WO2006028015A1

WO2006028015A1 - 磁気共鳴イメージング装置及び方法

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Publication number: WO2006028015A1
Application number: PCT/JP2005/016114
Authority: WO
Inventors: Hisako Nagao; Takayuki Abe; Tetsuhiko Takahashi; Masahiro Takizawa
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2005-09-02
Publication date: 2006-03-16
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Abstract

　撮影空間に静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記撮影空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記撮影空間に配置される被検体に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を発生させる高周波磁場発生手段と、前記被検体からの核磁気共鳴信号を検出する信号受信手段と、検出した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記画像を表示する表示手段と、前記被検体を載せて前記被検体を撮影空間に配置するためのテーブルと、前記被検体を載せたテーブルの移動を行うテーブル移動手段を備え、前記被検体の各撮影部位を前記撮影空間内に連続的あるいはステップ毎に移動して配置させながら、前記被検体の大きな領域の全体画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、　前記被検体が所望の位置からのずれ情報を検出する手段と、前記ずれ情報に基づいて前記テーブルの移動情報を設定する設定手段を備え、前記テーブル移動手段は前記設定手段で設定された移動情報に基づいて前記テーブルを移動させて、前記全体画像を得る。

Description

明細書

磁気共鳴イメージング装置及び方法

技術分野

[0001] 本発明は、磁気共鳴イメージング (以下、 MRIという。）装置及び方法に係り、特に、被検体の広、範囲又は全身をテーブルを送りながら撮影する MRIにおヽて、被検体の各部位の撮影の位置を正確にできる MRI装置及び方法に関する。

背景技術

[0002] MRI装置では、均一な静磁場内に置かれた被検体に電磁波を照射したときに、被検体を構成する原子の原子核に生じる核磁気共鳴 (以下、 NMRという。）現象を利用し、被検体からの核磁気共鳴信号 (以下、 NMR信号という。）を検出し、この NMR信号を使って画像を再構成することにより、被検体の物理的性質をあらわす磁気共鳴画像 (以下、 MR画像という。）を得るものである。

[0003] MRIにお!/、て、被検体をテーブルの上に載せて、該テーブルを MRI装置のガントリ内で移動させながら被検体の広、範囲又は全身を撮影する技術が知られて、る。このような技術では、テーブルの動力し方に次の 2つがある。一つは、前記広い範囲又は全身の領域を複数のブロックに分割し、各ブロック毎にテーブルをステップ移動して撮影する方法である (例えば、特許文献 1参照。 )oもう一つは、テーブルを連続的に動力ゝしながら同時に撮影を行ヽ、被検体の広、範囲又は全身を撮影する方法である (例えば特許文献 2、あるいは非特許文献 1参照。 )o

特許文献 1：米国特許第 6311085号公報

特許文献 2：特開 2004-661号公報

特干文献 1 : Kruger DG, Riederer ¾J, Grimm Rし, Rossman PJ. : Continuously Movi ng Table Data Acquisition Method for Long FOV Contrast-Enhanced MRA and Wh ole-Body MRI. Magnetic Resonance in Meddicine 47(2):224— 231(2002)

[0004] ただし、上述した 2つの方法は!、ずれも、テーブルを動かす方向は該テーブルの長手方向の中心軸方向のみであった。また、被検体の広い範囲又は全身の領域を複数のブロックに分割し、各ブロック毎にテーブルをステップ移動する方法では、各ブロック毎に設定される撮影視野 (以下、 FOVという。）の大きさは一定であり、更にそれらはテーブルの長手方向の中心軸方向のみに等間隔に配置されるのが一般的だった発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、本発明者らは上記従来技術を検討した結果以下の問題点を見出した。

すなわち、上記従来技術において、例えば被検体の体軸中心に沿って、テーブルをブロック毎にあるいは連続的に動力ゝしながら撮影しょうとする場合、テーブルの長手方向の中心軸力装置の静磁場中心を通るように設定すると、被検体がテープルの長手方向の中心軸に対して斜めに配置された場合、うまく前記被検体の体軸中心が静磁場中心を通らず撮影の位置ずれが生じたり、被検体カ^ OVからはみ出してしまうという問題があった。

[0006] 本発明の目的は、被検体の広!、範囲又は全身をテーブルを送りながら撮影する M RIにお、て、被検体の各部位の撮影の位置を正確にできる MRI装置及び方法を提供することにある。

[0007] 上記目的を解決するために、本発明の MRI装置は、撮影空間に静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記撮影空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記撮影空間に配置される被検体に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を発生させる高周波磁場発生手段と、前記被検体からの核磁気共鳴信号を検出する信号受信手段と、検出した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記画像を表示する表示手段と、前記被検体を載せて前記被検体を撮影空間に配置するためのテーブルと、前記被検体を載せたテーブルの移動を行うテープル移動手段を備え、前記被検体の各撮影部位を前記撮影空間内に連続的あるいはステップ毎に移動して、前記被検体の全体画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、前記被検体の所望の位置からのずれ情報を検出する手段と、前記ずれ情

、て前記テーブルの移動情報を設定する設定手段を備え、前記テーブル移動手段は前記設定手段で設定された移動情報に基づいて前記テーブルを移動させて、前記全体画像を得ることを特徴としている。

[0008] 上記目的は MRI方法によっても解決することが可能であり、本発明の MRI方法は、被検体の各撮影部位を撮影空間内に連続的あるいはステップ毎に移動して、前記被検体の全体画像を得る磁気共鳴イメージング方法において、

