JP2000342552A - Method for correcting unequalness of static magnetic field in magnetic resonance imaging system - Google Patents

Method for correcting unequalness of static magnetic field in magnetic resonance imaging system

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JP2000342552A
JP2000342552A JP11161293A JP16129399A JP2000342552A JP 2000342552 A JP2000342552 A JP 2000342552A JP 11161293 A JP11161293 A JP 11161293A JP 16129399 A JP16129399 A JP 16129399A JP 2000342552 A JP2000342552 A JP 2000342552A
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Japan
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magnetic field
static magnetic
phase
point
distribution
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Kazumi Komura
和美 小村
Tetsuhiko Takahashi
哲彦 高橋
Yukari Onodera
由香里 小野寺
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely correct a static magnetic field by obtaining the unequal distribution of the static magnetic field via a specific step at the time of measuring the unequal distribution of the static magnetic field and generating a static magnetic field canceling this unequal distribution, so as to remove the discontinuity of a phase at the time of obtaining the distribution of the static magnetic field. SOLUTION: An MRI device is provided with a static magnetic field generating magnet 302, a transmission coil 314a for generating a high-frequency magnetic field, a detecting coil 314b for detecting an NMR signal, and a tilted magnetic field coil 309 for generating tilted magnetic fields Gx to Gz or the like. Then, a computer 308 measures the unequal distribution of the static magnetic field generated by the magnet 802 and generates the static magnetic field in the direction of canceling the unequal distribution. At this time, the unequal distribution of the static magnetic field is measured through a step including a step for obtaining the phase difference of an adjacent dot located on a prescribed line including one dot on the coordinates of the two-dimensional phase distribution of a desired area including information of the unequalness of the static magnetic field as a reference so as to eliminate the discontinuous point of the phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴イメージ
ング(MRI)装置における静磁場不均一の補正方法に関
し、特にアクティブシムを用いた静磁場不均一の補正方
法に関する。
The present invention relates to a method for correcting static magnetic field inhomogeneity in a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly to a method for correcting static magnetic field inhomogeneity using an active shim.

【0002】[0002]

【従来の技術】MRI装置は静磁場中に置かれた被検体に
生じる核磁気共鳴(NMR)現象を利用して被検体の組織
画像を得る装置であり、静磁場の均一性が画質を決める
重要な要素となる。静磁場の不均一は画像、並びにスペ
クトルの歪みを引き起こす原因の一つとなり、特に、エ
コープレナーイメージング(EPI)等の超高速MRIの場合
には、高い磁場の均一性が望まれる。また、スペクトロ
スコピックイメージ等の高精度の計算の場合には、生体
を磁場中に挿入することによって生じる静磁場の不均一
性を軽減するために、被検体毎に磁場の不均一を補正す
ることが必要となる。
2. Description of the Related Art An MRI apparatus is an apparatus that obtains a tissue image of a subject using a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon generated in the subject placed in a static magnetic field, and the uniformity of the static magnetic field determines the image quality. It is an important factor. Non-uniformity of the static magnetic field is one of the causes of image and spectral distortions. In particular, in the case of ultra-high-speed MRI such as echo planar imaging (EPI), high uniformity of the magnetic field is desired. In addition, in the case of high-precision calculation of a spectroscopic image or the like, in order to reduce non-uniformity of a static magnetic field caused by inserting a living body into a magnetic field, the non-uniformity of the magnetic field is corrected for each subject. It is necessary.

【0003】静磁場の不均一性を補正する方法として、
磁性体を配置したパッシブシム或いは、磁場補正用のコ
イル(シムコイル)に流す電流を調整するアクティブシ
ムが用いられている。被検体毎に磁場の不均一を補正す
る場合には、アクティブシムが採用される。アクティブ
シムでは、まず静磁場の不均一を計測し、この静磁場の
不均一を打ち消すような付加的な磁場をシムコイルによ
って発生し、これを静磁場磁石が発生する静磁場と重ね
ることにより、より均一な磁場を達成する。
As a method of correcting the inhomogeneity of the static magnetic field,
A passive shim on which a magnetic material is arranged or an active shim for adjusting a current flowing through a coil (shim coil) for magnetic field correction is used. When correcting the non-uniformity of the magnetic field for each subject, an active shim is employed. In an active shim, the non-uniformity of the static magnetic field is measured first, and an additional magnetic field that cancels out the non-uniformity of the static magnetic field is generated by the shim coil, and this is superimposed on the static magnetic field generated by the static magnetic field magnet. Achieve a uniform magnetic field.

