磁共振成像装置的制作方法

专利名称：磁共振成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用拉莫尔(Larmor)频率的高频(RF)信号磁激励受检体的原子核自 旋，根据伴随该激励产生的核磁共振(NMR =Nuclear Magnetic Resonance)信号重建图像的 磁共振成像(MRI Magnetic Resonance Imaging)装置，尤其涉及可以实施不用造影剂就获 得血流像的非造影MRA(Magnetic Resonance Angiography 磁共振血管成像)的磁共振成
像装置。
背景技术：
磁共振成像是用拉莫尔频率的RF信号磁激励放置在静磁场中的受检体的原子核 自旋，根据伴随该激励产生的MR信号重建图像的拍摄法。在该磁共振成像领域中，作为获得血流像的方法已知有MRA。MRA中使用造影剂的 称为造影MRA。另外，在现有技术中，利用动态造影MRA进行胸部描绘和在胸部描绘出的肿 瘤的鉴别(例如，参照非专利文献1和非专利文献2)。具体地说，利用预先注入了造影剂的受检体的动态拍摄，收集胸部的时间序列的 造影动态(DCE:Dynamic Contrast Enhanced)图像，根据DCE图像制作表示造影剂的造影 效果即造影剂造成的胸部染色程度随时间的变化的灌注曲线(perfusion curve)。然后，通 过分析灌注曲线中的造影剂的色深(Wash-in)部分和色浅(Wash-out)部分的时间变化，进 行在胸部描绘出的肿瘤是恶性还是良性的检查。< 非专利文献 DKuhl，CK, Radiology 1999 ；211 101-110〈非专利文献2>Kuhl，CK，Radiology :Volume 244 =Number 2，August 200
发明内容
(发明要解决的问题)但是，在现有的基于DCE图像鉴别胸部的肿瘤的方法中，由于以足够的对比度获 得血流像的最初的时相是从注入造影剂起约60秒以内的色深部分，所以如果从注入造影 剂起约60秒以内未取得造影剂造成的最初染点作为造影效果，则不能以足够的对比度获 得血流像。因此，存在时间分辨率受制约的问题。另外，由于时间分辨率受限制，即使进行 高速拍摄，空间分辨率也降低。因此，在现有方法中难以描绘出5mm以下的肿瘤。而且，在现有的基于DCE图像的肿瘤检查中，必须投放Gd系的造影剂，但近年来， 有人指出Gd系的造影剂与肾性全身性纤维化病(NSF :^phrogenic Systemic Fibrosis) 之间有关联性。本发明正是为了解决上述现有的问题而提出的，其目的在于提供可以更安全、不 受时间分辨率和空间分辨率限制地、收集用来容易地鉴别受检体内的肿瘤是良性还是恶性 的血流信息的磁共振成像装置。本发明的另一目的在于提供，在受检体的胸部，可以更安全、不受时间分辨率限 制、即使是微小的肿瘤也能良好地描绘出来的磁共振成像装置。
(用来解决问题的手段)根据本发明的磁共振成像装置，为了实现上述目的，包括以非造影方式收集受检 体的胸部的第一血流像的第一血流像收集单元；以及以上述第一血流像为参照图像，伴随 着以能够识别向所希望的区域流入的血液的方式设定了带标记区域的自旋标注脉冲的施 力口，以非造影方式收集第二血流像的第二血流像收集单元。另外，根据本发明的磁共振成像装置，为了实现上述目的，包括以非造影方式收集受检体的第一血流像的第一血流像收集单元；以及以上述第一血流像为参照图像，伴随 着以能够识别向所希望的区域流入的血液的方式设定了带标记区域的、反转时间相互不同 的自旋标注脉冲的施加，以非造影方式收集多个第二血流像的第二血流像收集单元。另外，根据本发明的磁共振成像装置，为了实现上述目的，包括伴随着以能够识别向设置了包含产生磁共振信号的物质的标志物(marker)的受检体的所希望的区域流入 的血液的方式附带标记的、反转时间相互不同的自旋标注脉冲的施加，以非造影方式收集 多个血流像的血流像收集单元；以及用来自上述标志物的磁共振信号的信号值进行上述多 个血流像的归一化的归一化单元。(发明的效果)在根据本发明的磁共振成像装置中，可以更安全、不受时间分辨率和空间分辨率 限制地、收集用来容易地鉴别受检体内的肿瘤是良性还是恶性的血流信息。在根据本发明的磁共振成像装置中，可以在受检体的胸部，更安全、不受时间分辨 率限制、即使是微小的肿瘤也能良好地描绘出来。


