JP3153573B2 - Magnetic resonance equipment - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴現象を利用し
て被検体のスペクトル情報、及び画像情報を得る磁気共
鳴装置に係り、特に、各情報の収集時間を短縮する技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium for obtaining spectral information and image information of a subject using a magnetic resonance phenomenon.
It relates to NaSo location, in particular, to a technique for shortening the acquisition time of each piece of information.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、磁気共鳴診断装置の開発が進む中
で、被検体の生化学的な情報(虚血性疾患、代謝異常、
癌の性状、及び治療効果等)を非侵襲で収集し、評価す
る方法が実用に供されている。2. Description of the Related Art In recent years, as the development of a magnetic resonance diagnostic apparatus has progressed, biochemical information (ischemic disease, metabolic abnormality,
Non-invasive methods for collecting and evaluating cancer characteristics, therapeutic effects, etc.) have been put to practical use.
【0003】スペクトロスコピーはこのような評価に用
いられるものであり、例えば、リンのスペクトロスコピ
ーからは組織の活性度を反映するエネルギー代謝情報を
得ることができ、プロトンのスペクトロスコピーから
は、虚血状態の程度を示す乳酸、脳の機能と精密な関係
を示すといわれているNAA(N−アセチルアスパラギ
ン酸)等の代謝産物を検出することができる。さらに、
これらの分布を画像化(MRSI:Magnetic Resonance
Spectroscopic Imaging) することで、正常組織と疾患
部位の診断が可能であると言われており、高度の予防診
断等を行うためには、複数の核種によってもたらされる
生化学情報(機能情報)の分布をそれぞれ得ることが望
まれている。[0003] There therefore spectroscopy also copy is used in such an evaluation, for example, from spectroscopy of phosphorus can be obtained energy metabolism information reflecting the activity of the tissue, from spectroscopy of proton, ischemia Metabolites such as lactic acid, which indicates the degree of the state, and NAA (N-acetylaspartic acid), which is said to have a precise relationship with brain function, can be detected. further,
Imaging these distributions (MRSI: Magnetic Resonance
Spectroscopic Imaging) is said to be able to diagnose normal tissues and diseased sites. To perform advanced preventive diagnosis, etc., the distribution of biochemical information (functional information) provided by multiple nuclides It is desired to obtain respectively.
【0004】ところが、生体内におけるリン等の代謝物
質の濃度は数ミリモルから数十ミリモル程度と低濃度で
あるためその計測には長時間を要する。However, since the concentration of metabolites such as phosphorus in a living body is as low as several millimoles to several tens of millimoles, the measurement requires a long time.
【0005】また、各核種毎に検出感度が異なるので、
各核種で得られる分布画像のボクセルサイズを揃えるこ
とができない。したがって、従来では、複数の核種から
の磁気共鳴スペクトルを観測する際には、各核種毎にパ
ルスシーケンス中のエンコード時間、あるいはエンコー
ドの為の勾配磁場強度を変更しなければならないので、
一連のパルスシーケンスで複数の核種からの磁気共鳴ス
ペクトルを得ることができず、観測する核種の数だけ測
定時間が長くなるという欠点があった。[0005] In addition, since the detection sensitivity differs for each nuclide,
The voxel size of the distribution image obtained for each nuclide cannot be uniform. Therefore, conventionally, when observing magnetic resonance spectra from a plurality of nuclides, it is necessary to change the encoding time in the pulse sequence for each nuclide, or the gradient magnetic field strength for encoding,
Magnetic resonance spectra from a plurality of nuclides cannot be obtained by a series of pulse sequences, and there is a disadvantage that the measurement time is lengthened by the number of nuclides to be observed.
【0006】また、生体内のプロトンやリン等の代謝物
の濃度は極めて低いので、MRSI画像の分解能は通常
のMRI画像に比べて劣っている。したがって、MRS
I画像のみでは位置の同定が非常に困難であるので、従
来においては、MRI画像とMRSI画像との両者を
得、これによって、位置の同定を行なっている。このた
め、測定時間が著しく長くなっていた。[0006] Further, since the concentration of metabolites such as protons and phosphorus in a living body is extremely low, the resolution of MRSI images is inferior to that of ordinary MRI images. Therefore, MRS
Since it is very difficult to identify the position only by the I image, conventionally, both the MRI image and the MRSI image are obtained, and the position is identified by this. For this reason, the measurement time was significantly long.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
ける磁気共鳴診断装置では、複数の核種からの磁気共鳴
スペクトルを測定する際には、核種の数だけパルスシー
ケンスを実施する必要があるので、長時間を要する。ま
た、MRSI画像における位置の同定を行なう場合に
は、MRI画像を撮像する必要があり、この際において
も、MRSIとMRIとで異なるパルスシーケンスを実
施する必要があるのでデータ収集に長時間を要するとい
う欠点があった。As described above, in the conventional magnetic resonance diagnostic apparatus, when measuring magnetic resonance spectra from a plurality of nuclides, it is necessary to execute pulse sequences by the number of nuclides. It takes a long time. In order to identify a position in an MRSI image, it is necessary to take an MRI image. In this case, it is necessary to execute a different pulse sequence between the MRSI and the MRI, so that it takes a long time to collect data. There was a disadvantage.
