磁共振診斷裝置及其工作方法

2023-09-19 01:28:15

專利名稱：磁共振診斷裝置及其工作方法
技術領域：
本發明是關於進行磁共振成像(MRI)和磁共振攝譜(MRS) 的磁共振診斷裝置及其工作方法。
背景技術：
該種裝置由例如特開2001-187038等而被人們所了解。在這種裝置中，用戶可以邊參照由MRI所攝像的圖像、邊指定 由MRS進行測定的位置。因此，只要把與1張切片圖像對應的切片 範圍作為由MRS進行測定的範圍，就能夠使切片圖像與MRS測定結 果相關聯，從而可以參照兩者進行診斷。但是，近年來對於根據收集了多個切片的磁共振信號的三維攝鐠 測定的需求越來越大。進行這種攝譜測定時，在MRI進行多切片攝 像也是有效的，但攝鐠測定與多切片攝像是分別進行的。因此，就出現了不存在與對應於進行了攝鐠測定的切片範圍的切 片位置相關的切片圖像的情況。在這種情況下，就無法參照切片圖像 和MRS測定結果這兩者來進行診斷,發明內容由以上情況，人們期望一直存在與對應於進行了磁共振頻鐠測定 的切片範圍的切片位置相關的切片圖像。根據本發明的第1方式的磁共振診斷裝置，具備針對攝像範圍
生成多個被檢查體的切片圖像的單元；在所述攝像範圍內側確定多個 攝譜用的切片範圍的確定單元，以及，針對在所確定的所述多個切片 範圍上分別設定的體素測定所述被檢查體的磁共振頻鐠的單元。根據本發明的第2方式的磁共振診斷裝置，具備確定攝鐠用的 多個切片範圍的確定單元；針對在所述多個切片範圍上分別設定的體 素的每一個測定被檢查體的磁共振頻鐠的單元；以及，針對與分別設 定在所述多個切片範圍上的所述體素的位置一致的多個切片位置的 每一個生成所述被檢查體的切片圖像的生成單元。關於本發明的第3方式的磁共振診斷裝置的工作方法，針對攝像 範圍生成多個被檢查體的切片圖像，在所述攝像範圍內側確定多個攝 鐠用的切片範圍，並且，針對在所確定的所述多個切片範圍上分別設 定的體素測定所述被檢查體的磁共振頻鐠。關於本發明的第4方式的磁共振診斷裝置的工作方法，其確定攝 譜用的多個切片範圍，針對在所述多個切片範圍上分別設定的體素的 每一個，測定被檢查體的磁共振頻譜，並且，針對與分別設定在所述 多個切片範圍上的所述體素的位置一致的多個切片位置的每一個生 成所述被檢查體的切片圖像。本發明的其他目的和新穎特徵將在下面的描述中闡明，並且一部 分與闡述內容有所變化，或者可以從本發明的實施中了解。本發明的 目的和新穎特徵可以通過本文中所詳細闡述的手段及結合而實現與 獲得。


附圖包含在本說明書內構成發明書的一部分，闡明了本發明的優 選實施方式，並且與上述的總體描述和下述對優選實施方式的詳細描 述一起共同解釋本發明的原理。圖l是表示關於本發明的第1至第3實施方式的磁共振診斷裝置
的結構的圖。圖2是表示圖1所示的主控制部17的在第1實施方式中的處理 順序的流程圖。圖3是表示為了確定MRS範圍、在圖1中的顯示部顯示的切片 圖像的一個例子的圖。圖4是表示為判定指定切片範圍、在圖1中的顯示部顯示的圖像 的一個例子的圖。圖5是表示在圖1中的顯示部顯示的參照用圖像的一個例子的圖。圖6是表示圖1所示的主控制部17的在第2實施方式中的處理 順序的流程圖。圖7是表示圖1所示的主控制部17的在第3實施方式中的處理 順序的流程圖。
具體實施方式
下面，參照附圖對本發明的第1至第3實施方式進行說明。圖1是表示關於第1至第3實施方式的磁共振診斷裝置100的結 構的圖。磁共振診斷裝置100，具備靜磁場磁鐵l、傾斜磁場線圏2、 傾斜磁場電源3、床臺4、床臺控制部5、 RF線團單元6a、 6b、 6c、 發射部7、選擇電路8、接收部9以及計算機系統10。靜磁場磁鐵l，形成中空的圓筒形，在內部空間產生均勻的靜磁 場。作為該靜磁場磁鐵l，例如使用永久磁鐵、超導磁鐵等。傾斜磁場線圏2，形成中空的圓筒形，配置在靜磁場磁鐵l的內 側。傾斜磁場線團2組合有與相互正交的X、 Y、 Z各軸對應的3種 線圍。傾斜磁場線圍2中，上述3種線圍分別從傾斜磁場電源3接受 電流供給，產生磁場強度沿X、 Y、 Z各軸傾斜的傾斜磁場。另外，Z 軸方向例如與靜磁場為相同方向。