JP2015202261A - magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents

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致知 濱田
Yoshitomo Hamada
致知 濱田
泰声 上田
Taisei Ueda
泰声 上田
裕介 星野
Yusuke Hoshino
裕介 星野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation of steps or degradation of image quality incident to polarity inversion without losing the advantage of the technique for effectively spoiling the polarity of a spoiled gradient magnetic field in accordance with the polarity of an adjacent gradient magnetic field.SOLUTION: A magnetic resonance imaging apparatus comprises: a static magnetic field generating magnet; a magnetic field generating unit arranged in the static magnetic field generating magnet and for generating a high frequency magnetic field and a gradient magnetic field; a reception unit for receiving a nuclear magnetic resonance signal; a control unit for controlling the operation of the magnetic field generating unit and the reception unit on the basis of a predetermined pulse sequence; and an image creation unit for creating an image using the nuclear magnetic resonance signal received by the reception unit. The pulse sequence contains a spoiled gradient magnetic field pulse for distribution of magnetization distribution. The control unit controls the polarity of the spoiled gradient magnetic field on the basis of a control parameter associated with a position in a k-space in which the nuclear magnetic resonance signal is arranged.

Description

本発明は、スポイル傾斜磁場パルスを含むパルスシーケンスを搭載した磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)において、スポイル傾斜磁場の印加極性を制御する技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling the applied polarity of a spoil gradient magnetic field in a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) equipped with a pulse sequence including a spoil gradient magnetic field pulse.

MRI装置は、静磁場中におかれた原子核の磁気モーメントに対し、固有の周波数を有する高周波回転磁場(以下、RFパルスという)を印加し、これにより生じる磁気共鳴現象を利用して物質の自然科学的な情報を測定、画像として可視化する装置である。エコーと呼ばれる核磁気共鳴現象によって得られる信号は、RFパルスによって励起されたスピンが緩和する過程で放出するエネルギーによるものであり、歳差運動をしているスピンによって生じる縦磁化と横磁化がエコーの特性に深く関わっている。中でも横磁化は、エコーを得るために重要であるが、一方、場合によっては不要な成分となるため意図的に分散させられることがあり、これをスポイリングと言う。スポイリングは一般に、傾斜磁場の印加や、照射RFパルスの位相変動によって行うことが可能であり、印加する傾斜磁場量やRFパルスの位相変動量は場面によって最適化が行われている。   An MRI apparatus applies a high-frequency rotating magnetic field (hereinafter referred to as an RF pulse) having a specific frequency to the magnetic moment of a nucleus placed in a static magnetic field, and uses the magnetic resonance phenomenon generated thereby to cause the natural nature of the substance. It is a device that measures scientific information and visualizes it as an image. The signal obtained by the nuclear magnetic resonance phenomenon called echo is due to the energy released in the process of relaxation of the spin excited by the RF pulse, and the longitudinal magnetization and transverse magnetization generated by the precessing spin are echoed. It is deeply related to the characteristics of Among them, the transverse magnetization is important for obtaining echoes. On the other hand, in some cases, it becomes an unnecessary component and may be intentionally dispersed. This is called spoiling. In general, spoiling can be performed by applying a gradient magnetic field or phase fluctuation of an irradiation RF pulse, and the gradient magnetic field amount to be applied and the phase fluctuation amount of the RF pulse are optimized depending on the scene.

例えば、特許文献1には、前述した不要成分に起因する偽エコーを発生させないために、RFパルスの前後に印加量の等しい一対のクラッシャー傾斜磁場パルスを挿入する技術が記載されている。なお特許文献1記載の技術で用いているクラッシャー傾斜磁場は、スライスエンコードを分散させるものであり、横磁化を分散させることを目的として印加される傾斜磁場をスポイル傾斜磁場と定義すると、スポイル傾斜磁場と同じである。   For example, Patent Document 1 describes a technique of inserting a pair of crusher gradient magnetic field pulses having the same applied amount before and after an RF pulse so as not to generate a false echo due to the above-described unnecessary component. Note that the crusher gradient magnetic field used in the technique described in Patent Document 1 disperses slice encoding, and if the gradient magnetic field applied for the purpose of dispersing transverse magnetization is defined as a spoil gradient magnetic field, a spoil gradient magnetic field is defined. Is the same.

特開2009−201934号公報JP 2009-201934 A

上述のように、スポイル傾斜磁場は横磁化の不要成分を意図的に分散させるための傾斜磁場であるので、一般に印加量が大きく、また時間的に隣接する傾斜磁場によって影響を受ける。特許文献1に記載された技術では、効率的にスポイリングを行うために、RFパルスの前後に印加されるスポイル傾斜磁場の極性を、その直後に印加される傾斜磁場の極性と同じになるように制御して印加することが記載されている。   As described above, since the spoil gradient magnetic field is a gradient magnetic field for intentionally dispersing unnecessary components of transverse magnetization, the applied amount is generally large, and is affected by the gradient magnetic fields adjacent in time. In the technique described in Patent Document 1, in order to perform spoiling efficiently, the polarity of the spoiling gradient magnetic field applied before and after the RF pulse is made to be the same as the polarity of the gradient magnetic field applied immediately thereafter. It is described that the application is controlled.

しかしこのようにスポイル傾斜磁場の極性を制御した場合、別の問題を生じる可能性がある。例えば、実際に印加される傾斜磁場パルスは、理想的なパルス形状ではないため誤差磁場を含む。パルスシーケンスを繰り返しながらエコー信号を計測する際に、傾斜磁場パルスの極性が変化すると、この変化に伴い誤差磁場も変化することになる。この変化は、k空間における信号の絶対値或いは位相の段差となり、再構成後の画像のアーチファクトが現れる原因となる。   However, when the polarity of the spoil gradient magnetic field is controlled in this way, another problem may occur. For example, the actually applied gradient magnetic field pulse does not have an ideal pulse shape, and thus includes an error magnetic field. When the echo signal is measured while repeating the pulse sequence, if the polarity of the gradient magnetic field pulse changes, the error magnetic field also changes with this change. This change becomes a step in the absolute value or phase of the signal in the k space, and causes artifacts in the image after reconstruction.

本発明は、スポイル傾斜磁場の極性を隣接する傾斜磁場の極性に合わせて効果的にスポイリングする技術(同期制御)の利点を損なうことなく、極性反転に伴う段差の発生や画質の劣化を抑制することを課題とする。   The present invention suppresses generation of a step due to polarity reversal and deterioration of image quality without impairing the advantage of a technique (synchronous control) that effectively spoils the polarity of a spoiling gradient magnetic field in accordance with the polarity of an adjacent gradient magnetic field. This is the issue.

本発明は、計測エコーのk空間配置を考慮して、スポイル傾斜磁場の印加極性の制御を行うことで上記課題を解決する。   The present invention solves the above problem by controlling the polarity applied to the spoiling gradient magnetic field in consideration of the k-space arrangement of measurement echoes.

すなわち本発明のMRI装置は、静磁場発生磁石、静磁場発生磁石内に配置され、高周波磁場および傾斜磁場を発生する磁場発生部、核磁気共鳴信号を受信する受信部、前記磁場発生部および受信部の動作を所定のパルスシーケンスに基き制御する制御部、および、前記受信部が受信した核磁気共鳴信号を用いて画像を作成する画像作成部を備え、前記パルスシーケンスは、磁化分散のためのスポイル傾斜磁場パルスを含み、前記制御部は、前記スポイル傾斜磁場の極性を、前記核磁気共鳴信号が配置されるk空間における位置に関連した制御パラメータに基き、制御することを特徴とする。   That is, the MRI apparatus of the present invention includes a static magnetic field generating magnet, a magnetic field generating unit that generates a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field, a receiving unit that receives a nuclear magnetic resonance signal, the magnetic field generating unit, and a receiving unit. A control unit that controls the operation of the unit based on a predetermined pulse sequence, and an image creation unit that creates an image using a nuclear magnetic resonance signal received by the reception unit. Including a spoil gradient magnetic field pulse, the control unit controls the polarity of the spoil gradient magnetic field based on a control parameter related to a position in k-space where the nuclear magnetic resonance signal is arranged.

