JPH01151448A

JPH01151448A - 磁気共鳴イメージング方法

Info

Publication number: JPH01151448A
Application number: JP62311270A
Authority: JP
Inventors: Fumitoshi Kojima; 富美敏児島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-06-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検者の特定部位の
スライス像等の診断情報を得るようにした磁気共鳴診断
装置を用いて心電同期撮影を行う磁気共鳴イメージング
方法に関し、特に、心臓の収縮期から拡張期に至る心臓
や脳を髄液の描出画像を得ることを可能にした磁気共鳴
イメージング方法に関する。

（従来の技術）磁気共鳴現象は、静磁場中に置かれた零でないスピン及
び磁気モーメントを持つ原子核が特定の周波数の電磁波
のみを共鳴的に吸収・放出する現象であり、この原子核
は下記式に示す角周波数ω０　（ωａ−２πミー２πシ
ロ；ラーモア周波数）で共鳴する。

ωａ＝γＨａここで、γは原子核の種類に固有の磁気回転比であり、
また、ＨＱは静磁場強度である。

以上の原理を利用して生体診断を行う装置は、上述の共
鳴吸収の後に誘起される上記と同じ周波数のｔｌ１１波
を信号処理して、原子核密度、縦緩和時間Ｔｌ、横緩和
時間Ｔ２．流れ、化学シフト等の情報が反映された診断
情報例えば被検体のスライス像等を無侵襲で得るように
している。

そして、磁気共鳴による診断情報の収集は、静磁場中に
配置した被検体の全部位を励起し且つ信号収集すること
ができるものであるが、装置構成上の制約やイメージン
グ像の臨床上の要請から、実際の装置としては特定部位
に対する励起とその信号収集を行うようにしている。

このような磁気共鳴診断装置では心電同期撮影を行なう
ことができる。すなわち、心電同期撮影では、被検者に
対し例えば心電計を装着し、この心電計からの心電波形
例えばＱＲ８波形を同期の基準としてＲ−Ｒ間隔を例え
ば１６分割し、各分割時相毎にスキャンを行なうように
している。具体的には、ある心拍のＲ波を基準ｔｏとし
、予め定めた時間間隔Δｔ　（Ｒ−Ｒ間隔の時間／１６
）を経たｔｌにである部位に対してスキャンを行ない、
この時相におけるデータを得る。つぎに時間間隔Δｔを
経たｔ２にである部位に対してスキャンを行ない、この
時相におけるデータを得る。これを次の心拍までのｔｌ
６まで繰返すと１６時相の１ライン分のデータを得るこ
とができる。画像を生成するためには例えば２５６マト
リツクスであれば、上記の手順を２５６回繰返す。これ
により、１６時相の２５６ライン分のデータを収集でき
たことになり、各時相毎のデータを組合せすることによ
り、１６時相像を生成することができ、この１６時相像
をサイクリック表示（シネ表示）することにより、Ｒ波
を画像の始めとした心臓のｖＪ態態化化対応する同一部
位の画像の変化を表わすことができる。

しかし乍、上述の方法では、Ｒ波を画像の始めとしてい
るため、心臓の動態変化に対応する同一部位の画像の変
化を、観察者に対して良好に把握させることはできない
。すなわち、Ｑ波からＲ波にかけて心臓は拡張期になり
、Ｒ波のピークで最大拡張となり、Ｒ波以降のＳ波の俊
に収縮期になるため、上述の１６時相像のシネ表示では
、拡張期の末期から画像が始り、収縮期の画像で表示が
終わるものである。

一般には、拡張期の初期からピークへ、拡張期のピーク
から末期へ、そして収縮期へと画像が変化することによ
り、動態変化をスムーズに把握できるのであるから、上
述の１６時相像のシネ表示では、動態変化をスムーズに
把握できないものである。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の技術による方法では、１心拍間のＲ波
を基準とし、予め定めた時間間隔を経て順次データ収集
を行ない、複数の時相像を生成するためのデータ群を得
て、各時相毎にデータを集め、複数の時相像を生成する
ようにしている。

従って、Ｒ波以降つまり拡張期の末期を画像の始めとし
ているため、心臓の動因変化に対応する同一部位の画像
の変化を、観察者に対して良好に把握させることはでき
ない、という問題点がある。

そこで本発明の目的は、心臓の動態変化に対応する同一
部位の画像の変化を、観察者に対して良好に把握させる
ことを可能とした磁気共鳴イメージング方法を提供する
ことにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は上記問題点を解決し且つ目的を達成するために
次のような手段を講じたことを特徴としている。すなわ
ち、本発明は、心電波形に同期して被検者の所望部位を
磁気共鳴イメージングする方法において、同一部位に対
して２心拍に渡って所定間隔毎にデータ収集を行う手順
を、画像生成に要するデータ数だけ実行してデータ群を
得、このデータ群の中から同時相のデータを選び出し、
複数の時相像を生成することを特徴とする。

