JP5666779B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents

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本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に係り、特に、エコープラナーイメージング(EPI: Echo Planar Imaging)法によりイメージングを行う磁気共鳴イメージング装置に関する。   The present invention magnetically excites a subject's nuclear spin with a radio frequency (RF) signal of a Larmor frequency, and re-images the nuclear magnetic resonance (NMR) signal generated by this excitation. The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly, to a magnetic resonance imaging apparatus that performs imaging by an echo planar imaging (EPI) method.

磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号から画像を再構成する撮像法である。   Magnetic resonance imaging is an imaging method in which a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF signal having a Larmor frequency, and an image is reconstructed from an MR signal generated by the excitation.

この磁気共鳴イメージングの分野において、エコープラナーイメージング(EPI: echo planar imaging)と呼ばれる撮像法がある。EPIは、MRIにおける高速撮像法の1つであり、1回の核磁気励起に対して傾斜磁場を高速で連続的に反転させ、連続的にエコーを生じさせてスキャンを行うものである。より具体的には、EPIでは、励起パルス(FLIP PULSE)を印加した後、xy平面内の磁化が横緩和(T2緩和)により減衰して消滅する前に位相エンコード(PE: phase encode)のステップにより連続的なグラジエントエコーを発生させて画像再構成に必要な全てのデータが収集される。EPIには、励起パルスおよびリフォーカスパルス(FLOP PULSE)の後に発生するスピンエコー信号を収集するスピンエコー法(SE: spin echo)を用いたSE EPIと励起パルスの印加後に発生するエコー信号を収集するフィールドエコー法(FE: field echo)を用いたFE EPIやFFE (Fast FE)法を用いたFFE EPIがある。また、複数回に亘る励起パルスを印加して得られるエコートレインのデータを合わせて1枚分の画像データを作成するEPIがマルチショットEPIと呼ばれるのに対して、1回の励起パルスの印加のみで画像を再構成するEPIは、シングルショット(SS: single shot) EPIと呼ばれる。この他、Hybrid EPIと呼ばれるEPIがある。   In the field of magnetic resonance imaging, there is an imaging method called echo planar imaging (EPI). EPI is one of high-speed imaging methods in MRI, and performs scanning by continuously reversing the gradient magnetic field at a high speed with respect to one nuclear magnetic excitation and continuously generating echoes. More specifically, in EPI, after applying an excitation pulse (FLIP PULSE), before the magnetization in the xy plane decays and disappears due to transverse relaxation (T2 relaxation), the phase encode (PE) step Generates continuous gradient echoes and collects all data necessary for image reconstruction. For EPI, we collect SE EPI using the spin echo method (SE: spin echo) that collects the spin echo signal generated after the excitation pulse and refocus pulse (FLOP PULSE) and the echo signal generated after applying the excitation pulse. There are FE EPI using the field echo method (FE) and FFE EPI using the FFE (Fast FE) method. In addition, EPI that creates image data for one image by combining echo train data obtained by applying excitation pulses over multiple times is called multi-shot EPI, whereas only one excitation pulse is applied. The EPI for reconstructing an image is called a single shot (SS) EPI. In addition, there is an EPI called Hybrid EPI.

また、EPIの応用技術として、拡散強調画像(DWI: diffusion weighted image)が知られている。DWIは、MPG (motion probing gradient)パルスと呼ばれる強い強度の傾斜磁場を印加することによって撮像対象の動きによる位相シフトを強調し、撮像対象の拡散効果を強調した画像である。   Further, diffusion weighted image (DWI) is known as an EPI application technique. The DWI is an image in which a phase shift due to a motion of an imaging target is emphasized by applying a strong gradient magnetic field called a motion probing gradient (MPG) pulse, and a diffusion effect of the imaging target is emphasized.

一方、時間的に強度が変化する読出し用の傾斜磁場の印加によってNMR信号を取得できるように、ディジタルフィルタ(DF: digital filter)を設け、NMR信号にディジタルフィルタリングを施す技術が考案されている(例えば特許文献1参照)。   On the other hand, a technology has been devised in which a digital filter (DF: digital filter) is provided to digitally filter the NMR signal so that an NMR signal can be acquired by applying a gradient magnetic field for reading whose intensity changes with time ( For example, see Patent Document 1).

特表平8−508667号公報Japanese National Patent Publication No. 8-508667

しかしながら、上述したSingle Shot SE EPI, Single Shot FE EPI, Multi Shot SE EPI, Multi Shot FE EPI, Multi Shot FFE EPI, Hybrid EPI等の各種EPIでは、撮像部位の空間的な位置の差、装置間における設計誤差、装置の調整程度差、ハードウェアの個体差等の条件に応じた渦電流の発生や傾斜磁場アンプ出力波形の不完全性による影響を受けて、データサンプリング中に読出し(RO: readout)用の傾斜磁場の強度が変動する場合がある。傾斜磁場の強度がデータサンプリング中に変わると1ポイント当たりのモーメントが変わるため、画質劣化の原因となる。   However, with the various EPIs such as Single Shot SE EPI, Single Shot FE EPI, Multi Shot SE EPI, Multi Shot FE EPI, Multi Shot FFE EPI, and Hybrid EPI described above, there are differences in the spatial position of the imaging region, Reading during data sampling (RO: readout) due to the influence of eddy current generation and gradient amplifier output waveform imperfection depending on conditions such as design error, equipment adjustment difference, hardware individual difference, etc. In some cases, the strength of the gradient magnetic field varies. If the intensity of the gradient magnetic field changes during data sampling, the moment per point changes, which causes image quality degradation.

このため上述したようなNMR信号に対するDFの有無を問わず、様々な撮像法に基づくイメージングにおいて、渦電流や傾斜磁場アンプの出力波形の非線形性等の様々な要因によって生じるデータサンプリング中の傾斜磁場強度変化に起因する画質劣化を抑制し、より一層の画質向上を図ることが望まれる。   For this reason, the gradient magnetic field during data sampling caused by various factors such as eddy current and nonlinearity of the output waveform of the gradient magnetic field amplifier in imaging based on various imaging methods regardless of the presence or absence of DF for the NMR signal as described above It is desired to further improve image quality by suppressing image quality degradation due to intensity change.

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、データサンプリング中の傾斜磁場強度変化に起因する画質劣化を抑制し、より一層の画質向上を図ることが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation, and can suppress deterioration in image quality due to a change in gradient magnetic field strength during data sampling and can further improve the image quality. The purpose is to provide.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、渦電流に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量および傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量による前記磁気共鳴データへの影響を補正するための補正データを取得する補正データ取得手段と、前記磁気共鳴データを収集し、前記補正データを用いて前記磁気共鳴データの補正を行い、さらに補正後の磁気共鳴データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、前記補正データ取得手段は、(a)前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量についてはシミュレーションを行うことによって推定する一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については前記傾斜磁場電源に備えられる電流計において計測された前記傾斜磁場電源からの出力電流波形を用いて求める、(b)前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については渦補正回路から前記傾斜磁場電源に出力される出力パルス波形を用いて求める一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量についてはシミュレーションを行うことによって推定する、または(c)前記渦電流に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量および前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量をシミュレーションを行うことによって推定するものである。   In order to achieve the above object, the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention is caused by the amount of fluctuation from the control value of the gradient magnetic field caused by eddy currents and the nonlinearity or imperfection of the output waveform of the gradient magnetic field power supply. Correction data acquisition means for acquiring correction data for correcting the influence on the magnetic resonance data due to the amount of fluctuation from the control value of the gradient magnetic field, and collecting the magnetic resonance data, and using the correction data, the magnetic resonance data Image data generating means for correcting data and generating image data based on the corrected magnetic resonance data, the correction data acquiring means: (a) control of the gradient magnetic field caused by the eddy current The amount of fluctuation from the value is estimated by performing a simulation, while the gradient waveform power supply output waveform is caused by nonlinearity or imperfection. The fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field is obtained using an output current waveform from the gradient magnetic field power source measured by an ammeter provided in the gradient magnetic field power source. (B) The gradient magnetic field caused by the eddy current The amount of fluctuation from the control value is determined using an output pulse waveform output from the eddy correction circuit to the gradient magnetic field power supply, while the gradient magnetic field is caused by non-linearity or incompleteness of the output waveform of the gradient magnetic field power supply. The fluctuation amount from the control value is estimated by performing a simulation, or (c) the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field due to the eddy current and the nonlinearity or incompleteness of the output waveform of the gradient magnetic field power supply The amount of fluctuation from the control value of the gradient magnetic field due to the property is estimated by performing a simulation.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、データサンプリング中の傾斜磁場強度変化に起因する画質劣化を抑制し、より一層の画質向上を図ることができる。   In the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, it is possible to suppress image quality deterioration due to gradient magnetic field strength change during data sampling and to further improve the image quality.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. 図1に示すRFコイルの詳細構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the detailed structure of RF coil shown in FIG. 図2に示す被検体の体表側に設けられるコイル要素の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the coil element provided in the body surface side of the subject shown in FIG. 図2に示す被検体の背面側に設けられるコイル要素の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the coil element provided in the back side of the subject shown in FIG. 図2に示す受信器における受信系回路の詳細回路図。FIG. 3 is a detailed circuit diagram of a reception system circuit in the receiver shown in FIG. 2. 図1に示すコンピュータの機能ブロック図。The functional block diagram of the computer shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置により、信号受信系における傾斜磁場変動の影響を除去する信号の補正を伴ってEPI法によりイメージングを行う場合の流れを示すフローチャート。3 is a flowchart showing a flow when imaging is performed by the EPI method with correction of a signal that removes the influence of gradient magnetic field fluctuations in a signal reception system by the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. 1. 図7に示すフローチャートの処理によって得られるデータを示す図。The figure which shows the data obtained by the process of the flowchart shown in FIG. 図6に示す撮影条件設定部において設定されるSS SE EPI DWIシーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the SS SE EPI DWI sequence set in the imaging condition setting part shown in FIG. 図9に示すSS SE EPI DWIシーケンスのRO用傾斜磁場の渦補正前における制御波形および変形したRO用傾斜磁場の波形を示す図。The figure which shows the control waveform before the eddy correction | amendment of the gradient magnetic field for RO of the SS SE EPI DWI sequence shown in FIG. 9, and the waveform of the deformed gradient magnetic field for RO. 図10に示す変形した波形のRO用傾斜磁場を印加してRamp Samplingによりサンプリングしたエコーデータ列に対する補正方法を説明する図。The figure explaining the correction method with respect to the echo data sequence sampled by Ramp Sampling, applying the gradient magnetic field for RO of the deformed waveform shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置により、コンピュータ内での傾斜磁場変動の影響を除去する信号の補正を伴ってEPI法によりイメージングを行う場合の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow in the case of imaging by EPI method with the correction | amendment of the signal which removes the influence of the gradient magnetic field fluctuation in a computer by the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. 図12に示すフローチャートの処理によって得られるデータを示す図。The figure which shows the data obtained by the process of the flowchart shown in FIG.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(構成および機能)
図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
(Configuration and function)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