X、 Y、 Z各軸的傾斜磁場，例如分 別與切片選擇用傾斜磁場Gs、相位編碼用傾斜磁場Ge以及讀出用傾 斜磁場Gr相對應。切片選擇用傾斜磁場Gs，用於任意確定攝影斷面。 相位編碼用傾斜磁場Ge,用於根據空間位置使磁共振信號的相位變 化。讀出用傾斜磁場Gr，用於根據空間位置使磁共振信號的頻率變 化。被檢查體200，在載置於床臺4的頂板4a的狀態下，插入到傾 斜磁場線圍2的空洞(攝像空間)內。床臺4由床臺控制部5所驅動， 在其長度方向(圖1中左右方向)和上下方向移動頂板4a。通常，以 使床臺4的長度方向與靜磁場磁鐵1的中心軸相平行的方式設置床臺 4。RF線團單元6a，把一個或多個線團裝入圓筒狀的殼體內來構成。 RF線圍單元6a配置在傾斜磁場線圍2的內側。RF線團單元6a，從 發射部7接收高頻(無線電頻率)脈衝(RF脈衝)的供給，產生高 頻磁場。RF線圏單元6b、 6c，設置在頂板4a上，或者內置於頂板4a內， 或者安裝在被檢查體200上。而且在拍攝時，與被檢查體200 —起被 插入攝像空間內。作為RF線圏單元6b、 6c,可利用陣列線圏。即， RF線團單元6b、 6c分別具有多個元素線團。RF線團單元6b、 6c所 具有的元素線圏，分別接收從被檢查體200發射的磁共振信號。元素 線團的各自的輸出信號，分別輸入到選擇電路8。接收用RF線閨單 元，不限於RF線團單元6b、 6c，能夠任意安裝各種類型的線圏單元。 另外，接收用RF線圍單元，也可以安裝1個或3個以上。發射部7，將與拉莫爾頻率對應的RF脈衝供給RF線圍單元6a。 選擇電路8，選擇從RF線圍單元6b、 6c所輸出的多個磁共振信 號中的幾個。然後，選擇電路8把所選擇的磁共振信號給予接收部9。 選擇哪個信道是由計算機系統10來指示的，接收部9，具備多個信道的、具有放大器、相位檢波器以及模-數轉換器的處理系統。選擇電路8選擇的磁共振信號分別輸入到這些 多信道的處理系統中。放大器放大磁共振信號。相位檢波器對從相位 檢波器輸出的磁共振信號的相位進行檢波。模-數轉換器把從前置檢波 器輸出的信號轉換成數位訊號。接收部9，分別輸出通過各處理系所
得到的數位訊號。計算機系統IO，具有接口部ll、數據收集部12、重構部13、 存儲部14、顯示部15、輸入部16以及主控制部17。接口部11上連接有傾斜磁場電源3、床臺控制部5、發射部7、 接收部9以及選擇電路8等。接口部ll，進行在這些連接的各部和計 算機系統10之間收受的信號的輸出和輸入。數據收集部12，收集從接收部9所輸出的數位訊號。數據收集 部12,把收集的數位訊號、即磁共振信號數據存儲在存儲部14中。重構部13，對於存儲在存儲部14中的磁共振信號數據，進行後 處理、即傅立葉變換等重構，求得被檢查體200內的期望的核自旋的 頻語數據或者圖像數據。存儲部14，存儲每個被檢查者的磁共振信號數據、和頻語數據 或者圖像數據。顯示部15，在主控制部17的控制之下，顯示頻謙數據或者圖像 數據等各種信息。作為顯示部15，可以利用液晶顯示器等顯示設備。輸入部16，接受來自操作者的各種指令和信息輸入。作為輸入 部16，可以適當地利用滑鼠和跟蹤球等指示設備、模式切換開關等選 擇設備、或者鍵盤等輸入設備。主控制部17，具有CPU和存儲器等，總括地控制磁共振診斷裝 置100。主控制部17，具有考慮多切片攝像中的攝像範圍、確定MRS 用切片範圍的功能，或者考慮MRS用切片範圍、對切片圖像進行攝 像的確定切片位置功能的至少一個。進一步，主控制部17，具有生成 把相互對應的關於切片位置和切片範圍的切片圖像以及MRS測定結 果相聯繫表示的圖像的功能。如上所述，關於第1至笫3實施方式的磁共振診斷裝置100具有 共同的結構。各實施方式的不同在於伴隨由主控制部17所進行的處 理的不同而產生的磁共振診斷裝置100的工作的不同。下面，對於關 於各實施方式的磁共振診斷裝置100的工作詳細進行說明. (第1實施方式)
圖2是表示在第1實施方式中的主控制部17的處理順序的流程圖。
