JP2012070964A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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Takeshi Matsuda
豪 松田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of suppressing signals from a predetermined area in an imaging area with few excitation pulses.SOLUTION: In the imaging area including a subject, two partially overlapping areas S11 and S12 are determined. At the time, a signal suppression area is included in the non-overlapping area of the two areas, and a signal read area is included in the overlapping area of the two areas. Then, by applying an inversion pulse to each of the two areas, magnetic resonance signals are suppressed by inverting longitudinal magnetization of a spin once for the non-overlapping area, and the longitudinal magnetization of a spin is inverted twice to be practically returned to the original for the overlapping area W1. Thereafter, at the point of time when the longitudinal magnetization of the excited spin in the non-overlapping area becomes a null point, a pulse sequence for collecting signals is started, and the magnetic resonance signals from the overlapping area W1 are collected.

Description

本発明は、被検体の所定の領域からの磁気共鳴信号を抑制する磁気共鳴イメージング(imaging)装置に関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus that suppresses magnetic resonance signals from a predetermined region of a subject.

磁気共鳴イメージング装置による診断技術の一つとして、磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS;Magnetic
Resonance Spectroscopy)が知られている。このMRSは、スピン(spin)の共鳴周波数が代謝物の種類によってわずかに異なることを利用して、磁気共鳴信号の周波数を基に代謝物に関する情報を得る技術である。例えば、磁気共鳴信号の周波数を画像化し、各代謝物の同定やその濃度、緩和時間などの情報を得るための化学シフトイメージング(CSI;Chemical Shift Imaging)が行われている。
As one of diagnostic techniques using a magnetic resonance imaging apparatus, magnetic resonance spectroscopy (MRS)
Resonance Spectroscopy) is known. This MRS is a technique for obtaining information about a metabolite based on the frequency of a magnetic resonance signal by utilizing the fact that the spin resonance frequency varies slightly depending on the type of metabolite. For example, chemical shift imaging (CSI) is performed to image the frequency of magnetic resonance signals and obtain information such as identification of each metabolite, its concentration, and relaxation time.

ところで、脳などのプロトンMRSにおいて測定対象となる代謝物の信号は、自由水からの信号(以下、水信号という)や脂肪からの信号(以下、脂肪信号という)と比較して非常に微量であり、測定部位にこれら自由水や脂肪が混入すると、観察の障害となる。そのため、このようなMRSにおいては、通常、水信号や脂肪信号の抑制を行う。   By the way, the signal of the metabolite to be measured in the proton MRS such as the brain is very small compared to the signal from free water (hereinafter referred to as water signal) and the signal from fat (hereinafter referred to as fat signal). Yes, if these free water and fat are mixed in the measurement site, it becomes an obstacle to observation. For this reason, in such an MRS, water signals and fat signals are usually suppressed.

頭部において脂肪は脳以外の組織に豊富に含まれているため、従来、脂肪信号の抑制には、OVS(Outer Volume Suppression)法を用いる(特許文献1、図1,図2等参照)。すなわち、撮影断面に垂直なスライス(slice)内を励起した後、勾配磁場を印加して、このスライス内のスピンの横磁化をディフェーズ(defease)させる。この工程を、脂肪領域が各スライスによって覆われるまで、スライスを順次変えながら繰り返し行う。なお、OVS法は、空間前飽和法、空間的プレサチュレーション(pre-saturation)法、Spatial−SATとも呼ばれる。   Since fat is abundantly contained in tissues other than the brain in the head, conventionally, the OVS (Outer Volume Suppression) method is used to suppress fat signals (see Patent Document 1, FIG. 1, FIG. 2, etc.). That is, after exciting a slice perpendicular to the imaging section, a gradient magnetic field is applied to dephase the transverse magnetization of spins in this slice. This process is repeated while sequentially changing the slices until the fat region is covered by each slice. The OVS method is also called a spatial pre-saturation method, a spatial pre-saturation method, or Spatial-SAT.