图1是示出根据本发明的磁共振成像装置的实施方式的构成图。图2是图1所示的计算机的功能框图。图3是示出利用在图2所示的拍摄条件设定部中设定的、利用TIME-SLIP法的脉 冲序列的一例的图。图4是示出用图1所示的磁共振成像装置进行受检体P的胸部的成像，描绘出含 肿瘤的血流像，制作并显示用来鉴别描绘出的肿瘤是不是恶性的血流信息时的流程的流程 图。图5是示出在图1所示的磁共振成像装置中，利用TIME-SLIP法与不同的BBTI对 应地收集的胸部的血流像和利用FBI法作为参照图像收集的胸部血流像的一例的图。图6是示出用图2所示的信号强度变化取得部制作的灌注曲线的一例的图。图7是示出在图1所示的磁共振成像装置中，对血液进行标注(labeling)生成血 流像数据时的标记(tag)区域的设定例的图。图8是示出通过对图7所示的标记区域施加区域选择IR脉冲，根据利用流出 (Flow-out)法得到的血流像数据制作的血液的灌注曲线的一例的图。(附图标记说明)20 磁共振成像装置；21 静磁场用磁体；22 勻场线圈(shimcoil) ；23 倾斜磁场 线圈；24 :RF线圈；25 控制系统；26 静磁场电源；27 倾斜磁场电源；28 勻场线圈电源； 29 发送器；30 接收器；31 序列控制器；32 计算机；33 输入装置；34 显示装置；35 运算装置；36 存储装置；37 机台；38 =ECG单元；40 拍摄条件设定部；41 序列控制器控制 部；42 :k空间数据库；43 图像重建部；44 图像数据库；45 血流信息生成部；P 受检体
具体实施例方式
下面，参照

根据本发明的磁共振成像装置的实施方式。(构成和功能)图1是示出根据本发明的磁共振成像装置的实施方式的构成图。磁共振成像装置20构成为，在图中未示出的机架中内设有形成静磁场的筒状的 静磁场用磁体21 ；以及在该静磁场用磁体21的内部设置的勻场线圈22、倾斜磁场线圈23 和RF线圈24。另外，磁共振成像装置20中具有控制系统25。控制系统25具有静磁场电源26、 倾斜磁场电源27、勻场线圈电源28、发送器29、接收器30、序列控制器31和计算机32。控 制系统25的倾斜磁场电源27由X轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y和Z轴倾斜 磁场电源27z构成。另外，计算机32中具有输入装置33、显示装置34、运算装置35和存 储装置36。静磁场用磁体21与静磁场电源26连接，具有利用从静磁场电源26供给的电流在 拍摄区域上形成静磁场的功能。另外，静磁场用磁体21多数情况下用超导线圈构成，在激 励时与静磁场电源26连接而被供给电流，但一般情况下一旦被激励后就变成非连接状态。 另外，有时静磁场用磁体21也用永磁体构成，而不设置静磁场电源26。另外，在静磁场用磁体21的内侧，在同轴上设置筒状的勻场线圈22。勻场线圈22 构成为，与勻场线圈电源28连接，从勻场线圈电源28向勻场线圈22供给电流，把静磁场均 勻化。倾斜磁场线圈23由X轴倾斜磁场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y和Z轴倾斜磁 场线圈23z构成，在静磁场用磁体21的内部筒状地形成。在倾斜磁场线圈23的内侧设置 机台37作为拍摄区域，受检体P置于机台37上。有时RF线圈24并不设置在机架内，而是 设置在机台37、受检体P附近。另外，倾斜磁场线圈23与倾斜磁场电源27连接，倾斜磁场线圈23的X轴倾斜磁 场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y和Z轴倾斜磁场线圈23z分别与倾斜磁场电源27的X 轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y和Z轴倾斜磁场电源27z连接。于是，构成为，利用分别从X轴倾斜磁场电源27x、Y轴倾斜磁场电源27y和Z轴倾 斜磁场电源27z向X轴倾斜磁场线圈23x、Y轴倾斜磁场线圈23y和Z轴倾斜磁场线圈23z 供给的电流，能够在拍摄区域上分别形成X轴方向的倾斜磁场Gx、Y轴方向的倾斜磁场Gy 和Z轴方向的倾斜磁场Gz。RF线圈24与发送器29和接收器30连接。RF线圈24具有从发送器29接收RF 信号并向受检体P发送的功能、以及接收伴随着受检体P内部的原子核自旋的RF信号造成 的激励产生的NMR信号并向接收器30供给的功能。另一方面，控制系统25的序列控制器31与倾斜磁场电源27、发送器29和接收器 30连接。序列控制器31具有存储记述了为了驱动倾斜磁场电源27、发送器29和接收器30 所需的控制信息，例如应向倾斜磁场电源27施加的脉冲电流的强度、施加时间、施加定时等的动作控制信息的序列信息的功能；以及通过根据所存储的预定的序列驱动倾斜磁场电 源27、发送器29和接收器30而产生X轴倾斜磁场Gx、Y轴倾斜磁场Gy、Z轴倾斜磁场Gz 和RF信号的功能。另外，序列控制器31构成为，接收利用接收器30中的NMR信号的检波和A/D (模 /数)变换得到的复数数据即原始数据(raw data)并向计算机32供给。因此，发送器29具有基于从序列控制器31接收的控制信息向RF线圈24供给RF 信号的功能，而接收器30具有通过对从RF线圈24接收的NMR信号进行检波、实施所需的 信号处理并同时进行A/D变换，生成数字化了的复数数据即原始数据的功能和把原始数据 向序列控制器31供给的功能。而且，磁共振成像装置20中，具有取得受检体P的ECG (心电图)信号的ECG单元 38。构成为，由ECG单元38取得的ECG信号经由序列控制器31向计算机32输出。另外，也能够取代把拍动作为心拍信息表示的ECG信号，而取得把拍动作为脉波 信息表示的脉波同步(PPG peripheral pulsegating)信号。PPG信号是把例如指尖的脉 波作为光信号检测到的信号。