JP4076655B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の技術分野】
本発明は、被検体中の水素や隣等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する磁気共鳴イメージング(MRI)方法に関し、特に方向の異なる2枚のスライス画像を連続して撮影するのに好適なMRI方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、MRIを手術中のモニターとして利用するIVMR(Interventional MRI)が普及し始めた。IVMRでは、被検体に挿入したカテーテルなどをリアルタイムでモニターすることが望まれる。さらに、カテーテルの先端を含む直交2断面、もしくは直交3断面を準リアルタイムでモニターすることが望まれている。
【0003】
MRIにおいて方向の異なる複数のスライスを撮影する方法としてマルチアングル法がある。マルチアングル法では、例えば、図7に示すように被検体701内の第1のスライス702と、それと直交する第2のスライス703を計測する場合、まず被検体701内の第1のスライス(yz平面に平行なスライス)702を選択して励起し、スピンエコー法シーケンスであれば、さらに第1のスライス702内のスピンを反転させる高周波パルスを印加した後、第1のスライス702からのエコー信号を計測する。この場合、位相エンコードにはy方向の傾斜磁場パルスが、リードアウトにはz方向の傾斜磁場が印加される。
【0004】
次に第1のスライス702と直交する第2のスライス(xz平面に平行なスライス)703からのエコー信号を得るために、スライス選択傾斜磁場を印加する軸をyとし、スライス703内のスピンを励起するための高周波パルス及びスピン反転のための高周波パルスを印加する。このステップでは位相エンコード傾斜磁場を印加する軸をxとし、エコー信号を計測する。
【0005】
第1のスライスからエコー信号を計測するステップ(1)と第2のスライスからエコー信号を計測するステップ(2)とを、各ステップ中の位相エンコードパルスの大きさを変えながら、繰り返す。この繰り返しを必要な位相エンコード数だけ行い、各スライス毎に画像形成に必要な数のエコー信号を計測する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のマルチアングル法を、前述したIVMRにおいて複数の直交断面の画像を得る場合に利用することは可能であるが、準リアルタイム撮影を行うために撮影の繰り返し時間TRを短縮する場合は、次の問題が生じる。
【0007】
すなわち、各ステップ(1)、(2)で選択されたスライスがスライス内で交わる場合、複数のスライスの交わる部分(図7に示す部分704、以下交差部という)には、スピンを励起するための高周波パルスが短時間(TR)に2回印加されることになる。その結果、交差部704に存在するスピンからの信号が低下し、取得した各スライス画像において、交差部704がスライス内の他の部分と比べ、暗くなってしまう。
【0008】
従って本発明は、1回の撮影で複数の断面を短TR計測する際に、各断面の交差部(重なり合う部分)での信号の低下のない画像を得ることができるMRI方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第1の態様によるMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する複数の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、(a)前記複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加するステップと、(b)前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ1つの領域を選択する傾斜磁場と180°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転するステップと、(c)前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するステップと、(d)2番目以降の領域からのエコー信号を計測する前に、複数の領域が交差する部分(以下、交差部という)のスピンの位相を前記2番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップと、(e)前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示するステップとを含む。
【0010】
また本発明の第2の態様によるMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する複数の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、(a)前記複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加するステップと、(b)前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ1つの領域を選択する傾斜磁場と180°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転するステップと、(c')前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するとともに、複数の領域が交差する部分(以下、交差部という)からのエコー信号を計測するステップと、(f)前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号および前記交差部について計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示するステップとを含む。
【0011】
本発明のMRI方法によれば、単一の励起パルスで領域全体を励起し、画像化すべき各領域からの信号は、選択的な180°高周波パルスを用いて発生させるようにしているので、各領域の交差部が繰り返し時間TR内に複数回励起を受けることを防止できる。これにより複数の領域の重なる部分について多重励起を防止でき、その部分からの信号低下(画像が暗くなる現象)を回避できる。
【0012】
この際、交差部のスピンの挙動についてみると、最初の領域選択の180°高周波パルスが印加されていることにより、次に計測する領域における交差部以外のスピンとスピンの状態が異なることになる。そこで本発明の第1の態様では、交差部のスピンと交差部以外のスピンの位相を揃えるステップ(d)を設けることにより、当該計測領域の全ての部分からの信号を同時に取得でき、しかも交差部でのコントラストの不連続を防止できる。
【0013】
この(d)のステップは、交差部のスピンを反転する付加的な180°高周波パルスの印加を含む。付加的な180°高周波パルスを印加することにより、交差部のスピンを反転し、その後に計測する領域の交差部以外のスピンと揃えることができる。付加的な180°高周波パルスは、第1の領域のエコー時間をTE1、第2の領域のエコー時間をTE2とするとき、前記励起高周波パルス印加から(TE2−TE1/2)時間経過後に印加される。
【0014】
また本発明の第2の態様によるMRI方法では、ステップ(c')において交差部のスピンからの信号を、非交差部からのエコー信号とは別個に計測するとともにステップ(g)において画像処理の際に交差部からの信号と非交差部からの信号を合成し、2番目以降の領域について画像を再構成することにより、それぞれの領域について交差部におけるコントラスト不連続のない画像を得ることができる。
【0015】
上述した本発明のMRI方法(第1の態様および第2の態様)は、更に、各領域からのエコー信号を計測する時点までに印加した位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場の印加量をゼロにするように位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場を印加することを含む。これにより2番目以降の領域の計測においてそれ以前に印加された傾斜磁場の影響を排除し、各エコー信号の計測が可能となる。
【0016】
