JPH04307031A - Magnetic resonance imageing apparatus - Google Patents

Magnetic resonance imageing apparatus

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JPH04307031A
JPH04307031A JP3070039A JP7003991A JPH04307031A JP H04307031 A JPH04307031 A JP H04307031A JP 3070039 A JP3070039 A JP 3070039A JP 7003991 A JP7003991 A JP 7003991A JP H04307031 A JPH04307031 A JP H04307031A
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JP
Japan
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magnetic field
gradient magnetic
time
coil
hourly
Prior art date
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Pending
Application number
JP3070039A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terutake Ueno
照剛 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04307031A publication Critical patent/JPH04307031A/en
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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable reduction in stimulation of peripheral nerves by alternating time variation components within a rising or falling time of an inclined magnetic field between positive and negative to achieve a hourly alternation of an eddy current in vivo to be inducted by an hourly change in a far or near direction of the nerves. CONSTITUTION:An electrostatic magnetic field magnet 1, X- to Z-axis inclined magnetic field coils 2 and a transmitting/receiving coil 3 are arranged in a gantry 20 and X- to Z-axis inclined magnetic field power sorces 7-9 and a transmitter 5 are driven and controlled with a computer system 11 through a sequencer 10. An echo signal is brought in as an MR signal received with a receiver 6 and undergoes a, specified signal processing to generate a tomographic image of an object to be inspected and the image is shown on a display section 12. In the control with the computer system 11. A waveform of a triangular wave, since wave or the like which turns to zero in time integration while an inclined magnetic field read out normally varies hourly is made to overlap an inclined magnetic field waveform thereby achieving hourly alternation of an eddy current in vivo in a far or near direction of the nerve.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、超高速磁気共鳴イメー
ジング(MRI)装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrafast magnetic resonance imaging (MRI) apparatus.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、MRI装置はX線断層像撮影(
X線CT)装置に比べて非侵襲的であり、特に軟組織の
描出能に優れるとともに、多種多様な生体情報(形態、
流れ、代謝等)が得られるという点で、総合画像診断装
置としての性格を備えている。しかし、その最大の欠点
は、他のモダリティに比べて撮像時間が長いことである
。そのため、動きのある部位の撮像が困難である。 また、患者の拘束時間が長いという点も問題となる。こ
のため、高い臨床的ポテンシャルを有するにも拘らず、
現状ではその適用が脳、中枢神経系や比較的動きの少な
い部位等に限定されており、全身用装置と呼べるまでに
至っていない。最近では、高速スキャンやその応用技術
により、かなり撮像時間の短縮が図られているが、依然
として心臓の瞬時撮影等は困難である。
[Prior Art] Generally, an MRI apparatus is used for X-ray tomography (
It is non-invasive compared to X-ray CT (CT) equipment, has excellent ability to visualize soft tissues in particular, and can capture a wide variety of biological information (morphology, shape, etc.).
It has the characteristics of a comprehensive image diagnostic device in that it can obtain information on blood flow, metabolism, etc.). However, its biggest drawback is the longer imaging time compared to other modalities. Therefore, it is difficult to image a moving part. Another problem is that the patient is restrained for a long time. For this reason, despite having high clinical potential,
Currently, its application is limited to the brain, central nervous system, and parts of the body that move relatively little, and it has not reached the point where it can be called a device for the whole body. Recently, high-speed scanning and its application technology have significantly shortened the imaging time, but instantaneous imaging of the heart is still difficult.

【0003】これに対し、近年、超高速スキャンと呼ば
れるデータ収集を数十ミリ秒で行える撮影法が開発され
ている。これによると、心臓や腹部等の動きのある臓器
の瞬時画像化が可能である。従って、これまで、主とし
て脳、中枢神経系の形態診断用に限定されてきたMRI
装置が、腹部、心臓領域も含めた真の全身用MRI装置
として普及することが期待される。
In contrast, in recent years, an imaging method called ultra-high-speed scanning has been developed that allows data collection to be performed in several tens of milliseconds. According to this, it is possible to instantaneously image moving organs such as the heart and abdomen. Therefore, until now, MRI has been mainly limited to morphological diagnosis of the brain and central nervous system.
It is expected that the device will become widespread as a true whole-body MRI device that includes the abdominal and cardiac regions.