本発明により、スポイリング効果効率化のための制御を行い、その影響で画質に劣化が生じる場合でも、計測されるエコーのk空間上の配置を考慮し、制御の実行可否を判断することで、スポイリング効果の効率を保ったまま画質に生じる悪影響を低減することが可能となる。   According to the present invention, control for improving the spoiling effect efficiency is performed, and even when the image quality is deteriorated due to the control, by considering the arrangement of the measured echoes in the k space, it is determined whether or not the control can be executed. It is possible to reduce the adverse effect on the image quality while maintaining the efficiency of the spoiling effect.

本発明が適用されるMRI装置の全体概要を示すブロック図1 is a block diagram showing an overall outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied. 第一実施形態で採用する3D−FSEシーケンスの基本形を示す図The figure which shows the basic form of 3D-FSE sequence employ | adopted by 1st embodiment. 第一実施形態により変更された3D−FSEシーケンスを示す図The figure which shows 3D-FSE sequence changed by 1st embodiment 図2Bのパルスシーケンスの一部を示す図Diagram showing part of the pulse sequence of FIG. 2B 図2Bのパルスシーケンスの別の一部を示す図Diagram showing another part of the pulse sequence of FIG. 2B 第一実施形態のスポイル傾斜磁場制御の手順を示す図The figure which shows the procedure of the spoil gradient magnetic field control of 1st embodiment. 第一実施形態のユーザーインターフェイスの一例を示す図The figure which shows an example of the user interface of 1st embodiment. (a)〜(d)は、第一実施形態およびその変更例のエコーアロケーションを示す図(A)-(d) is a figure which shows echo allocation of 1st embodiment and its modification. 第二実施形態の3D−FSEシーケンスを示す図The figure which shows 3D-FSE sequence of 2nd embodiment. 第二実施形態の2D−FSEシーケンスを示す図The figure which shows 2D-FSE sequence of 2nd embodiment. 本発明の効果を示す図で、(a)は従来のスポイル傾斜磁場極性制御、(b)は本発明によるスポイル傾斜磁場制御、(c)はスポイル傾斜磁場極性固定、の場合を示す。It is a figure which shows the effect of this invention, (a) shows the case of the conventional spoil gradient magnetic field polarity control, (b) shows the case of the spoil gradient magnetic field control by this invention, (c) shows the case of a spoil gradient magnetic field polarity fixed.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明を適用したMRI装置の概要を説明する。図1は本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体の断層像を得るもので、同図に示すように静磁場発生磁気回路2と、傾斜磁場発生部3と、送信部5と、受信部6と、信号処理部7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8と、操作部25とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, an outline of an MRI apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an MRI apparatus to which the present invention is applied. This MRI apparatus uses a magnetic resonance phenomenon to obtain a tomographic image of a subject, and as shown in the figure, a static magnetic field generation magnetic circuit 2, a gradient magnetic field generation unit 3, a transmission unit 5, and a reception unit. 6, a signal processing unit 7, a sequencer 4, a central processing unit (CPU) 8, and an operation unit 25.

静磁場発生磁気回路2は、被検体1の周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、永久磁石方式又は常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。傾斜磁場発生部3は、X、Y、Zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、シーケンサ4から命令にしたがってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、静磁場発生磁気回路2が発生する静磁場にX、Y、Zの三軸方向の傾斜磁場を与える。この傾斜磁場の加え方により、被検体1に対するスライス面を設定することができ、またエコー信号をエンコードし位置情報を付与する。   The static magnetic field generating magnetic circuit 2 generates a uniform static magnetic field around the subject 1 in the direction of the body axis or in the direction perpendicular to the body axis. The magnetic field generating means of a permanent magnet system, a normal conducting system, or a superconducting system. Is arranged. The gradient magnetic field generation unit 3 includes a gradient magnetic field coil 9 wound in three axes of X, Y, and Z, and a gradient magnetic field power source 10 that drives each coil. By driving the gradient magnetic field power supply 10, a gradient magnetic field in three axial directions of X, Y, and Z is given to the static magnetic field generated by the static magnetic field generating magnetic circuit 2. By applying this gradient magnetic field, a slice plane for the subject 1 can be set, and an echo signal is encoded to provide position information.

送信部5は、シーケンサ4から送出される高周波磁場パルス(RFパルス)により被検体1の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射するもので、高周波発振器11と、変調器12と、高周波増幅器13と、送信側の高周波コイル14aとから成り、高周波発振器11から出力された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された送信側の高周波コイル14aに供給することにより、電磁波(高周波信号)が被検体1に照射されるようになっている。   The transmission unit 5 irradiates a high-frequency signal to cause nuclear magnetic resonance to occur in atomic nuclei constituting the living tissue of the subject 1 by a high-frequency magnetic field pulse (RF pulse) transmitted from the sequencer 4. 11, a modulator 12, a high-frequency amplifier 13, and a high-frequency coil 14 a on the transmission side. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplified by the high-frequency amplifier 13 and then placed close to the subject 1. By supplying the high-frequency coil 14a on the transmission side, the subject 1 is irradiated with electromagnetic waves (high-frequency signals).

受信部6は、被検体1の生体組織の原子核の核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル14bと、増幅器15と、直交位相検波器16と、A/D変換器17とを備え、送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波による被検体1の応答の電磁波(NMR信号)は被検体1に近接して配置された受信側の高周波コイル14bで検出され、増幅器15及び直交位相検波器16を介してA/D変換器17に入力してディジタル量に変換され、さらにシーケンサ4からの命令によるタイミングで直交位相検波器16によりサンプリングされた二系列の収集データとされ、その信号が信号処理部7に送られる。   The receiving unit 6 detects an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of the nucleus of the living tissue of the subject 1. The receiving unit 6 receives a high-frequency coil 14 b on the receiving side, an amplifier 15, and a quadrature detector 16. And an A / D converter 17, the electromagnetic wave (NMR signal) of the response of the subject 1 due to the electromagnetic wave irradiated from the high frequency coil 14 a on the transmission side is a high frequency on the reception side arranged close to the subject 1. The signal is detected by the coil 14b, input to the A / D converter 17 via the amplifier 15 and the quadrature detector 16, and converted into a digital quantity, and further sampled by the quadrature detector 16 at a timing according to a command from the sequencer 4. The two collected data are sent to the signal processing unit 7.

この信号処理部7は、受信部6で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行うと共に画像表示をするもので、エコー信号についてフーリエ変換、補正係数計算、画像再構成等の処理及びシーケンサ4の制御を行うCPU8と、経時的な画像解析処理及び計測を行うプログラムやその実行において用いる不変のパラメータなどを記憶するROM(読み出し専用メモリ)21と、前計測で得た計測パラメータや受信部6検出したエコー信号、及び関心領域設定に用いる画像を一時保管すると共にその関心領域を設定するためのパラメータなどを記憶するRAM(随時書き込み読み出しメモリ)22と、CPU8で再構成された画像データを記録するデータ格納部となる光磁気ディスク19及び磁気ディスク18と、これらの光磁気ディスク19又は磁気ディスク18から読み出した画像データを映像化して断層像として表示する表示部となるディスプレイ20とを備えている。   The signal processing unit 7 performs image reconstruction calculation using the echo signal detected by the receiving unit 6 and displays an image. Processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation, image reconstruction, etc., and sequencer for the echo signal 4, a ROM (read-only memory) 21 for storing a program for performing image analysis processing and measurement over time, an invariant parameter used in the execution, and a measurement parameter and reception unit obtained in the previous measurement 6 A RAM (anytime reading / reading memory) 22 for temporarily storing the detected echo signal and an image used for setting the region of interest and storing parameters for setting the region of interest, and image data reconstructed by the CPU 8 Magneto-optical disk 19 and magnetic disk 18 serving as a data storage unit for recording, and these magneto-optical disks 9 or the image data read from the magnetic disk 18 and imaged and a display 20 as a display portion for displaying a tomographic image.

