JPH02274230A - マルチスライスマルチフェーズスキャン方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は心拍又は脈拍信号に同期して行うマルチスライ
スマルチフェーズスキャン方法の改善に関する。

（従来の技術） 原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原子
核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差運
動をする。この静磁場に垂直な軸に前記の周波数の高周
波回転磁場を印加すると磁気共鳴がおこり、前記定数を
有する特定の原子核の集団は共鳴条件を満足する高周波
磁場によって準位間の遷移を生じ、エネルギー準位の高
い方の準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された原
子核は低い準位に戻ってエネルギーの放射を行う。

ＭＲＩはこの特定の原子核による核磁気共鳴（以下ＮＭ
Ｒという）現象を観察して被検体の断層像を撮１象する
装置である。

ＭＲＩにおいてフーリエ変換法に用いる高周波磁場及び
勾配磁場印加のパルスシーケンスを第１０図に示す。期
間１において、９０°パルス１とスライス勾配２により
ｚ−０を中心とするＺ方向に垂直なスライス面内のスピ
ンが選択的に励起される。期間２のリフェーズ勾配３は
スライス勾配２により乱れたスピンの位相を元に戻すた
めのものである。同じ期間２のデイフェーズ勾配４はデ
ータ読み出し期間４の時間的中心にＳＥ信号５の中心が
一致するようにスピンに場所に応じた位相差を与えるた
めのものである。期間２では更にｙ方向の位置に比例し
てスピンの位相をずらせてやるためのワープ勾配６を印
加しており、ワープ勾配６は毎周期その強度を変えて印
加されている。

その後１８０’パルス７を与えて磁気モーメントを揃え
、その後に現れるＳＥ信号５を観察する。

期間４ではＸ軸にリード勾配８を印加する。これにより
、デイフェーズ勾配４で与えられた位相差は、期間４の
リード勾配８の時間的中心でｔ１１殺されＳＥ信号５が
現れる。このシーケンスをビューといい、パルス繰り返
し周期ＴＲ後に再び９０６バルス１を加えて、次のビュ
ーを開始する。

上記のようなＭＲＩによって心臓等の循環系の画像撮影
を行う方法として、心電波形（以下ＥＣＧという）の例
えばＲ波をトリが−とじて心拍周期に同期させてスキャ
ンし、１心拍周期の特定の位相における断層像を観察す
る方法かある。

このような方法のうち、ＭＰＭＰ　（ＭｕＰｌａｎｅｒ
　Ｍｕｌｔｔ　Ｐｈａｓｅ　；　フルチスライスマルチ
フエーズスキャン）と呼ばれる方法では複数のスライス
面を複数の心拍位相（以下フェーズという）でデータを
採取している。ＭＰＭＰを１つの例によって説明する。

ＭＰＭＰは例えば心臓の病変部がどの位置にあるかを的
確に把握するために、第５図に示すように心臓９をＡ、
　Ｂ、　Ｃ，Ｄの４箇所でスライスし、第６図に示すＲ
波１０と次のＲ波１０との１心拍周期中において、例え
ば■、■。

■、■の４つの各フェーズでそれぞれ前記のスライス面
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄにおいてデータを採取するように組み合
わせを行って、すべてのフェーズにおける各スライス位
置のデータを得る方法であって、このようにして、スラ
イス面Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのどの面に病変があるかを観察す
る。このＭＰＭＰには、従来、対称マトリクス型と非対
称マトリクス型とがあって、これらの何れかの方法で行
われていた。

（発明が解決しようとする課題） 対称マトリクス型は例えば第７図のようにして行う方法
である。図において、スライス面とフェーズの符号は第
５図、第６図と同一の符号を用いである。Ｒ波１０間の
１心拍周期の第１スキヤンにおいて、フェーズ■の時点
でスライスＡのデータを取りフェーズ■の時点でスライ
スＢのデータを取り、フェーズ■の時点でスライスＣの
データを取り、フェーズ■の時点でスライスＤのデータ
を取る。第２スキヤン〜第４スキヤンにおいて、第７図
のような組み合わせのスキャンを行い、４スキヤンで撮
影を終る。この対称マトリクス型ＭＰＭＰには次のよう
な問題点がある。

（ｉ）４スキヤンから成る全スキャンか終了しないと、
どのスライスについても完全なものにならない。つまり
、約３０分にし亘る長時間のスキャンを行うのにも拘ら
ず、途中で休止することは許されない。途中で止めれば
４箇所のスライス面のどれもが、所望のフェーズの全部
におけるデータの採取をすることができない。