步驟Sal中，主控制部17控制各部，使得通過MRI進行多切片 攝像。該多切片攝像，通過公知的順序來進行，最終利用重構部13 重構多張切片圖像。另外，該多切片攝像也可以是2維攝像以及3維 攝像的任一種。2維攝像，在圖像重構之際，把關於l個切片所收集 的磁共振信號數據進行2維傅立葉變換。3維攝像，在圖像重構之際， 把關於多個切片所分別收集的磁共振信號數據進行3維傅立葉變換。
在步驟Sa2中，主控制部17確定在切片面內進行MRS測定的 範圍(以下稱為MRS範圍)。具體是，主控制器17把通過多切片攝 像所得到的切片圖像的1張顯示在顯示部15上。圖3是表示在此在 顯示部15顯示的切片圖像21的一個例子的圖。把通過多切片攝像所 得到的多個切片圖像的哪一張作為顯示對象，例如可以才艮據預先確定 的條件來確定、或者由用戶來選擇。用戶操作輸入部16，指定例如圖 3所示的範圍22。如此，主控制部17把該被指定的範圍確定作為MRS 範圍。
在步驟Sa3中，主控制部17判定由用戶所指定的MRS測定的 切片範圍(下面稱為指定切片範圍)。具體是，主控制部17，令多切 片攝像中接受攝像範圍的指定之際使用的圖像顯示在顯示部15上。 圖4是表示在此在顯示部15顯示的圖像31的一個例子的圖。用戶操 作輸入部16，指定例如圖4所示的範圍32。如此，主控制部17把其 指定的範圍作為指定切片範圍。
另外，在圖3中以虛線表示的框線23以及圖4中以虛線表示的 框線33，表示為了 MRS進行MR信號收集的區域(下面稱為MRS 收集區域)。在圖3中以虛線表示的網格線24以及圖4中以虛線表 示的網格線34，表示MRS用的體素的邊界。MRS收集區域，根據由 用戶指定的縱向、橫向、深度方向的各自的體素數目和l個體素的 大小來確定。另外，深度方向與多切片攝像中的切片方向是相同的方 向。體素的深度方向的寬度，定為多切片攝像中的切片的中心間隔的整數倍。在步驟Sa4中，主控制部17，令指定切片範圍移動，使得指定 切片範圍所包含的體素的各自的深度方向的中心的位置(下面稱為體 素中心位置)與多切片攝像中的切片位置的某一個一致。只是，指定 切片範圍的移動量控制在最小限度內。例如，從位於在深度方向上並 列的體素中指定切片範圍的兩端的2個體素，選擇靠近多切片攝像的 攝像範圍的端部的體素，移動指定切片範圍使得該選擇的體素的中心 位置與最接近的切片位置一致。另外，如果各體素的中心位置與最靠 近的切片位置一致，則主控制部17將該位置定為指定切片範圍。這 樣一來，如圖4所示包含在指定切片範圍中的體素的中心位置和切片 位置的某一個一致。另外，在圖4中附加符號35所示的框，表示多 切片攝像中的切片位置的一個例子。在步驟Sa5中，主控制部17，把在步驟Sa4中移動後的指定切 片位置確定為MRS測定的切片範圍。在步驟Sa6和步驟Sa7中，主控制部17，等待接收被指示進行 切片範圍的變更、或者進行MRS。如果在輸入部16進行了指示變更 的操作，則主控制部17再次進行步驟Sa3至Sa5，根據其變更指示重 新確定切片範圍。如果在輸入部16進行了指示執行MRS的操作，則 主控制部17從步驟Sa7進入步驟Sa8。在步驟Sa8中，主控制部17測定MR頻譜。即、主控制部17 控制各部，以對包含在由步驟Sa2確定的MRS範圍和步驟Sa5確定 的切片範圍所規定的區域中的體素的每一個來測定的MR頻譜。MR 頻鐠的測定，按照公知的順序進行，最終通過重構部13求得MR頻 謙。MR頻謙的測定，也可以通過2維MRS以及3維MRS的任一種 來進行。2維MRS,在測定MR頻鐠之際，把對於l個或者多個切片 所收集的磁共振信號數據進行3維傅立葉變換。3維MRS，在測定 MR頻鐠之際，把對於多個切片所分別收集的磁共振信號數據進行4 維傅立葉變換。在步驟Sa9中，主控制部17,例如如圖5所示，在顯示部15顯
