JPH08229025A - 磁気共鳴映像装置 - Google Patents

磁気共鳴映像装置

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JPH08229025A
JPH08229025A JP8085386A JP8538696A JPH08229025A JP H08229025 A JPH08229025 A JP H08229025A JP 8085386 A JP8085386 A JP 8085386A JP 8538696 A JP8538696 A JP 8538696A JP H08229025 A JPH08229025 A JP H08229025A
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magnetic resonance
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和也 岡本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高速イメージングにおいて血流部分が高強度で
画像上に現われないようにした磁気共鳴映像装置を提供
する。 【解決手段】一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波
磁場と勾配磁場を所定のパルスシーケンスに従って印加
して得られる磁気共鳴信号から、特定のスライス面の画
像データを、高周波磁場によって励起されたスライス面
内の磁化が静磁場の不均一性の影響を含む横磁化の緩和
現象により緩和する時間内に取得する高速イメージング
を行なうに当り、画像データを取得するためのパルスシ
ーケンスを実行する前に、スライス面内の血流部分の磁
化を飽和させるか、または血流部分の水素原子核の磁化
を小さくするための90°パルスを高周波磁場として被
検体に印加し、所定時間τ経過後に該パルスシーケンス
を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴映像装置に
係り、特に心大血管系を高速に画像化するのに適した磁
気共鳴映像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴映像装置における画像化の方法
については、ローターバー(Lauterbur) によるプロジェ
クション法の考案以来、種々の方法が提案されており、
現在ではフーリエ法が主流となっている。
【0003】しかし、フーリエ法等では磁気共鳴系に本
質的な性質である緩和現象のため、映像化には分のオー
ダの時間がかかる。このため、呼吸や心拍等による運動
部位を画像化する場合、アーチファクトや画像ぽけ等の
画質劣化が問題となる。
【0004】画像データを短時間で取得できる高速イメ
ージングの方法としては、マンスフィールド(Mansfiel
d) 等によって提案されたエコープラナー法がある。こ
れは90゜選択励起パルスの印加後のFID(自由誘導
減衰)信号、あるいは90゜選択励起パルス/180゜
選択励起パルスのシーケンスにより得られるエコー信号
を、スライス面(x−y)内の位相エンコード方向に勾
配磁場Gyを印加しながら、それに直交する方向の勾配
磁場Gxを高速で反復して反転させることで多数回収集
し、それによって画像を再構成するものである。マンス
フィールド等は、エコープラナー法により50msec
程度の短時間で幼児の心臓を画像化することに成功して
いる。
【0005】しかしながら、このような高速イメージン
グの手法で画像化する場合、画像データを収集する間に
スライス部位から血流が抜けない(すなわち、画像デー
タ収集中に血流が静止して見える)ことにより、得られ
た画像上に血流部分が高強度で現われてしまい、心臓壁
等との区別がつかなくなるという問題がある。これは心
臓壁や弁の形態異常等を診断する上で、極めて不都合で
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の高速
イメージング法では、心大血管系を画像化する場合、血
流部分と他の部分とのコントラストをとることができ
ず、診断上不都合であった。 本発明の目的は、高速イ
メージングにおいて血流部分が高強度で画像上に現われ
ないようにした磁気共鳴映像装置を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するため、一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波磁
場と勾配磁場を所定のパルスシーケンスに従って印加し
て得られる磁気共鳴信号から、特定のスライス面の画像
データを、高周波磁場によって励起されたスライス面内
の磁化が静磁場の不均一性の影響を含む横磁化の緩和現
象により緩和する時間内に取得する高速イメージングを
行なうに当り、画像データを取得するためのパルスシー
ケンスを実行する前に、スライス面内の血流部分の磁化
を飽和させるか、または血流部分の水素原子核の磁化を
小さくするための高周波パルスを高周波磁場として被検
体に印加し、所定時間経過後に該パルスシーケンスを実
行するようにしたことを特徴とする。
【0008】本発明によると、画像データ取得のための
パルスシーケンス実行前に印加される高周波パルスが例
えば90゜パルスの場合、緩和時間の長い血流部分の磁
化が飽和した状態で、画像データ取得のためのパルスシ
ーケンスが開始される。また、180゜パルスの場合
は、180゜パルスの印加時点から画像データ取得のた
めのパルスシーケンス開始までの時間を適当に選ぶこと
により、血流部分の水素原子核の磁化が小さい状態で画
像デー夕取得のためのパルスシーケンスが開始される。
従って、これらのいずれの場合も、画像上では血流部分
