JPH03289939A - Rf automatic adjusting method for mri - Google Patents

Rf automatic adjusting method for mri

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JPH03289939A
JPH03289939A JP2091498A JP9149890A JPH03289939A JP H03289939 A JPH03289939 A JP H03289939A JP 2091498 A JP2091498 A JP 2091498A JP 9149890 A JP9149890 A JP 9149890A JP H03289939 A JPH03289939 A JP H03289939A
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Abstract

PURPOSE:To correctly obtain RF intensity in a short repeat time by changing the RF intensities of the first and second reverse pulses and operating data of a SE signal corresponding to a reverse pulse to obtain a RF intensity value. CONSTITUTION:An excitation pulse 21 with a flip angle of alpha deg./2, the first reverse pulse with a flip angle of alpha deg. and the second reverse pulse are made uniform in pulse width T and given as a pulse sequence for changing the RF intensity, and the first SE signal S324 and the second SE signal S425 from a subject are received. The input data is Fourier-transformed by FFT processing, a pass band where the deterioration of profile is comparatively small is set in a slice profile, and a coefficient of correction is obtained to obtain corrected SE signals S3, S4. The ratio of the obtained SE signals S3, S4 is obtained to obtain a sin<2> (alpha/2) curve. The peak detection is performed from the curve using the method of least squares to obtain the RF intensity whose flip angle is 180 deg., and the RF intensity value of an arbitrary flip angle alpha deg. is obtained by the proportional calculation.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はMHI(核磁気共鳴画像撮影装置)においてR
Fパルス強度を短い繰り返し時間で正確に求めるMRI
の自動RF調整法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention is applicable to R
MRI that accurately determines F pulse intensity in a short repetition time
This invention relates to an automatic RF adjustment method.

(従来の技術) 原子核を静磁場中におくと、原子核は磁界の強さと原子
核の種類によって異なる定数に比例した角速度で歳差運
動をする。この静磁場に垂直な軸に前記の周波数の高周
波回転磁場を印加すると磁気共鳴が起こり、前記定数を
有する特定の原子核の集団は共鳴条件を満足する高周波
磁場によって準位間の遷移を生じ、エルネギ−準位の高
い方の準位に遷移する。共鳴後高い準位に励起された原
子核は低い準位に戻ってエルネギ−の放射を行う。
(Prior art) When an atomic nucleus is placed in a static magnetic field, it precesses at an angular velocity proportional to a constant that varies depending on the strength of the magnetic field and the type of nucleus. Magnetic resonance occurs when a high-frequency rotating magnetic field of the above-mentioned frequency is applied to an axis perpendicular to this static magnetic field, and a group of specific atomic nuclei having the above-mentioned constant undergoes a transition between levels due to the high-frequency magnetic field that satisfies the resonance condition, resulting in energy energy. - Transition to a higher level. After resonance, the atomic nucleus excited to a higher level returns to a lower level and radiates energy.

MRIはこの特定の原子核による核磁気共鳴(以下NM
Rという)現象を観察して被検体の断層像を撮像する装
置である。
MRI uses nuclear magnetic resonance (NM) based on this specific atomic nucleus.
This is a device that observes a phenomenon (referred to as R) and captures a tomographic image of a subject.

MRIにおいてフーリエ変換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7図に示す。図に
おいて、(イ)図はそれぞれり一ド軸、ワープ軸、スラ
イス軸であるx、y、z軸に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す図で
、(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。期間1において、励起パルス1とスライス
勾配2によりz=0を中心とする2方向に垂直なスライ
ス面内のスピンが選択的に励起される。期間2のリフェ
ーズ勾配3はスライス勾配2により乱れたスピンの位相
を元に戻すためのものである。
FIG. 7 shows a pulse sequence for applying a high frequency magnetic field and a gradient magnetic field used in the Fourier transform method in MRI. In the figure, (a) shows a state in which gradient magnetic fields of Gx, Gy, and Gz are applied to the x, y, and z axes, which are the single axis, warp axis, and slice axis, respectively, and a high frequency magnetic field is applied to the x axis. In the figure, (b) is a diagram showing the timing of applying each magnetic field. In period 1, spins in a slice plane perpendicular to two directions centered on z=0 are selectively excited by excitation pulse 1 and slice gradient 2. The rephase gradient 3 in the period 2 is for restoring the phase of the spins disturbed by the slice gradient 2.

同じ期間2のデイフェーズ勾配4はデータ読み出し期間
4の時間的中心にSE信号7の中心か一致するようにス
ピンに場所に応じた位相差を与えるためのものである。
The day phase gradient 4 in the same period 2 is for giving a phase difference to the spins depending on the location so that the center of the SE signal 7 coincides with the temporal center of the data read period 4.

