JPH01192344A - Blood vessel imaging method by nuclear magnetic resonance picture diagnosing device - Google Patents

Blood vessel imaging method by nuclear magnetic resonance picture diagnosing device

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JPH01192344A
JPH01192344A JP63018769A JP1876988A JPH01192344A JP H01192344 A JPH01192344 A JP H01192344A JP 63018769 A JP63018769 A JP 63018769A JP 1876988 A JP1876988 A JP 1876988A JP H01192344 A JPH01192344 A JP H01192344A
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gradient
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blood vessel
magnetic field
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Yoshikazu Ikezaki
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  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a picture without distortion while phase distortion is corrected once by obtaining the difference of two pictures obtained by a pulse sequence to change a flow encoding grade, obtaining a phase image to show the phase difference, operating and obtaining the residual phase distortion from the phase image and adding and subtracting so as to remove it. CONSTITUTION:Setting is executed so as to scan to an operation console with an ordinary pulse sequence and so as to scan with the pulse sequence to add a flow encoding grade 16. The picture obtained by an echo signal includes a phase distortion 21 due to a blood vessel 20 and a flow encoding grade. The average value of the phase on a segment a-a' in a Y axis direction may be obtained and the phase on the segment may be corrected in order to remove the phase distortion 21. In sections b-b', the blood vessel is finer that the position of the periphery generally, when the average value of the sections b-b' is obtained, the phase change part of the blood vessel 20 can be neglected by the average value, and by reducing the average value, the whole phase distortion is excluded. A computer receives an echo signal, obtains the residual phase distortion in an (x) axis direction, subtracts from the data of two pictures, adds and subtracts two original pictures again, removes the phase distortion due to the flow encoding grade and re-constitutes the picture.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、流速のある部分の時間経過によって生ずる位
相変化に基づいて作像する核磁気共鳴画像診断装置によ
る血管イメージング法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a blood vessel imaging method using a nuclear magnetic resonance imaging apparatus that creates an image based on a phase change that occurs over time in a certain portion of a flow velocity.

(従来の技術) 核磁気共鳴(以下NMRという)現象を用いて特定原子
核に注目した被検体の断層像を得る核磁気共鳴画像診断
装置(以下NMR−CTという)は従来から知られてい
る。このNMR−CTの原理の概要を簡単に説明する。
(Prior Art) A nuclear magnetic resonance imaging diagnostic apparatus (hereinafter referred to as NMR-CT) that uses nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) phenomenon to obtain a tomographic image of a subject focusing on a specific atomic nucleus is conventionally known. An outline of the principle of this NMR-CT will be briefly explained.

原子核は磁気を帯びた回転している独楽と見ることがで
きるが、それを例えば2軸方向の静磁場Haの中におく
と、前記の原子核は次式で示す角速度ω0で歳差運動を
する。これをラーモアの歳差運動という。
An atomic nucleus can be seen as a spinning top that is magnetic, but if it is placed in a static magnetic field Ha in two axial directions, for example, the atomic nucleus will precess at an angular velocity ω0 as shown by the following equation. . This is called Larmor precession.

ω0−γHo   但し、γ:核磁気回転比今、静磁場
のあるz軸に垂直な軸、例えばX輪に高周波コイルを配
置し、X1面内で回転する前記の角周波数ω0の高周波
回転磁場を印加す−ると磁気共鳴が起り、静磁場Hoの
もとでゼーマン分裂をしていた原子核の集団は共鳴条件
を満足する高周波磁場によって単位間の遷移を生じ、エ
ネルギー単位の高い方の単位に遷移する。ここで、核磁
気回転比γは原子核の種類によって興なるので共鴫周波
数によって当該原子核を特定することができる。更にそ
の共鳴の強さを測定すれば、その原子核の存在母を知る
ことができる。共鳴後緩和時間と呼ばれる時定数で定ま
る時間の間に高い単位へ励起された原子核は低い単位へ
戻ってエネルギーの放射を行う。
ω0 - γHo However, γ: nuclear gyromagnetic ratio Now, a high-frequency coil is placed on an axis perpendicular to the z-axis where the static magnetic field is located, for example, the X ring, and the high-frequency rotating magnetic field with the angular frequency ω0 rotating in the X1 plane is When this is applied, magnetic resonance occurs, and the population of atomic nuclei undergoing Zeeman splitting under the static magnetic field Ho undergoes a transition between units due to the high-frequency magnetic field that satisfies the resonance conditions, and becomes a unit with a higher energy unit. Transition. Here, since the nuclear gyromagnetic ratio γ depends on the type of the atomic nucleus, the atomic nucleus can be specified by the co-optic frequency. Furthermore, by measuring the strength of that resonance, we can find out the existence mother of that nucleus. During the time determined by a time constant called the post-resonance relaxation time, the atomic nucleus excited to the higher unit returns to the lower unit and radiates energy.

このNMRの現象の観測方法の中パルス法について第4
図を参照しながら説明する。
Part 4 about the medium pulse method for observing this NMR phenomenon.
This will be explained with reference to the figures.

前述のように共鳴条件を満足する高周波パルス(Hl)
を静磁場(2軸)に垂直なくX軸)方向に印加すると、
第4図(イ)に示すように磁化ベクトルMは回転座標系
でω′−γHIの角周波数でzy面内で回転を始める。
A high frequency pulse (Hl) that satisfies the resonance condition as described above
When applied in the X-axis direction, not perpendicular to the static magnetic field (2 axes),
As shown in FIG. 4(a), the magnetization vector M starts rotating in the zy plane at an angular frequency of ω'-γHI in the rotating coordinate system.

