JP3748714B2 - Magnetic resonance imaging device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像方法および装置に関し、特に、動脈血のスピン(spin)をラベリング(labeling)してマルチスライス(multislice)のパーフュージョン(perfusion)画像を撮像する磁気共鳴撮像方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気共鳴を利用した機能画像撮像、すなわち、fMRI(functional magnetic resonance imaging)の一種に、ASL(arterial spin labeling)法によるパーフュージョン画像の撮像がある。これは、動脈血にスピンの反転等によるラベリングを行い、撮像領域に流入するラベリングされた血液の分布を画像化するものである。ASL法は、例えば脳内血流(CBF(cerebral blood flow))を画像化する目的等に用いられる。
【0003】
血液のラベリングは撮像領域に流入する血流の上流側で行われ、ラベリングから所定の時間をおいて撮像領域をスキャン(scan)し、ラベリングされた磁気共鳴信号を収集するようにしている。その場合、撮像の能率を上げるために、1TR(repetition time)の間に複数のスライスをスキャンするいわゆるマルチスライススキャンが行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
マルチスライススキャンによりASL法を実行する場合、ラベリングされたスピンの撮像部位への到達時間が各スライスの位置によって異なるので、スピンの緩和状態がそれぞれ異なり、磁気共鳴信号の信号強度がスライスごとに異なる。このため、パーフュージョン画像の明るさがスライスごとに異なり、正しい診断を行うことが困難であるという問題があった。
【0005】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、明るさの均一なマルチスライスのパーフュージョン画像を得る磁気共鳴撮像方法および装置を実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の課題を解決する第1の発明は、動脈血のスピンをラベリングしてマルチスライスのパーフュージョン画像を撮像する磁気共鳴撮像方法であって、複数のスライスについてスキャンの順番を変更しながら複数回撮像を繰り返し、前記撮像した複数の画像を同一スライスごとに加算する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【0007】
(2)上記の課題を解決する第2の発明は、動脈血のスピンをラベリングしてマルチスライスのパーフュージョン画像を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、複数のスライスについてスキャンの順番を変更しながら複数回撮像を繰り返す撮像手段と、前記撮像した複数の画像を同一スライスごとに加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【0008】
(作用)
本発明では、複数のスライスについて、スキャンの順番を変更しながら複数回撮像を繰り返し、1スライス当たり複数枚撮像した画像を同一スライスごとに加算し、画像の明るさを均一化する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図1に磁気共鳴撮像装置のブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【0010】
本装置の構成を説明する。図1に示すように、本装置においては、概ね円筒形を成す静磁場発生部2がその内部空間に均一な静磁場(主磁場)を形成するようになっている。静磁場発生部2の内部には、概ね円筒形を成す勾配コイル(coil)部4とヘッドコイル(head coil)部6が中心軸を共有して配置されている。ヘッドコイル部6の内部に形成される概ね円柱状の空間に、被検体8の頭部が挿入されている。被検体8は、図示しない移送手段によって磁場空間に搬入および搬出される。
【0011】
勾配コイル部4には勾配駆動部10が接続されている。勾配駆動部10は勾配コイル部4に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させるようになっている。発生する勾配磁場は、スライス(slice)勾配磁場、読み出し(リードアウト(read out))勾配磁場および位相エンコード(フェーズエンコード(phase encode))勾配磁場の3種である。
【0012】
ヘッドコイル部6には送信部12が接続されている。送信部12はヘッドコイル部6に駆動信号(RF(radio frequency)信号)を与えてRF磁場を発生させ、それによって、被検体8の体内のスピンを励起するようになっている。
【0013】
励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号がヘッドコイル部6によって検出されるようになっている。ヘッドコイル部6には受信部14が接続されている。受信部14はヘッドコイル部6が検出した信号を受信するようになっている。
