JP4502488B2 - Magnetic resonance imaging device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴信号受信方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置に関し、特に、複数のRFコイルを用いる磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置では、マグネットシステム(magnet system)の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮影の対象(患者等)を配置し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成(再構成)する。
【0003】
磁気共鳴信号を受信するのにRFコイル(radio frequency coil)が用いられる。RFコイルの1つにフェーズドアレイ・コイル(phased array coil)がある。フェーズドアレイ・コイルは、相互に干渉しない複数のコイルループ(coil loop)の組み合わせによって構成される。
【0004】
断層像は、複数のコイルループの受信信号を全加算した信号を用いて再構成される。あるいは、複数のコイルループの受信信号に基づいてそれぞれ画像を再構成し、それらの画像を全加算することにより断層像を得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
再構成画像における輝度やコントラスト(contrast)の分布はフェーズドアレイ・コイルの感度分布に対応するが、フェーズドアレイ・コイルの感度分布は、複数のコイルループの形状や位置関係によって定まる固定的なものなので、再構成画像の輝度やコントラスト分布も固定され、任意に調節することができない。
【0006】
そこで、本発明の課題は、RFコイルの物理的構造を変えることなく感度分布が調節可能な磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信し、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節して加算する、ことを特徴とする磁気共鳴信号受信方法である。
【0008】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【0009】
(2)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信し、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相および個々の振幅を調節して加算する、ことを特徴とする磁気共鳴信号受信方法である。
【0010】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【0011】
(3)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする(1)または(2)に記載の磁気共鳴信号受信方法である。
【0012】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。
【0013】
(4)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号受信装置である。
【0014】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【0015】
(5)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相および個々の振幅を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴信号受信装置である。
【0016】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。
【0017】
(6)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする(4)または(5)に記載の磁気共鳴信号受信装置である。
【0018】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。
【0019】
(7)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて対象の内部に発生させた磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を受信する手段は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0020】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【0021】
(8)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場、勾配磁場および高周波磁場を用いて対象の内部に発生させた磁気共鳴信号に基づいて画像を構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記磁気共鳴信号を受信する手段は、相互に干渉しない複数のRFコイルで共通の対象からの磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相をおよび個々の振幅調節する信号調節手段と、前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【0022】
この観点での発明では、複数のRFコイルでそれぞれ受信した複数の磁気共鳴信号を相互間の位相および個々の振幅を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相および個々の振幅を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【0023】
(9)上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記複数のコイルはフェーズドアレイ・コイルをなす、ことを特徴とする(7)または(8)に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【0024】
この観点での発明では、フェーズドアレイ・コイルの複数の磁気共鳴信号を相互間の位相等を調節して全加算するので、合成信号は個々の受信信号のベクトル和になる。したがって、複数の受信信号の間の位相等を調節することにより、ベクトル和の大きさを調節することができ、フェーズドアレイ・コイルの感度分布を調節することができる。これによって、画像の輝度やコントラスト分布を調節することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図1に磁気共鳴撮影装置のブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【0026】
図1に示すように、本装置はマグネットシステム(magnet system)100を有する。マグネットシステム100は主磁場コイル部102、勾配コイル部106およびRFコイル部108を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム100の内部空間に、対象300がクレードル(cradle)500に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【0027】
クレードル500には受信コイル部110が設けられている。受信コイル部110は互いに対向する1対の部材を有する。対象300は互いに対向する1対の部材の間に胴部を前後から挟まれる姿勢でクレードル500に搭載される。受信コイル部110については、後にあらためて説明する。
【0028】
主磁場コイル部102はマグネットシステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象300の体軸方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【0029】
勾配コイル部106は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス(slice)勾配磁場、リードアウト(read out)勾配磁場およびフェーズエンコード(phase encode)勾配磁場の3種であり、これら3種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部106は図示しない3系統の勾配コイルを有する。
【0030】
RFコイル部108は対象300の体内のスピン(spin)を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをRF励起信号の送信ともいう。受信コイル部110は、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【0031】
勾配コイル部106には勾配駆動部130が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部106に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾配コイルに対応する図示しない3系統の駆動回路を有する。
【0032】
RFコイル部108にはRF駆動部140が接続されている。RF駆動部140はRFコイル部108に駆動信号を与えてRF励起信号を送信し、対象300の体内のスピンを励起する。
【0033】
受信コイル部110にはデータ収集部150が接続されている。データ収集部150は受信コイル部110が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ(digital data)として収集する。受信コイル部110およびデータ収集部150からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号受信装置の実施の形態の一例である。
【0034】
受信コイル部110には、また、バイアス(bias)駆動部120が接続されている。バイアス駆動部120は、受信コイル部110が有する後述のダイオード(diode)にバイアス信号を与えて、受信コイルのイネーブル/ディスエーブル(enable/disable)の切換を行う。
【0035】
バイアス駆動部120、勾配駆動部130、RF駆動部140およびデータ収集部150には制御部160が接続されている。制御部160は、バイアス駆動部120ないしデータ収集部150をそれぞれ制御する。
【0036】
データ収集部150の出力側はデータ処理部170に接続されている。データ処理部170は、データ収集部150から取り込んだデータを図示しないメモリ(memory)に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は2次元フーリエ(Fourier)空間を構成する。データ処理部170は、これら2次元フーリエ空間のデータを2次元逆フーリエ変換して対象300の画像を再構成する。以下、2次元フーリエ空間をkスペース(space)ともいう。
【0037】
データ処理部170は制御部160に接続されている。データ処理部170は制御部160の上位にあってそれを統括する。データ処理部170には、表示部180および操作部190が接続されている。表示部180は、データ処理部170から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部190は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部170に入力する。
【0038】
次に、受信コイル部110について説明する。図2に、対象300と受信コイル部110の相互関係の模式図を示す。同図に示すように、受信コイル部110は、互いに対向する1対の部材すなわち1対のコイルプレート(coil plate)210,220を有する。コイルプレート210,220には、それぞれコイルループ(coil loop)212,222が設けられている。コイルループ212,222は、本発明におけるRFコイルの実施の形態の一例である。コイルループ212,222の電気的構成については後にあらためて説明する。
【0039】
コイルプレート210,220は支持部材230により所定の間隔を保って対向支持されている。支持部材230は長さ方向に伸縮可能なものであり、これによってコイルプレート210,220間の距離が調節可能となっている。
【0040】
伸縮可能な支持部材230は、例えば図3に示すように、コイルプレート210側に固定された柱部材232と、コイルプレート220側に固定された鞘部材234とを有し、柱部材232が鞘部材234に嵌入して摺動可能になっている。両者の間には摩擦があり、任意の長さに伸長あるいは短縮した状態を保持できる。
【0041】
なお、支持部材230は省略可能であり、その場合は、コイルプレート210,220を可撓性を持つもの構成にして、対象300を前後からくるむようにする。なお、コイルループ212,222は、対象300を前後から挟む配置とする代わりに、対象300の前または後のいずれか一方側に並べて配置するようにしても良い。
【0042】
図4に、コイルループ212の電気回路を示す。同図に示すように、コイルループ212はキャパシタ(capacitor)302と導体304の直列接続によって構成される。キャパシタおよび導体への符号付けは1箇所で代表する。キャパシタ302の個数は図示したような4個に限るものではなく適宜で良い。
【0043】
1つのキャパシタ302の両端には、コイルループ212が受信した磁気共鳴信号を増幅するプリアンプ(preamplifier)306の入力回路がインダクタ(inductor)308を通じて接続されている。プリアンプ306としては入力回路のインピーダンス(impedance)が十分に低い増幅器、すなわち、低入力インピーダンス増幅器が用いられる。
【0044】
プリアンプ306の入力回路にはダイオード310が並列に接続されている。ダイオード310には、RFチョーク(RF choke)回路312を介してバイアス駆動部120から順バイアス電圧または逆バイアス電圧が与えられる。順バイアス電圧により、ダイオード310を十分な導通状態にしてインダクタ308とキャパシタ302の並列回路を構成する。
【0045】
LC並列回路の共振周波数はスピン励起用のRF信号の周波数と一致するように選ばれているので、RFコイル部108がRF信号を送信するときにダイオード310をオン(on)にすることによりLC並列共振回路を構成し、それによる高インピーダンスでコイルループを実質的に開ループ状態とし、RFコイル部108とのデカップリング(decoupling)を行う。ダイオード310がオンの状態を受信コイル部110のディスエーブル(disable)状態という。
【0046】
磁気共鳴信号の受信時には逆バイアス電圧によりダイオード310をオフ(off)にする。ダイオード310がオフの状態を受信コイル部110のイネーブル(enable)状態という。その場合、プリアンプ306が低入力インピーダンス増幅器であることにより、実質的にキャパシタ302とインダクタ308によるLC並列回路が形成される。このため、磁気共鳴信号の受信時にもLC並列回路の共振による高インピーダンスにより、コイルループは実質的に開ループ状態となる。
【0047】
ダイオード310とプリアンプ306の入力端子とは磁気共鳴信号の波長の1/2(λ/2)の整数倍の長さを持つ同軸ケーブル(coaxial cable)で接続しても上記の条件は成立する。したがって、これによりプリアンプ306をコイルループから離れた適宜の位置に設けることができる。
【0048】
このような構成のコイルループ212,222が、コイルプレート210,220上にそれぞれ形成され、ループ面を対向させてクレードル500上に搭載されている。対向状態での1対のコイルループの電気回路を図5に示す。なお、図5は各コイルのループ面を斜めに見る角度から描いてある。
【0049】
コイルループ212,222、インダクタ308,308’およびプリアンプ306,306’からなる部分は、本発明における受信手段の実施の形態の一例である。
【0050】