シーケンサ4は、上述したRFパルスおよび傾斜磁場パルスを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段となるもので、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を送信部5及び傾斜磁場発生部3並びに受信部6に送る。また、操作部25は、信号処理部7で行う処理の制御情報をユーザーが入力するためのもので、トラックボール23及び、キーボード24などの操作装置を備えている。   The sequencer 4 serves as a control unit that repeatedly applies the above-described RF pulse and gradient magnetic field pulse in a predetermined pulse sequence. The sequencer 4 operates under the control of the CPU 8 and performs various commands necessary for collecting tomographic image data of the subject 1. Are sent to the transmitter 5, the gradient magnetic field generator 3 and the receiver 6. The operation unit 25 is used by a user to input control information for processing performed by the signal processing unit 7, and includes operation devices such as a trackball 23 and a keyboard 24.

パルスシーケンスは、撮像方法に応じて種々のものが予めプログラムされてメモリ(ROM)に格納されており、シーケンサ4は所定のパルスシーケンスをメモリから読み出すとともに操作部25から入力されたパラメータを用いて、当該パルスシーケンスに則って高周波磁場パルスおよび傾斜磁場パルスの印加並びにエコー信号のサンプリングを制御する。   Various pulse sequences are programmed in advance according to the imaging method and stored in a memory (ROM). The sequencer 4 reads a predetermined pulse sequence from the memory and uses parameters input from the operation unit 25. The application of the high-frequency magnetic field pulse and the gradient magnetic field pulse and the sampling of the echo signal are controlled in accordance with the pulse sequence.

本実施形態では、スポイル傾斜磁場を含むパルスシーケンスを採用しており、その際、計測されるエコー信号のk空間配置を考慮して、スポイル傾斜磁場の極性を制御することが特徴である。スポイル傾斜磁場の極性の制御は、例えば、パルスシーケンスのパラメータと同様に予めデフォルトとして決め、メモリ内に格納された制御パラメータを、シーケンサ4がパルスシーケンスを動作させる際に用いてもよいし、ユーザーが操作部25を介して設定した制御パラメータの値(一時メモリに格納)をシーケンス4が用いてもよい。   In the present embodiment, a pulse sequence including a spoil gradient magnetic field is adopted, and at that time, the polarity of the spoil gradient magnetic field is controlled in consideration of the k-space arrangement of the measured echo signal. The control of the polarity of the spoil gradient magnetic field may be determined, for example, as a default in advance like the parameters of the pulse sequence, and the control parameters stored in the memory may be used when the sequencer 4 operates the pulse sequence. The sequence 4 may use the control parameter value (stored in the temporary memory) set by the operation unit 25.

以下、具体的なパルスシーケンスを用いて、さらに本実施形態のパルスシーケンスの制御、より具体的にはスポイル傾斜磁場の制御、について説明する。   Hereinafter, the control of the pulse sequence of the present embodiment, more specifically the control of the spoil gradient magnetic field, will be described using a specific pulse sequence.

<第一実施形態>
本実施形態では、スピンエコー型のパルスシーケンス(以下、SEシーケンスという)においてスポイル傾斜磁場を制御する場合を説明する。図2A、図2B(まとめて図2という場合もある)に、本実施形態が適用される3D−FSE(Fast SE)シーケンスを示す。図2Aは、従来のスポイル傾斜磁場の印加極性制御方法を示し、図2Bは、本実施形態のスポイル傾斜磁場の印加極性制御方法を示している。また図3A、図3Bは、図2のパルスシーケンスの一部(1サイクル分)の詳細を示しており、スライスエンコードの印加極性が異なる2つの場合である。図3Aでは「正極性」の傾斜磁場が印加され、図3Bでは「負極性」の傾斜磁場が印加されている。
<First embodiment>
In the present embodiment, a case will be described in which a spoil gradient magnetic field is controlled in a spin echo type pulse sequence (hereinafter referred to as an SE sequence). 2A and 2B (also collectively referred to as FIG. 2) show a 3D-FSE (Fast SE) sequence to which the present embodiment is applied. FIG. 2A shows a conventional method for controlling the applied polarity of a spoil gradient magnetic field, and FIG. 2B shows a method for controlling the applied polarity of a spoil gradient magnetic field according to this embodiment. 3A and 3B show details of a part (one cycle) of the pulse sequence of FIG. 2, and are two cases in which the application polarity of slice encoding is different. In FIG. 3A, a “positive polarity” gradient magnetic field is applied, and in FIG. 3B, a “negative polarity” gradient magnetic field is applied.

図3Aに示すように、3D−FSEシーケンスでは、まず励起RFパルス101とともにスライス選択傾斜磁場パルス201を印加し、次いで反転RFパルス102とスライス傾斜磁場パルス202を印加する。次いでスライスエンコード傾斜磁場パルス301、位相エンコード傾斜磁場パルス401を印加し、リードアウト傾斜磁場パルス501を印加しながらエコー信号(図示省略)を取得する。その後、反転RFパルス102による横磁化の反転を所定の間隔(ITE)で繰り返し、その際、位相エンコード傾斜磁場パルス401の大きさを変化させながら、最初の反転RFパルス102後と同様にエコー信号を取得する。またリードアウト傾斜磁場パルス501に先立ってディフェイズ傾斜磁場504が印加される。   As shown in FIG. 3A, in the 3D-FSE sequence, first, the slice selection gradient magnetic field pulse 201 is applied together with the excitation RF pulse 101, and then the inverted RF pulse 102 and the slice gradient magnetic field pulse 202 are applied. Next, the slice encode gradient magnetic field pulse 301 and the phase encode gradient magnetic field pulse 401 are applied, and an echo signal (not shown) is acquired while the readout gradient magnetic field pulse 501 is applied. Thereafter, the reversal of the transverse magnetization by the inversion RF pulse 102 is repeated at a predetermined interval (ITE). At this time, while changing the magnitude of the phase encode gradient magnetic field pulse 401, the echo signal is the same as after the first inversion RF pulse 102. To get. Prior to the readout gradient magnetic field pulse 501, a phase gradient magnetic field 504 is applied.

なお図3A、図3Bでは、3つの反転RFパルス102のみを示しているが、1回の励起後に印加する反転RFパルスの数すなわち1回の励起後に取得するエコー信号の数(エコートレイン)は、通常3より多く、設定したエンコード数ぐらいまで可能である。   3A and 3B show only three inversion RF pulses 102, the number of inversion RF pulses applied after one excitation, that is, the number of echo signals (echo train) acquired after one excitation is shown. Normally, more than 3 and up to the set number of encodings are possible.