在取得PPG信号时设置PPG信号检测单元。下面，针对取得 ECG信号的情形进行描述。另外，通过用运算装置35执行在计算机32的存储装置36中保存的程序，计算机 32具有各种功能。但是，也可以不利用程序，而是在磁共振成像装置20中设置具有各种功 能的特定电路。图2是图1所示的计算机32的功能框图。计算机32借助于程序而用作拍摄条件设定部40、序列控制器控制部41、k空间数 据库42、图像重建部43、图像数据库44和血流信息生成部45。拍摄条件设定部40具有血流 像取得序列设定部 40A 和 TIME-SLIP (t-SLIP :time-Spatial Labeling Inversion Pulse, 时空标注反转脉冲)序列设定部40B，TIME-SLIP序列设定部40B具有TAG区域设定部40C 和BBTI设定部40D。另外，血流信息生成部45具有血流像制作部45A、信号强度变化取得 部45B和肿瘤鉴别部45C。拍摄条件设定部40具有基于来自输入装置33的指示信息设定包含脉冲序列的拍 摄条件，向序列控制器控制部41供给设定的拍摄条件的功能。具体地，拍摄条件设定部40 具有设定用来不用造影剂而利用FBI (fresh blood imaging，新鲜血液成像)法或稳态自由 进动(SSFP:steady state free precession)法取得非造影MRA像的脉冲序列的功能。作为 FBI 法的脉冲序列可以举出 FASE(FastASE :fastasymmetric spin echo 或 fast advanced spin echo，快速非对称自旋回波或快速高级自旋回波)序列。FASE序列是 利用半傅里叶法的高速数据收集的SE(spin echo,自旋回波)系的序列。另外，利用核磁自 旋的稳态自由进动的SSFP序列中，有均衡(balanced) SSFP序列、真实(true) SSFP序列等 的种类。在FBI法中，用由ECG单元38取得的ECG信号进行ECG同步拍摄，从与表示R波等 的受检体P的心时相的基准波同步的触发信号延迟预定时间，针对每多次心拍反复收集回 波数据。因此，在FBI法中，经过多次心拍后，血液的横缓和(T2)成分的磁化恢复，作为血 管图像能够获得血液的T2磁化成分被加强了的水(血液)加强图像。而且，在FBI法中， 进行收集预定体层编码量大小的回波数据(体数据)的三维扫描。
另外，在FBI法中，通过改变ECG同步的延迟时间在拍摄到的图像数据之间取差 分，也能够获得把动静脉分离的MRA像。具体地说，能够在ECG同步下收集收缩期和扩张 期的图像数据，在收集的图像数据间进行减法运算，制作血流像数据。此时，通过施加用来 抑制收缩期的动脉信号的扰流(spoiler)倾斜磁场脉冲，也可以把心肌的收缩期和扩张期 的动脉信号的差作为动脉的MRA像，形成良好的图像。另外，如果施加去相脉冲(cbphase pulse)或复相脉冲(r印has印ulse)，则来自流速快的血流的信号值与来自流速慢的血流 的信号值的相对信号差增大，从相对信号差可以清楚地分离动静脉。而且，为了设定上述的拍摄条件，拍摄条件设定部40具有在显示装置34上显示拍 摄条件的设定用画面信息的功能。然后，用户参照在显示装置34上显示的设定画面在输入 装置33上进行操作，由此可以选择拍摄规程，或者设定激励区域、带标记(标注)区域等的 拍摄条件。
拍摄条件设定部40的血流像取得序列设定部40A具有设定利用上述FBI法的 FASE序列、SSFP序列等的脉冲序列的功能。另外，TIME-SLIP序列设定部40B具有把根据由血流像取得序列设定部40A设定 的脉冲序列收集的血流像作为参照图像，设定利用TIME-SLIP法的脉冲序列的功能。TIME-SLIP法是通过在FBI序列、SSFP序列等的成像用序列之前施加用来进行流 入拍摄区域的血液的标注(也称为“带标记”或“标识化”)或识别的自旋标注脉冲作为前 脉冲，来控制图像的对比度的方法。另外，用来进行血液的自旋标注的自旋标注脉冲，称为 ASL(arterial spin labeling，动脉自旋标注)脉冲。在TIME-SLIP法中，施加由多个ASL 脉冲构成的TIME-SLIP脉冲。图3是示出利用在图2所示的拍摄条件设定部40中设定的、利用TIME-SLIP法的 脉冲序列的一例的图。图3中，ECG表示ECG信号，RF表示RF发送脉冲，GSS表示体层选择用的倾斜磁场脉 冲，Gro表示读出(R0:readout)用的倾斜磁场脉冲，Gpe表示相位编码(PE :phase encode) 用的倾斜磁场脉冲，Δ f表示与RF发送脉冲同时施加的调整用的倾斜磁场脉冲，ECHO表示 接收回波信号。如图3所示在TIME-SLIP序列中，在成像用的利用FBI法的FASE序列或真实SSFP 序列等的SSFP序列之前，施加用来进行流入拍摄区域的血液的标注或识别的TIME-SLIP脉 冲。S卩，TIME-SLIP序列是抑制血液信号，以使得能够选择性地描绘流入拍摄区域的带标记 的血液、或能够识别带标记的从外部流入拍摄区域的血液的序列。