1対のコイルループは受信時のLC回路の高インピーダンスにより実質的に開ループとなるので、それらの間に実質的にカップリング(coupling)が生じない。このため、各コイルループはそれぞれ独立に存在するのと同様になり、対向するコイルループの影響を受けることなく磁気共鳴信号を個々に受信することができる。
【0051】
また、相互に影響を受けないので、同様な構成の別なコイルループを複数対併設するようにしても良い。複数対併設された相互に干渉しないコイルループは、いわゆるフェーズドアレイ・コイルを形成する。これによって、対象300についてより広い範囲を撮影することが可能となる。以下、コイルループが1対の場合について説明するが、複数対の場合も同様になる。
【0052】
図6に、磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【0053】
図6に示す装置は、図1に示した装置とは異なるマグネットシステム100’および受信コイル部110’を有する。それ以外は図1に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【0054】
マグネットシステム100’は主磁場マグネット部102’、勾配コイル部106’およびRFコイル部108’を有する。これら主磁場マグネット部102’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する1対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム100’の内部空間に、対象300がクレードル500に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【0055】
クレードル500には受信コイル部110’が設けられている。受信コイル部110’は互いに対向する1対の部材を有する。対象300は互いに対向する1対の部材の間に胴部を左右から挟まれる姿勢でクレードル500搭載される。受信コイル部110’は、本発明のRFコイルの実施の形態の一例である。受信コイル部110’については、後にあらためて説明する。
【0056】
主磁場マグネット部102’はマグネットシステム100’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象300の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部102’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【0057】
勾配コイル部106’は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の3種であり、これら3種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部106’は図示しない3系統の勾配コイルを有する。
【0058】
RFコイル部108’は対象300の体内のスピンを励起するためのRF励起信号を送信する。受信コイル部110’は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【0059】
次に、受信コイル部110’について説明する。図7に、対象300と受信コイル部110’の相互関係の模式図を示す。同図に示すように、受信コイル部110’は、互いに対向する1対の部材すなわち1対のコイルプレート210’,220’を有する。コイルプレート210’,220’には、それぞれコイルループ212’,222’が設けられている。コイルループ212’,222’は、本発明におけるRFコイルの実施の形態の一例である。各コイルループの電気的構成は図4に示したものと同様である。
【0060】
コイルプレート210’,220’は支持部材230’により所定の間隔を保って対向支持されている。支持部材230’は長さ方向に伸縮可能なものであり、これによってコイルプレート210’,220’間の距離が調節可能となっている。伸縮可能な支持部材230’は、図3に示したものと同様な構成を有する。
【0061】
すなわち、受信コイル部110’は受信コイル部110と同様な基本構成を有する。ただし、対象300との相互関係は、受信コイル部110とは体軸の周りで方向が90°異なる。なお、コイルループ212’,222’は、対象300を左右から挟む配置とする代わりに、対象300の右または左のいずれか一方側に並べて配置するようにしても良い。
【0062】
複数のコイルループは相互に影響を受けないので、同様な構成の別なコイルループを複数対併設するようにしても良い。複数対併設された相互に干渉しないコイルループは、いわゆるフェーズドアレイ・コイルを形成する。これによって、対象300のより広い範囲を撮影することができる。以下、コイルループが1対の場合について説明するが、複数対の場合も同様になる。
【0063】
図1または図6に示した装置におけるデータ収集部150では、図8に示すように、プリアンプ306,306’の出力信号を加算する加算器470を有する。加算器470で2つの受信信号を加算することにより、サドル型コイルで受信したのと同等の受信信号を得ることができる。
【0064】
すなわち、個々のコイルループの感度特性が例えば図9に示した曲線a,bでそれぞれ与えられるとすると、合成曲線cのような感度を持つ受信コイルで受信したのと同等の受信信号を得ることができる。合成曲線cはサドル型コイルの感度特性と同等である。
【0065】
受信信号の加算はアナログ(analog)信号の段階で行っても良く、また、ディジタル(digital)信号に変換した後に行うようにしても良い。ディジタル信号はいったんメモリに記憶し、その読み出し信号について行うようにしても良い。
【0066】
加算に当たっては、図10に示すように、信号調節ユニット(unit)472,472’をプリアンプ306,306’の後段に設け、出力信号の位相をそれぞれ調整した上で加算する。信号調節ユニット472,472’はいずれか一方だけに設けるようにしても良い。
【0067】
信号調節ユニット472,472’は、本発明における信号調節手段の実施の形態の一例である。加算器470は、本発明における加算手段の実施の形態の一例である。信号調節ユニット472,472’および加算器470は例えば電子回路で構成される。なお、それに限るものではなく、コンピュータのプログラムによって実現するようにしても良い。コンピュータのプログラムによる実現は、専用の電子回路が不要な点で好ましい。
【0068】
このように個々の信号の位相を調節して加算することにより、2つの信号のベクトル(vector)合成が行われる。したがって、両信号の位相差を調節することにより合成ベクトルの大きさを調節することができる。
【0069】
合成ベクトルの大きさを調節することにより、受信コイル部110が受信する信号の見かけ上の信号強度分布を調節することができる。以下、見かけ上の信号強度分布について説明する。
【0070】
図11に、コイルループ212,222がそれぞれ受信した信号の強度分布を概念的に示す。同図において、縦軸sは信号強度、横軸dはコイルループ212,222の中心間の距離である。ただし、いずれも0−1.0に正規化してある。なお、コイルループ212はd=0の位置にあり、コイルループ222はd=1.0の位置にある。
【0071】
グラフA,Bは、それぞれ、コイルループ212,222が受信した信号の、コイルループ212,222の中心を結ぶ線上における強度分布を示す。受信信号の強度はコイルループからの距離に応じて減少する。
【0072】
説明を簡単にするために、信号強度は距離に応じて直線的に減少するものとする。すなわち、コイルループ212の受信信号の強度は、グラフAで示すように、d=0〜1.0にかけてs=1.0〜0まで直線的に減少し、コイルループ222の受信信号の強度は、グラフBで示すように、d=1.0〜0にかけてs=1.0〜0まで直線的に減少するものとする。
【0073】
これによって、コイルループ212,222によってそれぞれ受信した信号の構成比は、d=0では(A,B)=(1.0,0)、d=0.2では(A,B)=(0.8,0.2)、d=0.5では(A,B)=(0.5,0.5)、d=0.8では(A,B)=(0.2,0.8)、d=1.0では(A,B)=(0,1.0)となる。
【0074】
図12〜図16を用いて、受信信号のベクトル合成を説明する。同図では受信信号を極座標平面におけるベクトルで表す。ベクトルA,Bはそれぞれコイルループ212,222の受信信号を表す。
【0075】
図12はd=0での受信信号を示す。(A,B)=(1.0,0)であることにより合成ベクトルはベクトルAだけとなる。合成ベクトルの大きさは1.0である。
【0076】
図13はd=0.2での受信信号を示す。(A,B)=(0.8,0.2)であることによりベクトルA,Bのベクトル和が得られる。合成ベクトルA+Bの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ=0°のときは合成ベクトルA+Bの大きさは1.0である。
【0077】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルA+Bの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルAの先端を中心とし、ベクトルBの大きさを半径とする円である。
【0078】
図14はd=0.5での受信信号を示す。(A,B)=(0.5,0.5)であることによりベクトルA,Bのベクトル和が得られる。合成ベクトルA+Bの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ=0°のときは合成ベクトルA+Bの大きさは1.0である。
【0079】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルA+Bの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルAの先端を中心とし、ベクトルBの大きさを半径とする円である。
【0080】
図15はd=0.8での受信信号を示す。(A,B)=(0.2,0.8)であることによりベクトルA,Bのベクトル和が得られる。合成ベクトルA+Bの大きさは両ベクトルの位相差θに応じて変化する。位相差がθ=0°のときは合成ベクトルA+Bの大きさは1.0である。
【0081】
位相差θの変化に伴い、合成ベクトルA+Bの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円はベクトルAの先端を中心とし、ベクトルBの大きさを半径とする円である。
【0082】
図16はd=1.0での受信信号を示す。(A,B)=(0,1.0)であることにより合成ベクトルはベクトルBだけとなる。合成ベクトルの大きさは1.0である。位相差θの変化に伴い、合成ベクトルの先端の位置は破線で示した円の円周に沿って変化する。この円は座標原点0を中心とし、ベクトルBの大きさを半径とする円である。
【0083】
図12〜図16に示したように、位相差がθ=0°のとき、合成ベクトルA+Bの大きさはd=0〜1.0の範囲において全て1.0となる。これによって、図11に直線eで示すような均一な信号強度分布が得られる。
【0084】
図17〜図19に、θ=θ1(0<θ1<90°)であるときの、d=0.2,0.5,0.8での合成ベクトルA+Bを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルA+Bの大きさはいずれも1.0より小さくなる。合成ベクトルA+Bの大きさは、また、d=0.5において最小となる。なお、d=0,1.0での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に1.0である。
【0085】
θ=−θ1の場合も、合成ベクトルA+Bの大きさはθ=θ1の場合と同じになる。以下、位相差が正の場合について説明するが、位相差が負の場合も同様になる。これによって、図11の曲線fで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【0086】
図20〜図22に、θ=90°であるときの、d=0.2,0.5,0.8での合成ベクトルA+Bを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルA+Bの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルA+Bの大きさは、また、d=0.5において最小となる。なお、d=0,1.0での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に1.0である。これによって、図11の曲線gで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【0087】
図23〜図25に、θ=θ2(90°<θ2<180°)であるときの、d=0.2,0.5,0.8での合成ベクトルA+Bを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルA+Bの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルA+Bの大きさは、また、d=0.5において最小となる。なお、d=0,1.0での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に1.0である。これによって、図11の曲線hで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【0088】
図26〜図28に、θ=180°であるときの、d=0.2,0.5,0.8での合成ベクトルA+Bを大きさをそれぞれ示す。同図に示すように、合成ベクトルA+Bの大きさはいずれもさらに小さくなる。合成ベクトルA+Bの大きさは、d=0.5において0となる。なお、d=0,1.0での合成ベクトルの大きさはθに無関係に常に1.0である。これによって、図11の直線iで示すような見かけ上の信号強度分布が得られる。
【0089】
図11に示した見かけ上の信号強度分布は、受信コイル部110の実質的な感度分布となる。したがって、コイルループ212,222の受信信号を加算する位相差を調節することにより、受信コイル部110の感度分布を調節することができる。
【0090】
位相差の調節に加えて、コイルループ212,222の受信信号の振幅を信号調節ユニット472,472’によってそれぞれ調節するようにしても良い。個々の受信信号の振幅調節によって合成ベクトルの大きさが変わるので、実質的な感度分布を調節することができる。
【0091】
振幅調節は、コンピュータプログラムによって行うのが専用の電子回路を必要としない点で好ましい。なお、特に高速な動作を必要とするときは、専用の電子回路で振幅調節を行い、コンピュータの負担を軽減することが好ましい。
【0092】
コイルループ212’,222’についても上記と同様になる。したがって、受信コイル部110’についても、同様にして感度分布を実質的に調節することができる。
【0093】
このような位相調節および振幅調節は、いったんメモリに記憶した信号について行うようにしても良い。信号の加算は、位相調節等を行ったディジタル信号をそれぞれメモリに記憶し、その読み出し信号を加算するようにしても良い。
【0094】
図29に、受信コイル部110の他の構成の一例を示す。同図に示すように、受信コイル部110は、対象300を挟んで互いに対向するもう1対のコイルループ214,224を有する。コイルループ214は対象300に関してコイルループ212と同じ側にあり、コイルループ224は対象300に関してコイルループ222と同じ側にある。
【0095】
図30に、これらコイルループの電気回路を示す。同図に示すように、各コイルループの電気回路は同一の構成を有する。コイルループ212,214の受信信号はプリアンプ306,326からそれぞれ出力される。コイルループ222,224の受信信号はプリアンプ306’,326’からそれぞれ出力される。
【0096】
図31に、これら受信信号の加算回路を示す。同図に示すように、プリアンプ306の出力信号すなわちコイルループ212の受信信号には、プリアンプ326’の出力信号すなわちコイルループ224の受信信号が、信号調節ユニット472’で位相を調節して加算器470により加算される。
【0097】
また、プリアンプ326の出力信号すなわちコイルループ214の受信信号には、プリアンプ306’の出力信号すなわちコイルループ222の受信信号が、信号調節ユニット482’で位相を調節して加算器480により加算される。
【0098】
