JP5718148B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and dual slice measurement method - Google Patents

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Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特に、スピンエコー系のDual Slice計測によって得られるスライス画像間の輝度差を低減する技術に関する。   The present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as `` NMR '') signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and images nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. In particular, the present invention relates to a technique for reducing a luminance difference between slice images obtained by spin echo dual slice measurement.

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR(エコー)信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。   MRI equipment measures the NMR (echo) signal generated by the nuclear spins that make up the body of the subject, especially the human body, and the shape and function of the head, abdomen, limbs, etc. in two or three dimensions. A device for imaging. In imaging, the NMR signal is given different phase encoding depending on the gradient magnetic field, frequency-encoded, and measured as time series data. The measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.

上記MRI装置における撮像法の中には、Dual Slice計測と呼ばれる撮像法がある。このDual Slice計測は、1回の計測で2倍のスライス枚数を撮像する機能であり、2つのスライスを同時に励起して2枚のスライスから1つの信号を検出する。2つのスライスを同時に励起する場合、各スライスに対応する2つの異なる搬送波(f1,θ1)と(f2,θ2)をミキシング(合成)し、Sinc波形で振幅変調して合成励起パルスとして、該合成励起パルスをRFコイルより照射する。ここで、(f1,θ1)はスライス1の励起周波数と照射位相を表し、(f2,θ2)はスライス2の励起周波数と照射位相を表す。このとき、1回目と2回目でθ2の値を180度反転させた値を設定する。画像は、得られたNMR信号を1次元フーリエ変換して加減算することにより、2枚のスライスのエコー信号に分離することができ、更に、各エコー信号を2次元フーリエ変換することにより各スライスの画像が得られる。   Among the imaging methods in the MRI apparatus is an imaging method called Dual Slice measurement. This dual slice measurement is a function of imaging twice the number of slices in one measurement, and excites two slices simultaneously to detect one signal from the two slices. When two slices are excited simultaneously, two different carriers (f1, θ1) and (f2, θ2) corresponding to each slice are mixed (combined) and amplitude-modulated with a Sinc waveform to form a combined excitation pulse. An excitation pulse is emitted from the RF coil. Here, (f1, θ1) represents the excitation frequency and irradiation phase of slice 1, and (f2, θ2) represents the excitation frequency and irradiation phase of slice 2. At this time, a value obtained by inverting the value of θ2 by 180 degrees in the first time and the second time is set. The image can be separated into echo signals of two slices by adding and subtracting the obtained NMR signal by one-dimensional Fourier transform, and further, each echo signal of each slice is obtained by two-dimensional Fourier transform. An image is obtained.

また、スピンエコー系のDual Slice計測では、90度励起パルスで励起したNMR信号を180度再収束パルスで再収束させる。その際、90度励起パルスに関しては、2つのスライスを別々に励起するが、180度再収束パルスに関しては、2つのスライスを含む領域全体を励起する。このため、90度励起パルスと180度再収束パルスでは、スライス選択のための傾斜磁場強度が異なり、90度に比べて180度のスライス選択傾斜磁場の方の傾斜磁場強度が低くなる。   In the spin echo dual slice measurement, the NMR signal excited by the 90 degree excitation pulse is refocused by the 180 degree refocusing pulse. At that time, for the 90-degree excitation pulse, two slices are excited separately, but for the 180-degree refocusing pulse, the entire region including the two slices is excited. For this reason, the gradient magnetic field strength for slice selection differs between the 90-degree excitation pulse and the 180-degree refocusing pulse, and the gradient magnetic field strength of the 180-degree slice selection gradient magnetic field is lower than that of 90 degrees.

一方、傾斜磁場パルスの印加により、渦電流が発生し、また、印加する傾斜磁場強度が異なると発生する渦電流の大きさも異なることが知られている。この渦電流を低減する方法として、予め据付時に測定しておいた渦電流特性データに基づいてシムコイルや局在コイルもしくは傾斜磁場パルス発生系に対して補正電流をリアルタイムに印加し、渦電流による影響を抑制する(特許文献1や特許文献2)方法が提案されている。   On the other hand, it is known that an eddy current is generated by application of a gradient magnetic field pulse, and the magnitude of the generated eddy current varies depending on the applied gradient magnetic field intensity. As a method of reducing this eddy current, a correction current is applied in real time to shim coils, localized coils, or gradient magnetic field pulse generation systems based on eddy current characteristic data measured at the time of installation in advance. (Patent Document 1 and Patent Document 2) have been proposed.

特開2004-261591号公報JP 2004-261591 A 特開2008-22877号公報JP 2008-22877

シムコイルや局在コイルをシステムに組み込むことは、原価上昇の大きな要因となるため、撮像空間に空間分布が一様な磁場パルス(B0パルス)を印加するためのB0コイルを搭載しないことが、特に廉価版のMRI装置において、望まれている。   Incorporating shim coils and localized coils into the system is a major factor in increasing costs, so it is particularly necessary not to install a B0 coil to apply a magnetic field pulse (B0 pulse) with a uniform spatial distribution in the imaging space. It is desired for an inexpensive MRI system.

しかし、B0コイルを搭載しない場合、従来行っていた傾斜磁場印加時に発生する渦電流に伴う不正磁場のB0成分を補正することができなくなり、渦電流に伴う不正磁場のB0成分が比較的大きい装置においては、撮像空間の静磁場強度が本来の共鳴周波数からずれてしまう。また、スピンエコー系のDual Slice計測では、90度励起パルスと180度再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場強度が異なるため、発生する渦電流に伴う不正磁場のB0成分が異なり、90度励起パルスの励起周波数と、180度再収束パルスの励起周波数のオフセット量が異なってしまう。この結果、180度再収束パルスで再収束する領域が、90度励起パルスで励起した位置に対してずれてしまい、一方のスライスの輝度がもう一方のスライスの輝度に対して低下して、スライス画像間に信号差(輝度差)が生じてしまうという未解決の課題が残されている。   However, when the B0 coil is not installed, the B0 component of the incorrect magnetic field caused by the eddy current generated when the gradient magnetic field is applied cannot be corrected, and the B0 component of the incorrect magnetic field caused by the eddy current is relatively large. In, the static magnetic field intensity in the imaging space deviates from the original resonance frequency. In addition, in spin echo dual slice measurement, the slice selection gradient magnetic field strength when applying a 90-degree excitation pulse and a 180-degree refocusing pulse is different, so the B0 component of the incorrect magnetic field accompanying the generated eddy current is different and the 90-degree excitation is excited. The amount of offset between the excitation frequency of the pulse and the excitation frequency of the 180 ° refocusing pulse is different. As a result, the region re-converged with the 180-degree refocusing pulse shifts from the position excited with the 90-degree excitation pulse, and the brightness of one slice decreases relative to the brightness of the other slice. There remains an unsolved problem that a signal difference (luminance difference) occurs between images.

そこで、本発明の目的は、上記課題を鑑みてなされたものであり、B0コイルに依らずに、スピンエコー系のDual Slice計測で発生するスライス画像間の輝度差を抑制することが可能なMRI装置及びDual Slice計測方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above problems, and MRI capable of suppressing a luminance difference between slice images generated in spin echo system dual slice measurement without depending on the B0 coil. It is to provide a device and a Dual Slice measurement method.

上記課題を解決するために、本発明は、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、第1のスライスを励起する第1の励起パルス及び第2のスライスを励起する第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出し、第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に周波数オフセット量を付加してDual Slice計測を行う。   In order to solve the above problems, the present invention provides a first excitation pulse and a second slice for exciting the first slice according to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field. Calculate the frequency offset amount of at least one of the frequency of the second excitation pulse to be excited or the frequency of the refocusing pulse, and the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse or the refocusing pulse. Dual Slice measurement is performed by adding a frequency offset amount to at least one of the frequencies.

具体的には、本発明のMRI装置は、静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する励起高周波磁場印加手段と、被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、を備え、被検体に、傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、第1のスライスと第2のスライスを共に反転する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、を備え、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部を備え、Dual Slice計測制御手段は、第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に周波数オフセット量を付加して、Dual Slice計測を行うことを特徴とする。   Specifically, the MRI apparatus of the present invention includes excitation high-frequency magnetic field application means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field, and gradient magnetic field application means for applying a gradient magnetic field to the subject. Applying a gradient magnetic field to the subject and combining a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice; a first excitation pulse; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement that applies a refocusing pulse that inverts both the slice and the second slice, and for the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field Accordingly, a Dual Slice measurement control unit is provided that includes a frequency offset amount calculation unit that calculates a frequency offset amount of at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. Is Dual Slice measurement is performed by adding a frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse or the frequency of the refocusing pulse.

また、本発明のDual Slice計測方法は、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット演算ステップと、 第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に周波数オフセット量を付加して、Dual Slice計測を行うステップと、を有することを特徴とする。   In addition, the Dual Slice measurement method of the present invention, the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the refocusing pulse according to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field A frequency offset calculation step for calculating a frequency offset amount of at least one of the frequencies, and a frequency offset amount at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. And a step of performing Dual Slice measurement.

本発明のMRI装置及びDual Slice計測方法によれば、B0コイルに依らずに、スピンエコー系のDual Slice計測で発生するスライス画像間の輝度差を抑制することが可能となる。この結果、B0コイルを搭載しなくても済むようになり、MRI装置のコストを低減することが可能になる。   According to the MRI apparatus and the Dual Slice measurement method of the present invention, it is possible to suppress the luminance difference between slice images generated in the spin echo system Dual Slice measurement regardless of the B0 coil. As a result, the B0 coil need not be installed, and the cost of the MRI apparatus can be reduced.

