JPH0376132B2 - - Google Patents

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JPH0376132B2
JPH0376132B2 JP63053346A JP5334688A JPH0376132B2 JP H0376132 B2 JPH0376132 B2 JP H0376132B2 JP 63053346 A JP63053346 A JP 63053346A JP 5334688 A JP5334688 A JP 5334688A JP H0376132 B2 JPH0376132 B2 JP H0376132B2
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JP
Japan
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scan
pulse
magnetic field
views
fat
Prior art date
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Application number
JP63053346A
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Japanese (ja)
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JPH01227745A (en
Inventor
Kazuya Hoshino
Juji Inoe
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
Application filed by Yokogawa Medical Systems Ltd filed Critical Yokogawa Medical Systems Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、核磁気共鳴断層撮影装置の静磁場不
均一による位相エラーを補正しつつ水と脂肪の化
学シフトを分離して表示する改良形デイクソン法
を用いる核磁気共鳴断層撮影装置に関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is an improved nuclear magnetic resonance tomography apparatus that separates and displays chemical shifts of water and fat while correcting phase errors caused by static magnetic field inhomogeneity. This invention relates to a nuclear magnetic resonance tomography apparatus using the Dickson method.

(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
NMR−CT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。
(Conventional technology) Obtaining a tomographic image of a subject focusing on specific atomic nuclei using nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as NMR) phenomenon
NMR-CT has been known for a long time. This NMR
- Briefly explain the outline of the principle of CT.

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z軸方向の静磁場
H0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 magnetically charged, but it can be interpreted by a static magnetic field in the z-axis direction.
When placed in H 0 , the above-mentioned atomic nucleus precesses at an angular velocity ω 0 given by the following equation. This is called Larmor precession.

ω0=γH0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軸
に高周波コイルを配置し、xy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H0のもをもとでゼーマ
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つ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。ここ
で、核磁気回転比γは原子核の種類によつて異な
るので共鳴周波数によつ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、その原子核の存在量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
に高い準位へ励起された原子核は低い準位へ戻つ
てエネルギーの放射を行う。
ω 0 = γH 0 However, γ: nuclear gyromagnetic ratio Now, a high-frequency coil is placed on an axis perpendicular to the z-axis with a static magnetic field, for example, the x-axis, and the high-frequency coil with the above-mentioned angular frequency ω 0 rotates in the xy plane. When a rotating magnetic field is applied, magnetic resonance occurs, and a population of atomic nuclei undergoing Zeeman splitting under a static magnetic field H 0 undergoes a transition between levels due to the high-frequency magnetic field that satisfies the resonance condition, and the energy level changes. transition to the higher level. Here, since the nuclear gyromagnetic ratio γ differs depending on the type of atomic nucleus, the atomic nucleus can be specified by the resonance frequency. Furthermore, by measuring the strength of that resonance, we can determine the amount of that nucleus present. During a time determined by a time constant called the post-resonance relaxation time, the atomic nucleus excited to a higher level returns to a lower level and radiates energy.

このNMFの現象の観測方法の中パルス法につ
いて第6図を参照しながら説明する。
The medium pulse method for observing this NMF phenomenon will be explained with reference to FIG.

前述のように共鳴条件を満足する高周波パルス
(H1)を静磁場(z軸)に垂直な(x軸)方向に
印加すると、第6図イに示すように磁化ベクトル
Mは回転座標系でω′=γH1の角周波数でzy面内で
回転を始める。今パルス幅をtDとするとH0から
の回転角θは次式で表わされる。
As mentioned above, when a high-frequency pulse (H 1 ) that satisfies the resonance condition is applied in the (x-axis) direction perpendicular to the static magnetic field (z-axis), the magnetization vector M changes in the rotating coordinate system as shown in Figure 6A. It starts rotating in the zy plane with an angular frequency of ω' = γH 1 . Letting the pulse width be tD , the rotation angle θ from H0 is expressed by the following equation.

