JPS6185932A - 核磁気共鳴イメージング装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、心臓の動画像を核磁気共鳴を利用して得るイ
メージング方式、特に不整脈の有無に依存しないで高速
、高Ｓ／Ｎ比で心臓の動的画像を得るイメージング方式
に関するものである。

〔発明の背景〕

従来、核磁気共鳴を利用した撮像装置で心臓の撮像を行
う場合、心電図の波形に同期して画像再構成に必要な核
磁気共鳴信号の計測を行い、心臓の特定の状態の画像を
得ていた。このような撮像装置では、必要なデータは１
８０〜２５６程度と非常に多く毎回の信号計測には少な
くとも心臓の拍動の１周期分の待時間を必要とするため
、画像再構成に必要な一連のデータを得るのに多くの時
間を要していた。また再構成画像のＳ／Ｎ改善のため計
測信号の加算平均を行うとすれば、さらに数倍の時間を
要することになるので被験者は大きな苦痛を感じる。ま
た、心電図に不整脈が含まれていると本来の状態とは異
なった状態の心磁からの４８号を計測してしまい、再構
成画像の劣化の原因となることが予想される。

さらにまた、信号計測開始用のトリガー信号を必要とす
るので、心電図波形の微分やトリガー信号の発生等の特
別な処理や装置を必要とする。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、不整
脈の有無に依存せず高速、高Ｓ／Ｎ比で心臓の動的画像
を得るイメージング方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

そこで本発明では、１つの画像を心臓の拍動の１周期（
約０．８秒）に比べ十分短い時間で撮像できる高速イメ
ージング法により心臓を任意のタイミングで連続的に撮
像すると共に、心電計等により、撮像された心臓の状ｆ
ｉ（以下位相と呼ぶ）を推定する。そしていくつかに分
割された位相と同じ位相に含まれる像の集合を可算平均
することにより各位相における画像のＳ／Ｎ比を向上さ
せる。１画像の撮像時間が心臓の心拍の１周期に比べて
十分小さいので各位相における画像の加算平均回数が多
くなっても投影再構成法や２次元フーリエ変換法に比べ
て十分短い時間で高Ｓ／Ｎ比の画像が得られ、また、撮
像する心臓が不整脈を持つものであっても得られるｉｇ
９が劣化することはない。このようにして得られた各位
相毎の心臓の像を位相の時間的変化の順に並べれば心臓
の動的画像が得られる。

また本発明によれば、任意のタイミングで撮像を行うた
め撮像を開始するためのトリガー信号を必要としない。

したがって特に心電図波形を微分したリドリガー信号を
発生したりする処理や装置を必要としない。このことは
また、トリガー信号を発生させるタイミングを決定する
ための心電波形における特徴的な変化がなくても良い。

そのため本発明による方式ではいかなる心電波形を持つ
心臓についてもイメージングが可能となる。

〔発明の実施例〕

次に本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明の実施に使用されるＮＭＲイメージング
装置のブロック図である。被撮像対象は常に静磁場コイ
ル１により発生される均一で安定な磁場にさらされる。

静磁場用電源２は、静磁場コイルに電力を供給するため
のものである。Ｇ。

傾斜磁場コイル３、Ｇ、傾斜磁場コイル４、Ｇ８傾斜磁
場コイル５は被撮像対象のスライスの選択。

被撮像対象内の位置情報の記憶のために、空間のＸ軸方
向、ｙ軸方向、Ｚ軸方向の傾斜磁場を発生させる。傾斜
磁場用電源６はこれらの傾斜磁場コイルに電力を供給す
るためのものである。高周波磁場照射コイル７は被撮像
対象内の核スピンを励起するためのものであり、ここか
ら照射される高周波磁場パルスは、その信号が中央処理
袋ｗ１３により与えられ、Ａ／Ｄ変換器１４においてＡ
／Ｄ変換された後、増幅器９によって適当な振幅に増幅
されたものである。励起された核スピンが自由誘導減衰
運動を行う際に発生する核磁気共鳴信号は信号検出用プ
ローブ８によって検出され、増幅器１０によって適当な
振幅に増幅され、さらにＡ／Ｄ変換器１４でＡ／Ｄ変換
された後、中央処理袋Ｗ１３に取り込まれて各種の処理
がほどこされる。各傾斜磁場を印加するタイミングや高
周波磁場を照射するタイミング、核磁気共鳴信号を検出
するタイミングの制御はタイミングシーケンサ１１が行
い、さらにこれは中央処理装置１３により制御される。

