JP5133711B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance image generation method - Google Patents
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Description
本発明は、磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置および磁気共鳴画像生成方法に関する。特に、被検体において動脈を含む撮影領域から磁気共鳴信号を収集するスキャン(scan)を実施することによって、その撮影領域についてイメージングする磁気共鳴イメージング装置、および、上記のスキャンの実施によって収集された磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域について磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴画像生成方法に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus and a magnetic resonance image generation method. In particular, a magnetic resonance imaging apparatus that images the imaging region by performing a scan that collects magnetic resonance signals from the imaging region including the artery in the subject, and the magnetism acquired by performing the scan described above. The present invention relates to a magnetic resonance image generation method for generating a magnetic resonance image for an imaging region based on a resonance signal.
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場が形成された撮像空間において、被検体にて撮影する撮影領域から磁気共鳴信号を収集するように、その撮影領域についてスキャンを実施する。ここでは、電磁波であるRFパルスを撮影領域に照射することにより、その撮影領域におけるプロトン(proton)のスピン(spin)による磁化ベクトルを、核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)現象によって励起させ、その励起された磁化ベクトルが元の磁化ベクトルへ戻る際に発生する磁気共鳴信号を収集する。そして、このスキャンの実施によって収集された磁気共鳴信号を、ローデータ(Raw Data)とし、その被検体の撮影領域について磁気共鳴画像を再構成する。 The magnetic resonance imaging apparatus scans the imaging region so as to collect magnetic resonance signals from the imaging region imaged by the subject in the imaging space where the static magnetic field is formed. Here, by irradiating an imaging region with an RF pulse that is an electromagnetic wave, a magnetization vector due to a spin of a proton in the imaging region is excited by a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon, A magnetic resonance signal generated when the excited magnetization vector returns to the original magnetization vector is collected. Then, the magnetic resonance signals collected by performing this scan are used as raw data, and a magnetic resonance image is reconstructed for the imaging region of the subject.
磁気共鳴イメージング装置は、医療分野、産業分野などのさまざまな分野において利用されており、その目的に応じて、さまざまなイメージング方法で被検体の撮影領域が撮像されている。 Magnetic resonance imaging apparatuses are used in various fields such as the medical field and the industrial field, and an imaging region of a subject is imaged by various imaging methods according to the purpose.
たとえば、磁気共鳴イメージング装置において用いられるイメージング方法として、FIESTA(Fast Imaging Employing Steady state Precession)と呼ばれるBalanced SSFP法が知られている。このBalanced SSFP法は、グラディエント・エコー(Gradient Echo)系であって、繰返し時間(TR:Time of repetition)内において印加する勾配磁場によって生ずる横磁化の位相シフトを、そのTR内において完全に巻き戻すパルスシーケンス(pulse sequence)であって、FID(Free Induction Decay)信号とエコー信号とを含むように、磁気共鳴信号を収集できる。このため、その磁気共鳴信号の信号強度が大きくなるため、高いコントラスト(contrast)の磁気共鳴画像を高速に生成することが実現できる。特に、この方法においては、人体などの生体において流れる血流部分について、高いコントラストの磁気共鳴画像を生成することができる(たとえば、特許文献1参照)。 For example, as an imaging method used in a magnetic resonance imaging apparatus, a balanced SSFP method called FIESTA (Fast Imaging Employing Steady State Precession) is known. This Balanced SSFP method is a gradient echo system, and a phase shift of transverse magnetization caused by a gradient magnetic field applied within a repetition time (TR: Time of repetition) is completely rewound within the TR. A magnetic resonance signal can be collected so as to include a FID (Free Induction Decay) signal and an echo signal, which is a pulse sequence. For this reason, since the signal intensity of the magnetic resonance signal is increased, it is possible to realize high-contrast magnetic resonance image generation at high speed. In particular, in this method, a high-contrast magnetic resonance image can be generated for a blood flow portion flowing in a living body such as a human body (see, for example, Patent Document 1).
また、生体である被検体の体動によって磁気共鳴画像に体動アーチファクト(artifact)が発生することを抑制するイメージング方法が提案されている。 In addition, an imaging method has been proposed that suppresses the occurrence of body motion artifacts in magnetic resonance images due to body motion of a subject that is a living body.
体動が生ずる部分を含む撮影領域から収集した磁気共鳴信号を、k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように、スキャンを繰り返した場合には、それぞれの位置において信号強度が変動するので、磁気共鳴画像に体動アーチファクトが発生する場合がある。たとえば、シーケンシャル(sequential)法によって、k空間の位相エンコード方向における負の最大位置のビューから正の最大位置のビューに向かう順番で、k空間に磁気共鳴信号を充填した場合には、このような不具合が発生する場合がある。 When the scan is repeated so that the magnetic resonance signals collected from the imaging region including the part where the body motion occurs are continuously filled along the time axis in rows aligned in the phase encoding direction in the k space, Since the signal intensity varies at the position, body motion artifacts may occur in the magnetic resonance image. For example, when the k-space is filled with magnetic resonance signals in the order from the negative maximum position view in the k-space phase encoding direction to the positive maximum position view by the sequential method, A bug may occur.
このため、被検体の体動を検出後に、その検出された検出データに応じて位相エンコードの順序を制御するように、ビュー・オーダリング(view ordering)を実施することによって、体動アーチファクトが発生することを抑制するイメージング方法が提案されている。たとえば、ハイ・ソート(High sort)法にてビュー・オーダリングを実施し、1ビューごとに体動が激しく生じた場合と同じように磁気共鳴信号をk空間に充填する場合には、その磁気共鳴画像の端部に体動アーチファクトを移動できるため、画像品質を向上させることができる。特に、目的とするFOV(Field Of View)よりもビュー数が多いFOVに対応するように、このハイ・ソート法にて磁気共鳴信号を収集した場合には、その目的のFOVの外部に体動アーチファクトが移動されるので、好適である(たとえば、特許文献2,特許文献3参照)。 For this reason, after detecting the body movement of the subject, body order artifacts are generated by performing view ordering so as to control the order of phase encoding according to the detected detection data. An imaging method for suppressing this has been proposed. For example, when view ordering is performed by the high sort method and magnetic resonance signals are filled in the k-space in the same manner as when body motion is intense for each view, the magnetic resonance is performed. Since the body movement artifact can be moved to the edge of the image, the image quality can be improved. In particular, when a magnetic resonance signal is collected by this high sort method so as to correspond to an FOV having a larger number of views than the target FOV (Field Of View), the body motion is moved outside the target FOV. This is preferable because the artifact is moved (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
上記のようなビュー・オーダリングを被検体の呼吸運動による呼吸信号に応じるように実施するイメージング方法は、ROPE(Respiratory Ordered Phase Encoding)法と呼ばれている。また、上記のようなビュー・オーダリングを被検体の心拍運動による心拍信号に応じるように実施するイメージング方法は、カーディアック・コンペンセイション(Cardiac Compensation)法と呼ばれている。 An imaging method that performs the above-described view ordering so as to respond to a respiratory signal generated by the subject's respiratory motion is called a ROPE (Respiratory Ordered Phase Encoding) method. An imaging method in which the view ordering as described above is performed in accordance with a heartbeat signal due to a heartbeat motion of a subject is called a cardiac compensation method.
さらに、上記の他に、血流によるアーチファクトの発生を抑制するイメージング方法として、フロー・コンペンセイション(Flow Compensation)法が提案されている。フロー・コンペンセイション法においては、血流によって変位するスピンの位相を、流れ補償パルスと呼ばれる勾配パルスを用いて補正することによって、血流によるアーチファクトの発生を抑制している(たとえば、特許文献4参照)。 In addition to the above, a flow compensation method has been proposed as an imaging method for suppressing the occurrence of artifacts due to blood flow. In the flow compensation method, the occurrence of artifacts due to blood flow is suppressed by correcting the phase of the spin displaced by the blood flow using a gradient pulse called a flow compensation pulse (for example, Patent Documents). 4).
また、磁気共鳴イメージング装置を用いて、MRA(MR angiography)と呼ばれる血管撮影が実施されている。このMRAにおいて、造影剤を使用しないイメージング方法として、FBI(Fresh Blood Imaging)が知られている(たとえば、特許文献5,特許文献6参照)。 Angiography called MRA (MR angiography) is performed using a magnetic resonance imaging apparatus. In this MRA, FBI (Fresh Blood Imaging) is known as an imaging method that does not use a contrast agent (see, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6).
