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CN105007814A - 磁共振成像装置 - Google Patents

磁共振成像装置 Download PDF

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CN105007814A
CN105007814A CN201480012355.0A CN201480012355A CN105007814A CN 105007814 A CN105007814 A CN 105007814A CN 201480012355 A CN201480012355 A CN 201480012355A CN 105007814 A CN105007814 A CN 105007814A
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CN
China
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time
pulse
magnetic resonance
region
control unit
Prior art date
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Application number
CN201480012355.0A
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English (en)
Inventor
矶田裕义
藤本晃司
草原博志
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Canon Medical Systems Corp
Kyoto University NUC
Original Assignee
Toshiba Medical Systems Corp
Kyoto University NUC
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Publication date
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Abstract

实施方式所涉及的磁共振成像装置(100)具备序列控制部(120)和图像生成部(136)。序列控制部(120)从对标记区域施加RF(Radio?Frequency)脉冲开始经过规定的时间后,收集摄像区域内的磁共振信号。图像生成部(136)使用磁共振信号来生成图像。另外,序列控制部(120)以从不选择区域而施加第1RF脉冲到开始收集磁共振信号的第1时间与从选择标记区域而施加第2RF脉冲到开始收集磁共振信号的第2时间不同的方式,来设定RF脉冲的施加定时。

Description

磁共振成像装置
技术领域
本发明的实施方式涉及磁共振成像装置。
背景技术
磁共振成像是通过其拉莫尔(Larmor)频率的RF(RadioFrequency:无线电频率)脉冲磁性地激发被载置于静磁场中的被检体的原子核自旋,根据伴随着该激发而产生的磁共振信号的数据生成图像的摄像法。
作为磁共振成像之一,MRA(Magnetic Resonance Angiography:磁共振血管造影)备受注意。在不投放造影剂而进行摄像的非造影MRA中,例如,在被设定于血管的上游的标记区域对血液施加标记脉冲,在经过规定的时间之后,收集关心区域的数据,从而选择性地描绘出流入关心区域的血液。然而,在该非造影MRA中,在末梢血管的描绘或与背景组织的对比等观点中,存在难以得到足够的图像的状况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-252263号公报
专利文献2:日本特开2008-067857号公报
发明内容
本发明要解决的问题在于,提供一种能够提高非造影摄像中的描绘能力的磁共振成像装置。
实施方式所涉及的磁共振成像装置具备序列控制部和图像生成部。序列控制部从对标记区域施加RF脉冲开始经过规定的时间后,收集摄像区域内的磁共振信号。图像生成部使用磁共振信号来生成图像。另外,序列控制部以第1时间与第2时间不同的方式,来设定RF脉冲的施加定时,上述第1时间是从不选择区域而施加第1RF脉冲到开始收集磁共振信号的时间,上述第2时间是从选择标记区域施加第2RF脉冲到开始收集磁共振信号的时间。第2时间是在第2RF脉冲的施加定时存在于标记区域内的流体直到到达摄像区域内的所希望的位置的时间,第1时间是摄像区域内的组织、并且是通过施加第2RF脉冲来标记的关心对象以外的组织亦即背景组织的纵向磁化分量大致变为零的时间。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的MRI装置的结构的功能性框图。
图2是用于说明Time-SLIP法的图。
图3A是用于说明BBTI时间与图像的关系的图。
图3B是用于说明BBTI时间与图像的关系的图。
图4A是用于说明BBTI时间与图像的关系的图。
图4B是用于说明BBTI时间与图像的关系的图。
图5A是用于说明第1实施方式中的IR脉冲的施加定时的图。
图5B是用于说明第1实施方式中的IR脉冲的施加定时的图。
图6是表示第1实施方式中的处理步骤的流程图。
图7是用于说明第1实施方式中的标记区域以及摄像区域的设定的图。
图8是用于说明肝脏的解剖学构造的图。
图9是用于说明第1实施方式中的脉冲序列的图。
图10是用于说明第1实施方式中的纵向磁化分量的时间变化的图。
图11是用于说明第1实施方式中的肝脏的血管像的图。
图12是用于说明第1实施方式的变形例中的标记区域以及摄像区域的设定的图。
图13是用于说明第2实施方式中的标记区域以及摄像区域的设定的图。
图14是用于说明第2实施方式中的脉冲序列的图。
图15是用于说明第2实施方式中的子宫的血管像(差分图像)的图。
图16A是用于说明第3实施方式中TR与第1TI时间的关系的图。
图16B是用于说明第3实施方式中TR与第1TI时间的关系的图。
图17是用于说明其他的实施方式中的GUI的图。