反転RFパルス102の前後に、FID信号による偽エコーの発生を抑制するために、一対のスポイル傾斜磁場パルス302a、302bを印加する。スポイル傾斜磁場の軸はスライスエンコード傾斜磁場の軸と同じである。また、2つのスポイル傾斜磁場パルス302a、302bの大きさ(印加量)は同じであるが、励起RFパルス101後に最初に印加される反転RFパルス102の直前のスポイル傾斜磁場302aは、励起RFパルス101と同時に印加されたスライス選択傾斜磁場201のリワインド傾斜磁場との合計として印加されるため、大きさが小さくなっている。また反転RFパルス102の直後のスポイル傾斜磁場302bは、図では、隣接するスライスエンコード傾斜磁場パルス301と独立して印加されているが、両者(302bと301)は重畳して印加してもよい。   Before and after the inversion RF pulse 102, a pair of spoil gradient magnetic field pulses 302a and 302b are applied in order to suppress the generation of false echoes due to the FID signal. The axis of the spoiling gradient magnetic field is the same as the axis of the slice encoding gradient magnetic field. In addition, although the magnitudes (application amounts) of the two spoil gradient magnetic field pulses 302a and 302b are the same, the spoil gradient magnetic field 302a immediately before the inversion RF pulse 102 applied first after the excitation RF pulse 101 is the excitation RF pulse. Since it is applied as the sum of the rewind gradient magnetic field of the slice selection gradient magnetic field 201 applied simultaneously with 101, the size is reduced. In addition, the spoil gradient magnetic field 302b immediately after the inverted RF pulse 102 is applied independently of the adjacent slice encode gradient magnetic field pulse 301 in the figure, but both (302b and 301) may be applied in an overlapping manner. .

エコー信号を取得した後、次の反転RFパルス102を印加する前に、スライス軸および位相エンコード軸についてリワインド(リフェイズ)傾斜磁場303、403を印加する。   After acquiring the echo signal, before applying the next inversion RF pulse 102, rewind (rephase) gradient magnetic fields 303 and 403 are applied to the slice axis and the phase encode axis.

スライスエンコード傾斜磁場301の印加量を同一にして位相エンコード傾斜磁場401の印加量を変化させながら一連のエコー(エコートレイン)を計測するシーケンス200(図2の1サイクル)を、図2に示すように、スライスエンコード傾斜磁場301の印加量を変化させながら繰り返し、最終的にスライスエンコードおよび位相エンコードの両者について必要なエンコード数のエコー信号を取得する。   A sequence 200 (one cycle in FIG. 2) for measuring a series of echoes (echo trains) while changing the application amount of the phase encode gradient magnetic field 401 with the same application amount of the slice encode gradient magnetic field 301 is shown in FIG. In addition, it repeats while changing the application amount of the slice encode gradient magnetic field 301, and finally obtains echo signals of the necessary number of encodes for both slice encode and phase encode.

エコー信号に付与するエンコードの順序(オーダリング)は、エコー信号のk空間配置を決めるものであり、エコーアロケーションと言い、図2に示す実施形態では、スライスエンコードを、正極性の最大値から負極性の最大値まで順に変化させるシーケンシャルなエコーアロケーションが採用されている(図6(a))。   The order (ordering) of encoding given to the echo signal determines the k-space arrangement of the echo signal, and is called echo allocation. In the embodiment shown in FIG. 2, the slice encoding is changed from the maximum value of the positive polarity to the negative polarity. Sequential echo allocation in which the maximum value is sequentially changed is employed (FIG. 6A).

スポイル傾斜磁場パルス302a、302bの印加極性は、基本形では、スライスエンコード301の印加極性と同じであり、図3Aに示すようにスライスエンコード301が正の場合、スポイル傾斜磁場パルス302a、302bは正、図3Bに示すようにスライスエンコード301が負の場合、スポイル傾斜磁場パルス302a、302bも負である。図2Aに示す従来のパルスシーケンスは、この基本形であり、スライスエンコード傾斜磁場301の印加極性が正から負に変わるのに合わせて、すなわち図3Aでは第mサイクル目で、スポイル傾斜磁場の極性も反転させて、スライスエンコード傾斜磁場とそれに近接するスポイル傾斜磁場の極性を同じにしている。これにより、極性の異なるエコード傾斜磁場による印加量を打ち消す必要がないためスポイル傾斜磁場の印加量を必要以上に大きくすることなく、安定したスポイリング効果が得られる。   The applied polarity of the spoiler gradient magnetic field pulses 302a and 302b is basically the same as the applied polarity of the slice encode 301. When the slice encode 301 is positive as shown in FIG. 3A, the spoiler gradient magnetic field pulses 302a and 302b are positive, As shown in FIG. 3B, when the slice encode 301 is negative, the spoil gradient magnetic field pulses 302a and 302b are also negative. The conventional pulse sequence shown in FIG. 2A is this basic form, and the polarity of the spoiling gradient magnetic field is also changed at the m-th cycle in FIG. 3A as the applied polarity of the slice encode gradient magnetic field 301 changes from positive to negative. The polarity of the slice encoding gradient magnetic field and the spoiling gradient magnetic field adjacent to the slice encoding gradient magnetic field are made the same. As a result, since it is not necessary to cancel the application amount due to the encode gradient magnetic fields having different polarities, a stable spoiling effect can be obtained without increasing the application amount of the spoil gradient magnetic field more than necessary.

しかし、この場合、シーケンス中にスポイル傾斜磁場の印加極性の境界を形成することになる。これは、スポイル傾斜磁場に伴って生じる誤差磁場についてもこの境界を境に変化させてしまうことを意味しており、多少なりとも誤差磁場の影響を受けている計測エコーについても、スポイル傾斜磁場の印加極性が変わったと同時に変化する可能性が生じる。この変化はk空間内で信号の絶対値、あるいは位相の段差を形成することになり、再構成後の画像にアーチファクトが表れる原因となる。特に、スポイル傾斜磁場の印加極性を位相エンコードあるいはスライスエンコード傾斜磁場と同極性にした場合は、エンコード傾斜磁場の印加極性が変わる中心エンコードでスポイル傾斜磁場の印加極性も変わるため、それに伴う段差がk空間の中心周辺に形成され、再構成画像への影響が顕著になってしまう。   However, in this case, the boundary of the applied polarity of the spoil gradient magnetic field is formed during the sequence. This means that the error magnetic field caused by the spoiling gradient magnetic field is also changed at this boundary, and the measurement echo that is affected by the error magnetic field is somewhat affected by the spoiling gradient magnetic field. There is a possibility that the applied polarity changes at the same time. This change forms an absolute value of signal or a phase difference in k-space, and causes artifacts to appear in the reconstructed image. In particular, when the polarity applied to the spoiling gradient magnetic field is the same as that of the phase encoding or slice encoding gradient magnetic field, the polarity applied to the spoiling gradient magnetic field changes at the center encoding where the encoding polarity of the encoding gradient magnetic field changes. It is formed around the center of the space, and the effect on the reconstructed image becomes significant.

そこで本実施形態では、図2Bに示すように、スポイル傾斜磁場の印加極性の切替位置を、スライスエンコード傾斜磁場301の印加極性が正から負に変わる中心エンコードの位置からずらすことにより、k空間中心周辺に段差が生じるという問題を回避する。図2Bに示す実施形態では、スライスエンコード傾斜磁場301の印加極性が反転した第mサイクルよりも後のサイクル(第nサイクル)において、スポイル傾斜磁場302a、302bの極性を負に反転し、それ以降の比較的スライスエンコード傾斜磁場301の印加量(絶対値)が大きい範囲では、スライスエンコード傾斜磁場301とスポイル傾斜磁場の印加極性が同極性となるようにスポイル傾斜磁場の印加極性を制御する。これにより効率的なスポイリング効果を維持することができる。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2B, the position of switching the application polarity of the spoil gradient magnetic field is shifted from the position of the center encoding where the application polarity of the slice encode gradient magnetic field 301 changes from positive to negative. Avoid the problem of steps in the periphery. In the embodiment shown in FIG. 2B, the polarity of the spoiling gradient magnetic fields 302a and 302b is reversed to negative in the cycle (nth cycle) after the mth cycle in which the application polarity of the slice encode gradient magnetic field 301 is reversed, and thereafter In the range where the application amount (absolute value) of the slice encode gradient magnetic field 301 is relatively large, the application polarity of the spoile gradient magnetic field is controlled so that the application polarity of the slice encode gradient magnetic field 301 and the spoile gradient magnetic field are the same. Thereby, an efficient spoiling effect can be maintained.

