JPH04150833A - 核磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

核磁気共鳴イメージング装置

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JPH04150833A
JPH04150833A JP2272433A JP27243390A JPH04150833A JP H04150833 A JPH04150833 A JP H04150833A JP 2272433 A JP2272433 A JP 2272433A JP 27243390 A JP27243390 A JP 27243390A JP H04150833 A JPH04150833 A JP H04150833A
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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、MRIアンギオグラフィーやMRIダイナミ
ックスタデイーに際して、画像再構成時間を短縮できる
核磁気共鳴イメージング装置に関する。
(従来の技術) MRIアンギオグラフィー(MRI血管造影、以下rM
Rアンギオ」と略す)は、X線の被曝がなく、造影剤が
不要という特徴をもつ。MRアンギオは血管のみの画像
とするために、動いている血液のスピンの位相を集める
パルスシーケンス(インフェーズシーケンス; In−
Phase !1equense)の画像値と、動いて
いる血液のスピンの位相をばらすパルスシーケンス(ア
ウトオフフェーズシーケンス; 0ut−of−Pha
se 5equense)の画像値にサブトラクション
(減算処理)を施すことにより、画像から静止した臓器
を消去する。そして、残った血管内の血液のみの信号か
ら、血管のイメージ(アンギオ像)を得る。
最近主流の3次元フーリエ変換(3DFT)の場合は、
インフェーズ像とアウトオフフェーズ像の組がスライス
枚数分必要になる。
一方、MRIダイナミックスタデイー(MRI動態観察
、以下rD−MRIJと略す)は、Gd−DTPAなど
の造影剤(トレーサ)を血管内に注入しながら同一部位
を経時的にスキャンし、経時的に得た複数の画像(エン
ハンスト(Enhanced)画像)値と、造影剤注入
直前の画像(ベース(Bage)画像)値とのサブトラ
クションを行うことにより、トレーサによる経時的な増
分のみの画像を作成する。
そして必要ならば、経時的な濃淡の変化をグラフ化した
時間−濃度曲線(タイムデンシティカーブ)を作成し、
この曲線を濃度変化に関する特定のモデルから導出され
る関数(指数関数、ガンマ開数など)でフィッティング
して、動態特性を定めるファンクショナルパラメータを
数値またはイメージとして表示する。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上述のMRアンギオでは、目的の画像を得る
のに、インフェーズ像とアウトオフフェーズ像をそれぞ
れ再構成してからサブトラクションを行うため、nスラ
イスの場合は2n回の画像再構成が必要である。また3
DFTの場合は、この2つの画像の組について別々に3
DFTによる再構成をしなければならない。
一方、D−MRIにおいては、nスライス分時間方向に
スキャンするときは、ベース画像を含めn回の画像再構
成が必要になる。
このように従来のMRアンギオおよびD−MRIにおい
ては、再構成する画像の数が多いため、画像再構成に係
る時間がきわめて長く、全体の処理時間も長期化するこ
とからオペレータの負担も大きかった。
また、最終的な画像の情報として必要な信号は、インフ
ェーズ像とアウトオフフェーズ像およびベース像とエン
ハンスト像の差分に係るところだけで、演算装置におけ
るダイナミックレンジに係るビット数はきわめて小さい
にも拘らず原エコーデータをそのまま画像再構成に用い
るので、画像再構成のためのダイナミックレンジは、−
度インフェーズ像やエンハンスト像の再構成に使用した
ビット数の大きな容量のものを使用する。このため、演
算に係る時間(再構成時間)も長くなる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、MRアンギ
オやD−MRIにおいて画像再構成時間を短縮できる核
磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するために、核磁気共鳴イメー
ジング装置において、血管のインフェーズ像とアウトオ
フフェーズ像の2組のデータから血管のみの画像を作成
するMRIアンギオグラフィーに際して、前記各組の画
像再構成前のエコーデータ間でサブトラクションを行っ
てから画像を再構成する機能を備えた核磁気共鳴イメー
ジジグ装置を提供する。
本発明はまた、核磁気共鳴イメージング装置において、
造影剤の増分のみを画像化するMR1ダイナミックスタ
デイーに際して、画像再構成前のエコーデータ間で、造
影剤投与後の画像がら造影剤投与前の画像のサブトラク
ションを行ってがら画像を再構成する機能を備えた核磁
気共鳴イメージング装置を提供する。
(作用) 本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、MRアンギオ
およびD−MRIにおいて、それぞれインフェーズ像と
