JPH0788100A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は背景の抑圧されたタギングフローイメ
ージングを行なうこと。 【構成】タギング部と血流を高信号（または低信号）と
するリフェイズ（またはディフェイズ）タイプのイメー
ジング部とからなる第１のシーケンスと、血流を低信号
（または高信号）とするディフェイズ（またはリフェイ
ズ）タイプのイメージング部のみからなる第２のシーケ
ンスとを実行して、両シーケンスで得られた画像のサブ
トラクションを行なうことにより、脂肪分の抑制された
タギング画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば血流等の流れを
可視化したり計測できる磁気共鳴イメージング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】このような磁気共鳴イメージング装置と
しては、２次元または３次元でＴＯＦ(Time of Flight)
効果、または位相シフトを利用したＭＲアンギオグラフ
ィ装置や、撮影領域内の特定の位置にあるスピンのみを
他のスピンとは位相の異なる状態に修飾し、この修飾さ
れたスピンの位相状態を撮影画像の中に濃淡のパターン
（タグ）として反映させる標識法（タギング法）が知ら
れている。タギング法ではタグにトレーサ的な役割を役
割を持たせることにより生体内の移動現象を画像中の濃
淡パターンの変化として観察することが可能になる。

【０００３】しかし、ＴＯＦ効果を利用するＭＲアンギ
オグラフィ装置では、流速とＭＲ値とはあまり相関しな
い欠点がある。また、位相シフトを利用したＭＲアンギ
オグラフィ装置では、流速は反映するが、直観的にわか
りにくいことや、流速のダイナミックレンジが狭く、不
連続になることがある。

【０００４】タギング法は流れのみならず、心臓や筋の
動きのイメージングとしても応用されている。タギング
法ではフィールドエコー法、またはスピンエコー法のパ
ルスシーケンスの前に印加するプリパルスとして各種の
ものが報告されている。通常のタギング法では、現在の
単一のシーケンス（タギング部＋イメージング部）で行
なう方法でも、脂肪の多い組織では血流信号がかくれて
しまい、ボリューム全体の３次元的分布を把握するに
は、脂肪等の背景の信号が障害になり、描出力に問題が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は脂肪が多い組
織でも血流部のタグの様子がよく描出できる磁気共鳴イ
メージング装置を提供することである。本発明の他の目
的は血管の解剖学的情報のみならず、流れの情報も直観
的にわかる磁気共鳴イメージング装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による磁気共鳴イ
メージング装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体の画
像を撮影する際に画像中に縞模様を入れるタギングフロ
ーイメージング手段と、撮影する部位内の脂肪成分から
の信号発生を抑制する手段とを具備することを特徴とす
る。

【０００７】本発明による磁気共鳴イメージング装置
は、DANTE 法のプリパルスを用いることによりタギング
フローイメージングを行なうことを特徴とする。本発明
による磁気共鳴イメージング装置は、binomialプリパル
スを用いることによりタギングフローイメージングを行
なうことを特徴とする。

【０００８】本発明による磁気共鳴イメージング装置
は、面内サチュレーションプリパルスを用いることによ
りタギングフローイメージングを行なうことを特徴とす
る。本発明による磁気共鳴イメージング装置は、血流成
分を高信号とする第１のイメージングシーケンスと血流
成分を低信号とする第２のイメージングシーケンスとを
実行し、両シーケンスで得られた画像をサブトラクショ
ン処理することにより脂肪成分を抑制することを特徴と
する。

【０００９】本発明による磁気共鳴イメージング装置
は、脂肪成分を飽和させ脂肪成分の縦磁化を無くすこと
により脂肪成分を抑制することを特徴とする。本発明に
よる磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用
して被検体の画像を撮影する際に画像中に縞模様を入れ
タギング画像を生成する手段と、複数のタギング画像を
３次元処理する手段を具備することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明による磁気共鳴イメージング装置によれ
ば、脂肪信号が抑制されるパルスシーケンスを用いる
か、またはタグの入った第１の画像と縞模様が入ってお
らず第１の画像と血流部の信号強度が異なる第２の画像
とのサブトラクション処理を行ない静止部の信号を脂肪
成分を含めて消去することにより、脂肪成分が抑制され
たタギング画像が得られる。

