JPS63230157A - 血流イメ−ジング方式 - Google Patents
血流イメ−ジング方式Info
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- JPS63230157A JPS63230157A JP62063763A JP6376387A JPS63230157A JP S63230157 A JPS63230157 A JP S63230157A JP 62063763 A JP62063763 A JP 62063763A JP 6376387 A JP6376387 A JP 6376387A JP S63230157 A JPS63230157 A JP S63230157A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/567—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
- G01R33/5673—Gating or triggering based on a physiological signal other than an MR signal, e.g. ECG gating or motion monitoring using optical systems for monitoring the motion of a fiducial marker
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0265—Measuring blood flow using electromagnetic means, e.g. electromagnetic flowmeter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
-
- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核磁気共鳴現象を利用した体内断層撮影装置
に関し、特に、体内の血管走行をイメージングする技術
に関する。
に関し、特に、体内の血管走行をイメージングする技術
に関する。
従来の代表的な方式は、ラジオロン４，５月号（１９８
６）第４１１頁から４１８頁 （Ｒａｄｉｏｌ、ｏｇｙ Ｍａｙ （１９８６） ｐｐ
、４１１−４１８）において論じられている。
６）第４１１頁から４１８頁 （Ｒａｄｉｏｌ、ｏｇｙ Ｍａｙ （１９８６） ｐｐ
、４１１−４１８）において論じられている。
これは、静止部には影響を与えず血流部分のみ濃度変化
を与えるシーケンスを用いて、血管部のみの濃度が変化
するように２枚の画像を撮影し、その差分画像から血管
部を抽出するものである６原理は、動きによって血管内
のスピンの位相が、速度に比例して変化し、その結果、
濃度が変化することを利用している。すなわち、撮影時
に心電計を用いて同期をとると心臓の拡張期と収縮期で
血管内の流速が異なり、先に述べたシーケンスで画像を
撮影すると、静止部は同一の濃度で、血管を含む部分は
異なる濃度で得られる。これらの画像間で差分をとると
、血管部だけが抽出されることになる。
を与えるシーケンスを用いて、血管部のみの濃度が変化
するように２枚の画像を撮影し、その差分画像から血管
部を抽出するものである６原理は、動きによって血管内
のスピンの位相が、速度に比例して変化し、その結果、
濃度が変化することを利用している。すなわち、撮影時
に心電計を用いて同期をとると心臓の拡張期と収縮期で
血管内の流速が異なり、先に述べたシーケンスで画像を
撮影すると、静止部は同一の濃度で、血管を含む部分は
異なる濃度で得られる。これらの画像間で差分をとると
、血管部だけが抽出されることになる。
この他に、血管部の濃度変化を与える手段として、異な
る速度の時点で撮影するかわりに、同一速度の時点で、
速度による位相変化のゲインが異なるように２種類の異
なるシーケンスで撮影する手法があるが、速度によるス
ピンの位相の変化を利用する点で、基本的な原理は同じ
である。
る速度の時点で撮影するかわりに、同一速度の時点で、
速度による位相変化のゲインが異なるように２種類の異
なるシーケンスで撮影する手法があるが、速度によるス
ピンの位相の変化を利用する点で、基本的な原理は同じ
である。