具体实施方式
以下,参照附图,说明实施方式所涉及的磁共振成像装置(以下,适当地称为“MRI(Magnetic Resonance Imaging:磁共振成像)装置”)。另外,实施方式并不限定于以下的实施方式。另外,在各实施方式中说明的内容在原则上同样能够适用于其他的实施方式。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式所涉及的MRI装置100的结构的功能性框图。如图1所示,MRI装置100具备静磁场磁铁101、静磁场电源102、倾斜磁场线圈103、倾斜磁场电源104、床105、床控制部106、发送线圈107、发送部108、接收线圈109、接收部110、序列控制部120、以及计算机130。另外,在MRI装置100中不包含被检体P(例如,人体)。另外,图1所示的结构只不过是一个例子。例如,序列控制部120以及计算机130内的各部也可以适当地综合或分离来构成。
静磁场磁铁101是形成中空的圆筒形的磁铁,在内部的空间产生静磁场。静磁场磁铁101例如是超导磁铁等,从静磁场电源102接受电流的供给并激发。静磁场电源102向静磁场磁铁101供给电流。另外,静磁场磁铁101可以是永久磁铁,此时,MRI装置100也可以不具备静磁场电源102。另外,静磁场电源102也可以不安装于MRI装置100。
倾斜磁场线圈103是形成为中空的圆筒形的线圈,被配置在静磁场磁铁101的内侧。倾斜磁场线圈103由与相互正交的X、Y、以及Z的各轴对应的三个线圈组合而形成,这三个线圈从倾斜磁场电源104独立地接受电流的供给,产生沿着X、Y、以及Z的各轴而磁场强度发生变化的倾斜磁场。由倾斜磁场线圈103产生的X、Y、以及Z的各轴的倾斜磁场例如是切片编码用倾斜磁场Gs、相位编码用倾斜磁场Ge、以及读出用倾斜磁场Gr。倾斜磁场电源104向倾斜磁场线圈103供给电流。
床105具备载置被检体P的顶板105a,在由床控制部106进行的控制下,在载置有被检体P的状态下将顶板105a向倾斜磁场线圈103的空洞(摄像口)内插入。通常,床105被设置成长边方向与静磁场磁铁101的中心轴平行。床控制部106在计算机130的控制下,驱动床105使顶板105a向长边方向以及上下方向移动。
发送线圈107被配置在倾斜磁场线圈103的内侧,从发送部108接受RF脉冲的供给,产生高频磁场。发送部108将与由作为对象的原子的种类以及由磁场强度决定的拉莫尔频率对应的RF脉冲向发送线圈107供给。
接收线圈109被配置在倾斜磁场线圈103的内侧,接收由于高频磁场的影响而从被检体P发出的磁共振信号(以下,适当地称为“MR(Magnetic Resonance:磁共振)信号”)。当接收MR信号时,接收线圈109将接收到的MR信号向接收部110输出。
另外,上述的发送线圈107以及接收线圈109只不过是一个例子。通过组合只具备发送功能的线圈、只具备接收功能的线圈、或者具备收发功能的线圈中的一个或多个来构成即可。
接收部110检测从接收线圈109输出的MR信号,根据检测到的MR信号生成MR数据。具体而言,接收部110通过对从接收线圈109输出的MR信号进行数字变换来生成MR数据。另外,接收部110将所生成的MR数据向序列控制部120发送。另外,接收部110也可以被设置于具备静磁场磁铁101或倾斜磁场线圈103等的架台装置侧。
序列控制部120通过根据从计算机130发送的序列信息,驱动倾斜磁场电源104、发送部108以及接收部110,对被检体P进行摄像。在此,序列信息是对用于进行摄像的步骤进行定义的信息。在序列信息中,定义了倾斜磁场电源104向倾斜磁场线圈103供给的电流的强度或供给电流的定时、发送部108向发送线圈107供给的RF脉冲的强度或施加RF脉冲的定时、以及接收部110检测MR信号的定时等。例如,序列控制部120是ASIC(Application Specific IntegratedCircuit:专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等集成电路、CPU(Central Processing Unit:中央处理器)、MPU(Micro Processing Unit:微处理器)等电子电路。
另外,序列控制部120驱动倾斜磁场电源104、发送部108以及接收部110对被检体P进行摄像的结果,当从接收部110接收MR数据时,将接收到的MR数据向计算机130转送。
计算机130进行MRI装置100的整体控制、图像的生成等。计算机130具备接口部131、存储部132、控制部133、输入部134、显示部135、以及图像生成部136。
接口部131将序列信息向序列控制部120发送,从序列控制部120接收MR数据。另外,当接收MR数据时,接口部131将接收到的MR数据保存于存储部132。被保存于存储部132的MR数据通过控制部133被配置于k空间。其结果,存储部132存储k空间数据。
存储部132存储由接口部131接收到的MR数据、被控制部133配置于k空间的k空间数据、以及由图像生成部136生成的图像数据等。例如,存储部132是RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、闪存存储器等半导体存储器元件、硬盘、光盘等。
输入部134接受来自操作者的各种指示、信息输入。输入部134例如是鼠标或轨迹球等定位设备、键盘等输入设备。显示部135在控制部133的控制下,显示用于接受摄像条件的输入的GUI(GraphicalUser Interface:图形用户界面)或由图像生成部136生成的图像等。显示部135例如是液晶显示器等显示设备。
控制部133进行MRI装置100的整体控制,控制摄像或图像的生成、图像的显示等。另外,如图1所示,控制部133具有摄像条件设定部133a。摄像条件设定部133a在GUI上接受摄像条件的输入,按照所接受的摄像条件生成序列信息。另外,摄像条件设定部133a将所生成的序列信息向序列控制部120发送。另外,例如,控制部133是ASIC、FPGA等集成电路、CPU、MPU等电子电路。
图像生成部136从存储部132读出k空间数据,并对读出的k空间数据进行傅里叶变换等重建处理,从而生成图像。
