JP2014166219A - Magnetic resonance apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、拡散強調を行う磁気共鳴装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance apparatus that performs diffusion weighting.
拡散の情報を取得する方法として、MPG(Motion Probing Gradient)を用いた方法が知られている(特許文献1参照)。 As a method for acquiring diffusion information, a method using MPG (Motion Probing Gradient) is known (see Patent Document 1).
MPGを用いたシーケンスとして、B0不均一の影響を打ち消すためのリフォーカスパルスを用いたシーケンスが知られている。しかし、このシーケンスでエコーを収集すると、心拍などの体動の影響を受けてエコーの信号低下が生じることがある。そこで、エコーの信号低下を抑制するために流速補正を行う方法が知られているが、これまでの流速補正の方法では、FID(free induction decay)信号やSTE(stimulated echo)が発生することがある。FIDやSTEは画像劣化の原因となるので、FIDやSTEはできるだけ発生させないようにすることが望まれている。 As a sequence using MPG, a sequence using a refocus pulse for canceling the influence of B0 nonuniformity is known. However, when echoes are collected in this sequence, the echo signal may decrease due to the influence of body movement such as heartbeat. Thus, a method of correcting the flow velocity is known to suppress the signal drop of the echo. However, in the conventional flow velocity correction methods, an FID (free induction decay) signal or STE (stimulated echo) may occur. is there. Since FID and STE cause image degradation, it is desired to prevent FID and STE from being generated as much as possible.
本発明の第1の観点は、励起パルスとリフォーカスパルスとを送信するRFコイルと、拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記リフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1の傾斜磁場パルスと前記リフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスとは反対の極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記リフォーカスパルスの後に印加される第3の傾斜磁場パルスと、
前記第3の傾斜磁場パルスの後に印加され、前記第3の傾斜磁場パルスとは反対の極性を有する第4の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1の傾斜磁場パルスと前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第3の傾斜磁場パルスと前記第4の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置である。
A first aspect of the present invention is a magnet having an RF coil that transmits an excitation pulse and a refocus pulse, and a gradient coil that applies a plurality of gradient magnetic field pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction. A resonance device,
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first gradient magnetic field pulse and the refocus pulse and having a polarity opposite to that of the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied after the refocusing pulse;
A fourth gradient magnetic field pulse applied after the third gradient magnetic field pulse and having a polarity opposite to that of the third gradient magnetic field pulse;
Contains
Magnetic resonance in which a waiting time is provided between the first gradient magnetic field pulse and the second gradient magnetic field pulse or between the third gradient magnetic field pulse and the fourth gradient magnetic field pulse Device.
本発明の第2の観点は、励起パルス、第1のリフォーカスパルス、および第2のリフォーカスパルスを送信するRFコイルと、拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記第1のリフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記第2の傾斜磁場パルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第3の傾斜磁場パルスと、
と、
前記第2のリフォーカスパルスの後に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第4の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第1の傾斜磁場パルス若しくは前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第2のリフォーカスパルスと前記第3の傾斜磁場パルス若しくは前記第4の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置である。
A second aspect of the present invention includes an RF coil that transmits an excitation pulse, a first refocus pulse, and a second refocus pulse, and a plurality of gradient magnetic field pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction. A magnetic resonance apparatus having a gradient coil to be applied,
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the first refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first refocus pulse and the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied between the second gradient magnetic field pulse and the second refocusing pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
When,
A fourth gradient magnetic field pulse applied after the second refocusing pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
Contains
Between the first refocus pulse and the first gradient magnetic field pulse or the second gradient magnetic field pulse, or between the second refocus pulse and the third gradient magnetic field pulse or the fourth gradient magnetic field. This is a magnetic resonance apparatus in which a waiting time is provided between pulses.
本発明の第3の観点は、励起パルス、第1のリフォーカスパルス、および第2のリフォーカスパルスを送信するRFコイルと、拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記第1のリフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記第2のリフォーカスパルスの後に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第3の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第1の傾斜磁場パルス若しくは前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第2のリフォーカスパルスと前記第2の傾斜磁場パルス若しくは前記第3の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置である。
A third aspect of the present invention includes an RF coil that transmits an excitation pulse, a first refocus pulse, and a second refocus pulse, and a plurality of gradient magnetic field pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction. A magnetic resonance apparatus having a gradient coil to be applied,
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the first refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first refocus pulse and the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied after the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
Contains
Between the first refocus pulse and the first gradient magnetic field pulse or the second gradient magnetic field pulse, or between the second refocus pulse and the second gradient magnetic field pulse or the third gradient magnetic field. This is a magnetic resonance apparatus in which a waiting time is provided between pulses.
待ち時間を入れることにより、傾斜磁場パルスの時間軸上の位置の自由度を増やすことができる。したがって、流速を補正するための条件とFID又はSTEを消去又は十分に低減するための条件との両方を満たす傾斜磁場パルスの面積を求めることができる。 By adding a waiting time, the degree of freedom of the position of the gradient magnetic field pulse on the time axis can be increased. Therefore, the area of the gradient magnetic field pulse that satisfies both the condition for correcting the flow velocity and the condition for eliminating or sufficiently reducing the FID or STE can be obtained.