上記従来技術は、実用に際しては、いかなる時間で同期
をとるかが問題となる。通常第１図に示すように同期は
、心電波形のＲ波を検出し、その時間からｄｔの遅れ（
ｄｅｌａｙ）をかけてとるが、Ｒ波からのｄ ｅ １．
ａ ７時間の設定が適切でないと２枚の画像間の差が
大きくならず、血管像が正確に抽出できない。
をとるかが問題となる。通常第１図に示すように同期は
、心電波形のＲ波を検出し、その時間からｄｔの遅れ（
ｄｅｌａｙ）をかけてとるが、Ｒ波からのｄ ｅ １．
ａ ７時間の設定が適切でないと２枚の画像間の差が
大きくならず、血管像が正確に抽出できない。
そこで、従来は、たとえば５０ｍｇａｃ間隔で複数回、
画像を選び出し処理を行っていた。
画像を選び出し処理を行っていた。
ところが、Ｒ波と同期をとって撮影すると、通常１枚当
り４分から８分程度の撮影時間を要するため、１枚の血
管像を得るのに多大の時間を要するという問題があった
。
り４分から８分程度の撮影時間を要するため、１枚の血
管像を得るのに多大の時間を要するという問題があった
。
本発明の目的は、Ｒ波からのｄｅｌａｙ時間の設定タイ
ミングを自動的に決定し、試行錯誤的に何枚もの画像を
撮影することなく最小の２枚で血管像を得るイメージン
グ方式を提供することにある。
ミングを自動的に決定し、試行錯誤的に何枚もの画像を
撮影することなく最小の２枚で血管像を得るイメージン
グ方式を提供することにある。
上記目的は、画像用信号を計測するに先だち。
血管内を流れる血流の時間的速度変化を検出するシーケ
ンスを付は加え、最大速度と最小速度の時点を決定し、
そのタイミングで２枚の画像を撮影することにより、達
成される。
ンスを付は加え、最大速度と最小速度の時点を決定し、
そのタイミングで２枚の画像を撮影することにより、達
成される。
速度検出用シーケンスの例を第１図（ｂ）、（Ｃ）に示
す。このシーケンスを１口実行するごとにその時点での
流速分布が得られるので、これをたとえば、３０ｍ５ｅ
ｃ単位で繰り返せば、３０ｍ５ｅｃ毎の時間的な速度変
化が、第１図ｆのように得られる。この例では、速度が
■の時点で最小、■の時点で最大になることがわかり、
このタイミングで、画像用信号を計測することになる。
す。このシーケンスを１口実行するごとにその時点での
流速分布が得られるので、これをたとえば、３０ｍ５ｅ
ｃ単位で繰り返せば、３０ｍ５ｅｃ毎の時間的な速度変
化が、第１図ｆのように得られる。この例では、速度が
■の時点で最小、■の時点で最大になることがわかり、
このタイミングで、画像用信号を計測することになる。
第１図（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）のシーケンスを例にして
、どのように、ある時点における流速分布が求められる
かについて説明する。
、どのように、ある時点における流速分布が求められる
かについて説明する。
９０°パルス１０８を印加すると同時に、傾斜磁場（Ｇ
ｚ）１１．０を印加し、スライス選択と同時に、スピン
の励起を行う。Ｔ１ （例えば、１０ｍ５程度）後に（
−９０°）パルス１０９を印加すると同時に、傾斜磁場
（Ｇｚ）１１１を印加し。
ｚ）１１．０を印加し、スライス選択と同時に、スピン
の励起を行う。Ｔ１ （例えば、１０ｍ５程度）後に（
−９０°）パルス１０９を印加すると同時に、傾斜磁場
（Ｇｚ）１１１を印加し。
先程と同一のスライス面を選択する。スライス面の静止
物体のスピンは、９０°−９０’ ＝Ｏ”で。
物体のスピンは、９０°−９０’ ＝Ｏ”で。
結局、励起されていない時と同一の状態になる。
それに対し、動きがあって、スライスから流出したスピ
ンは、９０″パルスだけを感じ、（−９０°）パルスを
感じないので、傾斜磁場（Ｇｚ）１１３の印加時の７３
時にピークとなる信号１１４として観測される。Ｔ３は
、たとえば２０ｍ５ｅｃ程度で傾斜磁場１１２の面積と
磁場１１３の面積が等しくなるタイミングである。観測
された信号１１４をフーリエ変換すると、位置に対応し
た周波数成分に値が出てくる。これを各時刻毎に行い、
縦方向に並べると第１図（ｇ）のような形が得られ、そ
の高低から流速が最大になるタイミングと最小になるタ
イミングが決定できる。
ンは、９０″パルスだけを感じ、（−９０°）パルスを
感じないので、傾斜磁場（Ｇｚ）１１３の印加時の７３
時にピークとなる信号１１４として観測される。Ｔ３は
