JP2009273530A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire stable images which are free from streak artifacts or image distortion in EPI imaging or echo-planar imaging. <P>SOLUTION: A pre-measured echo measured by shortest TE (echo time) imaging without applying phase encoding gradient pulse is separated into an odd echo and an even echo after synthesizing between adjacent slices. In order to smoothly connect the phase variations in an echo train direction, linear fitting of phase variations in a frequency direction is performed with respect to pre-measured data between the odd echoes by using the number of echoes specified from reference echoes to obtain the echo variations (242). The phase variations are accumulated in the echo train direction by using the fitting result, and the result is taken as an odd echo after the correction (243). The same fitting in the frequency direction and phase accumulation in the echo train direction are also performed for differences between the odd echo and the even echo. The phases of the data between the odd echoes after the correction are added, and the result is taken as an even echo after the correction. A peak position in a kx direction of main measurement data is moved to the center by using the odd echo and the even echo after the correction (220). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する磁気共鳴イメージング(MRI)装置に関し、特にマルチエコーパルスシーケンスを用いた撮像において、エコー信号の局所的な位相変化により生じるストリークアーチファクトを効果的に抑制することを可能としたMRI装置に関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus that measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as “NMR”) signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and visualizes nuclear density distribution, relaxation time distribution, and the like. In particular, the present invention relates to an MRI apparatus capable of effectively suppressing streak artifacts caused by a local phase change of an echo signal in imaging using a multi-echo pulse sequence.

MRI装置による撮像手法として、1回或いは数回のRF照射で1枚の画像再構成に必要なエコー信号を取得するシングルショット或いはマルチショットのエコープレナーイメージング(EPI)法などのマルチエコー撮像法がある。マルチエコー撮像では、周波数エンコード傾斜磁場を反転しながら時系列的に複数のエコー信号を取得するので、計測空間(k空間)では、偶数番目に取得したエコー(以下、偶数エコーという)と奇数番目に取得したエコー(以下、奇数エコーという)とは、周波数方向の向きが逆向きに配置される。通常、各エコーをサンプリングして時系列データとする場合、サンプリング時間はその中央とエコーのピークとが一致するように決められているが、静磁場の局所的な不均一や傾斜磁場の不完全性等があると、サンプリング時間の中央とエコーのピークが不一致となる。その場合、偶数エコーと奇数エコーではエコーのピークが計測空間における周波数エンコード0の軸(ky軸)を中心として反対側の位置となる。   As an imaging method using an MRI apparatus, there is a multi-echo imaging method such as a single-shot or multi-shot echo planar imaging (EPI) method that acquires an echo signal necessary for image reconstruction by one or several RF irradiations. is there. In multi-echo imaging, multiple echo signals are acquired in time series while inverting the frequency encoding gradient magnetic field, so in the measurement space (k space), even-numbered echoes (hereinafter referred to as even-numbered echoes) and odd-numbered ones are acquired. The direction of the frequency direction is arranged opposite to the echo acquired in (1) (hereinafter referred to as odd-numbered echo). Normally, when sampling each echo to make time-series data, the sampling time is determined so that the center and the peak of the echo coincide with each other, but the local inhomogeneity of the static magnetic field and the incomplete gradient magnetic field are incomplete. If there is a characteristic, the center of the sampling time and the peak of the echo do not match. In that case, the peak of the echo in the even-numbered echo and the odd-numbered echo is located on the opposite side of the frequency encoding 0 axis (ky axis) in the measurement space.

このような偶数エコーと奇数エコーのピークずれは、N/2アーチファクトと呼ばれるアーチファクトの原因となる。   Such a peak shift between the even echo and the odd echo causes an artifact called an N / 2 artifact.

偶数エコーと奇数エコーのピークずれは、本来、ky軸を中心として対称に現れるはずであるが、計測空間における位相エンコード方向に位相変化が発生する場合、即ち、エコートレイン(1回の励起内で連続して計測される複数のエコー)内で傾斜磁場の渦電流などにより位相差が異なる場合がある。また、位相エンコード方向のオフセットが最適に調整されていない場合、補正用エコー信号を一次元フーリエ変換した補正用データの位相にノイズ的な変化が混入することがある。このような補正用データを用いて補正した画像には、ストリークアーチファクトが生じる。さらに補正用データの位相に2次的な変化が混入しているために、補正後の画像に歪みが生じる場合もある。   The peak shift between the even echo and the odd echo should appear symmetrically about the ky axis, but when a phase change occurs in the phase encoding direction in the measurement space, that is, an echo train (within one excitation) There may be a case where the phase difference differs depending on the eddy current of the gradient magnetic field in a plurality of echoes measured continuously. Further, when the offset in the phase encoding direction is not optimally adjusted, a noise-like change may be mixed in the phase of correction data obtained by one-dimensional Fourier transform of the correction echo signal. Streak artifacts occur in an image corrected using such correction data. Further, since a secondary change is mixed in the phase of the correction data, distortion may occur in the corrected image.

このような位相エンコード方向の位相変化や2次的に混入する位相ノイズも含めてN/2アーチファクト補正を行なうための手法が提案されている(特許文献1)。この方法では、本計測エコーに対応する数の前計測エコーを得て、時間的に隣接する前計測エコーについてそれぞれ位相変化(位相差)を算出し、本計測エコーの位相エンコード方向の位相変化を反映した補正用位相マップを作成する。この際、位相差の精度を高めるために、位相差の平均化を行う。   A method for performing N / 2 artifact correction including such phase change in the phase encoding direction and phase noise mixed secondarily has been proposed (Patent Document 1). In this method, the number of pre-measurement echoes corresponding to this measurement echo is obtained, the phase change (phase difference) is calculated for each pre-measurement echo that is temporally adjacent, and the phase change in the phase encoding direction of this measurement echo is calculated. Create a reflected correction phase map. At this time, the phase difference is averaged in order to increase the accuracy of the phase difference.

このような補正用位相マップを用いて本計測エコーを補正することにより、N/2アーチファクトを高精度で除去することができる。
特開2001−112735号公報
By correcting this measurement echo using such a correction phase map, N / 2 artifacts can be removed with high accuracy.
JP 2001-112735 A

特許文献1に記載された手法を用いることにより、位相エンコード方向の位相誤差を含むN/2アーチファクトについても高精度で除去可能になったが、この方法では、時間的に隣接する前計測エコー間すなわち奇数エコーと偶数エコーとの間の位相差を求めているが、奇数エコー間または偶数エコー間の位相差の変化は考慮されていない。そのため、位相エンコード方向のオフセットが時間的に変動する場合の位相変化によって発生する画像歪みに関しては、精度良い補正を行なうことができない。   By using the method described in Patent Document 1, N / 2 artifacts including phase errors in the phase encoding direction can be removed with high accuracy. That is, the phase difference between the odd-numbered echo and the even-numbered echo is obtained, but the change in the phase difference between the odd-numbered echoes or between the even-numbered echoes is not taken into consideration. Therefore, accurate correction cannot be performed for image distortion caused by a phase change when the offset in the phase encoding direction varies with time.