以下、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。 Hereinafter, although the form for inventing is demonstrated, this invention is not limited to the following forms.
図1は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ。MR:Magnetic Resonance)100は、マグネット2、テーブル3、受信コイル4などを有している。
FIG. 1 is a schematic view of a magnetic resonance apparatus according to one embodiment of the present invention.
A magnetic resonance apparatus (hereinafter referred to as “MR apparatus”, MR: Magnetic Resonance) 100 includes a
マグネット2は、被検体11が収容されるボア21を有している。また、マグネット2は、超伝導コイル22と、傾斜磁場コイル23と、RFコイル24とを有している。超伝導コイル22は静磁場を印加し、傾斜磁場コイル23は傾斜磁場パルスを印加し、RFコイル24はRFパルスを送信する。尚、超伝導コイル22の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
The
テーブル3は、被検体11を支持するクレードル3aを有している。クレードル3aは、ボア21内に移動できるように構成されている。クレードル3aによって、被検体11はボア21に搬送される。
The table 3 has a
受信コイル4は、被検体11に取り付けられている。受信コイル4は、被検体11からの磁気共鳴信号を受信する。
The
MR装置100は、更に、送信器5、傾斜磁場電源6、受信器7、制御部8、操作部9、および表示部10などを有している。
The
送信器5はRFコイル24に電流を供給し、傾斜磁場電源6は傾斜磁場コイル23に電流を供給する。
受信器7は、受信コイル4から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。
The
The
制御部8は、表示部10に必要な情報を伝送したり、受信器7から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、MR装置100の各種の動作を実現するように、MR装置100の各部の動作を制御する。
The control unit 8 transmits necessary information to the
操作部9は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部8に入力する。表示部10は種々の情報を表示する。
MR装置100は、上記のように構成されている。
The operation unit 9 is operated by an operator and inputs various information to the control unit 8. The
The
本形態では、MPG(motion probing gradient)を用いて拡散強調画像データを取得するためのシーケンスを実行する。MPGを用いたシーケンスを実行する場合、心拍などの体動の影響を受けて、信号が低下することがある。そこで、信号ができるだけ低下しないようにするため、MPGを用いた流速補正が行われる。以下に、MPGを用いて流速補正を行うシーケンスの一例について説明する。 In this embodiment, a sequence for acquiring diffusion weighted image data using MPG (motion probing gradient) is executed. When a sequence using MPG is executed, the signal may decrease due to the influence of body movement such as heartbeat. Therefore, flow velocity correction using MPG is performed so that the signal does not decrease as much as possible. Hereinafter, an example of a sequence for performing flow velocity correction using MPG will be described.
図2は、MPGを用いて流速補正を行うシーケンスの説明図である。
先ず、RFコイル24が励起パルス90xを送信し、続いて、傾斜磁場コイル23が4つの傾斜磁場パルスG1〜G4を印加する場合について考える。4つの傾斜磁場パルスG1〜G4が印加された後、データ収集部Aにおいてデータが収集される。尚、説明の便宜上、傾斜磁場の軸は1軸のみが示されている。また、データ収集部Aで使用されるRFパルスや傾斜磁場パルスは図示省略されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a sequence for performing flow velocity correction using MPG.
First, consider the case where the
4つの傾斜磁場パルスG1〜G4は、主に、拡散強調と流速補正の2つの役割を実現するために設けられている。 The four gradient magnetic field pulses G1 to G4 are mainly provided to realize two roles of diffusion enhancement and flow velocity correction.
4つの傾斜磁場パルスG1〜G4の拡散強調を表すb値は、以下の式で表される。
4つの傾斜磁場パルスG1〜G4は、流速が補正できるように、以下の式を満たしている。
ここで、G(t):時点tにおける傾斜磁場の大きさ
The four gradient magnetic field pulses G1 to G4 satisfy the following expression so that the flow velocity can be corrected.
Where G (t): magnitude of gradient magnetic field at time t
また、エコーを発生させるための条件は、以下の式で表される。
MPGを用いたシーケンスでは、上記の式(1)〜(3)を満たすように、傾斜磁場パルスG1〜G4が設定されている。上記の式(1)〜(3)を満たすためには、傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を、例えば、以下のように設定すればよい。 In the sequence using MPG, the gradient magnetic field pulses G1 to G4 are set so as to satisfy the above equations (1) to (3). In order to satisfy the above equations (1) to (3), the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 may be set as follows, for example.