磁気共鳴イメージング装置20は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石21と、この静磁場用磁石21の内部に設けられたシムコイル22、傾斜磁場コイル23およびRFコイル24とを図示しないガントリに内蔵した構成である。   The magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a cylindrical static magnetic field magnet 21 that forms a static magnetic field and a shim coil 22, a gradient magnetic field coil 23, and an RF coil 24 that are provided inside the static magnetic field magnet 21. This is a built-in configuration.

また、磁気共鳴イメージング装置20には、制御系25が備えられる。制御系25は、静磁場電源26、傾斜磁場電源27、シムコイル電源28、送信器29、受信器30、シーケンスコントローラ31およびコンピュータ32を具備している。制御系25の傾斜磁場電源27は、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zで構成される。さらに、傾斜磁場電源27には、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zから出力される電流を計測する電流計27aが設けられる。   In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a control system 25. The control system 25 includes a static magnetic field power supply 26, a gradient magnetic field power supply 27, a shim coil power supply 28, a transmitter 29, a receiver 30, a sequence controller 31, and a computer 32. The gradient magnetic field power source 27 of the control system 25 includes an X-axis gradient magnetic field power source 27x, a Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and a Z-axis gradient magnetic field power source 27z. Further, the gradient magnetic field power supply 27 is provided with an ammeter 27a that measures currents output from the X-axis gradient magnetic field power supply 27x, the Y-axis gradient magnetic field power supply 27y, and the Z-axis gradient magnetic field power supply 27z.

また、コンピュータ32には、入力装置33、表示装置34、演算装置35および記憶装置36が備えられる。   In addition, the computer 32 includes an input device 33, a display device 34, an arithmetic device 35, and a storage device 36.

静磁場用磁石21は静磁場電源26と接続され、静磁場電源26から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石21は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源26と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石21を永久磁石で構成し、静磁場電源26が設けられない場合もある。   The static magnetic field magnet 21 is connected to a static magnetic field power supply 26 and has a function of forming a static magnetic field in the imaging region by a current supplied from the static magnetic field power supply 26. In many cases, the static magnetic field magnet 21 is composed of a superconducting coil, and is connected to the static magnetic field power supply 26 at the time of excitation and supplied with current. It is common. In some cases, the static magnetic field magnet 21 is composed of a permanent magnet and the static magnetic field power supply 26 is not provided.

また、静磁場用磁石21の内側には、同軸上に筒状のシムコイル22が設けられる。シムコイル22はシムコイル電源28と接続され、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。   A cylindrical shim coil 22 is coaxially provided inside the static magnetic field magnet 21. The shim coil 22 is connected to the shim coil power supply 28, and is configured such that a current is supplied from the shim coil power supply 28 to the shim coil 22 to make the static magnetic field uniform.

傾斜磁場コイル23は、X軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zで構成され、静磁場用磁石21の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイル23の内側には寝台37が設けられて撮像領域とされ、寝台37には被検体Pがセットされる。RFコイル24はガントリに内蔵されず、寝台37や被検体P近傍に設けられる場合もある。   The gradient magnetic field coil 23 includes an X-axis gradient magnetic field coil 23 x, a Y-axis gradient magnetic field coil 23 y, and a Z-axis gradient magnetic field coil 23 z, and is formed in a cylindrical shape inside the static magnetic field magnet 21. A bed 37 is provided inside the gradient magnetic field coil 23 as an imaging region, and the subject P is set on the bed 37. The RF coil 24 may not be built in the gantry but may be provided near the bed 37 or the subject P.

また、傾斜磁場コイル23は、傾斜磁場電源27と接続される。傾斜磁場コイル23のX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zはそれぞれ、傾斜磁場電源27のX軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zと接続される。   The gradient magnetic field coil 23 is connected to a gradient magnetic field power supply 27. The X-axis gradient magnetic field coil 23x, the Y-axis gradient magnetic field coil 23y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 23z of the gradient magnetic field coil 23 are respectively an X-axis gradient magnetic field power source 27x, a Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and a Z-axis gradient magnetic field coil 27z. It is connected to the magnetic field power supply 27z.

そして、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zからそれぞれX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成することができるように構成される。   The X-axis gradient magnetic field power source 27x, the Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and the Z-axis gradient magnetic field power source 27z are supplied with currents supplied to the X-axis gradient magnetic field coil 23x, the Y-axis gradient magnetic field coil 23y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 23z, respectively. In the imaging region, a gradient magnetic field Gx in the X-axis direction, a gradient magnetic field Gy in the Y-axis direction, and a gradient magnetic field Gz in the Z-axis direction can be formed, respectively.

RFコイル24は、送信器29および受信器30と接続される。RFコイル24は、送信器29からRF信号を受けて被検体Pに送信する機能と、被検体P内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器30に与える機能を有する。   The RF coil 24 is connected to the transmitter 29 and the receiver 30. The RF coil 24 receives the RF signal from the transmitter 29 and transmits it to the subject P, and receives the NMR signal generated along with the excitation of the nuclear spin inside the subject P by the RF signal to the receiver 30. Has the function to give.

図2は図1に示すRFコイル24の詳細構成の一例を示す図であり、図3は図2に示す被検体Pの体表側に設けられるコイル要素24cの配置例を示す図、図4は図2に示す被検体Pの背面側に設けられるコイル要素24cの配置例を示す図である。   2 is a diagram showing an example of a detailed configuration of the RF coil 24 shown in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing an example of arrangement of the coil elements 24c provided on the body surface side of the subject P shown in FIG. 2, and FIG. It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the coil element 24c provided in the back side of the subject P shown in FIG.

図2に示すようにRFコイル24は、筒状の全身用(WB:whole-body)コイル24aとフェーズドアレイコイル24bを備えている。フェーズドアレイコイル24bは、複数のコイル要素24cを備えており、被検体Pの体表側と背面側とにそれぞれ複数のコイル要素24cが配置される。   As shown in FIG. 2, the RF coil 24 includes a cylindrical whole-body (WB) coil 24a and a phased array coil 24b. The phased array coil 24b includes a plurality of coil elements 24c, and the plurality of coil elements 24c are arranged on the body surface side and the back surface side of the subject P, respectively.

例えば図3に示すように被検体の体表側には、広範囲の撮影部位がカバーされるようにx方向に4列、z方向に8列の合計32個のコイル要素24cが配置される。また、図4に示すように被検体の背面側にも同様に広範囲の撮影部位がカバーされるようにx方向に4列、z方向に8列の合計32個のコイル要素24cが配置される。背面側では、被検体Pの背骨の存在を考慮した感度向上の観点から、体軸付近に他のコイル要素24cよりも小さいコイル要素24cが配置される。   For example, as shown in FIG. 3, a total of 32 coil elements 24c of 4 rows in the x direction and 8 rows in the z direction are arranged on the body surface side of the subject so as to cover a wide range of imaging regions. Also, as shown in FIG. 4, a total of 32 coil elements 24c of 4 rows in the x direction and 8 rows in the z direction are arranged on the back side of the subject so as to cover a wide range of imaging regions similarly. . On the back side, a coil element 24c smaller than the other coil elements 24c is disposed near the body axis from the viewpoint of improving sensitivity in consideration of the presence of the spine of the subject P.

一方、受信器30は、デュプレクサ30a,アンプ30b、切換合成器30cおよび受信系回路30dを備えている。デュプレクサ30aは、送信器29、WBコイル24aおよびWBコイル24a用のアンプ30bと接続される。アンプ30bは、各コイル要素24cおよびWBコイル24aの数だけ設けられ、それぞれ個別に各コイル要素24cおよびWBコイル24aと接続される。切換合成器30cは、単一または複数個設けられ、切換合成器30cの入力側は、複数のアンプ30bを介して複数のコイル要素24またはWBコイル24aと接続される。受信系回路30dは、各コイル要素24cおよびWBコイル24aの数以下となるように所望の数だけ設けられ、切換合成器30cの出力側に設けられる。   On the other hand, the receiver 30 includes a duplexer 30a, an amplifier 30b, a switching synthesizer 30c, and a receiving system circuit 30d. The duplexer 30a is connected to the transmitter 29, the WB coil 24a, and the amplifier 30b for the WB coil 24a. The amplifiers 30b are provided as many as the number of the coil elements 24c and the WB coils 24a, and are individually connected to the coil elements 24c and the WB coils 24a. The switching synthesizer 30c is provided singly or in plural, and the input side of the switching synthesizer 30c is connected to the plurality of coil elements 24 or the WB coil 24a via the plurality of amplifiers 30b. A desired number of reception system circuits 30d are provided so as to be equal to or less than the number of each coil element 24c and WB coil 24a, and are provided on the output side of the switching synthesizer 30c.

