JPH0642875B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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JPH0642875B2
JPH0642875B2 JP62232949A JP23294987A JPH0642875B2 JP H0642875 B2 JPH0642875 B2 JP H0642875B2 JP 62232949 A JP62232949 A JP 62232949A JP 23294987 A JP23294987 A JP 23294987A JP H0642875 B2 JPH0642875 B2 JP H0642875B2
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magnetic resonance
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和廣 片田
宏和 鈴木
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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(MR:magnetic resonance)現象
を利用して被検体(生体)のスライス画像等の形態情報
やスペクトロスコピー等の機能情報を得る磁気共鳴イメ
ージング装置に関し、特に脳表面構造の描出を行えるよ
うにした磁気共鳴イメージング装置に関する。
(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ω(ω=2πν,ν
ラーモア周波数)で共鳴する。
ω=γH 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、H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電磁波を信
号処理して、原子核密度,縦緩和時間T1,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。
一方、臨床面について言及する。すなわち、頭蓋内疾患
の外科的処置にあたり、脳溝をはじめとする脳表面の構
造は、病変部の位置を知るための重要な目安であり、術
前の正確な把握が望まれ、そして、これを磁気共鳴イメ
ージングにより行う試みがいくつかなされている。すな
わち、頭部用コイルを用いてプロトンを対象とする信号
収集を行うと、頭部用コイルは頭を包み込むように籠状
になっているので、頭全体から信号を収集することにな
り、脳表下の深部の情報が重なってしまい、結果的に上
述した診断に供することができるような脳表面構造を抽
出した画像は見られない。
また、表面コイルを用いてプロトンを対象とする信号収
集を行うと、表面コイルは近接する部位に高感度で作用
するので表層の皮下脂肪等からの信号ばかりを収集して
しまい、やはり上述した診断に供することができるよう
な脳表面構造を描出した画像は得られない。
さらに、脳表面構造を描出した画像を得ることに代えて
薄いスライス像を得ることにより脳表面構造を知る手掛
りにしようとすると、これだけでは頭の前後部,頭頂
部,脳底部を知ることができないので、これは脳表面に
存在する病変部を診断するための画像診断法にはならな
い。
(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おいては、脳溝水や脂肪からの
信号を区別なく同じように収集してしまうことになり、
脳表面に存在する病変部を診断するための脳表面構造を
描出した画像は得られない、という問題点があった。
そこで本発明の目的は、脳表面に存在する病変部を診断
するための脳表面構造を描出した画像を得ることができ
る磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
[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、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、高強度
の静磁場を発生する手段と、 位置情報付与のための傾斜磁場を前記静磁場に重畳して
発生する手段と、 磁気共鳴励起のための高周波磁場を前記静磁場及び前記
傾斜磁場に重畳して発生する手段と、 前記静磁場の磁場中心近傍に置かれた被検者の頭部の脳
溝を含む領域について、水のプロトンからの磁気共鳴信
号を検出し且つ脂肪のプロトンからの磁気共鳴信号を抑
制するシーケンスを実行する手段と、 前記シーケンスの実行により発生した磁気共鳴信号から
前記頭部の深い部分に相当する信号を抑制し、前記頭部
の脳構造を強調した磁気共鳴画像を得る手段とを具備す
ることを特徴とする。
ここに、前記シーケンスは、好ましくは、繰返し時間T
r及びエコー時間Teを通常よりも長く設定したスピン
エコー法のパルスシーケンスであり、脂肪からの信号が
略零となるようにインバーション時間Tiを設定したイ
ンバーションリカバリー法のパルスシーケンスであり、
又は脂肪からの信号強度が両者共略同じになるインバー
ションリカバリー法による像とスピンエコー法による像
とを得るようにし、このインバーションリカバリー法に
よる像からスピンエコー法による像を引くシーケンスで
ある。
