磁共振成像装置及其摄影条件设定方法

专利名称：磁共振成像装置及其摄影条件设定方法
技术领域：
本发明涉及用拉莫尔频率的高频(RF: radio frequency)信号 对被检体的原子核自旋进行磁激励，并根据伴随这一激励而产生的磁 共振(MR: magnetic resonance )信号来重构图像的磁共振成像装置 以及磁共振成像装置中的摄影条件设定方法，特别是涉及利用稳态自 由旋进(SSFP: Steady-state Free Precession)来取得磁共振图像的 磁共振成像装置以及磁共振成像装置中的摄影条件设定方法。
背景技术：
磁共振成像(MRI: Magnetic Resonance Imaging )是用拉莫尔 频率的RF信号对静磁场中所放置的被检体的原子核自旋进行磁激 励，并根据伴随该激励而产生的MR信号来重构图像的摄像法。磁共 振成像装置按照规定摄像条件的脉冲时序进行动作，但在近些年的磁 共振成像装置中为了心脏的电影摄像或冠状动脉的摄像而大多采用 利用了被称之为SSFP的现象的脉沖时序(SSFP时序)。图1是表示以往的SSFP时序的图。在图1中分别是，RF表示 发送给被检体的RF信号，Gss表示为了分层选择(slice selection ) 而施加在被检体上的分层倾斜磁场脉沖，Gro表示为了来自被检体的 回波数据的读出(RO: readout)而施加在被检体上的RO倾斜磁场 脉冲(也称为频率编码倾斜磁场脉冲)，Gpe表示为了相位编码(PE: phase encode )而施加在被检体上的PE倾斜磁场脉冲。SSFP时序是反复RF激励，在使静磁场中的磁化自旋已成为稳 定状态的基础上，再进行回波数据的收集。具体而言，如图l所示那 样在SSFP时序中，紧接着起动用的+a/2激励脉冲或者-a/2激励脉冲 的施加，以一定的反复时间(TR: repetition time)交互反复施加+a激励脉冲(反转脉冲)以及-a激励脉冲。然后，通过+a激励脉冲以 及-a激励脉冲施加使静磁场中的磁化自旋维持于稳定状态。另外，通 常为了对所希望的分层进行选择激励，与分层倾斜磁场脉沖Gss —起 施加士a激励脉冲。另外，为了附加空间信息而施加RO倾斜磁场脉冲 Gro或PE倾斜磁场脉沖Gpe。此外，还有不施加起动用的+a/2激励 脉冲或者-a/2激励脉冲的情况。进行控制以使分层倾斜磁场脉沖Gss、 RO倾斜磁场脉冲Gro以 及PE倾斜磁场脉冲Gpe的TR内的积分值为零。进行控制以使激励 脉冲的施加相位分别移动一定角度。通常， 一定角度祐 没成相对于共 振(on-resonance ) 自旋为1800。由于这种SSFP时序不会损坏信号的一部分，所以能够高速地取 得比较高的SN (signal to noise)比的图像被认为是很大的优点。虽 然SSFP时序能够通过维持稳定状态而取得一定的图像对比度，但另 一方面能否发挥高速地取得高SN比的图像这样的优点并取得不同图 像对比度、之类的要求不断高涨。作为要求不同图像对比度的一例可列举出经过脂肪抑制的SSFP 图像。由于脂肪具有比较短的纵緩和(Tl)时间，所以可知在稳定状 态下将从脂肪得到强度大的信号。从而，在欲以SSFP时序取得腹部 图像的情况下，有时候难以从信号强度大的脂肪通过信号进行构造或 病变部的描绘。因而，在以SSFP时序取得腹部图像的情况下，就要 求抑制来自脂肪的信号。与其相对，提出了以下方案，即在SSFP时序中设置预备块这样 的区间，并通过在预备块(pr印aration block)中施加脂肪抑制用的 预脉沖来抑制来自脂肪的信号的技术(例如参照非专利文献l)。图2是表示以往的伴随预备块的SSFP时序的图。图2表示在被 检体上按时间序列所施加的RF信号。如图2所示那样，在伴随预备 块的SSFP时序中，紧接着起动用的-a/2激励脉冲的施加，激励角度 为一定角度士a的激励脉冲序列被施加，但在激励脉冲序列的途中， +a/2反转返回(flip-back )脉冲被施加。在+ot/2反转返回脉沖施加后，设置预备块这样的区间，在预备块之后施加+a/2起动脉沖。然后，在 +a/2起动脉冲施加后，再次开始激励角度为一定角度士a的a激励脉 冲序列的施加。在预备块中为了抑制脂肪信号而施加脂肪抑制脉冲等所谓的RF 预脉冲。这一方法的特征是在用a/2反转返回脉冲使自旋返回到纵磁 化的状态下，设置预备块。在预备块中，通常在RF预脉沖以外还施 加用于扰乱横磁化的扰相梯度(spoiler gradient)磁场脉沖。这样， 在SSFP时序中为了使图像对比度变化而设置预备块。另外，现有技术中有时还将SSFP时序用于采用反转恢复法(IR: inversion recovery )的摄像。IR是施加180。IR脉冲，获得从自旋反 转后的状态起持有依赖于根据Tl的恢复的信号强度的图像的摄像 法。图3是表示以往的伴随IR脉沖的SSFP时序的图。 在图3中分别是，RF表示发送给被检体的RF信号，Gss表示分层倾斜磁场脉沖，Gro表示RO倾斜磁场脉冲，Gpe表示PE倾斜磁场脉冲。在SSFP时序中施加IR脉冲的情况下，如图3所示那样，用TR 连续施加的a激励脉冲的施加被暂时停止。然后，在紧接着IR脉冲 施加了扰相脉冲后，再次开始连续的激励脉沖的施加。此外，有时候 还并用起动脉冲或反转返回脉沖。进而，作为可应用于SSFP时序的带标签技术，提出了 GCFP (global coherent free precession )法。GCFP法是应用了才目干自旋标 示的技术，在血液细胞中的水分子的质子通过MRI扫描断面之际， 以高频仅仅捕捉该质子、即带标签的技术。非专利文献1Scheffler et al.