JP3023831B2 - Nuclear magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

Nuclear magnetic resonance imaging equipment

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JP3023831B2
JP3023831B2 JP7128276A JP12827695A JP3023831B2 JP 3023831 B2 JP3023831 B2 JP 3023831B2 JP 7128276 A JP7128276 A JP 7128276A JP 12827695 A JP12827695 A JP 12827695A JP 3023831 B2 JP3023831 B2 JP 3023831B2
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培華 張
明彦 内山
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培華 張
明彦 内山
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴(nucl
ear magnetic resonance;NM
R)現象を利用して被検体(生体)の2次元画像や3次
元画像等の形態情報あるいはスペクトロスコピーの機能
情報を得る核磁気共鳴イメージング装置に関する。
The present invention relates to nuclear magnetic resonance (nucl)
ear magnetic resonance; NM
R) The present invention relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus that obtains morphological information such as a two-dimensional image or a three-dimensional image of a subject (living body) or functional information of spectroscopy using a phenomenon.

【0002】[0002]

【従来の技術】核磁気共鳴イメージングおいて、撮影時
間の短縮は、システムのスループットの向上、患者の苦
痛の軽減、及び搏動によるアーチファクトの軽減、除去
などの点において大きな効果を持つ。このため、有効な
3次元の高速核磁気共鳴イメージング方法が従来より提
案されている。
2. Description of the Related Art In nuclear magnetic resonance imaging, shortening the imaging time has a great effect in terms of improving system throughput, reducing patient's pain, and reducing or eliminating artifacts due to pulsation. For this reason, an effective three-dimensional fast nuclear magnetic resonance imaging method has been conventionally proposed.

【0003】このような高速核磁気共鳴イメージング方
法のうち、比較的最近になって試みられるようになった
ものとして、次のようなものがある。
[0003] Among such high-speed nuclear magnetic resonance imaging methods, the following have been relatively recently attempted.

【0004】(1)FLASH法 この方法は、90°以下の小さい角度のフリップ角のパ
ルスで励起を行い、スピンエコー(SE)法等の場合よ
りもきわめて短い20〜50msec程度の時間で画像
データをくり返して収集することができ、数秒程度の撮
影時間で磁気共鳴映像を得ることができる。このため、
腹部などの体動の激しい部位の診断に盛んに用いられて
いる。(P.Van Der Meulen, J.
P.Groen, and J.J.M.Cuppe
n,“Very fast MR imaging b
y field echoes and small
angle excitation,” Mag. R
eson. imag.,vol.3, pp297−
299, 1985) (2)エコープラナー法 この方法は、高速で反転する勾配磁場を用いて1回の励
起で画像データを収集するものであり、横緩和(T2
の減衰が問題とならない数十msec程度の時間で1枚
の画像データを収集することができる。このため、リア
ルタイムで心臓の動きを表示するなど臨床的意義のきわ
めて大きい画像を提供することが期待されている。
(P.Mansfield, I.L.Pykett,
“Biological and medical i
maging by NMR,” J. Magn.
Reson.,vol.29,pp.355−373,
1978.)
(1) FLASH method In this method, excitation is performed with a pulse having a flip angle of a small angle of 90 ° or less, and image data is obtained in a time of about 20 to 50 msec, which is much shorter than in the case of the spin echo (SE) method or the like. Can be collected repeatedly, and a magnetic resonance image can be obtained in an imaging time of about several seconds. For this reason,
It is widely used for diagnosis of parts with severe body movement such as the abdomen. (P. Van Der Meulen, J. et al.
P. Groen, and J.M. J. M. Cuppe
n, "Very fast MR imaging b
y field echoes and small
angle exitation, "Mag. R
eson. imag. , Vol. 3, pp297-
(299, 1985) (2) Echo Planar Method This method collects image data with one excitation using a gradient magnetic field that reverses at a high speed, and uses transverse relaxation (T 2 ).
One image data can be collected in a time period of about several tens of msec when the attenuation of the image does not matter. For this reason, it is expected to provide an image with extremely large clinical significance, such as displaying the motion of the heart in real time.
(P. Mansfield, IL Pykett,
“Biological and medical i
mag. by NMR, "J. Magn.
Reson. , Vol. 29, pp. 355-373,
1978. )

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の方法では、2次元撮影の場合のデータ収集時間
は数秒程度必要であり、まだ長すぎると考えられる。ま
た、将来、高磁場装置で撮影を高速に行う場合、特に3
次元撮影を行う場合には、高周波回路への負担が大きく
なると共に、人体に対する影響、特に、高周波による眼
球への影響、胎児に対する発熱効果が問題となる恐れが
ある。
However, in the above method (1), the data collection time in the case of two-dimensional imaging requires several seconds, which is considered to be still too long. In the future, if imaging is performed at high speed with a high magnetic field device,
When performing two-dimensional imaging, the burden on the high-frequency circuit is increased, and the effect on the human body, in particular, the effect on the eyeball due to the high frequency, and the effect on the fetus may be a problem.

【0006】また、上記(2)の方法では、高周波の問
題は生じないものの、勾配磁場の反転をきわめて高速に
行う必要があり、特に、横緩和時間(T2 *)が全データ
の取得のための時間である数十msec以上でなければ
ならないので、多くの技術的困難が存在する。
In the above method (2), although the problem of high frequency does not occur, it is necessary to reverse the gradient magnetic field at a very high speed. In particular, the transverse relaxation time (T 2 * ) is required to obtain all data. Therefore, there are many technical difficulties because the time must be several tens of msec or more.

【0007】さらに、上記(1)と(2)のいずれの方
法によっても、NMR信号はパルス的に収集されるが、
これに対応して勾配磁場の反転もパルス状に行わなけれ
ばならない。このパルス状の勾配磁場の時間と大きさの
精度は画質に微妙に影響する。このパルス状の勾配磁場
は周りの構造物に渦電流を誘起するため、勾配磁場の反
転が遅れたり、勾配磁場の空間分布が歪むことがあり、
ために画像が劣化することがある。また、高磁場装置で
撮影を高速に行う場合の高速に時間変化する磁場での神
経刺激による心房、心室細動の発生が問題となる恐れが
ある。
Further, according to either of the above methods (1) and (2), the NMR signal is collected in a pulsed manner.
Correspondingly, the reversal of the gradient magnetic field must be performed in a pulsed manner. The accuracy of the time and magnitude of the pulsed gradient magnetic field has a subtle effect on the image quality. Since this pulse-like gradient magnetic field induces eddy currents in surrounding structures, the reversal of the gradient magnetic field may be delayed or the spatial distribution of the gradient magnetic field may be distorted.
Therefore, the image may be deteriorated. In addition, when imaging is performed at high speed with a high magnetic field device, the generation of atrial and ventricular fibrillation due to nerve stimulation with a magnetic field that changes at high speed may cause a problem.

【0008】いずれにしても現在のところは、このよう
な高速核磁気共鳴イメージングで臨床診断に役立つ磁気
共鳴映像を得る法は実用段階に達していない。
[0008] Currently Anyway, the proposed method of obtaining a magnetic resonance imaging to help clinical diagnosis in such a high-speed magnetic resonance imaging does not reach the practical stage.