期間2ては更にy方向の位置に比例してスピンの位相を
ずらせてやるためのワープ勾配6を印加しており、ワー
プ勾配6は毎周期その強度を変えて印加されている。そ
の後反転パルス5を与えて磁気モーメントを揃え、その
後に現れるSE信号7を観察する。期間4ではX軸にリ
ード勾配8を印加する。これにより、デイフェーズ勾配
4て与えられた位相差は、期間4のリド勾配8の時間的
中心で相殺されSE信号7が現れる。このシーケンスを
ビューといい、パルス繰り返し周期TR後に再び励起パ
ルス1を加えて、次のビューを開始する。
In period 2, a warp gradient 6 is applied to further shift the phase of the spin in proportion to the position in the y direction, and the warp gradient 6 is applied with varying intensity every cycle. Thereafter, an inversion pulse 5 is applied to align the magnetic moments, and the SE signal 7 that appears thereafter is observed. In period 4, a lead gradient 8 is applied to the X axis. As a result, the phase difference given by the day phase gradient 4 is canceled out at the temporal center of the lid gradient 8 in the period 4, and an SE signal 7 appears. This sequence is called a view, and after the pulse repetition period TR, excitation pulse 1 is applied again to start the next view.

上記のようなパルスシーケンスにおいて、SE信号7は
定常状態に達するまで縦緩和時間T1(ms)の3倍程
度以上の繰り返しを必要とし、本来前たい正しい信号強
度を得ることができる前記の励起パルスや反転パルスの
フリップ角を求めるためには同じ励起のシーケンスを何
度も繰り返して定常状態に達するのを待たなければなら
ない。
In the above pulse sequence, the SE signal 7 requires repetitions of about three times the longitudinal relaxation time T1 (ms) or more until it reaches a steady state, and the excitation pulse described above can originally obtain the correct signal strength earlier. In order to determine the flip angle of a pulse or an inverted pulse, it is necessary to repeat the same excitation sequence many times and wait until a steady state is reached.

フリップ角はRFパルスのパルス幅を一定にしてRFパ
ルスの強度(RF強度)を変化させることにより変えら
れる。RF強度の調整を行う場合には、このRFパルス
の振幅を少しずつ変えてはSE倍信号強度を測定し、そ
のSE倍信号強度か最大または最小となるRF強度値を
求めて行われる。
The flip angle can be changed by keeping the pulse width of the RF pulse constant and changing the intensity of the RF pulse (RF intensity). When adjusting the RF intensity, the amplitude of this RF pulse is changed little by little, the SE multiplied signal intensity is measured, and the RF intensity value at which the SE multiplied signal intensity becomes the maximum or minimum is determined.

(発明が解決しようとする課題) ところで、繰り返し時間が短い場合は、上記のRF強度
の調整を行おうとすると、各点で定常状態になるように
同しRF強度のRFパルスを何回も繰り返して加えて定
常状態になるのを待つ必要かある。このように定常状態
になるのを待たない場合には得られるRF強度値か不正
確になる。又、充分に緩和を待った長い繰り返し時間で
行う場合には長い調整時間を必要としてしまう。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, when the repetition time is short, when trying to adjust the RF intensity as described above, the RF pulse with the same RF intensity is repeated many times to reach a steady state at each point. In addition, is it necessary to wait for a steady state to occur? If the steady state is not waited for in this way, the obtained RF intensity value will be inaccurate. Furthermore, if the process is repeated for a long time after waiting for sufficient relaxation, a long adjustment time is required.

又、一般にRFの選択励起形状は、励起パルスの波形に
よって異なり、RF強度と励起パルスの形状との間には
線形性の関係か存在しない等の問題かあり、最適なRF
強度を正確に求めるのは難しい状態であった。
In addition, in general, the selective excitation shape of RF varies depending on the waveform of the excitation pulse, and there are problems such as a linear relationship or non-existence between the RF intensity and the shape of the excitation pulse.
It was difficult to accurately determine the strength.

これに対し、第8図に示すパルスシーケンスを用いて、
SE倍信号スティミュレーテッドエコーとの比を取るこ
とてT、緩和の影響を除く方法が報告されている。図に
おいて、第7図と同一の部分には同一符号を付しである
。10はフリップ角かaoの励起パルス、11は同しく
フリップ角がα゜の第1反転パルスで、励起パルス10
から時間τ1に後に印加される。12はその後時間τ2
後に印加される同じくフリップ角がα゜の第2反転パル
スである。13は第2反転パルス12印加後時間τ1に
おいて現れるスティミュレーテッドエコーS2である。
On the other hand, using the pulse sequence shown in Fig. 8,
A method has been reported in which the influence of relaxation is removed by taking the ratio of the SE signal to the stimulated echo. In the figure, the same parts as in FIG. 7 are given the same reference numerals. 10 is an excitation pulse with a flip angle or ao, 11 is a first inversion pulse with a flip angle of α°, and excitation pulse 10
to the time τ1. 12 is the subsequent time τ2
A second inversion pulse with the same flip angle of α° is applied later. 13 is a stimulated echo S2 that appears at time τ1 after application of the second inversion pulse 12.