【0004】静磁場不均一分布測定の典型的な手法とし
て位相分布計測法が知られている。この方法では、90°
高周波パルスと180°高周波パルスの時間間隔と180°高
周波パルスとエコー中心の時間間隔がわずかに異なるよ
うなスピンエコー法あるいはグラディエントエコー法を
用いて核磁気共鳴(NMR)信号を計測し、得られたNMR信
号の実部と虚部の比(Si/Sr)のアークタンジェントか
ら静磁場不均一により生じる位相分布を求める。
A phase distribution measurement method is known as a typical technique for measuring a non-uniform distribution of a static magnetic field. In this method, 90 °
Nuclear magnetic resonance (NMR) signals are measured and obtained using a spin echo method or a gradient echo method in which the time interval between the high frequency pulse and the 180 ° high frequency pulse and the time interval between the 180 ° high frequency pulse and the echo center are slightly different. From the arc tangent of the ratio of the real part to the imaginary part (Si / Sr) of the NMR signal, the phase distribution caused by the nonuniformity of the static magnetic field is obtained.

【0005】このように求めた静磁場分布は、図1
(a)に示すように実部と虚部の比(Si/Sr)が2π増加
或いは減少するごとに不連続な値となり、そのままでは
シム電流値の算出に用いることはできない。この不連続
は(Si/Sr)のアークタンジェントと{(Si/Sr)±2n
π}のアークタンジェントとが同一の値に計算されるこ
とに起因して生じ、アークタンジェントエリアシングと
呼ばれる。
The static magnetic field distribution obtained in this way is shown in FIG.
As shown in (a), each time the ratio (Si / Sr) between the real part and the imaginary part increases or decreases by 2π, the value becomes discontinuous and cannot be used for calculating the shim current value as it is. The discontinuity is the arc tangent of (Si / Sr) and {(Si / Sr) ± 2n
This is caused by the fact that the arc tangent of π} is calculated to be the same value, and is called arc tangent aliasing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような位相分布の
不連続を除去する方法として、順次、位相の不連続点を
見つけ補正する方法が行なわれている。しかし、従来の
位相補正は一つの方向かそれと直交する方向も含めた二
方向についてしかなされていないため、図1(a)に示
すように不均一分布が比較的単純であって不連続点が縞
状に現れる場合にはよいが、撮影対象の形状が複雑な場
合には不連続点も複雑な形状となるため対応できず、補
正のやり残しを生じるという問題があった。
As a method of removing such discontinuities in the phase distribution, a method of sequentially finding and correcting discontinuities in the phase has been used. However, since the conventional phase correction is performed only in one direction or two directions including a direction orthogonal thereto, the non-uniform distribution is relatively simple as shown in FIG. It is good if it appears in stripes, but if the shape of the object to be photographed is complicated, the discontinuous point also has a complicated shape, so that it is impossible to cope with it, and there is a problem that uncorrected correction occurs.

【0007】本発明は、静磁場分布を求める際の位相の
不連続を効果的に除去し、精度の高い静磁場補正を行な
うことを目的とする。また本発明は、高い静磁場均一性
を実現し、スペクトロスコピックイメージングやEPI等
の超高速イメージングにおける画像の精度を向上するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to effectively eliminate phase discontinuities in obtaining a static magnetic field distribution and perform highly accurate static magnetic field correction. Another object of the present invention is to realize high uniformity of a static magnetic field and to improve image accuracy in ultra-high-speed imaging such as spectroscopic imaging and EPI.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明の静磁場不均一の補正方法は、静磁場発生手段と、
前記静磁場発生手段が発生する静磁場の不均一を補正す
る補正手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置におけ
る静磁場不均一の補正方法であって、前記静磁場発生手
段が発生する静磁場の不均一分布を計測するステップ
と、前記補正手段により前記静磁場の不均一分布を打ち
消す静磁場を発生させるステップとを含み、前記静磁場
の不均一分布を計測するステップは、静磁場不均一性の
情報を含む所望の領域の2次元位相分布を求めるステッ
プと、前記位相分布の座標上の1点を基準としてその点
を含む所定のライン上にある隣接する点の位相差を求
め、そのライン上における位相の不連続点を求める処理
を複数のラインについて行なうステップと、前記位相の
不連続点をなくす処理を行うステップとを含み、前記複
数のラインは斜め方向、螺旋状、放射状の何れかもしく
はこれらの組み合わせである。
According to the present invention, there is provided a static magnetic field inhomogeneity correcting method for achieving the above object, comprising: a static magnetic field generating means;
A correction means for correcting non-uniformity of a static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, wherein the non-uniformity of the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means is corrected. Measuring a uniform distribution, and generating a static magnetic field that cancels out the non-uniform distribution of the static magnetic field by the correction unit, and measuring the non-uniform distribution of the static magnetic field, Determining a two-dimensional phase distribution of a desired area including information; determining a phase difference between adjacent points on a predetermined line including the point with reference to one point on the coordinates of the phase distribution; Performing a process of obtaining a phase discontinuity point in a plurality of lines, and performing a process of eliminating the phase discontinuity point in the plurality of lines, Spiral is any or a combination of these radial.

