JPH08238228A - 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Info
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- JPH08238228A JPH08238228A JP7045944A JP4594495A JPH08238228A JP H08238228 A JPH08238228 A JP H08238228A JP 7045944 A JP7045944 A JP 7045944A JP 4594495 A JP4594495 A JP 4594495A JP H08238228 A JPH08238228 A JP H08238228A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＭＲＩ装置において画像取得時間以上の時間
分解能で、刺激付与時における画像信号強度の変化を検
出する。 【構成】 計測したい部位を高周波磁場１１によって少
なくとも２回励起し、画像を再構成するのに必要な数の
エコー１６を得るイメージング方法を用いて、被検体に
刺激を与えた場合の活性化領域の変化を観測するに際
し、１枚の画像を取得する計測を繰返して行い、その際
高周波磁場の印加タイミングに合せて刺激の印加タイミ
ングを取るとともに、計測ごとに刺激を与えるまでの遅
延時間が異なるようにする。このように得られた複数の
画像Ｓ1〜Ｓnの差分を取ることにより、該印加タイミン
グ間隔ＴＲを時間分解能として画像信号強度の変化を検
出することができる。
分解能で、刺激付与時における画像信号強度の変化を検
出する。 【構成】 計測したい部位を高周波磁場１１によって少
なくとも２回励起し、画像を再構成するのに必要な数の
エコー１６を得るイメージング方法を用いて、被検体に
刺激を与えた場合の活性化領域の変化を観測するに際
し、１枚の画像を取得する計測を繰返して行い、その際
高周波磁場の印加タイミングに合せて刺激の印加タイミ
ングを取るとともに、計測ごとに刺激を与えるまでの遅
延時間が異なるようにする。このように得られた複数の
画像Ｓ1〜Ｓnの差分を取ることにより、該印加タイミン
グ間隔ＴＲを時間分解能として画像信号強度の変化を検
出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気共鳴イメージング
（以下、ＭＲＩという）装置によるに関し、特に高速イ
メージング方法を利用して、被検体の活性化領域の信号
変化の観測を行なうためのＭＲＩ装置に関する。
（以下、ＭＲＩという）装置によるに関し、特に高速イ
メージング方法を利用して、被検体の活性化領域の信号
変化の観測を行なうためのＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＭＲＩにおいて高速に画像を取得
する方法として、いわゆるブリップエコープラナーシン
グルパルス法（ＢＥＳＴ法又はＭＢＥＳＴ法）あるい
は、いわゆる勾配エコープラナー法（ＧＥＰＩ法）等が
知られている（例えば、「エコープラナー法を用いた
０．５Ｔにおけるスナップショットイメージング」（Sn
apshot Imaging at 0.5T Using Echo-Planar Techniqu
s、R.J.Ordidge: A.Howseman,R.Coxon, et al. Magn. R
eson. Med.,10 227(1989)、「標準スキャナにおける超
高速インターリーブ勾配エコープラナーイメージング」
（Ultrafast Interleaved Gradient-Echo-Planar Imagi
ng on a Standerd Scanner: G.C. McKinnon :Magn. Res
on. Med., 30 609(1993)等）。ＢＥＳＴ法又はＭＢＥＳ
Ｔ法は計測したい部位を高周波磁場によって励起し、読
み出し傾斜磁場をその振幅の極性を反転させながら印加
して、１回の励起で少なくとも２個のエコーを連続して
発生し、画像を再構成するのに必要な数のエコーを得る
方法である。またＧＥＰＩ法は、計測したい部位を高周
波磁場によって少なくとも２回励起し、読み出し傾斜磁
場をその振幅の極性を反転させながら印加して、画像を
再構成するのに必要な数のエコーを得る方法であって、
さらに１つの画像取得につきインターリーブ法で複数の
フーリエ空間ラインを得るＩＧＥＰＩ法などもある。
する方法として、いわゆるブリップエコープラナーシン
グルパルス法（ＢＥＳＴ法又はＭＢＥＳＴ法）あるい
は、いわゆる勾配エコープラナー法（ＧＥＰＩ法）等が
知られている（例えば、「エコープラナー法を用いた
０．５Ｔにおけるスナップショットイメージング」（Sn
apshot Imaging at 0.5T Using Echo-Planar Techniqu
s、R.J.Ordidge: A.Howseman,R.Coxon, et al. Magn. R
eson. Med.,10 227(1989)、「標準スキャナにおける超