【００１１】また、血流部の画像に加えて血流の速度に
応じてシフトされた縞模様が重ねて表示されるので、血
流の解剖学的情報のみならず流れの情報も直観的にとら
えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴
イメージング装置の一実施例を説明する。図１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。送受信コイル３
はガントリ内に埋め込まれるのではなく、被検体に直に
装着されてもよい。静磁場発生装置としての静磁場磁石
１は例えば超電導コイル、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はスライ
スを選択するための選択励起パルスとしての高周波（Ｒ
Ｆ）パルスを発生し、かつ磁気共鳴により発生した磁気
共鳴信号（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。

【００１３】静磁場磁石１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、かつ磁気共鳴信号の検出時には受
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。

【００１４】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Ｇｚ、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、例えば位相エンコ
ード用傾斜磁場Ｇｅ、読出し用傾斜磁場Ｇｒ、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１０を駆動制御するととも
に、受信器６で受信される磁気共鳴信号を取り込んで所
定の信号処理を施すことにより、被検体の断層像を生成
し、表示部１２で表示する。

【００１５】図２に第１実施例のパルスシーケンスの概
略を示す。第１実施例はタグの入った画像（タギング画
像）と通常の画像とをサブトラクションすることによ
り、脂肪も含んた背景部（静止部）を消去し、血管部分
のみのタギング画像を得ている。同図（ａ）はタギング
部と血流を高信号とするリフェイズタイプのイメージン
グ部とからなる第１のシーケンスと血流を低信号とする
ディフェイズタイプのイメージング部のみからなる第２
のシーケンスとを実行して、両シーケンスで得られた画
像Ｉｔ、Ｉｎとのサブトラクションを行なう場合を示
す。同図（ｂ）はリフェイズタイプのイメージング部か
らなるシーケンスとタギング部とディフェイズタイプの
イメージング部とからなるシーケンスとを実行して、両
シーケンスで得られた画像Ｉｎ、Ｉｔとのサブトラクシ
ョンを行なう場合を示す。この場合、サブトラクション
はどちらの画像からどちらの画像を差し引いてもよく、
サブトラクション後に必要に応じて画像の白黒を反転す
ればよい。また、背景を多少残したければ、サブトラク
ション時に一方の画像に重みをつければよい。

【００１６】このようなタギングフローイメージングで
最終的に得ようとするタギング画像は図３に示すように
静止部（背景部）ではタグはシフトされておらず平行で
あり、血管等の脈管部ではタグが流速分布に応じてシフ
トし、そのシフト量がそのポイントにおける流速を反映
するというものである。ここで、流れが定常流（層流）
の場合は、脈管内のタグは放物線を示し、タグのシフト
量Ｌ（図４（ａ）参照）は、タギング部のＲＦパルスの
中心からイメージング部（本シーケンス）のＲＦパルス
の中心までの遅延時間Ｔｄ（図４（ｂ）参照）が大きい
ほど大きくなる。ＬとＴｄには次のような関係がある。

【００１７】 Ｖmax ＝Ｌ／Ｔｄ （１） ここで、Ｖmax は最大流速であり、平均流速Ｖave は次
のように求めることができるので、ＬとＴｄから血流の
定量観測も可能である。

【００１８】 Ｖave ＝（１／２）Ｖmax （２） また、流れが非定常流（乱流）である場合は、渦の発生
によりタグは複雑な形状を示し、定量的な測定は困難で
あるが、そのパターンを観測することから乱流であるこ
とが分かり、動脈瘤等の診断を行なうことができる。

【００１９】このようにタギングフローイメージングは
流れの空間的な情報をイメージとしての直観的把握する
という意味で重要であり、必要な場合は、定量計測も可
能である。

