JP3439845B2 - Mri用ランプドrfパルスの生成方法およびmri装置 - Google Patents
Mri用ランプドrfパルスの生成方法およびmri装置Info
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Description
esonance Imaging)用ランプドRFパルス(Ramped Rad
io Frequency Pulse)の生成方法およびMRI装置に関
する。さらに詳しくは、スライス軸方向に徐々に変化す
るフリップ角(flip angle)でスライス領域を励起する
ためのMRI用ランプドRFパルスを高速に生成できる
MRI用ランプドRFパルスの生成方法およびMRI装
置に関する。
プドRFパルスの生成処理のフローチャートである。ス
テップB1では、図9の(a)に示すような基になるR
FパルスG(t)(スライス軸方向に一定のフリップ角
θでスライス領域を励起するためのRFパルスであり、
予め記憶している)に対してフーリエ変換を行い、図9
の(b)に示すような周波数プロファイルS(ω)を求
める。ステップB2では、図10の(a)に示すような
線形窓関数W(ω)を周波数プロファイルS(ω)に乗
算し、図10の(b)に示すような周波数プロファイル
T(ω)を求める。所望のフリップ角θの変化率に合せ
てパラメータσを調整することにより、所望の周波数プ
ロファイルT(ω)を得ることが出来る。ステップB3
では、周波数プロファイルT(ω)に対して逆フーリエ
変換を行い、ランプドRFパルスL(t)を求める。こ
のランプドRFパルスL(t)は、図11の(a)に示
すような実数部Re(t)と図11の(b)に示すよう
なと虚数部Im(t)からなっている。すなわち、 L(t)=Re(t)+i・Im(t) である。
Fパルスの生成処理では、ステップB1とステップB2
とでフーリエ変換を2度行っている。しかし、フーリエ
変換を2度行うと、乗算回数が多くなり、計算に時間が
かかる問題点がある。すなわち、RFパルスのデータ点
数をNとすると、1度のフーリエ変換でN・log{N}回
の乗算回数が必要となるので、2度のフーリエ変換では
2・N・log{N}回の乗算回数が必要となり、計算時間
がかかる。そこで、この発明の目的は、MRI用ランプ
ドRFパルスを高速に生成することが出来るMRI用ラ
ンプドRFパルスの生成方法およびMRI装置を提供す
ることにある。
明は、スライス軸方向に徐々に変化するフリップ角でス
ライス領域を励起するためのMRI用ランプドRFパル
スの生成方法において、所望のMRI用ランプドRFパ
ルスの周波数プロファイルを偶関数部と奇関数部に分
け、前記偶関数部に対応する偶関数部RFパルスと前記
奇関数部に対応する奇関数部RFパルスとを別々に取得
し、前記偶関数部RFパルスを実数部とし前記奇関数部
RFパルスを虚数部として加算し、所望のMRI用ラン
プドRFパルスを生成することを特徴とするMRI用ラ
ンプドRFパルスの生成方法を提供する。
方向に徐々に変化するフリップ角でスライス領域を励起
するためのランプドRFパルスを用いてスライス領域の
励起を行うMRI装置において、所望のMRI用ランプ
ドRFパルスの周波数プロファイルの偶関数部に対応す
る偶関数部RFパルスを取得する偶関数部RFパルス取
得手段と、所望のMRI用ランプドRFパルスの周波数
プロファイルの奇関数部に対応する奇関数部RFパルス
を取得する奇関数部RFパルス取得手段と、前記偶関数
部RFパルスを実数部とし前記奇関数部RFパルスを虚
数部として加算して所望のMRI用ランプドRFパルス
を生成するRFパルス合成手段とを具備したことを特徴
とするMRI装置を提供する。
MRI装置において、前記奇関数部RFパルス取得手段
は、 O(t)=(2・σ/a)sin{a・t}/(t・t)−(2・σ)cos{a・t}/
t により奇関数部RFパルスO(t)を算出することを特徴
とするMRI装置を提供する。
ルスの生成方法および上記第2の観点によるMRI装置
では、所望の周波数プロファイルの偶関数部に対応する
偶関数部RFパルスを取得し、それとは別に所望のMR
I用ランプドRFパルスの周波数プロファイルの奇関数
部に対応する奇関数部RFパルスを取得する。そして、
前記偶関数部RFパルスを実数部とし前記奇関数部RF
パルスを虚数部として加算して、所望のMRI用ランプ
ドRFパルスを生成する。前記偶関数部RFパルスは、
基になるRFパルス(スライス軸方向に一定のフリップ
角でスライス領域を励起するためのRFパルスであり、
