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JP3112866B2 - Mrイメージング方法およびmri装置 - Google Patents
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JP3112866B2 - Mrイメージング方法およびmri装置 - Google Patents

Mrイメージング方法およびmri装置

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JP3112866B2
JP3112866B2 JP09218415A JP21841597A JP3112866B2 JP 3112866 B2 JP3112866 B2 JP 3112866B2 JP 09218415 A JP09218415 A JP 09218415A JP 21841597 A JP21841597 A JP 21841597A JP 3112866 B2 JP3112866 B2 JP 3112866B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MR(Magnetic
Resonance)イメージング方法およびMRI(Magneti
c Resonance Imaging)装置に関し、さらに詳しくは、
MTC(Magnetization Transfer Contrast)を損な
わずに短い繰り返し時間TRとすることが出来るMRイ
メージング方法およびMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関連する従来例としては、例え
ば特開平9−108196号公報に記載のMRイメージ
ング方法およびMRI装置がある。このMRイメージン
グ方法およびMRI装置では、データ収集したい目的の
核種(例えば自由水プロトン)以外の核種(例えば結合
水のプロトン)のNMR(Nuclear Magnetic Resonanc
e)信号を抑制するため、目的外の核種をRF飽和させ
るMT(Magnetization Transfer)パルスを印加し、
その後、目的の核種からデータを収集するための撮像シ
ーケンスを実行している。
【0003】前記MTパルスの振幅,パルス幅,フリッ
プ角,オフセット周波数は予め決定されており、操作者
が繰り返し時間TRを入力すると、その操作者が入力し
た繰り返し時間TRでも前記既定のMTパルスがコイル
の発熱などのハードウエア制約を満足させるか否かをチ
ェックし、満足させる場合は前記繰り返し時間TRを許
容し、満足させない場合は前記ハードウエア制約を満足
させるように繰り返し時間を延長していた。図5は、上
記繰り返し時間TRのチェック処理のフロー図である。
ステップJ1では、操作者が繰り返し時間TRを入力す
る。ステップJ2では、既定のMTパルスで、被検体の
電磁波吸収(Specific Absorption Rate)や送信コイル
や受信コイルの発熱などのハードウエア制約を満足する
最小繰り返し時間min_TRを計算する。ステップJ3で
は、操作者が入力した繰り返し時間TRと前記最小繰り
返し時間min_TRを比較し、前者が後者以上なら処理を
終了し、前者が後者より短いならステップJ4へ進む。
ステップJ4では、前記最小繰り返し時間min_TRを強
制的に繰り返し時間TRとし、処理を終了する。
【0004】つまり、図6の(a)に示すように操作者
が入力した繰り返し時間TRが最小繰り返し時間min_T
R以上なら、図6の(b)に示すように操作者が入力し
た繰り返し時間TRをそのまま採用する。一方、図7の
(a)に示すように操作者が入力した繰り返し時間TR
が最小繰り返し時間min_TRより短いなら、図7の
(b)に示すように前記最小繰り返し時間min_TRを強
制的に繰り返し時間TRとする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、必
要なMTCを得られるように振幅,パルス幅,フリップ
角,オフセット周波数を予め定めた既定のMTパルスを
印加している。しかし、既定のMTパルスでハードウエ
ア制約を満足する最小繰り返し時間min_TRより短い繰
り返し時間TRを設定することが出来ない問題点があ
る。なお、MTパルスの振幅・パルス幅の積を小さくす
るようにMTパルスを変更すれば、最小繰り返し時間mi
n_TRを短くできるから、短い繰り返し時間TRを設定
することが出来るようになるが、必要なMTCが得られ
なくなる別の問題点を生じる。そこで、本発明の目的
は、MTCを損なわずに短い繰り返し時間とすることが
出来るMRイメージング方法およびMRI装置を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、MTパルスを印加して目的外の核種を選択的にRF
飽和させるMRイメージング方法であって、操作者が入
力した繰り返し時間に合わせてMTパルスのフリップ角
およびオフセット周波数を最適化することを特徴とする
MRイメージング方法を提供する。あるMTパルスでハ
ードウエア制約を満足する最小繰り返し時間min_TRと
自由水寄生振動とMTCとに対するMTパルスのフリッ
プ角の影響を調べると、MTパルスのフリップ角を小さ
くしたとき、最小繰り返し時間min_TRを短縮でき、自
由水寄生振動を少なくすることが出来る。しかし、MT
Cは低下してしまう。次に、最小繰り返し時間min_TR
と自由水寄生振動とMTCとに対するMTパルスのオフ
セット周波数の影響を調べると、MTパルスのオフセッ
ト周波数を小さくしたとき、最小繰り返し時間min_TR
には影響せず、自由水寄生振動は多くなってしまう。し
かし、MTCを向上させることが出来る。そこで、上記
