JP2981675B2 - 磁気共鳴結像 - Google Patents
磁気共鳴結像Info
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- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
- A61B5/346—Analysis of electrocardiograms
- A61B5/349—Detecting specific parameters of the electrocardiograph cycle
- A61B5/352—Detecting R peaks, e.g. for synchronising diagnostic apparatus; Estimating R-R interval
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
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- A61B5/7285—Specific aspects of physiological measurement analysis for synchronising or triggering a physiological measurement or image acquisition with a physiological event or waveform, e.g. an ECG signal
- A61B5/7292—Prospective gating, i.e. predicting the occurrence of a physiological event for use as a synchronisation signal
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Description
【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は磁気共鳴結像に関し、特に周期的に運動する
材料の磁気共鳴結像に関する。本発明は、心摶周期の後
端心拡張期のレイリー波における、しかもこれの直後に
続く心臓の影像を撮る作業に特にその用途を見出してい
る。しかし、本発明は、また、心摶周期とは異る部分、
すなわち、心臓と同期化して運動する他の組織とかその
他周期的に運動する機関もしくは組織、及びこれらと同
類のものの影像を撮る作業に関連する用途をも見出して
いることは評価に値する。
材料の磁気共鳴結像に関する。本発明は、心摶周期の後
端心拡張期のレイリー波における、しかもこれの直後に
続く心臓の影像を撮る作業に特にその用途を見出してい
る。しかし、本発明は、また、心摶周期とは異る部分、
すなわち、心臓と同期化して運動する他の組織とかその
他周期的に運動する機関もしくは組織、及びこれらと同
類のものの影像を撮る作業に関連する用途をも見出して
いることは評価に値する。
(発明の技術的背景と課題) 従来、心臓の影像は、T1重みづけスピンエコー影像で
あり、この影像では血液は暗領域で表示され、解剖的構
造を決める心筋層は光輝領域で表示される。血液からの
信号の強さは、2つの一次要因の関数である:すなわ
ち、(1)流れが関連したスピンの位相逸脱と(2)T1
スピン緩和、とである。血液の流れは磁場傾斜を介して
の運動に帰因するスピンの位相逸脱と信号損失を強い
る。血液信号の大きさは、またT1緩和時間と繰返し時間
のシーケンスに関係する。緩慢な流れをもつ血液の領域
からのアーテイフアクト(信号成分のうちその信号が表
わす変数とは無関係のもの)が心臓の磁気共鳴影像の劣
化の主原因である。
あり、この影像では血液は暗領域で表示され、解剖的構
造を決める心筋層は光輝領域で表示される。血液からの
信号の強さは、2つの一次要因の関数である:すなわ
ち、(1)流れが関連したスピンの位相逸脱と(2)T1
スピン緩和、とである。血液の流れは磁場傾斜を介して
の運動に帰因するスピンの位相逸脱と信号損失を強い
る。血液信号の大きさは、またT1緩和時間と繰返し時間
のシーケンスに関係する。緩慢な流れをもつ血液の領域
からのアーテイフアクト(信号成分のうちその信号が表
わす変数とは無関係のもの)が心臓の磁気共鳴影像の劣
化の主原因である。
予備飽和技法は、血液の暗影像ならびに心筋層の光輝
影像をうるため、最も一般的に、血液信号の抑制用に用
いられる。予備飽和技法は、基本的に、磁場傾斜の存在
下において約90゜の周波数選定飽和高周波パルスを用い
ることを含んでいる。この技法は選定領域におけるたて
方向磁化を横方向磁化に変換する。選定90゜高周波パル
スは基本的に、傾斜「スポイラー」(放射面反射器にと
りつけられる棒の格子)パルスの適用を伴つており、こ
の、いわゆるスポイラーパルスは、スピンが後続の結像
シーケンスに対して何の信号も与えないように飽和領域
内のスピンを位相逸脱させるように働く。
影像をうるため、最も一般的に、血液信号の抑制用に用
いられる。予備飽和技法は、基本的に、磁場傾斜の存在
下において約90゜の周波数選定飽和高周波パルスを用い
ることを含んでいる。この技法は選定領域におけるたて
方向磁化を横方向磁化に変換する。選定90゜高周波パル
スは基本的に、傾斜「スポイラー」(放射面反射器にと
りつけられる棒の格子)パルスの適用を伴つており、こ
の、いわゆるスポイラーパルスは、スピンが後続の結像
シーケンスに対して何の信号も与えないように飽和領域
内のスピンを位相逸脱させるように働く。
更に明言すれば、所望の結像領域もしくは分層(slic
e)の外側にある領域もしくは分層における、例えば脳
背髄液などの、血液及び他の付随材料は、上述の選定90
゜高周波パルスにより予備飽和される。1つのタイムデ
イレイ(あるいは2点間を伝播するに必要な時間)を飽
和パルスと結像シーケンスとの間に介在させ、この結像
シーケンスは、飽和したスピンを、結像領域の外側から
結合領域の中に流入させるように制限される。このタイ