WBコイル24aは、RF信号の送信用のコイルとして用いることができる。また、NMR信号の受信用のコイルとして各コイル要素24cを用いることができる。さらに、WBコイル24aを受信用のコイルとして用いることもできる。   The WB coil 24a can be used as a coil for transmitting an RF signal. Each coil element 24c can be used as a coil for receiving NMR signals. Further, the WB coil 24a can be used as a receiving coil.

このため、デュプレクサ30aは、送信器29から出力された送信用のRF信号をWBコイル24aに与える一方、WBコイル24aにおいて受信されたNMR信号を受信器30内のアンプ24dを経由して切換合成器30cに与えるように構成されている。また、各コイル要素24cにおいて受信されたNMR信号もそれぞれ対応するアンプ24dを経由して切換合成器30cに出力されるように構成されている。   For this reason, the duplexer 30a gives the RF signal for transmission output from the transmitter 29 to the WB coil 24a, while switching and synthesizing the NMR signal received by the WB coil 24a via the amplifier 24d in the receiver 30. It is comprised so that it may give to the container 30c. Further, the NMR signals received by the coil elements 24c are also output to the switching synthesizer 30c via the corresponding amplifiers 24d.

切換合成器30cは、コイル要素24cやWBコイル24aから受けたNMR信号の合成処理および切換を行って、対応する受信系回路30dに出力するように構成されている。換言すれば、受信系回路30dの数に合わせてコイル要素24cやWBコイル24aから受けたNMR信号の合成処理および切換が切換合成器30cにおいて行われ、所望の複数のコイル要素24cを用いて撮影部位に応じた感度分布を形成して様々な撮影部位からのNMR信号を受信できるように構成されている。   The switching synthesizer 30c is configured to perform synthesis processing and switching of NMR signals received from the coil element 24c and the WB coil 24a, and to output to the corresponding reception system circuit 30d. In other words, the NMR signal received from the coil elements 24c and the WB coils 24a is combined and switched in the switching synthesizer 30c in accordance with the number of the receiving system circuits 30d, and photographing is performed using a desired plurality of coil elements 24c. A sensitivity distribution corresponding to the part is formed so that NMR signals from various imaging parts can be received.

ただし、コイル要素24cを設けずに、WBコイル24aのみでNMR信号を受信するようにしてもよい。また、切換合成器30cを設けずに、コイル要素24cやWBコイル24aにおいて受信されたNMR信号を直接受信系回路30dに出力するようにしてもよい。さらに、より多くのコイル要素24cを広範囲に亘って配置することもできる。   However, the NMR signal may be received only by the WB coil 24a without providing the coil element 24c. Further, the NMR signal received by the coil element 24c and the WB coil 24a may be directly output to the reception system circuit 30d without providing the switching synthesizer 30c. Further, more coil elements 24c can be arranged over a wide range.

一方、制御系25のシーケンスコントローラ31は、傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30と接続される。シーケンスコントローラ31は傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源27に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したパルスシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させることによりX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場GzおよびRF信号を発生させる機能を有する。   On the other hand, the sequence controller 31 of the control system 25 is connected to the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30. The sequence controller 31 has control information necessary for driving the gradient magnetic field power supply 27, the transmitter 29, and the receiver 30, for example, operation control information such as the intensity, application time, and application timing of the pulse current to be applied to the gradient magnetic field power supply 27. And the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30 are driven in accordance with the stored predetermined pulse sequence to drive the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy, and the Z-axis. It has a function of generating a gradient magnetic field Gz and an RF signal.

また、シーケンスコントローラ31には、渦補正回路31aが設けられる。渦補正回路31aは、コンピュータ32から取得したパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源27にパルス電流を出力した場合に、傾斜磁場により生じる渦電流が低減されるようにパルス電流の出力波形を調整する回路である。そして渦補正回路31aにおいて補正された出力波形を有するパルス電流が実際に傾斜磁場電源27に印加される。つまり、渦補正回路31aは、渦電流が発生しないように傾斜磁場電源27に印加されるパルス電流の渦電流補正を行う回路である。   The sequence controller 31 is provided with a vortex correction circuit 31a. The eddy correction circuit 31a is a circuit that adjusts the output waveform of the pulse current so that the eddy current generated by the gradient magnetic field is reduced when the pulse current is output to the gradient magnetic field power supply 27 according to the pulse sequence acquired from the computer 32. . A pulse current having an output waveform corrected in the eddy correction circuit 31 a is actually applied to the gradient magnetic field power supply 27. That is, the eddy correction circuit 31a is a circuit that performs eddy current correction of the pulse current applied to the gradient magnetic field power supply 27 so that no eddy current is generated.

さらに、シーケンスコントローラ31は、受信器30におけるNMR信号の検波およびA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ32に与えるように構成される。   Further, the sequence controller 31 is configured to receive raw data, which is complex data obtained by detection of an NMR signal and A / D (analog to digital) conversion in the receiver 30, and give it to the computer 32. The

送信器29には、シーケンスコントローラ31から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル24に与える機能が備えられる一方、受信器30には、RFコイル24から受けたNMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える機能とが備えられる。   The transmitter 29 is provided with a function of applying an RF signal to the RF coil 24 based on the control information received from the sequence controller 31, while the receiver 30 detects the NMR signal received from the RF coil 24 and is required. And a function of generating raw data that is digitized complex data and a function of supplying the generated raw data to the sequence controller 31 by performing the signal processing of A and D.

図5は、図2に示す受信器30における受信系回路30dの詳細回路図である。   FIG. 5 is a detailed circuit diagram of the reception system circuit 30d in the receiver 30 shown in FIG.

図5に示すように受信系回路30dには、周波数変換器30e、A/D変換器(ADC: A/D converter)30f、検波回路30g、ディジタルフィルタ(DF: digital filter)30、DF制御系30iが備えられる。そして周波数変換器30eにおいて、切換合成器30cから出力されたNMR信号の周波数がラーモア周波数からディジタル信号に変換可能な周波数に変換され、A/D変換器30fにおいてNMR信号がディジタル信号に変換される。ディジタル信号となったNMR信号は、検波回路30gにおいて実数成分であるI成分および虚数成分であるQ成分を有するベースバンドのNMR信号に変換されてDF30hに出力される。DF30hは、NMR信号に所望のフィルタ係数でディジタルフィルタリングを掛けてシーケンスコントローラ31を通じてコンピュータ32に出力する機能を備えている。 The reception system circuit 30d as shown in FIG. 5, the frequency converter 30e, A / D converter (ADC: A / D converter) 30f, the detection circuit 30g, the digital filter (DF: digital filter) 30 h , DF control A system 30i is provided. In the frequency converter 30e, the frequency of the NMR signal output from the switching synthesizer 30c is converted to a frequency that can be converted from a Larmor frequency to a digital signal, and in the A / D converter 30f, the NMR signal is converted into a digital signal. . The NMR signal which has become a digital signal is converted into a baseband NMR signal having an I component which is a real component and a Q component which is an imaginary component in the detection circuit 30g and is output to the DF 30h. The DF 30 h has a function of digitally filtering the NMR signal with a desired filter coefficient and outputting it to the computer 32 through the sequence controller 31.

DF制御系30iは、回路またはプログラムを読み込ませた演算装置により構成することができる。DF制御系30iは、電流計27aから取得した傾斜磁場電源27の出力電流波形、渦補正回路31aから取得した傾斜磁場電源27に印加されるパルス電流の出力波形および/またはコンピュータ32からシーケンスコントローラ31を通じて与えられた情報に基づいて、サンプリング中のRO用傾斜磁場変動に起因するエコーデータのシフトが補正されるようなDF30hにおけるディジタルフィルタリングのフィルタ係数を補正データとして算出し、算出したフィルタ係数にてDF30hを制御する機能を有する。さらに、コンピュータ32からシーケンスコントローラ31を通じてDF30hにフィルタ係数を制御する制御信号を与えることによってもDF30hを制御できるように構成されている。   The DF control system 30i can be configured by a calculation device that reads a circuit or a program. The DF control system 30i outputs the output current waveform of the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the ammeter 27a, the output waveform of the pulse current applied to the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the eddy correction circuit 31a, and / or the sequence controller 31 from the computer 32. Based on the information given through DF30h, the digital filtering filter coefficient in DF30h that corrects the shift of the echo data due to the RO gradient magnetic field fluctuation during sampling is calculated as correction data. It has a function of controlling the DF 30h. Further, the DF 30h can be controlled by giving a control signal for controlling the filter coefficient from the computer 32 to the DF 30h through the sequence controller 31.

また、コンピュータ32の記憶装置36に保存されたプログラムを演算装置35で実行することにより、コンピュータ32には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置20に設けてもよい。   Further, the computer 32 is provided with various functions by executing the program stored in the storage device 36 of the computer 32 by the arithmetic unit 35. However, a specific circuit having various functions may be provided in the magnetic resonance imaging apparatus 20 regardless of the program.

図6は、図1に示すコンピュータ32の機能ブロック図である。   FIG. 6 is a functional block diagram of the computer 32 shown in FIG.

コンピュータ32は、プログラムにより撮像条件設定部40、シーケンスコントローラ制御部41、k空間データベース42、画像再構成部43、画像データベース44、画像処理部45、データ補正部46、シミュレーション部47、シミュレーションパラメータ保存部48として機能する。また、撮像条件設定部40はDF制御部40aを有する。   The computer 32 includes an imaging condition setting unit 40, a sequence controller control unit 41, a k-space database 42, an image reconstruction unit 43, an image database 44, an image processing unit 45, a data correction unit 46, a simulation unit 47, and simulation parameter storage. It functions as part 48. The imaging condition setting unit 40 includes a DF control unit 40a.