中央処理装置１３はタイミングシーケンサ１１の他、前
記の高周波磁場パルス信号の発生や、サンプリングされ
た核磁気共鳴信号の各種処理、画像の再構成、心電波形
のモニタなどを行う。ディスプレイ１２は中央処理装置
で再構成された画像や、その地番種情報を表示するため
に用いられる。心電計１５は心臓を撮像したタイミング
を知るためのものであり、そのタイミング情報は中央処
理装置１３に入力される。

本実施例では、撮像する心臓の位相の分割をあらかじめ
行っておき、任意のタイミングで連続して撮像すると同
時に、ｗｔ俄された像と同一の位相に含まれる像に順次
加算していく。そして全ての撮像が終了した後に各位相
毎に像の加算回数に応じて像の平均を行う。

第２図は本発明を実施する際の手続きの流れを示す図で
ある。本発明の実施例では高速イメージング法としてエ
コープレチー法を使用した場合について説明を行う、エ
コープレチー法は、３２×３２の画素サイズの画像を１
画像当り約３０秒で撮像できるものである。

ステップ２−１では、まず被像対象となる心臓から心電
計１５により得られる心電波形の１周期を第３図に示す
ように例えば５つの位相に分割し。

それら分割された位相を位４目１、位相２・・・・・位
相５とする。

ステップ２−２ではエコープレチー法により任意のタイ
ミンで心臓の撮像を行うとともに、撮像したタイミング
が位相１から位相５までのどりに属するかを心電計１５
から中央処理装置に入力された撮像のタイミングについ
ての情報を解祈することにより決定する。例えば第３図
においてタイミングｔユは位相５に属することになる。

ステップ２−３では、ステップ２−２で撮像された像を
、既に撮像されている同一位相の像に加−算する。

ステップ２−２とステップ２−３をＮ回繰り返せば撮像
されたＮ個の像が位相１がら位相５までの位相に分類さ
れ、それぞれの位相毎に像の加算が行われる。第３図で
は、タイミングｔ１とり、で撮像された像が可算平均さ
れ位相５の像となり、同様にタイミングも２とｔ７、し
、とｔ、で搬像された像が可算平均され、それぞれ位相
３１位相１の像となる。タイミングｔ４で撮像された像
は、そのまま位相４の像となる。

ステップ２−４では、各位相毎に、加算された像を加算
回数で平均することを行う。以上のステップ２−２かに
ステップ２−４により各位相毎の像の加算平均を行うこ
とにより、得られる像のＳ／Ｎ比が向上する。

ステップ２−５では以上のようにして得られた各位相毎
の像を位相の時間的経過の順に並べてディスプレイ１２
に表示するか、あるいは、位相の時間的経過の順に像を
順次入り繁えて表示することにより、心臓の動的画像を
得る。

本発明の他の実施例では、心臓の撮像を任意のタイミン
グで連続して行い、各機像毎に撮像された。像と撮像し
たタイミングを記憶していき、全ての撮像が終了した後
に、撮像された像を各位置に分類し、各位相毎に像の加
算平均を行うというものである。第４図は本実施例を実
施するための手続の流れを示したものである。

ステップ４−１ではエコーブレチー法により任意のタイ
ミングで心臓の撮像を行い、それと同時に、心電計１５
から中央処理装置１３に入力された心電波形に基づいて
撮像したタイミングを決定する。

ステップ４−２では、ステップ４−１で撮像された像と
決定された撮像のタイミングについての情報の両方を中
央処理装置Ｉ￥１３に付加された記憶媒体に記憶する。

ステップ４−１とステップ４−２をＮ回繰返すことによ
り、記憶媒体には、任意のタイミングで撮像された像と
、撮像したタイミングに関する情報がそれぞれＮ個ずつ
記憶されたことになる。

ステップ４−３では、被撮像対象である心臓から心電計
１５を通して得られた心電波形の１周期をｍ個の位相に
分割し、それぞれ位相１９位相２・・・・・・位相ｍと
する・ ステップ４−４では、ステップ４−１とステップ４−２
により記媒体に記憶された任意のタイミングで撮像され
たＮ個の像を、同じく記憶されている。撮像したタイミ
ングについての情報をもとにしてステップ４−３におい
て分割されたｍ個の位相に分類する。そして同一位相に
分類された各位相における像の集合を加算平均する。こ
の加算平均により、各位相における像のＳ／Ｎ比が向上
する。