ムデイレイの最適長さは、流量、血液形状、結像領域か
らの予備飽和領域の距離、及び流れる材料などのたて方
向もしくはT1飽和時間により統御される。
e)の外側にある領域もしくは分層における、例えば脳
背髄液などの、血液及び他の付随材料は、上述の選定90
゜高周波パルスにより予備飽和される。1つのタイムデ
イレイ(あるいは2点間を伝播するに必要な時間)を飽
和パルスと結像シーケンスとの間に介在させ、この結像
シーケンスは、飽和したスピンを、結像領域の外側から
結合領域の中に流入させるように制限される。このタイ
ムデイレイの最適長さは、流量、血液形状、結像領域か
らの予備飽和領域の距離、及び流れる材料などのたて方
向もしくはT1飽和時間により統御される。
予備飽和技法は心臓の影像を撮る上で有用なことが分
つているが欠点をもつている。第1に、血液信号を結像
領域から効果的に除くために、飽和と結像との間に実質
的なタイムデイレイが必要とされる。一般に、予備飽和
パルスが適用されるのは、患者の心摶周期のレイリー波
が検出される場合である。実質的な血液流を結像領域に
適合させる上で充分に長くとつて遅れ時間が、予備飽和
パルスと影像シーケンスの開始点の間に介在される。こ
の血液の流入遅れは、影像データを獲得できないレイリ
ー波の後のむだ時間を生ずる。この事実が、レイリー波
に直続する心摶周期の進行中における後端心拡張期影像
及びその他の影像の集収を妨げる。人間の患者における
流入遅れの継続時間は、データの最初の部分が心臓収縮
中にえられるような長さである。
つているが欠点をもつている。第1に、血液信号を結像
領域から効果的に除くために、飽和と結像との間に実質
的なタイムデイレイが必要とされる。一般に、予備飽和
パルスが適用されるのは、患者の心摶周期のレイリー波
が検出される場合である。実質的な血液流を結像領域に
適合させる上で充分に長くとつて遅れ時間が、予備飽和
パルスと影像シーケンスの開始点の間に介在される。こ
の血液の流入遅れは、影像データを獲得できないレイリ
ー波の後のむだ時間を生ずる。この事実が、レイリー波
に直続する心摶周期の進行中における後端心拡張期影像
及びその他の影像の集収を妨げる。人間の患者における
流入遅れの継続時間は、データの最初の部分が心臓収縮
中にえられるような長さである。
飽和技法のもう1つの欠点は、スポイラー傾斜の包有
を必要とすることである。スポイラー傾斜は信号を充分
に位相逸脱させる上で必要であり、スポイラー傾斜は結
像シーケンス中後方に位相を逸脱せずしかもデータ獲得
中はMR信号に貢献する。余分なスポイラー傾斜パルスは
磁気共鳴システムの傾斜電力必要条件を増大する。
を必要とすることである。スポイラー傾斜は信号を充分
に位相逸脱させる上で必要であり、スポイラー傾斜は結
像シーケンス中後方に位相を逸脱せずしかもデータ獲得
中はMR信号に貢献する。余分なスポイラー傾斜パルスは
磁気共鳴システムの傾斜電力必要条件を増大する。
予備心臓影像はまた、デイレイタイムに適合する流入
中に起るたて方向磁化の再増大により劣化される傾向が
ある。血液流入のデイレイタイムが増大するにつれて、
T1緩和がたて方向磁化の再増大と予備飽和の有効性の減
少との中に生ずる。例えば、500マイクロ秒のT1緩和時
間をもつ血液のたて方向磁化は、飽和パルスを適用後
に、約110マイクロ秒、すなわちその平衡値の20%にま
で戻る。その結果、血液流入遅れと、心臓の影像をとる
ための飽和パルスの後の110マイクロ秒との間に比較的
狭い窓領域を残す。
中に起るたて方向磁化の再増大により劣化される傾向が
ある。血液流入のデイレイタイムが増大するにつれて、
T1緩和がたて方向磁化の再増大と予備飽和の有効性の減
少との中に生ずる。例えば、500マイクロ秒のT1緩和時
間をもつ血液のたて方向磁化は、飽和パルスを適用後
に、約110マイクロ秒、すなわちその平衡値の20%にま
で戻る。その結果、血液流入遅れと、心臓の影像をとる
ための飽和パルスの後の110マイクロ秒との間に比較的
狭い窓領域を残す。
逆転回復結像作業においては、スピンシステムを逆転
するために、180゜パルスが加えられ、このスピンシス
テムは、デイレイタイムもしくは逆転時間の後に、選定
結像シーケンスが続く。デイレイタイムもしくは逆転時
間は、たて方向もしくはT1緩和が読み取り部分の前に生
ずるように選定され、この読み取り部分においては、選
定結像シーケンス、典型的にはスピンエコーもしくは磁
場エコーシーケンスが実施される。影像を生ずるための
信号の強さは、基本的に、たて方向もしくはT1緩和時間
及び逆転時間(TI)の関数である。逆転時間が零からた
て方向緩和時間T1に向つて増大するにつれて、生ずる信
号は負の最大値において発信され零に到達する。デイレ
イタイムが、T1たて方向緩和時間の69%(ln0.5)に達
すると、発生した信号は零を通過する。デイレイタイム
をもつと長くすると、信号は対数的に、正の最大値に接
近する。
するために、180゜パルスが加えられ、このスピンシス
テムは、デイレイタイムもしくは逆転時間の後に、選定
結像シーケンスが続く。デイレイタイムもしくは逆転時
間は、たて方向もしくはT1緩和が読み取り部分の前に生
ずるように選定され、この読み取り部分においては、選
定結像シーケンス、典型的にはスピンエコーもしくは磁
場エコーシーケンスが実施される。影像を生ずるための
信号の強さは、基本的に、たて方向もしくはT1緩和時間
及び逆転時間(TI)の関数である。逆転時間が零からた
て方向緩和時間T1に向つて増大するにつれて、生ずる信
号は負の最大値において発信され零に到達する。デイレ
イタイムが、T1たて方向緩和時間の69%(ln0.5)に達
すると、発生した信号は零を通過する。デイレイタイム
をもつと長くすると、信号は対数的に、正の最大値に接
近する。
大きさの項については絶対値で表わしたから、合成信
号の大きさは、最大値で発信され零にまで減衰し、しか
る後に最大値にまで再び増大する。最大値の大きさは、
シーケンスの繰返しの間の繰返し時間TRによつて影響を
うける。
号の大きさは、最大値で発信され零にまで減衰し、しか
