JP3274879B2 - Magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

Magnetic resonance imaging equipment

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JP3274879B2
JP3274879B2 JP07954792A JP7954792A JP3274879B2 JP 3274879 B2 JP3274879 B2 JP 3274879B2 JP 07954792 A JP07954792 A JP 07954792A JP 7954792 A JP7954792 A JP 7954792A JP 3274879 B2 JP3274879 B2 JP 3274879B2
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英史 小林
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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、磁気共鳴イメージング
装置に係り、特に、いわゆる可変視野撮像法を用いた磁
気共鳴イメージング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and more particularly, to a magnetic resonance imaging apparatus using a so-called variable field imaging method.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴
現象を利用して被検体中の所望の断面部位における原子
核スピンの密度分布、緩和時間分布等を計測し、その計
測データから被検体の該断面を画像表示するものであ
る。
2. Description of the Related Art A magnetic resonance imaging apparatus uses a magnetic resonance phenomenon to measure a nuclear spin density distribution, a relaxation time distribution, and the like at a desired cross-sectional site in a subject. Is displayed as an image.

【0003】そして、このような磁気共鳴イメージング
装置において、断面の画像表示までに到る計測時間が長
くなることから、近年では、たとえば可変視野撮像法が
用いられるようになってきた。
In such a magnetic resonance imaging apparatus, for example, a variable field-of-view imaging method has come to be used in recent years because a measurement time required to display an image of a cross section becomes long.

【0004】この可変視野撮像法は、表示面上では、そ
の中央部から上下方向に延在する領域において断層像の
表示される画像表示領域(視野領域)とし、該領域の両
脇部に相当する領域を画像非表示領域(非視野領域)と
するもので、このようにするためには、位相エンコード
方向の傾斜磁場の傾斜勾配の間隔を大きくし、順次変化
させて繰り返される傾斜磁場の印加回数を少なくすれば
よい。
According to this variable visual field imaging method, an image display area (field area) in which a tomographic image is displayed on a display surface in a region extending vertically from a central portion thereof, and corresponds to both sides of the area. In this case, the interval of the gradient of the gradient magnetic field in the phase encoding direction is increased, and the gradient magnetic field is repeatedly applied while being sequentially changed. The number of times may be reduced.

【0005】このため、繰り返される傾斜磁場の印加回
数の減少に応じた時間の軽減が図れることになり、計測
時間を短くすることができる。
For this reason, it is possible to reduce the time in accordance with the decrease in the number of times of the repeated application of the gradient magnetic field, and to shorten the measurement time.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た磁気共鳴イメージング装置において、たとえば、被検
体が計測空間の中心からずれて位置づけられている場
合、表示面上では、該計測空間の中心に相当する位置を
中心にして該被検体が表示面の両脇に対称的に存在する
非視野領域に隠れないように視野領域が設定されること
から、逆に表現すると、視野領域において被検体の断層
像が左右のうちの一方側に偏って位置付けられ他方側に
おいて無用の視野領域が形成されることになっていた。
However, in the above-described magnetic resonance imaging apparatus, for example, when the subject is positioned off the center of the measurement space, it corresponds to the center of the measurement space on the display surface. Since the visual field is set so that the subject is not hidden by the non-visual areas symmetrically present on both sides of the display surface with the center at the position, the tomographic image of the subject in the visual field is expressed in reverse. Are biased to one of the left and right sides, and an unnecessary field of view is to be formed on the other side.

【0007】したがって、その分だけ位相方向の傾斜磁
場の印加回数が大きくなり、計測時間を充分に小さくす
ることができなかった。
Therefore, the number of times of application of the gradient magnetic field in the phase direction increases accordingly, and the measurement time cannot be sufficiently reduced.

【0008】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、その目的とするところのもの
は、計測時間を大幅に小さくすることのできる磁気共鳴
イメージング装置を提供することにある。
[0008] Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of greatly reducing the measurement time. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、被検体の計測空間に
おける位置ずれと該被検体の最大幅を位相エンコード方
向の傾斜磁場を一定としてNMR信号を取り出しこのN
MR信号から求められる周波数と信号量との関係から求
める第1手段と、この第1手段によって求めた前記最大
幅の情報に基づいて位相エンコード方向の計測視野を狭
めるようにする第2手段と、この第2手段によって得ら
れるNMR信号と前記第1手段によって求めた位置ずれ
情報とに基づいて前記被検体の断面像が表示面の中心に
位置づけられるように画像処理する第3手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention basically provides a method of measuring a position shift of a subject in a measurement space and a maximum width of the subject by a gradient magnetic field in a phase encoding direction. The NMR signal is extracted by setting
First means for obtaining the relationship between the frequency and the signal amount obtained from the MR signal, and second means for narrowing the measurement field of view in the phase encoding direction based on the information on the maximum width obtained by the first means; And third means for performing image processing based on the NMR signal obtained by the second means and the positional deviation information obtained by the first means so that a sectional image of the subject is positioned at the center of the display surface. It is characterized by the following.