(1)前記被検体が所望の位置からずれて配置された場合には、そのずれを考慮して前記被検体を載せたテーブルをどのように移動させて前記被検体を移動させるかを設定する工程と、

(2)前記工程 (1)で設定された移動の仕方に従って前記テーブルを移動させて、前記全体画像を取得する工程

を含むことを特徴として、る。

[0009] 上記本発明によれば、被検体の広!、範囲又は全身をテーブルを送りながら撮影する MRIにお、て、被検体の各部位の撮影の位置を正確にできる MRI装置及び方法を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明を適用した MRI装置の一実施例に関する全体構成を示すブロック図である。

[図 2]実施例 1における MRIの手順の概略を示すフォローチャートである。

[図 3]ディスプレイ上に表示されたスキヤノグラムを表した図で、（a)はテーブルの移動ラインの初期位置と被検体の中心軸が一致する場合の図、（b)はテーブルの移動ラインの初期位置と被検体の中心軸が一致しな、場合の図である。

[図 4]FOVの設定の一例を示す図であり、（a)は FOVを表す矩形の一辺がテーブルの長手方向の中心軸に平行になるようにして、更にそれらの中心がテーブルの移動ライン上に載るようにして設定する方法の図、（b)は FOVを表す矩形の一辺を、テープルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つテーブル移動ラインと平行になるようにして、更にそれらの中心がテーブル移動ライン上に載るようにして設定する方法の図

、（c)は (a)あるいは (b)のように撮影視野が設定された後に、各 FOVの位置と大きさを変更させる方法の図である。

[図 5](a)は各 FOVの画像の接続部分が不連続になってしまう全体画像の例を示す図、（b)は各 FOVの画像を各ステップにおけるテーブルの移動を考慮に、れて張り合わせていくことにより作成した全体画像の例を示す図である。

[図 6](a)は FOVを表す矩形の一辺がテーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つ場合に、各 FOVにおける画像をそのまま順番に表示しただけの例を示す、図 (b) は被検体を含む大きな空間の中に、各 FOVで得られた画像を各ステップにおけるテ一ブル移動と、各 FOVの画像を撮影した時の各 FOVのテーブルの長手方向に対する傾きを考慮に入れて張り合わせていくことにより、全体画像を作成した例を示す図、 (c)は (b)を、テーブル移動ライン (被検体撮影ライン)がモニタ上における上下方向になるように表示した例を示す図である。

[図 7](a)は (ステップ 206)にお、て、テーブルをステップ移動させながら本撮影を行う場合の具体的な手順の概略を示すフローチャート、（b)はテーブル 26を該テーブルの長手方向にのみ移動させ、該長手方向と直交する水平な方向へ移動させない場合につ、ての例を示すフローチャートである。

[図 8]実施例 2における MRIの手順の概略を示すフローチャートである。

[図 9](a)はスキヤノグラム 301上にコロナル断面を撮景する 5つの FOV901〜905を表す矩形を設定した場合を示す図、（b)は FOV901〜905の中心をつなぐラインを求めて、これをテーブル移動ライン 302とする例を示す図。

[図 10]実施例 3における MRIの手順の概略を示すフローチャートである。

[図 11]スキヤノグラム上に被検体撮影ラインを描画した例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、添付図面に従って本発明の MRI装置の好ましい実施の形態について詳説する。

なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

[0012] 最初に、本発明の MRI装置の概略を図 1に基づいて説明する。図 1は本発明を適用した MRI装置の一実施例に関する全体構成を示すブロック図である。この MRI装置は、核磁気共鳴 (NMR)現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図 1に示すように、 MRI装置は静磁場発生系 2と、傾斜磁場発生系 3と、送信系 5と、受信系 6と、信号処理系 7と、シーケンサ 4と、中央処理装置 (CPU)8とを備えて構成される。

[0013] 静磁場発生系 2は、垂直磁場方式であれば、被検体 1の周りの空間にその体軸と直交する方向 (水平磁場方式であれば、体軸方向)に均一な静磁場を発生させるもので、被検体 1の周りに永久磁石方式、常電導磁石方式あるいは超電導磁石方式の静磁場発生源が配置されている。

[0014] 傾斜磁場発生系 3は、 MRI装置の座標系 (静止座標系)である X, Υ, Zの 3軸方向に傾斜磁場を発生するように巻かれた傾斜磁場コイル 9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源 10とから成り、後述のシーケンサ 4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源 10を駆動することにより、 X, Υ, Zの 3軸方向に傾斜磁場 Gx, Gy, Gzを発生する。撮影時には、スライス面 (撮影断面)に直交する方向に選択されたスライス方向傾斜磁場パルス (Gs)を印加して被検体 1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの 2つの方向に割り当てられた位相エンコード方向傾斜磁場パルス (Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス (GDを印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。

[0015] シーケンサ 4は、高周波磁場パルス (以下、「RFパルス」とヽぅ)と傾斜磁場パルスをある所定のノルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、 CPU8の制御で動作し、被検体 1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系 5、傾斜磁場発生系 3、および受信

系 6に送る。

[0016] 送信系 5は被検体 1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために RFパルスを照射するもので、高周波発振器 11と変調器 12と高周波増幅器 13と送信側の高周波コイル (送信コイルあるいは、 RF照射コイル) 14aと力も成る。高周波発振器 11から出力された高周波パルスをシーケンサ 4から指令されるタイミングにより変調器 12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器 13で増幅した後に被検体 1に近接して配置された高周波コイル 14aに供給することにより、 RFパルスが被検体 1に照射される。