（ｉｆ）フェーズを増やすためには必然的にスライス数
も増え、非現実的な時間のかかるスキャンになってしま
う。

（ｉｌｌ　）上記の結果、時相方向に粗いスキャンしか
できないので、精細なシネモードを行うことができない
。

非対称マトリクス型Ｍ　Ｐ　ＭＰは第８図のように行う
方法である。これはスライス面の数と、フェーズの数と
が異なり、スライス数を減らした時にも、スライス数よ
りも多くの時相を有効に用いる方法である。図において
、第７図と同じ符号を用いである。この場合はフェーズ
の数をスライス数の整数倍にするのが効率的である。こ
の方法には次のような問題点かある。

（ｉｖ）対称マトリクス型よりは効率的であるが、対称
マトリクス型と同様に全スキャンが終了しないと意味の
あるスキャンにはならない。

（Ｖ）フェーズ数がスライス数の整数倍である場合が効
率的であり、従って、通常はフェーズ数をスライス数の
整数倍にする必要があるという制約がある。

又、対称型、非対称型に共通する問題点は次の通りであ
る。

（ｖｌ）スライス面の間隔を狭くした連続スキャン（Ｃ
ｏｎｔｉｇｕｏｕｓ　５ＣＩＩ＋　）を行うと、第９図
に示すように隣接するスライス間に干渉が起こり、ＳＮ
比の劣化を生ずる。従って、連続スキャンの実現が難し
い。

（ｖＨ）各スライスが同一のフェーズにないため、デー
タ処理の時点で並べ換えが必要である。

（ｖＨＤ各スキスキャンいてフェーズの間隔は同一にす
る必要があって、自由にフェーズを変えることはできな
い。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、各スライス面毎に完結したスキャンが行われ、全スキ
ャンを実施しないで途中で中止することができるＭＰＭ
Ｐを実現することにある。

又、他の目的は、フェーズを数多く取ることができ、１
心拍周期内に取り得る最大数に制限がある他は、制限の
ないスキャンを行い得るＭ　Ｐ　Ｍ　Ｐを実現すること
にある。

更に、他の目的は、スライス間のギャップの不要な連続
スキャンを行い得るＭ　Ｐ　Ｍ　Ｐを実現することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 前記の課題を解決する本発明は、第］のスライス面を１
心拍周期又は１脈波周期を複数のフェーズに分割したマ
ルチフェーズにおいてデータを採取する単一スライスマ
ルチフェーズスキャンを実施する段階と、前記のスキャ
ン終了後法のスライス面を自動的に選択してスキャンの
継続実施の有無に関する指示を待つ段階と、実施の指示
により前記第１のスライス面の次のスライス面のフェー
ズ間隔を前記第１のスキャンと同じか又は異なる間隔の
フェーズでスキャンを実施する段階と、不実施の指示に
より更に次のスライス面のスキャンの準備をして継続実
施の有無に関する指示を待つ段階と、予定されていたス
ライス面のスキャンを適宜間引きしてスキャンする段階
とから成ることを特徴とするものである。

（作用） ＥＣＧ信号によりトリガされて単一スライス面に対しマ
ルチフェーズのスキャンを行う。スキャンが終ると次の
スライス面に対する準備が行われ、連続実施の指示によ
りスキャンが行われる。継続実施しない場合は更に次の
スライス面に対する準備が行われ、これが繰り返される
。フェーズの間隔は自由に変更できる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実進例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の方法の心拍のフェーズとス
ライス面の関係を示す図、第２図はその方法を実施する
パルスシーケンスである。図において、第５図、第６図
と同等な部分には同一の符号を付しである。この方法は
第１スキヤンにおいて各フェーズ■、■、■、■にスラ
イス面Ａに対するスキャン、即ち、Ｓ　ＰＭＰ　（５ｉ
ＢＩｅ　ＰｌａｎｅｒＭｕｌｔｉ　Ｐｈｘｓｅ　　；単
一スライスマルチスキャン）を行い、データの採取が終
れば自動的に第２のスキャンのスライス面Ｂの準備を完
了し、オペレータのスライス面Ｂに対するスキャンを実
施するか否かの指示待ち状態となる。実施しない場合は
不実施の釦を押す。装置は自動的にスライス面Ｃの準備
を完了し、オペレータの実施の釦入力によりスキャンを
開始する。この時、フェーズの間隔又はスライスロケー
ションを変更する必要があれば、変更することができる
。本実施例の方法のパルスシーケンスのうち、ＲＦパル
ス印加のタイミングは第２図に示す通りである。この場
合、フェーズ１とフェーズ２の長さを変えてスキャンし
てもよい。

