JP2734061B2 - MR imaging device - Google Patents

MR imaging device

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JP2734061B2
JP2734061B2 JP1049373A JP4937389A JP2734061B2 JP 2734061 B2 JP2734061 B2 JP 2734061B2 JP 1049373 A JP1049373 A JP 1049373A JP 4937389 A JP4937389 A JP 4937389A JP 2734061 B2 JP2734061 B2 JP 2734061B2
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JP
Japan
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magnetic field
coil
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gradient magnetic
generated
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明徳 藤田
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Shimazu Seisakusho KK
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Shimazu Seisakusho KK
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、核磁気共鳴(NMR)を利用して生体内の
映像情報を得るMR撮像装置に関する。
The present invention relates to an MR imaging apparatus that obtains in-vivo image information using nuclear magnetic resonance (NMR).

【従来の技術】[Prior art]

フィールドエコー法では、第4図に示すように、励起
用高周波信号を印加するとき同時にスライス面選択用傾
斜磁場(Gzとする)を加え、その後、位相エンコード用
傾斜磁場(Gyとする)を加え、そして周波数エンコード
用傾斜磁場(Gxとする)を加えながら発生するNMR信号
をサンプリングしてデータを収集する。これを位相エン
コード用傾斜磁場の大きさを変更しながら繰り返し時間
TRで繰り返す。 このフィールドエコー法の繰り返し時間TRを短くして
高速にデータ収集する高速撮像法が知られているが、こ
うして得たデータから画像再構成すると、第5図に示す
ように再構成画像51の中央部に周波数変調方向(ここで
はX方向)の線状のアーティファクト52が発生する。こ
のアーティファクト52は、繰り返し時間TRが短くなるこ
とにより定常状態信号が発生し、これによって生じるも
のである(ADRIAN P.CRAWLEY et al.,“Elimination of
Transverse Coherences in FLASH MRI",MAGNETIC RESO
NANCE IN MEDICINE,8,P248−260,1988)。 そこで、従来より、第6図に示すように、繰り返し時
間TRの最後で傾斜磁場Gzの大きさをランダムに変化させ
て余分な傾斜磁場Gz′を加えることが提案されている
(JENS FRAHM et al.,“Transverse Coherences in Rap
id FLASH NMR Imaging",Journal of Magnetic Resonanc
e,72,307−314,1987)。これは、このGz′によって、毎
回発生するNMR信号の位相を乱し、定常状態信号の発生
を抑制することに基づいている。
In the field echo method, as shown in FIG. 4, a gradient magnetic field (Gz) for selecting a slice plane is added at the same time as applying a high frequency signal for excitation, and then a gradient magnetic field (Gy) for phase encoding is applied. Then, an NMR signal generated while applying a gradient magnetic field for frequency encoding (Gx) is sampled to collect data. This is repeated while changing the magnitude of the gradient magnetic field for phase encoding.
Repeat with TR. A high-speed imaging method for collecting data at high speed by shortening the repetition time TR of the field echo method is known. When an image is reconstructed from the data thus obtained, as shown in FIG. A linear artifact 52 in the frequency modulation direction (here, the X direction) is generated in the portion. This artifact 52 is caused by a reduction in the repetition time TR to generate a steady state signal (ADRIAN P. CRAWLEY et al., “Elimination of
Transverse Coherences in FLASH MRI ", MAGNETIC RESO
NANCE IN MEDICINE, 8, P248-260, 1988). Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, it has been proposed to add an extra gradient magnetic field Gz 'by randomly changing the magnitude of the gradient magnetic field Gz at the end of the repetition time TR (JENS FRAHM et al.). ., “Transverse Coherences in Rap
id FLASH NMR Imaging ", Journal of Magnetic Resonanc
e, 72, 307-314, 1987). This is based on the fact that the phase of the NMR signal generated each time is disturbed by Gz ', and the generation of a steady state signal is suppressed.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このように傾斜磁場Gzを用いて位相を
乱す場合は次のような問題がある。まず、Z方向の傾斜
磁場Gzの強度は第7図に示すように、中心部ではあまり
変化しないようにZ方向に傾斜するので、位相を乱す効
果はスライス面をどこに設定するかに依存することにな
る。そのため、Z方向の中心部付近にスライス面を設定
したときは、アーティファクトを除去するためには5mse
cの印加時間で数十Gaus/mの傾斜磁場Gzを発生する必要
がある。そして、これには傾斜磁場コイルに数十アンペ
アの大電流を流さねばならず、その結果、マグネットの
ボビン等に非常に大きなエディカレントが誘起され、画
質が劣化するという問題が生じる。 この発明は、エディカレントによる画質劣化の問題を
生じることなく、繰り返し時間を短くしたフィールドエ
コー法による高速撮像法において、定常状態信号の発生
を抑制し、アーティファクトを除去することができる、
MR撮像装置を提供することを目的とする。
However, when the phase is disturbed by using the gradient magnetic field Gz as described above, there are the following problems. First, as shown in FIG. 7, the intensity of the gradient magnetic field Gz in the Z direction is inclined in the Z direction so that it does not change much at the center, so that the effect of disturbing the phase depends on where the slice plane is set. become. Therefore, when a slice plane is set near the center in the Z direction, 5 mse
It is necessary to generate a gradient magnetic field Gz of several tens of Gauss / m in the application time of c. In this case, a large current of several tens of amps must be applied to the gradient coil. As a result, a very large eddy current is induced in the magnet bobbin and the like, resulting in a problem that the image quality is deteriorated. The present invention can suppress the occurrence of a steady-state signal and remove artifacts in a high-speed imaging method using a field echo method with a reduced repetition time without causing a problem of image quality deterioration due to eddy current.
An object of the present invention is to provide an MR imaging apparatus.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するため、この発明によれば、繰り返
し時間を短くしたフィールドエコー法によってデータ収
集するMR撮像装置において、静磁場を場所によらず一様
に変化させるコイルを備え、各繰り返し時間ごとにラン
ダムに変化するオフセット磁場を発生させることを特徴
とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an MR imaging apparatus for acquiring data by a field echo method with a reduced repetition time is provided with a coil for uniformly changing a static magnetic field regardless of location, and for each repetition time And generating a randomly changing offset magnetic field.