[0017] 受信系 6は、被検体 1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号 (NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル (受信コイル） 14bと信号増幅器 15と直交位相検波器 16と、 A/D変 l7とから成る。送信側の高周波コイル 14aから照射された電磁波によって誘起された被検体 1の応答の NMR信号が被検体 1に近接して配置された高周波コイル 14bで検出され、信号増幅器 15で増幅された後、シーケンサ 4からの指令によるタイミングで直交位相検波器 16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれが A/D変 l7でディジタル量に変換されて、信号処理系 7に送られる。

[0018] 信号処理系 7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク 19、磁気ディスク 18等の外部記憶装置と、 CRT等力もなるディスプレイ 20とを有し、受信系 6からのデータが CPU8に入力されると、 CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体 1の断層画像をディスプレイ 20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク 18等に記録する。

[0019] 操作部 25は、 MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系 7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス 23、及び、キーボード 24から成る。この操作部 25はディスプレイ 20に近接して配置され、操作者がディスプレイ 20を見ながら操作部 25を通してインタラクティブに MRI装置の各種処理を制御する。

[0020] 被検体 1はテーブル 26に載置されて静磁場空間に移送される。そのテーブル 26はシーケンサ 4から送られてくる制御命令に従ってテーブル駆動部 27によって駆動制御される。ここで、本発明におけるテーブル駆動部 27は、テーブル 26を、該テーブル 26 の長手方向あるいは鉛直方向のみならず、該長手方向と直交して水平な方向へも動かせるようになつている。

なお、図 1において、送信側の高周波コイル 14と傾斜磁場コイル 9は、被検体 1が配置される空間の周りに設置されている。また、受信側の高周波コイル 14bは、被検体 1 に対向して、或いは、取り囲むように設置されている。

[0021] 現在 MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核 (プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像ィ匕することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を 2次元もしくは 3次元的に撮像する。

実施例 1 [0022] 本発明の実施例 1に係る MRI装置及び方法を図 2〜図 7を用い説明する。先ず図 2 は、実施例 1における MRIの手順の概略を示すフローチャートである。図 2の各ステツプを順に説明する。ただし、実施例 1は被検体の広い範囲又は全身の領域を複数のブロックに分割し、各ブロック毎にテーブルを、向きを同じにしたまま平行移動させて撮影する場合の実施例である。

[0023] (ステップ 201)

本撮影の前準備として、被検体の撮影対象の全領域のスキヤノグラムを撮影してデイスプレイ 20へ表示する。ここで、スキヤノグラムとは、本撮影を行う領域の位置を設定するための簡易画像のことであり、一般的に低分解能で且つ高速なパルスシーケンスを用いて撮影されるものである (例えばスキヤノグラムに関する従来技術として特開平 5-253208号公報参照。 )o図 3は、本実施例においてディスプレイ 20上に表示されたスキヤノグラムを表したものであり、図 3(a)はテーブル長手方向中心軸が撮影空間の中心軸方向と一致して位置合わせされた位置 (以下、テーブル移動ラインの初期位置という。）に配置されたテーブルの長手方向の中心軸と被検体の中心軸が一致する場合、図 3(b)はテーブル移動ラインの初期位置と被検体の中心軸が一致しない場合である。ただし、図 3において 301はスキヤノグラム、 302はテーブル移動ラインの初期位置を示すライン、 303で示した点線は被検体の中心軸を示すライン、 304は撮影の開始の合図等を入力するための Startボタンである。図 3によれば、図 3(a)の場合にはテーブル上の中央にまっすぐ被検体が横たわっているので、テーブル移動ラインの初期位置と被検体の中心軸が一致している力図 3(b)の場合には被検体が傾いて横たわっているので、テーブル移動ラインの初期位置と被検体の中心軸が一致しなくなっている。

[0024] (ステップ 202)

被検体撮影ライン (本撮影にぉヽて、そのラインに沿ってテーブルを移動させることが必要なライン)をスキヤノグラム上に入力する。図 3(a)の場合には、テーブル移動ラインの初期位置が被検体の中心軸に一致するので、本ステップは省略し、次のステップへ進むか、ある!/、はテーブル移動ラインの初期位置を被検体撮影ラインとする。一方、図 3(b)の場合には、被検体撮影ラインをディスプレイ 20に表示されたスキヤノグラム上に入力する。より具体的には、トラックボール又はマウス 23或いはキーボード 24 を用いて、被検体の中心軸上に被検体撮影ラインを描画する。例えば、被検体撮影ラインを直線で描画する場合には、その始点と終点をディスプレイ 20の画面上にて指定することにより描画する。また、被検体撮影ラインを曲線で描画する場合には、その曲線を通る複数の点をマウス等で指定して、それらの点を通る曲線を補間で求めることにより、描画することができる。

[0025] (ステップ 203)

下記に示すステップ 206における本撮影の際に、ステップ 202で入力した被検体撮影ラインに対応する被検体の部位が MRI装置の静磁場中心 (撮影空間中心)を通ってテーブルが動力されるように、テーブル移動ラインを調整する。具体的にはトラックボール又はマウス 23或いはキーボード 24を操作して、テーブル移動ラインがステップ 20 2で入力した被検体撮影ラインに一致するように、テーブル移動ラインを回転又は平行移動させる。ただし、図 3(a)のようにテーブル移動ラインの初期位置と被検体撮影ラインが一致する場合には、本ステップは省略する。また、ステップ 202において被検体撮影ラインが曲線として描画された場合には、その曲線が直接、テーブル移動ラインとなるようにする。