これによって、図29に示した4つのコイルループ212,222,214,224が、いわゆるたすきがけの関係で2つずつ組み合わされることになる。このような組み合わせにおいて、信号調節ユニット472’,482’による信号調節量を適切に設定することにより、図32に示すように、対象300を囲む4つのコイルループ212’,222’,214’,224’からなる2組のサドル型コイルで磁気共鳴信号を受信したのと等価な受信信号を得ることができる。
【0099】
本装置の動作を説明する。なお、動作は図1に示した装置も図6に示した装置も本質的な相違はない。本装置の動作は制御部160による制御の下で進行する。
【0100】
図33に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス(pulse sequence)の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー(SE:Spin Echo)法のパルスシーケンスである。
【0101】
すなわち、(1)はSE法におけるRF励起用の90°パルスおよび180°パルスのシーケンスであり、(2)、(3)、(4)および(5)は、同じくそれぞれ、スライス勾配Gs、リードアウト勾配Gr、フェーズエンコード勾配GpおよびスピンエコーMRのシーケンスである。なお、90°パルスおよび180°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸tに沿って左から右に進行する。
【0102】
同図に示すように、90°パルスによりスピンの90°励起が行われる。このときスライス勾配Gsが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。90°励起から所定の時間後に、180°パルスによる180°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Gsが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【0103】
90°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Grおよびフェーズエンコード勾配Gpが印加される。リードアウト勾配Grによりスピンのディフェーズ(dephase)が行われる。フェーズエンコード勾配Gpによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【0104】
スピン反転後、リードアウト勾配Grでスピンをリフェーズ(rephase)してスピンエコーMRを発生させる。スピンエコーMRは、エコー中心に関して対称的な波形を持つRF信号となる。中心エコーは90°励起からTE(echo time)後に生じる。スピンエコーMRは2つのコイルループ212,222でそれぞれ受信され、それら受信信号がプリアンプ306,306’からそれぞれ出力される。データ収集部150は、2つの出力信号をアナログ信号またはディジタル信号の段階で位相差を適宜に調整して加算する。
【0105】
このようなパスルシーケンスが周期TR(repetition time)で64〜256回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Gpを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、kスペースに64〜256ビュー(view)のビューデータが得られる。
【0106】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図34に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー(GRE:Gradient Echo)法のパルスシーケンスである。
【0107】
すなわち、(1)はGRE法におけるRF励起用のα°パルスのシーケンスであり、(2)、(3)、(4)および(5)は、同じくそれぞれ、スライス勾配Gs、リードアウト勾配Gr、フェーズエンコード勾配GpおよびグラディエントエコーMRのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸tに沿って左から右に進行する。
【0108】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは90以下である。このときスライス勾配Gsが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【0109】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Gpによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Grにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーMRを発生させる。グラディエントエコーMRは、エコー中心に関して対称的な波形を持つRF信号となる。中心エコーはα°励起からTE後に生じる。
【0110】
グラディエントエコーMRは、データ収集部150により上記と同様にビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期TRで64〜256回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Gpを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、kスペースに64〜256ビューのビューデータが得られる。
【0111】
図33または図34のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部170のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはSE法またはGRE法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー(FSE:Fast Spin Echo)法やエコープラナーイメージング(Echo Planar Imaging)等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【0112】
データ処理部170は、ビューデータを2次元逆フーリエ変換して対象300の断層像を再構成する。あるいは、図29に示した4つのコイルループを用いてビューデータを2系統収集したときは、それぞれのビューデータから1セット(set)のビューデータを合成し、合成データの2次元逆フーリエ変換により画像を再構成するか、または、2系統のビューデータから2つの画像を再構成し、それらの画像からの合成により断層像を生成する。
【0113】
生成した断層像は表示部180で表示する。表示された断層像は受信コイル部110の感度分布に対応した輝度やコントラスト分布を持つ。操作者は、表示画像を観察して、関心領域(ROI:Region of Interest)等所望の部位の輝度やコントラストを変更したいときは、対象300におけるその部位に最も近いコイルループ例えばコイルループ222の受信信号について、操作部190を通じて位相等を調節する。
【0114】
位相等の調節に伴って再度スキャンが行われ、新たな受信信号に基づく再構成画像が表示される。この画像では、感度分布の変化に対応してROIの輝度やコントラストが増加する。操作者は画像を観察しながら所望の輝度やコントラストに達するまで位相等の調節を続ける。位相等を変えるたびにスキャンが行われ、新たな再構成画像が表示される。このようにして、輝度やコントラスト分布を適正化した再構成画像を得ることができる。
【0115】
以上は、受信コイル部110がコイルループを2つ有する場合であるが、受信コイル部110が多数のコイルループを有するフェーズドアレイ・コイルである場合も同様にして、所望の輝度やコントラストの分布を得ることができることはいうまでもない。
【0116】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、RFコイルの物理的構造を変えることなく感度分布が調節可能な磁気共鳴信号受信方法および装置、並びに、そのような磁気共鳴信号受信装置を用いる磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図2】図1に示した装置における受信コイル部と対象との相互関係を示す模式図である。
【図3】図2に示した受信コイル部の一部の模式的構成図である。
【図4】受信コイル部におけるコイルループの電気回路図である。
【図5】1対のコイルループの電気回路図である。
【図6】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図7】図6に示した装置における受信コイル部と対象との相互関係を示す模式図である。
【図8】図1または図6に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図9】受信の感度特性を示すグラフである。
【図10】図1または図6に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図11】受信信号の強度分布を示すグラフである。
【図12】受信信号をベクトル表示した図である。
【図13】受信信号をベクトル表示した図である。
【図14】受信信号をベクトル表示した図である。
【図15】受信信号をベクトル表示した図である。
【図16】受信信号をベクトル表示した図である。
【図17】受信信号をベクトル表示した図である。
【図18】受信信号をベクトル表示した図である。
【図19】受信信号をベクトル表示した図である。
【図20】受信信号をベクトル表示した図である。
【図21】受信信号をベクトル表示した図である。
【図22】受信信号をベクトル表示した図である。
【図23】受信信号をベクトル表示した図である。
【図24】受信信号をベクトル表示した図である。
【図25】受信信号をベクトル表示した図である。
【図26】受信信号をベクトル表示した図である。
【図27】受信信号をベクトル表示した図である。
【図28】受信信号をベクトル表示した図である。
【図29】受信コイル部におけるコイルループの配置を示す模式図である。
【図30】受信コイル部におけるコイルループの電気回路図である。
【図31】図1または図6に示した装置におけるデータ収集部の一部のブロック図である。
【図32】サドル型コイルにおけるコイルループの配置を示す模式図である。
【図33】図1または図6に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図34】図1または図6に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【符号の説明】
100,100’ マグネットシステム
102 主磁場コイル部
102’ 主磁場マグネット部
106,106’ 勾配コイル部
108,108’ RFコイル部
110,110’ 受信コイル部
120 バイアス駆動部
130 勾配駆動部
140 RF駆動部
150 データ収集部
160 制御部
170 データ処理部
180 表示部
190 操作部
210,220,210’,220’ コイルプレート
212,222,214,214’ コイルループ
300 対象
302,302’,322,322’ キャパシタ
304,304’,324,324’ 導体
306,306’,326,326’ プリアンプ
308,308’,328,328’ インダクタ
310,310’,330,330’ ダイオード
312,312’,332,332’ チョークコイル回路
470,480 加算器
472,472’,482’ 信号調節ユニット
500 クレードル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic resonance signal receiving method and apparatus and a magnetic resonance imaging apparatus, and in particular, a magnetic resonance signal receiving method and apparatus using a plurality of RF coils, and a magnetic resonance imaging apparatus using such a magnetic resonance signal receiving apparatus. About.
[0002]
[Prior art]
In a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, an object to be imaged (patient etc.) is placed in an internal space of a magnet system, that is, a space where a static magnetic field is formed, and a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field are applied. Then, a magnetic resonance signal is generated in the object, and a tomographic image is generated (reconstructed) based on the received signal.
[0003]
An RF coil (radio frequency coil) is used to receive the magnetic resonance signal. One of the RF coils is a phased array coil. The phased array coil is constituted by a combination of a plurality of coil loops that do not interfere with each other.
[0004]
The tomographic image is reconstructed using a signal obtained by fully adding the reception signals of a plurality of coil loops. Alternatively, each image is reconstructed based on the reception signals of the plurality of coil loops, and the tomograms are obtained by fully adding the images.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The distribution of brightness and contrast in the reconstructed image corresponds to the sensitivity distribution of the phased array coil, but the sensitivity distribution of the phased array coil is fixed depending on the shape and positional relationship of multiple coil loops. The brightness and contrast distribution of the reconstructed image are also fixed and cannot be arbitrarily adjusted.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to realize a magnetic resonance signal receiving method and apparatus capable of adjusting the sensitivity distribution without changing the physical structure of the RF coil, and a magnetic resonance imaging apparatus using such a magnetic resonance signal receiving apparatus. It is to be.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) According to another aspect of the invention for solving the above-described problem, a plurality of RF coils that do not interfere with each other receive magnetic resonance signals from a common target, and the plurality of magnetic resonance signals received respectively. The magnetic resonance signal receiving method is characterized in that the phases are adjusted and added to each other.