図7は、頭部のMRSにおいてOVS法を適用する場合の例を示す図である。この図を用いて説明すると、被検体の頭部41を含む撮像領域Bにおいて、頭部中央部分を、磁気共鳴信号を読み出す関心領域Rとし、頭部周辺部分すなわち頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域を覆うように複数のスライス(本例ではS1〜S8の8枚)を設定する。そして、これらのスライスについてスピンの励起とディフェーズを行う。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the OVS method is applied to MRS of the head. To explain with reference to this figure, in the imaging region B including the head 41 of the subject, the central portion of the head is the region of interest R from which the magnetic resonance signal is read out, and is distributed in a substantially elliptical shape around the head, that is, near the skull. A plurality of slices (eight sheets S1 to S8 in this example) are set so as to cover the fat region to be processed. Then, spin excitation and dephase are performed on these slices.

図8は、OVS法による従来の脂肪信号抑制のシーケンス(sequence)を前工程として含んでいるCSIのパルスシーケンス(pulse sequence)の一例を示す図である。脂肪信号を抑制する前工程では、脂肪領域を覆うのに必要なスライスの数だけ励起を繰り返している。   FIG. 8 is a diagram showing an example of a CSI pulse sequence including a conventional fat signal suppression sequence by the OVS method as a pre-process. In the previous step of suppressing the fat signal, excitation is repeated for the number of slices necessary to cover the fat region.

特開2006−346055号公報JP 2006-346055 A

このように従来の信号抑制法では、磁気共鳴信号を抑制したい領域を複数のスライスで覆うように励起するため、必然的にスライス数が多くなる。その結果、高周波パルスによって励起されたスピンは、すぐに信号強度を回復し始めるので、縦磁化の回復にバラツキが生じてしまい、抑制したい領域からの磁気共鳴信号を十分に抑制することが難しい。また、スライスの数が多くなると、スライスの設定が煩雑になるだけでなく、被検体に照射する励起パルスの数が増えるため、被検体への負担も増大する。   As described above, in the conventional signal suppression method, excitation is performed so as to cover a region where the magnetic resonance signal is to be suppressed with a plurality of slices. As a result, the spin excited by the high-frequency pulse starts to recover the signal intensity immediately, so that the recovery of the longitudinal magnetization varies, and it is difficult to sufficiently suppress the magnetic resonance signal from the region to be suppressed. Further, when the number of slices increases, not only the setting of slices becomes complicated, but also the number of excitation pulses irradiated to the subject increases, so the burden on the subject also increases.

このような事情により、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置が望まれている。   Under such circumstances, there is a demand for a magnetic resonance imaging apparatus that can suppress unnecessary magnetic resonance signals from a predetermined region in a subject with a small number of excitation pulses.

第1の観点の発明は、被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた2つの領域に、インバージョンパルス(inversion pulse)をそれぞれ印加することにより、前記2つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を1回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記2つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を2回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置を提供する。   According to the first aspect of the present invention, an inversion pulse is applied to two regions that are determined to partially overlap in an imaging region including a subject, whereby the two regions do not overlap. For the region, the longitudinal magnetization of the spin is reversed once to suppress the magnetic resonance signal from the non-overlapping region, and for the overlapping region of the two regions, the longitudinal magnetization of the spin is reversed twice to substantially return to the original region. Then, a magnetic resonance imaging apparatus is provided that collects magnetic resonance signals from the overlap region by performing a pulse sequence for signal collection.

第2の観点の発明は、前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ(crusher)勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる上記第1の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   The invention according to the second aspect is the magnetism according to the first aspect, in which a crusher gradient pulse is applied after each application of the inversion pulse to dephase the transverse magnetization of the spin in the non-overlapping region. A resonance imaging apparatus is provided.

第3の観点の発明は、前記非重複領域が、脂肪領域を含んでいる上記第1の観点または第2の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   The invention according to a third aspect provides the magnetic resonance imaging apparatus according to the first aspect or the second aspect, wherein the non-overlapping region includes a fat region.

第4の観点の発明は、前記信号収集用パルスシーケンスが、磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)系のパルスシーケンスを含んでいる上記第1の観点から第3の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   According to a fourth aspect of the invention, in the magnetic resonance according to any one of the first to third aspects, the signal acquisition pulse sequence includes a magnetic resonance spectroscopy (MRS) pulse sequence. An imaging apparatus is provided.

第5の観点の発明は、前記撮像領域が、前記被検体の頭部を含む領域である上記第1の観点から第4の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   A fifth aspect of the invention provides the magnetic resonance imaging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the imaging region is a region including the head of the subject.