このパルスシーケンスによる方法では、 (1)SE信号517(以下単に信号S1という)とス
ティミュレーテッドエコー8213(以下単に信号S2
という)では、T1緩和による信号への重みが異なり、
比を取って影響を完全に除くことはできない。
In this pulse sequence method, (1) SE signal 517 (hereinafter simply referred to as signal S1) and stimulated echo 8213 (hereinafter simply referred to as signal S2)
), the weight given to the signal by T1 relaxation is different,
It is not possible to completely remove the influence by taking the ratio.

(2)信号S1は次式のようになる。(2) The signal S1 is expressed by the following equation.

S、 cx: sina sin2−− (1)信号S
2は次式のようになる。
S, cx: sina sin2-- (1) Signal S
2 is as follows.

52QC−sin3a        −(2)(1)
式、 (2)式からその比は次式のようになる。
52QC-sin3a-(2)(1)
From equation (2), the ratio is as follows.

上式のような曲線が得られるが、この曲線で求められる
のは0≦α≦360°の間テ求メられる極点としてのα
=180°のときの最小点であり、信号S1と信号S2
も共に最小値を与える点に相当する。従って、信号SI
と信号S2の両者とも雑音による影響を受は易く、又、
信号S2は一般に信号S1の半分程度の強度の信号とな
るため、SN比が悪くなり不安定である。
A curve as shown in the above equation is obtained, but what is calculated from this curve is α as the pole determined between 0≦α≦360°.
= 180°, and the signal S1 and signal S2
Both correspond to the point that gives the minimum value. Therefore, the signal SI
and signal S2 are both susceptible to noise, and
Since the signal S2 generally has an intensity about half that of the signal S1, the signal-to-noise ratio is poor and it is unstable.

(3)信号S1で得られるスライス形状と信号S2で得
られるスライス形状とは異なったものとなり、そのまま
比を取った場合には、得られる比の曲線がずれたものと
なって正確なRF強度を求めることができない。
(3) The slice shape obtained with signal S1 and the slice shape obtained with signal S2 will be different, and if the ratio is taken as is, the obtained ratio curve will be shifted and the accurate RF intensity will be cannot be asked for.

以上の理由により、正確なRF強度を求めることは困難
であった。
For the above reasons, it has been difficult to obtain accurate RF intensity.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、短い繰り返し時間でRFパルス強度を正確に求めるM
RIのRF自動調整法を実現することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to accurately determine the RF pulse intensity in a short repetition time.
The purpose of this invention is to realize an RF automatic adjustment method for RI.

(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、RF軸に励起パルス印
加後一定パルス幅でRF強度を変化させることによりフ
リップ角α゜を変化させる第1反転パルスと該第1反転
パルスからTE時間後に印加し該第1反転パルスと等し
いフリップ角α゜を持つ第2反転パルスとを印加するR
F条件と、前記第1反転パルス直後に発生する不要信号
を消去するためにワープ軸とリード軸に前記第1反転パ
ルス印加時の前後に印加する第1のスポイラ勾配と、前
記第2反転パルス直後に発生する不要信号及びスティミ
ュレーテッドエコー信号を消去するために前記ワープ軸
と前記リード軸に前記第2反転パルスの前後に印加する
前記第1のスポイラ勾配とは逆位相の第2のスポイラ勾
配とを有するパルスシーケンスを印加する段階と、前記
第1 第2反転パルスにより得た2個のSE信号S3.
S4の比を計算することによりsin2(α/2)曲線
を求める段階と、該曲線のピーク検出を行いフリップ角
が180°となるRF強度値を演算する段階と、該フリ
ップ角が180°となるRF強度値から任意のフリップ
角α゜のRF強度値を演算して求める段階とから成るこ
とを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention to solve the above-mentioned problems includes a first inversion pulse that changes the flip angle α° by changing the RF intensity with a constant pulse width after applying an excitation pulse to the RF axis; A second inversion pulse is applied after a time TE from the first inversion pulse and has a flip angle α° equal to that of the first inversion pulse.
F condition, a first spoiler gradient applied to the warp axis and the lead axis before and after the application of the first inversion pulse in order to eliminate unnecessary signals generated immediately after the first inversion pulse, and the second inversion pulse. A second spoiler gradient having an opposite phase to the first spoiler gradient is applied to the warp axis and the lead axis before and after the second inversion pulse in order to eliminate unnecessary signals and stimulated echo signals that occur immediately after. applying a pulse sequence having a spoiler gradient and two SE signals S3.
A step of obtaining a sin2 (α/2) curve by calculating the ratio of S4, a step of detecting the peak of the curve and calculating an RF intensity value at which the flip angle is 180°, and a step when the flip angle is 180°. This method is characterized by comprising the step of calculating and obtaining an RF intensity value at an arbitrary flip angle α° from the RF intensity value.

第2の発明では励起パルスのフリップ角をα/2にして
、反転パルスと共にRF強度を変化させる。
In the second invention, the flip angle of the excitation pulse is set to α/2, and the RF intensity is changed together with the inversion pulse.