，Magnetic Resonance in Medicine杂志、第45巻、1075-1080页、2001年在以往的伴随预备块的SSFP时序中，在从a/2反转返回脉冲到 a/2起动脉冲之间，自旋的T1緩和发展。进而，在预备块中，RF预 脉冲或扰相梯度磁场脉沖被施加，由此自旋的相位连续性被破坏。有报告称这一自旋的Tl緩和的发展以及自旋的相位连续性的破坏的影 响在T1长的水成分中的情况下较小。但是，在活体中的T1短的组织 中却有无法忽略自旋的Tl緩和的发展以及自旋的相位连续性的破坏 的影响这样的问题。即，通过在SSFP时序的中途，a/2反转返回脉沖或a/2起动脉 冲的施加以及设置预备块，将产生Tl緩和，因预备块而发生相位连 续性的中断。Tl緩和以及相位连续性的中断是使通过SSFP时序而得 到的图像对比度变化的要因，有可能带来因从SSFP状态的偏离而引 起的图像伪影。从而，就要求同时实现SSFP时序的自旋的相位连续性以及基于 RF预脉冲的图像对比度的变化的方法。另外，在以往的伴随IR脉冲的SSFP时序中，由于a激励脉冲 的施加在途中中断，所以激励脉冲的施加再次开始之后的自旋将与稳 定状态不同。其结果，就有招致图像的对比度变化或产生伪影之类的 问题。进而，在GCFP法中，分层倾斜磁场和RO倾斜磁场相同，且 固定。另外，在GCFP法中，PE倾斜磁场脉冲被限于与分层正交方 向，具有无法进行径向收集之类的缺点。发明内容本发明就是为了应对这种以往的情况而完成的，其目的是提供一 种磁共振成像装置以及磁共振成像装置中的摄影条件设定方法，可以 在釆用了 SSFP时序的摄像中， 一边维持自旋的相位连续性一边通过 用于标示、脂肪抑制、逆转等所希望的目的的脉沖而使图像对比度变 化。根据本发明的磁共振成像装置，为了达到上述目的而如技术方案 1所记载那样，其特征在于具有按照在以一定间隔反复进行多次高 频激励的稳态自由旋进脉沖时序上，附加了实质上以相邻的高频激励 间的中心时刻为中心、且0次转矩量为零这种相干控制脉沖的时序来收集数据的数据收集部件；以及从上述数据生成图像数据的图像数据 生成部件。另外，根据本发明的磁共振成像装置中的摄影条件设定方法，为 了达到上述的目的而如技术方案14所记载那样，其特征在于具有 将以一定间隔反复进行多次高频激励的稳定状态自由旋进脉冲时序 作为摄影条件进行设定的步骤；以及在上述稳态自由旋进脉沖时序上 附加了实质上以相邻的高频激励间的中心时刻为中心、且0次转矩量 为零的这种相干控制脉沖的步骤。在根据本发明的磁共振成像装置以及磁共振成像装置中的摄影 条件设定方法中，能够在釆用了 SSFP时序的摄像中， 一边维持自旋 的相位连续性一边通过用于标示、脂肪抑制、逆转等所希望的目的的 脉冲而使图像对比度变化。


图1是表示以往的SSFP时序的图。图2是表示以往的伴随预备块的SSFP时序的图。图3是表示以往的伴随IR脉沖的SSFP时序的图。图4是表示根据本发明的磁共振成像装置的实施方式的构成图。图5是图4所示的计算机的功能框图。图6是表示在图5所示的摄影条件设定部中设定的伴随RF相干 控制脉冲的施加的SSFP时序的图。图7是表示通过图6所示的具有相干控制块的SSFP时序的进行 而变化的自旋的倾斜度的图。图8是表示在图5所示的摄影条件设定部中设定的伴随RF相干 控制脉冲以及分层倾斜磁场脉沖的施加的SSFP时序的图。图9是表示在图5所示的摄影条件设定部中将用相干控制块选择 激励的分层设定成与激励脉冲的施加时选择激励的分层不同的分层 的SSFP时序的图。图IO是表示在图5所示的摄影条件设定部中设定了具有并用了径向收集的相干控制块的SSFP时序的例子的图。图ll是表示在利用图IO所示的SSFP时序的径向收集中进行标 示的自旋的分层轴的图。图12是表示在图5所示的摄影条件设定部中设定了具有伴随标 示用的脉冲施加的多个相干控制块的SSFP时序的例子的图。图13是说明通过图5所示的图像处理部中的差分处理选择性地 描绘运动的自旋的方法的说明图。图14是表示通过图4所示的磁共振成像装置进行采用了 SSFP 时序的摄像时的过程的一例的流程图，其中，该SSFP时序伴随用于 脂肪抑制、标示、逆转等所希望目的的相干控制脉沖的施加。
具体实施方式
参照附图就根据本发明的磁共振成像装置以及磁共振成像装置 中的摄影条件设定方法的实施方式进行说明。图4是表示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是在未图示的门架(gantry)中内置了形成 静磁场的筒状静磁场用磁铁21、设置在该静磁场用磁铁21内部的匀 磁线圏(shim coil) 22、以及倾斜磁场线圏23和RF线圏24的构成。另外，在磁共振成像装置20中具备控制系统25。控制系统25 具备静磁场电源26、倾斜磁场电源27、匀磁线圏电源28、发送器29、 接收器30、时序控制器31以及计算机32。控制系统25的倾斜磁场 电源27用X轴倾斜》兹场电源27x、 Y轴倾斜磁场电源27y以及Z轴 倾斜磁场电源27z所构成。另外，在计算机32中具备输入装置33、 显示装置34、运算装置35以及存储装置36。静磁场用磁铁21与静磁场电源26连接，具有借助于从静磁场电 源26所供给的电流使静磁场形成在摄像区域中的功能。此外，静磁 场用磁铁21用超导线圏构成的情况比较多，在励磁时与静磁场电源 26连接起来被供给电流，但一般而言一旦被励磁后就成为非连接状 态。另外，还有用永久磁铁构成静磁场用磁铁21，而不设置静磁场电源26的情况。另外，在静磁场用磁铁21的内侧在同轴上设置着筒状的匀磁线 團22。构成为，匀磁线團22与匀磁线團电源28连接，从匀磁线團电 源28对匀磁线圏22供给电流而使静磁场均一化。倾斜磁场线围23用X轴倾斜磁场线團23x、 Y轴倾斜磁场线围 23y以及Z轴倾斜磁场线圏23z构成，在静磁场用磁铁21的内部呈筒 状地形成。