【0010】[0010]

【作用】このように構成した磁気共鳴イメージング装置
は、まず、第1手段によって被検体の計測空間における
位置ずれと該被検体の最大幅を求めることができるよう
になっている。
In the magnetic resonance imaging apparatus thus constructed, first, the first means can determine the displacement of the subject in the measurement space and the maximum width of the subject.

【0011】そして、この第1手段は、位相エンコード
方向の傾斜磁場を一定としてNMR信号を取り出し、こ
の取り出されたNMR信号から求められる周波数と信号
量との関係から容易に検出でき、その計測は極めて短時
間でかつ簡単にできる。
The first means extracts an NMR signal while keeping the gradient magnetic field in the phase encoding direction constant, and can easily detect the NMR signal from the relationship between the frequency and the signal amount obtained from the extracted NMR signal. Can be done very quickly and easily.

【0012】また、第2手段によって、前記最大幅に基
づく位相エンコード方向の計測視野を狭めるようにして
いる。すなわち、位相エンコード方向の傾斜磁場の傾斜
勾配の間隔を大きくでき、順次変化させて繰り返される
傾斜磁場の印加回数を少なくできる(したがって、画像
処理するために必要なNMR信号も少なくなる)。
The second means narrows the measurement field of view in the phase encoding direction based on the maximum width. That is, the interval between the gradients of the gradient magnetic field in the phase encoding direction can be increased, and the number of times of application of the gradient magnetic field, which is sequentially changed and repeated, can be reduced (therefore, the number of NMR signals required for image processing is also reduced).

【0013】この場合、第3手段によって被検体の断面
像が表示面の中心に位置付けられるように画像処理がな
されることから、前記位相エンコード方向の計測視野を
最小限に狭めることができるようになり、したがってこ
のことから、計測時間を大幅に小さくすることができ
る。
In this case, the image processing is performed by the third means so that the cross-sectional image of the subject is positioned at the center of the display surface, so that the measurement field of view in the phase encoding direction can be minimized. Therefore, the measurement time can be significantly reduced from this.

【0014】[0014]

【実施例】図4は、本発明による磁気共鳴イメージング
装置の一実施例を示す全体概略ブロック構成図である。
FIG. 4 is an overall schematic block diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【0015】同図に示す磁気共鳴イメージング装置は、
静磁場発生磁石2と、磁場勾配発生系3と、送信系4
と、受信系5と、信号処理系6と、シーケンサ7と、中
央処理装置(CPU)8とを備えてなっているものであ
る。
The magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG.
Static magnetic field generating magnet 2, magnetic field gradient generating system 3, transmitting system 4
, A receiving system 5, a signal processing system 6, a sequencer 7, and a central processing unit (CPU) 8.

【0016】前記静磁場発生磁石2は、被検体1の周り
にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁
場を発生させるもので、該被検体1の周りのある広がり
をもった空間に永久磁石方式また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。
The static magnetic field generating magnet 2 generates a uniform static magnetic field around the subject 1 in a body axis direction or a direction perpendicular to the body axis, and has a certain spread around the subject 1. A permanent magnet type, a normal conduction type, or a superconducting type magnetic field generating means is arranged in the space.

【0017】磁場勾配発生系3は、X,Y,Zの三軸方
向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場
コイルを駆動する傾斜磁場電源10とからなり、後述の
シーケンサ7からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾
斜磁場電源10を駆動することにより、X,Y,Zの三
軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzを被検体1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1に対するスライス面を設定することができる。
The magnetic field gradient generating system 3 includes a gradient magnetic field coil 9 wound in three directions of X, Y and Z, and a gradient magnetic field power supply 10 for driving the respective gradient magnetic field coils. By driving the gradient magnetic field power supplies 10 of the respective coils in accordance with the above-mentioned commands, the gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz in the three axial directions of X, Y, Z are applied to the subject 1. A slice plane for the subject 1 can be set by how to apply the gradient magnetic field.

【0018】シーケンサ7は、被検体1の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁
場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰返し印加す
るもので、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層像
のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系4および磁
場勾配発生系3ならびに受信系5に送るようになってい
る。
The sequencer 7 repeatedly applies a high-frequency magnetic field pulse for causing nuclear magnetic resonance to the nuclei of the atoms constituting the living tissue of the subject 1 in a predetermined pulse sequence. Various commands necessary for data collection of tomographic images of the specimen 1 are sent to the transmission system 4, the magnetic field gradient generation system 3, and the reception system 5.