また補正用データに2次的に混入する位相ノイズについては平均化処理を行っているが、周波数エンコード方向の位置の信号強度が低くなる場合には、その位置の位相情報を十分に得られていないため、精度のよい位相ノイズ除去ができないことになる。このため奇数エコーと偶数エコー間の位相差の変化を補正する場合においても、十分にピーク位置ずれを補正することができない。このような前計測データを使用して、そのままエコーピーク位置の補正を行なうと、その周波数位置においてストリークアーチファクトが発生する。   In addition, the phase noise that is secondarily mixed in the correction data is averaged, but when the signal intensity at the position in the frequency encoding direction becomes low, the phase information at that position is sufficiently obtained. Therefore, accurate phase noise removal cannot be performed. For this reason, even when correcting the change in the phase difference between the odd and even echoes, the peak position deviation cannot be corrected sufficiently. When such pre-measurement data is used to correct the echo peak position as it is, streak artifacts occur at the frequency position.

そこで本発明は、位相エンコード方向のオフセットに時間変動がある場合にも精度よくN/2アーチファクトを抑制すること、また補正用データの中に周波数エンコード方向の特定の位置の信号強度が低いエコー信号が混在した場合にも、高精度にストリークアーチファクトを抑制することを目的とする。   Therefore, the present invention suppresses N / 2 artifacts accurately even when there is a time variation in the offset in the phase encoding direction, and an echo signal having a low signal intensity at a specific position in the frequency encoding direction in the correction data. It is an object of the present invention to suppress streak artifacts with high accuracy even when there is a mixture.

上記課題を解決するため、本発明のMRI装置は、位相エンコード傾斜パルスを印加せず計測した前計測データを用いて本計測エコーを補正するに際し、前計測エコーを奇数番目に取得したエコー(奇数エコー)と、偶数番目に取得したエコー(偶数エコー)に分離し、奇数エコー間、偶数エコー間および奇数エコーと偶数エコー間の位相差分について、周波数方向の位相変化を直線でフィッティングし、フィッティング結果を用いてエコートレイン方向に位相変化を累積し、エコートレイン方向の位相変化を滑らかに接続する。こうして補正された前計測データを用いて、本計測エコーから対応する前計測データの位相を減算することにより、本計測エコーのkx方向のピーク位置を中心に移動させる。   In order to solve the above-described problem, the MRI apparatus of the present invention corrects the main measurement echo using the pre-measurement data measured without applying the phase encode gradient pulse, and the echo (odd number) acquired the odd-numbered pre-measurement echo. Echo) and even-numbered echoes (even-numbered echoes), and the phase difference in the frequency direction is fitted with a straight line for the phase difference between odd-numbered echoes, between even-numbered echoes, and between odd-numbered and even-numbered echoes. Is used to accumulate phase changes in the echo train direction and smoothly connect the phase changes in the echo train direction. By subtracting the phase of the corresponding previous measurement data from the main measurement echo using the corrected previous measurement data, the peak position in the kx direction of the main measurement echo is moved to the center.

即ち本発明のMRI装置は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場発生手段が発生する静磁場中に置かれた被検体に高周波パルスを照射する高周波パルス照射手段と、周波数方向および位相エンコード方向の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体から発生するエコー信号を検出する受信手段と、前記エコー信号を処理し、画像を作成する信号処理手段と、1回の高周波パルス照射後に複数の傾斜磁場パルスを印加して複数のエコー信号を取得するマルチエコーパルスシーケンスを備え、前記マルチエコーパルスシーケンスに従い高周波パルス照射手段、傾斜磁場印加手段、受信手段および信号処理手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、画像取得のための本計測と、位相エンコード方向の傾斜磁場パルスを印加しない以外は前記本計測と同じパルスシーケンスを用いた前計測とを行ない、前記信号処理手段は、前記前計測で取得した複数のエコーからなる前計測データを用いて前記本計測で取得した本計測エコーを補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記前計測データを奇数番目に取得したエコーと偶数番目に取得したエコーに分離し、奇数番目に取得したエコー間、偶数番目に取得したエコー間および奇数番目に取得したエコーと偶数番目に取得したエコーの間のそれぞれについて位相差分を算出し、前記位相差分を周波数方向にフィッティングした後、エコートレイン方向に累積して、前記前計測データを補正する前計測データ補正手段を備え、補正後の前計測データを用いて、前記本計測エコーを補正することを特徴とする。   That is, the MRI apparatus of the present invention comprises a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, a high frequency pulse irradiating means for irradiating a subject placed in a static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, and a frequency direction And a gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field pulse in the phase encoding direction, a receiving means for detecting an echo signal generated from the subject, a signal processing means for processing the echo signal and creating an image, and once A multi-echo pulse sequence for obtaining a plurality of echo signals by applying a plurality of gradient magnetic field pulses after irradiation of the high-frequency pulse, and in accordance with the multi-echo pulse sequence, high-frequency pulse irradiation means, gradient magnetic field applying means, receiving means and signal processing means Control means for controlling the main measurement for image acquisition and a gradient magnetic field in the phase encoding direction. Except for not applying a pulse, pre-measurement using the same pulse sequence as the main measurement is performed, and the signal processing means is acquired in the main measurement using pre-measurement data including a plurality of echoes acquired in the previous measurement. Correction means for correcting the main measurement echo, wherein the correction means separates the previous measurement data into odd-numbered echoes and even-numbered echoes, and between even-numbered echoes, even-numbered echoes. The phase difference is calculated for each of the acquired echoes and between the odd-numbered acquired echo and the even-numbered acquired echo, and the phase difference is fitted in the frequency direction and then accumulated in the echo train direction. Pre-measurement data correction means for correcting measurement data is provided, and the main measurement echo is corrected using the pre-measurement data after correction. .

本発明のMRI装置において、好適には、前計測データの取得は、高周波パルス照射後からエコー取得までの時間を最短に設定した最短TE撮像条件で行なう、複数のスライスのうち近傍のスライスで得られた前計測エコーを合成するなどにより、前計測データの信号強度を高める。また補正手段は、信号値が予め設定した閾値以上のエコーのみを用いて周波数方向フィッティングを行ない、その後の位相累積の精度を高める。   In the MRI apparatus of the present invention, it is preferable that the pre-measurement data is acquired in a neighboring slice among a plurality of slices, which is performed under the shortest TE imaging condition in which the time from the radio frequency pulse irradiation to the echo acquisition is set to the shortest. The signal strength of the pre-measurement data is increased by synthesizing the pre-measurement echoes. Further, the correction means performs frequency direction fitting using only echoes whose signal value is equal to or greater than a preset threshold value, and increases the accuracy of subsequent phase accumulation.

本発明のMRI装置によれば、前計測データに対し、奇数エコーと偶数エコーに分けて、周波数方向のフィッティングとエコートレイン方向の位相累積を行なうことにより、前計測データに含まれる位相誤差が補正結果に与える影響を排除し、アーチファクトを高精度に低減した画像を得ることができる。   According to the MRI apparatus of the present invention, the phase error included in the previous measurement data is corrected by dividing the previous measurement data into odd-numbered echoes and even-numbered echoes and performing frequency direction fitting and echo train direction phase accumulation. The influence on the result can be eliminated, and an image with reduced artifacts can be obtained.

以下、添付図面を参照して本発明のMRI装置の好ましい実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用するMRI装置の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、静磁場発生系11、傾斜磁場発生系12、送信系13、受信系14、シーケンサ15、再構成演算部(信号処理系)16、制御系17および表示部(ディスプレイ)18を備え、また図示しない操作部を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the MRI apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied. This MRI apparatus includes a static magnetic field generation system 11, a gradient magnetic field generation system 12, a transmission system 13, a reception system 14, a sequencer 15, a reconstruction calculation unit (signal processing system) 16, a control system 17, and a display unit (display) 18. And an operation unit (not shown).