在倾斜磁场线圏23的内側设置床台37作为摄像区域，在 床台37上设置被检体P。还有RF线围24未被内置在门架中，而是 设置在床台37或被检体P的附近的情况。另外，倾斜磁场线圏23与倾斜磁场电源27连接。倾斜磁场线團 23的X轴倾斜磁场线團23x、Y轴倾斜磁场线團23y以及Z轴倾斜磁 场线圏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以及Z轴倾斜磁场电源27z连接起来。然后，构成为，通过从X轴倾斜磁场电源27x、 Y轴倾斜磁场电 源27y以及Z轴倾斜磁场电源27z分别向X轴倾斜磁场线圏23x、 Y 轴倾斜磁场线團23y以及Z轴倾斜磁场线團23z所供给的电流，就能 够在摄像区域上分别形成X轴方向的倾斜磁场Gx、 Y轴方向的倾斜 磁场Gy、 Z轴方向的倾斜磁场Gz。RF线圏24与发送器29以及接收器30连接。RF线圏24具有 从发送器29接收RF信号并发送给被检体P的功能；和接收伴随被 检体P内部的原子核自旋的利用RF信号的激励而产生的NMR信号 并提供给接收器30的功能。另一方面，控制系统25的时序控制器31与倾斜磁场电源27、 发送器29以及接收器30连接。时序控制器31具有将记述了为使 倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30驱动而需要的控制信息、 例如应施加在倾斜磁场电源27上的脉沖电流的强度或施加时间、施加定时等动作控制信息的时序信息存储起来的功能；和通过按照已存储的规定时序使倾斜磁场电源27、发送器29以及接收器30驱动而产 生X轴倾斜磁场Gx、 Y轴倾斜磁场Gy、 Z轴倾斜磁场Gz以及RF信号的功能。另外，构成为，时序控制器31接收通过接收器30中的NMR信 号的检波以及A/D变换而得到的复数数据即原始数据(raw data)并 提供给计算机32。因此，在发送器29中具备基于从时序控制器31接收到的控制信 息将RF信号提供给RF线圏24的功能，另一方面，在接收器30中 具备通过在对从RF线團24接收到的NMR信号进行检波并执行所需 要的信号处理的同时进行A/D变换，而生成经过数字化的复数数据即 原始数据的功能和将已生成的原始数据提供给时序控制器31的功能。另外，通过用运算装置35执行计算机32的存储装置36中所保 存的程序，在计算机32中具备各种功能。但是，还可以不依赖于程 序而是设置特定的电路来构成计算机32。图5是图4所示的计算机32的功能框图。计算机32借助于程序而作为摄影条件设定部40、时序控制器控 制部41、 k空间数据库42、图像重构部44、图像数据库44、图像处 理部45而发挥功能。摄影条件设定部40具有基于来自输入装置33的指示信息来设定 脉冲时序等摄影条件，并将已设定的摄影条件提供给时序控制器控制 部41的功能。为此，摄影条件设定部40具备使摄影条件的设定用画 面信息显示在显示装置34上的功能。特别是构成为摄影条件设定部 40能够设定作为摄影条件的SSFP时序。进而，能够在SSFP时序中 为了自旋的相位连续性得以维持，而附加持有用于使图像对比度变化 的所希望目的的RF相干控制脉冲的施加。图6是表示在图5所示的摄影条件设定部40中所设定的伴随RF 相干控制脉冲的施加的SSFP时序的图。在图6中，RF表示发送给4皮检体P的RF脉冲。如图6所示那 样，在SSFP时序中，在施加按角度+a/2或者-a/2激励自旋的a/2起 动脉沖后，多个a激励脉冲以一定间隔(TR)反复施加。各a激励 脉沖是一边分别使自旋的相位为0、 e、 2xe、 3x0、...一边将自旋倾斜一定角度a的激励脉冲。然后，在SSFP时序中途上的任意的相邻激励脉冲间的TR期间， 设置相干控制块。图6表示将自旋倾斜一定角度a、且设自旋的相位 为e的(a， 0 )激励脉沖和设自旋的相位为2x0的(a， 29 )激励 脉冲之间设置了相干控制块的例子。在相干控制块中，施加将自旋倾斜任意角度p、且设自旋相位为 cp的(p， (p) RF相干控制脉沖。RF相干控制脉沖的波形、激励角 度以及激励相位能够依照RF相干控制脉冲的施加目的任意地决定。 即，RF相干控制脉冲能够设为例如标示用脉冲、脂肪抑制脉沖、逆 转脉沖等用于使图像对比度变化的任意脉沖。但是，进行控制以使RF相干控制脉冲的波形的中心在实质上位 于相邻的a激励脉冲间的中心。即，设定摄影条件以使RF相干控制 脉沖的波形中心位于从相邻的激励脉冲分别在时间上离开了 TR/2的 位置。此外，根据RF相干控制脉冲的施加目的，有时候希望在相千控 制块前后的单一或多个激励脉冲的施加定时维持磁化的稳定状态但 没有必要收集成像用的数据。从而，还可以将相千控制块前后的任意 个数的激励脉冲设为不收集用于成像的数据的伪脉冲。例如，在施加 脂肪抑制脉冲作为RF相干控制脉冲的情况下，能够将通过脂肪抑制 脉冲的施加而使脂肪中的磁化倾斜以获得充分的脂肪抑制效果之前 期间所施加的激励脉冲设为伪脉沖。图7是表示通过具有图6所示的相干控制块的SSFP时序的执行 而变化的自旋的倾斜度的图。在SSFP时序中，如图7所示若施加+a/2起动脉冲，则质子的自 旋方向成为从x轴方向发生了倾斜的状态。然后当经过TR时间，质 子的自旋方向就在相对于y轴对称的方向上发生倾斜。在这里，若施 加使自旋旋转一定角度-a的-a激励脉冲，自旋方向就在与x轴对称的 方向上发生倾斜。当再经过TR时间，自旋方向就在与y轴对称的方 向上发生倾斜，若施加使自旋旋转一定角度+a的+a激励脉冲，自旋方向就在与x轴对称的方向上发生倾斜。也就是说，通过两次a激励 脉冲的施加，自旋方向就返回到原来的角度。从而，在施加某a激励脉冲后，经过TR/2时间时的自旋方向在 y轴方向为y(TR/2)。