【0009】本発明による静磁場不均一の補正方法で
は、静磁場不均一分布に対応する2次元位相分布の不連
続を求めるステップを種々の方向について行なうことに
より、複雑な形状であっても精度よく不連続(位相分布
に生じたアークタンジェントエリアシング)を除去する
ことができる。その結果、より正確な静磁場不均一マッ
プの取得が可能となるためにシミングの精度が向上す
る。
In the method of correcting static magnetic field inhomogeneity according to the present invention, the step of obtaining a discontinuity of the two-dimensional phase distribution corresponding to the inhomogeneous static magnetic field distribution is performed in various directions, so that the accuracy can be improved even in a complicated shape. Discontinuities (arc tangent aliasing generated in the phase distribution) can be removed well. As a result, a more accurate static magnetic field non-uniformity map can be obtained, so that the shimming accuracy is improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の静磁場不均一の補
正方法を図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for correcting static magnetic field inhomogeneity according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

【0011】図3は本発明が適応されるMRI装置の概略
構成図である。このMRI装置は、被検体301が置かれた空
間に一様な静磁場H0を発生させるための電磁石または永
久磁石302、その空間に高周波磁場を発生する送信コイ
ル314a、被検体から生じるNMR信号を検出するための検
出コイル314b、直交するx,yおよびzの3方向に強度が線
形に変化する傾斜磁場Gx,Gy,Gzを発生する傾斜磁場コイ
ル309(309a、309b)、不均一磁場を補正するためのシ
ムコイル318を備えている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an MRI apparatus to which the present invention is applied. The MRI apparatus includes an electromagnet or a permanent magnet 302 for generating a uniform static magnetic field H0 in a space where the subject 301 is placed, a transmission coil 314a for generating a high-frequency magnetic field in the space, and an NMR signal generated from the subject. A detection coil 314b for detection, gradient magnetic field coils 309 (309a, 309b) for generating gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz whose intensities linearly change in three orthogonal directions x, y, and z, and correcting inhomogeneous magnetic fields And a shim coil 318 for performing the operation.

【0012】傾斜磁場コイル309およびシムコイル318は
それぞれ電流を供給するための電源310、319に接続され
ており、傾斜磁場発生系303を構成する。シムコイル318
は互に直交する磁場、例えば球面調和関数の各項に対応
する磁場を発生する複数のチャンネルの静磁場発生コイ
ルからなり、それらコイルに供給する電流値を変化させ
ることにより静磁場不均一を解消する付加的な磁場を発
生することができる。
The gradient magnetic field coil 309 and the shim coil 318 are connected to power supplies 310 and 319 for supplying current, respectively, and constitute a gradient magnetic field generating system 303. Shim coil 318
Consists of static magnetic field generating coils of multiple channels that generate magnetic fields orthogonal to each other, for example, magnetic fields corresponding to each term of the spherical harmonic function, eliminating static magnetic field inhomogeneity by changing the current value supplied to these coils An additional magnetic field can be generated.

【0013】送信コイル314aは、電力増幅器313、変調
器312を介して、シンセサイザ311に接続されており、送
信系304を構成する。シンセサイザ311により発生させた
高周波を変調器312で変調し電力増幅器313で増幅し、コ
イル314aに供給することにより被検体301の内部に高周
波磁場を発生させ、核スピンを励起させる。
The transmission coil 314a is connected to a synthesizer 311 via a power amplifier 313 and a modulator 312, and forms a transmission system 304. The high frequency generated by the synthesizer 311 is modulated by the modulator 312, amplified by the power amplifier 313, and supplied to the coil 314a to generate a high frequency magnetic field inside the subject 301 to excite nuclear spins.

【0014】被検体301から放出される核磁気共鳴信号
はコイル314bにより受信され、増幅器315を通った後、
検波器316で直交位相検波され、A/D変換器317を経てコ
ンピュータ308へ入力される。尚、図では送信コイル314
aおよび検出コイル314bはそれぞれ別個のものが記載さ
れているが、これらは送受信両用でもよい。
The nuclear magnetic resonance signal emitted from the subject 301 is received by the coil 314b, passes through the amplifier 315,
Quadrature phase detection is performed by a detector 316, and input to a computer 308 via an A / D converter 317. The transmission coil 314 is shown in FIG.
Although a and the detection coil 314b are described separately, they may be used for both transmission and reception.