静磁場発生系11は、永久磁石・常電導磁石または超電導磁石のいずれかからなり、被検体10が置かれる空間に均一な静磁場を発生させる。静磁場の方向は、通常、被検体10の体軸方向または被検体10の体軸と直交する方向である。   The static magnetic field generation system 11 is composed of a permanent magnet, a normal conducting magnet, or a superconducting magnet, and generates a uniform static magnetic field in the space where the subject 10 is placed. The direction of the static magnetic field is usually the body axis direction of the subject 10 or the direction orthogonal to the body axis of the subject 10.

傾斜磁場発生系12は、X、Y、Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル121と、これらの各々のコイルを磁化させる傾斜磁場電源122とからなり、シーケンサ15からの命令に従って傾斜磁場電源122の各々のコイルを磁化させることによりX、Y、Zの3軸方向の傾斜磁場Gs、Gp、Gfを被検体10に印加する。この傾斜磁場の加え方により、被検体10の撮影断面が設定される。   The gradient magnetic field generation system 12 includes a gradient magnetic field coil 121 wound in three axial directions of X, Y, and Z, and a gradient magnetic field power source 122 that magnetizes each of these coils. By magnetizing each coil of the power supply 122, gradient magnetic fields Gs, Gp, and Gf in three axial directions of X, Y, and Z are applied to the subject 10. The imaging cross section of the subject 10 is set depending on how the gradient magnetic field is applied.

送信系13は、高周波発振器131、変調器132、高周波増幅器133及び高周波照射コイル134とからなり、傾斜磁場発生系12で設定された被検体10の断面を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために、高周波発振器131から出力されたRFパルスを高周波増幅器133で増幅した後に、被検体10に近接して設置された高周波照射コイル134に供給して被検体10に照射する。   The transmission system 13 includes a high-frequency oscillator 131, a modulator 132, a high-frequency amplifier 133, and a high-frequency irradiation coil 134, and performs nuclear magnetic resonance on atomic nuclei constituting the cross section of the subject 10 set in the gradient magnetic field generation system 12. In order to cause this, the RF pulse output from the high-frequency oscillator 131 is amplified by the high-frequency amplifier 133 and then supplied to the high-frequency irradiation coil 134 installed in the vicinity of the subject 10 to irradiate the subject 10.

受信系14は、高周波受信コイル141、受信回路142及びアナログ/ディジタル(以下「A/D」という)変換器143からなり、送信系13の高周波照射コイル134から照射された電磁波による被検体10の原子核の核磁気共鳴によるNMR信号であるエコー信号を、被検体10に近接して配置された高周波受信コイル141で検出し、受信回路142を介してA/D変換器143に入力し、ディジタル信号に変換して、さらにシーケンサ15からの命令によるタイミングでサンプリングされたデータ(以下「サンプリングデータ」という)として、再構成演算部16に送る。   The receiving system 14 includes a high-frequency receiving coil 141, a receiving circuit 142, and an analog / digital (hereinafter referred to as “A / D”) converter 143. The receiving system 14 includes an electromagnetic wave irradiated from the high-frequency irradiation coil 134 of the transmitting system 13. An echo signal, which is an NMR signal by nuclear magnetic resonance of an atomic nucleus, is detected by a high-frequency receiving coil 141 disposed in the vicinity of the subject 10 and input to an A / D converter 143 via a receiving circuit 142, and a digital signal And is sent to the reconstruction calculation unit 16 as data sampled at a timing according to a command from the sequencer 15 (hereinafter referred to as “sampling data”).

制御系17は、シーケンサ15に指令を送り、シーケンサに設定された所定のパルスシーケンスに従い、上述した傾斜磁場発生系12、送信系13および受信系14を制御するとともに、再構成演算部16の動作を制御する。
再構成演算部16は、サンプリングデータにフーリエ変換などの各種演算を行なうとともに、後述する位相変化や補正用データの算出、補正用データを用いた補正などを行なう。再構成演算部16で再構成された画像は、表示部(ディスプレイ)18に表示される。
The control system 17 sends a command to the sequencer 15 and controls the gradient magnetic field generation system 12, the transmission system 13 and the reception system 14 according to a predetermined pulse sequence set in the sequencer, and the operation of the reconstruction calculation unit 16 To control.
The reconstruction calculation unit 16 performs various calculations such as Fourier transform on the sampling data, and calculates a phase change and correction data, which will be described later, and correction using the correction data. The image reconstructed by the reconstruction computation unit 16 is displayed on a display unit (display) 18.

次に上記構成におけるMRI装置の動作を説明する。図2に、動作の手順を示す。   Next, the operation of the MRI apparatus having the above configuration will be described. FIG. 2 shows an operation procedure.

本実施の形態のMRI装置は、画像化するエコー信号を計測する本計測(ステップ210)として、マルチエコー撮像によるパルスシーケンスを実行し、本計測によって得られたエコー信号(本計測エコー)20を、本計測とは別に実行された前計測(ステップ230)によって得られたエコー信号(前計測エコー)30を用いて補正し(ステップ220)、画像化する(ステップ225)。本計測エコー20の補正は、本計測エコー20および前計測エコー30をそれぞれ周波数方向にフーリエ変換(ステップ215、235)し、x−kyデータとし、差分することにより行なう。   The MRI apparatus of the present embodiment executes a pulse sequence by multi-echo imaging as the main measurement (step 210) for measuring the echo signal to be imaged, and the echo signal (main measurement echo) 20 obtained by the main measurement is obtained. Then, correction is performed using the echo signal (pre-measurement echo) 30 obtained by the pre-measurement (step 230) performed separately from the main measurement (step 220), and imaged (step 225). The main measurement echo 20 is corrected by subjecting the main measurement echo 20 and the previous measurement echo 30 to Fourier transform (steps 215 and 235) in the frequency direction to obtain x-ky data and making a difference.

前計測エコー30を補正用データとして補正に供するに際し、奇数エコー31と偶数エコー32に分けて、それぞれの差分(位相差分)を周波数方向フィッティングし、エコートレイン方向に位相累積する(ステップ240、250)ことにより、前計測エコーに2次的に混入する位相ノイズを除去するとともに時間変動を含む位相変化を反映した補正用データを得る。なお補正用データを取得するための計測を「前計測」と称しているが、前計測を実行するタイミングは本計測の前後いずれであってもよい。   When the pre-measurement echo 30 is subjected to correction as correction data, it is divided into odd-numbered echoes 31 and even-numbered echoes 32, the respective differences (phase differences) are fitted in the frequency direction, and the phases are accumulated in the echo train direction (steps 240 and 250). Thus, phase noise secondarily mixed in the previous measurement echo is removed, and correction data reflecting a phase change including a time variation is obtained. In addition, although the measurement for acquiring the correction data is referred to as “pre-measurement”, the timing for executing the pre-measurement may be before or after the main measurement.

以下、図2に示す各ステップの詳細を説明する。
<ステップ210、230>
本計測(ステップ210)及び前計測(ステップ230)では、シングルショット又はマルチショットEPIシーケンスにより、1回の励起で複数のエコー信号を計測する。図3及び図4に、本計測および前計測で用いられるパルスシーケンスの一例を示す。これらパルスシーケンスは公知のGrE系EPIシーケンスであり、簡単に説明する。
Details of each step shown in FIG. 2 will be described below.
<Steps 210 and 230>
In the main measurement (step 210) and the previous measurement (step 230), a plurality of echo signals are measured with one excitation by a single shot or multi-shot EPI sequence. 3 and 4 show an example of a pulse sequence used in the main measurement and the previous measurement. These pulse sequences are known GrE EPI sequences and will be described briefly.