【作用】[Action]

静磁場を場所によらず一様に変化させるコイルを用い
て、これより磁場を発生させると、場所によらず同じ磁
場変化を生じさせることができる。 そこで、このコイルから各繰り返し時間ごとにランダ
ムを変化するオフセット磁場を発生させれば、スライス
面をどこに設定しても同じように位相を乱す効果を得る
ことができる。 そのため、最大振幅時でも非常に小さな磁場をこのコ
イルから発生させればよく、このコイルに流す電流は以
上に小さなものでよい。その結果、エディカレントによ
る画質劣化が生じることがない。 通常のMR撮像装置では、主マグネットによる静磁場の
均一性を得るため、静磁場を場所によらず一様に変化さ
せるシムコイル(いわゆるGz0シムコイル)や、静磁場
の強度の傾斜をX,Y,Zの各方向に変化させるシムコイル
等の各種シムコイル群が備えられている。そこで、この
ような通常のMR撮像装置では、Gz0シムコイルを、繰り
返し時間TRごとに発生するNMR信号の位相を乱して定常
状態信号の発生を抑制するためのランダムな磁場を発生
させるコイルをして兼用できる。
If a magnetic field is generated by using a coil that uniformly changes the static magnetic field regardless of the location, the same magnetic field change can be generated regardless of the location. Therefore, if an offset magnetic field that changes randomly at each repetition time is generated from this coil, the effect of similarly disturbing the phase can be obtained no matter where the slice plane is set. Therefore, a very small magnetic field may be generated from this coil even at the maximum amplitude, and the current flowing through this coil may be smaller. As a result, the image quality does not deteriorate due to the eddy current. In a typical MR imaging device, in order to obtain the uniformity of the static magnetic field by the main magnet, a shim coil (so-called Gz0 shim coil) that uniformly changes the static magnetic field regardless of the location, and the gradient of the intensity of the static magnetic field by X, Y, Various shim coil groups such as shim coils that change in each direction of Z are provided. Thus, in such a normal MR imaging apparatus, the Gz0 shim coil is a coil that generates a random magnetic field for suppressing the generation of the steady state signal by disturbing the phase of the NMR signal generated at each repetition time TR. Can also be used.