θ=γH1tD ……(1) (1)式においてθ−90゜となるようなtDをもつパ
ルスを90゜パルスと呼ぶ。この90゜パルス直後では
磁化ベクトルMは第6図ロのようにxy面をω0
回転していることになり、例えばx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6図ハに示すように90゜パルス
からτ時間後θ=180゜になるようなパルス幅の第
2のパルス(180゜パルス)を加えるとばらばらに
なつ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信号という)と呼んでい
る。このSE信号の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、 ν=γH0/2π ……(2) で与えられる。ここで、νは共鳴周波数,H0
静磁場の強さである。従つ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、位置によつて異なる
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。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7図に示す。イ図において、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。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x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はワープ軸と呼ばれるy軸に印加
する時間によつ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180゜パルス後のSE信
号を示している。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てある。期間1にお
いて90゜パルスと勾配磁場Gz+によつてz=O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。期間2の
Gx+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、デイフエーズ勾配と呼ば
れる。
θ=γH 1 t D ……(1) In equation (1), a pulse with t D that is θ−90° is called a 90° pulse. Immediately after this 90° pulse, the magnetization vector M rotates at ω 0 in the xy plane as shown in FIG. However, since this signal attenuates over time, this signal is called a free induction attenuation signal (hereinafter referred to as an FID signal). F.I.D.
If a signal is Fourier transformed, a signal in the frequency domain can be obtained. Next, as shown in Fig. 6 (c), when a second pulse (180° pulse) with a pulse width such that θ = 180° after τ time from the 90° pulse is added, the magnetic moments that had been scattered are The signal is observed with refocusing in the back-y direction. This signal is called a spin echo (hereinafter referred to as SE signal). A desired image can be obtained by measuring the intensity of this SE signal. The resonance condition for NMR is given by ν=γH 0 /2π (2). Here, ν is the resonant frequency and H 0 is the strength of the static magnetic field. Therefore, it can be seen that the resonant 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, giving a magnetic field of different strength depending on the position, and changing the resonance frequency to obtain positional information. Of these, the Fourier transform method will be explained. A pulse sequence for applying a high frequency magnetic field and a gradient magnetic field used in this method is shown in FIG. In figure A, x,
It shows a state 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. The figure B is a diagram showing the timing of applying each magnetic field. In the figure, RF is a high-frequency rotating magnetic field that applies 90° pulses and 180° pulses to the x-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 y-axis called the warp axis,
Gz is a fixed gradient magnetic field applied to the z-axis called the slice axis. The signal shows the SE signal after the 180° pulse. 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 at z=O are selectively excited by the 90° pulse and the gradient magnetic field Gz + . period 2
Gx + is used to disrupt the phase of the spins and reverse them with a 180° pulse, which is called a dephase gradient.

Gz-はGz+によつ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180゜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信
号を生じさせるための勾配磁場で読み出し勾配と
いい、読み出し勾配とデイフエーズ勾配の面積が
等しくなつたところにSE信号が現われる。
Gz - is used to restore the spin phase disturbed by Gz + . During period 2, a phase encoding 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, apply a 180° pulse to align the magnetic moments again, and then observe the SE signal that appears. Gx + in period 4 is a gradient magnetic field for aligning the disturbed phases and generating an SE signal, which is called a readout gradient, and an SE signal appears when the areas of the readout gradient and the day phase gradient become equal.

このようなNMRイメージングにおいて、現在
のイメージングの主な対象核種である水素原子核
のプロトンNMRについて考察する。
In such NMR imaging, we will consider proton NMR of hydrogen nuclei, which is the main target nuclide for current imaging.

一般に物質中ではNMRの共鳴周波数νは外か
ら加えた静磁場H0による共鳴条件式である(2)式
からずれる場合が多い。このずれは金属物質中の
原子核では極めて大きくなるが、プロトンの場合
でも、その共鳴周波数は敏感に化学構造に依存し
て変化する。この原因の一つは電子の軌道運動に
よつて、H0と逆向きに生じる磁場(反磁場)に
よるもので、電子による核の遮蔽効果と呼ばれて
いる。。従つて、共鳴周波数は、この遮蔽効果に
よる定数σを用いて、次式により与えられる。
Generally, in a substance, the resonance frequency ν of NMR often deviates from equation (2), which is the resonance conditional equation due to the externally applied static magnetic field H 0 . This shift is extremely large in the case of atomic nuclei in metallic substances, but even in the case of protons, the resonance frequency changes sensitively depending on the chemical structure. One of the reasons for this is due to the magnetic field (diamagnetic field) generated in the opposite direction to H 0 due to the orbital motion of the electrons, which is called the shielding effect of the nucleus by the electrons. . Therefore, the resonance frequency is given by the following equation using the constant σ due to this shielding effect.