接着,图2是用于说明Time-SLIP(Spatial Labeling InversionPulse:空间标签反向脉冲)法的图,表示RF脉冲的施加定时与MR信号的收集的关系。在Time-SLIP法中,在独立于摄像区域而设定的标记区域中,对流体施加使组织的纵向磁化分量反转的IR(InversionRecovery:反转回复)脉冲,在经过规定的时间后收集关心区域的数据,从而选择性地描绘出流入关心区域内的流体。另外,在Time-SLIP法中,除了选择标记区域而施加的IR脉冲之外,有时还组合使用不选择区域而施加的IR脉冲。以下,适当地将前者称为“选择IR脉冲(SP:selective IR pulse)”,将后者称为“非选择IR脉冲(NP:non-selective IR pulse)”。另外,选择IR脉冲还被称为“标记脉冲”、“标签脉冲”等。
如图2所示,在一般的Time-SLIP法中,序列控制部120在大致同时施加了非选择IR脉冲和选择IR脉冲之后,在经过规定的时间之后,通过FASE(Fast Asymmetric Spin Echo:非对称快速自旋回波)法或均衡(balanced)SSFP(Steady-State Free Precession:稳态自由岁差)法等来收集MR信号。另外,如图2所示,有时将从施加IR脉冲到开始收集MR信号的时间称为“BBTI(Black-Blood Time toInversion:黑血时间反演)时间”。
图3A、图3B、图4A、以及图4B是用于说明Time-SLIP法中的BBTI时间与图像的关系的图。另外,在图3A以及图4A中,由实线表示在标记区域中施加了选择IR脉冲、并且之后流入关心区域内的血液的纵向磁化分量。另一方面,由虚线表示关心区域内的组织、并且是关心对象(例如,血液)以外的背景组织的纵向磁化分量。
在此,在第1实施方式中,关心区域和标记区域两者的位置关系假定为除了产生一些重合的情况,在原则上处于不会重合的位置关系。此时,流入关心区域内的血液被施加非选择IR脉冲以及选择IR脉冲这两个IR脉冲,因此,如图3A所示,该纵向磁化分量一旦反转后则再次反转。另一方面,关心区域内的背景组织只被施加一个非选择IR脉冲,因此如图3A所示,该纵向磁化分量在反转之后逐渐地恢复。
在该恢复过程中,存在背景组织的纵向磁化分量成为“0”的零点。例如,如图3A所示,如果将BBTI时间与该零点相匹配地设定,则在MR信号的收集定时,在关心区域内的流入血液与背景组织之间产生纵向磁化分量的差d1。如图3B所示,此时的图像抑制背景组织的信号,提高血管与背景组织的对比度,另一方面,血液没有到达末梢,末梢血管没有被充分地描绘出。其结果,作为整体不能得到足够的描绘能力。
对此,例如,如图4A所示,如果将BBTI时间延长到零点之后,则在MR信号的收集定时中,作为关心区域内的流入血液与背景组织之间的纵向磁化分量的差,只产生d2与d3的差。在此时的图像中,如图4B所示,血液到达末梢,末梢血管被充分地描绘出,另一方面,背景组织的信号会恢复,噪音增加,因此血管与背景组织的对比度降低。其结果,作为整体也不能够得到足够的描绘能力。
因此,在第1实施方式中,提出了如以下说明的那样,独立地设定非选择IR脉冲的施加定时和选择IR脉冲的施加定时的方法。即,序列控制部120以从施加非选择IR脉冲到开始收集MR信号的等待时间和从施加选择IR脉冲到开始收集MR信号的等待时间不同方式,来设定两个IR脉冲的施加定时。另外,以下,将从施加非选择IR脉冲到开始收集MR信号的时间称为“第1TI(Inversion Time:反转时间)时间”,将从施加选择IR脉冲到开始收集MR信号的时间称为“第2TI时间”。
图5A以及图5B是用于说明第1实施方式中的IR脉冲的施加定时的图。在图5A中,首先,施加非选择IR脉冲,之后施加选择IR脉冲。此时,第1TI时间与第2TI时间相比较变长。另外,在图5B中,首先施加选择IR脉冲,之后施加非选择IR脉冲。此时,第1TI时间与第2TI时间相比较变短。
这样,第1实施方式所涉及的序列控制部120能够不考虑非选择IR脉冲与选择IR脉冲之间的前后关系,而独立地设定两个IR脉冲的施加定时。另外,此时,序列控制部120针对两个IR脉冲,根据关心区域是哪一部位、将标记区域设定在哪一位置、关心对象或背景组织是什么、背景组织的纵向磁化分量的恢复时间(纵向弛豫时间,T1值)是怎样的程度等各种条件,设定合适的施加定时。
例如,序列控制部120针对第1TI时间,设定背景组织的纵向磁化分量大致成为零的时间(到达零点的时间)。另外,序列控制部120针对第2TI时间,设定直到在选择IR脉冲的施加定时存在于标记区域内的流体到达关心区域内的所希望的位置的时间。此时,第2TI时间独立于第1TI时间而被设定,因此,能够不受到背景组织的纵向磁化分量的制约而进行设定。例如,第2TI时间与根据背景组织的纵向磁化分量的恢复时间导出的时间(例如,到达零点的时间)相比较,能够设定长的时间。
另外,以下,说明在第1实施方式所涉及的MRI装置100中用于得到“肝脏内的动脉(肝动脉)的血管像”的成像的一个例子。
图6是表示第1实施方式中的处理步骤的流程图。另外,一般而言,在图6所示的处理之前,操作者在摄像条件输入用的GUI上,选择出用于得到肝动脉的血管像的一系列的协议组(例如,定位图像收集用的协议、灵敏度图摄像用的协议、均场(shimming)摄像用的协议、成像扫描用的协议等)。序列控制部120按照所选择的一系列的协议组,执行图6所示的各种处理。
如图6所示,序列控制部120首先执行定位图像的收集、灵敏度图摄像、均场摄像等的各种准备扫描(步骤S1)。
接着,摄像条件设定部133a接受标记区域或摄像区域、第1TI时间或第2TI时间等摄像条件的设定(步骤S2)。例如,摄像条件设定部133a将由步骤S1收集到的定位图像显示在GUI上,接受操作者进行的标记区域以及摄像区域的设定。
图7是用于说明第1实施方式中的标记区域以及摄像区域的设定的图。在第1实施方式中,希望在图像中描绘出的关心对象是“肝动脉”。因此,操作者在定位图像上,以包含作为关心区域的“肝脏”的方式,设定摄像区域(收集成为图像化的对象的MR信号的区域)。另外,操作者针对标记区域,选择性地描绘出肝动脉,同时设定在尽可能避免肝静脉或门静脉的影响的位置。
