JPH05237077A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の断面を撮像する際の目安となる断面を
撮像する場合に、その操作を容易にし、しかも患者（被
検体）に苦痛を与えることのないようにする。 【構成】 被検体の少なくとも一断面における断層像を
映像し、この映像された断層像を目安にして所望の断面
における断層像情報を得るようにする磁気共鳴イメージ
ング装置において、被検体の少なくとも一断面における
前記断層像の映像は、高周波磁場を印加した後に位相エ
ンコード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら各印
加の度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理でな
されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング装
置に係り、特に、被検体の少なくとも一断面における断
層像を映像し、この映像された断層像を目安にして所望
の断面における断層像情報を得るようにする磁気共鳴イ
メージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴
現象を利用して被検体のスライス面における検査部位の
原子核スピンの密度分布、緩和時間等を計測して、その
計測データから該スライス面に相当する断面を画像表示
するものである。

【０００３】このような磁気共鳴イメージング装置にお
いては、目的とする断面像とは異なる断面像を予め撮像
し、この撮像された断面像を目安として、所望のかつ適
正な断面像を得るようにしている。

【０００４】その具体的な方法としては、図９に示すよ
うに、目的とする断面像｛図９（ａ）｝と直交する断面
像｛図９（ｂ）｝を予め撮像し、この撮像された断面像
から図中Ｌの位置を定め、このＬの位置を基準として該
目的とする断面像｛図９（ａ）｝を得るようにしてい
る。

【０００５】また、他の方法としては、検査部位が静磁
場均一空間の中央に位置付けられていない場合、端部に
おける静磁場の歪みが画像の歪みとなって表れる。この
ため、数回の撮像を行い、この撮像された画像を目安に
して検査部位を静磁場均一空間の中央に位置付けるよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに、所望の断面像を得るための目安となる断面の撮像
にあっては、所望の断面像を得るための撮像方法と同じ
方法で行っていたものであった。

【０００７】たとえばスピンエコー（ＳＥ）法により撮
像することにより断面像を得、その後、この断面像を目
安としてやはりスピンエコー（ＳＥ）法により撮像する
ことにより所望の断面像を得るというようにしてであ
る。

【０００８】しかし、上述のスピンエコー（ＳＥ）法に
よる撮像は比較的時間を要するものであり、これによ
り、オペレータにおける操作の煩雑さ、あるいは被検体
への無用な苦痛を引き起こす等の問題点が残されてい
た。

【０００９】それ故、本発明はこのような事情に基づい
てなされたものであり、その目的とするところのもの
は、所望の断面を撮像する際の目安となる断面を撮像す
る場合に、その操作を容易にし、しかも患者（被検体）
に苦痛を与えることのないようにした磁気共鳴イメージ
ング装置を提供することにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、所望の断面を
正確に間違いなく撮像することのできる磁気共鳴イメー
ジング装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、請求項１に記載のよ
うに、被検体の少なくとも一断面における断層像を映像
し、この映像された断層像を目安にして所望の断面にお
ける断層像情報を得るようにする磁気共鳴イメージング
装置において、被検体の少なくとも一断面における前記
断層像の映像は、高周波磁場を印加した後に位相エンコ
ード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら各印加の
度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理でなされ
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】そして、請求項２に記載のように、所望の
断面における断層像情報を得るための目安となる断層像
の映像は被検体を載置するテーブルの位置変更とともに
複数なされるもので、その際の各映像情報を記憶するメ
モリと、このメモリに記憶された各映像情報と関連させ
てこれら映像情報が得られた際の前記テーブルの位置情
報を記憶するメモリと、前記各映像情報に基づく所定の
映像の指定によりその映像による映像情報に関連したテ
ーブルの位置情報に基づいて該テーブルがその位置に移
動する駆動手段とが設けられたことを特徴とするもので
ある。

【００１３】また、請求項３に記載のように、請求項２
の発明を受信コイルにも適用させてなるものである。

【００１４】

【作用】このような構成した請求項１記載の磁気共鳴イ
メージング装置は、まず、高周波磁場を印加した後に位
相エンコード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら
各印加の度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理
を行うことにより被検体の一断面における断層像を映像
させるようにしているものである。

