JPS6330978A - 三次元動体イメ−ジング方式 - 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］ ＸＪ 本発明は、核磁気共鳴（ＭＭＲ）現象を利用した体内断
層撮影装置に関し、特に、体内の血流速度をイメージン
グする技術に関する。

［従来の技術］ 血流イメージングの原理は、静止物体には影響を与えず
、動きのある物体にのみ影響を与える傾斜磁場を、流れ
の方向に印加し、流速に応じて異なる位相情報を付加し
て計測しようとするものである。血液の流れている方向
に時刻τ１に傾斜磁場Ｇを印加し、その後適当な時刻で
２に反転傾斜磁場（−Ｇ）を印加する。反転傾斜磁場と
は、大きさを変化させず、符号のみを逆転させた磁場の
ことである。

静止物体は、動きがないため１時刻で１とて２で大きさ
は同じで符号が逆転した磁場を感じ、その影響は互いに
キャンセルされ、傾斜磁場が全く印加されていない時と
同一の状態となる６一方、血液部分は、動きがあるため
、時刻で１とτ２では異なる磁場を感じ、その影響はキ
ャンセルされず、スピンに位相の変化を与える。

通常、スライス垂直方向を２方向、画像横方向である読
み出し用傾斜磁場方向をＸ方向、画像縦方向である位相
エンコード方向をＸ方向と呼ぶ。

以下、このｘ、ｙ、Ｚ方向で説明する。

上記に述べた２個の傾斜磁場の組合せをフローエンコー
ドパルスと呼び、位相角度を用いた血流の測定で必ず用
いる。

たとえば、ポール・アール・モーラン（ｐ　ａｕｌＲ，
Ｍｏｒａｎ）の「フローとモーションの検証と評価」で
１位相角度を用いて、Ｘあるいは、ＹｔＺ方向に流れる
血管を測定する手法について報告している〔ラジオロジ
イ（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ、　１９８５　；１５４）］。

［発明が解決しようとする間屈点］ 上記従来技術を用いて、１回の撮影で正確に測定できる
血管の向きは、ｘ、ｙ、ｚいづれか一方向に限られる。

ところが、血管の向きは一般には、わからないので、ｘ
、ｙ、Ｚ方向の計三方向の成分を測定するため３回の撮
影が必要となってくる６核磁気共鳴イメージング装置に
よる１回の撮影には２分〜２ｏ分程度の時間を要するた
め、撮影中の患者の動きによる位置ずれの問題やスルー
プットの観点から極力撮影回数は少ない方が望ましい。

本発明の目的は、１回の撮影で任意の方向を向いた血管
の流速を測定できる手段を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため基本的にはマルチエコー信号を
利用する。マルチエコー信号とは１回目の信号を計測後
に１８０゛パルスを印加し、再度計測した信号のことで
ある。１８０°パルスを複数回印加することで、印加し
た回数だけ信号が観測できる。ただし、後のエコー信号
はどＳ／Ｎが悪くなり、実用上は、第３エコー信号程度
までである。また、横緩和時間の影響で、各エコー信号
から再生される画像の濃度は少しずつ異なる。

しかしながら１位相情報に関しての変化はないので、位
相を利用した血流測定に利用できる。

撮影のためのパルスシーケンス例を１図に示す。

［作用コ 計測信号１１６に含まれるフローエンコードパルスは、
■Ｇｘ１１２とＧｘ１１３の前半のＬＭ。

■Ｇ２１０５．■Ｇｚ１０６の３種類である。それぞれ
の位相変化は、■θ工、■ｅＺｖ■−０２となり、結局 Ｘ方向：θ工 Ｘ方向：　Ｏ（１） ２方向：θ２−θ２；Ｏ の位相成分を持ち、Ｘ方向が測定できる。

計測信号１１７に含まれるフローエンコードパルスは、
■Ｇｘ１１３の後半とＧｘ１１４の前半。

■Ｇ２１０７の２種類である。この時の位相変化は、■
−０８と、■θ２であるが、計測信号１１６の位相変化
の影響も引継いで入ってくるので結局。

Ｘ方向＝０８−〇、＝Ｏ Ｘ方向：　Ｏ（２） ２方向：０＋θ２＝０２ の位相成分を持ち、２方向が測定できる。

計測信号１１８に含まれるフローエンコードパルスは、
■ＧＸ１１４の後半とＧｘ１１５の前半。

■Ｇ　ｙ　ｌ　１０　Ｇ　ｙ　１１１　、■Ｇ２１０８
の３種類である０位相変化は■θＸ−θＸ、■θｙ、■
−０２となり、過去の位相変化を考慮するとＸ方向二〇
＋０８−θｘ＝Ｑ Ｘ方向：Ｏ＋θア＝θｙ　　　　　　（３）Ｚ方向：θ
７−θｚ＝Ｑ となり、Ｘ方向が測定できる。

