定部231を備え、このフリップ角設定部231が、以下に記す手順により、周波数選択励起パルス(RFC)331のフリップ角βを設定してもよい。
次に、本実施形態の脳脊髄液抑制シーケンス330を、信号計測シーケンス420の直前に実行することにより、脳脊髄液からの信号が抑えられること、および、脳脊髄液抑制シーケンス330において、周波数選択励起パルス(RFC)331の照射数が増加すればするほど、周波数選択励起パルス(RFC)331のフリップ角βの設定誤差に強くなることを示す。
Claims (14)
- 脳脊髄液からの核磁気共鳴信号を抑制する脳脊髄液抑制シーケンスを実行する脳脊髄液信号抑制部と、
前記脳脊髄液抑制シーケンス直後に、水および所望の代謝物質の核磁気共鳴信号をそれぞれ計測する信号計測シーケンスを実行する信号計測部と、
前記信号計測シーケンスで得た水および所望の代謝物質の核磁気共鳴信号から被検体の温度情報を算出する温度情報算出部と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記脳脊髄液抑制シーケンスは、
水の核磁化のみを選択的に励起する周波数選択励起パルスと、
水の横磁化のみを選択的に反転させる周波数選択反転パルスと、
水の横磁化を縦磁化に変換する周波数選択フリップバックパルスと、
前記周波数選択反転パルスの前後に印加される前記脳脊髄液からの核磁気共鳴信号を減衰させる拡散強調傾斜磁場パルスと、を含むこと
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項2記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択反転パルスは複数であり、
前記拡散強調傾斜磁場パルスは、前記周波数選択反転パルス毎に、交互に極性を変えて印加されること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記脳脊髄液抑制シーケンスは、
水の核磁化のみを選択的に励起する複数の周波数選択励起パルスと、
前記周波数選択励起パルスの印加毎に印加される、残留した水の横磁化成分をスポイルするスポイラー傾斜磁場パルスと、を含むこと
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項2または3記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記拡散強調傾斜磁場パルスは、x軸、y軸、z軸の少なくとも1軸方向に印加されること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項2または3記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択励起パルスのフリップ角は、90°以下であり、
前記周波数選択反転パルスのフリップ角は、180°であり、
前記周波数選択フリップバックパルスのフリップ角は、90°であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択励起パルスのフリップ角は、90°であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴撮影装置であって、
脳脊髄液信号抑制部は、前記周波数選択励起パルスのフリップ角を設定するフリップ角設定部をさらに備え、
前記フリップ角設定部は、初期設定されたフリップ角を予め定めた量だけ変更しながら、前記脳脊髄液抑制シーケンスおよび前記信号計測シーケンスと同じシーケンスを実行し、得られた水の核磁気共鳴信号群の近似曲線の特徴点に対応する値を、本計測で用いる前記周波数選択励起パルスのフリップ角に設定すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項3記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択反転パルスの照射数は、印加される前記拡散強調傾斜磁場パルスのb値の合計が、所望の値になるよう決定されること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択励起パルスの照射間隔は、当該周波数選択励起パルスの照射時間および前記スポイラー傾斜磁場パルスの印加時間により定まる最小の時間であり、
前記周波数選択励起パルスの照射数は、繰り返し時間により定まる前記脳脊髄液抑制シーケンスの実行可能時間内に照射可能な最大数であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項4記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記周波数選択励起パルスの照射間隔は、当該周波数選択励起パルスの照射時間および前記スポイラー傾斜磁場パルスの印加時間により定まる最小の時間であり、
前記周波数選択励起パルスの照射数は、繰り返し時間により定まる前記脳脊髄液抑制シーケンスの実行可能時間内に照射可能な最大数以下であり、かつ、比吸収率の制約を超えない数であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記温度情報算出部は、
信号計測シーケンスで得た水および所望の代謝物質の核磁気共鳴信号をスペクトルに変換するスペクトル算出部と、
前記変換したスペクトルから、水および代謝物質の共鳴周波数をそれぞれ得る共鳴周波数算出部と、
前記水の共鳴周波数および前記代謝物質の共鳴鳴周波数の差を温度に換算し、被検体の温度情報を得る温度換算部と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記信号計測シーケンスは、MRS(magnetic resonance spectroscopy)シーケンスおよびMRSI(magnetic resonance spectroscopic imaging)シーケンスのいずれかであること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 脳脊髄液からの核磁気共鳴信号を抑制する脳脊髄液抑制シーケンスを実行後、水および所望の代謝物質の核磁気共鳴信号をそれぞれ計測する信号計測シーケンスを実行し、
得られた前記水の核磁気共鳴信号および前記代謝物質の核磁気共鳴信号を、それぞれ、フーリエ変換し、水のスペクトルおよび前記代謝物質のスペクトルを算出し、
算出された前記水のスペクトルおよび前記代謝物質のスペクトルから、それぞれ、水の共鳴周波数および前記代謝物質の共鳴周波数を算出し、
算出した前記水の共鳴周波数および前記代謝物質の共鳴周波数の差を算出し、
得られた共鳴周波数の差を温度に換算することにより、温度情報を得る、
温度情報計測方法。
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