【0008】この発明はこのような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その第1の目的は、複数の核
種からの磁気共鳴スペクトルを短時間で収集できる磁気
共鳴装置を提供することである。また、第2の目的は、
MRSI画像とMRI画像の両者を短時間で撮影するこ
とのできる磁気共鳴装置を提供することである。[0008] The present invention has been made to solve such conventional problems, the first object, tinnitus magnetic <br/> both to collect in a short time magnetic resonance spectra from a plurality of nuclides it is to provide the equipment. The second purpose is
Is to provide a magnetic co NaSo location that can be taken in a short time both MRSI images and MRI images.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、一様な静磁場中に配置された被検体に、
高周波磁場、および、勾配磁場を印加して、被検体から
の複数の核種の磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴装置に
おいて、前記被検体内の複数の核種に起因した磁気共鳴
信号を収集するために、該核種を励起する周波数を所有
した各々の高周波パルスを、前記勾配磁場に先立ち印加
する手段と、前記核種毎に必要な位置識別のためのエン
コード位相を付与するために、高周波パルス、ならび
に、勾配磁場を印加する手段と、を具備することが特徴
である。In order to achieve the above object, the present invention provides a subject placed in a uniform static magnetic field,
Apply high frequency magnetic field and gradient magnetic field to
The magnetic co NaSo location to gather the magnetic resonance signals of the plurality of nuclides, magnetic resonance due to a plurality of nuclides in the subject
Owns frequency to excite the nuclide to collect signal
Each high-frequency pulse applied before the gradient magnetic field
Means for identifying the position required for each nuclide.
High-frequency pulses and
And means for applying a gradient magnetic field .
【0010】また、他の発明では、一様な静磁場中に配
置された被検体に、高周波磁場、および、勾配磁場を印
加して、被検体からの磁気共鳴画像信号、ならびに、磁
気共鳴スペクトル信号を収集する磁気共鳴装置におい
て、第一の選択励起パルスの励起角θが90゜<θ<1
80゜であり、前記第一の選択励起パルスによって励起
された縦磁化が概略0となる時刻までに磁気共鳴画像信
号を収集する手段と、前記第一の選択励起パルスによっ
て励起された縦磁化が概略0となる時刻から磁気共鳴ス
ペクトル信号を得る手段と、を有することを特徴とす
る。[0010] In another invention, the antenna is arranged in a uniform static magnetic field.
The location is the subject was, the high frequency magnetic field, and, to mark <br/> pressure gradient magnetic field, a magnetic resonance image signals from the subject, and the magnetic co NaSo location to gather the magnetic resonance spectrum signal, The excitation angle θ of the first selective excitation pulse is 90 ° <θ <1
80 [deg.], And the magnetic resonance image signal is obtained before the time when the longitudinal magnetization excited by the first selective excitation pulse becomes substantially zero.
And means for collecting the first selective excitation pulse.
Excited Te longitudinal magnetization and having a means Ru give time or al magnetic resonance spectrum signal as a schematic 0.
【0011】[0011]
【作用】上述の如く構成すれば、特定の核種に、180
°の選択性パルスが印加されこのパルスの前後にエンコ
ード方向の勾配磁場が印加される。そして、180°パ
ルスが印加された核種は、この前後の勾配磁場が互いに
相殺され、180°パルスが印加されない核種は、両磁
場が加算される。従って、この勾配磁場の大きさを適宜
調整すれば、異なる核種にそれぞれ任意のエンコードを
与えることができる。その結果、1回のパルスシーケン
スで、複数核種の磁気共鳴信号を得ることができる。According to the above-mentioned structure, 180 nuclides can be added to a specific nuclide.