（作用）このような方法によれば、２心拍目のＲ波を中心に拡張
期の初期、ピーク、末期、そして収縮期に至る所定間隔
毎のデータ群を得ることができ、各時相毎にデータを選
び出して複数の時相像を生成し、これをシネ表示すると
、心臓の動Ｐ、変化に対応する同一部位の画像の変化を
良好に表わしたものとなる。

また、各時相の１つのデータを隣り合う２心拍間単位で
収集しているので、繰返してデータを収集している間に
Ｒ波−Ｒ波間隔が大きく変動したとしても、前記データ
群の中での各時相データはそれぞれ心臓の動態に対応し
たものとなる。よって、Ｒ波−Ｒ波間隔が大きく変動し
たとしても、生成された複数の時相像は心臓の動態変化
に対応したものとなる。

（実施例）以下本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法の一実施
例を説明する。第１図は本実施例方法を実施することが
できる磁気共鳴診断装置の一構成例を示す図、第２図は
同方法で実施する１ラインデータを得るためのパルスシ
ーケンスを示す図、第３図は心電同期のデータ収集タイ
ミング、データ選定を説明する図である。

第１図に示すように、被検者Ｐを内部に収容することが
できるようになっているマグネットアセンブリとして、
永久磁石、常電導磁石、超電導磁石のいずれか又はそれ
らの組合せによる静磁場磁石（静磁場補正用シムコイル
が付加されていることもある。）１と、磁気共鳴信号の
誘起部位に位置情報を付与するための傾斜ｍ場をＸ、Ｙ
、Ｚ軸方向にそれぞれ発生するための傾斜磁場発生コイ
ル２と、励起用高周波磁場（９０’パルス。

１８０°パルス等のＲＦパルス）を送信すると共に誘起
された磁気共鳴信号を検出するための送受信系であるコ
イルからなるプローブ３とを有している。

ここで、被検者Ｐは、頭部正中サジタル面をスライス対
象とするべくその頭部ＨＰを静磁場磁石１の静磁場均一
空間の略中心に据えており、また、ブＯ−プ３は頭部Ｈ
Ｐを覆うことができる頭部用コイル又は頭頚部用コイル
を用いている。

そして、超電導方式であれば、冷媒の供給制御を含むも
のであって主として静磁場電源の通電制御を行う静磁場
制御系４と、Ｘ軸、Ｙ軸、２軸傾斜磁場電源５，６．７
とを備えている。

さらに、プローブ３に高周波磁場発生用電力を与える送
信器８と、プローブ３の受信コイルからの信号を後段の
処理に適用できる程度まで増幅し、その出力を実数部と
虚数部とでそれぞれ位相検波し、この位相検波出力をデ
ィジタル信号化し、Ａ／Ｄ変換出力を出力する受信器９
とを備えている。

また、プロトンに関する第２図に示すようなデータ収集
シーケンス（！１化を倒す角度（フリップ角）を９０°
よりも小さくしたグラデイエンド・フィールド・エコー
法）を実施するシーケンサ１０を備えている。そして、
受信器９による生データはコンピュータシステム１１内
に取込まれ、ここで例えば２次元フーリエ変換法によっ
て例えば２５６マトリツクスのスライス画像を再構成し
、表示系１２にて表示するようになっている。この表示
系１２は多数の画像を保持可能であって、またこの保持
した多数の画像を高速サイクリック表示（シネ表示）す
ることができるようになっている。

また、本装置では、心電波形に同期した信号を発生する
心電計１３を備えている。この心電計１３は、被検者Ｐ
に当てられる誘導電極１３ａと同期信号発生部１３ｂと
からなり、この同期信号発生部１３ｂからはＲ波−Ｒ波
を多分割しく一般にはＲ波−Ｒ波８００ｍ５ｅｃの場合
で１６分割して分割間隔を５０ｍ５ｅｃとする。）、図
上では説明を容易とするために５分割とし、その分割間
隔をΔｔとして、その分割間隔Δｔを置いて同期信号を
発生し、これをコンピュータシステム１１に与え、デー
タ収集開始信号としている。

以上の如くの装置構成にあって、本実施例のイメージン
グ方法は次のようにして行う。すなわち、第３図に示す
ように、心電計１３からは被検者Ｐの心電波形に基づく
同期信号がコンピュータシステム１１に与えられ、コン
ピュータシステム１１はこの同期信号を元にしてデータ
収集開始信号をシーケンサ１０に与える。