【0009】そこで、位相エンコーディングによる核磁
気共鳴イメージング方法を検討し、学会(日本エム・イ
ー学会。平成6年5月13日)おいて発表した。
[0009] Therefore, a nuclear magnetic resonance imaging method using phase encoding was studied and presented at an academic meeting (Japan Society for M.E., May 13, 1994).

【0010】しかし、その後の研究により、この方法で
はプロトン密度分布を検出することができないことが判
明した。
[0010] However, subsequent studies have revealed that this method cannot detect the proton density distribution.

【0011】本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、
上記従来例の欠点を解消するためになされたのであり、
次のようなことを目的とするものである。
[0011] The nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention comprises:
It was done to eliminate the disadvantages of the above conventional example,
The purpose is as follows.

【0012】 わずか十数ms〜数十msのスキャン
時間での高速撮影を可能として、人体の動きによりアー
チファクトが生じて画質が劣化するということを防ぎ、
また、患者の肉体的・精神的な苦痛を軽減する。
[0012] It is possible to perform high-speed shooting with a scan time of only tens of ms to tens of ms, and to prevent artifacts from occurring due to movement of a human body and deteriorating image quality.
It also reduces the physical and mental distress of the patient.

【0013】 勾配磁場を反転する必要をなくし、よ
って、渦電流による画像の劣化を防ぎ、また、神経刺激
による心房、心室細動の発生などという影響を人体に与
えない。
There is no need to reverse the gradient magnetic field, thereby preventing image degradation due to eddy currents and without affecting the human body such as the occurrence of atrial or ventricular fibrillation due to nerve stimulation.

【0014】 場の波形が簡単なので、コイルを簡
略化してコストダウンを図る。
[0014] Since the waveform of the magnetic field is simple, reduce the cost of the coil is simplified.

【0015】[0015]

【発明の原理】以下、3次元撮影の場合を例にして、本
発明の原理について説明する。なお、ここではプロトン
1H)を例としているが、他の核磁気共鳴原子核でも
同様である。
The principle of the present invention will be described below by taking the case of three-dimensional imaging as an example. Here, the proton ( 1 H) is used as an example, but the same applies to other nuclear magnetic resonance nuclei.

【0016】(A)空間的に連続したプロトン密度分布
の離散的な格子状のプロトン密度分布への変換 映像空間vのx,y,z方向を各々Δx,Δy,Δz単
位でそれぞれNx ,Ny ,Nz 等分し、映像空間vをN
x ×Ny ×Nz 個の単位映像体vijk に分ける。この時
収集される共鳴信号s(t)は各単位映像体vijk より
発生した信号sijk (t)の和である。すなわち、
(A) Conversion of spatially continuous proton density distribution to discrete lattice-like proton density distribution The x, y, and z directions of the image space v are respectively represented by N x , Δy, and Δz in units of Δx, Δy, and Δz. N y and N z are equally divided, and the video space v is divided into N
divided into x × N y × N z number of unit image element v ijk. The resonance signal s (t) collected at this time is the sum of the signals s ijk (t) generated from each unit image body v ijk . That is,

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】となる。## EQU1 ##

【0019】核磁気共鳴理論によって、勾配磁場を受け
た単位映像体より発生した信号sijk (t)は、
According to the nuclear magnetic resonance theory, a signal s ijk (t) generated from a unit image body subjected to a gradient magnetic field is

【0020】[0020]

【数2】 (Equation 2)

【0021】と書ける。It can be written that

【0022】ここで、 pijk (x,y,z):単位映像体vijk 内のプロトン
密度分布関数 Gx ,Gy ,Gz :x,y,z方向の勾配磁場 ι:虚数単位 √(−1) である。
Here, p ijk (x, y, z): a proton density distribution function G x , G y , G z in the unit image body v ijk : a gradient magnetic field in the x, y, z directions ι: an imaginary unit √ (-1).

【0023】なお、この式では、縦緩和時間T1 、横緩
和時間T2 、および体動の影響は、計測時間が短くその
影響が無視できるので省略した。
In this equation, the effects of the vertical relaxation time T 1 , the horizontal relaxation time T 2 , and the body motion are omitted because the measurement time is short and the effects can be ignored.

【0024】後述するように、連続的なプロトン密度分
布に対しては、時間的に一定の勾配磁場における収集さ
れたNMR信号から、各単位映像体のプロトン密度分布
関数pijk (x,y,z)を求めることができない。し
かしながら、各単位映像体の体積が十分に小さい場合に
は、各単位映像体のプロトン密度分布関数が定数である
とみなすことができる。従って、各単位映像体のプロト
ン密度分布は、pijk (x,y,z)=pijkと近似で
き、各単位映像体より発生した信号は、
As will be described later, for a continuous proton density distribution, a proton density distribution function p ijk (x, y, z) cannot be determined. However, when the volume of each unit image is sufficiently small, the proton density distribution function of each unit image can be regarded as a constant. Therefore, the proton density distribution of each unit image can be approximated as p ijk (x, y, z) = p ijk, and the signal generated from each unit image is

【0025】[0025]

【数3】 (Equation 3)

【0026】収集された共鳴信号は、The collected resonance signal is

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】と書ける。なお、式中v0 は各単位映像体
ijk の体積である。
Can be written as Note that v 0 in the equation is the volume of each unit image body vijk .

【0029】ここで、Here,

【0030】[0030]

【数5】 (Equation 5)

【0031】[0031]

【数6】 (Equation 6)

【0032】とおけば、[0032]

【0033】[0033]

【数7】 (Equation 7)

【0034】が得られる。この信号w(t)は位置(i
Δx,jΔy,kΔz)におけるプロトン密度分布p
ijk から発生する共鳴信号の和であると捉えることがで
きる。
Is obtained. This signal w (t) is at the position (i
Δx, jΔy, kΔz) proton density distribution p
It can be regarded as the sum of resonance signals generated from ijk .

【0035】以上説明したような原理により、空間的に
連続したプロトン密度分布p(x,y,z)により発生
した信号を離散的な格子状のプロトン密度分布pijk
より発生した信号に変換することができるのである。
According to the principle described above, a signal generated by a spatially continuous proton density distribution p (x, y, z) is converted into a signal generated by a discrete lattice-like proton density distribution p ijk. You can do it.

【0036】(B)上記のように変換した格子状のプロ
トン密度分布の各格子点に対応する各共鳴線が重ならな
いような勾配磁場の選択 従来よりの核磁気共鳴イメージング理論によれば、図2
1に示すように、人体のように空間的に連続したプロト
ン密度分布95では、任意の勾配磁場Gに対して各単位
映像体の共鳴線96がどうしても重なってしまう。
(B) Selection of a gradient magnetic field such that the resonance lines corresponding to the lattice points of the lattice-like proton density distribution converted as described above do not overlap, according to the conventional nuclear magnetic resonance imaging theory, 2
As shown in FIG. 1, in a proton density distribution 95 that is spatially continuous like a human body, the resonance lines 96 of each unit image always overlap with an arbitrary gradient magnetic field G.

