JP3211978B2 - Mri装置 - Google Patents
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- JP3211978B2 JP3211978B2 JP11462792A JP11462792A JP3211978B2 JP 3211978 B2 JP3211978 B2 JP 3211978B2 JP 11462792 A JP11462792 A JP 11462792A JP 11462792 A JP11462792 A JP 11462792A JP 3211978 B2 JP3211978 B2 JP 3211978B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MRI(核磁気共鳴)
装置に関し、特に被検体内の画像データを超高速で計測
する場合に、その分解能を向上させることが可能なMR
I装置に関する。
装置に関し、特に被検体内の画像データを超高速で計測
する場合に、その分解能を向上させることが可能なMR
I装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静磁場を発生する磁石の間に被検体を配
置し、どの断面を撮影するかにより、その断面を含む空
間で勾配を持ったスライス傾斜磁場を印加する。スライ
ス傾斜磁場は、互いに直交する3方向の磁場の1つにな
るように印加される。スライス傾斜磁場(例えば、Z軸
方向)が決まると、被検体の断面の各成分を観察するた
めに、X軸とY軸方向にさらに細かいメッシュを決定し
て、その一方(X軸またはY軸)を位相エンコ−ド傾斜
磁場とし、他方(Y軸またはX軸)をリ−ドアウト傾斜
磁場とする。次に、被検体に高周波信号を加えることに
より、その信号が特定の周波数のときその断面のみで共
鳴が生じ、その断面の画像が取れる。このようなMRI
撮影装置による超高速撮影方法としては、例えば、『ジ
ャ−ナル・オブ・フィジクス、C、ソリッド・ステイト
・フィジクス』10.L55、1977年(J.Phys.C.
Solid State Phs.)に記載された、最初の提案であ
るエコ−プラナ−法や、その変形が提案されている。こ
の方法では、高周波パルスにより励起した核磁化から、
極性の反転するリ−ドアウト傾斜磁場を高速で印加する
ことによりエコ−信号を連続的に発生させ、画像再構成
に必要なデ−タを数10msで収集して、超高速撮影を
行うことができる。リ−ドアウト傾斜磁場としては、矩
形波(パルス的波形)を利用した方法、または正弦波を
利用した方法等が提案されている。
置し、どの断面を撮影するかにより、その断面を含む空
間で勾配を持ったスライス傾斜磁場を印加する。スライ
ス傾斜磁場は、互いに直交する3方向の磁場の1つにな
るように印加される。スライス傾斜磁場(例えば、Z軸
方向)が決まると、被検体の断面の各成分を観察するた
めに、X軸とY軸方向にさらに細かいメッシュを決定し
て、その一方(X軸またはY軸)を位相エンコ−ド傾斜
磁場とし、他方(Y軸またはX軸)をリ−ドアウト傾斜
磁場とする。次に、被検体に高周波信号を加えることに
より、その信号が特定の周波数のときその断面のみで共
鳴が生じ、その断面の画像が取れる。このようなMRI
撮影装置による超高速撮影方法としては、例えば、『ジ
ャ−ナル・オブ・フィジクス、C、ソリッド・ステイト
・フィジクス』10.L55、1977年(J.Phys.C.
Solid State Phs.)に記載された、最初の提案であ
るエコ−プラナ−法や、その変形が提案されている。こ
の方法では、高周波パルスにより励起した核磁化から、
極性の反転するリ−ドアウト傾斜磁場を高速で印加する
ことによりエコ−信号を連続的に発生させ、画像再構成
に必要なデ−タを数10msで収集して、超高速撮影を
行うことができる。リ−ドアウト傾斜磁場としては、矩
形波(パルス的波形)を利用した方法、または正弦波を
利用した方法等が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような超高速撮影
方法は、1秒間に10〜20画像(以下、時間分解能と
表現する)の連続撮影を行うことができるため、心拍同
期を用いることなく激しく動く心臓等の連続撮影が可能
である。従って、この方法は、動画像表示等による心機
能の診断等に期待されている。しかしながら、医学的な
心機能の診断では、1秒間に30画像以上の時間分解能
を有する連続撮影が必要とされており、しかも画質のよ
い空間分解能の高い画像、つまり上記メッシュをさらに
細かくした画像が望まれている。従来の超高速撮影で
は、上述のように1秒間に10〜20画像の連続撮影が
限界であり、しかも画質を向上させると、撮影時間が長
くなるため連続撮影の画像数が減少してしまい、結局、
連続枚数を多くする時間分解能と、メッシュをさらに細
かくする空間分解能とは相反する関係にあった。本発明
の目的は、このような従来の課題を解決し、心拍同期を
利用することができ、かつ実効的に時間分解能と空間分
解能の両方を向上させることが可能なMRI装置を提供
することにある。
方法は、1秒間に10〜20画像(以下、時間分解能と
表現する)の連続撮影を行うことができるため、心拍同
期を用いることなく激しく動く心臓等の連続撮影が可能
である。従って、この方法は、動画像表示等による心機
能の診断等に期待されている。しかしながら、医学的な
心機能の診断では、1秒間に30画像以上の時間分解能
を有する連続撮影が必要とされており、しかも画質のよ
い空間分解能の高い画像、つまり上記メッシュをさらに
細かくした画像が望まれている。従来の超高速撮影で
は、上述のように1秒間に10〜20画像の連続撮影が
限界であり、しかも画質を向上させると、撮影時間が長