【0004】しかし、超高速MRI装置の実用化のため
には、多くの技術的課題を克服する必要があるが、その
中でも強力な傾斜磁場の高速制御は技術的な側面だけで
はなく、安全性の点で検討を行なわなくてはならない。 すなわち、従来のMRI装置では、軽微で問題になって
いなかった傾斜磁場、およびそれに直交するクロス磁場
の時間変動成分が、超高速MRI装置では磁場強度が非
常に強いので、時間変動成分によって誘起される渦電流
が被験者の抹消神経を刺激する可能性がでてきて、安全
面で問題があった。
[0004] However, in order to put ultra-high-speed MRI equipment into practical use, it is necessary to overcome many technical issues, and among them, high-speed control of strong gradient magnetic fields is not only a technical aspect, but also a safety issue. Consideration must be given to this point. In other words, the time-varying components of the gradient magnetic field and the cross magnetic field perpendicular to it, which were slight and did not pose a problem in conventional MRI equipment, are induced by the time-varying components in ultra-high-speed MRI equipment because the magnetic field strength is extremely strong. There was a risk of eddy currents stimulating the subject's peripheral nerves, posing a safety problem.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は傾斜磁場の時
間変動により誘起される生体内渦電流による末梢神経の
刺激を大幅に軽減、あるいは回避でき、安全性の高い磁
気共鳴イメージング装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-mentioned circumstances, and its purpose is to significantly reduce the stimulation of peripheral nerves due to in-vivo eddy currents induced by temporal variations in gradient magnetic fields; Alternatively, it is an object of the present invention to provide a highly safe magnetic resonance imaging apparatus that can avoid such problems.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明による磁気共鳴イ
メージング装置は、時間変動成分を有する傾斜磁場を発
生する手段と、該時間変動成分が正負交互に交番するよ
うに傾斜磁場発生手段を制御する手段とを具備し、該時
間変動成分により誘起される渦電流を神経遠位・近位方
向に交番させることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention includes means for generating a gradient magnetic field having a time-varying component, and controlling the gradient magnetic field generating means so that the time-varying component alternates between positive and negative. and means for alternating the eddy current induced by the time-varying component in the distal and proximal directions of the nerve.

【0007】[0007]

【作用】本発明による磁気共鳴イメージング装置によれ
ば、傾斜磁場の立ち上がり、立ち下がり時間内にその時
間変動磁場成分を正負に交番させることにより、時間変
動により誘起される生体内渦電流を神経遠位・近位方向
に時間的に交番させることができ、生体内渦電流による
抹消神経刺激を大幅に減少、あるいは回避できる。
[Operation] According to the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, by alternating the time-varying magnetic field components between positive and negative during the rise and fall times of the gradient magnetic field, in-vivo eddy currents induced by time-varying This can be temporally alternated in the lateral and proximal directions, and peripheral nerve stimulation caused by in-vivo eddy currents can be significantly reduced or avoided.

【0008】[0008]