更に本発明のMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する第1および第2の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、(1)前記複数の領域全体のスピンを励起する高周波パルスを印加するステップと、(2)前記高周波パルスに引き続いて、第1および第2の領域について順次、1つの領域を選択する傾斜磁場と180°高周波パルスとを印加して、前記1つの領域から1または複数のエコー信号を発生させ、そのエコー信号に所定位相エンコード量を付与して計測するステップと、(3)前記第2の領域からのエコー信号計測前に、前記第1の領域について、前記180°高周波パルスによって反転したスピンを元に戻す付加的反転パルスを印加するステップと、(4)前記(1)から(3)のステップを含むセット位相エンコード量を変えて複数回繰り返すことにより得られたエコー信号を用いて、2つの領域の画像を別個に再構成するステップと、(5)前記(4)のステップによって得られた2つの領域の画像を表示装置に同時表示するステップとを有する。
【0017】
このMRI方法は、本発明の第1の態様によるMRI方法を、計測すべき領域が2である場合に適用したものであり、(3)のステップにおいて、180°高周波パルスによって反転した第1の領域内のスピンを元に戻す付加的反転パルスを印加することにより、第1のスライスにおける交差部に存在するスピンと交差部以外の部分に存在するスピンとを同じ状態にすることができ、第2のスライス全体からも位相の揃ったエコー信号を計測することができる。これにより画像再構成後、交差部が暗く描出される現象やその部分でコントラストが不連続になる現象を防止することができる。この場合にも、第1の領域のエコー時間をTE1、第2の領域のエコー時間をTE2とするとき、付加的反転パルスは、高周波パルス印加から(TE2−TE1/2)時間経過後に印加される。
【0018】
本発明のMRI装置は、上述した本発明のMRI方法の実行を可能にするものであり、被検体に静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそれぞれ与える各磁場発生手段と、被検体から核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、これら各磁場発生手段および受信系を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成する信号処理系と、得られた画像を表示する表示手段とを備え、制御手段は、パルスシーケンスとして、被検体の複数の断面を含む領域を励起する高周波磁場パルスと、複数の断面を順次選択的に反転する高周波磁場パルスを発生し、各断面からエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、信号処理系は、複数の断面に対応して複数の信号処理系列からなり、複数の断面の画像を同時に再構成し、表示させるものである。
【0019】
【実施例】
以下、本発明のMRI装置の実施例を詳述する。
【0020】
図6は、本発明が適用されるMRI装置の全体を示すブロック図で、このMRI装置は、被検体601の周囲の空間に静磁場を発生する磁石602と、この空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル603と、被検体601に高周波パルスを照射するRFコイル604と、被検体601が発生するNMR信号を検出するRFプローブ605とを備えている。
【0021】
傾斜磁場コイル603は、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源609からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。RFコイル604はRF送信部610の信号に応じて高周波パルスを発生する。
【0022】
RFプローブ605の信号は、信号検出部606で検出され、信号処理部607で信号処理され、また計算により画像信号に変換される。本発明のMRI装置では信号処理部607は、被検体601の複数の領域から得られる信号を別個に処理するために複数の信号処理系列を有し、各信号系列毎に画像データが形成される。
【0023】
信号処理部607で形成された画像は表示部608で表示される。画像は複数の領域の同時撮影を行う場合、一つの領域の画像のみを表示することも複数の領域の画像を同時表示することも可能である。
【0024】
傾斜磁場電源609、RF送信部610、信号検出部606は制御部611で制御され、パルスシーケンスと呼ばれるタイムチャートに従って制御される。
【0025】
被検体601はベッド612に横たわった状態で磁石602内の空間に搬送される。この空間は、図には明確に示されていないが、オペレータや術者が被検体に接近してIVMRを行うことができるように開放された空間になっている。従って、以下述べる撮影法を組合せることにより、術者は生検針やカテーテルを被検体に挿入しながら、その先端を含む複数の断面をリアルタイムでモニターすることが可能となる。
【0026】
次にこのような構成のMRI装置において、複数の断面(領域)を連続撮影する方法を説明する。
【0027】
図1〜4は、本発明の第1の態様によるMRI方法のパルスシーケンスを示す図で、これらパルスシーケンスは前述したMRI装置の制御部611により制御される。図中、RFはRFプローブ605が照射する高周波パルスのタイミングを、Gx、Gy、Gzはx、y、z3方向の傾斜磁場コイルによって印加される傾斜磁場パルスの形状および印加タイミングを、A/Dは被検体から発生するエコー信号を信号検出部606で計測するタイミングを、echoはエコー信号の発生タイミングをそれぞれ示す。
【0028】
まず図1に示す実施例では、複数の断面として図7に示す直交する2断面702、703を計測する場合を説明する。まず励起用の高周波パルス(以下、励起RFパルスという)101を照射し、被検体701を実質的に空間非選択的に励起する。実質的に空間非選択的に励起するとは、計測すべき領域全体が励起されることを意味し、被検体が視野FOV内に収まる場合は、スライス選択用の傾斜磁場パルスはゼロにしてもよい。また被検体がFOVからはみ出す場合は、折り返しアーチファクトを防ぐために、図示するようにスライス選択用傾斜磁場パルスGx102を印加し、FOV程度の領域或いは計測領域全体を選択する。この励起RFパルスのフリップ角は例えば90°である。繰り返しTRを短くし、計測時間の短縮を図る場合には90°より小さくてもよい。
【0029】
次いで、位相エンコード傾斜磁場103およびGy方向のリワインド傾斜磁場パルス105を印加した後、順次3つの+180°パルス107、114、118を印加する。最初の+180°パルス107は第1のスライス702内のスピンを選択的に反転させる高周波パルスで、Gx方向のスライス選択傾斜磁場パルス106と同時に印加する。最初の+180°パルス107によって反転した第1のスライス702内のスピンからの信号は、励起RFパルス101の印加からエコー時間TE1後にエコー信号109としてサンプリング時間110内に計測される。このときGy方向に読み出し傾斜磁場108を印加する。
【0030】
次の+180°パルス114は第2のスライス703内のスピンを選択的に反転させる高周波パルスで、Gy方向のスライス選択傾斜磁場パルス113と同時に印加する。この+180°パルス114によって反転した第2のスライス703内のスピンからスピンエコーが発生する前に、3番目の+180°パルス118を印加する。この+180°パルス118は、最初の+180°パルス107によって反転した第1のスライス702内のスピンを再度反転させるための付加的高周波パルスで、Gx方向のスライス選択傾斜磁場パルス117と同時に印加される。
【0031】
その後、第2のスライス703からのエコー信号120を、サンプリング時間122内に計測する。このときGx方向に読み出し傾斜磁場121を印加する。この第2のスライスからのエコー信号120は、励起RFパルス101の印加からエコー時間TE2後に得られ、このとき付加的な+180°パルス118を印加したことにより第2のスライス703は交差部704のスピンと交差部以外の部分のスピンとが位相が揃うことになる。
【0032】
このことを図2により更に説明する。図2においてRF101、107、114、118およびecho109、120は、図1の高周波パルス101、107、114、118およびエコー信号109、120に対応している。また位相1、位相2および位相3はそれぞれ第1のスライス702の交差部以外のスピンの位相、第2のスライス703の交差部以外のスピンの位相、交差部704のスピンの位相を表わしている。
【0033】