图8是用于说明肝脏的解剖学构造的图。如图8所示,在肝脏中,血液从肝动脉以及门静脉的各个流入,另外血液从肝静脉流出。在图8中,箭头表示血流的朝向。在这样的情况下,例如如图7所示,标记区域被设定在沿着肝脏的上边的位置。当标记区域被设定在沿着肝脏的上边的位置时,对在大动脉中流动的血液施加选择IR脉冲,如图8所示,在此被施加的血液向下流动并流入肝脏。另一方面,还对在下大静脉中流动的血液施加选择IR脉冲,如图8所示,在此被施加的血液向上流动,因此,不会对肝动脉的描绘带来影响。
另外,越是扩大标记区域的宽度(在图7中上下方向的宽度),则在大动脉内被施加选择IR脉冲的血液的量越增加。即,被标记的血液的血流量增加,因此能够增加在规定的时间内到达末梢的血流量。并且,如果过于扩大该宽度并且标记区域与肝静脉重叠,则连肝静脉也被描绘出,在选择性地描绘肝动脉时是不希望的。
因此,在第1实施方式中,标记区域被设定在沿着肝脏的上边的位置,并具有某一程度的宽度,同时其宽度被限制在不与肝脏重叠的程度。
另外,摄像条件设定部133a分别独立地接受第1TI时间以及第2TI时间的摄像条件的设定。例如,当得到肝动脉的血管像时,背景组织是“肝脏”。因此,在第1实施方式中,第1TI时间例如根据肝脏的T1值,设为“1200msec”。另外,为了使血液到达末梢,第2TI时间例如设为“1600msec”。此时,第2TI时间是比到达作为背景组织的“肝脏”的零点的时间长的时间。摄像条件设定部133a例如显示GUI,接受操作者进行的第1TI时间“1200msec”、第2TI时间“1600msec”的输入。另外,当没有接受操作者进行的输入,而由序列控制部120执行脉冲序列时,也可以自动地设定上述的值。
返回到图6,这样,如果摄像条件的设定结束,则序列控制部120执行成像扫描(步骤S3)。在此,在第1实施方式中,采样一边与被检体P的呼吸同步一边进行摄像的“呼吸同步摄像”。作为关心区域的肝脏较大地受到伴随着呼吸的身体运动的影响。另外,例如当收集3D的体数据时,涵盖多次呼吸收集MR信号。因此,在第1实施方式中,为了抑制位置偏移,进行呼吸同步摄像,以呼吸周期内的相同的呼吸相位,收集MR信号。
图9是用于说明第1实施方式中的脉冲序列的图。一般而言,在进行了呼吸的练习之后,被检体P与声音指示(例如,“请吸气”“请呼气”)相一致地进行呼吸。另一方面,序列控制部120以该声音指示为触发信号,或以分别监视被检体P并检测到的呼吸的活动等为触发信号,如图9所示,进行呼吸同步摄像。
例如,如果检测到开始吸气的触发信号,则序列控制部120在从该触发信号经过规定的延迟时间之后,对标记区域施加选择IR脉冲。另外,序列控制部120在施加了选择IR脉冲后,在经过400msec(=1600msec-1200msec)之后,不选择区域而施加非选择IR脉冲。之后,序列控制部120在施加了非选择IR脉冲之后,在经过1200msec后,例如通过FASE或均衡SSFP等从摄像区域来收集1切片编码相应的MR信号。另外,在图9中,TR是重复时间(Repetition Time)。
另外,在图9中省略了图示,但序列控制部120为了抑制肝脏内的脂肪或皮下脂肪的信号,能够相匹配地施加脂肪抑制脉冲。作为施加脂肪抑制脉冲的方法,例如存在CHESS(Chemical Shift Selective:化学位移选择)法、STIR(Short Time Inversion Recovery:短时反转恢复)法、SPIR(Spectral Presaturation with InversionRecovery:频谱使用预饱和反转恢复)法等。
所谓CHESS法是指利用每个物质的共振频率的不同,将脂肪分量的中心频率设定为预脉冲的中心频率,在频率选择性地抑制脂肪分量的基础上收集MR信号的方法。另外,所谓STIR法是指利用每个物质的纵向弛豫时间的差异,按照脂肪分量的纵向磁化分量成为零的反转时间的定时,来收集MR信号的方法。另外,所谓SPIR法是指通过施加频率选择性的预脉冲而使脂肪分量的纵向磁化分量反转,从而抑制脂肪的方法。
当施加基于CHESS法的脂肪抑制脉冲时,序列控制部120在即将开始收集MR信号之前,施加该脂肪抑制脉冲即可。另外,当施加基于STIR法或SPIR法的脂肪抑制脉冲时,序列控制部120进一步调整TI时间,施加这些脂肪抑制脉冲。另外,序列控制部120也可以不选择区域而非选择地施加这些脂肪抑制脉冲,或者也可以选择包含摄像区域的区域来施加。
返回到图6,如果这样执行成像扫描,收集肝脏的体数据,则图像生成部136使用收集到的体数据生成肝脏的血管像,并将血管像显示在显示部135上(步骤S4)。
图10是用于说明第1实施方式中的纵向磁化分量的时间变化的图,图11是用于说明第1实施方式中的肝脏的血管像的图。在图10中,由实线表示在标记区域中施加了选择IR脉冲、并且之后流入肝脏内的血液的纵向磁化分量。另一方面,由虚线表示作为背景组织的肝脏的纵向磁化分量。
在第1实施方式中,首先对标记区域施加选择IR脉冲,因此,如图10所示,只有标记区域内的血液的纵向磁化分量反转。如图10所示,该血流一边恢复该纵向磁化分量,一边从标记区域流出。另外,对作为背景组织的肝脏不施加该选择IR脉冲,因此如图10所示,背景组织的纵向磁化分量不会变化。接着,在400msec后,对包含标记区域的摄像区域整体施加非选择IR脉冲。于是,如图10所示,背景组织的纵向磁化分量反转,并且一旦反转,则处于恢复过程中的血液的纵向磁化分量再次反转,并分别恢复。
在此,序列控制部120在背景组织的纵向磁化分量成为零点的定时收集MR信号。于是,如图10所示,在关心区域内的流入血液与背景组织之间产生足够的纵向磁化分量的差,因此,在此时的图像中,如图11所示,血管与背景组织的对比度提高。另外,序列控制部120按照增加了直到血液到达末梢的时间的定时来施加选择IR脉冲。因此,在此时的图像中,如图11所示,末梢血管也被充分地描绘出。
如上述那样,在第1实施方式中,序列控制部120以第1TI时间和第2TI时间不同的方式,设定IR脉冲的施加定时。换而言之,在第1实施方式中,通过分别独立地设定非选择IR脉冲的施加定时和选择IR脉冲的施加定时,分别控制用于抑制背景组织的时间和用于描绘血管(末梢血管等)的时间。其结果,根据第1实施方式,能够在肝脏的零点附近进行摄像,并且能够确保足够的血液的流入时间。这样,在末梢血管的描绘、与背景组织的对比度的任一观点中,能够得到良好的图像,能够提高非造影摄像中的描绘能力。