FBI法では、心拡張期と心収縮期とのそれぞれにおいて、被検体にて動脈を含む撮影領域について画像を生成する。そして、これらの画像間の差分値に基づいて、その撮影領域のMRA画像を得る。この方法は、FSE(Fast Spin Echo)法によって撮影領域をイメージングした際に、その撮影領域の磁気共鳴画像において、動脈に対応する部分にフローボイド(Flow Boid)と呼ばれる現象が生ずることを利用している。このため、FBI方法においては、心収縮期では動脈の血流速度が速いために動脈からの信号強度が低くなり、心拡張期では動脈の血流速度が遅いために動脈からの信号強度が高くなるため、その両者の画像の差分値に基づいて生成されたMRA画像は、動脈部分において高いコントラストになる。 In the FBI method, an image is generated for an imaging region including an artery in a subject in each of a diastole and a systole. Then, based on the difference value between these images, an MRA image of the imaging region is obtained. This method utilizes the fact that when an imaging region is imaged by the FSE (Fast Spin Echo) method, a phenomenon called a flow void occurs in a portion corresponding to an artery in a magnetic resonance image of the imaging region. ing. For this reason, in the FBI method, the arterial blood flow velocity is high in the systole and the signal strength from the artery is low. In diastole, the arterial blood velocity is slow and the signal strength from the artery is high. Therefore, the MRA image generated based on the difference value between the two images has high contrast in the artery portion.
しかしながら、FBI法においては、上記のように複数のタイミングで複数の画像を撮影するために、各タイミングに対応するように心拍信号のR波からの遅延時間(Delay Time)を正確に求める必要が生じるため、撮影のスループット(throughput)が低下する場合がある。 However, in the FBI method, in order to capture a plurality of images at a plurality of timings as described above, it is necessary to accurately obtain a delay time (Delay Time) from the R wave of the heartbeat signal so as to correspond to each timing. As a result, the throughput of shooting may be reduced.
また、FBI法においては、心収縮期における動脈部分にフローボイドを生じさせるために、FSE法にてイメージングを実施する必要があり、上記のように血流部分のコントラストが高いイメージング方法として知られているFIESTAなどのBalanced SSFP法を用いることができない。このため、画像品質を向上することが困難な場合がある。 In the FBI method, it is necessary to perform imaging by the FSE method in order to generate a flow void in the arterial part during systole, and it is known as an imaging method with high contrast of the blood flow part as described above. The Balanced SSFP method such as FIESTA cannot be used. For this reason, it may be difficult to improve the image quality.
したがって、本発明は、MRAにおいて撮影のスループットを向上可能であって、画像品質を向上可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴画像生成方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetic resonance image generation method capable of improving the imaging throughput in MRA and improving the image quality.
本発明は、被検体において動脈を含む撮影領域から磁気共鳴信号を収集するスキャンを実施することによって、前記撮影領域についてイメージングする磁気共鳴イメージング装置であって、k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように前記スキャンの実施にて収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第1の画像を生成する第1画像生成部と、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するように前記スキャンの実施にてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第2の画像を生成する第2画像生成部と、前記第1画像生成部によって生成された第1の画像と、前記第2画像生成部によって生成された第2の画像との間において差分処理を実施することによって差分画像を生成する差分画像生成部とを有する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus that performs imaging on a radiographing region by performing a scan that collects magnetic resonance signals from a radiographing region including an artery in a subject. A first image generation unit that generates a first image of the imaging region using the magnetic resonance signals collected in the execution of the scan so as to continuously fill along the time axis; A second image generation unit configured to generate a second image for the imaging region using magnetic resonance signals collected in k-space in the execution of the scan so as to correspond to the high-sort method in the session method; The difference between the first image generated by the first image generation unit and the second image generated by the second image generation unit And a differential image generating section that generates a difference image by performing a process.
好適には、前記差分画像生成部によって生成された差分画像を画面に表示する表示部を有する。 Preferably, the image processing apparatus includes a display unit that displays the difference image generated by the difference image generation unit on a screen.
好適には、前記撮影領域は、静脈を含む。 Preferably, the imaging region includes a vein.
好適には、前記撮影領域のスピンがSSFP状態になるような繰り返し時間にてRFパルスを繰り返し送信すると共に、前記撮影領域においてスライス選択方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向とのそれぞれに、勾配パルスを前記繰り返し時間内において時間積分値がゼロになるように送信することによって、前記スキャンを実施する。 Preferably, the RF pulse is repeatedly transmitted at a repetition time such that the spin in the imaging region is in the SSFP state, and gradient pulses are respectively transmitted in the slice selection direction, the phase encoding direction, and the frequency encoding direction in the imaging region. Is transmitted so that the time integration value becomes zero within the repetition time.
また、本発明は、被検体において動脈を含む撮影領域について実施されたスキャンによって収集された磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域について磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴画像生成方法であって、前記スキャンの実施において時間軸に沿ってk空間における位相エンコードの行を連続的に充填するように収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第1の画像を生成する第1画像生成ステップと、カーディアック・コンペンセイション法におけるハイ・ソートに対応するように前記スキャンの実施においてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第2の画像を生成する第2画像生成ステップと、前記第1画像生成ステップによって生成された第1の画像と、前記第2画像生成ステップによって生成された第2の画像との間において差分処理を実施することによって差分画像を生成する差分画像生成ステップとを有する。 Further, the present invention is a magnetic resonance image generation method for generating a magnetic resonance image for the imaging region based on a magnetic resonance signal collected by a scan performed on the imaging region including an artery in the subject, A first image generation step of generating a first image for the imaging region using magnetic resonance signals collected to continuously fill rows of phase encoding in k-space along a time axis in performing a scan And a second image for generating a second image for the imaging region using the magnetic resonance signals collected in the k space in the execution of the scan so as to correspond to the high sort in the cardiac compensation method. A generating step, a first image generated by the first image generating step, and a second image generating step. And a difference image generation step of generating a difference image by performing differential processing between the second image generated Te.
好適には、前記差分画像生成ステップによって生成された差分画像を画面に表示する表示ステップを有する。 Preferably, there is a display step of displaying the difference image generated by the difference image generation step on a screen.
好適には、前記撮影領域は、静脈を含む。 Preferably, the imaging region includes a vein.
好適には、前記スキャンは、前記撮影領域のスピンがSSFP状態になるような繰り返し時間にてRFパルスを繰り返し送信すると共に、前記撮影領域においてスライス選択方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向とのそれぞれに、勾配パルスを前記繰り返し時間内において時間積分値がゼロになるように送信することによって、実施される。 Preferably, the scan repeatedly transmits an RF pulse at a repetition time such that the spin of the imaging region is in the SSFP state, and each of a slice selection direction, a phase encoding direction, and a frequency encoding direction in the imaging region. First, a gradient pulse is transmitted within the repetition time so that the time integration value becomes zero.
本発明によれば、MRAにおいて撮影のスループットを向上可能であって、画像品質を向上可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴画像生成方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetic resonance image generation method capable of improving imaging throughput and improving image quality in MRA.
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(装置構成)
図1は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置1の構成を示す構成図である。
(Device configuration)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus 1 in an embodiment according to the present invention.
図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、スキャン部2と、操作コンソール部3とを有しており、被検体SUについて撮影をする撮影領域から磁気共鳴信号を収集するスキャンを実施することによって、その撮影領域について画像を生成するように構成されている。 As shown in FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus 1 includes a scan unit 2 and an operation console unit 3, and performs a scan for collecting magnetic resonance signals from an imaging region for imaging the subject SU. Thus, an image is generated for the photographing region.
具体的には、磁気共鳴イメージング装置1においては、静磁場が形成された撮像空間Bにおいて被検体の撮影領域へRFパルスを送信し、そのRFパルスが送信された撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を受信するように、スキャン部2が被検体の撮影領域についてスキャンを実施する。その後、磁気共鳴イメージング装置1においては、そのスキャンの実施によって受信された磁気共鳴信号に基づいて、操作コンソール部3が撮影領域について磁気共鳴画像を生成する。 Specifically, in the magnetic resonance imaging apparatus 1, an RF pulse is transmitted to the imaging region of the subject in the imaging space B where the static magnetic field is formed, and magnetic resonance generated in the imaging region where the RF pulse is transmitted. The scanning unit 2 scans the imaging region of the subject so as to receive the signal. Thereafter, in the magnetic resonance imaging apparatus 1, the operation console unit 3 generates a magnetic resonance image for the imaging region based on the magnetic resonance signal received by performing the scan.