从ECG信号的R波经过一定的延迟时间后施加TIME-SLIP脉冲，在从TIME-SLIP 脉冲的施加定时开始经过相当于反转时间(Tl inversion time)的BBTI (black blood traveling time 黑血行进时间)后施加RF激励脉冲。然后，从施加RF激励脉冲开始经过 有效回波时间TEeff后，收集位于k空间中心的回波信号。因此，能够只对在BBTI经过后 到达拍摄区域的血液的信号强度进行加强或抑制。TIME-SLIP脉冲由区域非选择反转恢复(IR :inversionrecovery)脉冲和区域选 择IR脉冲构成。但是，区域非选择IR脉冲可以进行0N/0FF切换。因此，TIME-SLIP脉冲，有 时只由区域选择IR脉冲构成，有时由区域选择IR脉冲和区域非选择IR脉冲这两者构成。 可以与拍摄区域独立地任意设定区域选择IR脉冲。如果在使区域非选择IR脉冲OFF的状态下，用区域选择IR脉冲标注在拍摄区域内设定的带标记区域，使纵磁化反转，则在TI后 流入带标记区域的未被标注(即纵磁化未反转)的血液所到达的部分的信号强度高。由此 能够把握血液的移动方向和距离。即，能够只对在TI后到达拍摄区域的血液的信号强度进 行选择性地加强或抑制。 TAG区域设定部40C，把根据由血流像取得序列设定部40A设定的脉冲序列收集的 血流像作为参照图像，根据来自输入装置33的操作信息在参照图像上设定利用TIME-SLIP 脉冲的带标记区域的功能。BBTI设定部40D具有根据来自输入装置33的操作信息，设定TIME-SLIP序列中的 BBTI，作为利用TIME-SLIP法的拍摄条件的功能。优选地，把BBTI设定成至少两个以上的 多个相互不同的值。序列控制器控制部41具有在接收到来自输入装置33的扫描开始指示信息时，通 过向序列控制器31供给从拍摄条件设定部40取得的包含脉冲序列的拍摄条件而被驱动控 制的功能。另外，序列控制器控制部41具有从序列控制器31接收原始数据，并配置在形成 在k空间数据库42中的k空间中的功能。因此，在接收器30中生成的各原始数据作为k 空间数据保存在k空间数据库42中。图像重建部43具有通过从k空间数据库42取入k空间数据并进行包含傅里叶 变换(FT)的图像重建处理而重建图像数据的功能、以及向图像数据库44写入重建得到的 图像数据的功能。因此，在图像重建部43中被重建的图像数据被保存在图像数据库44中。 因此，在图像数据库44中保存根据由血流像取得序列设定部40A设定的利用FBI法的序列 或SSFP序列等的脉冲序列收集的图像数据、以及伴随着由TIME-SLIP序列设定部40B设定 的TIME-SLIP脉冲的施加与单个或相互不同的多个BBTI对应的图像数据。血流信息生成部45具有从图像数据库44读入所需的图像数据，进行生成和显示 血流像数据所需的图像处理的功能；基于血流像数据生成血流动态等的血流信息的功能； 以及在显示装置34上显示血流信息和显示用的血流像数据的功能。作为生成血流像数据 所需的图像处理，可以举出在与扩张期对应的图像数据和与收缩期对应的图像数据之间的 差分处理。另外，作为显示血流像数据所需的图像处理，可以举出象最大值投影(MIP)处理 等的投影处理、以与信号强度对应的色阶对血流像着色显示的处理那样，用来针对信号强 度识别显示血流像的显示处理。血流像制作部45A具有用从图像数据库44取得的图像数据制作血流像数据的功 能；以及向TAG区域设定部40C通知为了利用TIME-SLIP脉冲设定带标记区域而制作的血 流像数据的空间的位置信息的功能。信号强度变化取得部45B具有从血流像制作部45A取得与TIME-SLIP序列的单个 或相互不同的多个BBTI对应的血流像数据，作为血流信息求得特定位置处的BBTI值或针 对BBTI的变化的信号强度的变化的功能。针对BBTI的变化的信号强度的变化，能够表示 为数值，也能够通过描画成曲线来表示。针对BBTI的变化的信号强度的变化，能够考虑为信号强度的时间变化。因此，表 示针对BBTI的变化的信号强度的变化的曲线，虽然与现有的利用动态造影MRA得到的灌注 曲线不同，但由于它是被看作血流信号的时间变化的曲线，所以能够作为灌注曲线处理。于 是，在此把表示针对BBTI的变化的信号强度的变化的曲线称为灌注曲线。能够在血流像数据的所希望的范围内的象素位置或全部象素位置上，针对每个象素求出该灌注曲线。肿瘤鉴别部45C具有基于由信号强度变化取得部45B求得的血流像数据的信号强 度的值或时间变化，鉴别是否存在恶性肿瘤或者肿瘤部位是恶性还是良性，把鉴别结果制 作成血流信息的功能。