【0014】
受信部14にはアナログ・ディジタル(analog−to−digital)変換部16が接続されている。アナログ・ディジタル変換部16は、受信部14の出力信号をディジタル信号に変換するようになっている。
【0015】
コンピュータ(computer)18はアナログ・ディジタル変換部16からディジタル信号を入力し、図示しないメモリ(memory)に記憶するようになっている。メモリ内にはデータ(data)空間が形成される。このデータ空間は2次元フーリエ(Fourie)空間を構成する。コンピュータ18は、この2次元フーリエ空間のデータを2次元逆フーリエ変換して被検体8の画像を再構成する。
【0016】
コンピュータ18には制御部20が接続されている。制御部20には勾配駆動部10、送信部12、受信部14およびアナログ・ディジタル変換部16が接続されている。制御部20は、コンピュータ18から与えられる指令に基づいて勾配駆動部10、送信部12、受信部14およびアナログ・ディジタル変換部16をそれぞれ制御するようになっている。
【0017】
静磁場発生部2、勾配コイル部4、ヘッドコイル部6、勾配駆動部10、送信部12、受信部14、アナログ・ディジタル変換部16、コンピュータ18および制御部20は、本発明における撮像手段の実施の形態の一例である。コンピュータ18は、本発明における加算手段の実施の形態の一例である。
【0018】
コンピュータ18には表示部22と操作部24が接続されている。表示部22はコンピュータ18から出力される再構成画像を含む各種の情報を表示するようになっている。操作部24は操作者によって操作され、各種の指令や情報等をコンピュータ18に入力するようになっている。
【0019】
本装置の動作を説明する。撮像は制御部20による制御の下で遂行される。磁気共鳴撮像の具体例の1つとして、ASL法によりCBFに関するパーフュージョン画像を撮像する場合について説明する。この撮像には、例えば図2に示すようなパルスシーケンスが利用される。
【0020】
図2は、磁気共鳴信号を収集するパルスシーケンス(pulse sequence)のタイムチャート(time chart)である。パルスシーケンスは、時間軸tに沿って左から右に進行する。このパルスシーケンスの実行は制御部20によって制御される。
【0021】
先ず、図2の(1)に示すように、反転パルスによりRF励起が行われる。RF励起は送信部12によって駆動されるヘッドコイル部6によって行われる。このとき、(2)に示すようにスライス勾配磁場Gsが印加される。スライス勾配磁場Gsの印加は、勾配駆動部10によって駆動される勾配コイル部4により行われる。これによって、被検体8の頭部の所定の部位のスピンを反転(選択的反転)させる。
【0022】
スピンの選択的反転は、図3に示すように行われる。すなわち、同図に示すように、被検体8の体軸(z軸)方向における距離z2からz3までのスラブ(slab)内を、例えば5つのスライスa〜eで撮像するとしたとき、1つのモードでは、実線で示すように、距離z1からz2までのスラブのスピンを反転させる。なお、スライス数は5に限るものではなく任意に設定して良い。
【0023】
ここでは、血液は、巨視的にはz軸に沿って左から右に流れるものとしている。したがって、撮像対象部位から見て、血流の上流側のスラブのスピンが反転される。なお、スピンを反転するスラブ厚は、撮像対象部位のスラブ厚より厚くする。このような選択的反転をタグ(tag)と呼ぶ。
【0024】
スピンの選択的反転は、他のモードでは、スライス勾配磁場Gsを変更することにより、破線で示すように、撮像対象部位の下流の、距離z3からz4までのスラブについて行う。このような選択的反転をコントロール(control)と呼ぶ。タグとコントロールは交互に行うようになっている。
【0025】
パーフュージョン画像は、後述するように、タグ状態で撮像した画像(タグ画像)とコントロール状態で撮像した画像(コントロール画像)との差の画像として求める。上記のようなタグとコントロールの組み合わせを利用してパーフュージョン画像を撮像する技法は、EPISTAR(echo planar imaging with signal targetting using alternating RF)と呼ばれる。
【0026】
なお、パーフュージョン画像を撮像する技法は、EPISTARに限るものではなく、例えば、PICORE(proximal inversion with a control for off resonance effects)やFAIR(flow alternated inversion recovery)、および、その他の適宜の技法を用いて良い。
【0027】
PICOREでは、図4に示すように、EPISTARと同様なタグを行い、コントロールは、反転パルスの周波数をスピンの磁気共鳴周波数からずらした、いわゆるオフレゾナンス(off resonance)のRF励起によって行う。オフレゾナンスのため、コントロール状態では励起範囲の全域でスピンの反転が生じない。FAIRでは、図5に示すように、タグで選択のRF励起により撮像範囲のスピンを反転し、コントロールで非選択の反転を行う。
【0028】
上記の技法においては、撮像領域の上流側では、タグとコントロールによって、スピンの反転と非反転(EPISTAR,PICORE)または非反転と反転(FAIR)がそれぞれ行われ、撮像領域については、ともにスピンの非反転(EPISTAR,PICORE)またはともにスピンの反転(FAIR)が行われる。