° selective pulse is applied, and before and after this pulse, a gradient magnetic field in the encoding direction is applied. Then, for the nuclides to which the 180 ° pulse is applied, the gradient magnetic fields before and after this are offset from each other, and for the nuclides to which the 180 ° pulse is not applied, both magnetic fields are added. Therefore, by appropriately adjusting the magnitude of the gradient magnetic field, different encodings can be given to different nuclides. As a result, magnetic resonance signals of a plurality of nuclides can be obtained by one pulse sequence.
【0012】また、磁気共鳴スペクトルと磁気共鳴画像
を得る場合には、90°<θ<180°なるフリップ角
θの選択励起パルスを目的領域に印加する。そして、縦
磁化がゼロになるまでの間にフィールドエコー法等を用
いて磁気共鳴画像情報を収集する。また、縦磁化がゼロ
になった後に、代謝物を観測するためのRFパルスを印
加し、磁気共鳴スペクトル情報を得る。従って、1回の
パルスシーケンスで磁気共鳴スペクトル情報、及び磁気
共鳴画像情報を得ることができるようになる。When obtaining a magnetic resonance spectrum and a magnetic resonance image, a selective excitation pulse having a flip angle θ satisfying 90 ° <θ <180 ° is applied to a target region. Then, magnetic resonance image information is collected by using a field echo method or the like until the longitudinal magnetization becomes zero. After the longitudinal magnetization becomes zero, an RF pulse for observing metabolites is applied to obtain magnetic resonance spectrum information. Therefore, magnetic resonance spectrum information and magnetic resonance image information can be obtained by one pulse sequence.
【0013】[0013]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例に係る磁気共鳴診
断装置の構成を示すブロック図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a magnetic resonance diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention.
【0014】同図に示す磁気共鳴診断装置は、主磁場
(静磁場)を発生するための主磁石10と、主磁石電源
11と、直交するX,Y,Zの3軸方向にそれぞれ線形
の勾配磁場分布を持つ勾配磁場を生成するための複数の
勾配コイルを含む勾配コイル系12と、勾配コイル電源
13と、複数のシムコイルを含むシムコイル系14と、
シムコイル電源15と、高周波磁場の印加と磁気共鳴信
号の検出のための高周波プローブ16と、プローブ16
に高周波信号を供給する送信器17と、ブローブ16で
検出された磁気共鳴信号を受信し検波および増幅する受
信器18と、シーケンスコントローラ19およびCPU
/メモリ20によって構成される。ここで、送信器1
7、受信器18は多核種磁気共鳴信号をそれぞれ励起あ
るいは受信可能であり、プローブ16は多核種からの磁
気共鳴信号を同時に観察可能なように各々に対してデチ
ュウーンならびにデカップリングが施されている。ま
た、CPU/メモリ20およびシーケンスコントローラ
19は、高周波パルスの印加のタイミングならびに勾配
磁場の印加のタイミングを各々送信器17、勾配コイル
電源13に対して制御信号を送出するものである。The magnetic resonance diagnostic apparatus shown in FIG. 1 has a main magnet 10 for generating a main magnetic field (static magnetic field), a main magnet power supply 11, and linear X-, Y-, and Z-axis directions. A gradient coil system 12 including a plurality of gradient coils for generating a gradient magnetic field having a gradient magnetic field distribution, a gradient coil power supply 13, a shim coil system 14 including a plurality of shim coils,
A high-frequency probe 16 for applying a high-frequency magnetic field and detecting a magnetic resonance signal;
17 for supplying a high-frequency signal to the receiver, a receiver 18 for receiving, detecting and amplifying the magnetic resonance signal detected by the probe 16, a sequence controller 19 and a CPU.
/ Memory 20. Here, transmitter 1
7. The receiver 18 is capable of exciting or receiving multi-nuclide magnetic resonance signals, respectively, and the probe 16 is detuned and decoupled so that the magnetic resonance signals from the multi-nuclides can be simultaneously observed. . Further, the CPU / memory 20 and the sequence controller 19 send control signals to the transmitter 17 and the gradient coil power supply 13, respectively, for the application timing of the high-frequency pulse and the application timing of the gradient magnetic field.
【0015】次に、図1に示した磁気共鳴診断装置を用
いて複数の核種に基づく代謝物質等のMRSIデータを
同時に収集するパルスシーケンスについて説明する。な
お、ここでの説明では便宜上2つの核種A核、B核の場
合で1次元の空間情報をマッピングする例について述べ
る。Next, a pulse sequence for simultaneously acquiring MRSI data of metabolites based on a plurality of nuclides using the magnetic resonance diagnostic apparatus shown in FIG. 1 will be described. In this description, an example in which one-dimensional spatial information is mapped in the case of two nuclides A and B is described for convenience.