|S1|=|S2|=|S3|=|S4| ・・・(4)
ここで、S1:傾斜磁場パルスG1の面積
S2:傾斜磁場パルスG2の面積
S3:傾斜磁場パルスG3の面積
S4:傾斜磁場パルスG4の面積
| S1 | = | S2 | = | S3 | = | S4 | (4)
Here, S1: Area of the gradient magnetic field pulse G1
S2: Area of the gradient magnetic field pulse G2
S3: Area of the gradient magnetic field pulse G3
S4: Area of the gradient magnetic field pulse G4
尚、傾斜磁場パルスG1およびG4は正の傾斜磁場パルスであるので、傾斜磁場パルスG1の面積S1と傾斜磁場パルスG4の面積S4は、正の値としている。一方、傾斜磁場パルスG2およびG3は負の傾斜磁場パルスであるので、傾斜磁場パルスG2の面積S2と傾斜磁場パルスG3の面積S3は、負の値としている。
上記の条件を満たすことにより、流速補正を行いながらスピンエコーを発生させることができる。
Since the gradient magnetic field pulses G1 and G4 are positive gradient magnetic field pulses, the area S1 of the gradient magnetic field pulse G1 and the area S4 of the gradient magnetic field pulse G4 are positive values. On the other hand, since the gradient magnetic field pulses G2 and G3 are negative gradient magnetic field pulses, the area S2 of the gradient magnetic field pulse G2 and the area S3 of the gradient magnetic field pulse G3 are negative values.
By satisfying the above conditions, spin echoes can be generated while correcting the flow velocity.
尚、図2では、励起パルス90xとデータ収集部Aとの間には、RFパルスが示されていない。しかし、実際のシーケンスでは、B0不均一の影響を打ち消すため、リフォーカスパルスが設けられている。以下に、リフォーカスパルスを1つ設けた場合と、リフォーカスパルスを2つ設けた場合について、順に説明する。
In FIG. 2, no RF pulse is shown between the
(1)リフォーカスパルスを1つ設けた場合のシーケンスについて
図3は、リフォーカスパルスを1つ設けた場合のシーケンスの一例を示す図である。
図3では、RFコイル24は、傾斜磁場パルスG2とG3との間に、リフォーカスパルス180yを送信する。リフォーカスパルス180yによって、スピンは180°反転するので、傾斜磁場パルスG3およびG4の極性は図2とは逆の極性に設定される。すなわち、傾斜磁場パルスG3は正の極性となり、傾斜磁場パルスG4は負の極性となる。したがって、図3のシーケンスの場合、式(2)は以下の式(5)に書き換えられ、式(3)は以下の式(6)に書き換えられる。
In FIG. 3, the
したがって、リフォーカスパルス180yを設ける場合、式(1)および式(4)に加えて、式(5)および式(6)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4を設定すればよい。式(1)、(4)、(5)、および(6)を満たすことにより、流速補正を行いながらスピンエコーを発生させることができる。
Therefore, when the
ところが、リフォーカスパルス180yによるスピンの実際のフリップ角は、180°からずれることがあり、これにより、スピンエコーの他に、FID(free induction decay)信号が発生する。FID信号は画像劣化の原因となるので、FID信号はできるだけ発生させないようにすることが望ましい。しかし、式(4)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を設定すると、傾斜磁場パルスG1〜G4の面積の絶対値が等しいので、FID信号を消去することができない。そこで、FID信号を発生させないようにする方法の一つとして、式(4)の代わりに、以下の式(7)を満たすように、傾斜磁場パルスの面積を設定することが考えられる。
S1+S2≠0 ・・・(7)
ここで、S1:傾斜磁場パルスG1の面積
S2:傾斜磁場パルスG2の面積
However, the actual flip angle of the spin by the
S1 + S2 ≠ 0 (7)
Here, S1: Area of the gradient magnetic field pulse G1
S2: Area of the gradient magnetic field pulse G2
式(7)を満たすように傾斜磁場パルスG1およびG2の面積を設定すると、傾斜磁場パルスG1〜G4の面積が非対称になるので、FID信号を低減することができる。したがって、式(1)、式(5)、および式(6)に加えて、式(7)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を設定することができれば、FID信号を低減することができるシーケンスが得られる。しかし、図3のシーケンスでは、式(1)、式(5)、および式(6)の条件と式(7)の条件との両方を満たすような傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができない。そこで、本形態では、1つのリフォーカスパルス180yを設ける場合、上記の両方の条件を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を計算することができるように、以下のようなシーケンスを用いる(図4参照)。
When the areas of the gradient magnetic field pulses G1 and G2 are set so as to satisfy the expression (7), the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 become asymmetric, so that the FID signal can be reduced. Therefore, if the area of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 can be set so as to satisfy Expression (7) in addition to Expression (1), Expression (5), and Expression (6), the FID signal can be reduced. A sequence that can be obtained is obtained. However, in the sequence of FIG. 3, the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both the conditions of the expressions (1), (5), and (6) and the expression (7) are obtained. I can't. Therefore, in the present embodiment, when one
図4は、1つのリフォーカスパルスを設けた場合の本形態のシーケンスの説明図である。
図4では、傾斜磁場パルスG3とG4の間に、待ち時間Twaitが設けられている。待ち時間Twaitを設けることによって、傾斜磁場パルスG1〜G4の時間軸上の位置の自由度を増やすことができるので、式(1)、式(5)、および式(6)の条件と式(7)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the sequence of this embodiment in the case where one refocus pulse is provided.