因此，如果在自旋方向在y轴方向为y(TR/2) 的定时例如施加180°RF相干控制脉沖以所期望的自旋，则尽管所期 望的自旋的自旋方向与x轴对称地进行倾斜，但y轴上为y'(TR/2)。 由此，如果在施加a激励脉冲后，在经过TR/2时间的定时施加180。RF 相干控制脉冲，则自旋方向就能够维持连续性而不受180。RF相干控 制脉冲的影响。假设，若自旋受到RF相干控制脉冲的影响而不能维持连续性， 就会在图像中发生伪影。从而，RF相干控制脉冲的施加定时，严格 地讲只要是在可以充分降低伪影的程度上能够维持自旋方向的连续 性这样的定时即可，而不必是严格地施加a激励脉冲后经过TR/2时 间的定时。也就是说，RF相干控制脉冲的施加定时，严格地讲只要 是以激励脉冲的施加后经过TR/2时间的时刻为中心的误差范围内即 可。作为具体例子，RF相干控制脉沖的施加定时能够设定在a激励 脉沖的施加后TR/2±TR/4的范围内。这样在相干控制块中，控制摄影条件以使期望自旋的相位的连续 性得以保持。例如，在期望静止的自旋的情况下，为了保持处于静止 的自旋的相位而进行调整，以使相干控制块中的0次转矩量为零。为 此，决定摄影条件以使相干控制块中的倾斜磁场脉冲的施加面积为 零。此外，由于图6表示在相干控制块中没有施加倾斜磁场脉冲的例 子，所以相千控制块中的O次转矩量原本为零。图8是表示在图5所示的摄影条件设定部40中设定的伴随RF 相干控制脉冲以及分层倾斜磁场脉冲的施加的SSFP时序的图。在图8中，RF表示发送给被检体P的RF脉冲，Gss表示被检 体P上施加的分层倾斜磁场脉沖。如图8所示那样，能够在伴随分层倾斜磁场脉冲Gss的施加的SSFP时序上设置相千控制块。在相干控制块中，在从相邻的两个a 激励脉沖分别按TR/2在时间上分离的定时施加RF相干控制脉沖。然后，还在相干控制块上设置分层倾斜磁场脉沖，能够对与施加 a激励脉冲时被选择激励的分层相同的分层进行选择激励。若将施加 激励脉冲时的分层激励位置和施加RF相干控制脉沖时的分层激励位 置设为相同，则RF相干控制脉冲具有与饱和恢复(SR: saturation recovery)脉冲或IR脉冲等逆转脉冲同样的作用。也就是说，可以在 SSFP时序上，在自旋被激励的状态下施加SR脉沖或IR脉冲等逆转 脉冲。从而，未由逆转脉沖激励的自旋维持稳定状态，另一方面，由逆 转脉冲激励的自旋呈现Tl緩和程度的信号变化。在控制逆转时间的 情况下，改变逆转脉冲和逆转脉冲的间隔即可。在这里，若设将施加的逆转脉沖的相位与逆转脉冲施加之前已施 加的激励脉沖的相位相同，则具有能够提高针对RF的不均匀性的鲁 棒(robust)效果之类的优点。此外，在图8的例子中，将与激励脉冲一起所施加的分层倾斜磁 场脉冲Gss的引入部Gl和相干控制块中的分层倾斜磁场脉沖Gss的 引入部G2设定成在时间上不同且不发生重叠，但也可以在共用期间 中使其重叠来进行施加。这一点在设置了伴随分层倾斜磁场脉沖Gss 的施加的相干控制块的后述的所有SSFP时序上相同。图9是表示在图5所示的摄影条件设定部40中将用相干控制块层不同的分层的SSFP时序的图。在图9中，RF表示发送给被检体P的RF脉冲，Gssl表示为了冲，Gss2表示为了选择相干控制块、即RF相干控制脉冲的施加用的 分层而施加在被检体P上的分层倾斜磁场脉冲。能够在伴随分层倾斜磁场脉沖Gss的施加的SSFP时序上设置相 干控制块，但还能够如图9所示那样，将激励脉沖施加用的分层和RF相干控制脉冲施加用的分层设为不同方向的分层。在此情况下， 与激励脉冲一起施加的分层倾斜磁场脉沖Gssl的施加方向、和与RF 相干控制脉沖的施加一起施加的分层倾斜磁场脉沖Gss2的施加方向 相互不同。作为代表性的例子，列举如下例子将与RF相干控制脉沖的施 加一起施加的分层倾斜磁场脉冲Gss2的施加方向设定为相对于与激 励脉沖一起施加的分层倾斜磁场脉沖Gssl的施加方向成直角，并设 为RO方向。从而，在激励脉冲的施加时被选择激励的分层以及在RF相干控 制脉冲的施加时被选择激励的分层这两个分层中所包含的自旋、也就 是说受到两个分层选择激励的自旋，通过相干控制块的RF相干控制 脉冲达到饱和或者被标示。另一方面，仅仅在激励脉冲的施加时被选 择激励的分层中所包含的自旋、也就是说仅受到激励脉冲的施加时的 分层选择激励的自旋严格地维持稳定状态。为此，相干控制块的RF相干控制脉冲作为饱和脉冲或自旋标示 脉冲发挥功能。这种摄影条件例如适合于抑制不需要的区域的信号的 情况、或观察运动的自旋在特定的面内移动的情形的情况。图IO是表示在图5所示的摄影条件设定部40中设定了具有并用 了径向收集的相干控制块的SSFP时序的例子的图。在图10中，RF表示发送给被检体P的RF脉冲，Gss表示被检 体P上所施加的分层倾斜磁场脉冲，Grol以及Gro2分别表示被检体 P上所施加的RO倾斜磁场脉冲。图10所示的SSFP时序是设数据收集为所谓的径向收集时的时 序。径向收集是使倾斜磁场变化，以在k空间上通过原点的放射状进 行数据收集的收集法，已知在对血液或脑脊髓液(CSF: cerebrospinal fluid)等液体或运动的器官进行摄像的情况下伪影较少。即便在此径向收集用的SSFP时序中，在相干控制块中，也构成 为RO倾斜磁场脉沖的0次以及1次转矩为零的状态。而且，在相干 控制块中，能够施加用于进行血液或CSF等液体或运动的器官的标示的逆转脉冲或具有标示以外目的的其他的所有逆转脉冲。若在径向收集用的SSFP时序上设置相干控制块，静止着的自旋及以一定速度运 动的自旋的相位就经常被改变相位(r印hased)。为此，就能够良好 地描绘出液体等运动的部分，而得到伪影较少的图像。