本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図The block diagram which shows the whole structure of one Example of the MRI apparatus which concerns on this invention スピンエコー系のDual Slice計測のパルスシーケンスの一例のタイミングチャートTiming chart of an example of pulse sequence for spin echo system dual slice measurement スライス選択傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に寄与する渦電流のB0成分の様子を示す図Diagram showing the state of the B0 component of the eddy current that contributes to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the slice selective gradient magnetic field B0コイルを搭載していない、或いは、B0成分補正を行わないMRI装置におけるスピンエコー系のDual Slice計測において、スライス画像間で輝度差が発生する理由を説明するための図Diagram for explaining the reason why a brightness difference occurs between slice images in spin echo dual slice measurement in an MRI apparatus that does not have a B0 coil or does not perform B0 component correction 第1の実施形態に係るCPU8の各機能を示す機能ブロック図Functional block diagram showing each function of the CPU 8 according to the first embodiment 第1の実施形態の処理フローの概要を示すフローチャートThe flowchart which shows the outline | summary of the processing flow of 1st Embodiment 第1の実施形態における、図6のステップ603の詳細の処理フローを示すフローチャート6 is a flowchart showing a detailed processing flow of step 603 in FIG. 6 in the first embodiment. 第2の実施形態に係るCPU8の各機能を示す機能ブロック図Functional block diagram showing each function of the CPU 8 according to the second embodiment 第2の実施形態における図6のステップ603の詳細の処理フローを示すフローチャートA flowchart showing a detailed processing flow of step 603 of FIG. 6 in the second embodiment.

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the MRI apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.

最初に、本発明に係るMRI装置の一例の全体概要を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8とを備えて構成される。   First, an overall outline of an example of an MRI apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention. This MRI apparatus uses a NMR phenomenon to obtain a tomographic image of a subject.As shown in FIG. 1, the MRI apparatus includes a static magnetic field generation system 2, a gradient magnetic field generation system 3, a transmission system 5, A reception system 6, a signal processing system 7, a sequencer 4, and a central processing unit (CPU) 8 are provided.

静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。   The static magnetic field generation system 2 generates a uniform static magnetic field in the direction perpendicular to the body axis in the space around the subject 1 if the vertical magnetic field method is used, and in the direction of the body axis if the horizontal magnetic field method is used. Thus, a permanent magnet type, normal conducting type or superconducting type static magnetic field generating source is arranged around the subject 1.

傾斜磁場発生系3は、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX,Y,Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X,Y,Zの3軸方向に傾斜磁場Gx,Gy,Gzを印加する。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。   The gradient magnetic field generating system 3 includes a gradient magnetic field coil 9 wound in the three-axis directions of X, Y, and Z, which is a coordinate system (stationary coordinate system) of the MRI apparatus, and a gradient magnetic field power source 10 that drives each gradient magnetic field coil. The gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz are applied in the three axis directions of X, Y, and Z by driving the gradient magnetic field power supply 10 of each coil in accordance with a command from the sequencer 4 described later. At the time of imaging, a slice direction gradient magnetic field pulse (Gs) is applied in a direction orthogonal to the slice plane (imaging cross section) to set a slice plane for the subject 1, and the remaining two orthogonal to the slice plane and orthogonal to each other A phase encoding direction gradient magnetic field pulse (Gp) and a frequency encoding direction gradient magnetic field pulse (Gf) are applied in one direction, and position information in each direction is encoded into an echo signal.

シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。   The sequencer 4 is a control means that repeatedly applies a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as “RF pulse”) and a gradient magnetic field pulse in a predetermined pulse sequence, and operates under the control of the CPU 8 to collect tomographic image data of the subject 1. Various commands necessary for the transmission are sent to the transmission system 5, the gradient magnetic field generation system 3, and the reception system 6.

送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1にRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。   The transmission system 5 irradiates the subject 1 with RF pulses in order to cause nuclear magnetic resonance to occur in the nuclear spins of the atoms constituting the living tissue of the subject 1, and includes a high frequency oscillator 11, a modulator 12, and a high frequency amplifier. 13 and a high frequency coil (transmission coil) 14a on the transmission side. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 at a timing according to a command from the sequencer 4, and the amplitude-modulated high-frequency pulse is amplified by the high-frequency amplifier 13 and then placed close to the subject 1. By supplying to the high frequency coil 14a, the subject 1 is irradiated with the RF pulse.

受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器17でディジタル量に変換されて(デジタル量に変換されたエコー信号をエコーデータともいう)、信号処理系7に送られる。   The receiving system 6 detects an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of nuclear spins constituting the biological tissue of the subject 1, and receives a high-frequency coil (receiving coil) 14b on the receiving side and a signal amplifier 15 And a quadrature phase detector 16 and an A / D converter 17. After the NMR signal of the response of the subject 1 induced by the electromagnetic wave irradiated from the high frequency coil 14a on the transmission side is detected by the high frequency coil 14b arranged close to the subject 1 and amplified by the signal amplifier 15, The signal is divided into two orthogonal signals by the quadrature detector 16 at the timing according to the command from the sequencer 4, and each signal is converted into a digital quantity by the A / D converter 17 (the echo signal converted into the digital quantity is echoed). Data)) and sent to the signal processing system 7.

信号処理系7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのエコーデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。   The signal processing system 7 performs various data processing and display and storage of processing results, and has an external storage device such as an optical disk 19 and a magnetic disk 18 and a display 20 composed of a CRT, etc. When the echo data is input to the CPU 8, the CPU 8 executes processing such as signal processing and image reconstruction, and displays the tomographic image of the subject 1 as a result on the display 20, and the magnetic disk of the external storage device Record at 18 mag.

操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。   The operation unit 25 inputs various control information of the MRI apparatus and control information of processing performed in the signal processing system 7, and includes a trackball or mouse 23 and a keyboard 24. The operation unit 25 is disposed close to the display 20, and the operator controls various processes of the MRI apparatus interactively through the operation unit 25 while looking at the display 20.

なお、図1において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。   In FIG. 1, the high-frequency coil 14a and the gradient magnetic field coil 9 on the transmission side face the subject 1 in the static magnetic field space of the static magnetic field generation system 2 into which the subject 1 is inserted, in the case of the vertical magnetic field method. If the horizontal magnetic field method is used, the subject 1 is installed so as to surround it. The high-frequency coil 14b on the receiving side is installed so as to face or surround the subject 1.

現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。   At present, the radionuclide to be imaged by the MRI apparatus is a hydrogen nucleus (proton) which is a main constituent material of the subject as being widely used clinically. By imaging information on the spatial distribution of proton density and the spatial distribution of relaxation time in the excited state, the form or function of the human head, abdomen, limbs, etc. is imaged two-dimensionally or three-dimensionally.

(スピンエコー系のDual Slice計測シーケンス)
次に、本発明に係るスピンエコー系のDual Slice計測シーケンスを図2に基づいて説明する。図2は、スピンエコー系のDual Slice計測のパルスシーケンスの一例のタイミングチャートで、上から順に、高周波磁場パルスであるRFパルス:201、スライス選択用のスライス選択傾斜磁場パルスGs:202、位相エンコーディング用の位相エンコード傾斜磁場パルスGp:203、周波数エンコーディング用の周波数エンコード傾斜磁場パルスGf:204の形状を、それぞれ表している。
(Dual Slice measurement sequence of spin echo system)
Next, a spin echo system dual slice measurement sequence according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart of an example of a pulse sequence of spin echo system dual slice measurement. From the top, RF pulse is 201, which is a high-frequency magnetic field pulse, slice selection gradient magnetic field pulse Gs for slice selection: 202, phase encoding. The shapes of the phase encoding gradient magnetic field pulse Gp: 203 for frequency encoding and the frequency encoding gradient magnetic field pulse Gf: 204 for frequency encoding are respectively shown.

Dual Slice計測では、前述したように、90度(合成)励起パルス:205は2つの隣接スライスを別々に励起するが、180再収束パルス:206は、2つの隣接スライスを含む領域を励起する。このため、90度励起パルスのスライス選択傾斜磁場強度:207よりも、180度再収束パルスのスライス選択傾斜磁場強度:208の方が、傾斜磁場強度が弱くなる。   In Dual Slice measurement, as described above, the 90 degree (synthetic) excitation pulse: 205 excites two adjacent slices separately, while the 180 refocusing pulse: 206 excites a region including two adjacent slices. For this reason, the gradient magnetic field strength is weaker in the slice selective gradient magnetic field strength: 208 of the 180-degree refocusing pulse than in the slice selective gradient magnetic field strength: 207 of the 90-degree excitation pulse.

スライス選択傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に寄与する該渦電流のB0成分の様子を図3に示す。図3においては、簡略化のために、スライス方向のみ傾斜磁場を印加した場合の渦電流のB0成分301の様子を示している。前述のスライス選択傾斜磁場の強度に応じて、発生する渦電流の大きさが異なるため、そのB0成分301の大きさも異なる。90度励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度が、180度再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度よりも大きいため、90度励起パルス印加時の渦電流のB0成分302は、180度再収束パルス印加時の渦電流のB0成分303よりも大きいことが理解される。従って、B0コイルを搭載していない、或いは、渦電流のB0成分の補正を行わないMRI装置では、渦電流のB0成分の影響を抑制できないことになり、スライス選択傾斜磁場の強度に応じて、渦電流による不正磁場のB0成分が残り、この不正磁場のB0成分によって静磁場強度がずれてしまうことになる。   FIG. 3 shows the state of the B0 component of the eddy current that contributes to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the slice selective gradient magnetic field. For the sake of simplification, FIG. 3 shows the state of the B0 component 301 of the eddy current when a gradient magnetic field is applied only in the slice direction. Since the magnitude of the generated eddy current varies depending on the intensity of the slice selective gradient magnetic field, the magnitude of the B0 component 301 also varies. Since the intensity of the slice selection gradient magnetic field when applying the 90 degree excitation pulse is larger than the intensity of the slice selection gradient magnetic field when applying the 180 degree refocusing pulse, the B0 component 302 of the eddy current when applying the 90 degree excitation pulse is 180 It is understood that the eddy current is larger than the B0 component 303 when the refocusing pulse is applied. Therefore, in an MRI apparatus that is not equipped with a B0 coil or that does not correct the B0 component of eddy current, the influence of the B0 component of eddy current cannot be suppressed, and depending on the intensity of the slice selection gradient magnetic field, The B0 component of the incorrect magnetic field due to the eddy current remains, and the static magnetic field strength is shifted by the B0 component of the incorrect magnetic field.