以下、図4を参照して、制御部の動作手順を説明する。
まず所定のパルスシーケンス、ここでは3D−FSEシーケンスが選択され、撮像が開始されると(ステップS41)、そのパルスシーケンスに設定されたエコーアロケーションに従い、最初の繰り返しで印加されるスライスエンコード傾斜磁場の極性と同極性となるようにスポイル傾斜磁場の極性を決定する(ステップS42)。図2Bに示す例では、スライスエンコードを、正極性の最大値から負極性の最大値まで順に変化させるシーケンシャルなエコーアロケーションを採用しているので、スポイル傾斜磁場の極性は「正」に設定される。負極性の最大値から正極性の最大値まで順に変化させるエコーアロケーションの場合には、スポイル傾斜磁場の極性は「負」に設定される。この設定で最初の繰り返し(第1サイクル)を実行する(ステップS43)。ここで、本実施形態は3D撮像であるため、前述のサイクルは、スライスエンコードと位相エンコードをすべて完了するまで繰り返されることとなる。
Hereinafter, the operation procedure of the control unit will be described with reference to FIG.
First, when a predetermined pulse sequence, here a 3D-FSE sequence, is selected and imaging is started (step S41), the slice encode gradient magnetic field applied in the first repetition according to the echo allocation set in the pulse sequence. The polarity of the spoil gradient magnetic field is determined so as to be the same polarity as the polarity (step S42). In the example shown in FIG. 2B, since the sequential echo allocation in which the slice encoding is sequentially changed from the positive maximum value to the negative maximum value is adopted, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is set to “positive”. . In the case of echo allocation in which the negative value is changed in order from the negative value to the positive value, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is set to “negative”. With this setting, the first repetition (first cycle) is executed (step S43). Here, since this embodiment is 3D imaging, the above-described cycle is repeated until all of the slice encoding and phase encoding are completed.

実行されたシーケンスサイクルが最後のサイクルでないならば(ステップS44)、その次に実行されるサイクルのスライスエンコード傾斜磁場の極性が、直前のサイクルのスライスエンコード傾斜磁場の極性と同じか否かを判断する(Sステップ45)。次のシーケンス200のスライスエンコード傾斜磁場の極性が、直前のシーケンスのスライスエンコード傾斜磁場の極性と同じ場合には、エンコードステップを進めて(つまり次のサイクルに設定されたスライスエンコードで)次のサイクルを実行する(ステップS48、S43)。   If the executed sequence cycle is not the last cycle (step S44), it is determined whether or not the polarity of the slice encode gradient magnetic field of the next executed cycle is the same as the polarity of the slice encode gradient magnetic field of the immediately preceding cycle. (S step 45). If the polarity of the slice encode gradient magnetic field of the next sequence 200 is the same as the polarity of the slice encode gradient magnetic field of the immediately preceding sequence, the encode step is advanced (that is, with the slice encode set to the next cycle). Are executed (steps S48 and S43).

極性が異なる場合には、次のサイクルのスライスエンコード傾斜磁場の値(エンコード量)を予め設定した閾値と比較し(ステップS46)、スライスエンコード傾斜磁場の値が閾値より大きい場合には、反転RFパルス102の前後に印加するスポイル傾斜磁場302a、302bの極性を反転する(ステップS47)。この反転で、スポイル傾斜磁場の印加極性は、スライスエンコード傾斜磁場の極性と同じになる。比較ステップS46で、スライスエンコード傾斜磁場の値が閾値以下の場合には、スポイル傾斜磁場の極性の反転は行わず、エンコードステップを進めて(つまり次のサイクルに設定されたスライスエンコードで)次のサイクルを実行する(ステップS48、S43)。全スライスエンコードのエコー信号を収集するまで、上記ステップS45〜S48およびS43を繰り返す(S44)。   If the polarities are different, the slice encode gradient magnetic field value (encoding amount) of the next cycle is compared with a preset threshold value (step S46). If the slice encode gradient magnetic field value is greater than the threshold value, the inverted RF The polarity of the spoiling gradient magnetic fields 302a and 302b applied before and after the pulse 102 is reversed (step S47). By this inversion, the applied polarity of the spoiling gradient magnetic field becomes the same as the polarity of the slice encode gradient magnetic field. If the value of the slice encode gradient magnetic field is equal to or less than the threshold value in the comparison step S46, the polarity of the spoile gradient magnetic field is not reversed, and the encode step is advanced (that is, with the slice encode set in the next cycle). A cycle is executed (steps S48 and S43). Steps S45 to S48 and S43 are repeated until echo signals of all slice encodings are collected (S44).

以上の処理を数式で表現すると以下のようになる。
エンコード傾斜磁場の印加極性を含めた印加強度GEncodeを、式(1)の範囲とし、スポイル傾斜磁場の印加極性GPolaritySpoilを、正極性の場合を式(2)、負極性の場合を式(3)と定義する。
The above processing is expressed by mathematical formulas as follows.
The applied intensity G Encode including the applied polarity of the encode gradient magnetic field is set within the range of the formula (1), the applied polarity G Polarity Spoil of the spoiler gradient magnetic field is expressed by the formula (2), and the negative polarity is expressed by the formula (2). It is defined as 3).

Figure 2015202261
ここで、エンコード傾斜磁場の印加強度GEncodeを指標にスポイル傾斜磁場の印加極性同期制御を行うための制御閾値を式(4)とする。
Figure 2015202261
Here, the control threshold value for performing the application polarity synchronization control of the spoiling gradient magnetic field using the encoding gradient magnetic field application intensity G Encode as an index is represented by Expression (4).

Figure 2015202261
この場合、本実施形態によるスポイル傾斜磁場の印加極性の制御は、次式(5)、(6)で表される。
Figure 2015202261
In this case, the control of the applied polarity of the spoil gradient magnetic field according to the present embodiment is expressed by the following equations (5) and (6).

Figure 2015202261
Figure 2015202261

ここで、GThreshold=0の場合は、図2Aに示したように、エンコード傾斜磁場の印加極性にスポイル傾斜磁場の印加極性を完全同期させることになる。一方、GThreshold=+gの場合には、印加極性同期を全く行わず、スポイル傾斜磁場は常に正極性に印加される。同様に、GThreshold=−gの場合にも、印加極性同期を全く行わず、スポイル傾斜磁場は常に負極性に印加される。図2Bに示す例では、GThresholdは、0、±gを除く範囲の値を持ち、エンコード傾斜磁場の印加極性にスポイル傾斜磁場の印加極性を完全同期させるのではなく、中心エンコードからずれた位置で極性の反転を行っている。 Here, when G Threshold = 0, as shown in FIG. 2A, the application polarity of the spoiling gradient magnetic field is completely synchronized with the application polarity of the encode gradient magnetic field. On the other hand, when G Threshold = + g, application polarity synchronization is not performed at all, and the spoiling gradient magnetic field is always applied to the positive polarity. Similarly, when G Threshold = −g, no application polarity synchronization is performed, and the spoiling gradient magnetic field is always applied in a negative polarity. In the example shown in FIG. 2B, G Threshold has a value in a range excluding 0 and ± g, and does not completely synchronize the applied polarity of the spoiling gradient magnetic field with the applied polarity of the encoded gradient magnetic field, but is shifted from the center encoding. The polarity is reversed.