【００１５】このような撮像方法の代表的なものとして
はいわゆるエコープラナー法があるが、たとえばスピン
エコー法等のように位相エンコード方向傾斜磁場を変化
させて数回のシーケンスを繰り返すことがなく１回で終
了させることができることから、その撮像に要する時間
をほぼ１００ｍｓｅｃとすることができる。

【００１６】なお、画像の精度はたとえばスピンエコー
法で撮像した場合と較べ充分なものではないが、単に、
所望の断層像を得るための目安となる断層像を得るため
であることから、このことが問題となることはない。

【００１７】このため、オペレータの操作が容易にな
り、また患者（被検体）に苦痛を与えることもなくな
る。

【００１８】また、請求項２記載の磁気共鳴イメージン
グ装置によれば、複数の断面像を順次得ていく際に、そ
れら各断面像情報とこれら各断面像情報を得る際におけ
るテーブルの位置情報が該断面像情報と関連させてメモ
リに格納されるようになる。そして、各断面像情報を順
次映像させ、その際に適当と思われる断面像を指定する
ことにより、指定断層像と関連づけたテーブルの位置情
報に基づいてテーブルが駆動されることになる。

【００１９】このため、所望の断面を正確に間違いなく
撮像することができるようになる。

【００２０】さらに、請求項３記載の磁気共鳴イメージ
ング装置によれば、請求項２記載の発明を受信コイルに
適用させていることから、該受信コイルの設定が正確に
行うことができ、所望の断面を正確に間違いなく撮像す
ることができるようになる。

【００２１】

【実施例】図２は、本発明による磁気共鳴イメージング
装置の一実施例を示す全体概略ブロック構成図である。

【００２２】同図に示す磁気共鳴イメージング装置は、
静磁場発生磁石２と、磁場勾配発生系３と、送信系４
と、受信系５と、信号処理系６と、シーケンサ７と、中
央処理装置（ＣＰＵ）８とを備えてなっているものであ
る。

【００２３】前記静磁場発生磁石２は、被検体１の周り
にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁
場を発生させるもので、該被検体１の周りのある広がり
をもった空間に永久磁石方式または常電導方式あるいは
超電導方式の磁場発生手段が配置されている。

【００２４】磁場勾配発生系３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸方
向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場
コイルを駆動する傾斜磁場電源１０とからなり、後述の
シーケンサ７からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾
斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの三
軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを被検体１に印加す
るようになっている。この傾斜磁場の加え方により被検
体１に対するスライス面を設定することができる。

【００２５】シーケンサ７は、被検体１の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁
場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰返し印加す
るもので、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層像
のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系４および磁
場勾配発生系３ならびに受信系５に送るようになってい
る。

【００２６】送信系４は、前記シーケンサ７から送り出
される高周波パルスにより被検体１の生体組織を構成す
る原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波
磁場を照射するもので、高周波発信器１１、変調器１
２、高周波増幅器１３、高周波コイル１４ａとからなり
っている。高周波発信器１１から出力された高周波パル
スをシーケンサ７の命令にしたがって変調器１２で振幅
変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅
器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高
周波コイル１４ａに供給することにより、電磁波が前記
被検体１に照射されるようになっている。

【００２７】受信系５は、被検体１の生体組織の原子核
の核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信
号）を検出するもので、高周波コイル１４ｂ、増幅器１
５、直交位相検波器１６、Ａ／Ｄ変換器１７とからなっ
ている。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電
磁波による被検体１の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被
検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出
され、増幅器１５および直交位相検波器１６を介してＡ
／Ｄ変換器１７に入力されてディジタル量に変換され、
さらにシーケンサ７からの命令によるタイミングで直交
位相検波器１６によりサンプリングされた二系列の収集
データとされ、その信号が信号処理系６に送られるよう
になっている。

【００２８】信号処理系６は、ＣＰＵ８と、磁気ディス
ク１８および磁気テープ１９等の記憶装置と、ＣＲＴ等
のディスプレイ２０とからなり、ＣＰＵでフーリエ変
換、補正係数計算、画像再構成等の処理を行い、任意断
面の信号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行
って得られた分布を画像化して得られた分布を画像化し
てディスプレイ２０に断層像として表示するようにして
いる。