[0026] 本実施例では MRI装置の静磁場中心を原点とする座標系とテーブルが設置される位置、距離等との関連付けが予め磁気ディスク等に記憶されていて、（ステップ 201)で撮影したスキヤノグラムの位置やその上に表示されたライン等の位置も、 MRI装置の静磁場中心を原点とする座標系へ変換可能となっている。

そして、本実施例ではテーブル移動ラインの初期位置の MRI装置の座標系 (静磁場の中心位置を原点としたもの。）における位置も予め設計データとして求められていて、本ステップで決定したテーブル移動ラインがテーブル移動ラインの初期位置に対してどれくらい位置の差があるかをスキヤノグラム上のデータを基に計算され、そのことによって、被検体がどの程度ずれて配置されたかを検出し、更に下記に示す本計測において、どのようなにテーブルを移動させれば、被検体撮影ラインが MRI装置の静磁場中心が通るようになる力 CPU等で計算されるようになって、る。

本ステップで決定したテーブル移動ラインは、例えば CPU内のメモリーに一時記憶されるようになつている。

[0027] (ステップ 204)

被検体の広い範囲又は全身の領域を複数のブロックに分割して行う撮影の FOVを設定する。図 4に、 FOV設定の一例を示す。図 4はスキヤノグラム上にコロナル断面を撮影する FOV401〜405を表す矩形を設定した場合である。ただし、図 4では FOVの数が 5つである場合を示していて (以下の図 5,図 6,図 9においても同様。）、 FOV401 〜405の設定は、それらを互いに少しずつ重ね合わせて設定されている。これは、被検体で撮影されない部位が生じることを無くすとともに、隣合う FOV間の画像データの接続を後述するステップにお、て容易にできると、う利点がある。

[0028] 本実施例において、 FOVの設定方法にはいくつかあり、先ず図 4(a)は FOVを表す矩形の一辺がテーブルの長手方向の中心軸に平行になるようにして、更にそれらの中心がテーブルの移動ライン上に載るようにして設定する方法である。本方法では、傾斜磁場をオブリークさせて印加するオブリーク撮影を行う必要はない。（ここで、ォブリーク撮影とは周波数エンコードあるいは位相エンコードのどちらかの目的のために、 2つ以上の傾斜磁場 (X方向、 Y方向、あるいは Z方向)を特開平 7-23931号公報に開示されて、る技術のように印加する撮影方法のことを、う。

[0029] 次に図 4(b)は FOVを表す矩形の一辺を、テーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つテーブル移動ラインと平行になるようにして、更にそれらの中心がテーブル移動ライン上に載るようにして設定する方法である。このように FOVを設定して本撮影を行う場合には、テーブル移動ラインが図 4(b)における Y軸に対して傾斜を持つことに対応させて、傾斜磁場をオブリークさせて印加してオブリーク撮影を行う。

[0030] 次に図 4(c)は図 4(a)あるいは図 4(b)のように FOVが設定された後に、各 FOVの位置と大きさを変更させた場合である。ここで、 FOVの位置や大きさの変更は、それを表す矩形の四隅の!/、ずれかをマウスでドラッグする方法や、その FOVに対応する数値入力ウィンドウを設けてキーボードから大きさを指定する数値を入力する方法等を用いれば良い。図 4(c)のような場合にテーブルは、下記に示す本計測においては各撮影視野の中心を繋ぐ折れ線力装置の静磁場中心を通るように移動され、被検体における各黒丸 (406〜410)の位置が静磁場の中心になる時にテーブルが停止され、各 FOVの本撮影が行われる。

本ステップにおいて定められた FOVの設定 (位置、大きさ、方向等)に関する情報は、例えば CPU内のメモリーに一時記憶されるようにする。

[0031] (ステップ 205)

本撮影を行うためのパラメータで、 FOVの設定以外の撮影パラメータを入力する。例えば、撮影のためのパラメータの一つに空間分解能がある。図 4(c)のように異なる大きさの FOVを設定した場合でも、それぞれの FOVで空間分解能は同じであることが望ましい。本実施例では、各 FOVを設定した後、空間分解能を各撮影視野で同じになるように調整する。

[0032] ここで、空間分解能は FOVの大きさと 1画像における 1辺のマトリクス数 (matrix)から次式 (1)によって表される。

Res = FOV/matrix —— (1)

この空間分解能を低く調整すれば、全体の撮影時間を短縮できる効果があるが、高く調整すれば、全体を高、空間分解能の画質で診断することができる効果がある。本ステップの調整において決定された空間分解能等の撮影のためのパラメータは、例えば CPU内のメモリーに一時記憶される。

[0033] (ステップ 206)

テーブルを各ブロック毎にステップ移動させながら行う本撮影を開始する。より具体的には、 CPU8内のメモリーに一時記憶されているテーブル移動ラインや各撮影視野の位置等の設定や撮影のパラメータに関する情報はシーケンサ 4に送られ、シーケンサ 4の制御の下に本撮影が開始される。本撮影では、スキヤノグラム上で設定したテーブル移動ラインに相当する被検体の部位力装置の静磁場中心を通るように図 1におけるテーブルの移動がなされる。そして、テーブルがステップ移動され、各ブロック毎に各 FOVの中心位置に対応する被検体の部位力装置の静磁場発生源の中心位置に一致した時に、本撮影が行われる。

[0034] テーブル 26のステップ移動による撮影は、 1つの FOVの撮影が終了すると、次の FO Vの中心位置に対応する被検体の部位が MRI装置の静磁場発生源の中心位置に一致した時に、次の撮影が行われる。各 FOVで得られた画像は、磁気ディスク 18に一時記憶される。下記に図 7(a)及び図 7(b)を用いて、本ステップにお、てテーブルをステップ移動させながら本撮影を行う場合の具体例について、後述する。