【実施例】以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴
イメージング装置の実施例を説明する。図1は実施例の
概略構成を示すブロック図である。ガントリ20内には
、静磁場磁石1、X軸、Y軸、Z軸傾斜磁場コイル2、
及び送受信コイル3が設けられる。静磁場発生装置とし
ての静磁場磁石1は、例えば、超伝導コイルまたは常伝
導コイルを用いて構成される。X軸、Y軸、Z軸傾斜磁
場コイル2は、X軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy、
Z軸傾斜磁場Gzを発生するためのコイルである。 送受信コイル3は、高周波パルスを発生し、かつ磁気共
鳴により発生した磁気共鳴(MR)信号を検出するため
に使用される。寝台13上の被検体Pはガントリ20内
のイメージング可能領域(イメージング用磁場が形成さ
れる球状の領域であり、この領域内でのみ診断が可能と
なる)に挿入される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment. Inside the gantry 20, there are a static magnetic field magnet 1, X-axis, Y-axis, and Z-axis gradient magnetic field coils 2,
and a transmitting/receiving coil 3. The static magnetic field magnet 1 as a static magnetic field generator is configured using, for example, a superconducting coil or a normal conducting coil. The X-axis, Y-axis, and Z-axis gradient magnetic field coils 2 include an X-axis gradient magnetic field Gx, a Y-axis gradient magnetic field Gy,
This is a coil for generating a Z-axis gradient magnetic field Gz. The transmitter/receiver coil 3 is used to generate high frequency pulses and detect magnetic resonance (MR) signals generated by magnetic resonance. The subject P on the bed 13 is inserted into an imaging possible area (a spherical area in which an imaging magnetic field is formed, and diagnosis is possible only within this area) in the gantry 20.

【0009】静磁場磁石1は、静磁場制御装置4により
駆動される。送受信コイル3は、磁気共鳴の励起時には
送信器5により駆動され、かつMR信号の検出時には受
信器6に結合される。X軸、Y軸、Z軸傾斜磁場コイル
2は、X軸傾斜磁場電源7、Y軸傾斜磁場電源8、Z軸
傾斜磁場電源9により駆動される。
The static magnetic field magnet 1 is driven by a static magnetic field control device 4. The transmitter/receiver coil 3 is driven by a transmitter 5 during magnetic resonance excitation and is coupled to a receiver 6 during MR signal detection. The X-axis, Y-axis, and Z-axis gradient magnetic field coils 2 are driven by an X-axis gradient magnetic field power supply 7, a Y-axis gradient magnetic field power supply 8, and a Z-axis gradient magnetic field power supply 9.

【0010】X軸傾斜磁場電源7、Y軸傾斜磁場電源8
、Z軸傾斜磁場電源9、送信器5はシーケンサ10によ
り所定のシーケンスに従って駆動され、X軸傾斜磁場G
x、Y軸傾斜磁場Gy、Z軸傾斜磁場Gz、高周波(R
F)パルスを、後述する所定のパルスシーケンスで発生
する。この場合、X軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy
,Z軸傾斜磁場Gzは、主として、例えば、読出し用傾
斜磁場Gr、位相エンコード用傾斜磁場Ge、スライス
用傾斜磁場Gsとしてそれぞれ使用される。コンピュー
タシステム11はシーケンサ10を駆動制御するととも
に、受信器6で受信されるMR信号としてのエコー信号
を取り込んで所定の信号処理を施すことにより、被検体
の断層像を生成し、表示部12で表示する。
X-axis gradient magnetic field power supply 7, Y-axis gradient magnetic field power supply 8
, Z-axis gradient magnetic field power supply 9, and transmitter 5 are driven by a sequencer 10 according to a predetermined sequence, and
x, Y-axis gradient magnetic field Gy, Z-axis gradient magnetic field Gz, high frequency (R
F) Generating pulses in a predetermined pulse sequence described below. In this case, the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy
, Z-axis gradient magnetic field Gz are mainly used, for example, as a reading gradient magnetic field Gr, a phase encoding gradient magnetic field Ge, and a slicing gradient magnetic field Gs, respectively. The computer system 11 drives and controls the sequencer 10, captures echo signals as MR signals received by the receiver 6, performs predetermined signal processing, and generates a tomographic image of the subject, which is displayed on the display unit 12. indicate.

【0011】次に、図2に示したパルスシーケンスを参
照して超高速MRIの原理を説明する。なお、図示して
はいないが、図2に示したシーケンスが実行される期間
中、静磁場制御装置4により駆動される静磁場磁石1に
より静磁場が被検体Pに対して静的に印加されている。
Next, the principle of ultrahigh-speed MRI will be explained with reference to the pulse sequence shown in FIG. Although not shown, during the period when the sequence shown in FIG. 2 is executed, a static magnetic field is statically applied to the subject P by the static magnetic field magnet 1 driven by the static magnetic field control device 4. ing.