(作用) 第1.第2反転パルスのRF強度を変化させて両反転パ
ルスに対応するSE倍信号データの比を演算してsin
2(α/2)の曲線を求め、その曲線のピークからフリ
ップ角180°のRF強度値を得、それに基づいて任意
のフリップ角α゜のRF強度値を得る。励起パルスのフ
リップ角をα/2として共に変化させるようにしてもよ
い。
(Effect) 1st. By changing the RF intensity of the second inversion pulse and calculating the ratio of the SE multiplied signal data corresponding to both inversion pulses,
2(α/2) curve is obtained, the RF intensity value at a flip angle of 180° is obtained from the peak of the curve, and the RF intensity value at an arbitrary flip angle α° is obtained based on it. The flip angle of the excitation pulse may also be changed as α/2.

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

第1図は本発明の一実施例の方法に用いるパルスシーケ
ンスである。図において、第8図と同等の部分には同一
の符号を付しである。図中、21はRF軸に印加するパ
ルス幅T/2てフリ・ツブ角α゜/2の励起パルス、2
2はパルス幅Tてフリップ角α゜の第1反転パルス、2
3は同じくパルス幅Tでフリップ角α゜の第2反転パル
スである。
FIG. 1 is a pulse sequence used in the method of one embodiment of the present invention. In the figure, parts equivalent to those in FIG. 8 are given the same reference numerals. In the figure, 21 is an excitation pulse with a pulse width T/2 and a free angle α°/2 applied to the RF axis;
2 is the first inverted pulse with pulse width T and flip angle α°, 2
3 is a second inverted pulse having a pulse width T and a flip angle α°.

24はフリップ角がα゜/2の励起パルス21て励起さ
れ、フリップ角がα゜の第1反転パルス22によって発
生した第1SE信号S3.25はマルチエコー法におけ
る場合と同様にフ1ルソプ角がα゜の第2反転パルス2
3によって発生した第2SE信号S4である。26はワ
ープ軸及びリード軸に印加された第1反転パルス22の
直後に発生する不必要な信号を消去するためのスポイラ
Aて、第1反転パルス22の前後に印加したのは前に印
加したスポイラA26の影響を後で印加したスポイラA
26によって消去するためである。27はワープ軸及び
リード軸に印加された第2反転パルス23直後に発生す
る不必要な信号及び第8図に示したステイミュレーテツ
ドエコ−8213を消去するためのスポイラBである。
24 is excited by the excitation pulse 21 with a flip angle of α°/2, and the first SE signal S3.25 generated by the first inversion pulse 22 with a flip angle of α° has a full-flusop angle as in the multi-echo method. is α° second inversion pulse 2
This is the second SE signal S4 generated by S.3. 26 is a spoiler A for erasing unnecessary signals generated immediately after the first inversion pulse 22 applied to the warp axis and the lead axis; the spoiler A is applied before and after the first inversion pulse 22. Spoiler A with the influence of spoiler A26 applied later
This is because it is erased by 26. 27 is a spoiler B for erasing unnecessary signals generated immediately after the second inversion pulse 23 applied to the warp axis and the read axis and the stimulated echo 8213 shown in FIG.

スポイラB27を第2反転パルス2Bの前後に印加して
いるのはスポイラA26の場合と同じ理由による。この
パルスシーケンスではリード軸やワープ軸に印加される
デイフェーズ勾配4、リード勾配8及びワープ勾配6等
を省略しである。
The reason why the spoiler B27 is applied before and after the second inversion pulse 2B is the same as that for the spoiler A26. In this pulse sequence, the day phase gradient 4, lead gradient 8, warp gradient 6, etc. applied to the lead axis and warp axis are omitted.

次に、上記のように各軸に勾配磁場及びRF磁場を印加
した実施例によって行われる自動調整の方法を説明する
。ここで行おうとする自動調整の方法は、スピンエコー
法におけるマルチエコー法では、SE倍信号のT1緩和
による影響は同じものになるため、第1反転パルス22
による第1SE信号5324と第2反転パルス23によ
る第28E信号5425の比を取ることにより、T、緩
和による影響を少なくし、又、スライス形状を補正する
ことで正確なRF強度を求めようとするものである。
Next, a method of automatic adjustment performed by an embodiment in which a gradient magnetic field and an RF magnetic field are applied to each axis as described above will be described. The automatic adjustment method to be performed here is that in the multi-echo method of the spin echo method, the influence of the T1 relaxation of the SE multiplied signal is the same, so the first inversion pulse 22
By taking the ratio of the 1st SE signal 5324 caused by the 28th E signal 5425 caused by the second inversion pulse 23, the influence of T and relaxation is reduced, and the accurate RF intensity is obtained by correcting the slice shape. It is something.