【0015】傾斜磁場発生系303、送信系304はシーケン
サ307によって制御され、このシーケンサ307と検出系30
5はコンピュータ308によって制御される。コンピュータ
308は信号処理系306およびキーボード322、マウス323等
からなる操作部321を備え、操作部321からの指令により
制御される。信号処理系306は、検出したNMR信号を信号
処理し、核スピンの密度分布、緩和時間分布、スペクト
ル分布等に対応する画像をCRTディスプレイ328に表示す
る。計算途中のデータあるいは最終データはメモリ32
4、325に収納される。さらに本発明において信号処理系
306は、NMR信号を用いて以下述べる静磁場不均一の補正
に必要な計算を行なう。
The gradient magnetic field generation system 303 and the transmission system 304 are controlled by a sequencer 307.
5 is controlled by the computer 308. Computer
Reference numeral 308 includes a signal processing system 306 and an operation unit 321 including a keyboard 322, a mouse 323, and the like, and is controlled by a command from the operation unit 321. The signal processing system 306 performs signal processing on the detected NMR signal, and displays an image corresponding to the nuclear spin density distribution, relaxation time distribution, spectrum distribution, and the like on the CRT display 328. Data during calculation or final data is stored in memory 32
4, stored in 325. Further, in the present invention, a signal processing system
In step 306, calculations necessary for correcting the static magnetic field inhomogeneity described below are performed using the NMR signal.

【0016】次にこのような構成のMRI装置において、
静磁場不均一を補正する方法について説明する。既に述
べたように被検体301の置かれる空間には静磁場発生磁
石302によって均一な静磁場が形成されているが、場所
によって磁化率の異なる被検体301が空間内に置かれる
と、均一性が乱される。このような被検体に起因して生
じる静磁場不均一は、被検体の測定部位によって異な
る。本発明の補正方法では測定部位に応じて高い精度の
補正を選択して行なう。
Next, in the MRI apparatus having such a configuration,
A method for correcting static magnetic field non-uniformity will be described. As described above, a uniform static magnetic field is formed in the space where the subject 301 is placed by the static magnetic field generating magnet 302. Is disturbed. Such static magnetic field inhomogeneity caused by the subject differs depending on the measurement site of the subject. According to the correction method of the present invention, high-precision correction is selected and performed according to the measurement site.

【0017】静磁場不均一を補正するための手順は、次
の4つのステップからなる。 <ステップ1>各シムチャンネルの特性を計測する。 <ステップ2>被検体の静磁場分布を求める。 <ステップ3>静磁場分布の不連続を除去する。 <ステップ4><ステップ1>で計測したシムコイル特性を
用いて、静磁場不均一を打ち消すような磁場を発生させ
るシム電流値を算出する。 <ステップ5>シムコイルに、<ステップ4>で算出した電
流を流す。
The procedure for correcting the inhomogeneity of the static magnetic field includes the following four steps. <Step 1> Measure the characteristics of each shim channel. <Step 2> Obtain the static magnetic field distribution of the subject. <Step 3> Eliminate discontinuities in the static magnetic field distribution. <Step 4> Using the shim coil characteristics measured in <Step 1>, a shim current value for generating a magnetic field that cancels out the inhomogeneity of the static magnetic field is calculated. <Step 5> The current calculated in <Step 4> is passed through the shim coil.

【0018】以下、各ステップを詳述する。 [ステップ1]シムコイル(シムチャンネル)特性と
は、シムコイルに流す単位電流当たりの静磁場分布の変
化を意味する。従って、シムコイルkに流れる電流を微
小量ΔI変化させて、各位置(画素jと表記する)にお
ける磁場の変化量ΔBjを計算すれば、画素iに対するシ
ムコイルkの特性を式(1)のように行列で表わすことがで
きる。
Hereinafter, each step will be described in detail. [Step 1] Shim coil (shim channel) characteristics mean a change in static magnetic field distribution per unit current flowing through the shim coil. Therefore, if the amount of change ΔBj of the magnetic field at each position (denoted as pixel j) is calculated by changing the current flowing through the shim coil k by a small amount ΔI, the characteristic of the shim coil k with respect to the pixel i is expressed by the equation (1). It can be represented by a matrix.

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【0020】シムコイル特性は、通常は装置固有の値で
あるため、水などの均質な試料において予め測定し、ス
ライス厚、スライス間隔、スライス位置毎に行列のま
ま、あるいは球面調和関数で展開した展開係数などして
記憶しておく。これをステップ4において各シムコイル
に流す電流値(補正シム電流値)を計算する際に用い
る。
Since the shim coil characteristic is usually a value inherent to the apparatus, it is measured in advance on a homogeneous sample such as water, and is developed as a matrix for each slice thickness, slice interval, and slice position, or expanded with a spherical harmonic function. It is stored as a coefficient. This is used to calculate the current value (corrected shim current value) flowing through each shim coil in step 4.