图11是表示在利用图10所示的SSFP时序的径向收集中进行标 示的自旋的分层轴的图。在图11中，ROl轴表示径向收集的始点轴，R02轴是与ROl 轴正交的轴。另外，ROl轴、R02轴分别对应于RO倾斜磁场脉沖 Grol、 Gro2的施加方向。从而包含ROl轴的面(由RO倾斜磁场脉 沖Grol所激励的面)以及包含R02轴的面(由RO倾斜磁场脉沖 Gro2所激励的面)就分别成为垂直于由分层倾斜磁场脉冲Gss选择 激励的分层SL的面。在径向收集中，以在经过选择激励的分层SL上，将径向收集的 始点轴ROl和与ROl轴正交的R02轴的交点作为中心进行旋转的 方式来收集k空间数据。然后，进行标示的分层被设定成包含径向收 集的始点轴ROl并垂直于由分层倾斜磁场脉沖Gss所选择激励的分 层SL的面。即，如图10所示那样，在R02轴方向分量的RO倾斜 磁场脉冲Gro2为零的情况下，为了标示用而施加相干的逆转脉冲。 另一方面，在R02轴方向分量的RO倾斜磁场脉沖Gro2不为零的情 况下，进行数据收集。若在这种摄影条件下进行自旋的标示，则在径向收集的始点轴 ROl上处于与分层SL正交的面的自旋被标示，另一方面，在径向收 集的始点轴ROl与分层SL正交的面的外侧，自旋的稳定状态得以维 持。也就是说，在仅经过标示的自旋发生了移动的地方进行描绘。这 样通过径向收集就可以抑制运动的影响以进行摄影。另外，还可以设置多个相干控制块，通过多组相干控制块的RF 相干控制脉冲而取得脂肪抑制或标示等作用。例如，能够将第1脂肪抑制脉冲以及较第1脂肪抑制脉冲在后所 施加的第2脂肪抑制脉沖这两个脉冲作为多组RF相干控制脉冲进行附加。在此情况下，如果控制第l脂肪抑制脉沖与第2脂肪抑制脉沖 的施加时刻间的时间以及第2脂肪抑制脉冲与所希望的成像用的激励 脉沖的施加时刻间的时间，以使在需要获得脂肪抑制效果的所希望的 成像用的激励脉沖的施加时刻获得脂肪抑制效果，就能够在基于 SSFP时序的数据收集中获得通过两个脂肪抑制脉冲的施加而获得的 脂肪抑制效果。将三个以上的脂肪抑制脉冲作为多组RF相干控制脉 冲进行施加的情况也同样如此。特别是为了改善脂肪抑制效果，希望将脂肪抑制脉沖的脉沖长度 设定得较长，在TR的限制上，有时候难以将脂肪抑制脉沖的脉冲长 度设定得充分长。因而，如果施加具有经过限制的频率特性的多个脂 肪抑制脉冲，就能够期待获得与施加具有本来应设定的频率特性的脂 肪抑制脉沖的情况同等的脂肪抑制效果。换言之，通过分成多次施加 脂肪抑制脉冲，能够获得与施加具有在未考虑TR时可设定的适当频 率特性的脂肪抑制脉沖的情况同等的脂肪抑制效果。作为其他例子，还能够将脂肪抑制脉冲以及标示用的脉沖作为多 组RF相干控制脉冲进行附加。在此情况下，能够在利用SSFP时序 的数据收集中进行脂肪抑制以及标示这两者。此外，为了在所希望的 成像用的激励脉冲的施加时刻获得脂肪抑制效果，需要控制在脂肪抑 制脉冲的施加时刻和为了获得脂肪抑制效果所需的激励脉沖的施加 时刻间的时间，以在为了获得脂肪抑制效果所需的激励脉冲的施加定 时获得脂肪抑制效果。进而作为其他例子，还能够将多个标示用的脉沖作为多组相干控 制脉沖进行附加。作为伴随多个标示用脉冲的施加的标示法，可列举 t-SLIP ( Time漏SLIP: Time Spatial Labeling Inversion Pulse )法。在t-SLIP法，从ECG ( electrocardiogram,心电图)信号的R 波在一定延迟时间(delay time)经过后施加t-SLIP脉沖，流入摄影 区域的血液得以标示。由此，仅在反转时间(TI: inversion time )后 到达摄影断面的血液的信号强度被选择性地强调。t-SLIP脉冲由区域非选择逆转脉沖与区域选择逆转脉沖所构成。区域非选择逆转脉冲可以进行ON/OFF (接通/断开)切换。另外，区 域选择逆转脉冲可以与摄影断面独立地任意设定。若用这一 区域选择 逆转脉沖对流入摄影区域的血液进行标示，则在TI后血液到达的部 分的信号强度变高。此外，若将区域非选择逆转脉沖设成OFF，则在 TI后血液到达的部分的信号强度变低。因此能够把握血液的移动方向 和距离。因而，能够将t-SLIP法中的区域非选择逆转脉冲以及区域选择 逆转脉沖作为多组标示用的相干控制脉沖附加在SSFP时序上。例如， 当施加标示用的标签脉沖时，可能由于结构上的限制而无法得到应赋 予标签脉冲的必要功率。因而，通过分成多次来施加标签脉沖就能够 使成为标示对象的磁化倾斜180度。另外，作为具有多个标示用脉冲 的施加的标示法，可列举t-SLIP法。在t-SLIP法中，施加t-SLIP脉冲，流入摄影区域的血液得以标 示。即t-SLIP时序是伴随ASL脉冲的施加的摄像时序，该ASL脉冲 用于有选择性地描绘或者抑制通过对流入摄像断面的血液进行标签 附加而附加了标签的血液。通过该t-SLIP时序，能够有选择性地强调 或者抑制仅仅在反转时间后到达摄影断面的血液的信号强度。此外， 还可以根据需要从ECG信号的R波在一定延迟时间经过后施加 t-SLIP脉冲，在心电同步下进行摄像。t-SLIP脉沖由区域非选择逆转脉冲和区域选择逆转脉冲构成。 区域非选择逆转脉沖可以进行ON/OFF切换。也就是说，t-SLIP脉 沖至少包含区域选择逆转脉冲，可能仅由区域选择逆转脉沖构成或者 可能由区域非选择逆转脉沖与区域选择逆转脉冲两者构成。区域选择 逆转脉冲可以与摄影断面独立地任意设定。若用该区域选择逆转脉沖 对流入摄影区域的血液进行标示，则在TI后血液到达的部分的信号 强度变高。此外，若将区域非选择逆转脉冲设成断开，则在TI后血 液到达的部分的信号强度变低。为此能够把握血液的移动方向和距 离。因而，能够将t-SLIP法中的区域非选择逆转脉沖以及区域选择逆转脉冲作为多组标示用的相干控制脉冲附加在SSFP时序上。