今パルス幅を1.とするとHaからの回転角θは次式で
表わされる。
Now set the pulse width to 1. Then, the rotation angle θ from Ha is expressed by the following equation.

θ寓γH1jo            ・・・(1)
第4図(ハ)に示す第1のパルスを励起パルスと呼び、
特に(1)式においてθ=90°となるようなtoをも
つパルスを90°パルスと呼ぶ。この90”パルス直慢
では磁化ベクトルMは第4図(ロ)のようにxy面をω
0で回転していることになり、例えばz軸においたコイ
ルに誘導起電力を生じる。しかし、この信号は時間と共
に減衰していくので、この信号を自由誘導減衰信号(以
下FID信号という)と呼ぶ。FID信号をフーリエ変
換すれば周波数領域での信号が得られる。次に第4図(
ハ)に示すように90°パルスからτ時間後に印加され
るパルスを反転パルスと呼び、特にθ−180′″にな
るようなパルス幅の第2のパルスを180′″パルスと
呼ぶ。iso”パルスを加えるとばらばらになっていた
磁気モーメントがτ時間後−y方向で再び焦点を合せて
信号が観測される。この信号をスピンエコー(以下SE
倍信号いう)と呼んでいる。このSE倍信号強度を測定
して所望の像を得ることができる。NMRの共鳴条件は シーγHo/2π で与えられる。ここで、νは共鳴周波数IHOは静磁場
の強さである。従って共鳴周波数は磁場の強さに比例す
ることが分る。このため静磁場に線形の磁場勾配を重畳
させて、位置によって異なる強さの磁場を与え、共鳴周
波数を変化させて位置情報を得るNMRイメージングの
方法がある。この内フーリエ変換法について説明する。
θegγH1jo...(1)
The first pulse shown in FIG. 4 (c) is called an excitation pulse,
In particular, a pulse having to such that θ=90° in equation (1) is called a 90° pulse. In this 90'' pulse straight, the magnetization vector M moves along the xy plane at ω as shown in Figure 4 (b).
This means that it is rotating at zero, and an induced electromotive force is generated in the coil placed on the z-axis, for example. However, since this signal attenuates over time, this signal is called a free induction attenuation signal (hereinafter referred to as an FID signal). By Fourier transforming the FID signal, a signal in the frequency domain can be obtained. Next, Figure 4 (
As shown in c), a pulse applied after a time τ after the 90° pulse is called an inversion pulse, and in particular, a second pulse having a pulse width of θ-180″ is called a 180″ pulse. iso'' pulse, the scattered magnetic moments refocus in the -y direction after a time τ and a signal is observed. This signal is called a spin echo (hereinafter referred to as SE).
It is called a double signal). A desired image can be obtained by measuring this SE multiplied signal intensity. The resonance condition for NMR is given by γHo/2π. Here, ν is the resonance frequency IHO is the strength of the static magnetic field. Therefore, it can be seen that the resonance frequency is proportional to the strength of the magnetic field. For this reason, there is an NMR imaging method in which a linear magnetic field gradient is superimposed on a static magnetic field to give a magnetic field of different strength depending on the position, and the resonance frequency is changed to obtain positional information. Of these, the Fourier transform method will be explained.

この手法に用いる高周波磁場及び勾配磁場印加のパルス
シーケンスを第5図に示す。(イ)図において、X。
The pulse sequence for applying the high frequency magnetic field and gradient magnetic field used in this method is shown in FIG. (a) In the figure, X.

y、z軸にそれぞれGx 、Gy 、Gzの勾配磁場を
与え、高周波磁場をX軸に印加する状態を示している。
A state is shown in which gradient magnetic fields of Gx, Gy, and Gz are applied to the y- and z-axes, respectively, and a high-frequency magnetic field is applied to the x-axis.

