JPH04158840A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
きや流れ等によるアーチファクトを低減させるためのい
わゆるブリサチュレーション方法を適用させた磁気共鳴
イメージング装置に関するものである。
被検体中の所望の検査部位における原子核スピン(以下
、単にスピンと称す)の密度分布、緩和時間分布等を計
測して、その計測データから、被検体の断面を画像表示
するものである。
ケンスの前に、任意の部位を予備励起することにより、
その部位の信号を消失させるブリサチュレーション方法
を行なう技術が知られてきた。
ライス面内の動き・流れのアーチファクトの除去、ある
いはスライス面外からの動き・流れのアーチファクトの
除去を行なうことができるようになる。
によるアーチファクト除去について説明する。第8図(
a)、(b)は、腹部の動きのアーチファクトとその除
去についての説明図である6腹部において符号40のよ
うに動きが生じているとする。この動き4oの周期と計
測の周期、つまり繰り返し時間TRが異なるとアーチフ
ァクトは、位相エンコード方向41に画像全体に広がり
、動きのある部位のみならず、静止部位の画質も劣化さ
せてしまう、そこで、第5図(b)に示す符号43の領
域(ブリサチュレーション)においてスピンの予備励起
を行なうことにより、動きのある腹部の信号をを消失さ
せ、これにより、動きによるアーチファクト42は消失
することになる。
等との関係とともにスピンの挙動を第9図を用いて説明
する。第9図は、いわゆるSE法にブリサチュレーショ
ン法を適用したときのスピ・ンの挙動を示す模式図であ
る。ここでは、判り安くするため、スライス面内で説明
を行なうが、他の場合でも同様になる。SE法は、高周
波パルスとして、901パルス30と、その後に印加さ
れる1801パルス31を用いてエコー信号34を計測
する方法である。ここでブリサチュレーションを受けな
いスピン(ブリサチュレーション領域43以外の領域の
スピン)は、通常のSE法の信号を形成する。すなわち
、静磁場方向を向いている(スピン第9゛図(f))は
、90°パルス30により90°倒され(第9図(g)
)、次の180°パルス31により反転しく第9図(h
))、エコー信号を形成する。そして、ブリサチュレー
ションを受けたスピン、つまり、プリサチュレーション
パルス29と傾斜磁場32により選択的に励起されたブ
リサチュレーション領域43のスピンは、90@パルス
である該プリサチュレーションパルス29を受けること
により、9o@倒される(第9図(a))。次に、いわ
ゆるスポイル傾斜磁場と称される傾斜磁場33により1
位相を拡散させ、磁化は、全体でみると零になる(第9
図(b))。このため、信号計測時(d)には信号を発
生しなくなる。したがって、プリサチュレーションパル
ス29を受けた不要な領域43(ブリサチュレーション
領域)の信号は発生しないことになる。
させても、現実においては、スピンの縦方向における成
分が若干存在してしまうことが判明した(第9図(b)
参照)。
を受けた不要な領域43(ブリサチュレーション領域)
からの信号は完全には除去されていないものであった。
、断層像情報を得るための最初のパルスである90°パ
ルス30の印加直前までに、熱平衡状態(パルスを全く
加えていない静磁場内での状態)に戻っていく過程にあ
り、これにより、スピンの縦方向の成分が増加してくる
ことによることが明らかにされた。
ものであり、その目的とするところのものは、ブリサチ
ュレーション領域における信号を完全に除去させること
ができる磁気共鳴イメージング装置に提供することにあ
る。
における信号の完全除去を種々の態様において、即、対
応できるようにするとともに、特殊な計測等もできるよ
うにした磁気共鳴イメージング装置に提供することにあ
る。
スを印加した後に、断層像情報を得るための最初のパル
スを印加するようにした磁気共鳴イメージング装置にお
いて、プリサチュレーションパルス印加後前記最初のパ
ルス印加直前までに核スピンが熱平衡状態に戻る現象度
合を加味して、前記最初のパルス印加直前の時点で前記
核スピンにおける縦方向の成分が零になるように、前記
プリサチュレーションパルスのパワーを設定したことを
特徴とするものである。
パルスを印加した後、断層像情報を得るための最初のパ
ルスを印加するようにした磁気共鳴イメージング装置に
おいて、プリサチュレーションパルス印加後前記最初の
パルス印加直前までの時間を任意に設定できる手段と、
該時間内に核スピンが熱平衡状態に戻る現象度合を加味
して。
る縦方向の成分が零になるように前記プリサチュレーシ
ョンパルスのパワーが自動設定できる手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。
断層像情報を得るための最初のパルス印加直前の時点で
前記核スピンにおける縦方向の成分が零になるように、
設定することにより、ブリサチュレーション領域におけ
る信号を完全に除去させることができる。
90°パルスが用いられていたものであるが、該90°