以上のことを踏まえて、B0コイルを搭載していない、或いは、B0成分補正を行わないMRI装置におけるスピンエコー系のDual Slice計測において、スライス画像間で輝度差が発生する理由を、図4を用いて説明する。渦電流によって発生する不正磁場のB0成分のB0コイルによる補正有り:401の場合、操作者が設定した撮像スライス位置:403に対して、90度励起パルスの励起位置:404と、180度再収束パルスの励起位置405は、ずれが発生しない。しかし、渦電流によって発生する不正磁場のB0コイルによるB0成分補正無し:402の場合、撮像スライス位置:403に対して、B0成分補正ができないことにより、励起位置がずれてしまう。さらに、90度励起パルス印加時と180度再収束パルス印加時とで渦電流によって発生する不正磁場のB0成分の大きさが異なることから、90度励起パルス印加時と180度再収束パルス印加時とで、励起位置のずれが異なることになる。このため、撮像スライス位置の一方は、180度再収束パルスにより完全にリフォーカスされるが、もう一方は、不完全にリフォーカスされるため、信号低下を招いてしまう。その結果、スライス画像間で輝度差が生じてしまう。   Based on the above, FIG. 4 shows the reason why a luminance difference occurs between slice images in a dual echo measurement of a spin echo system in an MRI apparatus that does not have a B0 coil or does not perform B0 component correction. It explains using. Correction of B0 component of incorrect magnetic field generated by eddy current by B0 coil: When 401, imaging slice position set by operator: 403, 90 degree excitation pulse excitation position: 404, 180 degree refocusing The pulse excitation position 405 does not shift. However, when the B0 component is not corrected by the B0 coil of the incorrect magnetic field generated by the eddy current: 402, the excitation position is shifted because the B0 component cannot be corrected with respect to the imaging slice position: 403. Furthermore, since the magnitude of the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current differs between when applying a 90-degree excitation pulse and when applying a 180-degree refocusing pulse, when applying a 90-degree excitation pulse and when applying a 180-degree refocusing pulse Therefore, the displacement of the excitation position is different. For this reason, one of the imaging slice positions is completely refocused by the 180-degree refocusing pulse, but the other is incompletely refocused, resulting in signal degradation. As a result, a luminance difference occurs between slice images.

(本発明の概要)
本発明のMRI装置及びDual Slice計測方法は、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、第1のスライスを励起する第1の励起パルス及び第2のスライスを励起する第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出し、第1の励起パルスと第2の励起パルスの周波数、若しくは、再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に周波数オフセット量を付加してDual Slice計測を行う。
(Outline of the present invention)
The MRI apparatus and the Dual Slice measurement method of the present invention provide a first excitation pulse and a second slice for exciting the first slice according to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field. Calculate the frequency offset amount of at least one of the frequency of the second excitation pulse to be excited or the frequency of the refocusing pulse, and the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse or the refocusing pulse. Dual Slice measurement is performed by adding a frequency offset amount to at least one of the frequencies.

周波数オフセット量は、再収束パルスの励起領域が、第1のスライスと第2のスライスを含むように決定される。或いは、第1のスライスからの信号と第2のスライスからの信号との信号差がゼロ又は最小となるように決定される。或いは、合成励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、の違いに対応して、周波数オフセット量が決定される。   The frequency offset amount is determined so that the excitation region of the refocusing pulse includes the first slice and the second slice. Alternatively, the signal difference between the signal from the first slice and the signal from the second slice is determined to be zero or minimum. Alternatively, the frequency offset amount is determined in accordance with the difference between the intensity of the slice selection gradient magnetic field when the synthetic excitation pulse is applied and the intensity of the slice selection gradient magnetic field when the refocusing pulse is applied.

以下、本発明の各実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
最初に、本発明のMRI装置及びDual Slice計測方法についての第1の実施形態を説明する。本実施形態は、Dual Slice計測の本計測の前に、前計測(プリスキャン)を行い、この前計測で得られたエコーデータを用いて、励起位置のずれに基づくスライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を求め、求めた周波数オフセット量を用いてDual Slice計測の本計測を実施する。以下、図5を用いて本実施形態を詳細に説明する。
Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in detail.
(First embodiment)
First, a first embodiment of the MRI apparatus and dual slice measurement method of the present invention will be described. In the present embodiment, prior to the main measurement of Dual Slice measurement, pre-measurement (pre-scan) is performed, and using the echo data obtained by this pre-measurement, the signal difference between slices based on the displacement of the excitation position is zero or The minimum frequency offset amount is obtained, and the actual measurement of Dual Slice measurement is performed using the obtained frequency offset amount. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

最初に、本実施形態のDual Slice計測に係るCPU8の各機能を、図5に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施形態に係るCPU8は、撮像パラメータ設定部501と、周波数オフセット量演算部502と、Dual Slice計測設定部508とを有して成る。   First, each function of the CPU 8 related to Dual Slice measurement of the present embodiment will be described based on the functional block diagram shown in FIG. The CPU 8 according to the present embodiment includes an imaging parameter setting unit 501, a frequency offset amount calculation unit 502, and a dual slice measurement setting unit 508.

撮像パラメータ設定部501は、スピンエコー系のDual Slice計測の選択、及び、該Dual Slice計測に必要な撮像パラメータの設定を受け付けるためのGUIをディスプレイ20に表示し、操作者の撮像パラメータの値の設定又は変更入力を受付け、入力された撮像パラメータの値を、周波数オフセット量演算部502と、Dual Slice計測設定部508に通知する。   The imaging parameter setting unit 501 displays on the display 20 a GUI for accepting the selection of spin echo dual slice measurement and the setting of imaging parameters necessary for the dual slice measurement. A setting or change input is accepted, and the value of the input imaging parameter is notified to the frequency offset amount calculation unit 502 and the dual slice measurement setting unit 508.

周波数オフセット量演算部502は、Dual Slice計測において、2つのスライスの励起位置ずれをゼロ又は最小にするための励起周波数のオフセット量を求める。具体的には、スライス1用の90度励起パルスの周波数(f1)と、スライス2用の90度励起パルスの周波数(f2) に付加する周波数オフセット量(f90 offset)と、180度再収束パルスの周波数(f180)に付加する周波数オフセット量(f180 offset)と、の内の少なくとも一方、好ましくは、180度再収束パルスの周波数(f180)に付加する周波数オフセット量(f180 offset)のみを求め、Dual Slice計測設定部508に通知する。周波数オフセット量を求めるための詳細な機能については後述する。 The frequency offset amount calculation unit 502 obtains an offset amount of the excitation frequency for making the excitation position deviation between the two slices zero or minimum in the dual slice measurement. Specifically, the frequency of the 90-degree excitation pulse for slice 1 (f1), the frequency offset amount added to the frequency of the 90-degree excitation pulse for slice 2 (f2) (f 90 offset ), and 180-degree reconvergence frequency offset to be added to the frequency (f 180) of the pulse and (f 180 offset), at least one of the, preferably, the frequency offset to be added to the frequency (f 180) of 180 ° refocusing pulse (f 180 offset ) Only, and notifies the Dual Slice measurement setting unit 508. A detailed function for obtaining the frequency offset amount will be described later.

Dual Slice計測設定部508は、周波数オフセット量演算部502で求められた周波数オフセット量をRFパルスの周波数に付加して、Dual Slice計測を実行する。具体的には、90度励起パルスに付加する周波数オフセット量(f90 offset)が求められた場合には、スライス1の90度励起パルスの周波数を(f1+f90 offset)とし、スライス2の90度励起パルスの周波数を(f2+f90 offset)とする。また180度再収束パルスの周波数(f180)に付加する周波数オフセット量(f180 offset)が求められた場合には、180度再収束パルスの周波数を(f180+f180 offset)とする。そして、この様に設定した励起周波数と、撮像パラメータ設定部501から通知された撮像パラメータの値を用いて、Dual Slice計測を行うための具体的な制御データを生成して、シーケンサ4に通知して、シーケンサ4にDual Slice計測を実行させる。 Dual Slice measurement setting section 508 adds the frequency offset amount obtained by frequency offset amount calculation section 502 to the frequency of the RF pulse, and executes Dual Slice measurement. Specifically, when the frequency offset amount (f 90 offset ) to be added to the 90-degree excitation pulse is obtained, the frequency of the 90-degree excitation pulse in slice 1 is set to (f1 + f 90 offset ) and 90 degrees in slice 2 the frequency of the excitation pulse and (f2 + f 90 offset). Further, when the frequency offset amount (f 180 offset ) to be added to the frequency (f 180 ) of the 180-degree refocus pulse is obtained, the frequency of the 180-degree re-focus pulse is set to (f 180 + f 180 offset ). Then, using the excitation frequency set in this way and the value of the imaging parameter notified from the imaging parameter setting unit 501, specific control data for performing Dual Slice measurement is generated and notified to the sequencer 4. Then, the sequencer 4 is caused to execute Dual Slice measurement.

次に、周波数オフセット量演算部502の詳細な機能を図5に示す機能ブロック図を用いて説明する。周波数オフセット量演算部502は、探索用周波数オフセット量設定部503と、前計測実行部504と、フーリエ変換部505と、スライス間信号差演算部506と、最適周波数オフセット量演算部507と、を有して成る。   Next, detailed functions of the frequency offset amount calculation unit 502 will be described with reference to a functional block diagram shown in FIG. The frequency offset amount calculation unit 502 includes a search frequency offset amount setting unit 503, a pre-measurement execution unit 504, a Fourier transform unit 505, an inter-slice signal difference calculation unit 506, and an optimum frequency offset amount calculation unit 507. Have.