(第1实施方式的变形例)
另外,第1实施方式并不限定于上述的实施方式。
(标记区域的设定)
例如,在第1实施方式中,说明了以得到肝动脉的血管像为目的,在图7所示的位置设定标记区域的例子,但实施方式并不限定于此。根据关心对象或解剖学构造上的个人差异等,适当地变更标记区域的设定位置。
图12是用于说明第1实施方式的变形例中的标记区域以及摄像区域的设定的图。在该变形例中,希望在图像中描绘出的关心对象是“门静脉”。因此,操作者针对标记区域,选择性地描绘出门静脉,同时设定在尽可能避免肝动脉或肝静脉的影响的位置。
如图8所示,在肝脏内的门静脉中,流入来自脾静脉或肠系膜上静脉的血液。在这样的情况下,例如,如图12所示,标记区域被设定在沿着肝脏的下边的位置。当标记区域被设定在沿着肝脏的下边的位置时,对在脾静脉或肠系膜上静脉中流动的血液施加选择IR脉冲,如图8所示,在此被施加的血液向上流动并流入肝脏。另一方面,还对在肝动脉中流动的血液施加选择IR脉冲,但在此被施加的血液如图12所示,不会向右方流动并流入肝脏,因此不会对肝脏内的门静脉的描绘带来影响。
(心电同步·脉搏波同步)
另外,在第1实施方式中,说明了采用呼吸同步摄像的例子,但实施方式并不限定于此。序列控制部120也可以代替呼吸,将其他的生物体信号或MRI装置100的时钟信号等作为触发信号来使用。另外,序列控制部120也可以组合呼吸同步和心电同步(或脉搏波同步)。此时,序列控制部120在呼吸相位以及心相位的双方一致的定时,收集MR信号。期待提高画质,另一方面,预想到摄像时间的时间变长。
(处理步骤)
另外,在第1实施方式中,使用图6说明了其处理步骤,但实施方式并不限定于此。例如,第1TI时间或第2TI时间的设定例如也可以在开始图6的处理之前的阶段(例如,输入对肝动脉的血管像进行摄像的信息的阶段)进行。
(第2实施方式)
接着,说明第2实施方式。在第2实施方式中,说明用于得到“子宫的血管像”的成像的一个例子。另外,第2实施方式所涉及的MRI装置100具备与第1实施方式所涉及的MRI装置100相同的结构,而且,执行与第1实施方式相同的处理步骤。以下,以与第1实施方式不同的点为中心进行说明。
图13是用于说明第2实施方式中的标记区域以及摄像区域的设定的图。在第2实施方式中,希望在图像中描绘出的关心对象是“子宫内的血液”。因此,操作者在定位图像上,以包含作为关心区域的“子宫”的方式,设定摄像区域。
另外,如图13所示,在子宫中流入来自大动脉的血液。因此,操作者在包含大量的大动脉并且不与子宫重合的位置设定标记区域。一般而言,如图13所示,标记区域和摄像区域被设置在大致平行的位置。另外,子宫较大地受到个人差异或在膀胱中蓄积的尿液的影响,有时向前方或后方倾斜。在这样的情况下,希望标记区域被设定为不与子宫重合。
接着,图14是用于说明第2实施方式中的脉冲序列的图。如图14所示,在第2实施方式中,也可以代替呼吸同步摄像,采用一边与被检体P的心跳同步一边进行摄像的“心电同步摄像”,作为触发信号使用特征波(例如,R波)。另外,在第2实施方式中,为了抑制背景组织的信号而应用取两个图像的差分的“差分法”。以下,针对这两点详细地进行说明。另外,在第2实施方式中,第1TI时间例如根据子宫的T1值,设为“1300msec”。另外,为了使血流尽可能多地流入子宫本身,例如设第2TI时间为“1600msec”。
首先,在第2实施方式中,采样心电同步摄像的理由之一例如有子宫与肝脏相比较,不会那么多地受到伴随着呼吸的体运动的影响。
另外,作为第二个理由,在第2实施方式中,不仅将心电波形作为触发信号来使用之外,还为了同时实现增加被图像化的血流量的效果。与第1实施方式相同,在第2实施方式中,也独立地设定非选择IR脉冲的施加定时和选择IR脉冲的施加定时。例如,如图14所示,第1TI时间为“1300msec”,另一方面,第2TI时间是比其长300msec的“1600msec”。这样,通过将第2TI时间延长300msec,首先能够提高血液的到达程度,并且如果通过延长300msec,能够更多地取入大量送出血液的心收缩期,则应该还能够同时得到增加被图像化的血流量的效果。
如图14所示,在第2实施方式中,从施加选择IR脉冲到收集MR信号之间包含有两个R波,包含两次心收缩期。即使在相同的第2TI时间收集MR信号,通过这样与心电同步相组合地完成定时,从而也能够调整为包含尽可能多的R波。其结果,能够使子宫的血管像所描绘出的血流量更多,能够进一步提高描绘能力。
接着,说明“差分法”。差分法是针对相同的摄像切片,分别收集施加选择IR脉冲时的MR信号和不施加时的MR信号,并计算根据各MR信号生成的两个图像的差分,从而得到减除背景组织的信号的图像的方法。
例如,如图14所示,第2实施方式所涉及的序列控制部120针对相同的切片编码,交替重复执行施加选择IR脉冲的TR和不施加选择IR脉冲的TR。
说明施加选择IR脉冲的TR,例如,序列控制部120以某一R波为触发信号,从该触发信号在经过规定的延迟时间后,对标记区域施加选择IR脉冲。另外,序列控制部120在施加选择IR脉冲之后,在经过300msec(=1600msec-1300msec)后,不选择区域而施加非选择IR脉冲。并且,序列控制部120在施加非选择IR脉冲之后,经过1300msec后,例如通过FASE或均衡SSFP等来收集“切片编码1”的MR信号。并且,设到下一触发信号的一系列的时间为1TR。
另外,说明不施加选择IR脉冲的TR,序列控制部120以某一R波为触发信号,从该触发信号经过规定的延迟时间+300msec后,不选择区域而施加非选择IR脉冲。并且,序列控制部120在施加了非选择IR脉冲之后,经过1300msec后,通过FASE或均衡SSFP等来收集相同的“切片编码1”的MR信号。并且,设到下一触发信号的一系列的时间为1TR。
另外,在图14中省略了图示,但序列控制部120之后针对其他的切片编码,也相同地交替重复执行上述的施加选择IR脉冲的TR和上述的不施加选择IR脉冲的TR。另外,差分法不一定限定于交替重复的方法。例如,也可以在一边施加选择IR脉冲一边收集体数据整体之后,不施加选择IR脉冲而收集相同的体数据整体。
