JP3205061B2 - Magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

Magnetic resonance imaging equipment

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JP3205061B2
JP3205061B2 JP18466892A JP18466892A JP3205061B2 JP 3205061 B2 JP3205061 B2 JP 3205061B2 JP 18466892 A JP18466892 A JP 18466892A JP 18466892 A JP18466892 A JP 18466892A JP 3205061 B2 JP3205061 B2 JP 3205061B2
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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、磁気共鳴を利用して被
検体の所望箇所を画像化する磁気共鳴イメージング装置
の画質向上に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in image quality of a magnetic resonance imaging apparatus for imaging a desired portion of a subject using magnetic resonance.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置(以下MRI
装置と記す)は、核磁気共鳴現象を利用して被検体中の
所望の検査部位における原子核スピンの密度分布,緩和
時間分布等を計測して、その計測データから被検体の断
面を画像表示するものである。均一で強力な静磁場発生
装置内に置かれた被検体の原子核スピンは、静磁場の強
さによって定まる周波数(ラーモア周波数)で静磁場の
方向を軸として歳差運動を行なう。そこで、このラーモ
ア周波数に等しい周波数の高周波パルスを外部より照射
すると、スピンが励起され高いエネルギー状態に遷移す
る(核磁気共鳴現象)。この照射を打ち切ると、スピン
はそれぞれの状態に応じた時定数でもとの低いエネルギ
ー状態にもどり、このときに外部に電磁波(NMR信
号)を放出する。これをその周波数に同調した高周波受
信コイルで検出する。このとき、空間内に位置情報を付
加する目的で、三軸の傾斜磁場を静磁場空間に印加す
る。この結果、空間内の位置情報を周波数情報として捕
えることが可能である。
2. Description of the Related Art Magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as MRI)
The apparatus measures the nuclear spin density distribution, relaxation time distribution, and the like at a desired inspection site in the subject using the nuclear magnetic resonance phenomenon, and displays an image of the cross section of the subject from the measurement data. Things. The nuclear spin of the subject placed in a uniform and strong static magnetic field generator performs precession at a frequency (Larmor frequency) determined by the strength of the static magnetic field, with the direction of the static magnetic field as an axis. Then, when a high-frequency pulse having a frequency equal to the Larmor frequency is irradiated from the outside, spins are excited and transit to a high energy state (nuclear magnetic resonance phenomenon). When the irradiation is stopped, the spin returns to the original low energy state with a time constant corresponding to each state, and at this time, an electromagnetic wave (NMR signal) is emitted to the outside. This is detected by a high-frequency receiving coil tuned to that frequency. At this time, a triaxial gradient magnetic field is applied to the static magnetic field space in order to add positional information to the space. As a result, position information in space can be captured as frequency information.

【0003】ここで、MRI装置における画像再構成方
法について説明する。図6は一般的に用いられているス
ピンエコー法におけるパルスシーケンスの説明図である
が、照射パルスには90度と180度の2種類があり、
供にスライス傾斜磁場と共に被検体に印加し、撮像する
断面を決定する。この2種類の照射パルス間にリードア
ウト傾斜磁場を印加して励起されたスピンの位相拡散を
促進する。すると、次に印加される180度パルスによ
ってスピンの拡散方向が反転し、ここに再びリードアウ
ト傾斜磁場を印加すると、スピンが収束して90度−1
80度パルス間の2倍の時間で鋭いエコー信号を生成す
る。この時間をエコー時間Teと呼ぶ。ここで得られる
エコー信号はリードアウト方向における一次元の投影像
情報を有しているが、これだけでは二次元画像は構成で
きない。そこで、位相拡散を与えるリードアウト傾斜磁
場印加中に、もう一つの軸であるエンコード方向に傾斜
磁場を印加し位置における位相回転を与え、エコー信号
にエンコード方向の情報を位相情報として重畳させる。
さらに、このエンコード傾斜磁場量を変化させながら印
加して繰り返しエコー信号の計測を行なう。この繰り返
し時間をTrと呼ぶ、また、エンコード量に正負のナン
バーを付け、エンコードNo.ゼロはエンコード傾斜磁場
量をゼロとし、正負のエンコード量を印加する。
Here, an image reconstruction method in an MRI apparatus will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of a pulse sequence in a commonly used spin echo method. There are two types of irradiation pulses, 90 degrees and 180 degrees.
In addition, it is applied to the subject together with the slice gradient magnetic field, and the cross section to be imaged is determined. A readout gradient magnetic field is applied between these two types of irradiation pulses to promote phase diffusion of the excited spins. Then, the diffusion direction of the spin is reversed by the next applied 180-degree pulse, and when the read-out gradient magnetic field is applied again, the spin converges to 90 ° -1.
A sharp echo signal is generated in twice the time between 80 degree pulses. This time is called an echo time Te. Although the echo signal obtained here has one-dimensional projection image information in the readout direction, a two-dimensional image cannot be formed by this alone. Therefore, during the application of the readout gradient magnetic field for providing phase diffusion, a gradient magnetic field is applied in the encode direction, which is another axis, to give a phase rotation at the position, and information of the encode direction is superimposed on the echo signal as phase information.
Furthermore, the echo signal is repeatedly measured by applying while changing the amount of the encoding gradient magnetic field. This repetition time is called Tr, and the encoding amount is assigned a positive / negative number. Encoding No. zero sets the encoding gradient magnetic field amount to zero and applies a positive / negative encoding amount.

