JP2010119740A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic resonance imaging apparatus, collecting images of high image quality over an enough wide imaging range without moving a top plate of a bed even when satisfactory linearity is not obtained in a gradient magnetic field. <P>SOLUTION: This magnetic resonance imaging apparatus includes: a plan image collecting means for collecting plan image data for setting a slice exciting for imaging scan to collect a magnetic resonance signal from a subject; a slice setting means for correcting distortion due to non-linearity of the gradient magnetic field in the plan image data, displaying the distortion-corrected plan image (a), and setting two-dimensional or three-dimensional slice (b) for the imaging scan utilizing the distortion-corrected plan image (a); and an imaging means for collecting the magnetic resonance signal by performing imaging scan with excitation of the two-dimensional or three-dimensional slice (b) and generating image data based on the collected magnetic resonance signal. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に係り、特に、歪み補正されたスライスを励起することが可能な磁気共鳴イメージング装置に関する。   The present invention magnetically excites a subject's nuclear spin with a radio frequency (RF) signal of a Larmor frequency, and re-images the nuclear magnetic resonance (NMR) signal generated by this excitation. The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly to a magnetic resonance imaging apparatus capable of exciting a distortion-corrected slice.

磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号から画像を再構成する撮像法である。   Magnetic resonance imaging is an imaging method in which a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF signal having a Larmor frequency, and an image is reconstructed from an MR signal generated by the excitation.

磁気共鳴イメージング装置では、撮像領域に形成される傾斜磁場の非直線性の影響によって、画像やスライス励起の対象となる撮像断面に歪みが発生するという問題がある。特に、画像の歪みは、傾斜磁場の非直線性データに基づいてデータ収集後における後処理として補正することが可能であるのに対して、スライス面の歪みは、3次元データを収集しない限り補正することができないことが問題となっている。   In the magnetic resonance imaging apparatus, there is a problem that distortion is generated in an imaging cross section that is an object of image or slice excitation due to the influence of the nonlinearity of the gradient magnetic field formed in the imaging region. In particular, image distortion can be corrected as post-processing after data collection based on gradient magnetic field nonlinearity data, while slice plane distortion is corrected unless three-dimensional data is collected. Inability to do so is a problem.

このため、傾斜磁場の精度に基づいて画質の劣化の度合いの分布を推定する機能を備えた磁気共鳴イメージング装置が考案されている(例えば特許文献1参照)。   For this reason, a magnetic resonance imaging apparatus having a function of estimating the distribution of the degree of image quality degradation based on the accuracy of the gradient magnetic field has been devised (see, for example, Patent Document 1).

また、従来から、直線性の領域が広い傾斜磁場を発生できるように傾斜磁場コイルの設計が行われている。加えて、傾斜磁場の強度やスルーレート(立ち上がり特性)は画質を決定する重要な要素であり、いずれも高い性能が求められる。   Conventionally, a gradient coil has been designed so that a gradient magnetic field having a wide linearity region can be generated. In addition, the strength of the gradient magnetic field and the slew rate (rise characteristics) are important factors that determine the image quality, and high performance is required for both.

しかし、そのような高性能で高直線性を具備するような傾斜磁場コイルを設計すると、傾斜磁場コイルの線材の巻き数や重量が増加し、単価や撮像時の発熱量の増加に繋がる。さらに、傾斜磁場コイルの軸長が長くなり、静止磁場用磁石の開口の開放性が損なわれるという問題もある。また、近年、磁石の開放性を向上させるために、磁石が短軸化されたり、開口が広げられる傾向にある。   However, when a gradient magnetic field coil having such high performance and high linearity is designed, the number of turns and weight of the wire of the gradient magnetic field coil increase, leading to an increase in unit price and heat generation during imaging. Furthermore, there is a problem that the axial length of the gradient magnetic field coil becomes long and the opening of the opening of the static magnetic field magnet is impaired. In recent years, in order to improve the openness of the magnet, the magnet tends to have a short axis or the opening can be widened.

このような背景から、近年の傾斜磁場コイルは、磁石とともにも短軸化される傾向にある。
特開2007−325665号公報
Against this background, the gradient magnetic field coils in recent years tend to be shortened along with the magnets.
JP 2007-325665 A

しかしながら、磁石の開口をできるだけ広くして開放性を向上させるために傾斜磁場コイルを短軸化させると、Z軸方向(中心軸方向)における傾斜磁場の直線性が劣化するという問題がある。そして、傾斜磁場の直線性が不十分な領域においてイメージングを行おうとすると、励起させるスライス面が歪み、画質の劣化に繋がる。しかも、上述したように、スライス面の歪みは、3次元データを収集しない限り補正することができない。このため、傾斜磁場コイルを短軸化させるとZ軸方向の撮影領域が狭くなるという問題がある。   However, if the gradient magnetic field coil is shortened in order to increase the opening of the magnet as much as possible to improve the openness, the linearity of the gradient magnetic field in the Z-axis direction (center axis direction) deteriorates. When imaging is performed in a region where the linearity of the gradient magnetic field is insufficient, the slice surface to be excited is distorted, leading to deterioration of image quality. Moreover, as described above, the distortion of the slice plane cannot be corrected unless three-dimensional data is collected. For this reason, there is a problem that if the gradient coil is shortened, the imaging region in the Z-axis direction becomes narrow.

これに対して、寝台の天板を移動させながら撮像を行うことによって、Z軸方向の撮影領域を確保する技術がある。しかし、この技術では、天板を移動して同じような撮像を繰り返し行うことが必要となるため、撮像時間が長くなるという問題がある。   On the other hand, there is a technique for securing an imaging region in the Z-axis direction by performing imaging while moving the couch top. However, this technique has a problem that the imaging time becomes long because it is necessary to repeatedly perform the same imaging by moving the top plate.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、傾斜磁場に十分な直線性が得られない場合であっても、寝台の天板を移動させることなく十分に広い撮像にわたってより高画質の画像を収集することが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation, and even when sufficient linearity is not obtained in the gradient magnetic field, it is possible to perform imaging over a sufficiently wide range without moving the couch top. An object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of collecting high-quality images.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、被検体からの磁気共鳴信号を収集するイメージングスキャン用に励起するスライスを設定するためのプラン画像データを収集するプラン画像収集手段と、前記プラン画像データの傾斜磁場の非直線性に起因する歪み補正を行って歪み補正後のプラン画像を表示させ、前記歪み補正後のプラン画像を利用して前記イメージングスキャン用に2次元あるいは3次元的なスライスを設定するスライス設定手段と、前記2次元あるいは3次元的なスライスの励起を伴ってイメージングスキャンを実行することにより前記磁気共鳴信号を収集し、収集した前記磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するイメージング手段とを備えるものである。   In order to achieve the above object, a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention collects plan image data for setting up a slice to be excited for an imaging scan for collecting magnetic resonance signals from a subject. And a distortion correction due to the non-linearity of the gradient magnetic field of the plan image data is performed to display a distortion corrected plan image, and the distortion corrected plan image is used for two-dimensional imaging scan. Alternatively, the magnetic resonance signal is collected by executing an imaging scan with excitation of the two-dimensional or three-dimensional slice, and a slice setting means for setting a three-dimensional slice. And imaging means for generating image data based on the image data.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、傾斜磁場に十分な直線性が得られない場合であっても、寝台の天板を移動させることなく十分に広い撮像にわたってより高画質の画像を収集することができる。   In the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, even when sufficient linearity cannot be obtained in the gradient magnetic field, higher-quality images are collected over sufficiently wide imaging without moving the couch top. be able to.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図、図2は、図1に示すガントリ部の横断面図、図3は図1に示す送信部および送信用高周波アレイコイルの詳細構成図である。   1 is a block diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a gantry section shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a transmission section and a transmission high-frequency array coil shown in FIG. FIG.