ν=(γ/2π)H0(1−σ) このような共鳴周波数のずれを化学シフトと呼
び、低磁場側に共鳴が観測される。そして、この
化学シフトの大きさは、化学結合によつて電子密
度の分布や電子の軌道運動が変化すると、異なつ
てくる。そのため同じプロトンでも化合物によつ
て共鳴条件が異なつている。即ち、H2O中のプ
ロトンと脂肪中のプロトンとではラーモア周波数
が約3.5ppmずれる。この程度のずれでは、通常
のイメージングによつて両者を区別することはで
きない。
ν=(γ/2π)H 0 (1−σ) Such a shift in resonance frequency is called a chemical shift, and resonance is observed on the lower magnetic field side. The magnitude of this chemical shift changes as the distribution of electron density and orbital motion of electrons change due to chemical bonds. Therefore, the resonance conditions differ depending on the compound even for the same proton. That is, the Larmor frequency differs by about 3.5 ppm between protons in H 2 O and protons in fat. With this degree of deviation, it is not possible to distinguish between the two using normal imaging.

この両者の成分をイメージングする手法にデイ
クソン法がある。デイクソン法を第4図を参照し
て説明する。図は第7図と同様なタイムシーケン
スのチヤートである。図において、第7図と同等
な部分には同一の符号を付してある。
The Dickson method is a method for imaging both components. The Dixon method will be explained with reference to FIG. The figure is a time sequence chart similar to FIG. In the figure, parts equivalent to those in FIG. 7 are given the same reference numerals.

イ図は90゜パルス1と180゜パルス2との時間間
隔をTBとした時にTB=TE/2に選んだスキヤン
Oの図である。ここで、TEは90゜パルスとSE信
号の間の時間間隔である。この時、水と脂肪のそ
れぞれのプロトン成分の磁化ベクトルは同位相に
なる。ロ図は90゜パルス1との時間間隔TBをTB
(TE/2)+εにした180゜パルス4を印加した時
のスキヤン1の図である。この時の水と脂肪の磁
化ベクトルの位相は逆位相となる。励起平面での
磁化ベクトルの位相関係は第5図に示す通りであ
る。図において、イ図はTB=TE/2にしたスキ
ヤンOの時の第4図の場合の水と脂肪の位相関係
で、水と脂肪の磁化ベクトルは同位相となつてい
る。ロ図はTB=(TE/2)−εにした第4図ロの
スキヤン1の時の水と脂肪の位相関係で、逆位相
になつている。ここで、εは水と脂肪の位相が逆
位相になる値で、磁場の強さが決まればきまる値
である。例えば磁場の強さが0.3Tの時ε=
5.6ms,磁場の強さが0.6Tの時ε=2.8msとなる。
Figure A is a diagram of the scan O selected as T B =TE/2, where T B is the time interval between 90° pulse 1 and 180° pulse 2. Here, TE is the time interval between the 90° pulse and the SE signal. At this time, the magnetization vectors of the proton components of water and fat are in phase. The figure shows the time interval T B with 90° pulse 1 as T B =
It is a diagram of scan 1 when applying 180° pulse 4 with (TE/2)+ε. At this time, the phases of the magnetization vectors of water and fat are opposite to each other. The phase relationship of the magnetization vectors in the excitation plane is as shown in FIG. In the figure, diagram A shows the phase relationship between water and fat in the case of Figure 4 when scan O is set with T B = TE/2, and the magnetization vectors of water and fat are in the same phase. Figure B shows the phase relationship between water and fat during scan 1 in Figure 4B, where T B = (TE/2) - ε, and they are in opposite phase. Here, ε is a value at which the phases of water and fat are opposite to each other, and is determined by determining the strength of the magnetic field. For example, when the magnetic field strength is 0.3T, ε=
5.6ms, and when the magnetic field strength is 0.6T, ε = 2.8ms.