と他の部分(例えば心臓壁,弁,血管壁等)とが十分な
コントラストをもって表示されることになる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態に係る
磁気共鳴映像装置の構成を示すブロック図である。同図
において、静磁場磁石1および勾配磁場コイル3はシス
テムコントローラ10により制御される励磁用電源2お
よび駆動回路4によってそれぞれ駆動され、寝台6上の
被検体5(例えば人体)に対して、一様な静磁場と、注
目する所望の断層面内の直交するx,yの二方向、およ
びそれに垂直なz方向に磁場強度が直線的に変化する勾
配磁場Gx,Gy,Gzを印加する。
【0010】被検体5にはさらにシステムコントローラ
10の制御の下で、送信部8a,8bからの高周波信号
によりプローブ7から発生される高周波磁場が印加され
る。プローブ7により受信された磁気共鳴信号は、受信
部8で増幅および検波された後、システムコントローラ
10の制御の下でデータ収集部11に送られる。データ
収集部11では、受信部9を介して取出された磁気共鳴
信号をシステムコントローラ10の制御の下で収集し、
それをA/D変換した後、電子計算機12に送る。
【0011】電子計算機12はコンソール13により制
御され、データ収集部11から入力された磁気共鳴信号
について画像再構成処理を行ない、2次元の画像データ
を得る。また、電子計算機12はシステムコントローラ
10の制御をも行なう。電子計算機12により画像デー
タは画像ディスプレイ14に供給され、画像表示され
る。
【0012】図2に、本発明に基づいてパルスシーケン
サ4によって制御されるパルスシーケンスの一例を示
す。高周波磁場としてのRFパルスと、スライス用,読
出し用および位相エンコード用の各勾配磁場Gz,G
x,Gyを図のように印加する。この例では画像データ
を取得するためのパルスシーケンスは、高速イメージン
グの一手法として知られているエコープラナー法による
ものであり、RFパルスとして90゜選択励起パルスを
印加すると同時にスライス用勾配磁場Gzを印加してス
ライス面(x−y)内の原子核(例えば水素原子核)ス
ピンを励起した後、180゜パルスを印加し、スライス
面に平行な方向に読出し用勾配磁場Gxを反転させなが
ら反復して印加し、さらにこの読出し用勾配磁場Gxの
反転毎に、スライス用勾配磁場Gzと平行でかつ読出し
用勾配磁場Gxと直交する方向に位相エンコード用勾配
磁場Gyを印加する。
【0013】この方法によれば、90゜選択励起パルス
によって励起されたスライス面内の磁化が静磁場の不均
一性の影響を含む横磁化の緩和現象により緩和する時間
内に、スライス面内の2次元の画像データを取得でき
る。この方法で得られるエコー信号Sn(kx,ky)は、次
式で表わされる。
【0014】Sn(kx,ky)=∫∫ρ(x,y)exp
{i(kx x+ky y)}dxdy・exp{−2/T
2 * (τE +(n−1)τP )} [n:エコー信号の番号,T1 :縦緩和時間,T2 *
静磁場の不均一性の影響を含む横緩和時間,Kx =γG
x Tx ,Ky =Koy(n−1),Koy:1回の位相エン
コード量] これらのエコー信号をフーリエ変換することにより、画
像データを得る。フーリエ空間上では、図3に示すよう
な軌跡でデータを収集することになる。図3においてk
xは読出し方向、kyは位相エンコード方向を表わす。
【0015】ここで、本発明は上記のような画像データ
を取得するためのパルスシーケンスを実行する前に、高
周波磁場として、例えば図2に示すように90゜パルス
を印加する。この90゜パルスとしてはスライス面内の
磁化のみに影響を与える選択励起パルス、スライス面お
よびその周辺を励起する非選択励起パルスいずれを用い
てもよい。この90゜パルスの印加後、例えば血液部分
の緩和時間より短い適当な時間τ経過してから、画像デ
ー夕取得のためのパルスシーケンスを開始する。このよ
うにすると、例えば心大血管系等を画像化する場合、血
流部分からの信号が飽和した状態で画像データが取得さ
れる。従って、血流以外の部分、例えば心臓壁,弁,血
管壁等を血流部分と明確なコントラストをもって画像化
することができ、診断上極めて有用となる。
【0016】なお、画像データを取得するためのパルス
シーケンスの前に印加するRFパルスとしては、180
゜パルスでもよい。その場合、血液における水素原子核
のスピン格子緩和時間(縦緩和時間T1 )が既知とすれ
ば、180゜パルス印加時点からT1 にほぼ等しい時
間、好ましくはT1 ・log2経過後、画像データ取得
のためのパルスシーケンスを開始することが望ましい。
すなわち、180゜パルスの印加によって−z方向を向
く磁化−Moを生じさせると、T1 の緩和過程に従って
磁化は+Moへと変化するが、その際に磁化Mzが零の
点を横切る。180゜パルス印加時点をt=0とすれ
ば、Mz=0の時刻toは Mz=Mo(1−2e-t/T1 ) 1−2e-to/T1=0 より、to=T1 ・log2となる。従って、時刻to
で画像データ取得のためのパルスシーケンスを開始すれ
ば、血流部分からの信号は抑圧され、血流部分と他の部
分とのコントラストを大きくとることができる。但し、
血流部分と他の部分とのコントラストを高める上では、
180゜パルスの印加時点から画像データ取得のための
パルスシーケンスを開始するまでの時間は、厳密にT1
・log2に設定する必要はなく、血流部分の磁化が小
さいto前後のタイミングで、画像データの取得のため
のパルスシーケンスを開始しても実用上は十分である。
すなわち、180゜パルス印加時点からT1 にほぼ等し
い時間経過後、画像データ取得のためのパルスシーケン
スを開始すればよい。また、180゜パルスとしては選
択励起パルス,非選択励起パルスのいずれを用いてもよ
い。