图15是用于说明在第2实施方式中,通过差分法得到的子宫的血管像(差分图像)的图。在差分法中,通过计算施加选择IR脉冲得到的图像(以下,称为“存在选择IR脉冲的图像”)和不施加选择IR脉冲而得到的图像(以下,称为“不存在选择IR脉冲的图像”)的差分,来将血液描绘为黑色或者白色。具体而言,当从不存在选择IR脉冲的图像中减除具有选择IR脉冲的图像时,在差分图像中,血管像被描绘为黑色。另一方面,当从具有选择IR脉冲的图像中减除不存在选择IR脉冲的图像时,在差分图像中,血管像被描绘为白色。另外,如果在进行图像显示时使差分图像的黑白反转,则血管像的黑白也反转。在图15中,示例出从不存在选择IR脉冲的图像中减除具有选择IR脉冲的图像的子宫的血管像,子宫动脉被描绘为黑色。
在第2实施方式中,采用差分法的理由之一在于子宫的背景组织。子宫的背景组织例如是子宫的内膜或子宫的周边的肌肉层等,它们的T1值有些不同,因此,即使将第1TI时间设定为到达背景组织的零点的时间,背景组织的信号也可能不能够被充分地抑制而稍有残余。在该方面,在第2实施方式中,计算两个图像的差分来得到子宫的血管像,因此,认为针对没有被充分地抑制而残留的背景组织的信号,也能够通过差分处理来抑制。
另外,作为第2个理由,能够例举出在第2实施方式中,在减除前的图像中充分地抑制背景组织的信号,因此应用差分法时的效果更加显著。当应用差分法时,在理论上认为背景组织的信号被减除,大致成为零。然而,实际上,由于运动的影响或其他的各种因素,当在减除前的图像中残留有背景组织的信号时,即使之后进行差分,其信号也不一定成为零。在减除前的图像中残留的背景组织的信号越大,则活动的影响或误差也越大。在该方面,在第2实施方式中,将第1TI时间设定为到达背景组织的零点的时间,因此,通常能够以背景组织的信号接近零的状态进行摄像,能够极力抑制在减除前的图像中残留的背景组织的信号。其结果,在之后进行差分时,难以产生误差,能够得到良好的图像。
(第2实施方式的变形例)
另外,第2实施方式并不限定于上述的实施方式。例如,在第2实施方式中,也可以与第1实施方式相同,通过不应用差分法的通常的方法,收集MR信号,并生成图像。另外,在第1实施方式中,也可以应用差分法。
另外,在第2实施方式中,说明了采用心电同步摄像的例子,但实施方式并不限定于此。序列控制部120也可以代替心跳,将其他的生物体信号或MRI装置100的时钟信号等作为触发信号来使用。另外,序列控制部120也可以组合心电同步和呼吸同步。另外,也可以代替心电同步,用脉搏波同步。
(第3实施方式)
接着,说明第3实施方式。在上述的第1以及第2实施方式中,说明了作为第1TI时间以及第2TI时间,使用固定的值的例子,但实施方式并不限定于此。以下,说明根据每个人的TR设定不同的第1TI时间的方法、以及通过准备扫描并求得第1TI时间或第2TI时间的方法。另外,以下说明的方法能够与上述的第1以及第2实施方式或其他的实施方式适当地组合。
(根据TR设定不同的第1TI时间的方法)
首先,说明根据每个人的TR设定不同的第1TI时间的方法。例如,在第1实施方式中,假设应用一边与被检体P的呼吸同步一边进行摄像的“呼吸同步摄像”。在呼吸同步摄像中,通常设被检体P的呼吸周期为“TR”。因此,TR根据个人的不同而可能成为不同的长度,此时,希望按照与背景组织的纵向磁化分量的恢复的关系,调整第1TI时间。
图16A以及图16B是用于说明在第3实施方式中TR与第1TI时间的关系的图。图16A表示呼吸周期比较长(例如,TR=4000msec左右)的情况,图16B表示呼吸周期比较短(例如,TR=2000msec左右)的情况。
在此,如图16A所示,当TR足够长时,由于施加非选择IR脉冲而反转的背景组织的纵向磁化分量直到开始下一TR才充分地恢复。于是,当在下一TR中再次施加非选择IR脉冲时,背景组织的纵向磁化分量从充分恢复的状态反转,因此,到达零点的时间成为该背景组织的T1值。
另一方面,如图16B所示,当TR短时,由于施加非选择IR脉冲而反转的背景组织的纵向磁化分量直到开始下一TR不能完全恢复。于是,当在下一TR中再次施加非选择IR脉冲时,背景组织的纵向磁化分量只能从恢复到中途的状态反转,因此,到达零点的时间比该背景组织的T1值短。于是,如图16B所示,即使假设在第1TI时间收集到MR信号,也可能产生其收集定时与背景组织的零点不匹配的事态。
在该方面,即使TR短的情况下,通过重复TR,图16B所示的纵向磁化分量的恢复过程也能够到达定常状态,求出相对于短的TR的合适的第1TI时间。因此,例如,通过事先进行试验或模拟,能够求得TR与合适的第1TI时间的对应关系,例如,预先存储将两者建立对应的表即可。另外,该表根据摄像目的等进行准备即可。
此时,序列控制部120根据摄像目的(例如,“肝动脉的血管像”)等的信息,参照相符合的表,根据由呼吸的练习得到的被检体P的呼吸周期的信息,取得与该被检体P的呼吸周期对应的第1TI时间,并进行设定。
(通过准备扫描求得的方法)
接着,说明通过准备扫描并求得第1TI时间或第2TI时间的方法。如上述那样,希望针对第1TI时间,设定到达背景组织的纵向磁化分量的零点的时间,针对第2TI时间,设定在选择IR脉冲的施加定时存在于标记区域内的流体到达关心区域内的所希望的位置的时间。因此,也可以一边使第1TI时间或第2TI时间变化一边进行准备扫描,并自动或者操作者手动地对该结果得到的图像或信号值进行分析,并求出合适的第1TI时间或第2TI时间。
例如,序列控制部120在图6所示的步骤S1的阶段进行该准备扫描。作为准备扫描,存在求出第1TI时间的扫描和求出第2TI时间的扫描。在前者的情况下,例如,序列控制部120一边将第2TI时间设定为某一固定的值,一边对每个TR改变第1TI时间,同时以1个/1TR来收集2D的图像。之后,例如,序列控制部120对收集到的多个图像进行分析,确定与背景组织的对比度最高的图像,将与所确定的图像对应的第1TI时间设定为成像扫描的第1TI时间。或者,例如,序列控制部120也可以将收集到的多个图像显示在显示部135上,接受操作者进行的图像的指定,从而确定与背景组织的对比度最高的图像。