アウトオフフェーズ像、およびベース像とエンハンスト
像について、画像を再構成する前のエコーデータ(生デ
ータ)の段階でサブトラクションを施し、サブトラクシ
ョンによって残った信号に基いて画像再構成を行う。
よって、本発明によれば、画像再構成の回数はMRアン
ギオにおいて1スライスにつき1回、すなわち従来の1
/2になる。またD−MRIにおいては各時刻につき1
回ですむ。すなわち、従来の各時刻についてエンハンス
ト画像値からベース画像値をサブトラクションしていた
のと比べると、画像を作成する時刻全体において、例え
ばベース画像の再構成に係る1回分だけ画像再構成の回
数が減る。したがって、本発明のMRI装置は、MRア
ンギオとD−MRIにおいて画像の再構成に係る全体の
時間を短縮することができる。
また本発明によれば、画像値の演算に要するダイナミッ
クレンジは、インフェーズ像とアウトオフフェーズ像の
差分、およびベース像とエンハンスト像の差分に係る容
量を満たせばよいから、通常の画像再構成処理から分岐
させ、従来に比べてビット数が少ないダイナミックレン
ジを使用して演算時間を短縮することが可能になる。ま
た従来と同じビット数のダイナミックレンジで演算を行
う場合は、有効数字の桁数を増やして細かい血管等の低
い信号を切捨てずにすむため、演算精度が向上する。
(実施例) 以下添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は、本発明のjll実施例に係るMRI装置にお
いて、MRアンギオを行う場合の工程を示す。
インフェーズ(In−phase)データおよびアウト
オフフェーズ(Out−of−phase)データとも
、エコーデータの段階では同一部位の各スライスについ
て実(real)部と虚(imaginar7)部を含
むデータが得られるが、本実施例のMRI装置において
は、これらのエコーデータを加算器に入力する。この場
合、インフェーズデータは加算形で、アウトオフフェー
ズデータは減算形で入力される。
加算器では、スライスごとに2DFT (二次元フーリ
エ変換)または3DFTにより、両データ間の実部・虚
部のそれぞれについてサブトラクションを行う。その結
果、実部と虚部それぞれに血液部分だけが残留したエコ
ー信号が得られる。このサブトラクションは、入力され
たスライス分繰返す。
加算器での処理が終わったら、得られるエコー信号は実
部と虚部を有するため、複素2DFFT(2次元高速フ
ーリエ変換)により画像再構成を行ってアンギオ画像を
作成する。本実施例によれば、n枚のスライスについて
画像の再構成はn回、すなわち従来(2n回)の1/2
ですみ、画像再構成時間の大幅な短縮が図れる。
アンギオ画像は、必要ならばさらに投影方向に合せたレ
イ・トレーシングによる加算、最大値投影などの画像処
理を施す。
第2図は、本発明の第2実施例に係るMRI装置におい
て、D−MRIを行う場合の工程を示す。
造影後のデータ(エンハンストデータ)F、。
F 、・・・、F  (それぞれ造影後t1.t2.・
・・n t 時間経過後に収集)および造影前のデータ(ベース
データ)F  (造影前の時刻toに収集)とも、エコ
ーデータの段階では同一部位の各スライスについて実(
teal)部と虚(imaginxr7)部を含むデー
タが得られるが、本実施例のMRI装置においては、こ
れらのエコーデータを加算器に入力する。この場合、造
影後のデータは加算形で、造影前のデータは減算形で入
力される。
加算器では、スライスごとに2DFTまたは3DFTに
より、造影後のデータF1.F2.・・・F と造影前
のデータFOの間で実部・虚部のそれぞれについてサブ
トラクションF、  FQ(I=1. 2.・・・、n
)を行う。このサブトラクションは、入力されたスライ
ス分繰返す。
加算器での処理が終わったら、得られるエコー信号は実
部と虚部を有するため、複素2DFFTにより画像再構
成を行って造影剤による増分のみの画像を作成する。本
実施例によれば、n枚のスライスについて画像の再構成
はn回であるから、従来(n+1回)に比べ、画像再構
成時間の短縮が図れる。
これらの画像は、必要ならばさらにタイムデンシティカ
ーブ処理やファンクショナルイメージなどの画像処理を
施す。
第3図は、本発明の第3実施例に係るMRI装置におい
て、Dixon法を行う場合の工程を示す。
Dixon法は、所定強度の外部磁場中の核スピンの共
鳴周波数が、周りの電子の影響によって感知する磁場強
度が少し変化してずれること(化学シフト)を考慮し、
プロトンスペクトルの2つの大きなピークに相当する水
と脂肪の画像を得る方法である。
すなわち、プロトンスペクトルにおける水と脂肪の化学
シフトの差Δσは約3. 5ppmであるが、SE法の
パルスシーケンスにおける位相反転作用ヲモツπパルス
をγ(ΔσBe(2τ))=π(これは1.5Tではτ
=1.12m5に相当、γは磁気回転比、Boは外部磁
場強度)となるように設定すると、水と脂肪の位相が反
転する。すなわち第3図のデータAとして示すエコー信
号が得られる。
一方、τ=0の場合は通常のSE像につながる水と脂肪
の位相が一致したエコーデータ、すなわち第3図のデー
タBの形のエコー信号が得られる。
従来は、データAとデータBを直ちに画像化して、その
後両画像値を差引き、また加え合せることによってそれ
ぞれ水面像と脂肪画像を得ていたが、本実施例において