[0008]
In the invention from this viewpoint, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase between them, the synthesized signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, by adjusting the phase between the plurality of received signals, the magnitude of the vector sum can be adjusted, and the sensitivity distribution can be adjusted.
[0009]
(2) In another aspect of the invention for solving the above-described problem, a plurality of RF coils that do not interfere with each other receive magnetic resonance signals from a common target, and the plurality of magnetic resonance signals received respectively. A method for receiving a magnetic resonance signal, characterized in that the phase and individual amplitude of each other are adjusted and added.
[0010]
In the invention in this aspect, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase and the individual amplitude, the synthesized signal becomes a vector sum of the individual received signals. . Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted and the sensitivity distribution can be adjusted by adjusting the phase and individual amplitude between the plurality of received signals.
[0011]
(3) According to another aspect of the invention for solving the above-mentioned problem, the plurality of coils form a phased array coil. The magnetic resonance signal reception according to (1) or (2), Is the method.
[0012]
In the invention from this point of view, the plurality of magnetic resonance signals of the phased array coil are fully added by adjusting the phase and the like between each other, so that the combined signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted by adjusting the phase or the like between the plurality of received signals, and the sensitivity distribution of the phased array coil can be adjusted.
[0013]
(4) In another aspect of the invention for solving the above-described problem, a plurality of RF coils that do not interfere with each other receive a magnetic resonance signal from a common target, respectively, and receiving means A magnetic resonance signal receiving apparatus comprising: a signal adjusting unit that adjusts a phase between magnetic resonance signals; and an adding unit that adds the plurality of adjusted magnetic resonance signals.
[0014]
In the invention from this viewpoint, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase between them, the synthesized signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, by adjusting the phase between the plurality of received signals, the magnitude of the vector sum can be adjusted, and the sensitivity distribution can be adjusted.
[0015]
(5) According to another aspect of the invention for solving the above-described problem, a plurality of RF coils that do not interfere with each other receive a magnetic resonance signal from a common target, respectively, and receiving means A magnetic resonance signal receiving apparatus comprising: a signal adjusting unit that adjusts a phase and an individual amplitude between magnetic resonance signals; and an adding unit that adds the plurality of adjusted magnetic resonance signals. .
[0016]
In the invention in this aspect, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase and the individual amplitude, the synthesized signal becomes a vector sum of the individual received signals. . Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted and the sensitivity distribution can be adjusted by adjusting the phase and individual amplitude between the plurality of received signals.
[0017]
(6) In another aspect of the invention for solving the above-described problem, the plurality of coils form a phased array coil. The magnetic resonance signal reception according to (4) or (5), Device.
[0018]
In the invention from this point of view, the plurality of magnetic resonance signals of the phased array coil are fully added by adjusting the phase and the like between each other, so that the combined signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted by adjusting the phase or the like between the plurality of received signals, and the sensitivity distribution of the phased array coil can be adjusted.
[0019]
(7) Another aspect of the invention for solving the above-described problems is that magnetic resonance imaging is used to construct an image based on a magnetic resonance signal generated inside a target using a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field. An apparatus for receiving the magnetic resonance signal includes: a receiving means for receiving a magnetic resonance signal from a common target by a plurality of RF coils that do not interfere with each other; and a plurality of the received magnetic resonance signals. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a signal adjusting unit that adjusts a phase between each other; and an adding unit that adds the plurality of adjusted magnetic resonance signals.
[0020]
In the invention from this viewpoint, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase between them, the synthesized signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, by adjusting the phase between the plurality of received signals, the magnitude of the vector sum can be adjusted, and the sensitivity distribution can be adjusted. Thereby, the brightness and contrast distribution of the image can be adjusted.
[0021]
(8) In another aspect of the invention for solving the above-described problem, magnetic resonance imaging is used to construct an image based on a magnetic resonance signal generated inside a target using a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field. An apparatus for receiving the magnetic resonance signal includes: a receiving means for receiving a magnetic resonance signal from a common target by a plurality of RF coils that do not interfere with each other; and a plurality of the received magnetic resonance signals. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a signal adjusting unit that adjusts the phase and amplitude between each other; and an adding unit that adds the plurality of adjusted magnetic resonance signals.
[0022]
In the invention in this aspect, since the plurality of magnetic resonance signals respectively received by the plurality of RF coils are fully added by adjusting the phase and the individual amplitude, the synthesized signal becomes a vector sum of the individual received signals. . Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted and the sensitivity distribution can be adjusted by adjusting the phase and individual amplitude between the plurality of received signals. Thereby, the brightness and contrast distribution of the image can be adjusted.
[0023]
(9) The magnetic resonance imaging apparatus according to (7) or (8), wherein the plurality of coils form a phased array coil. It is.
