JPH06269425A - Mri device - Google Patents

Mri device

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JPH06269425A
JPH06269425A JP5056023A JP5602393A JPH06269425A JP H06269425 A JPH06269425 A JP H06269425A JP 5056023 A JP5056023 A JP 5056023A JP 5602393 A JP5602393 A JP 5602393A JP H06269425 A JPH06269425 A JP H06269425A
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JP
Japan
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flow
blood flow
flow velocity
gradient
noticed
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JP5056023A
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Katsuhiko Mitobe
勝彦 水戸部
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GE Healthcare Japan Corp
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to display the flow velocity spectogram of blood flow by selectively exciting regions including noticed blood flow parts and sampling the spins of the blood flow parts generated by impressing a flow encoding gradient in the blood flow direction. CONSTITUTION:The regions including the noticed blood flow parts are selectively excited by slicing by 90 deg. pulses and slice gradient Sz1 and slicing by 180 deg. pulses and slice gradients Sz2, Sx, Sy and thereafter the flow encoding gradient FE is continuously impressed to a z-axis coinciding with the blood flow direction of the noticed blood flow parts to generate a phase shift by each specified quantity in the spins of the noticed blood flow parts. Sampling timing is then synchronized with the timing to end the impression of the flow encoding gradient FE and the sampling data integrated with the phase shift at the specified quantity each are collected. The sampling data are then frequency analyzed by Fourier transform and the flow velocity of the spins corresponding to the phase shifts is determined. The flow velocity spectogram is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、MRI装置に関し、
さらに詳しくは、血流の流速スペクトラムを表示するこ
とが可能なMRI装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an MRI apparatus,
More specifically, it relates to an MRI apparatus capable of displaying a flow velocity spectrum of blood flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のMRI装置は、血流イメージング
としてMRアンギオ機能を有しているが、流速スペクト
ラムを表示する機能は有していない。
2. Description of the Related Art A conventional MRI apparatus has an MR angio function for blood flow imaging, but does not have a function of displaying a flow velocity spectrum.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】超音波診断装置では、
血流イメージングとしてドプライメージングの機能を有
しているが、これに加えて、流速スペクトラムとしてド
プラスペクトラムの機能をも有している。この流速スペ
クトラムは、循環系の診断において欠かせないものとな
っている。しかし、従来のMRI装置では、流速スペク
トラムを表示する機能は有していない問題点があった。
そこで、この発明の目的は、血流の流速スペクトラムを
表示することが可能なMRI装置を提供することにあ
る。
In the ultrasonic diagnostic apparatus,
Although it has the function of Doppler imaging as blood flow imaging, in addition to this, it also has the function of Doppler spectrum as the flow velocity spectrum. This flow velocity spectrum is indispensable for diagnosis of the circulatory system. However, the conventional MRI apparatus has a problem that it does not have a function of displaying the flow velocity spectrum.
Then, the objective of this invention is providing the MRI apparatus which can display the flow velocity spectrum of a blood flow.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明のMRI装置
は、着目する血流部分が含まれる領域を選択励起する選
択励起手段と、前記領域が選択励起されてから着目する
血流部分の血流方向にフローエンコード勾配を所定回数
連続的に印加するフローエンコード勾配印加手段と、そ
れらフローエンコード勾配と合せたタイミングでサンプ
リングデータを所定回数収集するデータ収集手段と、そ
れらサンプリングデータをフーリエ変換するフーリエ変
換手段と、フーリエ変換後のデータに基づき流速スペク
トラムを表示する流速スペクトラム表示手段とを具備し
たことを構成上の特徴とするものである。
An MRI apparatus according to the present invention is a selective excitation means for selectively exciting a region including a blood flow portion of interest, and a blood flow of a blood flow portion of interest after the region is selectively excited. Flow encode gradient applying means for continuously applying a flow encode gradient in a predetermined direction for a predetermined number of times, data collecting means for collecting sampling data a predetermined number of times at a timing matched with the flow encode gradient, and Fourier transform for Fourier transforming the sampling data The present invention is characterized in that it is provided with a means and a flow velocity spectrum display means for displaying a flow velocity spectrum based on the data after the Fourier transform.