【0029】
以下、EPISTARの例で説明するが、PICORE、FAIRおよびその他の技法もこれに準じる。最初にタグ画像を撮像するものとすると、撮像部位の上流側でのスピンの反転が行われる。スピンの反転後、図2の(2)に示すように振幅を変化させたスライス勾配磁場Gsで、スピンのディフェーズ(dephase)を行う。
【0030】
スピンの反転から時間TI後に、EPI(echo planar imaging)により、スライスaについてのスキャンを行う。時間TIは、例えば600〜2000msの範囲で適宜に設定される。
【0031】
EPIでは、図2の(1)および(2)に示すように、90度パルスおよびスライス勾配磁場Gsによって、例えばスライスaについてのRF励起を行う。スピン励起後、スライス勾配磁場Gsによるスピンのリフェーズ(rephase)が行われる。
【0032】
スライスaには、時間TIの間に、上流側でスピンが反転された血液が流入する。流入する血液中のスピンは反転からの縦緩和の途中にあり、巨視的な縦磁化の強度は、位置が固定している周囲の組織とは異なっている。このようなスピンが、周囲の組織のスピンとともに90度パルスによってRF励起され、スピンの向きが90度倒される。
【0033】
次に、所定時間TE後に、(1)および(2)に示すように、180度パルスおよびスライス勾配磁場Gsでスライスaを選択励起し、スピンの向きを180度回転させる。
【0034】
それに続いて、(3)に示すような読み出し勾配磁場Grにより、最初にスピンをディフェーズし、次いで周期的に磁場の向きを反転させることにより、(1)に示すように、複数(例えば256)の磁気共鳴信号すなわちスピンエコー(spin echo)を順次に発生させる。このとき、それに同期して、(4)に示すような位相エンコード勾配磁場Gpにより、最初に大きな位相エンコードをスピンに付与し、次いでブリップパルス(blip pulse)により少量ずつ位相エンコードを変化させることにより、順次に得られる複数のスピンエコーにそれぞれ異なる位相エンコードを付与する。
【0035】
図2には、スピンエコーを利用するEPIの例を示したが、それに限るものではなく、グラディエントエコー(gradient echo)を利用するEPIや、SE(spin echo)法、GRE(gradient echo)法、Spiral法等いかなるイメージング法でも良いのはもちろんである。以下、スピンエコーを利用するEPIの例で説明する。
【0036】
スピンエコーは、ヘッドコイル部6によって受信される。受信信号は、受信部14およびアナログ・ディジタル変換部16を経てコンピュータ18に入力される。コンピュータ18は、入力信号を測定データとしてメモリに記憶する。これによって、スライスaに関する1画面分のスピンエコーデータがメモリに収集される。スピンエコーデータを収集したメモリ空間は、2次元フーリエ空間を構成する。
【0037】
引き続き、EPIにより、上記と同様にしてスライスb,c,d,eに関するスピンエコーデータの収集を順次に行う。これにより、図6に概念的に示すように、反転パルスによる撮像領域の上流側のスピンの反転(タグ)後、スライスa〜eに関する1画面分のスピンエコーデータが順次に収集される。各スライスのスピンエコーデータは、メモリのそれぞれ別な領域に記憶される。
【0038】
次に、コントロール状態でスライスa〜eに関する撮像を行う。この撮像にも、図2に示したパルスシーケンスに準じたパルスシーケンスを用いるが、反転パルスによるスピンの反転を、図3に示したように、撮像領域の下流側で行う点のみが相違する。これにより、図6に概念的に示すように、反転パルスによる撮像領域の下流側のスピンの反転(コントロール)後、スライスa〜eに関する1画面分のスピンエコーデータの収集が順次に行われる。各スライスのスピンエコーデータは、メモリのそれぞれ別な領域に、上記のタグ状態で収集したデータとは区別して記憶される。
【0039】
メモリに収集したエコーデータを用い、各スライスごとにタグ画像およびコントロール画像をそれぞれ再構成する。画像再構成は2次元逆フーリエ変換によって行われる。タグ画像およびコントロール画像は、スライスが同一なもの同士で差分を求める。
【0040】
タグ画像には、上流側でスピンが反転され縦緩和の途中にある状態で流入した血液の像が含まれる。コントロール画像には、スピンが反転されずに流入した血液の像が含まれる。すなわち、タグ画像とコントロール画像では上流から流入する血液のスピンの巨視的な磁化状態が互いに相違する。これに対して、血液以外の組織等については、位置が固定であることによりタグとコントロールで磁化状態の差がないので、同一の像が含まれる。したがって、両画像の差をとることにより、同一の像は消え去り、磁化状態が互いに相違する血液の像、すなわち、上流側でスピンが反転されて流入した血液の像が得られる。これはパーフュージョン画像にほかならない。
【0041】
このように磁化状態の差を利用するパーフュージョン画像では、画像信号強度が微弱なので、各スライスごとに複数回(例えば100回)の撮像を行い、得られた複数のパーフュージョン画像を全加算し、画像信号強度を高めるとともにS/N(signal−to−noise ratio)を良くするようにしている。
【0042】