在信号强度变化取得部45B和肿瘤鉴别部45C中作为血流信息制作的血流像数据 的信号强度的时间变化、肿瘤的鉴别结果，能够在显示装置34上显示。能够用颜色等识别 肿瘤部位。另外，在针对多个象素位置求出血流像数据的信号强度的时间变化时，也能够用 与表示时间变化的大小的斜率、平均值等的值对应的色阶，根据程度识别显示表示时间变 化的各位置的二维数据。(动作和作用)下面，说明磁共振成像装置20的动作和作用。图4是示出用图1所示的磁共振成像装置20进行受检体P的胸部的成像，描绘出 含肿瘤的血流像，制作并显示用来鉴别描绘出的肿瘤是不是恶性的血流信息时的流程的流 程图。图中S带数字的符号表示流程图的各步骤。首先，在步骤Sl中，利用非造影MRA法对整个胸部的血管进行成像。因此，在拍摄 条件设定部40的血流像取得序列设定部40A中设定利用FBI法的序列、SSFP序列，作为成 像扫描用的拍摄条件。另外，在包含受检体P的主要血管的胸部中设定拍摄区域。该成像 扫描是用来收集三维(3D)血流像数据的扫描，从以少的拍摄次数取得有用的血流信息的 观点看，是优选的。但是，从缩短拍摄时间的观点看，也可以进行用来收集二维(2D)血流像 数据的成像扫描。另一方面，预先把受检体P置于机台37上，在用静磁场电源26激励的静磁场用磁 体21(超导磁体)的拍摄区域上形成静磁场。另外，从勻场线圈电源28向勻场线圈22供 给电流，把拍摄区域上形成的静磁场均勻化。然后，根据设定的拍摄条件用成像扫描进行数据收集。即，如果从输入装置33向 序列控制器控制部41供给扫描开始指示，则序列控制器控制部41向序列控制器31供给从 拍摄条件设定部40取得的包含脉冲序列的拍摄条件。序列控制器31，通过根据从序列控制 器控制部41接收的脉冲序列驱动倾斜磁场电源27、发送器29和接收器30，在放置受检体 P的拍摄区域上形成倾斜磁场，并且从RF线圈24产生RF信号。因此，受检体P的胸部的因核磁共振产生的NMR信号由RF线圈24接收并向接收器 30供给。接收器30从RF线圈24接收NMR信号，进行所需的信号处理后，通过A/D变换，生 成数字数据的NMR信号即原始数据。接收器30把生成的原始数据向序列控制器31供给。 序列控制器31向序列控制器控制部41供给原始数据，序列控制器控制部41把原始数据作 为k空间数据配置在形成在k空间数据库42中的k空间中。然后，图像重建部43，从k空间数据库42取入k空间数据而重建图像数据，把重建 得到的图像数据写入图像数据库44。然后，血流信息生成部45的血流像制作部45A通过从 图像数据库44取得图像数据进行差分处理、MIP处理等的必需的图像处理，生成整个胸部 的血流像数据，在显示装置34上显示生成的整个胸部的血流像数据。在此，由于用非造影MRA法进行血流像的收集，所以不会受到现有的造影剂注入 时伴随的时间分辨率和空间分辨率的制约。因此，作为拍摄条件的PE方向XRO方向X体层编码(SE)方向的空间分辨率能够设定到例如0. 5X0. 5X1. 0(利用内插0. 5)mm以下。于 是，通过这样的高空间分辨率的数据收集，可以在血流像上描绘出在造影MRA法中难以描 绘的3mm左右的肿瘤。然后，在步骤S2中，以在显示装置34上显示的血流像作为参照图像，在拍摄条件 设定部40的TIME-SLIP序列设定部40B中设定包含非造影MRA-TIME-SLIP法的标记区域、 BBTI的拍摄条件。脉冲序列是利用FBI法的序列或SSFP序列，但从设定合适的拍摄条件的 观点看，更优选是在参照图像的收集中使用过的序列。另外，成像扫描可以是2D扫描，也可 以是3D扫描。TIME-SLIP序列的BBTI，在BBTI设定部40D中设定成可以进行恶性肿瘤和良性肿 瘤的鉴别的单个或多个值。一般地，在肿瘤为恶性时，从营养血管对肿瘤供给营养的速度更 快。因此，可知在以BBTI = 1000ms左右收集的血流像和以BBTI = 2000ms左右收集的血 流像这两者中肿瘤被作为高信号部分描绘。另一方面，在肿瘤为良性时，以比肿瘤为恶性时 更慢的速度从营养血管对肿瘤供给营养。因此，可知在以BBTI = 1000ms左右收集的血流 像中肿瘤未被作为高信号部分描绘，但在以BBTI = 2000ms左右收集的血流像中肿瘤被作 为高信号部分描绘。因此，如果至少收集BBTI为1300左右以下的值的血流像数据，则能够判断在利用 FBI法的血流像上描绘出的肿瘤是恶性还是良性。因此，BBTI设定成至少包含1300左右以 下的值。但是，为了提高肿瘤的鉴别精度，优选地，设定在恶性肿瘤中信号强度的时间变化 为峰值前后的多个BBTI值。BBTI设定为例如1300前后的700、1000、1500、2000、2500。另一方面，在TAG区域设定部40C中，在包含可以作为到胸部肿瘤的营养血管的 到胸部的全部或特定的一部分主要血管的拍摄区域内的区域上，设定TIME-SLIP脉冲的标 记区域。由此，可以选择性地描绘从位于标记区域外的主要血管向拍摄区域内的标记区域 流入的未被标注的血液。作为到胸部的主要血管，可举出胸廓内动脉的贯通支管、外侧胸动 脉、胸背动脉、肋间动脉穿头器、胸肩峰动脉。例如，如果将TIME-SLIP脉冲的标记区域设定成不包含全部的主要血管，则能够 选择地描绘从全部的主要血管向标记区域流入的血液。另一方面，如果将TIME-SLIP脉冲 的标记区域设定成不包含所希望的主要血管，则能够选择地描绘从位于标记区域外的主要 血管向标记区域流入的血液。因此，通过设定成不包含着眼于TIME-SLIP脉冲的标记区域 的主要血管，能够分析确定到肿瘤的营养血管是哪一个主要血管。然后，在步骤S3中，用非造影MRA-TIME-SLIP法使包含肿瘤的区域成像。