第6の観点の発明は、前記2つの領域の一方が、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記2つの領域の他方が、前記撮像領域における選択的領域である上記第1の観点から第5の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   The invention of the sixth aspect is based on the first aspect, wherein one of the two areas is a non-selective area in the imaging area, and the other of the two areas is a selective area in the imaging area. A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of the fifth aspects is provided.

第7の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、フリップ(flip)角が実質的に180°である上記第1の観点から第6の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   A seventh aspect of the invention provides the magnetic resonance imaging apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the inversion pulse has a flip angle of substantially 180 °. To do.

第8の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、断熱パルス(アディアバティックパルス(adiabatic pulse))である上記第7の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   The invention according to an eighth aspect provides the magnetic resonance imaging apparatus according to the seventh aspect, wherein the inversion pulse is an adiabatic pulse (adiabatic pulse).

第9の観点の発明は、前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイント(null point)となる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する上記第1の観点から第8の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the eighth aspect from the first aspect, wherein the signal collection pulse sequence is started when the longitudinal magnetization of the spin in the non-overlapping region becomes a null point. A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of the above aspects is provided.

なお、上記観点の発明において、「被検体」は、人体だけでなく、動物も含まれる。また、上記観点の発明である磁気共鳴イメージング装置は、医療用に限定されず、産業用にも適用できる。   In the invention of the above aspect, the “subject” includes not only a human body but also an animal. Further, the magnetic resonance imaging apparatus according to the above aspect of the invention is not limited to medical use but can be applied to industrial use.

上記観点の発明によれば、前工程において、一部が重複する2つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記2つの領域の非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、上記2つの領域の重複領域からの磁気共鳴信号を得ることができ、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる。   According to the invention of the above aspect, in the preceding step, by applying an inversion pulse to two regions that partially overlap each other, magnetic resonance signals from non-overlapping regions of the two regions are suppressed, and the 2 Magnetic resonance signals from overlapping regions of two regions can be obtained, and unnecessary magnetic resonance signals from predetermined regions in the subject can be suppressed with a small number of excitation pulses.

第一実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to a first embodiment. 第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。It is a figure for demonstrating suppression of the fat signal by 1st embodiment. 第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pulse sequence implemented by 1st embodiment. 第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。It is a figure for demonstrating suppression of the fat signal by 2nd embodiment. 第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pulse sequence implemented by 2nd embodiment. インバージョンパルス1回だけ印加する場合と2回重ねて印加する場合とにおける信号強度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the signal strength in the case where it applies only once inversion pulse, and the case where it applies twice. OVS法による従来の信号抑制を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional signal suppression by an OVS method. OVS法による従来の信号抑制シーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional signal suppression sequence by OVS method.

以下、発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the invention will be described below.

(第一実施形態)
図1は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the magnetic resonance imaging apparatus of the present embodiment.

図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、静磁場マグネット(magnet)部12、勾配コイル部13、RF(Radio Frequency)コイル部14、RF駆動部22、勾配駆動部23、データ(data)収集部24、被検体搬送部25、制御部30、記憶部31、操作部32、画像再構成部33、および表示部34を有している。   As shown in FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus 1 includes a static magnetic field magnet (magnet) unit 12, a gradient coil unit 13, an RF (Radio Frequency) coil unit 14, an RF drive unit 22, a gradient drive unit 23, data (data). ) It has a collection unit 24, a subject transport unit 25, a control unit 30, a storage unit 31, an operation unit 32, an image reconstruction unit 33, and a display unit 34.

静磁場マグネット部12は、静磁場を発生させ、静磁場空間11を生成する。   The static magnetic field magnet unit 12 generates a static magnetic field and generates a static magnetic field space 11.

勾配コイル(coil)部13は、電流の供給を受けて、スライス軸方向、位相エンコード(encode)方向、および周波数エンコード方向の3軸方向に勾配磁場を独立に発生させる。なお、ここでは、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス軸方向は、それぞれ、図1に示すx方向、y方向、およびz方向と対応している。   The gradient coil unit 13 is supplied with a current and independently generates gradient magnetic fields in three axis directions, ie, a slice axis direction, a phase encode direction, and a frequency encode direction. Here, the frequency encoding direction, the phase encoding direction, and the slice axis direction correspond to the x direction, the y direction, and the z direction shown in FIG. 1, respectively.