本実施形態においては、被検体SUにおいて動脈と静脈とを含む撮影領域から磁気共鳴信号を収集するスキャンを実施し、その撮影領域についてMRA画像を磁気共鳴画像として生成する。 In this embodiment, a scan for collecting magnetic resonance signals from an imaging region including an artery and a vein in the subject SU is performed, and an MRA image is generated as a magnetic resonance image for the imaging region.
スキャン部2について説明する。 The scanning unit 2 will be described.
スキャン部2は、図1に示すように、静磁場マグネット部12と、勾配コイル部13と、RFコイル部14と、被検体移動部15と、RF駆動部22と、勾配駆動部23と、データ収集部24とを有しており、操作コンソール部3から出力される制御信号に基づいて、被検体SUの撮影領域についてスキャンを実施する。 As shown in FIG. 1, the scanning unit 2 includes a static magnetic field magnet unit 12, a gradient coil unit 13, an RF coil unit 14, an object moving unit 15, an RF drive unit 22, a gradient drive unit 23, The data collection unit 24 is included, and based on the control signal output from the operation console unit 3, the imaging region of the subject SU is scanned.
スキャン部2は、たとえば、円筒形状になるように形成されており、その中心部分の円柱状の空間を撮像空間Bとして、被検体SUを収容する。そして、スキャン部2は、被検体SUの撮影領域についてスキャンを実施する際には、静磁場マグネット部12によって静磁場が形成された撮像空間B内において、被検体移動部15において載置された被検体SUの撮影領域のスピンを励起するようにRFコイル部14がRFパルスを送信すると共に、そのRFパルスが送信された被検体SUの撮影領域に勾配コイル部13が勾配パルスを送信する。そして、被検体SUの撮影領域において発生する磁気共鳴信号をRFコイル部14が受信する。 The scanning unit 2 is formed to have a cylindrical shape, for example, and accommodates the subject SU with the columnar space at the center thereof as the imaging space B. The scanning unit 2 is placed on the subject moving unit 15 in the imaging space B where the static magnetic field is formed by the static magnetic field magnet unit 12 when scanning the imaging region of the subject SU. The RF coil unit 14 transmits an RF pulse so as to excite spins in the imaging region of the subject SU, and the gradient coil unit 13 transmits a gradient pulse to the imaging region of the subject SU to which the RF pulse has been transmitted. Then, the RF coil unit 14 receives a magnetic resonance signal generated in the imaging region of the subject SU.
本実施形態においては、スキャン部2は、k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように、被検体SUにおいて動脈と静脈とを含む撮影領域についてスキャンを実施する。また、この他に、スキャン部2は、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するように、この撮影領域についてスキャンを実施する。 In the present embodiment, the scanning unit 2 scans an imaging region including an artery and a vein in the subject SU so that rows aligned in the phase encoding direction in the k space are continuously filled along the time axis. To do. In addition to this, the scanning unit 2 performs scanning on this imaging area so as to correspond to the high sort method in the cardiac compensation method.
また、ここでは、FIESTAと呼ばれるBalanced SSFP法に対応したパルスシーケンスにて、このスキャンを実施する。具体的には、被検体SUの撮影領域のスピンがSSFP状態になるような繰り返し時間TRにてRFパルスを繰り返し送信すると共に、その撮影領域においてスライス選択方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向とのそれぞれに、勾配パルスを繰り返し時間TR内において時間積分値がゼロになるように送信することによって、このスキャンを実施する。 Further, here, this scan is performed by a pulse sequence corresponding to the Balanced SSFP method called FIESTA. Specifically, the RF pulse is repeatedly transmitted at a repetition time TR such that the spin of the imaging region of the subject SU is in the SSFP state, and the slice selection direction, the phase encoding direction, and the frequency encoding direction in the imaging region are transmitted. Each of these scans is performed by sending a gradient pulse repeatedly so that the time integration value becomes zero within the time TR.
スキャン部2の各構成要素について、順次、説明する。 Each component of the scanning unit 2 will be described sequentially.
静磁場マグネット部12は、超伝導磁石(図示なし)を含み、被検体SUが収容される撮像空間Bに静磁場を形成するように構成されている。ここでは、静磁場マグネット部12は、被検体移動部15において載置されている被検体SUの体軸方向(z方向)に沿うように静磁場を形成する。すなわち、静磁場マグネット部12は、水平磁場型である。この他に、静磁場マグネット部12は、垂直磁場型であって、たとえば、一対の永久磁石が対面する方向に沿って静磁場を形成するように構成されていてもよい。 The static magnetic field magnet unit 12 includes a superconducting magnet (not shown), and is configured to form a static magnetic field in the imaging space B in which the subject SU is accommodated. Here, the static magnetic field magnet unit 12 forms a static magnetic field along the body axis direction (z direction) of the subject SU placed on the subject moving unit 15. That is, the static magnetic field magnet unit 12 is a horizontal magnetic field type. In addition, the static magnetic field magnet unit 12 may be a vertical magnetic field type, and may be configured to form a static magnetic field along a direction in which a pair of permanent magnets face each other.
勾配コイル部13は、静磁場マグネット部12によって静磁場が形成された撮像空間Bに勾配磁場を形成し、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加するように構成されている。ここでは、勾配コイル部13は、x方向とy方向とz方向との互いに直交する3軸方向のそれぞれに対応するように、3系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部13は、被検体SUの撮影領域に対応するように、その被検体SUのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、RFコイル部14がRFパルスを送信することによって励起させる被検体SUのスライスを選択する。また、勾配コイル部13は、被検体SUの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、RFパルスにより励起されたスライスにおいて生ずる磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部13は、被検体SUの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、RFパルスにより励起されたスライスにおいて生ずる磁気共鳴信号を周波数エンコードする。 The gradient coil unit 13 is configured to form a gradient magnetic field in the imaging space B where the static magnetic field is formed by the static magnetic field magnet unit 12 and to add spatial position information to the magnetic resonance signal received by the RF coil unit 14. Yes. Here, the gradient coil unit 13 includes three systems so as to correspond to the three axial directions orthogonal to each other in the x direction, the y direction, and the z direction. These transmit gradient pulses so as to form gradient magnetic fields in the frequency encoding direction, the phase encoding direction, and the slice selection direction according to the imaging conditions. Specifically, the gradient coil unit 13 applies a gradient magnetic field in the slice selection direction of the subject SU so as to correspond to the imaging region of the subject SU, and the RF coil unit 14 transmits an RF pulse. A slice of the subject SU to be excited is selected. The gradient coil unit 13 applies a gradient magnetic field in the phase encoding direction of the subject SU, and phase encodes the magnetic resonance signal generated in the slice excited by the RF pulse. The gradient coil unit 13 applies a gradient magnetic field in the frequency encoding direction of the subject SU, and frequency encodes the magnetic resonance signal generated in the slice excited by the RF pulse.
RFコイル部14は、静磁場が形成される撮像空間B内において、電磁波であるRFパルスを送信して高周波磁場を形成し、被検体SUの撮影領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、RFコイル部14は、その励起された被検体SUの撮影領域内のプロトンから発生する電磁波を、磁気共鳴信号として受信する。 In the imaging space B where a static magnetic field is formed, the RF coil unit 14 transmits an RF pulse that is an electromagnetic wave to form a high-frequency magnetic field, and excites proton spins in the imaging region of the subject SU. The RF coil unit 14 receives an electromagnetic wave generated from protons in the imaging region of the excited subject SU as a magnetic resonance signal.
ここでは、RFコイル部14は、図1に示すように、送信コイル14aと、受信コイル14bとを有する。ここで、送信コイル14aは、たとえば、バードケージ(birdcage)型のボディコイル(body coil)であって、被検体SUの撮影領域を囲むように配置されており、RFパルスを送信する。一方、受信コイル14bは、たとえば、着脱自在な表面コイルであり、被検体SUの撮影領域に対応するように配置され、その撮影領域から磁気共鳴信号を受信する。たとえば、受信コイル14bは、被検体SUの撮影領域を収容する収容空間(図示なし)が形成されており、その収容空間において被検体SUの撮影領域を収容するように配置される。 Here, as shown in FIG. 1, the RF coil unit 14 includes a transmission coil 14a and a reception coil 14b. Here, the transmission coil 14a is, for example, a birdcage-type body coil, and is disposed so as to surround the imaging region of the subject SU, and transmits an RF pulse. On the other hand, the receiving coil 14b is a detachable surface coil, for example, is disposed so as to correspond to the imaging region of the subject SU, and receives a magnetic resonance signal from the imaging region. For example, the receiving coil 14b is formed with an accommodation space (not shown) that accommodates the imaging region of the subject SU, and is disposed so as to accommodate the imaging region of the subject SU in the accommodation space.