磁気共鳴イメージング装置1は、ガントリ部2および制御系3を備えている。ガントリ部2には、静磁場磁石4、傾斜磁場コイル5、送信用高周波アレイコイル6、受信用高周波アレイコイル7および天板8を備えた寝台9が設けられる。制御系3は、傾斜磁場駆動回路10、送信部11、受信部12、データ収集部13、シーケンスコントローラ14、コンピュータ15、コンソール16およびディスプレイ17を有する。   The magnetic resonance imaging apparatus 1 includes a gantry unit 2 and a control system 3. The gantry unit 2 is provided with a bed 9 including a static magnetic field magnet 4, a gradient magnetic field coil 5, a transmission high frequency array coil 6, a reception high frequency array coil 7, and a top plate 8. The control system 3 includes a gradient magnetic field drive circuit 10, a transmission unit 11, a reception unit 12, a data collection unit 13, a sequence controller 14, a computer 15, a console 16, and a display 17.

静磁場磁石4は筒状であり、静磁場磁石4の内壁の内側に筒状の傾斜磁場コイル5が同軸状に配置される。傾斜磁場コイル5の内部には、送信用高周波アレイコイル6が配置され、送信用高周波アレイコイル6の内側に撮像領域が形成される。撮像領域には、寝台9の天板8がZ軸方向に移動可能に設けられる。また、天板8上には被検体がセットされる。被検体の周囲には、受信用高周波アレイコイル7が配置される。   The static magnetic field magnet 4 has a cylindrical shape, and a cylindrical gradient magnetic field coil 5 is coaxially disposed inside the inner wall of the static magnetic field magnet 4. A transmission high-frequency array coil 6 is arranged inside the gradient magnetic field coil 5, and an imaging region is formed inside the transmission high-frequency array coil 6. The top plate 8 of the bed 9 is provided in the imaging region so as to be movable in the Z-axis direction. A subject is set on the top board 8. A receiving high-frequency array coil 7 is disposed around the subject.

静磁場磁石4は、被検体に一様な静磁場を印加する機能を有する。傾斜磁場コイル5は、シーケンスコントローラ14からの制御信号に基づいて傾斜磁場駆動回路10から出力された駆動信号に従って、被検体に磁場強度がX, Y, Z方向にそれぞれ直線的に変化する傾斜磁場Gx, Gy, Gzを印加する機能を有する。   The static magnetic field magnet 4 has a function of applying a uniform static magnetic field to the subject. The gradient magnetic field coil 5 has a gradient magnetic field in which the magnetic field strength of the subject linearly changes in the X, Y, and Z directions according to the drive signal output from the gradient magnetic field drive circuit 10 based on the control signal from the sequence controller 14. It has a function to apply Gx, Gy, Gz.

送信用高周波アレイコイル6は、複数のコイル要素(例えばRFコイル1〜8)を備えている。図2は、略長方形の8つのRFコイルを円筒状に配置した例を示している。送信用高周波アレイコイル6の各RFコイルは、シーケンスコントローラ14からの制御信号に基づいて送信部11から出力された高周波パルスに従って被検体に高周波磁場を印加する機能を有する。   The transmitting high-frequency array coil 6 includes a plurality of coil elements (for example, RF coils 1 to 8). FIG. 2 shows an example in which eight substantially rectangular RF coils are arranged in a cylindrical shape. Each RF coil of the transmission high-frequency array coil 6 has a function of applying a high-frequency magnetic field to the subject according to a high-frequency pulse output from the transmission unit 11 based on a control signal from the sequence controller 14.

受信用高周波アレイコイル7は、複数の表面コイル(コイル要素)を備えている。各表面コイルは、被検体の所望の撮像領域からの磁気共鳴信号を収集可能な位置に配置される。図1および図2に示す例では、受信用高周波アレイコイル7は体部の撮像用に上部と下部の2つの部分から構成されている。すなわち、被検体を挟むように被検体の上下に受信用高周波アレイコイル7が配置されている。そして、受信用高周波アレイコイル7は、単一または複数の表面コイルを用いて被検体からの磁気共鳴信号を受信して、受信部12に出力する機能を備えている。   The reception high-frequency array coil 7 includes a plurality of surface coils (coil elements). Each surface coil is disposed at a position where a magnetic resonance signal from a desired imaging region of the subject can be collected. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the receiving high-frequency array coil 7 is composed of two parts, an upper part and a lower part, for imaging a body part. That is, the receiving high-frequency array coils 7 are arranged above and below the subject so as to sandwich the subject. The receiving high-frequency array coil 7 has a function of receiving a magnetic resonance signal from the subject using a single or a plurality of surface coils and outputting the magnetic resonance signal to the receiving unit 12.

傾斜磁場駆動回路10は、シーケンスコントローラ14からの制御信号に従って傾斜磁場コイル5に駆動信号を印加することにより、傾斜磁場コイル5を駆動させる機能を有する。   The gradient magnetic field drive circuit 10 has a function of driving the gradient magnetic field coil 5 by applying a drive signal to the gradient magnetic field coil 5 in accordance with a control signal from the sequence controller 14.

送信部11は、磁気共鳴信号の受信用に同時に使用する送信用高周波アレイコイル6のRFコイルの数、すなわち送信チャネル数と同数の送信チャネルを有する。図2は、送信部11および送信用高周波アレイコイル6が共に8つの送信チャネルを備えている例を示している。送信部11は、シーケンスコントローラ14からの制御信号に従って送信用高周波アレイコイル6の各RFコイルに高周波パルスを印加することにより、各RFコイルから高周波磁場信号を発生させる機能を有する。   The transmission unit 11 has the same number of transmission channels as the number of RF coils of the transmission high-frequency array coil 6 that are used simultaneously for reception of magnetic resonance signals, that is, the number of transmission channels. FIG. 2 shows an example in which the transmission unit 11 and the transmission high-frequency array coil 6 are each provided with eight transmission channels. The transmission unit 11 has a function of generating a high-frequency magnetic field signal from each RF coil by applying a high-frequency pulse to each RF coil of the transmission high-frequency array coil 6 in accordance with a control signal from the sequence controller 14.