RFコイル部14は、電流の供給を受けて、静磁場空間11内の被検体40のスピンを励起するための励起RFパルスを印加する。   The RF coil unit 14 receives an electric current and applies an excitation RF pulse for exciting the spin of the subject 40 in the static magnetic field space 11.

RF駆動部22は、制御部30からの制御信号を基にRFコイル部14を駆動して、静磁場空間11内に励起RFパルスを印加する。   The RF drive unit 22 drives the RF coil unit 14 based on a control signal from the control unit 30 and applies an excitation RF pulse in the static magnetic field space 11.

勾配駆動部23は、制御部30からの制御信号を基に勾配コイル部13を駆動して、静磁場空間11内に勾配磁場を発生させる。   The gradient driving unit 23 drives the gradient coil unit 13 based on a control signal from the control unit 30 to generate a gradient magnetic field in the static magnetic field space 11.

データ収集部24は、RFコイル部14が受信したエコー(echo)信号(磁気共鳴信号)を位相検波し、AD(Analog-Digital)変換して、エコー信号のデータを生成する。生成されたエコー信号のデータは、記憶部31に出力される。   The data collection unit 24 performs phase detection on the echo (echo) signal (magnetic resonance signal) received by the RF coil unit 14 and performs AD (Analog-Digital) conversion to generate echo signal data. The data of the generated echo signal is output to the storage unit 31.

被検体搬送部25は、制御部30からの制御信号を基に、被検体40を静磁場空間11の内外に搬送する。   The subject transport unit 25 transports the subject 40 into and out of the static magnetic field space 11 based on a control signal from the control unit 30.

制御部30は、操作部32からの操作信号を基に、決められたパルスシーケンスを実施するよう、RF駆動部22、勾配駆動部23、データ収集部24、被検体搬送部25の各部に制御信号を送って制御する。   Based on the operation signal from the operation unit 32, the control unit 30 controls each unit of the RF drive unit 22, the gradient drive unit 23, the data collection unit 24, and the subject transport unit 25 so as to execute a predetermined pulse sequence. Send a signal to control.

記憶部31は、データ収集部24により収集されたエコー信号のデータや、画像再構成部33により画像再構成処理して得られた画像データ等を記憶する。   The storage unit 31 stores echo signal data collected by the data collection unit 24, image data obtained by image reconstruction processing by the image reconstruction unit 33, and the like.

画像再構成部33は、制御部30からの制御により、記憶部31からエコー信号のデータを読み出し、そのエコー信号のデータに対して画像再構成処理を行って画像データを生成する。画像データは、記憶部31に出力される。   Under the control of the control unit 30, the image reconstruction unit 33 reads the echo signal data from the storage unit 31, and performs image reconstruction processing on the echo signal data to generate image data. The image data is output to the storage unit 31.

表示部34は、操作部32の操作に必要な情報や、画像データが表す画像などを表示する。   The display unit 34 displays information necessary for operation of the operation unit 32, an image represented by the image data, and the like.

制御部30、記憶部31、画像再構成部33は、例えばコンピュータ(computer)により構成される。   The control unit 30, the storage unit 31, and the image reconstruction unit 33 are configured by a computer, for example.

これより、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の動作について説明する。   The operation of the magnetic resonance imaging apparatus of this embodiment will be described below.

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、被検体の脂肪領域からのエコー信号(以下、脂肪信号という)を抑制するように設計された磁気共鳴スペクトロスコピー(以下、MRSという)系のパルスシーケンスを実施してエコー信号を収集し、そのエコー信号を基に画像を生成する。これにより、脂肪信号が抑制されたCSIの画像を生成する。   The magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment uses a magnetic resonance spectroscopy (hereinafter referred to as MRS) pulse sequence designed to suppress echo signals (hereinafter referred to as fat signals) from a fat region of a subject. The echo signal is collected by executing, and an image is generated based on the echo signal. Thereby, an image of CSI in which the fat signal is suppressed is generated.