高速インターリーブ勾配エコープラナーイメージング」
（Ultrafast Interleaved Gradient-Echo-Planar Imagi
ng on a Standerd Scanner: G.C. McKinnon :Magn. Res
on. Med., 30 609(1993)等）。ＢＥＳＴ法又はＭＢＥＳ
Ｔ法は計測したい部位を高周波磁場によって励起し、読
み出し傾斜磁場をその振幅の極性を反転させながら印加
して、１回の励起で少なくとも２個のエコーを連続して
発生し、画像を再構成するのに必要な数のエコーを得る
方法である。またＧＥＰＩ法は、計測したい部位を高周
波磁場によって少なくとも２回励起し、読み出し傾斜磁
場をその振幅の極性を反転させながら印加して、画像を
再構成するのに必要な数のエコーを得る方法であって、
さらに１つの画像取得につきインターリーブ法で複数の
フーリエ空間ラインを得るＩＧＥＰＩ法などもある。
【０００３】図４にＧＥＰＩ法又はＩＧＥＰＩ法のパル
スシーケンスの１例を示すように、スライス用傾斜磁場
Ｇｚ１２をパルス状に印加しながら高周波磁場１１を印
加した後、負の極性の位相エンコード用傾斜磁場Ｇｙ１
３を印加し、さらに正の極性の位相エンコード用傾斜磁
場Ｇｙ１４を１エンコードステップずつブリップ状に印
加するとともに読み出し用傾斜磁場Ｇｘ１５をその極性
を反転させながら印加して、ｍ個（図では８個）のエコ
ーを発生させる。画像を再構成するのに必要なエコー数
をｍ×ｎとすると、傾斜磁場Ｇｙ１３の印加をｍエンコ
ードステップずつ変化させながら高周波磁場による励起
をｎ回繰り返し、１枚の画像を得る。このようなパルス
シーケンスにおいて１回の高周波磁場印加から次の高周
波磁場印加までの時間（繰り返し時間）ＴＲは通常０．
１秒のオーダーである。従って繰り返し回数（ｎ）×繰
り返し時間ＴＲで１枚の画像が取得できることになる。
スシーケンスの１例を示すように、スライス用傾斜磁場
Ｇｚ１２をパルス状に印加しながら高周波磁場１１を印
加した後、負の極性の位相エンコード用傾斜磁場Ｇｙ１
３を印加し、さらに正の極性の位相エンコード用傾斜磁
場Ｇｙ１４を１エンコードステップずつブリップ状に印
加するとともに読み出し用傾斜磁場Ｇｘ１５をその極性
を反転させながら印加して、ｍ個（図では８個）のエコ
ーを発生させる。画像を再構成するのに必要なエコー数
をｍ×ｎとすると、傾斜磁場Ｇｙ１３の印加をｍエンコ
ードステップずつ変化させながら高周波磁場による励起
をｎ回繰り返し、１枚の画像を得る。このようなパルス
シーケンスにおいて１回の高周波磁場印加から次の高周
波磁場印加までの時間（繰り返し時間）ＴＲは通常０．
１秒のオーダーである。従って繰り返し回数（ｎ）×繰
り返し時間ＴＲで１枚の画像が取得できることになる。
【０００４】ところで近年このような高速計測法を用い
て刺激による活性化領域における信号変化を検出するこ
とが報告されている。例えば、手の指を動かした場合の
脳の活性化を調べたもの（「タスク活性化中のヒト脳機
能のＥＰＩ時間経過」（TimeCourse EPI of Human Brai
n Function during Task Activation : P.A.Bandettin
i, E.C.Wong, R.S.Hinks, et al.Magn. Reson. Med., 2
5 390(1992)や、光刺激に対する脳の活性化を調べたも
の（「ヒト１次視覚皮質における光刺激誘導信号変化の
テスラグラディエント読出しエコー特性」 Tesla Gradi
ent Recalled Echo Characteristics of Photic Stimul
ation-Induced Signal Changes in theHuman Primary V
isual Cortex :R.S.Menon, Seiji Ogawa, et al. Magn.
Reson.Med., 30 380(1993)）等が報告されている。
て刺激による活性化領域における信号変化を検出するこ
とが報告されている。例えば、手の指を動かした場合の
脳の活性化を調べたもの（「タスク活性化中のヒト脳機
能のＥＰＩ時間経過」（TimeCourse EPI of Human Brai
n Function during Task Activation : P.A.Bandettin
i, E.C.Wong, R.S.Hinks, et al.Magn. Reson. Med., 2
5 390(1992)や、光刺激に対する脳の活性化を調べたも
の（「ヒト１次視覚皮質における光刺激誘導信号変化の
テスラグラディエント読出しエコー特性」 Tesla Gradi
ent Recalled Echo Characteristics of Photic Stimul
ation-Induced Signal Changes in theHuman Primary V
isual Cortex :R.S.Menon, Seiji Ogawa, et al. Magn.