[0024]
In the invention from this point of view, the plurality of magnetic resonance signals of the phased array coil are fully added by adjusting the phase and the like between each other, so that the combined signal is a vector sum of the individual received signals. Therefore, the magnitude of the vector sum can be adjusted by adjusting the phase or the like between the plurality of received signals, and the sensitivity distribution of the phased array coil can be adjusted. Thereby, the brightness and contrast distribution of the image can be adjusted.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 shows a block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.
[0026]
As shown in FIG. 1, the apparatus has a magnet system 100. The magnet system 100 includes a main magnetic field coil unit 102, a gradient coil unit 106 and an RF coil unit 108. Each of these coil portions has a substantially cylindrical outer shape and is arranged coaxially with each other. The object 300 is mounted on a cradle 500 in the internal space of the magnet system 100 and is carried in and out by a conveying means (not shown).
[0027]
The cradle 500 is provided with a receiving coil unit 110. The reception coil unit 110 has a pair of members facing each other. The object 300 is mounted on the cradle 500 in such a posture that the body portion is sandwiched from the front and rear between a pair of members facing each other. The receiving coil unit 110 will be described later.
[0028]
The main magnetic field coil unit 102 forms a static magnetic field in the internal space of the magnet system 100. The direction of the static magnetic field is generally parallel to the body axis direction of the object 300. That is, a so-called horizontal magnetic field is formed. The main magnetic field coil unit 102 is configured using, for example, a superconducting coil. Needless to say, the present invention may be configured using not only a superconducting coil but also a normal conducting coil.
[0029]
The gradient coil unit 106 generates a gradient magnetic field for giving a gradient to the static magnetic field strength. There are three types of gradient magnetic fields that are generated: a slice gradient magnetic field, a read out gradient magnetic field, and a phase encode gradient magnetic field. The gradient coil unit 106 corresponds to these three types of gradient magnetic fields. Has three gradient coils (not shown).
[0030]
The RF coil unit 108 generates a high-frequency magnetic field for exciting spins in the body of the target 300. Hereinafter, the formation of a high-frequency magnetic field is also referred to as transmission of an RF excitation signal. The receiving coil unit 110 receives an electromagnetic wave generated by excited spin, that is, a magnetic resonance signal.
[0031]
A gradient driving unit 130 is connected to the gradient coil unit 106. The gradient driving unit 130 gives a driving signal to the gradient coil unit 106 to generate a gradient magnetic field. The gradient driving unit 130 includes three systems of driving circuits (not shown) corresponding to the three systems of gradient coils in the gradient coil unit 106.
[0032]
An RF drive unit 140 is connected to the RF coil unit 108. The RF drive unit 140 provides a drive signal to the RF coil unit 108 and transmits an RF excitation signal to excite spins in the body of the target 300.
[0033]
A data collection unit 150 is connected to the reception coil unit 110. The data collection unit 150 takes in the reception signal received by the reception coil unit 110 and collects it as digital data. A portion including the receiving coil unit 110 and the data collecting unit 150 is an example of an embodiment of the magnetic resonance signal receiving apparatus of the present invention.
[0034]
A bias driving unit 120 is also connected to the receiving coil unit 110. The bias driving unit 120 supplies a bias signal to a diode (diode), which will be described later, included in the receiving coil unit 110, thereby switching the receiving coil between enable / disable (enable / disable).
[0035]
A control unit 160 is connected to the bias driving unit 120, the gradient driving unit 130, the RF driving unit 140, and the data collection unit 150. The controller 160 controls the bias driver 120 or the data collector 150, respectively.
[0036]
The output side of the data collection unit 150 is connected to the data processing unit 170. The data processing unit 170 stores the data fetched from the data collection unit 150 in a memory (not shown). A data space is formed in the memory. The data space constitutes a two-dimensional Fourier space. The data processing unit 170 reconstructs an image of the target 300 by performing two-dimensional inverse Fourier transform on the data in the two-dimensional Fourier space. Hereinafter, the two-dimensional Fourier space is also referred to as k space.
[0037]
The data processing unit 170 is connected to the control unit 160. The data processing unit 170 is above the control unit 160 and controls it. A display unit 180 and an operation unit 190 are connected to the data processing unit 170. The display unit 180 displays the reconstructed image and various information output from the data processing unit 170. The operation unit 190 is operated by an operator and inputs various commands and information to the data processing unit 170.
[0038]
Next, the receiving coil unit 110 will be described. In FIG. 2, the schematic diagram of the mutual relationship of the object 300 and the receiving coil part 110 is shown. As shown in the figure, the receiving coil unit 110 has a pair of members facing each other, that is, a pair of coil plates 210 and 220. The coil plates 210 and 220 are provided with coil loops 212 and 222, respectively. The coil loops 212 and 222 are an example of an embodiment of the RF coil in the present invention. The electrical configuration of the coil loops 212 and 222 will be described later.
[0039]
The coil plates 210 and 220 are opposedly supported by the support member 230 at a predetermined interval. The support member 230 can be expanded and contracted in the length direction, whereby the distance between the coil plates 210 and 220 can be adjusted.
[0040]
For example, as shown in FIG. 3, the extendable support member 230 includes a column member 232 fixed to the coil plate 210 side and a sheath member 234 fixed to the coil plate 220 side, and the column member 232 is a sheath. The member 234 is fitted and slidable. There is friction between the two, and the stretched or shortened state to an arbitrary length can be maintained.
[0041]
The support member 230 can be omitted. In this case, the coil plates 210 and 220 are configured to have flexibility so that the target 300 is wrapped from the front and the back. Note that the coil loops 212 and 222 may be arranged side by side on either the front side or the rear side of the target 300 instead of placing the target 300 between the front and rear.
[0042]
FIG. 4 shows an electric circuit of the coil loop 212. As shown in the figure, the coil loop 212 is constituted by a series connection of a capacitor 302 and a conductor 304. Capacitors and conductors are represented in one place. The number of capacitors 302 is not limited to four as shown, and may be appropriate.
[0043]
An input circuit of a preamplifier 306 that amplifies a magnetic resonance signal received by the coil loop 212 is connected to both ends of one capacitor 302 through an inductor 308. As the preamplifier 306, an amplifier whose impedance of the input circuit is sufficiently low, that is, a low input impedance amplifier is used.
[0044]
A diode 310 is connected in parallel to the input circuit of the preamplifier 306. A forward bias voltage or a reverse bias voltage is applied to the diode 310 from the bias driver 120 via an RF choke circuit 312. The diode 310 is sufficiently turned on by the forward bias voltage to configure a parallel circuit of the inductor 308 and the capacitor 302.
[0045]
Since the resonance frequency of the LC parallel circuit is selected so as to coincide with the frequency of the RF signal for spin excitation, the LC coil unit 108 turns on the diode 310 when transmitting the RF signal so that the LC A parallel resonance circuit is configured, and the coil loop is substantially opened by a high impedance thereby, and decoupling with the RF coil unit 108 is performed. A state in which the diode 310 is on is referred to as a disabled state of the receiving coil unit 110.
[0046]
When receiving a magnetic resonance signal, the diode 310 is turned off by a reverse bias voltage. A state in which the diode 310 is off is referred to as an enable state of the receiving coil unit 110. In this case, since the preamplifier 306 is a low input impedance amplifier, an LC parallel circuit composed of the capacitor 302 and the inductor 308 is substantially formed. For this reason, even when a magnetic resonance signal is received, the coil loop is substantially in an open loop state due to the high impedance due to the resonance of the LC parallel circuit.
[0047]
Even if the diode 310 and the input terminal of the preamplifier 306 are connected by a coaxial cable having an integral multiple of 1/2 (λ / 2) of the wavelength of the magnetic resonance signal, the above condition is satisfied. Therefore, this allows the preamplifier 306 to be provided at an appropriate position away from the coil loop.
[0048]
The coil loops 212 and 222 having such a configuration are formed on the coil plates 210 and 220, respectively, and are mounted on the cradle 500 with the loop surfaces facing each other. An electric circuit of a pair of coil loops in the opposed state is shown in FIG. FIG. 5 is drawn from an angle at which the loop surface of each coil is viewed obliquely.
[0049]
A portion including the coil loops 212 and 222, the inductors 308 and 308 ′, and the preamplifiers 306 and 306 ′ is an example of an embodiment of the receiving means in the present invention.
[0050]
Since the pair of coil loops are substantially open loops due to the high impedance of the LC circuit at the time of reception, there is substantially no coupling between them. For this reason, it becomes the same as that each coil loop exists independently, and can receive a magnetic resonance signal individually, without receiving the influence of the coil loop which opposes.
[0051]
Further, since there is no mutual influence, a plurality of pairs of other coil loops having the same configuration may be provided. A plurality of coil loops arranged side by side and not interfering with each other form a so-called phased array coil. As a result, a wider range of the object 300 can be imaged. Hereinafter, the case where there is one pair of coil loops will be described.
[0052]
FIG. 6 shows a block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus. This apparatus is an example of an embodiment of the present invention. An example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention is shown by the configuration of the apparatus. An example of an embodiment related to the method of the present invention is shown by the operation of the apparatus.
