JPH0213433A

JPH0213433A - 最適シーケンスパラメータの自動設定法

Info

Publication number: JPH0213433A
Application number: JP63163095A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Mitobe; 勝彦水戸部
Original assignee: Yokogawa Medical Systems Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1988-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1990-01-17

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】（産業上の利用分野）本発明は核磁気共鳴画像診断装置により画像表示するた
め最適シーケンスパラメータを自動設定する方法に関す
る。

（従来の技術）核磁気共鳴現象を用いて特定の原子核に注目した被検体
の断層像を得る核磁気共鳴画像診断装置（以下ＭＲＩと
いう）は従来から知られている。

これは、ｘ、ｙ、ｚの３軸に傾斜磁場と高周波回転磁場
を印加して、特定の部位の特定の原子核を共鳴させて高
いエネルギー準位に励起し、元の準位に復帰するときに
生ずるエネルギー放射に基づく高周波信号を受信して分
析し画像化する装置である。第２図にＭＲＩを動作さぜ
るための典型的なスピンエコー法（以下ＳＥという）の
パルスシーケンスを示す。（イ）図において、ｘ、ｙ、
ｚ軸にそれぞれＧｘ　、Ｇｙ　、Ｇｚの勾配磁場を与え
、高周波磁場をｚ軸に印加する状態を示している。

（ロ）図はそれぞれの磁場を印加するタイミングを示す
図である。図においてＲＦは高周波の回転磁場で９０’
パルスと１８０６パルスをＸ軸に印加する。ＧＸはリー
ド軸と呼ばれるＸ軸に印加する固定の勾配磁場、Ｇｙは
ワープ軸と呼ばれるｙ軸に印加する時間にＪ：つて振幅
を変化させる勾配磁場、Ｇｚはスライス軸と呼ばれるＺ
軸に印加する固定の勾配磁場である。信号は１８０°パ
ルス後のＳＥ倍信号示している。期間は各軸に与える勾
配磁場の信号の時期を示すために設けである。

期間１において９００パルスと勾配磁場Ｇｚ＋によって
ｚ＝Ｑを中心とするＺ軸に垂直な断層撮影にお【ブるス
ライス面内のスピンが選択的に励起される。期間２のＧ
×＋はスピンの位相を乱れさせて１８０°パルスで反転
させるためのもので、デイフェーズ勾配と呼ばれる。Ｇ
ｚ−はＧｚ＋によって乱れたスピンの位相を元に戻すた
めのものである。期間２では位相エンコード勾配Ｇｙｎ
も印加する。これはｙ方向の位置に比例してスピンの位
相をずらしてやるためのもので、その強度は毎周期異な
るように制卸される。期間３において９０’パルス印加
時からτ経過後１８０°パルスを与えて再び磁気モーメ
ン１〜を揃え、その後に現れるＳＥ倍信号観察する。期
間４のＱｘ＋は乱れた位相を揃え、ＳＥ倍信号生じさせ
るための勾配磁場で読み出し勾配という。１８０°パル
ス印加後τ経過したときＳＥ倍信号現れる。９０’パル
ス後ＳＥ信号が現れる迄の時間間隔をＴＥとする。

又、９０°パルス印加後次の９０°パルス印加迄の時間
間隔を繰り返し周期といい、ＴＲで表す。

（発明が解決しようとする課題）従来このパルスシーケンスにおいて、ＴＥとＴＲを被検
体の各測定部位のスピン密度〈以下ρで表す）、縦緩和
時間（以下Ｔ１で表す）、横緩和時間（以下下？で表す
）に関係なく適当と思われるシーケンスパラメータであ
るＴＥとＴＲを設定したり、或いはρ＋　Ｔ　ｔ　＋　
Ｔ　２を調べて手計算によりパラメータの最適値を設定
したりしていた。

そのため、各シーケンスにおいて性能を最大限に発揮す
ることなく使われたり、性能を発揮するためにはパラメ
ータの設定に手間取ったりていた。

本発明は上記の点に鑑みてみなされたもので、その目的
は、測定しようとする部位のρ、Ｔ１゜Ｔ２を用いて、
その部分の測定結果が所望の信号強度又は、所望のＣＮ
Ｒを得るようなシーケンスパラメータを逆算し、その値
が自動的に設定できるような最適シーケンスパラメータ
の自動設定法を実現することにある。