【００２９】そして、前記シーケンサ７には、エコープ
ラナー法およびスピンエコー法による各シーケンスが内
臓され、前記スピンエコー法で所望の断面像を得るよう
にし、その所望の断面像を得るための目安としての断面
像をエコープラナー法で得るようにしている。

【００３０】ここで、図１にエコープラナー法のパルス
シーケンスを示す。

【００３１】スライス選択用のスライス傾斜磁場Ｇｚを
印加した後に、一定のリードアウト傾斜磁場Ｇｘを与え
ながら、一定の時間間隔で正負に繰り返しながらエンコ
ード傾斜磁場Ｇｙを与えるようになっている。再構成す
る画像のマトリックス数が例えば１２８×１２８とした
場合、前記エンコード傾斜磁場Ｇｙとして正に６４回、
負に６４回の傾斜磁場を与えるようになっている。この
ように、高周波磁場とスライス傾斜磁場Ｇｚにより選択
励起した後にエンコード傾斜磁場Ｇｙを反転させると勾
配磁場エコー信号が形成される。

【００３２】すなわち、励起パルスの直後にスピンの位
相をずらす（ｄｅｐｈａｓｅ）ための傾斜磁場を印加
し、直ちに反対方向の傾斜磁場を印加すると、ｄｅｐｈ
ａｓｅされたスピンは集束（ｉｎ ｐｈａｓｅ）してエ
コー信号を発するようになる。

【００３３】このため、このようなｄｅｐｈａｓｅとｉ
ｎ ｐｈａｓｅのための傾斜磁場反転を超高速で行うよ
うにすれば、それに応じてエコー信号が連続して得られ
るようになる。

【００３４】そして、最終的には全検出ＮＭＲ信号デー
タに二次元フーリエ変換処理を施して断層像を得るよう
にしている。

【００３５】（参照文献：Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａ
ｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：２９，３５５−３
７３，１９７８）次に、図３にスピンエコー法のパルス
シーケンスを示す。

【００３６】まず、励起のための高周波磁場を照射す
る。この照射パワーは、巨視的にみた原子スピンが静磁
場と垂直な平面に９０°倒される大きさとする（９０°
パルス）。各スピンはそれぞれ固有の速度で回転を始め
るため、時間の経過とともに各スピン間に位相差を生じ
る。ここで、スピンを１８０°倒すパワーの高周波磁場
（１８０°パルス）を再び印加すると、各スピンは反転
し、位相差が収束してエコー信号を形成する。この時間
をエコー時間（Ｔｅ）と称している。さらに、スライス
面内の二次元的位置情報を付加する目的で、エコー信号
検出時にリードアウト傾斜磁場Ｇｘを、二つの高周波磁
場照射時間にエンコード傾斜磁場Ｇｙを印加する。この
エンコード傾斜磁場Ｇｙを少しずつ変化させて繰返しエ
コー信号の検出を行い、最終的に前記検出ＮＭＲ信号デ
ータに二次元フーリエ変換処理を施すことによって断層
画像を得ることができる。

【００３７】このように構成した磁気共鳴イメージング
装置によれば、まず、高周波磁場を印加した後に位相エ
ンコード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら各印
加の度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理を行
うことにより被検体の一断面における断層像を映像させ
るようにしているものである。

【００３８】このような撮像方法は、たとえばスピンエ
コー法等のように１８０°パルスを用いることなく、位
相エンコード方向傾斜磁場を変化させて数回のシーケン
スを繰り返すことがなく１回で終了させることができる
ことから、その撮像に要する時間をほぼ１００ｍｓｅｃ
とすることができる。

【００３９】なお、画像の精度はたとえばスピンエコー
法で撮像した場合と較べ充分なものではないが、単に、
所望の断層像を得るための目安となる断層像を得るため
であることから、このことが問題となることはない。

【００４０】このため、オペレータの操作が容易にな
り、また患者（被検体）に苦痛を与えることもなくな
る。

【００４１】なお、この場合において、エコープラナー
法によって撮像された断層像を映像する場合、図６に示
すように、テーブル２１が挿入されるガントリ３５面に
設けた画像表示部３６に映像させるようにするとオペレ
ータに便ならしめることができるようになる。この場合
の画像表示部としてはガントリ３５の磁場の影響を受け
ないように液晶表示装置であることが望ましい。