(ロ)図はそれぞれの磁場を印加するタイミングを示す
図である。図においてRFは高周波の回転磁場で90″
パルスと180°パルスをz軸に印加する。GXはリー
ド軸と呼ばれるX軸に印加する固定の勾配磁場、Gyは
ワーブ軸と呼ばれるz軸に印加する時間によって振幅を
変化させる勾配磁場、GZはスライス軸と呼ばれるz軸
に印加する固定の勾配磁場である。信号は1800パル
ス後のSE倍信号示している。期間は各軸に与える勾配
磁場の信号の時期を示すために設けである。期間1にお
いて90′″パルスと勾配磁IGZ÷によってZ−Qを
中心とするz軸に垂直な断層撮影におけるスライス面内
のスピンが選択的に励起される。このため90’パルス
を励起パルスという。期間2のG×+はスピンの位相を
乱れさせて180@パルスで反転させるためのもので、
デイフェーズ勾配と呼ばれる。又、1800パルスは反
転パルスと呼ばれる。GZ−はGz÷によって乱れたス
ピンの位相を元に戻すためのものである。期間2では位
相エンコード勾配Gynも印加する。これはy方向の位
置に比例してスピンの位相をずらしてやるためのもので
、その強度は毎周期異なるように制御される。期間3に
おいて1800パルスを与えて再び磁気モーメントを揃
え、その後に現われるSE、信号を観察する。期間4の
Gx+は乱れた位相を揃え、SE倍信号生じさせるため
の勾配磁場でリフェーズ勾配といい、リフェーズ勾配と
デイフェーズ勾配の面積が等しくなったところにSE倍
信号現われる。
(b) The figure shows the timing of applying each magnetic field. In the figure, RF is a high frequency rotating magnetic field of 90"
Apply a pulse and a 180° pulse to the z-axis. GX is a fixed gradient magnetic field applied to the X axis called the lead axis, Gy is a gradient magnetic field whose amplitude changes depending on time applied to the z axis called the warb axis, and GZ is a fixed gradient applied to the z axis called the slice axis. It is a magnetic field. The signal shows the SE multiplied signal after 1800 pulses. The period is provided to indicate the timing of the signal of the gradient magnetic field applied to each axis. In period 1, spins in the slice plane in the tomography perpendicular to the z-axis centered on Z-Q are selectively excited by the 90''' pulse and the gradient magnetic IGZ÷.Therefore, the 90' pulse is called an excitation pulse. .G×+ in period 2 is for disturbing the spin phase and inverting it with a 180 @ pulse.
This is called the dayphase gradient. Also, the 1800 pulse is called an inversion pulse. GZ- is for restoring the phase of the spins disturbed by Gz÷. During period 2, a phase encode gradient Gyn is also applied. This is to shift the phase of the spin in proportion to the position in the y direction, and its intensity is controlled to be different every cycle. In period 3, 1800 pulses are applied to align the magnetic moments again, and the SE and signals that appear thereafter are observed. Gx+ in period 4 is a gradient magnetic field for aligning the disturbed phases and generating an SE multiplied signal, which is called a rephase gradient, and an SE multiplied signal appears where the areas of the rephase gradient and the dayphase gradient become equal.

このシーケンスをビューといい、パルス繰り返し周期T
R後に再び90°パルスを加え、次のビューを開始する
。前記のワーブ勾配は各ビューに対応して変化させてい
る。
This sequence is called a view, and the pulse repetition period T
After R, apply a 90° pulse again and start the next view. The above-mentioned warb gradient is changed corresponding to each view.

上記のようなNMR−CTにおいて、血流イメージング
は静止物体には影響を与えず、動きのある物体にのみ影
響を与える勾配磁場を流れの方向に印加し、流速に応じ
て異なる位相情報を付加しようとするものである。その
原理を第8図によって説明する。今、血管1の中を血流
が×方向に流れているものとする。時刻τ1に勾配磁1
12を印加し、Δτ後の時刻τ2に反転勾配磁13を印
加する。反転勾配磁場は大きさが同じで符号のみを反転
させた磁場である。静止物体4は動かないため、時刻τ
1とで2とで大きさが同じで符号が逆転した磁場〈G1
と−Gt )を感じ、その影響は互いにキャンセルされ
、勾配磁場が全く印加されない場合と同一の状態となる
。一方、血流部分は動きがあるため、時刻τ!とτ2と
では異なる磁場G15とG26を感じ、その影響はキャ
ンセルされず、スピンに位相の変化を与える。このよう
に大きさが同じで符号の逆転する勾配磁場を与えて血流
の動きに対して位相情報を与える勾配磁場を70−エン
コード勾配という。
In NMR-CT as described above, blood flow imaging applies a gradient magnetic field in the flow direction that does not affect stationary objects but only affects moving objects, and adds different phase information depending on the flow velocity. This is what I am trying to do. The principle will be explained with reference to FIG. Now, assume that blood flow is flowing in the blood vessel 1 in the x direction. Gradient magnetic field 1 at time τ1
12 is applied, and the reversal gradient magnet 13 is applied at time τ2 after Δτ. A reversed gradient magnetic field is a magnetic field that has the same magnitude but reverses sign. Since stationary object 4 does not move, time τ
1 and 2 have the same magnitude and opposite sign <G1
and -Gt), and their effects cancel each other out, resulting in the same state as when no gradient magnetic field is applied. On the other hand, since there is movement in the blood flow area, time τ! and τ2 feel different magnetic fields G15 and G26, and their effects are not canceled, giving a change in phase to the spins. A gradient magnetic field that provides phase information to the movement of blood flow by providing gradient magnetic fields with the same magnitude and opposite sign is called a 70-encoded gradient.

第1図に70−エンコード勾配を用いて血流測定を行う
場合のパルスシーケンスを示す。図において、励起パル
ス11により励起されたスピンはデイフェース勾配置2
により乱されるが、読み出し勾装置3により位相が戻り
、エコー信号14を生じさせる。このとき、V軸方向の
位置の情報はワープ勾配置5により位相情報としてスピ
ンに与えられる。このようにして1枚の画像(画像Aと
いう)が得られる。次に、フローエンコード勾配置6を
X軸に図のように印加して更に他の1枚の画*<画像B
という)が得られる。70−エンコード勾配は第3図に
示すように極性が逆で面積の等しい勾配なので、70−
エンコード勾配置6を印加して得られる画像の中、静止
物体の画像のスピンの位相の変化は次式のようになる。
FIG. 1 shows a pulse sequence when blood flow is measured using a 70-encode gradient. In the figure, the spins excited by the excitation pulse 11 are at the day-face gradient position 2.
However, the phase is returned by the readout gradient device 3 and an echo signal 14 is generated. At this time, information on the position in the V-axis direction is given to the spins as phase information by the warp gradient position 5. In this way, one image (referred to as image A) is obtained. Next, the flow encode gradient position 6 is applied to the X axis as shown in the figure, and one more image
) is obtained. Since the 70-encode gradient is a gradient with opposite polarity and equal area as shown in Figure 3, 70-
Among the images obtained by applying the encode gradient 6, the change in the spin phase of the image of a stationary object is expressed by the following equation.