【0005】[0005]

【作用】この発明のMRI装置では、着目する血流部分
を含む領域が選択励起手段により選択励起され、次い
で、着目する血流部分の血流方向にフローエンコード勾
配印加手段によりフローエンコード勾配が連続的に印加
される。このため、血流部分のスピンは、前記フローエ
ンコード勾配が印加されるごとに、流速によって決まる
一定量ずつ、位相シフトする。一方、それらフローエン
コード勾配を印加するのに合せたタイミングで、データ
収集手段により、サンプリングデータを収集する。そこ
で、収集されたサンプリングデータは、血流部分の流速
によって決まる一定量ずつ位相シフトしたデータであ
り、換言すると、血流部分の流速に対応した周波数スペ
クトルをもつデータである。そして、それらサンプリン
グデータをフーリエ変換手段によりフーリエ変換すると
周波数スペクトルが求まるが、これは上記のように血流
部分の流速に対応した流速スペクトルである。従って、
フーリエ変換後のデータに基づき流速スペクトラム表示
手段により流速スペクトラムが表示されることとなる。
In the MRI apparatus of the present invention, the region including the blood flow portion of interest is selectively excited by the selective excitation means, and then the flow encode gradient applying means continuously applies the flow encode gradient in the blood flow direction of the blood flow portion of interest. Is applied. Therefore, the spins in the blood flow portion are phase-shifted by a constant amount determined by the flow velocity each time the flow encode gradient is applied. On the other hand, the sampling data is collected by the data collecting means at the timing matched with the application of those flow encode gradients. Therefore, the collected sampling data is data that is phase-shifted by a fixed amount determined by the flow velocity of the blood flow portion, in other words, data having a frequency spectrum corresponding to the flow velocity of the blood flow portion. Then, the frequency spectrum is obtained by Fourier transforming the sampling data by the Fourier transforming means, which is the flow velocity spectrum corresponding to the flow velocity of the blood flow portion as described above. Therefore,
The flow velocity spectrum is displayed by the flow velocity spectrum display means based on the data after the Fourier transform.

【0006】[0006]

【実施例】以下、図に示す実施例に基づいてこの発明を
さらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限
定されるものではない。図1は、この発明の一実施例の
MRI装置1のブロック図である。計算機2は、操作卓
13からの指示に基づき、全体の作動を制御する。シー
ケンスコントローラ3は、記憶しているシーケンスに基
づいて、勾配磁場駆動回路4を作動させ、マグネットア
センブリ5の勾配磁場コイルで勾配磁場を発生させる。
また、ゲート変調回路7を制御し、RF発振回路6で発
生したRFパルスを所定の波形に変調して、RF電力増
幅器8からマグネットアセンブリ5の送信コイルに加え
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to this. FIG. 1 is a block diagram of an MRI apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The computer 2 controls the overall operation based on the instruction from the console 13. The sequence controller 3 operates the gradient magnetic field driving circuit 4 based on the stored sequence, and causes the gradient magnetic field coil of the magnet assembly 5 to generate a gradient magnetic field.
Further, the gate modulation circuit 7 is controlled to modulate the RF pulse generated by the RF oscillation circuit 6 into a predetermined waveform, and the RF pulse is applied from the RF power amplifier 8 to the transmission coil of the magnet assembly 5.

【0007】マグネットアセンブリ5の受信コイルで得
られたNMR信号は、前置増幅器9を介して位相検波器
10に入力され、さらにAD変換器11を介して計算機
2に入力される。計算機2は、AD変換器11から得た
NMR信号のデータに基づき、イメージを再構成し、表
示装置12で表示する。
The NMR signal obtained by the receiving coil of the magnet assembly 5 is input to the phase detector 10 via the preamplifier 9 and further to the computer 2 via the AD converter 11. The computer 2 reconstructs an image based on the data of the NMR signal obtained from the AD converter 11, and displays it on the display device 12.

【0008】図2は、このMRI装置1により実行され
る流速スペクトラム表示処理のフロー図である。所定の
シーケンスに基づくスキャンによって得られた診断部位
の断層イメージImを、図3に示すように表示装置12
に表示してから、ユーザが、操作卓13を用いて流速ス
ペクトラム表示の指示を与えると、計算機2が、図2の
フロー図に従って以下の処理を実行する。なお、図3
中、Bは着目する血流部分である。また、説明の簡略化
のために、着目する血流部分Bの血流方向はz軸に沿っ
ているものとする。
FIG. 2 is a flow chart of the flow velocity spectrum display processing executed by the MRI apparatus 1. A tomographic image Im of a diagnostic region obtained by scanning based on a predetermined sequence is displayed on the display device 12 as shown in FIG.
Then, when the user gives an instruction to display the flow velocity spectrum using the console 13, the computer 2 executes the following processing according to the flowchart of FIG. Note that FIG.
Inside, B is a blood flow portion of interest. Further, for simplification of description, it is assumed that the blood flow direction of the blood flow portion B of interest is along the z axis.