被検体移動部15は、クレードル15aとクレードル移動部15bとを有しており、制御部30から出力される制御信号に基づいて、撮像空間Bの内部と外部との間において、クレードル15aをクレードル移動部15bが移動させるように構成されている。 The subject moving unit 15 includes a cradle 15a and a cradle moving unit 15b, and the cradle 15a is moved between the inside and the outside of the imaging space B based on a control signal output from the control unit 30. The moving unit 15b is configured to move.
ここで、被検体移動部15のクレードル15aは、被検体SUが載置される載置面を備えたテーブルであり、図1に示すように、クレードル移動部15bによって、水平方向xzと上下方向yとのそれぞれの方向に移動され、静磁場が形成される撮像空間Bに搬出入される。そして、図1に示すように、クレードル15aは、その載置面に載置された被検体SUの撮影領域から磁気共鳴信号を受信する受信コイル14bが、その載置面に配置されるように構成されている。 Here, the cradle 15a of the subject moving unit 15 is a table having a placement surface on which the subject SU is placed. As shown in FIG. 1, the cradle moving unit 15b moves the cradle 15a horizontally and vertically. It is moved in the respective directions with respect to y, and is carried in and out of the imaging space B in which a static magnetic field is formed. As shown in FIG. 1, the cradle 15a is arranged such that a receiving coil 14b for receiving a magnetic resonance signal from the imaging region of the subject SU placed on the placement surface is arranged on the placement surface. It is configured.
また、被検体移動部15のクレードル移動部15bは、クレードル15aを撮像空間Bの内部と外部との間において移動するように構成されている。つまり、クレードル移動部15bは、クレードル15aを撮像空間Bの外部から内部へ移動させることによって、撮像空間Bの内部へ収容させるように構成されている。クレードル移動部15bは、たとえば、ローラー式駆動機構を備えており、アクチュエータによりローラーを駆動させてクレードル15aを水平方向xzに移動する。また、クレードル移動部15bは、たとえば、アーム式駆動機構を備えており、交差した2本のアーム間の角度を可変することにより、クレードル15aを上下方向yに移動する。 The cradle moving unit 15b of the subject moving unit 15 is configured to move the cradle 15a between the inside and outside of the imaging space B. That is, the cradle moving unit 15b is configured to be accommodated in the imaging space B by moving the cradle 15a from the outside to the inside of the imaging space B. The cradle moving unit 15b includes, for example, a roller drive mechanism, and drives the roller by an actuator to move the cradle 15a in the horizontal direction xz. The cradle moving unit 15b includes, for example, an arm-type drive mechanism, and moves the cradle 15a in the vertical direction y by changing the angle between the two intersecting arms.
RF駆動部22は、RFコイル部14を駆動させて撮像空間B内にRFパルスを送信させて、撮像空間Bに高周波磁場を形成させるように構成されている。具体的には、RF駆動部22は、操作コンソール部3から出力される制御信号に基づいて、ゲート変調器(図示なし)を用いてRF発振器(図示なし)から出力される信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、RF電力増幅器(図示なし)によって増幅してRFコイル部14に出力し、RFパルスを送信させる。 The RF drive unit 22 is configured to drive the RF coil unit 14 to transmit an RF pulse in the imaging space B so as to form a high-frequency magnetic field in the imaging space B. Specifically, the RF drive unit 22 uses a gate modulator (not shown) to output a signal output from an RF oscillator (not shown) based on a control signal output from the operation console unit 3 at a predetermined timing. After the signal is modulated into a predetermined envelope signal, the signal modulated by the gate modulator is amplified by an RF power amplifier (not shown) and output to the RF coil unit 14 to transmit an RF pulse.
勾配駆動部23は、操作コンソール部3から出力される制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部13に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間B内に勾配磁場を発生させるように構成されている。勾配駆動部23は、3系統の勾配コイル部13に対応して3系統の駆動回路(図示なし)を有する。 Based on the control signal output from the operation console unit 3, the gradient driving unit 23 applies a gradient pulse to the gradient coil unit 13 to drive the gradient coil unit 13, thereby generating a gradient magnetic field in the imaging space B in which a static magnetic field is formed. It is configured to let you. The gradient drive unit 23 includes three systems of drive circuits (not shown) corresponding to the three systems of gradient coil units 13.
データ収集部24は、操作コンソール部3から出力される制御信号に基づいて、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号を収集するように構成されている。ここでは、データ収集部24は、RFコイル部14が受信する磁気共鳴信号をRF駆動部22のRF発振器(図示なし)の出力を参照信号として位相検波器(図示なし)が位相検波する。その後、A/D変換器(図示なし)を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。 The data collection unit 24 is configured to collect magnetic resonance signals received by the RF coil unit 14 based on control signals output from the operation console unit 3. Here, in the data collection unit 24, the phase detector (not shown) detects the magnetic resonance signal received by the RF coil unit 14 using the output of the RF oscillator (not shown) of the RF drive unit 22 as a reference signal. Thereafter, using an A / D converter (not shown), the magnetic resonance signal, which is an analog signal, is converted into a digital signal and output.
操作コンソール部3について説明する。 The operation console unit 3 will be described.
操作コンソール部3は、図1に示すように、制御部30と、データ処理部31と、操作部32と、表示部33と、記憶部34とを有している。操作コンソール部3は、スキャン部2が被検体SUの撮影領域についてスキャンを実施するように制御する。そして、操作コンソール部3は、そのスキャン部2がスキャンを実施することによって収集した磁気共鳴信号に基づいて、被検体SUの撮影領域について磁気共鳴画像を生成すると共に、その生成した磁気共鳴画像を表示する。 As illustrated in FIG. 1, the operation console unit 3 includes a control unit 30, a data processing unit 31, an operation unit 32, a display unit 33, and a storage unit 34. The operation console unit 3 controls the scan unit 2 so as to scan the imaging region of the subject SU. Then, the operation console unit 3 generates a magnetic resonance image for the imaging region of the subject SU based on the magnetic resonance signals collected by the scanning unit 2 performing the scan, and the generated magnetic resonance image is displayed. indicate.
操作コンソール部3の各構成要素について、順次、説明する。 Each component of the operation console unit 3 will be described sequentially.
制御部30は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部30は、設定されたスキャン条件に対応するように、RF駆動部22と勾配駆動部23とデータ収集部24とのそれぞれに制御信号を出力することによって、スキャンを実行させる。そして、これと共に、データ処理部31と表示部33と記憶部34とへ、制御信号を出力し、制御を行う。 The control unit 30 includes a computer and a memory that stores a program that causes the computer to execute predetermined data processing, and controls each unit. Here, the control unit 30 outputs a control signal to each of the RF drive unit 22, the gradient drive unit 23, and the data collection unit 24 so as to correspond to the set scan condition, thereby executing a scan. At the same time, a control signal is output to the data processing unit 31, the display unit 33, and the storage unit 34 to perform control.
データ処理部31は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記憶するメモリとを有しており、制御部30から出力された制御信号に基づいて、データ処理を実施する。ここでは、データ処理部31は、操作部32においてオペレータによって入力された指令に基づいて、被検体SUについてスキャンを実施する際のスキャン条件を設定するように構成されている。また、データ処理部31は、上記にて設定されたスキャン条件に対応するように、スキャン部2がスキャンを実行することによって収集された磁気共鳴信号をローデータとし、その被検体SUの撮影領域について磁気共鳴画像を生成するように構成されている。具体的には、スキャンの実施によってデータ収集部24が収集した磁気共鳴信号をデジタル信号として取得し、そのデジタル信号に変換された磁気共鳴信号に対して画像再構成処理を実施して、被検体SUの撮影領域について磁気共鳴画像を生成する。たとえば、k空間に対応するように収集された磁気共鳴信号を、逆フーリエ変換することによって、この磁気共鳴画像を再構成する。そして、その生成した磁気共鳴画像の画像データを表示部33に出力する。 The data processing unit 31 includes a computer and a memory that stores a program that executes predetermined data processing using the computer, and performs data processing based on a control signal output from the control unit 30. To do. Here, the data processing unit 31 is configured to set scan conditions for performing a scan on the subject SU based on a command input by the operator in the operation unit 32. In addition, the data processing unit 31 uses the magnetic resonance signals collected by the scan unit 2 executing a scan as raw data so as to correspond to the scan conditions set above, and obtains an imaging region of the subject SU. Is configured to generate a magnetic resonance image. Specifically, the magnetic resonance signal collected by the data collection unit 24 by performing the scan is acquired as a digital signal, and image reconstruction processing is performed on the magnetic resonance signal converted into the digital signal, so that the subject A magnetic resonance image is generated for the imaging region of the SU. For example, the magnetic resonance image is reconstructed by performing an inverse Fourier transform on the magnetic resonance signals collected so as to correspond to the k-space. Then, the generated image data of the magnetic resonance image is output to the display unit 33.