、たとえば２０ｍ５ｅｃ程度で傾斜磁場１１２の面積と
磁場１１３の面積が等しくなるタイミングである。観測
された信号１１４をフーリエ変換すると、位置に対応し
た周波数成分に値が出てくる。これを各時刻毎に行い、
縦方向に並べると第１図（ｇ）のような形が得られ、そ
の高低から流速が最大になるタイミングと最小になるタ
イミングが決定できる。
以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第２図は、本発明の一実施例のブロック構成図である。
被検体からＮＭＲ信号を検出するために発生させる各種
パルス及び磁場をコントロールするシーケンス制御部２
０１より、被検体の特定の核種類を共鳴させるために発
生する高周波パルスの送信器２０２と、ＮＭＲ信号の共
鳴周波数を決定する静磁場と強さ及び方向を任意にコン
トロールできる傾斜磁場を発生させるための磁場制御部
２０３と、被検体から発生するＮＭＲ信号を破波後、計
測を行う受信器２０５とを制御し、受信器２０５から取
り込んだ計測信号をもとに処理装置２０６で画像再構成
及び各種演算を行い、再構成された画像をＣＲＴディス
プレイ２０７上に表示する。磁場駆動部２０４は、上記
磁場制御部２０３から出力されたコントロール信号に基
づいて計測に必要な磁場を発生させる。
パルス及び磁場をコントロールするシーケンス制御部２
０１より、被検体の特定の核種類を共鳴させるために発
生する高周波パルスの送信器２０２と、ＮＭＲ信号の共
鳴周波数を決定する静磁場と強さ及び方向を任意にコン
トロールできる傾斜磁場を発生させるための磁場制御部
２０３と、被検体から発生するＮＭＲ信号を破波後、計
測を行う受信器２０５とを制御し、受信器２０５から取
り込んだ計測信号をもとに処理装置２０６で画像再構成
及び各種演算を行い、再構成された画像をＣＲＴディス
プレイ２０７上に表示する。磁場駆動部２０４は、上記
磁場制御部２０３から出力されたコントロール信号に基
づいて計測に必要な磁場を発生させる。
以上の構成における本発明の実施手順を、第１図〜第５
図を用いて以下に説明する。第１図（ｄ）〜（ｆ）は本
発明の速度検出を行うパルスシーケンスの一実施例で、
第４図、第５図は、画像撮影用パルスシーケンスの一実
施例である。第３図は。
図を用いて以下に説明する。第１図（ｄ）〜（ｆ）は本
発明の速度検出を行うパルスシーケンスの一実施例で、
第４図、第５図は、画像撮影用パルスシーケンスの一実
施例である。第３図は。
第２図の処理袋［２０６における処理手順を示すフロー
チャートである。第３図に従って説明する。
チャートである。第３図に従って説明する。
ステップ３０１：第１図（ｄ）〜（ｆ）のシーケンスを
、被検体のＲ波−Ｒ波間において、５０ｍ５ｅｃ間隔で
、繰り返し印加し、５０ｍ５ｅｃ毎に信号を計測する。
、被検体のＲ波−Ｒ波間において、５０ｍ５ｅｃ間隔で
、繰り返し印加し、５０ｍ５ｅｃ毎に信号を計測する。
ステップ３０２：第１図（ｄ）〜（ｆ）のシーケンスに
おいて、最初に９０″パルス１０８を、傾斜磁場（Ｑｚ
）１１０と同時に印加し、スライス内のスピンを９０°
倒す。次に、−９０°パルス１０９を、傾斜磁場（−Ｇ
ｚ）１１１と同時に印加する。この時、スライス内の静
止したスピンは、９０”−９０°＝ｏ”で元に戻るが５
スライスの外へ流出するスピンは、−９０°を感じず、
励起した状態のままで、Ｚ方向に流れる。この信号を傾
斜磁場１１２を印加後、傾斜磁場１１３のもとで観測す
る。
おいて、最初に９０″パルス１０８を、傾斜磁場（Ｑｚ
）１１０と同時に印加し、スライス内のスピンを９０°
倒す。次に、−９０°パルス１０９を、傾斜磁場（−Ｇ
ｚ）１１１と同時に印加する。この時、スライス内の静
止したスピンは、９０”−９０°＝ｏ”で元に戻るが５
スライスの外へ流出するスピンは、−９０°を感じず、
励起した状態のままで、Ｚ方向に流れる。この信号を傾
斜磁場１１２を印加後、傾斜磁場１１３のもとで観測す
る。
ステップ３０３：ｍ１ｌｌ測した信号を、それぞれ、フ
ーリエ変換し、第１図（ｇ）のように並べる。
ーリエ変換し、第１図（ｇ）のように並べる。
ステップ３０４：第１図（ｇ）において、信号のピーク
位置と谷の位置を決定する。決定の仕方はｍｉｎ、ｍａ
ｘを求めてもよいし、雑音が多い場合は、大域的に、滑
らかに変化することを利用し、関数ｆｉｔｔｉｎｇによ
り決定してもよい。