ここで、   γ・・・磁気回転比 G(t)・・・勾配磁場の出力 従って、静止物体のスピンはフローエンコード勾配置6
によっては影響を受けず、即ち静止物体に関しては画m
Aと画像Bは同じである。
Here, γ...Gyromagnetic ratio G(t)...Output of the gradient magnetic field Therefore, the spin of the stationary object is determined by the flow encode gradient position 6
For stationary objects, the image m
A and image B are the same.

フローエンコード方向、この場合、x軸方向に動くスピ
ンに対しては ここで、X (t )・・・スピンの位置スピンの動き
が、例えばX (t ) −x+vtのような一次関数
で表されるとき、(2)式は次のようになる。
For a spin moving in the flow encoding direction, in this case, the x-axis direction, X (t)...The position of the spin and the movement of the spin are expressed by a linear function, for example, X (t) - x + vt. When, Equation (2) becomes as follows.

(3)式で明らかなように、スピンの位相の変・化Δφ
は流速Vに比例する。このようにして得た画像Aと画像
Bの差を求めると静止物体の像は消え、流速に比例した
位相変化を持つ血流によって示される血管像が得られる
As is clear from equation (3), the spin phase change Δφ
is proportional to the flow velocity V. When the difference between image A and image B obtained in this manner is determined, the image of a stationary object disappears, and a blood vessel image indicated by blood flow having a phase change proportional to the flow velocity is obtained.

(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のように異なるパルスシーケンスで得た
画像の差により血管像が得られるが、実際には血流速に
より位相に変化をつける方式による血管イメージングに
おいては、位相歪があると、得られる画像に対して血管
以外の静止部分の消え残り等の悪影響を受ける。その原
因として次のようなものがある。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, as described above, a blood vessel image is obtained by the difference between images obtained with different pulse sequences, but in reality, blood vessel imaging using a method that changes the phase depending on the blood flow velocity If there is phase distortion, the obtained image will be adversely affected, such as static parts other than blood vessels remaining unerased. The reasons for this are as follows.

(・1)勾配磁場の立上りの誤差や、渦電流のための残
り勾配磁場によるNMR゛信号のサンプル位置原点ずれ (2)装置が持つ位相オフセット (3)静磁場不均一 前記の画111Aと画像Bの2枚の画像の複素数の位相
を考える。画素の位相をexEl(ie(X、V))と
すると フローエンコード勾配が印加された場合の画像の位相は eXp  (iel (x、y)) −exp(ieo(X、V) +iθt(X、y)+i θ!+ (×、y)+iθp
(X、V))          ・−(4)但し、G
0・・・装置の持つ位相オフセットθl・・・70−エ
ンコード勾配以外の勾配による位相変化 θB・・・磁場不均一による位相変化 θF・・・フローエンコード勾配による位相変化 フローエンコード勾配が印加されない場合は、e)U 
 (ie2 (X、V)1 −exp(i θ0 (×、y) +1θ1(X * V ) +i θa(X、V))・
・・(5)2枚の画像の差を求めた位相差を表す位相画
像の位相は、 (4〉式−(5)式から eXl) (iet  (X、V)) ・exp(−iθz(X、y〉) −exp(iθF (X、V))       −(6
)即ち、(6)式で明らかなように画像へと画像Bの2
枚の画像の差は70−エンコード勾配による位相の変化
以外はすべて相殺される。このフローエンコード勾配に
よる位相変化θF (×、y)に含まれる位相変化は (1)流れによる位相変化 (2)フローエンコード勾配の立上がりと渦電流を原因
とする面積誤差による位相歪 (3)渦電流の場所依存性による位相歪等がある。求め
ている位相変化による画像は(1)の流れによる位相変
化であって、(2)、(3)の位相歪は不要のものでそ
の存在が悪影響を及ぼしている。この位相歪を含んだ画
像の一例を第6図に示す。(イ)図において、血管20
はフローエンコード勾配による位相歪21のために(ロ
)図に示す本来の血管20の画像とは異なっている。
(-1) Error in the rise of the gradient magnetic field and deviation in the sample position origin of the NMR signal due to the residual gradient magnetic field due to eddy currents (2) Phase offset of the device (3) Ununiformity of the static magnetic field Above image 111A and the image Consider the phase of the complex numbers of the two images B. If the phase of the pixel is exEl(ie(X,V)), the phase of the image when the flow encoding gradient is applied is eXp(iel(x,y)) -exp(ieo(X,V) +iθt(X, y)+i θ!+ (×, y)+iθp
(X, V)) ・-(4) However, G
0... Phase offset θl of the device... 70 - Phase change due to gradient other than encode gradient θB... Phase change due to magnetic field inhomogeneity θF... Phase change due to flow encode gradient When flow encode gradient is not applied e) U
(ie2 (X, V)1 -exp(i θ0 (x, y) +1θ1(X * V) +i θa(X, V))・
...(5) The phase of the phase image representing the phase difference obtained by calculating the difference between the two images is (eXl from equation 4 - equation (5)) (iet (X, V)) exp(-iθz( X, y〉) −exp(iθF (X, V)) −(6
) That is, as is clear from equation (6), 2 of image B is
All differences between the images cancel out except for phase changes due to the 70-encoding gradient. The phase change included in θF (x, y) due to this flow encode gradient is (1) phase change due to flow, (2) phase distortion due to rise of flow encode gradient and area error caused by eddy current, and (3) eddy current. There are phase distortions due to the location dependence of the current. The image due to the phase change that is being sought is the phase change due to the flow (1), and the phase distortions (2) and (3) are unnecessary and their presence has an adverse effect. An example of an image containing this phase distortion is shown in FIG. (a) In the figure, blood vessel 20
is different from the original image of the blood vessel 20 shown in FIG.