[0035] (ステップ 207)

各 FOVの画像を合成して全体画像を作成する。磁気ディスク 18に一時記憶された各 FOVの画像を CPU8内のメモリーに読み込んで、 CPU8で各画像を合成して全体画像を作成する。

ここで、各 FOVの画像が被検体のどの部位にっ、て撮影したかを考慮に、れずに合成すると、図 5(a)のように接続部分が不連続な全体画像になってしまう。合成する際には、各 FOVの画像をどのようなテーブル移動の位置関係で撮影したかを考慮に入れて合成する。より具体的には、被検体を含む大きな空間の中に、各 FOVで得られた画像を各ステップにおけるテーブル移動 (図 4における X方向と Y方向)を考慮に入れて張り合わせていくことにより、全体画像を作成するようにする。そのように作成した全体画像の一例を図 5(b)に示す。図 5(b)における、各 FOVでの画像は、図 5(b)で各 FOVの画像の左隅に示された基準点 (501-1〜501-5)を基準に画像化されている。各 FOVの基準点の被検体を含む大きな空間内の相対的な位置は、各画像を撮影するためにテーブルを送った際のテーブル移動量を基に求められていて、この相対的位置を基に、前記被検体を含む大きな空間内に各画像を張り合わせて、全体画像が作成される。

[0036] (ステップ 204)における図 4(b)の場合のように、 FOVを表す矩形の一辺を、テーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つテーブル移動ラインと平行になるようにして FOVを設定した場合の本ステップにおける合成も図 5(b)と同様である。図 6(a)は、 F OVを表す矩形の一辺がテーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つ場合に、各 FOVにおける画像をそのまま順番に表示しただけの例であり、互いの画像の接続部が不連続な合成画像になっている。そこで、図 6(b)では被検体を含む大きな空間の中に、各 FOVで得られた画像を各ステップにおけるテーブル移動と、各 FOVの画像を撮影した時の各 FOVのテーブルの長手方向に対する傾きを考慮に入れて張り合わせていくことにより、全体画像を作成するようにしている。図 6(b)では、各 FOVでの画像は、図 6(b)で各 FOVの画像の左隅に示された基準点 (601-1〜601-5)を基準に画像ィ匕されて、る。各 FOVの基準点の被検体を含む大きな空間内の相対的な位置は、各画像を撮影するためにテーブルを送った際のテーブル移動量を基に求められ、この相対的位置と、各 FOVの画像を撮影時の各 FOVのテーブルの長手方向に対する傾きを考慮に入れて張り合わせて、全体画像が作成される。

[0037] また、図 6(b)のような場合には、モニタ上に被検体の体軸が傾いて表示されることになるので、図 6(c)のように、テーブル移動ライン (被検体撮影ライン)がモニタ上における上下方向になるように表示しても良、。

[0038] (ステップ 208)

各 FOVにおいて撮影した画像とステップ 207で作成した全体画像を表示する。次に図 7(a)及び図 7(b)は、本実施例におけるステップ 206において、テーブルをステップ移動させながら本撮影を行う場合の具体的な手順の概略を示すフローチャートである。ただし、図 7(a)及び図 7(b)では撮影視野の数力個の場合の例について示されて、る。先ず図 7(a)の各ステップを順に説明する。

[0039] (ステップ 701)

CPU内のメモリーに一時記憶されている N個の FOV(l)〜FOV(N)の位置に関する設定情報を、 CPU8から読み出し、シーケンサ 4へ入力する。

(ステップ 702)

テーブルの位置等を初期位置に設定する。更に、 FOVのカウンタ iを初期値 1にする

[0040] (ステップ 703)

テーブルの位置をステップ 204で FOV(i)につ、て設定された位置へ移動させる。つまり、ステップ 204で設定した各 FOV(i)の中心位置に対応する被検体の部位の図 4における XY平面上の位置が、 MRI装置の静磁場発生源の静磁場中心の XY平面上の位置に一致するように、テーブル 26をテーブル移動ライン 302に沿ってテーブル 26の長手方向 (図 4における Y方向)と該長手方向と直交して水平な方向 (図 4における X方向)へ移動させる。ここで、テーブルを移動させる方向は図 4における Y方向への成分と X方向への成分を合成して、 X方向でも Y方向でもない斜めの方向へ直線的に移動させても良いし、移動を 2回に分けて、初め Y方向にのみ移動させ、後力 X方向にのみ移動させるようにしても良、。

[0041] (ステップ 704)

FOV(i)を撮影するための撮影条件等を設定する。具体的には、（ステップ 205)で入力した空間分解能や、その他撮影に用いる撮影シーケンスにおける傾斜磁場パルスの印加波形、 RFパルスの送信周波数、及びエコー信号を検波するための受信周波数の設定等を行う。

(ステップ 705)

潘目の FOV(i)について、撮影を行う。撮影により得られた画像は、磁気ディスク 18 に一時記憶される。

[0042] (ステップ 706)

FOV(i)のカウン^が最大の Nに達したか否かを判定する。達していれば、撮影を終了し、達していなければ、ステップ 707へ移行する。

(ステップ 707)

FOV(i)のカウンタ iをインクリメントしてステップ 703へ移行する。そのようにして、 FOV (1)から FOV(n)のすべてについて、撮影を行う。

[0043] 次に、図 7(b)はステップ 206における具体的な手順の概略の別の例を示すフローチヤートである。図 7(b)における各ステップを順に説明する。ただし、図 7(b)はテーブル 2 6を該テーブルの長手方向にのみ移動させ、該長手方向と直交する水平な方向へ移動させない場合についての例である。また、図 7(b)は図 7(a)とステップ 703とステップ 70 5のみ異なり、ステップ 703の代わりにステップ 710とステップ 711、ステップ 705の代わりにステップ 712を設けたので、共通のステップの説明は省略して、異なるステップのみを以下に説明する。