このデイクソン法では静磁場不均一による位相
エラーが混入しており、共鳴周波数の僅かな差の
水と脂肪を分離することは困難である。この位相
エラーを除くために改良形デイクソン法が提唱さ
れている。この方法を第3図を参照して説明す
る。イ図は第4図のスキヤンOと同じ90゜パルス
1と180゜パルス2を印加した図、ロ図は第4図の
スキヤン1と同じ90゜パルス1と180゜パルス4を
印加したスキヤン1の図である。ハ図は90゜パル
ス180゜パルス5を印加したスキヤン2の図で、
180゜パルス5は90゜パルスとの時間間隔を(TE/
2)+εとしたパルスで、この場合も脂肪の磁化
ベクトルの位相は水と逆位相になる。
This Dickson method contains a phase error due to static magnetic field inhomogeneity, and it is difficult to separate water and fat with a slight difference in resonance frequency. An improved Dixon method has been proposed to remove this phase error. This method will be explained with reference to FIG. Figure A shows scan 1 with the same 90° pulse 1 and 180° pulse 2 applied as scan O in Figure 4. Figure B shows scan 1 with the same 90° pulse 1 and 180° pulse 4 applied as scan 1 in Figure 4. This is a diagram. Figure C is a diagram of scan 2 with 90° pulse and 180° pulse 5 applied.
The time interval between 180° pulse 5 and 90° pulse is (TE/
2) With a pulse of +ε, the phase of the magnetization vector of fat is also in the opposite phase to that of water.

今、スキヤン0,1,2における画像データを
S0,S1,S2とし、水の振幅をW,脂肪の振幅を
F,位相オフセツトをα,静磁場不均一によるエ
ラーの位相をθとすると、 S0=(W+F)・exp(iα) ……(3) S1=(W−F)・exp(iθ)・exp(iα) ……(4) S2=(W−F)・exp(−iθ)・exp(iα) ……(5) となる。静磁場不均一による位相エラーθを求め
る。
Now, image data in scans 0, 1, and 2
Let S 0 , S 1 , S 2 be the amplitude of water, F the amplitude of fat, α be the phase offset, and θ be the phase of the error due to static magnetic field inhomogeneity, then S 0 = (W+F)・exp(iα ) ……(3) S 1 = (W-F)・exp(iθ)・exp(iα) ……(4) S 2 =(W-F)・exp(−iθ)・exp(iα) …… (5) becomes. Find the phase error θ due to static magnetic field inhomogeneity.

(3)式を(4)式で除して S2/Si=exp(−iθ) /exp(iθ)=exp(−i2θ) 不均一補正エラーを消去した磁化ベクトルをS3
とすると S3=S1×exp(1/2X−i2θ) =S1×√2 1=√1 2 =(W−F)exp(iα) ……(6) (3)式と(6)式から (1/2)(S0+S3) =W・exp(iα)=Wr+i・Wi ……(7) (1/2)(S0−S3) =F・exp(iα)=Fr+i・Fi ……(8) (7)式からW=√22 (8)式からF=√22 このようにして改良形デイクソン法は静磁場位
相エラーと位相オフセツトを消去することができ
る。
Dividing equation (3) by equation (4), S 2 /Si = exp (-iθ) / exp (iθ) = exp (-i2θ) S 3
Then , S 3 = S 1 × exp (1/2 From the formula: (1/2) (S 0 + S 3 ) = W・exp(iα)=Wr+i・Wi …(7) (1/2)(S 0 −S 3 ) =F・exp(iα)=Fr+i・Fi...(8) From equation (7), W = √ 2 + 2 From equation (8), F = √ 2 + 2 In this way, the improved Dickson method can eliminate the static magnetic field phase error and phase offset. can.

(発明が解決しようとする課題) ところで、改良形のデイクソン法では、スキヤ
ンO,スキヤン1,スキヤン2の3スキヤンを行
う必要があつて、ただでさえスキヤン時間の長い
NMR−CTにおいて3倍の時間を要することは
大きな問題である。しかし、スキヤン時間を短く
するために、ビユー数を減少させると、空間分解
能が劣化してしまう。
(Problem to be solved by the invention) By the way, in the improved Dickson method, it is necessary to perform three scans: scan O, scan 1, and scan 2, and the scan time is already long.
The fact that NMR-CT requires three times as much time is a major problem. However, if the number of views is reduced in order to shorten the scan time, the spatial resolution will deteriorate.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、水と脂肪を分離し、静磁場不均
一に起因する位相エラーを消去するデイクソン法
の改良形において、空間分解能を劣化させること
なく、スキヤン時間を短くすることのできる化学
シフトイメージ作成方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 reduce spatial resolution in an improved version of the Dickson method that separates water and fat and eliminates phase errors caused by static magnetic field inhomogeneity. The object of the present invention is to realize a chemical shift image creation method that can shorten the scan time without causing any problems.