まず検知する磁化を含む被検体にRFパルス301を照射すると同時にスライスを選択する傾斜磁場パルス302を印加し、画像化するスライスを選択する。次いで周波数エンコード傾斜磁場のオフセットを与えるパルス304を印加した後、連続して反転する周波数エンコード傾斜磁場パルス306を印加し、反転する周波数エンコード傾斜磁場306の各周期内でエコー信号120、130が時系列的に発生するので、これを時間範囲307の間おのおのサンプリングし時系列データを得る。反転する周波数エンコード傾斜磁場306の強度、印加タイミング、時間範囲307は、本計測シーケンスと前計測と同じである。しかし、図3に示す本計測シーケンスでは、各エコー信号120に位相エンコードするための傾斜磁場パルス303、305が印加されるのに対し、図4に示す前計測シーケンスでは、位相エンコードは用いない。   First, an RF pulse 301 is irradiated to a subject including magnetization to be detected, and simultaneously, a gradient magnetic field pulse 302 for selecting a slice is applied to select a slice to be imaged. Next, after applying a pulse 304 that gives an offset of the frequency encode gradient magnetic field, a frequency encode gradient magnetic field pulse 306 that is continuously inverted is applied, and the echo signals 120 and 130 are generated within each period of the frequency encode gradient magnetic field 306 to be inverted. Since it is generated in series, this is sampled for each time range 307 to obtain time series data. The intensity, application timing, and time range 307 of the frequency encoding gradient magnetic field 306 to be reversed are the same as those in the main measurement sequence and the previous measurement. However, in this measurement sequence shown in FIG. 3, gradient magnetic field pulses 303 and 305 for phase encoding are applied to each echo signal 120, whereas in the previous measurement sequence shown in FIG. 4, phase encoding is not used.

シングルショットシーケンスの場合には、図示する繰り返し単位308を1回で、マルチショットシーケンスであれば、繰り返し単位308を複数回繰り返して、それぞれk空間全体を埋めるデータを取得する。1回の繰り返し単位で取得する複数のエコーをエコートレインと言い、奇数番目に取得されるエコーを奇数エコー、偶数番目に取得されるエコーを偶数エコーという。   In the case of a single shot sequence, the repeating unit 308 shown in the figure is performed once, and in the case of a multi-shot sequence, the repeating unit 308 is repeated a plurality of times to obtain data that respectively fills the entire k space. A plurality of echoes acquired in one repeat unit is called an echo train, an odd-numbered echo is called an odd-numbered echo, and an even-numbered echo is called an even-numbered echo.

通常、このような計測をスライス傾斜磁場302を異ならせて行い、複数のスライスのデータを取得する。スライス数は特に限定されるものではないが、本実施の形態では、少なくとも前計測において、複数のスライスのデータを取得することが望ましい。複数のスライスのデータを利用することにより、より精度の高い補正用データを作成することができる。   Usually, such measurement is performed by changing the slice gradient magnetic field 302 to acquire data of a plurality of slices. Although the number of slices is not particularly limited, in the present embodiment, it is desirable to acquire data of a plurality of slices at least in the previous measurement. By using data of a plurality of slices, correction data with higher accuracy can be created.

また前計測は、RFパルス301から信号強度が最大となるエコー信号(最大エコーという)を計測までの時間(T)が最短となるようにエコー時間を設定する。最大エコーは、SE系EPIシーケンスの場合TE(エコー時間)に発生するエコーであり、GE系EPIシーケンスの場合は第1エコーである。一般にEPIシーケンスでは、図5に示すように、RFパルス照射後に時間が経過するほどT2またはT2*減衰により信号強度が低下するが、最大エコーが得られるまでの時間(501)を最短にすることにより、通常のTE設定時間(502)で計測した場合に得られるエコー504に比べて、最短のTEに設定した前計測では、高い信号強度でエコー503を取得することができる。   In the pre-measurement, the echo time is set so that the time (T) from the RF pulse 301 to the measurement of the echo signal with the maximum signal intensity (referred to as the maximum echo) is the shortest. The maximum echo is an echo that occurs at TE (echo time) in the case of an SE-based EPI sequence, and is the first echo in the case of a GE-based EPI sequence. In general, in the EPI sequence, as shown in FIG. 5, the signal intensity decreases due to T2 or T2 * attenuation as time elapses after irradiation with the RF pulse, but the time (501) until the maximum echo is obtained should be minimized. Thus, the echo 503 can be acquired with a higher signal intensity in the previous measurement set to the shortest TE compared to the echo 504 obtained when the measurement is performed in the normal TE setting time (502).

<周波数方向フーリエ変換ステップ215、235>
本計測および前計測で得られたエコー信号20、30をそれぞれ周波数方向にフーリエ変換し、x−kyデータとする。これは、計測空間におけるエコー信号のピークのずれは、フーリエ変換後の空間(x−ky空間)での位相変化に対応するので、位相補正によってデータを補正するためである。
<Frequency direction Fourier transform steps 215 and 235>
The echo signals 20 and 30 obtained in the main measurement and the previous measurement are each Fourier-transformed in the frequency direction to obtain x-ky data. This is because the peak shift of the echo signal in the measurement space corresponds to a phase change in the space after the Fourier transform (x-ky space), and thus the data is corrected by phase correction.

ここで、本計測エコーに含まれる誤差について、図6〜図8を参照して説明する。
既に述べたように、本計測エコーには、エコーのピーク位置がサンプリング時間307の中心と一致しない場合、k空間において奇数エコーのピーク位置と、偶数エコーのピーク位置がk空間中央に対し、それぞれ逆方向にずれる。この様子を図6に示す。図6(a)に示すk空間600において、中央点線が周波数エンコード0の軸610であり、上から順に奇数エコー、偶数エコーが配置されている。奇数エコーのピーク621、622・・・は軸610に対し右側にずれ、偶数エコーのピーク631、632・・・は軸610に対し左側にずれている。このような本計測エコーをそのまま画像再構成した場合には、図6(b)に示すようなN/2アーチファクトとなる。
Here, errors included in the main measurement echo will be described with reference to FIGS.
As already described, in this measurement echo, when the peak position of the echo does not coincide with the center of the sampling time 307, the peak position of the odd echo and the peak position of the even echo in the k space are respectively Shifts in the opposite direction. This is shown in FIG. In the k space 600 shown in FIG. 6A, the center dotted line is the axis 610 of frequency encode 0, and odd-numbered echoes and even-numbered echoes are arranged in order from the top. The odd-echo peaks 621, 622,... Are shifted to the right with respect to the axis 610, and the even-echo peaks 631, 632,. When such a main measurement echo is reconstructed as it is, an N / 2 artifact as shown in FIG. 6B is obtained.

また、位相エンコード方向のオフセットに誤差がある場合、図7(a)に示すように、エコー番号が大きくなるほど(すなわちエコートレインが進むほど)エコーのピークの軸610からのずれが大きくなる。これは図7(b)に示すように、周波数エンコード傾斜磁場パルス(点線)701に位相エンコード方向のオフセット誤差702が存在する場合、エコーのピーク位置は正方向と負方向でオフセット誤差に相当する分703だけそれぞれ逆にずれるためである。すなわち、正負の周波数エンコード量に偏りが生じ、その結果、エコートレインが進むほどにキャンセルできない周波数エンコード量が蓄積されていくため、計測空間中央からピークが離れていく。   Further, when there is an error in the offset in the phase encoding direction, as shown in FIG. 7A, the deviation of the echo peak from the axis 610 increases as the echo number increases (that is, the echo train advances). As shown in FIG. 7B, when an offset error 702 in the phase encode direction exists in the frequency encode gradient magnetic field pulse (dotted line) 701, the peak position of the echo corresponds to the offset error in the positive direction and the negative direction. This is because the minute 703 shifts in the opposite direction. That is, the positive and negative frequency encoding amounts are biased, and as a result, the amount of frequency encoding that cannot be canceled is accumulated as the echo train progresses, and the peak moves away from the center of the measurement space.

