JPH07371A - 神経路イメージング方法およびmri装置 - Google Patents

神経路イメージング方法およびmri装置

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JPH07371A
JPH07371A JP4301681A JP30168192A JPH07371A JP H07371 A JPH07371 A JP H07371A JP 4301681 A JP4301681 A JP 4301681A JP 30168192 A JP30168192 A JP 30168192A JP H07371 A JPH07371 A JP H07371A
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JP
Japan
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diffusion
image
neural
nerve
path
Prior art date
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Application number
JP4301681A
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English (en)
Inventor
Yasuomi Kinosada
保臣 紀ノ定
Takao Hattori
孝雄 服部
Tetsuji Tsukamoto
鉄二 塚元
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
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Publication of JPH07371A publication Critical patent/JPH07371A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 3次元的な神経路の構造を神経路画像として
生成することが可能な神経路イメージング方法を提供す
る。 【構成】 平行な複数のスライスを神経路撮像領域に設
定し、MRI装置によりスライス面に垂直な軸に拡散強
調用勾配磁場を印加して各スライスについて拡散強調画
像を撮像する(S3)。各拡散強調画像の対応するピク
セルの画素値のうちで最大の画素値を神経路画像の対応
するピクセルの画素値とすることにより神経路画像を生
成する(S4)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、神経路イメージング
方法およびMRI装置に関し、さらに詳しくは、3次元
的な神経路の構造を神経路画像として生成する神経路イ
メージング方法およびMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図21は、Stejskal-Tanner パルス系列
を用いた拡散強調画像を得るためのパルスシーケンスの
例示図である。このパルスシーケンスBは、スピンエコ
ー法のパルスシーケンスのY軸に、強度が大きく印加時
間の長いSTG(Stejskal-Tanner gradient)パルスd
gを印加することによって、拡散情報を強調するもので
ある。なお、sgはスライス勾配磁場であり,phは位
相エンコード勾配磁場である。また、TEはエコー時間
である。
【0003】前記パルスシーケンスAによる拡散強調画
像の信号強度Iは、 I=k・exp{−b・D} (1) のように表せる。ここで、kは、パルスシーケンスおよ
び被検体の磁気パラメータにより決まる定数である。こ
の定数kは、STGパルスdgには影響されない。b
は、STGパルスdgの強度,印加時間などにより決ま
るファクタである。Dは、被検体の拡散の度合いを表わ
す拡散係数である。
【0004】撮像対象が神経であるときは、神経線維の
異方向性(anisotrophy) により、STGパルスdgの
印加方向に沿って走行する神経線維に比較して、それに
直交して走行する神経線維が高い信号強度となることが
知られている。例えば、図22に示すように、スライス
SLを神経線維Neが貫いているときは、図23に示す
ように、STGパルスdgの印加方向(Y軸)に直交し
てスライスSL内を走行する神経線維が高輝度のイメー
ジIneとして得られることになる。図24に、上記パ
ルスシーケンスBにより撮像した実際の拡散強調画像を
例示する。スライスは、頭部冠状面である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のイメージン
グ方法では、STGパルスdgの印加方向に直交してス
ライス内を走行する神経線維を描出することが出来る。
しかし、これにより得られる神経繊維の画像は、3次元
的な構造を持つ神経路を、ある2次元面で切り取ったも
のであり、神経路の3次元的な構造の情報を失っている
問題点がある。
【0006】そこで、この発明の目的は、神経路の3次
元的な構造の情報を含んだ神経路画像を生成することが
出来る神経路イメージング方法およびその神経路イメー
ジング方法を実施するMRI装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の神経路イメー
ジング方法は、目的の神経路撮像領域に複数の平行なス
ライスを設定し、MRI装置によりスライス面に垂直な
軸に拡散強調用勾配磁場を印加して各スライスについて
拡散強調画像を撮像し、各拡散強調画像の対応するピク
セルの画素値のうちで最大の画素値を神経路画像の対応
するピクセルの画素値とすることによって神経路画像を
生成することを構成上の特徴とするものである。
【0008】また、この発明のMRI装置は、指定され
