JPH04246327A - ダイナミックｍｒイメージング法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ
）を利用してイメージングを行うＭＲイメージング法に
関し、とくにガドリニウムＤＴＰＡなどの造影剤を用い
てダイナミックな撮像を行うダイナミックＭＲイメージ
ング法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲイメージング法では、被検体の特定
のスライス面を選択励起し、そのスライス面内の１軸方
向の位置情報をエコー信号の周波数に、他の軸方向の位
置情報をエコー信号の位相に、それぞれエンコードし、
受信したエコー信号より得たデータを２次元フーリエ変
換することにより上記の２軸方向の位置情報をデコード
して上記のスライス面での断層像を得る。

【０００３】周波数エンコードは１軸方向に磁場強度が
傾斜した傾斜磁場をかけた状態でエコー信号を発生させ
ることによって行われる。位相エンコードは、他の軸方
向に磁場強度が傾斜している傾斜磁場を、その強度が等
量ずつ変化するようにして、その各々について励起・受
信のシーケンスを順次繰り返すことによって行われる。 このように励起・受信のシーケンスが繰り返されること
により、その各々のシーケンスで位相エンコード量の異
なるデータが得られる。

【０００４】このようなＭＲイメージング法において、
従来よりガドリニウムＤＴＰＡなどの造影剤を利用して
撮像すると、ＭＲ画像上で腫瘍が良好に描出されること
が知られている。この場合、造影剤注入後、何分後、何
秒後にもっとも良好な画像が得られるかは部位や腫瘍の
種類などによって異なるが、現在では造影剤注入後１５
秒間隔とか３０秒間隔とかの一定間隔で各画像について
のスキャンを行なうことが多い。たとえば図４に示すよ
うに、時刻Ｔで造影剤が注入されたとして、３０秒間隔
でスキャンＳ１、Ｓ２、…を行なう。この場合、各スキ
ャンＳ１、Ｓ２、…では、２５６通りの位相エンコード
量の各々について励起・受信のシーケンスを繰り返す。 つまり位相エンコード量を変えながら励起・受信のシー
ケンスを２５６回繰り返して２５６ライン分のデータを
得る。この１スキャンに３０秒かかるためスキャン間隔
が３０秒ということになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画質を
優先してデータ収集時間を長くすれば、造影剤注入後の
撮像時間間隔が長くなってしまい、時間分解能が悪くな
るという問題がある。すなわち、造影剤注入後のある時
刻でＭＲ画像を撮像する場合でも、１つの画像のデータ
収集に要するスキャンには実際には数秒から数十秒の時
間がかかるものであり、また、データ収集に長い時間を
かけた方がＳ／Ｎ比の高い、診断に有効な画像が得られ
る傾向にあるからである。

【０００６】この発明は、上記に鑑み、画質を落とすこ
となく時間間隔の短いダイナミック画像を得ることがで
きるように改善したダイナミックＭＲイメージング法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるダイナミックＭＲイメージング法に
おいては、位相エンコード量の少ない低周波成分のデー
タについては個々の画像ごとのスキャンでデータ収集す
るが、位相エンコード量の多い高周波成分のデータは、
時間的に近接した画像のスキャンで収集したものを共通
に使用することが特徴となっている。これにより１つの
画像を再構成するのに必要な高周波成分から低周波成分
のすべてのデータを個々の画像についてのスキャンで収
集する必要がなくなり、高周波成分のデータ収集をしな
い分だけスキャン時間を短縮でき時間間隔を短くできる
。また、高周波成分のデータはまったく画像再構成に用
いない訳ではなく、時間的に近接した画像のスキャンで
得たものを用いるので画質の劣化もない。

【０００８】

【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
にかかるダイナミックＭＲイメージング法を行うための
システム構成を示すもので、この図において、被検体１
１は主マグネット１５により形成される静磁場及びそれ
に重畳して傾斜コイル１４により形成される傾斜磁場内
に配置される。被検体１１には、送信コイル１２と受信
コイル１３とが取り付けられる。

【０００９】傾斜コイル１４は、直交３軸の各方向に磁
場強度が傾斜している傾斜磁場をそれぞれ独立に発生す
ることができるように構成されている。直交３軸の傾斜
磁場は、それぞれスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、読み出
し（周波数エンコード）用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコー
ド用傾斜磁場Ｇｐとする。傾斜コイル１４には傾斜磁場
Ｇｓ，Ｇｒ，Ｇｐの各電源２１、２２、２３から電流が
供給され、各方向の傾斜磁場が形成される。傾斜コイル
１４により所定の波形の各傾斜磁場パルスが形成される
ように、この傾斜磁場電源２１〜２３の供給電流波形が
傾斜磁場制御装置２４により制御されている。

【００１０】送信コイル１２には、高周波電源３３から
送られるＲＦパルスが供給される。このＲＦパルスは、
周波数変換器３２において、シンセサイザ３４からのＲ
Ｆ正弦波信号をキャリア信号として、ＲＦ波形発生器３
１からのｓｉｎｃ波形でＡＭ変調したものを、高周波電
源３３により増幅したものである。

