JPH04141143A - 磁気共鳴アンギオグラフィ装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、サブトラクションにより血管造影像に近いア
ンギオグラフィ画像を得る磁気共鳴アンギオグラフィ装
置に関する。

（従来の技術） 磁気共鳴アンギオグラフィとは、磁気共鳴（ＭＲ）信号
を用いて血管造影像に近い画像を得る手法の総称である
。この手法の中には、血流を強調する撮影条件で得た画
像のみを用いてＭＲアンギオグラフィ画像を得るものと
、異なる撮影条件で得られた２組の２次元　または３次
元のＭＲ信号の間のサブトラクションによりＭＲアンギ
オグラフィ画像を得るものの２種類がある。後者におけ
る異なる撮影条件とは、両者において得られるＭＲ倍信
号被検体の静止部に相当するものについては同じであり
、血流等の動きのある部分に相当するものについては何
らかの差を有するようにする条件である。２つの撮影条
件の例としては、心電（ＥＣＧ）波形から求められる互
いに異なる２つの心時相における撮影、フロー・リフエ
ージング（ｆｌｏｗ−ｒｅｐｈａｓｉｎｇ）を行なうリ
フェーズシーケンスとフロー・デイフェージング（ｆ　
ｌｏｗ−ｄｅｐｈａｓ　ｉｎｇ）となるディフェーズシ
ーケンスとによるデータ収集、流れによる位相シフトの
効果を利用する撮影等がある。これらの条件は組み合わ
されて使用されることもある。

一般的には、リフェーズシーケンスとディフェーズシー
ケンスとにより収集された２組のＭＲ倍信号サブトラク
ションを行なうことが多い、ディフェーズシーケンスと
は静止している核スピンに対しては、エコー中心での核
スピンの位相ψがＯとなるが、血管内の動いている血流
に対しては、エコー中心でも核スピンの位相ψが０にな
らず、位相ずれ（デイフェーズ）を起こす様なものであ
る。そのため、血流からの信号が低信号として取り出さ
れる。この位相ずれを補償して、動いているものに対し
てもエコー中心での核スピンの位相ψがＯとなるように
するシーケンスがリフェーズシーケンスである。このた
め、血流からの信号が高信号として取り出される。この
ように、静止部に対しては両シーケンスの信号に差はな
いが、動いている部分の信号に差があるので、両シーケ
ンスで得られた信号どうしのサブトラクションにより、
血流部分からの信号が得られる。

サブトラクション画像において血流からの信号強度を高
め血管の描出能を高めるためには、リフェーズシーケン
スでは血流部分からなるべく信号を多く発生させ、反対
にディフェーズシーケンスでは血流部分からはなるべく
信号を発生させないことが必要である。すなわち、リフ
ェーズ効策デイフェーズ効果をそれぞれ上げることが必
要である。リフェーズ効果を上げるには、流れによるイ
メージングのボクセル内の多数のスピン間での位相の拡
散を極小化する必要がある。このためには、リフエージ
ング自体を精度よく行なうことの他に、エコー時間の短
縮、ボクセルサイズの減少が有効であるということが知
られている。なお、ボクセルサイズの減少は３次元の磁
気共鳴アンギオグラフィの分解能の向上という最も基本
的な要求に対しても有効である。

