JPH04208134A - Magnetic resonance image device - Google Patents

Magnetic resonance image device

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Publication number
JPH04208134A
JPH04208134A JP2340410A JP34041090A JPH04208134A JP H04208134 A JPH04208134 A JP H04208134A JP 2340410 A JP2340410 A JP 2340410A JP 34041090 A JP34041090 A JP 34041090A JP H04208134 A JPH04208134 A JP H04208134A
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JP
Japan
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noise
pulse sequence
magnetic field
read
read pulse
Prior art date
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Pending
Application number
JP2340410A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Kondo
正史 近藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2340410A priority Critical patent/JPH04208134A/en
Publication of JPH04208134A publication Critical patent/JPH04208134A/en
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce greatly the influence of noise upon an object to be inspected and the peripheries of the image device according to the invention by measuring the noise generated from gradient coils, presuming the lead pulse sequence which minimizes the power of the noise, and thereupon driving the gradient coils. CONSTITUTION:An image device comprises a measuring means 9 to measure the characteristic of noise generated by gradient coils 3 for lead, a presuming means 11 which presumes the optimum lead pulse sequence to minimize the power of the noise from the characteristic of the noise to be measured, and a means 4 to drive the gradient coils 3 in accordance with the optimum lead pulse sequence presumed. That is, the coils 3 are driven by a power supply 4 for coils, while this power supply 4, a signal transmission part 7, signal reception part 8, and data collection part 10 are controlled by a system controller 9. A pulse sequence as countermeasure to the noise is provided to suit the intended use. This greatly reduces the influence of the noise upon the object to be inspected 5 and the peripheries of the device concerned.

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の1」的] (産業上の利用分野) 本発明は磁気共鳴映像装置に係り、特に被検体内のスピ
ン密度画像データなとの磁気共鳴信号データを高速に収
集する超高速磁気共鳴映像装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Invention No. 1] (Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, and in particular to a method for processing magnetic resonance signal data such as spin density image data within a subject at high speed. This article relates to ultra-high-speed magnetic resonance imaging equipment that collects images.

(従来の技術) 磁気共鳴映像法(MRI)はよく知られているように、
固有の磁気モーメントを持つ核の集団か一様な静磁場中
に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場
のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質
の化学的および物理的な微視的情報を映像化する手法で
ある。この磁気共鳴映像法では、超音波診断装置やX線
CT等の他の医用画像診断装置に比ベデータ収集時間か
非常に長くかかる。従って、被検体の呼吸等の動きによ
ってアーチファクトが生じたり動きのある心臓や血管系
の映像化か難しいという問題がある。また撮影時間か長
くなるため、被検者に与える苦痛も大きい。
(Prior Art) As is well known, magnetic resonance imaging (MRI)
The chemical and This is a method of visualizing physical microscopic information. This magnetic resonance imaging method takes a very long time to collect data compared to other medical image diagnostic devices such as ultrasonic diagnostic devices and X-ray CT. Therefore, there are problems in that artifacts occur due to movements such as respiration of the subject, and it is difficult to image a moving heart or vascular system. Furthermore, since the imaging time becomes longer, the pain caused to the subject is also greater.

そこで、磁気共鳴映像法において高速にデータ収集する
方法として、マンスフイールドによるエコープラナ−法
や、ハッチソンらによる超高速フーリエ法等か提案され
ている。第12図は超高速フーリエ法(マルチプルエコ
ー・フーリエ法ともいう)による画像データ収集のため
のパルスシーケンスを示したものである。高周波磁場R
Fとして、選択励起用90″高周波パルスを印加すると
同時に、スライス用勾配磁場Gsを印加してスライス面
内の磁化を選択的に励起した後、さらに]80°高周波
パルスを印加してから、スライス面内に平行な方向にリ
ード用勾配磁場G「を高速に正負にスイッチングさせて
印加し、同時にGsおよびGrに直交する方向に位相エ
ンコード用勾配磁場GeをGrのスイッチング毎にパル
ス的に印加する。ここで、スライス用勾配磁場Gsは被
検体5内の所望断面をスライスするための勾配磁場であ
り、位相エンコード用勾配磁場Geはスライス面内の位
置情報を位相情報に変換するための勾配磁場であり、リ
ード用勾配磁場G「は磁気共鳴信号を読み出すための勾
配磁場である。
Therefore, as methods for collecting data at high speed in magnetic resonance imaging, the echo planar method by Mansfield and the ultrafast Fourier method by Hutchison et al. have been proposed. FIG. 12 shows a pulse sequence for collecting image data using the ultrafast Fourier method (also referred to as the multiple echo Fourier method). High frequency magnetic field R
As F, a 90° high-frequency pulse for selective excitation is applied, and at the same time, a gradient magnetic field Gs for slicing is applied to selectively excite magnetization in the slice plane, and then an 80° high-frequency pulse is applied, and then a slicing gradient is applied. A gradient magnetic field G for reading is applied in a direction parallel to the in-plane by switching between positive and negative at high speed, and at the same time a gradient magnetic field Ge for phase encoding is applied in a pulsed manner in a direction perpendicular to Gs and Gr every time Gr is switched. Here, the slicing gradient magnetic field Gs is a gradient magnetic field for slicing a desired cross section in the subject 5, and the phase encoding gradient magnetic field Ge is a gradient magnetic field for converting position information in the slice plane into phase information. The read gradient magnetic field G' is a gradient magnetic field for reading out magnetic resonance signals.

このパルスシーケンスを適用すると、リード用勾配磁場
のスイッチングの度にスライス面内の磁化の位相が揃う
時刻かあるため、多数のエコー信号列が観fllllさ
れる。これらの信号列は、スライス面内の磁化か横磁化
の緩和現象により緩和する時間内に画像データとして収
集することができ、超高速イメージングが可能である。
When this pulse sequence is applied, there is a time when the phase of magnetization in the slice plane is aligned every time the read gradient magnetic field is switched, so a large number of echo signal trains are observed. These signal trains can be collected as image data within the time for relaxation due to the relaxation phenomenon of magnetization in the slice plane or transverse magnetization, making ultra-high-speed imaging possible.

しかしながら、これらの方法には以下に述べるような問
題かある。超高速イメージングを実現するには、リード
用勾配磁場Grを発生するためのリード用勾配コイルに
大電流を供給し、しかもこの電流を高速にスイッチング
する必要かある。この際、勾配コイルに流れる電流が静
磁場より大きな力を受i)i 、リードパルス及び勾配
コイルの騒音応答関数に応じた非常に大きな騒−&が発
生する。この騒名は静磁場強度及び勾配コイル電流か大
きいほど強くなり、しかも超高速イメージング法におい
ては可聴域にあるため、被検体に大きな音響的負担を与
える。この騒音を低減する従来技術として、勾配コイル
の重量、サイズ、支持方法、構造などの変更によるもの
や、音響減衰祠、音響遮断祠等を勾配コイルに糾込む方
法なとか提案されているが、いずれも超市速イメージン
グ法に対して劇的な騒音低減効果があるとは言えないの
が現状である。
However, these methods have problems as described below. In order to realize ultra-high-speed imaging, it is necessary to supply a large current to the read gradient coil for generating the read gradient magnetic field Gr, and to switch this current at high speed. At this time, the current flowing through the gradient coil receives a force larger than the static magnetic field, and a very large noise is generated depending on the read pulse and the noise response function of the gradient coil. This phenomenon becomes stronger as the static magnetic field strength and gradient coil current increase, and since it is within the audible range in ultrahigh-speed imaging methods, it places a large acoustic burden on the subject. Conventional techniques for reducing this noise have been proposed, such as changing the weight, size, support method, structure, etc. of the gradient coil, and incorporating sound damping shrines, acoustic shielding shrines, etc. into the gradient coil. At present, neither method can be said to have a dramatic noise reduction effect compared to the ultra-high-speed imaging method.