【0004】この様にして得られたエコー信号列を二次
元フーリエ変換手段によって分析すると、二次元の画像
情報を得ることができる。この二次元フーリエ変換によ
る画像再構成方法を以下2DFT法と記す。
When the echo signal sequence obtained in this way is analyzed by two-dimensional Fourier transform means, two-dimensional image information can be obtained. An image reconstruction method using the two-dimensional Fourier transform is hereinafter referred to as a 2DFT method.

【0005】次に、MRI画像で臨床上に重要な画像強
調について説明する。プロトンのスピンにはその存在環
境によって変化する縦緩和と横緩和と呼ばれる2種の緩
和現象が存在する。この緩和現象によって信号強度Sは
次式のごとく算出される。
Next, image enhancement that is clinically important in MRI images will be described. There are two types of relaxation phenomena, called longitudinal relaxation and transverse relaxation, that change depending on the environment in which protons spin. By this relaxation phenomenon, the signal strength S is calculated as in the following equation.

【0006】 S=ρ・(1−exp(−Tr/T1))・(exp(−Te/T2)) ここに、ρは存在するプロトンの密度である。また、T
1,T2はそれぞの組織に固有の定数であり、プロトン
の存在環境によって決定される値である。この式で、第
2項は繰り返し周期Trに対する信号強度の回復過程を
表しており、これが縦緩和現象(T1値に依存)であ
る。第3項はエコー計測時間Teに対する信号強度の減
衰過程であり横緩和現象(T2値に依存)によるもので
ある。
S = ρ · (1-exp (−Tr / T1)) · (exp (−Te / T2)) Here, ρ is the density of existing protons. Also, T
1, T2 is a constant peculiar to each tissue, and is a value determined by the environment in which protons exist. In this equation, the second term represents a recovery process of the signal intensity with respect to the repetition period Tr, which is a longitudinal relaxation phenomenon (dependent on the T1 value). The third term is a process of attenuating the signal intensity with respect to the echo measurement time Te, which is due to a lateral relaxation phenomenon (depending on the T2 value).

【0007】図7は計測されるエコー信号強度のTrお
よびTeによる関係を説明したものであるが、例として
図7(c)に示すように外側が組織A,内側が組織Bの
被検体を考え、それぞれの緩和現象による信号強度を図
7(a),図7(b)に示す特性であるとする。
FIG. 7 illustrates the relationship between the measured echo signal intensity according to Tr and Te. For example, as shown in FIG. Considering this, it is assumed that the signal intensity due to each relaxation phenomenon has the characteristics shown in FIGS. 7A and 7B.

【0008】T1値を反映したT1強調画像を撮像する
際は横緩和の影響を抑えるために、できるだけ短いTe
(ショートTe,Sと表示)を使用し、Trは組織によ
るT1差を描出できるように比較的短い値(Sと表示,
人体では通常500ms以下)を使用する。この例の場
合、組織Bの方がT1値が短いため、縦緩和による信号
回復が早く高信号となった画像が得られる。T2強調画
像の撮像の際は縦緩和による影響を抑えるために、十分
に長いTr(ロングTr,Lと表示,通常1500ms
以上)を使用して各組織の信号を回復し、Teを長めに
(表示L,100ms程度)設定して撮像を行なう。
When capturing a T1-weighted image that reflects the T1 value, Te as short as possible is used to suppress the influence of lateral relaxation.
(Short Te, S), Tr is a relatively short value (S, displayed, so that the T1 difference due to the tissue can be drawn)
In general, 500 ms or less is used for the human body. In the case of this example, since the T1 value of the tissue B is shorter, an image in which signal recovery due to longitudinal relaxation is quick and a high signal is obtained is obtained. When capturing a T2-weighted image, a sufficiently long Tr (displayed as long Tr, L, usually 1500 ms) is used to suppress the influence of longitudinal relaxation.
) To recover the signal of each tissue, and set a longer Te (display L, about 100 ms) to perform imaging.