S卩，从拍 摄条件设定部40向序列控制器控制部41供给非造影MRA-TIME-SLIP法的拍摄条件，以与 步骤S1中的胸部全部血管的成像同样的流程，制作与TIME-SLIP法的BBTI对应的血流像 数据，在显示装置34上显示生成的血流像数据。图5是示出在图1所示的磁共振成像装置20中，利用TIME-SLIP法与彼此不同的 BBTI对应地收集的胸部的血流像和利用FBI法作为参照图像收集的胸部血流像的一例的 图。在图5中，标为BBTI = 700、1000、1500、2000、2500ms的血流像，分别是与对应的 BBTI对应的血流像，标为FBI的血流像，是用FBI法拍摄的全部血管的血流像。用FBI法拍 摄的全部血管的血流像，作为用来设定TIME-SLIP脉冲的标记区域等的拍摄条件的参照图像。在用FBI法得到的血流像上，在用箭头表示的位置能够确认肿瘤。于是，象BBTI = 700ms的血流像上的虚线框所示的那样，把包含肿瘤、且不包含可 以作为到肿瘤的营养血管的主要血管的区域作为TIME-SLIP脉冲的标记区域设定。然后， 利用血液的流入(inflow)效果与BBTI的值对应地描绘从主要血管向包含肿瘤的标记区域 供给的血液。因此，如图5所示，如果以BBTI值从小到大的顺序观察血流像，则能够确认血 液向胸部流动的样子。另外，可以看出，在与BBTI = 1000ms对应的血流像中，不能确认能够用由FBI法 得到的参照图像确认的肿瘤，但在与BBTI = 2000ms对应的血流像中，肿瘤能够作为表示中 等程度的信号强度的部分确认。因此，可以看出肿瘤部分中的信号强度的变化小。因此，能 够鉴别出在由FBI法得到的血流像上描绘出的肿瘤是良性的。而且，如果在与不同BBTI对 应的多个血流像上测定血液的到达点间的距离，则能够根据测到的距离和BBTI的差求得 朝着肿瘤流动的血流的速度和向肿瘤供给的血液的供给时间。而且，也能够基于血流速度 和血液的供给时间鉴别肿瘤。而且，也可以象上述那样改变TIME-SLIP脉冲的标记区域而设定成仅仅不包含特 定的主要血管，通过肉眼观察用非造影TIME-SLIP法拍摄的血流像来确定到肿瘤的营养血管。这样，如果用FBI法等的非造影MRA法拍摄胸部等部位的血流像，则没有象现有的 造影动态拍摄那样的、必须对造影剂开始染色的最初的60秒以内的色深部分的血流像进 行收集等的时间上的制约，所以能够以高的空间分辨率获得血流像。由此，能够在血流像上 描绘出用造影MRA法难以描绘的3mm左右的肿瘤。而且，通过比较用非造影MRA法拍摄的 血流像与用非造影TIME-SLIP法拍摄的血流像，用户能够鉴别肿瘤是不是良性，而且能够 辨认到肿瘤的营养血管。由此，能够高精度地进行活体组织检查(biopsy)。然后，在步骤S4中，基于与BBTI值对应的血流像数据，在血流信息生成部45的信 号强度变化取得部45B中制作血液的灌注曲线等的血流信息，在显示装置34上显示制作的 血流信息。例如，在只收集与单一 BBTI值对应的血流像数据时，能够把肿瘤部分的信号值 作为血流信息在显示装置34上显示。另一方面，在收集与多个BBTI值对应的血流像数据时，能够在信号强度变化取得 部45B中制作表示各BBTI的肿瘤部分的信号值的变化的血流的灌注曲线、表示多个位置上 的信号值的变化的二维数据，作为血流信息。由于特定位置上的信号值的变化视为线性的， 所以为了制作灌注曲线、二维数据，必须收集与至少两个相互不同的BBTI值对应的血流像 数据。另外，在制作灌注曲线、二维数据时，通过用在步骤Sl中取得的用非造影MRA法得 到的血流像数据的信号强度，对与多个BBTI值对应的血流像数据的信号强度进行除法运 算，进行与BBTI值对应的血流像数据的归一化，从生成有用的血流信息的观点看，是优选 的。图6是示出用图2所示的信号强度变化取得部45B制作的灌注曲线的一例的图。图6中，横轴表示相当于从基准时刻开始经过的时间的TIME-SLIP序列的BBTI，纵 轴表示归一化后的肿瘤部分的信号强度的变化。 如图6所示，通过把用TIME-SLIP法收集的与多个BBTI值对应的血流像数据的肿瘤部分的信号强度画成曲线，能够获得表示血液的肿瘤部分的信号强度的时间变化的非造 影灌注曲线。在肿瘤为恶性时，如圆圈所示，灌注曲线的斜率增大。另一方面，在肿瘤为良 性时，如方块所示，灌注曲线的斜率减小。因此，如果显示灌注曲线，则用户通过肉眼观察灌注曲线，能够更容易地鉴别肿瘤 是恶性还是良性。另外，用现有的造影MRA法获得的灌注曲线的时间，是受造影剂的注入速度、造影 剂的粘性等影响的时间。与此相对，由于用非造影MRA-TIME-SLIP法获得的灌注曲线的时 间，反映血液的自然流动，所以是更正确的灌注曲线。另外，也可以通过把与多个BBTI值对应的血流像数据的信号强度按时间系列进 行差分处理，观察血流动态。如果获得灌注曲线、表示信号强度变化的二维数据等的血流信息，则也可以自动 地进行肿瘤的鉴别。此时，在步骤S5中，用肿瘤鉴别部45C进行肿瘤是不是恶性的鉴别，在显示装置34 上显示鉴别结果。例如，在获得与单一 BBTI值对应的血流像数据时，肿瘤鉴别部45C通过 把肿瘤部分的信号强度、或用非造影MRA法得到的血流像数据的信号强度把肿瘤部分的信 号强度归一化后得到的值与预先设定的阈值相比，可以鉴别肿瘤是恶性还是良性。