パルスを印加した後前記最初のパルスを印加するまでの
間に、核スピンが熱平衡状態に戻ろうとする状態が加味
されていなかったため、前記核スピンにおける縦方向の
成分が存在し、この縦方向の成分によってブリサチュレ
ーション領域における信号が生じていたものであった。
るようにブリサチュレーションのパワーを設定する場合
において、プリサチュレーションパルス印加後前記最初
のパルス印加直前までに核スピンが熱平衡状態に戻る現
象度合を加味してなされるようにしたものである6 したがって、核スピンにおける縦方向の成分が完全に零
になった状態で、断層像情報を得るための動作に入れる
ことから、該断層像情報にブリサチュレーション領域に
おける信号が含まれるようなことは全くなくなる。
チュレーションパルス印加後前記最初のパルス印加直前
までの時間を任意に設定できるようにしたものである。
おいて、種々の要請からプリサチュレーションパルス印
加後を任意に変えたいような場合があっても、即、対応
することができるようになるとともに、診断上において
、特殊な計測等ができるようになる。
印加後前記最初のパルス印加直前までの時間内に核スピ
ンが熱平衡状態に戻る現象度合を加味して、前記最初の
パルス印加直前の時点で前記核スピンにおける縦方向の
成分が零になるように前記プリサチュレーションパルス
のパワーが自動設定できるようにしていることはいうま
でもない。
る。
す全体構成のブロック説明図である。この磁気共鳴イメ
ージング装置は、大別すると、中央処理装置(C,PU
)11と、シーケンサ12と、送信系13と、静磁場発
生磁石10と、受信系15と、信号処理系16とを備え
て構成されたものとなっている。
グラムに従ってシーケンサ12、送信系13、受信系1
5.信号処理系16の各々を制御するようになっている
。
基づいて動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必
要な種々の命令を、後述の第3図に示すシーケンスに基
づいて、送信系13.静磁場発生磁石10の傾斜磁場発
生系14.受信系15に送るようにしている。ここで、
前記静磁場発生装置110は、たとえば0.02〜2ス
テラ程度の静磁場を発生するものとなっている。
コイルとしての照射コイル20aを有し、シーケンサ1
2の指令により高周波発振器17からの高周波パルスを
変調器18で振幅変調、もしくは周波数変調し、この変
調された高周波パルスを高周波増幅器19を介して照射
コイル20aに供給することにより、所定のパルス状の
電磁波を被検体1に照射するようにしている。高周波増
幅器19の利得は、(1:FULLにより求められ、シ
ーケンサ12により制御するようにしている。
ーの度合いにより、たとえば90”パルスあるいは18
0°パルスとすることができる。
して照射コイル20aに流す電流値に対応するものであ
る。
均一な静磁場を発生させるためのものである。この静磁
場発生磁石10の内部には、照射コイル20aのほか、
傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル群21と、受信系
15の受信コイル20bが設置されている。傾斜磁場発
生系14は互いに直交するデカルト座標軸方向にそれぞ
れ独立に傾斜磁場を印加できる構成を有す傾斜磁場コイ
ル群21とは傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場
電源22と、傾斜磁場電源22を制御するシーケンサ1
2により構成されている。
と該受信コイル20bに接続された増幅器23と直交位
相検波器24とA/D変換器25とを有し、被検体1か
らのNMR信号を受信コイル20bが検出するとその信
号を増幅器23、直交位相検波器24、A/D変換器2
5を介しディジタル量に変換するとともに、シーケンサ
12がらの指令によるタイミングで直交位相検波器24
によってサンプリングされた二基列の収集データに変換
して中央処理装置111に送るようにしている。
等の外部記憶装置と、CRT等からなるデイスプレィ2
8とを有し、受信系15がらのデータが中央処理装置1
11に入力されると、該中央処理装置11が信号処理5
画像再構成等の処理を実行し、その結果の被検体1の所
望の断面像をデイスプレィ28に表示するとともに、外
部記憶装置の磁気ディスク26等に記録するようになっ
ている。
によって決まる周波数で静磁場の方向を軸として歳差運
動を行なう、この周波数をラーモア周波数と称す。ラー
モア周波数ν。は、ヤ。=(γ/2π)・H,・・・・
・・(1)で表される。ここで、γは磁気回転比で原子
核の種類毎に固有の値を持つ。また、ラーモア歳差運動
の角速度をω。とすると。
る原子核のラーモア周波数ヤ。に等しい周波数の高周波
磁場(電磁波)を加えると、スピンが励起され高いエネ
ルギー状態に移る。この高周波磁場を打ち切ると、スピ
ンはもとの低いエネルギー状態に戻る。この時に放出さ
れる電磁波を高周波受信コイル20bで受信するように
なっている。
ンスについての説明図である。同図において、区間1.
