JPH03193034A - Magnetic resonance imaging device - Google Patents

Magnetic resonance imaging device

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Publication number
JPH03193034A
JPH03193034A JP1332913A JP33291389A JPH03193034A JP H03193034 A JPH03193034 A JP H03193034A JP 1332913 A JP1332913 A JP 1332913A JP 33291389 A JP33291389 A JP 33291389A JP H03193034 A JPH03193034 A JP H03193034A
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JP
Japan
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magnetic field
gradient magnetic
coil
axis
gradient
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Application number
JP1332913A
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Japanese (ja)
Inventor
Motonao Yokoi
基尚 横井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH03193034A publication Critical patent/JPH03193034A/en
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Abstract

PURPOSE:To shorten the photographing time, and also, to miniaturize the device by constituting the device so that two axial directions of an inclined magnetic field coil being orthogonal to three axial directions generate a higher magnetic field than that of the other axial direction. CONSTITUTION:Magnetic field strength in Y0 and Z0 axial directions is that which is larger by about three folds or more than magnetic field strength in the Z0 axial direction. For instance, in the case Y0 and Z0 faces being orthogonal to the X0 axis are set as a slice face, an inclined magnetic field coil for the Z0 axis is formed so as to allow a large current to flow as a read-out inclined magnetic field GR, and to the inclined magnetic field coil for the X0 axis and the inclined magnetic field coil for the Y0 axis, a slice inclined magnetic field GS and an encoding inclined magnetic field GE are applied, respectively. Also, not only three orthogonal cross sections but also a desired slice face having an arbitrary inclined face of single-of-leak, and also, double-of-leak, etc., can be set. Since the inclined magnetic field which can form a high magnetic field is limited two axes, an inclination coil and an inclined magnetic field power source can be miniaturized.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、被検体(通常は患者)の磁気共鳴像を得る磁
気共鳴イメージング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus for obtaining magnetic resonance images of a subject (usually a patient).

(従来の技術) 静磁場中に被検体を配置し、この静磁場と直角方向に高
周波磁場を加えて磁気共鳴現象を発生させると共に、静
磁場に重畳させるようにX。軸。
(Prior art) A subject is placed in a static magnetic field, and a high-frequency magnetic field is applied in a direction perpendicular to the static magnetic field to generate a magnetic resonance phenomenon, and an X-ray is applied so as to be superimposed on the static magnetic field. shaft.

Yo軸、Zo軸の3方向に傾斜磁場を加えて被検体から
得られるMR倍信号プローブで検出し、画像化するよう
にした磁気共鳴イメージング装置が知られている。
A magnetic resonance imaging apparatus is known in which gradient magnetic fields are applied in three directions, the Yo axis and the Zo axis, and the MR multiplied signal probe obtained from the subject is detected and imaged.

上記装置におけるデータ収集は、1回のデータ収集時間
TRを20乃至100m5とし、これを128回又は2
56回繰り返すことにより必要な全てのデータを収集し
ていた。このパルスシーケンスの一例を第7図に示す。
Data collection with the above device is performed with one data collection time TR of 20 to 100 m5, which is 128 times or 2 times.
All necessary data was collected by repeating 56 times. An example of this pulse sequence is shown in FIG.

同図に示すシーケンスは、1回のデータ収集シーケンス
であり、実際は上記回数だけ繰り返される。ここでは、
スライス用傾斜磁場G、を印加しなから90°RFパル
スを照射して選択励起した後、続いてエンコード用傾斜
磁場G、を加えて位置エンコードを行いつつ読み出し用
傾斜磁場GRを反転させ、90°RFパルスを照射して
から時間T、後にMR倍信号受信する。
The sequence shown in the figure is a one-time data collection sequence, and is actually repeated the number of times described above. here,
After selective excitation by irradiating a 90° RF pulse without applying the slicing gradient magnetic field G, the encoding gradient magnetic field G is subsequently applied to perform position encoding while reversing the readout gradient magnetic field GR. The MR multiplied signal is received after a time T after the RF pulse is irradiated.

第8図は読み出し用傾斜磁場GRの波形の一例の詳細を
示すもので、従来の場合、例えば立ち上かり時間t1は
1 ms、電流a1は150A、読み出し用傾斜磁場G
R発生用のコイルのインダクタンスLを500μHとす
ると、傾斜磁場電源に必要な出力電圧Vは、 I V−L□         ・・・(+、)の式より7
5Vとなり、Xo 、Yo 、Zo軸の3軸方向ともそ
れぞれピークで1.2kW以上の出力が出せる傾斜磁場
電源が必要である。第7図に示すシーケンスにおいては
、最終的に1回の撮影時間に数10秒乃至数分かかる。
FIG. 8 shows details of an example of the waveform of the readout gradient magnetic field GR. In the conventional case, for example, the rise time t1 is 1 ms, the current a1 is 150A, and the readout gradient magnetic field G
If the inductance L of the coil for R generation is 500μH, the output voltage V required for the gradient magnetic field power supply is 7 from the formula I V-L□ ... (+, ).
A gradient magnetic field power source is required that can output 5V and a peak output of 1.2kW or more in each of the three axial directions of the Xo, Yo, and Zo axes. In the sequence shown in FIG. 7, it ultimately takes several tens of seconds to several minutes for one photographing time.