RFパルス101印加後、各部のスピンの位相1〜3は一様に変化を始めるが、スライス選択性の+180゜パルス107によって第1のスライス702のスピンのみ(位相1および位相3)が反転する。位相1および位相3が揃って0になった時点で、即ちRFパルス101からエコー時間TE1後に、第1のスライスからスピンエコー109が発生する。次にRFパルス101からTE2/2時間経過後に+180゜パルス114が印加されると第2のスライス703のスピン(位相2および位相3)のみが反転する。このままの状態では、第2のスライス703内で交差部704とそれ以外の部分とでは高周波パルスによる位相変化が異なることになるが、第2のスライスについてのエコー計測に先立って+180゜パルス118を付加しておくことにより、第2のスライス703のエコー信号計測時点で交差部704とそれ以外の部分はスピンの位相が揃い、スピンエコー120が発生することになる。これにより交差部704におけるコントラストの不連続を防止できる。
【0034】
上述したように第2のスライスからのエコー信号計測時点で交差部704とそれ以外の部分の位相が揃うためには、励起RFパルス101を印加してからスピンエコー109が発生するまでの時間をTE1、スピンエコー120が発生するまでの時間をTE2とすると、付加的高周波パルス118は(TE2-TE1/2)に印加しなければならない。
【0035】
図2は高周波パルスによる位相変化のみを説明したが、計測対象とするスライス以外からの信号の混入を避けるためには、傾斜磁場による位相変化も考慮する必要がある。即ち第1のスライス計測のために印加された傾斜磁場の影響を第2のスライス計測において取り除く必要がある。
【0036】
具体的には第1のスライス702からのエコー信号109を発生させるためにGy方向の傾斜磁場105および108が印加されるが、第2のスライスからのエコー信号計測時点でこれらGy方向の傾斜磁場の影響を取り除くために、その印加量をゼロとする傾斜磁場116、119を印加する。傾斜磁場の強さが同じであるとすると傾斜磁場105と119の印加時間は同じで、傾斜磁場108と116の印加時間は同じとなる。また傾斜磁場105の印加時間は傾斜磁場108の印加時間の半分となる。
【0037】
またエコーを発生させる3つの傾斜磁場パルス104が追加される。傾斜磁場の強さが同じであるとすると各傾斜磁場パルス104の印加時間は傾斜磁場121の半分となる。
【0038】
付加的反転磁場118に加え、このようなリフェイズのための傾斜磁場(図中、斜線で示す傾斜磁場パルス)を追加することにより、各スライスからのエコー信号計測時点で、交差部とそれ以外の部分の位相が揃い且つ他のスライスから信号が混入することなくエコー信号を計測することができる。尚、リフェイズのための傾斜磁場の印加パターンは図1のものに限定されず、各スライスからのエコー信号計測時点で信号を取得したいスライスのスピンを揃え、それ以外の部分のスピンをディフェイズさせるという条件の下で、種々の変更が可能である。
【0039】
励起RFパルス101印加からエコー信号109計測までのステップ111、第2の+180゜パルス114印加のステップ112、および第3の+180゜パルス118印加からエコー信号120計測までのステップ115の3ステップを合わせて1セットとし、このようなセット123を位相エンコードパルス103の大きさを変え、セット124まで繰り返し時間TRで繰り返す。
【0040】
例えば繰り返し時間TRは100ms、TE1は10ms、スピンエコー108とエコー120の間(Interecho time)は40msとする。Interecho timeが短いほうが、被検体701内のスピンの減衰がおさえられ、第2のスライス703に対しS/Nのよい画像が得られる。
【0041】
図1に示す実施例では1セットで各スライス毎に1つのエコー信号を計測しているので、繰り返し回数は画像再構成に必要な位相エンコード回数(n)となる。これらエコー信号はスライス毎に2系列の信号処理部で処理され、スライス毎に画像再構成される。各スライスの画像は表示部に同時表示される。1つのスライスの画像のみを選択して表示させることも可能である。これによりIVMRにおいて被検体に挿入したカテーテルの先端部等、関心のある領域を、直交する2方向から集中的にモニターすることができる。
【0042】
尚、図1に示す実施例では、位相エンコード方向をGzに固定した場合を示したが、読み出し傾斜磁場パルス印加方向をGz軸に固定することも可能である。そのようなシーケンスを図3に示す。
【0043】
図3に示す実施例においても、まず励起RFパルス201を印加し第1のスライス702と第2のスライス703を含む領域を励起した後、第1のスライス702内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス205、第2のスライス703内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス215、第1のスライス702内のスピンを選択的に再度反転させる+180゜パルス219を、それぞれスライス選択傾斜磁場204、214、218と同時に印加する点は図1の実施例と同様である。
【0044】
この実施例では第1のスライス702については、エコー信号208の計測に先立ってGy方向に位相エンコード傾斜磁場206を印加し、Gz方向の読み出し傾斜磁場207を印加してサンプリング時間209内にエコー信号208を計測する。また第2のスライス703については、エコー信号220の計測に先立ってGx方向に位相エンコード傾斜磁場221を印加し、Gz方向の読み出し傾斜磁場222を印加してサンプリング時間223内にエコー信号220を計測する。
【0045】
さらにエコー信号208計測後、位相エンコード傾斜磁場206によって変化した位相をリフェイズするGy方向の傾斜磁場210を印加する。また第2のスライスのスピンを反転する+180゜パルス219印加の前に、第1のスライスからのエコー計測のために印加したGz方向の傾斜磁場203および207による位相変化をリフェイズする傾斜磁場213および217を印加する。このようにして第2のスライスからのエコー信号時までに、第1のスライスからのエコー信号計測のために印加した各傾斜磁場の影響を取り除く。
【0046】
これにより図1の実施例と同様に第2のスライスからのエコー信号計測時点(RFパルス201印加からTE2経過後)で交差部と交差部以外の部分の位相が揃い、また第1のスライスからの信号の混入を防止することができる。
【0047】
この実施例でも励起RFパルス201からエコー信号208計測までのステップ211、+180゜パルス215印加のステップ212、付加的+180゜パルス219からエコー信号220計測までのステップ216からなるセット224を、位相エンコードパルス(206、221)の大きさを変えて、必要な位相エンコード回数(n)だけ繰り返し、エコー信号計測を行う。得られた信号を各スライス毎に信号処理し、各スライス毎の画像を表示部に表示する。
【0048】
尚、図1および図3に示す実施例では、1セット(123或いは224)内で各スライスについてそれぞれ1つのエコー信号を計測する場合を示したが、1セット内でさらにスライス選択反転パルスを付加することにより各スライスについて複数のエコー信号を発生させることも可能である。また本発明の方法は1回の励起で複数のエコー信号を計測するファーストスピンエコー法やEPI(エコープレナー)法にも適用することができる。
【0049】
以下、1回の励起で各スライスについて複数のエコー信号を計測する実施例について図4および図5に基づき説明する。
【0050】
図4に示すシーケンスは、ステップ111、112、115までは図1のシーケンスのステップ111、112、115とほぼ同様であるが、図1のパルスシーケンスのステップ115の後にさらに3つの+180゜パルス131、132、133が追加されている。
【0051】
尚、図4のシーケンスでは、ステップ111、112、115において印加されるリワインド傾斜磁場(斜線で示す)の印加パターンが図1の実施例と異なる。これらリワインド傾斜磁場も第2のスライスからのエコー信号計測までに第1のスライスの計測のために印加された傾斜磁場の影響を取り除く傾斜磁場であることは同様である。
【0052】
ステップ115の後に最初に印加する+180゜パルス131は、第2のスライスのスピンを選択的に反転させるRFパルスで、第2のスライスからの2つ目のスピンエコーが発生するエコー時間をTE2'とすると、第2のスライスからのエコー120の発生時刻から(TE2-TE2')/2経過後に印加される。これにより第2のスライスから2つ目のエコー信号134が発生するので、これを最初の励起パルス101からTE2'経過後に計測する。
【0053】
このエコー信号134計測から(TE1'-TE2')/2より短い任意の時間TA後に第1のスライスを選択する+180゜パルス132を印加する。この+180゜パルス132によって第1のスライスから発生するスピンエコー135を最初の励起パルス101からTE1'経過後に計測する。この計測の時点で第1のスライスのスピンと交差部のスピンの位相が揃うように、計測に先立って第2のスライスを選択的に反転する+180゜パルス133を印加する。この+180゜パルス133の印加タイミングは、最初の励起パルス101から、{TE1'-(TE1'-TE2'-2TA)/2}=(TE1'+TE2'+2TA)/2経過後となる。