【0012】スライス傾斜磁場Gzを被検体Pに印加し
つつ選択励起パルスからなるRFパルス(90度パルス
)を印加することにより、被検体Pの特定部位(関心領
域)の核スピンに磁気共鳴を励起し、該スライス内の特
定原子核の核スピンの磁化ベクトルを90゜倒す。その
後、高周波磁場である180度パルスを印加して核磁化
ベクトルを反転させることにより、90度パルスの印加
によりディフェーズされて分散していた核磁化ベクトル
の回転位相をリフェーズして収束させる。
[0012] By applying an RF pulse (90 degree pulse) consisting of a selective excitation pulse while applying a slice gradient magnetic field Gz to the subject P, magnetic resonance is generated in the nuclear spins of a specific region (region of interest) of the subject P. It is excited and the magnetization vector of the nuclear spin of a specific atomic nucleus within the slice is tilted by 90 degrees. Thereafter, by applying a 180-degree pulse, which is a high-frequency magnetic field, to reverse the nuclear magnetization vector, the rotational phase of the nuclear magnetization vector, which was dephased and dispersed by the application of the 90-degree pulse, is rephased and converged.

【0013】そして、180度パルスを印加してから、
読出し傾斜磁場Gxを多数回反転しながら印加すること
によりマルチエコーのエコー信号を発生させるとともに
、各エコー信号毎に位相エンコードを進めることにより
、1回の励起で画像再構成に必要な全データの収集を行
なうことができる。
[0013] After applying a 180 degree pulse,
By applying the readout gradient magnetic field Gx while inverting it many times, a multi-echo echo signal is generated, and by advancing phase encoding for each echo signal, all the data necessary for image reconstruction can be generated with one excitation. can be collected.

【0014】位相エンコードの進め方としては、図2に
破線で示すように、読出し傾斜磁場Gxの印加中に位相
エンコード傾斜磁場Gyを連続的にかける方法と、図2
に実線で示すように、読出し傾斜磁場Gxのスイッチン
グ(立ち上がり、立ち下がり時)毎に、位相エンコード
傾斜磁場Gyをパルス的に印加する方法とがある。前者
をエコー・プラナー法、後者を超高速フーリエ変換法と
称する。
As shown by the broken line in FIG. 2, the phase encoding can be carried out by continuously applying the phase encoding gradient magnetic field Gy while the readout gradient magnetic field Gx is being applied.
As shown by the solid line in , there is a method of applying a phase encode gradient magnetic field Gy in a pulsed manner every time the readout gradient magnetic field Gx is switched (rise and fall). The former is called the echo planar method, and the latter is called the ultrafast Fourier transform method.

【0015】エコー・プラナー法の場合、収集したデー
タは、図3に示すように、横軸kxをGx方向、縦軸k
yをGy方向とするk空間(空間周波数領域)をジグザ
グにスキャンしたものとなっている。これに対して、超
高速フーリエ変換法では、収集したデータは、図4に示
すように、k空間の等間隔格子点上にあるため、そのま
ま2次元フーリエ変換することにより、アーチファクト
のない再構成画像が得られる。
In the case of the echo planar method, the collected data is as shown in FIG. 3, with the horizontal axis kx in the Gx direction and the vertical axis k
This is a zigzag scan of k space (spatial frequency domain) with y as the Gy direction. On the other hand, in the ultra-fast Fourier transform method, the collected data is on equidistant grid points in k-space, as shown in Figure 4, so by directly performing two-dimensional Fourier transform, it is possible to reconstruct the data without artifacts. An image is obtained.

【0016】なお、読出し傾斜磁場Gxの波形としては
、図2に示した矩形波(実際には有限の立ち上がり、立
ち下がり時間があるので、これらを考慮して、以下、台
形波と称する)の代わりに正弦波を用いる方法もある。 この場合、通常の等間隔データサンプリングでは、k空
間上でGx方向のサンプリングポイントが不等間隔とな
るため、等間隔格子点上のデータを得るためには不等間
隔サンプリングやデータ補間作業が必要となる。
The waveform of the readout gradient magnetic field Gx is the rectangular wave shown in FIG. An alternative method is to use a sine wave. In this case, with normal evenly spaced data sampling, the sampling points in the Gx direction are unevenly spaced on k-space, so uneven sampling and data interpolation are required to obtain data on equally spaced grid points. becomes.

