JPH03295537A - Mri装置 - Google Patents

Mri装置

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JPH03295537A
JPH03295537A JP2098958A JP9895890A JPH03295537A JP H03295537 A JPH03295537 A JP H03295537A JP 2098958 A JP2098958 A JP 2098958A JP 9895890 A JP9895890 A JP 9895890A JP H03295537 A JPH03295537 A JP H03295537A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はMRI(磁気共鳴画像撮像装置)の3次元イメ
ージング方法に関し、更に詳しくは3次元スキャンにお
いて発生するエリアジングイメージを分離除去し、有効
なイメージを効率的に得ることのできるMRIの3次元
イメージング方法に関する。
(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、エネルギー準位の高
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ネルギーの放射を行う。
MRIはこの特定の原子核によるNMR(核磁気共鳴)
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8図に示す。図に
おいて、(イ)図はそれぞれリード軸、ワーブ軸、スラ
イス軸であるxr  Yr  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、90°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。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の中心が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。期間2で
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
やるためのワーブ勾配6を印加しており、ワーブ勾配6
は毎周期その強度を変えて印加されている。その後18
0”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で
与えられた位相差は、期間4のリード勾配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90°パ
ルス1を加えて、次のビューを開始する。
(発明が解決しようとする課題) 上記のパルスシーケンスは2次元画像データを採取する
ためのスピンエコー法パルスシーケンスであったが、3
次元画像データを取るために従来第9図のようなパルス
シーケンスで行っていた。
図において、第8図と同等な部分には同一の符号を付し
である。図中、9はスライス軸に印加した第2ワーブ勾
配で、第1ワーブ勾配6と同様に毎ビューその強度を変
えて印加されている。そして、第1ワーブ勾配6は2次
元平面を掃引し、第2ワーブ勾配9はスライス方向即ち
厚み方向を掃引して、多数の薄いスライス像を作ってい
るが、読み出し方向へはLPF等を用いて帯域制限をす
ることにより必要な範囲外のデータを取り除くことがで
きるが、ワーブ方向ではデータ収集をしながらハードウ
ェアで帯域制限をすることができないため、必要範囲外
のデータが廻り込んでエリアジングとなってしまう。こ
れを除くために第10図や第11図に示すような方法を
取ることにより、余分な領域のデータを取り除いている
。第10図はRFの感度分布を利用した例である。図に
おいて、14はRFコイルの感度分布を示す曲線で、コ
イルの端末における感度低下を利用して余分な領域のデ
ータを取り除こうとした状態を示しているが、RFコイ
ルの感度分布曲線14はなだらかなため必要な第2ワー
プ方向視野(以下FOVという)15の領域内に、領域
外のデータが廻り込んで、両端部がエリアジング16で
潰されてしまう。第11図はRFの選択励起による帯域
制限を利用した例である。図において、第10図と同等
の部分には同一の符号を付しである。17はRFの選択
励起によるスライス形状である。この場合はスライス形
状17を矩形に切り出すことができればエリアジング1
6を取り除くことができるが、矩形に切り出すことは難
しいという問題がある。