一方、被検体の聴覚にて感じる騒音と同振幅で逆位相の
信号を入]二的に発生させ、騒音をキャンセルする技術
か提案されている。この技術は被検体自身の音響的負担
を軽減するという意味では有効な方法であるが、超高速
イメージングのようにリード用勾配コイルから発生ずる
騒音が装置周辺にも甚大な影響を及ぼす点に対しては、
なんら解決策とはなっていない。
On the other hand, a technique has been proposed in which a signal with the same amplitude and opposite phase as the noise perceived by the subject's hearing is generated to cancel the noise. This technology is an effective method in terms of reducing the acoustic burden on the subject itself, but it also has the disadvantage that the noise generated from the lead gradient coil, such as in ultra-high-speed imaging, has a significant impact on the surroundings of the device. Well,
It's not a solution at all.

また、従来の磁気共鳴映像法において、勾配パルスのス
ペクトルの性質をパルスのスイ・ソチング特性を制御す
ることによって変化させ、騒音を低減させる技術が提案
されているが、超高速イメージング法に対する同様の検
討はほとんどなされていないのが現状である。
In addition, in conventional magnetic resonance imaging, a technique has been proposed to reduce noise by changing the spectral properties of gradient pulses by controlling the pulse's sooting characteristics. At present, very little consideration has been made.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように、超高速イメージングを実現するために
、リード用勾配コイルに大電流を供給し、これを高速に
スイッチングすると、勾配コイルに流れる電流が静磁場
より大きな力を受け、リードパルス及びリード用勾配コ
イルの騒音応答関数に応じた非常に大きな騒音が発生す
る。この騒音を低減する従来技術として、勾配コイル自
体及び周辺構造の変更による方法は、いずれも超高速イ
メージング法に対して劇的な騒音低減効果は望めず、ま
た被検体の聴覚で感じる騒音と同振幅で逆位相の信号を
人工的に発生させ騒音をキャンセルする方法は、装置周
辺への騒音の影響を低減することはてきず、さらに勾配
パルスのスペクトルの性質をパルスのスイッチング特性
を制御することによって変化させ騒音を低減させる方法
は、超高速イメージング法に対しても有効な方法とは言
えない。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in order to realize ultra-high-speed imaging, when a large current is supplied to the read gradient coil and this is switched at high speed, the current flowing through the gradient coil is lower than the static magnetic field. A large force is experienced and a very loud noise is generated depending on the read pulse and the noise response function of the lead gradient coil. Conventional techniques for reducing this noise include changing the gradient coil itself and its surrounding structure, but none of them can be expected to have a dramatic noise reduction effect on ultra-high-speed imaging methods, and they are similar to the noise that the subject perceives with his/her hearing. The method of canceling noise by artificially generating signals with opposite phases in amplitude does not reduce the effect of noise on the surroundings of the device, and it is also necessary to control the spectral properties of the gradient pulse to control the switching characteristics of the pulse. The method of reducing noise by changing the noise cannot be said to be an effective method even for ultra-high-speed imaging methods.

本発明は、上述のような超高速イメージングの際に発生
する騒音に対しても有効な騒音低減手段を有する磁気共
鳴映像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus having noise reduction means that is effective even for the noise generated during ultra-high-speed imaging as described above.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波磁
場とスライス用、位相エンコード用およびリード用の各
勾配磁場をそれぞれ所定のバルスンーケンスに従って印
加し、被検体からの磁気井目l信号を検出して映像化す
る磁気共鳴映像装置において、リード用勾配磁場を発生
するためのリード用勾配コイルから発生される騒音の特
性を1:1測する旧制丁段と、この手段により旧制され
る騒音の特性から該騒音のパワーを最小とする最適リー
ドパルスシーケンスを推定する推定手段と、この手段に
より推定された最適リードパルスシーケンスに従って前
記リード用勾配コイルを駆動する手段とを具備すること
によって、被検体及び装置周辺への騒音による音響的影
響を低減させるようにしたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention applies a high-frequency magnetic field and gradient magnetic fields for slicing, phase encoding, and reading to a subject placed in a uniform static magnetic field. In a magnetic resonance imaging apparatus that detects and visualizes the magnetic field signal from the subject by applying magnetic field according to the pulse sequence of : an old control stage to be measured; an estimation means for estimating an optimal lead pulse sequence that minimizes the power of the noise from the characteristics of the noise controlled by this means; By including a means for driving a lead gradient coil, the acoustic influence of noise on the subject and the surroundings of the apparatus is reduced.

最適バルスンーケンスを推定する手段は、イメージング
仕様(空間分解能等)を一定としてリードパルスシーケ
ンスを所定の範囲で可変設定する手段と、この手段によ
り設定されたり一ドバルスンーケンスのスペクトルを推
定する手段と、この手段により推定されたスペクトルと
前記計測手段により計測された騒音の特性とからリード
用勾配コイルから発生される騒音のパワーを推定する手
段と、この手段により推定された騒音のパワーか最小と
なるリードパルスシーケンスを推定する手段とによって
構成される。
The means for estimating the optimum pulse sequence includes a means for variably setting the read pulse sequence within a predetermined range while keeping the imaging specifications (spatial resolution, etc.) constant, and a means for estimating the spectrum of the read pulse sequence set by this means. means for estimating the power of the noise generated from the lead gradient coil from the spectrum estimated by this means and the characteristics of the noise measured by the measuring means; and a minimum power of the noise estimated by this means. and means for estimating a read pulse sequence.

リードパルスシーケンスを可変設定する手段は、リード
パルス波形か矩形波の場合、リード用勾配磁場の勾配強
度及びリード方向のサンプリングピッチを一定として、
リードパルスのスイッチング間隔及びデータ収集時間を
所定の範囲内で変化させる手段、またはリード用勾配磁
場の勾配強度、リード方向のサンプリングピッチ、リー
ドパルスのスイッチング間隔及びデータ収集時間を所定
の範囲内で変化させる手段によって達成される。
In the case of a read pulse waveform or a rectangular wave, the means for variably setting the read pulse sequence sets the gradient strength of the read gradient magnetic field and the sampling pitch in the read direction to be constant,
Means for changing the read pulse switching interval and data collection time within a predetermined range, or changing the gradient strength of the read gradient magnetic field, the sampling pitch in the read direction, the read pulse switching interval and the data collection time within a predetermined range This is achieved by means of

また、リードパルス波形が台形波の場合、リードパルス
シーケンスを可変設定する手段は、リード用勾配磁場の
勾配強度、リード方向のサンプリングピッチ及びリード
パルスのスイッチングタイムを一定として、リードパル
スのスイッチング間隔及びデータ収集時間を所定の範囲
内で変化させる手段、またはリード用勾配磁場の勾配強
度、リード方向のサンプリングピッチを一定として、ク
ー1−パルスのスイッチングタイム、スイッチング間隔
及びデータ収集時間を所定の範囲内で変化させる手段、
あるいはリード用勾配磁場の勾配強度、リード方向のサ
ンプリングピッチ、リードパルスのスイッチングタイム
、スイッチング間隔及びデータ収集時間を所定の範囲内
で変化させる手段によって達成される。
In addition, when the read pulse waveform is a trapezoidal wave, the means for variably setting the read pulse sequence is such that the gradient strength of the read gradient magnetic field, the sampling pitch in the read direction, and the switching time of the read pulse are kept constant, and the switching interval and read pulse sequence are set constant. Means for changing the data collection time within a predetermined range, or by keeping the gradient strength of the read gradient magnetic field and the sampling pitch in the read direction constant, the switching time, switching interval, and data collection time of the Coulomb pulse within a predetermined range. means to change it,
Alternatively, this can be achieved by changing the gradient strength of the read gradient magnetic field, the sampling pitch in the read direction, the read pulse switching time, the switching interval, and the data collection time within a predetermined range.