くなるため連続撮影の画像数が減少してしまい、結局、
連続枚数を多くする時間分解能と、メッシュをさらに細
かくする空間分解能とは相反する関係にあった。本発明
の目的は、このような従来の課題を解決し、心拍同期を
利用することができ、かつ実効的に時間分解能と空間分
解能の両方を向上させることが可能なMRI装置を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のMRI装置は、静磁場を発生する手段と、
3方向の傾斜磁場を発生する手段と、被検体に高周波パ
ルスを印加し、前記被検体からのエコー信号を受信する
プローブと、前記傾斜磁場の印加、前記高周波パルスの
印加、及び前記エコー信号の取り込みの制御を行うシー
ケンサと、前記エコー信号を用いて画像再構成を行う計
算機と、画像再構成の結果を表示する表示手段と、前記
被検体の心拍信号を検出する手段とを具備し、前記シー
ケンサは前記心拍信号を基準として、前記被検体の関心
領域を選択励起すること、リードアウト傾斜磁場を振幅
の極性を反転させながら印加し、前記リードアウト傾斜
磁場を印加した方向と直交する方向に位相エンコード傾
斜磁場を印加して、前記関心領域の画像再構成に必要な
複数の前記エコー信号を収集するパルスシーケンスを繰
り返し、前のパルスシーケンスの開始のタイミング又は
前記位相エンコード傾斜磁場の印加値を、次のパルスシ
ーケンスでは予め定めた値だけずらして設定して、前記
前のパルスシーケンスで収集された前記エコー信号の時
間的または位相空間的に間に位置する前記エコー信号を
収集し、順次検出される前記心拍信号毎に、前記パルス
シーケンスの開始のタイミング又は前記位相エンコード
傾斜磁場のいずれか一方を複数回続けて制御し、次いで
他方の制御を複数回続けて、前の前記心拍信号を基準と
して前記エコー信号を収集していき、収集されたエコー
信号を時間的又は位相空間的順序に配列し直して画像再
構成し、前記表示手段に動画表示することを特徴として
いる。
め、本発明のMRI装置は、静磁場を発生する手段と、
3方向の傾斜磁場を発生する手段と、被検体に高周波パ
ルスを印加し、前記被検体からのエコー信号を受信する
プローブと、前記傾斜磁場の印加、前記高周波パルスの
印加、及び前記エコー信号の取り込みの制御を行うシー
ケンサと、前記エコー信号を用いて画像再構成を行う計
算機と、画像再構成の結果を表示する表示手段と、前記
被検体の心拍信号を検出する手段とを具備し、前記シー
ケンサは前記心拍信号を基準として、前記被検体の関心
領域を選択励起すること、リードアウト傾斜磁場を振幅
の極性を反転させながら印加し、前記リードアウト傾斜
磁場を印加した方向と直交する方向に位相エンコード傾
斜磁場を印加して、前記関心領域の画像再構成に必要な
複数の前記エコー信号を収集するパルスシーケンスを繰
り返し、前のパルスシーケンスの開始のタイミング又は
前記位相エンコード傾斜磁場の印加値を、次のパルスシ
ーケンスでは予め定めた値だけずらして設定して、前記
前のパルスシーケンスで収集された前記エコー信号の時
間的または位相空間的に間に位置する前記エコー信号を
収集し、順次検出される前記心拍信号毎に、前記パルス
シーケンスの開始のタイミング又は前記位相エンコード
傾斜磁場のいずれか一方を複数回続けて制御し、次いで
他方の制御を複数回続けて、前の前記心拍信号を基準と
して前記エコー信号を収集していき、収集されたエコー
信号を時間的又は位相空間的順序に配列し直して画像再
構成し、前記表示手段に動画表示することを特徴として
いる。
【0005】
【作用】本発明においては、心拍同期による複数心拍を
利用して、1回目の心拍、2回目の心拍、3回目の心拍
と、心拍毎に傾斜磁場の印加量を変化させて回数毎にメ
ッシュをずらして空間分解能を向上させ、また撮影を開
始する時点を心拍の時点から心拍毎に可変にし、時間分
解能を向上させる。すなわち、心拍毎に前の心拍で撮影
したデ−タの間のデ−タを撮影するように制御するので
ある。具体的には、先ず心拍同期を利用した1回目の撮
影を実行して複数の画像を得る。次の心拍では、撮影を
開始する時点を1回目よりずらして実行し、1回目で得
た複数の画像の時間的に間の画像を撮影する。このよう
な撮影により、時間分解能を高めることが可能となる。
また、空間分解能を向上させるために、心拍同期での1
回目と2回目の撮影開始時点は同一にして、2回目の撮
影において1回目の撮影で計測したデ−タの位相空間的
に中間のデ−タを計測するように、傾斜磁場の印加量を
設定する。また、両者を組み合わせた撮影により時間、
空間の両分解能を向上させることも可能である。さら
に、複数の心拍にわたって同じような撮影を行うことに
より、より分解能を向上させることができる。
利用して、1回目の心拍、2回目の心拍、3回目の心拍
と、心拍毎に傾斜磁場の印加量を変化させて回数毎にメ
ッシュをずらして空間分解能を向上させ、また撮影を開
始する時点を心拍の時点から心拍毎に可変にし、時間分
解能を向上させる。すなわち、心拍毎に前の心拍で撮影
したデ−タの間のデ−タを撮影するように制御するので
ある。具体的には、先ず心拍同期を利用した1回目の撮
影を実行して複数の画像を得る。次の心拍では、撮影を
開始する時点を1回目よりずらして実行し、1回目で得
た複数の画像の時間的に間の画像を撮影する。このよう
な撮影により、時間分解能を高めることが可能となる。
また、空間分解能を向上させるために、心拍同期での1
回目と2回目の撮影開始時点は同一にして、2回目の撮
影において1回目の撮影で計測したデ−タの位相空間的
に中間のデ−タを計測するように、傾斜磁場の印加量を
設定する。また、両者を組み合わせた撮影により時間、
空間の両分解能を向上させることも可能である。さら
に、複数の心拍にわたって同じような撮影を行うことに