Reson.Med., 30 380(1993)）等が報告されている。
【０００５】ここでは指の運動を行なうことにより、又
は光、音などの外部からの刺激を与えることにより脳を
活性化させ、上記高速計測法を用いて脳内の活性化領域
を計測したものである。活性化領域の検出法は、図５に
示すように刺激を与えない場合、即ち脳が活性化されて
いない状態で画像５１を取得し、次いで刺激を与えた場
合、即ち脳が活性化されている状態で画像５２を取得
し、これら２つの画像の差分を取る。一般に、刺激によ
る活性化領域は画像内の組織に紛れて観察することが困
難であるが、このように差分を取ることにより、活性化
領域のみを画像化５３することが可能となる。
は光、音などの外部からの刺激を与えることにより脳を
活性化させ、上記高速計測法を用いて脳内の活性化領域
を計測したものである。活性化領域の検出法は、図５に
示すように刺激を与えない場合、即ち脳が活性化されて
いない状態で画像５１を取得し、次いで刺激を与えた場
合、即ち脳が活性化されている状態で画像５２を取得
し、これら２つの画像の差分を取る。一般に、刺激によ
る活性化領域は画像内の組織に紛れて観察することが困
難であるが、このように差分を取ることにより、活性化
領域のみを画像化５３することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来技術に
よれば、被検体を刺激した場合における刺激による活性
化領域の検出は、刺激を与えた場合の画像と刺激を与え
ない場合の画像とをそれぞれ別個に取得することが必要
であるため、時系列に同一断面を画像化した場合、各画
像の同一画素の時間的変化の上限、即ち時間分解能は１
枚の画像を取得するのに要する時間となる。例えば前述
のＧＥＰＩ法の場合、既に述べたように画像取得に要す
る時間は（繰り返し時間ＴＲ）×（繰り返し回数ｎ）で
あり、数１００ミリ秒となる。また１回の励起で画像再
構成に必要なエコーを取得するＢＥＳＴ法等ではＧＥＰ
Ｉ法に比べ画像取得時間が短縮されるが、この場合でも
１００ミリ秒程度の時間を要する。このように従来のイ
メージング方法では、活性化領域における信号変化の検
出の時間分解能が画像取得の時間間隔に制約されるとい
う問題があった。
よれば、被検体を刺激した場合における刺激による活性
化領域の検出は、刺激を与えた場合の画像と刺激を与え
ない場合の画像とをそれぞれ別個に取得することが必要
であるため、時系列に同一断面を画像化した場合、各画
像の同一画素の時間的変化の上限、即ち時間分解能は１
枚の画像を取得するのに要する時間となる。例えば前述
のＧＥＰＩ法の場合、既に述べたように画像取得に要す
る時間は（繰り返し時間ＴＲ）×（繰り返し回数ｎ）で
あり、数１００ミリ秒となる。また１回の励起で画像再
構成に必要なエコーを取得するＢＥＳＴ法等ではＧＥＰ
Ｉ法に比べ画像取得時間が短縮されるが、この場合でも
１００ミリ秒程度の時間を要する。このように従来のイ
メージング方法では、活性化領域における信号変化の検
出の時間分解能が画像取得の時間間隔に制約されるとい
う問題があった。
【０００７】本発明の目的は活性化領域における信号変
化の検出の時間分解能を向上させ、画像取得の時間間隔
よりも短い時間分解能で活性化領域における信号の変化
が検出可能なイメージング方法を実現するＭＲＩ装置を
提供することにある。
化の検出の時間分解能を向上させ、画像取得の時間間隔
よりも短い時間分解能で活性化領域における信号の変化
が検出可能なイメージング方法を実現するＭＲＩ装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明によるＭＲＩ装置は、被検体の任意の部位を高周波磁
場によって励起し、再構成するのに必要な数のエコーを
計測して１枚の画像を得る核磁気共鳴イメージング方法
を繰返して同一部位の画像を少なくとも２枚取得するイ
メージング手段と、各々のエコー計測の期間中に一定間
隔をもって異なるタイミングで刺激を印加する刺激印加
手段と、これら刺激印加タイミングの異なる画像の差分
を取る差分手段とを備えたものである。
明によるＭＲＩ装置は、被検体の任意の部位を高周波磁
場によって励起し、再構成するのに必要な数のエコーを
計測して１枚の画像を得る核磁気共鳴イメージング方法
を繰返して同一部位の画像を少なくとも２枚取得するイ
メージング手段と、各々のエコー計測の期間中に一定間
隔をもって異なるタイミングで刺激を印加する刺激印加
手段と、これら刺激印加タイミングの異なる画像の差分
を取る差分手段とを備えたものである。
【０００９】１枚の画像を得るためのイメージング法と
しては、公知の高速イメージング法が採用できるが、好
適な態様では、計測したい部位を該高周波磁場によって
少なくとも２回励起し、画像を再構成するのに必要な数
のエコーを得る方法を用いる。この際、被検体に刺激を
印加するタイミングを高周波磁場の印加タイミングに同
期させる。
しては、公知の高速イメージング法が採用できるが、好
適な態様では、計測したい部位を該高周波磁場によって
少なくとも２回励起し、画像を再構成するのに必要な数
のエコーを得る方法を用いる。この際、被検体に刺激を
印加するタイミングを高周波磁場の印加タイミングに同
期させる。
【００１０】別な好適な態様では、イメージグ法とし
て、計測したい部位を該高周波磁場によって励起し、１
回の励起で少なくとも２個のエコーを連続して発生し、
画像を再構成するのに必要な数のエコーを得る方法を用
い、被検体に刺激を印加するタイミングは、エコーを画
像再構成する計算機に取込むタイミングに同期させる。