位置と谷の位置を決定する。決定の仕方はｍｉｎ、ｍａ
ｘを求めてもよいし、雑音が多い場合は、大域的に、滑
らかに変化することを利用し、関数ｆｉｔｔｉｎｇによ
り決定してもよい。
最低速度の時点がＲ波からどの程度の時間離れているか
わかるので、その時間で、定常的な動きに対して位相が
変化しない、第４図に示すようなシーケンスで画像を撮
影する。
わかるので、その時間で、定常的な動きに対して位相が
変化しない、第４図に示すようなシーケンスで画像を撮
影する。
すなわち、心電波形のＲ波４１１から、第１図（ｆ）で
決定した時刻Ｔ４後の時間に、ＲＦパルス４００を印加
する。この時、同時に傾斜磁場（Ｇｚ）４０２を印加す
る。この後、磁場４０２の影響をキャンセルするため、
傾斜磁場４０３を印加する。一方、読み出し用傾斜磁場
（Ｇ ｘ）４０６．４０７を印加する。動きがないスピ
ンは、磁場４０６と４０７で互いにキャンセルされるが
。
決定した時刻Ｔ４後の時間に、ＲＦパルス４００を印加
する。この時、同時に傾斜磁場（Ｇｚ）４０２を印加す
る。この後、磁場４０２の影響をキャンセルするため、
傾斜磁場４０３を印加する。一方、読み出し用傾斜磁場
（Ｇ ｘ）４０６．４０７を印加する。動きがないスピ
ンは、磁場４０６と４０７で互いにキャンセルされるが
。
動きがあると、スピンの位相が変化する。
さらに、ｙ方向の位置を分離するため、位相エンコード
磁場４０５を印加する。この大きさは、計測のたびにあ
ら、かじめ定められた量に設定し実行する。通常は、２
５６回変化させる。
磁場４０５を印加する。この大きさは、計測のたびにあ
ら、かじめ定められた量に設定し実行する。通常は、２
５６回変化させる。
次に、励起してバラバラになったスピンの位相をそろえ
るために、ＲＦパルス４０１および、傾斜磁場（Ｇｚ）
４０４を印加する。最後に、傾斜磁場（Ｇｘ）４０８を
印加し、磁場４０９と共に、信号４１０を計測する。
るために、ＲＦパルス４０１および、傾斜磁場（Ｇｚ）
４０４を印加する。最後に、傾斜磁場（Ｇｘ）４０８を
印加し、磁場４０９と共に、信号４１０を計測する。
ステップ３０６：同様に第１図（ｇ）のピークの位置か
ら、最高速度の時点を決定し、その時間で速度に応じて
位相が変化する。第５図に示すようなシーケンスで画像
を撮影する。
ら、最高速度の時点を決定し、その時間で速度に応じて
位相が変化する。第５図に示すようなシーケンスで画像
を撮影する。
ここで、第５図は第４図と、磁場４０４と極性が異なる
磁場５０１と、第４図の磁場４０６゜４０８がないだけ
で、あとは同一である。このようにすることにより、ス
ピンの動きによる位相変化を生じさせることができるよ
うになる。
磁場５０１と、第４図の磁場４０６゜４０８がないだけ
で、あとは同一である。このようにすることにより、ス
ピンの動きによる位相変化を生じさせることができるよ
うになる。
ステップ３０７：上記ステップ３０５，３０６で得られ
た画像間で、サブトラクション（減算）を行い、血管部
を抽出する。
た画像間で、サブトラクション（減算）を行い、血管部
を抽出する。
なお、上記シーケンスのうち、ステップ３０５と３０６
における撮影の際の信号計測を、交互に行い、動きによ
るアーチファクトを低減することも可能である。
における撮影の際の信号計測を、交互に行い、動きによ
るアーチファクトを低減することも可能である。
また、第４図、第５図のシーケンスは、−例であり、同
様な働きをする他のシーケンスでもよいことはいうまで
もない。
様な働きをする他のシーケンスでもよいことはいうまで
もない。
本発明によれば、試行錯誤的にＲ波からのｄｅｌａｙ設
定を行なわなくても、短時間に測定したい血管系の時間
的に変動する流速測定ができるため、最適な撮影タイミ
ング設定が可能となり、高画質な血管像を、短時間に得
ることが可能となる。
定を行なわなくても、短時間に測定したい血管系の時間
的に変動する流速測定ができるため、最適な撮影タイミ
ング設定が可能となり、高画質な血管像を、短時間に得
ることが可能となる。
第１図は、流速測定用のシーケンス例及び得られる流速
図の例を示す図、第２図は、本発明の一実施例を示すブ
ロック構成図、第３図は、本発明を実施するための処理
手順を示すフローチャート。 第４図は、低流速時の計測に適したシーケンスの例を示
す図、第５図は、高流速時の計測に適したシーケンスの