【実 施 例】【Example】

つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。この発明の一実施例にかかるMR撮像装置で
は、第1図に示すようなパルスシーケンスが行なわれ
る。このパルスシーケンスは基本的には、従来からの、
繰り返し時間TRを短くしたフィールドエコー法に基づく
高速撮像法によるものである。すなわち、励起用高周波
信号を印加するとき同時にスライス面選択用の傾斜磁場
Gzを加え、その後、位相エンコード用の傾斜磁場Gyを加
え、そして周波数エンコード用の傾斜磁場Gxを加えなが
ら発生するNMR信号をサンプリングしてデータを収集す
る。それを位相エンコード用傾斜磁場の大きさを変更し
ながら、短い繰り返し時間TRで繰り返す。そして、この
発明によると、各繰り返し時間TRの終期にGz0磁場を、
その強度が繰り返し時間ごとにランダムに変化するよう
に発生している。このGz0磁場は、静磁場を場所によら
ず一様に変化させるものである。 第2図は上記のパルスシーケンスを行なうMR撮像装置
のシステム構成を示すもので、被検者11がベッド12に横
たえらえて主マグネット21が形成する静磁場中に送り込
まれる。この主マグネット21の内側には、直交3軸(X,
Y,Z)方向に磁場強度が傾斜する3つの傾斜磁場を発生
するための傾斜磁場コイル22と、RFコイル23とが配置さ
れる。また、静磁場の均一性を補正するためのシムコイ
ル24も配置されている。傾斜磁場コイル22は傾斜磁場電
源31に接続されて傾斜磁場発生用の電流を流され、シム
コイル24は補正磁場電源33に接続されて補正磁場発生用
の電流を流される。RFコイル23はRF送受信装置32に接続
され、被験者11に対してRF信号を照射してこれを励起
し、被験者11内で発生したNMR信号を受信する。これ
ら、RF信号の送受、傾斜磁場及び補正磁場の発生は測定
制御装置34によって制御され、受信されたNMR信号から
得たデータが画像再構成装置35に送られ、そこで2次元
フーリエ変換などの画像再構成処理を受け、再構成され
た画像が画像表示装置36に送られて表示されたりする。
コンピュータ37は全体の制御を行なう。 上記の、静磁場を場所によらず一様に変化させる磁場
のGz0は、第3図に示すような、主マグネット21の内側
に配置された半径rと距離rとが等しい2つの円形のコ
イルに同方向に電流を流すことによって発生させること
ができるが、この実施例においてはシムコイル24のうち
のGz0シムコイル25を用いて発生させている。すなわ
ち、測定制御装置34によって補正磁場電源33を制御し、
この補正磁場電源33よりこのGz0シムコイル25に、繰り
返し時間TRの終期付近のタイミングで、繰り返し時間TR
ごとにランダムに変化するパルス状の電流を流し、第1
図に示すようなGz0磁場を発生させている。 このように繰り返し時間TRごとのNMR信号の位相を乱
すためのランダムな磁場を、静磁場を一様に変化させる
Gz0磁場としているため、そのGz0磁場の最大振幅時の強
度はNMR信号の位相を2π程度に変化させるものでよい
ので、印加時間を5msecとすると、0.047Guas/m程度とき
わめて小さいものでよい。そこで、Gz0シムコイル25に
流す電流も数アンペア程度と非常に小さくてよく、マグ
ネットのボビン等に誘起されるエディカレントも無視で
きるほど小さいものとなり、画質の劣化を生じさせな
い。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the MR imaging apparatus according to one embodiment of the present invention, a pulse sequence as shown in FIG. 1 is performed. This pulse sequence is basically
This is based on a high-speed imaging method based on a field echo method with a reduced repetition time TR. That is, the gradient magnetic field for selecting a slice plane is applied at the same time as applying the excitation high frequency signal.
Gz is added, then a gradient magnetic field Gy for phase encoding is added, and data is collected by sampling an NMR signal generated while adding a gradient magnetic field Gx for frequency encoding. This is repeated with a short repetition time TR while changing the magnitude of the phase encoding gradient magnetic field. According to the present invention, a Gz0 magnetic field is applied at the end of each repetition time TR.
The intensity is generated such that the intensity changes randomly at each repetition time. The Gz0 magnetic field changes the static magnetic field uniformly regardless of the location. FIG. 2 shows a system configuration of an MR imaging apparatus that performs the above-described pulse sequence. The subject 11 is laid on a bed 12 and sent into a static magnetic field formed by a main magnet 21. Inside the main magnet 21, three orthogonal axes (X,
A gradient magnetic field coil 22 for generating three gradient magnetic fields whose magnetic field strengths incline in the (Y, Z) directions, and an RF coil 23 are arranged. A shim coil 24 for correcting the uniformity of the static magnetic field is also provided. The gradient magnetic field coil 22 is connected to a gradient magnetic field power supply 31 and supplied with a current for generating a gradient magnetic field, and the shim coil 24 is connected to a correction magnetic field power supply 33 and supplied with a current for generating a correction magnetic field. The RF coil 23 is connected to the RF transmitting / receiving device 32, irradiates the subject 11 with an RF signal to excite it, and receives an NMR signal generated in the subject 11. The transmission and reception of these RF signals and the generation of the gradient magnetic field and the correction magnetic field are controlled by the measurement control device 34, and the data obtained from the received NMR signal is sent to the image reconstruction device 35, where the image such as a two-dimensional Fourier transform is obtained. Upon receiving the reconstruction process, the reconstructed image is sent to the image display device 36 and displayed.
The computer 37 performs overall control. The magnetic field Gz0 for uniformly changing the static magnetic field regardless of the location is, as shown in FIG. 3, two circular coils arranged inside the main magnet 21 and having the same radius r and the same distance r. In this embodiment, the Gz0 shim coil 25 of the shim coil 24 is used to generate the current. That is, the correction magnetic field power supply 33 is controlled by the measurement control device 34,
The correction magnetic field power supply 33 supplies the Gz0 shim coil 25 with the repetition time TR at a timing near the end of the repetition time TR.
A pulse-like current that changes randomly every time,
The Gz0 magnetic field as shown in the figure is generated. The random magnetic field to disturb the phase of the NMR signal for each repetition time TR, and the static magnetic field is changed uniformly
Since the Gz0 magnetic field is used, the intensity at the maximum amplitude of the Gz0 magnetic field may change the phase of the NMR signal to about 2π. Therefore, when the application time is set to 5 msec, it may be as small as about 0.047 Guas / m. Therefore, the current flowing through the Gz0 shim coil 25 may be as small as about several amperes, and the eddy current induced on the bobbin of the magnet may be so small as to be negligible, so that the image quality does not deteriorate.