【0016】いま、空間情報を一意的に磁化の位相にエ
ンコードするためには、周知のように次の(1) ,(2) 式
に示す条件を満足する必要がある。Now, in order to encode spatial information uniquely into the phase of magnetization, it is necessary to satisfy the conditions shown in the following equations (1) and (2), as is well known.
【0017】 γA ・ΔGA ・RA ・ΔtA =1 …(1) γB ・ΔGB ・RB ・ΔtB =1 …(2) ただし、γは核磁気回転比、ΔGは勾配磁場強度、Rは
空間分解能、Δtは勾配磁場印加時間、そして、サフィ
ックスのA,BはそれぞれA核、B核を示す。The γ A · ΔG A · R A · Δt A = 1 ... (1) γ B · ΔG B · R B · Δt B = 1 ... (2) However, gamma nuclear gyromagnetic ratio, .DELTA.G the gradient field Intensity, R is spatial resolution, Δt is gradient magnetic field application time, and A and B of the suffix indicate A nucleus and B nucleus, respectively.
【0018】そして、位相エンコード量を任意に可変さ
せるための基本原理を図2を参照して説明する。同図
(a) に示すシーケンスでは、α°のRFパルス21を印
加した後、エンコード方向の勾配磁場22(大きさG
e,時間ΔT)を印加し、次いで180°のRFパルス
23を印加し、勾配磁場24(大きさGe,時間ΔT)
を印加している。この場合においては、180°RFパ
ルス23の前後で同一の極性、強度、印加時間をもつ勾
配磁場22,24が印加されるので、各勾配磁場22,
24は互いに相殺される。従って、位相エンコードを受
けない。The basic principle for arbitrarily varying the amount of phase encoding will be described with reference to FIG. Same figure
In the sequence shown in (a), after applying an RF pulse 21 of α °, a gradient magnetic field 22 (magnitude G
e, time ΔT), and then apply a 180 ° RF pulse 23 to generate a gradient magnetic field 24 (magnitude Ge, time ΔT).
Is applied. In this case, since the gradient magnetic fields 22, 24 having the same polarity, intensity, and application time are applied before and after the 180 ° RF pulse 23, the gradient magnetic fields 22,
24 offset each other. Therefore, it is not subjected to phase encoding.
【0019】また、同図(b)に示すパルスシーケンスで
は、180°RFパルスの前後で勾配磁場の極性が異な
る。従って、各勾配磁場27,28は加算されるので、
励起された磁化は、勾配磁場27の2倍のエンコードを
受ける。In the pulse sequence shown in FIG. 2B, the polarity of the gradient magnetic field differs before and after the 180 ° RF pulse. Therefore, since the respective gradient magnetic fields 27 and 28 are added,
The excited magnetization is encoded twice as large as the gradient magnetic field 27.
【0020】更に、同図(c) に示すパルスシーケンスで
は、180°RFパルスを印加せず、単に勾配磁場3
0,31を連続して印加しているので、励起された磁化
は、勾配磁場30の2倍のエンコードを受けることにな
る。Further, in the pulse sequence shown in FIG. 3 (c), a 180 ° RF pulse is not applied, and only the gradient magnetic field 3 is applied.
Since 0 and 31 are continuously applied, the excited magnetization is encoded twice as much as the gradient magnetic field 30.
【0021】つまり前記した(1) ,(2) 式を満足した状
態で、図2(a) 〜(c) に示す方法を用いれば、勾配磁場
を任意に変更することができることがわかる。That is, it is understood that the gradient magnetic field can be arbitrarily changed by using the method shown in FIGS. 2A to 2C while satisfying the above-mentioned equations (1) and (2).
【0022】次に、図3に示すパルスシーケンスを参照
しながら、A核、B核のMRSIデータを同時に収集す
る例を説明する。Next, an example in which MRSI data of A nucleus and B nucleus are simultaneously acquired will be described with reference to the pulse sequence shown in FIG.
【0023】同図に示すパルスシーケンスでは、まず、
A核を励起させるためのRFパルス32と、B核を励起
させるためのRFパルス34を同時に印加する。その
後、大きさΔG、印加時間Δtのエンコード方向の勾配
磁場35を印加する。In the pulse sequence shown in FIG.
An RF pulse 32 for exciting the A nucleus and an RF pulse 34 for exciting the B nucleus are simultaneously applied. Thereafter, a gradient magnetic field 35 in the encoding direction having a magnitude ΔG and an application time Δt is applied.