另外，在 基于与多个BBTI值对应的血流像数据获得灌注曲线、表示信号强度变化的二维数据时，通 过确认灌注曲线的斜率、二维数据中有没有特异点，能够鉴别肿瘤是恶性还是良性。因此，即使用户不观察血流像的影像，也可以进行肿瘤的鉴别。另外，可以统一地 进行肿瘤的鉴别。BP,以上那样的磁共振成像装置20，利用可以以高分辨率收集数据的FBI法、 SSFP法等的非造影MRA法取得可以良好地描绘肿瘤的胸部等部位的血流像，且利用非造影 TIME-SLIP法取得可以描绘向肿瘤部分供给的血流的血流像。而且，磁共振成像装置20，利 用非造影TIME-SLIP法根据可变地设定BBTI值而获得的多个血流像数据制作肿瘤部分的 血流的灌注曲线、表示血流信号的强度变化的二维数据，基于制作的灌注曲线、二维数据， 能够鉴别肿瘤是恶性还是良性。(效果)根据上述的磁共振成像装置20，由于用没有因造影剂的到达时间造成的时间分辨 率的制约的非造影MRA法收集数据，所以能够获得空间分辨率高的血流像。因此，在胸部等 的部位可以描绘出用造影动态法难以描绘的5mm以下的小的肿瘤。而且，能够根据用非造 影TIME-SLIP法收集的空间分辨率高的血流像数据制作肿瘤部分的灌注曲线。因此，可以 进行在血流像上描绘的3mm左右的小的肿瘤的鉴别。而且，由于不需要造影剂，所以安全性高，且由于不受造影剂的注入速度、粘性等 影响，所以用TIME-SLIP法能够把自然的血液流动作为血流像描绘。而且，可以制作反映自 然的血液流动的灌注曲线，能够以更高精度进行肿瘤的鉴别。另外，通过调整TIME-SLIP脉冲的标记区域的设定位置，能够确定到肿瘤的营养血管。变形例(第一变形例)
在上述的实施方式中，例示了用流入(Flow-in)法生成血流像数据的例子，其中 对向用TIME-SLIP脉冲标注的标记区域流入的未被标注的血液进行描绘。但是，也可以用 流出(Flow-out)法生成血流像数据，其中在包含肿瘤的所希望的着眼区域的外部设定包 含主要血管的标记区域，对要描绘的血液自身进行标注。在流出法的情况下，把流入所希望 的着眼区域的被标注的血液作为血流像数据描绘。图7是示出在图1所示的磁共振成像装置20中，对血液进行标注而生成血流像数 据时的标记区域的设定例的图。如图7所示，如果在标记区域上设定包含作为胸部的营养血管的主要血管的虚线 所示的区域，施加区域选择IR脉冲，则向包含肿瘤的实线所示的着眼区域供给的血液被标 注。另外，如果TIME-SLIP脉冲的区域非选择IR脉冲成为0N，则背景部分的纵磁化反转成 负值，而被标注的血液的纵磁化成为正值。因此，能够选择性地收集来自被标注的血液的信 号，作为高信号值。另外，在流出法的情况下，如果利用差分处理从施加区域选择IR脉冲和区域非选择IR脉冲而收集的k空间数据或图像数据，减去通过施加区域非选择IR脉冲但不施加区 域选择IR脉冲而收集的k空间数据或图像数据，能够只抽出血液信号成分的k空间数据或 图像数据。而且，如果使用该抽出的数据，则能够生成良好地描绘了血液的血流像数据。图8是示出通过对图7所示的标记区域施加区域选择IR脉冲，根据利用流出法得到的血流像数据制作的血液的灌注曲线的一例的图。图8中，横轴表示相当于从基准时刻开始经过的时间的TIME-SLIP序列的BBTI，纵轴表示归一化后的肿瘤部分的信号强度的变化。在信号强度变化取得部45B中，如果基于用流出法收集到的血流像数据制作血液的灌注曲线，则得到图8所示的曲线。即，在流出法的情况下，能够获得表示到血液的肿瘤 部分的色深部分和色浅部分中的信号强度的时间变化的灌注曲线。在肿瘤为恶性时，如圆圈所示，色深部分的灌注曲线的斜率增大，灌注曲线在与色浅部分的边界上具有峰值。这是因为，在时间增加的同时流入的血液的量增加，但如果时间 进一步增加，则由于纵磁化的复原而血液信号与背景信号的差值减小。另一方面，在肿瘤为良性时，如方块所示，灌注曲线是具有大致恒定的斜率的直线状的曲线。因此，用户通过肉眼观察灌注曲线，可以更容易地鉴别肿瘤是恶性还是良性。(第二变形例)在上述的实施方式和变形例中，示出了用由FBI法、SSFP法等的非造影MRA法收 集的第一血流像数据，把由非造影TIME-SLIPFBI法或非造影TIME-SLIP SSFP法收集的多 个第二血流像数据归一化的例子。但是，也能够不用第一血流像数据，而是只用由非造影 TIME-SLIP FBI法或非造影TIME-SLIP SSFP法收集的第二血流像数据，进行多个第二血流 像数据的信号值的定量化。例如，在受检体P的体表上设置包含产生MR信号的物质的标志物，用TIME-SLIP 法收集BBTI (Tl)不同的多个第二血流像数据。这样的话，由于标志物未用TIME-SLIP脉冲 进行自旋标注，所以来自标志物的MR信号的信号值不变。于是，能够用来自标志物的MR信 号的信号值进行第二血流像数据的信号值的归一化。这样，如果只用第二血流像数据进行多个第二血流像数据的归一化，则能够削减拍摄时间。例如，利用FBI法的成像是针对每多次心拍反复收集预定的体层编码量的数据的成像法。而且，在利用TIME-SLIP法的成像中，从进行自旋标注到进行成像用的数据收集 需要2R-R到3R-R程度的时间。因此，在反复心拍为3R-R时，利用TIME-SLIP法的成像中 预定的体层编码量的数据收集为5R-R到6R-R程度，拍摄时间比较长，但由于不需要收集第 一血流像数据，所以能够解决拍摄时间长的问题。