(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、励起パルスと
スピンエコー信号との時間間隔をTEとしたとき、
励起パルスと反転パルスの時間間隔をTE/2に
選んだ第1のスキヤンと、励起パルスと反転パル
スの時間間隔を前記第1のスキヤンよりεだけ短
いTE/2−εに選んだ第2のスキヤンと、励起
パルスと反転パルスの時間間隔を前記第1のスキ
ヤンよりεだけ長いTE/2+εに選んだ第3の
スキヤンとを行い、前記第2及び第3のスキヤン
によ得られたデータを用いて静磁場不均一による
位相エラーを補正しつつ水と脂肪の化学シフトを
分離して表示する改良形デイクソン法を用いる核
磁気共鳴断層撮影装置において、前記第1のスキ
ヤンのビユー数に対して、前記第2のスキヤンの
ビユー数及び前記第3のスキヤンのビユー数を減
少させたことを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention for solving the above problems has the following advantages: When the time interval between the excitation pulse and the spin echo signal is TE,
A first scan in which the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse is chosen to be TE/2, and a second scan in which the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse is chosen to be TE/2 - ε shorter than said first scan by ε. scan and a third scan in which the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse was selected to be TE/2+ε longer than the first scan by ε, and the data obtained by the second and third scans were performed. In a nuclear magnetic resonance tomography apparatus that uses a modified Dickson method that separates and displays chemical shifts of water and fat while correcting phase errors due to static magnetic field inhomogeneity, , the number of views of the second scan and the number of views of the third scan are reduced.

(作用) 90゜パルス後TE/2時に180゜パルスを印加する
正常スキヤンを指定ビユーで行い、次に180゜パル
スの印加時期を前記の正規スキヤンの180゜パルス
の前後にずらせて印加するスキヤンのいずれか又
は双方を少ないビユー数で行い、静磁場不均一に
よる位相エラーを補正した水と脂肪の化学シフト
画像を短い時間で演算して作成する。
(Operation) A normal scan in which a 180° pulse is applied at TE/2 after the 90° pulse is performed in the designated view, and then a scan in which the application timing of the 180° pulse is shifted before or after the 180° pulse of the normal scan. Either or both are performed with a small number of views, and a chemical shift image of water and fat corrected for phase errors due to static magnetic field inhomogeneity is calculated and created in a short time.

(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.

本発明のNMR−CTのハードドウエアは通常
のものと変わりはない。第1図は本発明でのRF
パルスのシーケンスの図で、イは第3図と同様の
改良形デイクソン法のパルスシーケンスの図で、
第3図と同同一の符号を用いてある。この改良形
デイクソン法においては、既に説明したようにス
キヤン1とスキヤン2は静磁場不均一エラー計算
及び補正のために用いられ、スキヤンOとスキヤ
ン1は水と脂肪のそれぞれの成分を計算するため
に用いられている。ここで、水−脂肪(スキヤン
1)のビユー数を水+脂肪(スキヤンO)のビユ
ー数に対して70%〜80%まで小さくしても画質の
劣化は極めて少ないことが実験的に確かめられて
いる。スキヤン1のビユー数を減らしたことによ
り水と脂肪の高空間周波数成分の分離度は劣化す
るが、画像の持つ情報量の大部分は比較的低い空
間周波数に分布することと、スキヤンOのスキヤ
ンデータから高周波数成分が得られることによつ
てスキヤン1のビユー数を減らすことができる。
又、静磁場の不均一は変化が緩やかであるため、
静磁場不均一による位相エラーの補正だけに用い
るスキヤン2のビユー数は更に減少させることが
でき、25%程度まで減少させても不具合は生じな
い。第1図ロは各スキヤンの条件を示した図で、
スキヤン0,1,2のワープ勾配のビユー数をそ
れぞれ256,192,64としたスキヤン条件を示して
いる。リードのサンプリングは何れの場合も256
としてある。この場合のSE信号3のデータはそ
れぞれS0,S1,S2である。
The hardware of the NMR-CT of the present invention is the same as usual. Figure 1 shows the RF of the present invention.
This is a diagram of the pulse sequence, and A is a diagram of the pulse sequence of the improved Dixon method similar to Figure 3.
The same symbols as in FIG. 3 are used. In this improved Dixon method, as already explained, scan 1 and scan 2 are used to calculate and correct the static magnetic field inhomogeneity error, and scan O and scan 1 are used to calculate the respective components of water and fat. It is used in Here, it has been experimentally confirmed that even if the number of views for water-fat (scan 1) is reduced to 70% to 80% of the number of views for water + fat (scan O), there is extremely little deterioration in image quality. ing. By reducing the number of views in scan 1, the degree of separation of high spatial frequency components of water and fat deteriorates, but most of the information contained in the image is distributed in relatively low spatial frequencies, and the number of views in scan O is reduced. By obtaining high frequency components from the data, the number of views in scan 1 can be reduced.
In addition, since the non-uniformity of the static magnetic field changes slowly,
The number of views in scan 2, which is used only to correct phase errors due to static magnetic field inhomogeneity, can be further reduced, and even if it is reduced to about 25%, no problems will occur. Figure 1 (b) shows the conditions for each scan.
The scan conditions are shown in which the number of warp gradient views for scans 0, 1, and 2 is 256, 192, and 64, respectively. The lead sampling is 256 in both cases.
It is as follows. The data of the SE signal 3 in this case are S 0 , S 1 , and S 2 , respectively.