【0024】これによって、RFパルス32,34は勾
配磁場35による位相エンコードを受ける。その後、大
きさΔG′、印加時間Δt′の勾配磁場36,37が続
けて印加され、勾配磁場36,37の印加間隔にA核に
ついてのみ180°RFパルス33が印加される。As a result, the RF pulses 32 and 34 are subjected to phase encoding by the gradient magnetic field 35. Thereafter, the gradient magnetic fields 36 and 37 having the magnitude ΔG ′ and the application time Δt ′ are successively applied, and the 180 ° RF pulse 33 is applied only to the A nucleus at the application interval of the gradient magnetic fields 36 and 37.
【0025】従って、前述したように、A核は勾配磁場
36,37によるエンコードは受けない。即ちA核の勾
配磁場ΔGA は、ΔGA =ΔGとなり、勾配磁場35に
よるエンコードのみを受けることになる。Therefore, as described above, the A nucleus is not encoded by the gradient magnetic fields 36 and 37. That gradient .DELTA.G A of the A nucleus will undergo .DELTA.G A = .DELTA.G next, only the encoding by the gradient magnetic field 35.
【0026】また、B核は180°RFパルスが印加さ
れないので、勾配磁場36,37によるエンコードを受
けることになり、また、勾配磁場36,37は勾配磁場
35とは極性が逆であるので、次の(3),(4) 式が成立す
る。Further, since the 180 ° RF pulse is not applied to the B nucleus, the B nucleus is encoded by the gradient magnetic fields 36 and 37. Since the gradient magnetic fields 36 and 37 have the opposite polarity to the gradient magnetic field 35, The following equations (3) and (4) hold.
【0027】 ΔG>ΔGB …(3) ΔG・Δt−2・ΔG′・Δt′=ΔGB ・ΔtB =1/(γB ・RB ) …(4) 従って、図3に示したパルスシーケンスを用いれば、A
核とB核にそれぞれ異なるエンコードを与えることがで
きる。そして、核種の数が多くなった場合でも、180
°RFパルス、及び該180°RFパルスの前後の勾配
磁場を適宜印加すれば、核種の数が多くなった場合で
も、それぞれの核種に応じたエンコードを与えることは
容易である。The ΔG> ΔG B ... (3) ΔG · Δt-2 · ΔG '· Δt' = ΔG B · Δt B = 1 / (γ B · R B) ... (4) Therefore, the pulse shown in FIG. 3 If a sequence is used, A
Nuclei and B nuclei can each be given a different encoding. And even if the number of nuclides increases, 180
By appropriately applying the ° RF pulse and the gradient magnetic field before and after the 180 ° RF pulse, even if the number of nuclides increases, it is easy to provide encoding corresponding to each nuclide.
【0028】このようにして、1回のパルスシーケンス
で複数の核種を同時に励起させ、同時に空間分布のデー
タを収集することができるのである。なお、図3に示す
パルスシーケンスで、勾配磁場36,37の1ステップ
における大きさ、及び印加時間は等しくする必要はな
く、(1) ,(2) 式を満足するように決めれば良い。ま
た、各核種のマトリクスサイズは必ずしも一致している
必要はなく、マトリクスサイズが異なるために生じるエ
ンコードステップの超過分のデータは無視しても良い
し、あるいは信号対雑音比を改善するために加算平均処
理を含ませても良い。In this manner, a plurality of nuclides can be simultaneously excited by one pulse sequence, and data of spatial distribution can be collected at the same time. In the pulse sequence shown in FIG. 3, the magnitudes of the gradient magnetic fields 36 and 37 in one step and the application time need not be equal, but may be determined so as to satisfy the equations (1) and (2). Further, the matrix size of each nuclide is not necessarily required to coincide, to Matrix scan size may ignore data for excess encoding steps that occur to different, or to improve the signal-to-noise ratio An averaging process may be included.
