JP4751210B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、高速スピンエコー(FSE)法を用いる磁気共鳴イメージング装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging equipment using fast spin echo (FSE) method.
この種の磁気共鳴イメージング装置では、プリスキャンにて、スピンエコーの位相ずれを検出する。本スキャンでは、検出された位相ずれを補正する。 In this type of magnetic resonance imaging apparatus, the phase shift of the spin echo is detected by prescan. In the main scan, the detected phase shift is corrected.
例えば、特許文献1に開示された技術では、位相エンコード(PE)を外したスピンエコーを収集し、1エコー目と2エコー目との0次および1次の位相差を測定する。そして、0次の位相差は主にRFの位相で補正し、1次の位相差はReadout方向の傾斜磁場パルスに補正パルスを付加することで補正する。
補正パルスの大きさは、例えば台形近似のモデルを利用して理論的に定められる。しかしながら傾斜磁場の変化量は、一定の補正パルスを付加した場合でも、渦電流や振動の影響によりばらつくことがある。特に非シールド型の傾斜磁場コイルおよび/またはオープン型の磁石では、渦電流や振動の影響が大きく、傾斜磁場の変化量のばらつきが顕著である。 The magnitude of the correction pulse is theoretically determined using, for example, a trapezoidal approximation model. However, the amount of change in the gradient magnetic field may vary due to the effects of eddy currents and vibrations even when a fixed correction pulse is added. In particular, unshielded gradient coils and / or open magnets are greatly affected by eddy currents and vibrations, and variation in gradient magnetic field variation is significant.
このため、測定した位相差に応じて一義的に定めた補正パルスを用いたのでは、その位相差を補正しきれないことがある。位相差が残ると、感度ムラを生ずる恐れがあった。 For this reason, if the correction pulse uniquely determined according to the measured phase difference is used, the phase difference may not be completely corrected. If the phase difference remains, there is a risk of causing sensitivity unevenness.
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、1次の位相差を高精度に補正することが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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of correcting a primary phase difference with high accuracy.
以上の目的を達成するために第1の本発明は、読取用パルスが供給されたときに読取用傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、前記読取用パルスを前記傾斜磁場コイルへ供給する供給手段とを具備し、高速スピンエコー法によるイメージングを行う磁気共鳴イメージング装置に、イメージング用のデータを収集するための本スキャンに先立って、奇数番目の第1のスピンエコーと、偶数番目の第2のスピンエコーと、前記第1および第2のスピンエコーよりも後に生じる奇数番目の第3のスピンエコーまたは偶数番目の第4のスピンエコーとを収集する収集手段と、前記収集手段による前記スピンエコーの収集期間には基本パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するとともに、前記第3または第4のスピンエコーの1つ前のスピンエコーを収集する期間が終了してから前記第3または第4のスピンエコーを収集する期間が始まるまでの期間には単位感度パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するように前記供給手段を制御する第1の制御手段と、前記第1のスピンエコーのピーク位置と前記第2のスピンエコーのピーク位置とのずれ量を測定する第1の測定手段と、前記第1のスピンエコーのピーク位置に対する前記第3のスピンエコーのピーク位置のシフト量または前記第2のスピンエコーのピーク位置に対する前記第4のスピンエコーのピーク位置のシフト量を測定する第2の測定手段と、前記シフト量と前記単位感度パルスのエネルギ量と前記ずれ量とに基づいて、前記第1のスピンエコーと前記第2のスピンエコーとのピーク位置のずれを補正するための補正エネルギ量を決定する手段と、前記本スキャン時に、前記基本パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するとともに、これとは別に前記補正エネルギ量の補正パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するように前記供給手段を制御する第2の制御手段とを備えた。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention provides a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field for reading when a read pulse is supplied, and supply means for supplying the read pulse to the gradient magnetic field coil. And a magnetic resonance imaging apparatus that performs imaging by the fast spin echo method, prior to the main scan for collecting imaging data, the odd-numbered first spin echo and the even-numbered second A collecting means for collecting a spin echo and an odd-numbered third spin echo or an even-numbered fourth spin echo generated after the first and second spin echoes; and In the acquisition period, a basic pulse is supplied to the gradient coil as the reading pulse, and one of the third or fourth spin echoes is supplied. The unit sensitivity pulse is supplied to the gradient coil as the reading pulse during the period from the end of the period of collecting the spin echo to the start of the period of collecting the third or fourth spin echo. A first control unit that controls the supply unit; a first measurement unit that measures a shift amount between a peak position of the first spin echo and a peak position of the second spin echo; Second measuring means for measuring the shift amount of the peak position of the third spin echo with respect to the peak position of the spin echo or the shift amount of the peak position of the fourth spin echo with respect to the peak position of the second spin echo; , Peak positions of the first spin echo and the second spin echo based on the shift amount, the energy amount of the unit sensitivity pulse, and the shift amount. A means for determining a correction energy amount for correcting a deviation of the correction energy, and supplying the basic pulse as the reading pulse to the gradient magnetic field coil during the main scan, and separately, a correction pulse for the correction energy amount And second control means for controlling the supply means so as to be supplied to the gradient coil as the reading pulse.