探索用周波数オフセット量設定部503は、Dual Slice計測における励起位置のずれ量を調べるための前計測に探索用の周波数オフセット量(Δf)を前計測実行部504に通知する。探索用の周波数オフセット量(Δf)は、90度励起パルスの周波数オフセット量(Δf90)と、180度再収束パルスの周波数オフセット量(Δf180)のいずれか一方又は両方を設定することができる。好ましくは、180度再収束パルスの周波数オフセット量(Δf180)のみを設定する。 The search frequency offset amount setting unit 503 notifies the pre-measurement execution unit 504 of the search frequency offset amount (Δf) for the pre-measurement for examining the displacement amount of the excitation position in the dual slice measurement. Frequency offset for the search (Delta] f) can be set frequency offset of 90 ° excitation pulse and (Delta] f 90), either one or both of the frequency offset of 180 ° refocusing pulse (Delta] f 180) . Preferably, only the frequency offset amount (Δf 180 ) of the 180-degree refocusing pulse is set.

前計測実行部504は、図2に示したDual Slice計測シーケンスにおいて位相エンコードをゼロにしたパルスシーケンスを用いて、スライス1とスライス2についてのDual Slice計測における励起周波数調整のための前計測を実行する。その際に、スライス1用の90度励起パルスの周波数を(f1+Δf90)とし、スライス2用の90度励起パルスの周波数を(f2+Δf90)として、これら2つの90度励起パルスを合成して、Dual Slice計測における合成励起パルスとする。また、180度再収束パルスの周波数を(f180+Δf180)とする。そして、撮像パラメータ設定部501で設定された撮像パラメータの値を用いて、前計測のためのパルスシーケンスの制御データを具体的に生成して、シーケンサ4に通知し、シーケンサ4に前計測を実行させる。そして、シーケンサ4は、スライス2用の90度励起パルスの照射位相(θ2)が180度異なる2回の計測を行い、それぞれエコー信号を計測し、取得したエコーデータを前計測実行部504に通知する。前計測実行部504は、取得した2回の計測のエコーデータをフーリエ変換部505に通知する。 The pre-measurement execution unit 504 performs pre-measurement for adjusting the excitation frequency in the dual slice measurement for slice 1 and slice 2 using the pulse sequence in which the phase encoding is zero in the dual slice measurement sequence shown in FIG. To do. At that time, the frequency of the 90-degree excitation pulse for slice 1 is (f1 + Δf 90 ), the frequency of the 90-degree excitation pulse for slice 2 is (f2 + Δf 90 ), and these two 90-degree excitation pulses are synthesized, This is the combined excitation pulse in Dual Slice measurement. Further, the frequency of the 180-degree refocusing pulse is set to (f 180 + Δf 180 ). Then, using the value of the imaging parameter set by the imaging parameter setting unit 501, the pulse sequence control data for the pre-measurement is specifically generated, notified to the sequencer 4, and the pre-measurement is executed to the sequencer 4. Let Then, the sequencer 4 performs two measurements with the irradiation phase (θ2) of the 90-degree excitation pulse for slice 2 differing by 180 degrees, measures the echo signal, and notifies the pre-measurement execution unit 504 of the acquired echo data To do. The pre-measurement execution unit 504 notifies the Fourier transform unit 505 of the acquired echo data of the two measurements.

フーリエ変換部505は、取得した2回の計測のエコーデータを、スライス方向に1次元フーリエ変換して加減算、又は、2つのエコーデータを直接加減算してそれぞれフーリエ変換することにより、スライス1とスライス2のエコーデータに分離する。そして、スライス毎のエコーデータを、それぞれ周波数エンコード方向にさらに1次元フーリエ変換して、スライス毎に実数部と虚数部の絶対値を加算して、スライス1とスライス2の最大信号強度をそれぞれ求め、スライス間信号差演算部506に通知する。   The Fourier transform unit 505 performs one-dimensional Fourier transform on the acquired two-time echo data in the slice direction for addition or subtraction, or directly adds and subtracts two echo data to perform Fourier transform, thereby obtaining slice 1 and slice. Separated into 2 echo data. Then, the echo data for each slice is further subjected to a one-dimensional Fourier transform in the frequency encoding direction, and the absolute values of the real part and imaginary part are added for each slice to obtain the maximum signal intensity of slice 1 and slice 2, respectively. Then, the inter-slice signal difference calculation unit 506 is notified.

スライス間信号差演算部506は、励起位置毎にスライス1とスライス2の最大信号強度の差を求めて、励起位置毎のスライス間信号差を算出すると共に、全ての励起位置でのスライス間信号差の平均値を算出する。   The inter-slice signal difference calculation unit 506 calculates the difference between the maximum signal strengths of the slice 1 and the slice 2 for each excitation position, calculates the inter-slice signal difference for each excitation position, and the inter-slice signal at all excitation positions. Calculate the average of the differences.

最適周波数オフセット量演算部507は、周波数オフセット量(Δf90及びΔf180)毎のスライス間信号差の平均値を用いて線形近似を行い、スライス間信号差が0又は最小となる周波数オフセット量を最適な周波数オフセット量とする。この最適な周波数オフセット量を用いることで、再収束パルスの励起領域が、第1のスライスと第2のスライスを含むようになる。 The optimum frequency offset amount calculation unit 507 performs linear approximation using the average value of the signal difference between slices for each frequency offset amount (Δf 90 and Δf 180 ), and calculates the frequency offset amount at which the signal difference between slices becomes 0 or the minimum. Set the optimal frequency offset amount. By using this optimum frequency offset amount, the excitation region of the refocusing pulse includes the first slice and the second slice.

次に、上記CPU8の各機能部が連携して行なう、本実施形態の処理フローを図6,7に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローチャートはDual Slice計測プログラムとして予め磁気ディスク18に記憶されており、必要に応じてCPU8のメモリにロードされて実行されることで実施される。以下、各ステップの処理を説明する。   Next, the processing flow of the present embodiment, which is performed in cooperation with the functional units of the CPU 8, will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. This flowchart is stored in advance on the magnetic disk 18 as a Dual Slice measurement program, and is executed by being loaded into the memory of the CPU 8 and executed as necessary. Hereinafter, the processing of each step will be described.

ステップ601で、受信信号が最適な信号強度となるように、受信ゲイン調整が実施される。   In step 601, reception gain adjustment is performed so that the received signal has an optimal signal strength.

ステップ602で、撮像パラメータ設定部501は、スピンエコー系のDual Slice計測の選択、及び、該Dual Slice計測に必要な撮像パラメータの設定を受け付けるGUIをディスプレイ20に表示し、操作者のDual Slice計測の選択と、撮像パラメータの値の設定又は変更入力を受付ける。そして、操作者の選択がスピンエコー系のDual Slice計測か否かを判定し、Dual Slice計測の場合はステップ603に移行し、Dual Slice計測で無い場合は終了する。   In step 602, the imaging parameter setting unit 501 displays on the display 20 a GUI for accepting selection of spin echo dual slice measurement and setting of imaging parameters necessary for the dual slice measurement. And selection or change input of imaging parameter values are accepted. Then, it is determined whether or not the operator's selection is spin echo system dual slice measurement. If dual slice measurement is selected, the process proceeds to step 603, and if not dual slice measurement, the process ends.

ステップ603で、周波数オフセット量演算部502は、Dual Slice計測における励起位置のずれに基づくスライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を求める。詳細は後述する。   In step 603, the frequency offset amount calculation unit 502 obtains a frequency offset amount at which the signal difference between slices based on the displacement of the excitation position in Dual Slice measurement is zero or minimum. Details will be described later.

ステップ604で、Dual Slice計測設定部503は、ステップ603でも求められたスライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量をRFパルスに付加して、Dual Slice計測の本計測を実行する。90度励起パルスの周波数オフセット量(f90 offset)が求められた場合には、スライス1の90度励起パルスの周波数を(f1+f90 offset)とし、スライス2の90度励起パルスの周波数を(f2+f90 offset)として、これら2つの90度励起パルスを合成して、Dual Slice計測における合成励起パルスとする。また、180度再収束パルスの周波数オフセット量(f180 offset)が求められた場合には、180度再収束パルスの周波数を(f180+f180 offset)とする。このようにRFパルスの周波数を設定して、Dual Slice計測の本計測を行い、スライス1とスライス2の画像を取得する。この周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)を用いることにより、渦電流による不正磁場のB0成分による励起周波数ずれを補正し、スピンエコー系のDual Slice計測において、輝度差の無い2つのスライス画像を得ることが可能となる。
以上までが、本実施形態の処理フローの概要である。
In Step 604, the Dual Slice measurement setting unit 503 adds the frequency offset amount at which the signal difference between slices obtained in Step 603 is zero or minimum to the RF pulse, and performs the main measurement of Dual Slice measurement. When the frequency offset amount (f 90 offset ) of the 90-degree excitation pulse is obtained, the frequency of the 90-degree excitation pulse in slice 1 is (f1 + f 90 offset ), and the frequency of the 90-degree excitation pulse in slice 2 is (f 2 + f 90 offset ), these two 90-degree excitation pulses are combined to form a combined excitation pulse in Dual Slice measurement. Further, when the frequency offset amount (f 180 offset ) of the 180-degree refocusing pulse is obtained, the frequency of the 180-degree refocusing pulse is set to (f 180 + f 180 offset ). In this way, the frequency of the RF pulse is set, the main measurement of Dual Slice measurement is performed, and images of slice 1 and slice 2 are acquired. By using this frequency offset amount (f 90 offset , f 180 offset ), the excitation frequency shift due to the B0 component of the incorrect magnetic field due to the eddy current is corrected, and in the slice slice measurement of the spin echo system, two slices having no luminance difference An image can be obtained.
The above is the outline of the processing flow of the present embodiment.