[0053]
The apparatus shown in FIG. 6 includes a magnet system 100 ′ and a receiving coil section 110 ′ that are different from the apparatus shown in FIG. Other than that, the configuration is the same as that of the apparatus shown in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the same parts, and the description is omitted.
[0054]
The magnet system 100 ′ includes a main magnetic field magnet unit 102 ′, a gradient coil unit 106 ′, and an RF coil unit 108 ′. Each of the main magnetic field magnet section 102 ′ and each coil section is composed of a pair of facing each other across a space. Moreover, all have a disk-shaped external shape and are arrange | positioned sharing a central axis. The target 300 is mounted on the cradle 500 and carried into and out of the internal space of the magnet system 100 ′ by a conveying means (not shown).
[0055]
The cradle 500 is provided with a receiving coil section 110 ′. The reception coil unit 110 ′ has a pair of members facing each other. The object 300 is mounted on the cradle 500 in a posture in which the body is sandwiched between a pair of members facing each other from the left and right. The reception coil unit 110 ′ is an example of an embodiment of the RF coil of the present invention. The receiving coil unit 110 ′ will be described later.
[0056]
The main magnetic field magnet unit 102 ′ forms a static magnetic field in the internal space of the magnet system 100 ′. The direction of the static magnetic field is generally orthogonal to the body axis direction of the object 300. That is, a so-called vertical magnetic field is formed. The main magnetic field magnet section 102 ′ is configured using, for example, a permanent magnet. Of course, not only permanent magnets but also superconducting electromagnets or normal conducting electromagnets may be used.
[0057]
The gradient coil section 106 ′ generates a gradient magnetic field for giving a gradient to the static magnetic field strength. There are three types of gradient magnetic fields to be generated: a slice gradient magnetic field, a readout gradient magnetic field, and a phase encode gradient magnetic field, and the gradient coil unit 106 'has three gradient coils (not shown) corresponding to these three types of gradient magnetic fields. .
[0058]
The RF coil unit 108 ′ transmits an RF excitation signal for exciting spins in the body of the target 300. The reception coil unit 110 ′ receives a magnetic resonance signal in which excited spin occurs.
[0059]
Next, the receiving coil unit 110 ′ will be described. In FIG. 7, the schematic diagram of the mutual relationship of object 300 and receiving coil part 110 'is shown. As shown in the figure, the receiving coil section 110 ′ has a pair of members facing each other, that is, a pair of coil plates 210 ′ and 220 ′. Coil loops 212 'and 222' are provided on the coil plates 210 'and 220', respectively. The coil loops 212 ′ and 222 ′ are an example of an embodiment of the RF coil in the present invention. The electrical configuration of each coil loop is the same as that shown in FIG.
[0060]
The coil plates 210 ′ and 220 ′ are opposed and supported by a support member 230 ′ at a predetermined interval. The support member 230 ′ can be expanded and contracted in the length direction, and thereby the distance between the coil plates 210 ′ and 220 ′ can be adjusted. The extendable support member 230 'has a configuration similar to that shown in FIG.
[0061]
That is, the receiving coil unit 110 ′ has the same basic configuration as the receiving coil unit 110. However, the mutual relationship with the object 300 is 90 ° different from the receiving coil unit 110 around the body axis. The coil loops 212 ′ and 222 ′ may be arranged side by side on either the right side or the left side of the target 300 instead of placing the target 300 between the left and right sides.
[0062]
Since the plurality of coil loops are not affected by each other, a plurality of pairs of other coil loops having the same configuration may be provided. A plurality of coil loops arranged side by side and not interfering with each other form a so-called phased array coil. As a result, a wider range of the object 300 can be photographed. Hereinafter, the case where there is one pair of coil loops will be described.
[0063]
The data collection unit 150 in the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 6 includes an adder 470 that adds the output signals of the preamplifiers 306 and 306 ′, as shown in FIG. By adding the two reception signals by the adder 470, a reception signal equivalent to that received by the saddle type coil can be obtained.
[0064]
That is, if the sensitivity characteristics of the individual coil loops are given by, for example, the curves a and b shown in FIG. 9, a received signal equivalent to that received by the receiving coil having the sensitivity as the composite curve c is obtained. Can do. The composite curve c is equivalent to the sensitivity characteristic of the saddle type coil.
[0065]
The addition of the received signal may be performed at the stage of an analog signal or may be performed after conversion to a digital signal. The digital signal may be temporarily stored in a memory and performed on the read signal.
[0066]
In addition, as shown in FIG. 10, signal adjustment units (units) 472 and 472 ′ are provided at the subsequent stage of the preamplifiers 306 and 306 ′, and the phases are adjusted after adjusting the phases of the output signals. The signal adjustment units 472 and 472 ′ may be provided in only one of them.
[0067]
The signal adjustment units 472 and 472 ′ are an example of the embodiment of the signal adjustment means in the present invention. Adder 470 is an example of an embodiment of the adding means in the present invention. The signal adjustment units 472, 472 ′ and the adder 470 are constituted by electronic circuits, for example. Note that the present invention is not limited to this, and may be realized by a computer program. Implementation by a computer program is preferable in that a dedicated electronic circuit is not required.
[0068]
Thus, the vector of two signals is combined by adjusting and adding the phases of the individual signals. Therefore, the magnitude of the combined vector can be adjusted by adjusting the phase difference between both signals.
[0069]
By adjusting the magnitude of the combined vector, the apparent signal intensity distribution of the signal received by the receiving coil unit 110 can be adjusted. The apparent signal intensity distribution will be described below.
[0070]
FIG. 11 conceptually shows intensity distributions of signals received by the coil loops 212 and 222, respectively. In the figure, the vertical axis s is the signal intensity, and the horizontal axis d is the distance between the centers of the coil loops 212 and 222. However, both are normalized to 0-1.0. Note that the coil loop 212 is at a position of d = 0, and the coil loop 222 is at a position of d = 1.0.
[0071]
Graphs A and B show intensity distributions on the lines connecting the centers of the coil loops 212 and 222, respectively, of the signals received by the coil loops 212 and 222. The strength of the received signal decreases with distance from the coil loop.
[0072]
For ease of explanation, it is assumed that the signal strength decreases linearly with distance. That is, as shown in graph A, the strength of the received signal of the coil loop 212 linearly decreases from s = 1.0 to 0 over d = 0 to 1.0, and the strength of the received signal of the coil loop 222 is As shown in the graph B, it decreases linearly from s = 1.0 to 0 over d = 1.0 to 0.
[0073]
Thus, the composition ratio of the signals received by the coil loops 212 and 222 is (A, B) = (1.0, 0) when d = 0, and (A, B) = (0 when d = 0.2. .8, 0.2), d = 0.5, (A, B) = (0.5, 0.5), and d = 0.8, (A, B) = (0.2, 0.8). ) And d = 1.0, (A, B) = (0, 1.0).
[0074]
The vector synthesis of received signals will be described with reference to FIGS. In the figure, the received signal is represented by a vector in the polar coordinate plane. Vectors A and B represent the received signals of coil loops 212 and 222, respectively.
[0075]
FIG. 12 shows the received signal at d = 0. Since (A, B) = (1.0, 0), the combined vector is only the vector A. The magnitude of the combined vector is 1.0.
[0076]
FIG. 13 shows the received signal at d = 0.2. When (A, B) = (0.8, 0.2), the vector sum of the vectors A and B is obtained. The magnitude of the combined vector A + B changes according to the phase difference θ between the two vectors. When the phase difference is θ = 0 °, the magnitude of the combined vector A + B is 1.0.
[0077]
As the phase difference θ changes, the position of the tip of the combined vector A + B changes along the circumference of the circle indicated by the broken line. This circle is a circle with the tip of the vector A as the center and the size of the vector B as the radius.
[0078]
FIG. 14 shows the received signal at d = 0.5. When (A, B) = (0.5, 0.5), the vector sum of the vectors A and B is obtained. The magnitude of the combined vector A + B changes according to the phase difference θ between the two vectors. When the phase difference is θ = 0 °, the magnitude of the combined vector A + B is 1.0.
[0079]
As the phase difference θ changes, the position of the tip of the combined vector A + B changes along the circumference of the circle indicated by the broken line. This circle is a circle with the tip of the vector A as the center and the size of the vector B as the radius.
[0080]
FIG. 15 shows the received signal at d = 0.8. When (A, B) = (0.2, 0.8), the vector sum of the vectors A and B is obtained. The magnitude of the combined vector A + B changes according to the phase difference θ between the two vectors. When the phase difference is θ = 0 °, the magnitude of the combined vector A + B is 1.0.
[0081]
As the phase difference θ changes, the position of the tip of the combined vector A + B changes along the circumference of the circle indicated by the broken line. This circle is a circle with the tip of the vector A as the center and the size of the vector B as the radius.
[0082]
FIG. 16 shows the received signal at d = 1.0. Since (A, B) = (0, 1.0), the resultant vector is only vector B. The magnitude of the combined vector is 1.0. With the change of the phase difference θ, the position of the tip of the combined vector changes along the circumference of the circle indicated by the broken line. This circle is a circle with the coordinate origin 0 as the center and the size of the vector B as the radius.
