JPH0880290A

JPH0880290A - 磁気共鳴診断装置

Info

Publication number: JPH0880290A
Application number: JP6220681A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Ishihara; 康利石原; Kazuya Okamoto; 和也岡本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-03-26
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JP3559318B2

Abstract

(57)【要約】【目的】定常状態からの、あるいは定常状態への温度
分布の変化を非侵襲的に観測し、形態変化を呈する前に
疾病を診断できる磁気共鳴診断装置を提供することを目
的とする。【構成】本発明は磁気共鳴診断装置を用いて、ＲＦプ
ローブによる高周波磁場による加温を行い、被検体を動
かすことなく画像データ収集を行い、時間変化に伴う温
度分布の差を表示することを特徴とする。特に、加温中
あるいは、加温直後の温度分布を迅速に収集するため高
速画像収集手法、あるいは超高速画像収集手法を用いる
ことを特徴とする。また、より詳細な診断情報を得るた
めに、複数の温度変化画像から温度時定数を算出しこれ
を表示し、健常者と比較できることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴現象を利用し
て被検体内部の温度変化を観測し、疾病を早期に検出し
たり、被検体組織への異常な加温を防止する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】生体内の温度は多くの生理機能を反映し
ているため、非侵襲に温度分布を観測することができれ
ば、形態診断に比べて疾病を早期に診断できる可能性が
ある。

【０００３】現在、温度分布から血流機能ならびに神経
機能を評価する試みがサーモグラフィを用いて行われて
いるが、この方法では表皮から数ｍｍ程度の深さの情報
しか観測することができないため、基本的には表皮近傍
の血行障害あるいは乳癌の検出にしか適応できない。

【０００４】最近、生体内温度分布の非侵襲測定にＮＭ
Ｒ信号の温度依存パラメータとして（１）Ｍ₀：熱平衡
磁化、（２）Ｔ₁：縦緩和時間、（３）Ｔ₂：横緩和時
間、！（４）Ｄ：拡散定数を利用した方法、あるいは、
（５）δ：化学シフト（特に水プロトン）を用いた温度
計側法が提案されている。しかし、これらの方法を用い
て温度分布を観測するためには数分の時間を要するた
め、サーモグラフィのように“診断”に供する方法とし
ては確立されておらず、温熱治療において、ある時間内
の平均的な温度分布を表示する方法として使用されるに
留まっていた。

【０００５】また、生体内の代謝情報を観測すること
で、形態異常を呈する前に疾病の早期診断ができる。既
に¹Ｈ，¹³Ｃ，³¹Ｐ等の核種に基づく生体内物質を観測
することで、代謝障害、腫瘍、痴呆症等多くの疾病診断
の可能性が報告されている。

【０００６】特に、¹³Ｃ−ＭＲＳ（Magnetic Resonance
Spectroscopy ）、ＭＲＳＩ（Magnetic Resonance Spe
ctroscopic Imaging）は、アミノ酸、糖、脂質など、細
胞の代謝機能に直接関与し生体機能の維持の根幹を成す
多くの生体物質を観測できるため、これらの物質の供給
量、分布を把握することで生体の状態を疾病へ移行する
前段階で捕らえることが期待されている。

【０００７】しかし、¹³Ｃの検出感度は¹Ｈに比べて約
１／１６と低いため、¹³Ｃの信号を観測するためには、
信号加算、デカップリングパルス照射等の手法を用いて
感度改善を図る必要がある。

【０００８】しかし、これらの手法を用いた場合には、
通常、多くの高周波磁場パルス列、ならびに高周波電力
を印加する必要があるため被検体に生じる発熱（体温上
昇・局所温度上昇）が問題となる。

【０００９】また、通常の画像収集であっても、近年の
多重パルスを用いた高速画像データ収集法、多段面画像
データ収集法を用いた場合には、同様の被検体内部の発
熱が問題となっている。

【００１０】現在は、ＳＡＲ（Specific Absorption Ra
te）をもとに印加する高周波磁場電力を制限している。

【００１１】また、パルスシーケンス毎に照射する高周
波パルス電力から、定義式に基づいて、近似的に被検体
に吸収され、発生する熱量を予め算出してデータ収集の
可否を決定している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、血行障
害、腫瘍、神経障害の場合には、負荷検査（加温・冷却
負荷）における温度分布画像の定常状態への回復過程
が、健常者に比べて明確な差異があるため、これらから
疾病を診断できる。このとき、詳細な診断を行うために
は、温度負荷印加中あるいは負荷印加後の温度分布画像
を迅速に、かつ時系列的に得ることが必要となる。しか
し、深部部位におけるこれらの定常状態からの、あるい
は定常状態への温度分布の変化を非侵襲的に観測し、こ
れによる診断を行うことはその有用性が指摘されている
にも関わらず、観測手法、診断手法においてこれを実現
する方法が全く成されていなかった。