又、第27−ブ方向のマトリックス(スライス画像枚数
)とFOVを大きくしてデータを得ることによりエリア
ジングを除くこともできるが、スキャン時間が増大し、
更に、不必要なデータを取ることになって効率が低下し
てしまう。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、スキャン時間の増大、分解能の劣化、SN比の劣化等
を生ずることなくエリアジングイメージを分離除去し、
効率良く有効なイメージを得るMRIの3次元イメージ
ング方法を実現することにある。
(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、第1ワープ勾配をワー
プ軸に印加し、第2ワープ勾配をスライス軸に印加して
スキャンを行うMRIの3次元イメージング方法におい
て、使用者指定の厚み方向の視野FOVz、厚み方向マ
トリスクN2及びスキャン平均回数Naを入力する条件
設定の段階と、実スキャンにおいて厚み方向視野を増加
してエリアジングイメージングを有効視野がら追い出す
ために次式により実スキャン厚み方向視野FoV2、実
スキャン厚み方向マトリクスN2 、スキャン平均回数
Na/及びNA 、厚み方向部分平均ビュー数Nfrを
演算により求める段階と、NZ  −INT(NZ ”
c/2.0+0.999)x2CはC≧1.2 FOVZ  −FOVz X NZ ’ /  NZN
a  =  N−NZ/  NZ NA −INT(Na ’ ) Nt、=  Na   NZ−NA    NZ実スス
キャン第2ワーブステツプGWS2次式により求めて決
定し、そのGWS2の間隔を持つワープ勾配を印加する
段階と、 GVS2−1バγ・TSw・FOvz′)TSW−・ワ
ープ時間 厚み方向マトリクスNZ  + スキャン平均回数N9
′及び厚み方向部分平均ビュー数Na、に基づいて厚み
方向マトリクスN2′−で部分的に異なる実スキャン平
均回数NA′のスキャンを行う段階と、厚み方向マトリ
クスNZ′におけるデータの離散フーリエ変換演算を行
ってデータ処理を行う段階と、前記段階においてフーリ
エ変換を行ったデータから不必要なエリアジングデータ
を捨て有効データのみを保存する段階と、前記段階で得
た有効データにより2次元画像を再構成する段階とから
成ることを特徴とするものである。
(作用) 指定された厚み方向の視野、マトリクス数及びスキャン
平均回数を入力し、その入力データに基づき一定の法則
に従って視野を拡大し、拡大した視野に応じたマトリク
ス数を決定し、合計のマトリクス数を指定された厚み方
向マトリクス数とスキャン平均回数によるマトリクス数
に合わせるように残りのマトリクス数を決める。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の方法を詳細に説明する。
第2図は本発明の方法を実施するMRIのパルスシーケ
ンスの図である。このパルスシーケンスを説明する前に
スキャンの時間短縮のための手法を説明する。第3図は
第2図のパルスシーケンスによって行おうとする手法の
説明図である。図において、(イ)図はデータを取ろう
とする被検体10のスライス方向の厚みを示す図で、こ
の厚みを256ビユーの走査でデータを採取するもので
ある。(ロ)図は(イ)図の被検体10の厚みを5等分
して、10a、10b、10c、10d。
10eに分け、10b、10dは関心の無い領域として
データを取ることなく、10a、IOC。
10eの部分に対して各51ビユーずつでデータを採取
する場合を示している。この10g、10c、10eの
部分は同−TR時間内に3回の走査をそれぞれ行って走
査時間を115にしようとするものである。
次に、第2図のパルスシーケンスについて説明する。図
において、第8図、第9図と同等の部分には同一の符号
を付しである。図中、11は90°パルス1を印加した
時スライス勾配2によって特定の部位(以下スラブとい
う)、例えば、第3図の10aを励起し、次に180°
パルス5を印加して反転させる時、他のスラブIOC,
10eにも及ぶ範囲を励起すれば、その回復を待つ必要
があるので、他のスラブに影響を及ぼさないようにして
第1のスラブ10aのみに限定するためのスライス勾配
である。ここでスラブというのはデータを取る厚み範囲
の中、関心のない領域10b。
10dはデータを取らないで、関心領域10a。
10c、10eのデータを取るようにした各範囲10g
、10c、10eのことである。12はスライス勾配置
1により乱れたスピンの位相を元に戻すためのリフェー
ズ勾配である。
21は同−TR内に第2スラブ10cを励起するための
901′パルスで、第1スラブ10aを励起する90°