【0009】ステップS1にて、計算機2は、一般的な
領域制限手法(例えば Pre-Satura-tion)を用いて、血
流部分Bを含むボクセルR(図4参照)以外の所からの
信号が出ないようにしておいた後に、図5に示すような
パルスシーケンスAに基づいてスキャンを実行し、サン
プリングデータを収集する。なお、図4中、Δxはx軸
のスライス厚である。Δyはy軸のスライス厚である。
Δzはz軸のスライス厚である。図5に示したパルスシ
ーケンスAでは、90゜パルスを印加すると共にスライ
ス勾配Sz1を印加するスライシングと、180゜パル
スを印加すると共にスライス勾配Sz2,Sx,Syを
印加するスライシングとにより、血流部分Bを含むボク
セルRのみから信号が取り出せる。
In step S1, the computer 2 uses a general area restriction method (for example, Pre-Satura-tion) to detect signals from locations other than the voxel R (see FIG. 4) including the blood flow portion B. After preventing the output, scanning is executed based on the pulse sequence A as shown in FIG. 5 to collect sampling data. In FIG. 4, Δx is the slice thickness on the x-axis. Δy is the y-axis slice thickness.
Δz is the slice thickness on the z axis. In the pulse sequence A shown in FIG. 5, the slicing for applying the 90 ° pulse and the slice gradient Sz1 and the slicing for applying the 180 ° pulse and the slice gradients Sz2, Sx, Sy are performed by the slicing. A signal can be taken out only from the voxel R including B.

【0010】ディフェーズ勾配DPは、180゜パルス
より先に印加され、n個のフローエンコード勾配FE
は、180゜パルスより後に連続的に印加される。な
お、[n/2]個目のフローエンコード勾配FEを印加
し終えるタイミング(即ち、{[n/2]+1}個目の
フローエンコード勾配FEを印加し始めるタイミング)
が、エコー時間TEのタイミングに一致している。
The dephase gradient DP is applied before the 180 ° pulse, and n flow encode gradients FE are applied.
Are continuously applied after the 180 ° pulse. The timing at which the application of the [n / 2] th flow encode gradient FE is completed (that is, the timing at which the application of the {[n / 2] +1} th flow encode gradient FE is started) is performed.
, Coincides with the timing of the echo time TE.

【0011】前記ディフェーズ勾配DPおよびn個のフ
ローエンコード勾配FEは、正極側と負極側とで同じ振
幅で,且つ,同じ時間だけ印加される勾配であって、静
止しているスピンに対してはディフェーズ効果を及ぼし
得ないが、移動するスピンに対してはディフェーズ効果
を発揮する。例えばフローエンコード勾配FEによる横
磁化の位相シフトは、z軸に沿った流速vのスピンで、
φ(v)である。したがって、n個のフローエンコード
勾配FEによる横磁化の位相シフトは、n・φ(v)で
ある。但し、フローエンコード勾配FEは、最大流速v
maxでの位相シフトφ(2vmax)が2πを越えないよう
に、振幅と印加時間とが設定されている。また、例えば
ディフェーズ勾配DPによる横磁化の位相シフトは、z
軸に沿った流速vのスピンで、前記フローエンコード勾
配FEによる位相シフトφ(v)のn/2倍のn・φ
(v)/2である。
The dephase gradient DP and the n number of flow encode gradients FE have the same amplitude on the positive electrode side and the negative electrode side and are applied for the same time, and are applied to a stationary spin. Cannot exert a dephasing effect, but exerts a dephasing effect on moving spins. For example, the phase shift of transverse magnetization due to the flow encode gradient FE is a spin with a flow velocity v along the z axis,
φ (v). Therefore, the phase shift of transverse magnetization due to the n flow encode gradients FE is n · φ (v). However, the flow encode gradient FE is the maximum flow velocity v
The amplitude and the application time are set so that the phase shift φ (2vmax) at max does not exceed 2π. Further, for example, the phase shift of the transverse magnetization due to the dephase gradient DP is z
N × φ which is n / 2 times the phase shift φ (v) due to the flow encode gradient FE at a spin with a flow velocity v along the axis.
(V) / 2.