【0017】ここで、超高速MRI装置では、読出し傾
斜磁場Gxが他の傾斜磁場に比べて非常に大きいので、
傾斜磁場の生体への影響を論議する際には、読出し傾斜
磁場Gxについてのみ論議すれば充分である。人体が傾
斜磁場中心に対して、図5に示すように位置している場
合、読出し傾斜磁場Gxによる磁場Bgは、X軸方向の
位置をxとすると、x・Gxと表わされる。一方、マッ
クスウェル(Maxwell)の電磁波理論によれば、
読出し傾斜磁場Gxに直交するクロス磁場Bcとしてz
・Gzが存在することになる。ここで、zはZ軸方向の
位置である。図5は傾斜磁場中心が心臓の位置にある場
合を示すが、この場合はx<zであり、頭部での時間変
動磁場成分dBc/dtが問題になりやすいことが分か
る。
[0017] Here, in the ultrahigh-speed MRI apparatus, since the readout gradient magnetic field Gx is extremely large compared to other gradient magnetic fields,
When discussing the influence of gradient magnetic fields on living organisms, it is sufficient to discuss only the readout gradient magnetic field Gx. When the human body is positioned as shown in FIG. 5 with respect to the center of the gradient magnetic field, the magnetic field Bg due to the readout gradient magnetic field Gx is expressed as x·Gx, where x is the position in the X-axis direction. On the other hand, according to Maxwell's theory of electromagnetic waves,
As a cross magnetic field Bc orthogonal to the readout gradient magnetic field Gx, z
・Gz will exist. Here, z is the position in the Z-axis direction. FIG. 5 shows a case where the center of the gradient magnetic field is located at the heart; in this case, x<z, and it can be seen that the time-varying magnetic field component dBc/dt at the head tends to be a problem.

【0018】台形波、あるいは正弦波状に読出し傾斜磁
場Gxが時間的に変動することにより、図6に示すよう
に磁場Bg,Bc(以下、単にBと記す)も時間変動す
る。その時間変動成分dB/dtにより、公知の如く、
生体内に渦電流が誘起され、その渦電流によって神経細
胞内電位が上がり、その電位がある閾値を越せば、神経
刺激として感じられる。例えば、読出し傾斜磁場Gxと
して正弦波を用いた場合には、クロス磁場Bcが61(
T/s)(rms) の時に、眉間の部位においてわず
かな筋収縮(twitch)が感じられたというレポー
トがある。
As the readout gradient magnetic field Gx changes over time in a trapezoidal or sinusoidal waveform, the magnetic fields Bg and Bc (hereinafter simply referred to as B) also change over time, as shown in FIG. According to the time-varying component dB/dt, as is known,
Eddy currents are induced in living organisms, which increase the potential within nerve cells, and when that potential exceeds a certain threshold, it is felt as nerve stimulation. For example, when a sine wave is used as the readout gradient magnetic field Gx, the cross magnetic field Bc is 61 (
There is a report that a slight muscle contraction (twitch) was felt in the area between the eyebrows when T/s) (rms).