図2は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置1の操作コンソール部3を構成するデータ処理部31の機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram of the data processing unit 31 constituting the operation console unit 3 of the magnetic resonance imaging apparatus 1 in the embodiment according to the present invention.
図2に示すように、データ処理部31は、第1画像生成部311と、第2画像生成部312と、差分画像生成部313とのそれぞれとして、コンピュータがプログラムによって機能するように構成されている。 As shown in FIG. 2, the data processing unit 31 is configured such that the computer functions as a program as a first image generation unit 311, a second image generation unit 312, and a difference image generation unit 313. Yes.
データ処理部31において第1画像生成部311は、k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように、スキャンが実施されてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、被検体SUの撮影領域について第1の画像を生成する。 In the data processing unit 31, the first image generation unit 311 scans the magnetic resonance signals collected in the k space so that the rows arranged in the phase encoding direction in the k space are continuously filled along the time axis. Is used to generate a first image for the imaging region of the subject SU.
データ処理部31において第2画像生成部312は、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するように、スキャンが実施されてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、被検体SUの撮影領域について第2の画像を生成する。 In the data processing unit 31, the second image generation unit 312 uses the magnetic resonance signals that have been scanned and collected in the k space so as to correspond to the high sort method in the cardiac compensation method. A second image is generated for the imaging region of the sample SU.
データ処理部31において差分画像生成部313は、第1画像生成部311によって生成された第1の画像と、第2画像生成部312によって生成された第2の画像との間において差分処理を実施することによって差分画像をMRA画像として生成する。 In the data processing unit 31, the difference image generation unit 313 performs difference processing between the first image generated by the first image generation unit 311 and the second image generated by the second image generation unit 312. By doing so, a difference image is generated as an MRA image.
操作部32は、キーボード(keyboard)やポインティングデバイス(pointing device)などの操作デバイスにより構成されている。操作部32は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部30に出力する。 The operation unit 32 includes operation devices such as a keyboard and a pointing device. The operation unit 32 is input with operation data by an operator and outputs the operation data to the control unit 30.
表示部33は、LCD(Liquid Cristal Display)などの表示デバイスにより構成されており、制御部30から出力された制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。ここでは、表示部33は、オペレータが操作データを入力する入力項目を示す操作画像を、表示画面に表示する。具体的には、被検体SUについてスキャンを実施する際のスキャンパラメータについて入力する入力項目を示すメニュー画像を表示画面に表示する。この他に、表示部33は、データ処理部31において被検体SUについて生成された磁気共鳴画像の画像データを受けて、表示画面に表示する。 The display unit 33 includes a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), and displays an image on the display screen based on a control signal output from the control unit 30. Here, the display unit 33 displays on the display screen an operation image indicating input items for the operator to input operation data. Specifically, a menu image indicating input items to be input for scan parameters when scanning the subject SU is displayed on the display screen. In addition, the display unit 33 receives the image data of the magnetic resonance image generated for the subject SU in the data processing unit 31 and displays it on the display screen.
本実施形態においては、表示部33は、差分画像生成部313によって生成された差分画像を、その表示画面に表示する。 In the present embodiment, the display unit 33 displays the difference image generated by the difference image generation unit 313 on the display screen.
記憶部34は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部34は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部30によってアクセスされる。 The storage unit 34 includes a memory and stores various data. The storage unit 34 is accessed by the control unit 30 as necessary for the stored data.
(動作)
以下より、上記の磁気共鳴イメージング装置1を用いて、人体である被検体SUの撮影領域をイメージングする方法について説明する。
(Operation)
Hereinafter, a method for imaging the imaging region of the subject SU, which is a human body, using the magnetic resonance imaging apparatus 1 will be described.
図3は、本発明にかかる実施形態において、被検体SUの撮影領域をイメージングする際の動作を示すフロー図である。また、図4は、本発明にかかる実施形態において、被検体SUの撮影領域をイメージングする際に生成する画像を示す図である。 FIG. 3 is a flowchart showing an operation when imaging the imaging region of the subject SU in the embodiment according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an image generated when imaging the imaging region of the subject SU in the embodiment according to the present invention.
被検体SUの撮影領域をイメージングする際には、図3に示すように、被検体の撮影領域について第1の画像C1を生成する(S11)。 When imaging the imaging region of the subject SU, as shown in FIG. 3, a first image C1 is generated for the imaging region of the subject (S11).
ここでは、カーディアック・コンペンセイション法を適用しないイメージング方法にてイメージングを実施することによって、被検体の撮影領域について第1の画像C1を生成する。具体的には、k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように収集された磁気共鳴信号を用いて、第1画像生成部311が被検体SUの撮影領域について第1の画像C1を生成する。 Here, the first image C1 is generated for the imaging region of the subject by performing imaging using an imaging method that does not apply the cardiac compensation method. Specifically, the first image generation unit 311 uses the magnetic resonance signals collected so as to continuously fill the rows aligned in the phase encoding direction along the time axis in the k space, so that the first image generation unit 311 captures the imaging region of the subject SU. A first image C1 is generated for.
図5は、本発明にかかる実施形態において、第1の画像C1を生成する際にk空間に磁気共鳴信号を充填するときのビュー番号viewと、その被検体の心拍運動による心拍信号Eとの関係を示す図である。図5において、図5(a)は、心拍信号Eを示しており、横軸が時間軸tであって、縦軸が心拍信号Eの信号強度ESである。また、図5(b)は、図5(a)に示す心拍信号が測定される際におけるビュー番号viewの順序を示している。図5(c)は、図5(a)に示す心拍信号が測定される際に収集される磁気共鳴信号を示しており、横軸がビュー番号viewであり、縦軸が信号強度MSである。なお、説明の都合上、図5においては、心拍信号Eを一定周期の正弦波として示している。また、ビュー番号viewは、k空間の位相エンコード方向における負の位置(たとえば、番号1)のビューから正の位置のビューに向かう順位にて番号(たとえば、番号15)を付した場合について示している。 FIG. 5 shows a view number view when a magnetic resonance signal is filled in the k space when generating the first image C1 and a heartbeat signal E by a heartbeat motion of the subject in the embodiment according to the present invention. It is a figure which shows a relationship. In FIG. 5, FIG. 5A shows the heartbeat signal E, where the horizontal axis is the time axis t and the vertical axis is the signal intensity ES of the heartbeat signal E. FIG. 5B shows the order of view numbers view when the heartbeat signal shown in FIG. 5A is measured. FIG. 5C shows a magnetic resonance signal collected when the heartbeat signal shown in FIG. 5A is measured, the horizontal axis is the view number view, and the vertical axis is the signal intensity MS. . For convenience of explanation, in FIG. 5, the heartbeat signal E is shown as a sine wave having a constant period. Further, the view number view is shown in the case where numbers (for example, number 15) are assigned in the order from the view at the negative position (for example, number 1) to the view at the positive position in the phase encoding direction of the k space. Yes.
図5(a)に示すように周期的な挙動で測定される心拍信号の時間軸tに沿って、図5(b)に示すようなビュー番号viewの順でk空間に磁気共鳴信号を充填するように、位相エンコードを繰り返し時間TRごとに実施することによって、被検体SUにおいて動脈と静脈とを含む撮影領域について、スキャン部2がスキャンを実行する。具体的には、図5(b)に示すように、たとえば、ビュー番号が、1,2,3,4,5,・・・のように、時間軸tに沿って順次増加して位相エンコードを行うように、スキャンを実施する。つまり、心拍信号の変位とは無関係に、シーケンシャル法によって、位相エンコードの順位とビュー番号の順位とが互いに対応するように、磁気共鳴信号を繰り返し時間TRごとに収集する。この場合には、図5(c)に示すように、心拍信号の変位に対応するように、磁気共鳴信号が収集される。 As shown in FIG. 5A, magnetic resonance signals are filled in the k space in the order of view numbers view as shown in FIG. 5B along the time axis t of the heartbeat signal measured with a periodic behavior. As described above, by performing the phase encoding at every repetition time TR, the scan unit 2 performs a scan on the imaging region including the artery and the vein in the subject SU. Specifically, as shown in FIG. 5B, for example, the view number is sequentially increased along the time axis t as 1, 2, 3, 4, 5,. Carry out the scan as you do. That is, regardless of the displacement of the heartbeat signal, magnetic resonance signals are repeatedly collected at every time TR so that the phase encoding order and the view number order correspond to each other by the sequential method. In this case, as shown in FIG. 5C, magnetic resonance signals are collected so as to correspond to the displacement of the heartbeat signal.