示並列在步驟Sal得到的切片圖像41和步驟Sa8得到的表示MR頻 鐠的MRS圖像42的參照用圖像40。由於如上所述、MRS用的體素 的各自的體素中心位置與某一切片位置一致，因此肯定存在關於各個 MRS圖像的、對於切片方向的相同位置的切片圖像，所以主控制部 17選擇這些圖像。另外，圖像41中，重疊了表示在步驟Sa2中所確 定的MRS範圍的框43來表示。在圖5的例子中，可以看到在l個切 片中MRS範圍中包含16個體素。圖像42是把表示關於這些16個體 素的每一個所測定的MR頻語的16個圖表、按與體素的排列相同的 排列來進行配置而表示的。這樣一來，用戶通過參照圖5所示的參照用圖像，可以比較參照 與對於切片方向的同一位置相關的和圖像以及MRS圖像，能夠進行 有效率的診斷。(第2實施方式)圖6是表示在第2實施方式中主控制部17的處理順序的流程圖。步驟Sbl中，主控制部17確定某切片面內的MRS範圍。具體 是，主控制部17，在用於定位而拍攝的切片圖像上，與所述第l實施 方式中的步驟Sa2同樣地確定MRS範圍。在步驟Sb2中，主控制部17與所述第1實施方式中的步驟Sa3 相同地、判定指定切片範圍。在步驟Sb3中，主控制部17,確定在步驟Sb2中判定的指定切 片位置即為MRS測定的切片範圍。在步驟Sa4中，主控制部17測定MR頻鐠。即、主控制部17， 對包含在由步驟Sbl確定的MRS範圍和步驟Sb3確定的切片範圍所 規定的區域中的體素的每一個來測定MR頻諳。在步驟Sb5中，主控制部17，把包含於指定切片範圍內的體素 的各自體素中心位置確定為切片位置。如果在指定切片範圍內的深度 方向的體素僅有l個，就確定l個切片位置。在指定切片範圍的深度 方向上排列有多個體素的情況時，確定多個切片位置。在步驟Sb6中，主控制部17,通過MRI拍攝與在步驟Sb5中確 定的切片位置相關的切片圖像。此時，也可以拍攝關於與在步驟Sb5 中確定的切片位置不同的切片位置的切片圖像。在步驟Sb7中，主控制部17，例如如圖5所示，在顯示部15顯 示並列步驟Sb6得到的切片圖像41和步驟Sb4得到的表示MR頻謙 的MRS圖像42的參照用圖像40。由於如上所述、與MRS用體素的 各自的體素中心位置一致地確定切片位置，因此肯定存在關於各個 MRS圖像的、對於切片方向的相同位置的切片圖像，所以主控制部 17選擇這些圖像。而且，用戶通過參照圖5所示的圖像，可以比較參照與對於切片 方向的同一位置相關的切片圖像以及MRS圖像，能夠進行有效率的 診斷。(第3實施方式)圖7是表示在第3實施方式中主控制部17的處理順序的流程圖。在步驟Scl中，主控制部17進行利用MRI的多切片攝像。該多 切片攝像，可以通過公知的順序進行。在步驟Sc2中，主控制部17，與所述第1實施方式中的步驟Sa2 相同地、確定MRS範圍。在步驟Sc3中，主控制部17，與所述第1實施方式中的步驟Sa3 相同地、判定指定切片範圍。在步驟Sc4中，主控制部17，在指定切片範圍內，僅把與多切 片攝4象的攝像範圍重複的範圍確定為MRS測定的切片範圍。在步驟Sc5和步驟Sc6中，主控制部17等待接收被指示進行切 片範圍的變更、或者指示進行MRS。如果在輸入部16進行了指示變 更的操作，則主控制部17再次進行步驟Sa3至Sa4，根據其變更指示 重新確定切片範圍。如果在輸入部16進行了指示執行MRS的操作， 則主控制部17從步驟Sa6繼續進行至Sa7。在步驟Sc7中，主控制部17測定MR頻譜。即，主控制部17 對包含在由步驟Sc2確定的MRS範圍和步猓Sc4確定的切片範圍所 規定的區域中的體素的每一個來測定MR頻譜。
在步驟Sc8中，主控制部17，例如如圖5所示，在顯示部15顯 示並列步驟Scl得到的切片圖像41和步驟Sc7得到的表示MR頻譜 的MRS圖像42的參照用圖像。只是，與第1和第2實施方式不同， 在此沒有關係地確定MRS用體素的各自的體素中心位置與切片位 置。因此，主控制部17,選擇關於距離與MRS對應的體素的體素中 心位置最近的切片位置的切片圖像，並使其顯示。因此，切片圖像41 和MRS圖像42中雖然存在切片方向的位置偏離的情況，單由於MRS 測定的切片範圍限定於與攝像範圍重複的範圍內，所以上述的偏離量 被控制在多切片攝像中切片中心間的距離的1/2以下。這樣一來，用戶通過參照圖5所示的參照用圖像，可以比較參照 與對於切片方向的基本同一位置相關的切片圖像以及MRS圖像，從 而能夠進行有效率的診斷。本實施方式，可以有如下種種變形。在第1或第2實施方式中，體素的位置和切片圖像的位置，也可 以例如令各自的端部位置等的中心位置之外的位置一致。切片範圍，也可以不根據用戶的指定而自動確定。例如，也可以 把相對於多切片攝像的攝像範圍的一定比例的範圍確定為切片範圍。其他的新穎特徵和變形對於本領域的技術人員而言是顯而易見 的。因此，本發明在廣義面上並不限於本文中所展示和描述的個別細 節和代表性實施例子。相應地，只要不偏離由後附的權力要求及其等 價物所定義的總體發明概念，可以進行各種變形。