前記の目的を達成するために第2の本発明は、読取用パルスが供給されたときに読取用傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイルと、前記読取用パルスを前記傾斜磁場コイルへ供給する供給手段とを具備し、高速スピンエコー法によるイメージングを行う磁気共鳴イメージング装置に、イメージング用のデータを収集するための本スキャンに先立つプリスキャンにおいて、前記読取用パルスの基本パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いて得られたスピンエコーと、前記基本パルスに単位感度パルスを付加して構成された前記読取用パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いて得られたスピンエコーとに基づいて前記本スキャン時の補正パルスの大きさを求める手段と、前記本スキャンにおいて、RFパルスに対する時間的位置が前記単位感度パルスと同じ位置に、前記求められた大きさの補正パルスを前記基本パルスに付加して構成された前記読取用パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いてスピンエコーを得る手段とを備えた。 In order to achieve the above object, the second aspect of the present invention provides a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field for reading when a read pulse is supplied, and supply means for supplying the read pulse to the gradient magnetic field coil. The gradient magnetic field generated by the basic pulse of the reading pulse in a pre-scan prior to the main scan for collecting imaging data in a magnetic resonance imaging apparatus that performs imaging by a high-speed spin echo method The main scan based on the spin echo obtained by using the gradient magnetic field generated by the read pulse configured by adding a unit sensitivity pulse to the basic pulse and the unit pulse. Means for obtaining the magnitude of the correction pulse at the time, and in the main scan, the temporal position relative to the RF pulse is the unit sense. The same position as the pulse, and means for obtaining the spin echo using the gradient magnetic field the correction pulse of magnitude the obtained generated by the reading pulse that is configured in addition to the basic pulse.
本発明によれば、1次の位相差を高精度に補正することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to correct a primary phase difference with high accuracy.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置と称する)の構成を示す図である。この図1に示すMRI装置は、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、傾斜磁場電源3、寝台4、寝台制御部5、全身RFコイル6、送信部7、受信部8、ハイブリッド回路9および計算機システム10を具備する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) according to the present embodiment. The MRI apparatus shown in FIG. 1 includes a static
静磁場磁石1は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石1としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
The static
傾斜磁場コイル2は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石1の内側に配置される。傾斜磁場コイル2は、互いに直交するX,Y,Zの各軸に対応する3種のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル2は、上記の3つのコイルが傾斜磁場電源3から個別に電流供給を受けて、磁場強度がX,Y,Zの各軸に沿って変化する傾斜磁場を発生する。なお、Z軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。X,Y,Z各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Gs、位相エンコード用傾斜磁場Geおよびリードアウト用傾斜磁場Grにそれぞれ対応される。スライス選択用傾斜磁場Gsは、任意に撮影断面を決める。位相エンコード用傾斜磁場Geは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させる。リードアウト用傾斜磁場Grは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させる。
The gradient
被検体Pは、寝台4の天板41に載置された状態で傾斜磁場コイル2の空洞内に挿入される。天板41は寝台制御部5により駆動され、その長手方向および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石1の中心軸と平行になるように寝台4が設置される。
The subject P is inserted into the cavity of the
全身RFコイル6は、傾斜磁場コイル2の内側に配置される。全身RFコイル6は、送信部7から高周波パルス(RFパルス)の供給を受けて、高周波磁場を発生する。全身RFコイル6は、被検体Pから放射される磁気共鳴信号を受信する。
The whole
送信部7は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこれらの各部の動作の結果として送信部7は、ラーモア周波数に対応するRFパルスを送出する。 The transmission unit 7 includes an oscillation unit, a phase selection unit, a frequency conversion unit, an amplitude modulation unit, and a high frequency power amplification unit. The oscillation unit generates a high-frequency signal having a resonance frequency unique to the target nucleus in the static magnetic field. The phase selection unit selects the phase of the high-frequency signal. The frequency conversion unit converts the frequency of the high-frequency signal output from the phase selection unit. The amplitude modulation unit modulates the amplitude of the high-frequency signal output from the frequency modulation unit, for example, according to a sync function. The high frequency power amplification unit amplifies the high frequency signal output from the amplitude modulation unit. As a result of the operation of each of these units, the transmission unit 7 transmits an RF pulse corresponding to the Larmor frequency.