【００１１】被検体１１に送信コイル１２からＲＦパル
スを照射してその核スピンを励起した後発生するＮＭＲ
信号は受信コイル１３で受信される。この受信ＮＭＲ信
号は前置増幅器３５により増幅された後、直交位相検波
器３６で検波され、次にＡ／Ｄ変換器３７でデジタルデ
ータに変換されてホストコンピュータ４１に取り込まれ
る。この直交位相検波器３６はＰＳＤ（Ｐｈａｓｅ　Ｓ
ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）方式の検波回路
で、シンセサイザ３４から送られる参照信号と受信信号
とをミキシングすることによって２つの信号の周波数の
差を出力する回路を用いる。

【００１２】シーケンスコントローラ４２はホストコン
ピュータ４１の制御下、傾斜磁場制御装置２４に各傾斜
磁場パルスの波形情報と発生タイミング情報を与え、Ｒ
Ｆ波形発生器３１にＲＦパルスのｓｉｎｃ波形情報及び
発生タイミング情報を与えるとともに、シンセサイザ３
４にキャリア信号の周波数（共鳴周波数に対応する）に
関する情報を送り、Ａ／Ｄ変換器３７のサンプリングタ
イミングなどを制御する。

【００１３】ホストコンピュータ４１には、表示装置と
キーボード装置などの入力装置とを有するコンソール４
３が接続されている。ホストコンピュータ４１に取り込
まれたデータは２次元フーリエ変換されることにより画
像が再構成され、その画像がコンソール４３の表示装置
に表示される。

【００１４】イメージングのためのパルスシーケンスと
しては、通常のスピンエコー法や、サチュレーションリ
カバリ法や、インバージョンリカバリ法などを使用する
ことができる。これらのシーケンスでは、たとえばＳ軸
方向の傾斜磁場ＧｓをかけながらＲＦパルスを加えるこ
とにより、Ｓ軸に直角な特定のスライスを順次選択励起
し、傾斜磁場ＧｒによりＲ軸方向の位置情報をＮＭＲ信
号の周波数にエンコードするとともに、傾斜磁場Ｇｐに
よりＰ方向の位置情報をＮＭＲ信号の位相にエンコード
する。

【００１５】ここでは図２に示すようにスピンエコー法
によるパルスシーケンスを行うものとする。まず９０゜
パルス５１を印加して核スピンを９０゜倒すとき同時に
スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓパルス５３を加える。こ
れにより所定のスライス面内の核スピンのみを選択励起
する。

【００１６】つぎに読み出し（周波数エンコード）用の
傾斜磁場Ｇｒのパルス５５と、位相エンコード用の傾斜
磁場Ｇｐのパルス５７とを加え、スライス面内の１軸方
向の位置情報を周波数にエンコードするとともに、スラ
イス面内の他の軸方向の位置情報を位相にエンコードす
る。その後、１８０゜パルス５２をスライス選択用傾斜
磁場Ｇｓのパルス５４とともに加え、さらにその後、読
み出し（周波数エンコード）用の傾斜磁場Ｇｒのパルス
５６を加えてスピンエコー信号５８を発生させる。

【００１７】この図２に示したようなパルスシーケンス
を、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐのパルス５７の大き
さを少しずつ変化させながら一定の時間間隔で繰り返す
。その各々でエコー信号５８が発生し、そのエコー信号
を所定のサンプリングレートでサンプリングしてＡ／Ｄ
変換することにより１列（１ライン）のデータを得るの
で、図３のように位相エンコード量ごとにデータ列が得
られことになる。

【００１８】従来では、前述のように１スキャンにつき
２５６通りに位相エンコード量を変え（負側から正側へ
と徐々に大きくしていく）、位相エンコード量が負側に
大きい高周波成分から位相エンコード量の小さい低周波
成分、位相エンコード量が正側に大きい高周波成分へと
データ収集を行なって、高周波成分から低周波成分まで
の２５６ライン分のデータを得るようにしている（図４
参照）。この場合各スキャンで得たデータにより再構成
した画像の撮像時刻は低周波成分の中心時刻であるから
、各画像の取得時刻は１５秒、４５秒、…となり、この
ように２５６ライン分のデータを用いる限り時間間隔は
３０秒以下とすることはできない。

【００１９】この実施例では、図５に示すように最初の
スキャンＳ１では図４と同様に位相エンコード量を負側
から正側へと徐々に大きくして、高周波成分から低周波
成分までの２５６ライン分のデータを得るが、２回目、
３回目のスキャンＳ２、Ｓ３では高周波側の２５％に相
当するライン分のデータ収集は行なわない。つまり２回
目、３回目のスキャンでは、位相エンコード量が正また
は負側の一方側に大きくなっている２５％に相当する６
４ライン分のシーケンスは行なわず、１９２ライン分の
シーケンスを繰り返すこととしている。

【００２０】これにより繰り返し回数が２５％低減する
ため、２回目、３回目のスキャンＳ２、Ｓ３ではかかる
時間が２５％少なくなって２２．５秒と短くなる。

【００２１】６４ライン分不足する高周波成分のデータ
は、この実施例では図６に示すように直前のスキャンで
得た高周波成分のデータを共通に使用することでまかな
う。これにより各画像について２５６ライン分のデータ
で再構成ができるようになるので、画質の劣化は起こら
ない。またこうして再構成された画像は、それらの低周
波成分についてのデータ収集の中心時刻での画像とされ
るので、１回目のスキャンＳ１による画像は造影剤注入
時点Ｔから１５秒の時点でのもの、２回目のスキャンＳ
２による画像は３７．５秒の時点でのもの、３回目のス
キャンＳ３による画像は６０秒の時点でのものとされる
。

【００２２】なお、ここでは高周波側の２５％のライン
のデータについて隣接する２つのスキャンで共通に使用
することとしているが、この共通に使用するデータ量は
総データ量の何％とするかは自由であり、任意に設定で
きるものとする。

【００２３】図７は変形例を表すものである。この例で
は１回目のスキャンＳ１では位相エンコード量を負の大
きい側から徐々に正側へと変化させて高周波成分と低周
波成分のデータを収集し、２回目、３回目のスキャンＳ
２、Ｓ３では高周波側のデータ収集は一切行なわず、４
回目のスキャンＳ４で位相エンコード量を正の大きい方
にまで変化させて低周波成分と高周波成分のデータ収集
を行なっている。この場合、スキャンＳ１の正の高周波
成分のデータはスキャンＳ４で得たものを使用し、スキ
ャンＳ２、Ｓ３の正・負の高周波成分のデータはスキャ
ンＳ１、Ｓ４で得たものをそれぞれ使用し、スキャンＳ
４の負の高周波成分のデータはスキャンＳ１で得たもの
を使用している。このように１つのスキャンで得た高周
波成分をいくつものスキャンのデータとして共通に使用
することにより、１スキャンの時間をさらに短縮し、画
像取得の時間間隔（図７のｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の間
隔）を短くすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明のダイナミックＭＲイメージング法によれば、生
データのライン数を減らして画質を落とすということな
く、ダイナミックＭＲイメージングにおける撮像時間間
隔を短くし、時間分解能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による一実施例にかかるダイナミック
ＭＲイメージング法を行うためのシステム構成を示すブ
ロック図。

【図２】パルスシーケンスの一例を示すタイムチャート
。

【図３】位相エンコード量とデータ列との関係を表す模
式図。

【図４】従来例のダイナミックＭＲイメージングを説明
するタイムチャート。

【図５】一実施例のダイナミックＭＲイメージングを説
明するタイムチャート。

【図６】同実施例の生データの共通化を説明する模式図
。

【図７】変形例のダイナミックＭＲイメージングを説明
するタイムチャート。

【符号の説明】

１１　　　　　　　　　　　　　　被検体１２　　　　
　　　　　　　　　　送信コイル１３　　　　　　　　
　　　　　　受信コイル１４　　　　　　　　　　　　
　　傾斜コイル１５　　　　　　　　　　　　　　主マ
グネット２１　　　　　　　　　　　　　　スライス選
択用傾斜磁場電源２２　　　　　　　　　　　　　　読
み出し用傾斜磁場電源２３　　　　　　　　　　　　　
　位相エンコード用傾斜磁場電源２４　　　　　　　　
　　　　　　傾斜磁場制御装置３１　　　　　　　　　
　　　　　ＲＦ波形発生器３２　　　　　　　　　　　
　　　周波数変換器３３　　　　　　　　　　　　　　
高周波電源３４　　　　　　　　　　　　　　シンセサ
イザ３５　　　　　　　　　　　　　　前置増幅器３６
　　　　　　　　　　　　　　直交位相検波器３７　　
　　　　　　　　　　　　Ａ／Ｄ変換器４１　　　　　
　　　　　　　　　ホストコンピュータ４２　　　　　
　　　　　　　　　シーケンスコントローラ４３　　　
　　　　　　　　　　　コンソール５１　　　　　　　
　　　　　　　９０゜パルス５２　　　　　　　　　　
　　　　１８０゜パルス５３、５４　　　　　　　　ス
ライス選択用傾斜磁場パルス５５、５６　　　　　　　
　読み出し（周波数エンコード）用傾斜磁場パルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検体の特定のスライス面を選択励起
   し、そのスライス面内の１軸方向の位置情報をエコー信
   号の周波数に、他の軸方向の位置情報をエコー信号の位
   相に、それぞれエンコードし、受信したエコー信号から
   得たデータを２次元フーリエ変換することにより上記の
   ２軸方向の位置情報をデコードして上記のスライス面で
   の断層像を得るＭＲイメージング法において、位相エン
   コード量を変えながら励起・受信のシーケンスを順次行
   って１画像分のデータ収集するスキャンをつぎつぎに行
   なうとともに、そのすくなくとも１つのスキャンでは位
   相エンコード量の多い高周波成分のデータ収集は行なわ
   ず、その収集しなかった高周波成分のデータは他の時間
   的に近接したスキャンで得た高周波成分のデータを共通
   に使用することを特徴とするダイナミックＭＲイメージ
   ング法。