JP2636649B2 - Ｍｒイメージング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＮＭＲ（核磁気共
鳴）現象を利用してイメージングを行うＭＲイメージン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲイメージング装置において、従来よ
り、血流を直接可視化するパルスシーケンスとして、Ｄ
ＢＩ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｌｕｓ Ｉｍａｇｉｎｇ）法
が行なわれている。これはＸ線も造影剤もまったく使用
しないので、非侵襲に血流を観察できる優れたものとし
て知られている。また、撮像パラメータであるエコー時
間ＴＥの間に血流の移動した距離が画像化できるため、
血流速度を測定することも可能である。

【０００３】このＤＢＩ法のパルスシーケンスを図３を
用いて説明する。このパルスシーケンスは、基本的には
スライス面に直角な方向からの２次元の投影像を得るも
のである。Ｚ方向をスライス厚さ方向とし、Ｘ方向、Ｙ
方向をそのスライス面内の各方向とし、Ｙ方向の位置情
報を位相エンコードするものとしたとき、Ｙ−Ｚ面への
投影像を得る。

【０００４】まず、被検体の核スピンの磁化を角度α倒
すＲＦパルスを被検体に照射し、それと同時にスライス
選択用のＧｚパルス１を印加し、所定のスライス面（基
準面）のみを選択励起する。つぎにこの傾斜磁場Ｇｚに
ついてのリワインドパルス２を与えて乱れた位相を戻し
ておく。また、位相エンコード用のＧｙパルス５を加え
る。その後、Ｇｚについて、ディフェーズパルス３とリ
フェーズパルス４とを順次加えてエコー信号Ｅ２を発生
させる。このときＺ方向の位置情報が周波数エンコード
される。

【０００５】したがって、Ｚ方向に直角なあるスライス
面を選択励起した後、そのスライス面に直角なＹ−Ｚ面
への投影像に関するデータを得ることになる。このデー
タを２次元フーリエ変換すればＹ−Ｚ面への投影像が再
構成されるので、Ｘ方向から見た基準面と、励起からエ
コー発生までの間に基準面からＺ方向に飛び出した血流
とが現われている画像を得ることができる。

【０００６】一方、たとえば図４に示すような通常のグ
ラジェントエコー法のパルスシーケンスを行なえば、上
記の基準面についての画像を再構成でき、この画像から
血管の断面積を求めれば、血流量の測定ができる。この
図４のパルスシーケンスでは、ＲＦパルスとスライス選
択用Ｇｚパルス１とにより上記と同じスライス面を選択
励起する。位相エンコード用パルス５についても図３と
同様である。図３では印加しなかったＧｘパルス６、７
を前者をディフェーズパルス、後者をリフェーズパルス
として加えてエコー信号Ｅ１を発生させる。するとＸ方
向の位置情報が周波数エンコードされるので、収集した
データを２次元フーリエ変換することにより、Ｘ−Ｙ面
の画像つまり選択励起した基準面の画像を得ることがで
きる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、血流量
を測定する場合には、従来では、上記のようにＤＢＩ法
による撮像シーケンスと、基準面に関する通常の撮像シ
ーケンスとを行なわなければならず、全体として時間が
かかり、患者の負担が増大するという問題がある。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、患者の負担を軽
減するため、１回の撮像シーケンスで血流量をも測定で
きるように改善した、ＭＲイメージング装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＭＲイメージング装置においては、
被検体に励起パルスを照射する手段と、該励起パルスと
同時にスライス面に直角な方向の傾斜磁場を用いたスラ
イス選択用パルスを印加する手段と、該スライス面内で
の１方向の傾斜磁場を用いた位相エンコード用パルスを
印加する手段と、上記スライス面内での他の方向の傾斜
磁場を用いたリードアウト用パルスを印加して第１のエ
コー信号を発生させる手段と、上記第１のエコー信号発
生と同じ繰り返し期間内で、上記スライス面に直角な方
向の傾斜磁場を用いたリードアウト用パルスを印加して
第２のエコー信号を発生させる手段とが備えられること
が特徴となっている。