(作用) このような構成を有する本発明装置によれば、受信手段
は頭部の脳溝を含む領域に関し、水からのプロトンから
の磁気共鳴信号を検出することができ、これにより脳溝
内の水による脳溝像を描出することができ、しかも脂肪
のプロトンからの磁気共鳴信号を抑制しているので、脂
肪による描出像が前記水による脳溝描出像に重畳しな
く、脳表面に存在する病変部を診断するための脳表面構
造を描出した画像を得ることができる。
(実施例) 以下本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の一実施例
を図面を参照して説明する。第1図は同実施例を説明す
ることができる。磁気共鳴イメージング装置の構成を示
す図である。
第1図に示すように、被検体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ッセンブリとし
て、常電導又は超電導方式による静磁場コイル(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の位置情報付与のための傾
斜磁場を発生するための傾斜磁場発生コイル2と、回転
高周波磁場を送信すると共に誘起された磁気共鳴信号
(MR信号)を検出するための送受信系である表面コイ
ル3とを有している。ここで、表面コイル3はその穴部
を被検体Pの頭部PHの側面部に臨み且つ近接して配置
されている。
また、静磁場コイル1が超電導方式であれば冷媒の供給
制御系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、X軸,Y軸,Z軸傾斜磁場電
源5,6,7、送信器8、受信器9、後述するパルスシ
ーケンスを実施するシーケンサ10、これらを制御する
と共に検出信号の信号処理及びその表示を行うコンピュ
ータシステム11、ディスプレイ12を備えている。
以上の構成の下でイメージング方法は以下のようにして
行う。すなわち、第2図に示すように、表面コイル3は
その穴部を被検体Pの頭部PHの頂部に臨み且つ近接し
て配置されており、この状態で第3図に示すスピンエコ
ー法(SE法)によるシーケンスを実行する。すなわ
ち、第3図(a)に示すように90°パルスと共に図示
しないスライス部位決定用傾斜磁場(この場合はZ軸)
を印加する。この場合、第2図に示すように、頭部PH
の略半分が励起スライス部位になるように傾斜磁場の条
件を設定する。そして、180°パルス及び図示しない
エンコード用及びリード用傾斜磁場(この場合はX,Y
軸)を印加し、通常よりも時間を長く例えば250msec
(通常は100msec以下である。)に設定したエコー時
間Teにより、第3図(b)に示すようにエコー信号を
収集する。そして、通常よりも時間を長く例えば200
0msec(通常は1000msec以下である。)に設定した
エコパルス繰返し時間Trにて上記のパルス系列を繰返
し実行する。
以上のシーケンスを実行することにより、第2図に示す
頭部PHの略半分が励起スライス部位として定まり、且
つ通常よりも時間を長く例えば2000msecに設定した
エコパルス繰返し時間Trにより、水はそのTrの間で
十分に回復するので、得られる信号強度は大きい。ま
た、通常よりも時間を長く例えば250msecに設定した
エコー時間Teにより、脂肪からの信号は抑制されたも
のとなる。
以上によれば、脳溝の水からは信号が得られるが、設置
真下方向に高感度特性を有する表面コイル3を用いてい
ることで、脳室や基底核等の深い部分の信号は抑制さ
れ、且つ通常よりも時間を長く設定したエコー時間Te
により、板間層や皮下脂肪等の表層構造からの主として
脂肪分による信号も抑制されたものとなる。よって、第
4図に示すように、ディスプレイ12上には脳溝が他の
ものと重複なく描出され、脳表面と病変との位置関係が
明らかで臨床上極めて有益な診断情報を呈示することが
できるものである。
次に本発明の第2の実施例を第5図及び第6図を参照し
て説明する。この第2の実施例は第5図(a)(b)に
示すインバーションリカバリー法(IR法)を適用する
ものであって、このシーケンスにおいて第6図に示すよ
うに脂肪からの信号が零になるインバーション時間T
i′を設定するものである。ここで、脂肪からの信号が
零になるインバーション時間Ti′の具体例を説明す
る。すなわち、第6図に示すように、インバーション時
間をTiとし、脂肪の縦緩和時間をT1とするとき、信
号強度である磁化の強さMは次のように表わされる。
M=M{1−2・exp(−Ti/T1)} ここで、 M=M{1−2・exp(−Ti/T1)}=0とな
るインバーション時間Ti′を求めると、 Ti′=T1×1n2となる。ここで、T1(磁場強度
によって異なる。)を150msecとすると、Ti′=1
04msecとなる。
以上のような第2の実施例によれば、脂肪からの信号は
抑制され、水からの信号のみが収集されるので、上述の
実施例と同様に水を含む脳溝が他のものと重複なく描出
された画像を得ることができる。
次に本発明の第3の実施例を第7図(a)(b)を参照
して説明する。この第3の実施例は、脂肪からの信号強
度が両者共略同じになるインバーションリカバリー法に
よる像とスピンエコー法による像とを得るようにし、こ
のインバーションリカバリー法による像からスピンエコ
ー法による像を引き、脂肪からの信号を抑制するように
したものである。
すなわち、IR法での信号強度Mirは、 Mir=M{1−2・exp(−Ti/T1)}・e