【００２０】図２の各部の具体的なシーケンスを説明す
る。図５はタギング部のシーケンス（プリパルスシーケ
ンス）の例を示す。同図（ａ）はDANTE 法によるプリパ
ルス、同図（ｂ）はbinomial型のプリパルス、同図
（ｃ）はinplane saturation（面内サチュレーション）
型のプリパルスを示す。

【００２１】図６はイメージング部のシーケンス（本シ
ーケンス）の例を示す。同図（ａ）はフィールドエコー
法のリフェイズタイプのイメージングシーケンス、同図
（ｂ）はフィールドエコー法のディフェイズタイプのイ
メージングシーケンスを示す。

【００２２】これらのシーケンスのうち、タギング部と
してはDANTE 法によるプリパルスを用い、本シーケンス
部としては２ＤＦＴのＦＥ法のリフェイズタイプのシー
ケンスを用い、Ｇｓ、Ｇｒ方向に１次のＧＭＮ(Gradien
t Moment Nulling) を用いた場合の全体のシーケンスを
図７に示す。図７は図２（ａ）に示す２つのパルスシー
ケンスのうちの上側のパルスシーケンスである。

【００２３】DANTE 法はFreeman らがスペクトロスコピ
ーの分野で所定の周波数の成分を選択的に取出すのに用
いたもので、細長い矩形のＲＦパルスを等間隔で数個並
べたものである。所定の方向、ここではＧｒ方向に傾斜
磁場を印加しながら、これらのDANTE パルスを印加する
と、その後、本シーケンスでエコーを収集し、イメージ
ングした時に、Ｇｒ方向に直交する方向に低信号部分、
すなわちタグ（縞模様）が静止部において画面全体に平
行に生じる。

【００２４】図８に示す画像上のタグ間隔Δｘ（Ｇｒ方
向）と各DANTE パルスの間隔Ｔｉ、Ｇｒ方向の傾斜磁場
の強度Ｇｄとの関係は次のように表わされる。 Δｘ＝１／γＧｄＴｉ （３） ここで、γは磁気回転比でる。

【００２５】タグをＦＯＶ(Fielf of View) 全体にわた
って均一に入れるには、ＦＯＶの帯域ＢＷに対し各DANT
E パルスの幅Ｔｐを十分狭くする（１／Ｔｐ＞＞ＢＷ）
ことが重要である。

【００２６】図７のシーケンスで得られるのは所定の断
面での画像であり、被検体の血管が同一平面上にある場
合は、位置決めをすれば、２次元でも所望のタギングフ
ローイメージが得られるが、血管が３次元的に分布して
いる場合は、２ＤＦＴ法のマルチスライス、または３Ｄ
ＦＴ法にて収集したものを任意の断面上で見るか、図９
に示すようにボリュームデータとして投影、例えば最大
値投影法（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）に
て３次元情報平面上に重ね合わせた画像として見る方法
を用いる。投影方向をタグの方向と平行にすれば、タグ
は広がらず、そのまま投影されることになる。

【００２７】ただし、図７のシーケンス単独では、背景
部、特に脂肪の多い部分では、血流信号が脂肪信号に埋
もれてしまい、一断面でみる場合は何とか血管のタグは
見えるが、ＭＩＰ法等の投影を行なうと、血管部の信号
が周囲の脂肪より低い場合は血管は見えなくなってしま
う。

【００２８】そこで、図２（ａ）に示す２つのパルスシ
ーケンスのうちの下側のシーケンスであるタギング部の
ないディフェイズタイプのイメージングシーケンスで同
一部位をスキャンし、タグがなく血流部が低信号の画像
Ｉｎを再構成し、図７に示したシーケンスで得られた血
流部が高信号のタギング画像Ｉｔとのサブトラクション
を行なう。すると、静止部の脂肪は２つのイメージング
シーケンスのＴＲ、ＴＥが同じであれば、脂肪成分はタ
ギング画像Ｉｔと通常画像Ｉｎとで同程度となり、Ｉｔ
にしかタグはついていないので、Ｉｔ−Ｉｎのようにサ
ブトラクションを行なうことにより、脂肪部のない血流
信号のみ高信号で、しかもタグのついた画像が得られ
る。なお、サブトラクションはＩｎ−Ｉｔとしてもよ
く、その場合は、画像の白黒が反転するだけである。ま
た、サブトラクション時に一方の画像に重みをつける
と、背景を多少残すことができる。サブトラクション処
理の詳細を図１０に示す。