パルス1とは周波数が異なっている。
22は90°パルス21と共に第2スラブ10cを共鳴
させるためのスライス勾配である。24〜32はそれぞ
れ4〜12の第1スラブ10aに対する各RFパルス勾
配、信号等に相当する第2スラブ10cに対するもので
、2〜12に対して20を加えた番号のものか対応して
いる。第2スラブ10cの後に、第3スラブ10eに対
してRFパルス、勾配等を印加するが、前記の場合と同
様なので省略する。この場合も90″パルス、180°
パルスの周波数は第3スラブ10eの位置を指定する周
波数となっている。
3Dスキヤンはこの各スラブについて行うもので、第1
スラブ10aについて見ると、第4図に示すようにこの
スラブ10aの範囲内を複数のスライス面30で構成さ
れるように3次元データを得るものである。図では6枚
のスライス面30によるデータを得る場合を示している
次に上記のように構成された実施例のパルスシーケンス
によるスキャンを実施するためのMRIの要部構成図を
第5図に示す。
図において、41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* 
 V+  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42、勾配磁場
駆動回路43、RF電力増幅器44及び前置増幅器45
に接続されている。シーケンス記憶回路46は計算機4
7からの指令に従って任意のビューで、ゲート変調回路
48を操作(所定のタイミングでRF発振回路49のR
F出力信号を変調)シ、第1図のパルスシーケンスに基
づくRFパルス信号をRF電力増幅器44からRF送信
コイルに印加する。又、シーケンス記憶回路46は、同
じく第1図のパルスシーケンスに基づくシーケンス信号
によって勾配磁場駆動回路43を操作して、第3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。50はRF発振回路49の出力を参照信号
として、前置増幅器45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51においてディジタル信号
に変換され、計算機47に入力される。52は計算機4
7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、53
は計算機47で再構成された画像を表示する表示装置で
ある。
次に、上記のように構成された装置を用い、第2図のパ
ルスシーケンスで行われる本実施例の3次元イメージン
グ方法の手順を第1図のフローチャートを用いて説明す
る。
ステップ1 使用者指定の厚み方向の視野(スラブの幅に相当)FO
Vz、厚み方向のスライス枚数であるマトリクスNZ(
≧4の偶数)、第1スラブ10aのデータ採取のために
行うスキャンの繰り返しの平均回数Naを操作コンソー
ル52により計算機47に入力する。
ステップ2 エリアジングイメージが有効スライス以外の厚み方向の
スライス位置に分離できるように厚み方向の視野、厚み
方向のマトリクスを大きく取る。
この場合、厚み方向の1枚当たりのスライス厚を変化さ
せないように厚み方向の視野とマトリクスを決定する。
このように大きく取った視野をFOVZ′、′ とし、
マトリクスをN2′ とする。このステップではステッ
プ1で入力された各データに基づき計算機47は次式の
計算を行い、マトリクスN2′、視野FOVz’、スキ
ャン平均回数N。
′を求める。平均回数Nar は全範囲のスキャン回数
即ち整数スキャン回数NA′と厚み方向部分平均ビュー
数Nfrとに分けられる。
N2−INT(NZ ”c/2’、0+0.999)x
2−(1)式中、INTは整数化を意味し、0.999
を加えて整数化するのは切り上げを意味している。又、
INT中で1/2にし整数化後2倍するのは0倍した範
囲内の偶数マトリクスの数を得るためである。尚、平均
回数NaはNa≧1.5で指定される。又、Cは厚み方
向マトリクスNZに対する倍数で、C≧1.2である。
FOVz ’ −FOVz X NZ ’ /  NZ
   −(2)この式は(1)式によって増やされたマ
トリクスに対応して増加したFOVである。
スキャン時間を使用者指定のものと等しくするために実
スキャンパラメータとなるN2′で行う平均回数NaL
を決定する。
N−”  N−NZ/  NZ’    ・・・(3)
(3)式で決定されるN %から実スキャンにおいて全
厚み方向のビューに亘るスキャンの平均回数NA′及び
部分的に平均を行う厚み方向のビュー数N IIを求め
ると、 NA  −INT(N−’ )        ・・・