【0019】送信系4は、前記シーケンサ7から送り出
される高周波パルスにより被検体1の生体組織を構成す
る原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波
磁場を照射するもので、高周波発信器11、変調器1
2、高周波増幅器13、高周波コイル14aとからなっ
ている。高周波発信器11から出力された高周波パルス
をシーケンサ7の命令にしたがって変調器12で振幅変
調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器
13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周
波コイル14aに供給することにより、電磁波が前記被
検体1に照射されるようになっている。
The transmitting system 4 irradiates a high-frequency magnetic field in order to cause a nuclear magnetic resonance in the nuclei of the atoms constituting the living tissue of the subject 1 by the high-frequency pulse sent from the sequencer 7. , Modulator 1
2, a high-frequency amplifier 13 and a high-frequency coil 14a. The high-frequency pulse output from the high-frequency transmitter 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 according to the command of the sequencer 7, and the amplitude-modulated high-frequency pulse is amplified by the high-frequency amplifier 13, and then placed close to the subject 1. By supplying the high frequency coil 14a, the subject 1 is irradiated with an electromagnetic wave.

【0020】受信系5は、被検体1の生体組織の原子核
の核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信
号)を放出するもので、高周波コイル14b、増幅器1
5、直交位相検波器16、A/D変換器17とからなっ
ている。送信側の高周波コイル14aから照射された電
磁波による被検体1の応答の電磁波(NMR信号)は被
検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出
され、増幅器15および直交位相検波器16を介してA
/D変換器17に入力されてディジタル量に変換され、
さらにシーケンサ7からの命令によるタイミングで直交
位相検波器16によりサンプリングされた二系列の収集
データとされ、その信号が信号処理系6に送られるよう
になっている。
The receiving system 5 emits an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of the nucleus of the living tissue of the subject 1, and includes a high-frequency coil 14b and an amplifier 1
5, a quadrature phase detector 16 and an A / D converter 17. The electromagnetic wave (NMR signal) of the response of the subject 1 due to the electromagnetic wave emitted from the high-frequency coil 14a on the transmission side is detected by the high-frequency coil 14b arranged close to the subject 1, and is transmitted through the amplifier 15 and the quadrature phase detector 16. Via A
/ D converter 17 and is converted into a digital quantity,
Further, it is made into two series of collected data sampled by the quadrature phase detector 16 at a timing according to an instruction from the sequencer 7, and the signal is sent to the signal processing system 6.

【0021】信号処理系6は、CPU8と、磁気ディス
ク18および光ディスク19等の記憶装置と、ディスプ
レイであるCRT20とからなり、CPU8でフーリエ
変換、補正係数計算像再構成等の処理を行い、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っ
て得られた分布を画像化してCRT20に断層像として
表示するようにしている。
The signal processing system 6 comprises a CPU 8, a storage device such as a magnetic disk 18 and an optical disk 19, and a CRT 20 as a display. The CPU 8 performs processing such as Fourier transform and correction coefficient calculation image reconstruction. The signal intensity distribution of the cross section or the distribution obtained by performing an appropriate operation on a plurality of signals is imaged and displayed on the CRT 20 as a tomographic image.

【0022】なお、図4において、送信側および受信側
の高周波コイル14a、14bと傾斜磁場コイル9は、
被検体1の周りの空間に配置された静磁場発生磁石2の
磁場空間内に配置されている。
In FIG. 4, the high-frequency coils 14a and 14b on the transmitting and receiving sides and the gradient coil 9 are
It is arranged in the magnetic field space of the static magnetic field generating magnet 2 arranged in the space around the subject 1.

【0023】そして、このように構成されている磁気共
鳴イメージング装置において、本実施例では、特に、次
に示す第1手段、第2手段、および第3手段とが備えら
れたものとなっている。
In the magnetic resonance imaging apparatus having the above-described configuration, the present embodiment particularly includes the following first means, second means, and third means. .

【0024】以下、それぞれの手段について順次説明す
る。(1).第1手段 すなわち、位相エンコード方向の傾斜磁場を一定として
NMR信号を取り出しこのNMR信号から求められる周
波数と信号量との関係から被検体の計測空間における位
置ずれと該被検体の最大幅を求める手段について。
Hereinafter, each means will be described sequentially. (1). First means, that is, means for extracting an NMR signal while keeping the gradient magnetic field in the phase encoding direction constant, and calculating a positional shift of the subject in the measurement space and the maximum width of the subject from the relationship between the frequency and the signal amount obtained from the NMR signal. about.