【0019】この傾斜磁場の時間変動成分dB/dtに
よって誘起される渦電流波形を考える。傾斜磁場コイル
に流れる電流波形が台形波の場合に発生される渦電流J
の波形を図7に示す。ここで、期間T1,T3は100
μs、T2は0〜100μsである。神経刺激の生理学
的実験から、図7のT1の期間に神経遠位方向に渦電流
Jが誘起され、T3の期間に神経近位方向に渦電流が誘
起されると、その両渦電流間の時間T2が例えば30μ
s以内であると、図8に示すように、神経支配を受けて
いる筋肉からの筋電図が現われないという事実が確認さ
れている。従って、傾斜磁場波形(台形波形)で立ち上
がり、立ち下がり時間内に渦電流を神経遠位・近位方向
に交番させると(T2=0に相当)、時間変動磁場成分
dB/dtによる神経刺激を大幅に減少、あるいは回避
することができる。
Consider the eddy current waveform induced by the time-varying component dB/dt of this gradient magnetic field. Eddy current J generated when the current waveform flowing through the gradient magnetic field coil is a trapezoidal wave
The waveform of is shown in FIG. Here, periods T1 and T3 are 100
μs, T2 is 0 to 100 μs. Physiological experiments on nerve stimulation have shown that when an eddy current J is induced in the distal direction of the nerve during period T1 in Fig. 7, and an eddy current J is induced in the proximal direction of the nerve during period T3, the difference between the two eddy currents is For example, time T2 is 30μ
It has been confirmed that within s, as shown in FIG. 8, electromyograms from innervated muscles do not appear. Therefore, if the eddy current is alternated in the distal and proximal directions of the nerve during the rising and falling times of the gradient magnetic field waveform (trapezoidal waveform) (corresponding to T2 = 0), nerve stimulation by the time-varying magnetic field component dB/dt can be achieved. can be significantly reduced or avoided.

【0020】ここで、超高速MRIの読出し傾斜磁場に
おいて、スピンエコー信号に寄与するのは、図9に示す
斜線の部分であるから、それ以外の位相エンコード傾斜
磁場波形と重なり合う時間内に誘起される渦電流の向き
が時間的に交番するように、すなわち時間変動磁場成分
dB/dtが正負に交番するように読出し傾斜磁場を制
御すればよい。このため、傾斜磁場の制御により、スピ
ンエコー信号に影響が出ることがない。
[0020] Here, in the readout gradient magnetic field of ultrafast MRI, what contributes to the spin echo signal is the diagonally shaded part shown in FIG. The readout gradient magnetic field may be controlled so that the direction of the eddy current changes over time, that is, the time-varying magnetic field component dB/dt alternates between positive and negative. Therefore, controlling the gradient magnetic field does not affect the spin echo signal.

【0021】具体的な方法としては、図10に示すよう
に、通常の読出し傾斜磁場(台形波形)に対して、その
立ち上がり、立ち下がり時間内に、その時間変動成分d
B/dt値が0となる、すなわち生体内渦電流が正負と
交番するような重ね合わせ傾斜磁場を重畳して、神経刺
激回避のための傾斜磁場を発生する。重畳するための重
ね合わせ傾斜磁場波形は、その時間積分が0となるよう
な三角波、あるいは正弦波等の波形である。図10は三
角波の場合を示す。重ね合わせ傾斜磁場波形が誘起する
生体内渦電流の時間積分は上記の条件から0となる。こ
のような台形波と三角波との加算結果である神経刺激回
避の傾斜磁場が誘起する生体内渦電流は、図10に示す
ように、台形波の立ち上がり、立ち下がり期間に正負交
互に交番する。また、重ね合わせ傾斜磁場波形は、図1
1に示すように、複数周期の三角波列、または正弦波列
であってもよい。
As a specific method, as shown in FIG. 10, the time-varying component d of a normal readout gradient magnetic field (trapezoidal waveform) is
A gradient magnetic field for avoiding nerve stimulation is generated by superimposing a superposed gradient magnetic field such that the B/dt value becomes 0, that is, the in-vivo eddy current alternates between positive and negative. The superimposed gradient magnetic field waveform for superimposition is a waveform such as a triangular wave or a sine wave whose time integral is 0. FIG. 10 shows the case of a triangular wave. The time integral of the in-vivo eddy current induced by the superimposed gradient magnetic field waveform becomes 0 from the above conditions. As shown in FIG. 10, the in-vivo eddy current induced by the gradient magnetic field for avoiding nerve stimulation, which is the result of addition of the trapezoidal wave and the triangular wave, alternates between positive and negative during the rising and falling periods of the trapezoidal wave. In addition, the superposed gradient magnetic field waveform is shown in Figure 1.
As shown in FIG. 1, a triangular wave train or a sine wave train having multiple periods may be used.