【００１３】また、被検体内部の発熱による温度上昇は
観測部位、観測組織、血流状態によって大きく異なるた
め、これまでのようにＳＡＲのみを目安にする、あるい
はＳＡＲをもとに、生体が完全断熱体である等の仮定を
して発生熱量を推定するのでは、実際の生体内の発熱を
把握することはできなかった。このため、ＳＡＲによる
基準によって印加電力が決定されたパルスシーケンスを
実行した場合に、予想とは異なる被検体内部の温度上昇
をきたし、被検体に障害をもたらす場合があった。ま
た、逆に発生する熱量を多く見積もることも多々あり、
実際には過度の発熱が生じないにも関わらず必要な高周
波磁場電力を印加することできない場合があった。

【００１４】更に、被検体内部の発熱による温度上昇は
観測部位、観測組織、血流状態によって大きく異なり、
定義式を用いて算出した熱量を目安にパルスシーケンス
を実行した場合に、予想とは異なる被検体の温度上昇を
きたし、被検体に障害をもたらす場合もあった。また、
逆に発生する熱量を多く見積もることもあり、実際には
過度の発熱が生じないにも関わらず必要な高周波磁場電
力を印加することができない場合もあった。

【００１５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その第１の目的は、被検体の
特定部位を加温し、温度による変化を検出することによ
り疾病の診断が可能な磁気共鳴診断装置を提供すること
である。

【００１６】また、第２の目的は、高周波磁場を印加す
ることによる温度上昇を監視して患者の安全を補償する
ことのできる磁気共鳴診断装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願第１の発明は、一様な静磁場中に置かれた被検
体に所定のパルスシーケンスに従って高周波磁場、勾配
磁場を印加し、前記被検体内から検出される磁気共鳴信
号を得る磁気共鳴診断装置において、前記被検体を加温
する加温手段と、前記加温手段による加温前、加温中及
び加温後の磁気共鳴信号のうち少なくとも２つの磁気共
鳴信号を収集し、温度変化による磁気共鳴信号の変化を
求める手段と、この磁気共鳴信号の変化に係る情報を表
示する表示手段と、を有することが特徴である。

【００１８】また、本願第２の発明は、一様な静磁場中
に置かれた被検体に所定のパルスシーケンスに従って高
周波磁場、勾配磁場を印加し、前記被検体内から検出さ
れる磁気共鳴信号を得る磁気共鳴診断装置において、前
記パルスシーケンスを実行する前に、該パルスシーケン
スにて印加する高周波磁場を少なくとも１回印加する手
段と、この高周波磁場の印加による被検体の温度上昇を
検出する温度検出手段と、該温度検出手段にて温度上昇
が所定値を越えたときに磁気共鳴信号の変化に係る情報
を通知する手段と、を有することを特徴とする。

【００１９】更に、本願第３の発明は、一様な静磁場中
に置かれた被検体に所定のパルスシーケンスに従って高
周波磁場、勾配磁場を印加し、前記被検体内から検出さ
れる磁気共鳴信号を得る磁気共鳴診断装置において、前
記高周波磁場は、¹³Ｃ核を励起するパルス及び¹Ｈ核を
デカップリングするための励起パルスによって発生さ
れ、前記デカップリングパルスの印加による被検体の温
度上昇を検出する温度検出手段と、該温度検出手段によ
る温度上昇値が所定値を越えたときに、磁気共鳴信号の
変化に係る情報を通知する手段と、を有することを特徴
とする。

【００２０】

【作用】上述の如く構成された、本願第１の発明によれ
ば、被検体の所望部位を加温手段によって加温し、加温
前、加温中及び加温後の各磁気共鳴信号を収集する。そ
して、各磁気共鳴信号の変化に係る情報を見ることによ
って疾病を早期に診断することができるようになる。