【0012】サンプリングタイミングは、n個のフロー
エンコード勾配FEのそれぞれを印加し終えるタイミン
グであり、[n/2]番目のサンプリングタイミングが
エコー時間TEのタイミングに一致している。
The sampling timing is the timing at which the application of each of the n flow encode gradients FE is finished, and the [n / 2] th sampling timing coincides with the timing of the echo time TE.

【0013】静止しているスピンでは、180゜パルス
が印加された後、次第に横磁化の位相が揃って、エコー
時間TEのタイミングでスピンエコー信号の強度は最大
となる。他方、z軸に沿った流速vのスピンでは、18
0゜パルスが印加された後、静止しているスピンと同様
な横磁化の変化に加えて、フローエンコード勾配FEが
印加されるごとにφ(v)ずつ位相シフトを生じる。
In the stationary spin, after the 180 ° pulse is applied, the phases of the transverse magnetization gradually become uniform, and the intensity of the spin echo signal becomes maximum at the timing of the echo time TE. On the other hand, for a spin with velocity v along the z-axis, 18
After the 0 ° pulse is applied, in addition to the change in transverse magnetization similar to a stationary spin, a phase shift of φ (v) occurs each time the flow encode gradient FE is applied.

【0014】このため、サンプリングタイミングごとに
収集されるn個のサンプリングデータには、サンプリン
グデータごとにφ(v)ずつ積算された前記流速vのス
ピンによる位相シフトが反映される。但し、z軸に沿っ
た流速vのスピンは、180゜パルスが印加される前
に、ディフェーズ勾配DPによりn・φ(v)/2の位
相シフトを生じているので、1個目から[n/2]個目
までのフローエンコード勾配FEによるn・φ(v)/
2の位相シフトがリフェーズ的に作用して、エコー時間
TEのタイミングでの位相シフトがゼロである。
Therefore, the n pieces of sampling data collected at each sampling timing reflect the phase shift due to the spin of the flow velocity v accumulated by φ (v) for each sampling data. However, since the spin having the flow velocity v along the z-axis has a phase shift of nφ (v) / 2 due to the dephase gradient DP before the 180 ° pulse is applied, from the first spin [ [n / 2] flow encoding gradients FE up to n · φ (v) /
The phase shift of 2 acts like a rephase, and the phase shift at the timing of the echo time TE is zero.

【0015】図2に戻って、ステップS2にて、計算機
2は、収集したn個のサンプリングデータをフーリエ変
換し、周波数スペクトルを求める。そして、例えば図6
に示すような振幅G0 ,印加時間Tのフローエンコード
勾配G(t)により、流速vのスピンが得る位相シフト
ψ(v)は ψ(v)=π・γ・G0・v・T2/2 のように表されることに基づいて、周波数に対応するス
ピンの流速を求めて、流速スペクトラムを算出する。ス
テップS3にて、計算機2は、例えば図7に示すよう
に、流速スペクトラムH1を表示装置12に表示する。
なお、図7中、縦軸は流速±vであり,横軸は時間tで
ある。また、流速スペクトラムH1上の輝度分布で流速
分布を表している。
Returning to FIG. 2, in step S2, the computer 2 Fourier transforms the collected n pieces of sampling data to obtain a frequency spectrum. Then, for example, in FIG.
The phase shift ψ (v) obtained by the spin of the flow velocity v is ψ (v) = π · γ · G 0 · v · T 2 by the amplitude G 0 and the flow encode gradient G (t) with the application time T as shown in Based on the expression such as / 2, the flow velocity spectrum of the spin corresponding to the frequency is obtained, and the flow velocity spectrum is calculated. In step S3, the computer 2 displays the flow velocity spectrum H1 on the display device 12, as shown in FIG. 7, for example.
In FIG. 7, the vertical axis represents the flow velocity ± v, and the horizontal axis represents the time t. Further, the flow velocity distribution is represented by the luminance distribution on the flow velocity spectrum H1.