また、このスキャンの実施においては、FIESTAと呼ばれるBalanced SSFP法に対応したパルスシーケンスにて磁気共鳴信号の収集を実行する。 In this scan, magnetic resonance signals are collected using a pulse sequence corresponding to the Balanced SSFP method called FIESTA.
図6は、本発明にかかる実施形態において、被検体についてスキャンを実施する際のパルスシーケンスを示す図である。図6において、RFは、RFパルスを送信する時間軸であり、Gsliceは、スライス選択方向に勾配パルスを送信する時間軸であり、Greadは、周波数エンコード方向に勾配パルスを送信する時間軸を示しており、Gwarpは、位相エンコード方向に勾配パルスを送信する時間軸を示しており、それぞれは、横軸が時間軸tであり、縦軸がパルス強度を示している。 FIG. 6 is a diagram showing a pulse sequence when scanning a subject in the embodiment according to the present invention. In FIG. 6, RF is a time axis for transmitting an RF pulse, Gslice is a time axis for transmitting a gradient pulse in the slice selection direction, and Gread indicates a time axis for transmitting the gradient pulse in the frequency encoding direction. Gwarp indicates a time axis for transmitting a gradient pulse in the phase encoding direction, and in each case, the horizontal axis indicates the time axis t and the vertical axis indicates the pulse intensity.
Balanced SSFP法においては、被検体SUの撮影領域のスピンがSSFP状態になるような繰り返し時間TRにてRFパルスを繰り返し送信する。そして、図6に示すように、スライス選択方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向とのそれぞれに印加する勾配パルスを、その繰り返し時間TR内において時間積分値がゼロになるように送信することによって、その繰返し時間TR内にて生ずる横磁化の位相シフトを完全に巻き戻す。そして、このパルスシーケンスを繰返し実行する際には、上記のようなビュー番号に対応するように、位相エンコード方向に勾配パルスを繰り返し時間TRごとに印加する。 In the Balanced SSFP method, RF pulses are repeatedly transmitted at a repetition time TR such that the spin in the imaging region of the subject SU is in the SSFP state. Then, as shown in FIG. 6, by transmitting gradient pulses to be applied to each of the slice selection direction, the phase encoding direction, and the frequency encoding direction so that the time integration value becomes zero within the repetition time TR, The phase shift of transverse magnetization that occurs within the repetition time TR is completely rewound. When this pulse sequence is repeatedly executed, a gradient pulse is applied in the phase encoding direction at every repetition time TR so as to correspond to the view number as described above.
そして、上記のように収集された磁気共鳴信号に基づいて、第1画像生成部311が、その被検体SUの撮影領域について第1の画像C1を生成する。 Then, based on the magnetic resonance signals collected as described above, the first image generation unit 311 generates a first image C1 for the imaging region of the subject SU.
具体的には、図4に示すように、第1の画像C1は、動脈部分DMと静脈部分JMとに対応する画素部分が、高い輝度であって、他の部分が低い輝度になるように形成される。すなわち、血流部分についてコントラストが高い磁気共鳴画像として、第1の画像C1が生成される。 Specifically, as shown in FIG. 4, the first image C1 is such that the pixel portions corresponding to the arterial portion DM and the vein portion JM have high luminance and the other portions have low luminance. It is formed. That is, the first image C1 is generated as a magnetic resonance image with high contrast for the blood flow portion.
つぎに、図3に示すように、被検体の撮影領域について第2の画像C2を生成する(S21)。 Next, as shown in FIG. 3, a second image C2 is generated for the imaging region of the subject (S21).
ここでは、カーディアック・コンペンセイション法を適用したイメージング方法にてイメージングを実施することによって、被検体の撮影領域について第2の画像C2を生成する。すなわち、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するようにk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、第2画像生成部312が被検体SUの撮影領域について第2の画像C2を生成する。本実施形態においては、カーディアック・コンペンセイション法を適用したことを除き、第1の画像C1の生成のためのスキャンと同じスキャン条件にて、スキャンを実施後、そのスキャンの実施にて収集された磁気共鳴信号に基づいて第2の画像C2を生成する。 Here, the second image C2 is generated for the imaging region of the subject by performing imaging using an imaging method to which the cardiac compensation method is applied. That is, the second image generation unit 312 uses the magnetic resonance signals collected in the k space so as to correspond to the high sort method in the cardiac compensation method, and the second image generation unit 312 performs the second image on the imaging region of the subject SU. C2 is generated. In the present embodiment, except that the cardiac compensation method is applied, the scan is performed under the same scan conditions as the scan for generating the first image C1, and then collected by performing the scan. A second image C2 is generated based on the magnetic resonance signal.
図7は、本発明にかかる実施形態において、第2の画像C2を生成する際にk空間に磁気共鳴信号を充填するときのビュー番号viewと、その被検体の心拍運動による心拍信号Eとの関係を示す図である。図7において、図7(a)は、心拍信号Eを示しており、横軸が時間軸tであって、縦軸が心拍信号Eの信号強度ESである。また、図7(b)は、図7(a)に示す心拍信号が測定される際におけるビュー番号viewの順序を示している。図7(c)は、図7(a)に示す心拍信号が測定される際に収集される磁気共鳴信号を示しており、横軸がビュー番号viewであり、縦軸が信号強度MSである。なお、図5と同様に、説明の都合上、図7においては、心拍信号Eを一定周期の正弦波として示している。また、ビュー番号viewは、k空間の位相エンコード方向における負の位置(たとえば、番号1)のビューから正の位置のビューに向かう順位にて番号(たとえば、番号15)を付した場合について示している。 FIG. 7 shows a view number view when a magnetic resonance signal is filled in k-space when generating the second image C2 in the embodiment according to the present invention, and a heartbeat signal E based on a heartbeat motion of the subject. It is a figure which shows a relationship. In FIG. 7, FIG. 7A shows the heartbeat signal E, where the horizontal axis is the time axis t and the vertical axis is the signal intensity ES of the heartbeat signal E. FIG. 7B shows the order of view numbers view when the heartbeat signal shown in FIG. 7A is measured. FIG. 7C shows a magnetic resonance signal collected when the heartbeat signal shown in FIG. 7A is measured, the horizontal axis is the view number view, and the vertical axis is the signal intensity MS. . As in FIG. 5, for convenience of explanation, in FIG. 7, the heartbeat signal E is shown as a sine wave having a fixed period. Further, the view number view is shown in the case where numbers (for example, number 15) are assigned in the order from the view at the negative position (for example, number 1) to the view at the positive position in the phase encoding direction of the k space. Yes.
図7(a)に示すように周期的な挙動で測定される心拍信号の時間軸tに沿って、図7(b)に示すようなビュー番号viewの順でk空間に磁気共鳴信号を充填するように、位相エンコードを繰り返し時間TRごとに実施することによって、被検体SUにおいて動脈と静脈とを含む撮影領域について、スキャン部2がスキャンを実行する。具体的には、磁気共鳴信号を収集する際には予め検出した心拍信号Eを用いて、ハイ・ソート法に対応するように、図7(b)に示すように、その心拍信号Eの変位に応じてビュー番号viewを並び替えた後、その並び替えたビュー番号viewに対応するように、スキャン部2がスキャンを実行する。たとえば、3,5,7,9,11,13,15,14,12,10,8,6,4,2,1のビュー番号viewの順で、時間軸tに沿って位相エンコードを行うように、スキャンを実施する。これにより、図7(c)に示すように、1ビューごとに、心拍信号の位相が変動した場合と同様にして、磁気共鳴信号が収集される。 As shown in FIG. 7A, magnetic resonance signals are filled in the k space in the order of view numbers view as shown in FIG. 7B along the time axis t of the heartbeat signal measured with a periodic behavior. As described above, by performing the phase encoding at every repetition time TR, the scan unit 2 performs a scan on the imaging region including the artery and the vein in the subject SU. Specifically, when collecting the magnetic resonance signals, the heartbeat signal E detected in advance is used to correspond to the high sort method, as shown in FIG. After the view number view is rearranged according to the scan number, the scan unit 2 performs a scan so as to correspond to the rearranged view number view. For example, phase encoding is performed along the time axis t in the order of the view numbers view of 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2, 1. Then, scan. As a result, as shown in FIG. 7C, magnetic resonance signals are collected in the same manner as when the phase of the heartbeat signal fluctuates for each view.