【0009】この例では組織Aの方がT2値が長いた
め、T1強調画像とはコントラストが反転した画像が得
られる。Trを長く、Teを短く設定すると、各組織の
T1値,T2値に影響されない画像が得られる。これは
組織のプロトン密度による画像となるため、プロトン密
度画像と呼ばれる。T1値,T2値は同一組織でも、そ
の状態(例えば腫瘍など)によっても異なるため、病変
部位の特定に利用されている。以上、MRIの概要を述
べたが、詳細は「NMR医学」(基礎と臨床)(核磁気
共鳴医学研究会偏・丸善(株)発行・昭和59年1月20
日発行)を参照されたい。
In this example, since the tissue A has a longer T2 value, an image whose contrast is inverted from that of the T1-weighted image is obtained. If Tr is set to be long and Te is set to be short, an image which is not affected by the T1 value and T2 value of each tissue can be obtained. Since this is an image based on the proton density of the tissue, it is called a proton density image. Since the T1 value and the T2 value differ depending on the state (eg, tumor) of the same tissue, they are used for specifying a lesion site. The outline of MRI has been described above. For details, refer to “NMR Medicine” (Basic and Clinical) (published by the Society for Nuclear Magnetic Resonance Medicine, Maruzen Co., Ltd., January 20, 1984).
Day issue).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】臨床上有効な画像を得
るためには、その解像度が重要な要因である。解像度を
向上するには画像を構成する画素を小さくし、画像マト
リクスを増加する必要がある。しかし、通常、MRI撮
像では解像度の高い画像(高精細画像と呼ぶ)を得るた
めには傾斜磁場強度の増加が必要となる。この原理を図
3を用いて説明する。
In order to obtain a clinically effective image, its resolution is an important factor. In order to improve the resolution, it is necessary to reduce the pixels constituting the image and increase the image matrix. However, in general, in MRI imaging, an increase in the gradient magnetic field intensity is required to obtain a high-resolution image (called a high-definition image). This principle will be described with reference to FIG.

【0011】リードアウト方向の高精細化はサンプリン
グ時間の増加によって比較的容易に実現しうる。これに
対し、エンコード方向の高精細化は困難である。図3
(a)に示す標準撮像に対してエンコード方向に2倍の
画素を実現するためには、受信されるエコー信号の相対
周波数を1Hz単位でしか2DFT法では分離できない
ため、位置に対するスピンの位相回転をより強く2倍に
与え、高域情報を採取する必要があり、図3(b)のよ
うに印加傾斜磁場を2倍まで増加しなければならない。
しかし、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルは傾斜磁場
電源に対して誘導負荷であり、高精度に大電流制御する
ことは非常に困難である。さらに、このような大きな変
化磁界は人体に対する影響の面からも好ましくなく、傾
斜磁場強度は小さいほど望ましいといえる。
Higher definition in the readout direction can be realized relatively easily by increasing the sampling time. On the other hand, it is difficult to increase the definition in the encoding direction. FIG.
In order to realize twice the number of pixels in the encoding direction with respect to the standard imaging shown in (a), the relative frequency of the received echo signal can be separated by the 2DFT method only in units of 1 Hz. Must be given twice more to collect high-frequency information, and the applied gradient magnetic field must be increased to twice as shown in FIG.
However, a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field is an inductive load to a gradient magnetic field power supply, and it is very difficult to control a large current with high accuracy. Further, such a large changing magnetic field is not preferable in terms of influence on the human body, and it can be said that the smaller the gradient magnetic field intensity, the more desirable.

【0012】本発明はこのような傾斜磁場電源容量及び
強度に起因する問題を解決し、小さな傾斜磁場電源でも
高精細撮像が可能で、良好な画像を得られるMRI装置
を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the problems caused by such a gradient magnetic field power supply capacity and strength, and to provide an MRI apparatus capable of performing high-definition imaging with a small gradient magnetic field power supply and obtaining a good image. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】傾斜磁場の印加によるス
ピンの位相回転は図2に示すように印加レベルだけでは
なく、その印加時間によっても制御することが可能であ
る。例えば、スピンに与える位相回転を90度から18
0度に2倍にする場合、傾斜磁場の印加レベルを2倍に
しても、印加時間を2倍にしても同様である。しかし、
通常のパルスシーケンスでは位相エンコード傾斜磁場の
制御にレベル制御を利用している。これは先に述べたよ
うに、画像強調上エコー採取時間Teが重要であり、傾
斜磁場印加時間の変化によるTeの延長や変化を避ける
ためである。
As shown in FIG. 2, the phase rotation of the spin caused by the application of the gradient magnetic field can be controlled not only by the application level but also by the application time. For example, the phase rotation given to the spin is 90 degrees to 18 degrees.
In the case of doubling the angle to 0 degrees, the same applies even if the application level of the gradient magnetic field is doubled and the application time is doubled. But,
In a normal pulse sequence, level control is used for controlling the phase encoding gradient magnetic field. As described above, this is because the echo acquisition time Te is important for image enhancement, and it is to avoid the elongation or change of Te due to the change of the gradient magnetic field application time.