【0037】一方、図20に示すように、離散的な格子
状のプロトン密度分布91に対しては、共鳴信号の周波
数スペクトル93、94には離散的な共鳴線が観測さ
れ、ここで適当な勾配磁場G2を選択することによって
各格子点に対応する共鳴線92を重ねないようにするこ
とができる。そして、共鳴周波数から格子点の位置を知
ることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 20, for the discrete lattice-like proton density distribution 91, discrete resonance lines are observed in the frequency spectra 93 and 94 of the resonance signal. By selecting the gradient magnetic field G2, the resonance line 92 corresponding to each lattice point can be prevented from overlapping. Then, the position of the lattice point can be known from the resonance frequency.

【0038】すなわち、上記(A)のように変換した離
散的な格子状のプロトン密度分布では、各格子点のプロ
トン密度分布の周波数スペクトル線の重ならないような
勾配磁場を選択することができるのである。
That is, in the discrete lattice-like proton density distribution converted as in the above (A), a gradient magnetic field can be selected such that the frequency spectrum lines of the proton density distribution at each lattice point do not overlap. is there.

【0039】ここで、勾配磁場の選択方法は、複数ある
が、 Δx=Δy=Δz=Δ Nx =Ny =Nz =N とした場合に、図22に示すように各方向の勾配磁場が
大き過ぎないようにするために、次のようにするのが良
い。
Here, there are a plurality of methods for selecting the gradient magnetic field. When Δx = Δy = Δz = ΔN x = N y = N z = N, as shown in FIG. In order not to be too large, it is good to do as follows.

【0040】 Gy =NGxz =NGy =N2x 或いは、G y = NG x G z = NG y = N 2 G x or

【0041】[0041]

【数8】 (Equation 8)

【0042】[0042]

【数9】 (Equation 9)

【0043】ここでは、画像の再構成を行い易くするた
めに、次のように勾配磁場の選択をした。
Here, the gradient magnetic field was selected as follows in order to facilitate image reconstruction.

【0044】 Gy =NGxz =NGy =N2x なお、空間的に連続したプロトン密度分布p(x,y,
z)により発生した信号の離散的な格子状のプロトン密
度分布pijk により発生した信号への変換は、映像空間
vを単位映像体vijk に分けた時のその分け方によって
決まるので、映像空間vを単位映像体vijk に分けた時
に勾配磁場を決定することができる。
G y = NG x G z = NG y = N 2 G x Note that the spatially continuous proton density distribution p (x, y,
The conversion of the signal generated by z) into the signal generated by the discrete lattice-like proton density distribution p ijk is determined by the method of dividing the image space v into unit image bodies v ijk. The gradient magnetic field can be determined when v is divided into unit video objects v ijk .

【0045】(C)上記勾配磁場中での核磁気共鳴信号
からの画像データの収集 上記(A)で説明をした信号w(t)の周波数スペクト
ルの周波数ωijk は位置(iΔx,jΔy,kΔz)の
空間位置に対応し、また、周波数ωijk における周波数
スペクトル線の高さはその対応する位置のプロトン密度
分布pijk となる。
(C) Acquisition of Image Data from Nuclear Magnetic Resonance Signals in the Gradient Magnetic Field The frequency ω ijk of the frequency spectrum of the signal w (t) described in the above (A) is the position (iΔx, jΔy, kΔz ), And the height of the frequency spectrum line at the frequency ω ijk becomes the proton density distribution p ijk at the corresponding position.

【0046】そして、信号w(t)から、フーリエ変換
によって各単位映像体内のプロトン密度分布pijk が得
られることとなる。
Then, from the signal w (t), a proton density distribution p ijk in each unit image is obtained by Fourier transform.

【0047】ここで、この時の画像データを収集する時
のサンプリングは、上記(B)で仮定したように単位映
像体に分け、勾配磁場を与えた場合には、 サンプリング時間(Lは正整数):
Here, sampling at the time of collecting image data at this time is divided into unit image bodies as assumed in the above (B), and when a gradient magnetic field is applied, the sampling time (L is a positive integer) ):

【0048】[0048]

【数10】 (Equation 10)

【0049】サンプリング点数: Ns =N3 サンプリング間隔: Δt=Ts /Ns サンプリング開始時刻: t0 =Δt/2 として行えばよい。Number of sampling points: N s = N 3 Sampling interval: Δt = T s / N s Sampling start time: t 0 = Δt / 2

【0050】(D)収集した画像データからのプロトン
密度分布画像の再構成 上記(C)で得られた各単位映像体内のプロトン密度分
布pijk は、その周波数に位置情報が重畳されたものと
なっている。従って、この周波数から各々のプロトン密
度分布pijk の位置を特定し、これに従い画像を最構成
する。
(D) Reconstruction of Proton Density Distribution Image from Collected Image Data The proton density distribution p ijk in each unit video obtained in (C) above is obtained by superposing the position information on the frequency. Has become. Therefore, the position of each proton density distribution p ijk is specified from this frequency, and the image is reconstructed accordingly.

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】以上のような原理に基づ
く本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、次のAまた
はBの構成のものである。
The nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention based on the above principle has the following structure A or B.

【0052】A.静磁場に時間的に一定の勾配磁場を重
畳した3次元映像空間において核磁気共鳴信号から画像
を得る核磁気共鳴イメージング装置であって、 (a)前記3次元映像空間をその各方向で複数に分割し
て複数個の単位映像体に分け、 (b)この単位映像体の分け方に従って、各単位映像体
ごとに互に異なる磁場の強さを前記3次元映像空間に与
える勾配磁場を決定し、 (c)前記3次元映像空間にラジオ波パルスを印加し、 (d)このラジオ波パルスの立ち下がりと同時に前記
(b)で決定した勾配磁場を前記3次元映像空間に与
え、 (e)ここで各単位映像体より発生した核磁気共鳴信号
を核磁気共鳴原子核の密度が均一な格子状の点より発生
した信号とみなして画像データを収集し、 (f)前記(e)で収集した画像データを用いて画像の
再構成を行う、核磁気共鳴イメージング装置。
A. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus for obtaining an image from a nuclear magnetic resonance signal in a three-dimensional image space in which a temporally constant gradient magnetic field is superimposed on a static magnetic field, comprising : (a) a plurality of three-dimensional image spaces in each direction; Split
Divided into a plurality of unit video bodies Te, (b) in accordance with the way divided in the unit video material, each unit video bodies
Mutually different strength of the magnetic field determines a gradient magnetic field to be applied to the three-dimensional image space each, by applying a radio wave pulses (c) the three-dimensional image space, (d) O to the falling edge of the radio wave pulse At the same time, the gradient magnetic field determined in (b) is applied to the three-dimensional image space. (E) Nuclear magnetic resonance signals generated from each unit image are converted from a grid-like point having a uniform density of nuclear magnetic resonance nuclei. (F) A nuclear magnetic resonance imaging apparatus that collects image data by regarding the generated signal, and (f) reconstructs an image using the image data collected in (e).