従来では、サブトラクションにより静止部の信号を完全
にＯにするるために、フローに関係しないパラメータで
あるエコー時間はリフェーズシーケンス、ディフェーズ
シーケンスとも同じ値に設定していた。また、分解能の
向上のために、ボクセルサイズもできるだけ小さいサイ
ズにする必要があり、これも両シーケンスとも同じサイ
ズに設定されていた。こうすると、リフェーズ効果は上
げることができたが、反対に、デイフェーズ効果が低下
してしまった。この理由は、短いエコー時間内に入れら
れるデイフェーズ用の傾斜磁場の印加量は制限されてし
まうためと、同一の傾斜磁場を印加した場合、ボクセル
サイズが小さい程その中での位相の拡散は小さいためで
ある。その結果、リフェーズシーケンスにより収集され
た信号とディフェーズシーケンスにより収集された信号
との差が小さくなってしまい、血管が充分なコントラス
トで描出されないことがあった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述した事情に対処すべきなされたもので、そ
の目的は、リフェーズシーケンスにより収集された信号
とディフェーズシーケンスにより収集された信号との差
を大きくすることができ、コントラストの高いサブトラ
クション画像を得ることができる磁気共鳴アンギオグラ
フィ装置を提供することである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による磁気共鳴アンギオグラフィ装置は、ディフ
ェーズシーケンスにおけるエコー時間がリフェーズシー
ケンスにおけるエコー時間よりも長くする。また、本発
明による他の磁気共鳴アンギオグラフィ装置においては
、関心領域以外をプリサチュレーションさせるためのパ
ルスがディフェーズシーケンスに付加される。さらに、
本発明の別の磁気共鳴アンギオグラフィ装置は、第１エ
コーをリフェーズシーケンスにより収集し、第２エコー
をディフェーズシーケンスにより収集する２エコーモー
ドを実施する。

（作用） 本発明による磁気共鳴アンギオグラフィ装置によれば、
エコー時間を長くすることにより、ディフェーズシーケ
ンスにおいてのみ位相シフト量が大きくなり、　リフェ
ーズ効果を低下することなく、流れの部分の信号を小さ
くするデイフェーズ効果を大きくすることができ、血流
の描出能を向上でき、高コントラストのサブトラクショ
ン画像が得られる。また１本発明による他の磁気共鳴ア
ンギオグラフィ装置によれば、関心領域に流入する血流
信号を抑制することができ、流れの部分の信号を全く含
まない信号をディフェーズシーケンスにより収集するこ
とができ、血流の描出能を向上し、高コントラストのサ
ブトラクション画像を得ることができる。さらに、本発
明の別の磁気共鳴アンギオグラフィ装置によれば、リフ
ェーズシーケンスでは短いエコー時間となりリフェーズ
効果が上がり、ディフェーズシーケンスでは長いエコー
時間となりデイフェーズ効果が上がり、サブトラクショ
ン画像のコントラストを高くする二とができるとともに
、両シーケンスを２エコーモードにより同時に実行する
ことにより、撮影時間を短縮できる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明による磁気共鳴アンギオグラ
フィ装置の実施例を説明する。第２図は第１実施例の概
略構成を示すブロック図である。

ガントリ２０内には、静磁場磁石１、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
傾斜磁場コイル２、及び送受信コイル３が設けられる。

静磁場発生装置としての静磁場磁石１は、例えば、超伝
導コイルまたは常伝導コイルを用いて構成される。Ｘ軸
、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場コイル２は、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、
Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを発生するための
コイルである。

送受信コイル３は、高周波パルスを発生し、かつ磁気共
鳴により発生した磁気共鳴（ＭＲ）信号を検出するため
に使用される。寝台１３上の被検体Ｐはガントリ２０内
のイメージング可能領域（イメージング用磁場が形成さ
れる球状の領域であり、この領域内でのみ診断が可能と
なる）に挿入される。

静磁場磁石ｌは、静磁場制御装置４により駆動される。

送受信コイル３は、磁気共鳴の励起時には送信器５によ
り駆動され、かつＭＲ倍信号検出時には受信器６に結合
される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁場コイル２は、Ｘ軸傾
斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾斜磁場電源
９により駆動される。

Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾斜磁
場電源９、送信器５はシーケンサ１０により所定のシー
ケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜
磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇ２、高周波（ＲＦ）パルスを
、後述する所定のパルスシーケンスで発生する。この場
合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁
場Ｇｚは、主として、例えば、読出し用傾斜磁場Ｇｒ、
エンコード用傾斜磁場Ｇｅ、スライス用傾斜磁場Ｇｓと
してそれぞれ使用される。コンピュータシステム１１は
シーケンサＩＯを駆動制御するとともに、受信器６で受
信されるＭＲ倍信号してのスピン・エコー信号を取り込
んで所定の信号処理を施すことにより、被検体の所定の
スライス部位の断層像を生成し、表示部１２で表示する
。