【0014】ところで、2DFT法による信号計測では
エンコード方向のスピン位相回転を多く与えるほど、エ
ンコード方向のより詳細な情報を採取することが可能で
ある。この様子を図8を用いて説明する。通常、エンコ
ード回数は、画像の分解能を確保するために128〜2
56回行なわれるが、ここでは説明を簡単にするために
信号データ計測をエンコードNo.+6から−6まで13
回行ない、全データを使用して再構成処理をすると正常
な画像が得られるものとする。ここで、中央部(以下、
ゼロエンコードを含む幾つかの低いエンコード部分を中
央部と記す)の+3から−3までの7つのエンコード情
報だけを使用して再構成処理をすると、エンコード方向
の粗い情報だけ(低い周波数成分に相当する)を利用す
ることになるため、画像の明暗のコントラストは得られ
るが、輪郭などの細かい細分情報が得られず、不鮮明な
画像となる。これに対して周辺部(以下、中央部以外の
エンコード部分を周辺部と記す)のデータである+4か
ら+6及び−4から−6までの6つのエンコード(高周
波データに対応)に、中央部にはゼロデータを挿入して
再構成処理を行なうと輪郭情報を抽出した画像が得られ
る。このことから、再構成の使用エンコードデータ範囲
に応じて、画像のコントラスト成分と輪郭成分にほぼ分
離することが可能であることが分かる。このため、画像
の分解能を決定する周辺部ではTeの延長があっても画
像強調にはあまり影響がないといえる。
In the signal measurement by the 2DFT method, the more spin phase rotation in the encoding direction is given, the more detailed information in the encoding direction can be collected. This will be described with reference to FIG. Usually, the number of encodings is set to 128 to 2 in order to secure the resolution of the image.
In this case, the signal data measurement is performed 13 times from encoding No. + 6 to -6 for ease of explanation.
It is assumed that a normal image can be obtained by performing the recirculation process using all the data. Here, the central part (hereinafter,
When the reconstruction process is performed using only seven pieces of encoding information from +3 to -3 of some low encoding parts including the zero encoding (referred to as a center part), only coarse information in the encoding direction (corresponding to a low frequency component) Therefore, the contrast of light and dark of the image can be obtained, but fine sub-information such as contours cannot be obtained, resulting in an unclear image. On the other hand, six encodings (corresponding to high-frequency data) from +4 to +6 and -4 to -6, which are data of the peripheral portion (hereinafter, the encoded portion other than the central portion is referred to as the peripheral portion), are added to the central portion. When a reconstruction process is performed by inserting zero data, an image in which contour information is extracted can be obtained. From this, it can be seen that it is possible to substantially separate the contrast component and the contour component of the image according to the used encoded data range of the reconstruction. For this reason, it can be said that in the peripheral portion that determines the resolution of the image, even if there is an extension of Te, the image enhancement is not significantly affected.

【0015】そこで、本発明は、図1に示すようにエン
コード傾斜磁場量の制御を、画像強調に影響する中央部
は従来どおり印加時間を所定値に維持しつつ印加レベル
を変更する制御(以下、印加レベル制御と記す)によっ
て行ない、周辺部では印加レベルを所定値に維持しつつ
印加時間を変更する制御(以下、印加時間制御と記す)に
切り替えることによって印加傾斜磁場レベルの増加を抑
えてエンコード数を増やすことを可能とし、傾斜磁場電
源の強化なしに、容易に高精細撮像を実現できるように
した。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the control of the amount of the gradient magnetic field is controlled by controlling the amount of applied magnetic field while maintaining the applied time at a predetermined value in the central part which affects image enhancement as in the past (hereinafter referred to as control). , Applied level control), and in the peripheral portion, by switching to control for changing the applied time while maintaining the applied level at a predetermined value (hereinafter referred to as applied time control), the increase of the applied gradient magnetic field level is suppressed. The number of encodes can be increased, and high-definition imaging can be easily realized without strengthening the gradient magnetic field power supply.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、撮像の途中でエンコードNo.
に応じてエンコード傾斜磁場の制御手段をレベル制御と
時間制御に切り替えて行なうことにより、少ない傾斜磁
場電流で効率的に高精細撮像を行なうことが可能とな
り、良好なMRI画像を撮像できる。
According to the present invention, encoding No.
By switching the control means of the encoding gradient magnetic field between the level control and the time control in accordance with the above, high-definition imaging can be efficiently performed with a small gradient magnetic field current, and a good MRI image can be captured.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図5は本発明に係るMRI装置の全体
構成例を示すブロック図である。このMRI装置は、核
磁気共鳴(NMR)現象を利用して被検体6の断層画像
を得るもので、静磁場発生磁石10と、中央処理装置
(以下CPUという)11と、シーケンサ12と、送信
系13と、傾斜磁場発生系14と、受信系15と、信号
処理系16とからなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the MRI apparatus according to the present invention. The MRI apparatus obtains a tomographic image of a subject 6 by utilizing a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon. The MRI apparatus includes a static magnetic field generating magnet 10, a central processing unit (hereinafter, referred to as a CPU) 11, a sequencer 12, and a transmission unit. The system 13 includes a system 13, a gradient magnetic field generation system 14, a reception system 15, and a signal processing system 16.