【００２１】また、本願第２、第３の発明によれば、磁
気共鳴画像を撮影を行なう際に印加する高周波パルス
を、撮影のパルスシーケンスを実行する前に印加し、こ
れによる温度上昇を検出する。そして、この温度上昇が
所定値を越えた場合には、パルスシーケンスの実行を中
断させたり、警報を出力したりする。これによって、過
度な温度上昇を防ぐことができるようになる。また、よ
り効率的なパルスシーケンス、あるいは高周波磁場電力
の設定を行うことが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の一実施例に係る磁気共鳴診
断装置の構成を示す図である。

【００２３】同図に示す磁気共鳴診断装置は主磁場（静
磁場）を発生するための主磁石１０及び主磁石電源１１
と直交するＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向にそれぞれ線形の勾配
磁場分布を持つ勾配磁場を生成するための勾配コイル系
１２及び勾配コイル電源１３と、複数のシムコイルを含
むシムコイル系１４及びシムコイル電源１５と、高周波
磁場を印加しかつ、磁気共鳴信号を検出する高周波プロ
ーブ（多核種の磁気共鳴信号の信号検出可能な様に調整
可）１６と、加温を行うための高周波プローブ１７と、
これらプローブ１６，１７に高周波信号を供給する送信
器１８，１８′とプローブ１６で検出された磁気共鳴信
号を受信した後検波及び増幅する受信器１９と、加温タ
イミング、また、パルスシーケンスを制御するシーケン
スコントローラ２０及びＣＰＵ／メモリ２１によって構
成される。

【００２４】まず初めに、温度分布を画像化する原理を
説明する。

【００２５】前記ＮＭＲパラメータの中で、水プロトン
化学シフトの他の温度依存パラメータを用いても定性的
な温度分布画像を得ることは可能であり、後述するよう
に疾病診断に用いる画像を供することができるが、定量
的あるいは高精度、高速な温度分布画像を得ることが困
難である場合が多々ある。一方、温度依存性が組織によ
らずほぼ一定な性質を持つ水プロトン化学シフトを用い
た場合には、高精度にかつ高速に温度分布を画像化する
ことができ、正確な診断を可能にするため、ここでは水
プロトン化学シフトを用いた温度分布画像化の原理につ
いて述べる。

【００２６】温度（ブラウン運動）に依存する水素結合
強度は、遮蔽定数（化学シフト、あるいは化学シフト磁
場）に影響を及ぼす。このため、水素結合したＯＨ基の
化学シフトの変化を測定することによって温度を知るこ
とができる。純水、メタノール（ＣＨ₃ＯＨ；ＯＨ基と
ＣＨ₃基間のシフト量）、エチレングリコール（ＯＨ−
ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＯＨ；ＯＨ基とＣＨ₂間のシフト量）
のＯＨ基の化学シフトは温度に比例し、その温度依存性
が約−０．０１ｐｐｍ／℃であることがＪ．Ｃ．Ｈｉｎ
ｄｍａｎ（J.Chem.Phys.44,4582,1966）、Ａ．Ｌ．Ｖａ
ｎＧｅｅｔ（Anal.Chem.40-14,2227,1968 Anal.Chem.
42-6,679,1970 ）によって実験的に確認されている。こ
のため、化学シフト情報と温度との関係を予め測定して
おくことによって温度を算出することが可能となる。

【００２７】いま、各位置における静磁場の不均一性Δ
Ｂ₀は、次式のように磁石固有の不均一性、並びにサン
プルの帯磁率・形状が異なることに起因して誘起される
成分δＢ₀と、温度の関数として表される化学シフト磁
場Ｂ_c（Ｔ（ｒ））の和となる。

【００２８】

【数１】 ΔＢ₀（Ｔ（ｒ））＝δＢ₀（ｒ）＋Ｂ_c（Ｔ（ｒ）） …（１）ｒ：位置ベクトルＴ（ｒ）：温度分布ここで、温度変化を起こす前の温度Ｔ₀における静磁場
分布と温度変化後Ｔに得られる静磁場分布の差をとるこ
とによって温度変化に伴う化学シフト磁場の変化のみを
抽出することができる。

【００２９】

【数２】 ΔＢ₀（Ｔ（ｒ））−ΔＢ₀（Ｔ₀（ｒ））＝Ｂ_c（Ｔ（ｒ））−Ｂ_c（Ｔ₀（ｒ））＝ΔＢ_c（Ｔ（ｒ））＝αＴ（ｒ） …（２） α：化学シフトの温度依存性従って、温度変化前後の磁場分布を測定し、化学シフト
磁場の温度依存性に基づいて温度変化を算出することが
できる。この磁場分布は図２に示すPhase Mapping パル
スシーケンスで得られる画像の位相情報（位相画像）に
比例する。