そのために、送信部11には、送信チャネル分の振幅位相制御ユニット20および送信アンプ21が設けられる。各振幅位相制御ユニット20の入力側は、シーケンスコントローラ14と接続され、出力側には対応する送信アンプ21が接続される。そして、各送信アンプ21の出力側に、対応する送信用のRFコイルが接続される。各振幅位相制御ユニット20はそれぞれシーケンスコントローラ14から出力された制御信号の振幅および位相を調整することにより高周波パルスを生成する機能と、生成した高周波パルスを対応する送信アンプ21に出力する機能とを有する。各送信アンプ21は、それぞれ対応する振幅位相制御ユニット20からの高周波パルスの強度を所定の強度に増幅して対応するRFコイルに出力する機能を有する。   For this purpose, the transmission unit 11 is provided with an amplitude phase control unit 20 and a transmission amplifier 21 for transmission channels. The input side of each amplitude phase control unit 20 is connected to the sequence controller 14, and the corresponding transmission amplifier 21 is connected to the output side. A corresponding transmission RF coil is connected to the output side of each transmission amplifier 21. Each amplitude phase control unit 20 has a function of generating a high frequency pulse by adjusting the amplitude and phase of the control signal output from the sequence controller 14 and a function of outputting the generated high frequency pulse to the corresponding transmission amplifier 21. Have. Each transmission amplifier 21 has a function of amplifying the intensity of the high-frequency pulse from the corresponding amplitude / phase control unit 20 to a predetermined intensity and outputting it to the corresponding RF coil.

受信部12は、受信用高周波アレイコイル7が備える表面コイルの数に応じた数の受信チャネルを有する。そして、受信部12は、シーケンスコントローラ14による制御の下、複数の表面コイルから各受信チャネルに出力された磁気共鳴信号を受信して増幅および検波することにより受信データを生成する機能と、生成した受信データをデータ収集部13に出力する機能とを有する。   The reception unit 12 has a number of reception channels corresponding to the number of surface coils included in the reception high-frequency array coil 7. And the receiving part 12 received the magnetic resonance signal output to each receiving channel from the plurality of surface coils under the control of the sequence controller 14, and generated and received data by amplifying and detecting the received data. A function of outputting received data to the data collection unit 13;

データ収集部13は、シーケンスコントローラ14による制御の下、受信部12から出力された受信データを収集し、受信データのA/D (analog to digital)変換を行ってコンピュータ15に出力する機能を有する。   The data collection unit 13 has a function of collecting the reception data output from the reception unit 12 under the control of the sequence controller 14, performing A / D (analog to digital) conversion of the reception data, and outputting the data to the computer 15. .

シーケンスコントローラ14は、コンピュータ15からのパルスシーケンスを含む撮像条件情報に従って、傾斜磁場駆動回路10、送信部11、受信部12およびデータ収集部13に制御信号を与えることにより、傾斜磁場駆動回路10、送信部11、受信部12およびデータ収集部13を制御する機能を有する。   The sequence controller 14 gives control signals to the gradient magnetic field drive circuit 10, the transmission unit 11, the reception unit 12, and the data collection unit 13 according to the imaging condition information including the pulse sequence from the computer 15, whereby the gradient magnetic field drive circuit 10, The transmitter 11, the receiver 12, and the data collector 13 are controlled.

コンソール16には、マウス、キーボード、キー等の入力装置が備えられる。コンソール16は、コンピュータ15に情報を入力する機能を有する。また、ディスプレイ17は、コンピュータ15から出力された画像信号を表示させる機能を有する。   The console 16 includes input devices such as a mouse, a keyboard, and keys. The console 16 has a function of inputting information to the computer 15. The display 17 has a function of displaying an image signal output from the computer 15.

図4は、図1に示すコンピュータ15の機能ブロック図である。   FIG. 4 is a functional block diagram of the computer 15 shown in FIG.

コンピュータ15は、プログラムにより撮影条件設定部30、シーケンスコントローラ制御部31、k空間データベース32、画像再構成部33、画像データベース34および画像処理部35として機能する。尚、プログラムによらず、各種機能を有する回路を磁気共鳴イメージング装置1に設けてもよい。   The computer 15 functions as an imaging condition setting unit 30, a sequence controller control unit 31, a k-space database 32, an image reconstruction unit 33, an image database 34, and an image processing unit 35 according to a program. Note that a circuit having various functions may be provided in the magnetic resonance imaging apparatus 1 regardless of the program.

撮影条件設定部30は、コンソール16からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮影条件を設定し、設定した撮影条件をシーケンスコントローラ制御部31に与える機能を有する。そのために、撮影条件設定部30は、撮影条件の設定用画面をディスプレイ17に表示させる機能を備えている。また、撮影条件設定部30は、プラン画像条件設定部36、プラン画像補正部37および励起スライス設定部38を有する。   The imaging condition setting unit 30 has a function of setting imaging conditions including a pulse sequence based on instruction information from the console 16 and providing the set imaging conditions to the sequence controller control unit 31. Therefore, the shooting condition setting unit 30 has a function of causing the display 17 to display a shooting condition setting screen. The imaging condition setting unit 30 includes a plan image condition setting unit 36, a plan image correction unit 37, and an excitation slice setting unit 38.

プラン画像条件設定部36は、イメージングスキャンにおいて励起対象となるスライスと交わるスライス断面のプラン画像データ(パイロット画像データ)を収集するための撮影条件を設定する機能を有する。望ましくは、プラン画像データのスライス断面は、イメージングスキャンにおける励起スライス断面と直交する断面に設定される。さらに、望ましくは、プラン画像データのスライス断面は、互に直交する2つまたは3つの断面に設定される。例えば、スライス面の歪みが少ないX=0, Y=0, Z=0の3つの断面のうちの全てまたはいずれか1断面または2断面の撮像を行うことが有効である。また、平行な断面のマルチスライス撮像を行ってもよい。   The plan image condition setting unit 36 has a function of setting imaging conditions for collecting plan image data (pilot image data) of a slice cross section that intersects a slice to be excited in an imaging scan. Desirably, the slice cross section of the plan image data is set to a cross section orthogonal to the excitation slice cross section in the imaging scan. Further, preferably, the slice cross section of the plan image data is set to two or three cross sections orthogonal to each other. For example, it is effective to perform imaging of all or any one or two of the three cross sections of X = 0, Y = 0, and Z = 0 with little distortion of the slice plane. Further, multi-slice imaging of parallel sections may be performed.

図5は、図4に示すプラン画像条件設定部36により設定された撮影条件に従って収集されたプラン画像データをそのまま表示させた場合のプラン画像を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a plan image when the plan image data collected according to the photographing conditions set by the plan image condition setting unit 36 shown in FIG. 4 is displayed as it is.

図5において縦軸はY軸方向を示し、横軸はZ軸方向を示す。   In FIG. 5, the vertical axis indicates the Y-axis direction, and the horizontal axis indicates the Z-axis direction.

イメージングスキャンにおけるスライス方向がZ軸方向である場合には、例えばYZ平面に平行なスライスのプラン画像データが収集される。しかし、傾斜磁場のYZ面内における直線性が不十分である場合に、プラン画像データをそのまま表示させると、図5に示すように格子で示すような歪みのあるプラン画像が表示される。   When the slice direction in the imaging scan is the Z-axis direction, for example, plan image data of a slice parallel to the YZ plane is collected. However, when the linearity of the gradient magnetic field in the YZ plane is insufficient, if the plan image data is displayed as it is, a plan image having a distortion as shown by a lattice is displayed as shown in FIG.