全身RFコイル6は、傾斜磁場コイル2の内側に配置される。全身RFコイル6は、上記の高周波磁場の影響により被検体Pから放射される磁気共鳴信号を受信するRFコイルを複数個備える。これら複数のRFコイルから出力される磁気共鳴信号は、受信部8に入力される。
The whole
受信部8は、前段増幅器、位相検波器およびアナログディジタル変換器を有している。前段増幅器は、ハイブリッド回路9から出力される磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログディジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をディジタル信号に変換する。 The receiving unit 8 includes a pre-stage amplifier, a phase detector, and an analog / digital converter. The preamplifier amplifies the magnetic resonance signal output from the hybrid circuit 9. The phase detector detects the phase of the magnetic resonance signal output from the preamplifier. The analog-digital converter converts the signal output from the phase detector into a digital signal.
ハイブリッド回路9は、送信部7から送出される高周波パルスを、送信期間にて全身RFコイル6へ供給する。ハイブリッド回路9は、全身RFコイル6から出力される信号を、受信期間にて受信部8へ供給する。送信期間および受信期間は、計算機システム10から指示される。またハイブリッド回路9は、局部RFコイルを接続可能である。局部RFコイルが接続されているときにハイブリッド回路9は、高周波パルスを全身RFコイルおよび局部RFコイルのいずれかへ供給し、高周波パルスを全身RFコイルおよび局部RFコイルのいずれかが出力する信号を受信部8に供給する。全身RFコイルと局部RFコイルとのいずれを選択するかは、計算機システム10から指示される。
The hybrid circuit 9 supplies the high-frequency pulse transmitted from the transmission unit 7 to the whole-
計算機システム10は、インタフェース部101、データ収集部102、再構成部103、記憶部104、表示部105、入力部106および制御部107を有している。
The
インタフェース部101には、傾斜磁場電源3、寝台制御部5、送信部7、受信部8およびハイブリッド回路9が接続される。インタフェース部101は、これらの接続された各部と計算機システム10との間で授受される信号の入出力を行う。
The
データ収集部102は、受信部8から出力されるディジタル信号を収集する。データ収集部102は、収集したディジタル信号を磁気共鳴信号データとして記憶部104に格納する。
The
再構成部103は、記憶部104に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施し、被検体P内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
The
記憶部104は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。
The
表示部105は、スペクトラムデータあるいは画像データおよびその他の各種の情報を制御部107の制御の下に表示する。表示部105には、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
The
入力部106は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部106には、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。
The
制御部107は、CPUやメモリ等を有しており、本実施形態のMRI装置を総括的に制御する。また制御部107は、MRI装置が一般的に備える機能を実現するための手段としての他に、以下のようないくつかの機能を実現するための手段として働く。上記の機能の一つは、本スキャンに先立って、プリスキャンを実行する。上記の機能の一つは、プリスキャンにより取得される第1番目および第2番目のスピンエコーの位相差Xを測定する。上記の機能の一つは、プリスキャンにおける第3番目のスピンエコーを読み取るためのリードアウト用傾斜磁場を発生する傾斜磁場パルス(ROパルス)に、一定の大きさの単位感度パルスを付加するように傾斜磁場電源3を制御する。単位感度パルスの大きさは、例えば、ハードウェアが完全であるならば、エコーが1ピクセル分シフトするはずである大きさとする。上記の機能の一つは、第1番目および第3番目のスピンエコーの位相差Δを測定する。上記の機能の一つは、単位感度パルスの大きさと位相差Δとに基づいて、位相差Xを補正するための補正パルスの大きさを算出する。さらに上記の機能の一つは、本スキャン時に各スピンエコーを読み取るための傾斜磁場を発生させるROパルスのそれぞれに、上記の算出した大きさの補正パルスを付加するように傾斜磁場電源3を制御する。
The
次に以上のように構成されたMRI装置の動作について説明する。なお、被検体Pの画像を得るための動作は従来通りであるのでここでは説明を省略する。そして以下では、本発明に係る特徴的な動作について説明する。 Next, the operation of the MRI apparatus configured as described above will be described. Since the operation for obtaining the image of the subject P is the same as the conventional one, the description thereof is omitted here. In the following, characteristic operations according to the present invention will be described.