[0044] (ステップ 710)

テーブル 26を該テーブルの長手方向のみにステップ移動させる。すなわち、テープルを該テーブルの長手方向にのみ移動させ、 FOV(i)の前記長手方向への中心位置と、 MRI装置の静磁場の長手方向の中心位置を一致させる。

[0045] (ステップ 711) テーブルの長手方向と直交する水平な方向へ、静磁場の中心と異なる位置を中心位置とする FOVを撮影するオフセット撮影を行うための準備を行う。より具体的には、例えば、 FOVを表す矩形の一辺にテーブルの長手方向に平行なものがある場合において、テーブルの長手方向と直交する水平な方向を周波数エンコード方向とする場合には、直交位相検波器 16がエコー信号を検波する際の受信周波数をシフトさせる量として、次式 (2)により求められる量を周波数オフセット量として求める。

Af=- y Gx( Ax) · ' · · (2)

ただし、式 (2)において γは磁気回転比、 Gxは周波数エンコード方向の傾斜磁場出力値である。

[0046] また、テーブルの長手方向と直交する水平な方向を位相エンコード方向とする場合には、直交位相検波器 16がエコー信号を検波する際の受信位相をシフトさせる量として、次式により求められる量をオフセット量として求める。

Δ θ (β) = -2 π {( Δ_Υ)θ}/Μ_Υ · ' · · (3)

ただし、式 (3)において eは位相エンコード番号、 Myは位相エンコード方向の画像マトリタスサイズである。すなわち、式 (3)によれば、位相エンコード番号に比例した量が各エコー信号検波の際に位相をシフトさせる位相オフセット量とされる。

[0047] (ステップ 712)

ステップ 711で求めた量を周波数オフセット量あるいは位相オフセット量として用いながら、オフセット撮影を行う。すなわち、 FOVがテーブルの長手方向と直交する水平な方向へ、静磁場の中心と異なる場合に対応させたオフセット撮影を行う。

[0048] 上記実施例 1では、上述したように被検体の体軸がテーブル移動ラインの初期位置 (テーブルの長手方向の中心軸)に対して斜めに配置されてヽても、予めスキヤノダラムを行い、スキヤノグラム上で撮影の必要な位置を決定して、該位置にテーブルを移動させたり、オフセット撮影等の手法により MRIを行う。そのため、テーブルをステップ移動をさせながら行う撮影にぉヽて被検体の位置がずれてしまうと!ヽつた問題を解決できる。実施例 1において、図 7(b)で示したオフセット撮影の手法は、特にトンネル型の水平磁場方式 MRI装置のようにテーブルをその長手方向にのみ動力せな、場合にお、ても、被検体の位置のずれに対応させてテーブルをステップ移動させながらの好適に撮影を行うことができるという利点がある。

実施例 2

[0049] 本発明の実施例 2に係る MRI装置及び方法を図 8及び図 9を用い説明する。実施例 2は、実施例 1のようにテーブルの長手方向の中心軸やテーブル移動ライン上に FOV の中心が載るように FOVを先ず設定するのではなぐテーブルの長手方向の中心軸やテーブル移動ラインとは関係な、独自の位置にそれらの位置を設定する装置及び方法である。先ず図 8は、実施例 2における MRIの手順の概略を示すフローチャートである。図 8の各ステップを順に説明する。ただし、実施例 2では実施例 1の図 2に比較してステップ 202〜ステップ 204の代わりにステップ 801とステップ 802を設けたことが異なつているので、実施例 1とはステップの異なるステップ 801とステップ 802のみを以下に説明する。

[0050] (ステップ 801)

スキヤノグラム上に複数個の FOVを設定する。 FOV設定の一例を図 9に示す。先ず図 9(a)では、スキヤノグラム 301上にコロナル断面を撮影する 5つの撮影視野 FOV901 〜905を表す矩形を設定した場合である。 FOV901〜905の設定においては、それらの位置と大きさを各 FOVがカバーする撮影領域の位置と大きさを対応させて、それぞれ独立に設定する。各 FOVの位置と大きさの調整の仕方は、図 4(c)における場合とほぼ同様である。ただし、図 9(a)では FOVを表す矩形のうち少なくとも 1辺がテーブルの長手方向の中心軸に平行な場合にっ、て例示して、るが、 FOVを表す矩形のうち少なくとも 1辺がテーブルの長手方向の中心軸に平行でなくても良ぐ傾ヽてヽても良い。その場合には、図 4(b)の場合と同様にオブリーク撮影による手法を用い撮影を行う。本ステップにより設定された情報は、例えば CPU8内のメモリーに一時記憶される。

[0051] (ステップ 802)

ステップ 801で設定した各 FOVを通るラインを求めて、テーブル移動ラインとして設定する。図 9(b)では、 FOV901〜905の中心をつなぐラインを求めて、これをテーブル移動ライン 302とする例が示されている。このように設定すれば、ステップ 206の本撮影においては、設定したテーブル移動ライン上にテーブルを動力して、ステップ 801で設定した FOVの位置で撮影を行うことができる。

上記実施例 2では、スキヤノグラム上に被検体撮影ラインを設定することなぐ各 FO Vをそれぞれ独立に設定するだけで、テーブルを好適に移動させて被検体の広！ヽ領域又は全身を撮影できるため、ブロック毎の各 FOVの設定が実施例 1と比較して容易になる。