このような歪みのあるプラン画像上において、一点鎖線で示すようなY軸方向に直線的な励起スライスをイメージングスキャン用に設定し、Z軸方向のみの傾斜磁場を印加することによってスライス選択励起を行うと、実際に励起されるスライスは、傾斜磁場の非直線性の影響により歪むこととなる。従って、プラン画像の歪みに沿って点線で示すような湾曲したスライスを設定することが理想的となる。そのためには、2次元のスライス選択励起を行うことが必要となる。   On such a distorted plan image, a linear excitation slice in the Y-axis direction as shown by the alternate long and short dash line is set for the imaging scan, and slice selective excitation is performed by applying a gradient magnetic field only in the Z-axis direction. If it does, the slice actually excited will be distorted by the influence of the nonlinearity of a gradient magnetic field. Therefore, it is ideal to set a curved slice as indicated by a dotted line along the distortion of the plan image. For this purpose, it is necessary to perform two-dimensional slice selective excitation.

換言すれば、図5に示すように歪んだプラン画像上においてY軸方向に直線的な励起スライスをイメージングスキャン用に設定すると、実際には点線で示すような湾曲したスライスが励起される。従って、一点鎖線で示すような直線性のあるスライスが実際に励起されるように湾曲した励起スライスを設定し、2次元のスライス選択励起を行うことが必要となる。   In other words, when a linear excitation slice in the Y-axis direction is set for an imaging scan on a distorted plan image as shown in FIG. 5, a curved slice as shown by a dotted line is actually excited. Therefore, it is necessary to set a curved excitation slice so that a slice having linearity as shown by a one-dot chain line is actually excited, and to perform two-dimensional slice selective excitation.

尚、図5には、YZ平面に平行なプラン画像を示したが、プラン画像がXZ平面に平行な画像またはオブリーク断面画像である場合についても同様である。   FIG. 5 shows a plan image parallel to the YZ plane, but the same applies to the case where the plan image is an image parallel to the XZ plane or an oblique cross-sectional image.

そこでプラン画像補正部37には、プラン画像データにおける傾斜磁場の非直線性に起因する歪みの補正を行うことによって歪みが補正されたプラン画像データを生成する機能と、歪み補正後のプラン画像データをディスプレイ17に出力することによって、ディスプレイ17に歪み補正された歪みのないプラン画像を表示させる機能を有する。   Therefore, the plan image correction unit 37 has a function of generating plan image data in which distortion is corrected by correcting distortion caused by the non-linearity of the gradient magnetic field in the plan image data, and plan image data after distortion correction. Is output to the display 17 to display a distortion-corrected plan image on the display 17 without distortion.

励起スライス設定部38は、ディスプレイ17に表示された歪み補正後のプラン画像上において、コンソール16からの指示情報に基づいてイメージングスキャン用に励起するスライスを撮影条件として設定する機能を有する。   The excitation slice setting unit 38 has a function of setting, as an imaging condition, a slice to be excited for an imaging scan on the plan image after distortion correction displayed on the display 17 based on instruction information from the console 16.

図6は、図4に示す励起スライス設定部38により設定されたイメージングスキャン用の励起スライスの一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an excitation slice for an imaging scan set by the excitation slice setting unit 38 illustrated in FIG.

図6(a), (b)において縦軸はY軸方向を示し、横軸はZ軸方向を示す。また、図6(a)は、ディスプレイ17に表示される歪み補正後のプラン画像上において設定された励起スライスを示し、図6(b)は、制御用に設定される制御座標系における2次元の励起スライスを示す。   6A and 6B, the vertical axis indicates the Y-axis direction, and the horizontal axis indicates the Z-axis direction. 6A shows an excitation slice set on the distortion-corrected plan image displayed on the display 17, and FIG. 6B shows a two-dimensional control coordinate system set for control. An excitation slice of is shown.

図6(a)に示すように、プラン画像データに歪み補正処理を施すと、直交座標系のプラン画像をディスプレイ17にさせることができる。このため、ユーザは、直交座標系のプラン画像において、一点鎖線で示すようなY軸方向に直線的な所望の領域を励起スライスとして容易に設定することが可能となる。図6(a)に示すような歪み補正後の座標系において設定された励起スライスは、図6(b)に示す制御用の歪み補正前における座標系では、一点鎖線で示すように湾曲した2次元の局所励起スライスとなる。つまり、図6(a)に示すような線形性を有するプラン画像上において直線的なスライス選択励起領域を設定することは、直線性が乏しく非線形性を有する傾斜磁場分布の影響下における制御用の直交座標軸系において図6(b)に示すような湾曲した2次元局所スライス選択励起領域を設定したことに相当する。   As shown in FIG. 6A, when the distortion correction process is performed on the plan image data, the plan image in the orthogonal coordinate system can be displayed on the display 17. For this reason, the user can easily set a desired region linear in the Y-axis direction as indicated by the alternate long and short dash line as an excitation slice in the plan image of the orthogonal coordinate system. The excitation slice set in the coordinate system after distortion correction as shown in FIG. 6 (a) is curved as indicated by a one-dot chain line in the coordinate system before distortion correction for control shown in FIG. 6 (b). A dimensional local excitation slice. That is, setting a linear slice selective excitation region on a plan image having linearity as shown in FIG. 6A is for control under the influence of a gradient magnetic field distribution having poor linearity and nonlinearity. This corresponds to setting a curved two-dimensional local slice selective excitation region as shown in FIG. 6B in the orthogonal coordinate axis system.

そのために、励起スライス設定部38は、歪み補正処理前後における座標位置間の幾何学的関係を記憶する機能と、歪み補正処理前後における座標位置間の関係に基づいて、歪み補正処理後におけるプラン画像上において設定された励起スライスの座標位置情報から、傾斜磁場の非直線性に適応して実際に励起すべき歪み補正前におけるプラン画像データ上の2次元的な励起スライスの座標位置情報を算出する機能を備えている。   Therefore, the excitation slice setting unit 38 stores the geometric relationship between the coordinate positions before and after the distortion correction process and the plan image after the distortion correction process based on the relationship between the coordinate positions before and after the distortion correction process. From the coordinate position information of the excitation slice set above, the coordinate position information of the two-dimensional excitation slice on the plan image data before the distortion correction to be actually excited is calculated in accordance with the nonlinearity of the gradient magnetic field. It has a function.

2次元的に湾曲したスライスを励起する局所スライス選択励起方法の方法は、公知の方法で行うことができる。一例として、Katscher U et al: Transmit SENSE. Magn Reson Med 49: 144-150 (2003)に局所スライス選択励起方法の詳細が記載されている。この方法は、単一のRF送信コイルを用いて局所スライス選択励起を行うと高周波パルスのパルス長が長くなり、磁場不均一性の影響を受けて励起特性が劣化する恐れがあるという問題を回避するために、送信用高周波アレイコイル6を用いて局所スライス選択励起を行うものである。   A local slice selective excitation method for exciting a two-dimensionally curved slice can be performed by a known method. As an example, details of the local slice selective excitation method are described in Katscher U et al: Transmit SENSE. Magn Reson Med 49: 144-150 (2003). This method avoids the problem that when a local slice selective excitation is performed using a single RF transmitter coil, the pulse length of the high frequency pulse becomes long and the excitation characteristics may be deteriorated due to the effect of magnetic field inhomogeneity. For this purpose, local slice selective excitation is performed using the high-frequency array coil 6 for transmission.