此外，在基于t-SLIP法的标示中，当在规定的延迟时间后与心 电信息同步地从心电信号的基准波施加标示用脉冲的情况下，在磁共 振成像装置20上具备用于取得被检体P的ECG信号的ECG单元38。 而且，构成为由ECG单元38取得的ECG信号经时序控制器31被输 出到计算机32。另外，还可以取代ECG信号而取得脉波同步(PPG: peripheral pulse gating )信号。PPG信号是例如将指尖的脉波作为光 信号检测出来的信号。在取得PPG信号的情况下，设置PPG信号检 测单元。图12是表示在图5所示的摄影条件设定部40中设定了具有伴随 标示用的脉冲的施加的多个相干控制块的SSFP时序的例子的图。在图12中，RF表示发送给被检体P的RF脉冲，Gssl表示为被检体P上的分层倾斜磁场脉冲，Gss2表示为了选择区域选择逆转 脉沖的施加用的分层而施加在被检体P上的分层倾斜磁场脉沖。如图12所示那样，能够在SSFP时序上设置第1及第2这两个 相千控制块。能够在第l及第2相干控制块内分别设定第l(pi， cpl) RF相干控制脉冲以及第2 (P2, q>2) RF相干控制脉冲的施加。这 些第1及第2RF相干控制脉沖，例如能够分别设定区域选择逆转脉冲 以及区域非选择逆转脉冲作为第l及第2标示用的脉沖。区域选择逆转脉冲由于能够与摄影断面独立地任意选择施加断 面所以用于选择与为了成像而选择激励的分层不同的分层的分层倾 斜磁场脉沖与区域选择逆转脉冲一起进行施加。另一方面，由于区域 非选择逆转脉冲被施加在摄像区域上，所以用于选择与为了成像而选 择的分层平行的分层的分层倾斜磁场脉沖与区域非选择逆转脉沖一 起进行施加。接着，就计算机32的其他功能进行说明。计算机32内所构建的时序控制器控制部41具有通过基于来自输 入装置33或者其他构成要素的摄影开始指示信息，将从摄影条件设21定部40取得的包含脉沖时序的摄影条件提供给时序控制器31而进行 驱动控制的功能；和从时序控制器31接收k空间(傅立叶空间)数 据即原始数据并配置给k空间数据库42上所形成的k空间的功能。为此，在k空间数据库42中，在接收器30中所生成的各原始数 据作为k空间数据被保存起来。图像重构部44具有通过从k空间数据库42取入k空间数据并 进行二维或者三维傅立叶变换处理等图像重构处理，而从k空间数据 生成图像数据的功能；和将已生成的图像数据写入图像数据库44的 功能。图像处理部45具有从图像数据库44读入图像数据并进行必要的 图像处理的功能；和将图像处理后的图像数据显示在显示装置34上 的功能。特别是图像处理部45具备在从SSFP时序上设置的相干控制 块的前后收集的数据分别获得图像数据间进行差分处理的功能；和将 通过差分处理而获得的差分图像数据作为显示用的图像数据显示在 显示装置34上的功能。即，图像处理部45具有通过差分法生成图像 数据的功能，特别是在进行标示的情况下，对标示前后的图像数据应 用差分法的需要变得明显。图13是说明通过图5所示的图像处理部45中的差分处理选择性 地描绘运动的自旋的方法的图。在图13中，RF表示发送给被检体P的RF脉冲，Gssl表示激 励脉冲用的分层倾斜磁场脉冲，Gss2表示相干控制块、即RF相干控 制脉冲用的分层倾斜磁场脉冲。如图13所示那样，将图9所示的SSFP时序的相干控制块前的 数据收集期间设为第l数据收集期间DAQ1,另一方面，将相干控制 块后的数据收集期间设为第2数据收集期间DAQ2。而且，利用在第 1数据收集期间DAQ1中所收集的k空间数据来重构第1图像数据 IMAGE1，另一方面，利用在第2数据收集期间DAQ2中所收集的k 空间数据来重构第2图像数据IMAGE2,如此构成图像重构部44， 则在图像数据库44中分别保存与第1数据收集期间DAQ1对应的第1图像数据IMAGE1以及与第2数据收集期间DAQ2对应的第2图像 数据IMAGE2。然后，图像处理部45以如下方式构成通过在第1图像数据 IMAGE1与第2图像数据IMAGE2之间进行差分处理，生成仅运动 的自旋被选择性地描绘出的差分图像数据IIMAGE1-IMAGE21。即， 在从相干控制块前的数据所得到的第1图像数据IMAGE1中，所关 注的自旋未被标示，但在从相千控制块后的数据得到的第2图像数据 IMAGE2中，通过逆转脉冲使关注的自旋得以标示。另一方面，仅受地维持稳定状态。从而，在第1图像数据IMAGE1与第2图像数据 IMAGE2间进行差分处理时，来自处于稳定状态的自旋的数据被消 除，仅来自已被标示的自旋的数据作为差分图像数据 1IMAGE1-IMAGE2I存留下来。此外，需要足够的激励次数以便使自旋在第1数据收集期间 DAQ1成为稳定状态。另外，从相干控制块前后的收集数据分别得到的图像数据间的差 分处理并不仅仅在图9所示的摄影条件，而且在图6、图8、图10所 示的摄影条件的情况下也同样能够进行。例如，通过在图10所示的 径向收集中设定第l数据收集期间DAQ1和笫2数据收集期间DAQ2， 并对图像数据进行差分，能够选择性地获得运动的自旋的图像数据。接着，就磁共振成像装置20的动作以及作用进行说明。图14是表示通过图4所示的磁共振成像装置20进行采用了 SSFP时序的摄像时的过程的一例的流程图，其中，该SSFP时序伴有 用于脂肪抑制、标示、逆转等所希望的目的的相干控制脉冲的施加， 图中在S上附加了数字的标记表示流程图的各步骤。首先在步骤S1中，摄影条件设定部40使摄影条件的设定用画面 信息显示在显示装置34上。用户阅览摄影条件的设定用画面，并从 将SSFP时序的选择指示以及随附的倾斜磁场脉冲的施加方法等条件 作为摄影条件的指示信息从输入装置33提供给摄影条件设定部40。