本装置では、各スライスについてそれぞれ複数回の撮像を行うに当たり、EPIの順番を逐次変更するようにしている。その一例を図7に概念的に示す。同図に示すように、1回目の撮像では、タグ(T)からTI後に、スライスa,b,c,d,eの順で、それぞれEPIによるデータ収集を行い、次いで、コントロール(C)からTI後に、同じくスライスa,b,c,d,eの順でそれぞれEPIによるデータ収集を行う。
【0043】
2回目の撮像では、タグ(T)からTI後に、スライスb,c,d,e,aの順でそれぞれEPIによるデータ収集を行い、次いで、コントロール(C)からTI後に、同じくスライスb,c,d,e,aの順でそれぞれEPIによるデータ収集を行う。
【0044】
図示しない3回目の撮像では、タグ(T)からTI後に、スライスc,d,e,a,bの順でそれぞれEPIによるデータ収集を行い、次いで、コントロール(C)からTI後に、同じくスライスc,d,e,a,bの順でそれぞれEPIによるデータ収集を行う。
【0045】
以下、同様に、EPIを行う順番を逐次変更しながら、各スライスについてのスキャンを行う。これによって、例えば図8に示すように、スライスaについては、1回目の撮影では1番目にスキャンし、2回目の撮影では5番目にスキャンし、3回目の撮影では4番目にスキャンし、4回目の撮影では3番目にスキャンし、5回目の撮影では2番目にデータ収集を行う。6回目以降は、以上の動作を繰り返す。スライスb,c,d,eについては、それぞれ順番2,3,4,5から始めて、上記に準じてスキャンする。
【0046】
そして、スライスaに関するパーフュージョン画像は、以上のようにして複数回撮像したタグ画像とコントロール画像の差分画像を全加算する。スライスb,c,d,eについても同様にする。なお、データ収集の順番の変更は、上記のように規則的に行う必要はなく、不規則に行うようにしても良い。ただし、全スライスに対する順番の平等性を維持することが条件となる。
【0047】
このようにした場合、図9に示すように、タグまたはコントロールをかけてからスキャンをするまでの時間が、その順番によって、t1〜t5のように相違するが、各スライスにつき、スキャンの順番を毎回変更するので、どのスライスについても、スピンの反転から時間t1後の磁気共鳴信号に基づくパーフュージョン画像、乃至、時間t5後の磁気共鳴信号に基づくパーフュージョン画像が平等に得られる。
【0048】
このため、そのような画像をスライスごとに全加算すれば、どのスライスのパーフュージョン画像も画像信号強度が均一となる。すなわち、全てのスライスについて、明るさの均一なパーフュージョン画像を得ることができる。
【0049】
以上は、水平磁場を利用する磁気共鳴撮像装置の例であるが、磁気共鳴撮像装置は、静磁場の方向が被検体の体軸に垂直な、いわゆる垂直磁場を利用する磁気共鳴撮像装置であっても良いのはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、明るさの均一なマルチスライスのパーフュージョン画像を得る磁気共鳴撮像方法および装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態の一例の装置が撮像で使用するパルスシーケンスの一例のタイムチャートである。
【図3】本発明の実施の形態の一例の装置によるタグおよびコントロールのプロファイルの一例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態の一例の装置によるタグおよびコントロールのプロファイルの一例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態の一例の装置によるタグおよびコントロールのプロファイルの一例を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態の一例の装置によるマルチスライススキャンの一例のタイムチャートである。
【図7】本発明の実施の形態の一例の装置による複数回の撮像の一例のタイムチャートである。
【図8】本発明の実施の形態の一例の装置による複数回の撮像におけるマルチスライススキャンの順番の一例を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態の一例の装置によるマルチスライススキャン実行のタイムチャートである。
【符号の説明】
2 静磁場発生部
4 勾配コイル部
6 ヘッドコイル部
8 被検体
10 勾配駆動部
12 送信部
14 受信部
16 アナログ・ディジタル変換部
18 コンピュータ
20 制御部
22 表示部
24 操作部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance imaging method and apparatus, and more particularly, to a magnetic resonance imaging method and apparatus for labeling arterial spin and imaging a multi-slice perfusion image.
[0002]
[Prior art]