【0025】まず、図2に示すように、断面像の位相エ
ンコード方向と周波数エンコード方向を入れ替え、位相
エンコード傾斜磁場をかけずにシーケンスを一回実行
し、これにより得られるNMR信号20である計測デー
タを一次元フーリェ変換することによって、図3に示す
ように、周波数に対する信号強度の関係が得られること
になる。
First, as shown in FIG. 2, the phase encoding direction and the frequency encoding direction of the cross-sectional image are switched, the sequence is executed once without applying a phase encoding gradient magnetic field, and the NMR signal 20 obtained by this is measured. By performing the one-dimensional Fourier transform on the data, a relationship between the signal strength and the frequency is obtained as shown in FIG.

【0026】同図において、信号強度を示す信号値が閾
値SLより大きい部分が被検体の存在範囲に対応してい
ることになる。そして、該閾値SLに相当する周波数f
LおよびfHにより、被検体の中心の周波数fC=
{(fL+fH)/2}が求められることになる。
In the figure, a portion where the signal value indicating the signal strength is larger than the threshold value SL corresponds to the existence range of the subject. Then, the frequency f corresponding to the threshold SL
By using L and fH, the frequency fC at the center of the subject is obtained as follows:
{(FL + fH) / 2} will be obtained.

【0027】予め判明している静磁場中心における共鳴
周波数f0と、上述した被検体中心の周波数fCとか
ら、被検体の中心のずれ量(位相エンコード方向の中心
ずれ量)は、 (中心ずれ量)=(f0−fC)×2π/(γ×Gr) ただし、 π :円周率 γ :磁気回転比 Gr:シーケンスの読出傾斜磁場強度 である。として求めることができる。
From the previously known resonance frequency f0 at the center of the static magnetic field and the above-mentioned frequency fC at the center of the subject, the shift amount of the center of the subject (center shift amount in the phase encoding direction) is expressed as ) = (F0−fC) × 2π / (γ × Gr) where π: pi γ: gyromagnetic ratio Gr: readout gradient magnetic field strength of the sequence. Can be obtained as

【0028】一方、被検体の大きさSは、 S=(fH−fL)×2π/(γ×Gr) ただし、 π :円周率 γ :磁気回転比 Gr:シーケンスの読出傾斜磁場強度 である。として求めることができる。On the other hand, the size S of the subject is as follows: S = (fH−fL) × 2π / (γ × Gr), where π: circumference ratio γ: gyromagnetic ratio Gr: readout gradient magnetic field intensity of the sequence. . Can be obtained as

【0029】したがって、被検体の計測空間における位
置ずれと該被検体の最大幅を求めることができる。
Therefore, it is possible to determine the displacement of the subject in the measurement space and the maximum width of the subject.

【0030】(2).第2手段 すなわち、前記第1手段によって求めた前記最大幅の情
報に基づいて位相エンコード方向の計測視野を狭めるよ
うにする手段について。
(2). Second means, that is, means for narrowing the measurement field of view in the phase encoding direction based on the information of the maximum width obtained by the first means.

【0031】いわゆる可変視野撮像法を用いるもので、
位相エンコード方向の傾斜磁場において、その切り換え
し時間(TR)毎の磁場印加の際にその増分量の設定の
仕方により、撮像可能領域を狭めて撮像時間の短縮を図
れるようにしたものである。
A so-called variable visual field imaging method is used.
In the gradient magnetic field in the phase encoding direction, when the magnetic field is applied for each switching time (TR), the amount of imaging can be shortened by narrowing the imageable area by setting the increment amount.

【0032】可変視野撮像法の説明をする前に、可変視
野撮像法を適用させないで撮像する場合の説明をまず行
う。
Before describing the variable field-of-view imaging method, a description will first be given of the case of imaging without applying the variable field-of-view imaging method.

【0033】図5(a)に示すように、位相エンコード
方向の傾斜磁場の増分量がGpstepとなっており、
これにより同図(b)に示すように、同図(c)の撮像
領域(あるいは撮像視野FOV)に対する傾斜磁場が対
応づけられる。
As shown in FIG. 5A, the increment of the gradient magnetic field in the phase encoding direction is Gpstep,
As a result, as shown in FIG. 2B, the gradient magnetic field is associated with the imaging region (or imaging field of view FOV) in FIG. 2C.