【0053】B.静磁場に時間的に一定の勾配磁場を重
畳した3次元映像空間において核磁気共鳴信号から画像
を得る核磁気共鳴イメージング装置であって、 (a)前記3次元映像空間をその各方向で複数に分割し
て複数個の単位映像体に分け、 (b)この単位映像体の分け方に従って、各単位体ごと
に互に異なる磁場の強さを前記3次元映像空間に与える
勾配磁場を決定し、 (c)この勾配磁場を前記3次元映像空間に与え、 (d)この勾配磁場が与えられた前記3次元映像空間に
ラジオ波パルスを印加し、 (e)このラジオ波パルスの印加によって各単位映像体
より発生した核磁気共鳴信号を核磁気共鳴原子核の密度
が均一な格子状の点より発生した信号とみなして画像デ
ータを収集し、 (f)前記(e)で収集した画像データを用いて画像の
再構成を行う、核磁気共鳴イメージング装置。
B. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus for obtaining an image from a nuclear magnetic resonance signal in a three-dimensional image space in which a temporally constant gradient magnetic field is superimposed on a static magnetic field, comprising : (a) a plurality of three-dimensional image spaces in each direction; Split
Divided into a plurality of unit video bodies Te, (b) in accordance with the way divided in the unit video material, each unit body
Mutually different strength of the magnetic field determines a gradient magnetic field to be applied to the three-dimensional image space, (c) gives the gradient magnetic field in the three-dimensional image space, (d) the 3-dimensional this gradient magnetic field is applied (E) Nuclear magnetic resonance signals generated from each unit image body by applying the radio wave pulses to a signal generated from a lattice-like point having a uniform density of nuclear magnetic resonance nuclei. (F) A nuclear magnetic resonance imaging apparatus for reconstructing an image using the image data collected in (e) above.

【0054】なお、上記のAまたはBの装置において、
勾配磁場の決定は、各単位映像体より発生した核磁気共
鳴信号を格子状の点より発生した信号とみなした場合に
おける各格子状の点の周波数スペクトルが重ならないよ
うに選択し、印加するラジオ波パルスは励起角度を90
°とする。
In the above-mentioned apparatus A or B,
The gradient magnetic field is determined by selecting and applying a radio frequency signal of each lattice point so that the frequency spectrum of each lattice point does not overlap when a nuclear magnetic resonance signal generated from each unit image is regarded as a signal generated from the lattice point. The wave pulse sets the excitation angle to 90
°.

【0055】また、単位映像体の分け方および勾配磁場
の決定は予め設定されているものであってもよい。
The method of dividing the unit image bodies and the determination of the gradient magnetic field may be set in advance.

【0056】[0056]

【作用】本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、上記
のような構成によることで、一定の勾配磁場のみを用い
て、ある程度の誤差の範囲内で、高速に核磁気共鳴イメ
ージング画像を得る。
According to the nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention having the above-described configuration , a nuclear magnetic resonance imaging image can be obtained at high speed within a certain error range using only a constant gradient magnetic field.

【0057】[0057]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0058】(実施例1) 図1は、本発明の核磁気共鳴イメージング装置のブロッ
ク図である。
[0058] (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a nuclear magnetic resonance Imaging GuSo location of the present invention.

【0059】この図において、1は励磁電源であり、電
磁石C1に電源を与え、これにより映像空間に静磁場を
作る。2は高周波パルス発生部であり、照射コイルC
よりラジオ波パルスを発生させるものである。3は線形
磁場勾配発生部であり、磁場勾配コイルCより映像空
間に勾配磁場を与えるものである。は検波・増幅部で
あり、受信コイルCを通じて検波した核磁気共鳴信号
をさらに増幅するものである。は演算・処理部であ
り、各部の制御、勾配磁場の決定、受信した核磁気共鳴
信号より画像データの演算、再構成などを行うものであ
る。6は表示・記録部であり、最構成された画像をディ
スプレイに表示させたり、記録媒体に記録するものであ
る。
In this figure, reference numeral 1 denotes an excitation power supply, which supplies power to the electromagnet C1, thereby generating a static magnetic field in the image space. Reference numeral 2 denotes a high-frequency pulse generation unit, and an irradiation coil C 3
It generates more radio wave pulses. 3 is a linear magnetic field gradient generator and gives the gradient magnetic field in the image space from the magnetic field gradient coil C 4. 5 is a detection and amplification unit, in which further amplifies the nuclear magnetic resonance signals detected through the receiving coils C 2. Reference numeral 4 denotes an arithmetic and processing unit that controls each unit, determines a gradient magnetic field, and calculates and reconstructs image data from a received nuclear magnetic resonance signal. Reference numeral 6 denotes a display / recording unit for displaying the most composed image on a display or recording the image on a recording medium.

【0060】図2は、本実施例のプロトン画像イメージ
ングのフローチャートである。以下、この図に従い、本
実施例の核磁気共鳴イメージング装置を説明する。
FIG. 2 is a flowchart of the proton image imaging of this embodiment. Hereinafter, the nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0061】まず、映像空間を単位映像体に分け、演算
・処理部での処理を行う(S11)。ここで、その分
け方は64×64×64、128×128×128な
ど、任意の分け方を選ぶことができ、また、その分け方
をマニュアル操作によって入力するか、自動的に決定す
るか任意である。次に、この単位映像体の分け方に従っ
て、演算・処理部は映像空間に与える勾配磁場を決定
し、このデータを線形磁場勾配発生部3に送る(S1
2)。なお、単位映像体の分け方を装置に予め設定して
おけば、これらの処理は1回毎に行う必要はない。
First, the image space is divided into unit image bodies, and the processing in the arithmetic / processing unit 4 is performed (S11). Here, an arbitrary division method such as 64 × 64 × 64, 128 × 128 × 128, etc. can be selected, and the division method can be manually input or automatically determined. It is. Next, the calculation / processing unit 4 determines a gradient magnetic field to be applied to the image space according to the method of dividing the unit image bodies, and sends this data to the linear magnetic field gradient generation unit 3 (S1).
2). If the method of dividing the unit video body is set in the apparatus in advance, it is not necessary to perform these processes each time.

【0062】次に、演算・処理部は高周波パルス発生
部2を制御し、照射コイルCより映像空間に励起角9
0°のラジオ波パルスを印加する(S13)。これによ
り、磁化が横に倒され、核スピンが倒される。次に、こ
のラジオ波パルスの立ち下がりと同時に、演算・処理部
は線形磁場勾配発生部3を制御し、磁場勾配コイルC
より映像空間に前記勾配磁場を与える(S14)。
Next, the arithmetic-processing unit 4 controls the high-frequency pulse generator 2, the excitation angle 9 to the image space than the irradiation coil C 3
A radio wave pulse of 0 ° is applied (S13). As a result, the magnetization is tilted laterally, and the nuclear spin is tilted. Next, at the same time as the fall of the radio wave pulse,
4 controls the linear magnetic field gradient generator 3 and generates a magnetic field gradient coil C
From step 4, the gradient magnetic field is applied to the image space (S14).