【0054】
各+180゜パルス131〜133の印加タイミングを図5に示す。図中、傾斜磁場は省略し、高周波パルスの印加およびエコー計測のタイミングおよび各部のスピンの位相変化のみを示す(細線は第1のスライスの非交差部、太線は交差部、点線は第2のスライスの非交差部である)。RF1は第1のスライスを選択する+180゜パルスの印加を、RF2は第2のスライスを選択する+180゜パルスの印加を示す。またE1は第1のスライスからのエコー信号を、E2は第2のスライスからのエコー信号を示す。
【0055】
このようにステップ115後に印加される3つの+180゜パルス131、132、133の印加タイミングを適切に設定することにより、各スライスからそれぞれ複数のエコー信号を発生させることができ、且つ得られた信号において交差部のコントラスト不連続をなくすることができる。
【0056】
これら3つの+180゜パルス131、132、133の印加とエコー信号134、135の計測を含むステップを付加して1セットとし、最初に印加する位相エンコード傾斜磁場の大きさを変えて必要な位相エンコード回数繰り返す。
【0057】
各スライスについて1セット内で計測された2つのエコー信号は、エコー時間が異なるので、それぞれ2系列の画像処理を行うことにより、各スライスについてコントラスト等の異なる2枚の画像を作成し、表示することができる。
【0058】
図4に示す実施例の変更例として、各スライスについて得られる2つのエコー信号に異なる位相エンコードを付与してもよい。これは本発明の方法とファーストスピンエコー法の組合せたものであり、そのシーケンスを図8に示す。
【0059】
このシーケンスでは、励起パルスとそれに続く6個の+180゜パルスの印加タイミングおよびエコー信号計測のタイミングは、図4のシーケンスと全く同じであるが、各エコー信号に位相エンコードするための傾斜磁場およびそのリフェイズ傾斜磁場をエコー信号の前後に配置している。
【0060】
この実施例では、セットの繰り返し回数(n)はn/2となり、各スライスについて1枚の画像が得られる。この実施例でも図4の実施例と同様の効果を得ることができ、しかも撮影時間を図1の実施例の1/2に短縮することができる。
【0061】
図9に示すシーケンスは、1回の励起で各スライスについて複数のエコー信号を計測する他の実施例を示すもので、この実施例は、第1のスライスについてのエコー時間TE1が第2のスライスについてのエコー時間TE2よりも十分短い場合に適用できる。
【0062】
このシーケンスでもステップ111、112、115は図1のシーケンスのステップ111、112、115とほぼ同様であるが、第1のスライスからのエコー信号109を計測した後(ステップ111後)、第2のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス114を印加するステップ112の前に、即ちエコー信号109から(TE1'-TE1)/2経過後に、再度第1のスライスのスピンを反転させる+180゜パルス141を印加し、励起パルス101よりTE4'後に第1のスライスから2つ目のエコー信号143を計測する。これにより第2のスライス選択の前に第1のスライスについてエコー時間(TE1、TE1')の異なる2つのエコー信号を計測する。
【0063】
その後、図1のシーケンスと同様に、第2のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス114を印加するステップ112、交差部のスピンを反転する付加的+180゜パルス118印加と第2のスライスからのエコー信号120計測からなるステップ115を行う。続いて更に第2のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス142を印加し、第2のスライスからのエコー信号145を計測する。これにより第2スライスについてもエコー時間(TE2、TE2')の異なる2つのエコー信号120、145が計測される。
【0064】
この実施例における各+180゜パルスの印加タイミングを図10に示す。ここで、ステップ115で印加する付加的+180゜パルスは、第1スライスからの2つ目のエコー信号143を計測するまでの時間をTE1'とするとき、RFパルス印加からTE2-TE1'/2経過後に印加する。これにより第2のスライスについてのエコー信号120計測時に交差部とそれ以外の部分の位相を揃えることができる。
【0065】
ステップ115後に印加する+180゜パルス142は、第2のスライスから最初のエコー信号120を計測してから(TE2'-TE2)/2経過後に印加される。
【0066】
尚、図9に示す実施例では、1セット内で計測されるエコー信号に同じ位相エンコード量を付与した場合を示しており、この場合には図4の実施例と同様に各スライスについてエコー時間の異なる2枚の画像を作成し、表示することができる。
【0067】
図11は図9のシーケンスをファーストスピンエコー法に応用したシーケンスを示すもので、RFパルスを印加するタイミングは図9に示す実施例と全く同様であるが、ここでは1セット内で各スライスについてそれぞれ2つずつ計測したエコー信号にそれぞれ異なる位相エンコード量を付与する。即ちこの実施例は、各エコー信号に位相エンコードを付与する位相エンコード傾斜磁場とそのリフェイズ傾斜磁場をエコー計測の前後に配置している点が異なるのみで、その他は図9のシーケンスと同様である。
【0068】
この実施例では、1セットで2位相エンコードのエコー信号が計測されるので、繰り返し回数を位相エンコード回数の1/2に短縮することができる。各スライスより発生させるエコー数は3以上でもよく、エコー数をqとすれば、繰り返し回数はエンコード数の1/qに短縮できる。
【0069】
次に本発明の方法をEPIに適用した例を図12に示す。この実施例のシーケンスも、2つの直交する断面702、703全体を励起する励起RFパルスを印加してから第1のスライス702からのエコー信号を計測するまでのステップ1211と、第2のスライスのスピンを反転する+180゜パルスを印加するステップ1212と、第1のスライスのスピンを更に反転する+180゜パルスを印加してから第2のスライス703からのエコー信号を計測するまでのステップ1215からなるセット1223で構成され、位相エンコード傾斜磁場はGz方向傾斜磁場に固定している。
【0070】
但し、この実施例ではエコー計測を含むステップ1211、1215において、読み出し傾斜磁場1201、1206の反転を用いてサンプリング時間1204、1209において複数のエコー信号1203、1208を計測する。図では各ステップでそれぞれ3つのエコー信号を計測する場合を示しているが、1つのステップで計測するエコー信号の数は2或いは4以上であってもよい。
【0071】
これらエコー信号1203、1208には、位相エンコード傾斜磁場1210と離散的な傾斜磁場1202、1207を印加することにより、それぞれ異なる位相エンコード量を付与する。ここで第1のスライスからのエコー信号後に、その計測のために印加した位相エンコード傾斜磁場1202を打ち消す(リフェイズする)傾斜磁場1205を印加する。尚、ステップ1211において印加したGy方向読み出し傾斜磁場の影響をキャンセルするために、付加的な傾斜磁場(斜線で示す)を印加することは、図1の実施例と同様である。
【0072】
このようなセット1223を、必要な位相エンコード数のエコー信号を計測するまで繰り返し、得られた各エコー信号の組から画像を再構成する。この実施例では、各スライスに対し、1回の励起で3個のエコーを発生させているので、画像再構成に必要な全エコーを収集する時間を、図1の例の1/3に短縮することができる。各スライスに対し、1回の励起で発生させるエコー1203および1208の数は、反転する読み出し傾斜磁場1201および1206の反転回数(q)により変えることができ、それによって、画像再構成に必要な全エコーを収集する時間を、図1の例の1/qに短縮できる。qを画像取得に必要な位相エンコード回数(n)に一致させれば、一回の励起で、画像再構成に必要な全エコーを収集すること(シングルショットEPI化)も可能である。
【0073】
以上説明したように本発明の第1の態様によるMRI方法によれば、直交する2断面(図7の702、703)の画像を1回の撮影で得ることができ、しかも、得られた2枚の画像においては、第1のスライス702と第2のスライス703の交差部分704に対応する部分で画像が暗く描出されたり、コントラストに不連続が生じたりすることがない。従ってIVMRにおいて被検体に挿入したカテーテルの先端部等、関心のある領域を、直交する2方向から集中的にモニターすることができる。
【0074】