(4)(4)式のINTは小数部分を切り捨てた整数部
分を意味する。
Na、−Na   NZ−N^′NZ  ・・・(5)
Nl+はFOVZ′、′の整数部分を除いた部分的なス
キャンの平均マトリクス数である。以上の演算はすべて
計算機47て行われる。
ステップ3 (1)式、 (2)式で得られたマトリクスNZ′及び
FOVZ’ を実スキャンのパラメータとして厚み方向
のワープステップGWS2を次式により求める。
GWS2−1バフ ・TSW−FOVz ’ )  −
(6)但し;γ・・・核磁気回転比 TSW・・・ワープ時間 このGWS2はシーケンス記憶回路46に与えられ、勾
配磁場駆動回路43によりGWS2の間隔で変化するワ
ープ勾配を印加する。
ステップ4 計算機47はステップ2とステップ3で得られた演算結
果に基づき、シーケンス記憶回路46に視野FOV2 
、厚み方向のマトリクスNZワープステップGWS 2
.スキャン回数NA′と厚み方向部分スキャンマトリク
ス数Netとを出力する。シーケンス記憶回路46は与
えられた条件により第5図に示す勾配磁場駆動回路43
.ゲート変調回路48.RF発振回路49.RF電力増
幅器44を動作させてスキャンを行う。この場合、スキ
ャンの回数は与えられたNA  、  Nt−、NZ′
から厚み方向マトリクスN2′で部分的に異なる平均回
数をもつスキャンを行う(N r−はワープ勾配の低周
波部を中心に行う)。このようにして行ったスキャンの
方法と従来の方法との比較の一例を第6図に示す。図に
おいて、(イ)は従来の方法によるスキャンの図で、厚
み方向のマトリクスをNo、1〜No、4のNZ−4の
スライスによって行い、スキャンの平均回数を2回とし
た図、(ロ)は本実施例による3次元イメージング方法
により平均回数N^ −1,Nl、−2″t−行うスキ
ャンで、いずれの場合もそのスキャンの数は(イ)では
4X2−8.  (ロ)では6+2−8で同一回数のス
キャンを行っている。
ステップ5 厚み方向へのマトリクスNZ′点のデータを計算機47
により離散フーリエ変換(D F T)処理する。
ステップ6 第6図(ロ)のエリアジングデータNO61とNo、6
を捨て、有効データNo、2〜No、5を計算機47の
メモリに保存する。この状態を第7図に示す。図におい
て、(イ)図は第6図(ロ)に示したスキャンにより得
た第1スラブ10aのデータで#3. #4は部分的平
均を行ったデータである。(ロ)は(イ)のマトリクス
NZ′のデータをフーリエ変換したデータで、61はN
Zのうち両端のスライスにおける#1.  #6のエリ
アジングデータとして捨てるデータ、62は残しておく
スライスNZに相当する有効データである。
ステップ7 第7図(ロ)のN2に相当する有効データについて計算
機47は2次元画像を再構成する。
尚、ここでw46図の例について、ステップ2に示した
式に数値を代入して検討してみる。この例では、N−=
2.NZ−4が与えられている。C−1,2として(1
)式から厚み方向マトリクスN2/は NZ   =lNT(4X 1.272.0+0.99
9) X 2−13(3)式からスキャン平均回数N 
% はスキャンを行うビュー数は ■ し  −INT(1−)−1 N+、−2X4− 1x6−2 以上の結果から第6図(ロ)のスキャンが行われること
が分る。
以上詳細に説明したように本実施例によれば、使用者側
に指定されたパラメータであるスキャン時間を延長する
ことなく、又、SN比や分解能の劣化なしにエリアジン
グイメージを分離除去し、効率良く有効イメージを得る
ことができる。
従来の選択励起によるマルチスラブ法において連続する
マルチスラブの3次元イメージングでは、厚み方向視野
の両端のスライスがエリアジングにより潰れるために一
度に関心部位の有効イメージが得られず、2回に亘るス
キャンを行ってエリアジングによる欠落イメージを埋め
ていたが、本実施例により厚み方向FOVを互いに重な
るよう大きく取ることにより、エリアジングイメージを
除去すれば、欠落イメージなしに連続した関心部位の有
効イメージが1回のスキャンで得られ、効率の良いイメ
ージングが行える。
尚、本発明は本実施例に限定されるものではない。この
自動調整法は他の3Dスピンワーブ法のパルスシーケン
スを用いてもよい。
又、深さ方向のフーリエ変換は離散フーリエ変換に限る
必要はなく、これと等価なアルゴリズムを用いてもよい
(発明の効果) 以上詳細に説明したように本発明によれば、スキャン時
間の増大、分解能の劣化、SN比の劣化等の不具合を生
ずることなくエリアジングイメージを分離除去し、効率