る後に最大値にまで再び増大する。最大値の大きさは、
シーケンスの繰返しの間の繰返し時間TRによつて影響を
うける。
逆転回復シーケンスは、一般に脂肪抑制用として脂肪
からの零信号に用いられ、一方では、影像データを他の
体組織から集収する。逆転パルスとデータ集収との間の
デイレイタイムは、抑制された脂肪組織用のたて方向緩
和時間に近くなるように選定される。このやり方では、
脂肪からの信号の強さは低く、一方所望の組織からの信
号は、影像に強く働くように最小振幅よりもかなり大き
い。
からの零信号に用いられ、一方では、影像データを他の
体組織から集収する。逆転パルスとデータ集収との間の
デイレイタイムは、抑制された脂肪組織用のたて方向緩
和時間に近くなるように選定される。このやり方では、
脂肪からの信号の強さは低く、一方所望の組織からの信
号は、影像に強く働くように最小振幅よりもかなり大き
い。
逆転回復技法は、血液を他の組織と区別するために、
磁気共鳴血管造影法において、これまで用いられて来た
が、この技法は今まで心臓の影像を撮る目的に適してい
ることは分らなかつた。T1緩和時間、500マイクロ秒を
もつ血液に対してはたて方向磁化は20%以下であり、す
なわち、逆転パルス後、255ないし450マイクロ秒の範囲
内にある。もし逆転パルスが、レイリー波によつて発せ
されると、結像もしくは読み取り窓領域は多分心摶周期
において比較的遅れる筈である。
磁気共鳴血管造影法において、これまで用いられて来た
が、この技法は今まで心臓の影像を撮る目的に適してい
ることは分らなかつた。T1緩和時間、500マイクロ秒を
もつ血液に対してはたて方向磁化は20%以下であり、す
なわち、逆転パルス後、255ないし450マイクロ秒の範囲
内にある。もし逆転パルスが、レイリー波によつて発せ
されると、結像もしくは読み取り窓領域は多分心摶周期
において比較的遅れる筈である。
(発明の目的) 本発明の目的は、周期的に運動する材料の影像を撮る
ための磁気共鳴結像法及びその装置であつて、上述の欠
点の1つあるいはそれ以上が軽減されて成る磁気共鳴結
像法及びその装置を提供するにある。
ための磁気共鳴結像法及びその装置であつて、上述の欠
点の1つあるいはそれ以上が軽減されて成る磁気共鳴結
像法及びその装置を提供するにある。
(発明の概要) 本発明の第1の局面に従えば、材料の運動の複数個の
サイクルの各々において、予備状態調節パルスが与えら
れ結像シーケンスが実施される周期的運動材料の影像を
撮る磁気共鳴方法であつて、それぞれのサイクルにおい
て、予備状態調節パルスは結像シーケンスよりも遅れて
与えられ、その結果、各結像のシーケンスは、その結像
シーケンス中に集められた影像データに影響を与える予
備状態調節パルスを含むサイクルに続くサイクル中で実
施されることを特徴としてもつ方法を提供している。
サイクルの各々において、予備状態調節パルスが与えら
れ結像シーケンスが実施される周期的運動材料の影像を
撮る磁気共鳴方法であつて、それぞれのサイクルにおい
て、予備状態調節パルスは結像シーケンスよりも遅れて
与えられ、その結果、各結像のシーケンスは、その結像
シーケンス中に集められた影像データに影響を与える予
備状態調節パルスを含むサイクルに続くサイクル中で実
施されることを特徴としてもつ方法を提供している。
本発明に係る1つの特定の方法は、影像が撮られる患
者の一部分の運動の複数個のサイクルを監視し、これら
のサイクルの1つ1つが少くとも1個の予備選定された
識別可能点を有し;複数個の心摶周期の個々における予
備選定点に対応して予備状態調節高周波パルスを適用
し;そして、複数個の連続サイクルのそれぞれにおける
予備選定点に従つて磁気共鳴結像シーケンスを実施し、
同複数個の連続サイクルの結像シーケンスと、結像シー
ケンスから生じた合成影像とは先行サイクルにおいて適
用された予備状態調節高周波パルスによつて影響される
か、かかる構成をもつ。
者の一部分の運動の複数個のサイクルを監視し、これら
のサイクルの1つ1つが少くとも1個の予備選定された
識別可能点を有し;複数個の心摶周期の個々における予
備選定点に対応して予備状態調節高周波パルスを適用
し;そして、複数個の連続サイクルのそれぞれにおける
予備選定点に従つて磁気共鳴結像シーケンスを実施し、
同複数個の連続サイクルの結像シーケンスと、結像シー
ケンスから生じた合成影像とは先行サイクルにおいて適
用された予備状態調節高周波パルスによつて影響される
か、かかる構成をもつ。
1つのかかる特定の方法においては、これらのサイク
ルは心摶周期であり、予備状態調節高周波パルスは逆転
パルスであつて、このものは血液と心摶周期のたて方向
磁化を逆転し、血液と心臓組織のたて方向磁化は異つた
速さで回復する。
ルは心摶周期であり、予備状態調節高周波パルスは逆転
パルスであつて、このものは血液と心摶周期のたて方向
磁化を逆転し、血液と心臓組織のたて方向磁化は異つた
速さで回復する。
もう1つのかかる特定の方法においては、サイクルは
心摶周期であり、個々の心摶周期の予備選定点はレイリ
ー波の発生時点であり、この方法は更に、後続サイクル
におけるレイリー波の発生時点を投影すること;しかも
後続の心摶周期の投影されたレイリー波の前に予備状態
調節パルスに予備選定継続時間を適用することの各段階
を含んでいる。かかる方法において、予備状態調節パル
スは、適当に、飽和パルスとなつている。
心摶周期であり、個々の心摶周期の予備選定点はレイリ
ー波の発生時点であり、この方法は更に、後続サイクル
におけるレイリー波の発生時点を投影すること;しかも
後続の心摶周期の投影されたレイリー波の前に予備状態
調節パルスに予備選定継続時間を適用することの各段階
を含んでいる。かかる方法において、予備状態調節パル
スは、適当に、飽和パルスとなつている。
本発明の第2の局面に従えば、提供される磁気共鳴結
像装置は;結像領域にある患者を透過して磁場を創り出
す手段と;磁気共鳴影像データを生ずるために影像領域
において、高周波パルス及び傾斜磁場パルスのシーケン
スを適用する手段と;シーケンスを生ずる後続の結像デ