血流による位相変化の情報が失われないように全体の位
相歪を補正するのは困難であり、手間と時間のかかる作
業であった。
It is difficult to correct the overall phase distortion so that information on phase changes due to blood flow is not lost, and it is a laborious and time-consuming task.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、フローエンコード勾配磁場を変化させて得られる2
枚の画像により作像する血管イメージングにおいて、様
々な原因による位相歪を一度に補正して歪のない画像を
得るNMR−CTによる血管イメージング法を実現する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain two
The object of the present invention is to realize a blood vessel imaging method using NMR-CT that corrects phase distortion caused by various causes at once to obtain a distortion-free image in blood vessel imaging that is created using a number of images.

(課題を解決するための手段) 前記の課題を解決する本発明は、流速のある部分の時間
経過によって生ずる位相変化に基づいて作像する核磁気
共鳴画像診断装置による血管イメージング法において、
フローエンコード勾配を変化させたパルスシーケンスに
よって得た2枚の画像の差を求めて位相差を表す位相像
を得、該位相像から残留位相歪を演算して求め、前記2
枚の画像の任意の1枚の画像から減算し、得た画像と他
の1枚の画像とを前記残留歪を除去するように加減算を
行うことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above problems in a blood vessel imaging method using a nuclear magnetic resonance imaging apparatus that creates an image based on a phase change that occurs over time in a certain portion of flow velocity.
A phase image representing a phase difference is obtained by determining the difference between two images obtained by a pulse sequence in which the flow encoding gradient is changed, and a residual phase distortion is calculated and determined from the phase image.
The method is characterized in that subtraction is performed from any one of the images, and addition and subtraction are performed between the obtained image and another image so as to remove the residual distortion.

(作用) フローエンコード勾配を変えたパルスシーケンスで2枚
の画像を得てその差を求め、差の画像から残留歪を演算
して求め、前記2枚の画像の何れか一方から減算し、他
方との加減算を行う。
(Operation) Obtain two images using a pulse sequence with a different flow encoding gradient, find the difference between them, calculate the residual distortion from the difference image, subtract it from one of the two images, and then calculate the difference between the two images. Perform addition and subtraction with.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明の一実施例の方法を実施するための′l
Aw1のブロック図である。
FIG.
It is a block diagram of Aw1.

図において、31は内部に被検体を挿入するための空間
部分(孔)を有し、この空間部分を取巻くようにして、
被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイルと勾配磁
場を発生する勾配磁場コイル(勾配磁場コイルはX、Y
、Zの3軸のコイルを備えている。)と被検体内の原子
核のスピンを励起するためのRFパルスを与えるRF送
信コイルと被検体からのNMR信号を検出する受信コイ
ル等が配置されているマグネットアセンブリである。
In the figure, 31 has a space (hole) into which the subject is inserted, and the space is surrounded by a
A static magnetic field coil that applies a constant static magnetic field to the subject and a gradient magnetic field coil that generates a gradient magnetic field (the gradient magnetic field coils are
, Z-axis coils. ), an RF transmitting coil that provides an RF pulse to excite the spins of atomic nuclei within the subject, and a receiving coil that detects NMR signals from the subject, etc., are arranged.