実施例 3

[0052] 本発明の実施例 3に係る MRI装置及び方法を図 10及び図 11を用い説明する。ただし、実施例 3は、テーブルを連続的に移動させながら被検体の広い範囲又は全身を連続的に撮影する装置及び方法である。先ず図 10は、実施例 3における MRIの手順の概略を示すフローチャートである。図 10の各ステップを順に説明する。ただし、実施例 3では実施例 1の図 2に比較してステップ 203とステップ 204を削除し、ステップ 202とステップ 206とステップ 207の代わりに実施例 1の場合と少し異なるステップ 1002とステップ 1006とステップ 1007を設けたので、本実施例にお!、て特徴が実施例 1と異なるステツプ 1002とステップ 1006と、ステップ 1007のみについて以下に説明する。

[0053] (ステップ 1002)

被検体撮影ラインをスキヤノグラム上に設定する。図 11はスキヤノグラム上に被検体撮影ラインを描画した例である。図 11において示した被検体撮影ライン 303の例は、テーブル移動ラインの初期位置 302とは独立に描画されたものであり、トラックボール又はマウス 23或いはキーボード 24によるキー操作などで描画される。被検体撮影ラインは、直線又は曲線、或いは直線と曲線の混合線のいずれでも良い。

また、一度設定した被検体撮影ラインを変更する場合にも、トラックボール又はマウス 23或いはキーボード 24のキー操作等で行うことができる。

[0054] (ステップ 1006)

ステップ 1002で描画された被検体撮影ライン 303が磁場中心を通過するように、向きが一定のままテーブル 26を連続して平行移動させると共に、連続して撮影する。本ステツプにおける撮影の具体的方法としては、テーブル 26を送る各位置において、テ一ブルの長手方向の中心軸と直交する断面を 1スライスずつ撮影する方法が考えられる。 [0055] (ステップ 1007)

全体画像を画像再構成する。全体画像を画像再構成する方法としては、各テープルの位置にぉ、て撮影した画像を再構成した後、その結果を各画像を撮影した時のテーブルの長手方向 (Y方向)およびこれと直交する水平な方向 (X方向)への位置を考慮して、被検体を含む大きな空間の中に配置し、任意の高さの断面で水平方向にリフォーマットすることにより、全体画像を作成するようにする。

[0056] 上記実施例 3によれば、テーブルを連続移動させて被検体の広い範囲又は全身を連続撮影する場合に、画像上で被検体を撮影するラインのみを設定して、その被検体撮影ライン力装置の静磁場中心を通過するようにテーブル移動を制御できるので、テーブルの位置決め操作を容易にすることができると!/、つた利点がある。

[0057] 本発明は上記実施例に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施できる。例えば、本発明の実施例 1において各 FOVの撮影では、 2次元のコロナル断面を撮影しても良いし、図 4において Z軸方向に厚みのある 3 次元ボリュームデータを撮影しても良い。また、本発明はトンネル型の水平磁場方式 MRI装置にも適用できるし、テーブルを水平方向に 2次元に移動することに好適なォープン MRI装置にも適用できる。また、 MRI装置の静磁場の座標系と、テーブルの配置される位置等との関連付けは、 MRI装置の静磁場原点を基準として関連付けを行わなくても良く、予め定められたテーブルの初期位置の隅の位置あるいは 1ステップ目の撮影視野の中心位置等を基準にして、座標の関連付けを行い、各 FOVの撮影の際に、当該各 FOVの中心が静磁場の中心になるようにするためのテーブル移動の計算等に用いてもよい。また、被検体のどのように斜めに配置されているかを検出するために、必ずしもスキヤノグラムを用いなくても良い。例えば、 NMR信号の 1方向へのプロジェクシヨンしたデータのみを用いたり、カメラでテーブル上に配置された被検体を撮影して被検体の配置されて、る方向を検出しても良、。

Claims

請求の範囲

[1] 撮影空間に静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記撮影空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記撮影空間に配置される被検体に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を発生させる高周波磁場発生手段と、前記被検体からの核磁気共鳴信号を検出する信号受信手段と、検出した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記画像を表示する表示手段と、前記被検体を載せて前記被検体を撮影空間に配置するためのテーブルと、前記被検体を載せたテーブルの移動を行うテーブル移動手段を備え、前記被検体の各撮影部位を前記撮影空間内に連続的ある、はステップ毎に移動して、前記被検体の全体画像を得る磁気共鳴イメージング装置にぉ、て、

前記被検体の所望の位置力のずれ情報を検出する手段と、前記ずれ情報に基づヽて前記テーブルの移動情報を設定する設定手段を備え、前記テーブル移動手段は前記設定手段で設定された移動情報に基づいて前記テーブルを移動させて、前記全体画像を得ることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

[2] 前記設定手段は、予め撮影して前記表示手段に表示された前記被検体の全体を表すスキヤノグラム上に基準情報を入力する入力手段を備え、前記テーブル移動手段は、前記基準情報に基づき前記スキヤノグラム上に示された被検体上での位置が前記静磁場の中心を通るようにテーブルを移動させて、前記テーブルの各位置で検出された磁気共鳴信号を用いて前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 1記載の磁気共鳴イメージング装置。