次に本発明の第2の態様によるMRI方法について説明する。この態様によるMRI方法は、複数のスライスを含む領域全体を励起する励起RFパルスと、各スライスを選択する180゜パルスを印加することは上記第1の態様によるMRI方法と同様である。この第2の態様では、非交差部とスピンの状態が異なる交差部について別個に信号を取得し、画像再構成時に非交差部からの信号と交差部からの信号とを合成し、これによりコントラスト不連続を解消する。
【0075】
図13は第2の態様によるMRI方法の一実施例を示す図であり、ここでも図7に示すような直交する2つのスライス702、703を撮影する場合を例に説明する。この実施例でも、まず励起RFパルス101を印加し第1のスライス702と第2のスライス703を含む領域を励起した後、第1のスライス702内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス107、第2のスライス703内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス114を、それぞれスライス選択傾斜磁場106、113と同時に印加する点は図1の実施例と同様である。
【0076】
これら高周波パルスによるスピンの挙動を示すグラフからもわかるように、励起RFパルス101からTE1後に、反転+180゜パルス107によって第1のスライス702からのエコー信号109が発生する。第1のスライス702のスピンのうち交差部のスピン(太線)は更に反転+180゜パルス113によって反転し、エコー信号109から2(TE2/2-TE1)後にエコー信号150が発生する。このエコー信号は交差部のみから発生する信号であり、これを計測する。その後、励起RFパルス101からTE2後に第2のスライス703からの信号120が発生する。この信号は第2のスライス703のうち非交差部(点線)のみからの信号である。
【0077】
このような各スライス及び交差部からの信号を計測するシーケンスを、位相エンコード傾斜磁場強度を変えながら、必要な位相エンコード数繰り返し、画像再構成に必要な数のエコー信号を計測する。これらエコー信号は信号処理部607で信号処理され、画像信号に変換される。この際、第2のスライスについては交差部からの信号150と第2のスライスからの信号120を合成し、第2のスライスの画像を再構成する。これにより第2のスライスについても交差部におけるコントラスト不連続のない画像を得ることができる。
【0078】
この実施例についても、傾斜磁場の軸を図3に示す実施例のように変更することや図12に示す実施例のように1度に2以上のエコー信号を発生させる等の変更を加えることができる。
【0079】
【発明の効果】
以上の説明した実施例からも明らかなように、本発明によれば1回の撮影で互いに重なりを持つ複数の領域を同時に画像化することができ、その際、重なりに対応する部分において信号の著しい低下あるいはコントラストの不連続を生じない高品質の画像を得ることができる。
【0080】
またエコー信号取得のためのシーケンスとしてEPI等の高速シーケンスを採用することにより、複数の領域を高速撮影することができ、IVMRやダイナミック撮影の実用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の態様による撮影方法の一実施例を示すシーケンス図。
【図2】図1の実施例における被検体内のスピンが持つ位相変化を示す図。
【図3】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図4】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図5】図4の撮影方法のRFパルス印加のタイミングとスピンの位相変化を示す図。
【図6】本発明が適用されるMRI装置の全体を示すブロック図。
【図7】複数のスライスの配置と座標軸との関係を示す図。
【図8】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図9】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図10】図9の撮影方法のRFパルス印加のタイミングとスピンの位相変化を示す図。
【図11】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図12】本発明の第1の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図13】本発明の第2の態様による撮影方法の一実施例を示すシーケンス図。
【符号の説明】
601・・・・・・被検体
603・・・・・・傾斜磁場コイル(傾斜磁場発生手段)
604・・・・・・RFコイル(照射手段)
605・・・・・・RFプローブ(検出手段)
607・・・・・・信号処理部
611・・・・・・制御部(制御手段)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) method for measuring nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as “NMR”) signals from hydrogen, adjacent substances, etc. in an object and visualizing nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. In particular, the present invention relates to an MRI method suitable for continuously capturing two slice images having different directions.
[0002]
[Prior art]
In recent years, IVMR (Interventional MRI), which uses MRI as a monitor during surgery, has begun to spread. In IVMR, it is desirable to monitor a catheter inserted into a subject in real time. Furthermore, it is desired to monitor two orthogonal sections or three orthogonal sections including the tip of the catheter in near real time.
[0003]
There is a multi-angle method as a method for photographing a plurality of slices having different directions in MRI. In the multi-angle method, for example, when measuring a
[0004]
Next, in order to obtain an echo signal from the second slice (slice parallel to the xz plane) 703 orthogonal to the
[0005]
The step (1) of measuring the echo signal from the first slice and the step (2) of measuring the echo signal from the second slice are repeated while changing the magnitude of the phase encode pulse in each step. This repetition is performed for the necessary number of phase encodings, and the number of echo signals necessary for image formation is measured for each slice.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Such a conventional multi-angle method can be used to obtain images of a plurality of orthogonal sections in the above-described IVMR, but in the case where the repetition time TR of imaging is shortened in order to perform near real-time imaging. The following problems occur.