このような構成の実施例におけるＭＲ励起／ＭＲデータ
収集のためのパルスシーケンスを第１図を参照して説明
する。ここでは、−例として、傾斜フィールドエコー法
を説明する。第１図の最初のシーケンスはリフェーズシ
ーケンスを示し、２番目のシーケンスはディフェーズシ
ーケンスを示す、なお、図示してはいないが、第１図に
示したシーケンスが実行される期間中、静磁場制御装置
４により駆動される静磁場磁石ｌにより静磁場が被検体
Ｐに対して静的に印加されている。

スライス用傾斜磁場Ｇｓを被検体Ｐに印加しつつ選択励
起パルスからなるＲＦパルスを印加することにより、被
検体Ｐの特定部位（関心領域）の核スピンに磁気共鳴を
励起し１次に、読出し用傾斜磁場Ｏｒを印加することに
より、磁気共鳴の励起された核スピンの核磁化をリフェ
ーズさせ、かつそのエンコードステップに対応する振幅
のエンコード用傾斜磁場Ｇｅを印加して、位相エンコー
ドを行い、その後エコー信号を収集する。ＲＦパルスは
一定の周期ＴＲ毎に発生される。リフェーズシーケンス
の次にはディフェーズシーケンスを行なう、ディフェー
ズシーケンスにおいても、読出し用傾斜磁場Ｇｒを印加
することにより、磁気共鳴の励起された核スピンの核磁
化をデイフェーズさせ、かつそのエンコードステップに
対応する振幅のエンコード用傾斜磁場Ｇｅを印加して、
位相エンコードを行なう、上述の一連のシーケンスをエ
ンコード用傾斜磁場Ｇｅの振幅を各エンコードステップ
毎に所定値だけ変化させながら繰り返す。

ディフェーズシーケンスのエコー時間ＴＥｄはリフェー
ズシーケンスのエコー時間ＴＥｒよりも長く設定される
。デイフェージングはエコー時間の間にデイフェーズ用
（つまりフローエンコード用、あるいはバイポーラ型）
の傾斜磁場を印加することによって引き起こされる。エ
コー時間ＴＥを長くすると、このフローエンコード用傾
斜磁場の印加時間を長くでき、従って、位相シフト量を
大きくすることができる６位相シフトを太き（すると、
デイフェーズ効果が大となり、動きのある部分からの信
号が減少する。

しかしながら、エコー時間をシーケンスによって変える
と、静止部の信号強度が両者間で変わってしまうことが
ある０例えば、Ｔ　Ｅ　＝　６ｍ５ｅｃ　（リフェーズ
シーケンス）　、　　１２ｍ５ｅｃ　（ディフェーズシ
ーケンス）とすると、脳の背景である白質（ＷＭ）、灰
色質（ＧＭ）の信号強度はリフェーズ時に対し、デイフ
ェーズ時には、　９２〜９３％程度になる。

血管像の抽出のためには、必ずしも、背景部を完全にゼ
ロにする必要はないが、場合によっては、重み付けを行
なってサブトラクションをしてもよ以上説明したように
、第１実施例によれば、ディフェーズシーケンスのエコ
ー時間をリフェーズシーケンスのそれよりも長くしたの
で、　リフェーズ効果を低下することなく、デイフェー
ズ効果を高めることができ、サブトラクションの結果　
動きのある部分の高コントラストの画像を得ることがで
きる。

次に、この発明の他の実施例を説明する。他の実施例の
構成は第２図に示した第１実施例のそれと同じであるの
で、構成の説明は省略する。第２実施例のリフェーズシ
ーケンス　ディフェーズシーケンスのパルスシーケンス
をそれぞれ第３図、第４図に示す、第３図に示すリフェ
ーズシーケンスは第１実施例のリフェーズシーケンスと
同一である。第４図に示すディフェーズシーケンスは第
１実施例に対してプリサチュレーション用のブリパルス
を付加したものである。第２実施例では、エコー時間は
両シーケンスにおいて同じでもよいし、第１実施例のよ
うに変えてもよい。

リフェーズシーケンスにより選択励起される関心領域が
第５図（ａ）に示す領域であるとすると、プリサチュレ
ーション用のスライス用傾斜磁場ＧＳを被検体Ｐに印加
しつつブリパルスを印加することにより、第５図（ｂ）
に斜線で示すように関心領域の両側を飽和させることが
できる。この後、第１実施例と同様のシーケンスを実行
すると、関心領域に流入する血流信号が抑制されて、デ
ィフェーズシーケンスでは画像上で血流部分が全く現わ
れないようなデータが収集される。