た神経路撮像領域に複数の平行なスライスを設定すると
共にスライス面に垂直な軸に拡散強調用勾配磁場を印加
する拡散強調画像撮像シーケンスにより各スライスにつ
いて拡散強調画像を撮像する拡散強調画像撮像手段と、
各拡散強調画像の対応するピクセルの画素値のうちで最
大の画素値を抽出して神経路画像の対応するピクセルの
画素値とすることによって神経路画像を生成する神経路
画像生成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。
【0009】
【作用】この発明の神経路イメージング方法では、ま
ず、目的の神経路撮像領域に複数の平行なスライスを設
定し、MRI装置によりスライス面に垂直な軸に拡散強
調用勾配磁場を印加して各スライスについて拡散強調画
像を撮像する。したがって、得られる各拡散強調画像に
は、拡散強調用勾配磁場に直交する方向に各スライス面
内を走行する神経線維が高輝度で描出される。次に、各
拡散強調画像の対応するピクセルの画素値のうちで最大
の画素値を抽出し、それを神経路画像の対応するピクセ
ルの画素値とする。すなわち、神経路画像は、各拡散強
調画像の高輝度部分を連結した画像となる。神経路が前
記複数のスライスを貫いて走行していれば、その神経路
の各スライスで切り取られた部分が、各拡散強調画像に
高輝度で描出されているから、各拡散強調画像の高輝度
部分を連結した画像は、神経路の3次元的な構造を2次
元面に投影したものとなる。従って、神経路の3次元的
な構造の情報を含んだ神経路画像を生成することが出来
る。
【0010】一方、この発明のMRI装置では、拡散強
調画像撮像手段および神経路画像生成手段により上記神
経路イメージング方法を好適に実施できる。
【0011】
【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、この発明の神経路イメ
ージング方法を実施する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。
【0012】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。この発明の神経路イメージング
方法は、計算機2およびシーケンスコントローラ3に記
憶された手順により実施される。
【0013】ユーザが、マグネットアセンブリ5に被検
体をセッティングした後、操作卓13を用いて、神経路
イメージングの指示を与えると、計算機2は、図2に示
すフロー図の処理を実行する。以下、具体例として、頭
部の神経路画像を得る場合について説明する。ステップ
S1にて、ユーザは、神経路撮像領域を指定する。例え
ば、頭部を指定する。ステップS2にて、ユーザは、神
経路投影方向を指定する。例えば、前後方向(anterior
/posterior方向)を指定する。
【0014】ステップS3では、指定された神経路投影
方向に重なる複数のスライスを、指定された神経路撮像
領域をカバーするように設定する。なお、各スライス
は、神経路投影方向に直交する。次に、各スライスにつ
いて拡散強調画像を得るためのパルスシーケンスを作成
する。そのパルスシーケンスを、図3に例示する。この
パルスシーケンスAは、前記パルスシーケンスB(図2
1参照)と同様のStejskal-Tanner パルス系列を用いた
パルスシーケンスである。ただし、指定された神経路投
影方向の軸がスライス軸であり、その軸にSTGパルス
を印加する。ここでは、前後方向であるY軸がスライス
軸であり、STGパルスの印加される軸である。X軸は
位相エンコード方向である。Z軸は周波数エンコード方
向である。図4に、X軸,Y軸,Z軸およびスライスS
Lを模式的に示す。dgは、STGパルスの印加方向を
示す。Neは、神経路を示す。
【0015】さらに、ステップS3では、パルスシーケ
ンスAに基づいて各スライスについて拡散強調画像を得
る。図5の(a)(b)(c)(d)に、各スライスに
ついての拡散強調画像を例示する。Ineは、各スライ
スで切り取られた神経路Neによる高輝度部分である。
【0016】ステップS4では、各拡散強調画像で対応
するピクセルの輝度値のうちの最大のものを神経路画像
の対応するピクセルの輝度値として採用することによ
り、神経路画像の各ピクセルの輝度値を決定して、神経
路画像を生成する。例えば、図5の(a)(b)(c)
(d)に示すような複数の拡散強調画像に基づいて、図
6に示す神経路画像が生成される。この神経路画像は、
神経路の3次元的な構造情報を含んでいる。
【0017】ステップS5では、ユーザが、着目してい
る神経路とは関係のない部分の表示を抑制するために、
表示下限輝度値を指定する。ステップS6では、指定さ
れた表示下限輝度値に基づいて前記神経路画像上でその
表示下限輝度値以下の輝度値をもつピクセルの輝度値を
ゼロにして、神経路画像を表示装置12で表示する。
【0018】図7〜図20に、実際の撮像例を示す。撮
像条件は、心電図同期を利用して、繰返し時間TR=3
RR,TE=120msecとした。ただし、RRは心電図
のR-R intervalを意味する。スライスはスライス間隔
のない連続スライスであり、スライス厚は3mmであ
る。また、STGパルスdgの条件としては、 磁気回転比γ=26754radian/sec/ga
uss STGパルスの幅δ=40msec STGパルスの強さG=1gauss/cm 2つのSTGパルスの間隔Δ=60.7msec である。これらSTGパルスdgの条件から前記(1)
式中のファクタbは、 b=γ2δ22(Δ−δ/3)=542.459mm2 である。
【0019】図7〜図13は、健常人の頭部冠状面につ
いての画像例である。図7は、神経路撮像領域を指定す
るためのガイダンス画像である。縦縞がスライス位置を
表している。図8〜図12は、各拡散強調画像である。
図13は、各散強調画像から生成した神経路画像を、表