【００２９】２次元画像の場合はこれで最終画像となる
が、２ＤＦＴマルチスライス、３ＤＦＴの場合は各スラ
イスについて同様の処理を行なった後、図９に示すよう
に視線をタグと平行な方向にしてＭＩＰ処理を行なう。

【００３０】以上説明したように第１実施例によれば、
血流部を高信号（または低信号）としタグのついた第１
の画像と、血流部を低信号（または高信号）とするタグ
の無い第２の画像とのサブトラクションを行なうことに
より、脂肪成分が消去され、タグの付いた血流部のみの
画像（タギングフローイメージ）を得ることができ、流
れを可視化できる。また、流速に応じてタグがシフトす
るので、定量測定も可能である。なお、上述の説明では
投影処理を行なって３次元的な表示を行なったが、２次
元表示のままでもよい。

【００３１】以下、他の実施例を説明する。他の実施例
は構成は第１実施例と同じであり、パルスシーケンスの
みが異なるので、構成の説明は省略する。第１実施例は
血流部を高信号とする第１のシーケンスと血流部を低信
号とする第２のシーケンスを実行し、そのサブトラクシ
ョンを行なうので、２回のスキャンが必要であるが、１
回のスキャンで脂肪の抑制されたタギングフローイメー
ジを作成できる第２実施例を図１１を参照して説明す
る。この実施例はタギング部と、脂肪サプレス部と、通
常のイメージング部とからなる。

【００３２】タギング部としては第１実施例において説
明した図５に示したもののうち、（ａ）に示すDANTE 法
によるプリパルスを用い、脂肪の縦磁化をなくし脂肪信
号を抑制する脂肪サプレス部には図１２に示す１−３’
−３−１’パルス系列（ここで、各数値はパルスの振幅
を示し、数字の右肩のダッシュは反転パルスを示す）を
用い、イメージング部にはフィールドエコー法のリフェ
イズタイプのシーケンスを用い、Ｇｓ、Ｇｒ方向に１次
のＧＭＮを用いた場合の全体のシーケンスを図１３に示
す。

【００３３】このように第２実施例によれば、脂肪サプ
レス部を含んだパルスシーケンスを用いているので、１
回のスキャンで脂肪の抑制されたタギング画像が得られ
る。しかし、磁場の不均一性に弱く、脂肪の抑制がうま
くいかない場合もある。これに対して、第１実施例によ
れば、２回のスキャンや画像処理が必要であるが、磁場
の不均一性やコントラストの自由度が大きく、画質がよ
い。そのため、各方法の特徴を活かして適宜用いること
が必要である。なお、第２実施例のタギング部も第１実
施例と同様に図５に示す各種シーケンスが使用可能であ
り、第２実施例のイメージング部も第１実施例と同様に
図６に示す各種シーケンスが使用可能である。また、タ
ギング部と脂肪サプレス部の時間的順序は入れ換えても
よい。さらに、第２実施例で得られたタギングフローイ
メージも３次元表示してもよいし、２次元表示でもよ
い。

【００３４】図１４にタギング用プリパルス部とリフェ
イズ、またはディフェイズタイプの通常のイメージング
部からなる３ＤＦＴ法による第３実施例のパルスシーケ
ンスを示す。これは図１３に示した第２実施例のパルス
シーケンスから脂肪サプレス部を省略し、代わりにイメ
ージング部を３ＤＦＴ法に適用するために各Ｇｅについ
てＧｓを変えながらスキャンする点が異なる。