このMRI装置は、本スキャンをFSE法により行う。本スキャンは、イメージング用のk空間のデータを収集するためのスキャンである。FSE法は、1個のflipパルスの後に複数のflopパルスを与えてスピンエコー列を作る。このときに、それぞれのスピンエコーに異なる大きさの位相エンコードを与えることにより、各スピンエコーをk空間の異なるラインに対応させる。このようにFSE法は、1回の励起で、複数の異なるビューを収集する。 This MRI apparatus performs the main scan by the FSE method. The main scan is a scan for collecting k-space data for imaging. In the FSE method, a plurality of flop pulses are given after one flip pulse to create a spin echo train. At this time, each spin echo is made to correspond to a different line in the k space by giving different phase encodings to the respective spin echoes. Thus, the FSE method collects a plurality of different views in one excitation.
FSE法では、flopパルス以降に繰り返されるRFパルスおよび傾斜磁場信号の波形がそれぞれ対称であるならば、MR信号に第1のタイプのスピンエコーαと第2のタイプのスピンエコーβとが交互に表れる2系列のエコー成分が含まれる観測される。またこの仮定は、多くの場合において満たされている。これら2系列のエコー成分はそれぞれ、スピンエコー成分およびstimulated echo成分と呼ばれる。 In the FSE method, if the waveforms of the RF pulse and the gradient magnetic field signal repeated after the flop pulse are symmetric, the first type spin echo α and the second type spin echo β are alternately displayed in the MR signal. Two echo components appearing are observed. This assumption is also satisfied in many cases. These two echo components are called a spin echo component and a stimulated echo component, respectively.
原理的には、flipパルスとflopパルスとの位相差を90°とするとともに、flipパルスが送信された後におけるread-out用の傾斜磁場とflopパルスが送信された後におけるread-out用の傾斜磁場との面積(モーメント)比を1:2とすると、スピンエコー成分におけるスピンエコーαとstimulated echo成分におけるスピンエコーβとについて、さらにスピンエコー成分におけるスピンエコーβとstimulated echo成分におけるスピンエコーαとについて、ピーク位置およびこのピーク位置における位相がそれぞれ一致する。 In principle, the phase difference between the flip pulse and the flop pulse is 90 °, and the gradient magnetic field for read-out after the flip pulse is transmitted and for read-out after the flop pulse is transmitted. When the area (moment) ratio to the gradient magnetic field is 1: 2, the spin echo α in the spin echo component and the spin echo β in the stimulated echo component, and further the spin echo β in the spin echo component and the spin echo α in the stimulated echo component And, the peak position and the phase at this peak position coincide with each other.
しかしながら、90°の位相差を持ったRFパルスを全身RFコイル6に供給しても、ハードウェアの不完全性および/または渦電流の0次成分のせいで、flipパルスとflopパルスとの位相差が90°にならないことがある。また1:2の面積(モーメント)比のread-outパルス(ROパルス)を傾斜磁場コイル2に供給しても、read-out用の傾斜磁場の面積(モーメント)比が1:2にならないことがある。
However, even if an RF pulse having a phase difference of 90 ° is supplied to the whole
そこで本スキャンを行うのに先立って制御部107は、プリスキャンを実行する。プリスキャンは、flipパルスとflopパルスとの位相差が90°にするためのRFパルスの位相や、傾斜磁場の面積(モーメント)比を1:2にするためのROパルスの補正量を決定するのに用いるデータを収集するためのスキャンである。このプリスキャンは、上記の用途のデータのみを収集するために行っても良いし、スポイラパルスやフローコンペンセーション用パルスの補正量を決定するのに用いるデータを収集するための既知のスキャンと共通としても良い。
Therefore, prior to performing the main scan, the
プリスキャンにおいては、スピンエコー成分のみを抽出する方法を採用する。スピンエコー成分のみを抽出する方法としては、既に知られた方法を利用できる。 In the prescan, a method of extracting only the spin echo component is adopted. As a method for extracting only the spin echo component, a known method can be used.
例えば、米国特許第5,818,229号明細書には、flopパルスの位相を、「π,π,π,π,π,π,…」とした1ショット目と、「π,-π,π,-π,π,-π,…」とした2ショット目とのそれぞれで取得された信号を加算することにより、スピンエコー成分のみが取り出せることが示されている。この方法は、2ショット収集が必要であり、flopパルス以降の傾斜磁場の挙動は一定であることが必要であるが、これは容易に実現可能である。 For example, US Pat. No. 5,818,229 discloses a first shot in which the phase of a flop pulse is “π, π, π, π, π, π,...” And “π, −π, π, −π”. , Π, −π,... ””, It is shown that only the spin echo component can be extracted by adding the signals acquired in the second shot. This method requires two-shot acquisition, and it is necessary that the behavior of the gradient magnetic field after the flop pulse is constant, but this can be easily realized.