より、より分解能を向上させることができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図6は、本発明の一実施例を示すMRI撮影
装置の構成図である。図6において、1は一様な静磁場
を発生する静磁場磁石、2はシ−ケンサ8により制御さ
れる駆動回路6および電源7により駆動され、それぞれ
直交する3方向(X,Y,Z方向)にベッド12上の被
検体11に対して傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルで
ある。このコイル2により、X,Y,Z方向にそれぞれ
スライス傾斜磁場、位相エンコ−ド傾斜磁場、およびリ
−ドアウト傾斜磁場が印加される。被検体11に対して
は、シ−ケンサ8により制御される送受信部4から高周
波信号がプロ−ブ3に送られ、プロ−ブ3から被検体1
1に高周波磁場が印加された後、被検体11内の磁気共
鳴信号がプロ−ブ3により受信される。プロ−ブ3によ
り受信された信号は送受信部4において増幅および検波
された後、シ−ケンサ8により制御されるAD変換器5
でディジタル化されて、計算機9に送られる。計算機9
は、シ−ケンサ8を制御するとともに、AD変換器5か
ら入力されたデ−タのフ−リェ変換を行って画像再構成
を行い、表示装置10に画像を表示する。被検体11か
らの心拍信号は、心拍検出器13により検出されて、計
算機9に送られた後、計算機9によりシ−ケンサ8を動
作させるタイミングや傾斜磁場印加量等の撮影条件を制
御する基準信号として使用される。
説明する。図6は、本発明の一実施例を示すMRI撮影
装置の構成図である。図6において、1は一様な静磁場
を発生する静磁場磁石、2はシ−ケンサ8により制御さ
れる駆動回路6および電源7により駆動され、それぞれ
直交する3方向(X,Y,Z方向)にベッド12上の被
検体11に対して傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルで
ある。このコイル2により、X,Y,Z方向にそれぞれ
スライス傾斜磁場、位相エンコ−ド傾斜磁場、およびリ
−ドアウト傾斜磁場が印加される。被検体11に対して
は、シ−ケンサ8により制御される送受信部4から高周
波信号がプロ−ブ3に送られ、プロ−ブ3から被検体1
1に高周波磁場が印加された後、被検体11内の磁気共
鳴信号がプロ−ブ3により受信される。プロ−ブ3によ
り受信された信号は送受信部4において増幅および検波
された後、シ−ケンサ8により制御されるAD変換器5
でディジタル化されて、計算機9に送られる。計算機9
は、シ−ケンサ8を制御するとともに、AD変換器5か
ら入力されたデ−タのフ−リェ変換を行って画像再構成
を行い、表示装置10に画像を表示する。被検体11か
らの心拍信号は、心拍検出器13により検出されて、計
算機9に送られた後、計算機9によりシ−ケンサ8を動
作させるタイミングや傾斜磁場印加量等の撮影条件を制
御する基準信号として使用される。
【0007】図7は、本発明の前提となる超高速撮影の
パルスシ−ケンスのタイムチャ−トである。図7におい
て、RFは被検体に印加する高周波パルス21、Gs,
Ge,Grはそれぞれ3方向の互いに直交する傾斜磁場
である。これらX,Y,Z方向の傾斜磁場において、G
sがスライス用に印加するスライス傾斜磁場、Geが位
相エンコ−ド用に印加する位相エンコ−ド傾斜磁場、G
rがリ−ドアウト用に印加するリ−ドアウト傾斜磁場で
ある。エコ−信号は、被検体の磁気共鳴信号である。ま
た、ADはアナログディジタル変換をする信号である。
このパルスシ−ケンスは、計算機9を介してシ−ケンサ
8により制御され、実行される。先ず、高周波パルス
(RF)21と、スライス傾斜磁場(Gs)22を印加
して、計測したい関心領域を選択的に励起する。次に、
リ−ドアウト傾斜磁場(Gr)25を高速に振幅を反転
させながらスライス面に平行な方向に印加し、同時に位
相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)23および24を、リ−
ドアウト傾斜磁場(Gr)と直交する方向にリ−ドアウ
ト傾斜磁場(Gr)の反転毎にパルス的に印加する。
パルスシ−ケンスのタイムチャ−トである。図7におい
て、RFは被検体に印加する高周波パルス21、Gs,
Ge,Grはそれぞれ3方向の互いに直交する傾斜磁場
である。これらX,Y,Z方向の傾斜磁場において、G
sがスライス用に印加するスライス傾斜磁場、Geが位
相エンコ−ド用に印加する位相エンコ−ド傾斜磁場、G
rがリ−ドアウト用に印加するリ−ドアウト傾斜磁場で
ある。エコ−信号は、被検体の磁気共鳴信号である。ま
た、ADはアナログディジタル変換をする信号である。
このパルスシ−ケンスは、計算機9を介してシ−ケンサ
8により制御され、実行される。先ず、高周波パルス
(RF)21と、スライス傾斜磁場(Gs)22を印加
して、計測したい関心領域を選択的に励起する。次に、
リ−ドアウト傾斜磁場(Gr)25を高速に振幅を反転
させながらスライス面に平行な方向に印加し、同時に位
相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)23および24を、リ−
ドアウト傾斜磁場(Gr)と直交する方向にリ−ドアウ
ト傾斜磁場(Gr)の反転毎にパルス的に印加する。
【0008】これにより、リ−ドアウト傾斜磁場(G
r)の振幅と印加時間の総和量(面積)が正と負で零に
なる毎に、つまり正の辺の中央と負の辺の中央とでエコ
−信号が連続して発生し、ADで示すように順次デ−タ
を収集することができ、1画像の超高速撮影が可能とな
る。このようにして、図7に示すシ−ケンスを所定の時
間間隔で繰り返し実行すれば、所定の時間間隔毎に連続