ここで、第1図のパルスシーケンスに従ってRF強度値
即ちフリップ角を逐次変化させてデータを収集する。こ
のときの繰り返し周期TRは比較的短く、例えば、20
0+ns程度でもよい。このパルスシーケンスで与えら
れる第1SE信号5324、第2SE信号5425の信
号強度は初期磁化の大きさをM′とすると、次式で与え
られることかイリノイ大学のE、L、Hahnの研究(
Physical Review Vol、80 No
、4 )により知られている。
Here, data is collected by sequentially changing the RF intensity value, that is, the flip angle, according to the pulse sequence shown in FIG. The repetition period TR at this time is relatively short, for example, 20
It may be about 0+ns. The signal intensities of the first SE signal 5324 and second SE signal 5425 given by this pulse sequence can be given by the following equations, assuming that the initial magnetization magnitude is M'.
Physical Review Vol, 80 No.
, 4).

(4)式、 (5)式の1番目の正弦項は励起パルス2
]による項、2番目の正弦項は第1反転パルス22によ
る項である。又、(5)式の3番目の正弦項は第2反転
パルス23による項である。
The first sine term in equations (4) and (5) is the excitation pulse 2
], and the second sine term is a term due to the first inversion pulse 22. Further, the third sine term in equation (5) is a term due to the second inversion pulse 23.

ここて、S4とS3の比Sを求めると(4)式。Here, the ratio S of S4 and S3 is determined by equation (4).

(5)式から(6)式か得られる。Equation (6) can be obtained from equation (5).

(6)式により明らかなように比を取ることてT1緩和
の影響のある初期磁化の大きさを取り除くことがきる。
As is clear from equation (6), by taking the ratio, the magnitude of the initial magnetization that is affected by T1 relaxation can be removed.

上記のように(6)式のSを求めることで得られるのは
sin2(α/2)の曲線であって、このピーク値を求
めることによりフリップ角180゜のRF強度値が求ま
る。ところで、フリップ角と通過域即ちスライス幅との
関係を第2図に示す。
What is obtained by determining S in equation (6) as described above is a sin2 (α/2) curve, and by determining this peak value, the RF intensity value at a flip angle of 180° is determined. Incidentally, FIG. 2 shows the relationship between the flip angle and the passband, that is, the slice width.

図において、縦軸にフリップ角、横軸に2軸上の位置を
取っである。この曲線はsinc波形による]80°パ
ルスのスライス形状を示している。35間の破線は通過
域を示す。一般に180°パルスにおいては図に示すよ
うにRF強度とフリップ角の間1磯舟直線性か比較的大
きくスライス形状に現れるため、このスライス形状の平
均的なフリップ角は常に180°未満となり、(6)式
のsin2 (α/2)の曲線の極大値が本来の180
°の値からずれて求まってしまう。
In the figure, the vertical axis represents the flip angle, and the horizontal axis represents the position on the two axes. This curve shows the slice shape of an 80° pulse with a sinc waveform. The dashed line between 35 and 35 indicates the pass area. In general, in the case of a 180° pulse, as shown in the figure, the relationship between the RF intensity and the flip angle is 1 Isofune linearity, which appears in a relatively large slice shape, so the average flip angle of this slice shape is always less than 180°, and ( 6) The maximum value of the curve of sin2 (α/2) in the equation is the original 180
The value is calculated deviating from the value of °.

これを解決するためにスライスプロファイルの形状補正
を次のようにして行う。まず、得た信号をFFTにより
フーリエ変換してスライスプロファイルの曲線を第3図
に示すように描く。図において、中央のフリップ角をα
。、スライスのフリップ角をα(2)、エラー項をα、
(2)とすると、 ・・・ (7) (4)式、(5)式、(7)式から次式が得られる。
To solve this problem, shape correction of the slice profile is performed as follows. First, the obtained signal is Fourier-transformed using FFT to draw a slice profile curve as shown in FIG. In the figure, the center flip angle is α
. , the slice flip angle is α(2), the error term is α,
(2)... (7) The following equation is obtained from equations (4), (5), and (7).

となる。ここでα、(2)は比較的小さいと考え、とな
り、(8)式からスライス形状の補正係数A(z)が得
られる。
becomes. Here, α, (2) is considered to be relatively small, and the slice shape correction coefficient A(z) is obtained from equation (8).

と近似して、 δ3  (z) この補正係数A (z)を用いてS3  (Z) 、5
4(z)を補正する。
Approximately, δ3 (z) Using this correction coefficient A (z), S3 (Z) , 5
Correct 4(z).

S3 (Z)−33(Z)/A(Z)。S3(Z)-33(Z)/A(Z).

S4   (Z)−34(Z)/  A2  (Z) 
            −=   (10)式中、左
辺の83  (Z)、S4  (Z)は更新された第1
SE信号24.第23E信号25である。
S4 (Z)-34(Z)/A2 (Z)
−= In formula (10), 83 (Z) and S4 (Z) on the left side are the updated first
SE signal 24. This is the 23rd E signal 25.

上記のように行った補正を第3図のようにプロファイル
の劣化が比較的少ない通過域(a −b )を決めてそ
の通過域の部分に行う。通過域の部分の第2SE信号5
425と第1SE信号5324との比Sを求める。
The above-described correction is applied to a passband (a-b) in which the profile is relatively less degraded, as shown in FIG. 3, after determining the passband (a-b). 2nd SE signal 5 in the passband part
425 and the first SE signal 5324 is determined.