なお、本例では、被検体の頭部MRSを想定する。また、実際には、信号抑制として、脂肪信号の抑制以外に、例えばCHESS(chemical shift selective)法等による、脳の自由水からのエコー信号(以下、水信号という)の抑制を行う。しかし、水信号の抑制は、通常一般的に行われていることなので、ここでは、水信号の抑制に係るパルスシーケンスの図示および説明を省略する。   In this example, the head MRS of the subject is assumed. In practice, as signal suppression, in addition to suppression of fat signals, echo signals from brain free water (hereinafter referred to as water signals) are suppressed by, for example, the CHESS (chemical shift selective) method. However, since suppression of the water signal is generally performed, illustration and description of a pulse sequence relating to suppression of the water signal are omitted here.

図2は、第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図3は、第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining fat signal suppression according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pulse sequence performed according to the first embodiment.

図3に示すパルスシーケンスは、信号収集用のMRS系パルスシーケンスを基本としており、その特徴は破線で囲まれた、脂肪信号を抑制するための前工程にある。   The pulse sequence shown in FIG. 3 is based on the MRS pulse sequence for signal collection, and the feature is in the pre-process for suppressing the fat signal surrounded by a broken line.

初めに、被検体40を含む撮像領域Bにおいて、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する2つの領域を、一部が重複するように決定する。このとき、その重複領域に、エコー信号を読み出す関心領域が含まれるようにする。また、その非重複領域すなわち上記2つの領域のいずれか一方だけしか存在しない領域に、エコー信号を抑制したい脂肪領域が含まれるようにする。ここでは、図2(a)に示すように、被検体40の頭部41における脳中央の矩形領域を関心領域Rとし、頭部41の頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域Fからのエコー信号を抑制する場合を想定する。そして、図2(b)に示すように、上記2つの領域の一方である第1の領域S11として、関心領域Rをほぼ含み、図中右下斜め方向(+x方向および−y方向)に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。また、図2(c)に示すように、上記2つの領域の他方である第2の領域S12として、関心領域Rをほぼ含み、図中右上斜め方向(+x方向および+y方向)に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。これにより、「X」字形状の第1および第2の領域S11,S12の重複領域W1に、関心領域Rのほとんどが含まれ、第1および第2の領域S11,S12の非重複領域K1に、脂肪領域Fのほとんどが含まれる。   First, in the imaging region B including the subject 40, two regions to which an inversion pulse for inverting the longitudinal magnetization of the spin is applied are determined so as to partially overlap. At this time, the region of interest for reading the echo signal is included in the overlapping region. Further, the non-overlapping region, that is, the region where only one of the two regions is present includes the fat region for which the echo signal is to be suppressed. Here, as shown in FIG. 2A, a rectangular region at the center of the brain in the head 41 of the subject 40 is set as a region of interest R, and the fat region F distributed in a substantially elliptical shape near the skull of the head 41 is used. Assume that the echo signal is suppressed. As shown in FIG. 2B, the first region S11, which is one of the two regions, substantially includes the region of interest R, and extends along the diagonally lower right direction (+ x direction and −y direction) in the drawing. The slice area extending in a selective manner is determined. Further, as shown in FIG. 2C, the second region S12, which is the other of the two regions, substantially includes the region of interest R and extends along the upper right diagonal direction (+ x direction and + y direction) in the drawing. A slice region is selectively determined. Thereby, most of the region of interest R is included in the overlapping region W1 of the first and second regions S11, S12 having the “X” shape, and the non-overlapping region K1 of the first and second regions S11, S12 is included. Most of the fat region F is included.