また「Errors in T2 Estimation Using Multislice Multiple Echo Imaging, Magnetic Resonance in Medicine 4,pp34-47(1987) A.P.Crawley and R.M. Henkelman」には、位相エンコード(PE)方向に微小なパルスを、「△PE,−△PE,2△PE,−2△PE,…と印加することにより、stimulated echo成分をスポイルする方法が示されている。
In addition, “Errors in T2 Estimation Using Multislice Multiple Echo Imaging, Magnetic Resonance in
プリスキャンにおいては、flipパルスを送信するためのRFパルスの位相を0°とした場合に、flopパルスを送信するためのRFパルスの位相は90°とされる。flipパルス後の1番目および2番目のflopパルスの後のROパルスは図2に示すように、flipパルス後のROパルスの2倍の面積(モーメント)となるように定められた基本パルスのみとされる。3番目のflopパルスの後のROパルスは図2に示すように、基本パルスの前に単位感度パルスが付加される。単位感度パルスは、一定の面積(モーメント)Uを持つ。ROパルスの面積(モーメント)は、強度および継続時間のいずれにより調整されても良い。 In the pre-scan, when the phase of the RF pulse for transmitting the flip pulse is 0 °, the phase of the RF pulse for transmitting the flop pulse is 90 °. As shown in FIG. 2, the RO pulse after the first and second flop pulses after the flip pulse is only a basic pulse determined to have an area (moment) twice that of the RO pulse after the flip pulse. Is done. As shown in FIG. 2, a unit sensitivity pulse is added to the RO pulse after the third flop pulse before the basic pulse. The unit sensitivity pulse has a constant area (moment) U. The area (moment) of the RO pulse may be adjusted by either the intensity or the duration.
さて制御部107は、プリスキャンが行われているとき、あるいはプリスキャンの終了後に、図3に示す処理を実行する。
The
ステップSa1において制御部107は、プリスキャンにより収集されたデータの中から第1番目、第2番目および第3番目のスピンエコー(以下、第1番エコー、第2番エコーおよび第3番エコーと称する)s1(k),s2(k),s3(k)を得る。ステップSa2において制御部107は、第1番エコーs1(k)、第2番エコーs2(k)および第3番エコーs3(k)にそれぞれフーリエ変換を施して変換結果S1(r),S2(r),S3(r)を得る。
In step Sa1, the
ステップSa3において制御部107は、S2(r)からS1(r)の位相成分を引き去ることにより評価関数S2′(r)を求める。ステップSa4において制御部107は、S2′(r)に含まれる位相成分の位相分布曲線におけるread-out方向の0次成分φおよび1次成分X1をそれぞれ求める。この0次成分φおよび1次成分X1を求めるためには、Ahn method(CB Ahn and ZH Cho, “A new phase correction method in NMR imaging based on autocorrelation and histogram analysis,” IEEE Trans. Med. Imag., vol. MI-6, pp.32-36, Mar. 1987)のような既知の手法を用いることができる。
In step Sa3, the
このステップSa4で求まる1次成分X1は、図2に示すような第1番エコーのピーク位置P1と第2番エコーのピーク位置P2とのずれ量Δ1に比例する。すなわち1次成分X1を求めることは、ずれ量Δ1を測定することに等価である。0次成分φは、ピーク位置P1における第1番エコーの位相と、ピーク位置P2における第2番エコーの位相との差に比例する。すなわち0次成分φを求めることは、第1番エコーのピークと第2番エコーのピークとの位相差を測定することに等価である。 The primary component X1 obtained in step Sa4 is proportional to the amount of deviation Δ1 between the peak position P1 of the first echo and the peak position P2 of the second echo as shown in FIG. That is, obtaining the primary component X1 is equivalent to measuring the shift amount Δ1. The zero-order component φ is proportional to the difference between the phase of the first echo at the peak position P1 and the phase of the second echo at the peak position P2. That is, obtaining the zero-order component φ is equivalent to measuring the phase difference between the peak of the first echo and the peak of the second echo.