（課題を解決するための手段）前記の課題を解決する本発明は、核磁気共鳴画像診断装
置により画像表示するため最適シーケンスパラメータを
自動設定する方法において、被測定部位のスピン密度、
縦緩和時間及び横緩和時間の入力方式を直接入力方式、
テーブル参照入力方式又は計算画像参照方式のうち可能
な方式を選択する方法と、信号強度式及びＣＮＲ式によ
り所望の信号強度又は所望のＣＮＲを持つようなシーケ
ンスパラメータを逆算する方法と、得たシーケンスパラ
メータが不適切な値であった場合信号強度グラフかＣＮ
Ｒマツプを表示する方法と、カーソルを所望の点に設定
することにより最適シーケンスパラメータを自動設定す
る方法とから成ることを特徴とするものである。

（作用）９１丁１．Ｔ２の入力方式を決定し、それに基づいて、
ρ、Ｔｌ、Ｔ２を信号強度式及びＣＮＲ式に入力して逆
算し、最適シーケンスパラメータを得る。最適でないと
きは信号強度グラフ又はＣＮＲマツプを描いて最適シー
ケンスパラメータを求めて自動設定する。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の方法の実施例を詳細に説
明する。

ＭＲＩイメージングの方法には多くの種類があるが、こ
の中、ＳＥ、反復回復法（以下ＩＲという）、フィール
ドエコー法（以下ＦＥという）について説明する。ＳＥ
とＩＲのパルスシーケンスを第３図に示す。（イ）図は
ＳＥのパルスシーケンス、（ロ）図はＩＲのパルスシー
ケンスを示している。図中、ＴＲ、ＴＥは既述の通りで
あり、ＴＤはＩＲの１８０°パルスと９０°パルスの時
間間隔である。各イメージング法の信号強度式は次の通
りである。

ＳＥ　；Ｓ−Ｄ　・ｅＸｐ　　（−ＴＥ　／Ｔ２　　）　　・［
１−２ｅｘｐ　　（−Ｔｇ−（ＴＥ　／２）　）＋ｅｘ
ｐ　　（−ＴＲ／Ｔｔ　＞　］　　　　　　　　−（１
）■　Ｒ；Ｓ＝ρ・ｃｘｐ　　（−ＴＥ　／Ｔ２　）　　・（１−
２ｅｘｐ　　（−Ｔｏ　／Ｔｔ　　）十ｅＸｐ（ＴＲ／
ＴＩ　＞　）　　　　　　　　−（２）ＦＥ　；Ｓ＝（ρ−５ｉｎα／＜１＋ｃｏｓα）ｌ　　　−（１
−λＦ下τ了コ２　／　　　　　　　２　　Ｅ　２２　
）・・・　（３）ここで、　λ＝Ｅｔ−ｃｏｓα。

ψ−１−ｇ１ｃｏｓ　　α Ｅｌ　　＝ｅｘＯ（−ＴＲ／Ｔ１）　　。

Ｅ　２　　＝ｅＸＤ　　（−ＴＲ／　Ｔ２　　）α；傾
き角度任意の２部位（Ａ、Ｂとする）のＣＮＲ（Ｃｏｎｔｒａ
ｓｔ　　ｔｏ　　ｎｏｉｓｅ　　ｒａｔｉｏ　）は前記
の各信号強度式にそれぞれのρ、下１．Ｔ２の値を代入
して求めた値ＳＡ、ＳＢを用いて求めることができる。

ＣＮＲ＝　（ＳＡ　−３ｓ　）／ＥＴ１］γ丁　・・・
（４）ただし、を−信号観測時間以上の式から、ρ、Ｔ１．Ｔ２が分れば、逆に信号強度
又はＣＮＲが所望の値になるシーケンスパラメータが分
る。例えば、ＳＥであれば、ＴＲ。