第1の観点によるMRイメージング方法では、操作者が
入力した繰り返し時間TRより短い最小繰り返し時間mi
n_TRになるように、MTパルスのフリップ角を最適化
する。これにより、操作者が入力した繰り返し時間TR
をそのままパルスシーケンスの繰り返し時間にできる。
このとき、MTCが低下することがある。そこで、その
MTCの低下を補償するようにMTCを向上させるべ
く、オフセット周波数を最適化する。以上により、MT
Cを損なわずに短い繰り返し時間とすることが出来る。
なお、自由水寄生振動への影響は、フリップ角を最適化
することによる影響とオフセット周波数を最適化するこ
とによる影響とが相殺するため、小さくなる。
【0007】第2の観点では、本発明は、目的外の核種
を選択的にRF飽和させるためにMTパルスを印加する
MTパルス印加手段を具備したMRI装置であって、操
作者が入力した繰り返し時間TRに合わせてMTパルス
のフリップ角およびオフセット周波数を最適化するMT
パルス最適化手段を具備したことを特徴とするMRI装
置を提供する。上記第2の観点によるMRI装置では、
上記第1の観点によるMRイメージング方法を好適に実
施できる。
【0008】第3の観点では、本発明は、上記構成のM
RI装置において、前記MTパルス最適化手段は、操作
者が入力した繰り返し時間でもコイルの発熱などのハー
ドウエア制約を満足させうる最大のフリップ角を求め、
その最大のフリップ角をMTパルスのフリップ角と決定
し、次にそのフリップ角から適切なオフセット周波数を
求め、その適切なオフセット周波数をMTパルスのオフ
セット周波数と決定することを特徴とするMRI装置を
提供する。上記第3の観点によるMRI装置では、MT
パルスのフリップ角を、操作者が入力した繰り返し時間
TRより短い最小繰り返し時間min_TRになるような最
大のフリップ角とする。これにより、操作者が入力した
繰り返し時間TRをそのままパルスシーケンスの繰り返
し時間にできる。このとき、MTCが低下する。そこ
で、そのMTCの低下を補償するようにMTCを向上さ
せるべく、フリップ角に適したオフセット周波数を選
ぶ。以上により、MTCを損なわずに短い繰り返し時間
とすることが出来る。なお、自由水寄生振動への影響
は、フリップ角による影響とオフセット周波数による影
響とが相殺するため、小さくなる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。
【0010】−第1の実施形態− 図1は、本発明の第1の実施形態のMRI装置を示すブ
ロック図である。このMRI装置100において、マグ
ネットアセンブリ1は、内部に被検体を挿入するための
空間部分(孔)を有し、この空間部分を取りまくように
して、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル1
pと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル1g
(勾配磁場コイルは、X,Y,Zの各軸のコイルを備え
ている)と、被検体にMTパルスや励起パルスを印加す
るための送信コイル1tと、被検体からのNMR信号を
検出する受信コイル1rとが配置されている。静磁場コ
イル1pは静磁場電源2に接続され、勾配磁場コイル1
gは勾配磁場駆動回路3に接続され、送信コイル1tは
RF電力増幅器4に接続され、受信コイル1rは前置増
幅器5に接続されている。
【0011】シーケンス記憶回路6は、計算機7からの
指令に従い、グラディエントエコー法やスピンエコー法
等のパルスシーケンスに基づいて、勾配磁場駆動回路3
を操作し、前記マグネットアセンブリ1の勾配磁場コイ
ル1gから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回
路8を操作し、RF発振回路9からの高周波出力信号を
所定タイミング・所定包絡線のパルス状信号に変調し、
それをMTパルスや励起パルス等としてRF電力増幅器
4に加え、RF電力増幅器4でパワー増幅した後、前記
マグネットアセンブリ1の送信コイル1tに印加し、R
Fパルスを送信する。
【0012】前置増幅器5は、マグネットアセンブリ1
の受信コイル1rで検出された被検体からのNMR信号
を増幅し、位相検波器10に入力する。位相検波器10
は、RF発振回路9の出力を参照信号とし、前置増幅器
5からのNMR信号を位相検波して、A/D変換器11
に与える。A/D変換器11は、位相検波後のアナログ
信号をデジタル信号に変換して、計算機7に入力する。
【0013】計算機7は、A/D変換器11からのデジ
タル信号に対する画像再構成演算を行い、目的の励起領
域のイメージ(プロトン密度像)を生成する。このイメ
ージは、表示装置13にて表示される。また、計算機7
は、操作卓12から入力された情報を受け取るなどの全
体的な制御を受け持つ。さらに、計算機7は、操作者が
入力した繰り返し時間TRに基づいてMTパルスのフリ
ップ角とオフセット周波数を最適化し(最適MTパルス
フリップ角・オフセット周波数決定処理)、そのMTパ
ルスを印加するパルスシーケンスを設計し、シーケンス
記憶回路6に渡す。
【0014】図2は、本発明の一実施形態にかかる最適
MTパルスフリップ角・オフセット周波数決定処理を示
すフロー図である。ステップS1では、操作者は、繰り
返し時間TRを入力する。ステップS2では、操作者が
入力する可能性のある繰り返し時間TRの最小値より小
さい最小繰り返し時間min_TRを与えるようなフリップ
角x=xo,オフセット周波数f=foのMTパルスを
仮定する(波形は固定とする)。ステップS3では、仮
定したMTパルスで、被検体の電磁波吸収や送信コイル
や受信コイルの発熱などのハードウエア制約を満足する
最小繰り返し時間min_TRを計算する。ステップS4で