【0022】ここで、上記の神経刺激回避の傾斜磁場を
実現する手法としては、次の2つがある。先ず、傾斜磁
場コイルが単一巻コイルからなる場合には、コイルに流
す電流そのものを図10に示す神経刺激回避の傾斜磁場
と同一波形にすることによって実現できる。また、傾斜
磁場コイルが多重巻コイルからなる場合には、台形波、
または正弦波状の通常の傾斜磁場波形の第1のコイル電
流を多重巻の一部に流し、残りの多重巻の部分に重ね合
わせ傾斜磁場波形の第2のコイル電流を流すことによっ
て、空間的に傾斜磁場の重ね合わせを実現できる。
Here, there are the following two methods for realizing the gradient magnetic field for avoiding nerve stimulation. First, when the gradient magnetic field coil is composed of a single-turn coil, this can be realized by making the current flowing through the coil itself have the same waveform as the gradient magnetic field for avoiding nerve stimulation shown in FIG. In addition, when the gradient magnetic field coil consists of a multi-turn coil, a trapezoidal wave,
Alternatively, by passing a first coil current with a sinusoidal normal gradient magnetic field waveform through a part of the multiplex windings, and flowing a second coil current with a superimposed gradient magnetic field waveform through the remaining multiplex windings, spatially Superposition of gradient magnetic fields can be realized.

【0023】このように本実施例によれば、傾斜磁場の
立ち上がり、立ち下がり時に時間変動磁場成分を交番さ
せることにより、時間変動磁場成分によって誘起される
渦電流を神経遠位・近位方向に交番させることができ、
その渦電流によって神経膜の興奮を抑制することができ
る。この結果、時間変動磁場成分による神経刺激を大幅
に減少、あるいは回避することができる。
As described above, according to this embodiment, by alternating the time-varying magnetic field components at the rise and fall of the gradient magnetic field, the eddy currents induced by the time-varying magnetic field components are directed toward the distal and proximal directions of the nerve. Can be alternated,
The eddy current can suppress the excitation of the nerve membrane. As a result, nerve stimulation due to time-varying magnetic field components can be significantly reduced or avoided.

【0024】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、種々変形して実施可能である。例えば、実施例では
読出し傾斜磁場のみについて説明したが、他の傾斜磁場
の波形も同様に制御してもよい。また、超高速MRIの
パルスシーケンスとしては、マルチエコーのスピンエコ
ー法を説明したが、これに限定されない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be implemented with various modifications. For example, although only the readout gradient magnetic field has been described in the embodiment, the waveforms of other gradient magnetic fields may be similarly controlled. Further, although the multi-echo spin echo method has been described as a pulse sequence for ultra-high-speed MRI, the present invention is not limited to this.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、読
出し傾斜磁場の立ち上がり、立ち下がり時間内に、その
時間積分が0となるような三角波、または正弦波等の波
形を読出し傾斜磁場波形に重ね合わせることにより、生
体内渦電流が神経遠位・近位方向に時間的に交番するの
で、神経刺激を回避できる超高速MRI装置が提供され
る。
As explained above, according to the present invention, a waveform such as a triangular wave or a sine wave whose time integral becomes 0 within the rise and fall times of the readout gradient magnetic field is read out, and the gradient magnetic field waveform is read out. By superimposing the two, the in-vivo eddy current alternates in time in the distal and proximal directions of the nerve, thereby providing an ultra-high-speed MRI apparatus that can avoid nerve stimulation.

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

【図1】本発明による超高速MRI装置の実施例の概略
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of an ultrahigh-speed MRI apparatus according to the present invention.

【図2】本実施例による超高速MRI装置全体のパルス
シーケンスを示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a pulse sequence of the entire ultrahigh-speed MRI apparatus according to the present embodiment.

【図3】エコー・プラナー法によるデータ収集の様子を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing how data is collected using the echo planar method.