ータに影響を与える予備状態調節高周波パルスを適用す
るための手段と;患者の心摶周期を監視するための心臓
監視手段と;予備状態調節パルスを1心摶周期中の予備
選定点と連携する適当な時間に適用できるようにする手
段とから成る磁気共鳴結像装置であつて、影像データ発
生シーケンスを適用する手段に対して、個々の影像シー
ケンスが先行の心摶周期中に適用された予備状態調節パ
ルスによつて影響をうけるようにさせる手段をもつこと
を特徴としている。
像装置は;結像領域にある患者を透過して磁場を創り出
す手段と;磁気共鳴影像データを生ずるために影像領域
において、高周波パルス及び傾斜磁場パルスのシーケン
スを適用する手段と;シーケンスを生ずる後続の結像デ
ータに影響を与える予備状態調節高周波パルスを適用す
るための手段と;患者の心摶周期を監視するための心臓
監視手段と;予備状態調節パルスを1心摶周期中の予備
選定点と連携する適当な時間に適用できるようにする手
段とから成る磁気共鳴結像装置であつて、影像データ発
生シーケンスを適用する手段に対して、個々の影像シー
ケンスが先行の心摶周期中に適用された予備状態調節パ
ルスによつて影響をうけるようにさせる手段をもつこと
を特徴としている。
本発明の利点の1つは、本発明は、影像を撮るべき心
摶周期の何れの部分であつても結像を可能とし、しかも
レイリー波の中及びレイリー波の直続中において、後端
心拡張期及びその他の部分をも包有して成る。
摶周期の何れの部分であつても結像を可能とし、しかも
レイリー波の中及びレイリー波の直続中において、後端
心拡張期及びその他の部分をも包有して成る。
本発明のもう1つの利点は、本発明が心臓の結像効率
を改善することである。
を改善することである。
(発明の構成・効果) 第1図によると、本装置は、影像領域10を透過し、同
領域を横断して磁場傾斜を選択的に生ずる静磁場を生ず
る磁場手段Aを包有する。同磁場手段は、超伝導磁石、
抵抗磁石あるいは永久磁石12を複数個有し、これらの磁
石は、影像領域を透過して、実質的に均一な、静磁場を
生成するための、主磁場制御手段14により制御される。
傾斜磁場制御手段16はパルスを傾斜コイル18に選択的に
適用し、選択可能な斜面と互いに直交する3本の軸線に
沿う振幅において磁場傾斜を生ずる。
領域を横断して磁場傾斜を選択的に生ずる静磁場を生ず
る磁場手段Aを包有する。同磁場手段は、超伝導磁石、
抵抗磁石あるいは永久磁石12を複数個有し、これらの磁
石は、影像領域を透過して、実質的に均一な、静磁場を
生成するための、主磁場制御手段14により制御される。
傾斜磁場制御手段16はパルスを傾斜コイル18に選択的に
適用し、選択可能な斜面と互いに直交する3本の軸線に
沿う振幅において磁場傾斜を生ずる。
共鳴励起及び回復手段Bは、影像領域にある主題物の
選定した双極子の共鳴を選択的に励起し、共鳴をたくみ
に扱い、しかも発生した磁気共鳴信号を集める。同共鳴
手段は、高周波信号を高周波コイル22に選択的に適用す
る高周波送信機20を有する。これらの高周波パルスは、
在来技術におけると同様に、選択双極子の正味磁化の90
゜回転と、磁化の180゜回転もしくは逆転をなさせるよ
うに形成される。結像シーケンス制御手段24は高周波送
信機20と、傾斜磁場制御手段16を制御し、選択結像シー
ケンスを実行する。好適実施態様においては、影像シー
ケンス制御手段は、Pattany及びMcNallyの保有するアメ
リカ特許No.4,728,890で図示されている影像シーケンス
に従つて共鳴を励起し符号化する。PattanyとMcNallyの
シーケンスは、流れが関与しているスピン位相逸脱に帰
因するアーテイフアクトに対する血液信号の寄与、なら
びに上述中に論じたように血液信号の損失の原因となる
他の効果を除去するという利点を特にもつている。他の
シーケンスも、任意に、当業技術で公知のやり方で利用
可能である。
選定した双極子の共鳴を選択的に励起し、共鳴をたくみ
に扱い、しかも発生した磁気共鳴信号を集める。同共鳴
手段は、高周波信号を高周波コイル22に選択的に適用す
る高周波送信機20を有する。これらの高周波パルスは、
在来技術におけると同様に、選択双極子の正味磁化の90
゜回転と、磁化の180゜回転もしくは逆転をなさせるよ
うに形成される。結像シーケンス制御手段24は高周波送
信機20と、傾斜磁場制御手段16を制御し、選択結像シー
ケンスを実行する。好適実施態様においては、影像シー
ケンス制御手段は、Pattany及びMcNallyの保有するアメ
リカ特許No.4,728,890で図示されている影像シーケンス
に従つて共鳴を励起し符号化する。PattanyとMcNallyの
シーケンスは、流れが関与しているスピン位相逸脱に帰
因するアーテイフアクトに対する血液信号の寄与、なら
びに上述中に論じたように血液信号の損失の原因となる
他の効果を除去するという利点を特にもつている。他の
シーケンスも、任意に、当業技術で公知のやり方で利用
可能である。
影像領域にある主題物から放射される高周波磁気共鳴
信号は、高周波コイル22または、図示してない分割表面
コイルにより採り上げられ、高周波受信機26に送られ
る。影像再生手段には、2次元迅速フーリエ変換手段28
が含まれ、この手段28は受信機で受取つた磁気共鳴信号
を影像再現の視野の中に変換する。この視野は影像記憶
装置30中に蓄積される。影像再現は更に処理が加えら
れ、テープあるいはデイスクに蓄積されビデオモニター
32などで表示される。
信号は、高周波コイル22または、図示してない分割表面
コイルにより採り上げられ、高周波受信機26に送られ
る。影像再生手段には、2次元迅速フーリエ変換手段28
が含まれ、この手段28は受信機で受取つた磁気共鳴信号
を影像再現の視野の中に変換する。この視野は影像記憶
装置30中に蓄積される。影像再現は更に処理が加えら
れ、テープあるいはデイスクに蓄積されビデオモニター
32などで表示される。
流動する組織あるいは血液、および静止組織もしくは
心筋層の分化手段は識別される磁気共鳴信号を可能とす