(11)式又は(11’)式からsin2(α/2)の
曲線を得る。
A sin2(α/2) curve is obtained from equation (11) or equation (11').

上記のようにして得たsin2(α/2)の曲線から最
小二乗法によりピーク値検出を行い、フリップ角が18
0°になるRF強度を得る。
The peak value was detected by the least squares method from the sin2 (α/2) curve obtained as above, and the flip angle was 18
Obtain the RF intensity that becomes 0°.

前記の180°のRF強度から任意のフリップ角α゜の
RF強度値を比例計算により求める。RFパルスの振幅
値に非線形歪がある場合には、これを補正して任意のフ
リップ角α゜のRF強度を求める。第4図はこのように
して求められたスライス形状のグラフである。
The RF intensity value at an arbitrary flip angle α° is determined from the RF intensity at 180° by proportional calculation. If there is nonlinear distortion in the amplitude value of the RF pulse, this is corrected to obtain the RF intensity at an arbitrary flip angle α°. FIG. 4 is a graph of the slice shape obtained in this manner.

次に上記のような実施例の方法を実施するためのMRI
の要部構成図を第5図に示す。
Next, MRI for carrying out the method of the embodiment as described above.
The main part configuration diagram is shown in Fig. 5.

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。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
の指令に従って任意のビューで、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。40はRF発振
回路39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は計算機37に種々
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、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。
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 coil has x, y
, 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. 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 drive 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) according to a command from the computer 37 in an arbitrary view, and converts the RF pulse signal based on the Fourier transform method. is applied from the RF power amplifier 34 to the RF transmitting 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, set x, y, z as shown in Figure 5.
A gradient magnetic field is supplied to each of the three axes. A phase detector 40 detects the phase of the received signal output from the preamplifier 35 using the output of the RF oscillation circuit 39 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 various pulse sequences to the computer 37; 43 is a display device for displaying images 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する。Next, the operation of the apparatus configured as described above will be explained.

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。
The operation console 42 is operated to set the pulse sequence timing, RF 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.

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を制御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、被変調RFパルスをRF電力増幅器34に供給
する。この被変調RFパルスはRF電力増幅器34にお
いて増幅され、マグネットアセンブリ31の静磁場電源
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
起パルス21によって励起されたスピンを共鳴させる。
The sequence storage circuit 36 controls the gradient magnetic field drive circuit 33 to generate a gradient magnetic field of a predetermined pulse sequence based on the above signal, and also controls the gate modulation circuit 38. The gate modulation circuit 38 modulates the RF multiplied signal oscillated and outputted 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 amplified in the RF power amplifier 34, and in the static magnetic field generated by the static magnetic field power supply 32 of the magnet assembly 31, together with the gradient magnetic field applied to each axis by the gradient magnetic field drive circuit 33, an excitation pulse is generated. The spins excited by 21 are caused to resonate.

共鳴により生じた信号は受信され、前置増幅器35で増
幅され、位相検波器40に入力される。位相検波器40
は、RF発振回路3つの出力を参照信号として入力NM
R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においてディジタル信号に変換さ
れたNMR信号は、計算機37において処理される。計
算機37は、RFパルスの強度を逐次変えて印加するよ
うにプロクラムされており、それぞれ異なったRF強度
のRFパルスにより逐次データを取る。
The signal generated by the resonance is received, amplified by a preamplifier 35, and input to a phase detector 40. Phase detector 40
inputs the outputs of three RF oscillator circuits as reference signals NM
The R signal is phase detected and the output signal is sent to the AD converter 41. The NMR signal converted into a digital signal by the AD converter 41 is processed by the computer 37. The computer 37 is programmed to apply RF pulses with varying intensities sequentially, and sequentially obtains data using RF pulses with different RF intensities.

次に、本装置を用いた自動RF調整法の手順を第6図の
フローチャートを用いて説明する。
Next, the procedure of the automatic RF adjustment method using this device will be explained using the flowchart shown in FIG.

ステップ1 計算機37はフリップ角α″/2の励起パルス21、フ
リップ角α゜の第1反転パルス22、同しくフリップ角
α゜の第2反転パルス23の各パルスをパルス幅Tを一
定にして、RF強度を変化させるパルスシーケンスとし
てシーケンス記憶回路36に与える。勾配磁場駆動回路
33.ゲート変調回路38.RF電力増幅器34が与え
られたシーケンスの信号をマグネットアセンブリ31に
与え、被検体からの第1SE信号5324、第2SE信
号5425か受信される。この信号は位相検波器40で
検波され、AD変換器41てディジタル化されて計算機
37に入力され、計算機37はRF強度の変化に応じて
変化したフリップ角α゜によるSE倍信号受は入れる。
Step 1 The calculator 37 generates the excitation pulse 21 with a flip angle α″/2, the first inversion pulse 22 with a flip angle α°, and the second inversion pulse 23 with a flip angle α°, while keeping the pulse width T constant. , to the sequence storage circuit 36 as a pulse sequence that changes the RF intensity.The gradient magnetic field drive circuit 33.The gate modulation circuit 38.The RF power amplifier 34 gives the given sequence of signals to the magnet assembly 31, and The 1st SE signal 5324 and the 2nd SE signal 5425 are received.This signal is detected by the phase detector 40, digitized by the AD converter 41, and input to the computer 37, which changes the signal according to the change in RF intensity. The SE multiplied signal reception due to the flip angle α° is included.