更に良画質のMR像を得るために数回撮影し、平均化す
るような処理を行うと、1分乃至10分程度の時間がか
かってしまう。この撮影の間、被検体である患者は静止
していなけれはならず、患者にとって苦痛となる。更に
静止できない呼吸心拍運動は、これによりデータがみだ
れるので虚像すなわちアーチファクトの発生原因となっ
ていた。
Furthermore, in order to obtain a high-quality MR image, if images are taken several times and processing such as averaging is performed, it takes about 1 to 10 minutes. During this imaging, the patient must remain stationary, which is painful for the patient. Furthermore, the respiratory heartbeat movement, which cannot be stopped, obstructs the data and causes a virtual image, that is, an artifact.

上記欠点を解決するために、マンスフィールFらの発明
によるエコープレカー法という超高速撮影法が周知とな
っている。
In order to solve the above-mentioned drawbacks, an ultra-high-speed imaging method called the echo precursor method invented by Mansfield F. et al. has become well known.

この撮影法は、第2図のシーケンスに示すように水素原
子の横緩和時間T、!が無視てきる程度に短時間に読み
出し用傾斜磁場G I(を前述の繰り返し回数分反転し
、反転時にデータを収集し画像を再構成するものである
This imaging method uses the transverse relaxation time T, ! of hydrogen atoms, as shown in the sequence of Figure 2. The readout gradient magnetic field G I is reversed by the number of repetitions described above in a short time to the extent that it is negligible, data is collected at the time of reversal, and an image is reconstructed.

ここで問題となるのは、読み出し用傾斜磁場GR用の傾
斜コイル22を駆動する電源である。
The problem here is the power supply that drives the gradient coil 22 for the readout gradient magnetic field GR.

通常に対し1−/3乃至]/4の時間で1回のMR倍信
号収集しなければならないので、その短い時間に信号源
である水素原子核のスピンの位相を揃えなければならな
い。このため通常の3乃至4倍の傾斜磁場強度が必要に
なり、従って傾斜磁場電源として3乃至4倍の電流al
L1が必要になる。更に読み出し用傾斜磁場G、の反転
時間T、は数100乃至1−000μsであり、必要な
立ち上がり時間tloは100μs程度である。a 1
l−1−(3乃至4)a+ 、tlo−1/]、、Ot
l としてこれらを式(1)に代入すると、必要な電圧
v′はV’ −3000乃至4000V 従ってピーク電力は従来例装置の100倍前後となる。
Since one MR multiplication signal must be collected in a time of 1-/3 to ]/4 compared to normal times, the spins of the hydrogen nuclei, which are the signal sources, must be aligned in phase within that short time. For this reason, a gradient magnetic field strength of 3 to 4 times the normal strength is required, and therefore a current of 3 to 4 times as much as the gradient magnetic field power source is required.
L1 is required. Further, the reversal time T of the read gradient magnetic field G is several hundred to 1-000 μs, and the necessary rise time tlo is about 100 μs. a 1
l-1-(3 to 4) a+ , tlo-1/], , Ot
When these are substituted into equation (1) as l, the required voltage v' is V'-3000 to 4000 V, and therefore the peak power is about 100 times that of the conventional device.

このような高電圧を出力し得る傾斜磁場電源は非常に大
型になり高価なものとなってしまう。
A gradient magnetic field power supply capable of outputting such a high voltage becomes extremely large and expensive.

(発明が解決しようとする課題) 従来例装置は、撮影時間が長いという問題があった。(Problem to be solved by the invention) The conventional device has a problem in that it takes a long time to take an image.

また、傾斜磁場強度を3軸方向についてそれぞれ増大し
て高速化を図るという方法もあるか、装置があまりにも
大型で高価となる問題かあった。
There is also a method of increasing the gradient magnetic field strength in each of the three axial directions to increase the speed, but there is a problem that the device would be too large and expensive.

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり
、撮影時間を短縮し、しかも装置の小型化を図った磁気
共鳴イメージング装置を提供することを目的としている
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus that shortens the imaging time and is miniaturized.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の装置は、静磁場発生手段より発生した静磁場中
に被検体を配置し、傾斜磁場電源より各傾斜磁場コイル
に供給する電流を制御して形成された互いに3軸方向に
直交する各傾斜磁場をスライス用傾斜磁場、エンコード
用傾斜磁場、読み出し用傾斜磁場として前記静磁場に重
畳して、被検体の所望スライス面の磁気共鳴像を得る磁
気共鳴イメージング装置において、前記各傾斜磁場コイ
ルをこのコイル中2軸方向を他の軸方向より高磁場を発
生し得るよう構成したことを特徴とする特 許 いる。また、ダブルオブリークが必要な場合は、高磁場
方向を切換えるために、前記各傾斜磁場コイルを3軸の
うちのいずれかの軸を中心として所定角度回転し得るコ
イル回転機構と、この高磁場を発生する2軸方向の傾斜
磁場により前記読み出し用傾斜磁場を形成し得るように
前記コイル回転機構及び前記傾斜磁場電源を制御する制
御手段とを有するものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The apparatus of the present invention places a subject in a static magnetic field generated by a static magnetic field generating means, and supplies current to each gradient magnetic field coil from a gradient magnetic field power supply. A magnetic resonance image of a desired slice plane of the subject is obtained by superimposing controlled magnetic fields that are orthogonal to each other in three axial directions on the static magnetic field as a slicing gradient magnetic field, an encoding gradient magnetic field, and a readout gradient magnetic field. In the magnetic resonance imaging apparatus, each of the gradient magnetic field coils is configured to generate a higher magnetic field in two axial directions than in the other axial directions. In addition, if double oblique is required, in order to switch the direction of the high magnetic field, a coil rotation mechanism that can rotate each of the gradient magnetic field coils by a predetermined angle around one of the three axes, and a coil rotation mechanism that can rotate the high magnetic field The apparatus further includes a control means for controlling the coil rotation mechanism and the gradient magnetic field power source so that the read gradient magnetic field can be formed by the generated biaxial gradient magnetic fields.