[0007]
That is, when the slices selected in each step (1) and (2) intersect within a slice, a portion where the plurality of slices intersect (
[0008]
Therefore, the present invention provides an MRI method capable of obtaining an image without signal degradation at the intersection (overlapping portion) of each cross section when performing short TR measurement of a plurality of cross sections in one imaging. Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The MRI method according to the first aspect of the present invention for achieving the above object is a magnetic resonance imaging method for continuously imaging and displaying a plurality of mutually intersecting regions in a subject arranged in a static magnetic field, (A) applying an excitation high-frequency pulse for exciting the spins of the plurality of regions as a whole; and (b) following the excitation high-frequency pulse, a gradient magnetic field for selecting one region for each of the plurality of regions, and 180 ° Applying a high-frequency pulse to invert the spin of the region; (c) measuring an echo signal at different echo times for the plurality of regions; and (d) echoes from the second and subsequent regions. Before measuring the signal, the spin phase of the portion where the plurality of regions intersect (hereinafter referred to as the intersecting portion) is aligned with the phase of the other spins in the second and subsequent regions. Includes-up; and, the image of each region separately reconstructed, displayed simultaneously by using the echo signals measured respectively, for (e) the plurality of areas.
[0010]
The MRI method according to the second aspect of the present invention is a magnetic resonance imaging method for continuously imaging and displaying a plurality of mutually intersecting regions in a subject arranged in a static magnetic field, wherein (a) Applying an excitation high-frequency pulse that excites spins in a plurality of regions; and (b) following the excitation high-frequency pulse, a gradient magnetic field for selecting one region for each of the plurality of regions and a 180 ° high-frequency pulse. Applying and reversing the spin of the region, and (c ′) measuring echo signals at different echo times for the plurality of regions, and from a portion where the plurality of regions intersect (hereinafter referred to as an intersection). A step of measuring the echo signal of (2), and (f) an echo signal measured for each of the plurality of regions and an echo signal measured for the intersection Used, the image of each region separately reconstructed, and a step of simultaneous display.
[0011]
According to the MRI method of the present invention, the entire region is excited with a single excitation pulse, and the signal from each region to be imaged is generated using a selective 180 ° high frequency pulse. It is possible to prevent the intersection of the regions from being excited multiple times within the repetition time TR. As a result, multiple excitation can be prevented at a portion where a plurality of regions overlap, and a signal drop from the portion (a phenomenon in which an image becomes dark) can be avoided.
[0012]
At this time, regarding the spin behavior at the intersection, when the first region selection 180 ° high frequency pulse is applied, the spin and spin states other than the intersection in the region to be measured next are different. . Therefore, in the first aspect of the present invention, by providing the step (d) of aligning the phases of the spins at the intersection and the spins other than at the intersection, signals from all parts of the measurement region can be simultaneously obtained and It is possible to prevent the discontinuity of contrast at the part.
[0013]
This step (d) involves the application of an additional 180 ° radio frequency pulse that inverts the spin at the intersection. By applying an additional 180 ° high frequency pulse, the spins at the intersection can be reversed and aligned with the spins other than the intersection in the region to be measured thereafter. The additional 180 ° high frequency pulse is applied after the elapse of (TE2−TE1 / 2) time from the application of the excitation high frequency pulse, where the echo time of the first region is TE1 and the echo time of the second region is TE2. The
[0014]
In the MRI method according to the second aspect of the present invention, the signal from the spin at the intersection is measured separately from the echo signal from the non-intersection at step (c ′), and image processing is performed at step (g). When the signal from the intersection and the signal from the non-intersection are combined and the image is reconstructed for the second and subsequent regions, an image without contrast discontinuity at the intersection can be obtained for each region. .
[0015]
In the above-described MRI method of the present invention (the first and second aspects), the application amount of the phase encoding gradient magnetic field and the readout gradient magnetic field applied up to the time when the echo signal from each region is measured is further determined. Applying a phase encoding gradient magnetic field and a readout gradient magnetic field to zero. As a result, the influence of the gradient magnetic field applied before the measurement in the second and subsequent regions is eliminated, and each echo signal can be measured.
[0016]
Furthermore, the MRI method of the present invention is a magnetic resonance imaging method in which first and second regions intersecting each other in a subject placed in a static magnetic field are continuously imaged and displayed. Applying a high-frequency pulse for exciting spins in the entire region, and (2) following the high-frequency pulse, a gradient magnetic field for sequentially selecting one region and a 180 ° high-frequency pulse for the first and second regions, (1) generating one or a plurality of echo signals from the one region, measuring the echo signal by giving a predetermined phase encoding amount, and (3) measuring the echo signal from the second region Before, for the first region, an additional inversion pulse for returning the spin inverted by the 180 ° high frequency pulse is applied, and (4) the steps (1) to (3) are applied. A step of separately reconstructing images of two regions using an echo signal obtained by repeating a plurality of times by changing a set phase encoding amount including a step, and (5) obtained by the step (4). And simultaneously displaying images of the two areas on the display device.
[0017]
This MRI method is an application of the MRI method according to the first aspect of the present invention when the region to be measured is 2, and in step (3), the first inverted by a 180 ° high frequency pulse. By applying an additional inversion pulse that restores the spins in the region, the spins present at the intersections in the first slice and the spins present at the portions other than the intersections can be brought into the same state. It is possible to measure echo signals having the same phase from the entire two slices. As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which the intersecting portion is rendered dark after image reconstruction and a phenomenon in which the contrast becomes discontinuous at that portion. Also in this case, when the echo time of the first region is TE1 and the echo time of the second region is TE2, the additional inversion pulse is applied after (TE2-TE1 / 2) time has elapsed since the application of the high frequency pulse. The
[0018]
The MRI apparatus of the present invention enables execution of the above-described MRI method of the present invention, each magnetic field generating means for applying a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field to the subject, and nuclear magnetic resonance from the subject. Receiving system for detecting echo signals emitted by the control unit, control means for controlling each of the magnetic field generating means and the receiving system according to a predetermined pulse sequence, and a signal processing system for reconstructing an image using the echo signals detected by the receiving system And a display means for displaying the obtained image, and the control means selectively inverts the plurality of cross-sections sequentially as a pulse sequence and a high-frequency magnetic field pulse for exciting a region including a plurality of cross-sections of the subject. Has a function to generate a high-frequency magnetic field pulse and execute a pulse sequence to measure an echo signal from each cross section. The signal processing system has a plurality of signal processing sequences corresponding to a plurality of cross sections. Rannahli, reconstructs images of a plurality of cross-sectional simultaneously, but to be displayed.
[0019]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the MRI apparatus of the present invention will be described in detail.
[0020]
FIG. 6 is a block diagram showing the entire MRI apparatus to which the present invention is applied. This MRI apparatus generates a
[0021]
The gradient
[0022]
The signal of the
[0023]
An image formed by the
[0024]
The gradient magnetic
[0025]
The subject 601 is transported to the space in the
[0026]
Next, a method for continuously photographing a plurality of cross sections (regions) in the MRI apparatus having such a configuration will be described.