【0029】図4は勾配磁場強度を一定とした場合の多
核種同時MRSIのパルスシーケンス図である。このパ
ルスシーケンスでは、便宜上、2つの核種を励起させる
際に核磁気回転比γの絶対値が小さい核種を基準に考え
る(この例ではA核)。そして、A核のRFパルス4
0、及びB核のRFパルス41が同時に印加された後、
印加時間Δt(≦ΔtA )のエンコード方向の勾配磁場
パルス43〜47が順次印加される。また、B核につい
ては、勾配磁場パルス45と46との間に180°RF
パルス42が印加される。FIG. 4 is a pulse sequence diagram of multi-nuclide simultaneous MRSI when the gradient magnetic field strength is fixed. In this pulse sequence, for the sake of convenience, when exciting two nuclides, a nuclide with a small absolute value of the nuclear magnetic rotation ratio γ is considered as a reference (A nucleus in this example). Then, the A core RF pulse 4
After the 0 and B nuclear RF pulses 41 are applied simultaneously,
The gradient magnetic field pulses 43 to 47 in the encoding direction for the application time Δt (≦ Δt A ) are sequentially applied. For the B nucleus, a 180 ° RF is applied between the gradient magnetic field pulses 45 and 46.
Pulse 42 is applied.
【0030】そして、各磁場パルス43〜47の印加時
間Δtと、A核の勾配磁場印加時間ΔtA との間にΔt
N=ΔtA (Nは勾配磁場パルスの数)が成立すれば、
A核については、この勾配磁場パルスを1単位とするエ
ンコードを、目的とする回数m(m=1,2,…,M、
ただしMはマトリクスサイズ)だけ行なうことで空間情
報をマッピングできる。[0030] Then, Delta] t between the application time Delta] t of each magnetic field pulses 43-47, the gradient magnetic field application time Delta] t A of the A nucleus
If N = Δt A (N is the number of gradient magnetic field pulses) holds,
For the A nucleus, the encoding using the gradient magnetic field pulse as one unit is performed a desired number of times m (m = 1, 2,..., M,
However, spatial information can be mapped by performing only M (the matrix size).
【0031】一方、B核については、180°RFパル
スの印加前後で勾配磁場パルスが相殺されるので、エン
コードを受ける勾配磁場パルスの数は、N1 −N2 (た
だし、N 1 は180°RFパルス印加前の勾配磁場パル
スの個数、N2 は同印加後の勾配磁場パルスの個数)と
なる。従って、次の(5) 式を満足させながら位相エンコ
ードを行なうことによって、B核の空間的に分布をマッ
ピングすることが可能となる。On the other hand, for the B nucleus, since the gradient magnetic field pulses are canceled before and after the application of the 180 ° RF pulse, the number of gradient magnetic field pulses to be encoded is N 1 −N 2 (where N 1 is 180 °). number of RF pulses applied before the gradient magnetic field pulses, N 2 is the number) of the gradient magnetic field pulse after the application. Therefore, by performing the phase encoding while satisfying the following expression (5), the spatial distribution of the B nucleus can be mapped.
【0032】 Δt(N1 −N2 )=ΔtB …(5) また、図3、図4で示したパルスシーケンスによって得
られる各々の核種の分布画像の撮像領域が異なる場合に
は、撮影領域が合致するように補間操作等を行い表示す
ることでそれぞれの核種から得られる情報の空間的な分
布を総合的に診断することが可能となる。Δt (N 1 −N 2 ) = Δt B (5) When the imaging regions of the respective nuclide distribution images obtained by the pulse sequences shown in FIG. 3 and FIG. Is displayed by performing an interpolation operation or the like so as to match, the spatial distribution of information obtained from each nuclide can be comprehensively diagnosed.
【0033】次に、プロトンのMRIとMRSIとを同
時に収集するシーケンスについて説明する。なお、ここ
での説明では、便宜上、被検体の1平面内のMRI、及
びMRSIを行なう例について説明する。Next, a sequence for simultaneously collecting proton MRI and MRSI will be described. In this description, an example in which MRI and MRSI are performed in one plane of the subject will be described for convenience.
【0034】図5は、N×Nマトリクスのプロトン画
像、及びM×MマトリクスのMRSIを行なう際の基本
的なパルスシーケンス図である。同図に示すように、ス
ライス方向の勾配磁場Gs が印加されているときに被検
体の目的領域の磁化を励起させるためのRFパルス51
が印加される。このときのフリップ角は90°+α(0
°<α<90°)とされている。FIG. 5 is a basic pulse sequence diagram when performing an N × N matrix proton image and an M × M matrix MRSI. As shown in the figure, RF pulses for exciting the magnetization of the target region of the subject when the slice direction gradient magnetic field G s is applied 51
Is applied. The flip angle at this time is 90 ° + α (0
° <α <90 °).
【0035】従って、このRFパルス51によって、目
的領域の磁化は、Z軸の負方向に倒されることになる。
その後、縦緩和によってZ軸方向の磁化成分Mz は図5
に示すように徐々に大きくなり、時刻t1 にてMz =0
となる。そして、この時刻t1 にて代謝物質を励起させ
るためのRFパルス52を印加する。これによって、水
信号が抑圧されたスペクトル情報が得られる。Accordingly, the magnetization of the target area is tilted in the negative direction of the Z axis by the RF pulse 51.