【0034】これに対応して、図6は可変視野撮像法を
適用させた説明図で、同図(a)ないし(c)はそれぞ
れ図5(a)ないし(c)に対応させている。これら各
図から判るように、位相エンコード方向の撮像視野をF
OVとすると、 γtp・Gpstep・FOV=2π…………(1) の式が成立する。このため、位相エンコード方向の視野
を1/mにするためには位相エンコードの増分をm倍す
ればよい。つまり、 γtp・G’pstep・FOV/m=2π……………(2) が成立するG’pstepにすればよい。
FIG. 6 is an explanatory view to which the variable visual field imaging method is applied. FIGS. 6A to 6C correspond to FIGS. 5A to 5C, respectively. As can be seen from these figures, the imaging field of view in the phase encoding direction is F
Assuming that OV is satisfied, the following equation holds: γtp · Gpstep · FOV = 2π (1) Therefore, in order to reduce the field of view in the phase encoding direction to 1 / m, the increment of the phase encoding may be multiplied by m. In other words, G'pstep which satisfies γtp · G′pstep · FOV / m = 2π (2) may be used.

【0035】そして、式(1),式(2)より、 G’pstep=m・Gpstep……………(3) が成立する。また、撮像時間は、位相エンコードの更新
回数kにより決定される。同一な空間分解能にするため
には、撮像視野に対するkが一定であればよい。通常撮
像のそれをkとし、可変視野時をk’とおくと、 FOV/k=(FOV/m)/k’…………(4) が成立する。式(4)から k’/k=1/m…………(5) となる。撮像時間は、位相エンコードの更新回数に比例
するため、可変視野にすることにより、1/mの時間短
縮となる。
From equations (1) and (2), G'pstep = m.Gpstep... (3) holds. Further, the imaging time is determined by the number of updates k of the phase encoding. In order to obtain the same spatial resolution, it is sufficient that k with respect to the imaging field is constant. Assuming that k in the normal imaging is k and k ′ is the variable visual field, FOV / k = (FOV / m) / k ′ (4) holds. From equation (4), k ′ / k = 1 / m (5) Since the imaging time is proportional to the number of updates of the phase encoding, a variable field of view can reduce the time by 1 / m.

【0036】そして、このFOV/mを前記第1手段に
よって求めた被検体の最大幅S=(fH−fL)×2π
/γ・Grに一致づけるようにして前記G’pstep
を設定する。
Then, the FOV / m is determined by the first means as the maximum width S = (fH−fL) × 2π of the subject.
/ Γ · Gr
Set.

【0037】(3).第3手段 すなわち、前記第2手段によって得られたNMR信号と
前記第1手段によって求めた位置ずれ情報とに基づいて
前記被検体の断面像が表示面の中心に位置づけられるよ
うに画像処理する手段について。
(3). Third means, that is, means for performing image processing based on the NMR signal obtained by the second means and the displacement information obtained by the first means so that the sectional image of the subject is positioned at the center of the display surface. about.

【0038】まず、この手段を行うシーケンスを図7を
用いて説明する。このパルスシーケンスは、いわゆる2
次元フーリエイメージング法のうちスピンエコー法の模
式的なパルスシーケンスである。
First, a sequence for performing this means will be described with reference to FIG. This pulse sequence has a so-called 2
It is a typical pulse sequence of the spin echo method in the dimensional Fourier imaging method.

【0039】このパルスシーケンスは、同図に示すよう
に、まず、90°パルス30を印加した後、エコー時間
をTeとしたときTe/2の時間後に180°パルス3
1を加えるようになっている。90°パルス30を加え
た後、各スピンはそれぞれに固有の速度でX−Y面内で
回転を始めるため、時間の経過とともに各スピン間に位
相差が生じる。ここで、180°パルスが加わると、各
スピンはX’軸に対称に反転し、その後も同じ速度で回
転を続けるために時刻Teでスピンは再び収束し、エコ
ー信号36を形成するようになる。
As shown in the drawing, the pulse sequence is as follows. First, a 90 ° pulse 30 is applied, and when the echo time is Te, the 180 ° pulse 3 is applied after Te / 2.
One is added. After the 90 ° pulse 30 is applied, each spin starts to rotate in the XY plane at a unique speed, and a phase difference occurs between the spins with the passage of time. Here, when a 180 ° pulse is applied, the spins are inverted symmetrically with respect to the X ′ axis. Thereafter, the spins converge again at time Te in order to continue rotating at the same speed, thereby forming an echo signal 36. .