ステップSa5において制御部107は、S3(r)からS1(r)の位相成分を引き去ることにより評価関数S3′(r)を求める。ステップSa6において制御部107は、S3′(r)に含まれる位相成分の位相分布曲線におけるread-out方向の1次成分X2を求める。この一次成分X2を求めるためには、やはりAhn methodのような既知の手法を用いることができる。
In step Sa5, the
ROパルスが基本パルスのみであれば、第3番エコーのピーク位置は第1番エコーのピーク位置P1になる。しかしながらここでは、単位感度パルスによる傾斜磁場の変化の影響により、第3番エコーのピーク位置P3は図2に示すようにピーク位置P1からシフトする。このシフトの量Δ2は、ステップSa6で求まる一次成分X2に比例する。すなわち1次成分X2を求めることは、シフト量Δ2を測定することに等価である。 If the RO pulse is only the basic pulse, the peak position of the third echo is the peak position P1 of the first echo. However, here, the peak position P3 of the third echo shifts from the peak position P1 as shown in FIG. 2 due to the influence of the change in the gradient magnetic field due to the unit sensitivity pulse. This shift amount Δ2 is proportional to the primary component X2 obtained in step Sa6. That is, obtaining the primary component X2 is equivalent to measuring the shift amount Δ2.
なお、第1番エコーのピークと第2番エコーのピークとの位相差、ずれ量Δ1またはシフト量Δ2は、フーリエ変換を施さないエコーから直接的に測定することも可能である。しかし、このような測定の精度は一般的に十分ではないため、0次成分または1次成分に基づく測定が好適である。 The phase difference between the peak of the first echo and the peak of the second echo, the shift amount Δ1 or the shift amount Δ2 can also be directly measured from an echo that is not subjected to Fourier transform. However, since the accuracy of such measurement is generally not sufficient, measurement based on the zeroth-order component or the first-order component is preferable.
ステップSa7において制御部107は、次の式によりROパルスの補正パルスの面積(モーメント)Yを求める。
Y=X1/X2×U
ステップSa8において制御部107は、次の式によりflopパルスの位相の補正量δを求める。
δ=φ/2
プリスキャンに続く本スキャンにおいて制御部107は、flopパルスの位相を補正量δに応じた角度だけ変化するように送信部7を制御する。これにより、奇数番目のエコーのピークにおける位相と偶数番目のエコーのピークにおける位相とがほぼ一致する。なおエコーのピークにおける位相は、スライス方向の傾斜磁場の変更により補正することもできる。
In step Sa7, the
Y = X1 / X2 × U
In step Sa8, the
δ = φ / 2
In the main scan following the pre-scan, the
さらに本スキャンにおいて制御部107は、上述のように決定した面積(モーメント)Yをもった補正パルスを、各スピンエコーを読み取るためのROパルスのそれぞれに図4に示すように付加するように傾斜磁場電源3を制御する。補正パルスの面積(モーメント)は、強度および継続時間のいずれにより調整されても良い。ただし、継続時間の変更は渦電流の影響により調整の精度が悪いため、強度により補正パルスの面積(モーメント)を調整することが望ましい。各ROパルスにおいて補正パルスを付加する位置は、単位感度パルスを付加した位置と同一とする。すなわち本実施形態では、図2に示すように、単位感度パルスを基本パルスの前側に付加しているので、補正パルスも図4に示すように各基本パルスの前側に付加する。なお、補正パルスは、基本パルスから離れていてもよい。
Further, in the main scan, the
また、本スキャンのROパルスにて、その基本パルスにスポイラパルスやフローコンペンセーション用のパルスが付加される場合には、これらのパルスの面積(モーメント)をYだけ増加させても良い。 Further, when a spoiler pulse or a flow compensation pulse is added to the basic pulse in the RO pulse of the main scan, the area (moment) of these pulses may be increased by Y.
このように本実施形態によれば、単位感度パルスを付加したROパルスにより発生される傾斜磁場を用いて読み取った第3番パルスと第1番パルスとのピーク位置の差Δ2を測定することによって、単位感度パルスによるスピンパルスのピーク位置のシフト量を実測する。そして、この実測結果に基づいて、第1番パルスと第2番パルスとのピーク位置のずれ量Δ1を補正するために必要な補正パルスの強度を算出する。これにより、傾斜磁場コイル2が渦電流や振動などの諸条件の影響により傾斜磁場が変化するものであっても、そのような傾斜磁場の変化を考慮した適切な補正パルスの強度を算出できる。そして、このような適切な強度の補正パルスをROパルスに付加することによって、flipパルスと最初のflopパルス間の傾斜磁場の面積(モーメント)と、flopパルスとflopパルス間の傾斜磁場の面積(モーメント)との関係を、正確に1:2になるように調整することができる。この結果、感度ムラやリンギングを防ぎ、高精度な撮影が行えるようになる。
As described above, according to the present embodiment, by measuring the difference Δ2 in the peak position between the third pulse and the first pulse read using the gradient magnetic field generated by the RO pulse to which the unit sensitivity pulse is added. The shift amount of the peak position of the spin pulse by the unit sensitivity pulse is actually measured. Based on the actual measurement result, the intensity of the correction pulse necessary for correcting the shift amount Δ1 of the peak position between the first pulse and the second pulse is calculated. As a result, even if the gradient
非シールド型の傾斜磁場コイルおよび/またはオープン型の磁石は、渦電流や振動の影響が大きく、傾斜磁場の変化量のばらつきが顕著であるが、本実施形態によればこのようなばらつきを適正に補正することができる。従って本実施形態は、傾斜磁場コイル2として非シールド型を採用する場合に特に有効である。
Unshielded gradient coils and / or open magnets are greatly affected by eddy currents and vibrations, and variations in gradient magnetic field variations are significant. According to this embodiment, such variations are appropriate. Can be corrected. Therefore, this embodiment is particularly effective when a non-shield type is adopted as the
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。 This embodiment can be variously modified as follows.