第３図は本実施例の方法を実施する装置のゲティングに
関するブロック図である。図において、１１はＭＲＩに
より撮影される被検体、１２は披検体１１の手、足、胸
部等に取り付けて誘導により心電信号を採取する心電信
号採取装置である。

１３は光源と受光部を持ち指から脈波を採取する光学脈
波採取装置で、心電信号採取装置１２からのＥＣＧゲー
ト信号と光学脈波採取装置１３からの脈波ゲート信号は
スイッチ１４で切り替えられ、増幅器１５で増幅される
。スイッチ１４は図に示すようにｂ接点を選んでいる場
合について説明する。ＥＣＧ信号はＡＧＣ（自動利得調
整）増幅器１６で振幅を調整された後、アイソレータ１
７を貫通してディジタル・ゲーティング・ボード（以下
ＤＧＢという）１８に入力される。アイソレータ１７は
被検体１２に対し、ＤＧ８１８から電源電圧が洩れるの
を防止するのもである。１９はＥＣＧのＲ波によってト
リガ信号を発生するトリガ発振器である。ＥＣＧ信号は
、又、ＡＤ変換器２０においてディジタル信号に変換さ
れ、メモリ２１にその波形を格納される。２２はＳＰＭ
Ｐの動作において、操作コンソール２３で設定されたス
ライス厚、スライス番号１　スライス間隔等の条件を入
力されて、パルス制御装置２４にＲＦ周波数、パルス幅
、パルス間隔等のスキャン条件を出力するＣＰＵである
。ＣＰＵ２２は演算部２２ａと記憶部２２ｂとて構成さ
れていて、演算部２２ａは、又、１つのスライス面のス
キャンが終った時点で次のスライス面のスキャン条件を
自動的に設定してパルス制御装置２４に所定のＲＦパル
スを用意させる。更に受信されたＮＭＲ信号を画像再構
成して記憶部２２ｂに一旦格納した後インタフェース２
６．操作コンソール２３を経てＣＲＴ２５に表示させる
。２６はＤＧ８１８と外部回路とを繋ぐインタフェース
、２７はディジタル信号に変換された心電波形を操作コ
ンソール２３に転送するための通信の役目をしているＣ
ＰＵである。

次に、上記のように構成された装置の動作を第４図のフ
ローチャートを参照しなから説明する。

ステップ１ 操作コンソール２３によりスライス厚、スライス番号、
スライス間隔等の条件を設定する。

ステップ２ 心電信号採取装置１２により採取されたＥＣＧ信号は増
幅器１５．ＡＧＣ増幅器１６を経てＤＧ８１８に入り、
ＤＧ８１８はこの信号に同期するスキャンを宣言する。

ステップ３ 連続ＳＰＭＰ方式によりスキャンするかどうかの質問が
ＣＲＴ上に表示される。連続Ｓ　Ｐ　ＦｖＩ　Ｐ方式を
選択しないで循環型ＭＰＭＰ方式選択の入力をすれば、
ステップ４ａに進み、連続Ｓ　Ｐ　Ｍ　Ｐ方式選択の入
力をすればステップ４ｂに進む。

ステップ４ａ 循環Ｍ　Ｐ　ＦｖＩ　Ｐ方式のスキャンを実施する。本
方式については説明を省略する。

ステップ４ｂ パルス制御装置２４はＣＰＵ２２からの指令により、第
１図の連続ＳＰＭＰモードの阜備を行う。

ステップ５ ＥＣＧ信号によりトリガ発振器１９はトリガを発生し、
パルス制御装置２４はこのトリガ信号に基づき、ＭＨＩ
に所定のパルスシーケンスによりスキャンを開始させる
。