ただし、このようなプリサチュレーション法ではリフェ
ーズシーケンスとディフェーズシーケンスを１回づつ交
代して繰り返すことは好ましくない、なぜならば、ブリ
パルスによる飽和効果の影響が次のリフェーズシーケン
スでデータを収集する時にも残り、血流部分からの信号
を十分に大きくできないからである。従って、第２実施
例では、基本的には、第６図に示すように、リフェーズ
シーケンスＲによるデータ収集とディフェーズシーケン
スＤによるデータ収集は別々に行なう。

しかしながら、実際の装置には、何らかの経時変化があ
るので、別々に撮影すると、２つのデータ間に何らかの
ズレを生じることがあり、２画像間の位置ズレなどを引
き起こすことがある。そこで、第７図に示すように、　
リフェーズシーケンスＲのデータ収集をある程度まとめ
て行い、次に、ディフェーズシーケンスＤのデータ収集
を同様にまとめて行い、これを繰り返す法がよい０例え
ば、３　ＤＦＴ法のデータ収集の場合、各スライス方向
のエンコード毎に各シーケンスをまとめて行なえばよい
、すなわち、２５６Ｘ　２５６Ｘ　３２のデータ収集の
場合は、リフェーズシーケンスを２５６エンコードステ
ツプにおいて実行し、ディフェーズシーケンスを同様に
２５６エンコードステツプにおいて実行する。

これをスライス方向の位相エンコード量を変えながら３
２回繰り返す。

次に、ブリパルスを印加してから、関心領域が飽和状態
になるのに必要な時間を推定する１頭蓋内の主要血管の
流速を５０ｃｍ／ｓｅｃとすると、血流が５ｃｍ厚の関
心領域を曲がりくねりながら通り抜けるのに必要な時間
は多めに見積って１ｓｅｃとする。すると、Ｔ　Ｒ＝＝
　ｌｏＯｍｓｅｃとすると、プリパルスの印加から飽和
まで１０エンコードステップ位必要である。

そのため、プリサチュレーションの有無により関心領域
内に流れ込んだ血流スピンの飽和／非飽和の状態が変わ
るのにも１０エンコードステップ位必要であると考えら
れる。上述の例のように２５６エンコードステツプづつ
両シーケンスを交互に実行する場合、最初の１０エンコ
ードステップ分は関心領域内に流れ込んだ血流スピンが
非飽和の状態であっても、実質的な影響は少ない、この
様子を第８図に示す。

この飽和／非飽和状態の変化の遅れに対処するため、第
９図に示すように、プリパルスを印加するタイミングを
早めてリフェーズシーケンスグループの最後の数シーケ
ンスからプリパルスを印加してもよい、こうすると、関
心血管での飽和／非飽和の状態をディフェーズシーケン
ス、リフェーズシーケンスのデータ収集に合わせること
ができ、関心領域において飽和効果が必要な時に飽和し
、必要ない時には非飽和の状態にすることができる。

このような第２実施例によっても、ディフェーズシーケ
ンスにより収集されたデータ中の血流部分の信号強度を
小さくすることができ、コントラストの高いサブトラク
ション画像を得ることができる。なお、第２実施例にお
いても、ディフェーズシーケンスのエコー時間を長くす
ると、より効果を上げることができる。

次に、第３実施例を説明する。上述した２実施例は、２
つのシーケンスを行ないサブトラクションを行なうので
、エコー時間が両シーケンスにおいて異なっていても、
等しくても、全体の撮影時間Ｔ＝ＴＲＸＮＡ　（加算回
数）×ＮＥ（エンコード回数）ＸＮＳ　（スライス方向
のエンコード回数）×２となり、通常の撮影に比べて２
倍時間がかかる。このため、第３実施例では２エコーモ
ードを利用して、　１回のＭＲ励起でリフェーズシーケ
ンス、ディフェーズシーケンスの両方によりデータ収集
を行なう、これにより、上述した２実施例に比べて撮影
時間を半減することができる。あるいは、逆に同一撮影
時間で比較すれば、Ｓ／Ｎ比はｆ２倍となる。