るために血液ならびに組織の磁化の条件を整える。好適
実施態様においては、血液からの信号は、静止組織から
の信号に対して抑止し血液が黒くあるいは暗く見えるよ
うにする。この事が心筋層ならびに心筋層を取りまく組
織の詳細を表示せしめまた識別に役立つ。血液と静止組
織の分化手段には状態調節パルス手段34が含まれ、この
手段34は、影像シーケンス実施中に静止組織及び血液に
異つた効果をもつ逆転パルス、予備飽和パルスもしくは
他の高周波パルスを、送信機20とアンテナ22に適用させ
る。
心筋層の分化手段は識別される磁気共鳴信号を可能とす
るために血液ならびに組織の磁化の条件を整える。好適
実施態様においては、血液からの信号は、静止組織から
の信号に対して抑止し血液が黒くあるいは暗く見えるよ
うにする。この事が心筋層ならびに心筋層を取りまく組
織の詳細を表示せしめまた識別に役立つ。血液と静止組
織の分化手段には状態調節パルス手段34が含まれ、この
手段34は、影像シーケンス実施中に静止組織及び血液に
異つた効果をもつ逆転パルス、予備飽和パルスもしくは
他の高周波パルスを、送信機20とアンテナ22に適用させ
る。
心臓のタイミング手段Cは、主題物の心摶周期を監視
し、影像シーケンス制御24と、この影像シーケンス制御
に従う状態調節パルス手段34を制御する。第2図を参照
すると、患者の心摶周期には、例えば800〜850マイクロ
秒毎といつた規則的間隔で発生する複数個のレイリー波
40が含まれる。図示の実施態様においては、3つのレイ
リー波、すなわち、レイリー波40n-1,40n及び40n+1と示
されたレイリー波が見られる。好ましい逆転回復技法に
おいては、状態調節パルス42は逆転パルスであつて、先
行のレイリー波の後に予備選定された継続時間が適用さ
れる。影像シーケンスの高周波ならびに傾斜パルスが適
用され、磁気共鳴エコーデータが結像窓領域44の経過中
に集収される。個々の心摶周期においては、次の結像窓
領域ならびに心摶周期に対応する予備状態調節パルスが
後続しているレイリー波の後に、結像シーケンスが最初
に適用される。
し、影像シーケンス制御24と、この影像シーケンス制御
に従う状態調節パルス手段34を制御する。第2図を参照
すると、患者の心摶周期には、例えば800〜850マイクロ
秒毎といつた規則的間隔で発生する複数個のレイリー波
40が含まれる。図示の実施態様においては、3つのレイ
リー波、すなわち、レイリー波40n-1,40n及び40n+1と示
されたレイリー波が見られる。好ましい逆転回復技法に
おいては、状態調節パルス42は逆転パルスであつて、先
行のレイリー波の後に予備選定された継続時間が適用さ
れる。影像シーケンスの高周波ならびに傾斜パルスが適
用され、磁気共鳴エコーデータが結像窓領域44の経過中
に集収される。個々の心摶周期においては、次の結像窓
領域ならびに心摶周期に対応する予備状態調節パルスが
後続しているレイリー波の後に、結像シーケンスが最初
に適用される。
好適な逆転パルス42は何ら傾斜のない状態で適用さ
れ、しかも非選択性であり、対象領域にある血液及び他
の組織の双方の磁化を50の点で逆転する。静止ならびに
他の無血液組織のたて方向磁化は、曲線52で示すように
比較的迅速に緩和する。約400マイクロ秒の中で、静止
材料は緩和され、「T1重みづけ」結像内で一般に遭遇す
る水準に達する。血液のたて方向磁化は、曲線54で示す
ように比較的緩慢に緩和する。血液信号は、その50で示
す逆転の負の最大値から衰え、56の点の零交叉点を通
り、正の最大値に向つて増大する。最小たて方向磁化
が、零交点をとり囲む血液中に生ずる。500マイクロ秒
のT1を与えると、たて方向磁化の絶対値は、逆転パルス
後255ないし458マイクロ秒の間にその最大値の20%以下
となる。影像窓領域44は一般に零交叉点56に及びしかも
実質的にこの範囲内に入つている。加えて、影像シーケ
ンスは、運動を抑止しスピン位相逸脱によるアーテイフ
アクトを流すために、アメリカ特許番号、No.4,728,890
で図示されているシーケンスのような傾斜モーメント零
化を経て、運動の補償を包有できる。
れ、しかも非選択性であり、対象領域にある血液及び他
の組織の双方の磁化を50の点で逆転する。静止ならびに
他の無血液組織のたて方向磁化は、曲線52で示すように
比較的迅速に緩和する。約400マイクロ秒の中で、静止
材料は緩和され、「T1重みづけ」結像内で一般に遭遇す
る水準に達する。血液のたて方向磁化は、曲線54で示す
ように比較的緩慢に緩和する。血液信号は、その50で示
す逆転の負の最大値から衰え、56の点の零交叉点を通
り、正の最大値に向つて増大する。最小たて方向磁化
が、零交点をとり囲む血液中に生ずる。500マイクロ秒
のT1を与えると、たて方向磁化の絶対値は、逆転パルス
後255ないし458マイクロ秒の間にその最大値の20%以下
となる。影像窓領域44は一般に零交叉点56に及びしかも
実質的にこの範囲内に入つている。加えて、影像シーケ
ンスは、運動を抑止しスピン位相逸脱によるアーテイフ
アクトを流すために、アメリカ特許番号、No.4,728,890
で図示されているシーケンスのような傾斜モーメント零
化を経て、運動の補償を包有できる。
逆転パルス42nはレイリー波40n-1の後に選択継続時間
を適用される。窓領域44nにおける結像シーケンスは、
レイリー波40nの後に選択時間を始める。もしレイリー
波40nが不整脈であれば、結像シーケンスは相殺される
かもしくは放棄される。逆転パルス適用時間は、レイリ
ー波間に繰返し時間を投影することにより選定され;レ
イリー波40nと結像シーケンス開始点との間の時間を加
え;しかも零交点56近くの選択された大きさに回復する
ために血液の逆転磁化T1の時間を減算する。この時間計
算は、たて方向磁化の完全回復以下を許容する繰返時間
に対して、あるいは180゜以下にたて方向磁化を一部先
端を切る逆転パルスを用いるために調整される。
を適用される。窓領域44nにおける結像シーケンスは、
レイリー波40nの後に選択時間を始める。もしレイリー
波40nが不整脈であれば、結像シーケンスは相殺される