ステップ６ スキャンが終ると１．全部のスライス面のスキャンが終
ったかどうかをチエツクし、終っていなければステップ
７に進み、終っていれば終了する。

ステップ７ ＣＰＵ２２は次のスライス面を自動的に選択して、次の
スライス面のスキャンが実施できるように帛備する。

ステップ８ 次のスライス面のスキャンを行うかどうかの問い合イつ
せの表示をする。実施する旨の入力をすれば（押釦、カ
ーソル等で行う）ステップ５に戻る。

同様な方法で実施しない旨の入力をすれば、ステップ６
に戻る。

以上説明したように本実施例によれば、（ｉ）各スライ
ス面のスキャンは連続Ｓ　Ｐ　ＭＰ方式として独立して
いるので、必要な画面が１５られれば、その時点で中止
しても既得スキャンは完結しており、又不必要と考えら
れるスライス面は飛ばして設定することができる。

（ｉｉ）各スライス面のスキャンは独立しているので、
フェーズの時間が自由に設定でき、従来のＭＰＭＰ方式
以上の精細なシネモードの画像データが同じスキャン時
間で得られるようになった。

（ｉｌｉ　）同一スキャン中は同一スライス面に対して
スキャンしているので、無選択の１８０゜パルスを使用
することが可能になり、ＳＮ比の良い画１象が得られる
。

（ｉｖ）連続ＳＰＭＰ方式のスキャンをスライス面を変
えて行うため、結果的にはＭＰＭＰスキャンが可能にな
る。

（Ｖ）被検体が途中動く等して画像データに不具合が生
じても、そのスキャンのみを再度スキャンすればよいた
め非常な時間節約となる。

（ｖｉ）スライス面の位置をプリセットしておけば、自
動的に次のスライス面に移ることができ、操作者の負担
が軽くなる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、この方式はＭＨＩに限らずＸ線ＣＴにも用いるこ
とができる。即ち、ＭＨＩではスライスのオフセットを
変えていたが、Ｘ線ＣＴてはテーブル位置を逐次変える
ようにすればよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、各スライス
面毎に完結したスキャンが行われ、全スキャンが終わら
なくても任意のスキャンで中止することも、不要なスラ
イス面を飛ばして実施することもできる。又、スライス
間のギャップの必要のない即ち連続スライスが可能なＭ
ＰＭＰが可能になり、従って１心拍周期中に多くのフェ
ーズを取ることができ、高速スキャンを行うことができ
るようになり、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の方法の心拍のフェーズとス
ライス面の関係を示す図、第２図はその方法を実施し必
要があればマルチエコーも可能なパルスシーケンスの図
、第３図は前記の実施例の方法を実施する装置のブロッ
ク図、第４図は第３図の装置の動作のフローチャート、
第５図はマルチスライスの説明図、第６図はマルチフェ
ーズの説明図、第７図は従来のＭＰＭＰの対称マトリク
ス型の心拍のフェーズとスライス面との関係を示す図、
第８図は従来のＭ　Ｐ　Ｍ　Ｐの非対称マトリクス型の
心拍のフェーズとスライス面との関係を示す図、第９図
は連続スライス・スキャンの場合の隣接スライス勾配の
関係を示す図、第１０図はＭＲｌの標準的パルスシーケ
ンスの図である。 １・・・９０６パルス　　　７・１８ｒ）’パルス〕、
　ｏ　−Ｒ波　　　　　　１１・・被検体１２・・・心
電信号採取装置 １３・・・光学脈波採取装置 １８・・・Ｄ　Ｇ　Ｂ　　　　　　１’　９・・・トリ
ガ発振器２１・・・メモリ　　　　　　２２・・・ＣＰ
Ｕ２２ａ・・・演算部　　　　２２ｂ・・・記ｔｆ！、
部２３・・・操作コンソール ２４・・・パルス制御装置　２５・・ＣＲＴ２６・イン
タフェース ２７・・・ＣＰＵ　（ＤＧＢ１８内）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１のスライス面を１心拍周期又は１脈波周期を複数の
   フェーズに分割したマルチフェーズにおいてデータを採
   取する単一スライスマルチフェーズスキャンを実施する
   段階と、前記のスキャン終了後次のスライス面を自動的
   に選択してスキャンの継続実施の有無に関する指示を待
   つ段階と、実施の指示により前記第１のスライス面の次
   のスライス面のフェーズ間隔を前記第１のスキャンと同
   じか又は異なる間隔のフェーズでスキャンを実施する段
   階と、不実施の指示により更に次のスライス面のスキャ
   ンの準備をして継続実施の有無に関する指示を待つ段階
   と、予定されていたスライス面のスキャンを適宜間引き
   してスキャンする段階とから成ることを特徴とするマル
   チスライスマルチフェーズスキャン方法。