画像の撮影が可能となる。このような連続撮影において
は、一般的に高周波パルス(RF)21は90°より小
さい励起角を用い、信号対雑音比(S/N)を高くとる
ために信号回復時間だけ待ってから次の画像の撮影を行
う方法が用いられている。すなわち、高周波パルス(R
F)とスライス傾斜磁場(Gs)を印加して関心領域を
選択するのであるが、連続撮影をしない場合は励起角が
90°の時に、信号も大きい。しかし、繰り返して励起
するときには、前回の励起角を元に戻してから次の励起
を行うので、励起角が90°のときには戻す時間がかか
ってしまい、高速繰り返し励起はできない。従って、低
速度の繰り返し周期で撮影する場合には、90°の励起
角にしてもよいが、高速度の繰り返し周期で撮影する場
合には、90°より小さい励起角で動作させる必要があ
る。なお、90°より小さい励起角のときには、信号の
振幅も小さくなる。このように、回復時間によりS/N
の最もよい時間間隔で繰り返し撮影が行われる。また、
超高速撮影のパルスシ−ケンスとしては、図7に示すよ
うな矩形波以外にも、例えば正弦波、余弦波のパルスシ
−ケンスを用いることができ、この場合にも、同じよう
な連続撮影が可能である。
r)の振幅と印加時間の総和量(面積)が正と負で零に
なる毎に、つまり正の辺の中央と負の辺の中央とでエコ
−信号が連続して発生し、ADで示すように順次デ−タ
を収集することができ、1画像の超高速撮影が可能とな
る。このようにして、図7に示すシ−ケンスを所定の時
間間隔で繰り返し実行すれば、所定の時間間隔毎に連続
画像の撮影が可能となる。このような連続撮影において
は、一般的に高周波パルス(RF)21は90°より小
さい励起角を用い、信号対雑音比(S/N)を高くとる
ために信号回復時間だけ待ってから次の画像の撮影を行
う方法が用いられている。すなわち、高周波パルス(R
F)とスライス傾斜磁場(Gs)を印加して関心領域を
選択するのであるが、連続撮影をしない場合は励起角が
90°の時に、信号も大きい。しかし、繰り返して励起
するときには、前回の励起角を元に戻してから次の励起
を行うので、励起角が90°のときには戻す時間がかか
ってしまい、高速繰り返し励起はできない。従って、低
速度の繰り返し周期で撮影する場合には、90°の励起
角にしてもよいが、高速度の繰り返し周期で撮影する場
合には、90°より小さい励起角で動作させる必要があ
る。なお、90°より小さい励起角のときには、信号の
振幅も小さくなる。このように、回復時間によりS/N
の最もよい時間間隔で繰り返し撮影が行われる。また、
超高速撮影のパルスシ−ケンスとしては、図7に示すよ
うな矩形波以外にも、例えば正弦波、余弦波のパルスシ
−ケンスを用いることができ、この場合にも、同じよう
な連続撮影が可能である。
【0009】図1は、本発明の第1の実施例を示す撮影
方法のタイミングチャ−トである。本実施例では、連続
撮影の最初の撮影開始タイミングや傾斜磁場印加量の撮
影条件が心拍検出器13から得た心拍信号を基準として
計算機9により心拍毎に制御され、分解能の高い撮影が
行われる。図1において、31が心拍信号、32は超高
速撮影パルスシ−ケンス、t1,t2,t3は撮影開始
タイミングである。なお、図1においては、図7に示し
た超高速撮影パルスシ−ケンス全体を、1個の矩形32
として一括して表わしてある。また、図7の心拍信号3
1は全体で1個しか記載されていないが、第1の心拍信
号31で1回目のパルスシ−ケンスを開始させ、次の第
2の心拍信号31で2回目のパルスシ−ケンスを開始さ
せ、次の第3の心拍信号31で3回目のパルスシ−ケン
スを開始させるという意味を表わしている。先ず、心拍
検出器13からの心拍信号31が計算機9に送られ、こ
の心拍信号31を基準とした撮影開始タイミングt1
(ここでは、t1=0である)で、超高速撮影パルスシ
−ケンス32を信号回復時間を考慮したS/Nのよい所
定の時間間隔Trで繰り返し実行する。すなわち、1回
目のパルスシ−ケンスでは、シ−ケンサ8の制御の下に
心拍信号31を基準として図7の撮影シ−ケンスが複数
回繰り返し実行される。この結果、1−1,1−2,1
−3,・・・で示される所定の時間間隔Trの複数の画
像が得られる。次の心拍を基準とした2回目の撮影で
は、撮影開始タイミングt2を例えば超高速撮影の1画
像の撮影時間Tsと等しくセットしておく。すなわち、
2回目のパルスシ−ケンスでは、1回目の開始基準より
t2(=Ts)だけ遅れて撮影を開始する。このような
条件の下で1回目の撮影と同じような撮影を実行するこ
とにより、2−1,2−2,2−3,・・・で示される
所定の時間間隔Trの複数の画像を得る。その結果、2
回目のパルスシ−ケンスで得られる画像は、1回目の撮
影で得られた複数の画像に対して時間的に撮影時間Ts
だけずれた時点の複数の画像が得られることになる。
方法のタイミングチャ−トである。本実施例では、連続
撮影の最初の撮影開始タイミングや傾斜磁場印加量の撮
影条件が心拍検出器13から得た心拍信号を基準として
計算機9により心拍毎に制御され、分解能の高い撮影が
行われる。図1において、31が心拍信号、32は超高
速撮影パルスシ−ケンス、t1,t2,t3は撮影開始
タイミングである。なお、図1においては、図7に示し
た超高速撮影パルスシ−ケンス全体を、1個の矩形32
として一括して表わしてある。また、図7の心拍信号3
1は全体で1個しか記載されていないが、第1の心拍信
号31で1回目のパルスシ−ケンスを開始させ、次の第
2の心拍信号31で2回目のパルスシ−ケンスを開始さ
せ、次の第3の心拍信号31で3回目のパルスシ−ケン
スを開始させるという意味を表わしている。先ず、心拍
検出器13からの心拍信号31が計算機9に送られ、こ
の心拍信号31を基準とした撮影開始タイミングt1