上述の周波数エンコード傾斜磁場の印加タイミングとサンプリング時間の誤差と、位相エンコード方向のオフセット誤差が組み合わさると、図8(a)に示すように、エコートレイン間でピーク位置が変化するため、x−ky空間では同じ周波数位置でも、エコートレインの位置によって位相が乱れたものになり、そのまま画像再構成を行なうと、図8(b)に示すように、画像歪みやN/2アーチファクトが発生する。   When the error in the application timing of the frequency encoding gradient magnetic field and the sampling time and the offset error in the phase encoding direction are combined, the peak position changes between echo trains as shown in FIG. In the ky space, even at the same frequency position, the phase is disturbed depending on the position of the echo train. If image reconstruction is performed as it is, image distortion and N / 2 artifacts occur as shown in FIG.

上述した本計測エコーに含まれる誤差は、補正ステップで本計測データのピーク位置を中心に移動させることにより補正される。   The error included in the main measurement echo described above is corrected by moving around the peak position of the main measurement data in the correction step.

<補正ステップ>
補正は、(1)本計測データの周波数方向のピーク位置は、前計測データのピーク位置と等しい位置に現われること、および(2)計測空間におけるエコー信号のピークずれは、フーリエ変換後の空間(x−ky空間)での位相変化に対応することを利用し、x−ky空間において本計測データから前計測データの位相を減算することにより行なう(図2:ステップ220)。
<Correction step>
In the correction, (1) the peak position in the frequency direction of the measurement data appears at a position equal to the peak position of the previous measurement data, and (2) the peak deviation of the echo signal in the measurement space is the space after Fourier transform ( This is performed by subtracting the phase of the previous measurement data from the main measurement data in the x-ky space by utilizing the fact that the phase changes in the x-ky space) (FIG. 2: step 220).

しかし、前計測データの周波数位置の信号強度が低く、位相乱れが発生している場合、そのデータを使用して補正を行なうと、その周波数位置においてN/2アーチファクトが発生してしまう。そこで、本実施の形態では、x−ky補正処理(ステップ220)を行なう前に、前計測データの周波数位置における位相乱れを補正する(ステップ236、240、250)。   However, when the signal intensity at the frequency position of the previous measurement data is low and phase disturbance occurs, if correction is performed using the data, N / 2 artifacts are generated at the frequency position. Therefore, in the present embodiment, the phase disturbance at the frequency position of the previous measurement data is corrected (steps 236, 240, 250) before the x-ky correction process (step 220).

<<信号合成ステップ236>>
本ステップでは、前計測データの信号強度を高めるために、周波数方向にフーリエ変換した後の前計測エコー信号30について、近傍スライスの信号を合成する。これは近傍スライス間で撮像対象の物性による位相変化が少ないことを利用したものである。
<< Signal Synthesis Step 236 >>
In this step, in order to increase the signal intensity of the previous measurement data, the signal of the neighboring slice is synthesized with respect to the previous measurement echo signal 30 after Fourier transform in the frequency direction. This utilizes the fact that there is little phase change due to the physical properties of the imaging target between neighboring slices.

合成するスライス数(合成枚数)は、特に限定されないが、例えば5枚程度とする。全スライスの1枚目や最終枚目など、近傍するスライスが合成枚数に対し不足する場合は、不足分をそのままにして合成処理を行なう。図9に合成枚数が5枚の場合について、信号合成に用いるスライスの組み合わせを示す。図示するように、合成対象のスライスが1枚目の場合、1枚目〜3枚目を用い、合成対象のスライスが最終枚目(図では8枚目)の場合、6枚目〜8枚目を用いて合成を行う。   The number of slices to be combined (number of combined images) is not particularly limited, but is about 5 for example. When adjacent slices such as the first and last slices of all slices are insufficient with respect to the number of composites, the shortage is left as it is and the composition process is performed. FIG. 9 shows a combination of slices used for signal synthesis when the number of synthesis is five. As shown in the figure, when the first slice is the first slice, the first through third slices are used, and when the last slice (the eighth slice in the figure) is the sixth slice, the eighth slice is used. Perform synthesis using the eyes.

ただし各スライス間ではRFパルスとスライス選択磁場による位相差があり、そのまま近傍スライス間で合成することはできないため、近傍マルチスライス間で位相差を除去した後、信号の合成を行なう。具体的には、合成対象となるスライスの基準エコーと、それに合成される各スライスの基準エコーとで位相差分し、その結果を各スライスの全エコーに位相差分する。基準エコーとしては信号値が最大であるエコーが用いられる。最短TEの計測条件にて撮像したスライスzの前計測データをS(x,B,z)としたとき、式(1)および(2)の計算を行なうことにより、マルチスライス合成後の前計測データS'(x,ky,z)を算出する(ステップ236)。   However, there is a phase difference between the slices due to the RF pulse and the slice selection magnetic field, and it cannot be synthesized as it is between neighboring slices. Therefore, the signal is synthesized after removing the phase difference between neighboring multi-slices. Specifically, a phase difference is made between the reference echo of the slice to be synthesized and the reference echo of each slice synthesized therewith, and the result is phase-differenced to all echoes of each slice. An echo having a maximum signal value is used as the reference echo. When the pre-measurement data of the slice z imaged under the shortest TE measurement condition is S (x, B, z), the pre-measurement after multi-slice synthesis is performed by calculating the equations (1) and (2). Data S ′ (x, ky, z) is calculated (step 236).

式中、SDif(x,B,z,i)は合成対象のスライスzと近傍の各スライスi間の基準エコーB(B番目のエコー)における位相差、nは合成するスライス枚数である。合成後の信号値については、合成枚数nで信号値を割ることにより、近傍の各スライスとの信号値との間で整合を取る。 In the equation, S Dif (x, B, z, i) is a phase difference in the reference echo B (B-th echo) between the slice z to be synthesized and each neighboring slice i, and n is the number of slices to be synthesized. With respect to the combined signal value, the signal value is divided by the combined number n to match the signal value with each neighboring slice.

こうして、近傍スライス合成した後の前計測データを、奇数エコー31と偶数エコー32に分離し、それぞれについて以下説明する周波数フィッティング及びエコートレイン方向位相累積を行う。   In this way, the pre-measurement data after synthesizing the neighboring slices is separated into odd-numbered echoes 31 and even-numbered echoes 32, and frequency fitting and echo train direction accumulation described below are performed for each.