One type of functional imaging using magnetic resonance, that is, fMRI (functional magnetic resonance imaging), is imaging of a perfusion image by an ASL (arterial spin labeling) method. In this method, arterial blood is labeled by spin reversal or the like, and the distribution of labeled blood flowing into the imaging region is imaged. The ASL method is used, for example, for the purpose of imaging intracerebral blood flow (CBF (Cerebral Blood Flow)).
[0003]
Blood labeling is performed on the upstream side of the blood flow flowing into the imaging region, and the imaging region is scanned at a predetermined time from the labeling to collect the labeled magnetic resonance signals. In that case, in order to increase the efficiency of imaging, so-called multi-slice scanning is performed in which a plurality of slices are scanned during 1TR (repetition time).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the ASL method is executed by multi-slice scanning, the arrival time of the labeled spin to the imaging region differs depending on the position of each slice. Therefore, the spin relaxation states are different, and the signal intensity of the magnetic resonance signal is different for each slice. . For this reason, the brightness of the perfusion image is different for each slice, and there is a problem that it is difficult to perform a correct diagnosis.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to realize a magnetic resonance imaging method and apparatus for obtaining a multi-slice perfusion image with uniform brightness.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(1) A first invention for solving the above-mentioned problem is a magnetic resonance imaging method for imaging a multi-slice perfusion image by labeling arterial blood spins, and changing the scan order for a plurality of slices. A magnetic resonance imaging method, wherein imaging is repeated a plurality of times, and the plurality of captured images are added for each same slice.
[0007]
(2) A second invention for solving the above-described problem is a magnetic resonance imaging apparatus for imaging a multi-slice perfusion image by labeling arterial blood spins, and changing the scanning order for a plurality of slices. An magnetic resonance imaging apparatus comprising: an imaging unit that repeats imaging a plurality of times; and an adding unit that adds the plurality of captured images for each same slice.