【0021】[ステップ2]ステップ2では、図2に示
すようなパルスシーケンスにより信号計測を行ない、得
られた信号の計算により静磁場分布を求める。即ち、ま
ず、スライス選択のための傾斜磁場Gs203の印加と共
に、90°高周波パルス201(以下、90°パルスと呼ぶ)
で被検体のスピンを励起する。次いでスピンの位相を変
化させる傾斜磁場Gp205を印加する。更にスライス傾斜
磁場Gs204と共に180°高周波パルス202(以下、180°パ
ルスと呼ぶ)を印加した後に、読み出し傾斜磁場Gr20
6、207を付与し、スピンエコーを発生させる。
[Step 2] In step 2, a signal is measured by a pulse sequence as shown in FIG. 2, and a static magnetic field distribution is obtained by calculating the obtained signal. That is, first, a 90 ° radio frequency pulse 201 (hereinafter, referred to as a 90 ° pulse) together with the application of the gradient magnetic field Gs203 for slice selection.
Excites the spin of the subject. Next, a gradient magnetic field Gp205 for changing the phase of the spin is applied. Further, after applying a 180 ° high-frequency pulse 202 (hereinafter referred to as a 180 ° pulse) together with the slice gradient magnetic field Gs204, the readout gradient magnetic field Gr20
6, 207 is added to generate a spin echo.

【0022】この時、傾斜磁場Grの反転のタイミングを
調整し、エコー信号が最大となる時点と180°パルスと
の間隔212が、90°パルスと180°パルスとの間隔τ211
と、微小時間εだけ異なるようにする。180°パルス印
加後から時間τが経過すると、90°パルス印加直後から
静磁場不均一E(x、y,z)により生じたスピンの位相変化
は完全に相殺されるため、上述の計測で得られた信号を
フーリエ変換して得られた画像S(x,y,z)には、微小時
間εの間に、静磁場不均一により生じる位相情報だけが
含まれる。
At this time, the reversal timing of the gradient magnetic field Gr is adjusted, and the interval 212 between the point at which the echo signal becomes maximum and the 180 ° pulse is changed to the interval τ211 between the 90 ° pulse and the 180 ° pulse.
And by a small time ε. When the time τ elapses after the 180 ° pulse is applied, the phase change of the spin caused by the static magnetic field inhomogeneity E (x, y, z) is completely canceled immediately after the 90 ° pulse is applied. An image S (x, y, z) obtained by Fourier-transforming the obtained signal contains only phase information generated due to the non-uniformity of the static magnetic field during the minute time ε.

【0023】ここで、磁気回転比をγ、複素画像S(x,
y,z)の実部と虚部をそれぞれSr(x,y,z)およびSi(x,y,
z)で表すと、静磁場不均一分布E(x,y,z)は式(2)により
求められる。
Here, the gyromagnetic ratio is γ, and the complex image S (x,
The real and imaginary parts of y, z) are Sr (x, y, z) and Si (x, y,
Expressed as z), the non-uniform static magnetic field distribution E (x, y, z) is obtained by equation (2).

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】[ステップ3]ステップ2で求めた静磁場
不均一分布E(x,y,z)からアークタンジェントエリアシ
ングを除去する。静磁場不均一分布は、例えば図1
(a)に示すような位相図101で表され、処理前の位相図
101では位相変化が−π〜πの範囲を超えたためにアー
クタンジェントエリアシングが生じている。これを解析
位置102でみると、1次元位相分布には、計測値103の11
2と113や117と118の間で位相飛びが生じている。一般に
は、位相変化がこのように不連続に変化することはない
ため、この不連続をアークタンジェントエリアシングが
生じているとみなし補正する。
[Step 3] Arc tangent aliasing is removed from the static magnetic field inhomogeneous distribution E (x, y, z) obtained in step 2. The inhomogeneous distribution of the static magnetic field is shown in FIG.
A phase diagram represented by a phase diagram 101 as shown in FIG.
At 101, arc tangent aliasing occurs because the phase change exceeds the range of -π to π. Looking at this at the analysis position 102, the one-dimensional phase distribution has 11
A phase jump occurs between 2 and 113 or between 117 and 118. In general, since the phase change does not change discontinuously in this way, the discontinuity is corrected on the assumption that arc tangent aliasing has occurred.

【0026】アークタンジェントエリアシング(不連続
点)の検出は、隣り合う画素の位相値を比較することに
より行なう。隣り合う画素の位相値をPa、Pbとすると、
|Pa-Pb|がある一定値(例えばπ)以上ならばアーク
タンジェントエリアシングが生じているとみなし、Pa<P
bならばPbに2πを減算し、Pa>PbならばPbに2πを加算
する。このような減算或いは加算を|Pa-Pb|がある一
定値以下になるまで行ない、位相補正を行なう。
The detection of arc tangent aliasing (discontinuous points) is performed by comparing the phase values of adjacent pixels. If the phase values of adjacent pixels are Pa and Pb,
If | Pa-Pb | is equal to or greater than a certain value (for example, π), it is considered that arc tangent aliasing has occurred, and Pa <P
If b, 2π is subtracted from Pb, and if Pa> Pb, 2π is added to Pb. Such subtraction or addition is performed until | Pa-Pb | becomes a certain value or less, and phase correction is performed.