【図4】超高速フーリエ法によるデータ収集の様子を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing how data is collected using the ultrafast Fourier method.

【図5】傾斜磁場とクロス磁場の関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between gradient magnetic fields and cross magnetic fields.

【図6】傾斜磁場波形とその時間変動成分を示す図。FIG. 6 is a diagram showing gradient magnetic field waveforms and their time-varying components.

【図7】コイル電流と渦電流の波形を示す図。FIG. 7 is a diagram showing waveforms of coil current and eddy current.

【図8】渦電流間の時間に対する誘発される筋電位の変
化を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing changes in evoked myoelectric potential versus time between eddy currents.

【図9】超高速MRIにおける読出し傾斜磁場とスピン
エコーとの関係を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between readout gradient magnetic field and spin echo in ultrafast MRI.

【図10】本実施例による神経刺激回避の傾斜磁場波形
の一例とそれにより誘起される生体内渦電流を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing an example of a gradient magnetic field waveform for avoiding nerve stimulation according to the present embodiment and an in-vivo eddy current induced thereby.

【図11】本実施例による神経刺激回避の傾斜磁場波形
の他の例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing another example of a gradient magnetic field waveform for avoiding nerve stimulation according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…静磁場磁石、2…X軸、Y軸、Z軸傾斜磁場コイル
、3…送受信コイル、4…静磁場制御装置、5…送信器
、6…受信器、7,8,9…傾斜磁場電源、10…シー
ケンサ、20…ガントリ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Static magnetic field magnet, 2... X-axis, Y-axis, Z-axis gradient magnetic field coil, 3... Transmission/reception coil, 4... Static magnetic field control device, 5... Transmitter, 6... Receiver, 7, 8, 9... Gradient magnetic field Power supply, 10... sequencer, 20... gantry.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  時間変動成分を有する傾斜磁場を発生
する手段と、該時間変動成分が正負交互に交番するよう
に前記傾斜磁場発生手段を制御する手段とを具備し、該
時間変動成分により誘起される渦電流を神経遠位・近位
方向に交番させることを特徴とする磁気共鳴イメージン
グ装置。
1. Means for generating a gradient magnetic field having a time-varying component; and means for controlling the gradient magnetic field generating means such that the time-varying component alternates between positive and negative, the magnetic field being induced by the time-varying component. A magnetic resonance imaging device characterized by alternating eddy currents generated in the nerve distal and proximal directions.
【請求項2】  前記傾斜磁場発生手段は単一巻の傾斜
磁場コイルを具備し、前記制御手段は時間変動する成分
を有する第1コイル電流を前記傾斜磁場に流す手段と、
前記第1コイル電流が時間変動する期間に正負交互に交
番する第2コイル電流を前記第1コイル電流に重畳する
手段とを具備することを特徴とする請求項1に記載の磁
気共鳴イメージング装置。
2. The gradient magnetic field generating means includes a single-turn gradient magnetic field coil, and the control means causes a first coil current having a time-varying component to flow through the gradient magnetic field;
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, further comprising means for superimposing a second coil current, which alternates in positive and negative directions, on the first coil current during a period in which the first coil current varies over time.
【請求項3】  前記傾斜磁場発生手段は多重巻の傾斜
磁場コイルを具備し、前記制御手段は前記傾斜磁場コイ
ルの一部の巻線に時間変動する成分を有する第1コイル
電流を流す手段と、前記第1コイル電流が時間変動する
期間に前記傾斜磁場コイルの他の巻線に正負交互に交番
する第2コイル電流を流す手段とを具備し、第1、第2
コイル電流を空間的に重畳することを特徴とする請求項
1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. The gradient magnetic field generating means includes a multi-turn gradient magnetic field coil, and the control means includes means for causing a first coil current having a time-varying component to flow through some windings of the gradient magnetic field coil. , means for passing a second coil current alternating between positive and negative through other windings of the gradient magnetic field coil during a period in which the first coil current varies over time;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the coil currents are spatially superimposed.
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