[0083]
As shown in FIGS. 12 to 16, when the phase difference is θ = 0 °, the magnitudes of the combined vector A + B are all 1.0 in the range of d = 0 to 1.0. As a result, a uniform signal intensity distribution as shown by a straight line e in FIG. 11 is obtained.
[0084]
17 to 19 show the magnitudes of the combined vectors A + B at d = 0.2, 0.5, and 0.8 when θ = θ1 (0 <θ1 <90 °). As shown in the figure, the magnitude of the combined vector A + B is smaller than 1.0. The magnitude of the combined vector A + B is also minimum at d = 0.5. Note that the magnitude of the combined vector at d = 0, 1.0 is always 1.0 regardless of θ.
[0085]
Also in the case of θ = −θ1, the magnitude of the combined vector A + B is the same as that in the case of θ = θ1. Hereinafter, the case where the phase difference is positive will be described, but the same applies to the case where the phase difference is negative. As a result, an apparent signal intensity distribution as shown by the curve f in FIG. 11 is obtained.
[0086]
20 to 22 show the magnitudes of the combined vectors A + B at d = 0.2, 0.5, and 0.8 when θ = 90 °, respectively. As shown in the figure, the magnitude of the combined vector A + B is further reduced. The magnitude of the combined vector A + B is also minimum at d = 0.5. Note that the magnitude of the combined vector at d = 0, 1.0 is always 1.0 regardless of θ. As a result, an apparent signal intensity distribution as shown by a curve g in FIG. 11 is obtained.
[0087]
23 to 25 show the magnitudes of the combined vectors A + B at d = 0.2, 0.5, and 0.8 when θ = θ2 (90 ° <θ2 <180 °). As shown in the figure, the magnitude of the combined vector A + B is further reduced. The magnitude of the combined vector A + B is also minimum at d = 0.5. Note that the magnitude of the combined vector at d = 0, 1.0 is always 1.0 regardless of θ. As a result, an apparent signal intensity distribution as shown by the curve h in FIG. 11 is obtained.
[0088]
26 to 28 show the magnitudes of the combined vectors A + B at d = 0.2, 0.5, and 0.8 when θ = 180 °, respectively. As shown in the figure, the magnitude of the combined vector A + B is further reduced. The magnitude of the combined vector A + B becomes 0 when d = 0.5. Note that the magnitude of the combined vector at d = 0, 1.0 is always 1.0 regardless of θ. As a result, an apparent signal intensity distribution as shown by the straight line i in FIG. 11 is obtained.
[0089]
The apparent signal intensity distribution shown in FIG. 11 is a substantial sensitivity distribution of the receiving coil unit 110. Therefore, the sensitivity distribution of the reception coil unit 110 can be adjusted by adjusting the phase difference in which the reception signals of the coil loops 212 and 222 are added.
[0090]
In addition to the adjustment of the phase difference, the amplitudes of the reception signals of the coil loops 212 and 222 may be adjusted by the signal adjustment units 472 and 472 ′, respectively. Since the magnitude of the combined vector changes by adjusting the amplitude of each received signal, the substantial sensitivity distribution can be adjusted.
[0091]
The amplitude adjustment is preferably performed by a computer program in that a dedicated electronic circuit is not required. In particular, when high-speed operation is required, it is preferable to adjust the amplitude with a dedicated electronic circuit to reduce the burden on the computer.
[0092]
The same applies to the coil loops 212 ′ and 222 ′. Accordingly, the sensitivity distribution can be substantially adjusted in the same manner for the receiving coil section 110 ′.
[0093]
Such phase adjustment and amplitude adjustment may be performed on a signal once stored in the memory. For the signal addition, the digital signals subjected to phase adjustment or the like may be stored in a memory, and the read signals may be added.
[0094]
FIG. 29 shows an example of another configuration of the receiving coil unit 110. As shown in the figure, the receiving coil unit 110 has another pair of coil loops 214 and 224 that face each other with the target 300 interposed therebetween. Coil loop 214 is on the same side as coil loop 212 with respect to object 300, and coil loop 224 is on the same side as coil loop 222 with respect to object 300.
[0095]
FIG. 30 shows an electric circuit of these coil loops. As shown in the figure, the electric circuit of each coil loop has the same configuration. The reception signals of the coil loops 212 and 214 are output from the preamplifiers 306 and 326, respectively. The reception signals of the coil loops 222 and 224 are output from the preamplifiers 306 ′ and 326 ′, respectively.
[0096]
FIG. 31 shows an adder circuit for these received signals. As shown in the figure, the output signal of the preamplifier 306, that is, the reception signal of the coil loop 212, is added to the output signal of the preamplifier 326 ', that is, the reception signal of the coil loop 224, by adjusting the phase by the signal adjustment unit 472'. It is added by 470.
[0097]
Further, the output signal of the preamplifier 326, that is, the reception signal of the coil loop 214, is added by the adder 480 after adjusting the phase by the signal adjustment unit 482 ', the output signal of the preamplifier 306', that is, the reception signal of the coil loop 222. .
[0098]
As a result, the four coil loops 212, 222, 214, and 224 shown in FIG. 29 are combined two by two in a so-called brushing relationship. In such a combination, by appropriately setting the signal adjustment amount by the signal adjustment units 472 ′, 482 ′, as shown in FIG. 32, four coil loops 212 ′, 222 ′, 214 ′, A reception signal equivalent to the reception of the magnetic resonance signal by two sets of saddle type coils composed of 224 ′ can be obtained.
[0099]
The operation of this apparatus will be described. The operation is essentially the same between the apparatus shown in FIG. 1 and the apparatus shown in FIG. The operation of this apparatus proceeds under the control of the control unit 160.
[0100]
FIG. 33 shows an example of a pulse sequence used for magnetic resonance imaging. This pulse sequence is a pulse sequence of a spin echo (SE: Spin Echo) method.
[0101]
That is, (1) is a sequence of 90 ° pulses and 180 ° pulses for RF excitation in the SE method, and (2), (3), (4) and (5) are respectively the slice gradient Gs and the lead. This is a sequence of an out gradient Gr, a phase encode gradient Gp, and a spin echo MR. The 90 ° pulse and the 180 ° pulse are represented by center signals. The pulse sequence proceeds from left to right along the time axis t.
[0102]
As shown in the figure, 90 ° excitation of spin is performed by a 90 ° pulse. At this time, the slice gradient Gs is applied, and selective excitation for a predetermined slice is performed. After a predetermined time from the 90 ° excitation, 180 ° excitation by a 180 ° pulse, that is, spin inversion is performed. At this time, the slice gradient Gs is applied, and selective inversion is performed for the same slice.
[0103]
In the period between 90 ° excitation and spin reversal, a readout gradient Gr and a phase encode gradient Gp are applied. Spin dephase is performed by the lead-out gradient Gr. Spin phase encoding is performed by the phase encoding gradient Gp.
[0104]
After the spin inversion, the spin is rephased at the readout gradient Gr to generate the spin echo MR. The spin echo MR is an RF signal having a symmetrical waveform with respect to the echo center. The central echo occurs after TE (echo time) from 90 ° excitation. The spin echo MR is received by the two coil loops 212 and 222, and the received signals are output from the preamplifiers 306 and 306 ′, respectively. The data acquisition unit 150 adds the two output signals by appropriately adjusting the phase difference at the stage of an analog signal or a digital signal.
[0105]
Such a pulse sequence is repeated 64 to 256 times in a cycle TR (repetition time). The phase encoding gradient Gp is changed every time it is repeated, and a different phase encoding is performed each time. Thus, view data of 64 to 256 views (view) is obtained in the k space.
[0106]
Another example of the magnetic resonance imaging pulse sequence is shown in FIG. This pulse sequence is a pulse sequence of a gradient echo (GRE) method.
[0107]
That is, (1) is a sequence of α ° pulses for RF excitation in the GRE method, and (2), (3), (4) and (5) are slice gradient Gs, readout gradient Gr, It is a sequence of a phase encoding gradient Gp and a gradient echo MR. The α ° pulse is represented by a center signal. The pulse sequence proceeds from left to right along the time axis t.
[0108]
As shown in the figure, the α ° excitation of the spin is performed by the α ° pulse. α is 90 or less. At this time, the slice gradient Gs is applied, and selective excitation for a predetermined slice is performed.
[0109]
After the α ° excitation, spin phase encoding is performed by the phase encoding gradient Gp. Next, the spin is first dephased by the readout gradient Gr, and then the spin is rephased to generate the gradient echo MR. The gradient echo MR is an RF signal having a symmetrical waveform with respect to the echo center. The central echo occurs after TE from α ° excitation.
[0110]
The gradient echo MR is collected as view data by the data collection unit 150 as described above. Such a pulse sequence is repeated 64-256 times in a cycle TR. The phase encoding gradient Gp is changed every time it is repeated, and a different phase encoding is performed each time. Thereby, view data of 64 to 256 views is obtained in the k space.