スポイル傾斜磁場の印加極性を切り替えるための閾値(GThreshold)は、上記式では直接スライスエンコード傾斜磁場の大きさを表す値であるが、ユーザーにわかりやすい数値やパラメータ、例えばk空間中心からのずらし量(最大エンコード値に対する閾値の割合)として設定できることが好ましい。ここでk空間中心からのずらし量は、スポイル傾斜磁場の印加極性を隣接傾斜磁場の印加極性と同期させることによるスポイリング効果の効率化とのトレードオフであるため、一定のずらし量を定めるのではなく、撮像方法に応じて或いは撮像された画像を見て適宜決めることが好ましい。 The threshold (G Threshold ) for switching the applied polarity of the spoil gradient magnetic field is a value that directly represents the magnitude of the slice encode gradient magnetic field in the above formula, but is easily understood by the user in terms of numerical values and parameters, for example, the amount of shift from the center of the k-space It is preferable that it can be set as (ratio of the threshold to the maximum encoded value). Here, the amount of shift from the center of k-space is a trade-off with the efficiency of the spoiling effect by synchronizing the applied polarity of the spoiling gradient magnetic field with the applied polarity of the adjacent gradient magnetic field. However, it is preferable to determine appropriately according to the imaging method or by looking at the captured image.

ずらし量を設定するためのユーザーインターフェイスの一例を図5に示す。図5は、ディスプレイ20(図1)表示画面に表示されるGUIを示しており、ブロック51内の数値をユーザーがキーボード24により入力するように構成されている。図示する例では、ずらし量のパラメータ(制御パラメータ)として、エンコードの最大値に対する割合(比率)を用いており、これを数値入力するようになっている。図示する例に限らず、予め設計時に定めた値を理解しやすい言葉で置き換えて選択肢として提示、選択する形でも構わない。   An example of a user interface for setting the shift amount is shown in FIG. FIG. 5 shows a GUI displayed on the display screen of the display 20 (FIG. 1), and the numerical value in the block 51 is configured to be input by the user using the keyboard 24. In the example shown in the figure, a ratio (ratio) with respect to the maximum value of encoding is used as a shift amount parameter (control parameter), and this is numerically input. The present invention is not limited to the example shown in the drawings, and values that are determined in advance at the time of design may be replaced with easy-to-understand words and presented and selected as options.

本実施形態によれば、スライスエンコード傾斜磁場に近接して印加されるスポイル傾斜磁場の印加極性を、スライスエンコード傾斜磁場の極性に連動するのではなく、中心エンコード近傍からずらして反転することにより、k空間の中心付近に段差が生じるのを防止し、アーチファクトの発生や画質の劣化を防止できる。   According to the present embodiment, the polarity of the spoil gradient magnetic field applied in the vicinity of the slice encode gradient magnetic field is not linked to the polarity of the slice encode gradient magnetic field, but is shifted from the vicinity of the center encode and inverted. It is possible to prevent a step from occurring in the vicinity of the center of the k space, and to prevent occurrence of artifacts and deterioration of image quality.

また本実施形態によれば、ユーザーの設定により制御パラメータを変化させることにより、例えば前掲の制御パラメータ(比率)を0にすることにより、完全同期制御にし、或いは制御パラメータを1にすることにより、一方の極性のみ(極性制御をしない)とすることも可能である。つまり撮像方法や得られる画像に応じて、完全同期制御から同期制御なしまで任意の制御が可能となる。   Further, according to the present embodiment, by changing the control parameter according to the setting of the user, for example, by setting the control parameter (ratio) described above to 0, complete synchronous control, or by setting the control parameter to 1, It is also possible to use only one polarity (no polarity control). That is, arbitrary control is possible from complete synchronization control to no synchronization control according to the imaging method and the obtained image.

なお図2では、エコーアロケーションがシーケンシャルな例を示したが、それ以外のエコーアロケーションについても本発明を適用することができる。図6に4つの異なるエコーアロケーション例を示す。図中、右側の図はk空間(kx−kz空間)の配置を示し、左側のグラフは時間軸に対するスライスエンコード傾斜磁場Gsの変化を示している。なおスライスエンコードGsは実際には離散的な値を取るが、図6の左側のグラフでは、簡略して直線状の変化として示している。図6(a)はシーケンシャル、(b)、(c)はセントリック、(d)はエコーシフトがある場合のエコーアロケーションを、それぞれ示している。   Although FIG. 2 shows an example in which echo allocation is sequential, the present invention can be applied to other echo allocation. FIG. 6 shows four different echo allocation examples. In the drawing, the diagram on the right side shows the arrangement of the k space (kx-kz space), and the graph on the left side shows the change of the slice encode gradient magnetic field Gs with respect to the time axis. The slice encode Gs actually takes a discrete value, but is simply shown as a linear change in the graph on the left side of FIG. 6A shows sequential, FIG. 6B and FIG. 6C show centric, and FIG. 6D shows echo allocation when there is an echo shift.

図中、太矢印で示す時点がスポイル傾斜磁場の極性を反転する時点であり、GThresholdとして、0、±gを除く値が設定されている。従って図示する例では、スライスエンコード傾斜磁場の極性が反転しても、スポイル傾斜磁場の極性は直ちに反転するのではなく、スライスエンコード傾斜磁場の強度(絶対値)が所定の閾値を超えたときにスポイル傾斜磁場の極性を反転する。 In the figure, a time point indicated by a thick arrow is a time point when the polarity of the spoil gradient magnetic field is reversed, and values other than 0 and ± g are set as G Threshold . Therefore, in the illustrated example, even if the polarity of the slice encode gradient magnetic field is reversed, the polarity of the spoile gradient magnetic field is not reversed immediately, but when the intensity (absolute value) of the slice encode gradient magnetic field exceeds a predetermined threshold value. Inverts the polarity of the spoil gradient.

例えば、図6(c)に示すセントリックエコーアロケーションでは、スライスエンコード傾斜磁場の極性は、スライスエンコードが変わる毎に変化するが、その強度が所定の閾値に達するまでは、スポイル傾斜磁場の極性は「正」或いは「負」のいずれか一方に保ち、スライスエンコード傾斜磁場の強度が閾値を超えると、その極性の反転に合わせてスポイル傾斜磁場の極性を反転させる。   For example, in the centric echo allocation shown in FIG. 6C, the polarity of the slice encoding gradient magnetic field changes every time the slice encoding changes, but until the intensity reaches a predetermined threshold, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is When the intensity of the slice encode gradient magnetic field exceeds a threshold value while maintaining either “positive” or “negative”, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is reversed in accordance with the reversal of the polarity.

また図6(d)に示すエコーシフトの場合には、スライスエンコードが正から負に転じるときのスポイル傾斜磁場の極性反転は、中心エンコードをずらして行うが、スライスエンコードを負側の最大値にしてエコーを取得した後、次にスライスエンコードの正側の最大値でエコーを取得する際には、その極性反転に合わせてスポイル傾斜磁場の極性も反転する。   In the case of the echo shift shown in FIG. 6 (d), the polarity reversal of the spoiling gradient magnetic field when the slice encoding changes from positive to negative is performed by shifting the center encoding, but the slice encoding is set to the negative maximum value. Then, when the echo is acquired with the maximum value on the positive side of the slice encoding next time, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is also inverted in accordance with the polarity inversion.

このように本実施形態は、種々のエコーアロケーションに適用することができ、上述した効果、すなわち効果的なスポイリングと画質劣化防止を達成できる。   As described above, the present embodiment can be applied to various echo allocations, and can achieve the above-described effects, that is, effective spoiling and image quality prevention.