[3] 前記基準情報は直線であることを特徴とする請求項 2記載の磁気共鳴イメージング装置。

[4] 前記直線は前記被検体の体軸であることを特徴とする請求項 3記載の磁気共鳴ィメ一ジング装置。

[5] 前記入力手段は、前記ステップ毎にどの位置の撮影視野で撮影するかを、前記スキヤノグラム上に矩形で入力可能になっていて、前記テーブル移動手段は、前記矩形の中心が前記静磁場の中心を通るようにテーブルを移動させて、前記各ステップ毎に磁気共鳴信号を得て画像を再構成して、得られた画像を合成して前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[6] 前記矩形の中心は、前記直線を通るように設定されることを特徴とする請求項 5記載の磁気共鳴イメージング装置。

[7] 前記矩形は、大きさが変えられることを特徴とする請求項 5あるいは 6記載の磁気共鳴イメージング装置。

[8] 前記矩形は一辺は、前記テーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つことを特徴とする請求項 5〜7のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[9] 前記テーブル移動手段によるテーブルの移動は、テーブルの向きを一定にしたまま、水平方向に行う平行移動であることを特徴とする請求項 1〜8のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[10] 前記テーブル移動手段は、前記テーブルを連続的に移動させると伴に磁気共鳴信号を連続的に得て、該磁気共鳴信号を基に前記テーブルの長手方向の中心軸に垂直な方向の断面を再構成して、それらを前記テーブルの移動を考慮して繋ぎあわせることにより、前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 1〜4及び 9のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[11] 前記テーブル移動手段は、前記テーブルを該テーブルの長手方向に移動可能であると伴に、該テーブルの長手方向と直交する水平な方向へも移動可能であることを特徴とする請求項 1〜10のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[12] 前記テーブルの移動は、前記テーブルの長手方向の中心軸の方向に移動され、前記矩形の中心位置が前記静磁場の中心位置とが前記中心軸と直交して水平な方向に異なる場合に対応させるために、その位置の差に対応するオフセット量を周波数オフセット量あるいは位相オフセット量として求める手段と、当該求めた値を利用してオフセット撮影を行い、前記位置の差を考慮に入れて、前記矩形の位置にある撮影視野の画像を得るオフセット撮影手段を備えたことを特徴とする請求項 5〜7のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[13] 被検体の各撮影部位を撮影空間内に連続的あるいはステップ毎に移動して、前記被検体の全体画像を得る磁気共鳴イメージング方法において、 (1)前記被検体が所望の位置からずれて配置された場合には、そのずれを考慮して前記被検体を載せたテーブルをどのように移動させて前記被検体を移動させるかを設定する工程と、

を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。

[14] 前記工程 (1)は、

予め撮影して表示された前記被検体の全体を表すスキヤノグラム上に基準情報を入力するステップにより、前記テーブルをどのように移動させるかを設定するようになつていて、

前記工程 (2)は、

前記基準情報の前記スキヤノグラム上に示された被検体上での位置が静磁場の中心を通るように前記テーブルを移動させて、前記テーブルの各位置で検出された磁気共鳴信号を用いて前記全体画像を得るようになってヽることを特徴とする請求項 11 記載の磁気共鳴イメージング方法。

[15] 前記基準情報は直線であることを特徴とする請求項 14記載の磁気共鳴イメージング装置。

[16] 前記直線は前記被検体の体軸であることを特徴とする請求項 15記載の磁気共鳴ィメージング装置。

[17] 前記工程 (1)は、

前記ステップ毎にどの位置の撮影視野で撮影するかを、前記スキヤノグラム上に矩形で入力することにより行い、

前記工程 (2)は、

前記矩形の中心が前記静磁場の中心を通るようにテーブルを移動させて、前記各ステップ毎に磁気共鳴信号を得て画像を再構成して、得られた画像を合成して前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 13あるいは 14記載の磁気共鳴イメージング方法。

[18] 前記工程 (1)において設定される矩形の中心は、前記直線を通るように設定されることを特徴とする請求項 17記載の磁気共鳴イメージング方法。

[19] 前記工程 (1)において設定される前記矩形は、大きさが変えられることを特徴とする請求項 17あるいは 18記載の磁気共鳴イメージング装置。

[20] 前記矩形の一辺は、前記テーブルの長手方向の中心軸に対して傾斜を持つことを特徴とする請求項 17〜19のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[21] 前記工程 (2)におけるテーブルの移動は、テーブルの向きを一定にしたまま、水平方向に行う平行移動であることを特徴とする請求項 13〜20のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。

[22] 前記工程 (2)における前記全体画像の取得は、

前記テーブルを連続的に移動させると伴に磁気共鳴信号を連続的に得て、該磁気共鳴信号を基に前記テーブルの長手方向の中心軸に垂直な方向の断面を再構成して、それらを前記テーブルの移動を考慮して繋ぎあわせることにより、前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 13〜16及び 21のいずれかに記載の磁気共鳴ィメージング方法。

[23] 前記工程 (2)におけるテーブルの移動は、

該テーブルの長手方向に移動可能であると伴に、該テーブルの長手方向と直交する水平な方向へも移動可能であることを特徴とする請求項 13〜22のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング方法。

[24] 前記工程 (2)では、前記テーブルの長手方向の中心軸の方向にのみ移動させられ、前記矩形の中心位置が前記静磁場の中心位置とが前記中心軸と直交して水平な方向に異なる場合には、その位置の差に対応するオフセット量を周波数オフセット量あるいは位相オフセット量として求めて、該求めた値を利用してオフセット撮影を行ヽ、前記位置の差を考慮に入れて、前記矩形の位置にある撮影視野の画像を得るオフセット撮影を行、前記全体画像を得ることを特徴とする請求項 17〜19のヽずれかに記載の磁気共鳴イメージング方法。