撮影条件設定部40は、入力装置33からの指示情報に基づいてEPIシーケンスやPROPELLER (Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction)シーケンス等のパルスシーケンスを含む撮影条件を設定し、設定した撮影条件をシーケンスコントローラ制御部41に与える機能を有する。特に、撮影条件設定部40では、パラレルイメージング(PI: parallel imaging)を行うための撮影条件を設定することができる。   The imaging condition setting unit 40 sets imaging conditions including a pulse sequence such as an EPI sequence or a PROPELLER (Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction) sequence based on instruction information from the input device 33, and the set imaging conditions are sequenced. It has a function given to the controller control unit 41. In particular, the imaging condition setting unit 40 can set imaging conditions for performing parallel imaging (PI).

PIは、複数のコイル要素24cを用いてエコーデータを受信し、かつ位相エンコードをスキップさせることによって画像再構成に必要な位相エンコード数を減らす撮像法である。原理的には、位相エンコード数を、最大で画像再構成に必要な位相エンコード数のコイル要素24cの数分の1に減らすことができる。複数のエコー信号を連続的に収集するEPI法によるスキャンは、多くの場合、PIによって実行される。PIが行われる場合には、エコーデータの収集に用いるコイル要素24cの数や各コイル要素24cと撮影部位を関連付けた情報を始めとしてPIに必要な情報が撮影条件として設定される。   PI is an imaging method in which echo data is received using a plurality of coil elements 24c and phase encoding is skipped to reduce the number of phase encodings necessary for image reconstruction. In principle, the number of phase encodes can be reduced to a fraction of the number of coil elements 24c corresponding to the number of phase encodes necessary for image reconstruction. Scanning by the EPI method that continuously collects a plurality of echo signals is often performed by PI. When PI is performed, information necessary for PI is set as imaging conditions including information on the number of coil elements 24c used for collecting echo data and information relating each coil element 24c and imaging region.

また、撮影条件設定部40のDF制御部40aは、電流計27aから取得した傾斜磁場電源27の出力電流波形、渦補正回路31aから取得した傾斜磁場電源27に印加されるパルス電流の出力波形および/またはシミュレーション部47から取得したシミュレーション結果に基づいて、サンプリング中のRO用傾斜磁場変動に起因するエコーデータのシフトが補正されるようなDF30hにおけるディジタルフィルタリングのフィルタ係数を補正データとして算出する機能と、算出したフィルタ係数をシーケンスコントローラ制御部41およびシーケンスコントローラ31を通じて受信器29のDF30hに与えることによりDF30hを制御する機能とを有する。   Further, the DF control unit 40a of the imaging condition setting unit 40 outputs the output current waveform of the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the ammeter 27a, the output waveform of the pulse current applied to the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the eddy correction circuit 31a, and And / or a function of calculating a filter coefficient of digital filtering in the DF 30h as correction data so that the shift of echo data due to the gradient magnetic field variation for RO during sampling is corrected based on the simulation result obtained from the simulation unit 47. The function of controlling the DF 30h by giving the calculated filter coefficient to the DF 30h of the receiver 29 through the sequence controller control unit 41 and the sequence controller 31.

シーケンスコントローラ制御部41は、入力装置33からのスキャン開始指示情報を受けた場合に、撮影条件設定部40から取得したパルスシーケンスを含む撮影条件をシーケンスコントローラ31に与えることにより駆動制御させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御部41は、シーケンスコントローラ31から生データを受けてk空間データベース42に形成されたk空間に配置する機能を有する。このため、k空間データベース42には、受信器30において生成された各生データがk空間データとして保存される。   The sequence controller control unit 41 has a function of controlling driving by giving the sequence controller 31 imaging conditions including the pulse sequence acquired from the imaging condition setting unit 40 when receiving the scan start instruction information from the input device 33. . The sequence controller control unit 41 has a function of receiving raw data from the sequence controller 31 and arranging it in the k space formed in the k space database 42. For this reason, each raw data generated in the receiver 30 is stored in the k-space database 42 as k-space data.

画像再構成部43は、k空間データベース42からk空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transform)を含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能と、再構成して得られた画像データを画像データベース44に書き込む機能を有する。このため、画像データベース44には、画像再構成部43において再構成された画像データが保存される。   The image reconstruction unit 43 has a function of reconstructing image data by acquiring k-space data from the k-space database 42 and performing an image reconstruction process including Fourier transform (FT). A function of writing the received image data into the image database 44. For this reason, the image database 44 stores the image data reconstructed by the image reconstruction unit 43.

画像処理部45は、画像データベース44から画像データを取り込んで必要な画像処理を行って表示用の画像データを生成する機能と、生成した表示用の画像データを表示装置34に表示させる機能を有する。例えば画像処理部45は、PIによりエコー信号が収集された場合に、各コイル要素24cに対応する画像データに対してPIの条件に基づいてPIにおける後処理であるunfolding処理を行うことにより、展開された画像データを生成する機能を有する。unfolding処理には、各コイル要素24cの感度分布が用いられる。このため、各コイル要素24cの感度分布が画像処理部45に保存される。   The image processing unit 45 has a function of acquiring image data from the image database 44 and performing necessary image processing to generate display image data, and a function of causing the display device 34 to display the generated display image data. . For example, when an echo signal is collected by the PI, the image processing unit 45 performs unfolding processing, which is post-processing in PI, on the image data corresponding to each coil element 24c based on the PI condition. A function of generating the processed image data. The sensitivity distribution of each coil element 24c is used for the unfolding process. For this reason, the sensitivity distribution of each coil element 24 c is stored in the image processing unit 45.

データ補正部46は、電流計27aから取得した傾斜磁場電源27の出力電流波形、渦補正回路31aから取得した傾斜磁場電源27に印加されるパルス電流の出力波形および/またはシミュレーション部47から取得したシミュレーション結果に基づいて、サンプリング中のRO用傾斜磁場変動に起因するエコーデータのシフトを補正するための補正データを作成する機能、k空間データベース42から読み込んだエコーデータに対して補正データに基づくRegrid処理を施すことにより渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性や不完全性の影響によるエコーデータのk空間におけるシフトを補正する機能および補正後のエコーデータをk空間データベース42に書き込む機能を有する。   The data correction unit 46 acquires the output current waveform of the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the ammeter 27a, the output waveform of the pulse current applied to the gradient magnetic field power supply 27 acquired from the eddy correction circuit 31a, and / or the simulation unit 47. A function for generating correction data for correcting the shift of echo data caused by the fluctuation of the gradient magnetic field for RO during sampling based on the simulation result, and the Regrid based on the correction data for the echo data read from the k-space database 42 By performing the processing, the function for correcting the shift of the echo data in the k space due to the influence of the eddy current and the non-linearity or incompleteness of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 and the corrected echo data are stored in the k space database 42. Has a writing function.

シミュレーション部47は、傾斜磁場電源27や磁気共鳴イメージング装置20の特性値をシミュレーションパラメータとして用いたシミュレーションを実行することによって、傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の波形や渦電流の強度をシミュレーション結果として算出する機能と、算出したシミュレーション結果とパルスシーケンスにおけるRO用の傾斜磁場の制御値とからRO用の傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求める機能を有する。   The simulation unit 47 executes a simulation using the characteristic values of the gradient magnetic field power supply 27 and the magnetic resonance imaging apparatus 20 as simulation parameters, thereby simulating the waveform of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 and the intensity of the eddy current. And a function for obtaining a fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field moment for RO from the calculated simulation result and the control value of the gradient magnetic field for RO in the pulse sequence.

シミュレーションパラメータ保存部48には、シミュレーション部47におけるシミュレーションに必要な渦電流の時定数等のシミュレーションパラメータが予め計測されて保存される。   In the simulation parameter storage unit 48, simulation parameters such as time constants of eddy currents necessary for the simulation in the simulation unit 47 are measured in advance and stored.

(動作および作用)
次に磁気共鳴イメージング装置20の動作および作用について説明する。
(Operation and action)
Next, the operation and action of the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.

初めに磁気共鳴イメージング装置20のハードウェア、例えば信号受信系のDF30hによりNMRエコー信号の補正を行う場合について説明する。   First, the case where the NMR echo signal is corrected by hardware of the magnetic resonance imaging apparatus 20, for example, the DF 30h of the signal receiving system will be described.

図7は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により、信号受信系における傾斜磁場変動の影響を除去する信号の補正を伴ってEPI法によりイメージングを行う場合の流れを示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。また、図8は、図7に示すフローチャートの処理によって得られるデータを示す図である。   FIG. 7 is a flowchart showing a flow when imaging is performed by the EPI method with correction of a signal for removing the influence of gradient magnetic field fluctuations in the signal receiving system by the magnetic resonance imaging apparatus 20 shown in FIG. Reference numerals with numbers added to S indicate steps in the flowchart. FIG. 8 is a diagram showing data obtained by the processing of the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS1において、撮影条件設定部40によりEPIシーケンスを用いた撮影条件が設定される。   First, in step S1, the photographing condition setting unit 40 sets photographing conditions using an EPI sequence.

図9は、図6に示す撮影条件設定部40において設定されるSS SE EPI DWIシーケンスの一例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing an example of the SS SE EPI DWI sequence set in the imaging condition setting unit 40 shown in FIG.

図9においてRFは、RF励起パルスを、ECHOは、エコー信号を、Gssは、スライス選択(SS: slice selection)用の傾斜磁場を、Groは、リードアウト用の傾斜磁場を、Gpeは、位相エンコード用の傾斜磁場を、それぞれ示す。   In FIG. 9, RF is an RF excitation pulse, ECHO is an echo signal, Gss is a gradient magnetic field for slice selection (SS), Gro is a gradient magnetic field for readout, and Gpe is a phase. The gradient magnetic field for encoding is shown respectively.