そこで、図1に示す磁気共鳴イメージング装置1は、送信用高周波アレイコイル6が有する複数のRFコイルを用いて高周波パルスを送信することにより、局所スライス選択励起を行うことができるように構成されている。尚、他の方法で、局所スライス選択励起を行う場合には、単一のRFコイルや全身用(whole body)コイルを高周波パルスの送信用に用いてもよい。   Therefore, the magnetic resonance imaging apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured to perform local slice selective excitation by transmitting high-frequency pulses using a plurality of RF coils included in the transmission high-frequency array coil 6. Yes. When local slice selective excitation is performed by another method, a single RF coil or a whole body coil may be used for transmitting a high-frequency pulse.

図7は、図4に示す撮影条件設定部30において設定されるパルスシーケンスの一例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing an example of a pulse sequence set in the imaging condition setting unit 30 shown in FIG.

図7において、RF1, RF2, …, RF 8は、8チャネルのRFコイルからそれぞれ送信される高周波パルスを示し、Gx, Gy, Gzは、それぞれX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に印加される傾斜磁場パルスを示す。   In FIG. 7, RF1, RF2,..., RF8 indicate high-frequency pulses transmitted from 8-channel RF coils, respectively, and Gx, Gy, and Gz are applied in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, respectively. The gradient magnetic field pulse is shown.

図7は、スピンエコー(SE: spin echo)シーケンスにおいて、8チャネルの送信用RFコイルを用いて局所スライス選択励起を行う場合の例を示している。この場合、各RFコイルから互に波形の異なる2次元選択励起用90度高周波パルスがそれぞれ送信される。90度高周波パルスのパルス波形は、励起すべきスライスの位置、厚さ、枚数、形状および/または曲率に応じて決定される。換言すれば、目的とする位置および厚さの2次元スライスが励起されるように、90度高周波パルスのパルス波形が制御される。   FIG. 7 shows an example in which local slice selective excitation is performed using an 8-channel RF coil for transmission in a spin echo (SE) sequence. In this case, two-dimensional selective excitation 90-degree high frequency pulses having different waveforms are transmitted from the RF coils. The pulse waveform of the 90-degree high-frequency pulse is determined according to the position, thickness, number, shape and / or curvature of the slice to be excited. In other words, the pulse waveform of the 90-degree high-frequency pulse is controlled so that the two-dimensional slice of the target position and thickness is excited.

さらに、90度高周波パルスに続いて、各RFコイルからそれぞれ波形が同一であるが各RFコイルのXY平面内における配置角度を考慮して位相が調整された180度高周波パルスが送信される。この180度高周波パルスは、1次元選択励起用の通常の選択励起パルスとなる。90度高周波パルスおよび180度高周波パルスの波形や位相の制御は、送信部11の振幅位相制御ユニット20における振幅制御および位相制御によって行うことができる。   Further, following the 90-degree high-frequency pulse, each RF coil transmits a 180-degree high-frequency pulse having the same waveform, but with the phase adjusted in consideration of the arrangement angle of each RF coil in the XY plane. This 180 degree high frequency pulse becomes a normal selective excitation pulse for one-dimensional selective excitation. The waveform and phase of the 90-degree high-frequency pulse and the 180-degree high-frequency pulse can be controlled by amplitude control and phase control in the amplitude phase control unit 20 of the transmission unit 11.

そして、リードアウト用の傾斜磁場が、Y軸等の所定の印加軸方向に印加されることにより信号観測時間において磁気共鳴信号がエコー信号として観測される。   A magnetic field resonance signal is observed as an echo signal during the signal observation time by applying a gradient magnetic field for readout in a predetermined application axis direction such as the Y axis.

次に、コンピュータ15の他の機能について説明する。   Next, other functions of the computer 15 will be described.

シーケンスコントローラ制御部31は、コンソール16からの指示情報に基づいて、シーケンスコントローラ14にパルスシーケンスを含む撮影条件を与えることにより駆動制御させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御部31は、データ収集部13において収集された磁気共鳴信号の受信データを取得してk空間データベース32に形成されたk空間に配置する機能を有する。このため、k空間データベース32には、受信データがk空間データとして保存される。   The sequence controller control unit 31 has a function of controlling driving by giving imaging conditions including a pulse sequence to the sequence controller 14 based on instruction information from the console 16. In addition, the sequence controller control unit 31 has a function of acquiring the received data of the magnetic resonance signals collected by the data collecting unit 13 and arranging the received data in the k space formed in the k space database 32. For this reason, the received data is stored in the k-space database 32 as k-space data.

画像再構成部33は、k空間データベース32からk空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transformation)を含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能と、再構成して得られた画像データを画像データベース34に書き込む機能を有する。このため、画像データベース34には、画像再構成部33において再構成された画像データが保存される。   The image reconstruction unit 33 has a function of reconstructing image data by acquiring k-space data from the k-space database 32 and performing image reconstruction processing including Fourier transformation (FT). A function of writing the obtained image data into the image database 34. Therefore, the image data reconstructed by the image reconstruction unit 33 is stored in the image database 34.

画像処理部35は、画像データベース34から画像データを取り込んで必要な画像処理を行って表示用の2次元の画像データを生成する機能と、生成した表示用の画像データをディスプレイ17に表示させる機能を有する。尚、複数の表面コイルを用いて磁気共鳴信号が受信された場合には、通常、各表面コイルに対応するk空間データがそれぞれ独立に画像再構成処理される。このため、複数の表面コイルに対応する複数の画像データには、例えば、各画像データの2乗和の平方根を計算することにより単一の画像データを生成する合成処理が画像処理部35において施される。   The image processing unit 35 captures image data from the image database 34 and performs necessary image processing to generate two-dimensional image data for display, and a function to display the generated display image data on the display 17. Have When a magnetic resonance signal is received using a plurality of surface coils, k-space data corresponding to each surface coil is usually subjected to image reconstruction processing independently. For this reason, for the plurality of image data corresponding to the plurality of surface coils, for example, the image processing unit 35 performs synthesis processing for generating single image data by calculating the square root of the square sum of each image data. Is done.

次に磁気共鳴イメージング装置1の動作および作用について説明する。   Next, the operation and action of the magnetic resonance imaging apparatus 1 will be described.

図8は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置1において歪み補正されたプラン画像上において2次元の所望のスライスを設定することにより歪みのないスライス選択励起を行って歪みが低減された被検体の画像を得るための手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。   FIG. 8 shows an object whose distortion has been reduced by performing slice selective excitation without distortion by setting a desired two-dimensional slice on the distortion-corrected plan image in the magnetic resonance imaging apparatus 1 shown in FIG. It is a flowchart which shows the procedure for obtaining an image, and the code | symbol which attached | subjected the number to S in the figure shows each step of a flowchart.