【0027】本発明の補正方法では、このような処理を
種々の方向に行なう。図4はその一実施例を示す図で、
この実施例ではまず基準となる点403を決め、その基準
点を含むライン404上の1次元位相分布に対して上記ア
ークタンジェントエリアシングの検出と補正を行なう。
基準点は、図示する例では画像の中心点としてあるが、
シム中心となる点や信号強度の高い点などでもよい。
In the correction method of the present invention, such processing is performed in various directions. FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
In this embodiment, a reference point 403 is first determined, and the above-described arc tangent aliasing is detected and corrected for a one-dimensional phase distribution on a line 404 including the reference point.
The reference point is the center point of the image in the illustrated example,
A point at the center of the shim or a point with a high signal strength may be used.

【0028】この基準点を開始点として、図中右側(或
いは左側)に向って順次上記処理を行ない、続けて反対
側にも上記処理を行なう(同図(a))。次いでこのライ
ン404上の各点を基準点として、それぞれ図中上下方向
に上記処理を行なう(同図(b))。その後、ライン404上
の各点を基準点として、斜め方向に上記処理を行なう
(同図(c)(d))。
With the reference point as a starting point, the above processing is sequentially performed toward the right side (or left side) in the figure, and then the above processing is also performed on the opposite side (FIG. 2A). Next, the above processing is performed in the vertical direction in the figure, using each point on the line 404 as a reference point (FIG. 2B). Thereafter, the above processing is performed in an oblique direction using each point on the line 404 as a reference point (FIGS. (C) and (d)).

【0029】斜め方向の処理のアルゴリズムの例を図5
〜図8に示す。尚、これら図中、P(k,l)はマトリックス
サイズNX×NYの画素(k,l)の位相値を表し、kは1〜NX
のいずれかの整数、lは1〜NYのいずれかの整数であ
る。図示する例では、まずライン404の左端の基準点
(1,lc)から斜め右上方向に伸びる斜めのライン上に存
在する画素について処理を行なう。基準点(1,lc)をラ
イン404の右端の基準点(NX,lc)まで移動しながら、上
記斜めのラインと平行なラインについて処理を行う(図
5)。次にライン404から斜め左上方向に伸びるライン
についても左端から右端まで処理を行なう(図6)。右
下方向および斜め左下方向についても同様の処理を行な
い(図7、図8)、斜め方向の処理を完了する。
FIG. 5 shows an example of an algorithm for processing in the oblique direction.
8 to FIG. In these figures, P (k, l) represents the phase value of the pixel (k, l) of the matrix size NX × NY, and k is 1 to NX
And l is an integer of 1 to NY. In the illustrated example, first, processing is performed on pixels existing on a diagonal line that extends diagonally to the upper right from the reference point (1, lc) at the left end of the line 404. While moving the reference point (1, lc) to the reference point (NX, lc) at the right end of the line 404, processing is performed on a line parallel to the oblique line (FIG. 5). Next, processing is performed from the left end to the right end on a line extending obliquely upward from the line 404 (FIG. 6). Similar processing is performed for the lower right direction and the diagonally lower left direction (FIGS. 7 and 8), and the diagonal processing is completed.

【0030】最後に、ノイズなどによる誤動作の影響を
除去するために左右方向に処理する(図4(e))。この
ようにあらゆる方向に処理を行なうことで、図1(b)
に示すようにアークタンジェントエリアシングが完全に
除去できる。
Finally, processing is performed in the left-right direction to remove the influence of malfunction due to noise or the like (FIG. 4E). By performing the processing in all directions in this way, FIG.
As shown in (1), the arctangent aliasing can be completely removed.

【0031】被検体の形状が複雑で高精度の補正が必要
な場合には以上の処理を全て行なうことが好ましいが、
形状が単純な場合には図5〜図8の処理を全て行なう必
要はなく、適宜組合わせることも可能である。例えば斜
め右方向(図5、図6)或いは斜め左方向(図7、図
8)の処理だけを行なってもよい。なお、エリアシング
処理する領域全体に対し処理を行えばよいので、処理の
方向或いは各種方向の組み合わせは任意に設定できる。
When the shape of the subject is complicated and high-precision correction is required, it is preferable to perform all of the above processing.
When the shape is simple, it is not necessary to perform all of the processes in FIGS. 5 to 8 and it is possible to combine them as appropriate. For example, only the processing in the diagonally right direction (FIGS. 5 and 6) or the diagonal left direction (FIGS. 7 and 8) may be performed. Since the processing may be performed on the entire area to be subjected to the aliasing processing, the processing direction or a combination of various directions can be arbitrarily set.