さらに、リードパルス波形か正弦波の場合、リードパル
スシーケンスを可変設定する手段は、リード用勾配磁場
の勾配強度を一定として、リード方向の不等間隔サンプ
リングピッチ、リードパルスのスイッチング間隔及びデ
ータ収集時間を所定の範囲内で変化させる手段、または
リード用勾配磁場の勾配強度、リード方向の不等間隔サ
ンプリングピッチ、リードパルスのスイッチング間隔及
びデータ収集゛時間を所定の範囲一   〕 〇  − 内で変化させる手段によって達成される。
Furthermore, in the case of a read pulse waveform or a sine wave, the means for variably setting the read pulse sequence includes, while keeping the gradient strength of the read gradient magnetic field constant, the sampling pitch at unequal intervals in the read direction, the switching interval of the read pulse, and the data acquisition time. within a predetermined range, or the gradient strength of the read gradient magnetic field, unequal sampling pitch in the read direction, read pulse switching interval, and data collection time within a predetermined range. achieved by means.

一方、最適リードパルスシーケンスの推定および実施は
、例えば任意断面の画像化を6う際に、各断面毎に騒音
が最小となるシーケンスを推定し、またそれらのシーケ
ンスを個々に実施することによって達成してもよいし、
または任意断面の画像化を行う際に各断面毎に騒音が最
小となるシーケンスを推定し、さらに全断面に適用可能
な最適シーケンス群を構成1.て実施(〜でもよい。
On the other hand, estimating and implementing the optimal lead pulse sequence can be achieved, for example, by estimating the sequence that minimizes noise for each cross section when imaging an arbitrary cross section, and then individually implementing those sequences. You can
Alternatively, when imaging an arbitrary cross section, estimate a sequence that minimizes noise for each cross section, and then construct an optimal sequence group that can be applied to all cross sections.1. (may also be carried out).

騒音パワーの最小値の推定は、例えば騒音特性である騒
音の応答関数スペクトルと、リードパルスのスペクトル
との積の2乗積分値が最小となるように推定することに
よってなされる。
The minimum value of the noise power is estimated, for example, by estimating such that the square integral value of the product of the response function spectrum of the noise, which is a noise characteristic, and the spectrum of the read pulse becomes the minimum value.

(作 用) 本発明においては、リード用勾配磁場印加時に発生する
騒音のパワーを最小とする最適り一ドバルスシーケンス
を推定して実施することで、勾配コイル自体及び周辺構
造に大幅な変更を加えずに、被検体及び装置周辺への騒
音の影響が= 11− 大幅に低減される。
(Function) In the present invention, by estimating and implementing an optimal pulse sequence that minimizes the power of noise generated when applying a gradient magnetic field for reading, significant changes can be made to the gradient coil itself and its surrounding structure. The influence of noise on the subject and the surroundings of the device is significantly reduced by = 11-.

(実施例) 第1図は、本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置の
構成を示すブロック図である。同図において、静磁場磁
石1は励磁用電源2によって駆動され、また勾配コイル
群3は勾配コイル用電源4によって駆動される。これら
により被検体5には一様な静磁場さ、静磁場と同一方向
で互いに直交する3方向、すなわぢスライス方向、位相
エンコード方向およびリード方向に線形傾斜磁場分布を
持つ勾配磁場が印加される。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a magnetic resonance diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a static magnetic field magnet 1 is driven by an excitation power source 2, and a gradient coil group 3 is driven by a gradient coil power source 4. As a result, a uniform static magnetic field and a gradient magnetic field having a linear gradient magnetic field distribution in three directions perpendicular to each other in the same direction as the static magnetic field, namely, the slice direction, the phase encode direction, and the read direction are applied to the subject 5. Ru.

勾配コイル群3には、スライス用、位相エンコード用お
よびリード用の各勾配コイルが含まれている。プローブ
6は送信部7から高周波信号か供給されることによって
、被検体5に高周波磁場を印加し、被検体5内からの磁
気共鳴信号を受信する。プローブ6は送受両用でも送受
借料々に設けてもよい。プローブ6で受信された磁気共
鳴信号は受信部8て例えば位相検波された後、データ収
集部10に転送され、ここでA/D変換された後、デー
タ処理部11に送られる。
The gradient coil group 3 includes gradient coils for slicing, phase encoding, and reading. The probe 6 is supplied with a high frequency signal from the transmitter 7, applies a high frequency magnetic field to the subject 5, and receives a magnetic resonance signal from within the subject 5. The probe 6 may be provided for both transmission and reception, or for both transmission and reception. The magnetic resonance signal received by the probe 6 is subjected to, for example, phase detection in the receiving section 8 , and then transferred to the data collecting section 10 , where it is A/D converted and then sent to the data processing section 11 .

以」二の励磁用電源2、勾配コイル用電源4、送信部7
、受信部8、データ収集部10は全てンステムコントロ
ーラ9によって制御されている。システムコントローラ
9内では、騒音対策パルスシーケンスが各種用途に応じ
て用意されている。システムコントローラ9およびデー
タ処理部10は、コンソール12により制御される。デ
ータ処理部]1ではデータ収集部10から入力された磁
気共鳴信号のフーリエ変換等の画像再構成処理が行われ
ることにより、被検体5内の所望原子核の密度分布など
が計算され、画像データとして求められる。この画像デ
ータは画像デイスプレィ13に入力され、密度分布など
の画像が表示される。
Excitation power source 2, gradient coil power source 4, and transmitting section 7
, the receiving section 8 and the data collecting section 10 are all controlled by a system controller 9. In the system controller 9, noise countermeasure pulse sequences are prepared according to various uses. The system controller 9 and data processing section 10 are controlled by a console 12. The data processing unit] 1 performs image reconstruction processing such as Fourier transform of the magnetic resonance signal input from the data acquisition unit 10, thereby calculating the density distribution of desired atomic nuclei within the subject 5, and converting it into image data. Desired. This image data is input to the image display 13, and images such as density distribution are displayed.

第2図は、本実施例における超高速MRIのリード用勾
配磁場に寄因する音響ノイズ(騒音)を最小とするリー
ドパルスシーケンスを決定スるためのフローチャートを
示している。但し、このフローチャートは、あくまでも
騒音の応答関数スペクトルか与えられており、リードパ
ルスシーケンスの方を変化させて最適化する場合の決定
手順である。以下、各ステップについて詳細に説明する
FIG. 2 shows a flowchart for determining a read pulse sequence that minimizes the acoustic noise caused by the read gradient magnetic field of ultrahigh-speed MRI in this embodiment. However, this flowchart only gives the noise response function spectrum, and is a determination procedure when optimizing the read pulse sequence by changing it. Each step will be explained in detail below.