図9に示すように、SS SE EPI DWIシーケンスでは、励起パルスに続いてリフォーカスパルスがスライス選択用傾斜磁場パルスとともに印加される。また、励起パルスとリフォーカスパルスとの間には、傾斜磁場のモーメントの調整を行うためのTUNEと呼ばれる傾斜磁場パルスがRO方向およびPE方向にそれぞれ印加される。さらに、リフォーカスパルスの印加後には、SS方向にMPGパルスが印加される。   As shown in FIG. 9, in the SS SE EPI DWI sequence, a refocus pulse is applied together with a slice selection gradient magnetic field pulse following the excitation pulse. In addition, a gradient magnetic field pulse called TUNE for adjusting the moment of the gradient magnetic field is applied between the excitation pulse and the refocus pulse in the RO direction and the PE direction, respectively. Further, after the refocus pulse is applied, an MPG pulse is applied in the SS direction.

次に、BLIPパルスと呼ばれるPE方向の傾斜磁場パルスが繰り返し印加され、BLIPパルスの強度に応じた位相エンコード量が順次加算される。一方で、極性が交互に反転するRO用傾斜磁場が繰り返し印加される。これにより、1枚分の画像データの生成に必要なエコー信号がデータ収集部分において連続的に発生し、発生したエコー信号が収集される。すなわち1回の核磁気の励起により1枚分の画像データを生成するためのエコー信号を収集することができる。   Next, a gradient magnetic field pulse in the PE direction called a BLIP pulse is repeatedly applied, and a phase encoding amount corresponding to the intensity of the BLIP pulse is sequentially added. On the other hand, a gradient magnetic field for RO whose polarity is alternately reversed is repeatedly applied. As a result, echo signals necessary for generating image data for one sheet are continuously generated in the data collection portion, and the generated echo signals are collected. That is, echo signals for generating image data for one sheet can be collected by one-time nuclear magnetic excitation.

次に、ステップS2において、EPIシーケンスによるハードウェアの制御が行われる。   Next, in step S2, the hardware is controlled by the EPI sequence.

そのために予め寝台37に被検体Pがセットされ、静磁場電源26により励磁された静磁場用磁石21(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。   For this purpose, the subject P is set on the bed 37 in advance, and a static magnetic field is formed in the imaging region of the static magnetic field magnet 21 (superconducting magnet) excited by the static magnetic field power supply 26. Further, a current is supplied from the shim coil power supply 28 to the shim coil 22, and the static magnetic field formed in the imaging region is made uniform.

そして、入力装置33からシーケンスコントローラ制御部41にスキャン開始指示が与えられると、シーケンスコントローラ制御部41は撮影条件設定部40から取得したEPIシーケンスを含む撮影条件をシーケンスコントローラ31に与える。シーケンスコントローラ31は、シーケンスコントローラ制御部41から受けたEPIシーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させることにより被検体Pがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル24からRF信号を発生させる。   When the scan start instruction is given from the input device 33 to the sequence controller control unit 41, the sequence controller control unit 41 gives the imaging condition including the EPI sequence acquired from the imaging condition setting unit 40 to the sequence controller 31. The sequence controller 31 drives the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30 according to the EPI sequence received from the sequence controller control unit 41, thereby forming a gradient magnetic field in the imaging region in which the subject P is set. An RF signal is generated from the RF coil 24.

このとき、渦補正回路31aは、傾斜磁場の印加によって渦電流が低減されるように傾斜磁場電源27に印加されるパルス電流波形の渦電流補正を行う。さらに、傾斜磁場電源27の非線形性や不完全性によっても傾斜磁場電源27の出力パルス電流波形が制御上の波形から変化する場合がある。さらに、実際に撮像領域に形成されるRO用傾斜磁場の波形は、渦電流の発生により誘起される空間的に非線形な磁場や装置ごとの特性等の影響によって更に変形することとなる。このため、実際に撮影領域に形成される傾斜磁場の波形は、EPIシーケンスにおいて設定されているRO用傾斜磁場の波形が変形した波形となる。   At this time, the eddy correction circuit 31a performs eddy current correction of the pulse current waveform applied to the gradient magnetic field power supply 27 so that the eddy current is reduced by application of the gradient magnetic field. Further, the output pulse current waveform of the gradient magnetic field power supply 27 may change from the control waveform due to non-linearity or imperfection of the gradient magnetic field power supply 27. Furthermore, the waveform of the RO gradient magnetic field that is actually formed in the imaging region is further deformed by the influence of the spatially nonlinear magnetic field induced by the generation of eddy currents, the characteristics of each device, and the like. For this reason, the waveform of the gradient magnetic field actually formed in the imaging region is a waveform obtained by modifying the waveform of the RO gradient magnetic field set in the EPI sequence.

図10は、図9に示すSS SE EPI DWIシーケンスのRO用傾斜磁場の渦補正前における制御波形および変形したRO用傾斜磁場の波形を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing a control waveform before the vortex correction of the RO gradient magnetic field in the SS SE EPI DWI sequence shown in FIG. 9 and a waveform of the deformed RO gradient magnetic field.

図10においてECHOはエコー信号を、Groは渦補正前におけるRO用傾斜磁場の制御波形を、Gro’は渦補正、傾斜磁場電源27の出力パルスの非線形性、渦電流により誘起される磁場等の影響により変形したRO用傾斜磁場の波形を示す。   In FIG. 10, ECHO is an echo signal, Gro is a control waveform of the gradient magnetic field for RO before eddy correction, Gro 'is eddy correction, non-linearity of the output pulse of the gradient magnetic field power supply 27, magnetic field induced by eddy current, etc. The waveform of the RO gradient magnetic field deformed by the influence is shown.

図10に示すように渦補正前におけるRO用傾斜磁場の制御波形Groは、直線的に立ち上がった後、一定の値となり直線的に立ち下がる波形である。そして、k空間の1列分のデータに相当するサンプリング位置が等間隔で設定される。尚、図10に示すサンプリング位置は、傾斜磁場の立ち上がり中からエコー信号のサンプリングを行うRamp Samplingの場合の例を示している。   As shown in FIG. 10, the control waveform Gro of the gradient magnetic field for RO before eddy correction is a waveform that rises linearly and then becomes a constant value and falls linearly. Then, sampling positions corresponding to one column of data in the k space are set at equal intervals. Note that the sampling position shown in FIG. 10 shows an example in the case of Ramp Sampling in which an echo signal is sampled while the gradient magnetic field is rising.

しかし、実際に撮影領域に形成される傾斜磁場の波形Gro’は渦補正、傾斜磁場電源27の出力パルスの非線形性、渦電流により誘起される磁場等の影響により図10に示すように変形する。従って、変形した波形Gro’の傾斜磁場が撮影部位に生成された状態で被検体Pの内部における核磁気共鳴によりNMR信号が発生する。   However, the gradient magnetic field Gro ′ actually formed in the imaging region is deformed as shown in FIG. 10 due to eddy correction, the nonlinearity of the output pulse of the gradient magnetic field power supply 27, the magnetic field induced by the eddy current, and the like. . Therefore, an NMR signal is generated by nuclear magnetic resonance inside the subject P in a state where the gradient magnetic field of the deformed waveform Gro ′ is generated in the imaging region.

次に、ステップS3において、EPIシーケンスに従ってNMR信号列が連続的に順次RFコイル24により受信されて受信器30に与えられる。受信器30は、RFコイル24からNMR信号を受けて、周波数変換器30eによる周波数変換、A/D変換器30fによるA/D変換、検波回路30gによる検波を行うことにより、デジタルデータのNMR信号列である生データを生成する。すなわち、図8(a)に示すような1つのエコーデータが生成される。   Next, in step S <b> 3, the NMR signal sequence is continuously and sequentially received by the RF coil 24 in accordance with the EPI sequence and provided to the receiver 30. The receiver 30 receives the NMR signal from the RF coil 24, performs frequency conversion by the frequency converter 30e, A / D conversion by the A / D converter 30f, and detection by the detection circuit 30g, thereby obtaining an NMR signal of digital data. Generate raw data that is a column. That is, one echo data as shown in FIG. 8A is generated.

しかしながら、エコーデータは、図10に示すような変形した波形Gro’のRO用傾斜磁場を印加してRamp Samplingによりサンプリングされているためサンプリング位置ごとに傾斜磁場モーメント(面積)が異なることとなる。このため、エコーデータのサンプリングポイントが不等間隔となっている。そこで、エコーデータが等間隔となるように補正する必要がある。この補正に用いる補正データを求めるためには、RO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求める必要がある。   However, since the echo data is sampled by Ramp Sampling by applying an RO gradient magnetic field having a deformed waveform Gro ′ as shown in FIG. 10, the gradient magnetic field moment (area) differs for each sampling position. For this reason, the sampling points of the echo data are unequal intervals. Therefore, it is necessary to correct the echo data so that they are equally spaced. In order to obtain the correction data used for this correction, it is necessary to obtain the fluctuation amount from the control value of the RO gradient magnetic field moment.

RO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量は、傾斜磁場制御系から取得した傾斜磁場の測定値またはソフトウェアによるシミュレーション結果に基づいて求めることができる。   The fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field moment for RO can be obtained based on the measured value of the gradient magnetic field acquired from the gradient magnetic field control system or the simulation result by software.

シミュレーションによってRO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求める場合には、ステップS4において、撮像条件設定部40において設定されたEPIシーケンスを含む撮影条件に基づいてコンピュータ32のシミュレーション部47によりRO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求めるための装置や傾斜磁場制御系を模擬したシミュレーションが行われ、シミュレーション結果に基づいてRO用傾斜磁場モーメントの変動量が算出される。シミュレーション部47におけるシミュレーションに必要な渦電流の減衰の時定数、スケーリング係数および近似式の係数等のパラメータは、シミュレーションパラメータ保存部48から取得することができる。   When the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field moment for RO is obtained by simulation, the simulation unit 47 of the computer 32 performs the RO based on the imaging conditions including the EPI sequence set in the imaging condition setting unit 40 in step S4. A simulation for simulating a device and a gradient magnetic field control system for determining the amount of variation from the control value of the gradient magnetic field moment for control is performed, and the amount of variation of the gradient magnetic field moment for RO is calculated based on the simulation result. Parameters such as the eddy current decay time constant, the scaling coefficient, and the coefficient of the approximate expression necessary for the simulation in the simulation unit 47 can be acquired from the simulation parameter storage unit 48.