【0063】次に、ここで発生した核磁気共鳴信号を受
信コイルCで受信し、検波・増幅部で検波・増幅
し、これを演算・処理部に送って、演算・処理部
は各単位映像体より発生した核磁気共鳴信号をについて
前述の発明の原理で説明したように演算を行い、これら
をプロトン密度が均一な格子状の点より発生した信号と
みなして画像データを収集する(S15)。ここまでの
処理において、映像空間には電磁石C1により静磁場が
与えられている。
Next, receives nuclear magnetic resonance signals generated in this case the receiving coils C 2 and detection and amplified by the detection and amplification unit 5, sends them to the arithmetic-processing unit 4, the arithmetic-processing unit 4 As described in the principle of the invention, nuclear magnetic resonance signals generated from each unit image are calculated as described above, and image data is collected by regarding these as signals generated from grid points having a uniform proton density. (S15). In the processing so far, a static magnetic field has been given to the image space by the electromagnet C1.

【0064】そして、演算・処理部は、収集した画像
データからプロトン密度分布を再構成してこれを表示・
記録部6に送り、表示・記録部6ではこの構成された
画像をディスプレイに表示したり、記録媒体に記録する
(S16)。
The calculation / processing section 4 reconstructs the proton density distribution from the collected image data and displays and reconstructs it.
The reconstructed image is sent to the recording section 6, and the reconstructed image is displayed on a display or recorded on a recording medium (S16).

【0065】以下、上記のような法による核磁気共鳴
イメージング装置についてコンピュータでシミュレーシ
ョンを行った結果について図面を参照して説明する。
[0065] Hereinafter, will be described with reference to the drawings results of a simulation performed on a computer for nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to our method described above.

【0066】このシミュレーションでの条件は、静磁場
強度は0.2Tとし、画素は64×64の2次元のもの
としている。
The conditions in this simulation are as follows: the static magnetic field strength is 0.2 T, and the pixels are 64 × 64 two-dimensional pixels.

【0067】図3は、本実施例のプロトン画像イメージ
ングのパルス図である。
FIG. 3 is a pulse diagram of the proton image imaging of the present embodiment.

【0068】ここでは3次元表示のものとしてパルス図
を与えているが、z方向の成分をないものとして考えれ
ば2次元のものとなるので、そのようにして考えること
とする。また、画像データの収集は図の“Acquis
ition”の時に行っている。なお、これらのことは
以後のシミュレーションのパルス図においても同じであ
る。
Here, the pulse diagram is given as a three-dimensional display, but if it is considered that there is no component in the z direction, it will be a two-dimensional one. The acquisition of image data is described in the “Acquis
It is performed at the time of “Ition”. These are the same in the pulse diagrams of the subsequent simulations.

【0069】図4は、ここでシミュレーションするイメ
ージング空間のプロトン密度分布であり、その測定対象
は頭の模型としている。この図において、映像空間10
は一辺が0.2mの正方形であり、一番外の部分11は
頭骨外の空間であり、プロトン密度が0と、大きな楕円
12の中は脳であり、プロトン密度が1と、小さい楕円
13の中は腫瘍であり、プロトン密度が2と仮定してい
る。
FIG. 4 shows the proton density distribution in the imaging space to be simulated here, and the object to be measured is a head model. In this figure, the image space 10
Is a square with a side of 0.2 m, the outermost part 11 is the space outside the skull, the proton density is 0, the inside of the large ellipse 12 is the brain, the proton density is 1 and the small ellipse 13 is Inside is a tumor, assuming a proton density of 2.

【0070】また、頭蓋骨および腫瘍の境界を示す楕円
12、13は、それぞれ
The ellipses 12 and 13 indicating the boundaries between the skull and the tumor are respectively

【0071】[0071]

【数11】 [Equation 11]

【0072】(各パラメータは:a1=0.08m;b
1=0.1m;x10=0.1m;y10=0.1m)
(Each parameter is: a1 = 0.08 m; b
1 = 0.1 m; x10 = 0.1 m; y10 = 0.1 m)

【0073】[0073]

【数12】 (Equation 12)

【0074】(各パラメータは:a2=0.03m;b
2=0.04m;x10=0.12m;y10=0.1
2m) で与えられる。
(Each parameter is: a2 = 0.03 m; b
2 = 0.04 m; x10 = 0.12 m; y10 = 0.1
2m).

【0075】また、このシミュレーションでのパラメー
タは、以下の通りである。
The parameters in this simulation are as follows.

【0076】 プロトン固有の磁気回転比: γ=42.5759[MHz/T] サンプリング点数: Ns =4096 x軸方向の勾配磁場の分量: Gx =0.0002[mT/cm] y軸方向の勾配磁場の分量: Gy =0.0128[mT/cm] 単位映像体の周波数の間隔: Δf=4.235103[kHz] スペクトルの周波数幅: fmax =17.342747[Hz] サンプリング間隔: Δt=0.002217[ms] サンプリング時間: Ts 1=9.081606[ms] サンプリング周波数: fs =451.021539[kHz] サンプリング開始時刻: t0 =0.001108[ms] そして、ここでのシミュレーションによって得られたプ
ロトン画像を図5に示す。なお、このような条件でシミ
ュレーションを行い、計算で得られた頭骨外の部分のプ
ロトン密度の平均値は3.5785×10-9、脳の部分
のプロトン密度の平均値は1.005663、腫瘍の部
分のプロトン密度の平均値は2.011326である。
Proton specific gyromagnetic ratio: γ = 42.5759 [MHz / T] Number of sampling points: N s = 4096 Amount of gradient magnetic field in x-axis direction: G x = 0.0002 [mT / cm] y-axis direction Of the gradient magnetic field: G y = 0.0128 [mT / cm] Frequency interval of the unit image body: Δf = 4.235103 [kHz] Frequency width of spectrum: f max = 17.334247 [Hz] Sampling interval: Δt = 0.002217 [ms] Sampling time: T s 1 = 9.081606 [ms] Sampling frequency: f s = 451.021539 [kHz] Sampling start time: t 0 = 0.001108 [ms] And here FIG. 5 shows a proton image obtained by the simulation of FIG. The simulation was performed under such conditions, and the average value of the proton density of the part outside the skull obtained by the calculation was 3.5785 × 10 −9 , the average value of the proton density of the brain part was 1.0055663, Is 2.011326.

【0077】図6は、本実施例のT1 画像イメージング
のパルス図である。
FIG. 6 is a pulse diagram for T 1 image imaging of the present embodiment.

【0078】ここでは、図6に示されるように、まず1
度目の90°パルスにより磁化の方向が横に倒れる。こ
の時点でサンプリングすることにより1枚目のプロトン
画像を得ることができる。次に2度目の90°パルスを
印加することによって、横に倒された磁化の方向が再び
垂直に戻る。しかし、方向的には静磁場の方向とちょう
ど反対である。そして、3度目の90°パルスにより、
磁化の方向が横に倒れ、その際のサンプリングにより2
枚目のプロトン画像が得られる。そして、この2枚目の
画像のプロトン密度と1枚目の画像のプロトン密度を用
い、以下の関係式によって、T1 画像が得られる。
Here, as shown in FIG.
The direction of magnetization falls sideways due to the 90th pulse. By sampling at this point, the first proton image can be obtained. Next, by applying a second 90 ° pulse, the direction of the magnetized sideways returns to vertical again. However, the direction is just opposite to the direction of the static magnetic field. And by the third 90 ° pulse,
The direction of magnetization falls to the side, and sampling at that time causes 2
A second proton image is obtained. Then, using the proton density of the second image and the proton density of the first image, a T1 image is obtained by the following relational expression.