て、計測したい部位を該高周波磁場によって励起し、１
回の励起で少なくとも２個のエコーを連続して発生し、
画像を再構成するのに必要な数のエコーを得る方法を用
い、被検体に刺激を印加するタイミングは、エコーを画
像再構成する計算機に取込むタイミングに同期させる。
【００１１】
【作用】本発明のＭＲＩ装置では、１回の計測における
刺激の印加タイミングに遅延時間を持たせ、この遅延時
間が複数の画像でそれぞれ一定の間隔をもって異なるよ
うにし、得られた複数の画像の差分を取るようにしたの
で、１つの画像とその次に取得された画像との差は遅延
時間の差（一定の間隔）と同じ刺激印加時間の差を持つ
ことになるので、これらの差分を取ることにより刺激に
よる活性化領域についてこの時間差の分、異なる状態の
画像を得ることことができる。即ち画像ごとの遅延時間
の差が時間分解能となる。
刺激の印加タイミングに遅延時間を持たせ、この遅延時
間が複数の画像でそれぞれ一定の間隔をもって異なるよ
うにし、得られた複数の画像の差分を取るようにしたの
で、１つの画像とその次に取得された画像との差は遅延
時間の差（一定の間隔）と同じ刺激印加時間の差を持つ
ことになるので、これらの差分を取ることにより刺激に
よる活性化領域についてこの時間差の分、異なる状態の
画像を得ることことができる。即ち画像ごとの遅延時間
の差が時間分解能となる。
【００１２】１枚の画像を取得する計測法として、計測
したい部位を高周波磁場によって少なくとも２回以上励
起する方法が採用される場合には、刺激を印加するタイ
ミングを高周波磁場の印加タイミングに同期させること
により、活性化領域の時間分解能を最高で高周波磁場の
照射間隔とすることができる。また、計測法として１回
の励起で複数のエコーを連続して発生し、画像を再構成
するのに必要な数のエコーを得る方法が採用される場合
には、刺激を印加するタイミングを計算機へのエコー取
込のタイミングと同期させることにより、時間分解能は
最高で１エコーの取り込み時間とすることができる。
したい部位を高周波磁場によって少なくとも２回以上励
起する方法が採用される場合には、刺激を印加するタイ
ミングを高周波磁場の印加タイミングに同期させること
により、活性化領域の時間分解能を最高で高周波磁場の
照射間隔とすることができる。また、計測法として１回
の励起で複数のエコーを連続して発生し、画像を再構成
するのに必要な数のエコーを得る方法が採用される場合
には、刺激を印加するタイミングを計算機へのエコー取
込のタイミングと同期させることにより、時間分解能は
最高で１エコーの取り込み時間とすることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図４は本発明が適用されるＭＲＩ装置の構
成の概要を示すもので、本装置はイメージング手段とし
て静磁場を発生する静磁場コイル１と、傾斜磁場を発生
する傾斜磁場発生部２と、被検体７にラーモア周波数の
高周波磁場を送信し及び高周波信号を受信するプローブ
３と、傾斜磁場発生部２に電源を供給するための電源４
と、プローブ３に対して高周波磁場の送信及び受信を行
なうための送受信機５と、電源４及び送受信機５を制御
する計算機６とを備えている。更にこれらイメージング
手段とは別に図示しないが、被検体７に所定のタイミン
グで光、音などの刺激を与えるための刺激印加手段が設
けられる。
に説明する。図４は本発明が適用されるＭＲＩ装置の構
成の概要を示すもので、本装置はイメージング手段とし
て静磁場を発生する静磁場コイル１と、傾斜磁場を発生
する傾斜磁場発生部２と、被検体７にラーモア周波数の
高周波磁場を送信し及び高周波信号を受信するプローブ
３と、傾斜磁場発生部２に電源を供給するための電源４
と、プローブ３に対して高周波磁場の送信及び受信を行
なうための送受信機５と、電源４及び送受信機５を制御
する計算機６とを備えている。更にこれらイメージング
手段とは別に図示しないが、被検体７に所定のタイミン
グで光、音などの刺激を与えるための刺激印加手段が設
けられる。
【００１４】プローブ３は被検体７の撮影対象とする領
域に移動できる。送受信機５はプローブ３にパルス状の
高周波を印加するとともに、プローブ３が検出した被検
体の発生する核磁気共鳴信号（エコー信号）を受信し
て、計算機６に送る。この際、エコー信号は図示されて
いないＡ／Ｄ変換器により所定のサンプリング時間で取
込まれデジタル信号として計算機６に送られる。計算機
６はフーリエ変換等画像再構成のための演算を行なうと
ともに複数の画像について後述する差分を取る処理を行
う。傾斜磁場発生部２は、静磁場の方向及びこれと直交
する２方向の３方向に沿って、磁場の強度にそれぞれ傾
斜をつけるための傾斜磁場を発生する３組のコイルを有
している。これらの傾斜磁場は、高周波磁場によって励
起される領域（スライス面）を決めるとともに励起され
た領域から発生する核磁気共鳴信号（エコー信号）に位
置情報を与えるもので、それぞれ読み出し用傾斜磁場Ｇ
ｘ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｙ、スライス用傾斜磁
場Ｇｚと呼ばれる。これらの傾斜磁場の制御また高周波
パルスの制御は計測法によって決まる所定のパルスシー
ケンスに従って、計算機６を介して行なわれる。
域に移動できる。送受信機５はプローブ３にパルス状の
高周波を印加するとともに、プローブ３が検出した被検
体の発生する核磁気共鳴信号（エコー信号）を受信し
て、計算機６に送る。この際、エコー信号は図示されて