例えば、傾斜磁場電源27ごとの特性値をシミュレーションパラメータとして用いたシミュレーションによって、傾斜磁場電源27からの渦補正処理後の非線形性を有する出力パルス電流の波形を算出することができる。そして、算出された傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の波形に基づいてRO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求めることができる。具体的には、EPIシーケンスにおけるRO用傾斜磁場の制御値とシミュレーションとして算出された出力パルス電流に対応するRO用傾斜磁場の波形との差分を計算すればよい。これにより傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性によって変動するRO用傾斜磁場に起因するエコーデータの誤差を補正することが可能となる。   For example, the waveform of the output pulse current having nonlinearity after eddy correction processing from the gradient magnetic field power supply 27 can be calculated by simulation using the characteristic value for each gradient magnetic field power supply 27 as a simulation parameter. Based on the calculated waveform of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27, the fluctuation amount from the control value of the RO gradient magnetic field moment can be obtained. Specifically, the difference between the control value of the RO gradient magnetic field in the EPI sequence and the waveform of the RO gradient magnetic field corresponding to the output pulse current calculated as a simulation may be calculated. As a result, it is possible to correct an error in echo data caused by the gradient magnetic field for RO that varies due to the nonlinearity of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27.

さらに、磁気共鳴イメージング装置20の特性値をシミュレーションパラメータとして用いたシミュレーションによって、渦電流の強度を算出することができる。そして、算出された渦電流の強度に基づいてRO用傾斜磁場モーメントの変動量を求めることもできる。具体的には、EPIシーケンスにおけるRO用傾斜磁場の制御値とシミュレーションとして算出された渦電流によって誘起される傾斜磁場との差分を計算すればよい。この場合、渦電流によるRO用傾斜磁場の変動に起因するエコーデータの誤差を補正することが可能となる。   Furthermore, the intensity of the eddy current can be calculated by simulation using the characteristic value of the magnetic resonance imaging apparatus 20 as a simulation parameter. Then, the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO can be obtained based on the calculated intensity of the eddy current. Specifically, the difference between the control value of the RO gradient magnetic field in the EPI sequence and the gradient magnetic field induced by the eddy current calculated as a simulation may be calculated. In this case, it is possible to correct an error in echo data caused by fluctuation of the gradient magnetic field for RO due to eddy current.

また、算出された傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の波形および渦電流の強度の双方を用いてRO用傾斜磁場モーメントの変動量を求めることもできる。この場合には、傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性および渦電流の双方に起因するRO用傾斜磁場の変動によるエコーデータの誤差を補正することが可能となる。   Further, the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO can be obtained by using both the waveform of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 and the intensity of the eddy current. In this case, it is possible to correct an error in echo data due to fluctuations in the RO gradient magnetic field caused by both the nonlinearity of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 and the eddy current.

一方、傾斜磁場制御系から取得した傾斜磁場の測定値に基づいてRO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求める場合には、ステップS5において、RO用傾斜磁場の変動量が計測される。   On the other hand, when obtaining the amount of variation from the control value of the gradient magnetic field moment for RO based on the measured value of the gradient magnetic field acquired from the gradient magnetic field control system, the amount of variation of the gradient magnetic field for RO is measured in step S5. .

例えば、傾斜磁場電源27の電流計27aにおいて計測された出力パルス電流の波形に基づいて実際に撮像領域に印加される傾斜磁場パルスの波形を推定することができる。そしてEPIシーケンスにおけるRO用傾斜磁場の制御値と電流計27aの測定値に基づく傾斜磁場パルスの波形の推定値との差分を求めることにより、RO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求めることができる。これにより傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性によって変動するRO用傾斜磁場に起因するエコーデータの誤差を補正することが可能となる。   For example, the waveform of the gradient magnetic field pulse actually applied to the imaging region can be estimated based on the waveform of the output pulse current measured by the ammeter 27a of the gradient magnetic field power supply 27. Then, by obtaining the difference between the control value of the gradient magnetic field for RO in the EPI sequence and the estimated value of the gradient magnetic field pulse waveform based on the measurement value of the ammeter 27a, the amount of variation from the control value of the gradient magnetic field moment for RO is obtained. be able to. As a result, it is possible to correct an error in echo data caused by the gradient magnetic field for RO that varies due to the nonlinearity of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27.

さらに、渦補正回路31aからデータ収集位置ごとの出力パルス波形の履歴に基づいて渦電流の強度を計算することもできる。すなわち、渦補正回路31aでは、EPIシーケンスにおけるRO用傾斜磁場の制御値に対して傾斜磁場の制御に応じた渦電流が低減されるように補正が行われるため、渦電流補正の補正量から渦電流の強度を計算することができる。この渦電流の強度の計算に必要な時定数等のパラメータは予め計測することによる取得することができる。そして、EPIシーケンスにおけるRO用傾斜磁場の制御値と渦補正回路31aからの出力パルス波形に基づいて算出された渦電流によって誘起される傾斜磁場との差分を求めることにより、RO用傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量を求めることができる。この場合、渦電流によるRO用傾斜磁場の変動に起因するエコーデータの誤差を補正することが可能となる。   Further, the eddy current intensity can be calculated from the eddy correction circuit 31a based on the history of the output pulse waveform for each data collection position. In other words, the eddy correction circuit 31a corrects the control value of the RO gradient magnetic field in the EPI sequence so that the eddy current corresponding to the control of the gradient magnetic field is reduced. The intensity of the current can be calculated. Parameters such as a time constant necessary for calculating the intensity of the eddy current can be obtained by measuring in advance. Then, by calculating the difference between the control value of the RO gradient magnetic field in the EPI sequence and the gradient magnetic field induced by the eddy current calculated based on the output pulse waveform from the eddy correction circuit 31a, the RO gradient magnetic field moment is calculated. The amount of variation from the control value can be obtained. In this case, it is possible to correct an error in echo data caused by fluctuation of the gradient magnetic field for RO due to eddy current.

また、シミュレーションの場合と同様に、傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の波形および渦電流の強度の双方を用いてRO用傾斜磁場モーメントの変動量を求めることもできる。   Similarly to the case of the simulation, the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO can be obtained using both the waveform of the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 and the intensity of the eddy current.

このような傾斜磁場制御系から取得した測定値に基づくRO用傾斜磁場モーメントの変動量の計算は、受信器30のDF制御系30iまたはコンピュータ32のDF制御部40aにて行うことができる。また、シミュレーションによってRO用傾斜磁場モーメントの変動量が計算された場合には、シミュレーション部47からRO用傾斜磁場モーメントの変動量がコンピュータ32のDF制御部40aまたはシーケンスコントローラ31を介して受信器30のDF制御系30iに与えられる。   Calculation of the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO based on the measurement value obtained from such a gradient magnetic field control system can be performed by the DF control system 30 i of the receiver 30 or the DF control unit 40 a of the computer 32. When the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO is calculated by the simulation, the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO is calculated from the simulation unit 47 via the DF control unit 40a of the computer 32 or the sequence controller 31. To the DF control system 30i.

次に、ステップS6において、受信器30のDF制御系30iまたはコンピュータ32のDF制御部40aにおいてRO用傾斜磁場モーメントの変動量に応じたエコーデータの補正データが作成される。すなわち、RO用傾斜磁場モーメントの変動量に起因する各エコーデータのそれぞれのシフト量が求められ、求めたエコーデータ別のシフト量が補正データとされる。この結果、エコーデータ別の補正データ間の比率は、サンプリング位置間における傾斜磁場モーメント間の比率となる。   Next, in step S6, correction data of echo data corresponding to the variation amount of the RO gradient magnetic field moment is created in the DF control system 30i of the receiver 30 or the DF control unit 40a of the computer 32. That is, the shift amount of each echo data resulting from the fluctuation amount of the gradient magnetic field moment for RO is obtained, and the obtained shift amount for each echo data is used as the correction data. As a result, the ratio between the correction data for each echo data is the ratio between the gradient magnetic field moments between the sampling positions.

次に、ステップS7において、受信器30のDF制御系30iまたはコンピュータ32のDF制御部40aにおいて作成された補正データによってエコーデータが補正されるようにDF30hのフィルタ係数が算出され、算出されたフィルタ係数がDF30hに与えられることによってDF30hが制御される。   Next, in step S7, the filter coefficient of the DF 30h is calculated so that the echo data is corrected by the correction data created in the DF control system 30i of the receiver 30 or the DF control unit 40a of the computer 32, and the calculated filter The DF 30h is controlled by giving the coefficient to the DF 30h.

これにより、RO用傾斜磁場モーメントの変動に起因してシフトした検波後のエコーデータ列はDF30hにおいてエコーデータ列ごとに順次補正される。この結果、図8(b)に示すようなシフト補正後のエコーデータ列がDF30hにおいて順次得られる。   Thereby, the echo data string after detection shifted due to the fluctuation of the gradient magnetic field moment for RO is sequentially corrected for each echo data string in the DF 30h. As a result, echo data strings after shift correction as shown in FIG. 8B are sequentially obtained in the DF 30h.

図11は、図10に示す変形した波形Gro’のRO用傾斜磁場を印加してRamp Samplingによりサンプリングしたエコーデータ列に対する補正方法を説明する図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining a correction method for the echo data sequence sampled by Ramp Sampling by applying the RO gradient magnetic field of the modified waveform Gro ′ shown in FIG. 10.