于是，摄影条件设定部40设定SSFP时序作为摄影条件。接着，在步骤S2中，将相干控制块中的摄影条件的指示信息作 为摄影条件的指示信息从输入装置33提供给摄影条件设定部40，并 作为相干控制块中的摄影条件进行设定。即，相干控制块中的RF相 干控制脉沖的波形、激励角度以及激励相位根据相干控制脉冲的施加 目的而决定。另外，相干控制块中的倾斜磁场脉沖的施加方法也根据 摄影目的而决定。接着，在步骤S3中，按照在摄影条件设定部40中所设定的摄影 条件来进行数据收集。即，在床台37上放置被检体P,并在由静磁场电源26励磁的静 磁场用磁铁21 (超导磁铁)的摄像区域形成静磁场。另外，从匀磁线 圏电源28对匀磁线圏22供给电流，以使在摄像区域上形成的静磁场 均匀化。然后，若将数据收集指示从输入装置33提供给时序控制器控制 部41，则时序控制器控制部41从摄影条件设定部40取得设置了相干 控制块的SSFP时序，并提供给时序控制器31。时序控制器31通过 按照从时序控制器控制部41接收到的SSFP时序驱动倾斜磁场电源 27、发送器29以及接收器30，而使倾斜磁场形成在被检体P所放置 的摄像区域上，并且从RF线圏24产生RF信号。为此，通过净皮检体P内部的核磁共振而产生的NMR信号由RF 线圏24接收并提供给接收器30。接收器30从RF线围24接收NMR 信号，并生成原始数据。接收器30将已生成的原始数据提供给时序 控制器31。时序控制器31将原始数据提供给时序控制器控制部41， 时序控制器控制部41将原始数据作为k空间数据配置给在k空间数 据库42上形成的k空间。在这里，由于在SSFP时序上设置用于施加相千控制脉沖的相干 控制块，所以相干控制块后所收集的k空间数据之中、来自经过激励 的所关注的自旋的k空间数据受到相干控制脉沖的作用。另一方面， 为了保持不关注的自旋的相位而进行调整，以使相千控制块中的0次转矩量为零，所以遍及相干控制块前后的不关注的自旋的稳定状态被 严格地维持。接着，在步骤S4中，图像重构部44从k空间数据库42取入k 空间数据并进行图像重构处理，由此生成图像数据。已生成的图像数 据被写入图像数据库44中进行保存。在步骤S5中，图像处理部45从图像数据库44读入图像数据， 并进行必要的图像处理，由此生成显示用的图像数据。例如，图像处 理部45在分别从SSFP时序上设置的相干控制块前后所收集的数据得 到的图像数据间进行差分处理，由此生成运动的自旋被选择性地描绘 的图像数据。在步骤S6中，图像处理部45将通过图像处理生成的图像数据提 供给显示装置34。由此，在显示装置34上显示通过相干控制块中的 相干控制脉冲使包含所关注的自旋的部分的图像对比度发生了变化 的图像。也就是说，如以上那样的磁共振成像装置20能够在作为摄影条 件之一的SSFP时序上附加相干的自旋。为此，通过磁共振成像装置 20,能够维持SSFP时序中的自旋的相位连续性，同时实现利用相千 控制脉沖产生的图像对比度的变化。进而还能够通过进行设定，以使相干控制块中的分层倾斜磁场脉加方法不同::有选择性地标示由相干、控制块中的分层倾斜磁场脉冲以及施加激励脉冲时的分层倾斜磁场脉沖两者所激励的自旋。即使在 这种情况下，也能够严格地维持仅用施加激励脉冲时的分层倾斜磁场 脉冲激励的自旋的稳定状态。另外，还能够通过在SSFP时序的径向收集时设置相干控制块而 选择性地标示运动的自旋，描绘出自旋的移动。
权利要求
1.一种磁共振成像装置，其特征在于具有数据收集单元，按照在以一定间隔反复进行多次高频激励的稳态自由旋进脉冲时序上，附加了实质上以相邻的高频激励间的中心时刻为中心、且0次转矩量为零的相干控制脉冲的时序来收集数据；以及图像数据生成单元，从上述数据生成图像数据。
2. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元附加上述相干控制脉沖的倾斜磁场脉冲来收集上述数据，以使得在上述相干控制脉冲被施加时，与由上述多次高
3.按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元附加上述相干控制脉沖的倾斜磁场脉冲来收 集上述数据，以使得在上述相干控制脉沖被施加时，与由上述多次高
4.按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元将上述相干控制脉沖的施加相位设为与上述 相干控制脉冲施加前被施加的高频激励脉冲的相位相同来收集上述
5. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元附加上述相干控制脉冲作为脂肪抑制脉冲来收集上述数据。
6. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元附加上述相干控制脉沖作为标示用的脉沖来收集上述数据。
7. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元附加上述相干控制脉沖作为反转恢复脉沖或激励。数据。者饱和恢复脉沖来收集上述数据。
8. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述数据收集单元按照径向收集用的上述稳态自由旋进脉沖时序来收集上述数据。
9. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于如下构成 上述图像数据生成单元分别从上述相干控制脉冲的施加前收集的第l数据生成第1图像数据，从上述相干控制脉冲施加后收集的第 2数据生成第2图像数据，并在上述第1图像数据以及上述第2图像 数据之间进行差分处理。