ステップ４−５では、以上のようにして得られた各位相
毎の像を位相の時間的経過の順に並べてディスプレイ１
２に表示するか、あるいは、位相の時間的経過の順に像
を順次入り換えてディスプレイ１２に表示することによ
り心臓の動的画像を得る。

本実施例によれば、撮像した像と撮像のタイミングに関
する情報は全て記憶されているハで、いろいろな位相分
割についてステップ４−３からステップ４−５までを繰
り返すことができる。

本発明のさらに他の実施例は、特に被撮像対象となる心
臓が不整脈を有する場合、整脈区間における心臓の動的
画像と、不整脈区間における心臓の動的画像の両方を同
時に得るというものである。

第６図は本実施例を実施する際の手続きの流れを示す図
である。ステップ４−３′では被撮像対象である心臓か
ら心電計１５を通して得られた心電波形を第５図に示さ
れるように整脈区間のものと不整脈区間のものに分類し
て、それぞれの区間における心電波形の１周期をｎ個、
２個の位相に分割する。第５図の例では整脈区間におけ
る心電波形の１周期を５位相に、不整脈区間における心
電波形の１周期を４位相に分割している。

ステップ４−４′においては、第３図に示されるように
ステップ４−１とステップ４−２により記憶媒体に記憶
された任意のタイミングで撮像されたＮ個の像を、同じ
く記憶されている。撮像したタイミングについての情報
をもとにして、ステップ４−３′において分割された整
脈区間におけるｎ個の位相と不整脈区間における２個の
位相のいずれかの位相に分割する。＠５図の例では、撮
像タイミングし、。からｔｌ３と、ｔｌ、がらｔ’ｓ、
ｔｌ。からｔ、９で撮像された像が整脈区間の像として
位相１から位相５までのいずれかに分類され。

また、タイミングｔ１３からシ、４、ｔｌ７からし、。

で撮像された像が不整脈区間の像として位相６がら位相
９までのいずれかに分割されている。そして同一位相に
分類された各位相における像の集合を加算平均する。こ
の加算平均により、各位相における像のＳ／Ｎ比が向上
する。

ステップ４−５′では、以上のようにして得られた各位
相毎の像を整脈区間におけるものと不整脈区間における
ものを独立に時間経過の順に並べてディスプレイ１２に
表示するか、あるいは、位相の時間経過の順に像を順次
入れ換えてディスプレイ１２に表示することにより、心
臓の整脈区間における動的画像と不整性区間における動
的画像を独立に得る。

〔発明の効果〕

本発明によれば心臓以外の動きのある対象、ちとえば胃
、肺、血管なども高速、高Ｓ／Ｎ比で撮像することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される装置のブロック図、
第２図は本発明を実施する際の手速きの流れを示す図、
第３図は本発明の実施に際して行われる。撮像タイミン
グの心電波形の各位相への分類を示す図、第４図は本発
明の他の実施例を実施する際の手速きの流れを示す図、
第５図は本発明の他の実施例の実施に際して行われる、
特に被撮像対象の心臓が不信脈を有する場合における撮
像タイミングの心電波形の各位相へり分類を示す図、第
６図は本発明のさらに他の実施例を実施する際の手速き
の流れを示す図である。 １・・・静磁場コイル、２・・・静磁場用電源、３，４
゜５・・・Ｇ、、Ｇア、Ｇ８傾斜磁場コイル、６・・・
傾斜磁場用電源、７・・・高周波磁場照射コイル、８・
・・信号検出用プローブ、９．１０・・・増幅器、１１
・・・タイミングシーケンサ、１２・・・ディスプレイ
、１３・・・中央処理装置、１４・・・Ａ／Ｄ変換器、
１５・・・心電第　２　（２） 第　３　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静磁場、傾斜磁場、高周波磁場発生装置および核磁
   気共鳴信号受信用プローブ、中央処理装置、心電計を有
   する核磁気共鳴イメージング装置において、心臓を連続
   的に撮像すると共に心電波形を計測し、その心電波形を
   解析して撮像された心臓の像が心臓のいかなる状態のも
   のであるかを推定し、同じ状態に含まれる像の集合を加
   算平均し、各状態における心臓の状態の時間的変化に対
   応した像を並べることにより、心臓の動的画像を得るこ
   とを特徴とする不整脈対応核磁気共鳴イメージング方式
   。 ２、上記心電計の代りに血管内の血統の速度の変化、あ
   るいは血圧の変化を検出する装置を使用することにより
   心臓の状態を推定することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の不整脈対応磁気共鳴イメージング方式。