【００４２】そして、本実施例では、前記ＣＰＵ８にお
いて図４に示すような処理がなされるようになってい
る。同図において、ステップ（Ｓ）１． まず、被検体の任意の断面に沿った
断面像をたとえばエコープラナー法により撮像する。

【００４３】ステップ（Ｓ）２．この撮像において得ら
れた撮像情報を図２に示すメモリ２４に記憶する。な
お、この際、得られた撮像情報をそのまま画像表示部に
表示できるようにしてもよい。ここで、この画像表示部
３６は、たとえば図６に示すようにガントリ３５のテー
ブル２１の挿入口側の側壁に固定された液晶表示装置か
らなり、該画像表示部３６を注視するオペレータに便な
らしめている。液晶表示装置としたのは磁場の影響を受
けることがないからである。

【００４４】ステップ（Ｓ）３．そして、この時のテー
ブルの位置を前記メモリ２４に記憶する。

【００４５】ステップ（Ｓ）４．撮像が終わりか否かを
判定する。この判定は、たとえばオペレータの操作卓を
介して入力される情報に基づいてなされるようになって
いる。この場合の操作卓としては前記画像表示部３６に
近接して配置させておくのが便利となる。

【００４６】ステップ（Ｓ）５．撮像がいまだ終了して
いないと判定された場合、テーブルが所定間隔だけ移動
する。この所定間隔はたとえば予めＣＰＵに設定された
ものとなっているものである。その後は上述した手順が
繰り返されることになる。

【００４７】ステップ（Ｓ）６．ステップ４にて撮像が
終了したと判定された場合、ステップ２にて記憶した撮
像情報に基づいて前記画像表示部３６に映像がなされ
る。

【００４８】ステップ（Ｓ）７．この際に表示された映
像が所望のものであった場合、その映像を指定する。こ
の指定はたとえば操作卓にその旨の情報を入力すること
によってなされる。

【００４９】ステップ（Ｓ）８．指定がなされなかった
場合、次の撮像情報がメモリから読みだされ、ステップ
６に戻るようになっている。この結果、指定がなされる
までは、撮像した画像が順次映像されることになる。

【００５０】ステップ（Ｓ）９．映像された画像が指定
された場合は、その映像に関連させたテーブル位置情報
が読みだされる。

【００５１】ステップ（Ｓ）１０．該情報に基づいてテ
ーブルをその位置に駆動させる。その後は、所望の断面
像をたとえばスピンエコー（ＳＥ）法により撮像する。

【００５２】次に、上述したＣＰＵ８によって駆動され
るテーブル２１を図５を用いて説明をする。同図におい
て、テーブル２１は床面に固定されたベース２５と、こ
のベース２５上で上下方向（Ｚ方向）に移動する上下動
部２６、この上下動部２６の上面に取り付けられテーブ
ル２１の長手方向に沿って前後方向（Ｙ方向）に移動す
る前後動部２７と、この前後動部２７の上面に取り付け
られテーブル２１の長手方向に直交する方向に沿って左
右方向（Ｘ方向）に移動する左右動部２８とからなる。
上記ベース２５には、上下動部２６をＣＰＵ８の命令に
従って上下方向に移動させるための上下駆動源２９が設
けられ、上記上下動部２６には、それぞれＣＰＵ８の命
令により、前後動部２７を前後方向に移動させるための
前後駆動源３０および左右動部２８を左右方向に移動さ
せるための左右動駆動源３１が設けられている。そし
て、上記上下動駆動源２９と前後動駆動源３０と左右動
駆動源３１とで駆動部２２を構成している。

【００５３】そして、本実施例では、さらに前記テーブ
ル２１と同様に、このテーブル２１に配置される受信コ
イル１４ｂも同様にＣＰＵ８によって自動的に移動でき
るようになっている。

【００５４】この場合のＣＰＵ８の動作は図７に示して
おり、テーブルの駆動のための動作と同じものとなって
いる。

【００５５】そして、受信コイル駆動部２３は、図５に
示すように、テーブル２１の長手方向に沿って前後方向
（Ｙ方向）に移動する前後動部３２と、この前後動部３
２の上面に取り付けられた受信コイルの接続部（コネク
タ）３３からなり、上記前後動部３２には、ＣＰＵ８の
命令により、前後動部３２を前後方向に移動させるため
の前後動駆動源３４が設けられている。このような状態
で、上記テーブル２１の上面に載置された被検体１は、
上記左右動部２８と一緒に、上下、前後、左右の３軸方
向に沿って位置が調整されるようになる。また、コネク
タ３３に取り付けられた受信コイル１４ｂは、上記前後
動部３２と一緒に、前後に位置が調整されるようにな
る。