[0027]
1 to 4 are diagrams showing pulse sequences of the MRI method according to the first aspect of the present invention, and these pulse sequences are controlled by the control unit 611 of the MRI apparatus described above. In the figure, RF indicates the timing of the high frequency pulse irradiated by the
[0028]
First, in the embodiment shown in FIG. 1, a case where two
[0029]
Next, after applying the phase encoding gradient
[0030]
The next + 180 °
[0031]
Thereafter, the echo signal 120 from the
[0032]
This will be further described with reference to FIG. In FIG. 2,
[0033]
After applying the
[0034]
As described above, in order to align the phases of the
[0035]
FIG. 2 illustrates only the phase change due to the high-frequency pulse, but in order to avoid mixing of signals from other than the slice to be measured, it is necessary to consider the phase change due to the gradient magnetic field. That is, it is necessary to remove the influence of the gradient magnetic field applied for the first slice measurement in the second slice measurement.
[0036]
Specifically, gradient
[0037]
Also, three gradient
[0038]
In addition to the additional reversal
[0039]
Three steps of step 111 from
[0040]
For example, the repetition time TR is 100 ms, TE1 is 10 ms, and the interval between the
[0041]
In the embodiment shown in FIG. 1, since one echo signal is measured for each slice in one set, the number of repetitions is the number of phase encodings (n) necessary for image reconstruction. These echo signals are processed by two series of signal processing units for each slice, and an image is reconstructed for each slice. The image of each slice is displayed simultaneously on the display unit. It is also possible to select and display only one slice image. As a result, a region of interest such as the tip of a catheter inserted into a subject in IVMR can be intensively monitored from two orthogonal directions.
[0042]
In the embodiment shown in FIG. 1, the phase encoding direction is fixed to Gz. However, the readout gradient magnetic field pulse application direction can also be fixed to the Gz axis. Such a sequence is shown in FIG.
[0043]
Also in the embodiment shown in FIG. 3, first, the
[0044]
In this embodiment, for the
[0045]
Further, after the
[0046]
As a result, as in the embodiment of FIG. 1, the phase of the crossing portion and the portion other than the crossing portion are aligned at the time of echo signal measurement from the second slice (after the passage of TE2 from application of the RF pulse 201), and from the first slice. Can be prevented from being mixed.
[0047]
Also in this embodiment, a
[0048]
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the case where one echo signal is measured for each slice in one set (123 or 224) is shown, but a slice selective inversion pulse is further added in one set. By doing so, it is possible to generate a plurality of echo signals for each slice. The method of the present invention can also be applied to a fast spin echo method and an EPI (echo planar) method in which a plurality of echo signals are measured by one excitation.
[0049]
Hereinafter, an embodiment in which a plurality of echo signals are measured for each slice with one excitation will be described with reference to FIGS.
[0050]
The sequence shown in FIG. 4 is substantially the same as
[0051]
In the sequence of FIG. 4, the application pattern of the rewind gradient magnetic field (indicated by oblique lines) applied in
[0052]
The + 180 °
[0053]
From this measurement of the
[0054]
The application timing of each + 180 °
[0055]
Thus, by appropriately setting the application timings of the three + 180 °
[0056]
Steps including the application of these three + 180 °
[0057]
Since two echo signals measured within one set for each slice have different echo times, two images with different contrasts are created and displayed for each slice by performing two series of image processing. be able to.
[0058]
As a modification of the embodiment shown in FIG. 4, different phase encodings may be given to the two echo signals obtained for each slice. This is a combination of the method of the present invention and the fast spin echo method, and its sequence is shown in FIG.
[0059]
In this sequence, the application timing of the excitation pulse and the following six + 180 ° pulses and the timing of echo signal measurement are exactly the same as those in the sequence of FIG. 4, but the gradient magnetic field for phase encoding into each echo signal and The rephase gradient magnetic field is arranged before and after the echo signal.
[0060]
In this embodiment, the number of set repetitions (n) is n / 2, and one image is obtained for each slice. In this embodiment, the same effect as that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained, and the photographing time can be shortened to ½ that of the embodiment of FIG.
[0061]
The sequence shown in FIG. 9 shows another embodiment in which a plurality of echo signals are measured for each slice by one excitation. In this embodiment, the echo time TE1 for the first slice is the second slice. This is applicable when the echo time TE2 is sufficiently shorter than TE2.
[0062]
In this sequence, steps 111, 112, and 115 are substantially the same as
[0063]
Thereafter, as in the sequence of FIG. 1,
[0064]
The application timing of each + 180 ° pulse in this embodiment is shown in FIG. Here, with respect to the additional + 180 ° pulse applied in
[0065]
The + 180 °
[0066]
In the embodiment shown in FIG. 9, the case where the same phase encoding amount is given to the echo signal measured in one set is shown. In this case, as in the embodiment of FIG. Two images with different values can be created and displayed.
[0067]
FIG. 11 shows a sequence obtained by applying the sequence of FIG. 9 to the first spin echo method. The timing of applying the RF pulse is exactly the same as that of the embodiment shown in FIG. 9, but here, for each slice in one set. Different phase encoding amounts are given to the echo signals measured two by two. That is, this embodiment is the same as the sequence of FIG. 9 except that the phase encoding gradient magnetic field for applying phase encoding to each echo signal and the rephase gradient magnetic field are arranged before and after echo measurement. .
[0068]
In this embodiment, since one set of two-phase encoded echo signals is measured, the number of repetitions can be reduced to ½ of the number of phase encodings. The number of echoes generated from each slice may be three or more. If the number of echoes is q, the number of repetitions can be reduced to 1 / q of the number of encodings.
[0069]
Next, an example in which the method of the present invention is applied to EPI is shown in FIG. The sequence of this embodiment also includes
[0070]
However, in this embodiment, in
[0071]
By applying a phase encode gradient magnetic field 1210 and discrete gradient
[0072]
Such a set 1223 is repeated until the necessary number of phase encoding echo signals are measured, and an image is reconstructed from each obtained set of echo signals. In this embodiment, since three echoes are generated for each slice by one excitation, the time for collecting all echoes necessary for image reconstruction is reduced to 1/3 of the example in FIG. can do. For each slice, the number of
[0073]
As described above, according to the MRI method according to the first aspect of the present invention, images of two orthogonal cross sections (702 and 703 in FIG. 7) can be obtained by one imaging, and the obtained 2 In a single image, the image is not depicted darkly at the portion corresponding to the intersecting
[0074]
Next, the MRI method according to the second aspect of the present invention will be described. The MRI method according to this aspect is the same as the MRI method according to the first aspect in that the excitation RF pulse for exciting the entire region including a plurality of slices and the 180 ° pulse for selecting each slice are applied. In this second aspect, signals are separately acquired for the non-intersection and the intersection having different spin states, and the signal from the non-intersection and the signal from the intersection are combined at the time of image reconstruction. Discontinuity is eliminated.