すなわち、第３図において、第１心拍のＲ波ビ−りを基
準ｔ１０とする。そして、このｔｌｏから。

Δを毎のｔｌｌ、　ｔ１２．　ｔ１３．　ｔ１４．　ｔ
１５．　ｔ１６゜ｔ１７〜で同期信号が発生するが、コ
ンピュータシステム１１は例えば第２心拍のＲ波を中心
としてその前後に対応するｔ１４．　ｔ１５．　ｔ１６
にデータ収集開始信号をシーケンサ１０に与える。これ
により、シーケンサ１０は第２図に示すグラデイエンド
・フィールド・エコー法のデータ収集シーケンスを実行
して送信器８とＸ軸、Ｙ軸、２軸傾斜磁場電源５．６．
７とを駆動し、プローブ３と傾斜磁場コイル２とにより
所定の１ｉｔｉ場を発生し、スライス部位Ｓ■を励起し
、誘起された磁気共鳴信号をプローブ３及び受信器９に
より検出し、コンピュータシスム１１に与える。

よって、第２心拍のＲ波ピークを中心とし、中心を含み
その前後Δｔの時刻ｔ１４．　ｔ１５．　ｔ１６におけ
る第１ラインデータが収集される。

次に、第３心拍のＲ波ピークを基準ｔ２０とする。

そして、このｔ２０からΔを毎のｔ２１．　ｔ２２．　
ｔ２３゜ｔ２４．　ｔ２５．　ｔ２６．　ｔ２７．　ｔ
２８．　ｔ２９〜で同期信号が発生するが、コンピュー
タシステム１１は例えば第４心拍のＲ波を中心としてそ
の前後に対応するｔ２６．　ｔ２７．　ｔ２８にデータ
収集開始信号をシーケンサ１０に与える。これにより、
第４心拍のＲ波ピークを中心とし、中心を含みその前後
△ｔの時刻ｔ２６．　ｔ２７．　ｔ２８における第２ラ
インデータが収集される。

以上のデータ収集を２５６回行うことにより、第１時相
像ＩＭ１　　（Ｒ波ピークのΔを前の時相像）を生成す
るための２５６ラインのデータが収集完了となり、第２
時相像ＩＭ２　　（Ｒ波ピークの時相像）を生成するた
めの２５６ラインのデータが収集完了となり、第３時相
像ＩＭ３　　（Ｒ波ピークのΔを後の時相像）を生成す
るための２５６ラインのデータが収集完了となる。

そして、コンピュータシステム１１は第１時相像ＩＭ１
．第２時相像ＩＭ２．第３時相像ＩＭ３を再構成して、
表示系１２に与え、ここで第１時相像ＩＭ１．第２時相
像ＩＭ２．第３時相像ＩＭ３をシネ表示する。

以上のような方法によれば、データ収集単位（２心拍）
毎の２心拍目のＲ波を中心に拡張期の初期、ピーク、末
期、そして収縮期に至る所定間隔毎のデータ群を得るこ
とができ、各時相毎にデータを選び出して複数の時相像
を生成し、これをシネ表示すると、心臓の動態変化に対
応する同一部位ＳＩの画像の変化を良好に表わしたもの
となる。

また、第３図においては、第１ラインデータ収集のＲ波
−Ｒ波間隔はＴ１であり、第２ラインデータ収集のＲ波
−Ｒ波間隔はＴ２であって、データ収集単位におけるＲ
波−Ｒ波間隔が変動している。このような場合であって
も、各時相の１つのデータを隣り合う２心拍間単位で収
集しているので、データ群の中での各時相データはそれ
ぞれ心臓の動態に対応したものとなる。よって、Ｒ波−
Ｒ波間隔が大きく変動したとしても、生成された複数の
時相像は心臓の動態変化に対応したものとなる。

以上のようなイメージング方法は、脳等におけるｇ髄液
の流れを描出する検査に好適である。ここで、を髄液の
流れを描出する意義について説明する。すなわち、ｇ髄
液の頭蓋骨内への流出に伴う疾患である水頭症を診断す
るために、従来からＷＩＢｆｌ液の流れを描出する検査
が行なわれている。

従来の検査法はＸ線ミエログラフイと称される方法であ
る。この方法は、を髄液流出が想定される部位に対して
注射器を用いてヨード性造影剤を注射して、該部位をヨ
ード性造影剤にて造影した後にＸ線Ｉｆを行うようにし
ている。

この方法による搬影像では、を髄液はヨード性造影剤に
より白色強調されるので、を髄液の流れがブロックして
いるところを明確に知ることができる。また、上述と同
様にヨード性造影剤を注射してＣＴ像を得るようにした
Ｘ線ミエログラフィ　　　ＣＴ法がある。これらの従来
の方法ではいずれもを髄液流出が想定される部位に対し
て注射器を用いてヨード性造影剤を注射する、という被
検者に対し苦痛を与え且つ危険な検査法であり、簡便に
行える診断法ではなかった。