In FIG. 4, a waiting time T wait is provided between the gradient magnetic field pulses G3 and G4. By providing the waiting time T wait , the degree of freedom of the position of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 on the time axis can be increased. Therefore, the conditions and expressions of Expression (1), Expression (5), and Expression (6) The areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both of the conditions of (7) can be obtained.
尚、式(7)では、S1+S2≠0としているが、S1+S2の具体的な値は、画像の分解能res[mm]に依存する。具体的には、res[mm]で位相が1回転するように、S1+S2を設定すればよい。S1+S2は、画像の分解能resを用いて以下の式で表される。
S1+S2=1/γ/res ・・・(8)
ここで、γ:プロトンの磁気回転比
res:画像の分解能
In Equation (7), S1 + S2 ≠ 0, but the specific value of S1 + S2 depends on the image resolution res [mm]. Specifically, S1 + S2 may be set so that the phase rotates once by res [mm]. S1 + S2 is expressed by the following expression using the resolution res of the image.
S1 + S2 = 1 / γ / res (8)
Where γ: Proton gyromagnetic ratio res: Image resolution
プロトンの磁気回転比γは、γ=42.58[MHz/tesla]=42.58[1/Tesla/μsec]である。したがって、例えば、res=1[mm]=0.001[meter」の場合、S1+S2は、以下の値になる。
S1+S2=1/42.58[1/Tesla/μsec]/0.001[meter]
=23.49[μsec*Tesla/meter]
The magnetorotational ratio γ of protons is γ = 42.58 [MHz / tesla] = 42.58 [1 / Tesla / μsec]. Therefore, for example, when res = 1 [mm] = 0.001 [meter], S1 + S2 has the following value.
S1 + S2 = 1 / 42.58 [1 / Tesla / μsec] /0.001 [meter]
= 23.49 [μsec * Tesla / meter]
したがって、画像の分解能resに基づいてS1+S2の値を算出することができる。S1+S2の値の算出は、例えば、制御部8に、画像の分解能resに基づいてS1+S2の値を算出するための算出手段を備えることにより実現できる。 Therefore, the value of S1 + S2 can be calculated based on the image resolution res. The calculation of the value of S1 + S2 can be realized, for example, by providing the control unit 8 with a calculation means for calculating the value of S1 + S2 based on the image resolution res.
尚、図4では、傾斜磁場パルスG3とG4の間に待ち時間Twaitを設けているが、傾斜磁場パルスG1とG2の間に待ち時間Twaitを設けてもよい。図5に、傾斜磁場パルスG1とG2の間に待ち時間Twaitを設けた例を示す。 In FIG. 4, is provided with the waiting time T wait between the gradient pulse G3 and G4, it may be provided latency T wait between the gradient pulses G1 and G2. FIG. 5 shows an example in which a waiting time T wait is provided between the gradient magnetic field pulses G1 and G2.
図5に示すように待ち時間Twaitを設けても、式(1)、式(5)、および式(6)の条件と式(7)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができる。したがって、流速補正を行いながら、FID信号を消去する(又はFID信号の信号値を十分に小さくする)ことができる。 As shown in FIG. 5, even when the waiting time T wait is provided, gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both the conditions of the expressions (1), (5), and (6) and the expression (7). Can be obtained. Accordingly, the FID signal can be deleted (or the signal value of the FID signal can be made sufficiently small) while performing flow velocity correction.
尚、傾斜磁場パルスG4の後に、横磁化を縦磁化に戻すためのRFパルスを印加してもよい。図6に、傾斜磁場パルスG4の後に、横磁化を縦磁化に戻すためのRFパルス−90xを印加した一例を示す。図6では、図4のシーケンスに対してRFパルス−90xを印加した例が示されているが、図5のシーケンスに対してRFパルス−90xを印加してもよい。 Note that an RF pulse for returning the transverse magnetization to the longitudinal magnetization may be applied after the gradient magnetic field pulse G4. FIG. 6 shows an example in which an RF pulse −90x for returning transverse magnetization to longitudinal magnetization is applied after the gradient magnetic field pulse G4. 6 shows an example in which the RF pulse −90x is applied to the sequence of FIG. 4, the RF pulse −90x may be applied to the sequence of FIG. 5.
また、図4〜図6では、傾斜磁場パルスG1〜G4の極性は、(正、負、正、負)の順で並んでいるが、励起パルスやリフォーカスパルスなどの条件に応じて、別の順序にすることが可能である。例えば、(負、正、負、正)の順や、(正、負、負、正)の順にしてもよい。 In FIGS. 4 to 6, the polarities of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 are arranged in the order of (positive, negative, positive, negative). However, depending on conditions such as the excitation pulse and the refocusing pulse, the polarities are different. It is possible to make the order. For example, the order may be (negative, positive, negative, positive) or (positive, negative, negative, positive).
次に、リフォーカスパルスを2つ設けた場合の例について説明する。 Next, an example in which two refocus pulses are provided will be described.