次に、ステップ603で実施されるスライス間信号差がゼロ又は最小になる周波数オフセット量を求める処理の詳細を説明する。   Next, details of the processing for obtaining the frequency offset amount at which the signal difference between slices is zero or minimized performed in step 603 will be described.

ステップ611で、探索用周波数オフセット量設定部503は、スピンエコー系のDual Slice計測における励起位置のずれ量を調べるために、探索用の周波数オフセット量(Δf)を設定する。具体的には、90度励起パルスの周波数オフセット量(Δf90)と、180度再収束パルスの周波数オフセット量(Δf180)のいずれか一方又は両方を設定する。好ましくは、180度再収束パルスの周波数オフセット量(Δf180)のみとする。 In step 611, the search frequency offset amount setting unit 503 sets the search frequency offset amount (Δf) in order to examine the displacement amount of the excitation position in the spin echo dual slice measurement. Specifically, to set the frequency offset of 90 ° excitation pulse and (Delta] f 90), either one or both of the frequency offset of 180 ° refocusing pulse (Delta] f 180). Preferably, only the frequency offset amount (Δf 180 ) of the 180-degree refocusing pulse is used.

ステップ612で、前計測実行部504は、ステップ611で設定された周波数オフセット量(Δf90、Δf180)を用いて、スライス1とスライス2についてのDual Slice励起周波数調整のための前計測を行う。詳細は前述したとおりである。このステップにより、前計測実行部504は、スライス2用の90度励起パルスの照射位相(θ2)が180度異なる2回の計測により、それぞれエコーデータを取得する。 In step 612, the pre-measurement execution unit 504 performs pre-measurement for dual slice excitation frequency adjustment for slice 1 and slice 2 using the frequency offset amounts (Δf 90 , Δf 180 ) set in step 611. . Details are as described above. By this step, the pre-measurement execution unit 504 acquires echo data by two measurements that are different in the irradiation phase (θ2) of the 90-degree excitation pulse for slice 2 by 180 degrees.

ステップ613で、フーリエ変換部505は、ステップ612で計測された2つのエコーデータをスライス方向に1次元フーリエ変換して、スライス1とスライス2のエコーデータに分離する。詳細は前述したとおりである。   In step 613, the Fourier transform unit 505 performs one-dimensional Fourier transform on the two echo data measured in step 612 in the slice direction to separate the echo data of slice 1 and slice 2. Details are as described above.

ステップ614で、フーリエ変換部505は、ステップ613で得られたスライス毎のエコーデータを、それぞれ周波数エンコード方向にさらに1次元フーリエ変換して、スライス1とスライス2の信号強度を求める。詳細は前述したとおりである。   In step 614, the Fourier transform unit 505 further performs one-dimensional Fourier transform on the echo data for each slice obtained in step 613 in the frequency encoding direction to obtain the signal intensity of slice 1 and slice 2. Details are as described above.

ステップ615で、スライス間信号差演算部506は、ステップ614で得られたスライス1とスライス2の信号強度の差を求めることで、スライス間信号差を算出する。   In step 615, the inter-slice signal difference calculation unit 506 calculates the inter-slice signal difference by obtaining the difference in signal intensity between slice 1 and slice 2 obtained in step 614.

ステップ616で、周波数オフセット量演算部502は、励起位置の異なる複数のDual Slice計測の場合には、全ての励起位置のスライス間信号差を算出したか否か確認し、全ての励起位置のスライス間信号差を算出していなければ、ステップ613に戻って、次の励起位置のスライス間信号差の算出処理を繰り返す。算出済みであれば、ステップ617に移行する。なお、1つの励起位置のDual Slice計測の場合には、本ステップと次ステップと次のステップ617は省略されてステップ618に移行する。   In step 616, in the case of measurement of a plurality of Dual Slices with different excitation positions, the frequency offset amount calculation unit 502 checks whether or not the signal difference between slices at all excitation positions has been calculated, and slices at all excitation positions. If the inter-signal difference is not calculated, the process returns to step 613 to repeat the calculation process of the inter-slice signal difference at the next excitation position. If already calculated, the process proceeds to step 617. In the case of Dual Slice measurement at one excitation position, this step, the next step, and the next step 617 are omitted, and the process proceeds to step 618.

ステップ617で、スライス間信号差演算部506は、ステップ612〜ステップ616で求めた全ての励起位置でのスライス間信号差の平均値を算出する。   In step 617, the inter-slice signal difference calculation unit 506 calculates an average value of the inter-slice signal differences at all excitation positions obtained in steps 612 to 616.

ステップ618で、周波数オフセット量演算部502は、全ての探索用周波数オフセット量(Δf90、Δf180)でのスライス間信号差の平均値の算出が終了したか否かチェックし、終了していなければ、ステップ611に戻り周波数オフセット量(Δf90、Δf180)を変えて、その周波数オフセット量のスライス間信号差の平均値の算出を繰り返す。 In step 618, the frequency offset amount calculation unit 502 checks whether or not the calculation of the average value of the signal difference between slices in all the frequency offset amounts for search (Δf 90 , Δf 180 ) has been completed, and must be completed. For example, returning to step 611, the frequency offset amount (Δf 90 , Δf 180 ) is changed, and the calculation of the average value of the signal difference between the slices of the frequency offset amount is repeated.

ステップ619で、最適周波数オフセット量演算部507は、ステップ611〜ステップ618で求めた周波数オフセット量毎のスライス間信号差の平均値を用いて線形近似を行い、スライス間信号差が0又は最小となる最適な周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)を算出する。 In step 619, the optimum frequency offset amount calculation unit 507 performs linear approximation using the average value of the signal difference between slices for each frequency offset amount obtained in step 611 to step 618, and the signal difference between slices is 0 or minimum. An optimal frequency offset amount (f 90 offset , f 180 offset ) is calculated.

これらの最適な周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)は、合成励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、の違いに対応して決定されて、周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)を用いることで、再収束パルスの励起領域が、第1のスライスと第2のスライスを含むようになる。
以上までが、ステップ603の処理の詳細である。
These optimal frequency offset amounts (f 90 offset , f 180 offset ) correspond to the difference between the strength of the slice selection gradient magnetic field when the synthetic excitation pulse is applied and the strength of the slice selection gradient magnetic field when the refocusing pulse is applied. Thus, by using the frequency offset amount (f 90 offset , f 180 offset ), the excitation region of the refocusing pulse includes the first slice and the second slice.
The details of the processing in step 603 have been described above.

なお、上記ステップ603の処理の説明では、ステップ612で、スライス2用の90度励起パルスの照射位相(θ2)が180度異なる2回の計測を行い、スライス1とスライス2のエコーデータを分離して処理する例を説明したが、分離せずにスライス1とスライス2の信号を一体として処理してもよい。この場合のステップ603の処理の概要を以下に説明する。この説明では、各ステップの番号にダッシ(‘)をつけて対応関係を明らかにする。   In the description of the processing in step 603 above, in step 612, the measurement is performed twice with the irradiation phase (θ2) of the 90-degree excitation pulse for slice 2 being 180 degrees apart, and the echo data of slice 1 and slice 2 are separated. However, the signals of slice 1 and slice 2 may be processed as a single unit without separation. An outline of the processing in step 603 in this case will be described below. In this description, a dash (') is added to each step number to clarify the correspondence.

ステップ611‘で、ステップ611と同様に、探索用周波数オフセット量設定部503は、スピンエコー系のDual Slice計測における励起位置のずれ量を調べるために、探索用の周波数オフセット量(Δf)を設定する。   In step 611 ′, as in step 611, the search frequency offset amount setting unit 503 sets the search frequency offset amount (Δf) in order to investigate the displacement amount of the excitation position in the spin echo dual slice measurement. To do.

ステップ612‘で、前計測実行部504は、ステップ611‘で設定された周波数オフセット量(Δf90、Δf180)を用いて、スライス1とスライス2についてのDual Slice励起周波数調整のための前計測を行う。ただし、スライス2用の90度励起パルスの照射位相(θ2)が180度異なる2回の計測を行わずに、1回の計測のみとする。 In step 612 ′, the pre-measurement execution unit 504 uses the frequency offset amount (Δf 90 , Δf 180 ) set in step 611 ′ to perform pre-measurement for dual slice excitation frequency adjustment for slice 1 and slice 2 I do. However, only one measurement is performed without performing two measurements in which the irradiation phase (θ2) of the 90-degree excitation pulse for slice 2 differs by 180 degrees.

ステップ613を省略する。   Step 613 is omitted.

ステップ614‘で、フーリエ変換部505は、ステップ612‘で得られたエコーデータを周波数エンコード方向に1次元フーリエ変換して、スライス1とスライス2とを一体とみなしたデータ(以下、一体データという)を求める。   In step 614 ′, the Fourier transform unit 505 performs one-dimensional Fourier transform on the echo data obtained in step 612 ′ in the frequency encoding direction, and regards data that considers slice 1 and slice 2 as one body (hereinafter referred to as integral data). )

ステップ615を省略する。   Step 615 is omitted.

ステップ616‘で、周波数オフセット量演算部502は、励起位置の異なる複数のDual Slice計測の場合には、全ての励起位置の一体データを算出したか否か確認し、全ての励起位置の一体データを算出していなければ、ステップ614‘に戻って、次の励起位置の一体データの算出処理を繰り返す。算出済みであれば、ステップ617‘に移行する。なお、1つの励起位置のDual Slice計測の場合には、本ステップと次のステップ617‘は省略されてステップ618‘に移行する。   In step 616 ′, in the case of a plurality of Dual Slice measurements with different excitation positions, the frequency offset amount calculation unit 502 confirms whether or not the integrated data of all excitation positions has been calculated, and the integrated data of all excitation positions. If not, the process returns to step 614 ′ to repeat the calculation process of the integrated data of the next excitation position. If already calculated, the process proceeds to step 617 ′. In the case of Dual Slice measurement at one excitation position, this step and the next step 617 'are omitted and the process proceeds to step 618'.