權利要求
1. 一種磁共振診斷裝置，其特徵在於，具備 針對攝像範圍生成多個被檢查體的切片圖像的單元， 在所述攝像範圍的內側確定多個攝謙用的切片範圍的確定單元，以及，針對在所確定的所述多個切片範圍上分別設定的體素測定所述 被檢查體的磁共振頻鐠的單元。
2. 根據權利要求l所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，所述 確定單元確定所述多個切片範圍，使得包含於所述多個切片範圍內的 體素的位置與所述多個切片圖像中的某一個的切片位置一致。
3. 根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，所述 確定單元確定所述多個切片範圍，使得包含於所述多個切片範圍內的 體素的中心位置與所述多個切片圖像中的某一個的切片中心位置一 致。
4. 根據權利要求1或2所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於， 所述確定單元在上述條件的範圍內根據用戶的指示確定所述多個切 片範圍。
5. 根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，還具 有生成把包含於所述多個切片圖像中的l個切片圖像、和對於離該 切片圖像的位置最近的位置的體素所測定的所述磁共振頻鐠進行關 聯表示的圖像的單元。
6. 根據權利要求5所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，還具 有生成把包含於所述多個切片圖像中的l個切片圖像、和對於具有 離該切片圖像的中心位置最近的中心位置的體素所測定的所述磁共 振頻鐠進行關聯表示的圖像的單元。
7. —種磁共振診斷裝置，其特徵在於，具有 確定攝鐠用的多個切片範圍的確定單元，針對在所述多個切片範圍上分別設定的體素中的每一個測定被檢查體的磁共振頻鐠的單元，以及，針對與分別設定在所述多個切片範圍上的所述體素的位置一致 的多個切片位置中的每一個生成所述被檢查體的切片圖像的生成單 元。
8. 根據權利要求7所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，所述 生成單元生成與所述體素的中心位置一致的切片中心位置的切片圖 像。
9. 根據權利要求7所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於，還具 有生成把所述磁共振頻傳和所述切片圖像進行關聯表示的圖像的單 元。
10. —種磁共振診斷裝置的工作方法，其特徵在於， 針對攝像範圍，生成多個被檢查體的切片圖像， 在所述攝像範圍的內側，確定多個攝諉用的切片範圍，並且 針對在所確定的所述多個切片範圍上分別設定的體素，測定所述被檢查體的磁共振頻鐠。
11. 一種磁共振診斷裝置的工作方法，其特徵在於， 確定攝鐠用的多個切片範圍，針對在所述多個切片範圍上分別設定的體素中的每一個，測定被 檢查體的磁共振頻鐠，並且針對與分別設定在所述多個切片範圍上的所述體素的位置一致 的多個切片位置中的每一個，生成所述被檢查體的切片圖像。
全文摘要
本發明提供一種磁共振診斷裝置，其特徵在於，具備針對攝像範圍生成多個被檢查體的切片圖像的單元；在所述攝像範圍內側確定多個攝譜用的切片範圍的確定單元；以及，針對在所確定的所述多個切片範圍上分別設定的體素測定所述被檢查體的磁共振頻譜的單元。
文檔編號G01R33/32GK101120875SQ20071014089
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月10日 優先權日2006年8月11日
發明者大島貴代美, 梅田匡朗, 館林勳 申請人:株式會社東芝;東芝醫療系統株式會社