(2)リフォーカスパルスを2つ設けた場合のシーケンスについて
図7は、リフォーカスパルスを2つ設けた場合のシーケンスの一例を示す図である。
図7では、RFコイル24は、傾斜磁場パルスG1とG2との間にリフォーカスパルス180y1を送信し、傾斜磁場パルスG3とG4との間にリフォーカスパルス180y2を送信する。2つのリフォーカスパルス180y1および180y2の各々によってスピンは180°反転するので、傾斜磁場パルスG2およびG3の極性は図2とは逆の極性に設定される。すなわち、傾斜磁場パルスG2およびG3は正の極性となる。したがって、図7のシーケンスの場合、式(2)は以下の式(9)に書き換えられ、式(3)は以下の式(10)に書き換えられる。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a sequence when two refocus pulses are provided.
In FIG. 7, the
したがって、2つのリフォーカスパルス180y1および180y2を設ける場合、式(1)および式(4)に加えて、式(9)および式(10)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4を設定すればよい。式(1)、(4)、(9)、および(10)を満たすことにより、流速補正を行いながらスピンエコーを発生させることができる。 Accordingly, when two refocus pulses 180y1 and 180y2 are provided, gradient magnetic field pulses G1 to G4 are set so as to satisfy Expressions (9) and (10) in addition to Expressions (1) and (4). Good. By satisfying the expressions (1), (4), (9), and (10), the spin echo can be generated while the flow velocity is corrected.
ところが、リフォーカスパルス180y1および180y2によるスピンの実際のフリップ角は、180°からずれることがあり、これにより、スピンエコーの他に、STE(stimulated echo)が発生する。STEは画像劣化の原因となるので、STEはできるだけ発生させないようにすることが望ましい。しかし、式(4)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を設定すると、傾斜磁場パルスG1〜G4の面積の絶対値が等しいので、STEを消去することができない。そこで、STEを発生させないようにする方法の一つとして、式(4)の代わりに、以下の式(11)を満たすように、傾斜磁場パルスの面積を設定することが考えられる。
S1−S4≠0 ・・・(11)
ここで、S1:傾斜磁場パルスG1の面積
S4:傾斜磁場パルスG4の面積
However, the actual flip angle of the spin caused by the refocus pulses 180y1 and 180y2 may deviate from 180 °, which causes STE (stimulated echo) in addition to the spin echo. Since STE causes image degradation, it is desirable to prevent STE from being generated as much as possible. However, if the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 are set so as to satisfy the expression (4), the absolute values of the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 are equal, and therefore the STE cannot be erased. Therefore, as one method for preventing the generation of STE, it is conceivable to set the area of the gradient magnetic field pulse so as to satisfy the following equation (11) instead of the equation (4).
S1-S4 ≠ 0 (11)
Here, S1: Area of the gradient magnetic field pulse G1
S4: Area of the gradient magnetic field pulse G4
式(11)を満たすように傾斜磁場パルスG1およびG4の面積を設定すると、傾斜磁場パルスG1〜G4の面積が非対称になるので、STEを低減することができる。したがって、式(1)、式(9)、および式(10)に加えて、式(11)を満たすように傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を設定することができれば、STEを低減することができるシーケンスが得られる。しかし、図7のシーケンスでは、式(1)、式(9)、および式(10)の条件と式(11)の条件との両方を満たすような傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができない。そこで、本形態では、2つのリフォーカスパルス180y1および180y2を設ける場合、上記の両方の条件を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を計算することができるように、以下のようなシーケンスを用いる(図8参照)。 When the areas of the gradient magnetic field pulses G1 and G4 are set so as to satisfy the expression (11), the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 become asymmetric, so that STE can be reduced. Therefore, if the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 can be set so as to satisfy Expression (11) in addition to Expression (1), Expression (9), and Expression (10), STE can be reduced. A possible sequence is obtained. However, in the sequence of FIG. 7, the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both the conditions of the expressions (1), (9), and (10) and the expression (11) are obtained. I can't. Therefore, in the present embodiment, when two refocus pulses 180y1 and 180y2 are provided, the following sequence is used so that the areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 satisfying both the above conditions can be calculated ( (See FIG. 8).
図8は、2つのリフォーカスパルスを設けた場合の本形態のシーケンスの説明図である。
図8では、リフォーカスパルス180y2と傾斜磁場パルスG4の間に、待ち時間Twaitを設けている。待ち時間Twaitを設けることによって、傾斜磁場パルスG1〜G4の時間軸上の位置の自由度を増やすことができるので、式(1)、式(9)、および式(10)の条件と式(11)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができる。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the sequence of this embodiment in the case where two refocus pulses are provided.
In FIG. 8, a waiting time T wait is provided between the refocus pulse 180y2 and the gradient magnetic field pulse G4. By providing the waiting time T wait , the degree of freedom of the position of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 on the time axis can be increased. Therefore, the conditions and expressions of the expressions (1), (9), and (10) The areas of the gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both of the conditions of (11) can be obtained.