[0008]
(Function)
In the present invention, for a plurality of slices, imaging is repeated a plurality of times while changing the scanning order, and images obtained by imaging a plurality of slices per slice are added for each same slice, and the brightness of the image is made uniform.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.
[0010]
The configuration of this apparatus will be described. As shown in FIG. 1, in the present apparatus, a substantially cylindrical static
[0011]
A gradient driving unit 10 is connected to the
[0012]
A
[0013]
A magnetic resonance signal generated by the excited spin is detected by the
[0014]
An analog-to-
[0015]
A
[0016]
A
[0017]
The static magnetic
[0018]
A
[0019]
The operation of this apparatus will be described. Imaging is performed under the control of the
[0020]
FIG. 2 is a time chart of a pulse sequence for collecting magnetic resonance signals. The pulse sequence proceeds from left to right along the time axis t. The execution of this pulse sequence is controlled by the
[0021]
First, as shown in (1) of FIG. 2, RF excitation is performed by an inversion pulse. RF excitation is performed by the
[0022]
The selective inversion of spin is performed as shown in FIG. That is, as shown in the figure, when imaging within the slab from the distance z2 to z3 in the body axis (z-axis) direction of the subject 8 with, for example, five slices a to e, one mode Then, as indicated by the solid line, the spin of the slab from the distance z1 to z2 is reversed. The number of slices is not limited to five and may be set arbitrarily.
[0023]
Here, blood macroscopically flows from left to right along the z-axis. Accordingly, the spin of the slab upstream of the blood flow is reversed as viewed from the imaging target region. Note that the slab thickness for reversing the spin is made larger than the slab thickness of the imaging target region. Such selective inversion is called a tag.
[0024]
In other modes, the selective inversion of the spin is performed on the slab from the distance z3 to the distance z4 downstream of the imaging target region as shown by the broken line by changing the slice gradient magnetic field Gs. Such selective inversion is referred to as control. Tags and controls are alternated.
[0025]
As will be described later, the perfusion image is obtained as an image of a difference between an image captured in the tag state (tag image) and an image captured in the control state (control image). A technique for capturing a perfusion image using a combination of a tag and a control as described above is called EPISTAR (echo planar imaging with signaling targeting RF).
[0026]
Note that the technique for capturing a perfusion image is not limited to EPISTAR. For example, PICORE (proximal inversion with a control for resonance effects), FAIR (flow alternative inversion), and other techniques, such as the use of FIR (flow alternated inversion) and other techniques, are used. Good.
[0027]
In PICORE, as shown in FIG. 4, tags similar to those of EPISTAR are performed, and control is performed by so-called off-resonance RF excitation in which the frequency of the inversion pulse is shifted from the magnetic resonance frequency of the spin. Due to the off-resonance, no spin inversion occurs in the entire excitation range in the control state. In FAIR, as shown in FIG. 5, the spin in the imaging range is inverted by RF excitation selected by the tag, and the non-selection inversion is performed by the control.
[0028]
In the above technique, on the upstream side of the imaging region, spin inversion and non-inversion (EPISTAR, PICORE) or non-inversion and inversion (FAIR) are performed by tags and controls, respectively. Non-inversion (EPISTAR, PICORE) or spin inversion (FAIR) is performed.
[0029]
Hereinafter, an example of EPISTAR will be described, but PICORE, FAIR, and other techniques are based on this. Assuming that the tag image is captured first, spin inversion is performed on the upstream side of the imaging region. After the inversion of the spin, as shown in (2) of FIG. 2, the spin is dephased with the slice gradient magnetic field Gs whose amplitude is changed.
[0030]
After a time TI from the spin inversion, the slice a is scanned by EPI (echo planar imaging). The time TI is appropriately set in the range of 600 to 2000 ms, for example.