まず、予め寝台9に被検体Pがセットされ、静磁場電源26により励磁された静磁場用磁石21(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。   First, the subject P is set on the bed 9 in advance, and a static magnetic field is formed in the imaging region of the static magnetic field magnet 21 (superconducting magnet) excited by the static magnetic field power supply 26. Further, a current is supplied from the shim coil power supply 28 to the shim coil 22, and the static magnetic field formed in the imaging region is made uniform.

次に、ステップS1においてプラン画像条件設定部36においてイメージングスキャンに先立つプレスキャンとしてのプラン画像用のスキャンのための励起面等の撮影条件が設定される。そして、設定された撮影条件に従って、プラン画像用のスキャンが実行される。これにより、データ収集部13においてプラン画像生成用の磁気共鳴信号の受信データが収集され、コンピュータ15のシーケンスコントローラ制御部31を通じてk空間データベース32に保存される。次に、画像再構成部33は、k空間データベース32からプラン画像生成用のk空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことによりプラン画像データを生成し、生成したプラン画像データを画像データベース34に書き込む。   Next, in step S1, the plan image condition setting unit 36 sets imaging conditions such as an excitation surface for a plan image scan as a pre-scan prior to the imaging scan. Then, the plan image scan is executed in accordance with the set photographing condition. Thereby, the reception data of the magnetic resonance signal for generating the plan image is collected by the data collecting unit 13 and stored in the k-space database 32 through the sequence controller control unit 31 of the computer 15. Next, the image reconstruction unit 33 generates plan image data by taking in k-space data for generating plan images from the k-space database 32 and performing image reconstruction processing, and the generated plan image data is stored in the image database 34. Write to.

しかしながら、傾斜磁場の非線形性の影響によりプラン画像データをそのまま表示させると、図5に示すような歪みのあるプラン画像となる。   However, when the plan image data is displayed as it is due to the influence of the nonlinearity of the gradient magnetic field, a plan image having a distortion as shown in FIG. 5 is obtained.

そこで、ステップS2において、プラン画像補正部37には、プラン画像データにおける傾斜磁場の非直線性に起因する面内の歪みの補正を行うことによって歪みが補正されたプラン画像データを生成する。   Therefore, in step S2, the plan image correction unit 37 generates plan image data in which the distortion is corrected by correcting the in-plane distortion caused by the non-linearity of the gradient magnetic field in the plan image data.

次に、ステップS3において、プラン画像補正部37には、歪み補正後のプラン画像データをディスプレイ17に出力することによって、ディスプレイ17に歪み補正された歪みのないプラン画像を表示させる。   Next, in step S <b> 3, the plan image correction unit 37 displays the plan image without distortion on the display 17 by outputting the distortion-corrected plan image data to the display 17.

このため、ステップS4において、ユーザは、ディスプレイ17を参照しつつコンソール16の操作によって、歪み補正後におけるプラン画像上においてイメージングスキャン用の2次元スライス選択励起領域を湾曲のない直線的な領域として設定することができる。すなわち、歪み補正されたプラン画像上に通常の長方形のスライス選択励起領域を設定することができる。   Therefore, in step S4, the user sets the two-dimensional slice selective excitation region for imaging scan as a straight region without curvature on the plan image after distortion correction by operating the console 16 while referring to the display 17. can do. That is, a normal rectangular slice selective excitation region can be set on the distortion-corrected plan image.

次に、ステップS5において、励起スライス設定部38は、コンソール16からの指示情報に基づいてイメージングスキャン用の制御座標系におけるスライス選択励起領域を求める。すなわち、励起スライス設定部38は、コンソール16からの歪み補正後におけるプラン画像データ上におけるスライス選択励起領域の位置座標情報を取得して、幾何学的関係に基づいて歪み補正前の座標系に相当する制御座標系における2次元スライス選択励起領域の位置座標を算出する。算出された2次元スライス選択励起領域は、イメージングスキャン用の2次元スライス選択励起領域として撮影条件設定部30において設定される。   Next, in step S <b> 5, the excitation slice setting unit 38 obtains a slice selection excitation region in the control coordinate system for the imaging scan based on the instruction information from the console 16. That is, the excitation slice setting unit 38 acquires position coordinate information of the slice selection excitation region on the plan image data after distortion correction from the console 16 and corresponds to the coordinate system before distortion correction based on the geometric relationship. The position coordinates of the two-dimensional slice selective excitation region in the control coordinate system to be calculated are calculated. The calculated two-dimensional slice selective excitation region is set in the imaging condition setting unit 30 as a two-dimensional slice selective excitation region for an imaging scan.

次に、ステップS6において、撮影条件設定部30において2次元スライス選択励起領域の励起を行うために複数のRFコイルにそれぞれ印加すべき高周波パルスのパルス波形および位相の計算が行われる。つまり、傾斜磁場分布の影響を受けた直交座標軸系において2次元スライス選択励起領域を励起できるような2次元高周波励起パルスが設計される。その際、各RFコイルにより形成されるそれぞれの高周波磁場分布が参照され、複数の高周波磁場分布が合成されることによって形成される高周波磁場が目的とする高周波磁場となるように、各RFコイルにそれぞれ印加すべき高周波パルスのパルス波形および位相が決定される。   Next, in step S6, the imaging condition setting unit 30 calculates the pulse waveform and phase of the high-frequency pulse to be applied to each of the plurality of RF coils in order to excite the two-dimensional slice selective excitation region. That is, a two-dimensional high-frequency excitation pulse that can excite a two-dimensional slice selective excitation region in an orthogonal coordinate axis system affected by the gradient magnetic field distribution is designed. At that time, each high frequency magnetic field distribution formed by each RF coil is referred to, and a high frequency magnetic field formed by combining a plurality of high frequency magnetic field distributions becomes a target high frequency magnetic field. The pulse waveform and phase of the high frequency pulse to be applied are determined.

次に、ステップS7において、設定された高周波パルスを組み込んだパルスシーケンスに従ってイメージングスキャンが実行される。   Next, in step S7, an imaging scan is executed in accordance with a pulse sequence incorporating the set high frequency pulse.

すなわち、コンソール16からシーケンスコントローラ制御部31にスキャン開示指示が与えられると、シーケンスコントローラ制御部31は撮影条件設定部30から2次元スライス選択励起用の高周波パルスを組み込んだパルスシーケンスを取得してシーケンスコントローラ14に与える。シーケンスコントローラ14は、シーケンスコントローラ制御部31から受けたパルスシーケンスに従って傾斜磁場コイル駆動回路、送信部11、受信部12およびデータ収集部13を駆動させることにより被検体Pがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、送信用高周波アレイコイル6の各RFコイルからそれぞれ所定の振幅および位相の高周波信号を発生させる。   That is, when a scan disclosure instruction is given from the console 16 to the sequence controller control unit 31, the sequence controller control unit 31 acquires a pulse sequence incorporating a high-frequency pulse for two-dimensional slice selection excitation from the imaging condition setting unit 30 and performs sequence This is given to the controller 14. The sequence controller 14 tilts the imaging region in which the subject P is set by driving the gradient coil drive circuit, the transmission unit 11, the reception unit 12, and the data collection unit 13 according to the pulse sequence received from the sequence controller control unit 31. A magnetic field is formed and a high-frequency signal having a predetermined amplitude and phase is generated from each RF coil of the transmission high-frequency array coil 6.