示下限輝度値を指定して表示したものである。脳梁,錐
体路,前交連などの神経路の3次元的な構造が描出され
ている。
【0020】図14〜図20は、患者の頭部冠状面につ
いての画像例である。図14〜図19は、各拡散強調画
像である。図20は、各散強調画像から生成した神経路
画像を、表示下限輝度値を指定して表示したものであ
る。脳梁,錐体路,前交連などの神経路の3次元的な構
造が描出されている。なお、健側(画像上で右側)の錐
体路領域の輝度に比べて患側(画像上で左側)の錐体路
領域の輝度に不整な低下が認められ、患側の錐体路に変
性と脱髄が生じていることが推察できる。
【0021】以上のMRI装置1によれば、3次元的な
神経路の構造を描出した神経路画像を生成することが出
来る。
【0022】なお、上記実施例では、ステップS4にて
最大値投影法を利用しているが、例えば最小値投影法,
標準偏差投影法などを用いて、前記神経路画像とは異な
る神経路画像を得ることも可能である。
【0023】
【発明の効果】この発明の神経路イメージング方法およ
びMRI装置によれば、3次元的な神経路の構造を神経
路画像として生成すること出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の神経路イメージング方法を実施する
ためのMRI装置のブロック図である。
【図2】この発明の神経路イメージング方法についての
フロー図である。
【図3】この発明の神経路イメージング方法に用いるパ
ルスシーケンスの例示図である。
【図4】図3のパルスシーケンスによるスライスと神経
線維とについての説明図である。
【図5】図3のパルスシーケンスによる拡散強調画像の
例示図である。
【図6】この発明の一実施例の神経路イメージング方法
による神経路画像の例示図である。
【図7】この発明の一実施例の神経路イメージング方法
による神経路画像を得るための位置決め用画像の例示図
である。
【図8】この発明に係る健常人の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図9】この発明に係る健常人の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図10】この発明に係る健常人の頭部冠状面の拡散強
調画像の例示図である。
【図11】この発明に係る健常人の頭部冠状面の拡散強
調画像の例示図である。
【図12】この発明に係る健常人の頭部冠状面の拡散強
調画像の例示図である。
【図13】この発明による健常人の頭部冠状面の神経路
画像の例示図である。
【図14】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図15】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図16】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図17】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図18】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図19】この発明に係る患者の頭部冠状面の拡散強調
画像の例示図である。
【図20】この発明による患者の頭部冠状面の神経路画
像の例示図である。
【図21】従来の神経のイメージング方法に用いるパル
スシーケンスの例示図である。
【図22】図21のパルスシーケンスによるスライスと
神経線維とについての説明図である。
【図23】図21のパルスシーケンスによる拡散強調画
像の例示図である。
【図24】図21のパルスシーケンスによる健常人の頭
部冠状面の拡散強調画像の例示図である。
【符号の説明】
1 MRI装置 2 計算機 3 シーケンスコントローラ A パルスシーケンス dg STGパルス Ne 神経線維 ph 位相エンコード勾配磁場 sg スライス勾配磁場 SL スライス TR 繰返し時間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紀ノ定 保臣 三重県津市鳥居町191−2 鳥居宿舎3− 11 (72)発明者 服部 孝雄 伊勢市常磐1丁目1−10 (72)発明者 塚元 鉄二 東京都日野市旭が丘4丁目7番地の127 横河メディカルシステム株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目的の神経路撮像領域に複数の平行なス
    ライスを設定し、MRI装置によりスライス面に垂直な
    軸に拡散強調用勾配磁場を印加して各スライスについて
    拡散強調画像を撮像し、各拡散強調画像の対応するピク
    セルの画素値のうちで最大の画素値を神経路画像の対応
    するピクセルの画素値とすることにより神経路画像を生
    成することを特徴とする神経路イメージング方法。
  2. 【請求項2】 指定された神経路撮像領域に複数の平行
    なスライスを設定すると共にスライス面に垂直な軸に拡
    散強調用勾配磁場を印加する拡散強調画像撮像シーケン
    スにより各スライスについて拡散強調画像を撮像する拡
    散強調画像撮像手段と、各拡散強調画像の対応するピク
    セルの画素値のうちで最大の画素値を抽出して神経路画
    像の対応するピクセルの画素値とすることにより神経路
    画像を生成する神経路画像生成手段とを具備したことを
    特徴とするMRI装置。
JP4301681A 1992-10-14 1992-10-14 神経路イメージング方法およびmri装置 Pending JPH07371A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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