いないＡ／Ｄ変換器により所定のサンプリング時間で取
込まれデジタル信号として計算機６に送られる。計算機
６はフーリエ変換等画像再構成のための演算を行なうと
ともに複数の画像について後述する差分を取る処理を行
う。傾斜磁場発生部２は、静磁場の方向及びこれと直交
する２方向の３方向に沿って、磁場の強度にそれぞれ傾
斜をつけるための傾斜磁場を発生する３組のコイルを有
している。これらの傾斜磁場は、高周波磁場によって励
起される領域（スライス面）を決めるとともに励起され
た領域から発生する核磁気共鳴信号（エコー信号）に位
置情報を与えるもので、それぞれ読み出し用傾斜磁場Ｇ
ｘ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｙ、スライス用傾斜磁
場Ｇｚと呼ばれる。これらの傾斜磁場の制御また高周波
パルスの制御は計測法によって決まる所定のパルスシー
ケンスに従って、計算機６を介して行なわれる。
【００１５】図１に本発明の第１の実施例によるパルス
シーケンスを示す。このパルスシーケンスはＧＥＰＩ法
によるものである。以下、これに基づいて、本実施例の
動作を説明する。まず、高周波磁場１１とｚ方向に磁場
強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｚ１２を、高周波磁場印加
の時にパルス状に正の極性に印加後続いて負の極性に印
加して、計測したい領域を励起する。次に高周波磁場印
加後、ｘ方向に磁場強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｘ１５
をＴ時間負の極性に印加する。次いで傾斜磁場Ｇｘの振
幅の極性を反転し、以後２Ｔ時間毎に、傾斜磁場Ｇｘ１
５の振幅の極性を交互に反転させながら傾斜磁場Ｇｘ１
５の印加を繰り返す。同じく高周波磁場を印加後、ｙ方
向に磁場強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｙ１３を負の極性
に印加する。その後正の極性の傾斜磁場Ｇｙ１４を、１
エンコードステップ分ずつ２Ｔ時間毎にＴ時間より短い
ｔ時間印加する。この間、傾斜磁場Ｇｘ１５の振幅と印
加時間の積の総和量が０となるごとにエコー１６が発生
し、これらのエコー１６は計算機６に格納される。この
１回の励起で発生するエコー数をｍとすると、画像再構
成のために必要なエコー数をｍ×ｎとすると、傾斜磁場
Ｇｙ１３の印加をｍエンコードステップずつ変化させな
がら高周波磁場による励起をｎ回繰り返すことになる。
シーケンスを示す。このパルスシーケンスはＧＥＰＩ法
によるものである。以下、これに基づいて、本実施例の
動作を説明する。まず、高周波磁場１１とｚ方向に磁場
強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｚ１２を、高周波磁場印加
の時にパルス状に正の極性に印加後続いて負の極性に印
加して、計測したい領域を励起する。次に高周波磁場印
加後、ｘ方向に磁場強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｘ１５
をＴ時間負の極性に印加する。次いで傾斜磁場Ｇｘの振
幅の極性を反転し、以後２Ｔ時間毎に、傾斜磁場Ｇｘ１
５の振幅の極性を交互に反転させながら傾斜磁場Ｇｘ１
５の印加を繰り返す。同じく高周波磁場を印加後、ｙ方
向に磁場強度を傾斜させる傾斜磁場Ｇｙ１３を負の極性
に印加する。その後正の極性の傾斜磁場Ｇｙ１４を、１
エンコードステップ分ずつ２Ｔ時間毎にＴ時間より短い
ｔ時間印加する。この間、傾斜磁場Ｇｘ１５の振幅と印
加時間の積の総和量が０となるごとにエコー１６が発生
し、これらのエコー１６は計算機６に格納される。この
１回の励起で発生するエコー数をｍとすると、画像再構
成のために必要なエコー数をｍ×ｎとすると、傾斜磁場
Ｇｙ１３の印加をｍエンコードステップずつ変化させな
がら高周波磁場による励起をｎ回繰り返すことになる。
【００１６】本実施例ではこのような高周波磁場の印加
タイミングに同期して刺激印加手段により被検体に対し
光や音による刺激を与える。この際、１回目の計測では
最初の高周波磁場１１の印加タイミングで、即ち計測開
始の時刻０から刺激を与えてエコーを計測し、得られた
エコーから像再構成した画像をＳ１とする。次いで２回
目の計測では、２番目の高周波磁場１１の印加タイミン
グと同期して、即ち計測開始後のＴＲの遅延時間後に刺
激を与えてエコーを計測し、得られたエコーから像再構
成した画像をＳ２とする。このようにｎ回目の計測ま
で、順次ＴＲの間隔で遅延時間を大きくしながら刺激を
与えて計測し、Ｓ1〜Ｓnのｎ個の画像を得る。
タイミングに同期して刺激印加手段により被検体に対し
光や音による刺激を与える。この際、１回目の計測では
最初の高周波磁場１１の印加タイミングで、即ち計測開
始の時刻０から刺激を与えてエコーを計測し、得られた
エコーから像再構成した画像をＳ１とする。次いで２回
目の計測では、２番目の高周波磁場１１の印加タイミン
グと同期して、即ち計測開始後のＴＲの遅延時間後に刺
激を与えてエコーを計測し、得られたエコーから像再構
成した画像をＳ２とする。このようにｎ回目の計測ま
で、順次ＴＲの間隔で遅延時間を大きくしながら刺激を
与えて計測し、Ｓ1〜Ｓnのｎ個の画像を得る。
【００１７】このように得られた各画像の各画素の信号
強度は画像取得時間ｎＴＲの平均強度を表している。Ｓ
1の各画素の信号強度はｎＴＲ時間の刺激状態における
平均信号強度であり、一方Ｓ2の各画素の信号強度は、
刺激がＴＲ時間遅延して与えられるため、（ｎ−１）Ｔ