第2図において、まずステップ21ではリード用勾配コ
イルから発生される騒音の特性、例えば騒音の応答関数
スペクトルΔr(r)を推定する。但し、このスペクト
ルAr(1’)は人間の聴覚の特性であるA特性計測に
より求めるものとする。騒音の応答関数スペクトルの推
定としては、リード用勾配コイル内列の所定の位置にマ
イクロフォン等の音響センサを設置し、■勾配コイルの
入力信号の周波数を掃引して各周波数毎の騒音振幅を4
測する、■勾配コイルの入力信号と(、てインパルスを
用い、その応答(騒音)をフーリエ変換する、等の方法
が考えられる。
In FIG. 2, first in step 21, the characteristics of the noise generated from the lead gradient coil, such as the noise response function spectrum Δr(r), are estimated. However, this spectrum Ar(1') is determined by A-characteristic measurement, which is a characteristic of human hearing. To estimate the noise response function spectrum, an acoustic sensor such as a microphone is installed at a predetermined position in the inner row of the lead gradient coil, and the frequency of the input signal of the gradient coil is swept to calculate the noise amplitude for each frequency by 4.
Possible methods include measuring the input signal of the gradient coil and using an impulse, and Fourier transforming the response (noise).

第3図は典型的な騒音の応答関数スペクトルAr(r)
を示している。通常、超高速MRIのリードパルスの基
本周波数は数1. OOHz〜数kl(zであり、この
ような周波数帯における音波の波長は勾配コイルのザイ
ズとオーダーか等しくなるため、騒音の応答関数スペク
トルAr(r)は同図に示すように複数のピーク(共振
モード)をrj′すると考えられる。従って、リードパ
ルスシーケンスの基本周波数等を上記ピークから適当に
ずらずことにより騒音レヘルを有意に低減できる。
Figure 3 shows a typical noise response function spectrum Ar(r)
It shows. Normally, the fundamental frequency of the read pulse in ultra-high-speed MRI is approximately 1. OOHz to several kiloliters (z), and the wavelength of the sound wave in such a frequency band is on the order of the same as the size of the gradient coil, so the noise response function spectrum Ar(r) has multiple peaks ( Therefore, by appropriately shifting the fundamental frequency of the read pulse sequence from the above-mentioned peak, the noise level can be significantly reduced.

ステップ22ては、リードパルスシーケンスを規定する
各種パラメータ(リードパルススイッチング間隔Tr、
リード用勾配磁場強度Grなと)を適当な値に設定する
。これらのパラメータの値を所定の束縛条件下でET変
段設定くステップ26)、最適なり−ドパルスンーケン
スをザーチする。すなわち、ステップ23では、人カス
ベクトル(設定されたり−ドパルスシーケンスのスペク
トル)Φr(f)を旧算する。このとき、リード用勾配
コイルの入力に対する騒音出力のスペクトルは、Ar(
f’)  ・Φr(r)と表わせる。次のステップ24
では、騒音パワーPrとして次式%式% に示す騒偶−出力のパワースペクトルl Ar(f) 
 ・Φr(f’) l 2の積分値をit算する。
In step 22, various parameters (read pulse switching interval Tr,
Set the reading gradient magnetic field strength (Gr) to an appropriate value. Step 26) sets the values of these parameters under predetermined constraint conditions, and searches for an optimal dopa sequence. That is, in step 23, the human particle vector (spectrum of the set pulse sequence) Φr(f) is calculated. At this time, the spectrum of the noise output with respect to the input of the lead gradient coil is Ar(
f') ・Φr(r). Next step 24
Then, as the noise power Pr, the noise output power spectrum l Ar (f) shown in the following formula % formula %
- Calculate the integral value of Φr(f') l 2 by it.

Pr−f l Ar(f)  ・Φr(f) l df
    −(1)ステップ25は騒音のパワーPrか最
小が否かを判定して、その最小値Pr、minをザーチ
するステップであり、ステップ23〜25まての処理か
束縛条件内の全ての設定パラメータ値について繰り返し
実施される。最後に、ステップ27ではPrを最小(P
r、m1n)とする最適リードパルスシーケンスか決定
される。以上の最適シーケンスの決定は計算機等でソフ
ト的に実施可能であるが、実際にリードパルスシーケン
スをダイナミックに変化させながら、騒音パワーが最小
となるように求めてもよい。
Pr-f l Ar(f) ・Φr(f) l df
-(1) Step 25 is a step of determining whether the noise power Pr is the minimum value or not, and searching for the minimum value Pr, min. Performed iteratively on parameter values. Finally, in step 27, Pr is set to the minimum (P
An optimal read pulse sequence is determined to be (r, m1n). The above optimal sequence can be determined using software using a computer or the like, but it may also be determined while actually dynamically changing the read pulse sequence so that the noise power is minimized.

次に、超高速MRIのイメージング仕様(空間分解能、
撮像領域等)を一定に保ちつつ、騒音パワーPrを最小
とするようなり−ドパルスシーケンスのパラメータ可変
設定方法について詳細に説明する。リードパルス波形と
しては、矩形、台形および正弦波の3種類について述べ
る。
Next, we will discuss the imaging specifications of ultra-high-speed MRI (spatial resolution,
A detailed description will be given of a method for variable setting parameters of a curved pulse sequence that minimizes the noise power Pr while keeping the imaging area (imaging area, etc.) constant. Three types of read pulse waveforms will be described: rectangular, trapezoidal, and sine wave.

また、イメージング仕様を一定に保つことから、以下の
パラメータについては、全ての例において一定(不変)
とする。
In addition, since the imaging specifications are kept constant, the following parameters are constant (unchanged) in all examples.
shall be.

Xr・リード方向撮像範囲 Xe:位相エンコード方向撮像範囲 Δxr、リード方向空間分解能 Δxe:位相エ位相エンコード方向空間分解能N−ド方
向画素数 (リードサンプリング数) Ne:位相エンコード方向画素数 (位相エンコードザンプリング数) Δte;位相エンコードパルス幅 (超高速フーリエ法) ます、リードパルス波形か矩形で、シーケンスパラメー
タの可変設定方法としてはリード用勾配磁場(Gr)及
びリード→ノ゛ンプリングタイム(Δtr)を−・定に
17つつ、リードパルススイッチング間隔(Tr)を変
化させる方法を用いた場合について述べる(第4図参照
)。上述のようにNe(エンコード方向画素数)は一定
なので、Trを変化させるということは、データ収集時
間(DAT)かT「に比例して変化することに相当する
Xr/read direction imaging range Xe: phase encode direction imaging range Δxr, read direction spatial resolution Δxe: phase encode direction spatial resolution Number of rings) Δte: Phase encode pulse width (ultrafast Fourier method) First, read pulse waveform or rectangular, variable setting method of sequence parameters is read gradient magnetic field (Gr) and read → sampling time (Δtr). - A case will be described in which a method is used in which the read pulse switching interval (Tr) is varied while keeping the read pulse switching interval (Tr) constant (see FIG. 4). As mentioned above, since Ne (the number of pixels in the encoding direction) is constant, changing Tr corresponds to changing it in proportion to the data acquisition time (DAT) or T'.

すなわぢ、データ収集時間1)ATとTrの間には常に
以下の関係かある。
In other words, data collection time 1) There is always the following relationship between AT and Tr.

DAT = Ne−Tr           −(2
)第4図(A)及び(B)は、それぞれリードパルスシ
ーケンス(Tr3種)及び対応するスペクトル(入カス
ペクI・ル)Φr(f)を示している。
DAT=Ne-Tr-(2
) FIGS. 4(A) and 4(B) respectively show the read pulse sequence (3 types of Tr) and the corresponding spectrum (input spectrum I/L) Φr(f).