このため、被検体P内において励起された2次元スライス選択領域における核磁気共鳴により生じた磁気共鳴信号が、受信用高周波アレイコイル7の各表面コイルにより受信されて受信部12に与えられる。受信部12は、磁気共鳴信号の増幅および検波を行って受信データを生成し、生成した受信データをデータ収集部13に出力する。また、データ収集部13は、受信データを収集し、A/D変換を行ってコンピュータ15に出力する。そうすると、シーケンスコントローラ制御部31は、データ収集部13において収集された磁気共鳴信号の受信データをk空間データベース32に形成されたk空間に配置する。   For this reason, magnetic resonance signals generated by nuclear magnetic resonance in the two-dimensional slice selection region excited in the subject P are received by each surface coil of the receiving high-frequency array coil 7 and given to the receiving unit 12. The reception unit 12 generates reception data by performing amplification and detection of the magnetic resonance signal, and outputs the generated reception data to the data collection unit 13. The data collection unit 13 collects received data, performs A / D conversion, and outputs the data to the computer 15. Then, the sequence controller control unit 31 arranges the reception data of the magnetic resonance signals collected by the data collection unit 13 in the k space formed in the k space database 32.

次に、ステップS8において、画像再構成部33は、k空間データベース32から受信データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する。得られた画像データは画像データベース34に書き込まれる。   Next, in step S8, the image reconstruction unit 33 reconstructs image data by fetching received data from the k-space database 32 and performing image reconstruction processing. The obtained image data is written into the image database 34.

次に、ステップS9において、画像処理部35は、画像データベース34から画像データを取り込んで必要な画像処理を行って表示用の2次元の画像データを生成する。例えば、画像データのスライス面内における歪み補正処理や、複数の表面コイルに対応する複数の画像データの合成処理が行われる。   In step S9, the image processing unit 35 takes in the image data from the image database 34 and performs necessary image processing to generate two-dimensional image data for display. For example, distortion correction processing in the slice plane of image data and synthesis processing of a plurality of image data corresponding to a plurality of surface coils are performed.

次に、ステップS10において、画像処理部35は、表示用の画像データをディスプレイ17に表示させる。このため、ユーザは、2次元的に湾曲して励起されたが、傾斜磁場の非線形性の影響によって直線的に励起されたスライスから収集された磁気共鳴信号に基づく良好な画質の画像データを診断用に得ることができる。   Next, in step S <b> 10, the image processing unit 35 displays display image data on the display 17. For this reason, the user diagnoses the image data with good image quality based on the magnetic resonance signal collected from the slice excited in a two-dimensionally curved but linearly excited due to the influence of the nonlinearity of the gradient magnetic field. Can be obtained for.

つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置1は、傾斜磁場のリニアリティが悪い場合であっても2次元スライス選択励起技術によって平らで歪みのないスライス面を選択励起できるようにしたものである。さらに、磁気共鳴イメージング装置1は、2次元スライス選択励起のための高周波パルスの設計に際して、パルス長を短くするために、送信用高周波アレイコイル6を用いて高周波パルスのparallel transmission技術を用いるようにしたものである。すなわち、磁気共鳴イメージング装置1では、スライス厚やスライス位置に応じてRFパルスのパルス波形や位相が設計されて印加される。   That is, the magnetic resonance imaging apparatus 1 as described above can selectively excite a flat and non-distorted slice surface by the two-dimensional slice selective excitation technique even when the linearity of the gradient magnetic field is poor. Furthermore, the magnetic resonance imaging apparatus 1 uses a high-frequency pulse parallel transmission technique using a transmission high-frequency array coil 6 in order to shorten the pulse length when designing a high-frequency pulse for two-dimensional slice selective excitation. It is a thing. That is, in the magnetic resonance imaging apparatus 1, the pulse waveform and phase of the RF pulse are designed and applied according to the slice thickness and the slice position.

このため、磁気共鳴イメージング装置1によれば、傾斜磁場に十分な直線性が得られない場合であっても、位置ずれや歪みが低減されたスライス選択励起を行うことにより、寝台9の天板8を移動させるというような作業を伴うことなく十分に広い撮像にわたってより高画質な画像データを得ることができる。さらに、画像データのスライス面内の歪みについては、従来の歪み補正技術を用いて補正することができるため、3次元方向についての傾斜磁場の非線形性による影響を除去することが可能となる。   For this reason, according to the magnetic resonance imaging apparatus 1, even when sufficient linearity cannot be obtained in the gradient magnetic field, the top plate of the bed 9 is obtained by performing slice selective excitation with reduced displacement and distortion. The image data with higher image quality can be obtained over a sufficiently wide imaging without the operation of moving the image data 8. Furthermore, since the distortion in the slice plane of the image data can be corrected by using a conventional distortion correction technique, it is possible to remove the influence due to the non-linearity of the gradient magnetic field in the three-dimensional direction.

尚、以上では、1枚のプラン画像における2次元歪みを補正し、2次元のスライス選択励起を行って、歪みのないスライスを励起させる例を示した。しかし、厳密にいえば、図5に示すようなY-Z面の歪み方は、通常Xの位置によって変わる。つまり、Y軸方向およびZ軸方向の傾斜磁場Gy, Gzの非直線性によってスライスの湾曲の仕方はXの位置によって変化する。このようなY軸方向およびZ軸方向の傾斜磁場Gy, Gz下に置いて平らなスライス励起を行うためには3次元の局所スライス励起が必要となる。3次元の局所励起を行う場合でも、上述した2次元の局所励起を行う場合と基本的な手順は変わらない。   In the above, an example has been shown in which two-dimensional distortion in one plan image is corrected, and two-dimensional slice selective excitation is performed to excite a slice without distortion. Strictly speaking, however, the distortion of the YZ plane as shown in FIG. That is, the manner of bending of the slice varies depending on the position of X due to the non-linearity of the gradient magnetic fields Gy and Gz in the Y-axis direction and the Z-axis direction. In order to perform flat slice excitation under such gradient magnetic fields Gy and Gz in the Y-axis direction and Z-axis direction, three-dimensional local slice excitation is required. Even when three-dimensional local excitation is performed, the basic procedure is the same as that of the above-described two-dimensional local excitation.

図9は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置1において3次元の局所スライス選択励起を行う場合におけるSEシーケンスの例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of an SE sequence in the case where three-dimensional local slice selective excitation is performed in the magnetic resonance imaging apparatus 1 shown in FIG.

図9において、RF1, RF2, …, RF 8は、8チャネルのRFコイルからそれぞれ送信される高周波パルスを示し、Gx, Gy, Gzは、それぞれX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に印加される傾斜磁場パルスを示す。   In FIG. 9, RF1, RF2,..., RF8 indicate high-frequency pulses transmitted from 8-channel RF coils, respectively, and Gx, Gy, and Gz are applied in the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, respectively. The gradient magnetic field pulse is shown.

図9に示すSEシーケンスでは、90度RF励起パルスがRFコイルごとに波形が異なる3次元の選択励起パルスになっている。また、180度RFパルスは1次元の選択スライス励起パルスになっているが、非選択スライス励起パルスにしてもよい。   In the SE sequence shown in FIG. 9, the 90-degree RF excitation pulse is a three-dimensional selective excitation pulse having a different waveform for each RF coil. Further, although the 180 degree RF pulse is a one-dimensional selected slice excitation pulse, it may be a non-selected slice excitation pulse.