予め記憶している)を利用して求められるので、フーリ
エ変換を行う必要はない。一方、前記奇関数部RFパル
スを求めるには、フーリエ変換が必要になる。ところ
が、このフーリエ変換は、次に示すように簡単な数式に
置換することが出来る。
行うことなく、MRI用ランプドRFパルスを高速に生
成できる。
t により奇関数部RFパルスを算出する。上記数式におい
て、(2・σ/a)sin{a・t},(t・t)および(2・σ)cos{a・t}は
例えばテーブルから求めることが可能であり、1データ
点毎に計算する必要はない。つまり、1データ点につい
ては、2回の乗算(除算)だけが必要となる。また、R
Fパルスのデータ点数をNとすると、上記数式は奇関数
であるため、N/2のデータ点数についてだけ計算すれ
ばよい。そこで、全体としては2×(N/2)=N回の
乗算回数となる。結局、N回の乗算回数でMRI用ラン
プドRFパルスを生成できるから、計算時間がかから
ず、高速に生成できることとなる。
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図1は、この発明の一実施例のMR
I装置100のブロック図である。このMRI装置10
0において、マグネットアセンブリ1は、内部に被検体
を挿入するための空間部分(孔)を有し、この空間部分
を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加す
る主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための勾配磁場
コイル(勾配磁場コイルは、X,Y,Zの各軸のコイル
を備えている)と、被検体内の原子核のスピンを励起す
るためのRFパルスを印加する送信コイルと、被検体か
らのNMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号を検出
する受信コイル等が配置されている。主磁場コイル,勾
配磁場コイル,送信コイルおよび受信コイルは、それぞ
れ主磁場電源2,勾配磁場駆動回路3,RF電力増幅器
4および前置増幅器5に接続されている。
指令に従い、スピン・ワープ法等のシーケンスに基づい
て、勾配磁場駆動回路3を操作し、前記マグネットアセ
ンブリ1の勾配磁場コイルから勾配磁場を発生させると
共に、ゲート変調回路9を操作し、RF発振回路10か
らの高周波出力信号を所定タイミング・所定包絡線のパ
ルス状信号に変調し、それをRFパルスとしてRF電力
増幅器4に加え、RF電力増幅器4でパワー増幅した
後、前記マグネットアセンブリ1の送信コイルに印加
し、目的のスライス領域を選択励起する。
の受信コイルで検出された被検体からのNMR信号を増
幅し、位相検波器12に入力する。位相検波器12は、
RF発振回路10の出力を参照信号とし、前置増幅器5
からのNMR信号を位相検波して、A/D変換器11に
与える。A/D変換器11は、位相検波後のアナログ信
号をディジタル信号に変換して、計算機7に入力する。
計算機7は、A/D変換器11からのデジタル信号に対
する画像再構成演算を行い、スライス領域のイメージ
(プロトン密度像)を生成する。このイメージは、表示
装置6にて表示される。また、計算機7は、操作卓13
から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受
け持つ。この発明のMRI用ランプドRFパルスの生成
方法は、計算機7で実行され、生成されたランプドRF
パルスは、シーケンス記憶回路8に渡される。
ドRFパルスの生成処理のフローチャートである。ステ
ップV1では、図3の(a)に示すような基になるRF
パルスG(t)(スライス軸方向に一定のフリップ角θ
でスライス領域を励起するためのRFパルスであり、予
め記憶している)を取得し、これを偶関数部RFパルス
E(t)とする。この偶関数部RFパルスE(t)は、
図3の(b)に示すような周波数プロファイルS(ω)
を持っている。この周波数プロファイルS(ω)は偶関
数になっている。
関数部RFパルスO(t)を取得する。 O(t)=(2・σ/a)sin{a・t}/(t・t)−(2・σ)cos{a・t}/
t ここで、(2・σ/a)sin{a・t},(t・t)および(2・σ)cos{a・
t}は、テーブルから求める。従って、乗算(除算)は2
回で済む。図4の(a)に、奇関数部RFパルスO
(t)を例示する。この奇関数部RFパルスO(t)
は、図4の(b)に示すような周波数プロファイルT’
(ω)を持っている。この周波数プロファイルT’