【0079】[0079]

【数13】 (Equation 13)

【0080】ここで、p1 (x,y,z)は1枚目の画
像のプロトン密度であり、p2 (x,y,z)は2枚目
の画像のプロトン密度であり、T1dは遅延時間である。
Here, p 1 (x, y, z) is the proton density of the first image, p 2 (x, y, z) is the proton density of the second image, and T 1d Is the delay time.

【0081】図7、図8はそれぞれ、ここでシミュレー
ションするイメージング空間のプロトン密度分布、縦緩
和時間分布を示す。これらの図において、映像空間20
は一辺が0.2mの正方形であり、一番外の部分21は
頭骨外の空間であり、プロトン密度が0と、大きな楕円
22の中は脳、小さい楕円23の中は腫瘍で、いずれも
プロトン密度が1と仮定している。また、脳の部分の縦
緩和時間は50msec、腫瘍の部分の縦緩和時間は1
00msecとする。
FIGS. 7 and 8 show a proton density distribution and a longitudinal relaxation time distribution in an imaging space to be simulated here, respectively. In these figures, the image space 20
Is a square with a side of 0.2 m, the outermost part 21 is the space outside the skull, the proton density is 0, the large ellipse 22 is the brain, the small ellipse 23 is the tumor, and both protons It is assumed that the density is 1. The longitudinal relaxation time of the brain part is 50 msec, and the longitudinal relaxation time of the tumor part is 1 msec.
00 msec.

【0082】なお、ここで他の各パラメータは前記のプ
ロトン画像のシミュレーションで説明したものと同じで
あるが、また、サンプリング時間Ts 2=Ts 1、遅延
時間T1d=100msとする。
The other parameters are the same as those described in the simulation of the proton image, but the sampling time T s 2 = T s 1 and the delay time T 1d = 100 ms.

【0083】このような条件でシミュレーションを行っ
た場合、計算で算出した脳の部分の縦緩和時間の平均値
は52.4786msec、腫瘍の部分の縦緩和時間の
平均値は103.3784msecである。
When the simulation is performed under such conditions, the average value of the longitudinal relaxation time of the brain portion calculated by the calculation is 52.4786 msec, and the average value of the longitudinal relaxation time of the tumor portion is 103.3784 msec.

【0084】そして、図9、図10にそれぞれ、1枚目
のプロトン密度分布画像、T1 画像のシミュレーション
結果を示す。
9 and 10 show simulation results of the first proton density distribution image and the T1 image, respectively.

【0085】図11は、本実施例のT2 画像イメージン
グのパルス図である。
FIG. 11 is a pulse diagram of T 2 image imaging of the present embodiment.

【0086】ここでは、図11に示されるように、まず
1度目の90°パルスにより磁化の方向が横に倒れる。
この時点でサンプリングすることにより1枚目のプロト
ン画像を得ることができる。次に、図のT2dの区間にお
いて横磁化の減衰が起こった後、再度サンプリングする
ことにより2枚目のプロトン画像が得られる。そして、
この2枚目の画像のプロトン密度と1枚目の画像のプロ
トン密度を用い、以下の関係式によって、T2 画像が得
られる。
Here, as shown in FIG. 11, first, the direction of magnetization falls sideways by the first 90 ° pulse.
By sampling at this point, the first proton image can be obtained. Next, after the transverse magnetization is attenuated in the section of T2d in the figure, sampling is performed again to obtain a second proton image. And
Using the proton density of the second image and the proton density of the first image, a T 2 image is obtained by the following relational expression.

【0087】[0087]

【数14】 [Equation 14]

【0088】ここで、p1 (x,y,z)は1枚目の画
像のプロトン密度であり、p2 (x,y,z)は2枚目
の画像のプロトン密度であり、T2dは遅延時間である。
Here, p 1 (x, y, z) is the proton density of the first image, p 2 (x, y, z) is the proton density of the second image, and T 2d Is the delay time.

【0089】図12、図13はそれぞれ、ここでシミュ
レーションするイメージング空間のプロトン密度分布、
縦緩和時間分布を示す。これらの図において、映像空間
20は一辺が0.2mの正方形であり、一番外の部分3
1は頭骨外の空間であり、プロトン密度が0と、大きな
楕円32の中は脳、小さい楕円33の中は腫瘍で、いず
れもプロトン密度が1と仮定している。また、脳の部分
の横緩和時間は20msec、腫瘍の部分の横緩和時間
は50msecとする。
FIGS. 12 and 13 respectively show the proton density distribution in the imaging space simulated here,
The longitudinal relaxation time distribution is shown. In these figures, the image space 20 is a square having a side of 0.2 m, and the outermost part 3
Reference numeral 1 denotes a space outside the skull, where the proton density is 0, the brain is in the large ellipse 32, and the tumor is in the small ellipse 33, and it is assumed that the proton density is 1 in each case. The lateral relaxation time of the brain part is 20 msec, and the lateral relaxation time of the tumor part is 50 msec.

【0090】なお、ここで他の各パラメータは前記のプ
ロトン画像のシミュレーションで説明したものと同じで
あるが、遅延時間T2d=T1dとする。
The other parameters are the same as those described in the simulation of the proton image, but the delay time is assumed to be T 2d = T 1d .

【0091】このような条件でシミュレーションを行っ
た場合、計算で算出した脳の部分の横緩和時間の平均値
は19.93786msec、腫瘍の部分の横緩和時間
の平均値は49.96371msecである。
When a simulation is performed under such conditions, the average value of the lateral relaxation time of the brain portion calculated by the calculation is 19.93786 msec, and the average value of the lateral relaxation time of the tumor portion is 49.96371 msec.

【0092】そして、図14、図15のそれぞれに、1
枚目のプロトン画像、T2 画像のシミュレーション結果
を示す。
14 and 15 respectively.
The simulation result of the 2nd proton image and T2 image is shown.

【0093】以上のようなシミュレーションを行った結
果、1枚のプロトン画像データを得るために9.574
msしか時間がかからず、非常な高速撮影が可能である
ことが判明した。これにより、人体の動きによりアーチ
ファクトが生じて画質が劣化するということを防ぐこと
ができる。また、患者の肉体的・精神的な苦痛も軽減で
きる。
As a result of the above simulation, 9.574 was obtained in order to obtain one piece of proton image data.
It took only ms, and it was found that very high-speed shooting was possible. As a result, it is possible to prevent image quality from deteriorating due to artifacts caused by the movement of the human body. Also, the physical and mental distress of the patient can be reduced.

【0094】さらに、上記法では勾配磁場を反転する
必要がないため、渦電流による画像の劣化ということが
全くなく、また、神経刺激による心房、心室細動の発生
などといった人体に対する影響がない。
[0094] Further, since there is no need to invert the gradient magnetic field in the above proposed method, at all without that image degradation due to eddy currents, also is not affected by the neural stimulation atrium, to the human body such as the occurrence of ventricular fibrillation .