【0018】上記静磁場発生磁石10は、被検体6に強
く均一な静磁場を発生させるもので、上記被検体6の周
りのある広がりをもった空間に永久磁石方式又は常電導
方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されてい
る。上記シーケンサ12は、CPU11の制御で動作
し、被検体6の断層画像のデータ収集に必要な種々の命
令を送信系13及び傾斜磁場発生系14並びに受信系1
5に送るものである。
The static magnetic field generating magnet 10 generates a strong and uniform static magnetic field in the subject 6, and a permanent magnet type, a normal conducting type, or a superconducting type is provided in a space around the subject 6 with a certain width. Are provided. The sequencer 12 operates under the control of the CPU 11 and sends various commands necessary for data collection of tomographic images of the subject 6 to the transmission system 13, the gradient magnetic field generation system 14, and the reception system 1.
5 to send.

【0019】上記送信系13は、高周波発振器17と変
調器18とパワーアンプ19と送信側の照射コイル20
とからなり、上記高周波発振器17から出力された高周
波パルスをシーケンサ12の命令に従って変調器18で
変調し、この変調された照射パルスをパワーアンプ19
で増幅した後に被検体6に近接して配置された照射コイ
ル20に供給することにより、電磁波が被検体6に照射
されるようになっている。
The transmission system 13 includes a high-frequency oscillator 17, a modulator 18, a power amplifier 19, and an irradiation coil 20 on the transmission side.
A high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 17 is modulated by a modulator 18 in accordance with a command of the sequencer 12, and the modulated irradiation pulse is
The electromagnetic wave is applied to the irradiation coil 20 disposed in close proximity to the subject 6 after the amplification by the electromagnetic wave, so that the subject 6 is irradiated with the electromagnetic wave.

【0020】上記傾斜磁場発生系14は、X,Y,Zの
三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル21と、それぞれの
コイルを駆動する傾斜磁場電源22とからなり、上記シ
ーケンサ12からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾
斜磁場電源22を駆動することにより、X,Y,Zの三
軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzを被検体6に印加す
るようになっている。この傾斜磁場の加え方により、被
検体6に対するスライス面を設定することができる。
The gradient magnetic field generating system 14 comprises a gradient magnetic field coil 21 wound in three directions of X, Y and Z, and a gradient magnetic field power supply 22 for driving each coil. By driving the gradient magnetic field power supplies 22 of the respective coils in accordance with, the gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz in the X, Y, and Z directions are applied to the subject 6. The slice plane for the subject 6 can be set by the method of applying the gradient magnetic field.

【0021】上記受信系15は、受信コイル2と受信回
路23と直交位相検波器24とA/D変換器25とから
なり、上記送信側の照射コイル20から照射された電磁
波による被検体6の応答の電磁波(NMR信号)は被検
体6に近接して配置された受信コイル2で検出され、受
信回路23を介して直交位相検波器24へ入力され、直
交位相検波器24で高周波発振器17の出力信号に同期
して波形整形されるとともにsin成分,cos成分の
二系統の信号に分離して出力され、次いでそれらの二系
統の信号はA/D変換器25によりデジタル信号に変換
されて信号処理系16へ送られるようになっている。
The receiving system 15 includes a receiving coil 2, a receiving circuit 23, a quadrature phase detector 24, and an A / D converter 25. The response electromagnetic wave (NMR signal) is detected by the receiving coil 2 arranged close to the subject 6, input to the quadrature phase detector 24 via the receiving circuit 23, and output from the high-frequency oscillator 17 by the quadrature phase detector 24. The waveform is shaped in synchronization with the output signal, and is separated into two signals of a sin component and a cos component and output. The two signals are then converted into digital signals by an A / D converter 25 and converted into digital signals. The data is sent to the processing system 16.

【0022】信号処理系16は、CPU11と、磁気デ
ィスク26及び光ディスク27等の記録装置と、CRT
等のディスプレイ28とからなり、受信系15から入力
したデータに対し上記CPU11でフーリエ変換,補正
係数計算,画像再構成等の処理を行ない、任意断面の信
号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行なって
得られた信号強度分布を画像化してディスプレイ28に
表示するようになっている。なお、本図において、照射
コイル20と受信コイル2及び傾斜磁場コイル21は、
被検体6の周りの空間に配置された静磁場発生磁石10
の磁場空間内に配置されている。
The signal processing system 16 includes a CPU 11, recording devices such as a magnetic disk 26 and an optical disk 27, and a CRT.
The CPU 11 performs processing such as Fourier transform, correction coefficient calculation, and image reconstruction on the data input from the receiving system 15 to obtain a signal intensity distribution of an arbitrary cross section or an appropriate operation for a plurality of signals. Is formed into an image and displayed on the display 28. In this figure, the irradiation coil 20, the receiving coil 2, and the gradient magnetic field coil 21 are
Static magnetic field generating magnet 10 arranged in a space around subject 6
Are arranged in the magnetic field space.