図11(a), (b)において横軸はRO方向を示す。図11(a)に示すように、検波後のエコーデータ列はRO用傾斜磁場モーメントの変動の影響を受けており、かつRamp SamplingによりRO傾斜磁場の立ち上がりおよび立ち下がり中においてもエコーデータのサンプリングを行っているため、不等間隔となっている。通常、Ramp Samplingによりエコーデータが収集された場合には、RO傾斜磁場の立ち上がり部分および立ち下がり部分の制御波形に応じた傾斜磁場モーメントの線形の変化量に基づいて、エコーデータが格子点上となるように位相ソフト補正がDF30hにおけるフィルタリングによって行われる。   11 (a) and 11 (b), the horizontal axis indicates the RO direction. As shown in FIG. 11 (a), the echo data string after detection is affected by the fluctuation of the RO gradient magnetic field moment, and the sampling of echo data is performed even during the rise and fall of the RO gradient magnetic field by Ramp Sampling. Because of this, the intervals are unequal. Normally, when echo data is collected by Ramp Sampling, the echo data is displayed on the lattice points based on the linear change of the gradient magnetic field moment according to the control waveform of the rising and falling portions of the RO gradient magnetic field. Thus, phase soft correction is performed by filtering in DF30h.

しかしながら、Ramp Samplingによるエコーデータの位相シフトが補正されたとしても渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性や不完全性の影響によってエコーデータがシフトしているため、依然としてエコーデータ列が不等間隔となる。このような不等間隔のエコーデータ列をそのまま用いて画像データを再構成すると、画像データの画質が劣化する。   However, even if the phase shift of the echo data by Ramp Sampling is corrected, the echo data is still shifted because of the non-linearity or imperfection of the output pulse current from the eddy current or the gradient magnetic field power supply 27. The columns are unevenly spaced. If image data is reconstructed by using such unequally spaced echo data strings as they are, the image quality of the image data deteriorates.

そこで、DF30hにおいて、Ramp Samplingによるエコーデータの位相シフト成分に加えて、渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性の影響によるエコーデータの非対称の位相シフト成分がキャンセルされるようにエコーデータの位相シフト補正が行われる。これにより、傾斜磁場モーメントの制御値からの変動量に対応するシフト分だけRO方向にエコーデータが平行移動し、図11(b)に示すような格子点上の等間隔のエコーデータ列が得られる。   Therefore, in DF30h, in addition to the phase shift component of the echo data by Ramp Sampling, the asymmetric phase shift component of the echo data due to the influence of nonlinearity of the eddy current and the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 is canceled. The phase shift correction of the echo data is performed. As a result, the echo data is translated in the RO direction by the shift corresponding to the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field moment, and an equidistant echo data string on the lattice points as shown in FIG. 11B is obtained. It is done.

尚、Ramp Samplingによるエコーデータの位相シフト成分に対する位相シフト補正とは別に渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性の影響によるエコーデータの位相シフト成分に対する位相シフト補正をDF30hにおいて行ってもよい。また、Ramp Samplingを行わない場合には、Ramp Samplingによるエコーデータの位相シフト成分に対する位相シフト補正を行う必要はない。   In addition to the phase shift correction for the phase shift component of the echo data by Ramp Sampling, the phase shift correction for the phase shift component of the echo data due to the non-linearity of the eddy current and the output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 is performed in the DF 30h. May be. Further, when the ramp sampling is not performed, it is not necessary to perform the phase shift correction for the phase shift component of the echo data by the ramp sampling.

また、PIを行う場合には、複数の受信チャネルにてそれぞれエコーデータ列が収集されるため、受信チャネルごとにこのようなエコーデータ列の位相シフト補正が順次行われる。   In addition, when PI is performed, echo data sequences are collected in each of a plurality of reception channels, and thus such phase shift correction of the echo data sequences is sequentially performed for each reception channel.

次に、ステップS8において、DF30hにおいて順次得られたシフト補正後のエコーデータ列は、受信器30からシーケンスコントローラ31およびシーケンスコントローラ制御部41を経由して図8(c)に示すようにk空間データベース42に形成されたk空間に順次配置される。   Next, in step S8, the echo data string after the shift correction sequentially obtained in the DF 30h is passed through the sequence controller 31 and the sequence controller control unit 41 from the receiver 30, as shown in FIG. These are sequentially arranged in the k space formed in the database 42.

そして、全てのエコーデータ列がk空間に配置されると、ステップS9において、k空間データから図8(d)に示すような画像データが生成され、生成された画像データが表示される。すなわち、画像再構成部43は、k空間データベース42からk空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース44に書き込む。また、画像処理部45は、画像データベース44から画像データを取り込んでPIのunfolding処理等の必要な画像処理を行って表示用の画像データを生成し、生成した表示用の画像データを表示装置34に表示させる。これにより診断用の画像を得ることができる。   When all the echo data strings are arranged in the k space, in step S9, image data as shown in FIG. 8D is generated from the k space data, and the generated image data is displayed. That is, the image reconstruction unit 43 reconstructs image data by taking k-space data from the k-space database 42 and performing image reconstruction processing, and writes the obtained image data in the image database 44. The image processing unit 45 takes in the image data from the image database 44 and performs necessary image processing such as PI unfolding processing to generate display image data, and the generated display image data is displayed on the display device 34. To display. Thereby, a diagnostic image can be obtained.

尚、上述した例では、信号受信系のDF30hにおいてエコーデータ列の補正を行う場合について説明したが、磁気共鳴イメージング装置20のDF30h以外のハードウェアやファームウェアの制御によってエコーデータ列の補正を行ってもよい。   In the above-described example, the case where the echo data sequence is corrected in the DF 30h of the signal reception system has been described. However, the echo data sequence is corrected by control of hardware or firmware other than the DF 30h of the magnetic resonance imaging apparatus 20. Also good.

次に、磁気共鳴イメージング装置20のコンピュータ32における画像再構成処理の前処理としてソフトウェアによりエコーデータの補正を行う場合について説明する。   Next, a case where echo data is corrected by software as pre-processing of image reconstruction processing in the computer 32 of the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.

図12は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により、コンピュータ32内での傾斜磁場変動の影響を除去する信号の補正を伴ってEPI法によりイメージングを行う場合の流れを示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。尚、図7と同様のステップには同符号を付して説明を省略する。また、図13は、図12に示すフローチャートの処理によって得られるデータを示す図である。   FIG. 12 is a flowchart showing a flow when imaging is performed by the EPI method with correction of a signal for removing the influence of the gradient magnetic field fluctuation in the computer 32 by the magnetic resonance imaging apparatus 20 shown in FIG. The code | symbol which attached | subjected the number to the inside S shows each step of a flowchart. Steps similar to those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 13 is a diagram showing data obtained by the processing of the flowchart shown in FIG.

コンピュータ32においてエコーデータの補正を行う場合には、ステップS6において、受信器30のDF制御系30iまたはコンピュータ32のDF制御部40aにおいてエコーデータの補正データを求める方法と同様な方法でデータ補正部46によりエコーデータの補正データが求められる。   When correcting the echo data in the computer 32, in step S6, the data correction unit is performed in the same manner as the method for obtaining the correction data of the echo data in the DF control system 30i of the receiver 30 or the DF control unit 40a of the computer 32. 46, the correction data of the echo data is obtained.

また、ステップS10において、図13(a)に示すようなシフト補正前におけるエコーデータ列が図13(b)に示すように順次k空間に配置される。このため、シフト補正前におけるエコーデータがk空間データベース42に配置される。   In step S10, echo data strings before shift correction as shown in FIG. 13 (a) are sequentially arranged in the k space as shown in FIG. 13 (b). For this reason, the echo data before the shift correction is arranged in the k-space database 42.

次に、ステップS11において、データ補正部46は、k空間データベース42に配置されたエコーデータに対して、補正データに基づくRegrid処理を施すことにより、渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性の影響によるエコーデータのk空間におけるシフトを補正する。   Next, in step S11, the data correction unit 46 applies a Regrid process based on the correction data to the echo data arranged in the k-space database 42, so that an eddy current or an output pulse current from the gradient magnetic field power supply 27 is obtained. The shift of the echo data in the k space due to the influence of the nonlinearity of is corrected.

Regrid処理は、エコーデータごとに行われる公知の処理であり、エコーデータ列のシフトに対しては、cubic spline関数等のn次スプライン関数を用いた内挿による補間処理によって移動補正する一方、エコーデータのシフトについては、それぞれ位相シフト処理によってエコーデータを平行移動させる処理である。   The Regrid process is a known process performed for each echo data, and the shift of the echo data string is corrected by an interpolation process by interpolation using an n-order spline function such as a cubic spline function, Data shift is a process of translating echo data by phase shift processing.

尚、DF30hにおいてエコーデータ列の補正を行う場合と同様に、Ramp Samplingによるエコーデータのシフト成分が存在する場合には、Ramp Samplingによるエコーデータのシフト成分に対する補正と同時または別に、渦電流や傾斜磁場電源27からの出力パルス電流の非線形性の影響によるエコーデータのシフト成分に対する補正を行うことができる。   As in the case of correcting the echo data string in DF30h, if there is a shift component of the echo data by Ramp Sampling, the eddy current and the slope may be simultaneously or separately from the correction to the shift component of the echo data by Ramp Sampling. It is possible to correct the shift component of the echo data due to the influence of the nonlinearity of the output pulse current from the magnetic field power supply 27.

このようなエコーデータの補正処理によって図13(c)に示すような補正後のエコーデータが得られる。そして、ステップS9において、補正後のk空間データから図13(d)に示すような画像データが生成され、生成された画像データが表示される。   By such echo data correction processing, corrected echo data as shown in FIG. 13C is obtained. In step S9, image data as shown in FIG. 13D is generated from the corrected k-space data, and the generated image data is displayed.

つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置20は、サンプリング中におけるRO用の傾斜磁場モーメントの変動に起因して生じるエコーデータのシフトをRO用の傾斜磁場の制御波形からの変動量に基づいて求めた補正データを用いて補正するように構成したものである。   That is, the magnetic resonance imaging apparatus 20 as described above obtains the shift of echo data caused by the fluctuation of the gradient magnetic field moment for RO during sampling based on the fluctuation amount from the control waveform of the gradient magnetic field for RO. The correction data is used for correction.

(効果)
このため、磁気共鳴イメージング装置20によれば、サンプリングデータの読出し時に、渦電流補正や傾斜磁場電源の出力波形の非線形性等の傾斜磁場変動要因に起因して生データに位相シフトやポイントシフトが生じても補正することができる。このため、従来、サンプリングデータの読出し時における渦電流補正や傾斜磁場電源の出力波形の非線形性等の傾斜磁場強度を変動させる要因によって発生していたボケ、ピクセルずれ、ゴースト等のアーチファクトを低減させて、画質を向上させることができる。
(effect)
For this reason, according to the magnetic resonance imaging apparatus 20, when sampling data is read, the raw data undergoes a phase shift or a point shift due to gradient magnetic field fluctuation factors such as eddy current correction and nonlinearity of the output waveform of the gradient magnetic field power supply. Even if it occurs, it can be corrected. For this reason, artifacts such as blurring, pixel shift, and ghost, which have been caused by factors that fluctuate the gradient magnetic field strength, such as eddy current correction at the time of reading sampling data and nonlinearity of the output waveform of the gradient magnetic field power source, are reduced Image quality can be improved.

また、DWIを行う場合にもDWIデータの画質が向上するため、DWIデータの後処理によって生成されるIsotropic 画像や拡散係数(ADC: apparent diffusion coefficient)画像の画質も向上させることができる。   In addition, since the image quality of DWI data is improved also when DWI is performed, the image quality of an isotropic image or an apparent diffusion coefficient (ADC) image generated by post-processing of DWI data can be improved.

さらに、DF30h等のハードウェアやファームウェアを用いて前処理としてNMR信号の補正を行うようにすれば、画像データの生成処理に要する時間を延長させることなくNMR信号の補正を行うことができる。一方、コンピュータ32におけるシミュレーションにより得られたシミュレーション情報に基づいてコンピュータ32内においてNMR信号の補正を行うようにすれば、従来のMRI装置のハードウェアを変更することなく、渦電流補正や傾斜磁場電源の出力波形の非線形性等の影響による傾斜磁場モーメントのずれにより生じるNMR信号の位相シフトを補正することが可能となる。   Further, if the NMR signal is corrected as preprocessing using hardware or firmware such as DF30h, the NMR signal can be corrected without extending the time required for the image data generation processing. On the other hand, if the NMR signal is corrected in the computer 32 based on the simulation information obtained by the simulation in the computer 32, the eddy current correction and the gradient magnetic field power supply can be performed without changing the hardware of the conventional MRI apparatus. It is possible to correct the phase shift of the NMR signal caused by the deviation of the gradient magnetic field moment due to the non-linearity of the output waveform.

20 磁気共鳴イメージング装置
21 静磁場用磁石
22 シムコイル
23 傾斜磁場コイル
24 RFコイル
24a WBコイル
24b フェーズドアレイコイル
24c コイル要素
25 制御系
26 静磁場電源
27 傾斜磁場電源
28 シムコイル電源
29 送信器
30 受信器
31 シーケンスコントローラ
32 コンピュータ
33 入力装置
34 表示装置
35 演算装置
36 記憶装置
37 寝台
40 撮像条件設定部
41 シーケンスコントローラ制御部
42 k空間データベース
43 画像再構成部
44 画像データベース
45 画像処理部
P 被検体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Magnetic resonance imaging apparatus 21 Magnet for static magnetic field 22 Shim coil 23 Gradient magnetic field coil 24 RF coil 24a WB coil 24b Phased array coil 24c Coil element 25 Control system 26 Static magnetic field power supply 27 Gradient magnetic field power supply 28 Shim coil power supply 29 Transmitter 30 Receiver 31 Sequence controller 32 Computer 33 Input device 34 Display device 35 Computing device 36 Storage device 37 Bed 40 Imaging condition setting unit 41 Sequence controller control unit 42 k-space database 43 Image reconstruction unit 44 Image database 45 Image processing unit P Subject

Claims (9)

被検体からの磁気共鳴データのサンプリング中における、渦電流に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量および傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量による前記磁気共鳴データへの影響を補正するための補正データを取得する補正データ取得手段と、
前記磁気共鳴データを収集し、前記補正データを用いて前記磁気共鳴データの補正を行い、さらに補正後の磁気共鳴データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
を備え、
前記補正データ取得手段は、
(a)前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量についてはシミュレーションを行うことによって推定する一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については前記傾斜磁場電源に備えられる電流計において計測された前記傾斜磁場電源からの出力電流波形を用いて求める、(b)前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については渦補正回路から前記傾斜磁場電源に出力される出力パルス波形を用いて求める一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量についてはシミュレーションを行うことによって推定する、または(c)前記渦電流に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量および前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量をシミュレーションを行うことによって推定する、
磁気共鳴イメージング装置。
During sampling of magnetic resonance data from the subject, the amount of fluctuation from the control value of the gradient magnetic field caused by eddy current and the control value of the gradient magnetic field caused by nonlinearity or imperfection of the output waveform of the gradient magnetic field power supply Correction data acquisition means for acquiring correction data for correcting the influence on the magnetic resonance data due to a variation amount;
Image data generating means for collecting the magnetic resonance data, correcting the magnetic resonance data using the correction data, and further generating image data based on the corrected magnetic resonance data;
With
The correction data acquisition means includes
(A) While the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field due to the eddy current is estimated by performing simulation, the gradient magnetic field due to nonlinearity or imperfection of the output waveform of the gradient magnetic field power supply (B) Control of the gradient magnetic field caused by the eddy current is obtained using an output current waveform from the gradient magnetic field power supply measured by an ammeter provided in the gradient magnetic field power supply. The amount of fluctuation from the value is obtained using an output pulse waveform output from the eddy correction circuit to the gradient magnetic field power supply, while the gradient magnetic field control is caused by nonlinearity or imperfection of the output waveform of the gradient magnetic field power supply. The fluctuation amount from the value is estimated by performing a simulation, or (c) the change from the control value of the gradient magnetic field caused by the eddy current. Estimated by performing a simulation of the amount of change from control values of the gradient magnetic field caused by the nonlinearity or imperfections of the amount and the gradient magnetic field power supply of the output waveform,
Magnetic resonance imaging device.
前記補正データ取得手段は、前記渦電流に起因する傾斜磁場の制御値からの変動量については、シミュレーションを行うことによって推定する一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については前記傾斜磁場電源に備えられる電流計において計測された前記傾斜磁場電源からの出力電流波形を用いて求めるように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The correction data acquisition means estimates the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field caused by the eddy current by performing a simulation, while causing the nonlinearity or imperfection of the output waveform of the gradient magnetic field power source. 2. The magnetism according to claim 1, wherein the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field is determined using an output current waveform from the gradient magnetic field power source measured by an ammeter provided in the gradient magnetic field power source. Resonance imaging device. 前記補正データ取得手段は、前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量については、前記渦補正回路から前記傾斜磁場電源に出力される出力パルス波形を用いて求める一方、前記傾斜磁場電源の出力波形の非線形性または不完全性に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量についてはシミュレーションを行うことによって推定するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The correction data acquisition means obtains the fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field caused by the eddy current using an output pulse waveform output from the eddy correction circuit to the gradient magnetic field power supply, while the gradient data The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein a fluctuation amount from the control value of the gradient magnetic field due to nonlinearity or imperfection of an output waveform of a magnetic field power supply is estimated by performing a simulation. 前記補正データ取得手段は、前記渦補正回路から前記傾斜磁場電源に出力されるデータ収集位置ごとの出力パルス波形の履歴を用いて傾斜磁場により生じる渦電流の強度を求め、この求めた渦電流の強度を用いて前記渦電流に起因する前記傾斜磁場の制御値からの変動量を求める請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置。 The correction data acquisition means obtains the intensity of the eddy current generated by the gradient magnetic field using the history of the output pulse waveform for each data collection position output from the eddy correction circuit to the gradient magnetic field power supply, and The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3, wherein a fluctuation amount from a control value of the gradient magnetic field due to the eddy current is obtained using intensity. 前記画像データ生成手段は、k空間に配置された磁気共鳴データに対して前記補正データを用いた補正を行うように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the image data generation unit is configured to perform correction using the correction data on magnetic resonance data arranged in a k-space. 前記画像データ生成手段は、前記補正データを用いた前記磁気共鳴データの補正をハードウェアまたはファームウェアを用いて行うように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the image data generation unit is configured to perform correction of the magnetic resonance data using the correction data using hardware or firmware. 前記画像データ生成手段は、前記補正データを用いた前記磁気共鳴データの補正を受信器におけるA/D変換後にディジタルフィルタを用いて行うように構成される請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6, wherein the image data generation unit is configured to perform correction of the magnetic resonance data using the correction data using a digital filter after A / D conversion in a receiver. 前記画像データ生成手段は、前記磁気共鳴データに対して前記補正データに基づくRegrid処理を施すように構成される請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6, wherein the image data generation unit is configured to perform a Regrid process based on the correction data with respect to the magnetic resonance data. 前記画像データ生成手段は、複数のコイル要素を用いて複数の受信チャネルで前記磁気共鳴データを収集し、受信チャネルごとに補正データを用いて前記磁気共鳴データの補正を行うように構成される請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置。 The image data generating means is configured to collect the magnetic resonance data in a plurality of reception channels using a plurality of coil elements, and to correct the magnetic resonance data using correction data for each reception channel. Item 7. The magnetic resonance imaging apparatus according to Item 6.
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