【００３０】図２において第１の高周波パルスと第２の
高周波パルスとの時間Δｔ₁と第２の高周波パルスとエ
コー信号との時間Δｔ₂とが異なる２組のパルスシーケ
ンスで得られる位相画像の差θ（ｒ）（ｒ：位置ベクト
ル）は、Δｔ₁とΔｔ₂ならびに各位置における磁場強
度に比例する。

【００３１】

【数３】 θ（ｒ）＝γΔＢ₀（ｒ）Δτ …（３） Δτ＝Δｔ₁−Δｔ₂ よって、ここでは、温度変化に伴なう位相の差を取得す
れば良いため、式（２）、（３）から図２のパルスシー
ケンスを用いて得られる温度変化を与える前の定常状態
の位相画像と、温度変化を呈した後の位相画像との差Δ
θ（ｒ）をもとに温度変化分布を得ることができる。

【００３２】

【数４】 ΔＴ（ｒ）＝Ｔ（ｒ）_after−Ｔ（ｒ）_before ＝Δθ（ｒ）／α …（４）このような温度差画像から早期診断を行う試みは既にサ
ーモグラフィによって表在性の腫瘍、血行障害、糖尿病
等に適応されており、加温（あるいは冷水負荷）による
負荷試験を行い加温過程あるいは冷却過程から疾病を診
断した多数の例が報告されている。

【００３３】温熱負荷試験による応答画像を前記温度差
画像を用いて行う場合には表在性の疾病の場合にはこれ
までのような０〜２０℃の冷水、あるいは温水負荷を課
してその間の温度分布画像を収集すれば良いが、深部患
者の温熱負荷画像を収集するためには生体深部を加温す
る必要がある。また、詳細な診断を下すためには加温過
程・回復過程を迅速に収集する必要があるため温熱負荷
と画像データの収集を同時に行うことが望ましい。

【００３４】また、正確な温熱負荷画像を得るためには
診断領域全体にわたってでき得る限り均一に負荷を加え
ることが望ましい。

【００３５】そこで、画像データを収集するための高周
波プローブとは異なる周波数を発することのできる第２
の高周波プローブを第１のプローブと結合を抑制するよ
うな配置に据えることにより第２の高周波プローブに高
周波を供給し誘導加温により目的領域を均一に加温しつ
つ、第１のプローブにより画像データを収集することが
可能になる。

【００３６】このとき、図２のパルスシーケンスでは、
全画像データを収集するために１〜数分を要するため、
生体の加温・回復時定数を考慮して加温電力ならびに加
温・データ収集のタイミングを種々時分割に行うことが
考えられる。

【００３７】図３は生体組織の時定数、すなわち温度上
昇曲線とデータ収集のタイミングを示した図であるが、
（Ａ）のように生体の温度時定数がデータ収集時間に比
べ長い場合には連続加温を行い、その中途の温度分布画
像を適宜収集すれば生体内の温度変化を誤差なく捕らえ
ることができる。しかし、加温による生体温の変化が顕
著（温度時定数が比較的短い）場合には、連続加温を行
ったのではパルスシーケンスの実行中に温度変化を呈す
るため正確な温度分布変化を捕らえることはできなくな
る。このため、（Ｂ）のように生体組織の温度時定数を
考慮し、加温時間と加温電力を適切に選択し、断続的に
行うことで温度変化を反映した画像を得ることができ
る。

【００３８】さらに、加温に伴う生体組織の温度変化が
急激な場合には、画像データの収集期間中に、加温を断
続的に行う図４のパルスシーケンスが考えられる。

【００３９】図４では、画像データを収集する場合に各
エンコードステップを進める間に温度上昇が生じてしま
う場合に、あるエンコードステップまでのデータ収集の
後、加温をいったん停止し、温度回復データの収集を行
い、定常状態に回復した後、加温を再開し続きとなるエ
ンコードステップデータの収集を順次行う。

【００４０】このようにすることで、同一加温状態の温
度分布画像を収集することができ、また、加温過程とと
もに回復過程を得ることができるため計測時間を短縮す
ることができる。