は、データAとデータBを、生データのままで2つの加
算器に送る。このときデータBはいずれの加算器にも加
算形で加算器に入力するが、データAは一方の加算器に
は加算形で、他方の加算器には減算形で入力する。
そして加算器での加・減算が終わったら、それぞれ信号
値を1/2にして水データのみのエコー信号値および脂
肪データのみのエコー信号値を得る。
その後、水データ、脂肪データそれぞれについて画像を
再構成するならば、ダイナミックレンジのビット数は少
なくてすみ、再構成時間が短縮できる。
このように、本発明のMRI装置は、画像間のサブトラ
クシシンを必要とする処理一般において、エコーデータ
間でのサブトラクションを行ってから目的の画像を再構
成することにより再構成時間の短縮を可能にする。
第4図は、本発明のMRI装置における実際のサブトラ
クション演算法を詳細に示す工程図である。図中、口で
囲んだものはデータ、回で囲んだものは処理を表す。
この図では、サブトラクション演算において引かれるエ
コーデータをFA (ξ、η)、引くエコーデータをF
、(ξ、η)とする。本発明のMR■装置においては、
電算機による通常の減算処理にしたがって、引くデータ
FB (ξ、η)について2の補数をとる。そしてこの
データを先にバッファメモリ(またはレジスタ)にスト
ア(格納)しておく。
この格納が終わったら、つぎに引かれるデータFA (
ξ、η)を上記バッファメモリに加算形で入力する。こ
うして、バッファメモリではサブトラクションが行われ
るが、サブトラクションの結果残るエコーデータ値は、
F (ξ、η)とFB(ξ、η)の差に相当する量で、
FA (ξ、η)、FB (ξ、η)の値に比べ、大幅
に小さくなる。
そこで、まず演算速度を高めたい場合は、サブトラクシ
ョンで値が小さくなる分だけ、ダイナミックレンジにお
ける高位ビット(M S B ; MostSigni
ficant BitJ側の数ビットを切り捨て、短い
ビットの下で2DFFT (2次元高速フーリエ変換)
または3DFFT (3次元高速フーリエ変換)を行い
、画像を形成する。
一方、演算精度を高めたい場合は、サブトラクションに
よってダイナミックレンジの高位ビットが空いた分だけ
、ビットを低位(L S B ; LeastSign
ificant Bit)側から高位(MSB)側ヘシ
フトさせる。その結果、新たに一ダイナミックレンジに
格納されるデータFC(ξ、η)は、有効数字の桁数を
増やして細かい血管等の低い信号を切捨てずにすむため
、2DFFTまたは3DFFTにおいて演算精度が向上
し、細かい血管等もよく現れた画像を得ることができる
なお、エコーデータF (ξ、η)とFB (ξ。
η)は、エンコードの可能な交互スキャンを行い、1つ
のリードデータについてサブトラクションを繰返せばよ
い。この場合、引くデータF8 (ξ。
η)から先に収集する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のMRI装置によれば、M
RアンギオとD−MRIにおいて画像の再構成に係る全
体の時間を短縮することができる。
また本発明によれば、従来に比べてビット数が少ないダ
イナミックレンジを使用して演算時間を短縮することが
可能になり、また従来と同じビット数のダイナミックレ
ンジで演算を行う場合は、有効数字の桁数を増やして演
算精度を向上させる二とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るMRI装置で行うMR
アンギオの工程図、第2図は本発明の他の実施例に係る
MRI装置で行うD−MRIの工程図、第3図は本発明
のさらに他の実施例に係るMRI装置で行うDixon
法の工程図、第4図は本発明のMRI装置で行うサブト
ラクション演算の工程図である。 第1m 造影使りテ゛−タ(エン八人トチ“−タ)六11前Oデ
ータ(へ゛−ステ゛−タ)第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、核磁気共鳴イメージング装置において、血管のイン
    フェーズ像とアウトオフフェーズ像の2組のデータから
    血管のみの画像を作成するMRIアンギオグラフィーに
    際して、前記各組の画像再構成前のエコーデータ間でサ
    ブトラクションを行ってから画像を再構成する機能を備
    えた核磁気共鳴イメージング装置。 2、核磁気共鳴イメージング装置において、造影剤の増
    分のみを画像化するMRIダイナミックスタディーに際
    して、画像再構成前のエコーデータ間で、造影剤投与後
    の画像から造影剤投与前の画像のサブトラクションを行
    ってから画像を再構成する機能を備えた核磁気共鳴イメ
    ージング装置。
JP27243390A 1990-10-12 1990-10-12 核磁気共鳴イメージング装置 Expired - Lifetime JP3204505B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH105191A (ja) * 1996-03-26 1998-01-13 Wisconsin Alumni Res Found 三次元ディジタル減算磁気共鳴血管撮影法
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