ステップ617‘で、スライス間信号差演算部506は、ステップ612‘〜ステップ616‘で求めた全ての励起位置での一体データの平均値を算出する。   In step 617 ′, the signal difference calculation unit 506 between slices calculates an average value of the integrated data at all the excitation positions obtained in steps 612 ′ to 616 ′.

ステップ618‘で、周波数オフセット量演算部502は、全ての探索用周波数オフセット量(Δf90、Δf180)での一体データの平均値の算出が終了したか否かチェックし、終了していなければ、ステップ611‘に戻り周波数オフセット量(Δf90、Δf180)を変えて、その周波数オフセット量の一体データの平均値の算出を繰り返す。 In step 618 ′, the frequency offset amount calculation unit 502 checks whether or not the calculation of the average value of the integrated data for all the search frequency offset amounts (Δf 90 , Δf 180 ) has been completed. Returning to step 611 ′, the frequency offset amount (Δf 90 , Δf 180 ) is changed, and the calculation of the average value of the integrated data of the frequency offset amount is repeated.

ステップ619‘で、最適周波数オフセット量演算部507は、ステップ611‘〜ステップ618‘で求めた周波数オフセット量毎の一体データの平均値を用いて線形近似を行い、一体データが最大となる最適な周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)を算出する。 In step 619 ′, the optimum frequency offset amount calculation unit 507 performs linear approximation using the average value of the integrated data for each frequency offset amount obtained in steps 611 ′ to 618 ′, and the optimal integrated data is maximized. The frequency offset amount (f 90 offset , f 180 offset ) is calculated.

以上までが、スライス1とスライス2のエコーデータを分離せずにスライス1とスライス2の信号を一体として処理する場合の処理の説明である。   The above is the description of the processing in the case of processing the signals of slice 1 and slice 2 together without separating the echo data of slice 1 and slice 2.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置及びDual Slice計測方法は、前計測にて励起位置のずれに基づくスライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を求め、求めた周波数オフセット量をスライス毎の90度励起パルス又は180度再収束パルスの周波数に付加して、Dual Slice計測の本計測を実施する。その結果、渦電流によって発生する不正磁場のB0成分による励起周波数ずれを補正し、スピンエコー系のDual Slice計測において、輝度差の無い2つのスライス画像を得ることが可能となる。   As described above, the MRI apparatus and the Dual Slice measurement method of the present embodiment obtain the frequency offset amount at which the signal difference between slices based on the displacement of the excitation position is zero or minimum in the previous measurement, and the obtained frequency offset amount Is added to the frequency of the 90-degree excitation pulse or 180-degree refocusing pulse for each slice, and the dual-slice measurement is performed. As a result, it is possible to correct the excitation frequency shift due to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current, and obtain two slice images having no brightness difference in the spin echo system dual slice measurement.

(第2の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びDual Slice計測方法の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態で説明した前計測で励起周波数のずれ量を実測するというものではなく、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分の時間変化を含む渦電流特性データを予め取得しておき、この予め取得した渦電流特性データを用いて、スライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を算出する。以下、図8、9を用いて本実施形態を詳細に説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the MRI apparatus and dual slice measurement method of the present invention will be described. This embodiment does not measure the excitation frequency deviation amount in the previous measurement described in the first embodiment, but changes the B0 component of the improper magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field over time. Is obtained in advance, and the frequency offset amount at which the signal difference between slices is zero or minimum is calculated using the pre-acquired eddy current characteristic data. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

なお、本実施形態は、事前に、例えば特許文献1に記載の方法で、MRI装置の据付時に渦電流特性データを測定し、測定された渦電流特性データが磁気ディスク18に格納されているものとする。この渦電流特性データは、単位傾斜磁場パルス(G0)の印加に伴って発生する渦電流による不正磁場(B0成分を含む)の時間的変化を表すデータであって、当該MRI装置固有の特性データである。この渦電流特性データは、複数の振幅と時定数のセットとで定まる指数関数の和として表される。本発明のMRI装置及びDual Slice計測方法は、B0コイルを前提としないが、このB0コイルに流す補正電流を仮想的に求めることは可能である。 In the present embodiment, the eddy current characteristic data is measured in advance when the MRI apparatus is installed, for example, by the method described in Patent Document 1, and the measured eddy current characteristic data is stored in the magnetic disk 18. And This eddy current characteristic data is a data representing the temporal change of the incorrect magnetic field (including the B0 component) due to the eddy current generated with the application of the unit gradient magnetic field pulse (G 0 ), and is characteristic of the MRI apparatus. It is data. This eddy current characteristic data is expressed as a sum of exponential functions determined by a plurality of amplitudes and a set of time constants. The MRI apparatus and the Dual Slice measurement method of the present invention do not assume the B0 coil, but it is possible to virtually determine the correction current that flows through the B0 coil.

最初に、本実施形態のDual Slice計測に係るCPU8の各機能を、図8に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施例に係るCPU8は、前述の第1の実施形態と同様に、撮像パラメータ設定部501と、周波数オフセット量演算部502と、Dual Slice計測設定部508とを有して成るが、周波数オフセット量演算部502の具体的機能のみが異なる。そこで、周波数オフセット量演算部502の具体的な機能のみを説明する。周波数オフセット量演算部502は、補正電流算出部801と、励起周波数ずれ量算出部802と、を有して成る。   First, each function of the CPU 8 related to Dual Slice measurement of the present embodiment will be described based on the functional block diagram shown in FIG. The CPU 8 according to this example includes an imaging parameter setting unit 501, a frequency offset amount calculation unit 502, and a dual slice measurement setting unit 508, as in the first embodiment described above. Only the specific function of the quantity calculation unit 502 is different. Therefore, only specific functions of the frequency offset amount calculation unit 502 will be described. The frequency offset amount calculation unit 502 includes a correction current calculation unit 801 and an excitation frequency deviation amount calculation unit 802.

補正電流算出部801は、撮像条件における90度励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場強度(G90)と180度再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場強度(G180)と、予め磁気ディスク18に格納された渦電流特性データの内のB0成分のデータとを用いて、各スライス選択傾斜磁場の印加に伴う渦電流による不正磁場のB0成分を補正するための、仮想的なB0コイルに流す補正電流を算出する。算出した仮想的な補正電流を励起周波数ずれ量算出部802に通知する。 The correction current calculation unit 801 includes a slice selection gradient magnetic field strength (G 90 ) when a 90-degree excitation pulse is applied in an imaging condition, a slice selection gradient magnetic field strength (G 180 ) when a 180-degree refocus pulse is applied, and a magnetic disk 18 in advance. Using the B0 component data in the eddy current characteristic data stored in the, current flows through the virtual B0 coil to correct the B0 component of the incorrect magnetic field due to the eddy current accompanying the application of each slice selective gradient magnetic field Calculate the correction current. The calculated virtual correction current is notified to the excitation frequency deviation amount calculation unit 802.

ここで、渦電流特性データは、複数の振幅と時定数のセットとで定まる指数関数の和として表されるが、各時定数は、90度励起パルスおよび180度再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場強度印加時間に比べて十分長い。このため、90度励起パルス印加時の補正電流をI90[A]、180度再収束パルス印加時の補正電流をI180[A]、印加する傾斜磁場強度に対する電流換算係数をK1、K2、K3、・・・とすると、以下の式に近似できる。 Here, the eddy current characteristic data is expressed as a sum of exponential functions determined by multiple amplitudes and a set of time constants. Each time constant is a slice selection when applying a 90-degree excitation pulse and a 180-degree refocusing pulse. It is sufficiently longer than the gradient magnetic field strength application time. For this reason, the correction current when applying a 90-degree excitation pulse is I 90 [A], the correction current when applying a 180-degree refocusing pulse is I 180 [A], and the current conversion factor for the gradient magnetic field strength to be applied is K 1 , K Assuming 2 , K 3 ,..., The following equation can be approximated.

I90 = K1×G90+K2×G90+K3×G90+・・・・ -----(1)
I180 = K1×G180+K2×G180+K3×G180+・・・ -----(2)
励起周波数ずれ量算出部802は、補正電流算出部801で求められた補正電流I90[A]、I180[A]より、各励起周波数のずれ量δf90[Hz]、δf180[Hz]を算出する。このとき、B0コイルに電流値IB0[A]を流したときに変化する静磁場強度をBB0[T]とすると、補正電流I90[A]、I180[A]を流したときの静磁場強度の変化δB90[T]、δB180[T]を表す式は以下となる。
I 90 = K 1 × G 90 + K 2 × G 90 + K 3 × G 90 + ・ ・ ・ ・ ----- (1)
I 180 = K 1 × G 180 + K 2 × G 180 + K 3 × G 180 + ... ----- (2)
The excitation frequency deviation amount calculation unit 802 calculates the deviation amounts δf 90 [Hz] and δf 180 [Hz] of each excitation frequency from the correction currents I 90 [A] and I 180 [A] obtained by the correction current calculation unit 801. Is calculated. At this time, if the static magnetic field strength that changes when the current value I B0 [A] is passed through the B0 coil is B B0 [T], the correction currents I 90 [A] and I 180 [A] are passed through Expressions representing the changes in static magnetic field strength ΔB 90 [T] and ΔB 180 [T] are as follows.

Figure 0005718148

Figure 0005718148
式(3)、(4)とラーモア方程式より、求める励起周波数のずれ量δf90[Hz]、δf180[Hz]は以下となる。
Figure 0005718148

Figure 0005718148
From the equations (3) and (4) and the Larmor equation, the displacement amounts Δf 90 [Hz] and Δf 180 [Hz] of the excitation frequency to be obtained are as follows.

Figure 0005718148

Figure 0005718148
この励起周波数のずれ量を最適な周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)とする。
Figure 0005718148

Figure 0005718148
The amount of deviation of the excitation frequency is set as an optimum frequency offset amount (f 90 offset , f 180 offset ).