<第二実施形態>
第一実施形態では、3D撮像において、位相エンコードがエコートレイン内で行われ、スライスエンコードはエコートレイン間で行われる場合に、スライスエンコード傾斜磁場に隣接するスポイル傾斜磁場の極性制御を行うことを説明したが、本実施形態では、エコートレイン内で行われるエンコードに、本発明のスポイル傾斜磁場の極性制御を適用する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, in 3D imaging, when the phase encoding is performed in the echo train and the slice encoding is performed between the echo trains, the polarity control of the spoil gradient magnetic field adjacent to the slice encode gradient magnetic field is performed. However, in this embodiment, the polarity control of the spoiling gradient magnetic field of the present invention is applied to the encoding performed in the echo train.

以下、図7に示す3D−FSEシーケンスを用いて本実施形態を説明するが、パルスシーケンスはエンコード傾斜磁場に隣接してスポイル傾斜磁場が印加されるパルスシーケンスであれば、適用可能であり、3D撮像のみならず2D撮像にも適用できる。なお図7において、図2および図3と同じ要素は同じ符号で示し、その説明を省略する。   Hereinafter, the present embodiment will be described using the 3D-FSE sequence illustrated in FIG. 7. However, the pulse sequence can be applied to any pulse sequence in which a spoiling gradient magnetic field is applied adjacent to the encode gradient magnetic field. It can be applied not only to imaging but also to 2D imaging. In FIG. 7, the same elements as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図7に示すように、励起RFパルス101の印加後、複数の反転RFパルス102を印加し、隣接する反転RFパルス102の間でリードアウト傾斜磁場501を印加しながらエコー信号を計測する。反転RFパルス102と同時に印加するスライス選択傾斜磁場201の前後に一対のスポイル傾斜磁場302a、302bを印加し、スポイル傾斜磁場302bの直後に或いはそれと重畳してスライスエンコード傾斜磁場301を印加する。このパルスシーケンスでは、スライスエンコード傾斜磁場301の強度を、反転RFパルスごとに変化させて、複数のスライスエンコードのエコー信号を計測する。図では、簡略的に4つの反転RFパルス102のみを示しているが、例えば、一つのエコートレインで全てのスライスエンコードのエコー信号を計測することが可能である。一つのエコートレインでは位相エンコード401は固定している。   As shown in FIG. 7, after applying the excitation RF pulse 101, a plurality of inversion RF pulses 102 are applied, and an echo signal is measured while applying a readout gradient magnetic field 501 between adjacent inversion RF pulses 102. A pair of spoil gradient magnetic fields 302a and 302b is applied before and after the slice selective gradient magnetic field 201 applied simultaneously with the inversion RF pulse 102, and the slice encode gradient magnetic field 301 is applied immediately after or superimposed on the spoiler gradient magnetic field 302b. In this pulse sequence, the intensity of the slice encode gradient magnetic field 301 is changed for each inverted RF pulse, and a plurality of slice encode echo signals are measured. In the figure, only four inverted RF pulses 102 are simply shown, but for example, echo signals of all slice encodings can be measured with one echo train. In one echo train, the phase encode 401 is fixed.

スポイル傾斜磁場の印加極性は、基本的には、隣接するスライスエンコード傾斜磁場301の印加極性と同極性であり、2つ目の反転RFパルス102の前後のスポイル傾斜磁場302までは印加極性は変化しない。図7に示す例では、反転RFパルス102が2つ目から3つ目になるときにスライスエンコード傾斜磁場301の極性が反転するが、このときスポイル傾斜磁場302の極性は反転させず、4つ目の反転RFパルス後にスポイル傾斜磁場302の極性を反転させて、中心エンコード付近におけるスポイル傾斜磁場の極性反転を避けている。   The applied polarity of the spoil gradient magnetic field is basically the same as the applied polarity of the adjacent slice encode gradient magnetic field 301, and the applied polarity changes up to the spoil gradient magnetic field 302 before and after the second inversion RF pulse 102. do not do. In the example shown in FIG. 7, the polarity of the slice encode gradient magnetic field 301 is reversed when the number of the inverted RF pulses 102 is changed from the second to the third, but at this time, the polarity of the spoiling gradient magnetic field 302 is not reversed. The polarity of the spoiling gradient magnetic field 302 is reversed after the eye reversal RF pulse to avoid reversing the polarity of the spoiling gradient magnetic field in the vicinity of the center encoding.

この場合にも、スポイル傾斜磁場の極性反転するタイミングは、スライスエンコード傾斜磁場の強度に依存し、その絶対値が所定の閾値を超えた時にスポイル傾斜磁場の極性を反転させる。閾値の設定方法は、第一実施形態と同様であり、予め閾値となるエンコードの値を設定しておいてもよいし、閾値に相当するパラメータ、例えば閾値であるエンコード値の最大値に対する割合を操作者が操作部から入力してもよい。また予め設定した閾値を変更可能にしてもよい。   Also in this case, the timing of reversing the polarity of the spoil gradient magnetic field depends on the strength of the slice encode gradient magnetic field, and the polarity of the spoil gradient magnetic field is reversed when the absolute value thereof exceeds a predetermined threshold. The threshold setting method is the same as in the first embodiment, and an encoding value that is a threshold value may be set in advance, or a parameter corresponding to the threshold value, for example, a ratio of the encoding value that is the threshold value to the maximum value is set. An operator may input from the operation unit. Further, a preset threshold value may be changeable.

これにより第一実施形態と同様に、パルスシーケンスに応じて適切な閾値を設定し、k空間中心付近に段差が形成されるのを防止できる。   As a result, as in the first embodiment, an appropriate threshold value can be set according to the pulse sequence, and a step can be prevented from being formed near the center of the k space.

本実施形態では、エコートレイン内でエンコードを行うパルスシーケンスについて、エンコード傾斜磁場に隣接するスポイル傾斜磁場の極性を制御するものであり、図8に示すように、位相エンコードとスライスエンコードの2つのエンコードの一方がない2D撮像にも適用できる。図8中、位相エンコードと同軸に印加されるスポイル傾斜磁場405に本実施形態が適用される。4つ目の反転RFパルス102後の位相エンコードは極性が負に反転しており、それに同期させる場合には点線で示すようなスポイル傾斜磁場極性となるが、ここでは実線でしめすように極性を反転させず正の極性で印加している様子を示している。   In the present embodiment, the polarity of the spoiling gradient magnetic field adjacent to the encode gradient magnetic field is controlled for the pulse sequence to be encoded in the echo train. As shown in FIG. 8, two encodings of phase encode and slice encode are performed. It can also be applied to 2D imaging without one of the above. In FIG. 8, the present embodiment is applied to a spoiling gradient magnetic field 405 applied coaxially with the phase encoding. The phase encoding after the fourth inverted RF pulse 102 is inverted in polarity, and when synchronized with it, the polarity of the spoiling gradient magnetic field is as shown by the dotted line, but here the polarity is shown as shown by the solid line. It shows a state in which a positive polarity is applied without inversion.

以上、FID信号による偽エコーが特に問題となるFSEシーケンスを例に、本発明の各実施形態を説明したが、所定の傾斜磁場パルスと同軸で且つその近傍にスポイル傾斜磁場を用いるパルスシーケンスであれば、FSEシーケンス以外のパルスシーケンス、例えば、GrE系のパルスシーケンスであっても本発明を適用することができる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described by taking the FSE sequence in which the false echo due to the FID signal is particularly problematic as an example. However, the embodiment may be a pulse sequence that is coaxial with a predetermined gradient magnetic field pulse and uses a spoil gradient magnetic field in the vicinity thereof. For example, the present invention can be applied to a pulse sequence other than the FSE sequence, for example, a GrE pulse sequence.