静磁場コイル、勾配磁場コイル、RF送信コイル及び受
信コイルは、それぞれ静磁場電源32、勾配磁場駆動回
路33、RF電力増幅器34及び前置増幅器35に接続
されている。シーケンス記憶回路36は計算機37から
の指令に従って伝急のビューで、ゲート変調回路38を
操作(所定のタイミングでRF発振回路39のRF出力
信号を変調)し、フーリエ変換法に基づ<RFパルス信
号をRF電力増幅器34からRF送信コイルに印加する
。又、シーケンス記憶回路36は、同じくフーリエ変換
法に基づくシーケンス信号によって勾配磁場駆動回路3
3を操作して、第5図に示すようにx、y、zの3軸に
それぞれ勾配磁場を供給すると共にゲート変調回路3日
及びAD変換器41を操作する。40はRF発振回路3
9の出力を参照信号として、前置増幅器35の受信信号
出力を位相検波する位相検波器である。この出力信号は
AD変換器41においてディジタル信号に変換され、計
算機37に入力される。−42は計算11137に梯々
のパルス・シーケンスの実現のための指示及び種々の設
定値等の入力をするための操作コンソールで、計算機3
7はそれに基づきシーケンス記憶回路36の動作の切り
替えやメモリの書き替えをしたり、AD変換器41から
の各データを用いて画像再構成演−算を行う。43は計
算機37で再構成された画像を表示する表示装置である
The static magnetic field coil, gradient magnetic field coil, RF transmitting coil, and receiving coil are connected to a static magnetic field power supply 32, a gradient magnetic field driving circuit 33, an RF power amplifier 34, and a preamplifier 35, respectively. The sequence storage circuit 36 operates the gate modulation circuit 38 (modulates the RF output signal of the RF oscillation circuit 39 at a predetermined timing) in accordance with the command from the computer 37 in the transmission view, and calculates <RF pulses based on the Fourier transform method. A signal is applied from the RF power amplifier 34 to the RF transmit coil. Also, the sequence storage circuit 36 stores the gradient magnetic field drive circuit 3 using a sequence signal based on the Fourier transform method.
3 to supply gradient magnetic fields to the x, y, and z axes, respectively, as shown in FIG. 5, and also operate the gate modulation circuit 3 and the AD converter 41. 40 is the RF oscillation circuit 3
This is a phase detector that detects the phase of the received signal output of the preamplifier 35 using the output of the preamplifier 35 as a reference signal. This output signal is converted into a digital signal by the AD converter 41 and input to the computer 37. -42 is an operation console for inputting instructions and various setting values for realizing a series of pulse sequences to the calculator 11137;
7 switches the operation of the sequence storage circuit 36, rewrites the memory, and performs image reconstruction calculations using each data from the AD converter 41 based on the data. 43 is a display device that displays the image reconstructed by the computer 37.

次に、上記のように構成された装置の動作を説明しなが
ら実施例の方法を説明する。
Next, the method of the embodiment will be explained while explaining the operation of the apparatus configured as described above.

操作コンソール42を操作してパルス・シーケンスのタ
イミング、RFパルスの振幅、パルス幅等の設定を行い
、計算機37に前記設定値に基づく信号を入力する。計
算機37は前記設定値に基づいて制御信号を発生し、シ
ーケンス記憶回路36に送る。シーケンス記憶回路36
は前記の信号に基づき勾配磁場駆動回路33をill 
III して所定のパルスシーケンスの勾配磁場を作ら
せ、又、ゲート変調回路38を制御する。ゲート変調回
路38はRF発振回路39で発振し出力されたRF倍信
号設定されたパルス幅、振幅を有する信号に変調し、変
調RFパルスをRF電力増幅器34に供給する。この変
調RFパルスはRF電力増幅!134において増幅され
、マグネットアセンブリ31に静磁場電源32によって
生ずる静磁場中において、勾配磁場駆動回路33によっ
て各軸に与えられた勾配磁場と相俟って励起したスピン
を共鳴させる。
The operation console 42 is operated to set the timing of the pulse sequence, the amplitude of the RF pulse, the pulse width, etc., and a signal based on the set values is input to the computer 37. The computer 37 generates a control signal based on the set value and sends it to the sequence storage circuit 36. Sequence storage circuit 36
illuminates the gradient magnetic field drive circuit 33 based on the above signal.
III to generate a gradient magnetic field of a predetermined pulse sequence, and also to control the gate modulation circuit 38. The gate modulation circuit 38 modulates the RF multiplied signal oscillated and output by the RF oscillation circuit 39 into a signal having a set pulse width and amplitude, and supplies the modulated RF pulse to the RF power amplifier 34. This modulated RF pulse is RF power amplified! In the static magnetic field generated by the static magnetic field power supply 32 in the magnet assembly 31, the excited spins are caused to resonate in conjunction with the gradient magnetic field applied to each axis by the gradient magnetic field drive circuit 33.

共鳴により生じたSE倍信号、受信され、前置増幅器3
5によって増幅され、位相検波器4oに入力される。位
相検波器40は、RF発振回路39の出力を参照信号と
して入力NMR信号を位相検波し、その出力信号をAD
変換器41に送る。AD変換器41.においでディジタ
ル信号に変換されたNMR信号は、計算機37において
スキャンシーケンスに応じた所定の処理により、画像再
構成されて表示装置43により表示される。計算機37
はシーケンス記憶回路36の内容を書き換えることがで
き、これによって穫々のスキャンシーケンスを実現でき
る。
The SE multiplied signal produced by the resonance is received and sent to the preamplifier 3.
5 and input to the phase detector 4o. The phase detector 40 phase-detects the input NMR signal using the output of the RF oscillation circuit 39 as a reference signal, and converts the output signal into an AD signal.
It is sent to converter 41. AD converter 41. The NMR signal that has been converted into a digital signal is reconstructed into an image by the computer 37 through predetermined processing according to the scan sequence, and is displayed on the display device 43. calculator 37
can rewrite the contents of the sequence storage circuit 36, thereby realizing an accurate scan sequence.

以上のNMR−CTにおいて、操作コンソール42に第
1図(イ)に示す通常のパルスシーケンスでスキャンし
、終れば第1図(ロ)の70−エンコード勾配置6を付
加したパルスシーケンスでスキャンするように設定する
。2画像が得られれば計算機37によって減算される。
In the above NMR-CT, the operation console 42 scans with the normal pulse sequence shown in FIG. Set it as follows. If two images are obtained, they are subtracted by the computer 37.