【００４１】一方、図５のパルスシーケンスを用いた場
合には１秒程度でデータ収集ができるため加温・冷却を
停止することなくデータ収集ができるためより詳細な診
断画像を得ることができる。また、図６に示すように、
読みだし用勾配磁場の極性を反転して複数のエコー信号
を発生させながらかつ、図４と同様な手段を用いて加温
を時分割に行い、各エコー信号におけるエンコードステ
ップデータをそれぞれ再構成することでエコー間隔の時
間分解能で温度加温、回復過程の温度分布画像を収集す
ることが可能となる。

【００４２】さらに、図７あるいは図８に示す超高速画
像化手法を用いることができれば全画像データ数１０ｍ
ｓで収集することができるため、血流による熱の拡散が
速い部位の温熱負荷画像を得ることができ、適用範囲が
より広範になる。

【００４３】このようにして得られた温熱画像をもとに
疾病を診断することが可能となる。

【００４４】例えば、同一被検者の加温・回復過程を単
純な時系列画像として表示する他、同様にして得られた
健常者の温熱画像と比較して疾病の診断をすることがで
きる。すなわち、同一条件の負荷を与えた場合の患者と
健常者の温度画像の加温・回復画像の差を時系列表示す
る。あるいは各画素の温度上昇・冷却曲線を表示し、ま
た、時定数を表示する。あるいはこの時定数を画像表示
する等が考えられる。

【００４５】また、このような温熱画像を他の方法にて
撮像された画像に重ね合わせることで詳細な診断ができ
る。例えば温熱画像を血管画像に重畳することで血管障
害を血行障害による温熱画像の異常を早期に診断できる
ようになる。同様に、加温・回復の時定数が速い部位は
腫瘍の存在が疑われるが、形態画像との重ね合わせによ
り、より厳密な診断・治療計画が可能となる。

【００４６】また、得られた温度分布画像から同一画像
内の画素毎の自己相関係数を算出し、これを表示した
り、あるいはある時刻における温度分布画像を基準とし
て、時刻毎の温度分布画像との相互相関係数・相互相関
画像を算出し、表示することで温度上昇部位・温度無変
化部位等の空間的、時間的な広がりを捕らえることがで
き、より詳細な診断手法を提供することができる。

【００４７】上記の加温は診断領域を均一に行うことが
望ましいため体積コイルを用いることが有効であるが、
逆に、加温領域を制限するために表面コイル等を用いる
ことも考えられる。このような場合には加温効果が部位
毎に異なるため、温度差画像による診断を行うよりも、
各画素の時定数を画像化することがより正確な診断に有
効である。このような、局所的な加温を行い同様な温熱
画像から診断を行う場合には、超音波等の他のエネルギ
ーを利用することが考えられる。

【００４８】さらに、加温中の被検者の全身状態を観察
するために加温部位とは異なる領域に高周波プローブを
設置し、磁気共鳴スペクトルによる化学シフトの変化か
ら全身温のモニタを行うことで異常加温が生じた場合に
加温を制御・停止すること、あるいはフィードバック回
路を付加することが望ましい。

【００４９】一方、温度化学シフトの温度依存性を示さ
ない脂肪組織等の位相画像を利用することで温度分布の
相対変化だけではなく生体温の絶対値を得ることができ
るため定常状態における温度分布の異常を把握すること
が可能となり、疾病の診断適応範囲を大いに広める。

【００５０】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００５１】前述の（４）式に示した原理に基づき、実
際の形態画像あるいはスペクトルを観測するために高周
波磁場を印加する前後の温度差画像から被検体内の温度
上昇の分布を把握することができる。

【００５２】このとき、図２のパルスシーケンスでは、
全画像データを収集するために１〜数分を要するため、
図５のパルスシーケンスを用いて１秒程度で温度分布画
像データ収集を行うことができる。

【００５３】さらに、図７、図８に示す超高速画像化手
法を用いることができれば全画像データ数１０ｍｓで収
集することができるため、実際のパルスシーケンス実行
中に温度分布の観測を実行することができる。

【００５４】これらの温度分布パルスシーケンスを用い
た¹³Ｃスペクトルデータ収集のパルスシーケンスの基本
構成を図９、図１０に示す。

【００５５】これらの図に示したパルスシーケンスはそ
れぞれゲートデカップリング、反転ゲートデカップリン
グと呼ばれるタイミングに従っている。このとき、¹Ｈ
のデカップリングパルスは、図中のＯＮタイミングで連
続的な高周波磁場である場合、あるいはパルス状の断続
的な高周波磁場である場合がある。いずれにしてもこの
ようなデカップリング高周波磁場によって被検体に温度
上昇を与える。