(ω)は奇関数になっている。
(t)を実数部Re(t)とし、奇関数部RFパルスO
(t)を虚数部Im(t)とし、次式によりランプドR
FパルスL(t)を算出する。 L(t)=Re(t)+i・Im(t) 得られたランプドRFパルスL(t)は、図5の(a)
に示すような実数部Re(t)と図5の(b)に示すよ
うな虚数部Im(t)からなっているが、これは図11
の(a)(b)と同じものである。また、その周波数プ
ロファイルT(ω)は、図9の(b)の周波数プロファ
イルS(ω)と図10の(b)の周波数プロファイル
T’(ω)の和であり、図6に示すようになる。これは
図10の(b)と同じものである。かくして、フーリエ
変換を行わずに、所望のランプドRFパルスL(t)を
得ることが出来る。
り励起した場合のフリップ角θと位置の説明図である。
被検体Hのスライス領域SLを励起すると、スライス軸
方向にフリップ角θが徐々に変化する。このようなラン
プドRFパルスL(t)は、例えばスライス軸方向を血
流方向とする3次元TOFアンギオグラフィ(3D Ti
me Of Flight Angiography)に用いられる。
の生成方法およびMRI装置によれば、フリップ角が徐
々に変化するような周波数プロファイルを持つランプド
RFパルスを、フーリエ変換を行わずに、高速に生成す
ることが出来る。
ク図である。
方法の一実施例を示すフローチャートである。
示図である。
示図である。
の例示図である。
イルの例示図である。
図である。
の一例を示すフローチャートである。
示図である。
ら所望の周波数プロファイルを作成する過程の説明図で
ある。
部の例示図である。
ブリ 4 RF電力増幅器 7 計算機 8 シーケンスコント
ローラ 9 ゲート変調回路 10 RF発振回路 11 RF電力増幅器 13 操作卓 SL スライス領域 θ フリップ角 L(t) MRI用ランプド
RFパルス Re(t) 実数部 Im(t) 虚数部 S(ω),T(ω),T’(ω) 周波数プロファイ
ル E(t) 偶関数部RFパル
ス O(t) 奇関数部RFパル
ス
Claims (3)
- 【請求項1】 スライス軸方向に徐々に変化するフリッ
プ角でスライス領域を励起するためのMRI用ランプド
RFパルスの生成方法において、 所望のMRI用ランプドRFパルスの周波数プロファイ
ルを偶関数部と奇関数部に分け、前記偶関数部に対応す
る偶関数部RFパルスと前記奇関数部に対応する奇関数
部RFパルスとを別々に取得し、前記偶関数部RFパル
スを実数部とし前記奇関数部RFパルスを虚数部として
加算し、所望のMRI用ランプドRFパルスを生成する
ことを特徴とするMRI用ランプドRFパルスの生成方
法。 - 【請求項2】 スライス軸方向に徐々に変化するフリッ
プ角でスライス領域を励起するためのランプドRFパル
スを用いてスライス領域の励起を行うMRI装置におい
て、 所望のMRI用ランプドRFパルスの周波数プロファイ
ルの偶関数部に対応する偶関数部RFパルスを取得する
偶関数部RFパルス取得手段と、所望のMRI用ランプ
ドRFパルスの周波数プロファイルの奇関数部に対応す
る奇関数部RFパルスを取得する奇関数部RFパルス取
得手段と、前記偶関数部RFパルスを実数部とし前記奇
関数部RFパルスを虚数部として加算して所望のMRI
用ランプドRFパルスを生成するRFパルス合成手段と
を具備したことを特徴とするMRI装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のMRI装置において、
前記奇関数部RFパルス取得手段は、 O(t)=(2・σ/a)sin{a・t}/(t・t)−(2・σ)cos{a・t}/
t (但し、aは周波数プロファイルのバンド幅、σ/aは
フリップ角の変化率)により奇関数部RFパルスO(t)
を算出することを特徴とするMRI装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23894094A JP3439845B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | Mri用ランプドrfパルスの生成方法およびmri装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08103423A JPH08103423A (ja) | 1996-04-23 |
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