IIは、ブリサチュレーションを行なう区間であり、ま
た、区間■ないし■は断層像情報を得るための区間とな
っている。
ためのシーケンスについて説明する。
的なスピンエコー法を示したパルスシーケンスである。
印加した後、エコー時間をTeとしたときT e /
2の時間後に180°パルス31を加える。90°パル
ス30を加えた後、各スピンはそれぞれに固有の速度で
X−Y面内で回転を始めるため、時間の経過とともに各
スピン間に位相差が生じる。ここで180°パルス31
が加わると、各スピンは第5図(d)に示すようにX軸
に対称に反転し、その後も同じ速度で回転を続けるため
に時間Teでスピンは再び収束し、エコー信号34を形
成するようになる。
が、断層画像を構成するためには信号の空間的な分布を
求めねばならない、このために線形な傾斜磁場を用いる
。均一な静磁場に傾斜磁場を重畳することで空間的な磁
場勾配ができる。先にも述べたようにスピンの回転周波
数は磁気強度に比例しているから傾斜磁場が加わった状
態においては、各スピンの回転周波数は空間的に異なる
。
置を知ることができる。この目的のために、位相エンコ
ード傾斜磁場35、周波数エンコード傾斜磁場36.3
7が用いられている。
スピンの挙動について、それぞれ第5図(b)ないしく
e)に対応づけて示している。なお、第5図(a)は、
90°パルスを印加する直前の熱平衡状態を示すもので
ある。
。
斜磁場32を印加させるようになっている。この場合に
おけるプリサチュレーションパルス29は、90″パル
スよりも若干大きめのパルスが用いられる。90°パル
スよりも大きくなる程度は、断層像情報を得るための最
初のパルスである90°パルスまでの時間T、に応じて
設定されるものである。
90°パルスを用いた場合、該プリサチュレーションパ
ルス印加後、断層像情報を得るための最初のパルスの印
加までの時間(T、)にスピンが熱平衡状態に戻る過程
にあることが全く考慮されていなかったものである。
ス29のパワーとしては、該プリサチュレーションパル
ス印加後前記最初のパルス印加直前までにスピンが熱平
衡状態に戻る現象度合いを加味して、前記最初のパルス
印加直前の時点で前記スピンにおける縦方向の成分が零
になるように設定されたものとなっている。
層像情報を得るための最初のパルスの印加までの時間t
と、プリサチュレーションパルスのパワーPとの関係は
実験により次のように設定できることが判明した。
おいて、A、B、・・・は、それぞれ定数である。この
定数は、前もって、撮像部位とほぼ同一の緩和時間を持
つ物質を用いて、信号消失が最大となるブリサチュレー
ションパワーを時間T、を変化させることにより、最小
誤差2乗近似で求めておいてもよいし、また、計測の直
前に予備計測を行っては求めてもよい。
とえば照射コイル20aに流す電流によって任意に設定
できるものである。
傾斜磁場32によって選択的に励起されたブリサチュレ
ーション領域43のスピンは、上記第9図と対応づけて
記載した第1図の(b)に示すように、断層像情報を得
るための最初の9゜°パルス30の印加の直前において
、全く縦方向の成分が発生しないようになる。
ルス30.および180°パルス31を印加した後に発
生するNMR信号34にはブリサチュレーション領域4
3からの信号が全く含まれないことになる。
わゆるスポイル傾斜磁場と称され、スピンのスポイルを
おこなうものである。
ーションパルス29のパワーを、断層像情報を得るため
の最初のパルス印加直前の時点で前記核スピンにおける
縦方向の成分が零になるように、設定することにより、
ブリサチュレーション領域における信号を完全に除去さ
せることができるようになる。
90″パルスが用いられていたものであるが、該90°
パルスを印加した後前記最初のパルスを印加するまでの
間に、核スピンが熱平衡状態に戻ろうとする状態が加味
されていなかったため、前記核スピンにおける縦方向の
成分が存在し、この縦方向の成分によってブリサチュレ
ーション領域における信号が生じていたものであった。
るようにブリサチュレーション29のパワーを設定する
場合において、プリサチュレーションパルス印加機前記
最初のパルス印加直前までに核スピンが熱平衡状態に戻
る現象度合を加味してなされるようにしたものである。
になった状態で、断層像情報を得るための動作に入れる
ことから、該断層像情報にブリサチュレーション領域に
おける信号が含まれるようなことは全くなくなる。
実施例として、いわゆるスピンエコー法を用いたもので