【0040】なお、この際におけるエコー信号36の発
生原理を核スピンをもとに図8を用いて説明をする。同
図において、90°パルス照射(図8(a))後、y軸
上に倒れた巨視的磁化は(図8(b))、時間が経過す
るにつれ(図8(c))、静磁場の不均一性の影響を受
けて個々の核スピンの回転位相がばらばらに乱れ始め、
x−y平面内を扇を広げたように広がっていく(図8
(d))。このとき、FID信号が観測されるが、その
後受信コイルには信号が現れない。
The principle of generating the echo signal 36 at this time will be described with reference to FIG. 8 based on the nuclear spin. In the same figure, after the 90 ° pulse irradiation (FIG. 8 (a)), the macroscopic magnetization that has fallen on the y-axis (FIG. 8 (b)) shows that as time passes (FIG. 8 (c)), the static magnetic field Due to the inhomogeneity of, the rotational phases of individual nuclear spins start to be disturbed,
The fan spreads in the xy plane as if a fan were spread (FIG. 8).
(D)). At this time, an FID signal is observed, but no signal appears in the receiving coil thereafter.

【0041】次に、90°パルス印加後時間τ経過後1
80°パルスを印加する(図8(e))。この結果位相
ずれを起こしていた各スピンは、X軸を中心として18
0°左周りに回転させられる。しかし、この状態となっ
ても、180°パルスの印加前にx−y面で右回りとな
っていたスピンはそのまま右回りに、また、左回りのも
のは左回りへと引き続き位相を変えていく(図8
(f))。そのため、最初の90°パルスを印加してか
ら2τ後には、各スピンは−y軸に収束する(図8
(g))。これら各核スピンの挙動はx−y平面に置か
れたコイルに信号として受信されるので、受信信号に着
目すると、90°パルス印加後2τに到達する直前から
FID信号が現れ始め、2τ後最大値に到達する。
Next, 1 after the elapse of the time τ after the application of the 90 ° pulse,
An 80 ° pulse is applied (FIG. 8E). As a result, each spin that has caused a phase shift is 18
Rotated 0 ° counterclockwise. However, even in this state, the spin that had been clockwise on the xy plane before the application of the 180 ° pulse is now clockwise as it is, and the counterclockwise spin continuously changes its phase counterclockwise. Go (Fig. 8
(F)). Therefore, each spin converges to the −y axis 2τ after application of the first 90 ° pulse (FIG. 8).
(G)). Since the behavior of each of these nuclear spins is received as a signal by the coil placed on the xy plane, when focusing on the received signal, the FID signal starts to appear immediately before reaching 2τ after applying the 90 ° pulse, and the maximum after 2τ. Reach the value.

【0042】この場合、断層画像を構成するためには信
号の空間的な分布を求めねばならない。このために線形
な傾斜磁場を用いる。均一な静磁場に傾斜磁場を重畳す
ることで空間的な磁場勾配ができる。先にも述べたよう
にスピンの回転周波数は磁場強度に比例しているから傾
斜磁場が加わった状態においては、各スピンの回転周波
数は空間的に異なる。従って、この周波数を調べること
によって各スピンの位置を知ることができる。この目的
のために、スライス方向傾斜磁場32、位相エンコード
傾斜磁場33、周波数エンコード傾斜磁場34、35が
用いられている。
In this case, in order to form a tomographic image, the spatial distribution of signals must be obtained. For this purpose, a linear gradient magnetic field is used. By superimposing a gradient magnetic field on a uniform static magnetic field, a spatial magnetic field gradient can be created. As described above, the spin rotation frequency is proportional to the magnetic field strength, so that the spin rotation frequency is spatially different when a gradient magnetic field is applied. Therefore, by examining this frequency, the position of each spin can be known. For this purpose, a slice direction gradient magnetic field 32, a phase encoding gradient magnetic field 33, and frequency encoding gradient magnetic fields 34 and 35 are used.

【0043】なお、この場合、前記位相エンコード傾斜
磁場33における増分量G’pstepは前記第2手段
によって定められた値に設定されていることは上述した
通りである。
In this case, as described above, the increment G'pstep in the phase encoding gradient magnetic field 33 is set to a value determined by the second means.

【0044】以上に述べたパルスシーケンスを基本単位
として、位相エンコード傾斜磁場の強度(その増分量は
G’pstep)を毎回変えながら一定の繰返し時間
(TR)毎に、所定回数、たとえば256回繰り返す。
こうして得られた計測信号を2次元逆フーリェ変換する
ことで巨視的磁化の空間的分布が求められる。なお、以
上のMRIの基本原理に関しては、「NMR医学」(基
礎と臨床)(核磁気共鳴医学研究会編、丸善株式会社、
昭和59年1月20日発行)に詳しく説明されている。
Using the above-described pulse sequence as a basic unit, the intensity of the phase-encoding gradient magnetic field (the increment is G'pstep) is changed every time, and is repeated a predetermined number of times, for example, 256 times, at a constant repetition time (TR). .
The spatial distribution of macroscopic magnetization is obtained by performing a two-dimensional inverse Fourier transform on the measurement signal thus obtained. In addition, regarding the above-mentioned basic principle of MRI, "NMR medicine" (basic and clinical) (edited by Nuclear Magnetic Resonance Medical Research Society, Maruzen Co., Ltd.,
(Issued January 20, 1984).