【００３５】本発明は上述した実施例に限定されず、種
々変形して実施可能である。例えば、上述の説明では、
流れが定常流としており、末梢静脈ではほぼ定常流と見
なせるが、動脈や基幹静脈は拍動流なので、定常流とは
見なせないが、この場合はＥＣＧや、患者の指先にセン
サをつけて脈と同期をとる脈波同期( ＰＰＧ:Periphera
l Gating) のゲーティングを併用し、１周期の各フェー
スでのタギングフローイメージを作成してもよい。ま
た、イメージング部のパルスシーケンスとしては通常の
フィールドエコー法を示したが、スピンエコー法、高速
グラディントフィールドエコー法、エコープラナーイメ
ージング法、turbo-FLASH 法等を用いてもよい。特に、
スピンエコー法は、ボリューム全体を厚切りにしても磁
場の不均一性の影響は少ないので、１回の励起で多断面
をスキャンでき、効果的である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、脂
肪が多い組織でも血流部のタグの様子がよく描出できる
磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。ま
た、血管の解剖学的情報のみならず、流れの情報も直観
的にわかる磁気共鳴イメージング装置も提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第１
実施例の構成を示すブロック図。

【図２】第１実施例のパルスシーケンスの概略を示す
図。

【図３】タギングイメージの一例を示す図。

【図４】タギングイメージにおけるタグシフト量と流
速、タギング部のＲＦパルスの中心からイメージング部
のＲＦパルスの中心までの遅延時間との関係を説明する
図。

【図５】第１実施例におけるタギング部のパルスシーケ
ンスの例を示す図。

【図６】第１実施例におけるイメージング部のパルスシ
ーケンスの例を示す図。

【図７】タギング部としてDANTE パルス、イメージング
部としてフィールドエコー法のリフェイズシーケンスを
用いた場合の第１実施例の全体のパルスシーケンスを示
す図。

【図８】タギングイメージのタグ間隔を示す図。

【図９】ＭＰＩ投影処理を示す図。

【図１０】サブトラクション処理を示す図。

【図１１】第２実施例のパルスシーケンスの概略を示す
図。

【図１２】第２実施例における脂肪サプレス部のパルス
シーケンスの例を示す図。

【図１３】タギング部としてDANTE パルス、脂肪サプレ
ス部として１−３’−３−１’パルス系列、イメージン
グ部としてフィールドエコー法のリフェイズシーケンス
を用いた場合の第２実施例全体のパルスシーケンスを示
す図。

【図１４】本発明の第３実施例のパルスシーケンスを示
す図。

【符号の説明】

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軸傾斜磁場アンプ、８…Ｙ軸傾
斜磁場アンプ、９…Ｚ軸傾斜磁場アンプ、１０…シーケ
ンサ、１１…コンピュータシステム、１２…表示部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気共鳴現象を利用して被検体の画像を
   撮影する際に画像中に縞模様を入れるタギングフローイ
   メージング手段と、撮影する部位内の脂肪成分からの信
   号発生を抑制する手段とを具備する磁気共鳴イメージン
   グ装置。
2. 【請求項２】 前記タギングフローイメージング手段は
   DANTE 法のプリパルスを用いることを特徴とする請求項
   １に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 【請求項３】 前記タギングフローイメージング手段は
   binomialプリパルスを用いることを特徴とする請求項１
   に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 【請求項４】 前記タギングフローイメージング手段は
   面内サチュレーションプリパルスを用いることを特徴と
   する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 【請求項５】 前記脂肪抑制手段は血流成分を高信号と
   する第１のイメージングシーケンスと血流成分を低信号
   とする第２のイメージングシーケンスとを実行し、両シ
   ーケンスで得られた画像をサブトラクション処理する手
   段を具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気共
   鳴イメージング装置。
6. 【請求項６】 前記脂肪抑制手段は脂肪成分を飽和させ
   脂肪成分の縦磁化を無くす手段を具備することを特徴と
   する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 【請求項７】 磁気共鳴現象を利用して被検体の画像を
   撮影する際に画像中に縞模様を入れタギング画像を生成
   する手段と、複数のタギング画像を３次元処理する手段
   を具備する磁気共鳴イメージング装置。