Ｒ時間の刺激状態における平均信号強度と考えることが
できる。従ってＳ1とＳ2との差分を取ることにより、時
刻０から時刻ＴＲまでの刺激による信号強度変化を知る
ことができる。同様にして、計測開始後の時刻２ＴＲか
ら刺激を与えて信号を計測し、得られた信号から像再構
成した画像Ｓ3とＳ2との差分を取ることにより、時刻Ｔ
Ｒから時刻２ＴＲ迄の信号強度変化を知ることができ
る。このようにしてｎＴＲの計測時間即ち画像取得時間
に対して、高周波磁場の照射間隔ＴＲの時間分解能で各
画素の信号変化を調べることができる。
強度は画像取得時間ｎＴＲの平均強度を表している。Ｓ
1の各画素の信号強度はｎＴＲ時間の刺激状態における
平均信号強度であり、一方Ｓ2の各画素の信号強度は、
刺激がＴＲ時間遅延して与えられるため、（ｎ−１）Ｔ
Ｒ時間の刺激状態における平均信号強度と考えることが
できる。従ってＳ1とＳ2との差分を取ることにより、時
刻０から時刻ＴＲまでの刺激による信号強度変化を知る
ことができる。同様にして、計測開始後の時刻２ＴＲか
ら刺激を与えて信号を計測し、得られた信号から像再構
成した画像Ｓ3とＳ2との差分を取ることにより、時刻Ｔ
Ｒから時刻２ＴＲ迄の信号強度変化を知ることができ
る。このようにしてｎＴＲの計測時間即ち画像取得時間
に対して、高周波磁場の照射間隔ＴＲの時間分解能で各
画素の信号変化を調べることができる。
【００１８】以上説明したように本実施例のＭＲＩ装置
によれば、信号計測中に刺激を一定間隔で遅延して与
え、計測開始時から刺激を与えるまでの遅延時間の異な
る画像をそれぞれ取得し、これらの画像の差分を取るこ
とにより活性化領域を得ることができ、その時間分解能
は遅延時間の差によって決まることになる。即ち、画像
取得時間とは無関係に時間分解能を高くすることができ
る。
によれば、信号計測中に刺激を一定間隔で遅延して与
え、計測開始時から刺激を与えるまでの遅延時間の異な
る画像をそれぞれ取得し、これらの画像の差分を取るこ
とにより活性化領域を得ることができ、その時間分解能
は遅延時間の差によって決まることになる。即ち、画像
取得時間とは無関係に時間分解能を高くすることができ
る。
【００１９】尚、図示する実施例では、各計測ごとの刺
激の遅延時間の間隔は繰り返し時間ＴＲである場合につ
いて説明したが、刺激の印加タイミングと高周波磁場の
印加タイミングが同期していれば、遅延時間の間隔はこ
れに限定されるものではなく、例えば２ＴＲづつ遅延時
間をずらして刺激を印加してもよい。また本実施例にお
けるパルスシーケンスは、さらに所定の加算やインター
リーブ法を併用することも可能である。
激の遅延時間の間隔は繰り返し時間ＴＲである場合につ
いて説明したが、刺激の印加タイミングと高周波磁場の
印加タイミングが同期していれば、遅延時間の間隔はこ
れに限定されるものではなく、例えば２ＴＲづつ遅延時
間をずらして刺激を印加してもよい。また本実施例にお
けるパルスシーケンスは、さらに所定の加算やインター
リーブ法を併用することも可能である。
【００２０】次に本発明の第２の実施例として、１回の
励起で像再構成に必要な全てのエコーを計測する、いわ
ゆるＢＥＳＴ法に適用した場合を図２を参照して説明す
る。図２に示すパルスシーケンスは、高周波磁場１１と
傾斜磁場Ｇｚ１２の印加、高周波磁場印加後の反転する
読み出し用傾斜磁場Ｇｘ１５の印加及び位相エンコード
用傾斜磁場Ｇｙ１３、１４の印加は、図１のパルスシー
ケンスと同様であるが、傾斜磁場Ｇｘは画像に必要なエ
コー数ｎだけ与えられる。
励起で像再構成に必要な全てのエコーを計測する、いわ
ゆるＢＥＳＴ法に適用した場合を図２を参照して説明す
る。図２に示すパルスシーケンスは、高周波磁場１１と
傾斜磁場Ｇｚ１２の印加、高周波磁場印加後の反転する
読み出し用傾斜磁場Ｇｘ１５の印加及び位相エンコード
用傾斜磁場Ｇｙ１３、１４の印加は、図１のパルスシー
ケンスと同様であるが、傾斜磁場Ｇｘは画像に必要なエ
コー数ｎだけ与えられる。
【００２１】図３に示すプローブ３で検出されたエコー
信号は、高周波送受信機５で受信された後、Ａ／Ｄ変換
器で所定のサンプリング時間で取込まれデジタル化され
計算機６に送出されるが、本実施例ではこのようなＡ／
Ｄ変換器の動作開始に同期して刺激を与える。即ち、ま
ず１回目の計測では計測開始の時刻０から刺激を与えて
信号を計測し、得られた信号から像再構成した画像をＳ
1とする。２回目の計測では計測開始後のＡ／Ｄの遅延
時間後に刺激を与えて信号を計測し、得られた信号から
像再構成した画像をＳ2とする。以下同様にして刺激を
与える時間をＡ／Ｄ分ずつ遅延させながら計測を繰り返
し、例えばｎ回繰り返し、ｎ個の画像Ｓ1〜Ｓnを得る。
これら像再構成された画像の各画素の信号強度は画像取
得時間ｎＡ／Ｄの平均強度を表しており、Ｓ1の各画素
の信号強度は、ｎＡ／Ｄ時間刺激状態における平均信号
強度である。一方、Ｓ2の各画素の信号強度は、刺激が
Ａ／Ｄ時間だけ遅延して与えられるため、（ｎ−１）Ａ
／Ｄ時間の刺激状態における平均信号強度と考えること
ができる。従って、Ｓ1とＳ2との差分を取ることによ
り、時刻０から時刻Ａ／Ｄまでの信号強度を知ることが
できる。同様にして、計測開始後の時刻２Ａ／Ｄから刺
激を与えて信号を計測し、得られた信号から像再構成し
た画像をＳ3とＳ2との差分を取ることにより時刻Ａ／Ｄ
から時刻２Ａ／Ｄまでの信号強度変化を知ることができ
る。このようにして計算機へのエコー取込の間隔Ａ／Ｄ
の時間分解能で各画素の信号変化を調べることができ
る。通常ＭＢＥＳＴ法によるパルスシーケンスによいて