あるが、これに限定されることはなくたとえばグラジェ
ント・エコー法を用いたものであってもよい。
スライス面内の動き・流れのアーチファクトを除去する
ものについて説明したものであるが、これに限定される
ことなく、たとえば、スライス面外からの動き・流れの
アーチファクトを除去するものであってもよいことはも
ちろんである。
除去について第6図を用いて説明する。
ーチファクト42とその除去についての説明図である。
流46は、心拍に応じ、流速、流量が周期的に変化し、
その周期が計測の周期と異なるため1位相エンコード方
向41に画像全体にアーチファクト42が発生して、画
質を劣化させる。そこで、スライス面外の上流部の領域
43を予備励起することにより、スライス面内に流入す
る血流46は常に予め励起することにより、スライス面
内に流入する血流46は常に予め励起されており、信号
を発生しない。このため、アーチファクト42は発生し
なくなる。
施例について説明する。
機前記最初のパルス印加直前までの時間を任意に設定で
きる手段と、該時間内に核スピンが熱平衡状態に戻る現
象度合を加味して、前記最初のパルス印加直前の時点で
前記核スピンにおける縦方向の成分が零になるように前
記プリサチュレーションパルスのパワーが自動設定でき
る手段とを備えるようにしたものである。
のパルス印加直前までの時間を、たとえば第2図に示す
CPU11に接続されるキーボード50により入力でき
るようにする。
上記演算式等に基づいてプリサチュレーションパルスの
パワー値が算出され、この算出値と前記時間値のそれぞ
れのデータでシーケンサ12内のシーケンスを変更する
ようになっている。
ョンパルス印加時を任意に変えたいような場合があって
も、即、対応することができるようになるとともに1診
断上において、特殊な計測等ができるようになる。
明する。第7図(a)において、CRTモニタ6oに血
管像61が映像されている。そして、この血管像61と
たとえば直交するようにブリサチュレーション領域62
を設定する。
に設定して第7図(b)に示すように映像させる。この
場合、血流によって血管像61にはブリサチュレーショ
ンされた部分63が大幅にずれた状態で、しかも充分ブ
リサチュレーションされていない状態で映像されること
になる。
変化させて前記プリサチュレーションされた部分63に
おいて、第7図(c)に示すように、充分ブリサチュレ
ーションされた状態で映像させるようにする。
時点からMNR信号発生の時点までの時間経過と、第7
図(c)においてブリサチュレーション領域62のずれ
Lとから、血流の正確な速度を算出することができるよ
うになる。
スの前に1個のプリサチュレーションパルスを設けたも
のであるが、この個数は1個に限定されることはなく複
数個であってもよい。また、第3図に示すシーケンスの
区間1.IIは同じようなものを複数個並設させて形成
するようにしてもよい。
周波数の高周波をある有限時間の関数できりだしたもの
、たとえば、5INC関数の二周期で切り出したもので
も良いし、周波数変調した高周波をある有限時間の関数
で切りだしたものでもよいことはいうまでもない。
ョンパルスのパワーは、高周波発振器17、あるいは変
調器18の出力電流によって設定してもよいことはもち
ろんのこと、これに限らず、出力電圧あるいは出力電力
を制御するようにしてもよい。さらに、高周波増幅器1
8の利得を変化させるようにしてもよい。
気共鳴イメージング装置によれば、ブリサチュレーショ
ン領域における信号を完全に除去させることができるよ
うになる。
去を種々の態様において、即、対応できるようにすると
ともに、特殊な計測等もできるようにできる。
作の一実施例を説明した説明図、第2図は、本発明によ
る磁気共鳴イメージング装置を示す全体構成のブロック
説明図 第3図は、本発明による磁気共鳴イメージング装置のシ
ーケンスの一実施例を説明した説明図。 第4図は、第3図において断層像情報を取り出すシーケ
ンスのみを取り出して説明した説明図。 第5図は、第4図のシーケンスに対応させてスピンの挙
動状態を示した説明図、 第6図は、ブリサチュレーション方法の一態様を示した
説明図。 第7図は1本発明による磁気共鳴イメージング装置の他
の実施例を説明した説明図、 第8図は、ブリサチュレーション方法の説明をするため
の説明図。 第9図は、従来の磁気共鳴イメージング装置の動作の一
例を説明した説明図である。 図中、 29・・・プリサチュレーションパルス、30・・・9