次に、上記CPU8の各機能部が連携して行なう、本実施例の処理フローを図9に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローチャートはDual Slice計測プログラムとして予め磁気ディスク18に記憶されており、必要に応じてCPU8のメモリにロードされて実行されることで実施される。以下、各ステップの処理を説明する。   Next, a processing flow of the present embodiment, which is performed in cooperation with each functional unit of the CPU 8, will be described based on a flowchart shown in FIG. This flowchart is stored in advance on the magnetic disk 18 as a Dual Slice measurement program, and is executed by being loaded into the memory of the CPU 8 and executed as necessary. Hereinafter, the processing of each step will be described.

本実施形態の処理フローは、図6に示した第1の実施形態の処理フローにおけるステップ603の処理内容が異なるのみであり、他のステップは同様なので説明を省略する。以下、本実施形態におけるステップ603の処理フローの詳細を説明する。   The processing flow of this embodiment is different only in the processing content of step 603 in the processing flow of the first embodiment shown in FIG. The details of the processing flow of step 603 in the present embodiment will be described below.

ステップ901で、補正電流算出部801は、磁気ディスク18に格納された渦電流特性データの内のB0成分のデータを読み出す。そして、このB0成分のデータと、ステップ601で設定された撮像パラメータの値によって定まる撮像条件におけるスライス選択傾斜磁場強度(G90、G180)とを用いて、各スライス選択傾斜磁場の印加に伴う渦電流による不正磁場のB0成分を補正するための、仮想的なB0コイルに流す補正電流(I90[A]、I180[A])を算出する。詳細は前述したとおりである。 In step 901, the correction current calculation unit 801 reads B0 component data in the eddy current characteristic data stored in the magnetic disk 18. Then, using this B0 component data and the slice selection gradient magnetic field strength (G 90 , G 180 ) under the imaging condition determined by the value of the imaging parameter set in step 601, accompanying the application of each slice selection gradient magnetic field Correction currents (I 90 [A], I 180 [A]) that flow through the virtual B0 coil for correcting the B0 component of the incorrect magnetic field due to the eddy current are calculated. Details are as described above.

ステップ902で、励起周波数ずれ量算出部802は、ステップ901で求められた仮想的なB0コイルに流す補正電流(I90[A]、I180[A])を用いて、90度励起パルスの励起周波数のずれ量δf90[Hz]と180度再収束パルスの励起周波数のずれ量δf180[Hz]とを算出する。詳細は前述したとおりである。これらの励起周波数のずれ量δf90[Hz]、δf180[Hz]が最適な周波数オフセット量(f90 offset、f180 offset)となる。 In step 902, the excitation frequency deviation amount calculation unit 802 uses the correction current (I 90 [A], I 180 [A]) that flows in the virtual B0 coil obtained in step 901 to generate the 90-degree excitation pulse. An excitation frequency deviation amount δf 90 [Hz] and a 180-degree refocusing pulse excitation frequency deviation amount δf 180 [Hz] are calculated. Details are as described above. These excitation frequency shift amounts Δf 90 [Hz] and Δf 180 [Hz] are optimum frequency offset amounts (f 90 offset , f 180 offset ).

Dual Slice計測における各RFパルスの周波数は、スライス1の90度励起パルスの周波数を(f1+δf90)に、スライス2の90度励起パルスの周波数を(f2+δf90)として、これらを合成して、Dual Slice計測における90度励起パルスとする。また、180度再収束パルスの励起周波数を(f180+δf180)にする。このように励起周波数をオフセットさせてDual Slice計測を実行する。これにより、渦電流によって発生する不正磁場のB0成分による励起周波数ずれを補正し、輝度差の無い2つのスライス画像を得ることが可能となる。 The frequency of each RF pulse in Dual Slice measurement is synthesized with the frequency of the 90-degree excitation pulse in slice 1 as (f1 + δf 90 ) and the frequency of the 90-degree excitation pulse in slice 2 as (f2 + δf 90 ). Thus, the 90-degree excitation pulse in Dual Slice measurement is used. In addition, the excitation frequency of the 180-degree refocusing pulse is set to (f 180 + Δf 180 ). In this way, Dual Slice measurement is performed with the excitation frequency offset. As a result, it is possible to correct the excitation frequency shift due to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current and obtain two slice images having no luminance difference.

以上までが、本実施例の処理フローの概要である。なお、上記実施形態の説明では、90度励起パルスの周波数オフセット量(f90 offset)と、180度再収束パルスの周波数オフセット量(f180 offset)を求めることを説明したが、いずれか一方の励起パルスの周波数オフセット量のみ求めて、該励起パルスの周波数のみを補正しても良い。 The above is the outline of the processing flow of the present embodiment. In the description of the above embodiment, the frequency offset of 90 ° excitation pulse and (f 90 offset), the frequency offset of 180 ° refocusing pulses has been described (f 180 offset) to seek, either Only the frequency offset amount of the excitation pulse may be obtained to correct only the frequency of the excitation pulse.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置及びDual Slice計測方法は、傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分の時間変化を含む渦電流特性データを予め取得しておき、この予め取得した渦電流の特性データを用いて、スライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を算出する。その結果、前計測を行うことなく、渦電流によって発生する不正磁場のB0成分による励起周波数ずれを補正するための周波数オフセット量を短時間で求めることができ、スピンエコー系のDual Slice計測において、輝度差の無い2つのスライス画像を得ることが可能となる。   As described above, the MRI apparatus and the Dual Slice measurement method of the present embodiment acquire in advance eddy current characteristic data including temporal change of the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field. The frequency offset amount at which the signal difference between slices is zero or minimum is calculated using the eddy current characteristic data acquired in advance. As a result, the frequency offset amount for correcting the excitation frequency shift due to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current can be obtained in a short time without performing the previous measurement, and in the dual slice measurement of the spin echo system, It is possible to obtain two slice images with no luminance difference.

なお、上記各実施形態では、励起パルスとして90度励起パルスを、再収束パルスとして180度再収束パルスを、それぞれ用いる例を説明したが、本発明はこれらの角度の限定されることはない。励起パルスとしては90度でなく任意の角度の励起パルスでよく、再収束パルスとして180度でなく任意の角度の再収束パルスでよい。   In each of the above-described embodiments, an example in which a 90-degree excitation pulse is used as the excitation pulse and a 180-degree refocusing pulse is used as the refocusing pulse has been described. However, the present invention is not limited to these angles. The excitation pulse may be an excitation pulse of any angle instead of 90 degrees, and the refocusing pulse may be a refocusing pulse of any angle instead of 180 degrees.

1 被検体、2 静磁場発生系、3 傾斜磁場発生系、4 シーケンサ、5 送信系、6 受信系、7 信号処理系、8 CPU、9 傾斜磁場コイル、10 傾斜磁場電源、11 高周波発振器、12 変調器、13 高周波増幅器、14a 高周波コイル(送信コイル)、14b 高周波コイル(受信コイル)、15 信号増幅器、16 直交位相検波器、17 A/D変換器、18 磁気ディスク、19 光ディスク、20 ディスプレイ、21 ROM、22 RAM、23 トラックボール又はマウス、24 キーボード、25 操作部   1 subject, 2 static magnetic field generation system, 3 gradient magnetic field generation system, 4 sequencer, 5 transmission system, 6 reception system, 7 signal processing system, 8 CPU, 9 gradient magnetic field coil, 10 gradient magnetic field power supply, 11 high frequency oscillator, 12 Modulator, 13 High-frequency amplifier, 14a High-frequency coil (transmitting coil), 14b High-frequency coil (receiving coil), 15 signal amplifier, 16 quadrature detector, 17 A / D converter, 18 magnetic disk, 19 optical disk, 20 display, 21 ROM, 22 RAM, 23 Trackball or mouse, 24 keyboard, 25 operation unit

Claims (9)