【００１０】

【作用】励起パルスとスライス選択用傾斜磁場パルスと
を同時に印加することにより所定のスライス面が選択励
起される。このスライス面内の１方向の傾斜磁場のパル
スを位相エンコード用パルスとして加えることにより、
その方向の位置情報を位相エンコードできる。そのスラ
イス面内の他の方向の傾斜磁場のパルスをリードアウト
用パルスとして加えて第１のエコー信号を発生させれ
ば、このエコー信号に、リードアウト用傾斜磁場の方向
の位置情報を周波数エンコードできる。このエコー信号
は周波数エンコードされるとともに位相エンコードされ
ているため、これから得たデータを２次元フーリエ変換
することにより、上記スライス面の画像を得ることがで
きる。他方、スライス選択用傾斜磁場を用いたリードア
ウト用パルスを上記第１のエコー信号発生と同じ繰り返
し期間内で印加して第２のエコー信号を発生させると、
この第２のエコー信号はスライス選択用傾斜磁場の方向
の位置情報が周波数エンコードされることになる。また
この第２のエコー信号も位相エンコードされているた
め、この第２のエコー信号から得たデータを２次元フー
リエ変換することにより、上記スライス面に平行な方向
からスライス面を見た投影像を得ることができる。そこ
で、１繰り返し期間内（１回の励起）でＤＢＩ用のデー
タと通常のデータとを得ることができて１回の撮像でＤ
ＢＩ法による画像と基準面に関する通常の画像とを得る
ことができるので、撮像時間が長くかかることなく、血
流量の測定が可能となる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例
にかかるＭＲイメージング装置で行なうパルスシーケン
スを示すタイムチャートであり、図２は同実施例にかか
るＭＲイメージング装置の構成を概略的に示すブロック
図である。

【００１２】図１のパルスシーケンスでは、まず、励起
パルスとスライス選択用傾斜磁場Ｇｚパルス１とを同時
に印加することにより、Ｚ方向の所定の位置にあるスラ
イス面を選択励起する。つぎにこの傾斜磁場Ｇｚについ
てのリワインドパルス２を与えて乱れた位相を戻してお
く。このスライス面内の１方向つまりＹ方向の傾斜磁場
Ｇｙのパルス５を位相エンコード用パルスとして加え
る。

【００１３】そして、上記スライス面の他の方向つまり
Ｘ方向の傾斜磁場Ｇｘについて、１極性のパルス６と、
反対極性のパルス７とを順次加える。パルス６はディフ
ェーズパルスとして機能し、パルス７はリフェーズパル
スとして働くので、第１のエコー信号Ｅ１が発生する。

【００１４】このリフェーズパルス７に続いて反対極性
のＧｘパルス８をリワインドパルスとして加え、位相の
乱れを元に戻した後、傾斜磁場Ｇｚについてディフェー
ズパルス３とリフェーズパルス４とを順次加えてエコー
信号Ｅ２を発生させる。

【００１５】エコー信号Ｅ１が発生するときＧｘパルス
７が印加されているので、Ｘ方向の位置情報が周波数エ
ンコードされる。またこのエコー信号Ｅ１は位相エンコ
ードもされているため、このエコー信号Ｅ１から得たデ
ータを２次元フーリエ変換すれば、Ｘ方向の位置情報と
Ｙ方向の位置情報とが再現され、Ｘ−Ｙ面の画像つまり
スライス面の画像が得られる。

【００１６】他方、エコー信号Ｅ２が発生するときＧｚ
パルス４が印加されているので、Ｚ方向の位置情報が周
波数エンコードされるが、このエコー信号Ｅ２は先の位
相エンコード用パルス５で位相エンコードもされている
ため、このエコー信号Ｅ２から得たデータを２次元フー
リエ変換すれば、Ｚ方向の位置情報とＹ方向の位置情報
とが再現され、Ｚ−Ｙ面の画像が得られる。このＺ−Ｙ
面の画像は、その面にＸ方向から投影した投影像とな
り、Ｘ方向から見た基準面（スライス面）と、励起から
エコー発生までの間に基準面からＺ方向に飛び出した血
流とが現われている画像となる。

【００１７】つぎにこのようなパルスシーケンスを行な
うＭＲイメージング装置の構成について図２を参照しな
がら説明する。主マグネット１１中にはＧｚコイル１
２、Ｇｙコイル１３、Ｇｘコイル１４が配置されてお
り、これらに矢印に示すように電流を流すことによっ
て、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚが
発生させられる。なお、主マグネット１１は磁束がＺ方
向に向いている静磁場を発生するものである。これらＧ
ｚコイル１２、Ｇｙコイル１３、Ｇｘコイル１４には傾
斜磁場電源２２より電流が流される。それらの電流波形
は波形発生器２１により与えられる。

【００１８】静磁場および傾斜磁場が印加される空間中
に図示しない被検体（患者）が挿入され、その被検体に
図示しない送信アンテナと受信アンテナとが取り付けら
れる。送信アンテナには送信パワーアンプ２６から励起
ＲＦパルスが供給される。この励起ＲＦパルスは、変調
回路２５において、信号発生器２３からのＲＦ信号を波
形発生器２４からの信号で変調したものである。受信ア
ンテナで受信されたＮＭＲ信号はプリアンプ２７を通っ
て検波回路２８に送られ、信号発生器２３からの信号を
参照信号として位相検波され、さらにＡ／Ｄ変換器２９
でサンプリングされデジタルデータに変換されてコンピ
ュータ２０に取り込まれる。