例を示す図である。 −如歳分介訊 男３国
図の例を示す図、第２図は、本発明の一実施例を示すブ
ロック構成図、第３図は、本発明を実施するための処理
手順を示すフローチャート。 第４図は、低流速時の計測に適したシーケンスの例を示
す図、第５図は、高流速時の計測に適したシーケンスの
例を示す図である。 −如歳分介訊 男３国
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と、被検
体からの核磁気共鳴信号を取り出す検出手段と、検出さ
れた信号に対し画像再生を含む各種演算を行う手段を有
する磁気共鳴イメージング装置において、スライス選択
を行った断面に含まれる被検体に関する速度情報を１回
のシーケンスで計測し、該計測した速度情報を用いて上
記共鳴信号を検出することを特徴とする血流イメージン
グ方式。 ２、上記速度情報は、所定時間内に繰り返し計測するこ
とを特徴とする第１項の血流イメージング方式。 ３、上記シーケンスは、選択性９０°パルス、選択性（
−９０°）パルス、非選択性１８０°パルスを組合せて
なることを特徴とする第１項の血流イメージング方式。 ４、上記シーケンスは、選択性９０°パルス、選択性（
−９０°）パルス、流れの方向へ印加する反転傾斜磁場
を組合わせてなることを特徴とする第１項の血流イメー
ジング方式。 ５、上記繰り返し計測した速度情報に基づき、画像用信
号を計測するタイミング及びシーケンスを決定すること
を特徴とする第２項の血流イメージング方式。 ６、上記繰り返し計測するために、２種類の異なる血流
速度の計測タイミングを用いることを特徴とする第５項
の血流イメージング方式。 ７、上記速度の計測タイミングを、血管内の絶対速度の
差が最大となるように設定することを特徴とする第６項
の血流イメージング方式。 ８、上記異なる計測タイミング毎にパルスシーケンスを
異ならせることを特徴とする第６項の血流イメージング
方式。 ９、上記異なる計測タイミングのうち、最小速度の計測
タイミングでは、血管内の信号がもっとも強く出るシー
ケンスで、最大速度の計測タイミングでは、血管内の信
号がもっとも弱くなるシーケンスで計測することを特徴
とする第８項の血流イメージング方式。 １０、上記計測において、計測するスライス厚を所定値
より大きくすることを特徴とする第６項の血流イメージ
ング方式。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063763A JPS63230157A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 血流イメ−ジング方式 |
| US07/170,342 US4915111A (en) | 1987-03-20 | 1988-03-18 | Blood flow imaging method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62063763A JPS63230157A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 血流イメ−ジング方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63230157A true JPS63230157A (ja) | 1988-09-26 |
Family
ID=13238746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62063763A Pending JPS63230157A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | 血流イメ−ジング方式 |
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- 1987-03-20 JP JP62063763A patent/JPS63230157A/ja active Pending
-
1988
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4915111A (en) | 1990-04-10 |
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