１エコー単位のＡ／Ｄ変換器動作時間（Ａ／Ｄ）は数ミ
リ秒であるので、数ミリ秒の時間分解能で各画素の信号
変化を調べることができる。これは従来法の画像取得時
間（ｎＡ／Ｄ）で決まる時間分解能の１／ｎである。但
し、光、音など刺激を与える機構の要請等に応じて１回
ごとの遅延時間の間隔をｋ×（Ａ／Ｄ）（ｋはｎより小
さい整数）とすることも可能である。その場合でも、時
間分解能は従来のｋ／ｎ（＜１）とすることができる。
信号は、高周波送受信機５で受信された後、Ａ／Ｄ変換
器で所定のサンプリング時間で取込まれデジタル化され
計算機６に送出されるが、本実施例ではこのようなＡ／
Ｄ変換器の動作開始に同期して刺激を与える。即ち、ま
ず１回目の計測では計測開始の時刻０から刺激を与えて
信号を計測し、得られた信号から像再構成した画像をＳ
1とする。２回目の計測では計測開始後のＡ／Ｄの遅延
時間後に刺激を与えて信号を計測し、得られた信号から
像再構成した画像をＳ2とする。以下同様にして刺激を
与える時間をＡ／Ｄ分ずつ遅延させながら計測を繰り返
し、例えばｎ回繰り返し、ｎ個の画像Ｓ1〜Ｓnを得る。
これら像再構成された画像の各画素の信号強度は画像取
得時間ｎＡ／Ｄの平均強度を表しており、Ｓ1の各画素
の信号強度は、ｎＡ／Ｄ時間刺激状態における平均信号
強度である。一方、Ｓ2の各画素の信号強度は、刺激が
Ａ／Ｄ時間だけ遅延して与えられるため、（ｎ−１）Ａ
／Ｄ時間の刺激状態における平均信号強度と考えること
ができる。従って、Ｓ1とＳ2との差分を取ることによ
り、時刻０から時刻Ａ／Ｄまでの信号強度を知ることが
できる。同様にして、計測開始後の時刻２Ａ／Ｄから刺
激を与えて信号を計測し、得られた信号から像再構成し
た画像をＳ3とＳ2との差分を取ることにより時刻Ａ／Ｄ
から時刻２Ａ／Ｄまでの信号強度変化を知ることができ
る。このようにして計算機へのエコー取込の間隔Ａ／Ｄ
の時間分解能で各画素の信号変化を調べることができ
る。通常ＭＢＥＳＴ法によるパルスシーケンスによいて
１エコー単位のＡ／Ｄ変換器動作時間（Ａ／Ｄ）は数ミ
リ秒であるので、数ミリ秒の時間分解能で各画素の信号
変化を調べることができる。これは従来法の画像取得時
間（ｎＡ／Ｄ）で決まる時間分解能の１／ｎである。但
し、光、音など刺激を与える機構の要請等に応じて１回
ごとの遅延時間の間隔をｋ×（Ａ／Ｄ）（ｋはｎより小
さい整数）とすることも可能である。その場合でも、時
間分解能は従来のｋ／ｎ（＜１）とすることができる。
【００２２】以上説明した第１及び第２の実施例では２
次元画像を計測する場合を示したが、本発明のイメージ
ング方法は３次元画像の計測においても有効であること
は明らかである。また本発明は、脳機能計測における時
間分解能の向上に限らず、時間的に各画素の信号強度が
変化するような場合の計測においても有効であることは
明らかである。
次元画像を計測する場合を示したが、本発明のイメージ
ング方法は３次元画像の計測においても有効であること
は明らかである。また本発明は、脳機能計測における時
間分解能の向上に限らず、時間的に各画素の信号強度が
変化するような場合の計測においても有効であることは
明らかである。
【００２３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、被検体に刺激を与えた場合の活性化領域の信号強
度の変化を観測するために、計測したい部位を高周波磁
場によって励起し、画像を再構成するのに必要なエコー
を得るイメージング方法を繰返し、同一部位について複
数の画像を得るようにしたＭＲＩ装置において、１枚の
画像を取得する計測を繰り返して複数の画像を取得し、
その際、各計測ごとに被検体に刺激を与えるタイミング
を異ならせ、これらの画像の差分を取るようにしたの
で、各画像における刺激印加タイミングの時間のずれに
対応する時間分解能で活性化領域の信号強度の変化を観
測することが可能である。即ち、本発明のＭＲＩ装置で
は、採用する計測法の画像取得時間にかかわらず、それ
より短い時間に時間分解能を向上させることができる。
れば、被検体に刺激を与えた場合の活性化領域の信号強
度の変化を観測するために、計測したい部位を高周波磁
場によって励起し、画像を再構成するのに必要なエコー
を得るイメージング方法を繰返し、同一部位について複
数の画像を得るようにしたＭＲＩ装置において、１枚の
画像を取得する計測を繰り返して複数の画像を取得し、
その際、各計測ごとに被検体に刺激を与えるタイミング
を異ならせ、これらの画像の差分を取るようにしたの
で、各画像における刺激印加タイミングの時間のずれに
対応する時間分解能で活性化領域の信号強度の変化を観
測することが可能である。即ち、本発明のＭＲＩ装置で
は、採用する計測法の画像取得時間にかかわらず、それ
より短い時間に時間分解能を向上させることができる。
【００２４】具体的には、イメージング法が、計測した
い部位を高周波磁場によって少なくとも２回以上励起
し、画像を再構成するのに必要なエコーを得る方法であ
る場合には、刺激を印加するタイミングを高周波磁場の
印加タイミングとすることにより、時間分解能を、最
大、高周波磁場の照射間隔とすることができる。またイ
メージング法が、計測したい部位を高周波磁場によって
励起し、１回の励起で少なくとも２回以上のエコーを連
続して発生し、画像を再構成するのに必要な数のエコー
を得る方法である場合には、刺激を印加するタイミング
を計算機へのエコー取込のタイミングとすることによ
り、時間分解能を、最大、１エコーの取り込み時間とす
ることができる。
い部位を高周波磁場によって少なくとも２回以上励起
し、画像を再構成するのに必要なエコーを得る方法であ
る場合には、刺激を印加するタイミングを高周波磁場の
印加タイミングとすることにより、時間分解能を、最
大、高周波磁場の照射間隔とすることができる。またイ
メージング法が、計測したい部位を高周波磁場によって
励起し、１回の励起で少なくとも２回以上のエコーを連
続して発生し、画像を再構成するのに必要な数のエコー
を得る方法である場合には、刺激を印加するタイミング
を計算機へのエコー取込のタイミングとすることによ
り、時間分解能を、最大、１エコーの取り込み時間とす
ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例のパルスシーケンスを
示す図。
示す図。
【図２】 本発明の第２の実施例のパルスシーケンスを
示す図。
示す図。
【図３】 本発明を適用するＭＲＩ装置の構成概略を示
す図。
す図。
【図４】 従来のＩＧＥＰＩ法によるパルスシーケンス
を示す図。
を示す図。
【図５】 活性化領域の抽出を説明する模式図。
１・・・・・・静磁場コイル ２・・・・・・傾斜磁場発生部 ３・・・・・・プローブ ４・・・・・・電源 ５・・・・・・送受信機 ６・・・・・・計算機 １１・・・・・・高周波磁場 １６・・・・・・エコー
Claims (3)
- 【請求項１】被検体の任意の部位を高周波磁場によって
励起し、再構成するのに必要な数のエコーを計測して１
枚の画像を得る核磁気共鳴イメージング方法を繰返して
同一部位の画像を少なくとも２枚取得するイメージング
手段と、各々のエコー計測の期間中に一定間隔をもって
異なるタイミングで刺激を印加する刺激印加手段と、こ
れら刺激印加タイミングの異なる画像の差分を取る差分
手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング
装置。 - 【請求項２】被検体の任意の部位を高周波磁場によって
励起し、再構成するのに必要な数のエコーを計測して１
枚の画像を得る核磁気共鳴イメージング方法を繰返して
同一部位の画像を少なくとも２枚取得するイメージング
手段と、各々のエコー計測の期間中に前記高周波磁場の
印加タイミングに対応したタイミングで且つ一定間隔を
もって異なるタイミングで刺激を印加する刺激印加手段
と、これら刺激印加タイミングの異なる画像の差分を取
る差分手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置。 - 【請求項３】被検体の任意の部位を高周波磁場によって
励起し、再構成するのに必要な数のエコーを計測して１
枚の画像を得る核磁気共鳴イメージング方法を繰返して
同一部位の画像を少なくとも２枚取得するイメージング
手段と、各々のエコー計測の期間中に前記エコーを取込
むタイミングに対応したタイミングで且つ一定間隔をも
って異なるタイミングで刺激を印加する刺激印加手段
と、これら刺激印加タイミングの異なる画像の差分を取
る差分手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメー
ジング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04594495A JP3478898B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04594495A JP3478898B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238228A true JPH08238228A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3478898B2 JP3478898B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=12733394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04594495A Expired - Fee Related JP3478898B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3478898B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011031025A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置、画像処理装置および画像処理方法 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP04594495A patent/JP3478898B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011031025A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Toshiba Corp | 磁気共鳴イメージング装置、画像処理装置および画像処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3478898B2 (ja) | 2003-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030826 |
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