補正パルスは、図5に示すように基本パルスの後側に付加することもできる。この場合、単位感度パルスは、図6に示すように第2番エコーを読み取るための基本パルスの後側に付加する。 The correction pulse can be added to the rear side of the basic pulse as shown in FIG. In this case, the unit sensitivity pulse is added behind the basic pulse for reading the second echo as shown in FIG.
ずれ量Δ1は、スピンエコーαとスピンエコーβとのピーク位置のずれ量であれば良いから、例えば第2番エコーと第3番エコーとの位相差を測定するなどのように、奇数番目の任意のスピンエコーと偶数番目の任意のスピンエコーとの間のピーク位置のずれ量を測定すれば良い。ただし、ずれ量Δ1の測定に使用するエコーを読み取るための基本パルスの前側には、単位感度パルスを付加しない。 The shift amount Δ1 only needs to be a shift amount between the peak positions of the spin echo α and the spin echo β. Therefore, for example, the phase difference between the second echo and the third echo is measured. What is necessary is just to measure the deviation | shift amount of the peak position between arbitrary spin echoes and even-numbered arbitrary spin echoes. However, the unit sensitivity pulse is not added to the front side of the basic pulse for reading the echo used for measuring the deviation amount Δ1.
単位感度パルスは、奇数番目の別のスピンエコーを読み取るための基本パルスに含めるようにしても良い。また単位感度パルスは、偶数番目の任意のスピンエコーを読み取るための基本パルスに付加するようにしても良い。ただし、単位感度パルスは、ずれ量Δ1を測定するために用いるスピンエコーを読み取るための基本パルスよりも後に付加する。また、偶数番目のスピンエコーを読み取るための基本パルスに単位感度パルスを付加した場合には、そのスピンエコーと、ずれ量Δ1を測定するために用いる偶数番目のスピンエコーとの間のピーク位置のずれ量としてシフト量Δ2を測定する。 The unit sensitivity pulse may be included in a basic pulse for reading another odd-numbered spin echo. The unit sensitivity pulse may be added to the basic pulse for reading an even-numbered arbitrary spin echo. However, the unit sensitivity pulse is added after the basic pulse for reading the spin echo used for measuring the shift amount Δ1. When a unit sensitivity pulse is added to the basic pulse for reading the even-numbered spin echo, the peak position between the spin-echo and the even-numbered spin echo used for measuring the shift amount Δ1 is calculated. The shift amount Δ2 is measured as the shift amount.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment.