【0016】ステップS4にて、計算機2は、ユーザか
ら流速スペクトラム表示の終了指示が与えられたか否か
を判断する。ユーザから流速スペクトラム表示の終了指
示が与えられていなければ、ステップS1以降を繰り返
し、例えば図7に示すような流速スペクトラムH2(二
点鎖線)を表示する。また、ユーザから流速スペクトラ
ム表示の終了指示が与えられていれば、処理を終了す
る。
In step S4, the computer 2 determines whether or not the user has given an instruction to end the flow velocity spectrum display. If the user has not given an instruction to end the flow velocity spectrum display, step S1 and subsequent steps are repeated to display the flow velocity spectrum H2 (two-dot chain line) as shown in FIG. 7, for example. If the user gives an instruction to end the flow velocity spectrum display, the process ends.

【0017】上記実施例では、SE法を適用したパルス
シーケンスAを用いているが、FE法を適用したパルス
シーケンスを用いることも可能である。また、マルチエ
コー手法を適用することも可能である。
In the above embodiment, the pulse sequence A to which the SE method is applied is used, but it is also possible to use the pulse sequence to which the FE method is applied. It is also possible to apply the multi-echo method.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明のMRI装置によれば、フロー
エンコード勾配により生じる位相シフトを利用して、血
流の流速スペクトラムを表示することが出来るようにな
る。
According to the MRI apparatus of the present invention, the flow velocity spectrum of the blood flow can be displayed by utilizing the phase shift caused by the flow encode gradient.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明のMRI装置の一実施例のブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an MRI apparatus of the present invention.

【図2】図1の装置により実行される流速スペクトラム
表示のフロー図である。
FIG. 2 is a flow chart of a flow velocity spectrum display executed by the apparatus of FIG.

【図3】図1の装置による断層イメージの例示図であ
る。
3 is an exemplary view of a tomographic image by the apparatus of FIG. 1. FIG.

【図4】図1の装置により選択励起される領域の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a region selectively excited by the device of FIG.

【図5】図1の装置による流速スペクトラム表示に用い
られるパルスシーケンスの例示図である。
5 is an exemplary diagram of a pulse sequence used for displaying a flow velocity spectrum by the apparatus of FIG. 1. FIG.

【図6】フローエンコード勾配の例示図である。FIG. 6 is an exemplary diagram of a flow encode gradient.

【図7】図1の装置による流速スペクトラム表示の例示
図である。
7 is an exemplary view of a flow velocity spectrum display by the device of FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MRI装置 2 計算機 A パルスシーケンス B 着目する血流部分 FE フローエンコード勾配 H1 流速スペクトラム Im 断層イメージ TE エコー時間 1 MRI device 2 computer A pulse sequence B blood flow portion of interest FE flow encode gradient H1 flow velocity spectrum Im tomographic image TE echo time

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01P 13/00 E 7507−4C A61B 5/05 377 9219−2J G01N 24/02 Y Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI Technical indication location G01P 13/00 E 7507-4C A61B 5/05 377 9219-2J G01N 24/02 Y

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 着目する血流部分が含まれる領域を選択
励起する選択励起手段と、前記領域が選択励起されてか
ら着目する血流部分の血流方向にフローエンコード勾配
を所定回数連続的に印加するフローエンコード勾配印加
手段と、それらフローエンコード勾配と合せたタイミン
グでサンプリングデータを所定回数収集するデータ収集
手段と、それらサンプリングデータをフーリエ変換する
フーリエ変換手段と、フーリエ変換後のデータに基づき
流速スペクトラムを表示する流速スペクトラム表示手段
とを具備したことを特徴とするMRI装置。
1. A selective excitation means for selectively exciting a region including a blood flow portion of interest, and a flow encode gradient continuously for a predetermined number of times in the blood flow direction of the blood flow portion of interest after the region is selectively excited. Flow encode gradient applying means for applying, data collecting means for collecting sampling data a predetermined number of times at a timing matched with the flow encode gradient, Fourier transforming means for Fourier transforming these sampling data, and flow velocity based on the data after Fourier transforming An MRI apparatus comprising: a flow velocity spectrum display means for displaying a spectrum.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007190362A (en) * 2005-12-22 2007-08-02 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Magnetic resonance imaging apparatus
JP2012183429A (en) * 2012-07-05 2012-09-27 Toshiba Corp Mri apparatus

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