次に、脂肪信号を抑制するためのパルスシーケンスを実施する。まず、図3に示すように、勾配パルスSx11,Sy11と、第1のインバージョンパルスRF11とを印加して、第1の領域S11をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第1の領域S11におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。なお、このインバージョンパルスは、スピンの縦磁化の向きを的確に反転させることができるよう、通常はフリップ角が実質的に180°のものを用いる。また、その中でも、広い空間におけるスピンの縦磁化を均一に反転させることができる断熱パルス(アディアバティックパルス;adiabatic pulse)が好適である。これは、特に高磁場で問題となる静磁場の不均一性によるスピンの縦磁化励起の不均一性を解消するためである。第1のインバージョンパルスRF11印加後は、クラッシャ勾配パルスC11を印加して、第1の領域S11において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図3に示すように、勾配パルスSx12,Sy12と、第2のインバージョンパルスRF12とを印加することにより、第2の領域S12をスライス選択するとともに、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第2の領域S12におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。このとき、第1の領域S11においては、第1のインバージョンパルスRF11の印加により、すでにスピンの縦磁化は1回反転している。そのため、第1の領域S11および第2の領域S12の重複領域W1においては、第2のインバージョンパルスRF12の印加により、スピンの縦磁化に2回目の反転が生じ、縦磁化の向きは元に戻ることになる。つまり、第1の領域S11および第2の領域S12の重複領域W1では、図6(a)に示すように、スピンの縦磁化は略当初のままとなり、エコー信号の抑制効果はほとんど働かない。一方、第1の領域S11および第2の領域S12の非重複領域K1では、図6(b)に示すように、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、ヌルポイントでMRSの信号収集を開始すると、エコー信号の抑制効果が働くことになる。   Next, a pulse sequence for suppressing fat signals is performed. First, as shown in FIG. 3, gradient pulses Sx11 and Sy11 and a first inversion pulse RF11 are applied to select a slice of the first region S11, and an inversion pulse is applied to this region. This excites spins in the first region S11 to reverse its longitudinal magnetization. Note that this inversion pulse usually has a flip angle of substantially 180 ° so that the direction of longitudinal magnetization of the spin can be accurately reversed. Among them, an adiabatic pulse (adiabatic pulse) capable of uniformly reversing the longitudinal magnetization of the spin in a wide space is preferable. This is to eliminate the non-uniformity of the longitudinal magnetization excitation of the spin due to the non-uniformity of the static magnetic field, which is a problem particularly in a high magnetic field. After applying the first inversion pulse RF11, a crusher gradient pulse C11 is applied to dephase the transverse magnetization of the spin excited in the first region S11. Thereafter, as shown in FIG. 3, by applying gradient pulses Sx12 and Sy12 and a second inversion pulse RF12, the second region S12 is sliced and an inversion pulse is applied to this region. . This excites spins in the second region S12 to reverse its longitudinal magnetization. At this time, in the first region S11, the longitudinal magnetization of the spin has already been reversed once by the application of the first inversion pulse RF11. Therefore, in the overlapping region W1 of the first region S11 and the second region S12, the application of the second inversion pulse RF12 causes the second inversion of the spin longitudinal magnetization, and the direction of the longitudinal magnetization is based on the original direction. Will return. That is, in the overlapping region W1 of the first region S11 and the second region S12, as shown in FIG. 6A, the longitudinal magnetization of the spin remains substantially the same, and the echo signal suppressing effect hardly acts. On the other hand, in the non-overlapping region K1 of the first region S11 and the second region S12, as shown in FIG. 6 (b), the longitudinal magnetization of the spin is reversed from the initial state, so that the MRS signal is collected at the null point. Starts, the suppression effect of the echo signal works.

その結果、関心領域Rからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Fからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第2のインバージョンパルスRF12印加後は、クラッシャ勾配パルスC12を印加して、第2の領域S12において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。   As a result, the echo signal from the region of interest R can be almost obtained, and the echo signal from the fat region F can be substantially suppressed. After the application of the second inversion pulse RF12, a crusher gradient pulse C12 is applied to dephase the transverse magnetization of the spin excited in the second region S12.

次に、非重複領域K1における励起したスピンの縦磁化がT1値に依存して回復し、ヌルポイントに達するまで、時間Twだけ待つ。そして、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、信号収集用のMRS系パルスシーケンスの実施を開始する。これにより、抑制したい部分のT1値に依存してエコー信号の強度が低下したスペクトラム(spectrum)が収集できる。なお、MRSとしては、例えば図3に示すようなPRESS(point-resolved
spectroscopy)法などを用いることができる。PRESS法は、90°−180°−180°のスライス選択パルスによりスピンエコー信号を取得する方法である。
Next, the longitudinal magnetization of the excited spin in the non-overlapping region K1 recovers depending on the T1 value and waits for a time Tw until the null point is reached. Then, when the longitudinal magnetization reaches the null point, the implementation of the MRS pulse sequence for signal collection is started. Thereby, it is possible to collect a spectrum in which the intensity of the echo signal is reduced depending on the T1 value of the portion to be suppressed. As the MRS, for example, a PRESS (point-resolved) as shown in FIG.
spectroscopy) or the like. The PRESS method is a method of acquiring a spin echo signal by a slice selection pulse of 90 ° -180 ° -180 °.