静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加手段と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
を備え、
前記被検体に、前記傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部を備え、
前記周波数オフセット量演算部は、前記第1のスライスからの信号と前記第2のスライスからの信号との信号差がゼロ又は最小となるように、前記周波数オフセット量を求め、
前記Dual Slice計測制御手段は、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A high-frequency magnetic field applying means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field to the subject;
With
A synthetic excitation pulse in which the gradient magnetic field is applied to the object and a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice are combined; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement for applying a refocusing pulse for exciting both one slice and the second slice;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset amount calculation unit for calculating the frequency offset amount of the frequency is provided,
The frequency offset amount calculation unit obtains the frequency offset amount so that a signal difference between the signal from the first slice and the signal from the second slice is zero or minimum,
The Dual Slice measurement control means adds the frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and performs the Dual Slice measurement. Performing a magnetic resonance imaging apparatus.
静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加手段と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
を備え、
前記被検体に、前記傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部を備え、
前記周波数オフセット量演算部は、前記合成励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、前記再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、の違いに対応して、前記周波数オフセット量を求め、
前記Dual Slice計測制御手段は、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A high-frequency magnetic field applying means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field to the subject;
With
A synthetic excitation pulse in which the gradient magnetic field is applied to the object and a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice are combined; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement for applying a refocusing pulse for exciting both one slice and the second slice;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset amount calculation unit for calculating the frequency offset amount of the frequency is provided,
The frequency offset amount calculation unit calculates the frequency offset amount corresponding to the difference between the strength of the slice selection gradient magnetic field when the synthetic excitation pulse is applied and the strength of the slice selection gradient magnetic field when the refocusing pulse is applied. Seeking
The Dual Slice measurement control means adds the frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and performs the Dual Slice measurement. Performing a magnetic resonance imaging apparatus.
静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加手段と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
を備え、
前記被検体に、前記傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部を備え、
前記周波数オフセット量演算部は、前記Dual Slice計測において位相エンコードをゼロにし、探索用の周波数オフセット量を変えて複数回の前計測を行って取得した複数のエコーデータに基づいて、前記第1のスライスの信号と前記第2のスライスの信号との信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を求め、
前記Dual Slice計測制御手段は、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A high-frequency magnetic field applying means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field to the subject;
With
A synthetic excitation pulse in which the gradient magnetic field is applied to the object and a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice are combined; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement for applying a refocusing pulse for exciting both one slice and the second slice;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset amount calculation unit for calculating the frequency offset amount of the frequency is provided,
The frequency offset amount calculation unit sets the first phase encoding to zero in the Dual Slice measurement, changes the frequency offset amount for search, and performs a plurality of pre-measurements to obtain a plurality of echo data. Determining a frequency offset amount at which a signal difference between the signal of the slice and the signal of the second slice is zero or minimum;
The Dual Slice measurement control means adds the frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and performs the Dual Slice measurement. Performing a magnetic resonance imaging apparatus.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記周波数オフセット量演算部は、前記再収束パルスの励起領域が、前記第1のスライスと前記第2のスライスとを含むように、前記周波数オフセット量を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the frequency offset amount calculation unit obtains the frequency offset amount so that an excitation region of the refocusing pulse includes the first slice and the second slice .
静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加手段と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
前記被検体に、前記傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部と、
を備え、
前記Dual Slice計測制御手段は、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行う磁気共鳴イメージング装置であって、
前記周波数オフセット量演算部は、
探索用周波数オフセット量を設定する探索用周波数オフセット量設定部と、
前記探索用周波数オフセット量を、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数の、少なくとも一方の周波数に付加し、位相エンコードをゼロにして、前記第1の励起パルス又は前記第2の励起パルスの位相を180度異ならせた2回の計測により2つのエコーデータを取得する前計測を制御する前計測実行部と、
前記前計測で得られた2つのエコーデータをスライス方向に1次元フーリエ変換後に加減算を行うことにより、スライス毎のエコーデータに分離し、各エコーデータを更に周波数エンコード方向にフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記スライス方向と周波数エンコード方向にフーリエ変換されたスライス毎のデータからスライス間の信号差を求めるスライス間信号差演算部と、
前記探索用周波数オフセット量を変えて得られた複数の前記スライス間信号差に基づいて、スライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を算出する最適周波数オフセット量演算部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A high-frequency magnetic field applying means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field to the subject;
A synthetic excitation pulse in which the gradient magnetic field is applied to the object and a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice are combined; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement for applying a refocusing pulse for exciting both one slice and the second slice;
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset amount calculation unit for calculating the frequency offset amount of the frequency;
With
The Dual Slice measurement control means adds the frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and performs the Dual Slice measurement. A magnetic resonance imaging apparatus for performing
The frequency offset amount calculation unit
A search frequency offset amount setting unit for setting a search frequency offset amount;
The search frequency offset amount is added to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and the phase encoding is set to zero. A pre-measurement execution unit that controls the pre-measurement to acquire two echo data by two measurements in which the phase of the first excitation pulse or the second excitation pulse is different by 180 degrees;
A Fourier transform unit that separates the echo data for each slice by performing addition / subtraction after the one-dimensional Fourier transform in the slice direction after the two echo data obtained in the previous measurement, and further Fourier transforms each echo data in the frequency encode direction When,
An inter-slice signal difference calculation unit for obtaining a signal difference between slices from data for each slice that is Fourier-transformed in the slice direction and the frequency encoding direction;
Based on the plurality of signal differences between slices obtained by changing the search frequency offset amount, an optimal frequency offset amount calculation unit that calculates a frequency offset amount at which the signal difference between slices is zero or minimum;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場を印加する高周波磁場印加手段と、
前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、
前記被検体に、前記傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を制御するDual Slice計測制御手段と、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット量演算部と、
を備え、
前記Dual Slice計測制御手段は、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行う磁気共鳴イメージング装置であって、
前記周波数オフセット量演算部は、
探索用周波数オフセット量を設定する探索用周波数オフセット量設定部と、
前記探索用周波数オフセット量を、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数の、少なくとも一方の周波数に付加し、位相エンコードをゼロにして、エコーデータを取得する前計測を制御する前計測実行部と、
前記前計測で得られたエコーデータを周波数エンコード方向にフーリエ変換するフーリエ変換部と、
前記探索用周波数オフセット量を変えて得られた複数の前記周波数エンコード方向にフーリエ変換されたエコーデータに基づいて、周波数エンコード方向にフーリエ変換されたエコーデータが最大となる周波数オフセット量を算出する最適周波数オフセット量演算部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A high-frequency magnetic field applying means for applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field;
A gradient magnetic field applying means for applying a gradient magnetic field to the subject;
A synthetic excitation pulse in which the gradient magnetic field is applied to the object and a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice are combined; Dual Slice measurement control means for controlling Dual Slice measurement for applying a refocusing pulse for exciting both one slice and the second slice;
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset amount calculation unit for calculating the frequency offset amount of the frequency;
With
The Dual Slice measurement control means adds the frequency offset amount to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse, and performs the Dual Slice measurement. A magnetic resonance imaging apparatus for performing
The frequency offset amount calculation unit
A search frequency offset amount setting unit for setting a search frequency offset amount;
The search frequency offset amount is added to at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse or the frequency of the refocusing pulse, the phase encoding is set to zero, and echo A pre-measurement execution unit for controlling pre-measurement before acquiring data;
A Fourier transform unit for Fourier transforming the echo data obtained in the previous measurement in the frequency encoding direction;
Based on a plurality of echo data Fourier-transformed in the frequency encoding direction obtained by changing the search frequency offset amount, an optimal frequency offset amount that maximizes the echo data Fourier-transformed in the frequency encoding direction is calculated. A frequency offset amount calculation unit;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
請求項記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記周波数オフセット量演算部は、予め取得された、前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分の時間変化を含む渦電流特性データに基づいて、スライス間信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 .
The frequency offset amount calculation unit has a signal difference between slices of zero or zero based on eddy current characteristic data obtained in advance and including temporal changes in the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying application of the gradient magnetic field. A magnetic resonance imaging apparatus that calculates a minimum frequency offset amount .
請求項記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記周波数オフセット量演算部は、
前記不正磁場のB0成分に応じて、仮想的なB0コイルに流す補正電流を求める補正電流算出部と、
前記補正電流に基づいて、前記励起パルス又は前記再収束パルスの周波数のずれ量を算出し、該周波数のずれ量を前記周波数オフセット量とする励起周波数ずれ量算出部 と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 7 , wherein the frequency offset amount calculation unit includes:
A correction current calculation unit for obtaining a correction current to be passed through a virtual B0 coil according to the B0 component of the incorrect magnetic field;
Based on the correction current, a frequency shift amount of the excitation pulse or the refocusing pulse is calculated, and an excitation frequency shift amount calculation unit using the frequency shift amount as the frequency offset amount;
Magnetic resonance imaging apparatus comprising: a.
磁気共鳴イメージングを用いて、被検体に、傾斜磁場を印加すると共に、第1のスライスを励起する第1の励起パルスと、第2のスライスを励起する第2の励起パルスとを合成した合成励起パルスと、前記第1のスライスと前記第2のスライスを共に励起する再収束パルスとを印加するDual Slice計測を行うDual Slice計測方法であって、
前記傾斜磁場の印加に伴う渦電流によって発生する不正磁場のB0成分に応じて、前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方の周波数の周波数オフセット量を算出する周波数オフセット演算ステップを備え、
前記周波数オフセット演算ステップは、
前記第1のスライスからの信号と前記第2のスライスからの信号との信号差がゼロ又は最小となるように、前記周波数オフセット量を求めるか、或いは、
前記合成励起パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、前記再収束パルス印加時のスライス選択傾斜磁場の強度と、の違いに対応して、前記周波数オフセット量を求めるか、或いは、
前記Dual Slice計測において位相エンコードをゼロにし、探索用の周波数オフセット量を変えて複数回の前計測を行って取得した複数のエコーデータに基づいて、前記第1のスライスの信号と前記第2のスライスの信号との信号差がゼロ又は最小となる周波数オフセット量を求めるか、
のいずれかを行い、
前記第1の励起パルスと前記第2の励起パルスの周波数、若しくは、前記再収束パルスの周波数、の少なくとも一方に前記周波数オフセット量を付加して、前記Dual Slice計測を行うステップと、
を有することを特徴とするDual Slice計測方法。
Synthetic excitation by applying a gradient magnetic field to a subject and synthesizing a first excitation pulse for exciting the first slice and a second excitation pulse for exciting the second slice using magnetic resonance imaging. A Dual Slice measurement method for performing Dual Slice measurement that applies a pulse and a refocusing pulse for exciting both the first slice and the second slice,
According to the B0 component of the incorrect magnetic field generated by the eddy current accompanying the application of the gradient magnetic field, at least one of the frequency of the first excitation pulse and the second excitation pulse, or the frequency of the refocusing pulse. A frequency offset calculating step for calculating a frequency offset amount of the frequency,
The frequency offset calculating step includes:
Obtaining the frequency offset amount so that the signal difference between the signal from the first slice and the signal from the second slice is zero or minimum, or
Corresponding to the difference between the intensity of the slice selective gradient magnetic field at the time of applying the synthetic excitation pulse and the intensity of the slice selective gradient magnetic field at the time of applying the refocusing pulse, the frequency offset amount is obtained, or
In the dual slice measurement, the phase encoding is set to zero, the frequency offset amount for search is changed, and a plurality of pre-measurements are performed, based on a plurality of echo data and the second slice signal and the second slice Find the frequency offset amount that makes the signal difference from the slice signal zero or minimum, or
Do one of the
The first excitation pulse and the second frequency of the excitation pulse, or by adding the frequency offset frequency, at least one of the refocusing pulses, and performing the Dual Slice measurement,
A Dual Slice measurement method characterized by comprising:
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