かもしくは放棄される。逆転パルス適用時間は、レイリ
ー波間に繰返し時間を投影することにより選定され;レ
イリー波40nと結像シーケンス開始点との間の時間を加
え;しかも零交点56近くの選択された大きさに回復する
ために血液の逆転磁化T1の時間を減算する。この時間計
算は、たて方向磁化の完全回復以下を許容する繰返時間
に対して、あるいは180゜以下にたて方向磁化を一部先
端を切る逆転パルスを用いるために調整される。
二者択一的に言つて、結像シーケンスは、零交叉点56
と共に予備選択関係にあるように、予備逆転パルス42の
後に、選択継続時間が発生するように時間を設定され
る。
と共に予備選択関係にあるように、予備逆転パルス42の
後に、選択継続時間が発生するように時間を設定され
る。
もう1つの別の実施態様においては、予備逆転パルス
42は、患者の選択部分もしくは小片、すなわち、結像小
片もしくは領域の明らかに外側の部分に対してのみ適用
される。好ましくは、状態調節パルスは、小片選択逆転
パルスとして、あるいは対象物の領域にあるスピンを再
逆転するために選択逆転パルスが続いている非選択逆転
パルスとして適用される。この場合、結像領域における
血液信号は逆転パルスによつて逆転されない。対象領域
の中にスピン逆転血液の流入、混入を許すために時間計
測がされる。逆転パルスは、逆転パルスと零交点との間
の時間を減らすために、180゜以下となつている。
42は、患者の選択部分もしくは小片、すなわち、結像小
片もしくは領域の明らかに外側の部分に対してのみ適用
される。好ましくは、状態調節パルスは、小片選択逆転
パルスとして、あるいは対象物の領域にあるスピンを再
逆転するために選択逆転パルスが続いている非選択逆転
パルスとして適用される。この場合、結像領域における
血液信号は逆転パルスによつて逆転されない。対象領域
の中にスピン逆転血液の流入、混入を許すために時間計
測がされる。逆転パルスは、逆転パルスと零交点との間
の時間を減らすために、180゜以下となつている。
二者択一的に、予備飽和技法が利用可能である。予備
逆転パルス42は、結像領域に隣接する領域における血液
ならびに心臓組織の双方のたて方向磁化を選択的に位相
逸脱する飽和高周波及び傾斜パルスと置換される。しか
し、血液は第2B図の曲線54に相似に回復し零振幅に近い
振幅で出発する。結像窓領域44は充分飽和した血液が結
像領域の中に流入した場合、影像領域の正味の血液磁化
は実質的に減衰するように時間を設定してある。
逆転パルス42は、結像領域に隣接する領域における血液
ならびに心臓組織の双方のたて方向磁化を選択的に位相
逸脱する飽和高周波及び傾斜パルスと置換される。しか
し、血液は第2B図の曲線54に相似に回復し零振幅に近い
振幅で出発する。結像窓領域44は充分飽和した血液が結
像領域の中に流入した場合、影像領域の正味の血液磁化
は実質的に減衰するように時間を設定してある。
第1図を再び参照すると、心臓監視手段60は、心摶周
期を監視するために患者にとりつけた撮影装置62と、例
えばレイリー波の発生など、心摶周期における選択点を
確認するために電子信号処理装置64が含まれている。心
臓監視電子装置は、心摶周期中に選択点が発生する毎に
出力信号を発する。平均周期継続時間決定66は、時計68
を用いて、心摶周期中の選択点間の時間長さを測る。平
均周期時間手段は心摶周期の選定数の蓄積平均値であ
る。
期を監視するために患者にとりつけた撮影装置62と、例
えばレイリー波の発生など、心摶周期における選択点を
確認するために電子信号処理装置64が含まれている。心
臓監視電子装置は、心摶周期中に選択点が発生する毎に
出力信号を発する。平均周期継続時間決定66は、時計68
を用いて、心摶周期中の選択点間の時間長さを測る。平
均周期時間手段は心摶周期の選定数の蓄積平均値であ
る。
不整脈除去手段70は平均値により各心摶周期の時間を
比較する。現在測つた心摶周期が平均周期時間に対して
予め設定された許容値以上に多く外れておれば、これは
除外され結像には使用せずまた平均周期時間の算出にも
用いない。予測手段72は、平均心摶周期時間にもとづい
て次のレイリー波が発生する時間を予測するためにレイ
リー波発生信号によつて起動される。状態調節パルス発
生手段74は、予備状態調節パルス42を発生するために状
態調節パルス発生手段34を起動する信号を発する。選択
遅れ手段76は状態調節パルス42と次の結像窓領域44との
間の作業員選択遅れ時間、TI、の指示を提供する。状態
調節パルス起動手段74は遅れ時間TIを次の予測レイリー
波から減じ、この時点における予備状態調節パルスを起
動する。結像シーケンス起動手段78はレイリー波の発生
により起動されて結像シーケンス制御手段22に結像シー
ケンスを開始させる。このやり方では、予備状態調節パ
ルス42は、次のレイリー波の前に予備選定継続時間を発
生させ、次のレイリー波は、不整脈除去手段がシーケン
スを停止していなければ、結像シーケンスを開始する。
比較する。現在測つた心摶周期が平均周期時間に対して
予め設定された許容値以上に多く外れておれば、これは
除外され結像には使用せずまた平均周期時間の算出にも
用いない。予測手段72は、平均心摶周期時間にもとづい
て次のレイリー波が発生する時間を予測するためにレイ
リー波発生信号によつて起動される。状態調節パルス発
生手段74は、予備状態調節パルス42を発生するために状
態調節パルス発生手段34を起動する信号を発する。選択
遅れ手段76は状態調節パルス42と次の結像窓領域44との
間の作業員選択遅れ時間、TI、の指示を提供する。状態
調節パルス起動手段74は遅れ時間TIを次の予測レイリー
波から減じ、この時点における予備状態調節パルスを起
動する。結像シーケンス起動手段78はレイリー波の発生
により起動されて結像シーケンス制御手段22に結像シー
ケンスを開始させる。このやり方では、予備状態調節パ
ルス42は、次のレイリー波の前に予備選定継続時間を発
生させ、次のレイリー波は、不整脈除去手段がシーケン
スを停止していなければ、結像シーケンスを開始する。