本発明装置の動作を第2図のフローチヤートを
用いて説明する。まず、スキヤンOの256ビユー
のデータをフーリエ変換する。スキヤン1,スキ
ヤン2のデータはそれぞれフーリエ変換後、ビユ
ー数がスキヤンOに比べて少ないので、同一マト
リクスの周波数平面を作るため周囲データ面をO
で埋めるゼロフイルをして画像再構成演算を行う
(ステツプ1)。スキヤン2のデータS2をスキヤン
1のデータS1で割つて、位相エラーexp(−i2θ)
を出力する(ステツプ2)。スキヤン1のデータ
S1に位相エラーの平方根を乗じ、位相エラーを消
去したデータS3を得る(ステツプ3)。スキヤン
OのデータS0とステツプ3で得たデータS3の和と
差の1/2から水と脂肪の分離されたデータを得る
(ステツプ4)。このデータには位相オフセツトエ
ラーが含まれている。次に水と脂肪の複素データ
の絶対値を取つて、位相オフセツトエラーの含ま
れていないデータを得る(ステツプ5)。以上の
フローチヤートにおける計算は従来の改良形デイ
クソン法において説明したので、ここでの説明は
省略する。
The operation of the apparatus of the present invention will be explained using the flowchart shown in FIG. First, the data of 256 views of scan O is Fourier transformed. After the data of scan 1 and scan 2 have been Fourier transformed, the number of views is smaller than that of scan O, so in order to create a frequency plane of the same matrix, the surrounding data plane is
The image is reconstructed using zero fill (step 1). Divide the scan 2 data S 2 by the scan 1 data S 1 to get the phase error exp(-i2θ)
(Step 2). Scan1 data
Multiply S1 by the square root of the phase error to obtain data S3 from which the phase error has been eliminated (step 3). Separated water and fat data is obtained from the sum and 1/2 of the difference between scan O data S 0 and data S 3 obtained in step 3 (step 4). This data includes phase offset errors. Next, the absolute values of the complex data of water and fat are taken to obtain data that does not include phase offset errors (step 5). The calculations in the above flowchart have been explained in the conventional improved Dickson method, so the explanation here will be omitted.

以上説明したように本発明によれば、改良形デ
イクソン法を用いて従来より短い時間で静磁場不
均一による位相エラーを補正して水と脂肪の分離
をすることができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to separate water and fat by correcting the phase error caused by static magnetic field inhomogeneity in a shorter time than before using the improved Dickson method.

尚、本発明は上記の実施例に限定されるもので
はない。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

スキヤンOのビユー数は256に限るものでは
なくユーザ指定のビユー数で良い。又、同様に
スキヤン1,スキヤン2のビユー数もそれに応
じて増減することができる。
The number of views for scan O is not limited to 256, and may be a number specified by the user. Similarly, the number of views for scan 1 and scan 2 can be increased or decreased accordingly.