[0031]
In EPI, as shown in (1) and (2) of FIG. 2, for example, RF excitation for slice a is performed by a 90-degree pulse and a slice gradient magnetic field Gs. After the spin excitation, spin rephasing is performed by the slice gradient magnetic field Gs.
[0032]
During the time TI, the blood whose spin is inverted upstream flows into the slice a. The spin in the inflowing blood is in the middle of longitudinal relaxation from reversal, and the macroscopic longitudinal magnetization intensity is different from the surrounding tissue where the position is fixed. Such a spin is RF-excited by a 90-degree pulse together with the spins of surrounding tissues, and the direction of the spin is tilted by 90 degrees.
[0033]
Next, after a predetermined time TE, as shown in (1) and (2), the slice a is selectively excited with the 180-degree pulse and the slice gradient magnetic field Gs, and the spin direction is rotated by 180 degrees.
[0034]
Subsequently, a read gradient magnetic field Gr as shown in (3) first dephases the spin, and then periodically reverses the direction of the magnetic field, so that a plurality (for example, 256) is obtained as shown in (1). ) Magnetic resonance signals, that is, spin echoes, are generated sequentially. At this time, in synchronization with it, a large phase encoding is first applied to the spin by the phase encoding gradient magnetic field Gp as shown in (4), and then the phase encoding is changed little by little by a blip pulse. A different phase encoding is applied to each of the plurality of spin echoes obtained sequentially.
[0035]
FIG. 2 shows an example of EPI that uses spin echo, but is not limited thereto. EPI that uses gradient echo, SE (spin echo) method, GRE (gradient echo) method, Of course, any imaging method such as the Spiral method may be used. Hereinafter, an example of EPI using spin echo will be described.
[0036]
The spin echo is received by the
[0037]
Subsequently, spin echo data regarding slices b, c, d, and e is sequentially collected by EPI in the same manner as described above. Thereby, as conceptually shown in FIG. 6, after the inversion (tag) of the spin on the upstream side of the imaging region by the inversion pulse, the spin echo data for one screen regarding the slices a to e is sequentially collected. The spin echo data of each slice is stored in a different area of the memory.
[0038]
Next, imaging regarding slices a to e is performed in the control state. A pulse sequence according to the pulse sequence shown in FIG. 2 is also used for this imaging, except that the spin inversion by the inversion pulse is performed on the downstream side of the imaging region as shown in FIG. Thereby, as conceptually shown in FIG. 6, after the inversion (control) of the spin on the downstream side of the imaging region by the inversion pulse, the spin echo data for one screen regarding the slices a to e is sequentially collected. The spin echo data of each slice is stored separately from the data collected in the tag state in different areas of the memory.
[0039]
Using the echo data collected in the memory, the tag image and the control image are reconstructed for each slice. Image reconstruction is performed by two-dimensional inverse Fourier transform. The tag image and the control image obtain a difference between the same slices.
[0040]
The tag image includes an image of blood that has flowed in a state in which spin is reversed on the upstream side and in the middle of longitudinal relaxation. The control image includes an image of blood that has flowed without spin inversion. That is, in the tag image and the control image, the macroscopic magnetization states of the spins of blood flowing from the upstream are different from each other. On the other hand, for tissues other than blood, since the positions are fixed, there is no difference in magnetization state between the tag and the control, so the same image is included. Therefore, by taking the difference between the two images, the same image disappears, and an image of blood whose magnetization states are different from each other, that is, an image of blood that has flowed in with the spin reversed on the upstream side is obtained. This is nothing but a perfusion image.
[0041]
In this way, in the perfusion image using the difference in magnetization state, the image signal intensity is weak. Therefore, imaging is performed a plurality of times (for example, 100 times) for each slice, and the obtained perfusion images are fully added. The image signal intensity is increased and the S / N (signal-to-noise ratio) is improved.
[0042]
In this apparatus, the EPI order is sequentially changed when performing imaging for each slice a plurality of times. An example is conceptually shown in FIG. As shown in the figure, in the first imaging, after TI from the tag (T), data is collected by EPI in the order of slices a, b, c, d, and e, and then from the control (C). After TI, data collection by EPI is performed in the order of slices a, b, c, d, and e.