3次元90度RF選択励起パルスのパルス波形は、励起すべき3次元スライスの位置、厚さ、枚数、形状および/または曲率に応じて決定される。換言すれば、目的とする位置および厚さの3次元スライスが励起されるように、3次元90度RF選択励起パルスのパルス波形が制御される。   The pulse waveform of the three-dimensional 90-degree RF selective excitation pulse is determined according to the position, thickness, number, shape and / or curvature of the three-dimensional slice to be excited. In other words, the pulse waveform of the three-dimensional 90-degree RF selective excitation pulse is controlled so that the three-dimensional slice of the target position and thickness is excited.

また、180度RFパルスの波形はRFコイルごとに同一であるが、位相は各RFコイルのXY平面内における配置角度を考慮して調整される。3次元90度RFパルスおよび180度RFパルスの波形や位相の制御は、送信部11の振幅位相制御ユニット20における振幅制御および位相制御によって行うことができる。   The waveform of the 180-degree RF pulse is the same for each RF coil, but the phase is adjusted in consideration of the arrangement angle of each RF coil in the XY plane. The waveforms and phases of the three-dimensional 90-degree RF pulse and 180-degree RF pulse can be controlled by amplitude control and phase control in the amplitude phase control unit 20 of the transmission unit 11.

そして、リードアウト用の傾斜磁場が、X軸等の所定の印加軸方向に印加されることにより信号観測時間において磁気共鳴信号がエコー信号として観測される。   A magnetic field resonance signal is observed as an echo signal during the signal observation time by applying a gradient magnetic field for readout in a predetermined application axis direction such as the X axis.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. 図1に示すガントリ部の横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the gantry portion shown in FIG. 1. 図1に示す送信部および送信用高周波アレイコイルの詳細構成図。The detailed block diagram of the transmission part and high frequency array coil for transmission shown in FIG. 図1に示すコンピュータの機能ブロック図。The functional block diagram of the computer shown in FIG. 図4に示すプラン画像条件設定部により設定された撮影条件に従って収集されたプラン画像データをそのまま表示させた場合のプラン画像を示す図。The figure which shows the plan image at the time of displaying the plan image data collected according to the imaging conditions set by the plan image condition setting part shown in FIG. 4 as it is. 図4に示す励起スライス設定部により設定されたイメージングスキャン用の励起スライスの一例を示す図。The figure which shows an example of the excitation slice for imaging scans set by the excitation slice setting part shown in FIG. 図4に示す撮影条件設定部において設定されるパルスシーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the pulse sequence set in the imaging | photography condition setting part shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置において歪み補正されたプラン画像上において2次元の所望のスライスを設定することにより歪みのないスライス選択励起を行って歪みが低減された被検体の画像を得るための手順を示すフローチャート。In order to obtain an image of a subject with reduced distortion by performing slice selective excitation without distortion by setting a desired two-dimensional slice on the distortion-corrected plan image in the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. The flowchart which shows a procedure. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置において3次元の局所スライス選択励起を行う場合におけるSEシーケンスの例を示す図。The figure which shows the example of the SE sequence in the case of performing three-dimensional local slice selective excitation in the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 磁気共鳴イメージング装置
2 ガントリ部
3 制御系
4 静磁場磁石
5 傾斜磁場コイル
6 送信用高周波アレイコイル
7 受信用高周波アレイコイル
8 天板
9 寝台
10 傾斜磁場駆動回路
11 送信部
12 受信部
13 データ収集部
14 シーケンスコントローラ
15 コンピュータ
16 コンソール
17 ディスプレイ
20 振幅位相制御ユニット
21 送信アンプ
30 撮影条件設定部
31 シーケンスコントローラ制御部
32 k空間データベース
33 画像再構成部
34 画像データベース
35 画像処理部
36 プラン画像条件設定部
37 プラン画像補正部
38 励起スライス設定部
P 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic resonance imaging apparatus 2 Gantry part 3 Control system 4 Static magnetic field magnet 5 Gradient magnetic field coil 6 High frequency array coil for transmission 7 High frequency array coil for reception 8 Top plate 9 Bed 10 Gradient magnetic field drive circuit 11 Transmitter 12 Receiving part 13 Data collection Unit 14 sequence controller 15 computer 16 console 17 display 20 amplitude phase control unit 21 transmission amplifier 30 imaging condition setting unit 31 sequence controller control unit 32 k-space database 33 image reconstruction unit 34 image database 35 image processing unit 36 plan image condition setting unit 37 Plan image correction unit 38 Excitation slice setting unit P Subject

Claims (5)

被検体からの磁気共鳴信号を収集するイメージングスキャン用に励起するスライスを設定するためのプラン画像データを収集するプラン画像収集手段と、
前記プラン画像データの傾斜磁場の非直線性に起因する歪み補正を行って歪み補正後のプラン画像を表示させ、前記歪み補正後のプラン画像を利用して前記イメージングスキャン用に2次元あるいは3次元的なスライスを設定するスライス設定手段と、
前記2次元あるいは3次元的なスライスの励起を伴ってイメージングスキャンを実行することにより前記磁気共鳴信号を収集し、収集した前記磁気共鳴信号に基づいて画像データを生成するイメージング手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
Plan image collection means for collecting plan image data for setting a slice to be excited for an imaging scan for collecting magnetic resonance signals from a subject;
Distortion correction due to the non-linearity of the gradient magnetic field of the plan image data is performed to display a distortion corrected plan image, and the distortion corrected plan image is used for two-dimensional or three-dimensional imaging scanning. Slice setting means for setting a typical slice;
An imaging means for acquiring the magnetic resonance signal by executing an imaging scan with excitation of the two-dimensional or three-dimensional slice, and generating image data based on the acquired magnetic resonance signal;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記イメージング手段は、複数の高周波コイルからそれぞれ高周波パルスを前記被検体に印加することによって前記2次元あるいは3次元的なスライスを励起するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging unit is configured to excite the two-dimensional or three-dimensional slice by applying a high-frequency pulse from each of a plurality of high-frequency coils to the subject. 前記イメージング手段は、前記2次元あるいは3次元的なスライスの位置、厚さ、枚数、形状および曲率の少なくとも1つに応じて前記高周波パルスの各波形をそれぞれ決定するように構成される請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置。 3. The imaging means is configured to determine each waveform of the high-frequency pulse according to at least one of the position, thickness, number, shape, and curvature of the two-dimensional or three-dimensional slice. The magnetic resonance imaging apparatus described. 前記プラン画像収集手段は、互に直交し、かつスライス方向の複数のプラン画像データを収集するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the plan image collecting unit is configured to collect a plurality of plan image data orthogonal to each other and in a slice direction. 前記プラン画像収集手段は、X=0、Y=0、Z=0の少なくとも1つの断面に対応するプラン画像データを収集するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the plan image collecting unit is configured to collect plan image data corresponding to at least one cross section of X = 0, Y = 0, and Z = 0.
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