Then, the magnetization component Mz in the Z-axis direction is reduced by longitudinal relaxation as shown in FIG.
, Gradually increases, and at time t 1, M z = 0
Becomes Then, applying an RF pulse 52 for exciting a metabolite at this time t 1. Thereby, spectrum information in which the water signal is suppressed can be obtained.
【0036】この方法は、Patt(J.Chem.Phys.(1
972))らによって紹介されている。本発明では、第
1のRFパルス51の後に、フィールドエコー法を利用
してL=N/M回の位相エンコード57を行い、MRI
データを収集する。この後に、生体水の縦磁化が縦緩和
過程によりゼロクロスする時間t1 において乳酸等のプ
ロトン代謝物を観測するための高周波パルスを印加す
る。そして、位相エンコードを(M×M)回順次繰り返
して上記パルスシーケンスを進めることによってプロト
ン代謝物を空間マッピングする。This method is described in Patt (J. Chem. Phys. (1)
972) ) . In the present invention, after the first RF pulse 51, L = N / M times of phase encoding 57 is performed using the field echo method, and the MRI is performed.
Collect data. Thereafter, applying a high frequency pulse for observing the proton metabolites such as lactic acid at time t 1 which biological water longitudinal magnetization crosses zero by the vertical relaxation process. The phase encoding is sequentially repeated (M × M) times to advance the pulse sequence, thereby spatially mapping the proton metabolite.
【0037】このように、図5に示すパルスシーケンス
を用いることによって、MRIとMRSIとを一連のパ
ルスシーケンスで得ることができるのである。その結
果、従来と比較して、データ収集時間を飛躍的に短縮す
ることができる。 As described above, by using the pulse sequence shown in FIG. 5, MRI and MRSI can be obtained in a series of pulse sequences. As a result, compared to conventional, Ru can be dramatically reduced data acquisition time.
【0038】また、得られた代謝物の分布画像と、プロ
トン画像の撮像領域が異なる場合には、撮像領域が合致
するように補間操作等を行い表示する。そして、種々の
プロトンの代謝物質の画像を、プロトン画像に重畳して
表示すれば、代謝情報から診断される疾病部位を分解能
の良好なプロトン画像から読みとることができ、生体の
状態を総合的に診断することが可能となる。If the obtained metabolite distribution image is different from the proton image in the imaging region, an interpolation operation or the like is performed so as to match the imaging region and displayed. If images of various proton metabolites are superimposed and displayed on the proton image, the disease site diagnosed from the metabolic information can be read from the proton image with good resolution, and the state of the living body can be comprehensively evaluated. Diagnosis is possible.
【0039】さらに、プロトン以外の核種に基づくMR
SIをプロトン代謝物と同時に測定すれば、これら多核
種のMRSIを高分解能なMRI画像に重ねて表示する
ことで高度な診断が可能となる。また、図5に示したパ
ルスシーケンスの時刻t1 から図3に示すパルスシーケ
ンスを実施すれば、MRIと、多核種のMRSIを同時
に得ることができる。Further, MR based on nuclides other than protons
If SI is measured at the same time as proton metabolites, advanced diagnosis is possible by superimposing and displaying the MRSI of these polynuclear species on a high-resolution MRI image. Further, if the pulse sequence shown in FIG. 3 is performed from the time t 1 of the pulse sequence shown in FIG. 5, MRI and multi-nuclide MRSI can be obtained simultaneously.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の核種のMRSIを行う場合に、複数の核種を位相
エンコードを印加前に励起することによって、磁気共鳴
信号を同時に観察することが可能となるため、短時間に
各々異なった生化学情報を反映した分布を得ることがで
きる。これによって、患者への負担を軽減することがで
きる。また、同時に複数核種の生化学情報を画像化する
ことができるため、位置ズレの影響を受けない画像を得
ることができる。As described above, according to the present invention,
In the case of performing MRSI of a plurality of nuclides, by exciting a plurality of nuclides before applying the phase encoding , it becomes possible to observe magnetic resonance signals at the same time. A distribution reflecting chemical information can be obtained. Thus, the burden on the patient can be reduced. Further, since biochemical information of a plurality of nuclides can be imaged at the same time, an image which is not affected by positional deviation can be obtained.