[0043]
In the second imaging, data collection by EPI is performed in the order of slices b, c, d, e, and a after the TI from the tag (T), and then the slices b and c after the TI from the control (C). , D, e, and a, respectively, in order of data collection.
[0044]
In the third imaging (not shown), data collection by EPI is performed in the order of slices c, d, e, a, and b after TI from the tag (T), and then, after TI from control (C), slice c , D, e, a, and b, respectively, in order of data collection.
[0045]
Thereafter, similarly, the scan for each slice is performed while sequentially changing the order of performing EPI. Thus, for example, as shown in FIG. 8, the slice a is scanned first in the first shooting, scanned fifth in the second shooting, and scanned fourth in the third shooting. In the second shooting, the third scan is performed, and in the fifth shooting, the second data collection is performed. From the sixth time onward, the above operations are repeated. Slices b, c, d, and e are scanned according to the above, starting from the
[0046]
And the perfusion image regarding slice a adds all the difference images of the tag image imaged multiple times as mentioned above, and a control image. The same applies to slices b, c, d, and e. Note that the change of the data collection order is not necessarily performed regularly as described above, and may be performed irregularly. However, it is a condition to maintain order equality for all slices.
[0047]
In this case, as shown in FIG. 9, the time from when the tag or control is applied until the scan is performed differs as t1 to t5 depending on the order, but the scan order is changed for each slice. Since it is changed every time, a perfusion image based on the magnetic resonance signal after time t1 from the reversal of spin or a perfusion image based on the magnetic resonance signal after time t5 is obtained equally for every slice.
[0048]
For this reason, if such images are fully added for each slice, the image signal intensity becomes uniform in the perfusion image of any slice. That is, a perfusion image with uniform brightness can be obtained for all slices.
[0049]
The above is an example of a magnetic resonance imaging apparatus using a horizontal magnetic field. The magnetic resonance imaging apparatus is a magnetic resonance imaging apparatus using a so-called vertical magnetic field in which the direction of the static magnetic field is perpendicular to the body axis of the subject. Needless to say.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a magnetic resonance imaging method and apparatus for obtaining a multi-slice perfusion image with uniform brightness can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a time chart illustrating an example of a pulse sequence used in imaging by an apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a tag and control profile by an example apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a tag and control profile by the apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a tag and control profile by an example device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a time chart of an example of multi-slice scanning by an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a time chart of an example of a plurality of times of imaging performed by the apparatus of the example of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the order of multi-slice scans in a plurality of imaging operations performed by the apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a time chart of multi-slice scan execution by an example apparatus according to an embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
2 Static Magnetic
Claims (2)
1TR時間内にスキャンが行われる3枚以上の複数のスライスにおける各々のスライスについてすべての順番のスキャンが行われるように順番を変更しながら複数回撮像することを繰り返す撮像手段と、
前記撮像して得られた複数のスライスについての複数回分の画像において、同一スライスについての前記複数の画像を加算する加算手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。A magnetic resonance imaging device for labeling arterial blood spins and imaging multi-slice perfusion images,
An imaging unit that repeats imaging a plurality of times while changing the order so that all the scans in each of a plurality of slices of three or more slices that are scanned within 1 TR time are performed;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: an adding unit that adds the plurality of images of the same slice in a plurality of images of the plurality of slices obtained by the imaging.
前記パーフュージョン画像を撮像する方法は、EPISTAR(echo planar imaging with signal targetting using alternating RF),PICORE(proximal inversion with a control for off resonance effects)又はFAIR(flow alternated inversion recovery)による方法であることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
The method of imaging the perfusion image is a method by EPISTAR (echo planar imaging with signal targeting using alternating RF), PICORE (proximal inversion with a control for off resonance effects) or FAIR (flow alternated inversion recovery). A magnetic resonance imaging apparatus.
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