【0032】更に別の実施例を図9(a)、(b)に示
す。図9(a)は一つの点を基準点として放射線状に処
理を行なう場合である。このような処理は中心部におい
て処理の精度が高いので、中心部に高い精度の補正が必
要な場合に好適である。放射線状の処理は、適宜図4
(b)〜(e)に示す各処理と組合せて実施してもよい。
また図9(b)は螺旋状に処理を行なう例であり、この
場合にも上述した各方向の処理と組合せてもよい。
Another embodiment is shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). FIG. 9A shows a case where processing is performed radially with one point as a reference point. Since such processing has high processing accuracy in the central portion, it is suitable when high-precision correction is required in the central portion. Radial processing is performed as shown in FIG.
It may be carried out in combination with each processing shown in (b) to (e).
FIG. 9B shows an example in which the processing is performed spirally. In this case, the processing may be combined with the processing in each direction described above.

【0033】[ステップ4]このように求めた静磁場不
均一分布およびステップ1で計測したシムコイル特性を
用いシム電流値を算出する。シム電流は、磁場不均一と
逆向きで、大きさの等しい磁場をシムコイルが発生させ
るに必要な電流であり、式(3)によって計算することが
できる。
[Step 4] A shim current value is calculated using the nonuniform static magnetic field distribution obtained in this way and the shim coil characteristics measured in step 1. The shim current is a current necessary for the shim coil to generate a magnetic field having the same magnitude in a direction opposite to the magnetic field inhomogeneity, and can be calculated by Expression (3).

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】シム電流はシムコイルの各チャンネル毎に
求める。 [ステップ5]最後に算出した電流をシムコイルに流
す。これにより被検体によって生じた静磁場の不均一が
高精度に補正される。この状態でMRIによる撮影を行な
うことにより画像の精度が向上する。
The shim current is obtained for each channel of the shim coil. [Step 5] The finally calculated current is supplied to the shim coil. Thereby, the non-uniformity of the static magnetic field caused by the subject is corrected with high accuracy. By performing MRI imaging in this state, the accuracy of the image is improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば位
相分布に生じたアークタンジェントエリアシングを効果
的に除去することができる。その結果、より正確な静磁
場不均一マップの取得が可能となるためにシミングの精
度が向上する。
As described above, according to the present invention, the arc tangent aliasing generated in the phase distribution can be effectively removed. As a result, a more accurate static magnetic field non-uniformity map can be obtained, so that the shimming accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】アークタンジェントエリアシングを説明する図
で(a)は補正前の位相図、(b)は補正後の位相図であ
る。
1A and 1B are diagrams illustrating arc tangent aliasing, wherein FIG. 1A is a phase diagram before correction, and FIG. 1B is a phase diagram after correction.

【図2】静磁場分布を計測する一般的なシーケンスを示
す図。
FIG. 2 is a diagram showing a general sequence for measuring a static magnetic field distribution.

【図3】本発明が適用されるMRI装置の全体の構成を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied.

【図4】本発明によるアークタンジェントエリアシング
補正の一実施例を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【図5】本発明のアークタンジェントエリアシング補正
のアルゴリズムの一例を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an algorithm for arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【図6】本発明のアークタンジェントエリアシング補正
のアルゴリズムの一例を示す図。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an algorithm for arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【図7】本発明のアークタンジェントエリアシング補正
のアルゴリズムの一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an algorithm for arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【図8】本発明のアークタンジェントエリアシング補正
のアルゴリズムの一例を示す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an algorithm for arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【図9】本発明によるアークタンジェントエリアシング
補正の他の実施例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing another embodiment of the arc tangent aliasing correction according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