【0045】なお、前述のように、位相エンコード方向
の増分量の大きさGpstepを被検体の最大幅と一致
づけた可変視野撮像法を用いて得られたNMR信号をそ
のまま2次元フーリェ変換して得られる画像は、図1
(a)に示すように、計測空間の中心10Aと断層像の
中心10Bとの間にずれが生じている場合、同図(b)
に示すように、計測空間の中心10Aを中心として幅S
の画像表示領域(視野領域)が形成され、この結果、該
画像表示領域に表示される断層像は、位相エンコード方
向に折り返しの生じた画像となって形成される。
As described above, the NMR signal obtained by using the variable field-of-view imaging method in which the magnitude of the increment Gpsstep in the phase encoding direction is made to coincide with the maximum width of the subject is directly subjected to two-dimensional Fourier transform. The resulting image is shown in FIG.
As shown in (a), when there is a shift between the center 10A of the measurement space and the center 10B of the tomographic image, FIG.
As shown in the figure, the width S is centered on the center 10A of the measurement space.
Is formed, and as a result, the tomographic image displayed in the image display area is formed as an image that is folded in the phase encoding direction.

【0046】このため、本実施例では、前記NMR信号
を格納したメモリの各データS(m,n)を次の演算式
を用いてS’(m,n)に位相補正するようにしてい
る。
For this reason, in this embodiment, each data S (m, n) in the memory storing the NMR signal is phase-corrected to S '(m, n) using the following equation. .

【0047】 S’(m,n)=S(m,n)exp{−2πi(mp/FOV’)} ここで、FOV’=FOV/kである。S ′ (m, n) = S (m, n) exp {−2πi (mp / FOV ′)} where FOV ′ = FOV / k.

【0048】なお、メモリの各データは、mは、位相エ
ンコード方向の傾斜磁場が一定の際に時間的に順次得ら
れるサンプル番号であり、また、nは、位相エンコード
方向の傾斜磁場が順次変化する際のそのプロジェクショ
ン番号である。
In each of the data in the memory, m is a sample number obtained sequentially in time when the gradient magnetic field in the phase encoding direction is constant, and n is a sequentially changing gradient magnetic field in the phase encoding direction. This is the projection number when performing this.

【0049】このようにして得られる断層像の画像は、
たとえば図1(c)のように映像されるようになる。
The image of the tomographic image thus obtained is
For example, an image is displayed as shown in FIG.

【0050】上述した実施例のように構成した磁気共鳴
イメージング装置は、まず、第1手段によって被検体の
計測空間における位置ずれと該被検体の最大幅を求める
ことができるようになっている。
In the magnetic resonance imaging apparatus constructed as in the above-described embodiment, first, the position shift of the subject in the measurement space and the maximum width of the subject can be obtained by the first means.

【0051】そして、この第1手段は、位相エンコード
方向の傾斜磁場を0としてNMR信号を取り出し、この
取り出されたNMR信号から求められる周波数と信号量
との関係から容易に検出でき、その計測は極めて短時間
でかつ簡単にできる。
The first means extracts the NMR signal with the gradient magnetic field in the phase encoding direction set to 0, and can easily detect the NMR signal from the relationship between the frequency and the signal amount obtained from the extracted NMR signal. Can be done very quickly and easily.

【0052】また、第2手段によって、前記最大幅に基
づく位相エンコード方向の計測視野を狭めるようにして
いる。すなわち、位相エンコード方向の傾斜磁場の傾斜
勾配の間隔を大きくでき、順次変化させて繰り返される
傾斜磁場の印加回数を少なくできる(したがって、画像
処理するために必要なNMR信号も少なくなる)。
Further, the measurement field in the phase encoding direction based on the maximum width is narrowed by the second means. That is, the interval between the gradients of the gradient magnetic field in the phase encoding direction can be increased, and the number of times of application of the gradient magnetic field, which is sequentially changed and repeated, can be reduced (therefore, the number of NMR signals required for image processing is also reduced).

【0053】この場合、第3手段によって被検体の断面
像が表示面の中心に位置付けられるように画像処理がな
されることから、前記位相エンコード方向の計測視野を
最小限に狭めることができるようになり、したがってこ
のことから、計測時間を大幅に小さくすることができ
る。
In this case, since the image processing is performed by the third means so that the sectional image of the subject is positioned at the center of the display surface, the measurement field of view in the phase encoding direction can be narrowed to the minimum. Therefore, the measurement time can be significantly reduced from this.