<<ステップ241〜243>>
ステップ241〜243の処理は、前計測データについて周波数位置での位相乱れを補正するために行なわれる。これらの処理は奇数エコー間、偶数エコー間についてそれぞれ行なわれる。ただし奇数エコー間と偶数エコー間の各々で補正を行なった場合、周波数エンコード傾斜磁場の印加タイミングとサンプリング時間の誤差(本来のN/2アーチファクトの原因)は補正されずに残ってしまうことになるので、奇数エコーと偶数エコーのいずれか一方(図示する例では偶数エコー32)について、他方(奇数エコー31)と位相差分し(ステップ251)、差分データ33に対し同様の処理を行う。以下、奇数エコーの場合を例にしてステップ241〜243の詳細を説明する。
<< Steps 241 to 243 >>
Steps 241 to 243 are performed in order to correct the phase disturbance at the frequency position for the previous measurement data. These processes are performed between odd-numbered echoes and even-numbered echoes. However, when correction is performed between odd-numbered echoes and between even-numbered echoes, an error between the application timing of the frequency encoding gradient magnetic field and the sampling time (the original cause of N / 2 artifacts) remains uncorrected. Therefore, one of the odd-numbered echo and the even-numbered echo (even-numbered echo 32 in the illustrated example) is phase-differed with the other (odd-numbered echo 31) (step 251), and the same processing is performed on the difference data 33. The details of steps 241 to 243 will be described below by taking the case of an odd-numbered echo as an example.

ステップ241〜243では、奇数エコー間の位相差分データについて、周波数方向の位相変化を直線でフィッティングし(ステップ242)、さらにフィッティング結果を用いて位相変化をエコートレイン方向に累積する(ステップ243)。また周波数方向フィッティングに先立ち、それに用いるエコーに対し閾値処理を行なう(ステップ241)。周波数方向フィッティングのステップ242は、次のエコートレイン方向の位相累積(ステップ243)において、周波数位置における位相乱れがエコートレイン方向への位相累積の基準となる基準エコーに発生する場合に位相累積の補正精度が低くなるため、位相累積に先立って行なう必要がある。   In steps 241 to 243, the phase difference data between odd-numbered echoes is fitted with a straight line in the frequency direction (step 242), and the phase change is accumulated in the echo train direction using the fitting result (step 243). Prior to frequency direction fitting, threshold processing is performed on echoes used for the fitting (step 241). Step 242 of the frequency direction fitting is a correction of phase accumulation when phase disturbance in the frequency position occurs in the reference echo that is a reference for phase accumulation in the echo train direction in the next phase accumulation in the echo train direction (step 243). Since the accuracy is lowered, it is necessary to carry out prior to the phase accumulation.

周波数方向のフィッティング(ステップ242)は、奇数エコー間または偶数エコー間の位相変化に対して周波数方向の位相変化を滑らかにするためのものである。このうち、基準エコーBから所定数(m個)のエコー分のデータを用いて、最小二乗法により直線フィッティングする。この際、信号強度が低い信号を周波数方向フィッティングに用いないようにするため、最大信号強度から設定した比率以下の信号を除外する(ステップ241)。除外のための閾値Thは次式(3)により設定する。
式中、フィッティング対象のエコーにおける最大信号強度をMaxSig、閾値設定のパラメータをThRatioとする。
The frequency direction fitting (step 242) is for smoothing the phase change in the frequency direction with respect to the phase change between odd-numbered echoes or even-numbered echoes. Among these, linear fitting is performed by the least square method using data for a predetermined number (m) of echoes from the reference echo B. At this time, in order not to use a signal having a low signal strength for the frequency direction fitting, signals having a ratio equal to or less than the set ratio are excluded from the maximum signal strength (step 241). The threshold value Th for exclusion is set by the following equation (3).
In the equation, the maximum signal intensity in the fitting target echo is MaxSig, and the threshold setting parameter is ThRatio.

奇数エコー間または偶数エコー間の位相差分を取った場合、周波数エンコード傾斜磁場の印加タイミングとサンプリング時間の誤差はキャンセルされるので、位相エンコード方向のオフセット誤差のみが残り、その位相変化は周波数方向に直線となる。図10に、エコー信号のピークの計測空間中央からのずれと位相変化との関係を示す。図示するように、エコー信号711のピークが計測空間の中央710にあるときには、エコーを一次元フーリエ変換した空間での位相の変化は、直線721で示すように0であるが、エコー信号712のピークが中央710からずれたときには(ずれ量703)、このエコー信号を一次元フーリエ変換した空間では、位相は一次関数的に直線722で示すように変化する。ステップ242の周波数方向フィッティングでは、奇数エコー間の位相差分をこの直線722にフィッティングして位相変化の傾きと切片を計算する。具体的には、前述したように、基準エコーBから複数エコー分(m個)のデータを用いて、最小2乗法を使用する。具体的な計算方法は次式(4)のようになる。   When the phase difference between odd-numbered echoes or even-numbered echoes is taken, the error between the application timing of the frequency encoding gradient magnetic field and the sampling time is canceled, so only the offset error in the phase encoding direction remains, and the phase change is in the frequency direction. It becomes a straight line. FIG. 10 shows the relationship between the shift of the peak of the echo signal from the center of the measurement space and the phase change. As shown in the figure, when the peak of the echo signal 711 is at the center 710 of the measurement space, the phase change in the space obtained by one-dimensional Fourier transform of the echo is 0 as shown by the straight line 721, but the echo signal 712 When the peak deviates from the center 710 (deviation amount 703), the phase changes linearly as indicated by a straight line 722 in a space where the echo signal is one-dimensional Fourier transformed. In the frequency direction fitting in step 242, the phase difference between odd-numbered echoes is fitted to this straight line 722 to calculate the slope and intercept of the phase change. Specifically, as described above, the least square method is used by using data for a plurality of echoes (m) from the reference echo B. A specific calculation method is represented by the following equation (4).

式(4)中、DifOは奇数エコー間における位相変化、a、bは最小2乗法により求めた傾きと切片の平均(m個の平均)である。 In Expression (4), Dif O is a phase change between odd-numbered echoes, and a and b are the average of slope and intercept (average of m pieces) obtained by the method of least squares.

次いで、上記式(4)で求めた傾きと切片を平均化したものを、エコトレイン方向すなわち位相エンコード方向に累積し、エコートレイン方向における周波数位置の位相乱れを補正する。図11に位相累積の様子を示す。図11は、前計測エコー(奇数エコーおよび偶数エコー)の計測空間におけるピーク位置を示しており、図11(a)に示すように、前計測エコーには位相乱れ1101によりピーク位置がずれているエコーが存在する。位相累積ステップ243では、周波数フィッティングステップ242で信号強度の大きいエコーの位相を使用して算出した位相変化(DifO)を用いて、エコートレイン方向に位相を累積していき(1102、1103)、信号強度の小さいエコーの位相情報を補完する。これにより位相乱れ1101が補正される。具体的な計算方法は次式(5)のようになる。 Next, an average of the slope and intercept obtained by the above equation (4) is accumulated in the ecotrain direction, that is, the phase encoding direction, and the phase disturbance of the frequency position in the echo train direction is corrected. FIG. 11 shows the phase accumulation. FIG. 11 shows the peak positions in the measurement space of the pre-measurement echoes (odd echoes and even-number echoes). As shown in FIG. 11A, the peak positions of the pre-measurement echoes are shifted due to the phase disturbance 1101. There is an echo. In the phase accumulation step 243, the phase is accumulated in the echo train direction (1102, 1103) using the phase change (Dif O ) calculated using the phase of the echo having a high signal intensity in the frequency fitting step 242 (1102, 1103), Complements the phase information of echoes with low signal strength. As a result, the phase disturbance 1101 is corrected. A specific calculation method is represented by the following equation (5).