アメリカ特許No.4,728,890に図示されている結像シー
ケンスに加えて、各種の結像シーケンスが利用可能であ
る。選択された正確な結像シーケンスは引き出す情報の
性質によつて決定される。各種のスピンエコー、磁場エ
コー、T1もしくは重みづけT1、運動アーテイフアクト抑
制をもつものもしくはもたないもの、単一小片もしくは
複数小片及び、単一もしくは複数エコー影像シーケンス
が選定される。在来のスピンエコー読み取りシーケンス
は、著しく減つた血液アーテイフアクトをもつ暗い血液
影像を得るのに利用可能である。
ケンスに加えて、各種の結像シーケンスが利用可能であ
る。選択された正確な結像シーケンスは引き出す情報の
性質によつて決定される。各種のスピンエコー、磁場エ
コー、T1もしくは重みづけT1、運動アーテイフアクト抑
制をもつものもしくはもたないもの、単一小片もしくは
複数小片及び、単一もしくは複数エコー影像シーケンス
が選定される。在来のスピンエコー読み取りシーケンス
は、著しく減つた血液アーテイフアクトをもつ暗い血液
影像を得るのに利用可能である。
磁場エコーシーケンスは映画製作用に好適である。か
かるシーケンスは予備逆転パルスと結合して減衰血液信
号を表わし、暗い血液の映像研究で好まれ、特に、予備
飽和法と組合わされると好まれる。このようなやり方で
は、逆転パルスは上述のように適用され、この時、次の
レイリー波における零交点、もしくはその近傍に血液信
号があるように計算された前の周期の中にこの時点は入
つている。映画磁場エコーシーケンス(Cine field−ec
ho sequence)は血液信号が最小となり、この血液信号
最小値が結像領域の外側の付加的飽和パルスを繰返し適
用することによつて保持される時点で開始される。
かるシーケンスは予備逆転パルスと結合して減衰血液信
号を表わし、暗い血液の映像研究で好まれ、特に、予備
飽和法と組合わされると好まれる。このようなやり方で
は、逆転パルスは上述のように適用され、この時、次の
レイリー波における零交点、もしくはその近傍に血液信
号があるように計算された前の周期の中にこの時点は入
つている。映画磁場エコーシーケンス(Cine field−ec
ho sequence)は血液信号が最小となり、この血液信号
最小値が結像領域の外側の付加的飽和パルスを繰返し適
用することによつて保持される時点で開始される。
重みづけT1スピンエコーシーケンスは心臓の影像撮影
用としては最も一般的である。重みづけT2影像は病理学
に関する付加的情報を提供できる。予備逆転は、重みづ
けT2結像における血液信号を減ずるために有用であり、
特に、もしも運動抑止アーテイフアクト抑止技法が用い
られて他の運動や流れのアーテイフアクトを減ずる場合
には有用である。
用としては最も一般的である。重みづけT2影像は病理学
に関する付加的情報を提供できる。予備逆転は、重みづ
けT2結像における血液信号を減ずるために有用であり、
特に、もしも運動抑止アーテイフアクト抑止技法が用い
られて他の運動や流れのアーテイフアクトを減ずる場合
には有用である。
アメリカ特許No.4,728,890で開示されている運動アー
テイフアクト抑止技法では、心臓及び胸郭といつたもの
の流れや全体運動の双方にもとづくアーテイフアクトを
減ずる。予備飽和あるいは逆転が用いられていない場
合、流量が緩慢な状態から順当な状態にあるとき、この
シーケンスは光輝状態の血液を生ずる。予備逆転パルス
を用いると、影像の強さがタイミング及び緩和要因の関
数となる。選択遅れ時間、TI,によると、血液は暗くな
り心筋層は輝く。
テイフアクト抑止技法では、心臓及び胸郭といつたもの
の流れや全体運動の双方にもとづくアーテイフアクトを
減ずる。予備飽和あるいは逆転が用いられていない場
合、流量が緩慢な状態から順当な状態にあるとき、この
シーケンスは光輝状態の血液を生ずる。予備逆転パルス
を用いると、影像の強さがタイミング及び緩和要因の関
数となる。選択遅れ時間、TI,によると、血液は暗くな
り心筋層は輝く。
単一及び多数小片読み取りシーケンスもまた用いられ
る。影像の中の血液の信号の強さは血液のたて方向磁化
と同様に流れ効果の関数であり、再び集められた血液に
よるアーテイフアクトの著しい減少は、たて方向の磁化
(これは逆転もしくは飽和により影響をうける)は零交
点にあるかその近傍にある。単一及び多数の読み取りシ
ーケンスはT1及び重みづけT2に対すると同様の考え方で
用いられ、前に論じたように運動アーテイフアクト補償
のために用いられる。
る。影像の中の血液の信号の強さは血液のたて方向磁化
と同様に流れ効果の関数であり、再び集められた血液に
よるアーテイフアクトの著しい減少は、たて方向の磁化
(これは逆転もしくは飽和により影響をうける)は零交
点にあるかその近傍にある。単一及び多数の読み取りシ
ーケンスはT1及び重みづけT2に対すると同様の考え方で
用いられ、前に論じたように運動アーテイフアクト補償
のために用いられる。
本発明はこれまで好適実施態様について述べて来た。
明らかに、改変や交換は本明細書の内容に関して実施可
能であり、これらは全て特許請求の範囲及びこれと同等
の範疇に入るものとして本発明は構成されている。
明らかに、改変や交換は本明細書の内容に関して実施可
能であり、これらは全て特許請求の範囲及びこれと同等
の範疇に入るものとして本発明は構成されている。
第1図は本装置の概略図、そして第2図の2A、2B及び2C
の各図は本方法の各種特徴を示すタイミング図表であ
る。 10……影像領域、12……磁石、14……磁場制御手段、16
……傾斜磁場制御手段、18……傾斜コイル、20……高周
波送信機、22……高周波コイル、24……結像シーケンス
制拝手段、26……高周波受信機、28……フーリエ変換手
段、30……影像記憶装置、32……ビデオモニター、34…
…状態調節パルス手段、40……レイリー波、42……状態
調節パルス、44……結像窓領域、60……心臓監視手段、
64……心臓信号処理装置、66……平均心摶周期、68……
時計、70……不整脈除去器、72……次のレイリー波の予