【0054】上述した実施例では、断層画像のずれ補正
は位相エンコード方向においてのみ行ったものである
が、これに限定されず、周波数エンコード方向において
も併せて行うようにしてもよい。図9(1)に示すよう
に、たとえば計測空間における被検体の中心が周波数エ
ンコード方向にFだけ離れていいる場合、NMR信号の
検波周波数を断面の選択励起周波数F0から、次式を満
足するF1とすれば、 F1=F0−(F/FOV)(FH−FL) 同図(b)に示すように、周波数エンコード方向にFだ
け移動した像が得られるようになる。
In the above-described embodiment, the tomographic image shift correction is performed only in the phase encoding direction. However, the present invention is not limited to this, and may be performed together in the frequency encoding direction. As shown in FIG. 9A, for example, when the center of the subject in the measurement space is separated by F in the frequency encoding direction, the detection frequency of the NMR signal is changed from the selective excitation frequency F0 of the cross section to F1 satisfying the following equation. Then, F1 = F0− (F / FOV) (FH−FL) As shown in FIG. 3B, an image shifted by F in the frequency encoding direction can be obtained.

【0055】このようにした場合、本発明の目的には全
く関係ないものであるが、映像される断層像が表示面の
縦横いずれの方向においても中央に位置付けられること
になり極めて観察し易いという効果が得られる。
In this case, although it has nothing to do with the object of the present invention, the tomographic image to be imaged is positioned at the center in both the vertical and horizontal directions of the display surface, and is extremely easy to observe. The effect is obtained.

【0056】また、上述した実施例では、第1手段にお
いて、位相エンコード傾斜磁場をかけずにシーケンスを
一回実行してNMR信号を得るようにしているが、これ
に限定されることはなく、位相エンコード傾斜磁場を一
定にしてシーケンスを一回実行してNMR信号を得るよ
うにしても同様の効果が得られることはいうまでもな
い。
In the above-described embodiment, the first means executes the sequence once without applying the phase-encoding gradient magnetic field to obtain the NMR signal. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that the same effect can be obtained even if the sequence is executed once and the NMR signal is obtained with the phase encoding gradient magnetic field kept constant.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による磁気共鳴イメージング装置によれば、計測
時間を大幅に短くすることができるようになる。
As is apparent from the above description,
According to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, the measurement time can be significantly reduced.

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

【図1】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の第
3手段の一実施例を説明するための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of a third means of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の第
1手段の一実施例を説明するためのシーケンスである。
FIG. 2 is a sequence diagram for explaining an embodiment of the first means of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の第
1手段の一実施例を説明するための説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of the first means of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図4】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の一
実施例を示す全体概略構成図である。
FIG. 4 is an overall schematic configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図5】 図6の説明を明確にするために必要な説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram necessary for clarifying the description of FIG. 6;

【図6】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の第
2手段の一実施例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment of the second means of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図7】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の第
2手段に用いられるシーケンスの説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a sequence used for the second means of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図8】 本発明による磁気共鳴イメージング装置にお
ける核スピンの動きを説明するための説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining movement of nuclear spins in the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【図9】 本発明による磁気共鳴イメージング装置の他
の実施例を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing another embodiment of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A…計測空間の中心、10B…断層像の中心。 10A: Center of measurement space, 10B: Center of tomographic image.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体の計測空間における位置ずれと該
被検体の最大幅を位相エンコード方向の傾斜磁場を一定
としてNMR信号を取り出しこのNMR信号から求めら
れる周波数と信号量との関係から求める第1手段と、こ
の第1手段によって求めた前記最大幅の情報に基づいて
位相エンコード方向の計測視野を狭めるようにする第2
手段と、この第2手段によって得られるNMR信号と前
記第1手段によって求めた位置ずれ情報とに基づいて前
記被検体の断面像が表示面の中心に位置づけられるよう
に画像処理する第3手段とを備えたことを特徴とする磁
気共鳴イメージング装置。
An NMR signal is extracted from a positional deviation of a subject in a measurement space and a maximum width of the subject with a gradient magnetic field in a phase encoding direction being fixed, and is obtained from a relationship between a frequency and a signal amount obtained from the NMR signal. A second means for narrowing the measurement field of view in the phase encoding direction based on the information of the maximum width obtained by the first means.
A third means for performing image processing such that a sectional image of the subject is positioned at the center of the display surface based on the NMR signal obtained by the second means and the positional deviation information obtained by the first means. A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
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