ここで、データ収集時間DATが満足すべき条件は、以
下のように書けるとする。
Here, it is assumed that the conditions to be satisfied by the data collection time DAT can be written as follows.

Nc(NrΔtr+Δte)  ≦DAT  ≦DAT
max・・・(3) ここで、右辺のDATmaXは超高速MRIのデータ収
集時間と1−で許容可能な最長のデータ収集時間であり
、これは人体の各部位毎に異なった値を持つと考えられ
る。具体的には、血液の流れ、心筋の動き等か避けられ
ない人体胸部ではDATmax= 30〜40m5.ま
た呼吸を故意に停止1さぜることにより内臓の動き等を
大幅に抑制可能な腹部てはl)ATmax + 50−
80m5.さらに動きがなく静磁場均一・性の条件が比
較的良好な頭部ではDATmax= 70〜80m5と
いうように定めてよいと考えられる。但し、データ収集
時間は理想的には短かいほど良い1)けであるか、超高
速MRIの画質がa意に劣化しない範囲内で騒音レベル
かa意に低下するのであれば、その意義は非常に大きい
。具体例としては、上述の頭部の長い1)A T m 
a xに対して騒音が有意に低減するリードパルスシー
ケンスが存在すれば、わされさ大ぎな騒音を発生させる
ことなく頭部の超高速MRI検査が実施可能となるイつ
けである。
Nc (NrΔtr+Δte) ≦DAT ≦DAT
max...(3) Here, DATmaX on the right side is the longest allowable data collection time with the data collection time of ultra-high-speed MRI and 1-, and this has a different value for each part of the human body. Conceivable. Specifically, in the human chest, where blood flow and movement of the heart muscle are unavoidable, DATmax = 30 to 40 m5. In addition, the movement of internal organs can be significantly suppressed by intentionally stopping breathing.l) ATmax + 50-
80m5. Furthermore, for a head that does not move and has relatively good static magnetic field uniformity and properties, it is considered that DATmax may be set as 70 to 80 m5. However, ideally, the shorter the data collection time, the better.1) If the noise level can be reduced at will without the image quality of ultra-high-speed MRI being degraded, then the significance of this is Very large. As a specific example, the above-mentioned long head 1) A T m
If there is a read pulse sequence in which the noise is significantly reduced with respect to ax, it will be possible to carry out an ultra-high-speed MRI examination of the head without generating excessive noise.

一方、式(3)の左辺はデータ収集時間1)ATとして
許容される最短値に相当している。式(3)及び(2)
より、スイッチング間隔Trについての束縛条件を求め
ると以上のように書ける。
On the other hand, the left side of equation (3) corresponds to the shortest value allowed for data collection time 1) AT. Formulas (3) and (2)
Therefore, the constraint condition regarding the switching interval Tr can be written as shown above.

NrΔ Lr+ Δ te≦Tr= DATmax/ 
Nc     −(4)一方、第4図における人カスベ
クトルΦr(f)をスイッチング間隔T「の関数として
書くと、次式となる。
NrΔ Lr+ Δte≦Tr= DATmax/
Nc - (4) On the other hand, when the human waste vector Φr(f) in FIG. 4 is written as a function of the switching interval T', the following equation is obtained.

Φr(f、Tr)のTr依存性としては、スイッチング
間隔Trが長くなると基本周波数間隔が狭くなり、さら
にデータ収集時間DATが長くなることにより各周波数
イ」近のスペクトル幅も狭くなる。
Regarding the Tr dependence of Φr(f, Tr), as the switching interval Tr becomes longer, the fundamental frequency interval becomes narrower, and furthermore, as the data acquisition time DAT becomes longer, the spectral width near each frequency becomes narrower.

また、このとき各スペクトルのピーク値はTrに比例し
て大きくなる。スイッチング間隔Trが短かくなる場合
は、Φr(r、Tr)は上述と全く逆の挙動を示す(第
4図(B)参照)。このようにスイッチング間隔Trを
式(4)の範囲で変化させ、式(1)で決まる騒音パワ
ーPrが最小となる値を求めることにより、最適リード
パルスシーケンスが決定される。
Moreover, at this time, the peak value of each spectrum increases in proportion to Tr. When the switching interval Tr becomes short, Φr(r, Tr) exhibits a behavior completely opposite to that described above (see FIG. 4(B)). In this way, the optimum read pulse sequence is determined by varying the switching interval Tr within the range of equation (4) and finding the value that minimizes the noise power Pr determined by equation (1).

第5図は、リードパルス波形が矩形で、シーケンスパラ
メータの可変設定方法としてGr。
In FIG. 5, the read pulse waveform is rectangular and Gr is used as a variable setting method for sequence parameters.

Δtr、 Tr(DAT)を共に変化させる場合を示し
ている。この時、リ−1・用勾配磁場強度Grはスイツ
チング間隔Trの関数として、以下のように決まるとす
る。
The case where both Δtr and Tr(DAT) are changed is shown. At this time, it is assumed that the gradient magnetic field strength Gr for Li-1 is determined as a function of the switching interval Tr as follows.

ここで、γは磁気回転比であり、他のパラメータは前述
の通りである。リード用勾配磁場強度Grを式(6)の
ように決めることにより、データ収集時間DATをでき
る限り短かくすることができる。
Here, γ is the gyromagnetic ratio, and the other parameters are as described above. By determining the reading gradient magnetic field strength Gr as shown in equation (6), the data collection time DAT can be made as short as possible.

一方、リード用勾配磁場強度叶には、勾配電源の性能等
により上限が存在し、それをGr、maXとすると Gr≦Gr、max            −(7)
式([i) 、  (7)よりスイッチング間隔T「の
下限が定まり、許容データ収集時間DATmaxからの
制約と合わせて、Trは以下の束縛条件を満たず必要が
ある。
On the other hand, there is an upper limit to the gradient magnetic field strength for reading depending on the performance of the gradient power supply, etc., and if this is Gr and max, then Gr≦Gr, max - (7)
The lower limit of the switching interval T' is determined from equations ([i) and (7), and together with the constraints from the allowable data collection time DATmax, Tr must satisfy the following constraint conditions.

・・(8) = 21− また、第5図における入カスベクトルΦr(f)をスイ
ッチング間隔Trの関数として書くと、次式となる。
...(8) = 21- Furthermore, when the input waste vector Φr(f) in FIG. 5 is written as a function of the switching interval Tr, the following equation is obtained.

Φr(r、Tr) Φr(f、Tr)のTr依存性については、スイッチン
グ間隔Trが長くなると第4図の場合とほぼ同し挙動を
示すが、各基本周波数(rm= (2m−1)/2Tr
) (;I近のスペクトルピーク値はほぼ一定である。
Φr (r, Tr) Regarding the Tr dependence of Φr (f, Tr), when the switching interval Tr becomes longer, the behavior is almost the same as in the case of Fig. 4, but at each fundamental frequency (rm = (2m-1) /2Tr
) (;The spectral peak value near I is almost constant.

また、スイッチング間隔Trが短かくなる場合には、上
述と全く逆の挙動を示す。最小となる騒音パワーPrの
求め方は、前述l、た通りである。
Furthermore, when the switching interval Tr becomes short, the behavior is completely opposite to that described above. The method for determining the minimum noise power Pr is as described in section 1 above.