(ここでは、t1=0である)で、超高速撮影パルスシ
−ケンス32を信号回復時間を考慮したS/Nのよい所
定の時間間隔Trで繰り返し実行する。すなわち、1回
目のパルスシ−ケンスでは、シ−ケンサ8の制御の下に
心拍信号31を基準として図7の撮影シ−ケンスが複数
回繰り返し実行される。この結果、1−1,1−2,1
−3,・・・で示される所定の時間間隔Trの複数の画
像が得られる。次の心拍を基準とした2回目の撮影で
は、撮影開始タイミングt2を例えば超高速撮影の1画
像の撮影時間Tsと等しくセットしておく。すなわち、
2回目のパルスシ−ケンスでは、1回目の開始基準より
t2(=Ts)だけ遅れて撮影を開始する。このような
条件の下で1回目の撮影と同じような撮影を実行するこ
とにより、2−1,2−2,2−3,・・・で示される
所定の時間間隔Trの複数の画像を得る。その結果、2
回目のパルスシ−ケンスで得られる画像は、1回目の撮
影で得られた複数の画像に対して時間的に撮影時間Ts
だけずれた時点の複数の画像が得られることになる。
【0010】さらに、次の心拍を基準として3回目の撮
影が行われる。3回目のパルスシ−ケンスでは、撮影開
始タイミングt3を、例えば超高速撮影の1画像の撮影
時間Tsの2倍に等しくセットしておく。このような条
件の下で前述と同じような撮影を実行することにより、
3−1,3−2,3−3,・・・で示されるように、1
回目の撮影で得られた複数の画像に対して時間的に撮影
時間Tsの2倍だけずれた時点の複数の画像が得られ
る。このようにして、例えば繰り返しの時間間隔Trを
1画像の撮影時間Tsの3倍に等しくしておけば、図1
に示すように、時間的に隙間の無い連続した画像が得ら
れることになる。このようなして得られた多数の画像
を、1−1,2−1,3−1,1−2,2−2,3−
2,・・・の順序で動画表示することにより、時間分解
能を3倍に向上させた画像を表示することが可能であ
る。このように、図1によれば、時間分解能を向上させ
た撮影が行える。なお、以上の説明では、3心拍にわた
る時間的に隙間の無い画像の撮影方法について詳述した
が、繰り返しの時間間隔Tr、1画像の撮影時間Ts、
使用する心拍の数、心拍を基準とした撮影開始タイミン
グt1,t2,t3,・・・等について、任意の組み合
わせで撮影を行うことが可能である。
影が行われる。3回目のパルスシ−ケンスでは、撮影開
始タイミングt3を、例えば超高速撮影の1画像の撮影
時間Tsの2倍に等しくセットしておく。このような条
件の下で前述と同じような撮影を実行することにより、
3−1,3−2,3−3,・・・で示されるように、1
回目の撮影で得られた複数の画像に対して時間的に撮影
時間Tsの2倍だけずれた時点の複数の画像が得られ
る。このようにして、例えば繰り返しの時間間隔Trを
1画像の撮影時間Tsの3倍に等しくしておけば、図1
に示すように、時間的に隙間の無い連続した画像が得ら
れることになる。このようなして得られた多数の画像
を、1−1,2−1,3−1,1−2,2−2,3−
2,・・・の順序で動画表示することにより、時間分解
能を3倍に向上させた画像を表示することが可能であ
る。このように、図1によれば、時間分解能を向上させ
た撮影が行える。なお、以上の説明では、3心拍にわた
る時間的に隙間の無い画像の撮影方法について詳述した
が、繰り返しの時間間隔Tr、1画像の撮影時間Ts、
使用する心拍の数、心拍を基準とした撮影開始タイミン
グt1,t2,t3,・・・等について、任意の組み合
わせで撮影を行うことが可能である。
【0011】図3は、本発明の第2の実施例を示す撮影
方法における位相空間上でのデ−タの軌跡の図である。
図3では、心拍信号を利用して空間分解能を向上させる
ための撮影方法を示している。MRIでは、位相空間に
おける計測デ−タと実空間における画像デ−タとはフ−
リエ関係にあって、実際に計測しているデ−タは位相空
間上の座標kx、ky上のデ−タをサンプリングしてい
ることになる。すなわち、図7のエコ−信号によるAD
が計測しているデ−タである。ここで、kx、kyはそ
れぞれx,y方向の傾斜磁場の時間積分値により与えら
れる座標である。例えば、図7に示した超高速撮影のパ
ルスシ−ケンスにおける位相空間上でのデ−タサンプリ
ングの軌跡を示したものが、図3における軌跡41であ
る。ここでは、kxをリ−ドアウト方向(Gr)、ky
を位相エンコ−ド方法(Ge)としている。すなわち、
図3における点S1からkx方向への軌跡は図7のGr
の正の磁場印加による座標軌跡、次のky方向への軌跡
は図7のGeの正の磁場印加による座標軌跡、次の−k
x方向への軌跡は図7のGrの負の磁場印加による座標
軌跡、次のky方向への軌跡は図7のGeの正の磁場印
加による座標軌跡、・・・のように、リ−ドアウト傾斜
磁場(Gr)と位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)による
被検体の位相空間上のサンプリング軌跡である。従っ
て、図3の軌跡41の開始点S1のkyにおける座標点
は、図7において位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)にお
ける印加パルス23の時間積分値により決定される。図
3の1回目のスタ−ト点S1と2回目のスタ−ト点S2
の相違は、位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)の印加レベ
ルの相違である。つまり、図7における印加パルス23
の時間積分値を印加パルス24の時間積分値の半分だけ
少なく印加した場合の位相空間上のデ−タサンプリング
の軌跡が、図3における軌跡42である。その結果、軌
跡42の開始点S2は開始点S1より正側(上方側)に
kyのステップ(印加パルス24の時間積分値)の半分