尚、式(11)では、S1−S4≠0としているが、S1−S4の具体的な値は、画像の分解能res[mm]に依存する。具体的には、res[mm]で位相が1回転するように、S1−S4を設定すればよい。S1−S4は、画像の分解能resを用いて以下の式で表される。
S1−S4=1/γ/res ・・・(12)
ここで、γ:プロトンの磁気回転比
res:画像の分解能
In Equation (11), S1−S4 ≠ 0, but the specific value of S1−S4 depends on the resolution of the image res [mm]. Specifically, S1-S4 may be set so that the phase rotates once by res [mm]. S1-S4 is expressed by the following equation using the resolution res of the image.
S1-S4 = 1 / γ / res (12)
Where γ: Proton gyromagnetic ratio res: Image resolution
プロトンの磁気回転比γは、γ=42.58[MHz/tesla]=42.58[1/Tesla/μsec]である。したがって、例えば、res=1[mm]=0.001[meter」の場合、S1−S4は、以下の値になる。
S1−S4=1/42.58[1/Tesla/μsec]/0.001[meter]
=23.49[μsec*Tesla/meter]
The magnetorotational ratio γ of protons is γ = 42.58 [MHz / tesla] = 42.58 [1 / Tesla / μsec]. Therefore, for example, when res = 1 [mm] = 0.001 [meter], S1-S4 has the following values.
S1-S4 = 1 / 42.58 [1 / Tesla / μsec] /0.001 [meter]
= 23.49 [μsec * Tesla / meter]
したがって、画像の分解能resに基づいてS1−S4の値を決定することができる。S1−S4の値の算出は、例えば、制御部8に、画像の分解能resに基づいてS1−S4の値を算出するための算出手段を備えることにより実現できる。 Therefore, the values of S1-S4 can be determined based on the image resolution res. The calculation of the value of S1-S4 can be realized, for example, by providing the control unit 8 with calculation means for calculating the value of S1-S4 based on the image resolution res.
尚、図8では、リフォーカスパルス180y2と傾斜磁場パルスG4の間に待ち時間Twaitを設けているが、別の位置に待ち時間Twaitを設けてもよい。図9に、別の位置に待ち時間Twaitを設けた例を示す。 In FIG. 8, is provided with the waiting time T wait between refocusing pulses 180y2 and the gradient magnetic field pulse G4, may be provided latency T wait to another location. FIG. 9 shows an example in which a waiting time T wait is provided at another position.
図9(a)は、傾斜磁場パルスG1とリフォーカスパルス180y1との間に待ち時間Twaitを設けた例である。また、図9(b)は、リフォーカスパルス180y1と傾斜磁場パルスG2の間に待ち時間Twaitを設けた例であり、図9(c)は、傾斜磁場パルスG3とリフォーカスパルス180y2との間に待ち時間Twaitを設けた例である。 FIG. 9A shows an example in which a waiting time T wait is provided between the gradient magnetic field pulse G1 and the refocusing pulse 180y1. FIG. 9B shows an example in which a waiting time T wait is provided between the refocus pulse 180y1 and the gradient magnetic field pulse G2. FIG. 9C shows an example of the gradient magnetic field pulse G3 and the refocus pulse 180y2. This is an example in which a waiting time T wait is provided between them.
図9に示すように待ち時間Twaitを設けても、式(1)、式(9)、および式(10)の条件と式(11)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1〜G4の面積を求めることができる。したがって、流速補正を行いながら、STEを消去する(又はSTEの信号値を十分に小さくする)ことができる。尚、図8および図9に示すシーケンスにおいて、傾斜磁場パルスG4の後に、横磁化を縦磁化に戻すためのRFパルスを印加してもよい。 As shown in FIG. 9, even if the waiting time T wait is provided, gradient magnetic field pulses G1 to G4 that satisfy both the conditions of the expressions (1), (9), and (10) and the expression (11). Can be obtained. Therefore, the STE can be erased (or the signal value of the STE can be made sufficiently small) while performing the flow velocity correction. In the sequence shown in FIGS. 8 and 9, an RF pulse for returning the transverse magnetization to the longitudinal magnetization may be applied after the gradient magnetic field pulse G4.
また、図8および図9では、傾斜磁場パルスG1〜G4の極性は全て正であるが、励起パルスやリフォーカスパルスなどの条件に応じて、全て負の極性にすることも可能である。 8 and 9, the gradient magnetic field pulses G1 to G4 are all positive in polarity, but may be all negative in accordance with conditions such as an excitation pulse and a refocus pulse.
また、図8および図9の例では、4つの傾斜磁場パルスG1〜G4が設けられている。しかし、傾斜磁場パルスG2およびG3を一つの傾斜磁場パルスに合成してもよい(図10参照)。 In the examples of FIGS. 8 and 9, four gradient magnetic field pulses G1 to G4 are provided. However, the gradient magnetic field pulses G2 and G3 may be combined into one gradient magnetic field pulse (see FIG. 10).