式(5)のP’(x,2×i+1)は、位相累積後の(2×i+1)番目の前計測エコーの位相変化であり、奇数エコーおよび偶数エコーをまとめて表現したものである。 P ′ (x, 2 × i + 1) in Expression (5) is a phase change of the (2 × i + 1) th pre-measurement echo after the phase accumulation, and represents the odd and even echoes together. Is.

このように奇数エコー間の前計測データに対してステップ241からステップ243までの処理を行なうことにより、周波数位置での位相乱れを補正することができる。   Thus, by performing the processing from step 241 to step 243 on the previous measurement data between the odd-numbered echoes, the phase disturbance at the frequency position can be corrected.

偶数エコー間の前計測データについては、前述したように、偶数エコーと奇数エコー間の位相差分後のデータに対して、ステップ241からステップ243までの処理を同様に行なうことで、周波数位置での位相乱れの補正と同時に、周波数エンコード傾斜磁場の印加タイミングとサンプリング時間の誤差が補正される。   For pre-measurement data between even-numbered echoes, as described above, the same processing from step 241 to step 243 is performed on the data after the phase difference between even-numbered and odd-numbered echoes. Simultaneously with the correction of the phase disturbance, the error between the application timing of the frequency encoding gradient magnetic field and the sampling time is corrected.

<<ステップ252>>
補正ステップの最後において、ステップ241〜243で補正された偶数エコーと奇数エコー間の位相差分データに対し、ステップ241〜243で補正された奇数エコー間の位相変化を加える(ステップ252)。具体的には次式(6)、(7)の計算を行なう。
式(6)中、DifOEは偶数エコーと奇数エコーとの間における位相変化、O(x,Bo)およびE(x,Be)はそれぞれ奇数エコーにおける基準エコーの位相、偶数エコーにおける基準エコーの位相であり、[O(x,Bo)-E(x,Be)]は、基準エコーに対する位相差分結果を表す。c、dは周波数方向フィッティングによって求めた係数と切片であり、奇数エコーの位相差分に対するフィッティング結果と偶数エコーの位相差分に対するフィッティング結果とを加算したものと同等である。また式(7)におけるP'(x,ky)は位相累積後の前計測データの位相変化である。
<< Step 252 >>
At the end of the correction step, the phase change between the odd echoes corrected in steps 241 to 243 is added to the phase difference data between the even echoes and odd echoes corrected in steps 241 to 243 (step 252). Specifically, the following equations (6) and (7) are calculated.
In equation (6), Dif OE is the phase change between even and odd echoes, O (x, B o ) and E (x, B e ) are the phase of the reference echo in the odd echo and the reference in the even echo, respectively. The phase of the echo, [O (x, B o ) −E (x, B e )] represents the phase difference result with respect to the reference echo. c and d are a coefficient and an intercept obtained by frequency direction fitting, and are equivalent to a result obtained by adding a fitting result with respect to a phase difference of odd-numbered echoes and a fitting result with respect to a phase difference of even-numbered echoes. In addition, P ′ (x, ky) in the equation (7) is a phase change of the previous measurement data after the phase accumulation.

これにより、ステップ241からステップ243までの処理を偶数エコー間に行なったことと同等になるため、これを前計測データの偶数エコーとする。   As a result, the processing from step 241 to step 243 is equivalent to the processing performed between even-numbered echoes.

このように前計測データの補正処理240、250で補正した前計測データを使用し、本計測エコー20の位相を補正する(ステップ220)。図12に示すように、本計測データ(a)から前計測データ(b)の位相を減算することにより、計測空間全体として、各エコーのピークの中心が揃うことになる(c)。最後に、補正後の本計測データ(c)を位相方向にフーリエ変換して画像再構成を行う(ステップ225)。以上の処理により作成した画像40ではN/2アーチファクトが大幅に低減される。   Thus, the phase of the main measurement echo 20 is corrected using the previous measurement data corrected by the correction processing 240 and 250 of the previous measurement data (step 220). As shown in FIG. 12, by subtracting the phase of the previous measurement data (b) from the main measurement data (a), the centers of the peaks of the echoes are aligned in the entire measurement space (c). Finally, the corrected main measurement data (c) is Fourier transformed in the phase direction to perform image reconstruction (step 225). In the image 40 created by the above processing, N / 2 artifacts are greatly reduced.

本実施の形態によれば、前計測データに対し周波数方向フィッティングを行なうことにより、前計測データに含まれる位相乱れに起因するストリークアーチファクトを大幅に低減することができる。特に前計測データの取得を最短TE撮像とする、近傍スライス間で信号合成を行なう等の信号強度を高める処理を加えることによって、上記ストリークアーチファクトをなくすことができる。   According to the present embodiment, the streak artifact caused by the phase disturbance included in the previous measurement data can be significantly reduced by performing the frequency direction fitting on the previous measurement data. In particular, the streak artifact can be eliminated by adding a process for increasing the signal intensity, such as obtaining the pre-measurement data using the shortest TE imaging, or performing signal synthesis between neighboring slices.

本実施の形態による効果を、ファントムを用いた撮像で確認した結果を図13及び図14に示す。図13はストリークアーチファクトが抑制された画像例、図14は歪みが抑制された画像例である。図中、(a)は補正をしない場合、(b)はステップ220のx−ky補正のみを行なった場合、(c)は本実施の形態による補正を行なった場合をそれぞれ示す。   FIG. 13 and FIG. 14 show the results of confirming the effect of this embodiment by imaging using a phantom. FIG. 13 shows an example of an image in which streak artifact is suppressed, and FIG. 14 shows an example of an image in which distortion is suppressed. In the figure, (a) shows the case where no correction is performed, (b) shows the case where only the x-ky correction of step 220 is performed, and (c) shows the case where the correction according to the present embodiment is performed.

図13について(a)と(b)を比較すると、補正無しの画像で発生していたN/2アーチファクトはx−ky補正により大幅に低減していることがわかるが、(b)の画像ではストリークアーチファクトがまだ残っている。(c)の画像では、本実施の形態の処理を行なうことによって、完全にアーチファクトがなくなったことがわかる。
図14についても、x−ky補正のみでは補正されないアーチファクトが大幅に低減していることがわかる。
Comparing (a) and (b) with respect to FIG. 13, it can be seen that the N / 2 artifact generated in the uncorrected image is greatly reduced by the x-ky correction. In the image of (b), Streak artifacts still remain. In the image of (c), it can be seen that the artifact is completely eliminated by performing the processing of the present embodiment.
Also in FIG. 14, it can be seen that artifacts that are not corrected only by the x-ky correction are greatly reduced.

以上、本発明の実施形態を説明した。この実施形態では、奇数エコー間データ、偶数エコーと奇数エコー間の位相差分データのそれぞれに対してフィッティング、位相累積を行ない、偶数エコーと奇数エコー間の位相差分データに奇数エコー間データの位相を加算して、補正後の偶数エコーとしているが、偶数エコー間のデータ、奇数エコーと偶数エコー間の位相差分データのそれぞれに対してフィッティング、位相累積を行ない、偶数エコーと奇数エコー間の位相差分データに偶数エコー間データの位相を加算して、補正後の奇数エコーとしてもよい。またシーケンスについてもマルチショットのみならず、ワンショット型のシーケンスや、3D計測等に本発明の処理を適用することも可能である。   The embodiments of the present invention have been described above. In this embodiment, the odd inter-echo data and the phase difference data between the even echo and the odd echo are respectively fitted and phase accumulated, and the phase of the data between the odd echoes is added to the phase difference data between the even echo and the odd echo. Addition to correct even-numbered echoes, but fitting and phase accumulation are performed for the data between even-numbered echoes and the phase difference data between odd-numbered and even-numbered echoes, and the phase difference between even-numbered and odd-numbered echoes. The phase of the data between even echoes may be added to the data to obtain a corrected odd echo. Further, the processing of the present invention can be applied not only to multi-shots, but also to one-shot type sequences, 3D measurement, and the like.