【0023】ここで、本発明によるエンコード傾斜磁場
の印加レベル(絶対値をここではレベルと称した)と印
加時間との関係を図1を用いて説明する。エンコード傾
斜磁場の印加はCPU11の制御により、シーケンサ1
2がX,Y,Zの傾斜磁場電源22および高周波パルス
用の変調器18に印加タイミングとレベルを与えて行な
われる。通常のパルスシーケンスではエンコード数は1
28〜256回であるが、画像の分解能を高めた高精細
撮像では512回の計測が行なわれている。従来は破線
で示すようにエンコード傾斜磁場の制御を印加レベルに
よって行なっていたため、エンコード数を増加する(分
解能を向上する)と必要な傾斜磁場レベルが増大し、傾
斜磁場電源の負担となり、従って高精細化の限界は傾斜
磁場電源の容易によって決定されていた。
Here, the relationship between the applied level (absolute value is referred to as a level here) of the encoding gradient magnetic field according to the present invention and the application time will be described with reference to FIG. The application of the encoding gradient magnetic field is controlled by the CPU 11 so that the sequencer 1
2 is performed by giving application timings and levels to the X, Y, and Z gradient magnetic field power supplies 22 and the high frequency pulse modulator 18. In a normal pulse sequence, the encoding number is 1
Although the number is 28 to 256, 512 measurements are performed in high-definition imaging in which the resolution of an image is increased. Conventionally, as shown by the broken line, the control of the encoding gradient magnetic field is performed by the applied level. Therefore, when the encoding number is increased (improvement of the resolution), the required gradient magnetic field level increases, and the load on the gradient magnetic field power supply is increased. The limit of refinement was determined by the ease of the gradient power supply.

【0024】そこで、本発明によるパルスシーケンスで
は実線で示すようにエンコード量を中央部と周辺部に分
けて、傾斜磁場の制御を印加レベルによる制御と、印加
時間による制御とに切り替えて行ない、傾斜磁場電源の
負担を低減して、高精細撮像の限界を解消し、容易に高
精細撮像を可能にした。図1では説明を簡単にするため
に、エンコード回数を±6の範囲の計13回として説明
しているが、傾斜磁場レベルの増加する周辺部(±4エ
ンコード以上)でレベル制御を時間制御に切り替えるよ
うにしている。この結果、傾斜磁場電源の最大出力電流
量を従来の約1/2に低減でき、効率を改善し得る。あ
るいは、電流容量を変えずに従来の2倍のエンコード回
数を実行することができ、2倍の高精細撮像を可能とす
る。
Therefore, in the pulse sequence according to the present invention, the amount of encoding is divided into a central part and a peripheral part as shown by a solid line, and the control of the gradient magnetic field is switched between control based on the applied level and control based on the applied time. The burden on the magnetic field power supply was reduced, eliminating the limitations of high-definition imaging, and enabling high-definition imaging with ease. In FIG. 1, for the sake of simplicity, the number of encodes is described as a total of 13 times within a range of ± 6, but the level control is changed to time control in the peripheral portion where the gradient magnetic field level increases (± 4 encodes or more). I try to switch. As a result, the maximum output current of the gradient magnetic field power supply can be reduced to about 1/2 of the conventional level, and the efficiency can be improved. Alternatively, it is possible to execute twice the number of encoding times as in the related art without changing the current capacity, thereby enabling twice as high definition imaging.

【0025】スピンエコー法のパルスシーケンスへ本発
明を適用した場合のタイミング図を図4に示す。図4
は、レベル制御から時間制御に切り替わるエンコードN
o.+3と+4の部分を描いている。エンコードNo.+4
ではエンコード傾斜磁場のレベルをエンコードNo.3の
ままで、その印加時間t4をエンコードNo.3の印加時
間tの1/3だけ長く、すなわち+1分だけエンコード
量が増加させ得る時間だけ長く設定されている。+5,
+6及び−4から−6のエンコードも同様の原理で行な
われる。なお、エンコード傾斜磁場の印加時間制御を採
用するエンコードNo.では、印加時間の延長に伴ってエ
コー時間Teの延長が伴う。例えば、レベル制御である
±3エンコード以内の中央部TeはTe3と同じ時間で
一定である。エンコードNo.+4ではエコー時間Teが
Te4に延長することとなる。
FIG. 4 is a timing chart when the present invention is applied to a pulse sequence of the spin echo method. FIG.
Is the encoding N that switches from level control to time control
o. +3 and +4 are drawn. Encoding No. +4
In this case, the application time t4 is set to be longer by 3 of the application time t of the encode No. 3, that is, by +1 minute so that the encode amount can be increased while the encode gradient magnetic field level remains the encode No. 3. ing. +5
The encoding of +6 and -4 to -6 is performed according to the same principle. In the encoding No. adopting the control of the application time of the encoding gradient magnetic field, the echo time Te is extended with the extension of the application time. For example, the central portion Te within ± 3 encoding, which is the level control, is constant for the same time as Te3. In the encoding No. + 4, the echo time Te is extended to Te4.