同样地,在后者的情况下,例如,序列控制部120将第1TI时间设定为某一固定的值,同时一边对每个TR改变第2TI时间,一边以1个/1TR来收集2D的图像。之后,例如,序列控制部120分析收集到的多个图像,确定血液的到达程度最高的图像,将与所确定的图像对应的第2TI时间设定为成像扫描的第2TI时间。或者,例如,序列控制部120将收集到的多个图像显示在显示部135上,接受操作者进行的图像的指定,从而确定血液的到达程度最高的图像。
另外,准备扫描的方法并不限定于上述的方法。例如,序列控制部120也可以在1TR内,连续地收集不同的第1TI时间(或者,不同的第2TI时间)的MR信号(例如,1段相应)。此时,序列控制部120例如也可以分析1段相应的MR信号,求得第1TI时间,也可以将该分析结果显示在显示部135上,接受操作者进行的指定。另外,当涵盖多个TR收集1个图像相应的MR信号时,序列控制部120也可以与上述的方法相同地对每个第1TI时间生成图像,并对该图像进行分析,或者显示在显示部135等,确定所希望的图像。
(其他的实施方式)
另外,实施方式并不限定于上述的实施方式。
例如,在上述的实施方式,作为关心区域假定肝动脉、门静脉或子宫进行了说明,但实施方式并不限定于此。例如,在将肝静脉、或肾脏等其他的部位作为关心区域的成像中,也同样能够适用上述的实施方式。另外,在上述的实施方式中,作为流体假定血液,但实施方式并不限定于此。例如,还同样能够将上述的实施方式适用于脑脊髓液(CSF(Cerebrospinal Fluid))、淋巴液等。
另外,例如,在上述的实施方式中,说明了将标记区域设定为一处的例子,但实施方式并不限定于此,也同样能够适用于将标记区域设定为多处的情况。
另外,在上述的实施方式中,说明了作为MR信号收集时的RF脉冲,在施加了翻转(Flip)角90度的RF脉冲之后,施加翻牌(Flop)角180度的RF脉冲的例子,但实施方式并不限定于此。例如,在通过FASE法收集MR信号的情况下,也可以适用CFA(Constant Flop Angle:恒翻牌角度)法以及VFA(Variable Flop Angle:可变翻牌角度)法的任一方法。在CFA法的情况下,以翻转角90度、翻牌角120度的方式,施加任意且恒定的翻牌角的RF脉冲。另一方面,在VFA的情况下,按照扫描模式施加变化的翻牌角的RF脉冲。另外,例如,当通过均衡SSFP法来收集MR信号时,如α°/2、α°、α°、…、α°那样,施加稳态(steady state)成立的任意的翻转角的RF脉冲。
另外,在上述的实施方式中,说明了摄像条件设定部133a例如显示GUI,接受操作者进行的第1TI时间、第2TI时间的输入的例子。这样,MRI装置100具备能够独立地设定第1TI时间和第2TI时间的GUI(还被称为“操作部”),经由该GUI接受操作者进行的输入。以下,针对该GUI列举几个例子进行说明。另外,以下说明的GUI还能够适用于上述的各实施方式的任一个。
图17是用于说明其他的实施方式中的GUI的图。图17所示的GUI例如按照接受操作者对定位图像进行的标记区域或摄像区域的设定的定时(例如,图6的步骤S2的定时)来显示。另外,图17所示的GUI简化显示于显示部135的GUI中的一部分而示出。在图17中省略了图示,但在GUI上,例如也可以显示定位图像或其他的设定画面等。
例如,如图17所示,在GUI上,显示用于关于预定执行的脉冲序列,接受各参数的设定的操作工具。另外,针对一部分的操作工具简化示出。另外,操作工具的种类或配置只不过是一个例子。在图17所示的GUI中,示出针对第1TI时间,首先在区域r1接受了非选择IR脉冲的施加的有无(On、Off)的输入之后,根据“On”的输入显示另一窗口r2,在另一窗口r2上,接受第1TI时间的输入的例子。例如,在图17所示的GUI的操作工具中,示出作为第1TI时间,能够设定从最小值“100”msec到最大值“2000”msec的值,作为一个例子,输入“1200”msec的样子。另外,能够根据非选择IR脉冲的种类来控制翻转角,因此,如图17所示,也可以显示用于接受非选择IR脉冲的翻转角的设定的操作工具。另外,在图17所示的GUI中,示出针对第2TI时间,在区域r3接受输入的例子。另外,针对该第2TI时间,与窗口r2相同,还能够显示其他的窗口并接受。
另外,例如,如图17所示,在GUI中,也可以一起显示时间图r4。例如,当在呼吸同步下执行脉冲序列时,在时间图r4中,例如显示表示呼吸周期的波形r5。另外,在时间图r4上,例如,显示表示选择IR脉冲的TI时间(第2TI时间)的矩形标志(mark)r6(矩形标志r6的左端是选择IR脉冲的施加定时)、表示非选择IR脉冲的TI时间(第1TI时间)的矩形标志r7(矩形标志r7的左端是非选择IR脉冲的施加定时)、以及表示MR信号的收集的矩形标志r8(矩形标志r8的左端是收集开始的定时)。操作者能够一边分别独立地设定第1TI时间或第2TI时间,一边在该时间图r4上,确认呼吸周期与MR信号的收集定时的关系。另外,在时间图r4上,也可以显示现在设定中的第1TI时间或第2TI时间的值本身。
另外,在图17所示的GUI中,示出针对第1TI时间以及第2TI时间的双方的值,接受操作者进行的输入的例子,但实施方式并不限定于此。GUI也可以在将第1TI时间固定为固定的值的状态下,接受第2TI时间的输入。第2TI时间不与被固定的第1TI时间连动,而能独立地设定任意的值。此时,GUI可以显示第1TI时间,或也可以不显示。或者相反,GUI也可以在将第2TI时间固定为固定的值的状态下,接受第1TI时间的输入。
这样,MRI装置100具备能够独立地设定第1TI时间和第2TI时间的GUI。以下,说明该GUI的另一方式。
在上述的图17的例子中,说明了作为GUI,显示用于接受脉冲序列的各参数的设定的操作工具,作为各参数的设定之一,接受第1TI时间或第2TI时间的输入的例子。然而,实施方式并不限定于此。
在MRI装置100中,能够向操作者提供脉冲序列的预设信息。所谓脉冲序列的预设信息是指针对脉冲序列的各参数预先设定初始值的信息,有时根据摄像目的来提供,有时仅仅作为变化之一来提供。操作者例如在某一检查的摄像计划阶段选择该预设信息,根据需要对所选择的预设信息进行自定义,从而完成适合该检查的脉冲序列的设定。