は、操作者が入力した繰り返し時間TRと前記最小繰り
返し時間min_TRを比較し、図3の(a)に示すように
TRがmin_TRより大きいならステップS5へ進む。x
oの値を小さくしてあるため、最初は必ずステップS5
へ進む。ステップS5では、図3の(b)に示すように
フリップ角xを所定角度θだけ増加させる。そして、前
記ステップS3へ戻る。戻ったステップS3で計算され
るmin_TRは、所定角度θに対応する時間だけ長くな
る。そして、ステップS3〜S5を反復し、図3の
(c)に示すようにTRをmin_TRが越えたらステップ
S6へ進む。ステップS6では、図3の(d)に示すよ
うにフリップ角xを所定角度θだけ減少させる。減少さ
せた後のフリップ角は、操作者が入力した繰り返し時間
TRより短い最小繰り返し時間min_TRを与える最大の
フリップ角である。
【0015】ステップS7では、前記フリップ角xに対
応する最適オフセット周波数を演算またはテーブルによ
り求める。そして、処理を終了する。なお、フリップ角
xに対応する最適オフセット周波数を求めるために、実
験やシミュレーションにより予め演算式やテーブルを作
成しておく必要がある。例えば、実質に近いT1,T2
を想定し、これらを考慮したblochの方程式に基づ
き、異なる大きさのフリップ角のMTパルスによる信号
減衰が一定値以下となる最小オフセット周波数をそれぞ
れ算出し、フリップ角とオフセット周波数の関係をテー
ブル化しておく。または、そのテーブルから例えば最小
二乗近似により演算式を求めておく。
【0016】以上のMRI装置100によれば、図4に
示すように操作者が入力した短い繰り返し時間TRのパ
ルスシーケンスでMRイメージングを行うことが出来
る。そして、MTCも損なわれないようになる。
【0017】なお、上記実施形態では、操作者が入力し
た繰り返し時間TRより短い最小繰り返し時間min_TR
を与える最大のフリップ角をループ計算で求めたが、演
算式により求めてもよい。また、上記実施形態では、グ
ラジエントエコー法のパルスシーケンスを例にとって説
明したが、スピンエコー法のパルスシーケンスに対して
本発明を適用してもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明のMRイメージング方法およびM
RI装置によれば、操作者が入力した繰り返し時間に合
わせてMTパルスのフリップ角およびオフセット周波数
を最適化するため、MTCを損なわずに短い繰り返し時
間とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるMRI装置を示す
ブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる最適MTパルスフ
リップ角・オフセット周波数決定処理を示すフロー図で
ある。
【図3】フリップ角の最適化過程の説明図である。
【図4】本発明によるグラジエントエコー法の撮像シー
ケンスの説明図である。
【図5】従来のTRチェック処理を示すフロー図であ
る。
【図6】操作者が入力した繰り返し時間TRをそのまま
採用できた場合のグラジエントエコー法の撮像シーケン
スの説明図である。
【図7】操作者が入力した繰り返し時間TRを延長した
場合のグラジエントエコー法の撮像シーケンスの説明図
である。
【符号の説明】
100 MRI装置 1 マグネットアセンブリ 2 静磁場電源 3 勾配磁場駆動回路 4 RF電力増幅器 5 前置増幅器 6 シーケンス記憶回路 7 計算機 8 ゲート変調回路 9 RF発振回路 10 位相検波器 11 AD変換器 12 操作卓 13 表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−33498(JP,A) 特開 平9−108196(JP,A) 特開 平4−170937(JP,A) 奥村歩 他,「Magnetizat ion Transfer Contr astによる脳浮腫研究(第1報)」, 脳浮腫研究会報告集(1996),Vol. 19th,p89−p97 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 JICSTファイル(JOIS)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 目的外の核種を選択的にRF飽和させる
    ためにMTパルスを印加するMTパルス印加手段を具備
    したMRI装置であって、 操作者が入力した繰り返し時間TRに合わせてMTパル
    スのフリップ角およびオフセット周波数を最適化するM
    Tパルス最適化手段を具備したことを特徴とするMRI
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のMRI装置において、
    前記MTパルス最適化手段は、操作者が入力した繰り返
    し時間でもコイルの発熱などのハードウエア制約を満足
    させうる最大のフリップ角を求め、その最大のフリップ
    角をMTパルスのフリップ角と決定し、次にそのフリッ
    プ角から適切なオフセット周波数を求め、その適切なオ
    フセット周波数をMTパルスのオフセット周波数と決定
    することを特徴とするMRI装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のMRI装置において、
    前記MTパルス最適化手段は、決定したMTパルスのフ
    リップ角に対応する最適オフセット周波数を求める演算
    式またはテーブルを有することを特徴とするMRI装
    置。
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