ＴＥが分り、丁ＲであればＴＲ、Ｔｏ　、ＴＥが分り、
又、ＦＥであればＴＲ、ＴＥ　、傾き角度が求まる。

次に、シーケンスパラメータを求めるためにρ。

Ｔｒ　、Ｔ２を上記各式に入力する方法を説明する。

これには次のような３つの方法が考えられる。

（１）ρ、Ｔｌ　、Ｔ２値を直接入力 ρ、Ｔｒ　、Ｔ２の値が予め分っている場合には、その
値を直接オペレーションコンピュータから入力する。

＝７− （２）各部位の名称を入力この場合、予め各部位のρ、Ｔ１．Ｔ２の値のテーブル
を持っておく。入力された部位の各名称に応じて、テー
ブルを参照してρ。

Ｔｒ　、Ｔ２を決定する。このテーブルは経験に応じて
内容を豊富にしておけばより細かい部位に対応できる。

（３）計算画像ルーチンから求める方式この方式は決ま
った数種のシーケンス及びＴＲ、ＴＥ等のパラメータで
実際にスキャンして数種の画像を得た後、その画像から
信号強度式によりビクセル単位でρ、Ｔｌ、Ｔ２つまり
、ρ−、Ｔｔ　、Ｔ２値像が求まる。又は、以前に求め
た、ρ、Ｔ１．Ｔ２値像を、そのまま使うこともできる
。そこで任意の部位にカーソルを設定する等の手段でそ
の部位のρ。

Ｔ＋　、Ｔ２を取り出すことができる。その際、カーソ
ルを○か口にしてその領域内の各ビクセルのρ、Ｔ１．
Ｔ２値の平均を求めるのが良い。こうすると任意の部位
のρ、Ｔ１゜Ｔ２値が精度よく求められ、計算画像で使
用した画像から、信号強度又はコントラストの良い画像
が得られる。

以上の入力方式の何れかを選んでρ、Ｔ１゜Ｔｚ値を求
める。任意の部位をその信号強度を所望の値にするため
には、その部位のρ、Ｔ１゜■２の１セットをＭＲＩイ
メージング法ににって（１）弐〜（３）式から選んだ信
号強度式に代入し、任意の２部位のＣＮＲが所望の値に
なるにうにするためには２セツトのρ、Ｔｌ　、Ｔ２を
入力して求める必要がある。

次に上記のようにして入力され１こρ、Ｔ１゜Ｔ２の値
から最適なシーケンスパラメータを逆算する。信号強度
を所望の値とするためのシーケンスパラメータを求める
ためには（１）弐〜（３）式の信号強度式から、ＣＮＲ
を所望の値にするためには（４）式のＣＮＲ式から求め
る。このように求めたシーケンスパラメータに例えばＴ
Ｒが長過ぎる等の不都合が生じた場合、最寄りの適当な
値を入力し直す必要がある。

この場合、例えばＳＥにおいて、第４図に示づようなＴ
Ｅをパラメータとする信号強度とＴＲのグラフを描いて
デイスプレィ上に表示し、所望の点にカーソルを設定す
る等によりシーケンスパラメータを入力すればよい。所
望のＣＮＲを求める場合、同様にＣＮＲマツプを作成し
て行う。Ｒ後に得られたシーケンスパラメータを自動設
定し、スキャン後画像を得る。又計算画像の結果、求め
られた各部位のρ、Ｔ１．Ｔ２値をテーブルにストアし
ておいても良い。又は、ビクセル単位のρ。

Ｔ１．Ｔ２値っまり、ρ、Ｔｔ　、Ｔ２値像をストアし
ておいても良い。

第１図は本発明のシーケンスパラメータの自動設定の動
作のフローチャートである。フローチャートに従って自
動設定の手順を説明する。

先ず入力方式の選択を行う（ステップ１）。ρ。

Ｔｔ、’Ｔｚの値が予め分っている場合には、直接入力
の方式を選ぶ（ステップ２）。オペレーションコンピュ
ータからρ、Ｔ１．王２の値を入力する。信号強度が所
望の値になるための条件を求める場合は１個所の部位の
ρ、Ｔ１．Ｔ２の値を１セツトだけオペレーションコン
ピュータから入力する。又コントラストが所望の値にな
るための条件を求める場合は２個所の部位のρ、Ｔ１゜
Ｔ２の値を２セツト分オペレーションコンピュータから
入力する（ステップ３）。信号強度が所望の値になるた
めのシーケンスパラメータはＭＲＩイメージング法によ
って異なる式即ち（１）〜（３）式の何れかの信号強度
式を選んで逆算されて求められる。コントラストが所望
の値になるためのシーケンスパラメータは信号強度式の
（１）〜（３）式に２セツトのρ、Ｔ１．Ｔ２を代入し
て求めた信号強度を（４）式から逆算して、該当するシ
ーケンスパラメータを求める（ステップ４）。求めたシ
ーケンスパラメータでＯＫかどうか検討する。値が適切
でなければステップ６へ、適切であればステツアプ７へ
進む（ステップ５）。ステップ６では所望の信号強度を
得たい場合には、１セツトのρ、Ｔ１．Ｔ２から各シー
ケンスに応じた信号強度式（１）〜（３）により、ＴＲ
。