(第二実施形態)
図4は、第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図5は、第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a diagram for explaining fat signal suppression according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a pulse sequence performed according to the second embodiment.

初めに、被検体40を含む撮像領域50において、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する2つの領域を、一部が重複するように決定する。ここでは、図4(b)に示すように、上記2つの領域の一方である第1の領域S21として、撮像領域Bの全領域を含む領域を非選択的に決定する。また、図4(c)に示すように、上記2つの領域の他方である第2の領域S22として、関心領域Rを含み、図中縦方向(y方向)に延びる領域を選択的に決定する。これにより、第1および第2の領域S21,S22の重複領域W2に、関心領域Rが含まれ、第1および第2の領域S21,S22の非重複領域K2に、脂肪領域Fの多くが含まれる。   First, in the imaging region 50 including the subject 40, two regions to which an inversion pulse for inverting the longitudinal magnetization of the spin is applied are determined so as to partially overlap. Here, as shown in FIG. 4B, a region including the entire region of the imaging region B is non-selectively determined as the first region S21 which is one of the two regions. Further, as shown in FIG. 4C, a region including the region of interest R and extending in the vertical direction (y direction) in the drawing is selectively determined as the second region S22 which is the other of the two regions. . Thereby, the region of interest R is included in the overlapping region W2 of the first and second regions S21, S22, and most of the fat region F is included in the non-overlapping region K2 of the first and second regions S21, S22. It is.

次に、脂肪信号を抑制するためのシーケンスを実施する。まず、図5に示すように、第1のインバージョンパルスRF21を印加して、第1の領域S21にインバージョンパルスを印加する。これにより、第1の領域S21におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。第1のインバージョンパルスRF21印加後は、クラッシャ勾配パルスC21を印加して、第1の領域S21において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図5に示すように、勾配パルスSx22と、第2のインバージョンパルスRF22とを印加して、第2の領域S22をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第2の領域S22におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。つまり、第1の領域S21および第2の領域S22の重複領域W2では、スピンの縦磁化は当初のままとなり、エコー信号の抑制効果は働かない。一方、第1の領域S21および第2の領域S22の非重複領域K2では、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、エコー信号の抑制効果が働くことになる。その結果、関心領域Rからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Fからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第2のインバージョンパルスRF22印加後は、クラッシャ勾配パルスC22を印加して、第2の領域S22において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。   Next, a sequence for suppressing fat signals is performed. First, as shown in FIG. 5, the first inversion pulse RF21 is applied, and the inversion pulse is applied to the first region S21. Thereby, the longitudinal magnetization of the spin in the first region S21 is excited and reversed. After applying the first inversion pulse RF21, a crusher gradient pulse C21 is applied to dephase the transverse magnetization of the spin excited in the first region S21. After that, as shown in FIG. 5, the gradient pulse Sx22 and the second inversion pulse RF22 are applied, the second region S22 is slice-selected, and the inversion pulse is applied to this region. As a result, the longitudinal magnetization of the spin in the second region S22 is excited and reversed. That is, in the overlapping region W2 of the first region S21 and the second region S22, the longitudinal magnetization of the spin remains as it is, and the echo signal suppressing effect does not work. On the other hand, in the non-overlapping region K2 of the first region S21 and the second region S22, since the longitudinal magnetization of the spin is reversed from the initial state, the effect of suppressing the echo signal works. As a result, the echo signal from the region of interest R can be almost obtained, and the echo signal from the fat region F can be substantially suppressed. After applying the second inversion pulse RF22, a crusher gradient pulse C22 is applied to dephase the transverse magnetization of the spin excited in the second region S22.

次に、励起したスピンの縦磁化が回復してヌルポイントに達するまで待ち、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、MRS系のパルスシーケンスの実施を開始する。   Next, the process waits until the longitudinal magnetization of the excited spin recovers and reaches the null point, and when the longitudinal magnetization reaches the null point, the implementation of the MRS pulse sequence is started.