このようなシーケンスパラメータの可変設定方法のメリ
ットとしては、データ収集時間が第4図の場合と比べて
相対的に短かくなること、及びスイッチング間隔Trか
長くなる方向に最小となる騒音パワーPrか存在する場
合、リード用勾配磁場強度GrO値自体も式(6)より
小さくなるので、騒音低減の相乗効果か期待てきること
なとか挙げられる。
The advantages of such a variable setting method of sequence parameters are that the data collection time is relatively short compared to the case shown in FIG. If it exists, the reading gradient magnetic field strength GrO value itself will be smaller than Equation (6), so a synergistic effect of noise reduction can be expected.

第6図は、リードパルス波形が台形で、シーケンスパラ
メータの可変設定方法としてり−1・用勾配磁場強度G
r、ザンブリングタイムΔtr及びリード用勾配磁場の
スイッチングタイム(Ts)を一定にしつつ、Tr(D
AT)を変化させる場合を示している。この時、スイッ
チング間隔Trは以下の束縛条件を満たず必要がある。
Figure 6 shows that the read pulse waveform is trapezoidal and the sequence parameter is variable setting method.
Tr(D
This shows the case where the AT) is changed. At this time, the switching interval Tr must satisfy the following constraint conditions.

NrΔtr+Ts≦1゛r≦I)ATmax/ Ne−
(10)但し、スイッチングタイムTsはΔte(エン
コードパルス幅)よりも長くなるとした。第6図におけ
る入カスベクトルΦr(f)をスイッチング間隔Tr及
びスイッチングタイムTsの関数として書くと (1) r(f 、T−r、Ts) ・・(11) 式(II)、(12)でスイッチングタイムTsをゼロ
とすると、リードパルスが矩形のΦr(r、Tr)(式
(5))と一致することかわかる。
NrΔtr+Ts≦1゛r≦I) ATmax/ Ne−
(10) However, the switching time Ts is assumed to be longer than Δte (encode pulse width). When the input waste vector Φr(f) in Fig. 6 is written as a function of the switching interval Tr and the switching time Ts, we get (1) r(f, Tr, Ts) (11) Equations (II), (12) If the switching time Ts is set to zero, it can be seen that the read pulse matches the rectangular Φr(r, Tr) (Equation (5)).

Φr(r、Tr、Ts)のTr依存性としては(第6図
の方法ではスイッチングタイムTsは一定)、スイッチ
ング間隔Trか長くなるとリードパルスが矩形の場合と
同様、基本周波数間隔が狭くなり、各周波数イツ近のス
ペクトル幅もせまくなる。さらに各スペクi・ルのピー
ク値はスイッチング間隔Trの増大と共に矩形リードパ
ルスのそれに近づく。また、スイッチング間隔Trが短
かくなると上述と全く逆の挙動となり、各スペクトルの
ピーク値は矩形リードパルスのそれに対して減少してい
く。最小となる騒音パワーPrの求め方は、前述した通
りである。
Regarding the Tr dependence of Φr (r, Tr, Ts) (in the method shown in FIG. 6, the switching time Ts is constant), as the switching interval Tr becomes longer, the fundamental frequency interval becomes narrower, as in the case where the read pulse is rectangular. The spectral width near each frequency also becomes narrower. Furthermore, the peak value of each spectrum approaches that of the rectangular read pulse as the switching interval Tr increases. Furthermore, when the switching interval Tr becomes shorter, the behavior is completely opposite to that described above, and the peak value of each spectrum decreases relative to that of the rectangular read pulse. The method for determining the minimum noise power Pr is as described above.

第7図はリードパルス波形が台形で、シーケンスパラメ
ータの可変設定方法としてリード用勾配磁場強度Gr、
サンプリングタイムΔ[rを一定にしつつ、スイッチン
グタイムTs及びTr(1)AT)を変化させる場合を
示している。この時、スイッチングタイムTsとスイッ
チング間隔Trの間には次式の関係かある。
In FIG. 7, the read pulse waveform is trapezoidal, and the read gradient magnetic field strength Gr,
This shows a case where the switching time Ts and Tr(1)AT) are varied while keeping the sampling time Δ[r constant. At this time, the following relationship exists between the switching time Ts and the switching interval Tr.

Ts=Tr−NrΔtr          −(+3
)所定のリード用勾配磁場強度Grを実現できる最短の
スイッチングタイムをTs、minとすると、スイッチ
ング間隔Trは以下の束縛条件を満たず必要がある。
Ts=Tr−NrΔtr−(+3
) If the shortest switching time that can realize a predetermined reading gradient magnetic field strength Gr is Ts, min, then the switching interval Tr must satisfy the following constraint conditions.

第7図における入カスベクトルΦr(f、Tr、Ts)
は、第6図(a)(+))において NrΔ t「 1’s/Tr= 1−−−−^=−−(15)Tr と置き換えることによって得られる。Φr(「。
Input waste vector Φr (f, Tr, Ts) in Fig. 7
is obtained by replacing NrΔ t"1's/Tr= 1----^=--(15)Tr in FIG. 6(a)(+)). Φr(".

Tr、Ts)のTs依存性としては、スイッチングタイ
ムTsか長くなると(Trか長くなると)、第6図と同
様に基本周波数間隔及び各スペクトル幅は変化するか、
各スペクトルのピーク値はほとんど変化しない。スイッ
チングタイムTsが短かくなると(Trか短かくなると
)」二連と逆の挙動となる。
As for the Ts dependence of Tr, Ts), when the switching time Ts becomes longer (when Tr becomes longer), the fundamental frequency interval and each spectrum width change as shown in FIG.
The peak values of each spectrum hardly change. When the switching time Ts becomes shorter (Tr becomes shorter), the behavior is opposite to that of the double series.

第8図はリードパルス波形が台形で、シーケンスパラメ
ータの可変設定方法と+7てGr、  Δtr。
In Figure 8, the read pulse waveform is trapezoidal, and the sequence parameter variable setting method is +7Gr, Δtr.

Ts、 l゛r(DAT)を共に変化させる場合を示し
ている。この時、スイッチングタイムTsはリ−1・用
勾配磁場強度Grを実現するための最短のスイッチング
タイムであり、Grに比例するものとする。
This shows the case where both Ts and lr(DAT) are changed. At this time, the switching time Ts is the shortest switching time for realizing the gradient magnetic field strength Gr for Li-1, and is proportional to Gr.

Ts= Ks−Gr            −(1G
)すなわち、スイッチング間隔Trはリード用勾配磁場
強度Grの関数と1−で、次式のように書ける。
Ts=Ks-Gr-(1G
) That is, the switching interval Tr is a function of the read gradient magnetic field strength Gr and 1-, and can be written as the following equation.

Tr= NrΔ tr−1−Ts リード用勾配磁場強度Grの満たすべき条件は、第5図
の場合と同様にOr≦Gr、max (式(7))と、
史に式(10)または(14)の右辺と式(17)より
かある。Φr(r、Tr、Ts)をリード用勾配磁場強
度Grの関数Φr(r、Gr)として表わすには、式(
11)または式(12)に式(I6)のTs(Gr)及
び式(17)のTr(Gr)を代入すればよい。式(7
)及び(18)の束縛条件のドでリード用勾配磁場強度
Grを変化させ、騒音パワーP「が最小となるGrを決
定することで、リードパルスシーケンスが定まる。
Tr=NrΔ tr-1-Ts The conditions that the read gradient magnetic field strength Gr must satisfy are Or≦Gr, max (Equation (7)), as in the case of FIG.
In history, there is something from the right side of equation (10) or (14) and equation (17). To express Φr(r, Tr, Ts) as a function Φr(r, Gr) of read gradient magnetic field strength Gr, the formula (
11) or by substituting Ts(Gr) of equation (I6) and Tr(Gr) of equation (17) into equation (12). Formula (7
) and (18), the read gradient magnetic field strength Gr is changed and the read pulse sequence is determined by determining Gr at which the noise power P' is minimum.