10. 按照权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于构成为 上述数据收集单元附加多组相干控制脉冲来收集上述数据。
11. 按照权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于构成为 上述数据收集单元按照将第l脂肪抑制脉冲以及第2脂肪抑制脉冲作为上述多组相干控制脉冲进行附加，并为了在所希望的成像脉冲 的施加时刻获得脂肪抑制效果而决定了上述第l脂肪抑制脉沖与上述 第2脂肪抑制脉沖的施加时刻间的第1时间以及上述第2脂肪抑制脉 冲与上述所希望的成像脉冲的施加时刻间的第2时间的时序来收集上 述数据。
12. 按照权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于构成为 上述数据收集单元将由从被检体取得的同步用信号的基准波分别于一定迟延时间经过后被施加在摄影区域上的标示用的脉冲即区 域非选择逆转脉冲，以及被施加在与摄影断面独立地设定的区域上的:加来收集上述数据':''' 、''-
13. 按照权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于构成为 上述数据收集单元按照将脂肪抑制脉冲以及标示用的脉冲作为上述多组相干控制脉冲进行附加，并为了在所希望的成像脉沖的施加 时刻获得脂肪抑制效果而决定了上述脂肪抑制脉沖和上述所希望的 成像脉冲的施加时刻间的时间的时序来收集上述数据。
14，一种磁共振成像方法，其特征在于具有按照在以一定间隔反复进行多次高频激励的稳态自由旋进脉沖 时序上，附加了实质上以相邻的高频激励间的中心时刻为中心、且0 次转矩量为零的这种相干控制脉冲的时序来收集数据的步骤；以及从上述数据生成图像数据的步骤。
15. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 附加上述相干控制脉冲的倾斜磁场脉沖来收集上述数据，以使得在上述相干控制脉沖被施加时，与由上述多次高频激励时被分别施加 的各倾斜磁场脉冲激励的分层相同的分层得以激励。
16. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 附加上述相干控制脉冲的倾斜磁场脉沖来收集上述数据，以使得在上述相干控制脉沖被施加时，与由上述多次高频激励时被分别施加 的各倾斜磁场脉冲激励的分层不同的分层得以激励。
17. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 将上述相干控制脉沖的施加相位设为与上述相干控制脉沖施加前被施加的高频激励脉冲的相位相同来收集上述数据。
18. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 附加上述相干控制脉沖作为脂肪抑制脉冲来收集上述数据。
19. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 附加上述相干控制脉冲作为标示用的脉沖来收集上述数据。
20. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 附加上述相干控制脉冲作为反转恢复脉冲或者饱和恢复脉沖来收集上述数据。
21. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 按照径向收集用的上述稳态自由旋进脉冲时序来收集上述数据。
22. 按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于 分别从上述相干控制脉冲的施加前所收集的第1数据生成第1图像数据，从上述相干控制脉沖施加后所收集的第2数据生成第2图 像数据，并在上述第1图像数据以及上述第2图像数据之间进行差分处理。
23，按照权利要求14所述的磁共振成像方法，其特征在于如下构成附加多组相干控制脉冲来收集上述数据。
24. 按照权利要求23所述的磁共振成像方法，其特征在于 按照将第l脂肪抑制脉冲以及第2脂肪抑制脉沖作为上述多组相干控制脉冲进行附加，并为了在所希望的成像脉冲的施加时刻获得脂 肪抑制效果而决定了上述第l脂肪抑制脉冲与上述第2脂肪抑制脉冲 的施加时刻间的第1时间以及上述第2脂肪抑制脉冲与上述所希望的 成像脉沖的施加时刻间的第2时间的时序来收集上述数据。
25. 按照权利要求23所述的磁共振成像方法，其特征在于 将由从被检体取得的同步用信号的基准波分别于一定迟延时间经过后被施加在摄影区域上的标示用的脉冲即区域非选择逆转脉沖， 以及被施加在与摄影断面独立地设定的区域上的标示用的脉冲即区 域选择逆转脉沖作为上述多组相干控制脉沖进行附加来收集上述数 据。
全文摘要
本发明提供一种磁共振成像装置以及磁共振成像装置中的摄影条件设定方法，可以在采用了SSFP时序的摄像中，一边维持自旋的相位连续性，一边通过用于标示、脂肪抑制、逆转等所希望的目的的脉冲使图像对比度进行变化。磁共振成像装置具有数据收集部件以及图像数据生成部件。数据收集部件按照在以一定间隔反复进行多次高频激励的稳态自由旋进脉冲时序上，附加了实质上以相邻的高频激励间的中心时刻为中心、且0次转矩量为零的相干控制脉冲的时序来收集数据。图像数据生成部件从上述数据生成图像数据。
文档编号G01R33/48GK101273892SQ200810086248
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月26日
发明者油井正生 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社