このため、図4に示すように、上記のように収集された磁気共鳴信号に基づいて生成された第2の画像C2においては、動脈部分DMの血流が心拍に伴い大きく変化するので、その動脈部分DMに対応する画素の信号が、その画像の端部の側へ移動されるために、動脈部分DMに対応する画素は、低い輝度で表示される。 For this reason, as shown in FIG. 4, in the second image C2 generated based on the magnetic resonance signals collected as described above, the blood flow of the arterial portion DM changes greatly with the heartbeat, so that Since the signal of the pixel corresponding to the artery part DM is moved toward the end of the image, the pixel corresponding to the artery part DM is displayed with low luminance.
図8は、本発明にかかる実施形態において、心拍周期Tにおいて流れる血液の速度vの時間軸tにおける推移を示す図である。図8においては、動脈を流れる血液の流速vdと、静脈を流れる血液の流速vjとのそれぞれを示している。 FIG. 8 is a diagram showing a transition of the velocity v of blood flowing in the heartbeat period T on the time axis t in the embodiment according to the present invention. FIG. 8 shows the flow velocity vd of blood flowing through the artery and the flow velocity vj of blood flowing through the vein.
図8に示すように、動脈を流れる血液の流速vdは、心拍周期Tの収縮期TSにおいて加速した後に、減速するように推移する。そして、その後、心拍周期Tの拡張期TKにおいて、動脈を流れる血液の流速vdは、ほぼ一定の速度になるように推移する。これに対して、静脈を流れる血液の流速vjは、図8に示すように、心拍周期Tの収縮期TSおよび拡張期TKの両者において、ほぼ一定の速度になるように推移する。つまり、動脈においては、脈流として血液が流れるが、静脈においては、定常流として血液が流れる。 As shown in FIG. 8, the flow velocity vd of the blood flowing through the artery changes so as to decelerate after accelerating in the systole TS of the cardiac cycle T. After that, in the diastole TK of the heartbeat cycle T, the flow velocity vd of the blood flowing through the artery changes so as to become a substantially constant speed. On the other hand, the flow velocity vj of the blood flowing through the vein changes so as to become a substantially constant speed in both the systole TS and the diastole TK of the heartbeat period T as shown in FIG. That is, blood flows as a pulsating flow in an artery, but blood flows as a steady flow in a vein.
このため、第2の画像C2は、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するようにk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて生成されているので、図4に示したように、静脈部分JMに対応する画素部分が高い輝度であって、動脈部分DMを含む他の部分が低い輝度になるように生成される。 For this reason, the second image C2 is generated by using the magnetic resonance signals collected in the k-space so as to correspond to the high sort method in the cardiac compensation method. As described above, the pixel portion corresponding to the vein portion JM is generated with high luminance, and other portions including the artery portion DM are generated with low luminance.
なお、目的とするFOVよりもビュー数が多いFOVに対応するように、このハイ・ソート法にて磁気共鳴信号を収集した場合には、その目的のFOVの外部に動脈部分に対応する画素の信号が移動されるため、より好適な画像品質にて、第2の画像C2を生成することができる。 When a magnetic resonance signal is collected by this high sorting method so as to correspond to an FOV having a larger number of views than the target FOV, the pixel corresponding to the arterial portion is outside the target FOV. Since the signal is moved, the second image C2 can be generated with more favorable image quality.
つぎに、図3に示すように、第1の画像C1と第2の画像C2との差分画像CGを生成する(S31)。 Next, as shown in FIG. 3, a difference image CG between the first image C1 and the second image C2 is generated (S31).
ここでは、上記のようにして生成した第1の画像C1の各画素値から、第2の画像C2の画素値を差分する差分処理を差分画像生成部313が実施することによって、差分画像CGを生成する。つまり、第1の画像C1と、第2の画像C2とにおいて、同じ画素位置(x,y)にある画素の画素値C1(x,y),C2(x,y)を減算した減算値CI(x,y)を算出後、その減算値CI(x,y)を画素値にすることによって、差分画像CGをMRA画像として生成する。 Here, the difference image generation unit 313 performs difference processing for subtracting the pixel value of the second image C2 from each pixel value of the first image C1 generated as described above, whereby the difference image CG is obtained. Generate. That is, the subtraction value CI obtained by subtracting the pixel values C1 (x, y) and C2 (x, y) of the pixels at the same pixel position (x, y) in the first image C1 and the second image C2. After calculating (x, y), the subtraction value CI (x, y) is used as a pixel value to generate a difference image CG as an MRA image.
上記したように、第1の画像C1においては、動脈部分DMと静脈部分JMとのそれぞれの画素が高い輝度であって、他の部分が低い輝度である。。これに対し、第2の画像C2は、静脈部分JMに対応する画素部分が高い輝度であって、動脈部分DMを含む他の部分が低い輝度である。 As described above, in the first image C1, the pixels of the arterial portion DM and the vein portion JM have high luminance, and the other portions have low luminance. . On the other hand, in the second image C2, the pixel portion corresponding to the vein portion JM has high luminance, and other portions including the artery portion DM have low luminance.
このため、この第1の画像C1と第2の画像C2との間において差分処理を実施することによって生成された差分画像CGにおいては、図4に示すように、静脈部分JMの画素の画素値が、ほぼゼロの小さな値になるのに対して、動脈部分DMの画素が大きな値になり、動脈部分DMのみが高い輝度で描出される。このため、差分画像CGにおいては、動脈部分DMが分離されたように生成される。 Therefore, in the difference image CG generated by performing the difference process between the first image C1 and the second image C2, as shown in FIG. 4, the pixel value of the pixel of the vein portion JM However, the pixel of the arterial portion DM has a large value, whereas only the arterial portion DM is rendered with high luminance. Therefore, the difference image CG is generated as if the arterial portion DM is separated.
つぎに、図3に示すように、差分画像CGを表示する(S41)。 Next, as shown in FIG. 3, the difference image CG is displayed (S41).
ここでは、上記のように生成された差分画像CGを、表示部33が表示画面に表示する。 Here, the display unit 33 displays the difference image CG generated as described above on the display screen.
以上のように、本実施形態は、カーディアック・コンペンセイション法を適用しないイメージング方法にて被検体SUの撮影領域についてイメージングを実施することによって第1の画像C1を生成する。そして、カーディアック・コンペンセイション法を適用したイメージング方法にて被検体SUの撮影領域についてイメージングを実施することによって第2の画像C2を生成する。この第2の画像C2は、カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法を適用しているので、動脈部分の信号が端部または外部に移動された画像として生成される。その後、第1の画像C1と第2の画像C2との間において差分処理を実施することによって差分画像CGを生成する。この差分画像CGにおいては、上記のように、動脈部分DMのみが描出される。本実施形態においては、FBI法と異なり、遅延時間を正確に求める必要がない。このため、本実施形態は、撮影のスループットを向上させることができる。そして、心位相によらずに、データ収集をすることができるので、データ収集効率を向上できる。 As described above, in the present embodiment, the first image C1 is generated by performing imaging on the imaging region of the subject SU by an imaging method that does not apply the cardiac compensation method. Then, the second image C2 is generated by performing imaging on the imaging region of the subject SU by an imaging method to which the cardiac compensation method is applied. Since the high sort method is applied to the second image C2 in the cardiac compensation method, the second image C2 is generated as an image in which the signal of the arterial portion is moved to the end or the outside. Thereafter, a difference image CG is generated by performing a difference process between the first image C1 and the second image C2. In the difference image CG, only the arterial portion DM is depicted as described above. In the present embodiment, unlike the FBI method, it is not necessary to accurately obtain the delay time. For this reason, this embodiment can improve imaging throughput. Since data can be collected regardless of the cardiac phase, data collection efficiency can be improved.