【0017】なお、本発明における最初の90゜パルス
あるいは180゜パルスの印加後に行なう画像データ取
得のためのパルスシーケンスは、図2に限定されるもの
ではなく、それ以外の例えば図4〜図7に示すような種
々のパルスシーケンスを使用することができる。図2に
示したパルスシーケンスとの相違のみを説明する。図4
は読出し用勾配磁場Gxの反復反転を図2のように矩形
状でなく、正弦波状に滑らかに行なう例であり、得られ
る画像データのフーリエ空間上でのデータ収集軌跡は図
3と同様である。
【0018】図5は読出し用勾配磁場Gxについては図
2の場合と同様とし、位相エンコード用勾配磁場Gyに
ついては矩形状に印加せずに、読出し用勾配磁場Gxの
印加中、静的に印加するようにしたものである。また、
図6は読出し用勾配磁場Gxについては図4と同じく正
弦波状、位相エンコード用勾配磁場Gyについては図5
と同様な静的印加としたものである。これら図5および
図6のパルスシーケンスによるフーリエ空間上でのデー
タ収集軌跡は、いずれも図8に示すようになる。但し、
これらの場合データサンプリング間隔Δtは、 Δφ=∫tp tp+ tγGx dt が一定となるようにとる。
【0019】図7は勾配磁場Gx,Gyを Gx =a cosb t−ab sinb t Gy =a sinb t−ab cosb t のように印加するものであり、この場合フーリエ空間上
では図9に示すような渦巻き状のデータ収集軌跡とな
る。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、高速イメージング法に
より生体内を画像化する場合、血流部分が高強度で表示
されるのを防止して、血流部分と他の部分とのコントラ
ストを大きくとることができ、心大血管系等の診断に好
適する磁気共鳴映像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る磁気共鳴映像装置の
構成を示すブロック図
【図2】同実施形態における画像データを得るためのパ
ルスシーケンスの一例を示すタイムチャート
【図3】図2のパルスシーケンスによって得られる画像
データのフーリエ空間上でのデータ収集軌跡を示す図
【図4】本発明における画像データを得るためのパルス
シーケンスの他の例を示すタイムチャート
【図5】本発明における画像データを得るためのパルス
シーケンスの他の例を示すタイムチャート
【図6】本発明における画像データを得るためのパルス
シーケンスの他の例を示すタイムチャート
【図7】本発明における画像データを得るためのパルス
シーケンスの他の例を示すタイムチャート
【図8】図5および図6のパルスシーケンスによって得
られる画像データのフーリエ空間上でのデータ収集軌跡
を示す図
【図9】同じく図7のパルスシーケンスによって得られ
る画像データのフーリエ空間上でのデータ収集軌跡を示
す図
【符号の説明】
1…静磁場磁石 2…励磁用電源 3…勾配磁場生成コイル 4…駆動回路 5…被検体 6…寝台 7…プローブ 8…送信部 9…受信部 10…システムコントローラ 11…データ収集部 12…電子計算機 13…コンソール 14…画像ディスプレイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波
    磁場と勾配磁場を所定のパルスシーケンスに従って印加
    して得られる磁気共鳴信号から、特定のスライス面の画
    像データを、前記高周波磁場によって励起されたスライ
    ス面内の磁化が静磁場の不均一性の影響を含む横磁化の
    緩和現象により緩和する時間内に取得する磁気共鳴映像
    装置において、 前記画像データを取得するためのパルスシーケンスを実
    行する前に、前記スライス面内の血流部分の磁化を飽和
    させるか、または血流部分の水素原子核の磁化を小さく
    するための高周波パルスを高周波磁場として被検体に印
    加し、所定時間経過後に前記パルスシーケンスを実行す
    る手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
  2. 【請求項2】前記高周波パルスが90゜パルスであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の磁気共鳴映像装置。
  3. 【請求項3】前記高周波パルスが180゜パルスであ
    り、前記画像データを取得するためのパルスシーケンス
    はこの180゜パルス印加時点から被検体内の血液部分
    における水素原子核のスピン格子緩和時間にほぼ等しい
    時間経過後、実行されることを特徴とする請求項1記載
    の磁気共鳴映像装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59105549A (ja) * 1982-12-09 1984-06-18 Yokogawa Hokushin Electric Corp 核磁気共鳴による検査方法
JPS59107246A (ja) * 1982-10-15 1984-06-21 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 局在化nmr化学シフト分光法を実施する方法と装置
JPS60168041A (ja) * 1983-12-14 1985-08-31 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr作像方法と装置
JPS62231644A (ja) * 1986-03-31 1987-10-12 株式会社東芝 磁気共鳴映像装置

Patent Citations (4)

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