(作 用) 以下に上記構成の装置の作用を説明する。(for production) The operation of the apparatus having the above configuration will be explained below.

本装置の制御手段は、高磁場を発生し得る2軸方向の傾
斜磁場により読み出し用傾斜磁場を形成し得るように傾
斜磁場電源及びコイル回転機構を制御する。
The control means of the present apparatus controls the gradient magnetic field power source and the coil rotation mechanism so that a read gradient magnetic field can be formed by a biaxial gradient magnetic field capable of generating a high magnetic field.

(実施例) 以下に本発明の実施例を詳細に説明する。(Example) Examples of the present invention will be described in detail below.

第1図は本発明の一実施例装置1の概略ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

本装置1は、静磁場コイル21.励起コイル24、検出
コイル23.傾斜コイル22を備えた磁石装置2と、励
起コイル24.検出コイル23゜傾斜コイル22を軸Z
。を中心に±900回動し得るコイル回転機構3と、傾
斜コイル22に電流を供給する傾斜磁場電源4と、励起
コイル24に高周波を送出する送信器5と、検出コイル
23からのMR倍信号受信する受信器6と、コンピュー
タシステム7の制御の下、前記傾斜磁場電源4゜送信器
5を制御するシーケンサ8と、CRTデイスプレィ如き
デイスプレィ(図示せず)、キーボード(図示せず)等
を備えたコンソール9とを有している。
This device 1 includes a static magnetic field coil 21. Excitation coil 24, detection coil 23. A magnet arrangement 2 with a gradient coil 22 and an excitation coil 24 . Detection coil 23° Gradient coil 22 with axis Z
. A coil rotation mechanism 3 capable of rotating ±900 around A receiver 6 for receiving data, a sequencer 8 for controlling the gradient magnetic field power supply 4° transmitter 5 under the control of a computer system 7, a display such as a CRT display (not shown), a keyboard (not shown), etc. It has a console 9.

前記励起コイル24.検出コイル23.傾斜コイル22
は、コイル支持筒20に固定されている。
The excitation coil 24. Detection coil 23. Gradient coil 22
is fixed to the coil support tube 20.

尚、Xo、Yo、Z、軸は静止座標系を表し、Xo軸は
水平方向、Yo軸は垂直方向+  ZO軸は磁石装置2
の軸方向を示すものとする。
Note that the Xo, Yo, and Z axes represent a stationary coordinate system, where the Xo axis is horizontal, the Yo axis is vertical, and the ZO axis is the magnet device 2.
shall indicate the axial direction of

前記傾斜コイル22は、xo、yo、z、軸方向用とし
て各々の傾斜コイル(図示せず)から構成されている。
The gradient coil 22 includes gradient coils (not shown) for the xo, yo, z, and axial directions.

前記コイル回転機構3は、コイル支持筒20の回動位置
を検出する光学式検出器31と、コイル支持筒20の回
動をガイドするローラ32a。
The coil rotation mechanism 3 includes an optical detector 31 that detects the rotational position of the coil support tube 20, and a roller 32a that guides the rotation of the coil support tube 20.

32bと、ローラ32aの軸に回転動力を伝達する超音
波モータ33とを有している。超音波モータ33は、コ
ンピュータシステム7から送出された回動指令信号に基
づいて、コイル支持筒20を所定角度回動すると共に、
回動後は次に回動指令信号が送出されるまでは、その角
度を保持し得るようにしている。
32b, and an ultrasonic motor 33 that transmits rotational power to the shaft of the roller 32a. The ultrasonic motor 33 rotates the coil support tube 20 by a predetermined angle based on a rotation command signal sent from the computer system 7.
After rotation, the angle can be maintained until the next rotation command signal is sent.

前記傾斜磁場電源4は、Xo、Yo、Z、軸方向用とし
て各々の傾斜コイルにそれぞれ電流を供給するX。軸傾
斜磁場電源41.Y、]軸傾斜磁場電源42.Z、1軸
傾斜磁場電源43を有している。
The gradient magnetic field power source 4 supplies current to each of the gradient coils in the Xo, Yo, Z, and axial directions. Axial gradient magnetic field power supply 41. Y,] Axial gradient magnetic field power supply 42. Z, uniaxial gradient magnetic field power supply 43 is provided.