第３実施例のパルスシーケンスを第１０図に示す、ＲＦ
パルスの印加後、先ず、第１実施例と同様なリフェーズ
シーケンス用の傾斜磁場を発生し、第１エコーを収集す
る。この時、エコー時間ＴＥｒは短め、例えば５〜８ｍ
５ｅｃに設定する。第１エコーの収集後、引続き、第１
実施例と同様なディフェーズシーケンス用の傾斜磁場を
発生し、第２エコーを収集する。デイフェーズ用の傾斜
磁場が十分印加されるように、ディフェーズシーケンス
のエコー時間ＴＥｄは第１実施例と同様に十分長く設定
する。

このように、　２エコーモードにおいて、第１エコーを
リフェーズシーケンスにより収集し、第２エコーをディ
フェーズシーケンスにより収集することにより、第１実
施例と同様にディフェーズシーケンスのエコー時間をリ
フェーズシーケンスのそれよりも長くでき、かつ、撮影
時間を短縮することができるので、コントラスト、Ｓ／
Ｎ比の高いサブトラクション画像を得ることができる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されず、発明の要
旨を変えない範囲で種々変更して実施可能である０例え
ば、上述の実施例は傾斜フィールドエコー法を用いたが
、スピン・エコー法、３次元フーリエ変換法等を用いて
もよい、また、各実施例を適宜組み合わせて実施しても
よい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、リフェーズシーケ
ンスでは動きのある部分の信号を大きく、ディフェーズ
シーケンスでは動きのある部分の信号を小さくすること
ができ、サブトラクションにより動きのある部分につい
てのコントラストの高い画像を得ることができる磁気共
鳴アンギオグラフィ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気共鳴アンギオグラフィ装置の
第１実施例のパルスシーケンスを示す図、第２図は第１
実施例の概略構成を示すブロック図、第３図、第４図は
それぞれ第２実施例におけるリフェーズシーケンス、デ
ィフェーズシーケンスを示す図、第５図は選択励起の様
子を示す図、第６図、第７図は第２実施例のリフェーズ
、ディフェーズシーケンスの実行順番を示す図、第８図
、第９図はブリパルスの印加と関心領域の飽和の時間関
係を示す図、第１０図は第３実施例のパルスシーケンス
を示す図である。 １・・・静磁場磁石、２・・・Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸傾斜磁
場コイル、３・・・送受信コイル、４・・・静磁場制御
装置、５・・・送信器、６・・・受信器、７・・・Ｘ軸
傾斜磁場重態　８・・・Ｙ軸傾斜磁場型温　９・・・Ｚ
軸傾斜磁場重態　１０−・・シーケンサ、　１１・・・
コンピュータシステム、　１２・・・表示部。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （ｂ） 第 図 ＲＲ−一 −−ＤＤ 第 図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リフェーズシーケンスにより収集された信号とデ
   ィフェーズシーケンスにより収集された信号とのサブト
   ラクションを行なう磁気共鳴アンギオグラフィ装置にお
   いて、ディフェーズシーケンスにおけるエコー時間がリ
   フェーズシーケンスにおけるエコー時間よりも長いこと
   を特徴とする磁気共鳴アンギオグラフィ装置。
2. （２）リフェーズシーケンスにより収集された信号とデ
   ィフェーズシーケンスにより収集された信号とのサブト
   ラクションを行なう磁気共鳴アンギオグラフィ装置にお
   いて、関心領域以外をプリサチュレーションさせるため
   のパルスをディフェーズシーケンスに付加することを特
   徴とする磁気共鳴アンギオグラフィ装置。
3. （３）リフェーズシーケンスにより収集された信号とデ
   ィフェーズシーケンスにより収集された信号とのサブト
   ラクションを行なう２エコーモードの磁気共鳴アンギオ
   グラフィ装置において、第１エコーをリフェーズシーケ
   ンスにより収集し、第２エコーをディフェーズシーケン
   スにより収集することを特徴とする磁気共鳴アンギオグ
   ラフィ装置。