ＴＥ等をパラメータとして信号強度曲線をデイスプレィ
上に表示する。例えば、第４図はＳＥ法の信号強度式（
１）において、Ｔ１＝　５６１　ｍ５ｅｃ。

Ｔ２　＝１０１ｍｓｅｃ、Ｄ＝０．７２とした場合の、
ＴＥをパラメータとしてＴＲに対でる信号強度の変化を
グラフ化したものである。このような曲線を表示し、所
望の点にカーソルを設定する等の手段で、シーケンスパ
ラメータを入力する。同様に所望のＣＮＲを１９だい場
合には、２セツトのρ。

王１．Ｔ２から（４）式を使ってＴＲ、ＴＥ等を変数と
するＣＮＲマツプをデイスプレィ上に表示し、所望の点
にカーソルを設定する等の手段でシーケンスパラメータ
を入力する（ステップ６）。

得られたシーケンスパラメータを駆動設定するくステッ
プ７）。設定されたシーケンスパラメータによりスキャ
ンする（ステップ８）。次に画像を表示する（ステップ
９）。

ステップ１でテーブル方式を選択した場合、部位の名称
を入力する（ステップ２Ａ）。入力された部位名称によ
りテーブルからρ、Ｔｉ　、Ｔ２が選ばれる。（ステッ
プ２Ｂ）ステップ３に進み以後は直接入力方式と同じで
ある。

計算画像参照方式を選ぶ場合、実際にスキャンして数枚
の画像を得てρ、Ｔｌ　、Ｔ２値を計算するか、又は以
前に得たρ、Ｔ１．王２値像を使うかを選択する。実際
にスキャンする場合は、計算画像用シーケンスでスキャ
ンして得た数枚の画像から、ビクセル単位でρ＊　Ｔｔ
　＋　Ｔ２値、つまりρ＊　Ｔ　ｔ　＋　Ｔ　２値像を
計算する。こうして得られたρ、Ｔｒ　、Ｔ２値像はス
トアしておき、後で使っても良い。次に、スキャン後、
実際に計算して得られたρ＊　Ｔｔ　＋　Ｔ２値像にお
いて、目的とする部位にカーソルを設定する等の手段に
より、ρ。

Ｔ１．Ｔ２値を入力する。又、以前に得たρ。

Ｔ１．Ｔ２値像を使用する場合は、そのまま、その画像
にカーソルを設定する等の手段でρ、Ｔ１゜Ｔ２を入力
すれば良い。

以上のようにして目的の部位のρ、Ｔ１．Ｔ２又は名称
を入力するだけで最適シーケンスパラメータが自動設定
されるので、時間的に短縮することができる。又、信号
強度グラフやＣＮＲマツプが参照できるので、条件に応
じて最適シーケンスパラメータを選ぶことができる。

ＭＲＩイメージングの方法としてＳＥ、ＩＲ。

ＦＦ以外の方法にも当然用いることかできる。又、入力
方法は前記の３つの方法以外であっても差し支えなく、
要は与えられたρ、Ｔ＋　、Ｔ２から目的どする部位の
信号強度又はＣＮＲが所望の値になるような最適シーケ
ンスパラメータを自動設定することであって、入力手段
にはよらない。

（発明の効果）測定部位のρ、Ｔ１．Ｔ２を用いてシーケンスパラメー
タを逆算し、その値が自動的に設定できるような最適シ
ーケンスパラメータの自動設定法を実現することができ
て、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一実施例のフローチャート、第
２図はスピンエコー法のパルスシーケンスの図、第３図
はシーケンスパラメータの説明図で、（イ）図はＳＥ、
（ロ）図はＩＲの場合を示す図、第４図は信号強度曲線
図の一例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

核磁気共鳴画像診断装置により画像表示するため最適シ
ーケンスパラメータを自動設定する方法において、被測
定部位のスピン密度、縦緩和時間及び横緩和時間の入力
方式を直接入力方式、テーブル参照入力方式又は計算画
像参照方式のうち可能な方式を選択する方法と、信号強
度式及びＣＮＲ式により所望の信号強度又は所望のＣＮ
Ｒを持つようなシーケンスパラメータを逆算する方法と
、得たシーケンスパラメータが不適切な値であつた場合
信号強度グラフかＣＮＲマップを表示する方法と、カー
ソルを所望の点に設定することにより最適シーケンスパ
ラメータを自動設定する方法とから成ることを特徴とす
る最適シーケンスパラメータの自動設定法。