図10は、傾斜磁場パルスG2およびG3を一つの傾斜磁場パルスに合成した場合のシーケンスの例を示す図である。
図10では、傾斜磁場パルスG2およびG3が一つの傾斜磁場パルスGcに合成されている。したがって、データ収集部Aの前には、3つの傾斜磁場パルスG1、Gc、およびG4のみが印加されている。図10のシーケンスの場合、式(2)は以下の式(13)に書き換えられ、式(3)は以下の式(14)に書き換えられる。
In FIG. 10, the gradient magnetic field pulses G2 and G3 are combined into one gradient magnetic field pulse Gc. Therefore, only three gradient magnetic field pulses G1, Gc, and G4 are applied before the data acquisition unit A. In the case of the sequence shown in FIG. 10, equation (2) is rewritten to the following equation (13), and equation (3) is rewritten to the following equation (14).
また、STEを発生させないように、傾斜磁場パルスの面積は以下の条件を満たすように設定されている。
S1−S4≠0 ・・・(15)
ここで、S1:傾斜磁場パルスG1の面積
S4:傾斜磁場パルスG4の面積
Further, the area of the gradient magnetic field pulse is set so as to satisfy the following condition so as not to generate STE.
S1-S4 ≠ 0 (15)
Here, S1: Area of the gradient magnetic field pulse G1
S4: Area of the gradient magnetic field pulse G4
図10は、傾斜磁場パルスG1とリフォーカスパルス180y1との間に待ち時間Twaitが設けられている。待ち時間Twaitを設けることによって、傾斜磁場パルスG1、Gc、およびG4の時間軸上の位置の自由度を増やすことができるので、式(1)、式(13)、および式(14)の条件と式(15)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1、Gc、およびG4の面積を求めることができる。したがって、流速補正を行いながら、STEを消去する(又はSTEの信号値を十分に小さくする)ことができる。 In FIG. 10, a waiting time T wait is provided between the gradient magnetic field pulse G1 and the refocus pulse 180y1. By providing the waiting time T wait , the degree of freedom of the position of the gradient magnetic field pulses G1, Gc, and G4 on the time axis can be increased, so that the equations (1), (13), and (14) The areas of the gradient magnetic field pulses G1, Gc, and G4 that satisfy both the condition and the condition of Expression (15) can be obtained. Therefore, the STE can be erased (or the signal value of the STE can be made sufficiently small) while performing the flow velocity correction.
式(15)では、S1−S4≠0としているが、S1−S4の具体的な値は、画像の分解能resを用いた式(12)により求めることができる。S1−S4の値の算出は、例えば、制御部8に、画像の分解能resに基づいてS1−S4の値を算出するための算出手段を備えることにより実現できる。 In Expression (15), S1−S4 ≠ 0, but a specific value of S1−S4 can be obtained by Expression (12) using the resolution of the image res. The calculation of the value of S1-S4 can be realized, for example, by providing the control unit 8 with calculation means for calculating the value of S1-S4 based on the image resolution res.
尚、図10では、傾斜磁場パルスG1とリフォーカスパルス180y1との間に待ち時間Twaitを設けているが、別の位置に待ち時間Twaitを設けてもよい。図11に、別の位置に待ち時間Twaitを設けた例を示す。 In FIG 10, is provided with the waiting time T wait between gradient magnetic field pulse G1 and refocusing pulse 180Y1, it may be provided latency T wait to another location. FIG. 11 shows an example in which a waiting time T wait is provided at another position.
図11(a)は、リフォーカスパルス180y1と傾斜磁場パルスGcの間に待ち時間Twaitを設けた例である。また、図11(b)は、傾斜磁場パルスGcとリフォーカスパルス180y2との間に待ち時間Twaitを設けた例であり、図11(c)は、リフォーカスパルス180y2と傾斜磁場パルスG4の間に待ち時間Twaitを設けた例である。 FIG. 11A shows an example in which a waiting time T wait is provided between the refocus pulse 180y1 and the gradient magnetic field pulse Gc. FIG. 11B shows an example in which a waiting time T wait is provided between the gradient magnetic field pulse Gc and the refocus pulse 180y2, and FIG. 11C shows the refocus pulse 180y2 and the gradient magnetic field pulse G4. This is an example in which a waiting time T wait is provided between them.
図11に示すように待ち時間Twaitを設けても、式(1)、式(13)、および式(14)の条件と式(15)の条件との両方を満たす傾斜磁場パルスG1、Gc、およびG4の面積を求めることができる。したがって、流速補正を行いながら、STEを消去する(又はSTEの信号値を十分に小さくする)ことができる。尚、図10および図11に示すシーケンスにおいて、傾斜磁場パルスG4の後に、横磁化を縦磁化に戻すためのRFパルスを印加してもよい。 As shown in FIG. 11, even when the waiting time T wait is provided, gradient magnetic field pulses G1 and Gc that satisfy both the conditions of the equations (1), (13), and (14) and the equation (15) are satisfied. , And the area of G4. Therefore, the STE can be erased (or the signal value of the STE can be made sufficiently small) while performing the flow velocity correction. In the sequence shown in FIGS. 10 and 11, an RF pulse for returning the transverse magnetization to the longitudinal magnetization may be applied after the gradient magnetic field pulse G4.