302・・・静磁場発生磁石 303・・・傾斜磁場発生系 304・・・送信系 305・・・検出系 306・・・信号処理系 308・・・コンピュータ 318・・・シムコイル(補正手段) 302 ・ ・ ・ Static magnetic field generating magnet 303 ・ ・ ・ Gradient magnetic field generating system 304 ・ ・ ・ Transmitting system 305 ・ ・ ・ Detecting system 306 ・ ・ ・ Signal processing system 308 ・ ・ ・ Computer 318 ・ ・ ・ Shim coil (correction means)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場発生手段と、前記静磁場発生手段
が発生する静磁場の不均一を補正する補正手段とを備え
た磁気共鳴イメージング装置における静磁場不均一の補
正方法であって、 前記静磁場発生手段が発生する静磁場の不均一分布を計
測するステップと、 前記補正手段により前記静磁場の不均一分布を打ち消す
静磁場を発生させるステップとを含み、 前記静磁場の不均一分布を計測するステップは、静磁場
不均一性の情報を含む所望の領域の2次元位相分布を求
めるステップと、前記位相分布の座標上の1点を基準と
してその点を含む所定のライン上にある隣接する点の位
相差を求め、そのライン上における位相の不連続点を求
める処理を複数のラインについて行なうステップと、前
記位相の不連続点をなくす処理を行うステップとを含
み、前記複数のラインは斜め方向、螺旋状、放射状の何
れかもしくはこれらの組み合わせであることを特徴とす
る静磁場不均一の補正方法。
1. A method of correcting non-uniformity of a static magnetic field in a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a static magnetic field generating unit; and a correcting unit that corrects non-uniformity of a static magnetic field generated by the static magnetic field generating unit. Measuring the non-uniform distribution of the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, and generating a static magnetic field that cancels out the non-uniform distribution of the static magnetic field by the correction means, The measuring step includes a step of obtaining a two-dimensional phase distribution of a desired region including information on the inhomogeneity of the static magnetic field, and a step of determining an adjacent point on a predetermined line including the point with reference to one point on the coordinates of the phase distribution. Determining the phase difference between the points to be performed, and performing a process of obtaining a discontinuous point of the phase on the line for a plurality of lines, and a step of performing a process of eliminating the discontinuous point of the phase Wherein the plurality of lines are oblique, spiral, radial, or a combination thereof.
【請求項2】 静磁場発生手段と、前記静磁場発生手段
が発生する静磁場の不均一を補正する補正手段とを備え
た磁気共鳴イメージング装置における静磁場不均一の補
正方法であって、 前記静磁場発生手段が発生する静磁場の不均一分布を計
測するステップと、 前記補正手段により前記静磁場の不均一分布を打ち消す
静磁場を発生させるステップとを含み、 前記静磁場の不均一分布を計測するステップは、静磁場
不均一性の情報を含む所望の領域の2次元位相分布を求
めるステップと、前記位相分布の座標上の1点を基準と
してその点を含む所定のライン上にある隣接する点の位
相差を求め、そのライン上における位相の不連続点を求
める処理を複数のラインについて行なうステップと、前
記位相の不連続点をなくす処理を行うステップとを含
み、前記複数のラインは基準点に対し点対象もしくは基
準点を含むラインに対し線対象であることを特徴とする
静磁場不均一の補正方法。
2. A method of correcting non-uniformity of a static magnetic field in a magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a static magnetic field generating unit; and a correcting unit that corrects non-uniformity of a static magnetic field generated by the static magnetic field generating unit. Measuring the non-uniform distribution of the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, and generating a static magnetic field that cancels out the non-uniform distribution of the static magnetic field by the correction means, The measuring step includes a step of obtaining a two-dimensional phase distribution of a desired region including information on the inhomogeneity of the static magnetic field, and a step of determining an adjacent point on a predetermined line including the point with reference to one point on the coordinates of the phase distribution. Determining the phase difference between the points to be performed, and performing a process of obtaining a discontinuous point of the phase on the line for a plurality of lines, and a step of performing a process of eliminating the discontinuous point of the phase Wherein the plurality of lines are point targets with respect to a reference point or line targets with respect to a line including the reference point.
【請求項3】 上記複数のラインについて行う不連続点
を求める処理を、所望の領域に対しラインの方向を変え
ながら複数回行うステップを含む請求項1もしくは2に
記載の静磁場不均一補正方法。
3. The static magnetic field non-uniformity correction method according to claim 1, further comprising the step of performing the processing for obtaining the discontinuous point performed on the plurality of lines a plurality of times while changing the direction of the line in a desired area. .
【請求項4】 静磁場発生手段と、前記静磁場発生手段
が発生する静磁場の不均一を補正する補正手段とを備え
た磁気共鳴イメージング装置において、 静磁場不均一性の情報を含む所望の領域の2次元位相分
布を求め、前記位相分布の座標上の1点を基準としてそ
の点を含む所定のライン上にある隣接する点の位相差を
求め、そのライン上における位相の不連続点を求める処
理を斜め方向、螺旋状、放射状の何れかもしくはこれら
の組み合わせからなる複数のラインについて行ない、前
記位相の不連続点をなくす処理を行い、静磁場の不均一
分布を計測する不均一分布計測手段を備えたことを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置。
4. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a static magnetic field generating means; and a correcting means for correcting non-uniformity of a static magnetic field generated by the static magnetic field generating means. A two-dimensional phase distribution of the area is obtained, a phase difference between adjacent points on a predetermined line including the point is determined with reference to one point on the coordinates of the phase distribution, and a discontinuity of the phase on the line is determined. Non-uniform distribution measurement in which the processing to be performed is performed on a plurality of lines composed of any one of oblique directions, spirals, radials, or a combination thereof, and processing for eliminating the discontinuity of the phase is performed to measure the non-uniform distribution of the static magnetic field. A magnetic resonance imaging apparatus characterized by comprising means.
JP11161293A 1999-06-08 1999-06-08 Method for correcting unequalness of static magnetic field in magnetic resonance imaging system Pending JP2000342552A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013523201A (en) * 2010-03-26 2013-06-17 エレクタ アクチボラゲット Method for designing a coil system for the generation of a magnetic field of a desired geometric shape, a magnetic resonance image or a magnetoencephalographic device with a coil assembly and a computer program
CN107019511A (en) * 2016-01-04 2017-08-08 株式会社日立制作所 MR imaging apparatus and its time-series image creating method

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