だけずれたものとなり、軌跡41のkyにおける中間の
位置のデ−タをサンプリングすることになる。この軌跡
41と軌跡42のデ−タを組み合わせて像再生を行うこ
とにより、空間分解能を向上することができる。
方法における位相空間上でのデ−タの軌跡の図である。
図3では、心拍信号を利用して空間分解能を向上させる
ための撮影方法を示している。MRIでは、位相空間に
おける計測デ−タと実空間における画像デ−タとはフ−
リエ関係にあって、実際に計測しているデ−タは位相空
間上の座標kx、ky上のデ−タをサンプリングしてい
ることになる。すなわち、図7のエコ−信号によるAD
が計測しているデ−タである。ここで、kx、kyはそ
れぞれx,y方向の傾斜磁場の時間積分値により与えら
れる座標である。例えば、図7に示した超高速撮影のパ
ルスシ−ケンスにおける位相空間上でのデ−タサンプリ
ングの軌跡を示したものが、図3における軌跡41であ
る。ここでは、kxをリ−ドアウト方向(Gr)、ky
を位相エンコ−ド方法(Ge)としている。すなわち、
図3における点S1からkx方向への軌跡は図7のGr
の正の磁場印加による座標軌跡、次のky方向への軌跡
は図7のGeの正の磁場印加による座標軌跡、次の−k
x方向への軌跡は図7のGrの負の磁場印加による座標
軌跡、次のky方向への軌跡は図7のGeの正の磁場印
加による座標軌跡、・・・のように、リ−ドアウト傾斜
磁場(Gr)と位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)による
被検体の位相空間上のサンプリング軌跡である。従っ
て、図3の軌跡41の開始点S1のkyにおける座標点
は、図7において位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)にお
ける印加パルス23の時間積分値により決定される。図
3の1回目のスタ−ト点S1と2回目のスタ−ト点S2
の相違は、位相エンコ−ド傾斜磁場(Ge)の印加レベ
ルの相違である。つまり、図7における印加パルス23
の時間積分値を印加パルス24の時間積分値の半分だけ
少なく印加した場合の位相空間上のデ−タサンプリング
の軌跡が、図3における軌跡42である。その結果、軌
跡42の開始点S2は開始点S1より正側(上方側)に
kyのステップ(印加パルス24の時間積分値)の半分
だけずれたものとなり、軌跡41のkyにおける中間の
位置のデ−タをサンプリングすることになる。この軌跡
41と軌跡42のデ−タを組み合わせて像再生を行うこ
とにより、空間分解能を向上することができる。
【0012】図2は、本発明の第2の実施例を示す撮影
方法のタイムチャ−トである。前述のように、MRIに
おいては、リ−ドアウト傾斜磁場(Gr)と位相エンコ
−ド傾斜磁場(Ge)の印加状態により、位相空間上で
のデ−タの軌跡が決定される。図3のように、位相空間
上のデ−タの軌跡を示すと、空間分解能の向上が理解で
きるが、図2に示すように、撮影方法のタイムチャ−ト
(シ−ケンスチャ−ト)では、空間分解能については明
示されない。なお、図2においても、心拍信号31が1
個しか示されていないが、実際には、第1番目の心拍信
号31に同期して1回目のシ−ケンスを実行し、第2番
目の心拍信号31に同期して2回目のシ−ケンスを実行
し、第3番目の心拍信号31に同期して3回目のシ−ケ
ンスを実行する。図2では、図1に示した撮影方法にお
いて、心拍信号31を基準とした撮影の開始点t1,t
2,t3を全て等しくしておき(ここでは、t1=t2
=t3=0)、1回目〜3回目の撮影において、図7に
示したパルスシ−ケンスの位相エンコ−ド傾斜磁場(G
e)の印加パルス23の時間積分値を印加パルス24の
時間積分値の1/3ずつ心拍毎に少なく、あるいは多く
セットするようにしておく。このような条件で、前述と
同じようにして繰り返し撮影すれば、1〜3回目の撮影
において繰り返し時間間隔Tr毎の同一時点の3組ずつ
の複数デ−タ(1−1,2−1,3−1)、(1−2,
2−2,3−2)、(1−3,2−3,3−3)・・・
・・が得られる。そして、この3組ずつのデ−タを組み
合わせてそれぞれ像再生することにより、図3で説明し
たように空間分解能が3倍の時間間隔Tr毎の連続画像
が得られることになる。
方法のタイムチャ−トである。前述のように、MRIに
おいては、リ−ドアウト傾斜磁場(Gr)と位相エンコ
−ド傾斜磁場(Ge)の印加状態により、位相空間上で
のデ−タの軌跡が決定される。図3のように、位相空間
上のデ−タの軌跡を示すと、空間分解能の向上が理解で
きるが、図2に示すように、撮影方法のタイムチャ−ト
(シ−ケンスチャ−ト)では、空間分解能については明
示されない。なお、図2においても、心拍信号31が1
個しか示されていないが、実際には、第1番目の心拍信
号31に同期して1回目のシ−ケンスを実行し、第2番
目の心拍信号31に同期して2回目のシ−ケンスを実行
し、第3番目の心拍信号31に同期して3回目のシ−ケ
ンスを実行する。図2では、図1に示した撮影方法にお
いて、心拍信号31を基準とした撮影の開始点t1,t
2,t3を全て等しくしておき(ここでは、t1=t2
=t3=0)、1回目〜3回目の撮影において、図7に
示したパルスシ−ケンスの位相エンコ−ド傾斜磁場(G
e)の印加パルス23の時間積分値を印加パルス24の
時間積分値の1/3ずつ心拍毎に少なく、あるいは多く
セットするようにしておく。このような条件で、前述と
同じようにして繰り返し撮影すれば、1〜3回目の撮影
において繰り返し時間間隔Tr毎の同一時点の3組ずつ
の複数デ−タ(1−1,2−1,3−1)、(1−2,
2−2,3−2)、(1−3,2−3,3−3)・・・
・・が得られる。そして、この3組ずつのデ−タを組み
合わせてそれぞれ像再生することにより、図3で説明し