【００５６】このようにすれば、図８（ａ）から同図
（ｂ）に示すように、撮像位置の変更を、テーブル２１
の移動によって行うとき、受信コイル１４ｂと被検体１
の検査部位との位置が著しくずれないように、ＣＰＵ８
は受信コイル駆動源２３に命令して上記検査部位と受信
コイル１４ｂが常に静磁場均一空間の中心位置にあるよ
うにすることができる。

【００５７】上述した実施例では、所望の断層像を得る
目安となる断層像を得るための撮像方法としてはいわゆ
るエコープラナー法を用いたものであるが、これに限定
されることはない。要は、高周波磁場を印加した後に位
相エンコード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら
各印加の度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理
を行うようにするものなら全て適用できる。けだし、短
時間で撮像ができるからである。

【００５８】上述した実施例では、所望の断層像を得る
ために、スピンエコー法を用いて行ったものであるが、
たとえばグラジェントエコー方法等のように他の方法で
行ってもよいことはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明した磁気共鳴イメージング装置
によれば、所望の断面を撮像する際の目安となる断面を
撮像する場合に、その操作を容易にし、しかも患者（被
検体）に苦痛を与えることのないようにすることができ
る。

【００６０】また、所望の断面を正確に間違いなく撮像
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例により実行されるエコープラナー法の説明図であ
る。

【図２】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例を示す概略ブロック図である。

【図３】本発明による磁気共鳴イメージング装置の一実
施例により実行されるスピンエコー法の説明図である。

【図４】本発明による磁気共鳴イメージング装置内のＣ
ＰＵの動作の一実施例を示すフローチャートである。

【図５】本発明による磁気共鳴イメージング装置のテー
ブルの駆動源の一実施例を示す構成図である。

【図６】本発明による磁気共鳴イメージング装置の外観
を示した構成図である。

【図７】本発明による磁気共鳴イメージング装置内のＣ
ＰＵの動作の他の実施例を示すフローチャートである。

【図８】本発明による磁気共鳴イメージング装置におい
て、受信コイルの移動設定によりる効果を示した説明図
である。

【図９】本発明が想到される前提となる背景を示した説
明図である。

【符号の説明】

７ シーケンサ ８ ＣＰＵ ２４ メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の少なくとも一断面における断層
   像を映像し、この映像された断層像を目安にして所望の
   断面における断層像情報を得るようにする磁気共鳴イメ
   ージング装置において、被検体の少なくとも一断面にお
   ける前記断層像の映像は、高周波磁場を印加した後に位
   相エンコード傾斜磁場を正負交互に繰返し印加しこれら
   各印加の度ごとに得られるＮＭＲ信号に基づく画像処理
   でなされるようにしたことを特徴とする磁気共鳴イメー
   ジング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明において、所望の断
   面における断層像情報を得るための目安となる断層像の
   映像は被検体を載置するテーブルの位置変更とともに複
   数なされるもので、その際の各映像情報を記憶するメモ
   リと、このメモリに記憶された各映像情報と関連させて
   これら映像情報が得られた際の前記テーブルの位置情報
   を記憶するメモリと、前記各映像情報に基づく所定の映
   像の指定によりその映像による映像情報に関連したテー
   ブルの位置情報に基づいて該テーブルがその位置に移動
   する駆動手段とが設けられたことを特徴とする磁気共鳴
   イメージング装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の発明において、所望の断
   面における断層像情報を得るための目安となる断層像の
   映像は被検体に対して移動可能に載置された受信コイル
   の位置変更とともに複数なされるもので、その際の各映
   像情報を記憶するメモリと、このメモリに記憶された各
   映像情報と関連させてこれら映像情報が得られた際の前
   記受信コイルの位置情報を記憶するメモリと、前記各映
   像情報に基づく所定の映像の指定によりその映像による
   映像情報に関連した受信コイルの位置情報に基づいて該
   受信コイルがその位置に移動する駆動手段とが設けられ
   たことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。