この内Y。軸傾斜磁場電源42.ZO軸傾斜磁場電源4
3を大容量の電源とし、Y 11 +  211軸方向
の傾斜磁場を高磁場としている。
Of these, Y. Axial gradient magnetic field power supply 42. ZO axis gradient magnetic field power supply 4
3 is a large-capacity power supply, and the gradient magnetic field in the Y 11 + 211 axis direction is a high magnetic field.

第2図は本装置1のパルスシーケンスを示すものである
FIG. 2 shows the pulse sequence of this device 1.

シーケンサ8の制御の下、送信器5は高周波を励起コイ
ル24に送出して、この励起コイル24より被検体に9
0°RFパルスを送波する。これと同時に、傾斜コイル
22よりスライス用傾斜磁場G、を印加する。続いて、
エンコード用傾斜磁場G、を順次段階的に128又は2
56段の可変磁場を印加する。このエンコード用傾斜磁
場G。
Under the control of the sequencer 8, the transmitter 5 sends a high frequency wave to the excitation coil 24, and the excitation coil 24 sends 9 waves to the subject.
Send a 0° RF pulse. At the same time, a slicing gradient magnetic field G is applied from the gradient coil 22. continue,
The encoding gradient magnetic field G is sequentially increased in steps of 128 or 2
A variable magnetic field of 56 steps is applied. This encoding gradient magnetic field G.

を印加した直後に読み出し用傾斜磁場GRを1ms程度
の繰り返しでパルス状に印加し、被検体からのMR倍信
号検出コイル23により検出する。従って、読み出し用
傾斜磁場G8を256回繰り返し、更に3回これを行っ
て平均化処理をしたとしても、1秒以内で撮影が終了す
るようにしている。
Immediately after applying the readout gradient magnetic field GR, a pulsed magnetic field GR is repeatedly applied for about 1 ms, and the MR multiplied signal from the subject is detected by the detection coil 23. Therefore, even if the readout gradient magnetic field G8 is repeated 256 times and then repeated three times for averaging processing, the imaging is completed within one second.

第3図は傾斜磁場GR波形の詳細を示すもので、例えば
、立ち上がり時間tlOは0.1m+、電流all)は
約50OAで電圧■は、インダクタンスLを500μH
とすると、前記式(1)より■2.5kVとなる。結局
傾斜磁場電源の最大出力は1乃至50kW以上の電力と
なりY。軸傾斜磁場電源42.Zo軸傾斜磁場電源43
を従来の約百倍の電力としている。他のX。軸傾斜磁場
電源41は従来と同程度の12kW以上としている。
Figure 3 shows the details of the gradient magnetic field GR waveform. For example, the rise time tlO is 0.1m+, the current (all) is about 50OA, and the voltage () is the inductance L of 500μH.
Then, from the above equation (1), it becomes 2.5 kV. In the end, the maximum output of the gradient magnetic field power supply is 1 to 50 kW or more. Axial gradient magnetic field power supply 42. Zo-axis gradient magnetic field power supply 43
The power consumption is about 100 times that of conventional technology. Other X. The axial gradient magnetic field power source 41 has a power of 12 kW or more, which is about the same as the conventional one.

0 すなわち、従来例装置の第8図で示した傾斜磁場GR波
形の面積S1を第3図で示す傾斜磁場GR波形の面積S
IOと等しくすることによって、MR倍信号検出するこ
とができる。
0 In other words, the area S1 of the gradient magnetic field GR waveform shown in FIG. 8 of the conventional device is the area S1 of the gradient magnetic field GR waveform shown in FIG.
By making it equal to IO, an MR multiplied signal can be detected.

例えば、第8図に示す面積S1は、alを150A、、
t2を4msとすると600m5Aとなり、一方策3図
に示す面積SIOは、a+o500A。
For example, for the area S1 shown in FIG. 8, al is 150A,
If t2 is 4ms, it becomes 600m5A, and the area SIO shown in Figure 3 is a+o500A.

t20を1.2msとすると600mtAとなり同等の
面積とすることができる。
If t20 is 1.2 ms, it becomes 600 mtA, which can be made into the same area.

本装置1の作用を第4図をも参照して説明する。The operation of the present device 1 will be explained with reference to FIG. 4 as well.

まずX。、Yo、Zo軸に直交するスライス面の画像を
得ようとした場合について説明する。
First, X. , Yo, and Zo axes will be described.

コンソール9のキーボード操作により所望スライス面を
設定すると、シーケンサ8は、このスライス面設定情報
に基づ(コンピュータシステム7の制御の下、傾斜磁場
電源4に制御された電流を傾斜コイル22に供給させる
When a desired slice plane is set by operating the keyboard on the console 9, the sequencer 8 causes the gradient magnetic field power supply 4 to supply a controlled current to the gradient coil 22 based on this slice plane setting information (under the control of the computer system 7). .

第4図(a)は、傾斜磁場電源4.傾斜コイル22によ
り、生成し得る磁場強度のベクトルを示すものである。
FIG. 4(a) shows the gradient magnetic field power source 4. It shows a vector of magnetic field strength that can be generated by the gradient coil 22.

Yo、Z、、軸方向の磁場強度は、X、軸方向の磁場強
度と比較して約3倍以」−の大きなものとしている。
The magnetic field strength in the Yo, Z, and axial directions is approximately three times or more larger than the magnetic field strength in the X, axial direction.