[0075]
FIG. 13 is a diagram showing an example of the MRI method according to the second mode, and here, a case where two
[0076]
As can be seen from the graph showing the spin behavior due to these high-frequency pulses, an
[0077]
A sequence for measuring signals from each slice and intersection is repeated while changing the phase encoding gradient magnetic field strength, and the number of echo signals necessary for image reconstruction is measured. These echo signals are processed by the
[0078]
Also in this embodiment, the gradient magnetic field axis is changed as in the embodiment shown in FIG. 3 or changes such as generating two or more echo signals at a time as in the embodiment shown in FIG. Can do.
[0079]
【The invention's effect】
As is clear from the embodiments described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously image a plurality of regions that overlap each other in one shooting, and at this time, in the portion corresponding to the overlap, It is possible to obtain a high-quality image that does not cause a significant decrease or contrast discontinuity.
[0080]
In addition, by adopting a high-speed sequence such as EPI as a sequence for acquiring an echo signal, a plurality of areas can be shot at high speed, and the practicality of IVMR and dynamic shooting can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sequence diagram showing one embodiment of a photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a phase change of a spin in a subject in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 4 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing RF pulse application timing and spin phase change in the imaging method of FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram showing the entire MRI apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the arrangement of a plurality of slices and coordinate axes.
FIG. 8 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 9 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing RF pulse application timing and spin phase change in the imaging method of FIG. 9;
FIG. 11 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 12 is a sequence diagram showing another embodiment of the photographing method according to the first aspect of the present invention.
FIG. 13 is a sequence diagram showing one embodiment of a photographing method according to the second aspect of the present invention.
[Explanation of symbols]
601 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Subject
603 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Gradient magnetic field coil (Gradient magnetic field generating means)
604 ... RF coil (irradiation means)
605 ... RF probe (detection means)
607 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Signal processing section
611 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Control part (control means)
Claims (6)
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体の複数の断面を含む領域を励起する高周波磁場パルスと、前記複数の断面を順次選択的に反転する高周波磁場パルスを発生し、各断面からエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の断面に対応して複数の信号処理系列からなり、前記複数の断面の画像を同時に再構成し、表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。Each magnetic field generating means for applying a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field to the subject, a receiving system for detecting an echo signal emitted from the subject by nuclear magnetic resonance, and each of the magnetic field generating means and the receiving system are predetermined. In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: control means for controlling in accordance with the pulse sequence; a signal processing system for reconstructing an image using an echo signal detected by the receiving system; and a display means for displaying the obtained image.
The control means generates, as the pulse sequence, a high-frequency magnetic field pulse for exciting a region including a plurality of cross sections of the subject and a high-frequency magnetic field pulse for selectively inverting the plurality of cross sections sequentially, and echoes from each cross section. It has a function to execute a pulse sequence that measures a signal,
The signal processing system includes a plurality of signal processing sequences corresponding to the plurality of cross sections, and simultaneously reconstructs and displays the images of the plurality of cross sections.
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体内の互いに交差する複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加し、前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ1つの領域を選択する傾斜磁場と180°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転し、前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測し、その際、2番目以降の領域からのエコー信号を計測する前に、複数の領域が交差する部分のスピンの位相を前記2番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップを含むパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。Each magnetic field generating means for applying a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field to the subject, a receiving system for detecting an echo signal emitted from the subject by nuclear magnetic resonance, and each of the magnetic field generating means and the receiving system are predetermined. In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: control means for controlling in accordance with the pulse sequence; a signal processing system for reconstructing an image using an echo signal detected by the receiving system; and a display means for displaying the obtained image.
The control means applies, as the pulse sequence, an excitation high-frequency pulse that excites spins of a plurality of regions intersecting each other in the subject, and, following the excitation high-frequency pulse, one for each of the plurality of regions. A gradient magnetic field for selecting a region and a 180 ° high-frequency pulse are applied to invert the spin of the region, and echo signals are measured at different echo times for the plurality of regions. Before measuring the echo signal, the function of executing a pulse sequence including the step of aligning the phase of the spin of the portion where the plurality of regions intersect with the phase of the other spin of the second and subsequent regions,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the signal processing system separately reconstructs and simultaneously displays an image of each region using echo signals measured for each of the plurality of regions.
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体内の互いに交差する複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加し、前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ1つの領域を選択する傾斜磁場と180°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転し、前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するとともに、前記複数の領域が交差する部分からのエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号および前記交差する部分について計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。Each magnetic field generating means for applying a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field to the subject, a receiving system for detecting an echo signal emitted from the subject by nuclear magnetic resonance, and each of the magnetic field generating means and the receiving system are predetermined. In a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: control means for controlling in accordance with the pulse sequence; a signal processing system for reconstructing an image using an echo signal detected by the receiving system; and a display means for displaying the obtained image.
The control means applies, as the pulse sequence, an excitation high-frequency pulse that excites spins of a plurality of regions intersecting each other in the subject, and, following the excitation high-frequency pulse, one for each of the plurality of regions. A portion where the plurality of regions intersect with each other by applying a gradient magnetic field for selecting the region and a 180 ° high frequency pulse, inverting the spin of the region, measuring echo signals at different echo times for the plurality of regions, respectively. It has a function to execute a pulse sequence that measures the echo signal from
The signal processing system separately reconstructs and simultaneously displays an image of each region using echo signals measured for each of the plurality of regions and echo signals measured for the intersecting portions. Resonance imaging device.
前記複数の領域が交差する部分のスピンの位相を前記2番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップは、前記交差する部分のスピンを反転する付加的な180°高周波パルスの印加を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2,
The step of aligning the phase of the spin of the portion where the plurality of regions intersect with the phase of the other spins of the second and subsequent regions includes applying an additional 180 ° high frequency pulse that inverts the spin of the intersecting portion. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記付加的な180°高周波パルスは、第1の領域のエコー時間をTE1、第2の領域のエコー時間をTE2とするとき、前記励起高周波パルス印加から(TE2−TE1/2)時間経過後に印加されることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4,
The additional 180 ° high frequency pulse is applied after the elapse of (TE2−TE1 / 2) time from the application of the excitation high frequency pulse when the echo time of the first region is TE1 and the echo time of the second region is TE2. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記制御手段が実行するパルスシーケンスは、さらに、各領域からのエコー信号を計測する時点でそれまでに印加した位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場の印加量をゼロにするように位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場を印加することを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The pulse sequence executed by the control means further includes a phase encoding gradient so that the application amount of the phase encoding gradient magnetic field and the readout gradient magnetic field applied so far at the time of measuring the echo signal from each region is zero. A magnetic resonance imaging apparatus comprising applying a magnetic field and a readout gradient magnetic field.
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