ステップ2 計算機37は入力されたデータをFFT処理によりフー
リエ変換して、スライスプロファイルを得る。
Step 2 The computer 37 subjects the input data to Fourier transform using FFT processing to obtain a slice profile.

ステップ3 第3図に示すようにスライスプロファイルにプロファイ
ルの劣化が比較的少ない部分の通過域を設定し、(7)
式〜(9)式の計算を行って補正係数を求め、補正した
SE信号S3+S4を(10)式により求める。
Step 3 As shown in Figure 3, set a passband in the slice profile where the profile degradation is relatively small, and (7)
A correction coefficient is obtained by calculating equations (9) to (9), and a corrected SE signal S3+S4 is obtained using equation (10).

ステップ4 ステップ3で得たSE信号S3.S4の比を(11)式
もしくは(11′)式により求め、51n2(α/2)
曲線を得る。
Step 4 SE signal S3 obtained in step 3. The ratio of S4 is determined by equation (11) or (11'), and is 51n2 (α/2).
get a curve.

ステップ5 ステップ4で得たsin2(α/2)曲線から最小二乗
法等を用いてピーク検出を行い、フ1ルソブ角が180
’となるRF強度を求める。
Step 5 Perform peak detection from the sin2 (α/2) curve obtained in Step 4 using the least squares method, etc., and find that the full Sob angle is 180
' Find the RF intensity.

ステップ6 フリップ角が180°のRF強度から任意のフリップ角
α゜のRF強度値を比例計算により求める。
Step 6: Obtain the RF intensity value at an arbitrary flip angle α° from the RF intensity at a flip angle of 180° by proportional calculation.

以上説明したように本実施例によれば、次のような効果
が期待できる。
As explained above, according to this embodiment, the following effects can be expected.

(1)第1SE信号5324と第23E信号5425の
ようにSE信号同士の比を取り、スティミュレーテッド
エコーを用いないため、初期磁化に依存せず、磁化の回
復或いは定常状態になるのを待つことなく、速やかにチ
ューニングスキャンを行い、フリップ角が1800にな
るRF強度を求めることができる(T1緩和に依存しな
い)。
(1) Since the ratio of the SE signals is taken as the 1st SE signal 5324 and the 23rd E signal 5425 and no stimulated echo is used, recovery of magnetization or steady state is not dependent on the initial magnetization. Without waiting, a tuning scan can be performed immediately to determine the RF intensity at which the flip angle becomes 1800 (independent of T1 relaxation).

(2)スライス形状の補正を行うため、スライス形状に
依存しないで正確にRF強度値を求めることができる。
(2) Since the slice shape is corrected, the RF intensity value can be accurately determined without depending on the slice shape.

(3)信号が最大値になる近辺(sin2(α/2))
でエコー比曲線のピークが得られるためSN比の見地か
らも安定なRF強度を求めることができる。
(3) Near where the signal reaches its maximum value (sin2 (α/2))
Since the peak of the echo ratio curve can be obtained at , stable RF intensity can be determined from the viewpoint of the S/N ratio.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにして実施してもよい。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments, and may be implemented as follows.

(1)フリップ角α゜/2のRFパルスを、成る一定以
上の信号を出すフリップ角β0として、第1反転パルス
及び第2反転パルスのフリップ角α゜を変化させても、
励起パルスのフリップ角β0を変化させない方法であっ
てもよい。
(1) Even if the flip angle α° of the first inversion pulse and the second inversion pulse is changed by using an RF pulse with a flip angle α°/2 as a flip angle β0 that produces a signal of a certain value or more,
A method may also be used in which the flip angle β0 of the excitation pulse is not changed.

(2)  sin2(α/2)のピーク検出法は最小二
乗法とは限らず、いかなる方法を用いて行ってもよい。
(2) The peak detection method for sin2 (α/2) is not limited to the least squares method, and any method may be used.

(3)得られたsin2(α/2)の曲線を正規化しn
乗することにより曲線を一層シャープにしてピーク検出
を容易に行い得ることにしてもよい。
(3) Normalize the obtained sin2(α/2) curve and
By multiplying the curve, the curve may be made sharper to facilitate peak detection.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、短い繰り返
し時間てRFパルス強度を正確に求めることができるよ
うになり、実用上の効果は大きい。
(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, the RF pulse intensity can be accurately determined in a short repetition time, and the practical effects are great.