これに対し、上述したイメージング方法を採用すれば、
造影剤を用いることなく多数の時相像を得て、これをシ
ネ表示することにより、時相像間における信号強度（ピ
クセル値）の変化を、観察者は視覚的に追うことができ
、この場合、流れのある部分は流速により信号強度が変
化し、この場合はシネ表示を行っていることで、例えば
中脳水道から噴出するを髄液の流速の程度を知ることが
できるようになる。

特に、上記のイメージング方法によってを髄液の流れを
描出すると、心臓の拡張期の初期、ピーク、末期、そし
て収縮期に至る時相像をシネ表示していることから、液
流出を心臓の一連の動きに相関させて明確に知ることが
できるようになる。

また、データ収集シーケンスとしてエコー時間Ｔｅが短
くてもＳ／Ｎが高いグラデイエンド・フィールド・エコ
ー法を適用し且つフリップ角を９０°よりも小さい角度
に設定しているので、各時相像の変化は、心臓の拍動に
応じて動いているを髄液の流速に関してその時相像間の
信号強度の変化のみが特に強調して現れるようになり、
液流出を容易に観察することができる。

さらに、静１１場磁石１の静磁場均一空間の略中心に、
を髄液の流れの描出対象である頭部ＨＰを据え、且つ頭
部）ＩＰを覆うことができる頭部用コイル又は頭頚部用
コイルを用いているので、高感度にて信号受信が可能で
あり、良好な画像を生成することができる。

上述のを髄液の流れを描出する方法においては被検者に
対して無侵襲であるので、被検者に対して苦痛を与える
ことなく、また危険性もなく、簡便に行うことができる
診断法といえる。

なお、上記では、を髄液の流れ描出に好適であるとした
が、心臓の動画像表示にも好適である。

もちろん、本発明では心電同期撮影における不具合点を
解消したものを骨子としたものであって、したがって、
撮影対象等を特定するものではなく、データ収集シーケ
ンスとして通常のスピンエコー法を用いるようにしても
よい。

この池水発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実
施できるものである。

［発明の効果１以上のように本発明では、同一部位に対して２心拍に渡
って所定間隔毎にデータ収集を行う手順を、画像生成に
要するデータ数だけ実行してデータ群を得、このデータ
群の中から同時相のデータを選び出し、複数の時相像を
生成することにより、２心拍目のＲ波を中心に拡張期の
初期、ピーク、末期、そして収縮期に至る所定間隔毎の
データ群を得ることができ、各時相毎にデータを選び出
して複数の時相像を生成し、これをシネ表示すると、心
臓の動態変化に対応する同一部位の画像の変化を良好に
表わしたものとなる。

また、各時相の１つのデータを隣り合う２心拍間中位で
収集しているので、繰返してデータを収集している間に
Ｒ波−Ｒ波間隔が大きく変動したとしても、前記データ
群の中での各時相データはそれぞれ心臓のｅｑに対応し
たものとなる。よって、Ｒ波−Ｒ波間隔が大きく変動し
たとしても、生成された複数の時相像は心臓の動態変化
に対応したものとなる。

よって、本発明によれば、心臓のａＳ変化に対応する同
一部位の画像の変化を、観察者に対して良好に把握させ
ることを可能とした磁気共鳴イメージング方法を提供す
ることができる。

４、図面の１ＩＩＩｌｉな説明第１図は本発明にかかる磁気共鳴イメージング方法を実
施することができる装置の構成を示す図、第２図は第１
図に示す装置で実施するデータ収集シーケンスを示す図
、第３図は本発明の一実施例の方法を示す図である。

１・・・静磁場磁石、２・・・傾斜磁場コイル、３・・
・ブ０−ブ、４・・・静磁場制御系、５．６．７・・・
傾斜磁場電源、８・・・送信器、９・・・受信器、１０
・・・シーケンサ、１１・・・コンピュータシステム、
１・・・表示系、１３・・・心電計。

出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）心電波形に同期して被検者の所望部位を磁気共鳴
イメージングする方法において、同一部位に対して２心
拍に渡って所定間隔毎にデータ収集を行う手順を、画像
生成に要するデータ数だけ実行してデータ群を得、この
データ群の中から同時相のデータを選び出し、複数の時
相像を生成することを特徴とする磁気共鳴イメージング
方法。
（２）イメージング対象部位を磁気共鳴診断装置の磁場
均一空間の略中心に据え、前記部位に受信コイルを配置
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
共鳴イメージング方法。
（３）複数の時相像を高速サイクリック表示することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気共鳴イメー
ジング方法。