因此,摄像条件设定部133a作为能够独立地设定第1TI时间和第2TI时间的GUI,还能够显示预设信息,接受操作者进行的预设信息的选择。例如,在图6的步骤S1之前的摄像计划阶段中,作为GUI,摄像条件设定部133a将准备用于肝动脉的摄像的多个预设信息显示为列表。例如,GUI将预设信息A和预设信息B显示为列表。在预设信息A中,例如预先设定了第1TI时间“1200msec”、第2TI时间“1600msec”。另一方面,在预设信息B中,例如预先设定了第1TI时间“1200msec”、第2TI时间“1650msec”。操作者从这样预先准备的多个预设信息中,选择所希望的预设信息。
另外,在上述的实施方式中,使用图16A以及图16B,说明根据每个人的TR设定不同的第1TI时间的方法。例如,摄像条件设定部133a也可以求得与事先判明的被检体P的TR对应的第1TI时间,将设定了该第1TI时间的预设信息作为推荐的预设信息,只显示该预设信息或者与其他的预设信息一起显示。
另外,例如,还能够假定在将第1TI时间固定为固定的值的状态下,一边改变第2TI时间一边重复执行多次脉冲序列,根据由各脉冲序列得到的MR信号分别得到图像的方法。在流体的到达位置逐渐地变化的多个图像中,显示流体的动态。例如,在这样的摄像目的的情况下,摄像条件设定部133a作为GUI,将第2TI时间不同的多个预设信息显示为列表。并且,操作者能够根据需要选择全部(或者一部分)被显示为列表的多个预设信息。
(具体的数值、处理的顺序)
另外,在上述的实施方式中示例出的具体的数值(例如,第1TI时间或第2TI时间的数值、呼吸同步的TR或心电同步的RR间隔等)或处理的顺序(例如,图6所示的处理步骤)在原则上只不过是一个例子。也能够任意地变更脉冲序列。
(程序)
另外,在上述的实施方式中示出的处理步骤所示的指示能够根据作为软件的程序来执行。在上述的实施方式中记述的指示作为能够使计算机执行的程序,记录在磁盘、光盘、半导体存储器、或与其类似的记录介质中。计算机从该记录介质中读入程序,根据该程序使CPU执行在程序中记述的指示,从而能够实现与上述的实施方式的MRI装置100相同的动作。另外,当计算机取得或读入程序时,也可以通过网络取得或读入。
根据以上所述的至少一个实施方式的磁共振成像装置,能够提高非造影摄像中的描绘能力。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施,在不脱离发明的要旨的范围内,能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或要旨中一样,包含于技术方案记载的发明及其均等的范围中。

Claims (14)

1.一种磁共振成像装置,其特征在于,
上述磁共振成像装置具备:序列控制部,其从对标记区域施加无线电频率脉冲亦即RF脉冲开始经过规定的时间后,收集摄像区域内的磁共振信号;和
图像生成部,其使用上述磁共振信号来生成图像,
上述序列控制部以从不选择区域而施加第1RF脉冲到开始收集磁共振信号的第1时间与从选择上述标记区域而施加第2RF脉冲到开始收集磁共振信号的第2时间不同的方式,来设定RF脉冲的施加定时,
上述第2时间是在上述第2RF脉冲的施加定时存在于上述标记区域内的流体到达上述摄像区域内的所希望的位置的时间,上述第1时间是上述摄像区域内的组织、并且是通过施加上述第2RF脉冲来标记的关心对象以外的组织亦即背景组织的纵向磁化分量大致成为零的时间。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
作为上述第1RF脉冲以及上述第2RF脉冲,上述序列控制部施加使组织的纵向磁化分量反转的反转恢复脉冲亦即IR脉冲。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述标记区域被设定在与上述摄像区域内的关心区域不重合的位置。
4.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述第2时间是比根据上述背景组织的纵向磁化分量的恢复时间导出的时间长的时间。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述第2时间是包含所希望的数量的心收缩期的时间。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述序列控制部根据重复时间亦即TR,设定不同的上述第1时间。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述序列控制部执行收集上述第1时间不同的磁共振信号的准备扫描,并根据该准备扫描的结果,导出在成像扫描中设定的上述第1时间。
8.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述关心对象是血液。
9.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述摄像区域内的关心区域是肝脏。
10.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述摄像区域内的关心区域是子宫。
11.根据权利要求1所述的磁共振成像装置,其特征在于,还具备:
操作部,其能够独立地设定上述第1时间和上述第2时间。
12.一种磁共振成像装置,其特征在于,具备:
序列控制部,其从对标记区域施加RF脉冲到经过规定的时间之后,收集摄像区域内的磁共振信号;
图像生成部,其使用上述磁共振信号来生成图像;以及
操作部,其能够独立地设定从不选择区域而施加第1RF脉冲到开始收集磁共振信号的第1时间和从选择上述标记区域而施加第2RF脉冲到开始收集磁共振信号的第2时间。
13.根据权利要求12所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述操作部能够在固定了上述第1时间的状态下,设定上述第2时间。
14.根据权利要求12所述的磁共振成像装置,其特征在于,
上述操作部能够将上述第2时间设定为比根据背景组织的纵向磁化分量的恢复时间导出的时间长的时间,上述背景组织是上述摄像区域内的组织、并且是通过施加上述第2RF脉冲来标记的关心对象以外的组织。
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