【0095】さらに、上記装置では、磁場の波形が簡単
なので、コイルを簡略化してコストダウンを図ることを
期待できる。
[0095] Further, in the above KiSo location, since the waveform of the magnetic field is easy, it can be expected that reducing the cost of the coil is simplified.

【0096】(実施例2) 図16は、本実施例のプロトン画像イメージングのフロ
ーチャートである。
Embodiment 2 FIG. 16 is a flowchart of the proton image imaging of this embodiment.

【0097】実施例1においては、ラジオ波パルスの立
ち下がりと同時に勾配磁場を与えていたが、本実施例に
おいては、勾配磁場を予め与えておき(S23)、そこ
にラジオ波パルスを印加して(S24)、これにより発
生した核磁気共鳴信号から画像データを収集する(S2
5)ものである。
In the first embodiment, the gradient magnetic field is applied at the same time as the fall of the radio pulse. However, in the present embodiment, the gradient magnetic field is applied in advance (S23), and the radio pulse is applied thereto. (S24), image data is collected from the nuclear magnetic resonance signal generated thereby (S2).
5) Things.

【0098】本実施例のような装置によった場合は、ラ
ジオ波パルスの印加前から勾配磁場を与えているため、
その共鳴周波数幅をカバーしなければならないだけの周
波数幅を持ったラジオ波パルスを印加しなければならな
いので、実施例1の場合のように単一周波数のラジオ波
パルスを印加する場合に比べてラジオ波パルスを発生す
るのは難しい。
In the case of the apparatus according to the present embodiment, since the gradient magnetic field is applied before the application of the radio wave pulse,
Since a radio pulse having a frequency width enough to cover the resonance frequency width must be applied, compared with the case where a single frequency radio pulse is applied as in the case of the first embodiment. It is difficult to generate radio wave pulses.

【0099】しかし、実施例1の場合のように勾配磁場
の立ち上がりや立ち下がりを制御しなければならない場
合に比べて、時間の節約ができ、回路が簡単になり、さ
らには、安定的な磁場を発生できるので画質が劣化する
のを避けることができる。
However, as compared with the case where the rise and fall of the gradient magnetic field must be controlled as in the case of the first embodiment, time can be saved, the circuit can be simplified, and a stable magnetic field can be obtained. Can be generated, so that the image quality can be prevented from deteriorating.

【0100】本実施例におけるプロトン画像、T1
像、T2 画像のイメージングのパルス図をそれぞれ、図
17、図18、図19に示す。
FIGS. 17, 18 and 19 show pulse diagrams of the proton image, the T 1 image, and the T 2 image in the present embodiment, respectively.

【0101】そして、これに従い実施例1と同じような
条件でシミュレーションを行った場合には、実施例1で
説明したのと同じような画像を得ることができる。
When a simulation is performed under the same conditions as in the first embodiment, an image similar to that described in the first embodiment can be obtained.

【0102】[0102]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の核磁気共
鳴イメージング装置によれば、非常に短時間のスキャン
で高速撮影することが可能となり、人体の動きによりア
ーチファクトが生じて画質が劣化するということを防ぐ
ことができる。また、患者の肉体的・精神的な苦痛も軽
減できる。
As described above, according to the nuclear magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, it is possible to perform high-speed photographing with a very short scan, and an artefact is generated due to the movement of the human body, thereby deteriorating the image quality. That can be prevented. Also, the physical and mental distress of the patient can be reduced.

【0103】さらに、勾配磁場を反転する必要がないた
め、渦電流による画像の劣化ということが全くなく、ま
た、神経刺激による心房、心室細動の発生などといった
人体に対する影響がない。
Further, since it is not necessary to reverse the gradient magnetic field, there is no deterioration of the image due to the eddy current, and there is no influence on the human body such as generation of atrial and ventricular fibrillation due to nerve stimulation.

【0104】さらに、本発明の核磁気共鳴イメージン
置では、磁場の波形が簡単なので、コイルを簡略化し
てコストダウンを図ることを期待できる。
[0104] In addition, nuclear magnetic resonance image in g of the present invention
In equipment, since the waveform of the magnetic field is easy, it can be expected that reducing the cost of the coil is simplified.

【0105】このような効果に加えて、各請求項の発明
には、以下のような効果がある。
In addition to the above effects, the invention of each claim has the following effects.

【0106】請求項1の発明では、ラジオ波パルスの発
生が容易となる。
According to the first aspect of the present invention, generation of a radio wave pulse is facilitated.

【0107】請求項2の発明では、勾配磁場の微妙な制
御が不要となる。
According to the second aspect of the present invention, fine control of the gradient magnetic field becomes unnecessary.

【0108】請求項5の発明では、単位映像体の区分お
よび勾配磁場が予め決定されているので、装置をより簡
略化することができる。
[0108] In the present invention of claim 5, since the classification and the gradient magnetic field of the unit video member are predetermined, it is possible to simplify the equipment.

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

【図1】 本発明を実施するための核磁気共鳴イメージ
ング装置のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a nuclear magnetic resonance imaging apparatus for implementing the present invention.

【図2】 実施例1のプロトン画像イメージングのフロ
ーチャート
FIG. 2 is a flowchart of proton image imaging according to the first embodiment.

【図3】 実施例1のプロトン画像イメージングのパル
ス図
FIG. 3 is a pulse diagram of proton image imaging according to the first embodiment.

【図4】 実施例1のプロトン画像イメージングにおけ
るシミュレーション対象となるプロトン密度分布を示す
FIG. 4 is a diagram showing a proton density distribution to be simulated in the proton image imaging according to the first embodiment.

【図5】 実施例1のプロトン画像のシミュレーション
結果を示す図
FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a proton image according to the first embodiment.

【図6】 実施例1のT1 画像イメージングのパルス図FIG. 6 is a pulse diagram of T 1 image imaging according to the first embodiment.

【図7】 実施例1のT1 画像イメージングにおけるシ
ミュレーション対象となるプロトン密度分布を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a proton density distribution to be simulated in T 1 image imaging according to the first embodiment.

【図8】 実施例1のT1 画像イメージングにおけるシ
ミュレーション対象となる縦緩和時間分布を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a longitudinal relaxation time distribution to be simulated in T 1 image imaging according to the first embodiment.

【図9】 実施例1のT1 画像イメージングにおける1
枚目のプロトン画像のシミュレーション結果を示す図
FIG. 9 shows 1 in T 1 image imaging of the first embodiment.
The figure showing the simulation result of the 1st proton image

【図10】 実施例1のT1 画像のシミュレーション結
果を示す図
FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result of a T 1 image according to the first embodiment.

【図11】 実施例1のT2 画像イメージングのパルス
FIG. 11 is a pulse diagram of T 2 image imaging according to the first embodiment.

【図12】 実施例1のT2 画像イメージングにおける
シミュレーション対象となるプロトン密度分布を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a proton density distribution to be simulated in T 2 image imaging according to the first embodiment.