以上まとめた表を、第４図に示す。

従って、第１図のシーケンスに基づいて撮影を行い１位
相を算出すると任意方向を向いた血管の３次元速度を求
めることができる。

また、計測速度のダイナミックレンジの変更も第１図の
シーケンスを少し変形すれば可能である。

さらに、第１図は一実施例でありこの変形例も幾つか考
えられる。第５図に他の実施例を示す。

この場合、第１エコーで２方向、第２エコーでＸ方向、
第３エコーでＸ方向が検出できる。

［実施例コ 以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

第２図は、本発明の一実施例のブロック構成図である。

被検体からＮＭＲ信号を検出するために発生させる各種
パルス及び磁場をコントロールするシーケンス制御部２
０１より、被検体の特定の核種を共鳴させるために発生
する高周波パルスの送信号器２０２と、ＮＭＲ信号の共
鳴周波数を決定する静磁場と強さ及び方向を任意にコン
トロールできる傾斜磁場を発生させるための磁場制御部
２０３と、被検体から発生するＮＭＲ信号を検波後、計
測を行う受信器２０５とを制御し、受信器２０５から取
り込んだ計測信号をもとに処理装置２０６で画像再構成
及び各種演算を行い、再構成された画像をＣＲＴディス
プレイ２０７を表示する。磁場駆動部２０４は、上記磁
場制御部２０３から出力されたコントロール信号に基づ
いて計測に必要な磁場を発生させる。

以上の構成における本発明の実施手順を、第１図〜第５
図を用いて以下に説明する。第１図と第５図は１本発明
のために用いるパルスシーケンスの一例である。ここで
は、第１図のパルスシーケンスを対象として詳しく説明
する。第５図のシーケンスも同様に可能である。第３図
は、処理手順のフローチャート、第４図は、計測データ
と検出される方向との関係を整理した結果を示す図であ
る。第３図に従って説明する。

ステップ３ｏ１：第１図のパルスシーケンスに従い、位
相エンコード傾斜磁場Ｇｙ１０９を、画像再生に必要な
回数分、ステップ３０２〜３０４まで、繰り返す。

ステップ３０２：フローエンコードパルスＧ２１０５に
よる位相変化を逆特性のフローエンコードパルスＧｚ１
０６でキャンセルする。従って、Ｘ方向のフローエンコ
ードパルスになっているＧｘ１１２，１１３の影響でＸ
方向の流速成分による位相変化分θ工だけが生じ、信号
１１６からｖＸ成分が計測できる。

ステップ３０３　：　Ｘ方向のフローエンコードパルス
ＧＸ１１３，１１４により−０８の位相変化を生じるが
、前段のフローエンコードパルスで０８の位相変化を生
じているので、結局、位相変化は零となる。２方向には
、フローエンコードパルスＧ２１０７によって１位相変
化θ２を生じ、信号１１７から■２構成が計測できる。

ステップ３０４：Ｘ方向には、フローエンコードパルス
Ｇ２１ｏ８で（−０２）の位相変化を生じるが、前段で
、θ２変化しているので結局、零となる。Ｘ方向には、
２組のフローエンコードパルスＧ２１１４と１１５で互
いにキャンセルされ、位相変化はない、Ｘ方向には、Ｇ
ア１１０と１１１がフローエンコードパルスとなり、位
相変化θアを生じ、信号１１８からｖｙ酸成分計測でき
る。

ステップ３０５：計測信号１１６，１１７゜１１８は、
それぞれ装置等の歪によって位相変化を受けているので
補正する。位相に影響を与える歪には、 ■ＮＭＲ信号のサンプル位置原点ずれ ■検出系の特性 ■静磁場の不均一性 がある、この補正は、すでに公知の方法を用いて補正で
きる。〔佐野他：核磁気共鳴イメージングにおける位相
歪補正技術、昭和６０年度電子通信学会総合全国大会〕
、これらの補正を行いながら、画面再生を行う。

ステップ３０６：第３エコー信号まで用いるので、３種
類の画像が得られる。各画像は、次式で示す複素信号と
なる。

゛（ 生した画素（ｘ、ｙ）の 濃度 ρ（ｘ、ｙ）ニスピン密度 Ｔｇ　：エコータイム（１８０’ −１８０’パルス間隔） Ｔ　２　（ｘ　ｒ　ｙ　）　：横緩和時間θＫ　（ｘ　
＋　ｙ　）　：流速に応じた位相変化分θ１＝ｘ方向速
度に比例 θ２＝ｚ θ３＝ 以上より、各画像の位相を算出し、３次元的な速度成分
を得ることができる。

［発明の効果コ 本発明によれば、１回の撮影で、３つのエコー信号をと
ることにより、任意方向を向いた血管の流速を測定する
ことができる。そのため、■複数回の撮影を必要とする
従来方式と較べ、患者の動きによる画質劣化、精度劣化
が少ない。

■血管のみならず、三次元的な動きをする心臓壁の動き
も観察できる。

■撮影回数が１回と少ないので、スループットが高い。

などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の撮影手順の一例を示すパルスシーケ
ンスを示す図、第２図は１本発明の一実施例を示すブロ
ック構成図、第３図は、本発明を実施するための処理手
順を示すフローチャート、第４図は計測エコー信号と測
定できる流速の方向の関係を示す図、第５図は、本発明
の他の実施例を示すパルスシーケンス図である。 第４国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と検査対
   象物からの核磁気共鳴信号を取り出す検出手段と、検出
   された信号に対し画像再構成を含む各種演算を行う手段
   を有する核磁気共鳴イメージング装置において、断層面
   の方向とは無関係に三次元的に任意方向を向いた動体の
   速度をマルチエコー信号を利用した１回の撮影で計測す
   ることを特徴とする三次元動体イメージング方式。 ２、上記速度を、速度に応じて位相が変化することを利
   用して計測することを特徴とする第１項の三次元動体イ
   メージング方式。 ３、上記位相角度を、独立な３方向の成分に分けて計測
   することを特徴とする第２項の三次元動体イメージング
   方式。