X t)軸に直交するY Q Z 11面をスライス面
として設定した場合、第4図(b)に示すように、Z 
O軸周の傾斜磁場コイルを読み出し用傾斜磁場GRとし
て大電流を流すようにし、XC1軸用の傾斜磁場コイル
には、スライス用傾斜磁場GS。
When the 11 planes of Y Q Z perpendicular to the X t) axis are set as slice planes, the Z
A large current is made to flow through the gradient magnetic field coil around the O axis as a readout gradient magnetic field GR, and a gradient magnetic field GS for slicing is applied to the gradient magnetic field coil for the XC1 axis.

Yo軸用の傾斜磁場コイルには、エンコード用傾斜磁場
GLを印加する。この場合、Yo軸と71゜軸との用途
を入れ替えてもよい。
An encoding gradient magnetic field GL is applied to the Yo-axis gradient magnetic field coil. In this case, the uses of the Yo axis and the 71° axis may be interchanged.

また、Zo軸に直交するX、Y、面をスライス面として
設定した場合、第4図(c)に示すように、Y、、軸片
の傾斜磁場コイルを読み出し用傾斜磁場G8として大電
流を流すようにし、Z3軸用の傾斜磁場コイルには、ス
ライス用傾斜磁場G、。
In addition, when the X, Y planes perpendicular to the Zo axis are set as slice planes, as shown in Figure 4(c), a large current is applied to the gradient magnetic field coil of the Y axis piece as the reading gradient magnetic field G8. A gradient magnetic field G for slicing is applied to the gradient magnetic field coil for the Z3 axis.

X、)軸片の傾斜磁場コイルには、エンコード用傾斜磁
場GLを印加する。
An encoding gradient magnetic field GL is applied to the gradient magnetic field coil of the shaft piece.

次に、Yo軸に直交するX。71面をスライス面として
設定した場合、第4図(d)に示すように、Zo軸用の
傾斜磁場コイルを読み出し用傾斜1 磁場GRとして大電流を流すようにし、Yl、軸片の傾
斜磁場コイルには、スライス用傾斜磁場Gs。
Next, X perpendicular to the Yo axis. When plane 71 is set as the slice plane, as shown in Fig. 4(d), a large current is passed through the gradient magnetic field coil for the Zo axis as the reading gradient 1 magnetic field GR, and the gradient magnetic field of Yl and the axis piece is The coil is provided with a slicing gradient magnetic field Gs.

Xo軸用の傾斜磁場コイルには、エンコード用傾斜磁場
GEを印加する。
An encoding gradient magnetic field GE is applied to the Xo-axis gradient magnetic field coil.

上記直角スライス面以外に、ある軸に傾斜した面(シン
グル・オブリークとも称せられる)を設定した場合、第
4図(e)、  (f)に示すように、同図(C)に示
すX。71面をY Ll軸回りにθ回転させたスライス
面X、Y、とした場合、静1ト座標系をY t、+軸回
りにθ回転させると、θ回転後の回転座標系は、 X+ =XoCosθ−Zn3!n θ   −(2)
Yl−Yo             ・・・(3)Z
、 −X。sinθ+ZoCO8θ   ・(4)ここ
で、第2図(B)のスライス用傾斜磁場G。
If a plane inclined to a certain axis (also called a single oblique) is set in addition to the above-mentioned orthogonal slice plane, as shown in FIGS. 4(e) and 4(f), the X shown in FIG. 4(C). If plane 71 is rotated by θ around the Y Ll axis as slice planes X and Y, then if the static coordinate system is rotated by θ around the Y t + axis, the rotated coordinate system after the θ rotation is X + =XoCosθ−Zn3! n θ −(2)
Yl-Yo...(3)Z
, -X. sinθ+ZoCO8θ (4) Here, the gradient magnetic field G for slicing in FIG. 2(B).

を印加する際、71軸方向の傾斜磁場をスライス用傾斜
磁場Gsを印加して第4図(e)に示すようにスライス
面を決定した後、第4図(f)に示すように、X1軸方
向の傾斜磁場をエンコード用傾斜磁場G、とし、Y1軸
方向を傾斜磁場を読み2 出し用傾斜磁場G□とする。式(2)に示すように、Y
□軸方向すなわちY。軸方向の傾斜磁場を高磁場対応と
しているので高速の読み出しを行うことができる。
When applying the slicing gradient magnetic field Gs in the direction of the 71-axis direction to determine the slice plane as shown in FIG. 4(e), as shown in FIG. 4(f), Let the gradient magnetic field in the axial direction be the encoding gradient magnetic field G, and let the gradient magnetic field in the Y1 axis direction be the reading gradient magnetic field G□. As shown in equation (2), Y
□Axis direction, ie Y. Since the gradient magnetic field in the axial direction is compatible with high magnetic fields, high-speed reading can be performed.

同様に、第4図(g)、  (h、)に示すように、同
図(d)に示すX[,71面をXl、軸回りにθ回転さ
せたスライス面X、Z、とした場合、静止座標系をX。
Similarly, as shown in Fig. 4 (g) and (h,), when the X[, 71 plane shown in Fig. 4 (d) is set as Xl, the slice planes X and Z are rotated by θ around the axis. , the stationary coordinate system is X.