第9図は、リードパルス波形が正弦波で、シーケンスパ
ラメータの可変設定方法として正弦波の振幅Grを一定
としつつTr(DAT)を変化させる場合を示している
。リード方向のサンプリングはフーリエ空間上で等間隔
サンプリングとなるように不等間隔で行い、そのザンブ
リングタイミングはスイッチング間隔Trの変化と共に
変わるものとする。正弦波のリードパルス波形をGr(
t)とすると Gr(t) = Gr sin (マー 1 )   
  −(19)Tr また、フーリエ空間上のリード方向座標krを与える不
等間隔ザンブリング時刻をtr(kr)とすると、 が以下の式を満たす時にスイッチング間隔Trは最小と
なり、 minは以下の式を満たさねばならない。
FIG. 9 shows a case where the read pulse waveform is a sine wave and the sequence parameter variable setting method is to change Tr (DAT) while keeping the amplitude Gr of the sine wave constant. Sampling in the read direction is performed at non-uniform intervals so that sampling is performed at equal intervals in Fourier space, and the sambling timing changes as the switching interval Tr changes. The sine wave read pulse waveform is Gr(
t), then Gr(t) = Gr sin (mar 1)
-(19) Tr Also, if the nonuniform zumbling time that gives the read direction coordinate kr in Fourier space is tr(kr), then the switching interval Tr becomes the minimum when satisfies the following formula, and min satisfies the following formula: must be fulfilled.

従って、スイッチング間隔Trの束縛条件としては 一方、第9図の場合の入カスベクトルΦr(f)をスイ
ッチング間隔Trの関数として表わすと、以下のように
書ける。
Therefore, as a constraint on the switching interval Tr, on the other hand, if the input waste vector Φr(f) in the case of FIG. 9 is expressed as a function of the switching interval Tr, it can be written as follows.

Φr(f、Tr)のT「依存性としては、スイッチング
間隔Trが長くなるとリードパルス波形が矩形の第4図
とほぼ同様に、基本周波数間隔及び各スペクトル幅が狭
くなる。また、このとき各スペクトルのピーク値は、T
rに比例して大きくなる。スイッチング間隔Trか短く
なる場合は、上述と全く逆の挙動となる。Prが最小と
なる最適ンーケンスの求め方は、前述した通りである。
As for the dependence of Φr(f, Tr) on T, as the switching interval Tr becomes longer, the fundamental frequency interval and each spectrum width become narrower, almost the same as in FIG. 4 where the read pulse waveform is rectangular. The peak value of the spectrum is T
It increases in proportion to r. When the switching interval Tr becomes shorter, the behavior is completely opposite to that described above. The method for finding the optimal sequence that minimizes Pr is as described above.

第10図は、リードパルス波形が正弦波で、= 29− シーケンスパラメータの可変設定方法としてリード用勾
配磁場強度Grs不等間隔ザンプリングタイミング、T
r(DAT)共に変化させる場合を示している。スイッ
チング間隔Trとリード用勾配磁場強度Grは常に式(
21)の関係を満たずように定めるとすると、リード用
勾配磁場強度Grはスイッチング間隔Trの関数として
次式のように書ける。
In FIG. 10, the read pulse waveform is a sine wave, and the read gradient magnetic field strength Grs, uneven interval sampling timing, and T
The case where both r(DAT) are changed is shown. The switching interval Tr and read gradient magnetic field strength Gr are always expressed by the formula (
21), the reading gradient magnetic field strength Gr can be written as a function of the switching interval Tr as shown in the following equation.

一方、リード用勾配磁場強度Grは上限を有し、式(7
)のGr≦Gr、maxを満たずので、結局スイッチン
グ間隔Trの最小値は式(19)と式(7)より、Tr
、minとすると ・・・(2G) 従って、第9図の場合と同様にスイッチング間隔Trの
束縛条件は、 第10図の場合の入カスベクトルΦ■・(「、Tr)は
、次式のように書ける。
On the other hand, the read gradient magnetic field strength Gr has an upper limit, and is expressed by the formula (7
), Gr≦Gr, max is not satisfied, so the minimum value of the switching interval Tr is finally determined from equations (19) and (7) by Tr
, min... (2G) Therefore, as in the case of Fig. 9, the constraint condition for the switching interval Tr is as follows: It can be written as follows.

2     yr (f−1/2Tr)・・・(27) Φr(f、Tr)のTr依存性として、スイッチング間
隔Trが長くなると基本周波数間隔及び各スペクトル幅
が狭くなり、スペクトルのピーク値はほぼ一定である。
2 yr (f-1/2Tr)...(27) Regarding the Tr dependence of Φr(f, Tr), as the switching interval Tr becomes longer, the fundamental frequency interval and each spectrum width become narrower, and the peak value of the spectrum becomes approximately constant.

スイッチング間隔Trが短くなる場合は、上述と全く逆
の挙動を示す。なお、第8図及び第10図のメリットは
第5図の方法のそれと同様にしてスイッチング間隔Tr
か長くなる方向に最小となる騒音パワーPrがある場合
、リード用勾配磁場強度GrまたはGrの値自体も小さ
くて済むので、騒音低減の相乗効果が期待できる点など
である。
When the switching interval Tr becomes short, the behavior is completely opposite to that described above. Note that the advantages of FIGS. 8 and 10 are that the switching interval Tr can be adjusted in the same way as the method of FIG.
If there is a minimum noise power Pr in the direction of increasing the length, the read gradient magnetic field strength Gr or the value of Gr itself can be small, so a synergistic effect of noise reduction can be expected.

次に、任意スライスイメージング(ダブルオブリーク)
を超高速MRIにより実施する場合に、騒音パワーPr
か最小となる最適リードパルスシーケンスを決定する手
順について述べる。
Next, arbitrary slice imaging (double oblique)
When performing ultra-high-speed MRI, the noise power Pr
This section describes the procedure for determining the optimal read pulse sequence that minimizes the read pulse sequence.

第11図は任意スライス面に垂直な単位ベクトルe s
  (= (sinθ cosφ、  sinθ co
sθ。
Figure 11 shows the unit vector e s perpendicular to the arbitrary slice plane.
(= (sinθ cosφ, sinθ co
sθ.

COSθ))を示している。この時、リード用勾配磁場
を発生させる勾配コイルは、x、yの2チヤネルで十分
であり、各コイルから発生させるリード用勾配磁場をG
x、r、 Gy、r、 Gz、rとすると以下のように
書ける。
COSθ)) is shown. At this time, two gradient coils, x and y, are sufficient for generating the read gradient magnetic field, and the read gradient magnetic field generated from each coil is
Letting x, r, Gy, r, Gz, r, it can be written as follows.

(Gx、r、 Gy、r、 Gz、r)=  (Gr 
 sinφ、  −Grcosφ、  O)    −
(28)一方、任意スライスの場合の騒音の応答関数ス
ペクトルは、fたけではなくφにも依存すると考えられ
るので、Ar(f、φ)とすると、騒音パワーPrはφ
の関数として次式のように書1プる。
(Gx, r, Gy, r, Gz, r) = (Gr
sinφ, −Grcosφ, O) −
(28) On the other hand, the noise response function spectrum in the case of an arbitrary slice is considered to depend not only on f but also on φ, so if Ar(f, φ), the noise power Pr is φ
As a function of , it can be written as the following equation.