【００１９】コンピュータ２０は、このデータを２次元
フーリエ変換することにより画像再構成してＭＲ画像を
得る。また、コンピュータ２０は波形発生器２１から発
生する各傾斜磁場の波形とそのタイミングとをコントロ
ールするとともに、波形発生器２４からのＲＦパルス波
形とそのタイミングとをコントロールし、さらに信号発
生器２３を制御してＲＦパルスの周波数を共鳴周波数に
一致させることにより、図１のパルスシーケンスが行な
われるようにする。

【００２０】このように構成されたＭＲイメージング装
置において、コンピュータ２０の制御の下、図１の撮像
シーケンスを行ない、２つのエコー信号Ｅ１、Ｅ２から
収集したデータをコンピュータ２０によって２次元フー
リエ変換すると、ＤＢＩ法による画像と基準面に関する
通常の画像とを得ることができ、これらの画像は適宜な
画像表示装置（図示しない）で表示される。このように
１回の撮像（１回の励起）でＤＢＩ法による画像と基準
面に関する通常の画像とを得ることができるので、血流
量の測定ができる。１回の撮像で良いので、撮像時間が
かかることを防止でき、患者の負担を軽減できる。

【００２１】なお、図１において、Ｇｘパルス６、７と
Ｇｚパルス３、４との印加順序を反対にすることによ
り、エコー信号Ｅ１、Ｅ２の発生順序を上記と逆にする
ことも可能である。その場合、リフェーズ用Ｇｚパルス
４の後にリワインド用Ｇｚパルスを付加する（リワイン
ド用Ｇｘパルスは不要となる）。また、先にエコー信号
Ｅ２を発生させた後、１８０°パルスを印加すれば、ス
ピンエコー法によって基準面の画像を得ることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】この発明のＭＲイメージング装置によれ
ば、１繰り返し期間内（１回の励起）でＤＢＩ用のデー
タと通常のデータとを得ることができ、１回の撮像シー
ケンスでＤＢＩ像と基準面の画像とを得ることができる
ので、撮像時間が長くならずに血流量をも測定でき、患
者の負担が軽減される。従来、ＤＢＩ法による撮像シー
ケンスは心電に同期したシネ画像を得るように行なわれ
ることが多いが、この発明の撮像シーケンスを心電同期
により行なうことにより、１回の撮像シーケンスでＤＢ
Ｉ像と基準面の両像とを得ることができることから、各
時相ごとに基準面の画像を得ることができることにな
り、またその基準面の画像は血流や心拍によるアーティ
ファクトの低減されたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるパルスシーケンス
を示すタイムチャート。

【図２】同実施例にかかるＭＲイメージング装置のブロ
ック図。

【図３】従来のパルスシーケンスを示すタイムチャー
ト。

【図４】通常の撮像シーケンスを示すタイムチャート。

【符号の説明】

１ スライス選択用傾斜磁場パルス ２、８ リワインド用傾斜磁場パルス ３、６ ディフェーズ用傾斜磁場パルス ４、７ リフェーズ用傾斜磁場パルス ５ 位相エンコード用傾斜磁場パルス α 励起パルス Ｅ１、Ｅ２ エコー信号 １１ 主マグネット １２〜１４ 傾斜磁場発生用コイル ２０ コンピュータ ２１ 傾斜磁場用波形発生器 ２２ 傾斜磁場電源 ２３ 信号発生器 ２４ ＲＦ励起用波形発生器 ２５ 変調回路 ２６ 送信パワーアンプ ２７ プリアンプ ２８ 検波回路 ２９ Ａ／Ｄ変換器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体に励起パルスを照射する手段と、
   該励起パルスと同時にスライス面に直角な方向の傾斜磁
   場を用いたスライス選択用パルスを印加する手段と、該
   スライス面内での１方向の傾斜磁場を用いた位相エンコ
   ード用パルスを印加する手段と、上記スライス面内での
   他の方向の傾斜磁場を用いたリードアウト用パルスを印
   加して第１のエコー信号を発生させる手段と、上記第１
   のエコー信号発生と同じ繰り返し期間内で、上記スライ
   ス面に直角な方向の傾斜磁場を用いたリードアウト用パ
   ルスを印加して第２のエコー信号を発生させる手段とを
   備えることを特徴とするＭＲイメージング装置。