軸回りにθ回転させると、θ回転後の回転座標系は、 Xl−Xo             ・・・(5)Y
l =Zo  s+nθ+YocO8θ   −(6)
Zl−−Z。cosθ−Y、sin θ  ・(7)こ
こで、第2図(B)のスライス用傾斜磁場G5を印加す
る際、Y1軸方向の傾斜磁場をスライス用傾斜磁場Gs
を印加して第4図(g)に示すようにスライス面を決定
した後、第4図(11)に示すように、X1軸方向の傾
斜磁場をエンコード用傾斜磁場G1とし、Yよ軸方向を
傾斜磁場を読み出し用傾斜磁場GRとする。Zlは、式
(7)に示すように、Zo軸方向とY。軸方向の傾斜磁
場を3 −4 高磁場対応としているので高速の読み出しを行うことが
できる。
When θ is rotated around the axis, the rotational coordinate system after θ rotation is Xl-Xo...(5)Y
l=Zos+nθ+YocO8θ−(6)
Zl--Z. cos θ-Y, sin θ (7) Here, when applying the slicing gradient magnetic field G5 in FIG.
is applied to determine the slice plane as shown in FIG. 4(g), and then the gradient magnetic field in the X1-axis direction is set as the encoding gradient magnetic field G1, and the gradient magnetic field in the Y-axis direction is Let the gradient magnetic field be the readout gradient magnetic field GR. Zl is the Zo axis direction and Y, as shown in equation (7). Since the gradient magnetic field in the axial direction corresponds to a magnetic field as high as 3-4, high-speed reading can be performed.

このようにシングルオブリークであれはエンコード用傾
斜磁場GLと読み出し用傾斜磁場G I+とを適当に選
ぶことにより高速読み出しは可能である しかし、更に診断上シングルオブリークを更にある軸方
向に回転させたスライス面(これをダブルオブリークと
呼ぶ)を撮影したい場合があるが、この場合は前記シン
グルオブリークの場合とは状況が異なる。例えば、第4
図(C)に示すX。
In this way, if there is a single oblique, high-speed reading is possible by appropriately selecting the gradient magnetic field GL for encoding and the gradient magnetic field GI for reading. There are cases where it is desired to photograph a surface (this is called a double oblique), but in this case the situation is different from the case of the single oblique. For example, the fourth
X shown in Figure (C).

78面をYl、軸に関してθ回転させ、更にX。軸に関
してφだけ回転さて回転後の座標を(x2゜Y2.Z2
)とすると、 X2−Xocos θ−Z。sin θ    ・(8
)Y2=Xosin φsin θ−YIJS1n φ
十Z、sinφcosθ      ・(9)Z2−X
ocos φsin θ−Yos+n φ十Zocos
φcoSθ      ・・・(10)と表わされる。
Rotate the 78 plane by θ about the axis Yl, and then rotate it to X. Rotate by φ about the axis, and the coordinates after rotation are (x2゜Y2.Z2
), then X2-Xocos θ-Z. sin θ・(8
)Y2=Xosin φsin θ−YIJS1n φ
10Z, sinφcosθ ・(9)Z2−X
ocos φsin θ−Yos+n φten Zocos
It is expressed as φcoSθ (10).

ここでスライス方向は軸Z2方向となり、軸X2と軸Y
2がそれぞれ読み出し用傾斜磁場GR,エンコード用傾
斜磁場G、のどちからに対応する。しかしながら、どち
らも高磁場対応としていないX。軸が入っているので、
どちらも読み出し用傾斜磁場GRを選択できない。
Here, the slicing direction is the axis Z2 direction, and the axis X2 and the axis Y
2 corresponds to either the reading gradient magnetic field GR or the encoding gradient magnetic field G. However, neither X is compatible with high magnetic fields. Since the shaft is included,
In neither case can the readout gradient magnetic field GR be selected.

そこで、これを解決するために、コイル回転機構3によ
り傾斜コイル22(コイル支持筒20)を回転させる。
Therefore, in order to solve this problem, the gradient coil 22 (coil support tube 20) is rotated by the coil rotation mechanism 3.

すなわち、Xo軸及びY。軸をzo軸に対して回転させ
るのである。ここで傾斜コイル22がZ。軸を中心にη
だけ回転し、回転後の座標系を(xo’ 、Yo  、
zo/ )とすれば、 YO=−XOtin η+YOCO8η  ・(11)
Xo=Xo cos η+Yosin 1   −(1
2)zo =zo             −(13
)となり更にこれらの式(11)乃至(13)を変形し
てXo=Xo’ cosrl−Yo’ sin rl 
  −(14)Yo=Xo’ sin 77+Y、 C
O81−(15)Zo=Zo’           
   −(16)とする。ここで、前記の問題を解決す
るために仮↑5 に、式(8)で示される軸X2方向を読み出し用傾斜磁
場GR方向とすれば、 x2:Xo′CO5θ・cos η Yo  CoS θsin η−Zo sinθ・・・
(17) となり、η−±90°とすることにより、X。
That is, the Xo axis and the Y axis. The axis is rotated about the zo axis. Here, the gradient coil 22 is at Z. η around the axis
The coordinate system after rotation is (xo', Yo,
zo/ ), then YO=-XOtin η+YOCO8η ・(11)
Xo=Xo cos η+Yosin 1 −(1
2) zo = zo −(13
), and by further transforming these equations (11) to (13), Xo=Xo'cosrl-Yo' sin rl
-(14) Yo=Xo' sin 77+Y, C
O81-(15) Zo=Zo'
−(16). Here, in order to solve the above problem, if the axis X2 direction shown in equation (8) is set as the reading gradient magnetic field GR direction, then x2:Xo'CO5θ・cos η Yo CoS θsin η− Zo sinθ...
(17) By setting η-±90°, X.