权利要求
一种磁共振成像装置，其特征在于包括以非造影方式收集受检体的胸部的第一血流像的第一血流像收集单元；以及以上述第一血流像为参照图像，伴随着以能够识别向所希望的区域流入的血液的方式设定了带标记区域的自旋标注脉冲的施加，以非造影方式收集第二血流像的第二血流像收集单元。
2. 一种磁共振成像装置，其特征在于包括以非造影方式收集受检体的第一血流像的第一血流像收集单元；以及以上述第一血流像为参照图像，伴随着以能够识别向所希望的区域流入的血液的方式 设定了带标记区域的、反转时间相互不同的自旋标注脉冲的施加，以非造影方式收集多个 第二血流像的第二血流像收集单元。
3. —种磁共振成像装置，其特征在于包括伴随着以能够识别向设置了包含产生磁共振信号的物质的标志物的受检体的所希望 的区域流入的血液的方式附带标记的、反转时间相互不同的自旋标注脉冲的施加，以非造 影方式收集多个血流像的血流像收集单元；以及用来自上述标志物的磁共振信号的信号值进行上述多个血流像的归一化的归一化单兀。
4.如权利要求1 3中任一项所述的磁共振成像装置，其特征在于上述血流像收集单元构成为，通过与上述受检体的心拍信息或脉波信息同步地，针对 每多次拍动进行收集预定体层编码量大小的回波数据的三维扫描，收集上述血流像。
5.如权利要求1 3中任一项所述的磁共振成像装置，其特征在于上述血流像收集单元构成为，利用核磁自旋的稳态自由进动，收集上述血流像。
6.如权利要求2或3所述的磁共振成像装置，其特征在于还包括基于上述多个血流像制作信号变化信息的血流信息制作单元，该信号变化信息表示针 对上述反转时间的变化的来自血流的信号的强度的变化。
7.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述血流信息制作单元构成为，用上述第一血流像进行上述多个第二血流像的归一 化，基于归一化后的上述多个第二血流像制作上述信号变化信息。
8.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述血流信息制作单元构成为，作为表示所希望的位置的信号的强度的变化的曲线， 制作上述信号变化信息。
9.如权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述血流信息制作单元构成为，作为表示多个位置的信号的强度的变化的二维数据， 制作上述信号变化信息。
10.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于还包括基于上述第二血流像的信号强度，鉴别在上述第一血流像上描绘的肿瘤是恶性还是良 性的肿瘤鉴别单元。
11.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第二血流像收集单元还包括设定上述带标记区域以能够确定到在上述第一血流 像上描绘的肿瘤的营养血管的设定单元。
12.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第二血流像收集单元还包括设定上述带标记区域以不包含在上述第一血流像上 描绘的全部的主要血管的设定单元。
13.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第二血流像收集单元还包括设定上述带标记区域以仅仅不包含在上述第一血流 像上描绘的特定的主要血管的设定单元。
14.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第二血流像收集单元还包括在上述带标记区域上设定上述所希望的区域的设定 单元。
15.如权利要求1或2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述第二血流像收集单元还包括在上述带标记区域上设定包含上述所希望的区域外 部的主要血管的区域的设定单元。
全文摘要
提供一种磁共振成像装置，可以更安全、不受时间分辨率和空间分辨率限制地、收集用来容易地鉴别受检体内的肿瘤是良性还是恶性的血流信息。该磁共振成像装置包括以非造影方式收集受检体的胸部的第一血流像(FBI)的第一血流像收集单元；以及以上述第一血流像(FBI)为参照图像，伴随着以能够识别向所希望的区域流入的血液的方式设定了带标记区域的自旋标注脉冲的施加，以非造影方式收集第二血流像(BBTI＝700、1000、1500、2000、2500)的第二血流像收集单元。
文档编号A61B5/055GK101797153SQ20101010409
公开日2010年8月11日 申请日期2010年1月27日 优先权日2009年2月5日
发明者宫崎美津惠, 杉浦聪 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社