【発明の効果】【The invention's effect】

この発明のMR撮像装置によれば、繰り返し時間を短く
したフィールドエコー法による高速撮像法において、定
常状態信号の発生を抑制し、アーティファクトを除去す
るための、毎回発生するNMR信号の位相を乱すランダム
な磁場を、静磁場を一様に変化させるコイルを用いて発
生させているので、非常に小さな磁場で済み、該コイル
に流す電流が小さいものでよくなり、エディカレントに
よる画質の劣化を生起させない。
According to the MR imaging apparatus of the present invention, in a high-speed imaging method using a field echo method with a shortened repetition time, a random state that disturbs the phase of an NMR signal generated every time to suppress the occurrence of a steady state signal and remove artifacts. Since a strong magnetic field is generated by using a coil that uniformly changes the static magnetic field, a very small magnetic field is required, and a small current is required to flow through the coil, and the image quality does not deteriorate due to eddy current. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例にかかるパルスシーケンス
を示すタイムチャート、第2図は同実施例のシステム構
成を示すブロック図、第3図はGz0シムコイルを示す模
式図、第4図はフィールドエコー法のパルスシーケンス
を示すタイムチャート、第5図は繰り返し時間を短くし
たフィールドエコー法による高速撮像法で生じるアーテ
ィファクトを示す図、第6図は従来のアーティファクト
除去用パルスシーケンスを示すタイムチャート、第7図
は傾斜磁場Gz強度のZ方向分布を示す図である。 11……被検者、12……ベッド、21……主マグネット、22
……傾斜磁場コイル、23……RFコイル、24……シムコイ
ル、25……Gz0シムコイル、31……傾斜磁場電源、32…
…RF送受信装置、33……補正磁場電源、34……測定制御
装置、35……画像再構成装置、36……画像表示装置、37
……コンピュータ、51……再構成画像、52……アーティ
ファクト。
FIG. 1 is a time chart showing a pulse sequence according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a system configuration of the embodiment, FIG. 3 is a schematic diagram showing a Gz0 shim coil, and FIG. FIG. 5 is a time chart showing a pulse sequence of the echo method, FIG. 5 is a diagram showing an artifact generated in a high-speed imaging method by the field echo method with a shortened repetition time, FIG. 6 is a time chart showing a conventional pulse sequence for artifact removal, and FIG. FIG. 7 is a diagram showing the distribution of the gradient magnetic field Gz intensity in the Z direction. 11 ... subject, 12 ... bed, 21 ... main magnet, 22
…… Gradient magnetic field coil, 23 …… RF coil, 24 …… Shim coil, 25 …… Gz0 shim coil, 31 …… Gradient magnetic field power supply, 32…
… RF transmitter / receiver, 33… correction magnetic field power supply, 34… measurement control device, 35… image reconstruction device, 36… image display device, 37
...... Computer, 51 ... Reconstructed image, 52 ... Artifact.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】繰り返し時間を短くしたフィールドエコー
法によってデータ収集するMR撮像装置において、静磁場
を場所によらず一様に変化させるコイルを備え、各繰り
返し時間ごとにランダムに変化するオフセット磁場を発
生させることを特徴とするMR撮像装置。
An MR imaging apparatus for acquiring data by a field echo method with a shortened repetition time is provided with a coil for uniformly changing a static magnetic field regardless of a location, and an offset magnetic field that changes randomly at each repetition time is provided. An MR imaging apparatus characterized in that the image is generated.
JP1049373A 1989-02-28 1989-02-28 MR imaging device Expired - Lifetime JP2734061B2 (en)

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JP1049373A JP2734061B2 (en) 1989-02-28 1989-02-28 MR imaging device

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JPH02224733A JPH02224733A (en) 1990-09-06
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