1…静磁場磁石、2…傾斜磁場コイル、3…傾斜磁場電源、4…寝台、5…寝台制御部、6…全身RFコイル、7…送信部、8…受信部、9…ハイブリッド回路、10…計算機システム、101…インタフェース部、102…データ収集部、103…再構成部、104…記憶部、105…表示部、106…入力部、107…制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
イメージング用のデータを収集するための本スキャンに先立って、奇数番目の第1のスピンエコーと、偶数番目の第2のスピンエコーと、前記第1および第2のスピンエコーよりも後に生じる奇数番目の第3のスピンエコーまたは偶数番目の第4のスピンエコーとを収集する収集手段と、
前記収集手段による前記スピンエコーの収集期間には基本パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するとともに、前記第3または第4のスピンエコーの1つ前のスピンエコーを収集する期間が終了してから前記第3または第4のスピンエコーを収集する期間が始まるまでの期間には単位感度パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するように前記供給手段を制御する第1の制御手段と、
前記第1のスピンエコーのピーク位置と前記第2のスピンエコーのピーク位置とのずれ量を測定する第1の測定手段と、
前記第1のスピンエコーのピーク位置に対する前記第3のスピンエコーのピーク位置のシフト量または前記第2のスピンエコーのピーク位置に対する前記第4のスピンエコーのピーク位置のシフト量を測定する第2の測定手段と、
前記シフト量と前記単位感度パルスのエネルギ量と前記ずれ量とに基づいて、前記第1のスピンエコーと前記第2のスピンエコーとのピーク位置のずれを補正するための補正エネルギ量を決定する手段と、
前記本スキャン時に、前記基本パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するとともに、これとは別に前記補正エネルギ量の補正パルスを前記読取用パルスとして前記傾斜磁場コイルに供給するように前記供給手段を制御する第2の制御手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Magnetic resonance comprising a gradient coil for generating a gradient magnetic field for reading when a reading pulse is supplied, and a supply means for supplying the reading pulse to the gradient magnetic field coil, and performing imaging by a high-speed spin echo method In the imaging device,
Prior to the main scan for collecting imaging data, odd-numbered first spin echoes, odd-numbered second spin echoes, and odd-numbered ones generated after the first and second spin echoes Collecting means for collecting the third spin echo or the even-numbered fourth spin echo;
During the collection period of the spin echo by the collection means, a basic pulse is supplied to the gradient magnetic field coil as the reading pulse, and there is a period for collecting the spin echo immediately before the third or fourth spin echo. A first control unit that controls the supply unit to supply a unit sensitivity pulse as the reading pulse to the gradient magnetic field coil during a period from the end to the start of the period for collecting the third or fourth spin echo. Control means,
First measuring means for measuring a shift amount between a peak position of the first spin echo and a peak position of the second spin echo;
Measuring a shift amount of a peak position of the third spin echo with respect to a peak position of the first spin echo or a shift amount of a peak position of the fourth spin echo with respect to a peak position of the second spin echo; Measuring means,
Based on the shift amount, the energy amount of the unit sensitivity pulse, and the shift amount, a correction energy amount for correcting a peak position shift between the first spin echo and the second spin echo is determined. Means,
In the main scan, the basic pulse is supplied to the gradient magnetic field coil as the reading pulse, and separately, the correction pulse of the correction energy amount is supplied to the gradient magnetic field coil as the reading pulse. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a second control unit that controls the supply unit.
前記第2の制御手段は、前記補正パルスを前記本スキャンにおける前記基本パルスのそれぞれの前側に付加するように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The first control means controls the supply means to add the unit sensitivity pulse to the front side of the basic pulse in the collection period of the third or fourth spin echo,
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the second control unit controls the supply unit to add the correction pulse to each front side of the basic pulse in the main scan.
前記第2の制御手段は、前記補正パルスを前記スピンエコーの収集期間における前記基本パルスのそれぞれの後側に付加するように前記供給手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The first control unit controls the supply unit to add the unit sensitivity pulse to the rear side of the basic pulse in the collection period of the spin echo immediately before the third or fourth spin echo. ,
2. The magnetism according to claim 1, wherein the second control unit controls the supply unit to add the correction pulse to the rear side of each of the basic pulses in the spin echo acquisition period. Resonance imaging device.
イメージング用のデータを収集するための本スキャンに先立つプリスキャンにおいて、前記読取用パルスの基本パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いて得られたスピンエコーと、前記基本パルスに単位感度パルスを付加して構成された前記読取用パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いて得られたスピンエコーとに基づいて前記本スキャン時の補正パルスの大きさを求める手段と、
前記本スキャンにおいて、RFパルスに対する時間的位置が前記単位感度パルスと同じ位置に、前記求められた大きさの補正パルスを前記基本パルスに付加して構成された前記読取用パルスにより発生される前記傾斜磁場を用いてスピンエコーを得る手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Magnetic resonance comprising a gradient coil for generating a gradient magnetic field for reading when a reading pulse is supplied, and a supply means for supplying the reading pulse to the gradient magnetic field coil, and performing imaging by a high-speed spin echo method In the imaging device,
In the pre-scan prior to the main scan for collecting imaging data, the spin echo obtained by using the gradient magnetic field generated by the basic pulse of the reading pulse and the unit sensitivity pulse are added to the basic pulse. Means for determining the magnitude of the correction pulse at the time of the main scan based on the spin echo obtained by using the gradient magnetic field generated by the reading pulse configured as described above,
In the main scan, the time position relative to the RF pulse is the same position as the unit sensitivity pulse, and the reading pulse generated by adding the correction pulse of the calculated magnitude to the basic pulse is used. And a means for obtaining a spin echo using a gradient magnetic field.
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