【図13】 実施例1のT2 画像イメージングにおける
シミュレーション対象となる横緩和時間分布を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a distribution of transverse relaxation times to be simulated in T 2 image imaging according to the first embodiment.

【図14】 実施例1のT2 画像イメージングにおける
1枚目のプロトン画像のシミュレーション結果を示す図
FIG. 14 is a diagram showing a simulation result of a first proton image in T 2 image imaging of the first embodiment.

【図15】 実施例1のT2 画像のシミュレーション結
果を示す図
FIG. 15 is a diagram illustrating a simulation result of a T 2 image according to the first embodiment.

【図16】 実施例2のプロトン画像イメージングのフ
ローチャート
FIG. 16 is a flowchart of proton image imaging according to the second embodiment.

【図17】 実施例2のプロトン画像イメージングのパ
ルス図
FIG. 17 is a pulse diagram of proton image imaging according to the second embodiment.

【図18】 実施例2のT1 画像イメージングのパルス
FIG. 18 is a pulse diagram of T 1 image imaging according to the second embodiment.

【図19】 実施例2のT2 画像イメージングのパルス
FIG. 19 is a pulse diagram of T 2 image imaging according to the second embodiment.

【図20】 離散的な格子状のプロトン密度分布に対し
て各格子点に対応する共鳴線が重ならないような勾配磁
場を選択できることの説明図
FIG. 20 is an explanatory diagram showing that a gradient magnetic field can be selected such that resonance lines corresponding to respective lattice points do not overlap with a discrete lattice-like proton density distribution.

【図21】 空間的に連続したプロトン密度分布に対し
て各格子点に対応する共鳴線が重ならないような勾配磁
場を選択できないことの説明図
FIG. 21 is an explanatory view showing that it is not possible to select a gradient magnetic field such that resonance lines corresponding to lattice points do not overlap with a spatially continuous proton density distribution.

【図22】 1つの投影スペクトルから離散的な格子状
のプロトン密度分布を観測できる勾配磁場が複数あるこ
との説明図
FIG. 22 is an explanatory diagram of a plurality of gradient magnetic fields capable of observing a discrete lattice-like proton density distribution from one projection spectrum.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

RF ラジオ波パルス Gx x方向の勾配磁場 Gy y方向の勾配磁場 Gz z方向の勾配磁場 FID 核磁気共鳴信号RF radio frequency pulses G x x-direction gradient field G y y-direction gradient field G z z-direction gradient field FID NMR signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 明彦 神奈川県横浜市金沢区富岡東3−2−17 (72)発明者 蕭 大偉 東京都目黒区下目黒2−21−19 目黒グ リーンコープ704 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiko Uchiyama Kanagawa Prefecture, Yokohama City, Kanazawa Ward, Tomioka Higashi 3-2-17 704

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 静磁場に時間的に一定の勾配磁場を重畳
した3次元映像空間において核磁気共鳴信号から画像を
得る核磁気共鳴イメージング装置であって、 (a)前記3次元映像空間をその各方向で複数に分割し
て複数個の単位映像体に分け、 (b)この単位映像体の分け方に従って、各単位映像体
ごとに互に異なる磁場の強さを前記3次元映像空間に与
える勾配磁場を決定し、 (c)前記3次元映像空間にラジオ波パルスを印加し、 (d)このラジオ波パルスの立ち下がりと同時に前記
(b)で決定した勾配磁場を前記3次元映像空間に与
え、 (e)ここで各単位映像体より発生した核磁気共鳴信号
を核磁気共鳴原子核の密度が均一な格子状の点より発生
した信号とみなして画像データを収集し、 (f)前記(e)で収集した画像データを用いて画像の
再構成を行う、 核磁気共鳴イメージング装置。
1. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus for obtaining an image from the nuclear magnetic resonance signals in a three-dimensional image space obtained by superimposing a temporally constant gradient magnetic field in the static magnetic field, its (a) the three-dimensional image space Divide into multiple in each direction
Divided into a plurality of unit video bodies Te, (b) in accordance with the way divided in the unit video material, each unit video bodies
Mutually different strength of the magnetic field determines a gradient magnetic field to be applied to the three-dimensional image space each, by applying a radio wave pulses (c) the three-dimensional image space, (d) O to the falling edge of the radio wave pulse At the same time, the gradient magnetic field determined in (b) is applied to the three-dimensional image space. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus that collects image data assuming the generated signal, and (f) reconstructs an image using the image data collected in (e).
【請求項2】 静磁場に時間的に一定の勾配磁場を重畳
した3次元映像空間において核磁気共鳴信号から画像を
得る核磁気共鳴イメージング装置であって、 (a)前記3次元映像空間をその各方向で複数に分割し
て複数個の単位映像体に分け、 (b)この単位映像体の分け方に従って、各単位体ごと
に互に異なる磁場の強さを前記3次元映像空間に与える
勾配磁場を決定し、 (c)この勾配磁場を前記3次元映像空間に与え、 (d)この勾配磁場が与えられた前記3次元映像空間に
ラジオ波パルスを印加し、 (e)このラジオ波パルスの印加によって各単位映像体
より発生した核磁気共鳴信号を核磁気共鳴原子核の密度
が均一な格子状の点より発生した信号とみなして画像デ
ータを収集し、 (f)前記(e)で収集した画像データを用いて画像の
再構成を行う、 核磁気共鳴イメージング装置。
2. A nuclear magnetic resonance imaging apparatus for obtaining an image from the nuclear magnetic resonance signals in a three-dimensional image space obtained by superimposing a temporally constant gradient magnetic field in the static magnetic field, its (a) the three-dimensional image space Divide into multiple in each direction
Divided into a plurality of unit video bodies Te, (b) in accordance with the way divided in the unit video material, each unit body
Mutually different strength of the magnetic field determines a gradient magnetic field to be applied to the three-dimensional image space, (c) gives the gradient magnetic field in the three-dimensional image space, (d) the 3-dimensional this gradient magnetic field is applied (E) Nuclear magnetic resonance signals generated from each unit image body by applying the radio wave pulses to a signal generated from a lattice-like point having a uniform density of nuclear magnetic resonance nuclei. (F) A nuclear magnetic resonance imaging apparatus that performs image reconstruction using the image data collected in (e) above.
【請求項3】 勾配磁場の決定は、各単位映像体より発
生した核磁気共鳴信号を格子状の点より発生した信号と
みなした場合における各格子状の点の周波数スペクトル
が重ならないように選択するものである請求項1または
2に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
3. The gradient magnetic field is determined so that the frequency spectrum of each lattice point does not overlap when the nuclear magnetic resonance signal generated from each unit image is regarded as a signal generated from the lattice point. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein
【請求項4】 印加するラジオ波パルスは励起角度が9
0°である請求項1ないし3のいずれかに記載の核磁気
共鳴イメージング装置。
4. An applied radio wave pulse having an excitation angle of 9
The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the angle is 0 °.
【請求項5】 単位映像体の分け方および勾配磁場の決
定は予め設定されているものである請求項1ないし4の
いずれかに記載の核磁気共鳴イメージング装置。
5. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the method of dividing the unit image bodies and the determination of the gradient magnetic field are set in advance.
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