0°パルス(断層像情報を得るための最初のパルス)、
31・・・180°パルス、34・・・NMR信号、4
3・・・ブリサチュレーション領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、照射コイルに、プリサチュレーションパルスを印加
した後、断層像情報を得るための最初のパルスを印加す
るようにした磁気共鳴イメージング装置において、プリ
サチュレーションパルス印加後前記最初のパルス印加直
前までに核スピンが熱平衡状態に戻る現象度合を加味し
て、前記最初のパルス印加直前の時点で前記核スピンに
おける縦方向の成分が零になるように、前記プリサチュ
レーションパルスのパワーを設定したことを特徴とする
磁気共鳴イメージング装置。 2、プリサチュレーションパルスの印加から前記最初の
パルス印加までの時間をtとした場合、プリサチュレー
ションパルスのパワーを{A×EXP(t)+B}に対
応させた値とした請求項第1記載の磁気共鳴イメージン
グ装置。 3、プリサチュレーションパルスの印加から前記最初の
パルス印加までの時間をtとした場合、プリサチュレー
ションパルスのパワーを(A×t+B)に対応させた値
とした請求項第1記載の磁気共鳴イメージング装置。 4、プリサチュレーションパルスの印加から前記最初の
パルス印加までの時間をtとした場合、プリサチュレー
ションパルスのパワーを(At^2+Bt+C)に対応
させた値とした請求項第1記載の磁気共鳴イメージング
装置。 5、プリサチュレーションパルスの印加から前記最初の
パルス印加までの時間をtとした場合、プリサチュレー
ションパルスのパワーを(At^n+Bt^n^−^1
+…+C)に対応させた値とした請求項第1記載の磁気
共鳴イメージング装置。 6、照射コイルに、プリサチュレーションパルスを印加
した後、断層像情報を得るための最初のパルスを印加す
るようにした磁気共鳴イメージング装置において、プリ
サチュレーションパルス印加後前記最初のパルス印加直
前までの時間を任意に設定できる手段と、該時間内に核
スピンが熱平衡状態に戻る現象度合を加味して、前記最
初のパルス印加直前の時点で前記核スピンにおける縦方
向の成分が零になるように前記プリサチュレーションパ
ルスのパワーが自動設定できる手段とを備えたことを特
徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Priority Applications (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02286427A JP3108430B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02286427A Expired - Lifetime JP3108430B2 (ja) | 1990-10-23 | 1990-10-23 | 磁気共鳴イメージング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3108430B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
EP1333295A2 (en) | 2002-01-30 | 2003-08-06 | GE Medical Systems Global Technology Company LLC | Customized spatial saturation pulse sequence for suppression of artifacts in MR images |
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JP7271587B2 (ja) | 2021-03-05 | 2023-05-11 | 株式会社不動テトラ | 人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック |
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- 1990-10-23 JP JP02286427A patent/JP3108430B2/ja not_active Expired - Lifetime
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