以上、上記の実施形態によれば、前工程において、一部が重複する2つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記2つの領域の非重複領域からのエコー信号を抑制し、上記2つの領域の重複領域からのエコー信号を得ることができ、被検体における所定の領域からの不要なエコー信号を少ない励起パルスで抑制することができる。   As described above, according to the above-described embodiment, in the previous step, the echo signal from the non-overlapping region of the two regions is suppressed only by applying an inversion pulse to each of the two regions partially overlapping, An echo signal from an overlapping region of the two regions can be obtained, and an unnecessary echo signal from a predetermined region in the subject can be suppressed with a small number of excitation pulses.

なお、発明の実施形態は、上記したものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。   The embodiments of the invention are not limited to those described above, and various additions and changes can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記の実施形態では、インバージョンパルス印加後にクラッシャ勾配パルスを印加して、スピンの横磁化をディフェーズしているが、横磁化の信号を読み取る場合など、クラッシャ勾配パルスを印加しない場合も考えられる。   For example, in the above embodiment, the crusher gradient pulse is applied after the inversion pulse is applied and the transverse magnetization of the spin is dephased. However, when the transverse magnetization signal is read, the crusher gradient pulse may not be applied. Conceivable.

また、上記の実施形態では、前工程において、2つのインバージョンパルスだけで、信号抑制を行っているが、さらに従来のOVS法や組織選択的プレサチュレーション法を適用して、信号抑制をより精度よく行うようにすることもできる。   In the above-described embodiment, signal suppression is performed using only two inversion pulses in the previous process, but signal suppression can be performed more accurately by applying a conventional OVS method or tissue selective presaturation method. You can also do it often.

また、上記の実施形態では、脂肪信号を抑制しているが、他の組織や物質からの信号を抑制するようにしてもよい。   In the above embodiment, fat signals are suppressed, but signals from other tissues and substances may be suppressed.

1 磁気共鳴イメージング装置
12 静磁場マグネット部
13 勾配コイル部
14 RFコイル部
22 RF駆動部
23 勾配駆動部
24 データ収集部
25 被検体搬送部
30 制御部
31 記憶部
32 操作部
33 画像再構成部
34 表示部
40 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic resonance imaging apparatus 12 Static magnetic field magnet part 13 Gradient coil part 14 RF coil part 22 RF drive part 23 Gradient drive part 24 Data collection part 25 Subject transport part 30 Control part 31 Storage part 32 Operation part 33 Image reconstruction part 34 Display unit 40 Subject

Claims (9)

被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた2つの領域に、インバージョンパルスをそれぞれ印加することにより、前記2つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を1回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記2つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を2回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置。   By applying an inversion pulse to each of the two regions that are determined to overlap in the imaging region including the subject, the longitudinal magnetization of the spin is reversed once for the non-overlapping regions of the two regions. The magnetic resonance signal from the non-overlapping region is suppressed, and for the overlapping region of the two regions, the longitudinal magnetization of the spin is reversed twice to substantially return to the original state, and then the signal collection pulse sequence is performed. A magnetic resonance imaging apparatus that collects magnetic resonance signals from the overlapping region. 前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。   2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a transverse magnetization of a spin in the non-overlapping region is dephased by applying a crusher gradient pulse after each application of the inversion pulse. 前記非重複領域は、脂肪領域を含んでいる請求項1または請求項2に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 non-overlapping region includes a fat region. 前記信号収集用パルスシーケンスは、磁気共鳴スペクトロスコピー(MRS)系のシーケンスを含んでいる請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   4. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the signal acquisition pulse sequence includes a magnetic resonance spectroscopy (MRS) system sequence. 5. 前記撮像領域は、前記被検体の頭部を含む領域である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the imaging region is a region including a head of the subject. 前記2つの領域の一方は、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記2つの領域の他方は、前記撮像領域における選択的領域である請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The one of the two regions is a non-selective region in the imaging region, and the other of the two regions is a selective region in the imaging region. Magnetic resonance imaging equipment. 前記インバージョンパルスは、フリップ角が実質的に180°である請求項1から請求項6のいずれか一項に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 inversion pulse has a flip angle of substantially 180 °. 前記インバージョンパルスは、断熱パルス(アディアバティックパルス)である請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 7, wherein the inversion pulse is an adiabatic pulse. 前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイントとなる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   9. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein execution of the signal acquisition pulse sequence is started at a time point when the longitudinal magnetization of the spin in the non-overlapping region becomes a null point.
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