ファントムを用いた撮影を行い、第一実施形態による効果を確認した。結果を図9に示す。図中、(a)、(b)、(c)は、それぞれ、GThreshold =0の場合(印加極性の完全同期)、GThreshold =0.2の場合(印加極性の部分同期)、GThreshold =+gの場合(印加極性の同期なし)を示しており、図の左側がkx−kzデータ(RawData)、中央がkx−kzデータをkz方向にフーリエ変換して得られたkx−zデータ(ハイブリットデータ)、右側が中央の画像に一点鎖線で示す線上のプロファイルを示す。 Photographing using a phantom was performed, and the effect of the first embodiment was confirmed. The results are shown in FIG. In the figure, (a), (b), and (c) respectively indicate the case where G Threshold = 0 (complete synchronization of applied polarity), the case of G Threshold = 0.2 (partial synchronization of applied polarity), and G Threshold = + G (no synchronization of applied polarity) is shown, the left side of the figure is kx-kz data (RawData), the center is kx-z data obtained by Fourier transforming kx-kz data in the kz direction ( Hybrid data), the right side shows a profile on a line indicated by a one-dot chain line in the center image.

図9(a)からわかるように、スポイル傾斜磁場印加極性をスライスエンコード傾斜磁場の極性に完全同期させた場合には、スポイル傾斜磁場の印加極性が変わるkz方向の中心、つまり図の縦方向中心でRawDataに境界が生じている。これをkz方向フーリエ変換し、z方向のプロファイルを見ると、山形に描かれている実像部分の両脇にもオフセットのように偽信号が生じている。一方、図9(c)で示されるスポイル傾斜磁場印加極性同期制御を行わなかった場合には、RawDataの境界も無く、フーリエ変換後のz方向のプロファイルに偽信号も生じていない。ただし、この場合には、図9では示していないが、ハイブリットデータをさらにkx方向にフーリエ変換して得られる画像データには、画像の周辺に別のアーチファクトが生じる場合がある。   As can be seen from FIG. 9A, when the polarity applied to the spoil gradient magnetic field is completely synchronized with the polarity of the slice encode gradient magnetic field, the center in the kz direction, that is, the center in the vertical direction in the figure changes. A boundary has occurred in RawData. When this is subjected to Fourier transform in the kz direction and the profile in the z direction is viewed, false signals are generated like offsets on both sides of the real image portion drawn in the mountain shape. On the other hand, when the spoil gradient magnetic field application polarity synchronization control shown in FIG. 9C is not performed, there is no RAWData boundary, and no false signal is generated in the z-direction profile after Fourier transform. However, in this case, although not shown in FIG. 9, in the image data obtained by further Fourier transforming the hybrid data in the kx direction, another artifact may occur around the image.

これに対し、部分同期の場合(図9(b))、すなわちGThresholdを変更することでRawDataの境界をk空間中心からずらした場合には、画像のアーチファクトもなく、また図9(b)で示すように、フーリエ変換後のz方向のプロファイルにおいて偽信号が大幅に低減しており、本実施形態による改善効果が確認できた。 On the other hand, in the case of partial synchronization (FIG. 9B), that is, when the boundary of RawData is shifted from the center of k-space by changing G Threshold , there is no image artifact and FIG. 9B. As shown in FIG. 5, the false signal is greatly reduced in the profile in the z direction after the Fourier transform, and the improvement effect of the present embodiment was confirmed.

本発明によれば、撮像方法に応じた効率的なスポイリングが可能となり、画質の良いMRI画像が得られる。   According to the present invention, efficient spoiling according to the imaging method is possible, and an MRI image with good image quality can be obtained.

3・・・傾斜磁場発生部、5・・・送信部(磁場発生部)、6・・・受信部、7・・・信号処理部(画像作成部)、8・・・制御部。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Gradient magnetic field generation part, 5 ... Transmission part (magnetic field generation part), 6 ... Reception part, 7 ... Signal processing part (image creation part), 8 ... Control part.

Claims (8)

静磁場発生磁石、静磁場発生磁石内に配置され、高周波磁場および傾斜磁場を発生する磁場発生部、核磁気共鳴信号を受信する受信部、前記磁場発生部および受信部の動作を所定のパルスシーケンスに基き制御する制御部、および、前記受信部が受信した核磁気共鳴信号を用いて画像を作成する画像作成部を備え、
前記パルスシーケンスは、磁化分散のためのスポイル傾斜磁場パルスを含み、
前記制御部は、前記スポイル傾斜磁場の極性を、前記核磁気共鳴信号が配置されるk空間における位置に関連した制御パラメータに基き、制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A static magnetic field generating magnet, a magnetic field generating unit that is arranged in the static magnetic field generating magnet and generates a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field, a receiving unit that receives a nuclear magnetic resonance signal, and operations of the magnetic field generating unit and the receiving unit are predetermined pulse sequences A control unit for controlling based on, and an image creating unit for creating an image using the nuclear magnetic resonance signal received by the receiving unit,
The pulse sequence includes a spoil gradient magnetic field pulse for magnetization dispersion;
The said control part controls the polarity of the said spoil gradient magnetic field based on the control parameter relevant to the position in k space where the said nuclear magnetic resonance signal is arrange | positioned, The magnetic resonance imaging apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記制御パラメータを格納するメモリを備え、前記制御部は前記メモリから前記制御パラメータを読み出し、前記パルスシーケンスに基く制御を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a memory for storing the control parameter, wherein the control unit reads the control parameter from the memory and performs control based on the pulse sequence.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
操作者による入力を受け付ける操作部をさらに備え、
前記操作部は、前記制御パラメータの入力を受け付け、前記制御部は前記操作部によって入力された前記制御パラメータを用いて、前記パルスシーケンスに基く制御を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
It further includes an operation unit that receives input from the operator,
The operation unit receives an input of the control parameter, and the control unit performs control based on the pulse sequence using the control parameter input by the operation unit.
請求項1ないし3いずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記制御パラメータは、前記k空間の原点からの距離或いは割合を示す数値であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the control parameter is a numerical value indicating a distance or a ratio from the origin of the k space.
請求項1ないし4いずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、k空間の原点を挟んで、一方の高周波側から他方の高周波側に前記k空間を走査するパルスシーケンス又はk空間の原点から一方又は他方の高周波側に前記k空間を走査するパルスシーケンスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
In the pulse sequence, the k space is scanned from one high frequency side to the other high frequency side from the high frequency side, or the k space is scanned from the high frequency side to one or the other high frequency side across the origin of the k space. A magnetic resonance imaging apparatus characterized by being a pulse sequence.
請求項1ないし5いずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、一軸方向のエンコード傾斜磁場を含む2次元パルスシーケンス又は二軸方向のエンコード傾斜磁場を含む3次元パルスシーケンスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5,
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the pulse sequence is a two-dimensional pulse sequence including a uniaxial encoding gradient magnetic field or a three-dimensional pulse sequence including a biaxial encoding gradient magnetic field.
請求項1ないし6いずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記スポイル傾斜磁場パルスは、スライス選択傾斜磁場、スライスエンコード傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、およびリードアウト傾斜磁場の少なくとも一つと同じ軸の傾斜磁場であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the spoil gradient magnetic field pulse is a gradient magnetic field having the same axis as at least one of a slice selection gradient magnetic field, a slice encode gradient magnetic field, a phase encode gradient magnetic field, and a readout gradient magnetic field.
請求項1ないし7いずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、スピンエコー型パルスシーケンス、グラディエントエコー型パルスシーケンスのいずれかであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

A magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the pulse sequence is one of a spin echo type pulse sequence and a gradient echo type pulse sequence.

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