xp(−Te/T2) であり、 SE法での信号強度Mseは、 Mse=M{exp(−Te′/T2)} である。
ここで、例えば脂肪でT1=150msecとし、T2=5
0msecとし、Teを30msecとする。
脂肪において、Mir−Mseとするには、 M{1−2・exp(−Ti/150)}・exp
(−30/50) =M{exp(−Te′/50)} {1−2・exp(−Ti/150)} ・exp((−30/50) =exp(−Te′/50) 0.5488×{1−2・exp(−Ti/150)} =exp(−Te′/50) となる。
ここで、Tiを200msecとすると、 0.5488×(1−2・0.26) =0.259 =exp(−Te′/50) これにより、Te′は、 Te′=−{1n(0.259)}×50 Te′=67msecとなる。
この例では、SE法におけるエコー時間Teを67msec
とすれば、IR像−SE像を行うことにより、脂肪分の
信号を抑制することができる。
なお、第1図の構成では、表面コイル3をその穴部が被
検体Pの頭部PHの側面部に臨んで近接して配置して、
頭部PHの側面部方向からの脳溝画像を得るようにした
が、第8図に示すように表面コイル3をその穴部が頭部
PHの後部に臨み且つ近接して配置することにより、頭
部PHの後部方向からの脳溝画像を得ることができる。
この他、本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] 以上のように本発明によれば、受信手段は頭部の脳溝を
含む領域に関し、水のプロトンからの磁気共鳴信号を検
出することができ、これにより脳溝内の水による脳溝像
を描出することができ、しかも脂肪のプロトンからの磁
気共鳴信号を抑制しているので、脂肪による描出像が前
記水による脳溝描出像に重畳しなく、脳表面に存在する
病変部を診断するための脳表面構造を描出した画像を得
ることができる。
よって、本発明によれば、脳表面に存在する病変部を診
断するための脳表面構造を描出した画像を得ることがで
きる磁気共鳴イメージング装置を提供できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる磁気共鳴イメージング装置の第
1の実施例の構成を示す図、第2図は同実施例における
表面コイルの配置を示す図、第3図は同実施例における
SE法のパルスシーケンスを示す図、第4図は同実施例
の表示例を示す図、第5図及び第6図は本発明の第2の
実施例としてIR法のパルスシーケンスを示す図、第7
図は本発明の第3の実施例を説明するための図、第8図
は表面コイルの異なる配置例を示す図である。 1……静磁場コイル、2……傾斜磁場コイル、3……表
面コイル、4……静磁場制御系、5……送信器、6……
受信器、7……X軸傾斜磁場電源、8……Y軸傾斜磁場
電源、9……Z軸傾斜磁場電源、10……シーケンス、
11……コンピュータシステム、12……ディスプレ
イ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高強度の静磁場を発生する手段と、 位置情報付与のための傾斜磁場を前記静磁場に重畳して
    発生する手段と、 磁気共鳴励起のための高周波磁場を前記静磁場及び前記
    傾斜磁場に重畳して発生する手段と、 前記静磁場の磁場中心近傍に置かれた被検者の頭部の脳
    溝を含む領域について、水のプロトンからの磁気共鳴信
    号を検出し且つ脂肪のプロトンからの磁気共鳴信号を抑
    制するシーケンスを実行する手段と、 前記シーケンスの実行により発生した磁気共鳴信号から
    前記頭部の深い部分に相当する信号を抑制し、前記頭部
    の脳構造を強調した磁気共鳴画像を得る手段とを具備す
    る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】前記シーケンスは、繰返し時間Tr及びエ
    コー時間Teを通常よりも長く設定したスピンエコー法
    のパルスシーケンスであ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装置。
  3. 【請求項3】前記シーケンスは、脂肪からの信号が略零
    となるようにインバーション時間Tiを設定したインバ
    ーションリカバリー法のパルスシーケンスであることを
    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
    ジング装置。
  4. 【請求項4】前記シーケンスは、脂肪からの信号強度が
    両者共略同じになるインバーションリカバリー法による
    像とスピンエコー法による像とを得るようにし、このイ
    ンバーションリカバリー法による像からスピンエコー法
    による像を引くシーケンスであ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装置。
JP62232949A 1987-09-17 1987-09-17 磁気共鳴イメージング装置 Expired - Lifetime JPH0642875B2 (ja)

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JPS6476844A JPS6476844A (en) 1989-03-22
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