[0111]
View data obtained by the pulse sequence of FIG. 33 or FIG. 34 is collected in the memory of the data processing unit 170. Note that the pulse sequence is not limited to the SE method or the GRE method, and may be one of other appropriate techniques such as a Fast Spin Echo (FSE) method and Echo Planar Imaging (Echo Planar Imaging). Needless to say.
[0112]
The data processing unit 170 reconstructs a tomographic image of the target 300 by performing two-dimensional inverse Fourier transform on the view data. Alternatively, when two systems of view data are collected using the four coil loops shown in FIG. 29, one set of view data is synthesized from the respective view data, and two-dimensional inverse Fourier transform is performed on the synthesized data. An image is reconstructed, or two images are reconstructed from two systems of view data, and a tomographic image is generated by combining these images.
[0113]
The generated tomographic image is displayed on the display unit 180. The displayed tomographic image has luminance and contrast distribution corresponding to the sensitivity distribution of the receiving coil unit 110. When the operator wants to change the brightness or contrast of a desired region such as a region of interest (ROI) by observing the display image, the operator receives the coil loop 222 closest to that region in the object 300, for example, the coil loop 222. The phase and the like of the signal are adjusted through the operation unit 190.
[0114]
Scanning is performed again with the adjustment of the phase and the like, and a reconstructed image based on a new received signal is displayed. In this image, the brightness and contrast of the ROI increase corresponding to the change in sensitivity distribution. The operator continues adjusting the phase and the like while observing the image until the desired brightness and contrast are reached. Each time the phase or the like is changed, scanning is performed, and a new reconstructed image is displayed. In this way, a reconstructed image with optimized brightness and contrast distribution can be obtained.
[0115]
The above is a case where the receiving coil unit 110 has two coil loops. However, in the case where the receiving coil unit 110 is a phased array coil having a number of coil loops, the distribution of desired luminance and contrast is similarly achieved. It goes without saying that it can be obtained.
[0116]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a magnetic resonance signal receiving method and apparatus capable of adjusting the sensitivity distribution without changing the physical structure of the RF coil, and such a magnetic resonance signal receiving apparatus are used. A magnetic resonance imaging apparatus can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a mutual relationship between a receiving coil unit and a target in the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a part of the receiving coil unit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an electric circuit diagram of a coil loop in a receiving coil section.
FIG. 5 is an electric circuit diagram of a pair of coil loops.
FIG. 6 is a block diagram of an exemplary apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a mutual relationship between a receiving coil unit and a target in the apparatus shown in FIG. 6;
8 is a block diagram of a part of a data collection unit in the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 6;
FIG. 9 is a graph showing reception sensitivity characteristics;
10 is a block diagram of a part of a data collection unit in the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 6;
FIG. 11 is a graph showing an intensity distribution of a received signal.
FIG. 12 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 13 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 14 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 15 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 16 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 17 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 18 is a diagram showing received signals as vectors.
FIG. 19 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 20 is a diagram showing a vector of received signals.
FIG. 21 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 22 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 23 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 24 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 25 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 26 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 27 is a diagram showing a vector of received signals.
FIG. 28 is a diagram in which received signals are displayed as vectors.
FIG. 29 is a schematic diagram showing the arrangement of coil loops in the receiving coil section.
FIG. 30 is an electric circuit diagram of a coil loop in the receiving coil section.
31 is a block diagram of a part of a data collection unit in the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 6;
FIG. 32 is a schematic diagram showing the arrangement of coil loops in a saddle type coil.
33 is a diagram showing an example of a pulse sequence executed by the apparatus shown in FIG. 1 or FIG.
34 is a diagram showing an example of a pulse sequence executed by the apparatus shown in FIG. 1 or FIG. 6;
[Explanation of symbols]
100,100 'magnet system
102 Main magnetic field coil section
102 'main magnetic field magnet
106,106 'gradient coil section
108, 108 'RF coil section
110, 110 'receiving coil section
120 Bias drive
130 Gradient drive
140 RF drive unit
150 Data collection unit
160 Control unit
170 Data processing unit
180 display unit
190 Operation unit
210, 220, 210 ', 220' coil plate
212, 222, 214, 214 'coil loop
300 subjects
302, 302 ', 322, 322' capacitor
304, 304 ', 324, 324' conductor
306, 306 ', 326, 326' preamplifier
308, 308 ', 328, 328' inductor
310, 310 ', 330, 330' diode
312, 312 ′, 332, 332 ′ choke coil circuit
470, 480 adder
472, 472 ', 482' signal conditioning unit
500 cradle

Claims (5)

撮影の対象を静磁場空間に載置し、所定のパルスシーケンスによる勾配磁場及び高周波磁場を用いて前記対象の内部に磁気共鳴信号を発生させ、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、
相互に干渉しない複数のRFコイルで前記対象からの前記磁気共鳴信号をそれぞれ受信する受信手段と、
前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相を調節する信号調節手段と、
前記調節した複数の磁気共鳴信号を加算する加算手段と、
前記加算された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、
前記再構成された画像を表示する表示手段と、
操作者が所定の操作をする操作手段とを具備しており、
前記操作者が、前記表示手段に表示された画像を見て、前記操作手段を用いて前記位相を調節するとともに新たにパルスシーケンスを実行することにより、前記表示手段に前記調節された位相による画像を表示することを特徴とする磁気共鳴撮影装置
A magnetic field in which an object to be imaged is placed in a static magnetic field space, a magnetic resonance signal is generated inside the object using a gradient magnetic field and a high-frequency magnetic field by a predetermined pulse sequence, and an image is reconstructed based on the magnetic resonance signal A resonance imaging apparatus,
Receiving means for respectively receiving the magnetic resonance signals from the object by a plurality of RF coils that do not interfere with each other;
Signal adjusting means for adjusting a phase between the plurality of received magnetic resonance signals;
Adding means for adding the adjusted plurality of magnetic resonance signals;
Image reconstruction means for reconstructing an image based on the added magnetic resonance signal;
Display means for displaying the reconstructed image;
Operating means for the operator to perform a predetermined operation,
The operator looks at the image displayed on the display means, adjusts the phase using the operation means, and newly executes a pulse sequence, whereby the image based on the adjusted phase is displayed on the display means. The magnetic resonance imaging apparatus characterized by displaying .
請求項1に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記信号調節手段は、前記それぞれ受信した複数の磁気共鳴信号について相互間の位相及び個々の振幅を調節し、
前記操作者が前記操作手段を用いて前記位相及び前記振幅を調節するとともに新たにパルスシーケンスを実行することにより、前記表示手段に前記調節された位相及び振幅による画像を表示することを特徴とする磁気共鳴撮影装置
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The signal adjusting means adjusts the phase and individual amplitude between the plurality of received magnetic resonance signals,
The operator adjusts the phase and the amplitude using the operating means and newly executes a pulse sequence, thereby displaying an image based on the adjusted phase and amplitude on the display means. The magnetic resonance imaging apparatus.
請求項1又は請求項2に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、フェーズドアレイ・コイルをなすことを特徴とする磁気共鳴撮影装置
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2,
Wherein the plurality of coils, magnetic resonance imaging apparatus shall be the features and scores Do the phased array coil.
請求項1又は請求項2に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、前記対象を挟んで対向し合う位置に配置されたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2,
The magnetic resonance imaging apparatus , wherein the plurality of coils are arranged at positions facing each other across the object .
請求項4に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記複数のコイルは、4つのコイルであって、2つずつのコイルが前記対象を挟んで対向し合う位置に配置されたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 4.
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of coils are four coils, and two coils are arranged at positions facing each other across the object .
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102257405B (en) * 2008-11-12 2015-11-25 拜耳医疗保健公司 Orthogonal Endo-rectal coil and the interfacing equipment for this orthogonal Endo-rectal coil
JP5361514B2 (en) * 2009-04-27 2013-12-04 株式会社東芝 Magnetic resonance imaging apparatus and received signal processing method in magnetic resonance imaging apparatus
EP3544498A4 (en) * 2016-11-23 2020-07-29 General Electric Company A conforming posterior radio frequency (rf) coil array for a magnetic resonance imaging (mri) system
US11719775B1 (en) 2022-01-28 2023-08-08 GE Precision Healthcare LLC RF receiver coil with equal perimeter loops

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779948A (en) * 1993-09-14 1995-03-28 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus
JP4042937B2 (en) * 1998-11-16 2008-02-06 リコーエレメックス株式会社 Supply control system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03236829A (en) * 1990-02-14 1991-10-22 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging device
JP3611378B2 (en) * 1995-10-04 2005-01-19 株式会社東芝 MRI equipment
US5910728A (en) * 1996-11-12 1999-06-08 Beth Israel Deaconess Medical Center Simultaneous acquisition of spatial harmonics (SMASH): ultra-fast imaging with radiofrequency coil arrays

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779948A (en) * 1993-09-14 1995-03-28 Toshiba Corp Magnetic resonance imaging apparatus
JP4042937B2 (en) * 1998-11-16 2008-02-06 リコーエレメックス株式会社 Supply control system

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