測器、74……状態調節パルストリガー、76……デイレ
ー、78……結像シーケンストリガー、A……磁場手段、
B……共鳴励起及び回復手段、C……心臓タイミング手
段。
の各図は本方法の各種特徴を示すタイミング図表であ
る。 10……影像領域、12……磁石、14……磁場制御手段、16
……傾斜磁場制御手段、18……傾斜コイル、20……高周
波送信機、22……高周波コイル、24……結像シーケンス
制拝手段、26……高周波受信機、28……フーリエ変換手
段、30……影像記憶装置、32……ビデオモニター、34…
…状態調節パルス手段、40……レイリー波、42……状態
調節パルス、44……結像窓領域、60……心臓監視手段、
64……心臓信号処理装置、66……平均心摶周期、68……
時計、70……不整脈除去器、72……次のレイリー波の予
測器、74……状態調節パルストリガー、76……デイレ
ー、78……結像シーケンストリガー、A……磁場手段、
B……共鳴励起及び回復手段、C……心臓タイミング手
段。
Claims (10)
- 【請求項1】結像領域にある患者を透過する磁場を創り
出す手段(A)と;磁気共鳴画像データを生ずる影像領
域において高周波及び傾斜磁場パルスのシーケンスを適
用する手段(B)と;血液と無血液組織のたて方向磁化
を逆転し、無血液組織のたて方向磁化は血液のそれより
大きな速さで回復する高周波逆転パルス(42)を適用す
る手段(20,34)と;映像が撮られる患者の一部分の運
動のそれぞれが少なくとも一つの予備選定された識別可
能点を有する複数個のサイクルを監視する監視手段(6
0)と;逆転パルス適用手段(20,34)が複数個のサイク
ルの後続の動作サイクルにおける予備選定点(40)の投
影された発生時点の前に個々の逆転パルス(42)に予備
選定継続時間を適用できるように構成された手段(C)
と;影像データ発生シーケンスを適用する手段(B)に
対して個々のサイクルの影像シーケンスが該サイクルに
おいて該サイクルの逆転パルス適用より早く行われ、反
転パルス(42)と協調して先行のサイクル中に適用され
て血液のたて方向磁化がゼロの間影像シーケンスが行わ
れ、それによって血液からの磁気共鳴信号は無血液組織
からの磁気共鳴信号に対して抑制されるように構成され
た手段(C,24)とを備えていることを特徴とする磁気共
鳴結像装置。 - 【請求項2】前記動作サイクルは心摶サイクルであり、
又、反転パルス適用手段(20,34)を可能に構成された
手段(C)は起動手段(74)を有し、その起動手段は心
摶サイクルの1レイリー波(40)の後の予備選定継続時
間起動され、その予備選定継続時間は少なくとも1つの
影像シーケンスと同じ長さである請求項1記載の磁気共
鳴結像装置。 - 【請求項3】前記動作サイクルは心摶サイクルであり、
又、影像データ発生シーケンスを適用する手段(B)を
可能に構成した手段(C,24)は心摶サイクルの1レイリ
ー波(40)によって起動されて合成影像は後端心拡張期
状態にある患者の心臓を表わす請求項1記載の磁気共鳴
結像装置。 - 【請求項4】前記逆転パルスは心摶サイクルの予備選定
点の後に選定継続時間を与えられている請求項1記載の
磁気共鳴結像装置。 - 【請求項5】前記個々の心摶サイクルにおける予備選定
点は1レイリー波の発生点である請求項4記載の磁気共
鳴結像装置。 - 【請求項6】前記影像シーケンスはスピン逸脱アーティ
ファクトに関連した流れを抑制する請求項4記載の磁気
共鳴結像装置。 - 【請求項7】前記逆転パルスは影像領域外側の磁化を逆
転して逆転たて方向磁化を有する血液が影像領域内に流
入するようにした請求項4記載の磁気共鳴結像装置。 - 【請求項8】前記サイクルは心摶サイクルであり、又、
個々の心摶サイクルにおける予備選定点は1レイリー波
の発生点である請求項1記載の磁気共鳴結像装置。 - 【請求項9】前記反転パルスは共振性核のたて方向磁化
を回転する請求項8記載の磁気共鳴結像装置。 - 【請求項10】前記反転パルスは、たて方向磁化を90度
から180度に回転する請求項9記載の磁気共鳴結像装
置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/392,441 US5000182A (en) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Cardiac synchronization magnetic resonance imaging |
US392,441 | 1989-08-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03131238A JPH03131238A (ja) | 1991-06-04 |
JP2981675B2 true JP2981675B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=23550603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2213620A Expired - Fee Related JP2981675B2 (ja) | 1989-08-11 | 1990-08-10 | 磁気共鳴結像 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5000182A (ja) |
EP (1) | EP0412695B1 (ja) |
JP (1) | JP2981675B2 (ja) |
DE (1) | DE69029692T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2005023107A1 (ja) * | 2003-09-05 | 2007-11-01 | 株式会社日立メディコ | 磁気共鳴イメージング装置 |
Families Citing this family (36)
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