を消去することができ、Yo′とZ。′だけの和で表さ
れるので、軸X2方向を高磁場である読み出し用傾斜磁
場G8に対応でき、高速読み出しをすることができる。
can be erased, Yo' and Z. ′, the axis X2 direction can correspond to the reading gradient magnetic field G8, which is a high magnetic field, and high-speed reading can be performed.

これは他のダブルオブリークについても同様である。例
えは、式(8)のように読み出し用傾斜磁場GRの方向
が仮に、 AXo+BYo +CZl)        ・ (1
8)と表されていたとすれば、傾斜コイル22をZ。
This also applies to other double obliques. For example, if the direction of the readout gradient magnetic field GR is as shown in equation (8), AXo + BYo + CZl) ・ (1
8), then the gradient coil 22 is Z.

軸周りにηだけ回転させ、 (A  coB+B  si+B)Xo’+(−A  
sinη+B  coSη)Yo’ 十C2o’・・(
19) ここで、r) =−tan −”A / BとすればA
cos η十B+in r)=Oとなり、Xo′の項を
零6 とすることができ、この方向を高磁場対応にすることが
できる。
Rotate by η around the axis, (A coB+B si+B)Xo'+(-A
sinη+B coSη)Yo'1C2o'...(
19) Here, if r)=-tan-”A/B, then A
cos η+B+in r)=O, the term Xo' can be set to zero, and this direction can be made compatible with a high magnetic field.

以上のように本発明の一実施例は構成されているので、
以下の効果を奏する。
Since one embodiment of the present invention is configured as described above,
It has the following effects.

Zo軸方向とY。軸方向の2軸を高磁場を形成できるよ
うに構成しているので、直交3断面だけでなくシングル
・オブリーク、更に、ダブル・オブリーク等の任意の傾
斜面を有する所望スライス面を設定することができる。
Zo axis direction and Y. Since the two axial axes are configured to generate a high magnetic field, it is possible to set a desired slice plane not only with three orthogonal cross sections but also with any inclined plane such as a single oblique or even a double oblique. can.

高磁場を形成できる傾斜磁場を2軸に限定しているので
、傾斜コイル、傾斜磁場電源の小型化が図れる。
Since the gradient magnetic field capable of forming a high magnetic field is limited to two axes, the gradient coil and the gradient magnetic field power source can be downsized.

以上、一実施例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものでなく、その要旨を変更しない範囲で種々
に変形実施が可能である。
Although one embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without changing the gist thereof.

例えば、コイル回転機構は、第5図及び第6図の如く構
成してもよい。
For example, the coil rotation mechanism may be configured as shown in FIGS. 5 and 6.

傾斜コイル22の外周には歯車44が設置され磁石装置
2の下部には駆動用モータ43及び歯車42a、42b
が設置されている。これら駆動用8 モータ43及び歯車42a、42bは上下微動装置(図
示せず)により上下に微調整でき、これによってコイル
支持筒20に対する位置関係を正確に保つことができる
。更に、駆動用モータは非磁性超音波モータであれは、
駆動源を磁石装置2からはなすことなく、歯車42aに
直接接続することができる。回転角は磁石装置2の横あ
るいは下部に設置された回転角検出センサ41により検
出される。
A gear 44 is installed on the outer periphery of the gradient coil 22, and a drive motor 43 and gears 42a, 42b are installed at the bottom of the magnet device 2.
is installed. These eight drive motors 43 and gears 42a, 42b can be finely adjusted up and down by a vertical fine adjustment device (not shown), thereby making it possible to accurately maintain their positional relationship with respect to the coil support tube 20. Furthermore, if the drive motor is a non-magnetic ultrasonic motor,
The drive source can be directly connected to the gear 42a without removing it from the magnet device 2. The rotation angle is detected by a rotation angle detection sensor 41 installed on the side or bottom of the magnet device 2.

この構造は例えば第6図に示すようになっており、光反
射物体がすだれ状に貼り付けられたシトロ1を傾斜コイ
ル22の周面に添付する。回転角検出センサ41はLE
Dなどの光源45と光検出器46とからなり、傾斜コイ
ル22が回転するとシート61.が移動し、光源45か
ら出た光がシート6丁で反射され光検出器46からは回
転角度ニ応シてパルスを発生する。このパルスの数をコ
ンピュータシステム7にてカウントすれは何度回転した
かが判明する。
This structure is, for example, as shown in FIG. 6, in which a Citro 1 on which a light-reflecting object is pasted in the form of a blind is attached to the circumferential surface of the gradient coil 22. The rotation angle detection sensor 41 is LE
It consists of a light source 45 such as D and a photodetector 46, and when the gradient coil 22 rotates, the sheet 61. moves, the light emitted from the light source 45 is reflected by the six sheets, and the photodetector 46 generates pulses in response to the rotation angle. By counting the number of pulses in the computer system 7, it becomes clear how many times the rotation has occurred.