【0026】Teの延長量はエンコード方向傾斜磁場コ
イルへの最大印加傾斜磁場印加のための電流値が100
[A],印加時間が10[ms]で中央部±128エン
コードをレベル制御したとすると、1エンコードあたり
の傾斜磁場量は100[A]×10[ms]の128分
の1の0.78 ×10[A×ms]となり、印加時間制
御での1エンコードあたりの増加時間は10[ms]の
128分の1の0.078[ms]となる。一般的には、T
eの延長量はこの2倍(Te/2である90度パルスと
180度パルス間が伸びるため)であり、1エンコード
あたり0.156[ms]である。従って2倍の高精細撮像
(±256エンコード)ではTeは最長で0.156
[ms]×128 の約20[ms]延長することにな
る。勿論、初めからTeが長く、印加時間制御の余裕が
ある際にはTeを一定に保つことができる。なお、エコ
ー時間Teの延長に対応して、リードアウト傾斜磁場の
印加レベル変更,印加時間の変更,印加タイミングの変
更等の工夫をすることが望ましい。
The amount of extension of Te is 100 when the current value for applying the maximum applied gradient magnetic field to the gradient coil in the encoding direction is 100.
[A], assuming that the application time is 10 [ms] and the level of the center ± 128 encoding is controlled, the amount of gradient magnetic field per encoding is 0.78, which is 1/128 of 100 [A] × 10 [ms]. X 10 [A x ms], and the increase time per encoding in the application time control is 0.078 [ms], which is 1/128 of 10 [ms]. In general, T
The amount of extension of e is twice as large (because the interval between the 90 ° pulse and 180 ° pulse which is Te / 2 is extended), and is 0.156 [ms] per encode. Accordingly, Te is 0.156 at the longest in double-resolution imaging (± 256 encoding).
This is extended by about 20 [ms] of [ms] × 128. Of course, when Te is long from the beginning and there is a margin for controlling the application time, Te can be kept constant. It is desirable to take measures such as changing the application level of the read-out gradient magnetic field, changing the application time, changing the application timing, etc., in response to the extension of the echo time Te.

【0027】正しい強調画像を得るには、このようなT
eの変化は好ましくないが、周辺部ではこの影響は少な
く、無視できるものである。このことから、画像強調を
重視しない場合は傾斜磁場制御切り替え点を中央部寄り
に設定して、より効率向上をはかり、画像強調が重要な
場合は、最大電源容量によって切り替え点を周辺部寄り
に設定してエンコード数を増やして高精細撮像の限界を
改善する、といったように、状況に応じて切り替え点は
選択されるべきである。
In order to obtain a correct emphasized image, such a T
Although the change of e is not preferable, the influence is small in the peripheral portion and can be ignored. For this reason, if the image enhancement is not important, the gradient magnetic field control switching point should be set closer to the center to further improve the efficiency.If image enhancement is important, the switching point should be closer to the periphery by the maximum power supply capacity. The switching point should be selected according to the situation, such as setting and increasing the number of encodings to improve the limit of high definition imaging.

【0028】以上、本発明を撮像画像の分解能向上とい
う観点から述べてきたが、この内容はそのまま傾斜磁場
電源の容量に関連する撮像視野(FOV)の縮小にもあ
てはまり、撮像視野の設定範囲を拡大してMRI装置の
使い勝手を向上することも可能である。
Although the present invention has been described above from the viewpoint of improving the resolution of a captured image, this content also applies to the reduction of the field of view (FOV) related to the capacity of the gradient magnetic field power supply, and the setting range of the field of view is changed. It is also possible to enlarge and improve the usability of the MRI apparatus.

【0029】以上、スピンエコー法シーケンスを例に説
明を行なったが、勿論、本発明は他のパルスシーケンス
においても有効である。図9はグラジェントエコー法に
適用した場合のシーケンスであるが、前記スピンエコー
法シーケンスで説明したものと同様な効果がある。
While the above description has been made with reference to the spin echo method sequence, the present invention is, of course, also applicable to other pulse sequences. FIG. 9 shows a sequence applied to the gradient echo method, and has the same effect as that described in the spin echo sequence.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、全エ
ンコードの途中でエンコード傾斜磁場の制御パラメータ
を印加レベルと印加時間に切り替えて行なうことによっ
て、少ない傾斜磁場電源容量で高精細撮像を実現でき、
また、撮像視野の設定範囲を拡大でき、更に傾斜磁場電
源の利用効率を向上させることができる、という効果が
ある。
As described above, according to the present invention, high-definition imaging can be performed with a small gradient magnetic field power supply capacity by switching the control parameter of the encoding gradient magnetic field between the application level and the application time during the entire encoding. Can be realized,
Further, there is an effect that the setting range of the imaging field of view can be expanded, and the utilization efficiency of the gradient magnetic field power supply can be further improved.