式(29)より各φ毎に(各スライス面毎に)、Pr(
φ)が最小となるリードパルスシーケンスが異なってく
る可能性がある。このような場合のり− ドパルスシー
ケンス設定法としては、所定のφの範囲内における下向
的な最適シーケンス群を固定して使用してもよいし、各
スライス面毎に最適パルスシーケンスを個々に設定して
もよい。
From equation (29), for each φ (for each slice plane), Pr(
The read pulse sequence that minimizes φ) may be different. In such a case, the method for setting the pulse sequence may be to use a fixed downward optimal sequence group within a predetermined range of φ, or to individually set the optimal pulse sequence for each slice plane. May be set.

以」二の実施例では、全て騒音の応答関数スペクトルが
定まっている(一定である)ことを前提として、リード
パルスシーケンスの方を変化させて騒音パワーか最小と
なる最適ンーケンスを求める方法について詳細に述べた
。当然のことながら、リードパルスシーケンスの方を一
定に保ち、勾配コイルの音響的性質を(重量、サイズ、
構造等を)変化させることにより騒音の応答関数スペク
トルAr(1’)を最適化する方法も考えられる。また
両方法の複合法として、リ−トパルスンーケンスΦr(
f)及び騒音の応答関数スペクトルAr(r)共に変化
させることにより騒音パワーか最小となるような組み合
わせを決めるといった方法も考えられる。また、本発明
の方法は超高速MHIのみならず、一般のMRI、高速
MR1などにも適用可能であることは勿論である。
In the second example, we will explain in detail how to find the optimal sequence that minimizes the noise power by changing the read pulse sequence, assuming that the response function spectrum of all noises is fixed (constant). stated. Naturally, the lead pulse sequence should be kept constant and the acoustic properties of the gradient coils (weight, size,
It is also possible to consider a method of optimizing the noise response function spectrum Ar(1') by changing the structure, etc.). In addition, as a combined method of both methods, Rietparsunkens Φr (
It is also possible to consider a method of determining a combination that minimizes the noise power by changing both f) and the noise response function spectrum Ar(r). Furthermore, it goes without saying that the method of the present invention is applicable not only to ultrahigh-speed MHI but also to general MRI, high-speed MR1, and the like.

[発明の効果] 本発明によれば、読み出し用勾配コイルがら発生される
騒音を計71111して、その騒音のパワーを最小とす
るリードパルスシーケンスを推定し、このリードパルス
シーケンスに従って読み出し用勾配コイルを駆動するこ
とにより、勾配コイル自体及び周辺構造に大幅な変更を
加えることなく、被検体及び装置周辺への騒音の影響を
大幅に低減することかできる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a total of 71111 noises generated from the readout gradient coils are estimated, a read pulse sequence that minimizes the power of the noise is estimated, and the readout gradient coils are operated according to this read pulse sequence. By driving the gradient coil, the influence of noise on the subject and the surroundings of the device can be significantly reduced without making any major changes to the gradient coil itself or the surrounding structure.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴映像装置の構
成を示すブロック図、第2図は同実施例において読み出
し用勾配コイルから発生ずる騒音のパワーを最小化する
最適リードパルスシーケンスを決定する手順を示すフロ
ーチャート、第3図は騒音の応答関数スペクトルを示す
図、第4図〜第10図は同実施例において超高速フーリ
エ法におけるリードバルスンーケンスの可変設定方法の
具体例を説明するための図、第11図は任意方向のスラ
イス面に垂直な単位ベクトルを示す図、第12図は超高
速フーリエ法のパルスシーケンスを示す図である。 ] ・・・静磁場磁石 2 ・・・励磁用電源 3 ・・勾配コイル群 4 ・・勾配コイル電源 5 ・・被検体 6 ・・・プローブ 7 ・・送信部 8 ・・受信部 9 ・・・システムコントローラ ]0・・・データ収集部 1トデ一タ処理部 第1図 第2図 第3図 (A)   リードパルスシーケンス (B)  入力2Sクトノ”Pr(f)(A)  リー
ドパルスシーケンス 第1 O図
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the response function spectrum of noise, and FIGS. 4 to 10 are flowcharts showing the procedure for determining the optimal lead pulse sequence for the ultrafast Fourier method in the same example. FIG. 11 is a diagram for explaining a specific example of the setting method, FIG. 11 is a diagram showing a unit vector perpendicular to the slice plane in an arbitrary direction, and FIG. 12 is a diagram showing a pulse sequence of the ultrafast Fourier method. ] ... Static magnetic field magnet 2 ... Excitation power supply 3 ... Gradient coil group 4 ... Gradient coil power supply 5 ... Subject 6 ... Probe 7 ... Transmission section 8 ... Receiving section 9 ... System controller] 0... Data acquisition section 1 Data processing section Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 (A) Read pulse sequence (B) Input 2S "Pr (f) (A) Read pulse sequence 1 O diagram

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一様な静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場と
スライス用、位相エンコード用およびリード用の各勾配
磁場をそれぞれ所定のパルスシーケンスに従って印加し
、被検体からの磁気共鳴信号を検出して映像化する磁気
共鳴映像装置において、 リード用勾配磁場を発生するためのリード用勾配コイル
から発生される騒音の特性を計測する計測手段と、 この手段により計測される騒音の特性から該騒音のパワ
ーを最小とする最適リードパルスシーケンスを推定する
推定手段と、 この手段により推定された最適リードパルスシーケンス
に従って前記リード用勾配コイルを駆動する手段と を具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
(1) A high-frequency magnetic field and gradient magnetic fields for slicing, phase encoding, and reading are applied to a subject placed in a uniform static magnetic field according to predetermined pulse sequences, and magnetic resonance signals from the subject are detected. In a magnetic resonance imaging apparatus that detects and images images, there is provided a measuring means for measuring the characteristics of noise generated from a lead gradient coil for generating a lead gradient magnetic field, and a measuring means for measuring characteristics of noise generated from a lead gradient coil for generating a lead gradient magnetic field; A magnetic resonance imaging system comprising: estimating means for estimating an optimal read pulse sequence that minimizes noise power; and means for driving the read gradient coil in accordance with the optimal read pulse sequence estimated by the means. Device.
(2)前記最適リードパルスシーケンスを推定する推定
手段は、リードパルスシーケンスを所定の範囲で可変設
定する手段と、この手段により設定されたリードパルス
シーケンスのスペクトルを推定する手段と、この手段に
より推定されたスペクトルと前記計測手段により計測さ
れた騒音の特性とからリード用勾配コイルから発生され
る騒音のパワーを推定する手段と、この手段により推定
された騒音のパワーが最小となるリードパルスシーケン
スを推定する手段とを有することを特徴とする請求項1
記載の磁気共鳴映像装置。
(2) The estimating means for estimating the optimum read pulse sequence includes means for variably setting the read pulse sequence within a predetermined range, means for estimating the spectrum of the read pulse sequence set by this means, and estimating by this means. means for estimating the power of the noise generated from the lead gradient coil from the spectrum and the characteristics of the noise measured by the measuring means, and a read pulse sequence that minimizes the power of the noise estimated by this means. Claim 1 characterized in that it has means for estimating.
The magnetic resonance imaging device described.
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