【0041】また、分解能が良好でないMRSIを行う
場合に疾患部位の同定を行うために必要不可欠な高分解
能なプロトン画像を、MRSIデータの収集時間内で得
られるため、被検体への負担が軽減されるばかりでな
く、MRIとMRSIによる位置ズレの影響を抑制する
ことができる。また、生体機能情報と形態情報を総合的
に評価できるために疾患等の診断の迅速化を図ることが
できるという効果が得られる。In addition, when MRSI with poor resolution is performed, a high-resolution proton image, which is indispensable for identifying a diseased site, can be obtained within the MRSI data collection time, thereby reducing the burden on the subject. In addition, it is possible to suppress the influence of positional deviation due to MRI and MRSI. In addition, since the biological function information and the morphological information can be comprehensively evaluated, the effect of speeding up the diagnosis of a disease or the like can be obtained.
【図1】本発明の実施例に係る磁気共鳴診断装置の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a magnetic resonance diagnosis apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】180°RFパルスを印加してエンコード方向
の勾配磁場を相殺する原理を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a principle of canceling a gradient magnetic field in an encoding direction by applying a 180 ° RF pulse.
【図3】2つの核種のMRSIデータを同時に収集する
際のパルスシーケンス図である。FIG. 3 is a pulse sequence diagram when acquiring MRSI data of two nuclides simultaneously.
【図4】2つの核種のMRSIデータを同時に収集する
際のパルスシーケンス図である。FIG. 4 is a pulse sequence diagram when acquiring MRSI data of two nuclides simultaneously.
【図5】MRIとMRSIを得る際のパルスシーケンス
図である。FIG. 5 is a pulse sequence diagram for obtaining MRI and MRSI.
10 主磁石 11 主磁石電源 12 勾配コイル系 13 勾配コイル 14 シムコイル系 15 シムコイル電源 16 高周波プローブ 17 送信機 18 受信機 19 シーケンスコントローラ 20 CPU/メモリ Reference Signs List 10 main magnet 11 main magnet power supply 12 gradient coil system 13 gradient coil 14 shim coil system 15 shim coil power supply 16 high-frequency probe 17 transmitter 18 receiver 19 sequence controller 20 CPU / memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 5/055 JICST file (JOIS)
Claims (2)
高周波磁場、および、勾配磁場を印加して、被検体から
の複数の核種の磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴装置に
おいて、前記被検体内の 複数の核種に起因した磁気共鳴信号を収
集するために、該核種を励起する周波数を所有した各々
の高周波パルスを、前記勾配磁場に先立ち印加する手段
と、 前記核種毎に必要な位置識別のためのエンコード位相を
付与するために、高周波パルス、ならびに、勾配磁場を
印加する手段と、 を具備したことを特徴とする磁気共鳴装置。1. An object placed in a uniform static magnetic field,
Apply high frequency magnetic field and gradient magnetic field to
The magnetic co NaSo location to gather the magnetic resonance signals of a plurality of nuclear species, the magnetic resonance signals caused by several species in the subject yield of
Each possessing a frequency to excite the nuclide to collect
Means for applying a high-frequency pulse prior to the gradient magnetic field
And the encoding phase for position identification required for each nuclide
In order to impart high-frequency pulse as well as magnetic co NaSo location, characterized by comprising means for applying a gradient magnetic field, a.
高周波磁場、および、勾配磁場を印加して、被検体から
の磁気共鳴画像信号、ならびに、磁気共鳴スペクトル信
号を収集する磁気共鳴装置において、第一の 選択励起パルスの励起角θが90゜<θ<180
゜であり、前記第一の選択励起パルスによって励起された 縦磁化が
概略0となる時刻までに磁気共鳴画像信号を収集する手
段と、前記第一の選択励起パルスによって励起された 縦磁化が
概略0となる時刻から磁気共鳴スペクトル信号を得る手
段と、 を具備したことを特徴とする磁気共鳴装置。2. An object placed in a uniform static magnetic field ,
Apply high frequency magnetic field and gradient magnetic field to
Magnetic resonance image signals, as well as magnetic resonance spectrum signal
The magnetic co NaSo location to gather the items, excitation angle of the first selective excitation pulse theta is 90 ° <theta <180
縦, and the longitudinal magnetization excited by the first selective excitation pulse is
Means for collecting magnetic resonance image signals by the time the Overview Once the 0, the longitudinal magnetization excited by the first selective excitation pulse
Magnetic co NaSo location, characterized in that from the time when the Overview Once the 0 equipped with resulting Ru means magnetic resonance spectrum signal.
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