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

【図1】位相エンコード傾斜磁場印加方法説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a phase encoding gradient magnetic field application method.

【図2】傾斜磁場の印加による位相回転説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a phase rotation by applying a gradient magnetic field.

【図3】印加傾斜磁場の増加による高精細撮像説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of high-definition imaging by increasing an applied gradient magnetic field.

【図4】本発明によるスピンエコー法シーケンス説明
図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a spin echo method sequence according to the present invention.

【図5】MRI装置の全体構成図。FIG. 5 is an overall configuration diagram of an MRI apparatus.

【図6】スピンエコー法シーケンス説明図。FIG. 6 is an explanatory view of a sequence of a spin echo method.

【図7】緩和時間による画像コントラストの説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of image contrast depending on a relaxation time.

【図8】再構成画像の計測データ範囲による変化。FIG. 8 shows a change in a reconstructed image depending on a measurement data range.

【図9】本発明によるグラジェントエコー法シーケンス
説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a gradient echo method sequence according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 CPU 12 シーケンサ 18 変調器 22 傾斜磁場電源 11 CPU 12 Sequencer 18 Modulator 22 Gradient magnetic field power supply

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検体に静磁場を与える磁気回路と、前記
被検体にスライス傾斜磁場、リードアウト傾斜磁場及び
エンコード傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記
被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を起こ
させる照射パルスを印加する照射コイルと、磁気共鳴信
号を検出する受信コイルと、前記検出信号を使って対象
物体の物理的性質をあらわす画像を得る画像再構成手段
と、前記傾斜磁場コイルの各傾斜磁場及び前記照射コイ
ルの印加タイミングを制御する制御手段を備えた磁気共
鳴イメージング装置において、前記制御手段は、一連の
パルスシーケンス中において、さらにエンコード傾斜磁
場の印加時間を変更させる制御を行うと共に、エンコー
ド傾斜磁場の印加時間を所定値に維持して印加レベルを
変更させる制御とエンコード傾斜磁場の印加レベルを所
定値に維持して印加時間を変更させる制御を所定のエン
コード傾斜磁場印加タイミングで切り替えて制御する
とを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic circuit for applying a static magnetic field to a subject; a gradient coil for applying a slice gradient magnetic field, a readout gradient magnetic field, and an encoding gradient magnetic field to the subject; An irradiation coil for applying an irradiation pulse for causing magnetic resonance to the nucleus, a reception coil for detecting a magnetic resonance signal, and image reconstruction means for obtaining an image representing a physical property of the target object using the detection signal, In a magnetic resonance imaging apparatus including a control unit that controls each gradient magnetic field of a gradient coil and an application timing of the irradiation coil, the control unit further changes an application time of an encoding gradient magnetic field during a series of pulse sequences. control performs, encoding
To maintain the applied time of the
Control to be changed and the applied level of the encoding gradient magnetic field.
Control to change the application time while maintaining the constant value
Magnetic resonance imaging apparatus according to claim and this <br/> controlled by switching the code gradient magnetic field application timing.
【請求項2】被検体に静磁場を与える磁気回路と、前記
被検体にスライス傾斜磁場、リードアウト傾斜磁場及び
エンコード傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記
被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を起こ
させる照射パルスを印加する照射コイルと、磁気共鳴信
号を検出する受信コイルと、前記検出信号を使って対象
物体の物理的性質をあらわす画像を得る画像再構成手段
と、前記傾斜磁場コイルの各傾斜磁場及び前記照射コイ
ルの印加タイミングを制御する制御手段を備えた磁気共
鳴イメージング装置において、前記制御手段は、さらに
エンコード傾斜磁場の印加時間を変更させる制御を行う
と共に、エンコード傾斜磁場の印加レベルを変更させた
画像のコントラスト情報を持つ計測データとエンコード
傾斜磁場の印加時間を変更させた画像の輪郭情報を持つ
計測データとを得て、前記画像再構成手段はこれらの計
測データを用いて画像を再構成することを特徴とする磁
気共鳴イメージング装置。
2. A magnetic circuit for applying a static magnetic field to a subject,
Slice gradient magnetic field, readout gradient magnetic field and
A gradient magnetic field coil for applying an encoding gradient magnetic field,
Magnetic resonance occurs in the nuclei of the atoms that make up the tissue of the subject
An irradiation coil for applying an irradiation pulse
And a target coil using the detection signal
Image reconstruction means for obtaining images representing physical properties of objects
And each of the gradient magnetic fields of the gradient coil and the irradiation coil.
Magnetic sharing device with control means for controlling the
In the sound imaging apparatus, the control unit further includes:
Control to change the application time of encoding gradient magnetic field
At the same time, the application level of the encoding gradient magnetic field was changed.
Measurement data with image contrast information and encoding
Holds the contour information of the image in which the application time of the gradient magnetic field is changed
After obtaining the measurement data, the image reconstruction means
Characterized by reconstructing an image using measurement data
Air resonance imaging device.
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