得られたエコー信号には(6)式に示す70−エンコー
ド勾配による位相変化θF (x、v)を含んでおり、
このエコー信号によって得られる画像は第6図(イ)に
示すように血管20と70−エンコード勾配による位相
歪21を含む画像である。この位相歪21は70−エン
コード勾配によるものなので、フローエンコード勾配を
印加した軸方向の方向依存性が支配的であって、それ以
外の方向に対する位相歪は僅かである。従って、実質的
には第7図のような位相歪の分布となる。図はフローエ
ンコード勾配をX軸に印加した場合を示したもので、V
軸に平行な線分a−a’で表わされる区間a−a′では
y軸上の点に対し位相歪の量は等しい。
The obtained echo signal includes a phase change θF (x, v) due to the 70-encoding gradient shown in equation (6),
The image obtained by this echo signal is an image including a blood vessel 20 and a phase distortion 21 due to the encoding gradient 70, as shown in FIG. 6(A). Since this phase distortion 21 is due to the 70-encoding gradient, the directional dependence in the axial direction to which the flow encoding gradient is applied is dominant, and the phase distortion in other directions is slight. Therefore, the distribution of phase distortion is substantially as shown in FIG. 7. The figure shows the case where a flow encode gradient is applied to the X axis, and V
In the section a-a' represented by the line segment a-a' parallel to the axis, the amount of phase distortion is equal to the point on the y-axis.

従って、70−エンコード勾配による位相歪21を除去
するにはY軸方向の線分a−a’上の位相の平均値を取
り、その線分上の位相を補正すればよい。区間b−b’
において、一般に血管はその周囲の部位に比べて細く、
区間b−b’の平均値を取れば、その平均値は血管20
の位相変化分を無視することができ、その平均値を減す
ることにより第6図(ロ)のように血流による位相変化
の情報を損うことなく全体の位相歪を除くことができる
Therefore, in order to remove the phase distortion 21 due to the 70-encoding gradient, it is sufficient to take the average value of the phase on the line segment aa' in the Y-axis direction and correct the phase on that line segment. interval b-b'
In general, blood vessels are thinner than the surrounding areas;
If you take the average value of the interval b-b', the average value is blood vessel 20
The phase change can be ignored, and by reducing the average value, the entire phase distortion can be removed without damaging the information on the phase change due to blood flow, as shown in FIG. 6(b).

計算137はエコー信号を受けてX軸方向における前記
の(6)式に示される残留位相歪を求め、画像A又は画
像Bのデータから減算し、再び2枚の原画像の加減を行
い、70−エンコード勾配による位相歪を除去して画像
を再構成し、画像表示装置43に表示させる。
Calculation 137 receives the echo signal, calculates the residual phase distortion shown in the above equation (6) in the X-axis direction, subtracts it from the data of image A or image B, and adds and subtracts the two original images again. - Reconstruct the image by removing the phase distortion caused by the encoding gradient, and display it on the image display device 43.

尚、本発明は上記実施例の方法に限定されるものではな
く次のようにしてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the method of the above embodiment, but may be carried out as follows.

■実施例では、例えば区間b−b’を直線として位相歪
の平均値を求める方法であったが、実際には直線ではな
い場合があるので、区間b−b′の曲線を関数の形で求
めて、その関数により区間b−b’を表し、x軸の各点
について行うようにしてもよい。
■In the example, for example, the average value of phase distortion was determined by using the interval bb' as a straight line, but in reality it may not be a straight line, so the curve of the interval bb' can be expressed as a function. The function may be used to express the interval bb' for each point on the x-axis.

■x軸に平行で×y平面に垂直な面で切断して、位相歪
の曲面のなす曲線の関数Δφ−「(×)を演算するよう
にしてもよい。これは第7図のy軸方向の位相歪の平均
値を用いてX軸方向の関数を求めたものと等価である。
■It is also possible to calculate the function Δφ−(x) of the curve formed by the phase distortion surface by cutting along a plane parallel to the x-axis and perpendicular to the xy plane. This is equivalent to finding a function in the X-axis direction using the average value of the phase distortion in the direction.

■実施例では、通常のパルスシーケンスとフローエンコ
ード勾配によるパルスシーケンスによる画像によって行
ったが、フローエンコード勾配のパルス振幅を変えたも
のにしてもよい。実施例は一方がパルス振幅Oの特例で
ある。
(2) In the embodiment, images were obtained using a normal pulse sequence and a pulse sequence using a flow encode gradient, but the pulse amplitude of the flow encode gradient may be changed. The embodiment is a special case in which one side has a pulse amplitude of O.

■フローエンコード勾配はx軸に限らず、■軸又はZ軸
に印加してもよい。
(2) The flow encode gradient is not limited to the x-axis, but may be applied to the (2) axis or the Z-axis.

■フローエンコード勾配をX軸の一方向にのみ印加して
補正したが、X、y、z軸の3軸のうち2軸方向に印加
してもよい。
(2) Although the flow encode gradient was corrected by being applied only in one direction of the X axis, it may be applied in two of the three axes, the X, y, and z axes.