この他回転角度検出は、駆動用モータ43に直接エンコ
ーダを取り付けるようにして行ってもよい。
Alternatively, the rotation angle may be detected by attaching an encoder directly to the drive motor 43.

[発明の効果] 以上詳述した本発明によれば、3軸方向に直交する傾斜
磁場コイル中2軸方向を他の軸方向より高磁場を発生す
るよう構成しているので、撮影時間を短縮し、しかも装
置の小型化を図った磁気共鳴イメージング装置を提供す
ることができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention described in detail above, the imaging time is shortened because two axial directions of the gradient magnetic field coils perpendicular to the three axial directions are configured to generate a higher magnetic field than the other axial directions. However, it is possible to provide a magnetic resonance imaging device that is more compact.

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

第1図は本発明の一実施例装置の概略ブロック図、第2
図は本装置のパルスシーケンス、第3図は傾斜磁場GR
波形の詳細を示す説明図、第4図(a)乃至(h)は本
装置の動作を示す説明図、第5図及び第6図はコイル回
転機構の他の例を示す説明図、第7図は従来例装置のパ
ルスシーケンス、第8図は従来例装置の傾斜磁場G +
+波形の詳細を示す説明図である。 1・・・磁気共鳴イメージング装置、 3・・・コイル回転機構、 4・・・傾斜磁場電源、7
・・・コンピュータシステム(制御手段)、9 0 22・・・傾斜コイル、 GR・・・読み出し用傾斜磁場、 G、・・・エンコード用傾斜磁場、 G、・・・スライス用傾斜磁場。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows the pulse sequence of this device, and Figure 3 shows the gradient magnetic field GR.
4(a) to 4(h) are explanatory diagrams showing the operation of this device. FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams showing other examples of the coil rotation mechanism. The figure shows the pulse sequence of the conventional device, and Figure 8 shows the gradient magnetic field G + of the conventional device.
It is an explanatory diagram showing details of a + waveform. 1... Magnetic resonance imaging device, 3... Coil rotation mechanism, 4... Gradient magnetic field power supply, 7
... Computer system (control means), 9 0 22 ... Gradient coil, GR ... Gradient magnetic field for reading, G, ... Gradient magnetic field for encoding, G, ... Gradient magnetic field for slicing.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)静磁場発生手段より発生した静磁場中に被検体を
配置し、傾斜磁場電源より各傾斜磁場コイルに供給する
電流を制御して形成された互いに3軸方向に直交する各
傾斜磁場をスライス用傾斜磁場、エンコード用傾斜磁場
、読み出し用傾斜磁場として前記静磁場に重畳して、被
検体の所望スライス面の磁気共鳴像を得る磁気共鳴イメ
ージング装置において、前記各傾斜磁場コイルをこのコ
イル中2軸方向を他の軸方向より高磁場を発生し得るよ
う構成したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置
(1) The subject is placed in a static magnetic field generated by a static magnetic field generating means, and the gradient magnetic fields perpendicular to each other in three axes are generated by controlling the current supplied to each gradient magnetic field coil from a gradient magnetic field power source. In a magnetic resonance imaging apparatus that obtains a magnetic resonance image of a desired slice plane of a subject by superimposing a slicing gradient magnetic field, an encoding gradient magnetic field, and a readout gradient magnetic field on the static magnetic field, each of the gradient magnetic field coils is placed in the coil. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that it is configured to generate a higher magnetic field in two axial directions than in other axial directions.
(2)前記各傾斜磁場コイルを3軸のうちのいずれかの
軸を中心として所定角度回転し得るコイル回転機構と、
この高磁場を発生する2軸方向の傾斜磁場により前記読
み出し用傾斜磁場を形成し得るように前記コイル回転機
構及び前記傾斜磁場電源を制御する制御手段とを有する
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。
(2) a coil rotation mechanism capable of rotating each of the gradient magnetic field coils by a predetermined angle around any one of the three axes;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, further comprising a control means for controlling the coil rotation mechanism and the gradient magnetic field power source so that the readout gradient magnetic field can be formed by the biaxial gradient magnetic field that generates the high magnetic field. .
(3)前記コイル回転機構の駆動源を超音波モータとす
る請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置。
(3) The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, wherein the drive source of the coil rotation mechanism is an ultrasonic motor.
(4)前記コイル回転機構による傾斜磁場コイルの回転
角度は、±45゜以上とする請求項2又は3記載の磁気
共鳴イメージング装置。
(4) The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2 or 3, wherein the rotation angle of the gradient magnetic field coil by the coil rotation mechanism is ±45° or more.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016530976A (en) * 2013-09-17 2016-10-06 シナプティヴ メディカル (バルバドス) インコーポレイテッドSynaptive Medical (Barbados) Inc. Coil assembly for magnetic resonance imaging

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016530976A (en) * 2013-09-17 2016-10-06 シナプティヴ メディカル (バルバドス) インコーポレイテッドSynaptive Medical (Barbados) Inc. Coil assembly for magnetic resonance imaging
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