また、本実施形態は、FBI法のようにフローボイド現象を利用していないため、イメージング方法がFSE法などのパルスシーケンスに限定されない。このため、本実施形態において示したように、血流部分のコントラストが高いBalanced SSFP法に対応したパルスシーケンスを適用することができる。このため、本実施形態は、画像品質を向上することができる。 Further, since the present embodiment does not use the flow void phenomenon unlike the FBI method, the imaging method is not limited to the pulse sequence such as the FSE method. For this reason, as shown in the present embodiment, a pulse sequence corresponding to the Balanced SSFP method in which the contrast of the blood flow portion is high can be applied. For this reason, this embodiment can improve image quality.
さらに、本実施形態は、上記したように、動脈と静脈とを含む撮影領域について生成するMRA画像において、動脈と静脈とのそれぞれが分離して表示されるため、診断効率を向上させることができる。 Furthermore, as described above, in the present embodiment, the diagnosis efficiency can be improved because the arteries and veins are displayed separately in the MRA image generated for the imaging region including the arteries and veins. .
なお、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態において、表示部33は、本発明の表示部に相当する。また、上記の実施形態において、第1画像生成部311は、本発明の第1画像生成部に相当する。また、上記の実施形態において、第2画像生成部312は、本発明の第2画像生成部に相当する。また、上記の実施形態において、差分画像生成部313は、本発明の差分画像生成部に相当する。また、上記の実施形態において、撮像空間Bは、本発明の静磁場空間に相当する。 Note that the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment corresponds to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention. Moreover, in said embodiment, the display part 33 is corresponded to the display part of this invention. In the above embodiment, the first image generation unit 311 corresponds to the first image generation unit of the present invention. In the above embodiment, the second image generation unit 312 corresponds to the second image generation unit of the present invention. In the above embodiment, the difference image generation unit 313 corresponds to the difference image generation unit of the present invention. In the above embodiment, the imaging space B corresponds to the static magnetic field space of the present invention.
また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。 Moreover, when implementing this invention, it is not limited to above-described embodiment, A various deformation | transformation form is employable.
たとえば、上記の実施形態においては、静脈がFOVに含む場合について説明したが、これに限定されない。 For example, in the above embodiment, the case where the vein is included in the FOV has been described, but the present invention is not limited to this.
また、上記の実施形態においては、Balanced SSFP法に対応するパルスシーケンスによってスキャンを実施する場合について説明したが、これに限定されない。 In the above-described embodiment, the case where the scan is performed by the pulse sequence corresponding to the Balanced SSFP method has been described, but the present invention is not limited to this.
また、上記の実施形態において示したパルスシーケンスに、フロー・コンペンセイション法の流れ補償パルスを適用しても良い。たとえば、カーディアック・コンペンセイション法を適用しないイメージング方法にて被検体の撮影領域についてスキャンを実施する際には、流れ補償パルスを適用し、一方で、カーディアック・コンペンセイション法を適用したイメージング方法にて被検体の撮影領域についてスキャンを実施する際には、流れ補償パルスを適用しないことが好ましい。カーディアック・コンペンセイション法を適用しないイメージング方法にて被検体の撮影領域についてスキャンを実施する際に流れ補償パルスを適用した場合には、動脈などの血流によってアーチファクトが第1の画像C1に発生することを防止できるため、好適である。 Further, the flow compensation pulse of the flow compensation method may be applied to the pulse sequence shown in the above embodiment. For example, when scanning the imaging area of a subject with an imaging method that does not apply the cardiac compensation method, the flow compensation pulse was applied, while the cardiac compensation method was applied. It is preferable not to apply the flow compensation pulse when scanning the imaging region of the subject by the imaging method. When a flow compensation pulse is applied when scanning an imaging region of a subject by an imaging method that does not apply the cardiac compensation method, artifacts may be generated in the first image C1 due to blood flow of an artery or the like. Since it can prevent generating, it is suitable.
1:磁気共鳴イメージング装置(磁気共鳴イメージング装置)
2:スキャン部、
3:操作コンソール部、
12:静磁場マグネット部、
13:勾配コイル部、
14:RFコイル部、
15:被検体移動部、
22:RF駆動部、
23:勾配駆動部、
24:データ収集部、
30:制御部、
31:データ処理部、
32:操作部、
33:表示部(表示部)、
34:記憶部、
311:第1画像生成部(第1画像生成部)、
312:第2画像生成部(第2画像生成部)、
313:差分画像生成部(差分画像生成部)、
B:撮像空間(静磁場空間)
1: Magnetic resonance imaging apparatus (magnetic resonance imaging apparatus)
2: Scan section,
3: Operation console part,
12: Static magnetic field magnet section,
13: Gradient coil part,
14: RF coil section,
15: Subject moving part,
22: RF drive unit,
23: Gradient drive unit,
24: Data collection unit,
30: control unit,
31: Data processing unit,
32: Operation unit,
33: Display unit (display unit),
34: Storage unit
311: First image generation unit (first image generation unit),
312: second image generation unit (second image generation unit),
313: difference image generation unit (difference image generation unit),
B: Imaging space (static magnetic field space)
Claims (8)
k空間において位相エンコード方向に並ぶ行を時間軸に沿って連続的に充填するように、前記スキャンの実施にて収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第1の画像を生成する第1画像生成部と、
カーディアック・コンペンセイション法においてハイ・ソート法に対応するように、前記スキャンの実施にてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第2の画像を生成する第2画像生成部と、
前記第1画像生成部によって生成された第1の画像と、前記第2画像生成部によって生成された第2の画像との間において差分処理を実施することによって差分画像を生成する差分画像生成部と
を有する
磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging apparatus for imaging the imaging region by performing a scan to collect a magnetic resonance signal from an imaging region including an artery in a subject,
A first image is generated for the imaging region using the magnetic resonance signals collected in the execution of the scan so as to continuously fill the rows aligned in the phase encoding direction in the k space along the time axis. A first image generation unit;
A second image for generating a second image for the imaging region using magnetic resonance signals collected in the k-space in the execution of the scan so as to correspond to the high-sort method in the cardiac compensation method. An image generator;
A difference image generation unit that generates a difference image by performing difference processing between the first image generated by the first image generation unit and the second image generated by the second image generation unit And a magnetic resonance imaging apparatus.
を有する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 A display unit for displaying the difference image generated by the difference image generation unit on a screen;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The imaging region includes a vein,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。 The RF pulse is repeatedly transmitted at a repetition time so that the spin of the imaging region becomes the SSFP state, and the gradient pulse is transmitted in the repetition time in the slice selection direction, the phase encoding direction, and the frequency encoding direction in the imaging region. Performing the scan by transmitting so that the time integral value is zero within
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記スキャンの実施において時間軸に沿ってk空間における位相エンコードの行を連続的に充填するように収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第1の画像を生成する第1画像生成ステップと、
カーディアック・コンペンセイション法におけるハイ・ソートに対応するように前記スキャンの実施においてk空間に収集された磁気共鳴信号を用いて、前記撮影領域について第2の画像を生成する第2画像生成ステップと、
前記第1画像生成ステップによって生成された第1の画像と、前記第2画像生成ステップによって生成された第2の画像との間において差分処理を実施することによって差分画像を生成する差分画像生成ステップと
を有する
磁気共鳴画像生成方法。 A magnetic resonance image generation method for generating a magnetic resonance image for an imaging region based on a magnetic resonance signal collected by a scan performed on an imaging region including an artery in a subject,
First image generation for generating a first image for the imaging region using magnetic resonance signals collected to continuously fill rows of phase encoding in k-space along the time axis in performing the scan Steps,
A second image generation step of generating a second image for the imaging region using the magnetic resonance signals collected in the k space in the execution of the scan so as to correspond to the high sort in the cardiac compensation method. When,
Difference image generation step of generating a difference image by performing difference processing between the first image generated by the first image generation step and the second image generated by the second image generation step A magnetic resonance image generation method comprising:
を有する、
請求項5に記載の磁気共鳴画像生成方法。 A display step of displaying the difference image generated by the difference image generation step on a screen;
The magnetic resonance image generation method according to claim 5.
請求項5または6に記載の磁気共鳴画像生成方法。 The imaging region includes a vein,
The magnetic resonance image generation method according to claim 5 or 6.
請求項5から7のいずれかに記載の磁気共鳴画像生成方法。 The scan repeatedly transmits an RF pulse at a repetition time such that the spin of the imaging region is in the SSFP state, and in the imaging region, a gradient pulse is generated in each of the slice selection direction, the phase encoding direction, and the frequency encoding direction. Is implemented so that the time integration value becomes zero within the repetition time,
The magnetic resonance image generation method according to claim 5.
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