この発明はデイクソン法と原理を同一にする
すべての水、脂肪分離画像の手法に適用するこ
とができる。
This invention can be applied to all water and fat separation image techniques that have the same principle as the Dickson method.

この実施例ではリード方向のサンプル数は減
らさない方法であつたが、必要に応じて減らし
てもよい。
Although this embodiment did not reduce the number of samples in the read direction, it may be reduced if necessary.

(発明の効果) 水−脂肪(スキヤン1)のビユー数を水+脂肪
(スキヤンO)のビユー数に対して70%〜80%ま
で小さくしても、既述の理由により画質の劣化は
極めて少ないので、スキヤン1のビユー数を減ら
すことができる。更に、静磁場不均一による位相
エラーは緩やかに変化するためスキヤン2を64〜
32ビユーまで減らすことができる。このことによ
つてスキヤン時間を短縮した改良形デイクソン法
を用いることが可能になり、実用上の効果は大き
い。
(Effect of the invention) Even if the number of views for water-fat (scan 1) is reduced to 70% to 80% of the number of views for water + fat (scan O), the image quality deteriorates extremely due to the reasons mentioned above. Since the number of views is small, the number of views for scan 1 can be reduced. Furthermore, since the phase error due to static magnetic field inhomogeneity changes slowly, scan 2 is set to 64 ~
You can reduce it to 32 views. This makes it possible to use an improved Dickson method with a shortened scan time, which has a great practical effect.

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

第1図は本発明一実施例のRFパルスのシーケ
ンスの図、第2図は本発明の動作を示すフローチ
ヤート、第3図は改良形デイクソン法のRFパル
スのパルスシーケンスの図、第4図はデイクソン
法のパルスシーケンスの図、第5図はデイクソン
法による水と脂肪の位相の説明図、第6図は
NMR−CTのパルス法の原理説明図、第7図は
NMR−CTのパルスシーケンスを示す図である。 1……90゜パルス、2……180゜パルス、3……
SE信号、4……+εの180゜パルス、5……−ε
の180゜パルス。
FIG. 1 is a diagram of an RF pulse sequence according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the present invention, FIG. 3 is a diagram of an RF pulse sequence of the improved Dickson method, and FIG. is a diagram of the pulse sequence of the Dixon method, Figure 5 is an explanatory diagram of the phase of water and fat according to the Dixon method, and Figure 6 is an illustration of the phase of water and fat according to the Dixon method.
Figure 7 is a diagram explaining the principle of the NMR-CT pulse method.
FIG. 3 is a diagram showing a pulse sequence of NMR-CT. 1...90° pulse, 2...180° pulse, 3...
SE signal, 4……+ε 180° pulse, 5……−ε
180° pulse.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 励起パルスとスピンエコー信号との時間間隔
をTEとしたとき、励起パルスと反転パルスの時
間間隔をTE/2に選んだ第1のスキヤンと、励
起パルスと反転パルスの時間間隔を前記第1のス
キヤンよりεだけ短いTE/2−εに選んだ第2
のスキヤンと、励起パルスと反転パルスの時間間
隔を前記第1のスキヤンよりεだけ長いTE/2
+εに選んだ第3のスキヤンとを行い、前記第2
及び第3のスキヤンによ得られたデータを用いて
静磁場不均一による位相エラーを補正しつつ水と
脂肪の化学シフトを分離して表示する改良形デイ
クソン法を用いる核磁気共鳴断層撮影装置におい
て、 前記第1のスキヤンのビユー数に対して、前記
第2のスキヤンのビユー数及び前記第3のスキヤ
ンのビユー数を減少させたことを特徴とする核磁
気共鳴断層撮影装置。
[Claims] 1. When the time interval between the excitation pulse and the spin echo signal is TE, the first scan in which the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse is selected as TE/2, and the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse A second scan whose time interval is chosen to be TE/2-ε shorter by ε than the first scan.
scan, and the time interval between the excitation pulse and the inversion pulse is TE/2 longer than the first scan by ε.
+ε, and perform the third scan selected for +ε.
and a nuclear magnetic resonance tomography system using the improved Dixon method that separates and displays the chemical shifts of water and fat while correcting phase errors due to static magnetic field inhomogeneity using data obtained from the third scan. . A nuclear magnetic resonance tomography apparatus, characterized in that the number of views of the second scan and the number of views of the third scan are reduced relative to the number of views of the first scan.
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