良く有効なイメージを得ることができて、実用上の効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の方法実施の手順を示すフロ
ーチャート、 第2図は本発明の方法に用いるパルスシーケンスの図、 第3図は3次元イメージング方法において、厚み方向に
スラブを設けて厚み方向のスライスを分割する方法を示
す図、 第4図は1つのスラブをスライス面で分割した状態を示
す図、 第5図は本発明の実施例の方法を実施するための装置の
図、 第6図は本発明の実施例の方法を用いて行ったスキャン
の説明図、 第7図は第6図の方法によりスキャンして得たデータの
図、 第8図は従来のMRIのパルスシーケンスの図、第9図
は従来のMRIによる3次元イメージング方法のパルス
シーケンスの図、 第10図はRFコイルの感度分布を利用した視野制限の
概念図、 第11図はRFの選択励起を利用した視野制限の概念図
である。 1.21・・・90″パルス 2.11,22.31・・・スライス勾配5.25・・
・180mパルス 6.26・・・第1ワーブ勾配 7.27・・・SE倍信 号、29・・・第2ワーブ勾配 置0・・・被検体    10a・・・第1スラブ10
c・・・第2スラブ 10e・・・第3スラブ41・・
・マグネットアセンブリ 44・・・RF電力増幅器 46・・・シーケンス記憶回路 47・・・計算機    52・・・操作コンソールN
a・・・指定されたスキャン繰り返し平均回数Na ・
・・実スキャン繰り返し平均回数NZ・・・指定された
厚み方向マトリクスNZ ・・・実スキャン厚み方向マ
トリクスFOvz・・・厚み方向視野 FOvz ・・・実スキャン厚み方向視野NA ・・・
実スキャン整数平均回数

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1ワープ勾配(6)をワープ軸に印加し、第2ワープ
    勾配(9)をスライス軸に印加してスキャンを行うMR
    Iの3次元イメージング方法において、 使用者指定の厚み方向の視野FOV_Z、厚み方向マト
    リスクN_Z及びスキャン平均回数N_aを入力する条
    件設定の段階と、 実スキャンにおいて厚み方向視野を増加してエリアジン
    グイメージを有効視野から追い出すために次式により実
    スキャン厚み方向視野FOV_Z′、実スキャン厚み方
    向マトリクスN_Z′、スキャン平均回数N_a′及び
    N_A′、厚み方向部分平均ビュー数N_f_rを演算
    により求める段階と、N_Z′=INT(N_Z・c/
    2.0+0.999)×2cはc≧1.2 FOV_Z′=FOV_Z×N_Z′/N_ZN_a′
    =N_a・N_Z/N_Z′ N_A′=INT(N_a′) N_f_r=Na・N_Z−N_A′・N_Z′実スキ
    ャン第2ワープステップGWS2を次式により求めて決
    定し、そのGWS2の間隔を持つワープ勾配を印加する
    段階と、 GWS2=1/(γ・TSW・FOV_Z′)TSW・
    ・・・ワープ時間 厚み方向マトリクスN_Z′、スキャン平均回数N_A
    ′及び厚み方向部分平均ビュー数N_f_rに基づいて
    厚み方向マトリクスN_Z′で部分的に異なる実スキャ
    ン平均回数N_A′のスキャンを行う段階と、 厚み方向マトリクスN_Z′におけるデータの離散フー
    リエ変換演算を行ってデータ処理を行う段階と、 前記段階においてフーリエ変換を行ったデータから不必
    要なエリアジングデータを捨て有効データのみを保存す
    る段階と、 前記段階で得た有効データにより2次元画像を再構成す
    る段階とから成ることを特徴とするMRIの3次元イメ
    ージング方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020069398A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. 異なる心調律に応じた磁気共鳴画像法(mri)の画像フィルタリング

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JP2020069398A (ja) * 2018-10-31 2020-05-07 バイオセンス・ウエブスター・(イスラエル)・リミテッドBiosense Webster (Israel), Ltd. 異なる心調律に応じた磁気共鳴画像法(mri)の画像フィルタリング

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