たように空間分解能が3倍の時間間隔Tr毎の連続画像
が得られることになる。
【0013】図4および図5は、それぞれ本発明の応用
例を示す撮影方法のタイムチャ−トである。図1および
図2の撮影方法を用いて、繰り返しの時間間隔Tr、使
用する心拍信号の数等について、種々の組み合わせによ
る撮影が実施できることは明らかである。さらに、前述
の時間分解能を向上させた撮影と、前述の空間分解能を
向上させた撮影とを組み合わせることにより、両者の分
解能を同時に向上させた撮影が実施できる。図4および
図5は、いずれも両者の分解能を同時に向上させた撮影
方法を示したものである。図4においては、9心拍にわ
たる撮影例を示したもので、心拍信号31を基準とした
9回の撮影において、撮影開始点t1=t4=t7=
0、t2=t5=t8=Ts、t3=t6=t9=2T
s、Tr=3Tsとした場合である。心拍信号31を基
準とした1〜3回目の撮影は、図1で説明した場合と同
じように、時間分解能を向上させた撮影が可能である。
同じように、4〜6回目と7〜9回目の撮影も、時間分
解能を向上させた撮影が可能である。そして、4〜6回
目の撮影および7〜9回目の撮影では、1〜3回目の撮
影に対して、位相エンコ−ド傾斜磁場の印加量をそれぞ
れずらした撮影を行う。これにより空間分解能を向上さ
せた撮影が可能となる。従って、総合的に時間と空間の
両分解能を向上させることができる。
例を示す撮影方法のタイムチャ−トである。図1および
図2の撮影方法を用いて、繰り返しの時間間隔Tr、使
用する心拍信号の数等について、種々の組み合わせによ
る撮影が実施できることは明らかである。さらに、前述
の時間分解能を向上させた撮影と、前述の空間分解能を
向上させた撮影とを組み合わせることにより、両者の分
解能を同時に向上させた撮影が実施できる。図4および
図5は、いずれも両者の分解能を同時に向上させた撮影
方法を示したものである。図4においては、9心拍にわ
たる撮影例を示したもので、心拍信号31を基準とした
9回の撮影において、撮影開始点t1=t4=t7=
0、t2=t5=t8=Ts、t3=t6=t9=2T
s、Tr=3Tsとした場合である。心拍信号31を基
準とした1〜3回目の撮影は、図1で説明した場合と同
じように、時間分解能を向上させた撮影が可能である。
同じように、4〜6回目と7〜9回目の撮影も、時間分
解能を向上させた撮影が可能である。そして、4〜6回
目の撮影および7〜9回目の撮影では、1〜3回目の撮
影に対して、位相エンコ−ド傾斜磁場の印加量をそれぞ
れずらした撮影を行う。これにより空間分解能を向上さ
せた撮影が可能となる。従って、総合的に時間と空間の
両分解能を向上させることができる。
【0014】図5では、図4と同じく9心拍にわたる撮
影を行っているが、その順序を変更している。すなわ
ち、心拍信号31を基準とした9心拍の撮影において、
撮影開始点t1=t2=t3=0、t4=t5=t6=
Ts、t7=t8=t9=2Ts、Tr=3Tsとした
場合である。心拍信号31を基準とした1〜3回目の撮
影は、図2に説明した場合と同じく、それぞれ位相エン
コ−ド傾斜磁場の印加量をずらした撮影を行うことによ
り、空間分解能を向上させた撮影が可能である。次に、
4〜6回目の撮影および7〜9回目の撮影においては、
1〜3回目の撮影の撮影に比べてスタ−ト時点をずらし
て影を行うことにより、時間分解能を向上させた撮影が
可能となる。このようにして撮影して得られたデ−タに
基づいて、(1−1,2−1,3−1)、(1−2,2
−2,3−2)、(1−3,2−3,3−3)・・・・
のように組み合わせた像再生を行うことにより、空間分
解能を向上させた画像で、しかも時間的に隙間の無い複
数の画像が得られるので、空間および時間分解能を同時
に向上させた撮影が可能となる。なお、図4および図5
の応用例の他にも、空間分解能向上撮影法と時間分解能
向上撮影法とを任意に組み合わせて、両者の分解能を同
時に向上させた撮影が実施できることは明らかである。
また、撮影方法として超高速撮影法について述べたが、
他の撮影法でも適用できる。さらに、本発明の実施例で
は、心拍信号を基準とした心拍毎の撮影条件等の制御
を、全て計算機で実行しているが、他のハ−ドウェアで
制御することも可能である。
影を行っているが、その順序を変更している。すなわ
ち、心拍信号31を基準とした9心拍の撮影において、
撮影開始点t1=t2=t3=0、t4=t5=t6=
Ts、t7=t8=t9=2Ts、Tr=3Tsとした
場合である。心拍信号31を基準とした1〜3回目の撮
影は、図2に説明した場合と同じく、それぞれ位相エン
コ−ド傾斜磁場の印加量をずらした撮影を行うことによ
り、空間分解能を向上させた撮影が可能である。次に、
4〜6回目の撮影および7〜9回目の撮影においては、
1〜3回目の撮影の撮影に比べてスタ−ト時点をずらし
て影を行うことにより、時間分解能を向上させた撮影が
可能となる。このようにして撮影して得られたデ−タに
基づいて、(1−1,2−1,3−1)、(1−2,2
−2,3−2)、(1−3,2−3,3−3)・・・・
のように組み合わせた像再生を行うことにより、空間分
解能を向上させた画像で、しかも時間的に隙間の無い複
数の画像が得られるので、空間および時間分解能を同時
に向上させた撮影が可能となる。なお、図4および図5
の応用例の他にも、空間分解能向上撮影法と時間分解能
向上撮影法とを任意に組み合わせて、両者の分解能を同
時に向上させた撮影が実施できることは明らかである。
また、撮影方法として超高速撮影法について述べたが、
他の撮影法でも適用できる。さらに、本発明の実施例で
は、心拍信号を基準とした心拍毎の撮影条件等の制御
を、全て計算機で実行しているが、他のハ−ドウェアで