本発明を適用するMRI装置の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of the MRI apparatus to which this invention is applied MRI装置の動作の一実施形態を示すフロー図Flow chart showing one embodiment of operation of MRI apparatus 本計測で用いられるパルスシーケンスの一例を示す図Diagram showing an example of the pulse sequence used in this measurement 前計測で用いられるパルスシーケンスの一例を示す図Diagram showing an example of pulse sequence used in pre-measurement 前計測における最短TE撮像条件を説明する図The figure explaining the shortest TE imaging condition in the pre-measurement N/2アーチファクトを説明する図Diagram explaining N / 2 artifact 位相エンコード方向のオフセット誤差を説明する図Diagram explaining offset error in phase encoding direction 周波数エンコード傾斜磁場パルスとサンプリング時間とのずれ及び位相エンコード方向のオフセット誤差が組み合わさったときのアーチファクトを説明する図The figure explaining the artifact when the deviation between the frequency encoding gradient magnetic field pulse and the sampling time and the offset error in the phase encoding direction are combined. 信号合成ステップを説明する図Diagram explaining signal synthesis step 周波数方向の位相変化のフィッティングを説明する図The figure explaining the phase change fitting in the frequency direction エコートレイン方向の位相累積を説明する図Diagram explaining phase accumulation in echo train direction 前計測データを用いた本計測データの補正を説明する図Diagram explaining correction of main measurement data using previous measurement data 本発明の実施の形態を適用した画像例を示す図The figure which shows the example of an image to which embodiment of this invention is applied 本発明の実施の形態を適用した画像例を示す図The figure which shows the example of an image to which embodiment of this invention is applied

符号の説明Explanation of symbols

11・・・静磁場発生系、12・・・傾斜磁場発生系、13・・・送信系、14・・・受信系、15・・・シーケンサ、16・・・再構成演算部(信号処理系)、17・・・制御系、18・・・表示部(ディスプレイ)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Static magnetic field generation system, 12 ... Gradient magnetic field generation system, 13 ... Transmission system, 14 ... Reception system, 15 ... Sequencer, 16 ... Reconstruction calculating part (Signal processing system) ), 17... Control system, 18... Display unit (display).

Claims (6)

静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場発生手段が発生する静磁場中に置かれた被検体に高周波パルスを照射する高周波パルス照射手段と、周波数方向および位相エンコード方向の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体から発生するエコー信号を検出する受信手段と、前記エコー信号を処理し、画像を作成する信号処理手段と、1回の高周波パルス照射後に複数の傾斜磁場パルスを印加して複数のエコー信号を取得するマルチエコーパルスシーケンスを備え、前記マルチエコーパルスシーケンスに従い高周波パルス照射手段、傾斜磁場印加手段、受信手段および信号処理手段を制御する制御手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記制御手段は、画像取得のための本計測と、位相エンコード方向の傾斜磁場パルスを印加しない以外は前記本計測と同じパルスシーケンスを用いた前計測とを行ない、
前記信号処理手段は、前記前計測で取得した複数のエコーからなる前計測データを用いて前記本計測で取得した本計測エコーを補正する補正手段を備え、
前記補正手段は、前記前計測データを奇数番目に取得したエコーと偶数番目に取得したエコーに分離し、奇数番目に取得したエコー間、偶数番目に取得したエコー間および奇数番目に取得したエコーと偶数番目に取得したエコーの間のそれぞれについて位相差分を算出し、前記位相差分を周波数方向にフィッティングした後、エコートレイン方向に累積して、前記前計測データを補正する前計測データ補正手段を備え、
補正後の前計測データを用いて、前記本計測エコーを補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, high-frequency pulse irradiating means for irradiating a subject placed in the static magnetic field generated by the static magnetic field generating means, and gradient magnetic field pulses in the frequency direction and the phase encoding direction Gradient magnetic field applying means for applying a signal, receiving means for detecting an echo signal generated from the subject, signal processing means for processing the echo signal and creating an image, and a plurality of gradients after one high-frequency pulse irradiation A multi-echo pulse sequence for obtaining a plurality of echo signals by applying a magnetic field pulse, and a control unit for controlling a high-frequency pulse irradiation unit, a gradient magnetic field application unit, a reception unit and a signal processing unit according to the multi-echo pulse sequence A magnetic resonance imaging apparatus,
The control means performs main measurement for image acquisition and pre-measurement using the same pulse sequence as the main measurement except that a gradient magnetic field pulse in the phase encoding direction is not applied,
The signal processing means includes a correcting means for correcting the main measurement echo acquired in the main measurement using pre-measurement data including a plurality of echoes acquired in the previous measurement,
The correction unit separates the previous measurement data into odd-numbered echoes and even-numbered echoes, and between odd-numbered echoes, between even-numbered echoes and odd-numbered echoes, A pre-measurement data correction unit that calculates a phase difference for each of even-numbered echoes, fits the phase difference in the frequency direction, accumulates in the echo train direction, and corrects the pre-measurement data. ,
A magnetic resonance imaging apparatus, wherein the main measurement echo is corrected using pre-measurement data after correction.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正手段は、エコー信号を周波数方向にフーリエ変換し、x−ky空間データを作成するフーリエ変換手段を有し、
前記位相差分の算出、フィッティング、累積および本計測エコーの補正を前記x−ky空間データについて行なうことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The correction means includes Fourier transform means for Fourier transforming the echo signal in the frequency direction to create x-ky space data,
A magnetic resonance imaging apparatus, wherein the phase difference calculation, fitting, accumulation, and correction of the main measurement echo are performed on the x-ky space data.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、複数のスライスについて、前記前計測エコーを計測し、
前記前計測エコー補正手段は、前記複数のスライスのうち近傍のスライスで得られた前計測エコーを合成した後、位相差分を行なうことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The control means measures the pre-measurement echo for a plurality of slices,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the pre-measurement echo correcting unit performs phase difference after synthesizing pre-measurement echoes obtained in neighboring slices among the plurality of slices.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記前計測エコー補正手段は、前記前計測データのうち、信号値が予め設定した閾値以上のエコーのみを用いて周波数方向フィッティングを行なうことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the pre-measurement echo correcting means performs frequency direction fitting using only the echo whose signal value is not less than a preset threshold value among the pre-measurement data.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記前計測において、高周波パルス照射後からエコー取得までの時間を最短に設定し、前計測データを取得することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
In the pre-measurement, the control means sets the time from radio frequency pulse irradiation to echo acquisition to the shortest, and acquires pre-measurement data.
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正手段は、計測空間上に時系列に配置される本計測エコー信号を対応する前記位相変化の情報に基づいて、偶数番目取得の本計測エコー信号の位相から偶数番目取得の前計測エコー信号の位相を減算し、奇数番目取得の本計測エコー信号の位相から奇数番目取得の前計測エコー信号の位相を減算する処理を実行することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The correction means, based on the information of the phase change corresponding to the main measurement echo signal arranged in time series on the measurement space, the previous measurement echo signal of the even number acquisition from the phase of the even measurement main measurement echo signal And subtracting the phase of the previous measurement echo signal acquired in odd number from the phase of the main measurement echo signal acquired in odd number.
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