【００５６】このようなデカップリングパルスに引き続
き、図中Tempで示すＯＮ期間に図２、５、７に示したパ
ルスシーケンスを挿入し、温度分布画像を収集し、得ら
れた温度分布に規定値を越える部位が生じた場合には以
降のパルスシーケンスの実行を停止する。ここで、図９
に示すパルスシーケンスの場合には、Temp期間における
勾配磁場の印加の総和量がデータ収集期間以前に、キャ
ンセルアウトするようにパルスシーケンスを調整する必
要があることを付記しておく。これは、温度分布計測の
ためのパルスシーケンスを実行する前に観測対象の¹³Ｃ
核の励起を行っているためで、¹Ｈ核のエンコード等の
ための勾配磁場の印加によって¹³Ｃ核に影響を及ぼして
しまうためである。このような影響を除くために図１１
のタイミングによるパルスシーケンスが考えられる。こ
れらでは、¹³Ｃ核の励起以前に温度分布計測のパルスシ
ーケンスを挿入しており、前記勾配磁場による影響を考
慮する必要がない。あるいは、図１２に示すパルスシー
ケンスに従って、データ収集を完了した後に、温度分布
計測のパルスシーケンスを引き続き実行することも考え
られる。

【００５７】一方、図１３、図１４のように、¹³Ｃ信号
を収集する前に、温度上昇を引き起こす主たる原因とな
るデカップリングパルスにおいて、必要となる高周波磁
場の出力より微弱な高周波電力を印加した場合の温度分
布画像を同様にTemp期間に収集し、この分布、また、温
度上昇の時定数から実際に必要な高周波信号の電力を印
加した場合の温度上昇を推定し、実際のパルスシーケン
スの実行を停止することが考えられる。

【００５８】また、温度上昇・下降の時定数が早い場合
には温度分布画像を図７に示す超高速画像化手法を用い
て観測するばかりではなく、図９〜１３中のTemp期間
に、図１５に示すいわゆる周波数非選択性パルス印加後
に観測される水プロトン化学シフトを観測するか、ある
いは部位によって生体内の温度パラメータが異なる場合
には図１６に示す局所励起パルスシーケンスによって少
なくとも１箇所以上の部位から得られる水プロトン化学
シフトを観測し、得られた化学シフトの変化から温度上
昇を評価することが高速に温度状態を把握するのに都合
が良い。

【００５９】以上のことがらは、近年盛んに行われるよ
うになった多重パルスを用いた画像収集法を用いた場合
にも適用することができ、例えば、ＦＳＥ（Fast Spin
Echo）法、あるいは多断面の画像を収集する場合など
に、高周波磁場による発熱に基づく被検体への安全を保
証する手段を提供する。

【００６０】すなわち、ＦＳＥの場合には、図１７に示
すＮエコーを生じるＭ分割スキャンにおいて、プリスキ
ャンとして画像データを収集するための勾配磁場を印加
しない状態で、図１８に示すTempのタイミングで図７、
図８に示す温度分布計測を行う。また、画像データの収
集期間中において、図１９のように、Ｎエコーデータの
収集後の時間毎に、温度分布計測を行うことができる。
このような高速撮像法は図１７に示す１８０°パルスに
よるエコー生成法の他、勾配磁場の反転を組み合わせた
エコー生成法を利用したパルスシーケンスにも同様に用
いることができる。

【００６１】また、図２のパルスシーケンスでは、全画
像データを収集するために１〜数分程度の時間を要する
ため、図５のパルスシーケンスを用いて１秒程度で温度
分布画像のデータ収集を行うことができる。

【００６２】さらに、１次元分布のみの計測であれば、
図２０に示すように所望方向への勾配磁場（ここではＸ
方向の勾配磁場の印加を示している）を読みだし勾配磁
場として印加することで、数１０ｍｓでデータを収集す
ることができ、実際のパルスシーケンス実行中に温度分
布の観測を実行することができる。

【００６３】ここで、温度分布を測定する領域を限定す
るために図２１に示すように局所励起法を組み合わせる
ことも可能である。特に、図２０に示す１次元温度分布
測定法と組み合わせることで、１次元分布ながら目的と
する部位の温度分布をより詳細に把握できるようにな
る。

【００６４】図２１の温度分布計測パルスシーケンスを
用いることによって、後述する¹³Ｃ−ＭＲＳを観測する
パルスシーケンスにおいて、繰り返し時間ＴＲ毎の１次
元温度分布を時系列的に評価することが可能である。

【００６５】また、図２２に示すようにＴＲ毎に局所励
起の位置を変えて１次元温度分布を測定することで空間
的な分布を評価することも考えられる。ただし、この場
合にはＴＲ毎に空間的、時間的に測定点が標本化される
ことになる。

【００６６】なお、温度分布計測の原理に超高速撮像手
法を取り入れ、空間的な分布を高速に収集できることを
付記しておく。

【００６７】次に、これらの温度分布パルスシーケンス
を用いて¹³Ｃスペクトルデータ収集に際して生じる温度
上昇を評価する方法について説明する。

【００６８】実際の¹³Ｃ観測パルスシーケンスでは、¹
Ｈデカップリングパルスは¹Ｈ核の共鳴周波数に同調さ
れたプローブを経て供給される。

【００６９】しかし、¹Ｈデカップリングパルスが、こ
の後に温度変化を計測するために励起される磁化へも影
響を及ぼすため、目的とする信号の検出が困難となる場
合が考えられる。

【００７０】そこで、図２３に示すようなパルスシーケ
ンスに基づき、¹³Ｃ用プローブから¹Ｈデカップリング
を模擬した高周波磁場電力を印加し（パルス周波数は¹³
Ｃ核と同一）、この後に¹Ｈ用プローブを用いて¹Ｈ核
を励起し、上述した温度分布計測法を用いて温度分布を
測定することが考えられる。この場合¹³Ｃ用プローブと
¹Ｈ用プローブはほぼ等しい感度領域を持つような構
成、配置となるようにすることが望ましい。

【００７１】図中Tempで示すＯＮ期間に図２、図５、図
２０〜２２に示したパルスシーケンスを挿入し、温度分
布データを収集する。そして、得られた温度分布に規定
値を越える部位が生じた場合には以降のパルスシーケン
スの実行を停止し、実際に実行するパルスシーケンスの
調整（パルス間隔、パルス印加時間、パルス電力）を再
度行う。

【００７２】ただし、この場合には、¹Ｈプローブを用
いてデカップリングした時の温度上昇分布とは若干異な
ることが予想されるが、印加電力、プローブ径、配置、
周波数差を考慮することによって、これまでは評価でき
なかった実際的な温度上昇を把握することができる。

【００７３】¹³Ｃプローブと¹Ｈプローブとはカップリ
ングが可能な限り抑制されていることが望ましく、この
ような問題を克服するために図２４に示すように¹Ｈ−
プローブとして８字型コイルが用いられることがしばし
ばある。また、¹Ｈ，¹³Ｃ信号を単一なプローブで観測
できるように２重同調回路を付加することが考えられ
る。このような、プローブを用いた場合には、前述した
¹³Ｃプローブから¹Ｈデカップリングパルスを模擬した
高周波磁場電力を印加して温度分布を評価する際により
正確な分布を把握できる。

【００７４】また、必要となる高周波磁場の出力より微
弱な高周波電力を印加した場合の温度分布データをTemp
期間に収集し、このデータより実際に必要な高周波信号
の電力を印加した場合の温度上昇を推定し、実際のパル
スシーケンスの実行を停止する。あるいは、パルスシー
ケンスの調整を再度行うことが考えられる。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば加温
による温熱画像、あるいは温度時定数画像を迅速に得る
ことができるため、形態画像では検出できなかった疾病
を早期に診断できる。

【００７６】また、高周波磁場の印加に伴う被検体内の
温度上昇を直接観測することで被検体の安全を保証する
ことができる。また、実際に高周波磁場による温度上昇
を観測することで、近似計算によって算出された過度の
発熱のために、必要な高周波磁場電力を印加できないこ
とを回避でき、より効率的なパルスシーケンス、あるい
は高周波磁場電力の設定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる温熱画像収集手段を備
えた基本的な磁気共鳴診断装置の構成を示す図である。

【図２】温度分布画像を実現する基本パルスシーケンス
の一例を示す図である。

【図３】加温による温度上昇曲線とデータ収集の典型的
なタイミングを示す図である。

【図４】加温過程・回復過程を迅速に画像化するための
加温、画像収集の典型的なタイミングを示す図である。

【図５】温度分布画像を実現する基本パルスシーケンス
の他の一例を示す図である。

【図６】加温過程・回復過程を迅速に画像化するための
加温、画像収集のタイミングの他の一例を示す図であ
る。

【図７】温度分布画像を超高速画像化手法により実現す
るための基本パルスシーケンスを示す図である。

【図８】温度分布画像を超高速画像化手法により実現す
るための基本パルスシーケンスの他の一例を示す図であ
る。

【図９】ゲートデカップリング観測パルスシーケンス中
に温度分布観測シーケンスを挿入した基本構成を示す図
である。

【図１０】反転ゲートデカップリング観測パルスシーケ
ンス中に温度分布観測シーケンスを挿入した基本構成を
示す図である。

【図１１】ゲートデカップリング観測パルスシーケンス
中に温度分布観測シーケンスを挿入した他の一例を示す
図である。

【図１２】ゲートデカップリング観測パルスシーケンス
中に温度分布観測シーケンスを挿入した他の一例を示す
図である。

【図１３】観測パルスシーケンスに先立ちデカップリン
グパルスシーケンスのみの実行による温度分布観測・推
定を行うための基本構成を示す図である。

【図１４】観測パルスシーケンスに先立ちデカップリン
グパルスシーケンスのみの実行による温度分布観測・推
定を行うための他の構成を示す図である。

【図１５】非選択性励起パルスシーケンスによるスペク
トル観測を行うパルスシーケンスの一例を示す図であ
る。

【図１６】局所励起パルスシーケンスによるスペクトル
観測を行うパルスシーケンスの一例を示す図である。

【図１７】ＦＳＥパルスシーケンスの一例を示す図であ
る。

【図１８】ＦＳＥパルスシーケンスを用いる場合の温度
計測パルスシーケンスの一例を示す図である。

【図１９】ＦＳＥパルスシーケンスを用いる場合の温度
計測パルスシーケンスの他の一例を示す図である。

【図２０】１次元温度分布を収集する基本パルスシーケ
ンスの一例を示す図である。

【図２１】局所的な１次元温度分布を収集するパルスシ
ーケンスの一例を示す図である。

【図２２】局所励起する部位を変化させながら１次元温
度分布を収集するパルスシーケンスの一例を示す図であ
る。

【図２３】¹³Ｃ核用プローブからデカップリングパルス
を模擬して印加した後、温度分布、あるいは温度分布画
像を収集するパルスシーケンスの一例を示す図である。

【図２４】¹³Ｃプローブと¹Ｈプローブの構成図であ
る。

【符号の説明】

１０主磁石１１主磁石電源１２勾配コイル系１３勾配コイル電源１４シムコイル系１５シムコイル電源１６，１７高周波プローブ１８，１８′ 送信器１９受信器２０シーケンスコントローラ２１ＣＰＵ／メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一様な静磁場中に置かれた被検体に所定
のパルスシーケンスに従って高周波磁場、勾配磁場を印
加し、前記被検体内から検出される磁気共鳴信号を得る
磁気共鳴診断装置において、前記被検体を加温する加温手段と、前記加温手段による
加温前、加温中及び加温後の磁気共鳴信号のうち少なく
とも２つの磁気共鳴信号を収集し、温度変化による磁気
共鳴信号の変化を求める手段と、この磁気共鳴信号の変
化に係る情報を表示する表示手段と、を有することを特
徴とする磁気共鳴診断装置。
【請求項２】一様な静磁場中に置かれた被検体に所定
のパルスシーケンスに従って高周波磁場、勾配磁場を印
加し、前記被検体内から検出される磁気共鳴信号を得る
磁気共鳴診断装置において、前記パルスシーケンスを実行する前に、該パルスシーケ
ンスにて印加する高周波磁場を少なくとも１回印加する
手段と、この高周波磁場の印加による被検体の温度上昇
を検出する温度検出手段と、該温度検出手段にて温度上
昇が所定値を越えたときに磁気共鳴信号の変化に係る情
報を通知する手段と、を有することを特徴とする磁気共
鳴診断装置。
【請求項３】一様な静磁場中に置かれた被検体に所定
のパルスシーケンスに従って高周波磁場、勾配磁場を印
加し、前記被検体内から検出される磁気共鳴信号を得る
磁気共鳴診断装置において、前記高周波磁場は、¹³Ｃ核を励起するパルス及び¹Ｈ核
をデカップリングするための励起パルスによって発生さ
れ、前記デカップリングパルスの印加による被検体の温度上
昇を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による温度上昇値が所定値を越えたとき
に、磁場共鳴信号の変化に係る情報を通知する手段と、を有することを特徴とする磁気共鳴診断装置。