制御することも可能である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
MRIの超高速撮影で心拍同期を利用することにより、
時間分解能と空間分解能の両方を向上させた撮影が可能
であるため、心臓の動体撮影に際して精度と画質を向上
させることができ、心機能診断等を行う場合の精度を格
段に向上させることができる。
MRIの超高速撮影で心拍同期を利用することにより、
時間分解能と空間分解能の両方を向上させた撮影が可能
であるため、心臓の動体撮影に際して精度と画質を向上
させることができ、心機能診断等を行う場合の精度を格
段に向上させることができる。
【0016】
【図1】本発明の第1の実施例を示す撮影方法のタイム
チャ−トである。
チャ−トである。
【図2】本発明の第2の実施例を示す撮影方法のタイム
チャ−トである。
チャ−トである。
【図3】図2における位相空間上でのデ−タの軌跡を示
す図である。
す図である。
【図4】本発明の一応用例を示す組み合わせ撮影方法の
タイムチャ−トである。
タイムチャ−トである。
【図5】本発明の他の応用例を示す組み合わせ撮影方法
のタイムチャ−トである。
のタイムチャ−トである。
【図6】本発明が適用されるMRI撮影装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図7】従来の撮影方法において実行されるパルスシ−
ケンスチャ−トである。
ケンスチャ−トである。
1 静磁場磁石 2 傾斜磁場コイル 3 プロ−ブ 4 送受信部 5 AD変換器 6 駆動回路 7 電源 8 シ−ケンサ 9 計算機 10 表示装置 11 被検体 12 ベッド 13 心拍検出器 21 高周波パルス 22 スライス傾斜磁場 23,24 位相エンコ−ド傾斜磁場 25 リ−ドアウト傾斜磁場 31 心拍信号 32 矩形 41,42 軌跡
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−176912(JP,A) 特開 平2−239841(JP,A) 特開 平3−284238(JP,A) 特開 昭61−106140(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- 【請求項1】 静磁場を発生する手段と、3方向の傾斜
磁場を発生する手段と、被検体に高周波パルスを印加
し、前記被検体からのエコー信号を受信するプローブ
と、前記傾斜磁場の印加、前記高周波パルスの印加、及
び前記エコー信号の取り込みの制御を行うシーケンサ
と、前記エコー信号を用いて画像再構成を行う計算機
と、画像再構成の結果を表示する表示手段と、前記被検
体の心拍信号を検出する手段とを具備し、前記シーケン
サは前記心拍信号を基準として、前記被検体の関心領域
を選択励起すること、リードアウト傾斜磁場を振幅の極
性を反転させながら印加し、前記リードアウト傾斜磁場
を印加した方向と直交する方向に位相エンコード傾斜磁
場を印加して、前記関心領域の画像再構成に必要な複数
の前記エコー信号を収集するパルスシーケンスを繰り返
し、前のパルスシーケンスの開始のタイミング又は前記
位相エンコード傾斜磁場の印加値を、次のパルスシーケ
ンスでは予め定めた値だけずらして設定して、前記前の
パルスシーケンスで収集された前記エコー信号の時間的
または位相空間的に間に位置する前記エコー信号を収集
し、順次検出される前記心拍信号毎に、前記パルスシー
ケンスの開始のタイミング又は前記位相エンコード傾斜
磁場のいずれか一方を複数回続けて制御し、次いで他方
の制御を複数回続けて、前の前記心拍信号を基準として
前記エコー信号を収集していき、収集されたエコー信号
を時間的又は位相空間的順序に配列し直して画像再構成
し、前記表示手段に動画表示することを特徴とするMR
I装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11462792A JP3211978B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Mri装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11462792A JP3211978B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Mri装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05305066A JPH05305066A (ja) | 1993-11-19 |
| JP3211978B2 true JP3211978B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=14642587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11462792A Expired - Fee Related JP3211978B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | Mri装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211978B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-07 JP JP11462792A patent/JP3211978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05305066A (ja) | 1993-11-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |