JP2012200557A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus.
従来から心電同期撮像法を用いた磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)が知られている。また、磁気共鳴イメージングの分野において、血流像を得る手法として、MRA(Magnetic Resonance Angiography)が知られている。MRAのうち、造影剤を使用しないものは非造影MRAと呼ばれる。この非造影MRAも通常、心電同期撮像法を用いて行われる。 Conventionally, magnetic resonance imaging (MRI) using an electrocardiogram synchronous imaging method is known. In the field of magnetic resonance imaging, MRA (Magnetic Resonance Angiography) is known as a technique for obtaining a blood flow image. An MRA that does not use a contrast agent is called a non-contrast MRA. This non-contrast MRA is also usually performed using an electrocardiographic synchronization imaging method.
心電同期撮像法では、心拍に同期した信号(ECG(Electro cardiogram)信号等)に同期させてMR(Magnetic Resonance)信号を取得する。例えば、ECG信号の中のR波の位置から所定の遅延時間だけ遅らせたタイミングでMR信号を取得する。 In the electrocardiographic synchronization imaging method, an MR (Magnetic Resonance) signal is acquired in synchronization with a signal synchronized with a heartbeat (such as an ECG (Electro cardiogram) signal). For example, the MR signal is acquired at a timing delayed by a predetermined delay time from the position of the R wave in the ECG signal.
一方、非造影MRAでは血流速度によって撮像画像のコントラストが異なってくるため、心周期内のどのタイミングでMR信号を取得するか、即ち、R波等の基準信号からMR信号取得開始までの遅延時間をいくらに設定するかが非常に重要となる。 On the other hand, in non-contrast-enhanced MRA, the contrast of the captured image varies depending on the blood flow velocity, so at what timing within the cardiac cycle the MR signal is acquired, that is, the delay from the reference signal such as the R wave to the start of MR signal acquisition How much time is set is very important.
そこで、非造影MRAの1つであるFS−FBI(Flow spoiled-Fresh Blood Imaging)等では、本スキャンの前にECG−prepスキャンと呼ばれる予備的なスキャンを行い、このECG−prepスキャンで得られる情報から最適な遅延時間を決定し、この最適遅延時間を用いて本スキャンを行う手法がとられることがある(例えば、特許文献1)。 Therefore, in FS-FBI (Flow spoiled-Fresh Blood Imaging), which is one of the non-contrast MRA, a preliminary scan called an ECG-prep scan is performed before the main scan, and the ECG-prep scan can be obtained. There is a case in which an optimum delay time is determined from information and a main scan is performed using the optimum delay time (for example, Patent Document 1).
この手法では、ECG−prepスキャンによって心周期内で遅延時間の異なる複数の再構成画像を生成し、この中から特定の画像を選択する。画像の選択方法としては、例えば目視で選択する方法や、特許文献2に記載されるように、画像処理された画像の画素平均値等から自動的に選択する方法がある。そして、選択された特定の画像に対応する遅延時間を最適遅延時間として決定し、この最適遅延時間を用いて本スキャン用のパルスシーケンスの印加タイミングを決定している。ここでの最適遅延時間とは、収縮期において血流速度が最も高くなる収縮期の最適遅延時間や、拡張期において血流速度が最も低くなる拡張期の最適遅延時間等である。
In this method, a plurality of reconstructed images having different delay times within a cardiac cycle are generated by an ECG-prep scan, and a specific image is selected from these. As an image selection method, for example, there are a method of selecting visually, and a method of automatically selecting from an average pixel value of an image processed image as described in
一方、心周期(R波とR波の間隔)或いは心拍数(HR:Heart Rate)から収縮期や拡張期の最適遅延時間を計算式、或いは参照テーブルを用いて求める手法もある。この手法では、患者の心周期や心拍数さえ測定できれば、計算式や参照テーブルから直ちに最適遅延時間を求めることができるため、必ずしもECG−prepスキャンを行う必要がない。 On the other hand, there is also a technique for obtaining the optimal delay time in systole or diastole using a calculation formula or a reference table from the cardiac cycle (interval between R wave and R wave) or heart rate (HR: Heart Rate). In this method, as long as the patient's cardiac cycle and heart rate can be measured, the optimal delay time can be obtained immediately from the calculation formula and the reference table, and therefore, it is not always necessary to perform the ECG-prep scan.
ところで、同じ患者であってもその心周期或いは心拍数は時間と共に変動する。そこで、本スキャンの開始前の所定の期間、心周期や心拍数を測定して平均値を求め、その平均値を計算式や参照テーブルに入力して収縮期や拡張期の最適遅延時間を求める方法も考えられる。 By the way, even in the same patient, the cardiac cycle or heart rate varies with time. Therefore, the average value is obtained by measuring the cardiac cycle and heart rate for a predetermined period before the start of the main scan, and the average value is input to a calculation formula or a reference table to obtain the optimum delay time in the systole or diastole. A method is also conceivable.
しかしながら、この場合であっても、心周期や心拍数を事前に測定したときから実際に本スキャンを開始するまでの間に心周期は変化しうる。また、本スキャンを開始してMR信号を取得している期間中にも心周期は変化しうる。心周期が変化すると、変化する前の心周期を用いて計算式や参照テーブルから予め求めた最適遅延時間は、もはや最適な遅延時間とは言えず、画質の低下をもたらす原因となる。 However, even in this case, the cardiac cycle can change from when the cardiac cycle and the heart rate are measured in advance to when the actual scan is actually started. The cardiac cycle can also change during the period when the main scan is started and the MR signal is acquired. When the cardiac cycle changes, the optimal delay time obtained in advance from the calculation formula or the reference table using the cardiac cycle before the change is no longer an optimal delay time, and causes a reduction in image quality.
また、反転パルス(Inversion pulse)を用いて背景信号を抑圧するような撮像方法では、心周期が変化して短くなった場合、収縮期の最適遅延時間よりも長い反転時間TIをもつ反転パルスは印加することができず、この場合にも期待した画質の画像を得ることができなくなる。 Further, in an imaging method that suppresses the background signal using an inversion pulse, when the cardiac cycle changes and becomes shorter, the inversion pulse having an inversion time TI longer than the optimal delay time of the systole is In this case, an image having the expected image quality cannot be obtained.
そこで、心周期が変動した場合であっても、良好な画質の画像を得ることができる磁気共鳴イメージング装置が要望されている。 Therefore, there is a demand for a magnetic resonance imaging apparatus that can obtain an image with good image quality even when the cardiac cycle fluctuates.
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、撮像用パルスシーケンス印加時の心周期を、前記撮像用パルスシーケンスの印加前の複数心周期分の心拍信号から予測する心周期予測部と、前記予測した心周期を用いて、心拍を表す基準信号からの遅延時間を決定する遅延時間決定部と、前記基準信号から前記遅延時間後に前記撮像用パルスシーケンスを被検体に印加して磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、収集した前記磁気共鳴信号から画像を生成する画像生成部と、を備えたことを特徴とする。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment predicts a cardiac cycle when an imaging pulse sequence is applied from heartbeat signals for a plurality of cardiac cycles before application of the imaging pulse sequence, and the predicted heart A delay time determination unit that determines a delay time from a reference signal representing a heartbeat using a period, and data that collects a magnetic resonance signal by applying the imaging pulse sequence to the subject after the delay time from the reference signal A collection unit and an image generation unit that generates an image from the collected magnetic resonance signals are provided.
磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。 An embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
(1)構成
図1は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置20の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石22と、静磁場用磁石22の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル24と、傾斜磁場コイル26と、RFコイル28と、制御系30と、被検体Pが乗せられる寝台32とを備える。
(1) Configuration FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic
装置座標系の互いに直交するX軸、Y軸、Z軸において、静磁場用磁石22およびシムコイル24の軸方向をZ軸方向とし、鉛直方向をY軸方向とすると、寝台32は、その天板の載置用の面に垂直な方向がY軸方向となるように配置される。
In the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other in the apparatus coordinate system, when the axial direction of the static magnetic field magnet 22 and the
制御系30は、静磁場電源40と、シムコイル電源42と、傾斜磁場電源44と、RF送信器46と、RF受信器48と、シーケンスコントローラ56と、コンピュータ58とを備える。
The
傾斜磁場電源44は、X軸傾斜磁場電源44xと、Y軸傾斜磁場電源44yと、Z軸傾斜磁場電源44zとで構成されている。また、コンピュータ58は、演算装置60と、入力装置62と、表示装置64と、記憶装置66とで構成されている。
The gradient magnetic
静磁場用磁石22は、静磁場電源40に接続され、静磁場電源40から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。シムコイル24は、シムコイル電源42に接続され、シムコイル電源42から供給される電流により、この静磁場を均一化する。静磁場用磁石22は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源40に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源40を設けずに、静磁場用磁石22を永久磁石で構成してもよい。
The static magnetic field magnet 22 is connected to the static magnetic
傾斜磁場コイル26は、X軸傾斜磁場コイル26xと、Y軸傾斜磁場コイル26yと、Z軸傾斜磁場コイル26zとを有し、静磁場用磁石22の内側で筒状に形成されている。X軸傾斜磁場コイル26x、Y軸傾斜磁場コイル26y、Z軸傾斜磁場コイル26zはそれぞれ、X軸傾斜磁場電源44x、Y軸傾斜磁場電源44y、Z軸傾斜磁場電源44zに接続される。
The gradient
X軸傾斜磁場電源44x、Y軸傾斜磁場電源44y、Z軸傾斜磁場電源44zからX軸傾斜磁場コイル26x、Y軸傾斜磁場コイル26y、Z軸傾斜磁場コイル26zにそれぞれ供給される電流により、X軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzが撮像空間にそれぞれ形成される。
The X-axis gradient magnetic
即ち、装置座標系の3軸方向の傾斜磁場Gx、Gy、Gzを合成して、論理軸としてのスライス方向傾斜磁場Gss(またはスライスエンコード方向傾斜磁場Gse)、位相エンコード方向傾斜磁場Gpe、および、読み出し方向(周波数エンコード方向)傾斜磁場Groの各方向を任意に設定できる。スライス方向、位相エンコード方向、および、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。 That is, by synthesizing the gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz in the three axis directions of the apparatus coordinate system, the slice direction gradient magnetic field Gss (or the slice encode direction gradient magnetic field Gse), the phase encode direction gradient magnetic field Gpe as the logical axis, and Reading direction (frequency encoding direction) Each direction of the gradient magnetic field Gro can be arbitrarily set. Each gradient magnetic field in the slice direction, the phase encoding direction, and the readout direction is superimposed on the static magnetic field.
RF送信器46は、シーケンスコントローラ56から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のRFパルス(RF電流パルス)を生成し、これを送信用のRFコイル28に送信する。RFコイル28には、ガントリに内蔵されたRFパルスの送受信用の全身用コイル(WBC:whole body coil)や、寝台32または被検体Pの近傍に設けられるRFパルスの受信用の局所コイルなどがある。送信用のRFコイル28は、RF送信器46からRFパルスを受けて被検体Pに送信する。受信用のRFコイル28は、被検体Pの内部の原子核スピンがRFパルスによって励起されることで発生したMR信号(高周波信号)を受信し、このMR信号は、RF受信器48により検出される。
The
RF受信器48は、検出したMR信号に前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、A/D(analog to digital)変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ(raw data)を生成する。RF受信器48は、生成したMR信号の生データをシーケンスコントローラ56に出力する。
The
シーケンスコントローラ56は、所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源44、RF送信器46およびRF受信器48を駆動させることにより、X軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場GzおよびRFパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ56は、RF受信器48から出力されるMR信号の生データ(raw data)を受けて、これをコンピュータ58に出力する。
The
コンピュータ58は、演算装置(MPU)60、入力装置62、表示装置64、及び記憶装置66を有する。入力装置62は、キーボードやマウス等の入力デバイスであり、表示装置64は液晶パネル等から構成されるディスプレイ装置である。入力装置62と表示装置64とでユーザインタフェースを構成する。
The computer 58 includes an arithmetic unit (MPU) 60, an
ECGユニット36は、被検体PからECG信号(electrocardiogram signal)を取得して、これをシーケンスコントローラ56に入力して、演算装置60に伝達する。なお、拍動を心拍情報として表すECG信号の代わりに、拍動を脈波情報として表す脈波同期(PPG:peripheral pulse gating)信号を取得することもできる。PPG信号は、例えば指先の脈波を光信号として検出した信号である。PPG信号を取得する場合には、PPG信号検出ユニットが設けられる。
The
シーケンスコントローラ56は、演算装置60の指令に従って、傾斜磁場電源44、RF送信器46およびRF受信器48を駆動させるために必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源44に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。
The
コンピュータ58の演算装置60は、上記のシステムコントローラ56の制御や磁気共鳴イメージング装置1全体のシステム制御の他、記憶装置66に保存されたプログラムにしたがって各種の機能を実現する。なお、これら各種機能の実現は、プログラムによらず、特定の回路を磁気共鳴イメージング装置20に設けて実現してもよい。
The
図2は、図1に示すコンピュータ58の機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the computer 58 shown in FIG.
コンピュータ58は、プログラムにより撮像条件設定部100、シーケンスコントローラ制御部101、画像生成部102(k空間データベース103を含む)、画像データベース104、画像処理部105、表示制御部106、心周期予測部107、遅延時間決定部108等として機能する。
The computer 58 includes an imaging
撮像条件設定部100は、入力装置62からの指示情報や、後述する遅延時間決定部108で決定される遅延時間等に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ制御部101に与える。シーケンスコントローラ制御部101は、撮像条件設定部100で設定されたパルスシーケンス等をシーケンスコントローラ56に設定する。
The imaging
撮像条件設定部100、シーケンスコントローラ制御部101、シーケンスコントローラ56、RF送信器46、RFコイル28、RF受信器48等でデータ収集部を構成し、撮像条件設定部100で設定された撮像条件に基づいて被検体Pからの磁気共鳴信号(MR信号)が生データとして収集される。
The data acquisition unit is configured by the imaging
画像生成部102は、RF受信器48からシーケンスコントローラ56を通って入力された生データをk空間データとしてk空間データベース103に配置する一方、k空間データベース103からk空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで画像データを生成する。そして、生成された画像データを画像データベース104に保存する。
The
画像処理部105は、画像データベース104から必要な画像データを読み込み、これに差分処理等の画像処理やMIP処理等の表示処理を施すことで、表示用の画像データを生成し、生成した画像データを記憶装置66に保存する。
The
表示制御部106は、記憶装置66に保存された表示用の画像データや、各種ユーザインタフェース用の文字や画像等を表示装置64に表示するための制御を行う。
The
心周期予測部107は、撮像用パルスシーケンス印加時の心周期を、撮像用パルスシーケンスの印加前の複数心周期分の心拍信号から予測する。心拍信号は、ECGユニット36から出力される被検体PのECG信号や、脈波同期信号(PPG信号)等である。
The cardiac
遅延時間決定部108は、心周期予測部107で予測した心周期を用いて、心拍を表す基準信号(例えばR波)から撮像用パルスシーケンスの印加開始までの遅延時間を決定する。
The delay
心周期予測部107や遅延時間決定部108のより具体的な動作は後述する。
More specific operations of the cardiac
(2)第1の実施形態
図3は、本実施形態との比較例として、従来の心電同期撮像法によるデータ収集のシーケンス例を示す図である。従来の心電同期撮像法では、図3(a)に示すように、撮像の開始前に患者の心電波形を事前に取得し、心電波形の基準信号(通常はR波)の間隔の平均値TAVEを求める。そして、この平均値TAVEから、撮像用パルスシーケンスの印加開始までの最適遅延時間Tdfixを決定する。
(2) 1st Embodiment FIG. 3: is a figure which shows the example of a sequence of the data collection by the conventional electrocardiogram synchronous imaging method as a comparative example with this embodiment. In the conventional ECG-synchronous imaging method, as shown in FIG. 3A, the patient's ECG waveform is acquired in advance before the start of imaging, and the interval of the reference signal (usually R wave) of the ECG waveform An average value T AVE is obtained. Then, from this average value T AVE, to determine the optimum delay time Tdfix until start of the application of the imaging pulse sequence.
一方、撮像時においても、図3(b)に示すように患者からR波信号を取得し、このR波に同期した撮像が行われる。このとき、各R波から、先に決定された最適遅延時間Tdfix(固定の値)だけ遅延させて撮像用のパルスシーケンスを患者に印加して、MR信号を収集する(図3(c))。 On the other hand, at the time of imaging, an R wave signal is acquired from the patient as shown in FIG. 3B, and imaging synchronized with this R wave is performed. At this time, each R wave is delayed by the previously determined optimum delay time Tdfix (fixed value) and an imaging pulse sequence is applied to the patient to collect MR signals (FIG. 3 (c)). .
最適遅延時間Tdfixは、撮像目的や撮像対象部位等によって異なる。また、血流像を得るための非造影MRAでは、血流速度等の血流条件によって最適遅延時間Tdfixは異なる。例えば、最も血流速度が高くなると想定される収縮期における最適遅延時間Tdfixと、最も血流速度が低くなると想定される拡張期における最適遅延時間Tdfixとは当然異なった値となる。 The optimum delay time Tdfix varies depending on the imaging purpose, the imaging target region, and the like. In non-contrast MRA for obtaining a blood flow image, the optimum delay time Tdfix differs depending on blood flow conditions such as blood flow velocity. For example, the optimum delay time Tdfix in the systole at which the blood flow velocity is assumed to be the highest and the optimum delay time Tdfix in the diastole at which the blood flow velocity is assumed to be the lowest are naturally different values.
一方、前述したように、人の心周期は健常者であっても決して一定ではなく時間と共に変動する。したがって、最適遅延時間Tdfixを決定するために事前に取得した心周期と、実際に撮像が行われるときの心周期は必ずしも同じではない。また、撮像中にも心周期は変動する。心周期が変動すると、R波から同じ遅延時間であっても、その遅延時間における血流条件は異なってくる。例えば、拡張期における血流速度が最低となるように最適遅延時間Tdfixを決定した場合でも、心周期が変動するとその最適遅延時間Tdfixにおける血流速度はもはや最低とはならず、「最適な」遅延時間とは言えなくなり、意図した血流条件とは異なる状態でデータ収集することになる。 On the other hand, as described above, the heart cycle of a person is not constant even for a healthy person and varies with time. Therefore, the cardiac cycle acquired in advance for determining the optimum delay time Tdfix and the cardiac cycle when imaging is actually performed are not necessarily the same. The cardiac cycle also varies during imaging. When the cardiac cycle fluctuates, the blood flow conditions in the delay time differ even if the delay time is the same from the R wave. For example, even when the optimal delay time Tdfix is determined so that the blood flow velocity in the diastole is the lowest, if the cardiac cycle changes, the blood flow velocity at the optimal delay time Tdfix is no longer the lowest, and “optimum” This is not a delay time, and data is collected in a state different from the intended blood flow condition.
本実施形態はこのような不都合を解消するものであり、心周期の変動に伴って最適時間を動的に変化させて決定する手法を採っている。その動作を図4のフローチャートと図5を用いて説明する。 The present embodiment solves such inconvenience, and employs a method of determining the optimum time dynamically by changing the cardiac cycle. The operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 4 and FIG.
図5(a)は、心周期が変動する例として、各R波(Rn-N波〜Rn+3波)の間隔(Tn-N〜Tn+2)が徐々に長くなるように変動する例を図示している。 FIG. 5A shows an example in which the interval (Tn-N to Tn + 2) of each R wave (Rn-N wave to Rn + 3 wave) fluctuates gradually as an example in which the cardiac cycle fluctuates. Is illustrated.
図4のステップST10では、対象とするRn波(即ち、最適遅延時間Td opt(n)を決定しようとするR波)の前のN個の心周期を取得する。図5(a)の例では、Rn波の直前のN個の心周期(Tn-N〜Tn-1)を取得する。 In step ST10 of FIG. 4, N cardiac cycles before the target Rn wave (that is, the R wave whose optimum delay time Tdopt (n) is to be determined) are acquired. In the example of FIG. 5A, N cardiac cycles (Tn-N to Tn-1) immediately before the Rn wave are acquired.
ステップST11では、取得したN個の心周期から、Rn波に対応する心周期、即ち、Rn波とRn+1波の間隔Tpnを予測する。最も単純には、N個の心周期(Tn-N〜Tn-1)の単純平均値を予測心周期Tpnとすることができるが、これに限定されるものではない。例えば、対象とするRn波に近い心周期の重みをRn波に遠い心周期の重みよりも大きく設定する加重平均でもよい。また、Rn波の直前のN個の心周期(Tn-N〜Tn-1)からRn波の予測心周期Tpnを公知の予測フィルタ等で求めても良い。 In step ST11, the cardiac cycle corresponding to the Rn wave, that is, the interval Tpn between the Rn wave and the Rn + 1 wave is predicted from the acquired N cardiac cycles. Most simply, a simple average value of N cardiac cycles (Tn-N to Tn-1) can be used as the predicted cardiac cycle Tpn, but is not limited thereto. For example, a weighted average in which the weight of the cardiac cycle near the target Rn wave is set larger than the weight of the cardiac cycle far from the Rn wave may be used. Further, the predicted cardiac cycle Tpn of the Rn wave may be obtained from the N cardiac cycles (Tn-N to Tn-1) immediately before the Rn wave using a known prediction filter or the like.
ステップST12では、予測心周期Tpnから、対象とするRn波からの最適遅延時間Td opt(n)を算出する。この算出は、図6(a)に示すように、予測心周期Tpnを計算式に代入することで求めても良いし、図6(b)に示すように、予測心周期Tpnに関連付けられて参照テーブルから求めても良い。 In step ST12, the optimum delay time Tdopt (n) from the target Rn wave is calculated from the predicted cardiac cycle Tpn. This calculation may be obtained by substituting the predicted cardiac cycle Tpn into the calculation formula as shown in FIG. 6 (a), or is associated with the predicted cardiac cycle Tpn as shown in FIG. 6 (b). You may obtain | require from a reference table.
例えば、予測心周期Tpnの関数fsで表される計算式から収縮期の最適遅延時間Tds opt(n)を求めることができる。この関数fsは、収縮期における血流速度が最大となるようなR波からの遅延時間と心周期との関連を示す多数の測定データから最小二乗法等を用いて得られる近似式として予め求めることができる。 For example, the optimal systolic delay time Tds opt (n) can be obtained from a calculation formula represented by the function fs of the predicted cardiac cycle Tpn. This function fs is obtained in advance as an approximate expression obtained by using the least square method or the like from a large number of measurement data indicating the relationship between the delay time from the R wave and the cardiac cycle so that the blood flow velocity in the systole is maximized. be able to.
同様に、予測心周期Tpnの関数fdで表される計算式から拡張期の最適遅延時間Tdd opt(n)を求めることができる。この関数fdは、拡張期における血流速度が最小となるようなR波からの遅延時間と心周期との関連を示す多数の測定データから,上記と同様に、近似式として予め求めることができる。 Similarly, the optimal delay time Tdd opt (n) in the diastolic period can be obtained from the calculation formula represented by the function fd of the predicted cardiac cycle Tpn. This function fd can be obtained in advance as an approximate expression from a large number of measurement data indicating the relationship between the delay time from the R wave and the cardiac cycle so that the blood flow velocity in the diastole is minimized. .
また、これら計算式の替わりに、心周期と収縮期における最適遅延時間とが関連付けられた収縮期用の参照テーブルや、心周期と拡張期における最適遅延時間とが関連付けられた拡張期用の参照テーブルから、最適遅延時間Tds opt、Tdd optをそれぞれ求めることもできる。 In addition, instead of these formulas, a systolic reference table in which the cardiac cycle and the optimal delay time in systole are associated, and a diastole reference in which the cardiac cycle and the optimal delay time in diastole are associated. The optimum delay times Tds opt and Tdd opt can also be obtained from the table.
ステップST12で、対象とするR波(Rn)に対する最適遅延時間Td opt(n)が算出されると、この最適遅延時間Td opt(n)に基づいて撮像用パルスシーケンスの印加タイミングが決定される。そして、対象とするR波(Rn)から最適遅延時間Td opt(n)後に所定の撮像用パルスシーケンスが被検体に印加され、被検体からのMR信号が収集される(ステップST13)。 When the optimum delay time Td opt (n) for the target R wave (Rn) is calculated in step ST12, the application timing of the imaging pulse sequence is determined based on the optimum delay time Td opt (n). . Then, a predetermined imaging pulse sequence is applied to the subject after the optimum delay time Td opt (n) from the target R wave (Rn), and MR signals from the subject are collected (step ST13).
MR信号の収集を継続する場合には、ステップST10に戻り、次の対象R波(図5の例ではRn+1)に対して同様に最適遅延時間Td opt(n+1)が算出される。全てのMR信号の収集が終わると、収集したMR信号から画像が再構成される。 When the MR signal acquisition is continued, the process returns to step ST10, and the optimum delay time Tdopt (n + 1) is calculated in the same manner for the next target R wave (Rn + 1 in the example of FIG. 5). . When all the MR signals are collected, an image is reconstructed from the collected MR signals.
このように、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置20では、対象R波ごとに、その前の(好ましくは直前の)N個の心周期データに基づいて順次予測心周期Tpを更新し、更新した最新の予測心周期Tpに基づいて最適遅延時間Td optを算出する。算出された最適遅延時間Td optは心周期の変動が反映されているため、心周期が時間的に変動したとしても、実質的に常に同じ血流条件(血流速度等)のMR信号を収集することができる。この結果、ユーザが当初意図した目的の画像を、当初意図した品質で生成することができる。
Thus, in the magnetic
(3)第1の実施形態の応用例(その1)
上述した第1の実施形態は、心電同期撮像法による種々のMR撮像に適用可能であり、特定の撮像法や特定のパルスシーケンスに限定されるものではない。以下に示す3次元高速SE法に基づくMRAのデータ収集シーケンスやパルスシーケンスは本実施形態の一例を示すものにすぎない。
(3) Application example of the first embodiment (part 1)
The first embodiment described above can be applied to various MR imaging based on the electrocardiogram synchronous imaging method, and is not limited to a specific imaging method or a specific pulse sequence. The following MRA data acquisition sequence and pulse sequence based on the three-dimensional high-speed SE method are merely examples of the present embodiment.
図7(a)、(b)は、拡張期における動脈及び静脈の画像を良好に得るための3D−高速SE(Fast Spin Echo)法によるデータ収集タイミング、及びパルスシーケンスの例を示す図である。 FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example of data collection timing and a pulse sequence by a 3D-fast SE (Fast Spin Echo) method for obtaining good images of arteries and veins in the diastole. .
この撮像法では、図7(b)に示すように、個々のパルスシーケンスは、1つの励起パルスと、これに続く複数のリフォーカスパルスで構成される。それぞれのリフォーカスパルスの後には、異なる位相エンコード量の傾斜磁場GPEが印加され、その後に続くリードアウト傾斜磁場GROの印加により、MR信号(エコー信号)が収集される。1つの励起パルスのよって複数の位相エンコードラインのデータが収集可能であり、この例では、1つの励起パルスによって、即ち、図7(b)に示す1つのパルスシーケンスによって、1スライス分に相当する位相エンコードラインのデータが収集される。 In this imaging method, as shown in FIG. 7B, each pulse sequence is composed of one excitation pulse and a plurality of subsequent refocus pulses. After each refocusing pulse is gradient G PE of different phase encoding amount are applied, by application of subsequent readout gradient magnetic field G RO, MR signal (echo signal) is acquired. Data of a plurality of phase encode lines can be collected by one excitation pulse. In this example, one slice corresponds to one excitation pulse, that is, one pulse sequence shown in FIG. 7B. Phase encode line data is collected.
一方、1つの励起パルスとそれに続く各リフォーカスパルスに対しては、つまり、1つのパルスシーケンスに対して、1つの同じスライスエンコード量の傾斜磁場GSEが印加される。そして、図7(a)に示すように、パルスシーケンス毎にスライスエンコード量を、・・SE(n)、SE(n)、・・、SE(n+m)、SE(n+m+1)、SE(n+m+2)と変えていくことによって、複数スライス分のボリュームデータを収集して3D−MR撮像を行っている。 On the other hand, for one excitation pulse and the refocusing pulse that follows, that is, for one pulse sequence, a gradient magnetic field G SE of one and the same slice encoding amount is applied. Then, as shown in FIG. 7 (a), the slice encoding amount for each pulse sequence is set as follows: SE (n), SE (n), SE (n + m), SE (n + m + 1) ) And SE (n + m + 2), volume data for a plurality of slices is collected and 3D-MR imaging is performed.
1つの励起パルスで1スライス分のデータを収集するため、1つのパルスシーケンスの長さは比較的長くなる。つまり、1つのパルスシーケンスで複数のR波(図7の例では2つのR波)に跨って1スライス分のデータ収集を行っている。一方、図7に示すように、エンコード量がゼロの位相エンコードラインのデータ(所謂k0データ)をパルスシーケンスの先頭に設けるデータ収集順序(所謂セントリックオーダ)としている。このため、再構成された画像の主要な構成や主要なコントラストは、k0データの位置、即ち、各パルスシーケンスの開始位置で殆ど決定され、パルスシーケンスの長さの影響は少ない。 Since one slice of data is collected by one excitation pulse, the length of one pulse sequence is relatively long. That is, data collection for one slice is performed across a plurality of R waves (two R waves in the example of FIG. 7) in one pulse sequence. On the other hand, as shown in FIG. 7, the data collection order (so-called centric order) is provided in which the data of the phase encode line with zero encoding amount (so-called k0 data) is provided at the head of the pulse sequence. For this reason, the main structure and main contrast of the reconstructed image are almost determined at the position of k0 data, that is, the start position of each pulse sequence, and the influence of the length of the pulse sequence is small.
一方、画像の主要な構成や主要なコントラストはパルスシーケンスの開始位置近傍の収集データによって決定されるため、各R波から各パルスシーケンス開始までの遅延時間の選択及び設定は極めて重要である。そして、非造影MRAにおいては、この遅延時間は所望の血流速度等の血流条件の画像を得るために選択、設定される。 On the other hand, since the main configuration and main contrast of an image are determined by collected data in the vicinity of the start position of the pulse sequence, selection and setting of the delay time from each R wave to the start of each pulse sequence is extremely important. In non-contrast MRA, this delay time is selected and set in order to obtain an image of blood flow conditions such as a desired blood flow velocity.
しかしながら、前述したように心周期が変動すると同じ遅延時間であっても血流速度等も変化するため、所望の血流条件の画像が得られなくなってしまう。 However, as described above, when the cardiac cycle varies, the blood flow velocity and the like change even with the same delay time, and an image with a desired blood flow condition cannot be obtained.
これに対して、本実施形態では、図7(a)の上段から下段に示すように、短い心周期から長い心周期に変動した場合であっても、対象R波ごとに心周期の変動が反映された最適遅延時間Td optを求めているため、実質的に常に同じ血流条件(血流速度等)のMR信号を収集することができる。 On the other hand, in the present embodiment, as shown from the upper stage to the lower stage in FIG. 7A, even if the heart cycle varies from a short cardiac cycle to a long cardiac cycle, the cardiac cycle varies for each target R wave. Since the reflected optimum delay time Td opt is obtained, MR signals under substantially the same blood flow condition (blood flow velocity, etc.) can be collected at all times.
このことは、本実施形態に係る3次元高速SE法では、スライスエンコード方向において常に同じ血流条件の血流画像を生成することができることを意味している。 This means that the three-dimensional high-speed SE method according to the present embodiment can always generate a blood flow image under the same blood flow condition in the slice encoding direction.
図8は、3次元高速SE法で得られるボリュームデータを模式的に示した図である。従来の3次元高速SE法では、各スライスデータを収集するパルスシーケンスが、R波から常に同じ遅延時間で開始されているため、心周期が変動すると血流条件がスライス毎に異なることとなり、スライス毎に異なる血流条件で収集されたMR信号に基づいて3次元画像を再構成していた。 FIG. 8 is a diagram schematically showing volume data obtained by the three-dimensional high-speed SE method. In the conventional three-dimensional high-speed SE method, the pulse sequence for collecting each slice data is always started from the R wave with the same delay time. Therefore, when the cardiac cycle changes, the blood flow condition varies from slice to slice. A three-dimensional image was reconstructed based on MR signals collected under different blood flow conditions.
これに対して、本実施形態に係る3次元高速SE法では、心周期が変動した場合であっても、パルスシーケンスごとに心周期の変動が反映された最適遅延時間Td optを求めているため、どのスライスに対しても同じ血流条件(血流速度等)のMR信号を収集することができ、高品質の3次元血流画像を生成することができる。 In contrast, in the three-dimensional high-speed SE method according to the present embodiment, even when the cardiac cycle varies, the optimum delay time Td opt that reflects the variation of the cardiac cycle is obtained for each pulse sequence. MR signals under the same blood flow conditions (blood flow velocity, etc.) can be collected for any slice, and a high-quality three-dimensional blood flow image can be generated.
(4)第1の実施形態の応用例(その2)
図9は、FS−FBI(Flow Spoiled Fresh Blood Imaging)法の動作概念を示す図である。FS−FBI法は、特許文献1等に記載されるように心電同期撮像法による3次元非造影MRAの1つである。FS−FBI法では、収縮期に収集したMR信号を再構成した収縮期画像IMsysと、拡張期に収集したMR信号を再構成した拡張期画像IMdisとを差分処理する。
(4) Application example of the first embodiment (part 2)
FIG. 9 is a diagram illustrating an operation concept of the FS-FBI (Flow Spoiled Fresh Blood Imaging) method. The FS-FBI method is one of three-dimensional non-contrast MRA based on an electrocardiogram synchronous imaging method as described in
収縮期画像IMsysは、動脈からのMR信号が最も低くなるような血流条件、即ち、収縮期において血流速度が最も高くなりフローボイド効果が最も大きくなるようなR波からの遅延時間にパルスシーケンスが印加されて、その画像が生成される。この結果、収縮期画像IMsysでは、動脈の信号強度が抑圧される一方、静脈の信号強度が保持された画像が得られる。フローボイド効果をさらに促進するため、図9の左端に示すように、例えばリードアウトパルスGRO本体の両端にディフェーズパルスを付加する場合もある。ディフェーズパルスの付加によりフローボイド効果が促進され、動脈信号をさらに抑制することができる。 The systolic image IMsys is pulsed at the delay time from the R wave where the MR signal from the artery is the lowest, that is, the blood flow velocity is the highest in the systole and the flow void effect is greatest. A sequence is applied to generate the image. As a result, in the systolic image IMsys, an image in which the signal strength of the artery is suppressed while the signal strength of the vein is retained is obtained. In order to further promote the flow void effect, as shown at the left end of FIG. 9, for example, a dephase pulse may be added to both ends of the lead-out pulse GRO body. By adding a dephase pulse, the flow void effect is promoted, and the arterial signal can be further suppressed.
一方、拡張期画像IMdisは、動脈及び静脈の双方のMR信号が保持されるような血流条件、即ち、拡張期において動脈及び静脈の血流速度が最も低くなりフローボイド効果が最も小さくなるようなR波からの遅延時間にパルスシーケンスが印加されて、その画像が生成される。この結果、拡張期画像IMsysでは、動脈及び静脈の双方の信号強度が保持された画像が得られる。フローボイド効果をさらに低減するため、図9の右端に示すように、例えばリードアウトパルスGRO本体の両端にリフェーズパルスを付加する場合もある。リフェーズパルスの付加により、フローボイド効果はさらに抑制され、動脈及び静脈の信号強度を高めることができる。 On the other hand, the diastolic image IMdis has a blood flow condition in which both MR signals of the arteries and veins are retained, that is, the blood flow velocity of the arteries and veins is the lowest and the flow void effect is minimized in the diastole. A pulse sequence is applied at a delay time from the R wave, and the image is generated. As a result, in the diastolic image IMsys, an image in which the signal intensities of both the artery and the vein are maintained is obtained. In order to further reduce the flow void effect, as shown at the right end of FIG. 9, for example, a rephase pulse may be added to both ends of the lead-out pulse GRO body. By adding the rephase pulse, the flow void effect is further suppressed, and the signal strength of the artery and vein can be increased.
動脈が抑制され静脈が保持された収縮期画像IMsysと、動脈と静脈の双方が保持された拡張期画像IMdisとを差分することにより、動脈のみが保持された動脈画像IMARを生成することができる。また、動脈画像IMARと拡張期画像IMdisとをさらに差分することにより、静脈のみが保持された静脈画像をさらに生成することもできる。 And veins retained systolic image IMsys artery is suppressed, by the difference between arteries and veins both diastole the held image IMdis, is possible to generate an arterial image IM AR that only arteries is held it can. Moreover, by further subtracting the arterial image IM AR and diastole image IMdis, veins only can further generate a vein image held.
拡張期画像IMdisを生成するためのデータ収集シーケンスとパルスシーケンスは、図7に既に示したものである。一方、図10は、収縮期画像IMsysを生成するためのデータ収集シーケンスとパルスシーケンスを示す図である。図7と図10の第1の相違点は、最適遅延時間が図7では拡張期に設定されているのに対して、図10では収縮期に設定されている点である。第2の相違点は、図7(拡張期)ではリードアウトパルスGROの両端にリフェーズパルスが付加されているのに対して、図10(収縮期)ではリードアウトパルスGROの両端にディフェーズパルスが付加されている点である。 The data acquisition sequence and pulse sequence for generating the diastolic image IMdis have already been shown in FIG. On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing a data acquisition sequence and a pulse sequence for generating the systolic image IMsys. The first difference between FIG. 7 and FIG. 10 is that the optimum delay time is set to the diastole in FIG. 7 whereas it is set to the systole in FIG. The second difference is that in FIG. 7 (diastolic phase), rephase pulses are added to both ends of the readout pulse GRO , whereas in FIG. 10 (systolic phase), both ends of the readout pulse GRO are added. The dephasing pulse is added.
本実施形態を適用するFS−FBI法は、図7及び図10に示すように、心周期が変動した場合であっても、パルスシーケンスごとに心周期の変動が反映された最適遅延時間Td optを求めているため、収縮期画像IMsys及び拡張期画像IMdisのいずれにおいても、どのスライスに対しても同じ血流条件(血流速度等)のMR信号を収集することができ、高品質の3次元血流画像を生成することができる。 As shown in FIGS. 7 and 10, the FS-FBI method to which the present embodiment is applied has an optimum delay time Td opt in which the variation of the cardiac cycle is reflected for each pulse sequence even when the cardiac cycle varies. Therefore, in both the systolic image IMsys and the diastolic image IMdis, MR signals of the same blood flow conditions (blood flow velocity, etc.) can be collected for any slice, and high quality 3 A dimensional blood flow image can be generated.
(5)第2の実施形態
図11は、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置20の動作を説明する図であり、図12は動作の処理例を示すフローチャートである。
(5) Second Embodiment FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the magnetic
第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置20で使用する撮像用のパルスシーケンスは、プリパルス(preparation pulse)と、このプリパルスに続く励起パルスを含むパルスシーケンスである。ここで、プリパルスとは、背景抑圧その他の目的のため、励起パルスよりも前に印加されるRFパルスのことである。プリパルスの種類や数は特に限定するものではない。プリパルスの種類としては、例えば反転パルス(inversion pulse)、タギングパルス(tagging pulse)、MTパルス(Magnetization Transfer pulse)、飽和パルス(saturation pulse)等がある。
The pulse sequence for imaging used in the magnetic
プリパルスと励起パルスとの間の時間はプリパルスの目的に応じて異なる。例えば反転パルスの場合は、反転時間TI(Inversion time)(反転パルスと励起パルスとの間の時間)を、背景の縦磁化が180°から0°に戻るまでの時間に設定することにより、背景を抑圧している。 The time between the prepulse and the excitation pulse varies depending on the purpose of the prepulse. For example, in the case of an inversion pulse, the inversion time TI (Inversion time) (the time between the inversion pulse and the excitation pulse) is set to the time until the longitudinal magnetization of the background returns from 180 ° to 0 °, so that the background Is suppressed.
図11(a)は、第2の実施形態との比較のため、R波とプリパルス(図11の例では反転パルス)を含むパルスシーケンスの従来例の印加タイミングを示す図である。従来例では、Rn波を基準にして反転パルスの印加タイミングを決めているため、Rn波から励起パルスまでの遅延時間は、反転時間TI以上にしか設定できない。したがって、所望の血流条件で撮像するための最適遅延時間Td optが反転時間TIよりも短い場合には、Rn波から励起パルスまでの遅延時間を最適遅延時間Td optに設定することができなかった。また、遅延時間を最適遅延時間Td optに設定しようとすると、反転時間TIを短縮せざるをえなかった。 FIG. 11A is a diagram showing the application timing of a conventional pulse sequence including an R wave and a pre-pulse (inverted pulse in the example of FIG. 11) for comparison with the second embodiment. In the conventional example, since the application timing of the inversion pulse is determined based on the Rn wave, the delay time from the Rn wave to the excitation pulse can be set only to the inversion time TI or more. Therefore, when the optimum delay time Td opt for imaging under a desired blood flow condition is shorter than the inversion time TI, the delay time from the Rn wave to the excitation pulse cannot be set to the optimum delay time Td opt. It was. Further, if the delay time is set to the optimum delay time Tdopt, the inversion time TI has to be shortened.
これに対して、第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置20では、図11(b)に示すように、基準信号(Rn波)から励起パルスまでの最適遅延時間Td optが、プリパルス(例えば反転パルス)と励起パルスとの間の時間(例えば反転時間)よりも短い場合は、励起パルスの直前の基準信号(Rn波)の1つ前の基準信号(Rn-1波)からプリパルス(反転パルス)までの遅延時間Tdを予測心周期Tpを用いて決定し、1つ前の基準信号(Rn-1波)から遅延時間Td後に反転パルスから始まる撮像用パルスシーケンスを被検体に印加して磁気共鳴信号を収集するように構成している。
On the other hand, in the magnetic
より具体的な手順を図12のフローチャートを用いて説明する。 A more specific procedure will be described with reference to the flowchart of FIG.
反転時間TIは、撮像条件の1つとして撮像条件設定部100に設定される(ステップST20)。撮像準備が完了とすると、患者からの心電信号から、対象とするR波(Rn波)より前のN個の心周期(例えば、Rn-1波の直前のN個の心周期)が取得され、収集したN個の心周期から予測心周期Tpが算出される(ステップST21、22)。さらに、予測心周期Tpから、対象とするR波(Rn波)からの最適遅延時間Td optが算出される(ステップST23)。ステップST21乃至ステップST23の処理は、第1の実施形態(図4)におけるステップST10乃至ステップST12と同様の処理である。ただし、第1の実施形態における予測心周期Tpは、Rn波とRn+1波との間の心周期の予測値であったのに対して、第2の実施形態における予測心周期Tpは、Rn波とRn+1波との間の心周期の予測値であると共に、Rn-1波とRn波との間の心周期の予測値でもある。
The inversion time TI is set in the imaging
ステップST24では、算出された最適遅延時間Td optが反転時間TIより短いか否かが判定される。最適遅延時間Td optが反転時間TIより長い場合(Td opt≧TI)は(ステップST24のNO)、対象となるRn波から遅延時間(Td opt−TI)後に、反転パルスを先頭とするパルスシーケンスが印加される。 In step ST24, it is determined whether or not the calculated optimum delay time Tdopt is shorter than the inversion time TI. When the optimum delay time Td opt is longer than the inversion time TI (Td opt ≧ TI) (NO in step ST24), a pulse sequence starting with the inversion pulse after the delay time (Td opt-TI) from the target Rn wave. Is applied.
これに対して、最適遅延時間Td optが反転時間TIより短い場合(Td opt<TI)には(ステップST24のYES)、1つ前のRn-1波からの遅延時間Tdを以下の式で算出する(ステップST26)。
Td=Tp−(TI−Td opt)
On the other hand, when the optimum delay time Tdopt is shorter than the inversion time TI (Tdopt <TI) (YES in step ST24), the delay time Td from the previous Rn-1 wave is expressed by the following equation. Calculate (step ST26).
Td = Tp- (TI-Tdopt)
そして、図11(b)に示すように、1つ前のRn-1波から遅延時間Td後に、反転パルスを先頭とするパルスシーケンスを被検体に印加してMR信号を収集し(ステップST27)、収集したMR信号から画像を再構成する(ステップST28)。 Then, as shown in FIG. 11 (b), after a delay time Td from the previous Rn-1 wave, a pulse sequence beginning with an inversion pulse is applied to the subject to collect MR signals (step ST27). Then, an image is reconstructed from the collected MR signals (step ST28).
第2の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置20によれば、反転パルスを含むパルスシーケンスを対象とするRn波よりも前に印加することが可能となるため、所定の反転時間を確保しつつ、励起パルスをRn波のごく近傍まで接近させることができる。
According to the magnetic
また、心周期の変動によって心周期が想定値より短くなり、その結果計算式等で求められる最適遅延時間Td optが反転時間TIより短くなった場合であっても、所定の反転時間と最適遅延時間Td optの双方が確保されたパルスシーケンスを印加することが可能となる。 Even when the cardiac cycle becomes shorter than the expected value due to the fluctuation of the cardiac cycle, and as a result, the optimum delay time Td opt obtained by the calculation formula or the like becomes shorter than the inversion time TI, the predetermined inversion time and the optimum delay It is possible to apply a pulse sequence in which both the times Td opt are secured.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
20 磁気共鳴イメージング装置
58 コンピュータ
60 演算装置
56 シーケンスコントローラ
100 撮像条件設定部
101 シーケンスコントローラ制御部
102 画像生成部
105 画像処理部
107 心周期予測部
108 遅延時間決定部
20 Magnetic Resonance Imaging Device 58
Claims (16)
前記予測した心周期を用いて、心拍を表す基準信号からの最適遅延時間を決定する遅延時間決定部と、
前記基準信号から前記最適遅延時間後に前記撮像用パルスシーケンスを被検体に印加して磁気共鳴信号を収集するデータ収集部と、
収集した前記磁気共鳴信号から画像を生成する画像生成部と、
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A cardiac cycle prediction unit that predicts a cardiac cycle at the time of applying an imaging pulse sequence from heartbeat signals for a plurality of cardiac cycles before application of the imaging pulse sequence;
A delay time determination unit that determines an optimal delay time from a reference signal representing a heartbeat using the predicted cardiac cycle;
A data collection unit that collects a magnetic resonance signal by applying the imaging pulse sequence to a subject after the optimum delay time from the reference signal;
An image generator for generating an image from the collected magnetic resonance signals;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The cardiac cycle prediction unit sets an average value of intervals of the plurality of heartbeat signals immediately before application of the imaging pulse sequence as the predicted cardiac cycle.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記予測した心周期から、計算式または参照テーブルを用いて、前記撮像用パルスシーケンスを印加すべき前記最適遅延時間を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The delay time determination unit includes:
The optimal delay time to which the imaging pulse sequence is to be applied is determined from the predicted cardiac cycle using a calculation formula or a reference table.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記データ収集部は、前記基準信号から前記第1の最適遅延時間後に第1の撮像用パルスシーケンスを印加して第1の磁気共鳴信号を収集し、前記基準信号から前記第2の最適遅延時間後に第2の撮像用パルスシーケンスを印加して第2の磁気共鳴信号を収集し、
前記画像生成部は、前記第1の磁気共鳴信号から第1の画像を生成し、前記第2の磁気共鳴信号から第2の画像を生成する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The delay time determination unit determines the first optimum delay time in the systole and the second delay time in the diastole using the calculation formula or the reference table,
The data collection unit collects a first magnetic resonance signal by applying a first imaging pulse sequence after the first optimum delay time from the reference signal, and collects the second optimum delay time from the reference signal. Applying a second imaging pulse sequence later to collect a second magnetic resonance signal;
The image generation unit generates a first image from the first magnetic resonance signal, and generates a second image from the second magnetic resonance signal;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
ことを特徴とする請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The imaging pulse sequence is a pulse sequence for collecting magnetic resonance signals for a plurality of phase encodes by one excitation pulse.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The collection period of magnetic resonance signals for the plurality of phase encodings spans a plurality of cardiac cycles,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5.
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The image generation unit generates a artery image by subtracting the first image from the second image,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4, wherein the magnetic resonance imaging apparatus is a magnetic resonance imaging apparatus.
前記心周期予測部は、記前複数の撮像用パルスシーケンスに対して、それぞれの印加直前の複数の前記心拍信号の間隔の平均値を求め、各撮像用パルスシーケンスに対応する前記予測した心周期とし、
前記遅延時間決定部は、前記各撮像用パルスシーケンスに対応する前記予測した心周期から、計算式または参照テーブルを用いて、前記各撮像用パルスシーケンスを印加すべき夫々の最適遅延時間を決定し、
前記データ収集部は、前記基準信号から前記夫々の最適遅延時間後に前記各撮像用パルスシーケンスを被検体に印加して前記3次元の磁気共鳴信号を収集し、
前記画像生成部は、収集した前記3次元の磁気共鳴信号を3次元逆フーリエ変換して3次元画像を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 In the case of collecting a three-dimensional magnetic resonance signal by applying a plurality of the imaging pulse sequences together with a plurality of slice encodings corresponding to each of the imaging pulse sequences,
The cardiac cycle prediction unit obtains an average value of a plurality of intervals between the heartbeat signals immediately before each application with respect to the plurality of imaging pulse sequences described above, and the predicted cardiac cycle corresponding to each imaging pulse sequence age,
The delay time determining unit determines an optimum delay time to which each imaging pulse sequence is to be applied from the predicted cardiac cycle corresponding to each imaging pulse sequence using a calculation formula or a reference table. ,
The data collection unit applies each imaging pulse sequence to the subject after each optimum delay time from the reference signal, and collects the three-dimensional magnetic resonance signal,
The image generation unit generates a three-dimensional image by performing a three-dimensional inverse Fourier transform on the collected three-dimensional magnetic resonance signal;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記データ収集部は、前記各撮像用パルスシーケンスに対して、前記基準信号から前記第1の最適遅延時間後に第1の撮像用パルスシーケンスを印加して第1の磁気共鳴信号を収集し、前記基準信号から前記第2の最適遅延時間後に第2の撮像用パルスシーケンスを印加して第2の磁気共鳴信号を収集し、
前記画像生成部は、前記第1の磁気共鳴信号から第1の3次元画像を生成し、前記第2の磁気共鳴信号から第2の3次元画像を生成する、
ことを特徴とする請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The delay time determination unit determines the first optimal delay time in the systole and the second delay time in the diastole using the calculation formula or the reference table for each imaging pulse sequence. ,
The data collection unit collects a first magnetic resonance signal by applying a first imaging pulse sequence after the first optimum delay time from the reference signal for each imaging pulse sequence, Applying a second imaging pulse sequence after the second optimum delay time from a reference signal to collect a second magnetic resonance signal;
The image generation unit generates a first three-dimensional image from the first magnetic resonance signal, and generates a second three-dimensional image from the second magnetic resonance signal;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
ことを特徴とする請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。 Each imaging pulse sequence is a pulse sequence for collecting magnetic resonance signals for a plurality of phase encodings by one excitation pulse.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項10に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The collection period of magnetic resonance signals for the plurality of phase encodings spans a plurality of cardiac cycles,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
ことを特徴とする請求項8乃至11のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The image generation unit generates a artery image by subtracting the first image from the second image,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8, wherein the magnetic resonance imaging apparatus is a magnetic resonance imaging apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The reference signal representing the heartbeat is an R wave of an electrocardiogram signal, and the cardiac cycle is an interval between adjacent R waves.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記遅延時間決定部は、前記基準信号から前記励起パルスまでの所定の最適遅延時間が、前記プリパルスと前記励起パルスとの間の時間よりも短い場合は、前記励起パルスの直前の基準信号の1つ前の基準信号から前記プリパルスまでの遅延時間を前記予測した心周期を用いて決定し、
前記データ収集部は、前記1つ前の基準信号から前記決定した遅延時間後に前記撮像用パルスシーケンスを被検体に印加して磁気共鳴信号を収集する、
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The imaging pulse sequence is a pulse sequence including a pre-pulse and an excitation pulse applied after the pre-pulse,
When the predetermined optimum delay time from the reference signal to the excitation pulse is shorter than the time between the pre-pulse and the excitation pulse, the delay time determining unit determines 1 of the reference signal immediately before the excitation pulse. Determining the delay time from the previous reference signal to the pre-pulse using the predicted cardiac cycle;
The data collection unit collects magnetic resonance signals by applying the imaging pulse sequence to a subject after the determined delay time from the previous reference signal;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項14に磁気共鳴イメージング装置。 The pre-pulse is an inversion pulse, and the time between the pre-pulse and the excitation pulse is an inversion time.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 14.
前記遅延時間決定部は、Tdopt<TI、のとき、Td=Tp−(TI−Tdopt)として、遅延時間Tdを決定する、
ことを特徴とする請求項15に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The optimal delay time from the reference signal to the excitation pulse is Tdopt , the inversion time is TI, the delay time from the previous reference signal to the prepulse is Td , and the predicted cardiac cycle is Tp. When
The delay time determination unit, T dopt <TI, when, T d = Tp- as (TI-T dopt), determines the delay time T d,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 15.
Priority Applications (1)
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- 2011-03-28 JP JP2011070753A patent/JP2012200557A/en active Pending
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