また、図10および図11では、傾斜磁場パルスG1、Gc、およびG4の極性は全て正であるが、励起パルスやリフォーカスパルスなどの条件に応じて、全て負の極性にすることも可能である。 In FIGS. 10 and 11, the gradient magnetic field pulses G1, Gc, and G4 are all positive in polarity, but may be all negative in accordance with conditions such as an excitation pulse and a refocus pulse. is there.
尚、本形態では、励起パルスのフリップ角が90°であり、リフォーカスパルスのフリップ角が180°の例が示されているが、これらのパルスのフリップ角は、90°および180°に限定されることはない。 In this embodiment, an example is shown in which the flip angle of the excitation pulse is 90 ° and the flip angle of the refocus pulse is 180 °. However, the flip angles of these pulses are limited to 90 ° and 180 °. It will never be done.
2 マグネット
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル
5 送信器
6 傾斜磁場電源
7 受信器
8 制御部
9 操作部
10 表示部
11 被検体
21 ボア
22 超伝導コイル
23 傾斜磁場コイル
24 RFコイル
100 MR装置
2
Claims (9)
拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、
を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記リフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1の傾斜磁場パルスと前記リフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスとは反対の極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記リフォーカスパルスの後に印加される第3の傾斜磁場パルスと、
前記第3の傾斜磁場パルスの後に印加され、前記第3の傾斜磁場パルスとは反対の極性を有する第4の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1の傾斜磁場パルスと前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第3の傾斜磁場パルスと前記第4の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置。 An RF coil for transmitting an excitation pulse and a refocusing pulse;
A gradient coil for applying a plurality of gradient pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction;
A magnetic resonance apparatus comprising:
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first gradient magnetic field pulse and the refocus pulse and having a polarity opposite to that of the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied after the refocusing pulse;
A fourth gradient magnetic field pulse applied after the third gradient magnetic field pulse and having a polarity opposite to that of the third gradient magnetic field pulse;
Contains
Magnetic resonance in which a waiting time is provided between the first gradient magnetic field pulse and the second gradient magnetic field pulse or between the third gradient magnetic field pulse and the fourth gradient magnetic field pulse apparatus.
拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、
を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記第1のリフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記第2の傾斜磁場パルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第3の傾斜磁場パルスと、
と、
前記第2のリフォーカスパルスの後に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第4の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第1の傾斜磁場パルス若しくは前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第2のリフォーカスパルスと前記第3の傾斜磁場パルス若しくは前記第4の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置。 An RF coil that transmits the excitation pulse, the first refocus pulse, and the second refocus pulse;
A gradient coil for applying a plurality of gradient pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction;
A magnetic resonance apparatus comprising:
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the first refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first refocus pulse and the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied between the second gradient magnetic field pulse and the second refocusing pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
When,
A fourth gradient magnetic field pulse applied after the second refocusing pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
Contains
Between the first refocus pulse and the first gradient magnetic field pulse or the second gradient magnetic field pulse, or between the second refocus pulse and the third gradient magnetic field pulse or the fourth gradient magnetic field. A magnetic resonance apparatus in which a waiting time is provided between pulses.
拡散強調と流速補正とを実行するための複数の傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、
を有する磁気共鳴装置であって、
前記複数の傾斜磁場パルスは、
前記励起パルスと前記第1のリフォーカスパルスとの間に印加される第1の傾斜磁場パルスと、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第2のリフォーカスパルスとの間に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第2の傾斜磁場パルスと、
前記第2のリフォーカスパルスの後に印加され、前記第1の傾斜磁場パルスと同じ極性を有する第3の傾斜磁場パルスと、
を含んでおり、
前記第1のリフォーカスパルスと前記第1の傾斜磁場パルス若しくは前記第2の傾斜磁場パルスとの間、又は前記第2のリフォーカスパルスと前記第2の傾斜磁場パルス若しくは前記第3の傾斜磁場パルスとの間に、待ち時間が設けられている、磁気共鳴装置。 An RF coil that transmits the excitation pulse, the first refocus pulse, and the second refocus pulse;
A gradient coil for applying a plurality of gradient pulses for performing diffusion weighting and flow velocity correction;
A magnetic resonance apparatus comprising:
The plurality of gradient magnetic field pulses are:
A first gradient magnetic field pulse applied between the excitation pulse and the first refocus pulse;
A second gradient magnetic field pulse applied between the first refocus pulse and the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
A third gradient magnetic field pulse applied after the second refocus pulse and having the same polarity as the first gradient magnetic field pulse;
Contains
Between the first refocus pulse and the first gradient magnetic field pulse or the second gradient magnetic field pulse, or between the second refocus pulse and the second gradient magnetic field pulse or the third gradient magnetic field. A magnetic resonance apparatus in which a waiting time is provided between pulses.
9. The magnetic resonance apparatus according to claim 7, further comprising a calculation unit that calculates a difference between an area of the first gradient magnetic field pulse and an area of the fourth gradient magnetic field pulse based on an image resolution.
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