■パルスシーケンスは第1図のようにデイフェーズ勾配
と読み出し勾配を反転させる勾配反転法で行ったが、勾
配の反転を行わないで、1804パルスを用いて反転さ
せるパルスシーケンスによって行ってもよい。
(2) Although the pulse sequence was performed using the gradient inversion method in which the day phase gradient and the readout gradient are reversed as shown in FIG. 1, the pulse sequence may be performed by using 1804 pulses to reverse the gradient without inverting the gradient.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、!1場不
均−や装置による位相歪を消去すると共にフローエンコ
ード勾配による位相歪をも演算によって除去することが
でき、2画像のスキャンのみt位相歪を完全に除去する
ことが可能になった。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention! In addition to eliminating field inhomogeneity and phase distortion caused by the device, phase distortion due to flow encoding gradients can also be removed by calculation, making it possible to completely eliminate t phase distortion only when scanning two images.

又、位相歪の除去は得られた画像データそのものを用い
て補正するので、予めファントム等でスキャンデータを
持っておく必要もない。更に、被検体の状態が変わって
もそれに左右されることがなく、NMRによる血管撮影
が容易に行えるようになり、実用上の効果は大きい。
Furthermore, since phase distortion is removed using the obtained image data itself, there is no need to have scan data in advance using a phantom or the like. Furthermore, even if the condition of the subject changes, blood vessel imaging using NMR can be easily performed without being affected by the change, which has a great practical effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本R廚の方法を実施するために用いるパルスシ
ーケンスの図で、(イ)は通常のスピンワーブ法のパル
スシーケンスの図で、〈口)図はフローエンコード勾配
を用いたパルスシーケンスの図、第2図は本発明の方法
を実施する装置のブロック図、第3図はフローエンコー
ド勾配の説明図、第4図はNMR−CTのパルス法の原
理説明図、第51はNMR−CT17)li!1JIa
)パルスシーケンスを示す図、第6図はフローエンコー
ド法により求めた血管像の図で、(イ)は位相歪を含ん
だ血管像の因、〈口)は位相歪を含まない血管のみの画
像の図、第7図はy軸方向に−様な位相歪を持つ画像の
図、第8因はフローエンコード法による血管撮像の原理
図である。 1.20・・・血管     11・・・励起パルス1
2・・・デイフェーズ勾配 13・・・読み出し勾装置
4・・・エコー信号    15・・・ワープ勾配21
・・・フローエンコード勾配による位相歪31・・・マ
グネットアセンブリ 32・・・静磁場電源 33・・・勾配磁場駆動回路 34・・・RFF力増幅器  35・・・前置増幅器3
6・・・シーケンス記憶回路 37・・・計算機     38・・・ゲート変調回路
39・・・RF発発註回路 40・・・位相検波器41
・・・AD変換器   42・・・操作コンソール43
・・・表示装置 特許出願人 横河メディカルシステム株式会社第1 −(イ) 図 (ロ) 第6図 (イ) (ロ) 繭7図 捕縄 8じコ
Figure 1 is a diagram of the pulse sequence used to implement the method of this R. Fig. 2 is a block diagram of an apparatus for carrying out the method of the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of flow encoding gradient, Fig. 4 is an explanatory diagram of the principle of the NMR-CT pulse method, and Fig. 51 is a diagram of the NMR-CT 17. )li! 1JIa
) A diagram showing a pulse sequence, and Figure 6 is a diagram of a blood vessel image obtained using the flow encoding method. FIG. 7 is a diagram of an image having −-like phase distortion in the y-axis direction, and the eighth factor is a diagram of the principle of blood vessel imaging using the flow encoding method. 1.20... Blood vessel 11... Excitation pulse 1
2... Day phase gradient 13... Readout gradient device 4... Echo signal 15... Warp gradient 21
... Phase distortion due to flow encode gradient 31 ... Magnet assembly 32 ... Static magnetic field power supply 33 ... Gradient magnetic field drive circuit 34 ... RFF force amplifier 35 ... Preamplifier 3
6...Sequence storage circuit 37...Computer 38...Gate modulation circuit 39...RF generation note circuit 40...Phase detector 41
...AD converter 42...operation console 43
... Display device patent applicant Yokogawa Medical Systems Co., Ltd. No. 1 - (A) Figure (B) Figure 6 (A) (B) Cocoon Figure 7 Capture rope 8 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 流速のある部分の時間経過によって生ずる位相変化に基
づいて作像する核磁気共鳴画像診断装置による血管イメ
ージング法において、フローエンコード勾配を変化させ
たパルスシーケンスによつて得た2枚の画像の差を求め
て位相差を表す位相像を得、該位相像から残留位相歪を
演算して求め、前記2枚の画像の任意の1枚の画像から
減算し、得た画像と他の1枚の画像とを前記残留歪を除
去するように加減算を行うことを特徴とする核磁気共鳴
画像診断装置による血管イメージング法。
In a vascular imaging method using a nuclear magnetic resonance imaging system that creates images based on phase changes that occur over time in a certain portion of flow velocity, the difference between two images obtained by a pulse sequence that changes the flow encoding gradient is calculated. Obtain a phase image representing the phase difference, calculate residual phase distortion from the phase image, subtract it from any one of the two images, and combine the obtained image with another image. A blood vessel imaging method using a nuclear magnetic resonance imaging apparatus, characterized in that addition and subtraction are performed on and to remove the residual strain.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017080347A (en) * 2015-10-30 2017-05-18 東芝メディカルシステムズ株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus, medical image processing device and image processing method

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