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

第1図は本発明の一実施例のパルスシーケンスの図、 第2図はフリップ角とスライス形状の関係を示す図、 第3図は得た信号により描いたプロファイル曲線の図、 第4図は本実施例の方法により求めたスライス形状の図
、 第5図は本発明の方法を実施するための装置の図、 第6図は本発明の方法を実施する手順のフローチャート
、 第7図は従来のMHIのパルスシーケンスの図、第8図
は従来のRF強度調整のためのパルスシーケンスの図で
ある。 21・・・励起パルス 23・・・第2反転パルス 25・・・第23E信号54 26・・スポイラA    27・・スポイラB3トマ
グネットアセンブリ 33・・勾配磁場駆動回路 34・・・RF電力増幅器 36・・・シーケンス記憶回路 37・・・計算機 22・・・第1反転パルス 24・・第1SE信号S3
Fig. 1 is a diagram of a pulse sequence according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the relationship between flip angle and slice shape, Fig. 3 is a diagram of a profile curve drawn by the obtained signal, and Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the flip angle and slice shape. A diagram of the slice shape obtained by the method of the present example, FIG. 5 is a diagram of an apparatus for implementing the method of the present invention, FIG. 6 is a flowchart of the procedure for implementing the method of the present invention, and FIG. 7 is a conventional method. FIG. 8 is a diagram of a pulse sequence for conventional RF intensity adjustment. 21... Excitation pulse 23... Second inversion pulse 25... 23rd E signal 54 26... Spoiler A 27... Spoiler B3 magnet assembly 33... Gradient magnetic field drive circuit 34... RF power amplifier 36 ... Sequence storage circuit 37 ... Computer 22 ... First inversion pulse 24 ... First SE signal S3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)RF軸に励起パルス(21)印加後一定パルス幅
でRF強度を変化させることによりフリップ角α゜を変
化させる第1反転パルス (22)と、 該第1反転パルス(22)からTE時間後 に印加し該第1反転パルス(22)と等しいフリップ角
α゜を持つ第2反転パルス(23)とを印加するRF条
件と、 前記第1反転パルス(22)直後に発生す る不要信号を消去するためにワープ軸とリード軸に前記
第1反転パルス(22)印加時の前後に印加する第1の
スポイラ勾配(26)と、 前記第2反転パルス(23)直後に発生す る不要信号及びスティミュレーテッドエコー信号を消去
するために前記ワープ軸と前記リード軸に前記第2反転
パルス(23)の前後に印加する前記第1のスポイラ勾
配(26)とは逆位相の第2のスポイラ勾配(27)と
を有するパルスシーケンスを印加する段階と、前記第1
、第2反転パルス(22、23) により得た2個のSE信号S_3、S_4(24、25
)の比を計算することによりsin^2(α/2)曲線
を求める段階と、 該曲線のピーク検出を行いフリップ角が1 80゜となるRF強度値を演算する段階と、該フリップ
角が180゜となるRF強度値 から任意のフリップ角α゜のRF強度値を演算して求め
る段階とから成ることを特徴とするMRIのRF自動調
整法。 (2)励起パルス(21)のフリップ角を第1反転パル
ス(22)及び第2反転パルス(23)のフリップ角α
゜の1/2を維持するように変化させることを特徴とす
る請求項1記載のMRIのRF自動調整法。
[Claims] (1) A first inversion pulse (22) that changes the flip angle α° by changing the RF intensity with a constant pulse width after applying an excitation pulse (21) to the RF axis; and the first inversion pulse. RF conditions for applying a second inversion pulse (23) that is applied after TE time from the pulse (22) and has a flip angle α° equal to the first inversion pulse (22), and immediately after the first inversion pulse (22); A first spoiler gradient (26) is applied to the warp axis and the read axis before and after the application of the first inversion pulse (22) in order to eliminate unnecessary signals generated during the application, and immediately after the second inversion pulse (23). The first spoiler gradient (26) is opposite to the first spoiler gradient (26) applied to the warp axis and the lead axis before and after the second inversion pulse (23) in order to eliminate unnecessary signals and stimulated echo signals generated in the applying a pulse sequence having a second spoiler gradient (27) in phase;
, the two SE signals S_3, S_4 (24, 25) obtained by the second inversion pulse (22, 23)
) to obtain a sin^2 (α/2) curve; a step of detecting the peak of the curve and calculating an RF intensity value at which the flip angle is 180°; and a step when the flip angle is An MRI RF automatic adjustment method comprising the step of calculating and obtaining an RF intensity value at an arbitrary flip angle α° from an RF intensity value of 180°. (2) The flip angle of the excitation pulse (21) is set to the flip angle α of the first inversion pulse (22) and the second inversion pulse (23).
2. The MRI RF automatic adjustment method according to claim 1, wherein the RF is changed so as to maintain 1/2 of .degree.
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CN113093078A (en) * 2021-03-31 2021-07-09 无锡鸣石峻致医疗科技有限公司 Method and device for determining linear relation between radio frequency pulse intensity and flip angle, computer equipment and storage medium
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